JP5488337B2

JP5488337B2 - 車両の動力装置

Info

Publication number: JP5488337B2
Application number: JP2010188181A
Authority: JP
Inventors: 直樹齊藤
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: JP2012047219A

Description

本発明は、例えば特に電動モータを駆動源とする車両に好適な動力装置に関する。

電動車両をエンジン車両に置き換えて場合、モータはエンジンに該当する。エンジン車両では温度上昇によって生じたギア室の内圧変化をブリーザホースを介して密閉された空間、例えばエアクリーナボックスで吸収する構造を有している。これは、ギア室の周辺に密閉空間を有する場合に成り立つ構造である。

一方、ギア室の周辺に密閉空間がない場合には、長尺のブリーザホースを用いて大気開放構造とする等の手法が採用される。また、特許文献１に記載されるように密閉容器型の可変容積室で内圧変化を吸収する等の構造が用いられる。

特開２００５−２８９２１号公報

ところが、大気開放型の場合には異物混入の可能性があり、更に静粛な電動車両にあってはモータ内部からの音の発生が問題となる。一方、密閉容器型の可変容積室の場合にはデザイン面上、車両の外観への影響や、小石等の飛来物から保護する必要性が生じる。

本発明は上記のような点に鑑み、デザイン性や安全性に優れ、適正且つ有効機能を発揮する車両の駆動装置を提供することを目的とする。

本発明による車両の動力装置は、車両の駆動輪をインホイルモータで直接駆動する車両の動力装置であって、前記インホイルモータを前記駆動輪の左右方向一方側に配置すると共に、前記駆動輪に対向するモータケースの側壁と前記駆動輪を構成するタイヤホイルとで囲まれた空間に、前記インホイルモータのギヤ室内圧を調整するブリーザ室を配置し、前記ブリーザ室は、前記モータケースとは別体で、外壁が伸縮自在な蛇腹状に成形された容積可変式密閉容器で形成され、前記ブリーザ室は、前記モータケースの側壁に設けたガイド溝内に伸縮可能に保持されて該モータケースの側壁に支持され、前記ガイド溝は、前記インホイルモータの出力軸側から放射状に伸びる少なくとも一対のリブによって形成されることを特徴とする。

また、本発明の車両の駆動装置において、前記インホイルモータと前記駆動輪のタイヤホイルとの間にドラム式ブレーキ装置が配置され、このドラム式ブレーキ装置を作動させるブレーキカムレバーと前記容積可変式密閉容器のブリーザ室とを、側面視で前記インホイルモータの出力軸よりも上方で、且つ該出力軸を挟んで前後に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、ブリーザ室は実質的に外観に現れないため、車両のデザインに全く影響を与えることがなく、車両の外観構成上において極めて有利である。また、ブリーザ室は、外観に現れないレイアウト構造であるため、車両外部からは隠れたスペースもしくは部位に配置され、外部からの小石等の飛来物あるいは泥水等々に対して高い防護機能が確保される。

本発明の実施形態に係る電動式自動二輪車の左側面図である。本発明に係る電動式自動二輪車のパワーユニットを搭載したスイングアームまわりを示す左側面図である。本発明に係る電動式自動二輪車のパワーユニットを搭載したスイングアームまわりを示す右側面図である。本発明に係る電動式自動二輪車における後輪まわりを示す後方斜視図である。本発明に係る電動式自動二輪車におけるパワーユニット及びドラム式ブレーキ等の配置構成例を示す図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係る電動式自動二輪車のパワーユニットを搭載したスイングアームまわりを示す後方斜視図である。本発明に係る電動式自動二輪車のパワーユニットまわりを示す後方斜視図である。本発明に係る電動式自動二輪車のパワーユニットを搭載したスイングアームまわりを示す後方斜視図である。本発明に係る電動式自動二輪車のパワーユニットを搭載したスイングアームまわりを示す後方斜視図である。本発明に係る電動式自動二輪車におけるブリーザ室の構成例を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による車両の駆動装置の好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した電動車両、即ちスクータ型の電動式自動二輪車１００の左側面図を示す。ここで先ず、電動式自動二輪車１００の全体構成について概略説明する。なお、以下の説明において必要に応じて、車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒによりそれぞれ示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌによりそれぞれ示す。

電動式自動二輪車の車体フレーム１０１は、不図示のヘッドパイプと、このヘッドパイプから下方に延び、途中から後方に向かって略水平に延設されるダウンチューブ１０１Ａと、ダウンチューブ１０１Ａの後端部から後上方に延設される左右のリヤフレーム１０１Ｂとを含んで構成される。また、ダウンチューブ１０１Ａの下部から左右の補助フレームが水平あるいはやや後上がりに延設され、それぞれリヤフレーム１０１Ｂに繋がっている（なお、これについては図示を省略する）。

車体フレーム１０１のヘッドパイプによって左右２本のフロントフォーク１０２が左右に回動可能に支持される。フロントフォーク１０２の下部には前輪１０３が回転自在に支持されており、ハンドルバー１０４により前輪１０３が左右に操舵される。

左右のリヤフレーム１０１Ｂの下部にそれぞれ設けたブラケット１０４には、ピボット軸１０５を介してスイングアーム１０６の前端部が軸支され、スイングアーム１０６は上下に揺動可能（矢印Ａ参照）となる。スイングアーム１０６は車両左側でのみ後方に延伸し、その後端部にホイル１０７に取り付けた後輪１０８が片持ち式に支持される。また、スイングアーム１０６の後端とリヤフレーム１０１Ｂとの間にリヤサスペンション１０９が装架される。リヤサスペンション１０９もまた、車両の左側にのみ配置される。また、スイングアーム１０６の途中には左右の支持用ブラケット１１０が設けられ、この支持用ブラケット１１０にスタンド１１１が回動可能に装着される。

車体フレーム１０１は樹脂製の車体カバーにより覆われ、この車体カバーによって車両の外観が構成される。車体カバーとしてフロントレッグシールド１１２、リヤレッグシールド１１３、ロアカバー１１４及びリヤフレームカバー１１５等を含み、これらを所定の形態、配置関係で組み合わせ、あるいは結合することにより、外観ばかりでなく諸機能を備えたものとして構成される。

フロントレッグシールド１１２は車体前部を覆うように配置され、前輪１０３の上部を覆うフロントフェンダとしても機能する。リヤレッグシールド１１３はフロントレッグシールド１１２の裏側を覆うように配置され、収納用のポケット部１１３ａが形成されている。ロアカバー１１４はフロントレッグシールド１１２に連設され、左右の補助フレームから運転シート１１６の最下方を覆うように配置される。ロアカバー１１４には、ライダーが足を載せるステップフロアが設けられており、ステップフロアに形成された凹部に、後述する当該車両の動力装置、即ちパワーユニット１０の電動モータを制御するコントローラユニットが収納される。リヤフレームカバー１１５は、運転シート１１６の下方でリヤフレーム１０１Ｂを覆うように配置される。更に、後輪１０８の上方にはリヤフェンダ１１７が配置される。

ハンドルバー１０４の中央部にはスピードメータ等を含むメータユニット１１８が配置される。車両前部には大型のバスケット１１９が取り付けられると共に、車両後部のリヤフェンダ１１７上方にはキャリヤ１２０を有する。

次に、図２〜図４等を参照して、本発明の主要構成及びこれに関連する構成について説明する。スイングアーム１０６は図２に示されるように、その前端部にピボット軸１０５が設定され、後端部には後輪１０８の車軸１２１が設定される。車軸１２１が設定される後端部側は図２の側面視で、図示のように概略円形状に形成され、内側にパワーユニット１０が収容保持されるようになっている。車軸１２１は軸受機構を介してスイングアーム１０６の後端部にて回転自在に支持され、図３及び図４にも示されるように車軸１２１に結合するホイル１０７及びホイルハブ１０７ａによって後輪１０８が支持される。

図５及び図６を参照して、車軸１２１の周囲にはパワーユニット１０及びブレーキ装置２００が配置構成される。パワーユニット１０の支持構造において図５及び図６に示されるようにスイングアーム１０６の後端部に固定されたホルダ１１を有し、このホルダ１１によって電動モータ１２を固定支持する。この例では電動モータ１２はホイル１０７の左側に配置される。ホルダ１１は複数のボルト１３によってスイングアーム１０６の後端部に締着固定され、その中空内部に電動モータ１２を収容する。電動モータ１２はインホイルモータとして構成され、概略高さの低い円柱状あるいは薄い太鼓状を呈し、後輪１０８の車軸１２１と同軸に搭載される。

ここで、パワーユニット１０の構成例について説明する。図５において電動モータ１２として、コイルが内側にあり固定子として機能すると共に、外側に配置されたマグネットが回転子として機能する所謂、アウタロータタイプ、あるいは逆にコイルが外側にあり、マグネットが内側にあるインナーロータタイプのいずれであってもよい。ケーシング内の中心に左右方向に横架されたモータ軸１４が、軸受１５を介して回転自在に支持される。モータ軸１４の一端側はギヤ室１６まで延出し、ギヤ室１６内に配設されたギヤ群でなる減速機を介して車軸１２１と同軸に連結される。なお、ギヤ室１６はオイルシール１７，１８によって密閉される。

また、ブレーキ装置２００の構成例について説明する。先ず、図５において車軸１２１はモータ軸１４と同心に、軸受１２２，１２３を介してホルダ１１により回転自在に支持され、このホルダ１１から右方へ突出し、この突出部にて後輪１０８のホイル１０７と結合する。この場合、車軸１２１の突出端側には例えばセレーション等の係合手段を有し、この係合手段を介してホイルハブ１０７ａの中心に軸着するボス１２４と係合する。ボス１２４、従ってホイル１０７及びホイルハブ１０７ａは、ナット１２５（図６参照）によって車軸１２１に締着固定される。電動モータ１２が作動しモータ軸１４が回転することで、ギヤ室１６内の減速機を介して車軸１２１、従って後輪１０８が回転する。なお、ホイル１０７の円周上適所位置にタイヤバルブ１２６が設けられる。

また、図５に示したように、スイングアーム１０６とスイングアーム１０６の後端部に支持された後輪１０８のホイル１０７との間にドラム式のブレーキ装置２００が配置構成される。図５において、ホイルハブ１０７ａはホルダ１１に対向する側が凹状に形成されており、両者間に空間もしくはスペースが形成されている。そして、このスペース内においてホイルハブ１０７ａ側へ、図７にも示すようにホルダ１１のボス部１１ａが突出する。ここで、ホルダ１１は電動モータ１２を収容するための収容ケースとして機能し、図７に示されるようにその側壁には電動モータ１２のモータ軸１４、即ち車軸１２１側から放射状に伸びる少なくとも一対のリブ１９が形成される。リブ１９はそれぞれホルダ１１の側壁から立ち上がり、ボス部１１ａから外周へ向けて延出する相互に平行な内幅を有している。リブ１９は側面視にてモータ軸１４よりも上方であって、その後方に配置される。なお、ホルダ１１の側壁にはリブ１９の他、大小複数のリブ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，．．）を有し、これらのリブ１９，２０によりホルダ１１は必要且つ十分な剛性強度が確保される。

次に、図８にも示されるようにボス部１１ａには概略円盤状のブレーキプレート２０１が同心に固定される。ブレーキプレート２０１上において車軸１２１の下方にブレーキシュー２０２を支持するためのアンカピン２０３が植設される。概略半月型円弧状の一対のブレーキシュー２０２を有し、それぞれの基端部がアンカピン２０３のまわりに回動可能に支持される。ブレーキプレート２０１上にはまた、車軸１２１を挟んでアンカピン２０３の反対側にブレーキカム２０４が回転可能に支持される。ブレーキカム２０４は、ブレーキシュー２０２との当接部となる、大小径の異なるカム面を有する。そして、その回転角度に応じて、ブレーキシュー２０２の当接部の相互間隔を広狭させ、ブレーキシュー２０２全体としての径を大小変化させることができる。なお、ブレーキシュー２０２相互間に引張りスプリング２０５等の弾機手段を装架し、その先端部がブレーキカム２０４に当接するように付勢され、常態（非制動時）ではブレーキシュー２０２が、後述するブレーキドラムの内周面に当たらないようにする。

図８及び図９に示されるように、ブレーキカム２０４を回転駆動するためのブレーキカムレバー２０６を有する。このブレーキカムレバー２０６の基端部は図９に示されるように、ホルダ１１に植設された支軸２０７のまわりに回転可能に支持される。ブレーキカムレバー２０６は側面視にてモータ軸１４よりも上方であって、その前方に配置される。更に、ブレーキカムレバー２０６の基端部はブレーキカム２０４と同心に結合し、両者は一体的に回転する。ブレーキカムレバー２０６のブレーキプレート２０１側にはレバーガード２０８が敷設されており、ブレーキカムレバー２０６をガイド保護するようになっている。レバーガード２０８はボルト２０９によってホルダ１１に締着固定される。なお、ブレーキカムレバー２０６は、ハンドル１０４に配設されたブレーキ操作レバー２１０（図１）によって操作されるようになっている。

一方、ブレーキプレート２０１に対向して、図５に示されるようにブレーキシュー２０２の外周に沿ってブレーキドラム２１１が配置される。ブレーキドラム２１１はホイルハブ１０７ａと一体的に結合し、これらは車軸１２１と共に一体回転する。ブレーキシュー２０２の外周面がブレーキドラム２１１の内周面に圧接することで、車軸１２１従って後輪１０８に対して制動力が作用するようになっている。

さて、本発明において、電動モータ１２を駆動輪である後輪１０８の左右方向一方側、本実施形態では左側に配置すると共に、後輪１０８に対向するホルダ１１の側壁と駆動輪を構成するホイル１０７とで囲まれた空間に、ギヤ室１６の内圧を調整するブリーザ室が配置される。具体的にはこのブリーザ室は図７等に示されるように、ホルダ１１とは別体で容積可変式密閉容器１により形成され、ホルダ１１の側壁に支持される。

ブリーザ室の更に具体的構成において、図１０に示されるように容積可変式密閉容器１の外壁は伸縮自在な蛇腹状に形成され、図７等に示されるようにホルダ１１の側壁に設けたガイド溝２内に伸縮可能（図７、矢印Ｃ）に保持される。容積可変式密閉容器１は中空構造を有し、概略箱状を呈する。また、容積可変式密閉容器１は図１０に示されるようにその蛇腹伸縮方向一端側に接続口１ａが突出形成され、この接続口１ａには図７に示すようなクリップ３が付設される。図５に示されるようにホルダ１１の側壁にはギヤ室１６に連通する連通孔４が形成され、この連通孔４に取り付けたニップル５に接続口１ａが接続される。これにより容積可変式密閉容器１とギヤ室１６とが相互に連通する。

また、この実施形態において容積可変式密閉容器１のガイド溝２は図７に示されるように、ホルダ１１の側壁にて電動モータ１２のモータ軸１４側から放射状に伸びる一対のリブ１９により構成される。容積可変式密閉容器１はリブ１９の内幅内に適度な隙間を以ってスッポリと収容され、伸縮する際にはガイド溝２の溝方向に移動可能である。

上記の場合、容積可変式密閉容器１はその周囲の部材あるいは部品によって覆われて配置される。即ち、前述のようにブレーキカムレバー２０６を保護するレバーガード２０８は、車軸１２１の上方にて略円弧状に敷設されるが、その後端部が図９のようにガイド溝２まで延出する。そして、このレバーガード２０８の延出部がガイド溝２の開口を塞ぐように蓋う。また、ホルダ１１のボス部１１ａに取り付けられた概略円盤状のブレーキプレート２０１は、図８のようにガイド溝２を蓋うように配置される。このように容積可変式密閉容器１は両側一対のリブ１９、レバーガード２０８及びブレーキプレート２０１等によって周囲を覆われる。

本発明による電動車両の駆動装置において、先ず電動モータ１２を後輪１０８の左側に配置すると共に、電動モータ１２のホルダ１１の側壁とホイル１０７及びホイルハブ１０７ａとで囲まれた空間に、容積可変式密閉容器１でなるブリーザ室が配置される。
このようにブリーザ室をコンパクトな容積可変式密閉容器１によって構成し、且つ後輪１０８と電動モータ１２の間に配置することで、ブリーザ室は実質的に外観に現れない。これにより車両、特に後輪１０８まわりのデザイン上、ブリーザ室は全く影響を与えることがなく、車両の外観構成上において極めて有利である。

また、ブリーザ室は、上記のように外観に現れないレイアウト構造であるため、車両外部からは言わば隠れたスペースもしくは部位に配置され、外部からの小石等の飛来物あるいは泥水等々に対して高い防護機能が確保される。

また、ブリーザ室は、モータケースであるホルダ１１とは別体で容積可変式密閉容器１によりコンパクトに構成される。その場合、ホルダ１１の側壁に支持されるため、ニップル４を介するだけでギヤ室１６と連通する。このように長い配管の引回しを不要とし、また大気開放型とすることなく、密閉構造を実現する。
容積可変式密閉容器１は伸縮自在な蛇腹状に形成され、ギヤ室１６の温度変化により生じる空気の膨張等に対応して適宜伸縮する。そして、ギヤ室１６の内圧変化を有効且つ的確に吸収し、即ち優れたブリーザ機能を発揮することができる。また、密閉構造であるからギヤ室１６内の潤滑油の流出を防止するのは勿論、電動モータ１２内部の音が外部に放出されるのを有効に防ぐことができる。

更に、蛇腹状の容積可変式密閉容器１は一対の放射状リブ１９により形成されるガイド溝２内に収容されるかたちで配置され、このようにリブ１９を有効利用しながらスペース効率よくブリーザ室を配置構成することができる。その場合、容積可変式密閉容器１はリブ１９やレバーガード２０８等の周辺部材により覆われる。後輪１０８と電動モータ１２の間に配置されるという基本的なレイアルト構造に加えて、周辺部材による高い保護機能が得られる。

上記の場合、ブレーキカムレバー２０６や容積可変式密閉容器１は、電動モータ１２のモータ軸１４よりも上方で、且つこれを挟んで前後に配置される。これらの部材を路面から高所位置に配置し、路面とのクリアランスを十分に確保することができる。これにより走行中に、路面から突出した障害物や車輪が跳ね上げた小石等が当たる心配がなく、高い走行安全性を保証することができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態においてスイングアーム１０６やパワーユニット２００等を車両の左側に配置構成する例を説明したが、左右反対にすることも可能である。

また、本発明の実施形態としてスクータ型の電動式自動二輪車１００の例を説明したが、その他所謂、モーターチェア、セニアカーあるいは自転車系の車両等に対しても本発明は上記実施形態と同様に適用可能であり、同様な作用を得ることができる。

１容積可変式密閉容器、２ガイド溝、４連通孔、５ニップル、１０パワーユニット、１１ホルダ、１２電動モータ、１４モータ軸、１５軸受、１６ギヤ室、１７，１８オイルシール、１００電動式自動二輪車、１０１車体フレーム、１０２フロントフォーク、１０３前輪、１０４ハンドルバー、１０６スイングアーム、１０７ホイル、１０８後輪、１０９リヤサスペンション、１１１支持用ブラケット、１１２フロントレッグシールド、１１３リヤレッグシールド、１１５リヤフレームカバー、１１６運転シート、１１７リヤフェンダ。

Claims

車両の駆動輪をインホイルモータで直接駆動する車両の動力装置であって、
前記インホイルモータを前記駆動輪の左右方向一方側に配置すると共に、前記駆動輪に対向するモータケースの側壁と前記駆動輪を構成するタイヤホイルとで囲まれた空間に、前記インホイルモータのギヤ室内圧を調整するブリーザ室を配置し、
前記ブリーザ室は、前記モータケースとは別体で、外壁が伸縮自在な蛇腹状に成形された容積可変式密閉容器で形成され、
前記ブリーザ室は、前記モータケースの側壁に設けたガイド溝内に伸縮可能に保持されて該モータケースの側壁に支持され、
前記ガイド溝は、前記インホイルモータの出力軸側から放射状に伸びる少なくとも一対のリブによって形成されることを特徴とする車両の動力装置。
前記インホイルモータと前記駆動輪のタイヤホイルとの間にドラム式ブレーキ装置が配置され、このドラム式ブレーキ装置を作動させるブレーキカムレバーと前記容積可変式密閉容器のブリーザ室とを、側面視で前記インホイルモータの出力軸よりも上方で、且つ該出力軸を挟んで前後に配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両の動力装置。