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1. WO2020137053 - ELECTRIC MOTORCYCLE POWER UNIT STRUCTURE

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明 細 書

発明の名称 電動二輪車のパワーユニット構造

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015  

発明の効果

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024  

図面の簡単な説明

0025  

発明を実施するための形態

0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043  

符号の説明

0044  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

図面

1   2   3   4   5   6  

明 細 書

発明の名称 : 電動二輪車のパワーユニット構造

技術分野

[0001]
 本発明は、電動二輪車のパワーユニット構造に係り、特に、モータを収納するパワーユニットを懸架する車体フレームを有し、この車体フレームの後部にスイングアームを揺動自在に軸支した電動二輪車に適用される電動二輪車のパワーユニット構造に関する。

背景技術

[0002]
 従来から、モータ動力で駆動輪を回転させる電動車両において、モータに供給するバッテリ電力を制御するパワーコントロールユニット(Power Control Unit:PCU)を備えた構成が知られている。
[0003]
 特許文献1には、操向ハンドルとシートとの間に低床フロアを有すると共に、モータを内蔵するスイングユニットを車体フレームに揺動可能に取り付けたスクータ型の電動二輪車において、スイングユニットの車体前方寄りの位置にパワーコントロールユニットを収納すると共に、スイングユニットの車体後方寄りの位置にモータを収納した構成が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特許第5225956号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 ここで、操向ハンドルとシートとの間にニーグリップ部材を配設すると共に、車体フレームの下部にパワーユニットを懸架し、かつ車体フレームの後部にスイングアームを揺動自在に軸支する電動二輪車においては、乗車姿勢をとった運転者の足がパワーユニットの近傍に位置するので、パワーユニットの車幅方向寸法は小さいほうが好ましい。また、パワーコントロールユニットとパワーユニットとを接続する高電圧ハーネスが車体外方に露出する構成では、パワーユニット側の結線部の配置がパワーユニットの車幅方向寸法や高電圧ハーネスの長さ等に大きく影響することとなる。
[0006]
 本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、パワーユニット側の結線部の配置を工夫することで、パワーユニットの小型化やハーネスの短縮等を図ることができる電動二輪車のパワーユニット構造を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007]
 前記目的を達成するために、本発明は、モータ(M)を含む動力源としてのパワーユニット(P)と、該パワーユニット(P)の回転駆動力が伝達される後輪(WR)と、前記パワーユニット(P)に接続されるパワーコントロールユニット(18)と、前記パワーユニット(P)に電力を供給するために前記パワーコントロールユニット(18)に一端部が接続されるハーネス(70)と、該ハーネス(70)の他端部を前記パワーユニット(P)に接続するための結線部(53)とを有する電動二輪車(1)に適用される電動二輪車のパワーユニット構造において、前記結線部(53)が、前記パワーユニット(P)の車幅方向一方側の側面に配設されており、車幅方向外側に突出する他の構成物(21,60)が、前記結線部(53)に対応する位置で、前記パワーユニット(P)の車幅方向他方側の側面に配設されている点に第1の特徴がある。
[0008]
 また、前記ハーネス(70)が、前記モータ(M)のU相、V相およびW相に対応する3本の配線(70c,70b,70a)で構成されており、前記結線部(53)が、前記3本の配線(70a,70b,70c)の他端部にそれぞれ取り付けられる接続端子(53a,53b,53c)で構成されている第2の特徴がある。
[0009]
 また、前記3つの接続端子(53a,53b,53c)が、同一平面上に配設されている第3の特徴がある。
[0010]
 また、前記パワーコントロールユニット(18)は、車体前方寄りの位置に配設されており、前記パワーユニット(P)が、前記パワーコントロールユニット(18)の車体後方下方の位置に近接配置されている第4の特徴がある。
[0011]
 また、前記結線部(53)が、前記パワーユニット(P)の側面において、車体前方上方寄りの位置に配設されている第5の特徴がある。
[0012]
 また、前記パワーコントロールユニット(18)と前記パワーユニット(P)とが車体前後方向で重なって配設されている第6の特徴がある。
[0013]
 また、前記3つの接続端子(53a,53b,53c)が、前記モータ(M)の回転軸(46)を中心とする円弧(A)上に沿って配設されている第7の特徴がある。
[0014]
 また、前記他の構成物(60)が、前記パワーユニット(P)の内部圧力を調整するブリーザ室である第8の特徴がある。
[0015]
 さらに、前記他の構成物(21)が、前記パワーユニット(P)の出力軸(41)に固定されたドライブスプロケットである第9の特徴がある。

発明の効果

[0016]
 第1の特徴によれば、モータ(M)を含む動力源としてのパワーユニット(P)と、該パワーユニット(P)の回転駆動力が伝達される後輪(WR)と、前記パワーユニット(P)に接続されるパワーコントロールユニット(18)と、前記パワーユニット(P)に電力を供給するために前記パワーコントロールユニット(18)に一端部が接続されるハーネス(70)と、該ハーネス(70)の他端部を前記パワーユニット(P)に接続するための結線部(53)とを有する電動二輪車(1)に適用される電動二輪車のパワーユニット構造において、前記結線部(53)が、前記パワーユニット(P)の車幅方向一方側の側面に配設されており、車幅方向外側に突出する他の構成物(21,60)が、前記結線部(53)に対応する位置で、前記パワーユニット(P)の車幅方向他方側の側面に配設されているので、車幅方向外側に突出する結線部の位置に合わせて、結線部の反対側の位置に他の構成物を配設することで、パワーユニットの形状および重量の左右バランスを保つことが可能となる。また、車幅方向寸法が大きくなる部分が一カ所に集中することで、他の部分の車幅方向寸法を小さくすることができる。また、パワーユニットの側面に結線部が設けられるので、例えば、パワーユニットの前方側に結線部が設けられる構成に比して車体前後方向寸法を低減して、マスの集中を図ることができる。
[0017]
 第2の特徴によれば、前記ハーネス(70)が、前記モータ(M)のU相、V相およびW相に対応する3本の配線(70c,70b,70a)で構成されており、前記結線部(53)が、前記3本の配線(70a,70b,70c)の他端部にそれぞれ取り付けられる接続端子(53a,53b,53c)で構成されているので、3つの接続端子が互いに近接配置されることで、省スペース化を図ると共にハーネスを構成する3本の配線の取付作業が容易となる。
[0018]
 第3の特徴によれば、前記3つの接続端子(53a,53b,53c)が、同一平面上に配設されているので、パワーユニットの車幅方向寸法の増加を最小限に抑えることが可能となる。
[0019]
 第4の特徴によれば、前記パワーコントロールユニット(18)は、車体前方寄りの位置に配設されており、前記パワーユニット(P)が、前記パワーコントロールユニット(18)の車体後方下方の位置に近接配置されているので、パワーコントロールユニットとパワーユニットとを接続するハーネスの長さを短縮して、ハーネスによる電気抵抗を低減することが可能となる。また、パワーユニットがエンジン車のエンジンと同等の位置に配設されることで、チェーンドライブによって後輪に駆動力を伝達する構成において、ドリブンスプロケットをエンジン車と同様の位置に配設して、エンジン車と同様の操縦特性を得ることができる。
[0020]
 第5の特徴によれば、前記結線部(53)が、前記パワーユニット(P)の側面において、車体前方上方寄りの位置に配設されているので、ハーネスの長さをより一層短縮することが可能となる。また、結線部の後方下方側においてパワーユニットの車幅方向寸法を低減して、運転者の両足の位置を狭めることができる。
[0021]
 第6の特徴によれば、前記パワーコントロールユニット(18)と前記パワーユニット(P)とが車体前後方向で重なって配設されているので、車体前後方向の寸法増加を抑えて車体の小型化を図ると共に、ハーネスの長さを短縮することが可能となる。
[0022]
 第7の特徴によれば、前記3つの接続端子(53a,53b,53c)が、前記モータ(M)の回転軸(46)を中心とする円弧(A)上に沿って配設されているので、接続端子を効率よく配設し、3つの接続端子を外観性のよい単一のカバーで覆うことが容易となる。
[0023]
 第8の特徴によれば、前記他の構成物(60)が、前記パワーユニット(P)の内部圧力を調整するブリーザ室であるので、車幅方向寸法が増えやすいブリーザ機構が結線部の反対側の側面に配設されることで、パワーユニットの左右バランスを保つと共に、パワーユニットの後方下方の位置で車幅方向寸法を低減することが容易となる。
[0024]
 第9の特徴によれば、前記他の構成物(21)が、前記パワーユニット(P)の出力軸(41)に固定されたドライブスプロケットであるので、車幅方向寸法が増えやすいドライブスプロケットが結線部の反対側の側面に配設されることで、パワーユニットの左右バランスを保つと共に、パワーユニットの後方下方の位置で車幅方向寸法を低減することが容易となる。

図面の簡単な説明

[0025]
[図1] 本発明の一実施形態に係るパワーユニット構造を適用した電動二輪車の左側面図である。
[図2] 電動二輪車の右側面図である。
[図3] パワーユニットの左側面図である。
[図4] 図3に示すパワーユニットから減速機構カバーを取り外した状態を示す左側面図である。
[図5] パワーユニットの右側面図である。
[図6] パワーユニットの正面図である。

発明を実施するための形態

[0026]
 以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るパワーユニット構造を適用した電動二輪車1の左側面図である。また、図2は電動二輪車1の右側面図である。鞍乗型車両としての電動二輪車1の車体フレーム4は、ヘッドパイプ5から車体後方下方に延びる左右一対の上側メインパイプ3および下側メインパイプ17を有する。上側メインパイプ3および下側メインパイプ17は、車体後方側に向かうにつれて互いの間隔を小さくして、スイングアーム26を揺動自在に軸支するピボット22が設けられたピボットフレーム38に連結される。
[0027]
 ヘッドパイプ5には、不図示のステアリングステムが回転自在に軸支されており、ステアリングステムの上下には、左右一対のフロントフォーク15を支持するトップブリッジ7およびボトムブリッジ11が固定されている。トップブリッジ7の上部には操向ハンドル6が取り付けられている。
[0028]
 フロントフォーク15の下端部には、前輪WFが回転自在に軸支されている。フロントフォーク15には、ヘッドパイプ5の前方に位置するヘッドライト10、メータ装置8、左右一対の前側フラッシャランプ9、前輪WFの上方を覆うフロントフェンダ14が支持される。車体フレーム4の下方には、モータMおよび減速機構を収納するパワーユニットPが配設されている。パワーユニットPの車体前方上方で、車体前方寄りの位置には、パワーユニットPに供給する電力を制御するパワーコントロールユニット(PCU)18が配設されている。PCU18の上方には、直方体をなす2つの高電圧バッテリ36,37が配設されている。ピボット22に揺動自在に軸支されるスイングアーム26は、リヤクッション24によって車体フレーム4に吊り下げられている。
[0029]
 パワーユニットPの回転駆動力は、車幅方向左側に設けられるドライブスプロケット21に巻きかけられるドライブチェーン25を介して後輪WRに伝達される。スイングアーム26の上部には、ドライブチェーン25の上方を覆うチェーンカバー39が取り付けられている。パワーユニットPの車体前方には、パワーユニットPの内部を潤滑および冷却するオイルを冷却するオイルクーラ13が配設されている。オイルクーラ13から下方に延びる左右一対のオイル配管16は、車体上方側に湾曲してパワーユニットPの上部に接続される。パワーユニットPの前部および下部を覆うアンダカウル20の内側には、低電圧バッテリ19が配設されている。
[0030]
 上側メインパイプ3には、車体後方上方に向かって延出する左右一対の上側リヤフレーム33および下側リヤフレーム28が接続されている。上側リヤフレーム33および下側リヤフレーム28の車幅方向外側は、サイドカウル34およびリヤカウル32に覆われている。車体フレーム4の上部にはニーグリップカバー2が配設されている。ニーグリップカバー2の後方には、運転者が着座する前側シート12が配設されており、前側シート12の後部にはパッセンジャーが乗車する後側シート35が配設されている。リヤカウル32の後方には、テールライト31が取り付けられており、その下方には左右一対の後側フラッシャランプ30を支持するリヤフェンダ29が固定されている。
[0031]
 PCU18から下方に延びてパワーユニットPに電力を供給するハーネス70は、パワーユニットPの車幅方向右側の側面に接続されている。ハーネス70の結線部は、結線部カバー54で覆われる。
[0032]
 本実施形態では、パワーユニットPが、PCU18の車体後方下方の位置に近接配置されている。これにより、PCU18とパワーユニットPとを接続するハーネス70の長さを短縮して、ハーネス70による電気抵抗を低減することが可能となる。また、パワーユニットPがエンジン車のエンジンと同等の位置に配設されることで、チェーンドライブによって後輪に駆動力を伝達する構成において、ドリブンスプロケットをエンジン車と同様の位置に配設して、エンジン車と同様の操縦特性を得ることができる。また、PCU18とパワーユニットPとを車体側面視で前後方向で重なって配設することで、車体前後方向の寸法増加を抑えて車体の小型化を図ると共に、ハーネス70の長さを短縮することが可能となる。
[0033]
 図3は、パワーユニットPの左側面図である。パワーユニットPは、アルミ等の金属からなる左右のケース半体45,51(図5,6参照)からなるケーシングの内部に、回転軸46を有するインナロータ式のモータMを収納して構成される。車幅方向左側の左側ケース半体45には、オイル配管16が接続される接続部65a,65bが設けられている。接続部65a,65bの後方には、減速機構カバー43が取り付けられており、減速機構カバー43から車幅方向左側に突出する出力軸41にドライブスプロケット21が固定されている。
[0034]
 左側ケース半体45の後方寄りの上部には、モータMの潤滑および冷却を行うオイル100の油面を検知するオイルレベルゲージ40の把手42が配設されており、左側ケース半体45の下端部には、オイルドレンボルト47が取り付けられている。減速機構カバー43の後方には、モータレゾルバ信号等の出力コネクタ49が配設されており、減速機構カバー43の前方には、電動オイルポンプコントロールユニット44が配設されている。
[0035]
 図4は、図3に示すパワーユニットPから減速機構カバー43を取り外した状態を示す左側面図である。また、図5はパワーユニットPの右側面図であり、図6はパワーユニットPの正面図である。左側ケース半体45には、減速機構室64が形成されている。モータMの回転軸46の回転駆動力は、減速機構室64に配設されるモータドライブギヤ48およびカウンタギヤ50を介して出力軸41に伝達される。
[0036]
 減速機構室64の前方上部には、減速機構カバー43で覆われるブリーザ室60が形成されている。互いに連通する第1ブリーザ室61、第2ブリーザ室62および第3ブリーザ室63からなるブリーザ室60は、温度上昇に伴って上昇するケーシング内の圧力をパージする機能を有する。
[0037]
 図5を参照して、車体前方側の一端部が端子71によってPCU18に接続されるハーネス70は、モータMのU相、V相およびW相に対応する3本の配線70c,70bおよび70aからなる。そして、車体後方側の他端部は、結線部カバー54で覆われる結線部53によってパワーユニットPに接続される。
[0038]
 結線部53は、3本の配線70a,70bおよび70cに対応する第1接続端子53a、第2接続端子53bおよび第3接続端子53cによって構成されており、それぞれボルト52によって右側ケース半体51側に固定されている。このように、結線部53を構成する3つの接続端子53a,53b,53cが互いに近接配置されることで、省スペース化を図ると共にハーネス70の取付作業が容易となる。3つの接続端子53a,53b,53cは、それぞれ同一平面上に配設されている。
[0039]
 本実施形態では、結線部53がパワーユニットPの右側面に配設されており、車幅方向外側に突出する他の構成物としてのブリーザ室60およびドライブスプロケット21が、結線部53に対応する位置でパワーユニットPの左側面に配設されている。すなわち、車幅方向右側に突出する結線部53の位置に合わせて、その反対側の位置にブリーザ室60およびドライブスプロケット21を配設することで、パワーユニットPの形状および重量の左右バランスを保つことを可能としている。また、車幅方向寸法が大きくなる部分が一カ所に集中することで、他の部分の車幅方向寸法を小さくすることができる。
[0040]
 そして、パワーユニットPの側面に結線部53が設けられるので、例えば、パワーユニットPの前方側に結線部が設けられる構成に比して車体前後方向寸法を低減して、マスの集中を図ることができる。加えて、3つの接続端子53a,53b,53cが同一平面上に配設されているため、パワーユニットPの車幅方向寸法の増加を最小限に抑えることが可能となる。
[0041]
 また、結線部53が、パワーユニットPの車体前方上方寄りの側面に配設されているので、ハーネス70の長さをより一層短縮することが可能となる。これにより、結線部53の後方下方側においてパワーユニットPの車幅方向寸法を低減して、運転者の両足の位置を狭めることができる。
[0042]
 3つの接続端子53a,53b,53cは、モータMの回転軸46を中心とする円弧Aに沿って配設されている。これにより、接続端子53a,53b,53cを効率よく配設し、3つの接続端子を外観性のよい単一の結線部カバー54で覆うことを可能としている。
[0043]
 なお、電動二輪車の形態、パワーユニットやPCUの形状や構造、バッテリの形状や配置、ハーネスの配索位置、ブリーザ室やドライブスプロケットの形状や配置等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、ハーネスの結線部を車幅方向左側の側面に配設すると共に、ブリーザ室やドライブスプロケットを車幅方向右側に配設してもよい。また、本実施形態ではブリーザ室およびドライブスプロケットとした他の構成物は、センサユニットや基板等の電子機器としてもよい。本発明に係るパワーユニット構造は、鞍乗型の電動三輪車や電動四輪車等に適用することが可能である。

符号の説明

[0044]
 1…電動二輪車、18…パワーコントロールユニット(PCU)、21…ドライブスプロケット(他の構成物)、41…出力軸、45…ケーシング、53…結線部、53a,53b,53c…接続端子、60…ブリーザ室(他の構成物)、70…ハーネス、配線…70a,70b,70c、A…モータの回転軸を中心とする円弧、M…モータ、P…パワーユニット、WR…後輪

請求の範囲

[請求項1]
 モータ(M)を含む動力源としてのパワーユニット(P)と、該パワーユニット(P)の回転駆動力が伝達される後輪(WR)と、前記パワーユニット(P)に接続されるパワーコントロールユニット(18)と、前記パワーユニット(P)に電力を供給するために前記パワーコントロールユニット(18)に一端部が接続されるハーネス(70)と、該ハーネス(70)の他端部を前記パワーユニット(P)に接続するための結線部(53)とを有する電動二輪車(1)に適用される電動二輪車のパワーユニット構造において、
 前記結線部(53)が、前記パワーユニット(P)の車幅方向一方側の側面に配設されており、
 車幅方向外側に突出する他の構成物(21,60)が、前記結線部(53)に対応する位置で、前記パワーユニット(P)の車幅方向他方側の側面に配設されていることを特徴とする電動二輪車のパワーユニット構造。
[請求項2]
 前記ハーネス(70)が、前記モータ(M)のU相、V相およびW相に対応する3本の配線(70c,70b,70a)で構成されており、
 前記結線部(53)が、前記3本の配線(70a,70b,70c)の他端部にそれぞれ取り付けられる接続端子(53a,53b,53c)で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電動二輪車のパワーユニット構造。
[請求項3]
 前記3つの接続端子(53a,53b,53c)が、同一平面上に配設されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電動二輪車のパワーユニット構造。
[請求項4]
 前記パワーコントロールユニット(18)は、車体前方寄りの位置に配設されており、
 前記パワーユニット(P)が、前記パワーコントロールユニット(18)の車体後方下方の位置に近接配置されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電動二輪車のパワーユニット構造。
[請求項5]
 前記結線部(53)が、前記パワーユニット(P)の側面において、車体前方上方寄りの位置に配設されていることを特徴とする請求項4に記載の電動二輪車のパワーユニット構造。
[請求項6]
 前記パワーコントロールユニット(18)と前記パワーユニット(P)とが車体前後方向で重なって配設されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の電動二輪車のパワーユニット構造。
[請求項7]
 前記3つの接続端子(53a,53b,53c)が、前記モータ(M)の回転軸(46)を中心とする円弧(A)上に沿って配設されていることを特徴とする請求項2または3に記載の電動二輪車のパワーユニット構造。
[請求項8]
 前記他の構成物(60)が、前記パワーユニット(P)の内部圧力を調整するブリーザ室であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の電動二輪車のパワーユニット構造。
[請求項9]
 前記他の構成物(21)が、前記パワーユニット(P)の出力軸(41)に固定されたドライブスプロケットであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の電動二輪車のパワーユニット構造。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]