JP2012086690A - 鞍乗り型電動車両 - Google Patents

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Fumiaki Tono
文明 東野
Makoto Ono
誠 大野
Masakazu Hasegawa
正和 長谷川
Naohiro Ashida
直裕 芦田
Shoko Ichikawa
粧子 市川
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Abstract

【課題】駆動用バッテリ及びバッテリ用電装部品を集中配置しつつ、これらのメンテナンス性を良好に確保できる鞍乗り型電動車両を提供する。
【解決手段】シート9の下方に、駆動用バッテリ2及びバッテリ用電装部品(充電器32、コンタクタ25、コンバータ27及びサブバッテリ28)を配置したものであって、前記バッテリ2及びバッテリ用電装部品が前記シート9の下面に臨むように配置される。
【選択図】図1

Description

本発明は、電動二輪車等の鞍乗り型電動車両に関する。
従来、鞍乗り型電動車両において、駆動用バッテリを収容するバッテリボックス内に各種のバッテリ用電装部品を収容してこれらを車体下部に集中配置したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−114153号公報
ところで、上記従来の構成においては、1ユニット化された駆動用バッテリ及びバッテリ用電装部品を着脱するにはその周囲を覆う車体カバー、収納ボックス及びシート等の着脱が必要となるため、メンテナンス作業が煩雑であった。
そこで本発明は、駆動用バッテリ及びバッテリ用電装部品を集中配置しつつ、これらのメンテナンス性を良好に確保できる鞍乗り型電動車両を提供することを目的とする。
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、シート(9,46)の下方に、駆動用バッテリ(2)及びバッテリ用電装部品(32,25,27,28)を配置した鞍乗り型電動車両(1)であって、前記駆動用バッテリ(2)及びバッテリ用電装部品(32,25,27,28)が前記シート(9,46)の下面に臨むように配置されることを特徴とする。
なお、前記鞍乗り型電動車両には、車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車のみならず三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含まれる。
また、上記「臨む」とは、直接シートの下面を臨むものに限定されるものではなく、シートの下面との間に下記インナーカバー(48)等を挿入したものも含む。すなわち、シートを取り外した後、多大な工数を掛けなくとも駆動用バッテリ及びバッテリ用電装部品にアクセス可能な状態、という意味である。
請求項2に記載した発明は、前記バッテリ用電装部品(32,25,27,28)が充電器(32)、コンタクタ(25)、コンバータ(27)及びサブバッテリ(28)の少なくとも一つを含むことを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、前記シート(9)が、前記駆動用バッテリ(2)の上方を覆う第一シート(9b)と、前記バッテリ用電装部品(32,25,27,28)の上方を覆う第二シート(9a)とに分割され、前記第一シート(9b)が、前記第二シート(9a)を取り外したときにのみ取り外し可能となることを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、前記シート(46)が、前記駆動用バッテリ(2)及びバッテリ用電装部品(32,25,27,28)の上方に渡って一体に設けられ、前記シート(46)から分離したインナーカバー(48)が、前記駆動用バッテリ(2)の上方に配置されることを特徴とする。
請求項1,2に記載した発明によれば、駆動用バッテリ及びバッテリ用電装部品をシート下に集中配置しつつ、これらにシートを取り外すのみでアクセス可能となり、駆動用バッテリ及びバッテリ用電装部品のメンテナンス性の向上を図ることができる。
請求項3に記載した発明によれば、比較的低電圧のバッテリ用電装部品へのアクセスは第二シートの取り外しのみで可能とし、比較的高電圧の駆動用バッテリへのアクセスはさらに第一シートの取り外しを要することで、駆動用バッテリへのアクセス規制を強化できる。
請求項4に記載した発明によれば、比較的低電圧のバッテリ用電装部品へのアクセスはシートの取り外しのみで可能とし、比較的高電圧の駆動用バッテリへのアクセスはさらにインナーカバーの取り外しを要することで、駆動用バッテリへのアクセス規制を強化できる。
本発明の実施形態における鞍乗り型電動車両の左側面図である。 図1のII−II断面図である。 上記鞍乗り型電動車両の概略構成図である。 図1の要部拡大図である。 図2の要部拡大図である。 図4のVI−VI断面図である。 (a)は上記鞍乗り型電動車両の要部の第一の変形例を示す左側面図、(b)は上記鞍乗り型電動車両の要部の第二の変形例を示す左側面図である。 上記鞍乗り型電動車両の要部の第三の変形例を示す上面図である。 上記鞍乗り型電動車両の要部の第四の変形例を示す左側面図である。 図9のX−X断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印FR、車両左方を示す矢印LH、車両上方を示す矢印UPが示されている。
図1,2に示す鞍乗り型電動車両1は、車体中央上部に走行用のバッテリ(以下、駆動用バッテリということがある)2を搭載すると共に、車体中央下部には走行用のモータユニット3を搭載し、バッテリ2からの電力によりモータユニット3を駆動させると共に、その駆動力を駆動輪たる後輪4に伝達して走行する。
鞍乗り型電動車両1は自動二輪車の態様をなし、その前輪5は左右一対のフロントフォーク6の下端部に軸支され、左右フロントフォーク6の上部はステアリングステム7を介して車体フレーム11前端のヘッドパイプ12に操向可能に枢支される。ステアリングステム7(又はフロントフォーク6)の上部には操向ハンドル8が取り付けられる。
ヘッドパイプ12からは左右一対のメインフレーム13が後方に延出し、左右メインフレーム13の後端部からは左右一対のピボットフレーム14が下方に延出する。左右ピボットフレーム14にはピボット14aを介してスイングアーム15の前端部が上下揺動可能に枢支され、スイングアーム15の後端部には後輪4が軸支される。鞍乗り型電動車両1の車体前部はフロントカウル21により覆われ、車体後部はリヤカウル22により覆われる。
左右メインフレーム13は、車両側面視でヘッドパイプ12から一旦斜め下後方に傾斜して延びた後に後方に屈曲し、車体前後中間部まで略水平をなして後方に延びる。以下、左右メインフレーム13におけるヘッドパイプ12近傍の傾斜部分を前傾斜部13aとし、その後方部分を後方延出部13bとする。
左右メインフレーム13の前傾斜部13aは、車両上面視でヘッドパイプ12から一旦斜め後左右外側に傾斜して延びた後に後方に湾曲し、車体前後中間部まで車体中心面(図中線CLで示す)と略平行をなして後方に延びて後方延出部13bに連なる。
ヘッドパイプ12(又は左右メインフレーム13の前傾斜部13a)の下部からは、斜め後下方に向けて左右一対のダウンフレーム16が延出し、これら左右ダウンフレーム16が車体下部にて後方に湾曲して延びて、左右ピボットフレーム14の下端部にそれぞれ接続される。
左右メインフレーム13の後端部からは、左右一対のシートレール17が後方に向けて延びる。左右シートレール17の前後中間部と左右ピボットフレーム14との間には、後上がりに傾斜する左右一対のサポートフレーム18がそれぞれ渡設される。以下、左右シートレール17及び左右サポートフレーム18の組み合わせをリヤフレーム19という。リヤフレーム19とスイングアーム15との間にはクッションユニット19aが介設される。
リヤフレーム19上には後シート9aが支持され、メインフレーム13上には前シート9bが支持される。各シート9a,9bは、例えばその上面(着座面)を面一状に連ねるもので、その任意の位置に乗員(運転者の他に同乗者も含む)を着座可能とする。これら各シート9a,9bにより鞍乗り型電動車両1のシート9が構成される。
左右メインフレーム13は、その断面形状が横方向(左右方向)に対して縦方向(上下方向)が長い縦長の長方形状をなし(図6参照)、それぞれ例えばアルミ鋳造等による中実の一体成形品とされる。なお、車体フレーム11は、複数種の金属部材を溶接等により一体に接合してなる。左右メインフレーム13間には、これらと側面視で重なるように前記駆動用バッテリ2が搭載される。
バッテリ2は、例えば前後に並ぶ複数(図では三つ)の単バッテリ2aからなり、これらを直列に結線することで所定の高電圧(48〜72V)を発生させる。各単バッテリ2aは直方体形状をなし、左右メインフレーム13間のバッテリ収容空間13c内で車体フレーム11に固定的に支持される。各単バッテリ2aは適宜充放電可能なエネルギーストレージであり、例えばリチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ、鉛バッテリ等からなる。
左右メインフレーム13上には、バッテリ2を上方から覆うように前記前シート9bが配置される。前シート9bは、既存の内燃機関車両における燃料タンクやエアクリーナを配置する部位にあり、後シート9aに着座した乗員の両膝間に挟み込まれる。前シート9bは、その下方のバッテリ収容空間13cの上部を開閉するリッドとしても機能する。
バッテリ収容空間13cの下方には、前記モータユニット3が固定的に支持される。モータユニット3は、側面視でメインフレーム13、ダウンフレーム16及びピボットフレーム14で囲まれる空間に配置され、例えば前端部をダウンフレーム16に、後端部の上下をピボットフレーム14にそれぞれボルト締結等により固定的に支持される。
モータユニット3の中央部には、左右方向に沿う回転軸線C1を有するモータ本体3aが収容される。モータ本体3aの回転動力は、減速機構等を介した後、例えばチェーン式伝動機構4aを介して後輪4に伝達される。なお、モータユニット3がモータ本体3aの回転動力を変速する変速機や手動又は自動で動力伝達を断続するクラッチを有するものであってもよい。
図3に示すように、バッテリ2からの電力は、不図示のメインスイッチと連動するコンタクタ25を介してモータドライバたるPDU(power driver unit)26に供給され、PDU26にて直流から3相交流に変換された後に、3相交流モータであるモータ本体3aに供給される。また、バッテリ2からの出力電圧は、DC−DCコンバータ(以下、単にコンバータという)27を介して降圧されて、12Vのサブバッテリ28や灯火器等の一般電装部品29、並びにECU(electric control unit)31等の制御系部品に供給される。
バッテリ2は、例えばAC100Vの電源に接続した充電器32により充電される。バッテリ2の充放電状況や温度等はBMU(battery managing unit)33に監視され、この情報がECU31と共有される。ECU31には、スロットル(アクセル)センサ34からの出力要求情報が入力され、この出力要求情報に基づきECU31がPDU26を介してモータ本体3aを駆動制御する。なお、充電器32は、この実施形態では鞍乗り型電動車両1に搭載されるが、これが非搭載であってもよい。また、単バッテリ2aの種類によってはサブバッテリ28を無くした構成としてもよい。
図4,5に示すように、車体フレーム11におけるヘッドパイプ12の両側には、左右一対の走行風取り入れ口36が設けられる。左右走行風取り入れ口36は、ヘッドパイプ12の両側にて左右メインフレーム13の前端部を前後に貫通し、車体フレーム11前方の空間と左右メインフレーム13間の空間(バッテリ収容空間13c)とを連通する。左右走行風取り入れ口36には、フロントカウル21前端にて車両前方に向けて開口する吸気ダクト37が接続される。これにより、車両走行時には、吸気ダクト37及び走行風取り入れ口36を介してバッテリ収容空間13cに走行風が導入される。なお、走行風の流れ(走行風経路)を図中に矢印で示す。
左右走行風取り入れ口36からバッテリ収容空間13cに導入された走行風は、前シート9bの前部における前傾斜部13aに沿って傾斜する底板38や、左右メインフレーム13の内側面に形成された複数のフィン39に案内されて、左右メインフレーム13の前傾斜部13aに沿うように後下がりに傾斜して流れた後、左右メインフレーム13間のバッテリ収容空間13cに至る。各フィン39は、バッテリ収容空間13cの直前で後方に湾曲し、走行風をバッテリ収容空間13cへ案内することに寄与する。
図6を併せて参照し、左右メインフレーム13の下部間には、これらを連結するクロスメンバ13dが適宜設けられ、このクロスメンバ13d上にバッテリ2が支持される。バッテリ収容空間13cは上下に開放するが、その上部開放部は前シート9bの下面により覆われる。一方、バッテリ収容空間13cの下部開放部は下方(モータユニット3側)に開放し、バッテリ収容空間13c内の走行風の一部をモータユニット3に向けて供給可能とする。なお、バッテリ2の上方にはこれと一体的に設けられたBMU33が配置され、バッテリ2の下方にはPDU26及びECU31を一体化した制御ユニット35が配置される。
図4,6に示すように、各単バッテリ2a(バッテリ2)は前後に長い直方体形状のバッテリケース24内に収容され、これらが一体のバッテリユニット2Aとして取り扱われる。バッテリケース24は、例えば上下ケース24a,24bに分割構成される。バッテリケース24の内面とバッテリ2との間には、緩衝材としてのラバー24cが介設される。
バッテリケース24の上部前側には、BMU33を収容するBMUケース33aが取り付けられる。BMUケース33aは下方に開放し、このBMUケース33aとバッテリケース24とが互いに連通する。BMU33及びBMUケース33aは、バッテリ2及びバッテリケース24と共に一体のバッテリユニット2Aとして取り扱われる。
バッテリ収容空間13c内に至った走行風は、主にバッテリケース24の外側を流れつつバッテリ2を冷却するが、この走行風がバッテリケース24内に導入されるようにしてもよい。
図4,5に示すように、左右メインフレーム13には、バッテリ収容空間13c内に導入した走行風を車幅方向(左右方向)外側に排出可能とする複数(図では三つ)の排風口41が、車両前後方向に沿うように並んで設けられる。なお、排風口41の数は三つに限らない。
各排風口41は、例えば側面視で各単バッテリ2aの後端部に掛かるように設けられ、各単バッテリ2aの周囲を流れた走行風をバッテリ収容空間13c外に排出可能とする。各排風口41は、車幅方向外側ほど後側に位置するように傾斜した走行風流路を形成する。バッテリ収容空間13c内に導入された走行風の一部は、左右メインフレーム13の外側を流れる走行風により各排風口41からバッテリ収容空間13c外に引き抜かれる。これにより、バッテリ収容空間13c内での走行風の流れが促進され、バッテリ2の冷却性が向上する。
なお、各排風口41は、図4では後側ほど上下幅を狭めた側面視台形状に形成されるが、これに限らず、単なる方形状を含む各種多角形状や楕円等を含む円形状、さらには多孔形状であってもよい。また、図4では各排風口41が略同一の大きさとされるが、図7(a)に示すように、例えば後側の排風口41ほど上下に大きくする(開口面積を大きくする)等、各排風口41の大きさを前後で異ならせてもよい。さらに、排風口41が左右メインフレーム13の長手方向(図4では車両前後方向)で長くかつ後側ほど漸次上下幅を広げるように形成されてもよい。このとき、排風口41の数が単一か複数かは問わない。
さらに、図7(b)に示すように、左右メインフレーム13の後方延出部13bが後下がりに傾斜すると共に、これに沿うように各単バッテリ2aが後下がりに段差状に変位して配置され、かつ各排風口41も後下がりの段差状に変位して配置された構成としてもよい。この場合、各単バッテリ2aの前面に走行風が直接当たり易くなってこれらの冷却性の向上が図られる。なお、メインフレーム13の傾斜に沿うように各単バッテリ2a及び各排風口41が単に傾斜して配置される構成であってもよい。
ここで、各排風口41にルーバーやフィン等を設けてもよい。
図4,5に示すように、側面視で左右メインフレーム13及び左右ピボットフレーム14の後端縁、並びに左右シートレール17の前部及び左右サポートフレーム18に囲まれる側面視三角形状の空間は、前記充電器32、サブバッテリ28、コンタクタ25及びコンバータ27等のバッテリ用電装部品を配置する電装配置空間19cとされる。
電装配置空間19cの前部には、左側から順に充電器32、サブバッテリ28及びコンタクタ25が左右に並んで配置され、電装配置空間19cの後部にはコンバータ27が配置される。これらバッテリ用電装部品の上方は、後シート9aの下面により覆われる。なお、図中符号32aは充電器32における外部電源の接続部、符号32bはバッテリ2充電時に充電器32に冷却風を供給する冷却ファンをそれぞれ示す。
左右メインフレーム13の後端部間は不図示のクロスメンバで連結されるが、バッテリ収容空間13cに導入された走行風の一部は電装配置空間19cまで至り、該空間内の各部品の冷却に供され、その後に後輪4周辺に排出される。電装配置空間19cの左右両側は左右サイドカバー23により覆われるが、これら左右サイドカバー23にも排風口23aが設けられる。
ここで、図8に示す変形例は、左右メインフレーム13の後方延出部13bが後側ほど左右内側に位置するように傾斜したものである。この場合、左右メインフレーム13の外面を流れる走行風による各排風口41からのバッテリ収容空間13c内の走行風の引き抜き作用が高まる。
なお、図8では、ヘッドパイプ12周りのフレーム前部42及びピボットフレーム14周りのフレーム後部43がそれぞれアルミ鋳造等による中実の一体成形品とされ、左右メインフレーム13のフレーム中間部44が単一又は複数の部材からなる中空の一体構造品とされる。図8では、最後部の排風口41はフレーム後部43の中実部分に貫通形成されるが、前側の各排風口41はフレーム中間部44の中空部分を貫通する筒部材45により形成される。
図1,4に示すように、前シート9bは、例えばその後端部に後シート9aの前端部を上方から係合させる係合部9cを有する。これにより、前シート9bの取り外しには後シート9aの取り外しが必要となる。
後シート9aは、例えば不図示のロック機構の操作により工具不要で取り外し可能である。この後シート9aを取り外すことで、その下方に配置された充電器32、サブバッテリ28、コンタクタ25及びコンバータ27にアクセス可能となり、これらのメンテナンス等が可能となる。前記ロック機構は、機械式のキーシリンダや電気式の通信装置等の施錠手段に連動する。
一方、前シート9bは、後シート9aを取り外した後に初めて取り外し可能となり、この前シート9bを取り外すことで、その下方に配置された比較的高電圧のバッテリ2にアクセス可能となり、そのメンテナンス等が可能となる。
ここで、例えばバッテリ2には、各単バッテリ2a間の結線を断接させる不図示のブレーカが設けられる。ブレーカは後シート9aの下方に配置され、後シート9aを取り外すことで断接操作が可能となる。これにより、バッテリ2にアクセス可能となる前(前シート9bを取り外す前)にブレーカの断接作業に誘い、バッテリ2の電圧を分散させることが可能である。
なお、前シート9bの取り外し作業に工具や開錠操作等を要する構成としてもよいが、多大な工数は不要であることが望ましい。また、前シート9bの取り外しの規制解除と前記ブレーカの断接操作とを連係させて、ブレーカの切断前は前記規制解除を禁止又は無効にし、ブレーカの切断後に初めて前記規制解除を許可又は有効にする構成とすれば、バッテリ2へのアクセス前にブレーカの切断を確実に実行させることができる。
ここで、図9,10に示す変形例は、前後シート9a,9bが一体化されて長シート46となったものである。この場合、バッテリ2の上方には、長シート46の底板47から分離したインナーカバー48が配置される。長シート46は、後シート9aと同様、不図示のロック機構の操作により工具不要で取り外し可能であり、この長シート46を取り外すことで、その後部下方に配置されたバッテリ用電装部品にアクセス可能となり、かつ前部下方に配置されたインナーカバー48にアクセス可能となる。そして、さらにインナーカバー48を取り外すことで、その下方に配置された比較的高電圧のバッテリ2にアクセス可能となる。
インナーカバー48は、前シート9bと同様、その取り外し作業に工具や開錠操作等を要する構成としてもよいが、多大な工数は不要であることが望ましい。また、インナーカバー48の取り外しの規制解除と前記ブレーカの断接操作とを連係させて、ブレーカの切断前は前記規制解除を禁止又は無効にし、ブレーカの切断後に初めて前記規制解除を許可又は有効にする構成としてもよい。
なお、図10では、左右メインフレーム13間の前記クロスメンバ13dに代わり、左右メインフレーム13の下端縁に車体内側に突出する突出部13eを適宜設け、この突出部13e上にバッテリ2を支持している。
以上説明したように、上記実施形態における鞍乗り型電動車両1は、乗員着座用のシート9の下方に、駆動用バッテリ及びバッテリ用電装部品(充電器32、コンタクタ25、コンバータ27及びサブバッテリ28)を配置したものであって、前記バッテリ2及びバッテリ用電装部品が前記シート9の下面に臨むように配置されるものである。
この構成によれば、バッテリ2及びバッテリ用電装部品をシート9下に集中配置しつつ、これらにシート9を取り外すのみでアクセス可能となり、バッテリ2及びバッテリ用電装部品のメンテナンス性の向上を図ることができる。
また、上記鞍乗り型電装車両1は、前記シート9が、前記バッテリ2の上方に位置する前シート9bと、前記バッテリ用電装部品の上方に位置する後シート9aとに分割され、前記前シート9bが、前記後シート9aを取り外したときにのみ取り外し可能となるものである。
この構成によれば、比較的低電圧のバッテリ用電装部品へのアクセスは後シート9aの取り外しのみで可能とし、比較的高電圧のバッテリ2へのアクセスはさらに前シート9bの取り外しを必要とすることで、バッテリ2へのアクセス規制を強化できる。
また、上記鞍乗り型電装車両1は、前記シート9が、前記バッテリ2及びバッテリ用電装部品の上方に渡って一体に設けられ、前記シート9から分離したインナーカバー48が、前記バッテリ2の上方に配置されるものである。
この構成によれば、比較的低電圧のバッテリ用電装部品へのアクセスはシート9の取り外しのみで可能とし、比較的高電圧のバッテリ2へのアクセスはさらにインナーカバー48の取り外しを必要とすることで、バッテリ2へのアクセス規制を強化できる。
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、前記鞍乗り型電動車両1には、車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車のみならず三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含まれる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
1 鞍乗り型電動車両
2 駆動用バッテリ
9 シート
9a 後シート(第二シート)
9b 前シート(第一シート)
25 コンタクタ(バッテリ用電装部品)
27 コンバータ(バッテリ用電装部品)
28 サブバッテリ(バッテリ用電装部品)
32 充電器(バッテリ用電装部品)
46 長シート(シート)
48 インナーカバー

Claims (4)

  1. シート(9,46)の下方に、駆動用バッテリ(2)及びバッテリ用電装部品(32,25,27,28)を配置した鞍乗り型電動車両(1)であって、
    前記駆動用バッテリ(2)及びバッテリ用電装部品(32,25,27,28)が前記シート(9,46)の下面に臨むように配置されることを特徴とする鞍乗り型電動車両。
  2. 前記バッテリ用電装部品(32,25,27,28)が充電器(32)、コンタクタ(25)、コンバータ(27)及びサブバッテリ(28)の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の鞍乗り型電動車両。
  3. 前記シート(9)が、前記駆動用バッテリ(2)の上方を覆う第一シート(9b)と、前記バッテリ用電装部品(32,25,27,28)の上方を覆う第二シート(9a)とに分割され、前記第一シート(9b)が、前記第二シート(9a)を取り外したときにのみ取り外し可能となることを特徴とする請求項1又は2に記載の鞍乗り型電動車両。
  4. 前記シート(46)が、前記駆動用バッテリ(2)及びバッテリ用電装部品(32,25,27,28)の上方に渡って一体に設けられ、前記シート(46)から分離したインナーカバー(48)が、前記駆動用バッテリ(2)の上方に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の鞍乗り型電動車両。
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