JP2001045729A - Motor integrated with wheel - Google Patents

Motor integrated with wheel

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JP2001045729A
JP2001045729A JP11215169A JP21516999A JP2001045729A JP 2001045729 A JP2001045729 A JP 2001045729A JP 11215169 A JP11215169 A JP 11215169A JP 21516999 A JP21516999 A JP 21516999A JP 2001045729 A JP2001045729 A JP 2001045729A
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JP
Japan
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wheel
motor
wheelchair
rotor
integrated motor
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Pending
Application number
JP11215169A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Matsui
信行 松井
Yoichi Hasebe
洋一 長谷部
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TOKYO MOOTORONIKUSU KK
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
TOKYO MOOTORONIKUSU KK
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor integrated with wheels for making a man-powered vehicle, such as a wheelchair, which is easy to carry and moreover satisfactory in quality of side. SOLUTION: With respect to this motor 10 integrated with wheels, since the motor is composed of a fixed disk 12 as a stator and wheel disks 14 as a rotor, there is not need for a space for installing the motor. Since the wheel disks 14 constitute wheels, an area for installing rotor magnets 24 required for the direct drive of the wheels is ensured, and a speed reducer is unnecessary. For this reason, the weight of the entire wheelchair can be reduced, and its width in folding can be reduced as well. Therefore, a wheelchair easy to carry can be manufactured by using the motor 10 as a drive wheel. In addition, since the rotor magnets 24 opposed to each other between the wheel disks 14 are different in magnetic properties, the magnetic force produced in the fixed wheel 12 is extremely low, so that cogging torque is not produced, and the riding quality of the wheelchair can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モータと車輪とが
一体に形成された車輪一体型モータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wheel-integrated motor in which a motor and wheels are integrally formed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、車椅子や自転車など、人力で
駆動させて走行する人力走行車に取り付けられ、上り坂
など強い駆動力を必要とする場合に動作して、人力走行
車の駆動輪等に駆動力を作用させ、上り坂を上がるのに
必要な駆動力をアシストするアシストモータがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, it is mounted on a manually driven vehicle such as a wheelchair or a bicycle that is driven and driven by human power, and is operated when a strong driving force is required, such as on an uphill, and the driving wheel of a manually driven vehicle. There is an assist motor that applies a driving force to the vehicle and assists the driving force required to climb an uphill.

【0003】このアシストモータ100としては、例え
ば、図3に示すような、円筒状に形成された回転子11
0と、この回転子110を覆うように回転子110の回
転軸と同軸の円筒状に形成された固定子120とからな
るいわゆるラジアルギャップ型のブラシレスモータ(以
下「ラジアルモータ」という)が多く用いられている。
そして、このアシストモータ100は、例えば、車椅子
の座席の下部や背もたれの後部等に取り付けられる。
The assist motor 100 includes, for example, a rotor 11 formed in a cylindrical shape as shown in FIG.
0 and a so-called radial gap type brushless motor (hereinafter referred to as a "radial motor") composed of a stator 120 formed in a cylindrical shape coaxial with the rotation axis of the rotor 110 so as to cover the rotor 110. Have been.
The assist motor 100 is attached to, for example, a lower portion of a wheelchair seat, a rear portion of a backrest, or the like.

【0004】また、このアシストモータは、車椅子など
基本的に人力を頼りに走行するものに取り付けられるも
のであるため、小型化によって軽量化が図られている。
そして小型化に伴いアシストモータのモータ径を小さく
すると、十分な駆動力が得られないため、モータと駆動
輪との間の、モータの駆動力を駆動輪に伝える伝達系に
減速器を設置し、駆動力を補っている。
Since the assist motor is mounted on a wheelchair or the like that basically relies on human power, the size of the assist motor is reduced by reducing the size.
If the motor diameter of the assist motor is reduced along with the downsizing, sufficient driving force cannot be obtained, so a speed reducer is installed in the transmission system between the motor and the driving wheels that transmits the driving force of the motor to the driving wheels. , Supplementing the driving force.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した車
椅子は、列車や自動車等に積んで持ち運ぶことができる
よう、折り畳めることが構造上要求される。
The above-mentioned wheelchair is structurally required to be folded so that it can be carried on a train or a car.

【0006】しかし、ラジアルモータからなるアシスト
モータは、駆動力を大きくしようとすると、回転軸方向
の幅(図3の紙面に対して垂直な方向の幅)を広くした
り、回転子110や固定子120の半径を大きくせねば
ならず、一方、駆動力を小さくすればするほど、ギア比
の関係から大きな減速器を用いねばならない。そのた
め、従来のアシストモータを備えた車椅子では、小型化
されたアシストモータを用いても、アシストモータと減
速器とを合わせた全体の容積及び重量を縮小することが
難しかった。そのため、従来の車椅子は、折り畳み幅を
小さくすることができず、また軽量化も図れないので、
持ち運びが不便であるという問題があった。
However, in order to increase the driving force, the assist motor including the radial motor increases the width in the rotation axis direction (width in the direction perpendicular to the plane of FIG. The radius of the child 120 must be increased, while the smaller the driving force, the larger the speed reducer must be used due to the gear ratio. Therefore, in a wheelchair provided with a conventional assist motor, it has been difficult to reduce the overall volume and weight of the assist motor and the speed reducer in total, even if a downsized assist motor is used. For this reason, conventional wheelchairs cannot be reduced in folding width and weight cannot be reduced.
There was a problem that it was inconvenient to carry.

【0007】また一方、一般にラジアルモータは、固定
子に鉄心を有するためコギングが発生し易いことが知ら
れている。
On the other hand, it is generally known that cogging is likely to occur in a radial motor because the stator has an iron core.

【0008】これは、例えば図3のラジアルモータで
は、固定子120を構成するステータコア122が磁気
回路を形成し、回転子110のドラム表面に設けられた
N極のロータ磁石112Nから出た磁束のほとんどが、
ステータコア122を通ってS極のロータ磁石112S
に入り、その結果、ステータコア122に磁束が入る地
点(例えばα点)と出る地点(例えばβ点)とにそれぞ
れNあるいはSの極性が生じるからである。そして、そ
の生じた極性によって、ステータコア122とロータ磁
石112とが引き合い、あるいは反発しあって、その吸
引力と反発力とが釣り合うロータ位置が安定する安定点
が形成されるからである。例えば、図3に例示したラジ
アルモータでは、ロータ磁石が回転子に16枚、界磁コ
イルが回旋された突極が12あるので、安定点が16と
12の最小公倍数である48カ所に形成される。
For example, in the radial motor shown in FIG. 3, the stator core 122 forming the stator 120 forms a magnetic circuit, and the magnetic flux emitted from the N-pole rotor magnet 112N provided on the drum surface of the rotor 110 is Mostly,
S-pole rotor magnet 112S passing through stator core 122
This is because, as a result, N or S polarity is generated at a point (for example, point α) and a point (for example, point β) where magnetic flux enters the stator core 122. Then, the generated polarity causes the stator core 122 and the rotor magnet 112 to attract or repel each other, thereby forming a stable point at which the rotor position where the attractive force and the repulsive force are balanced is stabilized. For example, in the radial motor illustrated in FIG. 3, the rotor has 16 rotor magnets and the field coil has 12 salient poles, so that the stable points are formed at 48 locations, which are the least common multiple of 16 and 12. You.

【0009】つまり、このような安定点が形成されるラ
ジアルモータでは、安定点で停止している回転子110
を動かそうとすると、回転子110はその動かそうとす
る力に反発して、元の位置(安定点)に戻ろうとする力
が発生し、逆にある地点を越えると、逆に次の安定点ま
で進めようとする力が発生する。そのため、回転子11
0が、慣性力により回転が安定するまで、安定点をとび
とびに移動するように回転し、いわゆるコギングが発生
するのである。
In other words, in the radial motor having such a stable point, the rotor 110 stopped at the stable point
When the rotor 110 is to be moved, the rotor 110 repels the force to be moved and generates a force to return to the original position (stable point). A force is generated that attempts to advance to the point. Therefore, the rotor 11
0 rotates so as to move discretely at a stable point until the rotation is stabilized by the inertial force, and so-called cogging occurs.

【0010】従って、このラジアルモータをアシストモ
ータとして備えた車椅子は、乗り心地が悪く、又電源を
切った状態で押そうとしても、このマグネットによるコ
ギングトルクの為、負荷となり重くなってしまうという
問題があった。
Therefore, a wheelchair provided with this radial motor as an assist motor has a problem that the ride comfort is poor, and even if the power is turned off, the load becomes heavy due to the cogging torque caused by the magnet. was there.

【0011】そこで、本発明では、持ち運びし易く、し
かも、乗り心地がよく、しかも軽く押せる車椅子等の人
力走行車を作成するための車輪一体型モータを提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wheel-integrated motor for making a human-powered vehicle such as a wheelchair which is easy to carry, has good riding comfort, and can be pushed lightly.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の発明は、請求項1に示すように、車体に固定された車
軸に回転自在に取り付けられ、中心軸が前記車軸の中心
軸上にある一対のホイールディスクを近設させてなる車
輪と、前記ホイールディスクの間に形成される近設空間
内に配置され、前記車軸に固定された固定ディスクと、
前記固定ディスクの板面に設けられた界磁コイルと、該
界磁コイルと対向する前記ホイールディスクの板面に設
けられたロータ磁石とを備え、前記車輪をロータ、前記
固定ディスクをステータとして動作することを特徴とす
る車輪一体型モータである。
According to a first aspect of the present invention, an axle fixed to a vehicle body is rotatably mounted on a vehicle, and a center axis of the vehicle is set on a center axis of the axle. A wheel having a pair of wheel discs disposed close to each other, and a fixed disc disposed in a close space formed between the wheel discs and fixed to the axle;
A field coil provided on a plate surface of the fixed disk; and a rotor magnet provided on a plate surface of the wheel disk facing the field coil, wherein the wheel operates as a rotor and the fixed disk operates as a stator. This is a wheel-integrated motor.

【0013】この請求項1記載の車輪一体型モータは、
固定ディスクに設置された界磁コイルに電力を供給する
と、ホイールディスクに設けられたロータ磁石が駆動力
を受け、その結果ホイールディスクが回転する。すなわ
ち、請求項1記載の車輪一体型モータは、固定ディスク
がステータ、ホイールディスクがロータとしてモータを
構成し、また、ホイールディスクが車輪を構成している
のである。従って、この請求項1記載の車輪一体型モー
タは、モータと車輪とが一体に構成されているので、外
部にモータを設置するための取付スペースが不要であ
る。
The wheel-integrated motor according to claim 1 is
When electric power is supplied to the field coil provided on the fixed disk, a rotor magnet provided on the wheel disk receives a driving force, and as a result, the wheel disk rotates. That is, in the wheel-integrated motor according to the first aspect, the fixed disk constitutes the motor as the stator, the wheel disk constitutes the rotor, and the wheel disk constitutes the wheels. Therefore, in the wheel-integrated motor according to the first aspect, since the motor and the wheel are integrally formed, an external mounting space for installing the motor is unnecessary.

【0014】また、この請求項1記載の車輪一体型モー
タは、ホイールディスクが車輪を構成しているので、車
輪の半径方向に平行な平面を利用して、車輪を直接駆動
する駆動力を得るのに必要なロータ磁石を設置する面積
を確保することができる。従って、この請求項1記載の
車輪一体型モータは、減速器に相当する装置が不要であ
る。
Further, in the wheel-integrated motor according to the first aspect, since the wheel disk constitutes the wheel, a driving force for directly driving the wheel is obtained by using a plane parallel to the radial direction of the wheel. Thus, an area for installing the rotor magnet required for the above can be secured. Therefore, the wheel-integrated motor according to the first aspect does not require a device corresponding to a speed reducer.

【0015】そのため、請求項1記載の車輪一体型モー
タを車椅子等の人力走行車の駆動輪として用いると、減
速器を省略できるので、人力走行車全体の重量を軽くす
ることができ、また、車椅子等のように折り畳んで運搬
する必要のある人力走行車に取り付けると、モータや減
速器を設置するための取付スペースが不要なので、折畳
み幅を小さくすることができる。
Therefore, when the wheel-integrated motor according to the first aspect is used as a driving wheel of a human-powered vehicle such as a wheelchair, a speed reducer can be omitted, so that the weight of the entire human-powered vehicle can be reduced. When mounted on a human-powered traveling vehicle that needs to be folded and transported, such as a wheelchair, a mounting space for installing a motor and a speed reducer is unnecessary, so that the folding width can be reduced.

【0016】従って、この請求項1記載の車輪一体型モ
ータを人力走行車の駆動輪として用いると、持ち運びが
便利な人力走行車を提供することができる。
Therefore, when the wheel-integrated motor according to the first aspect is used as a drive wheel of a human-powered vehicle, a portable human-powered vehicle can be provided.

【0017】尚、人力走行車には、車椅子のほかに自転
車等人力で走行する車両全てを含む。
Note that the human-powered vehicles include all vehicles that run manually, such as bicycles, in addition to wheelchairs.

【0018】また、請求項1記載の車輪一体型モータ
は、固定子に鉄心等の強磁性体を有しないいわゆるコア
レス構造のため、無励磁の状態で回転してもコギングト
ルクは全く発生しない。このため請求項1記載の車輪一
体型モータを車椅子等の人力走行車に用いた場合には、
従来の人力走行車に比べ乗り心地がよく、又コギングト
ルクによる負荷がかからないので軽く押すことができ
る。
Further, since the wheel-integrated motor according to the first aspect has a so-called coreless structure in which the stator does not have a ferromagnetic material such as an iron core, no cogging torque is generated even when the motor is rotated in a non-excited state. Therefore, when the wheel-integrated motor according to claim 1 is used in a human-powered vehicle such as a wheelchair,
Riding comfort is better than that of a conventional man-powered vehicle, and a load can be lightly applied because a load due to cogging torque is not applied.

【0019】次に、請求項2記載の車輪一体型モータ
は、請求項1記載の車輪一体型モータにおいて、前記ロ
ータ磁石が、希土類元素からなる材料を用いた磁石であ
ることを特徴とする。
Next, a wheel-integrated motor according to a second aspect is characterized in that, in the wheel-integrated motor according to the first aspect, the rotor magnet is a magnet using a material made of a rare earth element.

【0020】この請求項2記載の車輪一体型モータで
は、フェライト等に比べ強力な磁力を発生する希土類元
素からなる材料の磁石を用いているので、フェライト等
からなる従来のロータ磁石に比べて、必要な磁力を得る
のにロータ磁石そのものの大きさ及び重量を、薄くしか
も軽量にすることができる。
In the wheel-integrated motor according to the second aspect, since a magnet made of a material made of a rare earth element which generates a stronger magnetic force than ferrite or the like is used, compared with a conventional rotor magnet made of ferrite or the like, In order to obtain the required magnetic force, the size and weight of the rotor magnet itself can be reduced in thickness and weight.

【0021】従って、この請求項2記載の車輪一体型モ
ータを車椅子に適用すると、車椅子の折畳み幅を更に小
さくすることができ、しかも当該車輪一体型モータを適
用した車椅子を含む人力走行車の重量を軽くすることが
できるので、持ち運びに便利な人力走行車を提供するこ
とができる。
Therefore, when the wheel-integrated motor according to claim 2 is applied to a wheelchair, the folding width of the wheelchair can be further reduced, and the weight of a human-powered vehicle including the wheelchair to which the wheel-integrated motor is applied. Therefore, it is possible to provide a man-powered vehicle that is easy to carry.

【0022】次に、請求項3記載の車輪一体型モータ
は、請求項1,2何れか記載の車輪一体型モータにおい
て、前記一対のホイールディスクのそれぞれには、極性
の異なる前記ロータ磁石が前記ホイールディスクの円周
方向に沿って交互に配置され、しかも、前記一対のホイ
ールディスクは、該両ホイールディスク間で対向する前
記ロータ磁石の極性が異なるように位置決めされている
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a wheel-integrated motor according to any one of the first and second aspects, wherein the rotor magnets having different polarities are respectively provided on the pair of wheel discs. The pair of wheel discs are alternately arranged along the circumferential direction of the wheel discs, and the pair of wheel discs are positioned so that the opposite polarity of the rotor magnets is different between the two wheel discs.

【0023】ロータ磁石から出た磁束はできるだけ多く
コイルを垂直に通過することが必要である。この請求項
3記載の車輪一体型モータでは、図4に示すように、ホ
イールディスク間で対向するロータ磁石の極性が異なる
ので、一方の側のホイールディスクに取り付けられたロ
ータ磁石から出た磁束のほとんどが、他方の側のホイー
ルディスクに取り付けられたロータ磁石に入る。
It is necessary that the magnetic flux emanating from the rotor magnet pass vertically through the coil as much as possible. In the wheel-integrated motor according to the third aspect, as shown in FIG. 4, since the polarity of the rotor magnets facing each other is different between the wheel discs, the magnetic flux generated from the rotor magnet attached to one of the wheel discs is reduced. Most enters the rotor magnet mounted on the other side of the wheel disc.

【0024】もし対向する位置にホイールディスクが無
いと、同一ホイールディスクの磁性が異なる部分の境目
付近ではコイルを通過せずに隣の極へ漏れる磁束が多く
なり、発生トルクとして有効に働かないため効率が悪く
なってしまう。
If there is no wheel disc at the opposing position, the magnetic flux leaking to the adjacent pole without passing through the coil increases near the boundary of the portion where the magnetism of the same wheel disc is different, so that it does not work effectively as generated torque. Efficiency gets worse.

【0025】さらにこの2対のホイールディスクは共に
一体で回転するため、双方のロータ磁石間で磁束の変化
は発生しない。従って高速で回転しても渦電流の発生が
なく損失を低減することができる。
Further, since the two pairs of wheel discs rotate together, no change in magnetic flux occurs between the two rotor magnets. Therefore, even if the motor rotates at a high speed, no eddy current is generated and the loss can be reduced.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下本発明が適用された一実施例
について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment to which the present invention is applied will be described below.

【0027】ここで図1は、本実施例の車輪一体型モー
タが適用された車椅子の一部透過斜視図である。
FIG. 1 is a partially transparent perspective view of a wheelchair to which the wheel-integrated motor of this embodiment is applied.

【0028】この車椅子1は、主に、図1に示すよう
に、左右の側枠30及び、これら側枠30を折り畳み可
能に連結する座シート支持枠32からなる車体フレーム
3と、この車体フレーム3に取り付けられ、人力で駆動
力を与えることができる駆動輪10と、補助輪5と、座
椅子部7とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the wheelchair 1 mainly includes a body frame 3 including left and right side frames 30 and a seat supporting frame 32 for connecting the side frames 30 so as to be foldable. 3, and includes a driving wheel 10, which can provide a driving force by human power, an auxiliary wheel 5, and a chair 7.

【0029】また図示してはいないが、本実施例の車椅
子1は、バッテリと、坂道等、駆動輪を駆動する駆動力
が通常より多く必要なアシストタイミングを検知する公
知の検知装置とを備え、この検知装置がアシストタイミ
ングを検知したら、バッテリから駆動輪10を動かすた
めの電力が供給される構成になっている。
Although not shown, the wheelchair 1 of the present embodiment includes a battery and a known detecting device for detecting an assist timing, such as a hill, that requires a driving force for driving the driving wheels that is higher than usual. When the detection device detects the assist timing, power for moving the driving wheels 10 is supplied from the battery.

【0030】そして、本実施例の車輪一体型モータは、
このように構成された車椅子の駆動輪10として用いら
れる。以下車輪一体型モータも記号10で表す。
The wheel-integrated motor of this embodiment is
It is used as the drive wheel 10 of the wheelchair thus configured. Hereinafter, the wheel-integrated motor is also denoted by reference numeral 10.

【0031】次に、本実施例の車輪一体型モータ10に
ついて説明する。
Next, the wheel-integrated motor 10 of this embodiment will be described.

【0032】ここで図2(a)は、本実施例の車輪一体
型モータの平面図、図2(b)はそのA−A’断面図で
ある。尚、図2(a)は、B−B’線より上の部分が、
車体フレームに対し最も外側のホイールディスク14を
外した平面図、BーB’線より上が固定ディスク12を
も取り外した平面図である。
Here, FIG. 2A is a plan view of the wheel-integrated motor of this embodiment, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. In FIG. 2A, the portion above the line BB ′ is
FIG. 3 is a plan view of the vehicle body frame with an outermost wheel disc removed, and a plan view above the line BB ′ with the fixed disc removed.

【0033】この車輪一体型モータ10は、図2に示す
ように、円盤状に形成され、その円盤の中心軸と、車体
フレーム3の側枠30に固定された車軸11の中心軸と
が一致するように車軸11に固定された固定ディスク1
2と、円盤状に形成され、その円盤の中心軸と車軸11
の中心軸とが一致するように取り付けられ、ベアリング
b1〜b4を用いて車軸11に対し回転自在に取り付け
られかつ、固定ディスク12を挟むように取り付けら
れ、また、互いに近設して車軸11に取り付けられた一
対のホイールディスク14とを備えている。このうちホ
イールディスク14は、固定ディスク12よりも直径が
大きな円盤状に形成され、固定ディスク12が一対のホ
イールディスク14により形成される近設空間a内に完
全に収まる大きさに形成されている。
As shown in FIG. 2, the wheel-integrated motor 10 is formed in a disc shape, and the center axis of the disc coincides with the center axis of the axle 11 fixed to the side frame 30 of the body frame 3. Fixed disk 1 fixed to axle 11
2 and a disk, the center axis of the disk and the axle 11
Are mounted so as to coincide with the center axis of the axle 11, are rotatably mounted on the axle 11 using the bearings b1 to b4, and are mounted so as to sandwich the fixed disk 12, and are disposed close to each other on the axle And a pair of wheel discs 14 attached thereto. The wheel disk 14 is formed in a disk shape having a diameter larger than that of the fixed disk 12, and is formed in such a size that the fixed disk 12 is completely contained in the near space a formed by the pair of wheel disks 14. .

【0034】また車輪一体型モータ10は、ホイールデ
ィスク14の外周部に取り付けられたホイールリム16
と、このホイールリム16に取り付けられたゴムチュー
ブ製のタイヤ18とからなる。
The wheel-integrated motor 10 includes a wheel rim 16 mounted on an outer peripheral portion of the wheel disc 14.
And a rubber tube tire 18 attached to the wheel rim 16.

【0035】さらに、この車輪一体型モータ10は、車
椅子1に載っている使用者が手で駆動力を与えるための
ハンドリム20が備えられている。このハンドリム20
は、ホイールディスク14の外周端部に、ホイールリム
16と共に固定ピンPを使って固定される。
Further, the wheel-integrated motor 10 is provided with a hand rim 20 for a user on the wheelchair 1 to give a driving force by hand. This hand rim 20
Is fixed to the outer peripheral end of the wheel disk 14 together with the wheel rim 16 using a fixing pin P.

【0036】ところで、このように構成された車輪一体
型モータ10のうち、固定ディスク12には、図2
(a)に示すように、角部が丸まった長方形状に形成さ
れた複数の界磁コイル22が複数設置されている。この
界磁コイル22は、その長手方向が固定ディスク12の
半径方向と一致するように、かつ円周方向に沿って複数
配置されている。
Meanwhile, in the wheel-integrated motor 10 thus configured, the fixed disk 12
As shown in (a), a plurality of field coils 22 formed in a rectangular shape with rounded corners are provided. A plurality of the field coils 22 are arranged along the circumferential direction such that the longitudinal direction thereof coincides with the radial direction of the fixed disk 12.

【0037】一方、ホイールディスク14には、略長方
形状に形成された極性の異なるロータ磁石24が、ホイ
ールディスク14の円周方向に沿ってバックヨーク26
を介して複数設置されている。また、このロータ磁石2
4は、その長手方向がホイールディスク14の半径方向
と略一致するように、かつ円周方向に沿うように取り付
けられている。さらに、このロータ磁石24は、両ホイ
ールディスク14間で対向するロータ磁石24の極性が
異なるように配置されている。
On the other hand, a rotor magnet 24 having a substantially rectangular shape and different polarities is provided on the wheel disk 14 along a back yoke 26 along the circumferential direction of the wheel disk 14.
Are installed through the Internet. Also, this rotor magnet 2
4 is attached so that its longitudinal direction substantially coincides with the radial direction of the wheel disk 14 and along the circumferential direction. Further, the rotor magnets 24 are arranged such that the opposite polarities of the rotor magnets 24 between the two wheel disks 14 are different.

【0038】尚、このロータ磁石22は希土類元素から
なる厚さ4mmの磁石であり、具体的には、例えばNd-F
e-B を材料とする。
The rotor magnet 22 is a magnet made of a rare earth element and having a thickness of 4 mm. Specifically, for example, Nd-F
eB is used as the material.

【0039】以上のように構成された車輪一体型モータ
10では、固定ディスク12に設置された界磁コイル2
2に電力を供給すると、ホイールディスク14に設けら
れたロータ磁石24が駆動力を受け、その結果ホイール
ディスク14が回転する。この動作は、従来のアキシャ
ル型のブラシレスモータと全く同様であり、本実施例の
車輪一体型モータ10は、固定ディスク12がステー
タ、ホイールディスク14がロータとしてモータを構成
しているのである。またこの車輪一体型モータ10で
は、ホイールディスク14が車輪の一部を構成している
ので、本実施例の車輪一体型モータ10は、モータと車
輪とが一体に構成されたものということができる。
In the wheel-integrated motor 10 configured as described above, the field coil 2 mounted on the fixed disk 12
When power is supplied to the wheel 2, the rotor magnet 24 provided on the wheel disk 14 receives a driving force, and as a result, the wheel disk 14 rotates. This operation is exactly the same as that of a conventional axial type brushless motor. In the wheel-integrated motor 10 of this embodiment, the fixed disk 12 constitutes a stator and the wheel disk 14 constitutes a motor. Further, in the wheel-integrated motor 10, since the wheel disk 14 constitutes a part of the wheel, the wheel-integrated motor 10 of the present embodiment can be said to be one in which the motor and the wheel are integrally formed. .

【0040】以上説明した車輪一体型モータ10を備え
た車椅子1を用いると以下の様な効果がある。
The use of the wheelchair 1 having the above-described wheel-integrated motor 10 has the following effects.

【0041】まず、本実施例の車輪一体型モータ10
は、モータと車輪とが一体に構成されているので、外部
にモータを設置するための取付スペースが不要である。
First, the wheel-integrated motor 10 of the present embodiment
Since the motor and the wheels are integrally formed, no mounting space for installing the motor outside is required.

【0042】また、本実施例の車輪一体型モータ10
は、ホイールディスク14が車輪を構成しているので、
車輪の半径方向に平行な平面を利用して、車輪を直接駆
動する駆動力を得るのに必要なロータ磁石24を設置す
る面積を確保することができる。従って、本実施例の車
輪一体型モータ10は、減速器に相当する装置が不要で
ある。
The wheel-integrated motor 10 of this embodiment
Since the wheel disk 14 constitutes a wheel,
By utilizing a plane parallel to the radial direction of the wheel, it is possible to secure an area for installing the rotor magnet 24 necessary for obtaining a driving force for directly driving the wheel. Accordingly, the wheel-integrated motor 10 of the present embodiment does not require a device corresponding to a speed reducer.

【0043】また、本実施例の車輪一体型モータ10
は、固定子に相当する固定ディスク12に鉄心等の強磁
性体を有しないいわゆるコアレス構造のため、無励磁の
状態で回転してもコギングトルクは全く発生しない。こ
のため本実施例の車輪一体型モータ10を車椅子1等の
人力走行車に用いた場合には、従来の人力走行車に比べ
乗り心地がよく、又コギングトルクによる負荷がかから
ないので軽く押すことができる。
The wheel-integrated motor 10 according to the present embodiment
Is a so-called coreless structure in which the stationary disk 12 corresponding to the stator does not have a ferromagnetic material such as an iron core, so that no cogging torque is generated at all even when rotated in a non-excited state. For this reason, when the wheel-integrated motor 10 of this embodiment is used for a human-powered vehicle such as a wheelchair 1, the riding comfort is better than that of a conventional human-powered vehicle, and a light pushing is possible because no load due to cogging torque is applied. it can.

【0044】さらに、本実施例の車輪一体型モータ10
は、フェライト等に比べ強力な磁力を発生する希土類元
素からなる材料の磁石をロータ磁石24として用いてい
る。従って、本実施例の車輪一体型モータ10は、フェ
ライト等からなる従来のロータ磁石に比べて、必要な磁
力を得るのにロータ磁石24そのものの大きさ及び重量
を、薄くしかも軽くすることができる。
Further, the wheel-integrated motor 10 of the present embodiment
Uses a magnet made of a material made of a rare earth element which generates a stronger magnetic force than ferrite or the like as the rotor magnet 24. Therefore, in the wheel-integrated motor 10 of the present embodiment, the size and weight of the rotor magnet 24 itself can be made thinner and lighter in order to obtain a necessary magnetic force, as compared with a conventional rotor magnet made of ferrite or the like. .

【0045】また、さらに、本実施例の車輪一体型モー
タ10では、図4に示すように、ホイールディスク14
間で対向するロータ磁石24の極性が異なるので、一方
の側のホイールディスク14に取り付けられたロータ磁
石24から出た磁束のほとんどが、他方の側のホイール
ディスク14に取り付けられたロータ磁石24に入る。
もし対向する位置にホイールディスク14が無いと、同
一ホイールディスク14の磁性が異なる部分の境目付近
ではコイルを通過せずに隣の極へ漏れる磁束が多くな
り、発生トルクとして有効に働かないため効率が悪くな
ってしまう。さらにこの2対のホイールディスク14は
共に一体で回転するため、双方のロータ磁石24間で磁
束の変化は発生しない。従って高速で回転しても渦電流
の発生がなく損失を低減することができる。
Further, in the wheel-integrated motor 10 of the present embodiment, as shown in FIG.
Since the polarities of the rotor magnets 24 facing each other are different, most of the magnetic flux coming out of the rotor magnets 24 attached to the wheel disc 14 on one side is transmitted to the rotor magnets 24 attached to the wheel disc 14 on the other side. enter.
If there is no wheel disc 14 at the opposing position, the magnetic flux leaking to the next pole without passing through the coil near the boundary of the portion where the magnetism of the same wheel disc 14 is different increases, and it does not work effectively as generated torque, so efficiency Gets worse. Furthermore, since the two pairs of wheel discs 14 rotate together, no change in magnetic flux occurs between the two rotor magnets 24. Therefore, even if the motor rotates at a high speed, no eddy current is generated and the loss can be reduced.

【0046】そのため、以上述べた本実施例の車輪一体
型モータ10を車椅子1の駆動輪として用いると、減速
器を省略できるので、車椅子1全体の重量を軽くするこ
とができ、さらに、希土類材料を用いてロータ磁石24
の重量の低減を図っているので、車椅子1全体の重量を
より軽くすることができる。また、本実施例の車輪一体
型モータ10を車椅子1の駆動輪として用いると、モー
タや減速器を設置するための取付スペースが不要なの
で、折畳み幅を小さくすることができる。従って、本実
施例の車輪一体型モータ10を車椅子1の駆動輪として
用いると、従来の車椅子に比べ、持ち運びし易い車椅子
を製作することができるのである。
Therefore, if the wheel-integrated motor 10 of the present embodiment described above is used as a driving wheel of the wheelchair 1, a reduction gear can be omitted, so that the weight of the entire wheelchair 1 can be reduced, and furthermore, the rare earth material can be reduced. Using the rotor magnet 24
Since the weight of the wheelchair 1 is reduced, the weight of the entire wheelchair 1 can be further reduced. Further, when the wheel-integrated motor 10 of this embodiment is used as a drive wheel of the wheelchair 1, the folding width can be reduced because no mounting space is required for installing the motor and the speed reducer. Therefore, when the wheel-integrated motor 10 of this embodiment is used as a drive wheel of the wheelchair 1, a wheelchair that is more portable than a conventional wheelchair can be manufactured.

【0047】また、本実施例の車輪一体型モータ10を
車椅子1の駆動輪として用いると、コギングが全く生じ
ないので、従来の車椅子に比べ乗り心地をよく、しかも
人力走行した時は軽く押すことができる。
When the wheel-integrated motor 10 of this embodiment is used as a driving wheel of the wheelchair 1, no cogging occurs, so that the riding comfort is better than that of a conventional wheelchair, and the driver pushes lightly when running manually. Can be.

【0048】尚、上記実施例では車椅子について説明し
たが、自転車をはじめとする人力で走行する人力走行車
に適用できることはもちろんである。
Although the wheelchair has been described in the above embodiment, it is needless to say that the present invention can be applied to a human-powered vehicle such as a bicycle that runs manually.

【0049】また、上記実施例では、アシスト機能を有
する車椅子に適用した例について説明したが、このよう
な車椅子をはじめとする人力走行車ばかりでなく、人力
を用いずに走行するもの(電動車椅子等)に用いていも
よいことはもちろんである。
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a wheelchair having an assist function is described. Etc.) may be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本実施例の車輪一体型モータを適用した車椅
子の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a wheelchair to which a wheel-integrated motor according to an embodiment is applied.

【図2】 本実施例の車輪一体型モータの平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of the wheel-integrated motor according to the embodiment.

【図3】 従来のアシストモータの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a conventional assist motor.

【図4】 本実施例及び請求項3の発明において、車輪
一体型モータで発生する磁束の向きを説明するための説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a direction of a magnetic flux generated by a wheel-integrated motor in the embodiment and the invention according to claim 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…車椅子、3…車体フレーム、5…補助輪、7…座椅
子部、10…駆動輪、車輪一体型モータ、12…固定デ
ィスク、14…ホイールディスク、16…ホイールリ
ム、18…タイヤ、20…ハンドリム、22…界磁コイ
ル、24…ロータ磁石、26…バックヨーク、30…側
枠、32…座シート支持枠、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wheelchair, 3 ... Body frame, 5 ... Auxiliary wheel, 7 ... Seat chair part, 10 ... Drive wheel, wheel integrated motor, 12 ... Fixed disc, 14 ... Wheel disc, 16 ... Wheel rim, 18 ... Tire, 20: Hand rim, 22: Field coil, 24: Rotor magnet, 26: Back yoke, 30: Side frame, 32: Seat seat support frame,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H621 AA02 BB02 BB06 BB07 GB03 HH01 JK07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H621 AA02 BB02 BB06 BB07 GB03 HH01 JK07

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車体に固定された車軸に回転自在に取り
付けられ、中心軸が前記車軸と同軸上にある一対のホイ
ールディスクを近設させてなる車輪と、 前記ホイールディスクの間に形成される近設空間内に配
置され、前記車軸に固定された固定ディスクと、 前記固定ディスクの板面に設けられた界磁コイルと、 該界磁コイルと対向する前記ホイールディスクの板面に
設けられたロータ磁石とを備え、 前記車輪をロータ、前記固定ディスクをステータとして
動作する車輪一体型モータ。
1. A wheel, which is rotatably mounted on an axle fixed to a vehicle body and has a central axis disposed close to a pair of wheel discs coaxial with the axle, and is formed between the wheel discs. A fixed disk disposed in the near space and fixed to the axle; a field coil provided on a plate surface of the fixed disk; and a field coil provided on a plate surface of the wheel disk opposed to the field coil. A wheel-integrated motor comprising: a rotor magnet; and operating the wheel as a rotor and the fixed disk as a stator.
【請求項2】 請求項1記載の車輪一体型モータにおい
て、 前記ロータ磁石は、 希土類元素からなる材料を用いた磁石であることを特徴
とする車輪一体型モータ。
2. The wheel-integrated motor according to claim 1, wherein the rotor magnet is a magnet using a material made of a rare earth element.
【請求項3】 請求項1,2何れか記載の車輪一体型モ
ータにおいて、 前記一対のホイールディスクのそれぞれには、極性の異
なる前記ロータ磁石が前記ホイールディスクの円周方向
に沿って交互に配置され、 しかも、前記一対のホイールディスクは、該両ホイール
ディスク間で対向する前記ロータ磁石の極性が異なるよ
うに位置決めされていることを特徴とする車輪一体型モ
ータ。
3. The wheel-integrated motor according to claim 1, wherein the rotor magnets having different polarities are alternately arranged on each of the pair of wheel disks along a circumferential direction of the wheel disk. In addition, the pair of wheel discs are positioned so that the polarity of the rotor magnets facing each other is different between the two wheel discs.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007037884A (en) * 2005-08-05 2007-02-15 Yamaha Motor Co Ltd Electric small vehicle
JP2009057755A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Sumitomo Heavy Ind Ltd Automatic door driving source

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