JP5504354B2 - 鞍乗型電動車両 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータを駆動源とする電動の二輪車やＡＴＶ（All Terrain Vehicle:不整地走行車両)、更にはエンジンも搭載するハイブリッドタイプのものも含めた鞍乗型の電動車両に関し、特に電動モータやその駆動力の伝達機構等を収容するモータユニットケースの構造に関する。

近年、環境意識の高まりとともに将来における石油資源の枯渇という視点からも、自動車や自動二輪車等における燃費の低減が求められている。一方、リチウムイオン電池に代表される二次電池には飛躍的な進歩が見られ、電気自動車やハイブリッド自動車のように走行用の動力を電動化する試みが盛んになっている。

例えば特許文献１には、大型で高出力の電動モータを採用したスポーツタイプの電動二輪車が記載されている。このものでは従来、エンジンや変速装置の搭載されていた場所に電動モータ及び動力伝達装置からなる駆動ユニットを搭載しており、モータ軸の回転を歯車により減速してトルクを増強し、チェーンを介して後輪に伝達する。

特開２０１０−０１８２７０号公報

ところで、公知の如く電動モータは、内燃機関のように混合気の爆発や往復運動部分の慣性力に起因する振動を発生することがないので、車両の軽量化を促進するためにモータユニットのケースは、できるだけ薄肉化したいという要請がある。

しかし、前記従来例のような鞍乗型の電動車両においてはモータユニットを車体フレームに直接的に支持することが多く、このフレームのしなりや捻れに伴いモータユニットのケースが撓むことも考慮しなくてはならない。すなわち、モータユニットのケースを薄肉化した場合にはその撓みも大きくなりやすいので、モータの出力軸を支持する軸受け同士の中心がずれてしまい（心ずれ）、回転抵抗が増大する等の不具合が起こり得る。

かかる点に鑑みて本発明の目的は、鞍乗型の電動車両においてモータユニットケースをできるだけ軽量化しながらも、その撓みによるモータ軸受けの心ずれは抑制できる構造とすることにある。

前記の目的を達成すべく本発明は、走行用の電動モータと、その駆動力を伝達する動力伝達機構とを備えた鞍乗型の電動車両を対象とする。そして、前記電動モータの出力軸（モータ軸）が車両の左右方向に延びていて、その左右の一側の端部が前記動力伝達機構に接続されている場合に、前記電動モータが収容されるモータ収容部と、前記動力伝達機構が収容される伝達機構収容部とが一体になったモータユニットケースにおいて、前記伝達機構収容部を左右両側において車体フレームに締結するとともに、この伝達機構収容部に対して前記モータ収容部が、前記左右両側のうち一側において結合され、他側において結合されていない片持ち状に配されている構造とした。

前記の構造により、電動二輪車の走行中に車体フレームがしなったり捻れたりすると、該車体フレームに左右両側で締結されているモータユニットケースの伝達機構収容部には比較的大きな影響が現れる一方で、この伝達機構収容部に左右の一側で結合されているモータ収容部にはあまり大きな影響は表れない。よって、モータ収容部の撓みは大きくはなり難く、この撓みによるモータ軸受けの心ずれは抑制される。

その際に、モータユニットケース全体の撓みによって伝達機構収容部とモータ収容部との相互の位置関係が変化することになるが、その変位の大きさは、モータ収容部が伝達機構収容部に結合されている前記一側では他側に比べて小さくなる。すなわち、モータ軸の端部が動力伝達機構に接続されている前記一側では大きな変位は生じず、この変位はギヤのバックラッシによって吸収可能である。

好ましくは前記モータ収容部に収容される電動モータに円筒状のモータケースを備えて、このモータケースの両端の壁部にそれぞれモータ軸受けを設けるとともに、このモータ軸受けの間でモータ軸に一体に回転するようにロータを支持する一方、このロータの外周を取り囲む電動モータのステータは、モータケースの周壁に内嵌合状態で支持する構造としてもよい。

すなわち、フレームのしなりや捻れの影響を受け得るモータユニットケースとは別体のモータケースを備えて、これにモータ軸受けを配設することで、その心ずれをより小さくすることができる。ステータが嵌め合わされることでモータケースの周壁の剛性は高くなり、このことによってもモータ軸受けの心ずれが抑制される。

その場合に好ましいのは前記モータケースの周壁の厚みを、これに隣接する前記モータ収容部の周壁に比べて厚くすることである。こうすれば、モータ軸受けが配設されているモータケースの剛性が、電動二輪車の車体フレームのしなりや捻れの影響を受け得るモータユニットケースに比べて高くなり、モータ軸受けの心ずれを抑える上で有利になる。

そうしてモータ収容部に別体のモータケースを収容するのであれば、このモータケースの周壁と、これに嵌合する電動モータのステータの外周との間に、周方向に延びるように冷却用のオイル通路を形成してもよい。このオイル通路に連通させて前記モータケースの周壁の上部にはオイルの導入口を開口させ、ここに冷却用のオイルを供給する一方、当該周壁の下部には、前記モータユニットケースの下部のオイルパンに臨むようにオイルの排出口を開口させれば、モータユニットにおいて本来、ギヤの潤滑等に用いるオイルを利用して、電動モータのステータを効率良く冷却できる。

その場合に前記モータユニットケースには、オイルパンからオイルを汲み上げて吐出するオイルポンプを取り付けるとともに、このオイルポンプから吐出されたオイルをモータ軸の軸受けや動力伝達機構等に供給するための油路を設けてもよい。こうすれば、簡単な構造でオイルを所要の部位に供給できる。

また、前記モータユニットケースとその外部の熱交換器との間でオイルを循環させる循環流路を設けてもよく、こうすれば外部の熱交換器によってオイルを効率良く冷却することができる。この場合に、動力伝達機構にオイルを供給するための油路は、オイルポンプから吐出されたオイルの流れを前記循環流路の手前で分岐させるように設けるのが好ましく、こうすれば、あまり冷却する必要のない動力伝達機構へのオイルは熱交換器へは送らないことで、オイルポンプの駆動による損失が減少する。

また、前記のようにモータケースにおける左右の一側でモータ軸の端部を動力伝達機構に接続する場合、その反対の他側には回転角センサを設けてもよい。すなわち、モータケースにおける左右の他側の端壁部の外周側にはモータ収容部の他側の端壁部を重ね合わせ、それらの間に回転角センサを取り囲むように環状のシール材を介在させるのが好ましい。こうすれば、モータユニットケースのモータ収容部とモータケースとの隙間には冷却用のオイルが侵入しても、このオイルが回転数センサに悪い影響を与えることはない。

更に、前記モータ収容部の他側の端壁部には、前記回転角センサに対応する所定範囲に開口を設けるとともに、この開口を覆うように着脱自在に蓋部材を装着する構造としてもよい。こうすれば、蓋部材を取り外すだけで、回転角センサのメンテナンスを極めて容易に行える。

本発明によると、鞍乗型電動車両のモータユニットケースにおいて動力伝達機構の収容部をその左右両側で車体フレームに締結する一方、電動モータの収容部は、モータ軸が動力伝達機構に接続される一側において該動力伝達機構の収容部に結合する構造としたので、車体フレームのしなりや捻れに起因するモータ収容部の撓みを抑制し、モータ軸受けの心ずれを小さくして、回転抵抗の増大等の不具合を抑えることができる。

本発明の実施の形態に係る電動二輪車の主要部を示す右側面図である。 モータユニットの走行用モータ及び変速装置の概略構造を示す展開図である。 モータユニットを右側から見て主にモータ収容部の構造を示す、図２のIII-III線における断面図である。 モータ収容部の構造を示す、図３のIV-IV線における断面図である。 電力制御ユニットの冷却構造を示す断面図である。 同冷却構造の変形例を示す図５相当図である。

以下、本発明の実施の形態に係る電動二輪車について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、電動二輪車に騎乗した運転者から見た方向を基準とする。

−電動二輪車の概略構成−
図１は、本発明の実施の形態に係る電動二輪車１（電動車両）の主に車体フレームやパワープラント、車輪等の主要部について概略的に示す右側面図である。図１に示すように電動二輪車１は、操舵輪である前輪２と駆動輪である後輪３とを備えている。前輪２は、各々略上下方向に延びる左右一対のフロントフォーク４の下端部に回転自在に支持されており、一方、フロントフォーク４の上部は上下一対のブラケットを介してステアリング軸（図示せず）に支持されている。

ステアリング軸は車体側のヘッドパイプ５に内挿された状態で回転自在に支持されており、操舵軸を構成する。すなわち、上側のブラケットには左右へそれぞれ延びるハンドル６が取り付けられており、このハンドル６によって運転者は、前記のステアリング軸の周りにフロントフォーク４及び前輪２を操舵することができる。ハンドル６の右端には運転者の右手により把持され、手首のひねりによって回転されるようにアクセルグリップ７が配設されている。

電動二輪車１の車体フレームは、ヘッドパイプ５から後方に向かい若干下方に傾斜しながら延びるメインフレーム８を備えている。一例としてメインフレーム８は、ヘッドパイプ５に溶接されている前端部から二股になって左右に分かれているとともに、左右のそれぞれが上下に並んだパイプ部材８０によって構成されている。これらのパイプ部材８０はヘッドパイプ５から後方に向かい一旦、左右に広がった後に内向きに湾曲して、左右の間隔を保ちつつ後方に延びている。そして、さらに内向きに湾曲した後に後端部がピボットフレーム９に連結されている。

ピボットフレーム９は概略矩形の枠状とされ、左右の側枠に内側からメインフレーム８のパイプ部材８０の後端部が重ね合わされて溶接されている。また、ピボットフレーム９の左右の側枠の間には、後輪３を支持するスイングアーム１０の前端部が上下に回動可能に支持されており、スイングアーム１０は、その揺動支軸（ピボット軸）から後方に向かって若干、下方に傾斜しながら延びている。スイングアーム１０の後端部には後輪３が回転自在に支持されている。

また、メインフレーム８の後部とピボットフレーム９の上端部とからそれぞれ、後方に向かい上方に傾斜しながら延びるリヤフレーム１１が設けられており、これにより騎乗用のシート１３が支持されている。シート１３の前方にはダミータンク１５が配設されていて、電動二輪車１に騎乗した運転者がその両膝の間に挟み込むために用いられる。こうしてニーグリップすることで運転者は電動二輪車１との一体感を得やすい。

そして、そのダミータンク１５によって上方から覆われるようにして、蓄電装置であるバッテリ２１を収容する樹脂製のバッテリボックス２０が配設されている。一例としてバッテリボックス２０は矩形状とされ、メインフレーム８の４本のパイプ部材８０によって左右から取り囲まれるように配設されて、左右両側の壁部がそれぞれパイプ部材８０にボルト等で締結されている。

一例としてバッテリボックス２０には、複数のバッテリ２１が左右のモジュールに分かれて収納されており、その左右のモジュール間に走行風の通り路が形成されている。すなわち、バッテリボックス２０の前壁には電動二輪車１の走行中に前方からの走行風を導き入れるように導風ダクト２２が設けられ、一方、バッテリボックス２０の後壁には排気ダクト２３が設けられ、シート１３の下方を通って後方に延びている。

図の例では導風ダクト２２の前側はヘッドパイプ５よりも前方まで延びていて、ここで取り入れられた走行風はバッテリボックス２０内に導かれ、左右のモジュール間の通路を流れて、排気ダクト２３から排出される。この走行風の通路に臨んでバッテリ２１の内側面には正負の電極やそれらを繋ぐバスバーが位置しており、それらが走行風に直接、曝されて効果的に冷却される。

図１のように側方から見るとバッテリボックス２０は、電動二輪車１においてヘッドパイプ５からピボットフレーム９までの間の車体中心寄りの部位にあり、且つメインフレーム８に沿って延びている。即ち、大重量のバッテリボックス２０がロール軸の付近に搭載されており、電動二輪車１の運動性能を高める上で好ましい。そして、バッテリボックス２０の下面は、メインフレーム８の下縁、即ち下側のパイプ部材８０よりも下方の斜め前方に突出していて、その前縁から後縁に向かって徐々に低くなるように傾斜している。

そうして傾斜しているバッテリボックス２０において最も低い位置にある下面の後縁の下方に近接して、電動モータからなる走行用モータ３０と変速装置４０（動力伝達機構）とを含むモータユニット５０が配設されている。変速装置４０が収容されるモータユニット５０の後部は左右両側でピボットフレーム９に締結されている。一方、走行用モータ３０が収容されるモータユニット５０の前部は、メインフレーム８の前側から下方に延びるハンガーブラケット８１によって吊り下げられている。

また、モータユニット５０の上方に近接して、バッテリボックス２０の下面には電力制御ユニット６０が配設されている。図５を参照して後述するように電力制御ユニット６０は、ＩＧＢＴ（Insulated-Gate Bipolar Transistor）等のパワー半導体が実装されたパワーモジュール６１をケース６２に収容したもので、走行用モータ３０をモータ動作及び発電動作に切換えて制御する。この制御に伴いパワー半導体が発熱し、パワーモジュール６１が高温になるので、電力制御ユニット６０は、左右のハンガーブラケット８１の間を流れる走行風が直接、当たるように配設されている。

また、電力制御ユニット６０の前方からその左右両側及び下方までを覆うように、左右のハンガーブラケット８１の上側の部分に跨って保護ネット８２が取り付けられている。保護ネット８２は例えば金網やパンチングメタルからなり、走行風の通過を許容しながら、跳ね石の通過を阻止するような網目を有している。

一方、左右のハンガーブラケット８１の下側の部分にはオイルクーラ７０が支持されていて、モータユニット５０や電力制御ユニット６０の冷却に用いられるオイルを走行風と熱交換させて冷却するようになっている。すなわち、モータユニット５０のケース５１の右側下部にはオイルポンプ５２が取り付けられ、そこから前方の斜め上向きに湾曲して延びるロワホース７１がオイルクーラ７０の下部に接続されている。

このロワホース７１によってオイルクーラ７０の下部に送られてきたオイルは、該オイルクーラ７０のコア内の流路を上昇する間に走行風と熱交換して冷却される。こうして冷却されたオイルは、オイルクーラ７０の上部に接続されているアッパホース７２によってその上方の電力制御ユニット６０へと送られる。図５を参照して後述するように電力制御ユニット６０には冷却器６３が組み込まれていて、パワーモジュール６１を冷却したオイルはリターンホース７３を流下してモータユニット５０へと戻される。

つまり、前記のロワホース７１、アッパホース７２及びリターンホース７３によって、モータユニット５０の内部からその外部のオイルクーラ７０、更には電力制御ユニット６０との間でオイルを循環させる循環流路Ｒ（図３を参照）が形成されている。

−モータユニットの構成−
図２は、モータユニット５０における走行用モータ３０及び変速装置４０の構造を概略的に示す展開図であり、図３、４は主にモータ収容部の構造を示す断面図である。図２に表れているようにモータユニット５０のケース５１は、それぞれ右側に向かって開口するモータ収容部５３と変速装置収容部５４（伝達機構収容部）とが前後に連なって設けられ、それらの右側の開口を閉ざすように別体の右壁部材５５が重ね合わされて締結されている。

モータ収容部５３は概略的には有底の円筒状とされ、その右側の開口から嵌め込まれた状態で走行用モータ３０の円筒状のケース３１が収容されるとともに、その筒軸に沿ってモータ軸３２が左右方向に延びている。モータ軸３２は、左右両側においてそれぞれボールベアリング３３（モータ軸受け）によって支持されている。左側のベアリング３３は、モータケース３１の左端の底壁部３１ａの貫通孔に嵌入されており、右側のベアリング３３は、モータケース３１の右端の開口を閉ざすキャップ３４の貫通孔に嵌入されている。

そうして円筒状のモータケース３１の筒軸方向の両端の壁部である底壁部３１ａ及びキャップ３４にそれぞれ一対のベアリング３３が設けられ、それらの中間においてモータ軸３２には一体に回転するようにロータ３５が取り付けられている。図示は省略するがロータ３５には、鉄心の内部に永久磁石が埋め込まれており、このロータ３５の外周を取り巻くように近接して円環状のステータ３６が配設されている。

また、前記モータ軸３２の左端は、モータケース３１の底壁部３１ａを貫通して左側に突出しており、その先端部には例えばレゾルバ等の回転角センサ３７が配設されている。一方、モータ軸３２の右端は、キャップ３４を貫通して右側に突出しており、その先端部にスプライン等によって取り付けられた出力ギヤ３８が、変速装置４０のクラッチギヤ４３と噛み合わされている。つまり、モータ軸３２はその右側（一側）の端部において変速装置４０に接続されている。

図３にも示すように、走行用モータ３０の後方に近接して変速装置４０の入力軸であるクラッチ軸４１が配設され、その右端に配設された多板クラッチ４２によってモータ軸３２からの回転が入力又は遮断に切換えられる。すなわち、クラッチ軸４１の右端寄りには回転自在にクラッチギヤ４３が外嵌されて、前記モータ軸３２の出力ギヤ３８と噛み合わされており、このクラッチギヤ４３が多板クラッチ４２によってクラッチ軸４１と接続されると、クラッチ軸４１がモータ軸３２と連動して回転するようになる。

また、クラッチ軸４１と平行に変速装置４０の出力軸４４が配設され、両軸は歯車列４５を介して変速自在に接続されるようになっている。すなわち、図３にのみ示すがシフトドラム４６ａ、シフトフォーク４６ｂ、ドグクラッチ４６ｃ等からなる変速操作機構４６によって、歯車列４５において接続される歯車４５ａ，４５ｂの組み合わせが変更されるようになっており、これにより入出力回転の変速比、即ち変速装置４０の変速段が変更される。

そうして変速された回転が出力される出力軸４４の左端には、図２に示すようにスプロケット４７が設けられており、図１にのみ示す後輪３のスプロケット３ａとの間にチェーン４８（仮想線で示す）が巻き掛けられている。なお、走行用モータ３０の駆動力を伝える動力伝達機構は前記のような多段式の変速装置４０に限定されず、例えば変速比が一定の単なる減速機構であってもよい。

前記のような変速装置４０が収容されている変速装置収容部５４は、モータユニットケース５１の中では比較的厚肉に形成されて、従来一般的な内燃機関の変速機ケースと同様に比較的高い剛性を有している。そして、図３に表れているように変速装置収容部５４の左右両側にはそれぞれ後方及び下方に向かって突出する三角形状の締結部５６が形成され、その丸穴５６ａに挿通されるボルト（図示せず）によって、図１のようにピボットフレーム９に締結される。

一方、走行用モータ３０が収容される有底円筒状のモータ収容部５３は、その右端の開口付近において変速装置収容部５４と結合されている。この例ではモータ収容部５３の左側は変速装置収容部５４と結合されておらず、いわば片持ち状態になっている。また、図４にも表れているようにモータ収容部５３の周壁部５３ａは薄肉（例えば３〜４ｍｍ）に形成されており、その剛性が低く比較的撓みやすい。しかも、その周壁部５３ａと隣接するモータケース３１の周壁部３１ｂとの間には隙間が形成され、このモータケース３１にはモータ収容部５３の撓みの影響がおよび難くなっている。

そして、モータ収容部５３の左端には周壁部５３ａから内周側へ向かうように円環状の壁部５３ｂが形成され、ここにモータケース３１の底壁部３１ａの外周寄りの部分が重ね合わされている。また、その円環状壁部５３ｂの内周側から外方、即ち左側に向かって円筒状部５３ｃが立設され、回転角センサ３７を取り囲んでいる。言い換えると、モータ収容部５３の左端の壁部には回転角センサ３７に対応する大きさの開口が設けられ、この開口の周縁に連なって回転角センサ３７を収容するように円筒状壁部５３ｃが設けられている。

そして、その円筒状壁部５３ｃの先端側の内周に形成された段部に円盤状の蓋部材５７が内嵌めされて、容易に取り外せるようになっている。つまり、モータユニット５０におけるケース５１の左端でもあるモータ収容部５３の左端に蓋部材５７が着脱可能に装着されているので、メンテナンスの際にはその蓋部材５７を容易に取り外して、回転角センサ３７の点検、整備を行える。

前記のようにモータ収容部５３の周壁部５３ａが薄肉に形成されて、比較的剛性が低くなっている一方で、その右端の開口付近は厚肉に形成されており、この厚肉の部分５３ｄ（図４にのみ示す）における変速装置収容部５４との結合剛性は比較的高くなっている。しかも、モータ収容部５３に収容されたモータケース３１の右端には、その周壁部３１ｂの開口に連なって径方向外方に延びるように厚肉のフランジ３１ｃが形成されていて、このフランジ３１ｃがモータ収容部５３の右端の厚肉部分５３ｄに重ね合わされて締結されている。

その上更に、そのフランジ３１ｃに右側からキャップ３４が重ね合わされて締結されており、こうしてモータ収容部５３の厚肉の部分５３ｄにモータケース３１の厚肉のフランジ３１ｃとキャップ３４とが重ね合わされて締結されていることで、モータ収容部５３の右端の部分、即ち変速装置収容部５４との結合部分の剛性は非常に高くなっている。

こうして変速装置収容部５４に接続されているモータ収容部５３の右側の部分の剛性が高い一方で、そこから左側に延びる周壁部５３ａの剛性は低くされ、そこに別体のモータケース３１が収容されていることで、走行用モータ３０において余計な回転抵抗の増大が抑制されるとともに、その回転力がモータ軸３２の右端に接続されている変速装置４０により確実に伝達されるようになる。

すなわち、電動二輪車１の走行中にメインフレーム８等、車体フレームがしなったり捻れたりすると、左右両側でピボットフレーム９に締結されている変速装置収容部５４にはストレスがかかるものの、この変速装置収容部５４は比較的厚肉で高剛性であり、大きな撓みは生じない。一方、ハンガーブラケット８１に吊り下げられているモータ収容部５３は軽量化のために薄肉に形成されているので、これを含めたモータユニットケース５１全体には或る程度の撓みが生じる。

しかしながら、前記のようにモータ収容部５３が右側の高剛性の部分で変速装置収容部５４に結合されていて、左側では結合されていない片持ち状態であり、しかもその周壁部５３ａの剛性が低いことから、このモータ収容部５３に収容されているモータケース３１は、前記モータユニットケース５１の撓みの影響を受け難い。よって、そのモータケース３１に配設されているモータ軸３２のベアリング３３には大きな心ずれは生じず、モータ軸３２の回転抵抗が増大する等の不具合は効果的に抑制される。

また、前記のようにモータユニットケース５１全体が撓むことで、変速装置収容部５４とモータ収容部５３との相互の位置関係が変化することになるが、その変位の大きさは、モータ収容部５３が変速装置収容部５４との結合剛性が高い右側においては、あまり大きくはならない。つまり、モータ軸３２の右端において出力ギヤ３８が変速装置４０のクラッチギヤ４３と接続されている部位の近傍では大きな変位は生じず、この変位は両ギヤのバックラッシによって吸収される。

−走行用モータの冷却構造−
次に、図３及び図４を参照して走行用モータ３０の冷却構造について説明する。本実施形態では、上述したようにモータユニットケース５１のモータ収容部５３に更にモータケース３１を収容する二重構造を利用して、そのモータケース３１内に走行用モータ３０の冷却用のオイル通路３１ｄを形成し、冷却用のオイルをステータ３６に直接、接触させるようにしている。

すなわち、ステータ３６は、電磁鋼板からなる鉄心（ステータコア）に複数の電磁コイルを巻き付けてなり、モータケース３１の周壁部３１ｂに例えば焼き嵌め等によって圧入されて内嵌合状態になっている。そして、左右に延びる周壁部３１ｂにおいて左右方向の略中央部には内周面に開口する断面矩形状の浅い溝部が形成されていて、ステータ３６の外周面との間に周方向に延びる環状のオイル通路３１ｄが形成されている。

このオイル通路３１ｄに連通してモータケース３１の周壁部３１ｂの上部にはオイルの導入口３１ｅが開口し、その上方でモータ収容部５３の周壁部５３ａを貫通するプラグ５８からオイルを導入するようになっている。プラグ５８は、モータユニットケース５１の周壁部５３ａから上方に突出してリターンホース７３の下端に接続されており（図１を参照）、電力制御ユニット６０から流下してくるオイルをモータユニットケース５１の内部に取り入れる。

そして、前記リターンホース７３を流下してプラグ５８からモータユニットケース５１内に取り入れられたオイルは、前記導入口３１ｅからモータケース３１の周壁部３１ｂ内のオイル通路３１ｄに流入し、図３に矢印で示すように円周方向に分かれて、ステータ３６の外周に沿って流れる（図４には破線で概略的にオイルの流れを示す）。そして、効果的にステータ３６の熱を奪った後にオイルは、モータケース３１の下部のオイル排出口３１ｆから下方に排出される。

図３に示すように前記オイル排出口３１ｆの下方において、モータユニットケース５１のモータ収容部５３の周壁部５３ａは大きく切り欠かれており、この切り欠き部５３ｅを介してオイル排出口３１ｆが、モータユニットケース５１の下部のオイルパン５９に臨んでいる。よって、そのオイル排出口３１ｆから排出されたオイルを、そのまま下方に落下させてオイルパン５９に戻すことができる。このオイルパン５９に貯留されるオイルの油量は、その油面がモータケース３１の最下部よりも低くなるように設定されている。

なお、上述したようにモータユニットケース５１のモータ収容部５３の周壁部５３ａと隣接するモータケース３１の周壁部３１ｂとの間には隙間が形成されているので、前記のようにプラグ５８からモータユニットケース５１内に取り入れられ、導入口３１ｅからモータケース３１の周壁部３１ｂ内のオイル通路３１ｄに流入する際に、そのオイルの一部は前記隣接する周壁部５３ａ及び周壁部３１ｂの隙間に入り込むことになる。

このオイルは、隣接する周壁部５３ａ及び周壁部３１ｂの隙間を左右方向にも流れ、右端ではモータケース３１のフランジ３１ｃとモータ収容部５３の厚肉部分５３ｄとの間から漏れ出て、下方のオイルパン５９へと至る。一方、モータ収容部５３の左端では円環状壁部５３ｂと重ね合わされているモータケース３１の底壁部３１ａとの間に大径のＯリング３９（環状のシール材）が配設されているので、これに取り囲まれている回転角センサ３７にはオイルが触れる心配はない。

図３に模式的に示すように、オイルパン５９に貯留されているオイルはフィルタ７４を介してオイルポンプ５２に吸い込まれ、このオイルポンプ５２からロワホース７１へと吐出されて、オイルクーラ７０、アッパホース７２及びリターンホース７３へと続く循環流路Ｒを循環する。すなわち、図示は省略するが、オイルポンプ５２の吐出口とロワホース７１とを連通させる油路がモータユニットケース５１に形成されている。

また、その油路から分岐して走行用モータ３０や変速装置４０の潤滑部にオイルを供給するための油路がモータユニットケース５１やモータケース３１に形成されている。すなわち、例えば図３、４にはモータケース３１の底壁部３１ａとキャップ３４とにそれぞれベアリング３３へオイルを供給するように形成された油路３１ｇ，３４ａを表している。また、図３には変速装置４０にオイルを供給する油路４０ａを仮想線で表している。

一方、ロワホース７１を介してオイルクーラ７０に送られたオイルは、ここで冷却された後にアッパホース７２を介して電力制御ユニット６０に送られる。図５に一例を示すように電力制御ユニット６０のケース６２の上部における後側（図の左側）、即ち前後方向について車載時に相対的に低くなる側には、冷却器６３が組み込まれている。なお、冷却器６３の前側には電極端子６４が突設され、電力制御ユニット６０のケース６２を上方のバッテリボックス２０に取り付けたときに、その床部を貫通して内部のバスバーに接続されるようになっている。

前記冷却器６３の下方にはパワーモジュール６１の基板６１ａが、その表面に実装されたパワー半導体チップ６１ｂを下向きにして収容されており、基板６１ａの裏面が冷却器６３の下面に当接されている。また、その冷却器６３には、オイルの流れを折り返すラビリンス構造の流路６３ａが形成されており、この流路６３ａの入り口及び出口にそれぞれ対応して、冷却器６３の右側壁の前寄りと後寄りとにそれぞれプラグ６５が配設されている。

そして、図１に表れているように前寄りのプラグ６５にアッパホース７２が接続され、後寄りのプラグ６５にはリターンホース７３が接続されている。こうしてオイルの供給を受ける冷却器６３が組み込まれた電力制御ユニット６０は、ロワホース７１、アッパホース７２及びリターンホース７３で結ばれた循環流路Ｒの中では最も高い位置にあるので、この電力制御ユニット６０、正確には冷却器６３の高さによって、オイルを圧送するオイルポンプ５９の駆動負荷が概ね決まることになる。

本実施形態では電力制御ユニット６０がモータユニット５０の上方に近接して配置されているので、ここにオイルを圧送するオイルポンプ５９の駆動による損失はあまり多くはならない。しかも、走行用モータ３０や変速装置４０の潤滑部位に供給するオイルは、ロワホース７１に供給する手前の油路から分岐させており、その分はオイルクーラ７０や電力性ユニット６０に送らないことによっても、オイルポンプ５２の駆動による損失を減らすことができる。

なお、前記したように電力制御ユニット６０のケース６２の上部に冷却器６３を配設するのではなく、例えば図６に一例を示すように、電力制御ユニット１６０のケース１６２内の下部に冷却器６３を配設してもよい。こうすればオイルポンプ５９の駆動による損失は更に少なくできる。

以上、説明したように本実施形態に係る電動二輪車１によると、走行用モータ３０や変速装置４０を収容するモータユニットケース５１のうち、変速装置収容部５４は左右両側でピボットフレーム９に締結し、この変速装置収容部５４に対しモータ収容部５３は、モータ軸３２が変速装置４０に接続される側の端部で結合する構造としたので、電動二輪車１の走行中の車体フレームのしなりや捻れによってモータユニットケース５１が撓んでも、モータ収容部５３の撓みは抑制して、走行用モータ３０の回転抵抗の増大等の不具合を抑えることができる。

また、前記のようにモータユニットケース５１が撓み、走行用モータ３０と変速装置４０との間に位置ずれが生じても、この位置ずれに起因するモータ軸３２の変位は、それが変速装置４０に接続されている側においては大きくならず、ギヤのバックラッシによって吸収される。よって、走行用モータ３０の回転力をより確実に変速装置４０に伝達することができる。

−他の実施形態−
上述した実施形態の説明はあくまで例示に過ぎず、本発明、その適用物またはその用途を制限するものではない。例えば前記した実施形態ではモータユニット５０から外部のオイルクーラ７０を経て電力制御ユニット６０も循環する冷却用オイルの循環流路Ｒを設けているが、こうしてオイルクーラ７０によりオイルを冷却しなくても、それを循環させることにより放熱を促せば十分な場合もある。

また、前記した実施形態のモータユニット５０では、走行用モータ３０のモータケース３１内に圧入したステータ３６の外周に冷却用のオイル通路３１ｄを形成し、このオイルによってステータ３６を直接、冷却するようにしているが、このようなオイルによる直接の冷却構造も必要とは限らない。

更に、前記した実施形態のモータユニットケース５１では、変速装置収容部５４に片持ちの状態でモータ収容部５３の右側の高剛性部分を結合しているが、これに限らず、例えばモータ収容部５３の左端や左側の部分も変速装置収容部５４に結合する構造としてもよく、その場合にはモータ収容部５３の左端や左側の部分の結合剛性を相対的に低くすればよい。

また、モータユニットケース５１のモータ収容部５３とこれに収容されるモータケース３１との周壁部５３ａ，３１ｂの間には隙間を設けなくてもよいし、前記実施形態のようにモータ収容部５３の周壁部５３ａの剛性がモータケース３１に比べて低ければ、このモータケース３１の周壁部３１ｂに比べてモータ収容部５３の周壁部５３ａを薄肉にしなくてもよい。

また、モータ収容部５３の左端の円環状壁部５３ｂとモータケース３１の底壁部３１ａとの間に隙間を設けてもよく、こうすることによっても、電動二輪車１の車体フレームのしなりや捻れに起因するモータユニットケース５１の撓みの影響が、モータケース３１におよび難くなる。

更にまた、前記実施形態では電動二輪車１について説明したが、本発明に係る電動車両は二輪車に限らず、例えばＡＴＶ（All Terrain Vehicle:不整地走行車両)、小型運搬車等であってもよい。

以上のように本発明に係る鞍乗型の電動車両では、モータユニットのケースを軽量化しながら、走行中に発生する車体フレームのしなりや捻れの影響を受けて走行用モータの回転抵抗が大きくなることを抑制でき、特に電動二輪車において有益である。

１ 電動二輪車（電動車両）
８ メインフレーム（車体フレーム）
９ ピボットフレーム（車体フレーム）
３０ 走行用モータ（電動モータ）
３１ モータケース
３１ａ モータケースの底壁部（モータケースの端壁部）
３１ｂ モータケースの周壁部
３１ｄ オイル通路
３１ｅ オイルの導入口
３１ｆ オイルの排出口
３２ モータ軸（電動モータの出力軸）
３３ ベアリング（モータ軸受け）
３４ キャップ（モータケースの端壁部）
３５ ロータ
３６ ステータ
３７ 回転角センサ
３９ Ｏリング（環状のシール材）
４０ 変速装置（動力伝達機構）
５０ モータユニット
５１ モータユニットケース
５２ オイルポンプ
５３ モータ収容部
５３ａ モータ収容部の周壁部
５３ｂ 円環状壁部（モータ収容部の他側の端壁部）
５４ 変速装置収容部（伝達機構収容部）
５７ 蓋部材
５９ オイルパン
６０ 電力制御ユニット（電力制御器）
７０ オイルクーラ（熱交換器）
７１ ロワホース（循環流路）
７２ アッパホース（循環流路）
７３ リターンホース（循環流路）
Ｒ 循環流路

Claims (9)

1. 走行用の電動モータと、その駆動力を伝達する動力伝達機構とを備えた鞍乗型の電動車両であって、
   前記電動モータの出力軸が車両の左右方向に延びていて、その左右の一側の端部が前記動力伝達機構に接続され、
   前記電動モータの収容されるモータ収容部と、前記動力伝達機構の収容される伝達機構収容部とが一体になったモータユニットケースを備えており、
   該モータユニットケースの前記伝達機構収容部が左右両側において車体フレームに締結されるとともに、この伝達機構収容部に対して前記モータ収容部が、前記左右両側のうち一側において結合され、他側において結合されていない片持ち状に配されている、ことを特徴とする鞍乗型電動車両。
2. 前記電動モータは、前記モータ収容部に収容され、モータ出力軸の両端部を回転支持する軸受けが取り付けられたモータケースをさらに有している、請求項１の鞍乗型電動車両。
3. 走行用の電動モータと、その駆動力を伝達する動力伝達機構とを備えた鞍乗型の電動車両であって、
   前記電動モータの出力軸が車両の左右方向に延びていて、その左右の一側の端部が前記動力伝達機構に接続され、
   前記電動モータの収容されるモータ収容部と、前記動力伝達機構の収容される伝達機構収容部とが一体になったモータユニットケースを備えており、
   該モータユニットケースの前記伝達機構収容部が左右両側において車体フレームに締結されるとともに、この伝達機構収容部に前記モータ収容部が前記左右の一側において結合され、
   前記電動モータは円筒状のモータケースを有し、このモータケースが前記モータ収容部に収容され、前記モータケースの両端の壁部にそれぞれ軸受けが設けられ、その軸受けの間で前記電動モータの出力軸に一体に回転するようにロータが支持されている一方、該ロータの外周を取り囲む電動モータのステータが、前記モータケースの周壁に内嵌合状態で支持されている、鞍乗型電動車両。
4. 前記モータケースの周壁の厚みが、これに隣接する前記モータ収容部の周壁に比べて厚い、請求項２または３の鞍乗型電動車両。
5. 前記電動モータのステータの外周と、これに嵌合する前記モータケースの周壁との間に周方向に延びるように冷却用のオイル通路が形成され、このオイル通路に連通して前記モータケースの周壁の上部にはオイルの導入口が開口する一方、当該周壁の下部には、前記モータユニットケースの下部のオイルパンに臨んでオイルの排出口が開口している、請求項２または３の鞍乗型電動車両。
6. 前記モータユニットケースには、前記オイルパンからオイルを汲み上げて吐出するオイルポンプが取り付けられるとともに、このオイルポンプから吐出されたオイルを前記電動モータの出力軸の軸受け及び前記動力伝達機構に供給するための油路が設けられている、請求項５の鞍乗型電動車両。
7. 前記モータユニットケースとその外部の熱交換器との間でオイルを循環させる循環流路が設けられ、
   前記動力伝達機構にオイルを供給する前記油路が、前記オイルポンプから吐出されたオイルの流れを前記循環流路の手前で分岐させるように設けられている、請求項６の鞍乗型電動車両。
8. 前記モータケースにおける左右の他側の端壁部を貫通する前記出力軸の他端部には回転角センサが設けられ、
   前記他側の端壁部の外周側には前記モータ収容部の他側の端壁部が重ね合わされていて、それら両端壁部の間には前記回転角センサを取り囲むように環状のシール材が介在されている、請求項６の鞍乗型電動車両。
9. 前記モータ収容部の他側の端壁部には、前記回転角センサに対応する所定範囲に開口が設けられるとともに、この開口を覆うように着脱自在に蓋部材が装着されている、請求項８の鞍乗型電動車両。

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