JP5641730B2 - 回生ブレーキ装置および回生ブレーキ装置を備える車両 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る回生ブレーキ装置を備えた車両駆動装置、および電動車両として、電動アシスト自転車を示している。この電動アシスト自転車は車体フレーム10を備え、この車体フレームは、車体前方に位置するヘッドパイプ11と、ヘッドパイプ11から下後方に延びたダウンパイプ12と、ダウンパイプ12の終端部近傍から上方に立上がるシートポスト14とを備えている。ヘッドパイプ11の上部にはハンドルポスト15を介してハンドル16が回動自在に挿通され、ヘッドパイプ11の下部にはハンドルポスト15に連結されたフロントフォーク18が支承されている。フロントフォーク18の下端には前輪FWが回転自在に軸支されている。
以上のことから、回生制動量をブレーキ操作量に応じて適切にかつ容易に調整することが可能な電動車両の回生ブレーキ装置が得られる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る回生ブレーキ装置について説明する。図8は、第2の実施形態に係る回生ブレーキ装置を示す断面図である。なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第3の実施形態に係る回生ブレーキ装置について説明する。図9は、第3の実施形態に係る回生ブレーキ装置を示す断面図である。なお、第3の実施形態において、第1の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
なお、切り替えスイッチにより、電池からモータを駆動する電流が第1および第2コイル96a、96bを通らないように構成することもできる。
次に、本発明の第4の実施形態に係る回生ブレーキ装置について説明する。図12は、第2の実施形態に係る回生ブレーキ装置を含む電動駆動装置の制御系を示すブロック図である。なお、第4の実施形態において、第1の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
電磁石102、104からの磁界が漏洩しないように、磁気シールド124が電磁石102、104を覆うように設けられ、取付け板103a、103bに固定されている。
図17は、ブレーキワイヤ引き量、すなわち、ブレーキレバーの操作量、に対する、ブレーキワイヤ反力(ブレーキワイヤ張力)、1対の電磁石102、104のコア磁性体102a、104a間の距離(コア間隔)、回生ブレーキ量(制動量)、機械ブレーキ量(制動量)の変化を示したものである。それぞれの値は分かり易いように単位を無次元化してある。
次に、本発明の第5の実施形態に係る回生ブレーキ装置について説明する。図27は、第5の実施形態に係る回生ブレーキ装置を示す断面図である。なお、第5の実施形態において、第4の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
車輪に制動力を加えるブレーキ機構と、
ブレーキ操作量を発生するブレーキ操作部と、
前記ブレーキ操作部から前記ブレーキ機構へブレーキ操作量を伝達するブレーキ操作量伝達部と、
前記ブレーキ操作量伝達部のブレーキ操作力を検出するブレーキ操作力センサと、
前記車輪に駆動力を加えるとともに、前記ブレーキ操作部の操作時、前記ブレーキ操作力センサで検出したブレーキ操作力に応じた回生制動力を車輪に加える駆動装置と、
前記駆動装置からの回生電力を受け取る蓄電装置と、
前記駆動装置からの回生量に応じたブレーキ操作反力を前記ブレーキ操作量伝達部に加えるブレーキ操作反力発生装置と、
を備えることを特徴とする回生ブレーキ装置。
[2]
前記ブレーキ操作量伝達部は、前記ブレーキ操作部とブレーキ機構との間を延びるブレーキワイヤを有し、前記ブレーキ操作力は前記ブレーキワイヤの張力であることを特徴とする[1]に記載の回生ブレーキ装置。
[3]
前記ブレーキ操作量伝達部は、前記ブレーキ操作部とブレーキ機構との間を延びるブレーキ配管と、このブレーキ配管内に充填された作動流体と、を有し、前記ブレーキ操作力は、前記ブレーキ配管内の作動流体の圧力であることを特徴とする[1]に記載の回生ブレーキ装置。
[4]
前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記駆動装置からの回生電流により前記ブレーキ操作反力を発生し前記ブレーキ操作量伝達部に印加する反力印加部を備えていることを特徴とする[1]ないし[3]のいずれかに記載の回生ブレーキ装置。
[5]
前記駆動装置は、車輪にアシスト力を加えるモータを備えていることを特徴とする[1]ないし[4]のいずれか1に記載の回生ブレーキ装置。
[6]
車輪に制動力を加えるブレーキ機構と、
ブレーキ操作量を発生するブレーキ操作部と、
前記ブレーキ操作部から前記ブレーキ機構へブレーキ操作量を伝達するブレーキ操作量伝達部と、
前記ブレーキ操作量伝達部のブレーキ操作力を検出するブレーキ操作力センサと、
前記車輪に駆動力を加えるとともに、前記ブレーキ操作部の操作時、前記ブレーキ操作力センサで検出したブレーキ操作力に応じた回生制動力を車輪に加える駆動装置と、
前記駆動装置からの回生電力を受け取る蓄電装置と、
前記駆動装置からの回生量およびブレーキ操作量に応じたブレーキ操作反力をブレーキ伝達部に加えるブレーキ操作反力発生装置と、
を具備することを特徴とする回生ブレーキ装置。
[7]
前記ブレーキ伝達部は、前記ブレーキ操作部とブレーキ機構とを繋ぐインナーケーブル、およびこのインナーケーブルの覆うアウターチューブを有するブレーキワイヤを備え、前記ブレーキ操作力センサは、前記インナーケーブルの張力の反力として前記アウターチューブに発生する圧力を前記ブレーキ操作力として検出する圧力センサを備えていることを特徴とする[6]に記載の回生ブレーキ装置。
[8]
前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記駆動装置からの回生電流と前記インナーワイヤに固定された磁石とによって前記磁石に生じる電磁力により前記ブレーキ操作反力を発生する反力印加部を備えていることを特徴とする[7]に記載の回生ブレーキ装置。
[9]
前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記ブレーキ操作部を操作していないときに、前記駆動装置が車輪を駆動する電流と前記磁石に発生する電磁力とが、回生時のブレーキ操作反力と同じ方向となるように構成されていることを特徴とする[8]に記載の回生ブレーキ装置。
[10]
前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記磁石の周囲に設けられ、前記磁石からの磁束の戻り磁路を形成する磁性体を備えていることを特徴とする[8]又は[9]に記載の回生ブレーキ装置。
[11]
モータと、
前記モータの回転が伝達される車輪と、
前記車輪に制動力を加えるブレーキ機構と、
ブレーキ操作量を発生するブレーキ操作部と、
前記ブレーキ操作部から前記ブレーキ機構へブレーキ操作量を伝達するブレーキ操作量伝達部と、
前記ブレーキ操作量伝達部のブレーキ操作力を検出するブレーキ操作力センサと、
前記車輪に駆動力を加えるとともに、前記ブレーキ操作部の操作時、前記ブレーキ操作力センサで検出したブレーキ操作力に応じた回生制動力を車輪に加える駆動装置と、
前記駆動装置からの回生電力を受け取る蓄電装置と、
前記駆動装置からの回生量に応じたブレーキ操作反力を前記ブレーキ操作量伝達部に加えるブレーキ操作反力発生装置と、
を備えることを特徴とする車両。
[12]
モータと、
前記モータの回転が伝達される車輪と、
前記車輪に制動力を加えるブレーキ機構と、
ブレーキ操作量を発生するブレーキ操作部と、
前記ブレーキ操作部から前記ブレーキ機構へブレーキ操作量を伝達するブレーキ操作量伝達部と、
前記ブレーキ伝達部のブレーキ操作力を検出するブレーキ操作力センサと、
前記ブレーキ操作力センサで検出したブレーキ操作力に応じた回生制動力を車輪に加える駆動装置と、
前記駆動装置からの回生電力を受け取る蓄電装置と、
前記駆動装置からの回生量およびブレーキ操作量に応じたブレーキ操作反力を1対の電磁石の反発力により生じさせ前記ブレーキ操作量伝達部に加えるブレーキ操作反力発生装置と、
を備えることを特徴とする車両。
[13]
前記一対の電磁石は、それぞれコアと、コアに捲回され前記回生電力が供給されるコイルとを有し、互いに同軸的に、かつ、隙間を置いて向かい合って配置され、
前記電磁石は、回生電流が流れる際、コアの互いに対向する側が同極となるように励磁され、
前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記一対の電磁石を互いに接近および離間する方向に移動可能に支持する取付け部材と、前記電磁石と前記ブレーキ操作量伝達部とそれぞれ接続され、前記ブレーキ操作量に応じて前記一対の電磁石を互いに接近する方向に移動する第1および第2支持アームと、を備えている[12]に記載の車両。
[14]
前記一対の電磁石は、第1および第2支持ピンをそれぞれ有し、前記取付け板は、前記一対の電磁石の第1および第2支持ピンが挿通された支持スリットを有し、
前記第1支持アームは、一方の電磁石の第1支持ピンが挿通された支持スリットを有し、前記第2支持アームは、他方の電磁石の第1支持ピンが挿通された支持スリットを有し、第1および第2支持アームは共通の枢軸に回動自在に支持されている[13]に記載の車両。
[15]
前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記一対の電磁石の第2支持ピンを支持するとともに、前記一対の電磁石が所定の間隔に接近した際、前記電磁石を前記所定間隔に保持するする中央支持部材を備え、
前記中央支持部材は、前記電磁石の第2支持ピンがそれぞれ挿通された一対のガイドスリットを有し、各ガイドスリットは、前記取付け部材の支持スリットと平行に延びる第1部分と第1部分に対してほぼ垂直に延びる第2部分とを有し、一対のガイドスリットは、前記電磁石の軸方向に沿って、前記所定の間隔を置いて設けられ、
前記一対のガイドスリットの第1部分は、互いに離間する方向に延び、各ガイドスリットにおいて、第1部分と第2部分との移行部は、円弧状に形成されている[14]に記載の車両。
34…チェーン、36…モータ、38…電池、40A…後ブレーキレバー、
40B…前ブレーキレバー、44…ブレーキ、49…ブレーキシュー、
50…後ブレーキワイヤ、50a…インナーワイヤ、50b…アウターチューブ、
64…制御回路、66…回生ブレーキ装置、68…ブレーキ操作力センサ、
70…ブレーキ操作反力発生装置、74…圧力センサ、78…コア磁性体、
80…外周磁性体、84…コイル、86…ブレーキ配管、94…コア磁石、
96a…第1コイル、96b…第2コイル、FW…前輪、RW…後輪、
102、104…電磁石、103a、103b…取付け板103a、103b、
102a、104a…コア磁性体、106a、108a…第1支持ピン、
106b、108b…第2支持ピン、110a、110b…支持スリット、
112a、112b…第1支持アーム、
113a、113b…第2支持アーム113a、113b、114…中央支持板114
117、118…支持スリット、120a、120b…ガイドスリット
Claims (10)
- 車輪に制動力を加えるブレーキ機構と、
ブレーキ操作量を発生するブレーキ操作部と、
前記ブレーキ操作部から前記ブレーキ機構へブレーキ操作量を伝達するブレーキ操作量伝達部と、
前記ブレーキ操作量伝達部のブレーキ操作力を検出するブレーキ操作力センサと、
前記車輪に駆動力を加えるとともに、前記ブレーキ操作部の操作時、前記ブレーキ操作力センサで検出したブレーキ操作力に応じた回生制動力を車輪に加える駆動装置と、
前記駆動装置からの回生電力を受け取る蓄電装置と、
前記駆動装置からの回生量に応じたブレーキ操作反力を前記ブレーキ操作量伝達部に加えるブレーキ操作反力発生装置と、
を備え、
前記ブレーキ操作量伝達部は、前記ブレーキ操作部とブレーキ機構との間を延びるブレーキワイヤを有し、前記ブレーキ操作力は前記ブレーキワイヤの張力である
回生ブレーキ装置。 - 前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記駆動装置からの回生電流により前記ブレーキ操作反力を発生し前記ブレーキ操作量伝達部に印加する反力印加部を備えている請求項1に記載の回生ブレーキ装置。
- 車輪に制動力を加えるブレーキ機構と、
ブレーキ操作量を発生するブレーキ操作部と、
前記ブレーキ操作部から前記ブレーキ機構へブレーキ操作量を伝達するブレーキ操作量伝達部と、
前記ブレーキ操作量伝達部のブレーキ操作力を検出するブレーキ操作力センサと、
前記車輪に駆動力を加えるとともに、前記ブレーキ操作部の操作時、前記ブレーキ操作力センサで検出したブレーキ操作力に応じた回生制動力を車輪に加える駆動装置と、
前記駆動装置からの回生電力を受け取る蓄電装置と、
前記駆動装置からの回生量およびブレーキ操作量に応じたブレーキ操作反力を前記ブレーキ操作量伝達部に加えるブレーキ操作反力発生装置と、
を具備し、
前記ブレーキ操作量伝達部は、前記ブレーキ操作部とブレーキ機構とを繋ぐインナーケーブル、およびこのインナーケーブルの覆うアウターチューブを有するブレーキワイヤを備え、前記ブレーキ操作力センサは、前記インナーケーブルの張力の反力として前記アウターチューブに発生する圧力を前記ブレーキ操作力として検出する圧力センサを備えている
回生ブレーキ装置。 - 前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記駆動装置からの回生電流と前記インナーワイヤに固定された磁石とによって前記磁石に生じる電磁力により前記ブレーキ操作反力を発生する反力印加部を備えている請求項3に記載の回生ブレーキ装置。
- 前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記ブレーキ操作部を操作していないときに、前記駆動装置が車輪を駆動する電流と前記磁石に発生する電磁力とが、回生時のブレーキ操作反力と同じ方向となるように構成されている請求項4に記載の回生ブレーキ装置。
- 前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記磁石の周囲に設けられ、前記磁石からの磁束の戻り磁路を形成する磁性体を備えている請求項4又は5に記載の回生ブレーキ装置。
- モータと、
前記モータの回転が伝達される車輪と、
前記車輪に制動力を加えるブレーキ機構と、
ブレーキ操作量を発生するブレーキ操作部と、
前記ブレーキ操作部から前記ブレーキ機構へブレーキ操作量を伝達するブレーキ操作量伝達部と、
前記ブレーキ操作量伝達部のブレーキ操作力を検出するブレーキ操作力センサと、
前記ブレーキ操作力センサで検出したブレーキ操作力に応じた回生制動力を車輪に加える駆動装置と、
前記駆動装置からの回生電力を受け取る蓄電装置と、
前記駆動装置からの回生量およびブレーキ操作量に応じたブレーキ操作反力を1対の電磁石の反発力により生じさせ前記ブレーキ操作量伝達部に加えるブレーキ操作反力発生装置と、
を備える車両。 - 前記一対の電磁石は、それぞれコアと、コアに捲回され前記回生電力が供給されるコイルとを有し、互いに同軸的に、かつ、隙間を置いて向かい合って配置され、
前記電磁石は、回生電流が流れる際、コアの互いに対向する側が同極となるように励磁され、
前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記一対の電磁石を互いに接近および離間する方向に移動可能に支持する取付け部材と、前記電磁石と前記ブレーキ操作量伝達部とそれぞれ接続され、前記ブレーキ操作量に応じて前記一対の電磁石を互いに接近する方向に移動する第1および第2支持アームと、を備えている請求項7に記載の車両。 - 前記一対の電磁石は、第1および第2支持ピンをそれぞれ有し、前記取付け板は、前記一対の電磁石の第1および第2支持ピンが挿通された支持スリットを有し、
前記第1支持アームは、一方の電磁石の第1支持ピンが挿通された支持スリットを有し、前記第2支持アームは、他方の電磁石の第1支持ピンが挿通された支持スリットを有し、第1および第2支持アームは共通の枢軸に回動自在に支持されている請求項8に記載の車両。 - 前記ブレーキ操作反力発生装置は、前記一対の電磁石の第2支持ピンを支持するとともに、前記一対の電磁石が所定の間隔に接近した際、前記電磁石を前記所定間隔に保持する中央支持部材を備え、
前記中央支持部材は、前記電磁石の第2支持ピンがそれぞれ挿通された一対のガイドスリットを有し、各ガイドスリットは、前記取付け部材の支持スリットと平行に延びる第1部分と第1部分に対してほぼ垂直に延びる第2部分とを有し、一対のガイドスリットは、前記電磁石の軸方向に沿って、前記所定の間隔を置いて設けられ、
前記一対のガイドスリットの第1部分は、互いに離間する方向に延び、各ガイドスリットにおいて、第1部分と第2部分との移行部は、円弧状に形成されている請求項9に記載の車両。
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