(57)【要約】【課題】既存の電気自動車の技術では、車両に要求される出力特性に応じて、専用のモーターが必要となり、開発効率が悪い。また、変速機を装置した場合でも、各車輪の駆動力をきめ細かく制御する事が不可能であり、また、ＣＶＴでは大きなトルクを伝達できない。車両の重量増加を極力抑え、動力伝達効率を向上する技術が求められている。【解決手段】各駆動輪に、モーターとＣＶＴを装置し、それぞれ独立してモーターの出力とＣＶＴの変速比を可変制御する。また、ＣＶＴの収納ケースを車輪のスイングアームと兼用する。【選択図】図１
2014039449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４輪以上８輪以下の車輪を有する電気自動車、又は電気モーターと内燃機関によるハイブリッド自動車において、全て又は１輪以上を駆動輪とし、各駆動輪にモーターと無段変速機を備え、車速、モーターの回転速度、駆動輪の回転速度、スロットル開度、ブレーキ操作力、モーター出力、加速度、減速度、コーナリング時の横加速度の、全て又はいずれかの検出手段を備え、その検出データに基づき演算手段で演算を行い、無段変速機の変速比を制御する事を特徴とする、駆動装置。尚、駆動輪には、操舵と駆動と両方の機能を備えた車輪も含み、モーターは、インナーローターモーター又はアウターローターモーターとする。
【請求項２】
無段変速機を、一対のプーリーと動力伝達用ベルトで構成された、いわゆるＣＶＴとした事を特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。尚、ＣＶＴの変速を液圧又は空圧で行う構成において、その圧力発生装置は、以下のいずれかの構成とする。
１、各ＣＶＴごとに圧力発生装置を装置し、個別に変速比を可変する。尚、圧力制御弁を備えた構成も含む。
２、圧力発生装置は、数台のＣＶＴに対して１台装置し、圧力切替弁又は圧力制御弁を使用し、各ＣＶＴの変速比を制御する。
【請求項３】
ＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸と、モーターの回転軸とを、略一直線上に配置すると共に、ＣＶＴの被駆動側プーリーと、駆動輪の回転軸とを略一直線上に配置し、自動車本体が無負荷で静止している状態でのモーターの回転軸は、駆動輪の回転軸、即ち被駆動側プーリーの回転軸に対して、同等の高さ又は高い位置に配置した事を特徴とする、請求項２に記載の駆動装置。
尚、ＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸と、モーターの回転軸とを、略一直線上に配置する構成とは、以下のいずれかの構成を指す。
１、回転軸を直結する、又は一体的に連結する、又はモーターの回転軸にプーリーを装置する。
２、回転軸を、フランジ又はインロー嵌合又はスプライン嵌合、又はそのいずれか複数の装置にて、着脱自在に連結する。
３、僅かにオフセットされた回転軸、又は相対角度を有する回転軸を、等速ジョイント又はユニバーサルジョイントで連結する。
４、上記１から３のいずれかの構成で、ゴム又は金属スプリングによる弾性部材を介して回転軸を連結する。尚、弾性部材を介しての連結は、フランジとフランジの間にゴムを挟んで連結する構成や、捻り棒バネで連結する構成の他、内外筒の間に充填されたゴムで連結する構成及び、それらの組合せによる構成を指す。
５、上記１から４のいずれかの構成で、内外筒をスプライン嵌合した伸縮自在の回転軸を介して連結する。
【請求項４】
ＣＶＴを収納したケースを、駆動輪を支えて揺動するスイングアームとし、駆動輪は、ＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸を回転中心として上下に揺動すると共に、以下のいずれか、又は全ての特徴を有する、請求項２又は３のいずれかに記載の駆動装置。尚、スイングアームは、車体フレーム又は車体フレームに固定された保持装置又は保持部材で保持する。また、スイングアームの材質は、ダイカスト、スチール、チタン合金、アルミ合金のいずれかとし、強度負担の少ない部位に、樹脂製のカバーや化粧板を装置した構成も含む。
１、ＣＶＴを収納したケースと、車体のフレーム又はフレームに固定されたブラケットとを、緩衝装置で連結した。尚、緩衝装置とはスプリングやゴムによる衝撃緩和装置や、液圧や空圧を利用したダンパーや、その両方を指し、スプリングとダンパーとを組合せた、サスペンションユニットも含む。
２、ＣＶＴを収納したケースに、冷却水循環通路、又は冷却水用の配管を設けた。尚、冷却水配管の接続部に、ワンタッチジョイントを取付けた構成も含む。
３、モーターをＣＶＴを収納したケースに取り付け、モーターも、その回転軸を中心に揺動する構成とした。
４、ＣＶＴを収納したケースを略密閉状態とし、１ヶ所以上のブリーザパイプを設け、そのパイプの開放端は、駆動輪の回転軸よりも上方に配置した。
５、プーリーにファンを設け、プーリーの回転によってＣＶＴ収納ケース内に空気の流れが発生する様に装置した。
６、上記５の構成において、ファンを遠心式ファンとし、ファンの略中心部に設けたブリーザパイプから外気を吸気し、ファンから離れた場所に設けたブリーザパイプから排気する様に装置し、外気を吸気する側のブリーザパイプの吸気口は、駆動輪の回転軸よりも上方に配置した。
尚、吸気口にフィルター又はゴミの侵入を防ぐ邪魔板や迷路を設けた構成も含む。
７、ＣＶＴ収納ケースの揺動中心に、ケースを揺動自在に保持可能な取り付け装置を備えた。
８、モーターをＣＶＴ収納ケースに取付け、モーターもＣＶＴ収納ケースと連動して揺動可能に構成すると共に、モーターに揺動自在に保持可能な取付け装置を備え、ＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸を揺動中心としてＣＶＴ収納ケースを揺動可能に装置した。
９、上記７又は８の構成において、モーターの回転軸とＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸を略一直線上に配置し、モーターに設けた保持装置とＣＶＴ収納ケースに設けた保持装置と、両方で支えて揺動可能に装置した。
１０、モーターの回転軸とＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸とを一直線上に配置し、回転軸は一体構造又は一体的に連結すると共に、その両端を回転自在に保持する構成とした。即ち、モーターの回転軸及びＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸を回転中心としてＣＶＴ収納ケース全体が上下に揺動可能に装置した。
１１、モーターとＣＶＴの駆動側プーリーとを貫く固定軸を備え、この固定軸の両端を保持する構成とした。モーターの回転部とＣＶＴの駆動側プーリーは、この固定軸上で、回転自在に連結する。また、ＣＶＴ収納ケースもこの固定軸に揺動自在に保持する。
１２、ＣＶＴ収納ケースの駆動輪取付け部位に固定軸を装置し、ＣＶＴの被駆動側プーリーと駆動輪取付け用ハブは、この固定軸上で、回転自在に連結する。
１３、上記７から１２のいずれかの構成において、保持装置を、インロー嵌合又はフランジによる締結又はその両方とした。
１４、上記７から１３のいずれかの構成において、摺動や往復や回転などの相対運動が発生する部分又は部位に、ベアリング又は軸受メタルを装置した。尚、相対運動が発生する部位に、グリスニップルを装置した構成も含む。
１５、上記７から１４のいずれかの構成において、摺動や往復や回転などの相対運動が発生する部分又は部位に、ラビリンスシール又はオイルシール又はダストシールを装置した。
【請求項５】
以下のいずれか、又は以下の複数の部位に、ブレーキディスクを取り付けた事を特徴とする、請求項２から４のいずれかに記載の駆動装置。尚、ブレーキディスクとＣＶＴの間の熱伝導を低減する為に、断熱材を介在させた構成や、ブレーキディスクをフローティングタイプとして熱伝導を低減した構成や、ブレーキディスクにファンを設けた構成や、ＣＶＴのプーリーに設けたファンでブレーキディスクを冷却する様に装置した構成や、ブレーキディスク取付け部近傍に冷却水の配管又は冷却水通路を設け、水冷とした構成も含む。
１、ＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸上で、モーターと反対側。
２、モーターの回転軸上で、モーターとＣＶＴの駆動側プーリーとの間。
３、ＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸上で、駆動側プーリーの近傍。
４、ＣＶＴの被駆動側プーリーの回転軸上で、被駆動側プーリーの近傍。
５、ＣＶＴの被駆動側プーリーの回転軸上で、プーリーと駆動輪との間。
６、駆動輪の回転軸上で、駆動輪の近傍。
７、駆動輪の回転軸上で、駆動輪の内側。
【請求項６】
モーターの回転軸とＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸との間、又は、ＣＶＴの被駆動側プーリーの回転軸と駆動輪の回転軸との間に、以下のいずれか１つ、又はいずれか複数を装置した事を特徴とする、請求項２から５のいずれかに記載の駆動装置。
１、摩擦クラッチ、又は機械式断続クラッチ、又は電磁クラッチ、又はワンウェイクラッチ。
２、歯車式の減速装置又は歯車式の増速装置。尚、各歯車装置は遊星歯車式を含む。
３、発電装置。
４、駆動用モーターよりも出力の小さい、モーター。
５、歯車又はプーリー又はチェーン用スプロケットなどの、出力取り出し装置。
６、ラビリンスシール、又はオイルシール、又はダストシール。
７、放熱フィン、又は冷却水の配管。尚、冷却水の配管とは、回転軸を遠心式ポンプとして使用し、冷却水を強制的に循環させる構成も含む。
【請求項７】
駆動輪が左右の略対称位置に装置されている構成において、左右の駆動輪にＣＶＴを介して駆動力を伝えるモーターを、以下のいずれかの構成とした事を特徴とする、請求項２から６のいずれかに記載の駆動装置。
１、左右のモーターの回転軸を、直結又は一体的に連結した、又はフランジ及び締結部材を使用して、着脱自在に連結した。
２、左右のモーターの回転軸を、緩衝部材を介して直結した。尚、フランジの間にゴムや金属バネを介在させ、着脱自在に連結した構成も含む。
３、左右のモーターの回転軸を、等速ジョイントで連結した。
４、左右のモーターの回転軸を、緩衝部材を介して等速ジョイントで連結した。
５、上記２から４のいずれかの構成において、左右のモーターの間にクラッチを設け、駆動力の伝達を断続可能に装置した。
６、モーターの回転軸を、ＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸に対して略９０度回転させて配置し、ベベルギアを介て左右のプーリーの駆動軸に回転力を伝達する構成とした。尚、ベベルギアをデファレンシャルギアとした構成も含む。
７、左右のモーターを一体化した。即ち、１つのモーターの回転軸の一端を一方のＣＶＴに接続し、他端を反対側のＣＶＴに接続した。
８、左右のモーターを一体化して１つのモーターとし、その回転軸をＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸に対して略９０度回転させて配置し、ベベルギアを介て左右のプーリーの駆動軸に回転力を伝達する構成とした。尚、ベベルギアをデファレンシャルギアとした構成も含む。
【請求項８】
モーター、ＣＶＴ、ＣＶＴ収納ケース、駆動輪取付けステー又はハブをユニット化し、一体化されたセットとして、二輪車や四輪車などに、汎用的な駆動装置として使用可能に構成すると共に、以下のいずれか又は全ての特徴を有する、請求項２から７のいずれかに記載の駆動装置。尚、二輪車用として使用する場合は、請求項１に記載の電気自動車又はハイブリッド自動車を、二輪車又は側車付き二輪車と読み替え、駆動輪を、前輪又は後輪又は前後両輪と読み替え、それぞれの駆動方式において、側車付きの場合は側車の車輪を駆動輪とする構成も含む。
１、ＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸を回転中心として、揺動自在に支持可能な取付けステー又はブラケットを装置した。尚、取付けステー又はブラケットは、ＣＶＴの収納ケースに装置する構成や、モーター本体又はモーターを保持するケースに装置する。
２、ＣＶＴの収納ケースに、緩衝装置の取り付けステー又は取付けブラケットを装置した。尚、緩衝装置は、コイルスプリング、トーションスプリング、油圧ダンパー、空圧ダンパー、ゴムダンパーを指し、これらをのいずれかを一体的に組合せた、サスペンションユニットも含む。
３、ＣＶＴ収納ケースのモーター取付け位置を変更又は反転可能に構成する事により、最小限の修正や部品交換で、二輪車と四輪車などに共通使用可能とした。
４、上記１から３のいずれかの構成において、ＣＶＴ収納ケースをダイカストとし、型の一部を入れ子による交換式とした。
５、上記１から４のいずれかの構成において、ＣＶＴ収納ケースの加工部位及び加工仕様を変更する構成とした。
６、上記１から３のいずれかの構成において、スイングアーム又はＣＶＴとして負荷を受ける構造部材を、スチール又はステンレス又はチタン又はアルミ、又はそれらの合金とし、同材質又は樹脂のカバーを取付けた。
７、上記１から６のいずれかの構成において、ＣＶＴのみを、着脱交換可能に装置した。
８、上記７の構成において、スイングアームとして機能する構造部材に、ＣＶＴの駆動側プーリーと被駆動側プーリーを回転自在に保持する固定軸を備え、各プーリーはこの固定軸上を、ベアリングを介して回転可能に装置した。
【請求項９】
運転者による操舵操作、ブレーキ操作、アクセル操作、及び、各方向の加速度、モーターの回転速度と回転速度の変化、各車輪の回転速度と回転速度の変化、各車輪に加わる荷重、人工衛星を利用したＧＰＳシステムからの位置情報及び位置変位情報、スイングアームの揺動変位の、いずれか又は全てを検出し、演算によって車両が以下のいずれかの走行状態である事を判定し、その判定結果に基づき各無段変速機の変速比を、個別に制御する事を特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の駆動装置。尚、以下に記載の車両とは、請求項１及び８に記載の各種自動車、又は二輪車、又は側車付き二輪車の、いずれかを指す。
１、コーナリング中、又はコーナーに進入している、又はコーナーから脱出している。
２、減速している、又は加速している、又は一定速度で走行している。
３、凹凸路面を走行している、又は深い水溜りを走行している、又はぬかるみを走行している。
４、摩擦係数の低い、滑り易い路面を走行している、又はタイヤのグリップ力が低下している。
５、駆動輪及び非駆動輪の内、一輪、又は数輪、又は全輪がスリップしている。
６、重心から離れた位置への重量物積載等により、車両の重量バランスが崩れている。
７、車両全体が横滑りしている。
８、車両が傾斜路を走行している。
９、一部のモーター又は駆動装置にトラブルが発生し、正常が駆動ができなくなっている。
１０、強い横風、又は強い向かい風、又は強い追い風を受けている。
１１、運転者の操舵操作及び加減速操作と、車両の挙動が、不一致の状態で走行している。
１２、いずれかのタイヤがパンクしている、又はいずれかのタイヤの空気圧が極端に低い。
１３、他車が衝突して異常な衝撃や負荷が加わっている、又は異常な挙動が発生している。
１４、後進している。
【請求項１０】
無段変速装置の駆動側回転軸と被駆動側回転軸との間を、以下のいずれかの動力伝達装置で接続すると共に、以下のいずれかの装置で動力を伝達する際は、ワンウェイクラッチ又は電磁クラッチ又は摩擦クラッチ又は機械式断続クラッチのいずれかにより、無段変速装置への動力伝達を中止する、又はＣＶＴのプーリーの圧着圧力を下げて駆動ベルトの張力を落とし、ＣＶＴでの動力伝達機能を低下させる制御を行う事を特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の駆動装置。尚、上記の制御には、無段変速装置から以下のいずれかの駆動装置への切り替え、及びその逆方向の切り替えを、双方の変速比の差が、一方の変速比の３０％以内の場合に限定する制御を含み、無段変速装置が故障した際、強制的に以下のいずれかの駆動装置に切り替える制御も含む。
１、チェーンとスプロケットによる動力伝達装置。
２、歯付きベルト又はコグドベルトと、各ベルト用の歯付きプーリーによる動力伝達装置。
３、ベベルギアで回転軸の方向を変換した、ドライブシャフトによる動力伝達装置。
４、駆動側回転軸と被駆動側回転軸の両方に歯車を装置し、両回転軸の間に、歯車を設けた中間回転軸を１軸以上備えた動力伝達装置。
５、上記１から４のいずれかの動力伝達装置において、同じ種類の装置を複数セット備えた動力伝達装置。
６、上記１から５のいずれかの動力伝達装置において、動力伝達経路に弾性部材を介在させた動力伝達装置。尚、弾性部材の介在とは、回転するシャフトを捻り棒バネにする構成や、回転する２つの部品の間にスプリングを挿入する構成や、回転する２つの部品の間にゴムを焼付け又は接着又は充填して動力を伝達する構成を指す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、電気モーターで車輪を駆動して走行する自動車、及び側車付きを含む二輪車の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】二輪や四輪または六輪以上の電気自動車やハイブリッド自動車では、限られたエネルギーを効率良く駆動輪に伝え、走行性能や航続距離の向上を図る数々の技術が利用されている。
その中には、ホイールの中にモーターを装着した、いわゆるインホイールモーターにより伝達効率を向上させる技術や、無段変速機を介してモーターの回転速度を最も効率の良い回転数に合わせる技術などがある。
しかし既存の技術は、それぞれ１つの課題を解決する為の技術であり、電気で動く全ての車両に対して、数々の課題を一括で解決可能な、高度な技術は存在しなかった。
即ち、昨今の技術は、それぞれの専門家が高度な技術を持って、目先の課題をピンポイントで解決しているが、マクロ的な発想を持って、車両全体の課題を総合的に解決する技術が無い。
従って、専門知識を有する技術者でも、本発明の課題を解決する発想は生まれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】前述の背景技術で、インホイールモーターは、各車輪の回転速度をきめ細かく制御する事が可能で、伝達効率も極めて高いが、バネ下重量が増加して走行性能が低下する欠点や、発進から高速走行まで変速できないため、モーターの出力特性と必要なトルク特性を一致させるのが困難となり、色々な走行条件に対応できない欠点がある。
また、無段変速機を備えた構成では、各駆動輪の駆動力をきめ細かく制御する事が不可能であり、電気モーターの長所を十分に引き出す事ができず、結果として効率が悪くなる。また、ＣＶＴを使用した無段変速装置とモーターを組合せた電気自動車も存在するが、単純な組合せでは、電気自動車としてのメリットは全く発揮できない。なぜならＣＶＴを使用した無段変速装置では、大きなトルクを伝達するほど摩擦による抵抗が増加し、動力伝達効率が落ちる欠点がある。また、走行に必要なトルク特性と実際の出力特性が全く異なる内燃機関ではＣＶＴの効果を発揮できるが、元々、トルク特性が優れているモーターでは、ＣＶＴの効果をそのまま発揮する事ができない。
そこで、以下の全ての問題をまとめて解決する事が本発明の課題であり、１つでも解決できない問題が残れば、課題解決とは言えず、発明にならない。
１，インホイールモーターでは、バネ下重量が増え、走行性能が低下する。ホイール内に増減速装置を搭載した事例では、さらにバネ下重量が増加する。
２，インホイールモーターでは、モーターの防水・防塵対策が重要となり、さらに重量が増加する。
３，インホイールモーターで十分な防水・防塵対策を行うと、モーターの冷却ができなくなる。
４，発進時には低回転高トルクが必要で、高速走行時は高回転低トルクが必要となるなど、電気自動車のモーターには走行条件に応じて異なる出力特性が求められるが、インホイールモーターでは、全ての要求に対応できない。
５，インホイールモーターに遊星歯車による増減速装置を組合せた事例も存在するが、異なる特性のモーターを搭載したのと同じ事であり、前述の全ての要求には対応できない。
６，車種・車両の形態・重量・大きさなどに応じて、複数のモーターや増減速装置を用意しなければならず、生産性が悪い。その結果、車両のコストが増加する。
７，ＣＶＴは、変速装置としては高機能だが、ベルトの張力によって抵抗力が発生し、動力伝達効率が歯車やチェーンに比べて劣る。特に、変速操作を行わない定速走行時は、非常に無駄が多い。
８，ＣＶＴは、ベルトが切れるリスクがあり、歯車やチェーンと比較して信頼性が劣る。
また、ＣＶＴが故障すると走行不能になる。
９，ホイールを支えるスイングアームには、高い曲げ強度や捻り強度が必要であり、特にインホイールモーターでは、ホイールが重い為、さらにスイングアームの負担が増加し、高強度を確保しなければならない。
１０，ＣＶＴは摩擦によって動力を伝達する構造の為、摩擦力を発生させる装置もトルクに比例して大きくなり、その大きさや許容伝達トルクに限界がある。従って、大型車両では、ＣＶＴの無段変速機能を有効活用できない。
１１，単独のモーターであらゆる条件を満足させる為には、極めて高額なモーターや、極めて大きく、重たいモーターになってしまい、車両用として非現実的な物になる。
以上の問題を全て解決する事が、本発明の課題である。従って、過去に、いくつかの問題を解決可能な技術が存在したとしても、それは本発明の技術とは比較対象にならず、先願とは呼べない。あくまでも、上記の問題を全て一括で解決する事が、本発明の課題であり、その点が、新規性の高い高度な技術を有する発明と言える。
【課題を解決するための手段】
【０００４】各駆動輪に対して１個のモーターを備え、モーターと駆動輪をＣＶＴで連結する。さらに、ＣＶＴのケースをスイングアームとして兼用し、モーターを駆動輪よりも高い位置に装置する事で、防水・防塵対策を容易にすると共に、バネ下重量の軽減を図る。
【発明の効果】
【０００５】本発明の課題に列挙された問題に対して、一部のみを解決する個別技術は存在したが、全てをまとめて解決可能な既存技術は存在しないかった。
即ち、本発明によれば、前述の多数の課題を全て解決可能で、走行性能を犠牲にする事無く、廉価で効率の良い電気自動車用の駆動装置を提供する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】請求項１から請求項１０で詳述された構成の内、いずれかを採用する。具体的には、各駆動輪に対して１個のモーターを備え、モーターと駆動輪をＣＶＴで連結する。さらに、ＣＶＴのケースをスイングアームとして兼用し、モーターを駆動輪よりも高い位置に装置する事で、防水・防塵対策を容易にすると共に、バネ下重量の軽減を図る。また、各駆動輪を個別に、きめ細かく出力特性の制御を行う。
【実施例】
【０００７】本発明の実施例は、請求項１から１０で詳述された通りである。その一例を次に示す。【０００８】図１は、本発明の駆動装置を搭載した電動四輪車１の模式図であり、上から見た平面図を表す。駆動輪７と操舵可能な駆動輪１０は、それぞれＣＶＴ収納ケース４と９で支えられて上下に揺動すると共に、駆動軸４及び５に取付けられたハブ６から駆動力を得ている。モーター２の出力は、動力伝達軸３を介してＣＶＴに伝えられるが、２と３は一直線上に配置され、この軸中心を揺動軸１２としてＣＶＴ収納ケース４と９は上下に揺動する。
以上の構成において、請求項１に詳述された制御を行えば、走行状態に応じて最適な変速比が得られ、廉価なモーターでも最適な出力特性を得る事ができる。尚、無段変速装置には、多種多様な構造が存在するが、本発明においては、ベルトとプーリーによるＣＶＴが最適である。以上が、請求項１及び２に記載の本発明の実施例である。【０００９】図２は、図１の右後輪部分だけを抜き出し、右側から見た状態の模式図であり、動力伝達方法を示す。ＣＶＴ収納ケース４の内部には、駆動側プーリー１４と被駆動側プーリー１５が収納され、動力伝達用のベルト１６で接続されており、ベルトは一般的にＶベルトが使用される。各プーリーは、左右からベルトを挟みながら回転し、ベルトを挟み込む内幅を可変する事によってベルトの回転半径が変わり、変速比が無段階に変化する装置がＣＶＴである。
このＣＶＴを収納したケースには、その揺動軸１２に、保持用フランジ１３が装置されているので、１３を介して車体フレーム等に取付ける事により、ＣＶＴ収納ケース４がスイングアームの機能を発揮し、車輪７を揺動自在に保持する事ができる。また、４には緩衝装置１８の取付け部１７が備えられている為、ここに緩衝装置を取付け、その他端１９を車体フレーム等に取付ければ、駆動装置として機能する。
通常、スイングアームは駆動輪を支え、路面からの衝撃を受ける為、高い強度が要求されるが、ＣＶＴ収納ケースは箱状なので、捻りや曲げに対して極めて高い剛性を有する形態であり、スイングアームと兼用にする事で、重量の増加を最小限に抑えながら、変速機能を追加する事ができる。即ち、通常のスイングアームを有する車両にＣＶＴを追加するよりも重量の軽減が可能で、変速幅や動力伝達効率を向上する事ができる。
以上の構成において、図２に示す様に、ＣＶＴ収納ケースの揺動中心１２、即ち、モーターの回転軸を、車輪の回転軸５よりも高い位置に装置する事により、モーターを水や埃から保護する事が容易となり、また、バネ下重量の増加も防ぐ事ができる。以上が請求項３及び４に記載の本発明の実施例である。【００１０】図３は、本発明の駆動装置に、クラッチ及びブレーキディスクを備えた構成を表す模式図であり、図１の右後輪部分を抜き出した状態である。
モーター２とＣＶＴ収納ケース４の間で駆動軸３上に、電磁クラッチ２０及びブレーキディスク２１を装置した構成により、例えば惰行する場合は、モーターと駆動装置を切り離して抵抗を減らす事が可能で、また、制動時に必要なブレーキディスクを揺動中心１２と同軸に配置した事により、バネ下重量を軽減する事ができる。以上が請求項５及び６に記載の本発明の実施例である。【００１１】図１の３６は、左右のモーターの回転軸を接続する、クラッチと等速ジョイントを示している。通常、各モーターは単独で制御されているが、片側のモーターに異常が発生した場合などは、このクラッチを接続し、等速ジョイントによって左右のモーターを直結すれば、１台のモーターで左右の車輪を駆動する構成と同様の状態が得られるので、走行不能に陥る事態を回避する事ができる。以上が請求項７に記載の本発明の実施例である。【００１２】図３の構成において、モーターやＣＶＴを収納したケースなどを全てユニット化し、セットで着脱可能に構成すれば、整備性が飛躍的に向上すると共に、数種類のユニットを用意しておくだけで、多種多様の車両に対応できる。既存技術の様に、モーターだけをユニット化した構成では、そのトルク特性に限界があるが、モーターとＣＶＴの組合せでユニット化する事により、あらゆる出力特性の要求にも対応できる様になり、大幅なコストダウンが可能で、電気自動車の普及に大きく貢献できる。
また、二輪車用としては、モーターの取付け位置を反転させ、図４に示す構成とすれば良い。図４では、モーター２２がタイヤ２６側に装置され、クラッチ２３とブレーキディスク２４がスイングアームを兼ねたＣＶＴ収納ケース２５との間に装置される。２９にはサスペンションが取付けられ、揺動中心１２を中心として、駆動軸２７とハブ２８に取付けられたタイヤ２６は上下に揺動する。以上が請求項８に記載の本発明の実施例である。【００１３】本発明の請求項１から８に記載された構成によれば、単純にモーターの出力を可変するだけでは無く、変速比の可変によって、出力トルクや回転速度をきめ細かく変更できると共に、その変更可能な幅が、従来技術と比べて飛躍的に広い。そこで、この構成の特徴を最大限に活用する為、各種の走行状態に応じて最適な変速比に制御を行えば良い。この制御によって車両の操縦性と安定性と安全性が飛躍的に高まり、電気自動車の長所を最大限に発揮できる。以上が請求項９に記載の本発明の実施例である。【００１４】図５は、ＣＶＴと並列に、チェーンによる駆動力伝達装置を備えた構成の模式図を示す。
ＣＶＴは、変速装置としては極めて優れているが、摩擦による駆動力伝達の為に、常にベルトに張力を与えなければならず、この抵抗によって動力伝達効率が低下してしまう欠点がある。そこで、ＣＶＴと並列にスプロケットとチェーンを装置し、変速が不要な走行状態ではチェーンを使用する事により、動力伝達効率を格段に上げる事ができる。
３０は、ＣＶＴの駆動側プーリーの回転軸３に取付けられたチェーン用のスプロケットであり、クラッチ３１を介して回転軸３に断続自在に装置する。ＣＶＴの被駆動側プーリーの回転軸５と一体で回転する回転軸３４には、チェーン用のスプロケット３２が取付けられ、チェーン３３から駆動力を得て、車輪に駆動力を伝達する。
チェーンは、ＣＶＴの最小減速比と略同一の変速比に設定しておき、最小減速比で連続的に走行する高速道路などでは、ＣＶＴからチェーン駆動に変更する。駆動装置の変更は、ＣＶＴの変速比がチェーンの変速比と略一致した時にクラッチを接続し、チェーンによる動力伝達を開始すると共に、ＣＶＴのベルトに張力を与えているプーリーの圧着圧力を解除すれば、ショックも無く、スムーズに変更ができる。以上が請求項１０に記載の本発明の実施例である。
【産業上の利用可能性】
【００１５】本発明によれば、小型モーターでも高トルクが得られ、また、低回転型のモーターでも高速走行が可能など、少ない種類のモーターであらゆる出力特性が得られる事になり、電気自動車の開発効率向上とコストダウンが飛躍的に進む事になる。
また、ユニットとして数種類用意しておけば、色々な種類・用途の車両に対応できる為、費用面で駆動系の開発ができない中小企業などが、電気自動車業界へ参入する事が可能となり、電気自動車の多様化と発展に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の駆動装置を搭載した、四輪自動車を模式的に表した平面図である。四輪全てを駆動輪とし、各車輪にＣＶＴによる無段変速装置を備える。また、図の上部が前輪を表し、前輪は操舵輪の機能も兼ね備える。尚、本図は左右対称である。
【図２】  図１の右後輪の駆動装置を模式的に表した、右側面図である。
【図３】  図１の右後輪の駆動装置にブレーキ及びクラッチを設けた構成を、模式的に表した図である。
【図４】  図３駆動装置に対してモーターの位置を反転し、二輪車用とした場合の模式図である。
【図５】  図３の駆動装置に対して、チェーン駆動装置を備えた構成を模式的に表した図である。
【符号の説明】
【００１７】１、本発明の駆動装置を搭載した車両であり、四輪自動車である
２、駆動用のモーター
３、モーターとＣＶＴを連結する、駆動軸
４、スイングアームの機能を兼ね備えた、ＣＶＴ収納ケース
５、車輪を支えて回転させる、駆動軸
６、駆動輪又はホイールを取り付ける、ハブ又はステー
７、タイヤを含む、車輪又はホイール
８、駆動用のモーター
９、スイングアームの機能を兼ね備えた、ＣＶＴ収納ケース
１０、タイヤを含む、車輪
１１、駆動輪の回転方向を変更する、等速ジョイント及び操舵装置
１２、スイングアームの機能を兼ね備えたＣＶＴ収納ケースの、揺動中心
１３、ＣＶＴ収納ケースを搖動自在に保持する、フランジ式保持装置
１４、ＣＶＴの、駆動側プーリー
１５、ＣＶＴの、被駆動側プーリー
１６、ＣＶＴの駆動ベルトであり、Ｖベルトである
１７、ＣＶＴ収納ケースに設けられた、緩衝装置取付け部
１８、液圧又は空圧ダンパーとスプリングによる、緩衝装置
１９、緩衝装置の、車体フレームへの取付け部
２０、クラッチ
２１、ブレーキディスク
２２、駆動用のモーター
２３、クラッチ
２４、ブレーキディスク
２５、スイングアームの機能を兼ね備えた、ＣＶＴ収納ケース
２６、タイヤを含む、車輪又はホイール
２７、車輪を支えて回転させる、駆動軸
２８、駆動輪又はホイールを取り付ける、ハブ又はステー
２９、ＣＶＴ収納ケースに設けられた、緩衝装置取付け部
３０、チェーンを掛ける、駆動側スプロケット
３１、電磁クラッチ
３２、チェーンを掛ける、被駆動側スプロケット
３３、チェーン
３４、被駆動側スプロケットを支えて、駆動輪に動力を伝える、駆動軸
３５、ブレーキディスク
３６、故障時等に左右のモーターを接続する、クラッチと等速ジョイント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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