WO2016056039A1 - 電気自動車の教材システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an electric vehicle teaching system for learning the structure and mechanism of an electric vehicle by assembling and disassembling the electric vehicle.
- the present invention has been made in view of the above points, and enables the disassembled components to be placed on the work floor in an orderly manner, facilitates the progress management of disassembly and assembly, and improves the work efficiency. At the same time, it aims to provide a teaching system for electric vehicles that makes it easy to teach the structure and structure systematically.
- an electric vehicle teaching system disassembles an electric vehicle completed on a work floor into a plurality of predetermined components and assembles the components to assemble the electric vehicle.
- a component mat for mounting all or a part of each component disassembled laid on the work floor is provided, and each component mounted on the surface of the component mat is imitated
- a planar part image is displayed, and a corresponding component can be placed on the planar part image.
- the work floor is a concept including not only indoor but also the outdoor ground and the rooftop of the building.
- the component may be a single component or an assembly unit configured by assembling a plurality of single components.
- the planar part image may be displayed on the part mat corresponding to all the components to be disassembled, but the planar part image is displayed for the main component parts, and the handling can be clearly seen. There is no particular need to display the class. Further, insignificant parts such as screws need not be displayed. These non-important parts may be dealt with by placing them in the vicinity of the components used. Furthermore, it is preferable to display the planar part image on the part mat systematically as much as possible, for example, according to the assembly order of the component parts.
- a chassis is placed on a mounting table and a part mat is placed around it. If there is a component mat corresponding to the chassis, the chassis is placed on the corresponding planar component image. Then, disassembly is performed according to a predetermined disassembly procedure, and the disassembled components are placed on the corresponding planar part image on the part mat.
- display the flat part image on the part mat for example, according to the assembly order of the component parts (in other words, the disassembly order), or match the description of the manual describing the disassembly and assembly procedures as much as possible.
- the disassembled components can be easily placed, and each component is neatly placed on the component mat on the work floor, thus improving the disassembly work efficiency. be able to.
- each component is placed in an orderly manner on the part mat on the work floor, it is possible to proceed while understanding the structure and mechanism of the electric vehicle, making it easier for teachers to teach the structure and mechanism systematically. And work progress management is effective.
- the components to be assembled are placed on the corresponding flat part image on the part mat. Then, the component parts are assembled according to a predetermined assembly procedure.
- the display of the planar part image on the part mat should be displayed systematically as much as possible, for example, according to the assembly order of the component parts, or in accordance with the description in the manual describing the disassembly and assembly procedures.
- Each component is neatly placed on the component mat on the work floor, and the target component can be easily taken out, so that the assembly work efficiency can be improved accordingly.
- each component is placed in an orderly manner on the part mat on the work floor, it is possible to proceed while understanding the structure and mechanism of the electric vehicle, making it easier for teachers to teach the structure and mechanism systematically. be able to.
- each planar part image of the part mat is displayed as adjacent as possible in the order of the item numbers given to the constituent parts based on the assembling procedure of the constituent parts.
- the item number of the component corresponding to each planar part image is displayed in the vicinity of each planar part image.
- the planar part images of the components are arranged adjacent to each other as much as possible according to the assembly procedure and according to the procedure of disassembly, in other words, they are arranged adjacent to each other in the order of disassembly. This makes it easier to take out the target component at the time of assembly and further improve the work efficiency of disassembly and assembly.
- each planar component image is displayed in the vicinity of each planar component image of the component mat.
- the names of component parts can be recognized immediately, and in this respect as well, the work efficiency of disassembly and assembly can be further improved.
- the above-described component mat is divided into a plurality of divided component mats as necessary. Since the component mat is divided into the divided component mats, it becomes compact and easy to attach to the work floor. In addition, the components can be easily arranged, for example, when the components are arranged once and arranged again. Furthermore, it becomes easy to make a schedule for disassembly and assembly for each component displayed on the component mat. For example, the parts placed on the first division mat are assembled in the morning, and the parts described on the next division mat are assembled in the afternoon.
- disassembly and assembly are performed on the first day, interrupted in the middle of the course, and even if the lesson spans the next day or the next week, etc., the components are arranged and arranged in divided mats, so reproducibility can be maintained. it can.
- a chassis is included as the component, and one of the divided component mats is configured as a chassis mat dedicated to the chassis on which the chassis is placed.
- the chassis is placed on the chassis mat via a mounting table, and another divided component mat is placed around the chassis. Therefore, the chassis can be easily positioned, so that the workability is good and the work efficiency can be improved.
- the components assembled in the chassis are grouped into a plurality according to the order of the item numbers given to the components based on the assembly order of the components.
- Two or more divided component mats are provided, and a planar component image group corresponding to the grouped component component group is displayed on each divided component mat other than the chassis mat. Since the component parts are arranged adjacent to each other in the assembling order as much as possible in the divided part mat, it becomes easier to take out the target component part and the work efficiency of the assembly can be further improved.
- it is easy to understand the structure and mechanism of an electric vehicle and it is easy for teachers to teach the structure and mechanism in a systematic manner, and to facilitate progress management.
- a related instrument mat on which a related instrument including a tool used for assembling the component group is placed is provided, and a plurality of areas on which the related instrument is placed are displayed on the related instrument mat. It is configured. Since the related instrument mat is provided, tools and the like can be managed in an orderly manner, and the working efficiency can be improved also in this respect.
- the components displayed on the surface of the component mat include at least a damper constituting the suspension, an electric motor, an assembly having a reduction gear box to which the electric motor is attached and linked to the wheel, and a floor Panels, seats, side brakes, brake discs, hubs, brake calipers, suspension arms, steering gear boxes, wheels, throttle pedals, brake pedals, steering shafts, control boxes containing motor controllers and converters, batteries, and steering wheels. It has a configuration. Since the important parts can be systematically arranged, the above-described operations and effects can be reliably achieved.
- each component when disassembling and assembling an electric vehicle, each component can be placed on the component mat of the work floor in an orderly manner, so that the component can be easily placed and taken out.
- the work efficiency of disassembly and assembly can be improved.
- FIG. 1 The state of mounting of the electric motor as a different specification component used in this teaching material system is shown, (a) is a partial sectional view showing the state of assembly of the DC motor, and (b) is the mounting state of the AC motor.
- FIG. The in-wheel motor as a replacement component used in this teaching material system is shown, (a) shows the assembled state to a chassis, (b) is a figure which shows the attachment state of a wheel. It is a disassembled perspective view which shows the front suspension apparatus of the electric vehicle used for this teaching material system. It is a perspective view which shows the front suspension apparatus of the electric vehicle used for this teaching material system.
- the principal part of the front suspension apparatus of the electric vehicle used for this teaching material system is shown, (a) is a top view which shows the attachment state of an upper arm, (b) is the principal part enlarged plan view.
- the principal part of the front suspension apparatus of the electric vehicle used for this teaching material system is shown, (a) is the sectional view on the AA line in FIG. 16, (b) is the sectional view on the BB line in FIG.
- the principal part of the front suspension apparatus of the electric vehicle used for this teaching material system is shown, (a) is a front view which shows the attachment state of an upper arm, (b) is the principal part enlarged front view.
- FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
- FIG. 4 is a diagram showing a state in which the camber angle is adjusted in the front suspension device of the electric vehicle used in the teaching material system, (a-1) and (a-2) are diagrams when the camber angle is small, (b-1 ) And (b-2) are diagrams when the camber angle is large.
- the front suspension apparatus of the electric vehicle used for this teaching material system it is a figure which shows the state which adjusts a caster angle, (a) is a figure when a caster angle is small, (b) is a figure when a caster angle is large. is there.
- the electric vehicle teaching system disassembles the electric vehicle EV completed on the work floor into a plurality of predetermined components, This is a system for assembling and completing an electric vehicle EV.
- the work floor is a concept including not only indoors but also the outdoor ground and the rooftop of a building.
- the component part may be a single part, or may be a unitary apparatus for each assembly operation configured by assembling a plurality of single parts.
- the electric vehicle EV As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the electric vehicle EV according to the embodiment also refers to FIG. 4 to FIG. 6 to be described later. It has become.
- Item numbers are assigned to the respective component parts based on the order of assembly, and the order is as follows. Among the item numbers (n ⁇ i), n (1 to n) indicates a large order, and i (1 to i) indicates a rank within the large order. When i is the same numerical value, it indicates that it is a part that can be assembled from either, or a part that can be assembled integrally. In addition, there are cases where components not described are attached to the chassis 2, such as a harness or the like being assembled in advance. In addition, the manual describing the procedure for disassembling and assembling includes description of the component parts together with the item number.
- Rear Damper (Rr) (1-1) Rear damper D (Rr) (Rr Damper (L)) (1-2) Swing Arm 4 (Rr Swing Arm) (1-3) Coupling 5 (1-3) Electric motor M (Motor) (1-4) Assembly 6 with axle connected to reduction gearbox (Rer Suspension ASSY) (1-5) Spacer 7 (Spacer A) (1-5) Spacer 7 (Spacer A) (1-5) Brake disk (Rr Brake Disk (R)) (1-5) Brake disk 8 (Rr Brake Disk (L)) (1-5) Hub 9 (Rr Hub (R)) (1-5) Hub 9 (Rr Hub (L)) (1-6) Brake Caliper 10 (Rr Brake Caliper (R)) (1-6) Brake Caliper 10 (Rr Brake Caliper (L))
- the teaching material system includes a component mat 30 on which all or a part of each disassembled component laid on the work floor is placed, as shown in FIGS.
- the component mat 30 is made of a resinous sheet, and a planar component image 31 simulating each component to be placed is displayed on the surface of the component mat 30.
- the corresponding component on the planar component image 31 is displayed. It is formed so that it can be placed.
- the planar part image 31 may be displayed on the part mat 30 corresponding to all of the components to be disassembled, the planar part image 31 is displayed for the main constituent parts, and the handling is clearly understood. There is no need to display or lamps. Further, insignificant parts such as screws need not be displayed. These non-important parts may be dealt with by placing them in the vicinity of the components used.
- each planar part image 31 of the part mat 30 is displayed as close as possible in the order of the above-mentioned item numbers given to the respective constituent parts based on the assembling order of the respective constituent parts.
- the item number of the component corresponding to each planar component image 31 is displayed.
- the item numbers (ni) and names (English characters) listed above are displayed. It may be written in Japanese. However, depending on conditions such as the size of the component parts, some of the component parts in the arrangement are not always displayed in the order of the item numbers. For example, (2-6) Anti-Roll Bar is displayed adjacent to (2-1) Lower Arm (Fr Suspension Lower Arm (L)) due to size.
- the component mat 30 is divided into a plurality of divided component mats.
- One of the divided component mats is configured as a chassis mat 30S dedicated to the chassis 2 on which the chassis 2 is mounted via the mounting table 35.
- the mounting table 35 may be made of any material such as wooden or metal.
- the component parts assembled in the chassis 2 are grouped into a plurality according to the order of the item numbers given to the respective component parts based on the assembling order of the respective component parts, and divided component mats other than the chassis mat 30S are divided into two.
- each of the divided component mats other than the chassis mat 30S displays a planar component image 31 group corresponding to the grouped component parts group.
- the first component mat 30A there are three divided component mats, the first component mat 30A, the second component mat 30B, and the third component mat 30C, in ascending order of assembly order.
- the planar component image 31 is displayed so that the numerical value in the assembly order increases from the lower right to the upper left.
- the name and the assembly order are displayed, and the second component mat 30B has the components (2-2) to (2-5), the remaining components (2-6)
- the planar part image 31 of the component corresponding to (3-1) to (4-2), the name, and the assembly order are displayed, and the third part mat 30C is (5-1) in the above assembly order.
- To (9-2) are displayed as planar part images 31, names and assembling orders of the constituent parts.
- the teaching material system according to the embodiment includes an associated instrument mat 32 on which an associated instrument including a tool used for assembling the component group is placed.
- the related instrument mat 32 displays a plurality of areas 33 on which the related instruments are placed.
- the teaching material system according to the embodiment includes a work mat 34 that does not display a component group.
- a plurality of different specification components having different specifications are selected as at least one of the components.
- the components that are the target of different specification components are the damper D, the wheel W, and the electric motor M.
- the damper D the damper D
- the wheel W the wheel W
- the electric motor M the electric motor
- the damper D includes a front damper D (Fr) and a rear damper D (Rr).
- the damper D is formed in the same manner, and as shown in FIG. 9 and FIG.
- a possible shock absorber 40 is provided with a mounting portion 41 made of a through hole at both ends and a coil spring 42 for urging the shock absorber 40 in the advance direction.
- the front damper D (Fr) is provided in a front suspension device 60, which will be described in detail later, as shown in FIGS.
- the pin 43 is inserted into the lower arm 64 and the chassis 2.
- the rear damper D constitutes a rear suspension device 44 and is installed between the rear suspension arm 45 and the chassis 2 by inserting a pin 43 into a through hole of the mounting portion 41.
- two or more dampers D having different specifications of the strength (spring constant) of the coil spring 42 are provided as different specification components (in the embodiment, three types of dampers Da, Db, Dc).
- One of the dampers Da, Db, Dc is selected.
- the specification of the strength (spring constant) of the coil spring 42 has three levels of “strong (hard)”, “medium (normal)”, and “weak (soft)”, and the dampers Da, Db, It corresponds to Dc.
- the attachment portions 41 of the various dampers Da, Db, and Dc are formed in the same manner, and can be easily replaced. Thereby, a difference in steering performance, riding comfort, roll characteristics (cornering characteristics), etc. can be experienced.
- the wheel W includes a wheel 47 having a mounting portion 46 formed of a through hole and a tire 48. As shown in FIG. 11, the wheel 47 is attached to the hub 9 with bolts 49.
- Two or more wheels W having different diameter specifications are provided as different specification components (in the embodiment, two types of wheels Wa and Wb), and any one of the wheels Wa and Wb is selected.
- the specification of the diameter of the wheel W has two stages, large and small.
- the attachment portions 46 of the various wheels Wa and Wb are formed in the same manner, and can be easily replaced. Thereby, it can be experienced that speed and torque are in a contradictory relationship.
- ⁇ Electric motor M> In the electric motor M, as shown in FIG. 9, two or more electric motors M having different specifications of the current used are provided as different specification components. In the embodiment, two types of electric motor Ma having a DC specification and an electric motor Mb having an AC specification are provided, and one of the electric motors Ma and Mb is selected.
- the electric motor Ma is used in a drive system K, which will be described in detail later. As shown in FIGS. 9, 12 (a), 22 and 24, the electric motor Ma It has an attachment part 105 to be attached, and is attached with a bolt 108 and a nut 109. As shown in FIG. 9 and FIG.
- a female screw 161 is provided in the mounting portion 160 of the electric motor Mb, and is attached to the mounting portion 104 of the reduction gear box 100, and the bolt 108 is connected to the female screw 161. It can be screwed onto and attached.
- a replacement component that can be replaced with a predetermined component group including at least any one component and change specifications.
- a drive mechanism 50 including an in-wheel motor Mc that is formed so as to be replaceable with a predetermined group of members including the electric motor M and on which the wheels W can be directly mounted is provided.
- a suspension arm 51 as an attachment portion attached to the chassis 2 is attached to the in-wheel motor Mc, and a hub 52 to which the wheel 47 of the wheel W is attached is integrated. That is, a pair of left and right drive mechanisms 50 for the in-wheel motor Mc are mounted instead of the assembly 6 and the swing arm 4 in which the axle is connected to the electric motor M and the reduction gear box 100 as the component parts.
- At least one of the components is formed so that the specification can be changed.
- the specifications of the camber angle and / or caster angle of the wheel W can be changed by the upper arm 70 which is a component constituting the front suspension device 60.
- the suspension device 60 will be described in detail later.
- a gear ratio changing device 110 that is added between the reduction gear box 100 and the electric motor M and changes the specification of the gear ratio of the reduction gear box 100 is provided as another component.
- the gear ratio changing device 110 will be described later in detail as a drive system K for the electric vehicle EV.
- the suspension device 60 includes a knuckle member 61 to which the wheel W is attached and a ball joint mechanism on the upper side of the knuckle member 61 that is attached to the chassis 2 so as to be rotatable about an axis in the axle direction.
- the above-described damper D provided between the chassis 2 is provided.
- a tie rod 67 extending from the steering gear box 15 is linked to the knuckle member 61.
- the ball joint mechanism 62 of the upper arm 70 includes a ball stud 65 connected to the knuckle member 61 and a housing 66 that holds the ball stud 65 in a swingable manner.
- the upper arm 70 includes a base 71 for mounting the housing 66 of the ball joint mechanism 62, a pair of arms 72 extending from the base 71 toward the chassis 2, a substrate 73 formed at the tip of each arm 72, and the chassis 2. And a pair of bases 74 to which the respective substrates 73 are respectively attached.
- the housing 66 is formed such that the upper surface thereof is slidably in contact with the lower surface of the base 71 and is movable with respect to the base 71 in the vehicle width direction.
- An engaging body 80 in which engaging portions 81 are arranged along the moving direction is attached to either one of the housing 66 and the base 71, and an engaging body is provided on either one of the housing 66 and the base 71.
- An engaged body 82 having an engaged portion 83 for engaging the 80 engaging portion 81 and positioning the housing 66 at a required moving position is attached.
- the camber angle of the wheel W can be adjusted as shown in FIG. 20 by positioning and fixing the housing 66 at a required moving position.
- the fixing means 84 includes a female screw portion 85 that is spaced apart from each other at predetermined intervals on both sides in the axle direction across the ball stud 65 of the housing 66, and a male screw portion 86a and a male screw portion 86a that are screwed into the female screw portion 85.
- a bolt 86 having a larger-diameter head 86b and a long hole 87 formed in the base 71 and extending in the vehicle width direction corresponding to the female screw portion 85 and through which the male screw portion 86a of the bolt 86 is inserted. Configured. Accordingly, the housing 66 can be fixed to the base 71 by tightening the bolt 86 from the upper side of the base 71.
- the fixing of the housing 66 to the arm 72 can be ensured.
- a pair of the female screw portion 85 and the long hole 87 is provided on each side of the housing 66 with the ball stud 65 between the two sides in the axle direction.
- the fixing of the housing 66 to the arm 72 can be further ensured.
- the engaging body 80 is formed in a plate shape having a predetermined thickness in which spur gear teeth are formed on one side and a trough portion or a crest portion of the teeth is used as the engaging portion 81.
- the engaged body 82 is formed in a plate shape having a predetermined thickness with a spur gear tooth meshing with a tooth of the engaging body 80 formed on one side, and a valley portion or a crest portion of the tooth as an engaged portion 83.
- the camber angle can be adjusted by 0.5 degrees by shifting the meshing of one peak (valley) of the spur gear.
- the engagement body 80 is fixedly attached to the vicinity of at least one of the long holes 87 (in the embodiment, the pair of long holes 87 on the rear side in the axle direction) by welding or the like.
- the engaged body 83 is formed with a pair of insertion holes 88 through which a pair of bolts 86 corresponding to the long holes 87 to which the engaging body 80 is fixed.
- the engaged body 83 is disposed on the upper surface of the base 71.
- the male screw portion 86a of the corresponding bolt 86 is inserted into the insertion hole 88 and screwed into the corresponding female screw portion 85, whereby the housing 66 is attached via the bolt 86, and the bolt 86 is tightened.
- the teeth of the engaged body 82 can be positioned by meshing with the teeth of the engaging body 80. Since the engaging portion 81 and the engaged portion 83 are constituted by teeth of a flat gear, the engaging portion 81 can be easily formed continuously, the structure can be simplified, and positioning can be ensured by meshing of the gear. Can do.
- the arms 72 are in sliding contact with the upper surfaces of the corresponding bases 74 with respect to the lower surfaces of the substrates 73. It is formed to be movable in the axle direction. Then, an engaging body 90 in which engaging portions 91 are arranged along the movement direction is attached to either one of the substrate 73 and the base 74, and the engaging body is attached to either the substrate 73 or the base 74. An engaged body 92 having an engaged portion 93 that engages with 90 engaging portions 91 to position the arm 72 at a required moving position is attached.
- the fixing means 94 includes a female screw portion 95 provided on the base 74, a male screw portion 96a screwed into the female screw portion 95, a bolt 96 having a head 96b having a larger diameter than the male screw portion 96a, A long hole 97 that is formed in the board 73 and extends in the axle direction corresponding to the female screw portion 95 and through which the male screw portion 96a of the bolt 96 is inserted is configured.
- substrate 73 can be fixed to the base 74 by tightening the volt
- the fixing of the substrate 73 to the base 74 can be ensured by the bolt 96.
- a pair of the female screw portion 95 and the long hole 97 is provided for each arm 72 at a predetermined interval in the vertical direction. The fixing of the substrate 73 to the base 74 can be further ensured.
- the engagement body 90 is configured by a base plate 73 on the rear side in the axle direction, and a male screw portion 96a of a bolt 96 inserted through the long hole 97 can be inserted into the inner wall surface of one long hole 97 of the base plate 73.
- the concave portions 91a and the non-insertable convex portions 91b are alternately formed, the concave portions 91a are configured as the engaging portions 91, and the bolts 96 inserted through the long holes 97 in which the concave portions 91b are formed are engaged.
- the male threaded portion 96 a of the bolt 96 is configured as the engaged portion 93.
- the caster angle can be adjusted once by shifting the engagement of the male screw portion 96a with the recess 91a by one. Since the concave portion 91a as the engaging portion 91 is continuously formed on the inner wall surface of the long hole 97, the structure can be simplified, and the engaged portion 93 is constituted by the male screw portion 96a of the bolt 96. The structure can also be simplified in terms of points. By removing the bolt 96, the board 73 can move in the axle direction.
- the drive system K of the electric vehicle EV includes a reduction gear mechanism 101 that is linked to the wheels W and set to a predetermined basic gear ratio.
- the gear box 100 includes an electric motor M that is detachably attached to the reduction gear box 100 and has an output element 102 connected to the input element 103 of the reduction gear mechanism 101 when attached.
- the electric motor M is the above-described direct-current electric motor Ma.
- the reduction gear mechanism 101 is connected to a differential gear mechanism 101 a that cooperates with the wheels W.
- a gear ratio changing device 110 is provided that includes a change gear mechanism 112 that changes the overall gear ratio to a gear ratio different from the basic gear ratio of the reduction gear mechanism 101 when mounted.
- this gear ratio changing device 110 when one connection element 111 of the change gear mechanism 112 is connected to the output element 102 of the electric motor M, the other connection element 111 of the change gear mechanism 112 becomes the input element 103 of the reduction gear mechanism 101.
- the first connection X1 to be connected (FIG. 25B) and one connection element 111 of the change gear mechanism 112 are connected to the input element 103 of the reduction gear mechanism 101
- the other connection element 111 of the change gear mechanism 112 is
- the second connection X2 (FIG. 25C) connected to the output element 102 of the electric motor M is formed so that two connections can be made. That is, the gear ratio changing device 110 is so-called reversible.
- FIG. 25C The second connection X2 connected to the output element 102 of the electric motor M is formed so that two connections can be made. That is, the gear ratio changing device 110 is so-called reversible. In the embodiment, as shown in FIG.
- the first connection X1 can be set to a gear ratio smaller than the basic gear ratio
- the second connection X2 can be set to a gear ratio larger than the basic gear ratio. I have to. Therefore, if the connection for directly connecting the electric motor M to the reduction gear box 100 is a basic connection X0 (FIG. 25 (a)), the three different connections of the basic connection X0, the first connection X1, and the second connection X2 Three different gear ratios can be easily realized. For this reason, changes such as acceleration performance, maximum speed performance, climbing performance, and regeneration performance can be enriched.
- the reduction gear box 100 and the electric motor M are provided with mounting portions 104 and 105 having mounting surfaces 104a and 105a that face each other when mounted.
- the outer peripheral part of the attaching parts 104 and 105 is formed in a flange, and a plurality of (four in the embodiment, equiangular relationship) insertion holes 106 and 107 corresponding to each other are formed in the flange.
- the mounting portions 104 and 105 are connected to each other by inserting a bolt 108 through 107 and tightening a nut 109 into the bolt 108.
- the gear ratio changing device 110 is configured to include a case 114 that houses a change gear mechanism 112 and has a joint surface 113 that can be joined to each of the mounting surfaces 104a and 105a.
- One connecting element 111 of the change gear mechanism 112 is positioned on the one joining surface 113 side of the case 114, the other connecting element 111 is positioned on the other joining surface 112 side of the case 114, and the case 114 is
- the reduction gear box 100 and the mounting portion 104, 105 of the electric motor M are formed so as to be sandwiched between them.
- the input element 103 of the reduction gear mechanism 101 and the output element 102 of the electric motor M are configured by spline shafts 120 and 121 each having an axis positioned coaxially when connected.
- the connection element 111 of the change gear mechanism 112 of the gear ratio changing device 110 includes spline holes 123 and 124 that are positioned coaxially with the spline shafts 120 and 121 when connected.
- spline holes 125 and 126 for connecting the input element 103 of the reduction gear mechanism 101 and the output element 102 of the electric motor M are provided.
- a coupling 127 is provided. Since the coupling 127 is provided, direct connection between the reduction gear box 100 and the electric motor M can be easily performed.
- the pair of spline holes 123 and 124 of the change gear mechanism 112 of the gear ratio changing device 110 are formed to have the same specification with the same inner diameter, the same number of teeth, and the like, and are specification to mesh with the spline shaft 121 of the electric motor M. Is formed. Further, the specifications such as the outer diameter and the number of teeth of the spline shaft 120 of the reduction gear mechanism 101 are different from the specifications such as the outer diameter and the number of teeth of the spline shaft 121 of the electric motor M.
- the spline hole 128 that meshes with one of the spline shafts (in the embodiment, the spline shaft 120 of the reduction gear mechanism 101) and the other spline shaft (in the embodiment, the spline of the electric motor M).
- An adapter 130 having a spline shaft 129 having the same specifications as the shaft 121) is provided. Even if the specification of the spline shaft 120 of the reduction gear mechanism 101 is different from the specification of the spline shaft 121 of the electric motor M, the same specification can be made by the adapter 130. Therefore, the first connection X1 of the gear ratio changing device 110 and The second connection X2 can be easily performed.
- the change gear mechanism 112 of the gear ratio changing device 110 includes an outer ring 131 that is fixed in the case and has internal teeth, a sun gear 132 that has a spline hole 124 in the shaft center,
- the planetary gear mechanism includes a plurality of planetary gears 133 and a planetary carrier 134 that rotatably supports the planetary gears 133 and has a spline hole 123 in the center. Since the spline holes 123 and 124 can be positioned on the same axis, the change gear mechanism 112 can be easily made reversibly.
- the teaching system for an electric vehicle includes a drive system explanation device 140 for understanding the drive system K of the electric vehicle EV according to the embodiment.
- This drive system explanation device 140 includes a rectangular frame base 141, a reduction gear box 100 supported on the base 141 and provided with a reduction gear mechanism 101 and a differential gear mechanism 101a, and a reduction gear box 100 attached to the reduction gear box 100.
- a simulated electric motor 142 linked to the gear mechanism 101 and an axle 143 linked to the reduction gear box 100 are provided.
- the reduction gear box 100 and the simulated electric motor 142 are partially cut away so that the inside thereof can be seen.
- the reduction gear box 100 is provided with an electric drive motor 144 for driving the reduction gear mechanism 101 and the simulated electric motor 142.
- the drive motor 144 drives the rotational state of the simulated electric motor 142 and the reduction gear.
- the operating state of the mechanism 101 and the operating state of the differential gear mechanism 101a are made visible.
- the reduction gear box 100, the simulated electric motor 142, and the axle 143 are covered with a cover 145 provided on the base 141 and formed of a frame and a transparent plate such as acrylic resin.
- pulleys 146 are provided at both ends of the axle shaft 143, and a wire 148 for suspending a weight 147 for applying a load to the axle shaft 143 is wound around the pulley 146 so as to be rewound.
- the wire 148 is wound and unwound, and the weight 147 moves up and down inside the base 141.
- a weight holding portion 149 that detachably holds a weight 147 is provided at the tip of the wire 148.
- a plurality of unit weights 147 having a predetermined weight (for example, 1 Kg) are prepared as the weight 147, and the weight holding portion 149 holds an appropriate number so that the weight is variable and the load applied to the axle is variable.
- a predetermined weight for example, 1 Kg
- 150 is a power supply box
- 151 is a bottom dead center sensor that is provided on the bottom plate of the base 141 and detects that the weight 147 is installed
- 152 is a switch for turning on and off the drive motor 144 and switching at the time of turning on.
- An up / down switch that selectively rotates the weight 147 in the upward direction or the downward direction.
- the number of the weights 147 is appropriately selected in the wound state of the wire 148 and suspended from the weight holding portion 149.
- the weight 147 is suspended by 1 kg on the left side and the weight 147 is suspended by 2 kg on the right side, and the up / down switch 152 is turned on to lower the weight 147 until it reaches the bottom dead center sensor 151.
- the bottom dead center sensor 151 detects the weight 147, it stops.
- the up / down switch 152 is turned on to raise the weight 147 until it reaches the winding end of the wire 148.
- the rotation state of the simulation electric motor 142, the operation state of the reduction gear mechanism 101, and the operation state of the differential gear mechanism 101a can be visually recognized.
- the teaching system for an electric vehicle according to the embodiment includes an in-wheel motor explanation device 160 for explaining the principle of the in-wheel motor used in the electric vehicle EV according to the embodiment. ing.
- This in-wheel motor explanation device 160 is arranged such that main parts are spaced apart at a predetermined interval along the axial direction so that the relationship between them can be visually recognized.
- a base 161 and a pair of support of the base 161 A shaft 163 installed and fixed to the frame 162, a tire wheel 164 rotatably provided on one end side of the shaft 163, and a brake disk 165 provided integrally on the outside and rotatably provided on the other end side of the shaft 163.
- a cover disk 166 a plurality of (four in the embodiment) support rods 167 installed in an equiangular relationship between the tire wheel 164 and the cover disc 166, and a shaft fixed to the support rod 167 on the tire wheel 164 side and shaft
- a ring-shaped rotor 168 that rotates together with the tire wheel 164 around the center 163, and the rotor 168
- It is constituted by a stator 169 fixed to the shaft 164 is provided between the fine cover disk 166.
- electromagnets 170 each having a coil wound around an iron core are arranged in rows.
- the brake disk 165, the cover disk 166, the rotor 168, and the stator 169 are covered with a cover 172 provided on the base 161 and formed of a frame and a transparent plate such as acrylic resin.
- the in-wheel motor explanation device 160 when the in-wheel motor explanation device 160 is operated, the tire wheel 164 is manually rotated. As a result, the cover disk 166 and the rotor 168 provided integrally with the brake disk 165 are rotated, and the rotor 168 is rotated by the stator 169, whereby the tire wheel 164 is rotated via the rotor 168. Can know. It is also easy for teachers to explain these operating principles.
- the assembled electric vehicle EV for example, as shown in FIG. 9, one of three types (Da, Db, Dc) is adopted as the damper D, and two types as the wheels W. Any type of (Wa, Wb) is employed, and any one of the two types (Ma, Mb) is employed as the electric motor M.
- the electric motor M is directly attached to the reduction gear box 100, and the reduction is performed at the basic gear ratio.
- the assembled electric vehicle EV may employ a drive mechanism 50 including an in-wheel motor Mc.
- a chassis mat 30S is attached and a related instrument mat 32 is laid on one side in the short side (lower side in the figure) and the other side in the short side (in the figure).
- a work mat 34 is laid on the upper side.
- the first component mat 30A, the second component mat 30B, and the third component mat 30C are arranged in order along the longitudinal direction adjacent to the work mat 34.
- the component mat 30 is divided into a plurality of divided component mats 30S, 30A, 30B, and 30C, so that the component mat 30 is compact and easily attached to the work floor.
- the chassis 2 is mounted on the chassis mat 30S via the mounting table 35. Since the chassis 2 is placed on the chassis mat 30S via the mounting table 35 and the other divided component mats 30A, 30B, 30C are placed around the chassis 2, positioning of the chassis 2 is facilitated, and subsequent disassembly and assembly operations are facilitated. It is easy to do and can improve work efficiency. Then, disassembly is performed according to a predetermined disassembly procedure. First, the body 1 is removed and placed outside the component mat 30, and then, in principle, the components shown in the divided component mat 30C ⁇ the components shown in the divided component mat 30B ⁇ the divided components 30A. The components are disassembled in the order shown. The disassembled components are placed on the corresponding planar component image 31 on the component mat 30.
- the planar part images 31 of the constituent parts are arranged adjacent to each other in assembling order as much as possible. In other words, they are systematically displayed because they are arranged adjacent to each other in the disassembling order, and therefore the disassembled structure
- the components can be easily placed, and the components are placed on the component mat 30 on the work floor in an orderly manner, so that the work efficiency of disassembly can be improved.
- it is easy to understand the structure and mechanism of the electric vehicle EV and it is easy for a teacher to teach the structure and mechanism in a systematic manner, and progress management can be easily performed.
- the structure and mechanism of the electric vehicle EV can be easily understood, and the structure and mechanism can be more systematically taught for teachers. Further, in the disassembling work, since the related tool mat 32 is provided and the related tool including the tool is placed on the related tool mat 32, the tools and the like can be managed in an orderly manner, and also in this respect, work efficiency can be improved. Can do.
- each component shown in the divided component 30A ⁇ each component shown in the divided component mat 30B ⁇ each component shown in the divided component mat 30C is assembled in this order.
- the components to be assembled are placed on the corresponding planar component image 31 on the component mat 30, and the display of the planar component image 31 on the component mat 30 is arranged adjacent to each other in assembling order as much as possible. Therefore, since each component is placed in an orderly manner on the component mat 30 on the work floor, it is easy to take out the component and improve the work efficiency of the assembly. it can.
- the assembly work efficiency can be further improved.
- the structure and mechanism of the electric vehicle EV can be easily understood, and the structure and mechanism can be more systematically taught for teachers.
- the related instrument mat 32 is provided and the related instrument including the tool is placed on the related instrument mat 32, the tools and the like can be managed in an orderly manner, and also in this respect, work efficiency can be improved. Can do.
- the component mat 30 is divided into a plurality of divided component mats 30S, 30A, 30B, 30C, it becomes compact and easy to attach to the work floor.
- the components can be easily arranged, for example, when the components are arranged once and arranged again.
- disassembly and assembly are performed on the first day, interrupted in the middle of the course, and even if the lesson spans the next day or the next week, etc., the components are arranged and arranged in divided mats, so reproducibility can be maintained. it can.
- (A) Damper D As shown in FIGS. 9 and 10, a different type of damper D from that currently in use is selected and replaced.
- the damper D currently in use is the damper Db whose coil spring 42 has a “medium (normal)” strength, the “strong (hard)” damper Da or the “weak (soft)” damper Dc. Replace with.
- the attachment portion 41 is formed in the same manner, and therefore can be easily replaced.
- this electric vehicle EV can be actually driven and operability, running performance, functional performance, etc. can be experienced. Due to the difference in strength of the coil spring 42 of the damper D, it is possible to mainly experience the difference in steering performance.
- (B) Wheel W As shown in FIGS. 9 and 11, a different type of wheel W from that currently in use is selected and replaced. For example, if the wheel W currently in use is a “large” wheel Wa, the wheel Wb is replaced with a “small” wheel Wb. In this case, since the attachment part 46 is similarly formed in various wheels Wa and Wb, replacement
- (C) Electric motor M As shown in FIGS. 9 and 12, a different type of electric motor M from that currently in use is selected and replaced. For example, if the electric motor currently in use is an electric motor Ma with a DC specification, the electric motor is replaced with an electric motor Mb with an AC specification. And again, this electric vehicle EV can be actually driven and operability, running performance, functional performance, etc. can be experienced. Depending on the specification of the current used by the electric motor M, it is possible to experience differences in motor characteristics due to recovery of regenerative energy and rewriting of the motor controller program, such as differences in acceleration performance.
- (D) In-wheel motor As shown in FIGS. 9 and 13, the drive mechanism for the in-wheel motor Mc is used instead of the assembly having the axle connected to the electric motor M and the reduction gear box 100 currently in use and the swing arm 4. Change to 50. Thereby, the structure and mechanism of the electric vehicle EV can be understood. Then, again, this electric vehicle EV is actually driven to experience operability, running performance, functional performance, and the like. In this case, the understanding of the functionality of the in-wheel motor Mc can be deepened, and the influence on the running performance and operability can be known, so that the learning effect can be increased.
- (E) Upper arm 70 of suspension device 60 As shown in FIGS. 20 and 21, the specification of the camber angle and / or caster angle of the wheel W can be changed by adjusting the upper arm 70. By changing the specifications of the camber angle and / or caster angle, the understanding of the functionality of the suspension device 60 will be deepened, and the electric vehicle EV will be actually driven to know the influence on the running performance and operability. And the learning effect can be increased.
- the adjustment of the upper arm 70 will be described in detail.
- the bolt 86 is loosened as shown in FIGS.
- the engaged body 82 can be lifted by the amount of loosening the bolt 86, and the engagement of the engaged body 82 is released from the engaging body 80.
- the housing 66 of the ball joint mechanism 62 is slidably brought into contact with the base 71 of the upper arm 70, and the angle (camber angle) formed by the vertical axis and the axis of the ball joint mechanism 63 is appropriately changed.
- the engaged portion 83 of the engaged body 82 is engaged with the engaging portion 81 to position the housing 66 at a required moving position, and the bolt 86 is tightened and fixed again.
- the meshing of the spur gears can be released and the housing 66 can be moved, so that the operability is good and the workability is improved.
- the engaging part 81 and the engaged part 83 are comprised by the tooth
- the movement can be performed discretely for each tooth pitch, the adjustment can be performed reliably.
- the camber angle can be adjusted by 0.5 degrees by shifting the meshing of one peak (valley) of the spur gear.
- the engaging portions 81 of the engaging body 80 are arranged along the moving direction of the housing 66, the engaged portions 83 can be intermittently engaged, that is, the alignment changes.
- the housing 66 is in sliding contact with the base 71 in the vehicle width direction, the adjustment width can be relatively increased, and the versatility can be improved accordingly. As a result, it is possible to reproduce the alignment angle aimed even by a beginner without relying on the skill of the worker and the alignment measuring instrument.
- the bolt 96 is first removed as shown in FIGS. Then, the board 73 of the upper arm 70 is brought into sliding contact with the base 74, the angle (caster angle) formed by the vertical axis and the axis of the ball joint mechanism 63 is appropriately changed, and the engagement body 90 (73) is engaged.
- the engaged portion 93 (96a) of the engaged body 92 (96) is engaged with the mating portion 91 (91a) to position the substrate 73 at a required movement position, that is, the bolt 96 is screwed into the male threaded portion 96a. Is engaged with the recess 91 a of the long hole 97, and the substrate 73 is fixed to the base 74 again.
- the positioning can be ensured by the engagement between the concave portion 91 a and the female screw portion 96 a of the bolt 96. Further, since the movement can be made discretely by the pitch of the recess 91a, the adjustment can be performed reliably.
- the caster angle can be adjusted once by shifting the engagement of the male screw portion 96a with the recess 91a by one. That is, since the engaging portions 91 (91a) of the engaging bodies 90 (73) are arranged along the moving direction of the substrate 73, the engaged portions 93 (96a) of the engaged bodies 92 (96) are arranged. Engagement can be performed intermittently, i.e. alignment changes can be made discretely, so that adjustment can be made easily.
- the adjustment range can be enlarged comparatively and versatility can be improved only that much. As a result, it is possible to reproduce the alignment angle aimed even by a beginner without relying on the skill of the worker and the alignment measuring instrument.
- (F) Reduction gear box 100 As shown in FIG. 24 and FIG. 25A, the embodiment is applied when a direct-current electric motor Ma is directly attached to the reduction gear box 100 as the electric motor M. In this state, the reduction is performed at the basic gear ratio, but since the gear ratio changing device 110 that changes the specification of the gear ratio of the reduction gear box 100 is provided, in order to change the reduction gear ratio, The electric motor M is removed from the reduction gear box 100, and the gear ratio changing device 110 is mounted between the reduction gear box 100 and the electric motor M. In this case, the entire gear ratio can be changed by simply removing the electric motor M and incorporating the gear ratio changing device 110 without removing the reduction gearbox 100 one by one. Can be easily performed, and work efficiency can be improved.
- the electric motor M when the electric motor M is decelerated at the basic gear ratio, the electric motor M is directly attached to the reduction gear box 100 as shown in FIGS. 24 (a) and 25 (a).
- the input element 103 of the reduction gear mechanism 101 and the output element 102 of the electric motor M are connected by the coupling 127, and the attachment surfaces 104a and 105a of the attachment part 105 of the reduction gear box 100 and the electric motor M are joined together.
- the bolt 108 is inserted into the bolt insertion holes 106 and 107, and the nut 109 is screwed and tightened.
- the gear ratio changing device 110 is mounted between the reduction gear box 100 and the electric motor M to make the first connection X1, as shown in FIGS. 24 (b) and 25 (b),
- the adapter 128 is attached to the spline shaft 120 of this type to make a spline shaft 129 having the same specifications as the other spline shaft 121, and these spline shafts 121 and 129 are engaged with and connected to the spline holes 123 and 124 of the gear ratio changing device 110.
- the gear ratio changing device 110 is mounted by being held between the reduction gear box 100 and the mounting portions 104 and 105 of the electric motor M, and the long bolt 108 is inserted into the bolt insertion holes 106 and 107 and the nut 109 is screwed. Tighten together. As a result, the gear ratio changing device 110 is sandwiched and mounted between the reduction gear box 100 and the mounting portions 104 and 105 of the electric motor M, so that mounting is facilitated. Further, since the gear ratio changing device 110 can be held by the bolt 108 and the nut 109 using the existing bolt insertion holes 106 and 107 in the attachment portions 104 and 105 of the reduction gear box 100 and the electric motor M, the structure is simple. Can be easily installed.
- the gear ratio changing device 110 is reversed and the gear ratio is changed as in the case of the first connection X1.
- the change device 110 is mounted while being held between the reduction gear box 100 and the mounting portions 104 and 105 of the electric motor M.
- the gear ratio changing device 110 is so-called reversible.
- the gear ratio changing device 110 is set to a gear ratio smaller than the basic gear ratio by the first connection X1, and is set by the second connection X2.
- a gear ratio larger than the basic gear ratio can be set. That is, as shown in FIG. 25, three different gear ratios can be easily realized.
- this electric vehicle EV is actually driven by each gear ratio setting, it is possible to know the influence on the running performance and operability. That is, when the gear ratio is increased, the acceleration performance is improved, but the maximum speed is decreased. Conversely, when the gear ratio is decreased, the acceleration performance is decreased, but the maximum speed is improved. For this reason, changing modes such as acceleration performance, maximum speed performance, climbing performance and regenerative performance can be enriched, and these can be experienced, so that the learning effect can be increased.
- the display of the component parts on the part mat is not limited to the above display, and may be changed as appropriate.
- the method of dividing the divided component mat is not limited to the above, and may be changed as appropriate.
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Abstract
分解された各構成部品を作業フロア上に整然と載置できるようにして、分解,組立の進捗管理を容易にし、かつ作業効率を向上させるとともに、体系的に構造や仕組み等を教え易くできるようにする。作業フロア上で完成された電気自動車EVを予め定めた複数の構成部品毎に分解するとともに各構成部品を組立てて電気自動車を完成させる教材システムにおいて、作業フロアに敷設され分解された各構成部品の全部若しくは一部を載置する部品マット30を備え、部品マット30の表面に載置する各構成部品を模した平面部品像31を表示し、平面部品像31の上に対応する構成部品を載置可能にした。部品マットを複数の分割部品マットに分割し、分割部品マットとして、シャシマット30S,第1部品マット30A,第2部品マット30B,第3部品マット30Cを備えた。
Description
本発明は、電気自動車を組立,分解して電気自動車の構造や仕組みを学習するための電気自動車の教材システムに関する。
近年、学校教育や技術者の養成を目的として、電気自動車を組立,分解して電気自動車の構造や仕組みを学習することが行われている。電気自動車としては、一人乗用の比較的単純化したものが用いられ、作業フロア上で完成された電気自動車を、予め定めた例えば、シャシ,サスペンション組立体,電動モータ,バッテリ,車輪などの複数の構成部品毎に分解するとともに各構成部品を組立てて電気自動車を完成させる。一人乗用の電気自動車としては、例えば、特開2004-123039号公報,特開2008-68808号公報等に掲載されている。
ところで、電気自動車の分解,組立を行う際には、シャシを中心として、作業フロア上に各構成部品や、工具類を並べるが、雑然と並べる場合には、組立時に、部品を探しにくくなって、組立の効率が悪くなっているという問題があった。また、分解,組立時に部品が整然としていないと、教師が構造や仕組みなどを教える際、作業進行状況が一目に把握できず、教えにくくなるという問題もある。更に、期間をまたいだ授業では、その間に部品を紛失したり、組立,分解中の再現性を保つことができないなどの問題もある。
本発明は上記の点に鑑みて為されたもので、分解された各構成部品を作業フロア上に整然と載置できるようにして、分解,組立の進捗管理を容易にし、かつ作業効率を向上させるとともに、体系的に構造や仕組み等を教え易くできるようにした電気自動車の教材システムを提供することを目的とする。
本発明は上記の点に鑑みて為されたもので、分解された各構成部品を作業フロア上に整然と載置できるようにして、分解,組立の進捗管理を容易にし、かつ作業効率を向上させるとともに、体系的に構造や仕組み等を教え易くできるようにした電気自動車の教材システムを提供することを目的とする。
このような目的を達成するための本発明の電気自動車の教材システムは、作業フロア上で完成された電気自動車を予め定めた複数の構成部品毎に分解するとともに該各構成部品を組立てて電気自動車を完成させる電気自動車の教材システムにおいて、作業フロアに敷設され分解された各構成部品の全部若しくは一部を載置する部品マットを備え、該部品マットの表面に載置する各構成部品を模した平面部品像を表示し、該平面部品像の上に対応する構成部品を載置可能にした構成としている。
ここで、作業フロアとは、屋内のみならず、屋外の地面や建物の屋上等を含む概念である。構成部品とは、部品単体であっても良く、複数の部品単体を組立てて構成される組立ユニットであっても良い。また、分解される構成部品の全てに対応して部品マット上に平面部品像を表示しても良いが、主要な構成部品について平面部品像を表示し、明らかに取り扱いが分かる例えば、ボディーやランプ類等は特に表示しなくても良い。また、ビス等のあまり重要でない部品については、特に、表示しなくても良い。これらの重要でない部品は、使用する構成部品の近傍に載置すること等で対応してよい。更に、部品マットへの平面部品像の表示は、例えば、構成部品の組立て順に従う等、できるだけ、体系的に表示することが好ましい。
これにより、電気自動車の分解を行うときは、作業フロア上において、例えば、シャシを載置台に載せて、その周囲に部品マットを置く。シャシに対応する部品マットがあればシャシを該当する平面部品像に載置する。そして、予め定められた分解手順に従って、分解を行い、分解された構成部品は、部品マット上の該当する平面部品像の上に載置していく。この場合、部品マットへの平面部品像の表示を、例えば、構成部品の組立て順(言い方を変えれば、分解順)に従う、あるいは、分解,組立の要領を記載したマニュアルの記載に合わせる等、できるだけ、作業手順に従って体系的に表示しておけば、分解した構成部品を置き易くすることができ、各構成部品は作業フロアの部品マット上に整然と載置されるので、分解の作業効率を向上させることができる。また、各構成部品は作業フロアの部品マット上に整然と載置されていれば、電気自動車の構造や仕組みを理解しながら進めることができ、教員にとっても体系的に構造や仕組み等を教え易くすることができ、また作業進捗管理が効果的になる。
一方、この電気自動車の組立を行うときは、組立てる構成部品を部品マット上の該当する平面部品像の上に載置しておく。そして、予め定められた組立手順に従って、構成部品を組立てていく。この場合、部品マットへの平面部品像の表示を、例えば、構成部品の組立て順に従う、あるいは、分解,組立の要領を記載したマニュアルの記載に合わせる等、できるだけ、体系的に表示しておけば、各構成部品は作業フロアの部品マット上に整然と載置され、目的の構成部品を取り出し易くなるので、それだけ、組立の作業効率を向上させることができる。また、各構成部品は作業フロアの部品マット上に整然と載置されていれば、電気自動車の構造や仕組みを理解しながら進めることができ、教員にとっても体系的に構造や仕組み等を教え易くすることができる。
そして、必要に応じ、上記部品マットの各平面部品像を、各構成部品の組立ての作業手順に基づいて該各構成部品に付与した項番順に、可能な限り隣接して表示し、該部品マットの各平面部品像の近傍に、該各平面部品像に対応する構成部品の項番を表示した構成としている。
これにより、構成部品の平面部品像が可能な限り組立て作業手順に従って、また分解作業の手順に従って、隣接して並ぶので、言い換えれば、分解順に隣接して並ぶので、分解時には分解した構成部品を置き易くすることができ、組立時には目的の構成部品をより一層取り出し易くなり、分解,組立の作業効率をより一層向上させることができる。また、電気自動車の構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等を教え易くすることができ、また、進捗管理が容易になる。また、分解,組立の要領を記載したマニュアルに、項番とともに構成部品に関する説明を記載しておけば、部品マット上に載置した構成部品とマニュアルの記載との照合を行い易くなり、この点でも、電気自動車の構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等をより一層教え易く、予め計画した時間内で指導することができる。
これにより、構成部品の平面部品像が可能な限り組立て作業手順に従って、また分解作業の手順に従って、隣接して並ぶので、言い換えれば、分解順に隣接して並ぶので、分解時には分解した構成部品を置き易くすることができ、組立時には目的の構成部品をより一層取り出し易くなり、分解,組立の作業効率をより一層向上させることができる。また、電気自動車の構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等を教え易くすることができ、また、進捗管理が容易になる。また、分解,組立の要領を記載したマニュアルに、項番とともに構成部品に関する説明を記載しておけば、部品マット上に載置した構成部品とマニュアルの記載との照合を行い易くなり、この点でも、電気自動車の構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等をより一層教え易く、予め計画した時間内で指導することができる。
また、上記部品マットの各平面部品像の近傍に、該各平面部品像に対応する構成部品の名称を表示した構成としている。構成部品の名前を即座に認知することができ、この点でも、分解,組立の作業効率をより一層向上させることができる。また、電気自動車の構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等をより一層教え易くすることができる。
更に、必要に応じ、上記部品マットを複数の分割部品マットに分割した構成としている。部品マットが分割部品マットに分割されるので、コンパクトになり、作業フロアに付設し易くなる。また、構成部品を一端片付けて、再び並べる場合等、構成部品を並べ易くすることができる。更にまた、部品マットに表示された構成部品毎に、分解,組立のスケジュールを立てやすくなる。例えば、最初の分割マットに載置された部品について、午前中組立を行い、次の分割マットに記載された部品について午後に組立を行う等である。また、1日目に分解,組立を行い、その途中で中断し、翌日あるいは翌週など期間をまたいだ授業になる場合でも、構成部品が分割マットに整理されて並ぶので、再現性を保つことができる。
この場合、必要に応じ、上記構成部品としてシャシを含み、上記分割部品マットの1つを上記シャシが載置されるシャシ専用のシャシマットとして構成している。電気自動車の分解,組立を行うときは、シャシマットに載置台を介してシャシを載せて、その周囲に他の分割部品マットを置く。そのため、シャシの位置決めが容易になるので、この点でも、作業性が良く、作業効率を向上させることができる。
また、必要に応じ、上記シャシに組立てられる各構成部品を、該各構成部品の組立て順に基づいて該各構成部品に付与した項番順に可能な限り従って、複数にグループ化し、上記シャシマット以外の分割部品マットを2以上設け、該シャシマット以外の各分割部品マットに、上記グループ化した構成部品群に対応した平面部品像群を夫々表示した構成としている。分割部品マットにおいて構成部品が可能な限り組立て順に隣接し並ぶので、目的の構成部品をより一層取り出し易くなり、組立の作業効率をより一層向上させることができる。また、電気自動車の構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等を教え易く、また進捗管理しやすくすることができる。
更に、必要に応じ、上記構成部品群の組立てに使用する工具を含む関連器具が載置される関連器具マットを備え、該関連器具マットに上記関連器具が載置される複数のエリアを表示した構成としている。関連器具マットを備えたので、工具等も整然と管理することができ、この点でも、作業効率を向上させることができる。
また、必要に応じ、上記部品マットの表面に表示される構成部品は、少なくとも、サスペンションを構成するダンパ,電動モータ,電動モータが取付けられ車輪に連係される減速ギヤボックスを有した組立体,フロアパネル,シート,サイドブレーキ,ブレーキディスク,ハブ,ブレーキキャリパ,サスペンションアーム,ステアリングギヤボックス,車輪,スロットルペダル,ブレーキペダル,ステアリングシャフト,モーターコントローラーやコンバーターが収納されたコントロールボックス,バッテリ,ステアリングホイールである構成にしている。
重要部品を体系的に並べることができるので、上記の作用,効果を確実に達成することができる。
重要部品を体系的に並べることができるので、上記の作用,効果を確実に達成することができる。
本発明によれば、電気自動車の分解,組立の際、各構成部品を作業フロアの部品マット上に整然と載置することができるので、構成部品を置き易くしたり取り出し易くすることができ、それだけ、分解,組立の作業効率を向上させることができる。また、各構成部品は作業フロアの部品マット上に整然と載置されていれば、電気自動車の構造や仕組みを理解しながら進めることができ、教員にとっても体系的に構造や仕組み等を教え易く、また進捗管理することができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る電気自動車の教材システムについて詳細に説明する。
図1乃至図3に示すように、実施の形態に係る電気自動車の教材システムは、作業フロア上で完成された電気自動車EVを予め定めた複数の構成部品毎に分解するとともに、各構成部品を組立てて電気自動車EVを完成させるシステムである。ここで、作業フロアとは、屋内のみならず、屋外の地面や建物の屋上等を含む概念である。構成部品とは、部品単体であっても良く、複数の部品単体を組立てて構成される組立作業ごとのまとまった装置であっても良い。
図1乃至図3に示すように、実施の形態に係る電気自動車の教材システムは、作業フロア上で完成された電気自動車EVを予め定めた複数の構成部品毎に分解するとともに、各構成部品を組立てて電気自動車EVを完成させるシステムである。ここで、作業フロアとは、屋内のみならず、屋外の地面や建物の屋上等を含む概念である。構成部品とは、部品単体であっても良く、複数の部品単体を組立てて構成される組立作業ごとのまとまった装置であっても良い。
実施の形態に係る電気自動車EVは、図1乃至図3に示すように、また、後述の図4乃至図6も参照し、構成部品として、ボディ1,シャシ2を初め、以下に示すものとなっている。各構成部品には、その組立て順に基づいて項番が付与されており、その項番順に示すと以下のようになる。項番(n-i)の内、n(1~n)は大きな順番、i(1~i)は大きな順番内での順位を示す。iが同じ数値の場合には、いずれから組みつけても良い部品であること、あるいは、一体に組み付けられる部品であることを示す。また、シャシ2にはハーネスなどが予め組み付けられている等、記載されていない構成部品が付帯している場合もある。また、分解,組立の要領を記載したマニュアルには、項番とともに構成部品に関する説明が記載されている。
(1-1)リヤダンパD(Rr)(Rr Damper(R))
(1-1)リヤダンパD(Rr)(Rr Damper(L))
(1-2)スイングアーム4(Rr Swing Arm)
(1-3)カップリング5(Coupling)
(1-3)電動モータM(Motor)
(1-4)減速ギヤボックスに車軸を連結した組立体6(Rer Suspension ASSY)
(1-5)スぺーサ7(Spacer A)
(1-5)スぺーサ7(Spacer A)
(1-5)ブレーキディスク8(Rr Brake Disk(R))
(1-5)ブレーキディスク8(Rr Brake Disk(L))
(1-5)ハブ9(Rr Hub(R))
(1-5)ハブ9(Rr Hub(L))
(1-6)ブレーキキャリパ10(Rr Brake Caliper(R))
(1-6)ブレーキキャリパ10(Rr Brake Caliper(L))
(1-1)リヤダンパD(Rr)(Rr Damper(L))
(1-2)スイングアーム4(Rr Swing Arm)
(1-3)カップリング5(Coupling)
(1-3)電動モータM(Motor)
(1-4)減速ギヤボックスに車軸を連結した組立体6(Rer Suspension ASSY)
(1-5)スぺーサ7(Spacer A)
(1-5)スぺーサ7(Spacer A)
(1-5)ブレーキディスク8(Rr Brake Disk(R))
(1-5)ブレーキディスク8(Rr Brake Disk(L))
(1-5)ハブ9(Rr Hub(R))
(1-5)ハブ9(Rr Hub(L))
(1-6)ブレーキキャリパ10(Rr Brake Caliper(R))
(1-6)ブレーキキャリパ10(Rr Brake Caliper(L))
(2-1)ロワーアーム64(Fr Suspension lower Arm(R))
(2-1)ロワーアーム64(Fr Suspension lower Arm(L))
(2-2)フロントダンパD(Fr)(Fr Damper(R))
(2-2)フロントダンパD(Fr)(Fr Damper(L))
(2-3)フロントナックル61(Fr Knuckle(R))
(2-3)フロントナックル61(Fr Knuckle(L))
(2-4)アッパーアーム70(Fr Suspension Upper Arm(R))
(2-4)アッパーアーム70(Fr Suspension Upper Arm(L))
(2-5)ブレーキディスク11(Fr Brake Disk(R))
(2-5)ブレーキディスク11(Fr Brake Disk(L))
(2-5)ハブ12(Fr Hub(R))
(2-5)ハブ12(Fr Hub(L))
(2-6)アンチロールバー13(Anti-Roll Bar)
(2-6)ブレーキキャリパ14(Fr Brake Callper(R))
(2-6)ブレーキキャリパ14(Fr Brake Callper(L))
(3-1)ステアリングギヤボックス15(Steering Gear BOX/Tie Rod)
(4-1)マスターシリンダ16(Master Cylinder)
(4-2)パーキングブレーキ17(Parking Brake)
(2-1)ロワーアーム64(Fr Suspension lower Arm(L))
(2-2)フロントダンパD(Fr)(Fr Damper(R))
(2-2)フロントダンパD(Fr)(Fr Damper(L))
(2-3)フロントナックル61(Fr Knuckle(R))
(2-3)フロントナックル61(Fr Knuckle(L))
(2-4)アッパーアーム70(Fr Suspension Upper Arm(R))
(2-4)アッパーアーム70(Fr Suspension Upper Arm(L))
(2-5)ブレーキディスク11(Fr Brake Disk(R))
(2-5)ブレーキディスク11(Fr Brake Disk(L))
(2-5)ハブ12(Fr Hub(R))
(2-5)ハブ12(Fr Hub(L))
(2-6)アンチロールバー13(Anti-Roll Bar)
(2-6)ブレーキキャリパ14(Fr Brake Callper(R))
(2-6)ブレーキキャリパ14(Fr Brake Callper(L))
(3-1)ステアリングギヤボックス15(Steering Gear BOX/Tie Rod)
(4-1)マスターシリンダ16(Master Cylinder)
(4-2)パーキングブレーキ17(Parking Brake)
(5-1)車輪W(Tire/Wheel(R×2))
(5-1)車輪W(Tire/Wheel(L×2))
(6-1)フロアパネル18(Fr Floor Panel)
(6-1)フロアパネル18(Rr Floor Panel)
(6-2)スロットルペダル19(Throttl Pedal)
(6-2)ブレーキペダル20(Brake Pedal)
(7-1)ステアリングシャフト21(Steerring Shaft)
(8-1)コントロールボックス22(Controller Box)
(8-2)バッテリ23(Battery)
(8-2)バッテリブラケット24(Battery Bracket)
(8-3)バッテリケーブル25(Battery Cable)
(8-3)ホーン26(Horn)
(9-1)座席27(Seat)
(9-2)ステアリングホイール28(Steering Wheel)
を備えて構成されている。
(5-1)車輪W(Tire/Wheel(L×2))
(6-1)フロアパネル18(Fr Floor Panel)
(6-1)フロアパネル18(Rr Floor Panel)
(6-2)スロットルペダル19(Throttl Pedal)
(6-2)ブレーキペダル20(Brake Pedal)
(7-1)ステアリングシャフト21(Steerring Shaft)
(8-1)コントロールボックス22(Controller Box)
(8-2)バッテリ23(Battery)
(8-2)バッテリブラケット24(Battery Bracket)
(8-3)バッテリケーブル25(Battery Cable)
(8-3)ホーン26(Horn)
(9-1)座席27(Seat)
(9-2)ステアリングホイール28(Steering Wheel)
を備えて構成されている。
また、実施の形態に係る教材システムは、図4乃至図8に示すように、作業フロアに敷設され分解された各構成部品の全部若しくは一部を載置する部品マット30を備えている。この部品マット30は、樹脂性シートで構成され、その表面には、載置する各構成部品を模した平面部品像31が表示されており、この平面部品像31の上に対応する構成部品が載置可能に形成されている。分解される構成部品の全てに対応して部品マット30上に平面部品像31を表示しても良いが、主要な構成部品について平面部品像31を表示し、明らかに取り扱いが分かる例えば、ボディ1やランプ類等は特に表示しなくても良い。また、ビス等のあまり重要でない部品については、特に、表示しなくても良い。これらの重要でない部品は、使用する構成部品の近傍に載置すること等で対応してよい。
また、部品マット30の各平面部品像31は、各構成部品の組立て順に基づいて該各構成部品に付与された上掲の項番順に、可能な限り隣接して表示されており、部品マット30の各平面部品像31の近傍には、各平面部品像31に対応する構成部品の項番が表示されている。実施の形態では、上掲した項番(n-i)及び名称(英文字)が表示されている。日本語表記としても良い。但し、構成部品の大きさ等の条件によって、配置上一部の構成部品については、必ずしも、項番の順序どおりに表示されていないものもある。例えば、(2-6)アンチロールバー(Anti-Roll Bar)は、大きさの関係で、(2-1)ロワーアーム(Fr Suspension lower Arm(L))に隣接して表示されている。
また、部品マット30は、複数の分割部品マットに分割されている。分割部品マットの1つは、シャシ2が載置台35を介して載置されるシャシ2専用のシャシマット30Sとして構成されている。載置台35は、木製あるいは金属製などどのような材料で構成しても良い。また、シャシ2に組立てられる各構成部品は、各構成部品の組立て順に基づいて該各構成部品に付与した項番順に可能な限り従って、複数にグループ化し、シャシマット30S以外の分割部品マットを2以上設け、このシャシマット30S以外の各分割部品マットに、グループ化した構成部品群に対応した平面部品像31群を夫々表示している。実施の形態では、分割部品マットは、組立順の若い順から、第1部品マット30A,第2部品マット30B,第3部品マット30Cの3つである。各部品マット30A,30B,30Cにおいては、右下から左上に行くに従って組立順の数値が増すように平面部品像31を表示している。
第1部品マット30Aには、上記の組立順で言うと、(1-1)~(2-1)の構成部品及び(2-6)の一部の構成部品に対応する平面部品像31,名称及び組立順が表示され、第2部品マット30Bには、上記の組立順で言うと、(2-2)~(2-5)の構成部品,(2-6)の残りの構成部品及び(3-1)~(4-2)に対応する構成部品の平面部品像31,名称及び組立順が表示され、第3部品マット30Cには、上記の組立順で言うと、(5-1)~(9-2)の構成部品の平面部品像31,名称及び組立順が表示されている。
また、図7及び図8に示すように、実施の形態に係る教材システムは、構成部品群の組立てに使用する工具を含む関連器具が載置される関連器具マット32を備えている。この関連器具マット32には、関連器具が載置される複数のエリア33が表示されている。
更に、図7に示すように、実施の形態に係る教材システムは、構成部品群の表示のない作業マット34を備えている。
更に、図7に示すように、実施の形態に係る教材システムは、構成部品群の表示のない作業マット34を備えている。
そしてまた、実施の形態に係る電気自動車の教材システムにおいては、図9に示すように、少なくとも何れか1つの構成部品として選択され、仕様の異なる複数の異仕様構成部品が備えられている。実施の形態においては、異仕様構成部品の対象となる構成部品は、ダンパD、車輪W、電動モータMである。以下、個別に説明する。
<ダンパD>
図2に示すように、ダンパDは、フロントダンパD(Fr)及びリヤダンパD(Rr)とを備え、実施の形態では、夫々同様に形成され、図9及び図10に示すように、進退動可能なショックアブソーバ40の両端に貫通孔からなる取付部41を有しショックアブソーバ40を進出方向に付勢するコイルスプリング42を備えて構成されている。フロントダンパD(Fr)は、図10(a),図14及び図15,図20及び図21に示すように、後で詳述するフロントのサスペンション装置60に設けられ、取付部41の貫通孔にピン43を挿入することにより、ロワーアーム64とシャシ2との間に架設されている。また、リヤダンパD(Rr)は、リヤのサスペンション装置44を構成し、取付部41の貫通孔にピン43を挿入することにより、リヤサスペンションアーム45とシャシ2との間に架設される。そして、図9に示すように、異仕様構成部品としてコイルスプリング42の強さ(バネ定数)の仕様の異なるダンパDが2以上(実施の形態では3種類のダンパDa,Db,Dc)が備えられ、何れかのダンパDa,Db,Dcが選択される。コイルスプリング42の強さ(バネ定数)の仕様としては、「強(硬い)」,「中(普通)」,「弱(やわらかい)」の3段階になっており、夫々順にダンパDa,Db,Dcに対応させている。各種のダンパDa,Db,Dcの取付部41は同様に形成されており、容易に交換が可能になっている。これにより、操舵性能,乗り心地,ロール特性(コーナリング特性)等の違いが体感できる。
図2に示すように、ダンパDは、フロントダンパD(Fr)及びリヤダンパD(Rr)とを備え、実施の形態では、夫々同様に形成され、図9及び図10に示すように、進退動可能なショックアブソーバ40の両端に貫通孔からなる取付部41を有しショックアブソーバ40を進出方向に付勢するコイルスプリング42を備えて構成されている。フロントダンパD(Fr)は、図10(a),図14及び図15,図20及び図21に示すように、後で詳述するフロントのサスペンション装置60に設けられ、取付部41の貫通孔にピン43を挿入することにより、ロワーアーム64とシャシ2との間に架設されている。また、リヤダンパD(Rr)は、リヤのサスペンション装置44を構成し、取付部41の貫通孔にピン43を挿入することにより、リヤサスペンションアーム45とシャシ2との間に架設される。そして、図9に示すように、異仕様構成部品としてコイルスプリング42の強さ(バネ定数)の仕様の異なるダンパDが2以上(実施の形態では3種類のダンパDa,Db,Dc)が備えられ、何れかのダンパDa,Db,Dcが選択される。コイルスプリング42の強さ(バネ定数)の仕様としては、「強(硬い)」,「中(普通)」,「弱(やわらかい)」の3段階になっており、夫々順にダンパDa,Db,Dcに対応させている。各種のダンパDa,Db,Dcの取付部41は同様に形成されており、容易に交換が可能になっている。これにより、操舵性能,乗り心地,ロール特性(コーナリング特性)等の違いが体感できる。
<車輪W>
車輪Wは、図9及び図11に示すように、貫通孔からなる取付部46を有したホイール47とタイヤ48とからなる。ホイール47は、図11に示すように、ハブ9にボルト49で取付けられる。そして、異仕様構成部品として直径の仕様の異なる車輪Wが2以上(実施の形態では2種の車輪Wa,Wb)備えられ、何れかの車輪Wa,Wbが選択される。車輪Wの直径の仕様としては、大,小の2段階になっている。各種の車輪Wa,Wbの取付部46は同様に形成されており、容易に交換が可能になっている。これにより、スピードとトルクが相反する関係であることが体感できる。
車輪Wは、図9及び図11に示すように、貫通孔からなる取付部46を有したホイール47とタイヤ48とからなる。ホイール47は、図11に示すように、ハブ9にボルト49で取付けられる。そして、異仕様構成部品として直径の仕様の異なる車輪Wが2以上(実施の形態では2種の車輪Wa,Wb)備えられ、何れかの車輪Wa,Wbが選択される。車輪Wの直径の仕様としては、大,小の2段階になっている。各種の車輪Wa,Wbの取付部46は同様に形成されており、容易に交換が可能になっている。これにより、スピードとトルクが相反する関係であることが体感できる。
<電動モータM>
電動モータMにおいては、図9に示すように、異仕様構成部品として使用電流の仕様の異なる電動モータMが2以上備えられている。実施の形態では、直流仕様の電動モータMaと、交流仕様の電動モータMbとの2種類が備えられ、何れかの電動モータMa,Mbが選択される。電動モータMaは、後で詳述する駆動システムKに用いられ、図9,図12(a),図22及び図24に示すように、車輪Wに連係する減速ギヤボックス100の取付部104に取り付けられる取付部105を有し、ボルト108及びナット109で取付けられる。図9及び図12(b)に示すように、電動モータMbの取付部160には、雌ネジ161が設けられており、減速ギヤボックス100の取付部104に装着され、ボルト108を雌ネジ161に螺合して取付けられる。直流仕様の電動モータMa及び交流仕様の電動モータMbの選択により、加速性能の違い、回生エネルギーの回収やモーターコントローラーのプログラムの書き換えによるモータ特性の違い等が体感できる。
電動モータMにおいては、図9に示すように、異仕様構成部品として使用電流の仕様の異なる電動モータMが2以上備えられている。実施の形態では、直流仕様の電動モータMaと、交流仕様の電動モータMbとの2種類が備えられ、何れかの電動モータMa,Mbが選択される。電動モータMaは、後で詳述する駆動システムKに用いられ、図9,図12(a),図22及び図24に示すように、車輪Wに連係する減速ギヤボックス100の取付部104に取り付けられる取付部105を有し、ボルト108及びナット109で取付けられる。図9及び図12(b)に示すように、電動モータMbの取付部160には、雌ネジ161が設けられており、減速ギヤボックス100の取付部104に装着され、ボルト108を雌ネジ161に螺合して取付けられる。直流仕様の電動モータMa及び交流仕様の電動モータMbの選択により、加速性能の違い、回生エネルギーの回収やモーターコントローラーのプログラムの書き換えによるモータ特性の違い等が体感できる。
また、実施の形態に係る電気自動車の教材システムにおいては、図9及び図13に示すように、少なくとも何れか1つの構成部品を含む所定の構成部品群と交換されて仕様変更可能な交換構成部品が備えられている。実施の形態では、交換構成部品として、電動モータMを含む所定の構成部材群と交換可能に形成され、車輪Wが直接装着可能なインホイールモータMcを含む駆動機構50が備えられている。インホイールモータMcには、シャシ2に取付けられる取付部としてのサスペンションアーム51が付設されるとともに、車輪Wのホイール47が取付けられるハブ52が一体化されている。即ち、構成部品である電動モータM及び減速ギヤボックス100に車軸を連結した組立体6,スイングアーム4に変えて、インホイールモータMcの駆動機構50が左右一対取付けられる。
更に、実施の形態に係る電気自動車の教材システムにおいては、図9に示すように、少なくとも何れか1つの構成部品を、仕様変更可能に形成している。実施の形態では、フロントのサスペンション装置60を構成する構成部品であるアッパーアーム70により、車輪Wのキャンバー角及び/またはキャスター角の仕様を変更可能に形成している。サスペンション装置60については、後で詳述する。
更にまた、実施の形態に係る電気自動車の教材システムにおいては、図9に示すように、少なくとも何れか1つの構成部品に付加可能に形成され、付加されて該当する構成部品に係る仕様を変更可能にする別構成部品が備えられている。実施の形態では、別構成部品として、減速ギヤボックス100と電動モータMとの間に付加され、減速ギヤボックス100のギヤ比の仕様を変更するギヤ比変更装置110が備えられている。このギヤ比変更装置110については、電気自動車EVの駆動システムKとして、後で詳述する。
次に、実施の形態に係るサスペンション装置60について詳細に説明する。サスペンション装置60は、図14乃至図21に示すように、車輪Wが取付けられるナックル部材61と、車軸方向の軸線を中心に回動可能にシャシ2に取付けられナックル部材61の上側をボールジョイント機構62を介して支持するアッパーアーム70と、車軸方向の軸線を中心に回動可能にシャシ2に取付けられナックル部材61の下側をボールジョイント機構63を介して支持するロワーアーム64と、ロワーアーム64及びシャシ2間に設けられる上述のダンパDとを備えて構成されている。ナックル部材61には、ステアリングギヤボックス15から延びるタイロッド67が連携されている。
アッパーアーム70のボールジョイント機構62は、ナックル部材61に連結されるボールスタッド65と、ボールスタッド65を揺動可能に包持するハウジング66とを備えて構成されている。また、アッパーアーム70は、ボールジョイント機構62のハウジング66を取付けるベース71と、ベース71からシャシ2側に延びる一対のアーム72と、各アーム72の先端部に形成された基板73と、シャシ2に回動可能に取り付けられ各基板73が夫々取り付けられる一対の基台74とを備えて構成されている。
図14乃至図17に示すように、ハウジング66はその上面がベース71の下面に摺接してベース71に対して車幅方向に移動可能に形成されている。ハウジング66及びベース71の何れか一方側には、移動方向に沿って係合部81が列設された係合体80が付帯させられ、ハウジング66及びベース71の何れか他方側には、係合体80の係合部81に係合してハウジング66を所要の移動位置に位置決めする被係合部83を有した被係合体82が付帯させられている。そして、ハウジング66の所要の移動位置で、被係合体82の被係合部83を係合体80の係合部81に係合させた状態で、ハウジング66をベース71に対して固定する固定手段84が設けられており、このハウジング66を所要の移動位置に位置決め固定することで、図20に示すように、車輪Wのキャンバー角が調整可能になっている。
詳しくは、固定手段84は、ハウジング66のボールスタッド65を挟む車軸方向両側に互いに所定間隔で離間した雌ネジ部85と、この雌ネジ部85に螺合する雄ネジ部86a及び雄ネジ部86aより大径の頭部86bを有したボルト86と、ベース71に形成され雌ネジ部85に対応し車幅方向に延びボルト86の雄ネジ部86aが挿通される貫通した長孔87とを備えて構成されている。これにより、ボルト86をベース71の上側から締め付けることにより、ハウジング66をベース71に固定できるようにしている。ハウジング66のアーム72に対する固定を確実にすることができる。また、雌ネジ部85及び長孔87の組は、ハウジング66のボールスタッド65を挟む車軸方向両側に夫々一対ずつ設けられている。ハウジング66のアーム72に対する固定をより一層確実にすることができる。
また、係合体80は、一側に平ギヤの歯が形成されこの歯の谷部または山部を係合部81とした所定厚さの板状に形成されている。被係合体82は、一側に係合体80の歯に噛合する平ギヤの歯が形成されこの歯の谷部または山部を被係合部83とした所定厚さの板状に形成されている。実施の形態では、平ギヤの1つの山部(谷部)の噛合をずらすことにより、キャンバー角を0.5度調整可能にしている。係合体80は、ベース71の上面の少なくとも何れか1つの長孔87(実施の形態では車軸方向後側の一対の長孔87)の近傍に溶接等で固定して付帯させられている。被係合体83には係合体80が固定された長孔87に対応する一対のボルト86が挿通される一対の挿通孔88が形成されており、被係合体83は、ベース71の上面に配置されるとともに該当するボルト86の雄ネジ部86aを挿通孔88に挿通して対応する雌ネジ部85に螺合することにより、このボルト86を介してハウジング66に付帯させられ、ボルト86を締め付けたとき被係合体82の歯が係合体80の歯に噛合して位置決めできるようになっている。係合部81及び被係合部83を平ギヤの歯で構成するので、係合部81を連続形成し易く、構造も簡単にすることができるとともに、ギヤの噛合により位置決めを確実にすることができる。
また、図14及び図15、図18及び図19に示すように、各アーム72は、これらの基板73の下面が対応する基台74の上面に対して摺接してこの基台74に対して車軸方向に移動可能に形成されている。そして、基板73及び基台74の何れか一方側に移動方向に沿って係合部91が列設された係合体90が付帯させられ、基板73及び基台74の何れか他方側に係合体90の係合部91に係合してアーム72を所要の移動位置に位置決めする被係合部93を有した被係合体92が付帯させられている。更に、アーム72の所要の移動位置で被係合体92の被係合部93を係合体90の係合部91に係合させた状態で、基板73を基台74に対して固定する固定手段94が設けられており、アーム72を所要の移動位置に位置決め固定することで、図21に示すように、車輪Wのキャスター角を調整可能にしている。
固定手段94は、基台74に設けられた雌ネジ部95と、この雌ネジ部95に螺合する雄ネジ部96a及び雄ネジ部96aより大径の頭部96bを有したボルト96と、基板73に形成され雌ネジ部95に対応し車軸方向に延びボルト96の雄ネジ部96aが挿通される貫通した長孔97とを備えて構成されている。これにより、ボルト96を基板73の上側から締め付けることにより基板73を基台74に固定できるようにしている。ボルト96により基板73の基台74に対する固定を確実にすることができる。また、雌ネジ部95及び長孔97の組は、各アーム72毎に夫々上下方向に所定間隔で一対設けられている。基板73の基台74に対する固定をより一層確実にすることができる。
係合体90は、車軸方向後側の基板73で構成されており、この基板73の一方の長孔97の内壁面には、長孔97に挿通されるボルト96の雄ネジ部96aが挿通可能な凹部91aと挿通不能な凸部91bとが交互に形成されており、この凹部91aが係合部91として構成され、凹部91bが形成された長孔97に挿通されるボルト96が被係合体92として構成され、このボルト96の雄ネジ部96aが被係合部93として構成されている。実施の形態では、雄ネジ部96aの凹部91aに対する係合を1つずらすことにより、キャスター角を1度調整可能にしている。係合部91としての凹部91aを長孔97の内壁面に連続形成するので、構造を簡単にすることができるとともに、被係合部93としてボルト96の雄ネジ部96aで構成するので、この点でも構造を簡単にすることができる。ボルト96を取り外すことにより、基板73は車軸方向に移動可能になる。
次にまた、実施の形態に係る電気自動車EVの駆動システムKについて詳細に説明する。この駆動システムKは、図2,図3,図9,図12,図22乃至図25に示すように、車輪Wに連係され所定の基本ギヤ比に設定された減速ギヤ機構101を有した減速ギヤボックス100と、減速ギヤボックス100に着脱可能に形成され装着時に出力要素102が減速ギヤ機構101の入力要素103に接続される電動モータMとを備えて構成されている。実施の形態においては、電動モータMは上述した直流仕様の電動モータMaである。減速ギヤ機構101には車輪Wに連携するデファレンシャルギヤ機構101aが連結されている。減速ギヤボックス100と電動モータMとの間には、着脱可能に形成されるとともに電動モータMの出力要素102及び減速ギヤ機構101の入力要素103に接続される一対の接続要素111を有し、装着時に全体ギヤ比を減速ギヤ機構101の基本ギヤ比とは異なるギヤ比に変更する変更ギヤ機構112を備えたギヤ比変更装置110が設けられている。
このギヤ比変更装置110は、変更ギヤ機構112の一方の接続要素111を電動モータMの出力要素102に接続したとき変更ギヤ機構112の他方の接続要素111が減速ギヤ機構101の入力要素103に接続される第1接続X1(図25(b))と、変更ギヤ機構112の一方の接続要素111を減速ギヤ機構101の入力要素103に接続したとき変更ギヤ機構112の他方の接続要素111が電動モータMの出力要素102に接続される第2接続X2(図25(c))との2つの接続ができるように形成されている。即ち、ギヤ比変更装置110は謂わばリバーシブルに形成されている。実施の形態においては、図25に示すように、第1接続X1を基本ギヤ比よりも小さいギヤ比に設定し、第2接続X2を基本ギヤ比よりも大きいギヤ比に設定することができるようにしている。そのため、減速ギヤボックス100に電動モータMを直接接続する接続を基本接続X0(図25(a))とすると、この基本接続X0,第1接続X1及び第二接続X2の3つの異なる接続により、3つの異なるギヤ比を容易に実現できるようになる。このため、加速性能,最高速度性能,登坂性能や回生性能等の変更態様を豊富にすることができる。
詳しくは、減速ギヤボックス100及び電動モータMには、これらの装着時に夫々互いに対面する取付面104a,105aを有した取付部104,105が備えられている。取付部104,105の外周部はフランジに形成されており、フランジには互いに対応する複数(実施の形態では等角度関係で4つ)の挿通孔106,107が形成され、この挿通孔106,107にボルト108を挿通し、ボルト108にナット109を締め付けることで、取付部104,105同士が連結される。ギヤ比変更装置110は、変更ギヤ機構112を収納し各取付面104a,105aに接合可能な接合面113を有したケース114を備えて構成されている。変更ギヤ機構112の一方の接続要素111は、ケース114の一方の接合面113側に位置させられ、他方の接続要素111は、ケース114の他方の接合面112側に位置させられ、ケース114は、減速ギヤボックス100及び電動モータMの取付部104,105間に挾持して装着可能に形成されている。
図23に示すように、減速ギヤ機構101の入力要素103及び電動モータMの出力要素102は、夫々、接続時に同軸上に位置する軸線を有したスプライン軸120,121で構成されている。また、ギヤ比変更装置110の変更ギヤ機構112の接続要素111は、夫々、接続時にスプライン軸120,121と同軸上に位置するスプライン穴123,124で構成されている。そして、図22に示すように、減速ギヤボックス100に対して電動モータMを直接装着する際、減速ギヤ機構101の入力要素103及び電動モータMの出力要素102を連結するスプライン穴125,126を有したカップリング127が備えられている。カップリング127を備えたので、減速ギヤボックス100及び電動モータMの直接の接続を容易に行うことができるようになる。
また、ギヤ比変更装置110の変更ギヤ機構112の一対のスプライン穴123,124は内径及び歯数等を同じにする同じ仕様に形成されているとともに、電動モータMのスプライン軸121に噛合する仕様に形成されている。また、減速ギヤ機構101のスプライン軸120の外径及び歯数等の仕様と電動モータMのスプライン軸121の外径及び歯数等の仕様は異なって形成されている。そして、実施の形態では、何れか一方のスプライン軸(実施の形態では減速ギヤ機構101のスプライン軸120)に噛合するスプライン穴128と何れか他方のスプライン軸(実施の形態では電動モータMのスプライン軸121)と同じ仕様のスプライン軸129とを有したアダプタ130が備えられている。減速ギヤ機構101のスプライン軸120の仕様と電動モータMのスプライン軸121の仕様とが異なっても、アダプタ130により同様の仕様にすることができることから、ギヤ比変更装置110の第1接続X1及び第2接続X2を容易に行うことができるようになる。
ギヤ比変更装置110の変更ギヤ機構112は、図23及び図25に示すように、ケース内に固定され内歯を有した外輪131と、軸心にスプライン穴124を有した太陽歯車132と、複数の遊星歯車133と、遊星歯車133を回転可能に支持し軸心にスプライン穴123を有した遊星キャリア134とを備えた遊星歯車機構で構成されている。スプライン穴123,124を同軸上に位置させることができるので、変更ギヤ機構112をリバーシブルに作成しやすくすることができる。
また、実施の形態に係る電気自動車の教材システムは、図26に示すように、実施の形態に係る電気自動車EVの駆動システムKを理解するための駆動システム説明装置140を備えている。この駆動システム説明装置140は、矩形枠状の基台141と、基台141上に支持され減速ギヤ機構101及びデファレンシャルギヤ機構101aを備えた減速ギヤボックス100と、減速ギヤボックス100に取付けられ減速ギヤ機構101に連携された模擬電動モータ142と、減速ギヤボックス100に連携された車軸143とを備えている。減速ギヤボックス100及び模擬電動モータ142は、これらの内部が分かるように一部切り欠かれている。また、減速ギヤボックス100には、減速ギヤ機構101及び模擬電動モータ142を駆動する電動の駆動モータ144が取付けられており、この駆動モータ144の駆動により、模擬電動モータ142の回転状態、減速ギヤ機構101の作動状態及びデファレンシャルギヤ機構101aの作動状態を視認できるようにしている。減速ギヤボックス100,模擬電動モータ142及び車軸143は、基台141上に設けられ枠体及びアクリル樹脂等の透明板で形成されたたカバー145に覆われている。
更に、車軸143の両端にはプーリ146が設けられ、このプーリ146に車軸143に負荷を付与する錘147を吊下するワイヤ148が巻戻し可能に巻回されている。車軸143の回転によりワイヤ148が巻回,巻戻しされ、錘147は基台141内部において上下する。ワイヤ148の先端には錘147を着脱可能に保持する錘保持部149が設けられている。錘147は、所定の重量(例えば1Kg)の単位錘147が複数用意され、錘保持部149に適宜数を保持させて、その重量を可変にし、車軸に付与する負荷を可変にしている。図26中、150は電源ボックス、151は基台141の底板に設けられ錘147が設置したことを検知する下死点センサ、152は駆動モータ144をオン,オフさせるとともに、オン時の切換えにより選択的に錘147を上昇方向に回転させあるいは下降方向に回転させる上下スイッチである。
従って、本実施の形態に係る教材システムにおいて、この駆動システム説明装置140を作動させるときは、ワイヤ148の巻回状態で、錘147の数を適宜選択して錘保持部149に吊下し、例えば、左側に錘147を1Kg、右側に錘147を2Kg吊下し、上下スイッチ152をオンして、錘147が下死点センサ151に至るまで降下させる。下死点センサ151が錘147を検知すると停止する。次に、上下スイッチ152をオンして錘147がワイヤ148の巻取端に至るまで上昇させる。これにより、模擬電動モータ142の回転状態、減速ギヤ機構101の作動状態及びデファレンシャルギヤ機構101aの作動状態を視認できる。特に、デファレンシャルギヤ機構101aの両輪の錘147の違い(負荷の違い)による差動運動を知ることができる。また、教員にとってもこれらの動作原理を説明し易くなる。
また、実施の形態に係る電気自動車の教材システムは、図27に示すように、実施の形態に係る電気自動車EVに用いられるインホイールモータの原理を説明するためのインホイールモータ説明装置160を備えている。このインホイールモータ説明装置160は、主要部品を軸方向に沿って所定間隔で離間させて配置し、これらの関係が視認できるようにしたもので、基台161と、基台161の一対の支持フレーム162に架設固定されたシャフト163と、シャフト163の一端側に回転自在に設けられたタイヤホイール164と、シャフト163の他端側に回転自在に設けられ外側にブレーキディスク165を一体に備えたカバーディスク166と、タイヤホイール164及びカバーディスク166間に等角度関係で架設された複数(実施の形態では4本)の支持棒167と、タイヤホイール164側において支持棒167に固定されるとともにシャフト163を中心にタイヤホイール164とともに回転するリング状の回転子168と、回転子168及びカバーディスク166間に設けられシャフト164に固定された固定子169とを備えて構成されている。固定子169の外周には鉄心にコイルを巻回した電磁石170が列設されている一方、回転子168の内側には電磁石170によって回転子168を回転せしめるための永久磁石171が周方向に列設して付帯されている。ブレーキディスク165,カバーディスク166,回転子168及び固定子169は、基台161上に設けられ枠体及びアクリル樹脂等の透明板で形成されたカバー172に覆われている。
従って、本実施の形態に係る教材システムにおいて、このインホイールモータ説明装置160を作動させるときは、手動でタイヤホイール164を回転させる。これにより、ブレーキディスク165を一体に備えたカバーディスク166と回転子168が回転させられ、固定子169によって回転子168が回転させられることにより回転子168を介してタイヤホイール164が回転させられることを知ることができる。また、教員にとってもこれらの動作原理を説明し易くなる。
そして、本実施の形態に係る教材システムを用いて、電気自動車EVの分解,組立を行うときは、以下のようにする。組立てられた電気自動車EVにおいては、例えば、図9に示すように、ダンパDとしては3種類(Da,Db,Dc)の中から何れかの種類のものが採用され、車輪Wとしては2種類(Wa,Wb)の中から何れかの種類のものが採用され、電動モータMとしては2種類(Ma,Mb)の中から何れかの種類のものが採用されている。また、電動モータMは減速ギヤボックス100に直接装着されており、減速が基本ギヤ比で行なわれる。尚、図示しないが、組立てられた電気自動車EVとしては、インホイールモータMcを含む駆動機構50を採用したものであっても良い。
先ず、作業フロア上において、例えば、図8に示すように、シャシマット30Sを付設するとともにその短手方向一方(図中下側)に関連器具マット32を敷設し、短手方向他方(図中上側)に作業マット34を敷設する。更に、作業マット34に隣接して、その長手方向に沿って、第1部品マット30A,第2部品マット30B及び第3部品マット30Cを順に並べて敷設する。この場合、部品マット30は、複数の分割部品マット30S,30A,30B,30Cに分割されているので、コンパクトになり、作業フロアに付設し易くなる。
この状態で、図1に示すように、シャシマット30S上に載置台35を介してシャシ2を載せる。シャシマット30Sに載置台35を介してシャシ2を載せて、その周囲に他の分割部品マット30A,30B,30Cを置くので、シャシ2の位置決めが容易になり、その後の分解,組立の作業がやり易く、作業効率を向上させることができる。そして、予め定められた分解手順に従って、分解を行う。先ず、ボディ1を外し、これは、部品マット30の外に載置し、それから、原則的に、分割部品マット30Cに示す各構成部品→分割部品マット30Bに示す各構成部品→分割部品30Aに示す各構成部品の順に分解していく。分解された構成部品は、部品マット30上の該当する平面部品像31の上に載置していく。
この場合、構成部品の平面部品像31が可能な限り組立て順に隣接して並んでいるので、言い換えれば、分解順に隣接して並んでいるので、体系的に表示されており、そのため、分解した構成部品を置き易くすることができるとともに、各構成部品は作業フロアの部品マット30上に整然と載置されることから、分解の作業効率を向上させることができる。また、電気自動車EVの構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等を教え易く、また進捗管理を容易に行うことができる。更に、分解,組立の要領を記載したマニュアルに、項番とともに構成部品に関する説明を記載しておけば、部品マット30上に載置した構成部品とマニュアルの記載との照合を行い易くなり、この点でも、電気自動車EVの構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等をより一層教え易くすることができる。更にまた、部品マット30の各平面部品像31の近傍には、各平面部品像31に対応する構成部品の名称が表示されているので、構成部品の名前を即座に認知することができ、この点でも、分解,組立の作業効率をより一層向上させることができる。また、電気自動車EVの構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等をより一層教え易くすることができる。また、分解作業においては、関連器具マット32を備えこの関連器具マット32に工具を含む関連器具を載置するので、工具等も整然と管理することができ、この点でも、作業効率を向上させることができる。
次に、電気自動車EVの組立を行う。予め定められた組立手順に従って、構成部品を組立てていく。原則的に、分割部品30Aに示す各構成部品→分割部品マット30Bに示す各構成部品→分割部品マット30Cに示す各構成部品の順に組立てていく。この場合、組立てる構成部品が、部品マット30上の該当する平面部品像31の上に載置され、しかも、部品マット30への平面部品像31の表示が、可能な限り組立て順に隣接して並んでいるので、体系的に表示されており、そのため、各構成部品は作業フロアの部品マット30上に整然と載置されることから、構成部品を取り出しやすくなり、組立の作業効率を向上させることができる。また、電気自動車EVの構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等を教え易くすることができる。更に、分解,組立の要領を記載したマニュアルに、項番とともに構成部品に関する説明を記載しておけば、部品マット30上に載置した構成部品とマニュアルの記載との照合を行い易くなり、この点でも、電気自動車EVの構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等をより一層教え易く、かつ進捗管理することができる。更にまた、部品マット30の各平面部品像31の近傍には、各平面部品像31に対応する構成部品の名称が表示されているので、構成部品の名前を即座に認知することができ、この点でも、組立の作業効率をより一層向上させることができる。また、電気自動車EVの構造や仕組みを理解し易く、教員にとっても体系的に構造や仕組み等をより一層教え易くすることができる。また、組立作業においては、関連器具マット32を備えこの関連器具マット32に工具を含む関連器具を載置するので、工具等も整然と管理することができ、この点でも、作業効率を向上させることができる。
また、部品マット30は、複数の分割部品マット30S,30A,30B,30Cに分割されているので、コンパクトになり、作業フロアに付設し易くなる。また、構成部品を一端片付けて、再び並べる場合等、構成部品を並べ易くすることができる。更にまた、部品マット30に表示された構成部品毎に、分解,組立のスケジュールを立てやすくなる。例えば、最初の分割マットに載置された部品について、午前中組立を行い、次の分割マットに記載された部品について午後に組立を行う等である。また、1日目に分解,組立を行い、その途中で中断し、翌日あるいは翌週など期間をまたいだ授業になる場合でも、構成部品が分割マットに整理されて並ぶので、再現性を保つことができる。
電気自動車EVの組立を行った後は、実際にこの電気自動車EVを運転し、操作性,走行性能,機能性能等について体感することができる。そして、本教材システムにおいては、仕様変更を行って、操作性,走行性能,機能性能等について体感することができる。以下、(A)サスペンション装置60のダンパD、(B)車輪W、(C)電動モータM、(D)インホイールモータMc、(E)サスペンション装置60のアッパーアーム70、(F)減速ギヤボックス100の場合について、個別に説明する。
(A)ダンパD
図9及び図10に示すように、現在使用中のものとは別の種類のダンパDを選択し、これと交換する。例えば、現在使用中のダンパDが、コイルスプリング42の強さが「中(普通)」のダンパDbの場合には、「強(硬い)」のダンパDa若しくは「弱(やわらかい)」のダンパDcと交換する。この場合、各種のダンパDa,Db,Dcにおいて、取付部41は同様に形成されているので、容易に交換を行うことができる。そして、再び、実際にこの電気自動車EVを運転し、操作性,走行性能,機能性能等について体感することができる。ダンパDのコイルスプリング42の強さの違いにより、主には、操舵性能の違いを体感することができる。
図9及び図10に示すように、現在使用中のものとは別の種類のダンパDを選択し、これと交換する。例えば、現在使用中のダンパDが、コイルスプリング42の強さが「中(普通)」のダンパDbの場合には、「強(硬い)」のダンパDa若しくは「弱(やわらかい)」のダンパDcと交換する。この場合、各種のダンパDa,Db,Dcにおいて、取付部41は同様に形成されているので、容易に交換を行うことができる。そして、再び、実際にこの電気自動車EVを運転し、操作性,走行性能,機能性能等について体感することができる。ダンパDのコイルスプリング42の強さの違いにより、主には、操舵性能の違いを体感することができる。
(B)車輪W
図9及び図11に示すように、現在使用中のものとは別の種類の車輪Wを選択し、これと交換する。例えば、現在使用中の車輪Wが「大」の車輪Waであれば、「小」の車輪Wbに交換する。この場合、各種の車輪Wa,Wbにおいて、取付部46は同様に形成されているので、容易に交換を行うことができる。そして、再び、実際にこの電気自動車EVを運転し、操作性,走行性能,機能性能等について体感することができる。車輪Wの直径の仕様の違いにより、スピードとトルクが相反する関係であることを体感することができる。即ち、大きい直径の車輪Waでは、スピードが上がるがトルクは落ちる一方、小さい直径の車輪Wbでは、スピードは落ちるがトルクは増大する。これにより、走行性や操作性に与える影響などを知ることができ、学習効果を増大させることができる。
図9及び図11に示すように、現在使用中のものとは別の種類の車輪Wを選択し、これと交換する。例えば、現在使用中の車輪Wが「大」の車輪Waであれば、「小」の車輪Wbに交換する。この場合、各種の車輪Wa,Wbにおいて、取付部46は同様に形成されているので、容易に交換を行うことができる。そして、再び、実際にこの電気自動車EVを運転し、操作性,走行性能,機能性能等について体感することができる。車輪Wの直径の仕様の違いにより、スピードとトルクが相反する関係であることを体感することができる。即ち、大きい直径の車輪Waでは、スピードが上がるがトルクは落ちる一方、小さい直径の車輪Wbでは、スピードは落ちるがトルクは増大する。これにより、走行性や操作性に与える影響などを知ることができ、学習効果を増大させることができる。
(C)電動モータM
図9及び図12に示すように、現在使用中のものとは別の種類の電動モータMを選択し、これと交換する。例えば、現在使用中の電動モータが直流仕様の電動モータMaであれば、交流仕様の電動モータMbに交換する。そして、再び、実際にこの電気自動車EVを運転し、操作性,走行性能,機能性能等について体感することができる。電動モータMの使用電流の仕様の違いにより、加速性能の違い等、回生エネルギーの回収やモーターコントローラーのプログラムの書き換えによるモータ特性の違い等が体感できる。
図9及び図12に示すように、現在使用中のものとは別の種類の電動モータMを選択し、これと交換する。例えば、現在使用中の電動モータが直流仕様の電動モータMaであれば、交流仕様の電動モータMbに交換する。そして、再び、実際にこの電気自動車EVを運転し、操作性,走行性能,機能性能等について体感することができる。電動モータMの使用電流の仕様の違いにより、加速性能の違い等、回生エネルギーの回収やモーターコントローラーのプログラムの書き換えによるモータ特性の違い等が体感できる。
(D)インホイールモータ
図9及び図13に示すように、現在使用中の電動モータM及び減速ギヤボックス100に車軸を連結した組立体とスイングアーム4に変えて、インホイールモータMcの駆動機構50に交換する。これにより、電気自動車EVの構造や仕組みを理解することができる。それから、再び、実際にこの電気自動車EVを運転し、操作性,走行性能,機能性能等について体感する。この場合、インホイールモータMcの機能性についての理解を深め、また、走行性や操作性に与える影響などを知ることができ、学習効果を増大させることができる。
図9及び図13に示すように、現在使用中の電動モータM及び減速ギヤボックス100に車軸を連結した組立体とスイングアーム4に変えて、インホイールモータMcの駆動機構50に交換する。これにより、電気自動車EVの構造や仕組みを理解することができる。それから、再び、実際にこの電気自動車EVを運転し、操作性,走行性能,機能性能等について体感する。この場合、インホイールモータMcの機能性についての理解を深め、また、走行性や操作性に与える影響などを知ることができ、学習効果を増大させることができる。
(E)サスペンション装置60のアッパーアーム70
図20及び図21に示すように、アッパーアーム70の調整により、車輪Wのキャンバー角及び/またはキャスター角の仕様を変更することができる。キャンバー角及び/またはキャスター角の仕様の変更により、サスペンション装置60の機能性についての理解を深め、また、実際にこの電気自動車EVを運転し、走行性や操作性に与える影響などを知ることができ、学習効果を増大させることができる。
図20及び図21に示すように、アッパーアーム70の調整により、車輪Wのキャンバー角及び/またはキャスター角の仕様を変更することができる。キャンバー角及び/またはキャスター角の仕様の変更により、サスペンション装置60の機能性についての理解を深め、また、実際にこの電気自動車EVを運転し、走行性や操作性に与える影響などを知ることができ、学習効果を増大させることができる。
このアッパーアーム70の調整について、詳述する。先ず、キャンバー角を調整するときは、図16,図17及び図20に示すように、ボルト86を緩める。これにより、ボルト86を緩めた分だけ被係合体82が浮き上がることができるので、係合体80から被係合体82の係合が解除される。それから、アッパーアーム70のベース71に対してボールジョイント機構62のハウジング66を摺接させ、垂直軸とボールジョイント機構63の軸線とのなす角度(キャンバー角)を適宜に変えるとともに、係合体80の係合部81に被係合体82の被係合部83を係合させハウジング66を所要の移動位置に位置決めし、再び、ボルト86を締め付けて固定する。この場合、平ギヤ同士の噛合を解除してハウジング66を移動させることができ、それだけ、操作性が良く作業性が向上させられる。また、係合部81及び被係合部83は平ギヤの歯で構成されているので、ギヤの噛合により位置決めを確実にすることができる。更に、歯のピッチ分ずつ離散的に移動を行わせることができるので、調整を確実に行うことができる。実施の形態では、平ギヤの1つの山部(谷部)の噛合をずらすことにより、キャンバー角を0.5度調整可能にしている。詳しくは、係合体80の係合部81は、ハウジング66の移動方向に沿って列設されているので、被係合部83の係合を断続的に行わせることができ、即ち、アライメント変化を離散的に行わせることができ、そのため、調整を容易に行うことができる。また、ハウジング66はベース71に対して車幅方向に摺接するので、比較的調整幅を大きくすることができ、それだけ、汎用性を向上させることができる。この結果、作業者の技量やアライメント計測器に頼らずに、作業初心者でも狙ったアライメント角度を再現することができるようになる。
次に、キャスター角を調整するときは、図18,図19及び図21に示すように、先ず、ボルト96を取り外す。それから、アッパーアーム70の基板73を基台74に対して摺接させ、垂直軸とボールジョイント機構63の軸線とのなす角度(キャスター角)を適宜に変えるとともに、係合体90(73)の係合部91(91a)に被係合体92(96)の被係合部93(96a)を係合させ基板73を所要の移動位置に位置決めし、即ち、ボルト96をねじ込んでその雄ネジ部96aを長孔97の凹部91aに係合させ、再び、基板73を基台74に固定する。この場合、凹部91aとボルト96の雌ネジ部96aとの係合により位置決めを確実にすることができる。また、凹部91aのピッチ分ずつ離散的に移動を行わせることができるので、調整を確実に行うことができる。実施の形態では、雄ネジ部96aの凹部91aに対する係合を1つずらすことにより、キャスター角を1度調整可能にしている。即ち、係合体90(73)の係合部91(91a)は、基板73の移動方向に沿って列設されているので、被係合体92(96)の被係合部93(96a)の係合を断続的に行わせることができ、即ち、アライメント変化を離散的に行わせることができ、そのため、調整を容易に行うことができる。また、基板73は基台74に対して車軸方向に摺接するので、比較的調整幅を大きくすることができ、それだけ、汎用性を向上させることができる。この結果、作業者の技量やアライメント計測器に頼らずに、作業初心者でも狙ったアライメント角度を再現することができるようになる。
(F)減速ギヤボックス100
図24及び図25(a)に示すように、実施の形態では、電動モータMとして、直流仕様の電動モータMaが減速ギヤボックス100に直接装着されている場合に適用される。この状態では、減速が基本ギヤ比で行なわれているが、減速ギヤボックス100のギヤ比の仕様を変更するギヤ比変更装置110が備えられているので、減速ギヤ比を変更したい場合には、電動モータMを減速ギヤボックス100から取り外し、ギヤ比変更装置110を減速ギヤボックス100と電動モータMとの間に装着する。この場合、減速ギヤボックス100を逐一取り外さなくても、電動モータMを取り外してギヤ比変更装置110を組み込むだけで、全体のギヤ比を変更できるので、大型化することがなく、また、取付け作業も容易に行うことができ、作業効率を向上させることができる。
図24及び図25(a)に示すように、実施の形態では、電動モータMとして、直流仕様の電動モータMaが減速ギヤボックス100に直接装着されている場合に適用される。この状態では、減速が基本ギヤ比で行なわれているが、減速ギヤボックス100のギヤ比の仕様を変更するギヤ比変更装置110が備えられているので、減速ギヤ比を変更したい場合には、電動モータMを減速ギヤボックス100から取り外し、ギヤ比変更装置110を減速ギヤボックス100と電動モータMとの間に装着する。この場合、減速ギヤボックス100を逐一取り外さなくても、電動モータMを取り外してギヤ比変更装置110を組み込むだけで、全体のギヤ比を変更できるので、大型化することがなく、また、取付け作業も容易に行うことができ、作業効率を向上させることができる。
より詳しく説明すると、電動モータMの減速を基本ギヤ比で行う場合には、図24(a)及び図25(a)に示すように、減速ギヤボックス100に直接電動モータMを装着する。この場合、減速ギヤ機構101の入力要素103及び電動モータMの出力要素102をカップリング127で連結するとともに、減速ギヤボックス100及び電動モータMの取付部105の取付面104a,105a同士を接合し、ボルト挿通孔106,107にボルト108を挿通してナット109を螺合して締め付ける。
一方、ギヤ比変更装置110を減速ギヤボックス100と電動モータMとの間に装着し、第1接続X1にする場合には、図24(b)及び図25(b)に示すように、一方のスプライン軸120にアダプタ128を装着して他方のスプライン軸121と同じ仕様のスプライン軸129にし、これらのスプライン軸121,129をギヤ比変更装置110のスプライン穴123,124に噛合して連結するとともに、ギヤ比変更装置110のケースを減速ギヤボックス100及び電動モータMの取付部104,105間に挾持して装着し、ボルト挿通孔106,107に長いボルト108を挿通してナット109を螺合して締め付ける。これにより、ギヤ比変更装置110を減速ギヤボックス100及び電動モータMの取付部104,105間に挾持して装着するので、装着が容易になる。また、減速ギヤボックス100及び電動モータMの取付部104,105にある既存のボルト挿通孔106,107を利用して、ボルト108及びナット109によりギヤ比変更装置110を挾持できるので、構造が簡単で取付けも容易に行うことができる。
また、第2接続X2にする場合には、図24(b),図25(c)に示すように、ギヤ比変更装置110を反転させ、上記第1接続X1の場合と同様に、ギヤ比変更装置110を減速ギヤボックス100及び電動モータMの取付部104,105間に挾持して装着する。
このように、本教材システムにおいては、ギヤ比変更装置110は、謂わばリバーシブルに形成されており、例えば、第1接続X1により基本ギヤ比よりも小さいギヤ比に設定し、第2接続X2により基本ギヤ比よりも大きいギヤ比に設定することができる。即ち、図25に示すように、3つの異なるギヤ比を容易に実現できるようになる。このため、夫々のギヤ比設定により、実際にこの電気自動車EVを運転すると、走行性や操作性に与える影響などを知ることができる。即ち、ギヤ比を大きくすると加速性能が向上するものの最高速度が小さくなり、逆にギヤ比を小さくすると加速性能は低下するものの最高速度は向上する。このため、加速性能,最高速度性能,登坂性能や回生性能等の変更態様を豊富にすることができ、これらを体感できるようになることから、学習効果を増大させることができる。
尚、上記実施の形態において、部品マットへの構成部品の表示は上記の表示に限定されるものではなく、適宜変更して差支えない。また、分割部品マットの分割の仕方も上記に限定されるものではなく、適宜変更して差支えない。
EV 電気自動車
1 ボディ
2 シャシ
D ダンパ
Da,Db,Dc ダンパ(異仕様構成部品)
M 電動モータ
Ma,Mb 電動モータ(異仕様構成部品)
Mc インホイールモータ
W 車輪
Wa,Wb 車輪(異仕様構成部品)
30 部品マット
30S シャシマット(分割部品マット)
30A 第1部品マット(分割部品マット)
30B 第2部品マット(分割部品マット)
30C 第3部品マット(分割部品マット)
31 平面部品像
32 関連器具マット
34 作業マット
40 ショックアブソーバ
41 取付部
42 コイルスプリング
46 取付部
47 ホイール
48 タイヤ
50 駆動機構(交換構成部品)
60 サスペンション装置
61 ナックル部材
62 ボールジョイント機構
63 ボールジョイント機構
64 ロワーアーム
65 ボールスタッド
66 ハウジング
70 アッパーアーム
71 ベース
72 アーム
73 基板
74 基台
80 係合体
81 係合部
82 被係合体
83 被係合部
84 固定手段
85 雌ネジ部
86 ボルト
87 長孔
90 係合体(基板73)
91 係合部(凹部91a)
91a 凹部
91b 凸部
92 被係合体(ボルト96)
93 被係合部(雄ネジ部96a)
94 固定手段
95 雌ネジ部
96 ボルト
96a 雄ネジ部
97 長孔
K 駆動システム
100 減速ギヤボックス
101 減速ギヤ機構
101a デファレンシャルギヤ機構
102 出力要素
103 入力要素
104 取付部
104a 取付面
105 取付部
105a 取付面
106 挿通孔
107 挿通孔
108 ボルト
109 ナット
110 ギヤ比変更装置(別構成部品)
111 接続要素
112 変更ギヤ機構
X0 基本接続
X1 第1接続
X2 第2接続
127 カップリング
130 アダプタ
140 駆動システム説明装置
160 インホイールモータ説明装置
1 ボディ
2 シャシ
D ダンパ
Da,Db,Dc ダンパ(異仕様構成部品)
M 電動モータ
Ma,Mb 電動モータ(異仕様構成部品)
Mc インホイールモータ
W 車輪
Wa,Wb 車輪(異仕様構成部品)
30 部品マット
30S シャシマット(分割部品マット)
30A 第1部品マット(分割部品マット)
30B 第2部品マット(分割部品マット)
30C 第3部品マット(分割部品マット)
31 平面部品像
32 関連器具マット
34 作業マット
40 ショックアブソーバ
41 取付部
42 コイルスプリング
46 取付部
47 ホイール
48 タイヤ
50 駆動機構(交換構成部品)
60 サスペンション装置
61 ナックル部材
62 ボールジョイント機構
63 ボールジョイント機構
64 ロワーアーム
65 ボールスタッド
66 ハウジング
70 アッパーアーム
71 ベース
72 アーム
73 基板
74 基台
80 係合体
81 係合部
82 被係合体
83 被係合部
84 固定手段
85 雌ネジ部
86 ボルト
87 長孔
90 係合体(基板73)
91 係合部(凹部91a)
91a 凹部
91b 凸部
92 被係合体(ボルト96)
93 被係合部(雄ネジ部96a)
94 固定手段
95 雌ネジ部
96 ボルト
96a 雄ネジ部
97 長孔
K 駆動システム
100 減速ギヤボックス
101 減速ギヤ機構
101a デファレンシャルギヤ機構
102 出力要素
103 入力要素
104 取付部
104a 取付面
105 取付部
105a 取付面
106 挿通孔
107 挿通孔
108 ボルト
109 ナット
110 ギヤ比変更装置(別構成部品)
111 接続要素
112 変更ギヤ機構
X0 基本接続
X1 第1接続
X2 第2接続
127 カップリング
130 アダプタ
140 駆動システム説明装置
160 インホイールモータ説明装置
Claims (8)
- 作業フロア上で完成された電気自動車を予め定めた複数の構成部品毎に分解するとともに該各構成部品を組立てて電気自動車を完成させる電気自動車の教材システムにおいて、
作業フロアに敷設され分解された各構成部品の全部若しくは一部を載置する部品マットを備え、該部品マットの表面に載置する各構成部品を模した平面部品像を表示し、該平面部品像の上に対応する構成部品を載置可能にしたことを特徴とする電気自動車の教材システム。 - 上記部品マットの各平面部品像を、各構成部品の組立ての作業手順に基づいて該各構成部品に付与した項番順に、可能な限り隣接して表示し、該部品マットの各平面部品像の近傍に、該各平面部品像に対応する構成部品の項番を表示したことを特徴とする請求項1記載の電気自動車の教材システム。
- 上記部品マットの各平面部品像の近傍に、該各平面部品像に対応する構成部品の名称を表示したことを特徴とする請求項2記載の電気自動車の教材システム。
- 上記部品マットを複数の分割部品マットに分割したことを特徴とする請求項1乃至3何れかに記載の電気自動車の教材システム。
- 上記構成部品としてシャシを含み、上記分割部品マットの1つを上記シャシが載置されるシャシ専用のシャシマットとして構成したことを特徴とする請求項4記載の電気自動車の教材システム。
- 上記シャシに組立てられる各構成部品を、該各構成部品の組立て順に基づいて該各構成部品に付与した項番順に可能な限り従って、複数にグループ化し、上記シャシマット以外の分割部品マットを2以上設け、該シャシマット以外の各分割部品マットに、上記グループ化した構成部品群に対応した平面部品像群を夫々表示したことを特徴とする請求項5記載の電気自動車の教材システム。
- 上記構成部品群の組立てに使用する工具を含む関連器具が載置される関連器具マットを備え、該関連器具マットに上記関連器具が載置される複数のエリアを表示したことを特徴とする請求項1乃至6何れかに記載の電気自動車の教材システム。
- 上記部品マットの表面に表示される構成部品は、少なくとも、サスペンションを構成するダンパ,電動モータ,電動モータが取付けられ車輪に連係される減速ギヤボックスを有した組立体,フロアパネル,シート,サイドブレーキ,ブレーキディスク,ハブ,ブレーキキャリパ,サスペンションアーム,ステアリングギヤボックス,車輪,スロットルペダル,ブレーキペダル,ステアリングシャフト,モーターコントローラーやコンバーターが収納されたコントロールボックス,バッテリ,ステアリングホイールであることを特徴とする請求項1乃至7何れかに記載の電気自動車の教材システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/005146 WO2016056039A1 (ja) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | 電気自動車の教材システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/005146 WO2016056039A1 (ja) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | 電気自動車の教材システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2016056039A1 true WO2016056039A1 (ja) | 2016-04-14 |
Family
ID=55652703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/005146 WO2016056039A1 (ja) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | 電気自動車の教材システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2016056039A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113129727A (zh) * | 2020-01-10 | 2021-07-16 | 北京智扬北方国际教育科技有限公司 | 一种电动汽车底盘实训仿真教具 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004045927A (ja) * | 2002-07-15 | 2004-02-12 | Judgment:Kk | 車体構造教育用のシート部品教材 |
-
2014
- 2014-10-09 WO PCT/JP2014/005146 patent/WO2016056039A1/ja active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2004045927A (ja) * | 2002-07-15 | 2004-02-12 | Judgment:Kk | 車体構造教育用のシート部品教材 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Jissengata Training Kit 'PIUS Education Ver.' ni yoru Kosen ni Okeru Jisedai Mobility Kyoiku no Sugata", NODAMURA SHIZEN ENERGY GAKKO, 19 April 2014 (2014-04-19), Retrieved from the Internet <URL:http://www.iwate-eco.jp/join/shizenene2014v3pdf.pdf>> [retrieved on 20150105] * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113129727A (zh) * | 2020-01-10 | 2021-07-16 | 北京智扬北方国际教育科技有限公司 | 一种电动汽车底盘实训仿真教具 |
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