特開 2024-145225 電気自動車の被牽引時の発電防止機構及び該機構を用いた電気自動車の牽引方法

(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】P2024145225

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】電気自動車の被牽引時の発電防止機構及び該機構を用いた電気自動車の牽引方法

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/00 20060101AFI20241004BHJP

   B60K 17/30 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

B60K1/00

B60K17/30 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023057484

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100100354

【弁理士】

【氏名又は名称】江藤 聡明

(72)【発明者】

【氏名】堀江 信也

(72)【発明者】

【氏名】木立 大介

(72)【発明者】

【氏名】安東 幸希

(72)【発明者】

【氏名】菅野 薫

(72)【発明者】

【氏名】中岡 彦太郎

【テーマコード（参考）】

3D043

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D043AA05

3D043AA10

3D043AB01

3D043CA01

3D235BB13

3D235BB43

3D235CC12

3D235FF35

3D235HH61

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電気自動車の被牽引時に該電気自動車の車軸の回転を電動モータに伝達しない簡単な構成の電気自動車の被牽引時の発電防止機構及び発電防止機構を用いた牽引方法を提供すること。
【解決手段】走行動力源としての電動モータ１１－１、１１－２と、該電動モータの回転力を減速部１２－１、１２－２を介して車軸２０－１、２０－２、２２－１、２２－２に伝達する動力伝達軸２４－１、２４－２、２６－１、２６－２と、車軸と共に回転する車輪１４－１、１４－２、１６－１、１６－２と、を有する電気自動車の被牽引時の発電防止機構において、車軸２０－１、２０－２、２２－１、２２－２と減速部１２－１、１２－２との間に、車軸と減速部とを連結又は非連結の状態に切替え可能な切替え部１８が設けられ、電気自動車の牽引は、切替え部１８によって車軸と減速部の連結を解除して、車軸の回転力が動力伝達軸に伝達されない状態で行われることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行動力源としての電動モータと、該電動モータの回転力を減速部を介して車軸に伝達する動力伝達軸と、前記車軸と共に回転する車輪と、を有する電気自動車の被牽引時の発電防止機構において、
前記電気自動車の前面部又は後面部に被牽引時に用いられる棒状連結部材が挿入可能であり、該挿入された前記棒状連結部材が係止される棒状連結部材受け部と、
前記車軸と前記減速部との間に設けられ、前記棒状連結部材の前記棒状連結部材受け部への前記挿入動作時に、前記車軸と前記減速部とを非連結状態とし、前記棒状連結部材の抜取り動作時に前記車軸と前記減速部とを連結状態とする切替え部と、
を有することを特徴とする電気自動車の被牽引時の発電防止機構。

【請求項2】

前記切替え部は、
前記動力伝達軸と共に回転するスプライン軸と、前記車軸と共に回転し、前記スプライン軸が嵌合可能なボスと、で構成され、
前記切替え部の切替え動作は、前記棒状連結部材の前記挿入動作に伴い、前記スプライン軸が前記ボスから離脱し、前記棒状連結部材の前記抜取り動作により嵌合することで行われることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の被牽引時の発電防止機構。

【請求項3】

前記電気自動車は、前記電動モータ、前記動力伝達軸、前記減速部、前記車軸及び前記切替え部を、車両の前後にそれぞれ前輪用、後輪用として有しており、前記切替え部は、
前記挿入動作及び抜取り動作時に前記前輪側の切替え部と前記後輪側の切替え部の双方を同時に切り替えるリンク機構を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気自動車の被牽引時の発電防止機構。

【請求項4】

請求項１に記載の電気自動車の被牽引時の発電防止機構を用いた電気自動車の牽引方法であって、
前記電気自動車の牽引は、
前記電気自動車の前記棒状連結部材受け部に前記棒状連結部材を挿入することで前記車軸と前記減速部とを非連結状態として行われ、
牽引終了時に、前記棒状連結部材の抜取り動作を行い前記車軸と前記減速部とを連結状態とすることを特徴とする電気自動車の牽引方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気自動車の被牽引時の発電防止機構及び該機構を用いた電気自動車の牽引方法、特に電気自動車が牽引車で牽引される際に該牽引対象の車両での発電を防止する電気自動車の被牽引時の発電防止機構及び該機構を用いた電気自動車の牽引方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車の電動モータは車輪と連結されていることから、電動モータが停止中に車輪が回転されると、電動モータも回転することとなり、その回転により発電作用が生じる。この様な意図しない発電作用が生じた場合、すなわち、車輪の回転により電動モータが回転し逆起電力が発生した場合、その逆起電力が電動モータや高電圧部品に直接印加されるので、電動モータや高電圧部品に損傷が生じる恐れがある。したがって、電気自動車を牽引車で牽引する時は、牽引される電気自動車の車輪が回転されないように配慮する必要がある。

【0003】

そのため、電気自動車は、牽引する際は駆動輪を持ち上げて牽引する必要がある。すなわち、図５に示すように電気自動車５２は牽引車５０の荷台に載せて運搬するか(図５（ａ））、又は駆動輪を台車５４に載せて牽引する（図５（ｂ））ことになっている。このようにすれば、電動モータで発電が行われることが回避される。

【0004】

特許文献１では、同じく車両の牽引時における逆起電力の発生を防止する技術が開示されている。この車両では、電気モータ及び駆動輪間の動力伝達回路に、発進用変速段の確立のために係合する一方向クラッチと、発進用変速段以外の変速段の確立のために係合する変速クラッチがトランスミッションに設けられている。そして、このトランスミッションの中にさらにクラッチ手段を設け、このクラッチ手段により電動モータの回転軸と車軸の連結関係を解除することのできる構成が開示されている。

【0005】

特許文献２では、インバータ装置及び交流電動発電機の間を開閉器によって電気的に遮断し、被牽引走行により交流電動発電機の回転子が回転されて逆起電力が発生しても、交流電動発電機及びインバータ装置に短絡電流が流れることがないように構成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３５２２８２７号公報

【特許文献2】特開２００８－１８２８４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１では、クラッチ手段により車輪と電動モータ間の回転伝達を遮断している。この構成により回転伝達は確実に抑えられるが、トランスミッションにクラッチ手段を設けるためにトランスミッションの構造が複雑で大掛かりとなる。特許文献２では、開閉器によりインバータ装置と交流電動発電機の間を電気的に遮断しているが、開閉器により電気的に遮断しても、交流電動発電機により発電が行われているので、ケーブルや高電圧部品などに悪影響を及ぼす可能性が残っている。

【0008】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気自動車の被牽引時に該電気自動車の車軸の回転を電動モータに伝達しない簡単な構成の電気自動車の被牽引時の発電防止機構及び該機構を用いた電気自動車の牽引方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の電気自動車の被牽引時の発電防止機構の一実施の形態は、
走行動力源としての電動モータと、該電動モータの回転力を減速部を介して車軸に伝達する動力伝達軸と、前記車軸と共に回転する車輪と、を有する電気自動車の被牽引時の発電防止機構において、
前記電気自動車の前面部又は後面部に被牽引時に用いられる棒状連結部材が挿入可能であり、該挿入された前記棒状連結部材が係止される棒状連結部材受け部と、
前記車軸と前記減速部との間に設けられ、前記棒状連結部材の前記棒状連結部材受け部への前記挿入動作時に、前記車軸と前記減速部とを非連結状態とし、前記棒状連結部材の抜取り動作時に前記車軸と前記減速部とを連結状態とする切替え部と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の電気自動車の被牽引時の発電防止機構及び該機構を用いた電気自動車の牽引方法によれば、簡単な構造により、電気自動車を牽引する際に、接地されて回転する車輪の回転が電動モータには伝達されず、電動モータによる発電は防止される。したがって、電気自動車の牽引を安全且つ安心して行うことが可能であり、電気自動車の種々の搭載部品の損傷も防止される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の電気自動車の被牽引時の発電防止機構の一実施の形態に係り、通常走行時の概略構成図である。

【図2】本発明の電気自動車の被牽引時の発電防止機構の一実施の形態に係り、車両牽引時の概略構成図である。

【図3】図１の切替え部の詳細説明図である。

【図4】図２の切替え部の詳細説明図である。

【図5】電気自動車の牽引の方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の電気自動車の被牽引時の発電防止機構及び該機構を用いた電気自動車の牽引方法の一実施の形態について図面に基づいて詳述する。本発明の実施の形態に係る発電防止機構が適用される電気自動車としては、走行動力源としての電動モータと、該電動モータの回転動力を減速部を介して車軸に伝達する動力伝達軸と、車軸と共に回転する車輪とを、車両の前後にそれぞれ前輪用、後輪用として有しているものが用いられている。

【0013】

図１は、本発明の電気自動車の牽引時の発電防止機構１０の一実施の形態に係り、主に電気自動車の動力伝達系について示している。電気自動車の前輪１４－１、１４－２及び後輪１６－１、１６－２は、それぞれ電動モータ１１－１、１１－２により駆動される構成になっている。すなわち、前輪１４－１、１４－２及び後輪１６－１、１６－２は、それぞれ減速部１２－１、１２－２を介して電動モータ１１－１、１１－２の動力が伝達されるように、前輪１４－１、１４－２及び後輪１６－１、１６－２は減速部１２－１、１２－２からそれぞれ延出する動力伝達軸２４－１、２４－２及び２６－１、２６－２に接続されている。

【0014】

また、車両の前面部には、車両の牽引の際に必要な棒状連結部材であるアイボルト１３が挿入されるアイボルト受け部１５が設けられている。アイボルト１３は螺入されながらアイボルト受け部１５内に挿入され係止される。

【0015】

本発明の発電防止機構１０では、前輪１４－１、１４－２側の減速部１２－１と車軸２０－１、２０－２との間、後輪１６－１、１６－２側の減速部１２－２と車軸２２－１、２２－２との間には、アイボルト１３のアイボルト受け部１５への挿入動作時及び抜き取り時に、車軸２０－１、２０－２、２２－１、２２－２と減速部１２－１、１２－２とを非連結状態、連結状態に切り替えるための切替え部１８が設けられている。

【0016】

すなわち、前輪１４－１、１４－２の車軸２０－１、２０－２は、それぞれ切替え部１８、１８に接続され、切替え部１８、１８は、減速部１２－１から延出する動力伝達軸２４－１、２４－２に接続されている。同様に、後輪１６－１、１６－２の車軸２２－１，２２－２は、それぞれ切替え部１８、１８に接続され、切替え部１８、１８は、減速部１２－２から延出する動力伝達軸２６－１、２６－２に接続されている。

【0017】

切替え部１８の詳細は図３で述べるが、切替え部１８は、動力伝達軸２４－１、２４－２、２６－１、２６－２の回転を車軸２０－１、２０－２、２２－１、２２－２に伝達するか又は遮断する機能を有する。換言すれば、切替え部１８は、電気自動車の車軸２０－１、２０－２、２２－１、２２－２と動力伝達軸２４－１、２４－２、２６－１、２６－２と、を連結又は非連結状態とするものである。

【0018】

アイボルト１３のアイボルト受け部１５への挿入動作及び抜取り動作に基づく切替え部１８の切り替えは、合計４つの切替え部１８について、これを同時に行うことができる様にリンク機構が設けられている。すなわち車軸２０－１、２０－２、２２－１、２２－２と動力伝達軸２４－１、２４－２、２６－１、２６－２との非連結又は連結が全てリンクされる。

【0019】

なお、駆動輪が前輪１４－１、１４－２又は後輪１６－１、１６－２だけの場合には、このようなリンク機構は設けられず、その場合、アイボルト１３のアイボルト受け部１５への挿入動作により、直接、車軸２０、２２と減速機１２とが非連結状態とされる。

【0020】

上記リンク動作における前輪１４－１、１４－２について説明すると、まず回転軸を有する円板部材２８が取り付けられ、この円板部材２８に右側連結棒３２－１と左側連結棒３２－２が取り付けられている。同様に、後輪１６－１、１６－２についても回転軸を有する円板部材３０が取り付けられ、この円板部材３０に右側連結棒３４－１と左側連結棒３４－２が取り付けられている。

【0021】

前輪１４－１、１４－２の円板部材２８が車両の後方に回転されると、右側連結棒３２－１は車両の左側にスライドし、左側連結棒３２－２は車両の右側にスライドする。後輪１６－１、１６－２の円板部材３０も同様に車両の後方に回転されると、右側連結棒３４－１は車両の左側にスライドし、左側連結棒３４－２は車両の右側にスライドする。そして、前輪１４－１、１４－２と後輪１６－１、１６－２の円板部材２８、３０が同時に回転されるように、前輪１４－１、１４－２の円板部材２８と後輪１６－１、１６－２の円板部材３０は、棒状部材４１により連結されている。この棒状部材４１を車両の後方にスライドすると、前輪１４－１、１４－２の円板部材２８と後輪１６－１、１６－２の円板部材３０は同時に回転する。棒状部材４１は、付勢手段３６により車両前方側に付勢されており、後方へのスライドを解除すると元に戻り、それぞれの円板部材２８、３０は元の状態に戻る。

【0022】

前輪１４－１、１４－２の右側連結棒３２－１と左側連結棒３２－２、後輪１６－１、１６－２の右側連結棒３４－１と左側連結棒３４－２は、詳細は図３で述べるが、それぞれ、切替え部１８を構成している可動シャフト４２を車両の左側又は右側にスライドできるように、可動シャフト４２に設けられた爪部４６に係止されている。

【0023】

なお、駆動輪が後輪１６－１、１６－２だけの場合には、アイボルト１３のアイボルト受け部１５への挿入動作により、連結棒３４が左又は右にスライドすることで、可動シャフト４２が左又は右にスライドする。これによって、車軸２２と減速機１２とが非連結状態とされる。

【0024】

図２は、牽引時における発電防止機構１０の概略構成図であり、上記リンク機構の起動について示されている。電気自動車のリンク機構の棒状部材４１は、アイボルト１３が牽引のためにアイボルト受け部１５に挿入されることにより車両の後方にスライドされる。すなわち、アイボルト１３の挿入動作によって、リンク機能の棒状部材４１が車両の後方にスライドされる構成になっている。

【0025】

棒状部材４１が後方にスライドされると、前輪１４－１、１４－２の円板部材２８及び後輪１６－１、１６－２の円板部材３０が後方に回転し、前輪１４－１、１４－２及び後輪１６－１、１６－２の右側連結棒３２－１、３４－１は車両左側に、前輪１４－１、１４－２及び後輪１６－１、１６－２の左側連結棒３２－２、３４－２は、車両の右側にスライドする。このスライドにより、車両の前進方向の左側にある切替え部１８においては可動シャフト４２は、車両の右側にスライドする。車両の前進方向の右側にある切替え部１８においては可動シャフト４２は、車両の左側にスライドする。

【0026】

図３は、図１に示した切替え部１８の詳細説明図である。上述の様に切替え部１８は４つ設けられており、全て同じ構造を有している。ここでは車両の左後輪１６－２側に設置された切替え部１８について説明する。

【0027】

切替え部１８は、筐体（図示していない）内に第１固定シャフト４０、可動シャフト４２、第２固定シャフト４４が取り付けられている。第２固定シャフトは車軸２２－２に直結している。第１固定シャフト４０は、減速部１２－２から延出する動力伝達軸２６－２に直結している。可動シャフト４２は、第１固定シャフト４０と第２固定シャフト４４の間で車両の左右方向にスライド可能に構成され、このスライドは、左側連結棒３４－２により行われる。

【0028】

可動シャフト４２は、第１固定シャフト４０及び第２固定シャフト４４に嵌合するようにスプライン軸構造を有しており、第１固定シャフト４０及び第２固定シャフト４４は、可動シャフト４２のスプライン軸に嵌合するボス構造を有している。したがって、車軸２２－２と減速部１２－２との連結又は非連結が、スプライン軸とボスという機械的な構成の離脱又は嵌合のみにより行われる。これにより、簡単な機械構造で、車軸２２－２と減速部１２－２、さらに動力伝達軸２６－２との連結又は非連結を容易に行うことができる。

【0029】

なお、可動シャフト４２を車両の左右方向にスライド可能にするため、可動シャフト４２には爪部４６、左側連結棒３４－２には爪部４６に係止する係止部４７が設けられている。

【0030】

図４は、図２に示した切替え部１８の詳細説明図である。同様に、ここでは車両の左後輪側に設置された切替え部材１８について説明する。

【0031】

切替え部１８の可動シャフト４２は、被牽引時、左側連結棒３４－２が車両の右側にスライドことにより車両の右側にスライドする。これにより、第１固定シャフト４０と可動シャフト４２は嵌合状態、可動シャフト４２と第２固定シャフトは離脱状態となる。その結果、車輪１６－２が回転しても、この回転は動力伝達軸２６－２に伝達されず、したがって電動モータも回転せず、発電することが防止される。

【0032】

他の３つの切替え部１８についても同様である。すなわち、牽引時、各車輪１４－１、１４－２、１６－１、１６－２の車軸２４－１、２４－２、２６－１、２６－２と動力伝達軸２４－１、２４－２、２６－１、２６－２は切替え部１８により非連結状態とされ、各車輪が回転しても電動モータ１１－１、１１－２には回転が伝達されない。したがって、通常の牽引方法で全輪を接地させ回転させながら牽引しても、電動モータでの発電は起きない。その結果、高電圧の発生も起きないことから高電圧部品、電動モータの保護が図られる。

【0033】

電気自動車を牽引するためにアイボルト１３をアイボルト受け部１５に挿入すると、リンク機構が作動され、前輪１４－１、１４－２及び後輪１６－１、１６－２の双方の切替え部１８、１８が操作される。これにより、４輪を接地させた状態での牽引が可能となる。すなわち、４輪駆動車において前輪１４－１、１４－２側及び後輪１６－１、１６－２側で、切替え部１８によりそれぞれの車軸２０、２２と減速部１２との間では、車軸２０と減速部１２とが非連結の状態に切り替えられているので、４輪が回転しても電動モータにその回転が伝達されることがない。

【0034】

更に、電気自動車を牽引する際には、牽引車と被牽引車とを繋ぐためのアイボルト１３のアイボルト受け部１５への挿入係止動作が行われるが、この動作によって、車軸２０－１、２０－２、２２－１、２２－２と減速部１２－１、１２－２とが機械的に非連結状態となるので、牽引時に牽引される電気自動車の車輪１４－１、１４－２、１６－１、１６－２の回転が生じたとしても、その回転力は、減速部１２－１、１２－２、さらに動力伝達軸２４－１、２４－２、２６－１、２６－２には伝達されない。したがって、アイボルト１３のアイボルト受け部１５への挿入係止動作という牽引時に常に行われる動作により、本発明の特徴である車軸２０－１、２０－２、２２－１、２２－２と減速部１２－１、１２－２の切り離しが同時に行われるので、切替え動作が簡単で且つ間違いなく迅速に行われる。

【0035】

また、本発明の電気自動車の牽引方法は、電気自動車の被牽引時の発電防止機構を用いた電気自動車の牽引方法であって、電気自動車の牽引は、電気自動車の棒状連結部材受け部１５に棒状連結部材１３を挿入することで車軸２０、２２と減速部１２とを非連結状態として行われ、牽引終了時に、棒状連結部材１３の抜取り動作を行い車軸２０、２２と減速部１２とを連結状態とすることを特徴とする。

【0036】

これにより、接地されて回転する車輪１４、１６の回転が電動モータ１１には伝達されず、電動モータ１１による発電は防止される。したがって、電気自動車の牽引を安全且つ安心して行うことが可能であり、電気自動車の種々の搭載部品の損傷も防止される。

【0037】

本実施形態の電気自動車の牽引時の発電防止機構及び該機構を用いた電気自動車の牽引方法によれば、この方法によれば、電気自動車を牽引する際に、切替え部１８によって当該電気自動車の車軸２０－１、２０－２、２２－１、２２－２と動力伝達軸２４－１、２４－２、２６－１、２６－２とを非連結状態とすることで、電動モータに繋がれている車輪が接地されて牽引されその車輪が回転した場合でも、その車輪の回転が電動モータ１１－１、１１－２には伝達されず、電動モータでの発電作用が生じることがない。すなわち、車輪が回転しても切替え部でその回転による回転力の伝達が遮断される。したがって、電気自動車は牽引車に載せなくても、また電気自動車の電動モータに繋がっている車輪を台車に載せるという作業を行うことなく通常の牽引が可能となる。これにより、電気自動車の通常の牽引が可能であり、牽引作業の低コスト化、簡単化が図られる。

【0038】

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、リンク機構は、円板部材２８、３０、棒状部材４１、右側連結棒３２－１、３４－１、左側連結棒３２－２、３４－２を有して構成したが、円板部材２８、３０は、円形に拘らず三角形であっても良い。また、切替え部１８の可動シャフト４２をスライトさせるために、可動シャフト４２に爪部４６、連結棒３２、３４に係止部４７を設けたがこの構成に限らない。

【符号の説明】

【0039】

１０ 発電防止機構
１２－１、１２－２ 減速部
１４－１、１４－２ 前輪
１３ アイボルト（棒状連結部材）
１５ アイボルト受け部（棒状連結部材受け部）
１６－１、１６－２ 後輪
１８ 切替え部
２０－１、２０－２ 車軸（前輪）
２２－１、２２－２ 車軸（後輪）
２４－１、２４－２ 動力伝達軸（前輪）
２６－１、２６－２ 動力伝達軸（後輪）
２８ 円板部材（前輪）
３０ 円板部材（後輪）
３２－１ 左側連結棒（前輪）
３２－２ 右側連結棒（前輪）
３４－１ 左側連結棒（後輪）
３４－２ 右側連結棒（後輪）
４０ 第１固定シャフト
４１ 棒状部材
４２ 可動シャフト
４４ 第２固定シャフト
４６ 爪部
４７ 係止部
５０ 牽引車
５２ 電気自動車
５４ 台車

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】