(57)【要約】【課題】簡単な構造で発電機の冷却が可能で、さらにエンジンや発電機の振動を低減し、簡単に組み付けることが可能である。【解決手段】エンジン１０によって発電機１３を駆動し、この発電機１３の発電電力で駆動モータ１８を駆動して走行する電動車両であって、エンジン１０のクランク軸１０ｂと発電機１３のロータ軸１３ａとを、それぞれの軸端を対向させて連結し、クランク軸１０ｂにエンジン冷却ファン８０を設け、エンジン冷却ファン８０を覆うエンジン冷却ファンカバー８１に発電機１３を取り付けている。【選択図】図５
2005132284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって発電機を駆動し、この発電機の発電電力で駆動モータを駆動して走行する電動車両であって、
前記エンジンのクランク軸と前記発電機のロータ軸とを、それぞれの軸端を対向させて連結し、
前記クランク軸にエンジン冷却ファンを設け、
前記エンジン冷却ファンを覆うエンジン冷却ファンカバーに前記発電機を取り付けたことを特徴とする電動車両。
【請求項２】
前記連結したエンジンと発電機を揺動可能に車体に吊り下げ、ストッパーを車体に当接して支持したことを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンによって発電機を駆動し、この発電機の発電電力で駆動モータを駆動して走行する電動車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動車両の一つとして、駆動輪を駆動する駆動モータに給電するバッテリに走行中に充電するエンジン駆動式の発電機を搭載したハイブリッド式電動車両があり、この電動車両は発電機の発電電力とバッテリの電力とを駆動モータに給電し、この駆動モータの動力のみで走行する構成を採っているものがある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１０５８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、走行中にバッテリに発電機で充電しながら駆動モータの動力を駆動輪に伝達して走行するハイブリッド式電動車両では、特に発電機の駆動によって熱が生じるために、発電機を冷却する必要がある。
【０００４】
また、操向輪と駆動輪との間に前後方向に延びる車体に、エンジンや発電機を搭載する場合、特に振動に考慮し、さらに簡単に組み付けることが可能な支持構造が要求されている。
【０００５】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、簡単な構造で発電機の冷却が可能で、さらにエンジンや発電機の振動を低減し、簡単に組み付けることが可能な電動車両を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、エンジンによって発電機を駆動し、この発電機の発電電力で駆動モータを駆動して走行する電動車両であって、
前記エンジンのクランク軸と前記発電機のロータ軸とを、それぞれの軸端を対向させて連結し、
前記クランク軸にエンジン冷却ファンを設け、
前記エンジン冷却ファンを覆うエンジン冷却ファンカバーに前記発電機を取り付けたことを特徴とする電動車両である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記連結したエンジンと発電機を揺動可能に車体に吊り下げ、ストッパーを車体に当接して支持したことを特徴とする請求項１に記載の電動車両である。
【発明の効果】
【０００９】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、エンジンのクランク軸と発電機のロータ軸とを、それぞれの軸端を対向させて連結し、クランク軸にエンジン冷却ファンを設け、エンジン冷却ファンを覆うエンジン冷却ファンカバーに発電機を取り付けた構造により、エンジンのフライホイル兼用のエンジン冷却ファンにて発電機を効率よく冷却することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、連結したエンジンと発電機を揺動可能に車体に吊り下げ、ストッパーを車体に当接して支持する支持構造により、車両下側より簡便に搭載できる。また、連結したエンジンと発電機を揺動可能に吊り下げ支持することで、回転振動を重心付近を中心として相互に相殺し、エンジンや発電機の振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の電動車両の実施の形態について説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語はこれに限定されない。
【００１３】
図１はハイブリッド式電動車両の側面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、図５はエンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す車両進行方向左側から視た側面図、図６はエンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す車両進行方向左側から視た断面図、図７はエンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す平面図、図８はエンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す車両進行方向前側から視た断面図、図９はハイブリッド式電動車両の動力伝達を説明する図である。
【００１４】
図１乃至図４において、この実施の形態では、電動車両としてハイブリッド式電動車両１を示す。ハイブリッド式電動車両１は、車体２の前端部２ａに回動自在に支持させたフロントフォーク３を有する。このフロントフォーク３には、下部に操向輪４である前輪が支持される。フロントフォーク３の上部には、操向ハンドル５が設けられる。
【００１５】
車体２の後端部２ｂには、左右一対のアーム２ｃが後方に伸び、この左右一対のアーム２ｃには駆動輪７である後輪の車軸８が支持されている。また、車体２の後端部２ｂには、サドル支持部２ｄが上方へ伸びるように設けられ、このサドル支持部２ｄにサドル９が取り付けられている。
【００１６】
車体２の前端部２ａと後端部２ｂとの間に、車体フートボード２ｅが設けられ、この車体フートボード２ｅは、図２に示すように、左右一対のアーム２ｃの幅よりやや広幅になっており、サドル９に着座したライダーの足載せスペースを確保している。
【００１７】
この車体２の車体フートボード２ｅの内部には、前側にエンジン１０がシリンダ軸を上下方向にして配置され、平面視においてエンジン１０の車両走行方向に吸気系１１が配置され、車両走行方向左側に排気系１２が配置されている。エンジン１０は空冷式の４サイクルエンジンである。
【００１８】
図５乃至図８に示すように、吸気系１１は、吸気管１１ａ、キャブレタ１１ｂ、エアクリーナ１１ｃから構成される。吸気管１１ａがエンジン１０の気筒１０ａの車両走行方向右側に接続され、この吸気管１１ａにキャブレタ１１ｂが配置されている。エアクリーナ１１ｃの後部には吸気取入管１１ｄが接続されている。このキャブレタ１１ｂには、燃料供給管１４ａを介して燃料タンク１４が接続され、キャブレタ１１ｂに備えられる電磁弁１１ｂ１によって燃料供給が行なわれる。
【００１９】
排気系１２は、排気管１２ａ、マフラ１２ｂから構成される。排気管１２ａがエンジン１０の気筒１０ａの車両走行方向左側に接続され、この排気管１２ａにマフラ１２ｂが接続されている。このマフラ１２ｂには、排気ガス放出管１２ｂ１が下方に延びるように配置されている。この排気ガス放出管１２ｂ１は、図８に示すように、エンジン側に屈曲し、この屈曲部１２ｂ２によって開口部１２ｂ３がエンジン１０より下方に位置し、かつ車両中心方向の路面に向かって排気ガスを放出するようになっている。
【００２０】
このように、エンジン１０は、車幅方向の一方に吸気系１１を配置し、他方に排気系１２を配置し、排気系１２の排気ガスを下方へ排出可能にしたことで、シンプルな構造で排気ガスによる熱の影響を軽減できる。
【００２１】
また、エンジン１０の後方位置に発電機１３が配置され、この発電機１３は図９に示すように、エンジン１０によって発電する。このエンジン１０の上方位置には、エンジン１０の燃料を貯留する燃料タンク１４が配置されている。
【００２２】
このエンジン１０と発電機１３との間に、エンジン冷却ファン８０が配置されている。エンジン１０のクランク軸１０ｂが車両走行方向に配置され、このクランク軸１０ｂと発電機１３のロータ軸１３ａとはそれぞれの軸端を対向させる方向でカップリング９９にて連結されている。従って、エンジン１０のクランク軸１０ｂの駆動力は発電機１３のロータ軸１３ａに伝達される。
【００２３】
クランク軸１０ｂにエンジン冷却ファン８０を設けている。図６に示すように、エンジン冷却ファン８０をエンジン冷却ファンカバー８１が覆い、このエンジン冷却ファンカバー８１は、図６及び図８に示すように、エンジン１０及び排気系１２を覆っている。このエンジン冷却ファンカバー８１には、点火プラグ１００のキャップ１０１が取り付けられる。
【００２４】
このエンジン冷却ファンカバー８１の下側は開放され、エンジン冷却ファンカバー８１の内側には、エンジン１０と排気系１２を区画する区画プレート８１ａが配置されている。
【００２５】
さらに、車体フートボード２ｅは、下側の開放が下側カバー２ｇで覆われ、この車体フートボード２ｅは着脱可能になっている。下側カバー２ｇには、冷却風吸込口９６が吸気系側下方に開口して形成され、冷却風吸込口９７が吸気系側前方に開口して形成され、また冷却風排出口９５が排気系側下方に開口して形成されている。
【００２６】
図５に示すように、エンジン冷却ファンカバー８１に発電機１３を取り付けている。この発電機１３の取り付けは、フランジ１３ｂにボルト孔１３ｂ１を形成し、このボルト孔１３ｂ１に取付ボルト１３ｃでエンジン冷却ファンカバー８１に対して発電機１３を締め付け固定する。発電機１３はエンジン１０のフライホイル兼用のエンジン冷却ファン８０にて効率よく冷却される。
【００２７】
このようにエンジン１０と発電機１３との間に、エンジン冷却ファン８０を配置しており、エンジン冷却ファン８０を配置したことで、小型で、かつ簡単な構造でエンジン１０及び発電機１３を冷却することができる。
【００２８】
発電機１３の上部には、図５に示すように、吊り下げ部１３ｅが設けられる。この吊り下げ部１３ｅには、内筒１３ｆ１と外筒１３ｆ２との間にゴムブッシュ１３ｆ３を設けられている。車体フートボード２ｅの内側には、支持部２ｅ１が吊り下げ部１３ｅに対向して設けられている。この吊り下げ部１３ｅを支持部２ｅ１の内筒１３ｆ１に挿通した支持軸１３ｇによって揺動可能に支持している。  この支持軸１３ｇは、車幅方向に配置され、エンジン１０と発電機１３が支持軸１３ｇを支点に前後方向に揺動する。この吊り下げ位置は、図５に示すように、吸気系１１と排気系１２とを含むエンジン１０と発電機１３の重心位置Ｏの近傍である。
【００２９】
また、発電機１３には、重心位置Ｏより離れた位置にストッパー１３ｈが設けられ、このストッパー１３ｈを車体フートボード２ｅの受け部２ｅ２に当接して支持するようになっている。
【００３０】
このように、エンジン１０と発電機１３の重心位置Ｏ近傍を揺動可能に車体フートボード２ｅに吊り下げ、重心位置Ｏより離れた位置に設けたストッパー１３ｈを車体フートボード２ｅの受け部２ｅ２に当接して支持する支持構造により、車両下側より簡便に搭載できる。また、エンジン１０と発電機１３の重心位置Ｏ近傍に吊り下げ支持することで、回転慣性マスによる回転振動を重心付近を中心として相互に相殺し、エンジン１０や発電機１３の振動を低減することができる。また、エンジン１０から車輪駆動のチェーンやシャフトはなく、配線、配管のみであることからエンジンフローティング懸架が可能となっている。
【００３１】
また、車体２の車体フートボード２ｅには、図２に示すように、発電機１３の後方位置にバッテリ１５が配置され、さらにバッテリ１５の後方位置にハイブリッド制御コントローラ１６とモータコントローラ１７で構成される制御装置Ａが配置されている。このハイブリッド制御コントローラ１６とモータコントローラ１７の後方には、駆動モータ１８が配置されている。この駆動モータ１８のスプロケット１８ａはチェーン１９を介して駆動輪７のホイール２０のスプロケット２１に連結されている。
【００３２】
駆動モータ１８と駆動輪７の車軸部の距離を短くするため、駆動モータ１８はエンジン１０より車両走行方向後側に設けられる。
【００３３】
このように駆動モータ１８の動力はチェーン１９を介して駆動輪７側へ伝達されるが、ドライブシャフトを介して駆動輪７側へ伝達するようにしてもよい。チェーン１９としては通常自転車等に用いられる金属製のチェーンやゴムベルトを炭素繊維で強化したチェーンが用いられる。
【００３４】
バッテリ１５は、図９に示すように、多数のバッテリセル１５ａと、バッテリ残量計１５ｂ、バッテリ温度計１５ｃとから構成している。バッテリセル１５ａは、従来からよく知られているニッケル水素単電池またはニッケルカドミウム単電池などからなり、それぞれを直列に接続している。バッテリ残量計１５ｂはバッテリ残量情報をハイブリッド制御コントローラ１６へ送り、バッテリ温度計１５ｃは、バッテリ温度情報をハイブリッド制御コントローラ１６へ送る。
【００３５】
この実施の形態のハイブリッド式電動車両１は、操向輪４と駆動輪７とを備え、この操向輪４と駆動輪７の間には、エンジン１０、発電機１３、バッテリ１５、ハイブリッド制御コントローラ１６、モータコントローラ１７及び駆動モータ１８が車体フートボード２ｅの内部に配置されている。このエンジン１０によって駆動する発電機１３の発電電力とバッテリ１５の電力とを駆動モータ１８に給電し、この駆動モータ１８の動力を駆動輪７に伝達して走行する。この駆動輪７のホイール２０には変速機４０が配置されている。
【００３６】
この実施の形態の駆動モータ１８は、図９に示すように、モータ３６と変速機３７が配置されている。変速機３７は、モータ３６の回転を変速して駆動輪７を駆動する。
【００３７】
ハイブリッド制御コントローラ１６は、バッテリ１５の充放電と、エンジン１０の回転数を制御するためのもので、図９に示すように、エンジン制御手段１６ａ、バッテリ１５の残存容量を設定する残存容量設定手段１６ｂなどを備えるとともに、表示装置５０を接続している。表示装置５０は、図示していない警告灯を備えており、操向ハンドル５の近傍に設けている。バッテリ１５が劣化しているときにハイブリッド制御コントローラ１６が警告灯を点灯させる。バッテリ１５の劣化は、バッテリ残量計１５ｂのバッテリ残量情報に基づき残存容量設定手段１６ｂが検出する。
【００３８】
エンジン制御手段１６ａは、残存容量設定手段１６ｂが設定した残存容量が予め定めた下限値を下回ったときにエンジン１０を始動して発電機１３による発電・充電を開始させ、残存容量が予め定めた上限値に達したときにエンジン１０を停止して発電機１３による発電・充電を中止する構成を採用している。すなわち、バッテリ１５の残存容量が下限値を下回ったときには、残存容量が上限値に達するまでエンジン１０によって発電機１３を駆動し、発電機１３が発電する電力でバッテリ１５を充電する。
【００３９】
また、エンジン制御手段１６ａは、車速センサ５１が検出した車速が予め定めた値を上回っている高速時には、エンジン１０を停止する構成を採用している。また、車速センサ５１の検出で、ハイブリッド式電動車両１が走行しないで停止している時には、エンジン１０を停止する構成となっている。
【００４０】
ライダーのアクセル操作によって出力されるアクセル信号がモータコントローラ１７に入力され、このモータコントローラ１７は、アクセル操作力の大きさに略比例するように駆動モータ１８の動力を制御する。
【００４１】
この実施の形態のエンジン１０の始動は、発電機１３でクランク軸１０ｂを駆動することによって実施し、エンジン１０の停止は、ハイブリッド制御コントローラ１６が点火回路を開くことによって実施する。
【００４２】
この実施の形態では、変速機３７を駆動モータ１８の部分に配置し、変速機４０を駆動輪７の車軸部に配置し、駆動モータ１８の動力を、チェーン１９で駆動輪側に伝達することで、速度レンジを幅広くすることができる。したがって、小型の駆動モータ１８でも十分な発進性能を確保しながら、最高速度も効率よく達成することができる。駆動モータ１８は駆動輪７のタイヤ外周部７ａよりも車両走行方向前側に配置されている。
【００４３】
また、変速機３７，４０を駆動モータ側と駆動輪の両方に設置することで、その構造を小型で簡単にすることが可能になる。また、駆動輪側の重量増加を最小に抑えながら、変速機３７，４０を取り入れることも可能になる。
【００４４】
また、変速機３７，４０によってモータ最大または定格出力の小さなものを利用しても十分な速度での走行性能を維持できることから、小型エンジン発動機を搭載した省エネルギーで排気ガスの少ないクリーンな小型・軽量の新型ハイブリッド式電動車両１を構成することが可能になる。
【００４５】
また、変速機３７，４０は、自動変速機であり、更に操縦者の操作を簡便にできることで、操縦性能・走行性能を高めることが可能になる。なお、変速機３７または変速機４０の一方のみを自動変速機としてもよい。また、この実施の形態では、駆動モータ１８の動力を、チェーン１９に代えてドライブシャフトで駆動輪側に伝達するようにしてもよい。
【００４６】
この実施の形態のハイブリッド式電動車両１では、エンジン１０、発電機１３、バッテリ１５、制御装置Ａ、駆動モータ１８の順に、進行方向に前側から直列にかつ車体フートボード２ｅの内部に配置し、これにより車体をスリムにすることができる。したがって、車体の空気抵抗を大幅に低減できる。また、直線的配置により配管、配線を最短距離にレイアウトできる。また、配線を短くできるとともに電気抵抗を小さくできる。これにより効率があがり、省エネやコストダウンが図れる。
【００４７】
また、車体フートボード２ｅは、図１に示すように、側面から視て操向輪４と駆動輪７の上端を結ぶ線Ｌ１より下方に位置し、車体フートボード２ｅが側面から視て操向輪４と駆動輪７の上端を結ぶ線Ｌ１より下方に位置することで、車体の空気抵抗を大幅に低減できる。
【００４８】
また、車体フートボード２ｅには、冷却風の冷却風吸込口９０が吸気系側側方に開口して形成され、冷却風吸込口９１がエンジン上方前側に開口して形成され、冷却風吸込口９２が駆動モータ側下方に開口して形成されている。下側カバー２ｇには、冷却風吸込口９６が吸気系側下方に開口して形成され、冷却風吸込口９７が吸気系側前方に開口して形成され、また、冷却した後の冷却風の冷却風排出口９５が排気系側下方に開口して形成されている。
【００４９】
このハイブリッド式電動車両１が走行する時に、エンジン冷却ファン８０の駆動によって車体フートボード２ｅの内部が負圧となる。このため、図３に示すように、冷却風が冷却風吸込口９０によって吸気系側側方から吸い込まれ、また、冷却風が冷却風吸込口９１によってエンジン上方前側から吸い込まれる。また、冷却風が冷却風吸込口９６によって吸気系側下方から吸い込まれ、冷却風吸込口９７によって吸気系側前方から吸い込まれる。また、図３に示すように、冷却風が冷却風吸込口９２によって駆動モータ側下方から吸い込まれ、冷却風が駆動モータ１８、制御装置Ａ、バッテリ１５、発電機１３と、エンジン１０とを冷却する。これらの冷却風は、さらに排気系１２を構成する排気管１２ａ、マフラ１２ｂの順に温度の低い方から冷却することで冷却効率を向上することができ、シンプルな構造で十分な冷却が行えることで小型、軽量、安価なハイブリッド車両を構成できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
この発明は、走行中にバッテリを発電機で充電しながら駆動モータの動力を駆動輪に伝達して走行する電動車両に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ハイブリッド式電動車両の側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】エンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す車両進行方向左側から視た側面図である。
【図６】エンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す車両進行方向左側から視た断面図である。
【図７】エンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す平面図である。
【図８】エンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す車両進行方向前側から視た断面図である。
【図９】ハイブリッド式電動車両の動力伝達を説明する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ハイブリッド式電動車両
２  車体
２ｅ  車体フートボード
４  操向輪
７  駆動輪
１０  エンジン
１０ｂ  クランク軸
１３  発電機
１３ａ  ロータ軸
１５  バッテリ
１６  ハイブリッド制御コントローラ
１７  モータコントローラ
１８  駆動モータ
【図１】
2005132284.tif 000003
【図２】
2005132284.tif 000004
【図３】
2005132284.tif 000005
【図４】
2005132284.tif 000006
【図５】
2005132284.tif 000007
【図６】
2005132284.tif 000008
【図７】
2005132284.tif 000009
【図８】
2005132284.tif 000010
【図９】
2005132284.tif 000011