CN103359254B - 电动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于驱动力、再生动力传递的由紧凑的减速齿轮装置构成的动力单元。电动车辆（1）具有设置了与马达输出轴（323）连结的减速装置的动力单元（23）。设置了将马达（40）的旋转向轮毂（33）传递的驱动力传递路径（A1）、和将毂（33）的旋转向马达（40）传递的再生动力传递路径（A2）这两个***。驱动侧单向离合器（73）被设置在驱动力传递路径（A1）的最终级齿轮即第二内齿轮（71）和毂（33）之间，并将驱动侧最终级齿轮（71）的旋转向毂（33）传递。再生侧单向离合器（68）被设置在毂（33）和再生侧第一级齿轮（67）之间，并将毂（33）的旋转向再生侧第一级齿轮（67）传递。

Description

电动车辆
技术领域
本发明涉及电动车辆，尤其是关于如下的电动车辆，其具有将电动马达的输出向驱动轮传递、而将驱动轮的旋转向电动马达传递并再生电能的减速齿轮装置。
背景技术
对于电动车辆的动力传递机构进行了各种研究。例如，专利文献1记载的电动车辆是将由摆臂保持的电动马达配置在驱动轮的侧方，将来自电动马达的动力经由减速齿轮装置向驱动轮传递。减速齿轮装置被收容在驱动轮的宽度范围内，并由形成在电动马达的输出轴前端上的齿部、和与形成在该输出轴上的齿部啮合的车轴侧的齿部构成。
【现有技术文献】
【专利文献1】日本特开2004-352208号公报
专利文献1记载的电动车辆能够进行通过电动马达实施的能量再生，驱动时及再生时的动力传递路径被共用。因此，驱动时的效率基本上优于再生时的效率，通过再生能量实施的充电的效率不充分。在驱动时和再生时，通过分别设置齿轮列，考虑到在驱动时及再生时双方采用考虑了效率的最佳的齿轮设定，但齿轮列增大到2倍，无法避免零件个数增加，从而存在减速机构大型化的课题。
发明内容
本发明的目的是解决上述课题，提供一种具有动力单元的电动车辆，抑制零件个数的增加的同时能够使由电动马达和减速机构构成的动力单元紧凑，并且驱动时及再生时双方都能够进行效率好的动力传递。
为实现所述目的，本发明的电动车辆，搭载了具有马达和与马达输出轴连结的减速装置的动力单元，第一特征在于，所述减速装置是双***的齿轮列，其形成了将所述马达40、90的旋转向输出旋转部件33、128传递的驱 动力传递路径A1、A3、和将所述输出旋转部件33、128的旋转向所述马达40、90传递的再生动力传递路径A2、A4，所述减速装置具有：驱动侧单向离合器73、130，被设置在所述驱动力传递路径A1、A3中的驱动侧最终级齿轮71、120和所述输出旋转部件33、128之间，并将所述驱动侧最终级齿轮71、120的旋转向所述输出旋转部件33、128传递；再生侧单向离合器68、129，被设置在所述再生动力传递路径A2、A4中的所述输出旋转部件33、128和再生侧第一级齿轮67、119之间，并将该输出旋转部件33、128的旋转向所述再生侧第一级齿轮67、119传递，在分别构成所述双***的齿轮列的多个齿轮之一彼此56a、56b被配置为在相互共用的轴58上一体旋转。
另外，本发明的电动车辆，搭载了具有马达和与马达输出轴连结的减速装置的动力单元，第二特征在于，所述减速装置是双***的齿轮列，其形成了将所述马达40、90的旋转向输出旋转部件33、128传递的驱动力传递路径A5、A7、和将所述输出旋转部件33、128的旋转向所述马达40、90传递的再生动力传递路径A6、A8，所述减速装置具有：驱动侧单向离合器145、157，被设置在所述驱动力传递路径A5、A7中的驱动侧第一级齿轮147、159和所述马达输出轴323、155之间，并将该马达输出轴323、155的旋转向所述驱动侧第一级齿轮147、159传递；再生侧单向离合器146、156，被设置在所述再生动力传递路径A6、A8中的再生侧最终级齿轮148、158和所述马达输出轴323、155之间，并将该再生侧最终级齿轮148、158的旋转向所述马达输出轴323、155传递，分别构成所述双***的齿轮列的多个齿轮之一彼此56a、56b被配置为在相互共用的轴58上一体旋转。
另外，本发明的第三特征在于，所述动力单元23被设置在作为所述输出旋转部件的轮毂33内，所述齿轮列包括：太阳齿轮55，被设置在所述马达输出轴323上；行星齿轮56，包括与该太阳齿轮55啮合的大齿轮部分56a及与该大齿轮部分56a一体旋转的小齿轮部分56b；与所述小齿轮部分56b啮合的驱动侧最终级齿轮即驱动侧内齿轮71；与所述大齿轮部分56a啮合的再生侧第一级齿轮即再生侧内齿轮67，所述驱动侧单向离合器73被配置在所述驱动侧内齿轮71和所述轮毂33之间，所述再生侧单向离合器68被配置在所述再生侧内齿轮67和所述轮毂33之间。
另外，本发明的第四特征在于，所述驱动侧内齿轮71的直径比所述再 生侧内齿轮67小。
另外，本发明的第五特征在于，所述行星齿轮56通过被紧固在所述马达40、90的定子44上的载体46被支承。
另外，本发明的第六特征在于，所述轮毂33包括以下部件：第一毂部分38，位于车身的一侧；第二毂部分39，位于车身的另一侧，并与所述第一毂部分38组合。
另外，本发明的第七特征在于，所述驱动侧内齿轮71被所述第二毂部分39支承，所述再生侧内齿轮67被所述第一毂部分38支承。
另外，本发明的第八特征在于，具有从外周所述驱动侧内齿轮71支承的驱动侧内齿轮支承部件75及从外周支承所述再生侧内齿轮67的再生侧内齿轮支承部件70，该驱动侧内齿轮支承部件75及再生侧内齿轮支承部件70被紧固在所述轮毂33的内周。
另外，本发明的第九特征在于，所述驱动侧内齿轮支承部件75位于轮毂33的内侧，并通过从轮毂33的内侧穿插的紧固部件74被紧固在轮毂33上，所述再生侧内齿轮支承部件70位于轮毂33的内侧，并通过从轮毂33的外侧穿插的紧固部件69被紧固在轮毂33上。
另外，本发明的第十特征在于，所述第一毂部分38具有大径部380和小径部381，在连接所述大径部380和所述小径部381、且向轮毂33的径向伸出的壁部382的内表面上配置有所述再生侧内齿轮支承部件70，所述紧固部件69从外表面贯穿该壁部382并被结合在所述再生侧内齿轮支承部件70。
另外，本发明的第十一特征在于，具有摆臂86，其后端设有后轮轴92，并被枢支在车架2上，将所述动力单元94安装在所述摆臂86上，再生侧第一级齿轮119经由再生侧单向离合器129被连接在输出旋转部件即后轮轴92，并且驱动侧最终级齿轮120经由驱动侧单向离合器130被连接在输出旋转部件即后轮轴92。
而且，本发明的第十二特征在于，具有摆臂86，其后端设有后轮轴92，并被枢支在车架2上，将所述动力单元94安装在所述摆臂86上，驱动侧第一级齿轮159经由驱动侧单向离合器157被连接在所述马达输出轴155，并且再生侧最终级齿轮158经由再生侧单向离合器156被连接在所述马达输出轴155。
发明的效果
根据具有第一及第二特征的本发明，由于以独立的齿轮列形成驱动力传递路径和再生动力传递路径，所以能够在马达驱动时及马达再生时双方以效率好的减速比构成齿轮列。另外，驱动力传递路径和再生动力传递路径的切换通过单向离合器自动地进行，从而能够实现简单的构造。而且，由于驱动力传递路径和再生动力传递的一部分共用，所以能够简化结构。
根据具有第三～第十特征的本发明，由于能够将驱动力传递路径和再生动力传递路径，使用行星齿轮机构紧凑地装入轮毂内，所以能够适用于驱动前轮及后轮中的任意一方形式。另外，由于由一体旋转的大齿轮部分和小齿轮部分构成行星齿轮并与太阳齿轮啮合，所以能够实现零件个数少且更紧凑的动力单元。
根据具有第四特征的本发明，能够使用不同直径的内齿轮变更驱动侧及再生侧的变速比。
根据具有第六特征的本发明，由于轮毂采用分体形式，所以向轮毂内的减速机构的组装作业性提高。
根据具有第七特征的本发明，由于能够分别向分体的轮毂固定驱动力传递路径及再生动力传递路径的内齿轮，所以安装作业性提高。
根据具有第八、第九特征的本发明，能够提高将驱动侧及再生侧的各个内齿轮向轮毂内组装时的作业性。
根据具有第十特征的本发明，能够紧凑地构成减速机构。
根据具有第十一、第十二特征的本发明，在将减速机构装入摆臂内的情况下，也能够使用单向离合器设定紧凑的驱动侧及再生侧的变速比。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的电动车辆的左侧视图。
图2是沿摆臂从上方观察穿过包含动力单元在内的后轮的车轴的截面的剖视图。
图3是放大了图2的右侧部分的图。
图4是从图2的右侧观察减速齿轮装置的齿轮排列的图。
图5A是表示减速齿轮装置所含有的行星齿轮装置及其轴承座的立体图。
图5B是行星齿轮装置的分解立体图。
图6是表示减速齿轮装置的驱动力传递路径的示意图。
图7是表示减速齿轮装置的再生动力传递路径的示意图。
图8是表示电动马达的扭矩和转速的关系的特性图。
图9是第二实施方式的电动车辆的左侧视图。
图10是电动马达及穿过后轮轴的截面上的动力单元的剖视图。
图11是图10所示的动力单元的关键部位放大图。
图12是表示第二实施方式的动力单元的驱动力传递路径的示意图。
图13是表示第二实施方式的动力单元的再生动力传递路径的示意图。
图14是表示第三实施方式的动力单元的驱动力传递路径的示意图。
图15是表示第三实施方式的动力单元的再生动力传递路径的示意图。
图16是表示第四实施方式的动力单元的驱动力传递路径的示意图。
图17是表示第四实施方式的动力单元的再生动力传递路径的示意图。
附图标记的说明
1…电动车辆，22、86…摆臂，23…动力单元，32…车轴，33…轮毂，40、90…电动马达，43、103…转子，44、104…定子，55…太阳齿轮，56、57…行星齿轮，67…再生侧内齿轮（再生侧第一级齿轮），68、129…再生侧单向离合器，70…再生侧内齿轮支承部件，71…驱动侧内齿轮（驱动侧最终级齿轮），73、130…驱动侧单向离合器，102…马达输出轴，323…马达输出轴（太阳齿轮轴），128…驱动侧链轮
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。图1是本发明的一实施方式的具有动力单元的电动车辆的左侧视图。电动车辆1的主框架2包括以下部件：头管3；下管4，从头管3向下方延伸；左右一对底管5，前端被结合在下管4，并向水平后方延伸；座椅支柱6，被连接在底管5的后端，并向上方延伸；座椅框架7，从座椅支柱6的上端向水平后方延伸；中间框架8，位于座椅框架7的下方并从座椅支柱6向水平后方延伸。
在沿上下方向贯穿头管3的内部的转向轴（未图示）的上端，通过臂9连结有转向手柄10，在转向轴的下端连结有左右一对前叉11，其向下方延伸。通过设置在前叉11的下端的前轮轴12自由旋转地支承前轮WF。覆盖 前轮WF的上部的前挡泥板13被安装在前叉11上。在头管3的前方设置有头灯14，在后方设置有仪表装置15。
在底管5上设置有脚踏板16，在通过脚踏板16覆盖上部的空间中收容有电池18。电池18是由树脂制的收缩包装（热收缩包）包裹多个圆柱状的电池单元而构成的。脚踏板16的下部被底罩17覆盖。
在座椅框架7的上部载置有座椅19，在座椅框架7的下部设置能够收容头盔等的收纳箱20。座椅19以能够作为收纳箱20的盖利用的方式自由开闭。
在中间框架8上搭载有充电/电压转换装置21。充电/电压转换装置21包括以下部件：充电器，将商用电源转换成直流，并且降压到规定的电压来对电池18充电；DC-DC转换器，将机动二轮车1的电动马达驱动用的高电压的电池电压转换成适于电动马达以外的电装零件（头灯、尾灯等）的规定电压。
在底管5的后部接合有托架24，在托架24上通过枢轴85能够自由上下摆动地连结有摆臂22。在摆臂22的后部，通过车轴32支承由电动马达及减速齿轮装置构成的动力单元23。动力单元23被收容在输出旋转部件即后轮WR的轮毂（以下简称为“毂”）33内。
在摆臂22上，安装有控制动力单元23的电力控制部26及附设在该电力控制部26上的平滑电容器27。电力控制部26还具有通过电动马达产生的再生能量对电池18充电的充电控制电路。在托架24的下部，能够安装支脚ST。
在连结中间框架8和座椅支柱6之间的托架28与摆臂22之间架设有后缓冲器29。在中间框架8的后部设置有尾灯单元30，在尾灯单元30的下方设置有牌照板31。在后轮WR的上方设置有后挡泥板25。
图2是包含动力单元23在内的后轮WR的剖视图，是沿摆臂从上方观察穿过后轮的车轴32的截面的图。图3是为了确保标注附图标记的空间而放大了图2的右侧部分的图。因此，在图2中，仅对主要部件标注了附图标记。图4是从图2的右侧观察减速齿轮装置的齿轮排列的图，图5A是表示减速齿轮装置所含有的行星齿轮装置及其轴承座的立体图，图5B是行星齿轮装置的分解立体图。
在图2～图5B中，后轮WR通过车轴32被支承在摆臂22上。后轮WR 包括以下部件：由毂33、轮辐34及边框35构成的车轮36；嵌合在边框35的外周上的轮胎37。毂33包括以下部件：形成左半部分的第一毂部分即外壳38；组合在外壳38上的形成右半部分的第二毂部分即盖罩39。
在毂33内收容有：电动马达40；与电动马达40的输出轴也就是说车轴32连结的齿轮装置41。电动马达40包括以下部件：内转子（以下简称为“转子”）43，具有沿周向交替地配置了N极及S极的永磁铁42；外定子（以下简称为“定子”）44，被配置在转子43的外周；保持板45及保持板（以下称为“载体”）46，分别被配置在定子44的左右。在定子44上卷绕有3相绕组47而构成磁极。
车轴32被分割成左侧车轴部分321、右侧车轴部分322及中央轴也就是说马达输出轴（以下称为“太阳齿轮轴”）323这三部分。太阳齿轮轴323是电动马达40的输出轴，被嵌合在转子43的中心孔中。定子44以及配置在定子44左右的保持板45和载体46通过沿车轴32的延伸方向贯穿的多个螺栓9a被结合成一体。
保持板45包括具有与定子44相同的外径尺寸的大径部和相对于大径部的外周面具有阶梯地形成在车身左侧的小径部，在小径部的外周嵌合有轴承48。轴承48的外周部件（外环）嵌合在外壳38的左侧开口385的内周面。轴承49嵌入保持板45的小径部中心，通过轴承49支承电动马达40的太阳齿轮轴323的左端部。在保持板45的左侧面通过螺栓50固定有盖帽51以覆盖轴承49。
在载体46上一体成形有轴承保持部52，其对支承太阳齿轮轴323的右侧端部及右侧车轴部分322的左侧端部的轴承53进行收容。在载体46上使用多个螺栓82固定有轴承座62，其对在右侧支承行星齿轮56、57的轴58、59的轴承63、64进行收容。右侧车轴部分322的左侧端部被嵌合或压入并被支承在轴承保持部52。而且，也可以一体地成形包含筒状的轴承保持部52在内的载体46和轴承座62。通过一体地成形载体46和轴承座，能够得到更高的刚性。
在电动马达40的右侧也就是说靠轴承53的位置，在太阳齿轮轴323上形成有太阳齿轮（电动马达的输出齿轮）55，在太阳齿轮55上啮合有两个行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a。两个行星齿轮56、57被配置在以太阳齿轮轴323为中心对称的位置。
与载体46一体地形成的轴承保持部52具有筒状的周壁，其具有用于收容轴承53的空间，在该筒状的周壁上，为使行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a面向轴承保持部52内并能够与太阳齿轮55啮合，而形成有开口或切口52a。切口52a与两个行星齿轮56、57对应地指向车身前后方向并形成在两个位置。通过使切口52a指向车身前后方向，没有切口52a的部分位于上下，施加于车轴的上下方向的荷重避开切口52a，从而相对于上下方向的荷重，能够确保更高的刚性。另外，通过设置两个行星齿轮56、57，能够传递更大的动力的同时，减少零件个数，并且能够小地抑制切口52a产生的缺损部分而维持更高的刚性。
支承行星齿轮56、57的行星齿轮轴58、59的一端（左端）通过嵌入载体46的轴承60、61被支承，另一端（右端）通过嵌入轴承座62的轴承63、64被支承。也就是说，行星齿轮56、57将紧固在定子44上的载体46和轴承座62作为载体。
设置有通过环状的导向件65、66来限制轴向位置的作为再生侧第一级齿轮的第一内齿轮67，第一内齿轮67与行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a双方啮合。在第一内齿轮67的外周作为再生侧单向离合器嵌合安装有第一单向离合器68。
在外壳38的内表面通过螺栓69固定有环状的第一离合器片（作为再生侧内齿轮支承部件发挥作用）70，第一单向离合器68的外周面对第一离合器片70。第一单向离合器68如下地设定结合方向，在第一内齿轮67要向规定的1方向旋转的情况下，与第一离合器片70结合，在第一内齿轮67向规定的1方向的相反方向旋转的情况下，不与第一离合器片70结合地滑动接触。
外壳38包括以下部件：第一圆筒部分380，能够从外周覆盖第一离合器片70；第二圆筒部分381，能够从外周覆盖比第一离合器片70小径的定子44。第一圆筒部分380比第二圆筒部分381大径，第一圆筒部分380和第二圆筒部分381的连接壁382沿与车轴32正交的方向延伸。第一离合器片70被安装在该连接壁382的内表面，螺栓69的头被承接在该连接壁382的外表面。
为与行星齿轮56、57的小齿轮部分56b、57b双方啮合，设置有作为驱动侧最终级齿轮的第二内齿轮71。第二内齿轮71比第一内齿轮67小径， 通过导向件72限制轴向的位置。在第二内齿轮71的外周作为驱动侧单向离合器嵌合安装有第二单向离合器73。
在盖罩39的内表面上通过从盖罩39的内侧***并紧固的螺栓74固定有环状的第二离合器片（驱动侧内齿轮支承部件）75，第二单向离合器73的外周面对第二离合器片75。第二单向离合器73如下地设定卡止方向，在第二内齿轮71要向规定的1方向旋转的情况下，与第二离合器片75卡止，在第二内齿轮71向规定的1方向的相反方向旋转的情况下，不与第二离合器片75卡止地滑动接触。第一单向离合器68和第二单向离合器73以相互相反的旋转方向分别卡止在第一内齿轮67及第二内齿轮71而设定，但关于第一单向离合器68、第二单向离合器73在哪个方向上与第一离合器片70及第二离合器片75卡止，在后面说明。
在左侧车轴部分321及右侧车轴部分322分别嵌合安装有左右的摆臂22、22。在左侧车轴部分321及右侧车轴部分322的各自的端部形成有外螺纹，将螺母76、77分别与这些外螺纹螺合，由此，将摆臂22、22分别紧固在左侧车轴部分321及右侧车轴部分322。
在转子43的左侧面结合有用于检测转子43的位置的旋转体78，接近旋转体78地配置有位置传感器（例如霍尔元件）79。
在图5A、图5B中，在与电动马达40的右侧结合的载体46的右侧外周配置有支承第一内齿轮67的一个侧面的环状的导向件65。在保持板46的右侧，在不与行星齿轮56、57干涉的位置，设置有从右侧观察的形状为圆弧状的导向件安装用的肋80，在该肋80上，安装有与所述导向件72协作地从左右夹持地保持所述第二内齿轮71的导向件81。
轴承座62覆盖行星齿轮56、57中的、太阳齿轮轴323侧的半部分，并具有对支承行星齿轮轴58、59的右侧端部的轴承63、64（参照图3）进行收容的圆筒形状壁。另外，轴承座62覆盖轴承保持部52和被轴承保持部52支承的太阳齿轮轴（马达输出轴）323及车轴32的右侧车轴部分322的左侧端部。在轴承座62上，在与载体46抵接的一侧的4个位置设置有朝向外侧伸出的作为安装部的肋621，并且设置有贯穿中心部的圆形的轴承保持部通孔623。在肋621上形成有螺栓通孔622，使用穿过该螺栓通孔622的螺栓82将轴承座62结合在载体46的右侧面。
轴承保持部通孔623的尺寸被设定成，穿过该轴承保持部通孔623的圆 筒形状的轴承保持部52的外周面上的、前端部（图5B中的右侧部分）外周面与轴承座62的内周面抵接。由此，能够经由轴承座62通过载体46承受施加于车轴32的负载。
行星齿轮装置的组装时，将轴承60、61配置在形成在载体46上的轴承嵌入孔461、462。而且，大齿轮部分56a、57a的一部分穿过轴对称地形成在轴承保持部52的外周壁的2个位置的切口52a并面对轴承保持部52内地定位，使行星齿轮轴58、59从右侧贯穿行星齿轮56、57的轴孔，并使其左侧端部分别嵌入轴承60、61。另一方面，将轴承63、64分别配置在形成在轴承座62上的轴承嵌入孔（虽然图5B中未图示，但与轴承嵌入孔461、462同样地形成）。由此，以使行星齿轮轴58、59的右侧端部与轴承63、64匹配地嵌合的方式定位轴承座62，将穿过了设置在轴承座62的肋621上的螺栓通孔622的螺栓82拧入载体46的螺纹孔463，而将轴承座62固定在保持板46上。轴承座62以通过螺栓82被固定在载体46上的状态将轴承保持部52收容在轴承座62内。
图6、图7是分别表示在电动马达40和毂33之间传递动力的驱动力传递路径及再生动力传递路径的示意图，与图2、3相同的附图标记表示相同或同等部分。
首先，参照图6说明驱动力传递路径。向电动马达40供给电力来驱动毂33的情况下，向绕组47通电时，通过定子44产生的磁场和转子43的磁铁之间的作用使转子43旋转。转子43的旋转经由设置在太阳齿轮轴323上的太阳齿轮55被传递到行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a。行星齿轮56、57的旋转被传递到第一内齿轮67而使第一单向离合器68旋转，并且经由行星齿轮56、57的小齿轮部分56b、57b被传递到第二内齿轮71而使第二单向离合器73旋转。
第一单向离合器68及第二单向离合器73以在电动马达40的驱动时和再生时相互的卡合方向成为相反的方式配置。这里，在电动马达40的驱动时，第一单向离合器68不将第一内齿轮67的旋转传递到第一离合器片70，仅第二单向离合器73将第二内齿轮71的旋转传递到第二离合器片75，由此设定离合器的卡合方向。另外，在电动马达40的再生时，第二单向离合器73不将第二内齿轮71的旋转传递到第二离合器片75，仅第一单向离合器68将第一内齿轮68的旋转传递到第一离合器片70，由此设定离合器的 卡合方向。
因此，在电动马达40的驱动时，行星齿轮56、57的旋转被传递到第二内齿轮71，第二内齿轮71的旋转经由第二单向离合器73向第二离合器片75传递。其结果，固定第二离合器片75的毂33的外壳38旋转，后轮WR被驱动。即，如图6的箭头A1所示，形成了以太阳齿轮55、行星齿轮56及57的小齿轮部分56b、57b、第二内齿轮71、第二单向离合器73、第二离合器片75及毂33的顺序将电动马达40的动力向后轮WR传递的动力传递路径。
另一方面，在电动马达40的再生时，在图7中，第一单向离合器68和第二单向离合器73中的第一单向离合器68以传递旋转的方式发挥作用。因此，后轮WR旋转时，其旋转即毂33及固定在毂33上的第一离合器片70的旋转经由第一单向离合器68向第一内齿轮67传递。在再生时，由于第二单向离合器73不发挥作用，所以第二离合器片75和第二内齿轮71不相互卡合地空转。
被传递到第一内齿轮67的旋转经由行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a向太阳齿轮55传递，而使太阳齿轮轴323旋转。由于转子43与太阳齿轮轴323一体地旋转，所以配置在转子43的外周的永磁铁42的磁场作用于定子44的绕组47而在绕组47中感应出电流。即，如图7的箭头A2所示，以毂33、第一离合器片70、第一单向离合器68、第一内齿轮67、行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a和太阳齿轮55的顺序传递旋转，形成了后轮WR的旋转被传递到电动马达40的再生动力传递路。
在该动力传递路中，由于太阳齿轮55和行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a在驱动时及再生时都是相关的，所以驱动时和再生时的减速比的不同是因为，根据第二内齿轮71和行星齿轮56、57的小齿轮部分56b、57b决定的减速比、与根据第一内齿轮67和行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a决定的减速比的不同而造成的。
根据图6、图7分别所示的例子，电动马达40的驱动时及再生时的动力传递路径在整体上相互独立，并且能够通过共用的轴（行星齿轮轴58、59）对形成各动力传递路径的齿轮的一部分进行支承而一体地旋转，从而不增大齿轮和齿轮的支承轴的数量，就能够使驱动时及再生时的减速比（再生时是增速比）变化。由此，对于从电动马达的转速和扭矩的关系来看的特性， 在驱动时将电动马达的使用区域设定为效率好的区域的状态下，能够以使再生时的特性也成为良好的效率的方式设定增速比。
图8是表示电动马达的扭矩和转速的关系的特性图。电动马达40具有如图所示转速-扭矩特性。区域DA表示驱动时的通常使用区域，区域RA1表示现有技术（动力传递路径共用）的再生时的通常使用区域。另外，区域RA2是本实施方式（动力传递路径不同）的再生时的通常使用区域。
根据本实施方式，能够不使驱动时的通常使用区域DA变化地维持在高效率的区域，并能够使再生时的通常区域RA1向更高效率的区域RA2移动。
在上述实施方式中，示出了在摆臂22的后部将动力单元23设置在后轮WR的毂33内的例子，但也可以将动力单元配置在摆臂的前端。
图9是第二实施方式的电动车辆的左侧视图，与图1相同的附图标记表示相同或同等的部分。在图9中，通过枢轴85能够上下自由摆动地将摆臂86连结在被接合于底管5的后部的托架24上。摆臂86收容有包括以下部件的动力单元94：电动马达90，相邻地配置在枢轴85的后方；由多个齿轮构成的减速齿轮装置91；链传动装置93，将减速齿轮装置91与后轮轴92连接。
图10是穿过电动马达90及后轮轴92的截面上的动力单元94的剖视图。另外，图11是图10的关键部位放大图。
摆臂86的壳体包括以下部件：中央外壳96；盖罩97，覆盖中央外壳96的左侧；马达盖罩98，覆盖设置于中央外壳96的右侧的电动马达90。
从中央外壳96向车身前方突出有左右一对支架961（仅示出了左侧的支架），该支架961通过枢轴85被连结在与底管5接合的托架24上。
在中央外壳96和盖罩97之间配置有中间板99。通过嵌入中央外壳96的右侧的轴承100和嵌入马达盖罩98的轴承101，来支承电动马达90的输出轴102。电动马达90包括以下部件：与输出轴102结合的转子103；配置在转子103的外周的定子104；卷绕在定子104的突极上的3相绕组105。在转子103的周围配置有交替地配置了N·S磁极的永磁铁。
与输出轴102同轴地设置有第一级轴106。第一级轴106是筒状的，并通过嵌入中央外壳96的轴承107和嵌入中间板99的轴承108被支承。在第一级轴106上一体地形成有第一齿轮109。输出轴102及第一级轴106都从中间板99向左侧突出，在输出轴102及第一级轴106的突出端部设置有电 磁离合器110。
电磁离合器110具有设置了电磁线圈111的壳体112，被固定在输出轴102上的驱动板113与电磁线圈111相对地配置。在第一级轴106上，例如通过花键能够沿第一级轴106的长度方向自由位移地结合有电枢盘106a。在电动马达90被驱动而使输出轴102成为预设的转速以上的情况下、以及再生时，电磁离合器110被通电，以结合输出轴102和第一级轴106结合的方式被控制。
设置有对与第一齿轮109啮合的第二齿轮114及与第二齿轮114一体形成的第三齿轮115进行支承的第二级轴116。支承第二级轴116的两端的轴承117、118分别被嵌入中央外壳96及中间板99。
分别与第二齿轮114及第三齿轮115啮合的作为再生侧第一级齿轮的第四齿轮119及作为驱动侧最终级齿轮的第五齿轮120被第三级轴121支承，第三级轴121的两端通过嵌入中央外壳96的轴承122和嵌入中间板99的轴承123被支承。
第三级轴121还具有贯穿中间板99并向盖罩97侧突出的突出部121b。突出部121b的前端通过嵌入盖罩97的轴承124被支承，并且在突出部121b上固定有驱动侧链轮128。在该例中，通过形成在突出部121b上的花键相互结合突出部121b和驱动侧链轮128。
第三级轴121、第四齿轮119及第五齿轮120没有被直接结合，而在它们之间分别隔设有第一单向离合器129及第二单向离合器130。第一单向离合器129和第二单向离合器130以相互相反方向的旋转作为离合器发挥作用，结合第三级轴121和第四齿轮119、或者第三级轴121和第五齿轮120。第一单向离合器129及第二单向离合器130的各自的卡合方向和作用通过图12、图13在后面说明。
中央外壳96在后轮轴92侧且在车身右侧具有鼓出部962（参照图10），后轮轴92通过嵌入中央外壳96的鼓出部962的轴承131和嵌入盖罩97的轴承132被支承。在后轮轴92上结合有从动侧链轮133，在驱动侧链轮128和从动侧链轮133之间挂设有驱动链134。
后轮轴92具有贯穿中央外壳96的鼓出部962并向车身右侧突出的突出部92b，在突出部92b上嵌合有后轮WR的凸起135，凸起135和后轮轴92是使用与形成在后轮轴92的突出部92b上的螺纹部螺合的螺母136而被相 互结合。
在与凸起135同轴地配置的后轮WR的毂136和凸起135之间装入了后制动装置137。后制动装置137包括：被支承在中央外壳96上的轴138、与被轴138支承的轴138的转动相应地转动的制动凸轮139、通过制动凸轮139而扩展位移的制动蹄块140、和制动蹄块140扩展位移时与制动蹄块140滑动接触的制动器外部件141。制动器外部件141被固定在毂136的内周。
对电动马达90的动力传递进行说明。图12、图13是表示动力单元94的驱动力传递路径及再生动力传递路径的示意图。首先，在图12中，向电动马达90供给电力时，在定子104产生的磁场和转子103的磁铁之间的作用下，转子103旋转。转子103的旋转被传递到第一级轴106。第一级轴106的旋转经由第一齿轮109被传递到第二齿轮114。第二齿轮114还使与第二齿轮114一体地被第二级轴116支承的第三齿轮115旋转。第二齿轮114及第三齿轮115的旋转分别被传递到第四齿轮119及第五齿轮120。
第一单向离合器129是在电动马达90的再生时使第四齿轮119和第三级轴121连结，第二单向离合器130是在电动马达90的驱动时使第五齿轮120和第三级轴121连结，以此方式设定并配置卡合方向。
因此，在驱动时，第二单向离合器130与第五齿轮120结合并将第五齿轮120的旋转向第三级轴121传递。由此，电动马达90的动力被传递到驱动侧链轮128，使驱动侧链轮128旋转。而且，驱动侧链轮128的旋转经由驱动链134被传递到从动侧链轮133，后轮轴92旋转而驱动后轮WR。也就是说，电动马达90的动力经由图12的箭头A3所示的驱动力传递路径，通过第一齿轮109、第二齿轮114、第三齿轮115、第五齿轮120、第二单向离合器130、第三级轴121、驱动侧链轮128、从动侧链轮133及后轮轴92被传递到后轮WR。
另一方面，在再生时，在图13中，第一单向离合器129发挥作用而使第四齿轮119与第三级轴121结合。因此，后轮WR旋转时，按顺序经由与后轮轴92、从动侧链轮133、驱动侧链轮128、第三级轴121、第一单向离合器129、第四齿轮119、第二齿轮114、第一齿轮109、第一级轴106而连接的再生动力传递路径A4，使转子103旋转，电动马达90能够进行再生发电。
根据第二实施方式，也与第一实施方式同样地，由于使用电动马达90 的驱动时和再生时相互不同的动力传递路径，所以能够使驱动时及再生时的减速比（再生时使增速比）变化。由此，在从电动马达的转速和扭矩的关系来看的特性中，驱动时将电动马达的使用区域设定在效率好的区域的状态下，还能够以采用再生时的特性也好的效率的方式设定增速比。
第一实施方式及第二实施方式的动力单元23、94分别能够进一步如下地变形。图14、图15是表示由第一实施方式变形得到的第三实施方式的动力单元23B的驱动力传递路径及再生动力传递路径的示意图。在图14、图15的动力单元23B中，在与电动马达40的转子43结合的输出轴323的外周，设置有作为再生侧单向离合器的第一单向离合器145及作为驱动侧单向离合器的第二单向离合器146，隔着这些第一单向离合器145及第二单向离合器146分别安装有作为再生侧最终级齿轮的第一齿轮147、及作为驱动侧第一级齿轮的第二齿轮148。而且，分别与第一齿軍147及第二齿轮148啮合地设置有行星齿轮56、57。行星齿轮56、57能够与第一实施方式（图2、图3）同样地构成。
行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a与第一齿轮147啮合，在行星齿轮56、57的小齿轮部分56b、57b啮合有第二齿轮148。而且，以与行星齿轮56、57的小齿轮部分56b、57b啮合的方式设置有内齿轮151。内齿轮151被固定在电动车辆1的毂33的内壁。
第一单向离合器145及第二单向离合器146沿相互不同的方向分别与第一齿轮147及第二齿轮148结合地设定。在该例中，在向电动马达40通电进行驱动时，第一单向离合器145以与第一齿轮147结合的方式设定。因此，如图14所示，电动马达40的动力经由由输出轴323、第一单向离合器145、第一齿轮147、行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a、内齿轮151和毂33构成的驱动力传递路径A5并按上述顺序被传递到后轮WR。
另一方面，电动马达40的再生时，第二单向离合器146以与第二齿轮148结合的方式设定。因此，在图15中，后轮WR的旋转被传递到毂33及内齿轮151，进而，与内齿轮151啮合的行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a的旋转被传递到第一齿轮147，而行星齿轮56、57的小齿轮部分56b、57b的旋转被传递到第二齿轮148。再生时，第一单向离合器145空转，第二单向离合器146与第二齿轮148结合，从而第二齿轮148的旋转经由第一单向离合器146被传递到输出轴323。
即，再生时，如图15所示，通过经由毂33、内齿轮151、行星齿轮56、57的大齿轮部分56a、57a、小齿轮部分56b、57b、第二齿轮148及第一单向离合器146的再生动力传递路径A6，后轮WR的旋转被传递到电动马达40。由此，能够通过电动马达40产生电力。
图16、图17是表示由第二实施方式变形得到的第四实施方式的动力单元94B的驱动力传递路径及再生动力传递路径的示意图。在动力单元94B中，在马达输出轴即第一级轴155的外周，隔着作为再生侧单向离合器的第一单向离合器156及作为驱动侧单向离合器的第二单向离合器157安装有作为再生侧最终级齿轮的第一齿轮158、及作为驱动侧第一级齿轮的第二齿轮159。
第三齿轮160及第四齿轮161通过相互共用的第二级轴162被支承，第一齿轮158及第二齿轮159分别与第三齿轮160及第四齿轮161啮合。而且，第四齿轮161与被第三级轴164支承的第五齿轮163啮合。在第三级轴164上固定有驱动侧链轮128。
在向电动马达90通电进行驱动时，第一级轴155和第二齿轮159通过第二单向离合器157被结合，在电动马达90的再生时，第一级轴155和第一齿轮158以通过第一单向离合器156被结合的方式设定第一单向离合器156及第二单向离合器157的卡合方向。
因此，首先，在图16中，向电动马达90供给电力时，在定子104产生的磁场和转子103的磁铁之间的作用下，马达103旋转，转子103的旋转被传递到第一级轴155，并经由第二单向离合器157被传递到第二齿轮159。第二齿轮159的旋转进一步经由被第二级轴162支承的第四齿轮161被传递到第五齿轮163。而且，固定在第五齿轮163共用的第三级轴164上的驱动侧链轮128旋转，其旋转经由所述驱动链134被传递到从动侧链轮133来驱动后轮WR。即，如图16所示，形成了经由转子103，第二单向离合器157、第二齿轮159、第四齿轮161、第五齿轮163、驱动侧链轮128、从动侧链轮133将电动马达90的动力传递到后轮WR的驱动力传递路径A7。
另一方面，电动马达90的再生时，在图17中，以第二单向离合器157空转，第一单向离合器156发挥作用的方式设定卡合方向，从而仅第三齿轮可60的旋转经由第一单向离合器156被传递到第一级轴155。因此，再生时，驱动侧链轮128旋转时，其旋转被传递到被固定在第三级轴164上的第 五齿轮163，第五齿轮163的旋转被传递到第四齿轮161。第四齿轮161旋转时，被固定在与第四齿轮161共用的第二级轴162上的第三齿轮160也旋转，第三齿轮160的旋转被传递到第一齿轮158。第一齿轮158旋转时，通过第一单向离合器156使第一级轴155旋转，由此，与第一级轴155结合的转子103旋转。
即，如图17所示，通过经由第五齿轮163、第四齿轮161、第三齿轮160、第一齿轮158、第一单向离合器156及第一级轴155而成的再生动力传递路径A8，使转子103旋转，从而电动马达90产生电力。
在上述各实施方式中，包含电动马达40、90在内的动力单元23、23B、94、94B被适用于驱动后轮WR的电动车辆。但是，本发明不限于此，也能够适用于将前轮WF作为驱动轮的电动车辆，例如，将动力单元23适用于前轮WF的情况，与图2所示的构造同样地，将代替车轴32的前轮轴12分成左侧车轴部分、右侧车轴部分及中央轴（也就是说太阳齿轮轴）这三部分，将左侧车轴部分及右侧车轴部分分别固定在前叉11上。而且，将图2所示的由齿轮减速装置构成的动力单元23收容在前轮WF的毂内。第三实施方式的动力单元23B也同样地能够适用于电动车辆的前轮WF。
而且，电动车辆1能够变形成电动辅助自行车或混合动力式车辆。例如，在以人力蹬踏踏板时通过电动马达的动力辅助其踏力的形式的电动辅助自行车中，作为驱动源能够采用包含上述实施方式的减速齿轮装置在内的动力单元。
另外，在使内燃机和电动马达的动力混合而作为动力源的混合动力型车辆中，将包含上述各实施方式的减速齿轮装置在内的动力单元适用于电动马达，能够与内燃机一起作为动力源使用。
另外，图10、图11所示的动力单元94被设置在摆臂86中的接近枢轴85的前部，通过驱动链34向后轮轴92传递电动马达90的动力。但是，也可以将该动力单元94设置在摆臂86中的后部。即，以与图10、图11所示的齿轮列同样的齿轮列结构构成动力单元94，能够使动力单元94的输出轴即第三级轴121直接或经由空转齿轮与后轮轴92连结。

Claims (9)

1.一种电动车辆，搭载了具有马达和与马达输出轴连结的减速装置的动力单元，其特征在于，
所述减速装置是双***的齿轮列，其形成了将所述马达(40、90)的旋转向输出旋转部件(33、128)传递的驱动力传递路径(A1、A3)、和将所述输出旋转部件(33、128)的旋转向所述马达(40、90)传递的再生动力传递路径(A2、A4)，
所述减速装置具有：驱动侧单向离合器(73、130)，被设置在所述驱动力传递路径(A1、A3)中的驱动侧最终级齿轮(71、120)和所述输出旋转部件(33、128)之间，并将所述驱动侧最终级齿轮(71、120)的旋转向所述输出旋转部件(33、128)传递；再生侧单向离合器(68、129)，被设置在所述再生动力传递路径(A2、A4)中的所述输出旋转部件(33、128)和再生侧第一级齿轮(67、119)之间，并将该输出旋转部件(33、128)的旋转向所述再生侧第一级齿轮(67、119)传递，
在分别构成所述双***的齿轮列的多个齿轮(56a、56b)之一彼此被配置为在相互共用的轴(58)上一体旋转，
所述动力单元(23)被设置在作为所述输出旋转部件的轮毂(33)内，
所述齿轮列包括：太阳齿轮(55)，被设置在所述马达输出轴(323)上；行星齿轮(56)，包括与该太阳齿轮(55)啮合的大齿轮部分(56a)及与该大齿轮部分(56a)一体旋转的小齿轮部分(56b)；作为与所述小齿轮部分(56b)啮合的驱动侧最终级齿轮的驱动侧内齿轮(71)；作为与所述大齿轮部分(56a)啮合的再生侧第一级齿轮的再生侧内齿轮(67)，
所述驱动侧单向离合器(73)被配置在所述驱动侧内齿轮(71)和所述轮毂(33)之间，
所述再生侧单向离合器(68)被配置在所述再生侧内齿轮(67)和所述轮毂(33)之间。
2.如权利要求1所述的电动车辆，其特征在于，所述驱动侧内齿轮(71)的直径比所述再生侧内齿轮(67)小。
3.如权利要求1所述的电动车辆，其特征在于，所述行星齿轮(56)通过被紧固在所述马达(40、90)的定子(44)上的载体(46)支承。
4.如权利要求1所述的电动车辆，其特征在于，所述轮毂(33)包括以下部件：第一毂部分(38)，位于车身的一侧；第二毂部分(39)，位于车身的另一侧，并与所述第一毂部分(38)组合。
5.如权利要求4所述的电动车辆，其特征在于，所述驱动侧内齿轮(71)被所述第二毂部分(39)支承，所述再生侧内齿轮(67)被所述第一毂部分(38)支承。
6.如权利要求5所述的电动车辆，其特征在于，
具有从外周支承所述驱动侧内齿轮(71)的驱动侧内齿轮支承部件(75)及从外周支承所述再生侧内齿轮(67)的再生侧内齿轮支承部件(70)，
该驱动侧内齿轮支承部件(75)及再生侧内齿轮支承部件(70)被紧固在所述轮毂(33)的内周。
7.如权利要求6所述的电动车辆，其特征在于，
所述驱动侧内齿轮支承部件(75)位于轮毂(33)的内侧，并通过从轮毂(33)的内侧穿插的紧固部件(74)被紧固在轮毂(33)上，
所述再生侧内齿轮支承部件(70)位于轮毂(33)的内侧，并通过从轮毂(33)的外侧穿插的紧固部件(69)被紧固在轮毂(33)上。
8.如权利要求6所述的电动车辆，其特征在于，
所述第一毂部分(38)具有大径部(380)和小径部(381)，
在连接所述大径部(380)和所述小径部(381)、且向轮毂(33)的径向伸出的壁部(382)的内表面上配置有所述再生侧内齿轮支承部件(70)，所述紧固部件(69)从外表面贯穿该壁部(382)并被结合在所述再生侧内齿轮支承部件(70)。
9.一种电动车辆，搭载了具有马达和与马达输出轴连结的减速装置的动力单元，其特征在于，
所述减速装置是双***的齿轮列，其形成了将所述马达(40、90)的旋转向输出旋转部件(33、128)传递的驱动力传递路径(A1、A3)、和将所述输出旋转部件(33、128)的旋转向所述马达(40、90)传递的再生动力传递路径(A2、A4)，
所述减速装置具有：驱动侧单向离合器(73、130)，被设置在所述驱动力传递路径(A1、A3)中的驱动侧最终级齿轮(71、120)和所述输出旋转部件(33、128)之间，并将所述驱动侧最终级齿轮(71、120)的旋转向所述输出旋转部件(33、128)传递；再生侧单向离合器(68、129)，被设置在所述再生动力传递路径(A2、A4)中的所述输出旋转部件(33、128)和再生侧第一级齿轮(67、119)之间，并将该输出旋转部件(33、128)的旋转向所述再生侧第一级齿轮(67、119)传递，
具有摆臂(86)，其后端设有后轮轴(92)，并被枢支在车架(2)上，
将所述动力单元(94)安装在所述摆臂(86)上，
再生侧第一级齿轮(119)经由再生侧单向离合器(129)被连接在作为输出旋转部件的后轮轴(92)，并且
驱动侧最终级齿轮(120)经由驱动侧单向离合器(130)被连接在作为输出旋转部件的后轮轴(92)。
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