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JP2009119953A - Electric assist bicycle - Google Patents

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JP2009119953A
JP2009119953A JP2007294120A JP2007294120A JP2009119953A JP 2009119953 A JP2009119953 A JP 2009119953A JP 2007294120 A JP2007294120 A JP 2007294120A JP 2007294120 A JP2007294120 A JP 2007294120A JP 2009119953 A JP2009119953 A JP 2009119953A
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Japan
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rotor
crankshaft
rotational speed
way clutch
power
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Withdrawn
Application number
JP2007294120A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigemitsu Akutsu
重光 圷
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】 効率を高めることができるとともに、構成の単純化、小型化および軽量化を図ることができる電動アシスト自転車を提供する。
【解決手段】 電動アシスト自転車1は、ペダル4に入力された力を回転動力に変換し、クランク軸5に出力するペダル機構3と、駆動輪2と、ステータ23と第1ロータ22と第2ロータ24の間で、回転磁界の発生に伴って形成される磁気回路を介してエネルギを入出力するとともに、エネルギの入出力に伴って、回転磁界、第2および第1のロータ24,22が、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転するように構成された回転機20と、を備えており、第1および第2のロータ22,24が、クランク軸5および駆動輪2にそれぞれ連結されている。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric assist bicycle capable of increasing efficiency and simplifying the configuration, reducing the size and reducing the weight.
An electrically assisted bicycle 1 converts a force input to a pedal 4 into rotational power and outputs it to a crankshaft 5, a drive wheel 2, a stator 23, a first rotor 22, and a second. Energy is input / output between the rotors 24 through a magnetic circuit formed in accordance with the generation of the rotating magnetic field, and the rotating magnetic field, the second and first rotors 24, 22 And a rotating machine 20 configured to rotate while maintaining a predetermined collinear relationship between the rotation speeds of each other, and the first and second rotors 22 and 24 are connected to the crankshaft 5 and the drive. Each is connected to the wheel 2.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、アシスト用の回転機を備える電動アシスト自転車に関する。   The present invention relates to an electrically assisted bicycle including an assisting rotating machine.

従来、この種の電動アシスト自転車として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この電動アシスト自転車では、運転者の踏み込み力(以下「踏力」という)を回転動力に変換するペダル機構と、アシスト用の回転機がいずれも、差動装置を介して駆動輪に連結されている。具体的には、この差動装置は、歯数が互いに等しい第1サイドギヤおよび第2サイドギヤと、これらの第1および第2のサイドギヤに噛み合うピニオンギヤを回転自在に支持する回転自在のデフケースを有している。第1および第2のサイドギヤは、ペダル機構および回転機にそれぞれ連結されており、デフケースは駆動輪に連結されている。以上の構成の従来の電動アシスト自転車では、回転機によるアシスト中、ペダル機構を介して第1サイドギヤに伝達された踏力と、第2サイドギヤに伝達された回転機の動力が合成された後、デフケースを介して駆動輪に伝達される。   Conventionally, as this type of electrically assisted bicycle, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. In this electrically assisted bicycle, a pedal mechanism that converts a driver's stepping force (hereinafter referred to as “stepping force”) into rotational power and an assisting rotating machine are both connected to driving wheels via a differential device. . Specifically, this differential has a rotatable differential case that rotatably supports a first side gear and a second side gear having the same number of teeth and a pinion gear meshing with the first and second side gears. ing. The first and second side gears are connected to the pedal mechanism and the rotating machine, respectively, and the differential case is connected to the drive wheels. In the conventional electrically assisted bicycle having the above configuration, after assisting with the rotating machine, after the pedaling force transmitted to the first side gear via the pedal mechanism and the power of the rotating machine transmitted to the second side gear are combined, the differential case Is transmitted to the drive wheel via

上述したように、従来の電動アシスト自転車では、回転機によるアシスト中、ペダル機構からの踏力と回転機の動力が、差動装置を介して駆動輪に伝達されるため、差動装置における機械的な歯車の噛み合いやフリクションによる動力の伝達ロスによって、電動アシスト自転車の効率が低くなってしまう。また、複数の歯車や軸を組み合わせた複雑な機構を有する差動装置を用いなければならないため、電動アシスト自転車の構成が非常に複雑になることに加え、サイズや重量も大きくなってしまう。   As described above, in the conventional electrically assisted bicycle, the pedaling force from the pedal mechanism and the power of the rotating machine are transmitted to the driving wheels through the differential device during assisting by the rotating device. The efficiency of the electrically assisted bicycle is lowered due to the transmission loss of power due to the meshing of gears and friction. In addition, since a differential device having a complicated mechanism in which a plurality of gears and shafts are combined must be used, the configuration of the electrically assisted bicycle becomes very complicated, and the size and weight also increase.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、効率を高めることができるとともに、構成の単純化、小型化および軽量化を図ることができる電動アシスト自転車を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an electric assist bicycle capable of improving efficiency and simplifying the configuration, reducing the size, and reducing the weight. With the goal.

特開平7−300090号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-300090

上記の目的を達成するため、請求項1に係る電動アシスト自転車1、1A〜1Gは、ペダル4およびクランク軸5を有し、ペダル4に入力された力を回転動力に変換し、クランク軸5に出力するペダル機構3と、駆動輪(実施形態における(以下、本項において同じ)後輪2)と、回転磁界を発生させるための不動のステータ23と、磁石で構成され、ステータ23に対向するように設けられた第1ロータ22と、軟磁性体で構成され、ステータ23と第1ロータ22の間に設けられた第2ロータ24とを有し、ステータ23と第1ロータ22と第2ロータ24の間で、回転磁界の発生に伴って形成される磁気回路を介してエネルギを入出力するとともに、エネルギの入出力に伴って、回転磁界、第2および第1のロータ24,22が、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転するように構成され、第1ロータ22がクランク軸5に連結されるとともに、第2ロータ24が駆動輪に連結された回転機20と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the electrically assisted bicycles 1, 1 </ b> A to 1 </ b> G according to claim 1 have a pedal 4 and a crankshaft 5, and convert the force input to the pedal 4 into rotational power. Pedal mechanism 3 that outputs to, driving wheel (rear wheel 2 in the embodiment (hereinafter the same in this section)), stationary stator 23 for generating a rotating magnetic field, and a magnet, and opposed to stator 23 The first rotor 22 is provided so as to be configured, and the second rotor 24 is formed of a soft magnetic material and is provided between the stator 23 and the first rotor 22. The stator 23, the first rotor 22, The energy is input / output between the two rotors 24 via a magnetic circuit formed along with the generation of the rotating magnetic field, and the rotating magnetic field, the second and first rotors 24, 22 are input along with the energy input / output. But each other A rotating machine 20 configured to rotate while maintaining a predetermined collinear relationship between the rotation speeds, the first rotor 22 being connected to the crankshaft 5 and the second rotor 24 being connected to drive wheels; It is characterized by providing.

この電動アシスト自転車によれば、回転機では、ステータ、第1および第2のロータの間で、ステータにおける回転磁界の発生に伴って形成される磁気回路を介して、エネルギが入出力されるとともに、このエネルギの入出力に伴い、回転磁界、第2および第1のロータは、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転する。このような回転磁界、第1および第2のロータの三者間のリニアな速度関係は、遊星歯車装置のサンギヤおよびリングギヤの一方、他方、およびプラネタリギヤを支持するキャリアの回転速度の関係に相当する。このため、エネルギの入出力の関係において、ステータはサンギヤおよびリングギヤの一方に、第1ロータは他方に、第2ロータはキャリアに、それぞれ相当する。   According to this electrically assisted bicycle, energy is input / output between the stator and the first and second rotors via the magnetic circuit formed along with the generation of the rotating magnetic field in the stator. As the energy is input / output, the rotating magnetic field and the second and first rotors rotate while maintaining a predetermined collinear relationship of rotational speed between them. Such a linear velocity relationship between the rotating magnetic field and the first and second rotors corresponds to the relationship between the rotational speed of one of the sun gear and the ring gear of the planetary gear device and the carrier supporting the planetary gear. . Therefore, in the energy input / output relationship, the stator corresponds to one of the sun gear and the ring gear, the first rotor corresponds to the other, and the second rotor corresponds to the carrier.

上記のような動力の入出力関係にある第1および第2のロータが、ペダル機構のクランク軸および駆動輪にそれぞれ連結されている。このため、ステータに電力を供給するとともに、ペダルおよびクランク軸を介して第1ロータに力(以下、「踏力」という)を入力すると、ステータに供給された電力が動力に変換され(以下、この動力を「電力変換動力」という)、磁気回路を介して第2ロータに伝達されるのに伴い、第1ロータに入力された踏力も、磁気回路を介して第2ロータに伝達され、さらに、駆動輪に伝達される。このように、クランク軸からの踏力と、ステータからの電力変換動力を合成した状態で駆動輪に伝達できるので、回転機によって踏力をアシストすることができる。   The first and second rotors having the power input / output relationship as described above are connected to the crankshaft and the drive wheels of the pedal mechanism, respectively. For this reason, when electric power is supplied to the stator and a force (hereinafter referred to as “stepping force”) is input to the first rotor via the pedal and the crankshaft, the electric power supplied to the stator is converted into power (hereinafter referred to as this power). As the power is transmitted to the second rotor via the magnetic circuit, the pedaling force input to the first rotor is also transmitted to the second rotor via the magnetic circuit. It is transmitted to the drive wheel. Thus, since the pedal effort from the crankshaft and the power conversion power from the stator can be transmitted to the drive wheels, the pedal effort can be assisted by the rotating machine.

また、上述したように、回転機によるアシスト中、駆動輪への踏力および電力変換動力の伝達がいずれも、磁気回路を介した非接触による、いわゆる磁気パスによって行われるので、その伝達効率は、前述した従来の電動アシスト自転車のように差動装置を介して行う場合よりも高い。さらに、回転機が動力源と遊星歯車装置を組み合わせた機能を有するため、踏力および電力変換動力を合成するとともに、駆動輪に伝達するための遊星歯車装置すなわち差動装置が不要になる。以上により、差動装置を用いる前述した従来の場合と比較して、電動アシスト自転車の効率を高めることができるとともに、電動アシスト自転車の構成の単純化、小型化および軽量化を図ることができる。   Further, as described above, during the assist by the rotating machine, the transmission of the treading force and the power conversion power to the drive wheels is performed by a so-called magnetic path by non-contact via the magnetic circuit, and therefore the transmission efficiency is It is higher than the case where it is performed via a differential device as in the above-described conventional electrically assisted bicycle. Further, since the rotating machine has a function of combining a power source and a planetary gear device, a planetary gear device, that is, a differential device for synthesizing the pedaling force and the power conversion power and transmitting it to the drive wheel is not required. As described above, the efficiency of the electrically assisted bicycle can be increased and the configuration of the electrically assisted bicycle can be simplified, reduced in size, and reduced in weight as compared with the above-described conventional case using the differential device.

また、上述したように、ステータ、第1および第2のロータの間におけるエネルギの入出力中、回転磁界、第2および第1のロータは、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転する。このため、例えば、アシスト中、回転磁界の回転速度を制御することによって、第2ロータが連結された駆動輪の回転速度を、第1ロータが連結されたクランク軸に対して、変速装置を用いずにかつ無段階に、上昇および低下させることができる。   Further, as described above, during the energy input / output between the stator and the first and second rotors, the rotating magnetic field and the second and first rotors have a predetermined collinear relationship between the rotational speeds of each other. Rotate while keeping. For this reason, for example, during the assist, the rotational speed of the rotating magnetic field is controlled so that the rotational speed of the drive wheel connected to the second rotor is changed with respect to the crankshaft connected to the first rotor. It can be raised and lowered without steplessly.

さらに、上述したステータ、第1および第2のロータの間のエネルギの入出力関係から、例えば、ステータにおいて相間短絡を行うとともに、踏力を第1ロータに入力することによって、回転磁界の回転速度がほぼ値0(ステータにおいて磁界が発生しているものの、回転はほとんどしていない状態)に制御され、それにより、この踏力(動力)を、磁気回路を介して第2ロータにすべて伝達でき、さらに、駆動輪に伝達することができる。このように、ステータに電力を供給することなく、すなわち、回転機によるアシストを行うことなく、踏力のみによって駆動輪を駆動することができる。以下、踏力のみを動力源として用いた電動アシスト自転車の走行を「ペダル走行」という。また、上述したように、ペダル走行中にも、アシスト中と同様、駆動輪への踏力の伝達が、磁気回路を介した磁気パスによって行われるので、電動アシスト自転車の効率を高めることができる。さらに、ペダル走行中、回転磁界の回転速度がほぼ値0に制御されるので、回転磁界の発生に伴って第2ロータに作用する回転抵抗が極めて小さく、したがって、電動アシスト自転車の効率をさらに高めることができる。   Further, from the input / output relationship of energy between the stator and the first and second rotors described above, for example, by performing a short circuit between the phases in the stator and inputting a pedaling force to the first rotor, the rotational speed of the rotating magnetic field is increased. The value is controlled to be substantially 0 (the magnetic field is generated in the stator but the rotation is hardly performed), so that this pedaling force (power) can be transmitted to the second rotor via the magnetic circuit, and , Can be transmitted to the drive wheel. In this way, the drive wheels can be driven only by the pedal effort without supplying electric power to the stator, that is, without assisting by a rotating machine. Hereinafter, traveling of an electrically assisted bicycle using only the pedaling force as a power source is referred to as “pedal traveling”. Further, as described above, even during pedal travel, the pedaling force is transmitted to the drive wheels by a magnetic path through the magnetic circuit, as in the case of assisting, so that the efficiency of the electrically assisted bicycle can be increased. Further, since the rotation speed of the rotating magnetic field is controlled to approximately 0 during the pedal running, the rotational resistance acting on the second rotor with the generation of the rotating magnetic field is extremely small, thus further improving the efficiency of the electrically assisted bicycle. be able to.

また、電動アシスト自転車の空走状態で、すなわち、クランク軸に踏力が入力されておらず、電動アシスト自転車が惰性で走行している状態で、第2ロータが回転しているときに、例えば、ステータに電力を供給し、それに伴って発生する回転磁界を第2ロータの回転方向に回転させるとともに、回転磁界の回転速度を制御する。これにより、クランク軸が連結された第1ロータの回転速度を値0に制御できるとともに、回転磁界による回転抵抗と、第1ロータおよびペダル機構のフリクションが、第2ロータを介して駆動輪に作用するのを防止できる。したがって、空走中、クランク軸を停止状態に保持できるとともに、空走による走行距離を延ばすことができる。これにより、通常、電動アシスト自転車に設けられているクランク軸と駆動輪の間を接続・遮断するワンウェイクラッチが不要になり、それにより、電動アシスト自転車の構成のさらなる単純化、小型化および軽量化と、コストの削減を図ることができる。以下、上述した回転磁界による回転抵抗および第1ロータなどのフリクションが第2ロータに作用するのを防止するための回転機の制御を「ゼロトルク制御」という。   In addition, when the second rotor is rotating in the idle running state of the electrically assisted bicycle, that is, when the pedaling force is not input to the crankshaft and the electrically assisted bicycle is running inertially, for example, Electric power is supplied to the stator, and the rotating magnetic field generated thereby is rotated in the rotating direction of the second rotor, and the rotational speed of the rotating magnetic field is controlled. As a result, the rotational speed of the first rotor connected to the crankshaft can be controlled to a value of 0, and the rotational resistance caused by the rotating magnetic field and the friction of the first rotor and the pedal mechanism act on the drive wheels via the second rotor. Can be prevented. Therefore, during idle running, the crankshaft can be held in a stopped state, and the running distance by idle running can be extended. This eliminates the need for a one-way clutch that normally connects / disconnects between the crankshaft and drive wheels provided on a power-assisted bicycle, thereby further simplifying, reducing size and weight of the power-assisted bicycle configuration. And cost can be reduced. Hereinafter, the control of the rotating machine for preventing the rotation resistance caused by the rotating magnetic field and the friction of the first rotor or the like from acting on the second rotor will be referred to as “zero torque control”.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の電動アシスト自転車1A、1Bにおいて、第2ロータ24と駆動輪の間を接続・遮断するクラッチ(第1ワンウェイクラッチC1)をさらに備えることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the electric assist bicycle 1A, 1B according to claim 1, further comprising a clutch (first one-way clutch C1) for connecting / disconnecting between the second rotor 24 and the drive wheels. And

この構成によれば、第2ロータと駆動輪の間が、クラッチによって接続・遮断される。このため、例えば、電動アシスト自転車の空走中、クラッチにより、第2ロータと駆動輪の間を遮断することによって、クランク軸を停止状態に保持できるとともに、ペダル機構のフリクションや、ステータで発生する回転磁界による回転抵抗、第1ロータのフリクションが駆動輪に作用するのを完全に防止できるので、空走による走行距離を延ばすことができる。また、この場合、請求項1の作用で述べたゼロトルク制御が不要になり、それにより、例えば、ステータに蓄電装置の電力を供給することによってアシストを行う場合には、ゼロトルク制御が不要になる分、この蓄電装置の電力を確保でき、アシストによる走行距離を延ばすことができる。   According to this configuration, the second rotor and the drive wheel are connected / disconnected by the clutch. For this reason, for example, when the electrically assisted bicycle is idling, the crankshaft can be held in a stopped state by shutting off the second rotor and the drive wheels by a clutch, and the pedal mechanism friction and the stator are generated. Since it is possible to completely prevent the rotation resistance due to the rotating magnetic field and the friction of the first rotor from acting on the drive wheels, the travel distance due to idle running can be extended. Further, in this case, the zero torque control described in the operation of claim 1 is not necessary, and accordingly, for example, when assist is performed by supplying power of the power storage device to the stator, the zero torque control is not required. The electric power of the power storage device can be secured, and the travel distance by the assist can be extended.

請求項3に係る発明は、請求項2に記載の電動アシスト自転車1A、1Bにおいて、クラッチは、駆動輪側(出力部C1b)の回転速度が第2ロータ24側(入力部C1a)の回転速度よりも高いときに、第2ロータ24と駆動輪の間を遮断するワンウェイクラッチ(第1ワンウェイクラッチC1)であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the electrically assisted bicycles 1A and 1B according to the second aspect, the clutch has a rotational speed on the drive wheel side (output portion C1b) and a rotational speed on the second rotor 24 side (input portion C1a). When it is higher, the one-way clutch (first one-way clutch C1) is configured to shut off the second rotor 24 and the drive wheels.

この構成によれば、ワンウェイクラッチによって、第2ロータと駆動輪の間が、ワンウェイクラッチの駆動輪側の回転速度が第2ロータ側の回転速度よりも高いときには遮断され、それ以外のときには接続される。空走中、踏力がクランク軸に入力されないことと、回転磁界による回転抵抗や第1ロータのフリクションが第2ロータに作用することによって、第2ロータの回転速度が低下し、それに伴い、ワンウェイクラッチの駆動輪側の回転速度が、第2ロータ側の回転速度よりも高くなるので、上述したワンウェイクラッチによって、第2ロータと駆動輪の間が遮断される。このように、請求項2の電動アシスト自転車と同様、空走中、第2ロータと駆動輪の間を遮断できるので、クランク軸を停止状態に保持できるとともに、空走による走行距離を延ばすことができる。   According to this configuration, the one-way clutch blocks the connection between the second rotor and the drive wheels when the rotation speed on the drive wheel side of the one-way clutch is higher than the rotation speed on the second rotor side, and connects otherwise. The During idling, the pedaling force is not input to the crankshaft, and the rotational resistance of the rotating magnetic field and the friction of the first rotor act on the second rotor, so that the rotational speed of the second rotor decreases, and accordingly, the one-way clutch Since the rotation speed on the drive wheel side is higher than the rotation speed on the second rotor side, the above-described one-way clutch blocks the second rotor from the drive wheel. Thus, as in the electrically assisted bicycle according to claim 2, since the second rotor and the drive wheel can be shut off during idling, the crankshaft can be held in a stopped state and the running distance by idling can be extended. it can.

また、ペダル走行中およびアシスト中、請求項1の作用で述べたように、駆動輪は、第2ロータから動力が伝達されることによって初めて駆動されるので、ワンウェイクラッチの駆動輪側の回転速度は、第2ロータ側の回転速度よりも高くはならない。したがって、ペダル走行中およびアシスト中、ワンウェイクラッチによって、第2ロータと駆動輪の間が接続状態に保持されるので、ペダル走行中には踏力を、アシスト中には踏力およびステータからの電力変換動力の双方を、駆動輪に伝達することができる。   Further, as described in the operation of claim 1, during driving and assisting the pedal, the driving wheel is driven only when power is transmitted from the second rotor, so that the rotational speed on the driving wheel side of the one-way clutch is increased. Is not higher than the rotation speed on the second rotor side. Therefore, during pedal travel and assist, the one-way clutch keeps the second rotor and the drive wheels in a connected state, so that pedaling force is applied during pedal travel, and pedaling force and power conversion power from the stator are being assisted. Both can be transmitted to the drive wheels.

さらに、ワンウェイクラッチは、油圧式などのクラッチと異なり、その作動を制御するためのアクチェータなどを必要としないので、油圧式などのクラッチを用いた場合と比較して、電動アシスト自転車の構成の単純化、小型化および軽量化を図ることができるとともに、電動アシスト自転車のコストを削減することができる。   Furthermore, unlike a hydraulic clutch, the one-way clutch does not require an actuator to control its operation, so the configuration of an electric assist bicycle is simpler than when a hydraulic clutch is used. Can be reduced in size, size, and weight, and the cost of the electrically assisted bicycle can be reduced.

請求項4に係る発明は、請求項1に記載の電動アシスト自転車1B,1Eにおいて、クランク軸5および第1ロータ22を含む第1動力伝達系と、第2ロータ24および駆動輪を含む第2動力伝達系との間を接続・遮断するクラッチ(第2ワンウェイクラッチC2、第4ワンウェイクラッチC4)をさらに備えることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the electrically assisted bicycles 1B and 1E according to the first aspect, the first power transmission system including the crankshaft 5 and the first rotor 22, the second rotor 24 and the second including the drive wheels. It is further characterized by further including clutches (second one-way clutch C2 and fourth one-way clutch C4) for connecting / disconnecting to / from the power transmission system.

この構成によれば、クランク軸および第1ロータを含む第1動力伝達系と、第2ロータおよび駆動輪を含む第2動力伝達系の間が、クラッチによって接続・遮断される。このため、例えば、ステータの故障によって、ステータ、第1および第2のロータの間で磁気回路が形成されなくなった場合でも、第1動力伝達系と第2動力伝達系の間すなわちクランク軸と駆動輪の間をクラッチにより接続することによって、クランク軸に入力された踏力を駆動輪に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。また、第1動力伝達系と第2動力伝達系の間をクラッチにより接続することによって、請求項1の作用で述べたステータの相間短絡を行うことなく、クランク軸に入力された踏力を駆動輪に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。   According to this configuration, the first power transmission system including the crankshaft and the first rotor and the second power transmission system including the second rotor and the drive wheels are connected and disconnected by the clutch. For this reason, for example, even when a magnetic circuit is not formed between the stator and the first and second rotors due to a failure of the stator, it is driven between the first power transmission system and the second power transmission system, that is, the crankshaft and the drive. By connecting the wheels with a clutch, the pedaling force input to the crankshaft can be transmitted to the drive wheels, and pedal travel can be performed. Further, by connecting the first power transmission system and the second power transmission system with a clutch, the pedal force input to the crankshaft can be applied to the drive wheel without performing the interphase short-circuit between the stators described in the operation of claim 1. Can be transmitted to the pedal, and pedal travel can be performed.

請求項5に係る発明は、請求項4に記載の電動アシスト自転車1B,1Eにおいて、クラッチは、第2ロータ24の回転速度(第2ロータ回転速度VR2)が第1ロータ22の回転速度(第1ロータ回転速度VR1)よりも高いときに、第1ロータ22と第2ロータ24の間を遮断するワンウェイクラッチ(第2ワンウェイクラッチC2、第4ワンウェイクラッチC4)であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the electrically assisted bicycles 1B and 1E according to the fourth aspect of the present invention, the clutch has a rotational speed of the second rotor 24 (second rotor rotational speed VR2) and a rotational speed of the first rotor 22 (first One-way clutches (second one-way clutch C2 and fourth one-way clutch C4) that shut off between the first rotor 22 and the second rotor 24 when the rotational speed is higher than one rotor rotational speed VR1).

ペダル走行中、請求項1の作用で述べたように、駆動輪に連結された第2ロータは、クランク軸が連結された第1ロータから踏力が伝達されることによって初めて駆動される。このため、ペダル走行中、第2ロータの回転速度は、第1ロータの回転速度よりも高くはならない。上記の構成によれば、駆動輪が連結された第2ロータの回転速度がクランク軸が連結された第1ロータの回転速度よりも高くならない限り、ワンウェイクラッチによって、第1ロータと第2ロータの間が接続状態に保持されるので、ペダル走行中、クランク軸に入力された踏力を、第1ロータ、ワンウェイクラッチおよび第2ロータを介して、駆動輪に伝達することができる。したがって、請求項4の電動アシスト自転車と同様、ステータの故障により磁気回路が形成されなくなった場合でも、クランク軸に入力された踏力を駆動輪に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。また、請求項1の作用で述べたステータの相間短絡を行うことなく、クランク軸に入力された踏力を駆動輪に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。   During pedal travel, as described in the operation of the first aspect, the second rotor connected to the drive wheel is driven only when pedaling force is transmitted from the first rotor connected to the crankshaft. For this reason, during pedal travel, the rotational speed of the second rotor does not become higher than the rotational speed of the first rotor. According to the above configuration, as long as the rotation speed of the second rotor to which the drive wheels are connected is not higher than the rotation speed of the first rotor to which the crankshaft is connected, the one-way clutch causes the first rotor and the second rotor to move. Since the gap is maintained in the connected state, the pedaling force input to the crankshaft can be transmitted to the drive wheels via the first rotor, the one-way clutch, and the second rotor during pedal travel. Therefore, as in the case of the electrically assisted bicycle according to the fourth aspect, even when the magnetic circuit is not formed due to the failure of the stator, the pedaling force input to the crankshaft can be transmitted to the drive wheels, and the pedal travel can be performed. Further, the pedaling force input to the crankshaft can be transmitted to the drive wheels without pedaling between the stators described in the operation of the first aspect, and pedal travel can be performed.

さらに、この場合、ワンウェイクラッチによって、第2ロータの回転速度が第1ロータの回転速度よりも高くなったときに、第1ロータと第2ロータの間が遮断される。したがって、請求項1の作用で述べたように、アシスト中、回転磁界の回転速度の制御によって、第2ロータが連結された駆動輪の回転速度を、第1ロータが連結されたクランク軸に対して、変速装置を用いずに無段階に上昇させる場合に、そのような駆動輪の増速を支障なく行うことができる。   Furthermore, in this case, when the rotational speed of the second rotor becomes higher than the rotational speed of the first rotor, the first rotor and the second rotor are blocked by the one-way clutch. Therefore, as described in the operation of the first aspect, during the assist, the rotation speed of the driving wheel connected to the second rotor is controlled by the control of the rotation speed of the rotating magnetic field with respect to the crankshaft connected to the first rotor. Thus, when the vehicle is raised steplessly without using the transmission, such speed increase of the drive wheels can be performed without any trouble.

また、クラッチとしてワンウェイクラッチを用いるので、請求項3の電動アシスト自転車と同様、電動アシスト自転車の構成の単純化、小型化および軽量化を図れるとともに、電動アシスト自転車のコストを削減することができる。   Further, since the one-way clutch is used as the clutch, the configuration of the electrically assisted bicycle can be simplified, reduced in size and reduced in weight, and the cost of the electrically assisted bicycle can be reduced as in the electrically assisted bicycle of claim 3.

請求項6に係る発明は、請求項1に記載の電動アシスト自転車1D、1Eにおいて、クランク軸5と第1ロータ22の間を接続・遮断する第1クラッチ(第3ワンウェイクラッチC3)をさらに備えることを特徴とする。   The invention according to claim 6 further includes a first clutch (third one-way clutch C3) for connecting / disconnecting between the crankshaft 5 and the first rotor 22 in the electrically assisted bicycles 1D and 1E according to claim 1. It is characterized by that.

この構成によれば、クランク軸と第1ロータの間が、クラッチによって接続・遮断される。このため、空走中、クラッチにより、クランク軸と第1ロータの間を遮断することによって、クランク軸と、第1ロータに磁気回路を介して連結された第2ロータおよび駆動輪との間を遮断でき、したがって、クランク軸を停止状態に保持できる。また、例えば、回転機において、請求項1の作用で述べた電力変換動力と第1ロータに入力された動力との合成比が1:1のときには、空走中、前述したゼロトルク制御において、回転磁界の回転速度を第2ロータの回転速度と同じに制御することによって、回転磁界による回転抵抗および第1ロータのフリクションが駆動輪に作用するのを防止できる。一方、空走中、請求項1の作用で述べたように、クランク軸および第1ロータを互いに接続した状態でゼロトルク制御を行う場合において、クランク軸を停止状態に保持するには、回転磁界の回転速度を第1ロータの回転速度が値0になるように制御しなければならず、その結果、回転磁界の回転速度は、駆動輪が連結された第2ロータの回転速度よりも高くなるので、ゼロトルク制御用にステータに供給される電力は大きくなる。   According to this configuration, the crankshaft and the first rotor are connected / disconnected by the clutch. For this reason, during idle running, the clutch is disconnected between the crankshaft and the first rotor, whereby the crankshaft and the second rotor and the drive wheels connected to the first rotor via a magnetic circuit are separated. Therefore, the crankshaft can be held in a stopped state. Further, for example, in the rotating machine, when the combined ratio of the power conversion power described in the operation of claim 1 and the power input to the first rotor is 1: 1, the rotation is performed in the zero torque control described above during idling. By controlling the rotational speed of the magnetic field to be the same as the rotational speed of the second rotor, it is possible to prevent the rotational resistance caused by the rotating magnetic field and the friction of the first rotor from acting on the drive wheels. On the other hand, when performing zero torque control while the crankshaft and the first rotor are connected to each other during idling, as described in the operation of claim 1, in order to keep the crankshaft in a stopped state, The rotational speed must be controlled so that the rotational speed of the first rotor is zero, and as a result, the rotational speed of the rotating magnetic field is higher than the rotational speed of the second rotor to which the drive wheels are connected. The electric power supplied to the stator for zero torque control increases.

上記の構成によれば、ゼロトルク制御中、クラッチによりクランク軸と第1ロータの間を遮断することによって、回転磁界の回転速度を第2ロータの回転速度と同じに制御することが可能になり、それにより、回転磁界による回転抵抗および第1ロータのフリクションが駆動輪に作用するのを防止できるとともに、上述したようにクランク軸と第1ロータを接続状態に保持する場合と比較して、ゼロトルク制御用の電力を低減することができる。また、このゼロトルク制御用の電力の低減によって、例えば、ステータに蓄電装置の電力を供給することによってアシストを行う場合には、アシストによる走行距離を延ばすことができる。   According to the above configuration, during the zero torque control, it is possible to control the rotational speed of the rotating magnetic field to be the same as the rotational speed of the second rotor by blocking the crankshaft and the first rotor by the clutch. Accordingly, it is possible to prevent the rotational resistance due to the rotating magnetic field and the friction of the first rotor from acting on the drive wheel, and zero torque control as compared with the case where the crankshaft and the first rotor are held in the connected state as described above. Power for use can be reduced. Further, by reducing the electric power for zero torque control, for example, in the case where the assist is performed by supplying the power of the power storage device to the stator, the travel distance by the assist can be extended.

請求項7に係る発明は、請求項6に記載の電動アシスト自転車1D、1Eにおいて、第1クラッチは、第1ロータ22側(出力部C3b)の回転速度がクランク軸5側(入力部C3a)の回転速度よりも高いときに、クランク軸5と第1ロータ22の間を遮断する第1ワンウェイクラッチ(第3ワンウェイクラッチC3)であることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the electrically assisted bicycles 1D and 1E according to the sixth aspect of the present invention, the first clutch has a rotational speed on the first rotor 22 side (output portion C3b) of the crankshaft 5 side (input portion C3a). The first one-way clutch (third one-way clutch C3) is configured to block between the crankshaft 5 and the first rotor 22 when the rotational speed is higher than the first rotational speed.

この構成によれば、第1ワンウェイクラッチによって、クランク軸と第1ロータの間が、第1ワンウェイクラッチの第1ロータ側の回転速度がクランク軸側の回転速度よりも高いときには遮断され、それ以外のときには接続される。空走中、第1ロータが慣性によって回転している状態で、クランク軸を停止状態に保持すれば、第1ワンウェイクラッチの第1ロータ側の回転速度がクランク軸側の回転速度よりも高くなるので、第1ワンウェイクラッチによって、クランク軸と第1ロータの間が遮断される。したがって、請求項6の電動アシスト自転車と同様、空走中、クランク軸を停止状態に保持できるとともに、ゼロトルク制御用の電力を低減することができる。   According to this configuration, the first one-way clutch shuts off between the crankshaft and the first rotor when the rotation speed on the first rotor side of the first one-way clutch is higher than the rotation speed on the crankshaft side. When connected, it is connected. If the crankshaft is held in a stopped state while the first rotor is rotating due to inertia during idling, the rotation speed on the first rotor side of the first one-way clutch becomes higher than the rotation speed on the crankshaft side. Thus, the crankshaft and the first rotor are blocked by the first one-way clutch. Therefore, similarly to the electrically assisted bicycle according to the sixth aspect, the crankshaft can be held in a stopped state during idling, and the electric power for zero torque control can be reduced.

また、ペダル走行中およびアシスト中、請求項1の作用で述べたように、第1ロータは、クランク軸から動力が伝達されることによって初めて駆動されるので、第1ワンウェイクラッチの第1ロータ側の回転速度は、クランク軸側の回転速度よりも高くはならない。したがって、ペダル走行中およびアシスト中、第1ワンウェイクラッチによって、クランク軸と第1ロータの間が接続状態に保持されるので、ペダル走行中およびアシスト中、踏力を駆動輪に伝達することができる。   Also, as described in the operation of claim 1, during the pedal running and during the assist, the first rotor is driven only when power is transmitted from the crankshaft, so the first one-way clutch side of the first rotor Is not higher than the rotation speed on the crankshaft side. Accordingly, since the crankshaft and the first rotor are kept connected by the first one-way clutch during pedal travel and assist, the pedaling force can be transmitted to the drive wheel during pedal travel and assist.

さらに、第1クラッチとして第1ワンウェイクラッチを用いるので、請求項3の電動アシスト自転車と同様、電動アシスト自転車の構成の単純化、小型化および軽量化を図れるとともに、電動アシスト自転車のコストを削減することができる。   Furthermore, since the first one-way clutch is used as the first clutch, the configuration of the electric assist bicycle can be simplified, reduced in size and weight, and the cost of the electric assist bicycle can be reduced as in the electric assist bicycle according to claim 3. be able to.

請求項8に係る発明は、請求項6または7に記載の電動アシスト自転車1Eにおいて、第1ロータ22と、第2ロータ24および駆動輪を含む動力伝達系との間を接続・遮断する第2クラッチ(第4ワンウェイクラッチC4)と、充電および放電可能に構成され、ステータ23に接続された蓄電装置(バッテリ33)と、をさらに備えることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the electrically assisted bicycle 1E according to the sixth or seventh aspect, the first rotor 22 is connected to or disconnected from the power transmission system including the second rotor 24 and the drive wheels. It further includes a clutch (fourth one-way clutch C4) and a power storage device (battery 33) configured to be able to be charged and discharged and connected to the stator 23.

請求項1の作用で述べたように、回転機では、エネルギの入出力の関係において、ステータはサンギヤおよびリングギヤの一方に、第1ロータは他方に、第2ロータはキャリアに、それぞれ相当する。したがって、第2ロータに動力を入力するとともに、ステータにおいて発電を行うと、第2ロータに入力された動力(エネルギ)は、磁気回路を介して、ステータと第1ロータに分配される。このため、第2ロータの動力をステータに電力として伝達するには、第1ロータが第2ロータの回転方向に回転するのを妨げる負荷トルクを第1ロータに作用させる必要がある。   As described in the operation of the first aspect, in the rotating machine, in terms of energy input / output, the stator corresponds to one of the sun gear and the ring gear, the first rotor corresponds to the other, and the second rotor corresponds to the carrier. Accordingly, when power is input to the second rotor and power is generated in the stator, the power (energy) input to the second rotor is distributed to the stator and the first rotor via the magnetic circuit. For this reason, in order to transmit the power of the second rotor as electric power to the stator, it is necessary to apply a load torque to the first rotor that prevents the first rotor from rotating in the rotation direction of the second rotor.

上述した構成によれば、第2クラッチによって、第1ロータと、第2ロータおよび駆動輪を含む動力伝達系との間が、接続・遮断されるとともに、充電・放電可能に構成された蓄電装置がステータに接続されている。このため、例えば、空走中、駆動輪の動力を用いて、回転機において発電し、発電した電力を蓄電装置に充電することができる。具体的には、空走中、第2クラッチにより、第1ロータと、第2ロータおよび駆動輪を含む動力伝達系との間を接続することによって、両ロータが一体となって駆動輪とともに回転するので、上述した負荷トルクを第1ロータに作用させる必要がなく、駆動輪から第2および第1のロータに伝達された動力を、ステータに電力として適切に伝達することができる。このように、空走中、駆動輪の動力を用いて、ステータにおいて発電することができ、ひいては、発電した電力を蓄電装置に充電できるとともに、充電した電力をアシストに用いることによって、アシストによる走行距離を延ばすことができる。   According to the above-described configuration, the power storage device configured to be connected / disconnected between the first rotor and the power transmission system including the second rotor and the drive wheels and to be able to be charged / discharged by the second clutch. Is connected to the stator. For this reason, for example, during idle running, the power of the drive wheels can be used to generate power in the rotating machine, and the generated power can be charged to the power storage device. Specifically, during idling, the first clutch and the power transmission system including the second rotor and the drive wheels are connected by the second clutch so that both rotors rotate together with the drive wheels. Therefore, it is not necessary to apply the load torque described above to the first rotor, and the power transmitted from the drive wheels to the second and first rotors can be appropriately transmitted to the stator as electric power. In this way, during idle running, power can be generated in the stator using the power of the drive wheels, and thus the generated power can be charged to the power storage device, and by using the charged power for assist, The distance can be extended.

また、前述した第1クラッチを備える場合には、空走中における発電時、第1クラッチにより、クランク軸と第1ロータの間を遮断することによって、クランク軸を停止状態に保持できるとともに、ペダル機構によるフリクションが第1ロータを介して第2ロータに作用するのを防止でき、したがって、より大きな電力を蓄電装置に充電することができる。   Further, when the first clutch described above is provided, the crankshaft can be held in a stopped state by shutting off the crankshaft and the first rotor by the first clutch during power generation during idle running, and the pedal Friction caused by the mechanism can be prevented from acting on the second rotor via the first rotor, and accordingly, a larger amount of electric power can be charged in the power storage device.

さらに、前述した第1ワンウェイクラッチを備える場合にも、空走中、請求項7の作用で述べたように、クランク軸と第1ロータの間が遮断されるので、クランク軸を停止状態に保持できるとともに、ペダル機構によるフリクションが第1ロータを介して第2ロータに作用するのを防止でき、したがって、より大きな電力を蓄電装置に充電することができる。   Further, even when the first one-way clutch described above is provided, the crankshaft and the first rotor are shut off during idling as described in the operation of claim 7, so that the crankshaft is held in a stopped state. In addition, it is possible to prevent the friction caused by the pedal mechanism from acting on the second rotor via the first rotor, and thus it is possible to charge the power storage device with a larger amount of electric power.

また、例えば、ステータの故障によって、ステータ、第1および第2のロータの間で磁気回路が形成されなくなった場合でも、第1ロータと動力伝達系の間すなわちクランク軸と駆動輪の間を第2クラッチにより接続することによって、請求項4の電動アシスト自転車と同様、クランク軸に入力された踏力を駆動輪に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。さらに、第1ロータと動力伝達系の間を第2クラッチにより接続することによって、請求項1の作用で述べたステータの相間短絡を行うことなく、クランク軸に入力された踏力を駆動輪に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。   Further, for example, even when a magnetic circuit is not formed between the stator and the first and second rotors due to a failure of the stator, there is a problem between the first rotor and the power transmission system, that is, between the crankshaft and the drive wheels. By connecting with two clutches, the pedaling force input to the crankshaft can be transmitted to the drive wheels and the pedal can be driven, as in the electrically assisted bicycle according to claim 4. Further, by connecting the first rotor and the power transmission system by the second clutch, the pedaling force input to the crankshaft is transmitted to the drive wheels without performing the inter-phase short circuit of the stator described in the operation of claim 1. Yes, you can pedal.

請求項9に係る発明は、請求項8に記載の電動アシスト自転車1Eにおいて、第2クラッチは、第2ロータ24の回転速度(第2ロータ回転速度VR2)が第1ロータ22の回転速度(第1ロータ回転速度VR1)よりも高いときに、第1ロータ22と第2ロータ24の間を遮断する第2ワンウェイクラッチ(第4ワンウェイクラッチC4)であることを特徴とする。   According to the ninth aspect of the present invention, in the electrically assisted bicycle 1E according to the eighth aspect, the second clutch has a rotational speed of the second rotor 24 (second rotor rotational speed VR2) that is the rotational speed of the first rotor 22 (first rotational speed). It is a second one-way clutch (fourth one-way clutch C4) that shuts off the first rotor 22 and the second rotor 24 when the rotational speed is higher than one rotor rotational speed VR1).

この構成によれば、第2ワンウェイクラッチによって、第1ロータと第2ロータの間が、第2ロータの回転速度が第1ロータよりも高いときに遮断され、それ以外のときに接続される。前述したステータ、第1および第2のロータの間のエネルギの入出力関係から、請求項8の作用で述べた空走中における発電の実行に伴い、第1ロータを第2ロータの回転方向に回転させるトルクが第1ロータに作用し、その結果、第1ロータの回転速度が上昇するようになる。この場合、上昇した第1ロータの回転速度が第2ロータの回転速度と等しくなると、その後、発電に伴って第2ロータの回転方向に回転させるトルクが第1ロータに作用している限り、第1ロータと第2ロータの間が第2ワンウェイクラッチによって接続され、両ロータが一体になる。したがって、請求項8の電動アシスト自転車と同様、空走中、駆動輪の動力を用いて、ステータにおいて発電することができ、ひいては、発電した電力を蓄電装置に充電できるとともに、充電した電力をアシストに用いることによって、アシストによる走行距離を延ばすことができる。   According to this configuration, the second one-way clutch blocks between the first rotor and the second rotor when the rotational speed of the second rotor is higher than that of the first rotor, and connects at other times. From the energy input / output relationship between the stator and the first and second rotors described above, the first rotor is moved in the rotational direction of the second rotor in accordance with the execution of power generation during idle running described in the operation of claim 8. The rotating torque acts on the first rotor, and as a result, the rotational speed of the first rotor increases. In this case, if the increased rotation speed of the first rotor becomes equal to the rotation speed of the second rotor, then as long as torque that rotates in the rotation direction of the second rotor along with power generation acts on the first rotor, The first rotor and the second rotor are connected by a second one-way clutch so that both rotors are integrated. Therefore, similarly to the electrically assisted bicycle according to claim 8, during idle running, the power of the driving wheel can be used to generate power in the stator, and thus the generated power can be charged to the power storage device and the charged power can be assisted. By using it, the travel distance by assist can be extended.

また、ペダル走行中、請求項5の作用で述べたように、第2ロータは第1ロータから踏力が伝達されることによって初めて駆動されることから、第2ロータの回転速度は、第1ロータの回転速度よりも高くはならないので、第2ワンウェイクラッチによって、第1ロータと第2ロータの間は接続状態に保持される。したがって、請求項8の電動アシスト自転車と同様、例えば、ステータの故障によって、ステータ、第1および第2のロータの間で磁気回路が形成されなくなった場合でも、クランク軸に入力された踏力を、第1ロータ、第2ワンウェイクラッチおよび第2ロータを介して、駆動輪に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。同じ理由により、請求項1の作用で述べたステータの相間短絡を行うことなく、クランク軸に入力された踏力を駆動輪に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。   Further, as described in the operation of claim 5, during the pedal running, the second rotor is driven only when the pedaling force is transmitted from the first rotor, and therefore the rotational speed of the second rotor is the first rotor. Therefore, the second one-way clutch maintains the connected state between the first rotor and the second rotor. Therefore, similarly to the electrically assisted bicycle according to claim 8, for example, even when a magnetic circuit is not formed between the stator and the first and second rotors due to a failure of the stator, the pedaling force input to the crankshaft is Via a 1st rotor, a 2nd one-way clutch, and a 2nd rotor, it can transmit to a driving wheel and can perform pedal travel. For the same reason, the pedaling force input to the crankshaft can be transmitted to the drive wheels without performing the interphase short circuit of the stator described in the operation of the first aspect, and the pedal travel can be performed.

さらに、アシスト中、請求項1の作用で述べたように、回転磁界の回転速度の制御によって、第2ロータが連結された駆動輪の回転速度を、第1ロータが連結されたクランク軸に対して、変速装置を用いずに無段階に上昇させる場合に、第2ワンウェイクラッチによって、第1ロータと第2ロータの間が遮断されるので、そのような駆動輪の増速を支障なく行うことができる。   Further, during the assist, as described in the operation of the first aspect, by controlling the rotational speed of the rotating magnetic field, the rotational speed of the drive wheel connected to the second rotor is controlled with respect to the crankshaft connected to the first rotor. Thus, when the step-up is performed without using the transmission, the second one-way clutch blocks the first rotor and the second rotor, so that the drive wheels can be accelerated without any problem. Can do.

また、第2クラッチとして、第2ワンウェイクラッチを用いるので、請求項3の電動アシスト自転車と同様、電動アシスト自転車の構成の単純化、小型化および軽量化を図れるとともに、電動アシスト自転車のコストを削減することができる。   In addition, since the second one-way clutch is used as the second clutch, the configuration of the electric assist bicycle can be simplified, reduced in size and reduced in weight, and the cost of the electric assist bicycle can be reduced as in the electric assist bicycle according to claim 3. can do.

請求項10に係る発明は、請求項1に記載の電動アシスト自転車1F,1Gにおいて、第1ロータ22側(出力部C3b)の回転速度がクランク軸5側(入力部C3a)の回転速度よりも高いときに、クランク軸5と第1ロータ22の間を遮断する第1ワンウェイクラッチ(第3ワンウェイクラッチC3)と、クランク軸5と、第2ロータ24および駆動輪を含む動力伝達系との間に設けられ、動力伝達系側(出力部C4b)の回転速度が、クランク軸5側(入力部C4a)の回転速度よりも高いときに、クランク軸と動力伝達系の間を遮断する第2ワンウェイクラッチ(第4ワンウェイクラッチC4)と、をさらに備えることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the electrically assisted bicycles 1F and 1G according to the first aspect, the rotational speed on the first rotor 22 side (output section C3b) is higher than the rotational speed on the crankshaft 5 side (input section C3a). Between the first one-way clutch (third one-way clutch C3) that shuts off the crankshaft 5 and the first rotor 22 when it is high, and between the crankshaft 5 and the power transmission system that includes the second rotor 24 and drive wheels. A second one-way that shuts off the crankshaft and the power transmission system when the rotational speed on the power transmission system side (output section C4b) is higher than the rotational speed on the crankshaft 5 side (input section C4a). And a clutch (fourth one-way clutch C4).

この構成によれば、第1ワンウェイクラッチによって、クランク軸と第1ロータの間が、第1ワンウェイクラッチの第1ロータ側の回転速度がクランク軸側の回転速度よりも高いときには遮断され、それ以外のときには接続される。また、第2ワンウェイクラッチによって、クランク軸と、第2ロータおよび駆動輪を含む動力伝達系との間が、第2ワンウェイクラッチの動力伝達系側の回転速度がクランク軸側の回転速度よりも高いときには遮断され、それ以外のときには接続される。   According to this configuration, the first one-way clutch shuts off between the crankshaft and the first rotor when the rotation speed on the first rotor side of the first one-way clutch is higher than the rotation speed on the crankshaft side. When connected, it is connected. Further, the second one-way clutch causes the rotation speed on the power transmission system side of the second one-way clutch to be higher than the rotation speed on the crankshaft side between the crankshaft and the power transmission system including the second rotor and drive wheels. Sometimes it is blocked, otherwise it is connected.

ペダル走行中、第2ロータおよび駆動輪を含む動力伝達系は、踏力が入力されることによって初めて駆動されるので、第2ワンウェイクラッチの動力伝達系側の回転速度は、クランク軸側の回転速度よりも高くはならない。したがって、ペダル走行中、第2ワンウェイクラッチによって、クランク軸と駆動輪を含む動力伝達系との間が接続状態に保持されるので、クランク軸に入力された踏力を、第2ワンウェイクラッチおよび第2ロータを介して、駆動輪に伝達することができる。したがって、請求項4の電動アシスト自転車と同様、ステータの故障により磁気回路が形成されなくなった場合でも、クランク軸に入力された踏力を駆動輪に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。また、請求項1の作用で述べたステータの相間短絡を行うことなく、クランク軸に入力された踏力を駆動輪に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。   During pedal travel, the power transmission system including the second rotor and the drive wheels is driven for the first time when a pedaling force is input. Therefore, the rotational speed on the power transmission system side of the second one-way clutch is the rotational speed on the crankshaft side. No higher than. Therefore, during pedal travel, the second one-way clutch maintains the connected state between the crankshaft and the power transmission system including the drive wheels, so that the pedaling force input to the crankshaft can be converted into the second one-way clutch and the second It can be transmitted to the drive wheels via the rotor. Therefore, as in the case of the electrically assisted bicycle according to the fourth aspect, even when the magnetic circuit is not formed due to the failure of the stator, the pedaling force input to the crankshaft can be transmitted to the drive wheels, and the pedal travel can be performed. Further, the pedaling force input to the crankshaft can be transmitted to the drive wheels without pedaling between the stators described in the operation of the first aspect, and pedal travel can be performed.

さらに、ペダル走行中、前述したステータ、第1および第2のロータの間のエネルギの入出力関係から、第2ロータが駆動輪とともに回転するのに伴って発生した回転磁界による回転抵抗は、第1ロータを第2ロータの回転方向に回転させるように第1ロータに作用するとともに、第2ロータおよび駆動輪に負荷として作用する。さらに、第2ロータには、第1ロータのフリクションが負荷として作用する。これらの回転磁界による回転抵抗と第1ロータのフリクションは、前述した所定の共線関係に基づく所定の合成比で合成された後、第2ロータに伝達される。また、第1ロータのフリクションに対する回転磁界による回転抵抗の比が上記の所定の合成比よりも大きい場合において、第1および第2のロータを接続状態に保持すると、そのように大きな回転磁界による回転抵抗がすべて第2ロータに作用し、その結果、ペダル走行中における電動アシスト自転車の効率が低下する。   Further, from the input / output relationship of energy between the stator and the first and second rotors described above during pedal travel, the rotational resistance due to the rotating magnetic field generated as the second rotor rotates with the drive wheels is The first rotor acts on the first rotor to rotate in the rotational direction of the second rotor, and acts as a load on the second rotor and the drive wheels. Furthermore, the friction of the first rotor acts as a load on the second rotor. The rotational resistance caused by these rotating magnetic fields and the friction of the first rotor are combined at a predetermined combining ratio based on the above-described predetermined collinear relationship and then transmitted to the second rotor. Further, when the ratio of the rotational resistance due to the rotating magnetic field to the friction of the first rotor is larger than the above-mentioned predetermined combined ratio, if the first and second rotors are held in the connected state, the rotation due to such a large rotating magnetic field All the resistance acts on the second rotor, and as a result, the efficiency of the electrically assisted bicycle during pedal travel decreases.

上記の構成によれば、第1ワンウェイクラッチによって、クランク軸と第1ロータの間が、第1ワンウェイクラッチの第1ロータ側の回転速度がクランク軸側の回転速度よりも高いときに遮断される。上述したように、回転磁界による回転抵抗は、第1ロータを第2ロータの回転方向に回転させるように第1ロータに作用するので、それに伴って、第1ロータの回転速度は、クランク軸に連結された第2ロータの回転速度よりも高くなる。その結果、第1ワンウェイクラッチの第1ロータ側の回転速度がクランク軸側の回転速度よりも高くなることによって、クランク軸と第1ロータの間が遮断され、それに伴って、クランク軸に連結された第2ロータと第1ロータの間も遮断される。これにより、上述したように第1および第2のロータを接続状態に保持した場合と異なり、回転磁界による回転抵抗の一部のみを、第1および第2のロータに作用させ、回転磁界による回転抵抗が第2ロータにすべて作用することがないので、ペダル走行中における電動アシスト自転車の効率を高めることができる。   According to the above configuration, the first one-way clutch blocks between the crankshaft and the first rotor when the rotational speed on the first rotor side of the first one-way clutch is higher than the rotational speed on the crankshaft side. . As described above, the rotational resistance due to the rotating magnetic field acts on the first rotor so as to rotate the first rotor in the rotational direction of the second rotor. Accordingly, the rotational speed of the first rotor is applied to the crankshaft. The rotational speed of the connected second rotor is higher. As a result, the rotation speed on the first rotor side of the first one-way clutch becomes higher than the rotation speed on the crankshaft side, so that the crankshaft and the first rotor are disconnected, and accordingly, connected to the crankshaft. The second rotor and the first rotor are also blocked. Thus, unlike the case where the first and second rotors are held in the connected state as described above, only a part of the rotational resistance caused by the rotating magnetic field is applied to the first and second rotors, and the rotating by the rotating magnetic field is performed. Since all the resistance does not act on the second rotor, the efficiency of the electrically assisted bicycle during pedal running can be increased.

また、アシスト中、前述したステータ、第1および第2のロータの間のエネルギの入出力関係から、ステータからのトルクは、第1ロータを第2ロータの回転方向とは逆方向に回転させるように、第1ロータに作用する。これにより、第1ワンウェイクラッチの第1ロータ側の回転速度がクランク軸側の回転速度よりも高くなることはなく、その結果、第1ワンウェイクラッチによって、クランク軸と第1ロータの間が接続状態に保持されるので、第1ロータに踏力が入力される。したがって、請求項1の電動アシスト自転車と同様、クランク軸からの踏力と、ステータからの電力変換動力を合成した状態で駆動輪に伝達できるので、回転機によって踏力をアシストすることができる。この場合にも、請求項1の電動アシスト自転車と同様、電動アシスト自転車の効率を高めることができるとともに、電動アシスト自転車の構成の単純化、小型化および軽量化を図ることができる。   In addition, during the assist, the torque from the stator causes the first rotor to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the second rotor because of the energy input / output relationship between the stator and the first and second rotors. In addition, it acts on the first rotor. As a result, the rotation speed on the first rotor side of the first one-way clutch does not become higher than the rotation speed on the crankshaft side. As a result, the crankshaft and the first rotor are connected by the first one-way clutch. Therefore, the pedaling force is input to the first rotor. Therefore, as with the electrically assisted bicycle according to the first aspect, the pedaling force from the crankshaft and the power conversion power from the stator can be transmitted to the drive wheels in a combined state, so that the pedaling force can be assisted by the rotating machine. In this case as well, the efficiency of the electrically assisted bicycle can be increased, and the configuration of the electrically assisted bicycle can be simplified, reduced in size and reduced in weight as in the electrically assisted bicycle of claim 1.

さらに、アシスト中、請求項1の作用で述べたように、回転磁界の回転速度の制御によって、駆動輪の回転速度をクランク軸に対して、変速装置を用いずに無段階に上昇させる場合に、第2ワンウェイクラッチによって、クランク軸と第2ロータおよび駆動輪を含む動力伝達系との間が遮断されるので、そのような駆動輪の増速を支障なく行うことができる。   Further, as described in the operation of claim 1, during the assist, when the rotational speed of the driving wheel is increased steplessly with respect to the crankshaft without using the transmission, by controlling the rotational speed of the rotating magnetic field. Since the second one-way clutch cuts off the crankshaft and the power transmission system including the second rotor and the drive wheels, it is possible to increase the speed of the drive wheels without any trouble.

また、空走中、第1ロータが慣性により回転している状態で、クランク軸を停止状態に保持すれば、第1ワンウェイクラッチの第1ロータ側の回転速度がクランク軸側の回転速度よりも高くなるので、第1ワンウェイクラッチによって、クランク軸と第1ロータの間が遮断される。また、第2ワンウェイクラッチの動力伝達系側の回転速度がクランク軸側の回転速度よりも高くなるので、第2ワンウェイクラッチによって、クランク軸と第2ロータおよび駆動輪を含む動力伝達系との間が遮断される。このように、空走中、クランク軸と駆動輪の間が遮断されるので、クランク軸を停止状態に保持できるとともに、クランク軸と第1ロータの間が遮断されるので、請求項6の電動アシスト自転車と同様、クランク軸と第1ロータを接続状態に保持する場合と比較して、ゼロトルク制御用の電力を低減することができる。   Further, if the crankshaft is held in a stopped state while the first rotor is rotating due to inertia during idling, the rotation speed on the first rotor side of the first one-way clutch is higher than the rotation speed on the crankshaft side. Therefore, the first one-way clutch blocks the crankshaft and the first rotor. Further, since the rotational speed of the second one-way clutch on the power transmission system side is higher than the rotational speed on the crankshaft side, the second one-way clutch causes the crankshaft and the power transmission system including the second rotor and drive wheels to be connected. Is cut off. Thus, during idle running, the crankshaft and the driving wheel are interrupted, so that the crankshaft can be held in a stopped state and the crankshaft and the first rotor are interrupted. Similar to the case of the assist bicycle, the power for zero torque control can be reduced as compared with the case where the crankshaft and the first rotor are held in the connected state.

請求項11に係る発明は、請求項1ないし10のいずれかに記載の電動アシスト自転車1A〜1Gにおいて、第2ロータ24は、動力を増速して伝達する増速機構6を用いることなく、駆動輪に連結されていることを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the electrically assisted bicycles 1A to 1G according to any one of the first to tenth aspects, the second rotor 24 does not use the speed increasing mechanism 6 that increases the speed and transmits the power. It is connected to a driving wheel.

第2ロータを、増速機構を介して駆動輪に連結した場合には、この増速機構による増速によって、第2ロータから駆動輪に伝達されるトルクが小さくなり、その分、クランク軸から第1および第2のロータに伝達されるトルクが大きくなるので、回転機に必要とされるトルクは大きくなる。これに対し、上述した構成によれば、第2ロータが、増速機構を用いることなく、駆動輪に連結されているので、この連結を増速機構を用いて行った場合と比較して、クランク軸から第1および第2のロータに伝達されるトルクが小さくなり、回転機に必要とされるトルクが小さくなることによって、回転機の小型化を図ることができる。   When the second rotor is connected to the driving wheel via the speed increasing mechanism, the torque transmitted from the second rotor to the driving wheel is reduced by the speed increasing by the speed increasing mechanism, and accordingly, from the crankshaft. Since the torque transmitted to the first and second rotors increases, the torque required for the rotating machine increases. On the other hand, according to the above-described configuration, the second rotor is connected to the drive wheels without using the speed increasing mechanism, so compared to the case where this connection is performed using the speed increasing mechanism, Since the torque transmitted from the crankshaft to the first and second rotors is reduced and the torque required for the rotating machine is reduced, the rotating machine can be reduced in size.

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図1は、本発明の第1実施形態による電動アシスト自転車1を概略的に示している。この電動アシスト自転車1は、二輪式のものであり、図1に示すように、後輪2(駆動輪)、ペダル機構3、増速機構6、変速装置10、および回転機20を備えている。なお、図1は、主として本発明の特徴部分を示しており、電動アシスト自転車1が、前輪、ハンドル、サドルおよびブレーキと、これらの前輪などが設けられたフレーム(いずれも図示せず)をさらに備えることは、もちろんである。これらの要素は、従来のものと同様であり、その詳細な説明については省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a power-assisted bicycle 1 according to a first embodiment of the present invention. The electric assist bicycle 1 is a two-wheeled bicycle, and includes a rear wheel 2 (drive wheel), a pedal mechanism 3, a speed increasing mechanism 6, a transmission 10, and a rotating machine 20, as shown in FIG. . FIG. 1 mainly shows a characteristic part of the present invention. The electrically assisted bicycle 1 further includes a front wheel, a handle, a saddle, a brake, and a frame (all not shown) provided with these front wheels. Of course, it is necessary to prepare. These elements are the same as the conventional ones, and detailed description thereof is omitted.

後輪2は、フレームの後端部に、車軸1aや軸受け(図示せず)を介して取り付けられており、それにより、水平方向に延びる軸線を中心として回転自在である。   The rear wheel 2 is attached to the rear end portion of the frame via an axle 1a and a bearing (not shown), and is thereby rotatable about an axis extending in the horizontal direction.

ペダル機構3は、運転者の足の踏み込み力(以下「踏力」という)を回転動力に変換するものであり、ペダル4およびクランク軸5を有している。クランク軸5は、水平方向に延びる軸状のクランクジャーナル5aと、このクランクジャーナル5aの両端部に固定され、クランクジャーナル5aに直交するクランクアーム5b,5bによって構成されている。クランクジャーナル5aは、フレームの中央の下端部に取り付けられた軸受け(図示せず)に支持されており、それにより、クランク軸5は、水平方向に延びる軸線を中心として回転自在である。各クランクアーム5bには、クランクジャーナル5aと逆側の端部に、ペダル4が取り付けられている。ペダル4は、クランクアーム5bに直交しており、クランクアーム5bに対して、水平方向に延びる軸線を中心として回転自在である。以上の構成により、ペダル機構3では、ペダル4に運転者の踏力が入力されると、この踏力は、クランク軸5に伝達されるとともに、回転動力に変換された状態で、クランクジャーナル5aに出力される。   The pedal mechanism 3 converts a stepping force of a driver's foot (hereinafter referred to as “stepping force”) into rotational power, and includes a pedal 4 and a crankshaft 5. The crankshaft 5 includes a shaft-like crank journal 5a extending in the horizontal direction, and crank arms 5b and 5b that are fixed to both ends of the crank journal 5a and are orthogonal to the crank journal 5a. The crank journal 5a is supported by a bearing (not shown) attached to the lower end of the center of the frame, so that the crankshaft 5 is rotatable about an axis extending in the horizontal direction. A pedal 4 is attached to each crank arm 5b at the end opposite to the crank journal 5a. The pedal 4 is orthogonal to the crank arm 5b and is rotatable about an axis extending in the horizontal direction with respect to the crank arm 5b. With the above configuration, in the pedal mechanism 3, when the pedaling force of the driver is input to the pedal 4, the pedaling force is transmitted to the crankshaft 5 and output to the crank journal 5a in a state converted into rotational power. Is done.

回転機20は、運転者の踏力をアシストするためのものであり、フレームの中央の下端部に、ペダル機構3と一体に設けられている。図1および図2に示すように、回転機20は、フレームと一体のケースCAと、このケースCAに回転自在に支持された回転軸21と、第1ロータ22と、第1ロータ22に対向するように配置されたステータ23と、両者22,23の間に所定の間隔を存した状態で設けられ、回転軸21に連結された第2ロータ24とを備えている。第1ロータ22、第2ロータ24およびステータ23は、径方向に、内側からこの順で並んでいる。以下、図2の左側を「左」、右側を「右」として説明する。   The rotating machine 20 is for assisting the driver's pedaling force, and is provided integrally with the pedal mechanism 3 at the lower end of the center of the frame. As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating machine 20 is opposed to the case CA integrated with the frame, the rotary shaft 21 rotatably supported by the case CA, the first rotor 22, and the first rotor 22. And a second rotor 24 that is provided with a predetermined space between the two rotors 22 and 23 and connected to the rotary shaft 21. The first rotor 22, the second rotor 24, and the stator 23 are arranged in this order from the inside in the radial direction. In the following description, the left side of FIG. 2 is assumed to be “left” and the right side is assumed to be “right”.

第1ロータ22は、2n個の永久磁石22aを有しており、これらの永久磁石22aは、上述したペダル機構3のクランクジャーナル5aの周方向(以下、単に「周方向」という)に等間隔で並んだ状態で、リング状の固定部22bの外周面に取り付けられている。また、各永久磁石22aは、クランクジャーナル5aの軸線方向(以下、単に「軸線方向」という)に直交する断面がほぼ扇形状になっており、軸線方向に若干延びている。上記の固定部22bは、軟磁性体、例えば鉄で構成されており、その内周面が、円板状のフランジ22cの外周面に取り付けられている。このフランジ22cは、クランクジャーナル5aに一体に同心状に設けられている。以上の構成により、永久磁石22aは、クランクジャーナル5aと一体に回転自在であり、換言すれば、第1ロータ22は、クランク軸5と一体に回転自在である。   The first rotor 22 has 2n permanent magnets 22a, and these permanent magnets 22a are equally spaced in the circumferential direction of the crank journal 5a of the pedal mechanism 3 described above (hereinafter simply referred to as “circumferential direction”). Are attached to the outer peripheral surface of the ring-shaped fixing portion 22b. Each permanent magnet 22a has a substantially fan-shaped cross section perpendicular to the axial direction of the crank journal 5a (hereinafter simply referred to as the “axial direction”), and extends slightly in the axial direction. The fixing portion 22b is made of a soft magnetic material such as iron, and its inner peripheral surface is attached to the outer peripheral surface of the disk-shaped flange 22c. The flange 22c is provided concentrically and integrally with the crank journal 5a. With the above configuration, the permanent magnet 22a can rotate integrally with the crank journal 5a. In other words, the first rotor 22 can rotate together with the crankshaft 5.

また、図3に示すように、クランクジャーナル5aを中心として、周方向に隣り合う各2つの永久磁石22aがなす中心角は、所定角度θである。また、永久磁石22aの極性は、周方向に隣り合う各2つについては互いに異なっている。以下、永久磁石22aの左側および右側の磁極をそれぞれ、「第1磁極」および「第2磁極」という。   As shown in FIG. 3, the center angle formed by each of the two permanent magnets 22a adjacent to each other in the circumferential direction with the crank journal 5a as the center is a predetermined angle θ. The polarities of the permanent magnets 22a are different from each other for each two adjacent in the circumferential direction. Hereinafter, the left and right magnetic poles of the permanent magnet 22a are referred to as “first magnetic pole” and “second magnetic pole”, respectively.

ステータ23は、回転磁界を発生させるものであり、周方向に等間隔で並んだ3n個の電機子23aを有している。各電機子23aは、鉄芯23bと、鉄芯23bに巻回されたコイル23cなどで構成されている。鉄芯23bは、軸線方向に直交する断面がほぼ扇形状になっており、軸線方向に永久磁石22aとほぼ同じ長さを有している。鉄芯23bの内周面の軸線方向の中央部には、周方向に延びる溝23dが形成されている。3n個のコイル23cは、n組のU相、V相およびW相の3相コイルを構成している(図3参照)。また、電機子23aは、ケースCAに、リング状の固定部23eを介して取り付けられており、移動不能になっている。以上のような電機子23aおよび永久磁石22aの数と配置から、ある1つの電機子23aの中心が、永久磁石22aの中心と周方向に一致したときには、その電機子23aに対して2つおきの電機子23aの中心と、その永久磁石22aに対して1つおきの永久磁石22aの中心とが、周方向に一致する。   The stator 23 generates a rotating magnetic field, and has 3n armatures 23a arranged at equal intervals in the circumferential direction. Each armature 23a includes an iron core 23b and a coil 23c wound around the iron core 23b. The iron core 23b has a substantially fan-shaped cross section perpendicular to the axial direction, and has substantially the same length as the permanent magnet 22a in the axial direction. A groove 23d extending in the circumferential direction is formed in the central portion of the inner peripheral surface of the iron core 23b in the axial direction. The 3n coils 23c constitute n sets of U-phase, V-phase, and W-phase three-phase coils (see FIG. 3). Further, the armature 23a is attached to the case CA via a ring-shaped fixing portion 23e and cannot move. From the number and arrangement of armatures 23a and permanent magnets 22a as described above, when the center of one armature 23a coincides with the center of the permanent magnet 22a in the circumferential direction, every two armatures 23a are arranged with respect to the armature 23a. The center of the armature 23a and the center of every other permanent magnet 22a with respect to the permanent magnet 22a coincide with each other in the circumferential direction.

さらに、電機子23aは、パワードライブユニット(以下「PDU」という)32を介してECU31とバッテリ33に接続されている。このECU31は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、このPDU32は、インバータなどの電気回路で構成されている。このバッテリ33は、充電および放電可能に構成されている。また、電機子23aは、バッテリ33から電力が供給されたとき、または、後述するように発電したときに、鉄芯23bの左右の端部に、互いに異なる極性の磁極がそれぞれ発生するように構成されている。さらに、これらの磁極の発生に伴って、第1ロータ22の左側(第1磁極側)の部分との間および右側(第2磁極側)の部分との間に、第1および第2の回転磁界が周方向に回転するようにそれぞれ発生する。以下、鉄芯23bの左右の端部に発生する磁極をそれぞれ、「第1電機子磁極」および「第2電機子磁極」という。また、これらの第1および第2の電機子磁極の数はそれぞれ、永久磁石22aの磁極の数と同じ、すなわち2nである。   Further, the armature 23 a is connected to the ECU 31 and the battery 33 via a power drive unit (hereinafter referred to as “PDU”) 32. The ECU 31 is configured by a microcomputer including an I / O interface, CPU, RAM, and ROM, and the PDU 32 is configured by an electric circuit such as an inverter. The battery 33 is configured to be able to be charged and discharged. The armature 23a is configured such that magnetic poles having different polarities are generated at the left and right ends of the iron core 23b when electric power is supplied from the battery 33 or when power is generated as described later. Has been. Further, with the generation of these magnetic poles, the first and second rotations between the left side (first magnetic pole side) portion and the right side (second magnetic pole side) portion of the first rotor 22. Each magnetic field is generated so as to rotate in the circumferential direction. Hereinafter, the magnetic poles generated at the left and right ends of the iron core 23b are referred to as “first armature magnetic pole” and “second armature magnetic pole”, respectively. The number of the first and second armature magnetic poles is the same as the number of magnetic poles of the permanent magnet 22a, that is, 2n.

第2ロータ24は、複数の第1コア24aおよび第2コア24bを有している。第1および第2のコア24a,24bはそれぞれ、周方向に等間隔で並んでおり、両者24a,24bの数はいずれも、永久磁石22aと同じ、すなわち2nに設定されている。各第1コア24aは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したもので、軸線方向に直交する断面がほぼ扇形状になっており、軸線方向に永久磁石22aのほぼ半分の長さで延びている。各第2コア24bは、第1コア24aと同様、複数の鋼板を積層したもので、軸線方向に直交する断面がほぼ扇形状になっており、軸線方向に永久磁石22aのほぼ半分の長さで延びている。   The second rotor 24 has a plurality of first cores 24a and second cores 24b. The first and second cores 24a and 24b are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the number of both the 24a and 24b is the same as that of the permanent magnet 22a, that is, 2n. Each of the first cores 24a is formed by stacking a soft magnetic material, for example, a plurality of steel plates, and has a substantially fan-shaped cross section orthogonal to the axial direction, and extends in the axial direction with a length approximately half that of the permanent magnet 22a. ing. Each of the second cores 24b is formed by laminating a plurality of steel plates, like the first core 24a. The cross section perpendicular to the axial direction has a substantially fan shape, and is approximately half the length of the permanent magnet 22a in the axial direction. It extends in.

また、軸線方向において、第1コア24aは、第1ロータ22の左側(第1磁極側)の部分とステータ23の左側(第1電機子磁極側)の部分との間に配置され、第2コア24bは、第1ロータ22の右側(第2磁極側)の部分とステータ23の右側(第2電機子磁極側)の部分との間に配置されている。さらに、第2コア24bは、第1コア24aに対して周方向に互い違いに並んでおり、その中心が、第1コア24aの中心に対して、前述した所定角度θの1/2、ずれている。   In the axial direction, the first core 24a is disposed between the left side (first magnetic pole side) portion of the first rotor 22 and the left side (first armature magnetic pole side) portion of the stator 23, and the second The core 24b is disposed between a portion on the right side (second magnetic pole side) of the first rotor 22 and a portion on the right side (second armature magnetic pole side) of the stator 23. Further, the second cores 24b are alternately arranged in the circumferential direction with respect to the first cores 24a, and the centers thereof are shifted from the center of the first cores 24a by ½ of the predetermined angle θ described above. Yes.

また、第1および第2のコア24a,24bは、ドーナツ板状のフランジ24cの外端部に、軸線方向に若干延びる棒状の連結部24d,24eをそれぞれ介して取り付けられている。フランジ24cは、前述した回転軸21に一体に同心状に設けられている。この構成により、第1および第2のコア24a,24bは、回転軸21と一体に回転自在である。また、回転軸21は、中空に形成されており、その内側には、クランクジャーナル5aが同心状に回転自在に嵌合している。   The first and second cores 24a and 24b are attached to the outer end portion of the donut plate-like flange 24c via rod-like connecting portions 24d and 24e that extend slightly in the axial direction, respectively. The flange 24c is provided concentrically and integrally with the rotary shaft 21 described above. With this configuration, the first and second cores 24 a and 24 b can rotate together with the rotating shaft 21. Moreover, the rotating shaft 21 is formed in a hollow shape, and a crank journal 5a is fitted into the inner side of the rotating shaft 21 so as to be rotatable concentrically.

以上の構成の回転機20では、図3に示すように、第1および第2の回転磁界の発生中、各第1電機子磁極の極性が、それに対向する(最も近い)各第1磁極の極性と異なるときには、各第2電機子磁極の極性は、それに対向する(最も近い)各第2磁極の極性と同じになる。また、各第1磁極と各第1電機子磁極の間に、各第1コア24aが位置しているときには、各第2コア24bが、周方向に隣り合う各2組の第2電機子磁極および第2磁極の間に位置する。さらに、図示しないが、第1および第2の回転磁界の発生中、各第2電機子磁極の極性が、それに対向する(最も近い)各第2磁極の極性と異なるときには、各第1電機子磁極の極性は、それに対向する(最も近い)各第1磁極の極性と同じになる。また、各第2磁極と各第2電機子磁極の間に、各第2コア24bが位置しているときには、各第1コア24aが、周方向に隣り合う各2組の第1電機子磁極および第1磁極の間に位置する。   In the rotating machine 20 configured as described above, as shown in FIG. 3, during the generation of the first and second rotating magnetic fields, the polarity of each first armature magnetic pole is opposite (closest) to each first magnetic pole. When different from the polarity, the polarity of each second armature magnetic pole is the same as the polarity of each second magnetic pole facing (closest) to it. Further, when each first core 24a is positioned between each first magnetic pole and each first armature magnetic pole, each second core 24b has two sets of second armature magnetic poles adjacent in the circumferential direction. And the second magnetic pole. Further, although not shown, when the first and second rotating magnetic fields are generated, when the polarity of each second armature magnetic pole is different from the polarity of each second magnetic pole facing (closest), each first armature The polarity of the magnetic pole is the same as the polarity of each first magnetic pole facing (closest). Further, when each second core 24b is positioned between each second magnetic pole and each second armature magnetic pole, each first core 24a has two sets of first armature magnetic poles adjacent in the circumferential direction. And between the first magnetic poles.

また、回転機20は、2部材で回転動力を入出力するとともに、1部材で電力を入出力する遊星歯車装置とみなすことができる。以下、この点に関し、回転機20の動作に基づいて説明する。上述した図3では、展開図として示したために、電機子23aおよび固定部23eが2つに分かれているように示されているものの、これらは実際には1つのものであるので、図3の構成を、それと等価のものとして図4のように示すことができる。このため、以下、回転機20の動作を、永久磁石22a、電機子23a、第1および第2のコア24a,24bが、図4に示すように配置されているものとして説明する。   The rotating machine 20 can be regarded as a planetary gear device that inputs and outputs rotational power with two members and inputs and outputs power with one member. Hereinafter, this point will be described based on the operation of the rotating machine 20. In FIG. 3 described above, the armature 23a and the fixing portion 23e are shown as being divided into two parts because they are shown as development views. However, since these are actually one, FIG. The configuration can be shown as equivalent to that in FIG. Therefore, hereinafter, the operation of the rotating machine 20 will be described on the assumption that the permanent magnet 22a, the armature 23a, and the first and second cores 24a and 24b are arranged as shown in FIG.

また、この動作説明を、説明の便宜上、第1および第2の回転磁界の動きを、それと等価の、永久磁石22aと同数の2n個の仮想の永久磁石(以下「仮想磁石」という)VMの物理的な動きに置き換えて説明するものとする。また、仮想磁石VMの左側(第1磁極側)および右側(第2磁極側)の磁極をそれぞれ、第1および第2の電機子磁極として、第1ロータ22の左側(第1磁極側)の部分との間および右側(第2磁極側)の部分との間にそれぞれ発生する回転磁界を、第1および第2の回転磁界として、説明するものとする。さらに、以下、永久磁石22aの左側の部分および右側の部分をそれぞれ、「第1磁石部」および「第2磁石部」という。   In addition, for the convenience of explanation, the operation of the first and second rotating magnetic fields is equivalent to 2n virtual permanent magnets (hereinafter referred to as “virtual magnets”) VM equivalent to the permanent magnets 22a. It will be described in terms of physical movement. Further, the left (first magnetic pole side) and right (second magnetic pole) magnetic poles of the virtual magnet VM are used as first and second armature magnetic poles on the left side (first magnetic pole side) of the first rotor 22, respectively. The rotating magnetic field generated between each part and the right side (second magnetic pole side) part will be described as the first and second rotating magnetic fields. Furthermore, the left part and the right part of the permanent magnet 22a are hereinafter referred to as “first magnet part” and “second magnet part”, respectively.

まず、回転機20の動作として、第1ロータ22を回転不能にした状態で、電機子23aへの電力供給により第1および第2の回転磁界を発生させた場合の動作について説明する。   First, as an operation of the rotating machine 20, an operation in the case where the first and second rotating magnetic fields are generated by supplying power to the armature 23a in a state where the first rotor 22 is made non-rotatable will be described.

図5(a)に示すように、各第1コア24aが各第1磁石部に対向するとともに、各第2コア24bが隣り合う各2つの第2磁石部の間に位置した状態から、第1および第2の回転磁界を、同図の下方に回転させるように発生させる。その発生の開始時においては、各第1電機子磁極の極性を、それに対向する各第1磁極の極性と異ならせるとともに、各第2電機子磁極の極性をそれに対向する各第2磁極の極性と同じにする。   As shown in FIG. 5 (a), each first core 24a is opposed to each first magnet part, and each second core 24b is positioned between each two adjacent second magnet parts. The first and second rotating magnetic fields are generated to rotate downward in the figure. At the start of the occurrence, the polarity of each first armature magnetic pole is made different from the polarity of each first magnetic pole opposed thereto, and the polarity of each second armature magnetic pole is changed to the polarity of each second magnetic pole opposed thereto. Same as.

第1コア24aは、前述したように配置されているので、第1磁極および第1電機子磁極によって磁化されるとともに、第1磁極、第1コア24aおよび第1電機子磁極の間に、磁力線(以下「第1磁力線」という)G1が発生する。同様に、第2コア24bは、前述したように配置されているので、第2電機子磁極および第2磁極によって磁化されるとともに、第2電機子磁極、第2コア24bおよび第2磁極の間に、磁力線(以下「第2磁力線」という)G2が発生する。   Since the first core 24a is arranged as described above, the first core 24a is magnetized by the first magnetic pole and the first armature magnetic pole, and between the first magnetic pole, the first core 24a and the first armature magnetic pole, G1 (hereinafter referred to as “first magnetic field line”) is generated. Similarly, since the second core 24b is arranged as described above, the second core 24b is magnetized by the second armature magnetic pole and the second magnetic pole, and between the second armature magnetic pole, the second core 24b and the second magnetic pole. In addition, magnetic field lines (hereinafter referred to as “second magnetic field lines”) G2 are generated.

図5(a)に示す状態では、第1磁力線G1は、第1磁極、第1コア24aおよび第1電機子磁極を結ぶように発生し、第2磁力線G2は、周方向に隣り合う各2つの第2電機子磁極と両者の間に位置する第2コア24bを結ぶように、また、周方向に隣り合う各2つの第2磁極と両者の間に位置する第2コア24bを結ぶように発生する。その結果、この状態では、図7(a)に示すような磁気回路が構成される。この状態では、第1磁力線G1が直線状であることにより、第1コア24aには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。また、周方向に隣り合う各2つの第2電機子磁極と第2コア24bの間の2つの第2磁力線G2の曲がり度合いおよび総磁束量が互いに等しく、同様に、周方向に隣り合う各2つの第2磁極と第2コア24bの間の2つの第2磁力線G2の曲がり度合いおよび総磁束量も、互いに等しく、バランスしている。このため、第2コア24bにも、周方向に回転させるような磁力は作用しない。   In the state shown in FIG. 5A, the first magnetic field lines G1 are generated so as to connect the first magnetic pole, the first core 24a, and the first armature magnetic poles, and the second magnetic field lines G2 are adjacent to each other in the circumferential direction. So as to connect two second armature magnetic poles and the second core 24b positioned between them, and to connect each of the two second magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction and the second core 24b positioned between them. appear. As a result, in this state, a magnetic circuit as shown in FIG. In this state, since the first magnetic force line G1 is linear, no magnetic force that rotates in the circumferential direction acts on the first core 24a. Further, the bending degree and the total magnetic flux amount of the two second magnetic field lines G2 between the two second armature magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction and the second core 24b are equal to each other. The degree of bending and the total amount of magnetic flux of the two second magnetic lines of force G2 between the two second magnetic poles and the second core 24b are also equal and balanced. For this reason, the magnetic force which rotates in the circumferential direction does not act also on the 2nd core 24b.

そして、仮想磁石VMが図5(a)に示す位置から図5(b)に示す位置に回転すると、第2電機子磁極、第2コア24bおよび第2磁極を結ぶような第2磁力線G2が発生するとともに、第1コア24aと第1電機子磁極の間の第1磁力線G1が、曲がった状態になる。また、これに伴い、第1および第2の磁力線G1,G2によって、図7(b)に示すような磁気回路が構成される。   When the virtual magnet VM is rotated from the position shown in FIG. 5A to the position shown in FIG. 5B, a second magnetic field line G2 connecting the second armature magnetic pole, the second core 24b, and the second magnetic pole is generated. As it occurs, the first magnetic field line G1 between the first core 24a and the first armature magnetic pole is bent. Accordingly, a magnetic circuit as shown in FIG. 7B is configured by the first and second magnetic lines of force G1, G2.

この状態では、第1磁力線G1の曲がり度合いは小さいものの、その総磁束量が多いため、比較的強い磁力が第1コア24aに作用する。これにより、第1コア24aは、仮想磁石VMの回転方向、すなわち第1および第2の回転磁界の回転方向(以下、「磁界回転方向」という)に、比較的大きな駆動力で駆動され、その結果、第2ロータ24が磁界回転方向に回転する。また、第2磁力線G2の曲がり度合いは大きいものの、その総磁束量が少ないため、比較的弱い磁力が第2コア24bに作用し、それにより、第2コア24bは、磁界回転方向に比較的小さな駆動力で駆動され、その結果、第2ロータ24が磁界回転方向に回転する。   In this state, although the degree of bending of the first magnetic field lines G1 is small, the total magnetic flux amount is large, so that a relatively strong magnetic force acts on the first core 24a. Thereby, the first core 24a is driven with a relatively large driving force in the rotation direction of the virtual magnet VM, that is, the rotation direction of the first and second rotating magnetic fields (hereinafter referred to as “magnetic field rotating direction”). As a result, the second rotor 24 rotates in the magnetic field rotation direction. In addition, although the degree of bending of the second magnetic field lines G2 is large, the total magnetic flux amount is small, so that a relatively weak magnetic force acts on the second core 24b, whereby the second core 24b is relatively small in the magnetic field rotation direction. Driven by the driving force, as a result, the second rotor 24 rotates in the magnetic field rotation direction.

次いで、仮想磁石VMが、図5(b)に示す位置から、図5(c),(d)および図6(a),(b)に示す位置に順に回転すると、第1および第2のコア24a,24bはそれぞれ、第1および第2の磁力線G1,G2による磁力によって磁界回転方向に駆動され、その結果、第2ロータ24が磁界回転方向に回転する。その間、第1コア24aに作用する磁力は、第1磁力線G1の曲がり度合いが大きくなるものの、その総磁束量が少なくなることによって、徐々に弱くなり、第1コア24aを磁界回転方向に駆動する駆動力が、徐々に小さくなる。また、第2コア24bに作用する磁力は、第2磁力線G2の曲がり度合いが小さくなるものの、その総磁束量が多くなることによって、徐々に強くなり、第2コア24bを磁界回転方向に駆動する駆動力が、徐々に大きくなる。   Next, when the virtual magnet VM sequentially rotates from the position shown in FIG. 5B to the positions shown in FIGS. 5C and 5D and FIGS. 6A and 6B, the first and second The cores 24a and 24b are respectively driven in the magnetic field rotation direction by the magnetic force generated by the first and second magnetic lines G1 and G2, and as a result, the second rotor 24 rotates in the magnetic field rotation direction. Meanwhile, the magnetic force acting on the first core 24a is gradually weakened by decreasing the total magnetic flux amount, although the bending degree of the first magnetic field line G1 is increased, and drives the first core 24a in the magnetic field rotation direction. The driving force gradually decreases. In addition, the magnetic force acting on the second core 24b is gradually increased as the total magnetic flux amount is increased, although the degree of bending of the second magnetic field line G2 is reduced, and drives the second core 24b in the magnetic field rotation direction. The driving force gradually increases.

そして、仮想磁石VMが図6(b)に示す位置から図6(c)に示す位置に回転する間、第2磁力線G2が曲がった状態になるとともに、その総磁束量が最多に近い状態になり、その結果、最強の磁力が第2コア24bに作用し、第2コア24bに作用する駆動力が最大になる。その後、図6(c)に示すように、仮想磁石VMが第1および第2の磁石部に対向する位置に移動すると、互いに対向する第1電機子磁極および第1磁極が互いに同一極性になり、第1コア24aが、周方向に隣り合う2組の同一極性の第1電機子磁極および第1磁極の間に位置するようになる。この状態では、第1磁力線G1の曲がり度合いが大きいものの、その総磁束量が少ないことによって、第1コア24aには、磁界回転方向に回転させるような磁力が作用しない。また、互いに対向する第2電機子磁極および第2磁極が互いに異なる極性になる。   Then, while the virtual magnet VM rotates from the position shown in FIG. 6B to the position shown in FIG. 6C, the second magnetic field line G2 is bent and the total magnetic flux amount is close to the maximum. As a result, the strongest magnetic force acts on the second core 24b, and the driving force acting on the second core 24b is maximized. Thereafter, as shown in FIG. 6C, when the virtual magnet VM moves to a position facing the first and second magnet portions, the first armature magnetic pole and the first magnetic pole facing each other have the same polarity. The first core 24a is positioned between two sets of the first armature magnetic pole and the first magnetic pole having the same polarity adjacent to each other in the circumferential direction. In this state, although the degree of bending of the first magnetic field lines G1 is large, the magnetic force that rotates in the direction of rotating the magnetic field does not act on the first core 24a because the total magnetic flux amount is small. Further, the second armature magnetic pole and the second magnetic pole facing each other have different polarities.

この状態から、仮想磁石VMがさらに回転すると、第1および第2の磁力線G1,G2による磁力によって、第1および第2のコア24a,24bが磁界回転方向に駆動され、第2ロータ24が磁界回転方向に回転する。その際、仮想磁石VMが図5(a)に示す位置まで回転する間、以上とは逆に、第1コア24aに作用する磁力は、第1磁力線G1の曲がり度合が小さくなるものの、その総磁束量が多くなることによって強くなり、第1コア24aに作用する駆動力が大きくなる。逆に、第2コア24bに作用する磁力は、第2磁力線G2の曲がり度合が大きくなるものの、その総磁束量が少なくなることによって弱くなり、第2コア24bに作用する駆動力が小さくなる。   When the virtual magnet VM further rotates from this state, the first and second cores 24a and 24b are driven in the magnetic field rotation direction by the magnetic force generated by the first and second magnetic lines G1 and G2, and the second rotor 24 is magnetically moved. Rotate in the direction of rotation. At that time, while the virtual magnet VM is rotated to the position shown in FIG. 5A, the magnetic force acting on the first core 24a is contrary to the above, although the degree of bending of the first magnetic field line G1 is small. The driving force acting on the first core 24a increases as the amount of magnetic flux increases. On the contrary, the magnetic force acting on the second core 24b is weakened by decreasing the total magnetic flux amount, although the bending degree of the second magnetic field line G2 is increased, and the driving force acting on the second core 24b is reduced.

以上のように、仮想磁石VMの回転、すなわち第1および第2の回転磁界の回転に伴い、第1および第2のコア24a,24bにそれぞれ作用する駆動力が、交互に大きくなったり、小さくなったりする状態を繰り返しながら、第2ロータ24が磁界回転方向に回転する。この場合、第1および第2のコア24a,24bを介して伝達されるトルクをT24a,T24bとすると、第2ロータ24に伝達されるトルク(以下「第2ロータ伝達トルク」という)TR2と、これら2つのトルクT24a,T24bとの関係は、概ね図8に示すものになる。同図に示すように、2つのトルクT24a,T24bは、同じ周期でほぼ正弦波状に変化するとともに、位相が半周期分、互いにずれている。また、第2ロータ24には第1および第2のコア24a,24bが連結されているため、第2ロータ伝達トルクTR2は、上記のように変化する2つのトルクT24a,T24bを足し合わせたものとなり、ほぼ一定になる。   As described above, with the rotation of the virtual magnet VM, that is, the rotation of the first and second rotating magnetic fields, the driving forces acting on the first and second cores 24a and 24b are alternately increased or decreased. The second rotor 24 rotates in the magnetic field rotation direction while repeating the state of becoming. In this case, assuming that torques transmitted through the first and second cores 24a and 24b are T24a and T24b, torque transmitted to the second rotor 24 (hereinafter referred to as “second rotor transmission torque”) TR2, The relationship between these two torques T24a and T24b is generally as shown in FIG. As shown in the figure, the two torques T24a and T24b change in a substantially sine wave shape with the same cycle, and the phases are shifted from each other by a half cycle. Since the first and second cores 24a and 24b are connected to the second rotor 24, the second rotor transmission torque TR2 is the sum of the two torques T24a and T24b that change as described above. It becomes almost constant.

また、第1および第2の磁力線G1,G2による磁力の作用によって、第1コア24aが、第1磁力線G1で結ばれた第1磁極と第1電機子磁極の中間に位置し、かつ、第2コア24bが、第2磁力線G2で結ばれた第2磁極と第2電機子磁極の中間に位置した状態を保ちながら、第2ロータ24が回転する。このため、第1および第2の回転磁界の回転速度(以下「磁界回転速度」という)V0と、第1ロータ22の回転速度(以下「第1ロータ回転速度」という)VR1と、第2ロータ24の回転速度(以下「第2ロータ回転速度」という)VR2との間には一般に、次式(1)が成立する。
VR2=(V0+VR1)/2 ……(1)
また、この式(1)を変形すると、次式(2)が得られる。
V0−VR2=VR2−VR1 ……(2)
これらの式(1)および(2)から明らかなように、第2ロータ回転速度VR2は、磁界回転速度V0と第1ロータ回転速度VR1との平均速度に等しく、換言すれば、磁界回転速度V0と第2ロータ回転速度VR2との差は、第2ロータ回転速度VR2と第1ロータ回転速度VR1との差に等しい。このように、磁界回転速度V0、第1および第2のロータ回転速度VR1,VR2は、共線関係にある。
The first core 24a is positioned between the first magnetic pole connected by the first magnetic field line G1 and the first armature magnetic pole by the action of the magnetic force by the first and second magnetic field lines G1, G2, and The second rotor 24 rotates while maintaining the state where the two cores 24b are positioned between the second magnetic pole and the second armature magnetic pole connected by the second magnetic field line G2. For this reason, the rotation speed (hereinafter referred to as “magnetic field rotation speed”) V0 of the first and second rotating magnetic fields, the rotation speed of the first rotor 22 (hereinafter referred to as “first rotor rotation speed”) VR1, and the second rotor. Generally, the following equation (1) is established between the rotational speed of 24 (hereinafter referred to as “second rotor rotational speed”) VR2.
VR2 = (V0 + VR1) / 2 (1)
Further, when the equation (1) is modified, the following equation (2) is obtained.
V0−VR2 = VR2−VR1 (2)
As is clear from these equations (1) and (2), the second rotor rotational speed VR2 is equal to the average speed of the magnetic field rotational speed V0 and the first rotor rotational speed VR1, in other words, the magnetic field rotational speed V0. And the second rotor rotational speed VR2 is equal to the difference between the second rotor rotational speed VR2 and the first rotor rotational speed VR1. Thus, the magnetic field rotation speed V0 and the first and second rotor rotation speeds VR1 and VR2 are in a collinear relationship.

したがって、上述した第1ロータ回転速度VR1が値0のときには、VR2=V0/2が成立し、このときの磁界回転速度V0、第1および第2のロータ回転速度VR1,VR2の関係は、例えば、図9(a)のように示される。   Therefore, when the above-described first rotor rotational speed VR1 is 0, VR2 = V0 / 2 is established, and the relationship between the magnetic field rotational speed V0 and the first and second rotor rotational speeds VR1 and VR2 is, for example, As shown in FIG. 9 (a).

また、この場合、第2ロータ回転速度VR2が、磁界回転速度V0の1/2に減速されるので、第2ロータ伝達トルクTR2は、ステータ23への供給電力および磁界回転速度V0と等価のトルクを駆動用等価トルクTSEとすると、この駆動用等価トルクTSEの2倍になる。すなわち、次式(3)が成立する。
TR2=TSE・2 ……(3)
以上のように、第1ロータ22を回転不能にした状態でステータ23に電力を供給した場合には、この電力はすべて、第2ロータ24に動力として伝達される。
In this case, since the second rotor rotational speed VR2 is decelerated to 1/2 of the magnetic field rotational speed V0, the second rotor transmission torque TR2 is equivalent to the power supplied to the stator 23 and the magnetic field rotational speed V0. Is equivalent to the driving equivalent torque TSE. That is, the following expression (3) is established.
TR2 = TSE 2 (3)
As described above, when electric power is supplied to the stator 23 with the first rotor 22 being unrotatable, all of this electric power is transmitted to the second rotor 24 as power.

次に、第2ロータ24を回転不能にした状態で、電機子23aへの電力供給により第1および第2の回転磁界を発生させた場合の動作について説明する。   Next, the operation in the case where the first and second rotating magnetic fields are generated by supplying power to the armature 23a in a state where the second rotor 24 is made non-rotatable will be described.

この場合にも、図11(a)に示すように、各第1コア24aが各第1磁石部に対向するとともに、各第2コア24bが隣り合う各2つの第2磁石部の間に位置した状態から、第1および第2の回転磁界を同図の下方に回転させるように発生させる。その発生の開始時においては、各第1電機子磁極の極性を、それに対向する各第1磁極の極性と異ならせるとともに、各第2電機子磁極の極性をそれに対向する各第2磁極の極性と同じにする。この状態では、前述した図7(a)に示すような磁気回路が構成される。   Also in this case, as shown in FIG. 11A, each first core 24a is opposed to each first magnet portion, and each second core 24b is positioned between each two adjacent second magnet portions. In this state, the first and second rotating magnetic fields are generated to rotate downward in the figure. At the start of the occurrence, the polarity of each first armature magnetic pole is made different from the polarity of each first magnetic pole opposed thereto, and the polarity of each second armature magnetic pole is changed to the polarity of each second magnetic pole opposed thereto. Same as. In this state, the magnetic circuit as shown in FIG.

そして、仮想磁石VMが、図11(a)に示す位置から図11(b)に示す位置に回転すると、第1コア24aと第1電機子磁極の間の第1磁力線G1が曲がった状態になるのに伴い、第2電機子磁極が第2コア24bに近づくことによって、第2電機子磁極、第2コア24bおよび第2磁極を結ぶような第2磁力線G2が発生する。その結果、前述した図7(b)に示すような磁気回路が構成される。   When the virtual magnet VM is rotated from the position shown in FIG. 11A to the position shown in FIG. 11B, the first magnetic field line G1 between the first core 24a and the first armature magnetic pole is bent. Accordingly, when the second armature magnetic pole approaches the second core 24b, a second magnetic field line G2 that connects the second armature magnetic pole, the second core 24b, and the second magnetic pole is generated. As a result, a magnetic circuit as shown in FIG.

この状態では、第1磁極と第1コア24aの間の第1磁力線G1の総磁束量は多いものの、この第1磁力線G1がまっすぐであるため、第1コア24aに対して第1磁石部を回転させるような磁力が発生しない。また、第2磁極およびこれと異なる極性の第2電機子磁極の間の距離が比較的長いことにより、第2コア24bと第2磁極の間の第2磁力線G2の総磁束量は比較的少ないものの、その曲がり度合いが大きいことによって、第2磁石部に、これを第2コア24bに近づけるような磁力が作用する。これにより、永久磁石22aは、仮想磁石VMの回転方向、すなわち磁界回転方向と逆方向(図11の上方)に駆動され、図11(c)に示す位置に向かって回転する。これに伴い、第1ロータ22が磁界回転方向と逆方向に回転する。   In this state, although the total magnetic flux amount of the first magnetic line of force G1 between the first magnetic pole and the first core 24a is large, the first magnetic line of force G1 is straight, so the first magnet part is attached to the first core 24a. There is no magnetic force to rotate. In addition, since the distance between the second magnetic pole and the second armature magnetic pole having a different polarity is relatively long, the total magnetic flux amount of the second magnetic field line G2 between the second core 24b and the second magnetic pole is relatively small. However, when the degree of bending is large, a magnetic force is applied to the second magnet portion so as to bring it closer to the second core 24b. Accordingly, the permanent magnet 22a is driven in the direction of rotation of the virtual magnet VM, that is, the direction opposite to the direction of rotation of the magnetic field (upward in FIG. 11), and rotates toward the position shown in FIG. Accordingly, the first rotor 22 rotates in the direction opposite to the magnetic field rotation direction.

そして、永久磁石22aが図11(b)に示す位置から図11(c)に示す位置に向かって回転する間、仮想磁石VMは、図11(d)に示す位置に向かって回転する。以上のように、第2磁石部が第2コア24bに近づくことにより、第2コア24bと第2磁極の間の第2磁力線G2の曲がり度合いは小さくなるものの、仮想磁石VMが第2コア24bにさらに近づくのに伴い、第2磁力線G2の総磁束量は多くなる。その結果、この場合にも、第2磁石部に、これを第2コア24b側に近づけるような磁力が作用し、それにより、永久磁石22aが、磁界回転方向と逆方向に駆動される。   And while the permanent magnet 22a rotates toward the position shown in FIG.11 (c) from the position shown in FIG.11 (b), virtual magnet VM rotates toward the position shown in FIG.11 (d). As described above, when the second magnet portion approaches the second core 24b, the degree of bending of the second magnetic line of force G2 between the second core 24b and the second magnetic pole is reduced, but the virtual magnet VM becomes the second core 24b. As the value further approaches, the total magnetic flux amount of the second magnetic field lines G2 increases. As a result, also in this case, a magnetic force is applied to the second magnet portion so as to bring the second magnet portion closer to the second core 24b, thereby driving the permanent magnet 22a in the direction opposite to the magnetic field rotation direction.

また、永久磁石22aが磁界回転方向と逆方向に回転するのに伴い、第1磁極と第1コア24aの間の第1磁力線G1が曲がることによって、第1磁石部に、これを第1コア24aに近づけるような磁力が作用する。しかし、この状態では、第1磁力線G1による磁力は、第1磁力線G1の曲がり度合いが第2磁力線G2よりも小さいことによって、上述した第2磁力線G2による磁力よりも弱い。その結果、両磁力の差分に相当する磁力によって、永久磁石22aが、磁界回転方向と逆方向に駆動される。   In addition, as the permanent magnet 22a rotates in the direction opposite to the magnetic field rotation direction, the first magnetic line of force G1 between the first magnetic pole and the first core 24a is bent, so that the first magnet portion is turned into the first core. A magnetic force acting close to 24a acts. However, in this state, the magnetic force generated by the first magnetic field line G1 is weaker than the magnetic force generated by the second magnetic field line G2 because the degree of bending of the first magnetic field line G1 is smaller than that of the second magnetic field line G2. As a result, the permanent magnet 22a is driven in the direction opposite to the magnetic field rotation direction by the magnetic force corresponding to the difference between the two magnetic forces.

そして、図11(d)に示すように、第1磁極と第1コア24aの間の距離と、第2コア24bと第2磁極の間の距離が互いにほぼ等しくなったときには、第1磁極と第1コア24aの間の第1磁力線G1の総磁束量および曲がり度合いが、第2コア24bと第2磁極の間の第2磁力線G2の総磁束量および曲がり度合いとそれぞれほぼ等しくなる。その結果、これらの第1および第2の磁力線G1,G2による磁力が互いにほぼ釣り合うことによって、永久磁石22aが一時的に駆動されない状態になる。   As shown in FIG. 11D, when the distance between the first magnetic pole and the first core 24a and the distance between the second core 24b and the second magnetic pole are substantially equal to each other, The total magnetic flux amount and the degree of bending of the first magnetic field lines G1 between the first cores 24a are substantially equal to the total magnetic flux amount and the degree of bending of the second magnetic field lines G2 between the second core 24b and the second magnetic pole, respectively. As a result, the magnetic forces generated by the first and second magnetic force lines G1 and G2 are substantially balanced with each other, whereby the permanent magnet 22a is temporarily not driven.

この状態から、仮想磁石VMが図12(a)に示す位置まで回転すると、第1磁力線G1の発生状態が変化し、図12(b)に示すような磁気回路が構成される。それにより、第1磁力線G1による磁力が、第1磁石部を第1コア24aに近づけるようにほとんど作用しなくなるので、永久磁石22aは、第2磁力線G2による磁力によって、図12(c)に示す位置まで、磁界回転方向と逆方向に駆動される。   From this state, when the virtual magnet VM rotates to the position shown in FIG. 12A, the state of generation of the first magnetic lines of force G1 changes, and a magnetic circuit as shown in FIG. 12B is configured. As a result, the magnetic force due to the first magnetic field line G1 hardly acts so as to bring the first magnet part closer to the first core 24a, so that the permanent magnet 22a is shown in FIG. 12C by the magnetic force due to the second magnetic field line G2. Driven to the position in the opposite direction of the magnetic field rotation direction.

そして、図12(c)に示す位置から、仮想磁石VMが若干、回転すると、以上とは逆に、第1磁極と第1コア24aの間の第1磁力線G1による磁力が、第1磁石部に、これを第1コア24aに近づけるように作用し、それにより、永久磁石22aが、磁界回転方向と逆方向に駆動され、第1ロータ22が磁界回転方向と逆方向に回転する。そして、仮想磁石VMがさらに回転すると、第1磁極と第1コア24aの間の第1磁力線G1による磁力と第2コア24bと第2磁極の間の第2磁力線G2による磁力との差分に相当する磁力によって、永久磁石22aが、磁界回転方向と逆方向に駆動される。その後、第2磁力線G2による磁力が、第2磁石部を第2コア24bに近づけるようにほとんど作用しなくなると、第1磁力線G1による磁力によって、永久磁石22aが磁界回転方向と逆方向に駆動される。   Then, when the virtual magnet VM is slightly rotated from the position shown in FIG. 12 (c), on the contrary, the magnetic force generated by the first magnetic field line G1 between the first magnetic pole and the first core 24a is changed to the first magnet portion. The permanent magnet 22a is driven in the direction opposite to the magnetic field rotation direction, and the first rotor 22 rotates in the direction opposite to the magnetic field rotation direction. When the virtual magnet VM further rotates, it corresponds to the difference between the magnetic force due to the first magnetic field line G1 between the first magnetic pole and the first core 24a and the magnetic force due to the second magnetic field line G2 between the second core 24b and the second magnetic pole. The permanent magnet 22a is driven in the direction opposite to the magnetic field rotation direction by the magnetic force. Thereafter, when the magnetic force due to the second magnetic field line G2 hardly acts to bring the second magnet part closer to the second core 24b, the permanent magnet 22a is driven in the direction opposite to the magnetic field rotation direction by the magnetic force due to the first magnetic field line G1. The

以上のように、第1および第2の回転磁界の回転に伴い、第1磁極と第1コア24aの間の第1磁力線G1による磁力と、第2コア24bと第2磁極の間の第2磁力線G2による磁力と、これらの磁力の差分に相当する磁力とが、永久磁石22aに、すなわち第1ロータ22に交互に作用し、それにより、第1ロータ22が磁界回転方向と逆方向に回転する。また、そのように磁力すなわち駆動力が第1ロータ22に交互に作用することによって、第1ロータ22に伝達されるトルク(以下「第1ロータ伝達トルク」という)TR1は、ほぼ一定になる。   As described above, with the rotation of the first and second rotating magnetic fields, the magnetic force generated by the first magnetic field line G1 between the first magnetic pole and the first core 24a and the second magnetic force between the second core 24b and the second magnetic pole. The magnetic force generated by the magnetic field line G2 and the magnetic force corresponding to the difference between these magnetic forces act alternately on the permanent magnet 22a, that is, on the first rotor 22, whereby the first rotor 22 rotates in the direction opposite to the magnetic field rotation direction. To do. Further, when the magnetic force, that is, the driving force acts alternately on the first rotor 22 as described above, the torque (hereinafter referred to as “first rotor transmission torque”) TR1 transmitted to the first rotor 22 becomes substantially constant.

また、このときの磁界回転速度V0、第1および第2のロータ回転速度VR1,VR2の関係は、式(1)において、VR2=0とすることにより、VR1=−V0で表され、例えば、図9(b)のように示される。このように、第1ロータ22は、第1および第2の回転磁界と同じ速度で逆方向に回転する。さらに、この場合、第1ロータ伝達トルクTR1は、駆動用等価トルクTSEと等しくなり、次式(4)が成立する。
TR1=TSE ……(4)
Further, the relationship between the magnetic field rotation speed V0 and the first and second rotor rotation speeds VR1 and VR2 at this time is expressed as VR1 = −V0 by setting VR2 = 0 in the equation (1). It is shown as in FIG. Thus, the first rotor 22 rotates in the opposite direction at the same speed as the first and second rotating magnetic fields. Further, in this case, the first rotor transmission torque TR1 is equal to the driving equivalent torque TSE, and the following expression (4) is established.
TR1 = TSE (4)

また、磁界回転速度V0、第1および第2のロータ回転速度VR1,VR2がいずれも値0でない場合、例えば、第1ロータ22を動力により回転させた状態で、第1および第2の回転磁界を発生させた場合には、磁界回転速度V0、第1および第2のロータ回転速度VR1,VR2の間に、前述した一般式(1)がそのまま成立し、三者間の速度関係は、例えば、図10(a)のように示される。この場合、第1ロータ伝達トルクTR1と駆動用等価トルクTSEが、第1および第2の磁力線G1,G2による磁力すなわち磁気回路を介して、合成され、第2ロータ24に伝達される。すなわち、次式(5)が成立する。
TR2=TSE+TR1 ……(5)
ただし、この場合、前記式(2)に示すように、磁界回転速度V0と第2ロータ回転速度VR2との差、および第2ロータ回転速度VR2と第1ロータ回転速度VR1との差が、互いに等しいため、駆動用等価トルクTSEと第1ロータ伝達トルクTR1のトルク合成比は、1:1である。したがって、ステータ23への電力の供給に伴い、ステータ23から第2ロータ24に伝達される動力(以下「電力変換動力」という)と、第1ロータ22から第2ロータ24に伝達される動力との合成比は、磁界回転速度V0と第1ロータ回転速度VR1との比に等しい。
Further, when the magnetic field rotation speed V0 and the first and second rotor rotation speeds VR1 and VR2 are not zero, for example, the first and second rotation magnetic fields are obtained in a state where the first rotor 22 is rotated by power. Is generated, the aforementioned general formula (1) is established as it is between the magnetic field rotational speed V0 and the first and second rotor rotational speeds VR1 and VR2, and the speed relationship between the three is, for example, As shown in FIG. 10 (a). In this case, the first rotor transmission torque TR1 and the driving equivalent torque TSE are combined and transmitted to the second rotor 24 via the magnetic force generated by the first and second magnetic force lines G1 and G2, that is, the magnetic circuit. That is, the following equation (5) is established.
TR2 = TSE + TR1 (5)
However, in this case, as shown in the equation (2), the difference between the magnetic field rotation speed V0 and the second rotor rotation speed VR2 and the difference between the second rotor rotation speed VR2 and the first rotor rotation speed VR1 are Therefore, the torque synthesis ratio of the driving equivalent torque TSE and the first rotor transmission torque TR1 is 1: 1. Therefore, the power transmitted from the stator 23 to the second rotor 24 (hereinafter referred to as “power conversion power”) and the power transmitted from the first rotor 22 to the second rotor 24 as power is supplied to the stator 23. Is equal to the ratio between the magnetic field rotational speed V0 and the first rotor rotational speed VR1.

さらに、第2ロータ24を動力により回転させるとともに、ステータ23の三相コイル23cを、相間短絡により互いに接続した場合には、第2ロータ24の回転に伴って発生する第1および第2の回転磁界の磁界回転速度V0がほぼ値0になり、その結果、第2ロータ24に入力された動力(エネルギ)は、ステータ23には伝達されず、第1および第2の磁力線G1,G2による磁力すなわち磁気回路を介して、第1ロータ22にすべて伝達される。同様に、第1ロータ22を動力により回転させるとともに、磁界回転速度V0を値0に制御した場合には、第1ロータ22に入力された動力(エネルギ)は、ステータ23には伝達されず、第1および第2の磁力線G1,G2による磁力を介して第2ロータ24にすべて伝達される。   Further, when the second rotor 24 is rotated by power, and the three-phase coil 23c of the stator 23 is connected to each other by a short circuit between the phases, the first and second rotations generated as the second rotor 24 rotates. The magnetic field rotation speed V0 of the magnetic field becomes substantially zero, and as a result, the power (energy) input to the second rotor 24 is not transmitted to the stator 23, and the magnetic force generated by the first and second magnetic lines G1, G2 is not transmitted. That is, it is all transmitted to the first rotor 22 via the magnetic circuit. Similarly, when the first rotor 22 is rotated by power and the magnetic field rotation speed V0 is controlled to a value of 0, the power (energy) input to the first rotor 22 is not transmitted to the stator 23, All are transmitted to the second rotor 24 via the magnetic force generated by the first and second magnetic lines G1 and G2.

また、このときの磁界回転速度V0、第1および第2のロータ回転速度VR1,VR2の関係は、式(1)において、V0=0とすることによって、VR1=2・VR2で表され、例えば、図10(b)のように示される。また、第1および第2のロータ伝達トルクTR1,TR2の間に、次式(6)が成立する。
TR1=TR2/2 ……(6)
Further, the relationship between the magnetic field rotation speed V0 and the first and second rotor rotation speeds VR1 and VR2 at this time is expressed by VR1 = 2 · VR2 by setting V0 = 0 in the equation (1). This is shown in FIG. 10 (b). Further, the following equation (6) is established between the first and second rotor transmission torques TR1 and TR2.
TR1 = TR2 / 2 (6)

さらに、回転機20では、ステータ23への電力供給が行われていない場合でも、電機子23aに対して、第1ロータ22への動力の入力により永久磁石22aが回転したり、第2ロータ24への動力の入力により第1および第2のコア24a,24bが回転したときには、電機子23aにおいて、誘導起電力が発生し、発電が行われる。この発電に伴って、第1および第2の回転磁界が発生した場合にも、前記式(1)および(2)が成立するとともに、前記式(3)〜(5)で表されるようなトルクの関係が成立する。   Further, in the rotating machine 20, even when power is not supplied to the stator 23, the permanent magnet 22 a is rotated by the input of power to the first rotor 22 with respect to the armature 23 a or the second rotor 24. When the first and second cores 24a and 24b are rotated by the input of power to the armature 23a, an induced electromotive force is generated and power generation is performed. When the first and second rotating magnetic fields are generated along with this power generation, the expressions (1) and (2) are established, and the expressions (3) to (5) are satisfied. A torque relationship is established.

このため、例えば、第2ロータ24に動力を入力するとともに、この動力の一部を用いてステータ23で発電を行った場合において、第1ロータ22、第2ロータ24、第1および第2の回転磁界の回転方向が互いに同じであるときには、ステータ23で発電される電力および磁界回転速度V0と等価のトルクを発電用等価トルクTGEとすると、この発電用等価トルクTGEと、第1および第2のロータ伝達トルクTR1,TR2との間に、次式(7)が成立する。
TR2=TGE+TR1 ……(7)
この場合、この式(7)から明らかなように、第2ロータ伝達トルクTR2が分割され、第1および第2の磁力線G1,G2による磁力を介して、発電用等価トルクTGEおよび第1ロータ伝達トルクTR1として出力される。また、前記式(2)に示すように、磁界回転速度V0と第2ロータ回転速度VR2との差、および第2ロータ回転速度VR2と第1ロータ回転速度VR1との差が、互いに等しいため、この場合のトルク分配比は1:1である。したがって、エネルギ(電力・動力)の分配比は、磁界回転速度V0と第1ロータ回転速度VR1との比に等しい。
Therefore, for example, when power is input to the second rotor 24 and power is generated by the stator 23 using a part of this power, the first rotor 22, the second rotor 24, the first and second rotors are used. When the rotating direction of the rotating magnetic field is the same, assuming that the electric power generated by the stator 23 and the torque equivalent to the magnetic field rotation speed V0 are the generating equivalent torque TGE, the generating equivalent torque TGE and the first and second The following equation (7) is established between the rotor transmission torques TR1 and TR2.
TR2 = TGE + TR1 (7)
In this case, as is apparent from the equation (7), the second rotor transmission torque TR2 is divided, and the power generation equivalent torque TGE and the first rotor transmission are transmitted via the magnetic forces generated by the first and second magnetic lines G1 and G2. Output as torque TR1. Further, as shown in the equation (2), the difference between the magnetic field rotational speed V0 and the second rotor rotational speed VR2 and the difference between the second rotor rotational speed VR2 and the first rotor rotational speed VR1 are equal to each other. In this case, the torque distribution ratio is 1: 1. Accordingly, the energy (power / power) distribution ratio is equal to the ratio between the magnetic field rotational speed V0 and the first rotor rotational speed VR1.

上述したステータ23、第1および第2のロータ22,24の間における式(1)や図9などで表されるような回転速度の関係、および、式(3)〜(7)で表されるようなトルクの関係は、遊星歯車装置のサンギヤおよびリングギヤの一方、他方、およびプラネタリギヤを支持するキャリアの回転速度の関係およびトルクの関係に、それぞれ相当する。さらに、そのような回転速度およびトルクの関係が、ステータ23への電力供給時だけでなく、発電時にも同様に得られることから、回転機20は、2部材で回転動力を入出力するとともに、1部材で電力を入出力する遊星歯車装置とみなすことができる。また、上述したように、この場合のステータ23、第1および第2のロータ22,24の間でのエネルギの入出力は、遊星歯車装置と異なり、歯車ではなく、第1および第2の磁力線G1,G2による磁力、すなわち、磁気回路を介した非接触による、いわゆる磁気パスによって行われる。   The relationship between the rotational speed as expressed by the equation (1) between the stator 23 and the first and second rotors 22 and 24 and FIG. 9 and the equations (3) to (7). Such a torque relationship corresponds to a rotational speed relationship and a torque relationship of one of the sun gear and the ring gear of the planetary gear device, and the carrier supporting the planetary gear, respectively. Furthermore, since such a relationship between the rotational speed and the torque is obtained not only when power is supplied to the stator 23 but also during power generation, the rotating machine 20 inputs and outputs rotational power with two members, It can be regarded as a planetary gear device that inputs and outputs power with one member. Further, as described above, the input / output of energy between the stator 23 and the first and second rotors 22 and 24 in this case is different from the planetary gear device, and is not the gear but the first and second magnetic field lines. It is performed by a so-called magnetic path by magnetic force by G1, G2, that is, non-contact through a magnetic circuit.

また、ステータ23に対する第1および第2のロータ22,24の回転角度位置はそれぞれ、第1角度位置センサ41および第2角度位置センサ42によって検出され、それらの検出信号は、ECU31に出力される。ECU31は、これらの検出信号に基づき、PDU32を制御することによって、ステータ23に供給される電力と、ステータ23で発電される電力と、これらの電力供給および発電に伴って発生した第1および第2の回転磁界の磁界回転速度V0などを制御する。また、ECU31は、検出された第1および第2のロータ22,24の回転角度位置に基づき、第1および第2のロータ回転速度VR1,VR2をそれぞれ算出する。   The rotational angular positions of the first and second rotors 22 and 24 with respect to the stator 23 are detected by a first angular position sensor 41 and a second angular position sensor 42, respectively, and these detection signals are output to the ECU 31. . The ECU 31 controls the PDU 32 on the basis of these detection signals, whereby the electric power supplied to the stator 23, the electric power generated by the stator 23, and the first and the first generated along with the electric power supply and power generation The magnetic field rotational speed V0 of the second rotating magnetic field is controlled. Further, the ECU 31 calculates the first and second rotor rotational speeds VR1 and VR2 based on the detected rotational angle positions of the first and second rotors 22 and 24, respectively.

前述した増速機構6は、第1スプロケット7および第2スプロケット8と、これらの第1および第2のスプロケット7,8に巻きかけられたチェーン9を有している。第1スプロケット7の歯数は、第2スプロケット8よりも大きく、それにより、第1スプロケット7に入力された動力は、増速された状態で第2スプロケット8に伝達される。また、第1スプロケット7は、回転機20の回転軸21に同心状に固定されており、それにより、回転軸21と一体に回転自在である。   The speed increasing mechanism 6 described above has a first sprocket 7 and a second sprocket 8, and a chain 9 wound around these first and second sprockets 7 and 8. The number of teeth of the first sprocket 7 is larger than that of the second sprocket 8, whereby the power input to the first sprocket 7 is transmitted to the second sprocket 8 in an accelerated state. Further, the first sprocket 7 is fixed concentrically to the rotating shaft 21 of the rotating machine 20, so that it can rotate integrally with the rotating shaft 21.

変速装置10は、遊星歯車装置などで構成された、いわゆる内装式のものであり、入力軸10aおよび出力軸10bを有するとともに、3つの変速段を有している。入力軸10aに入力された動力は、これらの3つの変速段の1つの変速比で変速された後、出力軸10bに出力される。これらの入力軸10aおよび出力軸10bはそれぞれ、第2スプロケット8および後輪2に同心状に固定されており、それにより、第2スプロケット8および後輪2と一体に回転自在である。また、変速装置10の変速段は、運転者によるレバー(図示せず)の操作に応じて切り換えられるとともに、ギヤ位置センサ43によって検出され、その検出信号はECU31に出力される。   The transmission 10 is a so-called interior type constituted by a planetary gear device or the like, and has an input shaft 10a and an output shaft 10b, and has three shift stages. The power input to the input shaft 10a is shifted at one gear ratio of these three shift speeds and then output to the output shaft 10b. These input shaft 10a and output shaft 10b are concentrically fixed to the second sprocket 8 and the rear wheel 2, respectively, so that they can rotate together with the second sprocket 8 and the rear wheel 2. Further, the gear position of the transmission 10 is switched according to the operation of a lever (not shown) by the driver, and is detected by the gear position sensor 43, and the detection signal is output to the ECU 31.

以上の構成により、回転機20の第2ロータ24は、回転軸21、増速機構6および変速装置10を介して、後輪2に連結されている。また、前述したように、第1ロータ22は、ペダル機構3のクランク軸5に直結されている。   With the above configuration, the second rotor 24 of the rotating machine 20 is connected to the rear wheel 2 via the rotating shaft 21, the speed increasing mechanism 6, and the transmission 10. Further, as described above, the first rotor 22 is directly connected to the crankshaft 5 of the pedal mechanism 3.

次に、電動アシスト自転車1の動作について説明する。まず、回転機20によるアシストを行わずに、ペダル4に入力された運転者の踏力のみを動力源として、電動アシスト自転車1を走行させる場合の動作について説明する。以下、このような電動アシスト自転車1の走行を、「ペダル走行」という。   Next, the operation of the electrically assisted bicycle 1 will be described. First, an operation in the case where the electrically assisted bicycle 1 is driven using only the driver's pedaling force input to the pedal 4 as a power source without assisting the rotating machine 20 will be described. Hereinafter, such traveling of the electrically assisted bicycle 1 is referred to as “pedal traveling”.

ペダル走行中、ステータ23の三相コイル23cは、相間短絡により互いに接続される。これにより、クランク軸5で回転動力に変換された状態で第1ロータ22に入力された運転者の踏力は、図10(b)や式(6)を用いて説明したように、磁気回路を介して第2ロータ24にすべて伝達される。第2ロータ24に伝達された動力は、増速機構6および変速装置10を介して、後輪2に伝達され、その結果、自転車が走行する。   During pedal travel, the three-phase coils 23c of the stator 23 are connected to each other by a short circuit between the phases. As a result, the driver's pedaling force input to the first rotor 22 in a state converted into rotational power by the crankshaft 5 can be applied to the magnetic circuit as described with reference to FIG. 10B and Equation (6). Via the second rotor 24. The power transmitted to the second rotor 24 is transmitted to the rear wheel 2 via the speed increasing mechanism 6 and the transmission 10, and as a result, the bicycle travels.

次に、回転機20によるアシスト中の動作について説明する。アシスト中には、ステータ23にバッテリ33の電力を供給するとともに、第1および第2の回転磁界を第2ロータ24の回転方向に回転させる。これにより、回転動力として第1ロータ22に伝達された運転者の踏力は、式(5)を用いて説明したように、ステータ23に供給された電力を動力に変換した電力変換動力と合成された後、第2ロータ24に伝達され、さらに、後輪2に伝達される。   Next, an operation during assist by the rotating machine 20 will be described. During the assist, the electric power of the battery 33 is supplied to the stator 23 and the first and second rotating magnetic fields are rotated in the rotation direction of the second rotor 24. As a result, the driver's pedaling force transmitted to the first rotor 22 as the rotational power is combined with the power conversion power obtained by converting the power supplied to the stator 23 into the power as described using the equation (5). After that, it is transmitted to the second rotor 24 and further transmitted to the rear wheel 2.

このアシスト中、図13に中抜きの矢印で示すように、第1ロータ回転速度VR1に対して、磁界回転速度V0を低下させることによって、第2ロータ回転速度VR2を無段階に低下させることができ、ひいては、第1ロータ22が直結されたクランク軸5に対して、第2ロータ24が連結された後輪2の回転速度を無段階に低下させることができる。逆に、第1ロータ回転速度VR1に対して、磁界回転速度V0を上昇させることによって、第2ロータ回転速度VR2を無段階に上昇させることができ、ひいては、クランク軸5に対して、後輪2の回転速度を無段階に上昇させることができる。   During this assist, as shown by the hollow arrow in FIG. 13, the second rotor rotational speed VR2 can be decreased steplessly by reducing the magnetic field rotational speed V0 with respect to the first rotor rotational speed VR1. As a result, the rotational speed of the rear wheel 2 to which the second rotor 24 is connected can be continuously reduced with respect to the crankshaft 5 to which the first rotor 22 is directly connected. Conversely, by increasing the magnetic field rotational speed V0 with respect to the first rotor rotational speed VR1, the second rotor rotational speed VR2 can be increased steplessly. The rotational speed of 2 can be increased steplessly.

また、式(5)を用いて説明したように、ステータ23からの駆動用等価トルクTSEと第1ロータ伝達トルクTR1とのトルク合成比は、1:1である。さらに、前述したように、ステータ23、第1および第2のロータ22,24の間には、遊星歯車装置と同様のエネルギの入出力関係が成立する。これらのことから、第1ロータ22に一定の踏力が入力されていると仮定した場合において、この踏力よりも大きな駆動用等価トルクTSEが発生するように、ステータ23に電力を供給したときには、第1ロータ回転速度VR1が低下する。一方、踏力よりも小さな駆動用等価トルクTSEが発生するように、ステータ23に電力を供給したときには、第1ロータ回転速度VR1が上昇する。このため、アシスト中、ステータ23に供給される電力は、第1ロータ回転速度VR1がそのときの値に保持されるように制御される。これにより、駆動用等価トルクTSEと第1ロータ伝達トルクTR1とのトルク合成比を、1:1に制御することができる。このように、駆動用等価トルクTSEの制御を、第1ロータ伝達トルクTR1が既知でなくても行えるので、それを検出するためのトルクセンサは不要である。   Further, as described using Expression (5), the torque synthesis ratio between the driving equivalent torque TSE from the stator 23 and the first rotor transmission torque TR1 is 1: 1. Further, as described above, an energy input / output relationship similar to that of the planetary gear device is established between the stator 23 and the first and second rotors 22 and 24. From these facts, assuming that a constant pedaling force is input to the first rotor 22, when power is supplied to the stator 23 so that a driving equivalent torque TSE larger than the pedaling force is generated, 1 The rotor rotational speed VR1 decreases. On the other hand, when electric power is supplied to the stator 23 so that a driving equivalent torque TSE smaller than the pedal effort is generated, the first rotor rotational speed VR1 increases. For this reason, during the assist, the electric power supplied to the stator 23 is controlled such that the first rotor rotational speed VR1 is maintained at the value at that time. As a result, the torque synthesis ratio between the driving equivalent torque TSE and the first rotor transmission torque TR1 can be controlled to 1: 1. As described above, since the drive equivalent torque TSE can be controlled even when the first rotor transmission torque TR1 is not known, a torque sensor for detecting it is unnecessary.

次に、電動アシスト自転車1の空走時、すなわち、ペダル機構3に踏力が入力されておらず、クランク軸5が回転していない状態で、電動アシスト自転車1が惰性で走行しているときの動作について説明する。空走中には、ステータ23に電力を供給するとともに、第1および第2の回転磁界を第2ロータ24の回転方向に回転させる。さらに、そのときの第2ロータ回転速度VR2に対して、磁界回転速度V0を、第1ロータ回転速度VR1が値0になるように制御する。この場合の磁界回転速度V0、第1および第2のロータ回転速度VR1,VR2の三者の関係は、前述した図9と同じなる。この場合、第1および第2の回転磁界による回転抵抗や、第1ロータ22およびペダル機構3のフリクションが第2ロータ24を介して後輪2に作用するのを防止するために、ステータ23には、これらの回転抵抗やフリクションに相当する電力が供給される。以下、空走中に上述したように行われる、第1および第2の回転磁界による回転抵抗や第1ロータ22のフリクションが第2ロータ24に作用するのを防止するための回転機20の制御を「ゼロトルク制御」という。   Next, when the electrically assisted bicycle 1 is idling, that is, when the pedaling force is not input to the pedal mechanism 3 and the crankshaft 5 is not rotating, the electrically assisted bicycle 1 is traveling inertia. The operation will be described. During idling, power is supplied to the stator 23 and the first and second rotating magnetic fields are rotated in the rotation direction of the second rotor 24. Further, the magnetic field rotation speed V0 is controlled so that the first rotor rotation speed VR1 becomes 0 with respect to the second rotor rotation speed VR2 at that time. In this case, the relationship between the magnetic field rotation speed V0 and the first and second rotor rotation speeds VR1 and VR2 is the same as that in FIG. In this case, in order to prevent the rotation resistance due to the first and second rotating magnetic fields and the friction of the first rotor 22 and the pedal mechanism 3 from acting on the rear wheel 2 via the second rotor 24, Is supplied with electric power corresponding to these rotational resistance and friction. Hereinafter, the control of the rotating machine 20 for preventing the rotation resistance due to the first and second rotating magnetic fields and the friction of the first rotor 22 from acting on the second rotor 24 performed as described above during idling. Is called "zero torque control".

以上のように、本実施形態によれば、第1および第2のロータ22,24が、クランク軸5および後輪2にそれぞれ連結されているので、回転機20によって運転者の踏力をアシストすることができる。また、第1および第2のロータ22,24とクランク軸5および後輪2の間の連結が、踏力および電力変換動力を合成するための差動装置を用いることなく行われており、アシスト中、後輪2への踏力および電力変換動力の伝達がいずれも、磁気回路を介した非接触による、いわゆる磁気パスによって行われる。したがって、前述した差動装置を用いる従来の場合と比較して、電動アシスト自転車1の効率を高めることができるとともに、電動アシスト自転車1の構成の単純化、小型化および軽量化を図ることができる。さらに、図13を用いて説明したように、後輪2の回転速度をクランク軸5に対して、変速装置10を用いずにかつ無段階に、上昇および低下させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the first and second rotors 22 and 24 are connected to the crankshaft 5 and the rear wheel 2, respectively, so that the rotating machine 20 assists the driver's pedaling force. be able to. Further, the connection between the first and second rotors 22 and 24 and the crankshaft 5 and the rear wheel 2 is performed without using a differential device for synthesizing the pedaling force and the power conversion power, and assisting. The pedaling force and the power conversion power are transmitted to the rear wheel 2 by a so-called magnetic path by non-contact via a magnetic circuit. Therefore, the efficiency of the electrically assisted bicycle 1 can be increased and the configuration of the electrically assisted bicycle 1 can be simplified, reduced in size, and reduced in weight compared to the conventional case using the differential device described above. . Further, as described with reference to FIG. 13, the rotational speed of the rear wheel 2 can be increased and decreased with respect to the crankshaft 5 without using the transmission 10 and in a stepless manner.

また、ペダル走行中、ステータ23において相間短絡を行うことによって、第1ロータ22に入力された踏力が、磁気回路を介して第2ロータ24にすべて伝達され、さらに、後輪2に伝達される。このように、回転機20に電力を供給することなく、踏力のみによって後輪2を駆動することができる。さらに、ペダル走行中にも、アシスト中と同様、後輪2への踏力の伝達が、磁気回路を介した磁気パスによって行われるので、電動アシスト自転車1の効率を高めることができる。また、ペダル走行中、磁界回転速度V0がほぼ値0に制御されるので、第1および第2の回転磁界の発生に伴って第2ロータ24に作用する回転抵抗が極めて小さく、したがって、電動アシスト自転車1の効率をさらに高めることができる。   Further, during the pedal running, a short circuit between the phases is performed in the stator 23, whereby the pedaling force input to the first rotor 22 is all transmitted to the second rotor 24 through the magnetic circuit and further transmitted to the rear wheel 2. . Thus, the rear wheel 2 can be driven only by the pedal effort without supplying electric power to the rotating machine 20. Furthermore, since the pedaling force is transmitted to the rear wheel 2 by the magnetic path via the magnetic circuit during the pedal running as in the case of the assist, the efficiency of the electrically assisted bicycle 1 can be increased. Further, since the magnetic field rotational speed V0 is controlled to be substantially 0 during the pedal travel, the rotational resistance acting on the second rotor 24 due to the generation of the first and second rotational magnetic fields is extremely small. The efficiency of the bicycle 1 can be further increased.

さらに、空走中、第1ロータ回転速度VR1が値0になるように磁界回転速度V0を制御するので、クランク軸5を停止状態に保持できるとともに、ゼロトルク制御を行うので、空走による走行距離を延ばすことができる。また、電動アシスト自転車1では、クランク軸5と後輪2の間を接続・遮断するワンウェイクラッチが省略されており、したがって、電動アシスト自転車1の構成のさらなる単純化、小型化および軽量化と、コストの削減を図ることができる。   Further, since the magnetic field rotational speed V0 is controlled so that the first rotor rotational speed VR1 becomes a value 0 during idling, the crankshaft 5 can be held in a stopped state, and zero torque control is performed. Can be extended. Further, in the electrically assisted bicycle 1, the one-way clutch that connects / disconnects between the crankshaft 5 and the rear wheel 2 is omitted, and therefore, the configuration of the electrically assisted bicycle 1 is further simplified, reduced in size, and reduced in weight. Cost can be reduced.

また、クランク軸5に第1ロータ22が直結されていることから、第1ロータ回転速度VR1はクランク軸5の回転速度と等しいので、クランク軸5の回転速度を検出するためのセンサが不要になる。さらに、第2ロータ24が、増速機構6および変速装置10を介して後輪2に連結されていることから、第2ロータ回転速度VR2と、増速機構6の所定の増速比と、ギヤ位置センサ43で検出された変速装置10の変速段に応じて、後輪2の回転速度を算出できるので、後輪2の回転速度を検出するためのセンサが不要になる。また、回転機20が電動アシスト自転車1の中央の下端部に設けられ、ペダル機構3と一体に設けられているので、電動アシスト自転車1の良好な重量バランスを得ることができる。   Further, since the first rotor 22 is directly connected to the crankshaft 5, the first rotor rotational speed VR1 is equal to the rotational speed of the crankshaft 5, so that a sensor for detecting the rotational speed of the crankshaft 5 is unnecessary. Become. Further, since the second rotor 24 is connected to the rear wheel 2 via the speed increasing mechanism 6 and the transmission 10, the second rotor rotational speed VR 2 and a predetermined speed increasing ratio of the speed increasing mechanism 6, Since the rotational speed of the rear wheel 2 can be calculated according to the gear position of the transmission 10 detected by the gear position sensor 43, a sensor for detecting the rotational speed of the rear wheel 2 becomes unnecessary. In addition, since the rotating machine 20 is provided at the lower end of the center of the electrically assisted bicycle 1 and is provided integrally with the pedal mechanism 3, a good weight balance of the electrically assisted bicycle 1 can be obtained.

次に、図14を参照しながら、本発明の第2実施形態による電動アシスト自転車1Aについて説明する。この電動アシスト自転車1Aは、第1実施形態と比較して、第1ワンウェイクラッチC1をさらに備える点のみが異なっている。図14において、第1実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を用いて示している。このことは、後述する他の実施形態についても同様である。なお、本実施形態では、第1ワンウェイクラッチC1が、請求項2の発明におけるクラッチおよび請求項3の発明におけるワンウェイクラッチに相当する。   Next, an electrically assisted bicycle 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This electrically assisted bicycle 1A is different from the first embodiment only in that it further includes a first one-way clutch C1. In FIG. 14, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to other embodiments described later. In the present embodiment, the first one-way clutch C1 corresponds to the clutch in the invention of claim 2 and the one-way clutch in the invention of claim 3.

この第1ワンウェイクラッチC1は、変速装置10の出力軸10bに直結された入力部C1aと、後輪2に直結された出力部C1bを有しており、電動アシスト自転車1Aの走行中、出力軸10bと後輪2の間、すなわち第2ロータ24と後輪2の間を、出力部C1bの回転速度が入力部C1aの回転速度よりも高いときには遮断し、それ以外のときには接続する。   The first one-way clutch C1 has an input portion C1a directly connected to the output shaft 10b of the transmission 10 and an output portion C1b directly connected to the rear wheel 2. During the travel of the electrically assisted bicycle 1A, the output shaft 10b and the rear wheel 2, that is, between the second rotor 24 and the rear wheel 2, are shut off when the rotational speed of the output part C1b is higher than the rotational speed of the input part C1a, and are otherwise connected.

この電動アシスト自転車1Aでは、ペダル走行中およびアシスト中の動作が、第1実施形態と同様にして行われる。これにより、ペダル走行中およびアシスト中、運転者の踏力が、第1および第2のロータ22,24を介して、変速装置10の出力軸10bに伝達される。この場合、後輪2は、踏力が伝達されることによって初めて駆動されるので、後輪2が連結された第1ワンウェイクラッチC1の出力部C1bの回転速度は、出力軸10bが連結された入力部C1aの回転速度よりも高くはならない。したがって、ペダル走行中およびアシスト中、第1ワンウェイクラッチC1によって、出力軸10bと後輪2の間が接続状態に保持されるので、出力軸10bに伝達された動力は、後輪2に伝達される。   In this electrically assisted bicycle 1A, operations during pedal travel and assist are performed in the same manner as in the first embodiment. Thus, the pedaling force of the driver is transmitted to the output shaft 10b of the transmission 10 through the first and second rotors 22 and 24 during pedal travel and assist. In this case, since the rear wheel 2 is driven only when the pedaling force is transmitted, the rotational speed of the output portion C1b of the first one-way clutch C1 to which the rear wheel 2 is connected is the input speed to which the output shaft 10b is connected. It cannot be higher than the rotational speed of the portion C1a. Accordingly, the first one-way clutch C1 keeps the connection between the output shaft 10b and the rear wheel 2 during pedal operation and assist, so that the power transmitted to the output shaft 10b is transmitted to the rear wheel 2. The

空走中の動作は、第1実施形態と異なっている。具体的には、空走中、踏力がクランク軸5に入力されないことと、第1および第2の回転磁界による回転抵抗や第1ロータ22のフリクションなどが、第1ワンウェイクラッチC1の入力部C1aに作用することによって、入力部C1aの回転速度が低下し、それに伴い、後輪2とともに回転する出力部C1bの回転速度が、入力部C1aの回転速度よりも高くなる。その結果、空走中、第1ワンウェイクラッチC1によって、出力軸10bと後輪2の間、すなわち、ペダル機構3、回転機20、増速機構6および変速装置10と、後輪2との間が遮断される。   The operation during idling is different from that of the first embodiment. Specifically, the pedaling force is not input to the crankshaft 5 during idling, the rotational resistance due to the first and second rotating magnetic fields, the friction of the first rotor 22, and the like are the input part C1a of the first one-way clutch C1. As a result, the rotational speed of the input section C1a decreases, and accordingly, the rotational speed of the output section C1b that rotates with the rear wheel 2 becomes higher than the rotational speed of the input section C1a. As a result, during idling, the first one-way clutch C1 causes the output shaft 10b and the rear wheel 2, that is, between the pedal mechanism 3, the rotating machine 20, the speed increasing mechanism 6, and the transmission 10 and the rear wheel 2. Is cut off.

これにより、本実施形態によれば、空走中、クランク軸5を停止状態に保持できるとともに、ペダル機構3、回転機20、増速機構6および変速装置10のフリクションが後輪2に作用するのを完全に防止できるので、空走による走行距離を延ばすことができる。また、第1実施形態と異なり、前述したゼロトルク制御は行われず、その分、バッテリ33の電力を確保でき、アシストによる走行距離を延ばすことができる。   Thus, according to the present embodiment, the crankshaft 5 can be held in a stopped state during idling, and the friction of the pedal mechanism 3, the rotating machine 20, the speed increasing mechanism 6, and the transmission 10 acts on the rear wheel 2. Can be completely prevented, so that the distance traveled by running idle can be extended. Further, unlike the first embodiment, the above-described zero torque control is not performed, and accordingly, the power of the battery 33 can be secured and the travel distance by the assist can be extended.

さらに、油圧式などのクラッチではなく、第1ワンウェイクラッチC1を用いるので、油圧式などのクラッチを用いた場合と比較して、電動アシスト自転車1Aの構成の単純化、小型化および軽量化を図ることができるとともに、電動アシスト自転車1Aのコストを削減することができる。   Furthermore, since the first one-way clutch C1 is used instead of the hydraulic clutch, the configuration of the electric assist bicycle 1A is simplified, reduced in size, and reduced in weight compared to the case where the hydraulic clutch is used. In addition, the cost of the electrically assisted bicycle 1A can be reduced.

なお、本実施形態では、第2ロータ24と後輪2の間を遮断するための第1ワンウェイクラッチC1が設けられているので、ワンウェイクラッチの省略による構成の単純化やコストの削減などを図れるという効果は得られないものの、その他の第1実施形態の効果、すなわち、電動アシスト自転車1Aの高効率化などの効果については、同様に得ることができる。   In the present embodiment, since the first one-way clutch C1 for cutting off the gap between the second rotor 24 and the rear wheel 2 is provided, the configuration can be simplified and the cost can be reduced by omitting the one-way clutch. However, the other effects of the first embodiment, that is, the effect of improving the efficiency of the electrically assisted bicycle 1A can be obtained in the same manner.

また、本実施形態では、第1ワンウェイクラッチC1を変速装置10の出力軸10bと後輪2の間に設けているが、第2ロータ24と後輪2の間を接続・遮断できるのであれば、他の適当な位置、例えば、第2スプロケット8と変速装置10の入力軸10aとの間や、第2ロータ24と回転軸21の間、回転軸21と第1スプロケット7の間に設けてもよい。   In the present embodiment, the first one-way clutch C1 is provided between the output shaft 10b of the transmission 10 and the rear wheel 2. However, as long as the second rotor 24 and the rear wheel 2 can be connected and disconnected. Other suitable positions, for example, between the second sprocket 8 and the input shaft 10a of the transmission 10, between the second rotor 24 and the rotary shaft 21, and between the rotary shaft 21 and the first sprocket 7. Also good.

次に、図15を参照しながら、本発明の第3実施形態による電動アシスト自転車1Bについて説明する。この電動アシスト自転車1Bは、第2実施形態と比較して、第2ワンウェイクラッチC2とトルクセンサ44をさらに備える点のみが異なっている。第2ワンウェイクラッチC2は、第1ロータ22に直結された入力部C2aと、第2ロータ24に直結された出力部C2bを有しており、電動アシスト自転車1Bの走行中、出力部C2bの回転速度すなわち第2ロータ回転速度VR2が、入力部C2aの回転速度すなわち第1ロータ回転速度VR1よりも高いときには、第1ロータ22と第2ロータ24の間を遮断し、それ以外のときには接続する。トルクセンサ44は、第1ロータ伝達トルクTR1を検出し、その検出信号をECU31に出力する。   Next, an electrically assisted bicycle 1B according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This electric assist bicycle 1B is different from the second embodiment only in that it further includes a second one-way clutch C2 and a torque sensor 44. The second one-way clutch C2 has an input part C2a directly connected to the first rotor 22 and an output part C2b directly connected to the second rotor 24, and the rotation of the output part C2b is performed while the electrically assisted bicycle 1B is running. When the speed, that is, the second rotor rotational speed VR2 is higher than the rotational speed of the input section C2a, that is, the first rotor rotational speed VR1, the first rotor 22 and the second rotor 24 are disconnected, and otherwise they are connected. The torque sensor 44 detects the first rotor transmission torque TR1 and outputs a detection signal to the ECU 31.

なお、本実施形態では、第2ワンウェイクラッチC2が、請求項4の発明におけるクラッチおよび請求項5の発明におけるワンウェイクラッチに相当する。また、本実施形態では、クランク軸5および第1ロータ22が、請求項4の発明における第1動力伝達系に相当し、第2ロータ24、増速機構6、変速装置10、および後輪2が、請求項4の発明における第2動力伝達系に相当する。   In the present embodiment, the second one-way clutch C2 corresponds to the clutch in the invention of claim 4 and the one-way clutch in the invention of claim 5. In the present embodiment, the crankshaft 5 and the first rotor 22 correspond to the first power transmission system in the invention of claim 4, and the second rotor 24, the speed increasing mechanism 6, the transmission 10, and the rear wheel 2. Corresponds to the second power transmission system in the invention of claim 4.

この電動アシスト自転車1Bでは、ペダル走行中およびアシスト中における動作のみが第2実施形態と異なっており、空走中の動作については、第2実施形態と同様にして行われる。まず、ペダル走行中の動作について説明する。すなわち、ペダル走行中、第2ロータ24は、第1ロータ22から運転者の踏力が伝達されることによって初めて駆動されることから、第2ロータ回転速度VR2は、第1ロータ回転速度VR1よりも高くはならない。したがって、ペダル走行中、第2ワンウェイクラッチC2によって、第1および第2のロータ22、24の間が接続状態に保持されるので、第1ロータ22に伝達された踏力は、第2ロータ24に伝達され、さらに、変速装置10の出力軸10bに伝達される。また、第2実施形態と同様、第1ワンウェイクラッチC1によって、出力軸10bと後輪2の間が接続状態に保持され、それにより、出力軸10bに伝達された動力は、後輪2に伝達される。このため、本実施形態では、ペダル走行中、第1および第2の実施形態と異なり、ステータ23において相間短絡は行われない。   In this electrically assisted bicycle 1B, only the operation during pedaling and assisting is different from that in the second embodiment, and the operation during idling is performed in the same manner as in the second embodiment. First, the operation during pedal travel will be described. That is, during pedal travel, the second rotor 24 is driven for the first time by the driver's pedaling force being transmitted from the first rotor 22, and therefore the second rotor rotational speed VR2 is higher than the first rotor rotational speed VR1. Don't be expensive. Therefore, during pedal travel, the second one-way clutch C2 keeps the connection between the first and second rotors 22 and 24, so that the pedaling force transmitted to the first rotor 22 is applied to the second rotor 24. Is transmitted to the output shaft 10 b of the transmission 10. Similarly to the second embodiment, the first one-way clutch C1 holds the output shaft 10b and the rear wheel 2 in a connected state, so that the power transmitted to the output shaft 10b is transmitted to the rear wheel 2. Is done. For this reason, in this embodiment, during pedal travel, unlike the first and second embodiments, no interphase short circuit is performed in the stator 23.

また、アシスト中にも、第2ロータ回転速度VR2が第1ロータ回転速度VR1よりも高くならない限り、第2ワンウェイクラッチC2によって、第1および第2のロータ22,24の間が接続状態に保持される。このように第1および第2のロータ22,24が一体である場合、第1ロータ22に伝達された踏力と比較して、ステータ23からの駆動用等価トルクTSEが小さくても、第1実施形態で述べたように第1ロータ回転速度VR1は上昇しない。このため、本実施形態では、アシスト中、第2ロータ回転速度VR2が第1ロータ回転速度VR1よりも高くないために、第1および第2のロータ22,24の間が接続されている状態では、トルクセンサ44で検出した第1ロータ伝達トルクTR1に基づき、ステータ23に供給する電力を制御し、それにより、駆動用等価トルクTSEと第1ロータ伝達トルクTR1との比が、1:1に制御される。   Further, even during the assist, as long as the second rotor rotational speed VR2 does not become higher than the first rotor rotational speed VR1, the second one-way clutch C2 keeps the connection between the first and second rotors 22 and 24. Is done. As described above, when the first and second rotors 22 and 24 are integrated, even if the driving equivalent torque TSE from the stator 23 is small as compared with the pedaling force transmitted to the first rotor 22, the first implementation is performed. As described in the embodiment, the first rotor rotational speed VR1 does not increase. For this reason, in this embodiment, since the second rotor rotational speed VR2 is not higher than the first rotor rotational speed VR1 during the assist, the first and second rotors 22 and 24 are not connected. The electric power supplied to the stator 23 is controlled based on the first rotor transmission torque TR1 detected by the torque sensor 44, so that the ratio of the driving equivalent torque TSE and the first rotor transmission torque TR1 is 1: 1. Be controlled.

以上のように、本実施形態によれば、ペダル走行中、第2ワンウェイクラッチC2によって、第1および第2のロータ22,24の間が接続状態に保持される。したがって、例えばステータ23の故障によって、ステータ23、第1および第2のロータ22,24の間で磁気回路が形成されなくなった場合でも、運転者の踏力を、第1および第2のロータ22,24を介して後輪2に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。同じ理由により、第1実施形態で述べたステータ23の相間短絡を行うことなく、踏力を後輪2に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, the second one-way clutch C2 maintains the connected state between the first and second rotors 22 and 24 during pedal travel. Therefore, even when the magnetic circuit is not formed between the stator 23 and the first and second rotors 22 and 24 due to, for example, a failure of the stator 23, the driver's pedaling force is applied to the first and second rotors 22 and 24. 24 can be transmitted to the rear wheel 2 via the pedal 24 and can be pedaled. For the same reason, the pedaling force can be transmitted to the rear wheel 2 without pedaling between the stators 23 described in the first embodiment, and pedal travel can be performed.

また、第2ワンウェイクラッチC2によって、第2ロータ回転速度VR2が第1ロータ回転速度VR1よりも高くなったときに、第1ロータ22と第2ロータ24の間が遮断される。したがって、図13を用いて説明したように、アシスト中、後輪2の回転速度をクランク軸5に対して、変速装置10を用いずに無段階に上昇させる場合に、そのような後輪2の増速を支障なく行うことができる。   Further, the second one-way clutch C2 blocks the first rotor 22 and the second rotor 24 when the second rotor rotational speed VR2 becomes higher than the first rotor rotational speed VR1. Therefore, as described with reference to FIG. 13, such a rear wheel 2 is used when the rotational speed of the rear wheel 2 is increased steplessly with respect to the crankshaft 5 without using the transmission 10 during the assist. Can be increased without any problem.

さらに、油圧式などのクラッチではなく、第2ワンウェイクラッチC2を用いるので、油圧式などのクラッチを用いた場合と比較して、電動アシスト自転車1Bの構成の単純化、小型化および軽量化を図ることができるとともに、電動アシスト自転車1Bのコストを削減することができる。   Furthermore, since the second one-way clutch C2 is used instead of the hydraulic clutch, the configuration of the electric assist bicycle 1B is simplified, reduced in size, and reduced in weight as compared with the case where a hydraulic clutch is used. In addition, the cost of the electrically assisted bicycle 1B can be reduced.

なお、本実施形態では、ペダル走行中、第2ワンウェイクラッチC2によって、第1および第2のロータ22,24の間が接続状態に保持されるので、第1および第2のロータ22,24の回転に伴って発生する第1および第2の回転磁界による回転抵抗が、第2ロータ24を介して後輪2に作用する。その分、ペダル走行中、第1および第2の実施形態と比較して、電動アシスト自転車1Bの効率が低下する。この場合、この回転抵抗分の電力をステータ23に供給し、それにより発生する第1および第2の回転磁界を第2ロータ24の回転方向に回転させるとともに、磁界回転速度V0を第2ロータ回転速度VR2と等しくなるように制御することによって、第1および第2の回転磁界による回転抵抗が後輪2に作用することがなくなり、電動アシスト自転車1Bの高い効率を確保できる。また、本実施形態によれば、図13を用いて説明したアシスト中における後輪2の減速制御は行えないものの、その他の第2実施形態の効果、すなわち、電動アシスト自転車1Bの高効率化などの効果については、同様に得ることができる。   In the present embodiment, the first and second rotors 22 and 24 are connected to each other by the second one-way clutch C2 during pedal travel. The rotational resistance due to the first and second rotating magnetic fields generated along with the rotation acts on the rear wheel 2 via the second rotor 24. Accordingly, the efficiency of the electrically assisted bicycle 1 </ b> B is reduced during pedal travel as compared to the first and second embodiments. In this case, electric power corresponding to the rotational resistance is supplied to the stator 23, and the first and second rotating magnetic fields generated thereby are rotated in the rotating direction of the second rotor 24, and the magnetic field rotational speed V0 is set to rotate the second rotor. By controlling to be equal to the speed VR2, the rotational resistance due to the first and second rotating magnetic fields does not act on the rear wheel 2, and high efficiency of the electrically assisted bicycle 1B can be ensured. Further, according to the present embodiment, although the deceleration control of the rear wheel 2 during the assist described with reference to FIG. 13 cannot be performed, the effect of the other second embodiment, that is, the high efficiency of the electrically assisted bicycle 1B, etc. The effect of can be obtained similarly.

なお、本実施形態では、第2ワンウェイクラッチC2を、第1ロータ22と第2ロータ24の間に設けているが、第2ロータ回転速度VR2が第1ロータ回転速度VR1よりも高いときに、第1および第2のロータ22,24の間を遮断できるのであれば、他の適当な位置に設けてもよい。例えば、クランク軸5と、第2ロータ24、回転軸21および第1スプロケット7の1つとの間や、第1ロータ22と、回転軸21および第1スプロケット7の一方との間に設けてもよい。   In this embodiment, the second one-way clutch C2 is provided between the first rotor 22 and the second rotor 24. However, when the second rotor rotational speed VR2 is higher than the first rotor rotational speed VR1, Any other suitable position may be provided as long as the first and second rotors 22 and 24 can be blocked. For example, it may be provided between the crankshaft 5 and one of the second rotor 24, the rotary shaft 21 and the first sprocket 7, or between the first rotor 22 and one of the rotary shaft 21 and the first sprocket 7. Good.

また、本実施形態において、第1ワンウェイクラッチC1を省略してもよく、その場合には、第2ワンウェイクラッチC2を、互いに連結されたクランク軸5および第1ロータ22を含む動力伝達系と、互いに連結された第2ロータ24、回転軸21、増速機構6、変速装置10および後輪2を含む動力伝達系との間を接続・遮断することが可能な任意の位置に設けてもよい。さらに、この場合において、クランク軸5と後輪2の間を連結する経路を増速機構6および変速装置10と並列に設けるとともに、この経路に第2ワンウェイクラッチC2を設け、クランク軸5と後輪2の間を接続・遮断することも、本発明の範囲内である。   In the present embodiment, the first one-way clutch C1 may be omitted. In this case, the second one-way clutch C2 is connected to the power transmission system including the crankshaft 5 and the first rotor 22 that are connected to each other. The second rotor 24, the rotating shaft 21, the speed increasing mechanism 6, the speed change device 10, and the power transmission system including the rear wheel 2 that are coupled to each other may be provided at any position that can be connected and disconnected. . Further, in this case, a path for connecting the crankshaft 5 and the rear wheel 2 is provided in parallel with the speed increasing mechanism 6 and the transmission 10, and a second one-way clutch C2 is provided on this path, and the crankshaft 5 and the rear wheel 2 are connected. It is also within the scope of the present invention to connect and disconnect between the wheels 2.

次に、図16を参照しながら、本発明の第4実施形態による電動アシスト自転車1Cについて説明する。この電動アシスト自転車1Cは、第1実施形態と比較して、後輪2、ペダル機構3および回転機20の間の連結関係が主に異なっている。具体的には、ペダル機構3のクランク軸5には、第1実施形態と異なり、第1ロータ22が直結されておらず、増速機構6の第1スプロケット7が直結されている。また、回転機20は、第1実施形態と異なり、電動アシスト自転車1Cのフレームの中央の下端部には設けられておらず、フレームの後端部に設けられている。さらに、変速装置10の出力軸10bには、第1実施形態と異なり、後輪2が直結されておらず、第1ロータ22が直結されている。また、回転機20の回転軸21は、第1スプロケット7ではなく、後輪2に直結されている。以上のように、第1ロータ22は、第1実施形態と異なり、変速装置10および増速機構6を介して、クランク軸5に連結されており、第2ロータ24は、第1実施形態と異なり、増速機構6および変速装置10を介さずに、後輪2に直結されている。   Next, an electrically assisted bicycle 1C according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This electrically assisted bicycle 1 </ b> C is mainly different from the first embodiment in the connection relationship among the rear wheel 2, the pedal mechanism 3, and the rotating machine 20. Specifically, unlike the first embodiment, the first rotor 22 is not directly connected to the crankshaft 5 of the pedal mechanism 3, and the first sprocket 7 of the speed increasing mechanism 6 is directly connected. Further, unlike the first embodiment, the rotating machine 20 is not provided at the lower end of the center of the frame of the electric assist bicycle 1C, but is provided at the rear end of the frame. Further, unlike the first embodiment, the rear wheel 2 is not directly connected to the output shaft 10b of the transmission 10 and the first rotor 22 is directly connected. Further, the rotating shaft 21 of the rotating machine 20 is directly connected to the rear wheel 2 instead of the first sprocket 7. As described above, unlike the first embodiment, the first rotor 22 is connected to the crankshaft 5 via the transmission 10 and the speed increasing mechanism 6, and the second rotor 24 is different from the first embodiment. Unlikely, the speed increasing mechanism 6 and the transmission 10 are not directly connected to the rear wheel 2.

以上の構成の電動アシスト自転車1Cでは、ペダル走行中、アシスト中および空走中における動作が、第1実施形態と同様にして行われる。これにより、ペダル走行中およびアシスト中、クランク軸5に伝達された踏力は、増速機構6、変速装置10、第1および第2のロータ22,24を介して、後輪2に伝達される。   In the electrically assisted bicycle 1C having the above-described configuration, operations during pedal travel, assist, and idling are performed in the same manner as in the first embodiment. As a result, the pedaling force transmitted to the crankshaft 5 is transmitted to the rear wheel 2 through the speed increasing mechanism 6, the transmission 10, and the first and second rotors 22 and 24 during pedal travel and assist. .

以上により、本実施形態によれば、第1実施形態の効果、すなわち、電動アシスト自転車1Cの高効率化などの効果を、同様に得ることができる。また、第2ロータ24が、増速機構6を用いることなく、後輪2に直結されているので、第2ロータ24と後輪2の間に増速機構6を連結した第1実施形態の場合と比較して、クランク軸5から第1および第2のロータ22,24に伝達されるトルクが小さくなり、回転機20に必要とされるトルクが小さくなることによって、回転機20の小型化を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the effect of the first embodiment, that is, the effect of improving the efficiency of the electrically assisted bicycle 1C can be obtained similarly. Further, since the second rotor 24 is directly connected to the rear wheel 2 without using the speed increasing mechanism 6, the speed increasing mechanism 6 is connected between the second rotor 24 and the rear wheel 2 in the first embodiment. Compared to the case, the torque transmitted from the crankshaft 5 to the first and second rotors 22 and 24 is reduced, and the torque required for the rotating machine 20 is reduced, thereby reducing the size of the rotating machine 20. Can be achieved.

さらに、第2ロータ24が後輪2に直結されていることから、第2ロータ回転速度VR2が後輪2の回転速度に等しいので、後輪2の回転速度を検出するためのセンサが不要になる。また、クランク軸5が、増速機構6および変速装置10を介して第1ロータ22に連結されているので、増速機構6の所定の増速比と、検出された変速装置10の変速段と、第1ロータ回転速度VR1に基づき、クランク軸5の回転速度を算出することができ、したがって、クランク軸5の回転速度を検出するためのセンサが不要になる。   Further, since the second rotor 24 is directly connected to the rear wheel 2, the second rotor rotational speed VR2 is equal to the rotational speed of the rear wheel 2, so that a sensor for detecting the rotational speed of the rear wheel 2 is unnecessary. Become. Further, since the crankshaft 5 is connected to the first rotor 22 via the speed increasing mechanism 6 and the transmission 10, the predetermined speed increasing ratio of the speed increasing mechanism 6 and the detected gear position of the speed changing device 10 are detected. Thus, the rotational speed of the crankshaft 5 can be calculated based on the first rotor rotational speed VR1, and therefore a sensor for detecting the rotational speed of the crankshaft 5 is not required.

次に、図17を参照しながら、本発明の第5実施形態による電動アシスト自転車1Dについて説明する。この電動アシスト自転車1Dは、第4実施形態と比較して、第3ワンウェイクラッチC3をさらに備える点のみが異なっている。この第3ワンウェイクラッチC3は、変速装置10の出力軸10bに直結された入力部C3aと、第1ロータ22に直結された出力部C3bを有しており、出力軸10bと第1ロータ22の間、すなわち、クランク軸5と第1ロータ22の間を、出力部C3bの回転速度が入力部C3aの回転速度よりも高いときには遮断し、それ以外のときには接続する。なお、本実施形態では、第3ワンウェイクラッチC3が、請求項6の発明における第1クラッチおよび請求項7の発明における第1ワンウェイクラッチに相当する。   Next, an electrically assisted bicycle 1D according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This electric assist bicycle 1D is different from the fourth embodiment only in that a third one-way clutch C3 is further provided. The third one-way clutch C3 has an input portion C3a directly connected to the output shaft 10b of the transmission 10 and an output portion C3b directly connected to the first rotor 22, and the output shaft 10b and the first rotor 22 are connected to each other. In other words, the crankshaft 5 and the first rotor 22 are disconnected when the rotational speed of the output part C3b is higher than the rotational speed of the input part C3a, and are otherwise connected. In the present embodiment, the third one-way clutch C3 corresponds to the first clutch in the invention of claim 6 and the first one-way clutch in the invention of claim 7.

以上の構成の電動アシスト自転車1Dでは、ペダル走行中およびアシスト中の動作が、第1および第4の実施形態と同様にして行われる。これにより、ペダル走行中およびアシスト中、運転者の踏力が、増速機構6を介して変速装置10の出力軸10bに伝達される。この場合、第1および第2のロータ22,24と後輪2は、踏力が伝達されることによって初めて駆動されるので、第1ロータ22が連結された第3ワンウェイクラッチC3の出力部C3bの回転速度は、出力軸10bが連結された入力部C3aの回転速度よりも高くはならない。したがって、ペダル走行中およびアシスト中、第3ワンウェイクラッチC3によって、出力軸10bと第1ロータ22の間が接続状態に保持されるので、出力軸10bに伝達された動力は、第1ロータ22に伝達され、さらに、第2ロータ24を介して後輪2に伝達される。   In the electrically assisted bicycle 1D having the above-described configuration, the pedal operation and the assist operation are performed in the same manner as in the first and fourth embodiments. Thus, the pedaling force of the driver is transmitted to the output shaft 10 b of the transmission 10 through the speed increasing mechanism 6 during pedal travel and assist. In this case, the first and second rotors 22 and 24 and the rear wheel 2 are driven for the first time when the pedaling force is transmitted, and therefore the output portion C3b of the third one-way clutch C3 to which the first rotor 22 is connected. The rotational speed cannot be higher than the rotational speed of the input part C3a to which the output shaft 10b is connected. Accordingly, during the pedal running and during the assist, the third one-way clutch C3 keeps the connection between the output shaft 10b and the first rotor 22 by the third one-way clutch C3, so that the power transmitted to the output shaft 10b is transmitted to the first rotor 22. Is transmitted to the rear wheel 2 via the second rotor 24.

空走中の動作、特に、ゼロトルク制御は、第1および第4の実施形態と異なっている。具体的には、空走中、第1ロータ22が慣性により回転している状態で、クランク軸5を停止状態に保持すると、クランク軸5に連結された出力軸10bも停止状態に保持され、それに伴い、第3ワンウェイクラッチC3の出力部C3bの回転速度は、入力部C3aの回転速度よりも高くなる。その結果、第3ワンウェイクラッチC3によって、クランク軸5と第1ロータ22の間が遮断され、ひいては、クランク軸5と、第1ロータ22に磁気回路を介して連結された第2ロータ24および後輪2との間が遮断される。また、このようにクランク軸5と第1ロータ22の間が遮断されることと、前述したようにステータ23からの電力変換動力と第1ロータ22からの動力との合成比が1:1であることから、ゼロトルク制御中、磁界回転速度V0は、第1および第4の実施形態と異なり、第2ロータ回転速度VR2と同じに制御される。なお、ゼロトルク制御中、ステータ23に、第1および第2の回転磁界による回転抵抗と第1ロータ22のフリクションに相当する電力が供給されることは、第1および第4の実施形態と同様である。   The operation during idling, in particular, zero torque control is different from those in the first and fourth embodiments. Specifically, when the crankshaft 5 is held in a stopped state while the first rotor 22 is rotating due to inertia during idling, the output shaft 10b connected to the crankshaft 5 is also held in a stopped state. Accordingly, the rotational speed of the output part C3b of the third one-way clutch C3 becomes higher than the rotational speed of the input part C3a. As a result, the crankshaft 5 and the first rotor 22 are disconnected by the third one-way clutch C3. As a result, the crankshaft 5 and the second rotor 24 connected to the first rotor 22 via a magnetic circuit and the rear The connection with the wheel 2 is interrupted. In addition, the combined ratio of the interruption between the crankshaft 5 and the first rotor 22 and the power conversion power from the stator 23 and the power from the first rotor 22 as described above is 1: 1. Therefore, during the zero torque control, the magnetic field rotation speed V0 is controlled to be the same as the second rotor rotation speed VR2, unlike the first and fourth embodiments. In addition, during zero torque control, the stator 23 is supplied with electric power corresponding to the rotational resistance by the first and second rotating magnetic fields and the friction of the first rotor 22 as in the first and fourth embodiments. is there.

以上のように、本実施形態によれば、空走中、第3ワンウェイクラッチC3によって、クランク軸5と第1ロータ22の間が遮断され、ひいては、クランク軸5と後輪2の間が遮断されるので、クランク軸5を停止状態に保持することができる。また、第1および第4の実施形態と同様、ゼロトルク制御によって、第1および第2の回転磁界による回転抵抗と第1ロータ22のフリクションが、第2ロータ22を介して後輪2に作用するのを防止できる。さらに、このゼロトルク制御中、磁界回転速度V0を第2ロータ回転速度VR2と同じに制御するので、磁界回転速度V0が第2ロータ回転速度VR2よりも高く制御される第1および第4の実施形態と比較して、ゼロトルク制御用の電力を低減でき、したがって、バッテリ33の電力を確保でき、ひいては、アシストによる走行距離を延ばすことができる。   As described above, according to the present embodiment, during idle running, the third one-way clutch C3 interrupts the crankshaft 5 and the first rotor 22, and consequently interrupts the crankshaft 5 and the rear wheel 2. Therefore, the crankshaft 5 can be held in a stopped state. Further, as in the first and fourth embodiments, the rotation resistance by the first and second rotating magnetic fields and the friction of the first rotor 22 act on the rear wheel 2 via the second rotor 22 by the zero torque control. Can be prevented. Furthermore, during this zero torque control, the magnetic field rotational speed V0 is controlled to be the same as the second rotor rotational speed VR2, so that the magnetic field rotational speed V0 is controlled to be higher than the second rotor rotational speed VR2. Compared to the above, the electric power for zero torque control can be reduced, and therefore the electric power of the battery 33 can be ensured, and as a result, the travel distance by the assist can be extended.

また、本実施形態によれば、油圧式などのクラッチではなく、第3ワンウェイクラッチC3を用いるので、油圧式などのクラッチを用いた場合と比較して、電動アシスト自転車1Dの構成の単純化、小型化および軽量化を図ることができるとともに、電動アシスト自転車1Dのコストを削減することができる。   Further, according to the present embodiment, since the third one-way clutch C3 is used instead of the hydraulic clutch, the configuration of the electric assist bicycle 1D is simplified as compared with the case where the hydraulic clutch is used. The size and weight can be reduced, and the cost of the electrically assisted bicycle 1D can be reduced.

なお、本実施形態では、第3ワンウェイクラッチC3が設けられているので、ワンウェイクラッチの省略による構成の単純化やコストの削減などを図れるという効果は得られないものの、その他の第4実施形態の効果、すなわち、電動アシスト自転車1Dの高効率化などの効果については、同様に得ることができる。   In the present embodiment, since the third one-way clutch C3 is provided, effects such as simplification of the configuration and cost reduction by omitting the one-way clutch cannot be obtained. The effect, that is, the effect of improving the efficiency of the electrically assisted bicycle 1D can be obtained in the same manner.

また、本実施形態では、第3ワンウェイクラッチC3を変速装置10の出力軸10bと第1ロータ22の間に設けているが、クランク軸5と第1ロータ22の間を接続・遮断できるのであれば、他の適当な位置、例えば、クランク軸5と第1スプロケット7の間や、第2スプロケット8と入力軸10aの間に設けてもよい。   In the present embodiment, the third one-way clutch C3 is provided between the output shaft 10b of the transmission 10 and the first rotor 22, but the crankshaft 5 and the first rotor 22 can be connected and disconnected. For example, another appropriate position, for example, between the crankshaft 5 and the first sprocket 7 or between the second sprocket 8 and the input shaft 10a may be provided.

次に、図18を参照しながら、本発明の第6実施形態による電動アシスト自転車1Eについて説明する。この電動アシスト自転車1Eは、第5実施形態と比較して、第4ワンウェイクラッチC4と、第3実施形態のトルクセンサ44と、電流電圧センサ45をさらに備える点のみが異なっている。第4ワンウェイクラッチC4は、第1ロータ22に直結された入力部C4aと、第2ロータ24に直結された出力部C4bを有しており、出力部C4bの回転速度すなわち第2ロータ回転速度VR2が、入力部C4aの回転速度すなわち第1ロータ回転速度VR1よりも高いときには、第1ロータ22と第2ロータ24の間を遮断し、それ以外のときには接続する。   Next, an electrically assisted bicycle 1E according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This electrically assisted bicycle 1E differs from the fifth embodiment only in that it further includes a fourth one-way clutch C4, a torque sensor 44 of the third embodiment, and a current / voltage sensor 45. The fourth one-way clutch C4 has an input part C4a directly connected to the first rotor 22 and an output part C4b directly connected to the second rotor 24, and the rotational speed of the output part C4b, that is, the second rotor rotational speed VR2. However, when it is higher than the rotational speed of the input part C4a, that is, the first rotor rotational speed VR1, the first rotor 22 and the second rotor 24 are disconnected, and otherwise they are connected.

なお、本実施形態では、第4ワンウェイクラッチC4が、請求項4および5の発明におけるクラッチおよびワンウェイクラッチ、ならびに、請求項8および9の発明における第2クラッチおよび第2ワンウェイクラッチに相当する。また、クランク軸5、増速機構6、変速装置10、および第1ロータ22が、請求項4の発明における第1動力伝達系に相当し、第2ロータ24および後輪2が、請求項4の発明における第2動力伝達系に相当する。   In the present embodiment, the fourth one-way clutch C4 corresponds to the clutch and the one-way clutch in the inventions of claims 4 and 5, and the second clutch and the second one-way clutch in the inventions of claims 8 and 9. Further, the crankshaft 5, the speed increasing mechanism 6, the transmission 10, and the first rotor 22 correspond to the first power transmission system in the invention of claim 4, and the second rotor 24 and the rear wheel 2 are claimed in claim 4. This corresponds to the second power transmission system in the invention.

電流電圧センサ45は、バッテリ33に入出力される電流・電圧値を検出し、その検出信号をECU31に出力する。ECU31は、この検出信号に基づいて、バッテリ33の充電状態SOCを算出する。   The current / voltage sensor 45 detects a current / voltage value input / output to / from the battery 33 and outputs a detection signal to the ECU 31. The ECU 31 calculates the state of charge SOC of the battery 33 based on this detection signal.

この電動アシスト自転車1Eでは、ペダル走行中の動作が次のようにして行われる。すなわち、第5実施形態と同様、ペダル走行中、第3ワンウェイクラッチC3が接続状態に保持され、それにより、運転者の踏力は第1ロータ22に伝達される。また、互いに直結された第2ロータ24および後輪2は、第1ロータ22から動力が伝達されることによって初めて駆動されることから、第2ロータ回転速度VR2は、第1ロータ回転速度VR1よりも高くはならない。したがって、ペダル走行中、第4ワンウェイクラッチC4によって、第1および第2のロータ22、24の間が接続状態に保持されるので、第1ロータ22に伝達された動力は、第2ロータ24に伝達され、さらに、後輪2に伝達される。このため、本実施形態では、ペダル走行中、第1実施形態と異なり、ステータ23において相間短絡は行われない。   In this electrically assisted bicycle 1E, the operation during pedal travel is performed as follows. That is, as in the fifth embodiment, the third one-way clutch C <b> 3 is held in the connected state during pedal travel, whereby the driver's pedal effort is transmitted to the first rotor 22. In addition, since the second rotor 24 and the rear wheel 2 that are directly connected to each other are driven for the first time when power is transmitted from the first rotor 22, the second rotor rotational speed VR2 is greater than the first rotor rotational speed VR1. But not too high. Therefore, during the pedal travel, the fourth one-way clutch C4 keeps the connection between the first and second rotors 22 and 24, so that the power transmitted to the first rotor 22 is transmitted to the second rotor 24. Is transmitted to the rear wheel 2. For this reason, in the present embodiment, the interphase short circuit is not performed in the stator 23 during pedal travel, unlike the first embodiment.

また、アシスト中にも、第2ロータ回転速度VR2が第1ロータ回転速度VR1よりも高くならない限り、第4ワンウェイクラッチC4によって、第1および第2のロータ22,24の間が接続状態に保持される。このため、本実施形態では、第3実施形態と同様、アシスト中、第2ロータ回転速度VR2が第1ロータ回転速度VR1よりも高くなく、第1および第2のロータ22,24の間が接続されている状態では、検出された第1ロータ伝達トルクTR1に基づき、ステータ23に供給する電力を制御し、それにより、駆動用等価トルクTSEと第1ロータ伝達トルクTR1との比が、1:1に制御される。   Further, even during the assist, as long as the second rotor rotational speed VR2 does not become higher than the first rotor rotational speed VR1, the fourth one-way clutch C4 holds the first and second rotors 22 and 24 in a connected state. Is done. Therefore, in the present embodiment, as in the third embodiment, during the assist, the second rotor rotational speed VR2 is not higher than the first rotor rotational speed VR1, and the first and second rotors 22 and 24 are connected. In this state, the electric power supplied to the stator 23 is controlled based on the detected first rotor transmission torque TR1, so that the ratio between the driving equivalent torque TSE and the first rotor transmission torque TR1 is 1: 1 is controlled.

さらに、空走中、充電状態SOCが所定値よりも大きく、バッテリ33の電力が十分に残っているときには、空走中の動作は、第5実施形態と同様にして行われる。また、空走中、充電状態SOCが所定値よりも小さく、バッテリ33の電力が十分に残っていないときには、後輪2の動力を用いて、ステータ23において発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ33に充電する。   Furthermore, during idle running, when the state of charge SOC is greater than a predetermined value and the battery 33 has sufficient power remaining, the idle running operation is performed in the same manner as in the fifth embodiment. Further, during idle running, when the state of charge SOC is smaller than a predetermined value and the battery 33 does not have enough power remaining, the power of the rear wheel 2 is used to generate power in the stator 23 and the generated power is 33 is charged.

この発電に伴い、前述したステータ23、第1および第2のロータ22,24の間のエネルギの入出力関係から、第1ロータ22を第2ロータ24の回転方向に作用させるトルクが第1ロータ22に作用し、その結果、第1ロータ回転速度VR1が上昇する。この場合、上昇した第1ロータ回転速度VR1が第2ロータ回転速度VR2と等しくなると、その後、発電に伴って第2ロータ24の回転方向に回転させるトルクが第1ロータ22に作用している限り、第1および第2のロータ22,24の間が第4ワンウェイクラッチC4によって接続され、両ロータ22,24が一体になる。したがって、後輪2から第1および第2のロータ22,24に伝達された動力を、ステータ23に電力として適切に伝達できる。また、第5実施形態と同様、空走中、第3ワンウェイクラッチC3によって、クランク軸5と第1ロータ22の間が遮断されるので、上述した発電は、クランク軸5と第1ロータ22の間を遮断した状態で行われる。   As a result of this power generation, the torque that causes the first rotor 22 to act in the rotational direction of the second rotor 24 is caused by the energy input / output relationship between the stator 23 and the first and second rotors 22 and 24 described above. As a result, the first rotor rotational speed VR1 increases. In this case, when the increased first rotor rotational speed VR1 becomes equal to the second rotor rotational speed VR2, thereafter, as long as torque that rotates in the rotational direction of the second rotor 24 along with power generation acts on the first rotor 22. The first and second rotors 22, 24 are connected by the fourth one-way clutch C4, and the rotors 22, 24 are integrated. Therefore, the power transmitted from the rear wheel 2 to the first and second rotors 22 and 24 can be appropriately transmitted to the stator 23 as electric power. Further, as in the fifth embodiment, during idle running, the third one-way clutch C3 interrupts the connection between the crankshaft 5 and the first rotor 22, so that the power generation described above is performed between the crankshaft 5 and the first rotor 22. It is performed in a state where the interval is interrupted.

以上のように、本実施形態によれば、ペダル走行中、第4ワンウェイクラッチC4によって、第1および第2のロータ22,24の間が接続状態に保持される。したがって、例えばステータ23の故障によって、ステータ23、第1および第2のロータ22,24の間で磁気回路が形成されなくなった場合でも、第3実施形態と同様、運転者の踏力を、第1および第2のロータ22,24を介して後輪2に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。同じ理由により、第1実施形態で述べたステータ23の相間短絡を行うことなく、踏力を後輪2に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。   As described above, according to this embodiment, the first and second rotors 22 and 24 are held in the connected state by the fourth one-way clutch C4 during pedal travel. Therefore, even when the magnetic circuit is not formed between the stator 23 and the first and second rotors 22 and 24 due to, for example, a failure of the stator 23, the driver's pedaling force is reduced to the first level as in the third embodiment. And it can transmit to the rear-wheel 2 via the 2nd rotors 22 and 24, and pedal travel can be performed. For the same reason, the pedaling force can be transmitted to the rear wheel 2 without pedaling between the stators 23 described in the first embodiment, and pedal travel can be performed.

また、第4ワンウェイクラッチC4によって、第2ロータ回転速度VR2が第1ロータ回転速度VR1よりも高くなったときに、クランク軸5に連結された第1ロータ22と、後輪2に連結された第2ロータ24との間が遮断される。したがって、第3実施形態と同様、図13を用いて説明したように、アシスト中、後輪2の回転速度をクランク軸5に対して、変速装置10を用いずに無段階に上昇させる場合に、そのような後輪2の増速を支障なく行うことができる。   Further, when the second rotor rotational speed VR2 is higher than the first rotor rotational speed VR1 by the fourth one-way clutch C4, the first rotor 22 connected to the crankshaft 5 and the rear wheel 2 are connected. The connection with the second rotor 24 is interrupted. Therefore, as in the third embodiment, as described with reference to FIG. 13, during the assist, when the rotational speed of the rear wheel 2 is increased steplessly with respect to the crankshaft 5 without using the transmission 10. Such a speed increase of the rear wheel 2 can be performed without any trouble.

さらに、空走中、後輪2の動力を用いて、ステータ23において発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ33に充電するので、アシストによる走行距離を延ばすことができる。また、この発電を、第3ワンウェイクラッチC3によって、クランク軸5と第1ロータ22の間を遮断した状態で行えるので、ペダル機構3によるフリクションが第1ロータ22を介して第2ロータ24に作用するのを防止でき、したがって、より大きな電力をバッテリに33に充電することができる。   Furthermore, during idle running, the power of the rear wheel 2 is used to generate power in the stator 23 and the generated power is charged to the battery 33, so that the travel distance by assist can be extended. Further, since this power generation can be performed by the third one-way clutch C3 in a state where the crankshaft 5 and the first rotor 22 are disconnected, the friction by the pedal mechanism 3 acts on the second rotor 24 via the first rotor 22. And thus can charge the battery 33 with more power.

さらに、油圧式などのクラッチではなく、第4ワンウェイクラッチC4を用いるので、油圧式などのクラッチを用いた場合と比較して、電動アシスト自転車1Eの構成の単純化、小型化および軽量化を図ることができるとともに、電動アシスト自転車1Eのコストを削減することができる。   Further, since the fourth one-way clutch C4 is used instead of the hydraulic clutch, the configuration of the electrically assisted bicycle 1E is simplified, reduced in size, and reduced in weight as compared with the case where a hydraulic clutch is used. In addition, the cost of the electrically assisted bicycle 1E can be reduced.

なお、本実施形態では、ペダル走行中、第4ワンウェイクラッチC4によって、第1および第2のロータ22,24の間が接続状態に保持されるので、第1および第2のロータ22,24の回転に伴って発生する第1および第2の回転磁界による回転抵抗が、第2ロータ24を介して後輪2に作用する。その分、ペダル走行中、第4および第5の実施形態と比較して、電動アシスト自転車1Bの効率が低下する。この場合、第3実施形態と同様、この回転抵抗分の電力をステータ23に供給し、それにより発生する第1および第2の回転磁界を第2ロータ24の回転方向に回転させるとともに、磁界回転速度V0を第2ロータ回転速度VR2と等しくなるように制御することによって、第1および第2の回転磁界による回転抵抗が作用することがなくなり、電動アシスト自転車1Eの高い効率を確保できる。また、本実施形態によれば、図13を用いて説明したアシスト中における後輪2の減速制御は行えないものの、その他の第5実施形態の効果、すなわち、電動アシスト自転車1Eの高効率化などの効果については、同様に得ることができる。   In the present embodiment, during the pedal travel, the fourth one-way clutch C4 holds the first and second rotors 22 and 24 in the connected state. The rotational resistance due to the first and second rotating magnetic fields generated along with the rotation acts on the rear wheel 2 via the second rotor 24. Accordingly, during pedal travel, the efficiency of the electrically assisted bicycle 1B is reduced as compared with the fourth and fifth embodiments. In this case, as in the third embodiment, electric power corresponding to this rotational resistance is supplied to the stator 23, and the first and second rotating magnetic fields generated thereby are rotated in the rotating direction of the second rotor 24, and the magnetic field is rotated. By controlling the speed V0 to be equal to the second rotor rotational speed VR2, the rotational resistance due to the first and second rotating magnetic fields does not act, and high efficiency of the electrically assisted bicycle 1E can be ensured. Further, according to the present embodiment, although the deceleration control of the rear wheel 2 during the assist described with reference to FIG. 13 cannot be performed, the effect of the other fifth embodiment, that is, the high efficiency of the electrically assisted bicycle 1E, etc. The effect of can be obtained similarly.

なお、本実施形態では、第4ワンウェイクラッチC4を、第1ロータ22と第2ロータ24の間に設けているが、第2ロータ回転速度VR2が第1ロータ回転速度VR1よりも高いときに、第1および第2のロータ22,24の間を遮断できるのであれば、他の適当な位置、例えば、第1ロータ22と、回転軸21および後輪2の一方との間に設けてもよい。また、本実施形態において、第3ワンウェイクラッチC3を省略してもよく、その場合には、第4ワンウェイクラッチC4を、互いに連結されたクランク軸5、増速機構6、変速装置10および第1ロータ22を含む動力伝達系と、互いに連結された第2ロータ24および後輪2を含む動力伝達系との間を接続・遮断するように設けてもよい。この場合において、クランク軸5と後輪2の間を連結する経路を増速機構6および変速装置10と並列に設けるとともに、この経路に第4ワンウェイクラッチC4を設け、クランク軸5と後輪2の間を接続・遮断することも、本発明の範囲内である。   In the present embodiment, the fourth one-way clutch C4 is provided between the first rotor 22 and the second rotor 24. When the second rotor rotational speed VR2 is higher than the first rotor rotational speed VR1, Any other suitable position, for example, between the first rotor 22 and one of the rotating shaft 21 and the rear wheel 2 may be provided as long as the first and second rotors 22 and 24 can be blocked. . In the present embodiment, the third one-way clutch C3 may be omitted. In this case, the fourth one-way clutch C4 is connected to the crankshaft 5, the speed increasing mechanism 6, the transmission 10 and the first gear connected to each other. The power transmission system including the rotor 22 and the power transmission system including the second rotor 24 and the rear wheel 2 connected to each other may be connected and disconnected. In this case, a path for connecting the crankshaft 5 and the rear wheel 2 is provided in parallel with the speed increasing mechanism 6 and the transmission 10, and a fourth one-way clutch C4 is provided in this path, and the crankshaft 5 and the rear wheel 2 are connected. It is also within the scope of the present invention to connect and disconnect between the two.

次に、本発明の第7実施形態による電動アシスト自転車1Fについて説明する。この電動アシスト自転車1Fでは、第6実施形態と異なり、第4ワンウェイクラッチC4の入力部C4aは、第1ロータ22ではなく、変速装置10の出力軸10bに直結されている。また、第4ワンウェイクラッチC4の出力部C4bは、後輪2に直結されており、すなわち、後輪2を介して第2ロータ24に連結されている。第4ワンウェイクラッチC4は、出力部C4bの回転速度が入力部C4aの回転速度よりも高いときには、出力軸10bと後輪2の間、すなわちクランク軸5と、後輪2および第2ロータ24との間を遮断し、それ以外のときには接続する。その他の要素の連結関係については、第6実施形態と同様である。   Next, an electrically assisted bicycle 1F according to a seventh embodiment of the present invention will be described. In this electrically assisted bicycle 1F, unlike the sixth embodiment, the input portion C4a of the fourth one-way clutch C4 is directly connected to the output shaft 10b of the transmission 10 instead of the first rotor 22. Further, the output portion C4b of the fourth one-way clutch C4 is directly connected to the rear wheel 2, that is, connected to the second rotor 24 via the rear wheel 2. When the rotational speed of the output part C4b is higher than the rotational speed of the input part C4a, the fourth one-way clutch C4 is between the output shaft 10b and the rear wheel 2, that is, the crankshaft 5, the rear wheel 2 and the second rotor 24. The connection is interrupted, otherwise it is connected. The connection relationship of other elements is the same as in the sixth embodiment.

なお、本実施形態では、第3ワンウェイクラッチC3が、請求項10の発明における第1ワンウェイクラッチに相当し、第4ワンウェイクラッチC4が、請求項10の発明における第2ワンウェイクラッチに相当する。また、第2ロータ24および後輪2が、請求項10の発明における動力伝達系に相当する。   In the present embodiment, the third one-way clutch C3 corresponds to the first one-way clutch in the invention of claim 10, and the fourth one-way clutch C4 corresponds to the second one-way clutch in the invention of claim 10. The second rotor 24 and the rear wheel 2 correspond to the power transmission system in the invention of claim 10.

以上の構成の電動アシスト自転車1Fでは、ペダル走行中の動作が次のようにして行われる。すなわち、ペダル走行中、第2ロータ24および後輪2は、運転者の踏力が伝達されることによって初めて駆動されることから、第2ロータ24および後輪2に連結された第4ワンウェイクラッチC4の出力部C4bの回転速度は、変速装置10の出力軸10bに連結された入力部C4bの回転速度よりも高くはならない。したがって、ペダル走行中、第4ワンウェイクラッチC4によって、出力軸10bと、第2ロータ24および後輪2との間が接続状態に保持されるので、クランク軸5に伝達された踏力は、増速機構6、変速装置10および第4ワンウェイクラッチC4を介して、後輪2に伝達される。このため、本実施形態では、ペダル走行中、第1実施形態などと異なり、ステータ23において相間短絡は行われない。   In the electrically assisted bicycle 1F having the above configuration, the operation during pedal travel is performed as follows. That is, during the pedal travel, the second rotor 24 and the rear wheel 2 are driven only when the driver's pedaling force is transmitted, so the fourth one-way clutch C4 coupled to the second rotor 24 and the rear wheel 2 is driven. The rotation speed of the output section C4b of the transmission section 10 is not higher than the rotation speed of the input section C4b connected to the output shaft 10b of the transmission 10. Therefore, during pedal travel, the fourth one-way clutch C4 maintains the connected state between the output shaft 10b, the second rotor 24 and the rear wheel 2, so that the pedaling force transmitted to the crankshaft 5 is increased in speed. It is transmitted to the rear wheel 2 via the mechanism 6, the transmission 10 and the fourth one-way clutch C4. For this reason, in the present embodiment, the interphase short circuit is not performed in the stator 23, unlike the first embodiment during pedal travel.

また、ペダル走行中、前述したステータ23、第1および第2のロータ22,24の間のエネルギの入出力関係から、第2ロータ24が後輪2とともに回転するのに伴って発生した第1および第2の回転磁界による回転抵抗が、第1ロータ22を第2ロータ24の回転方向に回転させるように第1ロータ22に作用するとともに、第2ロータ24および後輪2に負荷として作用する。さらに、第2ロータ24には、第1ロータ22のフリクションが負荷として作用する。これらの第1および第2の回転磁界による回転抵抗と第1ロータ22のフリクションは、前述したステータ23、第1および第2のロータ22,24の間のエネルギの入出力関係から、1:1の合成比で合成された後、第2ロータ24に伝達される。   In addition, during pedal travel, the first input generated as the second rotor 24 rotates with the rear wheel 2 due to the energy input / output relationship between the stator 23 and the first and second rotors 22 and 24 described above. The rotation resistance due to the second rotating magnetic field acts on the first rotor 22 so as to rotate the first rotor 22 in the rotation direction of the second rotor 24, and acts on the second rotor 24 and the rear wheel 2 as a load. . Further, the friction of the first rotor 22 acts on the second rotor 24 as a load. The rotational resistance caused by the first and second rotating magnetic fields and the friction of the first rotor 22 are 1: 1 because of the energy input / output relationship between the stator 23 and the first and second rotors 22 and 24 described above. And then transmitted to the second rotor 24.

また、回転機10では、その構成上、第1ロータ22のフリクションよりも第1および第2の回転磁界による回転抵抗の方が大きくなっている。このため、上記のように作用する第1および第2の回転磁界による回転抵抗によって、第1ロータ回転速度VR1は、第2ロータ回転速度VR2、すなわち、第2ロータ24が連結された変速装置10の出力軸10bの回転速度よりも高くなる。それに伴い、第1ロータ22が連結された第3ワンウェイクラッチC3の出力部C3bの回転速度が、出力軸10bが連結された入力部C3aの回転速度よりも高くなる。その結果、第3ワンウェイクラッチC3によって、出力軸10bと第1ロータ22の間が遮断され、それに伴い、出力軸10bに連結された第2ロータ24と第1ロータ22との間も遮断される。   In the rotating machine 10, the rotational resistance due to the first and second rotating magnetic fields is larger than the friction of the first rotor 22 due to its configuration. For this reason, the first rotor rotational speed VR1 is changed to the second rotor rotational speed VR2, that is, the transmission 10 to which the second rotor 24 is connected by the rotational resistance due to the first and second rotating magnetic fields acting as described above. The rotational speed of the output shaft 10b becomes higher. Accordingly, the rotational speed of the output part C3b of the third one-way clutch C3 to which the first rotor 22 is connected becomes higher than the rotational speed of the input part C3a to which the output shaft 10b is connected. As a result, the output shaft 10b and the first rotor 22 are disconnected by the third one-way clutch C3, and accordingly, the second rotor 24 and the first rotor 22 connected to the output shaft 10b are also disconnected. .

さらに、アシスト中、前述したステータ23、第1および第2のロータ22,24の間のエネルギの入出力関係から、ステータ23からのトルクは、第1ロータ22を第2ロータ24の回転方向と逆方向に回転させるように第1ロータ22に作用する。これにより、第3ワンウェイクラッチC3の出力部C3bの回転速度が入力部C3aの回転速度よりも高くはならないので、第3ワンウェイクラッチC3によって、出力軸10bと第1ロータ22の間、すなわちクランク軸5と第1ロータ22の間が接続状態に保持され、その結果、第1ロータ22に運転者の踏力が伝達される。したがって、この場合にも、第1実施形態などと同様、クランク軸5からの踏力と、ステータ23からの電力変換動力は、磁気回路を介して合成された後、後輪2に伝達される。   Further, during the assist, from the input / output relationship of energy between the stator 23 and the first and second rotors 22, 24 described above, the torque from the stator 23 causes the first rotor 22 to move in the rotational direction of the second rotor 24. It acts on the first rotor 22 to rotate in the reverse direction. As a result, the rotational speed of the output portion C3b of the third one-way clutch C3 does not become higher than the rotational speed of the input portion C3a, so that the third one-way clutch C3 causes the crankshaft between the output shaft 10b and the first rotor 22. 5 and the first rotor 22 are kept in a connected state, and as a result, the driver's pedaling force is transmitted to the first rotor 22. Accordingly, also in this case, as in the first embodiment, the pedal effort from the crankshaft 5 and the power conversion power from the stator 23 are combined via the magnetic circuit and then transmitted to the rear wheel 2.

また、上述したように、出力部C3bの回転速度すなわち第1ロータ回転速度VR1が、入力部C3aの回転速度すなわち出力軸10bの回転速度よりも高くならない限り、出力軸10bと第1ロータ22の間が接続される。さらに、出力部C4bの回転速度すなわち第2ロータ回転速度VR2が、入力部C4aの回転速度すなわち出力軸10bの回転速度よりも高くならない限り、出力軸10bと第2ロータ24の間が接続される。以上から、アシスト中、第1および第2のロータ回転速度VR1,VR2が互いに等しいときには、第1および第2のロータ22,24の間が、出力軸10b、第3および第4のワンウェイクラッチC3,C4を介して、接続状態に保持される。このため、本実施形態では、アシスト中、第1および第2のロータ回転速度VR1,2が互いに等しく、第1および第2のロータ22,24の間が接続されている状態では、第3実施形態と同様、トルクセンサ44で検出した第1ロータ伝達トルクTR1に基づき、ステータ23に供給する電力を制御し、それにより、駆動用等価トルクTSEと第1ロータ伝達トルクTR1との比が、1:1に制御される。   Further, as described above, unless the rotational speed of the output section C3b, that is, the first rotor rotational speed VR1, is higher than the rotational speed of the input section C3a, that is, the rotational speed of the output shaft 10b, the output shaft 10b and the first rotor 22 Are connected. Further, the output shaft 10b and the second rotor 24 are connected unless the rotational speed of the output section C4b, that is, the second rotor rotational speed VR2 is higher than the rotational speed of the input section C4a, that is, the rotational speed of the output shaft 10b. . From the above, during the assist, when the first and second rotor rotational speeds VR1 and VR2 are equal to each other, the output shaft 10b, the third and fourth one-way clutches C3 are between the first and second rotors 22 and 24. , C4, the connection state is maintained. For this reason, in the present embodiment, during the assist, the first and second rotor rotational speeds VR1 and VR2 are equal to each other, and the first and second rotors 22 and 24 are connected to each other. As in the embodiment, the electric power supplied to the stator 23 is controlled based on the first rotor transmission torque TR1 detected by the torque sensor 44, whereby the ratio between the driving equivalent torque TSE and the first rotor transmission torque TR1 is 1. : 1 is controlled.

さらに、第5および6の実施形態と同様、空走中、第1ロータ22が慣性により回転している状態で、クランク軸5を停止状態に保持すると、第3ワンウェイクラッチC3によって、変速装置10の出力軸10bと第1ロータ22の間が遮断され、ひいては、クランク軸5と、第1ロータ22に磁気回路を介して連結された第2ロータ24および後輪2との間が遮断される。また、第4ワンウェイクラッチC4の出力部C4bの回転速度が入力部C4aの回転速度よりも高くなるので、第4ワンウェイクラッチC4によって、出力軸10bと第2ロータ24および後輪2の間、すなわち、クランク軸5と、第2ロータおよび後輪2との間が遮断される。また、ゼロトルク制御が第5実施形態と同様にして行われる。すなわち、ステータ23に、第1および第2の回転磁界による回転抵抗と第1ロータ22のフリクションに相当する電力を供給するとともに、磁界回転速度V0を、第2ロータ回転速度VR2と同じに制御する。   Further, as in the fifth and sixth embodiments, when the crankshaft 5 is held in a stopped state while the first rotor 22 is rotating due to inertia during idle running, the transmission 10 is moved by the third one-way clutch C3. Between the output shaft 10b of the first rotor 22 and the first rotor 22 is cut off. As a result, the crankshaft 5 and the second rotor 24 and the rear wheel 2 connected to the first rotor 22 via a magnetic circuit are cut off. . Further, since the rotational speed of the output portion C4b of the fourth one-way clutch C4 is higher than the rotational speed of the input portion C4a, the fourth one-way clutch C4 causes the output shaft 10b to be connected between the second rotor 24 and the rear wheel 2, that is, The crankshaft 5 is disconnected from the second rotor and the rear wheel 2. Also, zero torque control is performed in the same manner as in the fifth embodiment. That is, the stator 23 is supplied with electric power corresponding to the rotational resistance due to the first and second rotating magnetic fields and the friction of the first rotor 22, and the magnetic field rotational speed V0 is controlled to be the same as the second rotor rotational speed VR2. .

以上のように、本実施形態によれば、ペダル走行中、第4ワンウェイクラッチC4によって、クランク軸5と、第2ロータ24および後輪2との間が接続状態に保持される。したがって、例えばステータ23の故障によって、ステータ23、第1および第2のロータ22,24の間で磁気回路が形成されなくなった場合でも、第3実施形態と同様、運転者の踏力を後輪2に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。同じ理由により、第1実施形態で述べたステータ23の相間短絡を行うことなく、踏力を後輪2に伝達でき、ペダル走行を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, the crankshaft 5 and the second rotor 24 and the rear wheel 2 are kept connected by the fourth one-way clutch C4 during pedal travel. Therefore, even when the magnetic circuit is not formed between the stator 23 and the first and second rotors 22 and 24 due to, for example, a failure of the stator 23, the driver's pedaling force is applied to the rear wheel 2 as in the third embodiment. Can be transmitted to the pedal, and pedal travel can be performed. For the same reason, the pedaling force can be transmitted to the rear wheel 2 without pedaling between the stators 23 described in the first embodiment, and pedal travel can be performed.

また、ペダル走行中、第3ワンウェイクラッチC3によって、第2ロータ24と第1ロータ22との間が遮断される。したがって、第1および第2のロータ22,24を接続状態に保持した場合、すなわち第6実施形態の場合と異なり、第1および第2の回転磁界による回転抵抗の一部のみを、第1および第2のロータ22,24に作用させ、第1および第2の回転磁界による回転抵抗が第2ロータ24にすべて作用することがないので、ペダル走行中における電動アシスト自転車1Fの効率を高めることができる。   Further, during the pedal travel, the third one-way clutch C3 blocks the second rotor 24 and the first rotor 22. Therefore, when the first and second rotors 22 and 24 are held in the connected state, that is, unlike the case of the sixth embodiment, only a part of the rotational resistance due to the first and second rotating magnetic fields is reduced to the first and second. Since the rotational resistances caused by the first and second rotating magnetic fields do not act on the second rotor 24 by acting on the second rotors 22 and 24, the efficiency of the electrically assisted bicycle 1F during pedal travel can be increased. it can.

さらに、第4ワンウェイクラッチC4によって、第2ロータ回転速度VR2がクランク軸5に連結された出力軸10bの回転速度よりも高いときには、クランク軸5と、第2ロータ22および後輪2との間が遮断される。したがって、アシスト中、図13を用いて説明したように、磁界回転速度V0の制御によって、後輪2の回転速度を、クランク軸5に対して、変速装置10を用いずに無段階に上昇させる場合に、第6実施形態と同様、そのような後輪2の増速を支障なく行うことができる。   Further, when the second rotor rotational speed VR2 is higher than the rotational speed of the output shaft 10b connected to the crankshaft 5 by the fourth one-way clutch C4, the gap between the crankshaft 5 and the second rotor 22 and the rear wheel 2 is increased. Is cut off. Therefore, as described with reference to FIG. 13, during the assist, the rotational speed of the rear wheel 2 is increased steplessly with respect to the crankshaft 5 without using the transmission 10 by controlling the magnetic field rotational speed V0. In this case, as in the sixth embodiment, such a speed increase of the rear wheel 2 can be performed without hindrance.

また、空走中、第3および第4のワンウェイクラッチC3,C4によって、クランク軸5と後輪2の間が遮断されるので、第1実施形態などと同様、クランク軸5を停止状態に保持することができる。さらに、空走中、クランク軸5と第1ロータ22の間が遮断されるとともに、ゼロトルク制御が第5実施形態と同様にして行われる。これにより、第5実施形態と同様、第1および第4の実施形態と比較して、ゼロトルク制御用の電力を低減できるので、バッテリ33の電力を確保でき、アシストによる走行距離を延ばすことができる。   During idle running, the crankshaft 5 and the rear wheel 2 are disconnected by the third and fourth one-way clutches C3 and C4, so that the crankshaft 5 is held in a stopped state as in the first embodiment. can do. Further, during idle running, the crankshaft 5 and the first rotor 22 are disconnected, and zero torque control is performed in the same manner as in the fifth embodiment. Thus, as in the fifth embodiment, the power for zero torque control can be reduced as compared with the first and fourth embodiments, so that the power of the battery 33 can be secured and the travel distance by the assist can be extended. .

なお、本実施形態では、空走中、後輪2の動力を用いたバッテリ33の充電が行われず、したがって、それに起因するアシストによる走行距離の延長効果は得られないものの、その他の第6実施形態の効果、すなわち、電動アシスト自転車1Fの高効率化などの効果については、同様に得ることができる。   In the present embodiment, during idling, the battery 33 is not charged using the power of the rear wheel 2. Therefore, the effect of extending the travel distance by assist resulting therefrom is not obtained, but the other sixth implementation The effect of the form, that is, the effect of improving the efficiency of the electrically assisted bicycle 1F can be obtained similarly.

なお、本実施形態では、第4ワンウェイクラッチC4の出力部C4bを、後輪2に直結しているが、第2ロータ24に直結し、クランク軸5と、第2ロータ24および後輪2との間を、第4ワンウェイクラッチC4により接続・遮断してもよい。また、本実施形態では、第3ワンウェイクラッチC3を出力軸10bと第1ロータ22の間に、第4ワンウェイクラッチC4を出力軸10bと後輪2の間に、それぞれ設けているが、例えば、両ワンウェイクラッチC3,C4を次のようにして設けてもよい。すなわち、クランク軸5と第1ロータ22の間を連結する第1経路と、クランク軸5と、第2ロータ24および後輪2との間を連結する第2経路とを、並列に設けるとともに、これらの第1および第2の経路に、第3および第4のワンウェイクラッチC3,C4を設けてもよい。この場合、第1および第2の経路を、複数の歯車と軸の組み合わせや、スプロケットとチェーンの組み合わせ、ベルトとプーリの組み合わせなど、任意の機構によって構成してもよいことは、もちろんである。   In the present embodiment, the output portion C4b of the fourth one-way clutch C4 is directly connected to the rear wheel 2. However, the output portion C4b is directly connected to the second rotor 24, and is connected to the crankshaft 5, the second rotor 24, and the rear wheel 2. May be connected / disconnected by the fourth one-way clutch C4. In the present embodiment, the third one-way clutch C3 is provided between the output shaft 10b and the first rotor 22, and the fourth one-way clutch C4 is provided between the output shaft 10b and the rear wheel 2. Both one-way clutches C3 and C4 may be provided as follows. That is, while providing in parallel the 1st path | route which connects between the crankshaft 5 and the 1st rotor 22, and the 2nd path | route which connects between the crankshaft 5, the 2nd rotor 24, and the rear-wheel 2, The first and second paths may be provided with third and fourth one-way clutches C3 and C4. In this case, of course, the first and second paths may be configured by an arbitrary mechanism such as a combination of a plurality of gears and shafts, a combination of a sprocket and a chain, or a combination of a belt and a pulley.

次に、本発明の第8実施形態による電動アシスト自転車1Gについて説明する。この電動アシスト自転車1Gでは、第7実施形態と異なり、第3ワンウェイクラッチC3の入力部C3aは、変速装置10の出力軸10bではなく、入力軸10aに直結されており、出力部C3bは、第7実施形態と同様、第1ロータ22に直結されている。第3ワンウェイクラッチC3は、出力部C3bの回転速度が、入力部C3aの回転速度よりも高いときには、入力軸10aと第1ロータ22の間を遮断し、それ以外のときには接続する。その他の要素の連結関係については、第7実施形態と同様である。   Next, an electrically assisted bicycle 1G according to an eighth embodiment of the present invention will be described. In this electrically assisted bicycle 1G, unlike the seventh embodiment, the input portion C3a of the third one-way clutch C3 is directly connected to the input shaft 10a, not the output shaft 10b of the transmission 10, and the output portion C3b is As in the seventh embodiment, it is directly connected to the first rotor 22. The third one-way clutch C3 shuts off the input shaft 10a and the first rotor 22 when the rotational speed of the output part C3b is higher than the rotational speed of the input part C3a, and connects otherwise. The connection relationship of other elements is the same as in the seventh embodiment.

以上の構成の電動アシスト自転車1Gでは、ペダル走行中、アシスト中および空走中の動作が、第7実施形態と同様にして行われる。以上により、本実施形態によれば、第7実施形態の効果を同様に得ることができる。   In the electrically assisted bicycle 1G having the above-described configuration, operations during pedal running, assisting, and idling are performed in the same manner as in the seventh embodiment. As described above, according to the present embodiment, the effects of the seventh embodiment can be obtained similarly.

なお、本実施形態では、第4ワンウェイクラッチC4の出力部C4bを、後輪2に直結しているが、第2ロータ24に直結し、クランク軸5と、第2ロータ24および後輪2との間を、第4ワンウェイクラッチC4により接続・遮断してもよい。   In the present embodiment, the output portion C4b of the fourth one-way clutch C4 is directly connected to the rear wheel 2. However, the output portion C4b is directly connected to the second rotor 24, and is connected to the crankshaft 5, the second rotor 24, and the rear wheel 2. May be connected / disconnected by the fourth one-way clutch C4.

なお、本発明は、これまでに説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、本実施形態におけるペダル機構3は、踏力が入力されるタイプのものであるが、運転者の腕の力が入力されるタイプのものでもよい。また、本実施形態では、第1および第2のコア24a,24bを、鋼板で構成しているが、他の軟磁性体で構成してもよい。さらに、本実施形態は、第2ロータ回転速度VR2と第1ロータ回転速度VR1との差(以下「第2・第1ロータ速度差」という)と、磁界回転速度V0と第2ロータ回転速度VR2との差(以下「磁界・第2ロータ速度差」という)が等しい回転機20に本発明を適用した例であるが、本発明は、これに限らず、第2・第1ロータ速度差と磁界・第2ロータ速度差が1:nである回転機に適用してもよい。また、本実施形態では、本発明における蓄電装置はバッテリ33であるが、キャパシタでもよい。   The present invention is not limited to the embodiments described so far, and can be implemented in various modes. For example, the pedal mechanism 3 in the present embodiment is of a type in which a pedaling force is input, but may be of a type in which a driver's arm force is input. In the present embodiment, the first and second cores 24a and 24b are made of steel plates, but may be made of other soft magnetic materials. Further, in the present embodiment, the difference between the second rotor rotational speed VR2 and the first rotor rotational speed VR1 (hereinafter referred to as “second / first rotor speed difference”), the magnetic field rotational speed V0, and the second rotor rotational speed VR2. Is the example in which the present invention is applied to the rotating machine 20 with the same difference (hereinafter referred to as “magnetic field / second rotor speed difference”). The present invention may be applied to a rotating machine having a magnetic field / second rotor speed difference of 1: n. In the present embodiment, the power storage device in the present invention is the battery 33, but may be a capacitor.

さらに、本実施形態における第1〜第4のワンウェイクラッチC1〜C4に代えて、油圧式や電磁式のクラッチを用いてもよい。この場合、第6実施形態において、第3および第4のワンウェイクラッチC3,C4に代えて、油圧式や電磁式のクラッチを用いたときには、例えば、回転機20のみを動力源として、電動アシスト自転車1Eを走行させることができる。また、第2および第3の実施形態では、第2ロータ24と後輪2の間の連結を、増速機構6を用いて行っているが、第4〜第8の実施形態と同様、増速機構6を用いることなく行ってもよい。さらに、増速機構6は、本実施形態に例示したチェーン式のものではなく、ベルト式やシャフト式のものでもよい。また、本実施形態では、本発明における駆動輪は後輪2であるが、前輪でもよい。   Furthermore, hydraulic or electromagnetic clutches may be used instead of the first to fourth one-way clutches C1 to C4 in the present embodiment. In this case, in the sixth embodiment, when a hydraulic or electromagnetic clutch is used in place of the third and fourth one-way clutches C3 and C4, for example, the electric assist bicycle only uses the rotating machine 20 as a power source. 1E can be run. Further, in the second and third embodiments, the connection between the second rotor 24 and the rear wheel 2 is performed using the speed increasing mechanism 6, but as in the fourth to eighth embodiments, the increase is made. You may carry out without using the speed mechanism 6. FIG. Furthermore, the speed increasing mechanism 6 may be a belt type or a shaft type instead of the chain type exemplified in the present embodiment. In the present embodiment, the driving wheel in the present invention is the rear wheel 2, but it may be a front wheel.

さらに、本実施形態は、変速装置10付の電動アシスト自転車1,1A〜1Gに本発明を適用した例であるが、本発明はこれに限らず、変速装置が設けられていない電動アシスト自転車に適用可能である。その場合には、電動アシスト自転車の効率をさらに高めることができる。また、本発明を、本実施形態の二輪式の電動アシスト自転車1,1A〜1Gではなく、1つ、または、3つ以上の車輪を有する電動アシスト自転車に適用してもよいことは、もちろんである。さらに、本実施形態では、回転機20を制御する制御装置を、ECU31およびPDU32で構成しているが、マイクロコンピュータと電気回路の組み合わせで構成してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。   Further, the present embodiment is an example in which the present invention is applied to the electrically assisted bicycles 1, 1 </ b> A to 1 </ b> G with the transmission device 10, but the present invention is not limited to this, and the electrically assisted bicycle in which the transmission device is not provided. Applicable. In that case, the efficiency of the electrically assisted bicycle can be further increased. In addition, the present invention may be applied not to the two-wheel electric assist bicycles 1 and 1A to 1G of the present embodiment but to an electric assist bicycle having one or three or more wheels. is there. Furthermore, in this embodiment, the control device that controls the rotating machine 20 is configured by the ECU 31 and the PDU 32, but may be configured by a combination of a microcomputer and an electric circuit. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

第1実施形態による電動アシスト自転車を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the electric assist bicycle by a 1st embodiment. 回転機の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a rotating machine. 図2のA−A線の位置で周方向に沿って破断した断面の一部を、第1および第2の回転磁界の発生時について示す展開図である。FIG. 3 is a development view showing a part of a cross section broken along the circumferential direction at the position of the AA line in FIG. 2 when the first and second rotating magnetic fields are generated. 図3の展開図の構成と機能的に同じ構成を示す図である。It is a figure which shows the structure functionally the same as the structure of the expanded view of FIG. 第1ロータを回転不能にした状態で第1および第2の回転磁界を発生させた場合の回転機の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the rotary machine at the time of generating the 1st and 2nd rotating magnetic field in the state which made the 1st rotor non-rotatable. 図5の続きの動作を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an operation subsequent to FIG. 5. 回転機の動作中に構成される磁気回路を示す図である。It is a figure which shows the magnetic circuit comprised during operation | movement of a rotary machine. 第1ロータを回転不能にした状態で第1および第2の回転磁界を発生させた場合に第2ロータに伝達されるトルクの一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the torque transmitted to a 2nd rotor when the 1st and 2nd rotating magnetic field is generated in the state which made the 1st rotor non-rotatable. 磁界回転速度、第1および第2のロータ回転速度の関係の一例を、(a)第1ロータを回転不能にした場合について、(b)第2ロータを回転不能にした場合について、それぞれ示す共線図である。An example of the relationship between the magnetic field rotation speed and the first and second rotor rotation speeds is shown in FIG. 5A for the case where the first rotor is made non-rotatable and (b) the case where the second rotor is made non-rotatable. FIG. 磁界回転速度、第1および第2のロータ回転速度の関係の一例を、(a)第1および第2のロータがいずれも回転している場合、(b)磁界回転速度が値0の場合について、それぞれ示す共線図である。An example of the relationship between the magnetic field rotation speed and the first and second rotor rotation speeds is as follows. (A) When both the first and second rotors are rotating, (b) When the magnetic field rotation speed is 0 These are collinear diagrams respectively shown. 第2ロータを回転不能にした状態で第1および第2の回転磁界を発生させた場合の回転機の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the rotary machine at the time of generating the 1st and 2nd rotating magnetic field in the state which made the 2nd rotor non-rotatable. 図11の続きの動作を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining an operation subsequent to FIG. 11. 図1の電動アシスト自転車におけるアシスト中の変速動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the speed change operation | movement in the assistance in the electrically assisted bicycle of FIG. 第2実施形態による電動アシスト自転車を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the electrically assisted bicycle by 2nd Embodiment. 第3実施形態による電動アシスト自転車を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the electrically assisted bicycle by 3rd Embodiment. 第4実施形態による電動アシスト自転車を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the electrically assisted bicycle by 4th Embodiment. 第5実施形態による電動アシスト自転車を概略的に示す図であるIt is a figure which shows roughly the electrically assisted bicycle by 5th Embodiment. 第6実施形態による電動アシスト自転車を概略的に示す図であるIt is a figure which shows schematically the electrically assisted bicycle by 6th Embodiment. 第7実施形態による電動アシスト自転車を概略的に示す図であるIt is a figure which shows schematically the electrically assisted bicycle by 7th Embodiment. 第8実施形態による電動アシスト自転車を概略的に示す図であるIt is a figure which shows schematically the electrically assisted bicycle by 8th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動アシスト自転車
1A 電動アシスト自転車
1B 電動アシスト自転車
1C 電動アシスト自転車
1D 電動アシスト自転車
1E 電動アシスト自転車
1F 電動アシスト自転車
1G 電動アシスト自転車
2 後輪(駆動輪)
3 ペダル機構
4 ペダル
5 クランク軸
6 増速機構
20 回転機
22 第1ロータ
23 ステータ
24 第2ロータ
33 バッテリ(蓄電装置)
C1 第1ワンウェイクラッチ(クラッチ、ワンウェイクラッチ)
C1a 入力部(ワンウェイクラッチの第2ロータ側)
C1b 出力部(ワンウェイクラッチの駆動輪側)
C2 第2ワンウェイクラッチ(クラッチ、ワンウェイクラッチ)
C3 第3ワンウェイクラッチ(第1クラッチ、第1ワンウェイクラッチ)
C3a 入力部(第1ワンウェイクラッチのクランク軸側)
C3b 出力部(第1ワンウェイクラッチの第1ロータ側)
C4 第4ワンウェイクラッチ(クラッチ、ワンウェイクラッチ、第2クラッチ、第2
ワンウェイクラッチ)
C4a 入力部(第2ワンウェイクラッチのクランク軸側)
C4b 出力部(第2ワンウェイクラッチの動力伝達系側)
VR1 第1ロータ回転速度
VR2 第2ロータ回転速度
1 Electric Assist Bicycle 1A Electric Assist Bicycle 1B Electric Assist Bicycle 1C Electric Assist Bicycle 1D Electric Assist Bicycle 1E Electric Assist Bicycle 1F Electric Assist Bicycle 1G Electric Assist Bicycle 2 Rear Wheel (Drive Wheel)
Reference Signs List 3 pedal mechanism 4 pedal 5 crankshaft 6 speed increasing mechanism 20 rotating machine 22 first rotor 23 stator 24 second rotor 33 battery (power storage device)
C1 First one-way clutch (clutch, one-way clutch)
C1a input section (second rotor side of one-way clutch)
C1b Output section (One-way clutch drive wheel side)
C2 Second one-way clutch (clutch, one-way clutch)
C3 Third one-way clutch (first clutch, first one-way clutch)
C3a input (crankshaft side of the first one-way clutch)
C3b output section (first rotor side of the first one-way clutch)
C4 Fourth one-way clutch (clutch, one-way clutch, second clutch, second
One-way clutch)
C4a input section (crankshaft side of the second one-way clutch)
C4b output section (power transmission system side of the second one-way clutch)
VR1 First rotor rotational speed VR2 Second rotor rotational speed

Claims (11)

ペダルおよびクランク軸を有し、前記ペダルに入力された力を回転動力に変換し、前記クランク軸に出力するペダル機構と、
駆動輪と、
回転磁界を発生させるための不動のステータと、磁石で構成され、前記ステータに対向するように設けられた第1ロータと、軟磁性体で構成され、前記ステータと前記第1ロータの間に設けられた第2ロータとを有し、前記ステータと前記第1ロータと前記第2ロータの間で、前記回転磁界の発生に伴って形成される磁気回路を介してエネルギを入出力するとともに、当該エネルギの入出力に伴って、前記回転磁界、前記第2および第1のロータが、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転するように構成され、前記第1ロータが前記クランク軸に連結されるとともに、前記第2ロータが前記駆動輪に連結された回転機と、
を備えることを特徴とする電動アシスト自転車。
A pedal mechanism that has a pedal and a crankshaft, converts a force input to the pedal into rotational power, and outputs the rotational power to the crankshaft;
Drive wheels,
A stationary stator for generating a rotating magnetic field, a first rotor made of a magnet and provided so as to face the stator, a soft magnetic body, and provided between the stator and the first rotor And input / output energy between the stator, the first rotor, and the second rotor via a magnetic circuit formed in association with the generation of the rotating magnetic field, As the energy is input / output, the rotating magnetic field, the second and first rotors are configured to rotate while maintaining a predetermined collinear relationship of rotational speed between each other, and the first rotor is A rotating machine coupled to the crankshaft and having the second rotor coupled to the drive wheel;
An electrically assisted bicycle comprising:
前記第2ロータと前記駆動輪の間を接続・遮断するクラッチをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の電動アシスト自転車。   The electrically assisted bicycle according to claim 1, further comprising a clutch for connecting / disconnecting between the second rotor and the driving wheel. 前記クラッチは、前記駆動輪側の回転速度が前記第2ロータ側の回転速度よりも高いときに、前記第2ロータと前記駆動輪の間を遮断するワンウェイクラッチであることを特徴とする、請求項2に記載の電動アシスト自転車。   The clutch is a one-way clutch that blocks between the second rotor and the drive wheel when the rotation speed on the drive wheel side is higher than the rotation speed on the second rotor side. Item 3. The electric assist bicycle according to item 2. 前記クランク軸および前記第1ロータを含む第1動力伝達系と、前記第2ロータおよび前記駆動輪を含む第2動力伝達系との間を接続・遮断するクラッチをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の電動アシスト自転車。   It further comprises a clutch for connecting / disconnecting between a first power transmission system including the crankshaft and the first rotor and a second power transmission system including the second rotor and the driving wheel. The electrically assisted bicycle according to claim 1. 前記クラッチは、前記第2ロータの回転速度が前記第1ロータの回転速度よりも高いときに、前記第1ロータと前記第2ロータの間を遮断するワンウェイクラッチであることを特徴とする、請求項4に記載の電動アシスト自転車。   The clutch is a one-way clutch that blocks between the first rotor and the second rotor when the rotation speed of the second rotor is higher than the rotation speed of the first rotor. Item 5. The electric assist bicycle according to item 4. 前記クランク軸と前記第1ロータの間を接続・遮断する第1クラッチをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の電動アシスト自転車。   The power-assisted bicycle according to claim 1, further comprising a first clutch that connects and disconnects between the crankshaft and the first rotor. 前記第1クラッチは、前記第1ロータ側の回転速度が前記クランク軸側の回転速度よりも高いときに、前記クランク軸と前記第1ロータの間を遮断する第1ワンウェイクラッチであることを特徴とする、請求項6に記載の電動アシスト自転車。   The first clutch is a first one-way clutch that blocks between the crankshaft and the first rotor when the rotational speed on the first rotor side is higher than the rotational speed on the crankshaft side. The electrically assisted bicycle according to claim 6. 前記第1ロータと、前記第2ロータおよび前記駆動輪を含む動力伝達系との間を接続・遮断する第2クラッチと、
充電および放電可能に構成され、前記ステータに接続された蓄電装置と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項6または7に記載の電動アシスト自転車。
A second clutch for connecting / disconnecting between the first rotor and a power transmission system including the second rotor and the drive wheel;
A power storage device configured to be chargeable and dischargeable and connected to the stator;
The electric assist bicycle according to claim 6 or 7, further comprising:
前記第2クラッチは、前記第2ロータの回転速度が前記第1ロータの回転速度よりも高いときに、前記第1ロータと前記第2ロータの間を遮断する第2ワンウェイクラッチであることを特徴とする、請求項8に記載の電動アシスト自転車。   The second clutch is a second one-way clutch that blocks between the first rotor and the second rotor when the rotation speed of the second rotor is higher than the rotation speed of the first rotor. The electrically assisted bicycle according to claim 8. 前記第1ロータ側の回転速度が前記クランク軸側の回転速度よりも高いときに、前記クランク軸と前記第1ロータの間を遮断する第1ワンウェイクラッチと、
前記クランク軸と、前記第2ロータおよび前記駆動輪を含む動力伝達系との間に設けられ、当該動力伝達系側の回転速度が前記クランク軸側の回転速度よりも高いときに、前記クランク軸と前記動力伝達系の間を遮断する第2ワンウェイクラッチと、をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の電動アシスト自転車。
A first one-way clutch that shuts off between the crankshaft and the first rotor when the rotational speed on the first rotor side is higher than the rotational speed on the crankshaft side;
The crankshaft is provided between the crankshaft and a power transmission system including the second rotor and the driving wheels, and the crankshaft is rotated when a rotational speed on the power transmission system side is higher than a rotational speed on the crankshaft side. The electric assist bicycle according to claim 1, further comprising: a second one-way clutch that interrupts between the power transmission system and the power transmission system.
前記第2ロータは、動力を増速して伝達する増速機構を用いることなく、前記駆動輪に連結されていることを特徴とする、請求項1ないし10のいずれかに記載の電動アシスト自転車。   The electrically assisted bicycle according to any one of claims 1 to 10, wherein the second rotor is connected to the drive wheel without using a speed increasing mechanism for transmitting power by increasing speed. .
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