JP6183089B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両に関する。

後輪のサスペンションを車両の中央部に配置し、車両側面視においてサスペンションと電池とを重ね合わせて配置した電動車両が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３−１５４８５９号公報

電動車両では、電池容量が最高出力および航続距離を左右する。このため、最高出力を高め、航続距離を延長するためには、小型軽量の車体に、多くの電池を搭載する必要が有る。

ここで、電動車両の具体例として電動二輪車を考えた場合、車体の一部がライダーの内股部分に挟み込まれるため、電池容量の寸法は、車両の幅方向、車両の上下方向ともにライディングポジションとの干渉を避けねばならず、設計上、強く制約される。他方、電池容量を車両の前後方向に大型化することは、ホイールベースの拡大、ひいては車格の大型化と重量増加を招く。

他方、サスペンションを車両の前後方向へ伸縮するよう配置することによって、サスペンションとスイングアームとを連動させるリンク機構を廃止して電動車両のコストと重量軽減が図られるとともに、サスペンションにプログレッシブ特性を付加して乗り心地を改善できる。

そこで、本発明は、電池とサスペンションとの好適な配置によって、車格の小型化と重量軽減、およびサスペンションへのプログレッシブ特性の付加を両立させる電動車両を提案する。

前記の課題を解決するため本発明に係る電動車両は、前輪を舵取り自在に支えるヘッドパイプを有する車体フレームと、後輪を上下方向へ揺動自在に支えるスイングアームと、前記前輪と前記後輪との略中央に配置される電動機と、前記ヘッドパイプと前記電動機との間、かつ前記車体フレームの内側に配置されて車両の幅方向のいずれか一方側に偏倚される電池と、前記車体フレームの内側、かつ前記電動機の上方に配置されて車両の幅方向のいずれか他方側に偏倚されて前記スイングアームを前記車体フレームに懸架し、車両側面視において前記電池に重なり合う前傾姿勢のサスペンションと、を備えている。

本発明によれば、電池とサスペンションとの好適な配置によって、車格の小型化と重量軽減、およびサスペンションへのプログレッシブ特性の付加を両立させる電動車両を提案する。

本発明の実施形態に係る電動車両を示す左側面図。 本発明の実施形態に係る電動車両を示す左側面図。 本発明の実施形態に係る電動車両を示す左側面図。 本発明の実施形態に係る電動車両を後ろ上方から示す図。 本発明の実施形態に係る電動車両の右側面を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る電動車両の車体フレームを示す平面図。 本発明の実施形態に係る電動車両の車体フレームを示す左側面図。 本発明の実施形態に係る電動車両の正面から左側面を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る電動車両の車体フレームの半体を示す右側面図。

以下、本発明に係る電動車両の実施の形態について、図１から図９を参照して説明する。

図１から図３は、本発明の実施形態に係る電動車両を示す左側面図である。

図４は、本発明の実施形態に係る電動車両を後ろ上方から示す図である。

図５は、本発明の実施形態に係る電動車両の右側面を示す斜視図である。

なお、図２は、電動車両からシートとサイドカバーとを取り外して示している。図３から図５は、電動車両から車体フレームとシートとサイドカバーとロアカバーとを取り外して示している。

説明を容易にするため、電動車両の前後、左右、および上下は、電動車両の運転者を基準にする。

図１から図３に示すように、本実施の形態に係る電動車両は、運転者が車体に跨がって搭乗する電動二輪車１であり、舗装路や公道での走行に加えて未舗装路や不整地（オフロード）での走行を考慮した、いわゆるデュアルパーパスと呼ばれるタイプの車両である。電動二輪車１は、電池２の電力を利用して走行する。

電動二輪車１は、車両の前後方向に延びる車体フレーム３と、車体フレーム３の前方に配置される前輪５と、車体フレーム３の前端部に設けられて前輪５を回転自在に支持するステアリング機構６と、車体フレーム３の後方に配置される後輪７と、車体フレーム３に設けられて後輪７を回転自在に支持するスイングアーム８と、車体フレーム３に搭載される電池２と、車体フレーム３に搭載される電動機９と、を備えている。

車体フレーム３は、車体フレーム３の前端部に配置されるヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１から車両の中央部へ延びるメインフレーム２２と、メインフレーム２２の後端部から車両の後端部へ向かって延びるリアフレーム２３と、を備える。

ヘッドパイプ２１は、ステアリング機構６を車両の左右方向へ回転自在に支え、ひいては前輪５を舵取り自在に支えている。

メインフレーム２２は、ヘッドパイプ２１の後部から車両の中央部へ向かって後ろ斜め下方へ延びている。メインフレーム２２は、左右に分岐して中央部分に機器搭載空間２５を区画している。この機器搭載空間２５には、電池２や電動機９が収容されている。

また、メインフレーム２２には、スイングアーム８を揺動自在に支えるピボット軸２６が設けられている。

リアフレーム２３は、ピボット軸２６よりも上方であってメインフレーム２２の左右それぞれの後部から、後ろ斜め上方へ向かって延びている。リアフレーム２３は、左右一対のシートレール２７と、シートレール２７を下方から支える左右一対のサイドフレーム２８と、を備えている。シートレール２７およびサイドフレーム２８それぞれの前端部は、上下に分岐してメインフレーム２２に接合される一方、シートレール２７およびサイドフレーム２８それぞれの後端部は、車体フレーム３の後端部で合流している。

左右のシートレール２７の上方には、運転者を着座させるシート２９が設けられている。シート２９は、リアフレーム２３によって支持されている。シート２９の前半部下方の左右側方には、左右一対のサイドカバー３１が設けられている。左右のサイドカバー３１は、メインフレーム２２とシート２９との外観を繋いで、美観を高めている。

また、リアフレーム２３の内側には、電動品、例えばコントローラ３２が設けられている。コントローラ３２は、電動機９の駆動を制御する。コントローラ３２は、左右のシートレール２７に架設され、左右のサイドフレーム２８に挟まれた空間に配置されている。

リアフレーム２３の後端部には、後輪７の上方を覆うリアフェンダ３３が設けられている。

ステアリング機構６は、車体フレーム３のヘッドパイプ２１によって電動二輪車１の左右方向へ操舵自在に支持されている。ステアリング機構６は、ヘッドパイプ２１によって回転自在に支持されるステアリングブラケット３６と、ステアリングブラケット３６の上部に設けられるハンドルバークランプ３７と、ハンドルバークランプ３７によってステアリングブラケット３６に固定されるハンドル３８と、ステアリングブラケット３６に固定される左右一対のフロントサスペンション３９と、左右のフロントサスペンション３９に架設されて前輪５の上方を覆うフロントフェンダ４１と、を備えている。ステアリング機構６は、ハンドル３８を左右方向へ操舵することによってフロントサスペンション３９と一体に前輪５の向きを変える。

ハンドルバークランプ３７は、ステアリングブラケット３６にハンドル３８を回転一体に結合する。

ハンドル３８は、車両の幅方向における中央部でハンドルバークランプ３７に固定されている。ハンドル３８は、ハンドルバークランプ３７による固定箇所から左右方向、かつ後ろ斜め上方に延び、屈曲して左右方向に広がる。

フロントサスペンション３９は、上下方向に延び、上端部をステアリングブラケット３６に固定される一方、下端部で前輪５を回転自在に支えている。フロントサスペンション３９は、伸縮することによって車体フレーム３と前輪５との間を緩衝する。

電池２は、二次電池、例えばリチウムイオン電池であって、コントローラ３２、インバータ（図示省略）等の電装品や、電動機９へ供給される電力を蓄電している。電池２は、ヘッドパイプ２１と電動機９との間、かつ車体フレーム３の内側に配置されて車両の幅方向のいずれか一方側に偏倚されている。なお、本実施形態に係る電池２は、車両の右側に偏倚されているが、車両の左側に偏倚されていてもよい。

また、メインフレーム２２の右側半体２２ａには、電池箱４２が設けられている。電池箱４２は、メインフレーム２２の右側半体２２ａにボルト（図示省略）で固定されている。電池箱４２は、電池２を着脱自在に保持している。

電動機９は、前輪５と後輪７との略中央に配置されている。そして、電動機９は、車体フレーム３、より詳しくはメインフレーム２２の下端部に収容されている。電動機９は、電池２からインバータ（図示省略）を介して供給される電力によって駆動し、コントローラ３２によって制御される。後輪７には、ドリブンスプロケット４３が設けられ、電動機９とドリブンスプロケット４３との間には、チェーン４５（またはベルト４５）が巻き掛けられている。チェーン４５（またはベルト４５）は、電動機９の動力を後輪７へ伝達させる。

スイングアーム８は、後輪７を上下方向へ揺動自在に支えている。具体的には、スイングアーム８は、車体フレーム３のピボット軸２６に支持される前端部８ａと、後輪７を回転自在に支持する後端部８ｂと、を備えている。スイングアーム８の中央部には、ピボット軸２６の揺動中心と後輪７の回転中心とを結んだ線分Ｌよりも上方に膨出するサスペンション後端支持部４６が設けられている。サスペンション後端支持部４６は、スイングアーム８のなかで最も上方へ突出している。

スイングアーム８の揺動中心軸、つまりピボット軸２６は、車両側面視において電動機９の投影（図３に示す領域Ａ）の内側であって、投影Ａの縁部よりも電動機９の出力軸９ａの近くに配置されている。ピボット軸２６と電動機９の出力軸９ａとは、同一線上にあっても良い。

メインフレーム２２とスイングアーム８との間には、前傾姿勢のリアサスペンション４７が架設されている。そして、リアサスペンション４７は、車体フレーム３の内側、かつ電動機９の上方に配置され、車体フレーム３に対してスイングアーム８を懸架している。また、リアサスペンション４７は、車両の幅方向において電池２の反対側、つまり車両の幅方向のいずれか他方側に偏倚されている。なお、本実施形態に係るリアサスペンション４７は、車両の左側に偏倚されているが、電池２が車両の左側に偏倚されている場合には車両の右側に偏倚されていてもよい。

そして、リアサスペンション４７は、車両側面視において電池２に重なり合い、具体的には、リアサスペンション４７の前端部４７ａが、車両側面視において電池２に重なり合う。さらに、リアサスペンション４７は、スイングアーム８の略中央かつピボット軸２６と後輪７の回転軸とを結ぶ直線Ｌよりも上方部分、つまりスイングアーム８のサスペンション後端支持部４６から、車両の前斜め上方へ傾斜して延びている。具体的には、リアサスペンション４７の後端部４７ｂが、スイングアーム８のサスペンション後端支持部４６に支持され、リアサスペンション４７の前端部４７ａが、電池２の左側方へと延びている。

また、リアサスペンション４７は、電動機９、電池２、およびリアサスペンション４７の上方に配置されるコントローラ３２に囲まれている。詳しくは、リアサスペンション４７の下方に配置される電動機９、リアサスペンション４７の右側方に配置される電池２、およびリアサスペンション４７の上方に配置されるコントローラ３２によって、リアサスペンション４７が囲まれている。リアサスペンション４７を傾斜させて電動機９の上面近傍に配置することによって、リアフレーム２３の下方には、空間的な余裕が確保される。この確保された空間に、コントローラ３２が配置されている。

前傾姿勢のリアサスペンション４７は、車両の前後方向へ寝かされているため、リアサスペンション４７が車両の上下方向へ立てて搭載されている場合に比べて、リンク機構を設けなくてもスイングアーム８の揺動にともなうレバー比変化が大きくなってプログレッシブ特性を付加される。

メインフレーム２２の機器搭載空間２５であって、電池２の左側方、かつリアサスペンション４７の前方には、種々の備品を収納自在な収納箱４８が設けられている。収納箱４８には、例えば電池２を急速に充電する充電器（図示省略）が納められる。

図６は、本発明の実施形態に係る電動車両の車体フレームを示す平面図である。

図７は、本発明の実施形態に係る電動車両の車体フレームを示す左側面図である。

図８は、本発明の実施形態に係る電動車両の正面から左側面を示す斜視図である。

図６から図８に示すように、本実施形態に係る電動二輪車１の車体フレーム３は、ヘッドパイプ２１、メインフレーム２２、およびリアフレーム２３を一体化したものである。

そして、車体フレーム３のうち、ヘッドパイプ２１は、筒状の一体成形品である。また、メインフレーム２２は、車両の幅方向に分割された一対の半体２２ａ、２２ｂの接合品であり、車両の前後方向に延びる中心線Ｃを境に左右へ分割されている。ヘッドパイプ２１は、メインフレーム２２の一対の半体２２ａ、２２ｂに左右から挟み込まれて、６つのボルト５０でメインフレーム２２に固定されている。

メインフレーム２２は、車両側面視において大部分を占める大面積の構造体であり、一対の半体２２ａ、２２ｂを隔てる機器搭載空間２５を区画している。メインフレーム２２は、機器搭載空間２５の前面から底面に掛けて塞がれている一方、機器搭載空間２５の上方から後方に掛けて解放されている。機器搭載空間２５に収納されている電池２は、シート２９や、車体カバーの一部など、上方に配置される蓋状の構造体を開いたり、取り外したりすることによって、車両の上方へ向かって機器搭載空間２５から取り出すことができる。

リアフレーム２３の左右のシートレール２７は、車両の幅方向におけるメインフレーム２２の幅に比べて中央寄りに配置され、メインフレーム２２に接続される前端部から後端部に掛けて、略平行に延びている。他方、左右のサイドフレーム２８は、メインフレーム２２の幅寸法と同程度に左右へ離間し、途中で車両の内側方向へ折れ曲がり、相互に近づきつつシートレール２７の後端部に合流する。

図９は、本発明の実施形態に係る電動車両の車体フレームの半体を示す右側面図である。

図９に示すように、本実施形態に係る電動二輪車１の電動機９は、メインフレーム２２の左側半体２２ｂに固定されている。電動機９は、メインフレーム２２の左側半体２２ｂの複数箇所にボルト４９を締め付けて固定されている。

また、リアサスペンション４７もメインフレーム２２の左側半体２２ｂに固定されている。

本実施形態に係る電動二輪車１は、車体フレーム３の内側に電池２およびリアサスペンション４７を配置し、電池２とリアサスペンション４７とを車両の幅方向それぞれに振り分けて偏倚させ、車両側面視において電池２とリアサスペンション４７とを重ね合わせることによって、ホイールベースを短縮化し、ひいては車格の小型化と重量軽減に寄与する。

また、本実施形態に係る電動二輪車１は、車体フレーム３の内側に電池２およびリアサスペンション４７を配置し、電池２とリアサスペンション４７とを車両の幅方向それぞれに振り分けて偏倚させ、車両側面視において電池２とリアサスペンション４７とを重ね合わせることによって、ヘッドパイプ２１から電動機９までの空間を電池２の搭載場所に確保して、電池２の大容量化に寄与する。

さらに、本実施形態に係る電動二輪車１は、車体フレーム３の内側に電池２およびリアサスペンション４７を配置し、電池２とリアサスペンション４７とを車両の幅方向それぞれに振り分けて偏倚させ、車両側面視において電池２とリアサスペンション４７とを重ね合わせることによって、リアサスペンション４７を前傾させてリンク機構を適用せずにプログレッシブ特性を付加する。

さらにまた、本実施形態に係る電動二輪車１は、車体フレーム３の内側に電池２およびリアサスペンション４７を配置し、電池２とリアサスペンション４７とを車両の幅方向それぞれに振り分けて偏倚させ、車両側面視において電池２とリアサスペンション４７とを重ね合わせることによって、車両の幅方向における重量バランスの均等化、ひいては操縦性、安定性、および安全性を向上させる。

また、本実施形態に係る電動二輪車１は、車体フレーム３の内側に電池２およびリアサスペンション４７を配置し、電池２とリアサスペンション４７とを車両の幅方向それぞれに振り分けて偏倚させ、車両側面視において電池２とリアサスペンション４７とを重ね合わせることによって、車両の中心部に重量物を集中的に配置し、操縦性、安定性、および安全性を向上させる。

さらに、本実施形態に係る電動二輪車１は、車体フレーム３の内側に電池２およびリアサスペンション４７を配置し、電池２とリアサスペンション４７とを車両の幅方向それぞれに振り分けて偏倚させ、車両側面視において電池２とリアサスペンション４７とを重ね合わせることによって、幅方向外側の張り出しをなくして車両の全幅を抑え、ひいては車格のスリム化、小型化に寄与できる。

さらにまた、本実施形態に係る電動二輪車１は、リアサスペンション４７を電動機９、電池２およびコントローラ３２で囲むことによって、ホイールベースを短縮化し、ひいては車格の小型化と重量軽減に寄与する。

また、本実施形態に係る電動二輪車１は、リアサスペンション４７を電動機９、電池２およびコントローラ３２で囲むことによって、車両の中心部に重量物を集中的に配置し、操縦性、安定性、および安全性を向上させる。

さらに、本実施形態に係る電動二輪車１は、電動機９をメインフレーム２２の半体２２ａ、２２ｂのいずれか一方に固定し、スイングアーム８の揺動中心軸を電動機９の出力軸９ａの近傍に配置することによって、車両の低重心化を図り、操縦性、安定性、および安全性を向上させる。

さらにまた、本実施形態に係る電動二輪車１は、電動機９をメインフレーム２２の半体２２ａ、２２ｂのいずれか一方に固定し、スイングアーム８の揺動中心軸を電動機９の出力軸９ａの近傍に配置することによって、後輪７の揺動によるチェーンまたはベルト長の変化を生じないので、チェーンまたはベルトの負荷を軽減し、長寿命化に寄与できる。

また、本実施形態に係る電動二輪車１は、スイングアーム８から上方へ膨出するサスペンション後端支持部４６から、車両の前斜め上方へ傾斜させてリアサスペンション４７を延ばすことによって、リンク機構を介在させることなくプログレッシブ特性を付加するとともに、リンク機構が不要となる分の部品点数削減、費用低減、および軽量化に寄与できる。

したがって、本発明の実施形態に係る電動二輪車１によれば、電池２とリアサスペンション４７との好適な配置によって、車格の小型化と重量軽減、およびリアサスペンション４７へのプログレッシブ特性の付加を両立させる。

１ 電動二輪車
２ 電池
３ 車体フレーム
５ 前輪
６ ステアリング機構
７ 後輪
８ スイングアーム
８ａ 前端部
８ｂ 後端部
９ 電動機
９ａ 出力軸
２１ ヘッドパイプ
２２ メインフレーム
２２ａ 右側半体
２２ｂ 左側半体
２３ リアフレーム
２５ 機器搭載空間
２６ ピボット軸
２７ シートレール
２８ サイドフレーム
２９ シート
３１ サイドカバー
３２ コントローラ
３３ リアフェンダ
３６ ステアリングブラケット
３７ ハンドルバークランプ
３８ ハンドル
３９ フロントサスペンション
４１ フロントフェンダ
４２ 電池箱
４３ ドリブンスプロケット
４５ チェーン（またはベルト）
４６ サスペンション後端支持部
４７ リアサスペンション
４７ａ 前端部
４７ｂ 後端部
４８ 収納箱
４９、５０ ボルト

Claims (4)

1. 前輪を舵取り自在に支えるヘッドパイプを有する車体フレームと、
   後輪を上下方向へ揺動自在に支えるスイングアームと、
   前記前輪と前記後輪との略中央に配置される電動機と、
   前記ヘッドパイプと前記電動機との間、かつ前記車体フレームの内側に配置されて車両の幅方向のいずれか一方側に偏倚される電池と、
   前記車体フレームの内側、かつ前記電動機の上方に配置されて車両の幅方向のいずれか他方側に偏倚されて前記スイングアームを前記車体フレームに懸架し、車両側面視において前記電池に重なり合う前傾姿勢のサスペンションと、を備える電動車両。
2. 前記サスペンションは、前記電動機、前記電池、および前記サスペンションの上方に配置される電装品に囲まれている請求項１に記載の電動車両。
3. 前記車体フレームは、車両の幅方向に分割された一対の半体の接合品であり、
   前記電動機は、前記一対の半体のいずれか一方側に固定され、
   前記スイングアームの揺動中心軸は、車両側面視において前記電動機の投影の内側であって、前記投影の縁部よりも前記電動機の出力軸の近くに配置されている請求項１または２に記載の電動車両。
4. 前記サスペンションは、前記スイングアームの略中央かつ前記スイングアームの揺動中心軸と前記後輪の回転軸とを結ぶ直線よりも上方部分から、車両の前斜め上方へ傾斜して延びている請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両。

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