電動車両の駆動装置
【課題】モータの搭載スペースを小さくすることのできる電動車両の駆動装置を提供する。
【解決手段】電動車椅子１の駆動装置２０は、各駆動輪２１，２２にトルクを付与する走行駆動機構３０と、第１駆動輪２１と第２駆動輪２２とを互いに連結した状態で回転させる駆動輪リンク機構５０とを有する。また、走行駆動機構３０を駆動する第１モータ４０と駆動輪リンク機構５０を駆動する第２モータ６０とを含む複合モータ７０を有する。第１モータ４０の第１出力軸４３と第２モータ６０の第２出力軸６３とは互いに同じ回転中心を有し、かつ第１出力軸４３および第２出力軸６３が互いに独立して回転する。
【解決手段】電動車椅子１の駆動装置２０は、各駆動輪２１，２２にトルクを付与する走行駆動機構３０と、第１駆動輪２１と第２駆動輪２２とを互いに連結した状態で回転させる駆動輪リンク機構５０とを有する。また、走行駆動機構３０を駆動する第１モータ４０と駆動輪リンク機構５０を駆動する第２モータ６０とを含む複合モータ７０を有する。第１モータ４０の第１出力軸４３と第２モータ６０の第２出力軸６３とは互いに同じ回転中心を有し、かつ第１出力軸４３および第２出力軸６３が互いに独立して回転する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構を備える電動車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の電動車両には、同文献の［図３］に示されるように、右側および左側のそれぞれ３つの駆動輪（走行輪２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ）を回転させるモータ（駆動用モータ２１）と、互いに連結された状態で３つの駆動輪を回転させるモータ（旋回用モータ３１）とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４３９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記電動車両は、個別に構成された２つのモータを有するため、モータを搭載するために大きなスペースを確保する必要がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータの搭載スペースを小さくすることのできる電動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための手段を以下に記載する。
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち、駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構と、走行に関連する状態または搭乗者に関連する状態を変更する機能を備える状態変更機構とを含む電動車両の駆動装置において、前記走行駆動機構を駆動する第１モータと前記状態変更機構を駆動する第２モータとを含む複合モータを備えること、ならびに、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸とが互いに同じ回転中心を有し、かつこれら出力軸が互いに独立して回転することを要旨としている。
【０００６】
上記発明によれば、複合モータに第１モータおよび第２モータを含める構成が採用されているため、個別に形成された２つのモータを平行または直列に配置する構成と比較して、モータを搭載するためのスペースを小さくすることができる。
【０００７】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち、駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構を含む電動車両の駆動装置において、車両の走行方向に並べられた第１駆動輪および第２駆動輪を備えること、前記走行駆動機構として、前記第１駆動輪を回転させる第１の走行駆動機構および前記第２駆動輪を回転させる第２の走行駆動機構を備えること、前記第１の走行駆動機構を駆動する第１モータと前記第２の走行駆動機構を駆動する第２モータとを含む複合モータを備えること、ならびに、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸とが互いに同じ回転中心を有し、かつこれら出力軸が互いに独立して回転することを要旨としている。
【０００８】
上記発明によれば、複合モータに第１モータおよび第２モータを含める構成が採用されているため、個別に形成された２つのモータを平行または直列に配置する構成と比較して、モータを搭載するためのスペースを小さくすることができる。
【０００９】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち、請求項１または２に記載の電動車両の駆動装置において、前記第１モータおよび前記第２モータの一方はアウターロータを備えること、前記第１モータおよび前記第２モータの他方はインナーロータを備えること、ならびに、前記インナーロータが前記アウターロータの内側に設けられることを要旨としている。
【００１０】
上記発明によれば、インナーロータをアウターロータの内側に設けているため、インナーロータをアウターロータの外側に設ける構成と比較して、モータの構造を簡易にすることができる。
【００１１】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の発明すなわち、請求項３に記載の電動車両の駆動装置において、前記アウターロータが前記第２モータに設けられること、前記インナーロータが前記第１モータに設けられること、ならびに、前記第１モータの出力軸が前記第２モータの出力軸の内側に設けられることを要旨としている。
【００１２】
上記発明においては、アウターロータよりもインナーロータの回転半径が小さいため、第１モータおよび第２モータに同じ大きさの電流が供給されるとき、インナーロータの回転速度がアウターロータの回転速度よりも大きくなる。すなわち、第１モータの出力軸の回転速度が第２モータの出力軸の回転速度よりも大きくなる。このため、インナーロータが第２モータに設けられる構成と比較して、走行駆動機構をより大きな速度で回転させることが可能になる。
【００１３】
（５）第５の手段は、請求項５に記載の発明すなわち、請求項１に記載の電動車両の駆動装置、または請求項１を引用する請求項３または４に記載の電動車両の駆動装置において、前記駆動輪として、車両の走行方向に並べられた第１駆動輪および第２駆動輪を備えること、前記状態変更機構として、前記第１駆動輪と前記第２駆動輪とを互いに連結した状態で回転させる駆動輪リンク機構を備えること、ならびに、前記第２モータの出力軸が前記駆動輪リンク機構に接続されることを要旨としている。
【００１４】
上記発明においては、アウターロータよりもインナーロータの回転半径が小さいため、第１モータおよび第２モータに同じ大きさの電流が供給されるとき、アウターロータのトルクがインナーロータのトルクよりも大きくなる。すなわち、第２モータの出力軸のトルクが第１モータの出力軸のトルクよりも大きくなる。このため、アウターロータが第１モータに設けられる構成と比較して、状態変更機構により大きなトルクを付与することが可能になる。
【００１５】
（６）第６の手段は、請求項６に記載の発明すなわち、請求項１に記載の電動車両の駆動装置、または請求項１を引用する請求項３〜５のいずれか一項に記載の電動車両の駆動装置において、外力に基づいて前記状態変更機構の状態が変化することを抑制する逆入力抑制装置が設けられることを要旨としている。
【００１６】
状態変更機構を有する車両においては、同機構の状態を保持する要求があるとき、かつ状態変更機構に外力が作用するとき、この力に抗して状態を保持するために状態変更機構に付与する力を大きくする必要がある。上記発明によれば、逆入力抑制装置が設けられているため、状態変更機構の状態を保持するために必要となる力が小さくなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モータの搭載スペースを小さくすることのできる電動車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態の電動車椅子について、その斜視構造を示す斜視図。
【図２】同実施形態の電動車椅子について、電気的な構成を模式的に示すブロック図。
【図３】同実施形態の電動車椅子について、走行駆動機構および駆動輪リンク機構を模式的に示す模式図。
【図４】同実施形態の電動車椅子について、複合モータの断面構造を示す断面図。
【図５】同実施形態の電動車椅子について、階段を昇るときの駆動輪の動作を模式的に示す動作図。
【図６】同実施形態の電動車椅子について、階段を降りるときの駆動輪の動作を模式的に示す動作図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施形態では、本発明の電動車両の駆動装置を電動車椅子に搭載した場合の一例を示している。電動車椅子としては、乗員によるジョイスティックの操作に応じて走行状態が変更されるものを採用している。
【００２０】
図１を参照して、電動車椅子１の構成について説明する。
電動車椅子１は、乗員が乗るための車体１０と、電動車椅子１の走行に関する各種の駆動を行うための駆動装置２０とを有する。
【００２１】
駆動装置２０は、右側および左側の第１駆動輪２１と、右側および左側の第２駆動輪２２と、各駆動輪２１，２２にトルクを付与する走行駆動機構３０（図３参照）と、車体１０に対する各駆動輪２１，２２の位置を変更する駆動輪リンク機構５０（図３参照）とを有する。なお、駆動輪リンク機構５０は、状態変更機構に相当する。また、車体１０に対する各駆動輪２１，２２の位置を変更する機能は、走行に関連する状態を変更する機能に相当する。
【００２２】
車体１０の右側および左側においては、それぞれ第１駆動輪２１および第２駆動輪２２が電動車椅子１の走行方向に並べられている。駆動輪リンク機構５０は、走行方向に並べられた第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を１つの組として、これら駆動輪２１，２２を互いにリンクした状態で車体１０に対して回転させる。
【００２３】
車体１０は、乗員が座るための座部１１と、背中を支持する背もたれ１２と、肘を掛けるための肘掛け１３と、足を乗せるための足台１４と、座部１１の下方に配置されて各機構３０，５０およびバッテリ（図示略）を収納する本体部１５とを有する。
【００２４】
右側の肘掛け１３には、乗員が電動車椅子１を操作するための操作部１６が設けられている。操作部１６には、走行方向および走行速度を制御するためのジョイスティック１７と、階段を昇るモードおよび階段を降りるモードを選択するための階段ボタン１８とが設けられている。
【００２５】
図２を参照して、電動車椅子１の電気的な構成について説明する。
電動車椅子１は、走行方向に並べられた各駆動輪２１，２２の組のそれぞれに対応して設けられた２つの複合モータ７０と、各種演算を行う制御部８０とを有する。
【００２６】
右側の複合モータ７０は、右側の走行駆動機構３０を駆動する第１モータ４０と、右側の駆動輪リンク機構５０を駆動する第２モータ６０とを有する。左側の複合モータ７０は、左側の走行駆動機構３０を駆動する第１モータ４０と、左側の駆動輪リンク機構５０を駆動する第２モータ６０とを有する。
【００２７】
制御部８０は、操作部１６の操作状態に基づいて各モータ４０，６０に対する制御信号を生成する電子制御装置８３と、電子制御装置８３から出力された制御信号に基づいて第１モータ４０に電力を供給する第１駆動回路８１と、電子制御装置８３から出力された制御信号に基づいて第２モータ６０に電力を供給する第２駆動回路８２とを有する。
【００２８】
操作部１６の操作状態を示す操作信号が操作部１６から電子制御装置８３に入力されたとき、電子制御装置８３は第１駆動回路８１および第２駆動回路８２に制御信号を送信する。第１駆動回路８１および第２駆動回路８２は、電子制御装置８３からの制御信号に応じて第１モータ４０および第２モータ６０をそれぞれ制御する。
【００２９】
電動車椅子１の制御態様について説明する。
電子制御装置８３は、乗員により操作部１６のジョイスティック１７が前方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で各駆動輪２１，２２を前方に回転させるための第１モータ４０の制御信号を生成する。そして、第１駆動回路８１にこの制御信号を出力する。第１駆動回路８１は、同制御信号に基づいて第１モータ４０に電力を供給する。これにより、各駆動輪２１，２２がジョイスティック１７の操作量に対応した速度で前方に回転する。このとき、電動車椅子１が前進する。
【００３０】
電子制御装置８３は、乗員により操作部１６のジョイスティック１７が後方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で各駆動輪２１，２２を後方に回転させるための第１モータ４０の制御信号を生成する。そして、第１駆動回路８１にこの制御信号を出力する。第１駆動回路８１は、同制御信号に基づいて第１モータ４０に電力を供給する。これにより、各駆動輪２１，２２がジョイスティック１７の操作量に対応した速度で後方に回転する。このとき、電動車椅子１が後退する。
【００３１】
電子制御装置８３は、乗員により操作部１６のジョイスティック１７が右方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で各駆動輪２１，２２を前方に回転させるための第１モータ４０の制御信号を生成する。そして、第１駆動回路８１にこの制御信号を出力する。このとき、左側の各駆動輪２１，２２の回転速度が右側の各駆動輪２１，２２の回転速度よりも大きくなるように制御信号が生成される。第１駆動回路８１は、同制御信号に基づいて第１モータ４０に電力を供給する。これにより、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で右側および左側の各駆動輪２１，２２が前方に回転する。このとき、右側の各駆動輪２１，２２の回転速度と左側の各駆動輪２１，２２の回転速度との差に基づいて電動車椅子１が右折する。
【００３２】
電子制御装置８３は、乗員により操作部１６のジョイスティック１７が左方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で駆動輪２１，２２を前方に回転させるための第１モータ４０の制御信号を生成する。そして、第１駆動回路８１にこの制御信号を出力する。このとき、右側の各駆動輪２１，２２の回転速度が左側の各駆動輪２１，２２の回転速度よりも大きくなるように制御信号が生成される。第１駆動回路８１は、同制御信号に基づいて第１モータ４０に電力を供給する。これにより、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で右側および左側の各駆動輪２１，２２が前方に回転する。このとき、右側の各駆動輪２１，２２の回転速度と左側の各駆動輪２１，２２の回転速度との差に基づいて電動車椅子１が左折する。
【００３３】
階段ボタンの操作に対応した電動車椅子１の動作について説明する。
電子制御装置８３は、乗員により階段ボタン１８が押されたとき、ギアボックス５１を前方に回転させるための第２モータ６０の制御信号を生成する。そして、第２駆動回路８２にこの制御信号を出力する。第２駆動回路８２は、同制御信号に基づいて第２モータ６０に電力を供給する。これにより、ギアボックス５１が前方に回転する。このとき、電動車椅子１が階段を昇る。または、電動車椅子１が階段を降りる。
【００３４】
図３を参照して、走行駆動機構３０および駆動輪リンク機構５０の構成について説明する。なお、同図においては、走行駆動機構３０を実線で示し、駆動輪リンク機構５０を破線で示している。
【００３５】
走行駆動機構３０の構成について説明する。
走行駆動機構３０は、駆動源としての第１モータ４０と、第１モータ４０の第１出力軸４３に設けられる中間ギア３１と、中間ギア３１と噛み合うとともに中間ギア３１を挟んで互いに対向する位置に配置される第１ギア３２および第２ギア３４とを有する。
【００３６】
第１ギア３２の第１ギア軸３３は、第１駆動輪２１の車軸として構成されている。第２ギア３４の第２ギア軸３５は、第２駆動輪２２の車軸として構成されている。これにより、第１モータ４０の駆動により第１出力軸４３が回転したとき、中間ギア３１および第１ギア３２を介して第１駆動輪２１が回転する。また、中間ギア３１および第２ギア３４を介して第２駆動輪２２が回転する。中間ギア３１と第１ギア３２とのギア比、および中間ギア３１と第２ギア３４とのギア比が互いに等しいため、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２は同じ回転速度で回転する。
【００３７】
駆動輪リンク機構５０の構成について説明する。
駆動輪リンク機構５０は、駆動源としての第２モータ６０と、第２モータ６０の第２出力軸６３と接続されるギアボックス５１と、第２出力軸６３およびギアボックス５１との間に設けられる逆入力抑制装置５３とを有する。
【００３８】
ギアボックス５１の内部には、走行駆動機構３０の中間ギア３１、第１ギア３２、および第２ギア３４が収納されている。第１ギア軸３３および第２ギア軸３５は、ギアボックス５１の筐体を貫通している。このため、第２モータ６０の駆動により第２出力軸６３が回転したとき、ギアボックス５１に第２出力軸６３の軸中心を中心に回転する回転トルクが付与される。このとき、ギアボックス５１の筐体と第１ギア軸３３および第２ギア軸３５とが接触することにより、第２出力軸６３の軸中心を中心に回転する回転トルクが第１ギア軸３３および第２ギア軸３５に付与される。
【００３９】
逆入力抑制装置５３は、第２出力軸６３とリンク軸５２との間に設けられている。第２出力軸６３が回転したとき、逆入力抑制装置５３は第２出力軸６３と一体的に回転するとともに、この回転トルクをリンク軸５２に伝達する。これにより、リンク軸５２およびギアボックス５１が回転する。
【００４０】
一方、外力に基づく回転トルクがギアボックス５１に付与されたとき、逆入力抑制装置５３は車体１０に対するギアボックス５１の回転位置を保持する。すなわち、逆入力抑制装置５３はギアボックス５１およびリンク軸５２に付与された外力の回転トルクを遮断する。このため、駆動輪リンク機構５０に外力が作用したとき、駆動輪リンク機構５０の状態が保持される。なお、外力に基づく回転トルクは、例えば電動車椅子１が斜面を走行するとき、または電動車椅子１が段差を乗り超えるとき、ギアボックス５１に作用する。
【００４１】
図４を参照して、複合モータ７０の構造について説明する。なお、以下では、モータ７０から各駆動輪２１，２２に向かう回転トルクの伝達方向を下流方向とする。
複合モータ７０においては、第１モータ４０の出力軸４３の軸中心Ｃと、第２モータ６０の出力軸６３の軸中心Ｃとが同心を有する。また、同一のケース７１内において、第２モータ６０の内側に第１モータ４０が配置されている。すなわち、第１モータ４０および第２モータ６０を構成する各部材が同心状に配置されている。
【００４２】
第１モータ４０は、ステータ４１と、ステータ４１の内側で回転するインナーロータ４２と、インナーロータ４２と一体的に回転する第１出力軸４３とを有する。
第２モータ６０は、ステータ６１と、ステータ６１の外側で回転するアウターロータ６２と、アウターロータ６２と一体的に回転する第２出力軸６３とを有する。
【００４３】
ケース７１は、複合モータ７０の外周を形成する外周部７２と、外周部７２と接続されるとともに第１モータ４０のステータ４１と第２モータ６０のステータ６１との間に設けられる隔壁部７３とを有する。
【００４４】
外周部７２の内周には、アウターロータ６２が設けられている。アウターロータ６２の内周にはコイルが巻き付けられたステータ６１が設けられている。ステータ６１の内周には、隔壁部７３を介在してコイルが巻き付けられたステータ４１が設けられている。ステータ４１の内周には、インナーロータ４２が設けられている。インナーロータ４２の内周には、第１出力軸４３が設けられている。
【００４５】
ステータ６１およびステータ４１は、隔壁部７３に固定されている。アウターロータ６２の下流方向の端部、すなわちアウターロータ６２の各駆動輪２１，２２側の端部は、第２出力軸６３に接続されている。インナーロータ４２は、その内周において第１出力軸４３に接続されている。
【００４６】
第１モータ４０のコイルに電流が流されたとき、インナーロータ４２の回転により第１出力軸４３が回転する。第２モータ６０のコイルに電流が流されたとき、アウターロータ６２の回転により第２出力軸６３が回転する。
【００４７】
図５および図６を参照して、駆動輪リンク機構５０の動作について説明する。なお、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２は、駆動輪リンク機構５０により走行方向に対する互いの相対的な位置が変化する。同図においては、第１駆動輪２１が第２駆動輪２２よりも前方にあるときの駆動輪リンク機構５０の動作を示している。なお、第２駆動輪２２が第２駆動輪２２よりも前方にあるとき、駆動輪リンク機構５０は第１駆動輪２１が第２駆動輪２２よりも前方にあるときと同様に動作するため、図示を省略する。
【００４８】
図５を参照して、第１駆動輪２１が昇段の段差に接触した状態（図５（ａ））において乗員により階段ボタン１８が押されたときの駆動輪リンク機構５０の動作について説明する。なお、駆動輪リンク機構５０が動作するとき、第１モータ４０の駆動により各駆動輪２１，２２の回転がロックされる。
【００４９】
階段の昇りは以下の（Ｘ１）〜（Ｘ３）の動作により行われる。（Ｘ３）の動作が終了した後に段差が検出されたとき、再び（Ｘ１）〜（Ｘ３）の動作が繰り返される。これにより、電動車椅子１が階段を昇る動作を継続する。
（Ｘ１）第２モータ６０の駆動によりギアボックス５１に回転トルクが付与される。このとき、第１駆動輪２１が接地しているため、第２駆動輪２２が第１駆動輪２１に対して公転する（図５（ａ））。
（Ｘ２）第２駆動輪２２が第１駆動輪２１の上方に持ち上がる（図５（ｂ））。
（Ｘ３）第２駆動輪２２が階段の上段に接地する（図５（ｃ））。
【００５０】
図６を参照して、第１駆動輪２１が降段の段差の手前にある状態（図６（ａ））において乗員により階段ボタン１８が押されたときの駆動輪リンク機構５０の動作について説明する。なお、駆動輪リンク機構５０が動作するとき、第１モータ４０の駆動により各駆動輪２１，２２の回転がロックされる。
【００５１】
階段の降りは以下の（Ｙ１）〜（Ｙ３）の動作により行われる。（Ｙ３）の動作が終了した後に段差が検出されたとき、再び（Ｙ１）〜（Ｙ３）の動作が繰り返される。これにより、電動車椅子１が階段を降りる動作を継続する。
（Ｙ１）第２モータ６０の駆動によりギアボックス５１に回転トルクが付与される。このとき、第１駆動輪２１が接地しているため、第２駆動輪２２が第１駆動輪２１に対して公転する（図６（ａ））。
（Ｙ２）第２駆動輪２２が第１駆動輪２１の上方に持ち上がる（図６（ｂ））。
（Ｙ３）第２駆動輪２２が階段の下段に接地する（図６（ｃ））。
【００５２】
（実施形態の効果）
本実施形態の電動車椅子１によれば以下の効果が得られる。
（１）電動車椅子１は、走行駆動機構３０を駆動する第１モータ４０と駆動輪リンク機構５０を駆動する第２モータ６０とを含む複合モータ７０を有する。また、第１出力軸４３と第２出力軸６３とが互いに同じ軸中心Ｃを有し、かつこれら出力軸４３，６３が互いに独立して回転する。この構成によれば、個別に形成された２つのモータを平行または直列に配置する構成と比較して、モータの搭載スペースを小さくすることができる。
【００５３】
（２）走行駆動機構のモータと駆動輪リンク機構のモータとを平行に配置する構成においては、走行駆動機構のモータの出力軸と駆動輪リンク機構のモータの出力軸とが離れる。このため、駆動輪リンク機構の出力軸が回転したとき、走行駆動機構の出力軸は駆動輪リンク機構の出力軸に対して公転する。このとき、駆動輪リンク機構の回転にともない走行駆動機構の電力供給線が連れ回りするため、電力供給線がねじれる。また、電力供給線が出力軸に絡まるおそれがある。このため、電力供給線にスリップリングを設ける必要がある。
【００５４】
電動車椅子１の複合モータ７０においては、第１出力軸４３と第２出力軸６３とが互いに同じ軸中心Ｃを有している。この構成によれば、駆動輪リンク機構５０の回転にともない走行駆動機構３０の第１モータ４０への電力供給線が連れ回りすることが抑制される。このため、電力供給線にスリップリングを設ける必要がない。
【００５５】
（３）電動車椅子１の複合モータ７０においては、第１モータ４０のインナーロータ４２が第２モータ６０のアウターロータ６２の内側に設けられている。この構成によれば、インナーロータ４２をアウターロータ６２の外側に設ける構成と比較して、複合モータ７０の構造を簡易にすることができる。
【００５６】
（４）電動車椅子１の複合モータ７０においては、アウターロータ６２がインナーロータ４２の外側に設けられている。また、第１出力軸４３が第２出力軸６３の内側に設けられている。この構成によれば、アウターロータ６２よりもインナーロータ４２の回転半径が小さいため、第１モータ４０および第２モータ６０に同じ大きさの電流が供給されるとき、インナーロータ４２の回転速度がアウターロータ６２の回転速度よりも大きくなる。すなわち、第１出力軸４３の回転速度が第２出力軸６３の回転速度よりも大きくなる。このため、インナーロータ４２が第２モータ６０に設けられる構成と比較して、走行駆動機構３０をより大きな速度で回転させることが可能になる。
【００５７】
（５）電動車椅子１は、第１駆動輪２１と第２駆動輪２２とを互いに連結した状態で回転させる駆動輪リンク機構５０を有する。この構成によれば、アウターロータ６２よりもインナーロータ４２の回転半径が小さいため、第１モータ４０および第２モータ６０に同じ大きさの電流が供給されるとき、アウターロータ６２のトルクがインナーロータ４２のトルクよりも大きくなる。すなわち、第２出力軸６３のトルクが第１出力軸４３のトルクよりも大きくなる。このため、アウターロータ６２が第１モータ４０に設けられる構成と比較して、駆動輪リンク機構５０により大きなトルクを付与することが可能になる。
【００５８】
（６）電動車椅子１は、駆動輪リンク機構５０を有するため、駆動輪リンク機構５０の状態を保持する要求があるとき、かつ駆動輪リンク機構５０に外力が作用するとき、この力に抗して状態を保持するために駆動輪リンク機構５０に付与する力を大きくする必要がある。
【００５９】
一方、電動車椅子１は、外力に基づいて駆動輪リンク機構５０の状態が変化することを抑制する逆入力抑制装置５３を有する。このため、逆入力抑制装置５３が設けられていない構成と比較して、駆動輪リンク機構５０の状態を保持するために必要となる力が小さくなる。これにより、駆動輪リンク機構５０の制御により消費される電力量が少なくなる。
【００６０】
（７）電動車椅子１の複合モータ７０は、第１モータ４０のステータ４１と第２モータ６０のステータ６１との間にケース７１の隔壁部７３を有する。この構成によれば、第１モータ４０のステータ４１および第２モータ６０のステータ６１を隔壁部７３に固定することができる。これにより、隔壁部７３が設けられていない構成と比較して、複合モータ７０の組み付け時の誤差を小さくすることができる。
【００６１】
（その他の実施形態）
本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００６２】
・上記実施形態（図３）では、第２モータ６０により駆動する機構として駆動輪リンク機構５０を採用したが、駆動輪リンク機構５０に代えて、駆動輪リンク機構５０とは別の状態変更機構を第２モータ６０により駆動することもできる。別の状態変更機構としては、搭乗者に関連する状態を変更する機能を備えるものが挙げられる。また、そのような状態変更機構の具体的な例としては以下の（Ａ）〜（Ｃ）が挙げられる。
（Ａ）座部１１を上方および下方に移動させる状態変更機構。
（Ｂ）座部１１を前方および後方にスライドさせる状態変更機構。
（Ｃ）背もたれ１２を前方および後方に傾斜させる状態変更機構。
【００６３】
・上記実施形態（図３）では、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を走行駆動機構３０の第１モータ４０により駆動したが、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を各別の走行駆動機構３０により駆動することもできる。すなわち、中間ギア３１を省略するとともに第１駆動輪２１を走行駆動機構３０の第１モータ４０により駆動し、かつ第２駆動輪２２を第１モータ４０とは別のモータにより駆動することもできる。
【００６４】
・上記変形例において、第１駆動輪２１を駆動する走行駆動機構３０を第１モータ４０により駆動するとともに、第２駆動輪２２を駆動する走行駆動機構を第２モータ６０により駆動することもできる。なお、この構成において、第１駆動輪２１を駆動する走行駆動機構３０は、第１の走行駆動機構に相当する。また、第２駆動輪２２を駆動する走行駆動機構は、第２の走行駆動機構に相当する。
【００６５】
・上記実施形態（図３）では、走行駆動機構３０が第１モータ４０を有し、かつ駆動輪リンク機構５０が第２モータ６０を有する構成を採用しているが、走行駆動機構３０が第２モータ６０を有し、かつ駆動輪リンク機構５０が第１モータ４０を有する構成を採用することもできる。
【００６６】
・上記実施形態（図４）では、第１モータ４０はインナーロータ４２を備えているが、インナーロータ４２に代えて、アウターロータを備えることもできる。
・上記実施形態（図４）では、第２モータ６０はアウターロータ６２を備えているが、アウターロータ６２に代えて、インナーロータを備えることもできる。
【００６７】
・上記実施形態（図３）では、駆動輪リンク機構５０に逆入力抑制装置５３を設けたが、逆入力抑制装置５３を省略することもできる。この場合、外力に基づく回転トルクがギアボックス５１に付与されたときには、この回転トルクと逆方向の回転トルクを第２モータ６０により付与することにより、ギアボックス５１が回転することを抑制することができる。
【００６８】
・上記実施形態（図１）では、右側および左側にそれぞれ第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を備える４輪の電動車椅子に本発明を適用したが、右側および左側にそれぞれ１つ、または３つ以上の駆動輪を備える電動車椅子に本発明を適用することもできる。
【００６９】
・上記実施形態（図１）では、電動車椅子に本発明を適用したが、乗員が立位で搭乗する電動車両に本発明を適用することもできる。また、電気自動車に本発明を適用することもできる。
【００７０】
・本発明の適用対象となる電動車両の駆動装置は上記実施形態に例示の構成に限られるものではない。すなわち、駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構を含む電動車両の駆動装置であれば、いずれの構成を有する電動車両の駆動装置に対しても本発明を適用することができる。また、その場合にも上記実施形態の効果に準じた効果が得られる。
【符号の説明】
【００７１】
１…電動車椅子（電動車両）、１０…車体、２０…駆動装置、２１…第１駆動輪、２２…第２駆動輪、３０…走行駆動機構、４０…第１モータ、４２…インナーロータ、４３…第１出力軸（第１モータの出力軸）、５０…駆動輪リンク機構（状態変更機構）、５１…ギアボックス、５２…リンク軸、５３…逆入力抑制装置、６０…第２モータ、６２…アウタ−ロータ、６３…第２出力軸（第２モータの出力軸）、７０…複合モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構を備える電動車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の電動車両には、同文献の［図３］に示されるように、右側および左側のそれぞれ３つの駆動輪（走行輪２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ）を回転させるモータ（駆動用モータ２１）と、互いに連結された状態で３つの駆動輪を回転させるモータ（旋回用モータ３１）とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４３９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記電動車両は、個別に構成された２つのモータを有するため、モータを搭載するために大きなスペースを確保する必要がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータの搭載スペースを小さくすることのできる電動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための手段を以下に記載する。
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち、駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構と、走行に関連する状態または搭乗者に関連する状態を変更する機能を備える状態変更機構とを含む電動車両の駆動装置において、前記走行駆動機構を駆動する第１モータと前記状態変更機構を駆動する第２モータとを含む複合モータを備えること、ならびに、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸とが互いに同じ回転中心を有し、かつこれら出力軸が互いに独立して回転することを要旨としている。
【０００６】
上記発明によれば、複合モータに第１モータおよび第２モータを含める構成が採用されているため、個別に形成された２つのモータを平行または直列に配置する構成と比較して、モータを搭載するためのスペースを小さくすることができる。
【０００７】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち、駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構を含む電動車両の駆動装置において、車両の走行方向に並べられた第１駆動輪および第２駆動輪を備えること、前記走行駆動機構として、前記第１駆動輪を回転させる第１の走行駆動機構および前記第２駆動輪を回転させる第２の走行駆動機構を備えること、前記第１の走行駆動機構を駆動する第１モータと前記第２の走行駆動機構を駆動する第２モータとを含む複合モータを備えること、ならびに、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸とが互いに同じ回転中心を有し、かつこれら出力軸が互いに独立して回転することを要旨としている。
【０００８】
上記発明によれば、複合モータに第１モータおよび第２モータを含める構成が採用されているため、個別に形成された２つのモータを平行または直列に配置する構成と比較して、モータを搭載するためのスペースを小さくすることができる。
【０００９】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち、請求項１または２に記載の電動車両の駆動装置において、前記第１モータおよび前記第２モータの一方はアウターロータを備えること、前記第１モータおよび前記第２モータの他方はインナーロータを備えること、ならびに、前記インナーロータが前記アウターロータの内側に設けられることを要旨としている。
【００１０】
上記発明によれば、インナーロータをアウターロータの内側に設けているため、インナーロータをアウターロータの外側に設ける構成と比較して、モータの構造を簡易にすることができる。
【００１１】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の発明すなわち、請求項３に記載の電動車両の駆動装置において、前記アウターロータが前記第２モータに設けられること、前記インナーロータが前記第１モータに設けられること、ならびに、前記第１モータの出力軸が前記第２モータの出力軸の内側に設けられることを要旨としている。
【００１２】
上記発明においては、アウターロータよりもインナーロータの回転半径が小さいため、第１モータおよび第２モータに同じ大きさの電流が供給されるとき、インナーロータの回転速度がアウターロータの回転速度よりも大きくなる。すなわち、第１モータの出力軸の回転速度が第２モータの出力軸の回転速度よりも大きくなる。このため、インナーロータが第２モータに設けられる構成と比較して、走行駆動機構をより大きな速度で回転させることが可能になる。
【００１３】
（５）第５の手段は、請求項５に記載の発明すなわち、請求項１に記載の電動車両の駆動装置、または請求項１を引用する請求項３または４に記載の電動車両の駆動装置において、前記駆動輪として、車両の走行方向に並べられた第１駆動輪および第２駆動輪を備えること、前記状態変更機構として、前記第１駆動輪と前記第２駆動輪とを互いに連結した状態で回転させる駆動輪リンク機構を備えること、ならびに、前記第２モータの出力軸が前記駆動輪リンク機構に接続されることを要旨としている。
【００１４】
上記発明においては、アウターロータよりもインナーロータの回転半径が小さいため、第１モータおよび第２モータに同じ大きさの電流が供給されるとき、アウターロータのトルクがインナーロータのトルクよりも大きくなる。すなわち、第２モータの出力軸のトルクが第１モータの出力軸のトルクよりも大きくなる。このため、アウターロータが第１モータに設けられる構成と比較して、状態変更機構により大きなトルクを付与することが可能になる。
【００１５】
（６）第６の手段は、請求項６に記載の発明すなわち、請求項１に記載の電動車両の駆動装置、または請求項１を引用する請求項３〜５のいずれか一項に記載の電動車両の駆動装置において、外力に基づいて前記状態変更機構の状態が変化することを抑制する逆入力抑制装置が設けられることを要旨としている。
【００１６】
状態変更機構を有する車両においては、同機構の状態を保持する要求があるとき、かつ状態変更機構に外力が作用するとき、この力に抗して状態を保持するために状態変更機構に付与する力を大きくする必要がある。上記発明によれば、逆入力抑制装置が設けられているため、状態変更機構の状態を保持するために必要となる力が小さくなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モータの搭載スペースを小さくすることのできる電動車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態の電動車椅子について、その斜視構造を示す斜視図。
【図２】同実施形態の電動車椅子について、電気的な構成を模式的に示すブロック図。
【図３】同実施形態の電動車椅子について、走行駆動機構および駆動輪リンク機構を模式的に示す模式図。
【図４】同実施形態の電動車椅子について、複合モータの断面構造を示す断面図。
【図５】同実施形態の電動車椅子について、階段を昇るときの駆動輪の動作を模式的に示す動作図。
【図６】同実施形態の電動車椅子について、階段を降りるときの駆動輪の動作を模式的に示す動作図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施形態では、本発明の電動車両の駆動装置を電動車椅子に搭載した場合の一例を示している。電動車椅子としては、乗員によるジョイスティックの操作に応じて走行状態が変更されるものを採用している。
【００２０】
図１を参照して、電動車椅子１の構成について説明する。
電動車椅子１は、乗員が乗るための車体１０と、電動車椅子１の走行に関する各種の駆動を行うための駆動装置２０とを有する。
【００２１】
駆動装置２０は、右側および左側の第１駆動輪２１と、右側および左側の第２駆動輪２２と、各駆動輪２１，２２にトルクを付与する走行駆動機構３０（図３参照）と、車体１０に対する各駆動輪２１，２２の位置を変更する駆動輪リンク機構５０（図３参照）とを有する。なお、駆動輪リンク機構５０は、状態変更機構に相当する。また、車体１０に対する各駆動輪２１，２２の位置を変更する機能は、走行に関連する状態を変更する機能に相当する。
【００２２】
車体１０の右側および左側においては、それぞれ第１駆動輪２１および第２駆動輪２２が電動車椅子１の走行方向に並べられている。駆動輪リンク機構５０は、走行方向に並べられた第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を１つの組として、これら駆動輪２１，２２を互いにリンクした状態で車体１０に対して回転させる。
【００２３】
車体１０は、乗員が座るための座部１１と、背中を支持する背もたれ１２と、肘を掛けるための肘掛け１３と、足を乗せるための足台１４と、座部１１の下方に配置されて各機構３０，５０およびバッテリ（図示略）を収納する本体部１５とを有する。
【００２４】
右側の肘掛け１３には、乗員が電動車椅子１を操作するための操作部１６が設けられている。操作部１６には、走行方向および走行速度を制御するためのジョイスティック１７と、階段を昇るモードおよび階段を降りるモードを選択するための階段ボタン１８とが設けられている。
【００２５】
図２を参照して、電動車椅子１の電気的な構成について説明する。
電動車椅子１は、走行方向に並べられた各駆動輪２１，２２の組のそれぞれに対応して設けられた２つの複合モータ７０と、各種演算を行う制御部８０とを有する。
【００２６】
右側の複合モータ７０は、右側の走行駆動機構３０を駆動する第１モータ４０と、右側の駆動輪リンク機構５０を駆動する第２モータ６０とを有する。左側の複合モータ７０は、左側の走行駆動機構３０を駆動する第１モータ４０と、左側の駆動輪リンク機構５０を駆動する第２モータ６０とを有する。
【００２７】
制御部８０は、操作部１６の操作状態に基づいて各モータ４０，６０に対する制御信号を生成する電子制御装置８３と、電子制御装置８３から出力された制御信号に基づいて第１モータ４０に電力を供給する第１駆動回路８１と、電子制御装置８３から出力された制御信号に基づいて第２モータ６０に電力を供給する第２駆動回路８２とを有する。
【００２８】
操作部１６の操作状態を示す操作信号が操作部１６から電子制御装置８３に入力されたとき、電子制御装置８３は第１駆動回路８１および第２駆動回路８２に制御信号を送信する。第１駆動回路８１および第２駆動回路８２は、電子制御装置８３からの制御信号に応じて第１モータ４０および第２モータ６０をそれぞれ制御する。
【００２９】
電動車椅子１の制御態様について説明する。
電子制御装置８３は、乗員により操作部１６のジョイスティック１７が前方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で各駆動輪２１，２２を前方に回転させるための第１モータ４０の制御信号を生成する。そして、第１駆動回路８１にこの制御信号を出力する。第１駆動回路８１は、同制御信号に基づいて第１モータ４０に電力を供給する。これにより、各駆動輪２１，２２がジョイスティック１７の操作量に対応した速度で前方に回転する。このとき、電動車椅子１が前進する。
【００３０】
電子制御装置８３は、乗員により操作部１６のジョイスティック１７が後方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で各駆動輪２１，２２を後方に回転させるための第１モータ４０の制御信号を生成する。そして、第１駆動回路８１にこの制御信号を出力する。第１駆動回路８１は、同制御信号に基づいて第１モータ４０に電力を供給する。これにより、各駆動輪２１，２２がジョイスティック１７の操作量に対応した速度で後方に回転する。このとき、電動車椅子１が後退する。
【００３１】
電子制御装置８３は、乗員により操作部１６のジョイスティック１７が右方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で各駆動輪２１，２２を前方に回転させるための第１モータ４０の制御信号を生成する。そして、第１駆動回路８１にこの制御信号を出力する。このとき、左側の各駆動輪２１，２２の回転速度が右側の各駆動輪２１，２２の回転速度よりも大きくなるように制御信号が生成される。第１駆動回路８１は、同制御信号に基づいて第１モータ４０に電力を供給する。これにより、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で右側および左側の各駆動輪２１，２２が前方に回転する。このとき、右側の各駆動輪２１，２２の回転速度と左側の各駆動輪２１，２２の回転速度との差に基づいて電動車椅子１が右折する。
【００３２】
電子制御装置８３は、乗員により操作部１６のジョイスティック１７が左方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で駆動輪２１，２２を前方に回転させるための第１モータ４０の制御信号を生成する。そして、第１駆動回路８１にこの制御信号を出力する。このとき、右側の各駆動輪２１，２２の回転速度が左側の各駆動輪２１，２２の回転速度よりも大きくなるように制御信号が生成される。第１駆動回路８１は、同制御信号に基づいて第１モータ４０に電力を供給する。これにより、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で右側および左側の各駆動輪２１，２２が前方に回転する。このとき、右側の各駆動輪２１，２２の回転速度と左側の各駆動輪２１，２２の回転速度との差に基づいて電動車椅子１が左折する。
【００３３】
階段ボタンの操作に対応した電動車椅子１の動作について説明する。
電子制御装置８３は、乗員により階段ボタン１８が押されたとき、ギアボックス５１を前方に回転させるための第２モータ６０の制御信号を生成する。そして、第２駆動回路８２にこの制御信号を出力する。第２駆動回路８２は、同制御信号に基づいて第２モータ６０に電力を供給する。これにより、ギアボックス５１が前方に回転する。このとき、電動車椅子１が階段を昇る。または、電動車椅子１が階段を降りる。
【００３４】
図３を参照して、走行駆動機構３０および駆動輪リンク機構５０の構成について説明する。なお、同図においては、走行駆動機構３０を実線で示し、駆動輪リンク機構５０を破線で示している。
【００３５】
走行駆動機構３０の構成について説明する。
走行駆動機構３０は、駆動源としての第１モータ４０と、第１モータ４０の第１出力軸４３に設けられる中間ギア３１と、中間ギア３１と噛み合うとともに中間ギア３１を挟んで互いに対向する位置に配置される第１ギア３２および第２ギア３４とを有する。
【００３６】
第１ギア３２の第１ギア軸３３は、第１駆動輪２１の車軸として構成されている。第２ギア３４の第２ギア軸３５は、第２駆動輪２２の車軸として構成されている。これにより、第１モータ４０の駆動により第１出力軸４３が回転したとき、中間ギア３１および第１ギア３２を介して第１駆動輪２１が回転する。また、中間ギア３１および第２ギア３４を介して第２駆動輪２２が回転する。中間ギア３１と第１ギア３２とのギア比、および中間ギア３１と第２ギア３４とのギア比が互いに等しいため、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２は同じ回転速度で回転する。
【００３７】
駆動輪リンク機構５０の構成について説明する。
駆動輪リンク機構５０は、駆動源としての第２モータ６０と、第２モータ６０の第２出力軸６３と接続されるギアボックス５１と、第２出力軸６３およびギアボックス５１との間に設けられる逆入力抑制装置５３とを有する。
【００３８】
ギアボックス５１の内部には、走行駆動機構３０の中間ギア３１、第１ギア３２、および第２ギア３４が収納されている。第１ギア軸３３および第２ギア軸３５は、ギアボックス５１の筐体を貫通している。このため、第２モータ６０の駆動により第２出力軸６３が回転したとき、ギアボックス５１に第２出力軸６３の軸中心を中心に回転する回転トルクが付与される。このとき、ギアボックス５１の筐体と第１ギア軸３３および第２ギア軸３５とが接触することにより、第２出力軸６３の軸中心を中心に回転する回転トルクが第１ギア軸３３および第２ギア軸３５に付与される。
【００３９】
逆入力抑制装置５３は、第２出力軸６３とリンク軸５２との間に設けられている。第２出力軸６３が回転したとき、逆入力抑制装置５３は第２出力軸６３と一体的に回転するとともに、この回転トルクをリンク軸５２に伝達する。これにより、リンク軸５２およびギアボックス５１が回転する。
【００４０】
一方、外力に基づく回転トルクがギアボックス５１に付与されたとき、逆入力抑制装置５３は車体１０に対するギアボックス５１の回転位置を保持する。すなわち、逆入力抑制装置５３はギアボックス５１およびリンク軸５２に付与された外力の回転トルクを遮断する。このため、駆動輪リンク機構５０に外力が作用したとき、駆動輪リンク機構５０の状態が保持される。なお、外力に基づく回転トルクは、例えば電動車椅子１が斜面を走行するとき、または電動車椅子１が段差を乗り超えるとき、ギアボックス５１に作用する。
【００４１】
図４を参照して、複合モータ７０の構造について説明する。なお、以下では、モータ７０から各駆動輪２１，２２に向かう回転トルクの伝達方向を下流方向とする。
複合モータ７０においては、第１モータ４０の出力軸４３の軸中心Ｃと、第２モータ６０の出力軸６３の軸中心Ｃとが同心を有する。また、同一のケース７１内において、第２モータ６０の内側に第１モータ４０が配置されている。すなわち、第１モータ４０および第２モータ６０を構成する各部材が同心状に配置されている。
【００４２】
第１モータ４０は、ステータ４１と、ステータ４１の内側で回転するインナーロータ４２と、インナーロータ４２と一体的に回転する第１出力軸４３とを有する。
第２モータ６０は、ステータ６１と、ステータ６１の外側で回転するアウターロータ６２と、アウターロータ６２と一体的に回転する第２出力軸６３とを有する。
【００４３】
ケース７１は、複合モータ７０の外周を形成する外周部７２と、外周部７２と接続されるとともに第１モータ４０のステータ４１と第２モータ６０のステータ６１との間に設けられる隔壁部７３とを有する。
【００４４】
外周部７２の内周には、アウターロータ６２が設けられている。アウターロータ６２の内周にはコイルが巻き付けられたステータ６１が設けられている。ステータ６１の内周には、隔壁部７３を介在してコイルが巻き付けられたステータ４１が設けられている。ステータ４１の内周には、インナーロータ４２が設けられている。インナーロータ４２の内周には、第１出力軸４３が設けられている。
【００４５】
ステータ６１およびステータ４１は、隔壁部７３に固定されている。アウターロータ６２の下流方向の端部、すなわちアウターロータ６２の各駆動輪２１，２２側の端部は、第２出力軸６３に接続されている。インナーロータ４２は、その内周において第１出力軸４３に接続されている。
【００４６】
第１モータ４０のコイルに電流が流されたとき、インナーロータ４２の回転により第１出力軸４３が回転する。第２モータ６０のコイルに電流が流されたとき、アウターロータ６２の回転により第２出力軸６３が回転する。
【００４７】
図５および図６を参照して、駆動輪リンク機構５０の動作について説明する。なお、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２は、駆動輪リンク機構５０により走行方向に対する互いの相対的な位置が変化する。同図においては、第１駆動輪２１が第２駆動輪２２よりも前方にあるときの駆動輪リンク機構５０の動作を示している。なお、第２駆動輪２２が第２駆動輪２２よりも前方にあるとき、駆動輪リンク機構５０は第１駆動輪２１が第２駆動輪２２よりも前方にあるときと同様に動作するため、図示を省略する。
【００４８】
図５を参照して、第１駆動輪２１が昇段の段差に接触した状態（図５（ａ））において乗員により階段ボタン１８が押されたときの駆動輪リンク機構５０の動作について説明する。なお、駆動輪リンク機構５０が動作するとき、第１モータ４０の駆動により各駆動輪２１，２２の回転がロックされる。
【００４９】
階段の昇りは以下の（Ｘ１）〜（Ｘ３）の動作により行われる。（Ｘ３）の動作が終了した後に段差が検出されたとき、再び（Ｘ１）〜（Ｘ３）の動作が繰り返される。これにより、電動車椅子１が階段を昇る動作を継続する。
（Ｘ１）第２モータ６０の駆動によりギアボックス５１に回転トルクが付与される。このとき、第１駆動輪２１が接地しているため、第２駆動輪２２が第１駆動輪２１に対して公転する（図５（ａ））。
（Ｘ２）第２駆動輪２２が第１駆動輪２１の上方に持ち上がる（図５（ｂ））。
（Ｘ３）第２駆動輪２２が階段の上段に接地する（図５（ｃ））。
【００５０】
図６を参照して、第１駆動輪２１が降段の段差の手前にある状態（図６（ａ））において乗員により階段ボタン１８が押されたときの駆動輪リンク機構５０の動作について説明する。なお、駆動輪リンク機構５０が動作するとき、第１モータ４０の駆動により各駆動輪２１，２２の回転がロックされる。
【００５１】
階段の降りは以下の（Ｙ１）〜（Ｙ３）の動作により行われる。（Ｙ３）の動作が終了した後に段差が検出されたとき、再び（Ｙ１）〜（Ｙ３）の動作が繰り返される。これにより、電動車椅子１が階段を降りる動作を継続する。
（Ｙ１）第２モータ６０の駆動によりギアボックス５１に回転トルクが付与される。このとき、第１駆動輪２１が接地しているため、第２駆動輪２２が第１駆動輪２１に対して公転する（図６（ａ））。
（Ｙ２）第２駆動輪２２が第１駆動輪２１の上方に持ち上がる（図６（ｂ））。
（Ｙ３）第２駆動輪２２が階段の下段に接地する（図６（ｃ））。
【００５２】
（実施形態の効果）
本実施形態の電動車椅子１によれば以下の効果が得られる。
（１）電動車椅子１は、走行駆動機構３０を駆動する第１モータ４０と駆動輪リンク機構５０を駆動する第２モータ６０とを含む複合モータ７０を有する。また、第１出力軸４３と第２出力軸６３とが互いに同じ軸中心Ｃを有し、かつこれら出力軸４３，６３が互いに独立して回転する。この構成によれば、個別に形成された２つのモータを平行または直列に配置する構成と比較して、モータの搭載スペースを小さくすることができる。
【００５３】
（２）走行駆動機構のモータと駆動輪リンク機構のモータとを平行に配置する構成においては、走行駆動機構のモータの出力軸と駆動輪リンク機構のモータの出力軸とが離れる。このため、駆動輪リンク機構の出力軸が回転したとき、走行駆動機構の出力軸は駆動輪リンク機構の出力軸に対して公転する。このとき、駆動輪リンク機構の回転にともない走行駆動機構の電力供給線が連れ回りするため、電力供給線がねじれる。また、電力供給線が出力軸に絡まるおそれがある。このため、電力供給線にスリップリングを設ける必要がある。
【００５４】
電動車椅子１の複合モータ７０においては、第１出力軸４３と第２出力軸６３とが互いに同じ軸中心Ｃを有している。この構成によれば、駆動輪リンク機構５０の回転にともない走行駆動機構３０の第１モータ４０への電力供給線が連れ回りすることが抑制される。このため、電力供給線にスリップリングを設ける必要がない。
【００５５】
（３）電動車椅子１の複合モータ７０においては、第１モータ４０のインナーロータ４２が第２モータ６０のアウターロータ６２の内側に設けられている。この構成によれば、インナーロータ４２をアウターロータ６２の外側に設ける構成と比較して、複合モータ７０の構造を簡易にすることができる。
【００５６】
（４）電動車椅子１の複合モータ７０においては、アウターロータ６２がインナーロータ４２の外側に設けられている。また、第１出力軸４３が第２出力軸６３の内側に設けられている。この構成によれば、アウターロータ６２よりもインナーロータ４２の回転半径が小さいため、第１モータ４０および第２モータ６０に同じ大きさの電流が供給されるとき、インナーロータ４２の回転速度がアウターロータ６２の回転速度よりも大きくなる。すなわち、第１出力軸４３の回転速度が第２出力軸６３の回転速度よりも大きくなる。このため、インナーロータ４２が第２モータ６０に設けられる構成と比較して、走行駆動機構３０をより大きな速度で回転させることが可能になる。
【００５７】
（５）電動車椅子１は、第１駆動輪２１と第２駆動輪２２とを互いに連結した状態で回転させる駆動輪リンク機構５０を有する。この構成によれば、アウターロータ６２よりもインナーロータ４２の回転半径が小さいため、第１モータ４０および第２モータ６０に同じ大きさの電流が供給されるとき、アウターロータ６２のトルクがインナーロータ４２のトルクよりも大きくなる。すなわち、第２出力軸６３のトルクが第１出力軸４３のトルクよりも大きくなる。このため、アウターロータ６２が第１モータ４０に設けられる構成と比較して、駆動輪リンク機構５０により大きなトルクを付与することが可能になる。
【００５８】
（６）電動車椅子１は、駆動輪リンク機構５０を有するため、駆動輪リンク機構５０の状態を保持する要求があるとき、かつ駆動輪リンク機構５０に外力が作用するとき、この力に抗して状態を保持するために駆動輪リンク機構５０に付与する力を大きくする必要がある。
【００５９】
一方、電動車椅子１は、外力に基づいて駆動輪リンク機構５０の状態が変化することを抑制する逆入力抑制装置５３を有する。このため、逆入力抑制装置５３が設けられていない構成と比較して、駆動輪リンク機構５０の状態を保持するために必要となる力が小さくなる。これにより、駆動輪リンク機構５０の制御により消費される電力量が少なくなる。
【００６０】
（７）電動車椅子１の複合モータ７０は、第１モータ４０のステータ４１と第２モータ６０のステータ６１との間にケース７１の隔壁部７３を有する。この構成によれば、第１モータ４０のステータ４１および第２モータ６０のステータ６１を隔壁部７３に固定することができる。これにより、隔壁部７３が設けられていない構成と比較して、複合モータ７０の組み付け時の誤差を小さくすることができる。
【００６１】
（その他の実施形態）
本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００６２】
・上記実施形態（図３）では、第２モータ６０により駆動する機構として駆動輪リンク機構５０を採用したが、駆動輪リンク機構５０に代えて、駆動輪リンク機構５０とは別の状態変更機構を第２モータ６０により駆動することもできる。別の状態変更機構としては、搭乗者に関連する状態を変更する機能を備えるものが挙げられる。また、そのような状態変更機構の具体的な例としては以下の（Ａ）〜（Ｃ）が挙げられる。
（Ａ）座部１１を上方および下方に移動させる状態変更機構。
（Ｂ）座部１１を前方および後方にスライドさせる状態変更機構。
（Ｃ）背もたれ１２を前方および後方に傾斜させる状態変更機構。
【００６３】
・上記実施形態（図３）では、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を走行駆動機構３０の第１モータ４０により駆動したが、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を各別の走行駆動機構３０により駆動することもできる。すなわち、中間ギア３１を省略するとともに第１駆動輪２１を走行駆動機構３０の第１モータ４０により駆動し、かつ第２駆動輪２２を第１モータ４０とは別のモータにより駆動することもできる。
【００６４】
・上記変形例において、第１駆動輪２１を駆動する走行駆動機構３０を第１モータ４０により駆動するとともに、第２駆動輪２２を駆動する走行駆動機構を第２モータ６０により駆動することもできる。なお、この構成において、第１駆動輪２１を駆動する走行駆動機構３０は、第１の走行駆動機構に相当する。また、第２駆動輪２２を駆動する走行駆動機構は、第２の走行駆動機構に相当する。
【００６５】
・上記実施形態（図３）では、走行駆動機構３０が第１モータ４０を有し、かつ駆動輪リンク機構５０が第２モータ６０を有する構成を採用しているが、走行駆動機構３０が第２モータ６０を有し、かつ駆動輪リンク機構５０が第１モータ４０を有する構成を採用することもできる。
【００６６】
・上記実施形態（図４）では、第１モータ４０はインナーロータ４２を備えているが、インナーロータ４２に代えて、アウターロータを備えることもできる。
・上記実施形態（図４）では、第２モータ６０はアウターロータ６２を備えているが、アウターロータ６２に代えて、インナーロータを備えることもできる。
【００６７】
・上記実施形態（図３）では、駆動輪リンク機構５０に逆入力抑制装置５３を設けたが、逆入力抑制装置５３を省略することもできる。この場合、外力に基づく回転トルクがギアボックス５１に付与されたときには、この回転トルクと逆方向の回転トルクを第２モータ６０により付与することにより、ギアボックス５１が回転することを抑制することができる。
【００６８】
・上記実施形態（図１）では、右側および左側にそれぞれ第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を備える４輪の電動車椅子に本発明を適用したが、右側および左側にそれぞれ１つ、または３つ以上の駆動輪を備える電動車椅子に本発明を適用することもできる。
【００６９】
・上記実施形態（図１）では、電動車椅子に本発明を適用したが、乗員が立位で搭乗する電動車両に本発明を適用することもできる。また、電気自動車に本発明を適用することもできる。
【００７０】
・本発明の適用対象となる電動車両の駆動装置は上記実施形態に例示の構成に限られるものではない。すなわち、駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構を含む電動車両の駆動装置であれば、いずれの構成を有する電動車両の駆動装置に対しても本発明を適用することができる。また、その場合にも上記実施形態の効果に準じた効果が得られる。
【符号の説明】
【００７１】
１…電動車椅子（電動車両）、１０…車体、２０…駆動装置、２１…第１駆動輪、２２…第２駆動輪、３０…走行駆動機構、４０…第１モータ、４２…インナーロータ、４３…第１出力軸（第１モータの出力軸）、５０…駆動輪リンク機構（状態変更機構）、５１…ギアボックス、５２…リンク軸、５３…逆入力抑制装置、６０…第２モータ、６２…アウタ−ロータ、６３…第２出力軸（第２モータの出力軸）、７０…複合モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構と、走行に関連する状態または搭乗者に関連する状態を変更する機能を備える状態変更機構とを含む電動車両の駆動装置において、
前記走行駆動機構を駆動する第１モータと前記状態変更機構を駆動する第２モータとを含む複合モータを備えること、
ならびに、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸とが互いに同じ回転中心を有し、かつこれら出力軸が互いに独立して回転すること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項２】
駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構を含む電動車両の駆動装置において、
車両の走行方向に並べられた第１駆動輪および第２駆動輪を備えること、
前記走行駆動機構として、前記第１駆動輪を回転させる第１の走行駆動機構および前記第２駆動輪を回転させる第２の走行駆動機構を備えること、
前記第１の走行駆動機構を駆動する第１モータと前記第２の走行駆動機構を駆動する第２モータとを含む複合モータを備えること、
ならびに、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸とが互いに同じ回転中心を有し、かつこれら出力軸が互いに独立して回転すること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動車両の駆動装置において、
前記第１モータおよび前記第２モータの一方はアウターロータを備えること、
前記第１モータおよび前記第２モータの他方はインナーロータを備えること、
ならびに、前記インナーロータが前記アウターロータの内側に設けられること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動車両の駆動装置において、
前記アウターロータが前記第２モータに設けられること、
前記インナーロータが前記第１モータに設けられること、
ならびに、前記第１モータの出力軸が前記第２モータの出力軸の内側に設けられること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電動車両の駆動装置、または請求項１を引用する請求項３または４に記載の電動車両の駆動装置において、
前記駆動輪として、車両の走行方向に並べられた第１駆動輪および第２駆動輪を備えること、
前記状態変更機構として、前記第１駆動輪と前記第２駆動輪とを互いに連結した状態で回転させる駆動輪リンク機構を備えること、
ならびに、前記第２モータの出力軸が前記駆動輪リンク機構に接続されること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電動車両の駆動装置、または請求項１を引用する請求項３〜５のいずれか一項に記載の電動車両の駆動装置において、
外力に基づいて前記状態変更機構の状態が変化することを抑制する逆入力抑制装置が設けられること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項１】
駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構と、走行に関連する状態または搭乗者に関連する状態を変更する機能を備える状態変更機構とを含む電動車両の駆動装置において、
前記走行駆動機構を駆動する第１モータと前記状態変更機構を駆動する第２モータとを含む複合モータを備えること、
ならびに、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸とが互いに同じ回転中心を有し、かつこれら出力軸が互いに独立して回転すること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項２】
駆動輪にトルクを付与する走行駆動機構を含む電動車両の駆動装置において、
車両の走行方向に並べられた第１駆動輪および第２駆動輪を備えること、
前記走行駆動機構として、前記第１駆動輪を回転させる第１の走行駆動機構および前記第２駆動輪を回転させる第２の走行駆動機構を備えること、
前記第１の走行駆動機構を駆動する第１モータと前記第２の走行駆動機構を駆動する第２モータとを含む複合モータを備えること、
ならびに、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸とが互いに同じ回転中心を有し、かつこれら出力軸が互いに独立して回転すること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動車両の駆動装置において、
前記第１モータおよび前記第２モータの一方はアウターロータを備えること、
前記第１モータおよび前記第２モータの他方はインナーロータを備えること、
ならびに、前記インナーロータが前記アウターロータの内側に設けられること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動車両の駆動装置において、
前記アウターロータが前記第２モータに設けられること、
前記インナーロータが前記第１モータに設けられること、
ならびに、前記第１モータの出力軸が前記第２モータの出力軸の内側に設けられること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電動車両の駆動装置、または請求項１を引用する請求項３または４に記載の電動車両の駆動装置において、
前記駆動輪として、車両の走行方向に並べられた第１駆動輪および第２駆動輪を備えること、
前記状態変更機構として、前記第１駆動輪と前記第２駆動輪とを互いに連結した状態で回転させる駆動輪リンク機構を備えること、
ならびに、前記第２モータの出力軸が前記駆動輪リンク機構に接続されること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電動車両の駆動装置、または請求項１を引用する請求項３〜５のいずれか一項に記載の電動車両の駆動装置において、
外力に基づいて前記状態変更機構の状態が変化することを抑制する逆入力抑制装置が設けられること
を特徴とする電動車両の駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１７２５１（Ｐ２０１３−１７２５１Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４６４２９（Ｐ２０１１−１４６４２９）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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