JP2001339812A - 電動車 - Google Patents
電動車Info
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- JP2001339812A JP2001339812A JP2000347300A JP2000347300A JP2001339812A JP 2001339812 A JP2001339812 A JP 2001339812A JP 2000347300 A JP2000347300 A JP 2000347300A JP 2000347300 A JP2000347300 A JP 2000347300A JP 2001339812 A JP2001339812 A JP 2001339812A
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- JP
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- wheel
- motor
- voltage
- electric motor
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Motor Power Transmission Devices (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
より簡単な機構で電動車の車輪外周部を確実に駆動す
る。特にリム近傍のギア駆動、ローラ駆動を車輪の薄さ
を犠牲にすることなく駆動する。また、回生・ソーラ・
風力などの変動エネルギーを、直接蓄電器(池)に蓄え
て利用する。たとえば、ソーラ・風力などで蓄えられた
エネルギーを電気自動車などに供給する給電機が実現す
る。また、介護者にも負担の少ない電動車椅子を可能に
する。 【目的】 よりシンプルで安価な電気自転車、電動車椅
子の実現。新交通システム(電気自動車+給電機)の実
用化。介護者にも負担の少ない電動車椅子の実現。 【構成】 車輪外周駆動装置、充放電装置、電動車椅子
る。特にリム近傍のギア駆動、ローラ駆動を車輪の薄さ
を犠牲にすることなく駆動する。また、回生・ソーラ・
風力などの変動エネルギーを、直接蓄電器(池)に蓄え
て利用する。たとえば、ソーラ・風力などで蓄えられた
エネルギーを電気自動車などに供給する給電機が実現す
る。また、介護者にも負担の少ない電動車椅子を可能に
する。 【目的】 よりシンプルで安価な電気自転車、電動車椅
子の実現。新交通システム(電気自動車+給電機)の実
用化。介護者にも負担の少ない電動車椅子の実現。 【構成】 車輪外周駆動装置、充放電装置、電動車椅子
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は 電動自転車、電動
車椅子、三輪車、カート、電気自動車などの電動車の車
輪駆動装置に関する。
車椅子、三輪車、カート、電気自動車などの電動車の車
輪駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電動車の駆動方式としては、従来からモ
ータを用いたクランク軸駆動、ハブ駆動、車輪外周駆動
などの方式が知られている。モータは、高速回転・低ト
ルクなので、前記2つの駆動方式では中間ギアを設け、
低速回転・高トルクにするのが一般的である。しかし、
自転車、車椅子などは電動化した場合、全体重量が軽い
こと、価格が安いこと、効率が良いことが、自動車に比
べ重要であるが、中間ギアの存在はいずれの点からも好
ましくない。そこで、まれに、ギア無しモータで直接ハ
ブ軸を駆動する電気自転車が出現したが、モータが特殊
で高価であり、又効率も悪い。そのために同じ距離を走
るのに必要なバッテリ容量が大きくなり、価格が高くな
る。中間ギアのない典型的駆動法として、車輪外周を駆
動する方法がある。しかし、一般的に車輪はぶれるの
で、車輪面と直角方向のリム上にギアを設けて駆動する
方法が提案されているが、自転車などでは、モータなど
で車輪幅が損なわれ、スマートでない。
ータを用いたクランク軸駆動、ハブ駆動、車輪外周駆動
などの方式が知られている。モータは、高速回転・低ト
ルクなので、前記2つの駆動方式では中間ギアを設け、
低速回転・高トルクにするのが一般的である。しかし、
自転車、車椅子などは電動化した場合、全体重量が軽い
こと、価格が安いこと、効率が良いことが、自動車に比
べ重要であるが、中間ギアの存在はいずれの点からも好
ましくない。そこで、まれに、ギア無しモータで直接ハ
ブ軸を駆動する電気自転車が出現したが、モータが特殊
で高価であり、又効率も悪い。そのために同じ距離を走
るのに必要なバッテリ容量が大きくなり、価格が高くな
る。中間ギアのない典型的駆動法として、車輪外周を駆
動する方法がある。しかし、一般的に車輪はぶれるの
で、車輪面と直角方向のリム上にギアを設けて駆動する
方法が提案されているが、自転車などでは、モータなど
で車輪幅が損なわれ、スマートでない。
【0003】ところで、自転車、車椅子など軽い乗り物
の車輪駆動装置においては、装置の電源であるバッテリ
への充電は、別置きの充電器で行う場合が多い。確か
に、バッテリだけ持ち運べば機能するので、便利な面も
あるが重いバッテリの落下、故障、全体のコストアップ
の欠点がある。一方、電気自動車などの多くは、回生機
能を有する。いわゆるブレーキをかけるとき、モータを
発電機として利用し、電力をバッテリに蓄えようとする
機能である。ところが発電電圧はバッテリ電圧より低い
ためにバッテリへの充電ができず、このため、従来、昇
圧回路が必要であり、重いトランスや複雑な回路を使用
していた。
の車輪駆動装置においては、装置の電源であるバッテリ
への充電は、別置きの充電器で行う場合が多い。確か
に、バッテリだけ持ち運べば機能するので、便利な面も
あるが重いバッテリの落下、故障、全体のコストアップ
の欠点がある。一方、電気自動車などの多くは、回生機
能を有する。いわゆるブレーキをかけるとき、モータを
発電機として利用し、電力をバッテリに蓄えようとする
機能である。ところが発電電圧はバッテリ電圧より低い
ためにバッテリへの充電ができず、このため、従来、昇
圧回路が必要であり、重いトランスや複雑な回路を使用
していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる欠点を
解決しようとするものであり、車輪外周駆動装置におい
て、駆動しない時は軽く空転でき、駆動時には確実に駆
動でき、かつ車輪部全体が薄い駆動機構を提案する。よ
り安価でノイズの少ない充放電(制御)装置を提案す
る。風車、ソーラ、モータ回生、の電圧を効率よく回収
する充放電装置搭載の電動車を提案する。また、電動車
椅子を、介護者と被介護者が共通レバーで操作できる機
構を提案する。
解決しようとするものであり、車輪外周駆動装置におい
て、駆動しない時は軽く空転でき、駆動時には確実に駆
動でき、かつ車輪部全体が薄い駆動機構を提案する。よ
り安価でノイズの少ない充放電(制御)装置を提案す
る。風車、ソーラ、モータ回生、の電圧を効率よく回収
する充放電装置搭載の電動車を提案する。また、電動車
椅子を、介護者と被介護者が共通レバーで操作できる機
構を提案する。
【0005】
【課題を解決するための手段】「図1」は、自転車や車
椅子「図11」などの車輪外周駆動装置の断面概要図で
あり、同図で、1は車輪のタイヤ、2はリム、3はスポ
ーク〈リム側)、4はモータ、5は駆動ギア、6はリン
グギア、8Aはガイド支柱、9は支点、10、11はガ
イドローラである。まず、モータ4が止まり、タイヤ1
のみが回転する時、ガイドローラ10,11と駆動ギア
5が回転する。ガイドローラ10はタイヤ1に、11は
リム2又はタイヤ1上にそれぞれ軽く接しているので、
軽いタイヤ力で空転する。また、駆動ギア5とリングギ
ア6とは若干の隙間が出来るよう、ガイドローラ10の
径が決められているため、両ギアの歯と歯の当たる音が
無く駆動ギア5は回転する。この場合は、駆動ギア5は
ワンウエイ構造にしても良い。すると駆動ギア5が駆動
と逆の回転のときは、軽く回る。次に駆動時、つまりモ
ータ4に電気が加わり、駆動ギア5がリングギア6を駆
動する場合、垂直方向に反力が生じ〈図面では左右方
向)、ギア同士が離れようとする。これをモータ4に結
合しているガイド支柱8Aが阻止する。従来の技術で
も、リムにギアベルトを設け、ガイドローラ10をタイ
ヤにバネで押し付けて駆動する方法があった。このよう
にすると、ガイドローラ10の中心部に大きな力が加わ
り、損失が増大する欠点があった。本発明では、反力に
対抗するガイドを新たに設け、空転時にはガイドローラ
10に力が加わらないようにしたことにある。ガイド支
柱8Aは若干バネ性があり、小石などがリングギア6に
挟まったとき、歯が欠けるのを防止する。「図2」は
「図1」に示した車輪外周駆動装置の底面概略図であ
る。しかし、この方式の欠点は、構造が複雑な事、パン
ク修理の時ガイドローラ11をはずさないと、タイヤ1
をはずすことができない事にある。
椅子「図11」などの車輪外周駆動装置の断面概要図で
あり、同図で、1は車輪のタイヤ、2はリム、3はスポ
ーク〈リム側)、4はモータ、5は駆動ギア、6はリン
グギア、8Aはガイド支柱、9は支点、10、11はガ
イドローラである。まず、モータ4が止まり、タイヤ1
のみが回転する時、ガイドローラ10,11と駆動ギア
5が回転する。ガイドローラ10はタイヤ1に、11は
リム2又はタイヤ1上にそれぞれ軽く接しているので、
軽いタイヤ力で空転する。また、駆動ギア5とリングギ
ア6とは若干の隙間が出来るよう、ガイドローラ10の
径が決められているため、両ギアの歯と歯の当たる音が
無く駆動ギア5は回転する。この場合は、駆動ギア5は
ワンウエイ構造にしても良い。すると駆動ギア5が駆動
と逆の回転のときは、軽く回る。次に駆動時、つまりモ
ータ4に電気が加わり、駆動ギア5がリングギア6を駆
動する場合、垂直方向に反力が生じ〈図面では左右方
向)、ギア同士が離れようとする。これをモータ4に結
合しているガイド支柱8Aが阻止する。従来の技術で
も、リムにギアベルトを設け、ガイドローラ10をタイ
ヤにバネで押し付けて駆動する方法があった。このよう
にすると、ガイドローラ10の中心部に大きな力が加わ
り、損失が増大する欠点があった。本発明では、反力に
対抗するガイドを新たに設け、空転時にはガイドローラ
10に力が加わらないようにしたことにある。ガイド支
柱8Aは若干バネ性があり、小石などがリングギア6に
挟まったとき、歯が欠けるのを防止する。「図2」は
「図1」に示した車輪外周駆動装置の底面概略図であ
る。しかし、この方式の欠点は、構造が複雑な事、パン
ク修理の時ガイドローラ11をはずさないと、タイヤ1
をはずすことができない事にある。
【0006】「図3」「図4」は、「図1」「図2」に
示した装置のかかる欠点をガイドレールを設けて解決し
ようとする他の2つの車輪外周駆動装置実施例の断面概
略図である。「図3」「図4」双方とも、2つのガイド
ローラは無い。その代わり、ガイドレール7A,7Bを
設けてある。「図3」では、ガイド支柱8Bの先端(凹
状)でレール7Aを挟む。また、ガイド支柱8Bに固定
されたバネ12はモータ4の回転軸の先端を挟んでい
る。その結果、駆動ギア5とリングギア6の歯同士を、
付かず離れずの状態に保つことができる。「図4」では
レール7Bを設けることは「図3」と同じであるが、リ
ングギア6Aを車輪と同心円で設けられた円板の周辺
に、円板と直角に設けた車輪外周駆動装置の他の例であ
る。凹状ガイド支柱8Cで、リングギア6Aの延長にあ
るレール7Bを挟みこむ。モータ4は従って車輪に直角
に設ける。このような構成にすると、リングギア6Aの
内側を駆動ギア5で駆動するため、より大きな駆動が可
能になる。また、ガイド支柱8Cを設け、モータ4を支
点9で首振りにすることが可能なため、取り付け精度が
厳しくなく、モータ軸に曲げ力も少なく駆動できる。と
ころで、「図3」で、モータ4の先端をガイドバネ12
で押さえてもよい。バネ12の形状は台形にしてもよ
い。こうすると、モータの反力が小さいときは変位が小
さく、反力が大きい時は大きく変位してギアの山越えに
より、歯欠けを防ぐ。
示した装置のかかる欠点をガイドレールを設けて解決し
ようとする他の2つの車輪外周駆動装置実施例の断面概
略図である。「図3」「図4」双方とも、2つのガイド
ローラは無い。その代わり、ガイドレール7A,7Bを
設けてある。「図3」では、ガイド支柱8Bの先端(凹
状)でレール7Aを挟む。また、ガイド支柱8Bに固定
されたバネ12はモータ4の回転軸の先端を挟んでい
る。その結果、駆動ギア5とリングギア6の歯同士を、
付かず離れずの状態に保つことができる。「図4」では
レール7Bを設けることは「図3」と同じであるが、リ
ングギア6Aを車輪と同心円で設けられた円板の周辺
に、円板と直角に設けた車輪外周駆動装置の他の例であ
る。凹状ガイド支柱8Cで、リングギア6Aの延長にあ
るレール7Bを挟みこむ。モータ4は従って車輪に直角
に設ける。このような構成にすると、リングギア6Aの
内側を駆動ギア5で駆動するため、より大きな駆動が可
能になる。また、ガイド支柱8Cを設け、モータ4を支
点9で首振りにすることが可能なため、取り付け精度が
厳しくなく、モータ軸に曲げ力も少なく駆動できる。と
ころで、「図3」で、モータ4の先端をガイドバネ12
で押さえてもよい。バネ12の形状は台形にしてもよ
い。こうすると、モータの反力が小さいときは変位が小
さく、反力が大きい時は大きく変位してギアの山越えに
より、歯欠けを防ぐ。
【0007】さて、「図5」「図6」は、「図3」「図
4」とは異なり、凹凸の無いローラ5A,5Bで車輪外
周部を駆動する装置実施例の概略断面図である。「図
5」では、ローラ5Aとローラ11でリング板6を強い
力で挟み込んで駆動する。強い力で挟むために,ガイド
支柱8Dのローラ間を連結する部分は、バネにする。ま
た、接触面積を小さくし、応力集中を行わせるため、ロ
ーラ5Aの円周部は球状にし、リング板6は硬い材質に
する。また、ガイド支柱8Dの先端部のバネ83は、ガ
イド支柱8Dに下方向の力を加え、これと連結している
ローラ5A、ローラ11を回転に伴い下方に移動させ、
結果的にリング板6と切り離すためのものである。
4」とは異なり、凹凸の無いローラ5A,5Bで車輪外
周部を駆動する装置実施例の概略断面図である。「図
5」では、ローラ5Aとローラ11でリング板6を強い
力で挟み込んで駆動する。強い力で挟むために,ガイド
支柱8Dのローラ間を連結する部分は、バネにする。ま
た、接触面積を小さくし、応力集中を行わせるため、ロ
ーラ5Aの円周部は球状にし、リング板6は硬い材質に
する。また、ガイド支柱8Dの先端部のバネ83は、ガ
イド支柱8Dに下方向の力を加え、これと連結している
ローラ5A、ローラ11を回転に伴い下方に移動させ、
結果的にリング板6と切り離すためのものである。
【0008】「図6」は駆動ローラ5Bを円錐状にし、
変速機能を持たせるようにした車輪外周駆動機構の断面
概要図である。すなわち、ガイド支柱8Eを下方向に押
すと、やがてはローラ5Bが下がり、リング板6の円形
の突起はローラ5Bの先端部で駆動される。つまりトル
クが大きく、速度が遅い駆動になる。逆に、ガイド支柱
8Eを上方向に移動させると、ローラ5Bの下端部がリ
ング板6の突起を駆動して、車輪の高速回転駆動が可能
になる。ところで、「図5」では、ローラ5Aとリング
板6とは点接触に近い接触面積で接して駆動するが、ロ
ーラ5Aとリング板6の接触部の形状をV型または台形
型にすることにより、線または面接触駆動にしてもよ
い。たとえば、リング板6上に断面が台形の凸状帯を取
り付ける。一方、ローラ5Aの外周部には凹状台形の切
りこみを施す。(凹凸部に若干の角度差を持たせる)こ
のようにしたローラ5Aをリング板6に押し付けて回転
すると強い伝達力でリング板6も回転する。
変速機能を持たせるようにした車輪外周駆動機構の断面
概要図である。すなわち、ガイド支柱8Eを下方向に押
すと、やがてはローラ5Bが下がり、リング板6の円形
の突起はローラ5Bの先端部で駆動される。つまりトル
クが大きく、速度が遅い駆動になる。逆に、ガイド支柱
8Eを上方向に移動させると、ローラ5Bの下端部がリ
ング板6の突起を駆動して、車輪の高速回転駆動が可能
になる。ところで、「図5」では、ローラ5Aとリング
板6とは点接触に近い接触面積で接して駆動するが、ロ
ーラ5Aとリング板6の接触部の形状をV型または台形
型にすることにより、線または面接触駆動にしてもよ
い。たとえば、リング板6上に断面が台形の凸状帯を取
り付ける。一方、ローラ5Aの外周部には凹状台形の切
りこみを施す。(凹凸部に若干の角度差を持たせる)こ
のようにしたローラ5Aをリング板6に押し付けて回転
すると強い伝達力でリング板6も回転する。
【0009】つぎに、充放電装置〈簡易型〉の考案につ
いて述べる。「図7」は、本考案の回路構成概要であ
る。従来の、充電器+制御装置に該当する。この図で、
20は、AC電圧の全波整流器、13、24〜27は半
導体などの高速スイッチ、22および23は蓄電器又は
蓄電池、28はモータ、29はマイクロコンピュータ、
30は積分器である。「図7」に従って動作を説明する
と、まず、商用AC電圧が加わると、20で全波整流さ
れる。つぎに、マイクロコンピュータ(以下マイコンと
称す)29又は別途のハードウエアーから、いわゆるP
WM制御信号を出し、スイッチ13をON、OFFす
る。140Vの波高値のAC電圧は30−50Vの低い
電圧のみとすることができる。蓄電池22、23は、そ
れぞれ約12Vであるから,上記電圧により充電がおこ
なわれ、マイコン29は、別途蓄電池の電圧または電流
を検出して充電終了を判断し、スイッチ13を停止させ
る。
いて述べる。「図7」は、本考案の回路構成概要であ
る。従来の、充電器+制御装置に該当する。この図で、
20は、AC電圧の全波整流器、13、24〜27は半
導体などの高速スイッチ、22および23は蓄電器又は
蓄電池、28はモータ、29はマイクロコンピュータ、
30は積分器である。「図7」に従って動作を説明する
と、まず、商用AC電圧が加わると、20で全波整流さ
れる。つぎに、マイクロコンピュータ(以下マイコンと
称す)29又は別途のハードウエアーから、いわゆるP
WM制御信号を出し、スイッチ13をON、OFFす
る。140Vの波高値のAC電圧は30−50Vの低い
電圧のみとすることができる。蓄電池22、23は、そ
れぞれ約12Vであるから,上記電圧により充電がおこ
なわれ、マイコン29は、別途蓄電池の電圧または電流
を検出して充電終了を判断し、スイッチ13を停止させ
る。
【0010】次に放電であるが、これは階段状のPWM
波形でモータを駆動することにより行う。すなわち、
「図7」でスイッチ25と27をONにして12Vをモ
ータに供給する。固定の短い時間後、25をOFFにし
て24をONにし、24Vをモータ28に供給する。こ
の、24Vを供給する時間は、別途指示される出力指令
値に比例させ、この時間に達すると、まず、スイッチ2
7はOFF、26をONにし、固定の短い時間後、全ス
イッチをOFFにする。〈次の周期まで〉上記をPWM
波形の1セットとし、このセットを周期ごと繰り返す。
(これを通常放電と命名する)この通常放電のほか、個
別放電とでも言うべき放電がある。スイッチ25と2
7、またはスイッチ24と26をONにしてどちらかの
12Vのみを放電させる機能である。
波形でモータを駆動することにより行う。すなわち、
「図7」でスイッチ25と27をONにして12Vをモ
ータに供給する。固定の短い時間後、25をOFFにし
て24をONにし、24Vをモータ28に供給する。こ
の、24Vを供給する時間は、別途指示される出力指令
値に比例させ、この時間に達すると、まず、スイッチ2
7はOFF、26をONにし、固定の短い時間後、全ス
イッチをOFFにする。〈次の周期まで〉上記をPWM
波形の1セットとし、このセットを周期ごと繰り返す。
(これを通常放電と命名する)この通常放電のほか、個
別放電とでも言うべき放電がある。スイッチ25と2
7、またはスイッチ24と26をONにしてどちらかの
12Vのみを放電させる機能である。
【0011】以上説明したように、本装置は簡単な構成
で、AC電源より直接充電し、パルスの立ち上がりと立
下りの電圧を階段状にしたPWMで放電させ、電磁波発
生の50%削減や個別放電が可能になる。電圧を階段状
にせず、フィルターを入れる従来の方法で、電磁波を削
減してもよい。
で、AC電源より直接充電し、パルスの立ち上がりと立
下りの電圧を階段状にしたPWMで放電させ、電磁波発
生の50%削減や個別放電が可能になる。電圧を階段状
にせず、フィルターを入れる従来の方法で、電磁波を削
減してもよい。
【0012】さて、「図7」は、モータ28を駆動する
のみの回路であるが、「図8」はモータが発電機になる
場合の回生〈ブレーキ時〉も可能な回路構成図である。
この図8で、モータ駆動時にはスイッチ24,27のオ
ンオフのPWM波形がモータに供給されている。このP
WMは電磁波ノイズが発生し易いので、波形円滑化フイ
ルター74,75,76を通して直流に近づける。ま
た、77はバッテリー等の温度上昇を検出するためのサ
ーミスタで,例えば温度T℃とするとモータ駆動のPW
M波のオン時間幅=計算上のオン時間幅−α(T℃−4
5℃〉のようにすると、45℃を超えるとモータ出力を
下げる例となる。
のみの回路であるが、「図8」はモータが発電機になる
場合の回生〈ブレーキ時〉も可能な回路構成図である。
この図8で、モータ駆動時にはスイッチ24,27のオ
ンオフのPWM波形がモータに供給されている。このP
WMは電磁波ノイズが発生し易いので、波形円滑化フイ
ルター74,75,76を通して直流に近づける。ま
た、77はバッテリー等の温度上昇を検出するためのサ
ーミスタで,例えば温度T℃とするとモータ駆動のPW
M波のオン時間幅=計算上のオン時間幅−α(T℃−4
5℃〉のようにすると、45℃を超えるとモータ出力を
下げる例となる。
【0013】「図8」の他のスイッチ70,71,7
2,73はブレーキ時に発電機〈モータ〉28から、回
生を2段で行うためのものであり、28からの電圧が高
い時は、スイッチ70,73をオンにし、低くなると、
スイッチ70,72とスイッチ71,73を交互にかつ
高速にオン・オフする。この動作は、フットブレーキを
踏む深さに連動させても良い。つまり、浅く踏まれた時
には、上記スイッチのオン時間幅を更に狭くしても良
い。78はこのブレーキの深さ検出器である。
2,73はブレーキ時に発電機〈モータ〉28から、回
生を2段で行うためのものであり、28からの電圧が高
い時は、スイッチ70,73をオンにし、低くなると、
スイッチ70,72とスイッチ71,73を交互にかつ
高速にオン・オフする。この動作は、フットブレーキを
踏む深さに連動させても良い。つまり、浅く踏まれた時
には、上記スイッチのオン時間幅を更に狭くしても良
い。78はこのブレーキの深さ検出器である。
【0014】つぎに、充電側も分割蓄電器と並列スイッ
チで行う、本格的充放電装置の考案について記載する。
モータを発電機にして回生電圧を取り込む電気自動車
や、ソーラ電圧や風力電圧など変動する電圧を取り込む
時に、特に有効である。「図9」は、本発明による充放
電装置の構成概要図で、20はAC電圧全波整流器、2
8はモータ、68は風力発電機、69はソーラパネル、
37,38および31〜36はそれぞれAC電圧、モー
タ、風力発電機、ソーラパネル、用のスイッチである。
42から51は、4エレメントに分割した場合の蓄電器
(池)と充放電するためのスイッチである。40,41
は、上記スイッチ42〜51の共通線の出入り口であ
る。61〜64は、バッテリや二層レイヤ(コンデン
サ)などから成る蓄電器または蓄電池である。「図1
0」は横軸が時間、縦軸が電圧での、各電圧変化の概略
を示したもので、65はAC全波整流電圧、67はモー
タを発電機とした時の回生電圧、66は風力発電機やソ
ーラの電圧である。
チで行う、本格的充放電装置の考案について記載する。
モータを発電機にして回生電圧を取り込む電気自動車
や、ソーラ電圧や風力電圧など変動する電圧を取り込む
時に、特に有効である。「図9」は、本発明による充放
電装置の構成概要図で、20はAC電圧全波整流器、2
8はモータ、68は風力発電機、69はソーラパネル、
37,38および31〜36はそれぞれAC電圧、モー
タ、風力発電機、ソーラパネル、用のスイッチである。
42から51は、4エレメントに分割した場合の蓄電器
(池)と充放電するためのスイッチである。40,41
は、上記スイッチ42〜51の共通線の出入り口であ
る。61〜64は、バッテリや二層レイヤ(コンデン
サ)などから成る蓄電器または蓄電池である。「図1
0」は横軸が時間、縦軸が電圧での、各電圧変化の概略
を示したもので、65はAC全波整流電圧、67はモー
タを発電機とした時の回生電圧、66は風力発電機やソ
ーラの電圧である。
【0015】同図に従って動作を説明する。まず、AC
電圧65のように、高速で対称的な電圧から蓄電器に充
電するときは、「図9」で21と40、22と41を接
続後、以下のようにスイッチをON,OFFして充電す
る。まずAC電圧が低い電圧の時、45、51をONに
して充電し、高くなるに従い、44,43,42を次々
とON(45、44、43を次々とOFF)にし、低く
なるに従い、42はONのままで、50、49、48と
次々にON(51,50,49を次々とOFF)する。
このようにすると、各分割蓄電器(池)は、ほぼ平均し
た電気量を蓄えることができる。〈通常充電と呼ぶ〉各
蓄電器(池)の充電量は、マイコン29内の4個のカウ
ンタに計測、格納される。充電量が均一でない時は、個
別充電が可能である。例えば、62の蓄電器(池)の充
電量が足りない時、43、49のみをONにすれば良
い。
電圧65のように、高速で対称的な電圧から蓄電器に充
電するときは、「図9」で21と40、22と41を接
続後、以下のようにスイッチをON,OFFして充電す
る。まずAC電圧が低い電圧の時、45、51をONに
して充電し、高くなるに従い、44,43,42を次々
とON(45、44、43を次々とOFF)にし、低く
なるに従い、42はONのままで、50、49、48と
次々にON(51,50,49を次々とOFF)する。
このようにすると、各分割蓄電器(池)は、ほぼ平均し
た電気量を蓄えることができる。〈通常充電と呼ぶ〉各
蓄電器(池)の充電量は、マイコン29内の4個のカウ
ンタに計測、格納される。充電量が均一でない時は、個
別充電が可能である。例えば、62の蓄電器(池)の充
電量が足りない時、43、49のみをONにすれば良
い。
【0016】つぎに、本考案の一つである回生電圧の充
電について記載する。「図7」で、モータ端子スイッチ
31を41に、32を40に接続するとモータとして駆
動可能になるが、モータをブレーキの時など強制的に回
すと発電機になる。マイコン29は、発電機になったこ
とを電圧または電流の監視で判断し、スイッチを切り替
える。(31を40に、32を41に、接続)その後、
スイッチ42〜51のうち、適切なものを切り替えて、
充電を開始する。たとえば、回生電圧値が高いときは、
スイッチ42と49、とスイッチ44と51を交互にタ
イムシェア的にオン・オフし、蓄電器(池)を2個ずつ
平均的に充電する。電圧値が低くなると、42・48、
43・49、44・50、45・51を時分割的に高速
にオン・オフし、蓄電器(池)を1個ずつ平均的に充電
する。電圧値が最も高い時は、スイッチ42・51のみ
オンにして、蓄電器(池)を4個一度に充電する。
電について記載する。「図7」で、モータ端子スイッチ
31を41に、32を40に接続するとモータとして駆
動可能になるが、モータをブレーキの時など強制的に回
すと発電機になる。マイコン29は、発電機になったこ
とを電圧または電流の監視で判断し、スイッチを切り替
える。(31を40に、32を41に、接続)その後、
スイッチ42〜51のうち、適切なものを切り替えて、
充電を開始する。たとえば、回生電圧値が高いときは、
スイッチ42と49、とスイッチ44と51を交互にタ
イムシェア的にオン・オフし、蓄電器(池)を2個ずつ
平均的に充電する。電圧値が低くなると、42・48、
43・49、44・50、45・51を時分割的に高速
にオン・オフし、蓄電器(池)を1個ずつ平均的に充電
する。電圧値が最も高い時は、スイッチ42・51のみ
オンにして、蓄電器(池)を4個一度に充電する。
【0017】このよに、本発明によると、従来のような
電圧値減少時の昇圧回路を使用しなくても充電利用率を
高くすることができる。また、従来、分割蓄電器(池)
を用いる方法が無いわけではないが(USA特許NO:
3867643)、本発明がスイッチの並列と呼べるの
に対して、直列とでも称すべき回路方式であり、その方
式ではオン抵抗によるスイッチ損失が大きい。例えば、
4個の分割充電器(池)全てを使用する場合、本方式で
はスイッチ42・51〈充電時〉、47・46〈放電
時〉の2個ずつのオン抵抗で済むが、従来の方式では8
個ずつのオン抵抗になる。「図10」の66は、風力発
電機やソーラパネルからの電圧で、上記より変動が緩や
かであるが、充電方法は同じでもよい。すなわち、電圧
が低い時は、蓄電器(池)61〜64を一個ずつ充電
し、電圧が高くなるに従い、2個ずつ、4個、とすれば
よい。電圧に応じて、蓄電器(池)の電圧も変化させる
ため、充電抵抗値も小さくて良く、充電損失が少ないの
が本方式の最大の利点である。
電圧値減少時の昇圧回路を使用しなくても充電利用率を
高くすることができる。また、従来、分割蓄電器(池)
を用いる方法が無いわけではないが(USA特許NO:
3867643)、本発明がスイッチの並列と呼べるの
に対して、直列とでも称すべき回路方式であり、その方
式ではオン抵抗によるスイッチ損失が大きい。例えば、
4個の分割充電器(池)全てを使用する場合、本方式で
はスイッチ42・51〈充電時〉、47・46〈放電
時〉の2個ずつのオン抵抗で済むが、従来の方式では8
個ずつのオン抵抗になる。「図10」の66は、風力発
電機やソーラパネルからの電圧で、上記より変動が緩や
かであるが、充電方法は同じでもよい。すなわち、電圧
が低い時は、蓄電器(池)61〜64を一個ずつ充電
し、電圧が高くなるに従い、2個ずつ、4個、とすれば
よい。電圧に応じて、蓄電器(池)の電圧も変化させる
ため、充電抵抗値も小さくて良く、充電損失が少ないの
が本方式の最大の利点である。
【0018】さて、今までの説明では充電用電源とし
て、AC商用電圧・回生電圧・風力電圧・ソーラ電圧、
放電対象としてモータ、を挙げたが、充電用電源として
そのほかガソリンエンジン等による発電機出力、商用以
外のAC電圧でもよいし、放電対象として、モータ以外
の、ランプやスピーカ、振動体でもよい。
て、AC商用電圧・回生電圧・風力電圧・ソーラ電圧、
放電対象としてモータ、を挙げたが、充電用電源として
そのほかガソリンエンジン等による発電機出力、商用以
外のAC電圧でもよいし、放電対象として、モータ以外
の、ランプやスピーカ、振動体でもよい。
【0019】しかしながら、「図9」の例では、上記充
電用電源や放電対象物を同時に動かすことは出来ない。
電動自転車などでは、充電終了後走行するので、充電と
放電が重なる時間帯がないので、このスイッチ回路は1
組でよい。電動自動車の場合、走行と回生は重ならない
ので、やはり一組でよいが、左右の車輪を独立に駆動す
る場合は、(モータ2個の時)「図9」とほぼ同じスイ
ッチ回路が2組必要となる。また、道路脇などで、風力
とソーラのエネルギーを同時に取り込む充放電装置(特
に電気自動車用給電装置)の場合も、スイッチ回路2組
が必要になる
電用電源や放電対象物を同時に動かすことは出来ない。
電動自転車などでは、充電終了後走行するので、充電と
放電が重なる時間帯がないので、このスイッチ回路は1
組でよい。電動自動車の場合、走行と回生は重ならない
ので、やはり一組でよいが、左右の車輪を独立に駆動す
る場合は、(モータ2個の時)「図9」とほぼ同じスイ
ッチ回路が2組必要となる。また、道路脇などで、風力
とソーラのエネルギーを同時に取り込む充放電装置(特
に電気自動車用給電装置)の場合も、スイッチ回路2組
が必要になる
【0020】さて、「図11」は、本考案による電動車
椅子の側面概要図である。80は共通操作レバー、81
は車体取り付け金具、82は可変抵抗83はバネであ
る。従来と異なる点は、市販品の手動車椅子を電動化し
たもので、特に従来、被介護者のみが動かすジョイステ
ィックの代わりに、介護者も同時に操作できるレバーを
設けたことにある。
椅子の側面概要図である。80は共通操作レバー、81
は車体取り付け金具、82は可変抵抗83はバネであ
る。従来と異なる点は、市販品の手動車椅子を電動化し
たもので、特に従来、被介護者のみが動かすジョイステ
ィックの代わりに、介護者も同時に操作できるレバーを
設けたことにある。
【0021】レバー80はバネ83により、右に収まっ
ているが、介護者または被介護者がレバー80を左に押
すとその力の強さに比例した長さだけ左にスライドし、
ボリューム82のレバーも同量変化させる。別途設けら
れた処理装置およびバッテリにより、ボリューム82の
変化量分、電力をモータ28に供給し、車体は右回転で
きる。車体の反対側面に設けられたもう一組のレバーも
同様に操作すれば、直進することも左回転することもで
きる。
ているが、介護者または被介護者がレバー80を左に押
すとその力の強さに比例した長さだけ左にスライドし、
ボリューム82のレバーも同量変化させる。別途設けら
れた処理装置およびバッテリにより、ボリューム82の
変化量分、電力をモータ28に供給し、車体は右回転で
きる。車体の反対側面に設けられたもう一組のレバーも
同様に操作すれば、直進することも左回転することもで
きる。
【0022】ボリューム82とは別に、回転用ボリュー
ムを新設すれば、レバー80を回転させながら左に押す
ことにより、1組のレバーだけででも、車体の左回転、
右回転、直進、後進、などが可能になる。また、レバー
を介護者用と被介護者用に2つに分割し、電気的に処理
しても良い。たとえば、被介護者のレバーの動きを優先
的にモータの動きに反映させてもよい。
ムを新設すれば、レバー80を回転させながら左に押す
ことにより、1組のレバーだけででも、車体の左回転、
右回転、直進、後進、などが可能になる。また、レバー
を介護者用と被介護者用に2つに分割し、電気的に処理
しても良い。たとえば、被介護者のレバーの動きを優先
的にモータの動きに反映させてもよい。
【0023】
【本発明による効果】以上、本発明によれば、より簡単
な機構で電動車の車輪を確実に駆動できる。また、効率
のよい回生手段により電動車自身の蓄電効率が良い電動
車が実現できるだけでなく、ソーラ・風力などのエネル
ギーを、直接、外部充電器(池)に貯め、他の供給手段
を用いて、走行中あるいは停止中の電動車にエネルギー
を供給する、いわゆる外部給電装置が実現できる。ま
た、介護者にも負担の少ない電動車椅子が可能になる。
な機構で電動車の車輪を確実に駆動できる。また、効率
のよい回生手段により電動車自身の蓄電効率が良い電動
車が実現できるだけでなく、ソーラ・風力などのエネル
ギーを、直接、外部充電器(池)に貯め、他の供給手段
を用いて、走行中あるいは停止中の電動車にエネルギー
を供給する、いわゆる外部給電装置が実現できる。ま
た、介護者にも負担の少ない電動車椅子が可能になる。
【図1】:車輪外周駆動機構 断面概略図〈ローラ式〉
【図2】:車輪外周駆動機構 底面概略図〈ローラ式〉
【図3】:車輪外周駆動機構 断面概略図〈レール式〉
【図4】:車輪外周駆動機構 断面概略図〈インナーギ
ア:レール式〉
ア:レール式〉
【図5】:車輪外周駆動機構 断面概略図〈ローラ式〉
【図6】:車輪外周駆動機構 断面概略図〈ローラ式〉
【図7】:電動車用放電装置 回路構成図
【図8】:電動車用充放電装置 回路構成図
【図9】:蓄電器(池)分割型 充放電装置 概要構成
図
図
【図10】:AC電圧、ソーラ・風力電圧、回生電圧
波形概要図
波形概要図
【図11】:共通レバー付電動車椅子 側面概要図
1:タイヤ 2:リム 3:スポーク止め 4:モータ 5−5B:駆動(ギア又はローラ)6:リングギア又は
リング板 7−7B:ガイドレール 8A−8E:ガイド支
柱 9:支点 10、11:ガイドローラ 12:押さえバネ 13:ACスイッチ 20:全
波整流器 22、23:二層レイヤ等コンデンサーまたはバッテリ 24〜27:放電用スイッチ 28:モータ 29:マイクロコンピュー
タ 30:積分器 31,32:モータ用スイッチ 33,34:風力発電機用スイッチ 70−73:回
生スイッチ 35,36:ソーラパネル用スイッチ 74−76:フ
イルター 37,38:AC電圧用スイッチ 77:温度検出
器 40,41:充放電装置出入口 78:ブレーキ
検出器 42〜51:充放電スイッチ 52:充電用抵
抗 61〜64:二層レイヤ等コンデンサまたはバッテリ 65:AC電圧全波波形 67:回生電圧波形 66:風力発電機、ソーラパネル、電圧波形 68:風力発電機 69:ソーラパネル 80:共通レバー 81:車体への取付金
具 82:可変抵抗 83:バネ
リング板 7−7B:ガイドレール 8A−8E:ガイド支
柱 9:支点 10、11:ガイドローラ 12:押さえバネ 13:ACスイッチ 20:全
波整流器 22、23:二層レイヤ等コンデンサーまたはバッテリ 24〜27:放電用スイッチ 28:モータ 29:マイクロコンピュー
タ 30:積分器 31,32:モータ用スイッチ 33,34:風力発電機用スイッチ 70−73:回
生スイッチ 35,36:ソーラパネル用スイッチ 74−76:フ
イルター 37,38:AC電圧用スイッチ 77:温度検出
器 40,41:充放電装置出入口 78:ブレーキ
検出器 42〜51:充放電スイッチ 52:充電用抵
抗 61〜64:二層レイヤ等コンデンサまたはバッテリ 65:AC電圧全波波形 67:回生電圧波形 66:風力発電機、ソーラパネル、電圧波形 68:風力発電機 69:ソーラパネル 80:共通レバー 81:車体への取付金
具 82:可変抵抗 83:バネ
Claims (3)
- 【請求項1】車輪外周駆動装置において、首振りをする
駆動ギア付きモータと、車輪外周横面に設けられたリン
グギアと、車輪の振れに関係なく該2つのギア間の間隙
を一定に保つためのガイド機構と、を設けたことを特徴
とする車輪駆動装置 - 【請求項2】車輪外周駆動装置において、首振りをする
駆動ギア付きモータと、車輪外周横面に垂直に設けられ
た内側ギアと、取りつけ精度に関係なく該2つのギア間
の間隙を一定に保つためのガイド機構と、を設けたこと
を特徴とする車輪駆動装置 - 【請求項3】車輪外周駆動装置において、首振りをする
駆動ローラ付きモータと、車輪外周横面に設けられたリ
ング円板、と、該円板を挟む他のローラと、からなる車
輪外周駆動装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000347300A JP2001339812A (ja) | 2000-03-19 | 2000-10-11 | 電動車 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000121802 | 2000-03-19 | ||
JP2000-121802 | 2000-03-19 | ||
JP2000347300A JP2001339812A (ja) | 2000-03-19 | 2000-10-11 | 電動車 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001339812A true JP2001339812A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=26590610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000347300A Pending JP2001339812A (ja) | 2000-03-19 | 2000-10-11 | 電動車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001339812A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010119202A (ja) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Hamada Kousyou Co Ltd | 蓄電池と、バッテリに対して充電機能を備えた電気車輌 |
JP3185513U (ja) * | 2013-05-10 | 2013-08-22 | 和広 矢ノ下 | 電動自転車 |
CN104859437A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-08-26 | 北京理工大学 | 分布式电驱动铰接转向履带车辆 |
JP2020506107A (ja) * | 2017-01-25 | 2020-02-27 | ピアジオ ファスト フォワード インク | 非軸駆動装置を有する3輪車両 |
US11112807B1 (en) | 2018-05-01 | 2021-09-07 | Piaggio Fast Forward, Inc. | Method for determining self-driving vehicle behavior models, a self-driving vehicle, and a method of navigating a self-driving vehicle |
US11370497B2 (en) | 2016-10-18 | 2022-06-28 | Piaggio Fast Forward, Inc. | Vehicle having non-axial drive and stabilization system |
US11408498B2 (en) | 2018-10-22 | 2022-08-09 | Piaggio Fast Forward, Inc. | Shifting assembly and mobile carrier comprising same |
US11613325B2 (en) | 2017-10-11 | 2023-03-28 | Piaggio Fast Forward Inc. | Two-wheeled vehicle having linear stabilization system |
-
2000
- 2000-10-11 JP JP2000347300A patent/JP2001339812A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010119202A (ja) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Hamada Kousyou Co Ltd | 蓄電池と、バッテリに対して充電機能を備えた電気車輌 |
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JP2020506107A (ja) * | 2017-01-25 | 2020-02-27 | ピアジオ ファスト フォワード インク | 非軸駆動装置を有する3輪車両 |
JP7027433B2 (ja) | 2017-01-25 | 2022-03-01 | ピアジオ ファスト フォワード インク | 非軸駆動装置を有する3輪車両 |
US11613325B2 (en) | 2017-10-11 | 2023-03-28 | Piaggio Fast Forward Inc. | Two-wheeled vehicle having linear stabilization system |
US11112807B1 (en) | 2018-05-01 | 2021-09-07 | Piaggio Fast Forward, Inc. | Method for determining self-driving vehicle behavior models, a self-driving vehicle, and a method of navigating a self-driving vehicle |
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US11408498B2 (en) | 2018-10-22 | 2022-08-09 | Piaggio Fast Forward, Inc. | Shifting assembly and mobile carrier comprising same |
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