JPH05505366A - 車両用モーター付き車輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 モーター・ 技術分野 本発明は、車両駆動のためのモーターに関し、より詳しくは、電気オートバイ、 傷病者用車両、車椅子、工場商店用搬送車、電気自動車、バッテリー作動トラク タ及びトラック、ミニ電気バス、種々のバッテリー作動運搬車、及びローラーの ための駆動として使用されることが可能なモーター付き車輪に関する。

従来技術 従来のモーター付き車輪は、一般的には、トルクが減速装置又は車軸を通じて車 輪に機械的に伝達される電気モーターを含む装置である。

実際に広く使用されているのは、減速装置と良好な電力利得を特徴とする高速誘 導モーターとを備えるモーター付き車輪である（ＳＵ、　Ａ、　９１０４８０） 。これらのモーター付き車輪は、内燃機関と比較して、環境に対して無害であり 、信頼性が高く経済的であるが、減速装置と高電圧の電力を必要とする。

そこで望まれるのは、減速装置無しのモーター付き車輪であり、その車輪は、固 定子と回転子の磁気装置の電磁相互作用によって回転しくＳＵ、Ａ、６２８００ ８）かつ内蔵非同期電気機械を備えるリムと車軸を有するものである。電気モー ターは、円板型誘導モーターの形式であり、その固定子は、磁気回路、巻線、電 流導体と共に車輪の固定車軸に固定されており、一方、かご型巻線、磁気回路と 共に固定子の両側に配設された回転子は、固定子に対して回転可能な車輪を形成 している。

空気タイア又は他の装置が、回転子に取付けられる。

機械的な減速装置が無いことと、回転子内に半径方向の空洞が存在し、かつ固定 車軸に形成された吸排分岐管に連結された固定子内の半径方向の通路を通過する 冷却媒体によって、固定子と回転子が、効果的に冷却されるため、その様なモー ター付き車輪は、高い信頼性を有することを特徴とする。

しかし、その様なユニットを誘導モーターとして採用している従来のモーター付 き車輪は、信頼性と効率が低く、磁気回路における残留磁界強度と起電力効果に より放熱が大きく、調節特性が悪く、制御装置か複雑であり、しかも寿命が十分 ではない、制御された高圧の電力供給が必要である。従来のものでは、車両の制 動過程において、エネルギーの回復が行われない。

本発明により提案された技術に最も近いものは、リムと、車軸どＪ電圧調節器を 備える電気駆動部と、２つの部分から構成された内蔵電気モーターとを有するモ ーター付き車輪である。その２つの部分の１つは、車軸に取付けられ、均一に配 置された永久磁石を備える磁気回路を有し、他の１つは、リムを支持し、可動回 転子を含み、その回転子は、少なくとも２つのグループの電気磁石と、固定子に 固定され、交互の順番で（各細杆を経由して）２つのグループに相互に電気的に 接続され、又電気制御ユニットに電気的に接続された絶縁電流通電バーと、回転 子に固定された２つのスリップ電流コレクタ要素を備える電流コレクタを有する 。

各電流コレクタの１対の要素は、それぞれ１つのグループの電磁石のリード線に 接続され、整流子バーを備える電気接触子を有する（ｐｃＴ７ｓｕ　９０１００ ２０９）。

このモーター付き車輪には、いくつかの変形例がある。即ち、異なった仕上げの もの、運転中のエネルギー回復装置を備えるもの、端面に電気的機械を取付けた もの等である。

上記のモーター付き車輪は、次の様ないくつかの固有の利点を有する。即ち、減 速装置を有しない、電気モーターが車輪に内蔵されている、低圧電源を使用して いる、追加の装置を有しない、車両の制動過程でエネルギーの回復を計り、運転 中に逆起電力エネルギーを返還する、重量が軽く寸法が小さい等である。

しかし、このモーター付き車輪は、又数多くの欠点を有している。その主たるも のは、可動部分に電磁石を取付けであることに原因する。この様な構成のために 、電磁石が永久磁石より製造が複雑で、外部の又可動車輪に取付けられることか ら、信頼性が低い。重くて複雑な電磁石を、回転子に配置することは、モーター 付き車輪の動特性及び調節特性を悪くする。接触要素を通じての電磁石の接続は 、巻線のスイッチ切り替えを不可能とし、そのため、一定電力の作動モードを得 ることが難しくなる。いくつかの公知の理由から考えれば、接触接続によって、 高い電流の使用が不可能となり、高い出力が得られなくなる。

主型の開示 本発明の目的は、可変負荷と速度加速の下で一定の出力を持つ低圧電力供給（６ ０■まで）を行った場合に、相互の構成と部品の電気接続と、それらの相互作用 により、信頼性がもたらされ、制御特性を向上させるようになっているモーター 付き車輪を提供することである。

すなわち、本発明によると、車軸と、車軸まわりに回転可能なリムと、制御ユニ ットと車輪の内部に設けられ、２つの部分から構成された電気モーターとを備え る電気駆動とから成る車両のためのモーター付き車輪であって、前記２つの部分 の１つは、磁気要素を備えた磁気回路を有し、他の部分は、回転子の周縁の回り に配置され、固定子の磁気要素と磁気的に相互に作用して、リムを回転させる磁 気要素を備えており、交互に電気的に相互に接続し、バーの２つのグループを形 成する絶縁された電流搬送バーによって形成された整流子と、少なくとも２つの 電流コレクタと、各電流コレクタは整流子のバーと相互に作用する少なくとも１ つのスリップ要素を有し、いずれのスリップ要素の幅も、整流子の隣合うバーの 間の距離より短かくなっているモーター付き車輪において、電気整流子と電流コ レクタは、電気モーターの異なった部分に取付けられ、固定子の磁気回路の磁気 要素は、少なくとも２つのグループに配置された公知の電磁石であり、グループ の少なくとも１つは、制御電圧ユニットに電気的に接続され、各グループは、少 なくとも１つの電流コレクタに対応し、少なくとも１つの接触要素と接触要素と 相互に作用する少なくとも１つの追加電流コレクタを備える少なくとも１つの追 加電流コレクタとが、電気モーターの異なった部分に設けられ、固定子の電磁石 のグループは、互いに関して置き代わって、電磁石の１つのグループに対応する 電流コレクタのスリップ要素が、整流子のバーの間に位置した時、このグループ の電磁石は、制御電圧ユニットとの接続を断たれ、一方、他のグループの電磁石 は、それぞれの電流コレクタのスリップ要素と整流子のバーを経て接触し、追加 電流コレクタのスリップ要素と接触要素は、制御電圧ユニットに電気的に接続し て、リムに回転を与える回転子の磁気要素と磁気的に相互に連結し、かつそれら の軸は、回転子の磁気要素の軸の間に位置することを特徴とするモーター付き車 輪を提供することによって、上記目的は達成される。

この様に設計されたモーター付き車輪においては、次の事から高い信頼性が生ま れる。即ち、最も複雑な要素は静止していて、電流過負荷から免れており、電力 は、異なった負荷の下で一定に保たれ、高い動特性と調節特性を有しており、か つ使用される高電流によって高電力が供給されるからである。

このモーター付き車輪の接触要素は、リング型電流搬送接触子の形式として形成 することが可能である。

調節特性を向上させるために、電気的に交互に接続されて、少なくとも１つの電 流コレクタのスリップ要素と相互作用する２つのグループを形成する電流通電バ ーから形成された少なくとも１つの追加の整流子が、モーター付き車輪に設けら れる。そのため、追加整流子は、電気モーターのその部分の１つに固定的に取付 けられ、この部分から絶縁される。

一定電流での作動モードを得るために、制御巻線スイ・ンチュニ・ットは、モー ター付き車輪に固定して取付けられる。そのスイッチは、固定子の電磁石のグル ープの数と等しい数の入力を有し、そのグループの電磁石の回路と制御電圧ユニ ツトに接続される。制御電圧巻線スイッチユニツトは、固定子電磁石のリード線 に電気的に接続される。

制御電圧を高め、信頼性を向上させるために、制御電圧スイッチは、車軸に関し て固定的なモーター付き車輪に取付けられる。このスイ・ノチは、そのグループ の電磁石と制御電圧ユニットに接続され、出力と制御入力を有し、それら各々の 数は、他の入力と電磁石のグループの数と等しい。

制御電圧ユニットは、第１と第２の出力を有する。その第１の入力は、スリップ 要素を経て、それぞれの電流コレクタと追加電流コレクタに電気的に接続さねへ 少なくとも１つの整流子の杆と接触要素が、制御電圧スイッチの制御入力に接続 されて、制御電圧をそれに供給する。一方、第２の出力は、制御電圧スイ・ソチ の人力に接続されて、それに制御電圧を供給し、制御電圧スイッチの各出力は、 それぞれのグループの電磁石の出力に電気的に接続されている。

信頼性を増すために、制御電圧ユニットは、３つの出力を備えた異極性電圧源の 形式で形成されている。そのグループの電磁石の出力の１つは、制御電圧ユニッ トの接地出力に電気的に接続され、一方、そのグループの電磁石の出力は、それ ぞれの電流コレクタと整流子杆と接触要素とを経由して、制御電圧ユニットの第 １と第２の出力に電気的に又交互に接続されている。

電流コレクタが、それぞれ２つのスリップ要素を有する電磁石のグループに対応 する時、又電流コレクタの１つのスリップ要素が整流子杆の間にある時には、他 の電流コレクタのスリップ要素は、整流子の異なったグループの杆上に配置され る。

モーター付き車輪の調節特性を向上させるために、いずれかのグループの固定子 電磁石と回転子磁気要素は周縁に配置されている。１つのグループの固定子のい ずれか２つの電磁石の軸と、回転子の磁気要素の軸との間の角距離は、角距離α に対して倍数である。あるグループのいずれか２つの電磁石といずれか２つの磁 気要素は、それらの軸の間の角距離が、角距離αの奇数に等しい時には反対の極 性を有し、角距離αの偶数である時には、同一の極性を有する。電磁石のそれぞ れのグループの電流コレクタのスリップ要素が整流子の杆の間の位置の１つにあ る時には、このグループの電磁石の軸は、回転子の磁気要素の軸と一致する。

少なくとも１つのグループの電磁石は、制御電圧ユニットに電気的に接続され、 それらの軸は磁気要素の軸に対して、Ｎを偶数自然数とすれば、α＝３６０°／ Ｎの関係に置かれる。あるいは、いずれかのグループの電磁石は、周縁に交互に 均一に極性をもって配置される。交互の極性を備えた偶数の磁気要素は、回転子 磁気回路の周縁に沿って配置される。整流子杆は、周縁に沿って均一に分配され 、それらの数は磁気要素の数と等しく、Ｍを回転子の磁気要素の数とすれば、α ・３６０゜膚の関係にある。

電気エネルギー回復のために、モーター付き車輪は、電気エネルギーアキュムレ ーターを備えている。少なくとも１つの整流子は中間バーを有し、その中間バー のそれぞれは、整流子の隣合うバーの間に位置する。追加のバーが互いに接続さ れ、整流子の中間バーに電気的に接続された２つのグループを交互に形成してい る。そのグループの電磁石に対応する電流コレクタのスリップ要素が、中間バー に接触している時には、このグループの電磁石は、それぞれの電流コレクタと追 加の電流コレクタ、整流子の中間バーと接触要素を通じて、電気エネルギーアキ ュムレーターに追加の電気接続を保つ。

電気エネルギーの回復を図るためには、電気モーターの種々の部分は、すくなく とも１つのスリップ要素と、スリップ要素と相互作用を行う少なくとも１つのエ ネルギー回復リング接触子を備えた、少なくとも１つのエネルギー回復電流コレ クタを支持している。エネルギー回復電流コレクタのスリップ要素とエネルギー 回復リング接触子は、電磁石の追加電気回路と電気エネルギーアキュムレーター に挿入されている。

本発明の実施例で、非常に簡単で信頼性が高いものでは、整流子は、回転子に取 付けられ、それぞれが２つのスリップ要素を有する電流コレクタは、固定子に取 付けられている。この場合、接触要素は回転子に固定さね、整流子のバーのグル ープに電気的に接続されている。一方、固定子に取付けられた追加の電流コレク タのスリップ要素は、整流子バーの第２のグループに電気的に接続された接地端 子を有する制御電圧ユニットの出力に、電気的に接続されている。各電流コレク タのスリップ要素は、それぞれのグループの電磁石のリード線に電気的に接続さ れている。

スリップ要素の電気回路とグループの電磁石に挿入された制御巻線スイ・ソチユ ニットの各人力は、それぞれの電流コレクタのスリップ要素に接続することが可 能である。一方、制御電圧スイッチは、スリップ要素の電気回路と制御スイッチ ユニットに挿入することが可能であり、その場合、制御電圧スイッチの各制御入 力は、それぞれの電流コレクタのスリップ要素に電気的に接続さへその各出力は 、制御巻線スイッチユニットのそれぞれの入力に接続される。

電気エネルギー回復のためには、エネルギー回復スリップリングは回転子に取付 けられ、整流子の中間バーの１つのグループに接続される。固定子に取付けられ たエネルギー回復電流コレクタのスリップ要素は、他のグループの中間バーに電 気的に接続された接地端子を有する電気エネルギーアキュムレーターの出力の１ つに接続される。

信頼性を向上させるために、整流子と接触要素が固定子に取付けられている場合 には、固定子に取付けられる整流子の数は、電磁石のグループの数に等しい。

電流コレクタは、２つのスリップ要素を備えている。電磁石のそれぞれのグルー プの電流コレクタのスリップ要素は、それぞれの整流子の杆に接触する。追加の 電流コレクタは、回転子に取付けられ、接触要素は、固定子に取付けられる。

全電流コレクタの第１のスリップ要素は、追加の電流コレクタのスリップ要素に 接続され、その第２の要素は、接触要素に接続された他の出力を有する制御電圧 ユニットの接地入力と、電気的に接続されている。制御巻線スイッチユニットは 、それぞれの整流子のバーのグループに接続される。

モーター付き車輪のある実施例によれば、磁気要素と電磁石は、それらの軸が車 輪の軸に対して放射状になっており、これによって、モーター付き車輪の大きさ を減少させることが出来る。

モーター付き車輪の他の実施例によれば、磁気要素と電磁石は、それらの軸が車 輪の軸に対して平行としである。

モーター付き車輪の出力を増加させるためには、固定子は、少なくとも１つの追 加磁気回路を有し、電磁石の少なくとも１つのグループを、固定子の各磁気回路 に配置する。

モーターに与えられる電力のモーメントを制御するためには、少なくとも１つの 整流子を、その整流子を備える電気モーターのその部分に対して角度変更が可能 な様にする。

調節を簡単にするために、少なくとも１つの電流コレクタを、その電流コレクタ を備える電気モーターのその部分に対して角度変更が可能な様にする。

モーター付き車輪の出力を増加させるために、回転子は、磁気要素を備えた少な くとも１つの磁気回路を備えている。

電気エネルギーアキュムレーターの充電をするために、制御電圧ユニットは、外 部電力源に接続される入力部を有する。

図面Ω間里笠説朋 モーター付き車輪の１つの実施例に関する次の詳細な説明と、添付の図面を参照 することによって、本発明はより明瞭になると思う。

図１は、回転子に整流子を備えるモーター付き車輪の概略図である。

図２は、モーター付き車輪と制御電圧ユニットの１実施例の断面図である。

図３は、モーター付き車輪の概念図における電気回路である。

図４は、巻線スイッチユニットの１実施例を示す。

図５は、集積スイッチの周囲に設けられた制御巻線スイッチユニットのスイッチ に接続された制御ユニットの１実施例と、集積スイッチの１つの特定の実施例を 示す。

図６は、制御電圧スイッチの１実施例を示す。

図７は、モーター付き車輪の代表的図における、制御巻線スイッチユニツトを備 えた電気回路の１実施例を示す。

図８は、モーター付き車輪の概念図における制御電圧スイッチを備えたモーター 付車輪の電気回路の１実施例と、制御電圧ユニットの１実施例を示す。

図９は、中間バーを設けた整流子を備えるモーター付き車輪の１実施例を示す。

図１０は、中間バーを備えたモーター付き車輪整流子を示す。

図１１は、モーター付き車輪の概念図における電気エネルギーアキュムレーター を備えたモーター付き車輪の電気回路の１実施例と、電気エネルギーアキュムレ ーターの１実施例を示す。

図１２は、電気エネルギーアキュムレーターと制御巻線スイッチユニットを備え たモーター付き車輪の電気回路の他の実施例を示す。

図１３は、固定子上に整流子を備えるモーター付き車輪の１実施例を示す。

図１４は、制御電圧ユニットを備えた図１３に示すモーター付き車輪の一部断面 図である。

図１５は、異極性電圧源として形成された制御電圧ユニットを備えたモーター付 き車輪の電気回路の１実施例である。

図１６は、固定子と回転子の追加磁気回路を備えたモーター付き車輪の１実施例 を示し、磁気要素と電磁石の軸が、車輪軸と平行になっている。

主型Ｑ好週を実施例 モーター付き車輪（図１及び２）は、次の要素から構成されている。即ち、車軸 （１）と、車軸（１）に対して回転可能で、タイヤ（３）を支持するリム（２） と、制御電圧ユニットを備えた電気駆動部と、車輪に内蔵された電気モーターと から構成される。電気モーターは、２つの部分から構成され、その１つは、車軸 （１）にしっかりと固定された固定子（４）であり、それぞれが少なくとも１つ の電流コレクタ（８，９）に対応する電磁石（６，７）の少なくとも２つのグル ープを含む磁気回路（５）を有する。電気モーターの他の部分は、リム（２）に 連結さね、回転子（１０）の周縁に沿って配置され固定子（４）の電磁石（６， ７）と磁気的に相互に作用してリム（２）を回転させる磁気要素（１２）を備え た磁気回路（１１）を有する回転子（１０）を含んでいる。固定子（４）に取付 けられた電磁石（６，７）のグループの数は、例えば、３．５等、任意であるが 、図面では、分かりやすくするために示されていない。

このモーター付き車輪は、回転子（１０）に取付けられ、かつ絶縁された電流搬 送バー（１４，１５）によって形成された整流子（１３）を有する。電流搬送バ ー（１４，１５）は、互いに電気的に、又交互に接続され、２つのグループを形 成している。各２つの隣合ったバーの間には、１本の追加バー（１６）が設けら れている。電流コレクタ（８゜９）は、それぞ娠少なくとも１つのスリップ要素 を有している。この特定の実施例では、バー（１４、１５）とそれぞれ互いに作 用する２つの要素（１７，１８と１９　、２０）が取付けられている。各スリッ プ要素（１７，１８，１９，２０）の幅は、いずれか２つの隣合うバー（（１４ ，１５）の間の距離より短かい。

モーター付き車輪は、環状の電流伝達接触子（スリップリング）の形式として形 成された少なくとも１つの接触要素（２１）と、接触要素（２１）と相互に作用 する少なくとも１つの追加スリップ要素（２３）とを有する。

スリップ要素（１７，１８，１９，２０，２３）は、それぞれ、リード線（２４ ，２５，２６，２７，２８）を有している。グループの電磁石（６、７）は、そ れぞれリード線（２９，３０）を有している。

接触要素（２１）は、整流子（１３）の杆（１４）の１つのグループに接続され ており、一方、追加電流コレクタ（２２）のスリップ要素（２３）のリード線（ ２８）は、制御電圧ユニット（３２）　（図２）の出力（３１）に電気的に接続 されており、制御電圧ユニット（３２）の他の出力は、（モータ一本体を通じて 接地された）他のグループのバー（１５）に電気的に接続されている。

リム（２）は、軸受け（３３）を介して車軸（１）に取付けられる。

整流子（１３）のバー（１４，１５，１６）は、電流導体である環状の基部（３ ４）に配置されており、各２つの隣合うバーは、互いに絶縁されている（しかし 、バー（１４，１５）は、電気的に相互に接続されてグループを形成している） 。

整流子（１３）と電流コレクタ（８，９）は、通常、電気モーターの異なった部 分（回転子（１０）と固定子（４））に配置されている。この様にして、それら の位置には、異なった多くの場合がある。

モーター付き車輪の車軸（１）は中空であり、モーター付き車輪の内部要素を、 その内部要素の他の１つ（例えばスリップ要素（２３）及びユニット（３２）） に接続する電流リード線が通されている。

電流コレクタ（８，９，２２）は、通常、スリップ要素（１７，１８，１９，２ ０，２３）　（ブラシ）と、接触をよくするために整流子（１３）のバー（１４ ，１５）杆にブラシを押圧するためのバネ部材（３７）を備えたブラシ保持器（ ３６）と、スリップ要素に電気を供給するためのリード線（２４，２５，２６， ２７，２８）と、必要に応じて締止具（３８）とから構成される。締止具（３８ ）は、いくつかのスリップ要素が他のスリップ要素に固定されている場合、又は モーター付き車輪の要素（例えばリム）に取付けられている場合には、省略する ことが可能である。

制御電圧ユニット（３２）は、電圧を変化させるいずれかの周知の手段、例えば 、可変抵抗器（４０）、又は限界検査モードで作動するスイッチを制御するパル ス幅変調の制御電源としての蓄電池（３９）と制御ユニットとから構成すること が可能である。ユニット（３２）は、ユニット（３２）の電流を遮断するための スイッチ（４１）を備えている。この場合、蓄電池（３９）と抵抗器（４０）と スイッチ（４１）は直列に接続されており、又出力端子（３１）と直列に接続さ れている。一方、蓄電池（３９）の他のリード線は、ユニット（３２）を接地す るための出力端子（４２）に接続されている。

最大磁束の観点から言えば、いずれかのグループの電磁石（６，７）を、周縁に 沿って交互に均一に磁極片を有するように配置し、一方、回転子（１０）の磁気 回路の（１１）の周縁に、偶数の磁気要素（１２）が周縁に沿って交互にそれら の極を有するように均一に配置することが理に叶う。この様にして、整流子（１ ３）のバー（１４、１５）は、周縁に沿って均一に配置され、それらの数は、磁 気要素（１２）のものと等しい。

即ち、Ｍが回転子（１０）の磁気要素（１２）の数とすれば、α＝３６０°／Ｍ である。

磁気要素（１２）又はグループの電磁石（６，７）の間に、センサーとしての大 きな数の巻線を設ける必要があるときには、いずれかのグループの固定子（４） の電磁石（６、７）と回転子（１０）の磁気要素（１２）が、１つのグループの いずれか２つの電磁石（６，７）の軸（４３）と、いずれか２つの磁気要素（１ ２）の軸（４４）との間の角距離が角距離αに対して倍数である様に、周縁に沿 って配置される。１つのグループ２つの電磁石（６，７）と磁気要素（１２）は 、それらの軸（４３，４４）の間の角距離が角距離αの奇数と等しい場合には、 反対の極性を有し、角距離αの偶数と等しい場合には、同一の極性を有する。

電磁石（６）（又は（７））のグループと対応する電流コレクタ（８）（又は（ ９））のスリップ要素（１７Ｊ８）　（又は（１９，２０））が整流子杆の間の 位置の１つにある時、このグループの電磁石（６）（又は（７））の軸（４３） は、磁気要素（１２）の軸（４４）と一致し、Ｎを自然数とすれば、α＝３６０ ＯＡである。

図１及び２において、電磁石（６，７）の軸（４３）と磁気要素（１２）の軸は 半径方向である。

通常の場合、その距離、例えば、電磁石（６，７）の軸（４３）の間の距離は、 例えば、電磁石（６，７）の巻数の数を増やすために、α＋Δαの倍数とするこ とが出来る。

これは、磁気要素（１２）に対向して置かれた不通電の電磁石の磁心の磁束強度 の関数の緩い勾配によって可能である。

２つのスリップ要素（１７，１８）と（１９，２０）を有する電流コレクタ（８ ，９）において、２つのスリップ要素の軸の間の距離は、距離αの奇数の倍数で あることが好ましい。この一般的な場合においては、電流コレクタ（８）のスリ ップ要素（１７，１８）が整流子（１３）のバー（１４，１５）の間に配置され ている時には、電流コレクタ（９）のスリップ要素（１９，２０）は、整流子（ １３）の種々のグループのバー（１４，１５）に配置される。

図３は、モーター付き車輪の電気回路を示す。

制御電圧ユニット（３２）は、バー（１４，１５）のグループに接続されており 、このユニットの出力端子（３１）は、追加の電流コレクタ（２２）と、その要 素（２３）と、接続要素（２１）とを通じて接続されており、一方、他の出力端 子（４２）は、「本体」を経て接続されている。ある場合においては、第２の接 続要素と追加の電流コレクタのスリップ要素を使用することによって、従って、 類似の接続を行うことによって、「本体」を通しての接続を回避することも可能 である。これによって、外部要素の作用が避けられるか、なお他の１対の接続器 を追加することとなる。

電磁石（６，７）は、対応するスリップ要素（１７，１８，１９，２０）を経由 して、電気的に杆（１４、１５）に接続されている。この様にして、電磁石（６ ）の１つのグループのスリップ要素（１７，１８）の１つがバー（１４，１５） の間に配置されて、電磁石（７）の他のクループの要素（１９，２０）が、電磁 石（７）の磁極片を形成する整流子（１３）の杆と接触する。

この一般的な場合においては、固定子（４）の電磁石（６，７）のグループは、 相互に入れ替わると、固定子（４）の電磁石（６，７）の１つのグループと対応 する電流コレクタ（８）又は（９）のスリップ要素（１８）又は（１９）が、バ ー（１４，１５）の間に位置して、このグループの電磁石（６又は７）が、制御 電圧ユニット（３２）から切断される。

これに対し、他のグループの電磁石（６又は７）は、対応する電流コレクタ（８ 又は９）の接触するスリップ要素（１８又は１９）と整流子（１３）の杆（１４ ，１５）を経て、制御電圧ユニット（３２）に接続する。又、追加の電流コレク タ（２２）のスリップ要素（２３）と接触要素（２１）は、制御電圧ユニット（ ３２）に電気的に接続され、又リム（２）に回転を与える回転子（１０）の磁気 要素（１２）に磁気的に連結され、一方、電磁石の軸（４３）は、回転子（１０ ）の磁気要素（１２）の軸（４４）の間に配置される。

モーター付き車輪は、制御された巻線スイッチユニット（４５）と、車輪の車軸 （１）に対して固定的に設置された制御電圧スイッチ（４６）を設けることによ って完成される。

この様にして、巻線スイッチユニット（４５）は、電流リード線（３５）を経由 して、それを接続する手動スイッチのために、（車両本体の）モーター付き車輪 の外側に設置されることが可能である。一方、電圧スイッチ（４５）は、固定子 （４）上で、モーター付き車輪の内側に設置されることが可能である。一般的な 場合には、それらの各々は、モーター付き車輪の外側あるいは内側のいずれにで も取付けることが可能である。

図４は、制御巻線スイッチユニット（４５）の実施例を示す。

これは、例えば、電磁石の１グル一プ４個のスイッチ（４７，４８，４９，５０ ）から構成されている。ｒａＪは中立位置であり、ｒｂＪは電磁石の直７１接続 であり、ｒｃＪは並列ＩＩＩ組合せ接続であり、ｒｄＪは並列接続である（「Ｖ 」はスイッチ（４７゜４８．４９，５０）の共通リード線である）。グループ内 の電磁石のこれら公知の接続により、一定の電力が供給され、モーター付き車輪 の信頼性が高められる。

スイッチ（４７，４８，４９，５０）は同時に切り換えられ、共通の制御手段（ 自動車の伝達制御レバーと類似のハノドノりを持つことが出来る。

制御巻線スイッチユニット（４５）は、電磁石（６，７）と制御電圧ユニット（ ３２）に電気的に接続され、その数が電磁石のグループの数と等しい入力端子（ ５０，５１）を有し、一方、スイッチ出力端子は、電磁石の巻線の入力端子に接 続されている。それがモーター付き車輪の内部に取付けられている場合には、電 流導体（３５）を使用せずに、制御ユニットを使用しなければならない。この様 にして、制御ユニット（５２）と制御巻線スイッチユニット（４５）は、図５に 示される集積回路の周囲に形成される。

制御巻線スイッチユニット（４５）が、電磁石の各グループのための２つの集積 デュアルスイッチ（５４）　（出力チャンネル毎４人カチャンネル、例えば、Ｈ １５０９Ａ）に基づいている場合には、制御ユニット（５２）は、符号器（５３ ）　（４人カチャンネルと２出力チヤンネル、例えば、ＳＮ　５４１４８）であ る。（Ｓｌ）から（Ｓ４）のブツシュボタンの１つを押すと、スイッチ（４７， ４８，４９，５０）がｒａＪからｒｄＪの位置の１つを占め、「Ｖ」の位置はス イッチ出力である。例えば、ボタン（Ｓ４）を押すと、スイッチ出力がｒｄｌの 位置に設定され、即ち、各グループの電磁石が並列に接続される。

図６は、制御電圧スイッチ（４６）の実施例を示す。

高電位が制御入力端子（例えば、各２つの入力端子の制御入力を結合する２つの ＯＲゲートを備えたＨＩ２０１）にかけられた場合、制御電圧スイッチ（４６） は、同時に閉鎖する２つのチャンネルを有する集積スイッチ（５５，５６，５７ ，５８）に基づくことが可能である。１対の集積スイッチ（５５，５６と５７． ５８）の数は、電磁石（６と７）のグループの数と等しい。各対において、各集 積スイッチの第１と第２の出力が一体となって、制御スイッチ電圧（４６）の対 応する出力（５９）に接続されている。集積スイッチ（５５，５６，５７，５８ ）の各制御入力は、対応する制御入力（６０）にそれぞれ接続され、第１の入力 は、相互に接続さね、又制御スイッチ（４６）の入力（６１）に接続されている 。一方、集積スイッチの第２の入力は接地されている（制御電圧ユニット（３２ ）の接地がない様な一般的な場合には、それらは、対応する入力（４２）に接続 される）図７は、集積巻線スイッチユニット（４５）を備えたモーター付き車輪 の電気回路を示す。

スイッチ（４５）の入力（５０，５１）は、それぞれのスリップ要素（１７，１ ８，１９，２０）の出力（２４，２５，２６，２７）に接続されており、一方、 出力は、電磁石（６，７）の出力（２９，３０）に接続されている。スイッチ（ ４５）は、その出力がスイッチ（４７，４ｇ、４９．５０）　（図４及び５）の 制御入力に接続された制御ユニット（５２）によって制御されることが可能であ る。

図８は、電磁石（６，７）のグループの数にそれぞれ等しい数の制御入力（６０ ）と出力（５９）を有する制御電圧スイッチ（４６）の接続変更例を示す。

制御電圧ユニット（３２）は、２つの出力（６２，６３）を有し、その第１の出 力は、スリップ要素（１７，１ｇ、１９，２０．２３）と接触要素（２１）と整 流子（１３）のバー（１４，１５）を通じて、制御電圧スイッチ（４６）の制御 入力（６０）に電圧を供給するために使用され、第２の出力（６３）は、グルー プの電磁石（６，７）に（直接に、又は制御巻線スイッチユニット（４５）を経 由して）接続された出力（５９）を有する電圧スイッチ（４６）の入力（６１） に制御電圧を供給するために使用されている。

ユニット（３２）は、２つの蓄電池（３９１，３９２）に基づくことが可能であ り、その１つは、可変抵抗器（４０）の形式の制御ユニットを通じて第２の出力 （６３）に接続さね、他の１つは、第１の出力（６２）に接続されている。ある 場合では、蓄電池（３９，，３９りは、機能要素、例えば、制御電圧を検査し、 電気回路の連結を断つためのツェナーダイオード又は比較器を通じて接続される ことか好ましい。図８においては、それらはスイッチ（ＰＬ、Ｐ２）を通じて接 続されている。

制御電圧スイッチ（４６）の出力（５９）は、電磁石（６、７）のグループの出 力（２９，３０）に接続されており、制御入力（６０）は、スリップ要素（１７ ，１８，１９，２０）に接続され、入力（６１）は、ユニット（３２）の出力（ ６３）に接続されている。

スリップ要素（２０）が整流子（１３）のバー（１４）と接触状態にある時には 、高電位が対応するスイッチ（５７）を通電させ、又電流が、ユニット（３２） の第２の出力（６３）がら、予め定められた方向に電磁石の巻線を通じて流れる 。他のスリップ要素（１９）が整流子（１３）のバー（１４）と接触状態にある 時には、他のスイッチ（５８）が通電し、電流は、電磁石（７）の逆極性の磁極 片を形成する反対方向に流れる。電磁石（７）の１つのグループのスリップ要素 （１８，１９）が、整流子（１３）の追加の／＜−（１６）と接触状態にある時 には、他のスイッチ（５５，５６）が、他のグループのそれぞれの電磁石（６） に電力を供給する制御電圧スイッチ（４６）のスリップ要素（１７，１８）を通 じて通電する。

一般的な場合には、制御電圧ユニット（３２）と電磁石を接続する電気回路は、 巻線、又は電圧、又は両者の制御スイッチ（４５又は４６）を含むことが出来る 。その切り替えは、公知の方法で制御される。電圧制御の場合には、これらのス イッチは直列に接続され、制御巻線スイッチ（４５）の出力は電磁石の出力に接 続され、その入力（５０，５１）は、制御電圧スイッチ（４６）の出力（５９） に接続される。その入力（６１）は、制御電圧ユニット（３２）の出力に接続さ れ、制御入力（６０）は対応する接触要素［例えば、モーター付き車輪の設計に よって、スリップ要素（１７，１８，１９，２０）、整流子のバーのグループ（ 又は整流子）コに接続される（図８は、制御入力（６０）がスリップ要素（１７ ，１８，１９，２０）に接続されている実施例を示す）。

図９は、運転中の電気エネルギーの回復を図った実施例を示す。

この目的のために、スリップ要素（６５）とスリップリング接触子とを備えたエ ネルギー回復電流コレクタ（６４）か使用されている。整流子（１３）は、２つ のグループに電気的に又交互に相互接続された中間バー（６７）　（図１０）の グループを備えている（それらの接続は図９には示されていない）。スリップ要 素（６５）はリード線（６８）を有する。スリップリング接触子（６６）は、中 間バー（６７）の１つのグループに電気的に接続されており、中間バー（６７） の他のグループは、モータ一本体を通じて電気エネルギーアキュムレータの接地 端子（４２）に接続されており、その一方の端子（７０）は、スリップ要素（６ ７）に接続されている。図９のモーター付き車輪の電気回路図は、図１１に示さ れている。

電磁石（６，７）のグループと対応するスリップ要素（１７４８，１９，２０） が中間バー（６７）に接触すると、このグループの電磁石（６，７）は、それぞ れの電流コレクタ（８，９）のスリップ要素（１７，１８，１９，２０）と追加 の電流コレクタ（２２）と、整流子（１３）と接触要素（２１）の中間バー（６ ７）のグループを経由して、電気エネルギーアキュムレーター（６９）と追加の 電気接続を行なう。

一般の場合には、電気モーターの種々の部分に、少なくとも１つのスリップ要素 （６５）と、エネルギー回復電流コレクタ（６４）のスリップ要素（６５）と相 互に作用する少なくとも１つのスリップリング接触子（６６）を備えた少なくと も１つのエネルギー回復電流コレクタ（６４）が設けられる。この場合、エネル ギー回復電流コレクタ（６４）のスリップ要素（６５）とスリップリング接触子 （６６）は、電磁石（６，７）と電気エネルギーアキュムレーター（６９）の追 加の電気回路に挿入される。

電気エネルギーアキュムレーター（６９）は、整流器と蓄電池の形式として形成 可能である。

電気エネルギー回復の場合、制御巻線スイッチユニット（４５）は類似の方法で 接続される（図１２）。

他の実施例も可能であるが、その場合、そのグループ又は電磁石の数と等しい数 の整流子が固定子に取付けられる（図１３）。

図１３は、回転子（１０）上の追加の電流コレクタ（２２）と、固定子（４）上 の追加の接触要素（２１）の載置の変更例を示す。それらの位置は変わらない。

図は、バー（７２，７３）のグループを備えた追加の整流子を支持する固定子（ ４）を示しており、バー（７２，７２）の間には、追加のバー（７４）が取付け られている。この場合、そのグループの電磁石（６，７）は、直接に、あるいは 制御巻線スイッチユニット（４５）を経由して、対応する整流子（１３，７１） の杆（１４，１５と７２．７２）のグループに接触している。追加電流コレクタ （２２）のスリップ要素（２３）はスリップ要素（１８，１９）に接続され、一 方、接触要素（２１）は制御電圧ユニット（３２）の出力（３１）に接続されて いる。ユニット（３２）の他の出力（４２）は、本体（図示せず）を経て、他の スリップ要素（１７，２０）に電気的に接続されている。

図１４は、図１３に示したモーター付き車輪の断面図を示す。

この実施例においては、電流コレクタの締止具（３８）は、ブラシ保持器がリム （２）に固定されていないため、使用されていない。この構成では、他の構成と 同様に、例えば、図９と１１に示されている様に、公知の装置を含むことが可能 である。即ち、出力が（スリップ要素の代わりに）対応する整流子（１３）又は （７１）のバーのグループに接続された制御巻線スイッチユニット（４５）、制 御入力が（スリップ要素の代わりに）対応する整流子（１３又は７１）のバーの グループに接続された制御電圧スイッチ（４６）、直列に接続されたスイッチ（ ４５，４６）、対応する整流子（１３又は７１）の杆に接続された制御電圧スイ ッチ（４６）の制御入力である。

整流子（１３，７１）と接触要素（２１）が固定子（４）に取付けられている場 合には、固定子（４）に設けられる整流子（１３，７１）の数は、電磁石（６， ７）のグループの数と等しく、電流コレクタ（８，９）は、２つのスリップ要素 （１７，１８，１９，２０）を有する。電磁石（６、７）のグループに対応する 電流コレクタ（８，９）のスリップ要素（１７，１８，１９，２０）は、それぞ れの整流子（１３，７１）のバー（１４，１５と７２．７３）に接触する。追加 電流コレクタ（２２）は回転子（１０）に取付けられ、一方、接触要素（２１） は固定子（４）に取付けられる。全ての電流コレクタの第１のスリップ要素（１ ８，１９）は、追加電流コレクタ（２２）のスリップ要素（２３）に電気的に接 続される。それらの第２の要素（１７，３０）は、制御電圧ユニット（３２）の 接地出力（４２）　（又は、電圧スイッチ（４６）がオンの場合には出力（６２ ））に電気的に接続され、制御電圧ユニット（３２）の他の出力（３１）　（又 は出力（６３））は、接触要素（２１）に接続される。

制御巻線スイッチユニット（４５）の入力（５０，５１）は、それぞれの整流子 （１３，７１）の杆（１４，１５と７２．７３）のグループに接続することが出 来、あるいは、制御巻線スイッチユニット（４５）の入力（５０，５１）は、制 御入力（７８）が対応する整流子（図示せず）のバー（１４，１５と７２．７３ ）のグループに電気的に接続される電圧スイッチ（４６）の出力（５９）に接続 される。

図１５は、構成の１つを示す。そこでは、制御電圧ユニット（３２）は、異極性 電圧ユニット（３２）と３本のリード線（７５，７６，７７）の形式で形成され 、リード線（７５）は接地バスである。追加電流コレクタ（２２）は、整流子（ １３）のそれぞれのバー（１４，１５）に接続された接触要素（２１１，２２２ ）に接触する２つのスリップ要素（２３１，２３ｔ）を有する。電磁石（６，７ ）の１本のリード線（２９）は、接地端子（７５）に接続されている。制御電圧 ユニット（３２）の出力（７６，７７）は、それぞれスリップ要素（２３，，２ ３□）に接続されている。

外部電源への接続のためと蓄電池充電のための電力リード線（７８）は、対応す る電圧源（３９１，３９２）のリード線に整流器（７９）とスイッチ（Ｓ５．Ｓ ６）を経て接続されており、電圧源（３９１Ｊ９２）は、それぞれスイッチ（Ｓ ５．３６）を経由して、ユニット（３２）のリード線（７６、７７）に接続され ている。電圧源（３９，，３９２）は、制御ユニット（図１５において可変抵抗 器（４０１，４（１２））を通ってユニット（３２）の接地端子（７５）に接続 されている。

図１６は、固定子（４）に固定されたスリップ要素（１７，１８，２９，２０） と、それぞれが電磁石（６，７）のグループを支持する固定子（４）の第１の磁 気回路（５）と第２の磁気回路と、電流コレクタ（２３）から構成されるモータ ー付き車輪を示している。

回転子（１０）には、絶縁された環状基部（３４，８１）上に形成された主整流 子（１３）と追加整流子（７１）と、回転子（１０）の第１の磁気回路（１１） と第２の磁気回路（８２）と、各整流子（１３，７１）のバー（１４，７２）の グループに電気的に接続されたリング接触要素（２１）と、タイア（３）を備え たリム（２）が取付けられている。制御電圧ユニット（３２）の出力（３１，４ ２）は電気的に接続され、それらの１つは電流コレクタ（２３）に接続され、他 の１つは（本体を通じて）整流子（１３，７１）のバー（１５，７５）に接続さ れている。電磁石（６，７）の軸（４３）と磁気要素（１２）の軸（４４）は、 車軸（１）と平行に配設されている。

留意すべきは次の点である。

［１］　回転子（１０）の磁気要素（１２）として永久磁石を使用することが好 ましい。

磁気要素（１２）が電磁石である場合には、制御電圧ユニット（３２）の蓄電池 （３９）がら、あるいは他の内蔵電圧源から、回転子（１０）の電磁石を通電さ せるために、追加の電流コレクタと接触要素を使用する必要がある。

［２］　整流子ど電流コレクタと、接触要素と追加電流コレクタと、スリップリ ング接触子とエネルギー回復電流コレクタとは、固定子上に部分的に、又回転子 上に部分的に固定することが出来る。図１と１３は、接触要素（２１）と追加電 流コレクタ（２２）の種々の取り付は方法を示している。

［３］　接触要素の数を減らすために、電流コレクタの少なくとも１つの電流コ レクタスリップ要素を使用する。電磁石のグループに対応する電流コレクタのス リップ要素（１７，１８，１９，２０）の中の１つを使用する場合には、電圧制 御ユニット（３２）は、異極性電圧源として使用しなければならない。（電圧振 幅を増大させる）通常の蓄電池を使用する場合には、その電圧コレクタは、２つ のスリップ要素を有する。しかし、この場合、本体を通じて整流子の杆の１つの グループを接続して（図１及び２）、追加電流コレクタ（２２）のたった１つの 要素（２３）を使用することが可能である。中間バー（図９及び１１）に関して も同様のことが言える。外部電源を省くためには、本体を経由する接続を避けて 、追加電流コレクタ（２２）の２つの接触要素（２１）と２つの要素（２３）を 使用すると好都合である。同様に、中間バーは、（エネルギー回復電流コレクタ （６４）の２つのスリップ要素（６５）を備えた）２つのスリップリング接触子 を通じて接続することが可能である。

［４〕　電流コレクタを取付けることは、モーター付き車輪の対応する部分に関 連するその要素を固定的に取付けることを意味する。スリップ要素は、リム（２ ）（図１４）の特別な固定要素（図２）上で、そして他の固定スリップ要素に、 ブラシ保持器（３６）内で固定される。

［５］　電気エネルギーアキュムレーター（６９）を、独立の要素として、整流 器の電磁石（６，７）を備えた追加電気回路に使用する場合には、それを、蓄電 池と整流器（図１１）又は蓄電池）に基づくものとすることが可能である。

［６コ　制御電圧ユニット（３２）は、損失を防ぐために、限界モードで作動す るトランジスタを通じて、出力（３１）への蓄電池（３９）の接続に基づくこと が好ましく、（デユーティ−ファクターが必要回転速度に依存する）パルス幅源 によって制御されることが好ましい。

モーター付き車輪の全ての実施例の作用は、従来のものと類似しており、固定子 （４）の電磁石（６，７）と回転子（１０）の磁気要素（１２）の相互作用の間 に現れる電磁誘引と反発力に基づいている。電磁石（７）の軸が磁気要素（１２ ）の軸（４４）の間に位置する時には、電流が電磁石（７）の巻線を通じて流れ 、回転の過程の中で、磁気要素（１２）の次の極と反対の磁極が、その表面に形 成され、又先行する磁気要素（１２）の極と同一の磁極が、その表面に形成され る。従って、電磁石（７）は同時に、先行する磁気要素（１２）から反発され、 次のものに引き寄せられる。

電磁石（６）が磁気要素（１２）と反対の極性の時には、それらは、対応する電 流コレクタのスリップ要素が整流子（１３）のバー（１４，１５）の間に位置す ることが原因となって、通電を断たれる。１２カ屯、電流は、他のグループの電 磁石（１７）の巻線を通じて流れるため、その回転は止まらない。この様にして 、スリップ要素（１７，１８゜１９．２０）が通常の追加バー（１６）に接触す るときは、電磁石の電流の方向は逆転し、他のグループのバー（１４）又は（１ ５）を備えるスリップ要素（１７，１８，１９，２０）の接触によって、磁気要 素に面する電磁石の表面には反対の極が形成される。

通常の場合には、ｍ個のグループの電磁石かあるとすれば、ｍ−１に対して１個 のグループの電磁石が、同時に通電を断たれる。

スリップ要素が中間バー（６７）　（７４）と接触状態にある時、回転子（１０ ）の回転する磁気要素（１２）によって電磁石（６，７）の磁心の磁束が変化し 、電磁石（６，７）の巻線内に起電力が発生する。この電圧は、電気エネルギー アキュムレーター（６９）を充電するために使用される。

モーター付き車輪の作動は、次の通りである。

制御電圧ユニット（３２）からの電圧が、追加電流コレクタ（２２）のスリップ 要素（２３）と接触要素（２１）を経由して、（スイッチ（４１）を閉鎖するこ とによって）整流子（１３）に加えられた時に、電磁石（７）のグループは、ス リップ要素（１９，２０）がバー（１４，１５）に接触するために、回転子（１ ０）の磁気要素（１２）と電磁気相互作用を起こす。電磁石（７）は先行するも のから反発され、又後に続く磁気要素（１２）に（回転方向に）引き寄せられて 、トルクを発生させる。

この時、他の電磁石（６）は、協働するスリップ要素（１７，１８）が杆（１４ ，１５）の間に在るため、それらの巻線に電流は流れず、従って、トルクを発生 しない。

従って、電磁石（６）の少なくとも１つのグループがトルクを発生させる。

回転の過程で、スリップ要素（１９，２０）が、電磁石（７）の接続を断つ整流 子（１３）のバー（１４，１５）の間へ来ると、他のスリップ要素（１７，１１ １１）は、他のグループの電磁石（６）の相互作用を引き起こすバー（１４，１ ５）と接触する。

次にその過程が繰り返され、電磁石（６又は７）の少なくとも１つのグループに よって回転が起こされる。ユニット（３２）の制御電圧パラメーターを変えるこ とによって（例えば電圧）、電磁石を通る電流が制御される。他の種類の制御（ 例えばパルス幅制御）においては、電磁石（６，７）の巻線に供給される電気の 量が変化し、従って電磁気相互作用の力が制御され、それによって回転速度が変 化する。

制御巻線スイッチユニット（４５）　（図７）を電気回路に接続することによっ てインダクタンスを変化させることが出来、一定の電力を供給する電磁石の接続 の種類を変化させることが出来る。この場合、低速（そして高負荷）では、電磁 石は直列に接続され（図４のスイッチ（４７，４８，４９，５０）のｒｂ１位置 ）、加速後の高速では、電磁石は並列に接続される（スイッチｒｄ］位置）。加 速過程で、あるいは負荷に従って、スイッチ（４５）は、直７１並列、又は並列 ０ｉＪ１、又は他の接続方法（例えば、いくつかの電磁石の接続を断つ）が可能 な巻線の中間切り替え（スイッチ位置「Ｃ］）を可能とする。

巻線スイッチュニッＩ−（４５）がモーター付き車輪の外側に取付けられている 場合、その巻線スイッチユニット（４５）を手動で制御することが可能である（ 自動車の伝達制御レバーと同様）。又、電気制御ユニット（５２）を経由して制 御し、電磁石からの電流供給導線（３５）の本数か増えるのを避けるために、あ るいはスイッチ（４５）の制御の便宜を図るために、モーター付き車輪の内側に 取付けることも可能である。

制御電圧スイッチ（４６）は、２つの出力（６２，６３）を備える制御電圧ユニ ット（３２）に基づくことが可能ある。その第１の出力は、スイッチ（４６）の 制御入力（６０）に制御電圧を供給するために使用され、第２の出力は、制御電 圧スイッチ（４６）の入力（６１）により高い制御電圧を供給するために使用さ れ、リード線（５９）からの電圧は、電磁石（６，７）の巻線に加えられる。

この場合、車両の運動が開始される前に、スイッチ（Ｐｌ、Ｐ２）　（図８）が 閉鎖され、蓄電池（３９，，３９□）に切り換えられる。スイッチ（４６）の制 御入力（６０）には、電磁石の位置に従って、ユニット（３２）の出力（６２） から制御電圧が供給される。電磁石（７）が磁気要素（１２）の間に配置されて いる場合には、制御電圧は、要素（１９，２０）を経て制御入力（６０）に供給 される。電圧レベルに応じて、集積スイッチ（５７又は５８）（図６）の１つが オンになり、ユニット（３２）の第２の出力（６３）を電磁石（７）の巻線に接 続させる。電磁石（６）には電圧は加えられない。制御入力（６０）は、デュア ルであり（それぞれが１対のリード線を有い、バー（１４、１５）上のその位置 か電圧（Ｕｎ、０）を規定する２つのスリップ要素を接続する。

電磁石の巻線に逆起電力が発生してモーター付き車輪が回転する間、エネルギー の回復を行うことが可能である（図９から図１１）。１つのグループの電磁石が 磁気要素（１２）と対向して位置するとき、即ち、対応する電流コレクタ（８） のスリップ要素（１７，１８）が中間バー（１４，１５）の間にあり、整流子（ １３）の中間バー（６７）上にある時、それらは、電気エネルギーアキュムレー ター（６９）に接続され、対応する電流コレクタ（８）のスリップ要素（１７， １８）と、エネルギー回復電流コレクタ（６４）のスリップ要素（６５）と、中 間バー（６７）と、スリップリング接触子（６６）とを経由して、パルス電流に よって電気エネルギーアキュムレーター（６９）を充電する。

モーター付き車輪の最も良好な実施例は、図１２に示されている。そこでは、電 気エネルギー回復装置と制御巻線スイッチユニット（４５）が組み合わせられて 、電磁石のグループのインダクタンスを変化させることが出来ると共に、運動過 程でのエネルギーの回復を可能とし、上記の装置と同様に作動する。

図１３及び１４は、１つの実施例を示しており、そこでは、整流子が固定子上に 配置されている。この場合、整流子バーが（スリップ要素の代わりに）、グルー プの電磁石のリード線に接続されている。

制御電圧ユニット（３２）からの電圧が接触要素（２１）に加えられている時に は、追加電流コレクタ（２２）のスリップ要素（２３）とスリップ要素（１８， １９）を経て、電圧が整流子（１３）にもかけられている。いくつかのスリップ 要素（１７，１８）がバー（７２，７３）の間にあるときには、他の要素は整流 子（１３）の杆（１４，１５）上にあり、整流子を通じて電磁石の心に電圧を供 給する。回転の過程で、電圧は整流子（１３，７１）の杆（１４゜１５と７２． ７３）に定期的に加えられ、回転子（１０）の磁気要素（１２）を備えた異なっ たグループの電磁石（６，７）に、交互の相互作用をもたらす。

この実施例においては、類似の制御スイッチ（４５又は４６）の適用が可能であ る。

制御電圧ユニット（３２）が異極性電圧源である場合には、２つのスリップ要素 （２３＋、２３２）を備えた追加電流コレクタが使用されヘユニット（３２）の 接地端子（７８）は本体を通じて、グループの電磁石（６，７）のリード線（２ ９）の１本に接続される（図１５）。異極性電圧が整流子（１３）のバー（１４ ，１５）にかけられた時には、電磁磁石の巻線の電流は、スリップ要素（１７又 は２０）が接触する（ユニット（３２）の異なった出力（７６，７７）に接続さ れた）バーに応じて、ある方向又は他の方向に流れる。

図１５及び１６に示した装置の作用は、図１．２．３に示した装置のものと同様 である。

産１１！訝り甲引旧性 このモーター付き車輪は、車椅子、電気オートバイ、電気ミニトラクタ、電気運 搬車、電気自動車といった種々の車両に使用することが可能で、従来のものに比 して、使用寿命は長くなる。制御巻線スイッチユニットを適用することによって 、同一のスピードでポワーを、低速時に同一のパワーでスピードを増加させ、走 行距離を７から１３％増加させる。

このモーター付き車輪は、車椅子に使用することが好ましい。−例として、作動 電圧は２４ボルト（各１２ボルトのバッテリー２個）である。平均作動電流は６ Ａに等しい。電力出力は各車輪６０Ｗ、速度は毎時１５−１負荷容量は１００Ｋ ｇである。

自給走行距離は、使用する蓄電池に応じて１６０Ｋｍまでである。

電気オートバイにおいては、単一のモーター付き車輪を使用することができる。

この際、−例として、作動電圧は４８ｖ（各１２Ｖの蓄電池４個）、平均作動電 流は５Ａ、電力は２２０Ｗ、速度は毎時５５Ｋｍ、負荷搬送容量は１００Ｋｇで ある。自給走行距離は、使用する蓄電池の型に応じて１６０−までである。

電気ミニトラクタには、４個のモーター付き車輪を設けることか好ましい。この 際、−例として、作動電圧は２４ｖ（各１２Ｖの蓄電池２個）、平均作動電流は ３０Ａ１電力は７００Ｗ、速度は毎時３５Ｋｍ、負荷搬送容量は７６０Ｋｇであ る。自給走行距離は、使用する蓄電池の型に応じて９０Ｋｍまでである。

ハンテリー作動トラック（工場、商店の搬送）には２個のモーター付き車輪を使 用することが好ましい。この際、−例として、作動電圧は２４ｖ（各１２Ｖの蓄 電池２個）、平均作動電流は２４Ａ、電力は車輪毎３００Ｗ、速度は毎時３０Ｋ ｍ、負荷搬送容量は４００Ｋｇである。自給走行距離は、使用する蓄電池の型に 応じて６０ＫＩ１１までである。

バッテリー作動トラック（工場、商店の搬送）には、２個のモーター付き車輪を 使用することが好ましい。この際、−例として、作動電圧は２４ｖ（各１２Ｖの 蓄電池２個）、平均作動電流は２４Ａ、電力は車輪毎３００Ｗ、速度は毎時３０ ｂ１負荷搬送容量は４００Ｋｇである。自給走行距離は、使用する蓄電池の型に 応じて６０−までである。

都市用電気自動車には、２個のモーター付き車輪を設けることが好ましい。この 際、−例として、作動電圧は４８ｖ（各１２Ｖの蓄電池４個）、平均作動電流は ２２Ａ、電力は車輪毎５００Ｗ、速度は毎時９０Ｋｍ、負荷搬送容量は２８０Ｋ ｇである。自給走行距離は、使用する蓄電池の型に応じて４５０Ｋｍまでである 。

Ｆ／Ｈ，（ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ　８ Ｆ／に、　９ Ｆ／に、　ｆ５ モーター・ 要約 車軸（１）と、車軸（１）まわりに回転可能なリム（２）と制御電圧ユニット（ ３２）と電気モーターとを備えるモーター付き車輪であって、前記電気モーター は、車軸（１）に取付けられ、２つのグループを有する電磁石（６、７）を備え る磁気回路（５）を有する固定子（４）と、リム（２）に接続され磁気要素（１ ２）と電流コレクタ（８，９）と整流子（１３）とを備える磁気回路（１１）を 有する回転子（１０）から構成されている。

電磁石（６，７）のグループは、互いに関して置き代わり、電磁石（６又は７） の１つのグループに対応する電流コレクタ（８又は９）のスリップ要素（１７， １８又は１９．２０）が、整流子（１３）のバー（１４，１５）の間に位置する ときには、このグループの電磁石（６又は７）は、制御電圧ユニット（３２）と の接続を断たれ、一方、他のグループの電磁石（７又は６）は、接触要素（２１ ）と、電流コレクタのスリップ要素（１９，２０又は１７．１８）と、整流子（ １３）のバー（１４，１５）を経て制御電圧ユニット（３２）に接続され、リム （２）に回転を与える回転子の磁気要素（１２）と磁気的に連結されており、か つ、このグループの電磁石（６又は６）の軸（４３）は、回転子（１０）の磁気 要素（１２）の軸（４４）の間に位置している。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車軸（１）と、車軸（１）まわりに回転可能なリム（２）と、車輪の内部に 設けられた２つの部分から構成されている制御電圧ユニット（３２）と電気モー ターを備えた電気駆動とを有する車両のためのモーター付き車輪であって、前記 ２つの部分の１つは、磁気要素を備える磁気回路（５）を有し、他の部分は、回 転子（１０）の周縁の回りに配置され固定子（４）の磁気要素と磁気的に相互に 作用してリム（２）を回転させる磁気要素（１２）を備えており、交互に電気的 に相互に接続し、２つのグループを形成する絶縁された電流搬送バー（１４，１ ５）によって形成された整流子（１３）と、少なくとも２つの電流コレクタ（８ ，９）と、各電流コレクタ（８．９）は整流子（１３）のバー（１４，１５）と 相互に作用する少なくとも１つのスリップ要素（それぞれ１８，１９）を有し、 いずれのスリップ要素（１８，１９）の幅も、整流子（１３）の隣合うバー（１ ４，１５）の間の距離より短かくなっているモーター付き車輪において、電気整 流子（１３）と電流コレクタ（８，９）は、電気モーターの異なった部分に載置 され、固定子（４）の磁気回路の磁気要素は、少なくとも２つのグループに配置 される周知の電磁石であり、グループの少なくとも１つは制御電圧ユニット（３ ２）に電気的に接続され、各グループは、少なくとも１つの電流コレクタ（８， ９）に対応し、少なくとも１つの接触要素（２１）と接触要素（２１）と相互に 作用する少なくとも１つの追加電流コレクタ（２２）を備える少なくとも１つの 追加電流コレクタ（２２）とが電気モーターの異なった部分に設けられ、固定子 （４）の電磁石のグループは互いに関して置き代わって、固定子（４）の電磁石 （６又は７）の１つのグループに対応する電流コレクタ（８又は９）のスリップ 要素（１８又は１９）が整流子（１３）の杆（１４，１５）の間に位置した時、 このグループの電磁石（６又は７）は、制御電圧ユニット（３２）との接続を断 たれ、一方、他のグループの電磁石（７又は６）はそれぞれの電流コレクタ（９ 又は８）のスリップ要素（１８又は１８）と整流子（１３）のバー（１４又は１ ５）を経て接触し、追加電流コレクタ（２２）のスリップ要素（２３）と接触要 素（２１）は、制御電圧ユニット（３２）に電気的に接続して、リム（２）に回 転を与える回転子（１０）の磁気要素（１２）と磁気的に相互に接続し、かつそ れらの軸は、回転子（１０）の磁気要素（１２）の軸（４４）の間に位置するこ とを特徴とするモーター付き車輪。 ２．接触要素（２１）がリング型電流搬送接触子の形式をなす請求項１記載のモ ーター付き車輪。 ３．電気的に交互に相互接続する電流伝導杆（７２，７３）から成る少なくとも １つの追加整流子（７１）を備え、少なくとも１つの電流コレクタ（８）のスリ ップ要素（１８）と相互に作用する２つのグループを形成し、その場合、追加整 流子（７１）は、電気モーターの前記部分の１つに取付けられ、かつそれから確 実に絶縁されている請求項１記載のモーター付き車輪。 ４．固定子（４）の電磁石（６，７）のグループの数と等しい数の入力（５０， ５１）を有する制御巻線スイッチユニット（４５）が、車軸（１）に対して固定 的に設けられ、そのグループの電磁石（６，７）の回路と制御電圧ユニット（３ ２）に接続され、かつ制御巻線スイッチユニット（４５）の出力が、固定子（４ ）の電磁石（６，７）のリード線に電気的に接続されている請求項１記載のモー ター付き車輪。 ５．制御電圧スイッチ（４６）が車軸（１）に対して固定的に取付けられ、その スイッチは、そのグループの電磁石（６，７）と制御電圧ユニット（３２）に接 続され、出力（５９）と制御入力（６０）とを有し、それらの数は、電磁石（６ ，７）のグループの数及び他の入力の数と等しく、制御電圧ユニット（３２）は 、第１の出力（６２）と第２の出力（６３）とを有し、その第１の出力（６２） は、スリップ要素（１７から２０及び２３）を経て、それぞれの電流コレクタ（ ９，８）と追加電流コレクタ（２２）、少なくとも１つの整流子（１３）の杆（ １４，１５）と接触要素（２１）から制御電圧スイッチ（４６）の制御入力（６ ０）に接続されてそれに制御電圧を供給し、その第２の出力（６３）は、制御電 圧スイッチ（４６）の入力に接続されてそれに制御電圧を供給し、制御電圧スイ ッチ（４６）の各出力は、それぞれ１つのグループの電磁石（６，７）の出力に 電気的に接続されている請求項１記載のモーター付き車輪。 ６．制御電圧ユニット（３２）が、３つの出力（７５，７６，７７）を備える異 極性電圧源の形式として形成され、そのグループの電磁石（６，７）の出力の１ つは、制御電圧ユニット（３２）の接地出力（７５）に電気的に接続され、その グループの電磁石（６，７）のたの出力（３０）は、それぞれの電流コレクタ（ ８，９）のスリップ要素（１８，１９及び２３１，２３ａ）と追加電流コレクタ （２２）、整流子（１３）のバー（１４，１５）と２つの接触要素（２１１，２ １２）を経て、制御電圧ユニット（３２）の第１の出力（７６）と第２の出力（ ７７）に接続されている請求項１記載のモーター付き車輪。 ７．電磁石（６，７）の各グループの電流コレクタ（８，９）が、２つのスリッ プ要素（１７，１８及び１９，２０）を有し、又、１つの電流コレクタ（８）の スリップ要素（１７，１８）が、整流子（１３）のバー（１４，１５）の間に位 置する時、他の電流コレクタ（９）のスリップ要素（１９，２０）は、整流子（ １３）の異なったグループのバー（１４，１５）上に配置される請求項１記載の モーター付き車輪。 ８．いずれかのグループの固定子（４）の電磁石（６，７）と回転子（１０）の 磁気要素（１２）が周縁に配置されて、１つのグループの固定子（４）のいずれ か２つの電磁石の軸（４３）と回転子（１０）のいずれか２つの磁気要素（１２ ）の軸（４４）との間の角距離が、角距離ａに対して倍数であり、１つのグルー プのいずれか２つの電磁石（６．７）といずれか２つの磁気要素（１２）が、そ れらの軸（４３，４４）の間の角距離が角距離ａの奇数に等しい時には反対の極 性を有し、角距離ａの偶数に等しい時には同一の極性を有し、電磁石（６）の各 グループの電流コレクタ（８）のスリップ要素（１７，１８）が、整流子（１３ ）のバー（１４，１５）の間の位置の１つにある時には、このグループの電磁石 （６）の軸（４３）が回転子（１０）の磁気要素（１２）の軸（４４）に一致し 、他のグループの中の少なくとも１つの電磁石（７）が、制御電圧ユニット（３ ２）に電気的に接続され、それらの軸（４３）が磁気要素（１２）の軸（４４） に関して移動し、その場合、Ｎを偶数の自然数とすれば、ａ＝３６０°／Ｎであ る請求項１記載のモーター付き車輪。 ９．いずれかのグループの電磁石が、回転子（１０）の磁気回路（１１）の周縁 に沿って交互に極性を有して均一に配置され、交互の極性を有する偶数の磁気要 素（１２）が周縁に沿って配置され、整流子（１３）のバー（１４，１５）が、 周縁に沿って均一に分配され、それらの数は磁気要素の数と等しく、その場合、 Ｍを回転子（１０）の磁気要素（１２）の数とすれば、ａ＝３６０°／Ｍである 請求項１又は６記載のモーター付き車輪。 １０．１つの電気エネルギーアキュムレーター（６９）を備え、少なくとも１つ の整流子（１３，７１）が中間バー（６７，７４）を有し、各バーは、整流子（ １３，７１）の２つの隣合う杆（１４，１５又は７２，７３）の間に位置し、互 いに電気的に交互に接続されて、整流子（１３，７１）の中間バー（６７，７４ ）に電気的に接続される２つのグループを形成し、その場合、電磁石（６又は７ ）のグループと対応する電流コレクタのスリップ要素（１８又は１９）が、中間 バー（６７又は７４）に接触して、このグループの電磁石（６又は７）が、それ ぞれの電流コレクタ（８又は９）のスリップ要素（１８又は１９）と追加電流コ レクタ（２２）、整流子（１３，７１）の中間バー（６７又は７４）のグループ と接触要素（２１）を経て、電気エネルギーアキュムレーター（６９）に追加接 続するようになっている請求項１又は３記載のモーター付き車輪。 １１．少なくとも１つのスリップ要素（６５）とエネルギー回復電流コレクタ（ ６４）のスリップ要素（６５）とに相互に作用する少なくとも１つのスリップリ ングスリップ接触子（６６）を備える少なくとも１つのエネルギー回復電流コレ クタ（６４）が、電気モーターの異なった部分に設けられ、かつエネルギー回復 電流コレクタ（６４）のスリップ要素（６５）とスリップリング接触子（６６） が、電磁石（６，７）の追加回路と電気エネルギーアキュムレーター（６９）に 挿入されている請求項１及び１０記載のモーター付き車輪。 １２．整流子（１３）が回転子（１０）に取付けられ、それぞれ２つのスリップ 要素（１７から２０）を有する電流コレクタ（８，９）が、固定子（４）に取付 けられている請求項１記載のモーター付き車輪。 １３．接触要素（２１）が回転子（１０）に取付けられて整流子（１３）の杆（ １４）の１つのグループに電気的に接続され、固定子（４）に取付けられた追加 電流コレクタ（２２）のスリップ要素（２３）が、制御電圧ユニット（３２）の 出力（３１）に電気的に接続され、このユニットの接地出力（４２）が、整流子 （１３）の杆（１５）の第２のグループに電気的に接続され、各電流コレクタ（ ８，９）のスリップ要素（１７から２０）が、対応するグループの電磁石（６， ７）の出力（２９，３０）に電気的に接続されている請求項１２記載のモーター 付き車輪。 １４．制御巻線スイッチユニット（４５）が、スリップ要素（１７から２０）と 電磁石（６，７）の電気回路に挿入され、制御巻線スイッチユニット（４５）の 各入力（５０，５１）が、それぞれの電流コレクタ（８，９）の対応するスリッ プ要素（１７又は１８、又は１９、又は２０）に接続されている請求項４及び請 求項１２又は１３記載のモーター付き車輪。 １５．制御電圧スイッチ（４６）が、スリップ要素（１７から２０）と制御巻線 スイッチユニット（４５）の電気回路に挿入され、制御電圧スイッチ（４６）の 各制御入力（６）が、それぞれの電流コレクタ（８，９）の対応するスリップ要 素（１７から２０）に電気的に接続され、制御電圧スイッチ（４６）の各出力（ ５９）が、制御巻線スイッチユニット（４５）の対応する入力（５０，５１）に 電気的に接続されている請求項５及び１５記載のモーター付き車輪。 １６．スリップリング接触子（６６）が、回転子（１０）に取付けられて、整流 子（１３）の中間バー（６７）の１つのグループに接続され、固定子（４）に取 付けられたエネルギー回復電流コレクタ（６４）が、他のグループの中間バーに 電気的に接続された接地出力（４２）を有する電気エネルギーアキュムレーター （６９）の１つの出力（７０）に接続されている請求項１１及び請求項１２、１ ３、１４のいずれかに記載のモーター付き車輪。 １７．整流子（１３，７１）と接触要素（２１）を固定子（４）に取付けた場合 、固定子（４）に取付けられた整流子（１３，７１）の数は、電磁石（６，７） のグループの数と等しく、電流コレクタ（８，９）は、２つのスリップ要素（１ ７から２０）を備え、電磁石（６，７）に対応する電流コレクタ（８，９）のス リップ要素（１７，１８及び１９，２０）は、それぞれの整流子（７１又は１３ ）のバー（７２，７３及び１４，１５）に接触し、追加電流コレクタ（２２）が 回転子（１０）に取付けられ、全ての電流コレクタの第２のスリップ要素（１８ ，１９）は、追加電流コレクタ（２２）のスリップ要素（２３）に電気的に接続 され、それらの第２の要素（１７，２０）は、接触要素（２１）に接続される他 の出力（３１）を有する制御電圧ユニット（３２）の接地出力（４２）に接続さ れ、そのグループの電磁石（６，７）のリード線（２９，３０）は、それぞれの 整流子（１３，７１）のバー（１４．１５及び７２，７３）に電気的に接続され ている請求項１及び３記載のモーター付き車輪。 １８．制御巻線スイッチユニット（４５）が、電磁石（４５）と整流子（１３， ７１）のグループの回路に挿入され、制御巻線スイッチユニット（４５）の入力 （５０，５１）は、それぞれの整流子（１３及び７１）のバー（１４，１５及び ７２，７３）のグループに接続されている請求項４及び１７記載のモーター付き 車輪。 １９．磁気要素（１２）と電磁石（６，７）が、それらの軸（４３，４４）が車 輪の車軸（１）と平行になるようにして設けられている請求項１記載のモーター 付き車輪。 ２０．磁気要素（１２）と電磁石（６，７）が、それらの軸（４３，４４）が車 輪の車軸（１）と平行になるようにして設けられている請求項１記載のモーター 付き車輪。 ２１．固定子（４）が、少なくとも１つの第２の磁気回路（８０）を備え、電磁 石（６，７）の少なくとも１つのグループが、固定子（４）の各磁気回路（５， ８０）に配置されている請求項１記載のモーター付き車輪。 ２２．少なくとも１つの整流子（１３，７１）が、それを備える電気モーターの 部分に対して角度変更可能性となっている請求項１記載のモーター付き車輪。 ２３．少なくとも１つの電流コレクタ（８，９，２２，６４）が、それを備える 電気モーターの部分に対して角度変更可能性となっている請求項１記載のモータ ー付き車輪。 ２４．回転子（１０）が、磁気要素（１２）を備える少なくとも１つの第２の磁 気回路（８２）を備える請求項１記載のモーター付き車輪。 ２５．制御電圧ユニット（３２）が、何等かの外部電圧源に接続されている電力 供給入力（７８）を有する請求項１又は５又は６記載のモーター付き車輪。 ２６．上記請求項１から２５のいずれかに従って作成された少なくとも１つのモ ーター付き車輪を備えることを特徴とする車両。