JPH0867153A - 車輪駆動装置、及び該装置に用いる環状プリント回路板、及び車輪駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一種の車輪駆動装置及び車輪駆動方法を提供
すること。 【構成】 固定した中心軸上に、中心軸に平行に多数の
径方向に分布する永久磁石をステータとし、該ステータ
を中心軸上の軸受で支持し、且つ一つのブレーキ素子で
該ステータの回転或いは不回転を制御する。また多組の
誘導磁場コイルで構成したロータをステータの外周に設
け、並びにステータと対応する磁場を形成してロータを
回転させ、ロータが回転するとき、直接或いは一つの減
速機構を経て駆動車輪のボスに動力を伝え、電流は中心
軸上に固定された導電素子を経てから一つの環状回路板
と接触してロータの誘導コイルに伝える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一種の車輪駆動装置と
車輪駆動方法に関し、特に、中心軸は回転せず車輪のボ
スが回転する装置と該装置による車輪駆動方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車輪の駆動方法には大きく２
種あり、最も良く見られるのは、ボスと車輪の中心軸を
固定し、並びに中心軸を軸受で車骨体上に設け、動力を
もって中心軸を回転させる時に車輪を連動させ回転させ
るものである。

【０００３】もう一種はボス内部の誘導電界で車輪を駆
動する方法であり、図１０、１１及び図１２に示すよう
なものがある。この方法を採用しているものは極めて少
なく、現在まで理想的な製品は出現していない。この方
法は、中心軸を車骨体に固定して回転不能とし、中心軸
上に界磁コイルを設けて並びに電流を流してステータと
し、別にボス内部にボスと共に回転できる多数の永久磁
石で構成するロータを設け、ステータとロータ間に発生
する電界により、ロータを回転させボスをこれに伴って
回転させるものである。なお、図１０はアメリカ合衆国
特許第５，２０７，２８８号からの引用、図１１は同第
４，９１３，２５８号、図１２はファイアット社の製品
を示す。

【０００４】上記第１の方法は、一般の伝統的な車輪の
輪軸に用いられている。

【０００５】上記第２の方法は、ボス内の誘導磁場によ
りボスを駆動する方法であり、図３のファイアット社の
製品は、これを発展させた電動車輪である。

【０００６】第２の方法は中心軸上の界磁コイルにより
発生する熱が散失しにくいという欠点がある。そのた
め、良好な放熱方法と組み合わせなければ車輪を高速回
転、或いは長時間の連続運転をさせることはできない。
なぜなら高速回転には大量の電流が必要であり、長時間
電流を持続的に供給することで界磁コイルが高熱を発生
して焼損短絡を起こす可能性があるからである。

【０００７】第２の方法において、望ましくない状況は
特に上り坂を運転する場合に発生しやすく、この場合、
中心軸上のステータの界磁コイルは大きな電流を受ける
が車輪の回転速度は上がらない。一方、界磁コイルの発
生する高熱に関しては、たとえ車輪側面に設けたファン
及び放熱ブレードにより車輪内部の空気の流動を助けた
としても、十分にはその熱を放出することができない。
この結果、界磁コイルの温度は持続的に上昇し、誘導電
場による出力量は反対に減少する。

【０００８】また、第２の方法のもう一つの問題は、ス
テータの界磁コイルに電気を供給できないとき、界磁コ
イル内のシリコン鋼辺がロータ上の永久磁石に吸引され
るため、車輪の空転に対する大きな抵抗力を発生するこ
とである。すなわち、伝統的な方法の電気自動車にこの
方法を応用して一旦界磁コイルに電気を供給できない状
況が発生すると、車を押して移動させるのに大きな力を
必要とした。

【０００９】さらに、前述の第２の方法、すなわち、従
来の誘導磁場により車輪を駆動する技術では、永久磁石
をステータ上に、界磁コイルをボス内のロータ上に設け
ることができず、回転中に界磁コイルにより理想的な電
流を獲得することができなかった。且つ実施時に困難な
く組合せ或いは取付けることが難しかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の課題
は、誘導磁場形成後に、界磁コイルが持続的に発生する
高熱を有効に放出できる、車輪駆動装置及び車輪駆動方
法を提供することを課題とする。

【００１１】本発明の第２の課題は、ロータ上の界磁コ
イルにより、最良の方法で電流を獲得することである。

【００１２】本発明の第３の課題は、界磁コイルを有す
るロータの回転動力を、まず減速機構で減速してからボ
スに伝え、車輪の低速回転が行え、自転車、車椅子或い
はその他の低速車両中にも適用できる技術を提供するこ
とである。

【００１３】本発明の第４の課題は、従来の変速器と本
発明の提供するボスを直接組み合わせて駆動できるよう
にすることである。

【００１４】本発明の第５の課題は、必要時、例えば電
流不通時等に、中心軸上のステータをボス内のロータに
伴い回転させることができるために、軽くボスを押し動
かすだけで車輪、すなわち車を移動させられる方法を提
供することである。

【００１５】本発明の第６の課題は、ボスを適時に停止
することができる技術を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
るために、本発明では、多組の界磁コイルでロータを構
成し、界磁コイルにあって電流を獲得する時に発生する
誘導磁場でロータを駆動して回転させ、界磁コイルをロ
ータに設けることで回転中の遠心気流により有効に界磁
コイルの発生する熱を放出する。

【００１７】上記第２の課題を解決するために、本発明
では、回転可能な環状のプリント回路式の導電片をロー
タのリムの側面の絶縁面板上に固定し、この回路板上に
内層と外層の二組の放射状の導電片グループを設け、該
外層の導電片グループと内層の導電片グループを連通さ
せ、その中、内層の導電片グループを中心軸固定部品の
導電素子、例えば炭素ブラシなどへの付着に供し、また
外層の導電片グループはロータ上の各界磁コイルと一つ
一つ連接させて電流を炭素ブラシと環状プリント回路板
を経てロータ上の各界磁コイルに供給できるようにす
る。

【００１８】上記第３の課題を解決するために、本発明
では、ロータを中心軸上で回転できる内リム中に固定
し、ロータがステータとの間に発生する誘導磁場により
回転する時に内リムも連動して回転させ、該内リムの１
側に一つの遊星歯車減速機構の主動歯車を設け、これに
より減速機構を駆動して回転速度を落とし、該減速機構
の従動出力歯車を車輪のボスとして用いる外リム中に設
ける。

【００１９】上記第４の課題を解決するために、本発明
では、誘導磁場により駆動するボスを実心中心軸の周り
のステータにより回転するロータで駆動し、且つ該ロー
タは界磁コイルで構成し、本発明のボスの側縁には一つ
のねじ穴を設けて従来のベルト式或いはチェーン式の変
速器のプーリ或いはスプロケットと組合せ、以上により
従来の変速器を本発明の提供するボスを直接組み合わせ
て駆動できるようにする。

【００２０】上記第５の課題を解決するために、本発明
では、永久磁石でステータを構成し、界磁コイルでロー
タを構成し、ロータが直接に或いは減速機構を経る間接
的な方法でボスを駆動できるようにし、ステータは軸受
で固定されて回転しない中心軸上に設け、且つ該ステー
タの内部或いは側面に回転しないブレーキ素子を設け
る。該ブレーキ素子にはドラムブレーキを採用するのが
望ましいが、ディスクブレーキ、電磁式ブレーキとして
も良しとする。以上により、一般の状態では、誘導磁場
によりロータを駆動して回転させるときに、該ブレーキ
素子は、第１位置を保持しステータをブロックして回転
させず、相対的にロータを誘導磁場により回転させる。
そして、特殊な状況、例えば電気がロータに供給されな
い場合には、ブレーキ素子を第２位置としてステータを
釈放することができる。そして、永久磁石の吸着力はロ
ータ上のコイルに用いられるシリコン鋼片と相互に吸引
しあうため、ステータをロータに伴い回転させられ、電
流をロータに供給できない場合にも、軽く押すだけでボ
スを動かせるようにする

【００２１】上記第６の課題を解決するために、本発明
では、ロータにより駆動するボスの外縁に、一つのディ
スクブレーキのブレーキ片を固定し、これによりボスを
不回転、或いは回転速度を緩めたい時に、該ディスクブ
レーキにより制御できるようにする。

【００２２】この技術を応用した車両が下り坂を滑行す
るとき、電流をロータの界磁コイルに供給しなくともよ
く、ステータの回転を制御するブレーキ素子にブレーキ
位置を継続して保持させるならば、ステータを回転不能
とし、界磁コイルは持続的にステータの周囲で回転する
ことで、反対に発電状態となって電流を発生し、環状プ
リント回路板と炭素ブラシを経て電源装置、例えば二次
電池などに電流をフィードバックする。

【００２３】もし、ステータの回転を制御するブレーキ
素子の釈放状態を、前述のディスクブレーキのブレーキ
状態に従って同期に相対的に動作するものとすると、デ
ィスクブレーキがブレーキ時に、ブレーキ素子は相対的
に釈放状態となり、ステータをロータが停止する前に慣
性力により回転させる。この作用は、本発明に連鎖する
ものであり、本発明の説明の重点ではないので、ここで
はこれ以上の詳細な説明を省く。

【００２４】

【作用】本発明は、一種の車輪駆動装置及び車輪駆動方
法であり、固定した中心軸上に、中心軸に平行に多数の
径方向に分布する永久磁石をステータとし、該ステータ
を中心軸上の軸受で支持し、且つ一つのブレーキ素子で
該ステータの回転或いは不回転を制御する。また多組の
誘導磁場コイルで構成したロータをステータの外周に設
け、並びにステータと対応する磁場を形成してロータを
回転させ、ロータが回転するとき、直接或いは一つの減
速機構を経て駆動車輪のボスに動力を伝え、電流は中心
軸上に固定された導電素子を経てから一つの環状回路板
と接触してロータの誘導コイルに伝える。

【００２５】

【実施例】本発明の技術的手段についてはそれぞれ上述
したが、総合的にいうと、本発明の方法は、ボス中に誘
導磁場を設け、これにより車輪を支持するリムを駆動
し、リムを回転しない中心軸の周囲で回転させ、すなわ
ち車輪を回転させるものである。この方法は、以下のス
テップを含む： （ａ）回転しない中心軸を設ける （ｂ）中心軸平行に多数の異なる極を間隔を開けて径方
向にリング状に配列した永久磁石を一つのステータ上に
設ける、 （ｃ）一つの放射状の外層導電片グループを一つの環状
プリント回路板上の外層区域に配置する （ｄ）中心軸に付属する固定部品に導電素子を固定する （ｅ）ボスとして用いるリムを中心軸上に固定し、並び
に該リム内部に多数の界磁コイルを設ける （ｆ）環状プリント回路板をリムの側面に固定し、且つ
導電素子を中心軸の軸線と平行となるようにする （ｇ）リム内の各界磁コイルを上記環状プリント回路板
の外層の少なくとも一つの導電片に連接する （ｈ）電流を導電素子に流し、並びに上記環状プリント
回路板を経てリム内部の界磁コイルに伝え、これにより
ステータ上にて対応する永久磁石により電界を発生さ
せ、車輪の回転を駆動する。

【００２６】前述の方法中のリムは図１の実施例に示す
ように、直接ボスとして車輪を駆動するが、図２及び図
３の実施例に示すように、間接的に車輪を連動させても
よい。間接的に車輪を駆動する方法は、かならず、リム
を一つの外リムと内リムで構成し、そのうち外リムはボ
スとして車輪を支持するために用い、内リムは多組の界
磁コイルで構成するロータを固定するために用いる。且
つ内リムは回転時に、まず、歯車式或いはプーリ式等、
どんな形式でもよいが、一つの減速機構を経て、さらに
外リムの回転を駆動する。また、このような間接的な車
輪駆動方法では、別に以下のことを必要とする：すなわ
ち、まずリムを中心軸上に設けた内リムと該中心軸上に
且つ該内リムの周囲に設けた外リムを組み合わせて成す
こと；もう一つのステップは、多組の界磁コイルを内リ
ムに設け、且つ環状プリント回路板を内リムに固定し、
並びに各界磁コイルを一つ一つ環状プリント回路板の外
層の中の一つの導電片と連接し、同時に従動輪と外リム
を連接することである。

【００２７】電流が界磁コイルに供給されない時にステ
ータの永久磁石とロータ上のシリコン鋼片が吸引力を発
生して車輪の空転時の抵抗力を発生するのを防ぐため
に、ステータを軸受素子で中心軸上に設け、且つ一つの
ブレーキ室をステータ内に設ける。そして一つのドラム
ブレーキ素子を中心軸上に固定し、且つステータのブレ
ーキ室中に収容する。

【００２８】ブレーキ素子が界磁コイルにあって電流を
得るとき、持続的にステータを不回転とし、ロータを電
界の排斥力により回転させる。相対的に界磁コイルが電
流を得ることができないときは、ブレーキ素子はステー
タを釈放し、ステータはロータに従い、また即ちリムに
従って一斉に回転する。このように、永久磁石の吸着力
によるボスの空転中の抵抗力を発生しない。当然、ブレ
ーキ素子は一つの制御素子により制御され、且つブレー
キ素子とステータには一つの位置決め装置が必要であ
り、ステータ回転後に一つの設定された位置で自動的に
ブレーキ素子と結合できるようにするが、これらの細部
については詳細な説明を省く。

【００２９】本発明の方法では、中心軸の供電素子を電
池の電線に連接し、導電素子を経て順調に電流をロータ
の各界磁コイルに伝達することができるが、これを図１
〜６に示す一つの環状プリント回路板で助ける。該環状
プリント回路板（４３）の構成は、一つの環状の本体
（４４）を包括し、これは直径の小さい範囲にある内層
と該内層より直径の大きい範囲にある外層を有する。該
本体（４４）中央には一つの穴（４５）を設けてリムと
の固定に供した後、リムと共に軸受により中心軸（５）
に設ける。内層にあってアダプターとなす放射状の内層
導電片グループ（４６）を径方向に本体（４４）の側面
に、且つ該側面から露出させて設ける。また、本体（４
４）上の外層にある放射状の外層導電片グループ（４
７）は本体（４４）上に径方向に分布させ、且つ本体
（４４）内に内蔵する。そのうち外層導電片グループ
（４７）の各導電片の外端（４７１）の一小段は、本体
（４４）の外縁から露出させてそれぞれロータ（３）上
の各界磁コイル（４）との溶接に供する。比較的良い方
法は、関連する外層導電片グループ（４７）と内層導電
片グループ（４６）を図に示されるように一体成形し、
電流を導電素子、例えば図中の炭素ブラシ（４２）を経
て回転中炭素ブラシと接触する環状プリント回路板に伝
え、電流を環状プリント回路板の内層の導電片から外層
の導電片を経て、最後にロータ上の各界磁コイルに伝え
る。この例中の内層導電片グループ（４６）はアダプタ
ーとして用いる。

【００３０】上述の環状プリント回路板の実施例は、大
電流を受けるとき、炭素ブラシと内層導電片グループ
（４６）が接触する時に火花を発生するが、次の実施例
ではこの現象をなくすことができる。

【００３１】環状プリント回路板（４３）の構成につい
ては別に一つの方法がある。その方法を実施した構造
は、図６及び図７に示す。すなわち、本体（４４）の内
層導電片グループ（４６）は２片以上、例えば３片で
Ｘ、Ｙ、Ｚの３層を構成する同心の環状導電片で構成す
るものとする。各一つの導電片と一つの炭素ブラシ（４
２）を個別に接触させ、且つ各導電片を前に挙げた実施
例と同様に、外層導電片グループ（４７）の一つの導電
片と連接する。本実施例中の内層の環状の導電片は、単
純に環を滑る炭素ブラシ（４２）と接触して導電媒介物
を成す。当然もし供給する電流を交流電源より来るもの
とすると、該電源は周波数変換器より出力して本発明の
炭素ブラシ（４２）に電流を供給するものとする。供給
する電流を直流電源より来るものとする場合は該電源は
電子アダプターより出力して本発明の炭素ブラシに電流
を与える。これは一般の電源供給の周知の技術であるの
で、ここでは詳細な説明を省く。また本明細書中の導電
素子は炭素ブラシ（４２）を例とするが、材料科学の発
展が速い現代にあって、将来的には炭素ブラシ（４２）
と環状プリント回路板（４３）は一様に、超導体材料を
応用して製造することも可能であり、それにより電流を
伝える時の電流の損失を減らすことが可能となる。

【００３２】前述の方法により実施した装置の比較的良
い実施例は、それぞれ以下に述べる。

【００３３】実施例１ 図１に示されるような１種の車輪駆動装置であり、該装
置は回転しない中心軸（５）の周囲で回転するボスによ
り車輪を駆動する。該ボスは車輪を支持するために用い
る。本実施例の装置は、中心軸（５）上に取りつけたス
テータ（２）、該ステータ（２）は多数の異なる極の永
久磁石（２２）を径方向に間隔を開けて配列し、該ステ
ータ（２）と多数の炭素ブラシ（４２）を中心軸（５）
の固定部品上（５１）に軸方向に固定する。中心軸は一
つの実心軸とするのが最も良く、このように中心軸の直
径を僅かに縮小しても以前として必要な剛性を維持する
ことができる。本実施例の装置は、これ以外にリム上に
固定されて且つリムと共に中心軸（５）上に設けられる
一つの環状プリント回路板（４３）を包括する。該環状
プリント回路板（４３）上には径方向に分布する内層導
電片グループ（４６）と外層導電片グループ（４７）の
２組の導電片グループを設け（図４〜図７参照）、それ
ぞれ該環状プリント回路板（４３）側面の内層区域と外
層区域に分布する。且つ内層導電片グループ（４６）の
各導電片は、みな本体（４４）の１側に露出させ、且つ
それぞれ絶縁性の本発明内の任意の一つの外層導電片グ
ループ（４７）の導電片と連接する。且つ内層導電片グ
ループ（４６）は前述の炭素ブラシ（４２）に接触され
ることができる。該環状プリント回路板（４３）の２種
の実施例についてははすでに前述した。本実施例は別
に、軸受（７）で中心軸（５）上に設けられボスとして
用いるリム（１）を有するものとし、その内部に多組の
径方向に分布し且つ永久磁石（２２）に対応する界磁コ
イル（４）を設け、これにより上述のステータ（２）に
対応するロータ（３）を形成する。且つ各界磁コイル
（４）はそれぞれ環状プリント回路板（４３）の外層導
電片グループ（４７）のうちの一つと連接し、該リムは
環状プリント回路板（４３）と固定し、一斉に中心軸
（５）上で同期に回転でき、回転中の気流によりリム内
の界磁コイル（４）の放熱を加速させる。また一つの供
電素子（４１）、例えば一つの電線を、中心軸に付随す
る固定部品（５１）上に設け、電力を炭素ブラシ（４
２）より環状プリント回路板（４３）を経てリム内部の
界磁コイル（４）に伝え、界磁コイル（４）が電流を獲
得するときに、ステータ（２）上の永久磁石（２２）と
電界を発生し、リム（１）を駆動して中心軸（５）の周
りで回転させる。

【００３４】前述の実施例は、最も基本となる典型的な
装置であり、順調に中心軸区域に供給する電流を、炭素
ブラシ（４２）と環状プリント回路板（４３）により回
転中のロータの界磁コイルヘと伝送し、且つ該装置は製
造と組立上、なんら困難はない。後述するいくつかの実
施例は、すべて本実施例の基本構造を応用したものであ
り、前述の２種の環状プリント回路板のいずれかを用い
たものである。

【００３５】実施例２ 図２と図３の実施例におけるステータ（２）は、軸受素
子（７１）により中心軸（５）の固定部品（５１）上に
設ける。このほか、中心軸（５）上には一つのブレーキ
素子（８）を、ステータ（２）に密着して設け、該ブレ
ーキ素子（８）が動作状態の時にステータ（２）を回転
させないことができる。もう一方からいうと、ブレーキ
素子（８）が非動作状態の時は、ステータ（２）を阻止
することはできず、ステータ（２）はロータ（３）の回
転に伴い回転する。前述のステータ（２）内には一つの
ブレーキ室（２１）を設け、かつブレーキ素子（８）は
図９のように該ブレーキ室（２１）内に収容されるブレ
ーキドラムである。この実施例は実施例１と組み合わせ
てもよく、もって単一本体のリムをボスとする。また本
実施例はその他の実施例と組み合わせて減速機構を有す
るボスとしてもよい。

【００３６】実施例３ 本実施例は、図２、３に示すが、この例と実施例１の最
大の違いは、実施例１のリムは単一本体であり、実施例
１は単一本体のリムを直接車輪を支持するボスとして該
リムには減速機構はないが、本実施例中のリムは、内リ
ムと外リムから構成することである。この実施例は特別
に車椅子或いは自転車など低速運転の車両に適用され
る。この実施例中の図は単層或いは２層の遊星歯車で構
成する減速機構を示すが、機構学において周知のよう
に、本発明でいう減速機構は、歯車式、プーリ式など各
種の減速機構中から最も適当なものを選択し、図２及び
図３に示す実施例に限るものではない。この実施例のリ
ムは、個別に中心軸（５）に設けられる一つの外リム
（１２）と一つの内リム（１１）を包括する。且つ該内
リム（１１）は環状プリント回路板（４３）と固定して
同期に回転できる。外リム（１２）は車輪を支持するボ
スとする。この実施例はリムの側面に別に主動輪（６
１）と従動輪（６２）を有する減速機構（６）を設け、
前述の内リム（１１）は該減速機構（６）の主動輪（６
１）と連接し、内リム（１１）の回転時の動力を減速機
構（６）の減速を経て外リム（１２）に伝える。図２、
３と図８中に示す減速機構（６）は一つの遊星歯車減速
機構である。そのうち図２に示すのは２層減速機構であ
り、図３に示すのは、単層の減速機構である。

【００３７】実施例４ 本実施例は、大部分の装置は上記実施例３と類似してい
る。しかし、図２に示されるように、外リム（１２）に
第１側面（１２１）と第２側面（１２２）を設け、その
中第１側面（１２１）には一つのねじ穴（１２３）を設
け、一つの車輪（１３）と組み合わせる。該車輪（１
３）はプーリ変速機のプーリとしても、図２の仮想線で
示すスプロケットとしてもよく、且つ該スプロケットは
異なる歯数のものを共同で組み合わせてなるスプロケッ
ト組合せ素子であり、この実施例は多段シフト変速の自
転車に適用できる。

【００３８】実施例５ 上記実施例４に類似しているが、図３の仮想線で示すよ
うに、外リム（１２）の第２側面（１２２）に一つのデ
ィスクブレーキ素子（８１）を設け、必要時に外リム
（１２）を停止するのに供する。

【００３９】図２、３に示すように、外リム（１２）の
右側の第１側面（１２１）を外に延伸して一つの凸縁
（１２４）を形成し、該凸縁（１２４）内に設けるねじ
穴の直径を、２０〜２５ｍｍとし、且つ中心軸（５）の
直径は１０ｍｍより小さく設ける。このように該凸縁
（１２４）が形成する界面により、直接従来の島野（Ｓ
ｈｉｍａｎｏ）変速歯車軸を溶接することができる。こ
の実施例中に挙げたねじ穴の直径と中心軸の直径のサイ
ズは、この実施例を自転車に応用する時に島野変速歯車
軸と連接できるものであり、本発明の中心軸の直径とね
じ穴の直径はこれに限定されるわけではない。従来のこ
の技術において周知のように、本発明はオートバイ或い
は自動車或いは車椅子に応用したり、或いはその他の現
在或いは将来出現する可能性のある変速歯車軸と連接す
る時には、当然上述のサイズの範囲に限るものではな
い。この実施例は過去の各種の電動車輪軸の設計との違
いは、本発明では中心軸を僅かに縮小し且つ実心で製造
し、供電素子（４１）は外リム（１２）の第２側面（１
２２）から外リム（１２）内に進入し、且つブレーキ素
子（８）を通過して炭素ブラシ（４２）に連接すること
である。伝統的な電動車輪軸は本発明と異なり、直接島
野変速歯車軸と嵌め合い接合する。

【００４０】その他の実施例 図２及び図３に示すように、外リム（１２）の第２側面
（１２２）には通風のための羽根（１４）を加え設けて
もよく、これによりリムの空気流動を強めて放熱を助
け、羽根（１４）の内部には濾網を設けてもよい。これ
らの細部は本発明の特許請求の範囲の修飾である。また
図２と図８に示されるように、前述の減速機構（６）は
遊星歯車減速機構としてもよく、且つ外リム（１２）の
内縁を内歯車とし、直接減速機構（６）の従動輪（６
２）としてもよい。このような細部についてはここでは
詳細な説明を省く。故に、前述の各実施例に述べられる
本発明の技術は、本発明の特許請求の範囲を限定するも
のではない。

【００４１】

【発明の効果】第１に、本発明により、誘導磁場形成後
に、界磁コイルが持続的に発生する高熱を有効に放出で
きる

【００４２】第２に、本発明により、ロータ上の界磁コ
イルにより、最良の方法で電流を獲得できる。

【００４３】第３に、本発明の技術は、界磁コイルを有
するロータの回転動力を、まず減速機構で減速してから
ボスに伝え、車輪の低速回転が行え、自転車、車椅子或
いはその他の低速車両中にも適用できることである。

【００４４】第４に、従来の変速器と本発明の提供する
ボスを直接組み合わせて駆動できることである。

【００４５】第５に、本発明により、必要時、例えば電
流不通時等に、中心軸上のステータをボス内のロータに
伴い回転させることができるために、軽くボスを押し動
かすだけで車輪、すなわち車を移動させられることであ
る。

【００４６】第６に、本発明により、ボスを適時に停止
することができることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の側面視による断面図である。

【図２】本発明のもう一つの実施例の側面視による断面
図である。

【図３】本発明のさらにもう一つの実施例の側面視によ
る断面図である。

【図４】上記図２の実施例の環状プリント回路板の構造
を示す、４−４線における断面図である。

【図５】上記図４の実施例の５−５線の拡大断面図であ
る。

【図６】本発明のもう一つの環状プリント回路板の構造
を示す断面図である。

【図７】上記図６の実施例の７−７線における断面図で
ある。

【図８】上記図２の実施例の、減速機構の一実施例を示
す８−８線における断面図である。

【図９】上記図２の実施例の、ドラムブレーキ素子を示
す９−９線における断面図である。

【図１０】従来の技術の断面図である。

【図１１】もう一つの従来の技術の断面図である。

【図１２】さらにもう一つの従来の技術の一部を切り欠
いた斜視図である。

【符号の説明】

１・・・リム １１・・・内リム １２・・・外リム
１２１・・・第１側面 １２２・・・第２側面 １２３・・・ねじ穴 １２４・
・・凸縁 １３・・・車輪 １４・・・羽根 ２・・・ステータ
２１・・・ブレーキ室 ２２・・・永久磁石 ３・・・ロータ ４・・・界磁
コイル ４１・・・供電素子 ４２・・・炭素ブラシ ４３・・
・環状プリント回路板 ４４・・・本体 ４５・・・穴 ４６・・・内層導電片
グループ ４７・・・外層導電片グループ ４７１・・・外端 ５
・・・中心軸 ５１・・・固定部品 ６・・・減速機構 ６１・・・主
動軸 ６２・・・従動軸 ６３・・・連接棒 ６４・・・遊び
車 ７、７１・・・軸受素子 ８・・・ドラムブレーキ素子 ８１・・・ディスクブレーキ素子

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不回転の中心軸の周りで回転するボスに
   より車輪を駆動する装置であり、該ボスは車輪を支持す
   るのに用いられ、該装置は、 上述の中心軸を実心或いは空心軸とし、その固定部品上
   の一つのステータであり、該中心軸に平行に径方向に間
   隔を開けて配列された多数の異なる極の永久磁石を包括
   するものと、 絶縁材料で成した本体を有する一つの環状プリント回路
   板であり、上に外層区域と外層区域に個別に分布する２
   組の導電片グループを有し、内層の各導電片は、個別に
   外層の任意の一つの導電片と連接するものと、 多数の導電素子で上述の固定部品上に固定され、上述の
   環状プリント回路板の内層の導電片グループと接触する
   ものと、 上述の中心軸上に設けられ、ボスとして供されるリムで
   あり、内部には多組の径方向に分布し且つ上述の永久磁
   石に対応する界磁コイルを設け、これにより上述のステ
   ータと対応するロータを形成し、且つ各一組の界磁コイ
   ルをそれぞれ上述の環状プリント回路板の外層の導電片
   グループの中の一つと連接し、該リムは上述の環状プリ
   ント回路板と固定し、一斉に上述の中心軸状で同期に回
   転でき、回転中の気流により上述のリム内の界磁コイル
   の放熱を加速するものと、 及び、上述の中心軸の固定部品上の供電素子であり、前
   述の導電素子から上述の環状プリント回路板を経て上述
   のリム内部の界磁コイルに電力を伝え、これにより界磁
   コイルが電流を獲得する時に、上述のステータ上の永久
   磁石と電界を発生させ、上述のリムを駆動して上述の中
   心軸の周りで回転させるのに供するもの、 以上を包括
   する、車輪駆動装置。
2. 【請求項２】 ステータは軸受素子により上述の中心軸
   上に設ける、請求項１に記載の車輪駆動装置。
3. 【請求項３】 中心軸上には一つの上述のステータに密
   着してブレーキ素子を設け、該ブレーキ素子はブレーキ
   動作状態の時、上述のステータを不回転とすることがで
   きる、請求項２に記載の車輪駆動装置。
4. 【請求項４】 リムは、個別に中心軸上に設置される一
   つの外リムと一つの内リムを包括し、該内リムはその内
   部に多組の界磁コイルを設置するのに用いられ、且つ該
   内リムは環状プリント回路板と固定して同期に回転で
   き、且つ上述の外リムは車輪を支持するボスとされ、上
   述のリムの側面には、主動輪と従動輪を有する減速機構
   が設けられ、上述の内リムは該減速機構の主動輪と連接
   し、且つ上述の外リムは上述の減速機構の従動輪と連接
   し、これにより上述の内リムの回転時の動力を上述の減
   速機構で減速後、外リムに伝える、請求項１、請求項
   ２、請求項３のいずれかに記載の車輪駆動装置。
5. 【請求項５】 減速機構は一つの遊星歯車減速機構とす
   る、請求項４に記載の車輪駆動装置。
6. 【請求項６】 外リムには第１側面と第２側面を設け、
   そのうち第１側面には一つのねじ穴を設け、一つの車輪
   の軸との組合せに供される、請求項４又は請求項５に記
   載の車輪駆動装置。
7. 【請求項７】 外リムの第１側面には一つの凸縁を設
   け、且つ該凸縁内にはねじ穴を設け、該ねじ穴の直径
   は、２０〜２５ｍｍにあるものとする、請求項６に記載
   の車輪駆動装置。
8. 【請求項８】 外リムには第１側面と第２側面を設け、
   そのうち第２側面には一つのディスクブレーキ素子を設
   け、該外リムの停止に供する、請求項４から請求項７の
   いずれかに記載の車輪駆動装置。
9. 【請求項９】 中心軸は１０ｍｍより小さく設ける、請
   求項１から請求項８のいずれかに記載の車輪駆動装置。
10. 【請求項１０】 ねじ穴は島野変速歯車軸との溶接に供
    する、請求項６または請求項７に記載の車輪駆動装置。
11. 【請求項１１】 環状プリント回路板の外層の導電片グ
    ループは、径方向に放射状に分布し、且つ該環状プリン
    ト回路板外層の本体中に内蔵する、請求項１から請求項
    １０のいずれかに記載の車輪駆動装置。
12. 【請求項１２】 環状プリント回路板の内層の導電片グ
    ループは、外層の導電片グループと対称に径方向に放射
    状に分布し、但し本体の１側面に露出し、導電素子と個
    別に接触する、請求項１から請求項１１のいずれかに記
    載の車輪駆動装置。
13. 【請求項１３】 実心或いは空心軸とする中心軸を固定
    し、不回転とし、且つ固定部品を該中心軸に付属して設
    け、 多数の異なる極を間隔をあけて径方向に放射状に環状に
    配列した永久磁石を一つのステータ上に設け、 ステータの不回転の中心軸上の固定部品の周囲に設け、 外層の放射状の一つの導電片グループを一つの環状プリ
    ント回路板本体内に内蔵し、且つ露出する内層の導電片
    グループを該環状プリント回路板上に設け、並びに内層
    の各導電片を全て個別に外層の導電片のうちの一つの導
    電片に連接し、 中心軸の固定部品上に導電素子を固定し、並びに該導電
    素子を中心軸の軸方向に平行に環状プリント回路板上の
    内層の導電片グループに接触させる、 ボスとして用いる一つのリムを中心軸上に設け、並びに
    該リム内部に設置する多組の界磁コイルは、それぞれス
    テータの永久磁石と対応することができ、それぞれ電界
    を発生するものとし、 環状プリント回路板をリムに固定し、且つリム内部の各
    界磁コイルを個別に、環状プリント回路板の外層の導電
    片グループの中の一つの導電片と接触させ、 及び、電流を導電素子に与え、環状プリント回路板を経
    てリム内部の界磁コイルに送り、対応するステータ上の
    永久磁石に電界を発生させ、リムの回転を駆動する、 以上を含む、車輪駆動方法。
14. 【請求項１４】 ステータは中心軸の固定部品上に設け
    る、請求項１３に記載の車輪駆動方法。
15. 【請求項１５】 さらに、一つのブレーキ室をステータ
    内に設け、一つのブレーキ素子を中心軸上に固定し、且
    つステータの上記ブレーキ室中に収容する、請求項１４
    に記載の車輪駆動方法。
16. 【請求項１６】 さらに、リムは中心軸上に設ける内リ
    ムと、該中心軸上に且つ上記内リム周囲に設ける外リム
    とから構成し、 多組の界磁コイルを内リムに設け、且つ環状プリント回
    路板を内リムに固定し、並びに各界磁コイルを一つ一つ
    環状プリント回路板上の外層の導電片の中の一つと連接
    し、 外リムをボスとなして車輪を支持し、 一つの減速機構をリムの側面に設け、並びに減速機構の
    主動輪と内リムを連接し、同時に従動輪と外リムを連接
    する、 請求項１３から請求項１５のいずれかに記載の車輪駆動
    方法。
17. 【請求項１７】 さらに一つのブレーキ素子を設けて外
    リムを停止させることができる、請求項１６に記載の車
    輪駆動方法。
18. 【請求項１８】 さらに、環状プリント回路板上の内層
    の導電片グループは径方向に放射状に分布させるか同心
    円形の環状に分布させる、請求項１３から請求項１７の
    いずれかに記載の車輪駆動方法。
19. 【請求項１９】 ステータとロータが相対的に形成する
    電界が駆動するボス内に応用され、導電素子を経た電流
    をロータ上の各界磁コイルに伝え、各界磁コイルとロー
    タ上の対応する永久磁石の間に電界を発生させてロータ
    を駆動し、ロータに固定したボスにより車輪を駆動して
    中心軸の周りで回転させるのに供されるものであり、 内層と該内層より直径の大きい外層を有して、中央に一
    つの穴を設けた一つの環状の本体と、 上述の本体の側面に分布し且つ該側面に露出する、一つ
    の内層の導電片グループと、 上述の本体上に径方向に分布する一つの外層の導電片グ
    ループであり、その中の各導電片の外端の一小段は、上
    述の本体外縁に露出し、それぞれ上述のロータ上の各界
    磁コイルと溶接するものと、 を有する、車輪駆動装置に用いる環状プリント回路板。
20. 【請求項２０】 内層の導電片グループは、径方向に放
    射状に環状の本体上に分布するか、或いは多数の多数の
    同心円形の環状を呈して個別に環状の本体に分布する、
    請求項１９に記載の車輪駆動装置に用いる環状プリント
    回路板。