JP3855436B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型電動カート等の電動車両に関し、より詳しくは、電動車両のブレーキ装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小型電動カートは、図示しないが、フレームに前輪、ハンドル、操縦座席、バッテリ、モータ、減速歯車装置、及び左右一対の後輪等がそれぞれ配設されている。このように構成された小型電動カートは、ハンドルやアクセルレバーが適宜操作されると、モータの動力が減速歯車装置を介して後輪の駆動軸に伝達され、後輪が回転して所定の方向に所定の速度で走行する。そして、車庫に駐車する場合等には、クラッチレバーを操作して減速歯車装置のクラッチを切り、車庫に手押しで駐車すれば良い。
【０００３】
なお、この種の先行技術文献として、特開平７−９８９４号や特開平６−９８４０７号公報等があげられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動車両は、以上のように構成されて便利ではあるが、発明者には性能を向上させて発表し、科学技術の速やかな進歩発展に寄与したいという数々の願望がある。この願望の一つとして、クラッチ切時に小型電動カートを手押しで走行させる場合、小型電動カートが意図に反した速度等で走行したときに小型電動カートを自動的に停止させたり、減速させたり、あるいは小型電動カートの走行速度を設定速度に抑えたいという願望が挙げられる。この願望を満たすことができれば、電動車両の性能をさらに向上させることができるのは明らかである。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、クラッチ切時に停止させたり、減速させたり、あるいは走行速度を設定速度に抑制することのできる電動車両を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を達成するため、モータの動力を減速歯車装置を介して駆動輪の駆動軸に伝達するものにおいて、
減速歯車装置に取り付けられたクラッチと、このクラッチの切時に駆動輪の駆動軸を制動する制動手段とを含み、
減速歯車装置は、モータの駆動で回転する第一の減速歯車と、駆動輪の駆動軸に取り付けられ、第一の減速歯車に連動して回転可能な第二の減速歯車とを含み、
クラッチは、第二の減速歯車に噛み合い、第一の減速歯車に嵌合したクラッチ入り状態の嵌合位置と第一の減速歯車との嵌合が解除されたクラッチ切状態の嵌合解除位置との間を第一の減速歯車の支持軸に案内されてスライド可能なスライドギヤと、このスライドギヤを嵌合位置と嵌合解除位置にスライドさせる操作手段とを含み、
制動手段は、クラッチ切状態の嵌合解除位置にあるスライドギヤに嵌合して共に回転する遠心式のガバナと、このガバナの回転数に応じて操作手段にスライドギヤをクラッチ入り状態の嵌合位置にスライドさせる運動伝達手段とを含んでなることを特徴としている。
【００１０】
ここで、特許請求の範囲におけるモータは、トラクションモータ等の各種タイプを使用することができ、単数複数いずれでも良い。また、減速歯車装置の減速数は、２段程度が良いが、なんらこれに限定されるものではない。例えば、モータと第一の減速歯車との間に単数複数の他の減速歯車を介在させることもできる。減速歯車としては、ウォーム歯車、円筒歯車、又は平歯車等を使用することができる。また、駆動輪は、電動車両の前輪でも後輪でも良い。また、制動という用語には、電動車両を停止させる場合、減速させる場合、又は減速させて走行速度を所定の走行速度(例えば、４〜７ｋｍ／ｈ)以下にする場合のいずれもが含まれる。また、スライドギヤを支持軸に嵌める場合には、各種のばね部材（例えば、単数複数の板ばね、コイルばね、又は弾性体等）を付勢用や復帰用に使用することができる。
【００１２】
ガバナは、ギヤケースの内外いずれにも支持させることが可能である。運動伝達手段は、スライダの直線運動に基づき、クラッチを操作手段を介して入状態にできるものであれば、構成を特に限定するものではない。例えば、各種形状の回転軸、スライド軸、カム機構、各種のねじ部材、歯車機構、ばね部材、及び又はケーブルやワイヤからなる条体等を組み合わせた構成を採用することができる。さらに、電動車両は、３輪でも４輪でも良いし、小型の運搬車や車椅子等とすることも可能である。
【００１３】
本発明によれば、クラッチ入状態の場合には、動力がモータ、減速歯車装置、及びクラッチを経由して駆動軸に伝達され、駆動輪が回転して電動車両が走行する。また、クラッチ切状態の場合、モータから駆動軸に対する動力の伝達が規制される。また、クラッチが切状態の電動車両で設定速度以上の走行速度を出すと、制動手段が回転する駆動軸を制動し、電動車両が停止したり、減速したり、あるいは走行速度が設定速度に抑制される。
また、クラッチ入状態の場合には、動力がモータ、第一の減速歯車、クラッチ、及び第二の減速歯車を経由して駆動軸に伝達され、駆動輪が回転する。すなわち、第二の減速歯車は、第一の減速歯車に連動して回転する。また、クラッチ切状態の場合、第一の減速歯車から第二の減速歯車に対する動力の伝達が遮断される。
【００１４】
また、クラッチの操作手段を嵌合操作すると、ばね部材のばね作用等により、スライドギヤが支持軸にガイドされつつ嵌合位置に移動し、第一の減速歯車とスライドギヤとが噛み合う。また、クラッチの操作手段を嵌合解除操作すると、スライドギヤが支持軸にガイドされつつ嵌合位置から嵌合解除位置に移動し、第一の減速歯車からスライドギヤが離れる。
【００１６】
さらに、操作手段を嵌合操作位置から嵌合解除操作位置に操作すると、スライドギヤが嵌合位置から嵌合解除位置に移動し、スライドギヤとガバナとが共に回転可能な状態となる。クラッチが切状態の電動車両で設定速度以上の走行速度を出すと、スライドギヤや支持軸の回転数が増加し、嵌合解除位置で回転するスライドギヤの遠心力により、遠心式のガバナの遠心おもりの位置が変化してスライダを進出させ、運動伝達手段が動作して操作手段を嵌合解除操作位置から嵌合操作位置に動かす。この動作により、スライドギヤが嵌合解除位置から嵌合位置に移動し、第一の減速歯車とスライドギヤとが噛み合い、駆動軸が制動されて電動車両が停止したり、減速したり、あるいは走行速度が設定速度に抑制される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態における電動車両は、小型電動カートからなり、図１に示すように、フレーム１にモータ１４、減速歯車装置１６、後輪２２、クラッチ２８、及び制動手段３６がそれぞれ配設されている。
【００２１】
フレーム１は、間隔をおいて折曲対向配置された一対のパイプと、このパイプを被覆する複数のカバー２とを備えている。フレーム１の前部中央には前輪３を軸支したフロントフォークがヘッドパイプを介し操舵可能に貫通支持され、このフロントフォークの上部にはハンドル４が装着されており、これらフロントフォークやハンドル４にはかご５、グリップ６、ブレーキレバー７、アクセルレバー８、及び計器９等がそれぞれ配設されている。また、フレーム１の中央部から後部にかけてはモータ１４用の複数のバッテリ１０がカバー２に被覆された状態で並列に搭載されるとともに、この複数のバッテリ１０を上方から被覆保護する操縦座席１１が載設され、この操縦座席１１の背当て部１２の両側には上下方向に揺動可能な肘かけ１３、又は固定の肘かけ１３Ａとが配設されている。
【００２２】
モータ１４は、図２に示すように、その出力軸の先端部に駆動ピニオンギヤ１５を備え、減速歯車装置１６の左右一対のギヤケース１７に取り付けられて操縦座席１１の後方に取付材を介し揺動可能に懸架されている。また、減速歯車装置１６は、モータ１４の駆動ピニオンギヤ１５と噛合して回転するカウンタギヤ１８と、このカウンタギヤ１８に連動して回転可能なデファレンシャルギヤ１９とを備えている。カウンタギヤ１８は、支持軸２０に嵌着支持され、この支持軸２０の両端部がギヤケース１７の内部両側壁に軸受を介して軸支されている。このカウンタギヤ１８の反モータ１４側の中心部付近にはメスドッグ２１が凹み形成されている。
【００２３】
デファレンシャルギヤ１９は、図２に示すように、ギヤケース１７の内部両側壁に軸受を介して軸支されるとともに、後輪２２の駆動軸２３に嵌着されている。このデファレンシャルギヤ１９のケースには、相互に噛合する左右一対のクラッチメンバ２４と、このクラッチメンバ２４のシャフトに軸支された上下一対のピニオンギヤ２５とが内蔵されている。
【００２４】
後輪２２は、図１や図２に示すように、右後輪２２Ａと左後輪２２Ｂとを備え、右後輪２２Ａに右後輪駆動軸２３Ａが、左後輪２２Ｂには左後輪駆動軸２３Ｂがそれぞれ取り付けられており、これら右後輪駆動軸２３Ａと左後輪駆動軸２３Ｂとがギヤケース１７の両側壁に保護用のアクスルケーシング２６や軸受を介し水平に支持されている。右後輪駆動軸２３Ａと左後輪駆動軸２３Ｂの対向端部にはサイドギヤ２７がそれぞれ嵌着され、これらのサイドギヤ２７がデファレンシャルギヤ１９のケース内部にスラストワッシャ等を介して挿通されるとともに、ピニオンギヤ２５と噛合している。
【００２５】
クラッチ２８は、図２に示すように、カウンタギヤ１８の支持軸２０に付勢コイルばね２９を介してスプライン嵌合されたスライド可能なスライドギヤ３０と、このスライドギヤ３０を嵌合位置（図２の位置）、又は嵌合解除位置（図２の位置から右方向に離れた位置）にスライドさせる操作手段３１とを備えている。スライドギヤ３０は、デファレンシャルギヤ１９と噛合し、クラッチ入時に嵌合位置にスライドしてカウンタギヤ１８のメスドッグ２１に嵌入され、クラッチ切時には嵌合解除位置にスライドしてメスドッグ２１から離隔するよう機能する。
【００２６】
操作手段３１は、図２に示すように、支持軸２０に平行な状態でギヤケース１７の内部両側壁に軸受を介して軸架された回転可能なクラッチ軸３２を備え、このクラッチ軸３２にはギヤケース１７の外部に露出する操作用のクラッチレバー３３が螺着されるとともに、スライドギヤ３０の周面の凹部に挿入されるシフトフォーク３４が嵌入支持されている。このシフトフォーク３４は、カム機構３５を介してクラッチ軸３２の一方向への回転でスライドギヤ３０を嵌合位置に、クラッチ軸３２の他方向への回転で付勢コイルばね２９を圧縮させつつスライドギヤ３０を嵌合解除位置にスライドさせる。
【００２７】
さらに、制動手段３６は、図２ないし図６に示すように、スライドギヤ３０の反モータ１４側の端面に揺動可能に軸支された遠心式のアーム３７と、ギヤケース１７の内側壁に突設されたほぼ半円弧形のストッパドッグ３８とを備えている。アーム３７は、ほぼ半円弧形に形成され、その外周縁にはほぼ扇形の食込部３９が突出形成されている。このようなアーム３７は、その一端部がスライドギヤ３０の端面の中心部から半径外方向に支持ピンを介し偏位して軸着され、他端部にリターンコイルばね４０が取り付けられており、このリターンコイルばね４０がスライドギヤ３０の端面に取付ピンを介して連結されている。なお、アーム３７の食込部３９は、スライドギヤ３０の端面外周縁から突出したほぼ半円弧形のガイド４１に位置決め規制される。
【００２８】
上記構成において、ハンドル４やアクセルレバー７を適宜操作すれば、動力がモータ１４の駆動ピニオンギヤ１５、カウンタギヤ１８、入状態のスライドギヤ３０、及びデファレンシャルギヤ１９を順次経由して右後輪駆動軸２３Ａと左後輪駆動軸２３Ｂとに伝達され、後輪２２が回転して所定の方向に所定の速度で走行することができる。また、車庫に駐車する場合等には、クラッチレバー３３を嵌合操作位置から嵌合解除操作位置に回転操作すれば良い。すると、クラッチ軸３２が回転してシフトフォーク３４を作動させ、このシフトフォーク３４がスライドギヤ３０を嵌合解除位置にスライドさせる。このスライド作用により、クラッチ２８が切状態となり、車庫に小型電動カートを手押しで駐車することができる。
【００２９】
また、クラッチ２８が切状態の小型電動カートを手押しで走行させる場合、小型電動カートの走行速度が設定速度(例えば、６ｋｍ／ｈ)を越えると、嵌合解除位置で回転するスライドギヤ３０の遠心力により、アーム３７がスライドギヤ３０の半径外方向に揺動し、近接するストッパドッグ３８の凹んだ湾曲面にアーム３７の食込部３９が強く圧接されて食い込み、右後輪駆動軸２３Ａと左後輪駆動軸２３Ｂとに制動が作用して小型電動カートが停止する。こうして停止した小型電動カートを少々後退させるか、あるいはクラッチを入れると、伸ばされたリターンコイルばね４０の復元作用により、アーム３７がスライドギヤ３０の半径内方向に揺動復帰するとともに、ガイド４１に食込部３９が位置決め規制され、ストッパドッグ３８に対する食込部３９の圧接が解除される。
【００３０】
上記構成によれば、クラッチ切時に小型電動カートを手押しで走行させる場合、小型電動カートが設定速度以上で走行することが全くないので、常に法定速度等とすることができ、実に安全で便利である。また、ストッパドッグ３８にアーム３７を単に圧接するのではなく、食い込みが容易な専用の食込部３９を圧接するので、停止の確実化が期待できる。さらに、バッテリ１０を外した場合にきわめて有意義となる。
【００３１】
次に、図７ないし図９は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、制動手段３６を、遠心式のガバナ４２及び運動伝達手段４８とから構成している。ガバナ４２は、本体４３と、この本体４３の内部に取付ピンを介し軸支された揺動可能な複数の遠心おもり４４とを備え、ギヤケース１７に回転可能に軸支されている。本体４３は、基本的には断面ほぼ皿形に形成され、中心部には貫通軸４５が装着されるとともに、この貫通軸４５の先端部には断面ほぼＵ字形のスライダ４６が嵌入されており、このスライダ４６が接触した遠心おもり４４の揺動で軸方向にスライドする。貫通軸４５の末端部には凹部４７が形成され、この凹部４７が嵌合解除位置のスライドギヤ３０と相互に嵌合する。
【００３２】
運動伝達手段４８は、軸受４９と、この軸受４９に貫通軸支されたシャフト５０とを備えている。このシャフト５０は、その両端部がそれぞれ折曲形成され、一端部がクラッチレバー３３に係合し、他端部がスライダ４６に接触している。シャフト５０の下部にはコイル形に巻装された復帰用のねじりばね５１が嵌入され、このねじりばね５１の一端部がシャフト５０に、他端部が軸受４９にそれぞれ係止されている。このように構成された運動伝達手段４８は、スライダ４６の進出時にシャフト５０を回転させてクラッチレバー３３を嵌合解除操作位置から嵌合操作位置に揺動させる。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３３】
上記構成において、クラッチレバー３３を嵌合操作位置から嵌合解除操作位置に回転操作すると、クラッチ軸３２が回転してシフトフォーク３４を作動させ、このシフトフォーク３４がスライドギヤ３０を嵌合解除位置にスライドさせ、スライドギヤ３０とガバナ４２の凹部４７とが嵌合する。このスライド作用により、クラッチ２８が切状態となる。
【００３４】
また、クラッチ２８が切状態の小型電動カートを手押しで走行させる場合、小型電動カートの走行速度が設定速度を越えると、嵌合解除位置で回転するスライドギヤ３０の遠心力により、ガバナ４２の遠心おもり４４がガバナ４２の半径外方向に揺動してスライダ４６を進出させ、シャフト５０が回転してクラッチレバー３３を嵌合解除操作位置から嵌合操作位置に揺動させる。この揺動により、クラッチ軸３２が回転してシフトフォーク３４を作動させ、このシフトフォーク３４がスライドギヤ３０を嵌合位置にスライドさせ、カウンタギヤ１８とスライドギヤ３０とが嵌合する。このスライド作用により、クラッチ２８が入状態となり、小型電動カートが停止する。本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、スライドギヤ３０に特別の加工を施す必要性が全くない。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、クラッチ切時に電動車両を停止させたり、減速させたり、あるいは電動車両の走行速度を設定速度に抑制することが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る電動車両の実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】 本発明に係る電動車両の実施形態を示す要部断面説明図である。
【図３】 図２の断面側面図である。
【図４】 本発明に係る電動車両の実施形態におけるスライドギヤと制御手段とを示す説明図である。
【図５】 図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】 図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】 本発明に係る電動車両の第２の実施形態におけるガバナを示す部分断面説明図である。
【図８】 本発明に係る電動車両の第２の実施形態を示す断面説明図である。
【図９】 本発明に係る電動車両の第２の実施形態を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１４ モータ
１５ 駆動ピニオンギヤ
１６ 減速歯車装置
１７ ギヤケース
１８ カウンタギヤ（第一の減速歯車）
１９ デファレンシャルギヤ（第二の減速歯車）
２０ 支持軸
２２ 後輪（駆動輪）
２２Ａ 右後輪
２２Ｂ 左後輪
２３ 駆動軸
２３Ａ 右後輪駆動軸
２３Ｂ 左後輪駆動軸
２８ クラッチ
２９ 付勢コイルばね
３０ スライドギヤ
３１ 操作手段
３２ クラッチ軸
３３ クラッチレバー（操作部材）
３４ シフトフォーク（シフト部材）
３６ 制動手段
３７ アーム（アーム部材）
３８ ストッパドッグ（ストッパ部材）
３９ 食込部
４０ リターンコイルばね
４１ ガイド
４２ ガバナ
４３ 本体
４４ 遠心おもり
４６ スライダ
４８ 運動伝達手段
４９ 軸受
５０ シャフト
５１ ねじりばね

Claims (1)

1. モータの動力を減速歯車装置を介して駆動輪の駆動軸に伝達する電動車両において、
   減速歯車装置に取り付けられたクラッチと、このクラッチの切時に駆動輪の駆動軸を制動する制動手段とを含み、
   減速歯車装置は、モータの駆動で回転する第一の減速歯車と、駆動輪の駆動軸に取り付けられ、第一の減速歯車に連動して回転可能な第二の減速歯車とを含み、
   クラッチは、第二の減速歯車に噛み合い、第一の減速歯車に嵌合したクラッチ入り状態の嵌合位置と第一の減速歯車との嵌合が解除されたクラッチ切状態の嵌合解除位置との間を第一の減速歯車の支持軸に案内されてスライド可能なスライドギヤと、このスライドギヤを嵌合位置と嵌合解除位置にスライドさせる操作手段とを含み、
   制動手段は、クラッチ切状態の嵌合解除位置にあるスライドギヤに嵌合して共に回転する遠心式のガバナと、このガバナの回転数に応じて操作手段にスライドギヤをクラッチ入り状態の嵌合位置にスライドさせる運動伝達手段とを含んでなることを特徴とする電動車両。

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