JP6232941B2 - 電動モータの支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータの支持構造に関し、特にアルミニウム鋳造材で成形された車体フレームに電動モータを支持する支持構造に関する。

スクータタイプの電動二輪車では、車体フレームに連結されたリアスイングアームの後輪側に電動モータが内蔵されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の電動二輪車では、車体フレームにピボットプレートが設けられ、このピボットプレートのピボット軸を中心にリアスイングアームが上下方向に搖動可能に連結されている。また、ピボットプレートにはピボット軸の下方にサイドスタンドが取り付けられており、サイドスタンドを起立させて地面に接地させることで電動二輪車が自立される。このように、スクータタイプの電動二輪車では、サイドスタンドの取り付け位置が電動モータから離間している。

特開２０１３−１５４８５９号公報

ところで、他のタイプの電動二輪車では、電動モータが車体フレームのピボット位置の周辺に支持される。車体フレームに電動モータを支持させるためには、電動モータの出力軸にかかる駆動力の反動を支えるため、出力軸を囲むように３カ所以上で支持される必要がある。このため、車体フレームの側面視サイズを大きく取らなければ、電動モータを安定的に支持することができないという問題があった。

また、車体フレームには、電動モータの支持位置の近傍にサイドスタンド用のブラケットが取り付けられる。このブラケットは、サイドスタンドの回転軸部分に局所的な負荷が作用するため、車体フレームよりも強度の高い鍛造材で成形されている。よって、車体フレームにはサイドスタンド用のブラケットの取り付け位置も確保しなければならず、車体フレームに対する電動モータの支持位置が制限されてしまっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、車体フレームにサイドスタンド用のブラケットの取り付け位置を確保しつつ、電動モータを安定的に支持することができる電動モータの支持構造を提供することを目的とする。

本発明の電動モータの支持構造は、車体フレームに対する電動モータの支持構造であって、前記車体フレームには、サイドスタンド用のブラケットが取り付けられており、前記ブラケットが前記車体フレームに片持ちで支持されて、当該車体フレームから後方に延出し、前記車体フレームから前記電動モータの後半部側を露出させた状態で、前記車体フレームによって前記電動モータの前半部側が支持され、前記車体フレームから延出した前記ブラケットによって前記電動モータの後半部側が支持されて、前記電動モータの出力軸を囲むように少なくとも３カ所以上で前記電動モータが支持されることを特徴とする。

この構成によれば、車体フレームだけでなくサイドスタンド用のブラケットでも電動モータを支持することで、車体フレームの側面視サイズを小さくしても、電動モータの出力軸を囲むように３カ所以上で支持することができる。よって、車体フレーム及びブラケットによって電動モータを安定的に支持することができる。また、サイドスタンド用のブラケットが車体フレームの一部として電動モータの支持位置になるため、ブラケットによって車体フレームにおける電動モータの支持位置が制限されることがない。また、サイドスタンド用のブラケットが電動モータの支持位置になるため、電動モータの支持位置用の部材を別途用意する必要がなく部品点数を削減できる。

本発明の電動モータの支持構造において、前記電動モータ及び前記ブラケットは、前記車体フレームの内側からボルト締結される。この構成によれば、ボルト頭部が車体フレーム及びブラケットの内側に隠れるため、車両外観を向上させることができる。

本発明の電動モータの支持構造において、前記電動モータは、前輪と後輪の略中央に配置されており、前記ブラケットの下部に前記サイドスタンドが回動可能に取り付けられている。この構成によれば、車両中央及び車両の下方にサイドスタンドが配置されるため、マスの集中化及び低重心化により操縦安定性が向上される。

本発明の電動モータの支持構造において、前記車体フレームに対する前記ブラケットの取り付け位置が、前記電動モータの投影面内であり、かつピボットセンタの下方に位置している。この構成によれば、ブラケットが電動モータの投影面内に位置するため、ブラケットの支持位置を電動モータの本体部分に近づけることができる。よって、ブラケットにおける電動モータの支持位置を車体フレーム側に寄せることができ、車体フレームのコンパクト化及び軽量化を図ることができる。また、ブラケットがピボットセンタの下方に位置するため、マスの集中化及び低重心化を図ることができる。

本発明の電動モータの支持構造において、前記車体フレームの後端縁が前記ブラケットの取り付け位置の近傍に位置付けられ、前記ブラケットを露出させる。この構成によれば、車体フレームの側面視サイズが小さくなるため、車体フレームのコンパクト化及び軽量化を図ることができる。

本発明の電動モータの支持構造において、前記車体フレームは鋳造材で成形されており、前記ブラケットは鍛造材で成形されている。この構成によれば、電動モータの一部が、鋳造材の車体フレームよりも機械的強度の高い鍛造材のブラケットで支持されるため、電動モータをより安定的に支持することができる。

本発明の電動モータの支持構造によれば、車体フレームとサイドスタンド用のブラケットにより電動モータが支持されるため、車体フレームの側面視サイズを小さくしても、電動モータを安定的に支持することができる。

電動二輪車の左側面図である。 車体フレームの説明図である。 電動モータの取り付け構造の説明図である。 ブラケットの取り付け動作の説明図である。 電動モータの取り付け動作の説明図である。

以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明の電動モータの支持構造をオフロードタイプの電動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、他のタイプの電動モータの支持構造に適用してもよい。図１は、本実施の形態に係る電動二輪車１の左側面図である。なお、以下の図においては、車体前方を矢印ＦＲ、車体後方を矢印ＲＥ、車体左側をＬ、車体右側をＲでそれぞれ示す。

図１に示すように、電動二輪車１は、パワーユニット、電装系等の各部を搭載するアルミニウム鋳造材の車体フレーム２を備えている。車体フレーム２は、前端に位置するヘッドパイプ３２から左右に分岐して、車体後方に向かって斜め下方に延在している。車体フレーム２の内側には、車体前方側にバッテリ９（図３参照）が取り付けられ、車体後方側に電動モータ３が取り付けられている。車体フレーム２には車体フレーム２の上方を覆って美観を高めるサイドカバー４が取り付けられており、サイドカバー４の上方にはシート５が配置されている。

シート５は、車体フレーム２の後側から後上方に延在する左右一対のシートレール１１（図２参照）によって支持されている。また、車体フレーム２の後側には、左右一対のシートレール１１を下方から支える左右一対のサイドフレーム１２が取り付けられている。シートレール１１には、バッテリ９の直流電力を交流電力に変換するインバータ６が取り付けられている。バッテリ９からインバータ６を通じて電動モータ３に電力が供給され、バッテリボックス８（図３参照）に設けられたコントローラ７（図３Ｃ参照）によって電動モータ３の駆動が制御される。

車体フレーム２の前端側には、ステアリングシャフト（不図示）を介してヘッドパイプ３２に、左右一対のフロントフォーク１４が操舵可能に支持されている。フロントフォーク１４には前輪懸架用のフロントサスペンションが組み込まれており、フロントサスペンションによって車体フレーム２と前輪１６との間が緩衝されている。フロントフォーク１４の上部には、ハンドル１５が取り付けられている。フロントフォーク１４の下部には、前輪１６が回転可能に支持されており、前輪１６の上方はフロントフェンダ１７によって覆われている。

車体フレーム２の後端側には、ピボットセンタ１８にスイングアーム１９が上下方向に搖動可能に連結されている。車体フレーム２とスイングアーム１９との間には後輪懸架用のリアサスペンション２１が取り付けられており、リアサスペンション２１によって車体フレーム２と後輪２２との間が緩衝されている。スイングアーム１９の後部には、後輪２２が回転可能に支持されており、後輪２２の上方はシート５の後部に設けられたリアフェンダ２３によって覆われている。後輪２２には、チェーン等によって電動モータ３の出力軸からの動力が伝達される。

車体フレーム２には、ピボットセンタ１８の下方に電動二輪車１を自立させるサイドスタンド２４が設けられている。サイドスタンド２４の回転軸部分は局所的な負荷が作用するため、鉄鍛造材又はアルミニウム鍛造材で機械的強度を高めた専用のブラケット４１（図３参照）を介してサイドスタンド２４が車体フレーム２に取り付けられる。車体フレーム２においてサイドスタンド２４の近傍には電動モータ３が取り付けられる。この場合、車体フレーム２では、電動モータ３の出力軸を囲むように３カ所以上で電動モータ３を支持する必要があるが、車体フレーム２の側面視サイズが小さい場合には支持位置を確保することが困難である。

そこで、本実施の形態では、車体フレーム２だけでなくサイドスタンド２４用のブラケット４１（図３参照）に電動モータ３を支持する支持部を設けることで、３カ所以上で電動モータ３を支持するようにしている。これにより、車体フレーム２の側面視サイズが小さく成形されても、電動モータ３の出力軸を囲むように３カ所以上で安定的に電動モータ３支持することが可能になっている。以下、図２及び図３を参照して、電動モータ３の取り付け構造について説明する。

図２は、本実施の形態に係る車体フレーム２の説明図である。図３は、本実施の形態に係る電動モータ３の取り付け構造の説明図である。なお、図２Ａは車体フレーム２の斜視図、図２Ｂは車体フレーム２の上面図をそれぞれ示している。また、図３Ａは電動モータ３の取り付け構造を左側から見た図、図３Ｂは電動モータ３の取り付け構造を後側から見た図、図３Ｃは電動モータ３の取り付け構造を右側から見た図をそれぞれ示している。また、図３については、左側のフレーム半体３１Ｌに電動モータ３を取り付ける構成としたが、この構成に限定されない。車両の右側にサイドスタンド２４が設けられる構成であれば、右側のフレーム半体３１Ｒに電動モータ３を取り付けられてもよい。また、図３においては、バッテリ９を二点鎖線で示している。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、車体フレーム２は、左右一対のフレーム半体３１Ｌ、３１Ｒを接合して構成されている。フレーム半体３１Ｌ、３１Ｒには、単体のヘッドパイプ３２を保持するヘッドフレーム部３３Ｌ、３３Ｒと、ヘッドフレーム部３３Ｌ、３３Ｒから車両後方に延びるメインフレーム部３４Ｌ、３４Ｒとを有している。ヘッドフレーム部３３Ｌ、３３Ｒには、ヘッドパイプ３２の外周形状に対応して半円筒状の凹部３５（図３参照）が形成されている。この凹部３５でヘッドパイプ３２が挟まれた状態で、ヘッドフレーム部３３Ｌ、３３Ｒがボルト締結されることでフレーム半体３１Ｌ、３１Ｒ及びヘッドパイプ３２が一体化される。

メインフレーム部３４Ｌ、３４Ｒは、車体フレーム２の大部分を占める構造体であり、メインフレーム部３４Ｌ、３４Ｒがボルト締結されて各種部品の搭載空間が形成されている。搭載空間は、前方から下方にかけて閉塞されており、上方から後方にかけて開放されている。また、メインフレーム部３４Ｌ、３４Ｒの上部にはシートレール１１Ｌ、１１Ｒが取り付けられている。シートレール１１Ｌ、１１Ｒは、メインフレーム部３４Ｌ、３４Ｒに取り付けられたサイドフレーム１２Ｌ、１２Ｒによって下側から補強されている。また、メインフレーム部３４Ｌ、３４Ｒのピボットセンタ１８周辺は、電動モータ３（図３参照）の搭載空間になっている。

図３Ａ−図３Ｃに示すように、左側のメインフレーム部３４Ｌの前半部には、上面を開口したバッテリボックス８が後方に傾いた状態で取り付けられている。バッテリボックス８の左内側面にはコントローラ７が取り付けられており、コントローラ７の右側にバッテリ９の収容空間が形成されている。バッテリ９はコントローラ７に隣り合うようにバッテリボックス８に収容されており、バッテリ９からコントローラ７に電力が供給される。左側のメインフレーム部３４Ｌから後方に延びるシートレール１１Ｌには、インバータ６が取り付けられている。

左側のメインフレーム部３４Ｌの後半部には、バッテリボックス８の下方に電動モータ３が取り付けられている。重量物である電動モータ３が前輪１６と後輪２２の略中央において車体下方に取り付けられるため（図１参照）、車両の低重心化を図り、操縦性及び走行安定性が向上されている。このように、左側のフレーム半体３１Ｌには、コントローラ７（バッテリボックス８）、インバータ６、電動モータ３の電気部品がまとめて取り付けられてモジュール化されている。このモジュール化された左側のフレーム半体３１Ｌに、右側のフレーム半体３１Ｒを接合することで、車体フレーム２が組み立てられる。

左側のメインフレーム部３４Ｌのピボットセンタ１８の周辺からは、電動モータ３の略後半部が露出している。このため、メインフレーム部３４Ｌに対しては、電動モータ３が略前半部に設けられた２カ所の支持位置３６、３７で支持されている。メインフレーム部３４Ｌのピボットセンタ１８の下方には、サイドスタンド２４用のブラケット４１が取り付けられている。メインフレーム部３４Ｌの後端縁３８は、ブラケット４１の取り付け位置（図４参照）の近傍に位置付けられ、ブラケット４１をメインフレーム部３４Ｌから露出させている。

ブラケット４１は電動モータ３の投影面（プロフィール）内において後方に向かって延在しており、先端に設けられた１カ所の支持位置４４で電動モータ３の略後半部が支持されている。ブラケット４１の１カ所の支持位置４４は、メインフレーム部３４Ｌの２カ所の支持位置３６、３７とは電動モータ３の出力軸５６を挟んだ反対側に位置している。すなわち、電動モータ３は、出力軸５６を囲むように位置する３カ所の支持位置３６、３７、４４によって、メインフレーム部３４Ｌ（車体フレーム２）及びブラケット４１に３点支持されている。このように、車体フレーム２の後端縁３８からブラケット４１を延出させて電動モータ３の後半部側を支持させている。

ブラケット４１はメインフレーム部３４Ｌよりも機械的強度が高いため、メインフレーム部３４Ｌから後方に延出するアーム部４２が上下に細幅でも、車体フレーム２に対して電動モータ３を安定的に支持させることが可能になっている。また、ブラケット４１には、アーム部４２の中間部分の下部のプレート部４３に、サイドスタンド２４が回動可能に取り付けられている。サイドスタンド２４及びプレート部４３のそれぞれの係止部３９、４５には、コイルスプリング４８の両端が取り付けられている。サイドスタンド２４は、コイルスプリング４８の付勢力によって地面から引き上げられている。

ブラケット４１は、アーム部４２の基端側がメインフレーム部３４Ｌに固定され、アーム部４２の先端側が電動モータ３に固定されている。したがって、ブラケット４１のアーム部４２は、メインフレーム部３４Ｌと電動モータ３とに両持ちで支持される構成となり、プレート部４３でサイドスタンド２４を安定的に支持することが可能になっている。

図４及び図５を参照して、車体フレーム２に対するブラケット４１及び電動モータ３の取り付け動作について説明する。図４は、本実施の形態に係るブラケット４１の取り付け動作の説明図である。図５は、本実施の形態に係る電動モータ３の取り付け動作の説明図である。なお、図４Ａ及び図５Ａは、ブラケット周辺の斜視図を示し、図４Ｂ及び図５Ｂは、車体フレーム全体の側面図を示している。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、先ず左側のフレーム半体３１Ｌのメインフレーム部３４Ｌにブラケット４１を介してサイドスタンド２４が取り付けられる。ブラケット４１は、アーム部４２の基端側の２カ所において、ボルト４９によってメインフレーム部３４Ｌの後端縁３８近傍に固定される。メインフレーム部３４Ｌの内側からボルト締結されるため、ボルト頭部がメインフレーム部３４Ｌの内側に隠れて車両の外観性が向上されている。ブラケット４１は、メインフレーム部３４Ｌに対して片持ちで支持され、メインフレーム部３４Ｌの後端縁３８から後方に延出している。

メインフレーム部３４Ｌの内側には、電動モータ３（図５参照）の出力軸よりも前側を支持する支持部５１、５２が上下方向に離間して設けられている。また、ブラケット４１のアーム部４２の先端側には、電動モータ３の出力軸よりも後側を支持する支持部５３が設けられている。このように、メインフレーム部３４Ｌにブラケット４１を固定することで、メインフレーム部３４Ｌに２カ所、ブラケット４１に１カ所の計３カ所に電動モータ３の支持部５１、５２、５３が設けられている。

次に、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、メインフレーム部３４Ｌ及びブラケット４１の支持部５１、５２、５３（図４参照）に電動モータ３が取り付けられる。メインフレーム部３４Ｌの支持部５１、５２には電動モータ３の前側が取り付けられ、ブラケット４１の支持部５３には電動モータ３の後側が取り付けられる。電動モータ３は、ボルト５４（１つのみ図示）によってメインフレーム部３４Ｌ及びブラケット４１の内側からボルト締結されるため、ボルト頭部がメインフレーム部３４Ｌ及びブラケット４１の内側に隠れて車両の外観性が向上されている。

このように、出力軸を囲むように電動モータ３がメインフレーム部３４Ｌ及びブラケット４１に三点支持されている。このため、出力軸にかかる駆動力の反動が支えられるように電動モータ３が安定的に支持される。また、ブラケット４１のアーム部４２が電動モータ３の投影面内に位置するため、ブラケット４１における支持部５３が電動モータ３の本体部分に近づけられている。よって、ブラケット４１の支持部５３をメインフレーム部３４Ｌ側に寄せることができ、車体フレーム２のコンパクト化及び軽量化が図られている。この場合、ブラケット４１のプレート部４３は、電動モータ３の投影面から外れるように下方に突出しているため、サイドスタンド２４が電動モータ３に干渉することがない。また、ブラケット４１及びサイドスタンド２４が車両中央においてピボットセンタ１８の下方に位置するため、マスの集中化及び低重心化が図られている。

ブラケット４１のアーム部４２の先端側に電動モータ３が取り付けられるため、アーム部４２がメインフレーム部３４Ｌと電動モータ３に両持ち支持された状態になる。よって、メインフレーム部３４Ｌにブラケット４１を介してサイドスタンド２４が安定的に支持される。また、電動モータ３はメインフレーム部３４Ｌに対して、略後半部が露出した状態で取り付けられている。このため、メインフレーム部３４Ｌ（車体フレーム２）の側面視サイズが小さく抑えられ、車体フレーム２のコンパクト化及び軽量化が図られている。さらに、車体フレーム２を成形する際の鋳造型を小さくしてコストを低減することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、車体フレーム２だけでなくサイドスタンド２４用のブラケット４１でも電動モータ３を支持することで、車体フレーム２の側面視サイズを小さくしても、電動モータ３の出力軸を囲むように３カ所以上で支持することができる。よって、車体フレーム２及びブラケット４１によって電動モータ３を安定的に支持することができる。また、サイドスタンド２４用のブラケット４１が車体フレーム２の一部として電動モータ３の支持位置になるため、サイドスタンド２４用のブラケット４１によって車体フレーム２における電動モータ３の支持位置が制限されることがない。また、サイドスタンド２４用のブラケット４１が電動モータ３の支持位置になるため、電動モータ３の支持位置用の部材を別途用意する必要がなく部品点数を削減できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した実施の形態では、車体フレーム２及びサイドスタンド２４用のブラケット４１に対して電動モータ３が３カ所で支持される構成としたが、この構成に限定されない。電動モータ３は、車体フレーム２及びサイドスタンド２４に少なくとも３カ所以上で支持されればよく、例えば、４カ所で支持される構成にしてもよい。

また、上記した実施の形態では、電動モータ３及びブラケット４１が車体フレーム２に対して内側からボルト締結される構成としたが、この構成に限定されない。電動モータ３及びブラケット４１は、車体フレーム２に対して外側からボルト締結される構成にしてもよい。

また、上記した実施の形態では、車体フレーム２及びブラケット４１に対して電動モータ３がボルト締結される構成としたが、この構成に限定されない。電動モータ３は、車体フレーム２及びサイドスタンド２４に対してどのように固定されてもよく、例えば、溶接や圧入によって固定されてもよい。

また、上記した実施の形態では、車体フレーム２がアルミニウム鋳造材で成形され、ブラケット４１が鉄鍛造材又はアルミニウム鍛造材で成形される構成としたが、この構成に限定されない。車体フレーム２及びブラケット４１は同一の材料で成形されてもよく、例えば、車体フレーム２及びブラケット４１がアルミニウム鋳造材で成形されてもよい。

また、上記した実施の形態では、左右分割式の車体フレーム２とブラケット４１によって電動モータ３を支持する構成について説明したが、この構成に限定されない。左右一体式の車体フレーム２とブラケット４１によって電動モータ３を支持する構成としてもよい。

以上説明したように、本発明は、車体フレームにサイドスタンド用のブラケットの取り付け位置を確保しつつ、電動モータを安定的に支持することができるという効果を有し、特に、アルミニウム鋳造材で成形された車体フレームに電動モータを支持する支持構造に有用である。

１ 電動二輪車
２ 車体フレーム
３ 電動モータ
１６ 前輪
１８ ピボットセンタ
２２ 後輪
２４ サイドスタンド
３６、３７、４４ 支持位置
３８ 後端縁
４１ ブラケット

Claims (6)

1. 車体フレームに対する電動モータの支持構造であって、
   前記車体フレームには、サイドスタンド用のブラケットが取り付けられており、
   前記ブラケットが前記車体フレームに片持ちで支持されて、当該車体フレームから後方に延出し、
   前記車体フレームから前記電動モータの後半部側を露出させた状態で、前記車体フレームによって前記電動モータの前半部側が支持され、前記車体フレームから延出した前記ブラケットによって前記電動モータの後半部側が支持されて、前記電動モータの出力軸を囲むように少なくとも３カ所以上で前記電動モータが支持されることを特徴とする電動モータの支持構造。
2. 前記電動モータ及び前記ブラケットは、前記車体フレームの内側からボルト締結されることを特徴とする請求項１に記載の電動モータの支持構造。
3. 前記電動モータは、前輪と後輪の略中央に配置されており、
   前記ブラケットの下部に前記サイドスタンドが回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動モータの支持構造。
4. 前記車体フレームに対する前記ブラケットの取り付け位置が、前記電動モータの投影面内であり、かつピボットセンタの下方に位置していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電動モータの支持構造。
5. 前記車体フレームの後端縁が前記ブラケットの取り付け位置の近傍に位置付けられ、前記ブラケットを露出させることを特徴とする請求項４に記載の電動モータの支持構造。
6. 前記車体フレームは鋳造材で成形されており、前記ブラケットは鍛造材で成形されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電動モータの支持構造。

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