JP5453550B2 - 鞍乗型電動車両のパワーユニットおよび鞍乗型電動車両 - Google Patents
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Description
この発明は、鞍乗型電動車両のパワーユニットおよび鞍乗型電動車両に関する。
近年、電動モータを動力源とした電動二輪車等の鞍乗型電動車両が開発されている。
このような鞍乗型電動車両では、電動モータを備えたパワーユニットが車体に対して揺動可能に支持されている。このパワーユニットは、電動モータへの電力供給を制御するコントローラを備えている。このコントローラは後輪の側面に臨ませて配置されている。これにより、コントローラを効果的に冷却することが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような鞍乗型電動車両では、電動モータを備えたパワーユニットが車体に対して揺動可能に支持されている。このパワーユニットは、電動モータへの電力供給を制御するコントローラを備えている。このコントローラは後輪の側面に臨ませて配置されている。これにより、コントローラを効果的に冷却することが知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記のパワーユニットでは、コントローラを後輪の側面に臨ませているため、コントローラが後輪の車軸の近くに配置される。このため、電動モータは後輪の車軸より車両の後方側に配置されることとなる。すると、重量物である電動モータは、パワーユニットを車体に対して揺動可能に支持する揺動軸から遠い位置に配置される。その結果、車両の振動に対するパワーユニットの慣性モーメントが大きくなる。これにより、車両の振動に対するパワーユニットの追随性が低下し、車両の乗り心地が低下してしまう。
そこで、この発明の目的は、コントローラの冷却性に優れ、かつ、車両に組み込んだ際に良好な乗り心地を得ることができる鞍乗型電動車両のパワーユニットおよびそれを備えた鞍乗型電動車両を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の鞍乗型電動車両のパワーユニットは、
電力の供給を受けて出力軸を回転駆動させる電動モータと、
前記電動モータの前記出力軸の回転力を車軸へ伝達する伝動機構と、
前記電動モータへの電力の供給を制御するコントローラと、
前記電動モータ、前記伝動機構および前記コントローラを収容し、車体に対して揺動可能に支持される支持部を有するケースとを備え、
前記ケースは、
前後方向に延びる壁部を含み、
前記支持部が前記壁部の前後方向の一方側の右側面または左側面の一方の側面に配置されるように形成されており、
前記伝動機構は、前記車軸が前記壁部の前後方向の他方側の右側面または左側面の前記一方の側面に配置されるように設けられており、
前記コントローラは、
前記壁部の右側面または左側面の他方の側面の前後方向で前記支持部の少なくとも一部と同じ位置に固定されており、
前記電動モータは、
前記出力軸が前記壁部の前後方向で前記コントローラと前記車軸との間に配置されるように設けられている。
電力の供給を受けて出力軸を回転駆動させる電動モータと、
前記電動モータの前記出力軸の回転力を車軸へ伝達する伝動機構と、
前記電動モータへの電力の供給を制御するコントローラと、
前記電動モータ、前記伝動機構および前記コントローラを収容し、車体に対して揺動可能に支持される支持部を有するケースとを備え、
前記ケースは、
前後方向に延びる壁部を含み、
前記支持部が前記壁部の前後方向の一方側の右側面または左側面の一方の側面に配置されるように形成されており、
前記伝動機構は、前記車軸が前記壁部の前後方向の他方側の右側面または左側面の前記一方の側面に配置されるように設けられており、
前記コントローラは、
前記壁部の右側面または左側面の他方の側面の前後方向で前記支持部の少なくとも一部と同じ位置に固定されており、
前記電動モータは、
前記出力軸が前記壁部の前後方向で前記コントローラと前記車軸との間に配置されるように設けられている。
本発明によれば、コントローラで生じた熱を、壁部を介して熱容量の大きな支持部に向かって逃がすことができる。これにより、コントローラの冷却性を高めることができる。さらに、重量物である電動モータの出力軸がコントローラと車軸との間に配置されている。これにより、揺動中心となる支持部に近い側に電動モータを位置させることができ、車両の振動時に発生するパワーユニットの慣性モーメントが低減される。したがって、車両の走行時における振動に対する追従性を高め、乗り心地を向上させることができる。つまり、コントローラの冷却性の向上および乗り心地の向上の両立を図ることができる。
上記本発明の鞍乗型電動車両のパワーユニットは、
前記電動モータは、
ステータとそのステータに対向する回転子を含み、
前記ステータが前記壁部の右側面または左側面の前記他方の側面の前後方向で前記コントローラより後方に固定されていてもよい。
前記電動モータは、
ステータとそのステータに対向する回転子を含み、
前記ステータが前記壁部の右側面または左側面の前記他方の側面の前後方向で前記コントローラより後方に固定されていてもよい。
本発明によれば、ステータで生じた熱を壁部を通じて放熱することができる。
また、上記本発明の鞍乗型電動車両のパワーユニットは、
前記ステータは、前記壁部の右側面または左側面の前記他方の側面の前後方向で前記車軸に取り付けられる車輪と同じ位置の領域内に固定されていてもよい。
前記ステータは、前記壁部の右側面または左側面の前記他方の側面の前後方向で前記車軸に取り付けられる車輪と同じ位置の領域内に固定されていてもよい。
本発明によれば、ステータから熱が伝わる壁部を車輪の走行風により効率的に冷却することができる。
上記本発明の鞍乗型電動車両のパワーユニットは、
前記支持部が筒状に形成されていてもよい。
前記支持部が筒状に形成されていてもよい。
本発明によれば、支持部の表面積を大きく設定することができ、支持部の放熱性が向上する。したがって、コントローラから支持部に伝えられた熱を効率良く冷却することができる。
また、本発明の鞍乗型電動車両は、上記の鞍乗型電動車両のパワーユニットを備える。
(第1実施形態)
以下には、図面を参照して、この発明の第1実施形態について具体的に説明する。
図1は、この発明の第1実施形態の鞍乗型電動車両である電動二輪車1の左側面図である。この実施形態においては、鞍乗型電動車両として、スクータからなる電動二輪車1を例示して説明する。電動二輪車1は、前部および後部に荷物を載せて走行することが可能であり、荷役車両としての用途に適している。
以下には、図面を参照して、この発明の第1実施形態について具体的に説明する。
図1は、この発明の第1実施形態の鞍乗型電動車両である電動二輪車1の左側面図である。この実施形態においては、鞍乗型電動車両として、スクータからなる電動二輪車1を例示して説明する。電動二輪車1は、前部および後部に荷物を載せて走行することが可能であり、荷役車両としての用途に適している。
なお、以下の説明における前後、上下および左右の各方向は、電動二輪車1が水平面を直進走行している状態に相当する基準姿勢にあり、かつ運転者が前方を向いているときの当該運転者の視点を基準とする。また、垂直に起立し、前輪3および後輪4が路面A1に接地し、かつ、運転者が乗車していない状態の電動二輪車1を基準として、電動二輪車1の構成を説明する。
電動二輪車1は、車体フレーム2、前輪3、後輪4、電動モータ5、バッテリ6および車体カバー7を備えている。バッテリ6から供給される電力によって電動モータ5が駆動される。この電動モータ5の出力によって後輪4が駆動される。以下、電動二輪車1の全体の構造を車体前方から順に説明する。
図2は、電動二輪車1の車体カバー7などの一部の部品を取り外した状態の左側面図である。
電動二輪車1は、この電動二輪車1の前上部に配置されたヘッドパイプ8を有している。ヘッドパイプ8内には、ステアリング軸9が回動自在に挿入されている。ステアリング軸9の下端部には、左右一対のフロントフォーク10が取り付けられている。前輪3は、フロントフォーク10に取り付けられている。
電動二輪車1は、この電動二輪車1の前上部に配置されたヘッドパイプ8を有している。ヘッドパイプ8内には、ステアリング軸9が回動自在に挿入されている。ステアリング軸9の下端部には、左右一対のフロントフォーク10が取り付けられている。前輪3は、フロントフォーク10に取り付けられている。
ステアリング軸9の上端部には、ハンドル11が取り付けられている。運転者は、ハンドル11を操作することにより、ステアリング軸9、フロントフォーク10および前輪3をステアリング軸9の軸線回りに回すことが可能である。
ハンドル11の左右両端部には、それぞれ、グリップ12が設けられている(左側のグリップのみを図示)。右側のグリップはスロットルグリップを構成している。運転者は、このスロットルグリップを回すことにより、電動モータ5の出力を調整することが可能である。
ハンドル11の左右両端部には、それぞれ、グリップ12が設けられている(左側のグリップのみを図示)。右側のグリップはスロットルグリップを構成している。運転者は、このスロットルグリップを回すことにより、電動モータ5の出力を調整することが可能である。
図1に示すように、ハンドル11の中央付近にはメータ13が設けられている。メータ13の下方には、荷台14が配置されている。荷台14は、ヘッドパイプ8に固定されている。荷台14に積まれた荷物の荷重は、ヘッドパイプ8およびステアリング軸9などを介して、主に前輪3に作用する。荷台14の下部には、ヘッドランプ15が固定されている。
図2に示すように、電動二輪車1は、ヘッドパイプ8から後方に延びる車体フレーム2を含んでいる。車体フレーム2は、鋼鉄製のパイプ部材などを用いて形成されている。車体フレーム2は、ダウンチューブ19と、ダウンチューブ19の後方に配置されたフレーム本体20と、を含んでいる。ダウンチューブ19は、ヘッドパイプ8の下部から後斜め下方に延びている。側面視において、フレーム本体20は、ダウンチューブ19の下端部から後方に延びており、車両の前後方向X1の途中部がS字状に形成されている。
フレーム本体20は、前後方向に延びる中心線に対して左右に一対設けられている。フレーム本体20は、第1フレーム部21と、第2フレーム部22と、第3フレーム部23と、第4フレーム部24と、を含んでいる。第1フレーム部21は、ダウンチューブ19の下端部から後方に略真っ直ぐに延びており、わずかに後斜め上方に傾斜している。
第2フレーム部22は、側面視においてS字状に形成されている。第2フレーム部22は、下端部22aと、中間部22bと、上端部22cと、を含んでいる。第2フレーム部22の下端部22aは、湾曲形状に形成されており、第1フレーム部21の後端部に連結されている。第2フレーム部22の中間部22bは、下端部22aから斜め後上方に真っ直ぐに延びている。側面視において、第1フレーム部21に対する中間部22bの傾斜角度は、例えば、45度程度である。第2フレーム部22の上端部22cは、湾曲形状に形成されており、中間部22bに接続されている。
第3フレーム部23は、上端部22cから直線状に延びており、わずかに後斜め上方に傾斜している。第4フレーム部24は、第2フレーム部22の中間部22bから後方に延び、途中で後斜め上方へ湾曲され、第3フレーム部23の中間部に接続されている。
図1に示すように、電動二輪車1は、車体フレーム2に取り付けられた車体カバー7を含んでいる。車体カバー7は、ヘッドパイプ8を覆う前カバー25と、前カバー25の下部から後方に延びる下カバー26と、前カバー25の後方に配置された後カバー27と、を含んでいる。
前カバー25は、ステアリング軸9の一部およびヘッドパイプ8を取り囲み、かつ、ダウンチューブ19を取り囲んでいる。下カバー26は、前カバー25の下部25aから後方に延びており、第1フレーム部21と、第2フレーム部22の下端部22aとを、下方および左右両側方から覆っている。下カバー26の上端部には、足載せ部28が配置されている。足載せ部28は、運転者が足を載せるために設けられており、略平坦に形成されている。
後カバー27は、全体として、下カバー26の後部26aから後斜め上方に延びた形状に形成されている。後カバー27は、第2フレーム部22のうち、下端部22aを除く領域を前方および左右両側方から覆っている。また、後カバー27は、第3フレーム部23および第4フレーム部24を、前方および左右両側方から覆っている。
後カバー27の上方には、シート29が配置されている。電動二輪車1の走行中、シート29に座った運転者の足は、足載せ部28に載せられる。前後方向X1において、足載せ部28は、前カバー25の後面25bと、シート29の前端部29aとの間に配置されている。また、シート29は、第2フレーム部22の上方に配置され、かつ、第3フレーム部23の一部の上方に配置され、かつ、第4フレーム部24の一部の上方に配置されている。シート29と、後カバー27とによって囲まれた空間は、収容空間S1を規定している。
図2に示すように、シート29は、第1ブラケット31および支持ブラケット37によって支持されている。第1ブラケット31は、第2フレーム部22の中間部22bに取り付けられている。第1ブラケット31は、中間部22bから上向きに延びている。
第1ブラケット31の上端部には、ヒンジ部38が設けられている。シート29は、このヒンジ部38を介して第1ブラケット31に支持されている。第1ブラケット31は、シート29を下方から支持している。シート29は、ヒンジ部38回りに回動することが可能となっている。シート29をヒンジ部38の回りに回動することにより、収容空間S1を上方に開放することが可能である。なお、ヒンジ部38を省略し、シート29を直接第1ブラケット31に固定してもよい。
シート29の後部29bは、支持ブラケット37によって支持されている。支持ブラケット37は、車体フレーム2の第3フレーム部23に固定されており、第3フレーム部23から上向きに突出した形状とされている。
シート29の下方の収容空間S1には、電動モータ5の電源としてのバッテリ6が配置されている。バッテリ6は、左右一対の第2フレーム部22の間に配置されている。バッテリ6は、充電可能な二次電池である。バッテリ6は、側面視において略矩形に形成されており、前後方向X1の長さ(幅)よりも車両の上下方向Z1の長さ(高さ)が長くされている。バッテリ6は、後斜め上方に傾斜した姿勢に配置されており、車体フレーム2に支持されている。バッテリ6の上部6aは、第1ブラケット31と、支持ブラケット37との間に配置されている。
図1に示すように、シート29の後方には、荷台45が配置されている。荷台45は、第3フレーム部23の上方に配置され、この第3フレーム部23に支持されている。荷台45の上方に、荷物を載せることが可能となっている。荷台45に載せられた荷物の荷重は、主に後輪4によって受けられる。
このように、荷台14と、重量物であるバッテリ6と、荷台45は、前後方向X1に並んで配置されている。したがって、荷台14および荷台45に荷物を載せたときに、前後方向X1における電動二輪車1の荷重のバランスを、均等にすることができる。したがって、荷台14および荷台45に荷物を載せた状態でも、電動二輪車1の高い操縦性を維持することができる。
図3は、電動二輪車1の後部の右側面図である。電動二輪車1は、ピボット軸51で車体フレーム2に揺動可能に支持されたパワーユニット47を含んでいる。パワーユニット47は、後輪4の右方に配置されている。パワーユニット47の後部47bは、ショックアブソーバ69を介して第3フレーム部23に連結されている。これにより、パワーユニット47が揺動したときの衝撃が、ショックアブソーバ69で減衰および吸収される。パワーユニット47は、側面視において第3フレーム部23の下方に配置されている。パワーユニット47のモータケース67は、側面視において、前後方向X1の長さが上下方向Z1の長さよりも大きい。
図4は、パワーユニット47の分解斜視図であり、パワーユニット47を右斜め後方から視た状態を示している。パワーユニット47のモータケース67は、モータケース本体(ケース本体部)71と、モータケース本体71の前端に形成されて左右方向Y1に延びる支持部67aと、モータケース本体71の右側面を覆う蓋73と、を含んでいる。モータケース本体71は、支持部67aの右部から後方に延びた形状に形成されている。支持部67aの後輪4側の側面には、後輪4側に向かって延びるリブ70が設けられている。このリブ70は支持部67aから取付壁(壁部)75に亘って設けられている。
連結部材72は、モータケース本体71の支持部67aの左方に配置されている。連結部材72は、モータケース本体71の支持部67aに、複数のねじ部材74を用いて固定されている。連結部材72には、取付片68Lが一体成形されている。モータケース本体71の支持部67aには、取付片68Rが一体成形されている。取付片68L,68Rには、それぞれ挿通孔68Lh,68Rhが形成されている。これらの挿通孔68Lh,68Rhには、ピボット軸51が挿通されており、これにより、パワーユニット47がピボット軸51の軸線を揺動中心として車体フレーム2に揺動可能に支持される。
モータケース本体71は、後輪4側に設けられて前後方向X1に延びる取付壁75と、取付壁75の外周縁部から右方に延びる筒状の周壁76と、を含んでいる。取付壁75および周壁76によって、電動モータ5を収容可能なモータ収容空間S2が形成されている。支持部67aは、この取付壁75の前部の左側面に配置されている。
蓋73は、周壁76の右に配置されており、モータ収容空間S2を覆っている。蓋73は、複数のねじ部材77を用いて周壁76の右端面に固定されている。周壁76と蓋73との間には、図示しないガスケットなどが配置されている。
パワーユニット47は、モータ収容空間S2内に配置されたコントローラ78と、電動モータ5と、を含んでいる。
パワーユニット47は、モータ収容空間S2内に配置されたコントローラ78と、電動モータ5と、を含んでいる。
コントローラ78は、合成樹脂などを用いて形成されたケース78aと、アルミニウムの平板からなるアルミニウム基板78bとを有している。ケース78aとアルミニウム基板78bとで囲われたコントローラ78の内部には、インバータ回路などのドライバ回路や、このドライバ回路を制御する制御回路などが配置されている。インバータ回路は、バッテリ6(図2参照)からの直流電力を、交流電力に変換し、電動モータ5に供給する。
制御回路は、CPU,RAMおよびROMを含んでおり、運転者によるスロットルの操作量に応じた出力が電動モータ5に発生するように、インバータ回路を制御する。インバータ回路などを構成する発熱量の多い電力用半導体素子は、アルミニウム基板78bに直付けされている。これにより、電力用半導体素子からの熱はアルミニウム基板78bへ効率的に伝達される。
図5は、パワーユニット47の一部を分解した状態を示す右側面図である。コントローラ78のケース78aおよびアルミニウム基板78bは、側面視において略矩形状に形成されている。コントローラ78は、モータ収容空間S2の前部に配置されている。
すなわち、コントローラ78は、電動モータ5よりも支持部67aに近い位置に配置されている。支持部67aには、車体振動時のパワーユニット47の揺動中心となるピボット軸51が挿通される取付片68L,68Rが設けられている。これにより、パワーユニット47がピボット軸51の回りに揺動したときに、コントローラ78に作用する加速度を低減できる。したがって、コントローラ78に作用する外力が小さくなり、コントローラ78の耐久性を高めることができる。
すなわち、コントローラ78は、電動モータ5よりも支持部67aに近い位置に配置されている。支持部67aには、車体振動時のパワーユニット47の揺動中心となるピボット軸51が挿通される取付片68L,68Rが設けられている。これにより、パワーユニット47がピボット軸51の回りに揺動したときに、コントローラ78に作用する加速度を低減できる。したがって、コントローラ78に作用する外力が小さくなり、コントローラ78の耐久性を高めることができる。
図6は、パワーユニット47および後輪4の断面図であり、パワーユニット47および後輪4を上方から見た状態を示している。
支持部67aは筒状に形成されており、また、この支持部67aに固定される連結部材72も筒状に形成されている。支持部67aには、その外側面に、複数のリブ70が形成されている。支持部67aは、その根元側である取付壁75側に、前後方向X1に貫通する送風孔80を有している。
支持部67aは筒状に形成されており、また、この支持部67aに固定される連結部材72も筒状に形成されている。支持部67aには、その外側面に、複数のリブ70が形成されている。支持部67aは、その根元側である取付壁75側に、前後方向X1に貫通する送風孔80を有している。
コントローラ78は、取付壁75のうち、リブ70を含む支持部67aが設けられた領域の取付面75aに固定されている。より具体的には、コントローラ78は取付壁75の右側であって、前後方向についてリブ70と同じ位置に固定されている。取付壁75におけるコントローラ78が固定される取付面75aは、平滑面とされており、この取付面75aに、コントローラ78のアルミニウム基板78bが面接触されている。これにより、電力用半導体素子からアルミニウム基板78bへ伝達された熱が、モータケース本体71の取付壁75へ効率的に伝達される。
支持部67aは、パワーユニット47を車体フレーム2に支持する部分である。車体フレーム2の支持に必要な強度を確保するため、この支持部67aは他の部分よりも重量及び体積が大きく形成されている。コントローラ78は、取付壁75のうち、右側面である取付面75aに、前後方向でこの支持部67aの少なくとも一部(リブ70)と同じ位置に、固定されている。したがって、コントローラ78の熱は、図6中矢印Aで示すように、取付壁75の支持部67aが設けられた領域を介して、熱容量が大きい支持部67aに向かって効率良く伝達する。
支持部67aは筒状であり、表面積が大きく形成されている。これにより、支持部67aからの放熱性が高められている。
また、支持部67aの外側面及び取付壁75の外周面に跨って、複数のリブ70が形成されている。これらのリブ70は、前後方向X1に沿って延びている。これらのリブ70によって支持部67aの外周面及び取付壁75の外周面の表面積がさらに大きくされている。これにより、支持部67a及び取付壁75の放熱性が更に高められている。したがって、コントローラ78で発生した熱を、取付壁75及び支持部67aから効率的に放熱することができる。
さらに、支持部67aは、その根元側である取付壁75側に、前後方向X1に貫通する送風孔80を有している。したがって、車両の走行時には、送風孔80を介して支持部67aの内部を外気が通過する。つまり、支持部67aの内壁も送風孔80によって冷却され、支持部67aの放熱効果がさらに高められている。これにより、コントローラ78の冷却効率が向上されている。
電動モータ5は、コントローラ78の後方に配置されている。上下方向Z1におけるモータ収容空間S2の長さ(高さ)は、電動モータ5を配置している領域のほうが、コントローラ78を配置している領域よりも長くされている。これにより、パワーユニット47の全体を大型化することなく、大型の電動モータ5をパワーユニット47内に収容することができる。
図4、図6に示したように、電動モータ5は、ロータ(回転子)81と、ロータ81に対向したステータ82とを含んでいる。この実施形態においては、電動モータ5は、8極12スロットのブラシレスモータである。電動モータ5は、アキシャルギャップモータであり、ロータ81とステータ82との間には、電動モータ5の軸方向(左右方向Y1)にギャップが設けられている。ロータ81は、ステータ82の右方に配置されている。
ロータ81は、蓋73に隣接して配置されており、電動モータ5のモータ軸(出力軸)85に固定されている。ロータ81は、円板状に形成されたロータコア83と、ロータコア83に固定されたロータマグネット84とを含んでいる。ロータコア83は、モータ軸85の右端部にスプライン結合などによって結合されており、モータ軸85と一体的に回転する。
ロータマグネット84は、複数設けられており、ロータコア83の周方向に沿って等間隔に配置されている。これらのロータマグネット84は、ロータコア83の周方向に沿ってN極とS極とが交互に配置されている。この実施形態においては、ロータマグネット84は、8個設けられている。
ステータ82は筒状に形成されており、モータ軸85を取り囲んでいる。ステータ82は、複数のコイル89を備えている。コントローラ78からコイル89に電力が供給されることにより、コイル89に磁場を生じさせる。これにより、ロータマグネット84を備えるロータ81を回転させ、モータ軸85に回転を生じさせる。
ステータ82は、ロータ81の左方に配置されている。このステータ82は、モータケース本体71の取付壁75の右側の側面に、ステータ取付ボルト86(図5参照)によって取り付けられている。また、ステータ82は、前後方向においてコントローラ78よりも後方に固定されている。これにより、ステータ82で発生した熱は、取付壁75へ効率良く伝達する。また、ステータ82の前側は、取付壁75における後輪4に臨む位置に取り付けられている。換言すると、ステータ82は、取付壁75の右側の側面であって、前後方向において後輪4と同じ位置の領域内に固定されている。取付壁75における後輪4に臨む位置は、車両走行時に後輪4によって引き起こされる風で冷却される。このような位置にステータ82を配置することにより、図6中矢印Bで示すように、ステータ82からの熱を効率的に放熱することができる。したがって、ステータ82の冷却効率が向上する。
図6に示すように、パワーユニット47は、電動モータ5の出力を後輪4に伝達するための減速機構(伝達機構)131を含んでいる。減速機構131は、電動モータ5のモータ軸85の回転を減速することにより、モータ軸85からのトルクを増幅して後輪4に伝達する。
減速機構131は、モータケース67にねじ部材130で固定されたギヤケース132に収容されている。減速機構131は、2段減速式で、かつ、3つの軸を有する構成とされている。減速機構131は、入力ギヤ140と、中間軸141と、出力ギヤ144と、を含んでいる。
入力ギヤ140は、モータ軸85と一体に設けられ、モータ軸85とともに回転する。また、出力ギヤ144は後輪4の車軸143と一体に設けられ、車軸143とともに回転する。中間軸141は、モータ軸85と車軸143との間に配置されている。この中間軸141は、ギヤケース132及び取付壁75に回転可能に支持されている。
なお、取付壁75のステータ82が取り付けられた面とは反対側の面には、車軸受け部110が形成されている。この車軸受け部110には、後輪4の車軸143の一端を回転可能に支持する軸受け108が取り付けられる。
中間軸141の外周には、第1中間ギヤ142aと、第2中間ギヤ142bとが嵌められて固定されている。第1中間ギヤ142aは入力ギヤ140に噛み合い、第2中間ギヤ142bは出力ギヤ144に噛み合う。このような構成により、電動モータ5のモータ軸85の出力が、中間軸141を介して後輪4の車軸143に伝達される。
上記構造のパワーユニット47において、図5,6に示したように、電動モータ5のモータ軸85は、前後方向において、コントローラ78と車軸143との間に配置されている。換言すれば、側面視で車軸受け部110よりも支持部67aに近い側に配置されている。これにより、電動モータ5は、車体フレーム2に支持される支持部67に対して車軸143よりも近い位置に配置されている。
図5に示すように、支持部67aの前端における下部には、スタンド取付片178が形成されている。図6に示すように、スタンド取付片178には、スタンド装置175が取り付けられる。スタンド装置175は、電動二輪車1を支持することができ、電動二輪車1を駐車する場合に使用される。このスタンド装置175は、後輪4を路面A1から浮かせた状態で電動二輪車1を支持する。
スタンド装置175は、パワーユニット47に連結された支軸176と、この支軸176に接続され支軸176回りに回動可能なスタンド部材177と、を含んでいる。スタンド部材177は、路面A1から離隔した離隔位置と、路面A1に接地した接地位置とに変位可能である。
支軸176は、モータケース67の支持部67aの下端に形成されたスタンド取付片178を挿通しており、左右方向Y1に延びている。スタンド部材177は、支軸176に固定されたU字状部179を含んでいる。
U字状部179は、平面視において、後輪4の前部を前方および左右両側方から囲うように配置されている。U字状部179は、支軸176に接続された第1部分181と、第1部分181から左右方向Y1に分かれた一対の第2部分182L,182Rと、を含んでいる。
第2部分182Lは、第1部分181から左後方に向けて延びている。第2部分182Lの先端部には、足掛け部183が設けられている。足掛け部183は、運転者がスタンド部材177を足で操作するときに運転者の足が掛けられる部分である。足掛け部183は、第2部分182Lの先端部から左方に延びる棒状に形成されており、後輪4の左方に配置されている。
また、第2部分182Lの先端部には、接地部材184が設けられている。接地部材184は、第2部分182Lとは別部材である金属板をプレス加工して形成されており、第2部分182Lに固定されている。第2部分182Rは、第1部分181から右後方に向けて延びている。第2部分182Rは、足掛け部183が設けられていない点以外、第2部分182Lと左右対称な形状を有している。
運転者がスタンド部材177を離隔位置から接地位置に変位させる際には、まず、運転者は、電動二輪車1を降り、足の爪先を足掛け部183にかける。次に、足掛け部183を下向きに踏んでスタンド部材177を支軸176回りに回動させる。これにより、スタンド部材177は、接地位置に変位する。接地位置に変位したスタンド部材177の接地部材184は、路面A1に接地している。このとき、後輪4は、路面A1から浮いた状態となる。
以上説明したように、この実施形態によれば、コントローラ78が取付壁75の右側に、前後方向において支持部67aの少なくとも一部と同じ位置に固定されている。これにより、コントローラ78で生じた熱を、取付壁75を介して、熱容量の大きな支持部67aに効率よく逃がすことができる。よってコントローラ78の冷却性を高めることができる。
さらに、コントローラ78を支持部67aの少なくとも同じ位置に固定することにより、コントローラ78と接続されている電動モータ5が支持部67aに近い位置に配置される。これにより、前後方向において、電動モータ5のモータ軸85を、コントローラ78と車軸143との間に配置することができる。換言すれば、図6に示すように、取付片68L,68Rに挿通されるピボット軸51の回転中心αに対して、車軸143の回転軸βよりも、電動モータ5の回転中心γが近い位置に配置される。支持部67aには、車両振動時にパワーユニット47の揺動中心となるピボット軸51が挿通される取付片68L,68Rが設けられている。したがって、重量物である電動モータ5を揺動中心に近づけて配置できるので、パワーユニット47の慣性モーメントを低減することができる。よって、車両の走行時に生じる振動に対するパワーユニット47の追従性が高まり、電動二輪車1の乗り心地が向上する。
特許文献1に記載の構成では、車輪に臨む位置に形成したケースの孔からコントローラのフィンを露出させ、車輪によって生じる風でフィンの放熱効果を高めている。しかし、このような構造では、ケースに孔を形成することで、ケースの水密性および剛性が低下してしまう。しかも、走行時に車輪から飛散した泥がフィンに付着してコントローラの放熱性の低下を招いてしまう。
これに対して、本実施形態では、ケースの水密性および剛性の低下やコントローラの放熱性の低下を解決しつつ、コントローラの高い冷却性と優れた乗り心地とを両立させることができる。
本発明者らは、特許文献1の構成では、特にフィンへの泥の付着がコントローラの放熱性を劣化させてしまうという点で、改良を検討していた。そこで、パワーユニット47を車体フレーム2に支持している支持部67は、強度を確保する必要のあるため重量及び体積が大きく、熱容量も大きいことに気がついた。そこで、コントローラ78の熱を支持部67に逃がすことにより、この問題を解決できると考えた。
さらに、コントローラ78の配置の変更に伴い、他の部材の位置も変更することを検討した。ここでは、放熱の問題ばかりでなく、パワーユニット47のほかの特性についても検討を加えた。そこで、重量物であってパワーユニット47の振動に大きな影響を与える電動モータ5に着目した。電動モータ5を支持部67側に移すことができれば、パワーユニット47の慣性モーメントを低減できる。これにより、電動二輪車1の乗り心地を高めることができることに気がついた。
つまり、本発明者らは、特許文献1のようにコントローラ78の冷却性の観点だけではなく、更に検討を加えて、乗り心地を高めることができることに気が付いた。このように、本発明の実施形態によれば、コントローラ78の冷却性及び乗り心地がともに優れた電動二輪車1が提供される。
(第2実施形態)
図7は、この発明の第2実施形態に係るパワーユニットの斜視図である。以下では、第1実施形態と異なる点について主に説明する。第1実施形態と同様の構成には、図に同じ符号を付して説明を省略する。
図7は、この発明の第2実施形態に係るパワーユニットの斜視図である。以下では、第1実施形態と異なる点について主に説明する。第1実施形態と同様の構成には、図に同じ符号を付して説明を省略する。
第2実施形態のパワーユニット47Aは、第1実施形態のパワーユニット47と異なり、モータケース本体71とは別部材である支持部201を備えている。この支持部201はパワーユニット47Aにおける前方側の接合部202に接合されている。
図8は、パワーユニット47Aおよび後輪4の断面図であり、パワーユニット47Aおよび後輪4を上方から見た状態を示している。支持部201も第1実施形態と同様に筒状に形成されている。支持部201の接合部202との接合側の端面には、複数のねじ孔203が形成されている。接合部202には、複数の挿通孔205が設けられている。これらの挿通孔205には、支持部201と反対側からねじ部材206が挿通されている。これらのねじ部材206は、支持部201のねじ孔203にねじ込まれている。これにより、モータケース本体71の取付壁75に支持部201が固定されている。
接合部202の前方側および後方側には、支持部201との境界に切欠き部207が形成されている。接合部202へ支持部201を接合することにより、切欠き部207の支持部201側の開放部分が閉ざされる。これにより、前後方向X1に貫通する送風孔208が形成される。したがって、支持部201では、電動二輪車1の走行時に前後方向X1に貫通する送風孔208内を外気が通過する。つまり、送風孔208によって支持部201の内部に風が送り込まれ、支持部201の放熱効果がさらに高められる。これにより、コントローラ78の冷却効率が更に向上する。
接合部202が支持部201と接合することにより形成された中空の空間の内部には、リブ209が形成されている。リブ209は、前後方向X1に沿って延びている。これにより、支持部201が接合される接合部202では、送風孔208から中空の空間に導入された外気がリブ209に沿って通過する。これにより、コントローラ78から伝達された熱が良好に放熱される。
図9は、コントローラ78が取り付けられる取付壁75の右側面図である。取付壁75における支持部201と反対側は、コントローラ78の取付面75aとされている。コントローラ78は、取付壁75の取付面75aに面接触されて固定されている。支持部201を接合部202に接合させるねじ部材206の締結位置は、コントローラ78が取り付けられる領域(図中破線で示す領域)の内側とされている。
取付壁75における取付面75aのうち、コントローラ78が取り付けられる領域には、ザグリ穴212が形成されている。ザグリ穴212は挿通孔205と対応する位置に設けられている。これらのザグリ穴212には、ねじ部材206の頭部206aが収容されている。これにより、各ねじ部材206は、取付面75aから頭部206aが突出することがない。よってコントローラ78は、ねじ部材206の頭部206aに干渉することなく、取付壁75の取付面75aに面接触されて固定されている。
また、図7に示すように、支持部201には、前端における下部にスタンド取付片215が形成されている。スタンド取付片215は、支軸176でスタンド装置175を支持する。このように、スタンド取付片215は、モータケース本体71とは別体の支持部201に形成されている。これにより、スタンド取付片215を容易に作成することができる。また、スタンド取付片215寸法精度を向上させることができる。
上記の第2実施形態の場合も第1実施形態と同様に、コントローラ78は、取付壁75の右側面であって、熱容量の大きい支持部201と同じ位置に固定されている。これにより、コントローラ78で生じた熱を取付壁75を介して支持部201に効率よく逃がすことができる。よってコントローラ78の冷却性を高めることができる。
さらに、コントローラ78を支持部201と同じ位置に固定することで、コントローラ78と接続される電動モータ5を支持部201に近づけることができる。支持部201には車体振動時にパワーユニット47Aの揺動中心となるピボット軸51が挿通される取付片68L,68Rが形成されている。このため、重量物である電動モータ5を支持部201に近づけることにより、パワーユニット47Aの慣性モーメントを低減することができる。よって、電動二輪車の走行時に生じる振動に対するパワーユニットの追従性を高め、電動二輪車の乗り心地を向上させることができる。つまり、本実施形態に係る電動二輪車によれば、コントローラ78の高い冷却性と優れた乗り心地を両立させることができる。
なお、上記実施形態では、本発明を、電動二輪車に適用した場合を例示したが、本発明は、鞍乗型の車両であれば、電動三輪車等の電動二輪車以外に適用しても良い。
また上記実施形態では、後輪4の前方側に支持部67,67Aが設けられ、支持部67,67Aと前後方向の少なくとも一部と同じ位置にコントローラを配置し、コントローラ78の後方に電動モータ5を配置した例を挙げた。しかし、本発明はこれに限られない。
例えば、前輪の後方側に支持部を設け、この支持部の少なくとも一部と同じ位置にコントローラを配置し、コントローラの前方側に電動モータを配置してもよい。この場合でも、前輪の後方側に位置するパワーユニットの揺動中心に対して、電動モータを近い位置に配置することができる。また、コントローラからの熱を支持部に逃がすことができる。これにより、コントローラの冷却性と乗り心地をともに向上させることができる。
あるいは、後輪の後方側に支持部を設け、この支持部の少なくとも一部と同じ位置にコントローラを配置し、コントローラの前方側に電動モータを配置してもよい。この場合でも、後輪の後方側に位置するパワーユニットの揺動中心に対して、電動モータを近い位置に配置することができる。また、コントローラからの熱を支持部に逃がすことができる。これにより、コントローラの冷却性と乗り心地をともに向上させることができる。
例えば、前輪の後方側に支持部を設け、この支持部の少なくとも一部と同じ位置にコントローラを配置し、コントローラの前方側に電動モータを配置してもよい。この場合でも、前輪の後方側に位置するパワーユニットの揺動中心に対して、電動モータを近い位置に配置することができる。また、コントローラからの熱を支持部に逃がすことができる。これにより、コントローラの冷却性と乗り心地をともに向上させることができる。
あるいは、後輪の後方側に支持部を設け、この支持部の少なくとも一部と同じ位置にコントローラを配置し、コントローラの前方側に電動モータを配置してもよい。この場合でも、後輪の後方側に位置するパワーユニットの揺動中心に対して、電動モータを近い位置に配置することができる。また、コントローラからの熱を支持部に逃がすことができる。これにより、コントローラの冷却性と乗り心地をともに向上させることができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
本出願は、2010年11月22日出願の日本特許出願(特願2010-260634)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本出願は、2010年11月22日出願の日本特許出願(特願2010-260634)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
1…電動二輪車(鞍乗型電動車両)
2…車体フレーム(車体)
4…後輪(車輪)
5…電動モータ
67…モータケース(ケース)
67a,201…支持部
68L,68R…取付片
71…モータケース本体(ケース本体部)
74,74A…パワーユニット
75…取付壁
78…コントローラ
82…ステータ
85…出力軸
110…車軸受け部
131…減速機構
143…車軸
2…車体フレーム(車体)
4…後輪(車輪)
5…電動モータ
67…モータケース(ケース)
67a,201…支持部
68L,68R…取付片
71…モータケース本体(ケース本体部)
74,74A…パワーユニット
75…取付壁
78…コントローラ
82…ステータ
85…出力軸
110…車軸受け部
131…減速機構
143…車軸
Claims (5)
- 電力の供給を受けて出力軸を回転駆動させる電動モータと、
前記電動モータの前記出力軸の回転力を車軸へ伝達する伝動機構と、
前記電動モータへの電力の供給を制御するコントローラと、
前記電動モータ、前記伝動機構および前記コントローラを収容し、車体に対して揺動可能に支持される支持部を有するケースとを備え、
前記ケースは、
前後方向に延びる壁部を含み、
前記支持部が前記壁部の前後方向の一方側の右側面または左側面の一方の側面に配置されるように形成されており、
前記伝動機構は、前記車軸が前記壁部の前後方向の他方側の右側面または左側面の前記一方の側面に配置されるように設けられており、
前記コントローラは、
前記コントローラの熱を左右方向に延びる前記支持部に逃がすように、前記壁部の右側面または左側面の他方の側面の前後方向で前記支持部の少なくとも一部と同じ位置に固定されており、
前記電動モータは、
前記出力軸が前記壁部の前後方向で前記コントローラと前記車軸との間に配置されるように設けられている、
鞍乗型電動車両のパワーユニット。 - 前記電動モータは、
ステータとそのステータに対向する回転子を含み、
前記ステータが前記壁部の右側面または左側面の前記他方の側面の前後方向で前記コントローラより後方に固定されている、請求項1記載の鞍乗型電動車両のパワーユニット。 - 前記ステータは、前記壁部の右側面または左側面の前記他方の側面の前後方向で前記車軸に取り付けられる車輪と同じ位置の領域内に固定されている、請求項2記載の鞍乗型電動車両のパワーユニット。
- 前記支持部が筒状に形成されている、請求項1〜3の何れか一項に記載の鞍乗型電動車両のパワーユニット。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載の鞍乗型電動車両のパワーユニットを備えた、鞍乗型電動車両。
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