JP2016203954A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】乗り心地やバッテリ容量を損なうことなくコンパクト化を図ることが可能な電動車両を提供する。
【解決手段】電動車両１は、車体フレーム２と、車体フレーム２にピボット軸６を介して上下方向に揺動可能に支持されるスイングアーム７と、スイングアーム７に支持される後輪８と、電動モータ３１と、電動モータ３１の駆動力が伝達される出力軸３５と、出力軸３５から出力される駆動力を後輪８へ伝達する無端状の伝達部材７２と、電動モータ３１に電力を供給するバッテリ２３と、バッテリ２３を収容するバッテリケース２０と、を備える。出力軸３５は、側面視においてバッテリケース２０の下端よりも下方かつ後端よりも前方に位置する。車体フレーム２又は車体フレーム２に対して固定された部材には、伝達部材７２に接触し、伝達部材７２の上方への移動を規制する移動規制部材９が取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両に関する。

特許文献１には、バッテリを収容するバッテリケースを前後方向の中央付近に有する電動二輪車が開示されている。この電動二輪車は、一般の自動二輪車と同様、車体フレームに対して揺動可能に支持されたスイングアームを有しており、チェーン等の無端状の伝達部材を介して後輪に駆動力を伝達している。

国際公開第２０１３／０６１４８４号

ところで、特許文献１のような電動二輪車では、スイングアームの上下動に伴う伝達部材の移動範囲を確保するために、バッテリケースを伝達部材から前方又は上方に遠ざけてクリアランスを確保する必要があり、コンパクトに設計することが困難である。現に、特許文献１では、バッテリケースがモータケースに対して前方にずれるように配置されており、このために車両前後長が比較的長くなっている。

一方で、サスペンションの伸縮量を制限してスイングアームの移動範囲を制限することで、バッテリケースと伝達部材のクリアランスを確保することも考えられるが、この場合、乗り心地を損なうおそれがある。また、バッテリケースを小さくすることで、バッテリケースと伝達部材のクリアランスを確保することも考えられるが、この場合、バッテリ容量の減少、ひいては走行距離の減少を招いてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、乗り心地やバッテリ容量を損なうことなくコンパクト化を図ることが可能な電動車両を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の電動車両は、車体フレームと、前記車体フレームにピボット軸を介して上下方向に揺動可能に支持されるスイングアームと、前記スイングアームに支持される後輪と、電動モータと、前記電動モータの駆動力が伝達される出力軸と、前記出力軸から出力される駆動力を前記後輪へ伝達する無端状の伝達部材と、前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリを収容するバッテリケースと、を備える。前記出力軸は、側面視において前記バッテリケースの下端よりも下方かつ後端よりも前方に位置する。前記車体フレーム又は前記車体フレームに対して固定された部材には、前記伝達部材に接触し、前記伝達部材の上方への移動を規制する移動規制部材が取り付けられる。

本発明によると、出力軸が側面視においてバッテリケースの下端よりも下方かつ後端よりも前方に位置する場合であっても、移動規制部材が設けられることによってバッテリケースと伝達部材の接触を抑制することが可能である。このため、乗り心地やバッテリ容量を損なうことなくコンパクト化を図ることが可能である。

本発明の一実施形態に係る電動車両の側面図である。 電動車両の要部を拡大した側面図である。 電動車両の要部を拡大した斜視図である。 電動車両の要部を切断した断面図である。

本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両１の側面図である。図２は、電動車両１のピボット軸６の近傍を拡大した側面図である。図３は、電動車両１のピボット軸６の近傍を左後方から見た斜視図である。図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線で切断したときの断面図である。各図中に示されるＸ１とＸ２は前方と後方を表し、Ｙ１とＹ２は左方と右方を表し、Ｚ１とＺ２は上方と下方を表している。

各図では、サスペンション７４が最圧縮状態のときのスイングアーム７と後輪８を示している。また、図１では、サスペンション７４が無負荷状態のときのスイングアーム７と後輪８を二点鎖線で示している。

電動車両１は、例えば鞍乗型電動車両である。以下では、鞍乗型電動車両の一例としての電動二輪車について説明する。これに限定されず、電動車両１は、例えば不整地走行車両などの電動四輪車であってもよい。

電動車両１は、例えばモノコック形式の車体フレーム２を備えている。車体フレーム２の前部に設けられたヘッドパイプ２１には、フロントフォーク３が左右方向に回転可能に支持されている。フロントフォーク３の下部には前輪４が支持されており、フロントフォーク３の上部には操舵のためのハンドル５が設けられている。車体フレーム２の下部に設けられたピボット軸６には、スイングアーム７が上下方向に揺動可能に支持されている。スイングアーム７の後部には後輪８が支持されている。

電動車両１は、後輪８を駆動する駆動力を発生する動力源としての電動モータ３１と、電動モータ３１に電力を供給するエネルギー源としてのバッテリ２３とを備えている。バッテリ２３としては、例えばリチウムイオン電池が好適である。電動モータ３１の駆動力は、減速機３３により減速されて出力軸３５に伝達され、出力軸３５からチェーン又はベルト等の伝達部材７２を介して後輪８に伝達される。

バッテリ２３は、シート２９の下方に設けられたバッテリケース２０に収容されている。バッテリケース２０は、車体フレーム２の一部として構成されている。バッテリケース２０は、上方に向かって開放された箱状に形成されており、その上部には開閉可能なカバー２５が取り付けられている。シート２９が取り外され、カバー２５が開放されたときに、バッテリケース２０の内側にアクセス可能となる。

本実施形態では、バッテリ２３は、バッテリケース２０から取り外されてから外部の充電器によって充電される。また、本実施形態では、複数のバッテリ２３がバッテリケース２０に収容されている。一つ当たりのバッテリ２３のサイズ及び重量は、人手での持ち運びに適したものとなるように設計されている。これにより、バッテリ２３の人手での持ち運びやすさと、電動車両１の走行に必要な出力及び容量の確保とを両立させている。

バッテリケース２０の後方には、上リアフレーム２７，下リアフレーム２８が配置されている。上リアフレーム２７は、バッテリケース２０の後面の上部に連結されており、下リアフレーム２８は、バッテリケース２０の後面の下部に連結されている。より詳しくは、下リアフレーム２８は、後述する移動規制部材９のアーム９２を介してバッテリケース２０に連結されている。これに限定されず、下リアフレーム２８は、バッテリケース２０に直接的に連結されてもよいし、他のフレーム部材に連結されてもよい。

バッテリケース２０の下方には、電動モータ３１、減速機３３及び出力軸３５を収容するモータケース３０が配置されている。モータケース３０には、バッテリ２３から電動モータ３１に供給される電力を制御するモータ制御ユニット３９も収容されている。電動モータ３１はモータケース３０の前後方向の中央に位置しており、モータ制御ユニット３９は電動モータ３１の前方に位置しており、出力軸３５は電動モータ３１の後方に位置している。バッテリケース２０とモータケース３０は、例えばアルミニウム、鉄、マグネシウム又はそれらの合金などでできている。

モータケース３０は、上方に向かって開放された箱状に形成されており、バッテリケース２０の下端に連結されている。具体的には、モータケース３０の上縁は、バッテリケース２０の下縁に対応する形状を有しており、バッテリケース２０の下縁とモータケース３０の上縁とが互いに合わせられ、バッテリケース２０の内側でネジ２０３によって締結されている。これによると、モータケース３０に収容される電動モータ３１等が全てバッテリケース２０の下方に配置されるので、電動車両１の前後方向のコンパクト化を図ることが可能である。

図１及び図２に示されるように、出力軸３５は、側面視においてバッテリケース２０の下端よりも下方かつ後端よりも前方に位置している。モータケース３０の外側に露出した出力軸３５の左方の端部には、出力軸３５の駆動力をチェーン又はベルト等の無端状の伝達部材７２に伝達するための、スプロケット又はプーリ等の駆動側回転部材３７が取り付けられている。

モータケース３０の左側面と右側面には、一対のブラケット６１が取り付けられており、左右一対のブラケット６１の間かつモータケース３０の後方にピボット軸６が配置されている。ブラケット６１は、後方に向かって凸の略Ｕ字状に形成されており、上部と下部がモータケース３０の側面にネジ等によって固定され、後方に突出した部分にピボット軸６が連結されている。また、ブラケット６１の下部には、フットレスト６３が取り付けられている。

図１及び図２に示されるように、ピボット軸６も、出力軸３５と同様、側面視においてバッテリケース２０の下端よりも下方かつ後端よりも前方に位置している。ピボット軸６は、側面視において出力軸３５の後方に位置しており、ブラケット６１の上部と下部は、側面視において出力軸３５を上下に挟み込むように位置している。また、モータケース３０の左側面に取り付けられるブラケット６１は、駆動側回転部材３７と伝達部材７２よりも左方に位置している。

ピボット軸６には、スイングアーム７の前端が回転可能に支持されており、スイングアーム７は、ピボット軸６を中心に上下方向に揺動可能となっている。車体フレーム２とスイングアーム７の間にはサスペンション７４が介在している。本実施形態では、サスペンション７４は、バッテリケース２０の後方で上下方向に伸縮可能とされ、その上端は上リアフレーム２７に連結され、その下端はリンク７８を介してスイングアーム７に連結されている。

無端状の伝達部材７２は、出力軸３５に取り付けられた駆動側回転部材３７と、後輪８に設けられたスプロケット又はプーリ等の従動側回転部材８１とに巻き掛けられている。出力軸３５の駆動力は、出力軸３５に取り付けられた駆動側回転部材３７から伝達部材７２に伝達され、伝達部材７２から従動側回転部材８１に伝達され、その結果、後輪８が回転する。伝達部材７２は、スイングアーム７と一緒に上下方向に揺動する。

図２及び図４に示されるように、伝達部材７２は、バッテリケース２０の左後下部の下方を通るように配置されている。本実施形態では、伝達部材７２の左右方向の全部が、平面視においてバッテリケース２０と重なっている。これにより、電動車両１を左右方向にコンパクトにすることが可能である。これに限定されず、伝達部材７２の左右方向の一部のみが、平面視においてバッテリケース２０と重なってもよい。

また、モータケース３０の左後上部には、下方かつ左方に向かって開放された凹部３０ａが形成されており、伝達部材７２は凹部３０ａの内側に位置している。凹部３０ａは、モータケース３０に伝達部材７２が接触しないように形成されている。具体的には、凹部３０ａは、後述する移動規制部材９の接触部９４に接触するまで上方に移動した伝達部材７２が、凹部３０ａの上方の部分と接触しないように形成されている。凹部３０ａの上方の部分は、バッテリケース２０の左後下端と接合される接合部３０ｃである。

ピボット軸６には、スイングアーム７を上下方向に挟む略Ｕ字状のシールガード７６も上下方向に揺動可能に支持されている。シールガード７６は、ピボット軸６に回転可能に支持されるリング状の軸部７６５から上下に分かれて後方に延びる一対のアーム７６１，７６３を備えている。アーム７６１，７６３は、スイングアーム７のピボット軸６に近い部分の上面と下面をそれぞれ覆っており、伝達部材７２がスイングアーム７に直接接触しないようにしている。

シールガード７６の下方には、伝達部材７２の弛みを抑制するためのチェーンローラ６５が配置されている。チェーンローラ６５は、側面視においてピボット軸６の後下方に位置しており、ブラケット６７を介してモータケース３０に固定されている。チェーンローラ６５は、スイングアーム７が出力軸３５とピボット軸６を結ぶ直線上又はその近傍にあるときに伝達部材７２に接触して張力を与える。スイングアーム７が最上位置（サスペンション７４が最圧縮状態となる位置）に向かう途中で、チェーンローラ６５は伝達部材７２から離れる。

本実施形態では、上述したように出力軸３５が側面視においてバッテリケース２０の下端よりも下方かつ後端よりも前方に位置している。このため、スイングアーム７と一緒に上下方向に揺動する伝達部材７２とバッテリケース２０の左後下端との間にクリアランスを確保する必要がある。しかし、電動車両１の前後長をコンパクトにしようとするほど、容量確保のためバッテリ２３を前後方向に大きくしようとするほど、又は低重心化のためバッテリ２３を下方に配置しようとするほど、このクリアランスは小さくなる傾向がある。

そこで、本実施形態では、以下に説明する移動規制部材９を設けることによって、上下方向に揺動する伝達部材７２が、バッテリケース２０の左後下端又はこれに接合されるモータケース３０の接合部３０ｃに接触することを抑制している。なお、以下の説明では、バッテリケース２０の左後下端の下方に接合されるモータケース３０の接合部３０ｃに着目して説明する。

移動規制部材９は、車体フレーム２に取り付けられるアーム９２と、アーム９２に支持される接触部９４と、を備えている。接触部９４は、例えばアーム９２の下端に回転可能に支持されるチェーンローラである。これに限定されず、接触部９４は、例えばアーム９２の下端に固定されるチェーンスライダーであってもよい。接触部９４は、例えばゴム製である。

アーム９２は、下リアフレーム２８の前端部に取り付けられており、そこから下方に延びている。アーム９２は、バッテリケース２０の後面の下部にも取り付けられており、下リアフレーム２８とバッテリケース２０の間に介在している。具体的には、アーム９２の上端部が、下リアフレーム２８の前端部に溶接等によって固定されており、アーム９２の中途部が、バッテリケース２０の後面の下部に設けられたブラケット２０１にネジ等によって固定されている。アーム９２は、車体フレーム２又は車体フレーム２に対して固定された部材に取り付けられる。すなわち、アーム９２は、車体フレーム２に対して揺動しない部材に取り付けられていればよい。

アーム９２が取り付けられる位置は、接触部９４が伝達部材７２とモータケース３０の接合部３０ｃとの接触を抑制可能な位置であれば、特に限定されない。例えば、アーム９２は、下リアフレーム２８の中途部や後端部に取り付けられてもよいし、上リアフレーム２９に取り付けられてもよいし、単独でバッテリケース２０に取り付けられてもよい。また、バッテリケース２０が車体フレーム２の一部を構成しない場合に、アーム９２がバッテリケース２０に取り付けられてもよい。

接触部９４は、伝達部材７２に接触することで、伝達部材７２の上方への移動を局所的に規制しており、これによって、伝達部材７２とモータケース３０の接合部３０ｃとの接触を抑制している。

接触部９４は、バッテリケース２０の後端よりも後方の位置で伝達部材７２に接触する。接触部９４は、バッテリケース２０の後端よりも後方かつ後輪８よりも前方に位置する。伝達部材７２とモータケース３０の接合部３０ｃとの接触を抑制するには、接触部９４は、バッテリケース２０の後端の近傍に位置する方がより好ましい。例えば、接触部９４は、シールガード７６の後端よりも前方に位置してもよいし、側面視においてサスペンション７４と重複するように配置されてもよい。なお、接触部９４は、バッテリケース２０の後端よりも前方かつ下端よりも下方に位置してもよいが、低重心化を図る上ではバッテリケース２０の後端よりも後方に位置する方が好ましい。

接触部９４は、少なくともスイングアーム７が最上位置（サスペンション７４が最圧縮状態となる位置）にあるときに、伝達部材７２と接触する。例えば、接触部９４は、スイングアーム７が最上位置又はその近傍にあるときにのみ伝達部材７２と接触し、スイングアーム７がそれよりも下方にあるときには伝達部材７２と接触しない。これによると、サスペンション７４に比較的大きな負荷が掛からない通常時において、接触部９４が伝達部材７２と接触しないので、接触部９４の摩耗を抑制することが可能である。これに限定されず、通常時においても接触部９４が伝達部材７２と接触してよい。

接触部９４は、スイングアーム７が上方に向かって移動する途中にモータケース３０の接合部３０ｃよりも先に伝達部材７２に接触するように配置されている。例えば、接触部９４は、出力軸３５（若しくは駆動側回転部材３７の上端）を中心とする周方向においてモータケース３０の接合部３０ｃよりも下方に位置している。また、接触部９４は、スイングアーム７が上方に向かって移動する際にバッテリケース２０よりも先に伝達部材７２に接触する限り、バッテリケース２０の下端よりも上方に位置してもよい。

さらに、接触部９４は、チェーンローラ６５と同時に伝達部材７２に接触しないことが好ましい。すなわち、スイングアーム７が上方に向かって移動する際に、チェーンローラ６５が伝達部材７２から離れた後に、接触部９４が伝達部材７２に接触することが好ましい。これによると、チェーンローラ６５と接触部９４が同時に伝達部材７２に接触して、伝達部材７２の張力が過度に高まることを抑制することが可能である。

以上に説明したように、本実施形態では、移動規制部材９を設けることで伝達部材７２とモータケース３０の接合部３０ｃとの接触を抑制しており、これにより、レイアウトの自由度を向上させることが可能である。すなわち、伝達部材７２とモータケース３０の接合部３０ｃとの接触に制約されることなく、電動車両１の前後長をコンパクトにすることが可能であるし、容量確保のためバッテリ２３を前後方向に大きくすることも可能であるし、低重心化のためバッテリ２３を下方に配置することが可能である。また、スイングアーム７の移動範囲を制限する必要もない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。

１ 電動車両、２ 車体フレーム、３ フロントフォーク、４ 前輪、５ ハンドル、６ ピボット軸、７ スイングアーム、８ 後輪、９ 移動規制部材、２０ バッテリケース、２１ ヘッドパイプ、２３ バッテリ、２５ カバー、２７，２８ リアフレーム、２９ シート、２０１ ブラケット、２０３ ネジ、３０ モータケース、３０ａ 凹部、３０ｃ 接合部、３１ 電動モータ、３３ 減速機、３５ 出力軸、３７ 駆動側回転部材、３９ モータ制御ユニット、６１ ブラケット、６３ フットレスト、６５ チェーンローラ、６７ ブラケット、７２ 伝達部材、７４ サスペンション、７６ シールガード、７６１，７６３ アーム、７６５ 軸部、７８ リンク、８１ 従動側回転部材、９２ アーム、９４ 接触部。

Claims (10)

1. 車体フレームと、
   前記車体フレームにピボット軸を介して上下方向に揺動可能に支持されるスイングアームと、
   前記スイングアームに支持される後輪と、
   電動モータと、
   前記電動モータの駆動力が伝達される出力軸と、
   前記出力軸から出力される駆動力を前記後輪へ伝達する無端状の伝達部材と、
   前記電動モータに電力を供給するバッテリと、
   前記バッテリを収容するバッテリケースと、
   を備え、
   前記出力軸は、側面視において前記バッテリケースの下端よりも下方かつ後端よりも前方に位置し、
   前記車体フレーム又は前記車体フレームに対して固定された部材には、前記伝達部材に接触し、前記伝達部材の上方への移動を規制する移動規制部材が取り付けられる、
   電動車両。
2. 前記ピボット軸は、側面視において前記バッテリケースの下端よりも下方かつ後端よりも前方に位置する、
   請求項１に記載の電動車両。
3. 前記伝達部材と前記バッテリケースは、平面視において少なくとも部分的に重なる、
   請求項１に記載の電動車両。
4. 前記移動規制部材は、前記バッテリケースの後端よりも後方の位置で前記伝達部材に接触する、
   請求項１に記載の電動車両。
5. 前記車体フレームと前記スイングアームの間に介在するサスペンションを備え、
   少なくとも前記サスペンションが最圧縮状態のときに、前記移動規制部材が前記伝達部材に接触する、
   請求項１に記載の電動車両。
6. 前記移動規制部材は、前記出力軸を中心とする周方向において前記バッテリケースよりも下方に位置する、
   請求項１に記載の電動車両。
7. 前記車体フレームは、前記バッテリケースの後方から後斜め上方に延びるリアフレームを含み、
   前記移動規制部材は、前記リアフレームの前端部に取り付けられる、
   請求項１に記載の電動車両。
8. 前記移動規制部材は、前記バッテリケースに取り付けられる、
   請求項１に記載の電動車両。
9. 前記電動モータを収容するモータケースを備え、
   前記バッテリケースの下縁と前記モータケースの上縁とが合わせられる、
   請求項１に記載の電動車両。
10. 前記電動モータを収容するモータケースを備え、
    前記モータケースには、少なくとも下方に向かって開放された凹部が形成され、
    前記伝達部材は、前記凹部の内側に位置する、
    請求項１に記載の電動車両。

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