JPH0833302A - 直流電動機付き自転車、直動型三相ブラシレス直流電動機及びその駆動装置 - Google Patents

直流電動機付き自転車、直動型三相ブラシレス直流電動機及びその駆動装置

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JPH0833302A
JPH0833302A JP6198058A JP19805894A JPH0833302A JP H0833302 A JPH0833302 A JP H0833302A JP 6198058 A JP6198058 A JP 6198058A JP 19805894 A JP19805894 A JP 19805894A JP H0833302 A JPH0833302 A JP H0833302A
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JP
Japan
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motor
direct
brake
phase brushless
outer rotor
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Application number
JP6198058A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Onishi
義弘 大西
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Original Assignee
KOYO ENERG KAIHATSU KK
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Publication date
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    • B62L1/005—Brakes; Arrangements thereof constructional features of brake elements, e.g. fastening of brake blocks in their holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L3/00—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
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    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 従来の自転車の前輪又は後輪と交換するだけ
で何等改造する事無く直流電動機付き自転車と出来、消
費電力が少なく経済性に富み、従って一回の充電で平坦
地では車速１５ｋｍ／ｈで長距離走行（平坦地４５ｋ
ｍ）を可能にする。 【構成】 ブラシレス直流電動機のアウター・ロータ３
０の一方の側面に設けた３個のドッグ２４を、クランク
・ペダルの回転に応じてセンサーにより少なくとも２個
のドッグを通過及び始動とを検出する手段と、他方の側
面でブレーキ・カバーに設けられたハンドル・センサー
及び検出手段と、制御回路と、前方向回転及び始動信号
により該直流電動機を駆動する三相スイッチング・イン
バータを有する駆動回路とから成り、界磁用永久マグネ
ット４６の界磁極数と電機子歯数との比を夫々１２対３
６の構成とし、回転位相角を調節自在としたホール素子
群４８を該界磁用永久マグネット４６と該電機子巻線４
０とに限りなく接近させて設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、直流電動機付き自転
車、直動型三相ブラシレス直流電動機及びその駆動装置
に関し、更に詳しくは薄形で変速ギアが無く、制動性に
優れて安全であり、低周波低速回転、低負荷で高出力ト
ルクが得られ、しかも高効率であるため消費電力が少な
く経済性に富み、騒音が無く、ホール素子の機械角の調
整を容易とし、消費エネルギーが少ないので、１回の充
電で長距離走行（平坦地で４５ｋｍ）を可能とし、所要
に応じ直動型三相ブラシレス直流電動機を取付けた前輪
又は後輪を既存の自転車の前輪又は後輪と交換するだけ
で容易に直流電動機付き自転車と出来、何等改造する事
無く、且つ低周波低速回転、低負荷で高出力トルクを
得、平坦地では車速１５ｋｍ／ｈで走行出来る高効率の
直流電動機付き自転車、直動型三相ブラシレス直流電動
機及びその駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年各種の電動機付き自転車が提案され
ており、例えは、特開昭４−９０９８２号、４−１００
７９０号、４−３２１４７９号、４−３２１４８２号、
４−３６５５９０号、４−３５８９８５号、４−３５８
９８６号、４−３５８９８７号、５−２４５７４号、５
−５８３７９号、５−１０５１４６号、５−２３８４６
１号、５−２４６３７７号、５−２４６３７８号等があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これら公知の電動機付
き自転車に於いては、電動機の回転を遊星歯車機構や傘
歯車等を介して減速し、自転車の車輪に伝えているか
ら、構成が極めて複雑となり、１回の充電で走行出来る
距離も限られており、又マイクロ・コンピュータ（ＣＰ
Ｕ）で制御しているものが多いので、製品が必然的に高
価となるのが避けられなかった。
【０００４】そして公知の電動機付き自転車は、電動機
が高速回転するので制動性が充分でなく、自転車と言っ
ても殆ど自動二輪車又は原動機付き二輪車であり、無免
許者、特に老人、婦人等が通常容易且つ安全に乗る自転
車としては問題がある場合もあった。そこで無免許者で
も極めて容易且つ安全に乗れる直流電動機付き自転車の
出現が待たれたものである。
【０００５】
【課題を解決しようとする手段】従ってこの発明の要旨
は、人力駆動系と電動駆動系とを有する直流電動機付き
自転車に於て、既存の自転車を何等改造する事無く、前
輪又は後輪を取外して新たにハブ軸にこの発明に係る直
動型・アウター・ロータ三相ブラシレス直流電動機を取
付けた前輪又は後輪を交換するだけで電気自転車とし、
左側のハンドル・ブレーキ・レバーが後輪のブレーキの
近接センサを操作し、右側のハンドル・ブレーキ・レバ
ーが前輪のブレーキの近接センサを操作し、夫々のハン
ドル・ブレーキ・レバーの近接センサと無接点制御系
（無接点リレー）を連動させ、該ハンドル・ブレーキ・
レバーとブレーキの近接センサは、該ハンドル・ブレー
キ・レバーが人力駆動で既存の自転車と変わりなくいっ
ぱいに強く握って該近接センサがＯＮ、回転制御回路が
ＯＦＦ、同時にドライバー・ロジック回路をＯＦＦとす
る手段と、始動・回転方向の近接センサを、人力駆動用
クランク・ペダルの前方向回転に応じて該直動型アウタ
ー・ロータ三相ブラシレス直流電動機の片側円周上に所
要角度で一定間隔で突設した複数個のドッグと、後部フ
ォークで該ドッグに対応する箇所に設けられ、人力駆動
用クランク・ペダルと一体のスプロケットの前方向回転
に応じて少なくとも２個の該ドッグの回転通過及び始動
とを検出する手段と、該ハンドル・センサー及び該検出
手段及び始動とを検出する手段と、該ハンドル・センサ
ー及び該検出手段並びに直流電源とに接続された制御回
路と、該制御回路に接続され、且つ他の直流電源に接続
され、該検出手段からの前方向回転及び始動信号により
該直動型三相ブラシレス直流電動機を駆動する三相スイ
ッチング・インバータとから成り、該ハンドル・ブレー
キ・レバーの操作に応じて該直動型三相ブラシレス直流
電動機の回転を停止させ、且つ低周波、高効率、低負荷
で高出力トルクを得る事を特徴とする直動型三相ブラシ
レス直流電動機付き自転車である。
【０００６】請求項２記載のこの発明の一つめの要旨
は、前後輪のいずれかのハブ軸に取付けられた直動型三
相ブラシレス直流電動機に於て、金属製アウター・ロー
タと、該金属製アウター・ロータの内周囲に設けられた
界磁マグネットを高性能・高保磁力を有するレア・アー
ス・マグネットとし、電機子及び該電機子に巻付けられ
た電機子巻線を三相スターとし、更に界磁極数と電機子
歯数との比を１２対３６（１対３）とした薄形の直動型
アウター・ロータ三相ブラシレス直流電動機である。
【０００７】又請求項２記載のこの発明の二つめの要旨
は、界磁マグネットと電機子との間隙に位置し、回転位
相角θを有する複数個のホール素子を限りなく接近さ
せ、該界磁・磁束を半径方向及び円周方向に調節自在と
し、そのホール効果を調節する磁電変換発生手段とした
薄形の直動型アウター・ロータ三相ブラシレス直流電動
機である。
【０００８】更に請求項２記載のこの発明の三つめの要
旨は、電機子巻線電流発生駆動手段を、三相に実装し配
線した低周波・高速・大電流スイッチイング・パワーＭ
ＯＳ・ＦＥＴ素子群とした薄形の直動型アウター・ロー
タ三相ブラシレス直流電動機である。
【０００９】加えて請求項３記載のこの発明の要旨は、
該直動型三相ブラシレス直流電動機に於て、該金属製ア
ウター・ロータの内周囲に設けられる界磁用永久マグネ
ットをレア・アース・マグネットとし、該低周波用大電
流スイッチング用パワーＭＯＳ・ＦＥＴ素子群及び高速
高効率ダイオード（ＨＥＤ）素子群をペア・チップ状態
で実装、配線した薄形の直動型アウター・ロータ三相ブ
ラシレス直流電動機である。
【００１０】
【実施例】各請求項記載の直流電動機付き自転車１０の
実施例を説明する。請求項１記載の直流電動機付き自転
車１０を示す図１に於て、人力駆動系である人力駆動用
入力ユニットＡのクランク機構２０に設けられる直流電
動機Ｆは、該自転車１０の前輪１２又は後輪１４のいず
れかのハブ軸１２ａ又は１４ａに設けられるが、ここで
は後輪１４のハブ軸１４ａに設けられた実施例について
説明する。クランク軸２０ａにクランク・ペダル２０ｃ
を有するクランク２０ｂを設け、そのスプロケット２０
ｅに懸架したチエイン２０ｄを該後輪１４のハブ軸１４
ａのスプロケット３０ｄに懸架し、該クランク・ペダル
２０ｃの回転を該クランク軸２０ａと該チエイン２０ｄ
により回転を該後輪１４の該ハブ軸１４ａに伝えるラチ
ェット（１５）構成とする。
【００１１】図５、６に於て、請求項２記載の該自転車
１０の直動型三相ブラシレス直流電動機Ｆの金属製アウ
ター・ロータ３０を主軸である該ハブ軸１４ａに回転自
在に設ける。具体的には、該ハブ軸１４ａの両端を該自
転車１０の後部フォーク１０ａに固着し、該ハブ軸１４
ａとローラ・ベアリング３２を介して該金属製アウター
・ロータ３０を回転自在に設ける。該金属製アウター・
ロータ３０の右側に固着される蓋３０ｄの中心貫通孔に
フランジ３０ｅを突設し、該フランジ３０ｅに隣接して
該ハブ軸１４ａにラチェット１５を設け、該クランク軸
２０ａの該チエイン２０ｄを該ラチェット１５に懸架し
て該クランク・ペダル２０ｃの回転を該ラチェット１５
に伝達する。又該金属製アウター・ロータ３０の左側に
も蓋３０ｄ′を固着し、該蓋３０ｄ′のフランジ３０
ｅ′に一体に設けたブレーキ・ドラム３０ｆの外周囲面
に後述のブレーキ・バンド６４ａを接触自在とする。
【００１２】該ハブ軸１４ａに設けたインナー・リング
３８に、電機子４２と該電機子４２に巻付けられたコイ
ル４４とを有する電機子巻線４０を設ける。該ハブ軸１
４ａには、図示の様な配線用貫通孔１４ｂを穿設し、該
配線用貫通孔１４ｂを該電機子巻線４０の該コイル４４
のリード線４４ａを配線可能とする。
【００１３】同じく図５に於て、該金属製アウター・ロ
ータ３０の内周囲３０ａに一定間隔で複数の高性能・高
保磁力を有するネオジウム系レア・アース製界磁用永久
マグネット４６を設け、該界磁用永久マグネット４６の
界磁、極数と該電機子歯数との比を夫々１２対３６（１
対３）の構成とし、該電機子巻線の一方の側で該界磁用
永久マグネット４６と該電機子巻線４０との間隙に位置
し、夫々の回転位相角θを有する複数のホール素子４８
を、これら該界磁用永久マグネット４６と該電機子巻線
４０とに限りなく接近させて設け、該ホール素子４８の
該回転位相角θを半径方向及び円周方向に調節自在とす
る。尚図中番号７０は、該金属製アウター・ロータ３０
の周囲に設けられたスポーク７０を、７２はタイヤを夫
々表す。
【００１４】図３に示す通り、該金属製アウター・ロー
タ３０に対して該ホール素子４８の位置決めによりホー
ル効果を最善とし、この結果無負荷電流を最小とし、消
費エネルギーを少なくし、且つ高効率・高出力回転トル
クを発生させる機能を有する。
【００１５】該直動型直流電動機Ｆの該金属製アウター
・ロータ３０の他方の側面に設けられるペダルと連動す
る電動機の側面のドッグの動きを検知する近接センサー
Ｂは、該自転車１０の前方向回転及び始動とを検出する
もので、１２０°間隔で３個のドッグ２４ａ、２４ｂ、
２４ｃを突設し、これに対応して該自転車１０の後部フ
ォーク１０ａで、これらドッグ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ
の対応箇所に設けられたセンサ２６により該ドッグ２４
ａ、２４ｂ、２４ｃの通過を検出する構成とする。
【００１６】そして該クランク・ペダル２０ｃを前方向
に回転した場合、該近接センサー２６が少なくとも２組
の例えばドッグ２４ａ−２４ｂ、２４ｂ−２４ｃ又は２
４ｃ−２４ａ等のいずれかの２組のドッグの回転通過に
よる前方向回転及び始動を検出して後述の制御回路Ｄに
前方向回転信号及び始動信号を印加し、該クランク・ペ
ダル２０ｃが逆回転した場合は、該直動型直流電動機Ｆ
を始動させず、安全を期するものとする。
【００１７】該ＤＣバッテリＣに接続された該制御回路
Ｄは、該インナー・リング３８の内部空間３８ａに位置
し、後述の直動型三相ブラシレス直流電動機Ｆの始動／
停止、正転／逆転、ブレーキの各機能を有する。該直動
型三相ブラシレス直流電動機Ｆを駆動する駆動回路Ｅ
は、三相スイッチング・インバータである低周波用大電
流スイッチング用パワーＭＯＳ・ＦＥＴ（ｍｅｔａｉ−
ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ
ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）単体素子（Ｐチ
ャネルＭＯＳ形とＮチャネルＭＯＳ形）を夫々３個ずつ
６個で三相交流出力としたインバータ構成とする。
【００１８】該制御回路Ｄは、転圧信号発生手段Ｈ、該
ホール素子４８の位置検出用バイポーラ形リニア集積回
路である位置信号検出手段Ｉ及び回転制御信号検出手段
Ｊとを有する。
【００１９】該低周波用大電流スイッチング・インバー
タ用パワーＭＯＳ・ＦＥＴ素子群から成る駆動回路Ｅに
は、該自転車１０の所要個所例えばメイン・フレーム１
６に設けられた該ＤＣ１２Ｖ〜２４ＶバッテリＣを接続
し、更に該駆動回路Ｅに該直動型三相ブラシレス直流電
動機Ｆを接続し、該駆動回路Ｅと該三相ブラシレス直流
電動機Ｆとの中点に保護回路Ｇである高速・高効率ダイ
オード（ＨＥＤ）を接続する。
【００２０】該ハンドル・センサーＡを詳細に説明する
図１、５、６に於て、自転車操行ハンドル６０のブレー
キ・レバー６２に一端を接続されたブレーキ・ワイヤ６
４の他端を、該後輪１４の該ハブ軸１４ａに設けられた
ブレーキ・カバー６６の周囲所要箇所を貫通し、該貫通
ブレーキ・ワイヤ６４他端近くにドッグ６４ｂを設け、
更に該ブレーキ・カバー６６の内面に設けられたＬ形ブ
レ・キ・レバー６６ａを介してブレーキ・バンド６４ａ
の上下動に対応して該ドッグ６４ｂも上下動自在とし、
該ブレーキ・カバー６６内面で該ドッグ６４ｂに近接し
て設けられたブレーキ・センサ６８と対向近接させる。
該ブレーキ・ワイヤ６４のリード線６８ａを無接点制御
系Ｌにセットされ、該無接点制御系Ｌの出力を回転制御
回路Ｊにセットされる構成とする。
【００２１】該ブレーキ・レバー６２を強く引くと、該
ブレーキ・バンド６４ａが該ブレーキ・ドラム３０ｆの
外周囲面に接触して制動作用をし、同時に該ブレーキ・
センサ６８と該ドッグ６４ｂとが対向面に来て該ブレー
キ・センサ６８がＯＮ（動作）し、該無接点制御系Ｌを
ＯＦＦ、該回転制御回路ＪをＯＦＦ、該ドライブ・ロジ
ック回路Ｈの転圧信号がＯＦＦとなり、該駆動回路Ｅの
機能を制動し、該直動型直流電動機Ｆの回転を停止させ
る構成とする。
【００２２】この発明の該直動型直流電動機Ｆの駆動方
式を示す図７のブロック・ダイアグラムに於いて、該直
動型直流電動機Ｆの該界磁用永久マグネット４６と該電
機子とにホール素子群Ｋ（４８）を限りなく接近させて
設け、該ホール素子群Ｋ（４８）からのリード線を該位
置信号検出装置Ｉに接続する。
【００２３】請求項３記載の該直動型アウター・ロータ
三相ブラシレス直流電動機の駆動装置に於ては、該金属
製アウター・ロータ３０の内周囲３０ａに一定間隔で設
けられる高性能・高保磁力を有する界磁用永久マグネッ
ト４６を複数の高性能・高保磁力を有するレア・アース
・マグネットとし、該駆動回路Ｅである該低周波用大電
流スイッチング用パワーＭＯＳ・ＦＥＴ単体素子（Ｐチ
ャネルＭＯＳ形とＮチャネルＭＯＳ形）を夫々３個ずつ
６個（ＰチャネルＭＯＳ形ＦＥＴ単体素子３個とＮチャ
ネルＭＯＳ形ＦＥＴ単体素子３個合計６個）を１群で１
パッケージとし、高速・高効率ダイオード（ＨＥＤ）素
子群をペア・チップ状態で実装、配線する。従って該ス
イッチング用パワーＭＯＳ・ＦＥＴ素子群では、従来は
２５の接続工程が１１工程に短縮され、又該高速・高効
率ダイオード（ＨＥＤ）素子群では１９の接続工程が５
工程に短縮可能となり、作業性が改善され、不良品の発
生が無くなるのでこれら部材の生産性が大幅に向上す
る。
【００２４】この発明の該直流電動機Ｆの駆動方式を図
７に示すブロック・ダイアグラムについて説明する。前
述の通り、人力駆動用入力ユニットＡ（ハンドル・セン
サー）Ａ、ドッグの動きを検知するペダル・センサー
Ｂ、該入力ユニットＡ及び該ペダル・センサーＢの動作
信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）の中継を司る無接点制御系
（Ｊ−Ｋマスター・スレーブ、フリップ・フロップ）
Ｌ、直流電源Ｃに接続され、且つ転圧信号発生回路Ｈ、
位置信号検出手段Ｉ及び回転制御信号検出手段Ｊとを有
する制御回路Ｄ、低周波大電流スイッチング用パワーＭ
ＯＳ・ＦＥＴ素子群から成る駆動回路Ｅ、該駆動回路Ｅ
に接続された直動型三相ブラシレス直流電動機Ｆ、該駆
動回路Ｅと該ブラシレス直流電動機Ｆの中点に設けられ
た保護回路Ｇとから構成される。
【００２５】図８に於て、該直動型アウター・ロータ三
相ブラシレス直流電動機により得られる負荷を変化させ
た時の電流及び回転数とトルクとの関係を示す。ここで
横軸は電流を、縦軸は直流電動機の回転数（ｒ・ｐ・
ｍ）▲黒四角▼印とトルク（ｋｇｆ・ｃｍ）□印を表
す。特性は、電流とトルク及び電流と回転数との関係を
示す。入力Ｖは、２４Ｖ（ＤＣ）を一定に保ち、５．７
Ａ、約１３０Ｗ強で効率は７１％である。
【００２６】
【発明の作用】前述の通り、この発明に係る直流電動機
付き自転車、直動型三相ブラシレス直流電動機及びその
駆動装置に於て、前輪又は後輪を、ハブ軸に三相ブラシ
レス直流電動機を直接取付けた前輪又は後輪と交換する
だけで容易に直流電動機付き自転車と出来、何等改造を
必要としない。
【００２７】更に自転車１０の後輪１４の主軸であるバ
ブ軸１４ａに設けられる該直動型三相ブラシレス直流電
動機が変速ギアが無く薄形で、ブレーキ・センサーによ
り該ハンドル・ブレーキ・レバーの操作に応じて制御回
路と駆動回路とを駆動し、該直流電動機の側面に一定間
隔で設けられた複数個のドッグを、後部フォークで該ド
ッグに対応する箇所に設けられたセンサにより、人力駆
動用クランク・ペダルと一体のスプロケットの前方向回
転に応じて３個のドッグ２４ａ、２４ｂ、２４ｃの中で
少なくとも２個の該ドッグの回転通過及び始動とを検出
し、該ドッグの回転通過及び始動検出信号に応じて該直
流電動機を駆動する。この様に少なくとも２個の該ドッ
グの回転通過を検知しないと該直流電動機が駆動せず、
又クランク・ペダルの逆転でも駆動しない。
【００２８】加えて制動に際しては、該操行ハンドル６
０の該ブレーキ・レバー６２を強く握れば、該ブレーキ
・ワイヤ６４の他端の該ドッグ６４ｂが引下げられ、該
ブレーキ・バンド６４ａが該ブレーキ・ドラム３０ｆの
外周囲面に接触して制動作用をし、同時に該ブレーキ・
センサ６８に対向位置する該ドッグ６４ｂを検出して該
ブレーキ・センサ６８が動作し、該制御回路ＤをＯＦＦ
（制動）とし、その制動信号を該駆動回路Ｅに印加して
該直動型直流電動機をＯＦＦ（制動）とし、該直動型直
流電動機Ｆの回転を停止し、自転車を停止する。
【００２９】
【発明の効果】従って前述の人力駆動系と電動駆動系と
を有する直流電動機付き自転車は、次の様な効果が得ら
れる。 （１）三相ブラシレス直流電動機は薄形で直動型である
から、ハブ軸に直接取付けられ、しかも制動性に優れて
安全である。 （２）低周波低速回転、低負荷で高出力トルクが得ら
れ、高効率である。 （３）消費エネルギーが少なく経済性に富み、１回の充
電で長距離走行を可能となる。 （４）スタートの際、クランク・ペダルを１２０度回転
して始動及び始動方向が決まる、即ち１２０度回転して
近接センサーがＯＮするので、安全性が確保され、搭乗
者の運転姿勢に余裕が得られる。 （５）車速は、毎時１５ｋｍ／ｈ（平坦地）で、上り坂
（高出力トルク）、下り坂（制動性）でも人力駆動と合
間って楽に走行可能となる。 （６）騒音が無く、経済性に富み、無公害である。 （７）低周波用大電流スイッチング用パワーＭＯＳ・Ｆ
ＥＴ素子群を低周波用大電流スイッチング用パワーＭＯ
Ｓ・ＦＥＴ単体素子（ＰチャネルＭＯＳ形とＮチャネル
ＭＯＳ形）を夫々３個ずつ６個（ＰチャネルＭＯＳ形Ｆ
ＥＴ単体素子３個とＮチャネルＭＯＳ形ＦＥＴ単体素子
３個合計６個）を１群で１パッケージとし、ペア・チッ
プ状態で実装、配線したので、接続工程が大幅に省略で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る直流電動機付き自転車の実施例
の斜視図である。
【図２】図１の直動型三相ブラシレス直流電動機の金属
製アウター・ロータに於て、その右側の蓋を外し、巻線
を取除いた電機子等を右から見た側面略図である。
【図３】図２の金属製アウター・ロータから左側の蓋を
取外し、ホール素子の一部を示す部分切欠側面略図であ
る。
【図４】図３図の金属製アウター・ロータ右側面周囲縁
に１２０度間隔で設けられた３個のドッグを示す側面略
図である。
【図５】この発明に係る自転車及び直動型三相ブラシレ
ス直流電動機の一部切欠縦断面略図で、ブレーキ・ドラ
ムにブレーキ・バンドが接触して制動がかかっている状
態を示すものである。
【図６】図５に於て、ブレーキ・ドラムからブレーキ・
バンドが離れ、制動がかかっていない状態を示す部分切
欠縦断面略図である。
【図７】この発明に係る直動型三相ブラシレス直流電動
機の駆動方式を示すブロック・ダイアグラムである。
【図８】この発明に係る直動型三相ブラシレス直流電動
機の効率を示すグラフである。
【符号の説明】
１０・・・直流電動機付き自転車； １２・・・前輪； １４・・・後輪； １４ａ・・・ハブ軸（主軸）； Ａ・・・人力駆動用入力ユニット（ハンドル・センサ
ー）； ２０・・・クランク機構； Ｂ・・・ペダル・センサー； ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ・・・ドッグ； ２６・・・センサ； Ｃ・・・直流電源； Ｅ・・・駆動回路； Ｆ・・・直動型三相ブラシレス直流電動機； ３０・・・金属製アウター・ロータ； ３２・・・ローラ・ベアリング； ３８・・・インナー・リング； ４０・・・電機子巻線； ４２・・・電機子； ４４・・・コイル； ４６・・・界磁用永久マグネット； Ｇ・・・保護回路； Ｈ・・・転圧信号発生回路； Ｉ・・・位置信号検出手段； Ｊ・・・回転制御信号検出手段； Ｋ（４８）・・・ホール素子； ６２・・・ブレーキ・レバー； ６４・・・ブレーキ・ワイヤ； ６４ａ・・・ブレーキ・バンド； ６４ｂ・・・ドッグ； ６８・・・ブレーキ・センサ； Ｌ・・・無接点制御系。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 人力駆動系と電動駆動系とを有する直流
    電動機付き自転車に於て；自転車の前輪又は後輪のハブ
    軸に取付けられた直動型アウター・ロータ三相ブラシレ
    ス直流電動機と、ブレーキ・カバーに設けられ、且つハ
    ンドル・ブレーキ・レバーに接続されたブレーキ・セン
    サにより該ハンドル・ブレーキ・レバーの操作に応じて
    制御する手段と、該直流電動機の側面に一定間隔で設け
    られた複数個のドッグと、後部フォークで該ドッグに対
    応する箇所に設けられ、人力駆動用クランク・ペダルと
    一体のスプロケットの前方向回転に応じて少なくとも２
    個の該ドッグの回転通過及び始動とを検出する手段と、
    該ドッグの回転通過及び始動検出信号に応じて該直流電
    動機を駆動する手段とから成り；該ハンドル・ブレーキ
    ・レバーの操作に応じて該直動型三相ブラシレス直流電
    動機の回転を停止させ、且つ低周波、高効率、低負荷で
    高出力トルクを得る事を特徴とする直動型三相ブラシレ
    ス直流電動機付き自転車。
  2. 【請求項２】 前後輪のいずれかのハブ軸に取付けられ
    た直流電動機に於て；金属製アウター・ロータと、該金
    属製アウター・ロータの内周囲に設けられた高保磁力を
    有する界磁用永久マグネットと、電機子及び該電機子に
    巻付けられたコイルとを有する電機子巻線と、界磁形ロ
    ータと該電機子との間隙に位置し、該界磁用永久マグネ
    ットに限りなく接近し、回転界磁磁束を半径方向及び円
    周方向に調節自在とし、且つ所要回転位相角とした複数
    個のホール素子と、インナー・リングの内部間隙に設け
    られ、低周波大電流スイッチング用パワーＭＯＳ・ＦＥ
    Ｔ素子群から転流する電機子巻線電流発生駆動回路と、
    該電機子巻線電流発生駆動回路のゲート・ソース間電圧
    を制御する転圧信号発生手段と、磁電変換発生手段とか
    ら成り；該アウター・ロータの界磁極数と該電機子歯数
    とを夫々１２対３６の構成とし、一体とした薄形、且つ
    低周波、高効率、低負荷で高出力トルクを得る事を特徴
    とする直動型三相ブラシレス直流電動機。
  3. 【請求項３】 該直動型アウター・ロータ三相ブラシレ
    ス直流電動機に於て；該金属製アウター・ロータの内周
    囲に設けられる高性能・高保磁力を有する界磁用永久マ
    グネットをレア・アース・マグネットとし、該低周波用
    大電流スイッチング用パワーＭＯＳ・ＦＥＴ素子群及び
    高速高効率ダイオード（ＨＥＤ）素子群をペア・チップ
    状態で実装、配線して成る請求項２記載の直動型アウタ
    ー・ロータ三相ブラシレス直流電動機の駆動装置。
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