JP6991430B2 - ハイブリッド式の鞍乗型車両 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車のような鞍乗型車両、特に、ハイブリッド式の鞍乗型車両に関する。

特許文献１は、鞍乗型車両の一例として、走行動力源にエンジンのみを用いた自動二輪車を開示している。この自動二輪車の燃料タンクは、左右一対の前側タンクと、後部フレーム内に設けられる後側タンクとで構成されている。

特開２０１５－１６７４６号公報

走行動力源にハイブリッド式を採用する場合、鞍乗型車両には、エンジンおよび燃料タンクに加えて、走行モータおよびその電源となるバッテリが搭載される。バッテリおよび燃料タンクのどちらにも相応の容積が求められ、これらを配置するためのスペースを確保することが難しい。

そこで本発明は、ハイブリッド式の鞍乗型車両においてバッテリおよび燃料タンクのどちらの配置スペースも確保することを目的としている。

本発明の一形態に係る鞍乗型車両は、エンジンおよび走行モータを含み、走行のための動力を発生するハイブリッド式の走行駆動源と、前記エンジンに供給される燃料を溜める燃料タンクと、前記走行モータに供給される電力を蓄えるバッテリと、を備え、前記燃料タンクの車幅方向外端が、前記バッテリよりも車幅方向外側に位置づけられている。

前記構成によれば、鞍乗型車両の走行駆動源にハイブリッド式を採用する場合に、比較的に大重量のバッテリを車幅中心近くに配置できる。車両全体の重心を車両中心に位置づけやすくなり、鞍乗型車両の旋回性能が高くなる。燃料タンクは、そのバッテリの車幅方向外側に形成されるスペースを利用して配置され、燃料タンクの容量をできるだけ大きくすることができる。

本発明によれば、ハイブリッド式の鞍乗型車両においてバッテリおよび燃料タンクのどちらの配置スペースも確保できる。

実施形態に係る鞍乗型車両の駆動系を示す模式図である。 実施形態に係る鞍乗型車両の一例として示す自動二輪車の側面図である。 実施形態に係る鞍乗型車両の一例として示す自動二輪車の平面図である。 実施形態に係る鞍乗型車両の一例として示す自動二輪車の正面図である。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。全図を通じて同一の又は対応する要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図１は実施形態に係る鞍乗型車両１に搭載される駆動系を示す模式図である。鞍乗型車両１は、走行のための動力を発生する走行動力源２を備えている。この走行動力源２は、エンジン３および走行モータ４を含むハイブリッド式である。走行動力源２における発電方法あるいは駆動方法は、特に限定されない。並列方式を図示しているが、これは図示便宜のため、あるいは単なる一例を示すもので、直列方式でも分割方式でもよい。走行駆動源２で発生された動力は、動力伝達機構５を介して駆動輪６に伝達される。動力伝達機構５は、変速機５ａを備えていてもよい。

鞍乗型車両１は、前輪１つ後輪１つを備えた自動二輪車である（図２を参照）。その場合、後輪が駆動輪６である。ただし、鞍乗型車両１は、前輪２つ後輪１つあるいは前輪１つ後輪２つを備えた自動三輪車、バギー車、またはＡＴＶでもよい。

一例として、エンジン３は、液体燃料（例えば、ガソリン）を燃焼して出力を発生する火花点火内燃機関である。エンジン３には、吸気量を変更するスロットル弁１１、燃料を噴射するインジェクタ１２、燃焼室内で火花を発生させる点火プラグ１３、およびエンジン３から外気に排気を放出する排気系１９が設けられている。スロットル弁１１は、弁体１１ａ、および弁体１１ａを収容するスロットルボディ１１ｂを備えている。本実施形態では、インジェクタ１２がスロットルボディ１１ｂに取り付けられている。排気系１９には、エンジン３から排気を導く排気マニホールド１９ａ、および排音を低減するマフラ１９ｂが含まれる。

鞍乗型車両１には、エンジン３のための燃料を備蓄し、また、備蓄燃料をエンジン３に供給するエンジン燃料系が搭載される。本実施形態では、エンジン燃料系の構成要素に、インジェクタ１２の他、燃料タンク１４、燃料チャンバ１５、燃料ポンプ１７、および燃料配管１７ａ，１７ｂが含まれる。燃料タンク１４も燃料チャンバ１５も、燃料を溜めることができる。燃料チャンバ１５は、燃料タンク１４とインジェクタ１２との間に介在する。燃料ポンプ１７は、燃料チャンバ１５に収容される。燃料ポンプ１７が作動すると、燃料チャンバ１５内の燃料が昇圧されてインジェクタ１２に供給される。インジェクタ１２で燃料が噴射されると、燃料が燃料タンク１４から燃料チャンバ１５に補給される。燃料タンク１４は給油口１４ａを有し、外部の燃料供給源（例えば、ガスステーション）から給油口１４ａを介して燃料タンク１４に燃料を補給可能になっている。燃料備蓄のため、燃料タンク１４の他に燃料チャンバ１５も備えるので、長距離移動可能になる。燃料チャンバ１５は省略可能である。この省略に付随して、燃料配管１７ａ，１７ｂも適宜省略可能であり、燃料ポンプ１７の設置箇所は適宜変更される（例えば、燃料タンク１４内）。

鞍乗型車両１は、走行モータ４に供給される電力を蓄えるバッテリ２１を備えている。走行モータ４は交流モータであり、鞍乗型車両１はインバータ２２を備えている。インバータ２２は、バッテリ２１から受ける直流を交流に変換し、交流を走行モータ３に給電する。鞍乗型車両１は、バッテリ２１とは別に、鞍乗型車両１に搭載された電装系の電源に用いられる低圧バッテリ２６を備える。「電装系」には、インジェクタ１２、点火プラグ１３およびインバータ２２を制御するコントローラ２７、および、ヘッドライトのような灯火器２８が含まれる。コントローラ２７は、スロットル弁１１を駆動制御してもよい。バッテリ２１と低圧バッテリ２６は、ＤＣＤＣコンバータを介して接続されていてもよい。

以下、駆動系およびこれに関連する構成の配置について説明する。方向の概念は、運転者が見る方向を基準とし、車幅方向が左右方向と対応し、車長方向が前後方向と対応する。車幅方向に関し、車幅中心線に近づく側を内側、遠ざかる側を外側とする。

図２は実施形態に係る鞍乗型車両１の一例として示す自動二輪車の側面図、図３は同平面図である。図２および図３に示すように、鞍乗型車両１の車体フレーム３０は、ヘッドパイプ３１、およびヘッドパイプ３１から後方に延びるメインフレーム３２を含む。ヘッドパイプ３１は車幅中心線上に配置されている。ステアリングシャフト３３がヘッドパイプ３１に回転可能に支持される。前輪３５が、ステアリングシャフト３３と一体に回転するフロントフォーク３４の下端部に回転可能に両持ち支持されている。

本実施形態では、メインフレーム３２が左右に対を成している。左右のメインフレーム３２は、車幅中心線に関して対称に形成および配置されている。各メインフレーム３２は、ヘッドパイプ３１から後方へ延びる後方延在部３２ａと、後方延在部３２ａの後端部から屈曲して下方へ延びる下方延在部３２ｂとを含む。後方延在部３２ａは、ヘッドパイプ３１から車幅方向外側へも延び、また、若干下方にも向けられている。

スイングアーム３６の前端部が、このメインフレーム３２の下方延在部３２ｂに車幅方向に延びるピボット３７周りに揺動可能に支持される。スイングアーム３６の後端部は、後輪３８の車軸に揺動可能に支持される。なお、不図示のリヤサスペンションが、車体フレーム３０とスイングアーム３６との間に架け渡される。

車体フレーム３０は、メインフレーム３２（特に、後方延在部３２ａの後部あるいは下方延在部３２ｂの上部）から後方へ延びるリアフレーム３９を含む。リアフレーム３９は、スイングアーム３６から上方に離れた箇所で、メインフレーム３２から若干上方へ傾斜しながら後方へ延びている。リアフレーム３９上には、運転者が跨って着座するシート４０が支持される。

エンジン３、電気モータ４および変速機５ａは、駆動源ケーシング４１に収容され、これによりユニット化あるいはサブアセンブリ化される。駆動源ケーシング４１には、エンジンケーシング（クランクケース、シリンダブロック、シリンダヘッドを含む）４１ａ、モータケーシング４１ｂおよび変速機ケーシング４１ｃを含む。変速機ケーシング４１ｃはエンジンケーシング４１ａの下部後面に一体的に連結され、エンジンケーシング４１ａおよび変速機ケーシング４１ｃは側面視でＬ字に形成される。モータケーシング４１ｂは、変速機ケーシング４１ｃの上面あるいはエンジンケーシング４１ａの上部後面に一体的に連結されている。

駆動源ケーシング４１は、メインフレーム３２に支持され、メインフレーム３２の下方（より詳しくは、後方延在部３２ａの下方かつ下方延在部３２ｂの前方）に配置されている。動力伝達機構５は、変速機５ａと後輪３８との間に介在する動伝機構５ｂ（例えば、チェーン伝動機構）を含み、動伝機構５ｂは駆動源ケーシング４１および後輪３８よりも車幅方向外方一側（例えば、左側）に配置されている。なお、排気マニホールド１９ａは、エンジンケーシング４１ａの上部前面から下方に延びた後、駆動源ケーシング４１の下方を後方へ延びる。その後、車幅方向外方他側（例えば、右側）へ取り回され、マフラ１９ｂは、後輪３８を基準として車幅方向において動伝機構５ｂと反対側（例えば、右側）に配置されている。

バッテリ２１は、不図示のバッテリセル、およびこれを収容するバッテリケース４２を備えている。バッテリケース４２は、一例として、矩形箱状に形成されている。バッテリ２１は、車幅方向中心部に配置されており、車幅中心線がバッテリ２１を通過している。この配置の一例として、バッテリ２１は、左右のメインフレーム３２の間に形成された空間内に配置され、左右のメインフレーム３２で挟まれている。換言すれば、左右のメインフレーム３２が、バッテリ２１の側面よりも車幅方向外側で車長方向に延びており、バッテリ２１の側面を部分的に覆っている。

バッテリ２１とメインフレーム３２以外の要素との配置関係に関し、バッテリ２１は、駆動源ケーシング４１よりも上方、および／またはピボット３７よりも上方に配置されている。バッテリ２１は、前輪３５の車軸よりも後方、ヘッドパイプ３１よりも後方、後輪３８の車軸よりも前方、シート４０よりも前方、および／またはピボット３７よりも前方に配置されている。

燃料タンク１４および燃料チャンバ１５は、バッテリ２１および駆動源ケーシング４１を避けて配置されている。本実施形態では、燃料タンク１４の配置スペースが、比較的に車両後部で確保されている（車両前部で確保した場合には後述の変形例を参照）。

燃料タンク１４は、前後方向において後輪３８の車軸とピボット１７との間に配置されている。なお、この領域には、前述したとおり、リアフレーム３９、スイングアーム３６、動伝機構５ｂ、マフラ１９ｂが配置されている。燃料タンク１４は、エンジン３、走行モータ４およびバッテリ２１よりも後方に配置されている。燃料タンク１４は、エンジン３、走行モータ４およびバッテリ２１と側面視で互いに重なることなく配置されている。

燃料タンク１４は、動伝機構５ｂの上方、スイングアーム３６の上方に配置されている。燃料タンク１４は、シート４０の下側方に配置される。シート４０に跨った運転者の足との干渉を避けるために、燃料タンク１４はピボット３７あるいはメインフレーム３２の下方延在部３２ｂよりも後方に配置されている。

燃料タンク１４は、リアフレーム３９に支持されている。燃料タンク１４は、リアフレーム３９よりも車幅方向外側に配置されている。燃料タンク１４は、メインフレーム３２よりも車幅方向外側に配置されている。本実施形態では、燃料タンク１４は、車幅中心線を基準として、車幅方向において動伝機構５ｂと同じ側（例えば、左側）に配置されている。

燃料タンク１４の上端はバッテリ２１の上端よりも下方に位置づけられている。燃料タンク１４は、シート４０と概略同じ高さに位置づけられている。

燃料チャンバ１５は、燃料タンク１４の車幅方向内側に配置されている。燃料チャンバ１５は、燃料タンク１４の前方、かつインジェクタ１２（およびこれを取り付けているスロットルボディ１１ｂ）の後方に配置される。燃料チャンバ１５は、正面視で左右のフロントフォークの間に配置されている（左右のフロントフォークとは前後方向に離れて配置されており、フロントフォークで挟まれてはいない）。

上記配置により、燃料タンク１４の車幅方向外端は、バッテリ２１よりも車幅方向外側に位置づけられている。走行駆動源２がハイブリッド式である場合に、比較的に大重量のバッテリ２１を車幅方向中心部に配置できる。車両全体の重心を車両中心に位置付けやすくなり、鞍乗型車両１の旋回性能が高くなる。燃料タンク１４は、そのバッテリ２１の車幅方向外側に形成されるスペースを利用して配置され、燃料タンク１４の容量をできるだけ大きくすることができる。

燃料タンク１４は、エンジン、走行モータおよびバッテリよりも後方に配置されている。走行駆動源およびバッテリといった比較的大容積の構成と前後方向に離れて配置されるので、燃料タンク１４の配置スペースを車幅方向および前後方向に大きく確保しやすく、そのため、燃料タンク１４の容量をできるだけ大きくすることができる。

燃料タンク１４をこのようにして比較的に車両後部に配置するにあたり、燃料タンク１４がピボット３７よりも後方に配置されるので、運転中の運転者の足との干渉を避けることができ、運転者が窮屈な姿勢をとらなくても済む。燃料タンク１４を後輪３８の車軸よりも前方に配置するので、車両全体の重心を車両中心に寄せやすくなる。

燃料タンク１４をリアフレーム３９よりも車幅方向外側に配置している。その結果として、燃料タンク１４はシートよりも車幅方向外方に配置されている。シート４０あるいは荷台のためのスペースを従前どおり確保したうえで、燃料タンク１４の容量をできるだけ大きくすることができる。このとき、燃料タンク１４がリアフレーム３９に支持されるので、燃料タンク１４を強固に車両に取り付けることができる。

バッテリ２１の重心は、左右のフロントフォーク３４の間に位置づけられており、車幅中心線上あるいは車幅中心線に近接する。他方、燃料タンク１４の重心は、燃料タンク１４の燃料が満充填されている状態（いわゆる「満タン」状態）において、左右のフロントフォーク３４よりも車幅方向外側に位置づけられている。バッテリ２１の方が満タン状態の燃料タンク１４よりも大重量である。走行のために大容積のバッテリ２１も燃料タンク１４も必要な鞍乗型車両１において、バッテリ２１の重心を車幅中心におくので、車両全体の重心を車両中心におきやすくなる。

このようにして、燃料タンク１４がフレームよりも外側に配置される一方、鞍乗型車両１は燃料タンク１４の車幅方向外側に配置されるガード体４３を更に備える。これにより、鞍乗型車両１が仮に横転しても、ガード体で燃料タンク１４を保護できる。燃料タンク１４の配置スペース確保と燃料タンク１４の保護とを両立できる。

燃料タンク１４は、左側に設けられている。鞍乗型車両１は、サイドスタンドを備えており、サイドスタンドを用いると、鞍乗型車両１は、正面視車幅中心線が鉛直から左傾する姿勢で自立する。燃料タンク１４を左に設けると、給油作業を行いやすくなるので有益である。

その場合、車両全体の重心が左側に偏る可能性がある。これをキャンセルするため、右側にエンジン水冷の冷媒を溜める冷媒タンク４４を配置してもよい。これにより、外観に対称性が生まれ、また、車両全体の重心を車両中心におきやすくなる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜追加、変更および／または削除可能である。一例として、図３に二点鎖線で示すように、燃料タンク１４Ａは、車両前部に配置されていてもよい。その場合、燃料タンク１４Ａは、前後方向において前輪３５の車軸とピボット３７との間に配置される。燃料タンク１４Ａは左側に配置されてもよい。また、燃料タンク１４Ｂは右側に配置されていてもよい。

１ 鞍乗型車両
２ 走行動力源
３ エンジン
４ 走行モータ
１１ｂ スロットルボディ
１２ インジェクタ
１５ 燃料タンク
１６ 燃料チャンバ
２１ バッテリ
３０ 車体フレーム
３１ ヘッドパイプ
３２ メインフレーム
３４ フロントフォーク
３５ 前輪
３６ スイングアーム
３７ ピボット
３８ 後輪
３９ リアフレーム
４０ シート

Claims (12)

1. エンジンおよび走行モータを含み、走行のための動力を発生するハイブリッド式の走行動力源と、
   前記エンジンに供給される燃料を溜める燃料タンクと、
   前記走行モータに供給される電力を蓄えるバッテリと、を備え、
   前記燃料タンクの車幅方向外端が、前記バッテリよりも車幅方向外側に位置づけられ、
   前記バッテリの重心が、左右一対のフロントフォークの間に位置づけられ、
   前記燃料タンクの満タン状態において、前記燃料タンクの重心が、前記左右一対のフロントフォークの車幅方向外側に位置づけられている、ハイブリッド式の鞍乗型車両。
2. エンジンおよび走行モータを含み、走行のための動力を発生するハイブリッド式の走行動力源と、
   前記エンジンに供給される燃料を溜める燃料タンクと、
   前記走行モータに供給される電力を蓄えるバッテリと、
   前記エンジンへの吸気量を調整するスロットル弁を収納したスロットルボディと、
   前記スロットルボディに取り付けられて燃料を噴射する燃料インジェクタと、
   前記燃料タンクと前記燃料インジェクタとの間に介在する燃料チャンバと、を備え、
   前記燃料タンクの車幅方向外端が、前記バッテリよりも車幅方向外側に位置づけられ、
   前記燃料タンクは給油口を有し、前記燃料チャンバは前記燃料タンクよりも前方かつ前記スロットルボディよりも後方に配置される、ハイブリッド式の鞍乗型車両。
3. 前記燃料チャンバは、左右一対のフロントフォークの間に配置されている、請求項２に記載のハイブリッド式の鞍乗型車両。
4. ヘッドパイプ、および前記ヘッドパイプから後方に延びるメインフレームを含む車体フレームと、
   前記メインフレームに車幅方向に延びるピボット周りに揺動可能に支持されるスイングアームと、を備え、
   前記燃料タンクが、前後方向において前輪車軸と前記ピボットの間に配置される、請求項１～３のいずれか１項に記載のハイブリッド式の鞍乗型車両。
5. ヘッドパイプ、および前記ヘッドパイプから後方に延びるメインフレームを含む車体フレームと、
   前記メインフレームに車幅方向に延びるピボット周りに揺動可能に支持されるスイングアームと、を備え、
   前記燃料タンクは、前後方向において後輪車軸と前記ピボットの間に配置される、請求項１～３のいずれか１項に記載のハイブリッド式の鞍乗型車両。
6. 前記燃料タンクは、前記エンジン、前記走行モータおよび前記バッテリよりも後方に配置される、請求項５に記載のハイブリッド式の鞍乗型車両。
7. 前記車体フレームが、前記メインフレームから後方に延びるリアフレームを更に含み、
   前記燃料タンクが前記リアフレームよりも車幅方向外側に配置される、請求項５または６に記載のハイブリッド式の鞍乗型車両。
8. 前記燃料タンクが前記リアフレームに支持される、請求項７に記載のハイブリッド式の鞍乗型車両。
9. 前記メインフレームまたは前記リアフレームの上方に配置されたシートを備え、
   前記燃料タンクが、前記シートの側方に配置される、請求項７または８に記載のハイブリッド式の鞍乗型車両。
10. 前記メインフレームが左右に対を成して設けられ、
    前記バッテリが前記左右一対のメインフレームの間に配置され、前記燃料タンクが前記メインフレームよりも車幅方向外側に配置される、請求項４ないし９のいずれか１項に記載のハイブリッド式の鞍乗型車両。
11. 前記燃料タンクの上端は、前記バッテリの上端よりも下方に位置づけられている、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のハイブリッド式の鞍乗型車両。
12. 前記燃料タンクの車幅方向外側に配置されるガード体を更に備える、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のハイブリッド式の鞍乗型車両。

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