CA2161237A1

CA2161237A1 - Electric motor-wheel with a rotor having a housing enabling an efficient exchange of heat

Info

Publication number: CA2161237A1
Application number: CA002161237A
Authority: CA
Inventors: Pierre Couture
Original assignee: Individual
Current assignee: Hydro Quebec
Priority date: 1993-12-06
Filing date: 1993-12-06
Publication date: 1995-06-15

Abstract

An electric motor-wheel including a hollow shaft capable of receiving leads from outside the motor-wheel, a stator coaxial with and fastened to the shaft, and a rotor coaxial with and rotatable about the stator. The rotor includes a housing with a cylindrical wall having an inner surface provided with a magnetic assembly arranged around the stator and separated therefrom by an air gap, and the housing includes an inner wall on one side of the cylindrical wall, and an outer wall on the other side of the cylindrical wall. The shaft extends through a central portion of the inner wall, and the outer housing wall includes alternately convex and concave sections extending in the circumferential direction thereof so that during rotation of the rotor, air is circulated within said housing by the convex sections, and along outer portions of the concave sections to enable an efficient exchange of heat through the outer wall.

Description

~ wossl16300 2 1 ~ ~ ~ 3 7 PCT/CA93/00523 ~T~lR--ROU~~TRIOU~ ~ANT UN ROTOR NUNI D~UN RnITTFR
P~R~RTTA~T YN ~CHANG~ ~FTCA~R D~ ~AT.RnR

La présente invention concerne un moteur-roue électrique ayant un rotor muni d'un bo~tier permettant un échange efficace de chaleur.

aR~ ANr*RT~nR:

Dans le brevet américain No. 4,913,258 de Hiroshi SAKURAI et al., délivré le 3 avril l990, on décrit un moteur-roue ayant un rotor extérieur, comprenant une articulation, un moyeu enclenché de façon coaxiale avec l'articulation, un disque de roue fixé de façon rotative à
la périphérie du moyeu, une roue fixée à la périphérie du disque de roue, un rotor monté sur un côté extérieur du disque de roue, et un stator monté de façon coaxiale par rapport au rotor et séparé de celui-ci par un petit entrefer, et monté sur le moyeu. Un des inconvénients avec ce moteur-roue ayant un rotor extérieur, réside dans le fait qu'un fort courant doit être injecté dans le filage d'alimentation qui alimente le bobinage du noyau de l'armature pour ohtenir un moteur-roue puissant ayant un couple élevé, et cela même si la vitesse est nulle. Avec ce type de moteur-roue à rotor externe, un convertisseur doit être fourni. Ce convertisseur est monté à l'intérieur du véhicule et peut s'avérer très encombrant. De tels courants élevés qui circulent dans les lignes d'alimentation produisent de la chaleur qui représente une perte d'énergie.
De plus, les lignes d'alimentation peuvent s'avérer p~Cc~hlement lourdes. ~tant donné que le convertisseur n'est pas monté à l'intérieur du boitier du moteur, aucun WO 95/16300 PCTICA93/00523~
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moyen n'a été prévu pour un ~ch~nqe efficace de chaleur à
travers le boîtier du rotor.
Dans le brevet américain No. 754,802 de Fer~ln~
PORSCHE et al., délivré le 15 mars 1904, on décrit une comb; n~; ~on qui comprend un essieu, une roue, le pallier creux de la roue, l'extrémité de l'axe qui se prolonge dans le pallier, et un raccord central entre l'axe et le pallier qui a sa projection axiale disposée carrément contre le plan de la roue. Encore une fois, pour obtenir un moteur-roue puissant, le courant fourni aux balais, qui provient de l'extérieur du moteur-roue doit être un courant élevé. Ce courant élevé doit être apporté au moyen de câbles ou conducteurs ayant de large diamètre pour réduire les pertes d'énergie. ~tant donné que le convertisseur n'a pas été
monté à l'intérieur du boitier du moteur, aucun moyen n'a été prévu pour un échange efficace de chaleur à travers le boitier du rotor.
Dans le brevet américain No. 2,348,053 de J.E. BOWKER, délivré le 2 mai 1944, on décrit des améliorations à un véhicule muni de moteurs électriques qui comprennent une pluralité de roues montées de facon à être entraînées, un dynamo-moteur formant une partie intégrante de chacune des roues, et des connexions de circuit électrique disposées entre des banques d'interrupteurs, des dynamo-moteurs et des accumulateurs pour contrôler le fonctionnement des dynamo-moteurs fonctionnant comme des moteurs selon la position d'un interrupteur de sélection. Encore une fois, les bobinages d'armature devront être alimentés avec un courant élevé de facon à obtenir un moteur puissant, de tels courants élevés nécessiteront des câbles de grand diamètre pour amener l'énergie des accumulateurs du véhicule jusqu'aux bobinages de l'armature. De tels câbles ou co~ cteurs de large diamètre sont rigides et encombrants.
~ es brevets américains suivants décrivent différents ~ WO9S/16300 2 ~ 6 1 ~ 3 7 PCT/CA~3100523 moteurs-roues 638 r 643; 643,854; 2,506,146; 2,514,460; ~ wossl16300 2 1 ~ ~ ~ 3 7 PCT / CA93 / 00523 ~ T ~ lR - ROU ~~ TRIOU ~ ~ ANT A ROTOR NUNI D ~ UN RnITTFR
P ~ R ~ RTTA ~ T YN ~ CHANG ~ ~ FTCA ~ RD ~ ~ AT.RnR

The present invention relates to a wheel motor electric having a rotor provided with a bo ~ tier allowing a efficient heat exchange.

aR ~ ANr * RT ~ nR:

In Hiroshi's U.S. Patent No. 4,913,258 SAKURAI et al., Issued April 3, l990, describes a wheel motor having an outer rotor, comprising a articulation, a hub engaged coaxially with the joint, a wheel disc rotatably attached to the periphery of the hub, a wheel fixed to the periphery of the wheel disc, a rotor mounted on an outer side of the wheel disc, and a stator mounted coaxially by compared to the rotor and separated from it by a small air gap, and mounted on the hub. One of the disadvantages with this wheel motor having an external rotor resides in the fact a strong current must be injected into the wiring that feeds the core winding the armature to get a powerful wheel motor having a high torque, even if the speed is zero. With this type of wheel motor with external rotor, a converter must be provided. This converter is mounted inside the vehicle and can be very bulky. Such currents high which circulate in the supply lines produce heat which represents a loss of energy.
In addition, power lines can be p ~ Cc ~ hlement heavy. ~ as long as the converter is not mounted inside the motor housing, no WO 95/16300 PCTICA93 / 00523 ~
21 ~ 123 ~

means have not been provided for an effective ~ ch ~ nqe of heat to through the rotor housing.
In US Patent No. 754,802 of Iron ~ ln ~
PORSCHE et al., Issued March 15, 1904, describes a comb; n ~; ~ one which includes an axle, a wheel, the bearing hollow of the wheel, the end of the axle which extends into to overcome it, and a central connection between the axis and to overcome it which has its axial projection arranged squarely against the plane of the wheel. Again, to get a wheel motor powerful, the current supplied to the brushes, which comes from the outside of the wheel motor must be a high current. This high current must be supplied by cables or large diameter conductors to reduce losses of energy. ~ since the converter has not been mounted inside the motor housing, no means has been designed for efficient heat exchange through the rotor housing.
In U.S. Patent No. 2,348,053 to JE BOWKER, issued May 2, 1944, improvements to a vehicle with electric motors that include a plurality of wheels mounted so as to be driven, one dynamo-motor forming an integral part of each of wheels, and electrical circuit connections arranged between banks of switches, dynamo-motors and accumulators to control the functioning of the dynamos motors functioning as motors according to position a selection switch. Again, the armature windings must be supplied with current high in order to get a powerful engine, such high currents will require large diameter cables to bring the energy from the vehicle batteries to the armature windings. Such cables or co ~ cteurs large diameter are rigid and bulky.
~ The following US patents describe different ~ WO9S / 16300 2 ~ 6 1 ~ 3 7 PCT / CA ~ 3100523 wheel motors 638 r 643; 643,854; 2,506,146; 2,514,460;

2,581,551; 2,608,598; 3,566,165; 3,704,759; 3,792,742; 2,581,551; 2,608,598; 3,566,165; 3,704,759; 3,792,742;

3,812,928; 3,892,300; 3,897,843; 4,021,690; 4,346,777; 3,812,928; 3,892,300; 3,897,843; 4,021,690; 4,346,777;

4,389,586; 1,709,255; 2,335,398; et 3,548,965.
~ ln des brevets mentionnés ci-dessus ne montre les moyens n~c~c~;res pour permettre un échange efficace de chaleur à travers le boitier du rotor d'un moteur-roue.
Un des objectifs de la présente invention est de proposer un moteur-roue qui est muni de moyens pour refroidir ledit moteur-roue lorsque celui-ci est en opération.

RR.~UM~ nR L'INV~NTION
La présente invention vise un moteur-roue électrique comprenant:
- un arbre creux ayant une extrémité munie d'une première ouverture, et une seconde extrémité munie d'une seconde ouverture, ladite première ouverture pouvant recevoir des conducteurs de l'extérieur dudit moteur-roue;
- un stator coaxial avec ledit arbre et fixé audit arbre, ledit stator étant muni de bobinages, ledit stator comprenant une partie centrale fixée audit arbre, un support muni d'ouvertures et s'éte~nt radialement à partir de ladite partie centrale, et une pièce polaire périphérique et circulaire, sur laquelle sont enroulés lesdits bobinages, ladite pièce polaire étant fix~e à des extrémités périphériques dudit support; et - un rotor coaxial avec ledit stator et monté de facon à pouvoir tourner autour dudit stator, ledit rotor comprenant un boîtier ayant une paroi cylindrique ayant une surface interne munie d'un moyen magnétique entourant ledit stator et séparé dudit stator par un entrefer, ledit boitier comprenant une paroi interne disposée sur un coté de ladite paroi cylindrique, et une paroi externe disposée sur l'autre wos5/16300 PCT/CA93/00523 ~
~ G 1237 côté de ladite paroi cylindrique, ledit arbre se prolongeant à travers une partie centrale de ladite paroi interne, ladite paroi externe dudit boitier comprenant des sections convexes et concaves qui sont disposées en alternance le long d'une direction circonférentielle de ladite paroi extérieure, de telle manière que lorsque ledit rotor tourne, une circulation d'air est produite à l'intérieur dudit boitier par lesdites sections convexes et une circulation d'air est produite le long de parties externes desdites sections concaves de façon à permettre un échange de chaleur efficace à travers ladite paroi externe.

RR~V~ n~RTPTTON n~ n~.~.~T~S

La Figure 1 est une vue de côté partiellement en coupe d'un mode de réalisation du présent moteur-roue électrique, en combinaison avec une jante, un pneu et une bielle articulée;
La Figure 2 est une vue de face, partiellement en coupe du rotor et du stator du moteur-roue électrique montrés à la Figure 1, incluant des détails de réalisation de la partie centrale;
La Figure 3 est une vue agrandie d'une partie de la Figure l;
La Figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la Figure 3;
La Figure 5 est une vue de face d'une partie du moteur-roue électrique montré à la Figure 1;
La Figure 6 est une vue agrandie d'une partie de la Figure l;
La Figure 7 est une vue en coupe le long de la ligne 7-7 de la Figure 5;
La Figure 8 est une vue de face de la jante avec le pneu montrés à la figure 1;

~ WO9S/16300 2 ~ 6 ~ ~ 3 7 PCT/CAg3/00523 La Figure g est une vue en coupe le long de la ligne 9-9 de la Figure 8;
La Figure 10 est une vue agrandie d'une partie de la Figure 9;
La Figure 11 est une vue agrandie d'une partie de la Figure 9;
La Figure 12 est une vue agrandie d'une partie de la Figure l;
La Figure 13 est une vue de derrière des éléments qui sont montrés à la Figure 12;
La Figure 14 est une vue de derrière de la bielle articulée montrée à la Figure 1, partiellement en coupe;
La Figure 15 est une vue de derrière d'un élément de la Figure 1 sur lequel la bielle articulée est reliée;
La Figure 16 est une vue de dessus partiellement en coupe de la partie arrière du moteur-roue électrique montré à la Figure l;
La Figure 17 est une vue de derrière de la bielle articulée en combinaison avec un frein à disque;
La Figure 18 est un diagramme bloc schématique d'un système de conversion électrique selon la pr~sente invention;
La Figure 19 est une vue de c~té partiellement en coupe d'un autre mode de réalisation du moteur-roue ~lectrique selon la présente invention;
La Figure 20 est une vue de côté partiellement en coupe d'un autre mode de réalisation du moteur-roue électrique selon la présente invention;
La Figure 21 est un diagramme-bloc schématique d'un autre mode de réalisation du moyen de conversion électrique selon la présente invention;
La Figure 22 est une vue de côté partiellement en coupe d'un autre mode de réalisation du moteur-roue électrique selon la présente invention;

wo 95/16300 ~ ~ 6 ~ 2 3 7 PCT/CA93/00523 ~

La Figure 23 est une vue de face partiellement en coupe du stator et du rotor du moteur-roue électrigue montrés à la Figure 22;
La Figure 24 est une autre vue de côté, partiellement en coupe du mode de réalisation du moteur-roue électrique montré ~ la Figure l; et La Figure 25 est une vue agrandie d'une partie de la Figure 1.

10 nR~ pTToN Dli~l'ATT.T.T~h~ DT~ DESSINS

Dans les différentes figures des dessins, les éléments correspondants sont identifiés par les mêmes indices numériques.
Si on se réfère maintenant aux Figures 1 et 2, on montre respectivement une vue de côté partiellement en coupe d'un mode de réalisation du moteur-roue électrique, en combin~;~on avec une jante 28, un pneu 32 et une bielle articulée 50; et une vue de face partiellement en coupe du rotor 10 et du stator 6 du moteur-roue électrique montré à
la Figure 1. Le moteur-roue électrique comprend un arbre creux 2 ayant une première ouverture à une de ses extrémités et une seconde ouverture. La première ouverture re,coit des conducteurs 4 de l'extérieur du moteur-roue. Le stator 6 est coaxial avec l'arbre 2 et fixé à celui-ci, le stator 6 étant muni de parties creuses 11 et de bobinages 8.
Dans la Figure 2, seulement quelques sections de bobinage sont indiquées par le No. 8, mais on doit comprendre qu'il y a des bobinages tout autour du stator 6.
Le stator 6 est fixé à l'arbre 2 mais peut être enlevé de celui-ci lorsque le moteur-roue n'est pas en opération.
Le rotor 10 ,est coaxial avec le stator 6 et est monté pour pouvoir tourner autour du stator 6. Le stator 6 comprend des ouvertures formant les parties creuses 11 entre ssll63oo ~ l 61~ 3 7 PCT/CA93100523 les bras 13 pour réduire son poids. Le moteur-roue est aussi muni d'un système de conversion pour convertir un courant électrique d'entrée en un courant éle~trique alternatif et variable. Le système de conversion 12 comprend une unité de microprocesseur 44, un convertisseur courant continu/courant alternatif ayant une électronique de puissance 14, monté à
l'intérieur des parties creuses 11, des bornes d'entrée 15 pour recevoir le courant électrique d'entrée amené au moyen de co~ cteurs 4 et des bornes de sortie 16 pour générer le courant électrique alternatif et variable. On doit comprendre que le système de conversion peut être réversible, de telle manière que le moteur électrique puisse être utilisé comme un générateur. La fréquence du courant électrique alternatif et variable est repréæentative d'une vitesse de rotation désirée du rotor 10, l'angle de phase du courant électrique alternatif et variable détermine si le moteur-roue fonctionnera comme un moteur ou comme un générateur et l'amplitude du courant alternatif et variable est représentative du couple désiré.
L'utilisateur du présent moteur-roue peut utiliser des co~lcteurs de diamètre relativement petit pour amener une puissance électrique à l'intérieur du moteur-roue si une telle pll;cc~nc~ est produite ~ partir d'un haut voltage parce que l'électronique de pll;cc~c~ 14 est à l'intérieur du moteur-roue. Une telle électronique de puissance 14 convertira le signal d'entrée à haut voltage et bas courant en un signal à courant élevé pour alimenter les bobinages 8 du stator en courant alternatif et variable. ~tant donné que l'électronique de puissance 14 est déjà à l'intérieur du moteur-roue, des conducteurs de large diamètre requis pour amener le courant électrique du système de conversion 12 aux bobinages 8 du stator seront relativement courts. Bien sur, l'électronique de puissance 14 comprend des condensateurs, des transistors, des diodes et autres composantes telles que wos5ll63oo PCT/CA93/00523~

connues par l'homme de l'art.
Pour réduire le poids ou le diamètre des conducteurs électriques, un voltage d'alimentation élevé
peut être utilisé selon la relation suivante:
P = IV, où P est la pll;æ~nce, I eæt le courant et V est le voltage.
Si V augmente, alors I est réduit. A basse vitesse, la p~lisc~nce est basse, ceci implique que le courant qui alimente le converti~F~llr est également bas puisque le voltage est constant. Mais, si un couple élevé est requis, le courant qui alimente les bobinages du stator doit aussi être élevé. Le montage de l'électronique de puissance du convertisseur à l'intérieur du boftier permet de choisir des conducteurs d'alimentation électriques par rapport à une puissance de moteur désirée tout en permettant un couple élevé à basse vitesse. De plus, le convertisseur permet d'adapter l'impé~nce du moteur par rapport à celle de la source d'alimentation en voltage élevé.
Le stator 6 comprend une partie centrale attachée à l'arbre 2, des bras 13 s'éte~nt radicalement à partir de la partie centrale, et une pièce polaire circulaire et périphérique incluant des lames de métal 27 sur laquelle des bobinages 8 sont enroulés. La pièce polaire est fixée aux extrémités périphériques des bras 13.
Le rotor lO comprend un boîtier ayant une paroi cylindrique 17 ayant une surface interne munie d'un moyen magnétique 26 entourant le stator et séparé de celui-ci par un entrefer. ~tant donné que l'entrefer est relativement petit, il ne peut pas être vu sur les figures 1 et 2 mais, sa localisation est indiquée sur la Figure 25 au moyen de R1 Le bo~tier comprend une paroi interne 18 dispos~e sur un côté de la paroi cylindrique 17, et une autre paroi 20 disposée sur l'autre côté de la paroi cylindrique 17.
L'arbre 2 se prolonge à travers une partie centrale de la ~ woss/16300 21 ~ ~ ~ 3 7 PCT/CA93/00523 paroi interne 18.
Le bo~tier qui fait partie du rotor 10 enferme de façon étanche l'arbre 2, le stator 6 et le syst~me de conversion 12. Un joint étanche 123 est prévu. Le moteur-roue comprend un premier roulement à billes 22 relié ~ laparoi interne 18, et un second roulement à billes 24 reli~
à la paroi externe 20. Les roulements à billes 22 et 24 sont respectivement mont~s de part et d'autre de l'arbre 2 de facon à ce que le rotor 10 puisse tourner par rapport au stator 6 au moyen des roulements à billes 22 et 24. Un boulon fileté 23 est prévu pour fixer le stator 6 par rapport ~ l'arbre 2. Un anneau d'arrêt 21 est également pr~vu. Un anneau de compression 127 est prévu pour fixer le roulement à billes 22.
Le stator 6 a besoin d'au moins deux bras disposés entre les ouvertures pour supporter la pièce polaire du stator 6. Aussi, le support peut comprendre trois bras également espacés, s'étendant radialement jusqu'aux extrémités périphériques du stator 6. Dans la Figure 2, on peut voir que le stator 6 comprend quatre bras 13 également espacés. Dans le mode de réalisation montré dans ces Figures 1 et 2, le moyen magnétique du rotor 6 comprend une série d'aimants permanentæ 26. Dans la Figure 2, seulement quelques aimants sont identifiés par le numéro 26, mais on doit comprendre que ces aimants 26 sont prévus tout autour du stator 6. Le stator 6 est fait en partie d'un matériau de poids léger pouvant conduire la chaleur. De préférence, ce matériau est un alliage d'aluminium. Le moteur-roue comprend en outre une jante 28 fixée autour d'une surface externe du boîtier, et une bande 30 faite d'un élastom~re et montée entre la jante 28 et le bo~tier. La jante 28 est adaptée pour recevoir le pneu 32. La jante 28 est à fond plat. Les aimants 26 sont faits de préférence de néodyme, de fer et de bore. La bande 30 empêche une pénétration d'eau ou de WO 95/16300 , PCT/CA93/00523~
21~l~37 poussière entre le boitier et la jante 28 pour éviter le débalancement de la roue.
Les extrémités périphériques des bras 13 sont fixées sur la pièce polaire du stator 6 au moyen d'un membre circulaire 34 qui fait partie intégrante des extrémités périphériques des bras 13. Le membre circulaire 34 a sa surface externe munie d'encoches 36. La pièce polaire du stator 6 a une surface interne munie de langues saillantes 37 de forme complémentaire qui sont aptes à coopérer avec les ~ncoGhes 36 pour fixer la pièce polaire du stator 6 sur le membre circulaire 34. Le membre circulaire 34 a une surface interne munie de parties en saillies 38, ainsi un échange efficace de chaleur peut être obtenu au moyen des parties en saillies 38 lorsqu'une circulation d'air est produite à l'intérieur du boîtier. Seulement quelques parties en saillie sont indiquées par le numéro 38 de façon a ne pas surcharger la Figure 2. Le support du stator 6 et le membre circulaire 34 sont faits d'un alliage d'aluminium ~n~is que la pièce polaire du stator 6 est faite d'acier.
Il est à noter que les extrémités de la croix formée par les bras 13 du stator 6 sont alignées avec les encoches 36 pour des raisons mécaniques. Ainsi, les parties en saillie 38 qui sont dispos~es le long du membre circulaire 34 sont, par rapport à leur dimension longitudinale, de préf~rence déphasées par rapport à l'arbre du moteur-roue, le long de la direction circonférentielle du membre 34 de facon à le renforcer mécaniquement.
Si on se réfère maintenant aux Figures 1, 2 et 25, l'entrefer est positionné à une distance prédéterminée R1 à
partir de l'axe central 3 de l'arbre 2. La jante 28 a une surface 29 pour recevoir le pneu 32 qui est positionné à une distance prédéterminée R2 de l'axe central 3 de l'arbre 2.
Rl/R2 doit être substantiellement compris entre 0.65 et 0.91 pour obtenir un moteur-roue efficace. Plus haut est le ratio ~G~7 Rl/R2, meilleure est l'efficacité du moteur-roue. Mais, comme il y a des limitations physiques, le moteur-roue montré dans les Figures l, 2 et 25 a substantiellement un ratio R1/R2 de 0.91.
S Pour un moteur avec un entrefer radial, le couple T est proportionnel à L Rl2 IB~ 0~ L est la largeur du pôle, R1 est le rayon de l'entrefer et IB est le courant de bobinage. Pour la conception du présent moteur-roue, la largeur L de la pièce polaire a été maximisée. En ayant plusieurs pôles, le poids de la pièce polaire du circuit magnétique peut être réduit pour ainsi réduire le poids du rotor et le moment d'inertie du rotor, pour ainsi permettre la présence d'une cavité pour le montage d'un moyen de freinage. Le présent moteur-roue augmente le couple T en lS ayant une pièce polaire large et en ayant un ratio élevé de Rl/R2 où la limite théorique qui ne peut pas être atteinte est l. Le présent moteur-roue fournit également une p~ sAnce élevée parce que P = T ~ qui est proportionnel à L Rl2 I ~, où ~ est la fréquence angulaire du rotor.
Le présent moteur-roue comprend un stator en forme de croix pour réduire le poids du moteur-roue, pour permettre un refroidissement des bobinages, et pour permettre un espace dans les parties creuses ll qui fourniront un espace pour monter le système de conversion. Le stator en forme de croix supporte le système de conversion et est utilisé comme un élément de refroidissement.
Le moteur-roue a de préférence trente-deux pôles.
Ce moteur-roue peut fonctionner avec seize pôles mais il est préférable d'avoir un nombre élevé de pôles pour réduire le poids du moteur-roue. Les conducteurs 4 sont de préférence faits d'un câble coaxial incluant une fibre optique. Ce câble coaxial prévient l'émission de radiations.
Dans la description qui va suivre, les mêmes numéros de référence se rapportent à des éléments semblables à travers le jeu de dessins.
Si on se réfère maintenant aux Figures 1, 2 et 18, le système de conversion comprend un convertisseur courant continu/courant alternatif ayant une entrée 40 pour recevoir un courant continu des bornes d'entrée 15, et trois sorties 42 pour générer trois courants de phase alternatifs dans les bornes de sortie 16. Les courants alternatifs ne sont pas nécessairement trois courants de phase, des courants polyphasés peuvent ~galement être utilisés. Le système de conversion comprend aussi une unité de microproc~s-c~llr 44 branchée aux bras 41a, 41b, 41c du convertisseur pour contrôler son opération. L'unité de microprocesseur peut être localisée à l'extérieur du moteur-roue. Le système de conversion montré à la Figure 18 peut être utilisé lorsque le rotor n'a pas à être alimenté avec un courant électrique.
Comme on peut le voir à la Figure 2, le stator 6 est en forme de croix et a quatre bras 13. Le convertisseur comprend trois bras 41a, 41b et 41c qui génèrent respectivement les trois courants de phase alternatifs, les bras 41a, 41b et 41c étant fixés respectivement à trois des quatre bras 13 du stator 6. Ces trois bras 41a, 41b et 41c font partie de l'électronique de puissance 14 montrée à la Figure 2.
L'électronique de p~ ce montrée à la Figure 2 comprend les bras 41a, 41b, 41c du convertisseur montrés à
la figure 18 mais comprend également le condensateur 43 montré à la Figure 18. Dans cette Figure 18, seulement un condensateur 43 est montré pour simplifier cette figure 18, mais dans le mode de réalisation montré à la Figure 2, le condensateur 43 est distribué en trois condensateurs disposés respectivement sur trois des quatre bras 13 montrés à la Figure 2. Il n'est pas essentiels que les amplificateurs de commande 91 soient à l'intérieur du boitier. Chacun des bras 41a, 41b, 41c du convertisseur W095/16300 ~ PCT/CA93/00523 comprend une section de commutation et une section de commande qui est formée des amplificateurs de commande 91.
L'unité de microprocesseur 44 est fixée sur le quatrième des bras 13. Il est à noter que l'unité de microproc~c-e~ur 44 peut également être montée à l'extérieur du moteur-roue parce qu'elle ne génère pas un courant élevé. Le moteur-roue comprend en outre deux bus de distribution et d'alimentation circulajires 48 br~nch~fi au bras 41a, 41b, 41c du convertisseur et à l'unité de microproc~C~^~r 44, ainsi le courant continu amené par les conducteurs peut être distribué au bras 41a, 41b, 41c du convertisseur, et à
l'unité de microprocesseur 44 au moyen du bus 48. Veuillez noter que le convertisseur peut être un convertisseur courant continu/courant alternatif où un courant électrique alternatif de haut voltage est amené par les conducteurs.
Si on se réfère maintenant aux Figures 1, 12, 13, 14 et 15, on peut voir que l'arbre 2 est muni d'un moyen de branchement à sa première extrémité par lequel le moteur-roue peut être branché ~ un membre de support. Ce membre de support est une bielle articulée 50. Ce moyen de branchement est fait d'un membre annulaire 52 ayant une bordure externe munie de façon régulière d'encoches 54 alternant avec des parties en saillies 56 de façon à ce que le membre annulaire 52 puisse être engagé et verrouillé avec une partie complémentaire 53 de la bielle articulée 50.
Les parties en saillie de la bordure externe ont une largeur ~ui varie dans la direction circonférentielle.
La partie complémentaire de la bielle articulée 50 a également une section annulaire 58 ayant un diamètre suffisant pour que la section annulaire 58 puisse être glissée sur la bordure externe de l'arbre 2. La section annulaire 58 a des encoches 60 et des parties en saillie 62 de forme complémentaire qui sont adaptées pour coopérer avec des parties en saillie 56 et les encoches 54 correspondantes WO95/16300 PCT/CA93/00523 ~
~1 612~7 de la bordure externe du membre annulaire 52. Les parties en saillie 62 de la seetion annulaire 58 ont une largeur qui varie dans la direetion eireonférentielle de faQon à ce que la seetion annulaire 58 puisse glisser sur la bordure externe et tourner par rapport à ladite bordure externe pour être coinc~e dans une position assemblée. ~galement, une el~
66 est prévue, elle a des langues 68 qui peuvent etre insérées dans des cavités 55 ~ui sont produites lors~ue la seetion annulaire 58 est tournée par rapport à la bordure externe de l'arbre 2 pour verrouiller l'arbre 2 par rapport à la bielle artieulée 50. Des trous 63 sont prévus pour fixer un frein à disque (montré sur les Figures 16 et 17).
La bielle artieulée 50 est munie d'une fente interne allongée 70 ayant une première extrémité adjaeente à la seetion annulaire 58 et une ~econ~e extrémité éloignée de ladite section annulaire 58, ainsi les condueteurs 4 peuvent etre amenés à l'arbre 2 le long de ladite fente allongée 70. La elé 66 a une seetion allongée 72 munie d'une eavité interne allongée, la seetion allongée 72 étant apte à eoopérer avec la fente interne 70 de la bielle 50 le long d'une partie de sa longueur pour protéger les eonducteurs 4.
La partie de la fente 70 qui n'est pas protégée par la seetion allongée 72, est munie d'un élément de proteetion (non montré) pour couvrir les conducteurs 4. Il est à noter que la bordure inférieure des langues 68 est l~égèrement en biais de fa~on à faeiliter la pénétration et le verrouillage des langues 68 dans les eavités 55. Les trous 65 sont prévus pour fixer la clé 66 sur l'arbre 2. Les trous filetés 67 sont prévus pour faciliter l'enlèvement de la elé 66.

WO95/16300 ~ ~ 'L23~ PCT/CA93/00523 pour tourner l'arbre 2.
Si on se réfère maintenant plus spécifiquement aux Figures 1, 18 et 25, un moyen de mesure pour mesurer la vitesse de rotation et la position du rotor 10 par rapport 4,389,586; 1,709,255; 2,335,398; and 3,548,965.
~ ln of the above mentioned patents only show the means n ~ c ~ c ~; res to allow an efficient exchange of heat through the rotor housing of a wheel motor.
One of the objectives of the present invention is to propose a wheel motor which is provided with means for cool said wheel motor when it is in surgery.

RR. ~ UM ~ nR THE INV ~ NTION
The present invention relates to an electric wheel motor including:
- a hollow shaft having one end provided with a first opening, and a second end provided with a second opening, said first opening possibly receiving conductors from outside of said wheel motor;
- a stator coaxial with said shaft and fixed to said shaft, said stator being provided with windings, said stator comprising a central part fixed to said shaft, a support provided with openings and is radially ~ nt from said central part, and a peripheral pole piece and circular, on which said coils are wound, said pole piece being fixed at ~ ends peripherals of said support; and - a rotor coaxial with said stator and mounted in a manner able to rotate around said stator, said rotor comprising a housing having a cylindrical wall having a internal surface provided with a magnetic means surrounding said stator and separated from said stator by an air gap, said housing comprising an internal wall disposed on one side of said cylindrical wall, and an outer wall disposed on the other wos5 / 16300 PCT / CA93 / 00523 ~
~ G 1237 side of said cylindrical wall, said shaft extending through a central part of said internal wall, said outer wall of said housing comprising sections convex and concave which are arranged alternately on along a circumferential direction of said wall exterior, so that when said rotor turns, air circulation is produced inside said case by said convex sections and a circulation air is produced along external parts of said concave sections to allow heat exchange effective through said outer wall.

RR ~ V ~ n ~ RTPTTON n ~ n ~. ~. ~ T ~ S

Figure 1 is a side view partially in section of an embodiment of the present wheel motor electric, in combination with a rim, a tire and a articulated connecting rod;
Figure 2 is a front view, partially in section of the rotor and stator of the electric wheel motor shown in Figure 1, including construction details from the central part;
Figure 3 is an enlarged view of part of Figure 1;
Figure 4 is a sectional view along line 4-4 of Figure 3;
Figure 5 is a front view of part of the electric wheel motor shown in Figure 1;
Figure 6 is an enlarged view of part of Figure 1;
Figure 7 is a sectional view along the line 7-7 of Figure 5;
Figure 8 is a front view of the rim with the tire shown in Figure 1;

~ WO9S / 16300 2 ~ 6 ~ ~ 3 7 PCT / CAg3 / 00523 Figure g is a sectional view along the line 9-9 of Figure 8;
Figure 10 is an enlarged view of part of Figure 9;
Figure 11 is an enlarged view of part of Figure 9;
Figure 12 is an enlarged view of part of Figure 1;
Figure 13 is a rear view of elements which are shown in Figure 12;
Figure 14 is a rear view of the connecting rod articulated shown in Figure 1, partially in section;
Figure 15 is a rear view of an element of Figure 1 on which the articulated rod is connected;
Figure 16 is a partially top view in section of the rear part of the electric wheel motor shown in Figure 1;
Figure 17 is a rear view of the connecting rod articulated in combination with a disc brake;
Figure 18 is a schematic block diagram of an electrical conversion system according to the present invention;
Figure 19 is a side view partially section of another embodiment of the wheel motor ~ electric according to the present invention;
Figure 20 is a side view partially in section of another embodiment of the wheel motor electric according to the present invention;
Figure 21 is a schematic block diagram of another embodiment of the conversion means electric according to the present invention;
Figure 22 is a side view partially in section of another embodiment of the wheel motor electric according to the present invention;

wo 95/16300 ~ ~ 6 ~ 2 3 7 PCT / CA93 / 00523 ~

Figure 23 is a front view partially in cross-section of the stator and rotor of the electrified wheel motor shown in Figure 22;
Figure 24 is another side view, partially in section of the embodiment of the wheel motor electric shown ~ Figure l; and Figure 25 is an enlarged view of part of Figure 1.

10 nR ~ pTToN Dli ~ ATT.TT ~ h ~ DT ~ DRAWINGS

In the various figures of the drawings, the corresponding elements are identified by the same numerical indices.
If we now refer to Figures 1 and 2, we respectively shows a side view partially in section of an embodiment of the electric wheel motor, in combined ~; ~ on with a rim 28, a tire 32 and a connecting rod articulated 50; and a partially sectioned front view of the rotor 10 and stator 6 of the electric wheel motor shown in Figure 1. The electric wheel motor includes a shaft hollow 2 having a first opening at one of its ends and a second opening. The first opening re, costs conductors 4 from outside the wheel motor. The stator 6 is coaxial with the shaft 2 and fixed to it, the stator 6 being provided with hollow parts 11 and windings 8.
In Figure 2, only a few sections of winding are indicated by No. 8, but must be understand that there are windings all around stator 6.
The stator 6 is fixed to the shaft 2 but can be removed from this when the wheel motor is not in operation.
The rotor 10, is coaxial with the stator 6 and is mounted to rotate around the stator 6. The stator 6 includes openings forming the hollow parts 11 between ssll63oo ~ l 61 ~ 3 7 PCT / CA93100523 arms 13 to reduce its weight. The wheel motor is also equipped with a conversion system to convert a current electric input in alternating electric current and variable. The conversion system 12 includes a unit of microprocessor 44, a DC / current converter alternating having power electronics 14, mounted at inside the hollow parts 11, input terminals 15 to receive the input electrical current supplied by means co ~ cteurs 4 and output terminals 16 to generate the alternating and variable electric current. We have to understand that the conversion system can be reversible, so that the electric motor can be used as a generator. Current frequency alternating and variable electric is representative of a desired speed of rotation of rotor 10, the phase angle of alternating and variable electrical current determines whether the wheel motor will operate as a motor or as a generator and amplitude of alternating and variable current is representative of the desired couple.
The user of this wheel motor can use co ~ lctors of relatively small diameter to bring electrical power inside the wheel motor if a such pll; cc ~ nc ~ is produced ~ from a high voltage because the electronics of pll; cc ~ c ~ 14 is inside wheel motor. Such power electronics 14 convert high voltage and low current input signal in a high current signal to supply the windings 8 of the stator in alternating and variable current. ~ given that the power electronics 14 is already inside the motor-wheel, large diameter conductors required for bring the electric current from the conversion system 12 to windings 8 of the stator will be relatively short. Of course, the power electronics 14 include capacitors, transistors, diodes and other components such as wos5ll63oo PCT / CA93 / 00523 ~

known to those skilled in the art.
To reduce the weight or diameter of electrical conductors, high supply voltage can be used according to the following relation:
P = IV, where P is the pll; æ ~ nce, I eæt the current and V is the voltage.
If V increases, then I is reduced. At low speed, the p ~ lisc ~ nce is low, this implies that the current which supplies the convert ~ F ~ llr is also low since the voltage is constant. But, if a high torque is required, the current which feeds the stator windings must also to be raised. The assembly of the power electronics of the converter inside the boftier allows you to choose electrical supply conductors compared to a desired engine power while allowing torque high at low speed. In addition, the converter allows to adapt the impé ~ nce of the motor compared to that of the high voltage power source.
The stator 6 includes a central part attached to the shaft 2, the arms 13 turn off radically from the central part, and a circular pole piece and peripheral including metal blades 27 on which windings 8 are wound. The pole piece is attached to the peripheral ends of arms 13.
The rotor 10 comprises a housing having a wall cylindrical 17 having an internal surface provided with means magnetic 26 surrounding the stator and separated from it by an air gap. ~ as the air gap is relatively small, it cannot be seen in Figures 1 and 2 but, its location is shown in Figure 25 using R1 The bo ~ tier includes an inner wall 18 disposed ~ e on a side of the cylindrical wall 17, and another wall 20 arranged on the other side of the cylindrical wall 17.
The shaft 2 extends through a central part of the ~ woss / 16300 21 ~ ~ ~ 3 7 PCT / CA93 / 00523 inner wall 18.
The housing which is part of the rotor 10 encloses tightly the shaft 2, the stator 6 and the system ~ me conversion 12. A waterproof seal 123 is provided. Engine-wheel comprises a first ball bearing 22 connected ~ internal wall 18, and a second ball bearing 24 connected ~
to the outer wall 20. The ball bearings 22 and 24 are respectively mounted on each side of the shaft 2 of so that the rotor 10 can rotate relative to the stator 6 by means of ball bearings 22 and 24. A
threaded bolt 23 is provided to fix the stator 6 by report ~ the shaft 2. A stop ring 21 is also expected. A compression ring 127 is provided for fixing the ball bearing 22.
The stator 6 needs at least two arms arranged between the openings to support the pole piece of the stator 6. Also, the support can include three arms equally spaced, extending radially to peripheral ends of stator 6. In Figure 2, we can see that the stator 6 includes four arms 13 also spaced. In the embodiment shown in these Figures 1 and 2, the magnetic means of the rotor 6 comprises a series permanent magnets 26. In Figure 2, only some magnets are identified by the number 26, but we must understand that these magnets 26 are provided all around of stator 6. The stator 6 is partly made of a material of light weight that can conduct heat. Preferably, this material is aluminum alloy. The wheel motor includes further a rim 28 fixed around an external surface of the housing, and a strip 30 made of an elastom ~ re and mounted between rim 28 and the housing. Rim 28 is suitable to receive the tire 32. The rim 28 is flat-bottomed. The magnets 26 are preferably made of neodymium, iron and boron. The strip 30 prevents penetration of water or WO 95/16300, PCT / CA93 / 00523 ~
21 ~ l ~ 37 dust between the housing and the rim 28 to avoid wheel imbalance.
The peripheral ends of the arms 13 are fixed on the pole piece of stator 6 by means of a member circular 34 which is an integral part of the ends peripheral arms 13. The circular member 34 has its external surface provided with notches 36. The pole piece of the stator 6 has an internal surface provided with protruding tongues 37 of complementary shape which are able to cooperate with ~ ncoGhes 36 to fix the pole piece of stator 6 on the circular member 34. The circular member 34 has a internal surface provided with projecting parts 38, thus a efficient heat exchange can be achieved by means of protrusions 38 when air circulation is produced inside the case. Only a few projecting parts are indicated by the number 38 so not to overload Figure 2. The support of stator 6 and the circular member 34 is made of an aluminum alloy ~ n ~ is that the pole piece of the stator 6 is made of steel.
It should be noted that the ends of the cross formed by the arms 13 of the stator 6 are aligned with the notches 36 for mechanical reasons. So the parties protruding 38 which are arranged along the member circular 34 are, relative to their dimension longitudinal, preferably out of phase with respect to the shaft wheel motor along the circumferential direction of the member 34 so as to reinforce it mechanically.
If we now refer to Figures 1, 2 and 25, the air gap is positioned at a predetermined distance R1 to from the central axis 3 of the shaft 2. The rim 28 has a surface 29 to receive the tire 32 which is positioned at a predetermined distance R2 from the central axis 3 of the shaft 2.
Rl / R2 must be substantially between 0.65 and 0.91 to get an efficient wheel motor. The higher the ratio ~ G ~ 7 Rl / R2, the better the efficiency of the wheel motor. But like there are physical limitations, the wheel motor shown in Figures 1, 2 and 25 substantially have an R1 / R2 ratio of 0.91.
S For a motor with a radial air gap, the torque T is proportional to L Rl2 IB ~ 0 ~ L is the width of the pole, R1 is the radius of the air gap and IB is the current of winding. For the design of this wheel motor, the width L of the pole piece has been maximized. While having several poles, the weight of the pole piece of the circuit can be reduced to reduce the weight of the rotor and the moment of inertia of the rotor, thus allowing the presence of a cavity for mounting a means of braking. The present wheel motor increases the torque T by lS having a wide pole piece and having a high ratio of Rl / R2 where the theoretical limit which cannot be reached is there. The present wheel motor also provides p ~ sAnce high because P = T ~ which is proportional at L Rl2 I ~, where ~ is the angular frequency of the rotor.
The present wheel motor includes a cross-shaped stator to reduce the weight of the wheel motor, to allow windings cooling, and to allow space in the hollow parts ll which will provide space for mount the conversion system. The stator in the shape of a cross supports the conversion system and is used as a cooling element.
The wheel motor preferably has thirty-two poles.
This wheel motor can work with sixteen poles but it is better to have a high number of poles to reduce the wheel motor weight. The conductors 4 are preferably made of a coaxial cable including an optical fiber. This coaxial cable prevents the emission of radiation.
In the following description, the same reference numbers refer to similar items through the set of drawings.
If we now refer to Figures 1, 2 and 18, the conversion system includes a current converter direct / alternating current having an input 40 for receiving a direct current from the input terminals 15, and three outputs 42 to generate three alternating phase currents in the output terminals 16. AC currents are not necessarily three phase currents, currents Polyphase can also be used. The system of conversion also includes a microproc ~ sc ~ llr 44 unit connected to arms 41a, 41b, 41c of the converter for control its operation. The microprocessor unit can be located outside the wheel motor. The system of conversion shown in Figure 18 can be used when the rotor does not have to be supplied with an electric current.
As can be seen in Figure 2, the stator 6 is in cross-shaped and has four arms 13. The converter includes three arms 41a, 41b and 41c which generate respectively the three alternating phase currents, the arms 41a, 41b and 41c being fixed respectively to three of the four arms 13 of the stator 6. These three arms 41a, 41b and 41c are part of the power electronics 14 shown in the Figure 2.
The electronics of p ~ ce shown in Figure 2 includes the arms 41a, 41b, 41c of the converter shown at Figure 18 but also includes capacitor 43 shown in Figure 18. In this Figure 18, only one capacitor 43 is shown to simplify this figure 18, but in the embodiment shown in Figure 2, the capacitor 43 is distributed in three capacitors disposed respectively on three of the four arms 13 shown in Figure 2. It is not essential that the control amplifiers 91 are inside the housing. Each of the arms 41a, 41b, 41c of the converter W095 / 16300 ~ PCT / CA93 / 00523 includes a switching section and a switching section control which is formed of the control amplifiers 91.
The microprocessor unit 44 is fixed on the fourth 13. It should be noted that the microproc unit ~ ce ~ ur 44 can also be mounted outside the wheel motor because it does not generate a high current. The wheel motor additionally includes two distribution and supply buses circulajires 48 br ~ nch ~ fi at arm 41a, 41b, 41c of converter and to the microproc unit ~ C ~ ^ ~ r 44, so the direct current brought by the conductors can be distributed to the arm 41a, 41b, 41c of the converter, and to the microprocessor unit 44 by means of the bus 48. Please note that the converter can be a converter direct current / alternating current where an electric current high voltage AC is brought by the conductors.
If we now refer to Figures 1, 12, 13, 14 and 15, we can see that the shaft 2 is provided with a means of connection at its first end by which the motor-wheel can be connected ~ a support member. This member of support is an articulated connecting rod 50. This means of connection is made of an annular member 52 having an outer border regularly provided with notches 54 alternating with protrusions 56 so that the annular member 52 can be engaged and locked with a part complementary 53 to the articulated rod 50.
The protruding parts of the outer border have a width ~ ui varies in the circumferential direction.
The complementary part of the articulated connecting rod 50 a also an annular section 58 having a diameter sufficient for the annular section 58 to be slipped on the outer border of the tree 2. The section annular 58 has notches 60 and projecting parts 62 of complementary shape which are adapted to cooperate with projecting parts 56 and the corresponding notches 54 WO95 / 16300 PCT / CA93 / 00523 ~
~ 1,612 ~ 7 of the outer border of the annular member 52. The parts in projection 62 of annular segment 58 have a width which varies in the eireonference differential so that the annular section 58 can slide on the border external and rotate with respect to said external border to be stuck in an assembled position. ~ also, an el ~
66 is provided, it has 68 languages that can be inserted into cavities 55 ~ ui are produced during ~ ue the ring segment 58 is rotated relative to the border shaft 2 outer to lock shaft 2 relative to the link rod 50. Holes 63 are provided for attach a disc brake (shown in Figures 16 and 17).
The articulated connecting rod 50 is provided with a slot elongated internal 70 having a first adjacent end at annular section 58 and a ~ econ ~ e far end of said annular section 58, thus the conductors 4 can be brought to shaft 2 along said slot elongated 70. The elé 66 has an elongated seetion 72 provided with a with elongated internal cavity, the elongated segment 72 being suitable to cooperate with the internal slot 70 of the connecting rod 50 along part of its length to protect the conductors 4.
The part of the slot 70 which is not protected by the elongated section 72, has a protective element (not shown) to cover conductors 4. It should be noted that the lower border of the tongues 68 is slightly in bias of fa ~ on to faeiliter penetration and locking 68 languages in 55 holes. 65 holes are provided to fix the key 66 on the shaft 2. The threaded holes 67 are provided to facilitate the removal of the elé 66.

WO95 / 16300 ~ ~ 'L23 ~ PCT / CA93 / 00523 to turn the shaft 2.
If we now refer more specifically to Figures 1, 18 and 25, a measuring means for measuring the rotational speed and position of rotor 10 relative

5 au stator 6 est prévu, ce moyen comprend une fibre optique ayant une première extrémité brAnchP~ ~ l'unit~ de mi~Lup~ocefi~ r 44, et une seconde extrémité positionn~e pour être adjacente au rotor lO. Le moyen de mesure comprend également un réflecteur de lumière circulaire 82 monté sur le rotor 10 de telle manière que lorsque ledit rotor 10 tourne, le réflecteur passe devant la seconde extrémité de la fibre 80, ainsi la vitesse de rotation et la position du rotor 10 par rapport au stator 6 peuvent être calculées au moyen de l'unité de microprocesseur 44. Il est à noter que 15 le réflecteur circulaire 82 est fait d'une série de réflecteurs ayant différentes caractéristiques de réflection de façon à ce que la position du rotor 10 par rapport au stator 6 puisse être déterminée en tout temps. La fibre optique 80 se compose d'au moins une fibre.
Si on se réfère maintenant plus spécifiquement à
la Figure 18, la fibre 80 et le réflecteur 82 forment un encodeur qui est branché à un décodeur de position 83 de l'unité de microprocesseur 44. Le décodeur de position 83 comprend un coupleur optique, une source de lumière, un 25 photo-détecteur et d'autres composantes électroniques.
L'unité de microprocesseur 44 comprend également un contrôleur 85 ayant une entrée 87 pour détecter les courants dans les bobinages 8 du stator et une sortie 89 pour déclencher les bras 41a, 41b, 41c du convertisseur au moyen des amplificateurs de commande 91. L'unité de microprocesseur 44 est également munie d'une interface de communication 93 pour la relier à un autre dispositif intelligent. Il n'est pas nécessaire que les amplificateurs de commande 91 soient à l'intérieur du boitier.

WO 95/16300 PCI'ICA93/00523~

Si on se réfère maintenant aux Figures 1, 16 et 17, on peut voir que la paroi interne 18 du boitier a une surface externe de forme concave pour produire, lorsque le rotor 10 tourne, une circulation d'air vers la périphérie de la paroi interne 18. La surface externe est munie d'une série de lames allongées et parallèles 90 s'étendant dans la direction de l'arbre 2. Les lames ont leurs extrémités libres qui définissent un espace 92 dans lequel une partie d'un moyen de freinage 94 peut être montée, ainsi un ~change efficace de chaleur peut être obtenu à travers la paroi interne 18 et le moyen de freinage 94 peut être refroidi par la circulation d'air produite le long de la paroi interne 18.
Si on se réfère maintenant plus spécifiquement aux Figures 16 et 17, on peut voir que le moyen de freinage 94 est un frein à disque ayant un disque 96 boulonné sur la paroi interne 18. Comme il est connu dans l'art, ce disque de freinage comprend un étrier 98 apte à coopérer avec le disque 96. Montré d'une facon schématique, on peut voir le joint d'articulation à rotule 100 et le bras de direction 102 du système de direction. Chacune des lames 90 est munie de cavités filetés 104 servant à monter un frein à tambour à la place du frein à disque 94. Des boulons 95 sont prévus pour fixer le frein à disque sur la paroi interne 18.
On peut voir des attaches 106 pour fixer le frein à disque 94 sur la bielle 50. On peut voir également des boulons 108 pour supporter l'étrier, et des pistons 110 aptes à coopérer avec des coussinets 99. A partir des Figures 1, 16 et 17 on peut voir que le joint d'articulation a rotule du système de direction est ~c~hlement près de l'arbre 2 de façon ~ ce que l'angle alpha entre l'axe de rotation du moteur-roue et l'axe déterminé par la bielle 50 et le joint d'articulation à rotule 100 est avantageux. Il est à noter que la géométrie de la paroi interne 18 permet WO95/16300 ~.~ G ~ 2 37 PCT/CAs3/oos23 cette position avantageuse du joint d'articulation à rotule 100 par rapport au moteur-roue.
Si on se réfère maintenant aux Figures 1, 5, 6 et 7, la paroi externe du boitier comprend des sections convexes et concaves 112 et 114 qui alternent le long de sa direction circonférentielle, de telle manière que, lorsque le rotor tourne, une circulation d'air est produite à
l'intérieur du boitier au moyen de la section convexe 112 tel qu'indiqué par les flèches 116, et une circulation d'air est produite le long des parties externes de la section concave 114 tel qu'indiqué par les flèches 118, ainsi un ~ch~ge efficace de chaleur peut être obtenu à travers la paroi externe. Il est à noter que la Figure 6 est une vue de côté partiellement en coupe de la Figure 5. Des ouvertures avec bouchon 113 sont prévues pour permettre un accès à
l'intérieur du boitier. Des boulons 115 sont prévus pour ~ixer la jante 28.
Si on se réfère maintenant aux Figures 1, 3 et 4, le moteur-roue comprend en outre un moyen pour Acc~hPr incluant un tuyau à air 120 ayant une extrémité disposée à
l'intérieur du boitier, une chambre 122 disposée à
l'extrémité externe du tuyau 120 et un matériau de dessiccation (non montré) disposé à l'intérieur de la chambre 122, ainsi lorsque le rotor 10 tourne, une circulation d'air est produite à l'intérieur du tuyau 120 et à travers la chambre 122 pour assécher l'air à l'intérieur du boitier. La chambre 122 est annulaire, allongée et disposée à l'intérieur de l'arbre creux 2. La chambre 122 est ouverte à chacune de ses extrémités. L'ouverture de l'arbre qui est adjacente a la bielle articulée 150 est étanche à l'air. On peut voir sur la Figure 1 qu'une extrémité du tuyau 120 est adjacente à la partie périphérique du stator 6, le tuyau 120 est monté entre la paroi externe 20 et le stator 6 jusqu'à ce qu'il atteigne Wo95/16300 PCT/CA93/OOS23 ~

l'ouverture de l'arbre 2, alors il est disposé le long de la chambre 122 de telle manière que son autre extrémité 124 soit placée à une extrémité de la chambre tel que montré aux Figures 3 et 4. L'extr~mité 124 du tuyau 120 est disposée entre l'extrémité é~nch~ à l'air de l'arbre creux et la chambre 122 de façon à ce que l'air circulant ~ travers le tuyau 120 doive aller à travers la chambre où il est asséché.
Les conducteurs 4 ont dans leur partie centrale une fibre optique 126, un premier conducteur électrique 128 et un second conducteur électrique 130 séparé du premier conducteur par un matériau isolant 132. Les conducteurs 4 sont protégés par une gaine externe 134.
Si on se réfère maintenant aux Figures 8, 9, 10 et 11, on peut voir un pneu 32 qui est fixé à la jante 28 d'une manière permanente lors de l'assemblage du moteur-roue. Le moteur-roue est muni d'une jante à fond plat 28, d'une première bride de côté 142 qui peut être soudée sur la jante 28, et d'une seconde bride de côté 144, qui est fixée sur la jante 28 au moyen de boulons 146 et d'un membre en forme de L 148 soudé sur la jante 28. La relation entre la jante 28, un des boulons 146 et le membre en forme de L 148, peut être vue plus facilement à la Figure 10. Le pneu 32 peut être gonflé au moyen d'une valve 150 qui permet un accès à
l'intérieur du pneu 32. Cette valve 150 peut être vue de façon plus détaillée à la Figure 11.
~ tant donné que la jante 28 est à fond plat, le pneu 32 ne peut pas être enlevé de la jante 28. Avec un tel moteur-roue, lorsque le pneu est usé, la jante 28 et le pneu doivent être remplacés.
Si on se réfère maintenant à la Figure 19, on peut voir un moteur-roue semblable à celui montré à la Figure 1, dans lequel le moyen pour assécher est différent. Ce moyen pour assécher comprend un tuyau à air 120 ayant une WO 9S/16300 ~ 2 ~ 7 PCT/CA93/00523 .

extrémité disposée à l'intérieur du bo~tier, et une chambre 121 munie d'un ballon gonflable 123 monté dans un boitier 127, disposé à l'autre extrémité 125 du tuyau 120. Un matériau de dessiccation est disposé à l'intérieur de la chambre 121, ainsi, lorsque la température ou la pression atmosphérique changent, une circulation d'air est produite à l'intérieur du tuyau 120 et à travers la chambre 121 pour assécher l'intérieur du bo~tier. Comme on peut le voir, la chambre 121 est disposée à l'extérieur du moteur-roue.
L'ouverture de l'arbre 2 qui est adjacent à la bielle articulée 50 est étanche à l'air. Le tuyau 120 est utilisé
comme une sortie et comme une entrée pour la chambre 121.
Si on se réfère maintenant à la Figure 20, on peut voir un moteur-roue électrique dans lequel le rotor comprend un moyen magnétique incluant une pièce polaire faite de lames de métal sur laquelle est enroulée un bobinage 9, le stator est muni de balais 111 qui sont reliés à une sortie du système de conversion 12. Le rotor est muni d'une surface de contact conductrice disposée de facon à pouvoir coopérer avec les balais 111. La surface de contact est branchée au bobinage 9 du rotor 10.
Si on se réfère maintenant plus spécifiquement aux Figures 20 et 21, le système de conversion 12 comprend un convertisseur courant continu/courant alternatif ayant quatre bras 41a, 41b, 41c et 41d, une entrée pour recevoir un courant continu à partir des bornes d'entrée 40 et quatre sorties 45 et 43 pour générer un courant continu pour le bobinage 9 du rotor 10 et trois courants de phase alternatifs pour les bobinages 8 du stator 6. Le système de conversion comprend également une unité de microprocesseur 44 br~nché~ aux bras 41a, 41b, 41c et 41d, pour contrôler son opération. Le bobinage 9 et les lames du rotor 10 sur lesquelles le bobinage 9 est enroulé peuvent être remplacés par un anneau conducteur.

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~L~

Si on se réfère maintenant aux Figures 22 et 23, on peut voir un moteur-roue comportant un rotor à induction.
Le rotor comprend un moyen magnétique incluant une pièce polaire faite de lames de métal sur laquelle le bobinage 9 est enroulé, ainsi un courant électrique peut être induit dans le hoh;n~ge 9 du rotor au moyen d'un champ électromagnétique produit par le courant électrique in~ecté
dans les bobinages 8 du stator 6.
Le numéro de référence 8 dans la Figure 23, représente tous les bobinages qui sont disposés autour du stator même si seulement une partie des bobinages est indiquée. ~galement, le numéro de référence 9, dans la Figure 23, représente le bobinage qui est disposé tout autour du rotor. Le système de conversion 12 comprend un convertisseur courant continu/courant alternatif ayant trois bras 41a, 41b, 41c, une entrée pour recevoir un courant continu à partir des bornes d'entrée 15 qui sont branchées au bus 48 et trois sorties qui génèrent trois courants de phase alternatifs dans les bornes de sortie 16. ~galement, le système de conversion 12 comprend une unité de microproGQ~cellr 44 branchée au convertisseur pour contrôler son opération.
Comme on peut le voir à la Figure 23, le stator est en forme de croix et a quatre bras 13. Le convertisseur comprend une électroni~ue de puissance ~ui est faite en partie des trois bras du convertisseur qui génèrent respectivement les trois courants de phase alternatifs. Les bras de convertisseur sont fixés respectivement sur trois des quatre bras 13. Le moteur-roue comprend en outre deux bus d'alimentation et de distribution circulaires br~ché~
à l'électronique de pll;s~nce 14 et à l'unité de microprocesseur 44.
L'entrefer est positionné à une distance prédéterminée Rl de l'axe central 3 de l'arbre 2. La jante 28 _ wog5/16300 PCT/CAs3/00s23 a une surface pour recevoir le pneu 32 qui est positionné à
une distance prédéterminée R2 de l'axe central 3 de l'arbre 2. Le ratio Rl/R2 est de l'ordre de 0.65 à 0.80 dans le cas où le rotor est muni d'un bobinage. Plus haut est le ratio, meilleure est l'efficacité du moteur-roue. Dans le cas montré aux Figures 22 et 23, le ratio est de l'ordre de 0.80.
Si on se réfère maintenant à la Figure 24, on peut voir que le stator 6 est cylindrique et muni de fentes longitll~in~les et parallèles 200 pour recevoir les bobinages 8 du stator 6. De façon à ne pas surcharger la Figure 24, seulement quelques fentes ont été identifiées par le numéro 200. Les fentes sont courbées par rapport à l'axe longitll~in~l 3 de l'arbre 2 de façon à ce que chacune des fentes 200 ait son extrémité inférieure qui soit substantiellement alignée avec l'extrémité supérieure de la fente adjacente de façon à produire un couple régulier lorsque le moteur-roue est en opération.
Quoique la présente invention ait été décrite ci-dessus à titre de réalisations préférentielles, de tellesréalisations préférentielles peuvent, bien entendu, etre modifiées à volonté tout en demeurant à l'intérieur du champ défini par les revendications annexées sans changer ou altérer la nature ou l'étendu de la présente invention. 5 to stator 6 is provided, this means comprises an optical fiber having a first end brAnchP ~ ~ the unit ~ of mi ~ Lup ~ ocefi ~ r 44, and a second end positioned ~ e to be adjacent to the rotor 10. The measuring means includes also a circular light reflector 82 mounted on the rotor 10 so that when said rotor 10 turns, the reflector passes in front of the second end of fiber 80, so the speed of rotation and the position of the rotor 10 relative to stator 6 can be calculated at microprocessor unit 44. It should be noted that 15 the circular reflector 82 is made of a series of reflectors with different reflection characteristics so that the position of the rotor 10 relative to the stator 6 can be determined at any time. The fiber optics 80 consists of at least one fiber.
If we now refer more specifically to Figure 18, the fiber 80 and the reflector 82 form a encoder which is connected to a position decoder 83 of the microprocessor unit 44. The position decoder 83 includes an optical coupler, a light source, a 25 photodetector and other electronic components.
The microprocessor unit 44 also includes a controller 85 having an input 87 for detecting currents in the stator windings 8 and an output 89 for trigger the arms 41a, 41b, 41c of the converter by means of control amplifiers 91. The control unit microprocessor 44 is also equipped with a communication 93 to connect it to another device clever. Amplifiers do not have to be 91 are inside the case.

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If we now refer to Figures 1, 16 and 17, it can be seen that the internal wall 18 of the housing has a external surface of concave shape to produce, when the rotor 10 rotates, air circulation towards the periphery of the inner wall 18. The outer surface is provided with a series of elongated and parallel blades 90 extending in the direction of the shaft 2. The blades have their ends free which define a space 92 in which part braking means 94 can be mounted, thus a ~ change efficient heat can be obtained through the wall internal 18 and the braking means 94 can be cooled by the air circulation produced along the inner wall 18.
If we now refer more specifically to Figures 16 and 17, it can be seen that the braking means 94 is a disc brake having a 96 disc bolted to the inner wall 18. As is known in the art, this disc brake includes a caliper 98 capable of cooperating with the disc 96. Shown schematically, we can see the ball joint 100 and the steering arm 102 of the steering system. Each of the blades 90 is provided of threaded cavities 104 used to mount a drum brake in place of disc brake 94. Bolts 95 are provided to attach the disc brake to the inner wall 18.
We can see 106 fasteners to fix the brake disc 94 on the connecting rod 50. We can also see bolts 108 to support the caliper, and pistons 110 able to cooperate with bearings 99. From Figures 1, 16 and 17 we can see that the articulation joint steering system ball joint is ~ c ~ hlement close to the tree 2 so that the angle alpha between the axis of rotation of the wheel motor and the axis determined by the connecting rod 50 and the ball joint 100 is advantageous. he it should be noted that the geometry of the internal wall 18 allows WO95 / 16300 ~. ~ G ~ 2 37 PCT / CAs3 / oos23 this advantageous position of the ball joint joint 100 compared to the wheel motor.
If we now refer to Figures 1, 5, 6 and 7, the outer wall of the housing includes sections convex and concave 112 and 114 which alternate along its circumferential direction, so that when the rotor turns, air circulation is produced at the inside of the case by means of the convex section 112 as indicated by arrows 116, and air circulation is produced along the external parts of the section concave 114 as indicated by the arrows 118, thus a ~ effective heat ch ~ ge can be obtained through the outer wall. Note that Figure 6 is a view of partially sectioned side of Figure 5. Openings with plug 113 are provided to allow access to inside the case. 115 bolts are provided for ~ fix the rim 28.
If we now refer to Figures 1, 3 and 4, the wheel motor further comprises means for Acc ~ hPr including an air hose 120 having one end disposed at inside the case, a chamber 122 arranged at the outer end of the pipe 120 and a material of desiccation (not shown) arranged inside the chamber 122, thus when the rotor 10 rotates, a air circulation is produced inside the pipe 120 and through chamber 122 to dry the air inside of the case. Chamber 122 is annular, elongated and disposed inside the hollow shaft 2. Chamber 122 is open at each of its ends. The opening of the shaft which is adjacent to the articulated connecting rod 150 is airtight. We can see in Figure 1 that end of pipe 120 is adjacent to the part peripheral of stator 6, pipe 120 is mounted between the outer wall 20 and the stator 6 until it reaches Wo95 / 16300 PCT / CA93 / OOS23 ~

the opening of the shaft 2, then it is arranged along the chamber 122 in such a way that its other end 124 is placed at one end of the chamber as shown in Figures 3 and 4. The extremity 124 of the pipe 120 is arranged between the end é ~ nch ~ to the air of the hollow shaft and the chamber 122 so that the air circulating through the pipe 120 must go through the room where it is dried up.
The conductors 4 have in their central part an optical fiber 126, a first electrical conductor 128 and a second electrical conductor 130 separate from the first conductor by an insulating material 132. Conductors 4 are protected by an external sheath 134.
If we now refer to Figures 8, 9, 10 and 11, we can see a tire 32 which is fixed to the rim 28 of a permanently when assembling the wheel motor. The wheel motor is provided with a flat-bottom rim 28, a first side flange 142 which can be welded to the rim 28, and a second side flange 144, which is fixed to the rim 28 by means of bolts 146 and a member in the form of L 148 welded to the rim 28. The relationship between the rim 28, one of the bolts 146 and the L-shaped member 148, can be easier to see in Figure 10. Tire 32 can be inflated by means of a valve 150 which allows access to inside the tire 32. This valve 150 can be seen from in more detail in Figure 11.
~ as the rim 28 is flat-bottomed, the tire 32 cannot be removed from rim 28. With such a motor-wheel, when the tire is worn, the rim 28 and the tire must be replaced.
If we now refer to Figure 19, we can see a wheel motor similar to that shown in Figure 1, in which the means for drying is different. This way for drying includes an air hose 120 having a WO 9S / 16300 ~ 2 ~ 7 PCT / CA93 / 00523 .

end disposed inside the bo ~ tier, and a chamber 121 fitted with an inflatable balloon 123 mounted in a box 127, arranged at the other end 125 of the pipe 120. A
desiccant material is arranged inside the room 121 as well when the temperature or the pressure atmospheric change, air circulation is produced inside the pipe 120 and through the chamber 121 to dry the inside of the bo ~ tier. As can be seen, the chamber 121 is arranged outside the wheel motor.
The opening of the shaft 2 which is adjacent to the connecting rod hinged 50 is airtight. Pipe 120 is used as an exit and as an entry for room 121.
If we now refer to Figure 20, we can see an electric wheel motor in which the rotor includes magnetic means including a pole piece made of metal blades on which a coil 9 is wound, the stator is fitted with 111 brushes which are connected to an output of the conversion system 12. The rotor has a surface of conductive contact arranged so as to be able to cooperate with brushes 111. The contact surface is connected to the winding 9 of rotor 10.
If we now refer more specifically to Figures 20 and 21, the conversion system 12 comprises a direct current / alternating current converter having four arms 41a, 41b, 41c and 41d, an entrance to receive direct current from input terminals 40 and four outputs 45 and 43 to generate direct current for the winding 9 of rotor 10 and three phase currents alternatives for the stator 6 windings 6. The conversion also includes a microprocessor unit 44 br ~ nché ~ ~ arms 41a, 41b, 41c and 41d, to control his operation. The winding 9 and the blades of the rotor 10 on which winding 9 is wound can be replaced by a conductive ring.

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~ L ~

If we now refer to Figures 22 and 23, we can see a wheel motor with an induction rotor.
The rotor includes magnetic means including a coin fleece made of metal blades on which the winding 9 is wound, so an electric current can be induced in the hoh; n ~ ge of the rotor by means of a field electromagnetic produced by the electric current in ~ ecté
in the windings 8 of the stator 6.
Reference number 8 in Figure 23, represents all the windings which are arranged around the stator even if only part of the windings is indicated. ~ also, the reference number 9, in the Figure 23, shows the winding which is arranged all around the rotor. The conversion system 12 includes a dc / ac converter having three arms 41a, 41b, 41c, an input for receiving a current continuous from input terminals 15 which are connected to bus 48 and three outputs which generate three currents alternating phases in the output terminals 16. ~ also, the conversion system 12 includes a unit of microproGQ ~ cellr 44 connected to the converter to control his operation.
As can be seen in Figure 23, the stator is cross-shaped and has four arms 13. The converter includes power electronics ~ ui is made of part of the three arms of the converter which generate respectively the three alternating phase currents. The converter arms are fixed respectively on three four arms 13. The wheel motor further comprises two circular supply and distribution bus br ~ ché ~
to the electronics of pll; s ~ nce 14 and to the unit of microprocessor 44.
The air gap is positioned at a distance predetermined Rl of the central axis 3 of the shaft 2. The rim 28 _ wog5 / 16300 PCT / CAs3 / 00s23 has a surface to receive the tire 32 which is positioned at a predetermined distance R2 from the central axis 3 of the shaft 2. The Rl / R2 ratio is around 0.65 to 0.80 in the case where the rotor has a winding. The higher the ratio, the better the efficiency of the wheel motor. In the case shown in Figures 22 and 23, the ratio is around 0.80.
If we now refer to Figure 24, we can see that the stator 6 is cylindrical and provided with slots longitll ~ in ~ les and parallels 200 to receive the windings 8 of stator 6. In order not to overload Figure 24, only a few slots have been identified by number 200. The slots are curved with respect to the axis longitll ~ in ~ l 3 of the shaft 2 so that each of the slots 200 has its lower end which is substantially aligned with the upper end of the adjacent slit to produce even torque when the wheel motor is in operation.
Although the present invention has been described above above as preferential embodiments, such preferential embodiments can, of course, be modified at will while remaining inside the field defined by the appended claims without changing or alter the nature or extent of the present invention.

Claims

1. Electric wheel motor comprising:
- a hollow shaft having one end provided with a first opening, and a second end provided with a second opening, said first opening possibly receiving conductors from outside said wheel motor;
- a stator coaxial with said shaft and fixed to said shaft, said stator being provided with windings, said stator comprising a central part fixed to said shaft, a support provided with openings and extending radially from said central part, and a peripheral pole piece and circular, on which said windings are wound, said pole piece being fixed at ends peripherals of said medium; and - a rotor coaxial with said stator and mounted so to be able to rotate around said stator, said rotor comprising a housing having a cylindrical wall having a inner surface provided with magnetic means surrounding said stator and separated from said stator by an air gap, said casing comprising an inner wall disposed on one side of said cylindrical wall, and an outer wall arranged on the other side of said cylindrical wall, said shaft extending through a central part of said inner wall, said outer wall of said housing comprising sections convex and concave which are arranged alternately the along a circumferential direction of said wall outside, so that when said rotor rotates, an air circulation is produced inside said casing by said convex sections and a circulation of air is produced along outer portions of said concave sections so as to allow heat exchange effective through said outer wall.

2. Wheel motor according to claim 1, comprising a conversion means for converting an electric current input into an alternating and variable electric current, said conversion means comprising electronics of power, input terminals for receiving said current electrical input and output terminals to generate said alternating and variable electric current to the stator windings.

3. Wheel motor according to claim 2, wherein:
said peripheral pole piece is made of blades of metal;

said stator is provided with a hollow part; and said power electronics is fixed in said hollow part.

4. Wheel motor according to claim 2, wherein said housing sealingly encloses said shaft, said stator and said converting means.

5. Wheel motor according to claim 2, comprising a first ball bearing connected to said inner wall, and a second ball bearing connected to said outer wall, said ball bearings being mounted respectively each side of said shaft so that the rotor can rotate with respect to said stator by means of the roller bearings marbles.

6. Wheel motor according to claim 2, wherein said support comprises at least two arms between said openings.

7. Wheel motor according to claim 6, wherein said support comprises at least three equally spaced arms extending radially to peripheral ends of said medium.

8. Wheel motor according to claim 7, wherein said equally spaced arms include four arms equally spaced.

9. Wheel motor according to claim 2, wherein said rotor comprises a magnetic means provided with a series permanent magnets.

10. Wheel motor according to claim 2, wherein said stator includes a lightweight material that can conduct the heat.

11. Wheel motor according to claim 10, wherein said material is an aluminum alloy.

12. Motor-wheel according to claim 1, comprising in besides a rim secured around an outer surface of said casing, and a band made of an elastomer, said band being mounted between said rim and said casing, said rim being adapted to receive a tire.

13. Wheel motor according to claim 12, wherein said rim is flat.

14. Wheel motor according to claim 9, wherein said conversion way includes:
- a direct current / alternating current converter having an input for receiving a direct current from said input terminals, and three outputs to generate three alternating phase currents in said terminals of exit; and - a microprocessor unit connected to said converter to control its operation.

15. Wheel motor according to claim 14, wherein:
- said stator is cross-shaped and has four arms;
- said converter is made of three units of conversion which respectively generate said three phase alternating currents, said units being fixed respectively on three of said four arms; and - said microprocessor unit is fixed on the fourth of said arms;
said wheel motor further comprising two circular buses power distribution units connected to said power distribution units conversion and microprocessor, thus, in operation, said direct current is supplied to said conversion units and microprocessor by means of said buses.

16. Wheel motor according to claim 2, wherein said peripheral ends of said support are fixed on said pole piece of said stator by means of a member circular which is integral with said ends peripherals, said circular member has an outer surface provided with notches, said circular pole piece of said stator has an inner surface provided with projecting tongues capable of cooperating with said notches to secure said pole piece of said stator on said circular member, said circular member having an inner surface provided with protruding parts, thus, in operation, an effective exchange of heat is obtained by means of said projecting parts when air circulation is produced inside of said box.

17. Wheel motor according to claim 1, wherein said inner wall of said housing has an outer surface of concave shape to produce, when said rotor rotates, a air circulation towards the periphery of said wall internal, said external surface being provided with a series of parallel and elongated blades extending into the direction of said shaft, said blades having their surface free defining a space in which a braking means can be mounted, so efficient heat exchange can be obtained through said inner wall, and said means brake can be cooled by air circulation produced along the inner wall.

18. Motor-wheel according to claim 2, comprising in further means for drying including an air hose having one end disposed inside said housing, one chamber disposed at the other end of said pipe, and a desiccant material disposed inside said chamber, thus, when said rotor rotates, a circulation of air is produced inside said pipe and through said chamber to dry the interior of said housing.

19. Wheel motor according to claim 18, wherein:
- said chamber is an elongated annular chamber disposed inside said hollow shaft, said chamber being open at both ends;
- said first opening of said shaft is sealed; and - said other end of said pipe is arranged between said first opening which is sealed and said chamber so that the air coming out of said other end of the pipe circulates in said chamber.

20. Wheel motor according to claim 18, wherein:
- said chamber is arranged outside said motor-wheel, and - said first opening of said shaft is sealed;
thus said pipe is used as an outlet and as a entrance to said room.