(57)【要約】【課題】発電機の大型化と発電機への動力伝達ロスの抑制を共に実現しつつ、車両を車幅方向にスリム化できること。【解決手段】エンジン１１により駆動される発電機１２からの発電電力とバッテリ１３からの蓄電電力とを前輪用駆動モータ１５Ａ、後輪用駆動モータ１５Ｂへ供給することで前輪１６、後輪１７を駆動して走行する電動二輪車１０であって、車体フレーム２０におけるヘッドパイプ１９から後下がりに延びるメインフレーム２１の下方にエンジン１１が配置され、このエンジン１１のクランク軸が車両略上下方向に設定され、発電機１２がクランク軸の上部または下部に配設されてクランク軸に直接連結されて構成されたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される発電機からの発電電力とバッテリからの蓄電電力とを駆動用モータへ供給することで車輪を駆動して走行する電動二輪車であって、
車体フレームにおけるヘッドパイプから後下がりに延びるメインフレームの下方に前記エンジンが配置され、このエンジンのクランク軸が車両略上下方向に設定され、
前記発電機が前記クランク軸の上部または下部に配設されて前記クランク軸に直接連結されて構成されたことを特徴とする電動二輪車。
【請求項２】
前記メインフレームの下方に配置されたエンジンの上部に吸気口が、下部に排気口がそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電動二輪車。
【請求項３】
前記エンジンの下方に、排気口に連通するマフラが位置付けられ、このマフラが前記エンジンに懸架して構成されたことを特徴とする請求項２に記載の電動二輪車。
【請求項４】
前記メインフレーム内にエアクリーナが配設され、このエアクリーナと、このエアクリーナ及び吸気口に接続される吸気通路と、エンジンと、排気口に接続される排気通路と、この排気通路に接続されるマフラとが、車両略上下方向に順次配置されて構成されたことを特徴とする請求項２または３に記載の電動二輪車。
【請求項５】
前記メインフレームから下方へピボットフレームが延び、このピボットフレームに取付ブラケットを介してバッテリが、エンジンの下方に取り付けられて構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動二輪車。
【請求項６】
前記エンジンへ供給される燃料を貯蔵するフューエルタンクが、メインフレームの後端部に設置されて構成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載したエンジンを専ら発電用とし、モータの駆動力により車輪を駆動するシリーズハイブリッド式の電動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、車両にエンジン及びモータが搭載され、エンジンの動力とモータの動力とを走行状況によって切り換えるパラレルハイブリッド式の電動二輪車が開示されている。
【０００３】
また、特許文献３には、エンジンにより発電機を駆動して電力を発生し、この発電機からの発電電力とバッテリからの蓄電電力とをモータへ供給することで、モータの駆動力により車輪を駆動するシリーズハイブリッド式の電動二輪車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１６８１２号公報
【特許文献２】特開２００７−１４３９号公報
【特許文献３】特開２００１−１０６１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１及び２に記載のパラレルハイブリッド式の電動二輪車では、動力源（エンジン、モータ）を切り換える切換装置が必要になるため、構造が複雑化するなどの課題である。
【０００６】
また、特許文献３に記載のシリーズハイブリッド式の電動二輪車では、クランク軸が車体幅方向を向くようにエンジンが搭載され、且つクランク軸の回転力がチェーンやベルト、ギア等の動力伝達機構を介して発電機へ伝達されている。
【０００７】
このように特許文献３に記載の電動二輪車では、クランク軸が車幅方向を向いているので、クランク軸の軸長に制約されて、車両を車幅方向にスリム化できない恐れがある。また、エンジンのクランク軸と発電機との間に動力伝達機構が介在されるので、発電機を大型化しても、動力伝達ロスが発生して効率的に発電できない恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、発電機の大型化と発電機への動力伝達ロスの抑制を共に実現しつつ、車両を車幅方向にスリム化できる電動二輪車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電動二輪車は、エンジンにより駆動される発電機からの発電電力とバッテリからの蓄電電力とを駆動用モータへ供給することで車輪を駆動して走行する電動二輪車であって、車体フレームにおけるヘッドパイプから後下がりに延びるメインフレームの下方に前記エンジンが配置され、このエンジンのクランク軸が車両略上下方向に設定され、前記発電機が前記クランク軸の上部または下部に配設されて前記クランク軸に直接連結されて構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンジンのクランク軸が車両略上下方向に設定され、発電機がクランク軸の上部または下部に配設されたので、発電機を大型化しても発電機が車幅方向に張り出すことがない。従って、発電機を大型化しつつ、車両を車幅方向にスリム化できる。更に、発電機がエンジンのクランク軸に直接連結されたので、発電機への動力伝達ロスを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る電動二輪車の一実施形態を示す左側面図。
【図２】図１の車体フレームを示す左側面図。
【図３】図１のエンジン及び発電機等を斜め右後方から目視して示す斜視図。
【図４】図２のメインフレームの前端部を示す縦断面図。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のそれぞれは、図２のＶＡ−ＶＡ線、ＶＢ−ＶＢ線、ＶＣ−ＶＣ線のそれぞれに沿う断面図。
【図６】図１のエアクリーナ等の構造を示す断面図。
【図７】図１及び図３のエンジンの内部構造を示し、ＯＨＣ形式の動弁機構の場合を示す斜視図。
【図８】図１及び図３のエンジンの内部構造を示し、ＯＨＶ形式の動弁機構の場合を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る電動二輪車の一実施形態を示す左側面図である。本実施形態において、前後、左右、上下の表現は、車両乗車時の運転者を基準にしたものである。
【００１３】
この図１に示す電動二輪車１０は、エンジン１１により駆動される発電機１２からの電力（発電電力）とバッテリ１３からの電力（蓄電電力）とをインバータ１４を経て駆動モータ１５（前輪用駆動モータ１５Ａ、後輪用駆動モータ１５Ｂ）へ供給することで前輪１６及び後輪１７を駆動して走行するものであり、エンジン１１を発電のみに用いる所謂シリーズハイブリッド式の電動二輪車である。
【００１４】
一般に、シリーズハイブリッド式電動車両は、エンジンの動力とモータの動力とを走行状況によって切り換えて使用するパラレルハイブリッド式電動車両に比べ、動力切換装置が不要になるので構造を簡素化できる。また、シリーズハイブリッド式電動車両は、バッテリからの電力が減少したときにエンジンを稼働させて発電しながら走行できるため、小容量のバッテリであっても走行距離を延ばすことができる。これらの点から、シリーズハイブリッド式電動車両は自動二輪車、特に車体容積が小さな小型の自動二輪車に有効である。
【００１５】
図１に示すシリーズハイブリッド式の電動二輪車１０は、図２に示すように、前端部にヘッドパイプ１９を備える車体フレーム２０を有する。この車体フレーム２０は、前記ヘッドパイプ１９のほかに、メインフレーム２１及びピボットフレーム２２を備える。
【００１６】
図１に示すように、ヘッドパイプ１９にはステアリングブラケット２３が枢支され、このステアリングブラケット２３にフロントサスペンション２４及びハンドルバー２５などが取り付けられる。フロントサスペンション２４の下端部に前輪用駆動モータ１５Ａが設置され、この前輪用駆動モータ１５Ａのモータ軸に前輪１６が取り付けられる。これにより、ハンドルバー２５を左右に操舵することで、ステアリングブラケット２３及びフロントサスペンション２４を介して前輪１６が左右に操舵される。また、フロントサスペンション２４には、前輪１６の上方を覆うフロントフェンダ２６が固定されている。
【００１７】
メインフレーム２１は、図２に示すように、ヘッドパイプ１９の後部面から車両斜め下方へ延出される。このメインフレーム２１の後半部２１Ｂに、左右一対のピボットフレーム２２が結合され、これらのピボットフレーム２２はメインフレーム２１の後半部２１Ｂから下方へ延びる。
【００１８】
図１及び図２に示すように、左右一対のピボットフレーム２２にはピボット軸２７が架設され、このピボット軸２７にスイングアーム２８が車両上下方向に枢支される。このスイングアーム２８の後端部に後輪用駆動モータ１５Ｂが設置され、この後輪用駆動モータ１５Ｂのモータ軸に後輪１７が取り付けられる。また、スイングアーム２８とピボットフレーム２２との間にリアクションユニット２９が介在されて、後輪１７及びスイングアーム２８の車両上下方向の揺動が緩衝される。
【００１９】
また、ピボットフレーム２２の前部にバッテリ取付ブラケット３０が固定され、このバッテリ取付ブラケット３０を介してバッテリ１３がピボットフレーム２２に取り付けられる。このバッテリ１３は、後述の如くメインフレーム２１の前半部２１Ａの下方に配置されたエンジン１１の下方に位置づけられて、ピボットフレーム２２取り付けられる。
【００２０】
また、ピボットフレーム２２には、バッテリ１３の上方にインバータ１４が取り付けられる。このインバータ１４は、バッテリ１３または発電機１２から前輪用駆動モータ１５Ａ及び後輪用駆動モータ１５Ｂへ供給される電力の周波数を調整して前輪駆動用モータ１５Ａ及び後輪駆動用モータ１５Ｂの回転数を制御し、前輪１６及び後輪１７を所望の回転数で回転させる。
【００２１】
図２に示すように、メインフレーム２１の後半部２１Ｂには、エンジン１１へ供給される燃料を貯蔵するためのフューエルタンク３１が設置される。また、図１に示すように、メインフレーム２１の前半部２１Ａの後部からフューエルタンク３１に至る領域に、乗員が着座する着座シート３２が配置される。この着座シート３２に作用する荷重は、メインフレーム２１及びフューエルタンク３１によって支持される。尚、図１及び図２中の符号３３は、フューエルタンク３１に取り付けられたグラブバーである。
【００２２】
さて、図１に示すように、エンジン１１はメインフレーム２１の前半部２１Ａの下方に配置される。つまり、図２、図４及び図５に示すように、メインフレーム２１の前半部２１Ａは断面逆Ｕ字形状に形成され、この前半部２１Ａにエンジン後マウントブラケット３５が例えば一体成形され、エンジン前マウントブラケット３４が例えば別体に成形されて結合される。図１及び図３に示すように、これらのエンジン前マウントブラケット３４、エンジン後マウントブラケット３５のそれぞれにエンジン前マウント３６、エンジン後マウント３７を介してエンジン１１が懸架される。これにより、エンジン１１はメインフレーム２１の前半部２１Ａの下方に配置される。
【００２３】
このとき、エンジン１１のクランク軸４１（図７、図８）の中心軸線Ａ（図３）と、吸・排気系機器７０（後述）の中心軸線Ｂとは略平行で、共に車両略上下方向に設定される。そして、エンジン１１のクランク軸４１の上部または下部、本実施形態では上部に発電機１２が配設され、この発電機１２はクランク軸４１に直接連結される。上述の如く、エンジン１１のクランク軸４１が車両略上下方向に設定され、且つこのクランク軸４１の上部または下部に発電機１２が配設されたことで、エンジン１１及び発電機１２の車幅方向への張り出しが抑制される。
【００２４】
ここで、エンジン１１は、図７及び図８に示すように、シリンダブロック３８内にピストン３９が往復運動可能に配設され、このピストン３９にコンロッド４０を介してクランク軸４１が、クランクケース４２内で回転運動可能に配設される。ピストン３９の上方には燃焼室４３がシリンダヘッド４４に形成される。このシリンダヘッド４４には、燃焼室４３に連通する吸気ポート４５及び排気ポート４６が形成されると共に、先端を燃焼室４３に臨ませて点火プラグ４７が設置される。
【００２５】
吸気ポート４５、排気ポート４６のそれぞれの開閉は吸気バルブ４８、排気バルブ４９によってなされ、これらのバルブは、図７ではＯＨＣ（オーバーヘッドカムシャフト）式の動弁機構５０により駆動され、図８ではＯＨＶ（オーバーヘッドバルブ）式の動弁機構５１により駆動される。
【００２６】
ＯＨＣ式の動弁機構５０（図７）では、クランク軸４１に設けられたカムドライブギア５２の回転力がタイミングベルト５５等を介して、カム軸５３に設けられたカムドリブンギア５４へ伝達され、このカム軸５３に形成された吸気カム５６、排気カム５７のそれぞれの回転が吸気側ロッカアーム５８、排気側ロッカアーム５９のそれぞれを経て吸気バルブ４８、排気バルブ４９を開閉駆動する。
【００２７】
ＯＨＶ式の動弁機構５１（図８）では、クランク軸４１に設けられたカムドライブギア６０の回転力が、カム軸５３に設けられたカムドリブンギア６１へ伝達され、このカムドリブンギア６１に形成された吸気カム５６、排気カム５７のそれぞれの回転が吸気側プッシュロッド６２、排気側プッシュロッド６３をそれぞれ経て、吸気側ロッカアーム６４、排気側ロッカアーム６５へそれぞれ伝達され、これらの吸気側ロッカアーム６４、排気側ロッカアーム６５が吸気バルブ４８、排気バルブ４９をそれぞれ開閉駆動する。
【００２８】
これらの動弁機構５０及び５１では、クランク軸４１の中心軸線Ａと、吸気側ロッカアーム５８、６４の中心軸線Ｃ１及び排気側ロッカアーム５９、６５の中心軸線Ｃ２とが、９０°異なる方向に設定されている。このため、吸気ポート４５、排気ポート４６がシリンダヘッド４４の外表面にそれぞれ形成する吸気口６６、排気口６７それぞれの中心を通る中心線、即ち吸・排気系機器７０の中心軸線Ｂ（図３）は、クランク軸４１の中心軸線Ａと略平行に設定される。
【００２９】
従って、図１及び図３に示すように、メインフレーム２１に懸架されてクランク軸４１が車両略上下方向に設定されたエンジン１１では、吸気口６６が例えばエンジン１１の上部（シリンダヘッド４４の上面）に、排気口６７が例えばエンジン１１の下部（シリンダヘッド４４の下面）にそれぞれ設けられることになる。
【００３０】
前記吸・排気系機器７０は、吸気系機器７１と排気系機器７２を有してなる。吸気系機器７１は、エンジン１１の吸気口６６に接続される吸気通路としてのインレットチューブ７３と、このインレットチューブ７３に設置されて吸気量を調整するスロットルボディ７４と、インレットチューブ７３に設置されて吸気に燃料を噴射するフューエルインジェクタ７５と、インレットチューブ７３にアウトレットチューブ７６を介して接続されるエアクリーナ７７と、を有して構成される。
【００３１】
また、エアクリーナ７７は、図１、図５（Ａ）及び図６に示すように、メインフレーム２４の前半部２１Ａ内に収容される。このエアクリーナ７７は、エアクリーナボックス７７Ａ内にエアフィルタ７７Ｂが配設されて構成される。このエアフィルタ７７Ｂは、図５（Ｂ）及び図６に示すように、メインフレーム２１の前半部２１Ａに形成されたメンテナンス口７８を通過してエアクリーナボックス７７Ａ内に取り付けられ、またはエアクリーナボックス７７Ａ内から引き出される。尚、図６中の符号７９はエアクリーナボックス７７Ａの外気取入口である。
【００３２】
また、排気系機器７２は、図１及び図３に示すように、エンジン１１の排気口６７に接続される排気通路としてのエキゾーストチューブ８０と、このエキゾーストチューブ８０に接続されたマフラ８２とを有して構成される。マフラ８２は、エキゾーストチューブ８０を介してエンジン１１の排気口６７に連通する。更に、このマフラ８２は、マフラ８２に形成されたマフラブラケット８３を用いてエンジン１１のシリンダヘッド４４に懸架されて、エンジン１１の下方に配置される。
【００３３】
上述の吸・排気系機器７０のうち、エアクリーナ７７と、アウトレットチューブ７６及びインレットチューブ７３と、エンジン１１のシリンダヘッド４４と、エキゾーストチューブ８０と、マフラ８２とは吸・排気系機器７０の中心軸線Ｂ上に位置づけられて、車両略上下方向に上方から下方へ順次配置される。これにより、吸・排気系機器７０が車両幅方向に張り出すことが抑制される。
【００３４】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（４）を奏する。
（１）エンジン１１のクランク軸４１が車両略上下方向に設定され、発電機１２がクランク軸４１の上部または下部に配設されたので、発電機１２を大型化しても発電機１２が車幅方向に張り出すことがない。従って、発電機１２を大型化しつつ、電動二輪車１０を車幅方向にスリム化できる。
【００３５】
また、吸・排気系機器７０のうち、エアクリーナ７７と、アウトレットチューブ７６及びインレットチューブ７３と、エンジン１１のシリンダヘッド４４と、エキゾーストチューブ８０と、マフラ８２とが車両略上下方向に配置されたので、この吸・排気系機器７０は車幅方向に張り出すことがない。この点からも電動二輪車１０を車幅方向にスリム化できる。
【００３６】
このように電動二輪車１０が車幅方向にスリム化されることで、車両走行時、特に悪路走行時の走行制御性を向上させることができ、また、車両停車時に足付性を向上させることができ、更に、電動二輪車１０を押して歩くときの取回性が向上する。
【００３７】
（２）発電機１２がエンジン１１のクランク軸４１に直接連結されたので、エンジン１１のクランク軸４１と発電機１２とがギアやベルト、チェーンなどにより動力伝達される場合に比べ、発電機１２への動力伝達ロスを抑制できる。
【００３８】
（３）メインフレーム２１の下方にエンジン１１が配置され、メインフレーム２１から下方へ延びたピボットフレーム２２に重量の大きなバッテリ１３が取り付けられ、このバッテリ１３がエンジン１１の下方に配置されたので、電動二輪車１０の操縦安定性を確保できる。また、バッテリ１３の交換時に、このバッテリ１３を電動二輪車１０の高い位置まで持ち上げる必要がないので、バッテリ１３の交換作業を容易化できる。
【００３９】
（４）燃料を貯蔵するフューエルタンク３１がメインフレーム２１の後端部に設置されたので、メインフレーム２１及びフューエルタンク３１を用いて着座シート３２に作用する荷重を支持することができ、フューエルタンク３１に車体フレーム２０の機能を発揮させることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  電動二輪車
１１  エンジン
１２  発電機
１３  バッテリ
１４  インバータ
１５  駆動モータ
１５Ａ  前輪用駆動モータ
１５Ｂ  後輪用駆動モータ
１６  前輪
１７  後輪
１９  ヘッドパイプ
２０  車体フレーム
２１  メインフレーム
２２  ピボットフレーム
３０  バッテリ取付ブラケット
３１  フューエルタンク
４１  クランク軸
６６  吸気口
６７  排気口
７０  吸・排気系機器
７３  インレットチューブ（吸気通路）
７６  アウトレットチューブ（吸気通路）
７７  エアクリーナ
８０  エキゾーストチューブ（排気通路）
８２  マフラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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