JPWO2011121783A1 - ハイブリッド式パワーユニットおよび鞍乗り型車両 - Google Patents

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Abstract

クランクシャフトを有するエンジンと、クランクシャフトから伝達される駆動力を変速する変速機と、前記クランクシャフトおよび変速機間に設けられるエンジン側クラッチと、変速機に駆動力を伝達可能な電動モータとを備えるハイブリッド式パワーユニットにおいて、電動モータ（９）から変速機（Ｍ）への動力伝達および遮断を切換可能なモータ側クラッチ（１０）が、前記エンジン側クラッチ（８）に同軸に隣接して配置され、電動モータ（９）がエンジン側クラッチ（８）の半径方向外方位置に配置される。これにより、電動モータだけの駆動力の伝達を可能とするとともに必要に応じて電動モータを駆動系から切り離して回転フリクションを低減し得るようにし、電動モータへのエンジンからの熱影響を抑制し得るようにする。

Description

本発明は、クランクシャフトを有するエンジンと、前記クランクシャフトから伝達される駆動力を変速する変速機と、前記クランクシャフトから前記変速機への動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチと、前記変速機に駆動力を伝達可能な電動モータとを備えるハイブリッド式パワーユニット、ならびにそのハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両に関する。
エンジンのクランクシャフトから変速機側に動力を伝達する一次減速機とは反対側で、クランクシャフトの端部に電動モータが連結されるようにしたハイブリッド式パワーユニットが、特許文献１で開示されている。
日本特開２００８−０８０９８６号公報
上記特許文献１で開示されたものでは、電動モータからの駆動力を、クランクシャフトから駆動輪までの駆動系で変速機よりも上手側に伝達することができるので、電動モータからの駆動力および変速機の変速比によって、電動モータを大型化することなく低速から高速までの広い範囲で電動モータの駆動力を利用可能となるものの、電動モータがクランクシャフトに直結されているので、電動モータ単独の駆動力伝達ができず、しかも電動モータの回転フリクションを切り離したいときでも電動モータをエンジンから切り離すことができない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、電動モータだけの駆動力の伝達を可能とするとともに必要に応じて電動モータを駆動系から切り離して回転フリクションを低減し得るようにし、しかも電動モータへのエンジンからの熱影響を抑制し得るようにしたハイブリッド式パワーユニット、ならびにそのようなハイブリッド式パワーユニットが搭載された鞍乗り型車両を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、クランクシャフトを有するエンジンと、前記クランクシャフトから伝達される駆動力を変速する変速機と、前記クランクシャフトから前記変速機への動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチと、前記変速機に駆動力を伝達可能な電動モータとを備えるハイブリッド式パワーユニットにおいて、前記電動モータから前記変速機への動力伝達および遮断を切換可能なモータ側クラッチを含み、該モータ側クラッチが前記エンジン側クラッチに同軸に隣接して配置され、前記電動モータが前記エンジン側クラッチの半径方向外方位置に配置されることを第１の特徴とする。
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記変速機の入力軸上に、前記エンジン側クラッチおよび前記モータ側クラッチが設けられることを第２の特徴とする。
本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記エンジン側クラッチおよび前記モータ側クラッチ間に、前記クランクシャフトおよび前記エンジン側クラッチ間に設けられるエンジン側プライマリギヤ機構と、前記電動モータおよび前記モータ側クラッチ間に設けられるモータ側プライマリギヤ機構とが配置されることを第３の特徴とする。
本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記入力軸の少なくとも２箇所がクランクケースに回転自在に支承され、前記入力軸のうち前記クランクケースから延出される部分に、前記エンジン側クラッチおよび前記モータ側クラッチが前記エンジン側クラッチを前記モータ側クラッチよりも前記クランクケース側に配置するようにして設けられることを第４の特徴とする。
本発明は、本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかを有するハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両であって、前記ハイブリッド式パワーユニットの上方に配置される燃料タンクならびに該燃料タンクの後方に配置される乗車用シートが車体フレームに設けられ、クランクケースの上方に配置される電動モータの後方かつ前記乗車用シートの前部下方に、制御ユニットおよびバッテリが配置されることを第５の特徴とする。
さらに本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかを有するハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両であって、前記ハイブリッド式パワーユニットの上方に配置される燃料タンクならびに該燃料タンクの後方に配置される乗車用シートが車体フレームに設けられ、クランクケースの上方に配置される前記電動モータの前方かつ前記燃料タンクの後部下方に制御ユニットが配置され、前記電動モータの後方かつ前記乗車用シートの前部下方にバッテリが配置されることを第６の特徴とする。
なお実施の形態のメインシャフト４１が本発明の入力軸に対応する。
本発明の第１の特徴によれば、電動モータの駆動力を変速機の入力側に伝達することができるので、小型の電動モータであっても所望の駆動力を変速機から出力することができ、モータ側クラッチによって電動モータを変速機から接・離可能であるので、エンジン側クラッチを遮断することで電動モータだけによる駆動が可能となるとともに、モータ側クラッチを遮断することで電動モータを駆動系から切り離して回転フリクションを低減することができる。またクランクシャフトから変速機への動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチと、電動モータから変速機への動力伝達および遮断を切換可能なモータ側クラッチとが、同軸上で隣接して配置されるので、エンジン側クラッチおよびモータ側クラッチの配置スペースを共有化する設計が可能となり、ハイブリッド式パワーユニットをシンプルかつ小型に構成することが可能となる。しかも電動モータがエンジン側クラッチの半径方向外方位置に配置されるので、熱源となるシリンダブロックから比較的離れた位置に電動モータを配置し、電動モータへの熱影響の少ないハイブリッド式パワーユニットを構成することができる。
本発明の第２の特徴によれば、変速機の入力軸上に、エンジン側クラッチおよびモータ側クラッチが設けられるので、変速機、エンジン側クラッチおよびモータ側クラッチをコンパクトに構成することができる。
本発明の第３の特徴によれば、エンジン側プライマリギヤ機構およびモータ側プライマリギヤ機構がエンジン側クラッチおよびモータ側クラッチ間に配置されるので、エンジンおよび電動モータからの駆動力伝達経路をコンパクトに纏めて構成することができる。
本発明の第４の特徴によれば、少なくとも２箇所でクランクケースに回転自在に支承される入力軸のうちクランクケースから延出される延出部に、エンジン側クラッチおよびモータ側クラッチが、エンジン側クラッチをクランクケース側に配置するようにして設けられるので、エンジンからの大きな駆動トルクが入力されるエンジン側クラッチが入力軸のクランクケースへの支持箇所に近い位置に配置して入力軸にかかる負荷を軽減することができる。
本発明の第５の特徴によれば、ハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両において、クランクケースの上方に電動モータが配置され、電動モータの後方かつ乗車用シートの前部下方に制御ユニットおよびバッテリが配置されるので、電動モータ、制御ユニットおよびバッテリを纏めて配置することで、配線がし易くなるとともに重量物の集中配置が可能となり、また制御ユニットおよびバッテリにハイブリッド式パワーユニットからの熱影響が及び難くなる。
さらに本発明の第６の特徴によれば、ハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両において、クランクケースの上方に電動モータが配置され、電動モータの前方かつ燃料タンクの後部下方に制御ユニットが配置され、電動モータの後方かつ乗車用シートの前部下方にバッテリが配置されるので、電動モータ、制御ユニットおよびバッテリを纏めて配置することで、配線がし易くなるとともに重量物の集中配置が可能となり、また制御ユニットおよびバッテリにハイブリッド式パワーユニットからの熱影響が及び難くなる。
図１は実施例１の自動二輪車の側面図である。（第１実施例） 図２は図１の２−２線断面図である。（第１実施例） 図３は実施例２の自動二輪車の側面図である。（第２実施例）
５・・・燃料タンク
６・・・乗車用シート
７・・・クランクシャフト
８・・・エンジン側クラッチ
９・・・電動モータ
１０・・・モータ側クラッチ
１２・・・クランクケース
４１・・・入力軸であるメインシャフト
４１ａ・・・延出部
６２・・・エンジン側プライマリギヤ機構
６３・・・モータ側プライマリギヤ機構
７４・・・制御ユニット
７５・・・バッテリ
Ｅ・・・エンジン
Ｍ・・・変速機
Ｐ・・・ハイブリッド式パワーユニット
本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
本発明の実施例１について図１および図２を参照しながら説明すると、先ず図１において、鞍乗り型車両である自動二輪車の車体フレームＦには、前輪ＷＦおよび後輪ＷＲ間に配置されるハイブリッド式パワーユニットＰが搭載され、ハイブリッド式パワーユニットＰの上方に配置される燃料タンク５、ならびに該燃料タンク５の後方に位置する乗車用シート６が車体フレームＦ上に設けられる。
図２を併せて参照して、ハイブリッド式パワーユニットＰは、クランクシャフト７を有してたとえば２気筒に構成されるエンジンＥと、前記クランクシャフト７から伝達される駆動力を変速する変速機Ｍと、前記クランクシャフト７から前記変速機Ｍへの動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチ８と、前記変速機Ｍに駆動力を伝達可能な電動モータ９と、前記電動モータ９から前記変速機Ｍへの動力伝達および遮断を切換可能なモータ側クラッチ１０とを備える。
前記エンジンＥのエンジン本体１１は、車幅方向に延びる軸線を有するクランクシャフト７を回転自在に支承するクランクケース１２と、前傾したシリンダ軸線Ｃを有してクランクケース１２の前部上端に結合されるシリンダブロック１３と、該シリンダブロック１３の上端に結合されるシリンダヘッド１４と、該シリンダヘッド１４の上端に結合されるヘッドカバー１５と備え、前記クランクケース１２の下部にはオイルパン１６が結合される。
前記シリンダヘッド１４の後部側面には一対の吸気ポート１７，１７が設けられており、これらの吸気ポート１７…には、図１で示すように吸気装置１８が接続される。而して吸気装置１８は、前記吸気ポート１７…にそれぞれ接続される吸気管１９…と、各吸気管１９…の上流端にそれぞれ接続されるスロットルボディ２０…と、前記燃料タンク５の前部で覆われるように配置されるエアクリーナ２１と、前記スロットルボディ２０…および前記エアクリーナ２１間を連結するコネクティングチューブ２２…とを有しており、この吸気装置１８はシリンダヘッド１４から上方に延出される。
また前記シリンダヘッド１４の前部側面には、図１で示すように排気装置２３が接続されるものであり、該排気装置２３は、前記シリンダヘッド１４に設けられる一対の排気ポート（図示せず）にそれぞれ上流端を接続せしめて前記エンジン本体１１の下方を後方に延びる一対の排気管２４…と、前記後輪ＷＲの右側に配置されて前記両排気管２４…に接続される排気マフラー２６とを備える。
前記シリンダブロック１３は、車幅方向に並列して配置される複数たとえば２つのシリンダボア２８，２８を有するものであり、各シリンダボア２８…にそれぞれ摺動自在に嵌合されるピストン２９…がコネクティングロッド３０…を介して前記クランクシャフト７に連接される。
前記クランクケース１２の左側面には、該クランクケース１２との間に発電機室３１を形成する左ケースカバー３２が結合され、発電機室３１内に収容される発電機３３のロータ３４が、発電機室３１内に突入した前記クランクシャフト７の端部に固定され、発電機３３のステータ３５は、前記ロータ３４で囲繞されるようにして左ケースカバー３２に固定される。
またクランクケース１２の上方には、図１で示すように、前記左ケースカバー３２の上端部で側方から覆われるようにしてスタータモータ３６が固定配置されており、そのスタータモータ３６からの動力を伝達する減速ギヤ列３７の一部を構成する被動ギヤ３８が、一方向クラッチ３９を介して前記ロータ３４に連結される。
前記変速機Ｍは、前記クランクシャフト７と平行な軸線を有してクランクケース１２で回転自在に支承されるメインシャフト４１およびカウンタシャフト４２間に選択的に確立可能な複数変速段のギヤ列たとえば第１速〜第６速ギヤ列Ｇ１〜Ｇ６が設けられて成る歯車変速機である。
前記カウンタシャフト４２の一端部は、クランクケース１２の右側壁にローラベアリング４３を介して回転自在に支承され、カウンタシャフト４２の他端部は、クランクケース１２との間にボールベアリング４４および環状のシール部材４５を介在させてクランクケース１２の後部左側面から突出される。このカウンタシャフト４２のクランクケース１２からの突出端部には、変速機Ｍから出力される回転動力を後輪ＷＲに伝達するためのチェーン式伝動手段４６の一部を構成する駆動スプロケット４７が固定される。
前記クランクケース１２の右側面には、該クランクケース１２との間にクラッチ室４８を形成する右ケースカバー４９が結合される。変速機Ｍの入力軸である前記メインシャフト４１は前記クランクケース１２から前記クラッチ室４８側に延出する延出部４１ａを有しており、このメインシャフト４１の少なくとも２箇所、この実施の形態では２箇所がクランクケース１２に回転自在に支承される。而して前記メインシャフト４１の一端部すなわち前記延出部４１ａの先端部は、モータ側クラッチ１０のクラッチインナ６０およびボールベアリング５０を介して右ケースカバー４９に回転自在に支承され、メインシャフト４１の中間部はボールベアリング５１を介してクランクケース１２に回転自在に支承され、メインシャフト４１の他端部はクランクケース１２にボールベアリング５２を介して回転自在に支承される。
前記エンジン側クラッチ８および前記モータ側クラッチ１０は、油圧の非作用時で動力伝達を遮断した状態と、油圧の作用時での動力伝達状態とを相互に独立して切換可能な油圧クラッチであり、前記メインシャフト４１における延出部に同軸に隣接して設けられて前記クラッチ室４８に収容される。
前記メインシャフト４１の延出部４１ａには、エンジン側伝動筒軸５５と、モータ側伝動筒軸５６とが、エンジン側伝動筒軸５５をクランクケース１２側に配置するようにして、相互に軸方向に隣接しつつ相対回転自在に嵌装される。而してエンジン側クラッチ８は、エンジン側伝動筒軸５５とともに回転するクラッチアウタ５７ならびに前記メインシャフト４１の延出部４１ａに相対回転不能に結合されるクラッチインナ５８を有して多板式に構成され、モータ側クラッチ１０は、モータ側伝動筒軸５６とともに回転するクラッチアウタ５９ならびにメインシャフト４１の延出部に結合されるクラッチインナ６０を有して多板式に構成される。しかもエンジン側クラッチ８およびモータ側クラッチ１０は、それらのクラッチアウタ５７，５９の開口方向を相互に反対側として前記延出部４１ａ上に設けられる。
前記電動モータ９は、前記クランクシャフト７と平行なモータ軸６１を有して前記エンジン側クラッチ８の半径方向外方位置かつクランクケース１２の上方に配置されてクランクケース１２で支持される。
前記クランクシャフト７および前記エンジン側クラッチ８間にはエンジン側プライマリギヤ機構６２が設けられ、前記電動モータ９のモータ軸６１および前記モータ側クラッチ１０間にはモータ側プライマリギヤ機構６３が設けられ、エンジン側プライマリギヤ機構６２およびモータ側プライマリギヤ機構６３は、前記エンジン側クラッチ８および前記モータ側クラッチ１０間に配置される。
而してエンジン側プライマリギヤ機構６２は、クランクシャフト７に設けられる第１駆動ギヤ６４と、エンジン側伝動筒軸５５にダンパスプリング６５を介して連結される第１被動ギヤ６６とが噛合されて成る。またモータ側プライマリギヤ機構６３は、前記モータ軸６１に設けられる第２駆動ギヤ６７と、モータ側伝動筒軸５６にダンパスプリング６８を介して連結される第２被動ギヤ６９とに、右ケースカバー４９で回転自在に支承されるアイドルギヤ７０が噛合されて成る。
前記メインシャフト４１の延出部４１ａには、エンジン側クラッチ８に制御油圧を導くための第１制御油路７１と、モータ側クラッチ１０に制御油圧を導くための第２制御油路７２とが設けられ、第１および第２制御油路７１，７２に導かれる油圧は、右ケースカバー４９に設けられる油圧制御弁（図示せず）によって個別に制御される。
再び図１において、前記車体フレームＦには、前記電動モータ９の作動を制御する制御ユニット７４と、前記電動モータ９に電力を供給するためのバッテリ７５とが支持されており、クランクケース１２の上方に配置される電動モータ９の後方かつ乗車用シート６の前部下方に前記制御ユニット７４および前記バッテリ７５が配置される。
次にこの実施例１の作用について説明すると、エンジンＥのクランクシャフト７および歯車変速Ｍ間にエンジン側クラッチ８が設けられ、電動モータ９および変速機Ｍ間にモータ側クラッチ１０が設けられているので、電動モータ９の駆動力を変速機Ｍの入力側に伝達することができるので、小型の電動モータ９であっても所望の駆動力を変速機Ｍから出力することができ、モータ側クラッチ１０によって電動モータ９を変速機Ｍから接・離可能であるので、エンジン側クラッチ８を遮断することで電動モータ９だけによる駆動が可能となるとともに、モータ側クラッチ１０を遮断することで電動モータ９を駆動系から切り離して回転フリクションを低減することができる。
またクランクシャフト７から変速機Ｍへの動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチ８と、電動モータ９から変速機Ｍへの動力伝達および遮断を切換可能なモータ側クラッチ１０とが、同軸上で隣接して配置されるので、エンジン側クラッチ８およびモータ側クラッチ１０の配置スペースを共有化する設計が可能となり、ハイブリッド式パワーユニットＰをシンプルかつ小型に構成することが可能となる。
しかも電動モータ９がエンジン側クラッチ８の半径方向外方位置に配置されるので、熱源となるシリンダブロック１３から比較的離れた位置に電動モータ９を配置し、電動モータ９への熱影響の少ないハイブリッド式パワーユニットＰを構成することができる。
また変速機Ｍの入力軸であるメインシャフト４１上に前記エンジン側クラッチ８および前記モータ側クラッチ１０が設けられるので、変速機Ｍ、エンジン側クラッチ８およびモータ側クラッチ１０をコンパクトに構成することができる。
またエンジン側クラッチ８および前記モータ側クラッチ１０間に、クランクシャフト７および前記エンジン側クラッチ８間に設けられるエンジン側プライマリギヤ機構６２と、電動モータ９および前記モータ側クラッチ１０間に設けられるモータ側プライマリギヤ機構６３とが配置されるので、エンジンＥおよび電動モータ９からの駆動力伝達経路をコンパクトに纏めて構成することができる。
また少なくとも２箇所がクランクケース１２に回転自在に支承されるメインシャフト４１のうち前記クランクケース１２から延出される延出部４１ａに、前記エンジン側クラッチ８および前記モータ側クラッチ１０が、エンジン側クラッチ８をモータ側クラッチ１０よりもクランクケース１２側に配置するようにして設けられるので、エンジンＥからの大きな駆動トルクが入力されるエンジン側クラッチ８がメインシャフト４１のクランクケース１２への支持箇所に近い位置に配置してメインシャフト４１にかかる負荷を軽減することができる。
しかもハイブリッド式パワーユニットＰが搭載される自動二輪車では、ハイブリッド式パワーユニットＰの上方に燃料タンク５が配置され、その燃料タンク５の後方に乗車用シート６が配置されるのであるが、クランクケース１２の上方に配置される電動モータ９の後方かつ前記乗車用シート６の前部下方に、制御ユニット７４およびバッテリ７５が配置されるので、電動モータ９、制御ユニット７４およびバッテリ７５を纏めて配置することで、配線がし易くなるとともに重量物の集中配置が可能となり、また制御ユニット７４およびバッテリ７５にハイブリッド式パワーユニットＰからの熱影響が及び難くなる。特にこの実施の形態では、エンジンＥの排気管２４…がエンジン本体１１の前方から下方に配置されるのに対して、電動モータ９、制御ユニット７４およびバッテリ７５がエンジン本体１１におけるクランクケース１２の上方に配置されるので、排気管２４…からの熱影響も電動モータ９、制御ユニット７４およびバッテリ７５に及び難くなる。
本発明の実施例２について図３を参照しながら説明するが、実施例１に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細孔説明は省略する。
車体フレームＦには、前記電動モータ９の作動を制御する制御ユニット７４と、前記電動モータ９に電力を供給するためのバッテリ７５とが支持されており、クランクケース１２の上方に配置される電動モータ９の前方かつ燃料タンク５の後部下方に制御ユニット７４が配置され、前記電動モータ９の後方かつ乗車用シート６の前部下方にバッテリ７５が配置される。
この実施例２によっても、上記実施例１と同様に、電動モータ９、制御ユニット７４およびバッテリ７５を纏めて配置することで、配線がし易くなるとともに重量物の集中配置が可能となり、また制御ユニット７４およびバッテリ７５にハイブリッド式パワーユニットＰからの熱影響が及び難くなる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
本発明は、クランクシャフトを有するエンジンと、前記クランクシャフトから伝達される駆動力を変速する変速機と、前記クランクシャフトから前記変速機への動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチと、前記変速機に駆動力を伝達可能な電動モータとを備えるハイブリッド式パワーユニット、ならびにそのハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両に関する。
エンジンのクランクシャフトから変速機側に動力を伝達する一次減速機とは反対側で、クランクシャフトの端部に電動モータが連結されるようにしたハイブリッド式パワーユニットが、特許文献１で開示されている。
日本特開２００８−０８０９８６号公報
上記特許文献１で開示されたものでは、電動モータからの駆動力を、クランクシャフトから駆動輪までの駆動系で変速機よりも上手側に伝達することができるので、電動モータからの駆動力および変速機の変速比によって、電動モータを大型化することなく低速から高速までの広い範囲で電動モータの駆動力を利用可能となるものの、電動モータがクランクシャフトに直結されているので、電動モータ単独の駆動力伝達ができず、しかも電動モータの回転フリクションを切り離したいときでも電動モータをエンジンから切り離すことができない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、電動モータだけの駆動力の伝達を可能とするとともに必要に応じて電動モータを駆動系から切り離して回転フリクションを低減し得るようにし、しかも電動モータへのエンジンからの熱影響を抑制し得るようにしたハイブリッド式パワーユニット、ならびにそのようなハイブリッド式パワーユニットが搭載された鞍乗り型車両を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、クランクシャフトを有するエンジンと、前記クランクシャフトから伝達される駆動力を変速する変速機と、前記クランクシャフトから前記変速機への動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチと、前記変速機に駆動力を伝達可能な電動モータとを備えるハイブリッド式パワーユニットにおいて、前記電動モータから前記変速機への動力伝達および遮断を切換可能なモータ側クラッチを含み、該モータ側クラッチが前記エンジン側クラッチに同軸に隣接して配置され、前記電動モータが前記エンジン側クラッチの半径方向外方位置に配置されることを第１の特徴とする。
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記変速機の入力軸上に、前記エンジン側クラッチおよび前記モータ側クラッチが設けられることを第２の特徴とする。
本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記エンジン側クラッチおよび前記モータ側クラッチ間に、前記クランクシャフトおよび前記エンジン側クラッチ間に設けられるエンジン側プライマリギヤ機構と、前記電動モータおよび前記モータ側クラッチ間に設けられるモータ側プライマリギヤ機構とが配置されることを第３の特徴とする。
本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記入力軸の少なくとも２箇所がクランクケースに回転自在に支承され、前記入力軸のうち前記クランクケースから延出される部分に、前記エンジン側クラッチおよび前記モータ側クラッチが前記エンジン側クラッチを前記モータ側クラッチよりも前記クランクケース側に配置するようにして設けられることを第４の特徴とする。
本発明は、本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかを有するハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両であって、前記ハイブリッド式パワーユニットの上方に配置される燃料タンクならびに該燃料タンクの後方に配置される乗車用シートが車体フレームに設けられ、クランクケースの上方に配置される電動モータの後方かつ前記乗車用シートの前部下方に、制御ユニットおよびバッテリが配置されることを第５の特徴とする。
さらに本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかを有するハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両であって、前記ハイブリッド式パワーユニットの上方に配置される燃料タンクならびに該燃料タンクの後方に配置される乗車用シートが車体フレームに設けられ、クランクケースの上方に配置される前記電動モータの前方かつ前記燃料タンクの後部下方に制御ユニットが配置され、前記電動モータの後方かつ前記乗車用シートの前部下方にバッテリが配置されることを第６の特徴とする。
なお実施の形態のメインシャフト４１が本発明の入力軸に対応する。
本発明の第１の特徴によれば、電動モータの駆動力を変速機の入力側に伝達することができるので、小型の電動モータであっても所望の駆動力を変速機から出力することができ、モータ側クラッチによって電動モータを変速機から接・離可能であるので、エンジン側クラッチを遮断することで電動モータだけによる駆動が可能となるとともに、モータ側クラッチを遮断することで電動モータを駆動系から切り離して回転フリクションを低減することができる。またクランクシャフトから変速機への動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチと、電動モータから変速機への動力伝達および遮断を切換可能なモータ側クラッチとが、同軸上で隣接して配置されるので、エンジン側クラッチおよびモータ側クラッチの配置スペースを共有化する設計が可能となり、ハイブリッド式パワーユニットをシンプルかつ小型に構成することが可能となる。しかも電動モータがエンジン側クラッチの半径方向外方位置に配置されるので、熱源となるシリンダブロックから比較的離れた位置に電動モータを配置し、電動モータへの熱影響の少ないハイブリッド式パワーユニットを構成することができる。
本発明の第２の特徴によれば、変速機の入力軸上に、エンジン側クラッチおよびモータ側クラッチが設けられるので、変速機、エンジン側クラッチおよびモータ側クラッチをコンパクトに構成することができる。
本発明の第３の特徴によれば、エンジン側プライマリギヤ機構およびモータ側プライマリギヤ機構がエンジン側クラッチおよびモータ側クラッチ間に配置されるので、エンジンおよび電動モータからの駆動力伝達経路をコンパクトに纏めて構成することができる。
本発明の第４の特徴によれば、少なくとも２箇所でクランクケースに回転自在に支承される入力軸のうちクランクケースから延出される延出部に、エンジン側クラッチおよびモータ側クラッチが、エンジン側クラッチをクランクケース側に配置するようにして設けられるので、エンジンからの大きな駆動トルクが入力されるエンジン側クラッチが入力軸のクランクケースへの支持箇所に近い位置に配置して入力軸にかかる負荷を軽減することができる。
本発明の第５の特徴によれば、ハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両において、クランクケースの上方に電動モータが配置され、電動モータの後方かつ乗車用シートの前部下方に制御ユニットおよびバッテリが配置されるので、電動モータ、制御ユニットおよびバッテリを纏めて配置することで、配線がし易くなるとともに重量物の集中配置が可能となり、また制御ユニットおよびバッテリにハイブリッド式パワーユニットからの熱影響が及び難くなる。
さらに本発明の第６の特徴によれば、ハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両において、クランクケースの上方に電動モータが配置され、電動モータの前方かつ燃料タンクの後部下方に制御ユニットが配置され、電動モータの後方かつ乗車用シートの前部下方にバッテリが配置されるので、電動モータ、制御ユニットおよびバッテリを纏めて配置することで、配線がし易くなるとともに重量物の集中配置が可能となり、また制御ユニットおよびバッテリにハイブリッド式パワーユニットからの熱影響が及び難くなる。
図１は実施例１の自動二輪車の側面図である。（第１実施例） 図２は図１の２−２線断面図である。（第１実施例） 図３は実施例２の自動二輪車の側面図である。（第１実施例）
５・・・燃料タンク
６・・・乗車用シート
７・・・クランクシャフト
８・・・エンジン側クラッチ
９・・・電動モータ
１０・・・モータ側クラッチ
１２・・・クランクケース
４１・・・入力軸であるメインシャフト
４１ａ・・・延出部
６２・・・エンジン側プライマリギヤ機構
６３・・・モータ側プライマリギヤ機構
７４・・・制御ユニット
７５・・・バッテリ
Ｅ・・・エンジン
Ｍ・・・変速機
Ｐ・・・ハイブリッド式パワーユニット
本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
本発明の実施例１について図１および図２を参照しながら説明すると、先ず図１において、鞍乗り型車両である自動二輪車の車体フレームＦには、前輪ＷＦおよび後輪ＷＲ間に配置されるハイブリッド式パワーユニットＰが搭載され、ハイブリッド式パワーユニットＰの上方に配置される燃料タンク５、ならびに該燃料タンク５の後方に位置する乗車用シート６が車体フレームＦ上に設けられる。
図２を併せて参照して、ハイブリッド式パワーユニットＰは、クランクシャフト７を有してたとえば２気筒に構成されるエンジンＥと、前記クランクシャフト７から伝達される駆動力を変速する変速機Ｍと、前記クランクシャフト７から前記変速機Ｍへの動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチ８と、前記変速機Ｍに駆動力を伝達可能な電動モータ９と、前記電動モータ９から前記変速機Ｍへの動力伝達および遮断を切換可能なモータ側クラッチ１０とを備える。
前記エンジンＥのエンジン本体１１は、車幅方向に延びる軸線を有するクランクシャフト７を回転自在に支承するクランクケース１２と、前傾したシリンダ軸線Ｃを有してクランクケース１２の前部上端に結合されるシリンダブロック１３と、該シリンダブロック１３の上端に結合されるシリンダヘッド１４と、該シリンダヘッド１４の上端に結合されるヘッドカバー１５と備え、前記クランクケース１２の下部にはオイルパン１６が結合される。
前記シリンダヘッド１４の後部側面には一対の吸気ポート１７，１７が設けられており、これらの吸気ポート１７…には、図１で示すように吸気装置１８が接続される。而して吸気装置１８は、前記吸気ポート１７…にそれぞれ接続される吸気管１９…と、各吸気管１９…の上流端にそれぞれ接続されるスロットルボディ２０…と、前記燃料タンク５の前部で覆われるように配置されるエアクリーナ２１と、前記スロットルボディ２０…および前記エアクリーナ２１間を連結するコネクティングチューブ２２…とを有しており、この吸気装置１８はシリンダヘッド１４から上方に延出される。
また前記シリンダヘッド１４の前部側面には、図１で示すように排気装置２３が接続されるものであり、該排気装置２３は、前記シリンダヘッド１４に設けられる一対の排気ポート（図示せず）にそれぞれ上流端を接続せしめて前記エンジン本体１１の下方を後方に延びる一対の排気管２４…と、前記後輪ＷＲの右側に配置されて前記両排気管２４…に接続される排気マフラー２６とを備える。
前記シリンダブロック１３は、車幅方向に並列して配置される複数たとえば２つのシリンダボア２８，２８を有するものであり、各シリンダボア２８…にそれぞれ摺動自在に嵌合されるピストン２９…がコネクティングロッド３０…を介して前記クランクシャフト７に連接される。
前記クランクケース１２の左側面には、該クランクケース１２との間に発電機室３１を形成する左ケースカバー３２が結合され、発電機室３１内に収容される発電機３３のロータ３４が、発電機室３１内に突入した前記クランクシャフト７の端部に固定され、発電機３３のステータ３５は、前記ロータ３４で囲繞されるようにして左ケースカバー３２に固定される。
またクランクケース１２の上方には、図１で示すように、前記左ケースカバー３２の上端部で側方から覆われるようにしてスタータモータ３６が固定配置されており、そのスタータモータ３６からの動力を伝達する減速ギヤ列３７の一部を構成する被動ギヤ３８が、一方向クラッチ３９を介して前記ロータ３４に連結される。
前記変速機Ｍは、前記クランクシャフト７と平行な軸線を有してクランクケース１２で回転自在に支承されるメインシャフト４１およびカウンタシャフト４２間に選択的に確立可能な複数変速段のギヤ列たとえば第１速〜第６速ギヤ列Ｇ１〜Ｇ６が設けられて成る歯車変速機である。
前記カウンタシャフト４２の一端部は、クランクケース１２の右側壁にローラベアリング４３を介して回転自在に支承され、カウンタシャフト４２の他端部は、クランクケース１２との間にボールベアリング４４および環状のシール部材４５を介在させてクランクケース１２の後部左側面から突出される。このカウンタシャフト４２のクランクケース１２からの突出端部には、変速機Ｍから出力される回転動力を後輪ＷＲに伝達するためのチェーン式伝動手段４６の一部を構成する駆動スプロケット４７が固定される。
前記クランクケース１２の右側面には、該クランクケース１２との間にクラッチ室４８を形成する右ケースカバー４９が結合される。変速機Ｍの入力軸である前記メインシャフト４１は前記クランクケース１２から前記クラッチ室４８側に延出する延出部４１ａを有しており、このメインシャフト４１の少なくとも２箇所、この実施の形態では２箇所がクランクケース１２に回転自在に支承される。而して前記メインシャフト４１の一端部すなわち前記延出部４１ａの先端部は、モータ側クラッチ１０のクラッチインナ６０およびボールベアリング５０を介して右ケースカバー４９に回転自在に支承され、メインシャフト４１の中間部はボールベアリング５１を介してクランクケース１２に回転自在に支承され、メインシャフト４１の他端部はクランクケース１２にボールベアリング５２を介して回転自在に支承される。
前記エンジン側クラッチ８および前記モータ側クラッチ１０は、油圧の非作用時で動力伝達を遮断した状態と、油圧の作用時での動力伝達状態とを相互に独立して切換可能な油圧クラッチであり、前記メインシャフト４１における延出部に同軸に隣接して設けられて前記クラッチ室４８に収容される。
前記メインシャフト４１の延出部４１ａには、エンジン側伝動筒軸５５と、モータ側伝動筒軸５６とが、エンジン側伝動筒軸５５をクランクケース１２側に配置するようにして、相互に軸方向に隣接しつつ相対回転自在に嵌装される。而してエンジン側クラッチ８は、エンジン側伝動筒軸５５とともに回転するクラッチアウタ５７ならびに前記メインシャフト４１の延出部４１ａに相対回転不能に結合されるクラッチインナ５８を有して多板式に構成され、モータ側クラッチ１０は、モータ側伝動筒軸５６とともに回転するクラッチアウタ５９ならびにメインシャフト４１の延出部に結合されるクラッチインナ６０を有して多板式に構成される。しかもエンジン側クラッチ８およびモータ側クラッチ１０は、それらのクラッチアウタ５７，５９の開口方向を相互に反対側として前記延出部４１ａ上に設けられる。
前記電動モータ９は、前記クランクシャフト７と平行なモータ軸６１を有して前記エンジン側クラッチ８の半径方向外方位置かつクランクケース１２の上方に配置されてクランクケース１２で支持される。
前記クランクシャフト７および前記エンジン側クラッチ８間にはエンジン側プライマリギヤ機構６２が設けられ、前記電動モータ９のモータ軸６１および前記モータ側クラッチ１０間にはモータ側プライマリギヤ機構６３が設けられ、エンジン側プライマリギヤ機構６２およびモータ側プライマリギヤ機構６３は、前記エンジン側クラッチ８および前記モータ側クラッチ１０間に配置される。
而してエンジン側プライマリギヤ機構６２は、クランクシャフト７に設けられる第１駆動ギヤ６４と、エンジン側伝動筒軸５５にダンパスプリング６５を介して連結される第１被動ギヤ６６とが噛合されて成る。またモータ側プライマリギヤ機構６３は、前記モータ軸６１に設けられる第２駆動ギヤ６７と、モータ側伝動筒軸５６にダンパスプリング６８を介して連結される第２被動ギヤ６９とに、右ケースカバー４９で回転自在に支承されるアイドルギヤ７０が噛合されて成る。
前記メインシャフト４１の延出部４１ａには、エンジン側クラッチ８に制御油圧を導くための第１制御油路７１と、モータ側クラッチ１０に制御油圧を導くための第２制御油路７２とが設けられ、第１および第２制御油路７１，７２に導かれる油圧は、右ケースカバー４９に設けられる油圧制御弁（図示せず）によって個別に制御される。
再び図１において、前記車体フレームＦには、前記電動モータ９の作動を制御する制御ユニット７４と、前記電動モータ９に電力を供給するためのバッテリ７５とが支持されており、クランクケース１２の上方に配置される電動モータ９の後方かつ乗車用シート６の前部下方に前記制御ユニット７４および前記バッテリ７５が配置される。
次にこの実施例１の作用について説明すると、エンジンＥのクランクシャフト７および変速機Ｍ間にエンジン側クラッチ８が設けられ、電動モータ９および変速機Ｍ間にモータ側クラッチ１０が設けられているので、電動モータ９の駆動力を変速機Ｍの入力側に伝達することができるので、小型の電動モータ９であっても所望の駆動力を変速機Ｍから出力することができ、モータ側クラッチ１０によって電動モータ９を変速機Ｍから接・離可能であるので、エンジン側クラッチ８を遮断することで電動モータ９だけによる駆動が可能となるとともに、モータ側クラッチ１０を遮断することで電動モータ９を駆動系から切り離して回転フリクションを低減することができる。
またクランクシャフト７から変速機Ｍへの動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチ８と、電動モータ９から変速機Ｍへの動力伝達および遮断を切換可能なモータ側クラッチ１０とが、同軸上で隣接して配置されるので、エンジン側クラッチ８およびモータ側クラッチ１０の配置スペースを共有化する設計が可能となり、ハイブリッド式パワーユニットＰをシンプルかつ小型に構成することが可能となる。
しかも電動モータ９がエンジン側クラッチ８の半径方向外方位置に配置されるので、熱源となるシリンダブロック１３から比較的離れた位置に電動モータ９を配置し、電動モータ９への熱影響の少ないハイブリッド式パワーユニットＰを構成することができる。
また変速機Ｍの入力軸であるメインシャフト４１上に前記エンジン側クラッチ８および前記モータ側クラッチ１０が設けられるので、変速機Ｍ、エンジン側クラッチ８およびモータ側クラッチ１０をコンパクトに構成することができる。
またエンジン側クラッチ８および前記モータ側クラッチ１０間に、クランクシャフト７および前記エンジン側クラッチ８間に設けられるエンジン側プライマリギヤ機構６２と、電動モータ９および前記モータ側クラッチ１０間に設けられるモータ側プライマリギヤ機構６３とが配置されるので、エンジンＥおよび電動モータ９からの駆動力伝達経路をコンパクトに纏めて構成することができる。
また少なくとも２箇所がクランクケース１２に回転自在に支承されるメインシャフト４１のうち前記クランクケース１２から延出される延出部４１ａに、前記エンジン側クラッチ８および前記モータ側クラッチ１０が、エンジン側クラッチ８をモータ側クラッチ１０よりもクランクケース１２側に配置するようにして設けられるので、エンジンＥからの大きな駆動トルクが入力されるエンジン側クラッチ８がメインシャフト４１のクランクケース１２への支持箇所に近い位置に配置してメインシャフト４１にかかる負荷を軽減することができる。
しかもハイブリッド式パワーユニットＰが搭載される自動二輪車では、ハイブリッド式パワーユニットＰの上方に燃料タンク５が配置され、その燃料タンク５の後方に乗車用シート６が配置されるのであるが、クランクケース１２の上方に配置される電動モータ９の後方かつ前記乗車用シート６の前部下方に、制御ユニット７４およびバッテリ７５が配置されるので、電動モータ９、制御ユニット７４およびバッテリ７５を纏めて配置することで、配線がし易くなるとともに重量物の集中配置が可能となり、また制御ユニット７４およびバッテリ７５にハイブリッド式パワーユニットＰからの熱影響が及び難くなる。特にこの実施の形態では、エンジンＥの排気管２４…がエンジン本体１１の前方から下方に配置されるのに対して、電動モータ９、制御ユニット７４およびバッテリ７５がエンジン本体１１におけるクランクケース１２の上方に配置されるので、排気管２４…からの熱影響も電動モータ９、制御ユニット７４およびバッテリ７５に及び難くなる。
本発明の実施例２について図３を参照しながら説明するが、実施例１に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
車体フレームＦには、前記電動モータ９の作動を制御する制御ユニット７４と、前記電動モータ９に電力を供給するためのバッテリ７５とが支持されており、クランクケース１２の上方に配置される電動モータ９の前方かつ燃料タンク５の後部下方に制御ユニット７４が配置され、前記電動モータ９の後方かつ乗車用シート６の前部下方にバッテリ７５が配置される。
この実施例２によっても、上記実施例１と同様に、電動モータ９、制御ユニット７４およびバッテリ７５を纏めて配置することで、配線がし易くなるとともに重量物の集中配置が可能となり、また制御ユニット７４およびバッテリ７５にハイブリッド式パワーユニットＰからの熱影響が及び難くなる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

Claims (6)

  1. クランクシャフト（７）を有するエンジン（Ｅ）と、前記クランクシャフト（７）から伝達される駆動力を変速する変速機（Ｍ）と、前記クランクシャフト（７）から前記変速機（Ｍ）への動力伝達および遮断を切換可能なエンジン側クラッチ（８）と、前記変速機（Ｍ）に駆動力を伝達可能な電動モータ（９）とを備えるハイブリッド式パワーユニットにおいて、前記電動モータ（９）から前記変速機（Ｍ）への動力伝達および遮断を切換可能なモータ側クラッチ（１０）を含み、該モータ側クラッチ（１０）が前記エンジン側クラッチ（８）に同軸に隣接して配置され、前記電動モータ（９）が前記エンジン側クラッチ（８）の半径方向外方位置に配置されることを特徴とするハイブリッド式パワーユニット。
  2. 前記変速機（Ｍ）の入力軸（４１）上に、前記エンジン側クラッチ（８）および前記モータ側クラッチ（１０）が設けられることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド式パワーユニット。
  3. 前記エンジン側クラッチ（８）および前記モータ側クラッチ（１０）間に、前記クランクシャフト（７）および前記エンジン側クラッチ（８）間に設けられるエンジン側プライマリギヤ機構（６２）と、前記電動モータ（９）および前記モータ側クラッチ（１０）間に設けられるモータ側プライマリギヤ機構（６３）とが配置されることを特徴とする請求項２記載のハイブリッド式パワーユニット。
  4. 前記入力軸（４１）の少なくとも２箇所がクランクケース（１２）に回転自在に支承され、前記入力軸（４１）のうち前記クランクケース（１２）から延出される延出部（４１ａ）に、前記エンジン側クラッチ（８）および前記モータ側クラッチ（１０）が前記エンジン側クラッチ（８）を前記モータ側クラッチ（１０）よりも前記クランクケース（１２）側に配置するようにして設けられることを特徴とする請求項３記載のハイブリッド式パワーユニット。
  5. 請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両であって、前記ハイブリッド式パワーユニット（Ｐ）の上方に配置される燃料タンク（５）ならびに該燃料タンク（５）の後方に配置される乗車用シート（６）が車体フレーム（Ｆ）に設けられ、クランクケース（１２）の上方に配置される電動モータ（９）の後方かつ前記乗車用シート（６）の前部下方に、制御ユニット（７４）およびバッテリ（７５）が配置されることを特徴とする鞍乗り型車両。
  6. 請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッド式パワーユニットが搭載される鞍乗り型車両であって、前記ハイブリッド式パワーユニット（Ｐ）の上方に配置される燃料タンク（５）ならびに該燃料タンク（５）の後方に配置される乗車用シート（６）が車体フレーム（Ｆ）に設けられ、クランクケース（１２）の上方に配置される前記電動モータ（９）の前方かつ燃料タンク（５）の後部下方に制御ユニット（７４）が配置され、前記電動モータ（９）の後方かつ乗車用シート（６）の下方にバッテリ（７５）が配置されることを特徴とする鞍乗り型車両。
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