(57)【要約】【課題】電動モーターの運転方向を制御できる双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムを提供する。【解決手段】入力装置１１１の信号又はコマンドの操作により、電力量供給装置１００の電力量は電動モーター制御装置１１０を経由し、電動モーター１０１に対して第一駆動回転方向又は異なる回転方向の第二駆動回転方向で駆動する。電動モーター１０１の出力端から出力される回転運動エネルギーを直接或いは伝動装置を経て、固定方向出力伝動装置１０２の入力端に送る。異なる変速比率を有する固定方向出力伝動装置により、異なる駆動入力方向の異なる変速比率の固定回転方向において回転運動エネルギーを出力する。負荷ウイールセット１０３は、固定方向出力伝動装置１０２の出力端により直接に駆動され、又は、伝動装置１０４を経て、固定単一転向駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置（１１１）の信号又はコマンドの操作により、給電装置（１００）の電気エネルギーは電動モーター制御装置（１１０）を経由し、電動モーター（１０１）に対して第一駆動回転方向又は異なる回転方向の第二駆動回転方向で駆動し、電動モーター（１０１）の出力端から出力される回転運動エネルギーを直接或いは伝動装置（１０４）を経て、固定方向出力伝動装置（１０２）の入力端に送り、異なる変速比率を有する固定方向出力伝動装置により、異なる駆動方向で入力された時、異なる変速比率の固定回転方向で回転運動エネルギーを出力し、負荷ウイールセット（１０３）を駆動させる双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムであり、
電動モーター（１０１）は各種の交流又は直流、ブラシなし又はブラシあり、同期又は非同期運転の電気エネルギー駆動の電動モーターであり、正反回転の運転を提供するものであり、
電動モーター制御装置（１１０）は機電素子又は装置、固体電子素子又は装置、マイクロプロセッサー及び関連ソフトを有する制御回路により構成され、都市電力又は発電機からの交流電源又は直流電源、燃料電池、一次電池、電力保存又は放電可能の二次電池などの給電装置（１００）の電気エネルギーの入力に提供され、電動モーター（１０１）に対してオン又はオフ、回転方向、回転スピード、トルクの制御、サージ電圧或いは過電流の保護をするものであり、
入力装置（１１１）は電動モーター制御装置（１１０）に対して電動モーター（１０１）のオン、オフ、回転方向、回転スピード、トルクの制御又は設定の信号かコマンドを発するものであり、
電動モーター（１０１）の第一駆動回転方向の運動エネルギー及び第二駆動回転方向の入力運動エネルギーは固定方向出力伝動装置（１０２）の入力端を駆動させるものであり、
第一駆動回転方向と第二駆動回転方向とは反対方向になるものであり、
固定方向出力伝動装置（１０２）は直接或いは伝動装置（１０４）を経て、電動モーター（１０１）からの異なる回転方向の運動エネルギーを受け、固定回転方向の運動エネルギーを出力するものであり、固定方向出力伝動装置（１０２）の内部の伝動ユニットを構成するものとして、１．ギアセット、２．摩擦ウイールセット、３．チェーン及びチェーンウイールセット、４．ベルト及びベルトウイールセット、５．伝動クランク及びウイールセット、６．流体伝動装置或いは７．電磁力伝動装置などを有し、或いは、上記の中の一種又は一種以上の伝動ユニットにより構成されるものであり、固定方向出力伝動装置（１０２）が異なる回転方向の第一駆動回転方向と第二駆動回転方向の駆動を入力するとき、入力端は固定回転方向出力端に対して速度比率が同じもの若しくは異なるもの、若しくは速比率が変化可能のものでもよく、
負荷ウイールセット（１０３）は固定方向出力伝動装置（１０２）の出力端により直接に駆動され、又は、伝動装置（１０４）を経て、固定単一転向駆動するウイール型負荷であることを特徴とする電動モーター駆動システム。
【請求項２】
更に固定方向出力伝動装置（１０２）と負荷ウイールセット（１０３）との間、電動モーター（１０１）と固定方向出力伝動装置（１０２）との間或いは電動モーター（１０１）と固定方向出力伝動装置（１０２）との間に、そして、固定方向出力伝動装置（１０２）と負荷ウイールセット（１０３）との間に伝動装置（１０４）が設置されていることを特徴とする請求項１記載の双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システム。
【請求項３】
伝動装置（１０４）は、下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、１．固定速度比率の各種のギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造より構成され、或いは、２．人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する段あり又は無段式変速装置により構成され、或いは、３．入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御可能の伝動装置により構成され、或いは、４．人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク又は逆トルクなどにより操作するクラッチ装置であり、或いは、単一方向伝動クラッチ装置であり、連結伝動又は中断させるクラッチ機能装置により構成されていることを特徴とする請求項２記載の電動モーター駆動システム。
【請求項４】
更に電動モーター負荷電流検測装置（１０９）が設けられ、電動モーター負荷電流検測装置（１０９）は各種の圧力降下式電流検測装置、電磁効果感知電流検測装置、磁気検測式電流検測装置、熱ため式電流検測装置により構成されるものであり、電動モーター（１０１）の負荷電流を検測し、電動モーター制御装置（１１０）の元へ戻って、電動モーターの負荷電流が設定値を越える状態になり、この状態が設定時間を越えてもそのまま、電動モーター負荷電流検測装置（１０９）の信号により入力装置（１１１）或いは電動モーター制御装置（１１０）へ入力し、電動モーター（１０１）の回転方向を変え、更に固定方向出力伝動装置（１０２）の変速比率を変え、相対して減速比率を増し、出力トルクの同回転方向出力を増加させ、負荷を駆動することを特徴とする請求項１記載の電動モーター駆動システム。
【請求項５】
電動モーター（１０１）の負荷電流回帰が設定値以内に降下した場合、人工制御の制御入力装置（１１１）により電動モーター制御装置（１１０）を制御し、電動モーター（１０１）を元の回転方向に回帰させ、元速度比率で負荷を駆動させることを特徴とする請求項４記載の電動モーター駆動システム。
【請求項６】
電動モーター（１０１）の負荷電流回帰が設定値以内に降下した場合、電動モーター制御装置（１１０）により電動モーター負荷電流検測装置（１０９）が検測する電流が設定値まで降下するとき、自動でその時間により負荷を駆動可能の回転スピードを選択し、速度比率の変動に対比し、負荷に対して順調かつ頓挫か突き進み駆動しないことが可能である相対出力電量値であり、電動モーター（１０１）を駆動して順調に元回転方向と?がって運転することを特徴とする請求項４記載の電動モーター駆動システム。
【請求項７】
更に異なる駆動方向の固定方向出力をする場合、電動モーター制御装置（１１０）により電動モーター（１０１）の初期駆動方向を制御することを特徴とする請求項１記載の電動モーター駆動システム。
【請求項８】
更に異なる駆動方向の固定方向出力をする場合、モーター方向切替スイッチを加えることにより、人工でモーターの初期回転方向を切り替えさせることを特徴とする請求項１記載の電動モーター駆動システム。
【請求項９】
更に異なる駆動方向の固定方向駆動をするべきであり、伝動装置（１０４）の中の一つにより機械的に回転方向及び速度比率変換機能を切り替えて出力する伝動装置の構成により、出力回転方向を切り替えることを特徴とする請求項１記載の電動モーター駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムに関し、詳しくは、電源の電気エネルギーが電動モーター制御装置により電動モーターを駆動させ、正回転又は逆回転をさせる双回転方向であり、固定方向出力伝動装置の入力端を駆動させ、固定方向出力伝動装置の出力端を経て、異なる変速比率の固定方向出力伝動装置が異なる駆動入力方向のときに異なる変速比率の固定回転方向出力をし、負荷ウイールセットを駆動させる。本発明は、電動モーター駆動の電動自転車、電動バイク或いは電動車両などのキャリア或いは電動産業機械に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動モーター駆動システムは、変速出力が電動モーターの変速を制御する他に、一般に、ＣＶＴ又はトランスミッション方式で完成するべきで、その構造は複雑でコストも高く、伝動効率が悪い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、特定の双回転方向入力ができる電動モーターを持ち、その輸出端が固定方向出力伝動装置の入力端へ、固定方向出力伝動装置の出力端を経て、固定回転方向出力し、負荷ウイールセットを駆動させる。使用者が電動モーターの運転方向の制御をすることができ、駆動入力方向を変え、異なる変速比率を持つ固定方向出力伝動装置により、異なる駆動入力方向のときに異なる変速比率である固定回転方向出力である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、特定の双回転方向入力ができる電動モーターを持ち、その輸出端が固定方向出力伝動装置の入力端へ、固定方向出力伝動装置の出力端を経て、固定回転方向出力し、負荷ウイールセットを駆動させ、使用者が電動モーターの運転方向の制御をすることができ、駆動入力方向を変え、異なる変速比率を持つ固定方向出力伝動装置により、異なる駆動入力方向のときに異なる変速比率を有する固定回転方向出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明の一実施形態による双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムの基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１の電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２との間に伝動装置１０４を追加する駆動システム構成を示すブロック図である。
【図３】図１の固定方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を追加する駆動システム構成を示すブロック図である。
【図４】図１の電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２、固定方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を追加する駆動システム構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムの電動モーター負荷電流検測装置が設けられている基本構成を示すブロック図である。
【図６】図５の電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２との間に伝動装置１０４を追加する駆動システム構成を示すブロック図である。
【図７】図５の固定方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を追加する駆動システム構成を示すブロック図である。
【図８】図５の電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２、固定方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を追加する駆動システム構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の一実施形態による双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムは、電動モーターにより正回転又は逆回転する双方向回転し、固定方向出力伝動装置の入力端を駆動させ、固定方向出力伝動装置の出力端を経て、異なる変速比率を持つ固定方向出力伝動装置により、異なる駆動入力方向に異なる変速比率の固定回転方向出力し、負荷ウイールセットを駆動させる。本実施形態は、電動モーター駆動の電動自転車、電動バイク或いは電動車両などのキャリア又は電動産業機械に応用できる。
【０００７】
図１に示すのは、本実施形態における双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムの基本構成のブロック図である。
図２は、図１において電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２との間に伝動装置１０４を追加設置した駆動システム構成のブロック図である。
図３は、図１において固定方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を追加設置した駆動システム構成のブロック図である。
図４は、図１において電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２、そして、固定方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を追加設置した駆動システム構成のブロック図である。
【０００８】
図１、図２、図３及び図４に示すように、双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムは、入力装置１１１の信号又はコマンドの操作により、給電装置１００の電力が電動モーター制御装置１１０を経由し、電動モーター１０１に対して第一駆動回転方向又は異なる回転方向の第二駆動回転方向で駆動する。電動モーター１０１の出力端から出力される回転運動エネルギーを直接或いは伝動装置１０４を経て、固定方向出力伝動装置１０２の入力端へ送る。異なる変速比率を持つ固定方向出力伝動装置により、異なる駆動入力方向の異なる変速比率の固定回転方向において回転運動エネルギーを出力し、負荷ウイールセット１０３を駆動させるものである。図１から図４に示すように、下記の通りである。
【０００９】
電動モーター１０１は、各種の交流か直流、ブラシなしかブラシあり、同期又は非同期運転の電力駆動の電動モーターであり、正反回転の運転を提供するものである。
電動モーター制御装置１１０は、機電素子又は装置、固体電子素子又は装置、マイクロプロセッサー及び関連ソフトを持つ制御回路により構成される。都市電力又は発電機からの交流又は直流電源、燃料電池、一次電池、電力保存又は放電できる二次電池などの給電装置１００の電力の入力に提供され、電動モーター１０１に対してオン又はオフ、回転方向、回転スピード、トルクの制御、サージ電圧或いは過電流の保護をする。
【００１０】
入力装置１１１は、電動モーター制御装置１１０に対して電動モーター１０１のオン、オフ、回転方向、回転スピード、トルクの制御又は設定の信号かコマンドを発するものである。
電動モーター１０１の第一駆動回転方向の運動エネルギー及び第二駆動回転方向の入力運動エネルギーは、固定方向出力伝動装置１０２の入力端を駆動させるものである。
第一駆動回転方向と第二駆動回転方向とは、反対方向になるものである。
【００１１】
固定方向出力伝動装置１０２は、直接或いは伝動装置１０４を経て、電動モーター１０１からの異なる回転方向の運動エネルギーを受け、固定回転方向の運動エネルギーを出力するものである。固定方向出力伝動装置１０２の内部の伝動ユニットを構成し、（１）ギアセット、或いは、（２）摩擦ウイールセット、或いは、（３）チェーン及びチェーンウイールセット、或いは、（４）ベルト及びベルトウイールセット、或いは、（５）伝動クランク及びウイールセット、或いは、（６）流体伝動装置、或いは、（７）電磁力伝動装置などにより構成され、或いは、上記の中の一種又は一種以上の伝動ユニットにより構成されるものである。固定方向出力伝動装置１０２が異なる回転方向の第一駆動回転方向と第二駆動回転方向の駆動を入力するとき、入力端は固定回転方向出力端の速度比率に対して同じもの若しくは異なるもの、若しくは変速比率可のものでもよい。
【００１２】
負荷ウイールセット１０３は、固定方向出力伝動装置１０２の出力端により直接に駆動され、又は、伝動装置１０４を経て、固定単一転向駆動をするウイール型負荷である。
本実施形態の双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムは、更に固定方向出力伝動装置１０２と負荷ウイールセット１０３との間、電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２との間或いは電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２との間に、そして、固定方向出力伝動装置１０２と負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を設置するものである。
【００１３】
図２は、図１において電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２との間に伝動装置１０４を追加設置した駆動システム構成のブロック図である。
図３は、図１において固定方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を追加設置した駆動システム構成のブロック図である。
図４は、図１において電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２、そして、固定方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を追加設置した駆動システム構成のブロック図である。
【００１４】
伝動装置１０４は、下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成される。それは、（１）固定速度比率の各種のギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造より構成される。或いは、（２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する段あり又は無段式変速装置により構成される。或いは、（３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置により構成される。或いは、（４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク又は逆トルクなどにより自動或いは電動モーターで操作するクラッチ装置であり、或いは、単一方向伝動クラッチ装置（ｓｉｎｇｌｅ  ｗａｙ  ｃｌｕｔｃｈ）であり、連結伝動又は中断させるクラッチ機能装置により構成されるものである。
【００１５】
上記の双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムは、人工により入力装置１１１を制御し、電動モーター制御装置１１０により電動モーター１０１の転向に対して制御運転するものである。
この他、本実施形態の双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムは、電動モーター負荷電流検測装置１０９の追加設置により、自動に負荷電流につれて出力の速度比率を切替できるものである。
【００１６】
図５は、本実施形態において双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムに電動モーター負荷電流検測装置が設けてあるときの基本構成のブロック図である。
図６は、図５において電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２との間に伝動装置１０４を追加する駆動システム構成のブロック図である。
図７は、図５において固定方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を追加する駆動システム構成のブロック図である。
【００１７】
図８は、図５において電動モーター１０１と固定方向出力伝動装置１０２、そして、固定方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウイールセット１０３との間に伝動装置１０４を追加する駆動システム構成のブロック図である。
前記図５から図８は、本実施形態の双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムに更に電動モーター負荷電流検測装置１０９を設ける。電動モーター負荷電流検測装置１０９は、各種の圧力降下式電流検測装置、電磁効果感知電流検測装置、磁気検測式電流検測装置、熱ため式電流検測装置により構成されるものである。電動モーター１０１の負荷電流を検測して電動モーター制御装置１１０の元へ戻って、電動モーターの負荷電流が設定値を越える状態になる。そして、この状態が設定時間を越えてもそのまま、電動モーター負荷電流検測装置１０９の信号により入力装置１１１或いは電動モーター制御装置１１０に入力し、電動モーター１０１の回転方向を変える。更に固定方向出力伝動装置１０２の変速比率を変え、相対して減速比率を増し、出力トルクの同回転方向出力を増加させ、負荷を駆動するものである。
【００１８】
電動モーター１０１の負荷電流回帰が降下して設定値内になるとき、下記の二種の方法により、元の状態に戻る制御をすることができる。
（１）人工制御方式の制御入力装置１１１により電動モーター制御装置１１０を制御し、電動モーター１０１を元の回転方向へ回帰させ、原速度比率で負荷を駆動するものである。
【００１９】
（２）電動モーター制御装置１１０により電動モーター負荷電流検測装置１０９が検測する電流が設定値まで降下するとき、自動でその時間により負荷を駆動できる回転スピードを選択し、速度比率の変動に対比する。そして、負荷に対して順調かつ頓挫か突き進み駆動せずにできる相対出力電量値であり、電動モーター１０１を駆動し、順調に元の回転方向と?がって運転するものである。
【００２０】
本実施形態の双方向入力固定方向出力の電動モーター駆動システムにより、更に異なる駆動方向で固定方向出力し、下記の方法で達成する。
（１）電動モーター制御装置１１０により電動モーター１０１の初期駆動方向を制御するものである。
（２）他にモーター方向切替スイッチを設け、人工でモーターの初期回転方向を切り替えるものである。
（３）伝動装置１０４の中の一つにより、機械的に切替出力転向及び速度比率変換機能をする伝動装置により構成され、出力転向の切替を提供するものである。
【符号の説明】
【００２１】
１００：給電装置、１０１：電動モーター、１０２：固定方向出力伝動装置、１０３：負荷ウイールセット、１０４：伝動装置、１０９：電動モーター負荷電流検測装置、１１０：電動モーター制御装置、１１１：入力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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