WO2012090246A1 - 鞍乗型電動車両、及び当該電動車両における電力制御器の搭載構造 - Google Patents

Abstract

　走行用モータ（３０）と、これへのバッテリ（２１）からの電力供給を制御する電力制御ユニット（６０）とを備えた鞍乗型の電動車両（例えば電動二輪車１）において、バッテリボックス（２０）に外側から電力制御ユニット（６０）のケース（６２）を取り付け、このケース（６２）の外方に突設した電極端子（６３）をバッテリボックス（２０）の挿入孔（２７ａ）に挿入する。バッテリボックス（２０）内に突出する電極端子（６３）を、バスバー（２８）のような導電体によってバッテリ（２１）の電極（２１ａ）に接続する。この構造ではバッテリ（２１）と電力制御ユニット（６０）との電気的な接続作業が容易になる上に高電圧ラインの長さが可及的に短くなり、しかも外部には露出しない。

Description

鞍乗型電動車両、及び当該電動車両における電力制御器の搭載構造

　本発明は、電動モータを駆動源とする電動の二輪車やＡＴＶ（All Terrain Vehicle:不整地走行車両)、さらにはエンジンも搭載したハイブリッドタイプのものも含めた鞍乗型の電動車両に関し、特に電力制御器を車両へ搭載する構造に関する。

　従来より、電動車両における電装品の搭載構造として、例えば特許文献１に記載の電動二輪車では、多数のバッテリを収納するバッテリボックスに、更にメインリレー、ＤＣ／ＤＣコンバータ、電流センサ、監視用ＥＣＵ等の各種バッテリ電装品も収納している。

　一方で発熱量の大きなモータコントローラ（電力制御器）は、別体のケースに収容してバッテリボックスの床下に配設し、走行風による冷却を図るとともに、このモータコントローラに向けてバッテリボックスの排気口を設けている。

特開２００１－１１４１５７号公報

　しかしながら、前記従来例のものでは、バッテリをメインリレーやＤＣ／ＤＣコンバータ等々に繋ぐ高電圧ラインはバッテリボックス内に収容されているものの、バッテリとモータコントローラとの間の高電圧ラインはバッテリボックスの底部を貫通して外部に引き出されているので、その分は配線材料が多く必要になり、電気抵抗による損失を減らす余地が残されている。

　また、バッテリとモータコントローラとの間の高電圧ラインがバッテリボックスの外部に露出するので、車両のユーザーが誤って触れることがないよう、カバー等によって覆わなくてはならず、作業が煩雑になるきらいがある。

　そこで、本発明の目的は、鞍乗型の電動車両において蓄電装置と電力制御器との間の高電圧ラインを可及的に短くし、且つ外部に露出しないようにして、それを覆うカバー等を不要とし、その配線作業も容易に行えるようにすることである。

　前記の目的を達成すべく本発明は、走行用の電動モータと、該電動モータへの供給電力を蓄える蓄電装置と、該蓄電装置から前記電動モータへの電力供給を制御する電力制御器とを備えた鞍乗型の電動車両を対象とする。そして、前記蓄電装置の収納ボックスに外側から前記電力制御器のケースが取り付けられ、このケースには、内部の電気回路に繋がる電極端子が当該ケースの外方に向かって突設されている一方、前記収納ボックスの床部又は側壁部のいずれかには、前記ケースの電極端子が挿入される挿入孔が形成されており、ここに挿通されて前記収納ボックス内に突出する前記電極端子が、導電体によって前記蓄電装置の電極に接続されている。

　前記の構成により、蓄電装置の収納ボックスに外側から電力制御器を取り付けると、この電力制御器のケースに突設された電極端子が収納ボックスの床部又は側壁部の挿入孔に挿通されて、その内部に突出するようになるから、これを導電体に接続するだけでよい。高電圧のかかる導電体や電極端子が収納ボックス内にあり、外部に露出しないので、それらを覆うためだけにカバーを設ける必要はなく、高電圧ラインの長さも可及的に短くできる。

　好ましくは前記収納ボックスを上方に開口させるとともに、その床部に前記挿入孔を形成して、下方から前記ケースを取り付けるようにしてもよい。こうすると比較的大きな収納ボックス内にその床部の挿入孔から上向きに電極端子が突出するようになるので、収納ボックス内に蓄電装置を収納する前であれば、作業者は収納ボックスに上方の開口から手を入れて、楽な姿勢で電極端子と導電体とを目視しながら両者を容易に接続することができる。

　また、前記収納ボックスはその床部が下方斜め前方を向くよう斜めに搭載してもよく、こうすれば、床部に下方から取り付けた電力制御器のケースを走行風によって効率良く冷却することができる。なお、収納ボックスの床部ではなくその後側の側壁部に挿入孔を設けて、後方から電力制御器のケースを取り付けるようにしてもよく、こうすれば跳ね石が当たり難いというメリットがある。

　例えば二輪車のように車体フレームがヘッドパイプと、該ヘッドパイプから下向きに傾斜しつつ後方に延びるメインフレームとを有する場合には、前記収納ボックスを前輪と後輪との間で前記メインフレームに沿って延びるように配設し、その床部の下面をメインフレームの下縁よりも下方斜め前方に突出させて、ここに電力制御器のケースを取り付けてもよい。こうすれば走行風による空冷効果が高くなるとともに、床部において後寄りの相対的に低い位置に電力制御器のケースを取り付ければ、ユーザが接触し難いというメリットもある。

　好ましくは、前記のように挿入孔の形成された収納ボックスの床部又は側壁部のいずれかに、これと対向する前記ケースの対向面に向かって延びて、当該対向面の周囲を取り囲むように枠部を形成してもよい。こうして収納ボックスの床部や側壁部に設けた枠部によりケースの対向面の周囲を取り囲むようにすれば、雨水や泥等の侵入を防止する上で有利になる。

　また、前記電力制御器のケースの対向面に、少なくとも前記電極端子を取り囲むようにして、前記収納ボックスの床部又は側壁部との接合面を形成してもよい。こうすれば、収納ボックスとケースとの接合面において電極端子が周囲と隔絶されるので、雨水や泥等の侵入を防止することができる。

　一例として電力制御器のケースの対向面の全部又はその一部に平坦な接合面を形成し、ここから前記電極端子を突出させてもよいし、その平坦な接合面に囲まれた内側の領域に一段低くなった段差面を設けて、ここから電極端子を突出させてもよい。同様に収納ボックスの床部又は側壁部にも平坦な接合面とこれに囲まれた段差面とを設けて、この段差面に挿入孔を開口させてもよい。段差面を設ければ、万が一、接合面の隙間に水が侵入しても電極端子には接触し難くなる。

　また、好ましくは前記のように挿入孔の形成された収納ボックスの床部又は側壁部に、前記挿入孔の周囲を取り囲んで前記収納ボックスの内方に向かい膨出する膨出部を形成し、この膨出部の膨出面に前記挿入孔を開口させてもよい。こうすれば、万一、雨水が収納ボックス内に侵入したり、或いは該収納ボックス内で水分が結露しても、この水が収納ボックスの床面や壁面を伝って膨出面にまで到達する可能性は低く、そこに突設された電極端子には接触し難い。

　そうして収納ボックスの床部や側壁部に膨出部を形成すると、その裏側に窪みが形成される場合があるので、この窪みに収容されるような台座部を前記ケースから外方へ向かって膨出するように設けて、これに電極端子を突設してもよい。こうすれば、収納ボックスと電力制御器のケースとの間の隙間に水が侵入しても台座部の膨出面にまでは達し難く、電極端子には接触し難くなる。

　一方、前記収納ボックスの内部において好ましいのは、前記導電体を長尺状として、収納ボックスにおける床部又は側壁部の挿入孔の近傍から当該収納ボックスの上部に亘って設けることである。こうすろと、上述したように収納ボックスの床部又は側壁部の挿入孔からボックス内へ突出する電極端子に導電体の一方の端部を接続した後で、この収納ボックス内に蓄電装置を収納し、今度はその蓄電装置の電極を導電体の他方の端部に接続しやすい。そのために導電体の他方の端部は、例えば収納ボックスの側壁に沿わせて蓄電装置の上部の電極の高さくらいまで延ばすのが好ましい。

　前記収納ボックスは樹脂製とし車体フレームに支持させるとともに、その収納ボックスに前記電力制御器のケースを支持させてもよく、こうすれば、樹脂製の収納ボックスが介在することによって、電力制御器のケースの防振効果が期待できる。収納ボックスを防振マウントを介して車体フレームに支持すれば、より好ましい。

　見方を変えれば本発明は、走行用の電動モータと、この電動モータへの電力供給を制御する電力制御器とを備えた鞍乗型の電動車両における前記電力制御器の搭載構造に関し、前記電動モータへの供給電力を蓄える蓄電装置が収納ボックスに収納されている場合に、この収納ボックスに外側から前記電力制御器のケースを取り付けるものである。すなわち、前記電力制御器のケースには、内部の電気回路に繋がる電極端子を当該ケースの外方に向かって突設する一方、前記収納ボックスの床部又は側壁部のいずれかには前記電極端子の挿入孔を形成し、この挿入孔に挿通されて収納ボックス内に突出する前記電極端子を、導電体によって前記蓄電装置の電極に接続する。

　本発明によると、走行用の電動モータや電力制御器が外部に露出しやすい鞍乗型の電動車両において、蓄電装置の収納ボックスに電力制御器のケースを取り付け、この取付部位において接続するようにしたので、その接続作業が容易に行えるとともに、高電圧ラインの長さが可及的に短くなり、しかも外部には露出しないから、それを覆うカバー等も不要になる。

本発明の実施の形態に係る電動二輪車の主要部を示す右側面図である。 バッテリボックスの構造を示す斜視図である。 電極端子の接続構造を拡大して示す説明図である。 同接続構造の変形例を示す図３相当図である。 同接続構造の別の変形例を示す図３相当図である。 電力制御ユニットに冷却器を取り付ける構造の斜視図である。 電力制御ユニットの冷却構造を示す断面図である。 同冷却構造の変形例を示す図６相当図である。

　以下、本発明の実施の形態に係る電動二輪車について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、電動二輪車に騎乗した運転者から見た方向を基準とする。

　－電動二輪車の概略構成－
　図１は、本発明の実施の形態に係る電動二輪車１（電動車両）の主に車体フレームやパワープラント、車輪等の主要部について概略的に示す右側面図である。図１に示すように電動二輪車１は、操舵輪である前輪２と駆動輪である後輪３とを備えている。前輪２は、各々略上下方向に延びる左右一対のフロントフォーク４の下端部に回転自在に支持されており、一方、フロントフォーク４の上部は上下一対のブラケットを介してステアリング軸（図示せず）に支持されている。

　ステアリング軸は車体側のヘッドパイプ５に内挿された状態で回転自在に支持されており、操舵軸を構成する。すなわち、上側のブラケットには左右へそれぞれ延びるハンドル６が取り付けられており、このハンドル６によって運転者は、前記のステアリング軸の周りにフロントフォーク４及び前輪２を操舵することができる。ハンドル６の右端には運転者の右手により把持され、手首のひねりによって回転されるようにアクセルグリップ７が配設されている。

　電動二輪車１の車体フレームは、ヘッドパイプ５から後方に向かい若干下方に傾斜しながら延びるメインフレーム８を備えている。一例としてメインフレーム８は、ヘッドパイプ５に溶接されている前端部から二股になって左右に分かれているとともに、左右のそれぞれが上下に並んだパイプ部材８０によって構成されている。これらのパイプ部材８０はヘッドパイプ５から後方に向かい一旦、左右に広がった後に内向きに湾曲して、左右の間隔を保ちつつ後方に延びている。そして、さらに内向きに湾曲した後に後端部がピボットフレーム９に連結されている。

　ピボットフレーム９は概略矩形の枠状とされ、左右の側枠に内側からメインフレーム８のパイプ部材８０の後端部が重ね合わされて溶接されている。また、ピボットフレーム９の左右の側枠の間には、後輪３を支持するスイングアーム１０の前端部が上下に回動可能に支持されており、スイングアーム１０は、その揺動支軸（ピボット軸）から後方に向かって若干、下方に傾斜しながら延びている。スイングアーム１０の後端部には後輪３が回転自在に支持されている。

　また、メインフレーム８の後部とピボットフレーム９の上端部とからそれぞれ、後方に向かい上方に傾斜しながら延びるリヤフレーム１１が設けられており、これにより騎乗用のシート１３が支持されている。シート１３の前方にはニーグリップカバー１５が配設されていて、電動二輪車１に騎乗した運転者がその両膝の間に挟み込むために用いられる。こうしてニーグリップすることで運転者は電動二輪車１との一体感を得やすい。

　そして、そのニーグリップカバー１５によって上方から覆われるようにして、蓄電装置であるバッテリ２１を収容するバッテリボックス２０（蓄電装置の収納ボックス）が配設されている。一例としてバッテリボックス２０は、メインフレーム８の４本のパイプ部材８０によって左右から取り囲まれるように配設されて、左右両側の壁部がそれぞれパイプ部材８０にボルト等で締結されている。

　詳しくは後述するが、本実施形態においてバッテリボックス２０には左右のモジュールに分かれてバッテリ２１が収納されており、その左右のモジュールの間に走行風の通り路が形成されている。そして、電動二輪車１の走行中に前方からの走行風を導き入れるようにバッテリボックス２０の前壁には導風ダクト２２が一体に設けられており、バッテリボックス２０の後壁には排気ダクト２３が一体に設けられている。

　一例として導風ダクト２２の前側はヘッドパイプ５よりも前方まで延びていて、ここで取り入れられた走行風がバッテリボックス２０内に導かれ、左右に分かれたバッテリ２０のモジュール間を流れて、排気ダクト２３から排出される。排気ダクト２３はシート１３の下方を通って後方に延びており、ここを流通する排気はスムーズに電動二輪車１の後方に排出される。

　図１のように側方から見るとバッテリボックス２０は、電動二輪車１においてヘッドパイプ５からピボットフレーム９までの間の車体中心寄りの部位にあり、且つメインフレーム８に沿って延びている。即ち、大重量のバッテリボックス２０がロール軸の付近に搭載されており、電動二輪車１の運動性能を高める上で好ましい。そして、バッテリボックス２０の下面は、メインフレーム８の下縁、即ち下側のパイプ部材８０よりも下方の斜め前方に突出していて、その前縁から後縁に向かって徐々に低くなるように傾斜している。

　そうして傾斜しているバッテリボックス２０において最も低い位置にある下面の後縁の下方に近接して、電動モータからなる走行用モータ３０と変速装置４０（動力伝達機構）とを含むモータユニット５０が配設されている。モータユニット５０の後部は変速装置４０の収容部であり、その左右両側がそれぞれピボットフレーム９の左右の側枠に締結されて支持されている。一方、モータユニット５０の前部は走行用モータ３０の収容部であり、その左右両側は、メインフレーム８の前側から下方に延びるハンガーブラケット８１によって支持されている。

　そして、モータユニット５０の上方に近接するように、バッテリボックス２０の下面に電力制御ユニット６０（電力制御器）が配設されている。電力制御ユニット６０は、図６を参照して後述するように、ＩＧＢＴ（Insulated-Gate Bipolar Transistor）等のパワー半導体が実装されたパワーモジュール６１をケース６２に収容したもので、バッテリボックス２０の下面における中央からやや前寄りの部位に取り付けられ、左右のハンガーブラケット８１の間を流れる走行風が直接、当たるようになっている。

　また、電力制御ユニット６０の前方からその左右両側及び下方までを覆うように、左右のハンガーブラケット８１の上側の部分に跨って保護ネット８２（保護部材）が取り付けられている。保護ネット８２は例えば金網やパンチングメタルからなり、走行風の通過を許容しながら、跳ね石の通過を阻止するような網目を有している。

　一方、左右のハンガーブラケット８１の下側の部分にはオイルクーラ７０が支持されている。後述するように電力制御ユニット６０には冷却器６６が組み込まれており、前記オイルクーラ７０で冷却されたオイルがアッパホース７２（オイル供給ライン）によって供給され、パワーモジュール６１を冷却した後にリターンホース７３（オイル戻しライン）を流下して、モータユニット５０へと戻される。

　すなわち、詳しい説明は省略するが、本実施形態においてモータユニット５０のケースには、走行用モータ３０や変速装置４０の潤滑及び冷却に用いられるオイルを貯留するオイルパン５１と、ここからオイルを汲み上げるオイルポンプ５２とが配設されている。オイルポンプ５２から吐出されたオイルはロワホース７１（オイル供給ライン）によってオイルクーラ７０に圧送される。また、オイルポンプ５２から吐出されたオイルの一部は、走行用モータ３０の軸受けや変速装置３０のクラッチ、ギヤ列に供給されて潤滑、冷却に供される。

　なお、本実施形態において走行用モータ３０はモータ動作及び発電動作の可能なモータ・ジェネレータであり、電力制御ユニット６０を介してバッテリ２１から供給される電力によりモータ動作して、後輪３へ駆動力を出力する。一方、電動二輪車１の回生制動時には走行用モータ３０は発電機として動作し、発生した交流電流は電力制御ユニット６０のインバータにより直流に変換されて、バッテリ２１に蓄えられる。このような走行用モータ３０の動作に係る制御やバッテリ２０の充放電制御は従来公知の手法により行われる。

　－バッテリの搭載構造－
　本実施形態では、高電圧ラインを運転者から隔離し且つ雨水等からの保護するために、バッテリ２１を樹脂製のバッテリボックス２０に収容している。図２にはメインフレーム８から取り外して単体で示すように、バッテリボックス２０は上方に開口する矩形状の筐体で、その高さよりも左右の幅が大きく、さらに前後の長さが長い。バッテリボックス２０の左右両側の側壁部２４には、メインフレーム８のパイプ部材８０に取り付けるためのボルトの受け座２４ａが一体成形されて、図示しないナットが埋め込まれている。

　また、バッテリボックス２０の前壁部２５には上下左右の概ね中央部に丸穴２５ａが開口していて、その周縁部から前方に導風ダクト２２（図１参照）が延びている。一方、バッテリボックス２０の後壁部２６の上部には左右の中央部に丸穴２６ａが開口していて、その周縁部から後方に排気ダクト２３（図１参照）が延びている。それら左右の側壁部２４、前壁部２５及び後壁部２６の下端を繋ぐ床部２７は概略長方形状とされ、その上面から後壁部２６の内面に亘ってバスバー２８が敷設されている。

　公知のようにバスバー２８は、銅やアルミの合金を長尺の帯状に成形して、その両端部等の所定の部位に電極端子との接続部を形成する一方、これ以外の部分には絶縁被覆を施した導電体である。バッテリボックス２０の床部２７には、以下に図３を参照して説明するように電力制御ユニット６０の電極端子６３が挿通される挿入孔２７ａが形成されており、バスバー２８の一端部には、挿入孔２７ａと連通する丸穴を有する接続部２８ａが設けられている。

　図２には片側のモジュールのみを示すが、バッテリボックス２０には一例として６個のバッテリ２１が、３個ずつ左右のモジュールに分かれて収納される。各モジュールにおいては、矩形状のバッテリ２１を電動二輪車１の前後方向に２個並べ、その上にもう一つ積み上げてステー２９等により連結一体化し、着脱可能なモジュールとしている。そして、収納時に車体の内側を向く側面（図示の左側モジュールであれば図の手前側に示す右側面）に、各バッテリ２１毎に正及び負の電極２１ａが配設されていて、互いにバスバー２１ｂによって接続されている。

　前記３個のバッテリ２１は互いに直列に接続されていて、最も電位の低い上段のバッテリ２１の負端子がバスバー２１ｂによって図示しないリレーに接続される。一方、最も電位の高い下段後側のバッテリ２１の正端子は例えば電線２１ｃによってバッテリボックス２０のバスバー２８に接続され、これを介して電力制御ユニット６０の電極端子６３に接続される。すなわち、前記のようにバッテリボックス２０の床部２７から後壁部２６に亘って敷設されているバスバー２８の他端側は、後壁部２６の内面に沿って立ち上がりその上端の接続部２８ｂがバッテリボックス２０の開口付近に位置している。そして、この上端の接続部２８ｂと前記上段のバッテリ２１の負端子とが電線２１ｃによって接続されるのである。

　詳しい説明は省略するが、右側のバッテリモジュールも左側と同様に構成され、３個のバッテリ２１が一体的に連結されるとともに電気的には直列に接続されていて、最も電位の高い上段のバッテリ２１の正端子がリレーに接続される一方、最も電位の低い下段後側のバッテリ２１の負端子は、バスバー２８を介して電力制御ユニット６０の電極端子６３に接続される。つまり、この例では右側及び左側のバッテリモジュール同士がリレーを介在させて直列に接続されており、電動二輪車１の走行駆動に必要な所要の高電圧に対して、各モジュールの電圧は約半分とされている。

　そして、左右の各モジュール毎の３個のバッテリ２１をバッテリ収納ボックス２０に収納すると、それらの間に走行風の通り路となる隙間が形成される。この隙間に臨む各バッテリ２１の内側面には前記のように電極２１ａやそれを繋ぐバスバー２１ｂが位置しており、それらが走行風に直接、曝されれて効果的に冷却される。

　－電力制御ユニットの取付構造－
　上述したように本実施形態ではバッテリボックス２０に下方から電力制御ユニット６０を取り付けて支持しており、メインフレーム８との間に樹脂製のバッテリボックス２０が介在することで、メインフレーム８やピボットフレーム９等、車体フレームに直接、支持するのに比べると、電力制御ユニット６０を防振支持するような効果が得られる。また、以下に述べるようにバッテリボックス２０の床部２７に下方から電力制御ユニット６０のケース６２を重ね合わせて、周囲から隔離した状態で両者間の高電圧ラインを接続することができる。

　すなわち、図２に概略的に示すように電力制御ユニット６０のケース６２は扁平な矩形状であり、その上壁部６４には、内部のパワーモジュール６１に繋がる正負一対の電極端子６３が上向きに突設されている。一方、バッテリボックス２０の床部２７には、前記一対の電極端子６３に対応して一対の丸穴からなる挿入孔２７ａが貫通形成されており、図３に拡大して示すように挿入孔２７ａに下方から挿入された電極端子６３がバッテリボックス２０の床部２７から上向きに突出して、バスバー２８の接続部２８ａに接続される。

　より詳しくは、電力制御ユニット６０のケース６２の上壁部６４の四隅には、それぞれ略水平に前後方向に突出する突片６４ａが設けられ、ここにはケース６２をバッテリボックス２０の床部２７に締結するためのボルトの貫通穴が形成されている。また、前記ケース６２の上壁部６４における長手方向の一側（電動二輪車１に搭載されたときの前寄り）の部分には平坦面６４ｂ（接合面）が形成されていて、バッテリボックス２０の床部２７の平坦な下面に接合されるようになっている。

　更に図示の例では、前記ケース６２の上壁部６４の平坦面６４ｂにおける相対的に内側の領域に（換言すれば接合面に囲まれた内側の領域に）、上方へ向かって膨出する矩形状の台座部６４ｃが形成されていて、この台座部６４ｃの上面から電極端子６３が突出している。一方、図３に拡大して示すように、バッテリボックス２０の床部２７には、挿入孔２７ａの周囲を取り囲むように上方に向かって膨出する膨出部２７ｂが形成されており、その裏側には前記台座部６４ｃを包含するように窪み２７ｃが形成されている。

　そして、バッテリボックス２０の床部２７に下方から電力制御ユニット６０のケース６２を取り付けて、その上壁部６４の四隅の突片６４ａを貫通するボルトによってバッテリボックス２０の床部２７に締結する。こうすると、図３に示すようにバッテリボックス２０の床部２７の挿入孔２７ａに下方から電極端子６３が挿通されるとともに、当該床部２７の窪み２７ｃに下方からケース６２の上壁部６４の台座部６４ｃが収容され、これを取り囲むように床部２７の下面とケース６２の上壁部６４の平坦面６４ｂとが接合される。

　つまり、バッテリボックス２０とケース６２との接合面に囲まれて、高電圧のかかる電極端子６３が周囲と隔絶されることになり、安全性が極めて高い。また、バッテリボックス２０とケース６２との接合面には雨水や泥等が侵入し難く、万一、少量の雨水等が接合面の隙間に侵入したとしても、それよりも一段、高くなっている台座部６４ｃの上面には到達し難い。よって、接合面の隙間に侵入した雨水等が電極端子６３に接触する心配は殆どない。

　更に、前記のように挿入孔２７ａに下方から挿通された電極端子６３は、その挿入孔２７ａを取り囲むバスバー２８の接続部２８ａも貫通して上方に突出している。この電極端子６３の外周には雄ねじが螺刻されており、これに螺合するナット６５によってバスバー２８の接続部２８ａが締付けられる。仮に雨水等がバッテリボックス２０内に侵入したり、或いは結露した水がバッテリボックス２０の床部２７に溜まったとしても、その水が膨出部２７ｂの上面（膨出面）よりも上方にある電極端子６３やバスバー２８の接続部２８ａに接触する心配は少ない。

　したがって、前記の如くバッテリボックス２０へ電力制御ユニット６０を取り付ける構造によれば、電力制御ユニット６０のケース６２から突出する電極端子６３を、バッテリボックス２０の床部２７の挿通孔２７ａに挿通して、その内部に敷設されているバスバー２８に接続するようにしているから、バッテリ２１とパワーモジュール６１との間の高電圧ラインが可及的に短くなり、しかも外部に露出しないようになって、それを覆うカバー等が不要になる。

　また、上方に開口するバッテリボックス２０の床部２７に挿入孔２７ａを形成して、下方から取り付けた電力制御ユニット６０の電極端子６３が上向きに突出するようにしたので、バッテリ２１を収納する前であれば作業者は、バッテリボックス２０内を上方から覗いて電極端子６３とバスバー２８の接続部２８ａとをそれぞれ目視しながら、当該バッテリボックス２０に上方から手を差し入れて楽な姿勢で接続作業を行える。

　なお、前記したように電力制御ユニット６０の電極端子６３を、ケース６２の上壁部６４の平坦面６４ｂから上向きに突出させるだけでなく、例えば図４Ａに示すように、上壁部６４の平坦面６４ｂにおける内側の領域に周りの平坦面６４ｂに取り囲まれた一段低い段差面６４ｄを設けて、ここに電極端子６３を突設してもよい。図には段差面６４ｄに台座部６４ｃを設けてその上面から電極端子６３を突出させているが、台座部６４ｃは設けなくてもよい。そうして段差面６４ｄを設けることによっても、バッテリボックス２０の床部２７とケース６２の上壁部６４との接合面の隙間に侵入した雨水等が、電極端子６３に接触し難くなる。

　また、例えば図４Ｂに示すように、ケース６２の台座部６４ｃと対向してバッテリボックス２０の床部２７から下方に突出するボス部２７ｄを設けて、このボス部２７ｄに下方から台座部６４ｃを突き当てるようにしてもよい。この場合に、バッテリボックス２０の床部２７には、その下方に対向する電力制御器６０のケース６２の上壁部６４に向かって延びて、その上面（対向面）の周囲を取り囲むように枠部２７ｅを形成してもよい。

　すなわち、図図４Ｂに示すように枠部２７ｅは、ケース６２の上壁部６４よりも少しだけ大きな矩形の枠状とし、バッテリボックス２０の床部２７から下方に垂下させて、その下縁が上壁部６４の上面よりも下方に位置するように設ける。こうして枠部２７ｅを設ければ、バッテリボックス２０とケース６２との間に雨水や泥等が侵入することを防止する上で有利になる。

　－電力制御ユニットの冷却構造－
　次に、前記のようにバッテリボックス２０へ取り付ける電力制御ユニット６０の冷却構造について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、電力制御ユニット６０に別体の冷却器６６を取り付ける構造を示す斜視図であり、図６は、この冷却器６６によるパワーモジュール６１の冷却構造が表れている断面図である。

　図２を参照して上述したように、電力制御ユニット６０のケース６２は全体として扁平な矩形状であり、その上壁部６４における長手方向の一側（電動二輪車１に搭載されたときの後側であり、以下、単に前側、後側という）には、バッテリボックス２０の床部２７に接合される平坦面６４ｂが形成されている。そして、その平坦面６４ｂの後側には、図５に示すように上面から右側面に亘って凹陥する断面矩形状の嵌合部６２ａが形成され、ここに冷却器６６が嵌め込まれるようになっている。

　上述したようにバッテリボックス２０の下面はメインフレーム８の下側のパイプ部材８０よりも下方斜め前方に飛び出しているので、その下面に取り付けた電力制御ユニット６０には前方から直接、走行風が当たって効率良く冷却される。これに加えて本実施形態では、特に発熱の大きなパワーモジュール６１については専用の冷却器６６によって冷却するようにしている。

　図５に表れているように電力制御ユニット６０のケース６２において、前記嵌合部６２ａの底はケース６２内に開口しており、この開口６２ｂを塞ぐように外方から冷却器６６が取り付けられる。一方、開口６２ｂを内方から塞ぐようにしてケース６２内には、図６にも示すようにパワーモジュール６１が配設されており、その基板６１ａに上方から前記冷却器６６の下壁（即ち、冷却器６６の筐体６７の下壁６７ｃ）が当接するとともに、両者の間には熱伝導性の高い放熱グリースが塗布されている。

　図６にのみ示すが、パワーモジュール６１の基板６１ａにはＩＧＢＴ等のパワー半導体チップ６１ｂが実装され、その裏面を上向きにして電力制御ユニット６０のケース６２の開口６２ｂに臨ませている。そして、その開口６２ｂを上方から塞ぐように取り付けられた冷却器６６がパワーモジュール６１の基板６１ａに当接して、冷却器６６内の流路６７ａ（冷却ジャケット）を流れるオイルと熱交換させるようになっている。

　すなわち、図５に表れているように冷却器６６は、電力制御ユニット６０のケース６２の嵌合部６２ａと概ね同じ大きさの筐体６７と、その上部開口を閉じる矩形板状の蓋部６８とからなり、それらは一例としてアルミ合金の成形品である。筐体６７には上部の前縁、後縁及び左側縁に沿ってフランジ６７ｂが設けられており、電力制御ユニット６０のケース６２において嵌合部６２ａの前縁、後縁及び左側縁に沿って形成された段部６２ｃに内嵌めされて、図示しないネジ等により締結される。

　つまり、冷却器６６はケース６２に着脱可能に取り付けられるので、例えばメンテナンスの際にケース６２から冷却器６６だけを取り外すことや、反対に冷却器６６は取り付けたままパワーモジュール６１の基板６１ａを取り外すことも可能で、メンテナンスがしやすい。また、例えば電動二輪車１の車重や走行用モータ３０の大きさ等によって要求される冷却能力が変化した場合に、ケース６２は共通化しながら冷却器６６だけを入れ替えて、必要十分な冷却能力を確保することができる。

　前記冷却器６６の筐体６７には、冷却用のオイルが流れる流路６７ａが形成されている。この流路６７ａは、まず、筐体６７の右前隅から左側に向かい、左端で折り返されて右側に向かい、次に右端で折り返されて再び左側に向かうというように、オイルの流れを左右に折り返しながら後側に導くラビリンス構造のものである。こうしてオイルの流れを折り返すことで流路壁面からの境界層の剥離が促され、冷却器６６による熱交換の効率が高くなる。

　そして、前記流路６７ａの入り口と出口にそれぞれ対応して、筐体６７の右側壁の前寄りと後寄りとを貫通するようにパイプ部材６９が配設されている。冷却液であるオイルにはモータユニット５０の潤滑オイルを利用しており、図１に表れているように、前寄りのパイプ部材６９にはアッパホース７２が接続されていて、オイルクーラ７０から流れてくるオイルを流路６７ａに導入する。一方、後寄りのパイプ部材６９にはリターンホース７３が接続されていて、流路６７ａから流出したオイルをモータユニット５０へと流下させる。電力制御ユニット６０はモータユニット５０の直ぐ上に配設しているので、オイルを圧送するためのオイルポンプ５２の駆動による損失は少ない。

　なお、前記したように電力制御ユニット６０のケース６２の上部に冷却器６６を配設するのではなく、例えば図７に一例を示すように、電力制御ユニット１６０のケース１６２内の下側に冷却器６６を配設してもよい。こうすれば、この電力制御ユニット１６０をモータユニット５０の上方に配設したときに、冷却器６６にオイルを圧送するオイルポンプ５２の駆動による損失を更に少なくできる。

　また、図６に表れているように、前記の如く冷却器６６の筐体６７によって塞がれる電力制御ユニット６０のケース６２の開口６２ｂは、その大きさがパワーモジュール６１の基板６１ａよりも小さくされ、該基板６１ａの一部分、より具体的にはＩＧＢＴ等のパワー半導体チップ６１ｂに対応する部分に形成されている。つまり、冷却器６６は基板６１ａ全体を冷却するのではなく、特に発熱の大きなパワー半導体チップ６１ｂを集中的に冷却するように設けられており、その分、冷却器６６を小さくし、ここを流れるオイルの流量を少なくすることができる。

　しかも、パワーモジュール６１はその基板６１ａを上に向けてケース６２内に収容され、その基板６１ａの上面が接合されている冷却器６６によって効率良く冷却されるとともに、当該基板６１ａから下方に向かって放射される熱はケース６２の壁部から放散される。つまり、バッテリボックス２０の床部２７に重ね合わされるケース６２の上部は冷却器６６によって冷却する一方、ケース６２の下部は走行風を有効利用して冷却することができる。よって、その分、更に冷却器６６を小さくすることも可能になる。

　－他の実施形態－
　上述した実施形態の説明はあくまで例示に過ぎず、本発明、その適用物またはその用途を制限するものではない。例えば前記の実施形態ではバッテリボックス２０を、電動二輪車１のメインフレーム８の傾斜に沿って斜めに配設し、その床部２７が下方斜め前方を向くようにしているが、これに限ることはない。また、バッテリボックス２０は樹脂製でなくてもよい。

　また、上述したように電力制御ユニット６０のケース６２をバッテリボックス２０の床部２７に取り付ける必要もなく、例えばバッテリボックス２０の後壁部２６に後方からケース６２を取り付けてもよい。この場合、モータユニット５０からオイルを圧送することを考慮すれば、そのモータユニット５０に近く且つできるだけ低い位置に取り付けることが好ましい。

　また、その場合には、図３，４Ａ，４Ｂを参照して上述したような構造とするのが好ましい。すなわち、電力制御ユニット６０のケース６２は、その上壁部６４がバッテリボックス２０の後壁部２６に後方から重ね合わされるように傾けて取り付けるが好ましい。こうするとケース６２の上面の平坦面６４ｂは、バッテリボックス２０の後壁部２６の平坦面に接合されることになる。

　また、前記の実施形態ではバッテリボックス２０の床部２７に設けられている膨出部２７ｂを、その後壁部２６に前方（バッテリボックス２０の内方）に向かい膨出するように設けてもよい。そして、膨出部２７ｂの裏側の窪み２７ｃに後方からケース６２の上壁部６４の台座部６４ｃが収容されるようにしてもよい。

　更に、バッテリボックス２０内でバッテリ２１の電極２１ａと電力制御ユニット６０の電極端子６３とを接続する導電体は、前記実施形態のようなバスバー２８に限定されず、例えば電線をバッテリボックス２０の床部２７から壁部に亘って敷設してもよい。

　更にまた、前記実施形態では電動二輪車１について説明したが、本発明に係る電動車両は二輪車に限らず、例えばＡＴＶ（All Terrain Vehicle:不整地走行車両)、小型運搬車等であってもよい。

　以上のように本発明に係る鞍乗型の電動車両では、蓄電装置と電力制御ユニットとの電気的な接続作業が容易に行えるとともに、高電圧ラインの長さが可及的に短くなり、しかも外部には露出しないようになるので、電動二輪車において特に有益である。

１　　　　　電動二輪車（電動車両）
２　　　　　前輪
３　　　　　後輪
５　　　　　ヘッドパイプ
８　　　　　メインフレーム
２０　　　　バッテリボックス（蓄電装置の収納ボックス）
２１　　　　バッテリ（蓄電装置）
２６　　　　バッテリボックスの後壁部（収納ボックスの後側面）
２７　　　　バッテリボックスの床部
２７ａ　　　挿入孔
２７ｂ　　　膨出部
２７ｃ　　　窪み
２８　　　　バスバー（導電体）
３０　　　　走行用モータ（電動モータ）
６０　　　　電力制御ユニット（電力制御器）
６１　　　　パワーモジュール（電気回路）
６２　　　　ケース
６３　　　　電極端子
６４ｂ　　　ケース上面の平坦面（接合面）
６４ｃ　　　台座部

Claims (11)

1. 　走行用の電動モータと、該電動モータへの供給電力を蓄える蓄電装置と、該蓄電装置から前記電動モータへの電力供給を制御する電力制御器とを備えた鞍乗型の電動車両であって、
   　前記蓄電装置の収納ボックスに外側から前記電力制御器のケースが取り付けられ、
   　前記ケースには、内部の電気回路に繋がる電極端子が当該ケースの外方に向かって突設されている一方、
   　前記収納ボックスの床部又は側壁部のいずれかには前記電極端子の挿入孔が形成され、該挿入孔に挿通されて収納ボックス内に突出する前記電極端子が導電体によって前記蓄電装置の電極に接続されていることを特徴とする鞍乗型電動車両。
2. 　前記収納ボックスが上方に開口するとともに、その床部に前記挿入孔が形成され、
   　前記収納ボックスの床部に下方から前記ケースが取り付けられて、その上面に突設された前記電極端子が前記挿入孔に挿通されている、請求項１の鞍乗型電動車両。
3. 　前記収納ボックスは、その床部が下方斜め前方を向くよう斜めに搭載されている、請求項２の鞍乗型電動車両。
4. 　車体フレームがヘッドパイプと、該ヘッドパイプから下向きに傾斜しつつ後方に延びるメインフレームとを有し、
   　前記収納ボックスは、前輪と後輪との間で前記メインフレームに沿って延びるように配設されて、その床部の下面がメインフレームの下縁よりも下方斜め前方に突出しており、
   　前記電力制御器のケースが、前記収納ボックスの床部における後寄りの部位に取り付けられている、請求項３の鞍乗型電動車両。
5. 　前記挿入孔の形成された前記床部又は側壁部のいずれかに、対向する前記ケースの対向面に向かって延び、当該対向面の周囲を取り囲むように枠部が形成されている、請求項１～４のいずれか１つの鞍乗型電動車両。
6. 　前記挿入孔の形成された前記床部又は側壁部のいずれかには、当該挿入孔の周囲を取り囲んで前記収納ボックスの内方に向かい膨出する膨出部が形成されていて、この膨出部の膨出面に前記挿入孔が開口している、請求項１～４のいずれか１つの鞍乗型電動車両。
7. 　前記ケースには、前記収納ボックスの膨出部の裏側に形成される窪みに収容されるように、外方へ向かって膨出する台座部が形成されていて、この台座部に前記電極端子が突設されている、請求項６の鞍乗型電動車両。
8. 　前記導電体は長尺状とされ、前記収納ボックスにおける床部又は側壁部の挿入孔の近傍から当該収納ボックスの上部に亘って設けられている、請求項１～７のいずれか１つの鞍乗型電動車両。
9. 　前記収納ボックスが樹脂製で車体フレームに支持されている、請求項１の鞍乗型電動車両。
10. 　前記収納ボックスの後側の側壁部に後方から前記ケースが取り付けられている、請求項１の鞍乗型電動車両。
11. 　走行用の電動モータと、この電動モータへの電力供給を制御する電力制御器とを備えた鞍乗型の電動車両における前記電力制御器の搭載構造であって、
    　前記電動モータへの供給電力を蓄える蓄電装置が収納ボックスに収納され、
    　前記収納ボックスに外側から前記電力制御器のケースが取り付けられ、
    　前記ケースには、内部の電気回路に繋がる電極端子が当該ケースの外方に向かって突設されている一方、
    　前記収納ボックスの床部又は側壁部のいずれかには前記電極端子の挿入孔が形成され、該挿入孔に挿通されて収納ボックス内に突出する前記電極端子が導電体によって前記蓄電装置の電極に接続されていることを特徴とする前記電力制御器の搭載構造。

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