JP2012232637A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車軸の移動を規制できる車両を提供する。
【解決手段】駆動モータと、駆動モータの回転動力が伝達されるリングギア２１１と、リングギア２１１に回転可能に支持される中間ピニオン２１３と、中間ピニオン２１３と噛み合うサイドギア２１４をと含むデファレンシャルギア２１と、一端が前記サイドギア２１４に結合されるとともに軸線方向の中間には半径方向外側に延出する鍔部２２１が形成される車軸２２と、デファレンシャルギア２１が内部に収容されるとともに車軸２２に形成される鍔部２２１が収容される凹状の収容部２４３が外部に形成されるギアケース２４と、内部に車軸２２が収容されるとともに一端がギアケース２４に形成される収容部２４３を覆うように設けられる車軸ケース２５とを有し、車軸２２に設けられる鍔部２２１の外径は、ギアケース２４に形成される収容部２４３の内径より小さく、車軸ケース２５の内径より大きい。
【選択図】図８

Description

本発明はハンドル形電動車いすなどの車両に関し、特に、駆動モータと、駆動輪と、駆動輪に駆動モータの動力を伝達する車軸（アクスルシャフト）を備える車両に関する。

ハンドル形電動車いすのような鞍乗型車両は、前輪操舵・後輪駆動の方式が一般的である。そして、このような鞍乗型車両は、駆動源としてのモータと、駆動輪としての後輪と、モータの回転動力を後輪に伝達するデファレンシャルギアを包含するリダクションアッシーとを有する。このような鞍乗型車両は、最高速度が低く抑えられているため、高級なサスペンションは必要ではない。このため、一般的には、リダクションアッシーは、車体フレームにリジットに懸架されるか、トレーリングリンクを用いる簡易なサスペンション機構により懸架される。

このような鞍乗型車両においては、車軸（＝アクスルシャフト）は、ベアリングなどの軸受によって回転可能に支持される。そして、車軸や軸受の軸線方向の移動は、サークリップなどの係止部材によって規制され、所定の位置から逸脱しないように保持される。しかしながら、このような構成においては、軸受や係止部材が破損すると、車軸が軸線方向に移動して、デファレンシャルギアからの駆動力が後輪に伝達されなくなる惧れがある。

特開平３−２８１４０１号公報 特開平６−８１８７４号公報 特許第３７４７５４７号公報

上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、車軸を支持する軸受や、軸受を保持する係止部材（たとえば、サークリップなど）が破損などした場合であっても、車軸の移動を規制することができる鞍乗型車両を提供することである。

前記課題を解決するため、本発明は、駆動源と、前記駆動源の回転動力が伝達されるリングギアと、前記リングギアに回転可能に支持される中間ピニオンと、前記中間ピニオンと噛み合うサイドギアをと含むデファレンシャルギアと、一端が前記サイドギアに結合されるとともに軸線方向の中間には半径方向外側に延出する鍔部が形成される車軸と、前記デファレンシャルギアが内部に収容されるとともに前記車軸に形成される鍔部が収容される凹状の収容部が外部に形成されるギアケースと、内部に前記車軸が収容されるとともに一端側が前記ギアケースに形成される収容部を覆うように設けられる車軸ケースとを有し、前記車軸に設けられる鍔部の外径は、前記ギアケースに形成される収容部の内径より小さく、前記車軸ケースの内径より大きいことを特徴とする。

前記車軸の前記一端側は前記サイドギアに形成される軸孔に嵌め込まれるとともに、前記車軸の前記一端側の端面は前記サイドギアの端面から突出していないことを特徴とする。

前記車軸に設けられる鍔部の他端側の端面と前記車軸ケースの一端側の端面との間の距離は、前記車軸と前記サイドギアとの係合部の軸線方向の長さよりも小さいことを特徴とする。

前記車軸ケースの他端側に設けられ前記車軸の他端側を回転可能に支持する軸受をさらに備え、前記車軸に設けられる鍔部の他端側の端面と前記車軸ケースの一端側の端面との間の距離は、前記車軸ケースの他端側の端面と前記軸受の一端側の端面との間の距離よりも小さいことを特徴とする。

前記車軸に設けられる鍔部の駆動輪側の端面には、突起部が形成されることを特徴とする。

前記車軸に設けられる鍔部は、前記車軸ケースよりも耐摩耗性が高いことを特徴とする。

前記鍔部の他端側の端面は、前記車軸の半径方向の中心が前記他端側に突出する態様で前記車軸の中心に対して傾斜していることを特徴とする。

前記車軸の鍔部の前記一端側に設けられるロータ部と前記ギアケースの前記収容部に設けられ前記ロータ部の回転を検出するセンサとを有する検出手段をさらに備えることを特徴とする。

前記ロータ部は、前記車軸の鍔部と別部材であることを特徴とする。

前記ロータ部は、前記車軸に設けられる鍔部に一体に形成されることを特徴とする。

前記検出手段は、前記センサと前記ロータ部との距離を検出することによって前記車軸の軸線方向の移動を検出することを特徴とする。

前記検出手段が検出した前記車軸の軸線方向の移動が所定値以上である場合には、使用者または周囲の人間に対して異常の発生を報知する報知手段を更に備えることを特徴とする。

前記検出手段が検出した前記車軸の軸線方向の移動が所定値以上である場合には、減速および停止を実行する制御手段を更に備えることを特徴とする。

本発明によれば、軸受や軸受を保持する部材（たとえば、サークリップなど）が破損して車軸が軸線方向に移動した場合であっても、車軸に形成される鍔部が車軸ケースに接触してそれ以上の移動が規制される。このため、軸受や軸受を保持する部材などが破損した場合であっても、回転動力を駆動輪に伝達できる状態を維持できる。したがって、鞍乗型車両の安全性の向上を図ることができる。また、スナップリングなどの部材によって車軸の移動を規制する構成と比較すると、スナップリングの組み付けが省略できるから、部品点数や組み付け作業工数の削減を図ることができる。したがって、鞍乗型車両の生産性の向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態にかかる鞍乗型車両の右側面図である。 図２は、本発明の実施形態にかかる鞍乗型車両の上面図である。 図３は、本発明の実施形態にかかる鞍乗型車両の駆動モータとリダクションアッシーと後輪の外観斜視図であり、前方から見た図である。 図４は、本発明の実施形態にかかる鞍乗型車両の駆動モータとリダクションアッシーの外観斜視図であり、後方から見た図である。 図５は、本発明の実施形態にかかる鞍乗型車両のリダクションアッシーの断面図である。 図６は、車軸の構成を示す外観斜視図である。 図７は、車軸の構成を示す断面図である。 図８は、本発明の実施形態にかかる鞍乗型車両のリダクションアッシーの断面図であり、図５の部分拡大図である。 図９は、本発明の実施形態にかかる鞍乗型車両の報知手段の動作に関する部分のブロック図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明の便宜上、本発明の実施形態にかかる鞍乗型車両を、「本鞍乗型車両１」と称することがある。以下の説明においては、本鞍乗型車両１として、ハンドル形電動車いすを例に示す。

まず、図１と図２を参照して、本鞍乗型車両１の全体構成を説明する。図１は、本鞍乗型車両１の構成を示す側面図である。図２は、本鞍乗型車両１の構成を示す上面図である。図１と図２に示すように、本鞍乗型車両１は、車体フレーム１１と、左右の前輪１２と、駆動輪としての左右の後輪１３と、駆動源としてのモータ（以下、「駆動モータ１４」と称する）と、駆動モータ１４の回転動力を左右の後輪１３に伝達するリダクションアッシー２と、フロア１５と、着座シート１６と、ハンドルユニット１７と、前部カバー１８１と、後部カバー１８２と、フロントバスケット１８３とを含む。

車体フレーム１１は、本鞍乗型車両１の車体の骨格を構成する部材である。車体フレーム１１には、左右の前輪１２とリダクションアッシー２とが、サスペンションを介して取り付けられる。車体フレーム１１は、前部カバー１８１と、後部カバー１８２と、フロア１５とによって、ほぼ全体が覆われる。

前部カバー１８１は、着座シート１６の前方において上側に向かって突起する構造物であり、着座シート１６に着座する使用者の足回りに風雨等が当たらないように保護する機能を有する。前部カバー１８１には、たとえば樹脂成形品が適用される。なお、ハンドル形電動車いすの技術分野においては、前部カバー１８１を「レッグシールド」と称することがある。前部カバー１８１の上方には、使用者が本鞍乗型車両１を操作するためのハンドルユニット１７が設けられる。ハンドルユニット１７は、フロントバスケット１８３と略同一の左右幅を有するハンドル本体１７１と、バックミラー１７５と、バックミラー１７５を支持するステー１７６とを有し、車体フレーム１１に回転可能に支持される。ハンドル本体１７１の中央には、スイッチボックス１７２が設けられる。スイッチボックス１７２の上面には、本鞍乗型車両１の操作に使用するスイッチや表示装置などが設けられる。スイッチボックス１７２の側方であってハンドル本体１７１の内側には、本鞍乗型車両１の速度を制御するためのアクセルレバー１７３が設けられる。スイッチボックス１７２の前部には、本鞍乗型車両１を制動するためのブレーキレバー１７４が設けられる。さらに、ハンドルユニット１７には、左右のバックミラー１７５が、ステー１７６を介して取り付けられる。前部カバー１８１の内部には、左右の前輪１２を操舵するためのステアリングシャフト１８４が配設される。ステアリングシャフト１８４の上端は、ハンドルユニット１７のハンドル本体１７１に連結される。

後部カバー１８２は、車体フレーム１１の後部の上側に設けられる部材であり、内部に空間を有する略箱状の構造を有する。後部カバー１８２には、たとえば樹脂成形品が適用できる。後部カバー１８２の内部には、バッテリー１９２と、充電器１９１と、コントロールユニット１９３と、駆動モータ１４と、リダクションアッシー２と、その他の所定の装置や部材とが収容される。バッテリー１９２は、駆動モータ１４やコントロールユニット１９３や灯火類１９８（たとえば、ヘッドライト１９４、テールライト、ウィンカ１９５など）に電力を供給する。充電器１９１は、外部から供給される電気をバッテリー１９２に充電する。コントロールユニット１９３は、本発明の制御手段として機能する。コントロールユニット１９３は、使用者によるアクセルレバー１７３の操作に応じて駆動モータ１４を制御するほか、使用者のスイッチボックス１７２の操作に応じて、灯火類１９８やクラクション１９７（図略）を作動させる。また、コントロールユニット１９３は、検出手段３１の出力に基づいて、所定の動作を実行する（後述）。

後部カバー１８２の上側には、車体フレーム１１から上側に向かって立ち上がるブラケット（図においては後部カバー１８２に隠れて見えない）を介して、使用者が着座する着座シート１６が設けられる。着座シート１６は、シートクッション１６１と、シートバック１６２（背もたれ）と、左右のアームレスト１６３とを有する。着座シート１６は、後部カバー１８２上で水平方向に旋回可能である。なお、着座シート１６の旋回角度は、前方を向く位置から左右に４５°および９０°などに設定される。そして、着座シート１６の側方に設けられる操作レバーによって、着座シート１６を旋回させることができる。アームレスト１６３は、それらの後端がシートバック１６２に対して回転可能に支持される。なお、アームレスト１６３の側面には、ウィンカ１９５が配設されてもよい。

使用者は、着座シート１６に着座し、ハンドルユニット１７のハンドル本体１７１を把持するかまたは手を掛け、ハンドルユニット１７に設けられるアクセルレバー１７３を操作することで、本鞍乗型車両１を走行させることができる。そして、アクセルレバー１７３の押し加減を調節することにより、本鞍乗型車両１の速度を調節でき、ブレーキレバー１７４を操作することにより、本鞍乗型車両１を制動できる。また、使用者は、スイッチボックス１７２に設けられるスイッチ類を操作することにより、灯火類１９８やクラクション１９７を作動させることができる。

次に、本鞍乗型車両１の駆動部の構成について、図３〜図５を参照して説明する。図３と図４は、本鞍乗型車両１の駆動部の構成を示す外観斜視図であり、図３は前方から見た図、図４は後方から見た図である。図５は、本鞍乗型車両１の駆動部の構成を示した断面図である。図３〜図５に示すように、本鞍乗型車両１の駆動部は、駆動モータ１４と、リダクションアッシー２と、左右の後輪１３とを有する。駆動モータ１４は、本鞍乗型車両１の推進駆動源となる。駆動モータ１４には、公知の各種モータ（電動機）が適用できる。なお、駆動モータ１４には、回転数を検出できる回転数検出手段３２（図略）が設けられる。この回転数検出手段３２には、ホールセンサやロータリーエンコーダなど、従来公知の各種回転数検出手段が適用できる。また、駆動モータ１４の種類は特に限定されるものではない。左右の後輪１３も、従来公知の鞍乗型車両の後輪と同じ構成が適用できる。

リダクションアッシー２は、ギアケース２４と、左右の車軸２２と、左右の車軸ケース２５とを含む。ギアケース２４には、デファレンシャルギア２１と、駆動モータ１４の回転動力をデファレンシャルギア２１に伝達するための歯車と、ブレーキ装置２７とが組み付けられる。また、ギアケース２４には、左右の検出手段３１が設けられる。検出手段３１は、車軸２２の回転と、車軸２２の軸線方向の移動を検出できる。そして、リダクションアッシー２は、トレーリングリンク２８１（「トレーリングアーム」と称することもある）と、ラテラルリンク２８２（「ラテラルロッド」と称することもある）とによって車体フレーム１１に連結される。また、車体フレーム１１とリダクションアッシー２との間には、バネやダンパなどを有する緩衝装置が設けられる（図略）。このような構成のリダクションアッシー２は、駆動モータ１４の回転動力を、歯車と、デファレンシャルギア２１と、左右の車軸２２とを介して、左右の後輪１３に伝達する。そして、後輪１３の回転によって、本鞍乗型車両１が走行する。なお、説明の便宜上、車軸２２および車軸ケース２５については、ギアケース２４側の端部を「一端」と称し、後輪１３側の端部を「他端」と称する。

ギアケース２４は、右半体２４１と左半体２４２とからなる。そして、右半体２４１と左半体２４２との合せ面の内側に空間が形成され、この空間に、デファレンシャルギア２１と、デファレンシャルギア２１に駆動モータ１４の回転動力を伝達する歯車が収容される。デファレンシャルギア２１には、従来公知の一般的な構成が適用できる。簡単に説明すると次のとおりである。デファレンシャルギア２１は、リングギア２１１と、枠体２１２と、複数の中間ピニオン２１３と、左右のサイドギア２１４とを有する。リングギア２１１には枠体２１２が取り付けられ、リングギア２１１と枠体２１２とが一体に回転する。複数の中間ピニオン２１３は、枠体２１２に回転可能に支持される。左右のサイドギア２１４は対向して配設される。そして、左右のサイドギア２１４は、それぞれ枠体２１２に回転可能に支持され、複数の中間ピニオン２１３に噛み合う。また、左右のサイドギア２１４には軸孔２１５が形成される。軸孔２１５は、車軸２２の一端をはめ込むことが可能な貫通孔であり、その内周面にはセレーションが形成される。駆動モータ１４の回転動力をデファレンシャルギア２１に伝達する歯車には、駆動モータ１４の回転軸に設けられる歯車に噛み合う被動歯車２８３と、デファレンシャルギア２１のリングギア２１１に噛み合う駆動歯車２８４とが含まれる。そして、被動歯車２８３と駆動歯車２８４とは、共通の回転軸２８５に設けられ、一体に回転する。また、ギアケース２４には、車軸２２を制動するブレーキ装置２７が設けられる。ブレーキ装置２７は、ブレーキドラムまたはブレーキディスク２７２と、ブレーキドラムまたはブレーキディスク２７２を制動する機構２７３とを有する。ブレーキドラムまたはブレーキディスク２７２は、共通の回転軸２８５の端部に設けられる。ブレーキドラムまたはブレーキディスク２７２を制動する機構２７３は、ギアケース２４に設けられる。そして、ブレーキ装置２７は、共通の回転軸２８５を制動することにより、車軸２２を制動する。

また、右半体２４１と左半体２４２のそれぞれには、互いの合せ面の反対側の面に、収容部２４３が形成される。これらの収容部２４３は、車軸２２に形成される鍔部２２１（後述）が収容される部分であり、内部が空洞で後輪１３側に向かって開放する凹状の部分である。収容部２４３の底部には、貫通孔２４４が形成される。この貫通孔２４４は、車軸２２の一端を挿通可能で、ギアケース２４の外部と内部空間とを連通する。

右半体２４１と左半体２４２のそれぞれには、車軸ケース２５のそれぞれが固定される。車軸ケース２５は、内部が空洞の筒状の部材である。車軸ケース２５は、左右の収容部２４３のそれぞれを覆うように取り付けられる。換言すると、車軸ケース２５は、それらの内部空間が、左右の収容部２４３のそれぞれの内部空間に連通するように取り付けられる。車軸ケース２５の一端には、半径方向外側に延出するフランジ２５１が形成される。車軸ケース２５は、このフランジ２５１を介して、ネジやボルトなどによって、右半体２４１と左半体２４２のそれぞれに固定される。また、車軸ケース２５の他端の近傍には、軸受（この軸受を「他端側軸受５０２」と称する）の軸線方向の移動を規制するサークリップ５０３を係止可能な溝が形成される。さらに、車軸ケース２５には、トレーリングリンク２８１が設けられる。そして、トレーリングリンク２８１の先端は、車体フレーム１１に回転可能に取付けられる。

収容部２４３と左右の車軸ケース２５には、左右の車軸２２のそれぞれが回転可能に収容される。具体的には、次のとおりである。図５に示すように、車軸２２に形成される鍔部２２１が収容部２４３に収容される。車軸２２の一端は、収容部２４３の底部に形成される貫通孔２４４を通過してギアケース２４の内部空間に入り込んでおり、サイドギア２１４に形成される軸孔２１５に嵌まり込む。車軸２２の一端にはセレーション２２３が形成される。そして、車軸２２に形成されるセレーション２２３とサイドギア２１４の軸孔２１５に形成されるセレーションとにより、車軸２２とサイドギア２１４とが結合して一体に回転する。左右のサイドギア２１４は、枠体２１２またはリングギア２１１に回転可能に支持される。枠体２１２およびリングギア２１１は、ベアリングなどの軸受（この軸受を「一端側軸受５０１」と称する）によってギアケース２４に回転可能に支持される。したがって、車軸２２の一端は、ギアケース２４に回転可能に支持される。

車軸２２の鍔部２２１よりも他端側の部分は、車軸ケース２５に収容される。車軸２２の他端は、車軸ケース２５の他端から突出している。車軸２２の他端（＝車軸ケース２５から突出する部分）には、後輪１３が取り付けられる。車軸ケース２５の内部の他端近傍には、ベアリングなどの他端側軸受５０２が配設される。そして、車軸２２の他端近傍は、他端側軸受５０２によって回転可能に支持される。車軸２２の他端近傍には、半径方向外側に突起する係止部２２４が形成される。そして、この係止部２２４が他端側軸受５０２の一端側の端面に係合する。また、車軸ケース２５の内部には、サークリップ５０３が設けられる。そして、このサークリップ５０３が、他端側軸受５０２の他端側の端面に係合する。このような構成であると、サークリップ５０３により、他端側軸受５０２が他端側に移動することが防止される。なお、サークリップ５０３が配設されない構成であってもよい。

ここで、車軸２２の構成を、図６と図７を参照して説明する。図６は、車軸２２の構成を示す外観斜視図である。図７は、車軸２２に形成される鍔部２２１およびその近傍の断面図である。図６と図７に示すように、車軸２２の軸線方向の中間位置には、半径方向の外側に延出する鍔部２２１が形成される。鍔部２２１の外径Ａは、ギアケース２４の右半体２４１と左半体２４２に形成される収容部２４３の内径Ｆより小さく、車軸ケース２５の内径Ｂより大きい。鍔部２２１の他端側の端面は、車軸２２の半径方向の中心が一端側に突起するような態様で、車軸２２の中心線に対して所定の角度αをもって傾斜している。換言すると、鍔部２２１の他端側の端面は、半径方向の中心に向かうにしたがって他端側（後輪１３が取り付けられる側）に接近し、半径方向の外側に向かうにしたがって一端側（サイドギア２１４に嵌まり込む側）に接近する。たとえば、鍔部２２１は、略円錐形状を有し、円錐の頂点が他端側を向き、円錐の底面が一端側を向くように形成される。さらに、鍔部２２１の他端側の端面（＝駆動輪としての後輪１３側の端面）には、突起部２２２が、円周方向に沿って並べられるように形成される。突起部２２２は、半径方向に延伸する凸状の構成を有する。突起部２２２の稜線も、車軸２２の中心線に対して所定の角度βをもって傾斜している。具体的には、突起部２２２の稜線は、鍔部２２１の他端側の面と同様に、半径方向内側に向かうにしたがって他端側に接近し、半径方向外側に向かうにしたがって一端側に接近する。なお、これらの所定の角度α，βは、直角でなければよく、特に限定されるものではない。

鍔部２２１および鍔部２２１に設けられる突起部２２２は、車軸ケース２５よりも硬く高い耐摩耗性を有する。たとえば、車軸２２が鉄系の材料などといった焼入れ可能な材料により形成される場合には、鍔部２２１および鍔部２２１に設けられる突起部２２２に焼入れ処理を施すことにより硬度を高め、車軸ケース２５よりも硬くして耐摩耗性を高くするという構成が適用できる。なお、突起部２２２の寸法、形状および数は特に限定されるものではない。また、鍔部２２１の一端側には、ロータ部３１２が設けられる。ロータ部３１２は、検出手段３１の一部として機能する部分である。ロータ部３１２の構成については後述する。

車軸２２の一端には、セレーション２２３が形成される。このセレーション２２３は、サイドギア２１４の軸孔２１５に形成されるセレーションに係合可能な構成を有する。一方、車軸２２の他端近傍には、半径方向外側に向かって突起する係止部２２４が形成される。この係止部２２４は、他端側軸受５０２の一端側の面に係止可能な部分である。

次に、車軸２２とギアケース２４と車軸ケース２５とデファレンシャルギア２１との関係について、図８を参照して説明する。図８は、図５の部分拡大図であり、車軸２２およびその近傍を抜き出して示す図である。図８に示すように、車軸２２の鍔部２２１は、ギアケース２４に形成される収容部２４３の内部に収容される。車軸２２の鍔部２２１の外径Ａは、収容部２４３の内径Ｆよりも小さい。このため、車軸２２の鍔部２２１は収容部２４３の内周面に接触しない。一方、車軸２２の鍔部２２１の外径Ａは、車軸ケース２５の内径Ｂよりも大きい。すなわち、車軸２２の鍔部２２１は、車軸ケース２５の内部に入り込むことができない（＝車軸ケース２５の内部を通過することができない）。また、鍔部２２１の他端側の端面と、車軸ケース２５の一端側の端面とは、所定の距離Ｃをもって離れている。このため、正常な状態においては、車軸２２の鍔部２２１および鍔部２２１に形成される突起部２２２は、車軸ケース２５の一端側の端面に接触しない。車軸２２が他端側に向かって移動すると、車軸２２の鍔部２２１または鍔部２２１に形成される突起部２２２が車軸ケース２５の一端側の端面に接触する。そして、鍔部２２１は車軸ケース２５の内部に入り込めないから、車軸２２は、鍔部２２１が車軸ケース２５の一端側の端面に接触した位置からは、他端側（＝後輪１３の側）に移動できない。このように、鍔部２２１によって、車軸２２が他端側に移動することが防止される。なお、所定の距離Ｃの具体的な値は特に限定されるものではない。この所定の距離Ｃは、車軸２２の鍔部２２１および鍔部２２１に設けられる突起部２２２が車軸ケース２５の一端に接触しない状態に維持できる距離であればよい。なお、本発明の実施形態においては、車軸２２が他端側に移動して、鍔部２２１または鍔部２２１に設けられる突起部２２２が車軸ケース２５の一端に接触している状態を、「異常」と称する。

図８に示すように、車軸２２の一端は、サイドギア２１４に形成される軸孔２１５に嵌まり込んでいる。ただし、車軸２２の一端は、サイドギア２１４に形成される軸孔２１５から突出していない。すなわち、車軸２２の一端は、サイドギア２１４の一端側の端面よりも他端側であって、サイドギア２１４の厚さ方向の中間に位置する。車軸２２の一端がサイドギア２１４に形成される軸孔２１５から突出しない構成であると、左右のサイドギア２１４どうしを接近させても、左右の車軸２２の一端どうしが接触しない。このため、左右のサイドギア２１４どうしの間の距離を小さくすることができ、デファレンシャルギア２１の左右方向寸法を小さくすることができる。したがって、デファレンシャルギア２１の小型化を図ることができる。

車軸２２の鍔部２２１の他端側の端面と車軸ケース２５の一端側の端面との間の距離Ｃは、車軸２２の一端とサイドギア２１４の軸孔２１５とが係合している部分（この部分を「係合部５０４」と称する）の軸線方向の寸法Ｄよりも小さい。このような構成であると、車軸２２が他端側に移動して異常な状態になっても（すなわち、鍔部２２１または鍔部２２１に設けられる突起部２２２が、車軸ケース２５の一端側の端面に接触した状態となっても）、車軸２２の一端はサイドギア２１４の軸孔２１５から抜け出ていない状態に維持される。同様に、車軸２２の鍔部２２１の他端側の端面と車軸ケース２５の一端側の端面との間の距離Ｃは、車軸ケース２５の他端から他端側軸受５０２の一端側の端面までの距離Ｅよりも小さい。このような構成であると、車軸２２が他端側に移動して異常な状態になっても、他端側軸受５０２は車軸ケース２５から抜け出ていない状態に維持される。このように、異常な状態になっても、車軸２２の両端がギアケース２４と車軸ケース２５に回転可能に支持される状態に維持される。すなわち、鍔部２２１によって、車軸２２が他端側に移動することが防止されるとともに、車軸２２の両端が回転可能に支持される状態に維持される。したがって、本鞍乗型車両１は安全に走行可能な状態に維持される。さらに、このような構成によれば、車軸２２をサイドギア２１４の軸孔２１５の内側に突出させて突出部に係止用スナップリングを配設することなく、車軸２２の移動が規制されるから、スナップリングが不要になる。このため、部品点数と組立工数の削減を図ることができる。したがって、本鞍乗型車両１の生産性の向上を図ることができる。

また、車軸２２の鍔部２２１に突起部２２２が形成される構成であるため、鍔部２２１が車軸ケース２５の一端側の端面に接触している状態で車軸２２が回転すると、突起部２２２が車軸ケース２５に接触して断続的な接触音が発生する。このため、本鞍乗型車両１は、断続音を発することによって、使用者や周囲の人間に対して異常の発生を報知できる。

鍔部２２１および鍔部２２１に設けられる突起部２２２が車軸ケース２５よりも硬く耐摩耗性が高いと、鍔部２２１および突起部２２２が車軸ケース２５に接触した場合には、車軸ケース２５が摩耗する。そして、車軸ケース２５の摩耗が進行すると、鍔部２２１および鍔部２２１に設けられる突起部２２２と車軸ケース２５との接触面積が増加していくため、車軸２２の回転抵抗が増加していく。したがって、本鞍乗型車両１は、車軸２２の接触面圧が下がり、車軸ケース２５の摩耗の進行を遅らせることができる。

また、鍔部２２１の他端側の端面および突起部２２２の稜線が、車軸２２の中心線に対して直角ではなく傾斜している。このような構成であると、車軸２２が他端側に移動して鍔部２２１および鍔部２２１に設けられる突起部２２２が車軸ケース２５に接触した場合には、鍔部２２１および鍔部２２１に設けられる突起部２２２と車軸ケース２５の一端側の端面との接触面積は、最初は小さく、車軸ケース２５の摩耗が進行するにしたがって大きくなっていく。そして、接触面積が大きくなるにしたがって、車軸２２の回転抵抗が大きくなる。このように、本鞍乗型車両１は、車軸２２の接触面圧が下がり、車軸ケース２５の摩耗の進行を遅らせることができる。

次に、検出手段３１の構成を、図７と図８を参照して説明する。検出手段３１は、車軸２２の回転と、車軸２２の他端側への移動とを検出できる。図７と図８に示すように、検出手段３１は、ホールセンサ３１１とロータ部３１２とを有する。ホールセンサ３１１は、ギアケース２４の収容部２４３に設けられる。ホールセンサ３１１は、磁界の強さの変化を検出することができる。なお、ホールセンサ３１１には、従来公知の各種ホールセンサ（たとえば、ホール素子やホールＩＣ）が適用される。ロータ部３１２は、車軸２２と一体に回転する略円板状の部分であり、鍔部２２１の一端側に設けられる。ロータ部３１２は鉄などの強磁性材料からなり、その端面には複数の開口（凹部または貫通孔など）が、円周方向に沿って配列されるように形成される。なお、ホールセンサ３１１およびロータ部３１２には、従来公知の構成が適用できる。そして、ホールセンサ３１１は、ロータ部３１２の一端側の端面の近傍に、当該端面から所定の距離をおいて近接して設けられる。ロータ部３１２に形成される開口とそれ以外の部分とでは磁界が異なるため、ロータ部３１２が回転すると、ホールセンサ３１１は磁界の強弱を検出できる。このような構成によって、検出手段３１は車軸２２の回転を検出できる。また、車軸２２が他端側に移動すると、ホールセンサ３１１とロータ部３１２との距離が大きくなり、ホールセンサ３１１により検出される磁界が弱くなる。このように、検出部３１は、ホールセンサ３１１がロータ部３１２の磁界の大きさを検出することにより（または、ロータ部３１２の磁界を検出できなくなることにより）、ホールセンサ３１１とロータ部３１２との距離を検出できる。したがって、検出手段３１は、この距離を検出することにより、車軸２２の他端側への移動を検出できる。

ロータ部３１２は、車軸２２と別部材が車軸２２に取り付けられる構成が適用できる。たとえば、端面に開口が形成される円板が、車軸２２に取り付けられる構成が適用できる。ロータ部３１２が車軸２２と別部材である場合には、ロータ部３１２に既存の部材が適用できる。このため、車軸２２への加工を少なくすることができる。したがって、本鞍乗型車両１の生産性の向上を図ることができる。また、ロータ部３１２は、車軸２２の鍔部２２１に一体に形成される構成であってもよい。たとえば、鍔部２２１の一端側に、ロータ部３１２として半径方向外側に延出するフランジ状の構造物が鍔部２２１に一体に形成される構成が適用できる。また、鍔部２２１の一端側の端面に開口を形成することによって、鍔部２２１の本体をロータ部３１２として用いる構成が適用できる。ロータ部３１２が車軸２２の鍔部２２１に一体に形成される構成であると、ロータ部３１２を別に形成する構成と比較して、車軸２２の軸線方向長さを短くできる。したがって、リダクションアッシー２の小型化や軽量化を図ることができる。

次に、本鞍乗型車両１の動作を、図９を参照して説明する。図９は、本鞍乗型車両１の構成を示したブロック図である。図９に示すように、本鞍乗型車両１は、コントロールユニット１９３と、駆動回路１９６と、バッテリー１９２と、駆動モータ１４と、左右の車軸２２のそれぞれに設けられる検出手段３１（＝検出手段（右）と検出手段（左））と、左右の後輪１３と、アクセルレバー１７３と、スイッチボックス１７２と、報知手段１９９とを有する。本鞍乗型車両１においては、灯火類１９８とクラクション１９７とが報知手段１９９として機能する。とコントロールユニット１９３は、本発明の制御手段として機能する。コントロールユニット１９３（制御手段）は、たとえば、本鞍乗型車両１の動作の設定や動作させるためのソフトウェア（コンピュータプログラム）が格納されるメモリと、メモリに格納されるソフトウェアを読み出して実行するＣＰＵとを備える。駆動回路１９６は、コントロールユニット１９３の制御にしたがって、バッテリー１９２の電力を駆動モータ１４に供給して駆動モータ１４を駆動する。したがって、使用者がアクセルレバー１７３を操作すると、コントロールユニット１９３はアクセルレバー１７３の操作量に応じて駆動回路１９６を制御し、本鞍乗型車両１が走行する。コントロールユニット１９３は、使用者によるスイッチボックス１７２の操作にしたがって、灯火類１９８を点灯させたり、クラクション１９７を鳴動させたりする。また、コントロールユニット１９３は、左右の検出手段３１が検出する左右の車軸２２の回転数と、駆動モータ１４の回転数検出手段３２が検出する駆動モータ１４の回転数とに基づいて、後輪１３が正常に回転しているかを検出する。さらに、コントロールユニット１９３は、検出手段３１の出力に基づいて異常が発生しているかまたは異常が発生するおそれがあるかを判断する。そして、コントロールユニット１９３は、異常が発生しているかまたは異常が発生するおそれがある場合には、報知手段１９９を作動させて、使用者や周囲の人々に異常が発生しているかまたは異常が発生するおそれがあることを報知する。

検出手段３１としてのロータ部３１２が車軸２２の鍔部２２１の近傍に設けられ、ホールセンサ３１１がギアケース２４の内部空間に設けられる構成であると、検出手段３１によって後輪１３の回転の検出を簡単に実施できる。そして、コントロールユニット１９３は、検出手段３１により検出される後輪１３の回転数と、回転数検出手段３２により検出される駆動モータ１４の回転数との差を算出することにより、後輪１３が正常に回転しているかを検出することができる。具体的には、次のとおりである。駆動モータ１４の回転動力は、デファレンシャルギア２１を介して左右の後輪１３に伝達されるため、駆動モータ１４の回転数と、左右の後輪１３の回転数との関係は一定ではない。このため、駆動モータ１４に設けられる回転数検出手段３２の出力と、左右の検出手段３１の出力とは同期しない。そこで、駆動モータ１４の回転の周期（Ｔ０）と、左右の後輪１３の一方の回転の周期（Ｔ１）と他方の回転の周期（Ｔ２）と差に所定の閾値（ΔＴ）を設定する。そして、駆動モータ１４の回転の周期（Ｔ０）と、左右の後輪１３の回転の周期（Ｔ１），（Ｔ２）との差が所定の閾値（ΔＴ）を超えた場合には、後輪１３が正常に回転していないとみなす。具体的には、駆動モータ１４の回転の周期（Ｔ０）と、左右の後輪１３の回転の周期（Ｔ１），（Ｔ２）と、所定の閾値（ΔＴ）との関係が、

Ｔ１＜（Ｔ０−ΔＴ）

または、

（Ｔ０＋ΔＴ）＜Ｔ２

となった場合に、コントロールユニット１９３は、後輪１３が正常に回転していないとみなす。なお、所定の閾値（ΔＴ）の具体的な値は特に限定されるものではない。この所定の閾値（ΔＴ）は、本鞍乗型車両１が旋回する場合における左右の後輪１３の回転数の差などに応じて、適宜設定される。

さらに、コントロールユニット１９３は、左右の検出手段３１の出力に基づいて、左右の車軸２２が他端側に移動していないかを検出する。車軸２２が他端側に移動すると、検出手段３１としてのホールセンサ３１１の出力が小さくなる。そこで、検出手段３１としてのホールセンサ３１１の出力に所定の閾値を設定する。そして、検出手段３１としてのホールセンサ３１１の出力がこの閾値よりも小さくなった場合には、コントロールユニット１９３は、車軸２２の移動量が所定値以上になったと判断し、鍔部２２１もしくは鍔部２２１に設けられる突起部２２２が車軸ケース２５に接触しているか、接触するおそれがあると判断する。すなわち、コントロールユニット１９３は、検出手段３１の出力に基づいて、車軸２２の移動量が所定の値以上であるか否かを判断し、所定値以上である場合には、車軸２２に異常が発生したか、または異常が発生するおそれがあると判断する。なお、この所定値の具体的な値は特に限定されるものではない。この所定値は、車軸２２がそれ以上他端側に移動した場合には車軸ケース２５の端面に接触するか、または接触するおそれがある距離である。この所定値は、正常な状態における車軸２２の鍔部２２１と車軸ケース２５の端面との間の距離Ｃなどに基づいて、適宜設定される。

そして、コントロールユニット１９３は、異常が発生したと判断した場合、または異常が発生するおそれがあると判断した場合には、報知手段１９９を作動させる。報知手段１９９は、使用者および周辺の人間に対して、異常が発生したこと、または異常が発生するおそれがあることを報知する。具体的には、コントロールユニット１９３は、使用者によるスイッチボックス１７２やアクセルレバー１７３の操作よりも優先して、（１）報知手段１９９としての灯火類１９８を点灯や点滅させる、（２）報知手段１９９としてのクラクション１９７を鳴動させる、（３）本鞍乗型車両１を減速させて停止させる、という動作のいずれかまたは全部を実行する。なお、コントロールユニット１９３が、（１）〜（３）のいずれの動作を実行するかは、あらかじめ使用者などによって設定される構成が適用できる。コントロールユニット１９３が、前記（１）（２）の動作を実行する構成であれば、本鞍乗型車両１の使用者および周囲の人間に、本鞍乗型車両１に異常が生じたことまたは異常が生じるおそれがあることを報知できる。したがって、たとえば使用者は、本鞍乗型車両１を停止させるなどできる。コントロールユニット１９３が前記（３）の動作を実行する構成であれば、本鞍乗型車両１が減速して停止するため、使用者や周囲の人間の安全を確保できる。

本発明の実施形態にかかる鞍乗型車両の作用効果をまとめると、次のとおりである。

車軸２２が他端側に移動して異常が発生した場合であっても、車軸２２に設けられる鍔部２２１が車軸ケース２５に接触することによって、車軸２２の移動が規制される。すなわち、鍔部２２１の外径Ａは車軸ケース２５の内径Ｂよりも大きいから、車軸２２は、他端側に移動して鍔部２２１が車軸ケース２５の一端側の端面に接触すると、それ以上は他端側に移動できない。また、このような構成であれば、スナップリングなどといった、他端側軸受５０２を係止する部材を省略できる。このため、スナップリングを嵌合させて車軸２２をサイドギア２１４の内側で保持する構成と比較すると、部品点数と組立工数の削減を図ることができる。したがって、本鞍乗型車両１の生産性の向上を図ることができる。

車軸２２の一端側の端部は、デファレンシャルギア２１のサイドギア２１４に形成される軸孔２１５に嵌め込まれている。そして、車軸２２の一端側の端部は、サイドギア２１４に形成される軸孔２１５から突出していない。このため、デファレンシャルギア２１のサイドギア２１４どうしを接近させても、車軸２２どうしが干渉しない。したがって、サイドギア２１４どうしを接近し配設することにより、デファレンシャルギア２１の小型化を図ることができる。

車軸２２に形成される鍔部２２１の他端側の端面と、車軸ケース２５の一端側の端面との間の距離Ｃは、車軸２２とサイドギア２１４のセレーションとの係合部５０４の軸線方向寸法Ｄよりも短い。なお、係合部５０４とは、車軸２２の外周面とサイドギア２１４の軸孔２１５の内周面とが接触している部分であり、車軸２２の一端のうち、サイドギア２１４の軸孔２１５に嵌まり込んでいる部分をいう。また、この距離Ｃは、車軸ケース２５の他端側の端部から他端側軸受５０２の一端側の端面までの距離Ｅよりも短い。したがって、車軸２２が他端側に移動した場合であっても、車軸２２に形成される鍔部２２１が車軸ケース２５の一端側の端面に接触するため、車軸２２がサイドギア２１４から抜けない。同様に、他端側軸受５０２は車軸ケース２５に保持される。このように、車軸２２に形成される鍔部２２１によって、車軸２２の一端がサイドギア２１４の軸孔２１５から抜けることが防止され、他端側軸受５０２が車軸ケース２５に保持される。このため、車軸２２の両端がギアケース２４と車軸ケース２５に回転可能に支持される状態に維持される。したがって、車軸２２が他端側に移動した場合であっても、本鞍乗型車両１は走行能力を喪失しない。

鍔部２２１の他端側の端面に突起部２２２が形成される構成であると、突起部２２２が車軸ケース２５の一端側の端面に接触した状態で回転した場合に、断続的な接触音（または打音）が発生する。このため、本鞍乗型車両１は、この接触音の発生によって、使用者や周囲の人間に対して、異常の発生を報知できる。

突起部２２２が車軸ケース２５よりも硬く耐摩耗性が高い構成であると、突起部２２２が車軸ケース２５に接触した場合には、車軸ケース２５が摩耗する。そして、車軸ケース２５の摩耗が進行すると、鍔部２２１と車軸ケース２５との接触面積が増加し、車軸２２の回転抵抗が増加する。このように、本鞍乗型車両１は、車軸２２の接触面圧が下がり、車軸ケース２５の摩耗の進行を遅らせることができる。

鍔部２２１の他端側の端面が略円錐形状に形成されるとともに、突起部２２２の稜線が車軸２２の中心線に対して傾斜している構成であると、鍔部２２１と車軸ケース２５との接触面積は、最初は小さく、車軸ケース２５の摩耗が進行するにしたがって徐々に大きくなっていく。このため、鍔部２２１と車軸ケース２５との接触面圧が下がり、車軸ケース２５の摩耗の進行を遅らせることができる。

検出手段３１として、車軸２２の鍔部２２１の近傍に設けられるロータ部３１２と、ギアケース２４の収容部２４３に設けられるホールセンサ３１１とを含む構成であると、後輪１３の回転を簡単に検出することができる。そして、コントロールユニット１９３は、検出手段３１により検出される後輪１３の回転数と、駆動モータ１４の回転数との差を算出することにより、後輪１３が正常に回転しているかを検出することができる。そして、ロータ部３１２と車軸２２とが別部材であると、ロータ部３１２に既存の部材が適用できる。したがって、車軸２２への加工を少なくすることができ、生産性の向上を図ることができる。一方、ロータ部３１２が車軸２２に一体に形成される構成であると、ロータ部３１２が別部材である構成に比較して、車軸２２の軸線方向寸法を短くできる。したがって、リダクションアッシー２の小型化や軽量化を図ることができる。

また、コントロールユニット１９３は、検出手段３１の出力に基づいて、車軸２２の軸線方向の移動を検出することができる。

コントロールユニット１９３は、異常が発生したと判断した場合や、異常の発生のおそれがあると判断した場合には、報知手段１９９を作動させて、使用者や周囲の人間に対して異常の発生や異常の発生のおそれを報知する。このような構成であると、本鞍乗型車両１の安全性の向上を図ることができる。さらに、コントロールユニット１９３は、異常が発生した場合や異常が発生するおそれがあると判断した場合に、本鞍乗型車両１の減速および停止を実行する。このような構成であると、異常発生時に本鞍乗型車両１を安全に停止させることができる。したがって、本鞍乗型車両１の安全性の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変が可能である。たとえば、前記実施形態においては、鞍乗型車両としてハンドル形電動車いすを示したが、本発明が適用できる車両はハンドル形電動車いすに限定されるものではない。駆動モータと、左右一対の駆動輪と、駆動モータの回転動力を駆動輪に伝達する左右一対の車軸と、車軸を収容する車軸ケースとを備える車両であれば、種類にかかわらず適用できる。

本発明は、鞍乗型車両に好適な技術である。特に、鞍乗型車両の車軸の支持構造に関する技術である。

１：本発明の実施形態にかかる鞍乗型車両、１３：後輪、１４：駆動モータ、１９３：コントロールユニット、１９４：ヘッドライト、１９５：ウィンカ、１９６：駆動回路、１９７：クラクション、１９８：灯火類、１９９：報知手段、２：リダクションアッシー、２１：デファレンシャルギア、２１１：リングギア、２１２：枠体、２１３：中間ピニオン、２１４：サイドギア、２１５：サイドギアの軸孔、２２：車軸、２２１：鍔部、２２２：突起部、２２３：セレーション、２２４：係止部、２４：ギアケース、２４１：右半体、２４２：左半体、２４３：収容部、２４４：貫通孔、２５：車軸ケース、３１：検出手段、３１１：ホールセンサ、３１２：ロータ部、３２：回転数検出手段、５０１：一端側軸受、５０２：他端側軸受、５０３：サークリップ、５０４：係合部

Claims (13)

1. 駆動源と、
   前記駆動源の回転動力が伝達されるリングギアと、前記リングギアに回転可能に支持される中間ピニオンと、前記中間ピニオンと噛み合うサイドギアをと含むデファレンシャルギアと、
   一端が前記サイドギアに結合されるとともに軸線方向の中間には半径方向外側に延出する鍔部が形成される車軸と、
   前記デファレンシャルギアが内部に収容されるとともに前記車軸に形成される鍔部が収容される凹状の収容部が外部に形成されるギアケースと、
   内部に前記車軸が収容されるとともに一端側が前記ギアケースに形成される収容部を覆うように設けられる車軸ケースと、
   を有し、
   前記車軸に設けられる鍔部の外径は、前記ギアケースに形成される収容部の内径より小さく、前記車軸ケースの内径より大きいことを特徴とする車両。
2. 前記車軸の前記一端側は前記サイドギアに形成される軸孔に嵌め込まれるとともに、前記車軸の前記一端側の端面は前記サイドギアの端面から突出していないことを特徴とする請求項１に記載の車両。
3. 前記車軸に設けられる鍔部の他端側の端面と前記車軸ケースの一端側の端面との間の距離は、前記車軸と前記サイドギアとの係合部の軸線方向の長さよりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の車両。
4. 前記車軸ケースの他端側に設けられ前記車軸の他端側を回転可能に支持する軸受をさらに備え、
   前記車軸に設けられる鍔部の他端側の端面と前記車軸ケースの一端側の端面との間の距離は、前記車軸ケースの他端側の端面と前記軸受の一端側の端面との間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両。
5. 前記車軸に設けられる鍔部の駆動輪側の端面には、突起部が形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両。
6. 前記車軸に設けられる鍔部は、前記車軸ケースよりも耐摩耗性が高いことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両。
7. 前記鍔部の他端側の端面は、前記車軸の半径方向の中心が前記他端側に突出する態様で前記車軸の中心に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両。
8. 前記車軸の鍔部の前記一端側に設けられるロータ部と前記ギアケースの前記収容部に設けられ前記ロータ部の回転を検出するセンサとを有する検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の車両。
9. 前記ロータ部は、前記車軸の鍔部と別部材であることを特徴とする請求項８に記載の車両。
10. 前記ロータ部は、前記車軸に設けられる鍔部に一体に形成されることを特徴とする請求項８に記載の車両。
11. 前記検出手段は、前記センサと前記ロータ部との距離を検出することによって前記車軸の軸線方向の移動を検出することを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の車両。
12. 前記検出手段が検出した前記車軸の軸線方向の移動が所定値以上である場合には、使用者または周囲の人間に対して異常の発生を報知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の車両。
13. 前記検出手段が検出した前記車軸の軸線方向の移動が所定値以上である場合には、減速および停止を実行する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の車両。

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