(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、直方体形状のバッテリーを車体に搭載した電動二輪車では、車両のロール軸に対してバッテリーの重量バランスが不均一となり、コーナリング時にライダーが車体を側方に傾斜(リーン)させるとき、ライダーは力を調整しながら車体を傾斜させることになる。このように、車体を側方に傾斜させて走行する鞍乗型電動車両では、コーナリング時における車両操作性を向上させることが望まれる場合がある。
【0005】
そこで本発明は、鞍乗型電動車両において、車体を側方に傾斜させてコーナリングを行う際における車体のロール挙動を安定させ、コーナリング性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る鞍乗型電動車両は、コーナリング時に車体を側方に傾斜させて走行する鞍乗型電動車両であって、前輪及び後輪と、前記前輪及び前記後輪の少なくとも何れかを駆動するために回転動力を発生する電気モータと、前記前輪と前記後輪との間に配置され、前記電気モータに電力を供給する蓄電装置と、を備え、前記蓄電装置は、円筒形状の外形を有し、かつ、その軸線が前後方向を向くように配置される。
【0007】
前記構成によれば、前輪と後輪との間に配置された蓄電装置が、円筒形状の外形を有し、かつ、その軸線が前後方向を向いているので、車体を側方に傾斜(リーン)させてコーナリングを行う際に、車体のロール挙動が安定し、コーナリング性能を向上させることができる。
【0008】
運転者が着座するシートを更に備え、前記蓄電装置は、前後方向において前記前輪と前記シートとの間に配置されてもよい。
【0009】
前記構成によれば、ライダーがシートに着座したときの車両全体の重心位置を前輪と後輪との間の中央に寄せやすくなる。
【0010】
前記前輪を支持する前側支持部と前記後輪を支持する後側支持部とを有する車体フレームを更に備え、側面視において、前記前側支持部の中心点と前記後側支持部の中心点とを結ぶ仮想直線は、その前側が水平線よりも上下いずれか一方側に位置するように傾斜しており、側面視において、前記軸線は、その前側が前記水平線に対して前記仮想直線と同じ側に位置するように傾斜している。
【0011】
前記構成によれば、車体のロール軸に蓄電装置の軸線を沿わすことができ、車体のロール挙動を安定させやすくなる。
【0012】
前記前輪支持部に対して揺動して前記前輪を支持する前輪アームと、前記後輪支持部に対して揺動して前記後輪を支持する後輪アームと、を更に備えてもよい。
【0013】
前記構成によれば、低重心化を図ることができるとともに、ロール軸を前後方向に近づけることができる。
【0014】
前記蓄電装置は、前記軸線を前下がりに傾斜させた姿勢で配置されてもよい。
【0015】
前記構成によれば、蓄電装置の前端部が後端部よりも下方に位置することになるため、前輪に近い部分の重量が低く配置され、前輪の走行安定性が向上する。また、蓄電装置の後端部が前端部よりも上方に位置することになるため、蓄電装置の後端部の下方に空間を形成することが可能となる。
【0016】
前記電気モータ及び前記蓄電装置の両方が、平面視で前記車体の車幅方向中心を通過して前後方向に延びる中心線に対して対称に形成されてもよい。
【0017】
前記構成によれば、右向きにコーナリングする場合と左向きにコーナリングする場合との間でロール挙動に差が出ることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【0018】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、車体を側方に傾斜させてコーナリングを行う際に、車体のロール挙動が安定し、コーナリング性能を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、実施形態を図面を参照して説明する。
【0021】
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る鞍乗型電動車両1の右側面図である。
図1に示すように、鞍乗型電動車両1は、車体を構成する車体フレーム3と、従動輪である前輪4と、駆動輪である後輪5とを備えている。車体フレーム3は、前下がりに傾斜したヘッドフレーム6と、ヘッドフレーム6の上端部から後方に延びる左右一対のアッパーフレーム7と、ヘッドフレーム6の下端部から後方に延びる左右一対のロアフレーム8と、アッパーフレーム7の前部とロアフレーム8の前部とを上下方向に接続するフロントガセットフレーム9とを有し、各フレーム7〜9はパイプで形成され、互いに溶接により固定されている。
【0022】
ヘッドフレーム6は、前輪4を支持するための上下一対の前側支持部12,13を有している。前輪4には、上下一対の前輪アーム10,11の前端部が回動自在に接続され、前輪4から後方に延びる前輪アーム10,11の後端部が前側支持部12,13に接続されている。前輪アーム10,11の後端部は、前側支持部12,13に対して横方向の軸線周りに回動自在に接続されているので、前輪アーム10,11は、前側支持部12,13に対して上下に揺動自在である。前輪4には、後上方に向けて斜めに延びる左右一対のハンドル支持部材14の下端部が接続されている。ハンドル支持部材14の上端部には、車幅方向内方に向けて突出するハンドルグリップ15が設けられている。
【0023】
アッパーフレーム7及びロアフレーム8の後端部には、クロスフレーム19,20を介して、リアフレーム36が溶接固定されている。リアフレーム36の後部が、後輪5を支持する後輪アーム17の前部に回動自在に接続されている。即ち、リアフレーム36の後部が、後輪5を支持するための後側支持部36aである。後側支持部36aには、後輪アーム17の前部が後側支持部36aに対して横方向の軸線周りに回動自在に接続されているので、後輪アーム17は、後側支持部36aに対して上下に揺動自在である。後輪アーム17は、中空形状である。後輪アーム17には、走行駆動用の電気モータ18と、電気モータ18が発生する回転動力を後輪5に伝達する図示しない動力伝達機構(例えば、ギヤ等)とが収容されている。
【0024】
車体フレーム3には、前輪4と後輪5との間において、電気モータ18に電力を供給するための蓄電ユニット22が搭載されている。蓄電ユニット22は、例えば、全体として円柱形状であり、円筒形状の外形を有している。蓄電ユニット22は、正極と負極とがセパレータを挟んで渦巻き状に捲回されてなる電極体等を有するバッテリーからなる蓄電装置24と、その蓄電装置24を収容する有底円筒形状のケーシング23を有している。蓄電装置24は、全体として円柱形状であり、円筒形状の外形を有している。ケーシング23は、その前端は閉鎖されており、後端が開口している。ケーシング23の後端開口は、カバー25で着脱可能に閉鎖されている。カバー25内には、蓄電装置24に電気的に接続され且つ蓄電装置24の後方に配置されたインバータ26が収容されている。即ち、本実施形態では、蓄電ユニット22は、蓄電装置24とインバータ26とを一体に有するモジュールである。なお、インバータ26は、蓄電ユニット22の外部に設けられてもよい。
【0025】
蓄電ユニット22の軸線L1は、前後方向に向いている。本実施形態では、蓄電ユニット22の軸線L1は、蓄電装置24の軸線及びケーシング23の軸線と同じである。ここで、側面視において、前側支持部12,13の全体の中心点C1と後側支持部36a(
図3参照)の全体の中心点C2とを結ぶ直線を仮想直線L2と定義する。蓄電ユニット22の軸線L1は、側面視において、その前側が水平線に対して仮想直線L2と同じ側に位置するように傾斜している。即ち、仮想直線L2は、前下がりに傾斜しており、蓄電ユニット22の軸線L1も、前下がりに傾斜している。
【0026】
インバータ26は、蓄電装置24の軸線L1上に配置されている。インバータ26は、蓄電装置24と電気モータ18との間に配置され、電気モータ18は、インバータ26と後輪5との間に配置されている。電気モータ18は、その中心がインバータ26の上端と下端との間の高さ範囲に含まれる高さに配置され、インバータ26と電気モータ18とを接続する3本の高圧電線27(三相交流)が前後方向に延びている。蓄電装置24、インバータ26及び電気モータ18は、前からこの順に、前後方向に並んでいる。即ち、蓄電装置24、インバータ26及び電気モータ18は、ロール軸に沿って並ぶこととなる。カバー25の後端面には、電線27の前端部が接続される端子部が設けられている。
【0027】
ケーシング23には、低圧電線28(信号線等)をケーシング23の内部から外部に導出するための貫通孔(図示せず)が形成されている。低圧電線28には、蓄電装置24の出力電圧を降圧した電圧が印加される。低圧電線28は、車体電装品へ電力を供給する。車体装備品は、コントローラ、メータ装置、灯火器、各種センサ及びアクチュエータ(油圧ポンプ等)の少なくとも1つである。
図1では、低圧電線28は、インバータ26及び電気モータ18等を制御するコントローラ50に接続されている。コントローラ50は、カウル31で覆われたケーシング23の上方の空間に収容され、例えば、ケーシング23に支持されている。また、ケーシング23の下方には、アクチュエータ(例えば、ABS駆動装置)を駆動させるための油圧ポンプ53を収容したロアケース52が配置されている。ロアケース52は、ケーシング23とロアカバー29との間に配置され、ケーシング23に支持されている。
【0028】
蓄電ユニット22は、アッパーフレーム7、ロアフレーム8及びフロントガセット9で囲まれる空間に配置されている。フロントガセットフレーム9は、側面視で蓄電ユニット22の軸線L1と直交する方向に延びている。アッパーフレーム7は、ヘッドフレーム6から後方に延びて且つ蓄電ユニット22に沿うように前下がりに傾斜したフレーム前部7aと、そのフレーム前部7aの後端から後方に延びて且つ後下がりに傾斜したフレーム後部7bとを有している。ロアフレーム8は、ヘッドフレーム6から後方に水平に延びたフレーム前部8aと、フレーム前部8aの後端から後方に延びて且つ蓄電ユニット22に沿うように前下がりに傾斜したフレーム後部8bとを有している。即ち、アッパーフレーム7のフレーム前部7a及びロアフレーム8のフレーム後部8bは、側面視で、蓄電ユニット22の軸線L1に平行に延びている。
【0029】
蓄電ユニット22の前側の下端22aは、側面視において、ロアフレーム8のうち当該下端22aの横にある部分の上端よりも下方に位置しており、ロアフレーム8には、蓄電ユニット22の前側の下端22aを下方から覆うロアカバー29が固定されている。ロアフレーム8のフレーム後部8bの下方には空間が形成されており、ライダーが足裏を載せるためのステップ部材30が車体フレーム3から当該空間を通って延出されている。車体フレーム3には、車体フレーム3を上から覆うドーム状のカウル31が取り付けられている。カウル31の後方かつ後輪アーム17の上方には、ライダーが跨いで着座するためのシート32が配置されている。シート32は、図示しないシートレールにより車体フレーム3に取り付けられている。蓄電ユニット22は、前後方向において前輪4とシート32との間に配置されている。
【0030】
図2は、
図1に示す鞍乗型電動車両1の上面図である。
図2に示すように、車両1の構造は、左右対称である。蓄電ユニット22は、平面視で、車両1の車幅方向中心を通過して車体前後方向に延びる中心線L0上に配置されている。蓄電ユニット22の軸線L1(
図1参照)は、平面視で中心線L0と重なっている。電気モータ18も、平面視で車体前後方向に延びる中心線L0上に配置されている。本実施形態では、蓄電ユニット22及び電気モータ18の両方が、平面視で中心線L0に対して対称に形成されている。更に言えば、前輪4、前輪アーム10,11、蓄電ユニット22、電気モータ18、後輪アーム17(
図1参照)、及び後輪5が、車幅方向中心を通過する前後方向に延びる鉛直面に対して対称に形成されている。電気モータ18は、シート32の真下に位置している。蓄電ユニット22は、カウル31で上方から覆われている。カウル31の後部31bは、カウル31の前部31aよりも車幅方向の幅が狭い。平面視において、ロアフレーム8のフレーム前部8aは、カウル31により覆われているが、ロアフレーム8のフレーム後部8bは、カウル31の狭幅な後部31bより車幅方向外方に位置している。アッパーフレーム7のフレーム後部7bは、カウル31より車幅方向内方に位置している。
【0031】
図3は、
図1に示す鞍乗型電動車両1の底面図である。
図3に示すように、左右一対のロアフレーム8は、後方にいくにつれて徐々に互いの間隔を拡げるように車幅方向外方に傾斜している。左右一対のロアフレーム8の中間部には、後方にいくにつれて徐々に互いの間隔を狭めるように車幅方向内方に傾斜した一対のサブフレーム34の前端が固定されている。サブフレーム34の前方には、左右のロアフレーム8同士を接続するクロスフレーム37が設けられている。ロアフレーム8には、サブフレーム34及びクロスフレーム37を介して板状のロアカバー29が固定されている。ロアカバー29は、左右のロアフレーム8の間の空隙を下方から覆うことで、蓄電ユニット22の前側の下端22a(
図1参照)を下方から覆っている。ロアカバー29は、前後方向から見て断面凹形状であり、ロアフレーム8よりも下方に突出している(
図1参照)。ロアカバー29の後端からは、低圧電線28が後方に導出されている。サブフレーム34の後端には、ジョイントフレーム35が設けられている。ジョイントフレーム35には、左右一対のステップ部材30が接続されている。
【0032】
図4は、
図1に示す鞍乗型電動車両1の要部斜視図である。
図4に示すように、蓄電ユニット22の前方には、前後方向から見て蓄電ユニット22の前端面と重なるようにフロントガセットフレーム9が配置されている。蓄電ユニット22の前側の下端22a(
図1参照)は、左右のロアフレーム8の間に上方から嵌り込んでいる。左右のヘッドフレーム6は、クロスフレーム38により互いに接続されている。左右のアッパーフレーム7において、フレーム前部7a及びフレーム後部7bも、クロスフレーム39,40により互いに接続されている。
【0033】
平面視において、左右のアッパーフレーム7のフレーム前部7aは、後方にいくにつれて徐々に互いに間隔が狭まるように車幅方向内方に傾斜しており、左右のアッパーフレーム7のフレーム後部7bは、後方にいくにつれて徐々に互いに間隔が拡がるように車幅方向外方に傾斜している。即ち、左右のアッパーフレーム7は、フレーム前部7aとフレーム後部7bとの境界部分であって最も高い位置にある頂部7cにおいて、互いの間隔が最も狭くなっている。アッパーフレーム7の少なくとも中間部(例えば、頂部7c)は、ロアフレーム8よりも車幅方向内方に配置されている。左右のアッパーフレーム7のフレーム後部7bには、フレーム後部7bの間の空隙を覆う金属製の遮蔽プレート43が取り付けられている。遮蔽プレート43は、高圧電線27を上方から覆っている。そして、遮蔽プレート43の上方に、シート32の前部が配置されている。
【0034】
以上に説明した構成によれば、前輪4と後輪5との間に配置された蓄電ユニット22が、円筒形状の外形を有し、かつ、その軸線L1が前後方向を向いているので、車両1を側方に傾斜(リーン)させてコーナリングを行う際に、車両1のロール挙動が安定し、コーナリング性能を向上させることができる。また、側面視において、蓄電ユニット22の軸線L1は、水平線に対し、前側支持部12,13の中心点C1と後側支持部36aの中心点C2とを結ぶ仮想直線L2と同じ側に傾斜しているので、車両1のロール軸に蓄電ユニット22の軸線L1を沿わすことができ、ロール軸周りの慣性モーメントが抑制され、車両1のロール挙動を安定させやすくなる。
【0035】
また、前輪4が車体フレーム3の前輪支持部12,13に対して揺動する前輪アーム10,11により支持され、後輪5も車体フレーム3の後輪支持部36aに対して揺動する後輪アーム17により支持されるので、車両1の低重心化を図ることができるとともに、ロール軸を前後方向に近づけることができる。また、蓄電ユニット22の軸線L1が前下がりに傾斜して、蓄電ユニット22の前端部が後端部よりも下方に位置することになるため、前輪4に近い部分の重量が低く配置され、前輪4の安定性が向上する。
【0036】
また、蓄電ユニット22は、前後方向において前輪4とシート32との間に配置されているので、前輪4に近い部分の重量を低く配置して、前輪4の安定性を向上させながらも、蓄電ユニット22のうちシート32に近い後端部が前端部よりも高い位置にあることで、シート32に跨るライダーがコーナリング時に車両1を傾斜させやすくなる。よって、前輪4の安定性の向上とコーナリング性能の向上とを両立することができる。
【0037】
また、電気モータ18及び蓄電ユニット22の両方が、平面視で車両1の車幅方向中心を通過して前後方向を向く中心線L0に対して対称に形成されているので、右向きにコーナリングする場合と左向きにコーナリングする場合との間でロール挙動に差が出ることを防ぐことができる。また、インバータ26も、蓄電ユニット22の軸線L1上に配置されているので、コーナリングを行う際の車両1のロール挙動が更に安定し、コーナリング性能をより向上させることができる。また、インバータ26が、蓄電ユニット22の軸線L1上に配置されることで、蓄電ユニット22の上方又は下方にインバータ26を配置する場合に比べて、車体の全高を低く抑えることも可能となる。
【0038】
また、インバータ26は、軸線L1上において蓄電装置24の後方に配置され、電気モータ18は、後輪5とインバータ26との間に配置され、かつ、電気モータ18の中心がインバータ26の上端と下端との間の高さ範囲に含まれる高さに配置されているので、インバータ26と電気モータ18とを接続する高圧電線27が前後方向に配線され、高圧電線27を短尺かつ簡素に配線することができる。
【0039】
また、前輪4及び後輪5の両方が前後方向に延びるアーム10,11,17で支持されるので、フロントフォークによる支持に比べて、低重心化を図ることができる。また、ピボット部113aの車幅方向に延びるピボット軸に対して電気モータ18の回転軸線を同軸に配置したので、省スペース化を図ることができるとともに、蓄電装置24を配置可能な領域を増やすことが可能となる。また、電気モータ18から後輪5までの動力伝達機構を後輪アーム17(スイングアーム)とユニット化することで、電気モータ18からの駆動力を直接的に後輪5に伝えることが可能となる。特に、電気モータ18はエンジンのような回転脈動が防がれるので、ピボット軸と電気モータとを同軸に配置したとしても、円滑に出力を伝達することができる。
【0040】
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態に係る鞍乗型電動車両101の右側面図である。なお、第1実施形態と共通する構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図5に示すように、本実施形態の車両101は、電動二輪車である。車両101は、従動輪である前輪104と駆動輪である後輪105とを備えている。前輪104は、上下方向に延びる左右一対のフロントフォーク106の下端部に回転自在に支持され、フロントフォーク106の上部は上下一対のブラケット106a,106bを介してステアリング軸(図示せず)に支持されている。そのステアリング軸は車体側のヘッドパイプ107に内挿された状態で回転自在に支持される。上側のブラケット106aには左右へ延びるバー型のハンドル108が取り付けられ、ライダーがハンドル108を左右に回動させることで前輪104が操舵される。
【0041】
車両1の車体フレーム110は、ヘッドパイプ107から左右に分かれて下方に傾斜して後方に延びる一対のメインフレーム111を備えている。メインフレーム111の前端部には、そこから下方に延びる左右一対のダウンフレーム112が接続されている。メインフレーム111の後端部には、ピボットフレーム113の上部が接続されている。ピボットフレーム113のピボット部113aには、後輪105を支持する後輪アーム115の前端部が上下に揺動可能に支持されている。後輪アーム115の中間部とメインフレーム111の後端部との間にはリヤサスペンション114が介設されている。車体フレーム110のヘッドパイプ107は、前輪104を支持するための前側支持部の役目を果たし、ピボット部113aは、後輪105を支持するための後側支持部の役目を果たす。
【0042】
車体フレーム110には、蓄電ユニット22及び電気モータ116が搭載されている。蓄電ユニット22は、第1実施形態のものと同じである。電気モータ116が発生する回転動力は、図示しない動力伝達機構(例えば、チェーン等)により後輪105に伝達される。蓄電ユニット22及び電気モータ116の両方が、平面視で車両1の車幅方向中心を通過して前後方向に延びる中心線に対して対称に形成されている。後輪アーム115の上方にはライダーが跨いで着座するためのシート118が配設され、このシート118はメインフレーム111に接続された図示しないシートレールによって支持されている。また、シート118の前方にはダミータンク119が設けられ、運転者が両膝で挟めるようになっている。
【0043】
蓄電ユニット22の軸線L1は、前後方向に向いている。ここで、側面視において、前側支持部であるヘッドパイプ107の中心点C3と後側支持部であるピボット部113aの中心点C4とを結ぶ直線を仮想直線L3と定義する。蓄電ユニット22の軸線L1は、側面視において、その前側が水平線に対して仮想直線L3と同じ側に位置するように傾斜している。即ち、仮想直線L3は、前上がりに傾斜しており、蓄電ユニット22の軸線L1も、前上がりに傾斜している。更に詳しくは、側面視において、後輪105の接地点Gを通ってヘッドパイプ107に直交する直線をロール軸線L4と定義したとき、蓄電ユニット22の軸線L1は、ロール軸線L4に沿う方向に向いている。ロール軸線L4上には、蓄電ユニット22及び電気モータ116が配置されている。即ち、前から順に、蓄電装置24、インバータ26及び電気モータ116が、ロール軸線L4上に直線的に並んで配置されている。蓄電ユニット22と電気モータ116との間には、インバータ26と電気モータ116とを電気的に接続する高圧電線27が配線されている。
【0044】
なお、蓄電ユニット22及び蓄電装置24の軸線L1は、ヘッドパイプ107の中心点C3と後側支持部であるピボット部113aの中心点C4とを結ぶ仮想直線L3と同軸上に配置してもよい。また、蓄電ユニット22及び蓄電装置24は、前後方向に延びるように配置されていればよく、ロール軸と同様の方向に傾斜することが好ましい。本実施形態では、電気モータ116がピボット部113aよりも前方に配置されているが、第1実施形態と同様に、ピボット部113aの車幅方向に延びるピボット軸線と電気モータの回転軸線とが一致するようにしてもよい。その場合には、仮想直線L3と同軸に蓄電ユニット22及び蓄電装置24が配置されると好ましい。
【0045】
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。前記各実施形態は互いに任意に組み合わせてもよく、例えば1つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよい。蓄電ユニット22及び蓄電装置24の軸線L1は、上述した各実施形態のように前後方向に延びていればよく、必ずしも水平に延びている必要はない。蓄電装置は、その重心が軸心を通過する他の構造としてもよい。蓄電ユニット22及び蓄電装置24は、全体として円柱形状であるが、円筒形状に形成されていてもよい。
【0046】
蓄電ユニット22のケーシング23には、軸線L1に沿って前後に開放される貫通孔を形成してもよい。当該貫通孔を走行風が通過することで、蓄電装置24の温度上昇を防ぐことができる。また、ケーシングに収容される蓄電装置が当該ケーシングの軸線に同軸に配置されることで、上記貫通孔から蓄電装置までの距離がばらつくことを防止でき、走行風による冷却に起因する蓄電装置の温度バラツキを抑制することができる。