(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーハンドルで操舵可能な前輪と、モータの駆動力で駆動される左右二つの後輪と、これら前輪と後輪の間で乗員が着座するシートとフロアとを備えた電動車両において、
電動車両は、モータの駆動力をギア機構を介して車軸に伝えて車軸の後輪を駆動する駆動ユニットを備え、
駆動ユニットは、ギアケースの後部に左右の後輪軸ケースを固定し、
前記ギアケースから車両進行方向前方に延びて前記ギアケースに一体形成されたアーム部と前記後輪軸ケースに後端が固定されたアーム部材との左右のアームを備え、左右のアームはその前端部に揺動軸受け部が形成され、
前記後輪軸ケースより前方で左右のアーム前端の揺動軸受け部との間で、ギアケースの左右方向一側面に前記モータを固定すると共に、前記後輪軸ケースに後端が固定されたアーム部材が前記モータの下方を通って前後に延びるように配置し、
駆動ユニットの車体フレームへの懸架は、駆動ユニットの前端部に設けた揺動軸受け部を車体フレームに軸支し、かつ、駆動ユニットのほぼ重心位置に形成された前記ギアケースの突起部と車体フレームとの間に単一の支持ユニットを介在させてクッション可能に支持したものであることを特徴とする電動車両の懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車椅子あるいは三輪電動車両等の電動車両の懸架装置に関し、特に、後輪などの駆動輪の懸架装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動車両の後輪懸架装置は、後輪軸を車体に対して回動可能に軸支するが、車軸と車体との間にクッションユニットを設けずに車体との位置関係を固定したいわゆるリジットタイプであった（例えば特開平７−２５３７７号参照）。
しかるに、上記のリジットタイプでは車両が路面から受ける衝撃をタイヤのみによって吸収するため、路面状況によっては乗り心地が悪いときがある。
【０００３】
そこで、電動車両には、乗り心地を向上させるために、後輪懸架装置に緩衝器を採用したものもある。この種の後輪懸架装置として、クッションユニットを採用した小型電動車が、特開平３−２８１４９１号あるいは実開平６−８１８７４号公報に示されている。この電動車では、後輪の左右が一直線状の車軸で連結されてその車軸が左右後輪の内側位置で揺動アームに軸支されており、揺動アームとフレームとの間にクッションユニットを設けた後輪懸架装置を用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報記載の後輪懸架装置においては、揺動アームを左右のクッションユニットで支持しており、部品点数が多いので、重量が重い、かつ、コストが高くなりやすいという問題点がある。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたものであって、部品点数を削減して、車両の重量を削減しかつコストを低減できる電動車両の懸架装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため次の構成を有する。
本発明は、バーハンドルで操舵可能な前輪と、モータの駆動力で駆動される左右二つの後輪と、これら前輪と後輪の間で乗員が着座するシートとフロアとを備えた電動車両において、電動車両は、モータの駆動力をギア機構を介して車軸に伝えて車軸の後輪を駆動する駆動ユニットを備え、駆動ユニットは、ギアケースの後部に左右の後輪軸ケースを固定し、前記ギアケースから車両進行方向前方に延びて前記ギアケースに一体形成されたアーム部と前記後輪軸ケースに後端が固定されたアーム部材との左右のアームを備え、左右のアームはその前端部に揺動軸受け部が形成され、前記後輪軸ケースより前方で左右のアーム前端の揺動軸受け部との間で、ギアケースの左右方向一側面に前記モータを固定すると共に、前記後輪軸ケースに後端が固定されたアーム部材が前記モータの下方を通って前後に延びるように配置し、駆動ユニットの車体フレームへの懸架は、駆動ユニットの前端部に設けた揺動軸受け部を車体フレームに軸支し、かつ、駆動ユニットのほぼ重心位置に形成された前記ギアケースの突起部と車体フレームとの間に単一の支持ユニットを介在させてクッション可能に支持したものであることを特徴とする電動車両の懸架装置である。
【０００８】
本発明によれば、駆動ユニットは、モータおよび左右車軸支持部材がギアケースに固定されて一体化し、それと共に、駆動ユニットの車軸垂直方向一端部を車体フレームに軸支しかつ駆動ユニットと車体フレームとの間に支持ユニットを介在させて駆動ユニットを懸架するので、支持ユニットの単一化とスイングアームなどの構造材を用いずにギアケースをスイングアームの機能を発揮させて、構造の簡素化が図れる。
【０００９】
したがって、従来複数必要であって支持ユニットを単一化して減少できるようにし、構造の簡素化から、部品点数を削減できるため、コストを低減できる。また、重量を低減できるので、同一の充電量を航続距離を延ばすことができ、バッテリーの軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００１０】
また、支持ユニットは駆動ユニットのほぼ重心位置に連結したものであるので、左右の駆動輪のバランスが良好で、単一の支持ユニットで支持していても、左右駆動輪が同様にクッションし（緩衝動作し）、したがって、簡単な構造で、走行の安定性を向上できる。また、支持ユニットは単一であるのでリジットタイプに交換するのも簡単である。
【００１１】
また、駆動ユニットのモータの配置は、ギアケースの一端部側であって、車体フレームに最も近い位置にしたものであるので、重量物であるモータが車体フレームに対する駆動ユニットの揺動中心である一端部側に最も近くに位置できる。したがって、重量物の揺動が少なくなり、ひいては、破損し難くなる。また、モータへのハーネスの損傷の恐れも少なくなる。
【００１２】
なお、モータの配置がギア機構のファイナルギアより高い位置に配置すれば、走行中に路上から撥ねてくる石に当たったりすることや障害物に乗り上げことから保護できるようになり、モータが破損しにくくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図８は本発明に係る電動車両の実施形態である三輪電動車両の駆動ユニット３６の説明図である。
図１〜図３等に示すように、電動車両は、一つの前輪２がフロントフォーク４に回動自在に支持され、かつ、フロントフォーク４はヘッドパイプ２０に旋回動可能に軸支されて、バーハンドル６で操舵できるようになっている。また、電動車両の後部には二つの後輪８、８が回動可能に設けられている。前輪２と後輪８、８との間では乗員が着座するシート１０の前方に足を乗せるフロア１２が設けられ、シート１０を支持するシートポスト１４が車体フレーム１６のシートステー１８に取り付けられたものである。
【００１４】
車体フレーム１６は、図２に詳細に示すように、車体前部のヘッドパイプ２０から下方に延び（立ち上がり部２２ａ）かつ後方に向けて曲がって（水平部２２ｂ）側面視「Ｌ」字形状を呈して車体中央に位置するメインフレーム２２と、メイフレーム２２の水平部２２ｂ前端に溶接固定されてそこから車体幅方向左右に延びかつ後方に向けて曲がり肩形状を呈して後方に延びる左右対のサイドフレーム２４（右側：２４ｒ、左側：２４ｌ）とを有し、これらメインフレーム２２とサイドフレーム２４とでフロア１２を下方から支える。
【００１５】
前記メイフレーム２２の水平部２２ｂの後部とサイドフレーム２４の後部２４ｃとには、それらに跨がりかつ上方から被せるように板材のフレームメンバープレート２６が溶接固定される。フレームメンバープレート２６は縁部を下方に折り曲げて強度を高めているものである。
【００１６】
また、メインフレーム２２の後端部２２ｃは、板材からなる側面視「Ｌ」字形状のリーンフォースメント２８を介してフレームメンバープレート２６（の下面部）に溶接固定される。また、フレームメンバープレート２６は、その上面部にバッテリーパック３０を載置固定する棚の機能も有する。
【００１７】
前記対のサイドフレーム２４、２４の立ち上がり部２４ｄ、２４ｄには、バッテリーパック内側に平面方向が車体前後および垂直に広がる板材プレート３３が溶接固定されている。シートステー１８取り付け部近傍下部には、厚板製あるいは鋳造製（例えばアルミニウム鋳物製）の剛性の高い電装品ケース（メインコントローラ等が収容されている）３４が板材プレート３３、３３を介してサイドフレーム立ち上がり部２４ｄ、２４ｄにボルト締着で固定されている。なお、板材プレート３３、３３は後部に延びて棚状部３３ａが溶接固定されており、この棚状部３３ａには予備のバッテリーパック３０を搭載できるようになっている（図５参照）。
【００１８】
前記シートポスト１４は傾斜しており、そのシートポスト１４にシート側シャフト１０ａを挿入して締め付け固定する（シートポスト１４にはスリットが入っておりボルトでクランプする）。シートポスト１４はシートステー１８で支持されており、シートステー１８は、ほぼ平行な複数の板材が左右対のサイドフレーム２４、２４の上部を連結しているものであって、シートステー１８下部には後輪８の支持ユニット３８を回動可能に取り付けるブラケット１８ａが設けられている。
【００１９】
ここで、左右の後輪８、８に回転方向に固定された後輪軸（アクセルシャフト）４０、４０を回転させて電動車両を駆動する駆動ユニット３６を説明する。
駆動ユニット３６は、図３〜図７に示すように、モータ４２の駆動力をギアケース４４内の減速ギア４８ａ〜４８ｄのセットで減速し、かつディファレンシャルギア４８ｅがこの減速された駆動力を左右の後輪軸（アクセルシャフト）４０、４０に分配して行うようになっている。
【００２０】
また、ギアケース４４は左右のケース体４４ｌ、４４ｒがほぼ中央の合わせ面で合わせられてボルト締結しており、内部には前記減速ギア（例えば円筒ギア）４８ａ〜４８ｄのセットおよびディファレンシャルギアユニット４８ｅ（デフギア４８ｅ１、サイドギア４８ｅ２、ピニオンギア４８ｅ３）が所定位置で回転動するように装着されている。ギアケース４４のケース体４４ｌ、４４ｒはいずれも金属鋳造等で製造できるものである。右側ケース体４４ｒはその前端部からアーム部４４ａが前方に延びて一体形成されており、そのアーム部４４ａ前端部にはサイドフレームの後部２４ｃに（ブラケット４６ｒに軸着して）軸支するリング状の揺動軸受け部４４ａ１が形成されている。なお、ギア４８ｂ軸にはブレーキ機構４９が設けられている。（ブレーキドラム４９ａ、ブレーキシュー４９ｂ）。
【００２１】
また、ギアケース４４の前部にはデファレンシャルギア４８ｅよりも高い位置にモータ４２がボルト締着されている。ギアケース４４後部からは左右に後輪軸４０、４０が延びており、この後輪軸４０、４０は、パイプ状の後輪軸ケース（アクセルケース）５０、５０で覆われて、この後輪軸ケース５０、５０により後輪軸４０、４０が挿着されて外側端部にベアリングで支持されている。この後輪軸４０、４０は、内側端部がディファレンシャルギア４８ｅのサイドギア４８ｅ２にスプライン結合し外側端部に後輪８、８がスプライン結合しボルト締着されている。
【００２２】
そして、車体左側の後輪軸ケース５０には、アーム部材５２の後端が溶接により固定され、該アーム部材５２の前端はサイドフレームの後部２４ｃに（ブラケット４６ｌに軸着して）軸支するリング状の揺動軸受け部５２ａが形成されている。なお、アーム部材５２は下方に向けて弧状に曲がってモータ４２の下方を回り込んでいる。このアーム部材５２は、駆動ユニットからモータ４２のみを取り外して見ることができるように、また、モータ４２を縁石等から守る機能も持っている。
【００２３】
前記サイドフレーム２４、２４の後部２４ｃ、２４ｃの下部には、左右にブラケット４６ｒ、４６ｌが設けられている。右のブラケット４６ｒには前記ギアケースのアーム部４４ａ軸受け部４４ａ１が軸支され、また、左のブラケット４６ｌにはアーム部材の揺動軸受け部５２ａが軸支されている。
したがって、前記ギアケース４４およびアーム部材５２がブラケット４６ｒおよび４６ｌを軸にしてフレーム１６に対して揺動可能になっており、ギアケース４４およびアーム部材５２がサスペションアームになっている。
【００２４】
そして、ギアケース４４上面部には車体幅方向に向けて孔の空いた突起部４４ｂが形成されている。この突起部４４の形成位置は、駆動ユニット３６のほぼ重心位置である。例えば、実施形態では図６に示すように、ギアを内装するギアケース４４およびモータ４２が比較的重量の重いものであるが、それと左右の後輪軸４０、４０、後輪軸ケース５０、５０および後輪８、８等の駆動ユニット３６全体の重心位置のほぼ近傍に突起部４４ｂを形成している。このため、突起部４４は左右後輪８、８の中央からやや車体幅方向右側に寄って位置している。
【００２５】
この突起部４４ｂに支持ユニット３８の下端部が軸着され、かつ、支持ユニット３８の上端部が前記のようにシートステー１８のブラケット１８ａに軸支されている。したがって、この支持ユニット３８によりギアケース４４を介して後輪軸ケース５０ひいては後輪軸４０の後輪８、８の懸架を行うようになっている。
【００２６】
前記支持ユニット３８は、スプリングおよびダンパーからなるクッションユニットを使用できるものであって、図６や図８に示されるように、ギアケース４４およびアーム部材５２、サイドフレーム後部２４ｃと支持ユニット３８により、側面視でほぼ三角形を呈して懸架しており、シート１０上の乗員の重量を支持できる。クッションユニットを使用した場合には、ギアケース４４とアーム部材５２がブラケット４６ｒ、４６ｌを支点にするスイングアームになって後輪８、８が上下に揺動し、該クッションユニットで緩衝でき、乗り心地が向上する。
【００２７】
上記のように、駆動ユニット３６は、モータ４２および左右後輪軸を支持する後輪軸ケース５０、５０がギアケース４４に固定されて一体化すると共に、駆動ユニット３６の車体フレーム１６への懸架は、駆動ユニット３６の車軸垂直方向一端部のうちの前側端部をアーム部４４ａとアーム部材５２前端で車体フレーム１６に軸支しかつ駆動ユニット３６と車体フレーム１６との間に単一の支持ユニット３８を介在させたものである。
それと共に、支持ユニット３８は、駆動ユニットのほぼ重心位置に連結したものである。
【００２８】
したがって、モータ４２、ギアケース４４、後輪軸４０、４０、後輪軸ケース５０、５０、後輪（タイヤ、ホイールを含む）８、８が一体となった駆動ユニット３６の重心位置近傍で支持するように支持ユニット３８を介して車体フレーム１６に取り付けている。よって、支持ユニット３８が１個で済むのでコストが低減し、重量が減り、さらに部品点数が減る。また、支持ユニット３８は、１個でよいのでサスペンションユニットをリジットロッドに簡単に置換可能であるので、車両製品のバリエーションを簡単に作り出せる。
【００２９】
また、駆動ユニット３６のモータ４２の配置は、モータ４２、ギア機構（４８ａ〜４８ｄ）および後輪軸４０のうちで駆動ユニット３６のピボット側端部に最も近い位置にしたものである。
したがって、サスペンションを揺動運動した時に揺れを少なくすることができる。また、モータ４２はファイナルギアのデファレンシャルギア４８ｅよりは高い位置に配置したのでモータ４２が走行中に障害物に当たりにくい。
【００３０】
なお、本発明は駆動輪が後輪に限定されず、駆動輪が前輪の場合には、前輪の駆動ユニットに本発明を採用できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明によれば、従来複数必要であって支持ユニットを単一化して減少できるようにし、構造の簡素化から、部品点数を削減できるため、コストを低減できる。また、重量を低減できるので、同一の充電量を航続距離を延ばすことができ、バッテリーの軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００３２】
また、支持ユニットは駆動ユニットのほぼ重心位置に連結したものであるので、左右の駆動輪のバランスが良好で、単一のクッションユニットで支持していても、左右駆動輪が同様にクッションし（緩衝動作し）、したがって、簡単な構造で、走行の安定性を向上できる。また、支持ユニットは単一のものであるので、クッションユニットをリジットロッドに交換するのが簡便である。
【００３３】
本発明によれば、駆動ユニットのモータの配置は、車体フレームに最も近い位置にしたものであるので、重量物であるモータが車体フレームに対する駆動ユニットの揺動中心である一端部に最も近くに位置できる。したがって、重量物の揺動が少なくなり、ひいては、破損し難くなる。また、モータへのハーネスの損傷の恐れも少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電動車両の全体側面図である。
【図２】図１の電動車両のフレームの斜視構成説明図である。
【図３】図１の電動車両のフレーム等の平面視構成説明図である。
【図４】図１の電動車両のフレームおよび後輪懸架装置の斜視構成説明図である。
【図５】図１の電動車両のフレームおよび後輪懸架装置の側面視構成説明図である。
【図６】図１の電動車両の駆動ユニットの平面視説明図である。
【図７】駆動ユニットの断面視説明図である。
【図８】ギアケース周辺の側面視詳細図である。
【符号の説明】
８、８  後輪
１６  車体フレーム
３６  駆動ユニット
３８  支持ユニット
４０  後輪軸
４４  ギアケース
４４ａ  アーム部
５０  後輪軸ケース
５２  アーム部材
【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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