(57)【要約】【課題】  電動車両のパワーユニットの幅を大きくしないで、かつモータおよびモータドライバの冷却効果を高める。【解決手段】  駆動装置はスイングユニットケース５１とその前部に結合されたモータ部ケース２６とを備え、モータ部ケース２６には、モータ１１とモータ１１のドライバ１４とが収容される。ドライバ１４は、モータ１１の真下に、つまり平面視でモータ１１と重複するように配置される。ドライバ１４はヒートシンク４８を備え、このヒートシンク４８がモータ部ケース２６の底部に接して放熱効果を高める。【選択図】     図１
2005199850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータの動力を車両の車輪に伝達する動力伝達装置とからなる電動車両の駆動装置において、
前記モータおよび該モータを駆動するためのドライバを収容するモータ部ケースを備え、
前記ドライバが、平面視で前記モータとほぼ重複するように、かつ前記モータ部ケースの内壁面に配置されていることを特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項２】
前記ドライバが、前記モータの下方に設置されていることを特徴とする請求項１記載の電動車両の駆動装置。
【請求項３】
前記ドライバが、前記モータ部ケースの底部内壁面に設置されていることを特徴とする請求項２記載の電動車両の駆動装置。
【請求項４】
前記ドライバと前記モータ部ケースとの間にヒートシンクが設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動車両の駆動装置。
【請求項５】
前記モータおよびドライバが、前記モータ部ケース内で車体前方に配置されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電動車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の駆動装置に関し、特に、モータとモータの動力を車輪に伝達する動力伝達装置とを一体化したパワーユニットを構成する電動車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動モータで駆動される電動車両が使用されるようになってきた。この電動車両の駆動装置を、モータとモータの動力を車両に伝達する動力伝達装置とを一体化したパワーユニットとして構成することがある。例えば、特開平５−４２８９２号公報には、Ｖベルト式変速装置を用いてモータの動力を後輪に伝達するように構成した電動車両であって、モータで駆動される冷却用ファンと排気口を有するモータハウジングとを備えたものが開示されている。この電動車両では、モータが回転することによって冷却ファンが回り、モータハウジング内に空気の流れが生じるので、モータおよび半導体スイッチング素子を含むモータの駆動用回路（ドライバ）の冷却作用が得られる。
【特許文献１】特開平５−４２８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記電動車両では、冷却ファンによる送風によってモータだけでなくドライバも冷却される。しかし、ドライバは、モータの軸方向に並べて設置されているので、モータからモータ軸延長方向に張り出す。したがって、モータハウジングが車体の幅方向に長くなり、モータハウジングと結合される動力伝達装置のケースを含むパワーユニット全体が車体の幅方向に長くなりがちである。このためのパワーユニットの小型化が望まれている。
【０００４】
また、モータとドライバとの間は高圧線で結合されることが一般的であるので、その配線距離を短縮化することも望まれる。さらに、ドライバから出た熱をより効率的に放熱することができる構造も望まれる。
【０００５】
本発明の目的は、ドライバの冷却作用を維持しつつコンパクト化を図ることができる電動車両の駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、モータと、前記モータの動力を車両の車輪に伝達する動力伝達装置とからなる電動車両の駆動装置において、前記モータおよび該モータを駆動するためのドライバを収容するモータ部ケースを備え、前記ドライバが、平面視で前記モータとほぼ重複するように、かつ前記モータ部ケースの内壁面に配置されている点に第１の特徴がある。
【０００７】
また、本発明は、前記ドライバが、前記モータの下方に設置されている点に第２の特徴があり、前記ドライバが、前記モータ部ケースの底部内壁面に設置されている点に第３の特徴がある。
【０００８】
さらに、本発明は、前記ドライバと前記モータ部ケースとの間にヒートシンクが設けられている点に第４の特徴があり、前記モータおよびドライバが、前記モータ部ケース内で車体前方に配置された点に第５の特徴がある。
【発明の効果】
【０００９】
第１〜第５の特徴によれば、モータのドライバがモータと重複する位置に配置されていてモータからその軸方向に張り出す部分をなくするか小さくできるので、モータおよびドライバを含む駆動装置が車体の幅方向に大きくならない。特に、第２の特徴のようにモータの下方にドライバを配置した場合は、モータから発生する熱の影響を受けにくい。
【００１０】
また、第３および第４の特徴によれば、ドライバが発生する熱がモータ部ケースの底部壁面を介して放散される。特に、第４の特徴によれば、ドライバからヒートシンクに吸収された熱がモータ部ケースの壁面を介して外部に放出される。
【００１１】
さらに、第５の特徴によれば、モータ部ケース内で車体前方に配置されているので、走行風を受けやすく、モータやドライバの冷却効果が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる駆動装置を含む電動自動二輪車の側面図であり、図２は車体フレームの平面図である。自動二輪車１は、車体フレーム２と車体フレーム２に支持されて該車体フレーム２を覆うカウル３とを備える。図１では、車体フレーム２等の構造の理解を容易にするため、カウル３は透視的にかつ概略の輪郭のみを示す。車体フレーム２は、車両前部にやや後傾して配置されるヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１に前端を溶接されて下後方に延びる上部フレーム２２と、上部フレーム２２より下方においてヘッドパイプ２１に前端を溶接されて後方に延びる下部フレーム２３と、上部フレーム２２に先端が接合されると同時に、中間部に下部フレーム２３の後端が接合されて、かつ上後方に延びる後部フレーム２４とからなる。
【００１３】
互いに接合された上部フレーム２２と後部フレーム２４とは側面視Ｖ字形状をなし、下部フレーム２３は後下がり部と後上がり部とを含む側面視Ｕ字形状をなしている。すなわち、車体フレーム全体として、車体前後方向両端部が高位置で、車体前後方向のほぼ中央部が低位置である形状（「略Ｕ字形状」という）をなしている。
【００１４】
一方、図２から理解できるように、上部フレーム２２および下部フレーム２３は、ヘッドパイプ２１から車両の左右方向に分岐して後方に伸びている。つまり、上記各フレーム２２，２３，２４は車両に対して左右一対設けられている。これら左右一対の各フレーム２２，２３，２４で囲まれた空間には自動二輪車１の駆動部および制御部に電力を供給するためのバッテリ４Ａ，４Ｂ，４Ｃが収容される。バッテリ４Ａ〜４Ｃは、車体の前後方向に並べられ、側面視では階段状に配置される。バッテリ４Ａを車体最前部に位置させ、後部に向かってバッテリ４Ｂ，４Ｃの順で位置が高くなるように配置させる。すなわち、バッテリ４Ａ，４Ｂ，４Ｃは略Ｕ字形状に形成される車体フレーム２の後部分（後部フレーム２４）に沿って配置される。バッテリ４Ａは、ヘッドパイプ２１近傍つまり車体前部で狭くなる車体フレーム２の形状に適合してこの車体フレーム２内側に収容できるように、バッテリ４Ｂ，４Ｃと比べて幅が狭く設定される。下部フレーム２３および後部フレーム２４には、それぞれバッテリ４Ａ並びに４Ｂおよび４Ｃを保持するためのクロスメンバもしくは受け皿（図示しない）を設け、バッテリ４Ａ，４Ｂ，４Ｃはこれらクロスメンバもしくは受け皿上に載置される。
【００１５】
後部フレーム２４の上方には、バッテリ４Ｂ，４Ｃを覆うように乗員シート５が設けられる。乗員シート５は運転者席とその後部に続く同乗者席とからなる。そして、乗員シート５は矢印６の方向に開閉自在となるように、その前端部でヒンジ構造によって車体に軸支される。
【００１６】
ヘッドパイプ２１にはステアリングシャフト７が挿通され、ステアリングシャフト７の上端にはハンドル８が、下端にはフロントフォーク９がそれぞれ結合される。フロントフォーク９は前輪ＦＷを支持する。
【００１７】
自動二輪車１の駆動装置としてのパワーユニット１０が、下部フレーム２３および後部フレーム２４に連結される軸１８ａ，１８ｂによって懸架される。パワーユニット１０は前部に電動モータ１１を備え、後部に減速機１２を備える。図示されていない減速機１２の出力軸は、後輪ＲＷに連結される。モータ１１の軸と減速機１２の入力軸とはベルト１３によって動力伝達可能に連結されている。パワーユニット１０の前部の、モータ１１の下方にはモータ１１を駆動するためのドライバ回路１４とコンデンサ１５とからなる駆動部が収容される。パワーユニット１０の後部と後部フレーム２４との間には緩衝装置を有するリヤサスペンション装置１６が設けられる。同様のリヤサスペンション装置は車体右側にも設けられる。
パワーユニット１０の前方において、左右一対の下部フレーム２３の間には、モータ１１に電力を供給する前記駆動部のコントローラ（制御部）１７が設けられる。
【００１８】
上記構成において、バッテリ４Ａ〜４Ｃから供給される電力によってモータ１１が駆動され、モータ１１による動力は減速機１２で減速されて後輪ＲＷに伝達される。
【００１９】
充電等のためにバッテリ４Ａ，４Ｂ，４Ｃを自動二輪車１から取り外す場合、乗員シート５を開いてバッテリ４Ｂ，４Ｃの上方を開放し、この開放部を通じてバッテリ４Ａ〜４Ｃを取り出す。まず、最初にバッテリ４Ｂおよび４Ｃのいずれか一方を上に持ち上げて取り出す。次に、バッテリ４Ｂおよび４Ｃの他方を同様に取り出す。続いて、バッテリ４Ｂ，４Ｃを取り出すことによって空間ができるので、この空間を通じてバッテリ４Ａを後方に引きながら、上に持ち上げて取り出すことができる。なお、最も前方に配置されるバッテリ４Ａは、乗員シート５とヘッドパイプ２１との間でカウルの上部に設けることができる扉１９を通して取り外すようにしてもよい。
【００２０】
図３は左側カバーを取り外したパワーユニットの前部分を示す図、図４は同後部分を示す図である。また、図５はパワーユニットの前部分の平面断面、図６は同後部分の平面断面図である。さらに、図７はパワーユニットの前部分の要部断面図（車体前方から見た図）である。
【００２１】
図３，図５および図７を参照して、パワーユニット１０の前部分を説明する。パワーユニット１０の前部分には、モータ１１ならびにドライバ回路１４およびコンデンサ１５からなるモータの駆動部４６が設けられる。モータ１１および駆動部４６を収容するケース（以下、「モータ部ケース」という）２６には、スイングユニット５０のケース（以下、「スイングユニットケース」という）５１が回動自在に連結される。すなわち、このパワーユニット１０では、モータ部ケース２６とスイングユニットケース５１とが連結されて「ケース部材」を構成する。
【００２２】
モータ部ケース２６は、ケース中間部２７および該ケース中間部の左右にそれぞれ設けられる蓋２８，２９を含む。蓋２８，２９は複数のボルト３０で中間部２７に結合される。蓋２８，２９の上部には車体フレーム２にモータ部ケース６を結合する際に前記軸１８ａ，１８ｂをそれぞれ通すために使用される孔が形成されたボス３１，３２を有する。また、下部左右には自動二輪車１を自立させるために使用されるスタンド（図示せず）を支持するボルトを受け入れるためのボルト孔３３，３４がそれぞれ形成される。
【００２３】
モータ部ケース２６は上下二つの区画を有していて、上の区画にはモータ１１が収容される。モータ１１はハウジング３５およびステータ３６、並びにステータ３６と同軸に配置されたロータ３７およびモータ軸３８を含む。ハウジング３５は、蓋２８に植立されて支持される４本の植え込みボルト３９がそれぞれ貫通できるように形成された、車両の前後方向に長い孔４０を有し、これらの長孔４０に前記ボルト３９を通してハウジング３５を蓋２８に係合させる。長孔４０を通してハウジング３５側に突き出された植え込みボルト３９にナット４１を螺着してハウジング３５を蓋２８に固定する。ナット４１を緩めると長孔４０で植え込みボルトが長孔４０内で長孔４０の長手方向に案内されて、ハウジング３５は該長手方向に変位自在となる。
【００２４】
図３に示すように、モータ１１のハウジング３５には、ベルト張力調整用のボルト（以下、「テンションボルト」という）４２が、車両前方に向かって植立されている。このテンションボルト４２はモータ部ケース２６の前部壁４３を貫通していて、つまりモータ部ケース２６から外に突き出していて、その突き出した部分にダブルナット４４が螺着されている。テンションボルト４２は、該テンションボルト４２の進退による調節力が効率よくモータ１１に作用できるように、４本のスタッドボルト３９のうち、上部のものと下部のものとの中間部つまりモータ１１のほぼ中心に指向するように配置が設定される。
【００２５】
前記モータ部ケース２６の蓋２８にハウジング３５を固定しているナット４１を緩めた状態で、ダブルナット４４の一方（端部側）を緩めてダブルナット４４の他方をテンションボルト４２に対して回動させるとテンションボルト４２はダブルナット４４の回動に応じて螺送される。その結果、ハウジング３５はダブルナット４４の回動方向に応じ、モータ部ケース２６に対して車両の前後方向に変位する。つまり、ダブルナット４４の回動によってモータ軸３８と減速機１２の入力軸（後述）との距離を変化させて、ベルト１３の張力を調節することができる。テンションボルト４２とダブルナット４４の作用によるハウジング３５の移動限界は二点鎖線３５ａ，３５ｂで示す。蓋２９にはモータ１１をモータ部ケース２６に対して着脱するのに使用される開口２９ａが形成される。さらに、この開口２９ａを含めてモータ部ケース２６全体を車体の右側からカバーする部材４５が設けられる。
【００２６】
モータ部ケース２６の下の区画には駆動部４６が設けられる。駆動部４６はモータ１１のほぼ真下に配置される。これによって、モータ部ケース２６の幅方向寸法を小さくしてパワーユニット１０が車体幅方向に広がらないようにできる。特に、駆動部４６のうちドライバ回路１４はモータ部ケース２６の底部内面に配置させる。ドライバ回路１４は、例えばＦＥＴ等の半導体素子（スイッチング素子）４７を含み、制御部１７からの指示に応じてＰＷＭ信号を出力することによりモータ１１の制御を行う。この半導体素子４７の冷却効果を上げるためにヒートシンク４８が設けられる。モータ部ケース２６をアルミニューム合金等、熱伝導性の良好な材料で作成するとともに、図３に示すように、ヒートシンク４８がモータ部ケース２６の底部内面に密着するようにドライバ回路１４を設置する。これによって、ヒートシンク４８は半導体素子４７等から伝導された熱を、モータ部ケース２６を通じて外部に放散することができる。また、モータ部ケース２６は、パワーユニット１０の前部に設けられている。つまり、走行中の自動二輪車１において、パワーユニット１０は十分に走行風を受けやすい位置にあるので、モータ１１や駆動部４６の放熱は一層良好である。
【００２７】
モータ１１と駆動部４６とを収容するモータ部ケース２６は上下方向に分割するようにしてもよい。つまり、駆動部４６を収容する区画を、モータ１１を収容する上方の区画に対して着脱自在な一つの独立したブロックとすることができる。例えば、図３の矢印Ａ−Ａで示す線より下部を駆動部ブロックとして分割する。これによって、駆動部ブロックのみをモータ部ケース２６から取り外して駆動部４６を外部に露出させることができる。
【００２８】
また、駆動部４６はモータ１１の下方に配置したが、たとえば、モータ１１の上方にモータ部ケース２６を張り出させて、その張り出し部分に駆動部４６を配置しても良い。駆動部４６がモータ１１から車幅方向に張り出さないように、平面視でモータ１１と駆動部４６とを重ねて配置してあれば、パワーユニット１０の幅が拡大するのを回避することができる。
【００２９】
スイングユニットケース５１は、図５に示すようにモータ軸３８と同軸上に設けられる軸受５２，５３を介してモータ部ケース２６に支持されている。スイングユニット５１に収容されるベルト伝動装置は、駆動側プーリ５４および後述の従動側プーリ７３（図４、図６参照）、ならびにこれらプーリ間に掛け渡された「動力伝達部材」としてのベルト１３を備え、駆動プーリ５４はモータ軸３８に固着される。
【００３０】
図４および図６を参照してパワーユニット１０の後部を説明する。パワーユニット１０の後部に設けられる減速機１２の要部は、スイングユニットケース５１と該スイングユニットケース５１の蓋５５とで囲まれた空間に組み込まれた歯車装置である。減速機１２の入力軸５６は軸受５７，５８で支持され、この入力軸５６に結合された歯車５９は中間軸６０に結合された中間大歯車６１に噛み合う。中間軸６０に結合された小歯車６２は、軸受６３，６４でスイングユニットケース５１と蓋５５とに支持された出力軸６５の歯車６６と噛み合う。さらに出力軸６５には、後輪ＲＷのハブ６７が結合される。
【００３１】
一方、蓋５５から突き出した前記入力軸５６の部分５６ａには、遠心クラッチ６８の外部材（クラッチアウタ）６９が結合されるとともに、軸受７０，７１を介して内部材（クラッチシュー７２ａやスプリング７２ｂを含む）７２と、従動側プーリ７３とが回動自在に設けられる。
【００３２】
前記伝達装置ケース５１には、左側カバー７４が被せられ、さらにその上から外カバー７６が被せられる。また、図４に示すように、減速機１２の歯車６５の外周に対向して、歯車６５の回転を検出する速度センサ７７が設けられる。さらに、スイングユニットケース５１の後端には前記リヤサスペンション装置１６の下端を支持するためのボス７８が形成される。
【００３３】
上記スイングユニット５０では、駆動側プーリ５４がモータ１１によって回動させられると、ベルト１３によって従動側プーリ７３に動力が伝達される。そして、回転数が所定回転数に到達するとクラッチシュー７２ａがスプリング７２ｂに打ち勝って拡がり、クラッチアウタ６８に結合する。こうしてクラッチがつながると、入力軸５６が回転する。入力軸５６の回転は減速機１２の各歯車で減速されて出力軸６４に伝達され、後輪ＲＷが回転する。
【００３４】
本実施形態では、モータ部ケース２６に対してスイングユニットケース５１を揺動自在に連結した分割されたケース部材として、モータ部ケース２６に対してモータ１１を変位自在にしたが、ケース部材はこのような分割型ではなく、一体型として、そのケース部材に対してモータ１１を変位自在としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる駆動装置を含む電動自動二輪車の側面図である。
【図２】電動自動二輪車の車体フレームの平面図である。
【図３】左側カバーを取り外したパワーユニットの前部分を示す図である。
【図４】左側カバーを取り外したパワーユニットの後部分を示す図である。
【図５】パワーユニットの前部分の平面断面である。
【図６】パワーユニットの後部分の平面断面図である。
【図７】パワーユニットのモータ部の断面図（車体前方から見た図）である。
【符号の説明】
【００３６】
１…自動二輪車、２…車体フレーム、  ５…乗員シート、  １０…パワーユニット、  １１…モータ、  １２…減速機、  １３…ベルト、  １４…ドライバ回路、    ２６…モータ部ケース、  ３５…ハウジング、  ３８…モータ軸、  ３９…植え込みボルト、  ４３…モータ部ケースの前部壁、  ４４…ダブルナット、  ５０…スイングユニット、  ５１…スイングユニットケース
【図１】
2005199850.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005199850.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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