JP2011062011A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の故障時やＡＢＳの作動時に、電動機から車輪への動力伝達を直ちに遮断することができるようにした電気自動車を提供することである。
【解決手段】電動機１０の駆動力を前輪２に伝達する動力伝達系に、保持器２８およびその保持器２８に保持されたローラ３０を有し、上記保持器２８の回転制御によるローラ３０の係合によって駆動側軸と被駆動側軸とを結合する２ウェイクラッチ２１を組込む。電磁クラッチ４０の電磁コイル４３ａに対する通電および通電の遮断によって２ウェイクラッチ２１の係合および係合解除を制御して、電動機１０から前輪２への動力伝達を直ちに遮断する。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両に搭載された電動機の駆動のみによって車両を走行させるようにした電気自動車に関する。

電動機の駆動によってのみ車両を走行させるようにした電気自動車においては、車両の走行時に電動機や、その電動機を制御する制御手段が故障すると、駆動輪がロックして急制動し、操舵不能に陥り、極めて危険な状態となる。

そのような不都合を解消するため、電気自動車においては、フェイルセーフ機能が設けられている。フェイルセーフ機能を有する電気自動車として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。

上記特許文献１に記載された電気自動車においては、電動機から車輪に至る動力伝達系にクラッチを組込み、上記電動機の作動を制御する制御手段の故障を判定する判定手段を設け、その判定手段により上記制御手段が故障と判定された際に、油圧アクチュエータで上記クラッチを切り、電動機から車輪への動力伝達を遮断して、急制動を回避するようにしている。

特許第３７４７８３６号公報

ところで、上記従来の電気自動車のように、油圧を駆動源とするアクチュエータによってドグクラッチ等のクラッチを切るようにした場合、電動機の焼き付きや、支持軸受の焼き付き等、機械的な故障が突発的に発生した場合、その故障発生からクラッチが切れるまでに多少のタイムラグが生じるため、その間に車輪がロックして操舵不能となり、車両が急停止するという問題がある。

また、油圧を駆動源とするアクチュエータによってクラッチを制御するため、油圧ポンプや油圧シリンダ、油圧配管を必要として、構造が複雑となり、エネルギの損失も大きいという問題もある。

ここで、一般的な純粋な電気自動車においては、多段変速機を必要とせず、１段または２段の変速機を用いるようにしているため、エンジン車やハイブリッド車に比較して部品点数が少なく、電動機から車輪への部品連結ガタが小さい。

また、電動機は、発進時からのトルクがエンジンに比較して大きく、しかも、電動機のロータの慣性モーメントも大きい。

このため、電気自動車の低速発進時にアクセルペダルを強く踏み込んだ後、その踏み込みを解除すると、ペダル踏み込み時に駆動部品に生じる大きなねじれが急激に解放されて、ゆれ戻し振動が発生し、その振動が車体に伝播されてドライバに不安感を与えたり、乗り心地を悪化させるという不都合がある。

また、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）が搭載された電気自動車では、車輪に対する制動力の付与と解除が数ミリ秒の短時間で繰り返し行なわれるため、ＡＢＳの作動時、車輪と電動機とが繋がれた状態であると、その電動機の慣性力の大きいロータのイナーシャによって車輪が回り続け、ＡＢＳ制御に対する車輪の追従性が悪くなり、制動距離が長くなったり、車両がスピンして走行が不安定になるという不都合が生じる。

この発明の課題は、電動機のみを駆動源とする電気自動車において、電動機の故障時やＡＢＳの作動時に、電動機から車輪への動力伝達を直ちに遮断することができるようにすることである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、駆動源を電動機のみとし、その電動機の駆動力を車輪に伝達して車両を走行させるようにした電気自動車において、前記電動機の駆動力を車輪に伝達する動力伝達系に、保持器およびその保持器に保持された係合子を有し、前記保持器の回転制御による係合子の係合によって駆動側軸と被駆動側軸とを結合する２ウェイクラッチと、通電とその通電の遮断とにより前記保持器の回転制御を行って２ウェイクラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチとを組込んだ構成を採用したのである。

上記の構成からなる電気自動車においては、車両の走行時に、電動機が万一故障した際には、電磁クラッチにより２ウェイクラッチを係合解除状態に切換えて、上記電動機から車輪への動力伝達を遮断する。このとき、２ウェイクラッチは、電磁クラッチによって制御されるため、上記２ウェイクラッチは瞬時に係合解除の状態に切り換えられることになる。このため、車輪がロックされて操舵不能になり、車両が急停止するようなことはない。

ここで、電動機の故障等の異常を検出する手段として、電動機の回転軸の回転速度および車輪の回転速度を検出するセンサを設け、各センサから出力される検出信号の比較から電動機の異常を判定する方法や、電動機の回転軸の加速度および車輪の加速度を検出する加速度センサを設け、各加速度センサから出力される検出信号の比較から電動機の異常を判定する方法を採用することができる。

ＡＢＳが搭載された電気自動車においては、車両走行時でのＡＢＳの作動時、電磁クラッチによって２ウェイクラッチを係合解除状態に切換える。その切換えにより、電動機と車輪は切り離された状態となるため、電動機のロータがイナーシャによって回転を続けても、その回転は車輪側に伝達されない。このため、ＡＢＳの制御にロータが影響を与えるようなことはなく、ＡＢＳ制御に対して車輪を良好に追従させることができる。

ここで、２ウェイクラッチとして、以下に示すクラッチ１乃至３を採用することができる。
クラッチ１；被駆動側軸に接続される外輪の内周と、その外輪の内側に組込まれ、駆動側軸に接続される入力軸の外周の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小の楔空間を形成する複数のカム面を設け、前記外輪と入力軸間に組込まれた保持器には、各カム面と対向する位置にポケットを形成し、そのポケット内に前記外輪と入力軸の相対回転により前記円筒面とカム面に係合するローラを組込み、前記外輪と入力軸のうち、カム面が形成された側の部材と保持器との間に、ローラが中立位置に保持されるよう保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだローラタイプのもの。
クラッチ２；被駆動側軸に接続される外輪の内周と、その外輪の内側に組込まれ、駆動側軸に接続される入力軸の外周の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小の楔空間を形成する複数のカム面を設け、前記外輪と入力軸間に組込まれた保持器には、各カム面と対向する位置にポケットを形成し、そのポケット内に前記外輪と入力軸の相対回転により前記円筒面とカム面に係合するローラを組込み、前記外輪と入力軸のうち、カム面が形成された側の部材と保持器との間に、ローラが円筒面とカム面で形成される楔空間の一方の狭小部に押し込まれる方向の回転トルクを保持器に付与するスイッチばねを組込んだローラタイプのもの。
クラッチ３；被駆動側軸に接続される外輪の内周と、その外輪の内側に組込まれ、駆動側軸に接続される入力軸の外周それぞれに円筒面を設け、その円筒面間に第１保持器と、その第１保持器の内側に配置される第２保持器とを組込み、その両保持器の対向位置に設けられたポケット内に、その両保持器が相対回転した際に外輪と入力軸のそれぞれの円筒面に係合するスプラグを組込み、前記第２保持器を入力軸に固定し、前記第１保持器と第２保持器間に、前記スプラグが外輪の円筒面および入力軸の円筒面に係合する方向に第１保持器を周方向一方に向けて付勢するスイッチばねを組込んだスプラグタイプのもの。

上記いずれの２ウェイクラッチの採用においても、ローラあるいはスプラグからなる係合子が、入力軸の一方向の回転を外輪に伝達する係合状態から入力軸の他方向の回転を外輪に伝達する係合状態に切り換わるまでは回転方向ガタとなり、そのガタが大きいため、アクセルペダルを強く踏み込んだ後、その踏み込みが解除されて、部品の捩じれが解放される際、その捩じれの解放を上記回転方向ガタにより吸収することができ、ゆれ戻し振動の車両への伝達を抑制することができる。

上記２ウェイクラッチは、電動機と、その電動機の回転を変速して車輪に伝達する変速機との間に組込むようにしてもよく、電動機の回転を変速して車輪に伝達する変速機と、その変速機から出力される駆動力を左右のアクスルに伝達するディファレンシャルとの間、あるいは、電動機の回転を左右のアクスルに伝達するディファレンシャルとアクスルとの間に組込むようにしてもよい。さらに、左右一対のアクスルとそのアクスルのそれぞれに接続された車輪との間に組込むようにしてもよい。

この発明に係る電気自動車において、電磁クラッチとして、保持器に回り止めされ、かつ、軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記外輪または入力軸に固定されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、静止部材に支持されて通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とからなるものを採用することができる。

上記のように、この発明においては、電動機から車輪への動力伝達系に２ウェイクラッチを組込み、その２ウェイクラッチの係合および係合解除を電磁クラッチによって制御するようにしたので、電動機の故障時に、電動機から車輪への動力伝達を直ちに遮断することができる。このため、車輪がロックされて操舵不能になり、車両が急停止するのを防止することができる。

また、２ウェイクラッチの制御が油圧を用いることのない電気的な制御であるため、構成の簡素化を図ることができる。

さらに、ＡＢＳによる車輪の制動時に２ウェイクラッチを係合解除させることによって、電動機のロータがＡＢＳ制御に影響を与えるのを防止することができる。

この発明に係る電気自動車の実施の形態を示す概略平面図 図１の電気自動車に組込まれた動力断続装置の縦断正面図 図２のIII−III線に沿った断面図 図２のIV−IV線に沿った断面図 動力断続装置における２ウェイクラッチの中立状態を示す断面図 ２ウェイクラッチの一方向への係合状態を示す断面図 ２ウェイクラッチの他方向への係合状態を示す断面図 動力断続装置における２ウェイクラッチの他の例を示す断面図 図８のIX−IX線に沿った断面図 図８のX−X線に沿った断面図 図８に示す２ウェイクラッチのスタンバイ状態を示す断面図 図８に示す２ウェイクラッチの一方向への係合状態を示す断面図 図８に示す２ウェイクラッチの他方向への係合状態を示す断面図 動力断続装置における２ウェイクラッチのさらに他の例を示す断面図 図１４のXV−XV線に沿った断面図 図１４に示す２ウェイクラッチの他方向への係合状態を示す断面図 （ａ）乃至（ｃ）は、動力断続装置の他の組込み例を示す概略平面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１に示すように、電気自動車における車体１の前部には左右一対の前輪２が設けられ、また、後部には左右一対の後輪３が設けられている。

車体１の前部には、電動機１０が搭載され、その電動機１０の回転は変速機１１により変速され、その変速機１１の出力軸の回転はフロントディファレンシャル１２から左右一対のアクスル４に伝達され、前輪２が回転するようになっている。

変速機１１として、ここでは、電動機１０の回転を１段に変速するようにしたものが採用されているが、２段に変速するようにした変速機を採用するようにしてもよい。

電動機１０と変速機１１との間には、電動機１０から変速機１１への駆動力の伝達と遮断の切換えを行なう動力断続装置２０が組込まれている。

図２に示すように、動力断続装置２０は、２ウェイクラッチ２１と、その２ウェイクラッチ２１の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ４０とからなる。

図２および図３に示すように、２ウェイクラッチ２１は、外輪２２の内側に入力軸２３を組み込んで軸受２４により相対的に回転自在に支持し、その入力軸２３の一端部に設けられた大径のカムリング部２５の外周に、上記外輪２２の内周に形成された円筒面２６との間で周方向の両端が狭小の楔空間を形成する複数のカム面２７を周方向に等間隔に設け、上記外輪２２と入力軸２３間に組込まれた保持器２８には上記カム面２７と対向する位置にポケット２９を形成し、各ポケット２９内に係合子としてのローラ３０を組込み、上記入力軸２３と保持器２８の相対回転によりローラ３０を円筒面２６とカム面２７に係合させて、入力軸２３の回転を外輪２２に伝達するようにしている。

ここで、入力軸２３の他端部には、図１に示す電動機１０の回転軸の回転が伝達される入力リング３１が嵌合され、その入力リング３１と入力軸２３とはスプライン３２の嵌合とされて一体に回転するようになっている。

また、カムリング部２５の軸方向の一端面には円形の凹部３３が形成され、その凹部３３内にスイッチばね３４が組込まれている。スイッチばね３４は周方向の一部が切り離された円形状をなし、その切り離し部の両端には一対の押圧片３５が外向きに設けられている。

一対の押圧片３５は、凹部３３の周壁に形成された切欠部３６から保持器２８の一端部に形成された切欠き３７内に挿入されて、その切欠部３６および切欠き３７の周方向の両端部を相反する方向に押圧し、その押圧によって、ローラ３０が円筒面２６およびカム面２７に係合解除される中立位置に保持器２８が弾性保持されている。

図２に示すように、電磁クラッチ４０は、アーマチュア４１と、そのアーマチュア４１と軸方向で対向するロータ４２と、そのロータ４２と軸方向で対向して、通電によりロータ４２にアーマチュア４１を吸着させる電磁石４３からなる。

図２および図４に示すように、アーマチュア４１は環状をなしている。このアーマチュア４１は、外輪２２の開口側の端部内に嵌合されて外輪２２に回り止めされた非磁性体からなるロータガイド３８内に組込まれて保持器２８の他端部に形成された内向きフランジ２８ａと軸方向で対向している。

また、アーマチュア４１は、内向きフランジ２８ａの内周部に形成された筒部２８ｂにスライド自在に嵌合され、その内周部に設けられた突片４１ａと筒部２８ｂに形成された切欠部２８ｃの係合により保持器２８に対して回り止めされている。

図２に示すように、ロータ４２は、吸着板部４２ａの外周部と内周部に同方向に向く円筒部４２ｂ、４２ｃを設けた構成とされ、上記外周円筒部４２ｂがロータガイド３８に嵌合されて、そのロータガイド３８に固定されている。

電磁石４３は、電磁コイル４３ａと、その電磁コイル４３ａを保持するコア４３ｂからなる。この電磁石４３は、静止部材としての支持リング４４に支持され、一方、静止リング４４は外輪２２との間に組込まれた軸受４５および入力リング３１との間に組込まれた軸受４６によって、外輪２２および入力リング３１に対して相対的に回転自在に支持されている。

実施の形態で示す電気自動車は上記の構造からなり、車両の前進発進に際しては、電動機１０を駆動し、電磁クラッチ４０の電磁コイル４３ａに通電する。

電磁コイル４３ａに対する通電により、ロータ４２にアーマチュア４１が吸着され、そのアーマチュア４１およびロータ４２を介して外輪２２に保持器２８が結合される。

一方、電動機１０の駆動により、その電動機１０の回転が入力軸２３に伝達されて入力軸２３が図５の矢印で示す方向に回転する。このとき、保持器２８は外輪２２に結合されているため、入力軸２３と保持器２８は相対的に回転し、その相対回転により、図６に示すように、ローラ３０が円筒面２６およびカム面２７に係合する。

そのため、入力軸２３の回転はローラ３０を介して外輪２２に伝達され、その外輪２２の回転は変速機１１により変速され、その変速機１１から出力される回転がフロントディファレンシャル１２から左右一対のアクスル４に伝達されて前輪２が回転し、車両が前進走行する。

一般に、車両の発進は低速発進とされるが、アクセルペダルを誤って強く踏み込むことがあり、その急発進による驚きによりペダルの踏み込みが直ちに解除される場合がある。このとき、入力軸２３は大きな捩じれが生じた後にその捩じれが急激に解放されることになる。

このとき、ローラ３０は、図６に示す前進走行の係合位置から図７に示す後退走行の係合位置に切り換わり、その係合位置が切り換わるまでは回転方向のガタであって、その回転方向ガタが大きいため、入力軸２３の捩じれの解放を上記回転方向ガタによって吸収することができる。したがって、ゆれ戻し振動の車両への伝達を抑制し、ドライバに不安感を与えたり、乗り心地を悪化させるというようなことはない。

車両の高速走行時、電動機１０が万一故障した際には、電磁クラッチ４０の電磁コイル４３ａに対する通電を解除する。

なお、電動機１０の故障の判断に際しては、図１に示すように、電動機１０の回転軸の回転速度を検出するセンサＳ_１および前輪２の回転速度を検出するセンサＳ_２を設け、各センサＳ_１、Ｓ_２から出力される検出信号の比較から電動機１０の異常を判断することができる。なお、電動機１０の回転軸の加速度および前輪２の加速度を検出する加速度センサを設け、各加速度センサから出力される検出信号の比較から電動機１０の異常を判定することもできる。

上記のように、高速走行中での電動機１０の故障時に、電磁コイル４３ａに対する通電を解除すると、スイッチばね３４の復元弾性により、保持器２８が入力軸２３に対して回転されて、図５に示すように、ローラ３０が中立位置に戻され、２ウェイクラッチ２１は直ちに係合解除状態となって、外輪２２と入力軸２３との結合を解除する状態となる。

このため、前輪２がロックして操舵不能になるようなことはない。また、車両が急停止することがなく、ドライバはパニックに陥ることなく、自分の意思で停止する等の操作が可能となる。

また、停止後に、車両を人手により押して道路の脇に移動させる場合においても、電動機１０と前輪２は切り離されているため、電動機１０が抵抗となることがなく、車両を道路脇までスムーズに移動させることができる。

ここで、電気自動車にＡＢＳが搭載されている場合において、そのＡＢＳの作動時は、電磁クラッチ４０の電磁コイル４３ａに対する通電を解除する。その通電の解除によって２ウェイクラッチ２１は、上記と同様に係合解除状態に切換わり、電動機１０と前輪２とは切り離された状態となる。このため、電動機１０のロータがイナーシャによって回転し続けたとしても、その回転は前輪２側に伝達されない。このため、ＡＢＳの制御に電動機１０のロータが影響を与えるようなことがなく、ＡＢＳ制御に対して前輪２を良好に追従させることができる。

図２乃至図４では、外輪２２の内周に円筒面２６を形成し、カムリング部２５の外周にカム面２７を設けたが、カムリング部２５の外周に円筒面を形成し、外輪２２の内周にカム面を設けるようにしてもよい。この場合、外輪２２と保持器２８の相互間にスイッチばね３４を組み込んで、ローラ３０が中立位置に保持されるよう保持器２８を弾性保持する。また、電磁石４３のロータ４２を入力軸２３で支持するようにする。

図８乃至図１３は、動力断続装置２０を形成する２ウェイクラッチ２１の他の例を示す。この例では、スイッチばね３４の両端に設けられた一対の押圧片３５の長さを相違させ、その短い方の押圧片３５ａを凹部３３周壁に形成された切欠部３６の周方向で対向する端面の一方に係合させ、長い方の押圧片３５ｂを保持器２８の一端部に形成された周方向に長い長孔３９の他端面に係合させて、ローラ３０が、車両前進時の係合位置に配置されるスタンバイ状態に保持器２８を弾性保持している点で図２に示す２ウェイクラッチ２１と相違している。

このため、図２に示す２ウェイクラッチ２１と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

上記のように、２ウェイクラッチ２１のローラ３０が、車両前進時の係合位置に配置されるスタンバイ状態に保持器２８を弾性保持することにより、車両の前進発進のために電動機１０を駆動すると、２ウェイクラッチ２１は１ウェイクラッチモードになっているため、電動機１０から入力軸２３に伝達される回転により、図１２に示すように、ローラ３０は円筒面２６およびカム面２７に直ちに係合し、入力軸２３の回転はローラ３０を介して外輪２２に伝達される。

また、外輪２２の回転は、変速機１１からフロントディファレンシャル１２を介して前輪２に直ちに伝達されることになる。このため、車両を違和感なく発進させることができる。

また、高速走行中に電動機１０が故障して、その電動機１０がロックしても、２ウェイクラッチ２１は１ウェイクラッチモードになって、外輪２２は入力軸２３に対して、図１２の点線で示す矢印の方向に相対回転し得るため、前輪２がロックするようなことがなく、車両はそのまま惰性で走行する。

このため、ドライバはパニックに陥ることなく、自分の意思で停止する等の操作が可能となり、その車両の停止後、手押しによって車両を道路脇までスムーズに移動させることができる。

ここで、車両の前進発進において、アクセルペダルの急激な踏み込みによる急加速後にペダルの踏み込みが直ちに解除される場合、ゆれ戻しによる振動が発生しようとするが、２ウェイクラッチ２１は１ウェイクラッチモードであって、一方向にしか振動を伝達しないため、ゆれ戻しの振動を効果的に減衰することができる。

電気自動車にＡＢＳが搭載されている場合において、そのＡＢＳの作動時は、電動機１０の回転速度を前輪２の平均速度よりも大きく下げるようにする。このように、電動機１０の回転速度を前輪２の平均速度よりも大きく下げることにより、２ウェイクラッチ２１の外輪２２は入力軸２３に対してフリー回転する状態にあるため、ＡＢＳ制御により前輪２が回転変動しながら制動することによって、その前輪２は電動機１０と切り離されているため、ＡＢＳ制御に影響を及ぼさない。

以上のような走行モードにおいては、電磁石４３の電磁コイル４３ａに対しての通電は必要としない。

車両を後退走行させる場合は、電動機１０を逆方向に回転させ、電磁クラッチ４０の電磁コイル４３ａに通電する。

電磁コイル４３ａに対する通電により、ロータ４２にアーマチュア４１が吸着され、そのアーマチュア４１およびロータ４２を介して外輪２２に保持器２８が結合される。

一方、電動機１０の駆動により、その電動機１０の回転が入力軸２３に伝達されて入力軸２３が図１１の矢印で示す方向に回転する。このとき、保持器２８は外輪２２に結合されているため、入力軸２３と保持器２８は相対的に回転し、その相対回転により、図１３に示すように、ローラ３０が円筒面２６およびカム面２７に係合する。

そのため、入力軸２３の回転はローラ３０を介して外輪２２に伝達され、その外輪２２の回転は変速機１１により変速され、その変速機１１から出力される回転がフロントディファレンシャル１２から左右一対のアクスル４に伝達されて前輪２が回転し、車両が後退走行する。

図１４乃至図１６は、動力断続装置２０を形成する２ウェイクラッチ２１のさらに他の例を示す。この例では、係合子としてスプラグ５０を用いている。

図１４乃至図１６に示すように、外輪２２の内周に形成された円筒面２６と入力軸２３のカムリング部２５の外周に形成された円筒面２７ａ間に、第１保持器５１と、その内側に第２保持器５２とを組込み、両保持器５１、５２に形成されて径方向で対向するポケット５３、５４内にスプラグ５０を組込んでいる。第１保持器５１のポケット５３内には、第１保持器５１の回転方向と同方向に向けてスプラグ５０を付勢する一対の弾性片５６が組込まれている。

スプラグ５０は両保持器５１、５２の相対回転により傾動して、外輪２２および入力軸２３の円筒面２６、２７ａに係合するようになっている。この場合、スプラグ５０は、図１５および図１６に示すように時計方向および反時計方向の両方向に係合可能とされている。このスプラグ５０の採用は、係合子としてローラ３０を用いた場合に比較して、同スペース内に本数が多く入るため、コンパクトでも大きな許容トルクが得られる。

図１４の場合、第２保持器５２を入力軸２３に固定し、その第２保持器５２と第１保持器５１間にスイッチばね５５を組み込んで、両保持器５１、５２のポケット５３，５４の位相が周方向の一方へずれる方向に第１保持器５１を周方向に付勢している。これによってスプラグ５０は、図１５に示すように傾斜し、１ウェイクラッチを構成している。

ここで、第１保持器５１の端部には内向きフランジ５１ａが形成され、その内向きフランジ５１ａの内周部に設けられた筒部５１ｂに電磁クラッチ４０のアーマチュア４１がスライド自在に嵌合され、かつ、回り止めされている。

上記の構成からなる２ウェイクラッチ２１においては、電磁コイル４３ａに電流が流れていないとき、図１５に示すように、１ウエイクラッチの状態にあり、入力軸２３が同図の矢印で示す方向に回転すると、その回転はスプラグ５０を介して外輪２２に伝達され、外輪２２が入力軸２３と同方向に回転する。

電磁コイル４３ａに通電すると、ロータ４２にアーマチュア４１が吸着されて外輪２２と第１保持器５１がアーマチュア４１およびロータ４２を介して一体化される。

この状態で、入力軸２３を図１５に示す矢印と逆方向に回転すると、第２保持器５２が第１保持器５１に対して相対回転し、その相対回転によりスプラグ５０が入力軸２３の回転方向と逆方向に傾動して、図１６に示すように、外輪２２の円筒面２６および入力軸２３の円筒面２７ａに係合し、入力軸２３の回転を外輪２２に伝達する。

なお、図１４乃至図１６で示すスプラグタイプの２ウェイクラッチでは、スイッチばね５５により、第１保持器５１を周方向の一方に向けて付勢して、スプラグ５０を円筒面２６、２７ａのそれぞれに係合させるようにしたが、上記スイッチばね５５により、スプラグ５０が円筒面２６、２７ａのそれぞれに対して係合解除される中立位置に第１保持器５１を弾性保持するようにしてもよい。

図１に示す実施の形態においては、電動機１０と変速機１１の間に動力断続装置２０を組込むようにしたが、動力断続装置２０の組込み位置はこれに限定されるものではない。

図１７（ａ）乃至（ｃ）は、動力断続装置２０の組込みの他の例を示す。（
ａ）では、変速機１１とフロントディファレンシャル１２との間に動力断続装置２０を組込んでいる。

（ｂ）は、左右一対のアクスル４のそれぞれとフロントディファレンシャル１２との間に動力断続装置２０を組込んでいる。

（ｃ）は、左右一対のアクスル４と前輪２間のそれぞれに動力断続装置２０を組込んでいる。

２ 前輪（車輪）
４ アクスル
１０ 電動機
１１ 変速機
１２ フロントディファレンシャル（ディファレンシャル）
２１ ２ウェイクラッチ
２２ 外輪
２３ 入力軸
２６ 円筒面
２７ カム面
２７ａ 円筒面
２８ 保持器
２９ ポケット
３０ ローラ（係合子）
３４ スイッチばね
４０ 電磁クラッチ
４１ アーマチュア
４２ ロータ
４３ 電磁石
５０ スプラグ（係合子）
５１ 第１保持器
５２ 第２保持器
５３ ポケット
５４ ポケット
５５ スイッチばね

Claims (12)

1. 駆動源を電動機のみとし、その電動機の駆動力を車輪に伝達して車両を走行させるようにした電気自動車において、
   前記電動機の駆動力を車輪に伝達する動力伝達系に、保持器およびその保持器に保持された係合子を有し、前記保持器の回転制御による係合子の係合によって駆動側軸と被駆動側軸とを結合する２ウェイクラッチと、通電とその通電の遮断とにより前記保持器の回転制御を行って２ウェイクラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチとを組込んだことを特徴とする電気自動車。
2. 前記２ウェイクラッチが、被駆動側軸に接続される外輪の内周と、その外輪の内側に組込まれ、駆動側軸に接続される入力軸の外周の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小の楔空間を形成する複数のカム面を設け、前記外輪と入力軸間に組込まれた保持器には、各カム面と対向する位置にポケットを形成し、そのポケット内に前記外輪と入力軸の相対回転により前記円筒面とカム面に係合するローラを組込み、前記外輪と入力軸のうち、カム面が形成された側の部材と保持器との間に、ローラが中立位置に保持されるよう保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだローラタイプのものからなる請求項１に記載の電気自動車。
3. 前記２ウェイクラッチが、被駆動側軸に接続される外輪の内周と、その外輪の内側に組込まれ、駆動側軸に接続される入力軸の外周の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小の楔空間を形成する複数のカム面を設け、前記外輪と入力軸間に組込まれた保持器には、各カム面と対向する位置にポケットを形成し、そのポケット内に前記外輪と入力軸の相対回転により前記円筒面とカム面に係合するローラを組込み、前記外輪と入力軸のうち、カム面が形成された側の部材と保持器との間に、ローラが円筒面とカム面で形成される楔空間の一方の狭小部に押し込まれる方向の回転トルクを保持器に付与するスイッチばねを組込んだローラタイプのものからなる請求項１に記載の電気自動車。
4. 前記２ウェイクラッチが、被駆動側軸に接続される外輪の内周と、その外輪の内側に組込まれ、駆動側軸に接続される入力軸の外周それぞれに円筒面を設け、その円筒面間に第１保持器と、その第１保持器の内側に配置される第２保持器とを組込み、その両保持器の対向位置に設けられたポケット内に、その両保持器が相対回転した際に外輪と入力軸のそれぞれの円筒面に係合するスプラグを組込み、前記第２保持器を入力軸に固定し、前記第１保持器と第２保持器間に、前記スプラグが外輪の円筒面および入力軸の円筒面に係合する方向に第１保持器を周方向一方に向けて付勢するスイッチばねを組込んだスプラグタイプのものからなる請求項１に記載の電気自動車。
5. 前記電磁クラッチが、前記保持器に回り止めされ、かつ、軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記外輪または入力軸に固定されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、静止部材に支持されて通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とからなる請求項１乃至４のいずれかの項に記載の電気自動車。
6. 前記２ウェイクラッチを、前記電動機と、その電動機の回転を変速して車輪に伝達する変速機との間に組込んだ請求項１乃至５のいずれかの項に記載の電気自動車。
7. 前記２ウェイクラッチを、前記電動機の回転を変速して車輪に伝達する変速機と、その変速機から出力される駆動力を左右のアクスルに伝達するディファレンシャルとの間に組込んだ請求項１乃至５のいずれかの項に記載の電気自動車。
8. 前記２ウェイクラッチを、前記電動機の回転を左右のアクスルに伝達するディファレンシャルと前記アクスルとの間に組込んだ請求項１乃至５のいずれかの項に記載の電気自動車。
9. 前記２ウェイクラッチを、左右一対のアクスルとそのアクスルのそれぞれに接続された車輪との間に組込んだ請求項１乃至５のいずれかの項に記載の電気自動車。
10. 前記電動機の回転軸の回転速度および車輪の回転速度を検出するセンサを設け、各センサから出力される検出信号の比較から電動機の異常を判定し、異常と判断した際に前記電磁石の電磁コイルに対する通電を遮断して２ウェイクラッチを係合解除状態とする請求項５乃至９のいずれかの項に記載の電気自動車。
11. 前記電動機の回転軸の加速度および車輪の加速度を検出する加速度センサを設け、各加速度センサから出力される検出信号の比較から電動機の異常を判定し、異常と判断した際に前記電磁石の電磁コイルに対する通電を遮断して２ウェイクラッチを係合解除状態とする請求項５乃至９のいずれかの項に記載の電気自動車。
12. 前記車輪をＡＢＳ制御によって制動する際、そのＡＢＳの作動時に前記電磁石の電磁コイルに対する通電を遮断して２ウェイクラッチを係合解除状態とする請求項５乃至１１のいずれかの項に記載の電気自動車。

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