(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用モーターの回転出力を受けるメインシャフトと、このメインシャフトの回転を減速する減速機構と、この減速機構による回転出力を駆動輪側に伝達するカウンターシャフトとからなる回転力伝達系を備えてなる電動自動車用減速機において、
前記減速機構の入力側部材を前記メインシャフトに対して回動可能に設けるとともに、これらメインシャフトと入力側部材との間を断接する断接手段を設け、
前記断接手段は、前記車両の通常の運転状態の場合には、接続状態に固定保持するためのロック機構を備える、
ことを特徴とする電動自動車用減速機。
【請求項２】
前記ロック機構は、ロックボルト（３１ａ）又はロックプレート（６５）とこのロックプレート（６５）を固定するボルト（６６）により構成したことを特徴とする請求項１記載の電動自動車用減速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、モーターによって駆動される電動自動車に用いられる電動自動車用減速機に関し、特に、モーターの制御部の構成を簡易化することができる電動自動車用減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動自動車は、一般に、バッテリーとモーターの間に介設するモーター制御部によってモーターを駆動・回生して車速の制御を行なうので、モーターから駆動輪に至る動力伝達系における減速機は、一定の減速比でモーターと車輪間を固定的に連結する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、走行中に上記モーター制御部やその制御指令部が故障した場合やバッテリーとモーター間のハーネスが断線した場合、または、牽引走行する場合等においては、減速機を介して連結する車輪の回転によってモーター制御がなされることなくモーターが回転されるのでモーターの逆起電力がモーター制御部に印加され、モーターが高速回転された場合の高圧の逆起電力による障害を避けるために、モーター制御部等の耐圧基準を高く設定する必要があり、そのためにモーター制御部を中心に製品コストの増加を避けることができない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１では、車両駆動用モーターの回転出力を受けるメインシャフトと、このメインシャフトの回転を減速する減速機構と、この減速機構による回転出力を駆動輪側に伝達するカウンターシャフトとからなる回転力伝達系を備えてなる電動自動車用減速機において、前記減速機構の入力側部材を前記メインシャフトに対して回動可能に設けるとともに、これらメインシャフトと入力側部材との間を断接する断接手段を設け、前記断接手段は、前記車両の通常の運転状態の場合には、接続状態に固定保持するためのロック機構を備えることを特徴とする。
【０００５】
請求項２は、前記ロック機構は、ロックボルト３１ａ又はロックプレート６５とこのロックプレート６５を固定するボルト６６により構成したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
請求項１の電動自動車用減速機においては、減速機の回転力伝達系に断接手段を設けたことから、必要に応じて回転力伝達系を断接することができ、同伝達系を接続した場合は、モーター側による車輪側の制御が可能となり、同伝達系を遮断した場合は、モーター側と車輪側との間の作用力が遮断される。さらに、減速機構の入力側部材をメインシャフトに対して回動可能に設け、このメインシャフトと同入力側部材の間に断接手段を設けたことから、断接手段に加わる回転伝達力は、カウンターシャフト側より小なるトルク領域に限定され、したがって、小なるトルクの伝達が可能な簡易な断接手段によってモーター側の作用を車輪側に伝えることが可能となる。
また、断接手段は、車両の通常の運転状態の場合に、接続状態に固定保持するためのロック機構をその断接手段に備えたことから、ロック機構を解除しない限り接続状態に固定され、メインシャフトと減速機構の間の接続が確保される。
【０００７】
請求項２においては、ロックボルト３１ａ或いはボルト６６を抜き、ロックプレート６５の固定を解除することで、断接手段のロックを解除することができる。
【０００８】
【実施例】
発明の実施例を添付図面に基づいて以下に説明する。
図１は本発明の第１実施例に係る電動自動車用減速機であり、この減速機１は駆動力を発生するモーター部２および左右の駆動軸３ａ，３ｂに回転力を差動伝達する差動ギヤ部３と一体に構成され、モーター部２のローターシャフト４に連結するメインシャフト５と、このメインシャフト５の回転を減速する減速機構をなす減速ギヤ部６と、この減速ギヤ部６の回転を差動ギヤ部３に出力するカウンターシャフト７とからなる。
【０００９】
メインシャフト５は、中空軸をなしてその中空部８を潤滑油路とし、ローターシャフト４の支持端の中空部９に一端５ａをスプライン嵌合し、減速機構６の入力側部材をなすピニオン１０をメインシャフト５に対して回動可能に備え、他端５ｂを回動可能にケース１１に支持される。
【００１０】
カウンターシャフト７はその両端を回動可能に支持され、上記ピニオン１０と噛合する減速ギヤ１２、回動を拘束するためのパーキングギヤ１３および差動ギヤ部３のファイナルギヤ１４に対して減速噛合する出力ピニオン１５を備える。上記パーキングギヤ１３は回動の拘束が可能な図示せぬロック部材と噛合する。
【００１１】
図２は第１実施例に係る電動自動車用減速機の要部断面図を示し、上記メインシャフト５の外周には減速ギヤ部６のピニオン１０をすべり支持によって回動可能に設け、このピニオン１０と同メインシャフト５との間にそれらの断接を可能とする断接手段２１を設け、また、この断接手段２１の断接操作用の操作部をなすシフトフォーク２２を備えたシフト軸２３をメインシャフト５と平行してその軸線方向にスライド可能に設ける。
【００１２】
上記断接手段２１は、メインシャフト５とピニオン１０の両者に対してその軸線方向に摺動可能なスリーブ２４によって構成され、上記メインシャフト５にはピニオン１０の端部２５と同径の大径部２６を形成し、この大径部２６とピニオン端部２５にはそれぞれスプラインを形成し、これらのスプラインに互いに嵌合可能なスプラインをスリーブ２４の内周に形成し、かつ、スリーブ２４の外周には周回溝２７を形成し、この周回溝２７に上記シフト軸２３のシフトフォーク２２を係合する。
【００１３】
上記スリーブ２４はそのスプラインを介してモーター部２のローターシャフト４の回転力をメインシャフト５からピニオン１０に伝達する。この伝達トルクは、減速部６によって増幅されるカウンターシャフト７側のトルクより小なることから、簡易な断接手段２１によってモーター側の作用を車輪側に伝えることが可能となる。
【００１４】
上記シフト軸２３の外周にはスプリングシート２８と、このスプリングシート２８を介してシフト軸２３を一方向に付勢するスプリング２９を設ける。このスプリング２９の付勢力により、シフトフォーク２２を介して係合するスリーブ２４がメインシャフト５とピニオン１０の両者に対してスプライン嵌合される。
【００１５】
シフト軸２３は上記付勢力によって軸端２３ａをその摺動支持部３０から突出させ、この突出する軸端２３ａに当接してシフトドラム３１を回動可能に設け、かつ、ロック機構をなすロックボルト３１ａを備える。このシフトドラム３１は、その回動操作用の図示せぬコントロールワイヤ等を連結する回動レバー３２を備え、その回動軸線をシフト軸２３の軸線から離間し、かつ、互いに平行に配置する。
【００１６】
図３はシフトドラムの要部を示す平面図である。シフトドラム３１の端部はカム面３３をなし、このカム面３３は１８０度の回動角度を隔てて２つのポジション３３ａ，３３ｂを有し、その間は連続する螺旋部３３ｃをなす。このカム面３３は、シフトドラム３１の回動に応じ、軸端２３ａを当接するシフト軸２３の位置関係を定め、上記２つのポジション３３ａ，３３ｂは、シフトフォーク２２に係合するスリーブ２４がメインシャフト５とピニオン１０の両者に対してスプライン嵌合する断接手段２１の接続位置と、スリーブ２４がピニオン１０のスプラインから離脱する遮断位置とに対応させる。上記ロックボルト３１ａはシフトドラム３１を接続位置に固定する。
【００１７】
以上のように構成される第１実施例に係る電動自動車用減速機の作用について以下に説明する。
シフト軸２３はスプリング２９によってシフトドラム３１の方向に付勢されていることから、シフト軸２３はシフトドラム３１の回動に応じてそのカム面３３に追従して位置決めされ、シフトドラム３１が接続ポジション３３ａをなす場合は、シフトフォーク２２を介してスリーブ２４がメインシャフト５とピニオン１０の両者に対してスプライン嵌合され、スリーブによる断接手段が接続状態に保持され、シフトドラムが遮断ポジション３３ｂをなす場合は、スリーブ２４がピニオン１０のスプラインから離脱して断接手段２１が遮断状態となる。そして、シフトドラム３１を回動してそのポジション３３ａ，３３ｂを選択することによって断接手段２１が切替え動作される。
【００１８】
したがって、モーターによって車両走行を制御する通常の場合には、シフトドラムを接続ポジション３８ａとすることによりモーター側の作用を車輪側に伝え、モーターによる駆動力や制動力を車輪に作用させることが可能となり、また、モーター制御部等が故障した場合やバッテリーとモーター間のハーネスが断線した場合等には、ロックボルト３１ａを抜いた上でシフトドラムを遮断ポジション３８ｂに回動することによってメインシャフトとピニオン間を遮断することができるので、モーターを制御することができない状況においても、車輪側からの作用によるモーターの逆起電力の発生を抑えることができるので、電子機器の耐圧基準を高く設定する必要がないので低コストでモーター制御部等を構成することが可能となり、かつ、モーター制御部等の故障においては、断接手段の遮断操作によって制動トルクが抑えられるので、走行の安定性および牽引負荷の低減を図ることができる。
【００１９】
図４は本発明の第２実施例に係る電動自動車用減速機であり、前記実施例と同一の部材はその符号を付して説明を省略する。
メインシャフト５の外周には減速ギヤ部６のピニオン１０をニードル支持によって回動可能に設け、このピニオン１０と同メインシャフト５との間にそれらの断接を可能とするドグ歯による断接手段をなす爪クラッチ４１を設け、また、この爪クラッチ４１の断接操作用のシフト軸２３には、そのスライド動作のためのスライド駆動部４２を備える。
【００２０】
爪クラッチ４１はピニオン１０の端部に構成され、その可動側のハブ４３がメインシャフト５に形成したスプラインにスライド可能に嵌合する。上記ハブ４３にはそのガイド孔によってロックボール４４とガイドボール４５をメインシャフト５に対して転動可能に保持し、かつ、ロックボール４４とガイドボール４５の外周側を押さえるスリーブ４７を進退可能に備え、このスリーブ４７の内周には、ロックボール４４とガイドボール４５に係合してハブ部４３をスライド動作させるための小径部４６を形成する。スリーブ４７がスライドされるとロックボール４４またはガイドボール４５を介してハブ部４３が進退され、爪クラッチ４１を断接する。
【００２１】
メインシャフト５にはロックボール４４の位置決め用の周回溝４８を形成し、この周回溝４８は爪クラッチ４１が接続された時のロックボール４４の位置に合わせ、同周回溝４８によってロックボール４４が位置決めされた時に、上記スリーブ４７の小径部４６をロックボール４４の外周側に係合させる。この時、ロックボール４４はその半径方向動作を拘束され、ハブ部４３の位置を固定して爪クラッチ４１を接続状態に保持するためのストッパとして作用する。
【００２２】
シフト軸２３はその軸端２３ａをオイルシール４９を備えた摺動支持部５０から突出させ、同軸端２３ａに当接して進退用のアクチュエータをなす２つのポジションを有するソレノイド５１を設け、シフト軸２３の中間部にはシフトフォーク２２のハブ部５２をピン固定し、同ハブ部５２の一端５３側にスプリング５４を備え、また、同ハブ部５２の他端５５側が上記摺動支持部５０に当接する位置を爪クラッチ４１の接続位置に合せて構成する。また、上記ソレノイドの作動用のスイッチ手段は、カバーやロック機構付きの特殊操作を要する構成とする。
【００２３】
シフトフォーク２２は、上記スプリング５４の付勢力によって爪クラッチ４１の接続位置に位置決めされ、また、特殊操作によって作動されるソレノイド５１は、信号に応じてその推進力によりスプリング５４の付勢力に抗してシフト軸２３を後退させ、シフトフォーク２２を介して爪クラッチ４１を遮断する。
【００２４】
シフトフォーク２２のハブ部５２には係合突部５６を備え、この係合突部５６に係合する偏心ピン５７を備えたシフトカム５８をケース１１の座ぐり孔に回動可能に設け、このシフトカム５８にはその廻り止５９を設ける。
【００２５】
図５は図４のＡ矢視図であり、シフトカム５８にはケース１１に対して回動可能に支持するための鍔部６１を備え、この鍔部６１の上側には回動操作用の六角頭６２と回動角度位置を定めるための切欠６３を形成する。この切欠６３に嵌合する突出部６４を形成したロックプレート６５とこのロックプレート６５を固定するボルト６６によってロック機構をなす廻り止５９を構成する。
【００２６】
シフトカム５８は、回動によってその偏心ピン５７が係合突部５６に係合し、この係合突部５６を介してシフトフォークの位置関係を定め、シフトカム５８の回動による１８０度の角度を隔てた２つのポジション５８ａ，５８ｂは、シフト軸２３の最大ストロークに対応し、そのストロークエンドが、シフトフォークに係合されるスリーブ４７の進退によって断接動作される爪クラッチ４１の接続・遮断位置に対応するように構成する。
【００２７】
上記シフトカム５８は、ボルト６６を弛めてロックプレート６５の突出部６４をシフトカム５８の切欠６３から離脱させ、シフトカム５８の回動規制を解除することにより、六角頭６２をスパナ等によって回動することができる。
【００２８】
以上のように構成される第２実施例に係る電動自動車用減速機の作用について以下に説明する。
ソレノイド５１が後退位置をなす時は、スプリング５４によりシフト軸２３のシフトフォーク２２およびこのシフトフォーク２２に係合するスリーブ４７を介して爪クラッチ４１が接続位置をなし、この時、スリーブ４７の小径部４６がメインシャフト５の周回溝４８に位置決めされたロックボール４４をその外周から拘束し、このロックボール４４に係合される爪クラッチ４１のハブ部４３が固定され、また、ソレノイド５１が進出位置をなす時は、スプリング５４の付勢力に抗してシフト軸２３がスライドされることにより、シフトフォーク２２に係合するスリーブ４７の小径部４６がロックボール４４の係合を解くとともにガイドボール４５を介して爪クラッチ４１のハブ部４３をスライドさせ、爪クラッチ４１が遮断される。
【００２９】
上記において、ソレノイド５１が動作しない時は、シフトカム５８の六角頭６２をスパナ等によって回動させ、ポジション５８ａ，５８ｂを切替えることによって爪クラッチ４１を断接することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明したごとく、請求項１の電動自動車用減速機においては、減速機の回転力伝達系に通常の運転状態の場合には接続状態に固定保持するためのロック機構を備える断接手段を設けたことから、必要に応じて回転力伝達系を断接することができ、同伝達系を接続した場合は、モーター側による車輪側の制御が可能となり、同伝達系を遮断した場合は、モーター側と車輪側との間の作用力が遮断される。さらに、減速機構の入力側部材をメインシャフトに対して回動可能に設け、このメインシャフトと同入力側部材の間に断接手段を設けたことから、断接手段に加わる回転伝達力は、カウンターシャフト側より小なるトルク領域に限定され、したがって、小なるトルクの伝達が可能な簡易な断接手段によってモーター側の作用を車輪側に伝えることが可能となる。
【００３１】
したがって、回転力伝達系を遮断することにより、モーターを制御することができない状況においても、車輪側の作用によるモーターの逆起電力の発生を抑えることができるので、電子機器の耐圧基準を高く設定する必要がなくなるので低コストでモーター制御部等を構成することが可能となり、また、モーター制御部等の故障時においては、断接手段によって回転力伝達系を遮断することによってモーター側からの制動トルクが抑えられるので、走行の安定性および牽引負荷の低減を図ることができる。
【００３２】
特に本発明は、通常の運転状態では接続状態に固定保持するためのロック機構をその断接手段に備えたことから、ロック機構を解除しない限り接続状態に固定され、メインシャフトと減速機構の間の接続が確保される。したがって、通常の運転に影響することなく、誤操作による不測の事態が防止され、かつ、モーター制御部等が故障した場合やバッテリーとモーター間のハーネスが断線した場合等のような非常時の対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る電動自動車用減速機
【図２】第１実施例に係る電動自動車用減速機の要部断面図
【図３】シフトドラムの要部を示す平面図
【図４】本発明の第２実施例に係る電動自動車用減速機
【図５】図４のＡ矢視図
【符号の説明】
１…減速機、２…モーター部、３…差動ギヤ部、４…ローターシャフト、５…メインシャフト、５ａ…一端、５ｂ…他端、６…減速ギヤ部（減速機構）、７…カウンターシャフト、９…中空部、１０…ピニオン（入力側部材）、１１…ケース、１２…減速ギヤ、１３…パーキングギヤ、１４…ファイナルギヤ、１５…出力ピニオン、２１…断接手段、２２…シフトフォーク、２３…シフト軸、２３ａ…軸端、２４…スリーブ、２５…端部、２６…大径部、２７…周回溝、２８…スプリングシート、２９…スプリング、３０…摺動支持部、３１…シフトドラム、３１ａロックボルト（ロック機構）、３２…回動レバー、３３…カム面、３３ａ，３３ｂ…ポジション、３３ｃ…螺旋部、４１…爪クラッチ（断接手段）、４２…スライド駆動部、４３…ハブ、４４…ロックボール（ストッパ）、４５…ガイドボール、４６…小径部、４７…スリーブ、４８…周回溝、５２…ハブ部、５３…一端、５４…スプリング、５５…他端、５６…係合突部、５７…偏心ピン、５８…シフトカム、５８ａ，５８ｂ…ポジション、５９…廻り止（ロック機構）、６１…鍔部、６２…六角頭、６３…切欠、６４…突出部、６５…ロックプレート、６６…ボルト。
【図１】
0003549068.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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