JPWO2012043643A1 - 電動二・三輪車両用スイングアーム装置 - Google Patents

Abstract

電動車両のスイングアームにバッテリ及び充電器を備えた電動車両において、部品点数を減らして軽量化を図りながらコンパクトに搭載することが可能な電動二・三輪車両用スイングアーム装置を得る。一端が揺動軸に連結し他端が後輪ＷＲを支持するスイングアーム３０と、前記スイングアーム３０の他端側に設置し前記後輪ＷＲを駆動する電動モータＭと、前記電動モータＭへ電力を供給するバッテリ５６を備えた電動車両に装着される電動二・三輪車両用スイングアーム装置であって、前記スイングアーム３０内に前記バッテリ５６を充電する充電器２００を内蔵して成る。

Description

本発明は、電動二・三輪車両用スイングアーム装置に関し、特に、スイングアームを備えた電動二・三輪車両に対して電動車両用バッテリ及び充電器が配置されたスイングアーム装置に関する。

電気自動二輪車、燃料電池自動二輪車、ハイブリッド自動二輪車等の電動車両におけるバッテリの固定構造としては、例えば特許文献１に示されるように、スイングアームの一端を揺動軸に連結し、スイングアームの他端が後輪を支持し、スイングアームの他端側に後輪を駆動する電動モータを設置し、スイングアームの揺動軸近傍位置にバッテリを配置した構造が開示されている。

特開２００８−２２１９７６号公報

特許文献１においては、スイングアームにモータ、ＰＤＵ、バッテリを配置することは記載されているものの、バッテリは充電が必要であるので、充電器は車体に搭載する必要がある。その際、車体側のどこに充電器を配置するかを設計する必要がある上、バッテリと充電器の配線についても、揺動するスイングアームと固定側の車体の間をどのように配索するかも考えなければならなかった。

本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、電動車両のスイングアームにモータ，ＰＤＵ，バッテリ及び充電器を備え、スイングアームに電動部品を一体に収納し、ワイヤリングを極力簡素化するとともに、車体側に大きな変更を必要としない電動二・三輪車両に適した電動二・三輪車両用スイングアーム装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、一端が揺動軸に連結し他端が後輪（ＷＲ）を支持するスイングアーム（３０）と、前記スイングアーム（３０）の他端側に設置し前記後輪（ＷＲ）を駆動する電動モータ（Ｍ）と、前記電動モータ（Ｍ）へ電力を供給するＰＤＵ及びバッテリ（５６）を備えた電動車両に装着される電動二・三輪車両用スイングアーム装置であって、前記スイングアーム（３０）内に前記バッテリ（５６）を充電する充電器（２００）を内蔵して成ることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１の電動二・三輪車両用スイングアーム装置において、前記電動モータ（Ｍ）の通電を制御する制御部（５０）を前記スイングアーム（３０）の前端側に配置し、前記制御部（５０）に前記充電器（２００）を一体に配置する一方、前記充電器（２００）は外部充電用の充電コード（２２０）を備え、前記充電コード（２２０）を収納する収納部（３００，３０１，３０２，３０３，３０４，３０５）を前記電動車両の車体側に設け、前記充電コード（２２０）は、前記制御部からスイングアームの揺動軸近傍を通って前記収容部（３００，３０１，３０２，３０３，３０４，３０５）に配索されることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１の電動二・三輪車両用スイングアーム装置において、熱容量の小さい部品を前記制御部（５０）における車両前側に設置する制御基板（５０ａ）に集約し、前記制御基板（５０ａ）のスイングアーム（３０）の後端側に熱容量の大きい部品をモジュール化して配置して成ることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項２又は請求項３の電動二・三輪車両用スイングアーム装置において、前記充電コード（２２０）を収納する収納部を前記電動車両のフロア下に設けたことを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項２又は請求項３の電動二・三輪車両用スイングアーム装置において、前記充電コード（２２０）を収納する収納部を前記電動車両のステップ下に設けたことを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項２又は請求項３の電動二・三輪車両用スイングアーム装置において、前記充電コード（２２０）を収納する収納部を前記電動車両の収納ボックス（２１）下方に設けたことを特徴としている。

請求項７の発明は、請求項６の電動二・三輪車両用スイングアーム装置において、前記収納ボックス（２１）下方の外側をカバーする外装面に、前記充電コード（２２０）を取り出すための蓋（３０６）を設けたことを特徴としている。

請求項８の発明は、請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置において、前記充電コード（２２０）の先端の充電端子（２１５）に、絶縁・防水用のキャップ（２３０）を備えて成ることを特徴としている。

請求項９の発明は、請求項２ないし請求項８のいずれか１項に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置において、前記充電コード（２２０）は伸縮性を有して成ることを特徴としている。

請求項１０の発明は、請求項１の電動二・三輪車両用スイングアーム装置において、前記電動車両に設置された車両状態を表示するメータ装置（９）に、前記充電器（２００）の充電確認用のインジケータ（２５０）を設けたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、スイングアーム（３０）に充電器（２００）を内蔵させたことにより、充電器（２００）とバッテリ（５６）間の配線の削減及び電動部品を一体に収納することによる電装部品の集中コンパクト化を図ることができる。
また、車体側に大きな変更を必要とすること電動部品を一体に収納することができる。

請求項２に記載の発明によれば、充電器（２００）と制御部（５０）との電気系の接続をダイレクトに行うことができ、配線類の簡素化を行うことで部品点数の削減を行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、制御部（５０）を構成する部品をモジュール化して配置することで、機能別に最適な配置を可能とし、省スペース化を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、充電コード（２２０）の収納部を設けるに際し、ステップ、跨ぎ部を含めた足元のデッドスペースの有効利用を図ることができる。

請求項５の記載の発明によれば、充電コード（２２０）の収納部を設けるに際し、ステップ下のデッドスペースの有効利用を図ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、充電コード（２２０）の収納部を設けるに際し、収納ボックス（２１）下方のデッドスペースの有効利用を図ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、収納部（３０５）に専用の取り出し口を設けることで、充電コード（２２０）の取り出しに際して利便性の向上を図ることができる。

請求項８に記載の発明によれば、充電コード（２２０）の先端の充電端子（２１５）にキャップ（２３０）を装着することで、不使用時の充電コード（２２０）の漏電や端子劣化の防止を図ることができる。

請求項９の記載の発明によれば、充電コード（２２０）が伸縮性を有することで、収納部への収容性の向上を図ることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、メータ装置（９）内にインジケータ（２５０）を設け、充電開始にインジケータ（２５０）が点灯、充電終了時に消灯することで、充電の確認を容易に行うことができる。

本発明の電動車両用バッテリが搭載された電動二輪車の左側面図である。 本発明の電動車両用バッテリの実施形態の一例を示すもので、電動車両用バッテリが配置されたスイングアーム部分のカバーを外した状態を示す左側面図である。 図２の電動車両用バッテリが配置されたスイングアーム部分の上面図である。 スイングアームの分解斜視図である。 減速機構の拡大断面図である。 フロアトンネルを有する車両におけるフロアトンネル部分を示す断面説明図である。 ポッティング処理後の状態を示すスイングアームの上面図である。 車両に搭載されたメータ装置の一例を示す平面説明図である。 電動二輪車に適用される電気系統の全体構成を示すブロック図である。 電動二輪車に適用される電気系統の充電器部分の構成を示すブロック図である。

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電動二輪車１の側面図である。電動二輪車１は、低床フロア１６を有するスクータ型の鞍乗型車両であり、スイングアーム（ユニットスイング）３０に収納された電動モータＭによって後輪ＷＲを駆動する。車体フレーム２の前部には、ステムシャフト（不図示）を回転自在に軸支するヘッドパイプ３が結合されている。ステムシャフトの上部には、ハンドルカバー１１で覆われる操向ハンドル８が結合されており、一方の下部には、車軸７によって前輪ＷＦを回動自在に軸支する左右一対のフロントフォーク６が結合されている。

車体フレーム２は、ヘッドパイプ３の後部から下方に延びるメインパイプ４と、該メインパイプ４の後端部に連結されて車体後部上方へ延びるリヤフレーム５とを備える。低床フロア１６の下部に位置するメインパイプ４には、低床フロア１６を支持するフロアフレーム１５が取り付けられている。また、メインパイプ４とリヤフレーム５との結合部には、左右一対のピボットプレート１７が取り付けられている。

スイングアーム３０は、車幅方向左側のみにアーム部を有する片持ち式であり、ピボットプレート１７に取り付けられたリンク１８を貫通する揺動軸１９を介して、車体フレーム２に揺動自在に軸支されている。スイングアーム３０は、アルミ等の金属からなる一部中空構造体であり、車軸３２の近傍に電動モータＭが収納されると共に、電動モータＭの車体前方には、制御装置としての基板（制御部）５０が配設されている。電動モータＭに電力を供給するバッテリ５６（図３参照）は、基板（制御部）５０の車幅方向右側に配設されている。

後輪ＷＲは、車軸３２によってスイングアーム３０に回転自在に軸支されており、スイングアーム３０の後端部は、リヤクッション２６を介してリヤフレーム５に吊り下げられている。また、シート２０の下部には、ヘルメットや荷物入れスペースとなる収納ボックス２１が、左右一対のリヤフレーム５に挟まれるように配設されている。

車体フレーム２のメインパイプ４は、車体前方側のフロントカウル１３および車体後方側のレッグシールド１２で覆われている。ハンドルカバー１１の上部には、メータ装置９が配設されており、メータ装置９の車体前方側には前照灯１０が取り付けられている。フロントフォーク６の上部には、前輪ＷＦを覆うフロントフェンダ１４が固定されている。

リヤフレーム５の車幅方向外側はシートカウル２３で覆われており、シートカウル２３の後端部には尾灯装置２４が取り付けられている。尾灯装置２４の上方には、リヤフレーム５に結合されたリヤキャリア２２が突出しており、尾灯装置２４の下方には、後輪ＷＲの後方上方を覆うリヤフェンダ２５が設けられている。

図２は、電動車両用バッテリを搭載するスイングアーム３０においてカバーを外した状態での拡大側面図である。また、図３はスイングアーム３０の上面図であり、図４は、スイングアーム３０の分解斜視図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、スイングアーム３０は、アルミ等の金属からなる一部中空構造体であり、後輪ＷＲを車幅方向左側のアーム部３９で支持する片持ち式とされる。スイングアーム３０の車体前方側下部には、揺動軸１９（図１参照）の貫通孔１９ａが形成された左右一対のピボットフランジ３６が設けられている。

ピボットフランジ３６の車体上方側には、複数のバッテリセル５６が挿入される収納空間３５が形成されており、この収納空間３５の外殻部を形成する幅広ケース部３８とアーム部３９とは、湾曲部４０を介して連続的に形成されている。収納空間３５およびアーム部３９の車幅方向左側には、基板（制御部）５０および電動モータＭを一体的に覆う薄板状のスイングアームカバー５７が取り付けられている。

アーム部３９の後端部には、電動モータＭの回転を減速する減速機が収納された減速機ケース３３，４１が取り付けられている。車軸３２は、減速機ケース４１から車幅方向右側に向けて突出しており、この車軸３２の端部に、後輪ＷＲのホイール３４がナット３２ａによって固定されている。後輪ＷＲにはチューブレスタイヤが使用され、ホイール３４にはエアバルブ４２が設けられている。また、減速機ケース３３には、リヤクッション２６（図１参照）を取り付けるための貫通孔２６ａが形成された取付フランジ３７が設けられている。

図５は、減速機構７２０の拡大断面図である。電動モータＭと車軸３２との間には、減速機構が配設されている。本実施形態に係るスイングアーム３０は、左側のアーム部のみで後輪ＷＲを軸支する片持ち式であり、このアーム部の車体後方側の位置に、電動モータＭおよび減速機構７２０が集中配置されている。

電動モータＭは、スイングアーム３０の内壁に固定され、ステータコイルを有するステータ７０１と、カラー７０３を介してモータ駆動軸７０５に固定されたロータ７０２とからなるインナーロータ式とされる。モータ駆動軸７０５の車幅方向左側端部は、スイングアームカバー５７に嵌合された軸受７０４によって軸支されている。モータ駆動軸７０５の車幅方向右側は、減速機ケース３３に嵌合された軸受７０７および減速機ケース４１に嵌合された軸受７０９によって軸支されている。減速機ケース３３の車体後方端部には、リヤショックユニット２６の支持孔２６ａが形成されている。スイングアームカバー５７内で、電動モータＭの車体前方側には、電動モータＭの出力配線７００が配設されている。

モータ駆動軸７０５に伝達された回転駆動力は、減速機構７２０を介して最終出力軸（車軸）３２に伝達される。詳しくは、モータ駆動軸７０５の図示右側端部に形成された減速ギヤ７０８に歯合する第１減速歯車７１３、該第１減速歯車７１３に固定されると共に減速機ケース３３に嵌合された軸受７１２および減速機ケース４１に嵌合された軸受７１１によって回転自在に軸支される第１減速軸７１０、第１減速軸７１０に形成された減速ギヤに歯合する第２減速歯車７１５を介して、該第２減速歯車７１５に固定されると共に減速機ケース３３に嵌合された軸受７１４および減速機ケース４１に嵌合された軸受７１８によって回転自在に軸支される最終出力軸３２に伝達されることとなる。
最終出力軸３２の図示右側端部には、後輪ＷＲのホイール３４が、カラー７１７を介して固定されている。ホイール３４の内径側には、ライナー７１９を有するブレーキドラムが形成されており、その内側には、ブレーキカム（不図示）によって駆動される上下一対のブレーキシュー（不図示）が収納されている。軸受７１８の図示左方側には、オイルシール７１６が配置されている。

スイングアーム３０の一端側の揺動軸近傍には、内部に方形状の収納空間３５が一体的に形成されている。収納空間３５は、スイングアーム３０を電動車両に装着した場合に、電動車両の側方に収納空間３５の開口側（開口部）が位置し、この開口側からバッテリ５６を挿入可能なようになっている。

電動車両用バッテリは、基板（制御部）５０に対してバッテリ５６を一体的に組みつけられ、組みつけられた状態でスイングアーム３０の収納空間３５に挿入固定されることで、専用ケースを用いることなくスイングアーム３０に直接的に装着されることで電動二輪車に搭載される。
本実施形態に係るバッテリ５６は、複数のバッテリセルを接続することで所定の高電圧を得るようにしたモジュール構造を有する。板状のバッテリセル５６は、その平面部を車体前後方向に指向させて積層された状態で、幅広ケース部３８に形成された略直方体形状の収納空間３５に収められる。これにより、重量物としてのバッテリ５６がスイングアーム３０の揺動軸１９に近接配置されることとなり、スイングアーム３０の揺動時の慣性モーメントを低減してスムーズな揺動動作が可能となる。また、各バッテリセルは、軟質のラミネートシートで１セル毎にパッキングされたラミネート型とされる。このラミネート型バッテリによれば、高いエネルギ密度や放熱性能の向上が期待できるほか、スイングアーム３０への取付作業やバッテリの交換作業が容易になる。

本実施形態に係る充電装置が内在された制御装置としての基板（制御部）５０は、バッテリ５６の車幅方向左側に近接配設されている。基板（制御部）５０は、制御基板５０ａと発熱素子基板５０ｂとアルミ基板５０ｃとからなり、それぞれの平面部が車幅方向に指向するように配置されている。制御基板５０ａは、バッテリ５６の車幅方向左側に近接配置されており、発熱素子基板５０ｂは、制御基板５０ａの車体後方側に連結されている。アルミ基板５０ｃは、バッテリ５６の車幅方向左側に近接配置されている。そして、各基板に分散配置された回路・素子等（サーミスタ５１、充電器用の入出力フィルタ群５２、充電器力率改善用インダクタ５３、充電器力率改善用コンデンサ５４、ＤＣ出力用平滑コンデンサ５５）により充電器２００が構成されている。部品を各基板に分散配置して充電器２００を構成してスイングアーム３０に内蔵することで、電気系の接続をダイレクトに行うことができ、可撓性配線（ハーネス）類の簡素化を行うことで部品点数の削減を行うことができる。

充電器２００に接続された外部充電用の充電コード２２０は、低床フロア１６下に設けた収納部３００内に収納されている。充電コード２２０は、伸縮性を有するカール形状で構成され、先端部のＡＣプラグ（充電端子）２１５には、絶縁・防水用のキャップ２３０が着脱自在に装着されている。この構成により、低床フロア１６下のデッドスペースの有効利用を図ることができる。また、充電コード２２０をカール形状に形成することで収納性の向上を図るとともに、着脱自在のキャップ２３０により不使用時の充電コード２２０の漏電や端子劣化の防止を図ることができる。
また、収納部３００には、充電コード２２０の巻き取り装置を備えてもよい。

上述の例では、低床フロア１６下に収納部３００を設けたが、例えば図６に示すように、フロアトンネル４００を有するタイプの車両の場合、フロアトンネル４００内を前後に挿通するメインパイプ４上に位置する部分に収納部３０１を形成したり、フロアトンネル４００の両側に位置するステップ４０１下に収納部３０２を形成してもよい。この構成により、ステップ４０１、フロアトンネル（跨ぎ部）４００を含めた足元のデッドスペースの有効利用を図ることができる。

また、シート２０下にヘルメット等を収納する収納ボックス２１を備えた車両の場合、図１に示すように、収納ボックス２１の上方位置又は下方位置に、収納部３０３又は３０４を設けるようにしてもよい。更に、収納ボックス２１下にスペースがある場合には、収納ボックス２１下の空間に収納部３０５を設けても良い。この構成により、収納ボックス２１下方のデッドスペースの有効利用を図ることができる。
そして、収納部３０５の外側をカバーする外装面に、充電コード２２０を取り出すための蓋３０６を設けることで、シート２０を開けることなく充電コード２２０を取り出し可能な構成とすることができる。蓋３０６により専用の取り出し口を設けることで、充電コード２２０の取り出しに際して利便性の向上を図ることができる。

バッテリ５６とアルミ基板５０ｃとの間には、所定の厚みを有するスポンジラバー５０１が配設されている。スポンジラバー５０１には、各バッテリセルの図示左端部に設けられた板状端子を差し込むための複数のスリットが形成されている。板状端子５００を各スリットに挿入することで、板状端子の位置が規定されることとなる。また、スポンジラバー５０１によれば、後述するポッティング処理時のポッティング剤５９の使用量を低減して、スイングアーム３０の軽量化を図ることができる。アルミ基板５０ｃは、このスポンジラバー５０１に近接配置されている。

制御基板５０ａには、制御信号用のほとんど発熱しない素子が実装されている。これに対し、大電流が流れて発熱する素子は、発熱素子基板５０ｂ及びアルミ基板５０ｃに実装されている。そして、発熱素子の内、熱容量が大きいサーミスタ５１、充電器用の入出力フィルタ群５２、充電器力率改善用インダクタ５３、充電器力率改善用コンデンサ５４、ＤＣ出力用平滑コンデンサ５５等は発熱素子基板５０ｂに実装し、発熱素子の内、熱容量が小さい電子部品がアルミ基板５０ｃに実装されている。
このように、発熱量の大きい発熱素子のみを集中配置した発熱素子基板５０ｂを設けることで、発熱素子基板５０ｂに実装された発熱素子の発熱が他の素子へ与える熱負荷を低減することが可能となる。また、発熱素子の配設位置と他の制御素子との配設位置を分けたことにより、ピボットフランジ３９および貫通孔１９ａ等のレイアウトの自由度を高めることが可能となる。
すなわち、基板（制御部）５０において、ほとんど発熱しない部品を制御基板５０ａに集約し、制御基板５０ａのスイングアーム３０の前端側の発熱素子基板５０ｂに熱容量の大きい部品をモジュール化して配置することで、機能別に最適な配置を可能とし、省スペース化を図ることができる。

バッテリ５６を構成する各バッテリセルは、アルミ基板５０ｃに対してそれぞれ固定され、制御部５０がスイングアームの前端側に配置するように構成されている。
制御部５０の回路と各バッテリセルとは電気的に接続されることで、バッテリ５６への充電や、バッテリ５６からの電圧が制御基板５０ａに供給されて電動モータＭの駆動を制御するようになっている。

また、制御基板５０ａの車体後方側に発熱素子基板５０ｂを配置することにより、車体進行方向の上流側に位置する制御基板５０ａに発熱素子の熱影響が及ぶことを防ぐことができる。さらに、バッテリ５６の車幅方向外側に制御基板５０ａが配置されることで、車幅方向の厚みを小さくできる。そして、発熱素子基板５０ｂは、車体側面視で後輪ＷＲとオーバーラップする位置に配設されているので、バッテリ５６と電動モータＭとの間に形成されるスペースを有効活用して発熱素子を配設することができ、スイングアーム長が長くなりすぎることを防止できる。

また、図４に示すように、バッテリ５６は、車体前後方向に所定枚数が積層されることにより、その長手方向が車幅方向に指向する略直方体形状をなして、幅広ケース部３８の収納空間３５に収納される。収納空間３５の内面４３には、板状の各バッテリセルをそれぞれ所定位置に収めるためのガイド溝４４が形成されている。

ガイド溝４４は、収納空間３５内の上面及び下面に、バッテリ５６の挿入方向に沿って各バッテリセルに対応する複数の溝部を形成することにより、バッテリ５６を構成する各バッテリセルを収納するに際して、各セル（セル毎）の側面部がガイド溝４４に嵌合して位置が固定可能なようになっている。ガイド溝４４を設けることで、セル保持用の専用部品の削減、及び、全体をコンパクトに構成することができる。

幅広ケース部３８には、塞栓４５を嵌合させる貫通孔３８ａが形成されている。一方、バッテリ５６と基板（制御部）５０とを車体前方で連結する連結板４６には、塞栓４５が嵌合する貫通孔４７が形成されている。この塞栓４５および貫通孔３８ａ，４７は、スイングアーム３０の組立時に行われる「樹脂ポッティング処理」において使用される。このポッティング処理は、バッテリ５６および基板（制御部）５０をスイングアーム３０に対して物理的に固定すると共に、基板（制御部）５０の絶縁および防振を図り、さらに各部の放熱性を高めるものである。

ポッティング処理は、幅広ケース部３８にバッテリ５６および基板（制御部）５０を挿入し、貫通孔３８ａ，４７に塞栓４７を嵌合することによって位置決めを行った後、幅広ケース３８の開口部を上方に向けて、時間の経過により硬化する液状樹脂によるポッティング剤５９をバッテリ５６の周囲に流し込むことで行われる。ポッティング剤５９は、図７に示すように、制御基板５０ａおよびアルミ基板５０ｃを覆うと共に、発熱基板５０ｂに実装されたコンデンサ５３や各種トランス群５５等の実装面側の一部を覆うように注入される。ポッティング剤５９は、バッテリ５６等の放熱性を高める機能も有する。

そして、ポッティング剤５９が硬化した後に塞栓４５を除去すると、この塞栓４５のあった位置に幅広ケース部３８の内外を連通する連通孔が形成される。この連通孔によれば、バッテリ５６からガスが排出されても、このガスがスムーズに外部へ排出されることとなり、スイングアーム３０内の圧力上昇を防ぐことができる。
すなわち、高温となったバッテリの雰囲気温度が上昇した場合の空気圧力（高圧圧力抜き用）を外部に導く高圧圧力抜き用の逃がし通路をポッティング剤で形成することができ、逃がし通路形成のための専用部材を削減することができる。

収納空間３５内に周囲から流し込まれたポッティング剤は、収納空間３５内に収納されたバッテリ５６の空間周囲に充填され、少なくともセル上部の制御基板５０ａとの連結部分を含む収納空間３５内の空間周囲にポッティング剤が存在する状態で硬化することにより、ポッティング剤の介在により収納空間３５に対してバッテリ５６の位置が固定される。この状態で収納空間３５の開口側に蓋体となるスイングアームカバー５７を被せる。
この構造により、収納空間３５内に位置決めされたバッテリ５６をポッティング剤の介在により固定することで、バッテリ５６をスイングアーム３０内に一体的に搭載することができる。また、制御基板５０ａをバッテリ（各バッテリセル）５６とともにポッティング固定を行うことで、専用固定部品を削減することができる。

メータ装置９には、図８に示すように、充電器２００の充電確認用のインジケータ２５０が設けられている。このインジケータ２５０は、充電コード２２０のＡＣプラグ（充填端子）２１５を収納部から取り出して外部のコンセントに差し込んで充電開始すると点灯し、充電終了時に消灯するように構成される。したがって、インジケータ２５０が消灯した後に、ＡＣプラグ（充填端子）２１５をコンセントから抜くことができるので、充電の確認を容易に行うことができる。

上述した構成によれば、バッテリ５６を保持するための専用のケースを不要とし、スイングアーム３０自体をバッテリ５６の保持ケースとして活用することで、バッテリ５６を確実にスイングアーム３０へ固定しながらも部品点数の削減及び軽量化を行うことができる。
重量物であるバッテリ５６を後から組み込める構造としたので、車両組立性の向上を図りつつ、バッテリ５６の形状に合わせて部分的にスイングアーム３０を膨出させる必要も無いことから、部品点数の削減、軽量化に貢献しながらバッテリを確実にスイングアーム３０に固定することができる。
バッテリ５６をスイングアーム３０に直接固定することで、スイングアーム３０を放熱体として使用可能となるので、バッテリ５６の冷却効果を向上させることができる。
また、バッテリ５６の搭載構造を簡略化したことで、バッテリユニット全体をコンパクトにでき、電装部品の配置等、他の構成に対する設計の自由度を向上できる。

図９および図１０は、電動二輪車１に適用される電気系統の構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。図１０は充電器のみの構成回路を示し、図９はそれ以外の全体構成を示している。図９，１０では、制御基板５０ａに実装されている素子を「一点鎖線」で、アルミ基板５０ｃに実装されている素子を「破線」で、発熱素子基板５０ｂに実装されている素子を「実線」でそれぞれ示している。

制御基板５０ａには、制御信号用の小電流が流れる素子が実装される。これらの素子はほとんど発熱せず、制御基板５０ａはガラスエポキシ基板によって形成されている。また、アルミ基板５０ｃには、主に、大電流が流れると共に自己放熱ができない素子が実装される。これらの電子部品は、例えば、半導体素子（ＦＥＴ、ダイオード）、抵抗、フィルムコンデンサ等であり、熱伝導性の高いアルミ基板５０ｃに実装されることにより放熱性が高められる。さらに、発熱素子基板５０ｂには、主に、大電流が流れると共に自己放熱ができる大型の電子部品が実装される。これらの電子部品は、例えば、インダクタ、トランス、電解コンデンサ等であり、発熱素子基板５０ｂをバッテリ熱の影響を受けにくい位置に配設することで、発熱性の向上が図られている。

なお、図９，１０のブロック図において、発熱素子基板５０ｂに実装されるのは、充電器２００の入力フィルタ２０９および出力フィルタ２０１（前記入出力フィルタ群５２に相当）、ＰＦＣ回路２０７（前記充電器力率改善用コンデンサ５３に相当）、ＡＣ−ＤＣトランス２０４（前記充電器ＤＣ変換用コンデンサ５４に相当）、ＤＣ−ＤＣ部１０６のＤＣ−ＤＣトランス１０８（各種トランス群５５に相当）および出力フィルタ１１０となる。

図９を参照して、リチウム・イオンのバッテリ５６は、コンタクタ１０４を介してインバータ１２３の入力側に電気的に接続され、インバータ１２３の出力側は、三相交流ラインによって電動モータＭに接続されている。電磁力で動作する機械的接点によりオン・オフ制御されるコンタクタ１０４には、供給電流の急な立ち上がりを防ぐプリチャージリレー１０５が並列接続されている。

ＢＭＵ（バッテリ・マネージメント・ユニット）１００には、バッテリ５６の電圧や温度等の監視用回路（ＡＳＩＣ）１０１、バッテリセルの容量バラツキを補正するためのセルバランス放電部１０２およびこれらを制御するコントローラ１０３が含まれる。

ＢＭＵ１００内のコントローラ１０３と、インバータ１２３を制御する制御装置としてのコントローラ１２２との間には、常時系統１１６、制御系統１１７、メインスイッチ系統１１８、ＣＡＮ通信１１９の各ラインが配設されている。また、ＢＭＵ１００のコントローラ１０３からは過充電のアラート信号１２０が発信され、インバータ１２３のコントローラ１２２からはコンタクタ制御信号１２１が発信される。

インバータ１２３のコントローラ１２２には、電動モータＭの回転角度を検知するアングルセンサ１２４、乗員のスロットル操作量を検知するスロットルセンサ１２５、シート２０に着座しているか否かを検知するシートＳＷ（スイッチ）１２６、電動車両１のサイドスタンド（不図示）が格納されているか否かを検知するサイドスタンドＳＷ１２７、電動車両の傾斜角（バンク角）を検知するバンクアングルセンサ１２９からのセンサ信号が入力される。警報装置としてのブザー１２８は、バッテリ５６の過放電状態等が検知された際にコントローラ１２２からの作動信号に応じて作動する。

常時系統１１６は、バッテリ５６から供給される大電流を制御用の電流に変換するＤＣＤＣ部１０６に接続されている。ＤＣＤＣ部１０６には、１次側駆動部１０７、ＤＣ−ＤＣトランス１０８、出力整流回路１０９、出力フィルタ１１０、前記１次側駆動部１０７にＰＷＭ信号を供給する１次側駆動ＩＣ１１３、前記出力整流回路１０９にＰＷＭ信号を供給する２次側駆動ＩＣ１１４が含まれる。１次側駆動ＩＣ１１３には、コントローラ１２２から起動信号１１５が供給される。また、常時系統１１６には、盗難防止アラームユニット１３３およびメインＳＷ１３６の一端側が接続される。

制御系統１１７は、インバータ１２３のコントローラ１２２に接続されている。制御系統１１７には、盗難防止アラームユニット１３３の作動表示灯としてのメータインジケータ１３２の一端が接続される。また、メータインジケータ１３３には車速を検知するスピードセンサが接続されており、メータインジケータ１３３は車速が所定値を超えた際に速度警告灯として機能するように構成されている。

メインＳＷ系統１１８には、ウインカ装置等の灯火器１３０、ヘッドライト（Ｈ／Ｌ）１０、バッテリ冷却用ファン等の一般電装１３１が接続されている。メインＳＷ系統１１８の端部は、メインＳＷ１３６がオフにされても所定条件下でヘッドライト１０等の作動を可能とするオートパワーオフリレー１３５に接続されている。

図１０を参照して、充電器２００には、バッテリ５６に接続される直流電流の入出力ライン（Ａ，Ｂ）と、商用交流電源等に接続されるＡＣプラグ２１５とが接続される。充電器２００には、入力フィルタ２０９、ブリッジダイオード２０８、力率改善回路としてのＰＦＣ回路２０７、１次側駆動部２０６、ＡＣ−ＤＣトランス２０４、出力整流回路２０３、出力フィルタ２０１が含まれる。１次側駆動部２０６とＡＣ−ＤＣトランス２０４との間に配設される過電流検出回路２１２の信号は、ＰＦＣ−ＰＷＭ駆動ＩＣ２１３に入力され、一方、出力フィルタ２０１に接続された電圧検出回路２０２の信号は、フォトカプラ２０５を介してＰＦＣ−ＰＷＭ駆動ＩＣ２１３に入力される。ＰＦＣ回路２０７および１次側駆動部２０６は、ＰＦＣ−ＰＷＭ駆動ＩＣ２１３から出力されるＰＷＭ信号２１０，２１４によってそれぞれ駆動される。ＰＦＣ−ＰＷＭ駆動ＩＣ２１３には、インバータ１２３のコントローラ１２２からの起動信号２１４（Ｃ）が入力される。

１…電動二輪車、 ２…車体フレーム、 ８…操向ハンドル、 ９…メータ装置、 １６…低床フロア、 １９…揺動軸、 ３０…スイングアーム、 ３２…車軸、 ３５…収納空間、 ３８…幅広ケース部、 ３８ａ…貫通孔、 ３８ｂ…切欠部、 ３９…アーム部、 ４０…湾曲部、 ４４…ガイド溝、 ４５…塞栓、 ５０…基板（制御部）、 ５０ａ…制御基板、 ５０ｂ…発熱素子基板、 ５０ｃ…アルミ基板、 ５６…バッテリ、 ５７…スイングアームカバー、 ５９…ポッティング剤、 ２１５…ＡＣプラグ（充電端子）、 ２００…充電器、 ２２０…充電コード、 ２３０…キャップ、 ２５０…インジケータ、 ３００，３０１，３０２，３０３，３０４，３０５…収納部、 ３０６…蓋、 ４００…フロアトンネル、 ４０１…ステップ、 Ｍ…電動モータ、 ＷＲ…後輪。

請求項１に記載の発明によれば、スイングアーム（３０）に充電器（２００）を内蔵させたことにより、充電器（２００）とバッテリ（５６）間の配線の削減及び電動部品を一体に収納することによる電装部品の集中コンパクト化を図ることができる。
また、車体側に大きな変更を必要とする電動部品を一体に収納することができる。

制御基板５０ａには、制御信号用のほとんど発熱しない素子が実装されている。これに対し、大電流が流れて発熱する素子は、発熱素子基板５０ｂ及びアルミ基板５０ｃに実装されている。そして、発熱素子の内、熱容量が大きいサーミスタ５１、充電器用の入出力フィルタ群５２、充電器力率改善用インダクタ５３、充電器力率改善用コンデンサ５４、ＤＣ出力用平滑コンデンサ５５等は発熱素子基板５０ｂに実装し、発熱素子の内、熱容量が小さい電子部品がアルミ基板５０ｃに実装されている。
このように、発熱量の大きい発熱素子のみを集中配置した発熱素子基板５０ｂを設けることで、発熱素子基板５０ｂに実装された発熱素子の発熱が他の素子へ与える熱負荷を低減することが可能となる。また、発熱素子の配設位置と他の制御素子との配設位置を分けたことにより、ピボットフランジ３９および貫通孔１９ａ等のレイアウトの自由度を高めることが可能となる。
すなわち、基板（制御部）５０において、ほとんど発熱しない部品を制御基板５０ａに集約し、制御基板５０ａのスイングアーム３０の後端側の発熱素子基板５０ｂに熱容量の大きい部品をモジュール化して配置することで、機能別に最適な配置を可能とし、省スペース化を図ることができる。

図１０を参照して、充電器２００には、バッテリ５６に接続される直流電流の入出力ライン（Ａ，Ｂ）と、商用交流電源等に接続されるＡＣプラグ２１５とが接続される。充電器２００には、入力フィルタ２０９、ブリッジダイオード２０８、力率改善回路としてのＰＦＣ回路２０７、１次側駆動部２０６、ＡＣ−ＤＣトランス２０４、出力整流回路２０３、出力フィルタ２０１が含まれる。１次側駆動部２０６とＡＣ−ＤＣトランス２０４との間に配設される過電流検出回路２１２の信号は、ＰＦＣ−ＰＷＭ駆動ＩＣ２１３に入力され、一方、出力フィルタ２０１に接続された電圧検出回路２０２の信号は、フォトカプラ２０５を介してＰＦＣ−ＰＷＭ駆動ＩＣ２１３に入力される。ＰＦＣ回路２０７および１次側駆動部２０６は、ＰＦＣ−ＰＷＭ駆動ＩＣ２１３から出力されるＰＷＭ信号２１０によってそれぞれ駆動される。ＰＦＣ−ＰＷＭ駆動ＩＣ２１３には、インバータ１２３のコントローラ１２２からの起動信号２１４（Ｃ）が入力される。

Claims (10)

1. 一端が揺動軸に連結し他端が後輪（ＷＲ）を支持するスイングアーム（３０）と、前記スイングアーム（３０）の他端側に設置し前記後輪（ＷＲ）を駆動する電動モータ（Ｍ）と、前記電動モータ（Ｍ）へ電力を供給するＰＤＵ及びバッテリ（５６）を備えた電動車両に装着される電動二・三輪車両用スイングアーム装置であって、
   前記スイングアーム（３０）内に前記バッテリ（５６）を充電する充電器（２００）を内蔵して成る
   ことを特徴とする電動二・三輪車両用スイングアーム装置。
2. 前記電動モータ（Ｍ）の通電を制御する制御部（５０）を前記スイングアーム（３０）の前端側に配置し、前記制御部（５０）に前記充電器（２００）を一体に配置する一方、前記充電器（２００）は外部充電用の充電コード（２２０）を備え、前記充電コード（２２０）を収納する収納部（３００，３０１，３０２，３０３，３０４，３０５）を前記電動車両の車体側に設け、前記充電コード（２２０）は、前記制御部からスイングアームの揺動軸近傍を通って前記収容部（３００，３０１，３０２，３０３，３０４，３０５）に配索される請求項１に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置。
3. 熱容量の小さい部品を前記制御部（５０）における車両前側に設置する制御基板（５０ａ）に集約し、前記制御基板（５０ａ）のスイングアーム（３０）の後端側に熱容量の大きい部品をモジュール化して配置して成る請求項２に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置。
4. 前記充電コード（２２０）を収納する収納部（３０１）を前記電動車両のフロア下に設けた請求項２又は請求項３に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置。
5. 前記充電コード（２２０）を収納する収納部（３０２）を前記電動車両のステップ下に設けた請求項２又は請求項３に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置。
6. 前記充電コード（２２０）を収納する収納部を前記電動車両の収納ボックス（２１）下方に設けた請求項２又は請求項３に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置。
7. 前記収納ボックス（２１）下方の外側をカバーする外装面に、前記充電コード（２２０）を取り出すための蓋（３０６）を設けた請求項６に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置。
8. 前記充電コード（２２０）の先端の充電端子（２１５）に、絶縁・防水用のキャップ（２３０）を備えて成る請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置。
9. 前記充電コード（２２０）は伸縮性を有して成る請求項２ないし請求項８のいずれか１項に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置。
10. 前記電動車両に設置された車両状態を表示するメータ装置（９）に、前記充電器（２００）の充電確認用のインジケータ（２５０）を設けた請求項１に記載の電動二・三輪車両用スイングアーム装置。