JP2544922Y2 - 電動車両の動力伝達装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案はモータを動力源とする自動二輪車あるいは
自動三輪車等の電動車両の動力伝達装置に係り、特に、
ベルト式の無段変速機を有する動力伝達装置に関する。

（従来の技術） 従来の電動車両としては、特開昭54−38043号公報に
記載されるように、直流モータを動力源として直流モー
タと駆動輪との間にクラッチを介設し、このクラッチを
モータの回転時に接続させて走行するものが知られる。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上述の先願にかかる電動車両にあって
は、クラッチの接続、切離状態がモータの回転数によっ
て一義的に決定されるため、駆動輪からモータへ動力が
伝達される制動時あるいは減速時等においては、モータ
の回転数が低下するとモータと駆動輪との間が切離さ
れ、走行フィーリングが損なわれることがあるという問
題があった。

この考案は、上記問題に鑑みてなされたもので、良好
な走行フィーリングが得られる電動車両の動力伝達装置
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この考案にかかる電動車両の動力伝達装置は、 1.入力側が所定回転数を越えたときに接続して出力側に
トルクを伝える第１遠心クラッチと、入力側が所定回転
より小さな設定回転数を越えたとき接続して出力側にト
ルクを伝える第２遠心クラッチとを備えた車両であっ
て、モータと駆動輪との間の動力伝達系に、第１遠心ク
ラッチを入力側がモータ側に、出力側が駆動輪に臨むよ
うに介設するとともに、第２遠心クラッチを入力側が駆
動輪に、出力側がモータに臨むように介設することで、
第１遠心クラッチと第２遠心クラッチとを動力伝達系に
並列に設けた。

2.上記１に記載の電動車両の動力伝達装置において、制
動状態を判別し、制動時にモータによる電気制動を行
う。

3.上記１または２に記載の電動車両の動力伝達装置にお
いて、動力伝達系がモータと駆動輪との間に介在するベ
ルト式の無段変速機を有する。

（作用） 第１・第２遠心クラッチを並列に設けたため、減速時
に第１遠心クラッチの接続以前の状態であっても、第２
遠心クラッチによって第１遠心クラッチが接続する所定
回転数より低い回転数まで駆動輪からモータに動力を伝
達することができ、駆動輪の負荷を吸収することができ
る。

更に、同じ減速時でも駆動輪からの入力が大きい高速
域では、第１遠心クラッチの接続によって第１・第２遠
心クラッチが協同して動力を伝達することができ、より
大きな負荷吸収力を得ることができる。この結果、小型
で吸収力の幅が広い減速時の負荷吸収を行うことができ
る。

また、モータを抵抗として減速でき、良好な走行フィ
ーリングと良好な減速性能とが得られる。

そして、この動力伝達装置は、制動時にモータによる
電気制動を行うことでより良好な制動性能が得られる。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面を参照して説明する。

第１図から第５図はこの考案の一実施例にかかる電動
車両の動力伝達装置を示し、第１図が自動二輪車の側面
図、第２図が要部の断面図、第３図が第２図のIII−III
矢視断面図、第４図が第２図のIV−IV矢視断面図、第５
図が回路図である。

第１図において、11は車体フレームであり、車体フレ
ーム11は側面視略Ｕ字状を成して前後に延在している。
車体フレーム11には前部にヘッドチューブ12が固設さ
れ、このヘッドチューブ12にフロントフォーク13によっ
て前輪14が操向ハンドル15による操向可能に支持され、
また、ヘッドチューブ12の前部にコントロールボックス
16が固設されている。操向ハンドル15はアクセルグリッ
プ17を有し、操向ハンドル15にはアクセルグリップ17の
操作角度を検出するセンサ18およびグリップ17の最小操
作角度で検出するスイッチ19が設けられ（第５図参
照）、これらセンサ18とスイッチ19とがコントロールボ
ックス16に結線されている。コントロールボックス16
は、前方がフロントカバー20により覆われ、内部に後述
するコントローラ21と充電回路とが収容されている。充
電回路は、後述するバッテリ22と、また、相当の長さの
コード23によってコンセント24が接続され、このコンセ
ント24が商用電源に接続されるとバッテリ22が充電され
る。フロントカバー20には、図中明示しないが、コント
ロールボックス16内に走行風を導く取入口が形成されて
いる。

また、車体フレーム11には、中央部にフロアパネル25
が固設されてフロアパネル25の下側にバッテリ22が着脱
可能に設けられ、このバッテリ22の後方にスイングユニ
ット26が揺動自在に支持されてスイングユニット26によ
り後輪27が支持され、後部にリアカバー28が設けられて
リアカバー28上にシート29が載設されている。スイング
ユニット26には後上部に車体フレーム22との間でクッシ
ョンユニット30が架設されている。バッテリ22は、前述
したコントローラ21と充電回路、また、後述する駆動回
路31に接続され、コントローラ21と駆動回路31とに給電
する。なお、32は車体フレーム11にバッテリ22の後方位
置で固着されて略斜後下方に延出したクロスメンバであ
り、このクロスメンバ32はスタンド33を支持し、また、
バッテリ22の後部を保護する。

スイングユニット26は、前後に延在し、前端が図示し
ないピボット軸等で車体フレーム11に揺動自在に取り付
けられ、後端に後輪27を片持支持する。このスイングユ
ニット26は、第２図に詳示するように、ケース本体34に
直流モータ35、ベルト式の無段変速機36および終減速機
構37を組み付けて構成され、ケース本体34の前右側部に
形成された凹部34aにモータ35がケース本体34の後左側
部に軸受部材38を接合して画成された歯車室39に終減速
機構37が、ケース本体34の左側部にカバー40を接合して
画成された変速室41に無段変速機36が配置されている。

直流モータ35は、略円板状のステータハウジング42が
ケース本体34の凹部34aに開口側から嵌合してボルト43
によりケース本体34と固定され、このステータハウジン
グ42の左面側にステータ44を構成する３つのコイル45が
固設されて凹部34a内に位置し、シャフト46が凹部34aの
底面部を貫通して底面部とステータハウジング42との間
で回転自在に支持され、シャフト46の中央に永久磁石47
を有するロータ48が固設されている。ステータハウジン
グ42には、左面側に上述のコイル45が予め組み付けら
れ、右面側にフィン49aを有するヒートシンク49が一体
に形成され、中央にシャフト46の右端が回転自在に貫通
してシャフト46の廻りに複数のホール素子50が設けられ
ている。ヒートシンク49には外周面に駆動回路31がカバ
ー54により覆われて設けられている。後述するように、
駆動回路31は６つのFET51を有し、これらFET51がスター
結線されたコイル45の３つの端子と接続されている。ホ
ール素子50は、後述するシャフト46のマグネット52と対
向して配置されてモータ回転角度センサ53を構成し、コ
ントローラ21と結線されてマグネット52の磁極によりシ
ャフト46の回転角位置を検出する。

シャフト46は、右側外周にホール素子50と対向してマ
グネット52が磁極を周方向に配列させて設けられ、ロー
タ48の左側にファン55が固設され、左端が変速室41内に
突出して無段変速機36と連結されている。ファン55はシ
ャフト46と一体に回転してカバー54に形成された開口54
aから外気を取り込み、この外気がステータハウジング4
2に形成された通孔42aおよびケース本体34の凹部34aの
底壁に形成された通孔34bを通過して変速室41に流入
し、変速室41からカバー40に形成された排風口を経て排
出される。

この直流モータ35は、ステータ44をステータハウジン
グ42に予め組み付け、このステータハウジング42をケー
ス本体34の凹部34aに嵌合させることでケース本体34の
凹部34aの画壁をモータケーシングとして構成できるた
め、その組立が容易であり、また、軽量化、部品点数の
削減および製造コストの低減が図れる。

終減速機構37は、入力軸56に固設されたギア56a、中
間軸57に固設されたギア57a,57bおよび出力軸58に固設
されたギヤ58aを有し、ギア56aとギア57a、およびギア5
7bとギア58aが噛合している。入力軸56は、軸受部材38
を貫通して変速室41内に突出し、左端が無段変速機36と
連結する。また、出力軸58は、ケース本体34を右方に貫
通し、車軸として用いられて右端に後輪27が図示しない
ナット等により固定される。この終減速機構37は、無段
変速機36を経て伝達されるモータ35の動力を減速して後
輪27に伝達する。

無段変速機36は、ドライブプーリ59とドリブンプーリ
60との間にベルト61を掛装し、ドライブプーリ59をモー
タ35のシャフト46に、また、ドリブンプーリ60を第１遠
心クラッチ62と第２遠心クラッチ63とを並列に介し終減
速機構37の入力軸56に連結して構成される。ドライブプ
ーリ59は、シャフト46の左端に固設された固定フェース
59aとシャフト46に軸方向移動可能に設けられれた可動
フェース59bとから成り、可動フェース59bがウェイト64
aを有するガバナ機構64により駆動されて軸方向に移動
する。このドライブプーリ59は、シャフト46の回転数
（回転速度）に応じてベルト61の巻掛径が変化する。ド
リブンプーリ60は、入力軸56に回転自在に外挿したスリ
ーブ65に設けられ、スリーブ65の右端に固設された固定
フェース60aとスリーブ65に軸方向移動可能に設けられ
た可動フェース60bとを有する。このドリブンプーリ60
は、可動フェース60bが第２遠心クラッチ63のクラッチ
アウタ66との間に縮装されたスプリング67により固定フ
ェース60a側に付勢され、ドライブプーリ59のベルト巻
掛径の変化に応じ可動フェース60bが移動してベルト巻
掛径を変化させる。

第２遠心クラッチ63は、クラッチアウタ66がスリーブ
65の左端に固設され、クラッチインナ68が第１遠心クラ
ッチ62のクラッチアウタ69に設けられ、この第１遠心ク
ラッチ62のクラッチアウタ69の回転数に応じ接続、切離
する。また、第１遠心クラッチ62は、クラッチアウタ69
が入力軸56に固設され、クラッチインナ70が第２遠心ク
ラッチ63のクラッチアウタ66に設けられ、この第２遠心
クラッチ63のクラッチアウタ66の回転数に応じ接続、切
離する。第２遠心クラッチ63のクラッチインナ68は、第
３図に示すように、クラッチアウタ66と摩擦接触するバ
ッド71が固設された略コ字状の２つの彎曲アーム72を第
１遠心クラッチ62のクラッチアウタ69に支持し、これら
アーム72の先端にウェイト73を設け、また、アーム72間
にアーム72をバッド71がクラッチアウタ66から離隔する
方向に付勢するスプリング74を張設して構成される。ま
た同様に、第１遠心クラッチ62のクラッチインナ70は、
第４図に示すように、クラッチアウタ69と摩擦接触可能
なパッド75が固設された円弧状の３つのアーム76を第２
遠心クラッチ63のクラッチアウタ66に支持し、これらア
ーム76をスプリング77によってパッド75がクラッチアウ
タ69から離隔する方向に付勢して構成されている。第２
遠心クラッチ63は第１遠心クラッチ62のクラッチアウタ
69、すなわち入力軸56の回転数に応じ作動して入力軸56
の回転数が設定回転数以上の回転数範囲でスリーブ65と
入力軸56とを接続し、第１遠心クラッチ62は第２遠心ク
ラッチ63のクラッチアウタ66、すなわちスリーブ65の回
転数に応じ作動してスリーブ65の回転数が第２遠心クラ
ッチ63の設定回転数より大きな設定回転数以上の回転数
範囲でスリーブ65と入力軸56とを接続する。例えば、上
述の第１遠心クラッチ62の設定回転数はモータ35の最大
効率発生回転数より若干小さな回転数に、第２遠心クラ
ッチ63の設定回転数は第１遠心クラッチ62の設定回転数
より400r.p.m程度小さな回転数に設定される。

コントローラ21は、第５図に示すように、前述したア
クセルセンサ18、スイッチ19、ブレーキスイッチ78、モ
ータ回転角度センサ53、図示しない車速センサおよび駆
動回路31等が接続されている。コントローラ21は、マイ
クロコンピュータを有し、アクセルセンサ18と車速セン
サとの出力信号に基づきモータ35に通電する電流のデュ
ーティファクタを決定し、また、モータ回転角度センサ
53の出力信号に基づきモータ35のコイル45の交番磁界の
位相を決定し各コイル45についてのデューティファクタ
と位相とを表すPWM信号を駆動回路31に出力し、さら
に、スイッチ19およびブレーキスイッチ78の出力信号を
基に制動状態を判別して制動時に制動指令信号を駆動回
路31に出力する。

駆動回路31は、ゲートドライブ回路79およびスイッチ
回路80を有し、ゲートドライブ回路79がコントローラ21
に、スイッチ回路80がモータ35のコイル45に結線されて
いる。スイッチ回路80は、直列に結線された３対のFET5
1をバッテリ22と接地との間に並列に接続して成り、各F
ET51のゲートがゲートドライブ回路79に接続され、ま
た、各対のFET51のソース・ドレイン接続部がそれぞれ
スター結線されたコイル45の３端子と接続されている。
この駆動回路31は、コントローラ21が出力するPWM信号
に基づきFET51をON,OFF駆動してモータ35のコイル45に
交番磁界を生じさせる電流を通電し、また、コントロー
ラ21が制動指令信号を出力するとFET51によりコイル45
の端子を導通させてモータ35による電気制動を行う。

なお、上述した実施例では充電回路をコントローラ21
とともにヘッドチューブ12の前方に配置するが、第９図
に示すように充電回路は後部のシート29の下方に、また
はシート29の前方下方に単独あるいはコントローラ21と
ともに配置することも可能である。

次に、この実施例の作用を説明する。

この実施例の電動式自動二輪車は、モータ35を無段変
速機36、第１・第２遠心クラッチ62,63および終減速機
構37を介し後輪27と連結し、アクセルグリップ17の操作
角度と車速とに応じたデューティファクタの電流をモー
タ35に通電してモータ35の駆動力で走行する。ここで、
第１遠心クラッチ62と第２遠心クラッチ63とはモータ35
と後輪27との間の動力伝達系で並列に配置され、第１遠
心クラッチ62はモータ35から無段変速機36のドリブンプ
ーリ60への動力が伝達されている状態でドリブンプーリ
60の回転数がモータ35の最大効率発生回転数近傍の設定
回転数以上になると接続し、また、第２遠心クラッチ63
は後輪27から無段変速機36へ動力が伝達されている状態
で入力軸56の回転数が第１遠心クラッチ62の設定回転数
より小さな設定回転数以上になると接続する。したがっ
て、発進時においては、平成１年７月13日付で提案した
先願明細書（特願平１−181496号）に記載されているよ
うにモータ35を第１遠心クラッチ62で後輪27に連結して
モータ35を最大効率状態で運転でき、消費電力の低減と
発熱の抑制が図れる。 また、減速あるいは制動時にお
いては、第２遠心クラッチ63が接続して後輪27に生じる
トルクがモータ35に伝達され、モータ35を負荷として用
いることができる。そして、第２遠心クラッチ63の設定
回転数は第１遠心クラッチ62の設定回転数より小さく、
減速的等においては第１遠心クラッチ62が切離した後も
第２遠心クラッチ63が接続状態を維持するため、滑らか
に減速でき良好な走行フィーリングが得られる。特に、
この実施例では、制動時においてモータ35により電気制
動を行うためより良好な制動性能が得られる。

第６図には、この考案の他の実施例を示す。なお、前
述した実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明
を省略する。

この実施例は、第２遠心クラッチ63のクラッチアウタ
66をモータ35のシャフト46に固設するとともに無段変速
機36のドライブプーリ59をシャフト46に回転自在に支持
し、第１遠心クラッチ62のクラッチアウタ69をドライブ
プーリ59の固定フェース59aと一体に形成し、この固定
フェース59aに第２遠心クラッチ63のクラッチインナ68
を設けたものである。

この実施例にあっても、発進時には第１遠心クラッチ
62によりモータ35の動力を後輪27に伝達してモータ35を
高い効率で運転でき、また、減速，制動時には後輪27に
生じるトルクを第２遠心クラッチ63により低回転域にお
いてもモータ35に伝達して良好な走行フィーリングが得
られる。

なお、この考案は上述した実施例に限定されるもので
は無く、第１遠心クラッチ62と第２遠心クラッチ63とを
第７図に示すような配置、あるいは第８図に示すような
配置で設けることも可能である。

（考案の効果） 以上説明したように、この考案にかかる電動車両の動
力伝達装置によれば、入力側が所定回転数を越えたとき
に接続して出力側にトルクを伝える第１遠心クラッチ
と、入力側が所定回転より小さな設定回転数を越えたと
き接続して出力側にトルクを伝える第２遠心クラッチと
を備えた車両であって、モータと駆動輪との間の動力伝
達系に、第１遠心クラッチを入力側がモータ側に、出力
側が駆動輪に臨むように介設するとともに、第２遠心ク
ラッチを入力側が駆動輪に、出力側がモータに臨むよう
に介設することで、第１遠心クラッチと第２遠心クラッ
チとを動力伝達系に並列に設けたので、減速時に第１遠
心クラッチの接続以前の状態であっても、第２遠心クラ
ッチによって第１遠心クラッチが接続する所定回転数よ
り低い回転数まで駆動輪からモータに動力を伝達するこ
とができ、駆動輪の負荷を吸収することができる。更
に、同じ減速時でも駆動輪からの入力が大きい高速域で
は、第１遠心クラッチの接続によって第１・第２遠心ク
ラッチが協同して動力を伝達することができ、より大き
な負荷吸収力を得ることができる。この結果、小型で吸
収力の幅が広い減速時の負荷吸収を行うことができる。
また、モータにより駆動輪を駆動する通常走行時等にモ
ータを高い効率で運転して電力消費量の低減と発熱の抑
制が図れ、減速，制動時にはモータを負荷として減速で
き良好な走行フィーリングが得られる。

特に、実施例では制動時にモータにより電気制動を行
うため良好な制動性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図はこの考案の一実施例を示し、第１図
が自動二輪車の側面図、第２図が動力伝達装置の平断面
図、第３図が第２図のIII−III矢視断面図、第４図が第
２図のIV−IV矢視断面図、第５図が回路図である。第６
図はこの考案の他の実施例の動力伝達装置の平断面図で
ある。第７図および第８図はそれぞれが動力伝達装置の
さらに他の実施例を模式的に示す骨組図、第９図は一部
の他の態様を示すための自動二輪車の側面図である。 22…バッテリ、27…駆動輪（後輪）、31…駆動回路、35
…モータ（直流モータ）、36…無段変速機、61…ベル
ト、62…第１遠心クラッチ、63…第２遠心クラッチ、6
6,69…出力側（クラッチアウタ）、68,70…入力側（ク
ラッチインナ）、78…ブレーキスイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中沢 祥浩 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−116953（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−151526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−137024（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−53161（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力側が所定回転数を越えたときに接続し
   て出力側にトルクを伝える第１遠心クラッチと、入力側
   が前記所定回転より小さな設定回転数を越えたとき接続
   して出力側にトルクを伝える第２遠心クラッチとを備え
   た車両であって、モータと駆動輪との間の動力伝達系
   に、前記第１遠心クラッチを入力側がモータ側に、出力
   側が駆動輪に臨むように介設するとともに、前記第２遠
   心クラッチを入力側が駆動輪に、出力側がモータに臨む
   ように介設することで、前記第１遠心クラッチと第２遠
   心クラッチとを前記動力伝達系に並列に設けたことを特
   徴とする電動車両の動力伝達装置。
2. 【請求項２】前記請求項１に記載の電動車両の動力伝達
   装置において、 制動状態を判別し、制動時に前記モータによる電気制動
   を行うことを特徴とする電動車両の動力伝達装置。
3. 【請求項３】前記請求項１または請求項２に記載の電動
   車両の動力伝達装置において、 前記動力伝達系が前記モータと前記駆動輪との間に介在
   するベルト式の無段変速機を有することを特徴とする電
   動車両の動力伝達装置。