TWI292461B - - Google Patents

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TWI292461B
TWI292461B TW094116134A TW94116134A TWI292461B TW I292461 B TWI292461 B TW I292461B TW 094116134 A TW094116134 A TW 094116134A TW 94116134 A TW94116134 A TW 94116134A TW I292461 B TWI292461 B TW I292461B
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TW
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motor
drive
rotor
electric vehicle
cooling structure
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TW094116134A
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Yoshiaki Tsukada
Takashi Ozeki
Akihiro Iimuro
Tomomi Ishikawa
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Honda Motor Co Ltd
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Description

1292461 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於以驅動馬達來作爲動力或輔助動力來進 行行駛的電動車輛之馬達冷卻構造。 【先前技術】 將馬達作爲動力的電動車輛，與將引擎作爲動力的習 知的汽機車比較起來，沒有大氣污染且噪音公害也較小， 加減速的回應性較佳，而相反的，由於電池能力的限制， 所以其續航距離較短，而相對於每單位行駛距離的能量單 價會較高，會有經濟性較差的缺點。因此，爲了彌補這種 僅以馬達行駛的電動車輛的缺點，且發揮其優點，將搭載 了馬達與引擎的油電混合動力型的電動車輛予以實用化。 另一方面，作爲變速機是具備了皮帶式的無段變速機 ’在這種將其收容於動力單元殼體內的車輛，是藉由驅動 側及從動側的各皮帶輪與皮帶的摩擦熱，讓動力單元殼體 內被加熱。因此，如專利文獻1所揭示，在動力單元殼體 ’是採用了能有效率地將外氣導入到其內部來將其冷卻的 排氣構造。 【專利文獻i】 曰本特開昭62- 1 6530號公報 【發明內容】 〔發明欲解決的課題〕 -5- (2) 1292461 在電動車輛，發熱量較大的驅動馬達是與皮帶式的無 段變速機一起被收容於動力單元殼體內。可是，上述的習 知的冷卻構造，發熱源是限定於變速機或啓動馬達，爲了 將發熱量較小的引擎車輛用的動力單元作爲對象，即使就 這樣將其適用於發熱量較大的電動車輛，也很難充分地將 動力單元殼體內部冷卻。 本發明的目的，是要解決上述習知技術的課題，要提 供一種電動車輛之馬達冷卻構造，在電動車輛的動力單元 殼體內，能有效率地冷卻驅動馬達。 〔用以解決課題的手段〕 爲了達成上述目的，本發明，是電動車輛的馬達冷卻 構造，其特徵如下述的手段。 (1 )是具備有：連結於驅動輪的驅動馬達、用來收 容驅動馬達的動力單元殼體、用來將外氣作爲冷卻氣流導 入到動力單元殼體內的進氣口、以及設置在上述驅動馬達 的附近的排氣口，上述進氣口與排氣口，是經由上述驅動 馬達的定子與轉子的間隙而連通在一起。 (2 )上述排氣口，從車輛的側面觀察，是被配置在 驅動馬達的投影區域內。 (3 )具備有：隔著預定的間隔來覆蓋上述排氣口的 罩覆構件。 (4 )包含有：以循環狀皮帶將驅動皮帶輪與從動皮 帶輪予以連結所構成的無段變速機、與上述驅動皮帶輪設 -6 - (3) 1292461 置成同軸狀的進氣風扇、以及將上述驅動馬達與從動皮帶 輪連結成同軸狀的驅動軸；上述進氣口是設置在上述進氣 風扇附近。 (5 )包含有：在定子的外周側配置轉子的外轉子型 馬達、以及與上述外轉子的軛部相對向，與該轉子連結成 同軸狀的風扇，在上述外轉子的軛部與風扇之間，設置有 預定的間隙。 (6 )在上述轉子的軛部，是開設有通氣口。 〔發明效果〕 藉由本發明，可達成以下的效果。 - (1 )藉由第1發明，由於能有效率地冷卻驅動馬達 ，所以不只能將冷卻風扇小型化，還能抑制動力單元殼體 內的溫度上升的情形，而能提昇無段變速機的耐久性。 (2 )藉由第2發明，能夠將驅動馬達的定子所產生 的熱量有效率地從車輛的側面排出。 (3 )藉由第3發明，能夠防止污泥或水從車輛外部 侵入到動力單元殼體內，且能有效率地將動力單元殼體內 的熱量排出到車輛外部。 (4 )藉由第4發明，僅以設置於無段變速機的驅動 側的進氣風扇，則不只是無段變速機的驅動側，還能冷卻 至皮帶及從動側。 (5)藉由第5發明，由於在外轉子的軛部與風扇之 間形成了通風路線，所以能有效率地冷卻外轉子型馬達。 -7 - (4) 1292461 (6 )藉由第6發明，在外轉子型馬達的定子所產生 的熱量，會從轉子的軛部所形成的通氣口，經過在上述軛 部與風扇之間所形成的通風路線，而排氣到外部，所以能 夠更有效率地將外轉子型馬達予以冷卻。 【實施方式】 以下，參照圖面針對本發明的較佳實施方式來詳細說 | 明。第1圖，是適用本發明的馬達冷卻構造的速克達型油 電混合動力車輛的一實施方式的側面圖。 油電混合動力車輛，在車體前方是具有用來軸支承前 輪WF的前叉1，該前叉1，是被樞支在頭管2，藉由車把 3的操作而可轉向。從頭管2朝向後下方安裝有下管4, 從該下管4的下端起略水平地延伸設置有中間框架5。從 中間框架5的後端起，是朝向後上方形成有後部框架6。 在以這種方式構成的車體框架10，是樞支安裝著： φ包含作爲動力源的引擎、馬達及動力傳達機構的動力單元 1 1的其中一端。動力單元1 1，在其後方的另一端側是可 旋轉地安裝著驅動輪也就是後輪WR，並且藉由安裝於後 部框架6的後避震器所懸吊著。 車體框架1 0的外周是以車體外殼1 3所覆蓋，在車體 外殼1 3的後方且上面部，是固定著讓搭乘者乘坐的座墊 1 4 °在座墊1 4的更前方處是形成有讓搭乘者放置腳部的 腳踏板1 5。在座墊14的下方，是設置有：例如用來收容 安全帽或行李等的作爲應用空間的機能的置物箱i 00。 -8- (5) (5)1292461 第2圖，是顯示上述油電混合車輛的系統構造的方塊 圖，上述動力單元11，是具備有：引擎20、作爲引擎啓 動機及發電機的機能的ACG啓動馬達21a、與曲軸22連 結而將引擎20的動力傳達到後輪WR的無段變速機（動 力傳達手段）23、使上述無段變速機23的變速比變化的 變速馬達77、用來將曲軸22與無段變速機23的輸入軸 之間的動力傳達予以分離連接的起步離合器4 0、作爲發 動機或發電機的機能的驅動馬達2 1 b、將動力從引擎20 及驅動馬達2 1 b傳達到後輪WR側，但是不會將動力從後 輪WR傳達到引擎20側的單向離合器44、以及將來自於 無段變速機23的輸出予以減速而將其傳達到後輪WR的 減速機構69;這些構造是收容在動力單元殻體內。 引擎20的動力，是從曲軸22，經由起步離合器40、 無段變速機23、單向離合器44、驅動軸60、及減速機構 69，而傳達到後輪WR。另一方面，驅動馬達2 1 b的動力 ，是經由驅動軸6 0及減速機構6 9而傳達到後輪WR。也 就是在本實施方式中，驅動軸60是兼作爲驅動馬達21b 的輸出軸。 在ACG啓動馬達21a及驅動馬達21b，是連接著電 池74。該電池74，當驅動馬達2 1 b作爲發動機的機能， 且ACG啓動馬達21a作爲啓動機的機能時，是將電力供 給到馬達2 1 a、2 1 b，當ACG啓動馬達2 1 a及驅動馬達 21b作爲發電機的機能時，是充電其再生電力。 在引擎20的進氣管16內，是可自由轉動地設置有用 - 9- (6) 1292461 來控制空氣量的油門閥1 7。該油門閥1 7，會因應於搭乘 者所操作的油門把手（沒有圖示）的操作量而轉動。在油 門閥1 7與引擎20之間，是配設有：用來噴射燃料的噴射 器1 8、及用來檢測進氣管內的負壓的負壓感應器1 9。 接下來針對第3圖，針對包含了引擎20及驅動馬達 2 1 b的動力單元1 1的構造來加以說明。 引擎20，是具備有：經由連桿24連結在曲軸22的 活塞25。活塞25，可於氣缸體26所設置的氣缸27內滑 動，氣缸體26是配設成讓氣缸27的軸線成爲略水平。在 氣缸體26的前面部是固定有氣缸頭28，是以氣缸頭28、 氣缸2 7及活塞2 5，形成了用來使混合氣燃燒的燃燒室 2 0 a ° 在氣缸頭28，是配設有：用來控制混合氣對於燃燒 室20 a的進氣或排氣的閥體（沒有圖不）、以及火星塞 29。閥體的開閉，是藉由軸支承於氣缸頭28的凸輪軸30 •的旋轉所控制的。凸輪軸3 0在其中一端側具備有從動鏈 輪3 1，在從動鏈輪3 1、以及設置在曲軸2 2的其中一端的 驅動鏈輪3 2之間’是繞掛著循環狀的凸輪鏈條3 3 °而在 凸輪軸3〇的其中一端，是設置有用來冷卻引擎20的冷卻 水泵浦3 4。冷卻水泵浦3 4 ’是安裝成讓其旋轉軸3 5與凸 輪軸3 0 —體地旋轉。於是’當凸輪軸3 0旋轉時’則能讓 冷卻水泵浦3 4作動。 在用來軸支承曲軸22的作成動力單元殻體的一部分 的曲軸箱48的車寬方向右側’是連結著定子殻體49 ’在 -10- (7) 1292461 其內部收容著ACG啓動馬達21a。該AC G啓 ，是所謂的外轉子形式的馬達，該定子5 1 ’ 線繞掛在定子殻體49所固定的齒部的線圈50 另一方面，外轉子52，是固定於曲軸22 蓋定子的外周的略圓筒形狀。在外轉子5 2的 定設置有磁鐵53。在上述曲軸22的車寬方向 ，用來冷卻ACG啓動馬達21a的風扇54a，是 在其與外轉子5 2的軛部5 2 a之間設置有通氣 當該風扇54a與曲軸22同步旋轉時’冷卻用 從在定子殼體4 9的外殼5 5的側面5 5 a所形成 入口 39，進入到動力單元殼體內。 在曲軸箱48的車寬方向左側’是連結著 元殻體的一部分的傳動箱5 9，在其內部收容 曲軸22的左端部的風扇5 4b、經由起步離合器 側連結在曲軸22的無段變速機23、以及連結 機2 3的從動側的驅動馬達2 1 b。風扇5 4 b ’是 於傳動箱59內的無段變速機23及驅動馬達2 的構造，相對於無段變速機23是配置在與驅 同一側，也就是說在本實施例中是一起配置在 側。 無段變速機23 ’是在：經由起步離合器 在從曲軸箱4 8朝車寬方向突出的曲軸2 2的左 側傳動皮帶輪5 8、以及具有與曲軸22平行的 單向離合器44，被安裝在傳動箱59所軸支承 動馬達2 1 a 是由：將導 所構成。 ，是成爲覆 內周面是固 右側的端部 被安裝成： 用的間隙， 的空氣，會 的冷卻氣流 作成動力單 著：固定於 f 4 0將驅動 在無段變速 用來將收容 1 b予以冷卻 動馬達2 1 b 車寬方向左 40，被安裝 端部的驅動 軸線，經由 著的驅動軸 -11 - (8) 1292461 6 0的從動側傳動皮帶輪6 2之間，繞掛著循環狀的v形皮 帶63的皮帶轉換器。 驅動側傳動皮帶輪5 8，如第4圖的主要部分放大圖 所示，是具備有：經由套筒58d被安裝成可朝向相對於曲 軸22的圓周方向自由旋轉，且被固定於套筒58d上的驅 動側固定皮帶輪半體5 8 a、以及被安裝成可相對於套筒 5 8 d的軸方向滑動，但不能朝其圓周方向旋轉的驅動側可 動皮帶輪半體58c。在上述驅動側可動皮帶輪半體58c， 是經由軸承56可自由旋轉地安裝著變速環57。 在上述變速環57，在其外周大直徑部是沿著圓周方 向形成有齒輪6 1，並且在內周沿著軸方向形成有梯形螺 栓65。在上述梯形螺栓65，是嚙合著梯形螺栓67，該梯 形螺栓67，是安裝成：經由軸承66相對於上述套筒58d 朝其圓周方向可自由旋轉，而朝其軸方向不能滑動。在上 述變速環57的齒輪61是嚙合著蝸輪部75，在該蝸輪部 75，是嚙合著：用來控制變速比而連結於變速馬達77的 旋轉軸的蝸輪7 6。 另一方面，從動側傳動皮帶輪62，是具備有：經由 套筒62d在驅動軸60被安裝成限制其軸方向的滑動而在 圓周方向可自由旋轉的從動側固定皮帶輪半體62a、以及 在套筒62d上被安裝成可朝其軸方向滑動的從動側可動皮 帶輪半體62b。 在該驅動側固定皮帶輪半體5 8a與驅動側可動皮帶輪 半體58c之間，以及在從動側固定皮帶輪半體62a與從動 -12- (9) 1292461 側可動皮帶輪半體6 2 b之間’所分別形成的剖面呈略v 字型的皮帶溝槽，繞掛著循環狀的v型皮帶63 °在從動 側可動皮帶輪半體62b的背面側（車寬方向左側）’是配 設有··隨時將從動側可動皮帶輪半體62b朝向從動側固定 皮帶輪半體6 2 a側彈壓的彈簧（彈性構件）6 4 ° 當使自動變速機23的變速比變化時’會將變速馬達 77朝向因應於變速比的上升/下降的方向驅動。變速馬 達7 7的驅動力，會經由蝸輪7 6及蝸輪部7 5而傳達到變 速環57的齒輪61，而使該變速環57旋轉。變速環57是 經由梯形螺栓65、67而與套筒58d嚙合’其旋轉方向如 果是升檔方向的話，則變速環57會於曲軸22上朝圖中左 方向移動，伴隨著讓驅動側可動皮帶輪半體5 8 c朝向驅動 側固定皮帶輪半體58a側滑動。 以該滑動部分讓驅動側可動皮帶輪半體5 8c接近驅動 側固定皮帶輪半體5 8a，驅動側傳動皮帶輪5 8的溝槽寬 度會減少，所以驅動側傳動皮帶輪5 8與V形皮帶63的 接觸位置會朝向驅動側傳動皮帶輪5 8的半徑方向外側偏 移，V形皮帶63的繞掛直徑會增加。伴隨著，在從動側 傳動皮帶輪62，藉由從動側固定皮帶輪半體62a與從動 側可動皮帶輪半體62b所形成的溝槽寬度會增加。也就是 說，會因應於曲軸22的轉數，V形皮帶63的繞掛直徑（ 傳達節圓直徑）會連續性地變化，變速比會自動且無階段 地變化。 起步離合器40，是具備有··固定安裝在上述套筒58d -13- (10) 1292461 的杯狀的外殼體40a、固定安裝在曲軸22的左端部的外 板部40b、經由配重部40c而朝向半徑方向外側安裝在外 板部40b的外周部的來令片40d、以及用來將來令片40d 朝向半徑方向內側彈壓的彈簧40e。 當引擎轉數也就是曲軸22的轉數爲預定値（例如 3 000 rpm )以下時，曲軸22與無段變速機23之間的動力 傳達會被起步離合器40遮斷。引擎轉數會上升，當曲軸 _ 22的轉數超過上述預定値時，作動於配重部40c的離心 力會克服彈簧40e朝半徑方向內側作動的彈性力，藉由配 重部40c朝半徑方向外側的移動，讓來令片40d以預定値 以上的力量按壓外殻體40a的內周面。藉此，讓曲軸22 的旋轉會經由外殼體40a而傳達到套筒58d，將固定於該 套筒5 8d的驅動側傳動皮帶輪5 8予以驅動。 單向離合器44，是具備有：杯狀的外離合器44a、同 軸地內插於該外離合器44a的內離合器44b、以及從內離 φ合器44b對外離合器44a可傳達單方向的動力的滾子44c 。外離合器44a，是兼作爲驅動馬達21b的內轉子80，是 以與內轉子8 0相同的構件所構成。外離合器4 4 a的內周 與驅動軸60是互相花鍵結合著。 無段變速機23的傳達到從動側傳動皮帶輪62的來自 於引擎20側的動力，是經由從動側固定皮帶輪半體62a 、內離合器44b、外離合器44a也就是內轉子主體、驅動 軸6 0、及減速機構6 9，而被傳達到後輪WR，相對的， 當推動車輛時或再生動作時，來自於後輪WR側的動力， -14- (11) 1292461 雖然會被傳達到減速機構6 9、驅動軸6 0、內轉子主體也 就是外離合器44a，而由於該外離合器44a是相對於內離 合器44b空轉，所以不會傳達到無段變速機23及引擎20 〇 回到第3圖，減速機構6 9，是設置在：與傳動箱5 9 的後端部右側相連的傳達室7〇內，具備有：與驅動軸60 及後輪WR的車軸68平行地被軸支承的中間軸73 ’並且 具備有：分別形成在驅動軸60的右端部及中間軸73的中 央部的第一減速齒輪組7 1、以及分別形成在中間軸73的 右端部及車軸68的左端部的第二減速齒輪組72。藉由該 構造，驅動軸60的旋轉會以預定的減速比減速，而被傳 達到與其平行地被軸支承的後輪WR的車軸6 8。 接著，針對本實施方式的冷卻構造，參照上述第4圖 及第5圖、第6圖來說明。第5圖是從車寬方向左側來看 動力單元1 1的側面圖，第6圖是上述ACG啓動馬達21a 附近的主要部分放大圖。 如第4圖、第5圖所示，在傳動箱59的與風扇54b 鄰接的左側面，安裝著：具備有空氣過濾器4 1的傳動箱 外殼59a，在傳動箱外殼59a的車體後側與傳動箱59之 間確保著通氣用的間隙。在傳動箱外殼5 9a，形成了面對 於上述間隙部的冷卻氣流入口 59b。當風扇54b與曲軸22 同步旋轉時，外氣會從上述冷卻氣流入口 5 9b進入到傳動 箱外殼59a內，在經過空氣過濾器41的過濾之後，被導 入到傳動箱5 9內，而強制性地將無段變速機2 3冷卻。然 -15- (12) 1292461 後’其冷卻氣流的一部分會從中央部排氣口 42被排出到 傳動箱59外’然後被導引到無段變速機23的從動側。 在從動側，在傳動箱5 9的與驅動馬達2 1 b鄰接的側 面是開設有排氣口 43，在其表面是確保著預定的間隙而 安裝著傳動箱外殻46。上述排氣口 43，是經由驅動馬達 2 1b的定子84與轉子83的間隙，而與上述驅動側的冷卻 氣流入口 5 9b連通，從該冷卻氣流入口 5 9b所進入的冷卻 氣流，藉由穿過驅動馬達2 1 b的定子8 4及轉子8 3的間隙 ，來冷卻驅動馬達2 1 b，然後，從上述排氣口 43排出到 外部。 參照第6圖，在ACG啓動馬達21a的外轉子52，在 其軛部52a是開設有通氣口 85。並且，在本實施方式中 ，在馬達殼體86的側面也開設有排氣口 87。當風扇54a 與ACG啓動馬達2 1 a同步旋轉時，外氣會從外殻5 5的側 面5 5a所形成的冷卻氣流入口 39進入，會將ACG啓動馬 達2 1 a冷卻而從上述排氣口 8 7排出到外部。而在本實施 方式中，外轉子5 2的軛部5 2 a與風扇5 4 a是以預定的間 隙d相對向配置著，所以從冷卻氣流入口 3 9所進入的外 氣，會將ACG啓動馬達21a冷卻，然後從上述軛部52a 所開設的通氣口 85，經由上述軛部52a與風扇54a的間 隙，而從排氣口 87排出到外部，所以能夠將ACG啓動馬 達2 1 a有效率地予以冷卻。 在上述實施方式中’從冷卻氣流入口 5 9b被導入到傳 動箱外殼5 9 a內的冷卻氣流’雖然說明是從排氣口 4 2、 -16 - (13) 1292461 43排氣，而也可以藉由將排氣口 42封 動箱外殻59a內的冷卻氣流全部從排氣 如果使被導入到傳動箱外殻59a內 排氣口 4 3排出的話，被供給到驅動馬 的量很大，所以能更有效率地將驅動馬 或者利用以雙金屬等的熱感測性構 蓋體，來覆蓋排氣口 42，如果傳動箱< 溫度以下的話，則將排氣口 42關閉 5 9 a內超過預定溫度的話，則將排氣口 【圖式簡單說明】 第1圖是本發明的油電混合動力車 車的側面圖。 第2圖是顯示第1圖所示的機車的 第3圖是第1圖所示的機車的動力 第4圖是第3圖的主要部分放大圖 第5圖是第4圖的側面圖。 第6圖是第3圖的主要部分放大圖 【主要元件符號說明】 1 1 :動力單元 20 :弓丨擎 2 1 b :驅動馬達 閉，讓被導入到傳 口 43排氣。 的冷卻氣流全部從 達2 1 b的冷卻氣流 達2 1 b冷卻。 件進行開閉動作的 外殼59a內是預定 ，如果傳動箱外殼 42開啓。 :輛的一實施例的機 系統構造的方塊圖 單元的剖面圖。 -17- (14) 1292461 23 :無段變速機 4 1 :空氣過濾器 43、87 :排氣口 44 :單向離合器 52a :轉子軛部 46、59a :傳動箱外殼 5 9b :冷卻氣流入口
6 0 :驅動軸 77 :變速馬達 85 :通氣口

Claims (1)

  1. (1) 1292461 十、申請專利範圍 1· 一種電動車輛之馬達冷卻構造，其特徵爲： 是具備有： 連結於驅動輪的驅動馬達、 用來收容上述驅動馬達及其動力傳達機構的動力單元 殼體、 用來將外氣作爲冷卻氣流導入到上述動力單元殼體內 I 的進氣口、 以及設置在上述驅動馬達的附近的排氣口， 上述進氣口與排氣口，是經由上述驅動馬達的定子與 轉子的間隙而連通在一起。 2 ·如申請專利範圍第1項的電動車輛之馬達冷卻構 造，其中上述排氣口，從車輛的側面觀察，是被配置在上 述驅動馬達的投影區域內。 3 ·如申請專利範圍第1或2項的電動車輛之馬達冷 φ卻構造，其中具備有··隔著預定的間隔來覆蓋上述排氣口 的罩覆構件。 4 ·如申請專利範圍第1、2或3項的電動車輛之馬達 冷卻構造，其中在上述動力單元殼體內，又收容著： 以循環狀皮帶將驅動皮帶輪與從動皮帶輪予以連結所 構成的無段變速機、 與上述驅動皮帶輪設置成同軸狀的進氣風扇、 以及將上述驅動馬達與從動皮帶輪連結成同軸狀的驅 動軸； -19- (2) 1292461 上述進氣口是設置在上述進氣風扇附近。 5 . —種電動車輛之馬達冷卻構造，其特徵爲： 包含有： 在定子的外周側配置轉子的外轉子型馬達、 以及與上述轉子的軛部在旋轉軸方向相對向，與該轉 子連結成同軸狀的風扇， 在上述外轉子的軛部與風扇之間，設置有預定的間隙 〇 6.如申請專利範圍第5項的電動車輛之馬達冷卻構造 ，其中在上述轉子的軛部，是開設有通氣口。
    -20-
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