JP2900174B2 - 電動式スクータ型自動二，三輪車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、電動式スクータ型自動二，三輪車に関す
る。

（２）従来の技術 一般に車両の動力源としては内燃機関が用いられるこ
とが多いが、この内燃機関に代えて充電可能な二次バッ
テリにより駆動される電気モータを用いたものは例えば
特開昭52−35023号公報により公知である。

このように、動力源として従来の内燃機関に代えて電
気モータを使用すれば、エアクリーナ、キャブレター、
マフラー、燃料タンク、始動装置等の付属物を省略する
ことができるので、構造が簡単で取扱性に優れた車両を
得ることができる。

（３）発明が解決しようとする課題 上記のような電動車両に用いられるバッテリは重量物
であるため、これを従来のように車両の低位置（床下）
に設置することが車体の低重心化にもなって好ましい。
この場合、バッテリがモータ駆動により発熱することを
考慮して、通路断面積の大きい専用の冷却風通路をバッ
テリ上部に隣接配置し、該通路に冷却ファンより冷却風
を強制送風することでバッテリの熱の籠もりを防止する
ことが可能である。

ところがシートの前方下部に低床式のステップフロア
を備え、そのフロア後部にスイング式パワーユニットを
配したスクータ型自動二，三輪車の動力源として電動モ
ータを用いる場合には、ステップフロア下部にバッテリ
を配置することは一応可能であるものも、そのバッテリ
上部に通路断面積の大きい冷却風通路を隣接配置するよ
うなことはスペース的に難しく（即ちスクータ型自動
二，三輪車は、四輪自動車と比べ床下スペースがかなり
小さく）、そのため、バッテリの周囲に熱が籠もり易
い。また同じく発熱源となるパワーユニットの電動モー
タも、ステップフロア後部に近接している上、自動車に
比べ密集して、狭い車体空間に配備されるため、その電
動モータを冷却風が通り抜けにくく、該モータに熱が籠
もり易い。

しかもスクータ型自動二，三輪車では、四輪自動車の
ように左右の車輪の間で冷却風が通り抜け易いのとは反
対に、ステップフロアの前側中央に前輪が有って、バッ
テリやパワーユニットへの冷却風の通り抜けを一層困難
にしているため、バッテリやモータに一層熱が籠もり易
い状況となっている。

そしてその熱の籠もりのためにバッテリやモータの性
能や寿命が低下する恐れがある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ステッ
プフロアの後部に設けられるスイング式パワーユニット
の駆動源として電動モータを用いても、またそのモータ
に接続されるバッテリをステップフロア下部に配設して
車体の低重心化を図っても、バッテリやモータを効率よ
く冷却できるようにした電動式スクータ型自動二，三輪
車を提供することを目的とする。

B.発明の構成 （１）課題を解決するための手段 前記目的を達成するために、本発明は、シートの前方
下部に配設したステップフロアの前側に前輪が配設され
ると共に、そのステップフロア後側には、車体フレーム
に前部をピボット連結し且つ後部に後輪を軸架したスイ
ング式パワーユニットが配設され、そのパワーユニット
は、バッテリより電力供給されて後輪を駆動する電動モ
ータを備えた電動式スクータ型自動二，三輪車であっ
て、 前記ステップフロアの下方に配置されて内部に前記バ
ッテリを収納したバッテリボックスと、そのバッテリボ
ックスに設けられて該ボックス内に各々連通する空気導
入口及び排出口と、その空気導入口からバッテリを経て
排出口側に冷却空気を送風する冷却ファンと、前記パワ
ーユニットの一側外面に開口し前記電動モータ側へ外気
を吸引するための空気取り入れ口とを備え、前記排出口
が、車両の縦中心線に対しパワーユニットの前記一側寄
りで前記空気取り入れ口の近くに配置されることを特徴
とする。

（２）作用 前述の特徴によれば、ステップフロア後側に配設され
たスイング式パワーユニットが、バッテリより電力供給
されて後輪を駆動する電動モータを備えた電動式スクー
タ型自動二，三輪車において、重量物であるバッテリを
ステップフロア下部に配したことで車両の低重心化が図
られる。

そしてこの低位置のバッテリに対して、冷却ファンに
より強制送風される冷却風をバッテリボックス内で十分
に直接接触させてバッテリを効果的に冷却することがで
きる。しかもそのバッテリ冷却後の冷却風が排出口より
バッテリボックス外へ排出されると、これを、車両の縦
中心線に対し排出口と同側に有って排出口近くに位置す
るパワーユニットの空気取り入れ口から電動モータ側へ
効率よく吸引可能であるため、バッテリボックスからパ
ワーユニットの電動モータに至る冷却風の流れが全体と
して抵抗少なくスムーズなものとなる。

従って、スクータ型自動二，三輪車のステップフロア
後側に電動モータを含むスイング式パワーユニットを、
また同フロア下部にモータ用バッテリをそれぞれ配した
ことで該モータやバッテリに於いて熱が籠もり易い配置
となっても、それらバッテリやモータが効率よく冷却さ
れる。

（３）実施例 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明によるパワーユニットＰを搭載した自
動二輪車Ｖの全体側面図であって、その車体フレームＦ
は鋼管よりなる前部フレームF₁、中央フレームF₂、およ
び後部F₃から構成され、その外側はレッグシールドB₁、
ステップフロアB₂、後部カバーB₃、およびアンダーカバ
ーB₄から構成される合成樹脂製のボディＢによって覆わ
れる。後部カバーB₃の上側にシート８が配設されてお
り、そのシート８の前方下部にステップフロアB₂が位置
している。そしてそのステップフロアB₂の前側には前輪
Wfが、また後側にはパワーユニットＰがそれぞれ位置す
る。

前部フレームF₁に固着したヘッドパイプ１には、上端
に操向ハンドル２を備えるとともに下端にフロントクッ
ション３を介して前輪Wfを軸架したフロントフォーク４
が枢支される。中央フレームF₂の後部には、後端に後輪
Wrを軸架したスイング式のパワーユニットＰの前端がピ
ボット５で上下揺動自在に枢支され、そのパワーユニッ
トＰの後部上面と後部フレームF₃とはリヤクッション６
を介して連結される。中央フレームF₂に設けたスタンド
７は、図示した格納位置において前記パワーユニットＰ
の前部下面を覆い、その内部に収納した後述の電動モー
タＭの保護部材を兼ねる。

パワーユニットＰとシート８の間にはヘルメット等を
収容するための物入れ９が設けられる。この物入れ９は
前記電動モータＭが発生する磁気によりフロッピーディ
スク等の収容物が影響を受けないように、導電性樹脂等
の磁気をシールドする材料で形成される。

ステップフロアB₂の直下において中央フレームF₂に
は、電動モータＭの駆動用電源としてのバッテリBaを収
納するバッテリボックス10が設けられる。また、前記ヘ
ッドパイプ１の前方には、電動モータＭの駆動を制御す
るコントローラ11と前記バッテリを充電するための充電
器12が設けられる。なお、前記コントローラは車体後部
に鎖線で示した11₁の位置、あるいは11₂の位置に設ける
ことが可能であり、充電器も車体後部の12₁の位置、あ
るいは車体中央部の12₂の位置に設けることが可能であ
る。

次に、第２図に基づいて前記パワーユニットＰの構造
を詳述する。パワーユニットＰは前端に前記ピボット５
が左右に貫通する伝動ケース13を備えており、その前部
に設けた電動モータＭと後部に設けた減速機14がベルト
式無段変速機15を介して接続される。

電動モータＭは伝動ケース13の前部に一体に形成した
モータハウジング16の内部に収納され、その右側面の開
口はボルト17で固定した蓋部材18により閉塞される。電
動モータＭの回転軸19は前記蓋部材18に設けたボールベ
アリング20とモータハウジング16左端の壁部16₁に設け
たボールベアリング21によって支持される。蓋部材18か
ら突出する回転軸19の右端には冷却ファン22が設けら
れ、その外周は、電動モータＭ側へ外気を吸引するため
の空気取り入れ口23₁を開口したファンカバー23で覆わ
れる。そして、前記冷却ファン22より空気取り入れ口23
₁から導入吸引された空気は、蓋部材18の通孔18₁を介し
てモータハウジング16の内部に流入し、電動モータＭを
冷却した後に壁部16₁の通孔16₂から伝動ケース13内に供
給される。この空気は更に伝動ケース13内を後方に流れ
てベルト式無段変速機15を冷却した後、該伝動ケース13
の後端に形成した排風口13₁から外部に排出される。一
方、前記モータハウジング16の壁部16₁を貫通して伝動
ケース13の内部に延びる回転軸19の左端は、直接前記ベ
ルト式無段変速機15の入力軸として使用される。

電動モータＭは直流ブラシレスモータであって、回転
軸19に固着した鉄心31の外周に永久磁石32を配設した回
転子33と、モータハウジング16の内部にボルト34で固着
した鉄心35の回りに巻回したコイル36とよりなる固定子
37を備えるとともに、回転軸19に固着したマグネット38
とその外周に対向して配設した３個のホール素子39より
なる回転子位置センサ40を備える。

第３図は電動モータＭの制御系を示す回路図で、電動
モータＭの回転速度を制御すべく、操向ハンドル２のア
クセルグリップ41に接続されたポテンショメータ42の電
位と、回転子位置センサ40により検出された回転子33の
位相信号とがコントローラ11に入力される。前記コント
ローラ11と電動モータＭの間に介装されるドライバー43
は、６個の電界効果トランジスタ（以下、FETと略記す
る）44と、回転子位置センサ40からの信号に基づいて前
記FET44群を制御し、電動モータＭの固定子電流を順次
切り換えてゆくスイッチング回路45とを備える。

第４図〜第６図に示すように、操向ハンドル２のハン
ドルパイプ46の中間に固着したリング状の固定ブラケッ
ト47と、ハンドルパイプ46の先端に回転自在に嵌合し、
その外周にアクセルグリップ41が一体に圧入された筒状
の回転ブラケット48との間には、前記アクセルグリップ
41をアイドリング位置に向けて付勢する捩じりバネ49が
装着される。アクセルグリップ41の回転操作により作動
するポテンショメータ42は、固定ブラケット47の底面に
固着した円弧状のプリント基板50の表面に平行にプリン
トした導電体50₁と抵抗体50₂とを備え、その導電体50₁
と抵抗体50₂には、それぞれ０ボルトと５ボルトの電位
が与えられる。前記固定ブラケット47の内部には、円弧
状のガイド溝51₁を有するガイド板51がプリント基板50
と平行に固着されており、前記プリント基板50とガイド
板51の間に配設された摺動部材52の背面に形成した突起
52₁は、前記ガイド板51のガイド溝51₁を貫通して前記回
転ブラケット48に支持される。そして、摺動部材の52の
正面には、前記コントローラ11に電気的に接続する金属
板53が、プリント基板50の導電体50₁と抵抗体50₂に同時
に接触するように固着される。而して、アクセルグリッ
プ41が図示のアイドリング位置にあるとき、その金属板
53の電位は約0.5ボルトにより、アクセルグリップ41を
フルロード位置に向けて矢印方向に回転させると、その
電位は約4.5ボルトまで次第に増加する。

次に、再び第２図を参照して伝動ケース13の内部に収
納されるベルト式無段変速機15の構造を説明する。ベル
ト式無段変速機15は、モータハウジング16側から伝動ケ
ース13内部に突出する回転軸19に設けた駆動プーリ61
と、伝動ケース13の後部に支持した減速機入力軸62に設
けた従動プーリ63とを備え、両プーリ61,63には無端ベ
ルト64が巻き掛けられる。駆動プーリ61は回転軸19に固
着された固着側プーリ半体61₁と、この回転軸19に軸方
向摺動自在に支持された可動側プーリ半体61₂からな
り、この可動側プーリ半体61₂と回転軸19に固着したラ
ンププレート65との間には遠心ウエイト66が半径方向に
移動自在に配設される。一方、従動プーリ63は減速機入
力軸62にニードルベアリング67を介して相対回転自在に
嵌合するカラー68に支持した固定側プーリ半体63₁と可
動側プーリ半体63₂とよりなり、この従動プーリ63に伝
達された駆動力は自動遠心クラッチ69を介して前記減速
機入力軸62に伝達される。そして、前記ベルト式無段変
速機15および自動自動遠心クラッチ69を収納した伝動ケ
ース13の側面は、着脱自在なサイドカバー13₂によって
閉塞される。

減速機入力軸62は、伝動ケース13に設けたボールベア
リング70と減速機カバー71に設けたボールベアリング72
とによって支持され、同じく伝動ケース13と減速機カバ
ー71に設けた一対のボールベアリング73,74によって支
持した後輪Wrの車軸75との間には中間軸76が支持され
る。そして、減速機入力軸62の入力ギヤ77の回転は中間
軸76の２個の中間ギヤ78,79を介して車軸75を出力ギヤ8
0に伝達される。

第７図および第８図に示すように、中央フレームF₂は
左右のサイドメンバF₂₁，F₂₂と両サイドメンバF₂₁，F₂₂
を相互に接続する前後２本のクロスメンバF₂₃，F₂₄を備
えており、このサイドメンバF₂₁，F₂₂の前端と前側のク
ロスメンバF₂₃に上下方向に延びる前部フレームF₁の下
端が固着される。両サイドメンバF₂₁，F₂₂間の空間に
は、内部に充電可能なバッテリBaを収納し、上部が開閉
可能な蓋10₁で覆われたバッテリボックス10が４個のブ
ラケット81を介してボルト82で固着される。バッテリボ
ックス10の前部には前部フレームF₁の下端に後向きに突
設した連結管F₁₁に嵌合する筒状の導入口10₂が設けられ
るとともに、そのバッテリボックス10の後部には同じく
筒状の排出口10₃が設けられ、この排出口10₃は、図８か
らも明らかなように車両の縦中心線に対しその一方寄り
（即ちパワーユニットＰの前記空気取り入れ口23₁が開
口している側）に偏らせて、該空気取り入れ口23₁の近
くに配置される。

前部フレームF₁の上端には車両の前方に向けて開口す
る空気取り入れ口F₁₂が形成され、この空気取り入れ口F
₁₂から前部フレームF₁内に導かれた空気は、連結管F₁₁
および導入口10₂を介してバッテリボックス10内に供給
され、バッテリBaとの隙間を通って排出口10₃から外部
に排出される。前記導入口10₂の内部には冷却ファン83
を有するバッテリ冷却用モータ84がステー85を介して支
持される。

第９図はバッテリBaの充電回路を示すもので、プラグ
86を家庭用の100V交流電源に接続すると、整流器87およ
びスイッチングリレー88を介して直流12Vに変換された
電流により、前記バッテリBaの充電とバッテリ冷却用モ
ータ84の駆動が同時に行われる。

次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用を説
明する。

アクセルグリップ41がアイドリング位置にあって電動
モータＭの回転速度が小さいとき、自動遠心クラッチ69
は切断された状態にあり、前記モータＭの駆動力は後輪
Wrに伝達されない。この状態からアクセルグリップ41を
回転させて電動モータＭの回転速度を増加させると、そ
の回転軸19に固着したランププレート65に沿って遠心ウ
エイト66が半径方向外側に移動し、駆動プーリ61の可動
側プーリ半体61₂を固定側プーリ半体61₁に接近する方向
に移動させる。これにより、駆動プーリ61の有効半径が
増加するとともに、無端ベルト64を介して従動プーリ63
の可動側プーリ半体63₂が固定側プーリ半体63₁から離間
する方向に駆動され、その有効半径が減少する。その結
果、ベルト式無段変速機15の減速比が減少して前記従動
プーリ63と共に回転するカラー68の回転速度が増加し、
やがて自動遠心クラッチ69が接続して電動モータＭの駆
動力が減速機入力軸62に伝達されると、減速機14を介し
て後輪Wrが駆動される。

電動モータＭが回転すると、該モータＭの回転軸19に
設けた冷却ファン22によりファンカバー23の空気取り入
れ口23₁から空気が導入され、その空気はモータハウジ
ング16の内部を通過して電動モータＭを冷却した後、伝
動ケース13の内部を通過してベルト式無段変速機15と自
動遠心クラッチ69を冷却し、排風口13₁から外部に排出
される。

自動二輪車Ｖの走行によるラム圧で空気取り入れ口F
₁₂から前部フレームF₁内に導かれた空気は、更に連結管
F₁₁と導入口10₂を介してバッテリボックス10の内部に流
入し、電動モータＭを駆動することにより発熱したバッ
テリBaを冷却して排出口10₃から外部に排出される。こ
の車両の走行中において、バッテリ冷却用モータ84を駆
動すれば、バッテリボックス10内への空気導入がより確
実且つ十分に行なわれ、バッテリBaをより効果的に冷却
することができる。そしてバッテリ冷却後の冷却風が排
出口10₃よりバッテリボックス10外へ排出されると、こ
れを、車両の縦中心線に対し排出口10₃と同側に有って
排出口10₃近くに位置するパワーユニットＰの空気取り
入れ口23₁から電動モータＭ側へ効率よく吸引すること
が可能となるため、バッテリボックス10からパワーユニ
ットＰの電動モータＭに至る冷却風の流れが全体として
抵抗少なくスムーズなものとなる。

また、バッテリBaの充電は自動二輪車Ｖの停止中に行
われるため、前記ラム圧によるバッテリBaの冷却は不可
能となる。しかしながら、この充電中にはバッテリ冷却
用モータ84が駆動されて冷却ファン83が回転し、バッテ
リボックス10の導入口10₂から排出口10₃に向けて空気が
流通する。これにより、充電中に発熱するバッテリBaを
確実に冷却して充電効率を高めることができる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は前記実
施例に限定されず、特許請求の範囲に記載した本発明を
逸脱することなく、種々の小設計変更を行うことが可能
である。

例えば、バッテリ冷却用モータ84はバッテリBaの充電
中に限らず、車両の走行中にも駆動することができる。
また、バッテリ冷却用モータ84を設ける位置はバッテリ
ボックス10の導入口10₂に限定されず、冷却空気の通路
のいずれの位置に設けることも可能である。更に、実施
例では空気をバッテリボックス10に導く通路として前部
フレームF₁を利用したが、専用の空気通路を設けること
も可能である。

なお、本発明のバッテリの冷却構造は、実施例のよう
なスクータ型自動二輪車Ｖに限らず、スクータ型自動三
輪車に対しても適用可能である。

C.発明の効果 以上のように本発明によれば、ステップフロア後側に
配設されたスイング式パワーユニットが、バッテリより
電力供給されて後輪を駆動する電動モータを備えた電動
式スクータ型自動二，三輪車において、ステップフロア
の下方に配置されて内部にバッテリを収納したバッテリ
ボックスと、そのバッテリボックスに設けられて該ボッ
クス内に各々連通する空気導入口及び排出口と、その空
気導入口からバッテリを経て排出口側に冷却空気を送風
する冷却ファンと、パワーユニットの一側外面に開口し
前記電動モータ側へ外気を吸引するための空気取り入れ
口とを備え、排出口が、車両の縦中心線に対しパワーユ
ニットの前記一側寄りで前記空気取り入れ口の近くに配
置されるので、重量物であるバッテリをステップフロア
下部に配したことで車両の低重心化が図られる上、その
低位置のバッテリに対して、冷却ファンにより強制送風
される冷却風をバッテリボックス内で十分に直接接触さ
れてバッテリを冷却することができ、しかもそのバッテ
リ冷却後の冷却風が排出口よりバッテリボックス外へ排
出されると、これを、車両の縦中心線に対し排出口と同
側に有って排出口近くに位置するパワーユニットの空気
取り入れ口から電動モータ側へ効率よく吸引することが
可能となるため、バッテリボックスからパワーユニット
の電動モータに至る冷却風の流れが全体として抵抗少な
くスムーズなものとなる。従って、スクータ型自動二，
三輪車のステップフロア後側に電動モータを含むスイン
グ式パワーユニットを、また同フロア下部にモータ用バ
ッテリをそれぞれ配したことで該モータやバッテリに於
いて熱が籠もり易い配置となるにも拘らず、それらの熱
の籠もりを効果的に回避してバッテリやモータを効率よ
く冷却することができ、それらの耐久性向上が図られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるバッテリ冷却構造を適
用した自動二輪車の全体側面図、第２図は第１図のII−
II線断面図、第３図はモータの制御系を示す回路図、第
４図はポテンショメータの構造を示すアクセルグリップ
の縦断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線断面図、第６図
は第４図のVI−VI線断面図、第７図はバッテリボックス
の内部を示す第８図のVII−VII線断面図、第８図は同じ
く第７図のVIII−VIII線断面図、第９図はバッテリの充
電回路を示す図である。 10……バッテリボックス、10₂……導入口、10₃……排出
口、23₁……空気取り入れ口、83……冷却ファン、Ba…
…バッテリ、B₂……ステップフロア、ｆ……車体フレー
ム、Ｍ……モータ、Ｐ……パワーユニット、Wf……前
輪、Wr……後輪

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−35023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−81321（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−169687（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−24316（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シート（８）の前方下部に配設したステッ
   プフロア（B₂）の前側に前輪（Wf）が配設されると共
   に、そのステップフロア（B₂）後側には、車体フレーム
   （Ｆ）に前部をピボット連結し且つ後部に後輪（Wr）を
   軸架したスイング式パワーユニット（Ｐ）が配設され、
   そのパワーユニット（Ｐ）は、バッテリ（Ba）より電力
   供給されて後輪（Wr）を駆動する電動モータ（Ｍ）を備
   えた電動式スクータ型自動二，三輪車であって、 前記ステップフロア（B₂）の下方に配置されて内部に前
   記バッテリ（Ba）を収納したバッテリボックス（10）
   と、そのバッテリボックス（10）に設けられて該ボック
   ス（10）内に各々連通する空気導入口（10₂）及び排出
   口（10₃）と、その空気導入口（10₂）からバッテリ（B
   a）を経て排出口（10₃）側に冷却空気を送風する冷却フ
   ァン（83）と、前記パワーユニット（Ｐ）の一側外面に
   開口し前記電動モータ（Ｍ）側へ外気を吸引するための
   空気取り入れ口（23₁）とを備え、 前記排出口（10₃）は、車両の縦中心線に対しパワーユ
   ニット（Ｐ）の前記一側寄りで前記空気取り入れ口（23
   ₁）の近くに配置されることを特徴とする、電動式スク
   ータ型自動二，三輪車。