(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に走行風を当てて当該モータ３０を冷却するモータ３０の冷却構造において、ケーシング３１の周囲には、回転軸３２よりも車体後方側に延在し、ケーシング３１の外周面に沿って走行風を案内する上下一対のガイド板３４，３４が設けられていることを特徴とする。【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、
前記ケーシングの周囲には、前記回転軸よりも車体後方側に延在し、前記ケーシングの外周面に沿って走行風を案内する上下一対のガイド板が設けられていることを特徴とするモータの冷却構造。
【請求項２】
前記ガイド板は、後端部が相互に接近するように湾曲形成されている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】
前記ガイド板は、略円弧状に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のモータの冷却構造。
【請求項４】
前記ケーシングは、前記回転軸を中心に放射状に延びるフィンを備え、前記回転軸から当該フィンの先端までの距離をＲ１とし、前記回転軸から前記ガイド板までの距離をＲ２とした場合、これら距離Ｒ１と距離Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１が１．１＜Ｒ２／Ｒ１＜１．４の関係を満たすよう構成されたことを特徴とする請求項３に記載のモータの冷却構造。
【請求項５】
前記ガイド板は、前記回転軸から前端部までの距離よりも当該回転軸から後端部までの距離を短くして配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のモータの冷却構造。
【請求項６】
前記ガイド板は、後端部に設けられ、当該ガイド板内面から前記ケーシングへ向けて延びる複数のバッフル板を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータの冷却構造。
【請求項７】
請求項１乃至６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、放熱面積を増やすためにモータのケーシングの外周面にフィンを設け、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、ケーシングの外周面にフィンを設けたとしても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、前記ケーシングの周囲には、前記回転軸よりも車体後方側に延在し、前記ケーシングの外周面に沿って走行風を案内する上下一対のガイド板が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この構成において、前記ガイド板は、後端部が相互に接近するように湾曲形成されていても良い。また、前記ガイド板は、略円弧状に形成されていても良い。
【０００９】
また、前記ケーシングは、前記回転軸を中心に放射状に延びるフィンを備え、前記回転軸から当該フィンの先端までの距離をＲ１とし、前記回転軸から前記ガイド板までの距離をＲ２とした場合、これら距離Ｒ１と距離Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１が１．１＜Ｒ２／Ｒ１＜１．４の関係を満たすよう構成されても良い。
【００１０】
また、前記ガイド板は、前記回転軸から前端部までの距離よりも当該回転軸から後端部までの距離を短くして配置されても良い。また、前記ガイド板は、後端部に設けられ、当該ガイド板内面から前記ケーシングへ向けて延びる複数のバッフル板を備えても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ケーシングの周囲には、回転軸よりも車体後方側に延在し、ケーシングの外周面に沿って走行風を案内する上下一対のガイド板が設けられているため、このガイド板によって、ケーシングの車体後部側においても走行風を通流させることが可能となり、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】
【００１２】
【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】Ａは、モータとガイド板とを示す右側面図であり、Ｂは、Ａの上面図である。
【図３】ガイド板半径及びフィン半径の比と各評価点での流速との関係を示したグラフである。
【図４】別の実施形態にかかるガイド板の配置位置を示す右側面図である。
【図５】ガイド板の入口側半径と出口側半径とを変更した際の各評価点での流速を示すグラフである。
【図６】図６Ａはガイド板の配置位置を示す右側面図であり、図６Ｂはガイド板の後端部の内面を示す図である。
【図７】ガイド板の内面にバッフル板を設けた場合の各評価点での流速を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、モータ３０のケーシング３１の外周面には、回転軸３２を中心に放射状に形成されたフィン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。
【００１９】
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。
【００２０】
次に、モータの冷却構造について説明する。
【００２１】
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、ケーシング３１の車両後方側では、走行風がケーシング３１の外周面から剥離して流れて空気が滞留する傾向にある。このため、特に車両後方側での放熱が十分でなく、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。
【００２２】
本構成では、上記した問題に鑑み、図１に示すように、モータ３０のケーシング３１の周囲には、回転軸３２よりも車体後方側に延在し、ケーシング３１の外周面に沿って走行風を案内する上下一対のガイド板３４，３４が配置されている。これらガイド板３４，３４は、ケーシング３１に取り付けられて外方に延びる固定片３５によって支持されており、当該ケーシング３１のフィン３１Ａ（外周面）との間に走行風が通流する風路３６が形成される。
【００２３】
本実施形態では、ケーシング３１のフィン３１Ａは、図２Ａ、Ｂに示すように、回転軸３２の軸心Ｏを中心とした半径（本実施形態では１００ｍｍ；距離）Ｒ１に形成されるとともに、ガイド板３４、３４は当該回転軸３２の軸心Ｏを中心とした半径（本実施形態では、１３０ｍｍ；距離）Ｒ２の円弧状に形成されており、後端部３４Ｂ，３４Ｂが互いに接近するように配置されている。
【００２４】
この構成によれば、電動車両１が走行する際に、走行風がガイド板３４，３４とケーシング３１との間に形成される風路３６を通流することにより、ケーシング３１の車体後部側においても空気の滞留を抑制することができ、ケーシング３１の外周面及びフィン３１Ａ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。
【００２５】
この構成において、出願人は、ガイド板３４，３４の配置位置（半径）を変更することにより、モータの冷却効率の高いガイド板３４，３４の配置条件はどのようなものかを調査した。一般に、ケーシング３１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、上記風路３６上に２つの評価点Ａ１、Ａ２を設定し、これら評価点Ａ１，Ａ２での流速を、フィン３１Ａの半径Ｒ１とガイド板３４の半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１を変更して測定した。また、この場合、車速を７ｋｍ、２６ｋｍ、８０ｋｍ及び１００ｋｍと変更し、各車速における評価点Ａ１，Ａ２での流速を測定している。
【００２６】
図３は、ガイド板３４の半径Ｒ２及びフィン３１Ａの半径Ｒ１の比Ｒ２／Ｒ１と各評価点Ａ１，Ａ２での流速との関係を示したグラフである。
【００２７】
このグラフに示すように、比Ｒ２／Ｒ１が極端に小さくても、大きくても流速が低下するため、冷却効率が低下することが判明し、適正は冷却効率を維持するためには、上記した比Ｒ２／Ｒ１が１．１＜Ｒ２／Ｒ１＜１．４の関係を満たすのが望ましく、更には、比Ｒ２／Ｒ１＝１．２に設定するのが最適となることが判明した。
【００２８】
このように、本実施形態では、比Ｒ２／Ｒ１が１．１＜Ｒ２／Ｒ１＜１．４の関係を満たすようにガイド板３４，３４を配置したことにより、風路出口側に設定した評価点Ａ１、Ａ２における流速を高く維持することができるため、より高い冷却効率を実現することができる。
【００２９】
次に、別の実施形態について説明する。
【００３０】
図４は、別の実施形態にかかるガイド板１３４の配置位置を示す右側面図である。上記した実施形態では、ガイド板３４は、回転軸３２を中心として同一の半径Ｒ２の円弧状に形成されていたが、この別の実施形態では、ガイド板１３４は、図４に示すように、回転軸３２からガイド板１３４の前端部１３４Ａまでの距離Ｒよりも当該回転軸３２から後端部１３４Ｂまでの距離ｒを短くして配置されている。
【００３１】
具体的には、曲率半径Ｒ（本実施形態では１３０ｍｍ）のガイド板１３４を用意し、このガイド板１３４の前端部１３４Ａが回転軸３２から距離Ｒ（１３０ｍｍ）となるように配置するとともに、当該ガイド板１３４の後端部１３４Ｂが回転軸３２から距離ｒ（１２０ｍｍ）となるように配置されている。この別の実施形態では、モータ３０の構成は上記した実施形態と同一であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
図５は、回転軸とガイド板１３４の前端部１３４Ａ及び後端部１３４Ｂとの各距離Ｒ，ｒを変更した際の各評価点Ｂ１〜Ｂ４での流速を示すグラフである。
【００３３】
図５に示すように、ガイド板１３４を配置すると、ガイド板を配置しない場合よりも風路３６を通流する流速が高くなっている。
【００３４】
また、風路入口側の距離Ｒよりも風路出口側の距離ｒを短く配置した構成では、各距離を同一にしたもの、及び、距離Ｒよりも距離ｒを長くしたものよりも、特に風路出口側の評価点Ｂ４での流速が高まっている。
【００３５】
このように、ガイド板１３４を、回転軸３２からガイド板１３４の前端部１３４Ａまでの距離Ｒよりも当該回転軸３２から後端部１３４Ｂまでの距離ｒを短くして配置することにより、特に風路３６の出口側での流速を高めることができ、車体後方側におけるケーシング３１の外周面及びフィン３１Ａからの放熱量を確保し、モータ全体としての冷却効率を高めることができる。
【００３６】
更に、別の実施形態について説明する。
【００３７】
図６Ａは、別の実施形態にかかるガイド板２３４の配置位置を示す右側面図であり、図６Ｂは、ガイド板２３４の後端部２３４Ｂの内面を示す図である。このガイド板２３４は、上記ガイド板１３４と同様の配置構成とするとともに、図６Ａに示すように、ガイド板２３４の後端部２３４Ｂの内面に、ケーシング３１側に向けて斜めに延出するバッフル板２３５Ａ，２３５Ｂが設けられている。
【００３８】
これらバッフル板２３５Ａ，２３５Ｂは、風路方向に沿って二列配置されており、手前側のバッフル板２３５Ａは、それぞれ間隔を設けて複数並設されており、奥側のバッフル板２３５Ｂは、上記バッフル板２３５Ａ間の隙間に位置するように配置されている。
【００３９】
また、この実施形態では、各バッフル板２３５Ａ，２３５Ｂは、それぞれ基端部における延出角度が同一の角度（本実施形態では３５〜４０度）となるように形成されている。
【００４０】
図７は、ガイド板２３４の内面にバッフル板２３５Ａ，２３５Ｂを設けた場合の各評価点Ｃ１〜Ｃ１１での流速を示すグラフである。
【００４１】
この図７によれば、これらバッフル板２３５Ａ，２３５Ｂをガイド板２３４の後端部２３４Ｂに設けることにより、特に、バッフル板２３５Ａ，２３５Ｂ近傍（評価点Ｃ４，Ｃ５，Ｃ８，Ｃ９）における風路３６内の流速が向上するため、車体後方側におけるケーシング３１の外周面及びフィン３１Ａからの放熱量を確保し、モータ全体としての冷却効率を高めることができる。
【００４２】
この実施形態では、ガイド板２３４は、回転軸３２からガイド板２３４の前端部２３４Ａまでの距離Ｒよりも当該回転軸３２から後端部２３４Ｂまでの距離ｒを短くして配置されているが、同一の距離Ｒ２（例えば１３０ｍｍ）としても良いことは勿論である。
【００４３】
以上、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に走行風を当てて当該モータ３０を冷却する冷却構造において、ケーシング３１の周囲には、回転軸３２よりも車体後方側に延在し、ケーシング３１の外周面に沿って走行風を案内する上下一対のガイド板３４，３４（１３４，１３４、２３４，２３４）が設けられているため、電動車両１が走行する際に、走行風がガイド板３４，３４とケーシング３１との間に形成される風路３６を通流することにより、ケーシング３１の車体後部側においても空気の滞留を抑制することができ、ケーシング３１の外周面及びフィン３１Ａからの放熱量を確保し、モータ全体としての冷却効率を向上できる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、ガイド板３４，３４（１３４，１３４、２３４，２３４）は、略円弧状に形成されているため、これらガイド板の３４，３４の内面に沿って滑らかに空気を通流させることができ、流速を高めることができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、ケーシング３１は、回転軸３２を中心に放射状に延びるフィン３１Ａを備え、回転軸３２から当該フィン３１Ａの先端までの距離をＲ１とし、回転軸３２からガイド板３４，３４までの距離をＲ２とした場合、これら距離Ｒ１と距離Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１が１．１＜Ｒ２／Ｒ１＜１．４の関係を満たすよう構成されているため、風路３６出口側に設定した評価点Ａ１、Ａ２における流速を高く維持することができ、より高い冷却効率を実現することができる。
【００４６】
また本実施形態によれば、ガイド板１３４，１３４（２３４，２３４）は、回転軸３２から前端部１３４Ａ，１３４Ａ（２３４Ａ，２３４Ａ）までの距離Ｒよりも当該回転軸３２から後端部１３４Ｂ，１３４Ｂ（２３４Ｂ，２３４Ｂ）までの距離ｒを短くして配置されているため、特に風路３６の出口側での流速を高めることができ、車体後方側におけるケーシング３１の外周面及びフィン３１Ａからの放熱量を確保し、モータ全体としての冷却効率を高めることができる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、ガイド板２３４，２３４は、後端部２３４Ｂ，２３４Ｂに設けられ、当該ガイド板２３４，２３４内面からケーシング３１へ向けて延びる複数のバッフル板２３５Ａ，２３５Ｂを備えたため、特に、バッフル板２３５Ａ，２３５Ｂ近傍（評価点Ｃ４，Ｃ５，Ｃ８，Ｃ９）における風路３６内の流速が向上することにより、車体後方側におけるケーシング３１の外周面及びフィン３１Ａからの放熱量を確保し、モータ全体としての冷却効率を高めることができる。
【００４８】
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、ガイド板３４，３４（１３４，１３４、２３４，２３４）は、略円弧状に形成された構成としたが、これに限るものではなくガイド板の後端部が相互に接近するように湾曲形成されている構成を採用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
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
３２  回転軸
３４、１３４、２３４  ガイド板
３４Ａ、１３４Ａ、２３４Ａ  前端部
３４Ｂ、１３４Ｂ、２３４Ｂ  後端部
３５  固定片
３６  風路
２３５Ａ  バッフル板
２３５Ｂ  バッフル板
【図１】
2012244836.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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