JP2016188673A - ドライブユニット及び当該ドライブユニットを備える鞍乗型電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】鞍乗型電動車両に用いられるドライブユニットにおいて、モータの出力向上を図りつつ、ドライブユニットのサイズの大型化を抑制する。
【解決手段】ドライブユニット（２２）は、鞍乗型電動車両（１０）に用いられる。ドライブユニットは、モータ（３２）と、第１の歯車（３４）と、回転軸（３６）と、軸受（４８Ａ、４８Ｂ）と、第２の歯車（３８）とを備える。モータは、ロータ軸（６２）を有する。ロータ軸の軸方向から見ると、モータの外周縁部には、切欠が形成されている。第１の歯車は、ロータ軸に設けられている。回転軸は、ロータ軸と平行に配置されている。軸受は、回転軸を回転可能に支持している。ロータ軸の軸方向から見ると、軸受の少なくとも一部が切欠内に位置している。第２の歯車は、回転軸に設けられ、第１の歯車と噛み合う。
【選択図】図２

Description

本発明は、鞍乗型電動車両に用いられるドライブユニットに関する。

鞍乗型電動車両には、例えば、電動二輪車がある。電動二輪車は、ドライブユニットを備える。ドライブユニットの一例が、例えば、国際公開２０１１／８０７９０号公報に開示されている。

上記公報には、モータサイクルの推進システムが開示されている。当該推進システムは、モータと、モータのロータ軸に設けられた駆動ギアと、ロータ軸と平行に配置された従動軸と、従動軸に設けられ、駆動ギアと噛み合うことで従動軸を回転させる従動ギアとを備える。

国際公開２０１１／８０７９０号公報

モータの出力を向上させるために、モータの外径を大きくすることが考えられる。モータの外径を大きくすると、ロータ軸と従動軸との距離が大きくなる。ロータ軸と従動軸との距離が大きくなると、駆動ギヤ及び従動ギアを大きくせざるを得ない。ここで、従動ギアは、所望の減速比を得るために、駆動ギアよりも直径が大きくなっている。そのため、ロータ軸と従動軸との距離が大きくなると、従動ギアがさらに大きくなる。その結果、推進システムのサイズも大きくなってしまう。

本発明の目的は、鞍乗型電動車両に用いられるドライブユニットにおいて、モータの出力向上を図りつつ、ドライブユニットのサイズの大型化を回避することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の実施の形態によるドライブユニットは、鞍乗型電動車両に用いられる。ドライブユニットは、モータと、第１の歯車と、回転軸と、軸受と、第２の歯車とを備える。モータは、ロータ軸を有する。ロータ軸の軸方向から見ると、モータの外周縁部には、切欠が形成されている。第１の歯車は、ロータ軸に設けられている。回転軸は、ロータ軸と平行に配置されている。軸受は、回転軸を回転可能に支持している。ロータ軸の軸方向から見ると、軸受の少なくとも一部が切欠内に位置している。第２の歯車は、回転軸に設けられ、第１の歯車と噛み合う。

上記ドライブユニットにおいては、ロータ軸の軸方向から見て、軸受の少なくとも一部が切欠内に位置しているので、回転軸をロータ軸に近づけて配置することができる。そのため、第２の歯車のさらなる大径化を抑制しつつ、目的とする減速比を維持することができる。また、第２の歯車のさらなる大径化を抑制することができるので、ドライブユニットのサイズが大きくなるのを抑制できる。

好ましくは、回転軸の少なくとも一部が、ロータ軸の軸方向から見て、切欠内に位置する。この場合、回転軸をロータ軸にさらに近づけて配置することができる。そのため、目的とする減速比を維持しつつ、第１及び第２の歯車の大径化を回避しやすくなる。また、第２の歯車の大径化を回避しやすくなるので、ドライブユニットのサイズの大型化を回避しやすくなる。

ドライブユニットは、ハウジングをさらに備える。ハウジングは、第１の空間と、第２の空間とを有する。第１の空間には、モータが収容される。第２の空間には、回転軸の少なくとも一部が配置される。好ましくは、切欠内に壁が配置される。壁は、第１の空間と第２の空間とを仕切る。

この場合、モータと回転軸とを異なる環境で使用することができる。例えば、回転軸を潤滑油で潤滑しながら使用することができる。

本発明の実施の形態による鞍乗型電動車両は、上記ドライブユニットを備える。

本発明の実施の形態による電動二輪車を示す左側面図である。 図１に示す電動二輪車が備えるドライブユニットを示す断面図である。 モータの外周縁部に形成された切欠と、壁と、軸受と、軸受が支持する軸との関係を示す説明図であって、車両の右側から見た図面である。 モータを示す説明図であって、車両の右側から見た図面である。 図３の一部を拡大して示す図面である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態による鞍乗型電動車両について説明する。本実施形態では、鞍乗型電動車両として、電動二輪車を例に説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその部材についての説明は繰り返さない。

［電動二輪車の全体構成］
図１は、本発明の実施の形態による電動二輪車１０の左側面図である。なお、以下の説明において、前後左右とは、電動二輪車１０のシートに着座した乗員から見た前後左右を意味する。図１において、矢印Ｆは電動二輪車１０の前方向を示し、矢印Ｕは電動二輪車１０の上方向を示す。

図１に示すように、電動二輪車１０は、前輪１２Ｆと、後輪１２Ｒと、車体フレーム１４と、ハンドル１６と、フロントフォーク１８と、バッテリ２０と、ドライブユニット２２と、リアアーム２４と、チェーン２６とを備える。

フロントフォーク１８は、前輪１２Ｆを回転可能に支持する。ハンドル１６を操作することにより、前輪１２Ｆの向きが変わる。

車体フレーム１４は、リアアーム２４を揺動可能に支持する。リアアーム２４は、後輪１２Ｒを回転可能に支持する。

車体フレーム１４は、ハウジング１５を含む。バッテリ２０及びドライブユニット２２は、ハウジング１５内に配置されている。ドライブユニット２２は、バッテリ２０の下方に位置している。

バッテリ２０が蓄える電力は、図示しないコントローラにより、ドライブユニット２２に供給される。これにより、ドライブユニット２２が駆動する。

ドライブユニット２２の動力は、チェーン２６を介して、後輪１２Ｒに伝達される。これにより、後輪１２Ｒが回転する。

［ドライブユニット］
図２を参照しながら、ドライブユニット２２について説明する。図２は、ドライブユニット２２の断面図である。

ドライブユニット２２は、後輪１２Ｒを回転させるための動力を出力する。ドライブユニット２２は、ハウジング３０と、モータ３２と、歯車３４と、軸３６と、歯車３８と、クラッチ４０と、トランスミッション４２と、軸４４と、軸受４６Ａ及び４６Ｂと、軸受４８Ａ及び４８Ｂと、軸受５０Ａ及び５０Ｂとを備える。

［ハウジング］
ハウジング３０は、第１ハウジング３０Ａと、第２ハウジング３０Ｂと、第３ハウジング３０Ｃとを含む。第１ハウジング３０Ａ、第２ハウジング３０Ｂ、及び、第３ハウジング３０Ｃは、この順番で、左右方向に並んで配置されている。

第１ハウジング３０Ａは、第２ハウジング３０Ｂに組み付けられている。第１ハウジング３０Ａと、第２ハウジング３０Ｂとの間には、２つの空間５２、５４が形成されている。

２つの空間５２、５４は、壁３０１によって仕切られている。壁３０１は、第１ハウジング３０Ａに形成されている。

ここで、一方の空間５４には潤滑油が収容されているが、他方の空間５２には潤滑油は収容されていない。空間５２にはモータ３２が収容されており、空間５４にはトランスミッション４２が収容されている。

第３ハウジング３０Ｃは、第２ハウジング３０Ｂに組み付けられている。つまり、第３ハウジング３０Ｃは、第２ハウジング３０Ｂに対して、第１ハウジング３０Ａとは反対側に配置されている。第２ハウジング３０Ｂと、第３ハウジング３０Ｃとの間には、空間５６が形成されている。空間５６には、クラッチ４０が収容されている。

［モータ］
モータ３２は、三相誘導モータである。モータ３２は、ロータ３２Ａと、ステータ３２Ｂとを含む。

ロータ３２Ａは、ロータ軸６２を含む。ロータ軸６２は、左右方向に延びている。ロータ軸６２は、軸受４６Ａ及び４６Ｂにより、回転可能に支持されている。ここで、軸受４６Ａは、第１ハウジング３０Ａに配置されている。軸受４６Ｂは、第２ハウジング３０Ｂに配置されている。

ステータ３２Ｂは、ロータ３２Ａの周囲に配置されている。図３及び図４を参照しながら、ステータ３２Ｂの詳細について説明する。

図３及び図４に示すように、ステータ３２Ｂは、本体６３と、複数（本実施形態では、９個）のコア６４とを含む。以下、本体６３及び複数のコア６４について説明する。

図３に示すように、本体６３は、ロータ軸６２周りの周方向に連続して延びている。図３及び４に示すように、本体６３は、周方向一方の端面６３Ａと、周方向他方の端面６３Ｂとを有する。端面６３Ａと端面６３Ｂとの間には、空間６３３が形成されている。つまり、本体６３は、周方向の全周に亘って形成されていない。別の表現をすれば、本体６３は、周方向で分断されている。さらに別の表現をすれば、本体６３が本来有する内周面６３１及び外周面６３２、つまり、本体６３が全周に亘って形成されていると仮定した場合の内周面６３１及び外周面６３２は、周方向で分断されている。

なお、図３及び図４では、本体６３が周方向で分断されていなければ、本体６３が有していた内周面６３１及び外周面６３２（本体６３が本来有する内周面６３１及び外周面６３２）と、当該内周面６３１から突出する３つのコア６４とを、二点鎖線で示している。つまり、ステータ３２Ｂは、本来は、１２個のコア６４を有するものであるが、図３及び図４に示すように、周方向で分断されていることで、９個のコア６４を有するものになっている。本体６３が本来有する外周面６３２は、ロータ軸６２の軸方向から見て、本体６３の外縁、つまり、モータ３２の外縁を規定している。

本実施の形態では、端面６３Ａと、端面６３Ａの最も近くに配置されたコア６４Ａと、端面６３Ｂと、端面６３Ｂの最も近くに配置されたコア６４Ｂと、ロータ３２Ａの外周面のうち、端面６３Ａと端面６３Ｂとの間に形成された空間６３３と径方向（ロータ３２Ａの軸方向に垂直な方向）で向き合う部分３２１とにより、図３に示すように、モータ３２の外周縁部に切欠が形成されたようになっている。つまり、端面６３Ａと、コア６４Ａと、端面６３Ｂと、コア６４Ｂと、ロータ３２Ａの外周面の一部（上記部分３２１）とが、上記切欠を規定している。別の表現をすれば、空間６３３は、上記切欠内の空間に含まれる。さらに別の表現をすれば、端面６３Ａと、コア６４Ａと、端面６３Ｂと、コア６４Ｂと、ロータ３２Ａの外周面の一部（上記部分３２１）とにより、図３に示すように、モータ３２の外周縁部に対して、ロータ軸６２の軸方向に垂直な方向（径方向）でモータ３２の外縁から内方に向かって凹む凹部が形成されたようになっている。つまり、端面６３Ａと、コア６４Ａと、端面６３Ｂと、コア６４Ｂと、ロータ３２Ａの外周面の一部（上記部分３２１）とが、上記凹部を規定している。別の表現をすれば、空間６３３は、上記凹部内の空間に含まれる。

なお、本実施の形態では、上記のように、モータ３２の外周縁部に形成された切欠は、ステータ３２Ｂの本体６３の外周面６３２及び内周面６３１を周方向で分断しているが、外周面６３２のみを周方向で分断するものであってもよい。つまり、モータ３２の外周縁部に形成された切欠は、少なくとも外周面６３２を周方向で分断していればよい。

端面６３Ａと端面６３Ｂとの間には、壁３０１が位置している。壁３０１は、本体６３が本来有する内周面６３１及び外周面６３２よりもロータ３２Ａの近くに位置している。

複数のコア６４の各々は、本体６３からロータ軸６２に向かって突出している。複数のコア６４は、ロータ軸６２周りの周方向に並んで配置されている。各コア６４には、コイルボビン６６が組み付けられている。コイルボビン６６には、コイル６８が巻き回されている。

再び、図２を参照しながら、説明する。歯車３４は、ロータ軸３２Ａに固定されている。歯車３４は、ロータ軸３２Ａと一体となって、回転する。歯車３４は、ロータ軸３２Ａの軸方向で、軸受４６Ｂよりも、ステータ３２Ｂから離れている。つまり、歯車３４は、空間５６内に配置されている。

軸３６は、空間５４及び空間５６に配置されている。つまり、軸３６は、空間５４と空間５６とを仕切る第２ハウジング３０Ｂを貫通して配置されている。

軸３６は、軸受４８Ａ及び４８Ｂにより、回転可能に支持されている。ここで、軸受４８Ａは、第１ハウジング３０Ａに配置されている。軸受４８Ｂは、第２ハウジング３０Ｂに配置されている。

図５を参照しながら、軸３６又は軸受４８Ａ、４８Ｂと、モータ３２との位置関係について説明する。図５は、図３の一部を拡大して示す図面である。

図５に示すように、軸３６の軸方向から見て、軸３６の一部は、本体６３が本来有する外周面６３２よりもロータ軸６２の近くに位置している。上記軸方向から見て、軸３６の一部は、本体６３が本来有する内周面６３１よりもロータ軸６２の近くに位置している。上記軸方向から見て、軸受４８Ａ及び４８Ｂの一部は、本体６３が本来有する外周面６３２よりもロータ軸６２の近くに位置している。上記軸方向から見て、軸受４８Ａ及び４８Ｂの一部は、本体６３が本来有する内周面６３１よりもロータ軸６２の近くに位置している。

再び、図２を参照しながら、説明する。軸受４８Ａは、軸３６の軸方向に垂直な方向から見て、ロータ軸６２のうち、軸受４６Ａで支持されている部分に重なる。軸受４８Ｂは、上記方向から見て、ロータ軸６２のうち、軸受４６Ｂで支持されている部分に重なる。

軸３６には、歯車３８が設けられている。歯車３８は、クラッチ４０が繋がった状態では、軸３６と一体になって、回転する。歯車３８は、クラッチ４０が切れた状態では、軸３６に対して回転可能である。歯車３８は、歯車３４と噛み合っている。歯車３８は、歯車３４よりも大径である。歯車３８は、軸３６の軸方向で、軸受４８Ｂよりも、軸受４８Ａから離れている。歯車３８は、上記軸方向から見ると、軸受４６Ａ及び４６Ｂと、軸受４８Ａ及び４８Ｂと、軸４４とに重なっている。

軸３６には、クラッチ４０が配置されている。クラッチ４０は、軸３６の軸方向において、歯車３８よりも、軸受４８Ａ及び４８Ｂから離れているほうの端部に設けられている。クラッチ４０は、上記軸方向から見て、軸４４に重なっている。

クラッチ４０は、複数のフリクションプレート４０Ａと、クラッチボス４０Ｂと、複数のクラッチプレート４０Ｃと、クラッチハウジング４０Ｄと、プレッシャープレート４０Ｅと、クラッチスプリング４０Ｆと、ロッド４０Ｇとを含む。クラッチボス４０Ｂは、軸３６に固定され、複数のフリクションプレート４０Ａを支持する。クラッチハウジング４０Ｄは、歯車３８に固定され、複数のクラッチプレート４０Ｃを支持する。ロッド４０Ｇは、筒状の軸３６に挿通され、プレッシャープレート４０Ｅに連結されている。ロッド４０Ｇは、図示しないクラッチレリーズ機構により、プレッシャープレート４０Ｅをクラッチスプリング４０Ｆの付勢力に抗して移動させる。プレッシャープレート４０Ｅの位置に応じて、歯車３８から軸３６への動力の伝達が許容／遮断される。なお、クラッチ４０は、公知の構造を有するものであるから、その詳細な説明は省略する。

トランスミッション４２は、歯車４２Ａ−４２Ｊと、シフトフォーク７４Ａ−７４Ｃと、シフトドラム７８とを含む。歯車４２Ａ−４２Ｅは、メインシャフトとして機能する軸３６に設けられている。歯車４２Ｆ−４２Ｊは、ドライブシャフトとして機能する軸４４に設けられている。歯車４２Ａは、歯車４２Ｆに対して、常時、噛み合っている。歯車４２Ｂは、歯車４２Ｇに対して、常時、噛み合っている。歯車４２Ｃは、歯車４２Ｈに対して、常時、噛み合っている。歯車４２Ｄは、歯車４２Ｉに対して、常時、噛み合っている。歯車４２Ｅは、歯車４２Ｊに対して、常時、噛み合っている。シフトフォーク７４Ａ、７４Ｂは、軸７２に設けられている。シフトフォーク７４Ａは、歯車４２Ｇに組み付けられている。シフトフォーク７４Ｂは、歯車４２Ｉに組み付けられている。シフトフォーク７４Ｃは、軸７６に設けられている。シフトフォーク７４Ｃは、歯車４２Ｃに組み付けられている。軸７２、７６及びシフトドラム７８は、第１ハウジング３０Ａと第２ハウジング３０Ｂとによって支持されている。軸８０に設けられたシフトペダル（図示せず）が操作されると、軸８０が回転する。軸８０が回転すると、ワイヤ８４を介して、シフトドラム７８が回転する。シフトドラム７８が回転すると、シフトフォーク７４Ａ−７４Ｃが移動する。シフトフォーク７４Ａ−７４Ｃが移動すると、歯車４２Ｃ、４２Ｇ、４２Ｉが移動する。これにより、メインシャフト（軸３６）からドライブシャフト（軸４４）への動力伝達経路を形成する歯車４２Ａ−４２Ｊの組み合わせが変わる。その結果、変速比が変化する。なお、トランスミッション４２は、公知の構造を有するものであるから、その詳細な説明は省略する。

ここで、図５に示すように、メインシャフトとして機能する軸３６の一部は、軸３６の軸方向から見て、本体６３が本来有する外周面６３２及び内周面６３１よりもロータ軸６２の近くに位置している。そのため、軸３６に設けられた複数の歯車４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅの一部も、本体６３が本来有する内周面６３１及び外周面６３２よりもロータ軸６２の近くに位置している。

再び、図２を参照しながら説明する。軸４４には、スプロケット８２が固定されている。スプロケット８２は、軸４４と一体になって、回転する。スプロケット８２は、ハウジング３０の外側に位置している。スプロケット８２には、チェーン２６が巻き掛けられている。

電動二輪車１０においては、モータ３２の出力向上を図りつつ、ドライブユニット２２のサイズの大型化を抑制することができる。その理由は、以下のとおりである。

モータ３２の出力を向上させるために、例えば、モータ３２の外径を大きくすることが考えられる。モータ３２の外径を大きくすると、ロータ軸６２と軸３６との距離が長くなる。ロータ軸６２と軸３６との距離が長くなると、ロータ軸６２に設けられた歯車３４の直径と、軸３６に設けられた歯車３８の直径とを大きくせざるを得ない。ここで、歯車３８は、所望の減速比を得るために、歯車３４よりも直径が大きくなっている。そのため、ロータ軸６２と軸３６との距離が長くなると、歯車３８がさらに大きくなる。その結果、ドライブユニット２２のサイズが大型化するおそれがある。

電動二輪車１０においては、軸受４８Ａ及び軸受４８Ｂの一部は、軸３６の軸方向から見て、本体６３が本来有する外周面６３２よりもロータ軸６２の近くに位置している。そのため、ロータ軸６２と軸３６との距離を短くすることができる。その結果、歯車３８がさらに大型化するのを抑制しつつ、目的とする減速比を得ることができる。また、歯車３８がさらに大型化するのを抑制できるので、ドライブユニット２２のサイズが大きくなるのを抑制できる。

電動二輪車１０においては、軸受４８Ａ及び軸受４８Ｂの一部は、軸３６の軸方向から見て、本体６３が本来有する内周面６３１よりもロータ軸６２の近くに位置している。そのため、ロータ軸６２と軸３６との距離をさらに短くすることができる。

電動二輪車１０においては、軸３６の一部は、軸３６の軸方向から見て、本体６３が本来有する外周面６３２よりもロータ軸６２の近くに位置している。そのため、ロータ軸６２と軸３６との距離をさらに短くすることができる。

電動二輪車１０においては、軸３６の一部は、軸３６の軸方向から見て、本体６３が本来有する内周面６３１よりもロータ軸６２の近くに位置している。そのため、ロータ軸６２と軸３６との距離をさらに短くすることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態では、ドライブユニット２２がクラッチ４０及びトランスミッション４２を備えていたが、本発明の実施の形態によるドライブユニットは、トランスミッションを備えていなくてもよいし、クラッチ及びトランスミッションを備えていなくてもよい。

１０ 電動二輪車（鞍乗型電動車両）
３０ ハウジング
３２ モータ
３４ 歯車（第１の歯車）
３６ 軸（回転軸）
３８ 歯車（第２の歯車）
４０ クラッチ
４２ トランスミッション
４８Ａ 軸受
４８Ｂ 軸受
５２ 空間（第１の空間）
５４ 空間（第２の空間）
６２ ロータ軸

Claims (6)

1. 鞍乗型電動車両に用いられるドライブユニットであって、
   ロータ軸を有し、前記ロータ軸の軸方向から見て、外周縁部に切欠が形成されたモータと、
   前記ロータ軸に設けられた第１の歯車と、
   前記ロータ軸と平行に配置された回転軸と、
   前記回転軸を回転可能に支持し、前記軸方向から見て、少なくとも一部が前記切欠内に位置する軸受と、
   前記回転軸に設けられ、前記第１の歯車と噛み合う第２の歯車とを備える、ドライブユニット。
2. 請求項１に記載のドライブユニットであって、
   前記軸受の少なくとも一部は、前記軸方向に垂直な方向から見て、前記モータに重なる、ドライブユニット。
3. 請求項２に記載のドライブユニットであって、
   前記軸受の少なくとも一部は、前記軸方向に垂直な方向から見て、前記ロータ軸に重なる、ドライブユニット。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のドライブユニットであって、
   前記回転軸の少なくとも一部は、前記軸方向から見て、前記切欠内に位置する、ドライブユニット。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のドライブユニットであって、さらに、
   前記モータが収容される第１の空間と、前記回転軸の少なくとも一部が配置される第２の空間とを有するハウジングを備え、
   前記切欠内には、前記第１の空間と前記第２の空間とを仕切る壁が配置されている、ドライブユニット。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載のドライブユニットを備える鞍乗型電動車両。

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