JP2002186115A - 電気自動車の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 停止中にサイドブレーキの他にもう１つのロ
ック機構を取付け、停止機能を強化した電気自動車の駆
動機構を提供する。 【解決手段】 電気自動車の駆動装置において、インホ
イールモータ方式に用いられるモータの回転軸に、回転
を止めるロック機構６００を係脱可能に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車の駆動
装置に係り、特にその駆動装置の一部を構成するブレー
キ装置に関するものである。

【０００２】図８に示すように、電気自動車とは、電動
機１０１の駆動力のみを用いて走行が可能な車であり、
その電動機１０１に供給する電力源として、二次電池
（バッテリー）を用いるものを狭義の電気自動車Ａ、エ
ンジン発電機を用いるものをシリーズハイブリッド車
Ｂ、燃料電池を用いるものを燃料電池車Ｃと呼ぶことに
する。なお、図８において、１０２は車輪、１０３はコ
ントローラ、１０４は二次電池、２０１はエンジン、２
０２は発電機、３０１は水素供給源、３０２は燃料電池
である。

【０００３】このように、電気自動車とは、回転式電気
電動機の駆動力のみを用いて走行が可能な車であり、そ
の電気電動機に供給する電力源として、二次電池、燃料
電池、内燃機関を用いた発電機、太陽電池等およびこれ
らを組み合わせたものを使用した車と定義する。ただ
し、以下の説明では、二次電池のみを用いた電気自動車
を念頭におくが、燃料電池、内燃機関発電機、太陽電池
を電力源とする車も当然に含まれる。

【０００４】

【従来の技術】従来の電気自動車用の駆動機構の詳細
を、図７を参照して説明する。

【０００５】この駆動機構１００は、モータ２００と、
減速歯車機構３００とブレーキ４００を組み合わせて一
体のユニット機構としたものであり、タイヤ５００が装
着される。

【０００６】モータ２００は永久磁石式交流モータであ
る。このモータ２００のケーシング２１０は、アウター
フレーム２１１とインナーフレーム２１２と端リング２
１３と端板２１４とで構成されている。アウターフレー
ム２１１は円筒状となっており図中右側部にブラケット
部２１１ａを有している。インナーフレーム２１２はア
ウターフレーム２１１の内側に同心状に配置された円筒
状部材であり図中右側部にブラケット部２１２ａを有し
ている。そしてブラケット部２１１ａとブラケット部２
１２ａがボルト結合されることにより、アウターフレー
ム２１１とインナーフレーム２１２が連結されている。
アウターフレーム２１１の左端面には端リング２１３が
ボルト付され、この端リング２１３には端板２１４がボ
ルト付されている。

【０００７】アウターフレーム２１１の内周面には、固
定子鉄心２２１及びコイル２２２で形成した固定子２２
０が取り付けられている。また、インナーフレーム２１
２の外周面にはモータベアリング２３０を介して円筒状
の回転子２４０が回転自在に取り付けられている。回転
子２４０は回転子鉄心２４１及び永久磁石２４２により
形成されている。

【０００８】モータ２００のコイル２２２にはケーブル
２８０を通じて交流電流が供給され、回転速度検出器２
６０で検出した回転速度信号はケーブル２８１を介して
出力される。

【０００９】なお、アウターフレーム２１１に形成した
支持リング２９０，２９１がサスペンションの支点に連
結されて、この駆動機構１００が電気自動車のシャーシ
へ取り付けられる。

【００１０】減速歯車機構３００は遊星歯車機構で構成
されており、シャフト２７０の回転を減速してホイール
軸４１０に伝える。この場合、減速歯車機構３００のキ
ャリア３０１は、ホイール軸４１０にセレーション結合
しており、ホイール軸４１０の軸方向移動を許容しつつ
回転力を伝えるようにしている。更に、図７の例では、
減速歯車機構３００の外径の寸法は、回転子２４０の内
周径よりも大きくなっている。またホイール軸４１０が
貫通しているホイール軸管４１１は、ブラケット部２１
１ａ，２１２ａに固定されている。

【００１１】そして、モータ２００とブレーキ４００と
の連結部分の空スペース、具体的にはインナーフレーム
２１２のブラケット部２１２ａとホイール軸管４１１と
で囲むスペースに、前記減速歯車機構３００を配置する
ようにしている。更にシャフト２７０の端面とホイール
軸４１０との端面はピボット４１２によりピボット支持
されている。

【００１２】ブレーキ４００はドラムを用いた液圧ブレ
ーキである。即ち、ホイール軸４１０にはホイールハブ
４２０がボルト付され、このホイールハブ４２０にはブ
レーキドラム４３０がボルト付されている。またホイー
ル軸管４１１とホイールハブ４２０との間にはハブベア
リング４４０が介装されている。

【００１３】このブレーキ４００ではブレーキペダルが
踏まれて液圧が高くなると、ホイールシリンダ４０１の
作用によりブレーキシュー４０２が押し広げられてブレ
ーキドラム４３０に接触し、ブレーキが作用する。

【００１４】タイヤ５００はディスクホイール５０５の
リム５１０に取り付けられている。このリム５１０はデ
ィスクホイール５０５の車輪円板を介してブレーキドラ
ム４３０に連結されている。

【００１５】上記構成となっている駆動機構１００で
は、モータ２００が駆動して回転子２４０が回転する
と、この回転は回転ブロック２５０及びシャフト２７０
に伝わり、減速歯車機構３００で減速されてホイール軸
４１０に伝わる。このためホイール軸４１０に連結され
たタイヤ５００及びブレーキドラム４３０が回転し、こ
れにより電気自動車が走行する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の電気自
動車の駆動機構では、車輪の内部にモータおよび減速機
構からなる駆動装置を挿入した、いわゆるインホイール
モータ方式の駆動装置であって、停車中に車両を停止状
態にしておくための装置としては機械式ブレーキに組み
込まれたサイドブレーキしか取り付けられていなかっ
た。この種のサイドブレーキは、車両停止状態に維持す
るためのワイヤーがしばしば緩み、制動力が弱くなった
り、凍結時には作動不良になったりすることがあった。

【００１７】本発明は、上記問題点を除去し、停止中に
サイドブレーキの他にもう１つのロック機構を取付け、
停止機能を強化した電気自動車の駆動装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕電気自動車の駆動装置において、インホイールモ
ータ方式に用いられるモータの回転軸に、回転を止める
ロック機構を係脱可能に設けるようにした。

【００１９】〔２〕上記〔１〕記載の電気自動車の駆動
装置において、前記回転軸に係合溝を形成すると共に、
前記係合溝に係合する係止体を前記回転軸に回転可能且
つ前進および後進可能に遊嵌するようにした。

【００２０】〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の電気自
動車の駆動装置において、前記ロック機構を、電磁駆動
される中空第１筒体、この中空第１筒体に遊嵌する中空
第２筒体、この中空第２筒体を前記中空第１筒体に回転
可能且つ後進可能に突起と案内溝で関係付け、前記中空
第１筒体の中空部に前記回転軸を遊嵌するようにした。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００２２】図１は本発明の実施例を示す電気自動車用
の駆動機構の構成図である。なお、図７の駆動装置と同
じ部分には同じ符号を付してそれらの説明は省略する。

【００２３】この実施例は、上記した従来の図７に示さ
れる駆動装置１００を改良して、ロック機構６００を配
置した点に特徴がある。

【００２４】回転子鉄心２４１には回転ブロック２５０
がボルト付けされ、回転ブロック２５０の左端にはロッ
ク機構６００が設けられ、回転ブロック２５０の右部に
はシャフト２７０がセレーション結合されている。

【００２５】このロック機構６００は、ケーブルの配管
を兼ねる支持フレーム６０１により端板２１４に固定さ
れている。その固定はブッシュ６０２により行われる。
また、ブッシュ６０２はケーブルのケーブル端子６０３
の引き出しも行う。なお、ここでは、図７に示す回転速
度検出器は、図示しないが別の箇所に配置するものとす
る。

【００２６】この実施形態のロック機構６００は、図２
に示すように、係止機構１０と、電磁プランジャ３０と
からなる。係止機構１０は、中空第１筒体１５、中空第
２筒体１１、コイルバネ１４、中空第１筒体１５に設け
た突起１２、この突起１２が遊嵌する中空第２筒体１１
の内面に形成される案内溝１３、中空第２筒体１１の端
面に設けた係合溝（図示なし）に嵌挿する係止体１７、
中空第１筒体１５の端面に設けたシャフト１６とからな
る。

【００２７】中空第１筒体１５は、中空内面が円筒状に
なっている。この中空第１筒体１５の中空円筒部には、
後述する回転ブロックの案内軸２０またはシャフト２１
の案内部が回転自在に遊嵌される。シャフト１６は、中
空第１筒体１５の端面に連設されていて、コイルバネ１
４の抜け止めの作用も奏する。中空第２筒体１１は、中
空第１筒体１５と同じ中空内面が円筒状になっていて、
中空第１筒体１５に対して摺動自在で遊嵌可能な関係に
なっている。

【００２８】コイルバネ１４は中空第１筒体１５の外周
に遊嵌され、シャフト１６の端面と中空第２筒体１１の
端面との間を伸長する作用を奏する。中空第２筒体１１
には、その円筒外面から内面まで開口した案内溝１３が
筒体の長さ方向に対して斜めに設けられている。中空第
２筒体１１には、他端に係止体１７が設けられている。
この係止体１７は、後述する回転ブロックの軸部２０に
形成した係合溝２２に対応した形状をしている。この実
施態様の場合は、断面長方形の柱状をした係止体１７が
遊嵌するように係合溝２２が形成されている。

【００２９】この係止機構１０について、図２の裁断線
Ａから矢印方向に破断した断面図を図５（Ａ）に示す。
同じく、図２の裁断線Ｂから矢印方向に破断した断面図
を図５（Ｂ）に、図２の裁断線Ｃから矢印方向に破断し
た断面図を図５（Ｃ）に、それぞれ示す。

【００３０】また、図６は係止機構のシャフトの操作を
電気的に行う実施例を示すもので、この実施の態様は電
磁プランジャを示す。

【００３１】電磁プランジャ３０は、電磁コイル３１、
棒状永久磁石３２、ストッパー３３、軟磁性体または永
久磁石からなり、状態の記憶作用を奏する保持体３４、
ヨーク３５とからなり、ヨーク３５の中空スロットルに
棒状永久磁石３２を左右摺動自在に設けてある。

【００３２】図６（ａ）は電磁プランジャの吸引状態を
示し、ヨーク３５と磁石３２の各極が吸引状態となる。
この状態で励磁入力を零としても磁石３２はヨーク３５
の鉄心に吸着し、状態を保持する。図６（ｂ）は電磁プ
ランジャの反発状態を示すもので、ヨーク３５と磁石３
２の各極が反発し、磁石３２は保持体３４に接すること
になる。この状態で励磁入力を零としても磁石３２と保
持体３４とが吸着し、状態を保持することになる。

【００３３】図３は本発明の実施例を示すロック機構を
装着する回転軸の構成図であり、図４は破断線Ｄから矢
印方向に破断した断面図である。

【００３４】回転ブロック２５０の１端部の軸部２０に
は、図３および図４に示すように、その円周方向に離し
て係合溝２２が複数、軸２１の長さ方向に沿うように、
設けられている。係合溝２２の長さは、係止機構１０の
係止体１７の長さに対応するように形成されている。こ
の軸部２０の先端側には、この軸部２０の径より細い径
の案内軸２１が突設されている。案内軸２１の径は、前
記係止機構１０の中空第１筒体１５の内側中空筒に遊嵌
する径に形成されている。

【００３５】他の軸部の実施態様として、例えば、減速
歯車機構３００の前後のシャフト２７０またはホイール
軸４１０を軸部とする態様も実施可能である。シャフト
２７０の場合、シャフト２７０の一部に太径部と細径部
を連接し、太径部をシャフト２７０そのものとし、細径
部を図３に示すように連続して形成し、細径部に係止機
構１０の中空第１筒体１５の中空内筒部を遊嵌し、係止
機構１０の係止体１７に対応する係合溝を図４に示すよ
うな対称的な配置で複数長さ方向に沿って形成する。

【００３６】シャフト２７０における係止機構１０の組
込は、シャフトの組込の初期に予め先行して行ってお
く。ホイール軸４１０の場合もシャフト２７０と同様に
組込の初期に行っておく。軸部をシャフト２７０または
ホイール軸４１０とするときは、係止機構１０および電
磁プランジャ３０の組込に適合するように空間を確保す
る。

【００３７】（動作態様） （ａ）非ロック時 回転ブロック２５０の端部に設けた案内軸２１が中空第
１筒体１５の中空内筒部に遊嵌し、係止体１７が係合溝
２２の端部手前にある状態。この状態では、電磁プラン
ジャ３０は、図６（ａ）に示す状態にある。即ち、電磁
コイル３１の励磁の向きは、棒状永久磁石３２の各磁極
を吸引するように励磁される。一旦励磁したあと、励磁
電流をゼロにしても、棒状永久磁石３２の磁極とヨーク
３５との磁気吸着力によりこの状態を保持する。

【００３８】（ｂ）ロック時 図６（ａ）の状態から、電磁プランジャ３０の電磁コイ
ル３１の励磁電流の向きを図６（ｂ）に示すように切り
換えると、電磁コイル３１の発生磁界が逆になって、棒
状永久磁石３２の各磁極に対し反発力が発生して棒状永
久磁石３２をその先端が保持体３４に当接する位置まで
押し出す。この状態で励磁電流をゼロにしても、棒状永
久磁石３２と保持体３４が吸着してこの状態を保持す
る。

【００３９】シャフト１６が押し出されるとき、図２の
状態のまま係止体１７も押し出され、初期段階で、まず
係止体１７が軸部２０の案内軸２１に連なる端面に当接
する。このとき、係止体１７と係合溝２２が一致すれ
ば、押し出し動作に追従して両者が確実に嵌合し、ロッ
ク状態を形成する。一致しないとき、シャフト１６の押
し出し動作に追従してコイルバネ１４を圧縮しながら、
中空第１筒体１５が押し出される。これに連動して、突
起１２が押し出され、突起１２に対して案内溝１３が円
運動で移動し、結果として中空第１筒体１５に対して中
空第２筒体１１が回転しながら押し戻され、係止体１７
が軸部２０の案内軸２１に連なる端面に当接しながら円
運動をすることになる。係合溝２２は複数設けてあるの
で係止体１７が円運動をすれば、どこかで必ず係合溝２
２に係合する。この結果、ロック状態となり、保持でき
る。

【００４０】（ｃ）再度非ロック時 図６（ｂ）の状態から、電磁コイル３１の励磁電流の向
きを図６（ａ）と同じ向きに換えると、棒状永久磁石３
２と保持体３４との吸着力に抗して電磁コイル３１と棒
状永久磁石３２との吸着力が大きくなり、棒状永久磁石
３２はヨーク３５側に吸着される。このようにして、サ
イクリックにシャフト１６を押し引き駆動できる。この
結果、係止体１７と係合溝２２との係合を解除して、図
６（ａ）の初期状態に復帰させることができる。

【００４１】電磁コイル３１への励磁電流のＯＮ、ＯＦ
Ｆは、運転席に設けた操作スイッチにより行う。

【００４２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【００４３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、インホイールモータ方式に用いられるモータの
回転軸または変速ギヤに取り出し軸に停止中に自由な回
転を止めるためのロック機構を設けたので、車両を確実
に停止状態に止めることができる。また、駆動源である
モータの軸に直接ロック機構を設けたので、ロック作用
がより確実になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す電気自動車用の駆動機構
の構成図である。

【図２】本発明の実施例を示すロック機構の斜視図であ
る。

【図３】本発明の実施例を示すロック機構を装着する回
転軸の構成図である。

【図４】図３の破断線Ｄから矢印方向に破断した断面図
である。

【図５】図２の破断線Ａ，Ｂ，Ｃから矢印方向に破断し
た断面図である。

【図６】本発明の実施例を示す電磁プランジャの動作状
態を示す断面図である。

【図７】従来の電気自動車用の駆動機構の構成図であ
る。

【図８】電気動力自動車の基本構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ 係止機構 １１ 中空第２筒体 １２ 突起 １３ 案内溝 １４ コイルバネ １５ 中空第１筒体 １６ シャフト １７ 係止体 ２０ 軸部 ２１ 案内軸 ２２ 係合溝 ３０ 電磁プランジャ ３１ 電磁コイル ３２ 棒状永久磁石 ３３ ストッパー ３４ 保持体 ３５ ヨーク １００ 駆動機構 ２００ モータ ２１０ ケーシング ２１１ アウターフレーム ２１１ａ，２１２ａ ブラケット部 ２１２ インナーフレーム ２１３ 端リング ２１４ 端板 ２２０ 固定子 ２２１ 固定子鉄心 ２２２ コイル ２３０ モータベアリング ２４０ 円筒状の回転子 ２４１ 回転子鉄心 ２４２ 永久磁石 ２５０ 回転ブロック ２８０ ケーブル ２９０，２９１ 支持リング ３００ 減速歯車機構 ４００ ブレーキ ４１０ ホイール軸 ５００ タイヤ ６００ ロック機構 ６０１ 支持フレーム ６０２ ブッシュ ６０３ ケーブル端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インホイールモータ方式に用いられるモ
   ータの回転軸に、回転を止めるロック機構を係脱可能に
   設けたことを特徴とする電気自動車の駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電気自動車の駆動装置に
   おいて、前記回転軸に係合溝を形成すると共に、前記係
   合溝に係合する係止体を前記回転軸に回転可能且つ前進
   および後進可能に遊嵌したことを特徴とする電気自動車
   の駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電気自動車の駆動
   装置において、前記ロック機構を、電磁駆動される中空
   第１筒体、該中空第１筒体に遊嵌する中空第２筒体、該
   中空第２筒体を前記中空第１筒体に回転可能且つ後進可
   能に突起と案内溝で関係付け、前記中空第１筒体の中空
   部に前記回転軸を遊嵌したことを特徴とする電気自動車
   の駆動装置。