特開 2022-131347 動力伝達ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022131347

(43)【公開日】2022-09-07

(54)【発明の名称】動力伝達ユニット

(51)【国際特許分類】

   A01D 34/68 20060101AFI20220831BHJP

   B60L 15/00 20060101ALI20220831BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20220831BHJP

   H02K 7/102 20060101ALI20220831BHJP

   F16H 1/06 20060101ALI20220831BHJP

   F16D 65/12 20060101ALI20220831BHJP

【ＦＩ】

A01D34/68 M

B60L15/00 Z

H02K7/116

H02K7/102

F16H1/06

F16D65/12 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021030249

(22)【出願日】2021-02-26

(71)【出願人】

【識別番号】000125853

【氏名又は名称】株式会社 神崎高級工機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】清岡 晃司

(72)【発明者】

【氏名】井馬 昭博

(72)【発明者】

【氏名】西澤 尚史

【テーマコード（参考）】

2B083

3J009

3J058

5H125

5H607

【Ｆターム（参考）】

2B083AA02

2B083BA15

2B083DA03

2B083DA07

2B083EA02

2B083EA19

2B083HA17

2B083HA22

3J009DA17

3J009EA05

3J009EA11

3J009EA21

3J009EA32

3J009EA43

3J009FA06

3J058AA44

3J058AA53

3J058AA70

3J058BA18

3J058CB12

3J058CB17

3J058CD24

3J058CD26

3J058CD34

3J058FA14

5H125AA20

5H125AB01

5H125AC12

5H125CB00

5H125FF30

5H607AA12

5H607BB01

5H607BB05

5H607BB14

5H607CC03

5H607DD03

5H607EE07

5H607EE10

5H607EE31

5H607EE36

(57)【要約】

【課題】動力伝達ユニットにおいて、ブレーキ装置を作動させるための操作力を小さくすることである。
【解決手段】動力伝達ユニット４１は、入力軸７２と、出力軸６０と、入力軸７２から出力軸６０に動力を減速して伝達する歯車機構８０とが収容されたトランスミッションケース４２と、トランスミッションケース４２またはトランスミッションケースに固定されたモータケースの内側に配置されたモータ７０とを含む。入力軸７２はモータ７０のロータが外周面に固定されるモータ軸であり、入力軸７２の歯車機構８０側にブレーキロータ９１が相対回転不能に設けられるか、または、入力軸７２と出力軸６０との間に配置された中間軸８２に多板式のブレーキロータが相対回転不能に設けられる。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力軸と、出力軸と、前記入力軸から前記出力軸に動力を減速して伝達する歯車機構とモータが収容されたトランスミッションケースと、を備え、
前記入力軸は前記モータのロータが外周面に固定されるモータ軸であり、前記入力軸の前記歯車機構側にブレーキロータが相対回転不能に設けられるか、または、前記入力軸と前記出力軸との間に配置された中間軸に多板式のブレーキロータが相対回転不能に設けられる、
動力伝達ユニット。

【請求項2】

請求項１に記載の動力伝達ユニットにおいて、
前記入力軸は前記モータの前記ロータが外周面に固定される前記モータ軸であり、前記入力軸の前記歯車機構側に前記歯車機構の歯車が噛み合う軸歯車部が直接に形成され、
前記ブレーキロータの中心孔に形成されたスプライン部が、前記軸歯車部に噛み合って、前記ブレーキロータが前記入力軸に相対回転不能に嵌合される、
動力伝達ユニット。

【請求項3】

請求項１に記載の動力伝達ユニットにおいて、
前記入力軸と前記出力軸との間に配置された前記中間軸に多板式の前記ブレーキロータが相対回転不能に設けられ、
前記歯車機構を形成する歯車が、前記ブレーキロータを形成する複数枚のロータプレートのうち、１枚の前記ロータプレートとして用いられる、
動力伝達ユニット。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の動力伝達ユニットにおいて、
前記トランスミッションケースは、軸方向一方側を形成する第１ケースを含み、
前記第１ケースは、内側に前記モータが配置されるモータケース部を有し、かつ、前記第１ケースの前記歯車機構側の部分と前記モータケース部とは、互いを仕切る壁を共通とする、
動力伝達ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動力伝達ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、芝刈り機を備える芝刈り車両等の車両において、車輪を電動モータで駆動し走行可能とすることが知られている。特許文献１には、左右車輪を電動モータで共通に駆動する芝刈り車両が記載されている。特許文献２には、左右車輪を互いに独立して駆動可能とし、左車輪を左電動モータで駆動し、右車輪を右電動モータで駆動する芝刈り車両が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００９／００６９９６４号明細書

【特許文献2】特開２０１４－１１７０２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のように１つまたは２つのモータで左右車輪を駆動する車両では、モータの動力を車輪に伝達する動力伝達ユニットが用いられる。また、動力伝達ユニットの内部の回転軸に、走行ブレーキや駐車ブレーキのためのブレーキロータを相対回転不能に設けて、ブレーキロータを両側からブレーキパッド等の押圧部で挟み込んで、車輪を制動することが考えられる。このとき、必要とされる制動トルクが高い等によりブレーキ容量が大きくなると、ブレーキ装置を作動させる操作力が大きくなる原因となる。これにより、ブレーキ装置を操作する運転者の腕や足にかかる負荷が大きくなったり、ブレーキ装置をアクチュエータで作動させる場合にアクチュエータが大型化する原因となる。

【0005】

本発明の目的は、動力伝達ユニットにおいて、ブレーキ装置を作動させるための操作力を小さくすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る動力伝達ユニットは、入力軸と、出力軸と、前記入力軸から前記出力軸に動力を減速して伝達する歯車機構とモータが収容されたトランスミッションケースと、を備え、前記入力軸は前記モータのロータが外周面に固定されるモータ軸であり、前記入力軸の前記歯車機構側にブレーキロータが相対回転不能に設けられるか、または、前記入力軸と前記出力軸との間に配置された中間軸に多板式のブレーキロータが相対回転不能に設けられる、動力伝達ユニットである。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る請求項１の動力伝達ユニットによれば、入力軸の歯車機構側にブレーキロータが相対回転不能に設けられるか、または、入力軸と出力軸との間に配置された中間軸に多板式のブレーキロータが相対回転不能に設けられる。入力軸の歯車機構側にブレーキロータが相対回転不能に設けられる場合には、入力軸の回転速度が出力軸の回転速度より高いので、ブレーキロータを制動するのに必要となる制動トルクが低くなる。これにより、ブレーキ容量を小さくできるので、ブレーキ装置を作動させるための操作力を小さくできる。また、中間軸にブレーキロータが相対回転不能に設けられる場合には、中間軸の回転速度が入力軸の回転速度より低いので必要となる制動トルクが大きくなるが、ブレーキロータが多板式であるのでブレーキロータとブレーキロータに摩擦力を加える押圧部との接触面積を大きくできる。これにより、ブレーキ装置を作動させるための操作力を小さくしながら、必要なブレーキ容量を確保できる。

【0008】

さらに本発明に係る請求項２の動力伝達ユニットによれば、入力軸はモータのロータが外周面に固定されるモータ軸であり、入力軸の歯車機構側に歯車機構の歯車が噛み合う軸歯車部が直接に形成され、ブレーキロータの中心孔に形成されたスプライン部が、軸歯車部に噛み合って、ブレーキロータが入力軸に相対回転不能に嵌合されるため、モータ軸と入力軸とを異なる２部材として、互いに継手を介して接続する必要がないので、軸方向についての動力伝達ユニットの長さを小さくできる。さらにモータ軸と入力軸とを異なる２部材とする場合と異なり、部品点数を少なくできると共に、部品の組付け工数低減により製造コストを低減できる。さらに、入力軸の入力軸歯車部を小径化できるので、動力伝達ユニット全体を小型化できる。さらに、入力軸歯車部にブレーキロータを相対回転不能に篏合すると共に、入力軸歯車部に歯車機構の中間歯車が噛み合っているので、入力軸の加工工数を低減できると共に、入力軸の形状を単純化できることにより、入力軸の強度を高くできる。

【0009】

さらに本発明に係る請求項３の動力伝達ユニットによれば、入力軸と出力軸との間に配置された中間軸に多板式のブレーキロータが相対回転不能に設けられ、歯車機構を形成する歯車が、ブレーキロータを形成する複数枚のロータプレートのうち、１枚のロータプレートとして用いられることにより、カム軸が制動状態となるように回転した場合には、ブレーキシューとブレーキパッドとでロータプレート、固定側プレート、中間歯車が挟まれて、ブレーキロータ及び車輪を回転停止させる。このため、ギヤ室の容積を過度に大きくすることなく、中間歯車と複数のロータプレートとによって摩擦面積を大きくできるので、ブレーキ容量を大きくできる。さらに、中間歯車をロータプレートとして使用する分、ブレーキロータ専用のロータプレートの枚数を少なくできるので、部品点数を少なくできる。

【0010】

さらに本発明に係る請求項４の動力伝達ユニットによれば、トランスミッションケースは、軸方向一方側を形成する第１ケースを含み、第１ケースは、内側にモータが配置されるモータケース部を有し、かつ、第１ケースの歯車機構側の部分とモータケース部とは、互いを仕切る壁を共通とする。これにより、第１ケースとモータケースとが異なる２部材である場合と異なり、第１ケースとモータケースとの対向する端部にそれぞれの壁が形成されて動力伝達ユニットの軸方向の全長が大きくなることを防止できる。さらに、それぞれの壁と入力軸及びモータ軸との間に設けられる２つの軸受及び２つの油のシールをそれぞれ１つの軸受とシールとに少なくできるので、軽量化及びコストの低減を図れる。さらに、異なる２部材の第１ケースとモータケースとを結合する場合に生じるケース間の不可避な微小隙間をなくせることによって、モータからの熱がトランスミッションケースに伝達されやすくなり、放熱部を大きくできるので、モータの冷却性能を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る実施形態の動力伝達ユニットを搭載する車両の斜視図である。

【図2A】図１の車両の右側の車輪についての実施形態の動力伝達ユニットの断面図である。

【図2B】図２Ａの後側部分の拡大図である。

【図3】図２ＢのＡ－Ａ断面図である。

【図4A】左右２つの車輪についての図２ＢのＣ－Ｃ断面に対応する図である。

【図4B】一部を省略して示している図４ＡのＤ－Ｄ断面図である。

【図5】図２ＢのＥ－Ｅ断面図である。

【図6】図１の車両の右側の車輪についての実施形態の別例の動力伝達ユニットにおいて、一部を省略して示す斜視図である。

【図7A】図６のＦ－Ｆ断面図である。

【図7B】図７Ａの後側部分の拡大図である。

【図8】左右２つの車輪についての図７ＢのＩ－Ｉ断面に対応する図である。

【図9】図７ＢのＪ－Ｊ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下では、動力伝達ユニットが、作業車両であり芝刈り車両に搭載される場合を説明するが、動力伝達ユニットが搭載される車両は、これに限定せず、除雪作業、掘削作業、土木作業、農作業のいずれか１つ以上の作業を行う作業機を有する他の作業車両、または荷台を有し、不整地を走行するオフロード型多用途車両（Utility Vehicle）、あるいはバギーと呼ばれるAll Terrain Vehicle（ＡＴＶ）や、レクリエーショナルビークル（Recreational Vehicle（ＲＶ））や、レクリエーショナルオフハイウェイビークル（Recreational Off-highway Vehicle（ＲＯＶ））としてもよい。また、以下では、車両が２つの後輪を２つのモータで駆動する場合を説明するが、車両は２つの前輪を２つのモータで駆動する構成としてもよい。また、以下では、左右２つの操作レバーを有する左右レバー式操作子を使用する場合を説明するが、これは例示であって、ステアリングハンドルを旋回指示具として使用し、座席の前側に設けられたアクセルペダルを加速指示具として使用してもよい。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。

【0013】

（第１の実施形態）
図１から図５は、第１の実施形態を示している。以下で説明する図面では、前後方向をＸで示し、左右方向をＹで示し、上下方向をＺで示している。また、前側をＦｒで示し、左側をＬｈで示し、上側をＵｐで示している。Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する。

【0014】

まず、芝刈り車両１０の全体構成を説明し、その後、芝刈り車両１０に搭載した動力伝達ユニット４１，７１（図２Ａ、図４Ａ）を詳しく説明する。エンジン非搭載型の乗用型の芝刈り車両１０は、車体を構成するメインフレーム１６と、左右２つの前輪であるキャスタ輪１８，２０と、左右２つの後輪である車輪２４と、作業機である芝刈り機２５と、左右２つの操作レバー３４，３６と、バッテリを含む電源ユニット４０とを備える。図１では左側の車輪の図示を省略している。

【0015】

メインフレーム１６は、前後方向中間部の上側に運転席１７が固定される。左右のキャスタ輪１８，２０は、メインフレーム１６の前側に支持される。各キャスタ輪１８，２０は、上下方向の軸を中心とする３６０度以上の自由操向を可能とする。左右の車輪２４は、メインフレーム１６の後側に支持される。左右の車輪２４は、主駆動輪であり、後述する左右の電動モータである走行用のモータ７０（図２Ａ）により駆動される。

【0016】

キャスタ輪１８，２０は、２つ以外、例えば、１つのみを芝刈り車両１０に設けることもでき、３つ以上の複数個を設けることもできる。キャスタ輪と駆動輪とは、本例の構成と前後で逆にしてもよい。

【0017】

芝刈り機２５は、メインフレーム１６の前後方向中間部で下側に支持されている。芝刈り機２５は、モアデッキ２６と、モアデッキ２６の内側にそれぞれ鉛直方向の軸を中心として回転可能な芝刈り用回転工具である図示しない３つの芝刈りブレードとを含む。芝刈ブレードが回転されることで芝等を破断して刈り取り可能とする。各芝刈りブレードは、モア用のモータ２８により駆動される。

【0018】

芝刈りブレードの回転により芝の刈り取りが可能であり、刈り取られた芝は、モアデッキ２６の内側から車両の幅方向片側に排出される。

【0019】

芝刈り機は、芝刈り用回転工具として、地表に平行に回転軸を有するシリンダに例えばらせん状の刃を配置し、芝等を挟み取って刈り取る機能を有し、デッキモータにより駆動される芝刈りリールを備える構成としてもよい。

【0020】

左右２つの操作レバー３４，３６は、運転席１７の左右両側において、左右方向に向いた水平軸を中心に前後方向の揺動可能に設けられる。各操作レバー３４，３６が、直立した中立状態であれば走行用のモータ７０は回転停止し、揺動するように操作されることにより、揺動方向と揺動量に応じて、対応する側の走行用のモータ７０を回転させることが指示される。

【0021】

操作レバー３４，３６の前後方向の揺動位置が、レバーセンサ（図示せず）で検出される。レバーセンサの検出信号は、走行用のモータ７０の回転指示を表す信号として、車両に搭載された制御装置（図示せず）に入力され、制御装置がモータ７０をその指示に応じた回転方向に回転させる。各モータ７０の動力は、後述の動力伝達ユニット４１，７１（図２Ａ、図４Ａ）の歯車機構８０等を介して左右の車輪２４に伝達される。これにより、操作レバー３４，３６の操作に応じて、前側または後側に車両が走行し、左右の操作レバー３４，３６で操作量を変えることで、左右の車輪２４に回転速度差が生じて車両が旋回する。さらに、２つの操作レバー３４，３６の一方の操作レバーを前側に、他方の操作レバーを後側にそれぞれ倒すことで、左右の車輪２４が逆方向に回転し、旋回半径が小さくなることにより車両が急旋回する。

【0022】

さらに、２つの操作レバー３４，３６は、直立した中立状態から車幅方向外側に開くように傾倒可能に構成され傾倒した位置を駐車ブレーキ位置とする。２つの操作レバー３４，３６は、駐車ブレーキ位置に移動することにより、駐車ブレーキの作動を指示する機能を有する。車両の上部には操作レバー３４，３６の移動を案内するＴ字形の案内穴２９が設けられることにより、２つの操作レバー３４，３６の車幅方向外側への開きが、操作レバー３４，３６が直立した状態からのみで可能となっている。操作レバー３４，３６の下端部と、動力伝達ユニット４１，７１の後述のブレーキ装置９０とはリンク機構で連結されており、操作レバー３４，３６の外側への開きでブレーキ装置９０が作動して、対応する車輪２４を制動する。

【0023】

以上が芝刈り車両１０の全体構成であり、次にこの芝刈り車両１０に搭載される動力伝達ユニット４１（図２Ａ）を説明する。右の車輪２４に右の動力伝達ユニット４１が接続され、左の車輪に左の動力伝達ユニット７１（図４Ａ）が接続される。以下、右の動力伝達ユニット４１を中心に説明するが、左の動力伝達ユニット７１の構造は、右の動力伝達ユニット４１の構造と、車両幅方向中央に関し対称である。

【0024】

図２Ａは、右側の車輪２４についての動力伝達ユニット４１の断面図である。図２Ｂは、図２Ａの後側部分の拡大図である。図３は、図２ＢのＡ－Ａ断面図である。図２Ａ、図２Ｂは、図３のＢ－Ｂ断面に相当する。動力伝達ユニット４１は、トランスミッションケース４２と、出力軸６０と、走行用のモータ７０と、歯車機構８０とが一体に組み合わされて形成される。

【0025】

トランスミッションケース４２は、内側に入力軸７２と、出力軸６０と、歯車機構８０とが収容される。歯車機構８０は、入力軸７２及び出力軸６０間で動力を伝達する機構であり、かつ入力軸７２から出力軸６０に動力を減速して伝達する。入力軸７２と出力軸６０とは平行に配置される。入力軸７２は、後述するモータ７０のモータ軸でもある。トランスミッションケース４２は、軸方向一方側である車幅方向内側（左側）を形成する第１ケース４３と、軸方向他方側である車幅方向外側（右側）を形成する第２ケース５３とが複数のボルト５８で結合されることにより一体化される。ここで動力伝達ユニット４１の軸方向とは、入力軸７２及び出力軸６０に平行な方向であり、車幅方向と一致する。

【0026】

第１ケース４３は、車幅方向内側に開口するモータケース部４４と、車幅方向外側に開口するギヤケース部４６とを有し、モータケース部４４の内側空間と、ギヤケース部４６の内側空間とが軸方向中間部の中間壁４８で仕切られている。

【0027】

モータケース部４４の内側には、走行用のモータ７０が配置される。中間壁４８には、軸方向に延びる筒部としてのボス部４８ａが設けられ、そのボス部４８ａの内側に、モータ７０のロータ軸としての入力軸７２が貫通する孔４９が形成される。孔４９の内周面には軸受５０と、ギヤ室の循環油をモータ室に入れないように封止するためのシール５１とが固定される。入力軸７２は、孔４９の内周面に軸受５０により回転可能に支持される。ボス部４８ａは、入力軸７２を支持する軸受５０固定用の支持部に相当する。

【0028】

入力軸７２の歯車機構８０側には、歯車機構８０の中間歯車８１が噛み合う入力軸歯車部７３が直接に形成される。また、入力軸７２の歯車機構８０側には、ブレーキ装置９０を構成するブレーキロータ９１が相対回転不能に設けられる。ブレーキロータ９１は、軸方向両側からブレーキシュー９３（図４Ａ）とブレーキパッド９４（図４Ａ）とが押し付けられることにより、制動トルクが加わって入力軸７２を回転停止させる。ブレーキシュー９３とブレーキパッド９４は押圧部に相当する。ブレーキロータ９１は、歯車機構８０のうち、最も回転速度が高くなる入力軸７２に固定されるので、押圧部からブレーキロータ９１に加えるべき制動トルクを低く抑えることができる。これにより、ブレーキ容量を小さくできるので、ブレーキ装置９０を作動させるための操作力を小さくできる。

【0029】

第２ケース５３は、車幅方向内側が開口し、車幅方向外側面の一部から軸方向に筒部５４が延出される。出力軸６０は、この筒部５４を貫通する。第１ケース４３と第２ケース５３とが車幅方向端部の外周縁部を突き合わせるように結合されることでトランスミッションケース４２が形成される。トランスミッションケース４２の内側にはギヤ室Ｓ１が形成される。

【0030】

ギヤ室Ｓ１には、入力軸７２の歯車機構８０側部分と、歯車機構８０と、出力軸６０とが配置される。出力軸６０の車幅方向外端部は、筒部５４の先端から突出し、その突出した部分にハブ６２が固定される。ハブ６２には右側の車輪２４が固定される。

【0031】

歯車機構８０は、入力軸７２に形成された入力軸歯車部７３と、入力軸７２及び出力軸６０の間に配置され、外周面に中間歯車８１が固定された中間軸８２と、出力軸６０に固定された出力歯車８４とを含み、入力軸歯車部７３に中間歯車８１が噛み合い、中間軸８２の外周面に直接形成された中間軸歯車部８３には、出力歯車８４が噛み合っている。出力歯車８４の歯数は中間軸歯車部８３の歯数より多く、中間歯車８１の歯数は入力軸歯車部７３の歯数より多い。これにより、入力軸７２の回転は、歯車機構８０で減速されて出力軸６０に伝達される。このため、歯車機構８０は、入力軸７２から出力軸６０に動力を減速して伝達する。

【0032】

入力軸７２、中間軸８２、出力軸６０は、それぞれトランスミッションケース４２に設けられた複数の軸受５０，５５，５６，５７で回転可能に支持される。

【0033】

トランスミッションケース４２の第１ケース４３及び第２ケース５３は、鉄、アルミニウム合金等の金属製である。各ケース４３，５３をアルミニウム合金製とすることにより、トランスミッションケース４２の軽量化を図れる。トランスミッションケース４２のギヤ室Ｓ１内には、歯車機構８０の潤滑のための油が封入されている。

【0034】

モータ７０は、例えば永久磁石式の３相モータである。モータ７０は、入力軸７２においてモータケース部４４内に位置する部分の外周面に固定されたモータロータ７４と、モータロータ７４の外周面に対向するステータコア７５と、ステータコア７５に巻回して配置された３相のステータコイル７６とを有する。モータロータ７４は、例えばロータコアの周方向複数位置に配置された永久磁石を有する。ステータコア７５は、モータケース部４４の内側に固定される。ステータコイル７６にバッテリから３相の交流電力が供給されることにより、ステータコア７５に発生した回転磁界と、モータロータ７４が生成する磁界との相互作用によりモータ軸である入力軸７２が回転する。

【0035】

モータケース部４４には、モータケース部４４の軸方向外端である車幅方向内端の開口を塞ぐカバー６５が、複数のボルト（図示せず）により固定される。カバー６５は、鉄またはアルミニウム合金等の金属製である。カバー６５の軸方向内側には軸方向に延出される筒部６６が形成され、筒部６６の内側には、入力軸７２の車幅方向内端部を回転可能に支持する軸受６１が固定される。カバー６５の車幅方向外側面には凹部６７が形成され、凹部６７の開口端周辺部には、樹脂または金属等により板状に形成されたキャップ６８が固定される。これによって、凹部６７内への外部からの異物の侵入が防止されている。

【0036】

凹部６７内には、入力軸７２の回転速度を検出する回転速度検出装置６９が設けられる。回転速度検出装置６９の代わりに、入力軸７２の回転角度を検出する角度検出装置が配置されてもよい。回転速度検出装置６９及び角度検出装置の検出信号は、ケーブル６９ａを介して制御装置に出力される。回転速度検出装置６９の検出信号は、制御装置でモータ７０の出力制御等に利用される。角度検出装置の検出信号が制御装置に出力される場合には、制御装置でその検出信号に基づいて入力軸７２の回転速度を算出する。回転速度検出装置６９及び角度検出装置は、例えばレゾルバを含んで構成される。

【0037】

入力軸７２について、さらに詳しく説明する。入力軸７２は、モータ軸と歯車機構８０の入力軸とが一体化された構造を有する。図２Ｂ、図３に示すように、モータロータ７４の内周面にはキー突部７４ａが形成され、入力軸７２のモータ７０側の外周面には、キー溝７２ａが形成される。キー溝７２ａにキー突部７４ａが係止されることにより、入力軸７２に対するモータロータ７４の回転が阻止される。

【0038】

入力軸７２の歯車機構８０側の外周面には、入力軸歯車部７３が直接に形成される。入力軸歯車部７３の中間歯車８１の隣にはブレーキロータ９１が嵌合される。このとき、ブレーキロータ９１の内周面に形成された雌スプライン部９１ａが入力軸歯車部７３に噛み合っている。これにより、入力軸７２に対するブレーキロータ９１の相対回転が防止される。ブレーキロータ９１は筒部９１ｂの軸方向一端部外周面に形成された円板状のフランジを有する。雌スプライン部９１ａは、筒部９１ｂの内周面に形成される。

【0039】

入力軸７２は、例えばＳＣＭ４２０等のクロムモリブデン鋼であり炭素含有量が０．２５質量％以下である低炭素合金鋼に浸炭後、高周波焼き入れを施すことにより、中間素材を形成し、その中間素材に焼き入れにより生じた歪をなくすように引っ張り処理及び熱処理である歪取り処理を行うことにより形成される。これにより、入力軸７２をモータ軸及び歯車機構８０の入力軸として用いる構成で、炭素含有量が低いことにより、浸炭、焼き入れの前に入力軸歯車部７３を形成しやすくする。さらに、歪取り処理により入力軸７２のモータ７０側部分の形状精度を高くして、モータ７０の回転時の振れを防止できる。

【0040】

図４Ａは、左右２つの車輪２４についての図２ＢのＣ－Ｃ断面に対応する図である。図４Ｂは、一部を省略して示している図４ＡのＤ－Ｄ断面図である。ブレーキロータ９１には、制動力発生部９２から制動力が加えられる。ブレーキロータ９１及び制動力発生部９２によりブレーキ装置９０が形成される。制動力発生部９２は、第１ケース４３の上部において上下方向に沿って配置されたカム軸９６と、ブレーキシュー９３と、ブレーキパッド９４と、ブレーキアーム９５とを備える。

【0041】

カム軸９６は、上下方向に延びて、トランスミッションケース４２に回転可能に支持され、その上側部分はトランスミッションケース４２の上側面から突出している。このために、第１ケース４３において入力軸７２と前後方向について一致する位置の上端部には、カム軸９６を嵌合する貫通孔４３ａが形成される。貫通孔４３ａの上側部分は、下側部分より大径となっており、内部にＯリング９８が設けられ、貫通孔４３ａとカム軸９６の外周面との間をシールする。一方、ギヤ室Ｓ１内において、カム軸９６の下側には、カム面９７を有する断面視半円状の部分が形成される。カム面９７は、トランスミッションケース４２の軸方向に移動可能なブレーキシュー９３と対向する。ブレーキシュー９３は、カム軸９６とブレーキロータ９１との間に配置される。

【0042】

ブレーキパッド９４は、ブレーキシュー９３と対向する位置でトランスミッションケース４２の内壁表面に形成した凹部に保持される。ブレーキロータ９１は、ブレーキシュー９３とブレーキパッド９４との間に配置される。カム面９７がブレーキシュー９３と平行に配置される場合にはブレーキシュー９３がブレーキロータ９１から離れて非制動状態となる。一方、カム軸９６が回転してカム面９７がブレーキシュー９３に対し傾斜した場合には、カム面９７がブレーキシュー９３に押し付けられる。これにより、ブレーキロータ９１がブレーキパッド９４とブレーキシュー９３で両側から挟まれることにより、ブレーキロータ９１及び入力軸７２から動力が伝達される車輪２４が制動する。

【0043】

ブレーキアーム９５は、カム軸９６の上端部にカム軸９６に対し直交する方向に取り付けられて固定された長尺状の部材である。ブレーキアーム９５の先端部には、操作レバー３４，３６（図１）の下端部がリンク機構（図示せず）を介して連結される。トランスミッションケース４２の外側面におけるカム軸９６の周囲と、ブレーキアーム９５との間にはバネ９９が配置される。図４Ｂに示すように、バネ９９の両端部が、ブレーキアーム９５に固定され下側に突出する第１係合ピン１００と、トランスミッションケース４２に固定され上側に突出する第２係合ピン１０１とに係合する。これにより、バネ９９がブレーキアーム９５を図４Ｂの状態を維持するように付勢する。このため、カム軸９６は、カム面９７とブレーキシュー９３とが平行になって非制動となるように、バネ９９からブレーキアーム９５を介して第１回転方向Ｐ１（図４Ｂ）に付勢される。一方、操作レバー３４，３６が駐車ブレーキ位置に操作された場合には、ブレーキアーム９５の先端部が、バネ９９の付勢力に抗して図４Ｂの矢印Ｑ方向に移動して、カム軸９６が、カム面９７がブレーキシュー９３に対し傾斜してブレーキシュー９３をブレーキロータ９１に押し付ける第２回転方向Ｐ２（図４Ｂ）に回転する。これにより、ブレーキ装置９０が制動状態となって、ブレーキロータ９１及び車輪２４の回転が停止し、その状態が維持される。

【0044】

第１ケース４３の入力軸７２に関して、カム軸９６が嵌合する上側の貫通孔４３ａと反対側の下端部には下側の貫通孔４３ｂが形成され、その貫通孔４３ｂが栓１０２で塞がれる。２つの貫通孔４３ａ、４３ｂの形状は同じであり、動力伝達ユニット４１、７１を左右で同じものを使用できるようにするため、トランスミッションケース４２の上下方向の向きを逆にした場合に、図４Ａで下側の貫通孔４３ｂが上側になってカム軸９６を嵌合でき、図４Ａで上側の貫通孔４３ａが下側となって栓１０２を取り付け可能となっている。

【0045】

なお、操作レバー３４，３６とブレーキアーム９５とをリンク機構で結合せずに、操作レバー３４，３６が駐車ブレーキ位置に操作されたことを操作レバー３４，３６の周辺部に設けた駐車位置センサで検出し、駐車位置センサの検出信号を制御装置に出力する構成としてもよい。制御装置は、操作レバー３４，３６が駐車ブレーキ位置に操作されたことを表す検出信号が入力されたときに、電動アクチュエータを作動させ、電動アクチュエータにケーブルで接続されたブレーキアーム９５の先端部を、図４Ｂの矢印Ｑ方向に移動して、ブレーキ装置９０を制動状態とする。この構成によれば、リンク機構を省略できるので、ブレーキ装置９０の軽量化と小型化を図れる。

【0046】

また、ステアリングハンドルを旋回指示具として使用し、ブレーキペダルを制動指示具として使用し、運転者に操作可能な駐車レバーを設けた構成において、駐車レバーの操作でリンク機構または電動アクチュエータを作動させ、それによって、ブレーキ装置９０を制動状態とする構成としてもよい。また、この構成で、ブレーキペダルを操作したときにリンク機構または電動アクチュエータの作動によって、ブレーキ装置９０を制動状態とする構成としてもよい。

【0047】

図５は、図２ＢのＥ－Ｅ断面図である。歯車機構８０を構成する中間歯車８１は、中心孔が中間軸８２の外周面にスプライン係合して固定されている。トランスミッションケース４２の第１ケース４３において、中間軸８２の上側と下側とには、上下方向に貫通する２つの貫通孔４３ｃ、４３ｄが形成される。上側の貫通孔４３ｃにはエアブリーザ装置１０５が貫通して取り付けられる。エアブリーザ装置１０５は、水等の液体や塵等が上側から侵入することを防止すると共に、ギヤ室Ｓ１の内部の空気をトランスミッションケース４２の外部と吸排可能とするために設けられる。ギヤ室Ｓ１の内圧が上昇すると、エアブリーザ装置１０５を通じてトランスミッションケース４２の外側に空気が排出されることで内圧の過度な上昇を防止できる。下側の貫通孔４３ｄは、栓１０６によって塞がれる。２つの貫通孔４３ｃ、４３ｄの形状は同じであり、トランスミッションケース４２の上下方向の向きを逆にした場合には、図５で下側の貫通孔４３ｄが上側になってエアブリーザ装置１０５を装着でき、図５で上側の貫通孔４３ｃが下側となって栓１０６を取り付け可能となっている。なお、前記カム軸９６の軸径とエアブリーザ装置１０５の基部とを同サイズにしておくことにより栓１０２と栓１０６は部品共用できる。

【0048】

上記の動力伝達ユニット４１，７１によれば、入力軸７２の歯車機構８０側にブレーキロータ９１が相対回転不能に設けられる。この場合には、入力軸７２の回転速度が出力軸の回転速度より高いので、ブレーキロータ９１を制動するのに必要となる制動トルクが低くなる。これにより、ブレーキ容量を小さくできるので、ブレーキ装置９０を作動させるための操作力を小さくできる。このため、操作レバー３４，３６等によりブレーキ装置９０を操作する運転者にかかる負担を小さくできる。また、電動アクチュエータの作動によってブレーキ装置を制動状態とする構成の場合には、電動アクチュエータを小型化できる。

【0049】

さらに、入力軸７２はモータロータ７４が外周面に固定されるモータ軸であり、入力軸７２の歯車機構８０側に歯車機構８０の中間歯車８１が噛み合う入力軸歯車部７３が直接に形成されている。さらに、ブレーキロータ９１の中心孔に形成された雌スプライン部９１ａが、入力軸歯車部７３に噛み合って、ブレーキロータ９１が入力軸７２に嵌合される。これにより、モータ軸と入力軸とを異なる２部材として、互いに継手を介して接続する必要がないので、軸方向についての動力伝達ユニット４１，７１の長さを小さくできる。さらにモータ軸と入力軸とを異なる２部材とする場合と異なり、部品点数を少なくできると共に、部品の組付け工数低減により製造コストを低減できる。さらに、入力軸７２の入力軸歯車部７３を小径化できるので、動力伝達ユニット４１，７１全体を小型化できる。さらに、入力軸歯車部７３にブレーキロータ９１を相対回転不能に篏合すると共に、入力軸歯車部７３に歯車機構８０の中間歯車が噛み合っているので、入力軸７２の加工工数を低減できると共に、入力軸７２の形状を単純化できることにより、入力軸７２の強度を高くできる。

【0050】

さらに、トランスミッションケース４２の第１ケース４３は、内側にモータ７０が配置されるモータケース部４４を有する。また、第１ケース４３の歯車機構８０側の部分であるギヤケース部４６とモータケース部４４とは、互いを仕切る壁としての中間壁４８を共通とする。これにより、第１ケースとモータケースとが異なる２部材である場合と異なり、第１ケースとモータケースとの対向する端部にそれぞれの壁が形成されて動力伝達ユニットの軸方向の全長が大きくなることを防止できる。さらに、それぞれの壁と入力軸及びモータ軸との間に設けられる２つの軸受及び２つの油のシールをそれぞれ１つの軸受５０ａとシール５１とに少なくできるので、軽量化及びコストの低減を図れる。さらに、異なる２部材の第１ケースとモータケースとを結合する場合に生じるケース間の不可避な微小隙間をなくせることによって、モータ７０からの熱がトランスミッションケース４２に伝達されやすくなり、放熱部を大きくできるので、モータ７０の冷却性能を向上できる。

【0051】

（実施形態の別例の第１例）
図６から図９は、実施形態の別例の動力伝達ユニット４１ａを示している。図６は、右側の車輪２４についての別例の動力伝達ユニット４１ａにおいて、一部を省略して示す斜視図である。図７Ａは、図６のＦ－Ｆ断面図である。図７Ｂは、図７Ａの後側部分の拡大図である。以下、右の動力伝達ユニット４１ａを中心に説明するが、左の動力伝達ユニット７１ａ（図８）の構造は、右の動力伝達ユニット４１ａの構造と、車両幅方向中央に関し対称である。

【0052】

本例の構成では、図１～図５の構成と異なり、入力軸７２（図７Ａ）にはブレーキロータが嵌合されていない。その代わりに本例の構成では、中間軸８２に多板式のブレーキロータ１１０が相対回転不能に嵌合される。ブレーキ装置９０ａは、ブレーキロータ１１０と、制動力発生部９２とにより構成される。具体的には、図７Ａ、図７Ｂに示すように、中間軸８２の外周面に直接形成された中間軸歯車部８３に、ブレーキロータ１１０を形成する複数枚のロータプレート１１１の中心孔に形成された雌スプライン部１１１ａが噛み合って相対回転不能に篏合されている。ロータプレート１１１は、中間軸歯車部８３に対し若干の軸方向の摺動が可能である。これにより、中間軸８２にブレーキロータ１１０が相対回転不能に設けられる。複数枚のロータプレート１１１の間には、トランスミッションケース４２に軸方向に移動可能に支持された後述の固定側プレート１１２が配置される。このとき、中間軸８２の回転速度が入力軸７２の回転速度より低いので必要となる制動トルクが大きくなるが、ブレーキロータ１１０が多板式であるのでブレーキロータ１１０とブレーキロータ１１０に摩擦力を加える押圧部との接触面積を大きくできる。このため、ブレーキ装置９０ａを作動させるための操作力を小さくしながら、必要なブレーキ容量を確保できる。なお、図６では図示の簡略化のために、ロータプレート１１１及び固定側プレート１１２をそれぞれ１つのみ示している。

【0053】

さらに、中間軸８２は、入力軸７２より回転速度が低いので、ブレーキロータ１１０が中間軸８２に相対回転不能に嵌合されることで、ブレーキロータ１１０を入力軸７２に設ける場合と異なり、ブレーキロータ１１０によるトランスミッションケース４２内の油の引き摺り抵抗を小さくできる。これによりモータ７０の駆動力の損失を低減できる。

【0054】

さらに、後述の図８に示すように、歯車機構８０を形成する中間歯車８１が、ブレーキロータ１１０を形成する複数枚のロータプレートのうち、１枚のロータプレートとして用いられる。他のロータプレート１１１は、ブレーキロータ１１０専用である。ブレーキパッド９４と、ブレーキシュー９３との間には、ブレーキシュー９３に近い側から、中間歯車８１、ロータプレート１１１、固定側プレート１１２、ロータプレート１１１、固定側プレート１１２、ロータプレート１１１が順に配置される。固定側プレート１１２は、上端部に軸方向に貫通する貫通孔が設けられた上端突部１１３が形成される。上端突部１１３の貫通孔には、トランスミッションケース４２の第２ケース５３の内面から軸方向に突出する固定ピン１１４が摺動可能に貫通している。これにより、カム軸９６が制動状態となるように回転した場合には、ブレーキシュー９３とブレーキパッド９４とでロータプレート１１１、固定側プレート１１２、中間歯車８１が挟まれて、ブレーキロータ１１０及び車輪２４を回転停止させる。このため、ギヤ室Ｓ１の容積を過度に大きくすることなく、中間歯車８１と複数のロータプレート１１１とによって摩擦面積を大きくできるので、ブレーキ容量を大きくできる。さらに、中間歯車８１をロータプレートとして使用する分、ブレーキロータ１１０専用のロータプレート１１１の枚数を少なくできるので、部品点数を少なくできる。

【0055】

図８は、左右２つの車輪２４についての図７ＢのＩ－Ｉ断面に対応する図である。本例の構成では、図４Ａの構成と異なり、第１ケース４３において中間軸８２と前後方向Ｘについて一致する位置の上端部には、カム軸９６を嵌合する貫通孔４３ｃが設けられる。さらに、図８の構成では、第１ケース４３の中間軸８２に関して、カム軸９６が嵌合する上側の貫通孔４３ｃと反対側の下端部には下側の貫通孔４３ｄが形成され、その貫通孔４３ｄが栓１０２で塞がれている。２つの貫通孔４３ｃ、４３ｄの形状は同じであり、トランスミッションケース４２の上下方向の向きを逆にした場合に、図８で下側の貫通孔４３ｄが上側になってカム軸９６を嵌合でき、図８で上側の貫通孔４３ｃが下側となって栓１０２を取り付け可能となっている。

【0056】

図９は、図７ＢのＪ－Ｊ断面図である。トランスミッションケース４２の第１ケース４３において、入力軸７２の上側と下側とには、上下方向に貫通する２つの貫通孔４３ｅ、４３ｆが形成される。上側の貫通孔４３ｅにはエアブリーザ装置１０５が貫通して取り付けられる。エアブリーザ装置１０５は、水等の液体や塵等が上側から侵入することを防止すると共に、ギヤ室Ｓ１の内部の空気をトランスミッションケース４２の外部と吸排可能とするために設けられる。ギヤ室Ｓ１の内圧が上昇すると、エアブリーザ装置１０５を通じてトランスミッションケース４２の外側に空気が排出されることで内圧の過度な上昇を防止できる。下側の貫通孔４３ｆは、栓１０６によって塞がれる。２つの貫通孔４３ｅ、４３ｆの形状は同じであり、トランスミッションケース４２の上下方向の向きを逆にした場合には、図９で下側の貫通孔４３ｆが上側になってエアブリーザ装置１０５を装着でき、図９で上側の貫通孔４３ｅが下側となって栓１０６を取り付け可能となっている。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図５の構成と同様である。

【符号の説明】

【0057】

１０ 車両、１８，２０ キャスタ輪、２４ 車輪、４１ 動力伝達ユニット、４２，４２ａ，４２ｂ トランスミッションンケース、６０ 出力軸、７０ モータ、７２ 入力軸、８０ 歯車機構、８２ 中間軸、９０，９０ａ ブレーキ装置、９１ ブレーキロータ、１１０ ブレーキロータ。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】