专利名称：电动车辆用驱动装置及具备该驱动装置的电动轮椅的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电动轮椅等电动车辆的驱动装置，更具体地说，涉及外周具有驱动轮，安装在车辆上的电动车辆用驱动装置。
背景技术：
在电动轮椅等电动车辆上装有通过电机分别驱动左右驱动轮的驱动装置。电动车辆通过将安装在车体侧面的电动机的旋转力传递给驱动轮的车轴，使驱动轮旋转。例如，参照特开平9-296829号公报、特开2000-70309号公报。
为了实现驱动装置的薄型化，驱动装置不得不在驱动轮的直径方向加大，与此同时也不能减小驱动轮的直径。如果加大驱动轮的直径，则存在即使对于相同载荷，电动机作用于驱动轮上的扭矩也会增大的问题。另外，对于电动轮椅的情况，如果驱动轮的直径大，则在屋内的行驶及使用者从电动轮椅到床、从床到电动轮椅的移动时，存在容易成为障碍的问题。
再者，上述公报中公开的薄型驱动装置中，如果切断离合器机构，则电动机及电磁制动器就被切断给驱动轮的动力。因此，如果在下坡等时由于误操作而切断了离合器机构，则电动机的发电制动及电磁制动器的制动力不再作用于驱动轮上，电动车辆就有可能加速冲下坡去。
发明者为了应对驱动轮大直径的问题，试着将驱动轮的直径减小。其结果发现，通过减小驱动轮的直径，没能实现驱动装置的薄型化，但是由于能够降低驱动轮的中心位置，因此，驱动装置即使为在驱动轮的内侧突出的结构，也能够使其突出的位置低于使用者乘坐的电动车辆的座位，而能够采用不与座位相接触的构成。
发明内容
在切断离合器机构的状态下，为了应对电动机的发电制动力不作用在驱动轮上的问题，找出了一种结构，即使在切断了离合器机构的状态下，也能够使电动机的发电制动力作用于驱动轮上。
为了解决上述问题，本发明提供电动车辆用驱动装置，其具有罩壳；电动机，其收容在该罩壳的内部，且具有旋转轴；壳体，其嵌装在罩壳外周且相对于该罩壳外周旋转自如，并经由减速机构与电动机的旋转轴的前端联接；驱动轮，其配置在该壳体的外周；电磁制动器，其在电动机的旋转轴的基端侧对旋转轴的旋转进行制动，在电动机的旋转轴和电磁制动器之间，具备对旋转轴和电磁制动器进行离合的离合器机构。
本发明的驱动装置中，由于通过离合器机构对电磁制动器和电动机旋转轴进行离合，从而即使在电磁制动器工作的状态下，也能够使与电动机联接的驱动轮旋转。此时，因为没有从动力上切断电动机的旋转轴和驱动轮，所以，即使在切断离合器机构，且电磁制动器没有作用于电动机上的状态下，电动机的发电制动力等的制动力也会作用于驱动轮上，因此，驱动轮就不能自由转动。
因此，在下坡等通过电磁制动器使其停止时，即使切断离合器机构，由于电动机的发电制动力等的制动力，从而电动车辆也不会加速到规定以上，而可以提高安全性。
另外，本发明提供驱动装置，其具有通过车轴悬臂支撑在电动车辆上的罩壳；收容在该罩壳的内部、且具有与车轴同轴的旋转轴的电动机；嵌装在罩壳的外周且相对所述罩壳的外周旋转自如，经由减速机构与电动机的旋转轴的前端联接的壳体；装配在该壳体的外周的驱动轮；在电动机旋转轴的基端侧进行旋转轴的旋转的制动的电磁制动器，在电动机的旋转轴和电磁制动器之间，具备对旋转轴和电磁制动器进行离合的离合器机构。
由于支承驱动装置的车轴与电动机的旋转轴同轴设置，而且离合器机构也和车轴及旋转轴同轴设置，所以能够实现驱动装置自身的小型化，且能够实现在驱动装置外周安装的驱动轮的小直径化。另外，因为旋转轴和驱动轴的旋转中心相同，因此，能够防止反作用力的偏差，且能够通过同轴的车轴不存在偏差地接受反作用力。
进而，本发明提供电动车辆用驱动装置，其具有收容电动机，且安装在电动车辆的车架的罩壳；配置为从壳体旋转自如地突出的电动机的旋转轴；经由减速机构联接在旋转轴的壳体；配备在该壳体的外周的驱动轮；对电动机的旋转轴的旋转进行制动的电磁制动器，电动机的旋转轴，在罩壳安装于电动车辆的车架上时，贯通电动车辆的车架，电磁制动器或电磁制动器及离合器机构，安装在贯通旋转轴中的电动车辆的车架突出的部分。
本发明的驱动装置中，将电磁制动器、或电磁制动器和离合器机构通过夹着电动车辆的车架而配置在罩壳的外部，由此可减小从车架突出的壳体侧的重量，并且还可以缩短向外侧突出的长度。
通过将电磁制动器、或电磁制动器和离合器机构配置在罩壳的外部，从而可减少引入罩壳内部的配线。还有，可将罩壳内部的部件结构简化，还可以实现耐久性的提高。
另外，当将电动机和电磁制动器接近配置时，电动机产生的热量传给电磁制动器，电磁制动器温度升高，在流过同样电流时，导致磁力线的产生可能减少。但是，在上述驱动装置中，通过将电磁制动器远离电动机配置，从而电动机产生的热量几乎不会传递给电磁制动器。因此，可以避免电磁制动器温度升高，在流过相同电流时磁力线的产生减少，且能够维持电磁制动器的性能。
而且，由于旋转轴和驱动轴的旋转中心相同，因此，有能够防止反作用力的偏差的优点。
图1是第一实施例的电动轮椅的立体图；图2是第一实施例的驱动装置以及驱动轮的剖面图；图3是驱动轮的侧视图；图4是离合器机构周围的放大剖面图；图5是将可动片和内置式驱动器拆下表示的剖面图；图6是沿图5的A-A线的剖面图；图7是表示可动片和内置驱动器联接的状态的剖面图；图8是表示可动片和内置驱动器切断的状态的剖面图；图9是本发明第二实施例的电动轮椅立体图；图10是第二实施例的驱动装置立体图；图11是第二实施例的驱动装置正面图；图12是从相反方向观察的图10的立体图；图13是第二实施例的驱动装置的背面图；图14是第二实施例的驱动装置局部剖面立体图；图15是沿图13的A-A线的剖面图；图16是沿图13的B-B线的剖面图；图17是电磁制动器及离合器机构的立体图；图18是电磁制动器及离合器机构的正面图；图19是沿图18的A-A线的剖面图；图20是控制部的框图。
具体实施例方式
在以下说明中，作为电动车辆，以老年人及腿脚等不方便的残疾人使用的电动轮椅10为例进行说明，但本发明也可以用于高尔夫用的割草机及小型车辆等电动车辆。
第一实施例图1是左右分别配置有本发明的驱动装置20的电动轮椅10的立体图。电动轮椅10具有使用者乘坐的座位11和靠背12，在从座位11向下延伸的车架13上安装有左右一对驱动装置20、20。在驱动装置20、20的驱动轮80、80前方支承着直径比驱动轮更小的辅助轮14、14。
在座位11的下部配备有蓄电池及电力控制部、以及其他控制手段等的控制箱15，在座位11前方的下部设有脚踏板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设置在一边的扶手17的侧部，在靠背12的上部后方延伸有辅助人员使用的手柄19、19。
在手柄19上设有辅助人员操纵离合器机构70的离合的离合器操作部77后面详述。
作为操作器18，可以示例操纵杆式的操作器，其可以进行车速变换及转向操作。通过使操纵杆前倾或者后倾，可以使电动轮椅10前进、后退。而且，通过左右摆动操纵杆，可以改变左右驱动轮80、80的转速，使电动轮椅10左右转向。
图2是本发明的驱动装置20及安装在驱动装置20上的左侧驱动轮80的剖面图。图3是从左方看到的图2的侧视图。
驱动装置20具有安装在电动轮椅10车架13上的车轴22设置为向车架13侧突出的罩壳30；配备在该罩壳30内的电动机40；经由电动机40的旋转轴43与减速机构48联接、相对于罩壳30转动自如的壳体50；联接罩壳30和电动机40的旋转轴43并能够进行制动的电磁制动器60；将电动机40的旋转轴43与电磁制动器60进行离合的离合器机构70。在驱动装置20的外周嵌装有驱动轮80。
罩壳30以及壳体50为了提高散热性，而最好由热传导性高的材料、如铝合金材料制成。
车轴22在基端侧切刻有通过螺栓固定于车架13的螺纹。在车轴22的中心开设有连杆用孔23，用于操作后述的离合器机构70的推杆76可以在其中贯通滑动。
通过车轴22悬臂支撑在车架上的罩壳30可以为在轴线方向分为三部分的构造。位于车架13侧的内罩壳31由固定车轴前端的端板32封闭，另一端呈开口。车轴22能够通过压入内罩壳31进行安装。
中罩壳35的其一端固定在内罩壳31上。其内周面有朝向电动机40的旋转轴43延伸出的环状板36，在环状板36的内周缘具有旋转自如地支承旋转轴43的轴承36a。在环状板36上，在其内罩壳31侧安装有电磁制动器60，在其背面固定着电动机40的定子46。
外罩壳37的其一端固定在中罩壳35上，将上述定子46的外周包围。外罩壳37的另一端设置有环状的端板38，在端板38的内周缘配置有旋转自如地支承电动机40的旋转轴43的轴承38a。在端板38的外面装有减速机构48。
减速机构48可示例行星齿轮机构。减速机构48支承在外罩壳37的端板38和与端板38对向固定的压板之间。减速机构48内齿轮55啮合，该内齿轮55切刻在封闭壳体50前端的盖体54内侧。
通过对定子46通电，转子42旋转，则该旋转通过减速机构48及内齿轮55将驱动力传递到盖体54，使壳体50旋转。
壳体50的其框架侧通过轴承30a支承在内罩壳31上，另一端的开口由盖体54封闭。
盖板54如上述，嵌合内齿轮55，通过轴承39a旋转自如地支承在从压板中央突出的轴39b上。
驱动轮80如图2以及图3所示，由嵌入驱动装置20的壳体50的外周而一体旋转的桶状毂壳82、在毂壳82外周突设的多个轮辐83、连接轮辐83的前端之间的环状轮圈84、嵌入轮圈84的橡胶制的轮胎85构成。
驱动轮80最好设在驱动装置不从轮胎85突出的位置。本实施例中，通过将轮辐83设置在毂壳82的前端侧，即车轴22的反向侧的位置，来减小驱动装置20从轮胎85的突出量。
对定子46及电磁制动器60进行通电的配线24贯通32a内罩壳31的端板32，延伸至座位11下面的控制箱15。
电动机40的转子42由支承在上述轴承36a、38a上的与车轴22同轴的旋转轴43和嵌在旋转轴43上的与定子对置的多层金属板44构成。
旋转轴43的前端与减速机构48啮合，旋转轴43的旋转通过减速机构48传递到驱动轮80。
旋转轴43如图4所示，其车架一侧贯通电磁制动器60的内部，其基端侧通过离合器机构70与电磁制动器60的内置式驱动器62可离合地联接。
图4是离合器机构70周边的放大剖面图。如图所示，在旋转轴43的基端形成有花键轴43a，在旋转轴43的基端部外周嵌有离合器机构70的可动片71。
可动片71如图4及图5所示，具有一端闭塞，另一端开口的筒部72，在该筒部72的内周形成花键孔73，该花键孔73嵌入旋转轴43的花键轴43a内，能够和旋转轴43一体旋转。筒部72的基端侧封闭，在外周形成行离合部74(参照图6)。
可动片71可示例将机械构件用的碳素钢(例如S45C)等调质的材料构成。在旋转轴43和可动片71的啮合部分，为了提高滑动性和耐磨性，最好涂敷固体润滑剂。使用机油及润滑脂等流动性润滑剂作为润滑剂是因为，在电动机40旋转时，流动性润滑剂会飞散出去，使电磁制动器60的制动性能降低。
再者，在可动片71和中罩壳35的环状板36之间，由螺旋弹簧构成的推顶装置75将可动片71向脱离旋转轴43的方向推压。
可动片71，在基端侧外周设置的啮合离合部74嵌入电磁制动器60的内置式驱动器62内，可以卡合脱离。图5及图6是表示可动片71和内置式驱动器62的卡合状态的示意图。如图所示，内置式驱动器62在内侧形成有与可动片71卡合脱离的啮合离合部62a，在其外周侧切成可一体旋转地与后述的电磁制动器60的制动盘61卡合脱离的花键62b。
为提高滑动性和耐磨性，内置式驱动器62和可动片71的啮合部分也最好涂敷固体润滑剂。这是为了防止由于润滑剂的飞散引起的电磁制动器60的制动性能减低。
内置式驱动器62如图4所示，通过轴承62d旋转自如地嵌入在车轴22的前端形成的凹部22a。在内置式驱动器62的中心开设有操作离合器机构70的推杆76可滑动贯通的贯通孔62c。
内置式驱动器62外周的花键62b与电磁制动器60的制动盘61卡合。另外，制动盘61在其内周形成有与内置式驱动器62的外周的花键62b结合的花键61a。
制动盘61配置在电磁制动器60内。电磁制动器60可示例，能够使用公知的无励磁运行制动，在通电时，对线圈63通电，将制动解除，而在不通电时，通过弹力压紧制动盘61，能够对旋转轴直接进行制动。由此，能够确保不通电时的制动性。
离合器机构70如图2、图4、图7、以及图8所示，通过车轴22和贯通内置式驱动器62的操纵推杆76进行离合的切换操作。推杆76前端与可动片71相接触，基端如图2所示，与使推杆76滑动而将其压入旋转轴43侧的推杆机构78联接。作为滑动式推杆机构78，可示例众所周知的直角杠杆机构。直角杠杆机构的操作可通过钢丝77a进行。钢丝77a的端部与配备在使用者或辅助操作电动座椅10的辅助者能够操作的位置的离合器操作部77联接。例如图1，示例以下这样的构成，离合器操作部77是自行车等制动杆的主要部分，在辅助者操作时，牵引钢丝77a，手离开后，钢丝77a又被压回。
使用者或辅助者操作离合器操作部77时，钢丝77a被牵引，推杆机构78将推杆76压向旋转轴43侧。由此，如图7所示，通过推顶装置75将与内置式驱动器62处于卡合状态的可动片71压向旋转轴43侧，如图8所示，解除内置式驱动器62和可动片71的卡合。由此，不管电磁制动器60是开、关的任一种状态，电磁制动器60都不对驱动轮80发生作用。
还有，在本发明中，由于电动机40的旋转轴43始终与驱动轮80连接，因此，在对电动机40通电的状态下，即使在电磁制动器60对驱动轮80不起作用的状态下，电动机40也会作为发电机起作用，作用使直流电流流向控制箱15的再生制动，即电动机40的发电制动力作为负荷作用于驱动轮80上，因此，驱动轮80不能自由转动。所以，通过离合器机构70的操作，即使在电磁制动器不起作用的状态下，驱动轮80也会在一定的负载阻力下旋转，在下坡等时也不会被加速。
此时，上述控制箱15的控制装置用未图示的速度计检测驱动轮80的转速，判断速度的增减。该判定的结果是，在判定为速度正在增加时，控制箱15内的控制装置使定子46的配线短路，进而增大电动机40的上述附加电阻，增加短路制动，从而提高制动力。即便是那样，在控制箱15的控制装置判断为上述速度计的速度正在增加的情况下，电动机40也会进行驱动，向与旋转方向相反的方向旋转，产生逆向制动。这样一来，根据速度，也可以通过多级制动来降低速度。
在电磁制动器60起作用的状态下，对离合器机构70进行操作，通过切断电磁制动器60，将电磁制动器60的制动力解除，因此，辅助者在手推电动轮椅车10时，也能够利用离合器机构70。
当从切断了电磁制动器60和旋转轴43的状态(图8)，通过钢丝77a的操作，拉回推杆76时，通过推顶装置75的推顶力，如图7所示，可动片71被压向内置式驱动器62侧，可动片71再次与内置式驱动器62卡合。在可动片71与内置式驱动器62卡合的状态下，当接通电磁制动器60时，电磁制动器60开始工作，制止旋转轴43的旋转，从而阻止驱动轮80的旋转。
上述构成的驱动装置20以将车轴22悬臂支撑在车架13上的状态固定在电动轮椅10上。在将驱动装置20不从电动轮椅10拆下而进行使用的情况下，只要将驱动装置20通过螺栓紧固操作等固定在车架13上即可，但在由于将电动轮椅10装载在车上运输等原因，而需要拆下每个驱动装置20的驱动轮80的情况下，为了容易地卸下驱动装置20，也可以设为以轴向放松为目的的构造。根据需要，也可以配备承受电动机40的扭矩反作用力的部件。
当使用者通过操作器18指示电动轮椅10前进、后退或转向时，给电磁制动器60通电，解除制动，同时给定子46通电，使转子42旋转。当转子42旋转时，将驱动力从旋转轴43经由减速机构48及内齿轮55传递给壳体50，使壳体50旋转。由此，固定在壳体50上的驱动轮80、80旋转，电动轮椅做前进、后退动作。还有，转向时通过改变左右驱动装置20的旋转速度进行。
离合器机构70在辅助者不操作的状态下，如图7所示，通过推顶装置75的推顶力将电动机40的旋转轴43和电磁制动器60的内置式驱动器62可以一体式旋转地结合起来。因此，在该状态下，即电磁制动器60的制动发挥作用的状态下，由于对制动电动机40的旋转轴43直接作用制动，因此可以发挥良好的制动性能。
另一方面，从电磁制动器60发挥作用的状态，对离合器操作部77进行操作，通过离合器机构70，切断电动机40的旋转轴43和电磁制动器60联接，如果这样的话，则电磁制动器60的制动力就不会作用于驱动轮80上，但电动机40的发电制动力起作用。因此，在下坡等时，即使由于误操作离合器操作部77而切断电磁制动器60，也不会加速到规定速度以上。另外，因为通过离合器操作部77可以切断电磁制动器60，因此，在辅助者手推电动轮椅10时，也不需要对电动轮椅10接通电源。
再者，图1中，在辅助者操作的左右手柄19、19上设置了离合器操作部77、77，但也可以只在一个手柄上设置操作部，来操作两个离合器机构70、70。还有，操作部77的结构不限于使用推杆76或钢索77a的构成。
并且，电动车辆的使用者能够操作操作部77也可。
本发明的驱动装置20中，由于支承驱动装置20的车轴22与电动机40的旋转轴43、离合器机构70同轴设置，因此，能够实现驱动装置20自身的小型化(直径约在15cm以下)，且能够实现安装在驱动装置20外周的驱动轮80的小径化。而且，由于旋转轴43及驱动轮80的旋转中心相同，因此，能够防止反作用力的偏移，且能够通过同轴的车轴22，无偏移地接受反作用力。
另外，电磁制动器60以及离合器机构70比电动机40更靠车轴22侧设置。这样，通过将电磁制动器60和离合器机构70设置在车轴22侧，能够将电磁制动器60的配线24及操作离合器机构70的推杆76的配置简化，且能够实现维护性的提高。
第二实施例图9是把本发明的驱动装置20分别配置在左右驱动轮80、80上的电动轮椅10的立体图。以下，与第一实施例相同的符号表示相同的部件，适宜省略说明。
图10是在电动车辆的车架上安装了本发明的驱动装置20的立体图，图11是驱动装置20的正面图，图12是从反方向观察的图10的的立体图，图13是背面图。在各图中，均没有显示安装在驱动轮80的车轮81上的轮胎。
如图所示，本发明的驱动装置20在壳体50的前端周面螺纹固定有驱动轮80的车轮81，并经由电动车辆的车架13在相反侧配置有具备了离合器机构70的电磁制动器60。
图14是本发明的驱动装置20的部分截面立体图，图15及图16分别是沿图13的线A-A、线B-B的剖面图。
如图所示，驱动装置20在电动轮椅10的车架13外侧的位置具有用螺栓13a、13a固定并安装在车架上的罩壳30、收容在该罩壳30内的电动机40、装配在罩壳30前端侧的减速机构48、覆盖罩壳30的壳体50、安装在壳体50的前端外周面的驱动轮80，在车架13的内侧位置配置有装有离合器机构70的电磁制动器60。
罩壳30具有封闭了基端侧的内罩壳31和封闭该内罩壳31的外罩壳37。内罩壳31用螺栓13a、13a将基端侧的安装面31a固定在车架13，并由车架13悬臂支撑。在内罩壳31内配置了电动机40。
电动机40具有配置在内罩壳31的内面的用螺纹固定在内罩壳31上的定子46、和配置在该定子46的中央的转子42，贯通转子42的中心而配置旋转轴43。
旋转轴43经由贯通内罩壳31及外罩壳37中央配置的轴承36a、38a旋转自如地被支承，旋转轴43的前端从外罩壳37突出、与后述的减速机构48啮合。再有，旋转轴43的基端从内罩壳31突出，其缩径的端部贯通车架13，进入离合器机构70。以后详细描述。
减速机构48可示例行星齿轮机构。减速机构48中，以旋转轴43的前端加工出的齿轮为太阳轮49，该太阳轮49与多个的行星齿轮49a、49a啮合。行星齿轮49a、49a被支承在外罩壳37、和在外罩壳37的前端侧外而螺纹固定的压板39之间。
行星齿轮49a、49a为得到输出增大及减速效果，由大小不同的两级齿轮构成，基端侧的大齿轮与太阳轮49相啮合。前端侧的小齿轮与后述的外壳体54上螺纹固定的内齿轮55啮合。
如果通过向定子46通电，转子42旋转，则经由减速机构48以及内齿轮55将驱动力传递到壳体50上，使壳体50旋转。
壳体50在车架13侧具有经由轴承30a支承在内罩壳31上的内壳体56，内壳体56的另一端开口由外壳体54封闭。在内壳体56和外壳体54之间，为了提高防水性，而嵌有O型密封圈54a。
外壳体54如上所述，螺纹固定有内齿轮55，通过轴承39a旋转自如地支承在从压板中央突出设置的轴39b上。
驱动轮80由嵌装在驱动装置20的壳体50外周并与其一体旋转的车轮81、和嵌装在该车轮81的轮圈84上的由橡胶制成的轮胎85构成。
如图14～图16所示，在使用实心轮胎作为轮胎85时，最好为以下的构成，即，将轮圈84均分割为两部分，在预先分割的轮圈间嵌入实心轮胎的状态下，用螺栓81a、81a将轮圈81紧固在外壳体54上。
驱动轮80最好在驱动装置20未从轮胎85突出的位置形成。
向定子46通电的配线24贯通32a内罩壳31的端板32，通过车架13上的贯通孔13b延伸到座位11下面的控制箱15。
电动机40的转子42由被轴承36a、38a支承的旋转轴43、和嵌入旋转轴43内与定子46对置的叠层金属板44构成。
旋转轴43的前端与减速机构48啮合，旋转轴43的旋转通过减速机构48传递给驱动轮80。
如图12所示，旋转轴43的车架侧贯通电磁制动器60的内部，其基端侧经由离合器机构70与电磁制动器60的内置式驱动器62可离合地联接。
图17是装有离合器机构70的电磁制动器60的立体图，图8是同正面图，图19是沿图18的线A-A的剖面图。而且，在图17及图19中，未显示旋转轴43及内置式驱动器62。如上述的图15所示，将电动机40的旋转轴43的基端直径收缩，加工成D型截面。旋转轴43的D型截面的基端嵌入具有D型贯通孔的离合器机构70的内置式驱动器62，且不能空转，与该内置式驱动器62一体地旋转。内置式驱动器62的外周为多角形状，嵌入在电磁制动器60的制动盘61的中央开设的相同形状的孔65内，不能空转，而能够一体地旋转。
离合器机构70具有内侧开设了旋转轴43带有余量地贯通的圆孔79c的夹持用板79，该夹持用板79在电磁制动器60上通过多个螺钉79a、79a以在与电磁制动器60之间存有规定的间隙的状态下安装。在夹持用板79上开设了多个支承孔79b、79b，能够拆装下面说明的由离合器操作盘70a上的橡胶块等构成的弹性块79e、79e。夹持用板79用螺丝79d安装在车架13上。
在夹持用板79和电磁制动器60的间隙间嵌入突设了手柄70d的环状离合器操作盘70a。离合器操作盘70a的结构比上述间隙及前述的制动盘61更薄，且在与夹持用板79的安装用螺丝79a、79a对置的位置形成有长孔70b、70b，使离合器操作盘70a在圆周方向可以摆动。另外，在离合器操作盘70a的中央形成有上述制动盘61可以自由旋转地嵌合的孔70c。
另外，在离合器操作盘70a上安装有多个弹性块79e、79e，该弹性块79e、79e在嵌入于夹持用板79的支承孔79b、79b内的状态下，允许后述的电磁制动器60的电枢66滑动，但当通过杆70d的操作使离合器操作盘70a旋转时，弹性块79e、79e从支承孔79b、 79b脱离，在夹持用板79和电枢66之间，弹性块79e、79e成为阻力件，能够阻止电枢66的滑动。
同第一实施例一样，可示例电磁制动器60可以使用无励磁运行制动，在通电时，线圈63中有电流通过，而将制动解除，在不通电时，通过内置的弹簧67、67的弹力，可以滑动地配置的电枢66压接在制动盘61，可直接对旋转轴43进行制动。由此，能够确保了不通电时的制动性能。
还有，为了能用视觉识别离合器机构70的状态，如图17所示，例如也可以在夹持用板79上安装检测离合器操作盘70a的旋转的微型开关91，在后述的显示部92上显示离合器机构70的状态。
图20是表示本发明的电动车辆用驱动装置20的控制装置的框图。如图20所示，驱动装置20的全部控制通过具有CPU的控制部90进行。控制部90经由操纵杆等操作器18、检测离合器机构70的状态的微型开关91、显示各种信息的显示部92、电磁制动器60、蓄电池93、以及驱动回路94与电动机40连接。控制部90及蓄电池93能够配置在上述控制箱15。
控制部90根据来自操作器18的控制命令控制左右的驱动装置20的正转、倒转、停止，控制对电磁制动器60的通电状态。显示部92上可显示从微型开关91接受离合器机构70的状态，或可显示对电磁制动器60的通电状态、蓄电池93的剩余电量、行驶距离、行驶速度等。
在具有上述构成的驱动装置20的电动轮椅10中，如果使用者或辅助者操作操纵杆70d，则离合器操作盘70a旋转，弹性块79e从支承孔79b中脱离，在夹持用板79和电枢66之间弹性块79e、79e成为阻力件，压下电枢66，制动盘61就能自由旋转。因此，无论电磁制动器60在接通、还是断开的任一种状态，电磁制动器60都不会对驱动轮80起作用。
但是，在本发明中，由于电动机40的旋转轴43始终与驱动轮80连接，因此，在对电动机40通电的状态下，即使为电磁制动器60不作用于驱动轮80上的状态，电动机40也会作为发电机起作用，作用使直流电流流向控制箱15的再生制动，即电动机40的发电制动力作为负荷作用在驱动轮80上，因此，驱动轮80就不能自由旋转。因此，通过离合器机构70的操作，即使在电磁制动器60不起作用状态下，驱动轮80也能够在一定的负荷阻力下旋转，就连下坡等时也不会加速。
此时，上述控制箱15的控制部90使未图示的速度计检测驱动轮80的旋转速度，判断速度的增减。该判定结果是，在判断出速度正在增加时，控制箱15中的控制装置使定子46的配线短路，进一步增大电动机40的上述附加电阻，施加短路制动，提高制动力。虽然那样，当控制箱15中的控制装置判断出上述速度计的速度还为增加时，驱动电动机40按照与旋转方向相反的方向旋转，产生逆转制动。这样，也可以根据不同速度进行多级制动，降低速度。
在电磁制动器60起作用的状态下，操作离合器机构70，通过切断电磁制动器60，解除电磁制动器60的制动力，因此，在辅助者手压电动轮椅10时，也能够利用离合器机构70。
从电磁制动器60和旋转轴43被切断状态，再次操作操纵杆70d，使离合器操作盘70a旋转，使弹性块79e与支承孔79b卡合，电枢66就能够滑动，当切断向电磁制动器60的通电时，电枢66通过弹簧67、67的推顶力而向夹持用板79侧滑动，制动盘61被夹持用板79和电枢66夹着，电磁制动器60起作用，对旋转轴43的旋转进行制动，阻止驱动轮80的旋转。
在使用者通过操作器18指示电动轮椅10的前进、后退或转向时，对电磁制动器60通电，解除制动，并且，对定子46通电，使转子42旋转。当转子42旋转时，经由减速机构48及内齿轮55将旋转轴43的驱动力传递到壳体50，壳体50旋转。由此，固定在壳体50上的驱动轮80、80旋转，电动轮椅10做前进、后退动作。再有，转向通过变化左右的驱动装置20的旋转速度而进行。
在辅助者不操作离合器机构70的状态下，电磁制动60的制动处于工作的状态时，对电动机40的旋转轴43作用直接制动，因此，能够发挥良好的制动性能。
另一方面，当从电磁制动器60处于工作的状态操作操纵杆70d，通过离合机构70将电动机旋转轴43和电磁制动器60切断时，电磁制动器60的制动力不再作用于驱动轮80上，但是，电动机40的发电制动力起作用。因此，即使在下坡等时由于误操作而切断电磁制动器60，也不会加速到规定速度之上。还有，因为可通过操作杆70d切断电磁制动器60，因此，在辅助者手压电动轮椅10时，也不需要对电动轮椅施加电源。
还有，在本发明的驱动装置20中，从压板39的中央突出设置的轴39b在旋转自如的状态下从外壳体54贯通，由此，也能够成为双臂支承的构成。
还有，在本实施例中，驱动装置20被直接固定在车架13上，但当然也可以由独立的安装板等构成图10等所示的车架13，并用螺栓固定在电动车辆的车架13上。如果是该领域的专家就很容易明白，在不脱离开本发明的宗旨范围内，可以对本发明进行变形和变更，其各种变形，都属于附上的权力范围内记载的本发明的范围。
权利要求
1.一种电动车辆用驱动装置，其具有罩壳；电动机，其收容在该罩壳的内部，且具有旋转轴；壳体，其嵌装在罩壳外周且相对于该罩壳外周旋转自如，并经由减速机构与电动机的旋转轴的前端联接；驱动轮，其配置在该壳体的外周；电磁制动器，其在电动机的旋转轴的基端侧对旋转轴的旋转进行制动，其中，在电动机的旋转轴和电磁制动器之间，具备对旋转轴和电磁制动器进行离合的离合器机构。
2.如权利要求1所述的电动车辆用驱动装置，其中，罩壳通过车轴悬臂支撑在电动车辆上，电动机的旋转轴配置成与车轴同轴。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其中，离合器机构具有可传递动力地连结电动机的旋转轴、和电磁制动器的可动片，该可动片配置成可沿轴向滑动，通过由推顶装置向车轴侧推顶，连结旋转轴和电磁制动器。
4.如权利要求3所述的电动车辆用驱动装置，其中，可动片嵌装在电动机的旋转轴上，能够与所述电动机的旋转轴一体地旋转且能够相对于所述电动机的旋转轴滑动。
5.如权利要求4所述的驱动装置，其中，可动片具有嵌入旋转轴的筒部，在该筒部的内面形成有花键孔，在电动机旋转轴的基端形成有与所述花键孔卡合的花键轴。
6.如权利要求3所述的驱动装置，其中，可动片的外周可以相对于电磁制动器卡合或脱离。
7.如权利要求3所述的驱动装置，其中，在车轴沿轴向开设有贯通孔，在该贯通孔内配置有推杆，该推杆可以沿轴向滑动，通过使推杆沿轴向滑动，推杆的前端使可动片克服推顶装置的推顶力，向解除旋转轴和壳体的连结的方向滑动。
8.如权利要求2所述的驱动装置，其中，在切断离合器，电磁制动器的制动力不作用于驱动轮的状态下，可根据电动机的旋转速度，变化自电动机作用于驱动轮的制动力。
9.如权利要求1所述的电动车辆用驱动装置，其中，罩壳安装在电动车辆的车架上，电动机的旋转轴从罩壳突出，且相对于所述罩壳旋转自如，电动机的旋转轴在电动车辆的车架上安装有罩壳时，贯通电动车辆的车架，电磁制动器及离合器机构安装在旋转轴中的贯通电动车辆的车架而突出的部分。
10.如权利要求9所述的电动车辆用驱动装置，其中，离合器机构具备对旋转轴和电磁制动器的动力的传递、切断进行切换的控制杆。
11.如权利要求1所述的电动车辆用驱动装置，其中，罩壳被电动车辆的车架悬臂支撑，电动机的旋转轴的基端贯通罩壳及电动车辆的车架，并从电动车辆的车架突出，电磁制动器配备在所述旋转轴的基端侧，在电磁制动器和旋转轴之间具备对旋转轴和电磁制动器进行离合的离合器机构。
12.如权利要求11所述的电动车辆用驱动装置，其中，离合器机构具备对旋转轴和电磁制动器的动力的传递、切断进行切换的控制杆。
13.如权利要求1所述的电动车辆用驱动装置，其中，罩壳安装在电动车辆的车架上，电动机的旋转轴从罩壳突出，且相对于所述罩壳旋转自如，在电动车辆的车架上安装有罩壳时，贯通电动车辆的车架，电磁制动器安装在旋转轴中的贯通电动车辆的车架而突出的部分。
14.一种电动轮椅，其中，在左右具备权利要求1所述的电动车辆用驱动装置。
全文摘要
一种电动车辆用驱动装置，其具有罩壳(30)、收容在该罩壳内且具有旋转轴(43)的电动机(40)、嵌装在罩壳的外周且相对于该罩壳的外周旋转自如，经由减速机构(48)与电动机的旋转轴前端联结的壳体(50)、装配在该壳体外周的驱动轮(80)、在电动机的旋转轴的基端侧对旋转轴的旋转进行制动的电磁制动器(60)，其中，在电动机的旋转轴和电磁制动器之间，具有对旋转轴和电磁制动器进行离合的离合器机构(70)。
文档编号B60L7/24GK1935557SQ20061013981
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月21日 优先权日2005年9月21日
发明者赤木孝嘉, 野吕拓哉, 友重一弘, 小迎聪 申请人:三洋电机株式会社