(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、該フレームの車輪支持部に支持された左，右一対の走行輪と、該走行輪のハブ内に配置され、該走行輪に駆動力を供給する電動モータとを備えた電動式小型車両であって、
上記電動モータは、上記走行輪と共に回転するように車軸と同軸配置されたロータと、該ロータと軸方向に対向するようにフレーム側に固定されたステータとを備えたアキシャルギャップ型のものであり、かつ上記走行輪のタイヤ及びリムの車幅方向中心を通る車幅方向中心線と上記フレームの上記走行輪より車幅方向内側に位置する上記車輪支持部との間に位置するように配置され、
上記電動モータの回転を減速して上記走行輪に伝達する遊星歯車機構を、その大部分が上記ハブ内で、かつ上記車幅方向中心線より車幅方向外側に位置するように上記車軸と同軸に配置し、
上記電動モータの回転を制御するモータ制御用コントローラを、上記ハブ内に、上記車幅方向中心線より車幅方向外側で、かつ上記遊星歯車機構より上記車軸の径方向外方に位置するように、さらに上記車軸に直角の方向に見たとき上記遊星歯車機構とラップするように配置した
ことを特徴とする電動式小型車両。
【請求項２】
請求項１において、上記ロータは、円板状の保持プレートと、該保持プレートの外周部に、かつ上記ステータと軸方向に対向するように配置固定された磁石とを備え、上記保持プレートは、その中心部に上記ステータの内周側に位置するように凹設された凹部を有し、径方向に見たとき上記凹部とステータの少なくとも一部が重なっていることを特徴とする電動式小型車両。
【請求項３】
請求項２において、上記電動モータは、固定ケース内に収容配置され、該固定ケースが取付ロッドを介してフレームの車輪支持部に固定されており、該取付ロッドの固定ケースへの取付ボス部の端部が、上記保持プレートの凹部内に位置していることを特徴とする電動式小型車両。
【請求項４】
請求項１において、上記電動モータの駆動力を上記走行輪に伝達する駆動力伝達系に配置され、上記駆動力の伝達をオン・オフするクラッチ機構と、該クラッチ機構をオン・オフ状態に切り換えるクラッチレバーとを備え、
該クラッチレバーは、上記走行輪とフレームの車輪支持部との間に位置するように配置されていることを特徴とする電動式小型車両。
【請求項５】
請求項１において、上記走行輪にはブレーキ装置が装着されており、該ブレーキ装置は、上記ハブに固定された円筒状のブレーキドラムと、該ブレーキドラムの内周面及び外周面を径方向に挟持可能に配置された内側，外側ブレーキシューとを備えていることを特徴とする電動式小型車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式車椅子等の電動式小型車両に関し、より詳細には、電動モータの配置構造の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電動式車椅子では、電動モータと遊星歯車式減速機構とを一体化したパワーユニットを走行輪のハブ内に備えたものがある（例えば特許文献１参照）。この従来のパワーユニットでは、直流電動モータ６５が伝動装置３８を含めて突出部なしに車輪のハブ１０内に配置されている。
【特許文献１】特公平７−５３１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来のパワーユニットでは、ハウジング２０から突出する差し込み軸１３を車体側のアダプタスリーブ１５に挿入することより走行輪を車体フレームで支持するいわゆる片持ち支持構造が採用されている。一方、電動モータ６５は、走行輪の車幅方向中心線に略一致するように配置されている。そのため重量の大きい電動モータ６５の車体フレームからのオーバーハング量が大きくなり、走行輪の支持剛性を確保しにくいといった問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、電動モータを片持ち支持構造としながら、走行輪の支持剛性を確保できる電動式小型車両を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、フレームと、該フレームの車輪支持部に支持された左，右一対の走行輪と、該走行輪のハブ内に配置され、該走行輪に駆動力を供給する電動モータとを備えた電動式小型車両であって、
上記電動モータは、上記走行輪と共に回転するように車軸と同軸配置されたロータと、該ロータと軸方向に対向するようにフレーム側に固定されたステータとを備えたアキシャルギャップ型のものであり、かつ上記走行輪のタイヤ及びリムの車幅方向中心を通る車幅方向中心線と上記フレームの上記走行輪より車幅方向内側に位置する上記車輪支持部との間に位置するように配置され、
上記電動モータの回転を減速して上記走行輪に伝達する遊星歯車機構を、その大部分が上記ハブ内で、かつ上記車幅方向中心線より車幅方向外側に位置するように上記車軸と同軸に配置し、
上記電動モータの回転を制御するモータ制御用コントローラを、上記ハブ内に、上記車幅方向中心線より車幅方向外側で、かつ上記遊星歯車機構より上記車軸の径方向外方に位置するように、さらに上記車軸に直角の方向に見たとき上記遊星歯車機構とラップするように配置した
ことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、上記ロータは、円板状の保持プレートと、該保持プレートの外周部に、かつ上記ステータと軸方向に対向するように配置固定された磁石とを備え、上記保持プレートは、その中心部に上記ステータの内周側に位置するように凹設された凹部を有し、径方向に見たとき上記凹部とステータの少なくとも一部が重なっていることを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２において、上記電動モータは、固定ケース内に収容配置され、該固定ケースが取付ロッドを介してフレームの車輪支持部に固定されており、該取付ロッドの固定ケースへの取付ボス部の端部が、上記保持プレートの凹部内に位置していることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１において、上記電動モータの駆動力を上記走行輪に伝達する駆動力伝達系に配置され、上記駆動力の伝達をオン・オフするクラッチ機構と、該クラッチ機構をオン・オフ状態に切り換えるクラッチレバーとを備え、該クラッチレバーは、上記走行輪とフレームの車輪支持部との間に位置するように配置されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１において、上記走行輪にはブレーキ装置が装着されており、該ブレーキ装置は、上記ハブに固定された円筒状のブレーキドラムと、該ブレーキドラムの内周面及び外周面を径方向に挟持可能に配置された内側，外側ブレーキシューとを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、電動モータを、ロータとステータとを軸方向に対向するよう配置してなるアキシャルギャップ型のものとしたので、ロータとステータとを径方向に対向させる従来の電動モータに比較して、電動モータひいてはパワーユニットの径方向寸法をコンパクトにできる。
【００１４】
上記電動モータを、走行輪の車幅方向中心線より車幅方向内側に位置するように配置したので、重量の大きい電動モータのフレームからのオーバーハング量を小さくすることができる。また上記車幅方向中心線と上記フレームの車輪支持部との間に位置するように配置したので、より一層上記オーバーハング量を小さくでき、その結果、片持ち支持構造を採用しながら走行輪の支持剛性を高めることができる。
また、遊星歯車機構を、その大部分が上記ハブ内でかつ上記車幅方向中心線より車幅方向外側に位置するように配置したので、電動モータと遊星歯車機構が上記車幅方向中心線の両側に位置することとなり、走行輪全体で見たときの車幅方向における重量バランスを良好にすることができる。
さらにまた、モータ制御用コントローラを、上記電動モータより車幅方向外側に位置するよう配置したので、メンテナンス性を改善できる。すなわち、ハブ，リム及びタイヤからなる走行輪ユニットをパワーユニットから取り外すことにより、上記コントローラを外方から点検，整備でき、メンテナンス性を向上できる。
【００１５】
請求項２の発明では、上記ロータを、円板状の保持プレートに磁石をステータと軸方向に対向するように配置固定したものとするとともに、該保持プレートの中心部に凹部を形成有し、径方向に見たとき上記凹部とステータの少なくとも一部が重なるように構成した。そのため電動モータの軸方向長さをさらに短縮でき、電動モータのフレームからのオーバーハング量をより一層小さくでき、走行輪の支持剛性を高めることができる。
【００１６】
請求項３の発明では、固定ケースをフレーム側に固定する取付ロッドの固定ケースへの取付ボス部の端部を、上記保持プレートの凹部内に位置させたので、電動モータのオーバーハング量をさらに小さくでき、走行輪の支持剛性をさらに高めることができる。
【００１９】
請求項４の発明では、クラッチ機構をオン・オフ状態に切り換えるクラッチレバーを走行輪とフレームの車輪支持部との間に位置するように配置したので、障害を持つ使用者であっても着座状態で上記クラッチレバーを容易に操作でき、クラッチ機構をオフした場合の手動走行とオンした場合の電動走行を自由に選択できる。
【００２０】
請求項５の発明では、ブレーキ装置を、ハブに固定されたブレーキドラムと、該ブレーキドラムの内周面及び外周面を径方向に挟持可能に配置された内側，外側ブレーキシューとを備えた構成としたので、ブレーキ装置を後付けにより追加することが可能となり、汎用性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１ないし図１５は、本発明の一実施形態による電動式車椅子を説明するための図である。なお、本実施形態でいう前後，左右とは車椅子に着座した状態で見た場合の前後，左右を意味する。
【００２３】
上記車椅子の構造を示す各図において、１は本実施形態に係る電動式車椅子である。この車椅子１は、車体フレーム２と、該車体フレーム２の前部に配設された小径の左，右前輪３，３′と、後部に配置された大径の左，右走行輪４，４′とを備えている。上記車体フレーム２は、左，右のサイドフレーム５，５′同士を複数のクロスフレームで接続した概略構造のものである。上記サイドフレーム５は、前後に延びる上，下パイプ５ａ，５ｂを複数の縦パイプ５ｃで接続した概略構造を有する。左右のサイドフレームの前端部にはボード支持パイプ５ｄが下方に延長形成され、該ボード支持パイプ５ｄによりフートボード６が支持されている。またサイドフレーム５の後端部にはハンドルパイプ５ｅが上方に延長形成されている。このハンドルパイプ５ｅには操向ハンドル５ｆが取り付けられ、該ハンドル５ｆには介助者が操作する操作ボックス６０が配設されている。
【００２４】
また上記右側のサイドフレーム５′の前端部には支柱７が上方に起立するように配置されている。この支柱７の上端部には操作ボックス８が搭載されており、該操作ボックス８には後述する電動モータ９，９′に入力回転指令値を与える入力手段として機能するジョイスティック８ａが配置されている。このジョイスティック８ａを前方に倒すと前進し、後方に倒すと後退し、さらに左，右に倒すと左，右に旋回する。
【００２５】
上記操作ボックス８は、以下の構造により、その上下方向位置、前後方向位置、及び車幅方向位置を調整可能となっている。この調整により上記ジョイスティック８ａの位置を使用者の操作し易い位置に調整可能となっている。
【００２６】
上記支柱７の下端部に装着された保持具７ａの後上部は、ボルト７ｃでパイプクランプ７ｂと共に右サイドフレーム５のボード支持パイプ５ｄに締め付け固定されている。また上記保持具７ａの後下部はボルト７ｄで支持プレート７ｅの円弧状長孔７ｈ部分に締め付け固定されている。さらにまた上記支持プレート７ｅの前部の傾斜長孔７ｉ部分は、ボルト７ｆによりパイプクランプ７ｇと共にボード支持パイプ５ｄに締め付け固定されている。
【００２７】
そして上記支柱７にはスイラドパイプ８ｂが挿入されている。このスイライドパイプ８ｂの上端に固定された支持具８ｃには支持具８ｅがボルト８ｄで締め付け固定されている。またこのボルト８ｄの下端には楔部材８ｆが螺着されており、該ボルト８ｄを緩めることにより該スライドパイプ８ｂは上下移動可能となり、任意の位置で締め付けることにより固定される。
【００２８】
さらにまた上記支持具８ｅには上記操作ボックス８の下面に形成されたボール継手８ｇを保持するボール保持具８ｉがボルト８ｊで締め付け固定されている。また上記ボール継手８ｇはボルト８ｈを締め込むことによりボール保持具８ｉに固定支持される。
【００２９】
上記操作ボックス８をそのまま少しだけ前後方向移動させるには、上記ボルト７ｃ、７ｄ，７ｆを緩めて上記支柱７をパイプクランプ７ｂと共に前後移動させ、その後上記ボルト７ｃ，７ｄ，７ｆを締め付け固定する。上記操作ボックス８を比較的大きく前後動させる場合にはボルト７ｃ，７ｄを緩めて、支柱７をボルト７ｃ廻りに前後に回動させ、その後、ボルト７ｃ，７ｄを締め付ける。このとき、操作ボックス８が前後に傾くこととなるので、ボルト８ｈを緩めて操作ボックス８を水平状態となるようにボール継手８ｇ廻りに回動させる。
【００３０】
また上記操作ボックス８を上下移動させるには、ボルト８ｄを緩め、スライドパイプ８ｂを上下に伸縮させる。またこのとき操作ボックス８はスライドパイプ８ｂを中心に水平廻りに回動可能であり、これにより車幅方向位置を調整できる。
【００３１】
また上記前端部の縦パイプ５ｃにより前輪ホルダ３ａが該縦パイプ５ｃの軸回りに旋回可能に支持され、該前輪ホルダ３ａにより前輪３が回転自在に支持されている。また上記左，右の走行輪４，４′は、後端部の左，右縦パイプ５ｃ，５ｃ′に、後述する構造により着脱可能に支持されている。
【００３２】
上記左，右走行輪４，４′は車両中心線を挟んで対称形をなし、基本的に同一の構造を有する。なお、バッテリ３０は右の走行輪４′の固定ケース１４に固定されている。上記左，右走行輪４，４′は、タイヤ４ａが装着されたリング状のリム４ｂと有底筒状のハブ４ｃとを多数のスポーク４ｄで連結した構造を備えている。本実施形態では、上記タイヤ４ａ及びリム４ｂの軸方向（車幅方向）中心を通る直線Ａを左，右走行輪４，４′の幅方向中心線と呼ぶ。
【００３３】
そして上記ハブ４ｃの内側に、上記左，右走行輪４，４′の回転駆動力を発生するパワーユニット３１，３１′が配設されている。この左，右のパワーユニット３１，３１′は、左，右電動モータ９，９′と、該電動モータ９，９′の回転駆動力を上記走行輪４，４′に伝達する駆動力伝達系として機能する左，右遊星歯車機構１０，１０′と、上記駆動力の伝達をオン・オフする左，右の機械式クラッチ機構として機能する左，右ドッグクラッチ１１，１１′とを備えている。
【００３４】
また上記ハブ４ｃ内には、上記ドッグラッチ１１，１１′のオン・オフ状態を検出するクラッチ検出手段として機能するクラッチ検出スイッチ１２，１２′と、該クラッチ検出スイッチ１２，１２′により検出された上記ドッグクラッチ１１，１１′のオン・オフ状態に応じて上記電動モータ９，９´の回転を制御する左，右モータドライバ１３，１３′とが配設されている。
【００３５】
ここで上記電動モータ９，９′等の車幅方向位置についてより詳細に見ると、上記電動モータ９，９′は上記走行輪４，４′の幅方向中心線Ａより車幅方向内側に配置され、遊星歯車機構１０，１０′の少なくともその第１，第２減速機構２３，２４部分は上記幅方向中心線Ａより車幅方向外側に位置するように配置されている。
【００３６】
上記電動モータ９及び遊星歯車機構１０は、固定ケース１４内に収納配置されている。この固定ケース１４は、大略皿状のモータケース１５と、フランジ部１６ａと有底筒状の筒部１６ｂとを有する減速機ケース１６とにモータ軸方向に２分割されている。また、上記モータケース１５の外周縁部と上記減速機ケース１６のフランジ部１６ａの外周縁部とは連結ボルト（図示せず）により分解可能に結合されている。
【００３７】
ここで上記パワーユニット３１ひいては走行輪４は以下の構造により車体フレーム２に、着脱自在に、かつその取り付け角度を調整可能に取り付けられている。
【００３８】
上記モータケース１５の車幅方向内側面の中心部１５ｃには、取付ロッド２８が該走行輪４の軸心に位置するように挿通され、内方に突出し、スナップリング２８ｂで抜け止めして固定されている。この取付ロッド２８は上記後端部の縦パイプ５ｃに形成された車輪保持部５ｃ′部分を軸直角方向に貫通するようにに挿入され、その車内側突出部がナット２８ａで締め付け固定されている。上記車輪保持部５ｃ′は横断面矩形状の部材であり、該車輪保持部５ｃ′と上記モータケース１５との間には位置決めプレート２９が介在されている。この位置決めプレート２９には、上記取付ロッド２８が貫通する取付孔２９ａが形成され、２つの取付ピン１５ｂ，１５ｂ′が植設されている。これらの取付孔２９ａ，取付ピン１５ｂ，１５ｂ′は三角形をなすように配置されている。また上記位置決めプレート２９には２つの位置決めスリット２９ｃが上記取付孔２９ａを中心とする放射状をなすように形成されている。この２つの位置決めスリット２９ｃには、上記モータケース１５の内側面に車軸を中心とする放射状をなすように突設された多数の凸条１５ｃのうちの２つが嵌合している。
【００３９】
上記一方の取付ピン１５ｂは、上記縦パイプ５ｃに当接している。また上記他方の取付ピン１５ｂ′には、固定カム３３が該取付ピン１５ｂ′を中心に回動可能に装着されている。この固定カム３３には上記取付ピン１５ｂ′に対して偏心したカム面３３ａが形成されており、該固定カム３３を時計廻りに回動させるほどカム面３３ａが縦パイプ５ｃを強く押圧する。また上記固定カム３３の反カム面側にはボルト孔３３ｂが上記取付ピン１５ｂ′を中心とする円弧状に形成されている。該ボルト孔３３ｂには固定ボルト３３ｃが挿入され、上記位置決めプレート２９に固定されたボス部２９ｂにねじ込まれている。そして上記固定カム３３には外縁から上記円弧状のボルト孔３３ｂに貫通する工具孔３３ｄが形成されている。
【００４０】
上記固定ボルト３３ｃを緩めた状態で、上記工具孔３３ｄにドライバー等を挿入して該固定カム３３を図示時計廻りに回動させると、上記カム面３３ａと一方の取付ピン１５ｂとにより上記縦パイプ５ｃが挟持される。この状態で上記固定ボルト３３ｃを締め込むことにより、上記パワーユニット３１は所望の角度位置に廻り止めした状態で固定される。
【００４１】
上記電動モータ９，９′は上記モータケース１５側に位置するように配置され、上記遊星歯車機構１０，１０′は上記減速機ケース１６側に位置するように配置されている。
【００４２】
上記電動モータ９，９′は、ステータ１８とロータ１９が該モータの軸方向に対向するように配置されたいわゆるアキシャルギャップ型のものである。上記ステータ１８は、上記減速機ケース１６のフランジ部１６ａの上記モータケース１５に対面する側に固定されている。また上記ロータ１９は、円板状の保持プレート１９ａと、該プレート１９ａの上記ステータ１８に対面する側に固定された磁石１９ｂとを備えている。
【００４３】
上記保持プレート１９ａの中心部には凹部１９ｄが凹設されている。軸直角方向に見るとこの凹部１９ｄは上記ステータ１８と重なっている。またこの凹部１９ｄ内に上記取付ロッド２８の上記モータケース１５に係止するボス部２８ｃが位置しており、これにより固定ケース１４の車幅方向寸法がコンパクトになっている。
【００４４】
また上記凹部１９ｄの軸心部１９ｃは該電動モータ９′の軸心、すなわち該走行輪４′の軸心に配置された上記遊星歯車機構１０′の入力軸２２にスプライン嵌合し、さらに固定ナット２２ａにより固定されている。
【００４５】
また上記コントローラ１３は、上記フランジ部１６ａの反モータ側に形成されたリブ１６ｃ上に配置固定されている。このコントローラ１３は、上記リブ１６ｃ上に放熱シート１３ｂを介在させて固定された基板１３ａ上にＦＥＴ等の電子回路素子１３ｄを搭載し、該電子回路素子１３ｄを放熱シート１３ｂ，放熱板１３ｃで覆った構造のものである。
【００４６】
上記遊星歯車機構１０は、入力側，出力側に配置された第１，第２減速機構２３，２４からなる２段減速式のものである。第１減速機構２３は、上記入力軸２２の外周に形成された第１サンギヤ２３ａと、該サンギヤ２３ａに噛み合う複数の第１遊星ギヤ２３ｂと、これらの遊星ギヤ２３ｂを囲むように配置されてその内周歯が各遊星ギヤ２３ｂに噛み合う第１リングギヤ２３ｃとを備えている。
【００４７】
ここで上記第１リングギヤ２３ｃの外周面は上記減速機ケース１６の筒部１６ｂとフランジ部１６ａとの境界部にボルト締め固定された保持部材２３ｄの内周面にスプライン嵌合している。またこの保持部材２３ｄは軸受２５ａを介して上記入力軸２２の入力側端部を軸支している。なお、入力軸２２の出力側端部は軸受２５ｄを介して後述する第2 キャリア２４ｄの内周面で支持されている。
【００４８】
また上記第２減速機構２４は上記第１遊星ギヤ２３ｂを支持する第１キャリア２３ｅの軸部の外周に形成された第２サンギヤ２４ａと、これに噛み合う複数の第２遊星ギヤ２４ｂと、これらの遊星ギヤ２４ｂに噛み合うように配置された第２リングギヤ２４ｃとを備えている。また上記第２遊星ギヤ２４ｂを軸支する第２キャリア２４ｄの軸部の外周面に上記ハブ４ｃの軸心部４ｅの内周面がスプライン嵌合している。この第２キャリア２４ｄが回転すると上記ハブ４ｃ、つまり走行輪４が回転駆動されることとなる。
【００４９】
ここで上記第２リングギヤ２４ｃは、上記減速機ケース１６の筒部１６ｂの内周面により回転可能に支持されている。この第２リングギヤ２４ｃを減速機ケース１６ひいては車体フレーム２に対して固定すると、電動モータ９の回転が第１，第２減速機構２３，２４の減速比に応じた所定の減速比で減速されて走行輪４に伝達され、電動走行が可能となる。一方、上記固定を解除すると、上記電動モータ９の回転は伝達されず、走行輪４，４′はモータ側が抵抗となることなく軽く回転でき、介助者の力での手動走行が可能となる。この作用を利用して本実施形態では、上記第２リングギヤ２４ｃと筒部１６ｂとの間にクラッチ機構として機能するドッグクラッチ１１，１１′を構成している。
【００５０】
上記右側のドッグクラッチ１１′は、上記第２リングギヤ２４ｃの外周面に所定の角度間隔（例えば３０度）毎に形成された凹溝１１ａに、径方向に進退可能に配置されたストッパピン１１ｂを係脱させることにより、該第２リングギヤ２４ｃの回転を阻止し、または許容するようになっている。
【００５１】
上記ストッパピン１１ｂは、減速機ケース１６の筒部１６ｂから径方向外方に突出するよう形成された筒状のガイドボス部１６ｄにより進退自在にガイドされている。またこのストッパピン１１ｂの段部と蓋部材１６ｅとの間には付勢ばね２６が介在されている。この付勢ばね２６によりストッパピン１１ｂは上記凹溝１１ａに係合する（噛み合う）方向に付勢されている。また上記ストッパピン１１ｂの外表面にはガイド溝１１ｅが軸方向に延びるように凹設されており、該ガイド溝１１ｅ内にはガイドピン３２ｄが挿入されている。このガイドピン３２ｄは減速機ケース１６に突設されている。これにより上記ストッパピン１１ｂは廻り止めされている。
【００５２】
また、上記ストッパピン１１ｂの上端部には、クラッチ検出スイッチ１２の一部を構成するシュープレート１２ｂがボルト１１ｃにより固定されている。このシュープレート１２ｂは、プレートを横片部１２ｃと縦片部１２ｄを有する横断面Ｌ字形状に折り曲げたものである。上記横片部１２ｃに上記ストッパピン１１ｂの上端突部１１ｄが嵌合し、ボルト１１ｃでねじ止めされており、これにより該シュープレート１２ｂはストッパピン１１ｂと一体化されている。
【００５３】
上記シュープレート１２ｂの車幅方向内側には、伝達プレート２７ａが配置されている。この伝達プレート２７ａには一対の係止ピン２７ｂ，２７ｃが植設されており、該伝達プレート２７ａの角度状態により何れかの係止ピンが上記シュープレート１２ｂの横片部１２ｃの下面に当接し、もって該ストッパピン１１ｂを上昇させ、または下方への移動を許容するようになっている。
【００５４】
上記伝達プレート２７ａは上記固定ケース１４の上部に軸支されたクラッチ軸２７ｄの車幅方向外側端部に固定されている。このクラッチ軸２７ｄの車幅方向内側端部は、上記固定ケース１４から車幅方向内側に突出しており、該突出部にクラッチレバー２７が結合されており、該クラッチレバー２７は前方に延びている。そしてこのクラッチレバー２７の途中には、該レバー２７を上記ドッグクラッチ１１をオフにする手動側又はオンにする電動側に保持するための節度機構２７ｅが配設されている。この節度機構２７ｅは、ブラケット２７ｆに支持されており、該ブラケット２７ｆは上記モータケース１５に固定されている。なお、２７ｊは上記クラッチレバー２７の回動角度を規制するストッパであり、これはモータケース１５に突設されている。
【００５５】
また上記クラッチ軸２７ｄには連結プレート２７ｇが装着されており、この連結プレート２７ｇはボルト２７ｉでクラッチレバー２７に廻り止め固定されている。そして上記連結プレート２７ｇは伝達ケーブル２７ｈを介して左側のドッグクラッチに連結されている。従って、上記クラッチレバー２７を操作すると左，右のドッグクラッチ１１，１１′が同時に作動することとなる。
【００５６】
また上記クラッチ検出スイッチ１２は、上記減速機ケース１６側に固定されたスイッチ本体１２ａと、上記ストッパピン１１ｂに固定されて該ピン１１ｂと共に上下動する上述のシュープレート１２ｂとを備えている。このシュープレート１２ｂの一端部にはシュー１２ｅが取り付けられており、該シュー１２ｅがスイッチ本体１２ａの作動子１２ｆを押圧するようになっている。
【００５７】
また上記、減速機ケース１６の反モータ側部分は、樹脂製で環状をなすカバー３２で覆われている。該カバー３２の内周縁３２ａは上記減速機ケース１６の筒部１６ｂの外周面に嵌合し、外周縁３２ｂは上記フランジ部１６ａにボルト３２ｃで締め付け固定されている。このカバー３２と減速機ケース１６とで形成された空間内に、上述のコントローラ１３，及びドッグクラッチ１１が配置されている。
【００５８】
上記ストッパピン１１ｂが上記凹溝１１ａに噛み合うと該ストッパピンと共に上記シュープレート１２ｂが下降し、上記シュー１２ｅが作動子１２ｆから離れ、スイッチ本体１２ａがオンする。上記ピン１１ｂと凹溝１１ａの噛み合いが解除されると、上記シュー１２ｅが上記作動子１２ｆを右方に回動させ、上記スイッチ本体１２ａはオフとなる。
【００５９】
上記クラッチレバー２７を上方の手動位置に揺動させると、上記伝達プレート２７ａが図４で反時計廻りに回動し、係止ピン２７ｂがシュープレート１２ｂひいてはストッパピン１１ｂを上昇させ、該ストッパピン１１ｂの第２リングギヤ２４ｃの凹溝１１ａとの噛み合いが解除され、ドッグクラッチ１１はオフ状態となる（図４参照）。このときシュープレート１２ｂのシュー１２ｅがスイッチ本体１２ａの作動子１２ｆを図示右廻りに回動させ、これによりスイッチ本体１２ａからオフ信号が出力される。上記第２リングギヤ２４ｃが回動自在となることから、走行輪４の回転に対するパワーユニット３１による抵抗が小さくなり、介助者が該車椅子１を軽く押し引きできる。
【００６０】
一方、クラッチレバー２７を下方の電動位置に揺動させたときに、図５（ａ）に示すように、上記ストッパピン１１ｂが第２リングギヤ２４ｃの凹溝１１ａと隣の凹溝１１ａとの間に位置している場合は、ストッパピン１１ｂ、ひいてはシュープレート１２ｂは下降できず、クラッチはオフの状態のままとなる。この場合に、第２リングギヤ２４ｃを僅かに回動させると、図５（ｂ）に示すようにストッパピン１１ｂは付勢ばね２６の付勢力により凹溝１１ａに噛み合うこととなる。これよりシュープレート１２ｂが下降し、シュー１２ｅがスイッチ本体１２ａの作動子１２ｆから離れ、該スイッチ本体１２ａからオン信号が出力される。
【００６１】
また上記左，右の走行輪４，４′は、パワーユニット３１には、手動式のブレーキ装置３５，３５′が装着されている。このブレーキ装置３５は、上記ハブ４ｃの車幅方向内側縁にボルト締め固定されたブレーキドラム３９と、該ブレーキドラム３９をブレーキシューで挟持するシュー駆動機構４０とを備えている。
【００６２】
上記ブレーキドラム３９は、筒状のドラム本体３９ａと、これの一端に一体形成された環状のフランジ部３９ｂとを有し、該フランジ部３９ｂがボルト３９ｃにより上記ハブ４ｃの内側端面に固定されている。
【００６３】
上記シュー駆動機構４０は、上記モータケース１５にボルト３６ａ，３６ｂで締め付け固定された支持ブラケット３６と、該支持ブラケット３６にピン３６ｃを介して軸支された外側アーム３７，内側アーム３８と、該外側，内側アーム３７，３８に支持された外側，内側ブレーキシュー３７ａ，３８ａとを備えている。
【００６４】
上記内側アーム３８にブレーキケーブル４２のアウタ４２ａが螺挿されロックナット４２ｃで固定されている。そしてこのブレーキケーブル４２のインナ４２ｂの先端のタイコ４２ｄは外側アーム３７に係止されている。上記左，右のブレーキ装置３５，３５′のブレーキケーブル４２，４２′は、ハンドルパイプ５ｅに沿ってハンドル５ｆまで延び、ブレーキレバー３５ｂに連結されている。このブレーキレバー３５を把持すると上記インナケーブル４２ｂが引っ張られ、外側，内側ブレーキシュー３７ａ，３８ａがドラム本体３９ａを挟持する。
【００６５】
また上記支持ブラケット３６にはプレート３６ｄがボルト３６ｆで締め固定されている。このプレート３６ｄには調整ボルト３６ｅが螺挿されている。この調整ボルト３６ｅを締め込むことにより上記ブレーキシュー３７ａ，３８ａと上記ドラム本体３９ａとの隙間を調整可能となっている。なお、図８において、３５ａは上記シュー駆動機構４０を覆うカバーである。
【００６６】
上記パワーユニット３１は車体側に残して走行輪４のみを取り外す場合、キャップ４ｇを取り外し、ナット２４ｅを取り外す。するとハブ４ｃと第２キャリア２４ｄとのスプライン嵌合が解除可能となり、これにより走行輪４車体フレームから取り外すことができる。
【００６７】
また走行輪４をパワーユニット３１ごと取り外す場合には、上記固定カム３３のボルト３３ｃを緩め、上記取付けロッド２８のナット２８ａを外す。これにより走行輪４をパワーユニット３１ごと車体フレームから取り外すことができる。
【００６８】
本実施形態では、電動モータ９を、ロータ１９とステータ１８とを軸方向に対向するよう配置してなるアキシャルギャップ型のものとしたので、ロータとステータとを径方向に対向させる従来の電動モータに比較して、電動モータ９ひいてはパワーユニット３１の径方向寸法をコンパクトにできる。
【００６９】
上記電動モータ９を、走行輪４の車幅方向中心線Ａと縦パイプ５ｃとの間にに位置するように配置したので、重量の大きい電動モータ９の縦パイプ５ｃからのオーバーハング量を小さくすることができる。その結果、片持ち支持構造を採用しながら走行輪４の支持剛性を高めることができる。
【００７０】
また上記ロータ１９を、磁石１９ｂを保持する保持プレート１９ａの中心部に凹部１９ｄを形成し、径方向に見たとき上記凹部１９ｄとステータ１８の少なくとも一部が重なるように構成した。そのため電動モータ９の軸方向長さをさらに短縮でき、電動モータ９のフレームからのオーバーハング量をより一層小さくでき、走行輪の支持剛性を高めることができる。
【００７１】
また、固定ケース１４をフレーム側に固定する取付ロッド２８の固定ケースへの取付ボス部２８ｃを、上記保持プレート１９ａの凹部１９ｄ内に位置させたので、この点からも電動モータ９のオーバーハング量を小さくでき、走行輪の支持剛性をさらに高めることができる。
【００７２】
また本実施形態では、遊星歯車機構１０を、その大部分が上記ハブ４ｃ内でかつ上記車幅方向中心線Ａより車幅方向外側に位置するように配置したので、電動モータ９と遊星歯車機構１０が上記車幅方向中心線Ａの両側に位置することとなり、走行輪全体で見たときの車幅方向における重量バランスを良好にすることができる。
【００７３】
さらにまたコントローラ１３を、上記電動モータ９より車幅方向外側に位置するよう配置したので、メンテナンス性を改善できる。すなわち、ハブ４ｃ，リム４ｂ及びタイヤ４ａからなる走行輪ユニットをパワーユニット３１から取り外し、さらにカバー３２を外すと、上記コントローラ１３はを外方に露出する。従って該コントローラ１３の点検，整備性を向上できる。
【００７４】
また本実施形態では、ドッククラッチ１１をオン・オフ状態に切り換えるクラッチレバー２７を走行輪４と縦パイプ５ｃとの間に位置するように配置したので、障害を持つ使用者であっても着座状態で上記クラッチレバー２７を容易に操作でき、手動走行と電動走行を自由に選択できる。
【００７５】
また手動式のブレーキ装置３５を設け、該装置３５を、ハブ４ｃに固定されたブレーキドラム３９と、該ブレーキドラム３９の内周面及び外周面を径方向に挟持可能に配置された内側，外側ブレーキシュー３７ａ，３８ａを備えた構成としたので、ブレーキ装置を後付けにより追加することが可能となり、汎用性を高めることができる。
【００７６】
なお、上記シュー駆動機構４０を車体フレーム側に取り付けた場合、上記車輪ユニットのみを取り外す場合及びパワーユニットごと取り外す場合の何れにおいても、これらの作業が容易である。
【００７７】
図１６，図１７はパワーユニット３１の車体フレームへの取付構造の変形例を示す。本変形例では、パワーユニット３１及び走行輪４は以下の構造により車体フレームにワンタッチで着脱可能となっている。なお、図中、図３，図８と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００７８】
上記モータケース１５の車幅方向内側面の中心部１５ｃには、取付ロッド４４が該走行輪４の軸心に位置するように植設されて、内方に突出している。また上記縦パイプ５ｃには外周に雄ねじを有する保持筒４５が上記走行輪４と同軸をなすように配置され、ナット４５ａにより縦パイプ５ｃに締め付け固定されている。上記取付ロッド４４は上記保持筒４５内に挿入され、その左端部は、車内側に突出している。この突出部にはロックボール４６が径方向に移動可能に配置されている。このロックボール４６は径方向外側位置に押し出されると、上記保持筒４５の端面に係止し、該取付ロッド４４の軸方向移動を阻止するようになっている。
【００７９】
また上記取付ロッド４４の軸心にはプッシュロッド４７が軸方向に移動可能に挿入配置されている。このプッシュロッド４７の内側端部にはカム面４７ａが突設されており、該プッシュロッド４７を右方に移動させると上記カム面４７ａが上記ロックボール４６を上記係止位置に押し出し、また左方に移動させると上記ロックボール４６の径方向内方への没入を許容するようになっている。そして上記プッシュロッド４７は付勢スプリング４８で右方に付勢されている。
【００８０】
上記プッシュロッド４７は上記入力軸２２の軸心を通って上記キャップ４ｇの内面近傍まで延びており、その外側端部にはゴムカバー４９が装着されている。上記キャップ４ｇを内側に押し込むと、上記プッシュロッド４７が左方に移動し、上記ロックボール４６の保持筒４４への係止が解除され、該パワーユニット３１及び走行輪４を取り外すことができる。
【００８１】
上記保持筒４５の頭部４５ｂと上記縦パイプ５ｃとで位置決めプレート５０の基端部５０ａが挟持されている。この位置決めプレート５０は下方に延びており、その下端部５０ｂには位置決めリング５０ｃが固定されている。この位置決めリング５０ｃには廻り止めピン５１が挿入されている。この廻り止めピン５１は上記モータケース１５に螺挿固定されている。
【００８２】
また上記位置決めプレート５０の途中に形成された係止孔５０ｄには固定プレート５２の先端部に形成された突部５２ａが嵌合している。この固定プレート５２の基端部にはナット部材５２ｂが固定されており、該ナット部材５２ｂに、上記縦パイプ５ｃの内側から挿入された固定ボルト５３がねじ込まれている。
【００８３】
上記走行輪４のみを取り外す場合は、上述の実施形態の場合と同様に、キャップ４ｇを取り外し、ナット２４ｅを取り外す。
【００８４】
一方、走行輪４をパワーユニット３１ごと取り外す場合は、上記キャップ４ｇを押し込むことによりプッシュロッド４７を内方に移動させる。するとカム面４７ａがロックボール４６から外れ、該ロックボール３６の径方向内方への没入が許容される。その結果、ロックボール４６と保持筒４５との係止が解除され、走行輪４及びパワーユニット３１は車体フレームから取り外される。
【００８５】
なお、上記実施形態では、電動式車椅子の場合を例にとって説明したが、本発明は、車椅子以外の電動式小型車両にも採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動式車椅子の左側面図である。
【図２】上記車椅子の右走行輪の背面図である。
【図３】上記右走行輪のハブ内部分の断面背面図である。
【図４】上記右走行輪のクラッチ部分の内側から見た断面図である。
【図５】上記クラッチ部分の動作説明図である。
【図６】上記車椅子の操作ボックス部分の背面図である。
【図７】上記操作ボックス部分の側面図である。
【図８】上記右走行輪のパワーユニット部分の車幅方向内側からみた図である。
【図９】図８のIX-IX 線断面図である。
【図１０】上記車椅子のブレーキ装置の側面図である。
【図１１】上記ブレーキ装置の正面図である。
【図１２】上記ブレーキ装置の平面図である。
【図１３】図１０のXIII-XIII 線断面図である。
【図１４】上記車椅子のブレーキレバー部分の側面図である。
【図１５】上記ブレーキレバー部分の底面図である。
【図１６】上記パワーユニット着脱構造の変形例の側面である。
【図１７】上記変形例の断面背面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  車椅子（電動式小型車両）
２  フレーム
４，４′  左，右の走行輪
４ｃ  ハブ
５ｃ  縦パイプ（車輪支持部）
９，９′  左，右の電動モータ
１０，１０′  左，右の遊星歯車機構
１１，１１′  左，右のドッグクラッチ（クラッチ機構）
１３  コントローラ
１４  固定ケース
１８  ステータ
１９  ロータ
１９ａ  保持プレート
１９ｂ  磁石
１９ｄ  凹部
２７  クラッチレバー
２８，４４  取付ロッド
２８ｃ  取付ボス部
３５  ブレーキ装置
３７ａ，３８ａ  ブレーキシュー
３９  ブレーキドラム
Ａ  走行輪の車幅方向中心線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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