JPH0966879A - 電動車輪 - Google Patents
電動車輪Info
- Publication number
- JPH0966879A JPH0966879A JP22413195A JP22413195A JPH0966879A JP H0966879 A JPH0966879 A JP H0966879A JP 22413195 A JP22413195 A JP 22413195A JP 22413195 A JP22413195 A JP 22413195A JP H0966879 A JPH0966879 A JP H0966879A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- mover
- disk
- electric wheel
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 31
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明はクランク軸部周辺の構造部材の小型化
をが図ることが出来るとともに、一回の充電での走行距
離を大きくすることができる電動車輪を提供することを
目的とする。 【解決手段】本発明に係る電動車輪は、補助動力は自転
車において、車軸１の中央において、車軸芯と垂直に設
けた円板状の固定子３と、前記固定子３を両側からはさ
みこむ形状の移動子４を有し、前記固定子３と移動子４
を、前記車軸１に対し、ベアリング２を介して、回転自
在に車輪６の内部に配設したことを特徴とする。
をが図ることが出来るとともに、一回の充電での走行距
離を大きくすることができる電動車輪を提供することを
目的とする。 【解決手段】本発明に係る電動車輪は、補助動力は自転
車において、車軸１の中央において、車軸芯と垂直に設
けた円板状の固定子３と、前記固定子３を両側からはさ
みこむ形状の移動子４を有し、前記固定子３と移動子４
を、前記車軸１に対し、ベアリング２を介して、回転自
在に車輪６の内部に配設したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は補助動力付き自転車
に関する。本発明は補助動力付き荷物運搬車にも利用で
きる。
に関する。本発明は補助動力付き荷物運搬車にも利用で
きる。
【０００２】
【従来の技術】従来の補助動力付き自転車としては、図
６に示すようにクランク軸部に直流電動機を並設したも
のが実用されている。これは人力によるクランク軸の回
転に電動機によるクランク軸の回転を重畳させるもので
ある。
６に示すようにクランク軸部に直流電動機を並設したも
のが実用されている。これは人力によるクランク軸の回
転に電動機によるクランク軸の回転を重畳させるもので
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の補助動力付き自
転車には、 （１）クランク軸に電動機を設置したことにより、クラ
ンク軸周辺の外形が大型化してしまう。 （２）クランク軸部に設置された電動機の出力は、カ
ム、ギア、チェーン、シャフトなどを介して駆動輪に伝
達されるため、機械系の伝達ロスが生じ、電動機出力を
有効に利用できないという問題があった。本発明はこれ
らの問題を解決することができる電動車輪を提供するこ
とを目的とする。
転車には、 （１）クランク軸に電動機を設置したことにより、クラ
ンク軸周辺の外形が大型化してしまう。 （２）クランク軸部に設置された電動機の出力は、カ
ム、ギア、チェーン、シャフトなどを介して駆動輪に伝
達されるため、機械系の伝達ロスが生じ、電動機出力を
有効に利用できないという問題があった。本発明はこれ
らの問題を解決することができる電動車輪を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
［第１の手段］本発明に係る電動車輪は、補助動力付き
自転車において、（Ａ）車軸の中央において、車軸芯と
垂直に設けた円板状の固定子と、（Ｂ）前記固定子を両
側からはさみこむ形状の移動子を有し、（Ｃ）前記固定
子と移動子を、前記車軸に対し、ベアリングを介して、
回転自在に車輪の内部に配設したことを特徴とする。 ［第２の手段］本発明に係るリニア誘導モータ型の電動
車輪は、第１の手段において、（Ａ）円板状の固定子の
両側面に、円板周方向を移動方向とする移動磁界を発生
するためのリニアモータとしての１次巻線を施し、
（Ｂ）移動子には導電性材料を用いることを特徴とす
る。 ［第３の手段］本発明に係るリニア同期モータ型の電動
車輪は、第１の手段において、（Ａ）円板状の固定子の
両側面に、円板周方向を移動方向とする移動磁界を発生
するためのリニアモータとしての１次巻線を施し、
（Ｂ）移動子には、前記１次巻線に対向する形態で永久
磁石を配設したことを特徴とする。 ［第４の手段］本発明に係る電動車輪は、第２の手段又
は第３の手段において、円板状の固定子のリニアモータ
としての１次巻線の磁極部を透磁率の高い鉄系材料を用
いて形成したことを特徴とする。 ［第５の手段］本発明に係る電動車輪は、第１の手段に
おいて、（Ａ）リニアモータとしての１次巻線を励磁す
るための電源としての充電可能な２次電池と、（Ｂ）前
記２次電池からの電流電力を交流電力に変換するための
電力変換器と、（Ｃ）センサから車輪のトルク及び速度
を入力し回転力を得るために必要な供給電力を制御する
演算制御器を備えたことを特徴とする。 ［第６の手段］本発明に係る電動車輪は、第１の手段又
は、第２の手段又は第３の手段において、（Ａ）固定子
側に導電性材料及び永久磁石を用い、（Ｂ）移動子側に
巻線を施し、移動子巻線への電力供給のための接触子を
設けたことを特徴とする。
自転車において、（Ａ）車軸の中央において、車軸芯と
垂直に設けた円板状の固定子と、（Ｂ）前記固定子を両
側からはさみこむ形状の移動子を有し、（Ｃ）前記固定
子と移動子を、前記車軸に対し、ベアリングを介して、
回転自在に車輪の内部に配設したことを特徴とする。 ［第２の手段］本発明に係るリニア誘導モータ型の電動
車輪は、第１の手段において、（Ａ）円板状の固定子の
両側面に、円板周方向を移動方向とする移動磁界を発生
するためのリニアモータとしての１次巻線を施し、
（Ｂ）移動子には導電性材料を用いることを特徴とす
る。 ［第３の手段］本発明に係るリニア同期モータ型の電動
車輪は、第１の手段において、（Ａ）円板状の固定子の
両側面に、円板周方向を移動方向とする移動磁界を発生
するためのリニアモータとしての１次巻線を施し、
（Ｂ）移動子には、前記１次巻線に対向する形態で永久
磁石を配設したことを特徴とする。 ［第４の手段］本発明に係る電動車輪は、第２の手段又
は第３の手段において、円板状の固定子のリニアモータ
としての１次巻線の磁極部を透磁率の高い鉄系材料を用
いて形成したことを特徴とする。 ［第５の手段］本発明に係る電動車輪は、第１の手段に
おいて、（Ａ）リニアモータとしての１次巻線を励磁す
るための電源としての充電可能な２次電池と、（Ｂ）前
記２次電池からの電流電力を交流電力に変換するための
電力変換器と、（Ｃ）センサから車輪のトルク及び速度
を入力し回転力を得るために必要な供給電力を制御する
演算制御器を備えたことを特徴とする。 ［第６の手段］本発明に係る電動車輪は、第１の手段又
は、第２の手段又は第３の手段において、（Ａ）固定子
側に導電性材料及び永久磁石を用い、（Ｂ）移動子側に
巻線を施し、移動子巻線への電力供給のための接触子を
設けたことを特徴とする。
【０００５】従って次のように作用する。 １．車輪に円板状リニアモータを組み込むことにより、
従来のクランク軸部に電動機を設置する方式に比べ、 （１）クランク軸周辺の構成部材の小型化が可能にな
る。
従来のクランク軸部に電動機を設置する方式に比べ、 （１）クランク軸周辺の構成部材の小型化が可能にな
る。
【０００６】（２）機械系伝達機構を介さず車輪を直接
駆動できるので電動機出力をロス無く伝達することがで
きる。 ２．円板状の固定子とこれに対面する移動子によりエン
ドレス構造のリニアモータとなり、電気出力が有効に電
動力に変換される。 ３．第１の手段〜第５の手段の発明については、１式の
固定子に対し、両対面に２式の移動子を設けたことによ
り、固定子の発生磁界を低ロスで活用することができ
る。
駆動できるので電動機出力をロス無く伝達することがで
きる。 ２．円板状の固定子とこれに対面する移動子によりエン
ドレス構造のリニアモータとなり、電気出力が有効に電
動力に変換される。 ３．第１の手段〜第５の手段の発明については、１式の
固定子に対し、両対面に２式の移動子を設けたことによ
り、固定子の発生磁界を低ロスで活用することができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施例の形態を図１〜図
５に示す。図１は本発明に係る電動車輪の構成を示す。
図２は、電動機構成は図１と同様であるが、図１の一体
板形状車輪の外周部をスポーク構造１５とした例を示
す。
５に示す。図１は本発明に係る電動車輪の構成を示す。
図２は、電動機構成は図１と同様であるが、図１の一体
板形状車輪の外周部をスポーク構造１５とした例を示
す。
【０００８】図１及び図２に示すように、車軸１に対し
垂直に円板状の固定子３が取り付けられており、固定子
３を両側面から挟み込む形で、移動子４が、ベアリング
２を介して取り付けられた車輪６の内部に配設されてい
る。
垂直に円板状の固定子３が取り付けられており、固定子
３を両側面から挟み込む形で、移動子４が、ベアリング
２を介して取り付けられた車輪６の内部に配設されてい
る。
【０００９】固定子３の円板面にリニアモータとしての
１次巻線７を施したものに通電し、車輪６の回転方向に
移動磁界を発生させることにより、固定子３と移動子４
の双互力として発生する移動子４の回転方向の力は、車
輪６、及びタイヤ５の回転力となる。
１次巻線７を施したものに通電し、車輪６の回転方向に
移動磁界を発生させることにより、固定子３と移動子４
の双互力として発生する移動子４の回転方向の力は、車
輪６、及びタイヤ５の回転力となる。
【００１０】図３は、本発明の係る電動機構成を簡潔に
示したものである。リニアモータの電機子巻線７を円板
状の固定子３の両面に配設する。本発明では、通常のリ
ニアモータの直線方向への巻線を、固定車軸１を中心と
する円状になるように配設し、最初の巻線と、最後の巻
線が連続した配置となるように、巻線ピッチを定める。
すなわち、 ３６０°／ｎ（単相の場合）、 ３６０°／３ｎ（３相の場合）、 ただし、ｎは所定の整数、そして、固定子３の両面に対
向して移動子４を配設する。
示したものである。リニアモータの電機子巻線７を円板
状の固定子３の両面に配設する。本発明では、通常のリ
ニアモータの直線方向への巻線を、固定車軸１を中心と
する円状になるように配設し、最初の巻線と、最後の巻
線が連続した配置となるように、巻線ピッチを定める。
すなわち、 ３６０°／ｎ（単相の場合）、 ３６０°／３ｎ（３相の場合）、 ただし、ｎは所定の整数、そして、固定子３の両面に対
向して移動子４を配設する。
【００１１】図３（Ｂ）には移動子４として、導電性材
料の円板を用いた例を示す。円板状移動子４に発生する
回転力は、これと一体的に成形された車輪６の回転力に
なる。
料の円板を用いた例を示す。円板状移動子４に発生する
回転力は、これと一体的に成形された車輪６の回転力に
なる。
【００１２】図４は永久磁石８を移動子側に取り付けた
リニア同期モータ型（ブラシレス）の構成を示す。三角
柱形状の電機子鉄心９を電機子巻線７を収納するための
一定間隔を隔て円周方向に配設し、薄い円板状の非磁性
材料１０で挟み込み固定したものを固定子とし、これを
両側面からギャップ１３を介し対面する形で永久磁石８
および永久磁石保持ヨーク１１を配設する。
リニア同期モータ型（ブラシレス）の構成を示す。三角
柱形状の電機子鉄心９を電機子巻線７を収納するための
一定間隔を隔て円周方向に配設し、薄い円板状の非磁性
材料１０で挟み込み固定したものを固定子とし、これを
両側面からギャップ１３を介し対面する形で永久磁石８
および永久磁石保持ヨーク１１を配設する。
【００１３】電機子巻線７に交流電流を通電することに
より円板周方向の進行磁界が形成され、これにより永久
磁石８が周方向の駆動力を得る。図４の電機子巻線７は
通常のリニア同期モータ型の巻線配置である６０°重ね
巻きとしているが、進行磁界を得られる巻線配置であれ
ばこの配置方法に限定されることはない。
より円板周方向の進行磁界が形成され、これにより永久
磁石８が周方向の駆動力を得る。図４の電機子巻線７は
通常のリニア同期モータ型の巻線配置である６０°重ね
巻きとしているが、進行磁界を得られる巻線配置であれ
ばこの配置方法に限定されることはない。
【００１４】駆動力の一例（計算値）を以下に示す。図
４に示す電動機構成を用い、例えば、直径２６インチの
車輪６と、タイヤ５をトルク１０Ｎｍで回転させようと
する場合、電動機概略仕様は下記となる。
４に示す電動機構成を用い、例えば、直径２６インチの
車輪６と、タイヤ５をトルク１０Ｎｍで回転させようと
する場合、電動機概略仕様は下記となる。
【００１５】固定子３及び移動子４直径；３３０ｍｍ、 固定子３と移動子４とのギャップ１３；２ｍｍ、 電機子鉄心９の厚み；１０ｍｍ、 永久磁石８の厚み；３ｍｍ、 電機子巻線部７の溝巾；５ｍｍ、 電機子巻線部７の平均電流密度；２Ａ／ｍｍ2 、 電機子鉄心９の個数；１２個。
【００１６】図５に前記電動車輪の駆動システムのブロ
ック図を示す。駆動システムは、電源（電池）２１と、
電力変換器２２と、センサ２４と、演算制御器２３によ
り構成される。
ック図を示す。駆動システムは、電源（電池）２１と、
電力変換器２２と、センサ２４と、演算制御器２３によ
り構成される。
【００１７】センサ２４によりトルク、速度などの情報
を検出し、その情報は演算制御器２３に入力される。演
算制御器２３はその情報をもとに、電力変換器２２に対
し、所定の制御量（周波数・電流／時間）を出力する。
電力変換器２２は、電源（電池）から直流電力を供給さ
れ、制御量に見合う交流電力をリニアモータ固定子巻線
７に供給する。
を検出し、その情報は演算制御器２３に入力される。演
算制御器２３はその情報をもとに、電力変換器２２に対
し、所定の制御量（周波数・電流／時間）を出力する。
電力変換器２２は、電源（電池）から直流電力を供給さ
れ、制御量に見合う交流電力をリニアモータ固定子巻線
７に供給する。
【００１８】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 １．従来のクランク軸部に電動機を配置する方式に比べ
て、 （ａ）クランク軸部周辺の構成部材の小型化が図れ、人
がペダルを駆動する場合の、人の足との干渉などを無く
することができる。
で、以下に記載するような効果を奏する。 １．従来のクランク軸部に電動機を配置する方式に比べ
て、 （ａ）クランク軸部周辺の構成部材の小型化が図れ、人
がペダルを駆動する場合の、人の足との干渉などを無く
することができる。
【００１９】（ｂ）機械系伝達機構を介さず、車輪を直
接駆動するので、伝達ロスが無く、動力伝達効率が上昇
することにより、バッテリの使用時間が長くとれ、一回
の充電での走行距離を伸ばすことができる。 ２．リニアモータの効率の高い新規な電動車輪を得るこ
とができる。
接駆動するので、伝達ロスが無く、動力伝達効率が上昇
することにより、バッテリの使用時間が長くとれ、一回
の充電での走行距離を伸ばすことができる。 ２．リニアモータの効率の高い新規な電動車輪を得るこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電動車輪の概
略断面図。
略断面図。
【図２】本発明に係る電動車輪のスポーク部を軽量細径
化した場合の概略断面図。
化した場合の概略断面図。
【図３】本発明に係る電動車輪の電動機部構成の説明図
（その１）。
（その１）。
【図４】本発明に係る電動車輪の電動機部構成の説明図
（その２）。
（その２）。
【図５】電動車輪の駆動システムのブロック図。
【図６】従来の補助動力付自転車の電動機配置位置を示
す図。
す図。
１…車軸、 ２…ベアリング、 ３…固定子、 ４…移動子、 ５…タイヤ、 ６…車輪、 ７…電機子巻線（一次巻線）、 ８…永久磁石、 ９…電機子鉄心、 １０…非磁性材料、 １１…永久磁石保持ヨーク、 １３…ギャップ、 １４…電動機、 １５…スポーク、 １６…信号線、 １７…電力供給線、 ２１…電源（二次電池）、 ２２…電力変換器、 ２３…演算制御器、 ２４…センサ。
Claims (6)
- 【請求項１】 補助動力付き自転車において、（Ａ）車
軸（１）の中央において、車軸芯と垂直に設けた円板状
の固定子（３）と、（Ｂ）前記固定子（３）を両側から
はさみこむ形状の移動子（４）を有し、（Ｃ）前記固定
子（３）と移動子（４）を、前記車軸（１）に対し、ベ
アリング（２）を介して、回転自在に車輪（６）の内部
に配設したことを特徴とする電動車輪。 - 【請求項２】（Ａ）円板状の固定子（３）の両側面に、
円板周方向を移動方向とする移動磁界を発生するための
リニアモータとしての１次巻線（７）を施し、（Ｂ）移
動子（４）には導電性材料を用いることを特徴とするリ
ニア誘導モータ型の請求項１記載の電動車輪。 - 【請求項３】（Ａ）円板状の固定子（３）の両側面に、
円板周方向を移動方向とする移動磁界を発生するための
リニアモータとしての１次巻線（７）を施し、（Ｂ）移
動子（４）には、前記１次巻線（７）に対向する形態で
永久磁石を配設したことを特徴とするリニア同期モータ
型の請求項１記載の電動車輪。 - 【請求項４】 円板状の固定子（３）のリニアモータと
しての１次巻線（７）の磁極部を透磁率の高い鉄系材料
を用いて形成したことを特徴とする請求項２又は請求項
３記載の電動車輪。 - 【請求項５】（Ａ）リニアモータとしての１次巻線
（７）を励磁するための電源としての充電可能な２次電
池（２１）と、（Ｂ）前記２次電池（２１）からの電流
電力を交流電力に変換するための電力変換器（２２）
と、（Ｃ）センサ（２４）から車輪のトルク及び速度を
入力し、回転力を得るために必要な供給電力を制御する
演算制御器（２３）を備えたことを特徴とする請求項１
記載の電動車輪。 - 【請求項６】（Ａ）固定子（３）側に導電性材料及び永
久磁石を用い、（Ｂ）移動子（４）側に巻線を施し、移
動子巻線への電力供給のための接触子を設けたことを特
徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の電動
車輪。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22413195A JPH0966879A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 電動車輪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22413195A JPH0966879A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 電動車輪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0966879A true JPH0966879A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16809035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22413195A Withdrawn JPH0966879A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 電動車輪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0966879A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5444049A (en) * | 1977-09-13 | 1979-04-07 | Nitto Electric Ind Co | Soup treating method |
| KR100913115B1 (ko) * | 2007-11-21 | 2009-08-19 | (주)아진게네시스 | 전동 자전거 |
| WO2012131994A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Nakagawa Kazui | 磁気駆動自転車 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP22413195A patent/JPH0966879A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5444049A (en) * | 1977-09-13 | 1979-04-07 | Nitto Electric Ind Co | Soup treating method |
| KR100913115B1 (ko) * | 2007-11-21 | 2009-08-19 | (주)아진게네시스 | 전동 자전거 |
| WO2012131994A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Nakagawa Kazui | 磁気駆動自転車 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1561568B (zh) | 具有控制器和电源集成在内部的旋转式电动电机 | |
| US6037692A (en) | High power low RPM D.C. motor | |
| US6777838B2 (en) | Methods and apparatus for increasing power of permanent magnet motors | |
| US7196447B2 (en) | Rotating electric machine | |
| CN101889382B (zh) | 具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机以及电机系统 | |
| JP6214990B2 (ja) | 回転電機 | |
| JP2006529081A (ja) | 軸方向に整列されたステータ磁極及び／またはロータ磁極を有する発電機 | |
| JP2011217587A (ja) | 磁束量可変回転電機システム | |
| JPH07336980A (ja) | ブラシレスｄｃモータ | |
| US9787144B2 (en) | Rotating electrical motor using transverse magnetic flux | |
| US20170040879A1 (en) | Brushless dc motorization apparatus | |
| CN108702038B (zh) | 盘式电机、电动车辆及其控制方法 | |
| CN104993637A (zh) | 磁悬浮感应电机电动车驱动系统 | |
| US20150091403A1 (en) | Transverse flux machine and vehicle | |
| Dück et al. | Design and analysis of axial-flux permanent magnet synchronous machines as traction drives for electric vehicles | |
| JP2011182622A (ja) | 磁束量可変回転電機システム | |
| CN110098717B (zh) | 变速机构及包含该变速机构的电气产品 | |
| KR101543083B1 (ko) | 전륜 발전 후륜 구동 하이브리드 모터사이클 | |
| JPH0966879A (ja) | 電動車輪 | |
| CN1623266A (zh) | 具有磁绝缘定子和转子组的电机 | |
| JP2020137350A (ja) | アキシャルギャップモータ | |
| JP5563152B2 (ja) | 磁気駆動自転車 | |
| US9099912B2 (en) | Electromagnetic coupling | |
| JPH1056763A (ja) | 低速電動車用のダイレクトドライブ型電動車輪 | |
| JPH0956126A (ja) | 車両用駆動装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |