(57)【要約】【課題】車体を大型化することなくバッテリを搭載するとともに、簡易な構造で良好な冷却性能を得ることができる鞍乗型電動車両を提供する。【解決手段】ヘッドパイプ３から後斜め下方に延びるメインフレーム４と、メインフレーム４の後部上方に配置されるシート１３とを備え、シート１３とヘッドパイプ３との間であって、メインフレーム４の上方に、運転者がメインフレーム４を跨ぐ跨ぎ部Ｓが形成される電動二輪車において、メインフレーム４に跨ぎ部Ｓに臨むように上方に開放する開口２５を形成し、電動モータ１８に電力を供給するバッテリユニット２４を開口２５に着脱可能に収容する。【選択図】図１
2012101567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドパイプ（３）から後斜め下方に延びるメインフレーム（４）と、該メインフレーム（４）の後部上方に配置されるシート（１３）とを備え、前記シート（１３）と前記ヘッドパイプ（３）との間であって、前記メインフレーム（４）の上方に、運転者が前記メインフレーム（４）を跨ぐ跨ぎ部（Ｓ）が形成される鞍乗型電動車両において、
前記メインフレーム（４）に前記跨ぎ部（Ｓ）に臨むように上方に開放する開口（２５）が形成され、
駆動源となる電動モータ（１８）に電力を供給するメインバッテリ（２４）が前記開口（２５）に着脱可能に収容されていることを特徴とする鞍乗型電動車両。
【請求項２】
前記開口（２５）が上方に開放するコの字型断面に形成され、
前記メインバッテリ（２４）は、前記開口（２５）の内壁に当接して収容されていることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型電動車両。
【請求項３】
前記メインフレーム（４）に冷却用のリブ（２６）が一体に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の鞍乗型電動車両。
【請求項４】
前記メインバッテリ（２４）の上方であって、前記開口（２５）の上方に、前記メインバッテリ（２４）とは別に前記電動モータ（１８）に電力を供給するエキストラバッテリ（４１）を着脱可能に取付可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鞍乗型電動車両。
【請求項５】
前記ヘッドパイプ（３）から前記メインフレーム（４）の後部に延び、前記メインフレーム（４）を覆う車体カバー（３２）をさらに備え、
前記メインバッテリ（４）及び前記エキストラバッテリ（４１）が前記車体カバー（３２）によって覆われるとともに、前記車体カバー（３２）には、前記メインバッテリ（２４）及び前記エキストラバッテリ（４１）に走行風を導く吸気口（４０）が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の鞍乗型電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鞍乗型電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、鞍乗型電動車両に関連する技術が種々提案されている。例えば特許文献１には、ヘッドパイプから後下方に延びる左右一対のメインフレームの下方に電動モータユニットを搭載し、メインフレームと電動モータユニットとの間の空間に電動モータを駆動するためのバッテリを配置してメインフレームで支持する電動二輪車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８２６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の開示された車両のようにフレームにバッテリを支持する構造である場合、バッテリの配置スペースによって車両全体は必然的に大型化してしまうが、比較的小型の鞍乗型電動車両では車体を大型化することなくバッテリを搭載することが求められる。また、バッテリの発熱に配慮して冷却構造を設けることが必要的であるが、このような冷却構造についても構造を複雑化することなく簡易に構成することが望ましい。
【０００５】
なお、上記要求に関連し、車体の小型化のためにバッテリ容量を抑えることも考えられるが、電動車両の航続距離はバッテリの容量に依存するため、バッテリ容量を抑えすぎた場合には十分な航続距離が得られず、一方で、バッテリ容量を増加させるほど航続距離を延長することができるが、バッテリの容量の確保は車体の大型化及び重量増加を招く問題がある。この点を配慮すると、航続距離の確保と車体の大型化及び重量増加の抑制を両立させることがさらに望まれる。
【０００６】
本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、第１に、車体を大型化することなくバッテリを搭載するとともに、簡易な構造で良好な冷却性能を得ることができる鞍乗型電動車両を提供することを目的とする。第２に、バッテリの容量確保による航続距離の延長と車体の大型化及び重量増加の抑制とを両立できる鞍乗型電動車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載の発明は、ヘッドパイプ（３）から後斜め下方に延びるメインフレーム（４）と、該メインフレーム（４）の後部上方に配置されるシート（１３）とを備え、前記シート（１３）と前記ヘッドパイプ（３）との間であって、前記メインフレーム（４）の上方に、運転者が前記メインフレーム（４）を跨ぐ跨ぎ部（Ｓ）が形成される鞍乗型電動車両において、前記メインフレーム（４）に前記跨ぎ部（Ｓ）に臨むように上方に開放する開口（２５）が形成され、駆動源となる電動モータ（１８）に電力を供給するメインバッテリ（２４）が前記開口（２５）に着脱可能に収容されていることを特徴とする鞍乗型電動車両を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鞍乗型電動車両において、前記開口（２５）が上方に開放するコの字型断面に形成され、前記メインバッテリ（２４）は、前記開口（２５）の内壁に当接して収容されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の鞍乗型電動車両において、前記メインフレーム（４）に冷却用のリブ（２６）が一体に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の鞍乗型電動車両において、前記メインバッテリ（２４）の上方であって、前記開口（２５）の上方に、前記メインバッテリ（２４）とは別に前記電動モータ（１８）に電力を供給するエキストラバッテリ（４１）を着脱可能に取付可能であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の鞍乗型電動車両において、当該車両が前記ヘッドパイプ（３）から前記メインフレーム（４）の後部に延び、前記メインフレーム（４）を覆う車体カバー（３２）をさらに備え、前記メインバッテリ（４）及び前記エキストラバッテリ（４１）が前記車体カバー（３２）によって覆われるとともに、前記車体カバー（３２）には、前記メインバッテリ（２４）及び前記エキストラバッテリ（４１）に走行風を導く吸気口（４０）が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、メインバッテリがフレーム内に収容されるため、車体の大型化を抑制することができるとともに、走行風を受け易い位置にメインバッテリが配置されるため、良好な冷却性能を得ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、走行風によるメインフレームの冷却によりメインバッテリを冷却できるため、効果的にメインバッテリを冷却することができる。
請求項３に記載の発明によれば、メインフレームの放熱性を高めることで、メインバッテリの冷却効果を向上できる。
請求項４に記載の発明によれば、メインバッテリに加えて電動モータに対して電力を供給可能なエキストラバッテリを取付可能とすることで、航続距離の延長を図ることができる。また、メインフレームに収容されるメインバッテリの上方にエキストラバッテリを取付可能とすることで、エキストラバッテリの取付による車体の大型化を可及的に抑制でき、さらに、エキストラバッテリは着脱可能であるため、乗員の選択に応じて重量増加を回避できる。
請求項５に記載の発明によれば、メインバッテリに対する冷却構造をエキストラバッテリでも共用でき、冷却構造の簡易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る電動二輪車の左側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】電動二輪車のシステム構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で用いる図面において、矢印ＦＲは車両の前方を示し、矢印ＵＰは車両の上方を示している。
【００１５】
図１に本発明の第１の実施形態に係る鞍乗型電動車両の一例であるスクータ型の電動二輪車１が示されている。電動二輪車１は複数のフレーム部材が溶接等で一体に構成された鋼製の車体フレーム２を備え、車体フレーム２は、ヘッドパイプ３と、ヘッドパイプ３から後下方に延びるメインフレーム４と、メインフレーム４の後端に溶着され、後上方に延び、その後、略水平方向に延びる左右一対のリヤフレーム５，５とを備えている。メインフレーム４は、ヘッドパイプ３から後斜め下方に延びるダウンフレーム部６と、ダウンフレーム部６の後端から略水平に後方に延びるフロアフレーム部７とを有している。リヤフレーム５，５の下部には、後方に張り出すように板状の左右一対のピボットプレート８，８が溶着されている。ピボットプレート８，８の前方においてメインフレーム４とリヤフレーム５，５との間には、左右一対のサポートフレーム９，９が溶着されて架設されている。上記各フレームはアルミニウム合金で構成されている。
【００１６】
ヘッドパイプ３には左右一対のフロントフォーク１０，１０が回転可能に支持され、フロントフォーク１０，１０の下部には前輪１１が回転可能に支持されている。フロントフォーク１０，１０の上部には操向ハンドル１２が固定され、操向ハンドル１２にはアクセルグリップ、ブレーキレバー等の各種操作機器（図示略）が配設される。操向ハンドル１２の後方に乗員が着座するシート１３が配置され、シート１３は車体前後方向中央から後輪１４の後部近傍まで延在している。シート１３とヘッドパイプ３との間であって、メインフレーム４の上方に、運転者がメインフレーム４を跨ぐ跨ぎ部（空間）Ｓが形成されている。運転者は跨ぎ部Ｓを跨いでシート１３に着座する。後輪１４は、スイングユニット１５の後部に回転可能に支持され、スイングユニット１５は、その前部をピボット軸１６を介してピボットプレート８，８に支持されることで、ピボット軸１６を軸中心として上下方向に揺動可能に支持されている。スイングユニット１５の後部と左側のリヤフレーム５との間には緩衝器であるリヤクッション１７が介装されている。
【００１７】
スイングユニット１５は、電動モータ１８とギヤ機構１９とをユニットケース２０に収容して構成され、さらにユニットケース２０はその上部に、ＥＣＵ（Electrical Control Unit）２１とＰＤＵ（Power Drive Unit）２２とをユニット化した制御ユニット２３を収容している。ＥＣＵ２１は、車両の各種制御を統括的に実行し、ＰＤＵ２２は、ＥＣＵ２１からの指令に応じて電動モータ１８を駆動制御する。ギヤ機構１９は発進クラッチ及び遊星歯車等を含み、ギヤ機構１９によって電動モータ１８の駆動が後輪１４に段階的に伝達される。後輪１４は、電動モータ１８が備える図示しないドライブシャフトに固定されており、回転駆動する。電動モータ１８は、ＰＤＵ２２を介してバッテリユニット２４から電力を供給され、バッテリユニット２４は、樹脂材料からなる側面視で長尺の直方体状のケース２４Ａ内にリチウムイオン電池２４Ｂを複数含んで構成され、各リチウムイオン電池を直列に結線して高圧バッテリを構成している。
【００１８】
図２を参照し、メインフレーム４のフロアフレーム部７には、跨ぎ部Ｓに臨むように上方に開放する縦断面（垂直方向の断面）でコの字型の開口２５が形成されており、この開口２５にバッテリユニット２４が着脱可能に収容されている。詳しくは、開口２５は前後方向に長尺な空間を形成しており、バッテリユニット２４のケース２４Ａ全体をフロアフレーム部７内に収容している。ケース２４Ａは部分的に開放しており、リチウムイオン電池２４Ｂをケース２４Ａの外側に露出させ、バッテリユニット２４の収容状態では、開口２５の内壁にリチウムイオン電池２４Ｂの筐体外壁が当接された状態となっている。フロアフレーム部７の底部には下方に突出する複数のリブ２６・・・が一体に形成され、図１に示すように、リブ２６・・・は前後方向に沿って延び、フロアフレーム部７の断面積が確保されている。
【００１９】
図１に示すように、バッテリユニット２４は、コンタクター２７に第１ハーネス２８を介して電気的に接続され、コンタクター２７は左側のリヤフレーム５の下部に設けられた図示省略する締結部によって固定されている。コンタクター２７は、第１ハーネス２８を介してバッテリユニット２４と接続するとともに、第２ハーネス２９を介してＰＤＵ２２に電気的に接続し、ＰＤＵ２２に電力を供給する。コンタクター２７は、後述するＤＣ−ＤＣコンバータ３０（図３）とも接続しており、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０によってバッテリユニット２４からの電圧を降圧してＥＣＵ２１等に電力を供給する。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、図１において省略するが車体適所に設けられている。また、ＰＤＵ２２と電動モータ１８とは、第３ハーネス３１によって電気的に接続されている。
【００２０】
電動二輪車１の車両外観を構成する車体カバー３２は、複数の樹脂製カバー体から構成されている。詳しくは、車体カバー３２には、操向ハンドル１２の左右端部を外部に突出させて操向ハンドル１２の中央側を覆うハンドルカバー３３と、ハンドルカバー３３からダウンフレーム部６に沿って下方に延び、シート１３に着座した運転者の脚を前方から覆うレッグシールド３４と、レッグシールド３４の後面から後方に延び、シート１３の下方まで至り、車体の中央側部を覆うサイドカバー３５と、シート１３の下方において側方からサイドカバー３５にその前部を重ねられるように設けられ、前後方向に延在してリヤフレーム５，５を覆う左右一対のリヤサイドカバー３６，３６と、が含まれている。
【００２１】
シート１３は、サイドカバー３５及びリヤサイドカバー３６，３６の上方において、これらに跨るように設けられている。サイドカバー３５にはシート１３を回転可能に支持するシートヒンジ３７が設けられ、シート１３はその前端をシートヒンジ３７に支持されて後方から開放する。リヤサイドカバー３６，３６の後部間からリヤフェンダ３８が延び、リヤフェンダ３８にはコンビネーションランプ３９が支持されている。ヘッドパイプの左右前方においてレッグシールド３４には、左右一対の吸気口４０，４０が前方に開放するようにして形成されている。吸気口４０，４０から導入された走行風は車体カバー３２内で前方から後方（詳しくは後斜め下方）に流れ、バッテリユニット２４に至る。また、サイドカバー３５はフロアフレーム部７の両側部を覆うとともに、下方に開放しており、フロアフレーム部７はサイドカバー３５の外部に露出されている。サイドカバー３５の下方からの走行風がフロアフレーム部７に直接当たるようになっている。
【００２２】
本実施形態において、バッテリユニット２４の上方であって、このバッテリユニット２４を収容する開口２５の上方には、バッテリユニット２４と別に電動モータ１８に対して電力を供給可能なエキストラバッテリ４１が着脱可能に取付可能とされている。エキストラバッテリ４１は、図１、図２に示すように、樹脂材料からなる側面視で長尺の直方体状のケース４１Ａ内にリチウムイオン電池４１Ｂを複数含んで構成されており、エキストラバッテリ４１は、フロアフレーム部７における開口２５の上部周縁に載置されるようにして配置される。図中において、４２はエキストラバッテリ４１の側方への移動を規制するストッパを示している。ストッパ４２，４２はフロアフレーム部７の両側壁から上方に突出するように設けられている。
【００２３】
図１に示すように、エキストラバッテリ４１の後方においてフロアフレーム部７の上部には、エキストラバッテリ４１と接続するコネクタ４３が設けられ、コネクタ４３は第４ハーネス４４を介してコンタクター２７に接続されている。エキストラバッテリ４１の電力はコンタクター２７、ＰＤＵ２２及び第３ハーネス３１を介して電動モータ１８に供給可能とされている。なお、エキストラバッテリ４１はサイドカバー３５を取り外したうえで、上方からフロアフレーム部７に取付けられ、エキストラバッテリ４１が取付けられた後は、サイドカバー３５が再度取り付けられ、エキストラバッテリ４１はサイドカバー３５によって覆われる。
【００２４】
図３は電動二輪車１のシステム構成を示している。図３に示すように、電動二輪車１では、バッテリユニット２４からの電力が不図示のメインスイッチと連動するコンタクター２７を介してモータドライバたるＰＤＵ２２に供給され、ＰＤＵ２２にて直流から３相交流に変換された後に、３相交流モータである電動モータ１８に供給される。また、バッテリユニット２４からの出力電圧は、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して降圧されて、例えば１２Ｖのサブバッテリ４６や計器類等の一般電装部品（図中「ｅｔｃ」）、並びにＥＣＵ２１等の制御系部品に供給される。
【００２５】
バッテリユニット２４は、例えばＡＣ１００Ｖの電源に接続した充電器（ＣＨＧ）４７により充電される。バッテリユニット２４の充放電状況や温度等はＢＭＵ（Battery Management Unit）４８が監視し、かつその情報はＥＣＵ２１と共有される。ＥＣＵ２１には、アクセルセンサ（ＡＣＬ）４９からの出力要求情報が入力され、この出力要求情報に基づき、ＥＣＵ２１がＰＤＵ２２を介して電動モータ１８を駆動制御する。なお、充電器４７は車体の適所に設けられるが、これが非搭載であってもよい。また、バッテリユニット２１の種類によってはサブバッテリ４６を無くした構成としてもよい。また、ＢＭＵ４８はバッテリユニット２４に近接して配置される。
【００２６】
ここで、本実施形態に係る電動二輪車１ではさらに、エキストラバッテリ４１からの電力が上記コンタクター２７を介してモータドライバたるＰＤＵ２２に供給され、ＰＤＵ２２にて直流から３相交流に変換された後に、３相交流モータである電動モータ１８に供給されることが可能である。加えて、エキストラバッテリ４１からの出力電圧は、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して降圧されて、サブバッテリ４６や計器類等の一般電装部品（図中「ｅｔｃ」）、並びにＥＣＵ２１等の制御系部品に供給されることも可能になっている。すなわち、ＰＤＵ２２は、バッテリユニット２４及びエキストラバッテリ４１のうちの少なくともいずれか一方から電動モータ１８に電力が供給可能とされている。そして、この電動二輪車１では、操向ハンドル１２に図示省略するアクセルグリップが設けられ、アクセルグリップのアクセル開度がアクセルセンサ４９により検出されてＥＣＵ２１に出力される。ＥＣＵ２１がアクセル開度に応じてＰＤＵ２２を制御し、ＰＤＵ２２によって後輪１４が駆動され電動二輪車１が走行するようになっている。
【００２７】
以上に記載したように本発明の実施形態に係る電動二輪車１では、メインフレーム４のフロアフレーム部７に跨ぎ部Ｓに臨むように上方に開放する開口２５が形成されており、電動モータ１８に電力を供給するバッテリユニット２４が開口２５に着脱可能に収容されている。これにより、この電動二輪車１では、バッテリユニット２４がフレーム内に収容されるため、車体の大型化を抑制することができるとともに、走行風を受け易い位置にバッテリユニット２４が配置されるため、良好な冷却性能を得ることができる。
【００２８】
また、開口２５は上方に開放するコの字型断面に形成され、バッテリユニット２４は、開口２５の内壁に当接して収容されているため、走行風によるメインフレーム４の冷却によりバッテリユニット２４を冷却でき、効果的にバッテリユニット２４を冷却することができる。さらには、メインフレーム４には冷却用のリブ２６・・・が一体に設けられることでメインフレーム４の放熱性が向上し、バッテリユニット２４の冷却効果を向上させることができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る電動二輪車１では、バッテリユニット２４の上方であって、開口２５の上方に、バッテリユニット２４とは別に電動モータ１８に電力を供給するエキストラバッテリ４１が着脱可能に取付可能である。これによれば、航続距離の延長を図ることができ、また、メインフレーム４に収容されるバッテリユニット２４の上方にエキストラバッテリ４１を取付可能とすることで、車体の大型化を可及的に抑制できる。さらには、エキストラバッテリ４１は着脱可能であるため、乗員の選択に応じて重量増加を回避できる。
【００３０】
加えて、電動二輪車１は、ヘッドパイプ３からメインフレーム４の後部に延び、メインフレーム４を覆う車体カバー３２をさらに備えており、バッテリユニット２４及びエキストラバッテリ４１が車体カバー３２のサイドカバー３５によって覆われるようになっている。そして、車体カバー３２のレッグシールド３４には、バッテリユニット２４及びエキストラバッテリ４１に走行風を導くことが可能な吸気口４０，４０が形成されている。この構成によって、バッテリユニット２４に対する冷却構造をエキストラバッテリ４１と共用しており、冷却構造の簡易化が図られている。
【００３１】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、バッテリユニットを複数のリチウムイオン電池を含むものとして構成したが、これに代えて、ニッケル水素バッテリや鉛バッテリを用いたものとしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  電動二輪車（鞍乗型電動車両）
３  ヘッドパイプ
４  メインフレーム
１３  シート
１８  電動モータ
２４  バッテリユニット（メインバッテリ）
２５  開口
２６  リブ
３２  車体カバー
４０  吸気口
４１  エキストラバッテリ
Ｓ  跨ぎ部
【図１】
2012101567.tif 000003
【図２】
2012101567.tif 000004
【図３】
2012101567.tif 000005