JPH04355602A - 電動モータ付き二輪車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電動車両に関し、一層詳
細には、電気的なノイズの発生を阻止する回路を備えた
電動車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動車両は、周知のように、電池電源か
らの直流電力を交流電力に変換して電動モータを駆動し
、該電動モータを動力源として電動モータの回転出力を
駆動車輪へ伝達し、該駆動車輪を回転せしめて走行する
。この種の電動車両として、特開昭５４−３８０４３号
公報および実開昭５１−８０８４８号公報等に記載され
た電動二輪車が知られる。

【０００３】前記のような電動車両、特に電動二輪車で
は電動モータと伝達機構とを組み付けたパワーユニット
が不可欠であり、本出願人にあっても、二輪車に適した
電動車両用パワーユニットを特願平１−１８１４９６号
（平成１年７月１３日付出願）として提案している。

【０００４】前記の出願に係る電動車両用パワーユニッ
トは、無段変速機等の伝達機構をユニットケース内に収
容するとともに、このユニットケースに電動モータを囲
繞するモータケースをボルト等で結合し、電動モータの
回転軸を無段変速機と連結して構成している。そして、
車体等に電動モータと配線で接続される駆動回路を設け
、この駆動回路により所定の電流を電動モータに供給し
て駆動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、電動車両用
パワーユニットにおいては、電動モータに比較的大きな
出力トルクが求められ、電動モータのコイルには大電流
を流す必要がある。

【０００６】しかるに、モータケースはコイルおよびア
ースから絶縁されており、コイルへの通電によってコイ
ルとモータケースとの間にコンデンサが実質的に形成さ
れる場合がある。この結果、モータケースはアースに対
して電位をもち、電動モータを制御するコントローラの
ような電子部品で構成される電子回路に対して電位をも
ったモータケースがノイズ源となる。

【０００７】このため、従来はコントローラに耐ノイズ
回路を設ける等、ノイズ対策が煩雑なものとなり、また
コントローラの構成も複雑となるという問題点があった
。さらにモータケースがアースに対して電位を有すると
の問題点もあった。

【０００８】本発明は、モータケースをアースする簡単
な構成でモータケースの電位をアース電位にすることに
よってノイズ源をなくし、耐ノズル回路を設ける必要を
なくした電動車両を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、電池電源からの直流電力を交流電力に
変換して電動モータを駆動し、該電動モータを駆動源と
して走行する電動車両において、電動モータのモータケ
ースと車体フレームとを電気的に導通させる導通手段を
設けたことを特徴とする。

【００１０】また、導通手段はモータケースと車体フレ
ーム中のリアフレームとを電気的に接続する導体であっ
ても、端部がモータケースに接続された導電性のブレー
キケーブルであっても、端部がモータケースに接続され
た導電性のクラッチケーブルであってもよい。

【００１１】

【作用】本発明の電動車両によれば、電動モータのモー
タケースと車体フレームとが電気的に導通手段によって
導通させられているため、モータケースは車体フレーム
と同一電位となって、モータケースはノイズ源とはなら
ず、コントローラ等に耐ノイズ回路を設ける必要もなく
なる。

【００１２】また、モータケースと車体フレームとは同
一電位に保持することができる。

【００１３】導通手段をリアフレームとモータケースと
を電気的に接続する導体で構成したときは導体長は短く
てすむことになる。

【００１４】また、導通手段に導電性のブレーキケーブ
ル、導電性のクラッチケーブルを利用したときは新たに
導通手段を設けることなく、モータケースの電位を車体
フレームの電位と同一電位にすることができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明に係る電動車両について、電動
二輪車を好適な実施例として挙げ、添付の図面を参照し
て以下詳細に説明する。

【００１６】図１において、参照符号１０は側面視略Ｕ
字状の車体フレームを示し、該車体フレーム１０はフロ
ントフレーム１０ａ、センタフレーム１０ｂおよびリア
フレーム１０ｃを含む。これらのフロントフレーム１０
ａ、センタフレーム１０ｂ、およびリアフレーム１０ｃ
はフロントカバー１２、レッグシールド１４、、ステッ
プフロア１６、リアカバー１８およびアンダカバー２０
からなる合成樹脂製のボデイ２２によって包被されてい
る。

【００１７】車体フレーム１０において、フロントフレ
ーム１０ａの前部にヘッドチューブ２４が固着され、こ
のヘッドチューブ２４にフロントフォーク２６が連結さ
れている。フロントフォーク２６に前輪２８が回転自在
に装着されており、このフロントフォーク２６は操向ハ
ンドル３０によって操向自在である。前記操向ハンドル
３０はアクセルグリップ３２を有し、且つ該アクセルグ
リップ３２の操作角度を検出するセンサ３４、例えば、
ポテンショメータが取り付けられている（図７参照）。

【００１８】ヘッドチューブ２４の前部にコントロール
ボックス３６が取り付けられ、このコントロールボック
ス３６の前方はフロントカバー１２により包被される。 コントロールボックス３６の内部にはＥＣＵ等からなる
コントローラ４０が収容されている。このコントローラ
４０には、前記センサ３４の出力が接続され、また、後
述する充電回路、駆動回路、バッテリ等が接続されてい
る。

【００１９】一方、車体フレーム１０において、センタ
フレーム１０ｂにバッテリボックス４２が設けられ、セ
ンタフレーム１０ｂの後部にパワースイングユニット（
電動車両用パワーユニット）４４がピボット軸４６によ
って揺動自在に支持される。パワースイングユニット４
４は、後述するように、ケース４８内に誘導電動機等の
電動二輪車駆動用の電動モータ５０等を組み付け、該ケ
ース４８の後方に後輪５２を回転自在に支持する。なお
、図中、参照符号５４は前記パワースイングユニット４
４の後部と車体フレーム１０との間に介装されたクッシ
ョンユニットを示す。

【００２０】ところで、バッテリボックス４２は、セン
タフレーム１０ｂに固着された一組のバッテリホルダ５
６、５６上に搭載され、バンド５８で締結される。バッ
テリボックス４２の内部には複数のバッテリ６０が収容
され、これらバッテリ６０が並列あるいは直列に結線さ
れて後述する駆動回路および前述のコントローラ４０等
に必要な電源を供給する。なお、図中、明示しないが、
バッテリホルダ５６、５６はセンタフレーム１０ａの下
部に車幅方向に架設された板状の部材からなり、このバ
ッテリホルダ５６、５６に搭載されたバッテリボックス
４２上にはバンド５８を介して前記ステップフロア１６
が止着される。

【００２１】さらに、車体フレーム１０には、リアフレ
ーム１０ｃに前記リアカバー１８が固定されている。リ
アカバー１８は、上部が開口した略中空筒状であって、
その上方にシート６２が前記開口を閉塞可能に配設され
ている。すなわち、シート６２は、前部が図示しないヒ
ンジ部材等でリアカバー１８の上部に取着され、着座状
態（図１参照）で前記リアカバー１８の開口部を閉塞し
、一方、前方に倒された状態でリアカバー１８の開口部
を開放する。

【００２２】リアカバー１８内には、後輪５２の斜め前
上方にトランクボックス６４が設けられ、一方、充電ボ
ックス６６は前記トランクボックス６４の後方にあって
、前記後輪５２の直上部位に設けられている。トランク
ボックス６４は、その上部が開口し、この上部開口部が
前記シート６２で閉塞される。この場合、前記トランク
ボックス６４はヘルメットを収容可能な内部空間を有す
る。

【００２３】充電ボックス６６は、前部が上方に突出し
た側面視略Ｌ字状をなし、前部上部が開口している。こ
の充電ボックス６６は、その内部に商用ＡＣ電源からの
充電用の充電器等を収容し、前部側の上部開口部はリッ
ド６８で閉塞自在である。リッド６８にはその一面に充
電回路７０が設けられ、この充電回路７０および図示し
ない充電器はバッテリ６０等に接続している。

【００２４】なお、図１中、参照符号７２はリアカバー
１８内に配置された吸気ダクトを示し、該吸気ダクト７
２は一端がパワースイングユニット４４の冷却風導入口
（図示せず）に接続し、他端がリアカバー１８内に開口
している。

【００２５】パワースイングユニット４４に関連して、
図２に示すように、前端が車体フレーム１０に揺動自在
に支持されたケース本体７４に、電動モータ５０、無段
変速機７６および減速機構７８が一体的に組み付けられ
る。ケース本体７４は、アルミニウム合金等を鋳造して
成形され、図２において、前部右側に凹部７４ａが、後
部左側に凹部７４ｂが画成される。このケース本体７４
には、前部右側の凹部７４ａにモータケース８０が固定
されてその内部に電動モータ５０を収容するモータ室８
２が画成される。一方、ケース本体７４の後部左側の凹
部８４に軸受部材８６が固定されて減速機構７８を収容
する歯車室８８が画成され、また、左側部にサイドカバ
ー９０が固設されて無段変速機７６を収容する変速室９
２が画成される。前記モータ室８２と変速室９２とはケ
ース本体７４の凹部９４の底面近傍に形成された通孔９
６を介し通気可能に連通し、また、変速室９２は図示し
ない排風口から大気に開放されている。

【００２６】モータケース８０は、一端が開口した有底
円筒状をなし、開口を凹部９４の開口と一致させてケー
ス本体７４にボルト９８で固定する。

【００２７】この場合、図２に示すように、モータケー
ス８０にはボルト２２０が突設されており、ボルト２２
０に螺着されたナット２２２によって、モータケース８
０に絶縁被覆導体２２４の導体部の一方が電気的に接続
してある。絶縁被覆導体２２４の導体部の他方は同様の
方法によってリアフレーム１０ｃに電気的に接続してあ
って、リアフレーム１０ｃとモータケース８０とを電気
的に導通させてある。

【００２８】またさらに、モータケース８０には軸受１
００が設けられ、モータ室８２内に軸受１００とケース
本体７４の凹部９４の底部に設けられた軸受１０２とに
よって回転軸１０４が回転自在に支承される。

【００２９】該回転軸１０４は、一端が凹部７４ａの底
部を貫通して変速室９２内で無段変速機７６と連結され
、他端がモータケース８０の底部を貫通する。この回転
軸１０４には、モータ室８２内で凹部７４ａの底部に近
接して通孔９６に臨む位置に冷却ファン１０６が設けら
れ、モータ室８２の中央位置にマグネットからなるロー
タ１０８が固設されている。なお、モータケース８０の
底部を貫通した端部に回転センサ１１０が取り付けられ
、該回転センサ１１０は、回転軸１０４に固設されたマ
グネットと、モータケース８０の底部右側に取り付けら
れたＭＲ素子等の磁気感応素子とからなり、この磁気感
応素子がコントローラ４０に接続される。この回転セン
サ１１０は回転軸１０４の回転位置および回転速度等を
検出する。

【００３０】この場合、冷却ファン１０６は、回転軸１
０４と一体的に回転して前述の吸気ダクト７２から冷却
風をモータ室８２に導入し、この冷却風を通孔９４から
変速室９２に送り出す。

【００３１】また、モータケース８０には、モータ室８
２側の左面にステータを構成する３つのステータコイル
１１４が固設され、右面にヒートシンク１１６が固定さ
れる。３つのステータコイル１１４は、Ｙ結線され（図
７参照）、３つの端子が後述する駆動回路に接続される
。なお、モータケース８０は、ケース本体７４とともに
ユニットケースを構成する。

【００３２】ところで、ヒートシンク１１６は、図３乃
至図５に詳示されるように、外周が断面六角形の略六角
筒状のアルミニウム合金の押し出し材からなり、内周に
多数の冷却フィン１１８が形成されている。このヒート
シンク１１６は、軸方向に貫通する３本のボルト１２０
をモータケース８０に螺着させることによりモータケー
ス８０に固定され、周囲が樹脂からなるカバー１２２で
包被される。このカバー１２２は、その内部にゲートド
ライブ回路１２４が設けられた基板１１２を収容し、ヒ
ートシンク１１６の外側面との間に充填されるエポキシ
等の樹脂１２８でヒートシンク１１６に固定される。こ
のカバー１２２には吸気口が形成され、この吸気口に前
述した吸気ダクトが接続している。なお、ヒートシンク
１１６はアルミニウム合金の鋳造品であってもよい。

【００３３】ヒートシンク１１６には、外周の６つの面
にそれぞれ１個、すなわち、合計６個の電界効果型トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１
３０ｄ、１３０ｅ、１３０ｆ（以下、必要に応じ添字の
ない番号で代表する）が設けられて駆動回路１３２を構
成し、また、内周部位に電源安定化用のコンデンサ１３
４が配置される。このコンデンサ１３４とヒートシンク
１１６の内周部との間には前記吸気ダクトと連通した冷
却風通路１３６が形成され、この冷却風通路１３６に前
述した冷却フィン１１８が突出する。コンデンサ１３４
は、図７に示すように、バッテリ６０のプラス、マイナ
ス端子間に前記駆動回路１３２と並列に接続される。な
お、ＦＥＴ１３０はそれぞれを並列結線された複数のＦ
ＥＴから構成することも可能である。

【００３４】そこで、駆動回路１３２は、図７に示すよ
うに、ＦＥＴ１３０をブリッジ状に結線して構成され、
ＦＥＴ１３０ａのソースとＦＥＴ１３０ｄのドレイン、
ＦＥＴ１３０ｂのソースとＦＥＴ１３０ｅのドレイン、
ＦＥＴ１３０ｃのソースとＦＥＴ１３０Ｆのドレインと
がそれぞれブリッジ状に結線される。この駆動回路１３
２は、バッテリ６０のプラス端子に接続した配線１４０
がヒートシンク１１６の外周の一側に、また、バッテリ
６０のマイナス端子に接続した配線１４２がヒートシン
ク１１６の外周の他側に配線され、ＦＥＴ１３０ａ、１
３０ｂ、１３０ｃのドレインが配線１４０に、ＦＥＴ１
３０ｄ、１３０ｅ、１３０ｆのソースが配線１４２に接
続される。

【００３５】また、図２および図３に示すように、これ
らＦＥＴ１３０のソース・ドレイン間にはそれぞれ配線
１４４が接続してケース本体７４側へ引き出され、これ
ら三本の配線１４４の端部がそれぞれインシュレータ１
４６により被覆されてボルト１４２でヒートシンク１１
６に端面に止着する。これらボルト１４２は、ケース本
体７４側からヒートシンク１１６の内周に挿通され、そ
の端部はカバー１２２に対しヒートシンク１１６の内周
に向かって突設されたボス部１５０を貫通してカバ１２
２の外に突出する。これら３本のボルト１４２は、図５
に示すように、ヒートシンク１１６の内周に一本を鉛直
方向最上方に位置させて周方向略等間隔に配置され、他
の二本が鉛直最下部よりも上方に位置する。

【００３６】ボルト１４２は、それぞれケース本体７４
側の一端が前記のインシュレータ１４６を介しヒートシ
ンク１１６と電気的に絶縁されて配線１４４と接続し、
他端がカバー１２２外で端子１５２と接続する。図６に
示すように、端子１５２は、カバー１２２の外面に一体
に形成された廻り止め用の一対のリブ１５０間に配置さ
れ、ボルト１４２の端部に螺着されるナット１５４でボ
ルト１４２に固定されて該ボルト１４２と電気的に接続
する。これら端子１５２は、それぞれヒートシンク１１
６の内周の配線１５６でステータコイル１１４と接続し
、ボルト１４２および配線１４４を介しＦＥＴ１３０の
ソース・ドレイン間に接続する。これらＦＥＴ１３０、
配線１４４およびバッテリ６０との接続用の配線１４０
等はヒートシンク１１６の外周とカバー１２２との間に
充填された上述の樹脂１２８で被覆される。

【００３７】さらに、ＦＥＴ１３０はそれぞれゲートが
基板１１２のゲートドライブ回路１２４に接続される。 図７に示すように、ゲートドライブ回路１２４は、昇圧
回路等を包含し、前述のコントローラ４０に接続され、
該コントローラ４０の出力信号を基にＦＥＴ１３０に駆
動信号を出力する。なお、図７中、参照符号１６４はブ
レーキの作動を検出するブレーキセンサ、１６６は車速
を検出する車速センサを示す。

【００３８】無段変速機７６は、ドライブプーリ１７０
とドリブンプーリ１７２との間にベルト１７４を掛装し
て構成される。ドライブプーリ１７０は電動モータ５０
の回転軸１０４に設けられ、また、ドリブンプーリ１７
２は減速機構７８の入力軸１７６に回転自在に設けられ
たスリーブ１７８に取り付けられる。このドリブンプー
リ１７２は、入力軸１７６に第１遠心クラッチ１８０と
第２遠心クラッチ１８２とを並列に介して連結する。

【００３９】ドライブプーリ１７０は、回転軸１０４に
固定された固定フェース１８４と回転軸１０４に軸方向
移動可能に設けられた可動フェース１８６とから構成さ
れる。このドライブプーリ１７０は、可動フェース１８
６がウエイト１８８を有するガバナ機構１９０による駆
動されて軸方向に移動し、回転軸１０４の回転速度に応
じてベルト７４の巻掛径が変化する。

【００４０】同様に、ドリブンプーリ１７２は、スリー
ブ１７８に固設された固定フェース１９１と該スリーブ
１７８に軸方向に移動自在に支持された可動フェース１
９３とから構成される。このドリブンプーリ１９３は、
第２遠心クラッチ１８２のクラッチアウタ１９２との間
に縮装されたスプリング１９４により固定フェース１９
１側に付勢され、ドライブプーリ１７０のベルト巻掛径
の変化に応じ可動フェース１９３が移動してベルト巻掛
径を変化させる。

【００４１】第２遠心クラッチ１８２は、クラッチアウ
タ１９２がスリーブ１７８に固定され、クラッチインナ
１９６が第１遠心クラッチ１８０のクラッチアウタ１９
８に設けられる。この第２遠心クラッチ１８２は、第１
遠心クラッチ１８０のクラッチアウタ１９８の回転速度
に応じ接続、切離する。また、第１遠心クラッチ１８０
は、クラッチアウタ１９８が入力軸１７６に固定され、
クラッチインナ２００が第２遠心クラッチ１８２のクラ
ッチアウタ１９２に設けられ、第２遠心クラッチ１８２
を構成するクラッチアウタ１９２の回転速度に応じ接続
、切離する。第１遠心クラッチ１８０は電動モータ５０
の最大効率発生回転数より若干低い回転数で接続し、第
２遠心クラッチ１８２は第１遠心クラッチ１８０が接続
する回転数よりも低い回転数で接続する。

【００４２】なお、これら第１遠心クラッチ１８０、第
２遠心クラッチ１８２の詳細な構造についての説明は省
略する。

【００４３】減速機構７８は入力軸１７６に固設された
ギア２０２、中間軸２０４に固設されたギア２０６、２
０８および出力軸２１０に固設されたギア２１２を有し
、ギア２０２とギア２０６、ギア２０８とギア２１２と
が噛合する。入力軸１７６は、ケース本体７４と軸受部
材８６とによって回転自在に支持され、前記のように、
図において、左端が変速室９２内に突出して無段変速機
７６と連結する。出力軸２１０はケース７４の右側に突
出し、この出力軸２１０の端部に後輪５２が固定される
。

【００４４】次に、前記実施例の作用並びに効果を説明
する。

【００４５】この電動二輪車にあっては、バッテリ６０
の電源はゲートドライブ回路１２４により制御された駆
動回路１３２によって３相交流電源に変換され、パワー
スイングユニット４４の電動モータ５０に供給されて、
電動モータ５０が回転駆動される。電動モータ５０の回
転により後輪５２が駆動されて、電動車両は走行する。

【００４６】一方、モータケース８０は絶縁被覆導体２
２４の導体部を介してリアフレーム１０ｃと電気的に接
続されているため、モータケース８０の電位はリアフレ
ーム１０ｃの電位と同電位となっている。したがって、
電動モータ５０に通電されてもモータケース８０の電位
は上昇することはなく、モータケース８０がノイズ源と
なることもなくなる。

【００４７】なお、上記した実施例において、モータケ
ース８０とリアフレーム１０ｃとを絶縁被覆導体２２４
の導体部で電気的に接続した場合を例示したが、絶縁被
覆導体２２４に代えてブレーキケーブルを導電性のブレ
ーキケーブルとし、該導電性のブレーキケーブルに自由
端部を形成し、該自由端部をモータケース８０に接続し
てもよい。また、クラッチケーブルを導電性のクラッチ
ケーブルとし、該導電性のクラッチケーブルに自由端部
を形成し、この自由端部をモータケース８０に接続して
もよい。このようにした場合も、モータケース８０の電
位は車体フレーム１０の電位と同電位となって、絶縁被
覆導体２２４の導体部で接続した場合と同様に作用する
。

【００４８】また、従来は、ピボット軸４６とパワース
イングユニット４４との間に絶縁性ゴムブッシュを介装
して、ピボット軸４６によってパワースイングユニット
４４を揺動自在に支持していたが、前記絶縁性ゴムブッ
シュに代えて導電性部材を用いてもよい。導電性部材を
用いることによって車体フレーム１０とモータケース８
０とが導通するためである。さらに、ピボット軸４６の
パワースイングユニット４４とが直接接触するように構
成してもよい。

【００４９】そして、アクセルセンサ１６２および車速
センサ１６６の出力信号はコントローラ４０で演算処理
され、電動モータ５０への給電が制御されて電動モータ
５０はアクセルグリップ３２の操作および車速等に基づ
き制御される。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電動モータのモータケースと車体フレームとを導通手段
によって電気的に導通させたため、モータケースは車体
フレームと同電位となり、モータケースがノイズ源とな
ることはなくなり、コントローラ等に耐ノイズ回路を設
ける必要もなくなる効果がある。

【００５１】また、導通手段をモータケースと車体フレ
ーム中のリアフレームとを電気的に接続する導体とした
時は、導体長は短くてすむ効果がある。

【００５２】また、導通手段にブレーキケーブル、また
はクラッチケーブルを用いた時は独立して別途導通手段
を新たに設けずにすむ効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる電動車両用パワーユ
ニットを示し、このパワーユニットが装着された電動二
輪車の側面図である。

【図２】前記電動車両用パワーユニットの断面図である
。

【図３】前記電動車両用パワーユニットの要部を示し、
一部破断断面図である。

【図４】前記電動車両用パワーユニットの要部の左側面
図である。

【図５】前記電動車両用パワーユニットの要部の右側面
図である。

【図６】前記電動車両用パワーユニットの要部の一部を
拡大した分解斜視図である。

【図７】前記電動車両用パワーユニットの電気回路図で
ある。

【符号の説明】

１０…車体フレーム １０ｃ…リアフレーム ４４…パワースイングユニット ５０…電動モータ ６０…バッテリ ８０…モータケース １１４…ステータコイル １３２…駆動回路 ２２４…絶縁被覆導体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電池電源からの直流電力を交流電力に変換
   して電動モータを駆動し、該電動モータを駆動源として
   走行する電動車両において、電動モータのモータケース
   と車体フレームとを電気的に導通させる導通手段を設け
   たことを特徴とする電動車両。
2. 【請求項２】請求項１記載の電動車両において、導通手
   段はモータケースと車体フレーム中のリアフレームとを
   電気的に接続する導体であることを特徴とする電動車両
   。
3. 【請求項３】請求項１記載の電動車両において、導通手
   段は端部がモータケースに接続された導電性のブレーキ
   ケーブルであることを特徴とする電動車両。
4. 【請求項４】請求項１記載の電動車両において、導通手
   段は端部がモータケースに接続された導電性のクラッチ
   ケーブルであることを特徴とする電動車両。