WO2012059959A1

WO2012059959A1 - 鞍乗型電動車両

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Publication number: WO2012059959A1
Application number: PCT/JP2010/006517
Authority: WO
Inventors: 松田　義基
Original assignee: 川崎重工業株式会社
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2012-05-10
Also published as: US20130220721A1; JP5715642B2; US9010476B2; EP2636583A1; EP2636583A4; CN103153770B; JPWO2012059959A1; CN103153770A

Abstract

　電動二輪車１のような鞍乗型の電動車両において、前輪２と後輪３との間に搭載するパワープラント４０における走行用モータ２０のモータシャフト２３の軸心２３ａを、後方の出力シャフト３４の軸心３４ａよりも低くして、パワープラント４０全体をできるだけ低く且つ前下がりの状態で搭載する。そして、パワープラント４０の上方から斜め前方にかけてバッテリ５０を搭載し、その重心Ｇbとパワープラント４０の重心Ｇpとを、前上がりのロール軸線に対応するように並べる。これにより、重心Ｇp，Ｇbを車体のロール軸線に近づけながら、両者の合成重心Ｇtの高さを適切に設定し、取り回し性及び運動性能のバランスを向上できる。

Description

鞍乗型電動車両

　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)、さらにはエンジンも搭載した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、特に電動モータや蓄電装置のレイアウトに関する。

　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従来より一層、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。

　但し二次電池のエネルギ密度はガソリン等の石油系燃料に比べると未だ桁違いに低く、実用に足る走行距離を確保するためには複数のバッテリを搭載しなくてはならない。この点、自動二輪車のような鞍乗型の車両は元々スペースに余裕がないので、複数のバッテリを車体にどのように搭載するか工夫が必要になる。

　例えば特許文献１に記載のスクータタイプの電動二輪車では、車体のメインフレーム、ダウンフレーム及びピボットフレームに囲まれるように配設した大型のバッテリボックス内に、その形状に合わせて多数のバッテリ用セルを整列配置している。スクータタイプの電動二輪車は一般的に低出力であり、電動モータは小さくて済むので、このものでは後輪の車軸と一体的に設けたインホイールタイプの電動モータを採用している。

　一方、スポーツタイプの電動二輪車の場合は比較的大型で高出力のモータを搭載するため、例えば特許文献２に記載されるように電動モータをピボットフレームよりも前方に、即ち従来、エンジンが搭載されていた位置に搭載することが多い。この文献のものでは、モータ軸の回転を歯車により減速してトルクを増強し、モータ軸の後方に位置する出力軸からチェーンを介して後輪に伝達している。

　そして、大型で高出力の電動モータに大電流を供給するべく、同文献に記載の電動二輪車では、その図２に示されるように電動モータの上方に近接させて大型のエネルギ貯蔵器を配置している。このエネルギ貯蔵器は、ハウジングに多数の電池を収容した蓄電装置であり、前記図２によれば電動モータの真上から後寄りに位置している。

特開２０１０－８３３３３号公報特開２０１０－０１８２７０号公報

　ところで一般に、二輪車のように車体が傾動するものでは、その重心位置が高くなると取り回しが容易でなくなる一方で、重心位置が低すぎると旋回時の軽快感が損なわれる。すなわち、二輪車は旋回しながら傾動するため、車体の動的な旋回中心線（ロール軸線）は水平にはならず、後輪の接地点から前方斜め上方に向かうように規定されるが、このロール軸線から重心位置が離れるほど、旋回時のモーメントが大きくなるからである。

　この点につき前者の従来例（特許文献１）のようなスクータタイプの電動二輪車では、重量物であるバッテリの搭載位置が低いことから、取り回しは容易であるものの、あまり運動性能の高いものとは言えない。一方、後者の従来例（特許文献２）では、電動モータの上方に重量の嵩む蓄電装置を搭載していることから、重心位置が高すぎて取り回しに苦労するおそれがある。

　また、特許文献２の図２等に示されるように、相対的に高い位置にある蓄電装置の重心位置が、相対的に低い位置の電動モータよりも後寄りになっていて、いわば後上がりに並んでいるから、それぞれの重心位置を前記した前上がりのロール軸線に対してさらに近づける余地が残されている。

　かかる諸点に鑑みて本発明の目的は、いずれも重量物である電動モータ及び蓄電装置のレイアウトに工夫を凝らし、それぞれの重心位置をロール軸線により近づけながら、両者の合成重心を適度に低くして、取り回しの良さと運動性能とのバランスを向上することにある。

　本発明は、前輪と後輪との間に走行用の電動モータを搭載し、動力伝達機構を介して後輪を駆動する鞍乗型の電動車両が対象である。そして、その動力伝達機構は、前記電動モータのモータ軸よりも車体後方に該モータ軸と平行に配置され、当該モータ軸からの回転が伝達されるとともに、後方に延びる伝動部材を介して前記後輪に回転を伝達する出力軸を備えており、この出力軸の軸心よりも前記モータ軸の軸心が低い位置にあることが特徴である。

　すなわち、一般的に二輪車のような鞍乗型の車両においては、車体側の要求から動力伝達機構の出力軸の高さが概ね決まる。例えば、出力軸のスプロケットないしプーリにチェーンやベルト（無端伝動部材）を巻き掛けて後輪に駆動力を伝達する場合、その出力軸の高さは、スイングアームの前端を支持するピボット軸とほぼ同じ（或いはやや高め）にしなくてはならない。そして、その出力軸に対して通常、駆動側の電動モータの軸心もほぼ同じ高さになる。

　そこで、その出力軸よりも電動モータの軸心を低くすることで、言い換えると車体における電動モータの搭載位置をできるだけ低くすることで、その上方に蓄電装置の配置スペースを確保しやすい。しかも、電動モータ及び動力伝達機構からなるパワープラントにおいて、相対的に前寄りにある電動モータの位置が低くなるので、このパワープラントの上方から斜め前方にかけて蓄電装置を搭載することができ、相対的に高い位置にある蓄電装置の重心が、相対的に低い位置にあるパワープラントの重心よりも前寄りになる。

　つまり、二輪車のように旋回時に車体を傾動させるものであれば、そのロール軸線が前上がりに傾斜しているのに対応して、２つの重量物の重心位置が前上がりに並ぶことになり、それらの重心位置をよりロール軸線に近づけることが可能になる。

　具体的には車体フレームが、ステアリングシャフトを支持するヘッドパイプを含むものであれば、ロール軸線は概ね、車体側方視で後輪の接地点からヘッドパイプの上端及び下端にそれぞれ延ばした境界線の間のエリア内に規定される。そこで、このロール軸エリア内に蓄電装置の重心を位置づける一方、パワープラントの重心はロール軸エリアの下側の境界線よりも下方に位置づけてもよい。こうすると、パワープラント及び蓄電装置の合成重心がロール軸線のやや下方の好適な高さになる。

　また、前記後輪がスイングアームの後端部に軸支され、該スイングアームの前端部が前記車体フレームのピボット支持部において上下に揺動可能に支持されている場合に、前記ピボット支持部の前側に近接してパワープラントを支持する構造としてもよい。こうすることによっても、パワープラントの重心位置がロール軸線に近づくことになる。

　また、前記動力伝達機構として、電動モータのモータ軸よりも車体後方で且つ前記出力軸よりも車体前方に、それら両軸と平行に配置され、前記モータ軸からの回転が伝達される入力軸を備え、当該入力軸及び前記出力軸にそれぞれ設けられた歯車列によって、前記入力軸へ伝達されるモータ軸からの回転を変速して前記出力軸に伝達する歯車式の変速装置としてもよい。

　そのような歯車式の変速装置は、入力軸及び出力軸の間隔を詰めてコンパクトに構成することができる。その上さらに、モータ軸上の駆動ギヤと噛み合う入力軸上の被駆動ギヤを、車体側方視で電動モータと部分的に重なり合うようにして、入力軸をできるだけモータ軸に近づけるレイアウトとすれば、変速装置と電動モータとの間隔も詰まる。こうしてパワープラント全体を小型化すれば、その中で相対的に前寄りにある電動モータの位置が後方のピボット支持部に近づくことになり、このことによってもパワープラントの重心位置がロール軸線に近づくことになる。

　さらに、二輪車の場合は横転したときに蓄電装置に加わる衝撃を軽減する必要がある。そこで、車体フレームが、ヘッドパイプから後方に延びるメインフレーム部と、当該メインフレーム部の前端部から下方に延びる左右一対のダウンフレーム部とを含むものであれば、それら左右のダウンフレーム部の少なくとも下側の部位を、蓄電装置よりも車幅方向外側に位置づけてもよい。

　こうすれば、車両が横転したときにも蓄電装置が直接、路面からの衝撃を受け難い。左右のダウンフレーム部の上側の部位にそれぞれ、蓄電装置よりも車幅方向の外側に突出するように突出部を設ければ、さらに路面からの衝撃を受け難くなる。なお、車体フレームのねじり剛性は、中央のメインフレーム部及び左右一対のダウンフレーム部によって一体的に確保することができる。

　また、メインフレーム部自体を左右に分かれたフレーム部材からなるものとし、これにより取り囲むようにして蓄電装置を搭載してもよい。この場合も車両が横転したときに蓄電装置に加わる衝撃を軽減できる。

　本発明に係る鞍乗型電動車両は、電動モータ及び動力伝達機構からなるパワープラントを車体中央付近にできるだけ低く且つ前下がりの状態で搭載することで、その上方から斜め前方にかけて蓄電装置を搭載することができ、重量物である電動モータ及び蓄電装置の合成重心を適度な高さに設定しながら、それら個々の重心位置を前上がりのロール軸線に近づけることが可能になる。よって、車両の取り回し性と運動性能とのバランスを従来よりも向上できる。

本発明の第１の実施形態に係る電動二輪車の主要部を示す右側面図であり、パワープラントや蓄電装置のレイアウトをロール軸心との関係において示す。同様に電動二輪車を前方から見た正面図である。同電動二輪車のパワープラントの構造を示す展開図である。同パワープラントにおける主要構成要素のレイアウトを側方から見て示す説明図である。変速装置を簡略化した変形例に係る図３相当図である。第２の実施形態に係る図１相当図である。同図２相当図である。

　以下、本発明に係る電動二輪車の実施形態を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。

　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施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示す右側面図であり、図２は、同様にして前方から見た正面図である。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４ａ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４ａには左右へ延びるバー型のハンドル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て、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、一例として、前記のヘッドパイプ５から後方に向かい若干下方に傾斜しながら延びる１本のメインフレーム８を備えている。これは例えばアルミ合金の押し出し成形品である角断面のパイプ材からなり、その前端部がヘッドパイプ５に溶接されている。この溶接部位の近傍には、下方に延びる左右一対のダウンフレーム９の上端部も溶接されており、これらのダウンフレーム９は、図２に示すようにそれぞれヘッドパイプ５から下方に向かって左右に広がるよう傾斜して延び、互いの間隔が所定値にまで広がった後に、その間隔を保ったままさらに下方に延びている。

　一方、メインフレーム８の後端部には、一例として矩形の枠状をなすピボットフレーム１０（車体フレームのピボット支持部）の上枠部分が、メインフレーム８の後端部とほぼ直交して左右に延びるようにして溶接されている。ピボットフレーム１０には、詳しくは後述するパワープラント４０のケースの後部が締結されており、このケースの前部は、前記したダウンフレーム９の下端部に締結されている。つまり、本実施形態では車体フレームは、メインフレーム８、ダウンフレーム９、ピボットフレーム１０及びパワープラント４０のケースによって一体的に構成され、高いねじり剛性が確保されている。

　前記ピボットフレーム１０の左枠部分と右枠部分との間には、後輪３を支持するスイングアーム１１の前端部が上下に揺動可能に支持されており、スイングアーム１１は、その揺動支軸１６（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。図の例ではスイングアーム１１は後側が二股に分かれていて、その間に回転自在に後輪３を支持している。一方、スイングアーム１１の前側には下方への膨出部が形成され、ここにおいてサスペンションユニット１２の下端部を支持している。サスペンションユニット１２の上端部はメインフレーム８の後端の延出部８ａに支持されており、スイングアーム１１の上下の揺動に伴いサスペンションユニット１２が伸縮するようになっている。

　なお、図では仮想線で示すようにスイングアーム１１の上方には騎乗用のシート１３が配設され、その左右両側縁に沿うように、シート後部に騎乗した乗員の把持するタンデムグリップ１３ａが設けられている。これらは、メインフレーム８に接続された図示しないリヤフレームによって支持されている。また、シート前方にはダミータンク１４が設けられ、運転者が両膝の間に挟み込めるようになっている。さらに、パワープラント４０の下方には樹脂製のアンダガード１５が配設されている。

　そして、従来までの自動二輪車であればエンジン、トランスミッション、スロットル装置等が配置される前輪２及び後輪３の間のスペースに、走行用モータ２０や変速装置３０（図３を参照）を備えたパワープラント４０と、走行用モータ２０へ電力を供給するためのバッテリ５０（蓄電装置）及び電力制御ユニット６０とが配設されている。走行用モータ２０はモータ動作及び発電動作の可能なモータ・ジェネレータであり、電力の供給を受けてモータ動作する一方、回生制動時等には発電機として動作する。発生した交流電流は電力制御ユニット６０のインバータにより直流に変換されて、バッテリ５０を充電する。

　図の例ではパワープラント４０が前後輪２，３のほぼ中央に位置し、その上方から前方にかけて４つのバッテリ５０が搭載されている。一例として４つのバッテリ５０は、メインフレーム８を中心にその左右に振り分けて２個ずつ配置されており、そのうちの下側のバッテリ５０、即ち４つのバッテリ５０のうちのパワープラント４０に近い方の２つは、それぞれ下端部がパワープラント４０の出力シャフト３４（出力軸：図１には破線で示す）よりも前方に位置し、該パワープラント４０の上方に近接している。また、図２に示すように車体前方から見ると、左右一対のダウンフレーム９の少なくとも下側の部位は、左右それぞれのバッテリ５０よりも車幅方向外側に位置している。このため、電動二輪車１が横転したときにもバッテリ５０の下側の部位に直接、路面からの衝撃が加わることは少ない。

　一方、ダウンフレーム９の上側の部位は、前記したようにヘッドパイプ５から下方に向かって左右に広がるよう傾斜しており、その傾斜部分の途中でバッテリ５０の上端の縁部がダウンフレーム９よりも車幅方向外側に位置している。しかし、図の例では、そうして車幅方向外側に位置するバッテリ５０の上縁と概ね同じ高さで、さらに車幅方向外側に突出するようダウンフレーム９に突出部９１が設けられている。これは、図２に示すように金属製パイプ材９１ａの先端に樹脂製の緩衝材９１ｂを取り付けてなる転倒スライダであり、これがあることで横転時にバッテリ５０の上部にも路面からの衝撃が加わり難い。

　前記の突出部９１は、電動二輪車１を倒した状態でバッテリ５０と路面とが接触することを防ぐために、電動二輪車１の車重を支持可能なものであることが好ましい。また、本実施形態では、下側のバッテリ５０の下側の部位はダウンフレーム９によって保護するようにしているが、ダウンフレーム９に代えて前記のような突出部を設けてもよい。

　なお、図の例ではダウンフレーム９の下端部にもそれぞれ前記転倒スライダ９１の緩衝材９１ｂが設けられるとともに、騎乗用シート１３の左右両側縁に設けられたタンデムグリップ１３ａも樹脂製で緩衝材として機能するため、横転時にバッテリ５０の側部に加わる路面からの衝撃を十分に緩和することができる。

　すなわち、本実施形態のように前後輪２，３のほぼ中央にパワープラント４０を配置し、その上方から前方にかけて複数のバッテリ５０を配置する場合、バッテリ５０の配置スペースは車体側方視で、パワープラント４０の直上位置と、その上方斜め前でヘッドパイプ５に近い位置と、その後方でピボットフレーム１０の上端に近い位置と、の３つの点を結んだ三角形状のエリアとなる。そして、前記ダウンフレーム９上部の突出部９１と、ダウンフレーム９下端部の緩衝材９１ｂと、タンデムグリップ１３ａとによって前記の三角形状のエリアを覆うように、バッテリ５０の側方面上に大きな三角形が描かれることで、バッテリ５０と路面との衝突を防げるのである。

　なお、本実施形態では、前記のようにダウンフレーム９の上部に突出部９１を、また、その下端部に緩衝材９１ｂを設けたが、他のフレーム部材等によって突出部９１、緩衝材９１ｂを代用できるのであれば、突出部９１や緩衝材９１ｂを設ける箇所は少なくてもよい。一方、より確実なバッテリ５０保護のために突出部９１や緩衝材９１ｂをより多く設けてもよい。

　図３にはパワープラント４０の内部の構造を示す。この例ではパワープラント４０のケースは、側面視で概略楕円形状の有底筒体からなり、その底部を左側に向けて配置されたアウタケース４１と、反対の右側の開口を閉じるように重ね合わされて締結されるキャップ４２とからなる。図１に示すように、アウタケース４１の下部には下方に向かって膨出する下窄まり形状のオイルパン４３が設けられており、その内部にはオイルポンプ４６が収容されている（図４を参照）。

　走行用モータ２０は、アウタケース４１に固定されたステータ２１と、該ステータ２１に対して回転するロータ２２とを備えている。この例では走行用モータ２０は、ロータ２２の鉄心の内部に永久磁石が埋め込まれた、いわゆるＩＰＭモータからなる。ステータ２１は、詳しくは図示しないが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る一般的な構造であり、ロータ２２の外周側を取り囲むように配置されて、外周をアウタケース４１に固定されている。

　一方、ロータ２２には鋼製のモータシャフト２３（モータ軸）が貫通し、その長手方向の両端部がそれぞれボールベアリング２４によってアウタケース４１に支持されている。左側のボールベアリング２４は、アウタケース４１の底部の円形の凹部４１ａに嵌入されている一方、右側のボールベアリング２４は、アウタケース４１に締結された別体の隔壁部４４に配設されている。モータシャフト２３は隔壁部４４を貫通して右側に突出しており、その先端部に出力ギヤ２５が配設されている。

　模式的に図４にも示すように走行用モータ２０の後側には、変速装置３０の入力軸であるクラッチシャフト３１が配設され、その右端に配設された多板クラッチ３２によって走行用モータ２０からの回転出力が入力、遮断のいずれかに切換えられるようになっている。すなわち、クラッチシャフト３１の右端寄りには回転自在にクラッチギヤ３３が外嵌されて、前記モータシャフト２３に設けられた出力ギヤ２５と噛合しており、このクラッチギヤ３３が多板クラッチ３２によってクラッチシャフト３１と接続されると、クラッチシャフト３１がモータシャフト２３と連動して回転するようになる。

　また、クラッチシャフト３１と平行に変速装置３０の出力シャフト３４（出力軸）が配設され、歯車列３５を介して変速自在に接続されている。この歯車列３５において接続される歯車の組み合わせが変わることによって、入出力回転の変速比、即ち変速装置３０の変速段が変更される（図の例では４段階に変更される）。こうして変速された回転を出力する出力シャフト３４の左端にはスプロケット３６が設けられており、後輪３のスプロケットとの間にチェーン３７（無端伝動部材：仮想線で示す）が巻き掛けられている。

　なお、図３に一点鎖線Ｃで示すのは後輪３の中心線、即ち車体の中心線Ｃであり、パワープラント４０は、その左右の重量が車体中心線Ｃを境に概ねバランスするように搭載されている。具体的には、走行用モータ２０の重心を車体中心線Ｃよりも車幅方向一側に位置づけ、反対に多板クラッチ３２は車幅方向他側に位置づけることで、パワープラント４０の重心が車体中心に近づくように設定される。

　－走行用モータ及び蓄電装置のレイアウト－
　次に、図１及び図４を参照して、本実施形態の電動二輪車１における走行用モータ２０（パワープラント４０）やバッテリ５０のレイアウトについて詳しく説明する。まず、一般的に二輪車のように車体が傾動するものでは、その重心位置が高くなると取り回しが容易ではなくなる一方で、重心位置が低すぎると旋回時の軽快感が損なわれる。すなわち、二輪車は旋回しながら傾動するので、車体の動的な旋回中心線（ロール軸線）は水平にはならず、後輪の接地点から前方斜め上方に向かうように規定される。そして、このロール軸線から重心位置が離れるほど車体の旋回時の慣性モーメントが大きくなってしまうからである。

　この点、本実施形態の電動二輪車１においてロール軸線は、図１のように車体側方視で後輪３の接地点Ａからヘッドパイプ５の上端及び下端にそれぞれ延ばした境界線Ｒ１，Ｒ２（一点鎖線で示す）の間のエリアに規定され、このロール軸エリア内に４つのバッテリ５０の重心Ｇbが位置している。また、パワープラント４０の重心Ｇpはロール軸エリアの下側の境界線Ｒ２よりも下方に位置し、パワープラント４０及びバッテリ５０の合成重心Ｇtは、ロール軸エリアの下側の境界付近に位置している。

　そのような好ましい重心位置とするために本実施形態では、まず、パワープラント４０において図４に模式的に示すように、クラッチシャフト３１や出力シャフト３４の軸心３１ａ，３４ａよりもモータシャフト２３の軸心２３ａを低く位置づけている。これにより、走行用モータ２０の位置をできるだけ低くするとともに、パワープラント４０全体としては前下がりの状態とし、その上方から斜め前方にかけてバッテリ５０の搭載スペースを確保することができる。

　すなわち、出力シャフト３４のスプロケット３６からチェーン３７によって後輪３へ駆動力を伝達するようにした場合、その張力を適切に維持するためには出力シャフト３４の高さをピボット軸１６とほぼ同じか、やや高めに設定することになる。よって、出力シャフト３４の軸心３４ａよりも走行用モータ２０のモータシャフト２３の軸心２３ａを低くすれば、車体における走行用モータ２０の搭載位置が低めになって、その上方にバッテリ５０の配置スペースを確保しやすい。

　また、パワープラント４０において相対的に前寄りの走行用モータ２０の位置が低くなるので、パワープラント４０全体として前下がりになってその上方から斜め前方にかけてバッテリ５０を搭載しやすい。この結果、図１のようにバッテリ５０の重心Ｇbがパワープラント４０の重心Ｇpの上方斜め前方に位置し、両者が、ロール軸線と同じく前上がりに並ぶことになる。よって、それぞれの重心Ｇb，Ｇpをロール軸線に近づける上で有利になる。

　つまり、重量の嵩むバッテリ５０をできるだけ低い位置に搭載し、パワープラント４０との合成重心Ｇtを高すぎず、低すぎない適切な高さに設定できるとともに、それぞれ重量物であるパワープラント４０及びバッテリ５０の重心Ｇp，Ｇbをロール軸線に近づけて配置することができる。

　さらに、本実施形態ではパワープラント４０がピボットフレーム１０の前側に近接して支持されており、その重心Ｇpがロール軸エリアの近くに位置するとともに、このパワープラント４０の中では相対的に前寄りに位置し且つ最も重量の大きな走行用モータ２０が最大限、後側に位置づけられており、このことによっても重心Ｇpの位置をロール軸線に近づけることができる。

　すなわち、上述したように歯車式の変速装置３０を採用することで、クラッチシャフト３１と出力シャフト３４との間隔を詰めてコンパクトに構成した上で、クラッチシャフト３１をモータシャフト２３及び出力シャフト３４の軸心２３ａ，３４ａ同士を結ぶ線分よりも上方に位置づけて、クラッチシャフト３１とモータシャフト２３との前後方向の間隔を詰めている。

　しかも、クラッチシャフト３１をモータシャフト２３に最大限、近づけて配置し、モータシャフト２３上の駆動ギヤ２５と噛み合うクラッチシャフト３１上の被駆動ギヤ３３が、図４に示すように車体側方視で走行用モータ２０と部分的に重なり合うようにしている。こうして走行用モータ２０と変速装置３０との間隔を前後方向に最大限、詰めることでパワープラント４０全体を前後方向に小型化し、重量物である走行用モータ２０をできるだけ後側に位置づけている。

　なお、図４に示すようにパワープラント４０の下部のオイルパン４３には、変速装置３０の歯車列３５等にオイルを供給するためのオイルポンプ４６が収容されている。オイルポンプ４６は例えば電動モータによって駆動され、オイルパン４３内に貯留されているオイルをストレーナ４６ａにより汲み上げて吐出する。図の例では吐出部４６ｂがアウタケース４１を貫通していて、ホース７１（図１参照）によりラジエータ７０に接続されている。

　以上、説明したように本実施形態に係る電動二輪車１では、走行用モータ２０及び変速装置３０からなるパワープラント４０を車体の前後方向中央付近に、できるだけ低く且つ前下がりの状態で搭載し、その上方から斜め前方にかけてバッテリ５０を搭載するようにしたから、重量物であるパワープラント４０及びバッテリ５０の合成重心Ｇtの高さを適切に設定しつつ、それらの個々の重心位置Ｇp，Ｇbを前上がりのロール軸線に近づけることが可能になる。よって、車両の取り回し性と運動性能とのバランスを向上できる。

　また、この実施形態では、パワープラント４０をピボットフレーム１０の前側に近接して支持するとともに、それを特に前後方向に小型化することによって、相対的に前寄りに位置する走行用モータ２０を後方のピボットフレーム１０に近づけており、このことによってもパワープラント４０の重心Ｇpをロール軸線に近づけることができる。

　－変形例－
　図５には変速装置の構造を簡略化した変形例を示す。この変形例の変速装置１３０において歯車列１３５は、前記実施形態の歯車列３５に比べて歯車の数が少なく、例えば２段階に変速するものである。こうして歯車の数が少ない分、クラッチシャフト３１や出力シャフト３４の長さを短縮して、パワープラント１４０の寸法及び重量を削減することができる。但し、スプロケット３６の位置は後輪３のスプロケットの位置に対応して決まるので、図示のように後輪３の、即ち車体の中心線Ｃ（一点鎖線で示す）よりも左側が重くなってしまう。これについては、図示は省略するが、例えばバッテリ５０を右側が重くなるように左右非対称に配置したり、或いは走行用モータ２０の重心を車体中心線Ｃの右側に配置したりすればよい。

　なお、前記の変形例を含めて本実施形態では、モータシャフト２３の回転がパワープラント４０の出力シャフト３４に伝達されるまでの間に変速装置３０，１３０が介在されて、減速比が複数段に変更可能になっているが、これに限ることはなく、変速装置３０，１３０を設けずにモータシャフト２３の回転を一定の減速比で出力シャフト３４に伝達する構成であってもよい。

　（第２の実施形態）
　図６、７には、本発明の第２の実施形態に係る電動二輪車１０１を示す。両図はそれぞれ上述した第１実施形態の図１、２に相当する。なお、この第２実施形態の電動二輪車１０１は、車体フレームやパワープラントの構造が第１の実施形態とは異なっており、これに伴いバッテリ５１（蓄電装置）の搭載の仕方も異なっている。以下では、その異なる部分を説明し、同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。

　まず、本実施形態において車体フレームは、上述した第１実施形態のようなダウンフレーム９を備えておらず、図７にも示すようにメインフレーム１０８自体をヘッドパイプ５から左右に二股に分岐させるとともに、左右それぞれのフレーム部材を上下一対のパイプ部材８０によって構成している。これにより車体フレームの曲げ剛性やねじり剛性を確保しやすい。

　また、本実施形態においてパワープラント１４０は変速装置を備えておらず、走行用モータ２０の回転を歯車対により減速して、出力シャフト３４から出力するようになっている。このためパワープラント１４０は、第１実施形態に比べてもさらに小型化されており、ピボットフレーム１１０の前側に近接して支持されている。そのパワープラント１４０の上方から斜め前方にかけて搭載されるバッテリ５１は、第１実施形態に比べてやや小型で左右それぞれ４個ずつ、合計８個が搭載されている。図７にも示すようにバッテリ５１は、メインフレーム１０８の左右のパイプ部材８０によって取り囲まれているため、電動二輪車１０１が横転したときにも路面からの衝撃を受け難い。

　そして、図６に破線で示すように、この第２の実施形態においてもパワープラント１４０において、出力シャフト３４よりも低い位置に走行用モータ２０のモータシャフト２３が位置している。また、パワープラント１４０の重心Ｇpはロール軸エリアの下側の境界線Ｒ２よりも下方に位置する一方、バッテリ５１の重心Ｇbはロール軸エリア内に位置していて、それらの合成重心Ｇtはロール軸エリア内の相対的に下側に位置している。

　それらパワープラント１４０及びバッテリ５１の重心Ｇp，Ｇbは、前記した第１実施形態と同じく、相対的に低い位置にあるパワープラント１４０の重心Ｇpが相対的に後方に位置し、相対的に高い位置にあるバッテリ５０の重心Ｇbが相対的に前方に位置して、両者が、ロール軸線と同じく前上がりに並んでいる。

　したがって、本実施形態に係る電動二輪車１も、パワープラント１４０及びバッテリ５１の合成重心Ｇtの高さを適切に設定しながら、それぞれの重心Ｇp，Ｇbの位置をロール軸線に近づけることができ、電動二輪車１の取り回し性及び運動性能が向上する。

　（他の実施形態）
　上述した第１及び第２の実施形態の説明は例示に過ぎず、本発明、その適用物又はその用途を制限するものではない。例えば第１の実施形態では蓄電装置であるバッテリ５０を、左右２個ずつ搭載しており、第２の実施形態ではバッテリ５１を左右４個ずつ搭載しているが、バッテリ５０，５１の個数は左右同数でなくてもよい。

　また、そのように複数のバッテリ５０，５１を搭載する場合には個々のバッテリ５０，５１の重心位置がロール軸線の近くにあることが好ましく、さらに好ましいのは、それら個々のバッテリ５０，５１の重心位置がロール軸線に沿うように並ぶことである。或いはバッテリが全体として長尺状に形成される場合には、その長手方向がロール軸線に沿うように配設されることが好ましい。蓄電装置としてはバッテリ５０，５１以外に例えばキャパシタ等を用いてもよい。

　また、第１の実施形態ではパワープラント４０に歯車式の変速装置３０を備えているが、これはＣＶＴ等、ベルト式の変速装置であってもよい。第１、第２の両方の実施形態で出力シャフト３４の回転はチェーン３７により後輪３に伝達されるが、これはベルトであってもよく、ドライブシャフトであってもよい。

　さらに、各実施形態では電動二輪車１，１０１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。但し、三輪車、四輪車も含めて旋回時に車体が傾動する乗物に特に好適である。

　以上のように本発明に係る鞍乗型電動車両では、重量物であるパワープラント及び蓄電装置の重心位置を適切に設定し、取り回しのし易いものでありながら、運動性能も高くできるので、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）
２　　　　　　　　前輪
３　　　　　　　　後輪
５　　　　　　　　ヘッドパイプ
８，１０８　　　　メインフレーム（メインフレーム部）
　８０　　　　　　パイプ部材（フレーム部材）
９　　　　　　　　ダウンフレーム（ダウンフレーム部）
　９１　　　　　　転倒スライダ（突出部）
１０，１１０　　　ピボットフレーム（車体フレームのピボット支持部）
１１　　　　　　　スイングアーム
１６　　　　　　　ピボット軸
２０　　　　　　　走行用モータ（電動モータ）
　２３　　　　　　モータシャフト（モータ軸）
　２３ａ　　　　　モータシャフトの軸心
　２５　　　　　　モータシャフト上の駆動ギヤ
３０，１３０　　　変速装置（動力伝達機構）
　３１　　　　　　クラッチシャフト(入力軸)
　３３　　　　　　入力軸上の被駆動ギヤ
　３４　　　　　　出力シャフト（出力軸）
　３４ａ　　　　　出力シャフトの軸心
　３５，１３５　　歯車列
　３６　　　　　　スプロケット
　３７　　　　　　チェーン（無端伝動部材）
４０，１４０　　　パワープラント
５０，５１　　　　バッテリ（蓄電装置）
Ｇb 　　　　　　　バッテリの重心
Ｇp 　　　　　　　パワープラントの重心
Ｇt 　　　　　　　両者の合成重心
Ｒ１，Ｒ２　　　　ロール軸エリアの境界線

Claims

　前輪と後輪との間に走行用の電動モータを搭載し、動力伝達機構を介して後輪を駆動する鞍乗型の電動車両であって、
　前記動力伝達機構は、
　前記電動モータのモータ軸よりも車体後方に該モータ軸と平行に配置され、当該モータ軸からの回転が伝達されるとともに、後方に延びる伝動部材を介して前記後輪に回転を伝達する出力軸を備えており、
　前記モータ軸の軸心が前記出力軸の軸心よりも低い位置にあることを特徴とする鞍乗型電動車両。
　旋回時に車体が旋回内側へ傾動するように構成され、
　前記電動モータへの供給電力を蓄える蓄電装置を搭載し、その重心が、前記電動モータ及び動力伝達機構からなるパワープラントの重心よりも車体前方で且つ高い位置にある、請求項１に記載の鞍乗型電動車両。
　車体フレームが、ステアリングシャフトを支持するヘッドパイプを含み、
　車体側方視で、前記後輪の接地点と前記ヘッドパイプの上端及び下端とをそれぞれ結んだ境界線の間のロール軸エリア内に、前記蓄電装置の重心がある一方、
　前記パワープラントの重心は前記ロール軸エリアの下側の境界線よりも下方にある、請求項２に記載の鞍乗型電動車両。
　前記後輪がスイングアームの後端部に軸支され、該スイングアームの前端部が前記車体フレームのピボット支持部において上下に揺動可能に支持されており、
　前記ピボット支持部の前側に近接して前記パワープラントが支持されている、請求項３に記載の鞍乗型電動車両。
　前記動力伝達機構は、
　前記電動モータのモータ軸よりも車体後方で且つ前記出力軸よりも車体前方に、それら両軸と平行に配置されて、前記モータ軸からの回転が伝達される入力軸を備え、
　該入力軸及び前記出力軸にそれぞれ設けられた歯車列により、前記入力軸へ伝達されるモータ軸からの回転を変速して前記出力軸に伝達する歯車式の変速装置である、請求項４に記載の鞍乗型電動車両。
　前記入力軸上には、前記モータ軸上の駆動ギヤと噛み合う被駆動ギヤが設けられ、当該被駆動ギヤが、車体側方視で前記電動モータと部分的に重なり合うように配置されている、請求項５に記載の鞍乗型電動車両。
　前記車体フレームのピボット支持部において前記スイングアームの前端部を支持するピボット軸が、前記出力軸よりも車体後方でほぼ同じ高さに設けられ、
　前記出力軸には、無端伝動部材の巻き掛けられるスプロケットないしプーリが設けられている、請求項４～６のいずれか１つに記載の鞍乗型電動車両。
　車体フレームが、ステアリングシャフトを支持するヘッドパイプと、該ヘッドパイプから後方に延びるメインフレーム部と、該メインフレーム部の前端部から下方に延びる左右一対のダウンフレーム部とを含み、
　前記左右のダウンフレーム部は、少なくとも下側の部位が車体前方視で前記蓄電装置よりも車幅方向の外側に位置する、請求項１～７のいずれか１つに記載の鞍乗型電動車両。
　前記左右のダウンフレーム部の上側の部位にはそれぞれ、前記蓄電装置よりも車幅方向の外側に突出するように突出部が設けられている、請求項８に記載の鞍乗型電動車両。
　車体フレームが、ステアリングシャフトを支持するヘッドパイプと、該ヘッドパイプから後方に延びるメインフレームとを含み、このメインフレームが前記蓄電装置群を取り囲むように左右に分かれたフレーム部材からなる、請求項１～７のいずれか１つに記載の鞍乗型電動車両。