JPH03128789A - 電動式車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、モータによって駆動する２輪車等の電動式
車両に関する。

［従来の技術］ 伝動機構を介してモータにより後輪を駆動する電動式自
動２輪車などの電動式車両は公知であり、例えば、実公
昭４８−１４２７１号公報に記載された電動式自転車が
ある。このものでは、ペダル駆動するドライブスプロケ
ットとドリブンスプロケット間に巻き掛けられたチェー
ンを、直流電動モータによっても駆動可能にするととも
に、この直流電動モータをガバナスイッチを介して電池
へ接続している。この電動式自転車で走行するには、ま
ずペダルを足踏することにより人力で車速を上げ、一定
の車速になったとき初めてガバナスイッチが入って直流
電動モータが始動し、モータ駆動が開始されるようにな
っている。

［発明が解決しようとする課題］ 一般にモータは、低回転状態のときトルクと電流が大き
くかつ効率が低くなる特性がある。ここで効率とは次式 ％式％） で与えられる（Ｎ：回転数、Ｔ：トルク、工：電流、Ｖ
：電圧）。かかる低回転状態でモータに負荷をかけると
、電力消費量が大きくなって航続距離が短くなりかつ発
熱量が大きくなって性能劣化が早まる等の悪影響が生じ
る。また、モータの効率の良い範囲は本来比較的狭い範
囲に限定されている。

ゆえに、上記従来例のように一定車速までモータを始動
させないでおくことも考えられるが、この場合には人力
駆動を併用しなければならない。

したがって、スタートからモータによって駆動できるも
のが望まれるところである。

そこで本願の目的は、スタートからモータによって駆動
可能であり、かつモータに対する低回転時での負荷を軽
減できる電動式車両を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、請求項１に係る電動式車両は
、モータの回転を伝動機構を介して駆動輪へ伝達するこ
とにより走行する電動式車両において、この伝動機構が
前記モータの最大効率近傍になる所定回転数の範囲での
みモータ側と駆動輪側とを接続することを特徴とする。

なお、最大効率近傍とは、モータに負荷したとき、過大
トルクや大電流を生じて不利となるような低効率範囲を
除き使用目的等によって任意に設定される範囲である。

請求項２に係る電動式車両は、請求項１に加えて、伝動
機構が自動遠心クラッチであることを特徴とする 請求項３に係る電動式車両は、請求項１に加えて、伝動
機構が自動変速機であり、この自動変速機はモータが最
大効率近傍になる所定回転数の範囲を維持した状態で変
速することを特徴とする請求項４に係る電動式車両は、
請求項３に加えて、自動変速機が最大・最小の二つのレ
シオを備えるとともに、これら二つのレシオ間でデユー
ティファクタ１００％状態のときモータが最大効率とな
る固有のモータ回転数を維持することを特徴とする 請求項５に係る電動式車両は、請求項３に加えて、自動
変速機が最大・最小の二つのレシオを備えろとともに、
最大レシオにおいて少なくとも走行抵抗分の増大分に相
当する余剰出力が得られるように、常用変速域のデユー
ティファクタを１００％未満の所定値に設定したことを
特徴とする。

［発明の作用］ 請求項１の発明によれば、モータの回転が上昇し、モー
タの最大効率近傍になる所定回転数の範囲になると、伝
動機構が駆動輪側と接続し、この範囲内でのみモータ側
の回転を伝動機構を介して駆動輪側へ伝達する。ゆえに
、低効率状態でのモータ負荷を特徴する 請求項２の発明によれば、伝動機構が自動遠心クラッチ
であるため、モータの回転が所定回転数になると、遠心
力でクラッチが自動的にモータ側と駆動輪側とを特徴す
る 請求項３の発明によれば、伝動機構である自動変速機に
よる変速は、モータの最大効率近傍になる所定回転数の
範囲を維持した状態で行われる。

このため、変速域でモータの効率は常時最大効率近傍に
あり、モータの電流並びにトルクが比較的小さくなる。

請求項４の発明によれば、自動変速機が最大・最小の二
つのレシオ間を変速するとき、デユーティファクタ１０
０％状態で常時モータが最大効率となる。

請求項５の発明によれば、常用変速域ではモータのデユ
ーティファクタが１００％未満の所定値に設定されてい
る。変速状態が最大レシオになるとモータはデユーティ
ファクタを上昇させることによって余剰出力を使って走
行抵抗の増大分に打ち勝つことが可能になる。

［実施例］ 以下、第１図乃至第１４図に基づいて本発明の第１実施
例を説明する。

第１図は本発明に係るパワーユニット１を搭載した電動
式自動２輪車の全体側面図であって、その車体フレーム
は鋼管製の前部フレーム２、中央フレーム３及び後部フ
レーム４から構成されている。車体フレームの外側はレ
ッグシールド５、ステップフロア６、後部カバー７及び
アンダーカバー８を組み合わせた合成樹脂製の車体カバ
ーによって覆われている。

前部フレーム２に固着したヘッドバイブ９には、上端に
操向ハンドル１０を備えるとともに、下端に前輪１１を
支持するフロントフォーク１２が連結されている。

中央フレーム３の後部には後輪１３を後端に支持するス
イング式パワーユニットｌの前端がピボット１４で枢着
されて上下方向揺動自在に支持されるとともに、パワー
ユニットｌの後部上面と後部フレーム４はリヤクツショ
ン１５を介して連結されている。中央フレーム３に設け
られたスタンド１６は、図示しない格納位置において、
パワーユニット１の前部下面を覆い、内部に収納されて
いる後述のモータに対する保護部材を兼ねている。

パワーユニット１とシート１７の間には、後部カバー７
の内側にヘルメット１８等を収容するための物入１９が
設けられている。この物入１９は駆動用モータが発生す
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
けないよう磁気をシールドする材料で形成されている。

中央フレーム３には後述するモータ駆動用電源としての
バッテリを収納するバッテリボックス２０がアンダーカ
バー８の内側に設けられている。

また、ヘッドバイブ９の前方には駆動用モータを制御す
るコントローラ２１とバッテリを充電するための充電器
２２がフロントカバー２３の内側に設けられ、これらに
接続する充電用コード２４をフロントカバー２３の図示
しないリッドを開けて外部の商用電源へ接続可能になっ
ている。

なお、コントローラ２１及び充電器２２は一体又は別体
で種々の場所へ収容することができ、例えばコントロー
ラ２１を車体後部に仮想線で示したＡあるいはＢの位置
へ設けることができ、充電器２２も車体後部のＣあるい
は車体中央部のＤ位置に設けることが可能である。Ｄ位
置の場合、ステップフロア６の一部に開閉自在のリッド
２５が設けられ、ここから前記充電用コード２４を出入
可能になっている。

次に、第２図を中心にパワーユニット１の構造を詳述す
る。パワーユニットｌは前端でピボット１４を支持する
ユニットケース２６を備えている。ユニットケース２６
は前部のモータハウジング２７と中間部の伝動ケース２
８及び後部のギヤボックス２９が一体に形成されたもの
であり、モータハウジング２７内にはモータ３０が、伝
動ケース２８内にはベルト式無段変速機３１が、ギヤボ
ックス２９内には最終減速機３２が収容され、モータ３
０と最終減速機３２はベルト式無段変速機３１を介して
接続されている。ベルト式無段変速機３１は本願におけ
る伝動機構並びに自動変速装置の一例である。

モータハウジング２７は車幅方向右側へ開口し、その開
口部には略有底筒状のステータハウジング３３の筒部３
４が挿入され、底部３５によって閉塞されている。ステ
ータハウジング３３はモータハウジング２７の右側開口
部を覆う部材であり、その底部３５にはその中央部に内
方（車体中央側、以下間）へ突出するボス３６とその周
囲の通気口３７とが形成されるとともに、外周部はボル
ト３８でモータハウジング２７へ固定されている。底部
３５の外方には通気口３７を囲んで角筒状に側方へ突出
するドライバー３９が形成されている。ドライバー３９
は第３図にも示すように、後述する駆動回路を備えた概
略６角形の部材であり、その各辺の内面には多数の■字
形の冷却フイン４０が設けられるとともに、その外面に
は後述のＦＥＴ　（電界効果トランジスタ）４１が取付
けられている。

さらに底部３５の外方にはドライバー３９を収納するカ
ップ状のカバー４２が取付けられ、内部空間を空気導入
室４３としている。カバー４２には伸縮自在なダクト４
４の一端部が接続され（第１．２．３図）、他端部はシ
ート１７の下部に設けられた物入１９の内部に連通して
おり、そのダクト４４を物人１９に接続する継手４５の
入口開口には、空気中の塵を除去するスポンジのフィル
タ４６が収納されている（第４図）。また、モータ３０
及びドライバー３９接続用の給電コード４７がダクト４
４内へ挿通されて導かれ、カバー４２を通って空気導入
室４３及びモータハウジング２７内へ配線されている。

モータハウジング２７と伝動ケース２８との境界部には
隔壁４８が一体に形成され、ここにも通気口４９が形成
され、隔壁４８によって画成されるモータハウジング２
７及び伝動ケース２８の各内部空間を連通している。

モータ３０の回転軸５０はステータハウジング３３のボ
ス３６及び隔壁４８に設けられたボールベアリング５１
と５２によって支持され、回転軸５０の一端は隔壁４８
を貫通して伝動ケース２８内へ突出している。

モータ３０の回転軸５０には、隔壁４８に近接する部分
に通気口４９へ送風する回転軸部冷却ファン５３が設け
られている。　伝動ケース２８の左側面はカバー５４に
覆われており、その後端部に排風口５５が形成されてい
る。

モータ３０は直流ブラシレスモーフであって、回転軸５
０に固着した鉄心５６の外周に永久磁石５７を配設した
回転子５８と、ステータハウジング３３の筒部３４ヘボ
ルト５９により固着された鉄心６０の回りに巻回したス
テータコイル６１よりなる固定子６２を備えている。ま
た、回転軸５０の一端部に固着されたマグネット６３と
、これを囲んでボス３６側に配設された３個のホール素
子６４よりなる回転子位置センサ６５が設けられている
。

このモータ３０は固定子６２をステータハウジング３３
に予め組み付け、このステータハウジング３３をモータ
ハウジング２７内へ開口部から嵌合させることでモータ
ケースを構成できる。

ベルト式無段変速機３１はモータハウジング２７側から
伝動ケース２８内部へ突出している回転軸５０に設けら
れた駆動プーリ６６と、伝動ケース２８の後部に支持さ
れる減速機入力軸６７に設けられた従動プーリ６８とを
備え、両プーリ６６．６８間に無端ベルト６９が巻き掛
けられている。駆動プーリ６６は回転軸５０に固着され
た固定フェース７０と、この回転軸５０に軸方向摺動自
在に支持された可動フェース７１からなり、この可動フ
ェース７１と回転軸５０に固着したランププレート７２
との間に遠心ウェイト７３が半径方向へ移動自在に配設
されている。固定フェース７０の側面にはブーり部冷却
ファン７４が一体に形成されている。本実施例における
ブーり部冷却ファン７４は固定フェース７０付近の放熱
を主とするものであり、回転軸部冷却ファン５３に対し
て補助的な冷却ファンとして設けられている。なお、軽
量化のためにはフィンを切断又は小さくすることも可能
であり、この場合にはカバー５４の幅方向寸法をより小
さくすることができる。

一方、従動プーリ６８は減速機入力軸６７の周囲に相対
回転自在に嵌装されたスリーブ７５に支持された固定フ
ェース７６と軸方向摺動自在の可動フェース７７とより
なり、この従動プーリ６８に伝達された駆動力は発進ク
ラッチである第１遠心クラツチ７８を介して減速機入力
軸６７に伝達されている。

第１遠心クラツチ７８は本願における伝動機構並びに自
動遠心クラッチの一例である。第５図にも明らかなよう
に、減速機入力軸６７の軸端部へ固着されたクラッチア
ウタ７９とスリーブ７５の端部へ固着されたクラッチイ
ンチ８０と、クラッチインナ８０の側面へ一端を軸着さ
れた３本のアーム８１で構成され、各アーム８１はコイ
ルスプリング８２で相互に連結されるとともに、外周部
にクラッチアウタ７９へ摩擦結合可能なバッド８３が設
けられている。なお、クラッチインナ８０と可動フェー
ス７７の間にはセットスプリング８４が縮装されている
。また、クラッチアウタ７９及びクラッチインナ８０は
それぞれ第２遠心クラツチ８５のクラッチインチ及びク
ラッチアウタを兼用している。

第２遠心クラツチ８５はエンジンブレーキ用であって、
第６図にも詳細を示すように、一端をクラッチアウタ７
９の側面へ軸着された二つの湾曲アーム８６の他端側に
、それぞれウェイト８７が取付けられかつ両者間をコイ
ルスプリング８８で連結されるとともに、クラッチイン
ナ８０へ摩擦結合可能なパッド８９が設けられている。

第１遠心クラツチ７８は例えばモータ３０の最大効率発
生回転数よりも若干低い設定回転数以上でスリーブ７５
と減速機入力軸６７を接続し、第２遠心クラツチ８５は
第１遠心クラツチ７８の設定回転数よりも例えば４００
ｒｐｍ程度さらに少なめに設定される。

最終減速機３２は、減速機入力軸６７及び中間軸９０が
伝動ケース２８と減速機カバー９１にそれぞれ設けられ
たボールベアリングを介して支持され、減速機入力軸６
７の入力ギヤ９２の回転が中間軸９０の２個の中間ギヤ
９３．９４を介して車軸９５の出力ギヤ９６に伝達され
ている。

第７図はモータ３０の回転速度を制御すべく、操向ハン
ドルのアクセルグリップ１００に接続されたポテンショ
メータ１０１の電位と、回転子位置センサ６５により検
出された回転子５８の位相信号とがコントローラ２１に
入力され、さらにコントローラ２１にはポテンショメー
タ１０１、アクセルグリップ１００の最小操作角度を検
出するためのスイッチ１０２、ブレーキスイッチ１０３
、図示しない車速センサ及び駆動回路１０４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、ポテ
ンショメータｌｏｔと車速センサとの出力信号の基づき
モータ３０に通電する電流のデユーティファクタを決定
し、また回転子位置センサ６５の出力信号の基づきステ
ータコイル６■こおける交番磁界の位相を決定し、各ス
テータコイル６１についてのデユーティファクタと位相
とを表すＰＷＭ信号を駆動回路１０４に出力し、さらｌ
こスイッチ１０２及びブレーキスイッチ１０３の出力信
号を基に制御状態を判別して制動時に制動指令信号を駆
動回路１０４へ出力する。　駆動回路１０４はゲートド
ライブ回路１０５及びスイッチ回路１０６を有し、ゲー
トドライブ回路１０５番士コントローラ２１に、スイッ
チ回路１０６はモータ３０のステータコイル６１に結線
されてし）る。

スイッチ回路１０６は直列に結線された３対のＦＥＴ４
１をバッテリ１０７と接地との間に並列して接続してあ
り、各ＦＥＴ４１のゲートがゲートドライブ回路１０５
に接続され、また各ソース・ドレイン接続部がそれぞれ
スター結線されたステータコイル６１の３端子と接続さ
れている。この駆動回路１０４はコントローラ２１が出
力するＰＷＭ信号に基づきＦＥＴ４１をオン、オフ駆動
してモータ３０のステータコイル６１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ＦＥＴ４１によりステータコイル６１に
端子を導通させてモータ３０による電気制御を行う。

ポテンショメータｌｏｔの構造を第８図乃至第１０図に
示す。ハンドルバイブ１０８の中間に固着したリング状
の固定ブラケット１０９と、ハンドルパイプ１０８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１
００が一体に圧入された筒状の回転ブラケット１１０と
の間には、アクセルグリップ１００をアイドリング位置
に向けて付勢する捩りバネ１１１が装着されている。ア
クセルグリップ１００の回転操作により作動するポテン
ショメータ１０１は、固定ブラケット１０９の底面に固
着した円弧状のプリント基板１１２の表面に平行にプリ
ントした導電体１１３と抵抗体１１４とを備え、その導
電体１１３と抵抗体１１４にはそれぞれＯボルトと５ボ
ルトの電位が与えられている。固定ブラケット１０９の
内部には、円弧状のガイド溝１１５を有するガイド板１
ｌ６がプリント基板１１２と平行に固着されており、プ
リント基板１１２とガイド板１１６の間に配設された摺
動部材１１７の背面に形成した突起１１８は、ガイド板
１１６のガイド溝１１５を貫通して回転ブラケット１１
０に支持されている。

摺動部材１１７の正面にはコントローラ２１に電気的に
接続する金属板１１９が、プリント基板１１２の導電体
１１３と抵抗体１１４に同時に接触するように固着され
ている。金属板１１９の電位はアクセルグリップ１００
の図示のアイドリンク位置にあるとき約０．５ボルトに
なり、アクセルグリップ１００をフルロード位置に向け
て矢印方向に回転させると、その電位は本実施例の場合
、約４．５ボルトまで次第に増加する。

第１１図は変速条件の設定方法を説明するための模式図
であり、［１１としてモータ３０のモータ特性を、［Ｉ
Ｉ］にベルト式無段変速機３１の変速特性をそれぞれ示
す、また、第１２図はモータ３０のデユーティファクタ
別特性を、第１４図は本実施例に係る電動車両の走行性
能曲線をそれぞれ示す。

まず、第１１図において変速条件を説明する。

第１１図中の［Ｉ］に示すモータ特性はデユーティファ
クタ１００％時であり、横軸に電流を、縦軸に効率、出
力、モータ回転数及びモータのトルクをそれぞれ示す。

このうち、効率は、第１２図から明らかなように、約３
７．５Ａ付近で約９０％なる最大効率（η□８）のピー
クを形成し、このときのモータ回転数は約４５００−ｐ
−である。

また、約１６Ａ〜約６８Ａの範囲で８０％以上を維持し
、この範囲Ｗ　（［ＩＩ］側に示す）を本実施例におけ
る最大効率近傍とする。この範囲におけるモータ回転数
は約３５００〜５８００□、である。

一方、ベルト式無段変速機は、モータが最大効率を含む
効率８０％以上の範囲で運転されるときのみ変速するよ
う条件設定されている。すなわち、ＩＩＩ］図は横軸に
車速、縦軸にモータ回転数（及び後輪駆動軸のトルク）
をとり、効率８０％以上の範囲に対応するモータ回転数
の範囲を斜線で囲んである。変速曲線はこの範囲内にな
り、最大効率が得られる最大効率発生回転数Ｎ０（４５
００ｒｐｍ）より若干低い回転数である点Ｐ、でクラッ
チミートしてローレシオに沿って速度及びモータ回転数
共に上昇し、最大効率発生回転数Ｎ。

の点Ｐ□から一定回転数で変速が開始される。この変速
は最大効率発生回転数Ｎ。のままで無段階的に増速され
てトップレシオと交わる点Ｐｓまで行われる。その後、
トップレシオに沿ってモータ回転数及び車速をとちに上
昇し、効率８０％の限界点Ｐ４へ至る。

この２４点における速度が限界速度（例えば６０　Ｋｍ
／ｈ）に設定される。このようにすると、常用変速域（
ＰオーＰ３間）で常時モータの最大効率（η□、）を維
持して走行可能である。

なお、上記の場合はデユーティファクタを１００％とし
た例であるが、走行抵抗を考慮した場合には後述するよ
うに常用域でのデユーティファクタをより低めに設定す
ることもできる。

第１３図はバッテリボックス２０の支持構造を示し、バ
ッテリボックス２０は中央フレーム３へ左右方向へ張り
出して取付けられている支持プレート１２０上に支持さ
れ、その内部に中央フレーム３を挟んで左右にバッテリ
１０７が収容され、リッド１２１で覆われている。バッ
テリ１０７はコントローラ２１の制御によってモータへ
結電している。

次に１本実施例の作用を説明する。

この電動式自動２輪車はモータ３０をベルト式無段変速
機３１、第１遠心クラツチ７８、第２遠心クラツチ８５
及び最終減速機３２を介し、後輪１３と連結し、アクセ
ルグリップ１００の操作角度と車速とに応じたデユーテ
ィファクタの電流をモータ３０に通電してモータ３０の
駆動力で走行するようになっている。

すなわち、図示しないスタータスイッチによりモータ３
０を始動すると回転軸５０が回転する。

アクセルグリップ１００がアイドリング位置にあってモ
ータ３０の回転速度が小さいとき、第１゜第２遠心クラ
ツチ７８．８５は切断された状態にあり、モータ３０の
駆動力は後輪】３に伝達されずベルト式無段変速機３１
は空転状態にある。ゆえに、モータ３０の電流やトルク
は必要以上に上昇せず、本来始動時及び低回転域に発生
する大電流高トルクかつ低効率の状態下におけるで負荷
を回避できる。この状態からアクセルグリップ１００を
回転させてモータ３０の回転速度を増加させると、その
回転軸５０に固着したランププレート７２に沿って遠心
ウェイト７３が半径方向外側に移動して、駆動プーリ６
６の可動フェース７１を固定フェース７０に接近する方
向に移動させる。

これにより、駆動プーリ６６の有効半径が増加するとと
もに無端ベルト６９を介して従動プーリ６８の可動フェ
ース７７が固定フェース７６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３１の減速比が減少して従動プーリ６８と共に回
転するスリーブ７５の回転速度が増加し、やがて従動プ
ーリ６８の回転数がモータの最大効率発生回転数Ｎ。近
傍の設定回転数以上になると、第１遠心クラツチ７８が
接続してモータ３０の駆動力が減速機人力軸６７に伝達
され、最終減速機３２を介して後輪１３が駆動される。

その後は第１１図に示した変速曲線にしたがって変速さ
れ、このときモータ３０の効率は最大効率ｎ　ｗａｘ近
傍に維持される。特に、常用変速域ではデユーティファ
クタ１００％でほぼ最大効率η□、に維持されている。

このことは従来の小型スクータがほぼスロットル全開状
態で使用されがちであることを考慮すると、現実の使用
勝手を考慮した好ましい設定であるといえる。

第１４図は走行性能を示すグラフであり、横軸に車速を
、縦軸に後輸出力、モータ又はエンジン回転数をとり、
比較例１．２の性能を併記したものである。このグラフ
から明らかなように、本実施例のものはガソリンエンジ
ンとベルトコンバーターを組合わせた比較例１．２と比
較した場合、より低回転高出力が得られる。ゆえに、モ
ータ３０の回転に要求されるトルク及び電流は比較的小
さくなり、モータ３０の負担は比較的少なくなって、消
費電力量並びに発熱量が抑制される。また、バッテリの
放電効率が高くなって長寿命化するとともに、モータ等
の機器を小電流かつ低発熱量に対処して設定できるので
、軽量、小型化できる。そのうえ常用域において、モー
タ回転数と後輸出力を極めて広範囲でほぼ一定に維持で
き、比較例のような山や谷をほぼ出現させることがな（
、広いフラットトルクの特性を実現でき、スムーズな走
行が可能になる。

また、常用域でのデユーティファクタを例えば６０％と
すれば、走行抵抗に対する余剰出力を確保することもで
きる。すなわち、第１１図の［１１］図中には走行抵抗
曲線を併記してあり、点Ｐ２から２３間において必要駆
動トルクはαだけ上昇する。そこで、Ｐ＊、Ｐｓ点の各
車速及び駆動軸トルクをＶｓ　、Ｔｚ　、Ｖｓ　、Ｔｓ
とすれば、ベルト式無段変速機内では２８点における駆
動軸トルクはＶ　＊　／　Ｖ　＊倍だけ減少しているこ
とになる。ゆえに、７２点から２１点へ向かって駆動軸
トルク並びに車速を増大させるには、 △Ｔ＝Ｔｓ　　　Ｔｘ　　＝α＋　（ｖｓ　／ｖｔ　　
）　　Ｔ２だけのトルク増加が必要になる。

ところで、［Ｉ］図に対応するデユーティファクタ別の
モータ特性は第１２図に示すようになるので、常用域に
おけるモータのデユーティファクタを予め例えば６０％
に設定しておけば、２３点よりデユーティファクタ別効
率曲線の各ピークを順次結ぶようにデユーティファクタ
を増大させることにより、４４点へ向かう出力上昇を確
保し、走行抵抗の増大に打ち勝つことができる。すなわ
ち、この場合の常用域デユーティファクタを６０％とす
る設定は、走行抵抗に対する余剰分のデユーティファク
タとして４０％を温存でき、よりスムーズでパワフルな
走行が可能になる。

さらに、第２遠心クラツチ８５は後輪１３からベルト式
無段変速機３１へ動力が伝達されている状態で、減速機
入力軸６７の回転数が第１遠心クラツチ７８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、減速あるいは制動時においては。

第２遠心クラツチ８５が接続して後輪１３に生じるトル
クがモータ３０に伝達されるので、モータ３０を負荷と
して用いることができる。しかち、第２遠心クラツチ８
５の設定回転数は第１遠心クラツチ７８の設定回転数よ
り小さく、減速時においては第１遠心クラツチ７８が離
れた後も第２遠心クラツチ８５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を得られ
る。特に、この実施例では、制動時においてモータ３０
により電気制動を行うためより良好な制動性能を得られ
る。

さらに、パワーユニット１内の冷却系統を説明する。モ
ータ３０の駆動により回転軸５０に設けられた回転軸部
冷却ファン５３が回転すると、導入１９の内部の比較的
清浄な空気は継手４５に設けられたフィルタ４６を通過
して浄化され、ダクト４４を介してカバー４２内へ導か
れる。この冷却風は空気導入室４３内に収納されたドラ
イバー３９の冷却フィン４０間を通過することにより、
ＦＥＴ４１等の発熱により高温となったドライバー３９
を冷却する。ドライバー３９を冷却した空気は回転子位
置センサ６５を冷却した後、ステータハウジング３３の
通気口３７からその内部に流入して発熱したモータ３０
のステータコイル６１を冷却し、モータ３０の発熱によ
る性能劣化を防止できる。その後、隔壁４８に形成され
た通気口４９から伝動ケース２８の内部へ流入し、プー
リ一部冷却ファン７４と共にベルト式無段変速機３１を
冷却しつつ排風口５５から外部へ排出される。

このように、回転軸部冷却ファン５３をモータ３０とベ
ルト式無段変速機３１の中間に位置させて共通化すると
、冷却機構を簡略化できる。また、この冷却風がドライ
バー３９を冷却できるので、専用の冷却機構を設ける必
要がなく有利である。さらに、塵を嫌う回転子位置セン
サ６５を冷却風の上流側に設けたので、塵の付着を極力
防止できる。この際、フィルタ４６を設けたので一層清
浄になる。さらに、ダクト４４の入口が車体内部の空間
へ開口するので、塵や水分の少ない清浄な空気を導入で
きる。なお、本実施例はダクト４４を導入１９の内部に
接続しているが、このダクト４４をフレームパイプの適
所に接続することができる。

同様にモータ３０が冷却風の上流側に位置するので、モ
ータ３０がベルト式無段変速機３１側からの熱影響を避
けることができる。同時に第１冷却フアン５３を回転軸
５０と同軸にすると、パワーユニット１を小型、軽量化
できる。また、排風口５５を伝動ケース２８の後端部に
設けたので、伝動機構全体を冷却できる。

そのうえ、本実施例は上記以外の多数の利点を有してい
る。

まず、モータハウジング２７と伝動ケース２８を一体化
したので、部品点数を削減できるとともに、応力を双方
へ分散できるので強度が向上し、同時に熱分散が良好に
なってモータハウジング２７側の冷却効率が高まる。

しかも、モータ３０の固定子６２をモータハウジング２
７内へその開口部から嵌合させることで組立できるので
、作業が容易であり特に本実施例は予めステータハウジ
ング３３へ取付け、これをモータハウジング２７の開口
部から嵌合させるので、−層その組立が容易である。

次に、モータの回転軸５０がベルト式無段変速機３１の
入力軸を兼ねるので、パワーユニット１の軸方向寸法を
短縮できる。

さらに、モータ３０及びドライバー３９と接続する給電
コード４７をダクト４４内へ挿通したので、他の特別な
部材を用いなくても給電コード４７に跳ね上げられた泥
や水等が直接かからないようにできる。しかも給電コー
ド４７をカバー４２側へ予め通しておけば、結線状態で
カバー４２を取付けでき、組立性が向上する。この場合
必ずしもダクト４４へ通す必要はなく、単にカバー４２
又はその類似機能部品を貫通させただけでもよい。また
、給電コード４７をベルト式無段変速機３１と反対側の
モータハウジング２７から直接外部へ導き出したので、
ベルト式無段変速機３１と干渉しない場所に通すことが
できる。

以下、本発明に係る他の実施例を説明する。なお、前実
施例と共通部分については同一符号を用いるものとし、
重複説明を避けるため相違点のみ説明し、他の部分につ
いては主要なもののみを図中に符号指示し、特に必要な
場合以外は説明を省略する（以下同様）。

第１５図は第１遠心クラツチ７８と第２遠心クラツチ８
５を駆動プーリ６６側へ設けた第２実施例であり、第２
図のベルト式無段変速機３１に相当する部分のみを示す
。この例では１両クラッチが駆動プーリ６６の固定フェ
ース７０の背面に収容されている。すなわち、第１遠心
クラツチ７８は固定フェース７０をクラッチアウタとし
て利用し、固定フェース７０の基部側へ軸着されたアー
ム８１を回転軸５０へ固着されたクラッチインナ１２２
の外周フランジ１２３の内周面と摺接可能にしている。

一方、第２遠心クラツチ８５はクラッチインチ１２２へ
枢着された湾曲アーム８６のパッド８９がモータの回転
軸５０と平行に延びる固定フェース７０の内周壁７０ａ
をクラッチアウタとして利用してこれに摺接可能になっ
ている。

このようにすると、駆動プーリ６６を有効に利用でき、
部品点数の削減並びにコンパクト化が可能になる。　な
お、これら両クラッチは駆動プーリ６６の可動フェース
７１側へ設けることができ、さらには従動プーリ６８の
可動フェース７７へ設けることもできる（第１９図参照
）。

第１６図及び第１７図はブラシ式モータを用いた第３実
施例を示す。

第１６図に示すように、モータハウジング２７は伝動ケ
ース２８と別体に構成され、ボルト１２４により取付け
られている。モータ３０の固定子６２はモータハウジン
グ２７の内壁面に取付けられ、回転子５８は回転軸５０
上に整流子１２５と同軸で取付けられている。整流子１
２５はモータハウジング２７の伝動ケース２８へ接続す
る壁１２６と回転子５８の間で、モータハウジング２７
の側部に設けられたブラシ１２７と接触している。ブラ
シ１２７の給電コード１２８はモータハウジング２７の
壁部を貫通して伝動ケース２８の外部へ延びている。

モータハウジング２７の右側開口部を覆うカバー１２９
には通気口３７が設けられるとともに、その右側にはエ
アクリーナ１３０が設けられている。エアクリーナ１３
０の壁面には外気と連通ずる吸入口１３１が形成され、
この部分内側にはフィルターエレメント１３２が収容さ
れている。エアクリーナ１３０内部は通気口３７を介し
てモータハウジング２７内と連通している。また、壁１
２６にも通訊口４９が設けられ、これと一致する通気口
４９ａが壁１２６と重なる伝動ケース２８側に形成され
ている。

モータ３０の回転軸５０が接続しているベルト式無段変
速機３１には、従動プーリ６８側に本願における伝動機
構並びに自動遠心クラッチの一例である自動遠心クラッ
チ１３３が設けられている。

本実施例は単一のブーり部冷却ファン７４によって、モ
ータ３０の排風と伝動ケース２８のベルト式無段変速機
３１に対する強制空冷を同時に行うものである。その他
の部分はほぼ第１実施例同様である。

第１７図は本実施例のモータ特性を示し、横軸にモータ
回転数、縦軸に効率、出力、電流並びにトルクをそれぞ
れとっである０本実施例では、モータの回転数が約３７
００ｒｐ−のとき最大効率η、ａヨが得られ、２０００
〜４５００□１では効率が略５０％以上と十分に高くな
っているので、この回転数の範囲に対応する効率を本実
施例における最大効率近傍とする。特に、本実施例によ
れば冷却風のためのダクト部分を短くでき、かつブラシ
１２７がモータ３０を挟んでエアクリーナ１３０の反対
側に位置するので、空気とともに吸入される水やゴミに
よるブラシ１２７の影響を少なくできる。そのうえ、給
電コード１２８をモータハウジング２７の側部から伝動
ケース２８の外部へ出したので、このようにしてもベル
ト式無段変速機３１と干渉しない。

第１８図乃至第２２図に第４実施例を示す。

第１８図は本実施例に係る電動式自動２輪車の外観側面
を、第１９図はそのパワーユニット部分の断面構造をそ
れぞれ示す図であり、前部フレーム２及び中央フレーム
３はチャンネル状をなす。

パワーユニット１は、中央フレーム３から長く後方へ延
出するプレート状の連結部材１３４に軸着され、後輪１
３の側方に形成された車体中心側へ凸の凹部１３５内に
収容されている。モータ３０は、車軸９５よりも上方に
なるように配置されている。さらに、コントローラ２１
はシート１７下方に形成された小型の導入１９内へ収容
されている。

パワーユニット１の内部構造は第１９図に示すように、
はぼ前実施例同様の基本構造を有するが、エアクリーナ
は省略され、かつ最終減速機３２は簡素化され、減速機
入力軸６７に形成された入力ギヤ９２と車軸９５上の出
力ギヤ９６が直接噛み合う構造になっている。自動遠心
クラッチ１３３は従動プーリ６８を構成する可動フェー
ス７７の背面に車体中心側へ配設されている。プーリ一
部冷却アン７４は駆動プーリ６６と別体で回転軸５０と
同軸に設けられている。

本実施例によれば、モータ３０を組み込んだパワーユニ
ット１を小型化して後輪１３の側面凹部１３５内へ収容
したので、ユニット全体が一層軽量化並びにスリム化す
るとともに、外観がスッキリとしたものになる。さらに
、モータ３０を車軸９５よりも上方へ配置したので、モ
ータ３０へ泥や水が入りにくくなる。

なお、第１８．２０図に示すように、中央フレーム３の
内部にバッテリ１０７が収容されている。このため、バ
ッテリ１０７の脱着が容易になる。しかも、バッテリ１
０７は中央フレーム３により効果的に保護される。この
ことは前部フレーム２側でも同様である。

また、この実施例におけるバッテリ１０７は、第２１図
に示すように、コントローラ２１及びモータ３０と並列
に接続されるとともに、バッテリ１０７自体が複数の個
別バッテリ１０７１・・・１０７Ｎを順次切替式で使用
するようになっている。

これら複数のバッテリ１０７．・・・１０７．は並列接
続され、それぞれ切替スイッチＳ　Ｗ　＋・・・ＳＷＮ
と、ランプＬ、・・・Ｌ８によってバッテリの残量表示
計が構成されている。

すなわち、各個別バッテリ１０７１・・・１０７Ｎにそ
れぞれ十分な放電量があれば、一定の電圧を維持できる
ので、各ランプＬ１・・・Ｌｓはすべてが明るく点灯し
ている。そこで例えば、スイッチＳＷ、を最初にオンさ
せて、モータ３０を駆動させるとランプＬ＋は当初のう
ち明るく点灯しているが、モータ３０の負荷によって個
別バッテリ１０７、の放電容量が低下して電圧降下する
。

このとき、モータ３０の内部抵抗がランプＬ。

よりも低いため、次第にランプ電流が減り、ランプＬ、
が暗くなる。このランプＬ１の状態は、バッテリ１０７
．の残存放電容量不足を表示していることになるので、
乗員は次の個別バッテリ例えばバッテリ１０７８に切替
えるためのスイッチＳＷｔをオンさせる。このようにし
てランプの点灯状態に基づく表示によって次々とバッテ
リ容量のあるものに切替使用できる。

第２２図は残量表示計の具体例であって、１つの枠部材
内を一列に並ぶ５つの部屋に区画し、それぞれの部屋の
中へ５個のランプ　Ｌ、・・・Ｌ。

（すなわちＮ２２）を１つずつ別々に収容したものから
構成されてなる残量表示計１３６を示す。

但し、使用するランプの数は任意である。

このように、各ランプＬ＋・・・ＬＩＩを一列に並べて
おけば、明るく点灯するものの個数によって、放電量が
残存するバッテリの量を確実に把握できる。例えば、全
部が明るく点灯していれば、全部の個別バッテリｌ　０
７１・・・１０７ｓとも十分に放電容量があることを示
している。

また、放電容量１／２のときは略半数（本例では５個の
うちり、〜Ｌｓの３個）が明るく点灯し、放電容量の無
い個別バッテリに対応するもの（Ｌ、〜Ｌ３の２個）は
暗く点灯する。すべてが消灯（もしくは暗く点灯）すれ
ば、バッテリ全体の放電容量が残量無しと直ちに認識で
きる。

従来側われている通常のバッテリの残量表示は、バッテ
リの電圧降下で表示されているが、電圧は温度によって
変化するため、正確な表示を得るには温度補正回路など
を使用する場合がある。

また、アルカリ電池（Ｎｉ　−Ｃｄ　、　Ｎｉ　−Ｚｎ
　）などでは、電圧降下量が少なく、放電量が９０％以
上になって初めて大きく降下する特性があるため、残量
確認しずらいことがある。この点、本実施例ではバッテ
リの使用個数に対応した残量を認識できるので、構造が
簡単でかつ正確な残量表示が期待できる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は前記各実
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、種々の変更を行うことが可能である
。例えば、パワーユニット１は自動２輪車に限らず自動
３輪車等の他の車両に対しても適用可能である。

［発明の効果］ 請求項１の発明によれば、モータの最大効率近傍になる
所定回転数の範囲でのみ伝動機構がモータ側と駆動輪側
と接続するので、本来比較的限定されているモータの効
率の良い範囲のみを利用して走行することが可能になり
、消費電力が減少する。ゆえに、バッテリの放電効率が
高くなってバッテリが長寿命化し、航続距離を延伸でき
る。また、発熱量も減少するので性能劣化を防止でき、
耐久性が高まるとともに、小電力用の機器で済むので、
モータを小型軽量化することができる。

請求項２の発明によれば、伝動機構として自動遠心クラ
ッチを設けたので、モータを回転を簡単な装置で確実に
駆動輪側へ接続できる。

請求項３の発明によれば、自動変速機によってモータの
最大効率近傍になる所定回転数の範囲を維持した状態で
変速できるので、変速中宮時モータを最大効率近傍で運
転でき、前記効果に加えてよりスムーズな走行が可能に
なる。

請求項４の発明によれば、自動変速機が最大・最小の二
つのレシオ間をデユーティファクタ１００％状態のとき
モータが最大効率となる固有のモータ回転数を維持した
まま変速するので、常用変速域でモータを常時最大効率
状態で運転でき、上記各利点が最も顕著になる。

請求項５の発明によれば、モータのデユーティファクタ
が、当初は１００％未満の所定値に設定されているので
、自動変速機が最大レシオになっても、余剰出力によっ
て走行抵抗の増大分に打ち勝つことができ、最大レシオ
での走行をよりパワフルにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１４図は第１実施例を示し、第１図は電動
式自動２輪車の外観側面図、第２図は第１図のＩ−Ｘ線
断面図、第３図は第２図の■矢示方向から要部を一部切
り欠いて示す図、第４図は第１図のＩＶ　−ＩＶ線断面
図、第５図及び第６図はそれぞれ第１、第２クラツチの
要部を示す図、第７図はモータの制御系を示す回路図、
第８図はアクセルグリップの縦断面図、第９図は第８図
の■−■線断面図、第１０図は第８図のｘ−Ｘ線断面図
、第１１図は変速条件の設定方法を説明するための模式
図、第１２図はデユーティファクタ別モータ特性図、第
１３図は第１図の■−■線拡線断大断面図１４図は本実
施例に係る電動式自動２輪車の性能曲線図である。第１
５図は第２実施例に係る要部の一部切欠き図である。第
１６図は第３実施例に係る第２図相当図、第１７図はそ
のモータ特性図である。第１８図乃至第２２図は第４実
施例に係り、第１８図は第１図相当図、第１９図は第２
図相当図、第２０図は第１８図のＸＸ−ＸＸ線拡大断面
図、第２１図はバッテリの回路図、第２２図は残量表示
計を示す図である。 （符号の説明） １・・・パワーユニット、１３・・・後輪、３０・・・
モータ、３１・・・ベルト式無段変速機、７８・・・第
１遠心クラツチ、１３３・・・自動遠心クラッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モータの回転を伝動機構を介して駆動輪へ伝達する
   ことにより走行する電動式車両において、この伝動機構
   は前記モータが最大効率近傍になる所定回転数の範囲で
   のみモータ側と駆動輪側とを接続することを特徴とする
   電動式車両。 ２、伝動機構が自動遠心クラッチであることを特徴とす
   る請求項１に記載した電動式車両。 ３、伝動機構が自動変速機であり、この自動変速機はモ
   ータが最大効率近傍になる所定回転数の範囲を維持した
   状態で変速することを特徴とする請求項１に記載した電
   動式車両。４、自動変速機が最大・最小の二つのレシオ
   を備えるとともに、これら二つのレシオ間でデューティ
   ファクタ１００％状態のときモータが最大効率となる固
   有のモータ回転数を維持することを特徴とする請求項３
   に記載した電動式車両。 ５、自動変速機が最大・最小の二つのレシオを備えると
   ともに、最大レシオにおいて少なくとも走行抵抗の増大
   分に相当する余剰出力が得られるように、常用変速域の
   デューティファクタを１００％未満の所定値に設定した
   ことを特徴とする請求項３に記載した電動式車両。