JP2015036288A

JP2015036288A - 荷台付電動車両

Info

Publication number: JP2015036288A
Application number: JP2013168579A
Authority: JP
Inventors: 尚史西澤; Hisafumi Nishizawa; 悦夫三宅; Etsuo Miyake
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2015-02-23

Abstract

【課題】四輪駆動機能を有し、かつ、荷台の搭載物の制限を小さくできる荷台付電動車両を提供することである。【解決手段】荷台付電動車両１０は、前後方向に沿って配置され、電動モータ１５により駆動される動力伝達軸２００と、動力伝達軸２００の動力が入力され、左右前車輪１６，２０が固定される左右前車軸５０，５１に作動的に連結される左右前出力軸２０６，２０８に動力を出力する前差動機構２０２と、動力伝達軸２００の動力が入力され、左右後車輪１８，２２が固定される左右後車軸２２２，２２４に作動的に連結される左右後出力軸２１４，２１６に動力を出力する後差動機構２０４と、荷台２８の下側で左右後車輪１８，２２の間に少なくとも一部が配置された荷台２８とを含む。後差動機構２０４の左右後出力軸２１４，２１６の回転中心Ｏ１は、左右後車軸２２２，２２４の中心軸Ｏ２よりも前側に位置する。【選択図】図２

Description

本発明は、走行用の動力源である電動モータと、左右後車輪の間に配置された荷台とを備える荷台付電動車両に関する。

従来から農作業、工事作業等を行う作業者が荷台付車両に作業機器を搭載して、荷台付車両で作業現場まで移動する場合がある。作業機器として、例えばシャベル、草刈り取り機、農薬噴霧機、投光機がある。従来から荷台付車両として、エンジンが走行用動力源である車両が用いられている。

一方、荒地等の走破性を高くするために、車両に前輪及び後輪のすべてを駆動可能とする四輪駆動機能を持たせる場合もある。

特許文献１には、エンジンにより油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出される作動油により車輪駆動用の油圧モータを駆動する車両が記載されている。油圧モータのモータ軸の動力は、減速ギヤ機構により減速される。減速ギヤ機構は、モータ軸と同軸上にモータ軸に対し相対回転不能に配置された入力軸と、入力軸に対し相対回転不能な偏心部材と、偏心部材に相対回転自在に外側に嵌合された外歯部材と、外歯部材の周囲に外歯部材の外径よりも大きな内径を有し、外歯部材に噛合する回転不能な内歯部材と、出力部材とを含む。入力軸及び偏心部材は基準軸周りに回転し、偏心部材は、基準軸から偏心した回転中心回りに回転する。出力部材は、外歯部材の基準軸周りの回転成分によって回転する。

特許文献２には、車輪駆動用のエンジン、双方向クラッチを用いた差動装置とを備え、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能に走行する車両が記載されている。

特開２００７−４５３８５号公報特開２００６−３１６９８４号公報

エンジンを動力源として走行する荷台付車両では、騒音の理由から夜間、早朝等に住宅地付近を走行することが難しいので、駐車場から作業現場までの走行時間及び走行経路等の走行状況が制限されるという問題がある。このため、電動モータを動力源として走行する電動車両とすることが考えられる。一方、四輪駆動機能を有する車両で、後輪駆動用の電動モータが荷台の下側で後輪の車軸の中心軸と同軸上に位置するように配置される場合、荷台の最下面の地面からの高さが大きくなって、荷台に搭載される搭載物が大きく制限されるという問題がある。特許文献１、特許文献２には、このような問題を解決する手段は開示されていない。

本発明の目的は、四輪駆動機能を有し、かつ、荷台の搭載物の制限を小さくできる荷台付電動車両を提供することである。

本発明の荷台付電動車両は、車体の前側に支持された左右前車輪及び前記車体の後側に支持された左右後車輪と、走行用の動力源である電動モータと、前後方向に沿って配置され、前記電動モータにより駆動される動力伝達軸と、前記動力伝達軸の動力が入力され、前記左右前車輪が固定される左前車軸及び右前車軸に作動的に連結される左右前出力軸に動力を出力する前差動機構と、前記動力伝達軸の動力が入力され、前記左右後車輪が固定される左後車軸及び右後車軸に作動的に連結される左右後出力軸に動力を出力する後差動機構と、前記左右後車輪の間に少なくとも一部が配置された荷台と、を備え、前記後差動機構は、前記荷台の下側に配置され、前記後差動機構の左右後出力軸の回転中心は、前記左右後車軸の中心軸よりも前側に位置することを特徴とする。

また、本発明の荷台付電動車両は、車体の前側に支持された左右前車輪及び前記車体の後側に支持された左右後車輪と、走行用の動力源である電動モータと、前後方向に沿って配置され、前記電動モータにより駆動される動力伝達軸と、前記動力伝達軸の動力が入力され、前記左右前車輪が固定される左前車軸及び右前車軸に作動的に連結される左右前出力軸に動力を出力する前差動機構と、前記動力伝達軸の動力が入力され、前記左右後車輪が固定される左後車軸及び右後車軸に作動的に連結される左右後出力軸に動力を出力する後差動機構と、前記左右後車輪の間に少なくとも一部が配置された荷台と、前記荷台よりも前側において、座席の下側で、上側から下側に見た場合に前記動力伝達軸の左右両側に分かれて配置され、少なくとも一方が前記電動モータに電力を供給する左右の蓄電部と、を備えることを特徴とする。

本発明の荷台付電動車両によれば、四輪駆動機能を有し、かつ、荷台の搭載物の制限を小さくできる。

本発明の実施形態の荷台付電動車両の側面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図２のＢ部拡大図である。図３ＡのＣ部拡大図である。図２のＤ部拡大図である。図２のＥ部拡大図である。図１の車両に搭載される車輪駆動用モータの制御システムの構成図である。本発明の実施形態の別例の荷台付電動車両を示している図２に対応する図である。図５のＦ部拡大図である。図５のＧ部拡大図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。以下では、荷台付車両の座席が１つである１人乗り車両である場合を説明するが、座席の数は限定するものではなく、２つの座席を有する車両でもよい。以下ではすべての図面において同様の要素には同一の符号を付して説明する。

図１から図４は、本発明の実施形態に係る荷台付電動車両１０を示している。図１は、荷台付電動車両１０の側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。なお、以下では、荷台付電動車両１０は、単に車両１０という。まず、車両１０において、動力源である電動モータ１５（図２）の動力を車輪１６，１８，２０，２２に伝達する動力伝達構造３２を中心に車両構造を説明し、その後、電動モータ１５を制御する制御システム１５０（図４）を説明する。

図１に示すように、車両１０は、多目的車両（utility vehicle）と呼ばれるもので、車体２４の左右前側に支持された左右前車輪１６，２０と、車体２４の左右後側に支持された左右後車輪１８，２２と、車体２４の前後方向中間部に設けられた座席２６と、座席２６の後側に設けられた荷台２８と、走行用の動力源である電動モータ１５と、バッテリ３０と、動力伝達構造３２とを含む。車両１０は、左右前車輪１６，２０及び左右後車輪１８，２２のすべてを駆動可能とする四輪駆動機能を有する。

車体２４は、上側に座席２６及び荷台２８が設けられ、左右前車輪１６，２０と左右後車輪１８，２２とを支持する下部構造３４と、下部構造３４の上部に一体に設けられた上部構造３６とを含む。下部構造３４において、座席２６の前側には旋回指示具であるステアリング操作子３８と、アクセルペダル４０及び図示しないブレーキペダルとが支持される。ステアリング操作子３８は、円形または非円形のステアリングハンドルである。ステアリング操作子はバー状に形成されてもよい。

荷台２８は、座席２６の後側に設けられ、上端が開口して作業機器等の搭載物１８０を上側から挿入して搭載可能な挿入孔４２を含む。荷台２８は、車体２４の下部構造３４と一体的に形成され、または下部構造３４に固定されている。図１は、荷台２８に搭載物１８０が搭載された状態を示している。荷台２８は、挿入孔４２を上側から下側に見た場合に挿入孔４２の周囲を取り囲む壁部と、挿入孔４２の下端を塞ぐ底板部とによって形成される孔周辺部を含む。荷台２８の後側に図示しない開閉扉を設けて、開閉扉を開いた状態で搭載物１８０を荷台２８の後側から積み下ろし可能、または搭載可能に構成してもよい。好ましくは、開閉扉の下端は挿入孔４２の下端と上下方向について略同じ位置か、または挿入孔４２の下端よりも低くする。また、開閉扉の下端部は、荷台２８の後端の左右両端部において、左右方向に向いた軸を中心として揺動可能に支持され、開閉扉は、上端を後方下側に下げるように揺動されることで挿入孔４２の後側が解放可能とされてもよい。荷台２８の左右両側壁部の外側面において、左右後車輪１８，２２の上側及び前側を覆い泥除け機能を有する突出部が設けられてもよい。荷台２８において、挿入孔４２の上端開口周辺部に蓋部が揺動可能に支持され、蓋部によって挿入孔４２の上端開口が解放と閉鎖との間で切替可能とされてもよい。

図２に示すように、下部構造３４は、本体部４４と、本体部４４の前側で、本体部４４の左右両側の外側面の間の幅よりも小さい左右両側の外側面の間の幅を有し、断面形状が枠形である前側支持部４６とを含む。前側支持部４６の幅方向外側には、上アームと下アームとを含む懸架装置４８を介して左右前車輪１６，２０が、前側支持部４６に対する上下変位を可能に支持されている。左右前車輪１６，２０は、左右の前車軸５０、５１に結合固定され、前車軸５０、５１を支持する車軸支持部５２の間には、複数のロッドの連結構造であるロッド連結部材５５が連結されている。ロッド連結部材５５の中間部には図示しないラックが設けられる。ラックには、図示しないステアリングシャフトの下端部に設けられたピニオンギヤが係合する。ステアリング操作子３８がいずれかの方向に操作されることに伴ってステアリングシャフトが回転し、ロッド連結部材５５の押し引きにより左右前車輪１６，２０が所望方向に操舵される。なお、図２では、ロッド連結部材５５を簡略化して示している（後述する図５も同様である）。

前車軸５０、５１には、後述する動力伝達構造３２によって電動モータ１５の動力が伝達される。電動モータ１５は、例えば３相の同期モータまたは誘導モータである。電動モータ１５の駆動は、後述する制御装置であるＥＣＵ１５２（図４）により制御される。

本体部４４の後側において、幅方向外側には、後述の歯車減速機構６４を含む左右の後側ギヤケース６８がボルト等の結合手段により固定されている。左右後車輪１８，２２は、左右の後側ギヤケース６８に回転可能に支持されている。

図１に戻って、上部構造３６は、座席２６及び荷台２８の上側を覆うように設けられた屋根７２と、座席２６の前側に屋根７２と一体に設けられた窓ガラス７４とを有する。窓ガラス７４は透明樹脂材であってもよい。車両１０に屋根を設けずに、ステアリング操作子３８よりも前側に、車体２４に一体に風防のみが設けられてもよい。上部構造３６において、座席２６の左右両側には、運転者の昇降を可能とする開口部７６が設けられる。上部構造３６において、左右の開口部７６を塞ぐように、左右両側のドア及び左右窓ガラスを含む両側構造が設けられてもよい。

図２のように車両１０を上側から下側に見た場合に、荷台２８のうちの少なくとも挿入孔４２の下側周囲を含む下側部分の少なくとも一部は、左右後車輪１８，２２の間に配置され、バッテリ３０は、前後方向において荷台２８とは異なる位置である前側に配置される。

図１に示すように、バッテリ３０は、座席２６の下側に配置される。バッテリ３０は、後述のように電動モータ１５に電力を供給する蓄電部である。バッテリ３０は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウム電池等を用いることができる。蓄電部としてバッテリ以外にキャパシタを用いることもできる。バッテリ３０は、左右に分かれて配置され互いに電気的に直列または並列に接続されている。これについては、後で詳しく説明する。

次に動力伝達構造３２を説明する。動力伝達構造３２は、動力伝達軸２００と、動力伝達軸２００の動力が入力される前後の差動機構２０２，２０４と、前差動機構２０２から動力が出力される左右前出力軸２０６，２０８と、第２左右前出力軸２１０，２１２と、左右前車軸５０，５１と、後差動機構２０４から動力が出力される左右後出力軸２１４，２１６と、第２左右後出力軸２１８，２２０と、左右の歯車減速機構６４と、左右後車軸２２２，２２４とを含む。

動力伝達軸２００は、車体の下側で、左右方向である幅方向の中央に前後方向に沿って配置される。動力伝達軸２００は、軸本体２２６と、軸本体２２６の前後に軸本体２２６と同軸上に相対回転を不能に連結された第１ピニオン軸２２８及び第２ピニオン軸２３０とを含む。動力伝達軸２００は、電動モータ１５から変速機構２３２を介して動力が入力され、電動モータ１５により駆動される。

図３Ａは、図２のＢ部拡大図である。図３Ａに示すように、電動モータ１５と動力伝達軸２００との間に変速機構２３２が設けられる。変速機構２３２は、第１ピニオン軸２２８を回転可能に収容支持し、車体に固定される変速ケース２３４と、変速ケース２３４に第１ピニオン軸２２８と平行に回転可能に支持された中間軸２３６と、中間軸２３６に相対回転可能に嵌装された低速側歯車２３８及び高速側歯車２４０と、中間軸２３６において２つの歯車２３８，２４０の間に固定されたスプラインハブ２４２と、スプラインハブ２４２の外径側に配置されたクラッチスライダ２４４とを含む。電動モータ１５のケースは変速ケース２３４に固定され、電動モータ１５が有するモータ軸２４５は、中間軸２３６と平行に配置される。

低速側歯車２３８は、モータ軸２４５に固定された駆動歯車２４６と、第１ピニオン軸２２８に固定された第２低速側歯車２４８とに噛合している。高速側歯車２４０は、第１ピニオン軸２２８に固定された第２高速側歯車２５０に噛合している。クラッチスライダ２４４は、中間軸２３６に固定されたスプラインハブ２４２に、相対回転不能で軸方向に移動可能にスプライン係合される。クラッチスライダ２４４は図示しないクラッチフォーク及びリンク機構を介して座席２６周辺部に設けられた図示しない変速レバーに連結される。

変速レバーの操作に伴いクラッチスライダ２４４が軸方向に移動することで、低速側歯車２３８または高速側歯車２４０のスプライン部にクラッチスライダ２４４がスプライン係合して、中間軸２３６に低速側歯車２３８または高速側歯車２４０が固定される。

ユーザの変速レバーの操作に伴って低速段を表すＬｏ位置が選択された場合には、クラッチスライダ２４４が低速側歯車２３８と係合して、電動モータ１５の動力が低速側歯車２３８及び第２低速側歯車２４８によって減速して第１ピニオン軸２２８に伝達される。

一方、ユーザの変速レバーの操作に伴って高速段を表すＨｉｇｈ位置が選択された場合には、クラッチスライダ２４４が高速側歯車２４０と係合して、電動モータ１５の動力が高速側歯車２４０及び第２高速側歯車２５０によって増速して第１ピニオン軸２２８に伝達される。

図３Ｂは、図３ＡのＣ部拡大図である。図３Ｂに示すように、前差動機構２０２は、双方向クラッチ機能を有するもので、変速ケース２３４と一体に設けられた差動ケース２５２と、差動ケース２５２の内側に回転可能に支持されたリングギヤ軸２５４と、リングギヤ２５６と、左右の筒部材２５８と、複数のローラ２６０とを含む。

リングギヤ２５６は、リングギヤ軸２５４の外側に相対回転不能に結合される。左右の筒部材２５８は、リングギヤ軸２５４の内側に互いに相対回転可能に配置される。複数のローラ２６０は、各筒部材２５８の外周面とリングギヤ２５６の内周面との間に配置され、ケージ２６２に案内保持される。

リングギヤ２５６は第１ピニオン軸２２８に設けられたピニオンギヤ２６４と噛合する。リングギヤ軸２５４の内周面は、ローラ配置部分となる複数個所で直径が大きくなる略多角形形状に形成される。リングギヤ軸２５４の内周面に対向する筒部材２５８の外周面は円筒面である。これによって、リングギヤ軸２５４の内周面と筒部材２５８の外周面の間に環状空間が形成される。環状空間に、周方向に交互に係合解除隙間と係合隙間とが設けられ、係合隙間は、係合解除隙間から離れるほど、直径方向寸法が小さくなる楔状隙間を有する。楔状隙間は、係合解除隙間の両側に設けられる。係合解除隙間の直径方向寸法はローラ２６０の直径よりも大きい。左右の筒部材２５８の内側には、左右前出力軸２０６，２０８が互いに同軸上に配置され、それぞれスプライン係合によって左右の筒部材２５８に対し相対回転不能に結合される。

ケージ２６２の一方側（図３Ｂの右側）には、ケージ回転抑制部２６６が設けられる。ケージ回転抑制部２６６は、筒部２６８と円板部２７０とを有するスペーサ２７２、互いに隣接する２つの摩擦プレート２７４，２７６、筒部２６８の外側に係止された係止リング２７８、１つまたは複数のウェーブワッシャ２８０、及び図示しないアクチュエータを含む。筒部２６８は、筒部材２５８に対し相対回転可能に配置される。

ウェーブワッシャ２８０は、２つの摩擦プレート２７４，２７６の一方側摩擦プレート２７４と係止リング２７８との間に配置される。一方側摩擦プレート２７４は、ウェーブワッシャ２８０の付勢力によって、２つの摩擦プレート２７４，２７６の他方側摩擦プレート２７６を介してスペーサ２７２の円板部２７０に押し付けられる。

他方側摩擦プレート２７６の内周縁部にはケージ２６２側に突出する複数の突起が形成され、突起は、スペーサ２７２の円板部２７０に形成された孔を通って、ケージ２６２の端面の周方向複数個所に形成された溝２８２に挿入される。一方側摩擦プレート２７４の外周縁部の周方向複数個所には、ケージ２６２と反対側に突出する複数の突起２８４が形成される。

差動ケース２５２において図３Ｂに一点鎖線Ｑの丸で囲んだ部分には、図示しない電磁式のアクチュエータが固定される。アクチュエータは、ソレノイドへの通電によって差動ケース２５２の内部空間Ｉ側にスプールを突出可能とする。

複数の突起２８４は、内部空間Ｉにスプールが突出した場合に、一方側摩擦プレート２７４が回転しても、スプールといずれかの突起とが係合することによりその回転が規制されるように形成される。アクチュエータは、後述するＥＣＵ１５２によって車両の走行方向が逆転する場合等において、一時的に通電されるように制御される。

このような前差動機構２０２では、第１ピニオン軸２２８の動力が入力されると、ピニオンギヤ２６４と噛合するリングギヤ２５６及びリングギヤ軸２５４が回転する。この場合、リングギヤ軸２５４の回転速度に対し左右前出力軸２０６，２０８の回転速度が高くなる場合には、ローラ２６０が環状空間の係合解除隙間に移動してリングギヤ軸２５４と筒部材２５８との接続が遮断される。この場合、双方向クラッチが切断状態となり、電動モータ１５の動力は左右前出力軸２０６，２０８には伝達されず、車輪１６，１８，２０，２２のうち、後車輪１８，２２のみが駆動される二輪駆動状態となる。

一方、後車輪１８，２２のスリップによってリングギヤ軸２５４の回転速度に対して左右前出力軸２０６，２０８の回転速度が低くなると、ローラ２６０が楔状隙間に食い込まれるので双方向クラッチが接続状態となり、電動モータ１５の動力に基づく動力が左右前出力軸２０６，２０８に出力されて四輪駆動状態が実現される。

さらに、ケージ回転抑制部２６６が設けられるので、車両１０が大トルクで前進または後進方向に四輪駆動状態で走行しているときに、前後進が切り替わりリングギヤ軸２５４が逆方向に回転する場合には、アクチュエータのスプールと係合した一方側摩擦プレート２７４に、ケージ２６２と一体的に回転する他方側摩擦プレート２７６が摩擦係合する。このため、ケージ２６２の回転をリングギヤ軸２５４の回転に対して一時的に遅らせることができる。したがって、環状空間内でローラ２６０が楔状隙間から外れやすくなり、二輪駆動状態への移行を速やかに実現でき、車両の燃費性能の向上を図れる。

このような前差動機構２０２では、図３Ａに示すように、左右前出力軸２０６，２０８が差動ケース２５２から延出して等速ジョイントＪ１，Ｊ２を介して第２左右前出力軸２１０，２１２に連結される。等速ジョイントＪ１，Ｊ２は、左右前出力軸２０６，２０８の端部に設けられた外側筒部２８６と、左右第２前出力軸２１０，２１２において、外側筒部２８６に挿入された端部に設けられた内側軸部２８８と、外側筒部２８６及び内側軸部２８８の溝間に配置された複数のボール２９０とを含む。外側筒部２８６と左右第２前出力軸２１０，２１２との間には、伸縮可能な弾性材製のカバー２９２が設けられる。これによって、左右前出力軸２０６，２０８と左右第２前出力軸２１０，２１２との動力伝達を可能とした状態で、左右前出力軸２０６，２０８に対する左右第２前出力軸２１０，２１２の揺動変位が許容される。

左右第２前出力軸２１０，２１２は、図示しない等速ジョイントまたはユニバーサルジョイントを介して左右車輪１６，２０に固定された左右前車軸５０，５１に連結される。これによって、左右前出力軸２０６，２０８は、左右前車軸５０，５１に作動的に連結される。

図３Ｃは、図２のＤ部拡大図である。後差動機構２０４には、動力伝達軸２００を形成する第２ピニオン軸２３０の動力が入力される。具体的には、後差動機構２０４は、車体２４において、荷台２８の下側に固定された第２差動ケース２９４と、第２差動ケース２９４に収容支持されたリングギヤ軸２９６と、左右後出力軸２１４，２１６と、内側部材２９８と、第２ピニオンギヤ３００と、サイドギヤ３０２と、外側部材３０４とを含む。

左右後出力軸２１４，２１６は、互いに同軸上に配置される。内側部材２９８は、左右後出力軸２１４，２１６の端部の周囲に設けられる。第２ピニオンギヤ３００は、内側部材２９８の周方向一部または複数個所において、径方向を中心として回転可能に支持される。サイドギヤ３０２は、第２ピニオンギヤ３００に噛合した状態で、左右後出力軸２１４，２１６に相対回転不能に固定される。外側部材３０４は、内側部材２９８の周囲に相対回転不能に係合する。

リングギヤ軸２９６に固定されたリングギヤ３０５は、第２ピニオン軸２３０に設けられたピニオンギヤ３０６に噛合する。リングギヤ軸２９６に設けられた小径ギヤ部３０７と、外側部材３０４に設けられた大径ギヤ部３０８とが噛合する。

また、後差動機構２０４の左右後出力軸２１４，２１６の回転中心Ｏ１は、左右後車軸２２２，２２４の中心軸Ｏ２よりも前側に位置する。

このような後差動機構２０４では、電動モータ１５の駆動によって第２ピニオン軸２３０から動力が入力されると、左右後出力軸２１４，２１６に電動モータ１５の動力に基づく動力が出力される。

左右後出力軸２１４，２１６の動力は、図３Ｄに示す減速歯車機構６４の前歯車である小歯車３１０に伝達される。減速歯車機構６４は、後側ギヤケース６８に収容支持されたギヤ軸３１２と、ギヤ軸３１２の外周面に設けられた小歯車３１０と、小歯車３１０と噛合する後歯車である大歯車３１４とを含む。大歯車３１４は、後車軸２２２（または２２４）に同軸上に結合固定される。小歯車３１０は、大歯車３１４の中心軸Ｏ２よりも前側で下側に配置された中心軸Ｏ１を有する。左右後出力軸２１４，２１６のそれぞれは、左右の小歯車３１０に同軸上に結合される。これによって、左右後出力軸２１４，２１６は、左右後車軸２２２，２２４に作動的に連結される。

これによって、左右の歯車減速機構６４は、左右後出力軸２１４，２１６のそれぞれの回転を減速して、左右車輪１８，２２に固定された左右後車軸２２２，２２４のそれぞれに伝達する。

なお、大歯車３１４に別の歯車を介して小歯車３１０を噛合してもよい。この場合、別の歯車は、大歯車３１４の中心軸Ｏ２よりも前側で下側に配置された中心軸を有し、小歯車３１０は、別の歯車の中心軸よりもさらに前側で下側に配置された中心軸を有することが好ましい。

図２に戻って、左右のバッテリ３０は、荷台２８よりも前側において、座席２６の下側で、上側から下側に見た場合に動力伝達軸２００の左右両側に分かれて配置される。左右のバッテリ３０の少なくとも一方のみが電動モータ１５に電力を供給する構成としてもよい。

次に、図４を用いて、電動モータ１５の駆動を制御する制御システム１５０を説明する。制御システム１５０は、電動モータ１５にインバータ３１６及びリレーＲ１を介して接続されたバッテリ３０と、制御装置であるＥＣＵ１５２と、メインスイッチであるキースイッチ１５８と、ペダルセンサ１６２とを含む。制御システム１５０は、車両１０に搭載される。

インバータ３１６は複数のスイッチング素子を有し、スイッチング動作によって直流電力を交流電力に変換する。ペダルセンサ１６２は、アクセルペダル４０の操作位置を検出する。ペダルセンサ１６２の検出信号はＥＣＵ１５２に送信される。

キースイッチ１５８は、キーを入れた状態でオンオフ操作可能なキー操作部がユーザによってオン操作またはオフ操作されたことをそれぞれ取得可能である。キースイッチ１５８は、バッテリ３０とＥＣＵ１５２との間に接続され、オン操作されることでバッテリ３０からＥＣＵ１５２への電力供給を可能とし、かつ、リレーＲ１のオンによってバッテリ３０からインバータ３１６への電力供給を可能とする。一方、キースイッチ１５８はオフ操作されることでリレーＲ１をオフしてバッテリ３０からインバータ３１６への電力供給を遮断する。

ＥＣＵ１５２は、ＣＰＵ、メモリを有するマイクロコンピュータを含む。ＥＣＵ１５２は、リレーＲ１の開閉動作を制御する。ＥＣＵ１５２はペダルセンサ１６２の検出信号を受け取って、検出ペダル位置に応じた目標車速を算出する。ＥＣＵ１５２は目標車速に基づいて、電動モータ１５の目標回転速度を算出する。ＥＣＵ１５２は、目標回転速度に基づいて、インバータ３１６のスイッチングを制御することで、電動モータ１５を目標回転速度で回転するように駆動する。

ＥＣＵ１５２は、目標車速の代わりに検出ペダル位置から目標トルクを算出し、電動モータ１５が目標トルクを発生するように、電動モータ１５の駆動を制御してもよい。この場合、車両の車速を検出する車速センサを設けて、ＥＣＵ１５２は、検出車速と検出ペダル位置とに基づいて目標トルクを算出する構成としてもよい。本明細書において、電動モータ１５の「回転速度」は、電動モータ１５の単位時間（例えば１分）当たりの回転数の意味も含む。

充放電器１６４は、ＡＣ／ＤＣコンバータと充放電切替回路とを含み、バッテリ３０とコネクタ１６６との間に接続される。充放電器１６４は、ＥＣＵ１５２により制御されて、外部交流電源１６８に接続されたケーブルＣ１に設けられた電源プラグＧ１がコネクタ１６６に接続された状態で、充放電切替スイッチ１７０がオンされた場合に、外部交流電源１６８からの交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をバッテリ３０に充電する。

充放電切替スイッチ１７０は、車両１０の座席２６の前側等において、ユーザに操作可能に設けられる。外部交流電源１６８として、運転者の自宅等の建物設備に設けられた電力取り出し部に接続された系統電源を用いてもよい。

一方、コネクタ１６６には、電動作業機１７２に接続されたケーブルＣ２に設けられた機器プラグＧ２も接続可能である。充放電器１６４は、ＥＣＵ１５２により制御され、コネクタ１６６に機器プラグＧ２が接続された状態で、充放電切替スイッチ１７０がオフされた場合に、バッテリ３０からの直流電力を交流電力に変換して、電動作業機１７２に交流電力を出力する。これによって電動作業機１７２が給電されて駆動される。電動作業機１７２として、例えば荷台２８に搭載可能なものを用いることができる。例えば、電動作業機１７２は、作業者が手で持って操作する草刈り取り機、または作業者が持って農薬または水を噴霧するための噴霧機、または周囲を照射するための投光機としてもよい。充放電切替スイッチ１７０のオフで外部交流電源１６８からバッテリ３０への充電を可能とし、充放電切替スイッチ１７０のオンでバッテリ３０から電動作業機１７２への電力出力を可能としてもよい。

充電認識部１７４は、コネクタ１６６に電源プラグＧ１が接続されている場合、またはその接続状態で外部交流電源１６８からバッテリ３０に充電されている場合にそれを検知して、充電接続状態であることを表す信号をＥＣＵ１５２に送信する。ＥＣＵ１５２は充電接続信号を受け取った場合に、図示しないＬＥＤ等の点灯部または液晶表示部等の表示部でユーザに充電接続状態を通知するように制御する。

上記の車両１０によれば、エンジンを動力源として走行する荷台付車両の場合と異なり、走行時の静粛性を高くでき、走行時間及び走行経路等の走行状況の制限を小さくできる。

また、四輪駆動機能を有することで路面の走破性を高くでき、しかも、荷台２８の下側に配置される後差動機構２０４の左右後出力軸２１４，２１６の回転中心Ｏ１は、左右後車軸の中心軸Ｏ２よりも前側に配置されるので、荷台２８の後側の下面、具体的には荷台２８のうち、中心軸Ｏ２上の直線上を含み、その直線よりも後側の下面の地面からの高さである地上高を小さくできる。このため、荷台２８の挿入孔４２の下面を低くすることによって荷台２８の搭載容量を大きくでき、荷台２８に搭載される搭載物１８０（図１）の大きさ等の制限を小さくできる。

また、電動モータ１５は荷台２８よりも前側に配置されるので、電動モータ１５が荷台２８の下側に配置される場合と異なり、荷台２８の下面の地上高をより小さくできる。

また、バッテリ３０は、荷台２８よりも前側において、座席２６の下側で、上側から下側に見た場合に動力伝達軸２００の左右両側に分かれて配置されるので、荷台２８の下側にバッテリ３０が配置される場合と異なり、荷台２８の下面の地上高をより小さくできる。このため、荷台２８に搭載される搭載物１８０の制限をより小さくできる。また、バッテリ３０の全体の容量が過度に小さくなることを防止できる。

また、動力伝達軸２００の上側にまたがるようにバッテリが配置される場合と異なり、車体２４において、動力伝達軸２００の上側の空間を別の用途に用いることができ、空間の有効利用を図れる。なお、図１に示すように、車両１０を左右方向に見た場合に、バッテリ３０は動力伝達軸２００に重ならないように配置されてもよいが、車両１０を左右方向に見た場合に、動力伝達軸２００に重なるように配置されてもよい。

なお、荷台２８の下側に配置される後差動機構２０４の左右後出力軸２１４，２１６の回転中心Ｏ１が、左右後車軸２２２，２２４の中心軸Ｏ２よりも前側に位置する構成であれば、荷台２８の下側にバッテリ３０が設けられてもよい。また、座席２８の下側で、上側から下側に見た場合に動力伝達軸２００の左右両側に分かれてバッテリ３０が配置される構成であれば、後差動機構２０４の左右後出力軸２１４，２１６の回転中心Ｏ１が、左右後車軸２２２，２２４の中心軸Ｏ２よりも前側に位置しない構成としてもよい。

また、車両１０の後側に配置される左右歯車減速機構６４のそれぞれは、左右後車軸２２２，２２４と同軸上に結合された大歯車３１４と、大歯車３１４に直接にまたは別の歯車を介して噛合し、大歯車３１４の中心軸よりも前側で下側に配置された中心軸を有する小歯車３１０を含み、左右後出力軸２１４，２１６のそれぞれは、小歯車３１０に同軸上に結合されるので、後差動機構２０４をより下側に配置できる。したがって、荷台２８において、左右の後車輪１８，２２の間に配置される部分の多くにおいて、下側面の地上高を低くできる。

図５は、本発明の実施形態の別例の第１例の荷台付電動車両を示している図２に対応する図である。図６Ａは、図５のＦ部拡大図であり、図６Ｂは、図５のＧ部拡大図である。本例の構成では、図１から図４の構成で、動力伝達軸２００の後側に電動モータ１５が配置されている。また、変速機構２３２（図２）は設けられていない。

図６Ａに示すように、前差動機構２０２は、差動ケース３１８に収容支持されたリングギヤ軸２９６と、左右前出力軸２０６，２０８と、内側部材２９８と、第２ピニオンギヤ３００と、サイドギヤ３０２と、外側部材３０４とを含む。このような前差動機構２０２の構成は、前後の関係が逆になるだけで図１から図４の構成に設けられた後差動機構２０４の構成と同様である。

第１ピニオン軸２２８の動力が入力された前差動機構２０２は、互いに差動的に連結された左右前出力軸２０６，２０８に動力を出力する。

左右前出力軸２０６，２０８の動力は、減速歯車機構３２０に伝達される。減速歯車機構３２０は、左右前出力軸２０６，２０８の車両外側の端部に同軸上に固定された小歯車３２２と、小歯車３２２と噛合する大歯車３２４とを含む。大歯車３２４は、第２左右前出力軸３２６，３２８に同軸上に結合固定される。減速歯車機構３２０の構成要素は、差動ケース３１８と一体に固定された左右の前側ギヤケース３３０に収容支持される。前側ギヤケース３３０は、前側支持部４６の内側面にボルト等の結合手段により結合固定される。

左右第２出力軸３２６，３２８は、図示しない等速ジョイントまたはユニバーサルジョイントを介して、左右前車軸５０，５１に動力を伝達可能に連結されている。

図６Ｂに示すように、動力伝達軸２００は、軸本体２２６と、軸本体２２６の前端部に連結された第１ピニオン軸２２８（図６Ａ）と、軸本体２２６の後端部に同軸上に連結された連結軸３３２と、連結軸３３２にクラッチスライダ３３４を介して同軸上に連結された第２ピニオン軸２３０とを含んで構成される。クラッチスライダ３３４は、連結軸３３２と第２ピニオン軸２３０との外周面にスプライン係合しており、軸方向に移動可能に配置される。クラッチスライダ３３４は図示しないクラッチフォークと、レバー部材３３６と、図示しないリンク機構とを介して、座席２６周辺部に設けられた図示しない操作レバーに連結される。レバー部材３３６は、第２差動ケース２９４に回転可能に支持され、その回転によってクラッチフォークを介してクラッチスライダ３３４を軸方向に移動可能とする。操作レバーは、ユーザによって、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切替可能とする。

ユーザの操作レバーの操作に伴って、クラッチスライダ３３４が軸方向に移動して、連結軸３３２と第２ピニオン軸２３０との両方に係合した状態では、後述する電動モータ１５で駆動される第２ピニオン軸２３０の動力に基づく動力が軸本体２２６を介して左右前車軸５０，５１に伝達されて四輪駆動状態が実現される。

一方、ユーザの操作レバーの操作に伴って、クラッチスライダ３３４が逆方向に移動して、連結軸３３２と第２ピニオン軸２３０とのうち、連結軸３３２のみに係合した場合には、電動モータ１５の動力に基づく動力が、後車輪１８，２２に固定される左右後車軸２２２，２２４のみに伝達されて二輪駆動状態となる。

後差動機構２０４を構成する第２差動ケース２９４には、電動モータ１５のケースが固定される。電動モータ１５のモータ軸２４５は、第２差動ケース２９４内に突出して、リングギヤ３０５が固定され、小径ギヤ部３０７が設けられたリングギヤ軸として機能する。

上記の構成の場合も、図１から図４の構成と同様に、後差動機構２０４の左右後出力軸２１４，２１６の回転中心は、左右後車軸２２２，２２４の中心軸よりも前側に位置するので、荷台２８に搭載される搭載物の制限を小さくできる。その他の構成及び作用は、図１から図４の構成と同様である。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

１０荷台付電動車両、１５電動モータ、１６左前車輪、１８左後車輪、２０右前車輪、２２右後車輪、２４車体、２６座席、２８荷台、３０バッテリ、３２動力伝達構造、３４下部構造、３６上部構造、３８ステアリング操作子、４０アクセルペダル、４２挿入孔、４４本体部、４６前側支持部、４８懸架装置、５０左前車軸、５１右前車軸、５２車軸支持部、５５ロッド連結部材、６４歯車減速機構、６８後側ギヤケース、７２屋根、７４窓ガラス、７６開口部、１５０制御システム、１５２ＥＣＵ、１５４，１５６インバータ、１５８キースイッチ、１６０角度センサ、１６２ペダルセンサ、１６４充放電器、１６６コネクタ、１６８外部交流電源、１７０充放電切替スイッチ、１７２電動作業機、１７４充電認識部、１８０搭載物、２００動力伝達軸、２０２前差動機構、２０４後差動機構、２０６左前出力軸、２０８右前出力軸、２１０第２左前出力軸、２１２第２右前出力軸、２１４左後出力軸、２１６右後出力軸、２１８第２左後出力軸、２２０第２右後出力軸、２２２左後車軸、２２４右後車軸、２２６軸本体、２２８第１ピニオン軸、２３０第２ピニオン軸、２３２変速機構、２３４変速ケース、２３６中間軸、２３８低速側歯車、２４０高速側歯車、２４２スプラインハブ、２４４クラッチスライダ、２４５モータ軸、２４６駆動歯車、２４８第２低速側歯車、２５０第２高速側歯車、２５２差動ケース、２５４リングギヤ軸、２５６リングギヤ、２５８筒部材、２６０ローラ、２６２ケージ、２６４ピニオンギヤ、２６６ケージ回転抑制部、２６８筒部、２７０円板部、２７２スペーサ、２７４，２７６摩擦プレート、２７８係止リング、２８０ウェーブワッシャ、２８２溝、２８４突起、２８６外側筒部、２８８内側軸部、２９０ボール、２９２カバー、２９４第２差動ケース、２９６リングギヤ軸、２９８内側部材、３００第２ピニオンギヤ、３０２サイドギヤ、３０４外側部材、３０５リングギヤ、３０６ピニオンギヤ、３０７小径ギヤ部、３０８大径ギヤ部、３１０小歯車、３１２ギヤ軸、３１４大歯車、３１６インバータ、３１８差動ケース、３２０減速歯車機構、３２２小歯車、３２４大歯車、３２６第２左前出力軸、３２８第２右前出力軸、３３０前側ギヤケース、３３２連結軸、３３４クラッチスライダ、３３６レバー部材。

Claims

車体の前側に支持された左右前車輪及び前記車体の後側に支持された左右後車輪と、
走行用の動力源である電動モータと、
前後方向に沿って配置され、前記電動モータにより駆動される動力伝達軸と、
前記動力伝達軸の動力が入力され、前記左右前車輪が固定される左前車軸及び右前車軸に作動的に連結される左右前出力軸に動力を出力する前差動機構と、
前記動力伝達軸の動力が入力され、前記左右後車輪が固定される左後車軸及び右後車軸に作動的に連結される左右後出力軸に動力を出力する後差動機構と、
前記左右後車輪の間に少なくとも一部が配置された荷台と、を備え、
前記後差動機構は、前記荷台の下側に配置され、
前記後差動機構の左右後出力軸の回転中心は、前記左右後車軸の中心軸よりも前側に位置することを特徴とする荷台付電動車両。
請求項１に記載の荷台付電動車両において、
前記荷台よりも前側において、上側から下側に見た場合に、前記動力伝達軸の左右両側に分かれて配置され、少なくとも一方が前記電動モータに電力を供給する左右の蓄電部を備えることを特徴とする荷台付電動車両。
請求項１または請求項２に記載の荷台付電動車両において、
前記左右後出力軸のそれぞれの回転を減速して前記左右後車軸のそれぞれに伝達する左右歯車減速機構を備え、
前記各歯車減速機構は、前記後車軸と同軸上に結合された後歯車と、前記後歯車に直接にまたは別の歯車を介して噛合し、前記後歯車の中心軸よりも前側で下側に配置された中心軸を有する前歯車とを含み、
前記左右後出力軸のそれぞれは、前記前歯車に同軸上に結合されることを特徴とする荷台付電動車両。
車体の前側に支持された左右前車輪及び前記車体の後側に支持された左右後車輪と、
走行用の動力源である電動モータと、
前後方向に沿って配置され、前記電動モータにより駆動される動力伝達軸と、
前記動力伝達軸の動力が入力され、前記左右前車輪が固定される左前車軸及び右前車軸に作動的に連結される左右前出力軸に動力を出力する前差動機構と、
前記動力伝達軸の動力が入力され、前記左右後車輪が固定される左後車軸及び右後車軸に作動的に連結される左右後出力軸に動力を出力する後差動機構と、
前記左右後車輪の間に少なくとも一部が配置された荷台と、
前記荷台よりも前側において、座席の下側で、上側から下側に見た場合に前記動力伝達軸の左右両側に分かれて配置され、少なくとも一方が前記電動モータに電力を供給する左右の蓄電部と、を備えることを特徴とする荷台付電動車両。
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の荷台付電動車両において、
前記荷台は、搭載物を搭載可能な挿入孔を含むことを特徴とする荷台付電動車両。