JP2017154676A - 鞍乗り型ハイブリッド車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】鞍乗り型ハイブリッド車両において、重量バランスを向上する。
【解決手段】少なくともエンジン20と、エンジン20の駆動力を後輪4に伝達する変速機41と、モータ37,50と、を有するパワーユニット10を備えた自動二輪車において、モータ37,50は、車体左右中心線CLを挟んで一方側に配置された第一モータ37と、車体左右中心線CLを挟んで他方側に配置されるとともに、車幅方向から見て第一モータ37と重なる位置に配置された第二モータ50と、を備えている。
【選択図】図2
【解決手段】少なくともエンジン20と、エンジン20の駆動力を後輪4に伝達する変速機41と、モータ37,50と、を有するパワーユニット10を備えた自動二輪車において、モータ37,50は、車体左右中心線CLを挟んで一方側に配置された第一モータ37と、車体左右中心線CLを挟んで他方側に配置されるとともに、車幅方向から見て第一モータ37と重なる位置に配置された第二モータ50と、を備えている。
【選択図】図2
Description
本発明は、鞍乗り型ハイブリッド車両に関する。
従来、鞍乗り型ハイブリッド車両において、例えば特許文献1に開示されたものがある。これは、エンジンに起動トルクを付与するスタータモータとしての機能と、エンジンにアシストトルクを付与するアシストモータとしての機能と、エンジンの動力で駆動される発電機としての機能を持つ回転電機を備えたものである。この回転電機は、車幅方向右側に配置されている。
しかし、車幅方向右側にのみ回転電機を配置すると、重量バランスに影響を与える可能性があった。
そこで本発明は、鞍乗り型ハイブリッド車両において、重量バランスを向上することを目的とする。
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、少なくともエンジン(20)と、前記エンジン(20)の駆動力を車輪(4)に伝達する動力伝達機構(41)と、モータ(37,50)と、を有するパワーユニット(10)を備えた鞍乗り型ハイブリッド車両(1)において、前記モータ(37,50)は、車体左右中心線(CL)を挟んで一方側に配置された第一モータ(37)と、前記車体左右中心線(CL)を挟んで他方側に配置されるとともに、車幅方向から見て前記第一モータ(37)と重なる位置に配置された第二モータ(50)と、を備えていることを特徴とする。
請求項2に記載した発明は、前記パワーユニット(10)の前部には、車体側に支持される支持ボス(10A)が設けられ、前記第一モータ(37)は、車幅方向に延びるクランクシャフト(21)の一方側に配置された発電用モータ(37)であり、前記動力伝達機構(41)は、前記クランクシャフト(21)の他方側に配置されており、前記第二モータ(50)は、前記動力伝達機構(41)よりも車幅方向外側に配置されるとともに、前記車輪(4)に駆動力を与える駆動用モータ(50)であることを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、前記駆動用モータ(50)よりも車幅方向外側に配置されるとともに、前記クランクシャフト(21)の他方側の端部を回転可能に支持する軸受(53)を更に備えていることを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、前記動力伝達機構(41)を収容する伝動ケース(45)を更に備え、前記駆動用モータ(50)は、前記伝動ケース(45)に支持されたステータ(52)を備えていることを特徴とする。
請求項5に記載した発明は、前記発電用モータ(37)と前記駆動用モータ(50)とは、同一直線上に配置され、前記発電用モータ(37)は、前記クランクシャフト(21)の一方側の端部に設けられ、前記駆動用モータ(50)は、前記クランクシャフト(21)の他方側の端部に設けられていることを特徴とする。
請求項6に記載した発明は、前記車輪(4)は、後輪(4)であり、前記動力伝達機構(41)は、前記エンジン(20)のクランクシャフト(21)の側に配置されるドライブプーリ(42)と、前記後輪(4)の側に配置されるドリブンプーリ(43)と、を備え、前記駆動用モータ(50)は、前記ドライブプーリ(42)よりも車幅方向外側に配置されていることを特徴とする。
請求項7に記載した発明は、前記ドリブンプーリ(43)よりも車幅方向外側に配置されるとともに、車幅方向で前記駆動用モータと重なる位置に配置された遠心クラッチ(55)を更に備えていることを特徴とする。
請求項2に記載した発明は、前記パワーユニット(10)の前部には、車体側に支持される支持ボス(10A)が設けられ、前記第一モータ(37)は、車幅方向に延びるクランクシャフト(21)の一方側に配置された発電用モータ(37)であり、前記動力伝達機構(41)は、前記クランクシャフト(21)の他方側に配置されており、前記第二モータ(50)は、前記動力伝達機構(41)よりも車幅方向外側に配置されるとともに、前記車輪(4)に駆動力を与える駆動用モータ(50)であることを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、前記駆動用モータ(50)よりも車幅方向外側に配置されるとともに、前記クランクシャフト(21)の他方側の端部を回転可能に支持する軸受(53)を更に備えていることを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、前記動力伝達機構(41)を収容する伝動ケース(45)を更に備え、前記駆動用モータ(50)は、前記伝動ケース(45)に支持されたステータ(52)を備えていることを特徴とする。
請求項5に記載した発明は、前記発電用モータ(37)と前記駆動用モータ(50)とは、同一直線上に配置され、前記発電用モータ(37)は、前記クランクシャフト(21)の一方側の端部に設けられ、前記駆動用モータ(50)は、前記クランクシャフト(21)の他方側の端部に設けられていることを特徴とする。
請求項6に記載した発明は、前記車輪(4)は、後輪(4)であり、前記動力伝達機構(41)は、前記エンジン(20)のクランクシャフト(21)の側に配置されるドライブプーリ(42)と、前記後輪(4)の側に配置されるドリブンプーリ(43)と、を備え、前記駆動用モータ(50)は、前記ドライブプーリ(42)よりも車幅方向外側に配置されていることを特徴とする。
請求項7に記載した発明は、前記ドリブンプーリ(43)よりも車幅方向外側に配置されるとともに、車幅方向で前記駆動用モータと重なる位置に配置された遠心クラッチ(55)を更に備えていることを特徴とする。
請求項1に記載した発明によれば、モータが、車体左右中心線を挟んで一方側に配置された第一モータと、車体左右中心線を挟んで他方側に配置されるとともに車幅方向から見て第一モータと重なる位置に配置された第二モータとを備えていることで、モータが車体左右中心線を挟んで何れか一方側にのみ配置された場合と比較して、重量バランスを向上することができる。
請求項2に記載した発明によれば、パワーユニットの前部には車体側に支持される支持ボスが設けられ、第一モータが車幅方向に延びるクランクシャフトの一方側に配置された発電用モータであり、動力伝達機構がクランクシャフトの他方側に配置されており、第二モータが動力伝達機構よりも車幅方向外側に配置されるとともに車輪に駆動力を与える駆動用モータであることで、駆動用モータが動力伝達機構よりも車幅方向内側(すなわち、クランクシャフトの幅方向中央部側)に配置された場合と比較して、十分なスペースを活用して駆動用モータを配置することができるため、車幅方向でコンパクト化することができる。加えて、支持ボスの近くにモータがあるため、モータを設けることにより大きくなる揺動時のモーメントを小さくすることができる。
請求項3に記載した発明によれば、駆動用モータよりも車幅方向外側に配置されるとともに、クランクシャフトの他方側の端部を回転可能に支持する軸受を更に備えていることで、クランクシャフトをその車幅方向中央部で支持する支持部のみを備えた場合と比較して、支持部の負担を軽減するとともに、クランクシャフトの振れを抑えて振動等の発生を抑制することができる。
請求項4に記載した発明によれば、駆動用モータが伝動ケースに支持されたステータを備えていることで、メンテナンスの際に伝動ケースとともにステータを取り外すことができる(すなわち、駆動用モータのロータを車体側に残すことができる)ため、メンテナンス性を向上することができる。
請求項5に記載した発明によれば、発電用モータと駆動用モータとが同一直線上に配置され、発電用モータがクランクシャフトの一方側の端部に設けられ、駆動用モータがクランクシャフトの他方側の端部に設けられていることで、発電用モータと駆動用モータとが同軸に配置されるため、重量バランスをより効果的に向上することができる。
請求項6に記載した発明によれば、駆動用モータがドライブプーリよりも車幅方向外側に配置されていることで、駆動用モータがドライブプーリよりも車幅方向内側(すなわち、クランクシャフトの幅方向中央部側)に配置された場合と比較して、十分なスペースを活用して駆動用モータを配置することができるため、車幅方向でコンパクト化することができる。
請求項7に記載した発明によれば、ドリブンプーリよりも車幅方向外側に配置されるとともに車幅方向で駆動用モータと重なる位置に配置された遠心クラッチを更に備えていることで、遠心クラッチが車幅方向で駆動用モータと重ならない位置(例えば、遠心クラッチが駆動用モータよりも車幅方向外側)に配置された場合と比較して、車幅方向でコンパクト化することができる。
請求項2に記載した発明によれば、パワーユニットの前部には車体側に支持される支持ボスが設けられ、第一モータが車幅方向に延びるクランクシャフトの一方側に配置された発電用モータであり、動力伝達機構がクランクシャフトの他方側に配置されており、第二モータが動力伝達機構よりも車幅方向外側に配置されるとともに車輪に駆動力を与える駆動用モータであることで、駆動用モータが動力伝達機構よりも車幅方向内側(すなわち、クランクシャフトの幅方向中央部側)に配置された場合と比較して、十分なスペースを活用して駆動用モータを配置することができるため、車幅方向でコンパクト化することができる。加えて、支持ボスの近くにモータがあるため、モータを設けることにより大きくなる揺動時のモーメントを小さくすることができる。
請求項3に記載した発明によれば、駆動用モータよりも車幅方向外側に配置されるとともに、クランクシャフトの他方側の端部を回転可能に支持する軸受を更に備えていることで、クランクシャフトをその車幅方向中央部で支持する支持部のみを備えた場合と比較して、支持部の負担を軽減するとともに、クランクシャフトの振れを抑えて振動等の発生を抑制することができる。
請求項4に記載した発明によれば、駆動用モータが伝動ケースに支持されたステータを備えていることで、メンテナンスの際に伝動ケースとともにステータを取り外すことができる(すなわち、駆動用モータのロータを車体側に残すことができる)ため、メンテナンス性を向上することができる。
請求項5に記載した発明によれば、発電用モータと駆動用モータとが同一直線上に配置され、発電用モータがクランクシャフトの一方側の端部に設けられ、駆動用モータがクランクシャフトの他方側の端部に設けられていることで、発電用モータと駆動用モータとが同軸に配置されるため、重量バランスをより効果的に向上することができる。
請求項6に記載した発明によれば、駆動用モータがドライブプーリよりも車幅方向外側に配置されていることで、駆動用モータがドライブプーリよりも車幅方向内側(すなわち、クランクシャフトの幅方向中央部側)に配置された場合と比較して、十分なスペースを活用して駆動用モータを配置することができるため、車幅方向でコンパクト化することができる。
請求項7に記載した発明によれば、ドリブンプーリよりも車幅方向外側に配置されるとともに車幅方向で駆動用モータと重なる位置に配置された遠心クラッチを更に備えていることで、遠心クラッチが車幅方向で駆動用モータと重ならない位置(例えば、遠心クラッチが駆動用モータよりも車幅方向外側)に配置された場合と比較して、車幅方向でコンパクト化することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印FR、車両左方を示す矢印LH、及び車両上方を示す矢印UPが示されている。
<車両全体>
図1は、鞍乗り型ハイブリッド車両の一例としてのユニットスイング式の自動二輪車1を示す。図1を参照し、自動二輪車1は、ハンドル2によって操向される前輪3と、動力源を含むパワーユニット10によって駆動される後輪4とを備えている。以下、自動二輪車を単に「車両」ということがある。
図1は、鞍乗り型ハイブリッド車両の一例としてのユニットスイング式の自動二輪車1を示す。図1を参照し、自動二輪車1は、ハンドル2によって操向される前輪3と、動力源を含むパワーユニット10によって駆動される後輪4とを備えている。以下、自動二輪車を単に「車両」ということがある。
ハンドル2及び前輪3を含むステアリング系部品は、車体フレーム11の前端のヘッドパイプ12に操向可能に枢支されている。車体フレーム11の下部後側には、パワーユニット10の前部下側がリンク機構19を介して上下揺動可能に枢支されている。
車体フレーム11は、複数種の鋼材を溶接等により一体に接合して形成されている。車体フレーム11は、その前端部に位置するヘッドパイプ12と、ヘッドパイプ12から斜め後下方へ延びるダウンパイプ13と、ダウンパイプ13の下端から後方へ向けて実質的に水平(詳細にはやや後上がり)に延びる中間フレーム14と、中間フレーム14の後端から斜め後上方へ延びる後部フレーム15と、を備えている。
ハンドル2は、ステアリングシャフト5の上端にハンドルホルダを介して支持されている。ステアリングシャフト5は、ヘッドパイプ12に挿通されて下端をヘッドパイプ12から露出させている。ステアリングシャフト5の下端には、車幅方向に延びるブリッジ部材が設けられている。ブリッジ部材の左右には、フロントフォーク6が設けられている。左右のフロントフォーク6の下部間には、前輪3が回転可能に支持されている。
車体フレーム11の外周は車体カバー7で覆われている。車体カバー7の後方かつ上面には、搭乗者が着座するシート8が固定されている。シート8よりも前方には搭乗者が足を置くステップフロア9が形成されている。シート8の下方には、例えばヘルメットや荷物等を収納するための収納ボックス17が設けられている。シート8の下方かつ収納ボックス17の後方には、バッテリ18が設けられている。
<パワーユニット>
パワーユニット10は、エンジン20とその後部の動力伝達構造40とを一体化したスイング式動力ユニットである。パワーユニット10の前下部には、車体側に支持される支持ボス10Aが設けられている。支持ボス10Aは、リンク機構19を介して車体フレーム11の下部後側に上下揺動可能に支持されている。パワーユニット10の後端と後部フレーム15との間には、不図示のリヤクッションが掛け渡されている。
パワーユニット10は、エンジン20とその後部の動力伝達構造40とを一体化したスイング式動力ユニットである。パワーユニット10の前下部には、車体側に支持される支持ボス10Aが設けられている。支持ボス10Aは、リンク機構19を介して車体フレーム11の下部後側に上下揺動可能に支持されている。パワーユニット10の後端と後部フレーム15との間には、不図示のリヤクッションが掛け渡されている。
図2を併せて参照し、パワーユニット10は、可燃性の混合気を燃焼させて出力を得る内燃機関であるエンジン20と、始動機及び発電機として機能するACGスタータモータである発電用モータ37(第一モータ)と、発動機又は発電機として機能する駆動用モータ50(第二モータ)と、クランクシャフト21に連結されてエンジン20からの動力を駆動輪である後輪4(車輪)に伝達する変速機41(動力伝達機構)と、変速機41の従動側と従動軸49との間の動力伝達を断続させる遠心クラッチ55と、変速機41からの出力を減速して後輪4に伝達する減速機構60と、を備えている。
エンジン20からの動力は、クランクシャフト21から、変速機41、遠心クラッチ55、従動軸49及び減速機構60を介して後輪4に伝達される。
また、駆動用モータ50からの動力も、クランクシャフト21から、変速機41、遠心クラッチ55、従動軸49及び減速機構60を介して後輪4に伝達される。
また、駆動用モータ50からの動力も、クランクシャフト21から、変速機41、遠心クラッチ55、従動軸49及び減速機構60を介して後輪4に伝達される。
発電用モータ37及び駆動用モータ50には、バッテリ18(図1参照)が接続されている。バッテリ18は、駆動用モータ50が発動機として機能するとき及び発電用モータ37が始動機として機能するときには、これらに電力を供給する。バッテリ18は、発電用モータ37及び駆動用モータ50が発電機として機能するときには、これらの回生電力が充電されるようになっている。なお、エンジン20、発電用モータ37及び駆動用モータ50の制御は、不図示の制御ユニットにより行われる。
<エンジン>
図2及び図3に示すように、エンジン20は、クランクシャフト21を車幅方向に沿わせた単気筒エンジンである。エンジン20は、クランクシャフト21を回転可能に支持しかつ収容するクランクケース22と、クランクケース22の前端部から前方に向けて略水平(詳細にはやや前上がり)に突出するシリンダ23と、クランクシャフト21にコンロッド24を介して連結されたピストン25と、を備えている。
図2及び図3に示すように、エンジン20は、クランクシャフト21を車幅方向に沿わせた単気筒エンジンである。エンジン20は、クランクシャフト21を回転可能に支持しかつ収容するクランクケース22と、クランクケース22の前端部から前方に向けて略水平(詳細にはやや前上がり)に突出するシリンダ23と、クランクシャフト21にコンロッド24を介して連結されたピストン25と、を備えている。
シリンダ23は、クランクケース22の前端部に連結されるシリンダブロック23aと、シリンダブロック23aの前端部に連結されるシリンダヘッド23bと、シリンダヘッド23bの前端部を覆うヘッドカバー23cと、を備えている。シリンダ23内には、燃焼室23sが形成されている。
ピストン25は、シリンダ23内を摺動可能である。ピストン25の往復動は、コンロッド24を介してクランクシャフト21に伝達される。すなわち、ピストン25の往復動により、クランクシャフト21は、その中心軸線であるクランク軸線C1の回りに回転する。
シリンダヘッド23bには、燃焼室23sへの混合気の吸気又は排気を制御する不図示のバルブと、点火プラグ26とが設けられている。バルブの開閉は、シリンダヘッド23bに軸支されたカム軸27の回転により制御される。カム軸27の一端側には、従動スプロケット28が設けられている。クランクシャフト21の一端側には、駆動スプロケット29が設けられている。従動スプロケット28と駆動スプロケット29との間には、無端状のカムチェーン30が掛け渡されている。したがって、カム軸27は、クランクシャフト21の回転に連動して回転するようになっている。
カム軸27の一端側には、エンジン20を冷却するウォータポンプ31が設けられている。ウォータポンプ31は、その回転軸31aがカム軸27と一体に回転するようにシリンダ23に取り付けられている。したがって、カム軸27が回転するとウォータポンプ31を駆動させることができる。
図示はしないが、シリンダヘッド23bの上壁には吸気管が接続されている。吸気管は、後方に延びてスロットルボディに接続されている。図1に示すように、スロットルボディは、コネクティングチューブ34によってエアクリーナ35に接続されている。エアクリーナ35は、パワーユニット10の上部に支持されている。これにより、エアクリーナ35は、パワーユニット10と一体に揺動するようになっている。
図2に示すように、パワーユニット10の後端部には、右方に突出する後輪車軸4aが設けられている。そして、クランクシャフト21の回転動力が動力伝達構造40(例えば、変速機41、遠心クラッチ55、従動軸49及び減速機構60)を介して後輪車軸4aに伝達されることで、後輪車軸4aに支持された後輪4が駆動して自動二輪車1が走行する。なお、図中符号CRは、クランク軸線C1と平行な軸線である後輪車軸4aの中心軸線(後輪軸線)を示す。図中符号66は、ベアリングを介して後輪車軸4aの右端部を回転自在に支持するアーム部を示す。
<発電用モータ>
クランクケース22の車幅方向右側には、ステータケース36が連結されている。ステータケース36の内部には、発電用モータ37が収容されている。発電用モータ37は、車体左右中心線CLを挟んで一方側(具体的には、車幅方向右側)に配置されている。発電用モータ37は、クランクシャフト21の一方側の端部(右端部)に設けられている。
クランクケース22の車幅方向右側には、ステータケース36が連結されている。ステータケース36の内部には、発電用モータ37が収容されている。発電用モータ37は、車体左右中心線CLを挟んで一方側(具体的には、車幅方向右側)に配置されている。発電用モータ37は、クランクシャフト21の一方側の端部(右端部)に設けられている。
発電用モータ37は、アウターロータ形式のモータである。発電用モータ37は、ステータ38と、アウターロータ39とを備えている。ステータは、ステータケース36に固定されている。ステータ38は、ティース38aと、ティース38aに導線を巻き掛けたコイル38bと、を備えている。アウターロータ39は、クランクシャフト21に固定されている。アウターロータ39は、ステータ38の外周を覆う円筒状を有している。アウターロータ39の内周面には、マグネット39aが設けられている。
アウターロータ39には、発電用モータ37を冷却するためのファン39bが取り付けられている。ステータケース36の車幅方向右端には、発電用モータ37を覆うカバー36aが設けられている。カバー36aの車幅方向外側面には、冷却風取入口36hが形成されている。そのため、ファン39bがクランクシャフト21に同期して回転すると、冷却風取入口36hから冷却用の空気が取り入れられるようになっている。
<伝動ケース>
クランクケース22の車幅方向左側には、伝動ケース45が連結されている。伝動ケース45は、車幅方向内側に配置された内ケース46と、車幅方向外側に配置された外ケース47と、を備えている。
クランクケース22の車幅方向左側には、伝動ケース45が連結されている。伝動ケース45は、車幅方向内側に配置された内ケース46と、車幅方向外側に配置された外ケース47と、を備えている。
図2の断面視で、内ケース46は、前後に延びるとともに車幅方向外側(左側)を開放する箱状をなしている。図2の断面視で、外ケース47は、前後に延びるとともに車幅方向内側(右側)を開放する箱状をなしている。内ケース46の側壁及び外ケース47の側壁には、前後上下中央部に配置されるとともに、互いに相手側に向けて突出する中央固定部46f,47fが設けられている。各中央固定部46f,47fは、車幅方向で重なる位置に配置されている。
内ケース46及び外ケース47は、実質的に同じ外形を有している。図示はしないが、内ケース46の周壁及び外ケース47の周壁には、周方向外方に突出する複数の連結ボスが設けられている。各連結ボスは、車幅方向で重なる位置に配置されている。
例えば、内ケース46及び外ケース47を車幅方向に重ね合わせた後、外ケース47の各連結ボスにボルトを挿通し、内ケース46の各連結ボス(不図示の雌ネジ部)に螺着する。加えて、外ケース47の中央固定部47fにボルトを挿通し、内ケース46の中央固定部46fの雌ネジ部に螺着する。これにより、内ケース46及び外ケース47を連結することができる。
伝動ケース45には、クランク軸線C1と平行な軸線を持つ従動軸49が軸支されている。以下、クランク軸線C1と平行な軸線である従動軸49の中心軸線を「従動軸線C2」という。従動軸49は、車幅方向左側に配置されている。従動軸49は、クランクシャフト21と後輪車軸4aとの間であって、後輪車軸4a寄りに配置されている。
<変速機>
伝動ケース45の内部には、クランクシャフト21に駆動側が連結された変速機41が収容されている。変速機41は、クランクケース22から車幅方向に突出したクランクシャフト21の左側部(具体的には、クランクシャフト21の左側部のうち車幅方向内側部)に装着されたドライブプーリ42と、従動軸49に装着されたドリブンプーリ43と、ドライブプーリ42とドリブンプーリ43との間に巻き掛けられた無端状のVベルト44と、を備えている。すなわち、変速機41は、Vベルト式無段変速機である。
伝動ケース45の内部には、クランクシャフト21に駆動側が連結された変速機41が収容されている。変速機41は、クランクケース22から車幅方向に突出したクランクシャフト21の左側部(具体的には、クランクシャフト21の左側部のうち車幅方向内側部)に装着されたドライブプーリ42と、従動軸49に装着されたドリブンプーリ43と、ドライブプーリ42とドリブンプーリ43との間に巻き掛けられた無端状のVベルト44と、を備えている。すなわち、変速機41は、Vベルト式無段変速機である。
<ドライブプーリ>
ドライブプーリ42は、クランクシャフト21に固定された駆動側固定プーリ半体42aと、クランク軸線C1に沿う方向に摺動可能にスリーブ42gを介してクランクシャフト21に取り付けられた駆動側可動プーリ半体42bと、を備えている。駆動側可動プーリ半体42bの背面側でクランクシャフト21には、ランププレート42cが固定されている。駆動側可動プーリ半体42bとランププレート42cとの間には、ウエイトローラ42dが収容されている。駆動側固定プーリ半体42aと駆動側可動プーリ半体42bとの間には、図2の断面視でV字状のベルト溝42vが形成されている。
ドライブプーリ42は、クランクシャフト21に固定された駆動側固定プーリ半体42aと、クランク軸線C1に沿う方向に摺動可能にスリーブ42gを介してクランクシャフト21に取り付けられた駆動側可動プーリ半体42bと、を備えている。駆動側可動プーリ半体42bの背面側でクランクシャフト21には、ランププレート42cが固定されている。駆動側可動プーリ半体42bとランププレート42cとの間には、ウエイトローラ42dが収容されている。駆動側固定プーリ半体42aと駆動側可動プーリ半体42bとの間には、図2の断面視でV字状のベルト溝42vが形成されている。
<ドリブンプーリ>
ドリブンプーリ43は、従動軸線C2に沿う方向の摺動は規制されているが従動軸49の周方向には回転自在に取り付けられた従動側固定プーリ半体43aと、従動軸線C2に沿う方向に摺動可能に取り付けられた従動側可動プーリ半体43bと、を備えている。従動側固定プーリ半体43aには、従動軸49を径方向外側から覆う筒状のボス部43cが設けられている。すなわち、従動側可動プーリ半体43bは、ボス部43cにその軸方向に摺動可能に取り付けられている。
ドリブンプーリ43は、従動軸線C2に沿う方向の摺動は規制されているが従動軸49の周方向には回転自在に取り付けられた従動側固定プーリ半体43aと、従動軸線C2に沿う方向に摺動可能に取り付けられた従動側可動プーリ半体43bと、を備えている。従動側固定プーリ半体43aには、従動軸49を径方向外側から覆う筒状のボス部43cが設けられている。すなわち、従動側可動プーリ半体43bは、ボス部43cにその軸方向に摺動可能に取り付けられている。
従動側可動プーリ半体43bの背面側(車幅方向左側)には、従動側可動プーリ半体43bを従動側固定プーリ半体43a側に向けて常時付勢するスプリング43dが設けられている。従動側固定プーリ半体43aと従動側可動プーリ半体43bとの間には、図2の断面視でV字状のベルト溝43vが形成されている。
<Vベルト>
Vベルト44は、駆動側固定プーリ半体42aと駆動側可動プーリ半体42bとの間、及び従動側固定プーリ半体43aと従動側可動プーリ半体43bとの間にそれぞれ形成されたベルト溝42v,43vに巻き掛けられている。
Vベルト44は、駆動側固定プーリ半体42aと駆動側可動プーリ半体42bとの間、及び従動側固定プーリ半体43aと従動側可動プーリ半体43bとの間にそれぞれ形成されたベルト溝42v,43vに巻き掛けられている。
かかる構成において、クランクシャフト21の回転数(エンジン回転数)が上昇すると、ドライブプーリ42においては、ウエイトローラ42dに遠心力が作用して駆動側可動プーリ半体42bが駆動側固定プーリ半体42a側に摺動する。すると、この摺動した分だけ駆動側可動プーリ半体42bが駆動側固定プーリ半体42aに近接し、ドライブプーリ42におけるベルト溝42vの幅が減少する。そのため、ドライブプーリ42とVベルト44との接触位置がドライブプーリ42の径方向外側にずれ、Vベルト44の巻き掛け径が増大する。これに伴い、ドリブンプーリ43においては、ベルト溝43vの幅が増加する。つまり、クランクシャフト21の回転数に応じて、Vベルト44の巻き掛け径が連続的に変化し、変速比が自動的かつ無段階に変化する。
すなわち、変速機41は、クランクシャフト21の回転数が大きいとき、ドライブプーリ42ではVベルト44の巻き掛け径が大きくなり、ドリブンプーリ43ではVベルト44の巻き掛け径が小さくなるように構成されている。そのため、小さい変速比でクランクシャフト21の動力が従動軸49に伝達される。
<駆動用モータ>
図2に示すように、伝動ケース45の内部前側には、駆動用モータ50が収容されている。駆動用モータ50は、車体左右中心線CLを挟んで他方側(具体的には、車幅方向左側)に配置されている。すなわち、駆動用モータ50は、車体左右中心線CLを挟んで発電用モータ37とは反対側に配置されている。駆動用モータ50は、車幅方向から見て、発電用モータ37と重なる位置に配置されている。発電用モータ37と駆動用モータ50とは、同一直線上(すなわち、クランク軸線C1上)に配置されている。駆動用モータ50は、変速機41(具体的には、ドライブプーリ42)よりも車幅方向外側に配置されている。駆動用モータ50は、クランクシャフト21の他方側の端部(左端部)に設けられている。
図2に示すように、伝動ケース45の内部前側には、駆動用モータ50が収容されている。駆動用モータ50は、車体左右中心線CLを挟んで他方側(具体的には、車幅方向左側)に配置されている。すなわち、駆動用モータ50は、車体左右中心線CLを挟んで発電用モータ37とは反対側に配置されている。駆動用モータ50は、車幅方向から見て、発電用モータ37と重なる位置に配置されている。発電用モータ37と駆動用モータ50とは、同一直線上(すなわち、クランク軸線C1上)に配置されている。駆動用モータ50は、変速機41(具体的には、ドライブプーリ42)よりも車幅方向外側に配置されている。駆動用モータ50は、クランクシャフト21の他方側の端部(左端部)に設けられている。
駆動用モータ50は、インナーロータ形式のモータである。図3に示すように、駆動用モータ50は、インナーロータ51と、伝動ケース45に支持されたステータ52と、を備えている。
インナーロータ51は、カップ状をなすインナーロータ本体51aと、インナーロータ本体51aの外周面に設けられたマグネット51bと、を備えている。インナーロータ本体51aの車幅方向外端部の径方向中央部は、モータ出力軸となるクランクシャフト21とスプライン結合されている。インナーロータ本体51aの車幅方向外端部の外周面には、被検知体51cが取り付けられている。
ステータ52は、環状のステータヨーク52aと、ステータヨーク52aに接合されかつクランク軸線C1に対して放射状に設けられた複数のティース52bと、ティース52bに導線を巻き掛けたコイル52cと、を備えている。ステータヨーク52aには、被検知体51cを検知するロータセンサ52dが取り付けられている。ステータヨーク52aは、伝動ケース45の内壁に複数(図3では2つのみ図示)のボルト54で固定されている。
<軸受>
図3に示すように、伝動ケース45の内部前側には、クランクシャフト21の車幅方向外端部(左端部)を回転可能に支持する軸受53が設けられている。軸受53は、駆動用モータ50よりも車幅方向外側に配置されている。
図3に示すように、伝動ケース45の内部前側には、クランクシャフト21の車幅方向外端部(左端部)を回転可能に支持する軸受53が設けられている。軸受53は、駆動用モータ50よりも車幅方向外側に配置されている。
なお、伝動ケース45には、軸受53を支持する筒状のボス部56と、ボス部56を囲むようにカップ状をなすカップ部57と、を備えている。ボス部56とカップ部57との間には、クランク軸線C1に対して放射状に設けられた複数(図3では2つのみ図示)のリブ58が設けられている。
かかる構成において、駆動用モータ50は、エンジン20の出力をアシストする際に発動機として機能する。加えて、駆動用モータ50は、モータ出力軸51aの回転を電気エネルギーに変換し、バッテリ18(図1参照)に回生充電する発電機(ジェネレータ)としても機能する。
なお、駆動用モータ50を制御するPWM(Pulse Width Modulation)信号や回生時の電力は、不図示の端子から入出力される。
なお、駆動用モータ50を制御するPWM(Pulse Width Modulation)信号や回生時の電力は、不図示の端子から入出力される。
<遠心クラッチ>
図2に示すように、遠心クラッチ55は、ドリブンプーリ43よりも車幅方向外側(左側)に配置されている。具体的に、遠心クラッチ55は、従動軸49の車幅方向外端部を回転可能に支持する軸受49aと、従動側可動プーリ半体43bとの間(すなわち、軸受49aよりも車幅方向内側)に配置されている。遠心クラッチ55は、車幅方向で駆動用モータ50と重なる位置に配置されている。
図2に示すように、遠心クラッチ55は、ドリブンプーリ43よりも車幅方向外側(左側)に配置されている。具体的に、遠心クラッチ55は、従動軸49の車幅方向外端部を回転可能に支持する軸受49aと、従動側可動プーリ半体43bとの間(すなわち、軸受49aよりも車幅方向内側)に配置されている。遠心クラッチ55は、車幅方向で駆動用モータ50と重なる位置に配置されている。
遠心クラッチ55は、従動軸49に固定されたカップ状のクラッチアウタ55aと、従動側固定プーリ半体43aのボス部43cに固定されたインナプレート55bと、インナプレート55bの外縁部にウエイト55cを介して径方向外側を向くように取り付けられたクラッチシュー55dと、クラッチシュー55dを径方向内側に付勢するクラッチスプリング55eと、を備えている。
従動軸線C2に沿う方向から見て、クラッチアウタ55aの外形は、従動側可動プーリ半体43bの外形よりも小さくなっている。すなわち、従動側可動プーリ半体43bが従動軸線C2に沿う方向(具体的には、車幅方向外側)に摺動したときに、クラッチアウタ55aの一部が従動側可動プーリ半体43bの径方向内側に入り込むようになっている。なお、クラッチアウタ55aには、従動軸線C2の周方向に間隔を空けて開口する複数(図2では2つのみ図示)の開口部55hが形成されている。
かかる構成において、クランクシャフト21の回転数が所定値以下の場合(例えば、3000rpm以下の場合)には、変速機41(すなわち、ドリブンプーリ43)と従動軸49との間の動力伝達は遮断されている。
一方、クランクシャフト21の回転数が所定値を越えると、ウエイト55cに働く遠心力がクラッチスプリング55eにより径方向内側に働く付勢力に抗し、ウエイト55cが径方向外側に移動する。すると、クラッチシュー55dの外周面の摩擦部材がクラッチアウタ55aの内周面に当接する。これにより、遠心クラッチ55が接続状態となり、従動側固定プーリ半体43aの回転がインナプレート55bを介してクラッチアウタ55aに伝達され、クラッチアウタ55aが固定された従動軸49が駆動される。すなわち、ドリブンプーリ43の回転が従動軸49に伝達される。
<減速機構>
図2に示すように、減速機構60は、伝動ケース45の後端部右側に連なる伝達室65内に設けられている。減速機構60は、ドリブンプーリ43よりも車幅方向内側に配置されている。減速機構60は、従動軸49及び後輪車軸4aと平行に軸支された中間軸61と、従動軸49の右端部及び中間軸61の右側部にそれぞれ形成された第1の減速ギア対62a,62bと、中間軸61の左側部及び後輪車軸4aの左端部にそれぞれ形成された第2の減速ギア対63a,63bと、を備えている。
かかる構成により、従動軸49の回転は所定の減速比にて減速され、後輪車軸4aに伝達される。
図2に示すように、減速機構60は、伝動ケース45の後端部右側に連なる伝達室65内に設けられている。減速機構60は、ドリブンプーリ43よりも車幅方向内側に配置されている。減速機構60は、従動軸49及び後輪車軸4aと平行に軸支された中間軸61と、従動軸49の右端部及び中間軸61の右側部にそれぞれ形成された第1の減速ギア対62a,62bと、中間軸61の左側部及び後輪車軸4aの左端部にそれぞれ形成された第2の減速ギア対63a,63bと、を備えている。
かかる構成により、従動軸49の回転は所定の減速比にて減速され、後輪車軸4aに伝達される。
<制御ユニット>
図示はしないが、制御ユニットは、エンジン20,発電用モータ37及び駆動用モータ50を統括制御する。例えば、制御ユニットは、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備えている。
図示はしないが、制御ユニットは、エンジン20,発電用モータ37及び駆動用モータ50を統括制御する。例えば、制御ユニットは、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備えている。
制御ユニットは、不図示のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサや、吸気管内の負圧を検出する負圧センサ、ロータセンサ52d(図3参照)等からの情報を受けて、発電用モータ37や駆動用モータ50の各ドライバ37a,50a(図1参照)や、エンジン20の点火プラグ26(図2参照)を作動させる点火装置に所定の制御信号を出力する。
以上の構成からなる自動二輪車1において、エンジン始動時は、クランクシャフト21上の発電用モータ37を用いてクランクシャフト21を回転させる。このとき、遠心クラッチ55は接続されておらず、クランクシャフト21から変速機41への動力伝達がされたとしても、ドリブンプーリ43から従動軸49への動力伝達は遮断されている。そして、クランクシャフト21の回転と同期してシリンダ23内に吸気された燃料混合気を点火プラグ26で燃焼させ、ピストン25を往復運動させる。
そして、スロットルグリップの操作量に対応して、クランクシャフト21の回転数が所定値(例えば、3000rpm)を越えると、クランクシャフト21の回転動力が変速機41及び遠心クラッチ55を介して減速機構60に伝達され、後輪4が駆動される。
そして、スロットルグリップの操作量に対応して、クランクシャフト21の回転数が所定値(例えば、3000rpm)を越えると、クランクシャフト21の回転動力が変速機41及び遠心クラッチ55を介して減速機構60に伝達され、後輪4が駆動される。
この発進時に、バッテリ18からの給電により駆動用モータ50を稼動させ、エンジン動力による従動軸49の回転をアシストすることも可能である。駆動用モータ50の駆動力は、クランクシャフト21及び変速機41を介して従動軸49に伝達される。
エンジン20のみで走行している場合において、加速時や高速時など負荷が大きいときは、駆動用モータ50でエンジン走行をアシストすることもできる。このとき、従動軸49には、ピストン25の往復運動及び駆動用モータ50の回転運動によるクランクシャフト21の回転動力が変速機41、遠心クラッチ55を介して伝達され、この動力が減速機構60を介して後輪4を駆動する。
以上説明したように、上記実施形態は、少なくともエンジン20と、エンジン20の駆動力を後輪4に伝達する変速機41と、モータ37,50と、を有するパワーユニット10を備えた自動二輪車1において、モータ37,50は、車体左右中心線CLを挟んで一方側に配置された第一モータ37と、車体左右中心線CLを挟んで他方側に配置されるとともに、車幅方向から見て第一モータ37と重なる位置に配置された第二モータ50と、を備えている。
この構成によれば、モータ37,50が、車体左右中心線CLを挟んで一方側に配置された第一モータ37と、車体左右中心線CLを挟んで他方側に配置されるとともに車幅方向から見て第一モータ37と重なる位置に配置された第二モータ50とを備えていることで、モータが車体左右中心線CLを挟んで何れか一方側にのみ配置された場合と比較して、重量バランスを向上することができる。加えて、車幅方向から見て第二モータ50が第一モータ37と重ならない位置に配置された場合と比較して、重量バランスをより効果的に向上することができる。
この構成によれば、モータ37,50が、車体左右中心線CLを挟んで一方側に配置された第一モータ37と、車体左右中心線CLを挟んで他方側に配置されるとともに車幅方向から見て第一モータ37と重なる位置に配置された第二モータ50とを備えていることで、モータが車体左右中心線CLを挟んで何れか一方側にのみ配置された場合と比較して、重量バランスを向上することができる。加えて、車幅方向から見て第二モータ50が第一モータ37と重ならない位置に配置された場合と比較して、重量バランスをより効果的に向上することができる。
また、上記実施形態では、パワーユニット10の前下部には車体側に支持される支持ボス10Aが設けられ、第一モータ37が車幅方向に延びるクランクシャフト21の一方側に配置された発電用モータ37であり、変速機41がクランクシャフト21の他方側に配置されており、第二モータ50が変速機41よりも車幅方向外側に配置されるとともに後輪4に駆動力を与える駆動用モータ50であることで、駆動用モータ50が変速機41よりも車幅方向内側(すなわち、クランクシャフト21の幅方向中央部側)に配置された場合と比較して、十分なスペースを活用して駆動用モータ50を配置することができるため、車幅方向でコンパクト化することができる。加えて、支持ボス10Aの近くにモータ37,50があるため、モータ37,50を設けることにより大きくなる揺動時のモーメントを小さくすることができる。
また、上記実施形態では、駆動用モータ50よりも車幅方向外側に配置されるとともに、クランクシャフト21の他方側の端部を回転可能に支持する軸受53を更に備えていることで、クランクシャフト21をその車幅方向中央部で支持する支持部のみを備えた場合と比較して、支持部の負担を軽減するとともに、クランクシャフト21の振れを抑えて振動等の発生を抑制することができる。
また、上記実施形態では、駆動用モータ50が伝動ケース45に支持されたステータ52を備えていることで、メンテナンスの際に伝動ケース45(例えば、外ケース47)とともにステータ52を取り外すことができる(すなわち、駆動用モータ50のインナーロータ51を車体側に残すことができる)ため、メンテナンス性を向上することができる。
また、上記実施形態では、発電用モータ37と駆動用モータ50とが同一直線上に配置され、発電用モータ37がクランクシャフト21の一方側の端部に設けられ、駆動用モータ50がクランクシャフト21の他方側の端部に設けられていることで、発電用モータ37と駆動用モータ50とが同軸に配置されるため、重量バランスをより効果的に向上することができる。加えて、駆動用モータ50の軸(すなわち、モータ出力軸)をクランクシャフト21とは別体に設けた場合と比較して、モータ出力軸を軸支する軸受等を新たに設ける必要が無いため、車幅方向でコンパクト化するとともに、装置構成を簡素化することができる。
また、上記実施形態では、駆動用モータ50がドライブプーリ42よりも車幅方向外側に配置されていることで、駆動用モータ50がドライブプーリ42よりも車幅方向内側(すなわち、クランクシャフト21の幅方向中央部側)に配置された場合と比較して、十分なスペースを活用して駆動用モータ50を配置することができるため、車幅方向でコンパクト化することができる。
また、上記実施形態では、ドリブンプーリ43よりも車幅方向外側に配置されるとともに車幅方向で駆動用モータ50と重なる位置に配置された遠心クラッチ55を更に備えていることで、遠心クラッチ55が車幅方向で駆動用モータ50と重ならない位置(例えば、遠心クラッチ55が駆動用モータ50よりも車幅方向外側)に配置された場合と比較して、車幅方向でコンパクト化することができる。
なお、上記実施形態では、鞍乗り型ハイブリッド車両の一例としてのユニットスイング式の自動二輪車1を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ユニットスイング式以外の自動二輪車(例えば、車体側にエンジン20を搭載した自動二輪車)であってもよい。
また、上記実施形態では、第一モータ37が発電用モータであり、第二モータ50が駆動用モータである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第一モータ37が駆動用モータであり、第二モータ50が発電用モータであってもよい。第一モータ37及び第二モータ50のそれぞれは、エンジン20に起動トルクを付与するスタータモータとしての機能と、エンジン20にアシストトルクを付与するアシストモータとしての機能と、エンジン20の動力で駆動される発電機としての機能とのうち少なくとも一つの機能を持っていればよい。
また、上記実施形態では、ドリブンプーリ43よりも後方に後輪車軸4aが配置されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、前後方向でドライブプーリ42とドリブンプーリ43との間に後輪車軸4aが配置されていてもよい。
また、上記実施形態では、変速機41が、ドライブプーリ、ドリブンプーリ43及びVベルトを備えた例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、変速機41が、ギア伝達及びチェーン伝達等の他の動力伝達を可能とする部材を備えていてもよい。
また、上記実施形態では、変速機41がエンジン20の駆動力を後輪4に伝達する構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、変速機41がエンジン20の駆動力を前輪3に伝達する構成であってもよい。
また、上記実施形態では、動力伝達構造40が、変速機41、遠心クラッチ55、従動軸49及び減速機構60等を備えている構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、動力伝達構造40が、エンジン20及び駆動用モータ50から後輪4側には動力を伝達するが、後輪4からエンジン20側には動力を伝達しないワンウェイクラッチを更に備えていてもよい。
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、前記鞍乗り型ハイブリッド車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車(原動機付自転車及びスクータ型車両を含む)のみならず、三輪(前一輪且つ後二輪の他に、前二輪且つ後一輪の車両も含む)の車両も含まれる。また、本発明は、自動二輪車のみならず、自動車等の四輪の車両にも適用可能である。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
1 自動二輪車(鞍乗り型ハイブリッド車両)
4 後輪(車輪)
10 パワーユニット
10A 支持ボス
20 エンジン
21 クランクシャフト
37 発電用モータ(第一モータ)
41 変速機(動力伝達機構)
42 ドライブプーリ
43 ドリブンプーリ
45 伝動ケース
50 駆動用モータ(第二モータ)
52 ステータ
53 軸受
55 遠心クラッチ
CL 車体左右中心線
4 後輪(車輪)
10 パワーユニット
10A 支持ボス
20 エンジン
21 クランクシャフト
37 発電用モータ(第一モータ)
41 変速機(動力伝達機構)
42 ドライブプーリ
43 ドリブンプーリ
45 伝動ケース
50 駆動用モータ(第二モータ)
52 ステータ
53 軸受
55 遠心クラッチ
CL 車体左右中心線
Claims (7)
- 少なくともエンジン(20)と、前記エンジン(20)の駆動力を車輪(4)に伝達する動力伝達機構(41)と、モータ(37,50)と、を有するパワーユニット(10)を備えた鞍乗り型ハイブリッド車両(1)において、
前記モータ(37,50)は、
車体左右中心線(CL)を挟んで一方側に配置された第一モータ(37)と、
前記車体左右中心線(CL)を挟んで他方側に配置されるとともに、車幅方向から見て前記第一モータ(37)と重なる位置に配置された第二モータ(50)と、
を備えていることを特徴とする鞍乗り型ハイブリッド車両。 - 前記パワーユニット(10)の前部には、車体側に支持される支持ボス(10A)が設けられ、
前記第一モータ(37)は、車幅方向に延びるクランクシャフト(21)の一方側に配置された発電用モータ(37)であり、
前記動力伝達機構(41)は、前記クランクシャフト(21)の他方側に配置されており、
前記第二モータ(50)は、前記動力伝達機構(41)よりも車幅方向外側に配置されるとともに、前記車輪(4)に駆動力を与える駆動用モータ(50)であることを特徴とする請求項1に記載の鞍乗り型ハイブリッド車両。 - 前記駆動用モータ(50)よりも車幅方向外側に配置されるとともに、前記クランクシャフト(21)の他方側の端部を回転可能に支持する軸受(53)を更に備えていることを特徴とする請求項2に記載の鞍乗り型ハイブリッド車両。
- 前記動力伝達機構(41)を収容する伝動ケース(45)を更に備え、
前記駆動用モータ(50)は、前記伝動ケース(45)に支持されたステータ(52)を備えていることを特徴とする請求項2又は3に記載の鞍乗り型ハイブリッド車両。 - 前記発電用モータ(37)と前記駆動用モータ(50)とは、同一直線上に配置され、
前記発電用モータ(37)は、前記クランクシャフト(21)の一方側の端部に設けられ、
前記駆動用モータ(50)は、前記クランクシャフト(21)の他方側の端部に設けられていることを特徴とする請求項2から4の何れか一項に記載の鞍乗り型ハイブリッド車両。 - 前記車輪(4)は、後輪(4)であり、
前記動力伝達機構(41)は、
前記エンジン(20)のクランクシャフト(21)の側に配置されるドライブプーリ(42)と、
前記後輪(4)の側に配置されるドリブンプーリ(43)と、
を備え、
前記駆動用モータ(50)は、前記ドライブプーリ(42)よりも車幅方向外側に配置されていることを特徴とする請求項2から5の何れか一項に記載の鞍乗り型ハイブリッド車両。 - 前記ドリブンプーリ(43)よりも車幅方向外側に配置されるとともに、車幅方向で前記駆動用モータと重なる位置に配置された遠心クラッチ(55)を更に備えていることを特徴とする請求項6に記載の鞍乗り型ハイブリッド車両。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021149710A1 (ja) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | ヤマハ発動機株式会社 | Mt型ストラドルドビークル |
WO2023127136A1 (ja) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 本田技研工業株式会社 | 鞍乗り型車両 |
-
2016
- 2016-03-03 JP JP2016041537A patent/JP2017154676A/ja active Pending
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