JP7497049B2 - 電動車両の構成ならびにパレットジャッキ - Google Patents

Description

本発明の目的は、その車両の少なくとも１つの車輪に電気モータが適合された電動車両の構成であり、電気モータは、外側にあるように適合された回転子と、内側にあるように適合された固定子と、を含む。

本発明のさらなる目的は、パレットジャッキである。

車輪上に適合される電気モータの構造は、公知であり、これによりモータの回転する回転子は、外周上に位置し、車輪と回転子との間で動力伝達を行うことなく車輪を回転させるように直接的に連結されている。

公知の解決手段に伴う問題点は、それらの複雑さである。

本発明による構成は、独立請求項の特徴部分に提示されているものによって特徴付けられる。本発明の他の実施形態は、他の請求項に提示されているものによって特徴付けられる。

本発明の実施形態はまた、本出願の説明及び図面にも示されている。本出願の発明内容はまた、下記の特許請求の範囲で行われている以外のやり方で規定することもできる。発明内容は、特に、本発明を表現された又は暗示的な部分課題に照らして見た場合、あるいは達成される利点又は利点群の観点から見た場合、いくつかの別個の発明から形成することもできる。よって、以下の特許請求の範囲に含まれる規定のうちのいくつかは、別個の発明的着想の観点からは、不必要な場合がある可能性がある。本発明の異なる実施形態の様々な特徴は、基本的な本発明の着想の範囲内において、他の実施形態に関連して適用することができる。

本発明の着想は、電気モータの固定子が車軸として機能することであり、これにより固定子は、前述の車輪と車両の残りの構造部との間の負荷を支持する。

利点は、モータの構造を、ひいては車両の構造を、単純化することができることである。

一実施形態の着想は、車両にアシストユニットが設けられることであり、このアシストユニットは、モータ制御ユニットとセンサ構成とを有し、センサ構成は、操作者によって車両に加えられた力を識別し、かつセンサ構成からのセンサ信号を生成するように構成され、そのセンサ信号に基づいて、制御ユニットはモータの動作を制御する。

利点は、車両の取り扱いがより軽くなることである。

本発明のいくつかの実施形態は、添付の図面においてさらに詳細に説明される。

図１は、本発明による１つの構成の概略的な断面を図示する。 図２は、側面から見た図１による構成を概略的なやり方で図示する。 図３は、車両を概略的なやり方で図示する。

明確にするために、本発明のいくつかの実施形態は、簡略化された形式で図面に示される。図面では、同様の部分は、同じ参照符号が付されている。

図１は、本発明による１つの構成の概略的な断面を示し、また図２は、それを側面から示す。

構成１００は、簡略化した形式で破線によって図面に示された電動車両１に適合されている。車両１は、電気モータ３が適合された少なくとも１つの車輪２を備える。前述の電気モータ３は、外側にあるように適合された回転子４と、内側にあるように適合されたリング状の固定子５と、を備える。電気モータ３は、そのタイプとして、ブラシモータ又はブラシレスのモータ、また、交流モータ又は直流モータ、とすることができる。

電気モータの固定子５は、車輪２の軸として機能するように構成され、これにより固定子５は、前述の車輪２と車両１の残りの構造部との間の負荷を支持するように適合される。よって、別個の車輪ハブは、構成１００においては必要とされない。固定子５は、取付手段１３によって車両の残りの構造部に取り付けられる。取付手段１３は、例えばボルトなど、それ自体は公知の取付手段であって、固定子及び電気モータ全体の取外し及び再取付を可能とする。他方、取付手段１３は、固定子５及び電気モータの取外しのためには破壊しなければならないような、溶接接合又は接着とすることもできる。

固定子５は、図１に示すようにその片側で、両側で、もしくはリング状の固定子５の内周によって形成された空隙スペース１８の方向から、又はこれらの様々な組合せによって、車両の残りの構造部に取り付けることができる。固定子５は、さらに、その側面もしくは内周全体の長さにわたって、又はこれに代えて、側面もしくは内周の長さの一部のみにおいて取り付けることができる。言い換えれば、取付手段１３は、固定子５の周囲に、又は特定の部分もしくはセクタの上のみに配置することができる。

一実施形態では、固定子５は、車体又は車両サブフレームに取り付けられる。他の実施形態では、固定子５は、車両の車輪支持体に取り付けられ、車輪支持体は、車両の残りの車体に対して、スプリング上及び／又はショックアブソーバ上に設置することができる。

図１に示す実施形態では、固定子５は、巻線ワイヤによって形成された巻線６を備え、他方、回転子４は、磁石７を、有利なことに永久磁石を含む。

図１に示す実施形態では、車輪の回転軸Ｘの方向における固定子巻線６及び回転子磁石７の幅は、車輪の幅よりも実質的に小さい。

図１に示す実施形態では、車輪２は、リムベース８と、このリムベースの上に適合されるタイヤ９（破線によって示す）と、を含み、回転子４は、リムベース８上に直接的に取り付けられている。リムベースに回転子に取り付けるために、それ自体公知の取付方法及び取付手段を使用することができる。

別の実施形態では、回転子４とリムベース８との間に、１つ又は複数の構造層がある。こうした構造層は、機能的なものとすることができ、例えば、回転子とリムベースとの間の振動を減衰させることができ、あるいは回転子とリムベースと間の取付を補助する要素として機能することができる。

タイヤは、空気充填タイヤ、中実タイヤ、発泡体充填タイヤ等、それ自体は公知のタイヤとすることができることに留意すべきである。さらに、別個のタイヤ９は全く必要ではないが、リムベース８は、車輪２が走行面上で回転する摩耗面を形成することができることに留意すべきである。

図１に示す実施形態では、回転子４は、ローラベアリング１０によって固定子５に設置され、ローラベアリング１０のベアリングローラ１１の回転軸Ｙは、車輪の回転軸Ｘに対して別個の方向に適合される。利点は、ベアリングが、車輪の回転軸Ｘの方向と、この方向に垂直な方向と、の双方で支持されることである。ここで言及した角度は、４５°であるが、当然のことながら、他の角度とすることもできる。さらに、回転子４と固定子５との間のベアリングは、ローラベアリング以外の別のやり方で実装することもできることにも、留意しなければならない。ベアリングは、固定子５が車輪２の軸として機能し、車両から車輪を介して走行面へと伝達される荷重をすべて支持するように寸法設定される。言い換えれば、回転子４と固定子５との間のベアリングは、車輪２の単一の車輪ベアリングとして機能する。

図１に示す実施形態では、回転子４と固定子５との間に、シール部材１２が適合され、これにより回転子の電磁部品及び固定子の電磁部品のための密閉空間が形成される。

図３は、車両を概略的なやり方で示す。１つの着想によれば、車両２は、操作者の筋力によって移動する手動で使用される車両とすることができる。図３に示す車両２は、フォークリフトであり、すなわち、例えば、倉庫及び配送センタにおいて、パレット及び様々な商品を移動するために使用されるパレットジャッキであり、操作者によって引っ張られ、または押されると移動する。

典型的なパレットジャッキは、パレットジャッキのフレーム１５に取り付けられた２つの平行な昇降シャフト１４を含む。加えて、パレットジャッキは、シャフト１６を有し、このシャフトの第一の端は、ハンドル部材１７を有し、このハンドル部材から、操作者は、パレットジャッキを移動及び操縦し、かつパレットジャッキを昇降させる高さ調整構成を使用する。シャフト１６の第二の端部は、サブフレーム１９に取り付けられ、サブフレームは、シャフト１６の助けを借りて、フレーム１５に対して回転することができる。電気モータ３を備える、車輪２又は車輪ペアは、サブフレーム１９に取り付けられている。昇降シャフト１４の第二の端部には、より小さな車輪又はローラが設けられている。

車両には、当然のことながら、電気モータ３を使用するための、バッテリ２４などの電源２１が適合されている。バッテリ２４は、例えば、リチウム電池又は鉛電池とすることができる。

モータのための管理手段２０が、ハンドル部材１７に構成されており、このモータ管理手段を介して、モータの制御ユニット２１が、さらには電気モータ３の動作が制御される。

一実施形態では、構成１００には、アシストユニット２２が設けられ、このアシストユニット２２は、センサ構成２３を備え、かつモータの制御ユニット２１に接続される。センサ構成２３は、操作者によって車両１に加えられた力を識別し、そしてセンサ構成から制御ユニット２１へのセンサ信号を生成するように構成されている。図３に示される実施形態では、センサ構成２３は、ハンドル部材１７内に適合される。識別されるべき力は、操作者の手のひらによってハンドル部材に対して引き起こされる力、及び／又は操作者によってハンドル部材に対して引き起こされる圧力とすることができる。

モータ管理手段２０から、動作のアシストモードを選択することができ、これによりアシストユニット２２のスイッチがオンになる。１つの着想によれば、電気モータ３は、操作者によって使用される力であってセンサ構成２３が検出する力が大きいほど、より大きい動力を提供し、かつ車輪２をより大きく回転させる。

別の着想によれば、アシストユニット２２のセンサ構成２３は、シャフト１６内、あるいは、シャフト１６とサブフレーム１９との間に適合され、これによりシャフト１６内で作用する力が識別され、この力に基づいて電気モータ３の動作が制御される。

さらに別の着想によれば、アシストユニット２２のセンサ構成２３は、パレットジャッキ上へと適合された荷物の重量を識別するように適合され、これに基づいて電気モータ３の動作が制御され、すなわち、電気モータ３は、重量が重いほど、より多くの補助を提供する。

一実施形態では、センサ構成２３は、例えば車輪２の速度変化から検出することができる車両の速度変化を識別するように構成される。アシストユニット２２は、車両速度が所定の形式で低下した場合に電気モータ３によって与えられる補助を増大させることができ、また逆の状況では、車両速度が所定の形式で増加した場合に、電気モータ３によって与えられる補助を減少させることができる。

１つの着想によれば、電気モータ３によって与えられる補助は、操作者が車両を移動させるために使用しなければならない力が、少なくとも実質的に一定のままであるように制御される。

１つの着想によれば、補助機能の制御は、アシストユニット２２内に備えられるプロセッサにおいて実行されるコンピュータプログラムコードを用いて実施することができ、そのコードは、デバイスの内部メモリからダウンロードすることができる。コンピュータプログラムコードは、別個の外部メモリデバイスから、あるいは、例えば、無線アクセスネットワークを介してデバイスをインターネットへと接続することによって、何らかの通信ネットワークを介して、デバイス内へと転送することができる。

この文脈においては、上述のアシストユニット２２を、電気モータを備えた上述の構成以外の他の構成に関連して使用することができることにも留意すべきである。よって、電動アシスト付きパレットジャッキは、回転子が内側にありかつ固定子が外側にある従来の電気モータを備えることができ、このような従来の電気モータに対して上述のアシストユニット２２を接続することができる。電気モータは、最も実用的な形式で車両に適合し、それ自体は公知の動力伝達手法を用いて、車輪を回転させるように切り替えることができる。これに代えて、電気モータは、外側に回転子を有することができかつ内側に固定子を有することができるが、その場合には、上記とは異なり、別個の車輪ハブが設けられる。

いずれにせよ、パレットジャッキのアシスト機能の構造及び動作は、上述したようにすることができる。

場合によっては、本出願で提示した様々な特徴は、他の特徴とは無関係に、それ自体で使用することができる。他方、本出願において提示した特徴どうしは、必要に応じて組み合わせて異なる組合せを形成することができる。

要約すると、本発明による構成は、電気モータの固定子が車軸として機能するように構成されていることを特徴とするものであり、これにより固定子は、前述の車輪と車両の残りの構造部との間の負荷を支持するように適合されることに、留意することができる。

さらに、本発明によるパレットジャッキは、パレットジャッキに、モータの制御ユニット及びセンサ構成を備えるアシストユニットが設けられ、このセンサ構成は、操作者によって車両へと加えられた力を識別し、そしてセンサ構成からセンサ信号を生成するように構成され、制御ユニットは、そのセンサ信号に基づいてモータの動作を制御するように構成されることを特徴とすることに、留意することができる。

それに関連した図面及び説明は、本発明の着想を例示することを意図しているに過ぎない。当業者にとっては、本発明が特定の実施例の助けを借りて説明される上述の実施形態に限定されないことは明らかであり、下記に提示する特許請求の範囲によって規定される本発明の着想の中で、本発明の多くの変形及び異なる用途が可能である。

１ 車両
２ 車輪
３ 電気モータ
４ 回転子
５ 固定子
６ 巻線
７ 磁石
８ リムベース
９ タイヤ
１０ ローラベアリング
１１ ベアリングローラ
１２ シール部材
１３ 取付手段
１４ 昇降シャフト
１５ ボディ
１６ シャフト
１７ ハンドル部材
１８ 空隙スペース
１９ サブフレーム
２０ モータ管理手段
２１ モータ制御ユニット
２２ アシストユニット
２３ センサ構成
２４ バッテリ
１００ 構成
Ｘ 車輪の回転軸
Ｙ ベアリングローラの回転軸

Claims (8)

1. 車両の少なくとも１つの車輪に電気モータが適合された電動車両の構成であって、前記電気モータが、
   外側にあるように適合された回転子と、
   内側にあるように適合された固定子と、を備え、
   前記電気モータの前記固定子が、前記車輪の軸として機能するように構成され、これにより前記固定子が、取付手段によって前記車輪と前記車両の残りの構造部との間の負荷を支持するように適合され、
   前記電動車両が、フレームと、前記フレームに回転可能に取り付けられたサブフレームとを備え、前記少なくとも１つの車輪が、前記固定子を介して前記サブフレームに取り付けられ、一端がハンドル部材に取り付けられ、反対端が前記サブフレームに取り付けられたシャフトと、
   前記構成にモータ制御ユニット及びセンサ構成を備えるアシストユニットが設けられ、前記センサ構成が、操作者によって前記車両の前記ハンドル部材に加えられた力を識別するように構成され、前記車両が前記操作者の前記力によって移動可能であり、かつ前記センサ構成からセンサ信号を生成するように構成され、また前記モータ制御ユニットが、前記センサ信号に基づいて前記電気モータの動作を制御するように構成され、
   前記車輪は、リムベースと、当該リムベースの外周に取り付けられたタイヤと、を備え、前記回転子は、前記リムベースの内周に直接取り付けられ、前記リムベースは、ベアリングを介して前記固定子に取り付けられている、構成。
2. 前記回転子が、ローラベアリングによって前記固定子へと設置され、前記ローラベアリングのローラの回転軸が、前記車輪の回転軸に対して別個の方向に適合される、請求項１に記載の構成。
3. 前記ローラベアリングの前記ローラの前記回転軸が、前記車輪の前記回転軸に対して４５°の角度で適合される、請求項２に記載の構成。
4. 前記回転子と前記固定子との間にシール部材が適合され、これにより前記回転子の電磁部品及び前記固定子の電磁部品のための密閉空間が形成される、請求項１～３のいずれか一項に記載の構成。
5. 前記固定子が巻線を含み、前記回転子が磁石を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の構成。
6. 前記車輪の回転軸の方向における前記固定子の巻線及び前記回転子の磁石の幅が、前記車輪の幅よりも実質的に小さい、請求項５に記載の構成。
7. 前記センサ構成が、前記車両を移動させるための前記ハンドル部材内に適合され、これにより識別されるべき前記力が、前記操作者の手のひらによって前記ハンドル部材に引き起こされる力になる、請求項１～６のいずれか一項に記載の構成。
8. 操作者によって加えられた力によって移動可能であるパレットジャッキであって、
   フレームと、
   前記パレットジャッキの少なくとも１つの車輪に適合された電気モータを備え、
   前記電気モータが、
   外側にあるように適合された回転子と、
   内側にあるように適合された固定子と、を備え、
   前記電気モータの前記固定子が、前記車輪の軸として機能するように構成され、これにより前記固定子が、取付手段によって前記車輪と前記パレットジャッキの残りの構造部との間の負荷を支持するように適合され、
   前記パレットジャッキには、
   モータ制御ユニットとセンサ構成とを備えるアシストユニットが設けられ、前記センサ構成が、前記操作者によって前記パレットジャッキのハンドル部材に加えられた力を識別し、かつ前記センサ構成からのセンサ信号を生成するように構成され、また前記モータ制御ユニットが、前記センサ信号に基づいて前記電気モータの動作を制御するように構成され、
   前記フレームに回転可能に取り付けられたサブフレームであって、少なくとも１つの車輪が前記固定子を介して前記サブフレームに取り付けられ、
   一端が前記ハンドル部材に取り付けられ、反対端が前記サブフレームに取り付けられるシャフトと、
   前記車輪は、リムベースと、当該リムベースの外周に取り付けられたタイヤと、を備え、前記回転子は、前記リムベースの内周に直接取り付けられ、前記リムベースはベアリングを介して前記固定子に取り付けられている、パレットジャッキ。