JPWO2010074263A1 - モールドモータ及び電動車両 - Google Patents

Abstract

第１モータケース５２は、第１モータケース５２とギヤケース７０との間に形成される第１空間Ｐ１と対向する面に形成される環状の仕切り部５２Ａを有する。ギヤケース７０は、仕切り部５２Ａに嵌合される。

Description

本発明は、樹脂によってモールドされたステータを備えるモールドモータ及び当該モールドモータを備える電動車両に関する。

従来、電動車両や洗濯機などの駆動原として、軽量かつコンパクトなモールドモータが広く用いられている。

モールドモータは、円環状のステータと、ステータの内側に形成される空間に設けられるロータとを備える。ステータは、樹脂材料によってモールドされた複数のティースを含む。ロータは、ステータの軸心を中心として回転する。

このようなステータとロータは、一般的に、防塵性及び防水性を担保することを目的として、ケース内に収容されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、モールドモータの動力を効率的に利用することを目的として、ロータの回転速度を減じて出力する減速機を利用することが考えられる。

しかしながら、モールドモータの外部に減速機を取り付けると、装置全体のサイズが大きくなってしまう。一方で、減速機をモールドモータに内蔵する場合には、減速機をロータとともにモールドモータ内部に密閉して、減速機の内部に注入されるオイルの漏出などを抑制するための工夫が必要となる。

特開２００１−２１１５９９号公報

本発明の特徴に係るモールドモータは、樹脂によってモールドされた円環状のステータと、ステータの内側に形成される内側空間の一端部側を覆う第１ケースと、内側空間の他端部側を覆う第２ケースと、内側空間において第１ケースに接続される第３ケースと、第１ケースと第３ケースとの間に形成される第１空間に設けられる減速機と、第２ケースと第３ケースとの間に形成される第２空間に設けられるロータとを備え、第１ケースは、第１空間と対向する面に形成される環状の仕切り部を有し、第３ケースは、仕切り部に嵌合されることを要旨とする。

本発明の特徴に係るモールドモータによれば、仕切り部によって、ステータの内側空間に、減速機が設けられる第１空間とロータが設けられる第２空間とに簡便に仕切ることができる。これによって、減速機の内部に注入されるオイルが第１空間から第２空間に漏出することを抑制することができる。その結果、減速機をモールドモータに適切に内蔵させることができる。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、第１空間から第２空間まで仕切り部を貫通する第１貫通孔と、第１貫通孔から外部まで第１ケースを貫通する第２貫通孔とをさらに備えてもよい。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、第１空間と外部とに連通する第１連通孔と、第２空間と外部とに連通する第２連通孔とをさらに備えてもよい。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、第２貫通孔は、モールドモータの取り付け状態において、ステータの中心よりも上方に配設されていてもよい。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、第２貫通孔の外側開口部に一端部が取り付けられる筒状部材をさらに備え、筒状部材の他端部は、モールドモータの取り付け状態において、外側開口部よりも下方に設けられていてもよい。

本発明の特徴に係る電動車両は、回転駆動自在な車輪と、車輪を駆動させるモールドモータとを備える電動車両であって、モールドモータは、樹脂によってモールドされた円環状のステータと、ステータの内側に形成される内側空間の一端部側を覆う第１ケースと、内側空間の他端部側を覆う第２ケースと、内側空間において第１ケースに接続される第３ケースと、第１ケースと第３ケースとの間に形成される第１空間に設けられる減速機と、第２ケースと第３ケースとの間に形成される第２空間に設けられるロータとを有し、第１ケースは、第１空間側に形成される環状の仕切り部を有し、第３ケースは、仕切り部に嵌合されることを要旨とする。

図１は、本発明の実施形態に係る電動二輪車１の右側面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る電動二輪車１の左側面図である。 図３は、本発明の実施形態に係るモールドモータ５を出力側から見た平面図である。 図４は、本発明の実施形態に係るモールドモータ５の上面図である。 図５は、本発明の実施形態に係るモールドモータ５の斜視図である。 図６は、図３のＡ−Ａ線における断面図である。 図７は、図６のＢ部分における拡大図である。 図８は、本発明の実施形態に係る第１モータケース５２の構成を説明するための図である。 図９は、本発明の実施形態に係る連通孔の構成を説明するための図である。 図１０は、本発明の実施形態に係るモールドモータ５の取り付け状態を説明するための図である。

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（電動車両の概略構成）
以下において、本発明に係るモールドモータを適用した電動車両である電動二輪車１について、図面を参照しながら説明する。図１は、電動二輪車１の右側面図である。図２は、電動二輪車１の左側面図である。なお、図２では、モールドモータ５の取り付け状態を説明するために、後輪３を取り外した状態を示している。

図１に示すように、電動二輪車１は、車体フレームが下方に配設された、いわゆるアンダーボーン型の電動二輪車である。電動二輪車１は、前輪２、後輪３、スイングアーム４及びモールドモータ５を備える。

前輪２は、フロントフォークによって回転自在に支持される。後輪３は、スイングアーム４によって回転自在に支持される。スイングアーム４は、車体フレームに揺動可能に取り付けられる。

モールドモータ５は、図２に示すように、スイングアーム４に固定される。モールドモータ５が発生する駆動力は、モールドモータ５の略中心に設けられるモータシャフト５０を介して、図示しない後輪３に伝達される。モールドモータ５は、減速機を内蔵するギヤードモーターである。モールドモータ５の構成については後述する。

（モールドモータの構成）
以下において、本実施形態に係るモールドモータの構成について、図面を参照しながら説明する。なお、以下において、「出力側」とは、モールドモータ５のうちモータシャフト５０が後輪３に接続される側であり、「反出力側」とは、モールドモータ５のうち出力側の反対側である。

図３は、モールドモータ５を出力側から見た平面図である。図４は、モールドモータ５の上面図である。図５は、モールドモータ５の斜視図である。なお、図３では、モールドモータ５が電動二輪車１のスイングアーム４に取り付けられた状態と同様の向きで、モールドモータ５が図示されていることに留意すべきである（図２を参照）。

図３乃至図５に示すように、モールドモータ５は、モータシャフト５０、ステータ５１、第１モータケース５２（本発明に係る「第１ケース」）、第２モータケース５３（本発明に係る「第２ケース」）、端子ボックス５４及びエアブリーザ６０を備える。

モータシャフト５０は、平面視において、モールドモータ５の略中央に設けられる。モータシャフト５０は、第１モータケース５２に挿通される。モータシャフト５０が軸心Ｓを中心として回転することによって、後輪３は駆動される。

ステータ５１は、モータシャフト５０を中心とする円環状に形成される。ステータ５１は、軸心Ｓを中心とする円上に配列された複数のティース５１Ａと、複数のティース５１Ａそれぞれに巻かれたコイル５１Ｂとを樹脂モールド部５１Ｃでモールドすることによって形成される（図６参照）。円環状のステータ５１の内側には、円柱状の内側空間Ｐが形成される。モールドモータ５の内部構造については後述する。

第１モータケース５２は、ステータ５１（内側空間Ｐ）の出力側を覆う。第１モータケース５２には、モータシャフト５０が挿通される。第１モータケース５２は、スイングアーム４にネジ留めされる。

第２モータケース５３は、ステータ５１（内側空間Ｐ）の反出力側に設けられる。図３及び図５に示すように、第１モータケース５２と第２モータケース５３とは、互いにネジ留めされる。

端子ボックス５４は、バッテリに接続されるケーブルＥＣの端部を格納する。バッテリは、通常、シート下に配置される。

エアブリーザ６０は、第１モータケース５２に形成される貫通孔ＴＨ２（図７参照）に嵌め込まれるキャップである。貫通孔の構成については後述する。エアブリーザ６０は、例えば、ゴム部材などによって構成され、密閉状態の内側空間Ｐ内部の気圧変化を抑制するための通気口の一部として機能する。具体的には、内側空間Ｐ内部の空気は、モールドモータ５の動作に伴って内側空間Ｐ内部が昇温されることによって膨張される。内側空間Ｐ内部で膨張した空気は、エアブリーザ６０を介して、外部に排出される。

（モールドモータの内部構造）
以下において、モールドモータ５の内部構造について、図面を参照しながら説明する。

図６は、図３のＡ−Ａ線における断面図である。図６に示すように、モールドモータ５は、内側空間Ｐにおいて、ギヤケース７０（本発明に係る「第３ケース」）、減速機８０及びロータ９０を備える。

ギヤケース７０は、ドーム状に形成されており、第１モータケース５２に接続される。具体的には、第１モータケース５２は、ギヤケース７０側の表面に形成された円環状の仕切り部５２Ａを有する。ギヤケース７０のうち開口を形成する鍔状部分７１は、第１モータケース５２の仕切り部５２Ａに嵌合される。また、ギヤケース７０（鍔状部分７１）は、第１モータケース５２にネジ止めされる。これによって、内側空間Ｐは、第１モータケース５２とギヤケース７０との間に形成される第１空間Ｐ１と、第２モータケース５３とギヤケース７０との間に形成される第２空間Ｐ２とに分割される。

減速機８０は、第１空間Ｐ１に配置される。減速機８０は、ギヤシャフト５５を介して伝達されるロータ９０の回転を、所定の減速比で減速してモータシャフト５０に伝達する。

ロータ９０は、第２空間Ｐ２に配置される。ロータ９０は、軸心Ｓを中心として回転する。ロータ９０の回転は、ロータ９０の中心に挿通されるギヤシャフト５５を介して、減速機８０に伝達される。

ステータ５１は、軸心Ｓを中心とする円上に配列された複数のティース５１Ａと、複数のティース５１Ａそれぞれに巻かれたコイル５１Ｂと、複数のティース５１Ａ及びコイル５１Ｂをモールドする円環状の樹脂モールド部５１Ｃとを有する。なお、樹脂モールド部５１Ｃの一部は、ステータ５１の底部を形成している点に留意すべきである。従って、内側空間Ｐの反出力側は、樹脂モールド部５１Ｃの一部と第２モータケース５３とによって覆われている。このように、本実施形態では、樹脂モールド部５１Ｃの一部と第２モータケース５３とが、本発明に係る「第２ケース」を構成している。

（貫通孔の構成）
以下において、第１モータケース５２に形成される貫通孔の構成について、図面を参照しながら説明する。

図７は、図６のＢ部分における拡大図である。図７に示すように、第１モータケース５２には、第１貫通孔ＴＨ１及び第２貫通孔ＴＨ２が形成されている。

第１貫通孔ＴＨ１は、第１空間Ｐ１から第２空間Ｐ２まで仕切り部５２Ａを貫通するように形成される。

第２貫通孔ＴＨ２は、第１貫通孔ＴＨ１から外部まで第１モータケース５２を貫通するように形成される。

第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内の温度が上昇した場合、第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内の空気は、第１貫通孔ＴＨ１と第２貫通孔ＴＨ２とを通って、エアブリーザ６０から外部に排出される。また、第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内の温度が低下した場合、エアブリーザ６０から流入した外部の空気が、第１貫通孔ＴＨ１と第２貫通孔ＴＨ２とを通って、第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内に流入する。

（第１モータケース５２の構成）
以下において、第１モータケース５２の構成について、図面を参照しながら説明する。

図８（ａ）は、第１モータケース５２を出力側から見た平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。なお、図８（ａ）では、モールドモータ５が電動二輪車１のスイングアーム４に取り付けられた状態と同様の向きで、第１モータケース５２が図示されていることに留意すべきである（図２を参照）。

図８（ａ）に示すように、第１モータケース５２の第１空間Ｐ１と対向する面（出力側面）には、第２貫通孔ＴＨ２が露出している。第２貫通孔ＴＨ２には、上述したエアブリーザ６０が嵌め込まれる。

また、第２貫通孔ＴＨ２は、図２及び図８（ａ）に示すように、モールドモータ５が電動二輪車２に取り付けられた状態において、ステータ５１の中心（軸心Ｓ）よりも上方に配設される。具体的には、第２貫通孔ＴＨ２は、ステータ５１の中心（軸心Ｓ）よりも高さＨ１だけ高い位置に配設される。なお、図８（ａ）では、ステータ５１の中心（軸心Ｓ）は仮想的に示されていることに留意すべきである。

図８（ｂ）に示すように、第１モータケース５２の反出力側表面には、反出力側に突出する仕切り部５２Ａが形成されている。仕切り部５２Ａは、環状に形成されており、内側空間Ｐを２つの空間に仕切るための仕切りとして用いられる。具体的には、上述の通り、仕切り部５２Ａにギヤケース７０が嵌め込まれることによって、内側空間Ｐは第１空間Ｐ１と第２空間Ｐ２とに仕切られる。

仕切り部５２Ａには第１貫通孔ＴＨ１が形成され、第１モータケース５２（本体）には第２貫通孔ＴＨ２が形成される。

（作用及び効果）
実施形態に係るモールドモータ５において、第１モータケース５２は、第１モータケース５２とギヤケース７０との間に形成される第１空間Ｐ１と対向する面に形成される環状の仕切り部５２Ａを有する。ギヤケース７０（鍔状部分７１）は、第１モータケース５２（仕切り部５２Ａ）に嵌合される。また、ギヤケース７０（鍔状部分７１）は、第１モータケース５２にネジ止めされる。

すなわち、ギヤケース７０の鍔状部分７１と第１モータケース５２の仕切り部５２Ａとの嵌合によって、ギヤケース７０及び第１モータケース５２（仕切り部５２Ａ）は、ステータ５１の内側空間Ｐを、減速機８０が設けられる第１空間Ｐ１とロータ９０が設けられる第２空間Ｐ２とに簡便に仕切ることができる。そのため、減速機８０の内部に注入されるオイルが第１空間Ｐ１から第２空間Ｐ２に漏出することを抑制することができる。その結果、減速機８０をモールドモータ５に適切に内蔵させることができる。

また、実施形態に係るモールドモータ５（第１モータケース５２）は、第１空間Ｐ１から第２空間Ｐ２まで仕切り部５２Ａを貫通する第１貫通孔ＴＨ１と、第１貫通孔ＴＨ１から外部まで第１モータケース５２を貫通する第２貫通孔ＴＨ２とを備える。

従って、第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内の温度が上昇した場合、第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内の空気を外部に排出するとともに、第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内の温度が低下した場合、外部の空気を第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内に流入させることができる。その結果、内側空間Ｐ内部の気圧変化を抑制することができる。

また、実施形態に係るモールドモータ５において、第２貫通孔ＴＨ２は、例えば、図２に示すようにモールドモータ５が電動二輪車１のスイングアーム４に取り付けられた状態において、ステータ５１の中心（軸心Ｓ）よりも上方に配設される。従って、第１貫通孔ＴＨ１及び第２貫通孔ＴＨ２を伝って、減速機８０の内部に注入されたオイルが第２貫通孔ＴＨ２から外部に漏出することを抑制できる。

（実施形態の第１変形例）
以下において、図面を参照しながら、上記実施形態の第１変形例について説明する。なお、以下においては、上記実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、本変形例では、モールドモータ５は、第１貫通孔ＴＨ１及び第２貫通孔ＴＨ２に代えて、第１連通孔ＴＳ１及び第２連通孔ＴＳ２を備える。

図９は、本変形例に係る連通孔の構成を説明するための拡大断面図である。図９に示すように、第１モータケース５２には、第１空間Ｐ１と外部とに連通する第１連通孔ＴＳ１と、第２空間Ｐ２と外部とに連通する第２連通孔ＴＳ２とが形成されている。

第１空間Ｐ１内部の空気は第１連通孔ＴＳ１を介して外部に排出され、外部の空気は第１連通孔ＴＳ１を介して第１空間Ｐ１内部に流入する。同様に、第２空間Ｐ２内部の空気は第２連通孔ＴＳ２を介して外部に排出され、外部の空気は第２連通孔ＴＳ２を介して第２空間Ｐ２内部に流入する。

なお、第１連通孔ＴＳ１及び第２連通孔ＴＳ２それぞれには、エアブリーザが嵌め込まれてもよい。

（作用及び効果）
第１変形例に係るモールドモータ５は、第１空間Ｐ１と外部とに連通する第１連通孔ＴＳ１と、第２空間Ｐ２と外部とに連通する第２連通孔ＴＳ２とを備える。

従って、第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内の温度が上昇した場合、第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内の空気を外部に排出するとともに、第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内の温度が低下した場合、外部の空気を第１空間Ｐ１内及び第２空間Ｐ２内に流入させることができる。その結果、内側空間Ｐ内部の気圧変化を適切に抑制することができる。

（実施形態の第２変形例）
以下において、図面を参照しながら、上記実施形態の第２変形例について説明する。なお、以下においては、上記実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、本変形例では、モールドモータ５は、第２貫通孔ＴＨ２の外側開口部に取り付けられる筒状部材１００を備える。

図１０は、本変形例に係るモールドモータ５の取り付け状態を説明するための図である。なお、図１０では、モールドモータ５が電動二輪車１のスイングアーム４に取り付けられた状態と同様の向きで、スイングアーム４及びモールドモータ５のアッセンブリが図示されていることに留意すべきである（図２を参照）。

図１０に示すように、筒状部材１００の一端部１００ａは、第２貫通孔ＴＨ２の外側開口部ＴＨ２１に取り付けられる。筒状部材１００は、第１モータケース５２の外縁に沿って延ばされており、筒状部材１００の他端部１００ｂは、第２貫通孔ＴＨ２の外側開口部ＴＨ２１よりも下方に設けられている。

筒状部材１００は、例えば、ゴムやプラスチックなどによって構成される。具体的には、筒状部材１００は、第２貫通孔ＴＨ２の外側開口部ＴＨ２１から高さＨ３だけ上方に向けて延びており、さらに、モールドモータ５（ステータ５１）の周方向に沿って円弧状に延びるように配置される。なお、筒状部材１００は、例えば、第１モータケース５２に設けられる治具などによって、第１モータケース５２に配設される。

筒状部材１００の他端部１００ｂは、筒状部材１００の一端部１００ａよりも高さＨ２だけ低い位置に配設される。また、筒状部材１００の他端部１００ｂは、筒状部材１００の最も高い部分よりも高さＨ２＋Ｈ３だけ低い位置に配設される。

なお、第２貫通孔ＴＨ２（外側開口ＴＨ２１）は、図２及び図１０に示すように、モールドモータ５が電動二輪車２に取り付けられた状態において、ステータ５１の中心（軸心Ｓ）よりも上方に配設される。具体的には、第２貫通孔ＴＨ２（外側開口ＴＨ２１）は、ステータ５１の中心（軸心Ｓ）よりも高さＨ１だけ高い位置に配設される。

（作用及び効果）
第２変形例に係るモールドモータ５は、第２貫通孔ＴＨ２の外側開口部に一端部が取り付けられる筒状部材１００を備える。筒状部材１００の他端部は、第２貫通孔ＴＨ２の外側開口部よりも下方に設けられる。

従って、第２貫通孔ＴＨ２からモールドモータ５の内部に埃や水などが浸入することを抑制することができる。

［その他の実施形態］
本発明は上記実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記実施形態では、モールドモータ５を電動二輪車１に適用する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、モールドモータ５は、送風機や洗濯機などに適用することができる。

また、上記実施形態では、樹脂モールド部５１Ｃの一部と第２モータケース５３とが、本発明に係る「第２ケース」を構成することとしたが、これに限られるものではない。例えば、樹脂モールド部５１Ｃがドーナツ型に形成されるとともに、第２モータケース５３が内側空間Ｐの反出力側を覆っていてもよい。この場合には、本発明に係る「第２ケース」は、第２モータケース５３のみによって構成されることとなる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明によれば、減速機を内蔵可能なモールドモータ及び電動車両を提供することができる。

Claims (6)

1. 樹脂によってモールドされた円環状のステータと、
   前記ステータの内側に形成される内側空間の一端部側を覆う第１ケースと、
   前記内側空間の他端部側を覆う第２ケースと、
   前記内側空間において前記第１ケースに接続される第３ケースと、
   前記第１ケースと前記第３ケースとの間に形成される第１空間に設けられる減速機と、
   前記第２ケースと前記第３ケースとの間に形成される第２空間に設けられるロータと
   を備え、
   前記第１ケースは、前記第１空間と対向する面に形成される環状の仕切り部を有し、
   前記第３ケースは、前記仕切り部に嵌合される
   ことを特徴とするモールドモータ。
2. 前記第１空間から前記第２空間まで前記仕切り部を貫通する第１貫通孔と、
   前記第１貫通孔から外部まで前記第１ケースを貫通する第２貫通孔と
   をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールドモータ。
3. 前記第１空間と外部とに連通する第１連通孔と、
   前記第２空間と外部とに連通する第２連通孔と
   をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールドモータ。
4. 前記第２貫通孔は、モールドモータの取り付け状態において、前記ステータの中心よりも上方に配設される
   ことを特徴とする請求項２に記載のモールドモータ。
5. 前記第２貫通孔の外側開口部に一端部が取り付けられる筒状部材をさらに備え、
   前記筒状部材の他端部は、モールドモータの取り付け状態において、前記外側開口部よりも下方に設けられる
   ことを特徴とする請求項２に記載のモールドモータ。
6. 回転駆動自在な車輪と、
   前記車輪を駆動させるモールドモータと
   を備える電動車両であって、
   前記モールドモータは、
   樹脂によってモールドされた円環状のステータと、
   前記ステータの内側に形成される内側空間の一端部側を覆う第１ケースと、
   前記内側空間の他端部側を覆う第２ケースと、
   前記内側空間において前記第１ケースに接続される第３ケースと、
   前記第１ケースと前記第３ケースとの間に形成される第１空間に設けられる減速機と、
   前記第２ケースと前記第３ケースとの間に形成される第２空間に設けられるロータと
   を有し、
   前記第１ケースは、前記第１空間側に形成される環状の仕切り部を有し、
   前記第３ケースは、前記仕切り部に嵌合される
   ことを特徴とする電動車両。

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