JP2010279178A - モールドモータ及び電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータの放熱性を向上可能とするモールドモータ及び電動車両を提供する。
【解決手段】モールドモータ１０において、外壁１３Ｇの高さαは、モールド部２４の高さβよりも小さい。
【選択図】図４

Description

本発明は、樹脂によってモールドされたステータを備えるモールドモータ及び当該モールドモータを備える電動車両に関する。

従来、電動車両などの駆動源として、モールドモータが広く用いられている。モールドモータは、円柱状のステータと、ステータの内側に配置されるロータとを備える。

ステータは、環状のヨークと、ヨークの内側に配列される複数のティースと、ヨークと複数のティースとを封止するモールド部とを含む。

ここで、ヨークは、ステータの周方向に沿って配列された複数のヨークセグメントに分割されている場合がある。この場合、複数のヨークセグメントと複数のティーストを樹脂によって封止する際に、筒状のモータケースの内部に複数のヨークセグメントの外周を圧入する手法が知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−３４８５２２号公報［図７］

しかしながら、特許文献１の手法によると、ステータの側面全体がモータケースによって覆われているので、ステータの放熱性が低下してしまう。

本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであり、ステータの放熱性を向上可能とするモールドモータ及び電動車両を提供することを目的とする。

本発明の特徴に係るモールドモータは、円柱状のステータと、ステータの円柱端面上に設けられるモータケースとを備えるモールドモータであって、ステータは、ステータの周方向に沿って配列された複数のヨークセグメントと、複数のヨークセグメントを封止するモールド部とを含み、モータケースは、複数のヨークセグメントの外周に沿って設けられる外壁を有しており、ステータの軸方向において、外壁の高さは、モールド部の高さよりも小さいことを要旨とする。

本発明の特徴に係るモールドモータによれば、外壁は、モールド部よりも低いので、ステータの外周面にモールド部を露出することができる。そのため、ステータ内部で発生する熱を、モールド部から直接外気に放出することができる。その結果、モールド部がモータケースによって覆われている場合に比べて、ステータの放熱性を向上することができる。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、外壁は、周方向に沿って環状に設けられていてもよい。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、外壁は、複数のヨークセグメントのうち２つのヨークセグメントの外周に跨って設けられる外周ガイド部と外周ガイド部に連なる切り欠き部とを有しており、モールド部は、切り欠き部に充填されていてもよい。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、モータケースは、一のヨークセグメントの軸方向における端面と、一のヨークセグメントに当接される一のティースの軸方向における端面とに跨って設けられる端面ガイド部を有していてもよい。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、電力ケーブルを格納する端子ボックスをさらに備え、端子ボックスは、一のヨークセグメントの軸方向における端面に当接される端面ガイド部を有していてもよい。

本発明の特徴に係る電動車両は、駆動輪と、駆動輪を駆動させるモールドモータとを備える電動車両であって、モールドモータは、円柱状のステータと、ステータの駆動輪側の円柱端面上に設けられるモータケースとを備えるモールドモータであって、ステータは、ステータの周方向に沿って配列された複数のヨークセグメントと、複数のヨークセグメントを封止するモールド部とを含み、モータケースは、複数のヨークセグメントの外周に沿って設けられる外壁を有しており、ステータの軸方向において、外壁の高さは、モールド部の高さよりも小さいことを要旨とする。

本発明によれば、ステータの放熱性を向上可能とするモールドモータ及び電動車両を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る電動二輪車１００の右側面図である。 本発明の第１実施形態に係るモールドモータ１０を反出力側から見た斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るモールドモータ１０を出力側から見た斜視図である。 図３のＡ−Ａ線における断面図である。 本発明の第１実施形態に係るステータ１２の詳細な構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る外壁の構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るヨーク２０に第１モータケース１３を嵌合した状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るステータ１２の製造方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係るヨーク２０に第１モータケース１３を嵌合した状態を示す斜視図である。 図７のＢ−Ｂ線における断面図である。 本発明の第４実施形態に係るヨーク２０に端子ボックス１５を嵌合した状態を示す斜視図である。 図１１のＣ−Ｃ線における断面図である。

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（電動車両の概略構成）
以下において、本発明の第１実施形態に係るモールドモータ１０を適用した電動車両である電動二輪車１００について、図面を参照しながら説明する。図１は、電動二輪車１００の右側面図である。

図１に示すように、電動二輪車１００は、車体フレームが下方に配設された、いわゆるアンダーボーン型の電動二輪車である。電動二輪車１００は、前輪２、後輪３、スイングアーム４、サスペンションケース５、リヤサスペンション６及びモールドモータ１０を備える。

前輪２は、フロントフォークによって回転自在に支持される。後輪３は、モールドモータ１０に回転自在に支持される。スイングアーム４は、車体フレームに揺動可能に取り付けられる。

サスペンションケース５は、スイングアーム４の後端部とモールドモータ１０とに連結されている。リヤサスペンション６は、サスペンションケース５と車体フレーム（不図示）とに連結されている。

モールドモータ１０は、スイングアーム４の後端部とサスペンションケース５とに挟まれるように固定される。モールドモータ１０の駆動力は、モータシャフト（図４参照）を介して後輪３に伝達される。モールドモータ１０の構成については後述する。

また、モールドモータ１０の前端部には、モールドモータ１０に電力を供給するためのモータ動力線９が設けられている。

（モールドモータの構成）
次に、第１実施形態に係るモールドモータ１０の概略構成について、図面を参照しながら説明する。なお、以下において、「出力側」とは、モールドモータ１０の後輪３側であり、「反出力側」とは、モールドモータ１０の出力側と反対側である。

図２は、モールドモータ１０を反出力側から見た斜視図である。図３は、モールドモータ１０を反出力側から見た平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線における断面図である。

図２〜図４に示すように、モールドモータ１０は、モータシャフト１１、ステータ１２、第１モータケース１３、第２モータケース１４、端子ボックス１５、ロータ１６、ギヤシャフト１７及びギヤ１８を備える。

モータシャフト１１は、平面視において、ステータ１２の略中央に設けられる。モータシャフト１１は、第２モータケース１４に挿通され、ステータ１２から突出している。モータシャフト１１は、ステータ１２の軸心Ｓを中心とする回転によって後輪３を駆動する。ステータ１２は、軸心Ｓを中心とする円柱状に形成される。

ステータ１２は、図４に示すように、ヨーク２０、複数のティース２１、絶縁部材２２、コイル２３及びモールド部２４を有する。ヨーク２０は、ステータ１２の周方向に沿って円筒状に形成される。複数のティース２１は、ヨーク２０の内周に沿って配列され、ヨーク２０に当接される。絶縁部材２２は、ティース２１の外周を覆っている。コイル２３は、絶縁部材２２に巻回されている。モールド部２４は、ヨーク２０、複数のティース２１、絶縁部材２２及びコイル２３を封止する。

また、ステータ１２は、図４に示すように、第１円柱端面１２Ｓ_１、第２円柱端面１２Ｓ_２及び外周面１２Ｓ_３を有する。第１円柱端面１２Ｓ_１はステータ１２の反出力側に設けられており、第２円柱端面１２Ｓ_２はステータ１２の出力側に設けられている。第１円柱端面１２Ｓ_１及び第２円柱端面１２Ｓ_２は、モールド部２４によって形成されており、軸方向に対して略垂直に設けられる。

ここで、図５は、ステータ１２の詳細な構成を示す斜視図である。ただし、図５では、ヨーク２０と複数のティース２１以外の構成は省略されている。図５に示すように、ステータ１２は、複数のヨークセグメント２０ｓと、複数のティースセグメント２１ｓとに分割されている。一対のヨークセグメント２０ｓとティースセグメント２１ｓとは、ステータセグメント１２ｓを構成する。

複数のヨークセグメント２０ｓは、ヨーク２０を構成する。複数のヨークセグメント２０ｓそれぞれは、ステータ１２の周方向に沿った円弧状に形成される。複数のヨークセグメント２０ｓは、ステータ１２の周方向に沿って配列される。複数のヨークセグメント２０ｓそれぞれの両端は、互いに隣接する。

複数のティースセグメント２１ｓそれぞれは、ステータ１２の周方向に沿った円弧状に連結された２つ又は４つのティース２１によって構成される。複数のティースセグメント２１ｓそれぞれは、ヨーク２０の内周に沿って配列され、複数のヨークセグメント２０ｓに当接される。具体的には、一のティースセグメント２１ｓは、一のヨークセグメント２０ｓと対に設けられており、一のヨークセグメント２０ｓの内側に配置される。

第１モータケース１３は、図４に示すように、第１円柱端面１２Ｓ_１上に設けられる。本実施形態において、第１モータケース１３は、ヨーク２０の外周に沿って設けられる外壁１３Ｇを有する。ステータ１２の軸方向において、外壁１３Ｇの高さαは、モールド部２４の高さβよりも小さい。従って、ステータ１２の外周面１２Ｓ_３には、モールド部２４が外壁１３Ｇから露出している。外壁１３Ｇの構成については後述する。

第２モータケース１４は、第２円柱端面１２Ｓ_２上に設けられる。第２モータケース１４には、モータシャフト１１が挿通されている。第１モータケース１３と第２モータケース１４とは、ネジなどによって互いに連結されている。

端子ボックス１５は、モータ動力線９を格納する。本実施形態では、端子ボックス１５は、第１モータケース１３及び第２モータケース１４に取り付けられている。

ロータ１６、ギヤシャフト１７及びギヤ１８それぞれは、ステータ１２の内側に配置される。ロータ１６は、軸心Ｓを中心として、ステータ１２の内側で回転する。ロータ１６の回転は、軸心Ｓに沿って配置されるギヤシャフト１７に伝達される。ギヤ１８は、ギヤシャフト１７を介して伝達されるロータ１６の回転を、所定の減速比で減速してモータシャフト１１に伝達する。

（外壁の構成）
次に、外壁の構成について、図面を参照しながら説明する。図６は、外壁１３Ｇの構成を示す斜視図である。図７及び図８は、ヨーク２０に第１モータケース１３を嵌合した状態を示す斜視図である。

図６に示すように、外壁１３Ｇは、複数の外周ガイド部１３Ｇｏと複数の切り欠き部１３ｍとを有する。切り欠き部１３ｍは、外周ガイド部１３Ｇｏに連なっている。

図７及び図８に示すように、本実施形態において、複数の外周ガイド部１３Ｇｏそれぞれは、隣接する２つのヨークセグメント２０ｓの外周に跨って設けられている。すなわち、各外周ガイド部１３Ｇｏは、２つのヨークセグメント２０ｓの境界の外側に設けられている。

なお、切り欠き部１３ｍは、２つのヨークセグメント２０ｓの境界の外側には形成されない。なお、図示しないが、モールド部２４は、切り欠き部１３ｍに充填される。

また、外壁１３Ｇの内径寸法は、ヨーク２０の外形寸法よりも大きい。ただし、外壁１３Ｇとヨーク２０との間に形成される間隙は小さいことが好ましい。

なお、本実施形態では、ステータ１２の軸方向において、外周ガイド部１３Ｇの高さαは、ヨーク２０の高さγよりも小さい（図４参照）。また、上述の通り、外周ガイド部１３Ｇの高さαは、モールド部２４の高さβよりも小さい。

（ステータの製造方法）
次に、ステータ１２の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

まず、複数のヨークセグメント２０ｓと複数のティースセグメント２１ｓとを準備する。複数のティースセグメント２１ｓそれぞれに含まれる複数のティース２１には、絶縁部材２２とコイル２３とが取り付けられている。

次に、各ヨークセグメント２０ｓに各ティースセグメント２１ｓを当接させることによって、複数のステータセグメント１２ｓを形成する。この際、各ティースセグメント２１ｓを各ヨークセグメント２０ｓに嵌合することが好ましいが、これに限られるものではない。

次に、複数のステータセグメント１２ｓを環状に組み合わせて、第１モータケース１３に嵌合する。この際、第１モータケース１３の外周ガイド部１３Ｇｏを、２つのヨークセグメント２０ｓの境界の外側に配置する（図７参照）。

次に、複数のステータセグメント１２ｓ及び第１モータケース１３を、上金型と下金型の間に挟み込む。この際、図８に示すように、上金型又は下金型の一部に円柱部分Ｔを形成し、複数のステータセグメント１２ｓの内側に嵌合する。

次に、上金型と下金型の間に樹脂材料を注入することによって、複数のステータセグメント１２ｓを封止する。これによって、モールド部２４が形成される。

（作用及び効果）
第１実施形態に係るモールドモータ１０において、外壁１３Ｇの高さαは、モールド部２４の高さβよりも小さい。従って、ステータ１２の外周面１２Ｓ_３にモールド部２４を露出することができる。そのため、ステータ１２内部で発生する熱を、モールド部２４から直接外気に放出することができる。その結果、モールド部２４が第１モータケース１３又は第２モータケース１４によって覆われている場合に比べて、ステータ１２の放熱性を向上することができる。

また、外壁１３Ｇは、２つのヨークセグメント２０ｓの外周に跨ってそれぞれ設けられる複数の外周ガイド部１３Ｇｏを有している。このように、各外周ガイド部１３Ｇｏが２つのヨークセグメント２０ｓの境界の外側に設けられているので、モールド部２４を形成する際の樹脂材料の注入圧力によって、２つのヨークセグメント２０ｓが互いにずれることを抑制できる。

また、外壁１３Ｇは、外周ガイド部１３Ｇｏに連なる切り欠き部１３ｍを有する。切り欠き部１３ｍには、モールド部２４が充填される。従って、モールド部２４は、切り欠き部１３ｍにおいて、外周ガイド部１３Ｇｏに対するアンカー効果を発揮する。従って、ステータ１２が周方向に回転してしまうことを抑制することができる。

また、第１モータケース１３は、ステータ１２の後輪３の反対側に配置されているので、モールド部２４は、ステータ１２の後輪３側において、外壁１３Ｇから露出する。従って、空気の流れが比較的弱い後輪側であっても、ステータ１２の放熱性を向上することができる。

また、第１実施形態に係るステータ１２の製造方法において、上金型と下金型の間に樹脂材料を注入する際、複数のステータセグメント１２ｓの内側に金型の円柱部分Ｔを嵌合する。従って、モールド部２４を形成する際の樹脂材料の注入圧力によって、複数のステータセグメント１２ｓが互いにずれることを抑制できる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るモールドモータ１０について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。

図９は、ヨーク２０に第１モータケース１３を嵌合した状態を示す斜視図である。

図９に示すように、第２実施形態に係る外壁１３Ｇは、ステータ１２の周方向に沿って環状に設けられている。すなわち、外壁１３Ｇは、円筒状に形成されており、複数のヨークセグメント２０ｓの外周略全域に跨っている。

（作用及び効果）
第２実施形態に係るモールドモータ１０において、外壁１３Ｇは、ステータ１２の周方向に沿って環状に設けられている。

このように、外壁１３Ｇは、複数のヨークセグメント２０ｓの外周を一様に取り囲んでいる。従って、ステータ１２内部で発生する熱を、複数のヨークセグメント２０ｓそれぞれからモールド部２４を介して、略均一に放出することができる。その結果、複数のティース２１それぞれに巻回された各コイル２３の温度バラツキを小さくすることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るモールドモータ１０について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。

図１０は、図７のＢ−Ｂ線における断面図である。図１０に示すように、第１モータケース１３は、端面ガイド部１３Ｇｅを有する。端面ガイド部１３Ｇｅは、ヨークセグメント２０ｓの軸方向における端面と、ヨークセグメント２０ｓに当接されるティース２１の軸方向における端面とに跨って設けられる。これによって、ヨークセグメント２０ｓの端面とティース２１の端面とは、面一に設けられる。

（作用及び効果）
第３実施形態に係る第１モータケース１３は、ヨークセグメント２０ｓの軸方向における端面と、ヨークセグメント２０ｓに当接されるティース２１の軸方向における端面とに跨って設けられる端面ガイド部１３Ｇｅを有する。従って、モールド部２４を形成する際の樹脂材料の注入圧力によって、ティース２１がヨークセグメント２０ｓからずれてしまうことを抑制できる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係るモールドモータ１０について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。

図１１は、ヨーク２０に端子ボックス１５を嵌合した状態を示す斜視図である。図１２は、図１１のＣ−Ｃ線における断面図である。

図１１及び図１２に示すように、端子ボックス１５は、端面ガイド部１５Ｇｅを有する。端面ガイド部１５Ｇｅは、ヨークセグメント２０ｓの軸方向における端面に当接される。

図示しないが、端子ボックス１５は、モールド部２４が形成される際、ヨーク２０に嵌合された状態で上金型と下金型との間に配置される。

（作用及び効果）
第４実施形態に係る端子ボックス１５は、ヨークセグメント２０ｓの軸方向における端面に当接される端面ガイド部１５Ｇｅを有する。従って、モールド部２４を形成する際の樹脂材料の注入圧力によって、ヨークセグメント２０ｓがティース２１からずれてしまうことを抑制できる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記実施形態では、外壁１３Ｇは、第１モータケース１３に設けられることとしたが、第２モータケース１４に設けられていてもよい。

また、上記第２実施形態では、端面ガイド部１３Ｇｅは、第１モータケース１３に設けられることとしたが、第２モータケース１４に設けられていてもよい。

また、上記第４実施形態では、端面ガイド部１５Ｇｅは、一のヨークセグメント２０ｓの軸方向における端面に当接することとしたが、これに限られるものではない。端面ガイド部１５Ｇｅは、周方向に沿って環状に形成されており、全てのヨークセグメント２０ｓそれぞれの端面に当接していてもよい。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

２…前輪、３…後輪、４…スイングアーム、５…サスペンションケース、６…リヤサスペンション、９…モータ動力線、１０…モールドモータ、１１…モータシャフト、１２…ステータ、１２Ｓ_１…第１円柱端面、１２Ｓ_２…第２円柱端面、１２Ｓ_３…外周面、１２ｓ…ステータセグメント、１３…第１モータケース、１３Ｇ…外壁、１３Ｇｅ…端面ガイド部、１３Ｇｏ…外周ガイド部、１３ｍ…切り欠き部、１４…第２モータケース、１５…端子ボックス、１５Ｇｅ…端面ガイド部、１６…ロータ、１７…ギヤシャフト、１８…ギヤ、２０…ヨーク、２０ｓ…ヨークセグメント、２１…ティース、２１ｓ…ティースセグメント、２２…絶縁部材、２３…コイル、２４…モールド部、１００…電動二輪車、Ｔ…円柱部分、Ｓ…軸心

Claims (6)

1. 円柱状のステータと、
   前記ステータの円柱端面上に設けられるモータケースと
   を備えるモールドモータであって、
   前記ステータは、
   前記ステータの周方向に沿って配列された複数のヨークセグメントと、
   前記複数のヨークセグメントを封止するモールド部と
   を含み、
   前記モータケースは、前記複数のヨークセグメントの外周に沿って設けられる外壁を有しており、
   前記ステータの軸方向において、前記外壁の高さは、前記モールド部の高さよりも小さい
   ことを特徴とするモールドモータ。
2. 前記外壁は、前記周方向に沿って環状に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールドモータ。
3. 前記外壁は、
   前記複数のヨークセグメントのうち２つのヨークセグメントの外周に跨って設けられる外周ガイド部と前記外周ガイド部に連なる切り欠き部とを有しており、
   前記モールド部は、前記切り欠き部に充填される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモールドモータ。
4. 前記モータケースは、
   一のヨークセグメントの前記軸方向における端面と、前記一のヨークセグメントに当接される一のティースの前記軸方向における端面とに跨って設けられる端面ガイド部を有する
   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ルドモータ。
5. 電力ケーブルを格納する端子ボックスをさらに備え、
   前記端子ボックスは、一のヨークセグメントの前記軸方向における端面に当接される端面ガイド部を有する
   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ルドモータ。
6. 駆動輪と、
   前記駆動輪を駆動させるモールドモータと
   を備える電動車両であって、
   前記モールドモータは、
   円柱状のステータと、
   前記ステータの前記駆動輪側の円柱端面上に設けられるモータケースと
   を備えるモールドモータであって、
   前記ステータは、
   前記ステータの周方向に沿って配列された複数のヨークセグメントと、
   前記複数のヨークセグメントを封止するモールド部と
   を含み、
   前記モータケースは、前記複数のヨークセグメントの外周に沿って設けられる外壁を有しており、
   前記ステータの軸方向において、前記外壁の高さは、前記モールド部の高さよりも小さい
   ことを特徴とする電動車両。

Images