JP2006096105A - 電動車両用バッテリ保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動二輪車の電動機用バッテリのレイアウトを改善してスペースを有効利用するとともに、バッテリの冷却効果を向上させる。
【解決手段】 バッテリ組立体（バッテリ）２６を上部２７と下部２８とに分けて配置する。上部２７はヘッドパイプ３の側部に置き、下部２８は、ダウンフレーム４の側部に配置する。特に、下部２８は、フロントフォーク７より外側に配置して車体前部に寄せられるようにする。バッテリ組立体２６の前方のカウルには、走行風の取込口４３を形成する。インナカバー４２には、走行風を排出する排出口４４を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電動車両用バッテリ保持装置に関し、特に、大きいバッテリ容量を確保するのに好適な電動車両用バッテリ保持装置に関する。

電動機の動力で駆動される電動車両や、電動機とエンジンとを混成した動力で駆動されるハイブリッド車両が知られる。このような電動車両では大容量のバッテリを搭載しなければならず、その設置スペースの確保が課題となっている。特に、余分な収納スペースが少ない自動二輪車では、バッテリの設置位置に苦慮することが考えられる。

例えば、特許第３０６９８０８号明細書には、ステアリングシャフトを支持するヘッドパイプから後方斜め下方に延出するダウンフレームに沿ってバッテリを配置した電動二輪車が開示されている。この電動二輪車では、レッグシールドと乗員シートとの間にヘルメット等の収納ボックスを設けていて、バッテリはレッグシールドと収納ボックスのカバーとで囲まれたスペースに収納されている。
特許第３０６９８０８号公報

特許文献１に記載されているバッテリの配置では、バッテリ容量をさらに大きくしようとすると、レッグシールドと収納ボックスのカバーとの間のスペースが狭まり、乗員の足回りに余裕をもたせることが困難となる。そこで、足回りに十分なスペースを確保して乗員の乗り心地を損なわないようにしつつ、大容量のバッテリを収容できるバッテリ保持装置が望まれる。

本発明の目的は、電動車両に適した大容量のバッテリを収容できるバッテリ保持装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、車体の前部に配置された車体の前カバーおよびこの前カバーに対向して車体後方側に配置された後カバーの間にあって、バッテリを収容可能に形成したバッテリ収容部を有するバッテリケースを具備し、前記バッテリ収容部が、前記フロントフォークよりも車幅方向外側に位置して、車体の左右にそれぞれ設けられており、かつ、前記前カバーには、前記バッテリ収容部と対向する位置に空気取込口が設けられ、前記後カバーには、空気排出口が設けられている点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記バッテリケースが、前記ヘッドパイプに沿って配置された上収容部分と、前記ダウンフレームに沿って配置された下収容部分とからなる点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記バッテリケースの上収容部分が、前記下収容部分より車体内側寄りに配置されている点に第３の特徴がある。

さらに、本発明は、前記バッテリ収容部とダウンフレームとの間に物入れ空間が形成されている点に第４の特徴がある。

上記第１の特徴によれば、乗員の足回りのスペース確保とバッテリの大容量化を図りつつ、車両の走行中に空気取込口から走行風が取り込まれ、バッテリ収容部が走行風で冷却される。

フロントフォークより外側に配置されたバッテリ収容部は、走行風をよりよく受けるので、バッテリの冷却効果が高い。また、フロントフォークとバッテリ収容部とが車体の前後方向で干渉しないので、バッテリ収容部をフロントフォークよりも前方に寄せて配置することができる。したがって、乗員の足回りのスペースを十分な広さにすることができる。

第２の特徴によれば、バッテリケースの上収容部分と下収容部分を、ヘッドパイプおよびダウンフレームにそれぞれ沿わせて配置したので、車両の側面視において、車体フレームからの張り出しを小さくすることができる。したがって、例えば、二輪車のようにスペースが極めて制限される車両において大容量のバッテリを車両に搭載することができる。

第３の特徴によれば、ヘッドパイプの近傍に配置したバッテリケースの上収容部分を車体内側寄りに配置することによって、ハンドル回りの車幅方向への張り出し部分を少なくすることができる。特に、小型のスクータ型車両において、スペースを効率よく利用することができる。

第４の特徴によれば、バッテリ収容部をフロントフォークより外側に配置したので、バッテリ収容部とダウンフレームとの間を広くして物入れとして利用可能である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るバッテリ保持装置を備えたスクータの側面図である。このスクータは、内燃エンジンと電動機との混成動力で駆動されるハイブリッド型スクータである。

図１に示したスクータ１の車体フレームは、ステアリングハンドル（以下、単に「ハンドル」という）２のシャフト２ａを回動自在に支持するヘッドパイプ３と、ヘッドパイプ３から車体の後方斜め下向きに延びるダウンフレーム４と、このダウンフレーム４の下端から車体左右に分岐して後方へほぼ水平に延びる中間フレーム５と、この中間フレーム５の左右部分に渡されたクロスメンバ５ａに連結されて、このクロスメンバ５ａから車体の後方斜め上向きに延びる車体左右一対のリヤフレーム６とを備える。

ヘッドパイプ３に軸支されたハンドル２のシャフト２ａの下端には、ボトムブリッジ３７で上端が連結されたフロントフォーク７が結合される。フロントフォーク７の下端には前輪８が軸支される。

エンジン９および電動機１０、並びにベルト式無段変速装置１１を含むパワーユニット１２は、リヤフレーム６に対してリンク機構１３によって上下に揺動自在に支持される。パワーユニット１２には減速装置１４を介して後輪１５が連結される。パワーユニット１２の後部とリヤフレーム６の後部との間には、これらパワーユニット１２の後部とリヤフレーム６の後部とに上下端をそれぞれ結合されたリヤクッション１６が設けられる。

エンジン９のクランク軸１７には駆動プーリ１８が結合され、駆動プーリ１８と後輪側の従動プーリ１９との間にはＶベルト２０が掛けられる。従動プーリ１９を支持する従動軸２１は減速装置１４内の歯車装置を介して後輪１５に連結される。

クランク軸１７には、駆動プーリ１８に隣接して発進クラッチが設けられるとともに、発進クラッチと反対側（車体右側）にはＡＣＧスタータ電動機が設けられる。発進クラッチおよびＡＣＧスタータ電動機は図示しない。

従動プーリ１９と従動軸２１とは、従動プーリ１９の一方向（車両を前進させるための回転方向）の回転のみを従動軸２１に伝達可能なように図示しないワンウェイクラッチを介して結合される。また、電動機１０は従動軸２１に近接配置され、電動機１０のインナロータが従動軸２１と一体に形成されている。

パワーユニット１２において、エンジン９の動力は、クランク軸１７から、発進クラッチ、無段変速装置１１、ワンウェイクラッチ、従動軸２１、および減速装置１４を介して後輪１５に伝達される。一方、エンジン９が休止しているときに電動機１０を付勢して単独で後輪１５を駆動できるし、エンジン９の運転中に電動機１０を付勢してエンジン９の出力を補助することができる。

リアフレーム６の上部には、乗員シート２２が設けられる。乗員シート２２の下方には、ヘルメット等を収納できる。リアフレーム６には、電動機１０のドライバ回路としてのインバータ装置２３やエンジン９およびＡＣＧスタータ電動機を制御するＥＣＵ２４が設けられる。

中間フレーム５には、エンジン９や灯火などの制御用電源として１２ボルトの電圧を供給するバッテリ２５が配置される。ヘッドパイプ３に接合されて車体の幅方向中央部に位置するダウンフレーム４の左右に、電動機１０の駆動用電源としてのバッテリ組立体２６が配置される。バッテリ組立体２６は、側面視でほぼヘッドパイプ３に沿って配置される上部バッテリ群２７と、ダウンフレーム４に沿って配置される下部バッテリ群２８とからなる。すなわち、バッテリ組立体２６は全体として、レッグシールド２９を含むフロントカウル（前カバー）５０に沿って収容されている。

バッテリ組立体２６の配置をさらに詳述する。図２は、スクータ１の車体前部の要部を示す左後方からの斜視図、図３は側面図、図４は車体前方からの正面図、図５は背面図、図６は図５のＡ−Ａ位置での断面図である。

図２〜図６において、ヘッドパイプ３に接合されるダウンフレーム４を跨ぐように鞍型のバッテリケース３０が配置される。バッテリケース３０は、ダウンフレーム４を跨ぐ鞍部分３１と、鞍部分３１の裾野から車幅方向左右に延在するバッテリ収容部３２とを有する。バッテリ収容部３２は、円柱状の複数のバッテリ４５が整列されてなる上部バッテリ群２７および下部バッテリ群２８をそれぞれ収容するのに適した嵌合凹部として形成される。バッテリ４５は、例えば、ニッケル水素電池（Ｎｉ−ＭＨ電池）である。

バッテリケース３０は、上部バッテリ群２７および下部バッテリ群２８をヘッドパイプ３およびダウンフレーム４にそれぞれ沿わせて配置できるように、上収容部３２ａと下収容部３２ｂとの境を屈曲させている。すなわち、上収容部３２ａはほぼ垂直に、下収容部３２ｂは上収容部３２ａの下端から車体後斜め下方に延びて、それぞれ配置される。

鞍部分３１の頂部３３には、バッテリ組立体２６と電動機１０との接続を行うためのリレーユニットやフューズ（後述する）が収容されるコンダクタユニット３４が取り付けられる。

バッテリケース３０のバッテリ収容部３２の底部は、図４および図６に示すように、円柱状バッテリ４５およびこの円柱状バッテリ４５の両端を保持するバンド状ホルダ４７の外形に適合するように半円状の波形が連続する部分を有して形成される。

バッテリケース３０には、上部バッテリ群２７および下部バッテリ群２８がバッテリ収容部３２から脱出しないようにバッテリカバー３５，３６が被せられる。バッテリカバー３５，３６の形状も、バッテリ収容部３２の底部と同様、バッテリ４５およびバンド状ホルダ４７の外形に適合するよう、半円状の波形が連続する部分を有して形成される。バッテリカバー３５，３６はそれぞれ別個のものであってもよいし、一体成型されていてもよい。

バッテリカバー３５，３６は、バッテリケース３０に対して、例えば、ビス止めされる。ビス止めの例を図６に示す。バッテリケース３０およびバッテリカバー３６には、取り付けボス８１，８２がそれぞれ設けられる。締め付けビス８３を取り付けボス８２に設けられた孔に貫通させて取り付けボス８１のねじ孔に螺合させることによってバッテリカバー３６はバッテリケース３０に固定される。

図４および図５から理解できるように、バッテリケース３０のバッテリ収容部３２の下収容部３２ｂは、上収容部３２ａよりも車幅方向に広がっており、ハンドル２のシャフト２ａを支持するヘッドパイプ３からより遠く離れて位置している。車体左右の下収容部３２ｂの間隔はフロントフォーク７の幅より大きく設定している。

このような配置により、バッテリケース３０を車体前方寄りに寄せても、バッテリケース３０の屈曲部がボトムブリッジ３７に干渉しない。したがって、バッテリケース３０は、レッグシールド２９に沿って車体前方寄りに配置できる。

ダウンフレーム４の両側には、バッテリケース３０の２個所の凹部３８、３８が左右対称に設けられる（図４参照）。この凹部３８，３８は、フロントフォーク７の頂部すなわちボトムブリッジ３７の位置に対応しており、バッテリケース３０を車体前方に寄せて配置した場合に、ボトムブリッジ３７がバッテリケース３０に当接しないように互いの間隔が設定される。

バッテリ組立体２６を収容するバッテリケース３０を車体前方に寄せて配置することにより、バッテリケース３０を車体後方側から覆うフロントカウル５０のインナカバー（後カバー）４２と乗員シート２２との間隔を大きくでき、乗員の足回りの空間３９を広くできるので、乗り心地が向上する（図３参照）。

図７は、図１のＢ−Ｂ位置での断面図である。図７において、コンダクタユニット３４は、バッテリケース３０の鞍部分３１の頂部３３に止めねじ４０，４０で取り付けられる。コンダクタユニット３４にはセンタカバー４１が被せられる。バッテリケース３０の前方にはレッグシールド２９が配置される。レッグシールド２９は、車体前方をカバーするフロントカウル（前カバー）５０の一部をなす。このレッグシールド２９は、バッテリ収容部３２の直前に位置させた空気取込口４３，４３を備えている。

一方、バッテリ組立体２６やバッテリケース３０を車体後方から覆うインナカバー（後カバー）４２には、車幅方向両端に空気排出口４４，４４が設けられる。そして、バッテリケース３０のバッテリ収容部３２の前部にはフィン４６が設けられ、バッテリ収容部３２の外側表面積を大きくしている。これにより、スクータ１が走行中に受ける走行風Ｗが空気取込口４３から流入し、フィン４６に当たりながら通過し、空気排出口４４から外部へ排出される。バッテリケース３０は既述のように、バッテリ組立体２６に沿うように形状が決定されている。つまりバッテリケース３０とバッテリ組立体２６とは密着している。したがって、レッグシールド２９とインナカバー３９とを通過する走行風Ｗにより、バッテリ４５で発生した熱はバッテリケース３０を介して放出され、バッテリ４５の冷却効果が得られる。

図８は、バッテリカバー３５，３６並びにセンタカバー４１を取り外した状態の車体前部の背面図である。上部バッテリ群２７および下部バッテリ群２８は、バンド状ホルダ４７で結束された複数のバッテリ４５からなる。

車体の左右にそれぞれ設けられる上部バッテリ群２７および下部バッテリ群２８、並びにフューズ４９およびリレーユニット５１は直列に接続される。リレーユニット５１から引き出されたプラス側コード５２と左側の下部バッテリ群２８から引き出されたマイナス側コード５３とが接続用カプラ５４に集合されている。

このように、本実施形態によれば、ハンドル２のシャフト２ａの周囲からダウンフレーム４の周囲に亘る広い領域にバッテリを配置したので、電動二輪車の駆動用電動機に十分な電力を供給することができる。しかも、ヘッドパイプ３とダウンフレーム４の屈曲形状に沿わせつつ、かつレッグシールド２９の左右端近くに配置してフロントフォーク７との干渉を避けてバッテリを配置したので、バッテリを車体前方に十分に寄せて配置できる。その結果、乗員の足回りのスペースに余裕を生じさせることができた。

図９は、物入れとして利用できるスペースを形成した例を示す図であり、図７と同符号は同一または同等部分である。図７では、インナカバー４２はバッテリケース３０の鞍型形状にほぼ沿うような形状に構成している。しかし、この変形例ではインナカバー４２の形状を変形してインナカバー４２とバッテリケース３０との間をあけてスペースＳを形成し、このスペースＳを物入れとして利用することができるようにした。バッテリ収容部３２を車体前方に寄せて配置できるようにしたことで、このように、レイアウトの自由度も出るようになった。

上記実施形態では、本発明を二輪スクータに関して適用した。しかし、本発明は、これに限らず、ヘッドパイプおよびヘッドパイプから車体後方斜め下向きに延びるフレーム部材（ダウンフレームに相当する部材）を有する車両であれば、三輪車や四輪車にも適用可能である。また、ハイブリッド車に限らず電動機のみで車輪を駆動する電動車両にも同様に適用することができる。

本発明の一実施形態に係るバッテリ保持装置を備えたスクータの側面図である。 スクータの車体前部の要部を示す左後方からの斜視図である。 スクータの車体前部の側面図である。 スクータの車体前方からの正面図である。 スクータの背面図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 バッテリカバーとセンタカバーとを取り外した状態の車体前部の背面図である。 変形例に係る車体前部の断面図である。

符号の説明

１…スクータ、 ２…ヘッドパイプ、 ４…ダウンフレーム、 ５…中間フレーム、 ７…フロントフォーク、 ８…前輪、 ９…エンジン、 １０…電動機、 ２６…バッテリ組立体、 ２７…上部バッテリ群、 ２８…下部バッテリ群、 ２９…レッグシールド、 ３０…バッテリケース、 ３１…鞍部分、 ３２…バッテリ収容部、 ３５，３６…バッテリカバー、 ３７…ボトムブリッジ、 ３９…足回りのスペース、 ４２…インナカバー（後カバー）、 ４５…バッテリ、 ４６…フィン、 ５０…フロントカウル（前カバー）

Claims (4)

1. 車両の前輪の左右に配置されて下端部で前記前輪を支持するとともに、上端部で互いに連結されている一対の棒部材からなるフロントフォークと、
   前記フロントフォークを操舵可能に支持するヘッドパイプと、
   前記ヘッドパイプから車体後方斜め下向きに延びるダウンフレームとを含む車体フレームとを有する電動車両の駆動用電動機に電力を供給するバッテリを保持する電動車両用バッテリ保持装置において、
   車体の前部に配置された車体の前カバーおよびこの前カバーに対向して車体後方側に配置された後カバーの間にあって、前記バッテリを収容可能に形成したバッテリ収容部を有するバッテリケースを具備し、
   前記バッテリ収容部が、前記フロントフォークよりも車幅方向外側に位置して、車体の左右にそれぞれ設けられており、
   前記前カバーには、前記バッテリ収容凹部と対向する位置に空気取込口が設けられ、前記後カバーには、空気排出口が設けられていることを特徴とする電動車両用バッテリ保持装置。
2. 前記バッテリケースが、前記ヘッドパイプに沿って配置された上収容部分と、前記ダウンフレームに沿って配置された下収容部分とからなることを特徴とする請求項１記載の電動車両用バッテリ保持装置。
3. 前記バッテリケースの上収容部分が、前記下収容部分より車体内側寄りに配置されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電動車両用バッテリ保持装置。
4. 前記バッテリ収容部とダウンフレームとの間に物入れ空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動車両用バッテリ保持装置。

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