JP2010088173A - 電動車両におけるパーキングブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動輪周辺における部品点数の抑制と構造の単純化を可能とする電動車両のパーキングブレーキ装置を提供する。
【解決手段】バッテリと、電動車両の後輪ＷＲに連結された駆動軸５１、駆動軸５１を駆動するロータ５６及びステータ５５を有し、バッテリから供給される電力に基づいて車両の駆動源となる動力発生モータ５０と、動力発生モータ５０を収容する仕切壁５３を有するスイングアーム１３と、を備えた電動車両におけるパーキングブレーキ装置において、ロータ５６は、ステータ５５に対して軸方向に移動可能であり、ロータ５６に取り付けられたブレーキパッド６０と、ブレーキパッド６０を、スイングアーム１３が有する仕切壁５３側に付勢するブレーキスプリング５８と、を備える構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動車両におけるパーキングブレーキ装置に関する。

従来、モータの駆動力を駆動輪に伝達して走行する電動車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような電動車両も、通常の自動二輪車と同様、例えばブレーキハンドルの操作に従って制動するブレーキ装置とは別に、停車中に駆動輪をロックするパーキングブレーキ装置を備えることが好ましい。
特開平４−２５７７８３号公報

ところで、パーキングブレーキ装置は、走行終了後にレバー操作が必要な上に、その構造も、駆動輪に設けられることが多く、駆動輪周辺の構造を複雑化する一因となる可能性がある。特に電動車両においては、駆動輪の周辺に動力発生モータ等の部品や配線等が集積されるため、部品点数の抑制と構造の単純化が望まれる。
そこで、本発明は、上記の課題を解消し、駆動輪周辺における部品点数の抑制と構造の単純化を可能とする電動車両のパーキングブレーキ装置を提供することを目的としている。

上述課題を解決するため、本発明は、バッテリと、バッテリと、電動車両の駆動輪に連結された駆動軸、この駆動軸を駆動するロータ及びステータを有し、前記バッテリから供給される電力に基づいて車両の駆動源となる動力発生モータと、前記動力発生モータを収容するケースを有するパワーユニットと、を備えた電動車両におけるパーキングブレーキ装置において、前記ロータは、前記ステータに対して軸方向に移動可能であり、前記ロータに取り付けられたブレーキパッドと、前記ブレーキパッドを、前記パワーユニットが有する前記ケース側に付勢するブレーキスプリングと、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、動力発生モータの駆動軸を駆動するロータがステータに対して軸方向に移動可能であり、このロータに取り付けられたブレーキパッドが、ブレーキスプリングによりケース側に付勢されるので、このブレーキパッドがロータとともに軸方向に移動し、ケース側に押しつけられて摩擦を生じることによって、動力発生モータの駆動軸が回転しないように制止される。これにより、駆動軸に連結された駆動輪の回転が制止され、パーキングブレーキ装置の制動力が発揮される。つまり、駆動輪を駆動する駆動源としての動力発生モータを、電動車両のパーキングブレーキ装置として利用することができ、パーキングブレーキ装置を別途設ける必要がなくなるので、部品点数を減少させ、構造を単純化することができ、電動車両の小型化を図ることができる。

また、本発明は、上記構成において、前記動力発生モータはリラクタンスモータで構成されたこと、を特徴とする。
この場合、動力発生モータに電力が供給されている状態ではロータとステータとの間に作用する磁力によってロータがステータ側に吸引されるので、この吸引力によってブレーキスプリングの付勢力に抗してロータを移動させることで、パーキングブレーキ装置の作動を解除することができる。すなわち、動力発生モータの停止時には、ブレーキスプリングの付勢力によってブレーキパッドがケース側に付勢され、ケースとブレーキパッドとの摩擦によって制動力が発揮される一方、動力発生モータに電力が供給されると、ロータがステータに吸引されることで、ロータに取り付けられたブレーキパッドが非摩擦位置に移動して、制動力が解除される。このように、動力発生モータへの通電状態の切り替えに応じて、パーキングブレーキ装置の制動状態と、非制動状態とが自動的に切り替えられるので、制動状態を切り替えるための操作を必要としない電動車両のパーキングブレーキ装置を実現できる。

また、本発明は、上記構成において、前記動力発生モータは、前記ブレーキパッドを前記ケース側から離隔させる駆動機構を備えること、を特徴とする。
この場合、駆動機構によって、ブレーキスプリングの付勢力によってケース側に付勢されていたブレーキパッドが、ブレーキスプリングの付勢力に抗して移動して、パーキングブレーキ装置の制動状態が解除されるので、操作性の高いパーキングブレーキ装置を実現できる。

また、上記構成において、前記ロータとして、インナロータを備えた構成を有するものであってもよい。
この場合、インナロータを用いることで、動力発生モータの小型化を図ることが可能である。
さらに、上記構成において、前記ロータとしてアウタロータを備えた構成を有し、前記ブレーキパッドは前記アウタロータの外周に設けられたものであってもよい。
この場合、大きな駆動力を得やすいアウタロータ型の動力発生モータを備えた電動車両において、動力発生モータをパーキングブレーキ装置として利用することにより、部品点数を減少、構造の単純化および小型化を図ることができる。

また、上記構成において、前記駆動機構は、前記ロータに係合するプッシュロッドと、前記ブレーキスプリングの付勢力に抗して前記プッシュロッドを移動させるソレノイドと、を備えて構成されるものであってもよい。
この場合、ソレノイドの動作によりプッシュロッドを介してロータが押圧されて移動し、ブレーキパッドをケース側から離隔させて非摩擦位置に移動させ、パーキングブレーキ装置の制動状態を解除できる。このため、例えばスイッチ操作により、ソレノイドへの通電のオン／オフを切り替えることで、パーキングブレーキ装置の作動および解除を切り替えられる。

さらに、前記駆動機構は、前記電動車両の走行時には前記ロータを前記ケース側から離隔させるように作動するものであってもよい。
この場合、電動車両の走行時に駆動機構によってロータがケース側から離隔し、パーキングブレーキ装置が解除されるので、パーキングブレーキ装置を解除させる操作がなくても、確実にパーキングブレーキ装置を解除できる。

さらにまた、上記構成において、前記ブレーキスプリングは、前記駆動軸の軸方向に前記ロータを移動させて、前記ブレーキパッドを前記ケースに当接させた際に、前記駆動軸方向における前記ステータの中心と前記ロータの中心とを偏位させるものであってもよい。
この場合、ブレーキスプリングによって、ロータが移動してブレーキパッドがケースに当接して制動力を発揮する際に、駆動軸方向におけるステータの中心とロータの中心とが偏位するので、パーキングブレーキ装置の制動状態が解除されることでステータの中心とロータの中心との偏位が解消する。これにより、パーキングブレーキ装置の制動状態が解除されると、ステータとロータとが正対して望ましい駆動力を得られるようになる。

本発明では、駆動輪を駆動する駆動源としての動力発生モータを、電動車両のパーキングブレーキ装置として利用することができ、パーキングブレーキ装置を別途設ける必要がなくなるので、電動車両の小型化を図ることができる。また、動力発生モータの停止時には、ブレーキスプリングの付勢力によってブレーキパッドがケース側に付勢され、ケースとブレーキパッドとの摩擦によって制動力が発揮される一方、動力発生モータに電力が供給されると、ロータがステータに吸引されることで、ロータに取り付けられたブレーキパッドが非摩擦位置に移動して、制動力が解除される。このように、動力発生モータへの通電状態の切り替えに応じて、パーキングブレーキ装置の制動状態と、非制動状態とが自動的に切り替えられるので、制動状態を切り替えるための操作を必要としない電動車両のパーキングブレーキ装置を実現できる。また、駆動機構によって、ブレーキスプリングの付勢力によってケース側に付勢されていたブレーキパッドが、ブレーキスプリングの付勢力に抗して移動して、パーキングブレーキ装置の制動状態が解除されるので、操作性の高いパーキングブレーキ装置を実現できる。また、インナロータを用いることで、動力発生モータの小型化を図ることが可能である。さらに、大きな駆動力を得やすいアウタロータ型の動力発生モータを備えた電動車両において、動力発生モータをパーキングブレーキ装置として利用することにより、部品点数を減少、構造の単純化および小型化を図ることができる。また、ソレノイドの動作によりプッシュロッドを介してロータが押圧されて移動し、ブレーキパッドをケース側から離隔させて非摩擦位置に移動させ、パーキングブレーキ装置の制動状態を解除できるので、例えばスイッチ操作により、ソレノイドへの通電のオン／オフを切り替えることで、パーキングブレーキ装置の作動および解除を切り替えられる。例えばスイッチ操作により、ソレノイドへの通電のオン／オフを切り替えることで、パーキングブレーキ装置の作動および解除を切り替えられる。さらに、電動車両の走行時に駆動機構によってロータがケース側から離隔し、パーキングブレーキ装置が解除されるので、パーキングブレーキ装置を解除させる操作がなくても、確実にパーキングブレーキ装置を解除できる。さらにまた、ブレーキスプリングによって、ロータが移動してブレーキパッドがケースに当接して制動力を発揮する際に、駆動軸方向におけるステータの中心とロータの中心とが偏位するので、パーキングブレーキ装置の制動状態が解除されることでステータの中心とロータの中心との偏位が解消する。これにより、パーキングブレーキ装置の制動状態が解除されると、ステータとロータとが正対して望ましい駆動力を得られるようになる。

以下、本発明の実施の形態に係る電動二輪車について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で、上下、前後、左右の方向は、運転者から見た方向をいう。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるバッテリ駆動式の電動二輪車（Electric Vehicle）の側面図、図２は、その平面図である。なお、図２では、説明を容易にするために、図１に記載したシートレール８、フェンダカバー２１、ステップフロア１０を省略している。

電動二輪車１の車体フレームＦは、図１に示すように、前輪ＷＦを軸支するフロントフォーク２と、このフロントフォーク２に連結される操向ハンドル３を操向可能に支承するヘッドパイプ５を前端に備えている。また、車体フレームＦは、センターフレーム６と、リアフレーム７と、シートレール８とを備えている。これらのフレーム６、７、８は、図２に示すように、車体幅方向において左右対称に一対にそれぞれ構成されている。

センターフレーム６は、上述したヘッドパイプ５に連設されて車体後方斜め下側に延びる傾斜部６ａと、この傾斜部６ａの下端で屈曲して略水平に車体後方へ延在する水平部６ｂとで構成されている。また、センターフレーム６は、図２に示すように、左右の水平部を車幅方向で連結するクロスメンバ６ｃによって連結されている。傾斜部６ａの上部は、フロントフォーク２の上部とともにフェンダカバー２１で覆われている。
また、リアフレーム７は、センターフレーム６の水平部６ｂの後端から車体後方斜め上側に向けて延びる第１傾斜部７ａと、この第１傾斜部７ａの後端で屈曲する屈曲部７ｂから、第１傾斜部７ａよりも緩やかな傾斜で車体後方斜め上側に延びる第２傾斜部７ｃとで構成されている。また、第２傾斜部７ｃは、図２に示すように、車体幅方向に延びるクロスフレーム７ｄによって左右が連結されている。
さらに、シートレール８は、リアフレーム７の上側に取り付けられた略逆Ｕ字形状をなしており、リアフレーム７の屈曲部７ｂから車体前方斜め上側に延びる傾斜部８ａと、この傾斜部８ａの上端から後方へ水平に延びる水平部８ｂと、この水平部８ｂの後部からリアフレーム７の第２傾斜部７ｃに向けて後方斜め下側に延びる支持部８ｃとで構成されている。

センターフレーム６の水平部６ｂには、図１及び図２に示すように、詳細は後述するバッテリ９がバッテリボックス１９に収容されている。このバッテリボックス１９は、水平部６ｂの左右一対のフレームによって挟み込まれる態様で取り付けられており、バッテリボックス１９の底面は、図１に示す側面視において、水平部６ｂよりも下側に位置する。また、センターフレーム６のクロスメンバ６ｃは、車体幅方向における中央部が下側に窪んだ形状をなしており、バッテリボックス１９は、このクロスメンバ６ｃの上に載せられた状態で固定されている。

このバッテリボックス１９が配置された部分は、いわゆる足載せ空間Ｓの下側の部分であり、バッテリボックス１９の上側は、運転者が足を載せるためのステップフロア１０で覆われている。

バッテリボックス１９は、その内部にバッテリ９を収容する略直方体の箱形形状に形成されており、このバッテリボックス１９の内部にバッテリ９が左右に並べて配置される。バッテリボックス１９の前面には、ボックス内部に外気を取り込むための空気導入ダクト２０が左右にそれぞれ設けられている。一方、バッテリボックス１９の後面には、取り込んだ外気を排出する排出口２０ｂが形成されている。
これにより、導入口２０ａから取り込んだ外気によってバッテリ９を空気冷却し、冷却後の空気を排出口２０ｂから排出することができるようになっている。

リアフレーム７には、図１に示すように、センターフレーム６との連接部の近傍であって屈曲部７ｂの下側に、車体後方へ突出するピボットプレート１１が左右のそれぞれに設けられている。この左右のピボットプレート１１には、ピボット軸１２が車幅方向に亘って貫通して設けられている。このピボット軸１２には、スイングアーム１３の前端部が取り付けられており、このピボット軸１２を中心にスイングアーム１３が上下に回動するようになっている。

スイングアーム１３は、車体幅方向の左側に位置するリアサスペンション１４によってリアフレーム７の第２傾斜部７ｃと連結されている。より詳細には、リアサスペンション１４の上端部１４ａは、リアフレーム７の第２傾斜部７ｃに取り付けられ、リアサスペンション１４の下端部１４ｂは、スイングアーム１３の後部に取り付けられている。これにより、スイングアーム１３の後端部で支持する後輪ＷＲの上下振動をこのリアサスペンション１４で吸収している。

スイングアーム１３の前側先端部には、ピボット軸１２に回動可能に取り付けられる回動支持部１３ｂが車体幅方向の左右に離間する態様で一対設けられている。このスイングアーム１３は、ピボット軸１２に取り付けられた状態で、ピボット軸１２（回動支持部１３ｂ）から後輪ＷＲを避けるように車体後方斜め左側に斜めに延びた後、後輪ＷＲの左側に沿って車体後方まで延在している。このスイングアーム１３の後部には、車幅方向に延びる後輪軸１７が設けられており、この後輪軸１７に後輪ＷＲが回転自在に片持ち支持されている。

なお、図１及び図２において、符号４１は車体前方を照らすヘッドライト、４２はシートレール８の水平部８ｂに取り付けられた乗員シート、４３はリアフレーム７の後端部に取り付けられたブレーキランプ、４４はその下側に位置するリフレクタである。

図３は、図１のＩＩＩ―ＩＩＩ断面図であって、スイングアーム１３を単体で示す平面図である。
スイングアーム１３は、図３に示すように、車体前後方向に延在する仕切壁２５ａを有する本体部２５と、この本体部２５の左側面を覆う左側カバー２６と、本体部２５の右側面を覆う右側カバー２７とを組み立てて構成されている。

スイングアーム１３の内部には、車体左側（車体外側）に位置する機器取付空間２３、及び車体右側（車体内側）に位置する空気送流空間２４の２つの空間が形成されている。これらの空間２３、２４は、上述した仕切壁２５ａによって車体幅方向の左右に画成されており、車体前後方向に延びる態様で構成されている。
また、機器取付空間２３の左側面は、上述した左側カバー２６をボルト等で着脱可能に取り付けることによって塞がれており、空気送流空間２４の右側面は、上述した右側カバー２７を同様にボルト等で着脱可能に取り付けることによって塞がれている。

機器取付空間２３には、後輪ＷＲを駆動するための動力発生モータ５０、及びこの動力発生モータ５０を制御するためのＰＤＵ１８（Power Drive Unit）が収容されている。これらの動力発生モータ５０及びＰＤＵ１８は、左側カバー２６を取り外すことでメンテナンスができるようになっている。このように、各機器を収容する機器取付空間２３を有するスイングアーム１３は、パワーユニットに相当する。

動力発生モータ５０は、図３に示すように、スイングアーム１３の後部に配置されており、仕切壁２５ａに形成された動力発生モータ取付部３３に取り付けられている。動力発生モータ５０の駆動軸５１は、後輪ＷＲの後輪軸１７と略平行に配置されており、仕切壁２５ａを貫通して機器取付空間２３側から空気送流空間２４側まで突出している。この駆動軸５１上には、駆動ギヤ２９が設けられており、後輪軸１７上に設けられた減速ギヤ３０と歯合している。この駆動ギヤ２９は、減速ギヤ３０と比して小径であり、１段減速する態様で動力発生モータ５０の駆動力を後輪軸１７に伝達している。

また、本体部２５には、この駆動ギヤ２９、減速ギヤ３０等の動力伝達部分を覆うようにギヤカバー３４が取り付けられている。このギヤカバー３４は、上述した動力伝達部分が配置された駆動力伝達空間３１と空気送流空間２４とを画成するものであり、この駆動力伝達空間３１内を密閉して、駆動力伝達空間３１に潤滑オイルを循環供給できるようにしている。
また、ギヤカバー３４には、ドラムブレーキユニット３５を取り付けるためのピン部材３６が設けられている。このドラムブレーキユニット３５は、左側の操向ハンドル３に取り付けられたブレーキハンドル３９を操作することによって動作する。詳細には、ブレーキハンドル３９の操作によって、図示しないブレーキワイヤを介してブレーキレバー３８が回動し、ブレーキレバー３８に取り付けられたピン部材３６が操作されることによって後輪ＷＲのブレーキが作動するようになる。

ＰＤＵ１８は、図２及び図３に示すように、動力発生モータ５０よりも前側に配置されており、仕切壁２５ａに形成されたＰＤＵ取付面３２にボルト等で着脱可能に取り付けられている。このＰＤＵ１８の内部には、図示しない駆動回路、コンデンサ、ヒートシンクなどが収容されている。
また、ＰＤＵ１８は、図示しない配線によってバッテリ９と接続されており、バッテリ９からＰＤＵ１８へ電力が送られるようになっている。また、ＰＤＵ１８は、制御プログラム等が格納された図示しないＥＣＵ（Electric Control Unit）とも配線によって接続され、ＥＣＵからＰＤＵ１８へ制御信号が送られるようになっている。さらに、ＰＤＵ１８は、図示しない配線によって動力発生モータ５０とも接続されており、ＰＤＵ１８から動力発生モータ５０へ電力及び制御信号が送られるようになっている。なお、上述したＥＣＵは、車体側に取り付けられている。

ＰＤＵ１８のこれらの駆動回路等は、他の部品と比較して熱を多く発生する。そのため、このＰＤＵ１８は、仕切壁２５ａのＰＤＵ取付面３２にできるだけ大きな面積で密着するように取り付けられており、駆動回路等から生じる熱を仕切壁２５ａへ熱伝導させて、放熱させている。
一方、空気送流空間２４には、仕切壁２５ａから複数のフィン４０が突出しており、ＰＤＵ１８から仕切壁２５ａへと熱伝導した熱がさらにフィン４０へと熱伝導するようになっている。

この空気送流空間２４には、その前端部に前側開口部１３ａが形成されている。この前側開口部１３ａには、空気送流空間２４内に空気を送り込むための冷却ファン２２が取り付けられている。この冷却ファン２２は、図１に示す側面視において、上述したバッテリボックス１９とＰＤＵ１８の間に配置されており、バッテリボックス１９内部の空気を排出口２０ｂから吸い込む機能も有している。すなわち、バッテリボックス１９の排出口２０ｂと、スイングアーム１３の前側開口部１３ａは、車体幅方向及び高さ方向においてほぼ一致し、それぞれの開口が対向するように配置されており、排出口２０ｂから排出される空気が冷却ファン２２によって効率よく前側開口部１３ａの中に取り込まれるようになっている。

また、仕切壁２５ａの動力発生モータ５０が取り付けられる部分には、空気送流空間２４と機器取付空間２３とが連通する空気穴が形成されている。これにより、前側開口部１３ａから取り込まれた空気は、空気送流空間２４を通過した後に、上述した空気穴から動力発生モータ５０内へと流れ、動力発生モータ５０の内部を空気冷却した後に大気へと排出される。

なお、これらの動力発生モータ５０、ＰＤＵ１８、及び冷却ファン２２は、スイングアーム１３の揺動に合わせて後輪ＷＲと一緒に上下に揺動することになる。
また、スイングアーム１３の下側には、メインスタンド４５を支持するための取付部４６が車体幅方向の左右に離間する態様で一対形成されている。これにより、メインスタンド４５は、取付部４６の取付穴４６ａに挿通される取り付けピン４６ｂ（図１参照）によってスイングアーム１３に取り付けられ、スイングアーム１３と一緒に揺動する。

この電動二輪車１が備える動力発生モータ５０は、電動二輪車１が停車している状態で後輪ＷＲを制止させるパーキングブレーキ装置として機能する。以下、動力発生モータ５０の構成及び作用について詳細に説明する。
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、ＩＩＩ−ＩＩＩ断面の要部を拡大して示す図であり、図４（Ａ）は図３と同様に動力発生モータ５０の制動状態を示し、図４（Ｂ）は非制動状態を示す。

図３および図４の各図に示すように、動力発生モータ５０は、機器取付空間２３を仕切って動力発生モータ５０を収容するケースを構成する仕切壁５３と、ギヤカバー３４とによって、ベアリング５４ａ、５４ｂを介して回転自在に支持される。
駆動軸５１にはロータ５６が取り付けられる一方、この駆動軸５１及びロータ５６を囲むようにステータ５５が配置され、内側に位置するロータ５６が駆動軸５１とともに回転するインナロータ型のモータとして構成されている。
動力発生モータ５０は、ステータ５５とロータ５６とがいずれも突極構造を有する、いわゆるリラクタンスモータである。ロータ５６の極は鉄芯で構成され、ステータ５５の各々の極には複数のコイルが設けられており、各コイルに通電してステータ５５の極とロータ５６の極との間にリラクタンストルクを発生させることにより、ロータ５６を回転させる。

ロータ５６は駆動軸５１にスプライン嵌合され、駆動軸５１周りの回転方向に対してはロータ５６と駆動軸５１とが固定されるが、ロータ５６を駆動軸５１の軸方向に自在にスライドして移動可能である。駆動軸５１には、ロータ５６よりもベアリング５４ｂ側に、スプリング受け部５７がスプライン嵌合により取り付けられ、このスプリング受け部５７とロータ５６との間に、ブレーキスプリング５８が配設されている。ブレーキスプリング５８は板状のスプリング受け部５７とロータ５６の基端部との間に位置して、これらを離隔させるよう付勢する圧縮コイルばねであり、このブレーキスプリング５８の付勢力により、ロータ５６は、図中符号Ａで示す方向、すなわち仕切壁５３側に向けて付勢されている。
ロータ５６は、仕切壁５３に臨む端部が径方向に張り出した形状であって、この張り出し部分には、高摩擦材料からなる板状のブレーキパッド６０が配されている。

図３及び図４（Ａ）に示す制動状態では、ＰＤＵ１８（図１）から動力発生モータ５０への給電がオフになっている。
この状態で、ロータ５６にはブレーキスプリング５８の付勢力のみが作用しているので、この付勢力によって、ロータ５６は駆動軸５１の軸方向に移動され、ブレーキパッド６０が仕切壁５３に当たる位置で静止する。図４（Ａ）中の距離Ｇは、ロータ５６がステータ５５に正対する位置からのオフセット量を示す。
この状態では、ブレーキスプリング５８の付勢力によってブレーキパッド６０が仕切壁５３に押し付けられており、この押圧力によって仕切壁５３とブレーキパッド６０との間の摩擦を生じるので、駆動軸５１は回転しないよう制止される。

上述したように、駆動軸５１と後輪軸１７は、駆動ギヤ２９および減速ギヤ３０を介して、互いに空転しないようにリジッドに連結されている。このため、駆動軸５１が制止された状態では、後輪軸１７および後輪ＷＲの回転も制止される。
このように、動力発生モータ５０に電流が供給されていない状態では、ブレーキスプリング５８の付勢力によって、ロータ５６が備えるブレーキパッド６０が仕切壁５３に押し付けられるので、動力発生モータ５０は、後輪軸１７および後輪ＷＲの回転を止めるパーキングブレーキ装置として機能する。従って、電動二輪車１には、動力発生モータ５０の他に別途パーキングブレーキ装置を設ける必要がないので、後輪ＷＲ周辺の部品点数を大幅に削減し、構造の単純化を図ることが可能となり、さらに、電動二輪車１の小型化を図ることができる。

ここで、ＰＤＵ１８から動力発生モータ５０への給電がオンになり、ステータ５５に通電されると、ステータ５５とロータ５６との間の磁力によってロータ５６がステータ５５側に引き寄せられる。この吸引力により、ロータ５６は、ブレーキスプリング５８の付勢力に抗して、ステータ５５とほぼ正対する位置まで移動する。このロータ５６の移動により、図４（Ｂ）に示すように、ブレーキパッド６０は仕切壁５３から離れ、ロータ５６は駆動軸５１とともに回転可能な状態となる。図４（Ｂ）の状態では、ロータ５６が移動したことでブレーキパッド６０と仕切壁５３との間に隙間Ｇ´が生じており、駆動軸５１の回転に対する制動力は解消している。この隙間Ｇ´の大きさは、図４（Ａ）のオフセット量Ｇに相当する。この状態ではステータ５５に通電されているので、ロータ５６が駆動軸５１とともに回転し、この回転力が駆動ギヤ２９および減速ギヤ３０を介して後輪軸１７に伝達され、後輪ＷＲを駆動する。

また、ロータ５６の径方向への張り出し部には、ロータ５６の回転時に送風するためのフィン６１が等間隔で複数配設されている。動力発生モータ５０に電流が供給される間、ロータ５６の回転に伴って、フィン６１によってスイングアーム１３内に気流が発生され、冷却ファン２２によって取り込まれた空気が、動力発生モータ５０の熱を奪いながら外部へ排気される。

このように、動力発生モータ５０は、ＰＤＵ１８によってバッテリ９からの電流が供給されていない状態では、ブレーキスプリング５８の付勢力によってブレーキパッド６０を仕切壁５３に押圧することで制動力を発揮し、後輪ＷＲを制止させる。また、動力発生モータ５０にバッテリ９から電流が供給されている状態では、ブレーキスプリング５８の付勢力に抗してロータ５６を図中符号Ｂで示す方向に移動させ、ブレーキパッド６０と仕切壁５３との接触を解くことにより、制動力を解除して、後輪ＷＲを回転可能とする。
従って、電動二輪車１においては、動力発生モータ５０への電流をオフにする操作を行うだけでパーキングブレーキ装置を制動状態にすることができ、動力発生モータ５０への電流をオンにするだけでパーキングブレーキ装置の制動力が自動的に解除され、非制動状態になる。このため、意識して操作を行わなくても自動的にパーキングブレーキ装置を作動させることができる。

具体的な操作手順は、次の通りである。電動二輪車１は、図示しないスピードメータパネル等に設けられたスイッチがオンに切り替えられると、動作可能な状態となる。このオン状態で、操向ハンドル３（図１）に設けられたスロットルグリップが操作されると、電動二輪車１は、ＥＣＵの制御によってＰＤＵ１８から動力発生モータ５０へ電流を供給し、後輪ＷＲを駆動して、発進および加速する。この発進時、動力発生モータ５０への給電がオフからオンに切り替えられと、動力発生モータ５０は、パーキングブレーキ装置としての制動状態から、制動力を解いた状態に移行する。
また、電動二輪車１の停車時には、ブレーキハンドル３９の操作に応じてドラムブレーキユニット３５が後輪ＷＲの後輪軸１７を制動するととともに、スロットルグリップの操作が解除されるのでＰＤＵ１８から動力発生モータ５０への給電がオフにされる。ここで給電がオフに切り替わることにより、動力発生モータ５０は自動的に制動状態となって、後輪ＷＲの回転を制動する。

また、ＰＤＵ１８が、図示しないＥＣＵの制御に従って、速度がほぼゼロになるまでの間は動力発生モータ５０に抑制した電流を供給し、電動二輪車１がほぼ停止した時点で動力発生モータ５０への給電を停止する構成とすれば、動力発生モータ５０は、電動二輪車１の停止とほぼ同時に制動力を発揮する。このため、ブレーキパッド６０は走行中の制動を行わず、停車している間の動作を制止するだけでよいので、ブレーキパッド６０や仕切壁５３の耐熱性や制動性能が低くても、十分に機能を発揮できる。
また、本第１の実施の形態のように、動力発生モータ５０をリラクタンスモータとして構成した場合、ステータ５５に通電することによって、ブレーキスプリング５８の付勢力に抗してロータ５６を移動させ、制動状態を解除できる。これにより、少ない部品点数で、制動および制動解除が可能なパーキングブレーキ装置を実現できる。
さらに、本第１の実施の形態のように、動力発生モータ５０をインナロータ型のモータとして構成すれば、部品点数が少なくて済み、動力発生モータ５０の小型化が容易である。このため、動力発生モータ５０を収容するスイングアーム１３の小型化、ひいては電動二輪車１の小型化を図ることが可能となる。
また、図４（Ａ）に示す制動状態では、駆動軸５１の軸方向におけるステータ５５の中心とロータ５６の中心とが、ブレーキスプリング５８の付勢力によって、符号Ｇで示す量だけ偏位して降り、この制動状態が解除されると、図４（Ｂ）に示すように中心の偏位が解消して、ステータ５５とロータ５６とが正対して、望ましい駆動力を得られるようになる。

なお、上記第１の実施の形態では、ブレーキパッド６０が仕切壁５３に接触して摩擦を生じるものとして説明したが、このブレーキパッド６０に接触する位置において、仕切壁５３の表面に平板状の部材を配置し、或いは、仕切壁５３の表面にコーティング等の加工を施してもよい。この場合、動力発生モータ５０をパーキングブレーキ装置として長期間使用した場合に、仕切壁５３自体の摩耗を防止することができる。また、上記の平板状の部材やコーティング等を用いれば、仕切壁５３を構成する材料の摩擦係数や耐熱性、或いは仕切壁５３の構造強度に関する要求が緩和されるので、仕切壁５３の材料や形状に関する自由度が高まるという利点がある。

［第２の実施の形態］
図５は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る電動二輪車１の断面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面に相当する面を示す。図６は、駆動軸７１の構成を詳細に示す分解斜視図である。図７は、第２の実施の形態に係る電動二輪車１が備える動力発生モータ７０の構成を示す図であり、図５の要部を拡大した図に相当する。ここで、図５は動力発生モータ７０の制動状態を示し、図７は制動が解除された状態を示す。
なお、本第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される各部については同符号を付して説明を省略する。

本第２の実施の形態に係る構成では、スイングアーム１３内に動力発生モータ７０が収容されている。動力発生モータ７０は、ベアリング５４ａ、５４ｂにより回転自在に支持された駆動軸７１と、駆動軸７１に取り付けられたロータ７６と、ロータ７６の周囲に配置されたステータ５５とを有し、第１の実施の形態で説明した動力発生モータ５０と同様、インナロータ型のモータである。
動力発生モータ７０は、ロータ７６が永久磁石または電磁石により構成され、ステータ５５の電磁石と組み合わされた通常のモータであり、整流子型モータであってもよいし、ブラシレスモータであってもよい。動力発生モータ７０は、ＰＤＵ１８によってバッテリ９からの電力の供給を受けて駆動軸７１を回転させ、後輪ＷＲを駆動する。

駆動軸７１上には、駆動軸５１（図３）と同様に駆動ギヤ２９が形成され、この駆動ギヤ２９は、駆動力伝達空間３１において、後輪軸１７上に設けられた減速ギヤ３０と歯合している。動力発生モータ７０の駆動力は、駆動ギヤ２９及びブレーキハンドル３９を介して後輪軸１７に伝達され、後輪ＷＲを駆動する。
ロータ７６は、駆動軸７１にスプライン嵌合され、駆動軸７１の軸方向に自在にスライド移動可能である。駆動軸７１には、ベアリング５４ｂの近傍においてスプリング受け部５７が取り付けられ、このスプリング受け部５７とロータ７６との間にブレーキスプリング５８が配設され、このブレーキスプリング５８の付勢力によってロータ７６は仕切壁５３側へ付勢されている。

また、駆動軸７１は、ロータ７６を移動させるためのプッシュロッド７２及びピン７３を備えている。
図６に示すように、駆動軸７１は、軸方向に中空管７１ａ及び軸部７１ｂが設けられた構成を有し、軸部７１ｂには上記のようにロータ７６が嵌合するスプラインが形成されている。また、軸部７１ｂには、直径方向に貫通する長孔７１ｃが穿設され、長孔７１ｃにはピン７３が貫通している。長孔７１ｃは、軸部７１ｂの軸方向に長く、ピン７３は、この長孔７１ｃの長さの範囲において軸方向に移動可能である。
軸部７１ｂには、中空管７１ａの中空部に連通する空間が形成され、この空間は長孔７１ｃに達している。中空管７１ａの中空部と軸部７１ｂ内の空間を貫くようにプッシュロッド７２が挿入されている。
プッシュロッド７２は、その先端が長孔７１ｃに達し、ピン７３に連結されている。このため、プッシュロッド７２を駆動軸７１の軸方向に沿って動かすことで、プッシュロッド７２に連結されたピン７３を同方向に移動させることができる。プッシュロッド７２の基端部は駆動軸７１の中空管７１ａから突出している。

図５及び図７に示すように、ピン７３はロータ７６に連結されており、プッシュロッド７２を動かすことで、ピン７３とともにロータ７６が、駆動軸７１の軸方向に移動する構成となっている。
そして、スイングアーム１３の側面には貫通孔が形成され、この貫通孔を塞ぐようにソレノイド７４が配設されている。駆動機構としてのソレノイド７４は、内蔵する電磁石によって可動芯７５を駆動軸７１側に出し入れするよう構成され、可動芯７５はスイングアーム１３の側面の貫通孔を通って、プッシュロッド７２の端部に繋がっている。これにより、ソレノイド７４の動作によってロータ７６を移動させることが可能な構成となっている。

ソレノイド７４への通電がオフの状態では、ロータ７６は、ブレーキスプリング５８の付勢力によって、図中符号Ａで示す方向に移動する。このため、図５に示すように、ロータ７６に設けられたブレーキパッド６０が仕切壁５３に接して押圧され、摩擦力を生じるので、駆動軸７１の回転が制止される。これにより、駆動軸７１に連結された後輪軸１７の回転が制止されるので、動力発生モータ７０は、後輪ＷＲを制動する制動状態となる。
この制動状態においては、駆動軸７１の軸方向におけるステータ５５の中心と、ロータ７６の中心とが、図中符号Ｇ″で示す量だけ偏位している。

これに対し、ソレノイド７４への通電がオンになると、可動芯７５が駆動軸７１側に押し出され、この可動芯７５の動作によりプッシュロッド７２とともにピン７３及びロータ７６が押圧され、ブレーキスプリング５８の付勢力に抗して、図中符号Ｂで示す方向にロータ７６が移動する。これにより、図７に示すように、ブレーキパッド６０は仕切壁５３から離れるので、駆動軸７１は自在に回転可能になり、後輪ＷＲに対する制動が解除される。
図７に示す状態では、ソレノイド７４の動作によりロータ７６がステータ５５側に移動したため、駆動軸７１の軸方向におけるステータ５５の中心とロータ７６の中心とが一致しており、図５中符号Ｇ″で示した偏位は解消している。

このように、動力発生モータ７０は、ソレノイド７４への通電のオン／オフを切り替えることによって、制動状態と、制動が解除された状態とを切り替えることが可能である。具体的には、例えば電動二輪車１が備えるスピードメータパネル等にスイッチを設け、このスイッチの操作に応じて、ＥＣＵの制御のもとに、ＰＤＵ１８がバッテリ９からの電力に基づいてソレノイド７４への通電をオン／オフする構成とすればよい。
これにより、電動二輪車１は、ソレノイド７４への通電をオン／オフさせる簡単な操作によって、停車中に後輪ＷＲを制動するパーキングブレーキ装置の制動状態と、この制動を解除した状態とを切り替えることが可能である。ソレノイド７４への通電をオン／オフさせる操作は、例えばスイッチの切り替えによって実現できるので、小さな力で簡単に操作できるという利点がある。

ここで、動力発生モータ７０は、第１の実施の形態で説明した動力発生モータ５０とは異なり、リラクタンスモータではないが、プッシュロッド７２を押圧してロータ７６を移動させるソレノイド７４を設けたことにより、電動二輪車１のパーキングブレーキ装置として利用できる。従って、リラクタンスモータを用いることなく、上記第１の実施の形態と同様に、動力発生モータをパーキングブレーキ装置として利用する構成を実現できるので、様々なモータを搭載した電動車両に広く本発明を適用し、後輪ＷＲ周辺の部品点数を大幅に削減し、構造の単純化を図ることが可能となり、さらに、電動二輪車１の小型化を図ることができる。

［第３の実施の形態］
図８は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る電動二輪車１の断面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面に相当する面を示す。図９は、第３の実施の形態に係る電動二輪車１が備える動力発生モータ８０の構成を示す図であり、図８の要部を拡大した図に相当する。ここで、図８は動力発生モータ８０の制動状態を示し、図９は制動が解除された状態を示す。
なお、本第３の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される各部については同符号を付して説明を省略する。

本第３の実施の形態に係る構成では、スイングアーム１３内に動力発生モータ８０が収容されている。動力発生モータ８０は、ベアリング５４ｂにより回転自在に支持された駆動軸８１と、駆動軸８１の周囲を囲むように配置されたステータ８４と、このステータ８４の外側に被さるように配置されたカバー８２とを備え、カバー８２の内側にはステータ８４に対向するロータコア８３が配置され、カバー８２は駆動軸８１の一端に連結されている。動力発生モータ８０は、ステータ８４とロータコア８３との相互作用によってロータとしてのカバー８２とともに駆動軸８１が回転する、いわゆるアウタロータ型のモータである。
また、動力発生モータ８０は、ロータコア８３とステータ８４とがいずれも突極構造を有する、いわゆるリラクタンスモータである。ロータコア８３の極は鉄芯で構成され、ステータ８４の各々の極には複数のコイルが設けられており、各コイルに通電してステータ８４の極とロータコア８３の極との間にリラクタンストルクを発生させることにより、カバー８２を回転させる。

駆動軸８１上には、駆動軸５１（図３）と同様に駆動ギヤ２９が形成され、この駆動ギヤ２９は、駆動力伝達空間３１において、後輪軸１７上に設けられた減速ギヤ３０と歯合している。動力発生モータ８０は、バッテリ９からの電力により駆動軸８１を回転させ、この駆動力は、駆動ギヤ２９及びブレーキハンドル３９を介して後輪軸１７に伝達され、後輪ＷＲを駆動する。
ボウル型のカバー８２の中央には、駆動軸８１の先端にキャップ状に被さる連結部８２ａが設けられている。連結部８２ａの内側と駆動軸８１の先端部の外周には軸方向のスプラインが形成されており、連結部８２ａと駆動軸８１とはスプライン嵌合されている。このため、カバー８２は、駆動軸８１の軸方向にスライド移動可能である。

駆動軸８１には、ベアリング５４ｂの近傍においてスプリング受け部８５が取り付けられ、このスプリング受け部８５と連結部８２ａとの間にブレーキスプリング８６が配設され、このブレーキスプリング８６の付勢力によってカバー８２は、図中符号Ａで示すように、駆動軸８１から離れる側へ付勢されている。
また、カバー８２の外周面には、高摩擦材料からなるブレーキパッド８９が設けられている。ブレーキパッド８９は、カバー８２の外周に巻き回されたリング状の部材であり、図中符号Ａで示す側すなわち車体外側が薄く、後輪ＷＲ側が厚く、厚みが滑らかに変化する形態となっている。このため、ブレーキパッド８９の断面は、図８に示すように片側に斜面を有する台形となっている。

そして、スイングアーム１３の内部には円筒形のケース９５が設けられ、動力発生モータ８０はケース９５内に収容される。ケース９５の内面には、ブレーキパッド８９に対向する固定パッド９０が配置されている。固定パッド９０は、ケース９５の内周面に沿って配設されるリング状の部材であり、車体外側が厚く、後輪ＷＲ側が薄くなっている。このため、その断面形状は、ブレーキパッド８９とは逆の斜面を有する台形となっている。
このように、動力発生モータ８０は、周面が斜面で形成されたブレーキパッド８９と、固定パッド９０とを有しており、これらの斜面は互いに同じ角度をなし、面接触させることが可能である。

図８に示す制動状態では、ＰＤＵ１８（図１）から動力発生モータ８０への給電がオフになっている。
この状態で、カバー８２にはブレーキスプリング８６の付勢力のみが作用しているので、この付勢力によって、カバー８２は駆動軸８１の軸方向に沿って符号Ａで示す方向に移動される。ここで、互いに厚みが変化する形状に構成されたブレーキパッド８９と固定パッド９０とは、その斜面同士が接するように、当接する。この状態では、ブレーキスプリング８６の付勢力によってブレーキパッド８９が固定パッド９０に押し付けられており、この押圧力によって固定パッド９０とブレーキパッド８９との間の摩擦を生じるので、駆動軸８１は回転しないよう制止される。このため、駆動軸８１に連結された後輪軸１７の回転も制止され、動力発生モータ８０は、後輪ＷＲの回転を止める制動状態となる。

ＰＤＵ１８によってバッテリ９から動力発生モータ８０への給電がオンにされ、ステータ８４に通電されると、ステータ８４とロータコア８３との間の磁力によってカバー８２がステータ８４側に引き寄せられる。この吸引力により、カバー８２は、ブレーキスプリング８６の付勢力に抗して、ステータ８４とほぼ正対する位置まで、符号Ｂの方向に移動する。このカバー８２の移動により、図９に示すように、ブレーキパッド８９は固定パッド９０から離れ、カバー８２は駆動軸８１とともに回転可能な状態となる。そして、ステータ８４に通電されていることから、カバー８２が駆動軸８１とともに回転し、この回転力が駆動ギヤ２９および減速ギヤ３０を介して後輪軸１７に伝達され、後輪ＷＲを駆動する。

このように、動力発生モータ８０は、ＰＤＵ１８によってバッテリ９から電流が供給されていない状態では、ブレーキスプリング８６の付勢力によってブレーキパッド８９を固定パッド９０に押しつけることで制動力を発揮し、動力発生モータ８０にバッテリ９から電流が供給されると制動力を解除して、後輪ＷＲを回転可能とする。
従って、電動二輪車１においては、第１の実施の形態と同様に、動力発生モータ８０への電流をオフにする操作を行うだけでパーキングブレーキ装置を制動状態にすることができ、動力発生モータ８０への電流をオンにするだけでパーキングブレーキ装置の制動力が自動的に解除される。このため、動力発生モータ８０をパーキングブレーキ装置として利用することができ、また、意識して操作を行わなくても自動的にパーキングブレーキ装置を作動させることができる。また、動力発生モータ８０をリラクタンスモータとして構成したことで、少ない部品点数で、制動および制動解除が可能なパーキングブレーキ装置を実現できる。
さらに、本第３の実施の形態のように、アウタロータ型の動力発生モータ８０を用いた場合には、大きなトルクを得ることが可能である。換言すれば、アウタロータ型の動力発生モータ８０においては、カバー８２にブレーキパッド８９を設け、このブレーキパッド８９に対向する固定パッド９０を設けることで、本発明のパーキングブレーキ装置を適用できる。

以上、本発明の実施の形態について述べたが、上記の各実施の形態はあくまで本発明を適用した一例であり、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、本実施の形態では、駆動軸５１、７１、８１は、いずれも駆動ギヤ２９及び減速ギヤ３０を介して後輪ＷＲの後輪軸１７に連結された構成としたが、これらは後輪軸１７に対して空転しないよう連結されていればよく、例えば、より多段のギヤを介して連結された構成としてもよいし、ベルトやチェーンを介して連結された構成としてもよい。
また、上記の各実施の形態では、電動車両としてスクータ型の電動二輪車１を例に挙げて説明したが、本発明は、スクータ型の二輪車に限らず、他の形態の二輪車および三輪車等にも適用可能である。

本発明の実施の形態に係る電動二輪車の側面図である。 図１の平面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩＩ断面の要部を拡大して示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電動二輪車の断面図である。 第２の実施の形態における駆動軸の構成を詳細に示す分解斜視図である。 第２の実施の形態における動力発生モータの構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る電動二輪車の断面図である。 第３の実施の形態における動力発生モータの構成を示す図である。

符号の説明

１ 電動二輪車（電動車両）
９ バッテリ
１３ スイングアーム（パワーユニット）
１８ ＰＤＵ
２９ 駆動ギヤ
３０ 減速ギヤ
５０、７０、８０ 動力発生モータ
６１、７１、８１ 駆動軸
５３ 仕切壁（ケース）
５５、８４ ステータ
５６、７６ ロータ
６０ ブレーキパッド
７２ プッシュロッド
７３ ピン
７４ ソレノイド（駆動機構）
７５ 可動芯
８２ カバー（ロータ）
８３ ロータコア
５８、８６ ブレーキスプリング
８９ ブレーキパッド
９０ 固定パッド
９５ ケース
ＷＲ 後輪（駆動輪）

Claims (8)

1. バッテリと、電動車両の駆動輪に連結された駆動軸、この駆動軸を駆動するロータ及びステータを有し、前記バッテリから供給される電力に基づいて車両の駆動源となる動力発生モータと、前記動力発生モータを収容するケースを有するパワーユニットと、を備えた電動車両におけるパーキングブレーキ装置において、
   前記ロータは、前記ステータに対して軸方向に移動可能であり、
   前記ロータに取り付けられたブレーキパッドと、
   前記ブレーキパッドを、前記パワーユニットが有する前記ケース側に付勢するブレーキスプリングと、を備えること、
   を特徴とする電動車両におけるパーキングブレーキ装置。
2. 前記動力発生モータはリラクタンスモータで構成されたこと、を特徴とする請求項１記載の電動車両におけるパーキングブレーキ装置。
3. 前記動力発生モータは、前記ブレーキパッドを前記ケース側から離隔させる駆動機構を備えること、を特徴とする請求項１記載の電動車両におけるパーキングブレーキ装置。
4. 前記ロータとして、インナロータを備えた構成を有すること、を特徴とする請求項１または２記載の電動車両におけるパーキングブレーキ装置。
5. 前記ロータとしてアウタロータを備えた構成を有し、前記ブレーキパッドは前記アウタロータの外周に設けられたこと、を特徴とする請求項１または２記載の電動車両におけるパーキングブレーキ装置。
6. 前記駆動機構は、前記ロータに係合するプッシュロッドと、前記ブレーキスプリングの付勢力に抗して前記プッシュロッドを押圧するソレノイドと、を備えて構成されること、を特徴とする請求項３記載の電動車両におけるパーキングブレーキ装置。
7. 前記駆動機構は、前記電動車両の走行時には前記ロータを前記ケース側から離隔させるように作動すること、を特徴とする請求項３または６記載の電動車両におけるパーキングブレーキ装置。
8. 前記ブレーキスプリングは、前記駆動軸の軸方向に前記ロータを移動させて、前記ブレーキパッドを前記ケースに当接させた際に、前記駆動軸方向における前記ステータの中心と前記ロータの中心とを偏位させること、を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電動車両におけるパーキングブレーキ装置。

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