JPH04224490A - 電動車両のモータ冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気モータを走行用動力
源とした電動車両に関し、特に、そのモータを冷却する
ための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動二輪車等の車両の走行用動力
源として内燃機関が一般に用いられているが、この内燃
機関に代えて電気モータを動力源とした自動二輪車が提
案されている（例えば、実開昭５１−８０８４８号公報
参照）。このように電気モータを車両の動力源とすれば
、排気ガスの問題が解消して屋内等の特殊環境での使用
に有利であるばかりか、エアクリーナ、キャブレター、
マフラー、燃料タンク、始動装置等の付属物を省略する
ことができるので、構造が簡単で取扱性に優れた車両を
得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
電気モータを動力源とした自動二輪車において、その電
気モータの冷却方式に内燃機関と同様の水冷式を採用す
ると、ラジエータや冷却水ポンプが必要となって重量が
増加する問題がある。また、電気モータを空冷式とする
ことも考えられるが、このようにすると冷却効果が不足
する虞れがあるばかりか、冷却風を電気モータのハウジ
ング内に導入するための開口部が必要となり、この開口
部から水や泥等が浸入する可能性がある。

【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、簡単かつ軽量な構造で車両の動力源としてのモータ
を効率的に冷却することが可能であり、しかもモータの
ハウジング内に水や泥が浸入する虞れのない電動車両の
モータ冷却構造を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の電動車両のモータ冷却構造は、モータで駆
動輪を駆動して走行する電動車両において、前記モータ
のハウジングに冷媒を封入した液溜を形成し、この液溜
に、前記冷媒を保持し得る金属管よりなるヒートパイプ
を備えた凝縮器を接続したことを特徴とする。

【０００６】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。

【０００７】図１〜図４は本発明の第１実施例を示すも
ので、図１はそのモータ冷却構造を適用した自動二輪車
の全体側面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図
２の３−３線断面図、図４は図１の凝縮器の拡大図であ
る。

【０００８】図１に示すように、自動二輪車Ｖの車体フ
レームＦは鋼管よりなる前部フレームＦ１　、中央フレ
ームＦ２　、および後部フレームＦ３　から構成され、
その外側はレッグシールドＢ１　、ステップフロアＢ２
　、後部カバーＢ３　、およびアンダーカバーＢ４　か
ら構成される合成樹脂製のボディＢによって覆われる。 前部フレームＦ１　に固着したヘッドパイプ１には、上
端に操向ハンドル２を備えるとともに下端にフロントク
ッション３を介して前輪Ｗｆを軸架したフロントフォー
ク４が枢支される。中央フレームＦ２　の後部には、後
端に後輪Ｗｒを軸架したスイング式のパワーユニットＰ
の前端がピボット５で上下揺動自在に枢支され、そのパ
ワーユニットＰの後部上面と後部フレームＦ３　とはリ
ヤクッション６を介して連結される。中央フレームＦ２
　に設けたスタンド７は、図示した格納位置において前
記パワーユニットＰの前部下面を覆い、その内部に収納
した後述するモータＭの保護部材を兼ねる。パワーユニ
ットＰとシート８の間にはヘルメット等を収容するため
の物入れ９が設けられる。この物入れ９は前記モータが
発生する磁気によりフロッピーディスク等の収容物が影
響を受けないように、導電性樹脂等の磁気をシールドす
る材料で形成される。 中央フレームＦ２　には前記モータＭの駆動用電源とし
てのバッテリを収納するバッテリボックス１０が設けら
れる。また、前記ヘッドパイプ１の前方にはモータＭの
駆動を制御するコントローラ１１と前記バッテリを充電
するための充電器１２が設けられる。更に、後部カバー
Ｂ３　の内部には、その左側面に開設された導風口１３
の後部に位置するようにモータ冷却用の凝縮器１４が配
設される。

【０００９】次に、図２に基づいて前記パワーユニット
Ｐの構造を詳述する。パワーユニットＰは前端に前記ピ
ボット５が左右に貫通する伝動ケース１５を備えており
、その前部に設けたモータＭと後部に設けた減速機１６
がベルト式無段変速機Ｂを介して接続される。

【００１０】内部にモータＭを収納したモータハウジン
グ１７の右端開口はボルトで固定した蓋部材１８により
閉塞され、その左側面に形成した取付フランジ１７１　
は伝動ケース１５の開口部外周に形成した補強用フラン
ジ１５１　にボルトで取り付けられる。モータＭの回転
軸１９は前記蓋部材１８に設けたボールベアリング２０
とモータハウジング１７左端の壁部に設けたボールベア
リング２１によって支持される。

【００１１】モータＭは直流ブラシレスモータであって
、回転軸１９に固着した鉄心２２の外周に永久磁石２３
を配設した回転子２４と、モータハウジング１７の内部
にボルトで固着した鉄心２５の回りに巻回したコイル２
６とよりなる固定子２７を備え、更に回転軸１９の右端
には前記回転子２４の位相を検出する回転子位置センサ
２８が設けられる。

【００１２】伝動ケース１５の内部に収納されるベルト
式無段変速機Ｂは、モータハウジング１７側から伝動ケ
ース１５内部に突出する回転軸１９に設けた駆動プーリ
２９と、伝動ケース１５の後部に支持した減速機入力軸
３０に設けた従動プーリ３１とを備え、両プーリ２９，
３１には無端ベルト３２が巻き掛けられる。駆動プーリ
２９は回転軸１９に固着された固定側プーリ半体２９１
　と、この回転軸１９に軸方向摺動自在に支持された可
動側プーリ半体２９２　からなり、この可動側プーリ半
体２９２　と回転軸１９に固着したランププレート３３
との間には遠心ウエイト３４が半径方向に移動自在に配
設される。一方、従動プーリ３１は減速機入力軸３０に
ニードルベアリング３５を介して相対回転自在に嵌合す
るカラー３６に支持した固定側プーリ半体３１１　と可
動側プーリ半体３１２　とよりなり、この従動プーリ３
１に伝達された駆動力は自動遠心クラッチ３７を介して
前記減速機入力軸３０に伝達される。そして、前記ベル
ト式無段変速機Ｂおよび自動遠心クラッチ３７を収納し
た伝動ケース１５の左側面は、着脱自在なサイドカバー
３８によって閉塞される。

【００１３】減速機入力軸３０は、伝動ケース１５に設
けたボールベアリング３９と減速機カバー４０に設けた
ボールベアリング４１とによって支持され、同じく伝動
ケース１５と減速機カバー４０に設けた一対のボールベ
アリング４２，４３によって支持した後輪Ｗｒの車軸４
４との間には中間軸４５が支持される。そして、減速機
入力軸３０の入力ギヤ４６の回転は中間軸４５の２個の
中間ギヤ４７，４８を介して車軸４４の出力ギヤ４９に
伝達される。

【００１４】図２および図３に示すように、前記モータ
Ｍを覆うモータハウジング１７には固定子２７の外周を
囲むように環状の液溜１７２　が形成され、その液溜１
７２　の内部には例えば液体フロンのような冷媒が密封
状態で貯留される。前記液溜１７２　の上部は断面積が
大きくなるように形成され、その頂部には前記凝縮器１
４を構成するヒートパイプ５０の基端側に設けた継手部
５０１　が固定される。

【００１５】図４を併せて参照すると明らかなように、
ヒートパイプ５０の先端側は側面視で三角形状となるよ
うに交互に折曲され、その先端はプラグ５１で閉塞され
る。そして、前記三角形状に折曲されたヒートパイプ５
０の外周は断面コ字状の枠体５２により保持され、これ
らヒートパイプ５０と枠体５２で構成される前記凝縮器
１４が伝動ケース１５の上部に突設したブラケット１５
２　にボルト５３を介して取付けられる。そして、この
凝縮器１４に走行風を作用させるべく、後部カバーＢ３
　の左側面に前記導風口１３が形成される（図１参照）
。

【００１６】図３に示すように、ヒートパイプ５０は金
属管５４の内面に前記冷媒が滲み込んで保持される多孔
質のウイック５５を内張りした構造を備え、このヒート
パイプ５０と前記液溜１７２　の内部を一旦真空に引い
た後、液溜１７２　に冷媒が封入される。

【００１７】次に、前述の構成を備えた本発明の第１実
施例の作用を説明する。モータＭの回転速度が小さいと
き自動遠心クラッチ３７は非係合状態にあり、前記モー
タＭの駆動力は後輪Ｗｒに伝達されない。この状態から
モータＭの回転速度を増加させると、やがて自動遠心ク
ラッチ３７が係合してモータＭの駆動力が後輪Ｗｒに伝
達される。モータＭの回転速度が更に増加すると、モー
タＭの回転軸１９に固着したランププレート３３に沿っ
て遠心ウエイト３４が半径方向外側に移動し、駆動プー
リ２９の可動側プーリ半体２９２　を固定側プーリ半体
２９１　に接近する方向に移動させる。これにより、駆
動プーリ２９の有効半径が増加すると同時に、無端ベル
ト３２を介して従動プーリ３１の可動側プーリ半体３１
２　が固定側プーリ半体３１１　から離間する方向に駆
動され、その有効半径が減少する。その結果、ベルト式
無段変速機Ｂの減速比が減少して後輪Ｗｒの回転速度が
増加し、車両が加速される。

【００１８】モータＭはその回転により発熱するが、特
にブラシレスモータではコイル２６を有する固定子２７
側の発熱量が大きいため、この固定子２７を支持するモ
ータハウジング１７が著しく温度上昇する。このように
モータハウジング１７が温度上昇すると、その密閉され
た液溜１７２　に貯留された冷媒が気化し、その際にモ
ータハウジング１７の熱を奪うことによりモータＭを冷
却する。気化した冷媒の蒸気は液溜１７２　からヒート
パイプ５０の内部を上昇するが、このヒートパイプ５０
により構成される凝縮器１４が走行風により低温状態に
保たれるため、前記冷媒の蒸気は再び液化してヒートパ
イプ５０内面のウイック５５に付着する。このようにし
て液化した冷媒は前記ウイック５５に沿って重力で下降
し、再びモータハウジング１７に形成した液溜１７２　
に戻される。

【００１９】而して、モータハウジング１７の液溜１７
２　における冷媒の気化と、凝縮器１４のヒートパイプ
５０における冷媒の液化の繰り返しにより、発熱したモ
ータＭが効果的に冷却される。しかも、前記モータハウ
ジング１７には大気に連通する開口部を設ける必要がな
いため、モータＭの内部に水や泥が浸入する不都合がな
い。

【００２０】図５〜図７は本発明の第２実施例を示すも
ので、図５はそのモータ冷却構造を適用した自動二輪車
の全体側面図、図６は図５の６−６線断面図、図７は図
５の７方向矢視図である。

【００２１】図５に示すように、この自動二輪車Ｖの車
体フレームＦはヘッドパイプＦ４　と左右一対のメイン
フレームＦ５　とを備え、これら左右のメインフレーム
Ｆ５　は図示せぬ複数のクロスメンバで相互に結合され
る。ヘッドパイプＦ４　に支持したフロントフォーク６
１の下端には前輪Ｗｆが軸支され、その上端には操向ハ
ンドル６２が設けられる。メインフレームＦ５　には内
部に後述のモータＭのコントローラ等を収納したボック
ス６３が載置され、このボックス６３の下方から後方に
沿設されたシートフレーム６４の上部にシート６５が支
持される。 メインフレームＦ５　の後端にはスイングアーム６６の
前端がピボット６７で上下揺動自在に支持され、そのス
イングアーム６６の後端には後輪Ｗｒが軸支される。

【００２２】メインフレームＦ５　の下部に固設した前
後一対のブラケット６８，６９には、モータＭとミッシ
ョン７０を備えたパワーユニットＰが支持される。モー
タＭ、ミッション７０、およびメインフレームＦ５　の
下端に設けたブラケット７１，７２，７３には籠状のバ
ッテリフレーム７４が吊設され、その内部には前記モー
タＭの駆動用電源としてのバッテリ７５が支持される。 ミッション７０の出力軸に設けた駆動スプロケット７６
と後輪Ｗｒに設けた従動スプロケット７７はチェン７８
で接続され、これによりモータＭの駆動力が後輪Ｗｒに
伝達される。また、車体フレームＦには前記パワーユニ
ットＰおよびバッテリ７５等を覆うカウリングＣが設け
られ、その前部上端に形成した開口部に臨むようにモー
タＭを冷却するための凝縮器７９が配設される。

【００２３】図６に示すように、パワーユニットＰは前
記ミッション７０を収納するミッションケース８０と、
その前部に接続されたモータハウジング８１とを備え、
ミッションケース８０の左右両側面は左側カバー８２と
右側カバー８３により覆われるとともに、モータハウジ
ング８１の左側面は蓋部材８４により覆われる。

【００２４】モータＭは先の実施例と同じ直流ブラシレ
スモータであって、モータハウジング８１側に設けた固
定子８５と、一対のボールベアリング８６，８７で支持
した回転軸８８に設けた回転子８９を備える。ミッショ
ンケース８０と左側カバー８２にはボールベアリング９
０とローラベアリング９１を介してメインシャフト９２
が支持され、そのメインシャフト９２の右端に設けた湿
式多板型のクラッチ９３の外周に設けた従動ギヤ９４に
前記モータＭの回転軸８８の右端に設けた駆動ギヤ９５
が噛合する。メインシャフト９２の後部には一対のボー
ルベアリング９６，９７を介してカウンタシャフト９８
が支持され、メインシャフト９２とカウンタシャフト９
８間には所望の変速段を選択的に確立するための複数の
ギヤ列Ｇ１　〜Ｇ６　が配設される。そして、カウンタ
シャフト９８の左端には、前記チェン７８が巻き掛けら
れる駆動スプロケット７６が固着される。

【００２５】モータハウジング８１の外周には冷媒が封
入される環状の液溜８１１　が形成され、その液溜８１
１　の上端には前記凝縮器７９を構成するヒートパイプ
５０に接続する継手部５０１　が連結される。

【００２６】前記凝縮器７９、は上下方向に配設された
一対の角パイプ９９，１００間に多数のヒートパイプ５
０を左右方向にろう付けにより結合し、更に上下のヒー
トパイプ５０を結合するように金属薄板よりなる多数の
冷却フィン１０１をろう付けしたもので、その外周を保
持する矩形状の枠体１０２の左右上端がメインフレーム
Ｆ５　に設けたブラケット１０３にボルト１０４で固定
される。前記多数のヒートパイプ５０はその一端が他端
よりも僅かに低くなるように水平線に対して角度θだけ
傾斜して設けられており、ヒートパイプ５０の低い側に
接続された角パイプ９９の下端が継手部５０１　を介し
てモータハウジング８１の液溜８１１　に接続される。 尚、前記冷却フィン１０１は各ヒートパイプ５０毎に独
立して設けることも可能である。

【００２７】而して、この実施例によればモータＭの駆
動力がクラッチ９３を介してミッション７０のメインシ
ャフト９２に伝達されると、その回転が複数のギヤ列Ｇ
１　〜Ｇ６　のいずれかにより減速されてカウンタシャ
フト９８に伝達され、更に駆動スプロケット７６、チェ
ン７８、従動スプロケット７７を介して後輪Ｗｒに伝達
される。

【００２８】運転により発熱したモータＭは、先の実施
例と同様にモータハウジング８１に形成した液溜８１２
　内部の冷媒が蒸発する際の気化熱により冷却される。 そして、気化した冷媒の蒸気は凝縮器７９を構成するヒ
ートパイプ５０内部で熱を奪われて再び液化し、傾斜し
て設けられたヒートパイプ５０内面のウイック５５を伝
わって角パイプ９９に集合し、更に継手部５０１　を介
して前記液溜８１１　に戻される。

【００２９】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく、種々の小
設計変更を行うことが可能である。

【００３０】例えば、冷媒はフロンに限定されず、水や
アルコールを用いることができる。また、本発明の冷却
構造は、自動二輪車のモータに限らず、四輪車等の他の
車両のモータの冷却に適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、モータの
ハウジングに冷媒を封入した液溜を形成し、この液溜に
ヒートパイプを有する凝縮器を接続しているので、液溜
において冷媒が気化する際の気化熱によりモータを冷却
し、前記気化した冷媒の蒸気を凝縮器で再び液化させて
液溜に戻すことができる。したがって、水冷式の冷却構
造を採用した場合に必要となる大型のラジエータや冷却
水ポンプが不要になって重量の軽減が可能となるばかり
か、無動力で効率的なモータの冷却が可能となる。また
、空冷式の冷却構造を採用した場合に必要となるモータ
ハウジングの通風用開口が不要となるため、モータハウ
ジングの内部に水や泥等が浸入する虞れがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による自動二輪車の全体側
面図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】図１の要部拡大図

【図５】本発明の第２実施例による自動二輪車の全体側
面図

【図６】図５の６−６線断面図

【図７】図５の７方向矢視図

【符号の説明】

１４　　　　凝縮器 １７　　　　モータハウジング（ハウジング）１７２　
　　液溜 ５０　　　　ヒートパイプ ５４　　　　金属管 ７９　　　　凝縮器 ８１　　　　モータハウジング（ハウジング）８１１　
　　液溜 Ｍ　　　　　　モータ Ｗｒ　　　　後輪（駆動輪）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　モータ（Ｍ）で駆動輪（Ｗｒ）を駆動
   して走行する電動車両において、前記モータ（Ｍ）のハ
   ウジング（１７，８１）に冷媒を封入した液溜（１７２
   　，８１１　）を形成し、この液溜（１７２　，８１１
   　）に、前記冷媒を保持し得る金属管（５４）よりなる
   ヒートパイプ（５０）を備えた凝縮器（１４，７９）を
   接続したことを特徴とする、電動車両のモータ冷却構造
   。