JP2002114186A - 電動車両 - Google Patents
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Abstract
に、パワーユニット内に高圧系を囲い込むこと。 【解決手段】 モータMの回転を駆動輪RWに伝達する
パワーユニット5のケーシング内部にモータMの回転を
制御するコントローラ50を配する。コントローラ50
を付勢する誘導型のスイッチとし、これをパワーユニッ
ト5のケーシング内部に設ける。車両の電装品の駆動用
に電源コンバータ52を具備し、これをパワーユニット
5のケーシング内部に設ける。さらに、モータMの出力
要求の大きさを検出するアクセル開度センサを具備し、
これをパワーユニット5のケーシング内部に設ける。
Description
特に、コントローラやドライバを含むパワーユニットの
構造を簡素化するとともにマス(質量)の集中化を図っ
た電動車両に関する。
車両には、電動モータ(以下、単に「モータ」という)
のコントローラやドライバが設けられる。従来、これら
コントローラ等は、モータやモータの動力伝達装置等か
らなるパワーユニットとは別に設けられていたため、組
立てやメンテナンスが煩雑であった。そこで、この不具
合を解消するものとして、パワーユニットつまりクラン
ク軸を支承するクランクケース内の空間にコントローラ
を配置してマスの集中化を図ったモータ付き自転車が提
案されている(特開平8−175462号公報)。
パワーユニットのようにコントローラをパワーユニット
に収容するだけでは、依然として不十分な点があった。
まず、コントローラをオン・オフするためのスイッチを
パワーユニット外に設けると、高圧系のコードをパワー
ユニット外に取り回す必要が出てくる。また、モータの
出力をハンドルグリップの回動によって調整するものに
おいては、この調整量を検出するセンサをパワーユニッ
トから離れた位置、すなわちハンドル回りに配置される
ようになり、高圧系のGNDを含むセンサコードをパワ
ーユニット内に出すことに加え、必ずしもマスの集中化
が充分とはいえなかった。
ワーユニットへのマスの集中化を図り、併せて高圧系の
囲い込みを図ることができる電動車両を提供することに
ある。
ために、本発明は、モ−タを駆動源として使用する電動
車両において、前記モータの回転を駆動輪に伝達するパ
ワーユニットのケーシング内部に前記モータの回転を制
御するコントローラを配するとともに、前記コントロー
ラを付勢する誘導型のスイッチを前記パワーユニットの
ケーシング内部に設けた点に第1の特徴がある。
の駆動用に入出力絶縁型の電源コンバータを前記パワー
ユニットのケーシング内部に設けた点に第2の特徴があ
り、モータの出力要求の大きさを検出するアクセル開度
センサを前記パワーユニットのケーシング内部に設けた
点に第3の特徴がある。
ッチおよび電源コンバータ、アクセル開度センサをパワ
ーユニットのケーシング内に設けたので、高圧系のコー
ドがパワーユニット外に取り回す必要がなくなる。ま
た、電源コンバータやアクセル開度センサをパワーユニ
ットのケーシング内に設けたので、より一層パワーユニ
ットにマスを集中化させることができる。
細に説明する。図1は、本発明の電動二輪車の側面図で
あり、ブラシレスモータの駆動力により走行する電動走
行機能と、ペダルから入力された人力(踏力)により走
行する人力走行機能とを有する。
介して連結され、車体フレーム1の中央部から後寄りで
はシートポスト2が上方に向かって立設されている。シ
ートポスト2にはシートパイプ15が挿嵌され、シート
パイプ15の上端には、テールランプ12および左右の
ウインカ13が一体的に構成されたシート8が装備され
ている。
1が前方へ突き出すように設けられ、ヘッドライト11
の上部にはフロントキャリア12が装着されている。車
体フレーム先端のヘッドパイプ16にはフロントフォー
ク3が軸支され、フロントフォーク3の上端にはハンド
ル9が取付けられる。フロントフォーク3の下端には前
輪FWが軸支されている。ハンドル9の左右には前後輪
のブレーキレバー14(右側は図示しない)が設けられ
る、ハンドル9の左右端にそれぞれ設けられるグリップ
のうち右グリップ(図示せず)はアクセルグリップ58
(図6参照)を兼ねている。
5が固定され、後輪RWは変速ユニット6により軸支さ
れている。パワーユニット5はブラシレスモータMを内
蔵し、クランク517を介してクランク軸520に入力
された踏力またはブラシレスモータMが発生する駆動力
を変速ユニット6へ伝達する。変速ユニット6は車体フ
レーム1に対してU型フレーム4を介して固定されてい
る。パワーユニット5内の前方底部には制御ユニット5
0が配置される。パワーユニット5の下部には跳ね上げ
式のセンタースタンド19が設けられる。
の上方には、制御ユニット5を経由して一般電装品に供
給される電流の電圧を所定値に調整する電装品駆動用電
源コンバータとしてのダウンコンバータ52およびメイ
ンスイッチとしてのリードスイッチ54が配置される。
20および駆動軸521に垂直な平面での断面図であ
り、図1と同符号は同一または同等部分を示す。パワー
ユニット5のケースは、ケース本体512並びにその左
右を覆うLケース513およびRケース511により構
成される。ケース本体512並びにその左右を覆うLケ
ース513およびRケース511は非磁性の金属、例え
ば、アルミニュ−ムもしくはアルミニュ−ム合金で形成
されるのがよいが、電気絶縁性の高い樹脂材料で形成し
てあってもよい。
1を介してRケース511により軸支され、他端が軸受
532を介してLケース513により軸支される。クラ
ンク軸520の一端には、Rケース511の外側に位置
したクランク517が固定されるとともに、クランク5
17とRケース511との間には一方向ラチェット51
5を介して駆動スプロケット514が軸支される。駆動
スプロケット514と変速ユニットの従動スプロケット
614(後述)とはチェーン516により連結される。
521は、軸受533、534を介してケース本体51
2により軸支される。駆動軸521の一端には、これを
回転軸とするブラシレスモータMが設けられ、駆動軸5
21の他端には駆動側プーリ540が設けられている。
駆動側プーリ540と変速ユニット6の従動側プーリ6
10(後述)とは、Vベルト543により連結され自動
変速機を構成する。
1および電機子コイル582を含むインナステータ58
0と、リング状のロータコア部573を主要部とするボ
ビン状のフライホイール571およびロータコア部57
3の内周面に沿って配置された複数の駆動マグネット5
72を含むアウタロータ570と、駆動マグネット57
2の磁界に基づいてアウタロータ570のステータ58
0に対する相対位置を検知するための磁気センサ590
とから構成される。ブラシレスモータMは、さらに図
4、5を参照して後で詳述する。
に対して回転方向および軸方向の動きが固定された固定
プーリ片542と、駆動軸521に対して軸方向の摺動
が自在な可動プーリ片541とから構成される。可動プ
ーリ片541の背面すなわちVベルト543と当接しな
い面には、ホルダプレート545が取付けられている。
ホルダプレート545は駆動軸521に対して回転方向
および軸方向の双方にその動きが規制され、駆動軸52
1と一体で回転する。ホルダプレート545と可動プー
リ片541とによって囲まれた空所はガバナウェイトと
してのローラ544を収容するポケットを形成してい
る。
0に垂直な平面での断面図である。変速ユニット6のケ
ースは、ケース本体612およびその左右を覆うLケー
ス613およびRケース611により構成され、Rケー
ス611には出力軸620の一端が軸受632を介して
軸支されている。ケース本体512には出力軸620の
中央部が軸受633を介して軸支されている。
ット5の駆動スプロケット514とチェーン516で連
結される従動スプロケット614が設けられている。出
力軸620の他端には、従動側プーリ610の固定プー
リ片651が、外側スリーブ653、ニードルベアリン
グ658および内側スリーブ659を介して軸支され
る。出力軸620の端部にはカップ状のクラッチ板66
1が設けられる。
リ片652が出力軸620に対して摺動自在に軸支され
ている。この可動プーリ片652は、出力軸620の周
りで一体的に回転できるようにクラッチディスク654
に係合している。クラッチディスク654と可動プーリ
片652との間には、両者間の距離を拡張する方向に反
発力を発生する圧縮コイルばね655が設けられる。
伝達される駆動力は、クラッチディスク654のシュー
662を介してクラッチ板661へ伝達され、さらに内
側スリーブ659、第1および第2遊星歯車機構67
1,681、出力軸620を介して後輪RWへ伝達され
る。
ブラシレスモータMの拡大断面図であり、図5は、その
主要部の一部破断平面図である。前記ステータコア58
1は、図4に示したように、ケース本体512にネジ5
63によりネジ止めされている。アウタロータ570の
フライホイール571は駆動軸521に固定されてい
る。フライホイール571のロータコア部573は、そ
の開口部に外側へ開いたフランジ部573aを具備し、
前記磁気センサ590はセンサ基板591から垂直に立
設され、このフランジ部573aと駆動マグネット57
2との間の空隙部に形成される磁路上に位置決めされ
る。
くとも一部が、フランジ部573aと駆動マグネット5
72との間の空隙内に収まるように配置される。前記セ
ンサ基板591はプレート592にネジ597によりネ
ジ止めされている。プレート592はケース本体512
にネジ598によりネジ止めされている。
573の開口端で外側に広がったフランジ部573aと
駆動マグネット572との間の空隙部に磁気センサ59
0が配置されるので、駆動マグネット572とステータ
580との間に強い磁気作用を確保しながら、外側の磁
気センサ590と駆動マグネット572との間にも十分
な磁気作用を確保できる。したがって、駆動マグネット
572を角度検知用マグネットとしても機能させなが
ら、その回転位置を磁気センサ590により正確に検知
できるようになる。
る駆動回路の構成を示したブロック図であり、図1〜図
5と同符号は同一または同等部分を示す。制御ユニット
50は、バッテリ10(各々24Vの第1および第2バ
ッテリ10a,10b)からブレーカ51を介して供給
される高電圧(48V)の電源電流を、モータMの各電
機子コイル582へ供給する。ダウンコンバータ52
は、バッテリ10から供給される高電圧を12Vまで降
圧して一般電装品57へ供給する。メインスイッチとし
てリードスイッチ54が採用され、マグネットキー56
を近接させることにより非接触で開閉される。マグネッ
トキー56とリードスイッチ54についてはさらに後述
する。
力要求の大きさ、つまりアクセルグリップ58の回動量
(アクセル開度)を検知する。具体的に、アクセルグリ
ップ58の回転はワイヤ60を通じてアクセル開度セン
サ55の軸に伝達され、この軸の回動量に応じた出力に
より開度が検知される。前記アクセル開度センサ55お
よびリードスイッチ54はパワーユニット5のケーシン
グ内に収容され、ケーシング外からアクセスできるよ
う、ケーシングの壁面に近接して配置される。
給される高電圧を所定の直流電圧に変換するDC/DC
コンバータ501と、コントローラ502と、ドライバ
503とを含む。コントローラ502は、DC/DCコ
ンバータ501の出力電圧により駆動され、ブラシレス
モータMの各電機子コイル582へ供給する電流の大き
さおよびタイミングを前記アクセル開度センサ55およ
び磁気センサ590の出力に基づいて決定する。ドライ
バ503は、DC/DCコンバータ501の出力電圧に
より駆動され、前記コントローラ502からの指示に応
答してブラシレスモータMの各電機子コイル582へ電
流を供給する。制御ユニット50は、既述したように、
パワーユニット5の底部に収容される。
れる高電圧(48V)が、パワーユニット5内のケーシ
ング内に囲い込まれてフローティング状態にあり、この
高電圧がパワーユニット5のケースを介して外部へ漏洩
することがない。
様を示す図である。同図において、パワーユニット5の
ケーシング5a内面にはブラケット20が固定され、こ
のブラケット20にアクセル開度センサ55が支持され
る。アクセル開度センサ55の回動軸551にはプーリ
552が固定され、このプーリ552の外周にワイヤ6
0の一端が固定される。ワイヤ60はケーシング5aに
形成される孔を貫通して外部に引出され、コンジットチ
ューブ61内を案内されてハンドル9のグリップ58に
一端が結合される。
を示す側面断面図、図9は、図8のA−A断面図、図1
0はキーの着磁状態を示す側面図である。図10におい
て、キー21には2つの着磁帯が設けられ、1つは鍵番
号照合のための着磁帯M1であり、他の1つはリードス
イッチ54を作動させるための着磁帯M2である。
キー21が挿入されるキー穴22が形成される。キー穴
22の開口221の直下にはケーシング5aの上面5a
sに直交して配置された可動体23が設けられる。可動
体23は、適合するキーの着磁帯M1と対になる着磁帯
M3を有する磁石部231、および磁石部231の下端
に結合されたキー規制部232を有する。可動体23は
背後からバネ24によって付勢される。キー穴22の壁
面の、ケーシング5a内部側には凹部222が形成され
ていて、この凹部222を塞ぐように基板25が設けら
れている。この基板25には、凹部222の底面に接す
るようにしてリードスイッチ54が固定されている。
て説明する。まず、キーが合わないとき、図11(a)
に示すように、キー穴22に差し込まれたキー21の着
磁帯M1と可動体23の着磁帯M2との反発力は弱いの
で、可動体23はバネ24側に変位しない。したがっ
て、図11(a)のようにキー21はキー規制部232
に規制されて回転しない。キー21が回転しないとき
は、キー21の着磁帯M2はリードスイッチ54に近接
できずリードスイッチ54は閉じない。つまりメインス
イッチが投入されない。
に示すように、キー穴22に差し込まれたキー21の着
磁帯M1と可動体23の着磁帯M2との間には十分な反
発力が生じ、可動体23はバネ24側に変位する。その
結果、キー規制部232によるキー21の規制は解除さ
れてキー21は回転が許可される。ここで、図12
(b)のようにキー21を回転させてキー21の着磁帯
M2をリードスイッチ54に近接させることにより、リ
ードスイッチ54は閉じ、メインスイッチが投入され
る。
パワーユニット内に囲い込むことができる。また、電源
コンバータやアクセル開度センサをパワーユニットのケ
ーシング内に設けたので、より一層パワーユニットにマ
スを集中化させることができる。
側面図である。
の断面図である。
面図である。
ック図である。
る。
面図である。
面図である。
である。
ある。
ー、 22…キー穴、23…可動体、 24…バネ、
25…リードスイッチ用基板、 50…コントローラ、
52…ダウンコンバータ、 54…リードスイッチ、
55…アクセル開度センサ、 520…クランク軸、
521…駆動軸、 570…アウタロータ、 571
…フライホイール、 572…駆動マグネット、 57
3…ロータコア部、 573a…フランジ部、 581
…ステータコア、 590…磁気センサ、 591…セ
ンサ基板
Claims (3)
- 【請求項1】 モ−タを駆動源として使用する電動車両
において、 前記モータの回転を駆動輪に伝達するパワーユニットの
ケーシング内部に前記モータの回転を制御するコントロ
ーラを配するとともに、 前記コントローラを付勢する誘導型のスイッチを具備
し、 前記スイッチを前記パワーユニットのケーシング内部に
設けたことを特徴とする電動車両。 - 【請求項2】 車両に搭載される電装品の駆動用に入出
力絶縁型の電源コンバータを具備し、該電源コンバータ
を前記パワーユニットのケーシング内部に設けたことを
特徴とする請求項1記載の電動車両。 - 【請求項3】 モータの出力要求の大きさを検出するア
クセル開度センサを具備し、該アクセル開度センサを前
記パワーユニットのケーシング内部に設けたことを特徴
とする請求項1記載の電動車両。
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