電動車輛用驅動裝置及具備該驅動裝置的電動輪椅的製作方法
2023-10-07 17:55:54 3
專利名稱：電動車輛用驅動裝置及具備該驅動裝置的電動輪椅的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電動輪椅等電動車輛的驅動裝置，更具體地說，涉及外周具有驅動輪，安裝在車輛上的電動車輛用驅動裝置。
背景技術：
在電動輪椅等電動車輛上裝有通過電機分別驅動左右驅動輪的驅動裝置。電動車輛通過將安裝在車體側面的電動機的旋轉力傳遞給驅動輪的車軸，使驅動輪旋轉。例如，參照特開平9-296829號公報、特開2000-70309號公報。
為了實現驅動裝置的薄型化，驅動裝置不得不在驅動輪的直徑方向加大，與此同時也不能減小驅動輪的直徑。如果加大驅動輪的直徑，則存在即使對於相同載荷，電動機作用於驅動輪上的扭矩也會增大的問題。另外，對於電動輪椅的情況，如果驅動輪的直徑大，則在屋內的行駛及使用者從電動輪椅到床、從床到電動輪椅的移動時，存在容易成為障礙的問題。
再者，上述公報中公開的薄型驅動裝置中，如果切斷離合器機構，則電動機及電磁製動器就被切斷給驅動輪的動力。因此，如果在下坡等時由於誤操作而切斷了離合器機構，則電動機的發電制動及電磁製動器的制動力不再作用於驅動輪上，電動車輛就有可能加速衝下坡去。
發明者為了應對驅動輪大直徑的問題，試著將驅動輪的直徑減小。其結果發現，通過減小驅動輪的直徑，沒能實現驅動裝置的薄型化，但是由於能夠降低驅動輪的中心位置，因此，驅動裝置即使為在驅動輪的內側突出的結構，也能夠使其突出的位置低於使用者乘坐的電動車輛的座位，而能夠採用不與座位相接觸的構成。
發明內容
在切斷離合器機構的狀態下，為了應對電動機的發電制動力不作用在驅動輪上的問題，找出了一種結構，即使在切斷了離合器機構的狀態下，也能夠使電動機的發電制動力作用於驅動輪上。
為了解決上述問題，本發明提供電動車輛用驅動裝置，其具有罩殼；電動機，其收容在該罩殼的內部，且具有旋轉軸；殼體，其嵌裝在罩殼外周且相對於該罩殼外周旋轉自如，並經由減速機構與電動機的旋轉軸的前端聯接；驅動輪，其配置在該殼體的外周；電磁製動器，其在電動機的旋轉軸的基端側對旋轉軸的旋轉進行制動，在電動機的旋轉軸和電磁製動器之間，具備對旋轉軸和電磁製動器進行離合的離合器機構。
本發明的驅動裝置中，由於通過離合器機構對電磁製動器和電動機旋轉軸進行離合，從而即使在電磁製動器工作的狀態下，也能夠使與電動機聯接的驅動輪旋轉。此時，因為沒有從動力上切斷電動機的旋轉軸和驅動輪，所以，即使在切斷離合器機構，且電磁製動器沒有作用於電動機上的狀態下，電動機的發電制動力等的制動力也會作用於驅動輪上，因此，驅動輪就不能自由轉動。
因此，在下坡等通過電磁製動器使其停止時，即使切斷離合器機構，由於電動機的發電制動力等的制動力，從而電動車輛也不會加速到規定以上，而可以提高安全性。
另外，本發明提供驅動裝置，其具有通過車軸懸臂支撐在電動車輛上的罩殼；收容在該罩殼的內部、且具有與車軸同軸的旋轉軸的電動機；嵌裝在罩殼的外周且相對所述罩殼的外周旋轉自如，經由減速機構與電動機的旋轉軸的前端聯接的殼體；裝配在該殼體的外周的驅動輪；在電動機旋轉軸的基端側進行旋轉軸的旋轉的制動的電磁製動器，在電動機的旋轉軸和電磁製動器之間，具備對旋轉軸和電磁製動器進行離合的離合器機構。
由於支承驅動裝置的車軸與電動機的旋轉軸同軸設置，而且離合器機構也和車軸及旋轉軸同軸設置，所以能夠實現驅動裝置自身的小型化，且能夠實現在驅動裝置外周安裝的驅動輪的小直徑化。另外，因為旋轉軸和驅動軸的旋轉中心相同，因此，能夠防止反作用力的偏差，且能夠通過同軸的車軸不存在偏差地接受反作用力。
進而，本發明提供電動車輛用驅動裝置，其具有收容電動機，且安裝在電動車輛的車架的罩殼；配置為從殼體旋轉自如地突出的電動機的旋轉軸；經由減速機構聯接在旋轉軸的殼體；配備在該殼體的外周的驅動輪；對電動機的旋轉軸的旋轉進行制動的電磁製動器，電動機的旋轉軸，在罩殼安裝於電動車輛的車架上時，貫通電動車輛的車架，電磁製動器或電磁製動器及離合器機構，安裝在貫通旋轉軸中的電動車輛的車架突出的部分。
本發明的驅動裝置中，將電磁製動器、或電磁製動器和離合器機構通過夾著電動車輛的車架而配置在罩殼的外部，由此可減小從車架突出的殼體側的重量，並且還可以縮短向外側突出的長度。
通過將電磁製動器、或電磁製動器和離合器機構配置在罩殼的外部，從而可減少引入罩殼內部的配線。還有，可將罩殼內部的部件結構簡化，還可以實現耐久性的提高。
另外，當將電動機和電磁製動器接近配置時，電動機產生的熱量傳給電磁製動器，電磁製動器溫度升高，在流過同樣電流時，導致磁力線的產生可能減少。但是，在上述驅動裝置中，通過將電磁製動器遠離電動機配置，從而電動機產生的熱量幾乎不會傳遞給電磁製動器。因此，可以避免電磁製動器溫度升高，在流過相同電流時磁力線的產生減少，且能夠維持電磁製動器的性能。
而且，由於旋轉軸和驅動軸的旋轉中心相同，因此，有能夠防止反作用力的偏差的優點。
圖1是第一實施例的電動輪椅的立體圖；圖2是第一實施例的驅動裝置以及驅動輪的剖面圖；圖3是驅動輪的側視圖；圖4是離合器機構周圍的放大剖面圖；圖5是將可動片和內置式驅動器拆下表示的剖面圖；圖6是沿圖5的A-A線的剖面圖；圖7是表示可動片和內置驅動器聯接的狀態的剖面圖；圖8是表示可動片和內置驅動器切斷的狀態的剖面圖；圖9是本發明第二實施例的電動輪椅立體圖；圖10是第二實施例的驅動裝置立體圖；圖11是第二實施例的驅動裝置正面圖；圖12是從相反方向觀察的圖10的立體圖；圖13是第二實施例的驅動裝置的背面圖；圖14是第二實施例的驅動裝置局部剖面立體圖；圖15是沿圖13的A-A線的剖面圖；圖16是沿圖13的B-B線的剖面圖；圖17是電磁製動器及離合器機構的立體圖；圖18是電磁製動器及離合器機構的正面圖；圖19是沿圖18的A-A線的剖面圖；圖20是控制部的框圖。
具體實施例方式
在以下說明中，作為電動車輛，以老年人及腿腳等不方便的殘疾人使用的電動輪椅10為例進行說明，但本發明也可以用於高爾夫用的割草機及小型車輛等電動車輛。
第一實施例圖1是左右分別配置有本發明的驅動裝置20的電動輪椅10的立體圖。電動輪椅10具有使用者乘坐的座位11和靠背12，在從座位11向下延伸的車架13上安裝有左右一對驅動裝置20、20。在驅動裝置20、20的驅動輪80、80前方支承著直徑比驅動輪更小的輔助輪14、14。
在座位11的下部配備有蓄電池及電力控制部、以及其他控制手段等的控制箱15，在座位11前方的下部設有腳踏板16、16，在座位11的左右形成有扶手17、17。而且，使用者操作的操作器18設置在一邊的扶手17的側部，在靠背12的上部後方延伸有輔助人員使用的手柄19、19。
在手柄19上設有輔助人員操縱離合器機構70的離合的離合器操作部77後面詳述。
作為操作器18，可以示例操縱杆式的操作器，其可以進行車速變換及轉向操作。通過使操縱杆前傾或者後傾，可以使電動輪椅10前進、後退。而且，通過左右擺動操縱杆，可以改變左右驅動輪80、80的轉速，使電動輪椅10左右轉向。
圖2是本發明的驅動裝置20及安裝在驅動裝置20上的左側驅動輪80的剖面圖。圖3是從左方看到的圖2的側視圖。
驅動裝置20具有安裝在電動輪椅10車架13上的車軸22設置為向車架13側突出的罩殼30；配備在該罩殼30內的電動機40；經由電動機40的旋轉軸43與減速機構48聯接、相對於罩殼30轉動自如的殼體50；聯接罩殼30和電動機40的旋轉軸43並能夠進行制動的電磁製動器60；將電動機40的旋轉軸43與電磁製動器60進行離合的離合器機構70。在驅動裝置20的外周嵌裝有驅動輪80。
罩殼30以及殼體50為了提高散熱性，而最好由熱傳導性高的材料、如鋁合金材料製成。
車軸22在基端側切刻有通過螺栓固定於車架13的螺紋。在車軸22的中心開設有連杆用孔23，用於操作後述的離合器機構70的推桿76可以在其中貫通滑動。
通過車軸22懸臂支撐在車架上的罩殼30可以為在軸線方向分為三部分的構造。位於車架13側的內罩殼31由固定車軸前端的端板32封閉，另一端呈開口。車軸22能夠通過壓入內罩殼31進行安裝。
中罩殼35的其一端固定在內罩殼31上。其內周面有朝向電動機40的旋轉軸43延伸出的環狀板36，在環狀板36的內周緣具有旋轉自如地支承旋轉軸43的軸承36a。在環狀板36上，在其內罩殼31側安裝有電磁製動器60，在其背面固定著電動機40的定子46。
外罩殼37的其一端固定在中罩殼35上，將上述定子46的外周包圍。外罩殼37的另一端設置有環狀的端板38，在端板38的內周緣配置有旋轉自如地支承電動機40的旋轉軸43的軸承38a。在端板38的外面裝有減速機構48。
減速機構48可示例行星齒輪機構。減速機構48支承在外罩殼37的端板38和與端板38對向固定的壓板之間。減速機構48內齒輪55嚙合，該內齒輪55切刻在封閉殼體50前端的蓋體54內側。
通過對定子46通電，轉子42旋轉，則該旋轉通過減速機構48及內齒輪55將驅動力傳遞到蓋體54，使殼體50旋轉。
殼體50的其框架側通過軸承30a支承在內罩殼31上，另一端的開口由蓋體54封閉。
蓋板54如上述，嵌合內齒輪55，通過軸承39a旋轉自如地支承在從壓板中央突出的軸39b上。
驅動輪80如圖2以及圖3所示，由嵌入驅動裝置20的殼體50的外周而一體旋轉的桶狀轂殼82、在轂殼82外周突設的多個輪輻83、連接輪輻83的前端之間的環狀輪圈84、嵌入輪圈84的橡膠製的輪胎85構成。
驅動輪80最好設在驅動裝置不從輪胎85突出的位置。本實施例中，通過將輪輻83設置在轂殼82的前端側，即車軸22的反向側的位置，來減小驅動裝置20從輪胎85的突出量。
對定子46及電磁製動器60進行通電的配線24貫通32a內罩殼31的端板32，延伸至座位11下面的控制箱15。
電動機40的轉子42由支承在上述軸承36a、38a上的與車軸22同軸的旋轉軸43和嵌在旋轉軸43上的與定子對置的多層金屬板44構成。
旋轉軸43的前端與減速機構48嚙合，旋轉軸43的旋轉通過減速機構48傳遞到驅動輪80。
旋轉軸43如圖4所示，其車架一側貫通電磁製動器60的內部，其基端側通過離合器機構70與電磁製動器60的內置式驅動器62可離合地聯接。
圖4是離合器機構70周邊的放大剖面圖。如圖所示，在旋轉軸43的基端形成有花鍵軸43a，在旋轉軸43的基端部外周嵌有離合器機構70的可動片71。
可動片71如圖4及圖5所示，具有一端閉塞，另一端開口的筒部72，在該筒部72的內周形成花鍵孔73，該花鍵孔73嵌入旋轉軸43的花鍵軸43a內，能夠和旋轉軸43一體旋轉。筒部72的基端側封閉，在外周形成行離合部74(參照圖6)。
可動片71可示例將機械構件用的碳素鋼(例如S45C)等調質的材料構成。在旋轉軸43和可動片71的嚙合部分，為了提高滑動性和耐磨性，最好塗敷固體潤滑劑。使用機油及潤滑脂等流動性潤滑劑作為潤滑劑是因為，在電動機40旋轉時，流動性潤滑劑會飛散出去，使電磁製動器60的制動性能降低。
再者，在可動片71和中罩殼35的環狀板36之間，由螺旋彈簧構成的推頂裝置75將可動片71向脫離旋轉軸43的方向推壓。
可動片71，在基端側外周設置的嚙合離合部74嵌入電磁製動器60的內置式驅動器62內，可以卡合脫離。圖5及圖6是表示可動片71和內置式驅動器62的卡合狀態的示意圖。如圖所示，內置式驅動器62在內側形成有與可動片71卡合脫離的嚙合離合部62a，在其外周側切成可一體旋轉地與後述的電磁製動器60的制動盤61卡合脫離的花鍵62b。
為提高滑動性和耐磨性，內置式驅動器62和可動片71的嚙合部分也最好塗敷固體潤滑劑。這是為了防止由於潤滑劑的飛散引起的電磁製動器60的制動性能減低。
內置式驅動器62如圖4所示，通過軸承62d旋轉自如地嵌入在車軸22的前端形成的凹部22a。在內置式驅動器62的中心開設有操作離合器機構70的推桿76可滑動貫通的貫通孔62c。
內置式驅動器62外周的花鍵62b與電磁製動器60的制動盤61卡合。另外，制動盤61在其內周形成有與內置式驅動器62的外周的花鍵62b結合的花鍵61a。
制動盤61配置在電磁製動器60內。電磁製動器60可示例，能夠使用公知的無勵磁運行制動，在通電時，對線圈63通電，將制動解除，而在不通電時，通過彈力壓緊制動盤61，能夠對旋轉軸直接進行制動。由此，能夠確保不通電時的制動性。
離合器機構70如圖2、圖4、圖7、以及圖8所示，通過車軸22和貫通內置式驅動器62的操縱推桿76進行離合的切換操作。推桿76前端與可動片71相接觸，基端如圖2所示，與使推桿76滑動而將其壓入旋轉軸43側的推桿機構78聯接。作為滑動式推桿機構78，可示例眾所周知的直角槓桿機構。直角槓桿機構的操作可通過鋼絲77a進行。鋼絲77a的端部與配備在使用者或輔助操作電動座椅10的輔助者能夠操作的位置的離合器操作部77聯接。例如圖1，示例以下這樣的構成，離合器操作部77是自行車等制動杆的主要部分，在輔助者操作時，牽引鋼絲77a，手離開後，鋼絲77a又被壓回。
使用者或輔助者操作離合器操作部77時，鋼絲77a被牽引，推桿機構78將推桿76壓向旋轉軸43側。由此，如圖7所示，通過推頂裝置75將與內置式驅動器62處於卡合狀態的可動片71壓向旋轉軸43側，如圖8所示，解除內置式驅動器62和可動片71的卡合。由此，不管電磁製動器60是開、關的任一種狀態，電磁製動器60都不對驅動輪80發生作用。
還有，在本發明中，由於電動機40的旋轉軸43始終與驅動輪80連接，因此，在對電動機40通電的狀態下，即使在電磁製動器60對驅動輪80不起作用的狀態下，電動機40也會作為發電機起作用，作用使直流電流流向控制箱15的再生制動，即電動機40的發電制動力作為負荷作用於驅動輪80上，因此，驅動輪80不能自由轉動。所以，通過離合器機構70的操作，即使在電磁製動器不起作用的狀態下，驅動輪80也會在一定的負載阻力下旋轉，在下坡等時也不會被加速。
此時，上述控制箱15的控制裝置用未圖示的速度計檢測驅動輪80的轉速，判斷速度的增減。該判定的結果是，在判定為速度正在增加時，控制箱15內的控制裝置使定子46的配線短路，進而增大電動機40的上述附加電阻，增加短路制動，從而提高制動力。即便是那樣，在控制箱15的控制裝置判斷為上述速度計的速度正在增加的情況下，電動機40也會進行驅動，向與旋轉方向相反的方向旋轉，產生逆向制動。這樣一來，根據速度，也可以通過多級制動來降低速度。
在電磁製動器60起作用的狀態下，對離合器機構70進行操作，通過切斷電磁製動器60，將電磁製動器60的制動力解除，因此，輔助者在手推電動輪椅車10時，也能夠利用離合器機構70。
當從切斷了電磁製動器60和旋轉軸43的狀態(圖8)，通過鋼絲77a的操作，拉回推桿76時，通過推頂裝置75的推頂力，如圖7所示，可動片71被壓向內置式驅動器62側，可動片71再次與內置式驅動器62卡合。在可動片71與內置式驅動器62卡合的狀態下，當接通電磁製動器60時，電磁製動器60開始工作，制止旋轉軸43的旋轉，從而阻止驅動輪80的旋轉。
上述構成的驅動裝置20以將車軸22懸臂支撐在車架13上的狀態固定在電動輪椅10上。在將驅動裝置20不從電動輪椅10拆下而進行使用的情況下，只要將驅動裝置20通過螺栓緊固操作等固定在車架13上即可，但在由於將電動輪椅10裝載在車上運輸等原因，而需要拆下每個驅動裝置20的驅動輪80的情況下，為了容易地卸下驅動裝置20，也可以設為以軸向放鬆為目的的構造。根據需要，也可以配備承受電動機40的扭矩反作用力的部件。
當使用者通過操作器18指示電動輪椅10前進、後退或轉向時，給電磁製動器60通電，解除制動，同時給定子46通電，使轉子42旋轉。當轉子42旋轉時，將驅動力從旋轉軸43經由減速機構48及內齒輪55傳遞給殼體50，使殼體50旋轉。由此，固定在殼體50上的驅動輪80、80旋轉，電動輪椅做前進、後退動作。還有，轉向時通過改變左右驅動裝置20的旋轉速度進行。
離合器機構70在輔助者不操作的狀態下，如圖7所示，通過推頂裝置75的推頂力將電動機40的旋轉軸43和電磁製動器60的內置式驅動器62可以一體式旋轉地結合起來。因此，在該狀態下，即電磁製動器60的制動發揮作用的狀態下，由於對制動電動機40的旋轉軸43直接作用制動，因此可以發揮良好的制動性能。
另一方面，從電磁製動器60發揮作用的狀態，對離合器操作部77進行操作，通過離合器機構70，切斷電動機40的旋轉軸43和電磁製動器60聯接，如果這樣的話，則電磁製動器60的制動力就不會作用於驅動輪80上，但電動機40的發電制動力起作用。因此，在下坡等時，即使由於誤操作離合器操作部77而切斷電磁製動器60，也不會加速到規定速度以上。另外，因為通過離合器操作部77可以切斷電磁製動器60，因此，在輔助者手推電動輪椅10時，也不需要對電動輪椅10接通電源。
再者，圖1中，在輔助者操作的左右手柄19、19上設置了離合器操作部77、77，但也可以只在一個手柄上設置操作部，來操作兩個離合器機構70、70。還有，操作部77的結構不限於使用推桿76或鋼索77a的構成。
並且，電動車輛的使用者能夠操作操作部77也可。
本發明的驅動裝置20中，由於支承驅動裝置20的車軸22與電動機40的旋轉軸43、離合器機構70同軸設置，因此，能夠實現驅動裝置20自身的小型化(直徑約在15cm以下)，且能夠實現安裝在驅動裝置20外周的驅動輪80的小徑化。而且，由於旋轉軸43及驅動輪80的旋轉中心相同，因此，能夠防止反作用力的偏移，且能夠通過同軸的車軸22，無偏移地接受反作用力。
另外，電磁製動器60以及離合器機構70比電動機40更靠車軸22側設置。這樣，通過將電磁製動器60和離合器機構70設置在車軸22側，能夠將電磁製動器60的配線24及操作離合器機構70的推桿76的配置簡化，且能夠實現維護性的提高。
第二實施例圖9是把本發明的驅動裝置20分別配置在左右驅動輪80、80上的電動輪椅10的立體圖。以下，與第一實施例相同的符號表示相同的部件，適宜省略說明。
圖10是在電動車輛的車架上安裝了本發明的驅動裝置20的立體圖，圖11是驅動裝置20的正面圖，圖12是從反方向觀察的圖10的的立體圖，圖13是背面圖。在各圖中，均沒有顯示安裝在驅動輪80的車輪81上的輪胎。
如圖所示，本發明的驅動裝置20在殼體50的前端周面螺紋固定有驅動輪80的車輪81，並經由電動車輛的車架13在相反側配置有具備了離合器機構70的電磁製動器60。
圖14是本發明的驅動裝置20的部分截面立體圖，圖15及圖16分別是沿圖13的線A-A、線B-B的剖面圖。
如圖所示，驅動裝置20在電動輪椅10的車架13外側的位置具有用螺栓13a、13a固定並安裝在車架上的罩殼30、收容在該罩殼30內的電動機40、裝配在罩殼30前端側的減速機構48、覆蓋罩殼30的殼體50、安裝在殼體50的前端外周面的驅動輪80，在車架13的內側位置配置有裝有離合器機構70的電磁製動器60。
罩殼30具有封閉了基端側的內罩殼31和封閉該內罩殼31的外罩殼37。內罩殼31用螺栓13a、13a將基端側的安裝面31a固定在車架13，並由車架13懸臂支撐。在內罩殼31內配置了電動機40。
電動機40具有配置在內罩殼31的內面的用螺紋固定在內罩殼31上的定子46、和配置在該定子46的中央的轉子42，貫通轉子42的中心而配置旋轉軸43。
旋轉軸43經由貫通內罩殼31及外罩殼37中央配置的軸承36a、38a旋轉自如地被支承，旋轉軸43的前端從外罩殼37突出、與後述的減速機構48嚙合。再有，旋轉軸43的基端從內罩殼31突出，其縮徑的端部貫通車架13，進入離合器機構70。以後詳細描述。
減速機構48可示例行星齒輪機構。減速機構48中，以旋轉軸43的前端加工出的齒輪為太陽輪49，該太陽輪49與多個的行星齒輪49a、49a嚙合。行星齒輪49a、49a被支承在外罩殼37、和在外罩殼37的前端側外而螺紋固定的壓板39之間。
行星齒輪49a、49a為得到輸出增大及減速效果，由大小不同的兩級齒輪構成，基端側的大齒輪與太陽輪49相嚙合。前端側的小齒輪與後述的外殼體54上螺紋固定的內齒輪55嚙合。
如果通過向定子46通電，轉子42旋轉，則經由減速機構48以及內齒輪55將驅動力傳遞到殼體50上，使殼體50旋轉。
殼體50在車架13側具有經由軸承30a支承在內罩殼31上的內殼體56，內殼體56的另一端開口由外殼體54封閉。在內殼體56和外殼體54之間，為了提高防水性，而嵌有O型密封圈54a。
外殼體54如上所述，螺紋固定有內齒輪55，通過軸承39a旋轉自如地支承在從壓板中央突出設置的軸39b上。
驅動輪80由嵌裝在驅動裝置20的殼體50外周並與其一體旋轉的車輪81、和嵌裝在該車輪81的輪圈84上的由橡膠製成的輪胎85構成。
如圖14～圖16所示，在使用實心輪胎作為輪胎85時，最好為以下的構成，即，將輪圈84均分割為兩部分，在預先分割的輪圈間嵌入實心輪胎的狀態下，用螺栓81a、81a將輪圈81緊固在外殼體54上。
驅動輪80最好在驅動裝置20未從輪胎85突出的位置形成。
向定子46通電的配線24貫通32a內罩殼31的端板32，通過車架13上的貫通孔13b延伸到座位11下面的控制箱15。
電動機40的轉子42由被軸承36a、38a支承的旋轉軸43、和嵌入旋轉軸43內與定子46對置的疊層金屬板44構成。
旋轉軸43的前端與減速機構48嚙合，旋轉軸43的旋轉通過減速機構48傳遞給驅動輪80。
如圖12所示，旋轉軸43的車架側貫通電磁製動器60的內部，其基端側經由離合器機構70與電磁製動器60的內置式驅動器62可離合地聯接。
圖17是裝有離合器機構70的電磁製動器60的立體圖，圖8是同正面圖，圖19是沿圖18的線A-A的剖面圖。而且，在圖17及圖19中，未顯示旋轉軸43及內置式驅動器62。如上述的圖15所示，將電動機40的旋轉軸43的基端直徑收縮，加工成D型截面。旋轉軸43的D型截面的基端嵌入具有D型貫通孔的離合器機構70的內置式驅動器62，且不能空轉，與該內置式驅動器62一體地旋轉。內置式驅動器62的外周為多角形狀，嵌入在電磁製動器60的制動盤61的中央開設的相同形狀的孔65內，不能空轉，而能夠一體地旋轉。
離合器機構70具有內側開設了旋轉軸43帶有餘量地貫通的圓孔79c的夾持用板79，該夾持用板79在電磁製動器60上通過多個螺釘79a、79a以在與電磁製動器60之間存有規定的間隙的狀態下安裝。在夾持用板79上開設了多個支承孔79b、79b，能夠拆裝下面說明的由離合器操作盤70a上的橡膠塊等構成的彈性塊79e、79e。夾持用板79用螺絲79d安裝在車架13上。
在夾持用板79和電磁製動器60的間隙間嵌入突設了手柄70d的環狀離合器操作盤70a。離合器操作盤70a的結構比上述間隙及前述的制動盤61更薄，且在與夾持用板79的安裝用螺絲79a、79a對置的位置形成有長孔70b、70b，使離合器操作盤70a在圓周方向可以擺動。另外，在離合器操作盤70a的中央形成有上述制動盤61可以自由旋轉地嵌合的孔70c。
另外，在離合器操作盤70a上安裝有多個彈性塊79e、79e，該彈性塊79e、79e在嵌入於夾持用板79的支承孔79b、79b內的狀態下，允許後述的電磁製動器60的電樞66滑動，但當通過杆70d的操作使離合器操作盤70a旋轉時，彈性塊79e、79e從支承孔79b、 79b脫離，在夾持用板79和電樞66之間，彈性塊79e、79e成為阻力件，能夠阻止電樞66的滑動。
同第一實施例一樣，可示例電磁製動器60可以使用無勵磁運行制動，在通電時，線圈63中有電流通過，而將制動解除，在不通電時，通過內置的彈簧67、67的彈力，可以滑動地配置的電樞66壓接在制動盤61，可直接對旋轉軸43進行制動。由此，能夠確保了不通電時的制動性能。
還有，為了能用視覺識別離合器機構70的狀態，如圖17所示，例如也可以在夾持用板79上安裝檢測離合器操作盤70a的旋轉的微型開關91，在後述的顯示部92上顯示離合器機構70的狀態。
圖20是表示本發明的電動車輛用驅動裝置20的控制裝置的框圖。如圖20所示，驅動裝置20的全部控制通過具有CPU的控制部90進行。控制部90經由操縱杆等操作器18、檢測離合器機構70的狀態的微型開關91、顯示各種信息的顯示部92、電磁製動器60、蓄電池93、以及驅動迴路94與電動機40連接。控制部90及蓄電池93能夠配置在上述控制箱15。
控制部90根據來自操作器18的控制命令控制左右的驅動裝置20的正轉、倒轉、停止，控制對電磁製動器60的通電狀態。顯示部92上可顯示從微型開關91接受離合器機構70的狀態，或可顯示對電磁製動器60的通電狀態、蓄電池93的剩餘電量、行駛距離、行駛速度等。
在具有上述構成的驅動裝置20的電動輪椅10中，如果使用者或輔助者操作操縱杆70d，則離合器操作盤70a旋轉，彈性塊79e從支承孔79b中脫離，在夾持用板79和電樞66之間彈性塊79e、79e成為阻力件，壓下電樞66，制動盤61就能自由旋轉。因此，無論電磁製動器60在接通、還是斷開的任一種狀態，電磁製動器60都不會對驅動輪80起作用。
但是，在本發明中，由於電動機40的旋轉軸43始終與驅動輪80連接，因此，在對電動機40通電的狀態下，即使為電磁製動器60不作用於驅動輪80上的狀態，電動機40也會作為發電機起作用，作用使直流電流流向控制箱15的再生制動，即電動機40的發電制動力作為負荷作用在驅動輪80上，因此，驅動輪80就不能自由旋轉。因此，通過離合器機構70的操作，即使在電磁製動器60不起作用狀態下，驅動輪80也能夠在一定的負荷阻力下旋轉，就連下坡等時也不會加速。
此時，上述控制箱15的控制部90使未圖示的速度計檢測驅動輪80的旋轉速度，判斷速度的增減。該判定結果是，在判斷出速度正在增加時，控制箱15中的控制裝置使定子46的配線短路，進一步增大電動機40的上述附加電阻，施加短路制動，提高制動力。雖然那樣，當控制箱15中的控制裝置判斷出上述速度計的速度還為增加時，驅動電動機40按照與旋轉方向相反的方向旋轉，產生逆轉制動。這樣，也可以根據不同速度進行多級制動，降低速度。
在電磁製動器60起作用的狀態下，操作離合器機構70，通過切斷電磁製動器60，解除電磁製動器60的制動力，因此，在輔助者手壓電動輪椅10時，也能夠利用離合器機構70。
從電磁製動器60和旋轉軸43被切斷狀態，再次操作操縱杆70d，使離合器操作盤70a旋轉，使彈性塊79e與支承孔79b卡合，電樞66就能夠滑動，當切斷向電磁製動器60的通電時，電樞66通過彈簧67、67的推頂力而向夾持用板79側滑動，制動盤61被夾持用板79和電樞66夾著，電磁製動器60起作用，對旋轉軸43的旋轉進行制動，阻止驅動輪80的旋轉。
在使用者通過操作器18指示電動輪椅10的前進、後退或轉向時，對電磁製動器60通電，解除制動，並且，對定子46通電，使轉子42旋轉。當轉子42旋轉時，經由減速機構48及內齒輪55將旋轉軸43的驅動力傳遞到殼體50，殼體50旋轉。由此，固定在殼體50上的驅動輪80、80旋轉，電動輪椅10做前進、後退動作。再有，轉向通過變化左右的驅動裝置20的旋轉速度而進行。
在輔助者不操作離合器機構70的狀態下，電磁製動60的制動處於工作的狀態時，對電動機40的旋轉軸43作用直接制動，因此，能夠發揮良好的制動性能。
另一方面，當從電磁製動器60處於工作的狀態操作操縱杆70d，通過離合機構70將電動機旋轉軸43和電磁製動器60切斷時，電磁製動器60的制動力不再作用於驅動輪80上，但是，電動機40的發電制動力起作用。因此，即使在下坡等時由於誤操作而切斷電磁製動器60，也不會加速到規定速度之上。還有，因為可通過操作杆70d切斷電磁製動器60，因此，在輔助者手壓電動輪椅10時，也不需要對電動輪椅施加電源。
還有，在本發明的驅動裝置20中，從壓板39的中央突出設置的軸39b在旋轉自如的狀態下從外殼體54貫通，由此，也能夠成為雙臂支承的構成。
還有，在本實施例中，驅動裝置20被直接固定在車架13上，但當然也可以由獨立的安裝板等構成圖10等所示的車架13，並用螺栓固定在電動車輛的車架13上。如果是該領域的專家就很容易明白，在不脫離開本發明的宗旨範圍內，可以對本發明進行變形和變更，其各種變形，都屬於附上的權力範圍內記載的本發明的範圍。
權利要求
1.一種電動車輛用驅動裝置，其具有罩殼；電動機，其收容在該罩殼的內部，且具有旋轉軸；殼體，其嵌裝在罩殼外周且相對於該罩殼外周旋轉自如，並經由減速機構與電動機的旋轉軸的前端聯接；驅動輪，其配置在該殼體的外周；電磁製動器，其在電動機的旋轉軸的基端側對旋轉軸的旋轉進行制動，其中，在電動機的旋轉軸和電磁製動器之間，具備對旋轉軸和電磁製動器進行離合的離合器機構。
2.如權利要求1所述的電動車輛用驅動裝置，其中，罩殼通過車軸懸臂支撐在電動車輛上，電動機的旋轉軸配置成與車軸同軸。
3.如權利要求2所述的驅動裝置，其中，離合器機構具有可傳遞動力地連結電動機的旋轉軸、和電磁製動器的可動片，該可動片配置成可沿軸向滑動，通過由推頂裝置向車軸側推頂，連結旋轉軸和電磁製動器。
4.如權利要求3所述的電動車輛用驅動裝置，其中，可動片嵌裝在電動機的旋轉軸上，能夠與所述電動機的旋轉軸一體地旋轉且能夠相對於所述電動機的旋轉軸滑動。
5.如權利要求4所述的驅動裝置，其中，可動片具有嵌入旋轉軸的筒部，在該筒部的內面形成有花鍵孔，在電動機旋轉軸的基端形成有與所述花鍵孔卡合的花鍵軸。
6.如權利要求3所述的驅動裝置，其中，可動片的外周可以相對於電磁製動器卡合或脫離。
7.如權利要求3所述的驅動裝置，其中，在車軸沿軸向開設有貫通孔，在該貫通孔內配置有推桿，該推桿可以沿軸向滑動，通過使推桿沿軸向滑動，推桿的前端使可動片克服推頂裝置的推頂力，向解除旋轉軸和殼體的連結的方向滑動。
8.如權利要求2所述的驅動裝置，其中，在切斷離合器，電磁製動器的制動力不作用於驅動輪的狀態下，可根據電動機的旋轉速度，變化自電動機作用於驅動輪的制動力。
9.如權利要求1所述的電動車輛用驅動裝置，其中，罩殼安裝在電動車輛的車架上，電動機的旋轉軸從罩殼突出，且相對於所述罩殼旋轉自如，電動機的旋轉軸在電動車輛的車架上安裝有罩殼時，貫通電動車輛的車架，電磁製動器及離合器機構安裝在旋轉軸中的貫通電動車輛的車架而突出的部分。
10.如權利要求9所述的電動車輛用驅動裝置，其中，離合器機構具備對旋轉軸和電磁製動器的動力的傳遞、切斷進行切換的控制杆。
11.如權利要求1所述的電動車輛用驅動裝置，其中，罩殼被電動車輛的車架懸臂支撐，電動機的旋轉軸的基端貫通罩殼及電動車輛的車架，並從電動車輛的車架突出，電磁製動器配備在所述旋轉軸的基端側，在電磁製動器和旋轉軸之間具備對旋轉軸和電磁製動器進行離合的離合器機構。
12.如權利要求11所述的電動車輛用驅動裝置，其中，離合器機構具備對旋轉軸和電磁製動器的動力的傳遞、切斷進行切換的控制杆。
13.如權利要求1所述的電動車輛用驅動裝置，其中，罩殼安裝在電動車輛的車架上，電動機的旋轉軸從罩殼突出，且相對於所述罩殼旋轉自如，在電動車輛的車架上安裝有罩殼時，貫通電動車輛的車架，電磁製動器安裝在旋轉軸中的貫通電動車輛的車架而突出的部分。
14.一種電動輪椅，其中，在左右具備權利要求1所述的電動車輛用驅動裝置。
全文摘要
一種電動車輛用驅動裝置，其具有罩殼(30)、收容在該罩殼內且具有旋轉軸(43)的電動機(40)、嵌裝在罩殼的外周且相對於該罩殼的外周旋轉自如，經由減速機構(48)與電動機的旋轉軸前端聯結的殼體(50)、裝配在該殼體外周的驅動輪(80)、在電動機的旋轉軸的基端側對旋轉軸的旋轉進行制動的電磁製動器(60)，其中，在電動機的旋轉軸和電磁製動器之間，具有對旋轉軸和電磁製動器進行離合的離合器機構(70)。
文檔編號B60L7/24GK1935557SQ20061013981
公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月21日 優先權日2005年9月21日
發明者赤木孝嘉, 野呂拓哉, 友重一弘, 小迎聰 申請人:三洋電機株式會社