JP7076577B2 - 電動二輪車のパワーユニット構造 - Google Patents

Description

本発明は、電動二輪車のパワーユニット構造に係り、特に、モータを収納するパワーユニットを懸架する車体フレームを有し、この車体フレームの後部にスイングアームを揺動自在に軸支した電動二輪車に適用される電動二輪車のパワーユニット構造に関する。

従来から、モータ動力で駆動輪を回転させる電動車両において、モータに供給するバッテリ電力を制御するパワーコントロールユニット（Power Control Unit：PCU）を備えた構成が知られている。

特許文献１には、操向ハンドルとシートとの間に低床フロアを有すると共に、モータを内蔵するスイングユニットを車体フレームに揺動可能に取り付けたスクータ型の電動二輪車において、スイングユニットの車体前方寄りの位置にパワーコントロールユニットを収納すると共に、スイングユニットの車体後方寄りの位置にモータを収納した構成が開示されている。

特許第５２２５９５６号公報

ここで、操向ハンドルとシートとの間にニーグリップ部材を配設すると共に、車体フレームの下部にパワーユニットを懸架し、かつ車体フレームの後部にスイングアームを揺動自在に軸支する電動二輪車においては、乗車姿勢をとった運転者の足がパワーユニットの近傍に位置するので、パワーユニットの車幅方向寸法は小さいほうが好ましい。また、パワーコントロールユニットとパワーユニットとを接続する高電圧ハーネスが車体外方に露出する構成では、パワーユニット側の結線部の配置がパワーユニットの車幅方向寸法や高電圧ハーネスの長さ等に大きく影響することとなる。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、パワーユニット側の結線部の配置を工夫することで、パワーユニットの小型化やハーネスの短縮等を図ることができる電動二輪車のパワーユニット構造を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、モータ（Ｍ）を含む動力源としてのパワーユニット（Ｐ）と、該パワーユニット（Ｐ）の回転駆動力が伝達される後輪（ＷＲ）と、前記パワーユニット（Ｐ）に接続されるパワーコントロールユニット（１８）と、前記パワーユニット（Ｐ）に電力を供給するために前記パワーコントロールユニット（１８）に一端部が接続されるハーネス（７０）と、該ハーネス（７０）の他端部を前記パワーユニット（Ｐ）に接続するための結線部（５３）とを有する電動二輪車（１）に適用される電動二輪車のパワーユニット構造において、前記結線部（５３）が、前記パワーユニット（Ｐ）の車幅方向一方側の側面に配設されており、車幅方向外側に突出する他の構成物（２１，６０）が、前記結線部（５３）に対応する位置で、前記パワーユニット（Ｐ）の車幅方向他方側の側面に配設されている点に第１の特徴がある。

また、前記ハーネス（７０）が、前記モータ（Ｍ）のＵ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３本の配線（７０ｃ，７０ｂ，７０ａ）で構成されており、前記結線部（５３）が、前記３本の配線（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ）の他端部にそれぞれ取り付けられる接続端子（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）で構成されている第２の特徴がある。

また、前記３つの接続端子（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）が、同一平面上に配設されている第３の特徴がある。

また、前記パワーコントロールユニット（１８）は、車体前方寄りの位置に配設されており、前記パワーユニット（Ｐ）が、前記パワーコントロールユニット（１８）の車体後方下方の位置に近接配置されている第４の特徴がある。

また、前記結線部（５３）が、前記パワーユニット（Ｐ）の側面において、車体前方上方寄りの位置に配設されている第５の特徴がある。

また、前記パワーコントロールユニット（１８）と前記パワーユニット（Ｐ）とが車体前後方向で重なって配設されている第６の特徴がある。

また、前記３つの接続端子（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）が、前記モータ（Ｍ）の回転軸（４６）を中心とする円弧（Ａ）上に沿って配設されている第７の特徴がある。

また、前記他の構成物（６０）が、前記パワーユニット（Ｐ）の内部圧力を調整するブリーザ室である第８の特徴がある。

さらに、前記他の構成物（２１）が、前記パワーユニット（Ｐ）の出力軸（４１）に固定されたドライブスプロケットである第９の特徴がある。

第１の特徴によれば、モータ（Ｍ）を含む動力源としてのパワーユニット（Ｐ）と、該パワーユニット（Ｐ）の回転駆動力が伝達される後輪（ＷＲ）と、前記パワーユニット（Ｐ）に接続されるパワーコントロールユニット（１８）と、前記パワーユニット（Ｐ）に電力を供給するために前記パワーコントロールユニット（１８）に一端部が接続されるハーネス（７０）と、該ハーネス（７０）の他端部を前記パワーユニット（Ｐ）に接続するための結線部（５３）とを有する電動二輪車（１）に適用される電動二輪車のパワーユニット構造において、前記結線部（５３）が、前記パワーユニット（Ｐ）の車幅方向一方側の側面に配設されており、車幅方向外側に突出する他の構成物（２１，６０）が、前記結線部（５３）に対応する位置で、前記パワーユニット（Ｐ）の車幅方向他方側の側面に配設されているので、車幅方向外側に突出する結線部の位置に合わせて、結線部の反対側の位置に他の構成物を配設することで、パワーユニットの形状および重量の左右バランスを保つことが可能となる。また、車幅方向寸法が大きくなる部分が一カ所に集中することで、他の部分の車幅方向寸法を小さくすることができる。また、パワーユニットの側面に結線部が設けられるので、例えば、パワーユニットの前方側に結線部が設けられる構成に比して車体前後方向寸法を低減して、マスの集中を図ることができる。

第２の特徴によれば、前記ハーネス（７０）が、前記モータ（Ｍ）のＵ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３本の配線（７０ｃ，７０ｂ，７０ａ）で構成されており、前記結線部（５３）が、前記３本の配線（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ）の他端部にそれぞれ取り付けられる接続端子（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）で構成されているので、３つの接続端子が互いに近接配置されることで、省スペース化を図ると共にハーネスを構成する３本の配線の取付作業が容易となる。

第３の特徴によれば、前記３つの接続端子（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）が、同一平面上に配設されているので、パワーユニットの車幅方向寸法の増加を最小限に抑えることが可能となる。

第４の特徴によれば、前記パワーコントロールユニット（１８）は、車体前方寄りの位置に配設されており、前記パワーユニット（Ｐ）が、前記パワーコントロールユニット（１８）の車体後方下方の位置に近接配置されているので、パワーコントロールユニットとパワーユニットとを接続するハーネスの長さを短縮して、ハーネスによる電気抵抗を低減することが可能となる。また、パワーユニットがエンジン車のエンジンと同等の位置に配設されることで、チェーンドライブによって後輪に駆動力を伝達する構成において、ドリブンスプロケットをエンジン車と同様の位置に配設して、エンジン車と同様の操縦特性を得ることができる。

第５の特徴によれば、前記結線部（５３）が、前記パワーユニット（Ｐ）の側面において、車体前方上方寄りの位置に配設されているので、ハーネスの長さをより一層短縮することが可能となる。また、結線部の後方下方側においてパワーユニットの車幅方向寸法を低減して、運転者の両足の位置を狭めることができる。

第６の特徴によれば、前記パワーコントロールユニット（１８）と前記パワーユニット（Ｐ）とが車体前後方向で重なって配設されているので、車体前後方向の寸法増加を抑えて車体の小型化を図ると共に、ハーネスの長さを短縮することが可能となる。

第７の特徴によれば、前記３つの接続端子（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）が、前記モータ（Ｍ）の回転軸（４６）を中心とする円弧（Ａ）上に沿って配設されているので、接続端子を効率よく配設し、３つの接続端子を外観性のよい単一のカバーで覆うことが容易となる。

第８の特徴によれば、前記他の構成物（６０）が、前記パワーユニット（Ｐ）の内部圧力を調整するブリーザ室であるので、車幅方向寸法が増えやすいブリーザ機構が結線部の反対側の側面に配設されることで、パワーユニットの左右バランスを保つと共に、パワーユニットの後方下方の位置で車幅方向寸法を低減することが容易となる。

第９の特徴によれば、前記他の構成物（２１）が、前記パワーユニット（Ｐ）の出力軸（４１）に固定されたドライブスプロケットであるので、車幅方向寸法が増えやすいドライブスプロケットが結線部の反対側の側面に配設されることで、パワーユニットの左右バランスを保つと共に、パワーユニットの後方下方の位置で車幅方向寸法を低減することが容易となる。

本発明の一実施形態に係るパワーユニット構造を適用した電動二輪車の左側面図である。 電動二輪車の右側面図である。 パワーユニットの左側面図である。 図３に示すパワーユニットから減速機構カバーを取り外した状態を示す左側面図である。 パワーユニットの右側面図である。 パワーユニットの正面図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るパワーユニット構造を適用した電動二輪車１の左側面図である。また、図２は電動二輪車１の右側面図である。鞍乗型車両としての電動二輪車１の車体フレーム４は、ヘッドパイプ５から車体後方下方に延びる左右一対の上側メインパイプ３および下側メインパイプ１７を有する。上側メインパイプ３および下側メインパイプ１７は、車体後方側に向かうにつれて互いの間隔を小さくして、スイングアーム２６を揺動自在に軸支するピボット２２が設けられたピボットフレーム３８に連結される。

ヘッドパイプ５には、不図示のステアリングステムが回転自在に軸支されており、ステアリングステムの上下には、左右一対のフロントフォーク１５を支持するトップブリッジ７およびボトムブリッジ１１が固定されている。トップブリッジ７の上部には操向ハンドル６が取り付けられている。

フロントフォーク１５の下端部には、前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。フロントフォーク１５には、ヘッドパイプ５の前方に位置するヘッドライト１０、メータ装置８、左右一対の前側フラッシャランプ９、前輪ＷＦの上方を覆うフロントフェンダ１４が支持される。車体フレーム４の下方には、モータＭおよび減速機構を収納するパワーユニットＰが配設されている。パワーユニットＰの車体前方上方で、車体前方寄りの位置には、パワーユニットＰに供給する電力を制御するパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１８が配設されている。ＰＣＵ１８の上方には、直方体をなす２つの高電圧バッテリ３６，３７が配設されている。ピボット２２に揺動自在に軸支されるスイングアーム２６は、リヤクッション２４によって車体フレーム４に吊り下げられている。

パワーユニットＰの回転駆動力は、車幅方向左側に設けられるドライブスプロケット２１に巻きかけられるドライブチェーン２５を介して後輪ＷＲに伝達される。スイングアーム２６の上部には、ドライブチェーン２５の上方を覆うチェーンカバー３９が取り付けられている。パワーユニットＰの車体前方には、パワーユニットＰの内部を潤滑および冷却するオイルを冷却するオイルクーラ１３が配設されている。オイルクーラ１３から下方に延びる左右一対のオイル配管１６は、車体上方側に湾曲してパワーユニットＰの上部に接続される。パワーユニットＰの前部および下部を覆うアンダカウル２０の内側には、低電圧バッテリ１９が配設されている。

上側メインパイプ３には、車体後方上方に向かって延出する左右一対の上側リヤフレーム３３および下側リヤフレーム２８が接続されている。上側リヤフレーム３３および下側リヤフレーム２８の車幅方向外側は、サイドカウル３４およびリヤカウル３２に覆われている。車体フレーム４の上部にはニーグリップカバー２が配設されている。ニーグリップカバー２の後方には、運転者が着座する前側シート１２が配設されており、前側シート１２の後部にはパッセンジャーが乗車する後側シート３５が配設されている。リヤカウル３２の後方には、テールライト３１が取り付けられており、その下方には左右一対の後側フラッシャランプ３０を支持するリヤフェンダ２９が固定されている。

ＰＣＵ１８から下方に延びてパワーユニットＰに電力を供給するハーネス７０は、パワーユニットＰの車幅方向右側の側面に接続されている。ハーネス７０の結線部は、結線部カバー５４で覆われる。

本実施形態では、パワーユニットＰが、ＰＣＵ１８の車体後方下方の位置に近接配置されている。これにより、ＰＣＵ１８とパワーユニットＰとを接続するハーネス７０の長さを短縮して、ハーネス７０による電気抵抗を低減することが可能となる。また、パワーユニットＰがエンジン車のエンジンと同等の位置に配設されることで、チェーンドライブによって後輪に駆動力を伝達する構成において、ドリブンスプロケットをエンジン車と同様の位置に配設して、エンジン車と同様の操縦特性を得ることができる。また、ＰＣＵ１８とパワーユニットＰとを車体側面視で前後方向で重なって配設することで、車体前後方向の寸法増加を抑えて車体の小型化を図ると共に、ハーネス７０の長さを短縮することが可能となる。

図３は、パワーユニットＰの左側面図である。パワーユニットＰは、アルミ等の金属からなる左右のケース半体４５，５１（図５，６参照）からなるケーシングの内部に、回転軸４６を有するインナロータ式のモータＭを収納して構成される。車幅方向左側の左側ケース半体４５には、オイル配管１６が接続される接続部６５ａ，６５ｂが設けられている。接続部６５ａ，６５ｂの後方には、減速機構カバー４３が取り付けられており、減速機構カバー４３から車幅方向左側に突出する出力軸４１にドライブスプロケット２１が固定されている。

左側ケース半体４５の後方寄りの上部には、モータＭの潤滑および冷却を行うオイル１００の油面を検知するオイルレベルゲージ４０の把手４２が配設されており、左側ケース半体４５の下端部には、オイルドレンボルト４７が取り付けられている。減速機構カバー４３の後方には、モータレゾルバ信号等の出力コネクタ４９が配設されており、減速機構カバー４３の前方には、電動オイルポンプコントロールユニット４４が配設されている。

図４は、図３に示すパワーユニットＰから減速機構カバー４３を取り外した状態を示す左側面図である。また、図５はパワーユニットＰの右側面図であり、図６はパワーユニットＰの正面図である。左側ケース半体４５には、減速機構室６４が形成されている。モータＭの回転軸４６の回転駆動力は、減速機構室６４に配設されるモータドライブギヤ４８およびカウンタギヤ５０を介して出力軸４１に伝達される。

減速機構室６４の前方上部には、減速機構カバー４３で覆われるブリーザ室６０が形成されている。互いに連通する第１ブリーザ室６１、第２ブリーザ室６２および第３ブリーザ室６３からなるブリーザ室６０は、温度上昇に伴って上昇するケーシング内の圧力をパージする機能を有する。

図５を参照して、車体前方側の一端部が端子７１によってＰＣＵ１８に接続されるハーネス７０は、モータＭのＵ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３本の配線７０ｃ，７０ｂおよび７０ａからなる。そして、車体後方側の他端部は、結線部カバー５４で覆われる結線部５３によってパワーユニットＰに接続される。

結線部５３は、３本の配線７０ａ，７０ｂおよび７０ｃに対応する第１接続端子５３ａ、第２接続端子５３ｂおよび第３接続端子５３ｃによって構成されており、それぞれボルト５２によって右側ケース半体５１側に固定されている。このように、結線部５３を構成する３つの接続端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃが互いに近接配置されることで、省スペース化を図ると共にハーネス７０の取付作業が容易となる。３つの接続端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、それぞれ同一平面上に配設されている。

本実施形態では、結線部５３がパワーユニットＰの右側面に配設されており、車幅方向外側に突出する他の構成物としてのブリーザ室６０およびドライブスプロケット２１が、結線部５３に対応する位置でパワーユニットＰの左側面に配設されている。すなわち、車幅方向右側に突出する結線部５３の位置に合わせて、その反対側の位置にブリーザ室６０およびドライブスプロケット２１を配設することで、パワーユニットＰの形状および重量の左右バランスを保つことを可能としている。また、車幅方向寸法が大きくなる部分が一カ所に集中することで、他の部分の車幅方向寸法を小さくすることができる。

そして、パワーユニットＰの側面に結線部５３が設けられるので、例えば、パワーユニットＰの前方側に結線部が設けられる構成に比して車体前後方向寸法を低減して、マスの集中を図ることができる。加えて、３つの接続端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃが同一平面上に配設されているため、パワーユニットＰの車幅方向寸法の増加を最小限に抑えることが可能となる。

また、結線部５３が、パワーユニットＰの車体前方上方寄りの側面に配設されているので、ハーネス７０の長さをより一層短縮することが可能となる。これにより、結線部５３の後方下方側においてパワーユニットＰの車幅方向寸法を低減して、運転者の両足の位置を狭めることができる。

３つの接続端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、モータＭの回転軸４６を中心とする円弧Ａに沿って配設されている。これにより、接続端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃを効率よく配設し、３つの接続端子を外観性のよい単一の結線部カバー５４で覆うことを可能としている。

なお、電動二輪車の形態、パワーユニットやＰＣＵの形状や構造、バッテリの形状や配置、ハーネスの配索位置、ブリーザ室やドライブスプロケットの形状や配置等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、ハーネスの結線部を車幅方向左側の側面に配設すると共に、ブリーザ室やドライブスプロケットを車幅方向右側に配設してもよい。また、本実施形態ではブリーザ室およびドライブスプロケットとした他の構成物は、センサユニットや基板等の電子機器としてもよい。本発明に係るパワーユニット構造は、鞍乗型の電動三輪車や電動四輪車等に適用することが可能である。

１…電動二輪車、１８…パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、２１…ドライブスプロケット（他の構成物）、４１…出力軸、４５…ケーシング、５３…結線部、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…接続端子、６０…ブリーザ室（他の構成物）、７０…ハーネス、配線…７０ａ，７０ｂ，７０ｃ、Ａ…モータの回転軸を中心とする円弧、Ｍ…モータ、Ｐ…パワーユニット、ＷＲ…後輪

Claims (7)

1. モータ（Ｍ）を含む動力源としてのパワーユニット（Ｐ）と、該パワーユニット（Ｐ）の回転駆動力が伝達される後輪（ＷＲ）と、前記パワーユニット（Ｐ）に接続されるパワーコントロールユニット（１８）と、前記パワーユニット（Ｐ）に電力を供給するために前記パワーコントロールユニット（１８）に一端部が接続されるハーネス（７０）と、該ハーネス（７０）の他端部を前記パワーユニット（Ｐ）に接続するための結線部（５３）とを有する電動二輪車（１）に適用される電動二輪車のパワーユニット構造において、
   前記結線部（５３）が、前記パワーユニット（Ｐ）の車幅方向一方側の側面に配設されており、
   車幅方向外側に突出する他の構成物（２１，６０）が、前記結線部（５３）に対応する位置で、前記パワーユニット（Ｐ）の車幅方向他方側の側面に配設されており、
   前記パワーコントロールユニット（１８）は、車体前方寄りの位置に配設されており、
   前記パワーユニット（Ｐ）が、前記パワーコントロールユニット（１８）の車体後方下方の位置に近接配置されており、
   前記結線部（５３）が、前記パワーユニット（Ｐ）の側面において、
   車体前方上方寄りの位置に配設されており、
   前記他の構成物（２１，６０）が、前記パワーユニット（Ｐ）の内部圧力を調整するブリーザ室（２１）および前記パワーユニット（Ｐ）の出力軸（４１）に固定されたドライブスプロケット（６０）の両方を含むことを特徴とする電動二輪車のパワーユニット構造。
2. 前記ハーネス（７０）が、前記モータ（Ｍ）のＵ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３本の配線（７０ｃ，７０ｂ，７０ａ）で構成されており、
   前記結線部（５３）が、前記３本の配線（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ）の他端部にそれぞれ取り付けられる接続端子（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動二輪車のパワーユニット構造。
3. 前記３つの接続端子（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）が、同一平面上に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動二輪車のパワーユニット構造。
4. （削除）
5. （削除）
6. 前記パワーコントロールユニット（１８）と前記パワーユニット（Ｐ）とが車体前後方向で重なって配設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動二輪車のパワーユニット構造。
7. 前記３つの接続端子（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）が、前記モータ（Ｍ）の回転軸（４６）を中心とする円弧（Ａ）上に沿って配設されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電動二輪車のパワーユニット構造。

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