JP2004032840A

JP2004032840A - 車輪の駆動装置及びゴルフカー

Info

Publication number: JP2004032840A
Application number: JP2002181668A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Takeshita; 竹下　正敏
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP4138374B2

Abstract

【課題】小型軽量化を図り易いとともにバックラッシュを抑えることができ、しかも、車輪の駆動装置としての十分な伝達効率が得られる車輪の駆動装置を提供する。
【解決手段】回転力を出力する駆動源１１と、駆動源１１により回転駆動されるウオーム１８と、ウオーム１８のねじ状の歯１９に噛合して従動するホイール２０と、ホイール２０に接続された駆動車輪３３の車軸３４とを備え、ホイール２０がホイール本体２１の外周に所定間隔で配設された複数の回転体２２を有し、複数の回転体２２がそれぞれホイール本体２１の半径方向に沿う回転軸２３に回動自在に取付られ、隣接する回転体２２の間にウオーム１８のねじ状の歯１９が噛合され、ウオーム１８が回転すると回転体２２が転動してホイール２０を回転させるように構成した。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車軸に装着された車輪を駆動するための駆動装置に係り、特に、短い伝達経路により大きな減速比で駆動力を伝達することができる車輪の駆動装置及びそれを用いたゴルフカーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車輪の駆動装置では、駆動源から車輪までの回転力が伝達される経路はできるだけ伝達効率が高くなるように構成されている。特に、ゴルフカー等の小型電気車では、小型軽量化を図るために駆動源から車軸までの伝達経路ができるだけ短くて伝達効率が高い駆動装置が望まれている。
【０００３】
図５乃至図７は従来のゴルフカー及びその駆動装置を示す。
【０００４】
このゴルフカー３０の駆動装置３１では、後部座席３２の下側であって後輪３３の車軸３４の前側にバッテリー３５及び駆動モータ３６が配置され、図６及び図７に示すように、駆動モータ３６の出力軸３７から、減速機構３８及び差動装置３９を経由して、後輪３３の車軸３４まで駆動力が伝達されるように伝達経路が構成されている。
【０００５】
減速機構３８は、動力伝達部品として４つのギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを備えている。ここでは４つのギア４１ａ〜４１ｄを用いることにより、過剰に大きい直径のギアを用いることなく、所定の大きな減速比を得ている。
【０００６】
差動装置３９は、左右の後輪３３間の略真中に配置されていて、減速機構３８の最終のギア４１ｄが差動ケース４０の一部を構成している。このギア４１ｄからの回転がピニオン４２を介して左右の車軸３４に伝達されるようになっている。
【０００７】
また、この駆動装置３１には、パーキングブレーキとしての電磁ブレーキ４３が設けられている。電磁ブレーキ４３は、減速比に応じた大きな制動力が得られるように駆動モータ３６の出力軸３７側に配置されている。また、ハウジング４４の差動装置３９側には、図６に示すように、車速センサ４５が装着されていて、ギア４１ｄの回転停止を検出することにより電磁ブレーキ４３を作動させ、出力軸３７の回転の停止状態を維持するように構成されている。
【０００８】
このような駆動装置を有するゴルフカー３０では、駆動モータ３６の回転力が減速機構３８及び差動装置３９を経由して車軸３４に伝達され、これにより後輪３３が駆動されて走行する。また、停車時には、電磁ブレーキ４３により駆動モータ３６の出力軸３７の回転が停止した状態で維持される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような駆動装置３１では、多数のギア４１ａ〜４１ｄを介して駆動モータ３６の回転力が伝達されるため、動力伝達部品及びそれに付随する部品の点数が多く、駆動装置３１の重量が重くなりやすい。また、ギア４１ａ、４１ｂ間及びギア４１ｃ、４１ｄ間毎にそれぞれバックラッシュが存在するため、各ギア間毎のバックラッシュが複合されて大きくなり易い。その結果、このバックラッシュに起因して、駆動装置３１の駆動時の騒音が大きくなりやすく、さらに、駆動モータ３６の回転の停止直後に後輪３３が回動するため、車体が揺れてスムーズな停車が行い難いなどの問題点を有していた。
【００１０】
また、このような駆動装置３１では、駆動モータ３６の出力軸３７と車軸３４とが近接して平行に配置されているため、左右一対の後輪３３間の中心に配置された差動装置３９に対し、駆動モータ３６が右又は左にずれた位置に配設されて車体の重量バランスが悪く、走行安定性が低下し易いという問題点もあった。
【００１１】
そこで、この発明では、小型軽量化を図り易いとともにバックラッシュを抑えることができ、しかも、十分な伝達効率が得られる車輪の駆動装置及びこのような車輪の駆動装置を備えたゴルフカーを提供することを課題とする。
【００１２】
また、車体の重量バランスを向上させることを他の課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の車輪の駆動装置は、回転力を出力する駆動源と、該駆動源により回転駆動されるウオームと、該ウオームのねじ状の歯に噛合して従動するホイールと、該ホイールに接続された駆動車輪の車軸とを備え、前記ホイールは、該ホイール本体の半径方向に沿う回転軸がホイール本体の外周に所定間隔で複数設けられ、該回転軸に回転体がそれぞれ回動自在に取付られ、前記ホイールの隣接する前記回転体の間に前記ウオームのねじ状の歯が噛合され、前記ウオームが回転すると前記回転体が転動して前記ホイールを回転させるように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載の車輪の駆動装置は、請求項１に記載の構成に加え、前記駆動源が駆動モータであることを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項３に記載の車輪の駆動装置は、請求項２に記載の構成に加え、前記駆動車輪が左右一対の後輪であり、該左右一対の後輪の略真中に前記ホイールが配置され、該ホイールの軸と前記車軸とが同一軸上に設けられ、前記駆動モータの出力軸と前記ウオームの軸とが同一軸上に設けられ、前記後輪の車軸の前側に前記駆動モータが配置されたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の車輪の駆動装置は、請求項２又は３に記載の構成に加え、前記駆動モータの出力軸が鉛直方向に沿う方向となるように前記駆動モータが前記ウオームの上側に配置されたことを特徴とする。
【００１７】
さらに、請求項５に記載の車輪の駆動装置は、請求項４に記載の構成に加え、前記駆動モータの上部に電磁ブレーキを前記出力軸に直結して設けるとともに、前記駆動モータの出力軸の回転を検出可能な車速センサを設け、該車速センサにより前記出力軸の停止状態を検出して前記電磁ブレーキを作動させるように構成したことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の車輪の駆動装置は、請求項１乃至５の何れか１つに記載の構成に加え、前記複数の回転体は、それぞれ前記ホイール本体に取外し可能に装着されていることを特徴とする。
【００１９】
そして、請求項７に記載のゴルフカーは、前記請求項１乃至６の何れか１つに記載の駆動装置により左右一対の車輪が駆動されるように構成されたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１及び図２はこの実施の形態の駆動装置を示し、図３及び図４はその駆動装置を装着したゴルフカーを示す。
【００２２】
図において、符号１０はゴルフカー３０の後輪３３を駆動するための駆動装置である。この駆動装置１０は、図１及び図２に示すように、駆動源としての駆動モータ１１を備え、この駆動モータ１１の出力軸１２に減速機構１３及び差動装置１４が順に接続され、この差動装置１４に左右の後輪３３の車軸３４が接続されて、駆動モータ１１の出力軸１２の回転力が車軸３４まで伝達されるように伝達経路が構成されている。ここでは駆動モータ１１は、車軸３４に対して前側で、かつ、出力軸１２が鉛直方向に沿うようにして減速機構１３の上側に配置されていて、減速機構１３及び差動装置１４は駆動モータ１１に装着されたハウジング１６内に一体的に設けられている。
【００２３】
減速機構１３は、駆動モータ１１の下側の出力軸１２に直結されて回転駆動されるウオーム１８と、このウオーム１８に噛合して従動するホイール２０とを備えている。ウオーム１８の外周面には所定ピッチでネジ状の歯１９が形成されている。一方、ホイール２０は、回転可能な略円形のホイール本体２１と、このホイール本体２１の外周に配設されて、ネジ状の歯１９に噛合可能な複数の回転体２２とを備えている。複数の回転体２２は、円筒状の形状を有し、ホイール本体２１の半径方向に沿う回転軸２３にそれぞれ回動自在に取付けられている。各回転体２２は、ホイール本体２１の外周から突出した状態で配置され、ネジ状の歯１９のピッチに対応した所定の間隔で配列している。
【００２４】
このホイール２０とウオーム１８とは、互いに組合わされていて、隣接する回転体２２間にウオーム１８のネジ状の歯１９が噛合され、ネジ状の歯１９の溝側面部分に回転体２２の外周面が当接した状態でウオーム１８が回転すると、回転体２２が転動しつつネジ状の歯１９で押圧され、これによりホイール２０を回転させるようになっている。
【００２５】
この減速機構１３では、ウオーム１８に対してホイール２０の回転体２２の数により減速比を設定することができ、ここでは回転体２２の数を多くすることにより、従来の多数のギア４１ａ〜４１ｄを用いた減速機構と同等の所定の大きな減速比に設定されている。
【００２６】
差動装置１４は、減速機構１３から差動ケース２４に伝達された回転力を、ピニオン２５を介して、車軸３４の端部に設けられたサイドギア２６に伝達するように構成されている。この差動装置１４では、差動ケース２４の一部がホイール２０により構成されているため、減速機構１３で減速された回転力がホイール２０から直接差動装置１４に伝達される。
【００２７】
駆動モータ１１の上部、即ち、ウオーム１８とは反対側の端部１２ａには、電磁ブレーキ２７が出力軸１２と直結して設けられている。この電磁ブレーキ２７は作動時に出力軸１２を停止状態で維持するように構成されている。さらに、この出力軸１２の端部１２ａには、出力軸１２の回転を検出可能な車速センサ２８が設けられていて、出力軸１２の停止状態を検出して電磁ブレーキ２７を作動するように構成されている。
【００２８】
この実施の形態のゴルフカー３０では、図３及び図４に示すように、上記のような駆動装置１０が左右一対の後輪３３を駆動するように装着されている。ここでは、差動装置１４が左右の後輪３３間の中心に配置されて、ホイール２０がその中心付近に配置されている。なお、この駆動モータ１１の前側にはバッテリー３５が配置されている。
【００２９】
以上のような車輪の駆動装置１０によれば、駆動モータ１１により回転駆動されるウオーム１８と、このウオーム１８のねじ状の歯１９に噛合して従動するホイール２０とにより駆動モータ１１の回転力を車軸３４に伝達するので、ウオーム１８とホイール２０だけで大きな減速比を得ることができ、伝達経路を短くして、動力伝達部品を少なくできる。
【００３０】
特に、ウオーム１８が駆動モータ１１の出力軸に直結され、ホイール２０が差動装置１４の差動ケース２４の一部を構成しているため、特に短い伝達経路が得られる。そのため、減速機構１３の部品点数が少なくて軽量小型化が図り易い。そして、このような駆動装置１０を装着したゴルフカー３０では、軽量のため走行中に芝に乗り入れても芝を傷めにくい。
【００３１】
また、減速機構１３はウオーム１８とホイール２０で構成されているため、動力伝達部品が少ない上、従来のように複数のギア４１ａ〜４１ｄを用いることにより生じるバックラッシュがない。そのため、駆動時には従来の複数の歯車を使用した減速機構に比べて騒音が小さい。また、駆動モータ１１の出力軸１２の回転停止時に後輪３３が回動するのを抑制でき、電磁ブレーキ２７を作動させて停車した直後の車体の揺れが少なくてスムースな停車を行うことが可能である。
【００３２】
しかも、隣接する回転体２２の間にウオーム１８のねじ状の歯１９が噛合されて、ウオーム１８が回転すると、回転体２２が転動してホイール２０を回転させるように構成されているので、ウオーム１８からホイール２０へ回転力を伝達する際の抵抗を少なくすることができ、伝達効率がよい。即ち、従来のウオームギアのように当接面同士が摺動する動力伝達部品の場合には、当接して摺動するため回転伝達時の抵抗が大きいが、回転体２２が転動することにより伝達するようにすると摺動部分が少なく、回転伝達時の抵抗を小さくでき、これにより十分な伝達効率が得られる。
【００３３】
また、バッテリー３５で駆動モータ１１を駆動させるが、駆動装置１０が小型軽量で、しかも伝達効率がよいため、駆動時の消費エネルギーを少なくすることができ、バッテリー３５の容量を増やさずに航続距離を延ばしたり、バッテリ３５を小さくすることが可能である。
【００３４】
さらに、ホイール２０が左右一対の後輪３３の略真中に配置されていて、このホイール２０の軸が車軸３４と同一軸上にあるとともに、ホイール２０に噛合するウオーム１８の軸と駆動モータ１１の出力軸１２が同一軸上であるため、車体における重量割合が大きい駆動モータ１１を後輪３３間の略真中に配置することができ、しかも、後輪３３の前側に駆動モータ１１が配置されているので、後輪３３と前輪の間に配置することができ、車体の左右方向及び前後方向の重量バランスを向上しやすく、車体の走行安定性を向上することが可能である。
【００３５】
また、出力軸１２が鉛直方向に沿う方向となるように駆動モータ１１がウオーム１８の上部に配置されているので、駆動モータ１１を立てた状態で車載することができ、車体の平面方向の配置スペースをコンパクトにすることが可能である。
【００３６】
さらに、駆動モータ１１の上部に電磁ブレーキ２７を出力軸１２に直結して設けるとともに、駆動モータ１１の出力軸１２の回転を検出する車速センサ２８を設け、この車速センサ２８により駆動モータ１１の出力軸１２の停止状態を検出して電磁ブレーキ２７を作動させるように構成したので、電磁ブレーキ２７により減速比に応じた大きな制動力が確保できるとともに、駆動装置１０の下側には電磁ブレーキ２７を設けないため、車体の最低地上高を確保し易い。
【００３７】
また、複数の回転体２２がそれぞれホイール本体２０に取外し可能に装着されているので、一部の回転体２２が破損した場合、その回転体２２だけを交換することが可能であり、従来のようにギア全体を交換する必要がなく、メンテナンス性が改善できる。
【００３８】
なお、この発明はこの実施の形態に限定されるものではなく適宜変更可能であり、例えば上記では駆動装置１０により後輪３３を駆動するように構成したが、前輪を駆動してもよい。
【００３９】
また、上記では左右一対の車輪を駆動するために駆動装置１０を用いたが、一つの車輪を駆動する場合であっても、この発明の駆動装置を用いることは可能である。その場合、差動装置１４は必要なく、ホイール２０の回転力を直接駆動輪に伝達するように構成できる。
【００４０】
さらに、上記ではゴルフカーの例について説明したが、ゴルフカー以外の電気車に適用することも可能であり、さらに、エンジン等の他の駆動源を用いた車両の駆動装置としても適用することは可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述の通り、請求項１に記載の車輪の駆動装置によれば、駆動源により回転駆動されるウオームと、このウオームのねじ状の歯に噛合して従動するホイールとにより駆動源の回転力を車軸に伝達するようにしたので、少ない動力伝達部品で大きな減速比を達成することができ、部品点数を少なくして軽量小型化を図り易い。しかも、少ない動力伝達部品で回転力が伝達されるため、従来のような複合化された大きなバックラッシュが生じることを防止できる。そのため、駆動時の騒音を抑えることができ、また、駆動源の出力軸の回転停止時に駆動車輪が回動するのを抑制でき、停車直後の車体の揺れを抑えてスムースな停車を行うことが可能である。
【００４２】
しかも、ホイール本体の外周に所定間隔で配設された複数の回転体を有し、この複数の回転体がそれぞれホイール本体の半径方向に沿う回転軸に回動自在に取付られ、隣接する回転体の間にウオームのねじ状の歯が噛合されて、ウオームが回転すると、回転体が転動してホイールを回転させるように構成されているので、回転体が転動して駆動源からの回転力を伝達することができ、ギア歯の当接面同士が摺動して回転する動力伝達部品に比べて抵抗が小さく、車輪の駆動装置としての十分な伝達効率を得ることができる。
【００４３】
また、請求項２に記載の車輪の駆動装置によれば、駆動源が駆動モータであると、消費エネルギーが少ないため、航続距離を延ばしたり、バッテリを小さくしすることができ、特に効果が顕著である。
【００４４】
また、請求項３に記載の車輪の駆動装置によれば、駆動車輪が左右一対の後輪であり、この左右一対の後輪の略真中にホイールが配置され、ホイールの軸と車軸とが同一軸上に設けられ、駆動モータの出力軸とウオームの軸とが同一軸上に設けられ、後輪の車軸の前側に駆動モータが配置されているので、前記効果に加え、車体における重量の割合が大きい駆動モータを後輪と前輪の間で、ホイールに対応して後輪間の略真中に配置することができるため、車体の左右方向及び前後方向の重量バランスを向上しやすく、これにより車体の走行安定性を向上することが可能である。
【００４５】
さらに、請求項４に記載の車輪の駆動装置によれば、出力軸が鉛直方向に沿う方向となるように駆動モータがウオームの上部に配置されているので、駆動モータを立てた状態で車載することができ、車体の平面方向の配置スペースをコンパクトにすることが可能である。
【００４６】
さらに、請求項５に記載の車輪の駆動装置によれば、駆動モータの上部に電磁ブレーキを出力軸に直結して設けるとともに、駆動モータの出力軸の回転を検出する車速センサを設け、この車速センサにより出力軸の停止状態を検出して電磁ブレーキを作動するように構成したので、電磁ブレーキにより減速比に応じた大きな制動力が得られるとともに、バックラッシュが小さいため、スムーズな停車も可能であり、しかも、駆動装置の下側には電磁ブレーキを設けないため、車体の最低地上高を確保し易い。
【００４７】
また、請求項６に記載の車輪の駆動装置によれば、複数の回転体がそれぞれホイール本体に取外し可能に装着されているので、一部の回転体が破損した場合、その回転体だけの個々の部品交換が可能であり、従来のように動力伝達部品全体を交換する必要がなく、メンテナンス性が改善できる。
【００４８】
そして、請求項７に記載のゴルフカーによれば、請求項１乃至６の何れか１つに記載の駆動装置により左右一対の後輪が駆動されるように構成されているので、自然の中で使用されるゴルフカーの騒音を低減でき、しかも、芝の上に乗り入れても芝を傷めにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の駆動装置の一部を断面で示す側面図である。
【図２】同実施の形態の駆動装置を示す図１のＡーＡ断面図である。
【図３】同実施の形態の駆動装置を装着したゴルフカーの配置図である。
【図４】同実施の形態の駆動装置を装着したゴルフカーの配置図である。
【図５】従来のゴルフカーの側面図である。
【図６】従来の駆動装置の一部を断面で示す側面図である。
【図７】従来の駆動装置を示す図６のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１０　駆動装置
１１　駆動モータ（駆動源）
１２　出力軸
１３　減速機構
１４　差動装置
１８　ウオーム
２０　ホイール
２１　ホイール本体
２２　回転体
２３　回転軸
２７　電磁ブレーキ
２８　速度センサ
３０　ゴルフカー
３３　後輪
３４　車軸
３５　バッテリー

Claims

回転力を出力する駆動源と、該駆動源により回転駆動されるウオームと、該ウオームのねじ状の歯に噛合して従動するホイールと、該ホイールに接続された駆動車輪の車軸とを備え、
前記ホイールは、該ホイール本体の半径方向に沿う回転軸がホイール本体の外周に所定間隔で複数設けられ、該回転軸に回転体がそれぞれ回動自在に取付られ、
前記ホイールの隣接する前記回転体の間に前記ウオームのねじ状の歯が噛合され、前記ウオームが回転すると前記回転体が転動して前記ホイールを回転させるように構成されたことを特徴とする車輪の駆動装置。
前記駆動源が駆動モータであることを特徴とする請求項１に記載の車輪の駆動装置。
前記駆動車輪が左右一対の後輪であり、該左右一対の後輪の略真中に前記ホイールが配置され、該ホイールの軸と前記車軸とが同一軸上に設けられ、前記駆動モータの出力軸と前記ウオームの軸とが同一軸上に設けられ、前記後輪の車軸の前側に前記駆動モータが配置されたことを特徴とする請求項２に記載の車輪の駆動装置。
前記駆動モータの出力軸が鉛直方向に沿う方向となるように前記駆動モータが前記ウオームの上側に配置されたことを特徴とする請求項２又は３に記載の車輪の駆動装置。
前記駆動モータの上部に電磁ブレーキを前記出力軸に直結して設けるとともに、前記駆動モータの出力軸の回転を検出可能な車速センサを設け、
該車速センサにより前記出力軸の停止状態を検出して前記電磁ブレーキを作動させるように構成したことを特徴とする請求項４に記載の車輪の駆動装置。
前記複数の回転体は、それぞれ前記ホイール本体に取外し可能に装着されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載の車輪の駆動装置。
前記請求項１乃至６の何れか１つに記載の駆動装置により左右一対の車輪が駆動されるように構成されたことを特徴とするゴルフカー。