JP5503243B2 - ハイブリッド式自動二輪車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド式自動二輪車の改良に関する。

エンジンとモータとからなるハイブリッド式駆動源で駆動されるハイブリッド式自動二輪車が知られている（例えば、特許文献１（図１、図２）参照。）。

特許文献１の図１において、スクータ型自動二輪車の車体フレーム（Ｆ）（括弧付き数字は、特許文献１記載の符号を示す。以下同じ。）に、ハイブリッド式パワーユニット（Ｐ）が揺動可能に支持されている。

特許文献１の図２において、ハイブリッド式パワーユニット（Ｐ）は、車体後方のスイングアームと一体に揺動自在に設けられ、車幅方向にクランクシャフト（２７）が延びており、このクランクシャフト（２７）の軸端に、モータ（１１０）が連結されている。

ところで、特許文献１のハイブリッド式パワーユニットをスクータ型ではない特に、中型又は大型の自動二輪車に適用する場合には、通常の自動二輪車では、パワーユニットが車体フレームの特に前部に固定して設けられているので、クランクシャフトの軸端に、モータを配置して、クランクシャフトの軸長が長くなると、車両のバンク角を十分に確保することができない場合があり、本来、モータの出力より、搭載したいモータのサイズを設計でき難い場合がある。

特開２０００−１０３３８４公報

本発明は、車体フレームの前部にハイブリッド式駆動源を搭載するスクータではない自動二輪車の形態において、車両のバンク角が十分に確保されるようにしながら、所望のモータを設計することが容易なハイブリッド式自動二輪車を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、エンジンとモータとからなるハイブリッド式駆動源で駆動され、このハイブリッド式駆動源がヘッドパイプからスイングアームピボットの間の車体フレームに搭載されるハイブリッド式自動二輪車であって、エンジンのクランク軸は、車体の長手方向に指向するように配置され、モータは、前輪に近い方の前側軸端部に備えられ、モータは、磁石を有しクランク軸と一体に回転するインナーロータ部と、このインナーロータ部の径方向外方に設けられコイルが巻き付けられているアウターステータ部と、から構成され、インナーロータ部の外幅は、車両を上から見たときに、前輪の幅と同等若しくは前輪の幅よりも大きいことを特徴とする。

請求項２に係る発明では、インナーロータ部に設けられる磁石は、車両を上方から見たときに、前輪の幅の外側に配置されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、エンジンは、クランク軸を中心にして車幅方向左右へ延びる複数のシリンダ部を有し、これらのシリンダ部は、車両を前から見たときに、アウターステータ部に重ならない部位まで車幅方向左右へ延び冷却水が通る冷却水ジャケットを備えていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、インナーロータ部の近傍で、エンジンに、カムチェーン駆動機構が配置され、このカムチェーン駆動機構は、クランク軸に設けられている駆動ギヤと、エンジンのクランクケースにアイドル軸で支持され駆動ギヤで回されるアイドルギヤと、これらのアイドルギヤに一体形成されアイドルギヤよりも小径のアイドルスプロケットと、これらのアイドルスプロケットに巻き掛けたチェーンと、カムシャフトに設けられチェーンで駆動されるカムスプロケットと、からなることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、クランク軸の中心からアイドル軸の中心までの距離は、インナーロータ部の外径の半分より小さいことを特徴とする。

請求項６に係る発明では、シリンダ部は、シリンダ軸が水平であることを特徴とする。

請求項７に係る発明では、インナーロータ部は、磁石を保持するロータ積層部と、このロータ積層部をクランク軸に取付けるロータボス部と、から構成され、このロータボス部は、車両前方に開口部を有する椀形状に形成されていることを特徴とする。

請求項８に係る発明では、インナーロータ部は、このインナーロータ部の中心が、前輪の車軸と後輪の車軸を結ぶ線の上又は上方に配置されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、クランク軸は、車体フレームの前部で車体の長手方向を指向するように配置され、モータは、クランク軸の軸端部に配置されているので、エンジンのクランク軸が長い場合であっても、車両のバンク角に影響を与えることなく、自動二輪車にハイブリッド用のモータをその所望の出力サイズに合わせて配置することができる。

車両の長手方向に延ばされたクランク軸の軸端部にモータを備える場合、このモータは、クランク軸の前側軸端部又は後側軸端部のいずれかに配置される。クランク軸の後側軸端部に配置すると、前方からの走行風がエンジンで遮られモータに当たり難くなる。
この点、本発明では、クランク軸の前側軸端部にモータを配置したので、走行風をモータに十分に当てることができ、モータの冷却が促される。

また、コイルが巻き付けられているアウターステータ部は、インナーロータ部の径方向外方に設けられており、インナーロータ部の外幅は、前輪の幅と同等若しくは前輪の幅よりも大きい。

前からの走行風は、前輪で左右に分かれ、前輪の側面に沿って流れがちである。アウターステータ部は、コイルが巻かれているので発熱量が大きい。このようなアウターステータ部に前輪の側面に沿った走行風を積極的に当てることができるため、アウターステータ部を効果的に冷却することができる。

請求項２に係る発明では、インナーロータ部に設けられる磁石は、前輪の幅の外側に配置されている。
仮に、磁石が前輪の幅の内側に配置されている場合には、前輪からの飛び石が磁石に当たる可能性が大きくなる。

この点、本発明では、インナーロータ部に設けられる磁石は、前輪の幅の外側に配置されている。前輪の幅の外側に磁石が配置されていれば、走行時に、前輪から飛んだ飛び石が磁石へ当たり難くすることができる。前輪からの飛び石の影響が小さくなるため、モータを過度なカバー部材で覆う必要がなくなる。過度なカバー部材で覆うことが不要になれば、車両重量の増加を抑えることができる。

請求項３に係る発明では、シリンダ部は、アウターステータ部に重ならない部位まで車幅方向左右へ延び冷却水が通る冷却水ジャケットを備えている。すなわち、車両の前方から見ると、エンジンの冷却水ジャケットが見える。このため、車両前方から後方へ流れる走行風は、エンジンの冷却水ジャケットに当たり、この走行風によって、エンジンの冷却を良好に行わせることができる。

請求項４に係る発明では、モータは、クランク軸の軸端部に配置され、モータのトルクをクランク軸に伝達するため、クランク軸の軸端部の軸径は、所定の軸径を確保する必要がある。
また、４サイクルエンジンにおいて、カムシャフトに設けられる駆動側カムスプロケットと、クランク軸に設けられている従動側カムスプロケットのギヤ比は、１：２であり、駆動側カムスプロケットのピッチ円直径と従動側カムスプロケットのピッチ円直径の比率は１：２となる。

クランク軸の軸端に所定の軸径が必要になることに加え、従動側カムスプロケットのピッチ円直径が駆動側カムスプロケットのピッチ円直径の２倍になるので、従動側カムスプロケットの外径は一層大きくなる。従動側カムスプロケットの外径が大きくなると、エンジンのヘッドが大型化し、ヘッドが大型化すると、車両のバンク角が小さくなる可能性がある。

この点、本発明では、カムチェーン駆動機構に、アイドルギヤ及びアイドル軸が備えられ、このアイドルギヤに一体形成されアイドルギヤよりも小径のアイドルスプロケットが設けられている。アイドルギヤよりも小径のアイドルスプロケットを利用してカムシャフトを駆動するようにしたので、従動側カムスプロケットの外径を小さくすることができる。そうすると、エンジンのヘッドが大型化を抑制することができ、ヘッドの大型化が抑制されれば、車両のバンク角を大きく取ることができる。

請求項５に係る発明では、クランク軸の中心からアイドル軸の中心までの距離は、インナーロータ部の外径の半分より小さくした。すなわち、アイドル軸は、インナーロータ部の外周よりも内方に配置されている。アウターステータ部は、アイドル軸の外方に配置されているため、アウターステータの取付自由度を確保することができる。

請求項６に係る発明では、エンジンの左右のシリンダは、シリンダ軸が共に水平である。車両を前から見ると、左右のシリンダの側面が大きく見える。このような側面であれば、モータの支点が容易に且つ多数確保できる。したがって、モータの取付に係る自由度を高めることができる。

請求項７に係る発明では、インナーロータ部は、椀形状に形成されている。椀形状であれば、外周部分に肉をつけ中央部分を肉抜きすることができる。したがって、椀形状にすることでインナーロータ部の軽量化を図ることができる。インナーロータ部が軽量化されれば、クランク軸への負担を軽減することができ、エンジンの軽量化に寄与する。

加えて、インナーロータ部は、車両前方に開口部を有している。
仮に、インナーロータ部に開口部を有していない場合、前輪をインナーロータに近づけて配置することには制約がある。また、モータの能力を高めたい場合に、インナーロータとの干渉を避けるため、前輪を前方に移動させる必要があった。そうすると、ホイールベースが大きくなり、ホイールベースの拡大は車両の大型化につながることになる。

この点、本発明では、インナーロータ部は、車両前方に開口部を有している。このような開口部であれば、前輪とインナーロータとを近づけて配置することができ、前輪とインナーロータとの間のクリアランスを小さく抑えることができ、車両の大型化を抑えることができる。また、車両の大型化を伴うことなく、モータの能力を高めることも可能になる。

請求項８に係る発明では、インナーロータ部の中心は、前輪の車軸と後輪の車軸を結ぶ線の上又は上方に配置されている。走行中に、前輪がストロークした場合に、前輪は、前部に開口部を有する椀部に向け移動するため、前輪とモータとの間のクリアランスを十分に確保することが可能になる。前輪とモータとの間のクリアランスが十分に確保されれば、大型で高出力なモータを配置することができる。

本発明に係るハイブリッド式自動二輪車の左側面図である。 図１の２矢視図である。 図２の３−３線断面図である。 図３の４−４線断面図である。 本発明に係る自動二輪車に備えられているモータの正面図である。 図３の要部拡大図である。 本発明に係る自動二輪車の作用説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図中および実施例において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」は、各々、自動二輪車に乗車する運転者から見た方向を示す。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ハイブリッド式自動二輪車１０は、車体フレーム１１に、ヘッドパイプ１２と、このヘッドパイプ１２から後方に延びているメインフレーム１３と、このメインフレーム１３の後端部に取り付けピボット軸１６を有するピボットプレート１７と、このピボットプレート１７の後上部から斜め後上方に延びているシートレール１８と、このシートレール１８の後端部とピボットプレート１７の中間部との間を連結しシートレール１８を支持するミドルフレーム１９と、このミドルフレーム１９の上端部から後方に延びているサブレール２１と、このサブレール２１の後部とミドルフレーム１９の間に掛け渡されているシートステー２２と、が備えられている車両である。
メインフレーム１３の後部下端部近傍に、乗員の足置きとしてのステップ２３が取り付けられている。

なお、メインフレーム１３、ピボットプレート１７、シートレール１８、ミドルフレーム１９、シートステー２２及びステップ２３は車両の幅方向中心に対し左右に設けられている。

ピボットプレート１７には、スイングアームピボットとしてのピボット軸１６を中心に上下にスイング可能なリヤスイングアーム２５が取付けられ、このリヤスイングアーム２５の後端部に、最終減速機２６が一体に設けられ、この最終減速機２６に、後輪車軸２７が設けられ、この後輪車軸２７に、後輪２８が取付けられている。エンジン４３の駆動力は、ドライブシャフト４５に伝達され、ドライブシャフト４５の後端部に設けられている最終減速機２６により減速されると共に、回転軸の方向が車両長手方向から車幅方向へ変換され後輪２８に伝達される。

リヤスイングアーム２５の中間部に、リンク機構３１を介してリヤクッションユニット３２が立設して取付けられ、このリヤクッションユニット３２の上端部は、メインフレーム１３側に取付けられている。

ヘッドパイプ１２に、操向自在にフロントフォーク３５が取付けられ、このフロントフォーク３５に、前輪車軸３７を介して前輪３８が取付けられ、フロントフォーク３５の上端部に、操向ハンドル３９が取付けられている。

メインフレーム１３の下方に、締結部材４１ａ〜４１ｃを介してパワーユニット４２が懸架されている。このパワーユニット４２は、水平対向型４気筒エンジン４３（以下、「エンジン４３」とも云う。）と、このエンジン４３の前部に設けられているモータ４４と、からなるハイブリッド式駆動源である。エンジン４３は水冷エンジンである。

エンジン４３の上方に、吸気系部材４７が配置されている。吸気系部材４７は、外気を導くエアダクト４８を含むエアクリーナ４９と、このエアクリーナ４９に連結されているスロットルボデイ５１と、このスロットルボデイ５１から延設されている吸気マニホールド５２と、この吸気マニホールド５２の先端部に設けられ混合気を溜めるサージタンク５３と、このサージタンク５３から延設され混合気をエンジン４３の各気筒へ導くインテークマニホールド５４、５４とからなる。

エンジン４３の下方に、排気系部材５７が配置されている。排気系部材５７は、エンジン４３の各気筒から延びている排気管６１、６１と、これらの排気管６１、６１を集合させる集合管６２と、この集合管６２から後方へ延びている消音器６３と、からなる。

シートレール１８に、乗員が着座する乗員シート６５が設けられている。乗員シート６５は、前部シート６６と、この前部シート６６の後方に連なるように設けた後部シート６７とを一体化させてなる。

サブレール２１に、物を収納するトランク６９が取付けられ、このトランク６９の前壁６９ａに、乗員の背中を保持する背もたれ７１が取付けられている。サブレール２１に、サイドバッグ７２が取り付けられている。

ヘッドパイプ１２に、車両の前方を覆うフロントカウル７４が取付けられ、このフロントカウル７４に風よけとしてのフロントシールド７５が取付けられ、フロントフォーク３５に、前輪３８の上方を覆う泥よけとしてのフロントフェンダ７６が設けられている。

次に、エンジン４３を含むパワーユニット４２を前から見たときの各構成要素の配置等について説明する。
図２に示すように、エンジン４３に、シリンダブロック１１１と一体化されているクランクケース１１２が設けられ、このクランクケースの前面１１３に、モータ４４が取り付けられ、クランクケースの車両幅方向左右外方に、シリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒが取り付けられ、これらのシリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒに、ヘッドカバー１１５Ｌ、１１５Ｒが取付けられている。

また、シリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒの上方に、ラジエータユニット１１６Ｌ、１１６Ｒが配置され、各ラジエータユニット１１６Ｌ、１１６Ｒとエンジン４３との間に、冷却水が循環する冷却水パイプ１１７Ｌ、１１７Ｒが連結されている。
クランク軸１１８は、その軸方向が車両長手方向に延びており、シリンダ軸１２１は、その軸方向が車幅方向水平に延びている。

図３に示すように、パワーユニット４２のうちのエンジン４３について説明する。
エンジン４３のケースとなるエンジンブロック１２２は、左のクランクケース１１２Ｌと右のクランクケース１１２Ｒとが突き合わされ内側にクランク室１２４を形成すると共に、左右のシリンダブロック１１１Ｌ、１１１Ｒを一体化させたクランクケース１１２と、このクランクケース１１２に開けた筒状の穴としての左右のシリンダ部１２５Ｌ、１２５Ｒと、これらの左右のシリンダ部１２５Ｌ、１２５Ｒを塞ぐ左右のシリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒと、左右のシリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒを覆い左右のカムシャフト１２８Ｌ、１２８Ｒを収納する左右のカム室１２９Ｌ、１２９Ｒが形成されている左右のヘッドカバー１１５Ｌ、１１５Ｒと、からなる。左右のシリンダ部１２５Ｌ、１２５Ｒは、各々、２列を有し並列に配置されている。

クランク軸１１８は、車体の長手方向に指向するように配置され、エンジンのクランク軸１１８の軸端部１４３は、前輪（図１、符号３８）に近い方の前側軸端部１４４と前輪３８から遠い方の後側軸端部１４５とからなる。本実施例では、前側軸端部１４４に、モータ４４が備えられ、後側軸端部１４５に変速機の側に駆動力を取りだし伝達する出力ギヤ１４６が備えられ、この出力ギヤ１４６の後方にウオータポンプ１４７が配置されている。出力ギヤ１４６に、サブギヤ１４８が噛み合っており、このサブギヤ１４８にダンパ１５１が結合され、このダンパ１５１の出力側に交流発電機（ＡＣＧ）１５２が取り付けられている。
なお、本実施例では、モータ４４をクランク軸１１８の前側軸端部１４４に備えているが、モータ４４をクランク軸１１８の後側軸端部１４５に備えるようにすることは差し支えない。

左右のシリンダブロック１１１Ｌ、１１１Ｒに、各々、複数のカム軸受部１７１Ｌ、１７１Ｒが設けられ、これらのカム軸受部１７１Ｌ、１７１Ｒに対応する位置で対向するように、左右のシリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒに、カムホルダ１７２Ｌ、１７２Ｒが設けられ、カム軸受部１７１Ｌ、１７１Ｒとカムホルダ１７２Ｌ、１７２Ｒとにより、カムシャフト１２８Ｌ、１２８Ｒは回転自在に支持されている。

以下、カムシャフト１２８Ｌ、１２８Ｒについて説明する。
左右のカムシャフト１２８Ｌ、１２８Ｒに、各シリンダ部１２５Ｌ、１２５Ｒごとに、所定のタイミングで吸気弁１６１を押圧する吸気カム１７７と、所定のタイミングで排気弁１６２を押圧する排気カム１７８とが形成されている。左右のカムシャフト１２８Ｌ、１２８Ｒは、カムチェーン駆動機構１８０により駆動されている。

以下、カムチェーン駆動機構１８０について説明する。
カムチェーン駆動機構１８０は、クランク軸１１８に設けられている駆動ギヤ１８１と、この駆動ギヤ１８１に噛み合い左のアイドル軸１８２で各々支持され駆動ギヤ１８１により回される左のアイドルギヤ１８３と、この左のアイドル軸１８２と一体形成されている左のアイドルギヤ１８３と一体形成され左のアイドルギヤ１８３よりも小径の左のアイドルスプロケット１８４と、左のアイドルスプロケット１８４に巻き掛けた左チェーン１８５と、左のカムシャフト１２８Ｌに設けられ左チェーン１８５で駆動される左のカムスプロケット１８６と、駆動ギヤ１８１に噛み合い右のアイドル軸１９２で各々支持され駆動ギヤ１８１により回される右のアイドルギヤ１９３と、この右のアイドル軸１９２と一体形成されている右のアイドルギヤ１９３と一体形成され右のアイドルギヤ１９３よりも小径の右のアイドルスプロケット１９４と、右のアイドルスプロケット１９４に巻き掛けた右チェーン１９５と、右のカムシャフト１２８Ｒに設けられ右チェーン１９５で駆動される右のカムスプロケット１９６と、からなる。

モータ４４は、クランク軸の軸端部１４３に配置されている。
モータ４４のトルクをクランク軸１１８に伝達可能にするため、クランク軸の軸端部１４３の軸径は、所定の太さの軸径を確保する必要がある。

ここで、４サイクルエンジンにおいて、カムシャフトに設けられている駆動側カムスプロケットと、クランク軸に設けられている従動側カムスプロケットとの回転比は、２：１であり、駆動側カムスプロケットのピッチ円直径と、従動側カムスプロケットのピッチ円直径との比率は、１：２となる。

従動側カムスプロケットのピッチ円直径が駆動側カムスプロケットのピッチ円直径の２倍となることに加え、モータ４４のトルクをクランク軸１１８に伝達可能にするため、クランク軸の軸端に所定の太さの軸径が必要になると、従動側カムスプロケットの外径は一層大きなものが必要になる。上記により、従動側カムスプロケットの外径が大きくなると、エンジンのヘッドが大型化し、ヘッドが大型化すると、車両のバンク角が小さくなる可能性がある。

この点、本発明では、カムチェーン駆動機構１８０に、左右のアイドルギヤ１８３、１９３及び左右のアイドル軸１８２、１９２が備えられ、この左右のアイドルギヤ１８３、１９３に一体形成され左右のアイドルギヤ１８３、１９３よりも小径の左右のアイドルスプロケット１８４、１９４が設けられている。左右のアイドルギヤ１８３、１９３よりも小径の左右のアイドルスプロケット１８４、１９４を利用してカムシャフト１２８Ｌ、１２８Ｒを駆動するようにしたので、左右のカムスプロケット１８６、１９６の外径を小さくすることができる。そうすると、エンジン４３のシリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒの大型化を抑制することができ、シリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒの大型化が抑制されれば、車両のバンク角（図２、符号α）を大きく取ることができる。

図４に示すように、クランクケースのジャーナル受け部１３３に、クランク軸１１８のジャーナル部１２０が回転自在に支持され、このクランク軸１１８に複数設けられているクランクピン１３４に、各々、コンロッド１３５、１３５の大端部１３６、１３６が回動自在に取り付けられ、コンロッド１３５、１３５の小端部１３７Ｌ、１３７Ｒが車両幅方向外方に向けて延設され、各々のコンロッドの小端部１３７Ｌ、１３７Ｒに、ピストンピン１３８、１３８が挿通され、これらのピストンピン１３８、１３８に、ピストン１３９、１３９が取付けられている。

クランクピン１３４とジャーナル部１２０の間に、クランクピン１３４とジャーナル部１２０の間を連結する複数のクランクウエブ１４０が設けられている。
インテークマニホールド５４Ｌ、５４Ｒに、燃料噴射用のインジェクタ１９７Ｌ、１９７Ｒが取付けられている。

各ピストン１３９は、シリンダ部１２５Ｌ、１２５Ｒに摺動自在に設けられ、ピストン１３９と左右のシリンダ部１２５Ｌ、１２５Ｒと左右のシリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒとの間に各々燃焼室１４１が形成される。
また、クランクケース１１２の構成要素としての左右のシリンダブロック１１１Ｌ、１１１Ｒに、冷却水通路としての冷却水ジャケット１４２Ｌ、１４２Ｒが形成されている。
シリンダ部（シリンダブロック１１１Ｌ、１１１Ｒ）に、冷却水ジャケット１４２Ｌ、１４２Ｒが形成され、これらのジャケット１４２Ｌ、１４２Ｒは、車両を前から見たときに、アウターステータ部２０４に重ならない部位まで車幅方向左右へ延びている。すなわち、ジャケット１４２Ｌ、１４２Ｒの内方線１４２Ｌｉ、１４２Ｒｉは、アウターステータ部２０４の車両幅方向外側に位置している。

次に、吸気弁及び排気弁について説明する。
吸気弁１６１及び排気弁１６２は、燃焼室１４１ごとに設けられ、左右のシリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒに、各々、閉弁方向に付勢するばね１６３で付勢され支持されている。吸気弁１６１及び排気弁１６２は、シリンダ部１２５Ｌ、１２５Ｒの軸線とクランク軸１１８の軸線を通る平面１６５に対し上方に傾けて配置され、排気弁１６２は、吸気弁１６１よりも車両長手方向前方に配置され、クランク軸１１８の軸線と平行な方向に並んで配置される。前記平面１６５に対し下方に傾け、排気弁１６２と吸気弁１６１の間に対応する位置で各燃焼室１４１の中央部に臨むように点火プラグ１６６が配置されている。
シリンダヘッド１１４Ｌ、１１４Ｒに、燃焼室に繋がっている吸気ポート１３１及び排気ポート１３２が形成されている。

次に、モータの構造について説明する。
図５に示すように、モータ４４は、複数の磁石２０１を有しクランク軸１１８と一体に回転するインナーロータ部２０２と、このインナーロータ部２０２の径方向外方に設けられ複数のコイル２０３が巻き付けられているアウターステータ部２０４とから構成されている。

アウターステータ部２０４は、外周に取付用フランジ部２０６を備え、このフランジ部２０６から、複数の締結ボルト２０７を、シリンダ軸が水平に延びているエンジンのシリンダ１１１（シリンダブロック１１１）へ延ばし、アウターステータ部２０４をシリンダブロック１１１に締結した。つまり、左右に延びているシリンダブロック１１１Ｌ、１１１Ｒを一体化させたクランクケース１１２へアウターステータ部２０４を取り付けた。

アウターステータ部２０４は、外周に取付用フランジ部２０６を備えているので、モータ４４をエンジン４３に取付ける際に、モータ４４を左右のシリンダ１１１Ｌ、１１１Ｒに取付けることができるので、モータ４４の取付に係る自由度を高めることができる。モータ４４の取付自由度が高まるので、モータ４４を容易にエンジン４３に装着することができる。

図６に示すように、モータ４４は、クランク軸の前側軸端部１４４に取付けられるボス部材２１１と、このボス部材２１１に取付けられるインナーロータ部２０２と、このインナーロータ部２０２を囲うように配置されエンジン４３に取付けられているアウターステータ部２０４と、インナーロータ部２０２及びアウターステータ部２０４の側部を覆うモータケース２１２と、このモータケースの前面に開けた開口２１３に蓋をする蓋部２１４と、を備える。

ボス部材２１１に、インナーロータ部２０２が取付けられている。
このインナーロータ部２０２は、複数の磁石２０１と、これらの磁石２０１を保持するロータ積層部２１７と、このロータ積層部２１７をクランク軸１１８に取付けるロータボス部２１８と、から構成されている。
詳細には、ロータボス部２１８の外周面２３９に、ロータ積層部２１７が取付けられている。

ロータ積層部２１７は、インナーロータ部の外周部２２１の近傍に積層した薄板状の磁極板２２２と、これらの磁極板２２２に、車両正面視で、矩形状に１２個開けた穴部２２３に挿入した１２個の磁石２０１と、磁極板２２２の両端部に設け積層した磁極板２２２を保持させる前後の保持クリップ板２２４、２２５とから構成されている。

ロータボス部の後面２３１に、リング状の磁極マグネット２３２が取り付けられ、この磁極マグネット２３２に臨む位置に、磁極マグネット２３２を検出する磁極センサ２３３が配置されている。
磁極センサ２３３は、モータケース２１２に、回転中心に向けステー２３４が延設され、このステーの先端部２３５に取り付けられている。

ロータボス部２１８は、車両前方に開口部２３７を有し車両後方に向け凹み椀形状に形成されている椀部２３８を有する。
蓋部２１４に、椀部２３８の形状に沿わせるように車両後方に凹ませた凹部２２９が形成されている。
アウターステータ部２０４は、１８個のステータコイル２０３を有し、これらのステータコイル２０３は、インナーロータ部２０２を囲うように配置されている。

ボス部材２１１は、クランク軸の前側軸端部１４４に、中心部に前記前側軸端部１４４を挿通可能にする中心穴２４１と、この中心穴２４１の周囲を囲うように複数個開けインナーロータ部２０２が複数の締結ボルト２０７で締結する複数の締結穴２４２と、周縁部２４３に、インナーロータ部の後面２４４に形成したロータ側嵌合部としての爪部２２８と嵌合するように形成したボス側嵌合部としての凹部２２９とを有する。

そして、中心穴２４１に前側軸端部１４４を挿通させ、メインナット２４８でボス部材２１１をクランク軸１１８に固着させ、ボス部材の前面２１１ｆにインナーロータ部の後面２４４を当て、６つの締結穴２４２に各々締結ボルト２０７をねじ込んで、インナーロータ部２０２をボス部材２１１に固着させた。

以下、カム駆動機構の構成部材である左右のアイドル軸１８２、１９２とモータ４４の構成部材であるインナーロータ部２０２の間の位置関係、その他について説明する。
左右のアイドル軸１８２、１９２は、インナーロータ部の外周２２１よりも内方に配置されている。詳細には、クランク軸の中心Ｃからアイドル軸の中心ＣＩまでの距離（Ｐ）は、インナーロータ部の外径の半分の距離（Ｒｉ）より小さく設定されている。

アウターステータ部２０４は、左右のアイドル軸１８２、１９２の外方に配置され、アウターステータ部２０４が影響されないため、アウターステータ部２０４の取付自由度が確保される。

また、クランクウエブ１４０の外径Ｄａ（直径Ｄａ）は、アイドル軸の間隔（２Ｐ）よりも大きく（２Ｐ＜Ｄａ）、ロータボス部２１８の外周面２３９の外径Ｄｂ（直径Ｄｂ）よりも小さく（Ｄａ＜Ｄｂ）、インナーロータ部２０２の外周部２２１の外径（２Ｒｉ）よりも小さい（Ｄａ＜２Ｒｉ）。ここで、インナーロータ部２０２の外周部２２１の外径（２Ｒｉ）は、アウターステータ部２０４の内径よりも若干小さな値である。

図５に戻って、インナーロータ部の内周面に形成したローターボス部２２７は、車両前面視で、クランク軸の軸中心Ｃに向け凸状に張り出し爪状を呈する複数の爪部２２８を有し、これらの爪部２２８と嵌合可能に、ボス部材２１１に複数の凹部２２９が形成されている。インナーロータ部の内周面２２６に形成したロータボス部２１８を、ボス部材の凹部２２９に嵌合させることで、インナーロータ部２０２をクランク軸１１８に確実に固着させ、クランク軸１１８とインナーロータ部２０２の間に位相ずれなどが発生することを防止できる。

図３に戻って、エンジン４３は、クランク軸１１８を中心にして車幅方向左右へ延びる複数のシリンダ部１２５Ｌ、１２５Ｒを有し、これらのシリンダ部１２５Ｌ、１２５Ｒは、車両を前から見たときに、前記アウターステータ部２０４に重ならない部位まで車幅方向左右へ延び冷却水が通る冷却水ジャケット１４２Ｌ、１４２Ｒを備えている。

シリンダ部１２５Ｌ、１２５Ｒは、アウターステータ部２０４に重ならない部位まで車幅方向左右へ延び冷却水が通る冷却水ジャケット１４２Ｌ、１４２Ｒを備えている。エンジンの冷却水ジャケット１４２Ｌ、１４２Ｒは、モータのアウターステータ部２０４で覆われていないので、車両前方から後方へ流れる走行風は、エンジンの冷却水ジャケット１４２Ｌ、１４２Ｒに当たり、この走行風によって、エンジン４３の冷却を良好に行わせることができる。

以上に述べたハイブリッド式自動二輪車の作用を次に述べる。
クランク軸１１８は、車体の長手方向を指向するように配置され、モータは、クランク軸の前側軸端部１４４に配置されているので、エンジンのクランク軸１１８が長い場合であっても、車両のバンク角（図２、符号α）に影響を与えることなく、自動二輪車（図２、符号１０）にモータ４４を配置することができる。

加えて、モータ４４は、前輪３８に近い方の前側軸端部１４４に配置されている。モータ４４が前輪３８の近い側の前側軸端部１４４に配置されていれば、走行風は遮られ難くなる。走行風は遮られ難くなるので、モータ４４を確実に冷却することができる。

図７において、前輪３８が路面からの衝撃を吸収するとき、フロントフォーク３５の下端部に取付けられている前輪３８は、フロントフォーク３５の作用により上方に移動し、図想像線に示される位置まで移動する可能性がある。このとき、インナーロータ部２０２は、車両前方に開口部２３７を有する椀形状に形成された椀部２３８が設けられ、インナーロータ部２０２の前方を塞ぐ蓋部２１４に椀部２３８に沿うように凹部２２９が形成されている。

仮に、インナーロータ部に開口部を有していない場合、前輪をインナーロータに近づけて配置することには制約がある。また、モータの能力を高めたい場合に、インナーロータとの干渉を避けるため、前輪を前方に移動させる必要があった。そうすると、車両のホイールベースが長くなり、車両の大型化につながる可能性がある。

この点、本発明では、インナーロータ部２０２は、車両前方に開口部２３７を有している。このような開口部２３７が備えられていれば、前輪３８とインナーロータ部２０２とを近づけて配置することができ、前輪３８とインナーロータ部２０２との間のクリアランスを小さくすることができ、車両の大型化を抑えることができる。また、車両の大型化を伴うことなく、モータ４４の能力を高めることも可能になる。

また、インナーロータ部２０２は、椀形状に形成されているので、インナーロータ部２０２の外径を大きくしながら、インナーロータ部２０２の重量を抑えることができる。インナーロータ部２０２の重量が抑えられれば、クランク軸１１８の剛性を必要最小限なものとすることができ、エンジン４３の軽量化にも寄与する。

インナーロータ部２０２は、このインナーロータ部の中心Ｃが、前輪の車軸３７と後輪の車軸２７を結ぶ線（ＨＬ）の上方に配置されている。インナーロータ部の中心Ｃは、クランク軸の中心Ｃでもある。
走行中に、前輪３８がストロークした場合に、前輪３８は、前部に開口部２３７を有する椀部２３８に向け移動するため、前輪３８とモータ４４との間のクリアランスを十分に確保することが可能になる。前輪３８とモータ４４との間のクリアランスが十分に確保することができれば、大型で高出力なモータ４４を配置することが可能になる。

なお、本実施例では、インナーロータ部２０２は、このインナーロータの中心Ｃが、前輪の車軸３７と後輪の車軸２７を結ぶ線ＨＬの上方に配置されているが、インナーロータの中心Ｃが、前輪の車軸３７と後輪の車軸２７を結ぶ線の上になるように配置することは差し支えない。

図７（ｂ）において、インナーロータ部の外幅（ＲＷ）は、車両を上から見たときに、前輪の幅（ＦＷ）よりも大きい。
コイル２０３が巻き付けられているアウターステータ部２０４は、インナーロータ部２０２の径方向外方に設けられており、インナーロータ部の外幅（ＲＷ）は、前輪の幅（ＦＷ）よりも大きい。つまり、発熱を伴うアウターステータ部２０４は、前輪３８の外側に配置されている。このため、走行風は、前輪３８に遮られることなくアウターステータ部２０４に当たるので、モータ４４を良好に冷却することができる。

なお、本実施例において、インナーロータ部の外幅は、前輪の幅よりも大きいものとしたが、インナーロータ部の外幅を、前輪の幅と略同等にすることは差し支えない。

さらに、インナーロータ部２０２に複数個設けられている磁石２０１は、車両を上方から見たときに、前輪３８の幅（ＦＷ）の外側に配置されている。
仮に、磁石が前輪の幅の内側に配置されていると、前輪からの飛び石が当たる可能性が大きくなる。

この点、本発明では、インナーロータ部２０２に設けられる磁石２０１は、前輪３８の幅の外側に配置されているので、走行時に、前輪３８からの飛び石が当たる可能性を小さくすることができる。前輪３８からの飛び石の影響が小さくなるため、モータ４４を過度なカバー部材で覆う必要がなくなる。過度なカバー部材で覆うことが不要になれば、車両重量の増加を抑えることができる。

尚、本発明は、実施の形態では自動二輪車に適用したが、三輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。

本発明は、エンジンとモータとからなるハイブリッド式駆動源で駆動されるハイブリッド式自動二輪車に好適である。

１０…ハイブリッド式自動二輪車、１１…車体フレーム、１２…ヘッドパイプ、１６…スイングアームピボット（ピボット軸）、２７…後輪の車軸（後輪車軸）、３７…前輪の車軸（前輪車軸）、３８…前輪、４２…ハイブリッド駆動源（パワーユニット）、４３…エンジン、４４…モータ、１１２、１１２Ｌ、１１２Ｒ…クランクケース、１１８…クランク軸、１２５Ｌ、１２５Ｒ…シリンダ部、１２８Ｌ、１２８Ｒ…カムシャフト、１４２Ｌ、１４２Ｒ…冷却水ジャケット、１４３…クランク軸の軸端部、１４４…前側軸端部、１８０…カムチェーン駆動機構、１８１…駆動ギヤ、１８２…左のアイドル軸、１８３…左のアイドルギヤ、１８４…左のアイドルスプロケット、１８５…左チェーン、１８６…左のカムスプロケット、１９２…右のアイドル軸、１９３…右のアイドルギヤ、１９４…右のアイドルスプロケット、１９５…右チェーン、１９６…右のカムスプロケット、２０１…磁石、２０２…インナーロータ部、２０３…コイル、２０４…アウターステータ部、２１７…ロータ積層部、２１８…ロータボス部、２３７…開口部、ＨＬ…前輪の車軸と後輪の車軸を結ぶ線。

Claims (8)

1. エンジン（４３）とモータ（４４）とからなるハイブリッド式駆動源（４２）で駆動され、このハイブリッド式駆動源（４２）がヘッドパイプ（１２）からスイングアームピボット（１６）の間の車体フレーム（１１）に搭載されるハイブリッド式自動二輪車であって、
   前記エンジン（４３）のクランク軸（１１８）は、車体の長手方向に指向するように配置され、前記モータ（４４）は、前輪（３８）に近い方の前側軸端部（１４４）に備えられ、
   前記モータ（４４）は、磁石（２０１）を有し前記クランク軸（１１８）と一体に回転するインナーロータ部（２０２）と、このインナーロータ部（２０２）の径方向外方に設けられコイル（２０３）が巻き付けられているアウターステータ部（２０４）と、から構成され、
   前記インナーロータ部（２０２）の外幅は、車両を上から見たときに、前記前輪（３８）の幅と同等若しくは前記前輪（３８）の幅よりも大きいことを特徴とするハイブリッド式自動二輪車。
2. 前記インナーロータ部（２０２）に設けられる前記磁石（２０１）は、車両を上方から見たときに、前記前輪（３８）の幅の外側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド式自動二輪車。
3. 前記エンジン（４３）は、前記クランク軸（１１８）を中心にして車幅方向左右へ延びる複数のシリンダ部（１１１Ｌ、１１１Ｒ）を有し、これらのシリンダ部（１１１Ｌ、１１１Ｒ）は、車両を前から見たときに、前記アウターステータ部（２０４）に重ならない部位まで車幅方向左右へ延び冷却水が通る冷却水ジャケット（１４２Ｌ、１４２Ｒ）を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のハイブリッド式自動二輪車。
4. 前記インナーロータ部（２０２）の近傍で、前記エンジン（４３）に、カムチェーン駆動機構（１８０）が配置され、このカムチェーン駆動機構（１８０）は、前記クランク軸（１１８）に設けられている駆動ギヤ（１８１）と、前記エンジン（４３）のクランクケース（１１２）にアイドル軸（１８２、１９２）で支持され前記駆動ギヤ（１８１）で回されるアイドルギヤ（１８３、１９３）と、これらのアイドルギヤ（１８３、１９３）に一体形成され前記アイドルギヤ（１８３、１９３）よりも小径のアイドルスプロケット（１８４、１９４）と、これらのアイドルスプロケット（１８４、１９４）に巻き掛けたチェーン（１８５、１９５）と、カムシャフト（１２８Ｌ、１２８Ｒ）に設けられ前記チェーン（１８５、１９５）で駆動されるカムスプロケット（１８６、１９６）と、からなることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載のハイブリッド式自動二輪車。
5. 前記クランク軸（１１８）の中心からアイドル軸（１８２、１９２）の中心までの距離は、前記インナーロータ部（２０２）の外径の半分より小さいことを特徴とする請求項４記載のハイブリッド式自動二輪車。
6. 前記シリンダ部（１２５Ｌ、１２５Ｒ）は、シリンダ軸（１２１）が水平であることを特徴とする請求項３記載のハイブリッド式自動二輪車。
7. 前記インナーロータ部（２０２）は、前記磁石（２０１）を保持するロータ積層部（２１７）と、このロータ積層部（２１７）を前記クランク軸（１１８）に取付けるロータボス部（２１８）と、から構成され、このロータボス部（２１８）は、車両前方に開口部（２３７）を有する椀形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のハイブリッド式自動二輪車。
8. 前記インナーロータ部（２０２）は、このインナーロータ部（２０２）の中心が、前記前輪（３８）の車軸（３７）と後輪（２８）の車軸（２７）を結ぶ線（ＨＬ）の上又は上方に配置されていることを特徴とする請求項７記載のハイブリッド式自動二輪車。

Images