(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両本体に対して揺動可能であり駆動輪を支持するスイングアームと、
前記駆動輪の車軸の一方の端部に固定された回転子と前記スイングアームに固定されて前記回転子との間にモータ内隙間を隔てて近接する固定子とを有する車両駆動用モータと、
前記車両駆動用モータの温度を測定する温度センサと、
前記スイングアームと協働して前記車両駆動用モータを収容するモータ室を仕切りかつ前記車両駆動用モータを臨む排気口を有するモータカバーと、
前記モータ室に接続する吸気通路を有するダクトと、
前記吸気通路に吸気流を発生可能な電動送風機と、
前記温度センサが測定する温度の高低に基づいて前記電動送風機の送風量を増減制御する制御装置と、を備え、
前記モータ室内に流れ込む空気流は、前記車両駆動用モータと前記モータ室の内面との間の吸気用隙間を通じて前記車軸の他方の端部側から前記モータ内隙間に流れ込み、
前記モータ内隙間を通過した空気流は、前記車軸の一方の端部側で前記排気口から前記モータ室外へ流出して前記車両駆動用モータを冷却する車両駆動用モータの冷却装置。
【請求項２】
前記回転子は、椀形状に広がって前記固定子からモータ内隙間を隔てて覆い被さり、前記モータ室の内面から前記吸気用隙間を隔てて椀形状頂部の開口縁を配置し、かつ椀形状底部に位置して前記排気口を臨む貫通口を有するとともに、前記モータ室内の空気流を前記吸気用隙間および前記モータ内隙間を通じ前記貫通口から前記排気口へ流通することを特徴とする請求項１に記載の車両駆動用モータの冷却装置。
【請求項３】
前記固定子は、両端が開口する筒形状であり前記回転子からモータ内隙間を隔てて周囲を囲み、前記モータ室の内面から吸気用隙間を隔てて一方の開口端を配置し、かつ前記排気口に向けて他方の開口端を配置するとともに、前記モータ室内の空気流を前記吸気用隙間および前記モータ内隙間を通じ前記排気口へ流通することを特徴とする請求項１に記載の車両駆動用モータの冷却装置。
【請求項４】
前記モータカバーから前記車両駆動用モータへ向けて延びるとともに前記吸気用隙間に向かう空気流と前記車両駆動用モータから前記排気口へ流出する空気流とを分断する円筒形状の仕切壁を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の車両駆動用モータの冷却装置。
【請求項５】
前記ダクトは可撓性を有する弾性体の成形品であり前記電動送風機を浮動支持することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両駆動用モータの冷却装置。
【請求項６】
前記吸気通路内を通じて前記電動送風機へ給電する給電線と、
前記吸気通路内を通じて前記温度センサから前記制御装置へ測定信号を導く信号線と、を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両駆動用モータの冷却装置。
【請求項７】
前記ダクトは、前記排気口に接続する排気通路を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の車両駆動用モータの冷却装置。
【請求項８】
車両本体に対して揺動可能であり駆動輪を支持するスイングアームと、
前記駆動輪の車軸の一方の端部に固定された回転子と前記スイングアームに固定されて前記回転子に近接する固定子とを有する車両駆動用モータと、
前記車両駆動用モータの温度を測定する温度センサと、
前記スイングアームと協働して前記車両駆動用モータを収容するモータ室を仕切りかつ吸気口と排気口とを有するモータカバーと、
前記吸気口に接続する吸気通路を有するダクトと、
前記吸気通路に吸気流を発生可能な電動送風機と、
前記温度センサが測定する温度の高低に基づいて前記電動送風機の送風量を増減制御する制御装置と、を備え、
前記ダクトは可撓性を有する弾性体の成形品であり前記電動送風機を浮動支持することを特徴とする車両駆動用モータの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両駆動用モータの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両駆動用モータを冷却するために、車両駆動用モータの回転子に回転一体化された遠心ファンを備える車両駆動用モータの冷却装置が知られている。遠心ファンは、車両駆動用モータが駆動して車両が走行すると、回転子と一体に回転して空気流を発生する。車両駆動用モータは、この遠心ファンが発生する空気流を冷却風として利用する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６９６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両駆動用モータの冷却装置において、冷却風の流量は、遠心ファンの回転数、すなわち車両駆動用モータの回転数に依存する。このことは、車両駆動用モータの回転数が０または低いとき（例えば、車両が停車しているときや、定速走行しているとき）に冷却風の流量が不十分になり、車両駆動用モータが過熱してしまう虞を生じる。例えば、急勾配の坂道を低速で登坂している場合のように、車両駆動用モータに加わる負荷が大きく、しかもその回転数が低い場合には、このような傾向が顕著に表れる虞が高まる。
【０００５】
そこで、本発明は、車両駆動用モータの回転数に拘わらず、車両駆動用モータを適宜冷却可能な車両駆動用モータの冷却装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するため本発明に係る車両駆動用モータの冷却装置は、車両本体に対して揺動可能であり駆動輪を支持するスイングアームと、前記駆動輪の車軸の一方の端部に固定された回転子と前記スイングアームに固定されて前記回転子との間にモータ内隙間を隔てて近接する固定子とを有する車両駆動用モータと、前記車両駆動用モータの温度を測定する温度センサと、前記スイングアームと協働して前記車両駆動用モータを収容するモータ室を仕切りかつ前記車両駆動用モータを臨む排気口を有するモータカバーと、前記モータ室に接続する吸気通路を有するダクトと、前記吸気通路に吸気流を発生可能な電動送風機と、前記温度センサが測定する温度の高低に基づいて前記電動送風機の送風量を増減制御する制御装置と、を備え、前記モータ室内に流れ込む空気流は、前記車両駆動用モータと前記モータ室の内面との間の吸気用隙間を通じて前記車軸の他方の端部側から前記モータ内隙間に流れ込み、前記モータ内隙間を通過した空気流は、前記車軸の一方の端部側で前記排気口から前記モータ室外へ流出して前記車両駆動用モータを冷却する。
また、本発明に係る車両駆動用モータの冷却装置は、車両本体に対して揺動可能であり駆動輪を支持するスイングアームと、前記駆動輪の車軸の一方の端部に固定された回転子と前記スイングアームに固定されて前記回転子に近接する固定子とを有する車両駆動用モータと、前記車両駆動用モータの温度を測定する温度センサと、前記スイングアームと協働して前記車両駆動用モータを収容するモータ室を仕切りかつ吸気口と排気口とを有するモータカバーと、前記吸気口に接続する吸気通路を有するダクトと、前記吸気通路に吸気流を発生可能な電動送風機と、前記温度センサが測定する温度の高低に基づいて前記電動送風機の送風量を増減制御する制御装置と、を備え、前記ダクトは可撓性を有する弾性体の成形品であり前記電動送風機を浮動支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両駆動用モータの回転数に拘わらず、車両駆動用モータを適宜冷却可能な車両駆動用モータの冷却装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置を適用する車両の一例として燃料電池自動二輪車を示す左側面図。
【図２】本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置を適用する車両の一例として燃料電池自動二輪車を示す左側面図。
【図３】本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置を適用する車両の一例として燃料電池自動二輪車を示す斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の後半部を部分的に示した斜視図。
【図５】本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の主要な装置を示したブロック図。
【図６】本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置を示す斜視図。
【図７】本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置を示す断面図。
【図８】本発明の実施形態に係る仕切壁を示す斜視図。
【図９】本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置の他の例を示す斜視図。
【図１０】本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置の他の例を示す断面図。
【図１１】本発明の実施形態に係る冷却用ダクトの他の例を示す斜視図。
【図１２】本発明の実施形態に係る冷却用ダクトおよびモータカバーの他の例を示す斜視図。
【図１３】本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置の他の例を示す断面図。
【図１４】本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの他の例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る車両駆動用モータの冷却装置の実施の形態について、図１から図１４を参照して説明する。
【００１０】
図１および図２は、本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置を適用する車両の一例として燃料電池自動二輪車を示す左側面図である。
【００１１】
図３は、本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置を適用する車両の一例として燃料電池自動二輪車を示す斜視図である。
【００１２】
図１は、燃料電池自動二輪車１の外観を示す図であり、図２および図３は、燃料電池自動二輪車１の外装を部分的に切り欠きまたは除去して内部構造を示す図である。
【００１３】
また、説明を容易にするため、車両すなわち燃料電池自動二輪車１の前方に実線矢Ｆ、後方に実線矢Ｒを付す。
【００１４】
図４は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の後半部を部分的に示した斜視図である。
【００１５】
図１から図４に示すように、本実施形態に係る車両は燃料電池自動二輪車１であり、燃料電池２が発電する電力を用いて走行する。燃料電池自動二輪車１は、スクータ型の自動二輪車である。燃料電池自動二輪車１は、前後に延びる車両本体３と、操舵輪である前輪５と、前輪５を操舵可能に支えるステアリング機構６と、駆動輪である後輪７と、後輪７を駆動するモータ８（車両駆動用モータ）と、後輪７を支えるスイングアーム９と、を備える。
【００１６】
燃料電池２は、燃料に水素ガスを使用する空冷式燃料電池システムである。
【００１７】
車両本体３は、主構造部材であるフレーム１０と、フレーム１０を覆う外装１１と、フレーム１０の上方に位置するシート１２と、を備える。また、車両本体３は、燃料により発電する燃料電池２と、燃料電池２に供給する燃料を貯蔵する燃料タンク１５と、燃料電池２の電力を補助する二次電池１６と、燃料電池２の出力電圧の調整と燃料電池２および二次電池１６の電力分配制御とを行う電力管理装置１７と、電力管理装置１７から直流電力を受け取り三相交流電力に変換してモータ８の運転制御を行うモータコントローラ１８と、これらを統括的に管理して運転制御を行う車両コントローラ１９と、を備える。燃料電池自動二輪車１のパワートレインは、燃料電池２および二次電池１６を有するハイブリッドシステムである。
【００１８】
フレーム１０は、複数の鋼鉄製中空管を一体に組み合わせたものであり、前端上部に位置するヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１の中央部分から後ろ下がりに傾斜して延びる上部ダウンフレーム２２と、上部ダウンフレーム２２と、下部ダウンフレーム２３と、左右一対の下部フレーム２５と、左右一対の上部フレーム２６と、ピボット２８と、ガードフレーム２９と、を備える。
【００１９】
ヘッドパイプ２１は、フレーム１０の前端上部に位置し、ステアリング機構６を車両の左右方向へ回転可能に支持する。
【００２０】
上部ダウンフレーム２２は、ヘッドパイプ２１の中央部に接続し、この接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる。
【００２１】
下部ダウンフレーム２３は、ヘッドパイプ２１の下部に接続し、この接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる。
【００２２】
左右一対の下部フレーム２５は、下部ダウンフレーム２３を挟み込んでヘッドパイプ２１の下部に接続し、この接続部分から後ろ下がりに傾斜して延び、車両本体３の下端に達する位置で後方に向けて折れ曲がり、車両本体３の前後に沿って延び、車両本体３の中央部分に達する位置で折れ曲がり後ろ上がりに傾斜して延びて上部フレーム２６に接続する。左右一対の下部フレーム２５は、前側の屈曲部分にライダーが足を載せるためのフットレスト３１を備える。車両本体３の左側にある下部フレーム２５は、サイドスタンドブラケット３２を備える。サイドスタンドブラケット３２は、左側へ傾斜する燃料電池自動二輪車１を自立状態で支えるサイドスタンド３３を備える。サイドスタンド３３は、燃料電池自動二輪車１を支える展開位置と走行のための格納位置との間を揺動する。
【００２３】
左右一対の上部フレーム２６は、車両本体３の前半部において下部ダウンフレーム２３の前側傾斜部分の中央部に接続し、この接続部分から若干後ろ上がり、ほぼ車両本体３の前後に沿って延び、車両本体３の後半部であり後輪７の上方部分において後ろ上がりに大きく傾斜し、ヘッドパイプ２１と同程度の高さまで延びる。
【００２４】
ピボット２８は、車両本体３の後半部において左右の上部フレーム２６間に架かる。また、ピボット２８は、上部フレーム２６と下部フレーム２５との接続部分よりも後方に位置する。
【００２５】
ガードフレーム２９は、左右の下部ダウンフレーム２３の後側に位置する屈曲部分の間に架かり、下部ダウンフレーム２３との接続部分から後ろ下がりに膨らみＵ字形状をなす。ガードフレーム２９は、直立する燃料電池自動二輪車１を自立状態で支えるセンタースタンド３４を備える。センタースタンド３４は、燃料電池自動二輪車１を支える展開位置と走行のための格納位置との間を揺動する。
【００２６】
シート１２は、車両本体３の後半上部に位置し、フレーム１０の後半部上方を覆って前後に延びる。シート１２は、タンデム式であり、ライダーが着座するための前方部１２ａと、パッセンジャーが着座するための後方部１２ｂとを一体的に備える。
【００２７】
ここで、左右の上部フレーム２６および左右の下部フレーム２５で囲む空間をセンタートンネル領域３５と呼び、上部フレーム２６の後半部、外装１１およびシート１２で囲む空間を機器搭載領域３６と呼び、センタートンネル領域３５の後方かつ機器搭載領域３６の下方の空間をタイヤハウス領域３７と呼ぶ。
【００２８】
センタートンネル領域３５は、燃料タンク１５を収容する。
【００２９】
機器搭載領域３６は、車両本体３の前方側から順に二次電池１６、電力管理装置１７、燃料電池２を収容する。また、機器搭載領域３６は、電力管理装置１７の左右いずれかの側方、例えば車両本体３の左側方に並ぶモータコントローラ１８を収容する。
【００３０】
タイヤハウス領域３７は後輪７の配置箇所である。
【００３１】
隔壁部材３９は、機器搭載領域３６とタイヤハウス領域３７との間に挟まり、それぞれの領域を分断する。
【００３２】
外装１１は、車両本体３の前半部を覆うフロントレッグシールドカバー４１と、車両本体３の中央上部に位置して上部フレーム２６の上方を覆うフロントフレームカバー４２と、車両本体３の後半部に位置して車両本体３の側面のうちシート１２の下方部分を覆うフレームカバー４３と、を備える。
【００３３】
フレームカバー４３は、シート１２とともに機器搭載領域３６を区画する。機器搭載領域３６は、シート１２、フレームカバー４３および隔壁部材３９が囲む密閉的な空間であり、フレームカバー４３、もしくは隔壁部材３９の適宜の箇所に通気孔（図示省略）を配置することで燃料電池２に供給される反応ガスとしての空気の流れを容易、かつ確実に制御できるとともに、冷却が必要な装置へ冷却風としての空気の流れを容易、かつ確実に供給できる。なお、機器搭載領域３６は、完全な気密空間である必要はなく、各カバーの継ぎ目などから空気が入り込むことを許容する。
【００３４】
燃料電池２は、機器搭載領域３６の後半側に位置する。さらに具体的には、燃料電池２は、シート１２の後方部１２ｂの下方であり、上部フレーム２６が後ろ上がりに大きく傾斜する部分に位置する。燃料電池２は、扁平な立方体形状の装置である。燃料電池２は、投影面積が最も大きい吸気面２ａに反応ガスの導入口を有し、車両の後方を臨む面に排気口２ｂを有する。燃料電池２は、吸気面２ａを前上方にむけ、より詳しくはシート１２の前方部１２ａと後方部１２ｂとの段差部分に向けて、前傾する姿勢でフレーム１０に固定される。これにより、燃料電池２は、吸気面２ａとシート１２との間に比較的大きな隙間を確保して反応ガスである機器搭載領域３６の雰囲気（空気）を十分に吸い込むことができる。
【００３５】
また、燃料電池２は、機器搭載領域３６の雰囲気（空気）を反応ガスとして吸気面２ａに吸い込むため、吸込負圧を発生するファン４５を備える。燃料電池２は、燃料タンク１５から供給された水素ガスと空気に含まれる酸素との化学反応により発電し、この後、湿潤な余剰ガスを排気口２ｂから排出する。この過程で、燃料電池２は、反応ガスとしての空気によって冷却される。排気口２ｂは、排気ダクト４７に接続する。
【００３６】
排気ダクト４７は、燃料電池２の後方に位置し、車両本体３の後端に開口する排気口４７ａへ燃料電池２の排気を導く。排気ダクト４７の前方下端部は燃料電池２の排気口２ｂに接続する。排気口４７ａは、燃料電池２の排気口２ｂよりも上方、望ましくは排気ダクト４７の後方上端部に位置する。排気ダクト４７は、燃料電池２の排気口２ｂよりも上方に位置する排気口４７ａを有することで、未反応の水素ガスを含む湿潤な余剰ガスを確実に車両本体３から排気する。
【００３７】
燃料タンク１５は、燃料電池２の燃料としての水素ガスを貯蔵する。燃料タンク１５は、例えば約３５ＭＰａ高圧圧縮水素貯蔵システムである。燃料タンク１５は、前後の端面にドーム状の鏡板を有する円筒形状のタンクである。燃料タンク１５は円筒胴の中心線を車両本体３の前後方向へ向けてセンタートンネル領域３５に位置する。したがって、燃料タンク１５は、左右一対の上部フレーム２６および左右一対の下部フレーム２５によって囲まれる。上部フレーム２６および下部フレーム２５は、燃料電池自動二輪車１の衝突などのアクシデントから燃料タンク１５を堅牢に保護する。また、燃料タンク１５は、左右一対のフットレスト３１に挟まれる。
【００３８】
また、燃料タンク１５は、車両本体３の一方側の側部（ここでは右側部）に位置する上部フレーム２６と、車両本体３の他方側の側部（ここでは左側部）に位置する下部フレーム２５との間に架設されるクランプバンド４９によって固定される。
【００３９】
さらに、燃料タンク１５は、アルミライナ製複合容器である圧力容器５１と、電磁弁を用いた元弁（図示省略）とレギュレータ（図示省略）とを一体的に有する弁部５２（燃料供給元弁）と、燃料充填口５３を有する燃料充填用継手５５と、を備える。圧力容器５１は両端にドーム状鏡板を有する円筒形状の容器である。
【００４０】
燃料充填用継手５５は、燃料充填口５３から圧力容器５１内へ燃料としての水素ガスを導く。燃料充填口５３は、燃料充填口５３は、機器搭載領域３６の外側であり、上部ダウンフレーム２２の近傍であり、燃料タンク１５の前方側鏡板の上方近傍に位置して二次電池１６から十分に離れる。また、燃料充填口５３は、フロントフレームカバー４２に覆われる。
【００４１】
また、燃料充填口５３は、車両本体３の上方を向く。燃料タンク１５に燃料を充填する際、フロントフレームカバー４２を開放した状態において、燃料充填口５３の上方は、雰囲気に開放する空間になる。したがって、燃料の充填作業において仮に燃料が漏洩しても、漏洩燃料が滞留することはない。さらに、燃料充填口５３は、通常のガソリンエンジンを備えたスクータ型の自動二輪車における燃料給油口と配置を同じくするので、違和感を生じることがない。
【００４２】
二次電池１６は、箱形状のリチウムイオン電池である。二次電池１６は、機器搭載領域３６の前側に位置し、より具体的には、燃料タンク１５の後方側鏡板の上方、かつシート１２の前方部１２ａの下方に位置して燃料電池自動二輪車１の仮想的な水平面に略直立する。
【００４３】
燃料電池自動二輪車１は、二次電池１６の他に、メータ類（図示省略）、ランプ類（図示省略）用の電源として１２Ｖ系の電力を供給する第２二次電池５６を備える。第２二次電池５６は、燃料タンク１５の側方（例えば燃料タンク１５の右側方）に位置する。第２二次電池５６は、燃料充填口５３よりも下方かつ燃料タンク１５の弁部５２よりも前方に位置する。仮に燃料である水素ガスが燃料充填口５３から漏洩しても、水素ガスは燃料電池自動二輪車１の上方に向かって上昇するので、外装１１内に滞留することなく、車外に拡散する。また、仮に燃料である水素ガスが弁部５２から漏洩しても、水素ガスはタイヤハウス領域３７に向かって移動するので、外装１１内に滞留することなく、車外に拡散する。
【００４４】
電力管理装置１７は、二次電池１６および燃料電池２の間に挟まり位置する。また、電力管理装置１７は、扁平な立方体形状の装置であり、天面を後ろ斜め上方へ向けて傾き燃料電池２を臨み、フレーム１０に固定される。
【００４５】
電力管理装置１７の側方に並ぶモータコントローラ１８も、電力管理装置１７と同様に、二次電池１６および燃料電池２の間に挟まり位置する。モータコントローラ１８も、扁平な立方体形状の装置であり、天面を後ろ斜め上方へ向けて傾き燃料電池２を臨み、フレーム１０に固定される。
【００４６】
燃料電池自動二輪車１は、二次電池１６、電力管理装置１７、モータコントローラ１８および燃料電池２を上述のように配置することで、電気的な接続関係が隣り合う装置を極力近接する位置に配置することが可能であり、装置間の配線長を短く、配線に係る重量を軽くすることができる。
【００４７】
車両コントローラ１９は、下部フレーム２５の前方に位置して燃料タンク１５の前方側鏡板に対面する。
【００４８】
ステアリング機構６は、車両本体３の前方に位置し、フレーム１０のヘッドパイプ２１を中心に左右方向へ回転し前輪５の操舵を可能にする。ステアリング機構６は、頂部に位置するハンドル５７と、ハンドル５７と前輪５との間を若干後傾して上下に延びる左右一対のフロントフォーク５８と、を備える。左右のフロントフォーク５８は、弾性的に伸縮自在なテレスコピック構造を備え、下端部に前輪を回転自在に支持するとともに前輪５の上方にフロントフェンダ５９を支持する。
【００４９】
前輪５は、左右のフロントフォーク５８の下端部に架かる車軸の周りに回転自在な従動輪である。
【００５０】
スイングアーム９は、車両本体３の左右へ延びる回転中心としてのピボット２８の周りに上下方向へ揺動できる。スイングアーム９は所謂片持ち式であり、車両本体３の左右いずれか一方側（ここでは左方側）から片持ち状に後輪７を支える。リアサスペンション６１は、フレーム１０とスイングアーム９との間に介在してスイングアーム９の揺動を緩衝する。冷却用ダクト６２は、機器搭載領域３６とモータ８とを接続し、機器搭載領域３６内の空気をモータ８の冷却風として案内する。
【００５１】
後輪７は、スイングアーム９の後端部において車両本体３の左右いずれか一方側（ここでは左方側）から片持ち状に延びる車軸の周りに回転自在な駆動輪である。
【００５２】
モータ８は、燃料電池２の出力により後輪７を駆動する燃料電池自動二輪車１の原動機である。モータ８は、スイングアーム９に一体的に組み付き、ユニットスイング式スイングアームを構成する。
【００５３】
図５は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の主要な装置を示したブロック図である。
【００５４】
図５に示すように、本実施形態に係る燃料電池自動二輪車１は、燃料電池２、モータ８、燃料タンク１５、二次電池１６、電力管理装置１７、モータコントローラ１８および車両コントローラ１９に加えて、ライダーの加速／減速の操作の検知および操作量の計測を行うスロットルセンサ６３と、燃料タンク１５から燃料電池２に向かう燃料の圧力を検出する圧力センサ６５と、燃料タンク１５から燃料電池２に向かう燃料の温度を検出する燃料用温度センサ６６と、燃料漏れ時に燃料タンク１５から燃料電池２に供給される燃料を遮断する遮断弁６７と、を備える。なお、図５中、実線矢は燃料である水素ガスおよび反応ガスである空気の流れを示し、破線または破線矢は電力の流れを示し、一点鎖線または一点鎖線矢は制御信号の流れを示す。矢のない線分は双方向の流れを示す。
【００５５】
電力管理装置１７は、燃料電池２の発電電力を制御するとともに、燃料電池２および二次電池１６から送られる電力を１２Ｖ電源に変換し、第２二次電池５６に蓄電する。
【００５６】
モータコントローラ１８は、モータ８の駆動制御に加え、燃料電池自動二輪車１の減速時や、下り坂走行時にモータ８に発生する負のトルクを電力に変換する回生制御を行う。
【００５７】
車両コントローラ１９は、スロットルセンサ６３が検出するアクセル操作量、圧力センサ６５および燃料用温度センサ６６の検出値を読み取り、燃料電池２、二次電池１６、電力管理装置１７およびモータコントローラ１８との間で状態量の読み取りおよび制御信号の出力を双方向に行い、燃料電池自動二輪車１の運転制御を行う。
【００５８】
具体的には、車両コントローラ１９は、燃料電池自動二輪車１の走行に必要なエネルギーが比較的に小さい巡航時や平坦路の走行の際、燃料電池２が発電した電力を電力管理装置１７からモータコントローラ１８を経由し、モータ８に供給するとともに、電力管理装置１７から二次電池１６に供給し、モータ８の駆動に不要な余剰電力を二次電池１６に蓄える。
【００５９】
他方、車両コントローラ１９は、燃料電池自動二輪車１の走行に必要なエネルギーが比較的に大きい加速時や、上り坂の走行の際、燃料電池２が発電した電力を電力管理装置１７からモータコントローラ１８を経由し、モータ８に供給するとともに、二次電池１６に蓄えられた電力も電力管理装置１７からモータコントローラ１８を経由し、モータ８に供給する。
【００６０】
さらに、車両コントローラ１９は、減速時や、下り坂の走行の際、モータ８を発電機として使用し、モータ８が発電した回生電力を電力管理装置１７から二次電池１６に供給し、蓄える。
【００６１】
図６は、本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置を示す斜視図である。
【００６２】
図７は、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って、本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置を示す断面図である。
【００６３】
図６および図７に示すように、本実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８は、スイングアーム９と、車両駆動用モータとしてのモータ８と、モータ用温度センサ６９と、モータカバー７１と、冷却用ダクト６２と、電動送風機７２と、モータ冷却制御装置７３と、を備える。
【００６４】
スイングアーム９は車両本体３に対して揺動可能であり、駆動輪としての後輪７を支持する。
【００６５】
モータ８は、後輪７の車軸７５の一方の端部に固定された回転子７６と、スイングアーム９に固定されて回転子７６に近接する固定子７７と、を備える。モータ８は、所謂アウターロータタイプであり、椀形状の回転子７６と、回転子７６の内側で回転中心寄りにある固定子７７と、を備える。
【００６６】
給電線７８は、冷却用ダクト６２の吸気通路７９内を通じてモータコントローラ１８からモータ８へ給電する。
【００６７】
回転子７６は、椀形状に広がって固定子７７からモータ内隙間８１を隔てて覆い被さる。また、回転子７６は、モータ室８２の内面から吸気用隙間８３を隔てて椀形状頂部の開口縁８５を配置し、かつ椀形状底部８６に位置して排気口８７を臨む貫通口８８を有する。さらに、回転子７６は、モータ室８２内の空気流を吸気用隙間８３およびモータ内隙間８１を通じて貫通口８８から排気口８７へ流通する。
【００６８】
固定子７７は、椀形状の回転子７６の内側にあり、回転中心の周りに円盤形状を成す。
【００６９】
モータ用温度センサ６９は、例えばサーミスタであり、モータ８、特に固定子７７の温度を測定する。
【００７０】
信号線８９は、冷却用ダクト６２の吸気通路７９内を通じてモータ用温度センサ６９からモータ冷却制御装置７３へ測定信号を導く。
【００７１】
モータカバー７１は、スイングアーム９と協働してモータ８を収容するモータ室８２を仕切る。また、モータカバー７１は、モータ８を冷却する空気流の吸気口９１と排気口８７とを有する。モータカバー７１は、スイングアーム９と協働してモータ室８２を形成する円盤状の蓋であり、大面積を有する主面のモータ８を臨む位置に排気口８７を有し、モータ室８２を区画するスイングアーム９の内面とモータ８との隙間に接続する位置に吸気口９１を有する。
【００７２】
また、モータカバー７１は、モータカバー７１からモータ８へ向けて延びる円筒形状の仕切壁９２を備える。仕切壁９２は、モータカバー７１の内側（モータ室８２側）にあり、排気口８７とモータ８の貫通口８８とを接続するように延びる。仕切壁９２は、吸気口９１から吸気用隙間８３に向かう空気流とモータ８から排気口８７へ流出する空気流とを分断する。
【００７３】
冷却用ダクト６２は、電動送風機７２を経て吸気口９１に接続する吸気通路７９と、排気口８７に接続する排気通路９３と、を有する。吸気通路７９は、スイングアーム９の揺動による機器搭載領域３６とモータ室８２との変位を調整可能な蛇腹部９５を備える。排気通路９３はモータカバー７１の排気口８７に覆い被さるドーム状の経路を備える。
【００７４】
電動送風機７２は吸気通路７９に吸気流を発生することができる。電動送風機７２はモータカバー７１の吸気口９１に直接的に接続し、モータカバー７１にボルト（図示省略）等の締結部材により固定される。
【００７５】
導線９６は、冷却用ダクト６２の吸気通路７９内を通じてモータ冷却制御装置７３から電動送風機７２へ給電と制御信号の伝送を行う。
【００７６】
モータ冷却制御装置７３は、モータ用温度センサ６９が測定する温度の高低に基づいて電動送風機７２の送風量を増減制御する。具体的には、モータ冷却制御装置７３はモータ用温度センサ６９が測定するモータ８、特に固定子７７の温度が上がると電動送風機７２の入力を上げて回転数を増加し冷却風の風量を増す。他方、モータ冷却制御装置７３はモータ用温度センサ６９が測定するモータ８、特に固定子７７の温度が下がると電動送風機７２の入力を下げて回転数を減少し冷却風の風量を減じる。なお、モータ冷却制御装置７３は、機器搭載領域３６内に配置しても良いし、車両コントローラ１９に一体に組み込んでも良い。
【００７７】
電動送風機７２によってモータ室８２内に流れ込んだ冷却風（図７中の実線矢Ｆｌ）は、モータ室８２の一部であるスイングアーム９の内壁面に沿って進み、吸気用隙間８３からモータ内隙間８１に流れ込み、貫通口８８から仕切壁９２の内側を通じて排気口８７からモータ室８２外へ流出する。冷却風は、この流通過程で回転子７６の磁石（図示省略）や固定子７７のコイル（図示省略）など、モータ８の駆動にともない発熱する部分を冷却する。
【００７８】
排気口８７からモータ室８２外へ流出した冷却風は、冷却用ダクト６２の排気通路９３から車外へ排気される。
【００７９】
図８は、本発明の実施形態に係る仕切壁を示す斜視図である。
【００８０】
図８に示すように本実施形態に係る本実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８の仕切壁９２は、モータカバー７１に一体化する別部品であり、皿状の扁平な有底円筒であり、底板の中央に後輪７の車軸を通す車軸回避口９７と、モータ８の貫通口８８に対面する通気口９８と、を有する。
【００８１】
図９は、本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置の他の例を示す斜視図である。
【００８２】
図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線に沿って、本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置の他の例を示す断面図である。
【００８３】
図１１は、本発明の実施形態に係る冷却用ダクトの他の例を示す斜視図である。
【００８４】
図１２は、本発明の実施形態に係る冷却用ダクトおよびモータカバーの他の例を示す斜視図である。
【００８５】
図９から図１２に示すように、本実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８Ａは、冷却用ダクト６２Ａを備える。
【００８６】
冷却用ダクト６２Ａは、可撓性を有する弾性体の成形品であり、電動送風機７２を浮動支持する。冷却用ダクト６２Ａは、蛇腹部９５よりも吸気口９１に近い位置に電動送風機７２を浮動支持し、電動送風機７２が吐出する空気を吸気口９１へ確実に送り込む。
【００８７】
冷却用ダクト６２Ａの排気通路９３は、モータカバー７１の排気口８７を臨むドーム状の経路９３ａと、この経路９３ａに接続して経路９３ａの周囲を半周回り込んで囲む半円筒形状で迷路状の経路９３ｂと、を備える。経路９３ａは、排気口８７から吐出する冷却風を確実に受け取り、経路９３ｂへ案内する。経路９３ｂは、冷却風を車両外へ排気するとともに、迷路状に曲折することで、冷却用ダクト６２Ａ外から水や泥などの異物が排気通路９３内、ひいてはモータ室８２内へ侵入しないように妨げとなり、モータ８の損傷を防ぐ。
【００８８】
図１３は、本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置の他の例を示す断面図である。
【００８９】
図１４は、本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの他の例を示す斜視図である。
【００９０】
図１３および図１４に示すように、本実施形態に係る本実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８Ｂは、所謂インナーロータタイプのモータ８Ｂを備える。
【００９１】
モータ８Ｂは、回転中心寄りに位置する円柱状の回転子７６Ｂと、回転子７６の外側を囲む円筒形状の固定子７７Ｂと、を備える。
【００９２】
固定子７７Ｂは、両端が開口する筒形状であり、回転子７６Ｂからモータ内隙間８１を隔てて周囲を囲む。また、固定子７７Ｂは、モータ室８２の内面から吸気用隙間８３を隔てて一方の開口端１０１を配置し、かつ排気口８７に向けて他方の開口端１０２を配置する。さらに、固定子７７Ｂは、モータ室８２内の空気流を吸気用隙間８３およびモータ内隙間８１を通じ排気口８７へ流通する。
【００９３】
回転子７６Ｂは、車軸７５の回転中心に略平行に貫通する通気孔１０３を有する。通気孔１０３は、モータ内隙間８１と同様に吸気用隙間８３から流れ込む空気流を排気口８７へ流通して回転子７６Ｂの冷却を促す。
【００９４】
モータカバー７１の仕切壁９２Ｂは、円筒形状をなし、モータカバー７１からモータ８Ｂ向けて延びる。仕切壁９２Ｂは、モータカバー７１の内側（モータ室８２側）にあり、排気口８７とモータ８Ｂの開口端１０２とを接続するように延びる。仕切壁９２Ｂは、吸気口９１から吸気用隙間８３に向かう空気流とモータ８Ｂから排気口８７へ流出する空気流とを分断する。
【００９５】
電動送風機７２によってモータ室８２内に流れ込んだ冷却風（図１３中の実線矢Ｆｌ）は、モータ室８２の一部であるスイングアーム９の内壁面に沿って進み、吸気用隙間８３からモータ内隙間８１および通気孔１０３に流れ込み、貫通口８８から仕切壁９２Ｂの内側を通じて排気口８７からモータ室８２外へ流出する。冷却風は、この流通過程で回転子７６Ｂの磁石（図示省略）や固定子７７Ｂのコイル（図示省略）など、モータ８Ｂの駆動にともない発熱する部分を冷却する。
【００９６】
排気口８７からモータ室８２外へ流出した冷却風は、冷却用ダクト６２Ａの排気通路９３から車外へ排気される。
【００９７】
本実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８、６８Ａ、６８Ｂは、モータ８、８Ｂの温度に応じて電動送風機７２を運転するため、モータ８、８Ｂの回転数に依存せずにモータ８、８Ｂの温度に妥当する温度制御を実行できる。すなわち、本実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８、６８Ａ、６８Ｂは、例えば、燃料電池自動二輪車１が停車しているときや、定速走行しているときや、急勾配の坂道を低速で登坂している場合のように、車両駆動用モータに加わる負荷が大きく、しかもその回転数が低い場合でも、モータ８、８Ｂの温度に妥当する温度制御を実行できる。
【００９８】
また、本実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８、６８Ａ、６８Ｂは、アウターロータタイプのモータ８でも、インナーロータタイプのモータ８Ｂでも、モータ内隙間８１に冷却風を通過させるため、回転子７６、７６Ｂおよび固定子７７、７７Ｂを効率的に冷却できる。
【００９９】
さらに、本実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８、６８Ａ、６８Ｂは、仕切壁９２、９２Ｂを備えるため、アウターロータタイプのモータ８でも、インナーロータタイプのモータ８Ｂでも、モータ内隙間８１に一方向へ向かう流れ（吸気用隙間８３から排気口８７へ向かう流れ）を発生し、モータ８、８Ｂの冷却前後でモータ室８２内の冷却風の流れを混ぜ合わせることなく、回転子７６、７６Ｂおよび固定子７７、７７Ｂをより効率的に冷却できる。
【０１００】
さらに、本実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８Ａは、電動送風機７２を浮動支持するため、電動送風機７２に加わる振動を抑制して疲労を軽減できる。
【０１０１】
さらにまた、本実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８、６８Ａ、６８Ｂは、吸気通路７９内を通じて電動送風機７２へ給電する導線９６や、モータ用温度センサ６９からモータ冷却制御装置７３へ測定信号を導く信号線８９を備えるため、これらの導線９６や信号線８９が車両の外部に露出せず、外観を見栄え良く整えるとともに、導線９６や信号線８９の損傷を抑制できる。
【０１０２】
したがって、本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの冷却装置６８、６８Ａ、６８Ｂによれば、車両駆動用モータであるモータ８、８Ｂの回転数に拘わらず適宜冷却することが可能である。
【０１０３】
なお、冷却装置６８、６８Ａ、６８Ｂを適用する車両は燃料電池自動二輪車１に限られず、駆動輪を直接的に駆動する車両駆動用モータを備える車両であれば、モータチェアなどの小型電動車両や３輪以上の車輪を備える自動車であっても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
１  燃料電池自動二輪車
２  燃料電池
２ａ  吸気面
２ｂ  排気口
３  車両本体
５  前輪
６  ステアリング機構
７  後輪
８  モータ
９  スイングアーム
１０  フレーム
１１  外装
１２  シート
１２ａ  前方部
１２ｂ  後方部
１５  燃料タンク
１６  二次電池
１７  電力管理装置
１８  モータコントローラ
１９  車両コントローラ
２１  ヘッドパイプ
２２  上部ダウンフレーム
２３  下部ダウンフレーム
２５  下部フレーム
２６  上部フレーム
２８  ピボット
２９  ガードフレーム
３１  フットレスト
３２  サイドスタンドブラケット
３３  サイドスタンド
３４  センタースタンド
３５  センタートンネル領域
３６  機器搭載領域
３７  タイヤハウス領域
３９  隔壁部材
４１  フロントレッグシールドカバー
４２  フロントフレームカバー
４３  フレームカバー
４５  ファン
４７  排気ダクト
４７ａ  排気口
４９  クランプバンド
５１  圧力容器
５２  弁部
５３  燃料充填口
５５  燃料充填用継手
５６  第２二次電池
５７  ハンドル
５８  フロントフォーク
５９  フロントフェンダ
６１  リアサスペンション
６２  冷却用ダクト
６３  スロットルセンサ
６５  圧力センサ
６６  燃料用温度センサ
６７  遮断弁
６８  冷却装置
６９  モータ用温度センサ
７１  モータカバー
７２  電動送風機
７３  モータ冷却制御装置
７５  車軸
７６  回転子
７７  固定子
７８  給電線
７９  吸気通路
８１  モータ内隙間
８２  モータ室
８３  吸気用隙間
８５  開口縁
８６  椀形状底部
８７  排気口
８８  貫通口
８９  信号線
９１  吸気口
９２  仕切壁
９３  排気通路
９３ａ  経路
９３ｂ  経路
９５  蛇腹部
９６  導線
９７  車軸回避口
９８  通気口
１０１  開口端
１０２  開口端
１０３  通気孔
【図１】
0005807481.tif 000002
【図２】
0005807481.tif 000003
【図３】
0005807481.tif 000004
【図４】
0005807481.tif 000005
【図５】
0005807481.tif 000006
【図６】
0005807481.tif 000007
【図７】
0005807481.tif 000008
【図８】
0005807481.tif 000009
【図９】
0005807481.tif 000010
【図１０】
0005807481.tif 000011
【図１１】
0005807481.tif 000012
【図１２】
0005807481.tif 000013
【図１３】
0005807481.tif 000014
【図１４】
0005807481.tif 000015