(57)【要約】【課題】電動モーター、ひいては駆動装置全体を軽量コンパクト化すると同時にその製造性を向上させる。【解決手段】電動モーターの動力を減速歯車機構を介して駆動輪に伝達するとともに制動用の電磁ブレーキ機構を備えた電動車両の駆動装置において、動力伝達順位的に見て電磁ブレーキ機構２１を電動モーター２２と減速歯車機構１９との間に配置した。また、動力伝達順位的に見て電動モーター２２と減速歯車機構１９との連結部（カップリング部材３８）を電磁ブレーキ機構２１よりも上流側に配置した。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モーターの動力を減速歯車機構を介して駆動輪に伝達するとともに制動用の電磁ブレーキ機構を備えた電動車両の駆動装置において、動力伝達順位的に見て上記電磁ブレーキ機構を上記電動モーターと上記減速歯車機構との間に配置したことを特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項２】
動力伝達順位的に見て前記電動モーターと前記減速歯車機構との連結部を前記電磁ブレーキ機構よりも上流側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の電動車両の駆動装置。
【請求項３】
前記減速歯車機構の入力軸の一端に前記電動モーターの出力軸との連結部を設け、上記入力軸の他端にプライマリードライブギヤを設け、入力軸の中間部外周に前記電磁ブレーキ機構を軸装したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動車両の駆動装置。
【請求項４】
前記連結部に樹脂製のカップリング部材を介装したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電動車両の駆動装置。
【請求項５】
前記カップリング部材を前記電動モーターの出力軸と前記減速歯車機構の入力軸とに噛み合い係合させつつ、その噛み合いを軸径方向に相対移動可能とし、出力軸側と入力軸側とでその噛み合いの相対移動方向を略９０°ずらしたことを特徴とする請求項４に記載の電動車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モーターの動力で走行する小型の電動車両に係り、詳しくは制動用の電磁ブレーキ機構を備えた電動車両の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高齢者等が使用する３〜４輪の小型電動車両において、例えば特開平１０−１６４７０５号公報（例えば、特許文献１参照）に示されるように、電動モーターの動力を減速歯車機構を介して駆動輪に伝達し、制動用の電磁ブレーキ機構を備えたものがある。この電磁ブレーキ機構は電動モーターの出力軸と同軸に設けられ、出力軸の一端に設けられるプライマリードライブギヤ（ピニオンギヤ）に対し、出力軸の他端側に設けられている。
【０００３】
電磁ブレーキ機構は電動モーターの動力が断たれると同時に電動モーターの出力軸に制動力を加え、小型電動車両の駆動輪を制動する。このような電磁ブレーキ機構を設ければ、ブレーキ操作が不要になるため小型電動車両の操縦が容易になるとともに、機械式ブレーキ機構を設ける必要がなくなるため車体の構造簡素化を果たすことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１６４７０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電動モーター出力軸のプライマリードライブギヤは、その交換等のメンテナンス性と電動モーター自体の着脱性等を向上させるため、出力軸に対して着脱可能に取り付けられている。
【０００６】
しかしながら、前述のように電磁ブレーキ機構が出力軸の他端側に設けられていたため、電磁ブレーキ機構による制動力が働くと電動モーターの出力軸や、出力軸とプライマリードライブギヤとの連結部に強大な捩じり負荷が加わり、その耐久性を確保するためには出力軸自体の外径を太くしたり、出力軸とプライマリードライブギヤとの連結部をスプライン嵌合やボルト止めにするといった必要が生じ、これらが電動モーターを大型かつ高重量なものにするとともに、駆動装置周りの製造を困難なものにしていた。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、電動モーター、ひいては駆動装置全体を軽量コンパクト化すると同時にその製造性を向上させ、併せて電動モーターの振動や回転騒音を低減させることのできる電動車両の駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る電動車両の駆動装置は請求項１に記載したように、電動モーターの動力を減速歯車機構を介して駆動輪に伝達するとともに制動用の電磁ブレーキ機構を備えた電動車両の駆動装置において、動力伝達順位的に見て上記電磁ブレーキ機構を上記電動モーターと上記減速歯車機構との間に配置したことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、電磁ブレーキ機構の制動力が減速歯車機構以降にのみ作用し、電動モーターの出力軸には作用しないため、電動モーターの軽量コンパクト化を図ることができるとともに、電動モーターの出力軸と減速歯車機構との連結部の構造を簡易化してその製造性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る電動車両の駆動装置は請求項２に記載したように、動力伝達順位的に見て前記電動モーターと前記減速歯車機構との連結部を前記電磁ブレーキ機構よりも上流側に配置したことを特徴とするため、上記連結部の構造を簡易化することができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る電動車両の駆動装置は請求項３に記載したように、前記減速歯車機構の入力軸の一端に前記電動モーターの出力軸との連結部を設け、上記入力軸の他端にプライマリードライブギヤを設け、入力軸の中間部外周に前記電磁ブレーキ機構を軸装したことを特徴とするため、駆動装置を軽量コンパクト化することができる。
【００１２】
そして、本発明に係る電動車両の駆動装置は請求項４に記載したように、前記連結部に樹脂製のカップリング部材を介装したことを特徴とするため、電動モーターの出力軸と減速歯車機構の入力軸とがぶつかり合う衝撃を和らげて電動モーターの回転騒音を低減させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る電動車両の駆動装置は請求項５に記載したように、前記カップリング部材を前記電動モーターの出力軸と前記減速歯車機構の入力軸とに噛み合い係合させつつ、その噛み合いを軸径方向に相対移動可能とし、出力軸側と入力軸側とでその噛み合いの相対移動方向を略９０°ずらしたことを特徴とすため、出力軸と入力軸との芯ずれを容易に吸収可能になり、芯ずれによる回転騒音の低減と製造容易化に繋がる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る駆動装置の一実施形態が適用された電動車両の一例となる電動車椅子の左前方斜視図であり、図２は電動車椅子の平面図である。
【００１６】
この電動車椅子１は、車体２の四隅に左右一対の前輪３と後輪４が配置され、車体１の前部にはレッグシールド５が立設されてその上部に前輪３を操舵するハンドルバー６が設けられ、ハンドルバー６の中央部に操作パネル７とアクセルレバー８が設けられ、車体１の後部にはリヤボディー９が設けられてその上に着座シート１０が設置され、レッグシールド５とリヤボディー９との間に低床式の足乗せフロア１１が設けられている。
【００１７】
リヤボディー９の内部には左右一対のバッテリー１４とコントローラー１５が設置されるとともに駆動装置１６が設けられる。駆動装置１６は、図３にも拡大して示すように、金属製のケーシング１８の内部に減速歯車機構１９と差動歯車機構２０と制動用の電磁ブレーキ機構２１とが内蔵され、ケーシング１８の外部に電動モーター２２が固定され、ケーシング１８最後部の左右側面にはアクスルパイプ２４，２５が固定され、その中に車軸（アクスル）２６，２７が軸支された構成である。
【００１８】
左右の後輪４は車軸２６，２７の両端に固定され、アクスルパイプ２４，２５の外端部に設けられた左右一対のトレーリングアーム２８の前端が図示しない車体フレームにピボット軸２９により連結され、駆動装置１６と後輪４はピボット軸２９周りに回動自在である。
【００１９】
電動モーター２２はその出力軸３１が車幅方向に沿うように横向きの姿勢でケーシング１８の最前部左側面にボルト３２で固定され、出力軸３１は電動モーター２２の右端から突出し、電動モーター２２の左端には速度センサー３３等が設けられている。
【００２０】
一方、図４に拡大して示すように、減速歯車機構１９の入力軸３５がベアリング３６，３７によりケーシング１８内最前部に軸支されて電動モーター２２の出力軸３１と同芯上に並び、出力軸３１の右端と入力軸３５の左端とが樹脂製のカップリング部材３８を介して回転一体に連結される。
【００２１】
カップリング部材３８は、図５〜図７に示すように、例えば短い円筒状に形成されており、その一側面にスリット３９が形成され、他側面にスリット４０が形成されている。スリット３９は出力軸３１の右端の突片４１と噛み合い係合し、スリット４０が入力軸３５の左端の突片４２と噛み合い係合する。スリット３９，４０の幅ａ，ｂは、それぞれ突片４１，４２の幅よりも若干大きく形成され、スリット３９の長手方向とスリット４０の長手方向の相対角度が略９０°ずらされている。
【００２２】
入力軸３５の右端付近には小歯数のプライマリードライブギヤ（ピニオンギヤ）４５が回転一体に設けられ、入力軸３５の後方には中間軸４６が平行に軸支され、この中間軸４６の左端に回転一体に設けられた大歯数のプライマリードリブンギヤ４７がプライマリードライブギヤ４５に噛合し、プライマリードリブンギヤ４７の右側に設けられた小歯数のセカンダリードライブギヤ４８が差動歯車機構２０に併設された大歯数のセカンダリードリブンギヤ４９に噛合し、セカンダリードリブンギヤ４９に設けられた２個のドライブべべルギヤ５０が車軸２６，２７の内端に設けられたドリブンべべルギヤ５１に噛合している。
【００２３】
減速歯車機構１９は、入力軸３５と、プライマリードライブギヤ４５と、中間軸４６と、プライマリードリブンギヤ４７と、セカンダリードライブギヤ４８と、セカンダリードリブンギヤ４９とを含むギヤトレインである。
【００２４】
電動モーター２２は、アクセルレバー８を回動操作することにより起動し、その動力は減速歯車機構１９と差動歯車機構２０を介して駆動輪である後輪４に伝達されて電動車椅子１を走行させる。走行時における路面の凹凸により後輪４と駆動装置１６全体がピボット軸２９を軸に上下に回動し、ショックが吸収される。この後輪４と駆動装置１６の上下動は図示しないリヤクッションユニットにより緩衝、復元される。
【００２５】
一方、電磁ブレーキ機構２１は、動力伝達順位的に見て電動モーター２２と減速歯車機構１９との間に位置するように入力軸３５の中間部外周に軸装されており、ケーシング１８に固定された電磁コイル５４と、同じくケーシング１８側に固定された２枚のブレーキ板５５，５６と、これらのブレーキ板５５，５６間に挟まれ、かつディスクホルダー５７を介して入力軸３５に回転一体に設けられたブレーキディスク５８とを備えて構成されている。
【００２６】
電磁ブレーキ機構２１は、例えばアクセルレバー８が離されると同時に電磁コイル５４が励磁されるように制御され、電磁コイル５４が励磁されると電磁コイル５４に引き付けられるブレーキ板５５，５６の間に挟まれたブレーキディスクの回転が摩擦力により制動され、これにより入力軸３５から後輪４までの回転部材の回転が制動されて電動車椅子１が減速〜停止する。
【００２７】
なお、セカンダリードライブギヤ４８はスプライン嵌合により中間軸４６に回転一体かつ軸方向には移動自在にされており、プライマリードリブンギヤ４７とセカンダリードライブギヤ４８との間には噛み合いクラッチ６０が設けられ、通常セカンダリードライブギヤ４８はスプリング６１によりプライマリードリブンギヤ４７側に押し付けられてクラッチ結合状態にされ、プライマリードリブンギヤ４７の回転を中間軸４６に伝える。
【００２８】
電動車椅子１を手押しする場合等には、図示しないクラッチ操作機構を操作することによりセカンダリードライブギヤ４８をスプリング６１の付勢力に抗して中間軸４６の右方にスライドさせる。これにより、噛み合いクラッチ６０の噛み合いが解除されて後輪４の回転がフリーになり、電動車椅子１の手押しが可能になる。
【００２９】
以上のように構成された駆動装置１６では、動力伝達順位的に見て電磁ブレーキ機構２１が電動モーター２２と減速歯車機構１９との間に配置されているため、電磁ブレーキ機構２１が作動した時の制動力が減速歯車機構１９以降（入力軸３５以降）にのみ作用し、電動モーター２２の出力軸３１には作用しない。
【００３０】
このため、出力軸３１の外径を細くして電動モーター２２の軽量コンパクト化を図ることができるとともに、出力軸３１と減速歯車機構１９との連結部（カップリング部材３８付近）の構造を簡易化してその製造性を大幅に向上させることができる。
【００３１】
また、電動モーター２２（出力軸３１）と減速歯車機構１９（入力軸３５）との連結部（カップリング部材３８付近）が、動力伝達順位的に見て電磁ブレーキ機構２１よりも上流側に配置されているため、電磁ブレーキ機構２１の制動力は連結部にも加わることがなく、よって連結部を簡素な噛み合い構造とし、その製造を容易にすることができた。
【００３２】
さらに、減速歯車機構１９の入力軸３５の一端（左端）に電動モーター２２の出力軸３１との連結部を設け、入力軸３５の他端（右端）にプライマリードライブギヤ４５を設け、入力軸３５の中間部外周に電磁ブレーキ機構２１を軸装したため、駆動装置１６全体をコンパクトかつ軽量に構成することができた。
【００３３】
電動モーター２２の出力軸３１と減速歯車機構１９の入力軸３５との連結部には樹脂製のカップリング部材３８が介装されているため、出力軸３１と入力軸３５とがぶつかり合う衝撃を和らげて電動モーター２２の回転騒音を低減させることができる。
【００３４】
カップリング部材３８のスリット３９，４０の幅ａ，ｂは、出力軸３１と入力軸３５の突片４１，４２の幅よりも若干大きく形成されているため、スリット３９と突片４１（出力軸３１）の噛み合いと、スリット４０と突片４２（入力軸３５）の噛み合いは軸径方向に若干の相対移動が可能である。
【００３５】
そして、スリット３９とスリット４０の長手方向の相対角度が略９０°ずらされているため、仮に出力軸３１と入力軸３５との間に芯ずれがあっても、この芯ずれはカップリング部材３８が突片４１，４２に対して面方向に相対移動することにより吸収される。このため、芯ずれによる回転騒音を低減させるとともに、電動モーター２２と減速歯車機構１９との間の相対位置精度を低下可能にして駆動装置１６の製造や組立を容易にし、製造性を向上させることができる。
【００３６】
なお、上記説明において「動力伝達順位的に見て」という記載は「動力が伝達される順番において」とも換言することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電動車両の駆動装置によれば、電動モーター、ひいては駆動装置全体を軽量コンパクト化すると同時にその製造性を向上させ、併せて電動モーターの振動や回転騒音を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動装置の一実施形態が適用された電動車両の一例となる電動車椅子の左前方斜視図。
【図２】電動車椅子の平面図。
【図３】駆動装置の拡大横断面図。
【図４】図３のＩＶ部を拡大して本発明の一実施形態を示す図。
【図５】カップリング部材を拡大した断面図。
【図６】図５のＶＩ矢視による。カップリング部材の左側面図。
【図７】図５のＶＩＩ矢視による。カップリング部材の右側面図。
【符号の説明】
１  電動車両の一例である電動車椅子
４  駆動輪である後輪
１６  駆動装置
１８  ケーシング
１９  減速歯車機構
２０  差動歯車機構
２１  電磁ブレーキ機構
２２  電動モーター
３１  出力軸
３５  入力軸
３８  カップリング部材
４５  プライマリードライブギヤ
４６  中間軸
４７  プライマリードリブンギヤ
４８  セカンダリードライブギヤ
４９  セカンダリードリブンギヤ
５４  電磁コイル
５５，５６  ブレーキ板
５８  ブレーキディスク
【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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【図６】
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【図７】
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