特開 2023-85972 電動機ユニットおよび自走式電動車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023085972

(43)【公開日】2023-06-21

(54)【発明の名称】電動機ユニットおよび自走式電動車両

(51)【国際特許分類】

   H02K 9/04 20060101AFI20230614BHJP

   B62M 7/02 20060101ALI20230614BHJP

   H02K 11/33 20160101ALI20230614BHJP

【ＦＩ】

H02K9/04 A

B62M7/02 A

H02K11/33

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021200321

(22)【出願日】2021-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】000128175

【氏名又は名称】株式会社エフ・シー・シー

(74)【代理人】

【識別番号】100136674

【弁理士】

【氏名又は名称】居藤 洋之

(72)【発明者】

【氏名】飯田 薫

(72)【発明者】

【氏名】阿部 真吾

(72)【発明者】

【氏名】大石 栄幸

【テーマコード（参考）】

5H609

5H611

【Ｆターム（参考）】

5H609BB03

5H609PP01

5H609QQ02

5H609QQ04

5H609QQ05

5H609RR12

5H609RR24

5H609RR52

5H611AA09

5H611TT01

(57)【要約】

【課題】電動機の作動を制御するコントローラについても効果的に冷却することができる電動機ユニットおよびこの電動機ユニットを搭載した自走式電動車両を提供する。
【解決手段】自走式電動車両１００は、前輪１０３および後輪１０８を支持するフレーム１０１に電動機ユニット１２０が取り付けられている。電動機ユニット１２０は、電動機１２１、制御装置１３２および送風機１４０を備えている。電動機１２１は、メインハウジング１２４の内部にロータ収容空間１２６が形成されているとともにメインハウジング１２４の一部を第２ハウジング１３０が覆って制御装置収容空間１３１が形成されている。送風機１４０は、メインハウジング１２４および第２ハウジング１３０を介してロータ収容空間１２６と制御装置収容空間１３１とに跨った状態で配置されている。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自走式車両における駆動輪を駆動するためのロータを収容するロータ収容空間を形成するメインハウジングを有する電動機と、
前記ロータ収容空間の外側に前記電動機の作動を制御する制御装置を収容する制御装置収容空間を形成する第２ハウジングと、
前記メインハウジングおよび前記第２ハウジングを介して前記ロータ収容空間と前記制御装置収容空間とに跨った状態で配置されて前記ロータ収容空間および前記制御装置収容空間の各外側の空気を流動させた冷却風を生じさせるための送風機とを備えることを特徴とする電動機ユニット。

【請求項2】

請求項１に記載した電動機ユニットにおいて、
前記メインハウジングと前記第２ハウジングとは、互いに同じ材質で構成されていることを特徴とする電動機ユニット。

【請求項3】

請求項１に記載した電動機ユニットにおいて、
前記メインハウジングと前記第２ハウジングとは、互いに異なる材質で構成されていることを特徴とする電動機ユニット。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した電動機ユニットにおいて、
前記ロータ収容空間は、
前記制御装置収容空間よりも下方に形成されていることを特徴とする電動機ユニット。

【請求項5】

請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した電動機ユニットにおいて、
前記送風機は、
前記ロータの軸方向に沿って延びる前記メインハウジングおよび前記第２ハウジングに対向配置されていることを特徴とする電動機ユニット。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載した電動機ユニットにおいて、
前記制御装置は、
前記送風機の作動を制御することを特徴とする電動機ユニット。

【請求項7】

請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載した電動機ユニットにおいて、
前記メインハウジングおよび前記第２ハウジングのうちの少なくとも一方は、
前記送風機が対向する外表面の少なくとも一部が前記送風機から離隔するに従って前記冷却風の流動方向から離隔する方向に湾曲する曲面を有していることを特徴とする電動機ユニット。

【請求項8】

請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載した電動機ユニットにおいて、
前記メインハウジングおよび前記第２ハウジングの少なくとも一方は、
冷却液が流通する冷却液流路を有しており、
前記送風機は、
前記冷却液流路に面して配置されていることを特徴とする電動機ユニット。

【請求項9】

請求項８に記載した電動機ユニットにおいて、さらに、
前記冷却液を冷却するためのラジエターを備え、
前記ラジエターは、
前記送風機の風上側または風下側に配置されていることを特徴とする電動機ユニット。

【請求項10】

請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載した電動機ユニットにおいて、さらに、
前記メインハウジングおよび前記第２ハウジングと前記送風機との間に前記冷却風の流れを規制する冷却風規制部を備えることを特徴とする電動機ユニット。

【請求項11】

請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載した電動機ユニットにおいて、
前記送風機は、
前記電動機の作動音よりも大きな作動音を発することを特徴とする電動機ユニット。

【請求項12】

運転者が着座するシートと、
前記シートに対向して設けられて前輪および後輪のうちの少なくとも一方を操舵するためのハンドルと、
前記前輪および前記後輪のうちの少なくとも一方を駆動するための前記請求項１ないし前記請求項１１のうちのいずれか１つに記載した電動機ユニットとを備えたことを特徴とする自走式電動車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機を駆動源として自走する自走式電動車両に搭載される電動機ユニットおよび電動機ユニットを搭載した自走式電動車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、両足を揃えた状態でシートに着座するまたはシートに跨った状態で着座して運転する自動二輪車などの自走式電動車両においては、電動機を冷却するために冷却装置が設けられている。例えば、下記特許文献１には、発熱する電動機を液体フロンなどの冷媒を用いて冷却する所謂水冷方式の自走式二輪電動車両が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平４－２２４４９０号公報

【0004】

しかしながら、上記特許文献１に記載された自走式二輪電動車両においては、電動機の作動を制御するコントローラについては自走式二輪電動車両のカウル内に配置されているため、発熱するコントローラの冷却が効果的に行われ難いという問題がある。

【0005】

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、電動機の作動を制御するコントローラについても効果的に冷却することができる電動機ユニットおよびこの電動機ユニットを搭載した自走式電動車両を提供することにある。

【発明の概要】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、自走式車両における駆動輪を駆動するためのロータを収容するロータ収容空間を形成するメインハウジングを有する電動機と、ロータ収容空間の外側に電動機の作動を制御する制御装置を収容する制御装置収容空間を形成する第２ハウジングと、メインハウジングおよび第２ハウジングを介してロータ収容空間と制御装置収容空間とに跨った状態で配置されてロータ収容空間および制御装置収容空間の各外側の空気を流動させた冷却風を生じさせるための送風機とを備えることにある。

【0007】

このように構成した本発明の特徴によれば、電動機ユニットは、電動機におけるロータ収容空間の外側に電動機の作動を制御する制御装置を収容する制御装置収容空間が形成されるとともに、これらのロータ収容空間と制御装置収容空間とに跨った状態でロータ収容空間および制御装置収容空間の各外側の空気を流動させた冷却風を生成する送風機が設けられているため、この送風機によって電動機および制御装置がそれぞれ効率的に冷却することができる。

【0008】

また、本発明の他の特徴は、前記電動機ユニットにおいて、メインハウジングと第２ハウジングとは、互いに同じ材質で構成されていることにある。

【0009】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電動機ユニットは、メインハウジングと第２ハウジングとが互いに同じ材質で構成されているため、メインハウジングと第２ハウジングとの間で熱膨張および熱収縮の差を抑えて耐久性を向上させることができる。

【0010】

また、本発明の他の特徴は、前記電動機ユニットにおいて、メインハウジングと第２ハウジングとは、互いに異なる材質で構成されていることにある。

【0011】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電動機ユニットは、メインハウジングと第２ハウジングとが互いに異なる材質で構成されているため、メインハウジングと第２ハウジングとの間で熱膨張および熱収縮の差を送風機による冷却によって抑えることができる。

【0012】

また、本発明の他の特徴は、前記電動機ユニットにおいて、ロータ収容空間は、制御装置収容空間よりも下方に形成されていることにある。

【0013】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電動機ユニットは、ロータ収容空間が制御装置収容空間よりも下方に形成されているため、電動機を構成するロータおよびステータなどの重量物が制御装置よりも下方に位置することで電動機ユニット全体の重心を下げて安定性を向上させることができる。

【0014】

また、本発明の他の特徴は、前記電動機ユニットにおいて、送風機は、ロータの軸方向に沿って延びるメインハウジングおよび第２ハウジングに対向配置されていることにある。

【0015】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電動機ユニットは、送風機がロータの軸方向に沿って延びるメインハウジングおよび第２ハウジングに対向配置されているため、電動機を軸方向に沿って冷却することで電動機および制御装置の全体を効果的に冷却することができる。

【0016】

また、本発明の他の特徴は、前記電動機ユニットにおいて、制御装置は、送風機の作動を制御することにある。

【0017】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電動機ユニットは、制御装置が送風機の作動を制御しているため、送風機用の制御装置を別途設ける必要がなく構成を簡単化することができる。

【0018】

また、本発明の他の特徴は、前記電動機ユニットにおいて、メインハウジングおよび第２ハウジングのうちの少なくとも一方は、送風機が対向する外表面の少なくとも一部が送風機から離隔するに従って冷却風の流動方向から離隔する方向に湾曲する曲面を有していることにある。

【0019】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電動機ユニットは、メインハウジングおよび第２ハウジングのうちの少なくとも一方は、送風機が対向する外表面の一部が送風機から離隔する方向に湾曲する曲面を有しているため、ロータ収容空間および制御装置収容空間の各外側の冷却風の流れを円滑にして冷却効果を高めることができる。

【0020】

また、本発明の他の特徴は、前記電動機ユニットにおいて、メインハウジングおよび第２ハウジングの少なくとも一方は、冷却液が流通する冷却液流路を有しており、送風機は、冷却液流路に面して配置されていることにある。

【0021】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電動機ユニットは、メインハウジングおよび第２ハウジングの少なくとも一方は、冷却液が流通する冷却液流路に面して送風機が配置されているため、冷却液を冷却することで電動機および／または制御装置を効率的に冷却することができる。

【0022】

また、本発明の他の特徴は、前記電動機ユニットにおいて、さらに、冷却液を冷却するためのラジエターを備え、ラジエターは、送風機の風上側または風下側に配置されていることにある。

【0023】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電動機ユニットは、さらに、冷却液を冷却するためのラジエターを備えるとともに、このラジエターが送風機の風上側または風下側に配置されているため、ラジエターに対して空気を送るまたは吸い込むことでラジエターによる冷却液の冷却効果を高めることができる。

【0024】

また、本発明の他の特徴は、前記電動機ユニットにおいて、さらに、メインハウジングおよび第２ハウジングと送風機との間に冷却風の流れを規制する冷却風規制部を備えることにある。

【0025】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電動機ユニットは、さらに、メインハウジングおよび第２ハウジングと送風機との間に冷却風の流れを規制する冷却風規制部を備えているため、メインハウジングおよび第２ハウジングの各表面上を流れる冷却風の流れを規制することでロータ収容空間および制御装置収容空間の冷却効率を調整または向上させることができる。

【0026】

また、本発明の他の特徴は、前記電動機ユニットにおいて、送風機は、電動機の作動音よりも大きな作動音を発することにある。

【0027】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電動機ユニットは、送風機が電動機の作動音よりも大きな作動音を発するため、電動機の不快な作動音を紛らわせることができるとともに電動機ユニットまたは電動機ユニットを搭載した自走式電動車両が近付いてきたことを送風機の作動音で周囲に認識させることができる。

【0028】

また、本発明は電動機ユニットの発明として実施できるばかりでなく、自走式電動車両の発明としても実施できるものである。

【0029】

具体的には、自走式電動車両は、運転者が着座するシートと、シートに対向して設けられて前輪および後輪のうちの少なくとも一方を操舵するためのハンドルと、前輪および後輪のうちの少なくとも一方を駆動するための請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載した電動機ユニットとを備えるとよい。このように構成した自走式電動車両によれば、前記電動機ユニットと同様の作用効果を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第１実施形態に係る自走式電動車両の全体構成の概略を模式的に示す側面図である。

【図2】図１に示す自走式電動車両に搭載される電動機ユニットの全体構成の概略を示す斜視図である。

【図3】図２に示す電動機ユニットの全体構成の概略を図１に示す自走式電動車両の左側から見た側面図である。

【図4】図１に示す自走式電動車両の制御システムの概略を示すブロック図である。

【図5】図２に示す電動機ユニットの内部構成の概略を示す断面図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係る電動機ユニットの全体構成の概略を示す斜視図である。

【図7】図６に示す電動機ユニットを構成するメインハウジングおよび第２ハウジングの内部構成の概略を示すための部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る自走式電動車両の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る自走式電動車両１００の全体構成の概略を模式的に示す側面図である。また、図２は、図１に示す自走式電動車両１００に搭載される電動機ユニット１２０の全体構成の概略を図１に示す自走式電動車両１００の右側から見た斜視図である。図３は、図１に示す自走式電動車両１００に搭載される電動機ユニット１２０の全体構成の概略を図１に示す自走式電動車両１００の左側から見た斜視図である。また、図４は、図１に示す自走式電動車両１００の制御システムの概略を示すブロック図である。また、図５は、図１に示す自走式電動車両１００に搭載される電動機ユニット１２０の内部構成の概略を示す断面図である。この自走式電動車両１００は、運転者Ｕが両足を揃えた状態でシート１１０上に着座して運転を行う小型の自動二輪車（所謂スクータ）である。

【0032】

（自走式電動車両１００の構成）
自走式電動車両１００は、フレーム１０１を備えている。フレーム１０１は、自走式電動車両１００の形を維持する骨格を構成する部品であり、複数の鉄製のパイプまたは板材を組み合わせて構成されている。このフレーム１０１は、主として、ヘッドパイプ１０２、メインフレーム１０６およびシートレール１０９をそれぞれ備えて構成されている。

【0033】

ヘッドパイプ１０２は、自走式電動車両１００の前輪１０３をフロントフォーク１０４を介して支持する筒状の部分である。フロントフォーク１０４は、前輪１０３の両側に棒状に延びて形成されてヘッドパイプ１０２に対して前輪１０３を自走式電動車両１００の左右方向に転舵可能に支持する部品であり、サスペンション機構（図示せず）を備えて構成されている。このフロントフォーク１０４の上端部には、ハンドル１０５が設けられている。ハンドル１０５は、自走式電動車両１００の進行方向を操舵するための部品であり、自走式電動車両１００の左側および右側の幅方向にそれぞれ棒状に延びて形成されている。ハンドル１０５は、左右一対で構成されているとともに、これらの左右の一方が自走式電動車両１００を加速させるためのアクセルグリップ１０５ａを構成している。

【0034】

メインフレーム１０６は、電動機ユニット１２０および二次電池１１５をそれぞれ支持してフレーム１０１の強度を決定づけるフレーム１０１の中枢部分であり、自走式電動車両１００の前方から後方に向かって斜め下方に延びた後水平に延びて再び斜め上方に延びる屈曲した形状に形成されている。このメインフレーム１０６は、この水平に延びる部分においてステップフロア１１４および二次電池１１５をそれぞれ支持するとともに、斜め上方に延びる部分付近でスイングアーム１０７および電動機ユニット１２０をそれぞれ支持している。スイングアーム１０７は、自走式電動車両１００の後輪１０８をメインフレーム１０６との連結部であるピボット１０６ａを基点として上下動自在な状態で支持している。

【0035】

シートレール１０９は、主として、シート１１０、荷台１１２およびテールランプ１１３をそれぞれ支持する部分であり、メインフレーム１０６の後方に向かって斜め上方に延びて形成されている。シート１１０は、自走式電動車両１００の運転者Ｕが両足を揃えた状態で着座するための部品であり、クッション部材で構成されている。このシート１１０は、開閉自在に構成されており、シート１１０の下方にはヘルメットなどの小物を収容できる収納スペース１１１が空洞状に形成されている。

【0036】

この場合、収納スペース１１１の底部は、開閉自在に構成されており、電動機ユニット１２０にアクセスできるように構成されている。荷台１１２は、荷物を載せるための部分であり、金属製の棒体を枠状に形成して構成されている。テールランプ１１３は、運転者Ｕによるブレーキ操作、ウィンカー操作または夜間などにおけるヘッドランプの点灯操作によって点灯する照明器具である。

【0037】

ステップフロア１１４は、シート１１０に着座した運転者Ｕが両足を揃えた状態で載置するための部分であり、シート１１０の前方の下方で前記メインフレーム１０６の上方に平坦な床面として形成されている。

【0038】

二次電池１１５は、電動機１２１および自走式電動車両１００が備える電気電子機器に電力を供給する装置であり、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充放電可能な電池で構成されている。また、二次電池１１５は、自走式電動車両１００の減速時に電動機１２１が発生させる回生電気エネルギを蓄える。この二次電池１１５は、ステップフロア１１４の下方でメインフレーム１０６に支持されている。

【0039】

また、ステップフロア１１４の後端部からシート１１０に向かって立ち上がって電動機ユニット１２０を覆う筒状のユニットカバー１１６には、後述する送風機１４０の前方に格子状の通気口１１７が開口している。た、電動機ユニット１２０は、電動機１２１の回転速度を減速する減速機１１８ａおよびチェーン１１８ｂを介して後輪１０８に接続されている。

【0040】

電動機ユニット１２０は、前記した後輪１０８を回転駆動させるための駆動力を発生させる動力源を構成する装置群である。具体的には、電動機ユニット１２０は、主として、電動機１２１、制御装置１３２および送風機１４０をそれぞれ備えて構成されている。なお、図１においては、電動機ユニット１２０は、自走式電動車両１００の内部に配置されるため破線で描かれるべきであるが、理解を容易にするため敢えて実線で示している。

【0041】

電動機１２１は、自走式車両の駆動輪を回転駆動するための回転駆動力を発生させる駆動源である。本実施形態においては、電動機１２１は、自走式二輪車を駆動させる同期モータで構成されている。なお、電動機１２１は、直流モータで構成してもよいことは当然である。

【0042】

電動機１２１は、主として、ステータ１２２、ロータ１２３およびメインハウジング１２４をそれぞれ備えて構成されている。ステータ１２２は、三相交流によって回転磁界を生じさせるための部品であり、鉄心の外周部に巻線が設けられて筒状に形成されている。このステータ１２２は、メインハウジング１２４を構成する胴体１２５内に固定的に取り付けられている。

【0043】

ロータ１２３は、ステータ１２２が発生させる回転磁界によって回転する部品であり、棒状に延びるシャフトの外周部に永久磁石が取り付けられて構成されている。このロータ１２３は、ステータ１２２を貫通した状態で胴体１２５内に配置されている。この場合、ロータ１２３における一方の端部側は、出力側蓋体１２７を貫通した状態で回転自在に支持されている。この場合、ロータ１２３における出力側蓋体１２７を貫通して露出した部分には出力歯車１２３ａが設けられている。つまり、ロータ１２３は、電動機１２１の出力軸として機能する。また、ロータ１２３における他方側の端部が後部側蓋体１２８に回転自在な状態で支持されている。

【0044】

メインハウジング１２４は、電動機１２１の外筐を構成しつつロータ収容空間１２６および制御装置収容空間１３１をそれぞれ形成する部品であり、主として、胴体１２５、出力側蓋体１２７および後部側蓋体１２８をそれぞれ備えて構成されている。胴体１２５は、ロータ収容空間１２６を形成する部品であり、アルミニウムなどの非鉄系金属または樹脂材料などの非磁性材料を筒状に形成して構成されている。この胴体１２５は、円筒状に形成された内部空間であるロータ収容空間１２６においてステータ１２２を支持しているとともに、出力側蓋体１２７および後部側蓋体１２８によって回転自在に支持されたロータ１２３が貫通した状態で配置されている。

【0045】

一方、胴体１２５の外表面は、主として、収容空間形成部１２５ａ、第１側面部１２５ｂおよび第２側面部１２５ｃをそれぞれ有して構成されている。収容空間形成部１２５ａは、ロータ収容空間１２６および後述する制御装置収容空間１３１をそれぞれ形成する部分であり、平坦面状に形成されている。第１側面部１２５ｂは、電動機１２１の側面を構成する部分であり、ロータ１２３の軸方向に延びる収容空間形成部１２５ａの両端部からそれぞれ平坦面状に延びて形成されている。第２側面部１２５ｃは、半円形状のドーム状に形成されて前記２つの第１側面部１２５ｂを繋ぐ部分である。ロータ収容空間１２６は、ステータ１２２およびロータ１２３の各主要部を収容する空間部分であり、ロータ１２３の軸方向に延びる円筒状に形成されている。

【0046】

出力側蓋体１２７は、筒状に形成された胴体１２５の一方の端部に取り付けられる部品であり、アルミニウムなどの非鉄系金属または樹脂材料などの非磁性材料を周縁部が起立した板状体に形成して構成されている。この出力側蓋体１２７は、筒状に形成された胴体１２５の一方の端部を塞ぐとともにロータ１２３における一方の端部を回転自在に支持する。また、出力側蓋体１２７は、制御装置収容空間１３１に面するように延びてこの制御装置収容空間１３１の一部も形成している。そして、この出力側蓋体１２７は、胴体１２５に対してボルト（図示せず）によって取り付けられている。

【0047】

後部側蓋体１２８は、筒状に形成された胴体１２５の他方の端部に取り付けられる部品であり、アルミニウムなどの非鉄系金属または樹脂材料などの非磁性材料を板状に形成して構成されている。この後部側蓋体１２８は、筒状に形成された胴体１２５の他方の端部を塞ぐとともにロータ１２３における他方の端部を回転自在に支持する。この後部側蓋体１２８は、胴体１２５に対してボルト（図示せず）によって取り付けられている。また、後部側蓋体１２８の外側面は、空間を介して後部側カバー１２９で覆われており、この空間内にはロータ１２３の回転角度を検出する検出装置（図示せず）が設けられている。

【0048】

このメインハウジング１２４の外表面の一部には、第２ハウジング１３０が設けられている。第２ハウジング１３０は、メインハウジング１２４の外表面の一部との間で制御装置収容空間１３１を形成するための部品であり、炭素鋼などの鉄系金属またはアルミニウムなどの非鉄系金属などの金属板を胴体１２５の軸線方向に延びる半円のドーム状に湾曲させて形成されている。この場合、第２ハウジング１３０は、前記出力側蓋体１２７側が開口するとともに出力側蓋体１２７とは反対側が閉塞されている。本実施形態においては、第２ハウジング１３０は、メインハウジング１２４と同じ材料（例えば、アルミニウム材）で構成されている。そして、この第２ハウジング１３０は、ボルトを介して胴体１２５の一部に着脱自在に取り付けられている。

【0049】

制御装置収容空間１３１は、制御装置１３２を収容するための空間部分であり、胴体１２５の外表面の一部が出力側蓋体１２７の一部と第２ハウジング１３０で覆われて形成されている。すなわち、ロータ収容空間１２６と制御装置収容空間１３１とは、互いに隣接して形成されている。

【0050】

制御装置１３２は、電動機１２１の作動を制御するとともに自走式電動車両１００の作動も総合的に制御する電気電子機器である。より具体的には、制御装置１３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されるとともに、電動機１２１の作動を直接制御するためのインバータ、昇圧コンバータおよびＤＣＤＣコンバータなどからなるパワーコントールユニット（ＰＣＵ）などを備えて構成されている。

【0051】

ここで、インバータは、二次電池１１５から出力される直流電流を交流電流に変換して電動機１２１に出力するとともに、電動機１２１から出力される交流電流を直流電流に変換して二次電池１１５に出力する。また、昇圧コンバータは、二次電池１１５から出力される電圧を昇圧して電動機１２１に供給する。また、ＤＣＤＣコンバータは、電動機１２１から出力される電圧を降圧して二次電池１１５に供給する。

【0052】

この制御装置１３２は、ＲＯＭなどの記憶装置に記憶させている制御プログラムを実行することでハンドル１０５に設けられたアクセルグリップ１０５ａまたはウィンカーなどの操作子の操作に応じて電動機１２１および送風機１４０の各回転駆動の制御、計器類の作動制御および灯火類の点灯制御をそれぞれ行う。また、制御装置１３２は、外部の機器に電気的に接続するためのインターフェース端子１３２ａが第２ハウジング１３０の外表面に露出した状態で設けられている。

【0053】

また、制御装置収容空間１３１内には、制御装置１３２とともに電源部１３３が収容されている。電源部１３３は、電動機１２１に供給する三相交流を生成してステータ１２２に供給するための電気機器であり、基板上に複数のコンデンサを備えて構成されている。この電源部１３３は、第２ハウジング１３０を貫通した状態で電源接続部１３３ａが外部に露出しており、自走式車両の二次電池１１５から電力供給を受ける。

【0054】

送風機１４０は、電動機１２１および制御装置１３２を冷却するための空気からなる冷却風を発生させる機械装置であり、制御装置１３２によって作動が制御されるプロペラファン１４１を備えて構成されている。この送風機１４０は、メインハウジング１２４および第２ハウジング１３０を介してロータ収容空間１２６と制御装置収容空間１３１とに跨った状態で配置されるように設けられている。本実施形態においては、送風機１４０は、メインハウジング１２４と第２ハウジング１３０との境界部分に跨った状態でメインハウジング１２４における第１側面部１２５ｂにボルトを介して取り付けられている。この場合、送風機１４０は、メインハウジング１２４および第２ハウジング１３０側が風上側となるように取り付けてもよいが、本実施形態においては、送風機１４０はメインハウジング１２４および第２ハウジング１３０側が風下側となるように取り付けられている。

【0055】

この送風機１４０は、筒状のケーシング１４２内にプロペラファン１４１およびこのプロペラファン１４１を回転駆動する電動機（図示せず）が一体的に収容されて構成されている。この場合、ケーシング１４２は、送風機１４０をメインハウジング１２４に取り付けるためのボルトが貫通する平板状の２つの取付部１４２ａがケーシング１４２の外表面から張り出して形成されている。また、ケーシング１４２は、メインハウジング１２４の第１側面部１２５ｂに対向する部分が凹状に切り欠かれた切欠き部１４２ｂが形成されており、冷風が第１側面部１２５ｂ上に円滑に流れるように形成されている。また、この送風機１４０は、作動音が電動機１２１の作動音よりも大きな音を発するように構成されている。具体的には、送風機１４０は、プロペラファン１４１の風切り音が電動機１２１が作動する際の磁歪の音（高周波音）よりも大きな音が生じるように構成されている。

【0056】

この電動機ユニット１２０は、メインハウジング１２４の一部がフレーム１０１に対してボルトを介して固定的に取り付けられている。この場合、電動機ユニット１２０は、制御装置収容空間１３１がロータ収容空間１２６の上方に位置する姿勢でフレーム１０１に取り付けられる。

【0057】

（自走式電動車両１００の作動）
次に、このように構成した自走式電動車両１００の作動について説明する。この自走式電動車両１００の運転者Ｕは、自走式電動車両１００のシート１１０上に着座した状態でスイッチ操作を介して制御装置１３２を起動した後、アクセルグリップ１０５ａの回動操作によるアクセル操作によって自走式電動車両１００を走行させることができる。

【0058】

この場合、制御装置１３２は、自身の起動と同時に送風機１４０の作動を開始させて電動機１２１および制御装置１３２の冷却を開始する。具体的には、送風機１４０が発生させた冷却風は、一部がメインハウジング１２４の第１側面部１２５ｂに衝突するとともに、他の一部が第２ハウジング１３０に衝突する。

【0059】

第１側面部１２５ｂに衝突した冷却風Ｗ１は、送風機１４０の切欠き部１４２ｂを介してケーシング１４２内から流出した後、第１側面部１２５ｂの外表面に沿って流動する。これにより、メインハウジング１２４の内側に形成されたロータ収容空間１２６内が冷却されて電動機１２１の温度上昇が抑制される。

【0060】

一方、第２ハウジング１３０に衝突した冷却風Ｗ２は、この第２ハウジング１３０の外表面に沿って流動する。これにより、第２ハウジング１３０の内側に形成された制御装置収容空間１３１内が冷却されて制御装置１３２の温度上昇が抑制される。

【0061】

ここで、ロータ収容空間１２６内の冷却効果の程度は、第１側面部１２５ｂ上を流動する冷却風Ｗ１の流量によって規定される。そして、第１側面部１２５ｂ上を流動する冷却風Ｗ１の流量は、送風機１４０に形成された切欠き部１４２ｂの切欠き量によって規定されるケーシング１４２の端部と第１側面部１２５ｂの外表面との間の隙間量によって規定される。すなわち、切欠き部１４２ｂは、本発明に係る冷却風規制部としても機能する。

【0062】

また、ロータ収容空間１２６内の冷却効果の程度は、第２ハウジング１３０上を流動する冷却風Ｗ２の流量によって規定される。この場合、第２ハウジング１３０は、送風機１４０から遠ざかるに従って冷却風自体から離隔する方向に湾曲する曲面を有して構成されているため、送風機１４０から出力された冷却風Ｗ２が円滑に第２ハウジング１３０上を流動する。

【0063】

上記作動説明からも理解できるように、上記第１実施形態によれば、自走式電動車両１００は、電動機１２１におけるロータ収容空間１２６の外側に電動機１２１の作動を制御する制御装置１３２を収容する制御装置収容空間１３１が形成されるとともに、これらのロータ収容空間１２６と制御装置収容空間１３１とに跨った状態でロータ収容空間１２６および制御装置収容空間１３１の各外側の空気を流動させた冷却風を生成する送風機１４０が設けられているため、この送風機１４０によって電動機１２１および制御装置１３２がそれぞれ効率的に冷却することができる。

【0064】

さらに、本発明の実施にあたっては、上記第１実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記に示す各変形例においては、上記第１実施形態における自走式電動車両１００と同様の構成部分には同じ符号を付して、その説明は省略する。

【0065】

例えば、上記第１実施形態においては、電動機ユニット１２０は、メインハウジング１２４と第２ハウジング１３０とを同じ材料で構成した。これにより、電動機ユニット１２０は、メインハウジング１２４と第２ハウジング１３０との間で熱膨張および熱収縮の差を抑えて耐久性を向上させることができる。しかし、電動機ユニット１２０は、メインハウジング１２４と第２ハウジング１３０とを互いに異なる材料で構成してもよいことは当然である。この場合、電動機ユニット１２０は、メインハウジング１２４と第２ハウジング１３０との間で熱膨張および熱収縮の差を送風機１４０による冷却によって抑えることができる。なお、この変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用できる。

【0066】

また、上記第１実施形態においては、電動機ユニット１２０は、ロータ収容空間１２６を制御装置収容空間１３１よりも下方に位置する姿勢でフレーム１０１上に配置した。しかし、電動機ユニット１２０は、後述する第２実施形態における電動機ユニット１２０とのように、ロータ収容空間１２６を制御装置収容空間１３１よりも上方に位置する姿勢でフレーム１０１上に配置することもできる。

【0067】

また、上記第１実施形態においては、電動機ユニット１２０は、送風機１４０をロータ１２３の軸方向に沿って延びるメインハウジング１２４および第２ハウジング１３０に対向配置して構成されている。これにより、電動機ユニット１２０は、電動機１２１を軸方向に沿って冷却することで電動機１２１および制御装置１３２の全体を効果的に冷却することができる。しかし、電動機ユニット１２０は、送風機１４０をロータ１２３の軸方向以外の方向、例えば、同軸方向に直交する方向（例えば、後部側蓋体１２８側）に対向配置するように構成することもできる。なお、この変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用できる。

【0068】

また、上記第１実施形態においては、送風機１４０は、制御装置１３２によって作動制御されるように構成した。これにより、電動機ユニット１２０は、送風機１４０用の制御装置を別途設ける必要がなく構成を簡単化することができる。しかし、送風機１４０は、制御装置１３２とは別の制御装置によって作動制御されるようにしてもよいことは当然である。なお、この変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用できる。

【0069】

また、上記第１実施形態においては、メインハウジング１２４および第２ハウジング１３０は、送風機１４０が対向する外表面の一部が送風機１４０から離隔する方向に湾曲する曲面を有してドーム状に構成した。これにより、電動機ユニット１２０は、ロータ収容空間１２６および制御装置収容空間１３１の各外側の冷却風の流れを円滑にして冷却効果を高めることができる。しかし、メインハウジング１２４および第２ハウジング１３０は、冷却風が流れる外表面形状について曲面形状を排して単なる平坦面のみで構成してもよいことは当然である。なお、この変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用できる。

【0070】

また、上記第１実施形態においては、送風機１４０は、メインハウジング１２４に取り付けて構成した。しかし、送風機１４０は、ロータ収容空間１２６と制御装置収容空間１３１とに跨った状態で配置されていればよい。したがって、送風機１４０は、メインハウジング１２４に代えてまたは加えて第２ハウジング１３０に取り付けることができる。また、送風機１４０は、メインハウジング１２４および第２ハウジング１３０以外の部品、例えば、フレーム１０１に直接的または間接的に取り付けられていても良い。なお、この変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用できる。

【0071】

また、上記第１実施形態においては、電動機ユニット１２０は、１つの送風機１４０を備えて構成した。しかし、電動機ユニット１２０は２つ以上の送風機１４０を備えて構成することもできる。この場合、２つ目以降の送風機１４０は、ロータ収容空間１２６と制御装置収容空間１３１とに跨った状態でメインハウジング１２４および／または第２ハウジング１３０に取り付けられていてもよいし、ロータ収容空間１２６および制御装置収容空間１３１のうちの一方にのみ対向するようにメインハウジング１２４および／または第２ハウジング１３０に取り付けられていてもよい。なお、この変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用できる。

【0072】

また、上記第１実施形態においては、送風機１４０は、電動機１２１および制御装置１３２側に向けて空気をふい出すことで冷却風を吹き付けるように構成した。しかし、送風機１４０は、電動機１２１および制御装置１３２側から空気を吸引することで冷却風を発生させるように構成することもできる。なお、この変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用できる。

【0073】

また、上記第１実施形態においては、送風機１４０は、作動音が電動機１２１の作動音よりも大きな音を発するように構成されている。これにより、電動機ユニット１２０は、電動機１２１の不快な作動音を紛らわせることができるとともに電動機ユニット１２０または電動機ユニット１２０を搭載した自走式電動車両１００が近付いてきたことを送風機１４０の作動音で周囲に認識させることができる。つまり、送風機１４０が発する作動音は、電動機ユニット１２０または自走式電動車両１００の周囲に存在する者に聞こえる程度の大きさの音である。しかし、送風機１４０は、電動機ユニット１２０または自走式電動車両１００の周囲に存在する者に聞こえる程度の大きさの音以下の音量の作動音を発するように構成できることは当然である。なお、この変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用できる。

【0074】

また、上記第１実施形態においては、送風機１４０は、プロペラファン１４１を備えて構成した。しかし、送風機１４０は、空気の吹き出しまたは吸引によって空気の流れからなる冷却風を生じさせることができように構成されていればよい。したがって、送風機１４０は、空気を流動させる羽根のなどの回転体の軸方向に空気を流動させるプロペラファン１４１などの軸流ファン以外に、複数の羽根が円筒を構成するように配置された回転体の遠心方向に空気を吹き出す遠心ファン、または前記回転体の外周面の一部から空気を吸引してこの外周面の他の一部から空気を吹き出す横流ファンなどで構成することができる。なお、この変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用できる。

【0075】

また、上記第１実施形態においては、制御装置収容空間１３１内には、制御装置１３２のほかに電源部１３３を設けて構成した。これにより、電動機ユニット１２０は、発熱量が多い電源部１３３を制御装置収容空間１３１内に収容することで電源部１３３を効果的に冷却しながら電動機ユニット１２０全体をコンパクトに構成することができる。しかし、制御装置収容空間１３１内には、必ずしも電源部１３３を設ける必要はなく電源部１３３は制御装置収容空間１３１の外部に設けることもできる。なお、この変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用できる。

【0076】

＜第２実施形態＞
（電動機ユニット１２０の構成）
次に、本発明に係る電動機ユニッの第２実施形態について図６および図７をそれぞれ用いて説明する。この第２実施形態の説明においては、主として、上記第１実施形態と異なる部分について説明し、共通する部分については共通の符号を付してそれらの説明は適宜省略する。上記第１実施形態においては、電動機ユニット１２０は、電動機１２１および制御装置１３２をそれぞれ送風機１４０によって空冷した。

【0077】

しかし、第２実施形態に係る電動機ユニット１２０においては、送風機１４０による空冷に加えて、電動機１２１および制御装置１３２をそれぞれ水または油などの冷却液を用いて水冷する点において上記第１実施例における電動機ユニット１２０と異なる。具体的には、電動機ユニット１２０は、ラジエター２００、送液ポンプ２０２および冷却液タンク２０３をそれぞれ備えている。

【0078】

ラジエター２００は、電動機１２１および制御装置１３２をそれぞれ冷却する冷却液（図示せず）を熱交換によって冷却するための装置である。このラジエター２００は、冷却液を導入する上流側がメインハウジング１２４の冷却液流路２０５に管路２０１ａを介して接続されているとともに冷却液を排出する下流側が管路２０１ｂを介して送液ポンプ２０２に接続されている。また、ラジエター２００には、冷却液タンク２０３が管路２０１ｃを介して接続されている。このラジエター２００は、連結具２０４を介してメインハウジング１２４および第２ハウジング１３０にそれぞれ取り付けられている。

【0079】

送液ポンプ２０２は、メインハウジング１２４とラジエター２００との間で冷却液を循環させるための機械装置であり、制御装置１３２によって作動が制御される。この送液ポンプ２０２は、冷却液を排出する下流側が管路２０２ａを介してメインハウジング１２４の冷却液流路２０５に接続されている。また、送液ポンプ２０２は、連結具２０２ｂを介してラジエター２００に取り付けられている。

【0080】

冷却液タンク２０３は、電動機１２１、制御装置１３２および電源部１３３をそれぞれ冷却するための冷却液を貯留するための容器であり、樹脂材または金属材によって構成されている。すなわち、冷却液タンク２０３は、リザーバータンクである。この冷却液タンク２０３は、電動機１２１のメインハウジング１２４にボルトを介して直接取り付けられている。

【0081】

連結具２０４は、メインハウジング１２４および第２ハウジング１３０に対して離隔した位置で送風機１４０およびラジエター２００をそれぞれ支持するための部品であり、帯状に延びる金属製の板状体を屈曲させて形成されている。この場合、連結具２０４は、送風機１４０およびラジエター２００を両側から挟むように互いに対象形状をした２つの金属板で構成されている。この連結具２０４は、一方の端部がラジエター２００にボルトを介して取り付けられているとともに他方の端部がボルトを介してメインハウジング１２４に取り付けられている。そして、連結具２０４は、両端部の間の部分で送風機１４０をボルトによって支持している。

【0082】

一方、メインハウジング１２４には、胴体１２５を構成する筒状部分の内部に冷却液流路２０５が形成されている。冷却液流路２０５は、メインハウジング１２４のロータ収容空間１２６を含む内部空間および制御装置収容空間１３１をそれぞれ冷却するための冷却液を液密的かつ気密的に流通させるための管路であり、前記筒状部分の長手方向および周方向にそれぞれ延びて形成されている。この冷却液流路２０５は、ロータ収容空間１２６を外側から覆うように形成されている。すなわち、冷却液流路２０５は、前記筒状部分の全体に略均等に形成されている。また、冷却液流路２０５は、胴体１２５を軸線方向に貫通しており、出力側蓋体１２７および後部側蓋体１２８の各壁面によって塞がれている。

【0083】

そして、送風機１４０は、冷却液流路２０５に面するようにメインハウジング１２４および第２ハウジング１３０に対して対向配置されている。この場合、送風機１４０は、風上側にラジエター２００が位置するとともに風下側に電動機１２１および制御装置１３２がそれぞれ位置する向きで配置される。また、送風機１４０は、ロータ収容空間１２６と制御装置収容空間１３１とに跨った状態でメインハウジング１２４および第２ハウジング１３０にそれぞれ取り付けられている。なお、図７においては、理解を容易にするため、ロータ収容空間１２６内に収容されるステータ１２２およびロータ１２３などの電動機１２１の構成部品および制御装置収容空間１３１内に収容される制御装置１３２および電源部１３３の図示を省略している。また、図７においては、理解を容易にするため、メインハウジング１２４および第２ハウジング１３０の断面図を示し、送風機１４０は断面図としていない。

【0084】

このように構成した第２実施形態に係る電動機ユニット１２０においては、制御装置１３２は自身の起動と同時に送風機１４０および送液ポンプ２０２の各作動を開始させて電動機１２１および制御装置１３２の冷却を開始する。これにより、送液ポンプ２０２は、冷却液をメインハウジング１２４とラジエター２００との間で循環させる。これにより、送液ポンプ２０２は、ロータ収容空間１２６内および制御装置収容空間１３１内をそれぞれ冷却することができる。

【0085】

一方、送風機１４０は、電動機１２１および制御装置１３２に対して送風を開始する。この場合、送風機１４０は、ラジエター２００を通過した空気を冷却風Ｗ１，Ｗ２としてメインハウジング１２４および第２ハウジング１３０をそれぞれ介して電動機１２１および制御装置１３２（電源部１３３を含む）に吹き付ける。これにより、送風機１４０は、メインハウジング１２４内の冷却液流路２０５に対向配置されているため、冷却液流路２０５内の冷却液を冷却することができる。また、送風機１４０は、上記第１実施形態と同様に、ロータ収容空間１２６内および制御装置収容空間１３１内をそれぞれ冷却する。

【0086】

また、この送風機１４０の作動時においては、送風機１４０から出力される冷却風は、連結具２０４によってロータ１２３の軸方向側への冷却風の流出を規制して同軸方向に直交する方向（具体的には、冷却液タンク２０３側および制御装置１３２側）への流量の減少を抑えている。すなわち、連結具２０４は、本発明に係る冷却風規制部としても機能する。

【0087】

なお、この第２実施形態においても、種々の変更が可能である。具体的には、上記第２実施形態においては、送風機１４０は、冷却液流路２０５に対向する位置に配置した。しかし、送風機１４０は、冷却液流路２０５に対向しない位置に配置することもできる。

【0088】

また、上記第２実施形態においては、ラジエター２００は、送風機１４０の風上側に配置した。しかし、ラジエター２００は、送風機１４０の風下側に配置することもできる。すなわち、送風機１４０は、電動機１２１および制御装置１３２側から空気を吸引することで冷却風を発生させるとともに、この冷却風をラジエター２００に吹き付けることもできる。

【0089】

また、上記第２実施形態においては、連結具２０４は、送風機１４０から出力された冷却風がロータ１２３の軸方向側に流出することを規制して本発明に係る冷却風規制部としても機能した。しかし、連結具２０４は、ラジエター２００および送風機１４０を支持する部品であり、必ずしも冷却風規制部としての機能を併せ持つ必要はない。すなわち、上記第１実施形態も含めて、冷却風規制部を省略して構成できることは当然である。

【0090】

また、上記実施形態においては、電動機ユニット１２０は、運転者Ｕが両足を揃えた状態でシート１１０上に着座して運転を行う小型の自動二輪車（所謂スクータ）に搭載した。しかし、電動機ユニット１２０は、二輪または三輪のオートバイクほか、四輪のカートなどの自走式電動車両に広く搭載することができる。この場合、例えば、電動機ユニット１２０は、シート１１０に跨って着座する鞍乗り形の二輪車、三輪車または四輪車に搭載することができる。また、電動機ユニット１２０は、後輪駆動車のほか、前輪駆動車または全輪駆動車に搭載することもできる。また、電動機ユニット１２０は、前輪１０３を操舵する自走式電動車両のほか、後輪１０８を操舵する自走式電動車両に搭載することもできる。また、自走式電動車両１００は、二次電池１１５をステップフロア１１４の下方以外の場所、例えは、シート１１０の下方またはカウルの内側に配置することもできる。

【符号の説明】

【0091】

Ｕ…運転者、Ｗ１，Ｗ２…冷却風、
１００…自走式電動車両、１０１…フレーム、１０２…ヘッドパイプ、１０３…前輪、１０４…フロントフォーク、１０５…ハンドル、１０５ａ…アクセルグリップ、１０６…メインフレーム、１０６ａ…ピボット、１０７…スイングアーム、１０８…後輪、１０９…シートレール、
１１０…シート、１１１…収納スペース、１１２…荷台、１１３…テールランプ、１１４…ステップフロア、１１５…二次電池、１１６…ユニットカバー、１１７…通気口、１１８ａ…減速機、１１８ｂ…チェーン、
１２０…電動機ユニット、１２１…電動機、１２２…ステータ、１２３…ロータ、１２３ａ…出力歯車、１２４…メインハウジング、１２５…胴体、１２５ａ…収容空間形成部、１２５ｂ…第１側面部、１２５ｃ…第２側面部、１２６…ロータ収容空間、１２７…出力側蓋体、１２８…後部側蓋体、１２９…後部側カバー、
１３０…第２ハウジング、１３１…制御装置収容空間、１３２…制御装置、１３２ａ…インターフェース端子、１３３…電源部、１３３ａ…電源接続部、
１４０…送風機、１４１…プロペラファン、１４２…ケーシング、１４２ａ…取付部、１４２ｂ…切欠き部、
２００…ラジエター、２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ…管路、２０２…送液ポンプ、２０２ａ…管路、２０２ｂ…連結具、２０３…冷却液タンク、２０４…連結具、２０５…冷却液流路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】