WO2020137054A1 - 電動二輪車のモータ冷却構造 - Google Patents

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WO2020137054A1
WO2020137054A1 PCT/JP2019/037686 JP2019037686W WO2020137054A1 WO 2020137054 A1 WO2020137054 A1 WO 2020137054A1 JP 2019037686 W JP2019037686 W JP 2019037686W WO 2020137054 A1 WO2020137054 A1 WO 2020137054A1
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motor
electric motorcycle
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貴盛 白砂
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a motor cooling structure for an electric motorcycle, and more particularly to a motor cooling structure for an electric motorcycle that is applied to an electric motorcycle including a power unit configured by housing a motor in a casing.
  • Patent Document 1 in a power unit of an electric vehicle having an in-wheel motor, a speed reduction mechanism or a rotor is provided by injecting oil sucked from an oil reservoir provided in a casing radially outward from an outlet provided in a motor shaft.
  • a speed reduction mechanism or a rotor is provided by injecting oil sucked from an oil reservoir provided in a casing radially outward from an outlet provided in a motor shaft.
  • heat generated during motor operation is mainly generated in the coil portion that constitutes the stator or rotor, but the oil sprayed on the coil portion easily drops downward through the gap between the coil windings. There was still room for improvement to keep the oil in the part for a longer period of time to enhance the cooling effect.
  • An object of the present invention is to provide a motor cooling structure for an electric two-wheeled vehicle that solves the above-mentioned problems of the prior art and enhances the cooling effect by spraying oil on the coil portion that constitutes the stator or rotor.
  • the present invention includes a motor (M) including a stator (50) and a rotor (81) that rotates inside the stator (50), and applies oil to the stator (50).
  • M motor
  • a first feature of the motor cooling structure for an electric two-wheeled vehicle that is sprayed and cooled is that an oil sump (52) is provided in the vicinity of the stator (50).
  • the stator (50) has a structure in which a coil (60) is wound via an insulating insulator (51) surrounding a metal stator core (61), and the oil sump (52) is The second feature is that the insulator (51) is provided.
  • the insulator (51) is a resin part surrounding the teeth (61a) of the stator core (61), and the oil sump (52) is in the axial direction of the motor (M) from the insulator (51).
  • a third feature is that the dam is constituted by a damming plate (90) protruding outward and radially outward.
  • a plurality of the stators (50) are connected in the circumferential direction to form a stator assembly (S) having an annular shape when viewed in the axial direction of the motor (M), and the damming plate (90). 4) is connected to the damming plates (90) of the adjacent stators (50).
  • the insulator (51) has a two-part structure in which the tooth (61a) is sandwiched from both sides in the axial direction, and the oil sump (52) is provided on one side of the two-part insulator (51).
  • the fifth feature is that only the above is provided.
  • a sixth feature is that the damming plate (90) is provided at least at one of the plurality of stators (50) forming the stator assembly (S), which is located closer to the vehicle body. is there.
  • the casings (45, 69) that house the motors (M) are provided.
  • the seventh feature is that it is submerged in the oil (100) stored in the lower part of 69).
  • the oil (100) sprayed onto the stator (50) is sprayed from the rotation shaft (46) of the rotor (81) or the spray holes (46a, 69a) provided in the casing (69). Has the eighth characteristic.
  • a motor (M) including a stator (50) and a rotor (81) rotating inside the stator (50) is provided, and oil is sprayed onto the stator (50) to cool the stator (50).
  • the oil sump (52) is provided in the vicinity of the stator (50)
  • the oil sprayed on the stator stays in the oil sump and the oil is It is possible to suppress the downward speed and enhance the cooling effect of the oil.
  • the stator (50) is configured such that the coil (60) is wound via an insulating insulator (51) surrounding a metal stator core (61), and the oil (50) is used. Since the reservoir (52) is provided in the insulator (51), it is easy to freely set the shape of the oil reservoir by providing the oil reservoir in the insulator that can be easily formed into an arbitrary shape. Become.
  • the insulator (51) is a resin component surrounding the teeth (61a) of the stator core (61), and the oil sump (52) extends from the insulator (51) to the motor. Since it is composed of the damming plate (90) projecting to the outside in the axial direction and the outside in the radial direction of (M), it is possible to provide the oil sump portion integrally with the insulator without affecting the function of the insulator. .. Moreover, since the insulator is a resin component, the degree of freedom of the shape and capacity of the oil reservoir can be increased.
  • a plurality of the stators (50) are connected in the circumferential direction to form a stator assembly (S) having an annular shape when viewed in the axial direction of the motor (M). Since the damming plate (90) is connected to the damming plates (90) of the adjacent stators (50), the oil sump portion can be expanded in the circumferential direction to further enhance the cooling effect. Become.
  • the insulator (51) has a two-part structure in which the teeth (61a) are sandwiched from both sides in the axial direction, and the oil sump (52) is divided into the two parts. 51) Since it is provided only on one side, it is possible to provide the oil sump portion by selecting the side with a large excess space or the side with a high cooling effect among the insulators divided in the vehicle width direction. As a result, an increase in the vehicle width direction dimension of the motor can be suppressed.
  • the oil sump portion is provided on the side opposite to the side on which the oil is spouted, so that the oil is directly spouted onto the coil and at the oil sump portion located on the opposite side. It is possible to reduce the oil dropping rate.
  • the damming plate (90) is provided on at least one of the plurality of stators (50) forming the stator assembly (S), which is located at the upper side of the vehicle body.
  • a part of the stator (50) that has the casing (45, 69) that houses the motor (M) and that constitutes the stator assembly (S) is located on the lower side of the vehicle body. Is immersed in the oil (100) stored in the lower portion of the casing (45, 69), the stator located on the upper side of the vehicle body is cooled by spraying oil, and the stator located on the lower side of the vehicle body is cooled by the casing. It becomes possible to cool with the oil stored in the lower part. As a result, the entire stator can be efficiently cooled with oil.
  • the oil (100) sprayed onto the stator (50) is injected into the rotating shaft (46) of the rotor (81) or the injection holes (46a, 69a) provided in the casing (69). ), the oil can be continuously injected from a position close to the stator, and the cooling effect of the stator can be enhanced.
  • FIG. 1 is a left side view of an electric motorcycle to which a motor cooling structure according to an embodiment of the present invention is applied. It is a right side view of an electric motorcycle. It is a left side view of a power unit. It is a left side view which saw the motor from the left side in the vehicle width direction.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 4. It is the perspective view which looked at a stator from the position of the radial inside. It is the perspective view which looked at a stator from the position of the radial outside. It is a left side view of a stator. It is the perspective view which looked at an insulator from the position of the radial outside. It is the front view which looked at the insulator from the vehicle body front. It is a left side view of an insulator. It is a perspective view of a left insulator half.
  • FIG. 1 is a left side view of an electric motorcycle 1 to which a motor cooling structure according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a right side view of the electric motorcycle 1.
  • a vehicle body frame 4 of an electric motorcycle 1 as a saddle-ride type vehicle includes a pair of left and right upper main pipes 3 and a lower main pipe 17 extending downward from the head pipe 5 toward the rear of the vehicle body.
  • the upper main pipe 3 and the lower main pipe 17 are connected to a pivot frame 38 provided with a pivot 22 that pivotally supports a swing arm 26 such that the interval between the upper main pipe 3 and the lower main pipe 17 decreases toward the vehicle rear side. ..
  • a steering stem (not shown) is rotatably supported by the head pipe 5, and a top bridge 7 and a bottom bridge 11 that support a pair of left and right front forks 15 are fixed above and below the steering stem.
  • a steering handle 6 is attached to the upper portion of the top bridge 7.
  • the front wheel WF is rotatably supported at the lower end of the front fork 15.
  • the front fork 15 supports a headlight 10 located in front of the head pipe 5, a meter device 8, a pair of left and right front flasher lamps 9, and a front fender 14 that covers the front wheels WF.
  • a power unit P that houses a motor M and a speed reduction mechanism is disposed below the vehicle body frame 4.
  • a power control unit (PCU) 18 for controlling the electric power supplied to the power unit P is disposed at a position closer to the front of the vehicle than above the front of the power unit P.
  • Above the PCU 18, two high-voltage batteries 36 and 37 that form a rectangular parallelepiped are arranged.
  • a swing arm 26 swingably supported by the pivot 22 is suspended from the vehicle body frame 4 by a rear cushion 24.
  • the rotational driving force of the power unit P is transmitted to the rear wheels WR via the drive chain 25 wound around the drive sprocket 21 provided on the left side in the vehicle width direction.
  • a chain cover 39 that covers the upper part of the drive chain 25 is attached to the upper portion of the swing arm 26.
  • An oil cooler 13 that cools oil that lubricates and cools the inside of the power unit P is disposed in front of the power unit P in the vehicle body.
  • a pair of left and right oil pipes 16 extending downward from the oil cooler 13 are curved to the upper side of the vehicle body and connected to the upper portion of the power unit P.
  • a low-voltage battery 19 is arranged inside the under cowl 20 that covers the front and lower portions of the power unit P.
  • the upper main pipe 3 is connected to a pair of left and right upper rear frames 33 and a lower rear frame 28 extending upward and rearward of the vehicle body.
  • the outer side of the upper rear frame 33 and the lower rear frame 28 in the vehicle width direction is covered with a side cowl 34 and a rear cowl 32.
  • the knee grip cover 2 is arranged above the vehicle body frame 4.
  • a front seat 12 on which a driver is seated is disposed behind the knee grip cover 2, and a rear seat 35 on which a passenger rides is disposed at the rear of the front seat 12.
  • a tail light 31 is attached to the rear of the rear cowl 32, and a rear fender 29 that supports a pair of left and right rear flasher lamps 30 is fixed below the tail light 31.
  • a harness 70 that extends downward from the PCU 18 and supplies power to the power unit P is connected to the right side surface of the power unit P in the vehicle width direction.
  • the wire connection portion of the harness 70 is covered with the wire connection portion cover 54.
  • the power unit P is arranged in the vicinity of the PCU 18 at the lower rear position of the vehicle body. This makes it possible to reduce the length of the harness 70 that connects the PCU 18 and the power unit P, and reduce the electrical resistance of the harness 70. Further, in the configuration in which the power unit P is disposed at the same position as the engine of the engine vehicle to transmit the driving force to the rear wheels by the chain drive, the driven sprocket is disposed at the same position as the engine vehicle, It is possible to obtain steering characteristics similar to those of an engine car.
  • the PCU 18 and the power unit P are arranged so as to overlap each other in the vertical direction in the side view of the vehicle body, it is possible to suppress an increase in the dimension in the vehicle front-rear direction, to reduce the size of the vehicle body, and to shorten the length of the harness 70. It will be possible.
  • FIG. 3 is a left side view of the power unit P.
  • the power unit P is configured by housing an inner rotor type motor M having a rotating shaft 46 inside a casing formed of left and right case halves 45 and 69 (see FIG. 5) made of metal such as aluminum.
  • the left case half 45 on the left side in the vehicle width direction is provided with connecting portions 65a and 65b to which the oil pipe 16 is connected.
  • a reduction gear mechanism cover 43 is attached to the rear of the connection portions 65a and 65b, and the drive sprocket 21 is fixed to the output shaft 41 protruding from the reduction gear mechanism cover 43 to the left side in the vehicle width direction.
  • a handle 42 of an oil level gauge 40 for detecting the oil level of the oil 100 that lubricates and cools the motor M is provided on the upper portion of the left case half 45 at the rear side.
  • An oil drain bolt 47 is attached to the section.
  • An output connector 49 for outputting a motor resolver signal or the like is arranged behind the speed reduction mechanism cover 43, and a control unit 44 of the electric oil pump is arranged in front of the speed reduction mechanism cover 43.
  • FIG. 4 is a left side view of the motor M as seen from the left side in the vehicle width direction.
  • the direction notation shown in FIGS. 4 to 12 is matched with the direction notation of the electric motorcycle 1 with the motor M attached.
  • the inner rotor type motor M is composed of a rotor 81 that internally houses a permanent magnet 81a and rotates integrally with the rotating shaft 46, and twelve stators 50 that are housed inside the stator ring 82.
  • the twelve stators 50 are arranged close to the adjacent stators 50 to form an annular stator assembly S.
  • the stator 50 is configured such that a stator core 61 made of iron or the like is covered with an insulator 51 (illustrated as a dotted hatching portion) which is an insulator, and a stator coil 60 made of copper wire or the like is wound around the outer peripheral surface of the insulator 51. ..
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG.
  • the motor M is arranged at a position closer to the left side case half 45 on the left side in the vehicle width direction of the left side case half 45 and the right side case half 69 forming the casing.
  • a part of the stator 50 forming the stator assembly S on the lower side of the vehicle body is immersed in the oil 100 stored in the lower portion of the casing.
  • the oil 100 pumped by the pump is sprayed from the injection hole 46a provided in the rotating shaft 46 or the injection hole 69a provided in the right case half 69 to cool the stator. And lubrication is performed.
  • the stator 50 located on the upper side of the vehicle body can be cooled by spraying the oil 100, and the stator 50 located on the lower side of the vehicle body can be cooled by the oil 100 stored in the lower portion of the casing.
  • the entire S can be efficiently cooled by the oil 100.
  • the oil 100 can be continuously injected from a position close to the stator 50, and the cooling effect of the stator 50 is enhanced.
  • the insulator 51 which is a resin insulator around which the stator coil 60 is wound, is composed of a left-side insulator half body 51L on the left side in the vehicle width direction and a right-side insulator half body 51R on the right side in the vehicle width direction.
  • the left insulator half body 51L and the right insulator half body 51R have a two-divided structure, and when the coil is wound around the stator 50, the left insulator half body 51L is wound in a removed state, and thereafter, The left insulator half body 51L is covered.
  • an oil reservoir 52 for suppressing the downward speed of the oil 100 injected from the injection hole 69a is provided in the lower part of the left insulator half body 51L.
  • the oil sump 52 is composed of a bottom member 53 protruding from the left insulator half 51L to the outside in the axial direction of the motor M, and a damming plate 90 protruding outward from the end of the bottom member 53 in the radial direction.
  • FIG. 6 is a perspective view of the stator 50 seen from a position closer to the inner side in the radial direction. Further, FIG. 7 is a perspective view of the stator 50 seen from a position radially outward, and FIG. 8 is a left side view of the stator 50. The direction notation in FIGS. 6 to 8 is given assuming that the stator 50 is located at the top of the motor M.
  • the stator core 61 is composed of a plurality of thin iron plates, and the left insulator half body 51L and the right insulator half body 51R are configured to engage with the teeth 61a having a smaller radial dimension at the vertical center.
  • a ceiling plate 55 that defines a winding range of the stator coil 60 is provided at an upper end portion of the left insulator half body 51L.
  • the bottom member 53 that constitutes the oil sump portion 52 (see FIG. 5) also functions as a bottom plate that defines the lower winding range of the stator coil 60.
  • the right insulator half body 51R is provided with a winding portion 58 for further winding the coil wound around the stator 50.
  • the front and rear ends of the stator core 61 are formed with irregularities 61a and 61b for engaging with the stator cores 61 of the adjacent stators 50.
  • engagement projections 53a and 56a that engage with the insulators 51 of the adjacent stators 50 are provided at the vehicle body front end portions of the bottom member 53 of the left insulator half body 51L and the bottom plate 56 of the right insulator half body 51R. There is.
  • the oil sump 52 is provided in the vicinity of the stator 50, so that the oil 100 sprayed on the stator 50 is likely to stay in the oil sump 52 and the speed at which the oil 100 drops downward is reduced. It is possible to suppress it and enhance the cooling effect.
  • the stator 50 has a structure in which the coil 60 is wound via the insulating insulator 51 surrounding the metal stator core 61, and the oil sump portion 52 is provided in the insulator 51, so that it can be easily formed into an arbitrary shape. By providing the oil reservoir 52 on the insulator 51, it becomes easy to freely set the shape of the oil reservoir 52.
  • the insulator 51 is a resin part surrounding the teeth 61a of the stator core 61, and the oil sump portion 52 is constituted by the damming plate 90 protruding from the insulator 51 to the axially outer side and the radial outer side of the motor M. It is possible to provide the oil sump 52 integrally with the insulator 51 without affecting the function of 51.
  • the plurality of stators 50 are connected in the circumferential direction to form the annular stator assembly S as viewed in the axial direction of the motor M, and the dam plate 90 is connected to the dam plate 90 of the adjacent stator 50.
  • the insulator 51 has a two-part structure in which the tooth 61a is sandwiched from both sides in the axial direction, and the oil sump portion 52 is provided only on one side of the two parts of the insulator 51, so that the insulator 51 is divided in the vehicle width direction. Of these, it is possible to provide the oil reservoir 52 by selecting the side with a large excess space or the side with a high cooling effect.
  • the oil 100 is sprayed from the side of the stator 50, by providing the oil reservoir 52 on the side opposite to the side on which the oil 100 is sprayed, the oil 100 is directly sprayed on the stator coil 60 and the other side is also sprayed. It is possible to reduce the drip speed of the oil 100 in the oil sump portion 52 located at.
  • FIG. 9 is a perspective view of the insulator 51 seen from a position on the outer side in the radial direction.
  • 10 is a front view of the insulator 51 as seen from the front of the vehicle body
  • FIG. 11 is a left side view of the insulator 51
  • FIG. 12 is a perspective view of the left insulator half 51L.
  • a small-diameter portion 59 is formed between the ceiling plate 55 and the bottom member 53 of the left insulator half 51L so as to cover the teeth 61a and the stator coil 60 is wound.
  • a symmetrical small diameter portion 65 is also formed on the right insulator half body 51R.
  • Through-holes 66, 67, 68 oriented in the vehicle width direction are formed in the winding portion 58, and these through-holes are for inserting pins when the stator ring 82 is press-fitted into the stator 50. is there.
  • An engaging recess 90a that engages with an engaging projection 90b provided on the weir plate 90 of the adjacent left insulator half body 51L is formed at an end portion of the weir plate 90 on the front side of the vehicle body. Further, a thin plate-shaped engagement projection 90c that engages with the bottom member 53 of the left insulator half body 51L adjacent to each other is formed on the vehicle body rear side end portion of the bottom member 53.
  • the motor cooling structure according to the present invention is not limited to electric two-wheeled vehicles, but can be applied to straddle-type three-wheeled vehicles, four-wheeled vehicles, and the like.

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Abstract

ステータまたはロータを構成するコイル部分にオイルを噴き付けることによる冷却効果が高められる電動二輪車のモータ冷却構造を提供する。　ステータ（５０）と該ステータ（５０）の内側で回転するロータ（８１）とを含むモータ（Ｍ）を有し、ステータ（５０）にオイルを噴き付けて冷却するようにした電動二輪車のモータ冷却構造において、ステータ（５０）の近傍にオイル溜め部（５２）を設ける。ステータ（５０）は、金属製のステータコア（６１）を囲む絶縁性のインシュレータ（５１）を介してコイル（６０）を巻回した構成とされており、オイル溜め部（５２）をインシュレータ（５１）に設ける。インシュレータ（５１）は、ステータコア（６１）のティース（６１ａ）を囲む樹脂製部品であり、インシュレータ（５１）から張り出すせき止め板（９０）によってオイル溜め部（５２）を構成する。

Description

電動二輪車のモータ冷却構造
　本発明は、電動二輪車のモータ冷却構造に係り、特に、ケーシング内にモータを収納して構成されるパワーユニットを備えた電動二輪車に適用される電動二輪車のモータ冷却構造に関する。
　従来から、ケーシング内にモータを収納して構成されるパワーユニットにおいて、ケーシング内に貯留するオイルを用いてモータの潤滑および冷却を行うようにした構成が知られている。
　特許文献１には、インホイールモータを有する電動車両のパワーユニットにおいて、ケーシングに設けられるオイル溜まりから吸い上げたオイルをモータ軸に設けられた吐出口から径方向外側に噴射することで、減速機構やロータ、ステータ等の潤滑および冷却を行うようにした構成が開示されている。
特許第５４７１１９９号公報
　ここで、モータ作動時の発熱は、主にステータまたはロータを構成するコイル部分で発生するが、コイル部分に噴き付けたオイルはコイル巻線の間の隙間を通って下方に滴下しやすく、コイル部分にオイルをより長い時間留めて冷却効果を高めるには依然として工夫の余地があった。
　本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ステータまたはロータを構成するコイル部分にオイルを噴き付けることによる冷却効果が高められる電動二輪車のモータ冷却構造を提供することにある。
　前記目的を達成するために、本発明は、ステータ（５０）と該ステータ（５０）の内側で回転するロータ（８１）とを含むモータ（Ｍ）を有し、前記ステータ（５０）にオイルを噴き付けて冷却するようにした電動二輪車のモータ冷却構造において、前記ステータ（５０）の近傍にオイル溜め部（５２）が設けられている点に第１の特徴がある。
　また、前記ステータ（５０）は、金属製のステータコア（６１）を囲む絶縁性のインシュレータ（５１）を介してコイル（６０）を巻回した構成とされており、前記オイル溜め部（５２）が、前記インシュレータ（５１）に設けられている点に第２の特徴がある。
　また、前記インシュレータ（５１）は、前記ステータコア（６１）のティース（６１ａ）を囲む樹脂製部品であり、前記オイル溜め部（５２）は、前記インシュレータ（５１）から前記モータ（Ｍ）の軸方向外側および径方向外側に張り出すせき止め板（９０）で構成されている点に第３の特徴がある。
　また、複数の前記ステータ（５０）が周方向に連結されることで、前記モータ（Ｍ）の軸方向視で円環状をなすステータ集合体（Ｓ）が構成されており、前記せき止め板（９０）が、隣り合う前記ステータ（５０）のせき止め板（９０）と互いに連結される点に第４の特徴がある。
　また、前記インシュレータ（５１）は、前記ティース（６１ａ）を軸方向両側から挟む２分割構造とされており、前記オイル溜め部（５２）が、前記２分割されたインシュレータ（５１）の一方側にのみ設けられている点に第５の特徴がある。
　また、前記せき止め板（９０）が、前記ステータ集合体（Ｓ）を構成する複数の前記ステータ（５０）のうち、少なくとも車体上方寄りに位置するものに設けられている点に第６の特徴がある。
　また、前記モータ（Ｍ）を収納するケーシング（４５，６９）を有し、前記ステータ集合体（Ｓ）を構成する前記ステータ（５０）のうち、車体下方側の一部が前記ケーシング（４５，６９）の下部に貯留されるオイル（１００）に浸かっている点に第７の特徴がある。
　さらに、前記ステータ（５０）へ噴き付けられるオイル（１００）は、前記ロータ（８１）の回転軸（４６）または前記ケーシング（６９）に設けられた噴射孔（４６ａ，６９ａ）から噴射される点に第８の特徴がある。
　第１の特徴によれば、ステータ（５０）と該ステータ（５０）の内側で回転するロータ（８１）とを含むモータ（Ｍ）を有し、前記ステータ（５０）にオイルを噴き付けて冷却するようにした電動二輪車のモータ冷却構造において、前記ステータ（５０）の近傍にオイル溜め部（５２）が設けられているので、ステータに噴き付けたオイルがオイル溜め部に留まることで、オイルが下方に落ちる速度を抑えてオイルによる冷却効果を高めることが可能となる。
　第２の特徴によれば、前記ステータ（５０）は、金属製のステータコア（６１）を囲む絶縁性のインシュレータ（５１）を介してコイル（６０）を巻回した構成とされており、前記オイル溜め部（５２）が、前記インシュレータ（５１）に設けられているので、任意の形状に形成しやすいインシュレータにオイル溜め部を設けることで、オイル溜め部の形状を自由に設定することが容易となる。
　第３の特徴によれば、前記インシュレータ（５１）は、前記ステータコア（６１）のティース（６１ａ）を囲む樹脂製部品であり、前記オイル溜め部（５２）は、前記インシュレータ（５１）から前記モータ（Ｍ）の軸方向外側および径方向外側に張り出すせき止め板（９０）で構成されているので、インシュレータの機能に影響を与えることなく、インシュレータと一体にオイル溜め部を設けることが可能となる。また、インシュレータが樹脂製部品であるため、オイル溜め部の形状や容量の自由度が高められる。
　第４の特徴によれば、複数の前記ステータ（５０）が周方向に連結されることで、前記モータ（Ｍ）の軸方向視で円環状をなすステータ集合体（Ｓ）が構成されており、前記せき止め板（９０）が、隣り合う前記ステータ（５０）のせき止め板（９０）と互いに連結されるので、オイル溜め部を周方向に拡大して、冷却効果をより一層高めることが可能となる。
　第５の特徴によれば、前記インシュレータ（５１）は、前記ティース（６１ａ）を軸方向両側から挟む２分割構造とされており、前記オイル溜め部（５２）が、前記２分割されたインシュレータ（５１）の一方側にのみ設けられているので、車幅方向に分割されるインシュレータのうち、余剰スペースの大きい側や冷却効果の高い側等を選んでオイル溜め部を設けることが可能となる。これにより、モータの車幅方向寸法が増加することを抑えられる。また、ステータの側方からオイルを噴き付ける構成では、オイルが噴き付けられる側の反対側にオイル溜め部を設けることで、オイルをコイルに直接噴き付けると共に、反対側に位置するオイル溜め部でオイルの滴下速度を低減することが可能となる。
　第６の特徴によれば、前記せき止め板（９０）が、前記ステータ集合体（Ｓ）を構成する複数の前記ステータ（５０）のうち、少なくとも車体上方寄りに位置するものに設けられているので、オイルが滴下しやすい車体上方側のステータにオイル溜め部を設けることで、効率よく冷却効果を高めることができる。
　第７の特徴によれば、前記モータ（Ｍ）を収納するケーシング（４５，６９）を有し、前記ステータ集合体（Ｓ）を構成する前記ステータ（５０）のうち、車体下方側の一部が前記ケーシング（４５，６９）の下部に貯留されるオイル（１００）に浸かっているので、車体上方側に位置するステータはオイルの噴き付けで冷却し、車体下方側に位置するステータはケーシングの下部に貯留されるオイルで冷却することが可能となる。これにより、ステータ全体をオイルによって効率よく冷却することができる。
　第８の特徴によれば、前記ステータ（５０）へ噴き付けられるオイル（１００）は、前記ロータ（８１）の回転軸（４６）または前記ケーシング（６９）に設けられた噴射孔（４６ａ，６９ａ）から噴射されるので、ステータに近接した位置から継続的にオイルを噴射することができ、ステータの冷却効果が高められる。
本発明の一実施形態に係るモータ冷却構造を適用した電動二輪車の左側面図である。 電動二輪車の右側面図である。 パワーユニットの左側面図である。 モータを車幅方向左側から見た左側面図である。 図４のV－V線断面図である。 ステータを径方向内側寄りの位置から見た斜視図である。 ステータを径方向外側寄りの位置から見た斜視図である。 ステータの左側面図である。 インシュレータを径方向外側寄りの位置から見た斜視図である。 インシュレータを車体前方から見た正面図である。 インシュレータの左側面図である。 左側インシュレータ半体の斜視図である。
　以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るモータ冷却構造を適用した電動二輪車１の左側面図である。また、図２は電動二輪車１の右側面図である。鞍乗型車両としての電動二輪車１の車体フレーム４は、ヘッドパイプ５から車体後方下方に延びる左右一対の上側メインパイプ３および下側メインパイプ１７を有する。上側メインパイプ３および下側メインパイプ１７は、車体後方側に向かうにつれて互いの間隔を小さくして、スイングアーム２６を揺動自在に軸支するピボット２２が設けられたピボットフレーム３８に連結される。
　ヘッドパイプ５には、不図示のステアリングステムが回転自在に軸支されており、ステアリングステムの上下には、左右一対のフロントフォーク１５を支持するトップブリッジ７およびボトムブリッジ１１が固定されている。トップブリッジ７の上部には操向ハンドル６が取り付けられている。
　フロントフォーク１５の下端部には、前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。フロントフォーク１５には、ヘッドパイプ５の前方に位置するヘッドライト１０、メータ装置８、左右一対の前側フラッシャランプ９、前輪ＷＦの上方を覆うフロントフェンダ１４が支持される。車体フレーム４の下方には、モータＭおよび減速機構を収納するパワーユニットＰが配設されている。パワーユニットＰの車体前方上方で、車体前方寄りの位置には、パワーユニットＰに供給する電力を制御するパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１８が配設されている。ＰＣＵ１８の上方には、直方体をなす２つの高電圧バッテリ３６，３７が配設されている。ピボット２２に揺動自在に軸支されるスイングアーム２６は、リヤクッション２４によって車体フレーム４に吊り下げられている。
　パワーユニットＰの回転駆動力は、車幅方向左側に設けられるドライブスプロケット２１に巻きかけられるドライブチェーン２５を介して後輪ＷＲに伝達される。スイングアーム２６の上部には、ドライブチェーン２５の上方を覆うチェーンカバー３９が取り付けられている。パワーユニットＰの車体前方には、パワーユニットＰの内部を潤滑および冷却するオイルを冷却するオイルクーラ１３が配設されている。オイルクーラ１３から下方に延びる左右一対のオイル配管１６は、車体上方側に湾曲してパワーユニットＰの上部に接続される。パワーユニットＰの前部および下部を覆うアンダカウル２０の内側には、低電圧バッテリ１９が配設されている。
　上側メインパイプ３には、車体後方上方に向かって延出する左右一対の上側リヤフレーム３３および下側リヤフレーム２８が接続されている。上側リヤフレーム３３および下側リヤフレーム２８の車幅方向外側は、サイドカウル３４およびリヤカウル３２に覆われている。車体フレーム４の上部にはニーグリップカバー２が配設されている。ニーグリップカバー２の後方には、運転者が着座する前側シート１２が配設されており、前側シート１２の後部にはパッセンジャーが乗車する後側シート３５が配設されている。リヤカウル３２の後方には、テールライト３１が取り付けられており、その下方には左右一対の後側フラッシャランプ３０を支持するリヤフェンダ２９が固定されている。
　ＰＣＵ１８から下方に延びてパワーユニットＰに電力を供給するハーネス７０は、パワーユニットＰの車幅方向右側の側面に接続されている。ハーネス７０の結線部は、結線部カバー５４で覆われる。
　本実施形態では、パワーユニットＰが、ＰＣＵ１８の車体後方下方の位置に近接配置されている。これにより、ＰＣＵ１８とパワーユニットＰとを接続するハーネス７０の長さを短縮して、ハーネス７０による電気抵抗を低減することが可能となる。また、パワーユニットＰがエンジン車のエンジンと同等の位置に配設されることで、チェーンドライブによって後輪に駆動力を伝達する構成において、ドリブンスプロケットをエンジン車と同様の位置に配設して、エンジン車と同様の操縦特性を得ることができる。また、ＰＣＵ１８とパワーユニットＰとを車体側面視で上下方向で重なって配設することで、車体前後方向の寸法増加を抑えて車体の小型化を図ると共に、ハーネス７０の長さを短縮することが可能となる。
　図３は、パワーユニットＰの左側面図である。パワーユニットＰは、アルミ等の金属からなる左右のケース半体４５，６９（図５参照）からなるケーシングの内部に、回転軸４６を有するインナロータ式のモータＭを収納して構成される。車幅方向左側の左側ケース半体４５には、オイル配管１６が接続される接続部６５ａ，６５ｂが設けられている。接続部６５ａ，６５ｂの後方には、減速機構カバー４３が取り付けられており、減速機構カバー４３から車幅方向左側に突出する出力軸４１にドライブスプロケット２１が固定されている。
　左側ケース半体４５の後方寄りの上部には、モータＭの潤滑および冷却を行うオイル１００の油面を検知するオイルレベルゲージ４０の把手４２が配設されており、左側ケース半体４５の下端部には、オイルドレンボルト４７が取り付けられている。減速機構カバー４３の後方には、モータレゾルバ信号等の出力コネクタ４９が配設されており、減速機構カバー４３の前方には、電動オイルポンプのコントロールユニット４４が配設されている。
　図４は、モータＭを車幅方向左側から見た左側面図である。図４～１２に示す方向表記は、モータＭが取り付けられた状態の電動二輪車１の方向表記に合わせている。
　インナロータ式のモータＭは、永久磁石８１ａを内装して回転軸４６と一体に回転するロータ８１と、ステータリング８２の内周部に収められた１２個のステータ５０とからなる。１２個のステータ５０は、隣り合うステータ５０と近接配置されて、円環状のステータ集合体Ｓを構成する。ステータ５０は、鉄等からなるステータコア６１の周囲を絶縁体であるインシュレータ５１（図示点描ハッチング部）で覆うと共に、インシュレータ５１の外周面に銅線等からなるステータコイル６０を巻き付けた構成とされる。
　図５は、図４のV－V線断面図である。モータＭは、ケーシングを構成する左側ケース半体４５および右側ケース半体６９のうち、車幅方向左側の左側ケース半体４５寄りの位置に配設されている。本実施形態では、ステータ集合体Ｓを構成するステータ５０のうち、車体下方側の一部がケーシングの下部に貯留されるオイル１００に浸かっている。一方、車体上方側に位置するステータ５０に対しては、ポンプで圧送したオイル１００を、回転軸４６に設けられる噴射孔４６ａや右側ケース半体６９に設けられる噴射孔６９ａから噴き付けることによって冷却および潤滑が行われる。
　これにより、車体上方側に位置するステータ５０はオイル１００の噴き付けで冷却し、車体下方側に位置するステータ５０はケーシングの下部に貯留されるオイル１００で冷却することが可能となり、ステータ集合体Ｓの全体をオイル１００によって効率よく冷却することができる。また、噴射孔４６ａや噴射孔６９ａからオイル１００を噴射することで、ステータ５０に近接した位置から継続的にオイル１００を噴射することができ、ステータ５０の冷却効果が高められる。
　ステータコイル６０が巻き付けられる樹脂製の絶縁体であるインシュレータ５１は、車幅方向左側の左側インシュレータ半体５１Ｌと、車幅方向右側の右側インシュレータ半体５１Ｒとからなる。この左側インシュレータ半体５１Ｌと右側インシュレータ半体５１Ｒとは２分割構造となっており、ステータ５０にコイルを巻回するときには、左側インシュレータ半体５１Ｌは、外された状態で巻回され、その後、左側インシュレータ半体５１Ｌが被さるようになっている。このうち、左側インシュレータ半体５１Ｌの下部には、噴射孔６９ａから噴射されたオイル１００が下方に滴下する速度を抑えるためのオイル溜め部５２が設けられている。このオイル溜め部５２は、左側インシュレータ半体５１ＬからモータＭの軸方向外側に張り出す底部材５３と、底部材５３の端部から径方向外側に張り出すせき止め板９０によって構成されている。
　図６は、ステータ５０を径方向内側寄りの位置から見た斜視図である。また、図７はステータ５０を径方向外側寄りの位置から見た斜視図であり、図８はステータ５０の左側面図である。図６～８の方向表記は、ステータ５０がモータＭの最上部に位置するものとして付している。ステータコア６１は複数の薄い鉄板からなり、左側インシュレータ半体５１Ｌおよび右側インシュレータ半体５１Ｒは、上下方向中央で径方向寸法が小さくなるティース６１ａに係合するように構成されている。左側インシュレータ半体５１Ｌの上端部には、ステータコイル６０の巻回範囲を規定する天井板５５が設けられている。オイル溜め部５２（図５参照）を構成する底部材５３は、ステータコイル６０の下側の巻回範囲を規定する底板としても機能する。
　一方、右側インシュレータ半体５１Ｒには、ステータ５０に巻回したコイルをさらに巻回するための巻回部５８が設けられている。
　ステータコア６１の前後端部には、隣り合うステータ５０のステータコア６１と係合するための凹凸６１ａ，６１ｂが形成されている。また、左側インシュレータ半体５１Ｌの底部材５３および右側インシュレータ半体５１Ｒの底板５６の車体前方側端部には、隣り合うステータ５０のインシュレータ５１と係合する係合突起５３ａ，５６ａが設けられている。
　本実施形態に係るモータ冷却構造では、ステータ５０の近傍にオイル溜め部５２が設けられることで、ステータ５０に噴き付けたオイル１００がオイル溜め部５２に留まりやすく、オイル１００が下方に落ちる速度を抑えて冷却効果を高めることが可能となる。また、ステータ５０は、金属製のステータコア６１を囲む絶縁性のインシュレータ５１を介してコイル６０を巻回した構成とされ、オイル溜め部５２がインシュレータ５１に設けられるので、任意の形状に形成しやすいインシュレータ５１にオイル溜め部５２を設けることで、オイル溜め部５２の形状を自由に設定することが容易となる。
　また、インシュレータ５１が、ステータコア６１のティース６１ａを囲む樹脂製部品であり、オイル溜め部５２がインシュレータ５１からモータＭの軸方向外側および径方向外側に張り出すせき止め板９０で構成されるので、インシュレータ５１の機能に影響を与えることなく、インシュレータ５１と一体にオイル溜め部５２を設けることが可能となる。
　また、複数のステータ５０が周方向に連結されることで、モータＭの軸方向視で円環状をなすステータ集合体Ｓが構成され、せき止め板９０が隣り合うステータ５０のせき止め板９０と互いに連結されることで、オイル溜め部５２を周方向に拡大して冷却効果をより一層高めることが可能となる。インシュレータ５１は、ティース６１ａを軸方向両側から挟む２分割構造とされており、オイル溜め部５２が２分割されたインシュレータ５１の一方側にのみ設けられるので、車幅方向に分割されるインシュレータ５１のうち、余剰スペースの大きい側や冷却効果の高い側等を選んでオイル溜め部５２を設けることが可能となる。これにより、モータＭの車幅方向寸法が増加することを抑えられる。また、ステータ５０の側方からオイル１００を噴き付ける構成では、オイル１００が噴き付けられる側の反対側にオイル溜め部５２を設けることで、オイル１００をステータコイル６０に直接噴き付けると共に、反対側に位置するオイル溜め部５２でオイル１００の滴下速度を低減することが可能となる。
　図９は、インシュレータ５１を径方向外側寄りの位置から見た斜視図である。また、図１０はインシュレータ５１を車体前方から見た正面図であり、図１１はインシュレータ５１の左側面図であり、図１２は左側インシュレータ半体５１Ｌの斜視図である。
　左側インシュレータ半体５１Ｌの天井板５５と底部材５３との間には、ティース６１ａを覆うと共にステータコイル６０が巻回される小径部５９が形成されている。右側インシュレータ半体５１Ｒにも対称形状の小径部６５が形成される。巻回部５８には、車幅方向に指向する貫通孔６６，６７，６８が形成されており、この貫通孔は、ステータリング８２をステータ５０に圧入する際にピンが挿通するためのものである。
　せき止め板９０の車体前方側端部には、隣り合う左側インシュレータ半体５１Ｌのせき止め板９０に設けられる係合突起９０ｂと係合する係合凹部９０ａが形成されている。また、底部材５３の車体後方側端部には、隣り合う左側インシュレータ半体５１Ｌの底部材５３と係合する薄板状の係合突起９０ｃが形成されている。これらの係合構造により、オイル溜め部５２に流入するオイルが下方に漏れにくくなり、さらにオイルの滴下速度を下げて冷却効果を高めることができる。
　なお、電動二輪車の形態、パワーユニットやケーシングの形状や構造、モータやステータの形状や構造、ステータコアやステータコイルの形状や構造、インシュレータの形状や構造、オイル噴射孔の配置等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係るモータ冷却構造は、電動二輪車に限られず、鞍乗型の三輪車や四輪車等に適用することが可能である。
　１…電動二輪車、４５…左側ケース半体（ケーシング）、６９…右側ケーシング半体（ケーシング）、４６ａ，６９ａ…噴射孔、４６…回転軸、５０…ステータ、５１…インシュレータ、５２…オイル溜め部、６０…コイル、６１…ステータコア、６１ａ…ティース、８１…ロータ、９０…せき止め板、１００…オイル、Ｐ…パワーユニット、Ｍ…モータ、Ｓ…ステータ集合体

Claims (8)

  1. 　ステータ（５０）と該ステータ（５０）の内側で回転するロータ（８１）とを含むモータ（Ｍ）を有し、前記ステータ（５０）にオイルを噴き付けて冷却するようにした電動二輪車のモータ冷却構造において、
    　前記ステータ（５０）の近傍にオイル溜め部（５２）が設けられていることを特徴とする電動二輪車のモータ冷却構造。
  2. 　前記ステータ（５０）は、金属製のステータコア（６１）を囲む絶縁性のインシュレータ（５１）を介してコイル（６０）を巻回した構成とされており、
    　前記オイル溜め部（５２）が、前記インシュレータ（５１）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動二輪車のモータ冷却構造。
  3. 　前記インシュレータ（５１）は、前記ステータコア（６１）のティース（６１ａ）を囲む樹脂製部品であり、
    　前記オイル溜め部（５２）は、前記インシュレータ（５１）から前記モータ（Ｍ）の軸方向外側および径方向外側に張り出すせき止め板（９０）で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電動二輪車のモータ冷却構造。
  4. 　複数の前記ステータ（５０）が周方向に連結されることで、前記モータ（Ｍ）の軸方向視で円環状をなすステータ集合体（Ｓ）が構成されており、
    　前記せき止め板（９０）が、隣り合う前記ステータ（５０）のせき止め板（９０）と互いに連結されることを特徴とする請求項３に記載の電動二輪車のモータ冷却構造。
  5. 　前記インシュレータ（５１）は、前記ティース（６１ａ）を軸方向両側から挟む２分割構造とされており、
    　前記オイル溜め部（５２）が、前記２分割されたインシュレータ（５１）の一方側にのみ設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の電動二輪車のモータ冷却構造。
  6. 　前記せき止め板（９０）が、前記ステータ集合体（Ｓ）を構成する複数の前記ステータ（５０）のうち、少なくとも車体上方寄りに位置するものに設けられていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の電動二輪車のモータ冷却構造。
  7. 　前記モータ（Ｍ）を収納するケーシング（４５，６９）を有し、
    　前記ステータ集合体（Ｓ）を構成する前記ステータ（５０）のうち、車体下方側の一部が前記ケーシング（４５，６９）の下部に貯留されるオイル（１００）に浸かっていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の電動二輪車のモータ冷却構造。
  8. 　前記ステータ（５０）へ噴き付けられるオイル（１００）は、前記ロータ（８１）の回転軸（４６）または前記ケーシング（６９）に設けられた噴射孔（４６ａ，６９ａ）から噴射されることを特徴とする請求項７に記載の電動二輪車のモータ冷却構造。
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