(57)【要約】【課題】簡単な構成でモータを十分に冷却できるモータの冷却構造及びこの構造を搭載した電動車両を提供すること。【解決手段】車幅方向に延びる回転軸３２を有し、この回転軸３２を後輪３に接続して当該後輪３を駆動するモータ３０を備え、このモータ３０のケーシング３１に回転軸３２から放射状に延びるフィン３１Ａを設け、当該モータ３０に走行風を当てて当該モータ３０を冷却するモータの冷却構造において、走行風の流れ方向に対してケーシング３１の側面部となる上面部３１Ｂ及び下面部３１Ｃに位置するフィン３１Ａ１を当該走行風の流れ方向に沿って傾斜させた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に延びる回転軸を有し、この回転軸を車輪に接続して当該車輪を駆動するモータを備え、このモータのケーシングに前記回転軸から放射状に延びるフィンを設け、当該モータに走行風を当てて当該モータを冷却するモータの冷却構造において、
前記走行風の流れ方向に対してケーシングの側面部に位置する前記フィンを、当該走行風の流れ方向に沿って傾斜させたことを特徴とするモータの冷却構造。
【請求項２】
前記フィンは、前記走行風の流れ方向の前方から後方に向かって前記傾斜角度を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のモータの冷却構造。
【請求項３】
前記回転軸を通過する鉛直線の前後で前記フィンの傾斜角度を変更したことを特徴とする請求項２に記載のモータの冷却構造。
【請求項４】
前記ケーシングの側面部に設けられた前記フィンの長さを、当該ケーシングの他部に設けられたフィンと同一に形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモータの冷却構造。
【請求項５】
前記ケーシングの側面部に設けられた前記フィンの先端と前記回転軸との距離を、当該ケーシングの他部に設けられたフィンの先端と前記回転軸との距離と同一に形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモータの冷却構造。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載のモータの冷却構造を搭載した電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両を駆動するモータの冷却構造及びこの構造を搭載した電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力をエネルギーとして駆動力を得るモータを駆動源とする電動車両の開発に注目が集まっている。この種の電動車両では、モータの回転軸を車輪のハブに連結し、当該車輪を駆動輪として駆動する駆動装置の開発が進められている（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２００６−１５１３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の駆動装置では、モータの回転時に、銅損、鉄損、もしくは機械損等の原因でモータが発熱し、このモータ温度が高くなるといった問題がある。モータ温度を低減するためには、モータのケーシングからの放熱量を増加させることが不可欠である。この場合、モータのケーシングの外周面には、放熱面積を増やすために回転軸から放射状に延びるフィンを設け、このモータに走行風を当てて当該モータを冷却することが行われている。
【０００５】
しかし、従来の構成では、走行風は車両の前方から後方に一方向に流れることが多いため、この走行風の流れ方向に対するケーシングの側面部において、流速が低下することにより、当該ケーシングの車両後方で空気が滞留しやすくなり、放熱が十分でなく、モータ全体としての冷却効率が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、簡単な構成で、走行風によってモータ全体を効果的に冷却できるモータ冷却構造及びこの構造を搭載した電動車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、車幅方向に延びる回転軸を有し、この回転軸を車輪に接続して当該車輪を駆動するモータを備え、このモータのケーシングに前記回転軸から放射状に延びるフィンを設け、当該モータに走行風を当てて当該モータを冷却するモータの冷却構造において、前記走行風の流れ方向に対してケーシングの側面部に位置する前記フィンを、当該走行風の流れ方向に沿って傾斜させたことを特徴とする。
【０００８】
この構成において、前記フィンは、前記走行風の流れ方向の前方から後方に向かって前記傾斜角度を大きくしても良い。また、前記回転軸を通過する鉛直線の前後で前記フィンの傾斜角度を変更しても良い。
【０００９】
また、前記ケーシングの側面部に設けられた前記フィンの長さを、当該ケーシングの他部に設けられたフィンと同一に形成しても良い。また、前記ケーシングの側面部に設けられた前記フィンの先端と前記回転軸との距離を、当該ケーシングの他部に設けられたフィンの先端と前記回転軸との距離と同一に形成しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、走行風の流れ方向に対してケーシングの側面部に位置する前記フィンを、当該走行風の流れ方向に沿って傾斜させているため、この側面部における走行風の流速を高めることができ、簡単な構成でケーシングからの放熱量を確保し、モータ全体としての冷却効率の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態にかかるモータの冷却構造を用いた電動車両の一例を示す右側面図である。
【図２】モータの右側面図である。
【図３】フィン形状を示す部分拡大図である。
【図４】Ａは従来モータの空気の流れを示す図であり、Ｂは本実施形態にかかるモータの空気の流れを示す図である。
【図５】各評価点における空気の流速を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態にかかるモータの冷却構造を採用した電動車両１の一例を示す右側面図である。電動車両１は、図１に示すように、前輪２、及び後輪３を備えた自動二輪車である。電動車両１は、メインフレーム４、及びスイングアーム５が主たる骨組みとして構成されている。
【００１４】
メインフレーム４は、前端部が上方に向かって屈曲しており、その前端部で前輪２及びハンドル６を操舵可能に支持している。メインフレーム４の後端側であって、電動車両１の前後方向の略中央部には、使用者が腰を掛けるシート７と、バッテリー収容部８とが備えられている。バッテリー収容部８は、シート７の下方に設けられ、内部にバッテリー装置（不図示）が収容されている。シート７は、バッテリー収容部８の蓋の役目も果たし、バッテリー収容部８に対して開閉可能にして取り付けられている。メインフレーム４のシート７の後方であって、後輪３の上方の箇所には、荷物台９が備えられている。
【００１５】
スイングアーム５は、メインフレーム４後部の、シート７及びバッテリー収容部８の箇所の下方から後方に向かって延びている。後輪３は、図１に示すように、スイングアーム５の後端に支持されている。なお、スイングアーム５は、後輪３の左側のみに設けられ、片持ち状態で後輪３を支持している。また、後輪３は、駆動輪であり、スイングアーム５との間にモータ駆動装置２０を備えている。スイングアーム５は、その後端がモータ駆動装置２０の前端部に接続され、モータ駆動装置２０を介して後輪３を支持する支持部材である。モータ駆動装置２０は、後輪３の軸線方向に関して互いに並置されたモータ３０、減速機構（不図示）及び制動機構（不図示）を備えている。また、モータ駆動装置２０の左側には、サスペンションケース１０が備えられている。サスペンションケース１０から上方の荷物台９に向かって、後輪３のサスペンションユニット１１が延びている。
【００１６】
モータ３０は、略円筒状に形成されたケーシング３１と、このケーシング３１内に固定配置されたステータ（不図示）と、このステータの内側を回転するロータ（不図示）とを備える。このロータの回転軸３２は、車幅方向に延びて後輪３のホイールのハブに連結され、モータ３０の回転によって後輪３が駆動される。
【００１７】
また、モータ３０のケーシング３１の外周面にはフィン３１Ａを備える。これらフィン３１Ａは、ケーシング３１の本体に一体に設けられるものであり、ケーシング３１の表面積を増大させて走行風との熱交換を促進し、モータ３０を効果的に冷却するものである。
【００１８】
本構成では、モータ３０は、スイングアーム５の後端部に外部に露出した状態で支持されており、電動車両１が走行する際に、ケーシング３１のフィン３１Ａ及び外周面に走行風が当たり、この走行風によってモータ３０が冷却される。
【００１９】
次に、モータの冷却構造について説明する。
【００２０】
上述したモータ３０では、略円筒形状のケーシング３１の外周面に、回転軸３２を中心に放射状に延びるフィン３１Ａを設け、このフィン３１Ａ及び外周面に走行風を当てることによって冷却されている。しかし、走行風は、通常、電動車両１の前方から後方に一方向に流れることが多いため、この走行風の流れ方向に対するケーシング３１の側面部において、流速が低下することにより、当該ケーシング３１の車両後方で空気が滞留しやすくなり、放熱が十分でなく、モータ３０全体としての冷却効率が低下するという問題があった。
【００２１】
本構成では、上記した問題に鑑み、図２に示すように、略円筒形状のケーシング３１の外周面に形成されたフィン３１Ａのうち、走行風の流れ方向に対してケーシング３１の側面部となる上面部３１Ｂ及び下面部３１Ｃに位置するフィン３１Ａ１を、当該走行風の流れ方向に沿って傾斜させている。これら傾斜させたフィン３１Ａ１は、上記したフィン３１Ａと略同一の長さに設定されており、各フィンでの熱交換面積を同等に維持している。
【００２２】
具体的には、図３に示すように、フィン３１Ａ１は、走行風の流れ方向の前方から後方に向かって傾斜角度を大きくするように形成され、本実施形態では、回転軸３２の軸心Ｏを通過して上下に延びる鉛直線の前側に位置する第１フィン３１Ａ１１の傾斜角度を第１の傾斜角度α（４０度）に設定するとともに、当該鉛直線の後側に位置する第２フィン３１Ａ１２の傾斜角度を、第１の傾斜角度αよりも大きい第２の傾斜角度β（６０度）に設定している。
【００２３】
略円筒状のケーシング３１では、鉛直線の前後で当該ケーシング３１の外周面の高さ位置が変わるため、同一の傾斜角度とした場合には、鉛直線の後側に位置するフィンが前側のフィンに隠れてしまい熱交換を十分に行うことができないおそれがある。
【００２４】
このため、本実施形態では、第１フィン３１Ａ１１の第１の傾斜角度αを４０度に設定するとともに、第２フィン３１Ａ１２の第２の傾斜角度βを６０度に設定することで、第２フィン３１Ａ１２の先端が第１フィン３１Ａ１１の先端よりも距離Ｌだけ突出することにより、第２フィン３１Ａ１２に直接走行風を当てることが可能となり、モータ３０の冷却効率を高めることができる。
【００２５】
次に、本構成のモータ３０の冷却効果について説明する。
【００２６】
図４は、モータの周囲の走行風の流れを示す図であり、Ａは従来モータの空気の流れを示す図であり、Ｂは本実施形態にかかるモータ３０の空気の流れを示す図である。なお、この図では、下方から上方に向けて走行風が流れるように描かれている。
【００２７】
この実験では、従来モータとして、ケーシング１３１の外周面に回転軸を中心の放射状にフィン１３１Ａを形成したモータ１３０を用意し、本構成のモータ３０として、走行風の流れ方向に対してケーシング３１の側面部位置するフィン３１Ａ１を走行風の流れ方向に傾斜させたモータ３０を用意する。このモータ３０は、従来型のモータ１３０とフィン３１Ａ１を傾斜させている点が異なるだけで、後の構成（ケーシングの大きさ、フィンの長さ等）は同一としている。
【００２８】
一般に、ケーシングに走行風を当てて冷却する場合には、走行風の風速が高い方が冷却効率は高い。このため、各モータ３０，１３０を設置した環境下に同一流速の空気を走行風として流し、当該モータのケーシングの側面部から後方部に亘って６つの評価点１〜６を設定し、これら評価点１〜６での各流速を測定した。
【００２９】
図５は、図４の実験により測定された各評価点１〜６における空気の流速を示すグラフである。
【００３０】
本構成では、図５に示すように、最も上流側に位置する評価点１、及び、最も下流側に位置する評価点６では、従来の構成のものに比べて、流速が大幅に向上した結果とはなっていない。しかし、走行風の流れ方向に対するケーシングの側面部に該当する評価点２〜４では、従来の構成に比べて、流速が大幅に大きくなっており、流速が１ｍ／ｓ以下の対流した状態が解消されている。これによれば、走行風の流れ方向に対してケーシング３１の側面部位置するフィン３１Ａ１を走行風の流れ方向に傾斜させるといった簡単な構成で、ケーシング３１の側面部における走行風の流速を高めることができる。
【００３１】
以上、説明したように、本実施形態によれば、車幅方向に延びる回転軸３２を有し、この回転軸３２を後輪３に接続して当該後輪３を駆動するモータ３０を備え、このモータ３０のケーシング３１に回転軸３２から放射状に延びるフィン３１Ａを設け、当該モータ３０に走行風を当てて当該モータ３０を冷却するモータの冷却構造において、走行風の流れ方向に対してケーシング３１の側面部となる上面部３１Ｂ及び下面部３１Ｃに位置するフィン３１Ａ１を当該走行風の流れ方向に沿って傾斜させたため、これら上面部３１Ｂ及び下面部３１Ｃにおける走行風の流速を高めることができ、簡単な構成でケーシング３１からの放熱量を確保し、モータ３０全体としての冷却効率の向上を図ることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、フィン３１Ａ１は、走行風の流れ方向の前方から後方に向かって傾斜角度を大きくしたため、流れ方向の後方に位置するフィン３１Ａ１にも走行風を確実に当てることができ、モータ３０の冷却効率を高めることができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、回転軸３２を通過する鉛直線の前後でフィン３１Ａ１の傾斜角度を変更し、鉛直線の前側に位置する第１フィン３１Ａ１１の傾斜角度を第１の傾斜角度αに設定するとともに、当該鉛直線の後側に位置する第２フィン３１Ａ１２の傾斜角度を、第１の傾斜角度αよりも大きい第２の傾斜角度βに設定しているため、略円筒状のケーシング３１を用いた場合であっても、第２フィン３１Ａ１２の先端が第１フィン３１Ａ１１の先端よりも距離Ｌだけ突出することにより、第２フィン３１Ａ１２に直接走行風を当てることが可能となり、モータ３０の冷却効率を高めることができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、ケーシング３１の上面部３１Ｂ及び下面部３１Ｃに設けられたフィン３１Ａ１の長さを、当該ケーシング３１の他部に設けられたフィン３１Ａと同一に形成したため、当該フィン３１Ａ１の熱交換面積を他のフィン３１Ａと同等に維持できるとともに、鉛直線方向のモータ３０の外径を小さく形成することができ、周辺部品等をまとまりよく配置することができる。
【００３５】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、ケーシング３１の上面部３１Ｂ及び下面部３１Ｃに設けられたフィン３１Ａ１の長さを、当該ケーシング３１の他部に設けられたフィン３１Ａと同一に形成しているが、これに限るものではなく、ケーシングの上面部３１Ｂ及び下面部３１Ｃに設けられるフィンの先端と回転軸３２との距離を、当該ケーシング３１の他部に設けられるフィン３１Ａの先端と回転軸３２との距離と同一に形成しても良い。この構成によれば、モータの外径（大きさ）は、従来のものと変更することなく、フィン３１Ａ１の長さを長く形成することができるため、その分、ケーシング３１の上面部３１Ｂ及び下面部３１Ｃでの熱交換量を増加することができ、モータ３０の冷却効率を高めることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、第１フィン３１Ａ１１の第１の傾斜角度αを４０度、第２フィン３１Ａ１２の第２の傾斜角度βを６０度としているが、第２の傾斜角度βが第１の傾斜角度αよりも大きいのであれば、この値と異なる値を選択できることは勿論である。
【符号の説明】
【００３７】
１  電動車両
３  後輪（車輪）
２０  モータ駆動装置
３０  モータ
３１  ケーシング
３１Ａ  フィン
３１Ａ１  フィン（傾斜させたフィン）
３１Ａ１１  第１フィン
３１Ａ１２  第２フィン
３１Ｂ  上面部（走行風に対する側面部）
３１Ｃ  下面部（走行風に対する側面部）
３２  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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