JPH0524574A - 電動モータ付き自転車 - Google Patents

電動モータ付き自転車

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JPH0524574A
JPH0524574A JP15942591A JP15942591A JPH0524574A JP H0524574 A JPH0524574 A JP H0524574A JP 15942591 A JP15942591 A JP 15942591A JP 15942591 A JP15942591 A JP 15942591A JP H0524574 A JPH0524574 A JP H0524574A
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Nozomi Takada
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車体を後退させた時に電動モータが発生する
逆起電圧のために大きな制動力が発生するのを防止し、
楽に車体を手で押して後退させることができるようにし
た電動モータ付き自転車を提供する。 【構成】 人力による駆動系と直流電動モータによる駆
動系とを並列に設け、前記電動モータは逆転時に正転時
と逆極性の逆起電圧を発生する電動モータ付き自転車に
おいて、前記電動モータに並列接続されたフライホイー
ルダイオードと前記電動モータとの閉回路に介在された
制動解放用スイッチと、このスイッチを車体の前進時に
閉路し後進時に開路する後進制御回路とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人力による駆動系と電
動モータによる駆動系とを並列にした電動モータ付き自
転車に関するものである。
【0002】
【従来の技術】足踏みペダルを踏むことにより走行する
人力による駆動系と、電動モータによる駆動系とを並設
し、両方の駆動系を協働させて走行するようにした自転
車が公知である。ここに電動モータの出力はハンドルバ
ーなどに設けた手動のスイッチでオン・オフ制御した
り、手動のアクセルレバーにより連続的に制御したりす
るものがある。また足踏みペダルから入力される踏力の
大きさを検出し、この踏力の増減に対応して電動モータ
の駆動力を変化させるものも公知である(例えば特開平
2−74491号)。
【0003】この種の自転車では一方の駆動系の駆動力
は駆動輪(通常後輪)のみに伝えられ、他方の駆動系に
は伝わらないようにするのが望ましい。そこで人力と電
動モータのそれぞれの駆動系の途中に一方向クラッチを
設けることが考えられている(例えば特開昭57−74
285号)。
【0004】しかしこの場合には、車体を手押しで後退
させる際にこれらの一方向クラッチが接続してしまい、
電動モータおよびクランクペダルが逆転されることにな
る。特に電動モータが逆転されるとこれが発電機として
機能して大きな短絡電流が流れ、大きな制動力を発生す
ることがある。
【0005】例えば永久磁石を回転子あるいは固定子に
用いた永久磁石式直流電動モータでは、逆転時には正転
時と逆向きの逆起電圧が発生する。通常電動モータに
は、モータ電流が遮断された期間内でモータのインダク
タンス成分により流れ続ける電流(フライホイール電
流)を流すためのフライホイールダイオードをモータコ
イルと並列に設けている。このためモータの逆転によっ
て逆向きの逆起電圧が発生すると、この逆起電圧により
フライホイールダイオードを介して大きな逆起電流が短
絡電流となって流れることになる。このため大きな制動
力が発生することになり、車体を後退させる際に大きな
抵抗力が加わることになる。このため車体の取り回しが
しにくくなるという問題が生じる。
【0006】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、車体を後退させた時に電動モータが発生す
る逆起電圧のために大きな制動力が発生するのを防止
し、楽に車体を手で押して後退させることができるよう
にした電動モータ付き自転車を提供することを目的とす
る。
【0007】
【発明の構成】本発明によればこの目的は、人力による
駆動系と直流電動モータによる駆動系とを並列に設け、
前記電動モータは逆転時に正転時と逆極性の逆起電圧を
発生する電動モータ付き自転車において、前記電動モー
タに並列接続されたフライホイールダイオードと前記電
動モータとの閉回路に介在された制動解放用スイッチ
と、このスイッチを車体の前進時に閉路し後進時に開路
する後進制御回路とを備えることを特徴とする電動モー
タ付き自転車により達成される。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例の概念図、図2はそ
の動作説明図、図3は動力系統図である。図1におい
て、符号10はメインフレームであり、ヘッドチューブ
12から斜下後方へのびて後輪14の車軸に至る。この
メインフレーム10の中央付近にはシートチューブ16
が固着され、このシートチューブ16の上部にはサドル
18を保持するシートポスト20が取付けられている。
シートチューブ16の下部にはボトムブラケット22が
取付けられている。
【0009】ボトムブラケット22とメインフレーム1
0の後端とは左右一対のリヤステー24で連結されてい
る。右側のリヤステー(図示せず)には駆動軸26(図
3)が挿通され、ボトムブラケット22に保持されたク
ランク軸28の回転は一方向クラッチ30(図3)とこ
の駆動軸26とを介して後輪14に伝えられる。すなわ
ちシャフトドライブ式の人力による後輪駆動系が形成さ
れる。
【0010】クランク軸28の両端にはクランク32が
取付けられ、このクランク32に足踏みペダル34が取
付けられている。
【0011】シートチューブ16の下部には筒状のモー
タケース16aが形成され、このモータケース16aの
中に電動モータ36が収容されている。このモータ36
は例えば永久磁石式のロータを有するブラシレス直流モ
ータで形成され、そのロータの回転軸はシートチューブ
16とほぼ平行になっている。このロータの回転は一方
向クラッチ38(図3)、遊星歯車機構などを用いた減
速機40を介して駆動軸26、後輪14に伝えられる。
この結果クランク軸28から入力される人力による駆動
系と、モータ36による駆動系とが並列に設けられるこ
とになる。
【0012】図1で42はコントローラ、44は充電可
能な電池であり、これらはメインフレ−ム10の中に収
容されている。46はヘッドパイプ12に回動自在に保
持された前フォーク、48は同じく操向ハンドルバー、
50は前フォーク46に取付けられた前輪である。
【0013】モータ36の駆動力は、人力の駆動力すな
わちペダル34の踏力により制御される。例えば人力に
よる駆動系に遊星歯車機構を介在させてこの駆動反力を
遊星歯車機構の途中から検出する構造のトルク検出器5
2(図3)を用いて駆動トルクTを検出し、この駆動ト
ルクTの増減に対応してコントローラ42はモータ36
の電流を増減させるように構成することができる。
【0014】図1において54は電池44とコントロー
ラ42との間に介在するメインスイッチ、56はフライ
ホイールダイオードである。このダイオード56はコン
トローラ42が電池44から供給されるモータ電流を遮
断した瞬間にモータ36のインダクタンス(誘導)成分
により流れ続ける電流(フライホイール電流)を通すも
のである。
【0015】次に後進時にモータ36の制動力の発生を
防ぐための制動解放用スイッチ60と、このスイッチ6
0の開閉する後進制御回路62を説明する。スイッチ6
0はモータ36とダイオード56とからなる閉回路に介
在する常開接点を持つ。後進制御回路62は、駆動トル
ク比較器64と、自己保持回路66と、車速の比較器6
8とを備える。比較器64は踏力を検出するトルク検出
器52の出力(駆動トルク)Tが加わっていること、換
言すればT>0であると判別すればオン信号を自己保持
回路66に出力する。自己保持回路66はこのオン信号
に基づいてスイッチ60を閉路し、この状態をリセット
されるまで保持する。すなわち踏力が0(T=0)にな
ってもこの状態は保たれる。
【0016】比較器68は前輪50に設けた車速センサ
70が検出する車速vが設定値v0(例えば約1km/h)
以下になると自己保持回路66をリセットする。このた
めスイッチ60は開路する。なおこの自己保持回路66
は比較器64のオン信号を比較器68のリセット信号よ
り優先させ、車速vがv0 以下の状態でもペダル38が
踏まれるとスイッチ60を閉路する。従ってこのスイッ
チ60は停車中および後進中は開路し、ペダル34を踏
んだ後は車速vがv0 以下になるまで閉路し続ける。
【0017】この実施例ではコントローラ42はスイッ
チ60が閉路してから一定時間t0遅れてモータ電流を
供給するように動作する。すなわちコントローラ42に
は常開接点72を介して駆動トルクTが入力される一
方、この接点72はタイマ74の出力により閉路され
る。タイマ74は比較器64のオン信号に時間t0 (約
0.1 〜0.2 秒)だけ遅れて接点72を閉路する。従って
モータ36の駆動力TM はスイッチ60の閉路に時間t
0 遅れて発生する(図2参照)。
【0018】この実施例によれば停車中あるいは後進中
にはペダル34による駆動トルクTが0なのでスイッチ
60が開路する。後進時にはモータ36は図1に示す極
性の逆起電圧を発生するが、閉回路が形成されないので
短絡電流は流れない。すなわち制動力は発生せず、車体
は楽に後へ押すことができる。
【0019】図4は他の実施例の概念図、図5はその動
作説明図である。この実施例の後進制御回路62Aは、
メインスイッチ54をキースイッチ80によって開閉す
る一方、前記後進制動解放用のスイッチ60はこのキー
スイッチ80と常閉接点82を通る電流により開路する
ように構成した。そしてこの常閉接点82はモータ36
の後転を検出する比較器84の出力により開路するよう
にした。すなわちモータ36が後転時(後進時)に発生
する逆起電圧の極性は図4に示すようになり、これは正
転時(前進時)と逆であるから、この極性を比較器84
で検出して常閉接点82を開路するものである。この結
果スイッチ60が開路され、モータ36の逆起電圧によ
る短絡電流が流れなくなる。
【0020】本発明に用いるモータ36は永久磁石形ス
テータを用いるものに限られず、永久磁石形ロータを用
いるものなど、逆転時に発生する逆起電圧の極性が正転
時と逆になる特性を持つ直流モータであればよい。
【0021】またコントローラ42のコントロール方式
はチョッパ方式、電圧切換方式等、種々のものが適用可
能である。さらに本発明は2輪車だけでなく3輪などの
自転車にも適用できるものである。なお本発明はモータ
と駆動輪との間に一方向クラッチを介在させず両者を直
結した車両にも適用でき、このようなものを包含する。
【0022】
【発明の効果】本発明は以上のように、モータとフライ
ホイールダイオードとの閉回路に制動解放用スイッチを
介在させ、このスイッチを前進時に閉路し、後進時に開
路するようにしたから、後進時にモータが発生する逆起
電圧による短絡電流が流れることがなく、モータは抵抗
力を発生しない。このため車体を手で押して楽に後進さ
せることができ、車体の取り回しが容易になる。
【0023】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概念図
【図2】その動作説明図
【図3】動力系統図
【図4】他の実施例の概念図
【図5】その動作説明図
【符号の説明】
36 電動モ−タ 56 フライホイールダイオード 60 制動解放用のスイッチ 62、62A 後進制御回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 人力による駆動系と直流電動モータによ
    る駆動系とを並列に設け、前記電動モータは逆転時に正
    転時と逆極性の逆起電圧を発生する電動モータ付き自転
    車において、前記電動モータに並列接続されたフライホ
    イールダイオードと前記電動モータとの閉回路に介在さ
    れた制動解放用スイッチと、このスイッチを車体の前進
    時に閉路し後進時に開路する後進制御回路とを備えるこ
    とを特徴とする電動モータ付き自転車。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002264860A (ja) * 2001-03-07 2002-09-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気動力装置付き車輌
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JP2020001633A (ja) * 2018-06-29 2020-01-09 株式会社シマノ 人力駆動車用駆動装置

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