KR20120132517A - 하이브리드식 안장형 차량 - Google Patents

하이브리드식 안장형 차량 Download PDF

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마사히로 구로키
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 전동 모터를 유닛화하여 후륜의 구동축에 조립 가능하게 하고, 후륜의 구동 기구를 간소화하여 설계의 자유도를 향상시키며, 전동 모터의 출력 향상을 도모한 하이브리드식 안장형 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
스윙 아암(7)의 차폭 방향 일측에서부터 내연 기관(E)의 동력을 후륜(WR)의 구동축(52)에 전달하는 구동력 전달 기구(62)와, 차폭 방향 타측에서부터 구동축(52)에 구동력을 전달하는 전동 모터(63)를 구비하고, 전동 모터(63)는, 스테이터(95) 및 로터(94)를 수용하는 모터 하우징(90)으로부터 축 방향으로 뻗어나오는 차폭 방향 일단부가 베어링(105)을 통해 외측 허브(86)에 내감 지지되며, 전동 모터(63)의 회전축(93)은, 구동축(52)과 연결되어 구동력을 전달한다.

Description

하이브리드식 안장형 차량{HYBRID SADDLE-RIDDEN VEHICLE}
본 발명은 하이브리드식 안장형 차량에 관한 것이다.
종래, 강제 공냉식 엔진과 구동용 모터를 구비하고, 이들의 구동 토크를 적절하게 전환하여 후륜에 전달하도록 한 하이브리드식 이륜차가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 하이브리드식 이륜차는, 엔진의 구동력을 후륜에 전달하는 전동(傳動) 기구를 내장하는 전동 케이스를, 엔진의 크랭크 케이스와 일체로 형성하여, 상기 전동 케이스를 차체의 좌측에 배치하고 있다. 또한, 차체의 우측에 전동(電動) 모터를 전후로 수평 방향으로 배치하여, 모터 케이스를 브래킷을 통해 크랭크 케이스에 지지시킨다. 그리고, 엔진의 구동력을 전동 기구를 통해 후륜의 차축에 전달하고, 수동으로 전환 레버를 조작함으로써, 전동 모터의 구동력을 베벨 기어, 감속 기구 및 동력 전환 기구를 통해 후륜의 차축에 전달한다.
특허문헌 1 : 일본 특허 제3660466호 공보
특허문헌 1에 기재된 하이브리드식 이륜차는, 차체의 우측에는, 전동 모터에 더하여, 전동 모터의 구동력을 전달하는 베벨 기어, 감속 기구 및 동력 전환 기구나 머플러를 설치하는 큰 스페이스가 필요하게 되기 때문에, 전동 모터의 크기나 출력이 레이아웃상 제약을 받는다고 하는 과제가 있다. 또한, 전동 모터의 구동력은 베벨 기어, 감속 기구 및 동력 전환 기구 등의 다수의 기구를 통해 전달되기 때문에, 이 동력 전달 시에 메카니컬 손실이 발생한다고 하는 과제도 있다.
본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 전동 모터의 구동 기구를 컴팩트하게 배치할 수 있게 하여, 설계의 자유도를 향상시키고, 전동 모터의 출력 향상을 도모한 하이브리드식 안장형 차량을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 따른 발명은, 차체 프레임에 요동 가능하게 부착되고, 후륜을 지지하는 후륜 지지 부재와, 이 후륜 지지 부재의 차폭 방향 일측에서부터 내연 기관의 동력을 상기 후륜의 구동축에 전달하는 구동력 전달 기구와, 상기 후륜 지지 부재의 차폭 방향 타측에서부터 상기 구동축에 구동력을 전달하는 전동 모터를 구비하는 하이브리드식 안장형 차량으로서,
상기 후륜의 휠은, 상기 구동축 측에 마련된 원통형의 내측 허브와, 이 내측 허브보다 직경 방향 외측에 마련된 원통형의 외측 허브를 갖는 휠허브부를 구비하고, 상기 전동 모터는, 스테이터 및 로터를 수용하는 모터 하우징과, 이 모터 하우징으로부터 뻗어나와 상기 구동축과 감합하는 회전축을 구비하며, 상기 모터 하우징의 차폭 방향 일단부는, 상기 외측 허브에 소켓 감합된 베어링을 통해 상기 외측 허브에 지지되고, 상기 모터 하우징은, 연결 부재에 의해 상기 후륜 지지 부재에 연결 고정되는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 따른 발명은, 청구항 1의 구성에 더하여, 상기 후륜 지지 부재는, 차체 프레임에 피봇축을 통해 요동 가능하게 피봇 지지되는 스윙 아암인 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 따른 발명은, 청구항 2의 구성에 더하여, 상기 모터 하우징은, 상기 피봇축보다 후방이면서 상기 피봇축의 단부보다 내측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 따른 발명은, 청구항 2 또는 청구항 3의 구성에 더하여, 상기 연결 부재는, 상기 스윙 아암의 하면보다 위쪽에 배치되는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 따른 발명은, 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 스윙 아암은, 상기 피봇축을 지지하는 지지부의 차폭 방향 일측으로부터 상기 후륜의 측방으로 연장되는 제1 아암부와, 상기 지지부의 차폭 방향 타측으로부터 상기 후륜의 전방까지 연장되는 제2 아암부와, 이 제2 아암부의 후방부와 상기 제1 아암부를 잇는 크로스부를 구비하고, 상기 연결 부재는, 상기 크로스부가 뻗어나오는 상기 제2 아암부의 후방부에 연결되는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 따른 발명은, 청구항 1의 구성에 더하여, 상기 후륜 지지 부재는, 상기 차체 프레임에 링크 기구를 통해 요동 가능하게 피봇 지지되고, 내연 기관을 덮는 유닛 스윙 케이스인 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 따른 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 전동 모터는, 그 구동력을 감속하여 상기 회전축에 전달하는 감속 기구를 더 구비하고, 상기 로터는, 상기 회전축 둘레로 회전 가능하게 피봇 지지되어 있으며, 상기 감속 기구는, 상기 회전축의 차폭 방향 타측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
청구항 1의 발명에 따르면, 전동 모터는, 스테이터 및 로터를 수용하는 모터 하우징과, 모터 하우징으로부터 뻗어나와 구동축과 감합하는 회전축을 구비하고, 모터 하우징의 차폭 방향 일단부는, 외측 허브에 소켓 감합된 베어링을 통해 외측 허브에 지지되며, 모터 하우징은, 연결 부재에 의해 후륜 지지 부재에 연결 고정된다. 이에 따라, 유닛화된 전동 모터를, 후륜의 휠에 내장하여 후륜의 구동축에 직접 연결할 수 있고, 전동 모터의 구동 기구를 베벨 기어나 감속 기구를 이용하지 않고 컴팩트하게 할 수 있으며, 또한 컴팩트화된 만큼 전동 모터의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 전동 모터의 구동력을, 다수의 전동 기구를 통하지 않고서, 후륜의 구동축에 전달할 수 있으며, 전달에 따른 동력 손실을 최소한으로 억제할 수 있다.
청구항 2의 발명에 따르면, 후륜 지지 부재는, 차체 프레임에 피봇축을 통해 요동 가능하게 피봇 지지되는 스윙 아암이기 때문에, 스윙 아암을 갖는 하이브리드식 안장형 차량에 있어서, 전동 모터를 스윙 아암에 애드온(add-on)식으로 나중에 조립할 수 있다.
청구항 3의 발명에 따르면, 모터 하우징은, 스윙 아암을 요동 가능하게 피봇 지지하는 피봇축보다 후방이면서 피봇축의 단부보다 내측에 배치되기 때문에, 전동 모터가 차량 폭으로부터 돌출되는 일없이, 컴팩트하게 배치할 수 있다.
청구항 4의 발명에 따르면, 모터 하우징과 스윙 아암을 연결 고정하는 연결 부재는, 스윙 아암의 하면보다 위쪽에 배치되기 때문에, 최저 지상고가 연결 부재에 의해서 결정되는 일없이, 종래와 마찬가지로, 스윙 아암의 지상고를 최저 지상고로 할 수 있다.
청구항 5의 발명에 따르면, 스윙 아암은, 피봇축에 의해 지지되는 지지부에서부터 후륜의 측방으로 연장되는 제1 아암부, 및 후륜의 전방까지 연장되는 제2 아암부와, 제2 아암부와 제1 아암부를 잇는 크로스부를 갖고, 모터 하우징과 스윙 아암을 연결 고정하는 연결 부재는, 제2 아암부의 후방부에 연결되기 때문에, 후륜을 강성이 높은 양단 지지 구조로 지지할 수 있어, 스윙 아암의 비틀림을 방지하여 주행의 안정성이 확보된다.
청구항 6의 발명에 따르면, 후륜 지지 부재는, 차체 프레임에 링크 기구를 통해 요동 가능하게 피봇 지지되어, 내연 기관을 덮는 유닛 스윙 케이스이기 때문에, 유닛 스윙 케이스를 갖는 하이브리드식 안장형 차량에 있어서, 전동 모터를 유닛 스윙 케이스에 애드온식으로 나중에 조립할 수 있다.
청구항 7의 발명에 따르면, 로터가 전동 모터의 회전축에 회전 가능하게 피봇 지지되고, 이 로터의 회전은, 회전축의 차폭 방향 외측에 배치된 감속 기구에 의해 감속되어 회전축에 전달되도록 했기 때문에, 중량이 큰 로터를 회전축의 축 방향 중앙에 배치할 수 있어, 회전축에 걸리는 부하를 평균화하여 회전축의 진동을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 하이브리드식 안장형 차량의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 하이브리드식 안장형 차량의 평면도이다.
도 3은 도 1에서의 스윙 아암에 의해 지지되는 후륜의 우측면도이다.
도 4는 도 1에서의 후륜 구동 기구를 도시하는 부분 파단도이다.
도 5는 도 4의 주요부 확대도이다.
도 6은 도 5의 주요부 확대도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 하이브리드식 안장형 차량의 측면도이다.
도 8은 도 7에서의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도이다.
이하, 본 발명의 각 실시형태에 따른 하이브리드식 안장형 차량을 첨부 도면에 기초하여 설명한다. 한편, 도면은 부호 방향에서 보는 것으로 한다.
(제1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 하이브리드식 안장형 차량의 전체 구성을 도시하는 측면도이고, 도 2는 그 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 하이브리드식 안장형 차량인 대형 자동 이륜차(1)는, 차체 프레임(2)과, 차체 프레임(2)의 전단부에 고정 설치된 헤드 파이프(3)와, 이 헤드 파이프(3)에 회동 가능하게 장착된 프론트 포크(4)와, 프론트 포크(4)의 하단부에 회전 가능하게 장착된 전륜(WF)과, 프론트 포크(4)의 상단부에 장착된 스티어링 핸들(5)과, 차체 프레임(2)의 전방부 아래쪽에서, 프론트 포크(4)보다도 후방 위치에 현가된 엔진(내연 기관)(E)과, 차체 프레임(2)의 하부 후방에 설치된 피봇축(6)에 의해 상하로 요동 가능하게 장착된 스윙 아암(7)(후륜 지지 부재)과, 스윙 아암(7)의 요동 단부에 회전 가능하게 장착된 후륜(WR)과, 엔진(E)에 배기관(도시되지 않음)을 통해 연결된 배기 머플러(8)와, 스윙 아암(7)과 차체 프레임(2)의 사이에 배치된 리어 쿠션(9)(도 3 참조)을 구비하고 있다.
차체 프레임(2)은, 헤드 파이프(3)에서 좌우로 분기되어 후방 경사 하방으로 연장되는 좌우 한 쌍의 메인 프레임(10)과, 메인 프레임(10)의 후방부에 접속되는 좌우 한 쌍의 피봇 플레이트(11)와, 피봇 플레이트(11)의 전방부 및 후방부에서부터 후방 경사 상방으로 연장되는 좌우 한 쌍의 시트 레일(12)을 구비하고 있다. 메인 프레임(10)의 하부에는 엔진(E)이 지지되고, 메인 프레임(10)의 위쪽에는 연료 탱크(13)가 지지되어 있다. 또한, 시트 레일(12)의 상부에는 탑승자용 시트(14)가 부착되고, 시트 레일(12)의 후방부에는 그랩 레일(15) 및 트렁크 박스(16)가 부착되어 있다.
탑승자용 시트(14)는, 연료 탱크(13)의 후방으로 뻗어나와 운전자가 착석하는 앞자리(14A)와, 이 앞자리(14A)의 후방에 한층 높게 형성되어 동승자가 착석하는 뒷자리(14B)와, 동승자용의 등받이부(14C)를 구비하고 있다. 또한, 차체 프레임(2)의 피봇 플레이트(11)에는, 앞자리(14A)에 착석한 운전자용의 좌우 한 쌍의 스텝(운전자용의 발받침 스텝)(17)과, 뒷자리(14B)에 착석한 동승자용의 좌우 한 쌍의 스텝(동승자용 발받침 스텝)(18)이 부착되고, 또한 차체 프레임(2)에는 메인 스탠드(19), 서브 스탠드(20) 및 이하에 설명하는 차체 카울링(21) 등이 부착되어 있다.
차체 카울링(21)은, 차체 전방을 덮는 프론트 페어링(22)과, 차체 측부를 덮는 좌우 한 쌍의 사이드 커버(23)와, 차체 하부를 덮는 언더 커버(24)와, 차체 후방부를 덮는 리어 시트 카울(25)을 구비하고 있고, 리어 시트 카울(25)에는 좌우 한 쌍의 새들백(26)이 일체로 형성되어 있다. 또한, 전륜(WF)을 덮는 프론트 펜더(27)가 프론트 포크(4)에 부착되고, 후륜(WR)을 덮는 리어 펜더(도시하지 않음)가 리어 시트 카울(25)에 부착되어 있다. 한편, 프론트 페어링(22)과 좌우 한 쌍의 사이드 커버(23)는 일체로 형성하더라도 좋다. 또한, 한쪽의 새들백(26)에는 도시하지 않는 PDU(파워 드라이브 유닛) 및 배터리가 수납되어 있다.
프론트 페어링(22)의 앞면에는 헤드라이트(29)가 설치되고, 그 상부에는 윈드 스크린(바람막이; 30)이 부착되며, 좌우 단부에는 프론트 윙커(31)를 내장하는 좌우의 미러(32)가 각각 배치되어 있고, 이 프론트 페어링(22)의 내측에는 도 2에 도시하는 바와 같이 차량용 미터(33)가 배치되어 있다. 사이드 커버(23)에는, 차량 전방으로부터의 외기를 엔진(E)의 주위로 공급하기 위한 좌우 한 쌍의 에어 개구(34)가 형성되고, 엔진(E)의 좌우 전방에는 엔진 가드(35)가 설치되며, 이 엔진 가드(35)에는 좌우 한 쌍의 안개등(36)이 부착되어 있다.
사이드 커버(23)에는, 이 사이드 커버(23)와 메인 프레임(10)의 사이를 덮고 외관에 노출되는 좌우 한 쌍의 사이드 상부 커버(외관 커버)(23A)(도 2 참조)가 부착되며, 이 사이드 상부 커버(23A)에 의해 엔진(E)에 의해 따뜻하게 된 열이 사이드 커버(23)와 차체 프레임(2)의 간극 등으로부터 탑승자 측으로 흐르는 것을 차단하고 있다. 사이드 상부 커버(23A)는 라디에이터(도시하지 않음) 위쪽을 덮는 화장 커버로서도 기능하고 있다. 또한, 트렁크 박스(16)의 배면에는, 좌우 한 쌍의 미등 유닛(37)이 배치되고, 새들백(26)의 배면에는 리어 윙커(도시하지 않음)가 각각 배치되며, 트렁크 박스(16)의 우측부에는, 이 자동 이륜차(1)에 내장되는 오디오 유닛(도시하지 않음)이 라디오 방송을 수신할 때에 사용하는 로드 안테나(39)가 부착되어 있다.
서스펜션 링크(40)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 스테이(41)에 대하여 축(42)으로 일단(43a)이 연결된 대략 く자형의 제1 링크(43)와, 제1 링크(43)의 중간부에 축(44)으로 일단(45a)이 연결되고, 피봇 플레이트(11)의 하단부(11a)에 축(46)으로 타단(45b)이 연결된 제2 링크(45)를 구비한다. 제1 링크(43)의 타단(43b)은 축(47)으로 리어 쿠션(9)의 하단부에 연결되고, 리어 쿠션(9)의 상단부는 축(49)으로 피봇 플레이트(11)의 상단부(11b)에 연결된다. 리어 쿠션(9)은 스윙 아암(7)의 전방부 공간(50)(도 4 참조)을 관통한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 스윙 아암(7)은, 피봇 플레이트(11)에 대하여 피봇축(6)을 통해 회동 가능하게 지지되는 지지부(7a)와, 이 지지부(7a)의 차폭 방향 일측(도 4에 있어서 좌측)으로부터 후륜(WR)의 측방으로 연장되는 제1 아암부(7b)와, 지지부(7a)의 차폭 방향 타측(도 4에 있어서 우측)으로부터 후륜(WR)의 전방까지 연장되는 제2 아암부(7c)와, 제2 아암부(7c)의 후방부와 제1 아암부(7b)의 중간부를 차폭 방향으로 잇는 크로스부(7d)가 일체로 형성되어 있다. 스윙 아암(7)은 중공 형상이며, 제1 아암부(7b) 내에 후술하는 드라이브 샤프트(66)가 지지부(7a)의 위쪽을 통과하도록 수용되어, 엔진(E)의 출력축(51)에 연결되어 있다.
이어서, 도 4 내지 도 6을 참조하여 후륜(WR)의 구동 기구에 관해서 설명한다. 구동 기구(60)는, 엔진(E)의 동력을 스윙 아암(7)의 차폭 방향 일측으로부터 후술하는 후륜(WR)의 구동축(52)에 전달하는 구동력 전달 기구(62)와, 스윙 아암(7)의 차폭 방향 타측으로부터 구동축(52)에 구동력을 전달하는 전동 모터(63)를 구비한다.
구동력 전달 기구(62)는, 전단부가 유니버셜 조인트(64)를 통해 엔진(E)의 출력축(51)에 연결되고, 후단부에 등속 조인트(65)가 설치된 드라이브 샤프트(66)와, 스윙 아암(7)의 요동 단부에 연결된 기어 케이스(67)에 볼 베어링(68)과 니들 베어링(69)에 의해서 회전 가능하게 지지된 구동 베벨 기어(70)와, 기어 케이스(67)에 니들 베어링(71) 및 한 쌍의 볼 베어링(72)에 의해서 회전 가능하게 지지되는 기어축(73)에 스플라인 감합되고, 구동 베벨 기어(70)와 맞물리는 피구동 베벨 기어(74)를 구비한다.
기어축(73)에는, 후륜(WR)의 외측 슬리브(78), 원반형의 브레이크 디스크(75) 및 후륜(WR)의 리어 휠(76)이 볼트(77)로 체결되어 일체로 고정되어 있다. 외측 슬리브(78)의 내측에는, 내측 슬리브(61)가 핀 결합되어 있고, 외측 슬리브(78)와 일체 회전한다. 외측 슬리브(78)의 내측 슬리브(61)에서 뻗어나온 부분에는, 암(雌)스플라인홈(78a)이 형성되어 있고, 후술하는 전동 모터(63)의 회전축(93)의 외주에 형성된 수(雄)스플라인홈(93a)이 감합된다. 이에 따라, 기어축(73), 내측 및 외측 슬리브(61, 78)에 의해 구성되는 구동축(52)과 회전축(93)은 상대 회전 불가능하게 연결된다.
브레이크 디스크(75)의 외주측 측면에는, 유압 실린더(79)로 구동되어 브레이크 디스크(75)를 협지하는 한 쌍의 브레이크 패드(81)를 갖는 디스크 브레이크 장치(80)가 배치되어 있다.
리어 휠(76)은, 휠허브부(82)와, 휠허브부(82)로부터 거의 경외(徑外) 방향으로 연장 형성된 스포크부(83)와, 스포크부(83)의 선단에 설치되어, 후륜(WR)을 유지하는 림부(84)를 갖는다. 휠허브부(82)는, 외측 슬리브(78)의 외주면에 스플라인 감합되는 원통형의 내측 허브(85), 내측 허브(85)보다 직경 방향 외측에 마련된 외측 허브(86) 및 내측 허브(85)와 외측 허브(86)를 일체로 연결하는 측벽(87)으로 이루어진다.
전동 모터(63)는, 스윙 아암(7)의 차폭 방향 타측(도 4에 있어서 우측)에 배치되어 후륜(WR)의 구동축(52)에 구동력을 전달하기 위한 것으로서, 모터 하우징(90)의 양단에 배치된 한 쌍의 볼 베어링(91, 91)에 의해 회전축(93)이 회전 가능하게 지지되어 있고, 회전축(93)의 일단은 모터 하우징(90)으로부터 돌출된다.
회전축(93)에는, 한 쌍의 볼 베어링(91, 92)의 축 방향 대략 중앙부에 위치하고, 양단부가 한 쌍의 니들 베어링(96)으로 지지되는 로터 슬리브(108)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 로터(94)의 로터 코어(107)는 로터 슬리브(108)와 볼트(109)에 의해서 체결된다. 이 로터(94)의 외주측에는, 반경 방향으로 근소한 간극을 사이에 두고 스테이터(95)가 모터 하우징(90)에 고정되어 있다.
모터 하우징(90)은, 스테이터(95)를 고정하는 하우징 본체(90a)와, 하우징 본체(90a)에 각각 체결되는 내측 및 외측 하우징 커버(90b, 90c)를 구비한다. 모터 하우징(90)은, 피봇축(6)보다 후방이면서 피봇축(6)의 단부(6a)보다 내측에 배치되어 있다(도 4 참조).
로터 슬리브(108)의 차폭 방향 타측에는 구동 기어(97)가 용접에 의해 일체 고정되어 있다. 또한, 하우징 본체(90a)와 외측 하우징 커버(90c)의 사이에는, 한 쌍의 볼 베어링(101)을 통해 대기어(98) 및 소기어(99)가 설치된 중간축(100)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 중간축(100)의 대기어(98)에는 구동 기어(97)가 맞물리고, 또한 중간축(100)의 소기어(99)에는 회전축(93)에 마련된 피구동 기어(102)가 맞물린다. 이들 구동 기어(97), 대기어(98), 소기어(99) 및 피구동 기어(102)는 감속 기구(103)를 구성하고, 로터(94)의 회전은 감속 기구(103)[구동 기어(97), 대기어(98), 소기어(99) 및 피구동 기어(102)]를 통해 감속되어 회전축(93)에 전달된다. 감속 기구(103)를 수용하는 공간을 구획하는, 하우징 본체(90a)와 외측 하우징 커버(90c)의 접촉면에는, 이 공간을 밀봉하기 위한 O링(114)이 배치되어 있다. 또한, 도 5 중, 부호 161은 상기 공간 내의 오일을 빼기 위한 볼트이다.
모터 하우징(90)을 구성하는 내측 하우징 커버(90b)의 후륜측 측면에는, 원통형의 부착부(104)가 축 방향으로 돌출되어 형성되어 있다. 부착부(104)는, 한 쌍의 볼 베어링(105)을 통해 리어 휠(76)의 외측 허브(86)에 내감(內嵌)되어 있고, 리어 휠(76)은 모터 하우징(90)에 대하여 회전 가능하게 지지된다.
따라서, 모터 하우징(90)의 부착부(104)를 외측 허브(86)에 내감시키고, 모터 하우징(90)으로부터 돌출된 회전축(93)의 일단부를 외측 슬리브(78)와 스플라인 감합시킨 상태에서 회전축(93)의 타단부(우측단부)로부터 삽입 관통되는 긴 볼트(106)가 내측 슬리브(61)의 내주면에 형성된 암나사부(61a)에 체결된다. 이에 따라, 전동 모터(63)가, 리어 휠(76)에 지지되고, 전동 모터(63)의 회전축(93)이 구동축(52)에 연결되어 전동 모터(63)의 구동력이 구동축(52)에 전달된다.
또한, 모터 하우징(90)에는 전후 방향으로 연장되는 연결 부재(110)의 일단부가 볼트(114)에 의해서 체결되어 있고, 구체적으로는 연결 부재(110)의 일단부는 외측 하우징 커버(90c)의 전방에서 하우징 본체(90a)에 체결되어 있다. 연결 부재(110)의 타단부는, 스윙 아암(7)의 제2 아암부(7c)의 후방부, 보다 구체적으로는, 크로스부(7d)에서부터 차폭 방향 타측으로 뻗어나오는 연결용 보스(111)에 볼트(112)로 연결되어 있다. 이에 따라, 후륜(WR)은 스윙 아암(7)의 차폭 방향 일측의 제1 아암부(7b)와, 스윙 아암(7)에 연결된 연결 부재(110)에 의해서 양단 지지 구조로 지지된다. 또한, 이 연결 부재(110)의 하면(110a)은 스윙 아암(7)의 하면(7f)보다 위쪽에 위치한다(도 3 참조).
또한, 연결 부재(110)의 차폭 방향 내측에는, 스테이터(95)로부터 모터 하우징(90)을 넘어서 뻗어나오는 복수의 삼상선(三相線)(113)이 유지되어 있고, 도시하지 않은 인버터에 접속되어 있다.
이와 같이 구성된 대형 자동 이륜차(1)에서는, 엔진(E)의 구동력은, 드라이브 샤프트(66), 구동 베벨 기어(70), 피구동 베벨 기어(74), 기어축(73), 구동축(52) 및 리어 휠(76)을 통해 후륜(WR)에 전달된다. 또한, 전동 모터(63)의 구동력은, 로터 슬리브(108)에 연결된 구동 기어(97), 대기어(98), 소기어(99), 피구동 기어(102), 회전축(93), 구동축(52) 및 리어 휠(76)을 통해 후륜(WR)에 전달된다. 또한, 차량의 감속시에 구동륜 측에서부터 구동력이 전달되면, 전동 모터(63)는 발전기로서 기능하여, 소위 회생 제동력을 발생하고, 차량의 운동 에너지를 회생 에너지로서 회수한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 대형 자동 이륜차(1)에 따르면, 전동 모터(63)는, 스테이터(95) 및 로터(94)를 수용하는 모터 하우징(90)과, 모터 하우징(90)으로부터 뻗어나와 구동축(52)과 감합하는 회전축(93)을 구비하고, 모터 하우징(90)의 차폭 방향 일단부는, 외측 허브(86)에 소켓 감합된 볼 베어링(105)을 통해 외측 허브(86)에 지지되며, 모터 하우징(90)은, 연결 부재(110)에 의해 스윙 아암(7)에 연결 고정된다. 이에 따라, 전동 모터(63)가 유닛화되어 후륜(WR)의 구동축(52)에 직결되기 때문에, 기구가 컴팩트해지고, 또한 컴팩트화된 만큼 전동 모터의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 스윙 아암(7)에 이미 지지되어 있는 후륜(WR)에 대하여, 차폭 방향 타측에서부터 전동 모터(63)를 애드온식으로 나중에 조립할 수 있어, 전동 모터(63)의 조립성 및 유지보수성이 향상된다. 또한, 구동축(52)과 회전축(93)이 감합되어 있기 때문에, 전동 모터(63)의 구동력을, 다수의 전동 기구를 통하지 않고서 후륜(WR)의 구동축(52)에 전달할 수 있어, 동력 손실을 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 모터 하우징(90)은, 스윙 아암(7)의 피봇축(6)보다 후방이면서 피봇축(6)의 단부(6a)보다 내측에 배치되어 있기 때문에, 전동 모터(63)가 차량 폭으로부터 돌출되지 않고, 컴팩트하게 배치된다.
또한, 연결 부재(110)는, 스윙 아암(7)의 하면(7f)보다 위쪽에 배치되기 때문에, 종래의 차량과 마찬가지로, 스윙 아암(7)에 의한 지상고를 최저 지상고(H)로 할 수 있다.
또한, 후륜(WR)이, 스윙 아암(7)과 연결 부재(110)에 의한 양단 지지 구조로 지지되기 때문에, 높은 강성을 가져 스윙 아암(7)의 비틀림이 방지된다.
또한, 로터(94)가 전동 모터(63)의 회전축(93)에 회전 가능하게 피봇 지지되고, 로터(94)의 회전은, 회전축(93)의 차폭 방향 외측에 배치된 감속 기구(103)에 의해 감속되어 회전축(93)에 전달되도록 하였기 때문에, 중량이 큰 로터(94)를 회전축(93)의 축 방향 중앙에 배치할 수 있어, 회전축(93)에 가해지는 부하를 평균화하여 회전축(93)의 진동을 억제할 수 있다.
(제2 실시형태)
이어서, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 하이브리드식 안장형 차량을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 한편, 제1 실시형태와 동등한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략하거나 혹은 간략화 한다.
본 실시형태의 하이브리드식 안장형 차량은, 유닛 스윙식 내연 기관(이하, 파워 유닛이라고도 함)(120)을 탑재한 스쿠터형 자동 이륜차(1A)이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 스쿠터형 자동 이륜차(1A)는, 크래들형의 차체 프레임(121)과, 차체 프레임(121)의 헤드 파이프(122)에 회전 가능하게 부착된 프론트 포크(123)와, 이 프론트 포크(123)의 하단에 부착된 전륜(WF) 및 프론트 펜더(124)와, 프론트 포크(123)의 상단에 연결된 핸들(125)과, 차체 프레임(121)의 각 프레임으로 둘러싸인 크래들 스페이스 내에 배치되는 연료 탱크(115), 라디에이터용 리저브 탱크(116) 및 라디에이터(117)와, 크래들 스페이스의 후방에 배치하고, 엔진(E)과 구동력 전달 기구(130)를 구비하는 파워 유닛(120)과, 이 파워 유닛(120)을 차체 프레임(121)에 현가하기 위한 링크 기구(118)와, 파워 유닛(120)의 후단부를 차체 프레임(121)에 현가하기 위한 리어 쿠션(119)과, 파워 유닛(120)의 후방부에 부착되는 후륜(WR)과, 차체 프레임(121)의 상부에 배치되는 시트(126)와, 차체 프레임(121)의 전방부에서부터 후방부의 전체 길이에 걸쳐 차량의 상하면, 전후면 및 좌우 양측면의 소요 부분을 덮는 커버(127)를 구비한다.
커버(127)의 차량 중앙에서부터 후반(後半)에 미치는 부분은, 파워 유닛(120)의 엔진(E)과 에어 클리너(128)의 일부를 덮어, 후방 경사 상방으로 신장되어 있다. 커버(127)의 전방 상단에는 핸들(125)의 전방을 덮는 윈드 스크린(129)이 설치되어 있다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 파워 유닛(120)은, 스쿠터형 자동 이륜차(1A)의 차폭 방향 일측(도 8에 있어서 좌측)에 배치되어, 후륜(WR)의 구동축(149)에 엔진(E)의 동력을 전달한다. 또한, 후륜(WR)의 차폭 방향 타측(도 8에 있어서 우측)에는 전동 모터(63)가 배치되어, 구동력을 후륜(WR)에 전달한다.
파워 유닛(120)은, 엔진(E)과, 이 엔진(E)의 출력을 후륜(WR)에 전달하는 구동력 전달 기구(130)를 구비하고 있다. 엔진(E)은 오버헤드 캠(OHC)식 내연 기관이며, 도시되지 않는 피스톤이 실린더 안을 왕복 운동하면, 그 왕복 운동은 커넥팅로드를 통해 크랭크 샤프트(150)의 회전 운동으로 변환된다. 크랭크 샤프트(150)의 좌단은 V 벨트 자동 변속기(131)의 구동측 풀리(151)에 연결되어 있다.
구동력 전달 기구(130)는, V 벨트 자동 변속기(131), 원심식 클러치(132), 기어 감속 장치(133) 등으로 구성되어 있고, 이들을 수용하는 미션 케이스부(134a)와 엔진(E)의 커넥팅로드, 크랭크 샤프트(150) 등을 덮는 크랭크 케이스부(134b)가 일체화되어, 유닛 스윙 케이스(134)가 구성되어 있다. 이 유닛 스윙 케이스(134)는 링크 기구(118)에 의해서 차체 프레임(121)에 피봇축(118a)을 통해 요동 가능하게 피봇 지지된다(도 7 참조).
유닛 스윙 케이스(134) 내에 한 쌍의 볼 베어링(135)을 통해 회동 가능하게 피봇 지지되는 프라이머리축(136)에는, V 벨트 자동 변속기(131)의 피구동측 풀리(137)가 회동 가능하게 감합되고, 차폭 방향 일측에 원심식 클러치(132)가 배치되며, 또한 차폭 방향 타측에 평기어(138)가 설치되어 있다. 또한, 유닛 스윙 케이스(134) 내에는, 대직경 기어(139) 및 소직경 기어(140)를 갖는 중간축(141)이 니들 베어링(142)을 통해 회동 가능하게 피봇 지지되어 있고, 또한 구동 기어(143)를 갖는 파이널축(144)이 한 쌍의 볼 베어링(145)을 통해 회동 가능하게 피봇 지지되어 있다. 이에 따라, 기어 감속 장치(133)에서는, 평기어(138)에 전달된 구동력은 맞물리는 대직경 기어(139)에 전달되고, 또한 소직경 기어(140)에 맞물리는 구동 기어(143)에 전달된다. 파이널축(144)은 유닛 스윙 케이스(134)에서부터 차폭 방향 타측으로 돌출되어 있다.
파이널축(144)의 외주에는, 파이널축(144)보다도 전동 모터(63)측으로 연장되는 슬리브(146)가 핀 결합되어 파이널축(44)과 일체 회전한다. 슬리브(146)에는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 전동 모터(63)의 회전축(93)이 스플라인 감합되어 있고, 파이널축(144)과 슬리브(146)에 의해서 구성되는 구동축(149)과 회전축(93)은 상대 회전 불가능하게 연결된다.
또한, 리어 휠(76)의 내측 허브(85)는 슬리브(146)와 스플라인 감합되고, 너트(147)를 체결함으로써, 슬리브(146)에 고정되어 있다.
전동 모터(63)는, 제1 실시형태와 마찬가지로 구성되며, 유닛 스윙 케이스(134)의 차폭 방향 타측(도 8에 있어서 우측)에 배치되어 후륜(WR)의 구동축(149)에 구동력을 전달한다.
따라서, 모터 하우징(90)의 부착부(104)를 한 쌍의 볼 베어링(105)을 통해 외측 허브(86)에 내감시키고, 모터 하우징(90)으로부터 돌출된 회전축(93)의 일단부를 슬리브(146)와 스플라인 감합시킨 상태에서, 회전축(93)의 단부(우측단부)로부터 삽입 관통되는 긴 볼트(106)가 파이널축(144)의 내주면에 형성된 암나사부(144a)에 체결된다. 이에 따라, 전동 모터(63)가, 리어 휠(76)에 지지되고, 전동 모터(63)의 회전축(93)이 구동축(149)에 연결되어, 전동 모터(63)의 구동력이 구동축(149)에 전달된다.
또한, 모터 하우징(90)은, 유닛 스윙 케이스(134)의 크랭크 케이스부(134b)의 차폭 방향 타단부보다 후방이면서 이 차폭 방향 타단부보다 내측에 배치되어 있다(도 8 참조). 또한, 모터 하우징(90)에 연결된 연결 부재(110)는, 크랭크 케이스부(134b)에 마련된 연결용 보스(147)에 볼트(148)로 연결되어 있다. 이에 따라, 후륜(WR)은, 유닛 스윙 케이스(134)의 차폭 방향 일측의 미션 케이스부(134a)와, 유닛 스윙 케이스(134)에 연결된 연결 부재(110)에 의해 양단 지지 구조로 지지된다. 또한, 도시하지 않지만, 본 실시형태에 있어서도, 이 연결 부재(110)의 하면은, 유닛 스윙 케이스(134)의 하면보다 위쪽에 위치한다.
이와 같이 구성된 스쿠터형 자동 이륜차(1A)에서는, 엔진(E)의 회전은, V 벨트 자동 변속기(131), 원심식 클러치(132), 기어 감속 장치(133), 구동축(149) 및 리어 휠(76)을 통해 후륜(WR)에 전달된다. 또한, 전동 모터(63)의 구동력은, 로터 슬리브(108)에 연결된 구동 기어(97), 대기어(98), 소기어(99), 피구동 기어(102), 회전축(93), 구동축(149) 및 리어 휠(76)을 통해 후륜(WR)에 전달된다. 또한, 차량의 감속시에 구동륜 측에서부터 구동력이 전달되면, 전동 모터(63)는 발전기로서 기능하여, 소위 회생 제동력을 발생하고, 차량의 운동 에너지를 회생 에너지로서 회수한다.
따라서, 본 실시형태에 따른 스쿠터형 자동 이륜차(1A)에서도, 전동 모터(63)가 유닛화되어 후륜(WR)의 구동축(149)에 직결되기 때문에, 전동 모터(63)의 구동 기구가 컴팩트해지고, 또한 유닛 스윙 케이스(134)에 이미 지지되어 있는 후륜(WR)에 대하여, 차폭 방향 타측에서부터 전동 모터(63)를 애드온식으로 나중에 조립할 수 있어, 전동 모터(63)의 조립성 및 유지보수성이 향상된다. 또한, 구동축(149)과 회전축(93)이 감합되고 있기 때문에, 전동 모터(63)의 구동력을, 다수의 전동 기구를 통하지 않고서 후륜(WR)의 구동축(149)에 전달할 수 있어, 동력 손실을 최소한으로 억제할 수 있다.
그 밖의 구성 및 작용에 대해서는 제1 실시형태와 마찬가지다.
한편, 본 발명은 전술한 각 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 적절하게 변형, 개량 등이 가능하다.
본 발명은 구동축과 회전축이 서로 감합됨으로써, 전동 모터의 구동력이 전달되면 되고, 감합 방법은 본 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
1 : 대형 자동 이륜차(하이브리드식 안장형 차량)
1A : 스쿠터형 자동 이륜차(하이브리드식 안장형 차량)
2 : 차체 프레임 6 : 피봇축
6a : 단부 7 : 스윙 아암
7a : 지지부 7b : 제1 아암부
7c : 제2 아암부 7d : 크로스부
7f : 하면 52, 149 : 구동축
61 : 내측 슬리브 62, 130 : 구동력 전달 기구
63 : 전동 모터 73 : 기어축
78 : 외측 슬리브 82 : 휠허브부
85 : 내측 허브 86 : 외측 허브
90 : 모터 하우징 93 : 회전축
94 : 로터 95 : 스테이터
103 : 감속 기구 105 : 볼 베어링
110 : 연결 부재 110a : 하면
118 : 링크 기구
121 : 크래들형 차체 프레임(차체 프레임)
134 : 유닛 스윙 케이스
E : 엔진(내연 기관) WR : 후륜

Claims (7)

  1. 차체 프레임(2, 121)에 요동 가능하게 부착되고, 후륜(WR)을 지지하는 후륜 지지 부재(7, 134)와,
    상기 후륜 지지 부재(7, 134)의 차폭 방향 일측에서부터 내연 기관(E)의 동력을 상기 후륜(WR)의 구동축(52, 149)에 전달하는 구동력 전달 기구(62, 130)와,
    상기 후륜 지지 부재(7, 134)의 차폭 방향 타측에서부터 상기 구동축(52, 149)에 구동력을 전달하는 전동 모터(63)
    를 구비하는 하이브리드식 안장형 차량(1, 1A)으로서,
    상기 후륜의 휠(76)은, 상기 구동축 측에 마련된 원통형의 내측 허브(85)와, 이 내측 허브(85)보다 직경 방향 외측에 마련된 원통형의 외측 허브(86)를 갖는 휠허브부(82)를 구비하고,
    상기 전동 모터(63)는, 스테이터(95) 및 로터(94)를 수용하는 모터 하우징(90)과, 이 모터 하우징(90)으로부터 뻗어나와 상기 구동축(52, 149)과 감합하는 회전축(93)을 구비하며,
    상기 모터 하우징(90)의 차폭 방향 일단부는, 상기 외측 허브(86)에 소켓 감합된 베어링(105)을 통해 상기 외측 허브(86)에 지지되고, 상기 모터 하우징(90)은, 연결 부재(110)에 의해 상기 후륜 지지 부재(7, 134)에 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드식 안장형 차량(1, 1A).
  2. 제1항에 있어서, 상기 후륜 지지 부재는, 차체 프레임(2)에 피봇축(6)을 통해 요동 가능하게 피봇 지지되는 스윙 아암(7)인 것을 특징으로 하는 하이브리드식 안장형 차량(1).
  3. 제2항에 있어서, 상기 모터 하우징(90)은, 상기 피봇축(6)보다 후방이면서 상기 피봇축(6)의 단부(6a)보다 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드식 안장형 차량(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 연결 부재(110)는, 상기 스윙 아암(7)의 하면(7f)보다 위쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드식 안장형 차량(1).
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스윙 아암(7)은, 상기 피봇축(6)을 지지하는 지지부(7a)의 차폭 방향 일측으로부터 상기 후륜(WR)의 측방으로 연장되는 제1 아암부(7b)와, 상기 지지부(7a)의 차폭 방향 타측으로부터 상기 후륜(WR)의 전방까지 연장되는 제2 아암부(7c)와, 이 제2 아암부(7c)의 후방부와 상기 제1 아암부(7b)를 잇는 크로스부(7d)를 구비하고,
    상기 연결 부재(110)는, 상기 크로스부(7d)가 뻗어나오는 상기 제2 아암부(7c)의 후방부에 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드식 안장형 차량(1).
  6. 제1항에 있어서, 상기 후륜 지지 부재는, 상기 차체 프레임(121)에 링크 기구(118)를 통해 요동 가능하게 피봇 지지되며, 내연 기관(E)을 덮는 유닛 스윙 케이스(134)인 것을 특징으로 하는 하이브리드식 안장형 차량(1A).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 모터(63)는, 그 구동력을 감속하여 상기 회전축(93)에 전달하는 감속 기구(103)를 더 구비하고,
    상기 로터(94)는, 상기 회전축(93)의 둘레로 회전 가능하게 피봇 지지되어 있고, 상기 감속 기구(103)는, 상기 회전축(93)의 차폭 방향 타측에 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드식 안장형 차량(1, 1A).
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