JPH082264A - 電動車輪、及びその誘導電磁力による直接駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流中断時に外力により車輪を回転しやす
い、電動車輪及びその誘導電磁力による直接駆動方法を
提供すること。 【構成】 車輪のリム内に枢軸でロータを設け、車輪軸
上に枢軸でステータを設け、並びにロータ或いはステー
タの内一つに供電した後、電力磁場誘導を発生し、車輪
軸上にブレーキ部材を設け、電流中断時に該ブレーキ部
材は釈放状態を呈し、ステータとロータに永久磁石の磁
力を与え、車輪軸の周囲で共に回転でき、反対に電流供
給時には、ブレーキ部材は車輪軸上のステータに阻止さ
れてステータとロータは電磁力に誘導して相対的な回転
を発生し、リムを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一種の電動車輪に関
し、特に電流中断時にも、推動により電動車輪に滑らか
に回転を行わせる方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】脚部に障害のある人の車椅子での行動を
もっと便利に行えるように、すでに電動車椅子が設計さ
れている。現在、各種の電動車椅子の設計が発展の状態
にあり、方法的には、車椅子の支持フレーム上に電動機
と電池、及び電池の電流の電動機への供給を制御するス
イッチを設け、電動機の出力軸により車輪を駆動すると
いうものである。電動車椅子のあるものは、電動機の出
力軸に、先ず簡単な減速機構を経て、さらに車輪に伝動
させるものである。現在の伝統的な電動車輪について
は、電動機の出力軸の動力にかかわらず、直接、或いは
先ず減速機構を経て後間接的に車輪の軸を駆動する。こ
れは、電池の電気が消耗されつくした時、電動車椅子を
推動することが難しかった。

【０００３】電動機出力軸の回転は、電動機内のステー
タとロータ間内で形成される誘導電磁力の変化により駆
動する。電動機が電流を得られないときには、回転しな
い。この時、外力により電動機出力軸を回転させようと
しても、これは非常に困難である。なぜなら、電動機内
のステータとロータ間には永久磁石の吸引力があり、ス
テータとロータの相対的な回転を阻止し、電動車椅子の
輪軸は電動機の出力軸に連結されるため、電動機の出力
軸が簡単に回転しないときには、電動車椅子の輪軸も回
転しにくいためである。

【０００４】このほか、この種の従来の技術で良く知ら
れているものとしては、減速機構一般に一つの入力軸と
少なくとも一つの出力軸を設けたものがあり、これは入
力軸により出力軸を駆動するもので、省力的である。た
だしこの従来の技術では、もし反対に出力軸により入力
軸を駆動しようとすると、非常に力を費やすことにな
り、困難である。この技術を用いたものとして、電動車
椅子が電動機に伝動される構造として減速機構が間接的
に伝動する構造を例にとると、一旦、電動機が回転を停
止した場合に、使用者が車椅子を推動しようとすると、
非常に力を費やすこととなる。このような状況は、電動
車椅子以外にも、電動機により駆動を駆動する製品、例
えば、電気自転車、モータサイクル、電気自動車など、
或いはこれらに類似の製品中において、通常に発生す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上から分かるよう
に、電動車輪のリムを、電流中断時、また、電動機が回
転しない時に回転でき、ステータ或いはロータ内の永久
磁石の磁力の阻止を受けないものであることが、解決さ
れるべき問題である。

【０００６】よって、本発明は、一種の、誘導電磁力に
よる車輪を直接駆動する方法、及びその装置を提供する
ことであり、電流を獲得したとき、車輪を駆動でき、特
に、電流が停止した時も、車輪を車輪軸の回りで回転状
態とできる方法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、車輪内に一つ
のステータと一つのロータを設け、並びに両者間に電流
供給後に誘導電磁力を発生させ、同時に中空の車輪軸が
回転するリム内の周囲に該ステータを固定し、該ステー
タは軸受により車輪軸と結合し、かつ車輪軸上には一つ
のブレーキ部材を設ける。さらに一つのクラッチスイッ
チを設けて該ブレーキ部材が第１位置を保持するか、或
いは第２位置を保持するかを制御し、第１位置にある時
には、車輪軸と結合するステータの不回転を阻止する。
また第２位置にある時は、相対的に釈放状態を呈し、こ
の釈放状態においては、ステータとロータを一斉に回転
させることができる。

【０００８】

【作用】本発明の電動車輪及び、その誘導電磁力による
直接駆動方法によると、電動機が不回転の時、外力でリ
ムを推動かし、回転させるときに、ステータ或いはロー
タの間の磁界の吸引力の妨げを受けず、車輪を滑らかに
回転させることができる。

【０００９】

【実施例】本発明は、電動車輪を誘導電磁力により直接
駆動し、電源の中断時にも軽く車輪のリムを推動できる
方法を提供し、その方法は以下のステップを含む： （イ）ステータとロータを車輪内に設置する； （ロ）ステータとロータのうち一方に電流を供給し、誘
導電磁力を両者の間に発生させる； （ハ）中空の車輪軸が回転するリムの内周にロータを固
定する、なお、一般的に該リムの外周はタイヤを支持す
る； （ニ）軸受部材とブレーキ部材を車輪軸上に設置する； （ホ）該軸受部材上にステータを設ける； （ヘ） 一つのクラッチスイッチを設けて該ブレーキ部
材を操作並びに制御し、第１位置と第２位置との間で往
復させ、これら二つの位置の位置の一つの位置に該ブレ
ーキ部材を保持する； （ト）ブレーキ部材が第１位置を保持するとき、ブレー
キ部材によりステータを制動する；以上のステップであ
る。

【００１０】上記の方法中、設置されるロータの方が永
久磁石とされる時、ステータは、コイル（４）を有す
る。この反対も然りである。図１と図３は、異なる２種
の実施例を示す。リム両側には、軸受が車輪軸上に設け
られる。或いは密閉キャップを設けて軸受の外側をシー
ルして防塵に供される。また、実施例中で使用される技
術中には、周知の技術、即ち、永久磁石により磁界を形
成し、コイルに電流を流した後、電界を発生し、その後
これらの間に形成された電磁力によりロータを運動させ
る技術が使用されている（本発明中ではロータに回転運
動を行わせる）。この技術については、前述の通り、周
知のものであるので、ここでは詳細な説明を省く。

【００１１】図１の実施例においては、電流は電気ブラ
シを経て車輪軸に結合されたステータ（２）に供給さ
れ、ロータ（３）との間に誘導電磁力を発生する。ただ
し、この技術は周知のものである。図３に示されるよう
に、コイルはリム（６）内のロータに設けてもよい。さ
らに電気ブラシを経て電線が送る電流を該ロータ（３）
に与えるが、これも周知の技術であるのでここでは詳細
な説明を省く。

【００１２】本発明の技術的な装置についていうと、ロ
ータ（３）を車輪のリム内に固定し、ステータ（２）を
車輪内の輪軸上に設ける。かつステータ或いはロータの
いずれか一方はコイルを有するものとする。パワーサプ
ライ（４１）は、コイル（４）に電流を与え、誘導電界
を発生するのに供し、直接軸受を経て導電するなどの方
式でコイル（４）に電流を供給すればよい。前述の中空
の車輪軸（５）の回りで回転するリムの両側には、軸受
を、車輪軸（５）上に設ける。

【００１３】ステータ（２）と車輪軸（５）が結合した
装置は、車輪軸（５）上に設けられ、かつステータ
（２）を車輪軸（５）上に設けるのに利用される軸受部
材（７）と、車輪軸（５）上に固定されるブレーキ部材
（８）と、を含む。該ブレーキ部材（８）は、一つのク
ラッチスイッチ（９）により操作制御され、第１位置を
保持してステータ（２）を制動するか、或いは第２位置
を保持してステータ（２）を釈放する。図中に示される
ブレーキ部材（８）は、一つのブレーキドラムである
が、もしディスク式ブレーキに変更するか、或いはその
他のブレーキ機構を有する部品しても、本発明の必要を
満たすことができる。

【００１４】前述の装置の特徴は、ブレーキ部材（８）
はつねに第１位置を保持してステータ（２）を制動する
ことであり、これにより電流を獲得し、誘導電磁力を発
生するとき、ステータ（２）はブレーキ部材（８）に制
動され回転せず、ロータ（３）に相対的な回転を行わ
せ、リムを車輪軸（５）の周りで回転させる。但し、電
流が中断する時は、クラッチスイッチ（９）を図１の仮
想線で示される第２位置に操作制御し、図２の仮想線で
示されるように、ブレーキ部材（８）を釈放し、ブレー
キ片（８１）をステータ（２）の内壁（２１）から離脱
させる。これによりステータ（２）とロータ（３）の間
は永久磁石の吸引力で互いに吸着し、且つステータ
（２）はこの時の場所で軸受部材（７）により支持さ
れ、ロータ（３）と共に回転する状態となる。これによ
り、リム（６）を推動かしてももはや永久磁石の吸引力
による抵抗を受けることがなく、即ち、リム（６）は車
輪軸（５）上で滑らかに回転する。

【００１５】

【発明の効果】前述の装置により構成される電動車輪
は、電動車椅子、電動自転車、電動自動車、及び、その
外のこれらに類似した物品の車輪中に応用できる。本発
明は、直接車輪内の駆動車輪に取り付けることができ、
また従来の方式のように別に取り付けた電動機により駆
動する必要がない。かつ電流が中断する時も、滑らかに
車輪を推動することができ、従来の電動車輪が電流中断
時に推動されることが難しかった欠点を改善する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の断面図である。

【図２】上記図１の線２−２における断面図である。

【図３】本発明のもう一つの実施例の断面図である。

【符号の説明】

（２）ステータ （３）ロータ （４）コイル
（５）車輪軸 （６）リム （７）軸受部材 （８）ブレーキ部
材 （９） クラッチスイッチ （２１）内壁 （４
１）パワーサプライ （８１） ブレーキ片

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪内の中空の車輪軸上に設置されるス
   テータと、 車輪のリム内に固定されるロータと、 を含む電動車輪であり、該ステータと該ロータのうちの
   一つにコイルを設け、 さらに、該電動車輪は電流を該コイルに供給し、該ステ
   ータと該ロータ間に電磁力を発生させるパワーサプライ
   を含み、 該車輪軸は固定され回転せず、かつ該リムは、該ステー
   タと該ロータ間に発生した電磁力により、該車輪軸上を
   回転し、 該ステータと該車輪軸は結合し、その結合装置は、該車
   輪軸上に固定され、且つ該ステータを該車輪軸上に設け
   る軸受部材と、 該車輪軸上に固定され、一つのクラッチスイッチの操作
   制御により第１位置を保持して該ステータを制動し回転
   させないか、あるいは第２位置を保持して、該ステータ
   を釈放する、ブレーキ部材と、を含む、電動車輪。
2. 【請求項２】 ステータとロータを車輪内に設置し、 ステータとロータのうち一方に電流を供給し、誘導電磁
   力を両者の間に発生させ、 中空の車輪軸が回転するリムの内周にロータを固定し、 軸受部材とブレーキ部材を車輪軸上に設置し、該軸受部
   材上にステータを設け、 一つのクラッチスイッチを設けて該ブレーキ部材を操作
   並びに制御し、第１位置と第２位置との間で往復させ、
   これら二つの位置の位置の一つの位置に該ブレーキ部材
   を保持し、 該ブレーキ部材が第１位置を保持するとき、該ブレーキ
   部材によりステータを制動する、 以上からなる、電源中断時、簡単に車輪のリムを推動で
   きる、電動車輪の誘導電磁力による直接駆動方法。
3. 【請求項３】 ステータにコイルを設ける、請求項２に
   記載の電動車輪の誘導電磁力による直接駆動方法。
4. 【請求項４】 ロータにコイルを設ける、請求項２に記
   載の電動車輪の誘導電磁力による直接駆動方法。