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JPH06141401A - Driver for motor operated vehicle - Google Patents

Driver for motor operated vehicle

Info

Publication number
JPH06141401A
JPH06141401A JP4285693A JP28569392A JPH06141401A JP H06141401 A JPH06141401 A JP H06141401A JP 4285693 A JP4285693 A JP 4285693A JP 28569392 A JP28569392 A JP 28569392A JP H06141401 A JPH06141401 A JP H06141401A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
magnetic pole
electric motor
rotor
motor
Prior art date
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.)
Pending
Application number
JP4285693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Inaba
豊 稲葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Original Assignee
Kokusan Denki Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kokusan Denki Co Ltd filed Critical Kokusan Denki Co Ltd
Priority to JP4285693A priority Critical patent/JPH06141401A/en
Publication of JPH06141401A publication Critical patent/JPH06141401A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a driver for a motor operated vehicle in which a large torque is generated in a low speed range and a high speed rotation is performed. CONSTITUTION:A rotary shaft 7 is so thrustfully supported as to generate an axial relative displacement between a rotor 3 and a stator 2 of a DC motor. A centrifugal governor mechanism 10 for so driving the shaft 7 as to reduce an opposed area between a rotor pole 16 and a stator pole 13 upon rising of a rotating speed of a wheel 9 is provided. Generated torque is increased at the time of a low speed to increase a maximum rotating speed at the time of a high speed by regulating an effective magnetic flux amount crossing an armature winding 12 in response to a vehicle speed by the mechanism.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直流電動機を駆動源と
する車両の車輪を回転駆動する電動車両用駆動装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive device for an electric vehicle which uses a DC electric motor as a drive source to rotationally drive the wheels of the vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両に搭載されたバッテリ等の直流電源
により作動する直流電動機を駆動源として、該車両の車
輪を回転駆動するようにした電動車両用駆動装置が知ら
れている。
2. Description of the Related Art A drive device for an electric vehicle is known in which a DC motor driven by a DC power source such as a battery mounted on a vehicle is used as a drive source to rotationally drive wheels of the vehicle.

【0003】従来のこの種の駆動装置として、例えば特
開平3−128789号に記載された電動式車両に用い
られているものがある。この駆動装置では、電動機の回
転を自動遠心クラッチとベルト式自動変速機とを有する
伝動機構を介して車輪に伝達することにより、電動機の
効率が最大になる回転数の近傍の所定の範囲の回転数を
維持した状態で車輪の回転速度を自動的に変速させて、
車輪の低速回転時の電動機負荷を軽減できるようにして
いる。
As a conventional drive device of this type, there is a drive device used in an electric vehicle described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-128789. In this drive device, the rotation of the electric motor is transmitted to the wheels via a transmission mechanism having an automatic centrifugal clutch and a belt type automatic transmission, so that the rotation of the electric motor in a predetermined range near the rotational speed at which the efficiency of the electric motor is maximized. The number of wheels is automatically changed while maintaining the number,
The motor load is reduced when the wheels rotate at low speeds.

【0004】また、電気自動車用として開発されたもの
として、駆動用電動機を車輪に内蔵させたホイールイン
モータが報告されている(1992年モータ技術シンポ
ジウム「電気自動者用ホイールインモータ」)。このモ
ータは、電機子巻線を有する固定子の外側を永久磁石界
磁を構成する回転子が回転するアウターロータ構造のブ
ラシレス直流電動機で、車輪の中に組み込まれてその回
転子に直接タイヤが取り付けられ、モータコントローラ
及びインバータによりその駆動電流が制御されるように
なっている。
A wheel-in motor in which a driving electric motor is built into a wheel has been reported as being developed for an electric vehicle (1992, Motor Technology Symposium "Electric Automatic Wheel-in Motor"). This motor is a brushless DC motor with an outer rotor structure in which the rotor that constitutes the permanent magnet field rotates outside the stator that has the armature windings. It is attached, and its drive current is controlled by a motor controller and an inverter.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】電動車両用駆動装置で
は、車両の発進時や登坂時などの低速走行時に大きな発
生トルクを必要とする。また平地定常走行時には、発生
トルクは比較的小さくてもよいが、高速運転が可能であ
ることが要求される。
A drive device for an electric vehicle requires a large torque to be generated when the vehicle starts at a low speed and runs at a low speed. Further, during steady running on level ground, the generated torque may be relatively small, but high-speed operation is required.

【0006】一般に直流電動機においては、電機子巻線
の印加電圧をV、回転速度をN、電機子巻線の巻数を
n、電機子巻線に鎖交する磁束をφ、電機子電流をi、
巻線の抵抗をR、発生トルクをT、比較定数をK1 ,K
2 ,K3 とした場合、 V=K1 Nnφ+Ri 及び T=K2 iφ …(1) が成立し、出力P及び効率ηはそれぞれP=K3 NT及
びη=P/Viとなる。電動機の回転速度Nに対する出
力P及び発生トルクΤの特性は電機子巻線の鎖交磁束φ
によって異なる。
Generally, in a DC motor, the applied voltage to the armature winding is V, the rotational speed is N, the number of turns of the armature winding is n, the magnetic flux interlinking with the armature winding is φ, and the armature current is i. ,
The winding resistance is R, the generated torque is T, the comparison constants are K1, K
2 and K3, V = K1 Nnφ + Ri and T = K2 iφ (1) are established, and the output P and efficiency η are P = K3 NT and η = P / Vi, respectively. The characteristics of the output P and the generated torque T with respect to the rotation speed N of the electric motor are as follows:
Depends on

【0007】図8は、電機子巻線の鎖交磁束φの大きさ
がそれぞれφ1 及びφ2 (φ1 >φ2 )の場合につい
て、電動機の回転速度Nと出力P及び発生トルクTとの
関係を示した(φ2 の場合は効率ηも示す)模式図で、
同図からわかるように、電機子巻線の鎖交磁束を大きい
値φ1 に選定すると、低速域での発生トルクを大きくす
ることができるが高速回転が得られなくなり、逆に高速
域でも所要の発生トルクが得られるように鎖交磁束を小
さい値φ2 に選定すると、低速域において、大きな発生
トルクを得ることができなくなる。
FIG. 8 shows the relationship between the rotational speed N of the motor and the output P and the generated torque T when the magnitude of the interlinking magnetic flux φ of the armature winding is φ1 and φ2 (φ1> φ2), respectively. (In the case of φ2, the efficiency η is also shown.)
As can be seen from the figure, if the interlinkage magnetic flux of the armature winding is selected to be a large value φ1, the generated torque in the low speed range can be increased, but high speed rotation cannot be obtained, and conversely the required torque is required in the high speed range. If the interlinkage magnetic flux is selected to be a small value φ2 so that the generated torque can be obtained, a large generated torque cannot be obtained in the low speed range.

【0008】特開平3−128789号に記載された電
動式車両に用いられていた従来の駆動装置は、電動機の
効率が最大になる回転数の近傍の所定範囲の回転数を維
持した状態で動作するので、電動機の効率が良好であ
り、またベルト式自動変速機を介して車輪を駆動するの
で車両の低速時に車輪に大きなトルクを発生させること
ができるが、伝動機構による効率の低下が生じるという
問題があった。またこの駆動装置では、自動変速機を必
要とするため、コストが高くなるのを避けられなかっ
た。
The conventional drive device used in the electric vehicle described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-128789 operates while maintaining a rotational speed within a predetermined range near the rotational speed at which the efficiency of the electric motor is maximized. Therefore, the efficiency of the electric motor is good, and since the wheels are driven through the belt type automatic transmission, a large torque can be generated in the wheels at low speed of the vehicle, but the efficiency is reduced due to the transmission mechanism. There was a problem. Further, in this drive device, since an automatic transmission is required, it is unavoidable that the cost becomes high.

【0009】次に駆動用電動機を車輪に内蔵させた従来
の駆動装置では、電動機で車輪を直接駆動するので伝動
効率は良いが、低速域まで必要な発生トルクを得るよう
にすると大きな出力の電動機を必要とし、電動機が大形
になるという問題があった。またこの従来の駆動装置で
は、制御回路を用いて弱め界磁制御を行うことにより定
格回転速度を越えた回転速度領域まで制御を可能にして
いるが、定格回転速度を越えた回転速度領域では、効率
が著しく悪くなって電動機の駆動電流が定常時より大き
くなるという問題があった。
Next, in a conventional drive device in which a driving electric motor is built in a wheel, the electric wheel directly drives the electric motor, so that the transmission efficiency is good, but if a required generated torque is obtained even in a low speed range, the electric motor having a large output can be obtained. There is a problem that the electric motor becomes large in size. Further, in this conventional drive device, it is possible to control up to the rotation speed region exceeding the rated rotation speed by performing the field weakening control using the control circuit, but in the rotation speed region exceeding the rated rotation speed, the efficiency is reduced. There was a problem that the drive current of the electric motor became significantly worse and became larger than that in the steady state.

【0010】本発明の目的は、自動変速機構を用いたり
電動機を大形化したりすることなく、低速域で大きな発
生トルクを得ることができるようにするとともに、高速
運転をも可能にした電動車両用駆動装置を提供すること
にある。
It is an object of the present invention to obtain a large generated torque in a low speed range without using an automatic speed change mechanism or to increase the size of an electric motor, and also to enable high speed operation. To provide a drive device for a vehicle.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、直流電動機を
駆動源として車両の車輪を回転駆動する電動車両用駆動
装置であって、本発明においては、上記の目的を達成す
るため、電動機の電機子巻線に鎖交する有効磁束量を調
節する磁束調節手段を設ける。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is a drive device for an electric vehicle for rotatably driving the wheels of a vehicle by using a DC electric motor as a drive source. In the present invention, in order to achieve the above object, A magnetic flux adjusting means for adjusting an effective magnetic flux amount interlinking with the armature winding is provided.

【0012】直流電動機として、回転子磁極と固定子磁
極とが径方向に対向する構造のものを用いる場合には、
電動機の回転子磁極と固定子磁極との対向面積を変化さ
せるように電動機の回転子と固定子との間に軸線方向の
相対的な変位を生じさせるスラスト機構により、上記磁
束調節手段を構成することができる。
When a DC motor having a structure in which the rotor magnetic poles and the stator magnetic poles face each other in the radial direction is used,
The magnetic flux adjusting means is constituted by a thrust mechanism that causes relative displacement in the axial direction between the rotor and the stator of the electric motor so as to change the facing area between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole of the electric motor. be able to.

【0013】上記スラスト機構は、車輪の回転速度の上
昇に伴って回転子磁極と固定子磁極との対向面積を減少
させるように回転軸を駆動する遠心ガバナ機構により構
成することができる。この場合、直流電動機の回転子の
回転軸と車輪との間に軸線方向への変位が許容される状
態で該回転軸を車輪に結合する。
The thrust mechanism may be composed of a centrifugal governor mechanism that drives the rotating shaft so as to reduce the facing area between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole as the rotational speed of the wheel increases. In this case, the rotating shaft of the DC electric motor is coupled to the wheel in a state where axial displacement is allowed between the rotating shaft of the rotor and the wheel.

【0014】上記スラスト機構はまた、電動機の回転速
度を検出する速度検出手段の出力信号により制御され
て、回転速度の上昇に伴って回転子磁極と固定子磁極と
の対向面積を減少させるように固定子を軸線方向に変位
させるアクチュエータにより構成することもできる。
The thrust mechanism is also controlled by the output signal of the speed detecting means for detecting the rotation speed of the electric motor so as to decrease the facing area between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole as the rotation speed increases. It can also be configured by an actuator that displaces the stator in the axial direction.

【0015】上記スラスト機構はまた、電動機の固定子
に連結された手動操作部材と、該手動操作部材の操作に
より電動機の回転子磁極と固定子磁極との対向面積を変
化させるように電動機の固定子を軸線方向に変位させる
手動操作機構とにより構成することもできる。
The thrust mechanism also includes a manual operating member connected to the stator of the electric motor, and a fixing of the electric motor so that the facing area between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole of the electric motor is changed by operating the manual operating member. It can also be configured by a manual operation mechanism that displaces the child in the axial direction.

【0016】電動機として、固定子磁極と回転子磁極と
が軸線方向に対向する構造のもの用いる場合には、回転
子磁極と固定子磁極との間のギャップを変化させるよう
に該電動機の回転子と固定子との間に軸線方向の相対的
な変位を生じさせるスラスト機構により上記磁束調節手
段を構成することができる。
When an electric motor having a structure in which a stator magnetic pole and a rotor magnetic pole oppose each other in the axial direction is used, the rotor of the electric motor is changed so as to change the gap between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole. The magnetic flux adjusting means can be configured by a thrust mechanism that causes relative displacement in the axial direction between the stator and the stator.

【0017】[0017]

【作用】車両の車輪を回転駆動する直流電動機の電機子
巻線に鎖交する有効磁束量を磁束調節手段により調節す
るようにすると、有効磁束量の大小に応じて該電動機の
回転数出力特性を調節することが可能になり、低速時に
は発生トルクを大きくし、高速時には到達可能な最高回
転数を高くすることができるようになる。
When the effective magnetic flux amount interlinking with the armature winding of the DC electric motor for rotating the wheels of the vehicle is adjusted by the magnetic flux adjusting means, the rotational speed output characteristic of the electric motor is changed according to the magnitude of the effective magnetic flux amount. Can be adjusted, the generated torque can be increased at low speed, and the maximum attainable rotational speed can be increased at high speed.

【0018】固定子磁極と回転子磁極とが径方向に対向
する構造を有する直流電動機を用いる場合には、該電動
機の回転子と固定子との間に軸線方向の相対的な変位を
生じさせるスラスト機構を設けて、該スラスト機構によ
り回転子磁極と固定子磁極との対向面積を変化させる
と、その対向面積の大きさに応じて電機子巻線に鎖交す
る有効磁束量を調節することができる。
When a DC electric motor having a structure in which the stator magnetic poles and the rotor magnetic poles face each other in the radial direction is used, a relative displacement in the axial direction is generated between the rotor and the stator of the electric motor. When a thrust mechanism is provided and the facing area between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole is changed by the thrust mechanism, the effective magnetic flux amount linked to the armature winding is adjusted according to the size of the facing area. You can

【0019】車輪の回転速度の上昇に伴って回転子磁極
と固定子磁極との対向面積を減少させるように回転軸を
駆動する遠心ガバナ機構によりスラスト機構を構成する
と、回転速度の上昇とともに電機子巻線に鎖交する有効
磁束量が減少していくように該有効磁束量を調節するこ
とができる。従って、低速時には有効磁束量を多くして
電動機の発生トルクを大きくし、回転速度の上昇に伴っ
て有効磁束量を小さくして到達可能な最高回転速度を高
くすることができ、各回転速度において電動機を最高出
力近傍で動作させることが可能となる。
If the thrust mechanism is constituted by the centrifugal governor mechanism that drives the rotating shaft so as to reduce the facing area between the rotor magnetic poles and the stator magnetic poles as the rotational speed of the wheel increases, the armature will increase as the rotational speed increases. The effective magnetic flux amount can be adjusted so that the effective magnetic flux amount interlinking the winding decreases. Therefore, at low speeds, the effective magnetic flux can be increased to increase the torque generated by the motor, and as the rotational speed increases, the effective magnetic flux can be decreased to increase the maximum attainable rotational speed. It is possible to operate the electric motor near the maximum output.

【0020】電動機の回転速度の上昇に伴って回転子磁
極と固定子磁極との対向面積を減少させるように固定子
を軸線方向に変位させるアクチュエータにより上記スラ
スト機構を構成した場合も、電機子巻線に鎖交する有効
磁束量を回転速度の上昇に伴って減少させるように該有
効磁束量を調節することにより、低速領域では発生トル
クを大きくし、高速領域では到達可能な最高回転速度を
高くすることができる。
Even when the thrust mechanism is constituted by an actuator that displaces the stator in the axial direction so as to reduce the facing area between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole as the rotational speed of the electric motor increases, the armature winding is also formed. By adjusting the effective magnetic flux amount so that the effective magnetic flux amount interlinking the line decreases as the rotation speed increases, the generated torque is increased in the low speed region and the maximum attainable rotational speed is increased in the high speed region. can do.

【0021】上記スラスト機構として、電動機の回転子
磁極と固定子磁極との対向面積を変化させるように電動
機の固定子を軸線方向に変位させる手動操作機構を用い
ると、電動機の回転速度あるいは該回転速度に対応する
車速に応じて、手動操作により電機子巻線の鎖交磁束量
を調節することができる。
When the manual operation mechanism for axially displacing the stator of the electric motor is used as the thrust mechanism so as to change the facing area between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole of the electric motor, the rotational speed of the electric motor or the rotation speed of the electric motor is changed. The interlinkage magnetic flux amount of the armature winding can be adjusted by manual operation according to the vehicle speed corresponding to the speed.

【0022】固定子磁極と回転子磁極とが軸線方向に対
向する構造の直流電動機を用いる場合には、回転子磁極
と固定子磁極との間のギャップを変化させるように該電
動機の回転子と固定子との間に軸線方向の相対的な変位
を生じさせるスラスト機構により、上記磁束調節手段を
構成した場合には、該スラスト機構により回転子磁極と
固定子磁極との間のギャップを変化させることにより該
ギャップの磁気抵抗を変化させて電機子巻線に鎖交する
有効磁束量を変化させることができる。
When a DC electric motor having a structure in which the stator magnetic pole and the rotor magnetic pole face each other in the axial direction is used, the rotor of the electric motor and the rotor of the electric motor are changed so as to change the gap between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole. When the magnetic flux adjusting means is configured by a thrust mechanism that causes relative displacement in the axial direction with the stator, the thrust mechanism changes the gap between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole. As a result, the magnetic resistance of the gap can be changed to change the amount of effective magnetic flux linked to the armature winding.

【0023】[0023]

【実施例】図1は、本発明の第1実施例の構造を示した
もので、この実施例では、遠心ガバナ機構からなるスラ
スト機構により電動機の回転子の回転軸を軸線方向に変
位させて、径方向に対向する固定子磁極と回転子磁極と
の対向面積を車輪の回転速度の上昇に伴って減少させる
ことにより電機子巻線に鎖交する有効磁束量を調節する
ようにしている。
FIG. 1 shows the structure of a first embodiment of the present invention. In this embodiment, a rotary mechanism of a rotor of an electric motor is axially displaced by a thrust mechanism composed of a centrifugal governor mechanism. The amount of effective magnetic flux interlinking with the armature winding is adjusted by decreasing the facing area between the stator magnetic pole and the rotor magnetic pole that face each other in the radial direction as the wheel rotation speed increases.

【0024】同図において、1は固定子2と回転子3と
からなる直流電動機、4はケーシング5とカバー6とか
らなっていて電動機1を収容するモータハウジング、7
は回転子3の回転軸、8は回転軸7をケーシング5に支
持する軸受、9は車輪、10は遠心ガバナ機構である。
In the figure, 1 is a DC electric motor consisting of a stator 2 and a rotor 3, 4 is a motor housing for accommodating the electric motor 1, consisting of a casing 5 and a cover 6, and 7
Is a rotating shaft of the rotor 3, 8 is a bearing for supporting the rotating shaft 7 in the casing 5, 9 is a wheel, and 10 is a centrifugal governor mechanism.

【0025】この例の直流電動機1はアウタロータ構造
のブラシレスモータで、固定子2は環状の継鉄部から3
n個(nは整数で例えば4)の突極部を放射状に突出さ
せた固定子鉄心11と、該固定子鉄心の各突極部に巻回
されたコイルを3相結線して構成された電機子巻線12
とからなり、各突極部の外周側端部が固定子磁極13と
なっている。電機子巻線12の3相出力端子は後述のイ
ンバータ回路の出力端子に接続されている。回転子3
は、ほぼカップ状のフライホイール14の周壁部内周に
永久磁石15を取り付けたものからなっている。永久磁
石15は径方向に着磁されて固定子磁極13と径方向に
対向する2n極の回転子磁極16を形成している。フラ
イホイール14の底壁部中央にはボス17が設けられ、
該ボス17が回転軸7の一端に嵌着されて、回転子3が
回転軸7に取り付けられている。
The DC motor 1 in this example is a brushless motor having an outer rotor structure, and the stator 2 is composed of an annular yoke portion 3 to
The stator core 11 is formed by radially projecting n (n is an integer 4 for example) salient pole portions, and coils wound around each salient pole portion of the stator core are three-phase connected. Armature winding 12
And the outer peripheral end of each salient pole portion is the stator magnetic pole 13. The three-phase output terminal of the armature winding 12 is connected to the output terminal of the inverter circuit described later. Rotor 3
Is composed of a substantially cup-shaped flywheel 14 with a permanent magnet 15 attached to the inner circumference of the peripheral wall portion. The permanent magnet 15 is magnetized in the radial direction to form a 2n-pole rotor magnetic pole 16 that faces the stator magnetic pole 13 in the radial direction. A boss 17 is provided in the center of the bottom wall of the flywheel 14,
The boss 17 is fitted to one end of the rotary shaft 7, and the rotor 3 is attached to the rotary shaft 7.

【0026】ケーシング5は軽合金等からなっていて、
カップ状部18と軸受支持部19とを有し、軸受支持部
19に嵌装された軸受8により回転軸7を支承してい
る。このケーシング5は図示しない車両の車体に固定さ
れている。
The casing 5 is made of a light alloy or the like,
It has a cup-shaped portion 18 and a bearing support portion 19, and the rotating shaft 7 is supported by a bearing 8 fitted in the bearing support portion 19. The casing 5 is fixed to a vehicle body (not shown).

【0027】カバー6は軽合金等からなっていて、カッ
プ状部20と該カップ状部の底壁中央部に設けられた固
定子取付部21とを有し、固定子取付部21には、ねじ
22により固定子鉄心11が取り付けられている。ケー
シング5とカバー6とは、それぞれのカップ状部18及
び20の開口側を突き合せた状態でねじ(図示せず)に
より互いに結合され、両カップ部18及び20により直
流電動機1が覆われた状態になっている。
The cover 6 is made of a light alloy or the like, and has a cup-shaped portion 20 and a stator mounting portion 21 provided at the center of the bottom wall of the cup-shaped portion. The stator core 11 is attached by screws 22. The casing 5 and the cover 6 are coupled to each other by screws (not shown) in a state where the opening sides of the cup-shaped portions 18 and 20 are butted against each other, and the DC motor 1 is covered by both the cup portions 18 and 20. It is in a state.

【0028】回転子3の磁極の回転角度位置を検出する
ため、回転子3のボス17の外周に固着された回転子位
置検出用磁石23と、これを取り囲むように、固定子鉄
心11の環状部に120度間隔で取り付けられたホール
素子からなる3個の回転子位置センサ24とが設けられ
ている。
In order to detect the rotational angular position of the magnetic poles of the rotor 3, the rotor position detecting magnet 23 fixed to the outer periphery of the boss 17 of the rotor 3 and the ring shape of the stator core 11 surrounding the magnet 23 are provided. Three rotor position sensors 24, which are Hall elements and are installed at 120 ° intervals, are provided in the section.

【0029】軸受8は、2個のボールベアリング25と
その間に配置されたスリーブ26とにより構成されてい
て、回転軸7を回転自在にかつ軸線方向に滑動可能に支
承している。
The bearing 8 is composed of two ball bearings 25 and a sleeve 26 arranged therebetween, and supports the rotary shaft 7 rotatably and slidably in the axial direction.

【0030】車輪9は、リム27と該リムの外周に装着
されたタイヤ28とからなっている。リム27の中央部
には円筒部29が固定され、該円筒部29がスプライン
30を介して回転軸7に嵌合されている。これにより、
回転軸7と車輪9との間に軸線方向の変位のみが許容さ
れる状態で回転軸7と車輪9とが互いに結合されてい
る。リム27の軸受8側の面には、円筒部29を取り囲
む状態でほぼカップ状に形成された泥よけ31が固定さ
れ、リム27の泥よけ31と反対側の面には、遠心ガバ
ナ機構10を取り囲む状態でガバナカバー32が取り付
けられている。
The wheel 9 comprises a rim 27 and a tire 28 mounted on the outer periphery of the rim. A cylindrical portion 29 is fixed to the center of the rim 27, and the cylindrical portion 29 is fitted to the rotary shaft 7 via a spline 30. This allows
The rotary shaft 7 and the wheel 9 are coupled to each other in a state where only the axial displacement is allowed between the rotary shaft 7 and the wheel 9. On the surface of the rim 27 on the bearing 8 side, a mudguard 31 formed in a cup shape so as to surround the cylindrical portion 29 is fixed, and on the surface of the rim 27 opposite to the mudguard 31, a centrifugal governor is provided. A governor cover 32 is attached so as to surround the mechanism 10.

【0031】遠心カバナ機構10は、回転軸7の他端寄
りの位置に固着されたつば部33と、該つば部33に近
接して車輪のリム27の中央部付近に回動自在に支持さ
れて、遠心力が作用したときにつば部33の一方の面を
押圧して回転軸7を図示の矢印方向に変位させる一対の
遠心重錘34と、つば部29の他方の面を弾圧して回転
軸7を図示の矢印方向と反対の方向に付勢するばね35
とにより構成されている。
The centrifugal cabana mechanism 10 is rotatably supported near the central portion of the rim 27 of the wheel, which is fixed to the flange 33 fixed to the position near the other end of the rotary shaft 7 and close to the flange 33. Then, when a centrifugal force is applied, a pair of centrifugal weights 34 that press one surface of the collar portion 33 to displace the rotary shaft 7 in the direction of the arrow shown in the figure and the other surface of the collar portion 29 are elastically pressed. A spring 35 for urging the rotating shaft 7 in the direction opposite to the arrow direction shown.
It is composed of and.

【0032】遠心ガバナ機構10により回転軸7と車輪
9との間に軸線方向の変位が生じさせられると、固定子
磁極13と回転子磁極16との対向面積が変化して、電
機子巻線12に鎖交する有効磁束量φが変化する。車輪
9の回転速度Nが所定の回転速度NL 以下の範囲内で
は、回転子磁極16の軸線方向の中心位置が固定子磁極
13の軸線方向中心位置とほぼ一致する状態(図1にお
いてx=0の状態)に維持されるように回転軸7の軸線
方向の変位が規制されていて、この状態では電機子巻線
の鎖交磁束量φがほぼ最大値φL となっている。車輪9
の回転速度Nが所定の回転速度NL を越えて上昇する
と、回転速度の上昇に伴ってガバナ機構10により回転
軸7が図示の矢印方向に変位させられる。これに伴って
固定子磁極13と回転子磁極16との対向面積が減少し
ていき、電機子巻線12の鎖交磁束量φが減少してい
く。回転速度が更に上昇して所定の回転速度NH に達
し、電機子巻線の鎖交磁束量φがφH まで低下すると、
回転速度Nが更に上昇しても回転軸7の図示の矢印方向
への変位が生じないように回転軸7の変位量が規制され
ている。
When the centrifugal governor mechanism 10 causes axial displacement between the rotary shaft 7 and the wheel 9, the facing area between the stator magnetic pole 13 and the rotor magnetic pole 16 changes, and the armature winding is changed. The effective magnetic flux amount φ linked to 12 changes. In the range where the rotation speed N of the wheels 9 is equal to or lower than the predetermined rotation speed NL, the axial center position of the rotor magnetic pole 16 substantially coincides with the axial center position of the stator magnetic pole 13 (x = 0 in FIG. 1). The axial displacement of the rotary shaft 7 is restricted so as to be maintained in the state (1). In this state, the interlinkage magnetic flux amount φ of the armature winding is approximately the maximum value φL. Wheel 9
When the rotation speed N of the rotary shaft 7 increases above a predetermined rotation speed NL, the governor mechanism 10 displaces the rotary shaft 7 in the direction of the arrow as shown in FIG. Along with this, the facing area between the stator magnetic pole 13 and the rotor magnetic pole 16 decreases, and the interlinkage magnetic flux amount φ of the armature winding 12 decreases. When the rotation speed further increases and reaches the predetermined rotation speed NH, and the flux linkage amount φ of the armature winding decreases to φH,
The displacement amount of the rotating shaft 7 is regulated so that the rotating shaft 7 is not displaced in the direction of the arrow shown in the figure even if the rotating speed N further increases.

【0033】図2は上記の関係を図示したもので、同図
(A)の右半部は車輪9の回転速度Nと回転軸7の軸線
方向の変位量xとの関係を、また同図(A)の左半部は
回転軸7の軸線方向の変位量xと電機子巻線12の鎖交
磁束量φとの関係を示している。これらの関係から、車
輪9の回転速度(従って電動機1の回転速度)Nと電機
子巻線の鎖交磁束量φとの関係を求めると、図2(B)
に示すようになる。この回転速度Nと電機子巻線の鎖交
磁束量φとの間の関係は、所定の回転速度NLとNH と
の間の区間内では電動機1の出力Pがほぼ最高値となる
ように電動機1及び遠心ガバナ機構10の特性が選定さ
れている。
FIG. 2 shows the above relationship. The right half of FIG. 2A shows the relationship between the rotational speed N of the wheel 9 and the axial displacement x of the rotary shaft 7, and FIG. The left half of (A) shows the relationship between the axial displacement x of the rotary shaft 7 and the flux linkage φ of the armature winding 12. From these relationships, the relationship between the rotation speed N of the wheel 9 (and therefore the rotation speed of the electric motor 1) and the interlinkage magnetic flux amount φ of the armature winding is calculated.
As shown in. The relationship between the rotational speed N and the amount of interlinkage magnetic flux φ of the armature winding is such that the output P of the electric motor 1 becomes almost the maximum value in the section between the predetermined rotational speeds NL and NH. 1 and the characteristics of the centrifugal governor mechanism 10 are selected.

【0034】図3は直流電動機1の回転速度を制御する
ための制御系を示したもので、この制御系としては公知
のものを使用できる。同図において、36は車両のハン
ドルのアクセルグリップ、37はアクセルグリップ36
に可動接触子が連結されて両端に直流電圧が印加された
ポテンショメータで、ポテンショメータ37の可動接触
子と設置間に得られる信号(アクセルグリップの位置検
出信号)と、回転子位置センサ24により検出された回
転子3の位相信号とがコントローラ38に入力されてい
る。コントローラ38はマイクロコンピュータを有して
いて、ポテンショメータ37から得られる位置検出信号
と図示しない車速センサとの出力信号とに基づいて電動
機1に通電する電流のデューティファクタを決定し、ま
た回転子位置センサ24の出力信号に基づいて電機子巻
線12における交番磁界の位相を決定して、各電機子巻
線12についてのデューティファクタと位相とを表わす
スイッチング信号を駆動回路39に与える。
FIG. 3 shows a control system for controlling the rotation speed of the DC motor 1, and a known system can be used as this control system. In the figure, 36 is an accelerator grip of a steering wheel of a vehicle, and 37 is an accelerator grip 36.
A potentiometer in which a movable contact is connected to the movable contact and a DC voltage is applied to both ends of the potentiometer 37. The signal obtained between the movable contact of the potentiometer 37 and the installation (accelerator grip position detection signal) and the rotor position sensor 24 detect the signal. The phase signal of the rotor 3 and the phase signal of the rotor 3 are input to the controller 38. The controller 38 has a microcomputer, determines the duty factor of the current to be passed through the electric motor 1 based on the position detection signal obtained from the potentiometer 37 and the output signal of the vehicle speed sensor (not shown), and also determines the rotor position sensor. The phase of the alternating magnetic field in the armature winding 12 is determined based on the output signal of 24, and a switching signal representing the duty factor and phase of each armature winding 12 is given to the drive circuit 39.

【0035】尚車両の発進時に電動機1に大電流が流れ
るのを防止するため、コントローラ38には図示しない
電動機電流検知回路の出力信号が入力され、該コントロ
ーラにより、発進時の電動機の駆動電流が過大にならな
いようにデューティファクタが制御されるようになって
いる。
In order to prevent a large current from flowing through the electric motor 1 when the vehicle starts, an output signal of an electric motor current detection circuit (not shown) is input to the controller 38, which causes the drive current of the electric motor to start. The duty factor is controlled so as not to become excessive.

【0036】駆動回路39はゲートドライブ回路40及
びスイッチング回路41を有している。ゲートドライブ
回路40はコントローラ38に、またスイッチング回路
41は電動機1の各相の電機子巻線12にそれぞれ結線
されている。スイッチング回路41は、直列に結線され
た3対のFET(電界効果トランジスタ)42をバッテ
リ43と接地との間に並列接続したもので、各FET4
2のソース・ドレン間にはそれぞれダイオード44が設
けられている。各FET42のゲートはゲートドライブ
回路40に接続され、また各対のFETのソース・ドレ
ン接続部が各相の電機子巻線12の入力端子に接続され
ている。
The drive circuit 39 has a gate drive circuit 40 and a switching circuit 41. The gate drive circuit 40 is connected to the controller 38, and the switching circuit 41 is connected to the armature winding 12 of each phase of the electric motor 1. The switching circuit 41 is a circuit in which three pairs of FETs (field effect transistors) 42 connected in series are connected in parallel between a battery 43 and a ground.
A diode 44 is provided between each of the two sources and drains. The gate of each FET 42 is connected to the gate drive circuit 40, and the source / drain connection part of each pair of FETs is connected to the input terminal of the armature winding 12 of each phase.

【0037】駆動回路39は、コントローラ38が出力
するスイッチンク信号に基づいて各FET42をオン・
オフ制御することにより、電動機1の電機子巻線12に
交番磁界を生じさせる駆動電流を流すとともに、該駆動
電流の大きさをアクセルグリップ36の回動位置に応じ
て変化させる。
The drive circuit 39 turns on each FET 42 based on the switching signal output from the controller 38.
By performing the off control, a drive current that causes an alternating magnetic field is passed through the armature winding 12 of the electric motor 1, and the magnitude of the drive current is changed according to the rotational position of the accelerator grip 36.

【0038】図4は本実施例において得られる直流電動
機1のデューティファクタが100%の時の出力特性を
説明するための模式図で、同図の左半部は電動機1の回
転速度Nと、磁束調節手段(遠心ガバナ機構10からな
るスラスト機構)により調節された電機子巻線12の鎖
交磁束量φとの間の関係(図2(B)参照)を示し、同
図の右半部は電動機1の回転速度Nと該電動機の出力P
及び発生トルクTとの間の関係を示したのである。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the output characteristics of the DC motor 1 obtained in this embodiment when the duty factor is 100%. The left half of FIG. 4 is the rotation speed N of the motor 1. The relationship (see FIG. 2 (B)) between the magnetic flux adjusting means (the thrust mechanism including the centrifugal governor mechanism 10) and the interlinkage magnetic flux amount φ of the armature winding 12 is shown, and the right half of the same figure is shown. Is the rotation speed N of the electric motor 1 and the output P of the electric motor.
And the generated torque T.

【0039】図4において、破線で示した曲線P(φL
),P(φ1 ),(φ2 )及びP(φH )はそれぞれ
電機子巻線12の鎖交磁束量φがφL ,φ1 ,φ2 及び
φH (φL >φ1 >φ2 >φH )の各一定値に保たれた
場合の電動機1の出力Pを示し、これらの出力曲線は回
転速度NがそれぞれNL ,N1 ,N2 及びNH (NL <
N1 <N2 <NH )のときにほぼ最高出力Pm となる特
性となっている。
In FIG. 4, the curve P (φL shown by the broken line
), P (φ1), (φ2), and P (φH) are the flux linkages φ of the armature winding 12 at constant values of φL, φ1, φ2, and φH (φL>φ1>φ2> φH), respectively. The output P of the electric motor 1 when it is maintained is shown, and these output curves show that the rotational speeds N are NL, N1, N2 and NH (NL <
When N1 <N2 <NH, the characteristic is such that the maximum output is Pm.

【0040】また図4において鎖線で示した直線T(φ
L ),T(φ1 ),T(φ2 )及びT(φH )は同じく
電機子巻線12の鎖交磁束量φがφL ,φ1 ,φ2 及び
φHの各一定値である場合の電動機1の発生トルクTを
示したものである。本実施例では、図4の左半部に示し
たように、電機子巻線12の鎖交磁束量φは回転速度N
がNL 以下の領域では一定値φL に保持され、また回転
速度NがNH 以上の領域では一定値φH に保持される。
回転速度がNL からNH までの間の領域では回転速度N
がNL →N1 →N2 →NH と上昇するにつれて鎖交磁束
量φがφL →φ1 φ2 →φH と減少していくように調
節される。そのため、電動機1の出力Pは、同図の右半
部に実線で示したように、回転速度がNL 以下の領域で
は曲線P(φL )に沿って変化し、回転速度がNL から
NH までの間の領域ではほぼ一定の最高出力Pm近傍の
値に維持される。また回転速度がNH 以上の領域では曲
線P(φH )に沿って変化する特性となる。同様に、発
電機1の発生トルクTは同じく図4の右半部で直線T
(φL ),T(φ1 ),T(φ2 )及びT(φH )の包
絡線として実線で示されている特性曲線に沿って変化す
ることになる。従って、同図からわかるように、低速域
で大きな発生トルクが得られるとともに、高速回転も可
能な特性を得ることができる。
The straight line T (φ
L), T (φ1), T (φ2) and T (φH) are generated by the motor 1 when the interlinkage flux amount φ of the armature winding 12 is a constant value of φL, φ1, φ2 and φH. The torque T is shown. In the present embodiment, as shown in the left half of FIG. 4, the interlinkage magnetic flux amount φ of the armature winding 12 is equal to the rotation speed N.
Is held at a constant value .phi.L in a region where N.sub.L is less than NL, and is held at a constant value .phi.H in a region where the rotational speed N is above NH.
In the area between the rotation speeds NL and NH, the rotation speed N
Is increased to NL → N1 → N2 → NH, and the flux linkage amount φ is adjusted to decrease to φL → φ1 φ2 → φH. Therefore, the output P of the electric motor 1 changes along the curve P (φL) in the region where the rotation speed is NL or less as shown by the solid line in the right half of the figure, and the rotation speed changes from NL to NH. In the region between them, the value is maintained at a value near the substantially constant maximum output Pm. In addition, in the region where the rotation speed is NH or higher, the characteristic changes along the curve P (φH). Similarly, the torque T generated by the generator 1 is the straight line T in the right half of FIG.
(ΦL), T (φ1), T (φ2) and T (φH) will change along the characteristic curve shown by the solid line. Therefore, as can be seen from the figure, a large generated torque can be obtained in the low speed range, and a characteristic capable of high speed rotation can be obtained.

【0041】図5は、電動機1をデューティファクタ1
00%で動作させた場合に、車両の走行負荷が比較的軽
い平地走行時、及び走行負荷が大きい登坂時にそれぞれ
本実施例の駆動装置により得られる車速を説明するため
の模式図である。
In FIG. 5, the electric motor 1 has a duty factor of 1
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the vehicle speeds obtained by the drive device of the present embodiment when the vehicle is operated at 00% and when traveling on level ground where the traveling load of the vehicle is relatively light, and during climbing on a large traveling load.

【0042】同図において、破線で示した曲線P(φL
)及びP(φH )は図4に同記号で示した電動機の出
力特性に相当し、電機子巻線の鎖交磁束量φがそれぞれ
一定値φL 及びφH の場合の車速Vと電動機の出力Pと
の関係を示している。図5において、実線で示した曲線
Pは本実施例により得られる電動機1の出力特性であ
る。また同図に鎖線で示した曲線L1 及びL2 は、それ
ぞれ平地走行時及び登坂時における車速Vと走行負荷L
との関係を示したものである。
In the figure, the curve P (φL
) And P (φH) correspond to the output characteristics of the motor shown by the same symbols in FIG. 4, and the vehicle speed V and the output P of the motor when the interlinkage magnetic flux amount φ of the armature winding is a constant value φL and φH, respectively. Shows the relationship with. In FIG. 5, the curve P shown by the solid line is the output characteristic of the electric motor 1 obtained in this embodiment. Curves L1 and L2 indicated by chain lines in the figure are the vehicle speed V and the traveling load L when traveling on a level ground and climbing a slope, respectively.
It shows the relationship with.

【0043】図5において、駆動装置により得られる車
速は電動機の出力特性曲線と走行負荷曲線との交点にお
ける車速として求められる。同図からわかるように、本
実施例の駆動装置では平地走行時の車速はV1 (V1H)
となり、登坂時の車速はV2となる。これに対して、電
機子巻線の鎖交磁束量φがそれぞれ一定値φL 及びφH
である場合には、平地走行時の車速はそれぞれV1L及び
V1H(V1 )となり、登坂時の車速はそれぞれV2L及び
V2Hとなる。電機子巻線の鎖交磁束量を大きい値φL
(一定)に選定すれば、登坂時の走行特性は良いが平地
走行時に高速走行ができなくなり、逆に電機子巻線の鎖
交磁束量を小さい値φH (一定)に選定すれば、平地で
の高速走行は可能であるが登坂時の走行特性が悪くな
る。
In FIG. 5, the vehicle speed obtained by the drive unit is obtained as the vehicle speed at the intersection of the output characteristic curve of the electric motor and the running load curve. As can be seen from the figure, in the drive system of this embodiment, the vehicle speed when traveling on level ground is V1 (V1H).
The vehicle speed when climbing is V2. On the other hand, the interlinkage magnetic flux φ of the armature winding is constant values φL and φH, respectively.
When the vehicle travels on a flat ground, the vehicle speeds are V1L and V1H (V1), and the vehicle speeds when climbing are V2L and V2H, respectively. Large value of the flux linkage of the armature winding φL
If (Constant) is selected, the traveling characteristics when climbing are good, but high-speed traveling is not possible when traveling on level ground, and conversely, if the value of the flux linkage of the armature winding is set to a small value φH (Constant), it will be Although it is possible to drive at high speed, the traveling characteristics when climbing a slope will deteriorate.

【0044】これに対し、本実施例の駆動装置の場合に
は、平地走行時も登坂時も良好な走行特性が得られるこ
とになる。
On the other hand, in the case of the drive device of this embodiment, good traveling characteristics can be obtained both when traveling on a level ground and when climbing a slope.

【0045】図6は本発明の第2実施例の構造を示した
もので、この実施例では直流電動機は固定子磁極と回転
子磁極とが径方向に対向する構造を有し、固定子を軸線
方向に変位させて固定子磁極と回転子磁極との対向面積
を電動機の回転速度に応じて変化させることにより電機
子巻線の鎖交磁束量を調節するようにしており、図1の
各部と同等の相当部分には図1と同じ符号が付してあ
る。
FIG. 6 shows the structure of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the DC motor has a structure in which the stator poles and the rotor poles face each other in the radial direction, and the stator is The amount of interlinkage magnetic flux of the armature winding is adjusted by displacing the stator magnetic poles and the rotor magnetic poles in the axial direction to change the facing area of the stator magnetic poles and the rotor magnetic poles according to the rotation speed of the electric motor. Corresponding parts equivalent to those in FIG.

【0046】図6において、回転軸7はケーシング5の
軸受支持部19に嵌装された2個のボールベアリング2
5により回転自在に支持され、該回転軸7の一端側には
回転子3が取り付けられている。回転軸7の他端側には
車輪9のリム27の中央部に設けられた円筒部29を嵌
合させてナット45により車輪9を回転軸7に固定して
ある。
In FIG. 6, the rotary shaft 7 is composed of two ball bearings 2 fitted in the bearing support portion 19 of the casing 5.
A rotor 3 is rotatably supported by 5, and a rotor 3 is attached to one end of the rotary shaft 7. A cylindrical portion 29 provided at the center of the rim 27 of the wheel 9 is fitted to the other end of the rotating shaft 7 and the wheel 9 is fixed to the rotating shaft 7 by a nut 45.

【0047】46は固定子取付部材で、該固定子取付部
材は軸線方向に伸びる円柱部47と該円柱部47の一端
側に設けられたフランジ部48とを有している。円柱部
47はカバー6のカップ状部20の底壁中央部に設けら
れた軸受部に嵌装された摺動軸受49により支持され、
フランジ部48には固定子2がねじ22により取り付け
られている。固定子取付部材46はカバー6との間に軸
線方向への変位のみが許容される状態で摺動軸受49に
より支持されている。カバー6のカップ状部20の底壁
部と固定子取付部材46のフランジ部48との間には、
該フランジ部48を弾圧して固定子取付部材46を図示
矢印方向と反対の方向に付勢するばね50が配置されて
いる。
Reference numeral 46 denotes a stator mounting member, which has a cylindrical portion 47 extending in the axial direction and a flange portion 48 provided on one end side of the cylindrical portion 47. The columnar portion 47 is supported by a sliding bearing 49 fitted in a bearing portion provided in the central portion of the bottom wall of the cup-shaped portion 20 of the cover 6,
The stator 2 is attached to the flange portion 48 with screws 22. The stator mounting member 46 is supported by the sliding bearing 49 in a state where only the axial displacement is allowed between the stator mounting member 46 and the cover 6. Between the bottom wall portion of the cup-shaped portion 20 of the cover 6 and the flange portion 48 of the stator mounting member 46,
A spring 50 is arranged to elastically press the flange portion 48 to urge the stator mounting member 46 in the direction opposite to the arrow direction in the drawing.

【0048】固定子取付部材46の他端51には図示し
ないアクチュエータが連結されていて、該アクチュエー
タにより固定子取付部材46を固定子2とともに図示の
矢印方向に変位させて、固定子磁極13と回転子磁極1
6との対向面積を変位させることにより、電機子巻線1
2の鎖交磁束量を調節する。このアクチュエータは、公
知のソレノイドあるいはトルクモータ等の駆動源と、該
駆動源を駆動する駆動回路とにより構成することができ
る。このアクチュエータは、電動機1の回転速度あるい
は該回転速度に対応する車速を検出する速度検出器(図
示せず)の出力信号により制御されて、電動機1の回転
速度の上昇に伴って増大する図示の矢印方向の牽引力を
発生し、該牽引力とばね50の弾圧力とが平衡する位置
まで固定子2の軸線方向位置を変位させる。電動機1の
回転速度Nとこの回転速度に応じて固定子2が変位させ
られたときの電機子巻線12の鎖交磁束量φとの関係が
図2(B)に示した関係と同様になるようにアクチュエ
ータ及びばね50の特性を設定すれば、電動機1の出力
特性を図4に示したようにすることができる。
An actuator (not shown) is connected to the other end 51 of the stator mounting member 46, and the stator mounting member 46 is displaced together with the stator 2 in the direction of the arrow shown by the actuator to move the stator magnetic pole 13 to the stator magnetic pole 13. Rotor magnetic pole 1
By displacing the area facing the armature 6,
Adjust the flux linkage amount of 2. This actuator can be composed of a drive source such as a known solenoid or torque motor, and a drive circuit for driving the drive source. The actuator is controlled by an output signal of a speed detector (not shown) that detects the rotation speed of the electric motor 1 or a vehicle speed corresponding to the rotation speed, and increases as the rotation speed of the electric motor 1 increases. A traction force in the arrow direction is generated, and the axial position of the stator 2 is displaced to a position where the traction force and the elastic force of the spring 50 are balanced. The relationship between the rotation speed N of the electric motor 1 and the interlinkage magnetic flux amount φ of the armature winding 12 when the stator 2 is displaced according to this rotation speed is similar to the relationship shown in FIG. 2 (B). By setting the characteristics of the actuator and the spring 50 so that the output characteristics of the electric motor 1 can be set as shown in FIG.

【0049】上記の実施例では、電動機の回転速度の検
出信号によって制御されるアクチュエータにより固定子
を軸線方向に変位させるようにしたスラスト機構を用い
たが、固定子2を手動操作により軸線方向に変位させる
スラスト機構を採用することもできる。この場合には、
電動機1の固定子2と手動操作部材とを連結手段により
連結し、該手動操作部材を手動により操作することによ
り、固定子2を軸線方向に変位させて回転子磁極16と
固定子磁極13との対向面積を変化させる。例えば、手
動操作部材として車両のハンドルに設けられたグリップ
あるいはレバーに連結手段としてのワイヤーの一端を結
合し、該ワイヤーの他端を固定子取付部材46(図6参
照)の他端51に結合する。この場合には、電動機1の
回転速度あるいは車両の車速に応じて手動によりグリッ
プあるいはレバーを操作して固定子2を軸線方向に変位
させることにより、電機子巻線12の鎖交磁束量を調節
して電動機1の出力特性を変えることができる。
In the above embodiment, the thrust mechanism in which the stator is axially displaced by the actuator controlled by the detection signal of the rotation speed of the electric motor is used. However, the stator 2 is manually operated in the axial direction. It is also possible to employ a thrust mechanism that displaces. In this case,
The stator 2 of the electric motor 1 is connected to the manual operation member by a connecting means, and the manual operation member is manually operated to displace the stator 2 in the axial direction to form the rotor magnetic pole 16 and the stator magnetic pole 13. Change the facing area of. For example, one end of a wire as a connecting means is coupled to a grip or lever provided on a steering wheel of a vehicle as a manual operation member, and the other end of the wire is coupled to the other end 51 of a stator attachment member 46 (see FIG. 6). To do. In this case, the amount of the interlinkage magnetic flux of the armature winding 12 is adjusted by manually operating the grip or lever according to the rotation speed of the electric motor 1 or the vehicle speed of the vehicle to displace the stator 2 in the axial direction. Then, the output characteristic of the electric motor 1 can be changed.

【0050】以上の各実施例では、直流電動機として、
回転子が固定子の外側を回転するアウタロータ構造を有
するものであったが、この電動機として、インナロータ
構造を有するものを用いることもできる。この場合の電
動機は、環状の継鉄部から3n(n:整数)個の突極部
を径方向内側に向けて突出させた固定子鉄心の各突極部
に電機子巻線を巻回してなる固定子と、該固定子の内側
に配置されて外周に永久磁石からなる2n極の回転子磁
極を有する回転子とにより構成し、固定子鉄心の各突極
部の先端部により形成される固定子磁極と回転子磁極と
を径方向に対向させる構造とする。電機子巻線の鎖交磁
束量を調節する磁束調節手段としてのスラスト機構は、
前記第1実施例(図1参照)あるいは第2実施例(図6
参照)の場合と同様に、固定子が取り付けられた回転軸
を軸線方向に変位させる手段あるいは固定子を軸線方向
に変位させる手段により回転子と固定子との間に軸線方
向の相対的な変位を生じさせる機構を用いることができ
る。
In each of the above embodiments, the DC motor is
Although the rotor has the outer rotor structure that rotates outside the stator, the electric motor may have the inner rotor structure. In this case, the electric motor has an armature winding wound around each salient pole portion of a stator core in which 3n (n: integer) salient pole portions are projected inward in the radial direction from an annular yoke portion. And a rotor that is disposed inside the stator and has a rotor magnetic pole of 2n poles made of a permanent magnet on the outer periphery, and is formed by the tip of each salient pole portion of the stator core. The stator magnetic pole and the rotor magnetic pole are arranged to face each other in the radial direction. The thrust mechanism as the magnetic flux adjusting means for adjusting the interlinkage magnetic flux amount of the armature winding is
The first embodiment (see FIG. 1) or the second embodiment (see FIG. 6)
As in the case of (1), the relative displacement in the axial direction between the rotor and the stator by means of axially displacing the rotary shaft to which the stator is attached or by axially displacing the stator. Can be used.

【0051】図7は本発明の第3実施例の構造を示した
もので、この実施例では、直流電動機として、固定子磁
極と回転子磁極とが軸線方向に対向する構造を有するも
のを用い、磁束調節手段は、電動機の回転子磁極と固定
子磁極との間のギャップを変化させるように該電動機の
回転子と固定子との間に軸線方向の相対的な変位を生じ
させるスラスト機構により構成されている。図7におい
て図1の各部と同等の相当部分には図1における符号と
同じ符号が付してある。
FIG. 7 shows the structure of the third embodiment of the present invention. In this embodiment, a DC motor having a structure in which a stator pole and a rotor pole face each other in the axial direction is used. The magnetic flux adjusting means uses a thrust mechanism that causes relative displacement in the axial direction between the rotor and the stator of the electric motor so as to change the gap between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole of the electric motor. It is configured. In FIG. 7, the same reference numerals as those in FIG. 1 are attached to the corresponding portions equivalent to those in FIG.

【0052】図7において、電動機1の固定子2は、環
状円板形の継鉄52の軸線方向の一方の面から、3n
(n:整数)個の突極部53を軸線方向に突出させた固
定子鉄心54と、該突極部53に巻回された電機子巻線
12とからなっている。3n個の突極部53は周方向に
等角度間隔で並ぶように設けられ、各突極部53の先端
部が固定子磁極13となっている。この固定子2はカバ
ー6の固定子取付部21にねじ22により取り付けられ
ている。
In FIG. 7, the stator 2 of the electric motor 1 is 3n from the one surface in the axial direction of the yoke 52 having an annular disc shape.
The stator core 54 is formed by projecting (n: integer) salient pole portions 53 in the axial direction, and the armature winding 12 wound around the salient pole portions 53. The 3n salient pole portions 53 are provided so as to be arranged at equal angular intervals in the circumferential direction, and the tips of the salient pole portions 53 serve as the stator magnetic poles 13. The stator 2 is attached to a stator attachment portion 21 of the cover 6 with screws 22.

【0053】電動機1の回転子3は、中央部にボス17
を有する円板状の磁路構成部材55と、該磁路構成部材
55の固定子鉄心の突極部と対向する側の面に固定され
た永久磁石56とからなり、永久磁石56は軸線方向に
着磁されて周方向に交互に異極が並ぶ2n極の回転子磁
極16を構成している。回転子磁極16は固定子磁極1
3と軸線方向にギャップ(キャップ長g)を介して対向
させられている。
The rotor 3 of the electric motor 1 has a boss 17 at the center.
And a permanent magnet 56 fixed to the surface of the magnetic path constituting member 55 facing the salient pole portion of the stator core of the magnetic path constituting member 55, the permanent magnet 56 being in the axial direction. 2 n-pole rotor magnetic poles 16 that are magnetized to have different poles arranged alternately in the circumferential direction. The rotor magnetic pole 16 is the stator magnetic pole 1.
3 is opposed in the axial direction with a gap (cap length g).

【0054】回転子3は、軸受8により回転及び軸線方
向に摺動が可能に支承された回転軸7の一端側に取り付
けられており、該回転軸7の他端側は車輪9との間に軸
線方向への変位のみが許容される状態で車輪9に結合さ
れている。電動機1の回転子3と固定子2との間に軸線
方向の相対的な変位を生じさせるためのスラスト機構
は、既述の第1実施例の場合と同様に、回転軸7を図示
矢印方向に変位させるように駆動する遠心ガバナ機構1
0からなり、車輪9の回転速度の上昇に伴って固定子磁
極13と回転子磁極16との間の軸線方向のギャップ長
gを増大させて電機子巻線12の鎖交磁束量を減少させ
るように作動する。
The rotor 3 is attached to one end of a rotary shaft 7 supported by a bearing 8 so as to be rotatable and slidable in the axial direction, and the other end of the rotary shaft 7 is connected to a wheel 9. Is coupled to the wheel 9 in a state in which only axial displacement is allowed. The thrust mechanism for causing the relative displacement in the axial direction between the rotor 3 and the stator 2 of the electric motor 1 has a rotary shaft 7 in the direction of the arrow shown in the figure, as in the case of the above-described first embodiment. Centrifugal governor mechanism 1 driven to be displaced to
0, and increases the axial gap length g between the stator magnetic pole 13 and the rotor magnetic pole 16 as the rotational speed of the wheel 9 increases, thereby decreasing the amount of interlinkage magnetic flux of the armature winding 12. Works like.

【0055】上記の実施例では、電動機の回転子3の回
転軸7を軸線方向に変位可能に支持して、遠心ガバナ機
構10により回転軸7を軸線方向に変位させることによ
り固定子磁極13と回転子磁極16との間のギャップを
変化させる磁束調節手段を用いているが、該磁束調節手
段として、既述の第2実施例(図6)と同様に、電動機
の固定子2を軸線方向に変位可能な状態で支持して、電
動機の回転速度に応じて固定子2を軸線方向に変位させ
ることにより、固定子磁極と回転子磁極との間のギャッ
プを変化させるようにしたスラスト機構を用いることも
できる。
In the above embodiment, the rotating shaft 7 of the rotor 3 of the electric motor is supported so as to be displaceable in the axial direction, and the centrifugal governor mechanism 10 displaces the rotating shaft 7 in the axial direction so that the stator magnetic pole 13 and A magnetic flux adjusting means for changing the gap between the rotor magnetic pole 16 and the rotor magnetic pole 16 is used. As the magnetic flux adjusting means, as in the second embodiment (FIG. 6) described above, the stator 2 of the motor is set in the axial direction. A thrust mechanism in which the gap between the stator magnetic pole and the rotor magnetic pole is changed by displacing the stator 2 in the axial direction according to the rotation speed of the electric motor. It can also be used.

【0056】以上の各実施例では、電動機の回転子を一
端側に取り付けた回転軸の他端側を直接車輪に結合した
が、必要に応じて回転軸の他端側を減速歯車機構を介し
て車輪に結合するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the other end of the rotary shaft having the rotor of the electric motor attached to one end is directly connected to the wheel. However, the other end of the rotary shaft may be connected to the wheel via a reduction gear mechanism if necessary. You may make it couple | bond with a wheel.

【0057】以上の各実施例では、直流電動機は2n
(n:整数)極の回転子磁極と3n極の固定子磁極とを
有する3相構造のものであったが、回転子磁極及び固定
子磁極が共に2n極の単相構造である場合にも本発明を
適用できる。この場合には、電動機の回転速度を制御す
るための制御系も単相制御方式とする。
In each of the above embodiments, the DC motor is 2n.
The three-phase structure has a rotor magnetic pole of (n: integer) poles and a stator magnetic pole of 3n poles, but also when both the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole have a single phase structure of 2n poles. The present invention can be applied. In this case, the control system for controlling the rotation speed of the electric motor is also a single-phase control system.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、磁束調
節手段により電動機の電機子巻線に鎖交する有効磁束量
を調節できるようにしたので、電動機の回転速度に応じ
て電機子巻線の鎖交磁束量を調節することにより回転速
度の広い範囲にわたって電動機の出力を大きな状態に維
持することができる。従って、自動変速機構を用いたり
電動機を大形化したりすることなく、低速域で大きな発
生トルクが得られ、しかも高速回転が可能な電動車両用
駆動装置を得ることができる利点がある。
As described above, according to the present invention, the amount of effective magnetic flux interlinking with the armature winding of the electric motor can be adjusted by the magnetic flux adjusting means, so that the armature can be adjusted according to the rotation speed of the electric motor. The output of the electric motor can be maintained at a high level over a wide range of rotation speed by adjusting the amount of flux linkage in the winding. Therefore, there is an advantage that a large generated torque can be obtained in a low speed range and an electric vehicle drive device capable of high speed rotation can be obtained without using an automatic transmission mechanism or increasing the size of an electric motor.

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

【図1】本発明の第1実施例の構造を示す縦断面図であ
る。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a structure of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例における回転速度と電機子鎖交磁
束量との関係を説明するための線図である。
2 is a diagram for explaining the relationship between the rotation speed and the armature flux linkage amount in the embodiment of FIG. 1. FIG.

【図3】図1の実施例における電動機の制御系の構成例
を示した回路図である。
3 is a circuit diagram showing a configuration example of a control system of the electric motor in the embodiment of FIG.

【図4】図1の実施例における電動機で得られる出力特
性を説明するための線図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining output characteristics obtained by the electric motor in the embodiment of FIG.

【図5】図1の実施例を用いて得られる車両の走行特性
を説明するための線図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining traveling characteristics of a vehicle obtained by using the embodiment of FIG.

【図6】本発明の第2実施例の構造を示す縦断面図であ
る。
FIG. 6 is a vertical sectional view showing the structure of the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施例の構造を示す縦断面図であ
る。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing the structure of the third embodiment of the present invention.

【図8】電動機の電機子鎖交磁束量が異なるときの電動
機出力の違いを比較して示した線図である。
FIG. 8 is a diagram comparing and showing differences in motor output when the amount of armature interlinkage magnetic flux of the motor is different.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電動機 2 固定子 3 回転子 7 回転軸 9 車輪 10 遠心ガバナ機構 11 固定子鉄心 12 電機子巻線 13 固定子磁極 16 回転子磁極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC motor 2 Stator 3 Rotor 7 Rotating shaft 9 Wheel 10 Centrifugal governor mechanism 11 Stator core 12 Armature winding 13 Stator magnetic pole 16 Rotor magnetic pole

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電動機を駆動源として車両の車輪を
回転駆動する電動車両用駆動装置において、 前記電動機の電機子巻線に鎖交する有効磁束量を調節す
る磁束調節手段を具備したことを特徴とする電動車両用
駆動装置。
1. A drive device for an electric vehicle, which rotatably drives wheels of a vehicle using a DC electric motor as a drive source, comprising magnetic flux adjusting means for adjusting an effective magnetic flux amount interlinking with an armature winding of the electric motor. A characteristic drive device for an electric vehicle.
【請求項2】 前記直流電動機は、回転子磁極と固定子
磁極とが径方向に対向する構造を有し、 前記磁束調節手段は、前記電動機の回転子磁極と固定子
磁極との対向面積を変化させるように、該電動機の回転
子と固定子との間に軸線方向の相対的な変位を生じさせ
るスラスト機構からなっている請求項1に記載の電動車
両用駆動装置。
2. The DC motor has a structure in which a rotor magnetic pole and a stator magnetic pole face each other in a radial direction, and the magnetic flux adjusting means defines an opposing area between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole of the motor. The drive device for an electric vehicle according to claim 1, comprising a thrust mechanism that causes a relative displacement in the axial direction between the rotor and the stator of the electric motor so as to change.
【請求項3】 前記回転子の回転軸は前記車輪との間に
軸線方向への変位のみが許容される状態で該車輪に結合
され、 前記スラスト機構は、前記車輪の回転速度の上昇に伴っ
て前記回転子磁極と固定子磁極との対向面積を減少させ
るように前記回転軸を駆動する遠心ガバナ機構からなっ
ている請求項2に記載の電動車両用駆動装置。
3. The rotation shaft of the rotor is coupled to the wheel in a state where only the axial displacement between the rotation shaft and the wheel is allowed, and the thrust mechanism is associated with an increase in the rotation speed of the wheel. The drive device for an electric vehicle according to claim 2, further comprising a centrifugal governor mechanism that drives the rotating shaft so as to reduce an area where the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole face each other.
【請求項4】 前記スラスト機構は、電動機の回転速度
を検出する速度検出手段の出力信号に応動し回転速度の
上昇に伴って前記電動機の回転子磁極と固定子磁極との
対向面積を減少させるように前記固定子を軸線方向に変
位させるアクチュエータからなっている請求項2に記載
の電動車両用駆動装置。
4. The thrust mechanism responds to an output signal of a speed detecting means for detecting a rotation speed of the electric motor, and reduces the facing area between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole of the electric motor as the rotation speed increases. The drive device for an electric vehicle according to claim 2, comprising an actuator that displaces the stator in the axial direction.
【請求項5】 前記スラスト機構は、前記電動機の固定
子に連結された手動操作部材と、該手動操作部材の操作
により前記電動機の回転子磁極と固定子磁極との対向面
積を変化させるように前記固定子を軸線方向に変位させ
る手動操作機構とからなっている請求項2に記載の電動
車両用駆動装置。
5. The thrust mechanism is configured so that a manual operation member connected to a stator of the electric motor and an opposing area between a rotor magnetic pole and a stator magnetic pole of the electric motor are changed by operating the manual operation member. The drive device for an electric vehicle according to claim 2, comprising a manual operation mechanism that displaces the stator in the axial direction.
【請求項6】 前記直流電動機は、固定子磁極と回転子
磁極とが軸線方向に対向する構造を有し、 前記磁束調節手段は、前記電動機の回転子磁極と固定子
磁極との間のギャップを変化させるように該電動機の前
記回転子と固定子との間に軸線方向の相対的な変化を生
じさせるスラスト機構からなっている請求項1に記載の
電動車両用駆動装置。
6. The DC motor has a structure in which a stator magnetic pole and a rotor magnetic pole face each other in the axial direction, and the magnetic flux adjusting means includes a gap between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole of the electric motor. 2. The drive device for an electric vehicle according to claim 1, comprising a thrust mechanism that causes a relative change in the axial direction between the rotor and the stator of the electric motor so as to change.
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