JP2832633B2 - 電動車両用パワーユニット - Google Patents

電動車両用パワーユニット

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JP2832633B2 JP2137888A JP13788890A JP2832633B2 JP 2832633 B2 JP2832633 B2 JP 2832633B2 JP 2137888 A JP2137888 A JP 2137888A JP 13788890 A JP13788890 A JP 13788890A JP 2832633 B2 JP2832633 B2 JP 2832633B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１） 産業上の利用分野 本発明は、電気モータを動力源とするスイング式のパ
ワーユニットに関する。
（２） 従来の技術 自動二輪車等において広く用いられているスイング式
のパワーユニットは、車体に上下揺動自在に枢支した伝
動ケースの後部に駆動輪を軸架し、この駆動輪を前記伝
動ケースの前部に設けた内燃機関に接続して回転駆動す
るよう構成されている。かかるパワーユニットは内燃機
関のみでなく、その伝動ケース内に収納した伝動機構か
らも発熱するため、その伝動機構を冷却する必要があ
る。特開昭58−109762号公報には、スイング式のパワー
ユニットの伝達機構を構成するベルト式無段変速機のプ
ーリに冷却ファンを形成し、その冷却ファンが生起する
冷却風でベルト式無段変速機自体を冷却するものが開示
されている。
（３） 発明が解決しようとする課題 ところで、パワーユニットの動力源として内燃機関に
代えて電気モータを使用した場合、そのモータのコイル
部分あるいは電界効果トランジスタを有するドライバー
部分から大きな発熱があるため、前記伝動機構に加えて
モータとその付属物の冷却を併せて考慮する必要が生じ
る。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、電気モ
ータを備えた自動車両用パワーユニットを効率的に冷却
することを目的とする。
B.発明の構成 （１） 課題を解決するための手段 前記目的を達成するために、本発明は、車体に揺動自
在に枢支した伝動ケースに駆動輪を軸架し、この伝動ケ
ースに設けたモータと伝動機構により前記駆動輪を回転
駆動する電動車両用パワーユニットであって、モータの
回転軸に取り付けた冷却ファンが生起する冷却風により
前記モータのコイルと伝動機構を共に冷却することを第
１の特徴とする。
また本発明は、前記第１の特徴に加えて、冷却風によ
りモータのドライバーを併せて冷却することを第２の特
徴とする。
また本発明は、前記第１の特徴に加えて、冷却風の上
流側から下流側に向けてモータの回転子位置センサ、コ
イル、および伝動機構を配設したことを第３の特徴とす
る。
また本発明は、前記第１の特徴に加えて、冷却風の排
風口を、前記伝動機構を収納する伝動ケースの後端に形
成したことを第４の特徴とする。
また本発明は、前記第１の特徴に加えて、冷却風を冷
却ファンに導くダクトの入口を車体内部空間に開口させ
たことを第５の特徴とする。
また本発明は、前記第５の特徴に加えて、ダクトにフ
ィルタに設けたことを第６の特徴とする。
また本発明は、前記第５の特徴に加えて、ダクト内
に、前記ドライバーおよびモータに接続する給電コード
を挿通したことを第７の特徴とする。
（２） 作用 前述の第１の特徴によれば、パワーユニットの駆動源
であるモータが回転すると、その駆動力が伝動ケースに
収納した伝動機構を介して後輪に伝達されて車両を推進
する。そのとき、モータのコイルと伝動機構からの発熱
はモータの回転軸に取り付けた冷却ファンが生起する冷
却風により共に冷却されるので、その冷却機構が簡略化
される。
また前述の第２の特徴によれば、モータのドライバー
が発する熱が前記コイルと伝動機構を冷却する冷却風に
より共に冷却されるので、ドライバーの冷却機構を特別
に設ける必要がない。
また前述の第３の特徴によれば、冷却風はその流れの
方向に沿って配設されたモータの回転子位置センサ、コ
イル、および伝動機構を順次冷却する。その際、塵を嫌
う回転子位置センサが最も上流側に配設されるので、そ
の回転子位置センサに塵が付着することがない。
また前述の第４の特徴によれば、冷却風が伝動ケース
の後端に形成した排風口から外部に排出されるので、そ
の伝動ケースに収納した伝動機構を効率的に冷却するこ
とができる。
また前述の第５の特徴によれば、冷却風を冷却ファン
に導くダクトの入口が車体内部空間に開口するので、塵
や水分を含まぬクリーンな冷却風を得ることができる。
また前述の第６の特徴によれば、ダクトに設けたフィ
ルタにより冷却風が濾過されるので、一層クリーンな冷
却風を得ることができる。
また前述の第７の特徴によれば、特別の保護部材を設
けることなくモータとドライバーの給電コードを保護す
ることができる。
（３） 実施例 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明によるパワーユニットＰを搭載した自
動二輪車Ｖの全体側面図であって、その車体フレームＦ
は鋼管よりなる前部フレームF1、中央フレームF2、およ
び後部フレームF3から構成され、その外側はレッグシー
ルドB1、ステップフロアB2、後部カバーB3、およびアン
ダーカバーB4から構成される合成樹脂製のボディＢによ
って覆われる。前部フレームF1に固着したヘッドパイプ
１には、上端に操向ハンドル２を備えるとともに下端に
フロントクッション３を介して前輪Wfを軸架したフロン
トフォーク４が枢支される。中央フレームF2の後部に
は、後端に後輪Wrを軸架したスイング式のパワーユニッ
トＰの前端がピボット５で上下揺動自在に枢支され、そ
のパワーユニットＰの後部上面と後部フレームF3とはリ
ヤクッション６を介して連結される。中央フレームF2に
設けたスタンド７は、図示した格納位置において前記パ
ワーユニットＰの前部下面を覆い、その内部に収納した
後述の駆動用モータの保護部材を兼ねる。パワーユニッ
トＰとシート８の間にはヘルメット等を収容するための
物入れ９が設けられる。この物入れ９は前記モータが発
生する磁気によりフロッピーディスク等の収容物が影響
を受けないように、導電性樹脂等の磁気をシールドする
材料で形成される。中央フレームF2には前記モータの駆
動用電源としてのバッテリ収納するバッテリボックス10
が設けられる。また、前記ヘッドパイプ１の前方にはモ
ータの駆動を制御するコントローラ11と前記バッテリを
充電するための充電器12が設けられる。なお、前記コン
トローラは車体後部に鎖線で示した111の位置、あるい
は112の位置に設けることが可能であり、充電器も車体
後部の121の位置、あるいは車体中央部の122の位置に設
けることが可能である。
次に、第２図に基づいて前記パワーユニットＰの構造
を詳述する。パワーユニットＰは前端に前記ピボット５
が左右に貫通する伝動ケース13を備えており、その前部
に設けたモータＭと後部に設けた減速機14がベルト式無
段変速機15を介して接続される。
内部にモータＭを収納したモータハウジング16の右端
開口はボルト17で固定した蓋部材18により閉塞され、そ
の左側面に形成した取付フランジ161は伝動ケース13の
開口部外周に形成した補強用フランジ131にボルト24で
取り付けられる。モータＭの回転軸19は前記蓋部材18に
設けたボールベアリング20とモータハウジング16左端の
壁部162に設けたボールベアリング21によって支持され
る。モータＭの回転軸19には、モータハウジング16左端
の壁部162に近接して冷却ファン22が設けられ、またモ
ータハウジング16の右側にはモータＭの駆動を制御する
後述のドライバー43と、そのドライバーを収納するカッ
プ状の空気導入室25が前記ボルト17で共締めされる。そ
して、第１図、第３図、および第４図から明らかなよう
に、この空気導入室25はシート８の下部に設けた物入れ
９の内部に伸縮自在なダクト26を介して連通しており、
そのダクト26を物入れ９に接続する継手27の入口開口に
は、空気中の塵を除去するスポンジよりなるフィルタ28
が収納される。
第２図および第３図に示すように、空気導入室25に収
納されるドライバー43は概略６角形をなし、その各辺の
内面には多数のＶ字形の冷却フィン29が設けられるとと
もに、その外面には後述の電界効果トランジスタ（以
下、FETと略記する）が取り付けられる。
而して、前記冷却ファン22により物入れ９から導入さ
れた空気は、ドライバー43、モータＭ、および伝動ケー
ス13内のベルト式無段変速機15を冷却した後、該伝動ケ
ース13の左側面を覆うサイドカバー132の後端に形成し
た排風口133から外部に排出される。
モータＭは直流ブラシレスモータであって、回転軸19
に固着した鉄心31の外周に永久磁石32を配設した回転子
33と、モータハウジング16の内部にボルト34で固着した
鉄心35の回りに巻回したコイル36とよりなる固定子37を
備えるとともに、回転軸19に固着したマグネット38とそ
の外周に対向して配設した３個のホール素子39よりなる
回転子位置センサ40を備える。そして、前記モータＭお
よびドライバー43に接続する給電コード81は、その保護
を図るべく空気導入室25に連通するダクト26の内部に挿
通される（第２図参照）。
第５図はモータＭの制御系を示す回路図で、モータＭ
の回転速度を制御すべく、操向ハンドル２のアクセルグ
リップ41に接続されたポテンショメータ42の電位と、回
転子位置センサ40により検出された回転子33の位相信号
とがコントローラ11に入力される。前記コントローラ11
とモータＭの間に介装されるドライバー43は、６個のFE
T44と、回転子位置センサ40からの信号に基づいて前記F
ET44群を制御し、モータＭの固定子電流を順次切り換え
てゆくスイッチング回路45とを備える。
第６図〜第８図に示すように、操向ハンドル２のハン
ドルパイプ46の中間に固着したリング状の固定ブラケッ
ト47と、ハンドルパイプ46の先端に回転自在に嵌合し、
その外周にアクセルグリップ41が一体に圧入された筒状
の回転ブラケット48との間には、前記アクセルグリップ
41をアイドリング位置に向けて付勢する捩じりバネ49が
装着される。アクセルグリップ41の回転操作により作動
するポテンショメータ42は、固定ブラケット47の底面に
固定した円弧状のプリント基板50の表面に平行にプリン
トした導電体501と抵抗体502とを備え、その導電体501
と抵抗体502には、それぞれ０ボルトと５ボルトの電位
が与えられる。前記固定ブラケット47の内部には、円弧
状のガイド溝511を有するガイド板51がプリント基板50
と平行に固着されており、前記プリント基板50とガイド
板51の間に配設された摺動部材52の背面に形成した突起
521は、前記ガイド板51のガイド溝511を貫通して前記回
転ブラケット48に支持される。そして、摺動部材52の正
面には、前記コントローラ11に電気的に接続する金属板
53が、プリント基板50の導電体501と抵抗体502に同時に
接触するように固着される。而して、アクセルグリップ
41が図示のアイドリング位置にあるとき、その金属板53
の電位は約0.5ボルトになり、アクセルグリップ41をフ
ルロード位置に向けて矢印方向に回転させると、その電
位は約4.5ボルトまで次第に増加する。
次に、再び第２図を参照して伝動ケース13の内部に収
納されるベルト式無断変速機15の構造を説明する。ベル
ト式無段変速機15は、モータハウジング16側から伝動ケ
ース13内部に突出する回転軸19に設けた駆動プーリ61
と、伝動ケース13の後部に支持した減速機入力軸62に設
けた従動プーリ63とを備え、両プーリ61,63には無端ベ
ルト64が巻き掛けられる。駆動プーリ61は回転軸19に固
着された固定側プーリ半体611と、この回転軸19に軸方
向摺動自在に支持された可動側プーリ半体612からな
り、この可動側プーリ半体612と回転軸19に固着したラ
ンププレート65との間には遠心ウエイト66が半径方向に
移動自在に配設される。一方、従動プーリ63は減速機入
力軸62にニードルベアリング67を介して相対回転自在に
嵌合するカラー68に支持した固定側プーリ半体631と可
動側プーリ半体632とよりなり、この従動プーリ63に伝
達された駆動力は自動遠心クラッチ69を介して前記減速
機入力軸62に伝達される。
減速機入力軸62は、伝動ケース13に設けたボールベア
リング70と減速機カバー71に設けたボールベアリング72
とによって支持され、同じく伝動ケース13と減速機カバ
ー71に設けた一対のボールベアリング73,74によって支
持した後輪Wrの車軸75との間には中間軸76が支持され
る。そして、減速機入力軸62の入力ギヤ77の回転は中間
軸76の２個の中間ギヤ78,79を介して車軸75の出力ギヤ8
0に伝達される。
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用を説
明する。
アクセルグリップ41がアイドリング位置にあってモー
タＭの回転速度が小さいとき、自動遠心クラッチ69は切
断された状態にあり、前記モータＭの駆動力は後輪Wrに
伝達されない。この状態からアクセルグリップ41を回転
させてモータＭの回転速度を増加させると、その回転軸
19に固着したランププレート65に沿って遠心ウエイト66
が半径方向外側に移動し、駆動プーリ61の可動側プーリ
半体612を固定側プーリ半体611に接近する方向に移動さ
せる。これにより、駆動プーリ61の有効半径が増加する
とともに、無端ベルト64を介して従動プーリ63の可動側
プーリ半体632が固定側プーリ半体631から離間する方向
に駆動され、その有効半径が減少する。その結果、ベル
ト式無段変速機15の減速比が減少して前記従動プーリ63
と共に回動するカラー68の回転速度が増加し、やがて自
動遠心クラッチ69が接続してモータＭの駆動力が減速機
入力軸62に伝達されると、減速機14を介して後輪Wrが駆
動される。
モータＭの駆動により回転軸19に設けた冷却ファン22
が回転すると、物入れ９の内部の比較的清浄な空気は継
手27に設けたフィルタ28を通過して更に浄化され、ダク
ト26を介して空気導入室25に導かれる。冷却風は空気導
入室25の内部に収納したドライバー43の冷却フィン29間
を通過することにより、FET44等の発熱により高温とな
ったドライバー43を冷却する。ドライバー43を冷却した
空気は更に回転子位置センサ40を冷却した後、蓋部材18
の通孔181からモータハウジング16の内部に流入して発
熱したモータＭのコイル36を冷却し、更に壁部162に形
成した通孔163から伝動ケース13の内部に流入し、ベル
ト式無段変速機15を冷却した後に排風口133から外部に
排出される。
第９図および第10図は本発明の第２実施例を示すもの
で、この実施例は空気導入室25から延びるダクト26を、
シート８下部に設けた物入れ９の右側面に一体に形成し
た空気通路91の下端に接続した点に特徴を有している。
そして、この空気通路91の上端に形成した開口92は、前
記物入れ９と後部カバーB3との間に画成される空間の上
部に開口している。
この実施例によれば、冷却用の空気を後部カバーB3に
覆われた車体内部空間の高い位置から取り入れることが
できるので、空気導入室25に塵や雨水を含まぬ清浄な空
気を供給することができる。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は前記実
施例に限定されず、特許請求の範囲に記載した本発明を
逸脱することなく、種々の小設計変更を行うことが可能
である。
例えば、実施例ではダクト26の入口を物入れ９の内部
や物入れ９と後部カバーB3の隙間に開口させているが、
このダクト26をフレームパイプの適所に接続することが
できる。また、本パワーユニットＰは、自動二輪車Ｖに
限らず自動三輪車等の他の車両に対しても適用可能であ
る。
C.発明の効果 以上のように本発明の第１の特徴によれば、パワーユ
ニットに設けたモータのコイルと伝動機構からの発熱
が、モータの回転軸に取り付けた共通の冷却ファンが生
起する冷却風により共に冷却されるので、その冷却機構
を簡略化することができる。
また本発明の第２の特徴によれば、モータのドライバ
ーが発する熱が前記コイルと伝動機構を冷却する冷却風
により共に冷却されるので、ドライバー専用の冷却機構
を省略することができる。
また本発明の第３の特徴によれば、塵を嫌う回転子位
置センサが冷却風の流れの上流側に配設されるので、そ
の回転子位置センサに塵が付着する不都合が回避され
る。
また本発明の第４の特徴によれば、冷却風の排風口を
伝動ケースの後端に形成したので、伝動機構全体を冷却
風により冷却することができる。
また本発明の第５の特徴によれば、冷却風を冷却ファ
ンに導くダクトの入口が車体内部空間に開口するので、
塵や水分を含まぬクリーンな冷却風を得ることができ
る。
また本発明の第６の特徴によれば、冷却風がダクトに
設けたフィルターにより濾過されるので、一層クリーン
な冷却風を得ることができる。
また本発明の第７の特徴によれば、ダクト内にモータ
およびドライバーに接続する給電コードを挿通したの
で、他の保護部材を用いなくてもその給電コードを保護
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第８図は本発明の第１実施例を示すもので、第
１図はそのパワーユニットを搭載した自動二輪車の全体
側面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は第
２図のIII−III線矢視図、第４図は第１図のIV−IV線断
面図、第５図はモータの制御系を示す回路図、第６図は
ポテンショメータの構造を示すアクセルグリップの縦断
面図、第７図は第６図のVII−VII線断面図、第８図は第
６図のVII−VIII線断面図、第９図および第10図は本発
明の第２実施例を示すもので、第９図は自動二輪車の後
部側面図、第10図は第９図のＸ−Ｘ線断面図である。 13……伝動ケース、133……排風口、15……ベルト式無
段変速機（伝動機構）、19……回転軸、22……冷却ファ
ン、26……ダクト、28……フィルタ、36……コイル、40
……回転子位置センサ、43……ドライバー、81……給電
コード、 Ｍ……モータ、Wr……後輪（駆動輪）
フロントページの続き (72)発明者 玉木 健二 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 橋本 猛史 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−109762（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−247218（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−62928（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−182050（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60K 1/00 - 1/04 B62M 9/08

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車体に揺動自在に枢支した伝動ケース（1
    3）に駆動輪（Wr）を軸架し、この伝動ケース（13）に
    設けたモータ（Ｍ）と伝動機構（15）により前記駆動輪
    （Wr）を回転駆動する電動車両用パワーユニットであっ
    て、 モータ（Ｍ）の回転軸（19）に取り付けた冷却ファン
    （22）が生起する冷却風により前記モータ（Ｍ）のコイ
    ル（36）と伝動機構（15）を共に冷却することを特徴と
    する、電動車両用パワーユニット。
  2. 【請求項２】前記冷却風によりモータ（Ｍ）のドライバ
    ー（43）を併せて冷却することを特徴とする、請求項
    記載の電動車両用パワーユニット。
  3. 【請求項３】前記冷却風の上流側から下流側に向けてモ
    ータ（Ｍ）の回転子位置センサ（40）、コイル（36）、
    および伝動機構（15）を配設したことを特徴とする、請
    求項記載の電動車両用パワーユニット。
  4. 【請求項４】前記冷却風の排風口（133）を、前記伝動
    機構（15）を収納する伝動ケース（13）の後端に形成し
    たことを特徴とする、請求項記載の電動車両用パワー
    ユニット。
  5. 【請求項５】前記冷却風を冷却ファン（22）に導くダク
    ト（26）の入口を車体内部空間に開口させたことを特徴
    とする、請求項記載の電動車両用パワーユニット。
  6. 【請求項６】前記ダクト（26）にフィルタ（28）に設け
    たことを特徴とする、請求項記載の電動車両用パワー
    ユニット。
  7. 【請求項７】前記ダクト（26）内に、前記ドライバー
    （43）およびモータ（Ｍ）に接続する給電コード（81）
    を挿通したことを特徴とする、請求項記載の電動車両
    用パワーユニット。
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