JP2003191883A - 電動二輪車の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動パワーユニットの薄型化を実現すること
ができる電動二輪車の動力伝達装置を提供すること。 【構成】 電動モータ３９と該電動モータ３９の回転を
減速して後車軸４７ａに伝達する遊星ギヤ減速機（ギヤ
減速機）４０を含んで構成される電動パワーユニットを
リヤアーム２４内に組み込み、リヤアーム２４の後部か
ら外側方に突出する前記後車軸４７ａの端部に後輪２６
を取り付けて成る電動二輪車において、前記電動モータ
３９を、前記後車軸４７ａと同軸の回転軸４２と共に回
転するロータ３９Ａを備えるアキシャルギャップ型モー
タで構成するとともに、前記ロータ３９Ａの中央に形成
された凹部に前記遊星ギヤ減速機４０を配置して該遊星
ギヤ減速機４０と前記ロータ３９Ａに固定されたマグネ
ット３９ｂとを車幅方向において部分的にオーバーラッ
プさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータを駆動
源として走行する電動二輪車の動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動二輪車はエンジンを駆動源と
するものが主流を占めているが、環境保護等の観点から
電動モータを駆動源として走行する電動二輪車が開発さ
れるに至っている。

【０００３】斯かる電動二輪車として、電動モータと該
電動モータの回転を減速して後車軸に伝達する減速機を
含んで構成される電動パワーユニットをリヤアーム内に
組み込み、リヤアームの後部から外側方に突出する前記
後車軸の端部に後輪を取り付けて成るものが提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電動二
輪車においては、電動パワーユニットをリヤアーム内に
組み込む関係上、該電動パワーユニットを極力薄く構成
する必要がある。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、電動パワーユニットの薄型化
を実現することができる電動二輪車の動力伝達装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、電動モータと該電動モータ
の回転を減速して後車軸に伝達するギヤ減速機を含んで
構成される電動パワーユニットをリヤアーム内に組み込
み、リヤアームの後部から外側方に突出する前記後車軸
の端部に後輪を取り付けて成る電動二輪車において、前
記電動モータを、前記後車軸と同軸の回転軸と共に回転
するロータを備えるアキシャルギャップ型モータで構成
するとともに、前記ロータの中央に形成された凹部に前
記ギヤ減速機を配置して該ギヤ減速機と前記ロータに固
定されたマグネットとを車幅方向において部分的にオー
バーラップさせたことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記ギヤ減速機を遊星ギヤ減速機で構成し
たことを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記電動モータと前記遊星ギヤ減速機を同
軸的に配置したことを特徴とする。

【０００９】従って、本発明によれば、電動パワーユニ
ットを構成する電動モータを薄型のアキシャルギャップ
型モータで構成するとともに、ロータの中央に形成され
た凹部にギヤ減速機を配置して該ギヤ減速機と前記ロー
タに固定されたマグネットとを車幅方向において部分的
にオーバーラップさせたため、電動パワーユニットの車
幅方向寸法が縮小してその薄型化が実現される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１１】図１は本発明に係る電動二輪車の側面図、
図２はバッテリ脱着時の状態を示す電動二輪車後部の破
断側面図、図３は同電動二輪車のバッテリ部分のシート
を取り除いた状態の部分平面図である。

【００１２】図１に示す電動二輪車１は、その車体前方
上部にヘッドパイプ２を備え、該ヘッドパイプ２内には
不図示のステアリング軸が回動自在に挿通している。そ
して、このステアリング軸の上端にはアッパーブラケッ
ト３が、下端にはアンダーブラケット４がそれぞれ取り
付けられており、アッパーブラケット３にはハンドル５
が取り付けられている。そして、ハンドル５の両端には
グリップ６が取り付けられており、左側のグリップ６の
近傍にはブレーキレバー７が設けられており、不図示の
右側（図１の奥側）のグリップ６は回動可能なスロット
ルグリップを構成している。

【００１３】又、前記アッパーブラケット３とアンダー
ブラケット４にはフロントフォーク８の上部が取り付け
られており、該フロントフォーク８の下端には前輪９が
前車軸１０によって回転自在に軸支されている。尚、前
記ハンドル５の前方のアッパーブラケット３上にはメー
タ１１が配置され、該メータ１１の下方には、前記フロ
ントフォーク８の上部に固定されたヘッドランプ１２が
配され、その両側方にはフラッシャランプ１３（図１に
は一方のみ図示）がそれぞれ設けられている。他方、前
記ヘッドパイプ２からは側面視Ｕ字状を成す左右一対の
車体フレーム１４が車体後方に向かって延設されてい
る。即ち、丸パイプ状の車体フレーム１４は、ヘッドパ
イプ２から車体後方に向かって斜め下方に延びた後、後
方に向かって円弧状に曲げられて車体後方に略水平に延
びた後、上方に向かって円弧状に折り曲げられて車体後
方に向かって斜め上方に立ち上がって側面視Ｕ字状を成
している。そして、車体フレーム１４の後端部１４ａ
は、シート１５の形状に沿って屈曲され、左右の後端部
１４ａ同士は連続した１つのパイプを構成している。

【００１４】ところで、上記左右の車体フレーム１４の
後部近傍には、逆Ｕ字状を成すシートステー１６（図３
参照）が車体前方に向かって斜め上方に傾斜して溶着さ
れており、このシートステー１６と左右の車体フレーム
１４で囲まれる部分には前記シート１５が開閉可能に配
置されている。即ち、図２に示すように、前記シートス
テー１６の前端水平部にはヒンジ１７によってシート１
５の前端部が上下に回動可能に支持されており、該シー
ト１５のボトムプレート１５ａの下面にはクッション材
１８が取り付けられている。

【００１５】そして、車体フレーム１４側には、シート
１５を支持するシートステー１９とシート１５を閉じ状
態に固定ロックするための不図示のロック機構が設けら
れている。ここで、車体フレーム１４の後端に取り付け
られたリヤフェンダ２０の後面にはテイルランプ２１が
取り付けられており、その左右にはフラッシャランプ２
２（図１及び図２には一方のみ図示）が配されている。

【００１６】一方、左右の車体フレーム１４のシート１
５下方の屈曲部にはリヤアームブラケット２３（図１及
び図２には一方のみ図示）がそれぞれ溶着されており、
左右一対のリヤアームブラケット２３には、リヤアーム
２４の前端がピボット軸２５にて上下揺動自在に支持さ
れている。そして、このリヤアーム２４の後端には駆動
輪である後輪２６が回転自在に軸支されており、リヤア
ーム２４と後輪２６はリヤクッション２７によって車体
フレーム１４に懸架されている。

【００１７】又、左右の車体フレーム１４の水平部には
フートステップ２８（図１及び図２には一方のみ図示）
がそれぞれ取り付けられており、左側の車体フレーム１
４のフートステップ２８の後方にはサイドスタンド２９
が軸３０によって回動可能に軸支されて設けられてお
り、サイドスタンド２９はリターンスプリング３１によ
って閉じ側に付勢されている。

【００１８】ところで、本実施の形態に係る電動二輪車
１においては、シート１５の下方の左右の車体フレーム
１４の間にバッテリ３２が脱着可能に配置されている。
このバッテリ３２は充電可能な複数の２次電池を収納し
て構成されており、その上面には傾倒自在なハンドル３
３が設けられている（図２及び図３参照）。又、バッテ
リ３２の後面には、図３に示すように、上下方向に連続
して形成された左右のリブ３２ａによって形成されたガ
イド溝が上下方向に貫設されている。

【００１９】一方、図１及び図２に示すように、前記シ
ート１５の下方の左右の車体フレーム１４間には、上面
が開口するカップ状のケース３４が取り付けられてお
り、このケース３４には前記バッテリ３２の下部が部分
的に装着される。尚、図２に示すように、ケース３４内
には放電端子３５が立設されており、バッテリ３２を図
１に示すようにケース３４に収納すると、該バッテリ３
２の底面に埋設された不図示の放電端子がケース３４側
の前記放電端子３５に接続される。

【００２０】又、上記ケース３４の後部には、図２に示
すように、車幅方向に広い板状のガイド部材３６が車体
後方に向かって斜め上方に立設されており、該ガイド部
材３６の上部は、車体フレーム１４側に固定されたブラ
ケット３７によって支持されている。尚、ガイド部材３
６の上端部は車体後方に向かって円弧状に折り曲げられ
て導入部３６ａを構成している（図２参照）。

【００２１】次に、後輪２６を駆動する電動パワーユニ
ットの構成を図４〜図１０に基づいて説明する。尚、図
４は電動二輪車の後輪部分の左側面図、図５は図４のＡ
−Ａ線断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線矢視図、図７は図
５のＣ−Ｃ線矢視図、図８は図７のＤ−Ｄ線断面図、図
９はリヤブレーキの駆動系の構成を示す側面図、図１０
は遊星ギヤ減速機とワンウェイクラッチの構成を示す側
面図である。

【００２２】前記リヤアーム２４の略円形を成す後端部
２４ａの右側端面には、図５に示すように、ギヤカバー
３８が被着され、その内部に形成された空間内に電動パ
ワーユニットを構成する電動モータ３９と遊星ギヤ減速
機４０及びコントローラ４１が一体的に組み込まれてい
る。

【００２３】駆動源としての上記電動モータ３９には車
幅方向に扁平な薄型のアキシャルギャップ型モータが使
用され、図５に示すように、該電動モータ３９は、リヤ
アーム２４の後端部に支持された回転軸４２に固定され
たロータ３９Ａと、該ロータ３９Ａに対向してリヤアー
ム後端部２４ａの内面に固設されたステータ３９Ｂとで
構成されている。

【００２４】ここで、前記回転軸４２は車幅方向に配さ
れ、その基端部はベアリング４３によってリヤアーム２
４の後端部２４ａに回転自在に支承されており、前記ロ
ータ３９Ａは、回転軸４２にその中心部が結着されたヨ
ーク３９ａと、該ヨーク３９ａの前記ステータ３９Ｂに
対向する外周面に固定されたマグネット３９ｂとで構成
されている。尚、ヨーク３９ａの中心部には凹部が形成
されており、該凹部の外周フランジ部に前記マグネット
３９ｂが固定されている。

【００２５】又、前記ステータ３９Ｂは、複数のコイル
３９ｃをリヤアーム２４の後端部２４ａ内面の回転軸４
２周りに同心円状に固設して構成されるが、図６に示す
ように、これらのコイル３９ｃは側面視おいて車体前方
（図６の右方）に向かって開放されたＣ字状に並設され
ており、その開放部分には前記コントローラ４１の一部
が臨んでいる。

【００２６】一方、前記遊星ギヤ減速機４０は、図５に
示すように、前記ロータ３９Ａのヨーク３９ａ中央部に
形成された凹部内に組み込まれており、該遊星ギヤ減速
機４０とロータ３９Ａに固定されたマグネット３９ｂと
は車幅方向において部分的にオーバーラップしている。

【００２７】ここで、遊星ギヤ減速機４０は、図１０に
示すように、前記回転軸４２に一体に形成された小径の
サンギヤ４２ａと該サンギヤ４２ａに対して同心的に配
設された大径のリングギヤ４４及びサンギヤ４２ａとリ
ングギヤ４４に噛合する３つの遊星ギヤ４５を含んで構
成されており、これは前記電動モータ３９に対して同軸
的に配置されている。

【００２８】ところで、上記遊星ギヤ４５は、図５に示
すように、ピン４６によってキャリア４７に回転自在に
支持されており、各遊星ギヤ４５は、ピン４６を中心と
して自転するとともに、サンギヤ４２ａの周りを公転
し、ピン４６を介してキャリア４７に回転を伝達する。

【００２９】ここで、キャリア４７の一部は前記回転軸
４２と同軸に配された後車軸４７ａを構成しており、こ
の後車軸４７ａを含むキャリア４７の全体は一対のベア
リング４８によって前記ギヤカバー３８に回転自在に支
持されている。

【００３０】又、前記リングギヤ４４は回転可能に支持
されており、その外周部には公知のワンウェイクラッチ
４９が介設されている。

【００３１】上記ワンウェイクラッチ４９は、電動モー
タ３９から後輪２６方向への回転伝達を許容し、その逆
方向への回転伝達を遮断するものであって、図１０に示
すように、前記リングギヤ４４の外周に刻設されたラチ
ェットギヤ４４ａと該ラチェットギヤ４４ａに選択的に
噛合する複数のラチェット爪６８で構成されている。こ
こで、各ラチェット爪６８は、リング状のホルダ６９に
傾動自在に保持されており、不図示のスプリングによっ
て付勢されて前記ラチェットギヤ４４ａに係合してい
る。尚、ホルダ６９は複数のビス７０によって前記ギヤ
カバー３８に取り付けられている。

【００３２】他方、前記後車軸４７ａのギヤカバー３８
外へ延出する端部には、前記後輪２６がスプライン嵌合
されてナット５０によって結着されており、図５に示す
ように、後輪２６のホイール５１の内面に一体に形成さ
れたドラム部５１ａの内部（ホイール５１の内面とギヤ
カバー３８との間に形成された空間）にはドラム式のリ
ヤブレーキ５２が組み込まれている。

【００３３】上記リヤブレーキ５２は、図７に示すよう
に、後輪２６のホイール５１の前記ドラム部５１ａ内周
に固設されたブレーキライニング５３、該ブレーキライ
ニング５３の内側に配された２つの半月状ブレーキシュ
ー５４を備えており、２つのブレーキシュー５４の一端
同士は支持ピン５５によって回動可能に連結され、他端
部間にはカム５６が介設されている。そして、両ブレー
キシュー５４は、これらに張架された２本のリターンス
プリング５７によって閉じ側（ブレーキ非作動側）に付
勢されている。尚、前記支持ピン５５は、図５に示すよ
うに、ボス５８を介して前記ギヤカバー３８に支持され
ている。

【００３４】ところで、図８に示すように、前記カム５
６は、ギヤカバー３８に挿通固着されたボス５９にその
軸部（以下、カム軸と称する）５６ａが回動可能に挿通
支持されており、該カム軸５６ａのギヤカバー３８内の
空間に臨む一端（左端）には図９に示すように扇形のセ
クタギヤ６０が結着されている。

【００３５】一方、リヤアーム２４の下部に一体に形成
されたブラケット２４ｂ（図７及び図８参照）には、前
記カム軸５６ａに対して車体後方にオフセットされたカ
ムレバー軸６１が回動可能に挿通支持されており、該カ
ムレバー軸６１のギヤカバー３８内の空間の臨む一端
（左端）には、図７及び図８に示すように、前記セクタ
ギヤ６０に噛合する扇形のセクタギヤ６２が結着され、
カムレバー軸６１のリヤアーム２４外へ突出する他端
（右端）にはカムレバー６３が結着されている。そし
て、このカムレバー６３は、リターンスプリング６４に
よって一方向（ブレーク非作動方向）に付勢されてお
り、図４に示すブレーキワイヤー６５を介して前記ブレ
ーキレバー７（図１参照）に連結されている。尚、図８
に示すように、前記セクタギヤ６２は、前記電動モータ
３９のロータ３９Ａとの干渉を避けて直角に屈曲成形さ
れている。

【００３６】ところで、前記コントローラ４１は、前記
電動モータ３９を制御するものであって、これと前記電
動モータ３９とは図６に示す電極板６６によって電気的
に接続され、該コントローラ４１と前記バッテリ３２及
び不図示の前記スロットルグリップとは図６に示す被覆
線６７によって電気的に接続されている。

【００３７】而して、電動二輪車１においては、バッテ
リ３２からの電力の供給を受けて電動モータ３９が回転
駆動されると、その回転は遊星ギヤ減速機４０によって
減速されて後車軸４７ａに伝達され、該後車軸４７ａと
これに結着された後輪２６が回転駆動されて当該電動二
輪車１が所定の速度で走行せしめられる。そして、電動
二輪車１の走行中にライダーがハンドル５に設けられた
不図示のスロットルグリップを回して加減速操作する
と、その操作信号がコントローラ４１に伝達されて電動
モータ３９の回転及び後輪２６の回転が制御されて電動
二輪車１の車速が加減速される。

【００３８】又、ライダーが図１に示すブレーキレバー
７を回動させて制動操作すると、図４に示すブレーキワ
イヤー６５が引かれてカムレバー６３が回動し、その回
動はカムレバー軸６１及びセクタギヤ６２，６０を経て
カム５６に伝達され、該カム５６が回動する。すると、
このカム５６によってリヤブレーキ５２のブレーキシュ
ー５４が押し開かれ、該ブレーキシュー５４はリターン
スプリング５７の付勢力に抗して支持ピン５５を中心に
回動して拡開し、ブレーキライニング５３の内周面に押
圧される。この結果、ブレーキシュー５４とブレーキラ
イニング５３間に摩擦力が発生し、この摩擦力によって
後輪２６の回転に所要の制動力が作用するため、電動二
輪車１が減速或は停止せしめられる。

【００３９】ところで、使用によってバッテリ３２の電
圧が低下したために該バッテリ３２の充電を行う場合に
は該バッテリ３２を車体から取り外すが、このバッテリ
３２の取り外しは以下の要領でなされる。

【００４０】即ち、不図示のロック機構によるシート１
５のロックを解除した後、該シート１５を図２に示すよ
うにヒンジ１７を中心として回動させてこれを開くと、
バッテリ３２の上方が開放される。

【００４１】次に、上記状態においてバッテリ３２の上
部に設けられたハンドル３３を起こしてこれを把持し、
該バッテリ３２をガイド部材３６に沿って上方に引き上
げることによってこれを容易に取り外すことができ、取
り外したバッテリ３２を充電することができる。

【００４２】その後、バッテリ３２の充電が終了して該
バッテリ３２を再び装着する際には、図２に示す状態に
おいて、バッテリ３２をガイド部材３６に沿って下方に
摺動させてこれの下部をケース３４に部分的に装着すれ
ば良い。即ち、バッテリ３２の後面をガイド部材３６上
端の導入部３６ａに当てて該バッテリ３２をガイド部材
３６に沿って押し下げると、バッテリ３２の後端面に貫
設された前記ガイド溝がガイド部材３６に嵌合するた
め、バッテリ３２はガイド部材３６にガイドされながら
ガタなくスムーズに摺動して装着され、該バッテリ３２
の底面に埋設された不図示の放電端子がケース３４側の
放電端子３５に接続されてバッテリ３２の使用が可能と
なる。

【００４３】そして、上述のようにしてバッテリ３２が
装着されると、シート１５をヒンジ１７を中心として回
動させてこれを図１に示すように閉めると、該シート１
５の閉じ状態がロック機構によってロックされるととも
に、シート１５のボトムプレート１５ａに取り付けられ
たクッション材１８がバッテリ３２の上面を押圧して該
バッテリ３２を確実に保持する。

【００４４】以上において、本実施の形態によれば、図
５に示すように、電動パワーユニットを構成する電動モ
ータ３９を薄型のアキシャルギャップ型モータで構成す
るとともに、該電動モータ３９のロータ３９Ａ（ヨーク
３９ａ）の中央部に形成された凹部に遊星ギヤ減速機４
０を配置して該遊星ギヤ減速機４０とロータ３９Ａに固
定されたマグネット３９ｂとを車幅方向において部分的
にオーバーラップさせたため、電動パワーユニットの車
幅方向寸法が縮小してその薄型化が実現される。

【００４５】ここで、本実施の形態に係る動力伝達装置
の駆動系の構成を図１０に模式的に示す。本実施の形態
ではギヤ減速機としてサンギヤ４２ａとリングギヤ４４
及び遊星ギヤ４５から成る遊星ギヤ減速機４０を採用し
たが、ギヤ減速機としては図１１に示す減速ギヤ群Ｇ
１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４から成るものを使用しても良い。

【００４６】即ち、図１１に示すギヤ減速機において
は、同軸に配された回転軸４２と後車軸４７ａの相対向
する端部には減速ギヤＧ１，Ｇ４がそれぞれ取り付けら
れており、回転軸４２と後車軸４７ａに対して平行に配
された回転軸７１に回転自在に支持された減速ギヤＧ
２，Ｇ３はそれぞれ減速ギヤＧ１，Ｇ４に噛合してい
る。従って、電動モータの回転は、減速ギヤＧ１〜Ｇ４
を経て減速されて後車軸４７ａとこれに結着された後輪
２６に伝達され、これらが所定の速度で回転駆動され
る。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、電動モータと該電動モータの回転を減速して後
車軸に伝達するギヤ減速機を含んで構成される電動パワ
ーユニットをリヤアーム内に組み込み、リヤアームの後
部から外側方に突出する前記後車軸の端部に後輪を取り
付けて成る電動二輪車において、前記電動モータを、前
記後車軸と同軸の回転軸と共に回転するロータを備える
アキシャルギャップ型モータで構成するとともに、前記
ロータの中央に形成された凹部に前記ギヤ減速機を配置
して該ギヤ減速機と前記ロータに固定されたマグネット
とを車幅方向において部分的にオーバーラップさせたた
め、電動パワーユニットの車幅方向寸法が縮小してその
薄型化が実現されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動二輪車の側面図である。

【図２】バッテリ脱着時の状態を示す電動二輪車後部の
破断側面図である。

【図３】本発明に係る電動二輪車のバッテリ部分のシー
トを取り除いた状態の部分平面図である。

【図４】本発明に係る電動二輪車の後輪部分の左側面図
である。

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線矢視図である。

【図７】図５のＣ−Ｃ線矢視図である。

【図８】図７のＤ−Ｄ線断面図である。

【図９】本発明に係る電動二輪車のリヤブレーキ駆動系
の構成を示す側面図である。

【図１０】遊星ギヤ減速機とワンウェイクラッチの構成
を示す側面図である。

【図１１】本発明の実施の形態に係る動力伝達装置の駆
動系の構成を示す模式図である。

【図１２】本発明に係る動力伝達装置の駆動系の他の構
成例を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 電動二輪車 ２４ リヤアーム ２６ 後輪 ３９ 電動モータ ３９Ａ ロータ ３９Ｂ ステータ ３９ａ ヨーク ３９ｂ マグネット ４０ 遊星ギヤ減速機（ギヤ減速機） ４２ 回転軸 ４２ａ サンギヤ ４４ リングギヤ ４５ 遊星ギヤ ４７ａ 後車軸 Ｇ１〜Ｇ４ 減速ギヤ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータと該電動モータの回転を減速
   して後車軸に伝達するギヤ減速機を含んで構成される電
   動パワーユニットをリヤアーム内に組み込み、リヤアー
   ムの後部から外側方に突出する前記後車軸の端部に後輪
   を取り付けて成る電動二輪車において、 前記電動モータを、前記後車軸と同軸の回転軸と共に回
   転するロータを備えるアキシャルギャップ型モータで構
   成するとともに、前記ロータの中央に形成された凹部に
   前記ギヤ減速機を配置して該ギヤ減速機と前記ロータに
   固定されたマグネットとを車幅方向において部分的にオ
   ーバーラップさせたことを特徴とする電動二輪車の動力
   伝達装置。
2. 【請求項２】 前記ギヤ減速機を遊星ギヤ減速機で構成
   したことを特徴とする請求項１記載の電動二輪車の動力
   伝達装置。
3. 【請求項３】 前記電動モータと前記遊星ギヤ減速機を
   同軸的に配置したことを特徴とする請求項２記載の電動
   二輪車の動力伝達装置。