JPH08175475A - モータ及びエンジンを備えた自動二輪車用ハイブリット式動力ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車両に搭載した場合でもエンジン及びモータの
冷却を充分に確保でき、かつスペース的にも邪魔になら
ないモータ及びエンジンを備えた自動二輪車用ハイブリ
ット式動力ユニットを提供すること。 【構成】本発明の自動二輪車用ハイブリット式動力ユニ
ットは、Ｖベルト式動力伝達装置(24)を備えた自動二輪
車の動力ユニットに、前記Ｖベルト式動力伝動装置(24)
の後輪(14)を挟んで反対側の位置に、モータ(40)と該モ
ータ(40)の動力を駆動軸に伝動する動力伝達系統(41)と
を収納するモータ駆動用ユニット(42)を、少なくとも前
記モータ(40)の一部がエンジン(21)より下方に位置する
ように設け、かつＶベルト式動力伝達系統(24)とモータ
用の動力伝達系統(41)との両者の間で動力切換を行う切
換機構(44)を設けたて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータとエンジンとを
備え、両者の間で動力切換を行うことによりそれらのい
ずれか一方の動力で駆動するようにした自動二輪車用ハ
イブリット式動力ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、自動二輪車はガソリン、軽油
等の燃料を燃焼爆発させ該爆発により発生するピストン
の直線運動をコンロッドを介して回転力としてクランク
軸に伝動する内燃式のエンジンを動力として駆動される
ので最も一般的である。一方近年、前記ガソリン等の燃
料に変わるものとして、電力を動力源としてバッテリー
を用いてモータで駆動する型式の自動二輪車の開発研究
が実用化を目指して進められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように自動二
輪車の動力の主流は内燃式エンジンであるが、この型式
のエンジンは燃料を燃焼してその動力を得るため、燃料
の燃焼時に排気ガスが発生するという環境上の問題があ
り、また燃料となるガソリン等の原料が有限の資源であ
るという問題もある。また、上記電気を動力とする型式
のものは、一回の充電で実用的な走行距離を確保するた
めにはバッテリの能力の問題で非常に大きなバッテリを
搭載しなければならないという問題や、急な坂道を走行
するには出力が足らないという問題等があり、実用化の
レベルにはまだ達していない。上記内燃式のエンジンと
電気を動力とするものを併用して、両者の問題点をカバ
ーし、両者の利点を生かすことも試みられているが、上
記駆動モータの冷却等に着目すると、両者を同時に搭載
する際のエンジン及びモータの配置等には研究の余地が
ある。本発明は、上記した問題を解決し、車両に搭載し
た場合でもエンジン及びモータの冷却を充分に確保で
き、かつスペース的にも邪魔にならないモータ及びエン
ジンを備えた自動二輪車用ハイブリット式動力ユニット
を提供することを目的としてる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明のモータ及びエンジンを備えた自動二輪
車用ハイブリット式動力ユニットは、エンジンと、内部
にＶベルト式動力伝達系統を収納したエンジンのクラン
クケースの一側から車体後方に向かって延びる伝動ケー
スとを一体的に構成し、かつ前記伝動ケースの後部で後
輪を支持するように構成した自動二輪車用動力ユニット
において、前記Ｖベルト式動力伝動装置の後輪を挟んで
反対側の位置に、モータと該モータの動力を駆動軸に伝
動する動力伝達系統とを収納するモータ駆動用ユニット
を、少なくとも前記モータの一部が前記エンジンより下
方に位置するように設け、かつＶベルト式動力伝達系統
とモータ用の動力伝達系統との両者の間で動力切換を行
う切換機構を設けたことを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】上記したように構成された本発明のモータ及び
エンジンを備えた自動二輪車用ハイブリット式動力ユニ
ットによれば、車両に搭載した場合でもＶベルト式動力
伝動装置とモータ駆動ユニットとが後輪を挟んで左右に
位置するので、スペース的、車両バランス的にも優れ、
また、駆動モータを、少なくともその一部がエンジンよ
り下方に位置するように設けているので、車両に搭載し
た時に走行風でモータの冷却も充分に確保できる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明のモータ及びエンジンを備えた
自動二輪車用ハイブリット式動力ユニット（以下、単に
ハイブリット式動力ユニットと称する。）の一実施例に
ついて添付図面を参照して説明する。図１は本発明のハ
イブリット式動力ユニットを搭載した自動二輪車の概略
側面図である。図中１はスクータ型自動二輪車、２は車
体フレームを示している。この車体フレーム２はステア
リング軸３及びフロントフォーク４を回動自在に軸支す
るヘッドパイプ２ａ、該ヘッドパイプ２ａに先端が固着
され車体後方に向かって斜め下方に延びる左右一対のダ
ウンチューブ２ｂ及びこれらダウンチューブ２ｂの後端
から車体後方に延びる左右一対のバックチューブ２ｃと
から構成されている。前記左右一対のフロントフォーク
４は前輪５を回動自在に軸支している。また、前記左右
一対のダウンチューブ２ｂの間にはバッテリ６が収納さ
れており、バックチューブ２ｃの後端部には燃料タンク
７が取り付けられている。図中８はシートを示してお
り、このシート８の下方にはヘルメット９等を収納する
収納スペース１０が形成されている。前記した車体フレ
ーム２、バッテリ６、燃料タンク７及び収納スペース１
０は車体カバー１１で覆われている。

【０００７】図中２０は本発明に係るハイブリット式動
力ユニットを示している。このハイブリット式動力ユニ
ット２０は前側上部が前記バックチューブ２ｃに固着さ
れたブラケット２ｄにリンク（符号なし）を介して揺動
自在に懸架され、後側が緩衝ユニット（図示せず）を介
してバックチューブ２ｃの後部に弾性的に支持された、
いわゆるスイングユニット式に構成されている。また、
図中１２はマフラを示しており、図面に示すようにこの
マフラ１２は後述するモータ用伝動ケース４２の上方
に、該伝動ケース４２と略平行になるように配置されて
おり、また、マフラ１２と後述するエンジン２１とを連
結する排気管１３は後輪１４と上記伝動ケース４２との
間に位置するように配置されている。

【０００８】以下、前記ハイブリット式動力ユニット２
０の構成について、図２を参照して詳細に説明する。図
２はハイブリット式動力ユニット２０の概略断面図を示
している。図２に示すように、ハイブリット式動力ユニ
ット２０は空冷式２サイクル単気筒エンジン２１と、該
エンジン２１におけるクランクケース２２の左側面から
車両後方に向かって一体的に延びる伝動ケース２３と、
この伝動ケース２３内に収納されるＶベルト無段変速式
伝動装置２４（以下、単に伝動装置２４と称する）とを
備え、前記伝動装置２４の後部で後輪１４の後輪駆動軸
１５の一端を支持している。前記エンジン２１はクラン
クケース２２の右側面からシリンダ周囲にかけてシェラ
ウド２５で覆われている。クランクケース２２は、車両
の幅方向に延びるクランク軸２６を軸支している。この
クランク軸２６の右端には磁石式発電機２７が取り付け
られており、この発電機２７の磁石を支持するフライホ
イール２７ａには複数のフィン（符号なし）を有するフ
ァン２７ｂが固定されている。ファン２７ｂは前記シェ
ラウド２５に設けられた外気取入口２５ａから外気をシ
ェラウド２５内に吸入してエンジン２１を強制冷却す
る。クランク軸２６の左側には、ワンウェイクラッチ２
８及び前記伝動装置２４の駆動側プーリ２９が取り付け
られている。この駆動側プーリ２９は、互いに対向する
ように配置された可動プーリ半体２９ａと固定プーリ半
体２９ｂとから構成されており、前記可動プーリ半体２
９ａはクランク軸２６に軸方向に摺動可能に設けられ、
固定プーリ半体２９ｂはクランク軸２６に固定されてい
る。可動プーリ半体２９ａはエンジン２１の回転速度に
応じて、それが早くなれば固定プーリ半体２９ｂ側に摺
動してＶベルト３０の巻き掛け半径を大きくし、また、
回転速度が遅くなれば固定プーリ半体２９ｂと離間する
方向に摺動してＶベルト３０の巻き掛け半径を小さくす
る。この駆動側プーリ２９の回転力はＶベルト３０を介
して従動側プーリ３１に伝達される。

【０００９】以下、従動プーリ３１の周辺の構造を図３
を参照して説明する。図３はＶベルト式無段変速式伝動
装置２４における従動プーリ３１周辺の部分拡大断面図
であり、中心線Ｃ１を中心として、左側は可動プーリ半
体３１ｂが固定プーリ半体３１ａ側に位置し、かつ、遠
心クラッチ３５が切れている状態を示し、中心先Ｃ１の
右側は、ばね３４の力に抗して可動プーリ半体３１ｂが
遠心クラッチ３５側に移動し、かつ、遠心クラッチ３５
がつながっている状態を示している。従動側プーリ３１
は従動軸３２に遊嵌された支持筒３２に固定された固定
プーリ半体３１ａと、支持筒３２上に軸方向に摺動可能
に設けられた可動プーリ半体３１ｂとからなる。従動側
プーリ３１の可動プーリ半体３１ｂは、常時ばね３４で
固定プーリ半体３１ａ側に付勢されているが、駆動側プ
ーリ２９におけるＶベルト３０の巻掛け半径の変化に応
じて前記ばね３４の力に抗して固定プーリ半体３１ａか
ら離れる方向、すなわち遠心クラッチ３５側に摺動して
Ｖベルト３０の巻掛け半径を変化できるように構成され
ている。従動プーリ３１に伝達された回転力は、前記固
定プーリ半体３１ａと一体的に構成された支持筒３３を
介して、遠心クラッチ３５のウエイト支持体３５ａに伝
達されれる。前記ウエイト支持体３５ａは半径方向外方
に複数のウエイト３５ｂを回動自在に支持している。ウ
エイト３５ｂはウエイト支持体３５ａの回転速度、即ち
従動プーリ３１の回転速度が一定の速度を超えると外側
に回動して、これらウエイト支持体３５ａ及びウエイト
３５ｂの周りを囲むカバー３５ｃに摩擦接触し、カバー
３５ｃを回転させる。前記カバー３５ｃはナット３５ｄ
と受け筒３５ｅとで従動軸３２に固定されている。従っ
て、従動側プーリ３１の回転速度、即ち、エンジン２１
の回転速度が一定の速度を超えると、ウエイト３５ｂと
カバー３５ｃとが摩擦接触して従動軸３２を回転させ
る。上記従動軸３２に伝達された回転力は、従動軸３２
の先端に形成されたギヤ３２ａを介して減速歯車体３６
に伝達され、さらに、後輪駆動軸１５に設けられた駆動
ギヤ１５ａを介して後輪駆動軸１５に伝達される。

【００１０】以上説明した伝動ケース２３の、後輪１４
を挟んだ反対側には、駆動モータ４０及び該モータ４０
の回転力を後輪１４に伝達する動力伝達系統４１を収納
するモータ駆動ユニット４２が配設されている。このモ
ータ駆動ユニット４２はその前部が前述のシェラウド２
５で支持され、後部で後輪駆動軸１５の前記伝動装置２
４とは反対側の端部を支持している。以下、モータ駆動
ユニット４２の構成について図４〜図６を参照して説明
する。図４はモータ駆動ユニット４２の概略側面図であ
り、説明のため一部破断してある。図５は図４における
Ａ−Ａ線に沿った展開断面図、図６は図５における動力
伝達系統４１の部分拡大図を示している。図１及び図４
に示すように駆動モータ４０はモータ駆動ユニット４２
の前部に収納され、走行時に走行風で冷却ができるよう
にエンジン２１より下側に配置されている。また、モー
タ駆動ユニット４２における前記駆動モータ４０を収納
した部分には冷却フィン４２ａが複数形成されており、
駆動モータ４０の冷却を補助する。また、駆動モータ４
０の出力軸４０ａにつながる動力伝達系統４１は、後輪
駆動軸１５の軸線上に重ならないように、後輪駆動軸１
５からオフセットして設けられている。前記駆動モータ
４０は前述のバッテリ６によって駆動される。前記動力
伝達系統４１は、減速歯車体４３と切換機構４４とから
構成され、駆動モータ４０の回転力を後輪駆動軸１５に
伝達する。モータ４０の出力軸４０ａの先端には歯車４
０ｂがボルト（符号なし）で固定されており、この歯車
４０ｂは減速歯車４３ａに噛合している。モータ４０に
よって歯車４３ａが回転すると、該歯車４３ａを介して
軸４３ｂが回転し、この軸４３ｂが一体的に形成された
減速歯車４３ｃを介して切換機構４４の一部を構成する
減速歯車４４ａを回転させる。前記軸４３ｂは、後輪駆
動軸１５の下方に配置されている。

【００１１】切換機構４４は両端が伝動ケース４２に軸
支された回転軸４４ｂを備えており、この回転軸４４ｂ
には前記減速歯車４４ａがスプライン嵌合等の適当な固
定手段で固定されている。回転軸４４ｂは、後輪駆動軸
１５と前記軸４３ｂとの間に、後輪駆動軸１５からオフ
セットして配置されている。回転軸４４ｂはそれを貫通
する孔（符号なし）を有する円柱状に形成されており、
下部に軸方向に沿って伸びるスリット４４ｃが穿設され
ている。回転軸４４ｂの貫通孔には切換軸４４ｄが軸方
向に摺動自在に挿入されている。切換軸４４ｄの下端に
は軸に対して垂直方向に伸びる係合ピン４４ｅが固設さ
れており、この係合ピン４４ｅは前記スリット４４ｃを
通って回転軸４４ｂの外方まで突出している。係合ピン
４４ｅは、回転軸４４ｂに軸方向に摺動自在に回転方向
には一体的に設けられた切換用歯車４４ｆにサークリッ
プ（符号なし）等の適当な係合部材を用いて係合されて
いる。これによって、切換用歯車４４ｆは切換軸４４ｄ
の上下動に伴って、前記スリット４４ｃの範囲内で上下
に摺動する。また、前記係合ピン４４ｅの下側にはスプ
リング４４ｇが設けられており、このスプリング４４ｇ
によって切換軸４４ｄは常時上方に付勢され、切換軸４
４ｄの上端に設けられた切換レバー４４ｈによって止ま
っている。この切換レバー４４ｈは、その一端がモータ
駆動ユニット４２に回動自在に軸支されている。切換レ
バー４４ｈは、スプリング（図示せず）等の弾性部材で
常時上方に付勢されており、回転止めボール４４ｊで図
３における実線で示す位置か一点鎖線で示す位置のいず
れか一方の位置で止まるように構成されている。

【００１２】図５及び図６においては、切換機構４４は
中心線Ｃ２を中心に、左右別々の状態が示されている。
図５，６上中心線Ｃ２の左側の状態では、切換レバー４
４ｈが上に上がっており、これに伴って、切換軸４４ｄ
もスプリング４４ｇの作用で上に上がり切換用歯車４４
ｆはフリーの状態になっている。この状態は、駆動用モ
ータ４０の回転力が後輪駆動軸１５に伝わらない、いわ
ゆるモータ駆動ＯＦＦ状態である。このモータ駆動ＯＦ
Ｆ状態から切換レバー４４ｈを下方に回動させ、図５上
一点波線で示す位置で固定させると、切換軸４４ｄもス
プリング４４ｇの力に抗して下方に摺動する。切換軸４
４ｄの下方への摺動に伴って、切換歯車４４ｆも下方に
摺動させられ、後輪駆動軸１５にボルト等の適当な固定
部材で一体的に固定された後輪駆動歯車４５に噛合す
る。切換歯車４４ｆが後輪駆動歯車４５に噛合すると、
駆動モータ４０の回転力は、この後輪駆動歯車４５まで
伝わり、後輪駆動軸１５を回転させる。この状態が図
５，６における中心線Ｃの右側の状態で、いわゆるモー
タ駆動ＯＮ状態である。

【００１３】以上説明したように構成されたモータ駆動
ユニット４２は、駆動モータ４０から、後輪駆動歯車４
５までを含む一体的なユニットとして構成され、後輪駆
動軸１５に対向する位置には、取外し可能なキャップ４
６が設けられている。従ってこのモータ駆動ユニット４
２から後輪駆動軸１５を取り外す時には、前記キャップ
４６を外して、後輪駆動軸１５の端部を露出させ、ボル
ト４７を取り外すだけで、モータ駆動ユニット４２と後
輪駆動軸１５を分離することができ、後輪１４のメンテ
ナンス等を簡単に行うことができる。以上のように構成
された、ハイブリット式動力ユニット２０は、エンジン
２１で車両を駆動をする時には、前記切換機構４４で、
モータ駆動ＯＦＦ状態にして伝動ケース２３内の伝動装
置２４を介して後輪１４を駆動させ、また、駆動用モー
タ４０で車両を駆動させる時には、エンジン２１を止め
て、遠心クラッチ３２を切ることによりプーリ２９，３
１等のエンジン２１側の動力伝達系統から後輪駆動軸１
５を切り放し、さらに切換機構４４をモータ駆動ＯＮ状
態にすることにより駆動モータ４０の回転力を減速歯車
群４３等を介して後輪駆動軸１５に伝動させ、後輪１４
を駆動させる。

【００１４】本実施例ではモータ駆動ユニット４２の冷
却フィン４２ａを上下方向に伸びるように形成されてい
るが、この冷却フィン４２ａは本実施例に限定されるこ
となく、駆動モータ４０の冷却を補助できれば任意の形
状、方向に設けてもよく、例えば、車両の走行方向に伸
びるように設けると、さらに冷却性能が向上するという
効果を奏する。本実施例では駆動モータ４０及びその動
力伝達系統４１を伝動ケース２３の後輪１４を挟んだ反
対側に設けているので、車両に搭載した時の左右のバラ
ンスがよくなるという効果を奏する。また、本実施例で
は駆動モータ４０がエンジン２１より下側に位置するよ
うにモータ用駆動ユニット４２を構成しているので、走
行時に走行風で駆動モータ４０を冷却することができる
という効果を奏し、かつ車両に搭載した時に車両の重心
を下方に下げることができるので、車両の安定性を向上
させるという効果も合わせて奏する。さらに、本実施例
では、モータ駆動ユニット４２の動力伝達系統４１を、
車両に搭載した時に後輪駆動軸１５の軸線方向からオフ
セットするように配置し、さらにユニット４２の後輪駆
動軸１５の軸線方向に対応する部分にキャップ４６を設
けて、当該キャップ４６を取り外すだけで後輪駆動軸１
５の端面が露出できるように構成し、後輪駆動軸１５
を、当該端部の位置でボルト４７を用いてモータ駆動ユ
ニット４２に取り付けるようにしているので、後輪駆動
軸１５とモータ駆動ユニット４２との取付け及び取外し
が容易にでき、後輪１４のメンテナンス等も簡単にでき
るという効果を奏する。また、本実施例のハイブリット
式動力ユニット２０は、従来からあるＶベルト無段変速
式伝動装置２４を備えたエンジン２１における後輪駆動
軸１５を上記伝動装置２４の反対側まで延長し、後輪駆
動軸１５の該延長した部分にモータ駆動ユニット４２を
取り付けることによって構成されているので、従来の車
両に使用している動力ユニットからも比較的簡単に製造
することができるという効果を奏する。

【００１５】

【発明の効果】本発明のモータ及びエンジンを備えた自
動二輪車用ハイブリット式動力ユニットは、エンジン
と、内部にＶベルト式動力伝達系統を収納したエンジン
のクランクケースの一側から車体後方に向かって延びる
伝動ケースとを一体的に構成し、かつ前記伝動ケースの
後部で後輪を支持するように構成した自動二輪車用動力
ユニットにおいて、前記Ｖベルト式動力伝動装置の後輪
を挟んで反対側の位置に、モータと該モータの動力を駆
動軸に伝動する動力伝達系統とを収納するモータ駆動用
ユニットを、少なくとも前記モータの一部が前記エンジ
ンより下方に位置するように設け、Ｖベルト式動力伝達
系統とモータ用の動力伝達系統との両者の間で動力切換
を行うことによりモータ及びエンジンのいずれか一方の
動力で駆動するように構成しているので、エンジン及び
駆動モータの両者を走行風によって充分いに冷却するこ
とができるという効果を奏する。また、本発明のモータ
及びエンジンを備えた自動二輪車用ハイブリット式動力
ユニットは、モータ駆動ユニットの駆動モータを、該モ
ータの一部が前記エンジンより少なくとも下方位置する
ように配置しているので、車両に搭載した際に車両の重
心を下げることができ、車両の安定性をさらに向上させ
ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハイブリット式動力ユニットを搭載し
た自動二輪車の概略側面図である。

【図２】ハイブリット式動力ユニット２０の概略断面図
である。

【図３】Ｖベルト式無段変速式伝動装置２４における従
動プーリ３１周辺の部分拡大断面図である。

【図４】モータ駆動ユニットの概略側面図である。

【図５】図４におけるＡ−Ａ線に沿った展開断面図であ
る。

【図６】図５における動力伝達系統４１の部分拡大図を
示している。

【符号の説明】

１ スクータ型自動二輪車 ２ 車体フレーム 2a ヘッドパイプ 2b ダウンチューブ 2c バックチューブ ３ ステアリング軸 ４ フロントフォーク ５ 前輪 ６ バッテリ ７ 燃料タンク ８ シート ９ ヘルメット １０ 収納スペース １１ 車体カバー １２ マフラ １３ 排気管 １４ 後輪 １５ 後輪駆動軸 15a 駆動歯車 ２０ ハイブリット式動力ユニット ２１ エンジン ２２ クランクケース ２３ 伝動ケース ２４ Ｖベルト無段変速式伝動装置 ２５ シェラウド 25a 外気取入口 ２６ クランク軸 ２７ 磁石式発電機 27a フライホイール 27b ファン ２８ ワンウェイクラッチ ２９ 駆動側プーリ 29a 可動プーリ半体 29b 固定プーリ半体 ３０ Ｖベルト ３１ 従動側プーリ 31a 固定プーリ半体 31b 可動プーリ半体 ３２ 従動軸 ３３ 支持筒 ３４ ばね ３５ 遠心クラッチ 35a ウエイト支持体 35b ウエイト 35c カバー 35d ナット 35e 受け筒 ３６ 減速歯車体 ４０ 駆動モータ 40a 出力軸 40b 歯車 ４１ 動力伝達系統 ４２ モータ駆動ユニット ４３ 減速歯車群 43a 減速歯車 43b 軸 43c 減速歯車 ４４ 切換機構 44a 減速歯車 44b 回転軸 44c スリット 44d 切換軸 44e 係合ピン 44f 切換用歯車 44g スプリング 44h 切換レバー 44j 回転止めボール ４５ 後輪駆動歯車 ４６ キャップ ４７ ボルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと、内部にＶベルト式動力伝達
   系統を収納したエンジンのクランクケースの一側から車
   体後方に向かって延びる伝動ケースとを一体的に構成
   し、かつ前記伝動ケースの後部で後輪を支持するように
   構成した自動二輪車用動力ユニットにおいて、前記Ｖベ
   ルト式動力伝動装置の後輪を挟んで反対側の位置に、モ
   ータと該モータの動力を駆動軸に伝動する動力伝達系統
   とを収納するモータ駆動用ユニットを、少なくとも前記
   モータの一部が前記エンジンより下方に位置するように
   設け、かつＶベルト式動力伝達系統とモータ用の動力伝
   達系統との両者の間で動力切換を行う切換機構を設けた
   ことを特徴とするモータ及びエンジンを備えた自動二輪
   車用ハイブリット式動力ユニット。