以下、本発明に係る電動二輪車の水抜き構造の実施の形態について、図1から図8を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る水抜き構造が適用される電動二輪車の左側面図である。
図2は、本発明の実施形態に係る水抜き構造が適用される電動二輪車の外装等(カバーやシート)を外した状態を示す左側面図である。
図3は、本発明の実施形態に係る水抜き構造が適用される電動二輪車の外装等(カバーやシート)を外した状態を示す斜視図である。
なお、本実施形態における前後上下左右の表現は、電動二輪車1の搭乗者を基準にする。図1から図3中の実線矢印Fは電動二輪車1の前方を表し、実線矢印Rは電動二輪車1の後方を表している。
図1から図3に示すように、本実施形態に係る電動二輪車としての電動二輪車1は、燃料電池2で発電し、この電力でモータ3を駆動させて走行する車両である。また、電動二輪車1は、スクータ型の自動二輪車である。
電動二輪車1は、前後に延びる車体5と、操舵輪としての前輪6と、前輪6を操舵自在に支えるステアリング機構7と、駆動輪としての後輪8と、後輪8を上下方向へ揺動自在に支えるスイングアーム9と、後輪8の駆動力を発生させるモータ3と、を備えている。
車体5は、車両の前後に延びるフレーム11と、フレーム11を覆う外装12と、フレーム11後半部の上方に配置されるシート13と、を備えている。
また、車体5は、燃料電池2と、燃料電池2で発電に使用される燃料としての水素の高圧ガスを貯蔵する燃料タンク15と、燃料電池2の電力を補助する二次電池16と、燃料電池2の出力電圧の調整と燃料電池2および二次電池16の電力の分配を制御する電力管理装置17と、電力管理装置17が出力する直流電力を三相交流電力に変換してモータ3へ出力し、モータ3を運転するインバータ18と、これらを統括的に管理する車両コントローラ19と、を備えている。
電動二輪車1のパワートレインは、燃料電池2および二次電池16を有し、車両の走行状態、燃料電池2の発電状態、二次電池16の蓄電状態によって各電池の電力を適宜に使うシステムである。また、電動二輪車1は、減速する際にモータ3で回生電力を発生させる。車両の電源である二次電池16および燃料電池2は、インバータ18に並列に接続されてモータ3へ電力を供給する。二次電池16は、電動二輪車1が減速する際にモータ3で発生する回生電力および燃料電池2が発電する電力を蓄える。
フレーム11は、複数の鋼鉄製中空管を一体に組み合わせたものである。フレーム11は、前端上部に配置されるヘッドパイプ21と、ヘッドパイプ21の中央部から後ろ下がりに傾斜して延びる上部ダウンフレーム22と、ヘッドパイプ21の下方に配置され、後ろ下がりに傾斜して延びる下部ダウンフレーム23と、左右一対の下部フレーム24と、左右一対の上部フレーム25と、ピボット軸26と、上ブリッジフレーム27と、下ブリッジフレーム28と、ガードフレーム29と、搭載機器保護フレーム30と、を備えている。
ヘッドパイプ21は、ステアリング機構7を操舵自在、つまり車両の左右方向へ揺動自在に支持している。
左右一対の下部フレーム24は、下部ダウンフレーム23の左右に配置され、ヘッドパイプ21の下部に接続されている。また、左右一対の下部フレーム24は、ヘッドパイプ21との接続部分から下部ダウンフレーム23に沿って略平行に、かつ後ろ下がりに傾斜して延びる前側傾斜部分と、傾斜部分の下端で後方に向かって湾曲する前側の湾曲部分と、前側の湾曲部分の後端から略水平に車体5の後方へ向かって車体5の中央部分(車両の前後方向で中央部分)に達するまで直線状に延びる直線部分と、を有している。さらに、左右一対の下部フレーム24は、直線部分の後端部から後上方に向けて湾曲する後ろ側の湾曲部分と、この後ろ側の湾曲部分の上端部から後ろ上がりに傾斜して延びる後側傾斜部分を経て上部フレーム25に接続される上下フレーム接合部と、を有している。なお、左右の下部フレーム24の間隔は、上部フレーム25の間隔よりも広い。
また、左右それぞれの下部フレーム24は、前側の湾曲部分の外側に搭乗者が足を置くフットボード31を下方から支持するフットレストブラケット31aを備えている。
車体5の左側に配置される下部フレーム24は、サイドスタンドブラケット(図示省略)を備えている。サイドスタンドブラケット(図示省略)には、電動二輪車1を左側へ傾けた状態で自立させるサイドスタンド(図示省略)が設けられている。サイドスタンド32は、電動二輪車1を自立させる起立位置と、走行の妨げとならないよう車体5に添う収納位置との間を揺動する。
左右一対の上部フレーム25は、車体5の前半部において下部フレーム24の前側の傾斜部分の上下方向の中央部に接続されている。左右一対の上部フレーム25は、下部フレーム24の前側の傾斜部分との接続部分から車体5の後方に向かって略水平に延びる水平部分と、左右一対の上部フレーム25の水平部分の後端であって、車体5の後半部、かつ後輪8の上方部分において後ろ上がりに大きく傾斜し、車体5の左右方向内側へ湾曲して後輪8の太さ(幅寸法)程度に接近する後端部と、を有している。
ピボット軸26は、車体5の後半部において左右の上部フレーム25間に架設されている。また、ピボット軸26は、上部フレーム25の下側、かつ上部フレーム25と下部フレーム24との合流部分(上下フレーム接合部)よりも後方であって、上部フレーム25の水平部分と下部フレーム24の後側傾斜部分とに接続されるブラケット26aに配置されている。
上ブリッジフレーム27は、左右の上部フレーム25の前端部に架設されている。上ブリッジフレーム27は、左右の上部フレーム25の間を実質的に車両の左右方向へ直線状に延びて、左右の上部フレーム25を連結している。
下ブリッジフレーム28は、左右の下部フレーム24の前側の屈曲部分に架設されている。下ブリッジフレーム28は、左右の下部フレーム24の間を実質的に車両の左右方向へ直線状に延びて、左右の下部フレーム24を連結している。
ガードフレーム29は、左右の下部フレーム24の後側の湾曲部分に架設されている。ガードフレーム29は、左右の下部フレーム24との接続部分から後下方に延びるとともに、フレーム11の内部空間を拡大するように後ろ下がりのU字形状に延びている。ガードフレーム29には、電動二輪車1を直立状態で自立させるセンタースタンド33が設けられている。センタースタンド33は、電動二輪車1を自立させる起立位置と、走行の妨げとならないよう車体5に添う収納位置との間を揺動する。
上部ダウンフレーム22は、ヘッドパイプ21と上ブリッジフレーム27との間に架設されている。
下部ダウンフレーム23は、左右の下部フレーム24の上部の間で実質的に車両の左右方向へ直線状に延びて架設されるヘッドパイプ近傍ブリッジフレーム34の車両の左右方向中央部に接続される上端部と、下ブリッジフレーム28の車両の左右方向中央部に接続される下端部とを有している。
搭載機器保護フレーム30は、上部フレーム25の後半部の上部に設けられている。搭載機器保護フレーム30は、燃料電池2を電動二輪車1の車体に支持している。また、搭載機器保護フレーム30は、その一部を上部フレーム25に着脱できる。
シート13は、フレーム11の後半部上方を覆って前後に延びている。シート13はタンデム式であり、搭乗者を着座させる前半部13aと、同乗者を着座させる後半部13bとを一体的に備えている。また、シート13は、前半部13aと後半部13bとの間に傾斜部13cを備えている。
ここで、左右の上部フレーム25および左右の下部フレーム24で囲まれる空間をセンタートンネル領域35と呼び、上部フレーム25の後半部、外装12およびシート13で囲まれる空間を機器搭載領域36と呼び、センタートンネル領域35の後方かつ機器搭載領域36の下方の空間をタイヤハウス領域37と呼ぶ。
センタートンネル領域35は、燃料タンク15を収容している。本実施形態に係るスクータ型の電動二輪車1では、センタートンネル領域35は、搭乗者が足を乗せる左右のフットボード31の間で、車両の前後方向に沿って配置され、フットボード31の足載せ領域を左右に分断するようにフットボード31から上方に隆起している。換言すると、センタートンネル領域35の左右には、足載せ領域となるフットボード31が配置され、左右のフットボード31の間に燃料タンク15が配置されている。
機器搭載領域36は、車体5の前側から順に二次電池16、電力管理装置17、燃料電池2を収容している。機器搭載領域36は、搭載機器保護フレーム30によって前端部、中央部、後端部、および中央部から後端部に渡る側部を保護されている。
搭載機器保護フレーム30は、機器搭載領域36を囲んで機器搭載領域36に搭載される機器を保護している。搭載機器保護フレーム30は、機器搭載領域36の前端部に配置されて左右の上部フレーム25の間で上に凸のアーチ状に架設される前保護フレーム30aと、機器搭載領域36の中央部であって、上部フレーム25と下部フレーム24との合流箇所よりも後ろ側に配置されて左右の上部フレーム25の間で上に凸のアーチ状に架設される中央保護フレーム30bと、機器搭載領域36の後端部に配置されて左右それぞれの上部フレーム25が内側に湾曲する部分に接続され、この湾曲部分から後ろ斜め上方へ延びる左右一対の後保護フレーム30cと、中央保護フレーム30bの左右それぞれから後方へ延びて後保護フレーム30cの上端部に接続され、さらに車体5の後端部へ到達する左右一対の側部保護フレーム30dと、左右の側部保護フレーム30dの後端部に架設されるブラケット30eと、を備えている。左右の上部フレーム25は、前保護フレーム30aの下端が接合される箇所で屈曲して車両の後方に向かって間隔を拡げ、中央保護フレーム30bの下端が接合される箇所で屈曲して車両の後方に延びている。このため、中央保護フレーム30bは、前保護フレーム30aよりも幅が広く、高さも高い。後保護フレーム30cおよび左右一対の側部保護フレーム30dは一体化されている。また、後保護フレーム30cおよび左右一対の側部保護フレーム30dは、中央保護フレーム30bおよび上部フレーム25に着脱自在に連結されて燃料電池2を支持している。
タイヤハウス領域37には後輪8が配置されている。
機器搭載領域36とタイヤハウス領域37との間には、それぞれの領域を分断する隔壁部材としてのリアフェンダ38が設けられている。
外装12は、車体5の前半部を覆うフロントレッグシールドカバー41と、車体5の中央上部に配置されてセンタートンネル領域35などの上部フレーム25の上方を覆うフロントフレームカバー42と、車体5の後半部に配置されて機器搭載領域36などの車体5の側面のうちシート13の下方部分を覆うフレームカバー43と、を備えている。
フレームカバー43は、シート13とともに機器搭載領域36を囲んでいる。機器搭載領域36は、シート13、フレームカバー43およびリアフェンダ38に囲まれる閉鎖的な空間である。機器搭載領域36は、フレームカバー43、もしくはリアフェンダ38の適宜の箇所に設けられる通気孔(図示省略)によって、燃料電池2への空気の流れを容易、かつ確実に制御し、また冷却が必要な装置へ冷却風としての空気の流れを容易、かつ確実に制御している。なお、機器搭載領域36は、各カバーの継ぎ目などから空気が入り込むことを許容する。
ステアリング機構7は、車体5の前方に配置されて、フレーム11のヘッドパイプ21を中心に左右方向へ揺動し前輪6の操舵を可能にする。ステアリング機構7は、頂部に設けられるハンドル45と、ハンドル45と前輪6とを連結し、若干後傾して上下に延びる左右一対のフロントフォーク46と、を備えている。左右のフロントフォーク46は、弾性的に伸縮自在なテレスコピック構造を備えている。左右のフロントフォーク46の下端部には、前輪6を回転自在に支持する車軸(図示省略)が架設されている。前輪6の上方には、フロントフェンダ47が配置されている。フロントフェンダ47は、左右のフロントフォーク46の間にあって、フロントフォーク46に固定されている。
前輪6は、左右のフロントフォーク46の下端部に架設されている車軸の周りに回転自在な従動輪である。
スイングアーム9は、車体5の左右へ延びている回転中心としてのピボット軸26の周りに上下方向へ揺動する。スイングアーム9は、車体5の左右で前後方向に延びる一対のアーム部の間に後輪8を回転自在に支持している。フレーム11とスイングアーム9との間には、リアサスペンション48が架設されている。リアサスペンション48の上端部は、上部フレーム25の後端部に揺動自在に支持されている。リアサスペンション48の下端部は、スイングアーム9の後端部に揺動自在に取り付けられている。リアサスペンション48は、スイングアーム9の揺動を緩衝する。
またスイングアーム9は、後輪8を回転駆動させるモータ3と、燃料電池2から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ3へ供給するインバータ18と、を収容している。
モータ3は、燃料電池2または二次電池16から供給される電力によって後輪8を回転駆動させる。モータ3は、スイングアーム9の後部に収容されて、後輪8の車軸と同軸に配置されている。モータ3はスイングアーム9に一体的に組み付けられてユニットスイング式スイングアームを構成している。
インバータ18は、スイングアーム9の前部に収容されて、ピボット軸26とモータ3との間に配置されている。
後輪8は、モータ3から駆動力が伝達される車軸(図示省略)によって支えられる駆動輪である。
燃料電池2は、燃料と酸化剤とを反応させて発電する。燃料電池2は、燃料として高圧ガス、例えば水素ガスを使用し、酸化剤として空気中の酸素を使用して発電し、空気を用いて冷却する空冷式燃料電池システムである。
燃料電池2は、機器搭載領域36の後半側に配置されている。さらに具体的には、燃料電池2は、シート13の前半部13aと後半部13bとの間の傾斜部から後半部13bの下方に渡って配置されている。つまり、車両の側面視で、燃料電池2は、同乗者を着座させるシート13の後半部13bと後輪8やスイングアーム9との間に配置されている。
燃料電池2は、車体5の前後方向に延びる長辺を有する直方体形状であって、吸気口2aが配置される正面を前斜め下方へ向け、排気口2bが配置される背面を後ろ斜め上方へ向ける姿勢で機器搭載領域36に配置されている。つまり、燃料電池2は、前方側が後方側よりも下方に位置する前傾姿勢でフレーム11に固定されている。詳細には、燃料電池2の上部は搭載機器保護フレーム30に固定され、燃料電池2の下部は上部フレーム25に固定されている。
燃料電池2は、正面側から背面側へ向かって連結される扁平な複数のモジュールを含んでいる。具体的には、燃料電池2は、正面側から順に積層状態に重ねられて連結されるフィルタ(図示省略)、吸気シャッタ(図示省略)、燃料電池スタック(図示省略)、ファン(図示省略)、排気シャッタ(図示省略)を有している。燃料電池2の天面には、燃料電池用制御部(図示省略)が設けられている。
吸気シャッタは、開閉自在な空気の吸気口2aを有し、吸気口2aを開閉して燃料電池スタックへの空気の導入量を制御することができるとともに、吸気口2aを閉じて燃料電池2内で空気を循環させる循環経路を形成することができる。排気シャッタは、開閉自在な空気の排気口2bを有し、排気口2bを閉じて燃料電池2内で空気を循環させる循環経路を形成することができる。換言すると、燃料電池2は、正面に開閉可能な吸気口2aを有し、背面に開閉可能な排気口2bを有し、吸気口2aと排気口2bを閉じることで燃料電池2内の空気を循環させることができる。
燃料電池スタックは、吸気口から吸い込まれる空気に含まれる酸素と燃料タンク15から供給される水素とを電気化学反応させて発電し、発電後に湿潤な余剰ガスを生成する。
ファンは、機器搭載領域36内の空気を吸気口から燃料電池2内に吸い込むための吸込負圧を発生させる一方で、燃料電池スタックから余剰ガスを吸い出して排気口から排気する。ファンが流動させる空気の流れは、燃料電池スタックで発電に用いられる他に、燃料電池2の冷却に利用される。
燃料電池2の後方には、排気ダクト52が設けられている。燃料電池2のファンは、余剰ガスを燃料電池スタックから吸い出して排気ダクト52へ排気する。排気ダクト52の前端部は、燃料電池2の箱体(詳細には、排気シャッタの枠体)に気密に接続されている。排気ダクト52は、車体5の後端で後下方と後上方に向かって開口される排気口52aを有している。排気ダクト52は、燃料電池2のファンから吐出される排気(余剰ガス)を、排気口52aへ導いて車体5の後方へ排出する。
排気ダクト52の排気口52aは、燃料電池2の排気面(背面)よりも上方であって、望ましくは排気ダクト52の後方上端部に配置されている。詳細には、燃料電池2の排気口よりも高い位置に排気口52aの上縁部が配置されている。排気ダクト52は、燃料電池2の排気面(背面)よりも上方に配置される排気口52aを有することによって、未反応の水素ガスを含む湿潤な余剰ガスを排気口52aに導いて車体5から確実に排気することができる。
燃料タンク15は高圧圧縮水素貯蔵システムである。燃料タンク15は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)製の、あるいはアルミライナ製複合容器である圧力容器55と、燃料充填口56を有する燃料充填用継手57と、燃料充填元弁58と、遮断弁(図示省略)とレギュレータ(図示省略)とを一体的に有する燃料供給元弁59と、を備えている。
圧力容器55は、燃料電池2の燃料としての水素ガスを貯蔵するアルミライナ製複合容器である。燃料タンク15は、例えば約70MPaの水素ガスを貯蔵する。圧力容器55は、円筒形状の胴部と、胴部の前後の端面にドーム状の鏡板と、を有している。圧力容器55は、円筒胴の中心線を車体5の前後方向へ沿わせてセンタートンネル領域35内に配置されている。圧力容器55は、一対の上部フレーム25、一対の下部フレーム24、下ブリッジフレーム28、およびガードフレーム29に周囲を囲まれて、電動二輪車1の転倒や衝突による負荷に対して堅牢に保護されている。
また、圧力容器55は、車体5の一方側の側部に配置される上部フレーム25、例えば車体5の右側に配置される上部フレーム25と、車体5の他方側の側部に配置される下部フレーム24、例えば車体5の左側に配置される下部フレーム24との間に架設されるクランプバンド61によってセンタートンネル領域35に支持されている。詳細には、圧力容器55は、右側の上部フレーム25と左側の下部フレーム24との間に架設される下クランプバンド(クランプバンド61の下半部)に載置され、上クランプバンド(クランプバンド61の上半部)で締め付け挟持されている。なお、クランプバンド61は、車体5の左側に配置される上部フレーム25と、車体5の右側に配置される下部フレーム24との間に架設されていても良い。
燃料充填用継手57は、センタートンネル領域35の外側、詳しくは後ろ上方であって、機器搭載領域36の前端部に配置されている。燃料充填用継手57は、二次電池16よりも上方、あるいは真上に配置されている。燃料充填用継手57は、搭載機器保護フレーム30の前保護フレーム30aの上部と中央保護フレーム30bの上部との間に架設される継手用ブラケット30fに固定されている。燃料充填用継手57は、燃料充填時に設備側の継手を車体の上方、かつ左側から差し込めるよう、車体5の上方、かつやや左側に向かって延びている。燃料充填用継手57は、シート13の前端部に設けられる燃料充填口用リッド62によって覆い隠されている。燃料充填口用リッド62は、ヒンジ機構(図示省略)を介してシート13に支持されており、揺動することで開閉できる。燃料充填用継手57は、燃料としての水素の高圧ガスを燃料タンク15に導き入れる入口としての燃料充填口56を有している。
燃料充填口56は、燃料充填用継手57の頂部に配置されている。また、燃料充填口56は、車体5の左上方を向いている。燃料タンク15に燃料を充填する際、燃料充填口用リッド62を開放した状態において、燃料充填口56の上方は、雰囲気に開放されている。したがって、高圧ガス(燃料、水素ガス)を燃料タンク15に充填する際、仮に高圧ガス(燃料、水素ガス)が漏洩しても、漏洩燃料は滞留することなく電動二輪車1の上方へ拡散する。
燃料充填元弁58および燃料供給元弁59は、一体化されて圧力容器55の後方側の鏡板の頂部に設けられているタンクバルブ63に内蔵されている。燃料供給元弁59の遮断弁は、電磁弁を用いた開閉弁である。タンクバルブ63は、ガードフレーム29で囲まれた空間に配置されている。
二次電池16は、箱状のリチウムイオン電池である。二次電池16は、機器搭載領域36の前端部であって、圧力容器55の後半部、つまり円筒胴の後半部、および後方側の鏡板とシート13の前半部13aとの間に配置されている。
なお、電動二輪車1は、二次電池16の他に、メータ類(図示省略)、ランプ類(図示省略)用の電源として、例えば12V系の電力を供給する第2二次電池(図示省略)を備えている。第2二次電池は、ヘッドパイプ21の周囲、例えば、ヘッドパイプ21の右側の側方に配置されている。
また、仮に燃料充填口56から燃料としての水素ガスが漏洩しても、空気より軽い水素ガスは上昇して、車内に滞留することなく車外に拡散する。また、仮に燃料充填元弁58または燃料供給元弁59から燃料としての水素ガスが漏洩しても、水素ガスはタイヤハウス領域37に向かって移動して、車内に滞留することなく車外に拡散する。
電力管理装置17は、機器搭載領域36内で二次電池16と燃料電池2との間に配置され、フレーム11に固定されている。なお、電力管理装置17は二次電池16と同じ防水ケース内に配置されていても良い。
電動二輪車1は、二次電池16、電力管理装置17、および燃料電池2を上述のように配置することによって、電気的な接続関係が隣り合う装置を極力近接する位置に配置することが可能であり、装置間の配線長を短く、配線に係る重量を軽くすることができる。
車両コントローラ19は、電動二輪車1内で比較的に高所となるヘッドパイプ21の周囲、例えば、12V系の電力を供給する第2二次電池の反対側にあたるヘッドパイプ21の左側の側方に配置されている。
次いで、電動二輪車1のスイングアーム9について詳しく説明する。
図4は、本発明の実施形態に係る電動二輪車のスイングアームの斜視図である。
図5は、本発明の実施形態に係る電動二輪車のスイングアームの左側面図である。
図4および図5に示すように、本実施形態に係る電動二輪車1のスイングアーム9は、後輪8を片持ち状に支持する中空なスイングアーム本体65と、スイングアーム本体65内に収容される駆動ユニット66と、モータ3の回転駆動力を減速して後輪8へ伝達する減速機67と、を備えている。駆動ユニット66は、インバータ18およびモータ3を含んでいる。
スイングアーム本体65は、車体5のピボット軸26によって支えられるピボット部68と、ピボット部68の側方、ここでは左側方から後方へ延びて後輪8の左側方に到達する駆動ユニット収容部69と、を備えている。
ピボット部68は、フレーム11の内側の幅いっぱいに拡がっている。側面視において、ピボット部68は、ピボット軸26を配置するパイプ71を頂点にして下方へ拡がる三角形状の箱体であり、上下左右に重量軽減口を有している。
駆動ユニット収容部69は、ピボット部68に一体の内側ケース半体72と、内側ケース半体72を閉じる外側ケース半体73と、を備えている。内側ケース半体72と外側ケース半体73とは、前後に延びる分割面で組み合わされる。なお、図5は、外側ケース半体73を取り外した状態を示している。
内側ケース半体72は、後輪8の側面を臨む内側側面75(壁面)を有して車両の左側方へ開く空間を区画している。
外側ケース半体73は、車両の左側から内側ケース半体72を閉じる蓋の役割を担っている。
なお、駆動ユニット収容部69は、車両の右側に配置されていても良く、この場合、内側ケース半体72および外側ケース半体73の配置は左右で逆転し、後輪8との関係も左右で逆転する。
駆動ユニット収容部69の後端部には、モータ3を収容するモータ室76が区画されている。モータ室76よりも前側、つまりモータ室76よりもピボット部68に近い側にはインバータ室77が区画されている。モータ室76およびインバータ室77は、内側ケース半体72および外側ケース半体73によって閉じられて外気の流入が制限されている。インバータ室77の内面のうち、内側ケース半体72の内側側面75の裏面78は平坦であり、インバータ18の設置面である。平坦な裏面78とインバータ18との間には放熱グリス(図示省略)が埋められていて、インバータ18とスイングアーム本体65との熱的な接続が図られている。
そして、スイングアーム本体65は、後輪8の側面を臨む内側側面75(壁面)に設けられて、後輪8に同心な複数の円弧状の放熱フィン81を有している。
それぞれの放熱フィン81は、後輪8の回転中心からの距離を実質的な半径とする円弧であって、内側側面75に、ほぼ等間隔に並んでいる。放熱フィン81は、内側側面75から後輪8の側面に向かって突出している。
複数の放熱フィン81は、スイングアーム本体65の天面および底面の少なくともいずれかに連続して延びている。
複数の放熱フィン81は、後輪8の形状に準じて突出高さが異なるものを含んでいる。具体的には、放熱フィン81は、後輪8に干渉しない程度の隙間を隔てつつ、隙間の大きさを実質的に一定に揃えて。後輪8の形状に準じて突出高さが異なっている。
また、スイングアーム9は、スイングアーム本体65の天面および底面の少なくともいずれかに設けられて、隣り合う放熱フィン81の端部を繋ぐ導風リブ82を備えている。なお、図4は、放熱フィン81が天面および底面の両方に延長され、かつ導風リブ82が天面および底面の両方に設けられている態様を示している。
導風リブ82は、放熱フィン81と同程度の高さで突出して放熱フィン81間の空間の端を区切っている。
また、スイングアーム9は、放熱フィン81に重ねて配置され、インバータ18をスイングアーム本体65に固定する締結部材(図示省略)が締め付けられるボス83を備えている。
インバータ18は、内側ケース半体72の内側側面75の裏面78に接している。インバータ18は、後輪8の回転軸線方向視において、後輪8に重なる部分の方が大きい。換言すれば、インバータ18の大部分は、後輪8の側方投影領域内に重なっている。
減速機67は、モータ室76の内側側面に設けられている。減速機67は、出力軸としての後輪車軸(図示省略)を備えている。後輪8は、後輪車軸に固定されている。
後輪8は、スイングアーム本体65のピボット部68の後方、かつ駆動ユニット収容部69の右側方であって、車両の中心線上に配置されている。車両の側面視において、後輪8の左側面の一部には、スイングアーム本体65の駆動ユニット収容部69が重なり、この重なり部分にモータ3の全体とインバータ18の大部分とが配置されている。
さらに、スイングアーム9は、内側ケース半体72の内側側面75の放熱フィン81の他に、内側ケース半体72の底面85にも複数の放熱フィン86を備えている。
複数の放熱フィン86は、内側ケース半体72の底面85の全域、つまりインバータ室77からモータ室76の底面全域に渡って設けられている。複数の放熱フィン86は、車両の前後方向、つまり駆動ユニット収容部69の長手方向に延びており、車両の左右方向、つまり駆動ユニット収容部69の幅方向に整列している。また、複数の放熱フィン86は、下方へ向かって突出している。
放熱フィン86は、スイングアーム本体65、具体的には内側ケース半体72に一体的に設けられている。
次いで、電動二輪車1の水抜き構造について詳しく説明する。
図6は、本発明の実施形態に係る電動二輪車の水抜き構造の斜視図であってブリーザキャップ近傍の拡大図である。
図7および図8は、本発明の実施形態に係る電動二輪車の水抜き構造の斜視図であって排水孔近傍の拡大図である。
図5に加えて図6から図8に示すように、本実施形態に係る水抜き構造91は、後輪8を支持する中空なスイングアーム本体65と、スイングアーム本体65内に収容されるインバータ18と、スイングアーム本体65内に収容されてインバータ18から供給される電力で後輪8を回転駆動させるモータ3と、スイングアーム本体65の上部に設けられてスイングアーム本体65の内外圧力差を均衡させるブリーザキャップ92と、スイングアーム本体65の下部に設けられて、スイングアーム本体65内の水分を排出する水抜き孔93を有するドレーン95と、ドレーン95に着脱自在に装着されるドレーンプラグ96と、を備えている。
モータ3は、スイングアーム本体65の後端部に配置されている。インバータ18は、モータ3よりも前側に配置されている。つまり、モータ3およびインバータ18は、後輪8の左側で車両の前後方向に延びるスイングアーム本体65内に、車両の前方からインバータ18、モータ3の順に収容されている。
スイングアーム本体65内は、モータ3が配置されるモータ室76とインバータ18が配置されるインバータ室77を有している。モータ室76とインバータ室77との間には、モータ室76とインバータ室77とを区画するように内側ケース半体72に一体に突出形成される隔壁97が設けられている。隔壁97は、車両の側方視において円形のモータ室76に沿って円弧状に拡がり、内側ケース半体72の外壁98の側壁(後輪8側の縦壁)からスイングアーム本体65内に突出するとともに、その上下端が外壁98の上面(上壁)と外壁98の底面(底壁)に繋がって、全体としてモータ3を円形に囲んでいる。隔壁97は、モータ室76とインバータ室77とを完全に隔離するものではなく、インバータ18からモータ3へ電力を供給する電力線99が通過する程度の隙間を有している。この隙間は、内側ケース半体72と外側ケース半体73との間に生じている。また、この隙間は、図5に示すように、外壁98の上面(上壁)との接続部から外壁98の底面(底壁)との接続部まで延びている。
隔壁97の上端近傍であって、インバータ室77を仕切る内側ケース半体72の外壁98の上面には、ブリーザキャップ92に通じる通気孔101が穿たれている。つまり、内側ケース半体72の外壁98は、隔壁97の上端近傍であってインバータ室77側に通気孔101を有している。詳細には、通気孔101は、車両の前後方向で隔壁97の上端部よりも前方にあるインバータ室77の外壁98の上面に設けられている。より詳細には、通気孔101は、車両の前後方向でインバータ18よりも車両の後方であって、モータ室76側に回り込む隔壁97と外壁98の上面とに囲まれた隅角空間に開口されている。
隔壁97の下端近傍であって、インバータ室77を仕切る内側ケース半体72の外壁98の底面は、ピボット軸26から後輪8の車軸へと後ろ斜め下方へ傾くスイングアーム本体65の傾きに倣うように後ろ斜め下方へ傾く内壁面103と、内壁面103の後方側でスイングアーム本体65の傾きに反して後ろ斜め上方へ傾く内壁面102と、を有している。内側ケース半体72の底面は、後ろ斜め上方へ傾く内壁面102と後ろ斜め下方へ傾く内壁面103との隣接部分に内壁面102と内壁面103の最下部となる谷部105を有している。さらに、内壁面102の後端には、内側ケース半体72と外側ケース半体73とを結合するためのネジ穴を有するボスがスイングアーム本体65内に膨出している。このボスは、モータ室76とインバータ室77との間に配置されている。このボスには、隔壁97の下端が接続されている。ボスの形状および隔壁97の端部は、内壁面102から上方に突出している。なお、外側ケース半体73の底面も同様に傾いた内壁面およびボスを有している。
また、内側ケース半体72の後ろ斜め上方へと傾く内壁面102には、ドレーン95に繋がる水抜き孔93が穿たれている。つまり、内側ケース半体72の外壁98は、隔壁97の下端近傍であってインバータ室77側に水抜き孔93を有している。水抜き孔93は、車両の前後方向で谷部105とボスの間に設けられている。
ブリーザキャップ92は、車両の前後方向でモータ3とインバータ18との間の外壁98の上面(上壁)に設けられる通気孔101に接続されている。ブリーザキャップ92は、駆動ユニット収容部69内外の通気を図る一方で、水分や塵の侵入を防ぐ。ブリーザキャップ92は、空気を通過させる一方で水滴や塵の通過を阻む繊維状の膜を内蔵している。
ところで、ブリーザキャップ92を通過する空気、およびスイングアーム本体65内に存在する空気は、もっぱら湿気を含んでいるため、モータ3およびインバータ18が停止して冷たくなると、駆動ユニット収容部69内には結露による凝縮水が生じてしまう。そこで、本実施形態に係る水抜き構造91は、ドレーン95を備えている。
ドレーン95は、モータ3とインバータ18との間に配置されている。より詳しくは、ドレーン95は、内側ケース半体72の後ろ斜め上方へ傾く内壁面102と後ろ斜め下方へ傾く内壁面103との谷部105の後方で谷部105に隣接して配置されている。特に水抜き孔93は、後ろ斜め上方へ傾く内壁面102に配置されて谷部105の底の方へ向かって斜めに開口されている。
ドレーン95は、内側ケース半体72の外側において車両の後ろ斜め下方へ延びている。つまり、ドレーン95は、後ろ斜め上方へ傾く内壁面102との間で車両の前後両側に鋭角をなし、上下両側に鈍角をなしている。水抜き孔93は、ドレーン95の内部で、ドレーン95と同様に、車両の後ろ斜め下方へ延びている。
駆動ユニット収容部69内に生じた凝縮水は、重力によって滴り落ちて内側ケース半体72の後ろ斜め上方へ傾く内壁面102と後ろ斜め下方へ傾く内壁面103との谷部105に集まる。また、凝縮水の一部は、上端がブリーザキャップ92の近傍に配置され、下端が内壁面102の後端部の近傍に配置される隔壁97を伝って、内壁面102に流れる。水抜き孔93は谷部105に隣接しているため、谷部105に滴り落ちて集まった水分(もっぱら凝縮水)は、水抜き孔93からドレーンプラグ96へ回収される。
なお、ドレーン95の水抜き孔93の開口縁は、谷部105の底に接していても良いし、谷部105を跨いで内側ケース半体72の後ろ斜め下方へ傾く内壁面103(内壁面102の前方に隣接する面)側に侵入していても良い。さらに、ドレーン95の水抜き孔93の開口縁は、谷部105に掛からずに内側ケース半体72の後ろ斜め上方へ傾く内壁面102に全周が配置されていても良い。いずれの場合においても、谷部105に集まる凝縮水は、電動二輪車1の加速にともなって谷部105側からモータ室76側へ慣性運動してスイングアーム本体65内から水抜き孔93に流れ込み、ドレーンプラグ96内に溜る。なお、車両の加速にともなって慣性運動して水抜き孔93の開口部の側方を通過して車両の後方側に移動した凝縮水は、内壁面102の後端に設けられ、スイングアーム本体65内にその一部が現出する前記ボスで堰き止められて、モータ室76への流入が抑制され、加速が終了すると谷部105側に流れ戻り、一部が水抜き孔93に流れ込む。
ドレーンプラグ96は、ドレーン95の出口端部、つまり、水抜き孔93に圧入固定され内側ケース半体72の外側に突出するパイプの端部に被さるキャップである。ドレーンプラグ96は、ドレーン95の延長線上にあって、後ろ斜め下方向へ向けて延びている。
ドレーンプラグ96の素材には、透明で軟質な樹脂を適用することが好ましい。透明なドレーンプラグ96を備える水抜き構造91は、ドレーン95の水抜き孔93から排出される凝縮水の有無を容易に確認することができる。また、軟質な樹脂製のドレーンプラグ96を備える水抜き構造91は、ドレーンプラグ96の着脱が容易であって、ドレーンプラグ96に溜められる凝縮水を容易に廃棄できる。
ドレーンプラグ96は、スイングアーム本体65の最下端(モータ室76部分の下端)よりも上方にある。ドレーンプラグ96は、スイングアーム本体65の揺動範囲全域において、常にスイングアーム本体65の最下端よりも上方にある。
また、ドレーンプラグ96は、スイングアーム本体65の底面に設けられる複数の放熱フィン86に挟まれている。放熱フィン86は、ドレーン95およびドレーンプラグ96の形状に倣う突出量を有している。具体的には、ドレーン95およびドレーンプラグ96の根元近傍では、放熱フィン86は、ドレーン95に接続されて下面から突出するドレーン95を補強している。そして、ドレーン95近傍の放熱フィン86は、ドレーンプラグ96との干渉を避けること、およびドレーンプラグ96の着脱性を考慮して突出量が抑制されている。また、ドレーン95およびドレーンプラグ96の近側方では、放熱フィン86は、ドレーン95およびドレーンプラグ96の側方投影領域に重なる程度に突出している。つまり、放熱フィン86は、車両の側面視でドレーン95のほぼ全体を覆い隠している。
ドレーンプラグ96の全体が放熱フィン86に挟まれていても良いし、ドレーンプラグ96の一部が放熱フィン86に挟まれていても良い。全体が挟まれている場合には、ドレーンプラグ96の保護に優れ、例えば道路の縁石などに接触してドレーンプラグ96が脱落することを防ぐことができる。他方、部分的に挟まれて一部が露出している場合には、ドレーンプラグ96の保護および着脱性に優れ、凝縮水を容易に廃棄できる。
本実施形態に係るスイングアーム9の水抜き構造91は、ブリーザキャップ92によって駆動ユニット収容部69内外の通気性を取って、モータ3およびインバータ18の運転および停止にともなう温度変化による内圧の変動を緩和する。
また、本実施形態に係るスイングアーム9の水抜き構造91は、ブリーザキャップ92を通じて通気性を確保する一方、水滴や塵が駆動ユニット収容部69内に侵入することを阻む。
さらに、本実施形態に係るスイングアーム9の水抜き構造91は、駆動ユニット収容部69内に生じる凝縮水をドレーンプラグ96へ排出することで、駆動ユニット収容部69内に残留する水分量を低下させ、モータ3およびインバータ18の運転と停止によって凝縮水が再び気化と液化とを繰り返し、駆動ユニット収容部69内の水分量が増加することを防ぐ。
さらにまた、本実施形態に係るスイングアーム9の水抜き構造91は、駆動ユニット収容部69内に生じる凝縮水をドレーンプラグ96に貯留することで、ドレーン95の水抜き孔93から別途の水分や塵が侵入することを防ぐことができる。
また、本実施形態に係るスイングアーム9の水抜き構造91は、モータ3とインバータ18との間にドレーン95を配置することによって、一般的に円形なモータ3とインバータ18との間に生じるスイングアーム本体65の外壁98の形状の不連続部分に凝縮水を集めて、これを水抜き孔93へ誘導しやすく、駆動ユニット収容部69内に残留する水分量を減少させることができる。
さらに、本実施形態に係るスイングアーム9の水抜き構造91は、スイングアーム本体65の最下端よりも上方にドレーンプラグ96を配置することで、ドレーンプラグ96が縁石などに接触して脱落してしまうことを防止できる。
さらにまた、本実施形態に係るスイングアーム9の水抜き構造91は、後ろ斜め下方向へ向けて延びるドレーンプラグ96を備えることで、下方への突出高さを抑え外観にも優れている。
また、本実施形態に係るスイングアーム9の水抜き構造91は、複数の放熱フィン86の間にドレーンプラグ96を配置することによって、ドレーンプラグ96を目立たなくして外観を整えるとともに、ドレーンプラグ96の保護と着脱性を高めることができる。
したがって、本発明に係る電動二輪車1の水抜き構造91によれば、スイングアーム9内の通気性と排水性を確保しつつ、走行時に飛沫する水分や塵などがモータ3やインバータ18などの電気、電子機器を収納するスイングアーム本体65内の空間に侵入することを確実に阻止できる。