(57)【要約】【課題】電動モータの非通電時におけるエネルギー損失の発生を防止することができる四輪駆動車を提供する。【解決手段】四輪駆動車１０１において、前輪及び後輪１０５を回転可能に支持する車体と、車体側に取り付けられ、モータ回転力を出力する電動モータ２、及び電動モータ２によって回転するローラ３を有する車輪回転装置１とを備え、車輪回転装置１は、後輪１０５にローラ３からモータ回転力を伝達可能な状態とする第１の位置、及び後輪１０５にローラ３からモータ回転力を伝達不能な状態とする第２の位置に選択的に配置されている。【選択図】図３
2013237353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主駆動輪及び従駆動輪を回転可能に支持する車体と、
前記車体側に取り付けられ、モータ回転力を出力する電動モータ、及び前記電動モータによって回転する接触子を有する車輪回転装置とを備え、
前記車輪回転装置は、前記従駆動輪に前記接触子から前記モータ回転力を伝達可能な状態とする第１の位置、及び前記従駆動輪に前記接触子から前記モータ回転力を伝達不能な状態とする第２の位置に選択的に配置されている
四輪駆動車。
【請求項２】
前記車輪回転装置は、前記従駆動輪の回転平面に直交し、かつ前記接触子の回転軸線を含む平面内で回転可能に前記車体側に取り付けられている請求項１に記載の四輪駆動車。
【請求項３】
前記車輪回転装置は、前記接触子の回転軸線に直交し、かつ前記従駆動輪の回転平面に平行な平面内で回転可能に前記車体側に取り付けられている請求項１に記載の四輪駆動車。
【請求項４】
前記車輪回転装置は、前記車体側に着脱可能に取り付けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の四輪駆動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば積雪時の発進アシスト力としてモータ回転力を用いる四輪駆動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
四輪駆動車には、エンジンで主駆動輪の例えば前輪が、また電動モータで従駆動輪の例えば後輪がそれぞれ回転駆動されるものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような四輪駆動車においては、電動モータ側のクラッチによる前輪側と後輪側との連結時に四輪駆動され、電動モータ側のクラッチによる前輪側と後輪側との非連結時に二輪駆動される。
【０００４】
ところで、この種の四輪駆動車は、例えば積雪時に電動モータを発進アシストに用いて後輪を回転させることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３０３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した四輪駆動車によると、電動モータが通電時のみならず非通電時にも後輪の回転によって回転駆動され、エネルギー損失を招いていた。
【０００７】
従って、本発明の目的は、電動モータの非通電時におけるエネルギー損失の発生を防止することができる四輪駆動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（４）の四輪駆動車を提供する。
【０００９】
（１）主駆動輪及び従駆動輪を回転可能に支持する車体と、前記車体側に取り付けられ、モータ回転力を出力する電動モータ、及び前記電動モータによって回転する接触子を有する車輪回転装置とを備え、前記車輪回転装置は、前記従駆動輪に前記接触子から前記モータ回転力を伝達可能な状態とする第１の位置、及び前記従駆動輪に前記接触子から前記モータ回転力を伝達不能な状態とする第２の位置に選択的に配置されている四輪駆動車。
【００１０】
（２）上記（１）に記載の四輪駆動車において、前記車輪回転装置は、前記従駆動輪の回転平面に直交し、かつ前記接触子の回転軸線を含む平面内で回転可能に前記車体側に取り付けられている。
【００１１】
（３）上記（１）に記載の四輪駆動車において、前記車輪回転装置は、前記接触子の回転軸線に直交し、かつ前記従駆動輪の回転平面に平行な平面内で回転可能に前記車体側に取り付けられている。
【００１２】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の四輪駆動車において、前記車輪回転装置は、前記車体側に着脱可能に取り付けられている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、電動モータの非通電時におけるエネルギー損失の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車の概略を説明するために示す平面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車の概略を説明するために示す側面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車における車輪回転装置の取付状態を示す正面図。（ａ）は第１の位置における車輪回転装置の取付状態を、また（ｂ）は第２の位置における車輪回転装置の取付状態をそれぞれ示す。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車における電動モータの接続状態を示すブロック図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車における接触子の車輪への接触状態を示す側面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る四輪駆動車における接触子の車輪への接触状態を示す側面図。
【図７】本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る四輪駆動車における車輪回転装置の配置例を変形例として示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[第１の実施の形態]
以下、本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車につき、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１及び図２は四輪駆動車の概略を示す。図３（ａ）及び（ｂ）は車輪回転装置の取付状態を示す。図１及び図２に示すように、四輪駆動車１０１は、駆動源をエンジンとする前輪側の動力系、及び駆動源を電動モータとする後輪側の動力系が用いられ、車輪回転装置１，エンジン１０２，トランスアクスル１０３，一対の前輪１０４及び一対の後輪１０５を備えている。
【００１７】
四輪駆動車１０１の車体１０１ａには、一対の前輪１０４及び一対の後輪１０５が回転可能に支持されている。また、四輪駆動車１０１の車体１０１ａには、一対の車輪回転装置１を取り付けるための側面逆Ｌ字状の取付壁１０６が設けられている。
【００１８】
取付壁１０６は、立ち上がり壁１０７及び天井壁１０８からなり、車体１０１ａの後端部に配置されている。立ち上がり壁１０７は、車体１０１ａにその床面から車両上方に突出して設けられている。天井壁１０８は、立ち上がり壁１０７の上方端縁に車両前方に突出して設けられている。天井壁１０８には、車両側方に所定の間隔をもって互いに並列する一対のブラケット１０９が取り付けられている。
【００１９】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、一対のブラケット１０９の上方端部には、それぞれ車輪側でボルト１１０を挿通させるボルト挿通孔１０９ａが設けられている。また、一対のブラケット１０９の下方端部には、車両幅方向に互いに並列するピン１１１，１１２が車両後方に突出して取り付けられている。一方（図３では左側）のピン１１１は各車輪回転装置１を支持する支持ピン（後述する凸片７を係止する係止ピン）として、また他方（図３では右側）のピン１１２は各車輪回転装置１を回転させるための回転中心ピンとしてそれぞれ機能する。ボルト挿通孔１０９ａは、他方のピン１１２を中心とする円周方向に沿って各車輪回転装置１を案内するガイド孔として機能する。
【００２０】
一対の車輪回転装置１は、四輪駆動車１０１（図１に示す）における後輪側の動力系に配置され、かつ四輪駆動車１０１の車体１０１ａに取り付けられている。そして、一対の車輪回転装置１は、電動モータ２（後述）のモータ回転力がリヤアクスルシャフト１１６及びローラ３（後述）を介して一対の後輪１０５に出力され、一対の後輪１０５を回転駆動する。この場合、一方（図１では下側）の車輪回転装置１によって左側の後輪１０５が、また他方（図１では上側）の車輪回転装置１によって右側の後輪１０５がそれぞれ回転駆動される。一対の車輪回転装置１等の詳細については後述する。
【００２１】
エンジン１０２は、四輪駆動車１０１における前輪側の動力系に配置されている。これにより、エンジン１０２の駆動力がトランスアクスル１０３及びフロントアクスルシャフト１１７を介して一対の前輪１０４に出力され、一対の前輪１０４が回転駆動される。
【００２２】
（一対の車輪回転装置１の全体構成）
図１及び図３（ａ），（ｂ）に示すように、一対の車輪回転装置１は、それぞれが電動モータ２及びローラ（接触子）３を有し、四輪駆動車１０１の車体１０１ａ（例えばトランク内）に取付壁１０６及びブラケット１０９を介して着脱可能に取り付けられている。これにより、例えば積雪の無い時期には、車輪回転装置１を車体１０１ａから取り外して車両全体の重量を減少させ、エネルギー損失の低減に貢献することができる。四輪駆動車１０１の車体１０１ａに対する車輪回転装置１の取り付けは、ボルト挿通孔１０９ａを挿通するボルト１１０、及びボルト１１０の挿通端部（ねじ部）に螺合するナット１１３〜１１５を用いて行われる。
【００２３】
また、一対の車輪回転装置１は、それぞれが後輪１０５にローラ３を接触させてローラ３から電動モータ２のモータ回転力を伝達可能な状態とする第１の位置（図３（ａ）に示す位置）、及び後輪１０５からローラ３を離間させてローラ３から後輪１０５に電動モータ２のモータ回転力を伝達不能な状態とする第２の位置（図３（ｂ）に示す位置）に選択的に配置されている。そして、一対の車輪回転装置１は、それぞれが後輪１０５の回転平面に直交し、かつローラ３の回転軸線Ｏを含む仮想平面内で第１の位置と第２の位置との間を回転（移動）する。
【００２４】
（電動モータ２の構成）
図４は電動モータの接続状態を示す。図３（ａ），（ｂ）及び図４に示すように、電動モータ２は、ステータ（図示せず），ロータ（図示せず）及びモータ軸２０を有する減速機付きモータからなり、車輪回転装置１の一方側（図３で右側）に配置され、かつステータ及びロータがモータケーシング４によって収容されている。また、電動モータ２は、ステータがＥＣＵ（Electronic Control Unit）５に接続されている。そして、電動モータ２は、ステータがＥＣＵ５から制御信号を入力して後輪１０５を回転させるためのモータ回転力をロータとの間で発生させ、ロータをモータ軸２０と共に回転させる。電動モータ（一対の電動モータ）２におけるロータの回転は同期して行われる。モータ軸２０は、その軸線をローラ３の回転軸線Ｏに一致させて配置されている。
【００２５】
モータケーシング４は、モータ軸２０を挿通させるシャフト挿通孔（図示せず）を有し、全体が円筒部材によって形成されている。モータケーシング４の軸線方向一方側端部には、その径方向外側に突出し、かつブラケット１０９に対向する凸片６，７が設けられている。一方の凸片６はモータケーシング４の最上部に、また他方の凸片７はモータケーシング４の最下部にそれぞれ配置されている。モータケーシング４の軸線方向他方側端部には、その径方向外側に突出し、かつモータケーシング４の最下部でブラケット１０９に対向する凸片８が設けられている。
【００２６】
凸片６には、ボルト１１０を挿通させるボルト挿通孔６ａ（図１に示す）が設けられている。凸片７には、ピン１１１に嵌合する切り欠き７ａが設けられている。凸片８には、ピン１１２を挿通させるピン挿通孔８ａが設けられている。
【００２７】
（ローラ３の構成）
図５は接触子（ローラ）の車輪への接触状態を示す。図３（ａ），（ｂ）及び図５に示すように、ローラ３は、芯部３０及び接触部３１を有し、車輪回転装置１の他方側（図３では左側）に配置されている。そして、ローラ３は、電動モータ２への通電によるモータ軸２０の回転によって回転する。
【００２８】
芯部３０は、モータ軸２０の外周面に取り付けられ、全体が例えば金属材料からなる円環部材によって形成されている。接触部３１は、芯部３０の外周面に取り付けられ、全体が例えばゴムからなる円環部材によって形成されている。これにより、接触部３１を後輪１０５の外周面に接触させて後輪１０５に対する電動モータ２のモータ回転力の伝達が可能となる。
【００２９】
（車輪回転装置の取り付け・取り外し）
次に、車輪回転装置の取り付け・取り外し（「車輪回転装置の取り付け」及び「車輪回転装置の取り外し」）につき、図３（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
【００３０】
「車輪回転装置の取り付け」
先ず、図１に示すように、ブラケット１０９のボルト挿通孔１０９ａに予め挿通させたボルト１１０の挿通端部にナット１１３を螺合させてボルト１１０をブラケット１０９に取り付ける。次いで、ボルト１１０の中間部にナット１１４を螺合させる。しかる後、モータケーシング４における凸片８のピン挿通孔８ａにピン１１２を挿通させるとともに、凸片６のボルト挿通孔６ａにボルト１１０を挿通させてから、凸片７（図３に示す）をピン１１１（図３に示す）で支持して図３（ａ）に示す第１の位置に、また図３（ｂ）に示す第２の位置にそれぞれ車輪回転装置１を配置し、ボルト１１０の挿通端部（先端部）にナット１１５を螺合させて両ナット１１４，１１５で凸片６を挟圧する。
【００３１】
「車輪回転装置の取り外し」
先ず、図１に示すように、ボルト１１０とナット１１５との螺合を解除し、ボルト１１０からナット１１５を取り外す。次いで、モータケーシング４における凸片６のボルト挿通孔６ａからボルト１１０を、また凸片８のピン挿通孔８ａからピン１１２を（車輪回転装置１が図３（ａ）に示す第１の位置に配置されている場合には凸片７の切り欠き７ａからピン１１１も）それぞれ引き抜いて車輪回転装置１を図３（ａ）に示す第１の位置又は図３（ｂ）に示す第２の位置から取り外す。しかる後、ボルト１１０からナット１１３，１１４を取り外してから、ブラケット１０９のボルト挿通孔１０９ａからボルト１１０を引き抜く。
【００３２】
（車輪回転装置の使用状態・非使用状態の切り替え）
次に、車輪回転装置の使用状態・非使用状態の切り替え（「車輪回転装置の非使用状態から使用状態への切り替え」及び「車輪回転装置の使用状態から非使用状態への切り替え」）につき、図３（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。なお、車輪回転装置１は、使用状態において図３（ａ）に示す第１の位置に、また非使用状態において図３（ｂ）に示す第２の位置にそれぞれ取り付けられているものとする。
【００３３】
「車輪回転装置の非使用状態から使用状態への切り替え」
先ず、ブラケット１０９に対するナット１１３によるボルト１１０の取り付けを解除して車輪回転装置１をピン１１２の回りに回転可能な状態とする。次いで、車輪回転装置１を図３（ｂ）に示す第２の位置からピン１１２の回りに回転させて図３（ａ）に示す第１の位置に配置する。しかる後、ブラケット１０９に対しナット１１３の締め付けによってボルト１１０を取り付ける。
【００３４】
上記した車輪回転装置１の使用状態においては、電動モータ２が通電されると、モータ軸２０が回転し、これに伴いローラ３が接触部３１を後輪１０５の外周面に接触させたまま回転するため、電動モータ２（モータ軸２０）のモータ回転力がローラ３を介して後輪１０５に伝達され、後輪１０５が回転駆動される。
【００３５】
「車輪回転装置の使用状態から非使用状態への切り替え」
先ず、ブラケット１０９に対するナット１１３によるボルト１１０の取り付けを解除して車輪回転装置１をピン１１２の回りに回転可能な状態とする。次いで、車輪回転装置１を図３（ａ）に示す第１の位置からピン１１２の回りに回転させて図３（ｂ）に示す第２の位置に配置する。しかる後、ブラケット１０９に対しナット１１３の締め付けによってボルト１１０を取り付ける。
【００３６】
このようにして、「車輪回転装置の非使用状態から使用状態への切り替え」及び「車輪回転装置の使用状態から非使用状態への切り替え」を簡単かつ確実に行うことができる。
【００３７】
[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００３８】
車輪回転装置１の使用時には、後輪１０５にローラ３を接触させてローラ３から電動モータ２のモータ回転力を伝達可能な状態とする第１の位置（図３（ａ）に示す位置）に車輪回転装置１を配置することができるため、積雪時に後輪１０５を電動モータ２で回転させてモータ回転力を発進アシスト力として用いることができる。一方、車輪回転装置１の非使用時には、後輪１０５からローラ３を離間させて後輪１０５にローラ３から電動モータ２のモータ回転力を伝達不能な状態とする第２の位置（図３（ｂ）に示す位置）に車輪回転装置１を配置することができるため、従来のようには電動モータ２が非通電時に後輪１０５の回転によって回転駆動されず、エネルギー損失の発生を防止することができる。
【００３９】
[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２実施の形態に係る四輪駆動車につき、図６を用いて説明する。図６は接触子（ローラ）の車輪への接触状態を示す。図６において、図５と同一又は同等の機能をもつ部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４０】
図６に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る四輪駆動車の車輪回転装置１２は、後輪１０５の回転平面に平行な仮想平面内で回転可能な点に特徴がある。
【００４１】
このため、車輪回転装置１２は、ローラ１３（芯部１３０，接触部１３１）の回転軸線Ｏに直交し、かつ後輪１０５の回転平面に平行な仮想平面内で回転可能に車体１０１ａ（図１に示す）側に取り付けられている。そして、車輪回転装置１２は、後輪１０５にローラ１３を接触させてローラ１３から電動モータ２のモータ回転力を伝達可能な状態とする第１の位置（図６に実線で示す位置）、及び後輪１０５からローラ１３を離間させて後輪１０５にローラ１３から電動モータ２のモータ回転力を伝達不能な状態とする第２の位置（図６に二点鎖線で示す位置）に選択的に配置されている。
【００４２】
このように構成された車輪回転装置１２の車体１０１ａ（図１に示す）に対する取り付けは、使用時に図６に実線で示す位置に、また非使用時に図６に二点鎖線で示す位置にそれぞれ車輪回転装置１を配置して行われる。
【００４３】
[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態に示す効果と同様の効果が得られる。
【００４４】
以上、本発明の四輪駆動車を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００４５】
（１）上記実施の形態では、車輪回転装置１，１２が後輪１０５の最上方に配置されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図７に実線及び破線で示すように後輪１０５の前輪１０４側に、また図７に二点鎖線で示すように後輪１０５の後方にそれぞれ車輪回転装置１４を配置してもよい。
【００４６】
（２）上記実施の形態では、車輪回転装置１が従駆動輪としての後輪１０５を回転させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、従駆動輪としての前輪を回転させる場合であってもよい。すなわち要するに、本発明は、四輪駆動車において従駆動輪を回転させる車輪回転装置を備えていればよい。
【００４７】
（３）上記実施の形態では、車輪回転装置１によって後輪１０５を回転させるために、後輪１０５にローラ３を接触させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、車軸あるいはハブ（車輪用ハブユニット）にローラを接触させてもよい。
【００４８】
（４）上記実施の形態では、減速機付きモータからなる電動モータ２を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、減速機付きモータの減速機に代えて例えばロータとの間に歯車機構からなる減速伝達機構を介在させた電動モータを用いてもよい。
【００４９】
（５）上記実施の形態では、車輪回転装置１が四輪駆動車１０１のトランク内に配置されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばリヤシートの後方など四輪駆動車における他の部位に車輪回転装置を配置してもよい。
【００５０】
（６）上記実施の形態では、車輪回転装置１が車体１０１ａに取付壁１０６等を介して間接的に取り付けられている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、車体に車輪回転装置を直接に取り付けても勿論よい。
【符号の説明】
【００５１】
１…車輪回転装置、２…電動モータ、２０…モータ軸、３…ローラ、３０…芯部、３１…接触部、４…モータケーシング、５…ＥＣＵ、６…凸片、６ａ…ボルト挿通孔、７…凸片、７ａ…切り欠き、８…凸片、８ａ…ピン挿通孔、１２…車輪回転装置、１３…ローラ、１３０…芯部、１３１…接触部、１４…車輪回転装置、１０１…四輪駆動車、１０１ａ…車体、１０２…エンジン、１０３…トランスアクスル、１０４…前輪、１０５…後輪、１０６…取付壁、１０７…立ち上がり壁、１０８…天井壁、１０９…ブラケット、１０９ａ…ボルト挿通孔、１１０…ボルト、１１１，１１２…ピン、１１３，１１４，１１５…ナット、１１６…リヤアクスルシャフト、１１７…フロントアクスルシャフト、Ｏ…回転軸線
【図１】
2013237353.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013237353.tif 000006
【図５】
2013237353.tif 000007
【図６】
2013237353.tif 000008
【図７】
2013237353.tif 000009