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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-24
(45)【発行日】2024-10-02
(54)【発明の名称】電動車両
(51)【国際特許分類】
B62D 5/04 20060101AFI20240925BHJP
B62K 5/01 20130101ALI20240925BHJP
【ＦＩ】
B62D5/04
B62K5/01
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021016627
(22)【出願日】2021-02-04
(65)【公開番号】P2022119474
(43)【公開日】2022-08-17
【審査請求日】2023-12-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001520
【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】仁田脇 邦浩
【審査官】久保田 信也
(56)【参考文献】
【文献】特許第３９５６５９５（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０１８－０６９７８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０２０－５０７１３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２４７０２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３１１８１４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０４４４３０１１（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｄ ５／０４
Ｂ６２Ｋ ５／０１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
左右の前輪を車体部材に懸架し、運転者が座席に着座した状態でハンドルを掴んで回動させ、前記ハンドルの回動に従って前記左右の前輪を操舵する一人乗り用の電動車両であって、上端部に前記ハンドルを有し、前記座席の前方において前記車体部材に回動自在に支持されたハンドル回動軸と、
前記ハンドル回動軸に対して前方に位置し、荷物を収容可能なフロントバスケットが取付けられるシャーシフレームと、
車幅方向で前記左右の前輪の間に回動自在に設けられたステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトを回動させるステアリングモータと、
前記ステアリングシャフトと前記左右の前輪とをそれぞれ連結し、前記左右の前輪の操舵方向を前記ステアリングシャフトの回動に追従させる一対のステアリングロッドと、
前記ハンドル回動軸の回動角を検出するハンドル回動角検出部材と、
前記ステアリングシャフトの回動角を検出するステアリング回動角検出部材と、
前記ハンドル回動角検出部材と前記ステアリング回動角検出部材から入力された操舵信号に基づいて前記ステアリングモータを駆動し、前記左右の前輪の切れ角を変化させるコントローラ部とを備え、
前記ステアリングモータ、前記ハンドル回動角検出部材および前記ステアリング回動角検出部材は、前記ステアリングシャフトよりも前方で、かつ、前記シャーシフレームの下方に設置されていることを特徴とする電動車両。
【請求項2】
前記車体部材に、前記ステアリングシャフトよりも前方に位置するブラケットが設けられており、前記ステアリングモータと前記ステアリング回動角検出部材は、前記ブラケットに上下に分かれて設置されており、
前記ステアリングモータは、前記ブラケットの上面に固定され、前記ステアリング回動角検出部材は、前記ブラケットの下面に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
【請求項3】
前記ステアリングモータと前記ハンドル回動角検出部材と前記ステアリング回動角検出部材とは、それぞれの少なくとも一部分が前記ステアリングシャフトの軸線方向に並ぶように設置されており、前記車体部材に一対の側板が設置されており、
前記一対の側板は、前記ハンドル回動軸の車幅方向の両側に位置して前記車体部材から前記シャーシフレームに向かって上方に延びており、
前記シャーシフレームは、前記一対の側板を介して前記車体部材に取付けられており、
前記フロントバスケットは、前記シャーシフレームの下部の上面に当接しており、
前記電動車両を車幅方向から見て、前記一対の側板は、前記ステアリングモータの少なくとも一部と前記ハンドル回動角検出部材とを覆うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動車両。
【請求項4】
前記電動車両は、自動運転車両であり、自動運転時に、前記ハンドル回動軸を回動不能に固定する固定部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動車両に関する。
【背景技術】
【0002】
運転者が座席に着座した状態でハンドルを掴んで回動させたときに、ハンドルの回動に従って左右の前輪を自動的に操舵するようにしたステアバイワイヤ機構を有する一人乗り用の電動車両が知られている（特許文献１参照）。
【0003】
この電動車両は、ハンドル操作によって回動されるハンドル軸の回動角を検出するハンドル切れ角センサと、ステアリングシャフトの切れ角を検出するステアリング切れ角センサと、ステアリングシャフトを回動させるモータとを備えている。
【0004】
この電動車両は、運転者によってハンドル軸が回動されると、ハンドル切れ角センサとステアリング切れ角センサから出力される情報に基づいてモータを操作することにより、モータによってステアリングシャフトを回動し、左右の前輪の切れ角を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第３９５６５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の電動車両にあっては、ハンドル切れ角センサとステアリング切れ角センサとモータとを車体に固定する必要があるが、ステアリング切れ角センサをステアリングシャフトの後方にあるシャーシフレームに固定している（特許文献１の図５参照）。
【0007】
これにより、運転者の足元のスペースの一部がステアリング切れ角センサによって占有される。このため、運転者の居住性を損ねるおそれがある。
【0008】
本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、運転者の足元の空間を広く確保して運転者の居住性を向上しつつ、ステアバイワイヤ機構を搭載できる電動車両を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、左右の前輪を車体部材に懸架し、運転者が座席に着座した状態でハンドルを掴んで回動させ、前記ハンドルの回動に従って前記左右の前輪を操舵する一人乗り用の電動車両であって、上端部に前記ハンドルを有し、前記座席の前方において前記車体部材に回動自在に支持されたハンドル回動軸と、前記ハンドル回動軸に対して前方に位置し、荷物を収容可能なフロントバスケットが取付けられるシャーシフレームと、車幅方向で前記左右の前輪の間に回動自在に設けられたステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトを回動させるステアリングモータと、前記ステアリングシャフトと前記左右の前輪とをそれぞれ連結し、前記左右の前輪の操舵方向を前記ステアリングシャフトの回動に追従させる一対のステアリングロッドと、前記ハンドル回動軸の回動角を検出するハンドル回動角検出部材と、前記ステアリングシャフトの回動角を検出するステアリング回動角検出部材と、前記ハンドル回動角検出部材と前記ステアリング回動角検出部材から入力された操舵信号に基づいて前記ステアリングモータを駆動し、前記左右の前輪の切れ角を変化させるコントローラ部とを備え、前記ステアリングモータ、前記ハンドル回動角検出部材および前記ステアリング回動角検出部材は、前記ステアリングシャフトよりも前方で、かつ、前記シャーシフレームの下方に設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
このように上記の本発明によれば、運転者の足元の空間を広く確保して運転者の居住性を向上しつつ、ステアバイワイヤ機構を搭載できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の一実施の形態に係る電動車両は、左右の前輪を車体部材に懸架し、運転者が座席に着座した状態でハンドルを掴んで回動させ、ハンドルの回動に従って左右の前輪を操舵する一人乗り用の電動車両であって、上端部にハンドルを有し、座席の前方において車体部材に回動自在に支持されたハンドル回動軸と、車幅方向で左右の前輪の間に回動自在に設けられたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトを回動させるステアリングモータと、ステアリングシャフトと左右の前輪とをそれぞれ連結し、左右の前輪の操舵方向をステアリングシャフトの回動に追従させる一対のステアリングロッドと、ハンドル回動軸の回動角を検出するハンドル回動角検出部材と、ステアリングシャフトの回動角を検出するステアリング回動角検出部材と、ハンドル回動角検出部材とステアリング回動角検出部材から入力された操舵信号に基づいてステアリングモータを駆動し、左右の前輪の切れ角を変化させるコントローラ部とを備え、ステアリングモータ、ハンドル回動角検出部材およびステアリング回動角検出部材は、ステアリングシャフトよりも前方に設置されている。
【0013】
これにより、本発明の一実施の形態に係る電動車両は、運転者の足元の空間を広く確保して運転者の居住性を向上しつつ、ステアバイワイヤ機構を搭載できる。
【実施例】
【0014】
以下、本発明の一実施例に係る電動車両について、図面を用いて説明する。
図１から図１２は、本発明の一実施例に係る電動車両を示す図である。図１から図１２において、上下前後左右方向は、電動車両を基準とし、電動車両の前後方向（直進方向）を前後方向、電動車両の左右方向（電動車両の幅方向）を左右方向、電動車両の上下方向（電動車両の高さ方向）を上下方向とする。
図１から図１２は、本発明の一実施例に係る電動車両を示す図である。図１から図１２において、上下前後左右方向は、電動車両を基準とし、電動車両の前後方向（直進方向）を前後方向、電動車両の左右方向（電動車両の幅方向）を左右方向、電動車両の上下方向（電動車両の高さ方向）を上下方向とする。
【0015】
まず、構成を説明する。
図１において、電動車両１は、高齢者向けのセニアカーであり、自動運転車両である。電動車両としては、これに限定されることはなく、例えば、身体に障害を持った人向けの電動車椅子等、他のタイプの電動車両に適用されてもよい。
図１において、電動車両１は、高齢者向けのセニアカーであり、自動運転車両である。電動車両としては、これに限定されることはなく、例えば、身体に障害を持った人向けの電動車椅子等、他のタイプの電動車両に適用されてもよい。
【0016】
【0017】
車体フレーム２は、電動車両１の骨格部分を構成し、例えば、金属パイプや板金部材等を溶接して形成される。
【0018】
図２、図３に示すように、車体フレーム２は、電動車両１の幅方向に離隔して前後方向に延びる左右一対のサイドバー１１Ｌ、１１Ｒ（図１０参照）を有する。サイドバー１１Ｌ、１１Ｒの後端部は、図示しないリヤバーによって連結されている。以下、電動車両１の幅方向を車幅方向という。
【0019】
サイドバー１１Ｌ、１１Ｒは、サイドバー１１Ｌ、１１Ｒの前端部に行くに従って車幅方向に近づくように折り曲げられており、サイドバー１１Ｌ、１１Ｒの前端部の車幅方向の隙間が最も小さく形成されている。
【0020】
車体フレーム２は、フロアプレート１３（図５参照）を有する。フロアプレート１３は、サイドバー１１Ｌ、１１Ｒの間に設けられており、フロアプレート１３の車幅方向の両端部は、サイドバー１１Ｌ、１１Ｒに固定されている。
【0021】
図１に示すように、外装カバー３は、電動車両１の前側に設置されるフロントカバー４と、リヤカバー５と、運転者の足載せ空間を規定するフロア６とを備えている。
【0022】
フロントカバー４は、左右の前輪２１Ｌ、２１Ｒの上方を覆うように形成されており、フロントカバー４は、前輪２１Ｌ、２１Ｒの泥除けとして機能する。
【0023】
フロントカバー４の上部にはフロントバスケット７が設けられており、フロントバスケット７には荷物等が収容される。
【0024】
リヤカバー５は、左右の後輪２２Ｌ、２２Ｒ（図３参照）の上方を覆っており、リヤカバー５の上方には運転者用のシート８が設置されている。シート８は、運転者が着座するシートクッション８Ａと、運転者の背もたれを構成するシートバック８Ｂと、左右一対のアームレスト８Ｒ、８Ｌとを備えている。本実施例のシート８は、座席を構成する。
【0025】
シート８の下方においてリヤカバー５にはコントローラ部５０が設置されている。コントローラ部５０は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体で構成される。メモリには、電動車両１を制御する制御プログラム等が記憶されている。
【0026】
フロア６は、前後方向でフロントカバー４とリヤカバー５の間に設けられている。フロア６は、運転者の足が乗せられ、かつ、足を前後左右に動かすのに充分な面積を有する。
【0027】
【0028】
サポートブラケット１４には左右のサスペンションアーム１５Ｌ、１５Ｒの一端部が連結されている。
【0029】
サスペンションアーム１５Ｌの他端部は、左側の前輪２１Ｌに連結されており、前輪２１Ｌは、左右方向に揺動自在となっている。
【0030】
サスペンションアーム１５Ｒの他端部は、右側の前輪２１Ｒに連結されており、前輪２１Ｒは、左右方向に揺動自在となっている。
【0031】
このようにサイドバー１１Ｌ、１１Ｒは、サポートブラケット１４を介して左右の前輪２１Ｌ、２１Ｒを懸架している。
【0032】
図２、図５に示すように、サイドバー１１Ｌ、１１Ｒの前端部にはそれぞれサスペンションブラケット１９Ｌ、１９Ｒが取付けられており、サスペンションブラケット１９Ｌ、１９Ｒは、それぞれサイドバー１１Ｌ、１１Ｒから車幅方向外方に突出している。
【0033】
サスペンションブラケット１９Ｌ、１９Ｒとサスペンションアーム１５Ｌ、１５Ｒは、それぞれコイルスプリングとショックアブソードとから構成される緩衝部材２０Ｌ、２０Ｒによって連結されている。
【0034】
緩衝部材２０Ｌ、２０Ｒは、前輪２１Ｌ、２１Ｒの振動を吸収し、振動がシート８に伝達されることを抑制する。
【0035】
【0036】
シートバー１６の上端部は、シート８に連結されており、シートバー１６は、シート８を支持している。
【0037】
左右の後輪２２Ｌ、２２Ｒは、サスペンションアーム１７（図３参照）によって連結されており、サスペンションアーム１７は、コイルスプリングとショックアブソードとから構成される緩衝部材１８によってシートバー１６に連結されている。
【0038】
緩衝部材１８は、後輪２２Ｌ、２２Ｒの振動の振動を吸収し、振動がシート８に伝達されることを抑制する。
【0039】
図３に示すように、電動車両１の前部には操舵機構２４およびハンドル回動軸２５が設けられている。
【0040】
車体フレーム２は、シャーシフレーム２７を有する。シャーシフレーム２７は、シート８の前方に設けられており、ハンドル回動軸２５はシャーシフレーム２７に回動自在に支持されている。
【0041】
図２、図５に示すように、シャーシフレーム２７は、ブラケット２８の上端部に取付けられている。図５に示すように、ブラケット２８は、ハンドル回動軸２５の前側に位置する後壁２８Ａと、後壁２８Ａの車幅方向の左端部から前方に突出する左側壁２８Ｌと、後壁２８Ａの車幅方向の右端部から前方に突出する右側壁２８Ｒとを有する。
【0042】
ブラケット２８の左側壁２８Ｌと右側壁２８Ｒにはそれぞれブレース２９Ａ、２９Ｂのスペーサ部２９ａ、２９ｂが当接している。
【0043】
ブレース２９Ａ、２９Ｂの下端部はサイドバー１１Ｌ、１１Ｒに溶接等によって固定されている。ブレース２９Ａ、２９Ｂは、ハンドル回動軸２５の車幅方向の両側に位置しており、サイドバー１１Ｌ、１１Ｒから上方に延びている。
【0044】
すなわち、シャーシフレーム２７は、ブラケット２８およびブレース２９Ａ、２９Ｂを介してサイドバー１１Ｌ、１１Ｒに取付けられている。
【0045】
ブレース２９Ａ、２９Ｂの上端部には連結ブラケット２９Ｃが取付けられており、連結ブラケット２９Ｃは、車幅方向に離れたブレース２９Ａ、２９Ｂの上端部を連結している。
【0046】
フロントバスケット７は、シャーシフレーム２７の下部の上面に当接しており、フロントバスケット７は、ブラケット２８を介してブレース２９Ａ、２９Ｂに支持されている。
【0047】
このため、フロントバスケット７に荷物が収容されてフロントバスケット７の重量が増大した場合に、フロントバスケット７は、ブレース２９Ａ、２９Ｂによって安定して支持される。
【0048】
図３に示すように、シャーシフレーム２７は、ハンドル回動軸２５に対して前方に位置して上下方向に延びており、上端部に上側支持部材２７Ａを有し、上側支持部材２７Ａによってハンドル回動軸２５を回動自在に支持している。
【0049】
回動とは、軸が軸線周りに回転する運動を意味し、回転角が３６０度未満である場合も、回転角が３６０度以上である場合も含む。また、回動は、一方向に回転する運動に限らず、一方向と他方向の両方向に回転する運動も含む。
【0050】
ハンドル回動軸２５は下側支持部材２７Ｂを有し（図８参照）、下側支持部材２７Ｂは連結ブラケット２９Ｃに取付けられている。ハンドル回動軸２５は、下側支持部材２７Ｂに回動自在に支持されている。
【0051】
このように、ハンドル回動軸２５は、上側支持部材２７Ａおよび下側支持部材２７Ｂに回動自在に支持されている。これにより、ハンドル回動軸２５が前後左右方向に倒れ込むことを防止できる。
【0052】
ハンドル回動軸２５の上端部にはプレート３０Ａ（図８参照）が設けられており、プレート３０Ａにはハンドル３０が取付けられている。ハンドル３０は、運転者によって把持され、運転者によってハンドル３０が回動されると、ハンドル回動軸２５がハンドル３０と一体で回動される。
【0053】
図５に示すように、ブラケット２８には棒状部材２８Ｄが設けられている。ハンドル回動軸２５の下部にはリターンスプリング３３が巻き掛けられている。
【0054】
リターンスプリング３３の両端部は、棒状部材２８Ｄに当接しており、ハンドル回動軸２５は、リターンスプリング３３によって切れ角、すなわち、操舵角がゼロとなる原位置（前輪２１Ｌ、２１Ｒが前後に向いて電動車両１が直進する位置）に付勢されている。
【0055】
ここで、切れ角（操舵角）とは、前輪２１Ｌ、２１Ｒが直進方向を向く中立位置を基準とし、中立位置から左右何れかに回動したときの角度である。
【0056】
図７に示すように、ブラケット２８の後壁２８Ａにはストッパ爪２８Ｅ、２８Ｆが設けられており、ストッパ爪２８Ｅ、２８Ｆは、ハンドル回動軸２５の幅方向の両側に位置している。
【0057】
ハンドル回動軸２５にはストッパ片２５Ｃが設けられており（図６参照）、ストッパ片２５Ｃは、ハンドル回動軸２５の回動によってストッパ爪２８Ｅ、２８Ｆに当接または離隔する。
【0058】
具体的には、ハンドル回動軸２５が一方向に一定角度回動すると、ストッパ片２５Ｃがストッパ爪２８Ｅに当接することにより、ハンドル回動軸２５が一定角度以上、一方向に回動することが規制される。
【0059】
また、ハンドル回動軸２５が他方向に一定角度回動すると、ストッパ片２５Ｃがストッパ爪２８Ｆに当接することにより、ハンドル回動軸２５が一定角度以上、他方向に回動することが規制される。これにより、前輪２１Ｌ、２１Ｒの切れ角が過度に大きくなることを防止できる。
【0060】
図６に示すように、操舵機構２４は、ステアリングシャフト２６を有する。ステアリングシャフト２６は、ハンドル回動軸２５と同一線上に並ぶようにしてハンドル回動軸２５の下方に位置し、車幅方向で前輪２１Ｌ、２１Ｒの間に回動自在に設けられている。
【0061】
すなわち、図６に示すように、ステアリングシャフト２６の軸線２６ｓは、ハンドル回動軸２５の軸線と同一の軸線である。以下、ステアリングシャフト２６の軸線２６ｓの方向をステアリングシャフト２６の軸線方向という。
【0062】
【0063】
図７に示すように、ステアリングサポート部材３１は、ボルト３８Ａによってブレース２９Ａ、２９Ｂに固定されている。
【0064】
図６に示すように、ハンドル回動軸２５は、軸受３２Ａを介してステアリングサポート部材３１に回動自在に支持されている。
【0065】
ステアリングシャフト２６の上端とハンドル回動軸２５の下端との間には一定の隙間が形成されており、ステアリングシャフト２６は、軸受３２Ｂを介してステアリングサポート部材３１に回動自在に支持されている。
【0066】
すなわち、ハンドル回動軸２５とステアリングシャフト２６は、相対的に回動可能となっている。
【0067】
【0068】
ピニオンギヤ２５Ａの前方にはハンドル切れ角センサ５１が設けられている。ハンドル切れ角センサ５１は、ピニオンギヤ５１Ａを有し、ピニオンギヤ５１Ａは、ピニオンギヤ２５Ａに噛み合っている。
【0069】
ハンドル切れ角センサ５１は、ハンドル回動軸２５の回動がピニオンギヤ２５Ａからピニオンギヤ５１Ａに伝達されると、ピニオンギヤ５１Ａの回動角を検出することにより、ハンドル回動軸２５の回動角（切れ角）を検出し、検出信号をコントローラ部５０に出力する。
【0070】
コントローラ部５０は、ハンドル切れ角センサ５１から入力された回動角の情報に基づいてハンドル回動軸２５の中立位置（電動車両１が直進するハンドル位置）に対する回動角を算出する。
【0071】
図８、図９に示すように、操舵機構２４は、ステアリングギヤ５３、ピニオンギヤ５４、ステアリングモータ５５、ステアリング切れ角センサ５６、ステアリングロッドプレート５７および左右のステアリングロッド５８Ｌ、５８Ｒ（図４、図１０参照）を有する。
【0072】
【0073】
ピニオンギヤ５４は、ステアリングギヤ５３の下方においてステアリングシャフト２６に取付けられている。ピニオンギヤ５４は、ステアリングギヤ５３よりも小さい扇形状に形成されており、ステアリングシャフト２６から前方に突出している。
【0074】
ステアリングモータ５５は、図示しないモータギヤを備えており、モータギヤは、ステアリングギヤ５３に噛み合っている。ステアリングモータ５５にはワイヤハーネス５５Ｂ（図１０参照）が接続されており、ワイヤハーネス５５Ｂは、コントローラ部５０に接続されている。
【0075】
ステアリング切れ角センサ５６は、ピニオンギヤ５６Ａを有し、ピニオンギヤ５６Ａは、ピニオンギヤ５４に噛み合っている。
【0076】
ステアリングロッドプレート５７は、ピニオンギヤ５４の下方に取付けられており、ステアリングシャフト２６から後方に突出している。
【0077】
図４にステアリングロッド５８Ｌの一端部は、ステアリングロッドプレート５７の嵌合穴５７ａ（図１１参照）に嵌合されることにより、ステアリングロッドプレート５７に連結されており、ステアリングロッド５８Ｌの他端部は、前輪２１Ｌに連結されている。
【0078】
ステアリングロッド５８Ｒの一端部は、ステアリングロッドプレート５７の嵌合穴５７ｂ（図１１参照）に嵌合されることにより、ステアリングロッドプレート５７に連結されており、ステアリングロッド５８Ｒの他端部は、前輪２１Ｒに連結されている。
【0079】
ステアリング切れ角センサ５６は、ステアリングシャフト２６の回動がピニオンギヤ５４からピニオンギヤ５６Ａに伝達されると、ピニオンギヤ５６Ａの回動角を検出することにより、ステアリングシャフト２６の回動角（切れ角）を検出し、検出信号をコントローラ部５０に出力する。
【0080】
本実施例の電動車両１は、運転者がハンドル３０を操作すると、ハンドル回動軸２５が回動し、ピニオンギヤ２５Ａおよびピニオンギヤ５１Ａを介して、ハンドル切れ角センサ５１が作動する。ハンドル切れ角センサ５１の出力信号は、コントローラ部５０に送られる。コントローラ部５０は、ステアリングモータ５５に操舵信号を送信してステアリングモータ５５を作動させる。
【0081】
ステアリングモータ５５が作動されると、モータギヤを介してステアリングシャフト２６がハンドル３０の操作方向と同方向に回動する。
【0082】
ステアリングシャフト２６がハンドル３０の操作方向と同方向に回動すると、ステアリングロッド５８Ｌ、５８Ｒが前輪２１Ｌ、２１Ｒの操舵方向をステアリングシャフト２６の回動に追従させ、前輪２１Ｌ、２１Ｒの切れ角を変化させる。
【0083】
前輪２１Ｌ、２１Ｒの操舵時の前輪２１Ｌ、２１Ｒの切れ角は、ステアリングシャフト２６に取付けられたピニオンギヤ５４を介してステアリング切れ角センサ５６によって検出され、この検出信号がコントローラ部５０に送信される。
【0084】
コントローラ部５０は、ステアリング切れ角センサ５６から入力された操舵信号に基づいて、フィードバック制御によりハンドル切れ角センサ５１の信号に見合った前輪２１Ｌ、２１Ｒの操舵を行う。
【0085】
すなわち、コントローラ部５０は、ハンドル切れ角センサ５１とステアリング切れ角センサ５６とから入力された操舵信号に基づいてステアリングモータ５５を駆動し、前輪２１Ｌ、２１Ｒの切れ角を変化させる。
【0086】
このように、本実施例の電動車両１は、ハンドル回動軸２５と操舵機構２４とが機械的に分離されており、運転者がシート８に着座した状態でハンドル３０を掴んで回動させ、ハンドル３０の回動に従ってステアリングモータ５５によってステアリングシャフト２６を回動させることにより、前輪２１Ｌ、２１Ｒを操舵する、いわゆるステアバイワイヤ方式の一人乗り用の電動車両である。
【0087】
本実施例のハンドル回動軸２５および操舵機構２４は、ステアバイワイヤ機構６０を構成する。また、本実施例の車体フレーム２および外装カバー３は、車体部材を構成する。
【0088】
ハンドル切れ角センサ５１は、ハンドル回動角検出部材を構成し、ステアリング切れ角センサ５６は、ステアリング回動角検出部材を構成する。
【0089】
また、本実施例の電動車両１は、自動運転が可能な自動運転車両である。なお、自動運転とは、運転者によるハンドル３０の操作を必要としない運転のことであるが、完全な自動運転のみならず、運転者が補助的な操作を行う半自動運転をも含む。
【0090】
電動車両１は、いずれも図示しないカメラ、センサ（ハンドル切れ角センサ５１とステアリング切れ角センサ５６を含む）、レーダ、ＧＰＳアンテナ等から入力された情報や、ネットワークを介して送信される外部サーバからの指令等に基づいて、コントローラ部５０がステアリングモータ５５を作動させることにより、自動運転を行う。
【0091】
図１２に示すように、上側支持部材２７Ａにはボルト４０が締結されるねじ穴２７ａが設けられている。ハンドル回動軸２５にはボルト４０が締結されるねじ溝２５ａが形成されている。
【0092】
自動運転時に、運転者によってねじ穴２７ａとねじ溝２５ａにボルト４０が締結されると、ボルト４０によってハンドル回動軸２５が回動不能に固定される。本実施例のボルト４０は、固定部を構成する。
【0093】
ボルト４０の頭部にはキャップ４０Ａが取付けられており、ボルト４０の頭部はキャップによって覆われている。これにより、自動運転中に運転者がボルト４０に接触することを防止できる。
【0094】
固定部は、ボルト４０に限らず、例えば、レバーと、レバーが回動されると、ハンドル回動軸２５の嵌合穴に嵌合されるプランジャとを有する装置や、ハンドル回動軸２５の嵌合穴に嵌合される電磁ソレノイド等から構成されてもよい。
【0095】
また、プランジャや電磁ソレノイドが嵌合穴に嵌合されたことを図示しないセンサによって検出し、センサからの入力情報に基づいて自動運転を開始してもよい。
【0096】
図１０に示すように、サイドバー１１Ｌ、１１Ｒの先端部にはベースブラケット３４が溶接等によって固定されている。
【0097】
ベースブラケット３４にはボルト３８Ｂによってモータブラケット３５が固定されており、ベースブラケット３４は、ハンドル回動軸２５とステアリングシャフト２６よりも前側に設置されている（図９参照）。
【0098】
ステアリングモータ５５にはねじ穴５５ａが形成されており、ねじ穴５５ａは、ステアリングモータ５５の周方向に９０°の間隔で離活している。
【0099】
ねじ穴５５ａにはモータブラケット３５に形成された図示しないねじ穴を通してボルト３８Ｃが締結（ねじ締め）されている。これにより、ステアリングモータ５５は、ボルト３８Ｃによってモータブラケット３５に固定される。すなわち、ステアリングモータ５５は、ボルト３８Ｃによってモータブラケット３５の上面に三点止めされている。
【0100】
図９に示すように、モータブラケット３５の下面にはボルト３８Ｄによってセンサブラケット３６が固定されており、センサブラケット３６は、ハンドル回動軸２５とステアリングシャフト２６よりも前側に設置されている。
【0101】
センサブラケット３６は、モータブラケット３５から下方に延びるクランク形状に形成されており、センサブラケット３６の下部にはステアリング切れ角センサ５６が固定されている。
【0102】
ステアリングモータ５５とステアリング切れ角センサ５６は、ベースブラケット３４を挟んで上下に設置されている。
【0103】
このように、ステアリングモータ５５とステアリング切れ角センサ５６は、ベースブラケット３４に対して上下に分かれるようにしてモータブラケット３５とセンサブラケット３６に取付けられている。
【0104】
本実施例のベースブラケット３４、モータブラケット３５およびセンサブラケット３６は、ブラケットを構成する。
【0105】
このように本実施例の電動車両１は、ステアリングモータ５５、ハンドル切れ角センサ５１およびステアリング切れ角センサ５６がハンドル回動軸２５およびステアリングシャフト２６よりも前方に設置されている。
【0106】
図３に示すように、ステアリングモータ５５とハンドル切れ角センサ５１とステアリング切れ角センサ５６とは、それぞれの少なくとも一部分がステアリングシャフト２６の軸線方向に並ぶように設置されている。
【0107】
換言すれば、ステアリングシャフト２６の軸線方向から見た場合に、ステアリングモータ５５とハンドル切れ角センサ５１とステアリング切れ角センサ５６とは、それぞれの少なくとも一部分が重なっている。
【0108】
図５に示すように、ステアリングモータ５５の一部とハンドル切れ角センサ５１は、車幅方向でブレース２９Ａ、２９Ｂの間に設置されており、電動車両１を車幅方向から見て、ブレース２９Ａ、２９Ｂは、ステアリングモータ５５の一部とハンドル切れ角センサ５１とを覆っている。
【0109】
なお、ステアリングモータ５５の全体を車幅方向でブレース２９Ａ、２９Ｂの間に設置してもよい。
【0110】
次に、本実施例の電動車両１の効果について説明する。
本実施例の電動車両１は、上端部にハンドル３０を有し、シート８の前方においてシャーシフレーム２７に回動自在に支持されたハンドル回動軸２５と、車幅方向で前輪２１Ｌ、２１Ｒの間に回動自在に設けられたステアリングシャフト２６と、ステアリングシャフト２６を回動させるステアリングモータ５５とを有する。
本実施例の電動車両１は、上端部にハンドル３０を有し、シート８の前方においてシャーシフレーム２７に回動自在に支持されたハンドル回動軸２５と、車幅方向で前輪２１Ｌ、２１Ｒの間に回動自在に設けられたステアリングシャフト２６と、ステアリングシャフト２６を回動させるステアリングモータ５５とを有する。
【0111】
また、電動車両１は、ステアリングシャフト２６と前輪２１Ｌ、２１Ｒとを連結し、前輪２１Ｌ、２１Ｒの操舵方向をステアリングシャフト２６の回動に追従させるステアリングロッド５８Ｌ、５８Ｒと、ハンドル回動軸２５の回動角を検出するハンドル切れ角センサ５１と、ステアリングシャフト２６の回動角を検出するステアリング切れ角センサ５６とを有する。
【0112】
また、電動車両１は、ハンドル切れ角センサ５１とステアリング切れ角センサ５６から入力された操舵信号に基づいてステアリングモータ５５を駆動し、前輪２１Ｌ、２１Ｒの切れ角を変化させるコントローラ部５０とを備えている。
【0113】
このような電動車両１において、ステアリングモータ５５、ハンドル切れ角センサ５１およびステアリング切れ角センサ５６がステアリングシャフト２６よりも前方に設置されている。
【0114】
これにより、ステアバイワイヤ機構６０の一部を構成するステアリングモータ５５、ハンドル切れ角センサ５１およびステアリング切れ角センサ５６をフロア６よりも前側に設置できる。このため、運転者の足元の空間を広く確保して運転者の居住性を向上しつつ、ステアバイワイヤ機構６０を搭載できる。
【0115】
また、本実施例の電動車両１によれば、シャーシフレーム２７に、ステアリングシャフト２６よりも前方に位置するベースブラケット３４、モータブラケット３５およびセンサブラケット３６が設けられており、ステアリングモータ５５とステアリング切れ角センサ５６は、ベースブラケット３４に対して上下に分かれるようにしてモータブラケット３５とセンサブラケット３６に取付けられている。
【0116】
これにより、ハンドル回動軸２５の前方の小さい空間にステアリングモータ５５とステアリング切れ角センサ５６を設置でき、ステアバイワイヤ機構６０の設置スペースを低減できる。
【0117】
また、ステアリングモータ５５とステアリング切れ角センサ５６とをベースブラケット３４に対して上下に分かれるようにして設置することにより、ステアリングモータ５５とステアリング切れ角センサ５６を前後方向に並んで設置する場合に比べて、電動車両１の前後方向の長さを短くできる。このため、電動車両１の小型化を図ることができる。
【0118】
なお、本実施例のステアリングモータ５５とステアリング切れ角センサ５６は、３つのベースブラケット３４、モータブラケット３５およびセンサブラケット３６に取付けられているが、１つのブラケットに取り付けられてもよい。
【0119】
この場合には、ステアリングモータ５５を１つのブラケットの上面に取付け、ステアリング切れ角センサ５６を１つのブラケットの下面に取り付ければ、ブラケットに対してステアリングモータ５５とステアリング切れ角センサ５６とを上下に分けて設置できる。
【0120】
また、本実施例の電動車両１によれば、ステアリングモータ５５とハンドル切れ角センサ５１とステアリング切れ角センサ５６とは、それぞれの少なくとも一部分がステアリングシャフト２６の軸線方向に並ぶように設置されている。
【0121】
これにより、ハンドル回動軸２５の前方の小さい空間にステアリングモータ５５、ハンドル切れ角センサ５１およびステアリング切れ角センサ５６を設置でき、ステアバイワイヤ機構６０の設置スペースをより効果的に低減できるとともに、電動車両１の前後方向の長さをより効果的に短くできる。この結果、電動車両１の小型化をより効果的に図ることができる。
【0122】
また、本実施例の電動車両１によれば、シャーシフレーム２７に一対のブレース２９Ａ、２９Ｂが設置されている。ブレース２９Ａ、２９Ｂは、ハンドル回動軸２５の車幅方向の両側に位置してシャーシフレーム２７から上方に延びており、電動車両１を車幅方向から見て、ブレース２９Ａ、２９Ｂは、ステアリングモータ５５の一部とハンドル切れ角センサ５１を覆っている。
【0123】
これにより、車幅方向から電動車両１の前部に衝撃が加わった場合に、衝撃をブレース２９Ａまたはブレース２９Ｂを受け止めることができ、ハンドル切れ角センサ５１とステアリングモータ５５に衝撃が加わることを抑制できる。このため、ハンドル切れ角センサ５１とステアリングモータ５５を衝撃から保護できる。
【0124】
なお、電動車両１を車幅方向から見て、ブレース２９Ａ、２９Ｂがハンドル切れ角センサ５１とステアリングモータ５５とステアリング切れ角センサ５６とを覆ってもよい。
【0125】
また、本実施例の電動車両１は自動運転車両であり、電動車両１は、自動運転時に、ハンドル回動軸２５を回動不能に固定するボルト４０を有する。
【0126】
これにより、運転者は、自動運転時に回動不能なハンドル３０を把持することができ、体勢が不安定になることを防止できる。これに加えて、自動運転中においてハンドル回動軸２５が回動不能となるので、ハンドル回動軸２５の回動角とステアリングシャフト２６の回動角に差異が生じることを防止できる。
【0127】
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【0128】
１...電動車両、２...車体フレーム（車体部材）、３...外装カバー（車体部材）、８...シート（座席）、２１Ｌ、２１Ｒ...前輪、２５...ハンドル回動軸、２６...ステアリングシャフト、２９Ａ，２９Ｂ...ブレース（側板）、３０...ハンドル、３４...ベースブラケット（ブラケット）、３５...モータブラケット（ブラケット）、３６...センサブラケット（ブラケット）、４０...ボルト（固定部）、５０...コントローラ部、５１...ハンドル切れ角センサ（ハンドル回動角検出部材）、５５...ステアリングモータ、５６...ステアリング切れ角センサ（ステアリング回動角検出部材）、５８Ｌ，５８Ｒ...ステアリングロッド
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】