(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機が減速機を介してドライブシャフトに連結された電動車両において、
前記電動車両が搭載する無線装置を使用する場合に前記回転電機のロータシャフトから前記ドライブシャフトまでのいずれかの回転軸に接触し前記無線装置を使用しない場合に前記回転軸から離れるアース機構を備える
ことを特徴とする電動車両。
【請求項２】
前記アース機構は、
前記回転軸に向かって移動可能に設けられたブラシと、
前記ブラシに連結されたアクチュエータと、
前記無線装置の電源スイッチを前記アクチュエータに接続し、前記電源スイッチがＯＮの間は前記回転軸に前記ブラシを接触させる方向に前記アクチュエータを駆動し、前記電源スイッチがＯＦＦの間は前記回転軸から前記ブラシを離間させる方向に前記アクチュエータを駆動させる回路と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載された電動車両。
【請求項３】
前記ブラシ及び前記アクチュエータは、弾性部材で連結され、
前記回転軸から前記ブラシが離間している距離は、前記アクチュエータのストロークよりも小さい
ことを特徴とする請求項２に記載された電動車両。
【請求項４】
前記ブラシは、前記回転軸の半径方向に移動可能に配置され、前記回転軸の端部の外周面に接触する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載された電動車両。
【請求項５】
前記ブラシは、前記回転軸の軸線方向に移動可能に配置され、前記回転軸の端面に接触する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載された電動車両。
【請求項６】
前記無線装置は、ＡＭ波ラジオ受信装置を含む
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか1項に記載された電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機が連結された駆動系をアースする構造を備える電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車に搭載されるモータ（回転電機）は、駆動するために電力が供給される、または、バッテリを充電するために回転力が加えられるなど、コイルに電流が流れることによって回転軸が誘起され、ノイズ（いわゆるラジオノイズ）が発生することが知られている。特許文献１では、このノイズを除去するために、接地された摺接部材をモータの回転軸に接触させている。この摺接部材は、グラファイト、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤を含む焼結金属、耐摩耗性金属などから構成された導電性部材とし、回転軸の端部の外周面に摺接するように配置され、もしくは、回転軸の端面に接するように配置され、スプリングで押し当てられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４４１８０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、電動車両の駆動用モータとして適用される回転電機は、インバータなどのスイッチング素子で駆動されるブラシレスモータであり、摺接部材となるブラシを設けないことによって回転抵抗が軽減され、ブラシに関するメンテナンスを不要にすることを利点としている。しかしながら、特許文献１のようにアースとなる摺接部材（ブラシ）を常に回転軸に押し当てるようにすると、たとえ耐摩耗性金属であっても摩耗する。そのため、摺接部材を定期的に交換するなどのメンテナンスの必要性が生じてしまう。
【０００５】
また、回転電機から発生するノイズが特に気になる状況は、例えばラジオ放送を受信するなど、限られた状況である。
【０００６】
そこで、本発明は、所定の条件において回転電機から発生するノイズを的確に除去するアース機構を備える電動車両を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一実施形態の電動車両は、回転電機が減速機を介してドライブシャフトに連結された電動車両であって、アース機構を備える。アース機構は、電動車両が搭載する無線装置を使用する場合に回転電機のロータシャフトからドライブシャフトまでのいずれかの回転軸に接触し、無線装置を使用しない場合に回転軸から離れる。
【０００８】
このとき、アース機構は、ブラシとアクチュエータと回路とを備える。ブラシは、回転軸に向かって移動可能に設けられている。アクチュエータは、ブラシに連結されている。回路は、無線装置の電源スイッチをアクチュエータに接続し、電源スイッチがＯＮの間は回転軸にブラシを接触させる方向にアクチュエータを駆動し、電源スイッチがＯＦＦの間は回転軸からブラシを離間させる方向にアクチュエータを駆動する。ここで、無線装置は、ＡＭ波ラジオ受信装置を含む。
【０００９】
また、ブラシ及びアクチュエータを弾性部材で連結し、回転軸からブラシが離間している距離は、アクチュエータのストロークよりも小さく設定する。ブラシは、回転軸の半径方向に移動可能に配置されて回転軸の端部の外周に接触する、もしくは、回転軸の軸線方向に移動可能に配置されて回転軸の端面に接触するように構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電動車両によれば、回転電機のロータシャフトからドライブシャフトまでのいずれかの回転軸に対し、電動車両に搭載された無線装置を使用する間は接触し無線装置を使用しない間は離間するアース機構を備えるので、無線装置の信号に対して回転電機から発生するノイズが加わることを抑制することができる。
【００１１】
アース機構がブラシとアクチュエータと回路とを備える発明の電動車両によれば、無線装置の電源スイッチがＯＮの間はアクチュエータを駆動してブラシを回転軸に接触させ、無線装置の電源スイッチがＯＦＦの間はアクチュエータを駆動してブラシを回転軸から離間させるので、無線装置を使用するときに確実に回転電機の回転軸がアースされる。したがって、回転電機から発生するノイズが無線装置の信号に加わることはない。
【００１２】
無線装置がＡＭ波ラジオ受信装置を含む発明の電動車両によれば、ＡＭ波ラジオ受信装置を使用する間、回転電機から発生するノイズが除去されるので、周辺ノイズの影響を受けやすいＡＭ波ラジオ受信装置の音質が確実に改善される。
【００１３】
ブラシ及びアクチュエータが弾性部材で連結され、回転軸からブラシが離間している距離をアクチュエータのストロークよりも小さく設定した発明の電動車両によれば、アクチュエータによってブラシを回転軸に押し当てる場合に確実に押し付けることができるとともに、ブラシが摩耗しても、ブラシと回転軸の接触状態を維持することができる。
【００１４】
ブラシを回転軸の半径方向に移動可能に配置し、回転軸の端部の外周に接触させる発明の電動車両によれば、回転軸の軸方向にアース機構が嵩張らない。また、ブラシを回転軸の軸線方向に移動可能に配置し、回転軸の端面に接触させる発明の電動車両によれば、回転軸の半径方向にアース機構が嵩張らないとともに、ブラシの摩耗を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態の電動車両を示す模式図。
【図２】図１の回転電機からドライブシャフトまでのギア機構を示す模式図。
【図３】図２の回転電機のロータシャフトに取り付けられたアース機構の模式図。
【図４】図３のアース機構のブラシがロータシャフトから離間した状態の模式図。
【図５】図３のアース機構のブラシがロータシャフトに接触した状態の模式図。
【図６】本発明の第２の実施形態の電動車両のアース機構の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る第１の実施形態の電動車両１について、図１から図５を参照して説明する。図１に示す電動車両１は、内燃機関２と回転電機３の両方を搭載する、いわゆるハイブリッド車両である。本実施形態の場合、前輪１０１及び後輪１０２のそれぞれのドライブシャフト４に対して回転電機３を備えている。回転電機３とドライブシャフト４の間には、減速機５が組み込まれている。前輪１０１のドライブシャフト４に連結される回転電機３は、クラッチ６を介して内燃機関２に接続される。以下、本発明の実施形態を説明する便宜上、電動車両１の進行方向を基準に「前」、「後ろ」及び「車幅方向」を定義する。また、電動車両１の運転者から見て右側を「右」、左側を「左」と呼ぶことも有る。また、車両によっては減速機の代わりに変速機であってもよい。
【００１７】
電動車両１は、図１及び図２に示すように、回転電機３が減速機５を介してドライブシャフト４に連結された電動車両であって、回転電機３のロータシャフト３１からドライブシャフト４までのいずれかの回転軸にアース機構７を備える。図１に示すようにアース機構７は、前輪１０１の駆動系及び後輪１０２の駆動系のそれぞれに設けられる。本実施形態の場合、前輪１０１用及び後輪１０２用の回転電機３のロータシャフト３１の端部３１１にそれぞれ配置されている。
【００１８】
図２は、後輪１０２のドライブシャフト４に接続された回転電機３及び減速機５を拡大して示す。前輪１０１のドライブシャフト４に接続される回転電機３及び減速機５は、内燃機関２に接続されるクラッチ６が加わるなどいくつかの違いを除いて図２に示した構成とほぼ同じであるので、以下、図２に示す後輪１０２側の機構を用いて説明する。図２に示すように、回転電機３のロータシャフト３１は、減速機５の複数のギア５１を介してドライブシャフト４に連結されている。回転電機３のロータシャフト３１、減速機５のギア５１が取り付けられたギアシャフト５２、及びドライブシャフト４は、本発明における回転軸に含まれる。図２に示す減速機５のギア５１及びギアシャフト５２の組み合わせは、本発明を実施するための一例であって、既存の様々な減速機の機構に置き換えてもよい。
【００１９】
また、内燃機関２に連結されて発電に寄与するジェネレータを回転電機３とは別に備えていてもよい。その際、前輪１０１に連結される回転電機３及び後輪１０２に連結される回転電機３と異なる動力伝達経路にジェネレータが連結される場合、ジェネレータにも回転電機３と同様のアース機構７を取り付ける。
【００２０】
アース機構７は、電動車両１に搭載される無線装置８を使用する場合に回転軸であるロータシャフト３１に接触し、無線装置８を使用しない場合にロータシャフト３１から離間するように構成される。本実施形態において無線装置８は、少なくともＡＭ波ラジオ受信装置を含む。無線装置８は、ＡＭ波ラジオ受信装置に限らず、ＦＭ波ラジオ、テレビチューナー、アマチュア無線送受信機等を含んでいてもよい。
【００２１】
図２及び図３に示すように、アース機構７は、ブラシ７０と、アクチュエータ７１と、回路７２と、弾性部材７３とを備える。ブラシ７０は、図３から図５に示すように、回転軸であるロータシャフト３１に向かって移動可能に設けられている。本実施形態の場合、ブラシ７０は、ロータシャフト３１の外周面に接触する状態と、ロータシャフト３１の外周面から離間した状態とに、ロータシャフト３１の半径方向に移動可能に配置される。アクチュエータ７１は、弾性部材７３を介してブラシ７０に連結されている。弾性部材７３は、ロータシャフト３１の半径方向に伸縮する圧縮コイルバネである。
【００２２】
本実施形態の場合、図３に示すように、回転電機３のロータシャフト３１は、軸線方向に端部３１１を延長するロッド３１２が取り付けられている。回転電機３のハウジング３２は、ロッド３１２に遊嵌する端部カバー３２１を有している。端部カバー３２１は、ロッド３１２が貫通する幕壁３２２と、ロッド３１２の外周面にほぼ同心に形成される周壁３２３と、ロッド３１２の端部に相当する位置で径外方向へ拡がる棚部３２４とを有している。アース機構７のブラシ７０は、周壁３２３とロッド３１２の間に配置さ
れており、幕壁３２２から軸線方向に平行に延びた支持片３２５によってロータシャフト３１の半径方向に移動可能に保持されている。なお、ブラシ７０を保持する構造は、図３に示す支持片３２５に限らず図４や図５に示すように周壁３２３から延びた支持片３２５であってもよい。周壁３２３は、ブラシ７０の移動方向の延長線上に当たる位置に貫通孔３２６を有しており、弾性部材７３が通されている。したがって、アクチュエータ７１は、ロータシャフト３１の半径方向にブラシ７０に対して周壁３２３を隔てた外側に配置され、棚部３２４に固定される。ブラシ７０は、ハウジング３２にリード線７６で設置されている。
【００２３】
アクチュエータ７１は、図３に示すように、可動鉄心７１１とコイル７１２で構成されるいわゆるソレノイドである。ブラシ７０は、弾性部材７３によって可動鉄心７１１に連結されている。アクチュエータ７１は、可動鉄心７１１と端部カバー３２１の周壁３２３との間に、弾性部材７３及び貫通孔３２６の外径よりも内径が大きい圧縮コイルバネである戻しばね７１３を有している。アクチュエータ７１の可動鉄心７１１のストロークＭは、ブラシ７０が回転軸であるロータシャフト３１のロッド３１２から離間している距離Ｄよりも大きい。
【００２４】
アース機構７の回路７２は、図３から図５に模式的に示すように、無線装置８の電源スイッチ８１をアクチュエータ７１のコイル７１２に接続している。この回路７２は、無線装置８と同じく電動車両１のバッテリから電力を供給されている。無線装置８を使用するために電源スイッチ８１がＯＮである間、回路７２に電流が流れ、可動鉄心７１１は、ロータシャフト３１の中心線に向かってコイル７１２から押し出される。電源スイッチ８１がＯＦＦである間、回路７２には電流が流れないので、可動鉄心７１１は、戻しばね７１３によってロータシャフト３１の中心から離れる方向へ、つまりコイル７１２内へ戻される。
【００２５】
以上のように構成されたアース機構７を備える電動車両１において、無線装置８が使用されていない場合すなわち電源スイッチ８１がＯＦＦである間は、図４に示すように、可動鉄心７１１がコイル７１２内に保持され、ブラシ７０は、ロータシャフト３１のロッド３１２から離間した状態である。無線装置８を使用するために電源スイッチ８１がＯＮにされると、コイル７１２に電流が流れ、図５に示すように、コイル７１２から可動鉄心７１１がロッド３１２に向かって押し出される。可動鉄心７１１に弾性部材７３で連結されたブラシ７０は、ロッド３１２に押し当てられる。無線装置を使用するために電源スイッチ８１がＯＮである間、ブラシ７０はロッド３１２を介してロータシャフト３１を接地させる状態を維持する。
【００２６】
この電動車両１は、無線装置８を使用する間、回転電機３のロータシャフト３１にアース機構７のブラシ７０を接触させることでロータシャフト３１を接地するので、回転電機３から発生するノイズが除去され、無線装置８の信号にノイズが入ることを防止できる。特に、無線装置８に含まれるＡＭ波ラジオ受信装置は、回転電機３から発生するノイズの周波数に近い周波数帯の電波を受信するためそのノイズの影響を受けやすいが、無線装置８を使用する間はアース機構７によってノイズが除去されるので、ＡＭ波ラジオ受信装置の音質が良くなる。また、無線装置８を使用しない間、すなわち電源スイッチ８１がＯＦＦである間はアース機構７のブラシ７０は、回転軸であるロータシャフト３１から離間しているので、経年的な摩耗が生じない。ブラシ７０がロータシャフト３１のロッド３１２から離間している距離Ｄよりもアクチュエータ７１の可動鉄心７１１のストロークＭの方が大きいので、ブラシ７０をロッド３１２に確実に押し当てることができるとともに、ブラシ７０が多少摩耗しても、ロッド３１２に接触した状態を維持することができる。
【００２７】
本発明に係る第２の実施形態の電動車両１について、図６を参照して説明する。第２の実施形態の電動車両１は、第１の実施形態の電動車両１と比較してアース機構７の配置が異なっている。第２の実施形態のそれ以外の点は、第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態を参酌することとし、ここでの記載を省略する。また、第１の実施形態と同じ機能を有する第２の実施形態の構成には、第１の実施形態における符号と同じ符号を付し、詳細な説明は、第１の実施形態の対応する記載を参酌することとする。
【００２８】
図６に示すように、第２の実施形態の電動車両１のアース機構７は、回転軸のひとつであるロータシャフト３１の端部３１１を延長するロッド３１２の端面にブラシ７０を対面させて設置される。ブラシ７０は、回転軸であるロータシャフト３１の軸線方向に移動可能に配置される。したがって、アクチュエータ７１は、ロータシャフト３１の軸線上に保持されるように、ロータシャフト３１の延長線上を横切って端部カバー３２１に取り付けられるプレート３２７に固定される。プレート３２７は、中央部に貫通孔３２６を有している。ブラシ７０は、プレート３２７とロッド３１２の端面との間に配置され、弾性部材７３は、貫通孔３２６に通される。アクチュエータ７１は、プレート３２７を隔ててブラシ７０と反対側に配置されている。
【００２９】
以上のように構成されたアース機構７を備える電動車両１は、第１の実施形態と同様に、無線装置８を使用しない間、すなわち無線装置の電源スイッチ８１がＯＦＦである間、ブラシ７０はロータシャフト３１のロッド３１２の端面から離間している。また、無線装置８を使用する間、すなわち無線装置８の電源スイッチ８１がＯＮである間、ブラシ７０はアクチュエータ７１の可動鉄心７１１によって移動され、ロータシャフト３１のロッド３１２の端面に接触する。
【００３０】
回転電機３に電流が流れる間、ロータシャフト３１に励起される誘導電流によってノイズが発生するが、無線装置８を使用する間、アース機構７のブラシ７０がロータシャフト３１に接触するので、ノイズが除去される。したがって、無線装置８の信号にノイズが入らなくなるので、ＡＭ波ラジオ受信装置などの音質が良くなる。また、無線装置８を使用しない間は、ブラシ７０がロータシャフト３１から離間しているので、経年的なブラシ７０の摩耗を軽減することができる。
【００３１】
第１の実施形態及び第２の実施形態では、回転電機３のロータシャフト３１を延長するロッド３１２にアース機構７を設置した。回転電機のロータシャフト３１からドライブシャフト４までのいずれかの回転軸にアース機構７が設置されればよいので、減速機５のギアシャフト５２やドライブシャフト４にアース機構７が設置されていてもよい。
【００３２】
また、無線装置８を使用する間で、かつ、回転電機３によって発生するノイズの出力が大きくなるときにアース機構７が回転軸に接触するようにしてもよい。回転電機３から発生するノイズの出力が大きくなる条件として、電動車両１が加速する際に回転電機３に流れる電流がある一定の値よりも大きい場合、または電動車両１が減速する際に回生制御され回転電機に流れる電流がある一定の値よりも大きい場合が含まれる。回転電機３に流れる電流値を検出して一定の値を超えた場合に無線装置８の電源スイッチ８１がＯＮであれば、ブラシ７０を回転軸に接触させるように回路７２で制御する。回転電機３に流れる電流量の増減を検出する代わりにトルク要求などに基づいてアース機構７のアクチュエータ７１を制御して、ブラシ７０を回転軸に接触させてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１…電動車両、３…回転電機、３１…ロータシャフト（回転軸）、３１１…（回転軸の）端部、４…ドライブシャフト（回転軸）、５…減速機、５２…ギアシャフト（回転軸）、７…アース機構、７０…ブラシ、７１…アクチュエータ、７２…回路、７３…弾性部材、８…無線装置（ＡＭ波受信装置）、８１…電源スイッチ、Ｄ…（回転軸からブラシが離間している）距離、Ｍ…（アクチュエータの）ストローク
【図１】
0006451289.tif 000002
【図２】
0006451289.tif 000003
【図３】
0006451289.tif 000004
【図４】
0006451289.tif 000005
【図５】
0006451289.tif 000006
【図６】
0006451289.tif 000007