特許 6372425 交流電源回路

(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】6372425

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】交流電源回路

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20180806BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20180806BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20180806BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20180806BHJP

   B66F 9/24 20060101ALI20180806BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 L

   B60L11/18 C

   H02J7/00 P

   H02J7/02 A

   H01M10/44 Q

   B66F9/24 W

   H02M7/48 E

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-116641(P2015-116641)

(22)【出願日】2015年6月9日

(65)【公開番号】特開2017-5846(P2017-5846A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2017年9月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】深津 利成

【審査官】 高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２２５９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１９１５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６８３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８３５２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００ − ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ − ７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２ −１０／４８

Ｈ０２Ｍ ７／４２ − ７／９８

Ｂ６０Ｌ １１／１８

Ｂ６６Ｆ ９／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ、バッテリ、及び、直流を入力して交流を出力可能なインバータを備えた車両に搭載され、
前記バッテリに、前記インバータを構成するインバータ回路を介して前記モータのコイルが接続されるとともに、一次コイルに外部交流電源が接続可能なトランスの二次コイルに前記インバータ回路を介して前記バッテリが接続された交流電源回路であって、
前記トランスの二次コイルと前記インバータ回路の間、又は、前記インバータ回路と前記モータのコイルの間に設けられ、前記外部交流電源での前記トランスの一次コイルの電圧印加に伴い前記トランスの二次コイル、前記インバータ回路及び前記モータのコイルを介して前記バッテリを充電するためのバッテリ充電経路、及び、前記バッテリから前記インバータ回路を介して前記トランスの二次コイルに交流電圧を印加するための交流外部出力経路を形成するための経路形成手段と、
前記バッテリ充電経路で前記インバータ回路を構成するスイッチング素子をチョッパ制御して前記外部交流電源で前記バッテリを充電させるとともに、前記交流外部出力経路で前記スイッチング素子をチョッパ制御して前記トランスの一次コイルから交流を外部に出力させる制御手段と、を備えた交流電源回路。

【請求項2】

前記トランスの二次コイルを通る前記交流外部出力経路を形成する時に平滑するためのコンデンサが前記トランスの二次コイルに接続されてなる請求項１に記載の交流電源回路。

【請求項3】

前記トランスは、スコットトランスであり、
前記経路形成手段により、前記スコットトランスのＭ座の二次コイルに交流電圧を印加するための前記交流外部出力経路が形成され、
前記制御手段により、前記スコットトランスのＭ座の一次コイルから交流が外部に出力される請求項１又は２に記載の交流電源回路。

【請求項4】

前記車両は、前記モータとして走行用モータ及び荷役用モータを備えるフォークリフトであり、
前記スコットトランスの一方の二次コイル側に前記走行用モータが接続され、
前記スコットトランスの他方の二次コイル側に前記荷役用モータが接続されてなる請求項３に記載の交流電源回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、交流電源回路に関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリを電力源として駆動するモータを搭載した車両としては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の車両には、インバータが搭載され、インバータによってバッテリの直流が交流に変換される。これにより、モータに交流が供給され、モータが駆動される。また、特許文献１には、上記したモータ駆動用のバッテリの直流を交流に変換して、外部機器に供給することも記載されている。この場合には、インバータのスイッチング素子に加えて、複数のトランジスタが車両に搭載され、インバータのスイッチング素子の一部と、トランジスタをチョッパ制御することでバッテリの直流が交流に変換される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２１１８８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１では、バッテリの直流を交流に変換するために、インバータのスイッチング素子に加えて、交流出力のためのトランジスタを複数搭載する必要がある。また、トランジスタの追加に伴い、トランジスタを制御するための専用の回路を設ける必要もあり、部品点数が増加してしまう。

【0005】

本発明の目的は、部品点数の増加を抑制することができる交流電源回路を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する交流電源回路はモータ、バッテリ、及び、直流を入力して交流を出力可能なインバータを備えた車両に搭載され、前記バッテリに、前記インバータを構成するインバータ回路を介して前記モータのコイルが接続されるとともに、一次コイルに外部交流電源が接続可能なトランスの二次コイルに前記インバータ回路を介して前記バッテリが接続された交流電源回路であって、前記トランスの二次コイルと前記インバータ回路の間、又は、前記インバータ回路と前記モータのコイルの間に設けられ、前記外部交流電源での前記トランスの一次コイルの電圧印加に伴い前記トランスの二次コイル、前記インバータ回路及び前記モータのコイルを介して前記バッテリを充電するためのバッテリ充電経路、及び、前記バッテリから前記インバータ回路を介して前記トランスの二次コイルに交流電圧を印加するための交流外部出力経路を形成するための経路形成手段と、前記バッテリ充電経路で前記インバータ回路を構成するスイッチング素子をチョッパ制御して前記外部交流電源で前記バッテリを充電させるとともに、前記交流外部出力経路で前記スイッチング素子をチョッパ制御して前記トランスの一次コイルから交流を外部に出力させる制御手段と、を備える。

【0007】

これによれば、経路形成手段によってバッテリ充電経路、及び、交流外部出力経路が形成される。そして、インバータ回路を構成するスイッチング素子をチョッパ制御することで、交流外部出力経路で交流を外部に出力させることができる。したがって、経路形成手段を用いることで、既存のインバータ回路のスイッチング素子のチョッパ制御により交流を外部に出力することができるため、交流出力のためにトランジスタや、トランジスタを制御するための回路を設ける場合に比べて、部品点数の増加を抑制することができる。

【0008】

上記交流電源回路について、前記トランスの二次コイルを通る前記交流外部出力経路を形成する時に平滑するためのコンデンサが前記トランスの二次コイルに接続されてもよい。これによれば、交流外部出力経路を形成する時に平滑を行うことができる。

【0009】

上記交流電源回路について、前記トランスは、スコットトランスであり、前記経路形成手段により、前記スコットトランスのＭ座の二次コイルに交流電圧を印加するための前記交流外部出力経路が形成され、前記制御手段により、前記スコットトランスのＭ座の一次コイルから交流が外部に出力されてもよい。スコットトランスのＭ座に交流を出力することで、Ｔ座に交流を出力する場合に比べて、安定した出力を発生させることができる。

【0010】

上記交流電源回路について、前記車両は、前記モータとして走行用モータ及び荷役用モータを備えるフォークリフトであり、前記スコットトランスの一方の二次コイル側に前記走行用モータが接続され、前記スコットトランスの他方の二次コイル側に前記荷役用モータが接続されてもよい。

【0011】

フォークリフトは、走行用と荷役用にそれぞれモータがある。トランスとしてスコットトランスを用いることで、走行用と荷役用に個別にトランスを設ける場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、部品点数の増加を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】交流電源回路を示す回路図。

【図2】バッテリを充電するときの交流電源回路を示す回路図。

【図3】バッテリの直流を交流に変換して外部機器に供給するときの交流電源回路を示す回路図。

【図4】トランスのＭ座の二次コイルに発生する交流電圧を示す波形図。

【図5】変形例の交流電源回路を示す回路図。

【図6】変形例の交流電源回路を示す回路図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、交流電源回路の一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両としてのフォークリフトは、バッテリ１０、走行用モータ１１、荷役用モータ２１、及び、インバータＩＮＶを備えている。インバータＩＮＶは、走行用モータ１１とバッテリ１０との間に設けられたインバータ回路１２と、荷役用モータ２１とバッテリ１０との間に設けられたインバータ回路２２と、制御手段としての制御装置４０とを備えている。なお、バッテリ１０の出力電圧は例えば、４８Ｖである。

【0015】

更に、フォークリフトは、交流電源回路３０を備えている。交流電源回路３０は、トランスとしてのスコットトランス１３と、整流回路１４，２４とを備えている。スコットトランス１３のＭ座の一次コイル１３ａには、リレースイッチ３１を介して外部機器が接続される。

【0016】

スコットトランス１３の両一次コイル１３ａ，２３ａには、マグネットスイッチ３３が接続されている。マグネットスイッチ３３には、バッテリ１０の充電時に、外部交流電源としての三相交流電源３４が接続される。三相交流電源３４の出力電圧は、例えば、２００Ｖである。マグネットスイッチ３３は、マグネットスイッチ３３がオンのときにオフとなり、マグネットスイッチ３３がオフのときにオンとなる図示しない補助接点を有している。補助接点にはリレースイッチ３１の開閉を行うリレーコイル３６が接続されている。

【0017】

スコットトランス１３のＭ座の二次コイル１３ｂには整流回路１４を介してインバータ回路１２が接続され、インバータ回路１２には、走行用モータ１１が接続されている。走行用モータ１１としては、コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１がデルタ結線されてなる三相交流モータが使用されている。

【0018】

また、スコットトランス１３の二次コイル１３ｂには、平滑用のコンデンサ１５が並列接続されている。平滑用のコンデンサ１５には、コンデンサ用開閉器１６が直列接続されている。

【0019】

スコットトランス１３のＴ座の二次コイル２３ｂには整流回路２４を介してインバータ回路２２が接続され、インバータ回路２２には、荷役用モータ２１が接続されている。荷役用モータ２１としては、コイルＵ２，Ｖ２，Ｗ２がデルタ結線されてなる三相交流モータが使用されている。

【0020】

整流回路１４は、２個のダイオードＤ１，Ｄ２の直列回路で構成され、両ダイオードＤ１，Ｄ２の間にスコットトランス１３の二次コイル１３ｂの一方の端１８ａが接続されている。また、整流回路１４のプラス側はバッテリ１０の正極に接続され、整流回路１４のマイナス側はバッテリ１０の負極に接続されている。

【0021】

インバータ回路１２には、三相の上アーム用スイッチング素子としての第１スイッチング素子Ｑ１、第３スイッチング素子Ｑ３、第５スイッチング素子Ｑ５と、下アーム用スイッチング素子としての第２スイッチング素子Ｑ２、第４スイッチング素子Ｑ４、第６スイッチング素子Ｑ６とを備えた三相インバータが使用されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には、ＭＯＳＦＥＴが使用されている。第１スイッチング素子Ｑ１及び第２スイッチング素子Ｑ２、第３スイッチング素子Ｑ３及び第４スイッチング素子Ｑ４、第５スイッチング素子Ｑ５及び第６スイッチング素子Ｑ６はそれぞれ直列に接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５のドレインはそれぞれバッテリ１０の正極に接続されるとともに、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６のソースはそれぞれバッテリ１０の負極に接続されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のドレインとソース間には、それぞれ寄生ダイオードＤが逆並列に、すなわちカソードがドレインにアノードがソースに対応する状態に接続されている。

【0022】

第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２の接続点Ｐ１０（第１スイッチング素子Ｑ１のソースと第２スイッチング素子Ｑ２のドレインとの接続点Ｐ１０）は、電流センサＣＳ１を介して走行用モータ１１のコイルＵ１とコイルＶ１の接続点に接続されている。第３スイッチング素子Ｑ３と第４スイッチング素子Ｑ４の接続点Ｐ１１（第３スイッチング素子Ｑ３のソースと第４スイッチング素子Ｑ４のドレインとの接続点Ｐ１１）は、電流センサＣＳ２を介して走行用モータ１１のコイルＶ１とコイルＷ１との接続点に接続されている。第５スイッチング素子Ｑ５と第６スイッチング素子Ｑ６の接続点Ｐ１２（第５スイッチング素子Ｑ５のソースと第６スイッチング素子Ｑ６のドレインとの接続点Ｐ１２）は、走行用モータ１１のコイルＵ１とコイルＷ１との接続点に接続されている。また、第１スイッチング素子Ｑ１のソースと第２スイッチング素子Ｑ２のドレインとの接続点Ｐ１０は、スコットトランス１３の二次コイル１３ｂの他方の端１８ｂに接続されている。

【0023】

整流回路２４は、２個のダイオードＤ３，Ｄ４の直列回路で構成され、両ダイオードＤ３，Ｄ４の間にスコットトランス１３の二次コイル２３ｂの一方の端１９ａが接続されている。また、整流回路２４のプラス側はバッテリ１０の正極に接続され、整流回路２４のマイナス側はバッテリ１０の負極に接続されている。

【0024】

インバータ回路２２には、三相の上アーム用スイッチング素子としての第１スイッチング素子Ｑ１１、第３スイッチング素子Ｑ１３、第５スイッチング素子Ｑ１５と、下アーム用スイッチング素子としての第２スイッチング素子Ｑ１２、第４スイッチング素子Ｑ１４、第６スイッチング素子Ｑ１６とを備えた三相インバータが使用されている。各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６には、ＭＯＳＦＥＴが使用されている。第１スイッチング素子Ｑ１１及び第２スイッチング素子Ｑ１２、第３スイッチング素子Ｑ１３及び第４スイッチング素子Ｑ１４、第５スイッチング素子Ｑ１５及び第６スイッチング素子Ｑ１６はそれぞれ直列に接続されている。スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５のドレインはそれぞれバッテリ１０の正極に接続されるとともに、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６のソースはそれぞれバッテリ１０の負極に接続されている。各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のドレインとソース間には、それぞれ寄生ダイオードＤが逆並列に、すなわちカソードがドレインにアノードがソースに対応する状態に接続されている。

【0025】

第１スイッチング素子Ｑ１１と第２スイッチング素子Ｑ１２の接続点Ｐ２０（第１スイッチング素子Ｑ１１のソースと第２スイッチング素子Ｑ１２のドレインとの接続点Ｐ２０）は、電流センサＣＳ３を介して荷役用モータ２１のコイルＵ２とコイルＶ２の接続点に接続されている。第３スイッチング素子Ｑ１３と第４スイッチング素子Ｑ１４の接続点Ｐ２１（第３スイッチング素子Ｑ１３のソースと第４スイッチング素子Ｑ１４のドレインとの接続点Ｐ２１）は、電流センサＣＳ４を介して荷役用モータ２１のコイルＶ２とコイルＷ２との接続点に接続されている。第５スイッチング素子Ｑ１５と第６スイッチング素子Ｑ１６の接続点Ｐ２２（第５スイッチング素子Ｑ１５のソースと第６スイッチング素子Ｑ１６のドレインとの接続点Ｐ２２）は、荷役用モータ２１のコイルＵ２とコイルＷ２との接続点に接続されている。また、第１スイッチング素子Ｑ１１のソースと第２スイッチング素子Ｑ１２のドレインとの接続点Ｐ２０は、スコットトランス１３の二次コイル２３ｂの他方の端１９ｂに接続されている。更に、交流電源回路３０は、経路形成手段としての切替スイッチ１７を有する。切替スイッチ１７は、３つの固定接点１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有し、可動接点１７ｄが動作することにより固定接点１７ａと固定接点１７ｂとが接続された状態と、固定接点１７ａと固定接点１７ｃとが接続された状態に切り替えられる。固定接点１７ａは、配線Ｌ１０により接続点Ｐ２０と接続されている。固定接点１７ｂは、配線Ｌ１１により端１９ｂと接続されている。固定接点１７ｃは、配線Ｌ１２により端１８ａと接続されている。

【0026】

切替スイッチ１７の可動接点１７ｄが固定接点１７ｂと接触しているときには、二次コイル２３ｂの端１９ｂと接続点Ｐ２０とが接続される。切替スイッチ１７の可動接点１７ｄが固定接点１７ｃと接触しているときには、二次コイル１３ｂの端１８ａと接続点Ｐ２０とが接続される。

【0027】

各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１〜Ｑ１６のゲートは、制御装置４０に接続されている。また、電流センサＣＳ１〜ＣＳ４は、制御装置４０に接続されている。更に、マグネットスイッチ３３、コンデンサ用開閉器１６、及び、切替スイッチ１７は制御装置４０に接続されている。

【0028】

制御装置４０は、図示しないＣＰＵ及びメモリを備え、メモリには走行用モータ１１及び荷役用モータ２１を駆動するのに必要な制御プログラムが記憶されている。また、メモリにはスコットトランス１３を三相交流電源３４に接続した状態でバッテリ１０を充電する際に、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１〜Ｑ１６を制御するのに必要な制御プログラムが記憶されている。更に、制御装置４０は、バッテリ１０の直流を交流に変換して、外部機器に供給する際に、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１〜Ｑ１６や、切替スイッチ１７などを制御する制御プログラムが記憶されている。

【0029】

次に、フォークリフトの走行動作、及び、荷役動作を行うときに制御装置４０が行う制御について作用とともに説明を行う。
フォークリフトが走行動作、及び、荷役動作を行うときには、フォークリフトは、三相交流電源３４から切り離されている。制御装置４０は、マグネットスイッチ３３をオフに保持し、コンデンサ用開閉器１６を開いた状態に保持し、切替スイッチ１７の可動接点１７ｄを固定接点１７ｂに接触させる。この状態では、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１〜Ｑ１６がチョッパ制御されることで、各コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２には電流が流れ、これにより走行用モータ１１、及び、荷役用モータ２１が駆動する。

【0030】

制御装置４０は、フォークリフトの操作者によって操作されるアクセルペダルの踏み込み量や、荷役レバーの操作量などに応じて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１〜Ｑ１６のデューティ比を演算し、これに従いスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１〜Ｑ１６のチョッパ制御を行う。

【0031】

次に、フォークリフトのバッテリ１０を充電するときに制御装置４０が行う制御について説明する。図２に示すように、マグネットスイッチ３３に三相交流電源３４が接続されることで、スコットトランス１３に三相交流電源３４から交流（三相２００Ｖ）が供給される状態に保持される。また、制御装置４０は、マグネットスイッチ３３をオンに保持し、コンデンサ用開閉器１６を開いた状態に保持し、切替スイッチ１７の可動接点１７ｄを固定接点１７ｂに接触させる。

【0032】

そして、制御装置４０は、インバータ回路１２及びインバータ回路２２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１５，Ｑ１６をオフ状態に保持し、第３スイッチング素子Ｑ３，Ｑ１３及び第４スイッチング素子Ｑ４，Ｑ１４をオン・オフ制御する。

【0033】

スコットトランス１３の一次コイル１３ａ，２３ａに三相交流電源３４から供給されて、二次コイル２３ｂの端１９ａから電力が出力される状態で、第３スイッチング素子Ｑ１３がオン状態、第４スイッチング素子Ｑ１４がオフ状態のときには、図２に一点鎖線で示すように、二次コイル２３ｂの端１９ａ→ダイオードＤ３→第３スイッチング素子Ｑ１３→荷役用モータ２１のコイルＶ２→二次コイル２３ｂの端１９ｂの経路で電流が流れ、コイルＶ２に電磁エネルギーが蓄積される。そして、第４スイッチング素子Ｑ１４がオフ状態のまま第３スイッチング素子Ｑ１３がオフ状態になると、コイルＶ２に蓄積された電磁エネルギーは、図２に二点鎖線で示すように、荷役用モータ２１のコイルＶ２→二次コイル２３ｂの端１９ｂ→二次コイル２３ｂの端１９ａ→ダイオードＤ３→バッテリ１０→第４スイッチング素子Ｑ１４の寄生ダイオードＤ→荷役用モータ２１のコイルＶ２の経路で流れる電流となり、バッテリ１０が充電される。すなわち、バッテリ充電経路によってバッテリ１０が充電される。

【0034】

また、スコットトランス１３の一次コイル１３ａ，２３ａに三相交流電源から交流が供給されて、二次コイル２３ｂの端１９ｂから電力が出力される状態で、第３スイッチング素子Ｑ１３がオフ状態、第４スイッチング素子Ｑ１４がオン状態のときには二次コイル２３ｂの端１９ｂ→荷役用モータ２１のコイルＶ２→第４スイッチング素子Ｑ１４→ダイオードＤ４→二次コイル２３ｂの端１９ａの経路で電流が流れ、コイルＶ１に電磁エネルギーが蓄積される。そして、第３スイッチング素子Ｑ１３がオフ状態のまま第４スイッチング素子Ｑ１４がオフ状態になると、荷役用モータ２１のコイルＶ２→第３スイッチング素子Ｑ１３の寄生ダイオードＤ→バッテリ１０→ダイオードＤ４→二次コイル２３ｂの端１９ａ→二次コイル２３ｂの端１９ｂの経路で流れる電流となり、バッテリ１０が充電される。このように、三相２００Ｖを入力して、スイッチングにより降圧し、整流した後に４８Ｖで充電する。なお、上記した説明では、インバータ回路２２のスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６の制御について説明したが、インバータ回路１２側についても同様の制御が行われ、バッテリ１０が充電される。

【0035】

バッテリ１０の充電時には、マグネットスイッチ３３はオンであり、マグネットスイッチ３３内の補助接点はオフとなっている。このため、リレースイッチ３１は閉じた状態に維持される。

【0036】

次に、バッテリ１０を電源として用いて、スコットトランス１３の一次コイルから外部機器に交流を供給するときに制御装置４０が行う制御について説明する。図３に示すように、制御装置４０は、マグネットスイッチ３３をオフに保持し、コンデンサ用開閉器１６を閉じた状態に保持し、切替スイッチ１７の可動接点１７ｄを固定接点１７ｃに接触させる。また、一次コイル１３ａには、外部機器が接続された状態に保持される。外部機器としては、例えば、パソコンや、携帯電話などの家電が接続される。

【0037】

そして、制御装置４０は、インバータ回路１２及びインバータ回路２２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１５，Ｑ１６をオフ状態に保持する。更に、制御装置４０は、第４スイッチング素子Ｑ１４をオンに保持した状態での第３スイッチング素子Ｑ３のチョッパ制御と、第４スイッチング素子Ｑ４をオンに保持した状態での第３スイッチング素子Ｑ１３のチョッパ制御とを交互に行う。

【0038】

図３に一点鎖線で示すように、制御装置４０が、第４スイッチング素子Ｑ１４をオンに保持した状態で第３スイッチング素子Ｑ３のチョッパ制御を行うと、電流は、バッテリ１０の正極→第３スイッチング素子Ｑ３→コイルＶ１→二次コイル１３ｂ→コイルＶ２→第４スイッチング素子Ｑ１４→バッテリ１０の負極の経路で流れる。

【0039】

図３に二点鎖線で示すように、制御装置４０が、第４スイッチング素子Ｑ４をオンに保持した状態で第３スイッチング素子Ｑ１３のチョッパ制御を行うと、電流は、バッテリ１０の正極→第３スイッチング素子Ｑ１３→コイルＶ２→二次コイル１３ｂ→コイルＶ１→第４スイッチング素子Ｑ４→バッテリ１０の負極の経路で流れる。

【0040】

したがって、インバータ回路１２の第３スイッチング素子Ｑ３とインバータ回路２２の第３スイッチング素子Ｑ１３を交互にチョッパ制御することで、二次コイル１３ｂには方向の異なる電流が交互に流れる。図４に示すように、第３スイッチング素子Ｑ３，Ｑ１３と、第４スイッチング素子Ｑ４，Ｑ１４とは、二次コイル１３ｂに発生する電圧が正弦波となるように制御される。

【0041】

したがって、切替スイッチ１７の可動接点１７ｄが固定接点１７ｃと接触しているときには、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、Ｑ１１〜Ｑ１６を制御することで、一部のコイルＶ１，Ｖ２を経由して二次コイル１３ｂに電流を流す交流外部出力経路が形成される。

【0042】

そして、スコットトランス１３のＭ座の二次コイル１３ｂに交流電圧が印加されると、一次コイル１３ａにも巻数比に応じた交流電圧が発生するので、単層交流出力が可能となる。なお、スコットトランス１３のＴ座の二次コイル２３ｂに交流電圧を印加する場合に比べ、Ｍ座の二次コイル１３ｂに交流電圧を印加したほうが、安定した出力が発生する。

【0043】

マグネットスイッチ３３がオフになっていることで、補助接点は一次コイル１３ａと接続されているため、リレーコイル３６に生じる電磁力によってリレースイッチ３１が閉じられる。これにより、外部機器には、交流が供給される。本実施形態では、外部機器には、交流１００Ｖが供給される。外部機器に供給される交流の電圧は、一次コイル１３ａに加えられる電圧などを変更することで、適宜変更することができる。このように、４８Ｖのバッテリ電圧からスイッチングにより昇圧して、整流し、スイッチングにより１００Ｖの交流にして外部に出力する。

【0044】

交流電源回路３０は、バッテリ１０を用いて走行用モータ１１、及び、荷役用モータ２１を駆動するモータ駆動用のインバータ回路１２、及び、インバータ回路２２に対して、切替スイッチ１７を追加することで構成されている。切替スイッチ１７は、走行用モータ１１、及び、荷役用モータ２１を駆動するときには、可動接点１７ｄが固定接点１７ｂと接触した状態にされる。また、切替スイッチ１７は、バッテリ１０を電源として利用して、交流を外部機器に供給するときには、可動接点１７ｄが固定接点１７ｃと接触した状態にされる。この状態で、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、Ｑ１１〜Ｑ１６を制御することで、コイルＶ１，Ｖ２を経由して二次コイル１３ｂに交流電圧を印加して、一次コイル１３ａから交流を出力することができる。

【0045】

したがって、一部のコイルＵ１，Ｕ２，Ｗ１，Ｗ２には電流が流れなくなり、インバータ回路１２、及び、インバータ回路２２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、Ｑ１１〜Ｑ１６を利用してバッテリ１０の直流を交流に変換することができる。より詳しくは、三相ＡＣ２００Ｖ入力と単相ＡＣ１００Ｖ出力が同じトランスを使用するため、マグネットスイッチ３３の補助接点を使用し、三相ＡＣ２００Ｖの入力がある場合は単相ＡＣ１００Ｖ出力を遮断してＭ座に交流電圧を印加し、また、一次側がＡＣ１００Ｖになったら単層ＡＣ１００Ｖ出力を接続する。

【0046】

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）切替スイッチ１７を設けることで、インバータ回路１２、及び、インバータ回路２２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１〜Ｑ１６を利用して、バッテリ１０の直流を交流に変換して外部に出力することができる。このため、バッテリ１０の直流を交流に変換するためのトランジスタや、トランジスタを制御するための回路を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制しつつ、バッテリ１０を電源として利用することができる。

【0047】

（２）二次コイル１３ｂにはコンデンサ１５が接続されている。このため、交流を外部に出力するときに平滑を行うことができる。
（３）トランスとして、スコットトランス１３を用いている。スコットトランス１３を用いることで、２つ設けられたインバータ回路１２，２２のそれぞれに一つのスコットトランス１３によって単相交流を出力することができる。したがって、各インバータ回路１２，２２に対応して個別にトランスを設ける場合に比べて、部品点数の増加を抑制することができる。

【0048】

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○図１の切替スイッチ１７に代わり、図５に示す開閉スイッチ５１を経路形成手段として用いてもよい。開閉スイッチ５１は、第１スイッチング素子Ｑ１のソースと第２スイッチング素子Ｑ２のドレインとの接続点Ｐ１０をコイルＵ１とコイルＶ１の接続点に接続する配線Ｌ２に設けられている。開閉スイッチ５１は、走行用モータ１１、及び、荷役用モータ２１を駆動するときには閉じた状態とされ、バッテリ１０を充電するとき、並びに、バッテリ１０を電源として利用するときには、開いた状態にされる。

【0049】

図５中、一点鎖線で示すように、第６スイッチング素子Ｑ６をオンに保持し、第１スイッチング素子Ｑ１をチョッパ制御すると、バッテリ１０の正極→第１スイッチング素子Ｑ１→二次コイル１３ｂ→コイルＵ１→第６スイッチング素子Ｑ６→バッテリ１０の負極の交流外部出力経路で電流が流れる。

【0050】

図５中、二点鎖線で示すように、第２スイッチング素子Ｑ２をオンに保持し、第５スイッチング素子Ｑ５をチョッパ制御すると、バッテリ１０の正極→第５スイッチング素子Ｑ５→コイルＵ１→二次コイル１３ｂ→第２スイッチング素子Ｑ２→バッテリ１０の負極の交流外部出力経路で電流が流れる。

【0051】

なお、上記したスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６とは異なるスイッチング素子は、オフに保持される。上記した態様であっても、実施形態と同様に、外部機器に交流が供給される。

【0052】

○図６に示すように、交流電源回路３０は、三相交流を外部機器に供給できるように構成されていてもよい。各二次コイル１３ｂ，２３ｂには平滑用のコンデンサ１５が並列接続されている。また、接続点Ｐ１０をコイルＵ１とコイルＶ１の接続点に接続する配線Ｌ２、及び、接続点Ｐ２０をコイルＵ２とコイルＶ２の接続点に接続する配線Ｌ３には、それぞれ、開閉スイッチ６１が設けられている。

【0053】

この場合、インバータ回路１２、及び、インバータ回路２２のそれぞれのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６、Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１５，Ｑ１６を、図５に示す交流電源回路３０と同様に制御する。具体的にいえば、第６スイッチング素子Ｑ６，Ｑ１６をオンに保持した状態での第１スイッチング素子Ｑ１，Ｑ１１のチョッパ制御と、第２スイッチング素子Ｑ２，Ｑ１２をオンに保持した状態での第５スイッチング素子Ｑ５，Ｑ１５のチョッパ制御とを交互に行う。これにより、スコットトランス１３の両二次コイル１３ｂ，２３ｂには、交流電流が流れる。そして、三相交流が一次コイル１３ａ，２３ａから出力される。このため、マグネットスイッチ３３に三相交流電源３４に換えて、外部機器を接続することで、外部機器に三相交流を供給することができる。

【0054】

○バッテリ１０の直流を交流に変換するときに、オンに保持されるスイッチング素子と、チョッパ制御されるスイッチング素子の組み合わせは、適宜変更してもよい。例えば、第４スイッチング素子Ｑ４をオンに保持した状態での第１スイッチング素子Ｑ１のチョッパ制御と、第４スイッチング素子Ｑ１４をオンに保持した状態での第１スイッチング素子Ｑ１１のチョッパ制御とを交互に行ってもよい。また、経路形成手段が設けられる位置についても、チョッパ制御されるスイッチング素子によって適宜変更してもよい。

【0055】

○コンデンサ用開閉器１６は、設けられていなくてもよい。
○スコットトランス１３以外のトランスを用いても良い。
○モータの３つのコイルは、デルタ結線に代わりスター結線でもよい。

【0056】

○モータとして、三相モータ以外のモータを用いてもよい。
○フォークリフトのように２個のモータ（走行用モータ１１及び荷役用モータ２１）を備えた車両に限らず、１個のモータ（例えば、走行用モータ１１）を備えた車両に交流電源回路３０を搭載してもよい。

【0057】

○各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１〜Ｑ１６として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ）やパワーバイポーラトランジスタを使用してもよい。
○インバータ回路１２又は、インバータ回路２２のいずれか一方を用いてバッテリ１０を充電してもよい。

【符号の説明】

【0058】

ＩＮＶ…インバータ、Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１〜Ｑ１６…スイッチング素子、Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２…コイル、１０…バッテリ、１１…走行用モータ、１２，２２…インバータ回路、１３…スコットトランス、１３ａ，２３ａ…一次コイル、１３ｂ，２３ｂ…二次コイル、１５…コンデンサ、１７…切替スイッチ、５１，６１…開閉スイッチ、２１…荷役用モータ、３０…交流電源回路、３４…三相交流電源、４０…制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】