JP2014133488A - 三輪自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成により三輪自動車の高いコーナリング性能を実現する。
【解決手段】左右一対の後輪が独立懸架式サスペンションによりフレームに接続され、独立懸架式サスペンションは、一端がフレームに揺動自在に接続され、他端において一対の後輪の対応する一方の車軸を支持する左右一対のスイングアームと、一対のスイングアームの対応する一方とフレームとを連結し、一方のスイングアームを弾性支持する左右一対の緩衝ユニット６５と、一対の後輪の中心を結ぶ軸をフレームの前後方向に延びる揺動軸の周りに揺動させることによりフレームを路面に対して左右に傾斜させるリーイン機構６４と、を備える。一対の緩衝ユニットは、それぞれ一端がリーイン機構を介してフレームに接続されており、リーイン機構は、一対の緩衝ユニットの一端同士を連結するリーインアーム６４６と、リーインアームを揺動軸の周りに揺動させるリーインアーム揺動手段と、を備える。
【選択図】図１８

Description

本発明は、三輪自動車に関する。

三輪自動車は、二輪自動車と比べて積載量が多く、また、四輪自動車と比べて小回りが利く為、狭隘道路の多い市街地での貨物輸送に適しており、かつては数多くの三輪自動車が使用されていた。しかしながら、三輪自動車は、旋回時の走行安定性が低い為に、四輪自動車と比べると積載量が低く制限され、小型四輪自動車の普及に伴い市場から淘汰されていった。

特許文献１には、左右後輪をそれぞれアクティブサスペンションにより支持し、操舵方向側のアクティブサスペンションを収縮させ、反対側のアクティブサスペンションを伸長させることで、車体を操舵方向に傾斜させる手段を設けて、旋回時の走行安定性を向上させた三輪自動車が開示されている。

特許文献１の三輪自動車は原動機を一つのみ備えており、原動機の出力は、動力伝達機構によって２分割され、駆動輪である一対の後輪に伝達される。また、特許文献１の三輪自動車においては、各後輪の左右一方の側（内側）に動力伝達機構が設けられている。

特開２００６−３２７２４４号公報

しかしながら、特許文献１に開示される三輪自動車は、左右後輪のそれぞれをアクティブサスペンションで支持する構成であるため、構造が複雑であり、車体重量が大幅に増加し、また車内空間も狭くなるという問題があった。特に、三輪電気自動車では、大容量バッテリーを搭載する必要があることから、軽量化と車内空間の確保が設計上の重要課題となっており、特許文献１の構成を採用して旋回時の走行安定性を向上させることは難しい。

また、特許文献１の三輪自動車のように、一つの原動機を使用して駆動する構成においては、高出力の原動機を使用する必要があるため、十分な強度を確保するために原動機を含む駆動機構及びそれを支持する構造が大きくなり、室内空間や可積載量が少なくなるというデメリットがある。

また、悪路における安定走行には全輪駆動方式が有利であるが、一つしかない操舵輪（前輪）の片側に動力伝達機構を配置した構成とすると、左右の重量バランスが崩れて、旋回時の走行安定性が低下してしまう。

本発明の実施形態によれば、左右一対の後輪が独立懸架式サスペンションによりフレームに接続された三輪自動車が提供される。独立懸架式サスペンションは、一端がフレームに揺動自在に接続され、他端において一対の後輪の対応する一方の車軸を支持する左右一対のスイングアームと、一対のスイングアームの対応する一方とフレームとを連結し、該一方のスイングアームを弾性支持する左右一対の緩衝ユニットと、一対の後輪の中心を結ぶ軸をフレームの前後方向に延びる揺動軸の周りに揺動させることによりフレームを路面に対して左右に傾斜させるリーイン機構と、を備え、一対の緩衝ユニットは、それぞれ一端がリーイン機構を介してフレームに接続されており、リーイン機構は、一対の緩衝ユニットの一端同士を連結するリーインアームと、リーインアームを揺動軸の周りに揺動させるリーインアーム揺動手段と、を備える。

この構成によれば、リーインアーム揺動手段によりリーインアームを揺動させるだけで路面に対して車体を傾斜させることが可能となり、簡単な構成により三輪自動車のコーナリング性能を向上させることができる。

リーイン機構は、リーイン機構を駆動するリーイン用モータと、リーイン用モータの駆動力をリーインアームに伝達する駆動軸とを備え、駆動軸は、揺動軸上に延び、一対の緩衝ユニットの一端間においてリーインアームに接続されており、リーインアームは、駆動軸の駆動により、揺動軸の周りに揺動するように構成されていてもよい。

リーイン機構は、リーイン用モータの回転を減速して駆動軸に伝達するリーイン用ギヤ装置と、リーインアームの揺動角を検出する角度センサと、を備え、リーイン用ギヤ装置は、リーイン用モータに駆動されるウォームと、駆動軸が接続され、ウォームと係合して揺動軸周りに回転するウォームホイールと、内部にウォーム及びウォームホイールを保持し、フレームに固定されたギアケースと、を備え、揺動軸はウォームホイールを貫通し、該揺動軸の一端にリーインアームが接続され、他端に角度センサが接続された構成であってもよい。

また、本発明の実施形態によれば、前輪を駆動する第１及び第２前輪駆動手段と、第１及び第２前輪駆動手段の動力を結合する動力結合手段と、を備え、第１及び第２前輪駆動手段が、前輪の中心面を挟んで配置された三輪自動車が提供される。

この構成によれば、前輪を駆動する前輪駆動手段を複数の低出力の駆動手段に分割することにより、小型化が可能になり、また自由度の高い配置設計が可能になる。また、各駆動手段を前輪の中心面を挟んで配置することにより、左右の重量バランスが良好な駆動手段の配置が可能になる。

第１及び第２前輪駆動手段が、前輪の中心面に対して略対称に配置された構成であってもよい。

この構成によれば、左右の重量バランスがより向上し、特に旋回時の重心の変動が少なく、走行安定性が向上する。

第１及び第２前輪駆動手段の其々が、少なくとも一つの原動機と、原動機の駆動力を減速する減速手段とを備えた構成であってもよい。

この構成によれば、原動機及び減速手段の其々を低出力のものに分割することにより、小型化・軽量化をより効果的に実現することが可能になる。

第１及び前記第２前輪駆動手段の其々が、前輪の車軸に対して略垂直に延び、原動機の駆動力を伝達する動力伝達軸と、動力伝達軸の回転を車軸と平行な軸周りの回転に変換するベベルギヤ装置と、を備え、第１前輪駆動手段のベベルギヤ装置は減速比が１である等速ベベルギヤ装置であり、第１前輪駆動手段は、等速ベベルギヤ装置の出力軸の回転を減速して前輪に伝達する最終減速装置を備え、第２前輪駆動手段のベベルギヤ装置は最終減速装置と同じ減速比を有する減速ベベルギヤ装置であり、減速ベベルギヤ装置の出力軸が最終減速装置の出力軸に接続されており、第１及び第２前輪駆動手段の原動機を同期駆動させたときに、最終減速装置の出力軸が第１及び第２前輪駆動手段により同期駆動されるように構成されていてもよい。

第１及び第２前輪駆動手段の其々が、前輪の車軸に対して略垂直に延び、原動機の駆動力を伝達する動力伝達軸と、動力伝達軸の回転を車軸と平行な軸周りの回転に変換するベベルギヤ装置と、を備え、ベベルギヤ装置は減速比が１である等速ベベルギヤ装置であり、前輪のホイールが、第１及び第２前輪駆動手段のベベルギヤ装置の出力軸に両側から挟みこまれて、該出力軸のそれぞれに接続されており、第１及び第２前輪駆動手段の原動機を同期駆動させたときに、第１及び前記第２前輪駆動手段のベベルギヤ装置により同期駆動されるように構成されていてもよい。

また、原動機が電気モータである構成としてもよい。

本発明の実施形態の構成によれば、簡単な構成によって三輪自動車のコーナリング性能を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る全輪駆動型電動三輪自動車１の外観図である。 本発明の実施形態に係る全輪駆動型電動三輪自動車１の外観図である。 本発明の実施形態に係る全輪駆動型電動三輪自動車１の外観図である。 本発明の実施形態に係る全輪駆動型電動三輪自動車１の内部構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る全輪駆動型電動三輪自動車１の内部構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る全輪駆動型電動三輪自動車１の内部構造を示す斜視図である。 メインフレームの詳細を示す斜視図である。 懸架機構の詳細を示す斜視図である。 懸架機構の詳細を示す斜視図である。 操舵機構の詳細を示す斜視図である。 前輪駆動機構の詳細を示す斜視図である。 操舵リンク機構の詳細を示す斜視図である。 スイング角補正機構の機能を説明する図である。 スイング角補正機構の機能を説明する図である。 前輪駆動機構を示す斜視図である。 前輪駆動機構の詳細を示す斜視図である。 前輪駆動機構の結合構造を示す斜視図である。 リーイン機構の詳細を示す斜視図である。 後輪駆動機構の詳細を示す斜視図である。 後輪駆動機構の詳細を示す斜視図である。 本発明の実施形態の一変形例を示す斜視図である。 本発明の実施形態の一変形例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１〜３は、本発明の実施形態に係る全輪駆動型電動三輪自動車１（以下、「自動車１」と略記する。）をそれぞれ異なる３方向から見た外観図である。以下の説明においては、図１に示される直交座標軸ＸＹＺに従い、自動車１の進行方向（前方）をＸ軸正方向、進行方向に向かって左側をＹ軸正方向、鉛直上方をＺ軸正方向とする。

自動車１は、本体１ａと、本体１ａに対して開閉自在に構成されたキャノピ１ｂを備えている。図１はキャノピ１ｂが閉じた状態を示し、図２はキャノピ１ｂが開いた状態を示す。キャノピ１ｂは、閉じた状態において、本体１ａに設けられた運転席１０１を覆うように構成されている。キャノピ１ｂは、自動車１の走行時に閉じられ、風雨や飛散物からドライバーを保護する。図２に示すように、キャノピ１ｂは、閉じた状態において前方から上方にかけて運転席１０１を覆うメインウィンドー４と、運転席１０１上部の両側面を覆う一対のサイドウィンドー５と、メインウィンドー４及びサイドウィンドー５を支持するキャノピ開閉フレーム３を備えている。メインウィンドー４及びサイドウィンドー５は、それぞれガラス又は樹脂から形成された透明部材である。キャノピ開閉フレーム３は、その下端に設けられた蝶番機構（不図示）によって本体１ａに取り付けられており、Ｙ軸と平行な蝶番軸の周りに本体１ａに対して揺動自在に構成されている。キャノピ開閉フレーム３は、前方の視界を確保する為に、後方よりメインウィンドー４を支持し、また側方の視界を確保する為、後端上部にてサイドウィンドー５を支持するように構成される。また、図３に示されるように、キャノピ１ｂの背面上部には、各左右一対の方向指示灯１２４及び制動灯１２６と、後退灯１２８が設けられている。

本体１ａは、車体外装として、運転席１０１を前方から保護するフロントカウル１１２、運転席１０１を側方から保護する一対のサイドカウル１１４、及び各サイドカウル１１４の後下部側方に配置された、後述する後輪駆動機構８０を保護するカバー１１６を備えている。上記の車体外装を含む本体１ａの各部は、後述するメインフレーム１２に支持されている。

図４〜図６は、車体外装を取り外した状態の自動車１の外観図である。また、図７は、更に運転席１０１を取り外した状態の自動車１の外観図である。また、図８及び図９は、更にフロアプレート１０２及びサイドフレーム１４を取り外した状態の自動車１の外観図である。図８及び図９に示されるように、メインフレーム１２の前後方向中央部には、前部支柱１２ａ、後部支柱１２ｂ、前部支柱１２ａと後部支柱１２ｂの上端同士及び下端同士をそれぞれ連結する上部梁１２ｃ及び下部梁１２ｄから形成される枠状部が配置される。前部支柱１２ａと上部梁１２ｃとの結合部からは、前方斜め上に向かって前方張出支柱１２ｅが張り出している。前方張出支柱１２ｅの中途からは、上延枝１２ｆが上方へ延びている。上延枝１２ｆの先端部には軸受（不図示）が設けられており、この軸受によって後述する操舵機構３０のステアリングシャフト３２が回転自在に支持されている。前方張出支柱１２ｅの先端部からは、下垂枝１２ｇが下方に突出している。下垂枝１２ｇの下端部には、Ｙ軸方向に貫通するボス穴１２ｈが形成されている。また、後部支柱１２ｂと上部梁１２ｃとの結合部からは、後方斜め上に向かって後方張出支柱１２ｊが張り出している。

図７に示すように、メインフレーム１２の下部梁１２ｄ（図８）には、略箱形のサイドフレーム１４が固定されており、サイドフレーム１４の筐体内には、バッテリー９２及びコントローラ９４が配置されている（図４〜６）。コントローラ９４は、各駆動輪（前輪７、後輪８）の駆動及び制動、後述する駐車用電磁ブレーキ８２ｆ（図１９、２０）やリーイン機構６４（図８、１８）の動作を制御する。また、メインフレーム１２の前部支柱１２ａにはフロアプレート１０２が固定されており、フロアプレート１０２にはブレーキペダル１０４及びアクセルペダル１０６（図５）が設けられている。ブレーキペダル１０４及びアクセルペダル１０６は、通信線によりコントローラ９４に接続されており、踏み込み量に応じた信号をコントローラ９４に出力する。また、メインフレーム１２の前方張出支柱１２ｅには前後進の切り換え及び後述する駐車用電磁ブレーキ８２ｆのＯＮ／ＯＦＦを操作するための走行レバー１０８が、更に上延枝１２ｆの先端部にはコンソールパネル９６が設けられている。走行レバー１０８及びコンソールパネル９６も通信線によりコントローラ９４に接続されており、ユーザ操作に応じた信号をコントローラ９４に出力すると共に、コントローラ９４から入力される自動車１の動作状態を示す信号に基づいてインジケータの表示が行われる。

前方張出支柱１２ｅの付け根部、及び、前部支柱１２ａと下部梁１２ｄとの結合部には、それぞれ後述する前輪懸架機構２０を取り付けるためのナックルジョイント部１２ｋ及びボス部１２ｍが設けられている。また、後部支柱１２ｂと下部梁１２ｄとの結合部には、後述する後輪懸架機構６０を取り付けるためのボス部１２ｎが設けられている。

次に、メインフレーム１２に前輪７を接続する前輪懸架機構２０の構成を説明する。図８及び図９に示すように、前輪懸架機構２０は、サスペンションアーム２２と、コイルオーバー（緩衝ユニット）２６を備える。サスペンションアーム２２はクランク形状に形成されたアームであり、その一端がピン２１によりメインフレーム１２のボス部１２ｍに揺動自在に接続されている。また、サスペンションアーム２２の他端には、前輪７を支持するＵ字状のフロントアクスル３８が、Ｙ軸方向に延びるピン２３により揺動自在に取り付けられている。

コイルオーバー２６は、コイルスプリング内にショックアブソーバーを配置し、コイルスプリングとショックアブソーバーの端部同士を連結（すなわち並列接続）した部材である。コイルオーバー２６の一端はピン２５によりメインフレーム１２のナックルジョイント部１２ｋに接続されており、他端はピン２４によりサスペンションアーム２２の長手方向中途に設けられたナックルジョイント部２２ａに接続されている。この構成により、サスペンションアーム２２は、コイルオーバー２６によって弾性支持されている。

図１０及び図１１に、前輪７の支持構造の詳細を示す。図１１に示されるように、前輪ホイール７ａは、複数のホイールナット７ｂにより、ファイナルケース５７内に保持されたギヤ５７ｂの出力軸に取り付けられている。尚、ギヤ５７ｂの出力軸には、ホイールナット７ｂと係合する複数のスタッドボルトが植え込まれている。また、図１０に示されるように、ファイナルケース５７にはナックルスピンドル３７が固定されている。ナックルスピンドル３７は、その軸方向がギヤ５７ｂの出力軸と略直交するように配置されている。ナックルスピンドル３７は、その両端から突出する一対の軸部３７ａを有している。また、フロントアクスル３８の平行な一対のアーム部３８ａには、それぞれＹ軸と垂直な略上下方向に延びる直線上にボス穴３８ｂが形成されている。ナックルスピンドル３７はフロントアクスル３８の一対のアーム部３８ａ間に配置され、ナックルスピンドル３７の一対の軸部３７ａはフロントアクスル３８に形成された一対のボス穴３８ｂにそれぞれ差し込まれている。これにより、ナックルスピンドル３７はフロントアクスル３８によってＹ軸と垂直な軸周りに回転自在に軸支されている。なお、前輪７は、サスペンションアーム２２及びフロントアクスル３８によって片持ち支持されている。

次に、図１２に示される操舵機構３０の構成を説明する。本実施形態の操舵機構３０は、リンク機構を介してステアリング操作を前輪の車軸に伝達する、所謂ハブセンターステアリング機構を構成する。上述のようにメインフレーム１２の上延枝１２ｆ（図８）により回転自在に軸支されたステアリングシャフト３２は、その上端に取り付けられたステアリングホイール３１の操作によって長軸周りに回転する。ステアリングシャフト３２の下端部からは、レバー３３が垂直且つ略水平方向に突出している。レバー３３の先端部には、自在ナックルピン３４ａにより、略上下方向に伸びるロッド３５ａの一端が接続されている。ステアリングシャフト３２の回転に連動して、ロッド３５ａは長さ方向（上下方向）に移動する。

また、上述したメインフレーム１２の下垂枝１２ｇの下端部に設けられたボス穴１２ｈ（図８）には、Ｙ軸方向に延びる回転軸３６が回転自在に軸支されている。回転軸３６の両端部には、軸と垂直に延びるレバー３６ａ、３６ｂがそれぞれ固定されている。レバー３６ａの先端には、自在ナックルピン３４ｂにより、ロッド３５ａの他端が接続されている。また、レバー３６ｂの先端には、自在ナックルピン３４ｃにより、前後方向（略Ｘ軸方向）に伸びるロッド３５ｂの一端が接続されている。また、レバー３６ａと３６ｂの長さ方向は、互いに回転軸３６の周りに９０度傾いている。具体的には、レバー３６ａは前後方向に延び、レバー３６ｂは上下方向（略Ｚ軸方向）に延びている。そのため、レバー３６ａの先端部における上下方向の運動が、レバー３６ｂの先端部における前後方向の運動に変換される。従って、ステアリングホイール３１の回転操作により、ロッド３５ａが長さ方向（略Ｚ軸方向）に移動すると、ロッド３５ｂも長さ方向（略Ｘ軸方向）に移動する。

また、図１０に示されるように、ナックルスピンドル３７の側面に設けられた張出部３７ｄには、前輪７の車軸方向に延びるナックルアーム３７ｂが固定されている。ロッド３５ｂの他端は、自在ナックルピン３４ｄにより、ナックルアーム３７ｂの先端部と、ナックルスピンドル３７の中心軸と平行な軸の周りに揺動自在に接続されている。そのため、ステアリングホイール３０の操作により、ロッド３５ｂが長さ方向に移動すると、ナックルスピンドル３７がその中心軸周りに回転する。これにより、ナックルスピンドル３７に支持された車輪７の車軸も、ナックルスピンドル３７の中心軸の周りに回転し、ステアリングホイール３０の舵角に応じた偏角Ｄ（図１２）が前輪７に与えられる。

また、図１０に示すように、ステアリングシャフト３２の下端部には、ステアリングホイール３０（図８）の舵角を検出する入力ポテンショメーター３２ａが設けられている。入力ポテンショメーター３２ａは、コントローラ９４に接続されており、ステアリングホイール３０の舵角に応じた信号（すなわち、前輪７の偏角Ｄに応じた信号）をコントローラ９４へ出力する。

図１１に示されるように、下垂枝１２ｇの下端部に設けられたボス穴１２ｈの端部（レバー３６ｂ側）に垂下して、突起ボス穴１２ｉが設けられている。また、図１０に示されるように、フロントアクスル３８の胴部３８ｅには、ナックルスピンドル３７の回転軸方向に突出するレバー３８ｃが固定されている。また、突起ボス穴１２ｉとレバー３８ｃの先端部には、それぞれ自在ナックルピン３４ｅと３４ｆが配置されて、サスペンションアーム２２と略平行に配置されたロッド３９の各端部にそれぞれ連結されている。

図１３及び図１４は、ロッド３９及びレバー３８ｃから構成されるリンク機構（スイング角補正機構）の機能を説明する図である。上述のように、サスペンションアーム２２は、ピン２１の周りに揺動（スイング）自在となっている。図１３は、無負荷状態（自動車１が外力を受けずに静止している状態）を示している。無負荷状態におけるメインフレーム１２に対するサスペンションアーム２２の位置を基準位置とし、このときのサスペンションアーム２２のスイング角ＳＷを０°と定義する。尚、スイング角ＳＷは、図１３における時計回りの揺動を正とする。また、この時のキャスター角Ｃの補角ＳＣをＳＣ_０とする。尚、本実施形態のサスペンションの構成においては、鉛直軸に対するナックルスピンドル３７のＹ軸周りの傾斜角がキャスター角Ｃとなり、その補角ＳＣはＳＣ＝９０−Ｃ（単位：°）により与えられる。自動車１は、キャスター角Ｃ_０（補角ＳＣ_０）において、操舵性と走行安定性の最適バランスが得られるように設定されている。

図１４は、スイング角補正機構を備えていない自動車１’に負荷が加わり（例えば制動により前輪７に荷重が移動して）、サスペンションアーム２２がピン２１の周りにスイング角ＳＷ_１だけ揺動した状態を示す図である。

自動車１’のフロントアクスル３８がサスペンションアーム２２により回転不能に支持された構成であった場合、サスペンションアーム２２の揺動に伴い、ナックルスピンドル３７もスイング角ＳＷ_１だけ傾き、キャスター角の補角ＳＣ_１はＳＣ_１＝ＳＣ_０−ＳＷ_１（≠ＳＣ_０）となり、操舵性及び／又は走行安定性が低下してしまう。

本実施形態においては、フロントアクスル３８がサスペンションアーム２２により回転自在に支持されており、且つロッド３９を含むリンク機構によってメインフレーム１２に対するフロントアクスル３８の傾きが略一定に維持されている。そのため、サスペンションアーム２２が揺動しても、キャスター角Ｃは大きく変動せず、常に操舵性と走行安定性の最適バランスが維持される。

次に、図１５〜１７を参照して、前輪駆動機構５０について説明する。前輪駆動機構５０は、メインフレーム１２の進行方向右側に配置された制動側前輪駆動機構５０ａ、進行方向左側に配置された操舵側前輪駆動機構５０ｂ、及び各駆動機構５０ａ、５０ｂに駆動電流を供給するインバーター５１（図５）を備える。インバーター５１は、メインフレーム１２の前方張出支柱１２ｅの先端部に取り付けられている。また、インバーター５１は、バッテリー９２及びコントローラ９４に接続されており、コントローラ９４の制御に応じて駆動電流を出力する。制動側前輪駆動機構５０ａは、サイドフレーム１４（図４）の下面に取り付けられた駆動モータ５２ａと、駆動モータ５２ａの出力軸に接続されたドライブジョイント５４ａと、略Ｘ軸方向に延びる入力軸の回転を略Ｙ軸方向に延びる出力軸の回転に変換して減速する減速ベベルギヤ装置５６ａとを備える。減速ベベルギヤ装置５６ａの出力軸は、前輪ブレーキ機構４０のブレーキディスク４０ａ及び前輪ホイール７ａを介して、ファイナルケース５７内に保持されたギヤ５７ｂの出力軸に連結される。図１７に示すように、減速ベベルギヤ装置５６ａの出力軸には凸スプライン５６ｃが形成されており、またギヤ５７ｂの出力軸には凹スプライン（スプライン穴）５７ｃが形成されており、凸スプライン５６ｃと凹スプライン５７ｃとの係合により、減速ベベルギヤ装置５６ａの出力軸とギヤ５７ｂの出力軸とが連結する。

また、操舵側前輪駆動機構５０ｂは、サイドフレーム１４（図４）の下面に取り付けられた駆動モータ５２ｂと、駆動モータ５２ａの出力軸に接続されたドライブジョイント５４ｂと、略Ｘ軸方向に延びる入力軸の回転を減速して略Ｙ軸方向に延びる出力軸の回転に変換する等速ベベルギヤ装置５６ｂとを備える。等速ベベルギヤ装置５６ｂの出力軸は、ファイナルケース５７内に保持されたピニオン５７ａの入力軸に接続される。ピニオン５７ａの回転は、ギヤ５７ｂに伝達されることで減速される。また、ピニオン５７ａとギヤ５７ｂから構成される操舵側ファイナルギヤの減速比は、減速ベベルギヤ装置５６ａの減速比と同一の値に設定されており、ギヤ５７ｂは、制動側前輪駆動機構５０ａ及び操舵側前輪駆動機構５０ｂにより同一の速度で駆動される。また、上述のように、ギヤ５７ｂの出力軸には複数のスタッドボルトが植え込まれており、前輪ホイール７ａに設けられた複数のボルト穴に各スタッドボルトを挿し込み、ホイールナット７ｂで締め付けることにより、前輪ホイール７ａがギヤ５７ｂの出力軸に固定される。

上記の構成により、制動側前輪駆動機構５０ａ及び操舵側前輪駆動機構５０ｂの駆動力が、ギヤ５７ｂにおいて結合され、前輪ホイール７ａに伝達される。このように、駆動機構を複数系統に分けることにより、各駆動機構に加わる負荷が減少し、構成部品の小型・軽量化が可能になり、駆動機構全体の質量も軽減される。そのため、ばね下質量が軽減され、自動車１の運動性能が向上する。また、前輪に対して左右対称に同様の重量分布を有する１対の駆動機構を配置する構成により、左右の重量バランスに優れた自動車１が実現する。

また、ファイナルケース５７内には、ギヤ５７ｂの回転数を検出するロータリーエンコーダ（不図示）が設け有られている。このロータリーエンコーダは、コントローラ９４に接続されており、ギヤ５７ｂの回転数に応じた信号（すなわち、自動車１の走行速度に応じた信号）をコントローラ９４へ出力する。

次に、メインフレーム１２に後輪８を接続する後輪懸架機構６０の構成を説明する。図８及び図９に示すように、後輪懸架機構６０は、リーイン機構６４と、一対のスイングアーム６１と、一対のコイルオーバー６５を備える。

一対のスイングアーム６１は、クランク形状に形成されたアームであり、それぞれ一端がＹ軸方向に延びるピン６２によりメインフレーム１２のボス部１２ｎに揺動自在に接続されている。各スイングアーム６１の他端部には、後輪８を支持するファイナルケース８５（後述する図１９）が固定されている。また、スイングアーム６１の他端部にはボス穴が設けられており、このボス穴にはコイルオーバー６５の一端がピン６３により接続されている。尚、コイルオーバー６５は、コイルオーバー２６と同様の構成の部材である。

リーイン機構６４は、メインフレーム１２の後方張出支柱１２ｊの上端部に取り付けられている。図１８にリーイン機構６４の詳細を示す。リーイン機構６４は、サーボモータ６４４、ギヤボックス６４２及びアーム６４６を備えている。サーボモータ６４４はコントローラ９４から供給される駆動電流によって駆動する。ギヤボックス６４２内には、ウォーム６４２ａ及びこのウォーム６４２ａと係合するウォームホイール６４２ｂが保持されている。ウォーム６４２ａの入力軸には、ベベルギヤ装置６４５を介してサーボモータ６４４の出力軸が接続されている。ウォームホイール６４２ｂは、円弧面にはす歯が形成された略扇状の歯車であり、その両面から円弧の中心軸上に出力軸が突出する。ウォームホイール６４２ｂの背面（Ｘ軸負方向側の面）から突出する出力軸には、アーム６４６の中央部が固定されている。サーボモータ６４４がウォーム６４２ａを回転駆動すると、ウォームホイール６４２ｂが出力軸を中心に揺動し、ウォームホイール６４２ｂの出力軸に固定されたアーム６４６もウォームホイール６４２ｂと共に揺動する。アーム６４６の両端部には、それぞれコイルオーバー６５の他端が接続されている。リーイン機構６４によってアーム６４６を揺動させてメインフレーム１２の横軸（Ｙ軸）に対して傾けることで、２つの後輪８の中心を結ぶ軸もメインフレーム１２の横軸に対して傾斜し（以下、この傾斜角度を「リーイン角」と呼ぶ）、その結果、メインフレーム１２は路面に対して傾斜する。また、ウォームホイール６４２ｂの正面（Ｘ軸正方向側の面）から突出する出力軸には、ウォームホイール６４２ｂの回転角を検出する出力ポテンショメーター６４８が接続されている。出力ポテンショメーター６４８は、コントローラ９４に接続されており、検出したウォームホイール６４２ｂの回転角に応じた信号を出力する。

上述のように、リーイン機構６４はコントローラ９４の制御に基づいて動作する。コントローラ９４は、入力ポテンショメーター３２ａからの信号に基づいて前輪７の偏角Ｄを検知すると共に、出力ポテンショメーター６４８からの信号に基づいて現在のリーイン角を検知する。また、コントローラ９４は、前輪駆動機構５０のファイナルケース５７内に設けられたロータリーエンコーダからのパルス信号に基づいて自動車１の走行速度を検知する。コントローラ９４は、前輪７の偏角Ｄ及び走行速度に基づいてリーイン角の目標値を演算し、リーイン角の目標値と現在値との差分を無くすようにサーボモータ６４４を駆動してリーイン角を修正する。

次に、図１９及び図２０を参照して、後輪駆動機構８０の構成を説明する。後輪駆動機構８０は、左右の各後輪８につき１系統が設けられている。左右２系統の後輪駆動機構８０は、形状及び配置が互いに面対称の関係にある点を除けば、同一の構成を有している。後輪駆動機構８０は、駆動ユニット８２、ドライブジョイント８３、等速ベベルギヤ装置８４、ファイナルケース８５、そして駆動ユニット８２に駆動電流を供給するインバーター８１（図６）を備えている。駆動ユニット８２は、トランスファギヤケース８２ａと、このトランスファギヤケース８２ａに取り付けられた一対の駆動モータ８２ｅを備える。

図２０に示されるように、トランスファギヤケース８２ａ内には、各駆動モータ８２ｅの出力軸にそれぞれ接続された一対のピニオン８２ｂと、各ピニオン８２ｂと係合するアイドラギヤ８２ｃと、アイドラギヤ８２ｃと係合する出力ギヤ８２ｄが保持されている。すなわち、２つの駆動モータ８２ｅの出力が、アイドラギヤ８２ｃにおいて結合され、出力ギヤ８２ｄを介して出力される。出力ギヤ８２ｄの背面（Ｘ軸負方向側の面）には、ドライブジョイント８３の一端が接続されており、ドライブジョイント８３の他端は、等速ベベルギヤ装置８４を介して、ファイナルケース８５内に保持されたピニオン８５ａに接続されている。また、出力ギヤ８２ｄの正面（Ｘ軸正方向側の面）には、駐車用電磁ブレーキ８２ｆが接続されている。駐車用電磁ブレーキ８２ｆを作動することにより、駆動力伝達軸を介した後輪８の回転の制動が可能になっている。

図１９に示されるように、ファイナルケース８５内には、前輪駆動機構５０のファイナルケース５７と同様に、ピニオン８５ａと、このピニオン８５ａと係合するギヤ８５ｂが保持されている。ギヤ ８５ｂの出力軸には、複数のスタッドボルトが植え込まれており、後輪ホイール８ａに設けられた複数のボルト穴に各スタッドボルトを挿し込み、ホイールナット８ｂで締め付けることにより、後輪ホイール８ａがギヤ８５ｂの出力軸に固定される。

以上が本発明の実施形態の一例の説明である。本発明は、本発明の実施形態の構成は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で変更することができる。

図２１及び図２２に、本発明の実施形態の一変形例を示す。上記の実施形態では、駆動モータ５２ａ、５２ｂがサイドフレーム１４（図７）の下面に取り付けられ、ドライブジョイント５４ａ、５４ｂが前後方向に略直線状に配置されている。そのため、低重心で高い走行安定性が実現される一方で、舵取り角度（偏角Ｄ）が比較的に狭い角度範囲に制限され、最小回転半径が大きいというデメリットもある。図２１及び図２２に示す変形例では、駆動モータ５２ａ’、５２ｂ’が、インバーター５１の左右両側に配置される。また、ドライブジョイント５４ａ’、５４ｂ’は、少し「くの字」状に屈曲した状態で、ナックルスピンドル３７と略平行に配置される。ドライブジョイント５４ａ’、５４ｂ’をこのように配置すると、ステアリングホイール３０の操作により、前輪７に偏角Ｄ（図１２）が与えられたときに、ドライブジョイント５４ａ’、５４ｂが自在に屈曲して、車輪７の動きに追従することができる。そのため、舵取り角度（偏角Ｄ）の制限が緩和され、最小回転半径が小さく、小回りの利く操舵が可能になる。

１ 全輪駆動型電動三輪自動車（自動車）
１ａ 本体
１ｂ キャノピ
７ 前輪
８ 後輪
１２ メインフレーム
２０ 前輪懸架機構
３０ 操舵機構
４０ 前輪ブレーキ機構
５０ 前輪駆動機構
６０ 後輪懸架機構
６４ リーイン機構
７０ 後輪ブレーキ機構
８０ 後輪駆動機構

Claims (11)

1. 左右一対の後輪が独立懸架式サスペンションによりフレームに接続された三輪自動車であって、
   前記独立懸架式サスペンションは、
   前記フレームから後方へ延び、一端が前記一対の後輪の対応する一方の車軸を支持し、他端が該車軸と平行な軸の周りに揺動自在に前記フレームに接続された、左右一対のスイングアームと、
   前記一対のスイングアームの対応する一方と前記フレームとを連結し、該一方のスイングアームを弾性支持する左右一対の緩衝ユニットと、
   前記一対のスイングアームを互いに反対方向に揺動させることにより前記フレームを路面に対して左右に傾斜させるリーイン機構と、を備え、
   前記一対の緩衝ユニットは、それぞれ一端が前記リーイン機構を介して前記フレームに接続されており、
   前記リーイン機構は、
   前記一対の緩衝ユニットの一端同士を連結するリーインアームと、
   前記リーインアームを前後方向に延びる揺動軸の周りに揺動させるリーインアーム揺動手段と、を備えた三輪自動車。
2. 前記リーイン機構は、
   該リーイン機構を駆動するリーイン用モータと、
   該リーイン用モータの駆動力を前記リーインアームに伝達する駆動軸と
   を備え、
   前記駆動軸は、前記揺動軸上に延び、前記一対の緩衝ユニットの一端間において前記リーインアームに接続されており、
   前記リーインアームは、前記駆動軸の駆動により、前記揺動軸の周りに揺動するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の三輪自動車。
3. 前記リーイン機構は、
   前記リーイン用モータの回転を減速して前記駆動軸に伝達するリーイン用ギヤ装置と、
   前記リーインアームの揺動角を検出する角度センサと、を備え、
   前記リーイン用ギヤ装置は、
   前記リーイン用モータに駆動されるウォームと、
   前記駆動軸が接続され、前記ウォームと係合して前記揺動軸周りに回転するウォームホイールと、
   内部に前記ウォーム及び前記ウォームホイールを保持し、前記フレームに固定されたギアケースと、を備え、
   前記揺動軸は前記ウォームホイールを貫通し、該揺動軸の一端に前記リーインアームが接続され、他端に前記角度センサが接続されたことを特徴とする請求項２に記載の三輪自動車。
4. 駆動輪が電気モータにより駆動されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の三輪自動車。
5. 全輪駆動式であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の三輪自動車。
6. 各駆動輪に専用の動力伝達装置を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の三輪自動車。
7. 前輪を駆動する第１及び第２前輪駆動手段と、
   前記第１及び前記第２前輪駆動手段の動力を結合する動力結合手段と、
   を備え、
   前記第１及び前記第２前輪駆動手段が、前記前輪の中心面を挟んで配置されたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の三輪自動車。
8. 前記第１及び前記第２前輪駆動手段が、前記前輪の中心面に対して略対称に配置されたことを特徴とする請求項７に記載の三輪自動車。
9. 前記第１及び前記第２前輪駆動手段の其々が、
   少なくとも一つの原動機と、
   前記原動機の駆動力を減速する減速手段と
   を備えたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の三輪自動車。
10. 前記第１及び前記第２前輪駆動手段の其々が、
    前記前輪の車軸に対して略垂直に延び、前記原動機の駆動力を伝達する動力伝達軸と、
    前記動力伝達軸の回転を前記車軸と平行な軸周りの回転に変換するベベルギヤ装置と、を備え、
    前記第１前輪駆動手段のベベルギヤ装置は減速比が１である等速ベベルギヤ装置であり、
    前記第１前輪駆動手段は、前記等速ベベルギヤ装置の出力軸の回転を減速して前記前輪に伝達する最終減速装置を備え、
    前記第２前輪駆動手段のベベルギヤ装置は前記最終減速装置と同じ減速比を有する減速ベベルギヤ装置であり、
    前記減速ベベルギヤ装置の出力軸が前記最終減速装置の出力軸に接続されており、前記第１及び前記第２前輪駆動手段の原動機を同期駆動させたときに、前記最終減速装置の出力軸が前記第１及び前記第２前輪駆動手段により同期駆動されるように構成されたことを特徴とする請求項９に記載の三輪自動車。
11. 前記第１及び前記第２前輪駆動手段の其々が、
    前記前輪の車軸に対して略垂直に延び、前記原動機の駆動力を伝達する動力伝達軸と、
    前記動力伝達軸の回転を前記車軸と平行な軸周りの回転に変換するベベルギヤ装置と、を備え、
    前記ベベルギヤ装置は減速比が１である等速ベベルギヤ装置であり、
    前記前輪のホイールハブは、前記第１及び前記第２前輪駆動手段のベベルギヤ装置の出力軸に両側から挟みこまれて、該出力軸のそれぞれに接続されており、前記第１及び前記第２前輪駆動手段の原動機を同期駆動させたときに、前記第１及び前記第２前輪駆動手段のベベルギヤ装置により同期駆動されるように構成されたことを特徴とする請求項９に記載の三輪自動車。

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