JP2002233122A - アウターロータモータ、アウターロータモータの製造方法、及びアウターロータモータを組み込んだ電気自動車 - Google Patents
アウターロータモータ、アウターロータモータの製造方法、及びアウターロータモータを組み込んだ電気自動車Info
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- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気自動車におけるダイレクト駆動方式の高
性能なインホイールモータとして用いることができ、小
型、軽量、かつ高トルク・高出力のアウターロータモー
タを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明のアウターロータモータは、永久
磁石がロータコアに所定間隔を有して形成された複数の
凹部内に設けられており、ロータにおけるステータと対
向する内面に、ロータの回転方向において永久磁石とロ
ータコアが交互に配置されている。
性能なインホイールモータとして用いることができ、小
型、軽量、かつ高トルク・高出力のアウターロータモー
タを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明のアウターロータモータは、永久
磁石がロータコアに所定間隔を有して形成された複数の
凹部内に設けられており、ロータにおけるステータと対
向する内面に、ロータの回転方向において永久磁石とロ
ータコアが交互に配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アウターロータモ
ータ、アウターロータモータの製造方法、及びアウター
ロータモータを組み込んだ電気自動車に関し、特に電気
自動車の原動機としてのインホイールモータ駆動方式に
用いられるアウターロータモータに関する。
ータ、アウターロータモータの製造方法、及びアウター
ロータモータを組み込んだ電気自動車に関し、特に電気
自動車の原動機としてのインホイールモータ駆動方式に
用いられるアウターロータモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動車は、原動機として内燃機関
を用いるのが一般的であった。しかし、近年、大気汚
染、地球温暖化等の地球環境破壊が大きな社会問題とな
り、内燃機関の使用が問題となってきていた。そこで、
地球環境保護の観点から、原動機として電気モータを用
いた電気自動車の開発が進められている。このような電
気自動車の駆動方式の一つとして、電気モータを車輪の
内部に組み込んだインホイールモータ駆動方式がある。
このインホイールモータ駆動方式においても２種類の駆
動方式がある。１つは、インナーロータモータを用い
て、その回転軸と車輌の回転軸との間に減速機を設けた
ギア減速駆動方式、もう１つはアウターロータモータを
用いて、そのロータに車輪のリムを直結したダイレクト
駆動方式である。
を用いるのが一般的であった。しかし、近年、大気汚
染、地球温暖化等の地球環境破壊が大きな社会問題とな
り、内燃機関の使用が問題となってきていた。そこで、
地球環境保護の観点から、原動機として電気モータを用
いた電気自動車の開発が進められている。このような電
気自動車の駆動方式の一つとして、電気モータを車輪の
内部に組み込んだインホイールモータ駆動方式がある。
このインホイールモータ駆動方式においても２種類の駆
動方式がある。１つは、インナーロータモータを用い
て、その回転軸と車輌の回転軸との間に減速機を設けた
ギア減速駆動方式、もう１つはアウターロータモータを
用いて、そのロータに車輪のリムを直結したダイレクト
駆動方式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気自動車にお
けるインホイールモータ駆動方式においては、駆動系が
車輪の中に格納されているため、車体側の空間を有効に
利用することができ、また車体重量を軽量化することが
できる等の利点がある。そして、２種類の駆動方式の
内、ダイレクト駆動方式では減速機を用いないため、ギ
ア減速駆動方式よりも小型・軽量化することが可能とな
る。
けるインホイールモータ駆動方式においては、駆動系が
車輪の中に格納されているため、車体側の空間を有効に
利用することができ、また車体重量を軽量化することが
できる等の利点がある。そして、２種類の駆動方式の
内、ダイレクト駆動方式では減速機を用いないため、ギ
ア減速駆動方式よりも小型・軽量化することが可能とな
る。
【０００４】しかしながら、アウターロータモータを用
いたダイレクト駆動方式の場合には、ギア減速を行わな
いため、アウターロータモータにはトルク及び出力に対
する要求がより大きくなる。さらに、ダイレクト駆動方
式では、車体のバネ下重量を小さくする必要があること
から、より軽量化する必要があった。しかし、従来のア
ウターロータモータでは、高性能なインホイールモータ
駆動方式を構成することは困難であり、高性能なインホ
イールモータ駆動方式のアウターロータモータに対する
要求トルク・要求出力と要求重量とを同時に満足するこ
とは不可能であった。
いたダイレクト駆動方式の場合には、ギア減速を行わな
いため、アウターロータモータにはトルク及び出力に対
する要求がより大きくなる。さらに、ダイレクト駆動方
式では、車体のバネ下重量を小さくする必要があること
から、より軽量化する必要があった。しかし、従来のア
ウターロータモータでは、高性能なインホイールモータ
駆動方式を構成することは困難であり、高性能なインホ
イールモータ駆動方式のアウターロータモータに対する
要求トルク・要求出力と要求重量とを同時に満足するこ
とは不可能であった。
【０００５】本発明は、ダイレクト駆動方式の高性能な
インホイールモータとして用いることができ、小型、軽
量、かつ高トルク・高出力のアウターロータモータ、そ
のアウターロータモータの製造方法、及びアウターロー
タモータを組み込んだ電気自動車を提供することを目的
とする。
インホイールモータとして用いることができ、小型、軽
量、かつ高トルク・高出力のアウターロータモータ、そ
のアウターロータモータの製造方法、及びアウターロー
タモータを組み込んだ電気自動車を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るアウターロータモータは、磁石をロー
タコアに所定間隔を有して形成された複数の凹部内に配
置した円環状のロータと、前記ロータの内側に配置さ
れ、所定間隔を有して設けられた複数のステータティー
スに巻線が施されたステータとを有し、前記ロータにお
ける前記ステータと対向する内面に、前記ロータの回転
方向において前記磁石と前記ロータコアが交互に配置さ
れている。
に、本発明に係るアウターロータモータは、磁石をロー
タコアに所定間隔を有して形成された複数の凹部内に配
置した円環状のロータと、前記ロータの内側に配置さ
れ、所定間隔を有して設けられた複数のステータティー
スに巻線が施されたステータとを有し、前記ロータにお
ける前記ステータと対向する内面に、前記ロータの回転
方向において前記磁石と前記ロータコアが交互に配置さ
れている。
【０００７】上記本発明のアウターロータモータにおい
て、ステータの巻線が集中巻きである。また、本発明の
アウターロータモータは、少なくとも、磁石のラジアル
方向の厚みをｔ、ロータのラジアル方向の厚みをｔ0 と
すると、０.４ ≦ ｔ／ｔ0 ≦０.６ を満足させること
が好ましい。また、本発明に係るアウターロータモータ
は、少なくとも、極数をｐ、磁石の回転中心に対する配
置角度をθとすると、０.５ ≦ ｐθ／２π ≦ ０.９
を満足させることが好ましい。また、本発明に係るアウ
ターロータモータは、少なくとも、ステータティースの
幅をｗ1、ステータヨークの幅ｗ2とすると、０.８ ≦
ｗ1／ｗ2 ≦ １.２ を満足させることが好ましい。さら
に、本発明に係るアウターロータモータは、少なくと
も、極数をｐ、磁石のラジアル方向の厚みをｔ、ロータ
の外径をＤとすると、πＤ／１６ｔ−１０≦ ｐ ≦ π
Ｄ／１６ｔ＋３０ を満足させることが好ましい。
て、ステータの巻線が集中巻きである。また、本発明の
アウターロータモータは、少なくとも、磁石のラジアル
方向の厚みをｔ、ロータのラジアル方向の厚みをｔ0 と
すると、０.４ ≦ ｔ／ｔ0 ≦０.６ を満足させること
が好ましい。また、本発明に係るアウターロータモータ
は、少なくとも、極数をｐ、磁石の回転中心に対する配
置角度をθとすると、０.５ ≦ ｐθ／２π ≦ ０.９
を満足させることが好ましい。また、本発明に係るアウ
ターロータモータは、少なくとも、ステータティースの
幅をｗ1、ステータヨークの幅ｗ2とすると、０.８ ≦
ｗ1／ｗ2 ≦ １.２ を満足させることが好ましい。さら
に、本発明に係るアウターロータモータは、少なくと
も、極数をｐ、磁石のラジアル方向の厚みをｔ、ロータ
の外径をＤとすると、πＤ／１６ｔ−１０≦ ｐ ≦ π
Ｄ／１６ｔ＋３０ を満足させることが好ましい。
【０００８】他の観点の発明に係るアウターロータモー
タは、複数の磁石をロータコアに所定間隔を有して埋設
した円環状のロータと、前記ロータの内側に配置され、
所定間隔を有して配置された複数のステータティースに
巻線が施されたステータとを具備する。上記のように構
成されたアウターロータモータは、回転方向における磁
石の断面が山形形状であり、当該磁石をロータ内部に外
周側が凸部となるよう配置されている。また、上記のア
ウターロータモータは、回転方向における磁石の断面が
円弧形状であり、当該磁石をロータ内部に外周側が凸部
となるよう配置されている。また、上記のアウターロー
タモータは、ロータ内部において、磁石より外周側に所
定間隔の空間を有するスリットを設けたロータを用いて
いる。また、上記のアウターロータモータは、極間の境
界で分割された複数のロータコアを円環状に接続してロ
ータが構成されている。また、上記のアウターロータモ
ータは、ステータティース間の実質的な中央で分割され
た複数のステータコアを接続してステータが構成されて
いる。
タは、複数の磁石をロータコアに所定間隔を有して埋設
した円環状のロータと、前記ロータの内側に配置され、
所定間隔を有して配置された複数のステータティースに
巻線が施されたステータとを具備する。上記のように構
成されたアウターロータモータは、回転方向における磁
石の断面が山形形状であり、当該磁石をロータ内部に外
周側が凸部となるよう配置されている。また、上記のア
ウターロータモータは、回転方向における磁石の断面が
円弧形状であり、当該磁石をロータ内部に外周側が凸部
となるよう配置されている。また、上記のアウターロー
タモータは、ロータ内部において、磁石より外周側に所
定間隔の空間を有するスリットを設けたロータを用いて
いる。また、上記のアウターロータモータは、極間の境
界で分割された複数のロータコアを円環状に接続してロ
ータが構成されている。また、上記のアウターロータモ
ータは、ステータティース間の実質的な中央で分割され
た複数のステータコアを接続してステータが構成されて
いる。
【０００９】本発明に係るアウターロータモータの製造
方法は、極間の境界で分割された複数のロータコアの凹
部に磁石を装着する工程と、磁石が装着された複数のロ
ータコアを円環状に接続してロータを形成する工程と、
ステータの複数のステータティースに巻線を施す工程
と、前記ロータの内側に前記ステータを組み込む工程と
を有する。
方法は、極間の境界で分割された複数のロータコアの凹
部に磁石を装着する工程と、磁石が装着された複数のロ
ータコアを円環状に接続してロータを形成する工程と、
ステータの複数のステータティースに巻線を施す工程
と、前記ロータの内側に前記ステータを組み込む工程と
を有する。
【００１０】他の観点の発明に係るアウターロータモー
タの製造方法は、ロータコアの凹部に磁石を装着して円
環状のロータを形成する工程と、ステータティース間の
実質的な中央で分割された複数のステータコアの前記ス
テータティースに巻線を施す工程と、巻線が施された複
数のステータコアを接続してステータを形成する工程
と、前記ロータの内側に前記ステータを組み込む工程と
を有する。
タの製造方法は、ロータコアの凹部に磁石を装着して円
環状のロータを形成する工程と、ステータティース間の
実質的な中央で分割された複数のステータコアの前記ス
テータティースに巻線を施す工程と、巻線が施された複
数のステータコアを接続してステータを形成する工程
と、前記ロータの内側に前記ステータを組み込む工程と
を有する。
【００１１】他の観点の発明に係るアウターロータモー
タの製造方法は、極間の境界で分割された複数のロータ
コアの凹部に磁石を装着する工程と、磁石が装着された
複数のロータコアを円環状に接続してロータを形成する
工程と、ステータティース間の実質的な中央で分割され
た複数のステータコアの前記ステータティースに巻線を
施す工程と、巻線が施された複数のステータコアを接続
してステータを形成する工程と、前記ロータの内側に前
記ステータを組み込む工程とを有する。
タの製造方法は、極間の境界で分割された複数のロータ
コアの凹部に磁石を装着する工程と、磁石が装着された
複数のロータコアを円環状に接続してロータを形成する
工程と、ステータティース間の実質的な中央で分割され
た複数のステータコアの前記ステータティースに巻線を
施す工程と、巻線が施された複数のステータコアを接続
してステータを形成する工程と、前記ロータの内側に前
記ステータを組み込む工程とを有する。
【００１２】本発明に係る電気自動車は、上記のように
構成された本発明のアウターロータモータを車輪内部に
組み込んだインホイールモータ駆動方式である。本発明
によれば、ダイレクト駆動方式の高性能なインホイール
モータとして用いることができる、小型、軽量、かつ高
トルク・高出力のアウターロータモータ、そのアウター
ロータモータの製造方法、及びアウターロータモータを
組み込んだ電気自動車を提供する。
構成された本発明のアウターロータモータを車輪内部に
組み込んだインホイールモータ駆動方式である。本発明
によれば、ダイレクト駆動方式の高性能なインホイール
モータとして用いることができる、小型、軽量、かつ高
トルク・高出力のアウターロータモータ、そのアウター
ロータモータの製造方法、及びアウターロータモータを
組み込んだ電気自動車を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のアウターロータモ
ータに係る好ましい実施の形態について添付の図面を参
照して説明する。
ータに係る好ましい実施の形態について添付の図面を参
照して説明する。
【００１４】《実施の形態１》図１は本発明に係る実施
の形態１のアウターロータモータ（以下の説明において
アウターロータモータをモータと略称する）１００を電
気自動車の車輪内に組み込んだ状態を示す断面図であ
る。図１に示すように、モータ１００は車輪のホイール
１１内に組み込まれている。ホイール１１において、タ
イヤ１２が装着され保持するリムの内側にはモータ１０
０のロータ１が固着されている。このロータ１と対向す
るようにシャフト１３に固定されたステータ３が設けら
れている。
の形態１のアウターロータモータ（以下の説明において
アウターロータモータをモータと略称する）１００を電
気自動車の車輪内に組み込んだ状態を示す断面図であ
る。図１に示すように、モータ１００は車輪のホイール
１１内に組み込まれている。ホイール１１において、タ
イヤ１２が装着され保持するリムの内側にはモータ１０
０のロータ１が固着されている。このロータ１と対向す
るようにシャフト１３に固定されたステータ３が設けら
れている。
【００１５】図２は、モータ１００のロータ１とステー
タ３とを拡大して示す断面図である。実施の形態１のモ
ータ１００は、その仕様が１２極１８スロットであり、
図２に示した部分はモータ全体の１／６モデルである。
ロータ１は、ホイール１１に固着されたロータコア６と
そのロータコア６の内面に配置された永久磁石２とによ
り構成されている。ロータコア６は電磁鋼板を積層して
実質的に円筒状に形成されており、その内径側の表面に
は凹部が等間隔で極数分の１２個形成されている。それ
ぞれの凹部内には永久磁石２が配置されており、ステー
タ３と対向するロータ１の内面は実質的に同一円周面に
形成されている。ロータ１は上記のように構成されてい
るため、隣り合う永久磁石２の間には鉄である電磁鋼板
であるロータコア６が配置されている。即ち、ロータ１
の回転方向における内面部分には、永久磁石２とロータ
コア６が交互に配置されている。
タ３とを拡大して示す断面図である。実施の形態１のモ
ータ１００は、その仕様が１２極１８スロットであり、
図２に示した部分はモータ全体の１／６モデルである。
ロータ１は、ホイール１１に固着されたロータコア６と
そのロータコア６の内面に配置された永久磁石２とによ
り構成されている。ロータコア６は電磁鋼板を積層して
実質的に円筒状に形成されており、その内径側の表面に
は凹部が等間隔で極数分の１２個形成されている。それ
ぞれの凹部内には永久磁石２が配置されており、ステー
タ３と対向するロータ１の内面は実質的に同一円周面に
形成されている。ロータ１は上記のように構成されてい
るため、隣り合う永久磁石２の間には鉄である電磁鋼板
であるロータコア６が配置されている。即ち、ロータ１
の回転方向における内面部分には、永久磁石２とロータ
コア６が交互に配置されている。
【００１６】一方、ステータ３は、電磁鋼板を積層して
形成したステータコア７とステータティース４とを有し
ている。このステータティース４には巻線５が集中巻で
施されている。センサ等でロータ１の磁極位置を検出し
て、ステータ３の巻線５に３相交流電流を流すことによ
り、モータ１００にはトルクが発生する。
形成したステータコア７とステータティース４とを有し
ている。このステータティース４には巻線５が集中巻で
施されている。センサ等でロータ１の磁極位置を検出し
て、ステータ３の巻線５に３相交流電流を流すことによ
り、モータ１００にはトルクが発生する。
【００１７】上記のように構成されたモータ１００の永
久磁石２の磁束方向であるｄ軸のインダクタンスとこの
ｄ軸から９０゜進んだｑ軸のインダクタンスとが異なっ
ている。本発明の実施の形態１のモータ１００において
は、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスとの違い
を利用している。実施の形態１において、モータ１００
のｄ軸の磁束方向８と、ｄ軸より電気角で９０度進んだ
ｑ軸の磁束方向９とを比べると、その磁束の大きさが異
なっている。図２に示すように、実施の形態１のモータ
１００において、ｄ軸の方向の磁束が永久磁石２を通る
のに対して、ｑ軸の方向の磁束は永久磁石２を通らない
ので、磁束が流れやすく、この結果、ｑ軸インダクタン
スの方がｄ軸インダクタンスより大きくなる。
久磁石２の磁束方向であるｄ軸のインダクタンスとこの
ｄ軸から９０゜進んだｑ軸のインダクタンスとが異なっ
ている。本発明の実施の形態１のモータ１００において
は、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスとの違い
を利用している。実施の形態１において、モータ１００
のｄ軸の磁束方向８と、ｄ軸より電気角で９０度進んだ
ｑ軸の磁束方向９とを比べると、その磁束の大きさが異
なっている。図２に示すように、実施の形態１のモータ
１００において、ｄ軸の方向の磁束が永久磁石２を通る
のに対して、ｑ軸の方向の磁束は永久磁石２を通らない
ので、磁束が流れやすく、この結果、ｑ軸インダクタン
スの方がｄ軸インダクタンスより大きくなる。
【００１８】
【数１】
【００１９】上記式（１）は、一般的なモータのトルク
式である。式（１）において、Ｔはトルク、Ｐは極対
数、Φａは電機子鎖交磁束、Ｉｄはｄ軸電流、Ｉｑはｑ
軸電流、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダ
クタンス、Ｉａは電機子電流、βは電流位相を示す。従
って、実施の形態１のモータ１００において、ｑ軸イン
ダクタンスがｄ軸インダクタンスより大きいため、トル
クＴは式（１）における第１項のマグネットトルクだけ
でなく、第２項のリラクタンストルクも発生する。
式である。式（１）において、Ｔはトルク、Ｐは極対
数、Φａは電機子鎖交磁束、Ｉｄはｄ軸電流、Ｉｑはｑ
軸電流、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダ
クタンス、Ｉａは電機子電流、βは電流位相を示す。従
って、実施の形態１のモータ１００において、ｑ軸イン
ダクタンスがｄ軸インダクタンスより大きいため、トル
クＴは式（１）における第１項のマグネットトルクだけ
でなく、第２項のリラクタンストルクも発生する。
【００２０】図３は式（１）に示したモータの電流位相
とトルクとの関係を示すグラフである。図３のグラフに
おいて、縦軸にトルク率［％］、横軸に電流位相［ｄｅ
ｇ］を示し、◆はマグネットトルク、■はリラクタンス
トルク、△は両方を加算した総合トルクを表している。
とトルクとの関係を示すグラフである。図３のグラフに
おいて、縦軸にトルク率［％］、横軸に電流位相［ｄｅ
ｇ］を示し、◆はマグネットトルク、■はリラクタンス
トルク、△は両方を加算した総合トルクを表している。
【００２１】図３に示すように、マグネットトルクは電
流位相０度のとき最大となり、リラクタンストルクは電
流位相４５度のとき最大となり、両者の和である総合ト
ルクは電流位相３０度で最大となる。総合トルクの最大
値はマグネットトルクの最大値よりも大きいため、電流
位相３０度で運転をすることにより、従来のモータより
も発生トルクは大きくなり、高出力、高効率で駆動する
ことができる。なお、実施の形態１におけるモータ１０
０の最大トルクを生じる電流位相は、３０度であるが、
この値はモータ定数によって変化する。
流位相０度のとき最大となり、リラクタンストルクは電
流位相４５度のとき最大となり、両者の和である総合ト
ルクは電流位相３０度で最大となる。総合トルクの最大
値はマグネットトルクの最大値よりも大きいため、電流
位相３０度で運転をすることにより、従来のモータより
も発生トルクは大きくなり、高出力、高効率で駆動する
ことができる。なお、実施の形態１におけるモータ１０
０の最大トルクを生じる電流位相は、３０度であるが、
この値はモータ定数によって変化する。
【００２２】次に、本発明に係る実施の形態１のモータ
１００に関する具体的な形状について説明する。以下の
データは発明者の実験データに基づくものである。実施
の形態１のモータ１００は、永久磁石２のラジアル方向
の厚みをｔ、ロータ１のラジアル方向の厚みをｔ0、極
数をｐ、円弧状に配置された永久磁石２の回転中心に対
する配置角度をθとすると、モータ１００が、ｔ＝４m
m，ｔ0＝１０mm，p＝１２，θ＝２０の場合好ましい結
果が得られた。また、発明者の実験によれば、永久磁石
２の厚みｔ、ロータ１の厚みｔ0、極数ｐ、永久磁石２
の回転中心に対する配置角度θは下記式（２）と式
（３）を満足する場合にリラクタンストルクを減少させ
ることなく、マグネットトルクを大きくすることができ
た。
１００に関する具体的な形状について説明する。以下の
データは発明者の実験データに基づくものである。実施
の形態１のモータ１００は、永久磁石２のラジアル方向
の厚みをｔ、ロータ１のラジアル方向の厚みをｔ0、極
数をｐ、円弧状に配置された永久磁石２の回転中心に対
する配置角度をθとすると、モータ１００が、ｔ＝４m
m，ｔ0＝１０mm，p＝１２，θ＝２０の場合好ましい結
果が得られた。また、発明者の実験によれば、永久磁石
２の厚みｔ、ロータ１の厚みｔ0、極数ｐ、永久磁石２
の回転中心に対する配置角度θは下記式（２）と式
（３）を満足する場合にリラクタンストルクを減少させ
ることなく、マグネットトルクを大きくすることができ
た。
【００２３】 ０.４≦ｔ／ｔ0≦０.６ （２） ０.５≦ｐθ／２π≦０.９ （３）
【００２４】従って、モータ１００のｔ、ｔ0、ｐ及び
θの値を上記式（２）と式（３）を満足させることによ
り、モータ１００はその最大トルクが大きくなり、高出
力、高効率で駆動する。
θの値を上記式（２）と式（３）を満足させることによ
り、モータ１００はその最大トルクが大きくなり、高出
力、高効率で駆動する。
【００２５】上記の数値設定はモータ１００のロータ側
の形状についてであるが、モータ１００のステータ側の
形状についても数値により範囲を設定することにより、
好ましい結果が得られた。図２に示すように、ステータ
ティース４の回転方向の幅をｗ1、ステータヨーク１４
の厚み（ステータヨーク内面から巻線５までの長さ）を
ｗ2とすると、モータ１００が、ｗ1＝１０mm，ｗ2＝１
０mm の場合好ましい結果が得られた。また、発明者の
実験によれば、ステータティース４の幅ｗ1、ステータ
ヨーク１４の厚み（ステータヨーク内面から巻線５まで
の長さ）ｗ2が下記式（４）を満足する場合にステータ
電流による磁束の飽和が極力抑えられた。
の形状についてであるが、モータ１００のステータ側の
形状についても数値により範囲を設定することにより、
好ましい結果が得られた。図２に示すように、ステータ
ティース４の回転方向の幅をｗ1、ステータヨーク１４
の厚み（ステータヨーク内面から巻線５までの長さ）を
ｗ2とすると、モータ１００が、ｗ1＝１０mm，ｗ2＝１
０mm の場合好ましい結果が得られた。また、発明者の
実験によれば、ステータティース４の幅ｗ1、ステータ
ヨーク１４の厚み（ステータヨーク内面から巻線５まで
の長さ）ｗ2が下記式（４）を満足する場合にステータ
電流による磁束の飽和が極力抑えられた。
【００２６】 ０.８ ≦ ｗ1／ｗ2 ≦ １.２ （４）
【００２７】上記のように、モータ１００のステータ３
の形状を式（４）を満足するように構成することによ
り、高出力、高効率のモータをより小型・軽量化するこ
とが可能となる。
の形状を式（４）を満足するように構成することによ
り、高出力、高効率のモータをより小型・軽量化するこ
とが可能となる。
【００２８】さらに、実施の形態１のモータ１００は、
極数をｐ、永久磁石２のラジアル方向の厚みをｔ、ロー
タ１の外径をＤとすると、モータ１００が、ｐ＝１２，
ｔ＝４，Ｄ＝４３０ の場合好ましい結果が得られた。
極数をｐ、永久磁石２のラジアル方向の厚みをｔ、ロー
タ１の外径をＤとすると、モータ１００が、ｐ＝１２，
ｔ＝４，Ｄ＝４３０ の場合好ましい結果が得られた。
【００２９】 πＤ／１６ｔ−１０ ≦ ｐ ≦ πＤ／１６ｔ＋３０ （５）
【００３０】また、発明者の実験によれば、極数ｐ、永
久磁石２の厚みｔ、ロータ１の外径Ｄが下記式（５）を
満足する場合に発生トルクはより大きくなり、高出力、
高効率のモータを提供することができる。
久磁石２の厚みｔ、ロータ１の外径Ｄが下記式（５）を
満足する場合に発生トルクはより大きくなり、高出力、
高効率のモータを提供することができる。
【００３１】《実施の形態２》次に、本発明に係る実施
の形態２のアウターロータモータ（以下の説明において
アウターロータモータをモータと略称する）２００につ
いて説明する。図４は、実施の形態２のモータ２００の
ロータ２０１とステータ３とを拡大して示す断面図であ
る。実施の形態２のモータ２００は、その仕様が１２極
１８スロットであり、図４に示した部分はモータ全体の
１／６モデルである。実施の形態２のモータ２００は、
前述の実施の形態１のモータ１００と実質的に同じよう
に構成されており、異なる点はロータ２０１に円弧状の
スリット１０が形成されている点である。従って、実施
の形態２の説明において、ロータ２０１、ロータコア２
０６及びスリット１０以外は前述の実施の形態１と同じ
であるため同じ符号を付してその説明は省略する。
の形態２のアウターロータモータ（以下の説明において
アウターロータモータをモータと略称する）２００につ
いて説明する。図４は、実施の形態２のモータ２００の
ロータ２０１とステータ３とを拡大して示す断面図であ
る。実施の形態２のモータ２００は、その仕様が１２極
１８スロットであり、図４に示した部分はモータ全体の
１／６モデルである。実施の形態２のモータ２００は、
前述の実施の形態１のモータ１００と実質的に同じよう
に構成されており、異なる点はロータ２０１に円弧状の
スリット１０が形成されている点である。従って、実施
の形態２の説明において、ロータ２０１、ロータコア２
０６及びスリット１０以外は前述の実施の形態１と同じ
であるため同じ符号を付してその説明は省略する。
【００３２】図４に示すように、ロータ２０１は、車輪
のホイールに固着されたロータコア２０６とそのロータ
コア２０６の内面に永久磁石２が配置されて構成されて
いる。ロータコア２０６は電磁鋼板を積層して実質的に
円筒状に形成されており、その内径側の表面に、永久磁
石２を配置する凹部が等間隔で極数分の１２個形成され
ている。永久磁石２が配置されたロータ２０１の内面
は、ステータ３と対向するように、同一円周面に形成さ
れている。上記のように構成されたロータ２０１の回転
方向における内面部分は、永久磁石２とロータコア２０
６が交互に配置されている。
のホイールに固着されたロータコア２０６とそのロータ
コア２０６の内面に永久磁石２が配置されて構成されて
いる。ロータコア２０６は電磁鋼板を積層して実質的に
円筒状に形成されており、その内径側の表面に、永久磁
石２を配置する凹部が等間隔で極数分の１２個形成され
ている。永久磁石２が配置されたロータ２０１の内面
は、ステータ３と対向するように、同一円周面に形成さ
れている。上記のように構成されたロータ２０１の回転
方向における内面部分は、永久磁石２とロータコア２０
６が交互に配置されている。
【００３３】図４に示すように、実施の形態２のモータ
２００においては、ロータ２０１における永久磁石２よ
り外側の部分に、円弧状の空間を持つスリット１０が形
成されている。このようにスリット１０を形成すること
により、モータ２００の永久磁石２の磁束方向であるｄ
軸のインダクタンスとこのｄ軸から９０゜進んだｑ軸の
インダクタンスとをさらに異なる値に形成することが可
能となる。前述の実施の形態１と同様に、実施の形態２
のモータ２００において、ｄ軸インダクタンスの主磁束
（図４の符号８の矢印参照）は永久磁石２とスリット１
０とを通るのに対して、ｑ軸インダクタンスの主磁束
（図４の符号９の矢印参照）は永久磁石２とスリット１
０とを通らず、ロータコア２０６とステータコア７のコ
ア部分に磁界が生じる。この結果、前述の実施の形態１
に比べて、ｄ軸インダクタンスはさらに小さくなり、ｑ
軸インダクタンスとｄ軸インダクタンスとの差はさらに
大きくなる。
２００においては、ロータ２０１における永久磁石２よ
り外側の部分に、円弧状の空間を持つスリット１０が形
成されている。このようにスリット１０を形成すること
により、モータ２００の永久磁石２の磁束方向であるｄ
軸のインダクタンスとこのｄ軸から９０゜進んだｑ軸の
インダクタンスとをさらに異なる値に形成することが可
能となる。前述の実施の形態１と同様に、実施の形態２
のモータ２００において、ｄ軸インダクタンスの主磁束
（図４の符号８の矢印参照）は永久磁石２とスリット１
０とを通るのに対して、ｑ軸インダクタンスの主磁束
（図４の符号９の矢印参照）は永久磁石２とスリット１
０とを通らず、ロータコア２０６とステータコア７のコ
ア部分に磁界が生じる。この結果、前述の実施の形態１
に比べて、ｄ軸インダクタンスはさらに小さくなり、ｑ
軸インダクタンスとｄ軸インダクタンスとの差はさらに
大きくなる。
【００３４】実施の形態２において、スリット１０が形
成されていても、ｑ軸インダクタンスの磁束方向９では
スリット１０により磁束が遮られないので、ｑ軸インダ
クタンスは変化しない。しかし、ｄ軸インダクタンスの
磁束方向８では、スリット１０が永久磁石２と回転中心
に対して実質的に同一角度に配置されているため、永久
磁石２を通った磁束はスリット１０により遮られる。こ
の結果、ｄ軸インダクタンスの磁束（８）はｑ軸インダ
クタンスの磁束（９）に比べて、実施の形態１の構成と
比較するとより少なくなり、ｄ軸インダクタンスはより
小さくなる。従って、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダ
クタンスの差は、実施の形態１の構成の場合に比べてさ
らに大きくなる。
成されていても、ｑ軸インダクタンスの磁束方向９では
スリット１０により磁束が遮られないので、ｑ軸インダ
クタンスは変化しない。しかし、ｄ軸インダクタンスの
磁束方向８では、スリット１０が永久磁石２と回転中心
に対して実質的に同一角度に配置されているため、永久
磁石２を通った磁束はスリット１０により遮られる。こ
の結果、ｄ軸インダクタンスの磁束（８）はｑ軸インダ
クタンスの磁束（９）に比べて、実施の形態１の構成と
比較するとより少なくなり、ｄ軸インダクタンスはより
小さくなる。従って、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダ
クタンスの差は、実施の形態１の構成の場合に比べてさ
らに大きくなる。
【００３５】上記のように実施の形態２のモータ２００
はロータ２０１にスリット１０を形成することにより、
ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスの差を大きく
して、リラクタンストルクをより大きくすることが可能
となる。その結果、実施の形態２のモータ２００は総合
トルクがより大きくなり、高出力・高効率のモータとす
ることができる。
はロータ２０１にスリット１０を形成することにより、
ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスの差を大きく
して、リラクタンストルクをより大きくすることが可能
となる。その結果、実施の形態２のモータ２００は総合
トルクがより大きくなり、高出力・高効率のモータとす
ることができる。
【００３６】《実施の形態３》次に、本発明に係る実施
の形態３のアウターロータモータ（以下の説明において
アウターロータモータをモータと略称する）３００につ
いて説明する。図５は、実施の形態３のモータ３００の
ロータ３０１とステータ３とを拡大して示す断面図であ
る。実施の形態３のモータ３００は、その仕様が１２極
１８スロットであり、図５に示した部分はモータ全体の
１／６モデルである。実施の形態３のモータ３００は、
前述の実施の形態１のモータ１００と実質的に同じよう
に構成されており、異なる点はロータ３０１に回転方向
における断面が山形形状（くの字形状）である永久磁石
３０２が設けられている点である。従って、実施の形態
３の説明において、ロータ３０１、ロータコア３０６及
び永久磁石３０２以外は前述の実施の形態１と同じであ
るため同じ符号を付してその説明は省略する。
の形態３のアウターロータモータ（以下の説明において
アウターロータモータをモータと略称する）３００につ
いて説明する。図５は、実施の形態３のモータ３００の
ロータ３０１とステータ３とを拡大して示す断面図であ
る。実施の形態３のモータ３００は、その仕様が１２極
１８スロットであり、図５に示した部分はモータ全体の
１／６モデルである。実施の形態３のモータ３００は、
前述の実施の形態１のモータ１００と実質的に同じよう
に構成されており、異なる点はロータ３０１に回転方向
における断面が山形形状（くの字形状）である永久磁石
３０２が設けられている点である。従って、実施の形態
３の説明において、ロータ３０１、ロータコア３０６及
び永久磁石３０２以外は前述の実施の形態１と同じであ
るため同じ符号を付してその説明は省略する。
【００３７】図５に示すように、ロータ３０１は、車輪
のホイールに固着されたロータコア３０６とそのロータ
コア３０６の内面に永久磁石３０２が配置されて構成さ
れている。ロータコア３０６は電磁鋼板を積層して実質
的に円筒状に形成されており、その内部に複数の永久磁
石３０２が埋設されている。複数の永久磁石３０２は、
ロータ３０１において等間隔で極数分の１２個が配置さ
れている。図５に示すように、各永久磁石３０２の回転
方向における断面は外周方向に突出した山形形状を有し
ている。上記のように構成されたロータ３０１の内側近
傍部分は、永久磁石３０２とロータコア３０６とが交互
に配置されている。
のホイールに固着されたロータコア３０６とそのロータ
コア３０６の内面に永久磁石３０２が配置されて構成さ
れている。ロータコア３０６は電磁鋼板を積層して実質
的に円筒状に形成されており、その内部に複数の永久磁
石３０２が埋設されている。複数の永久磁石３０２は、
ロータ３０１において等間隔で極数分の１２個が配置さ
れている。図５に示すように、各永久磁石３０２の回転
方向における断面は外周方向に突出した山形形状を有し
ている。上記のように構成されたロータ３０１の内側近
傍部分は、永久磁石３０２とロータコア３０６とが交互
に配置されている。
【００３８】前述の実施の形態１と同様に、実施の形態
３のモータ３００において、ｄ軸インダクタンスの主磁
束（図５の符号８の矢印参照）は永久磁石３０２を通る
のに対して、ｑ軸インダクタンスの主磁束（図５の符号
９の矢印参照）は永久磁石３０２を通らず、ロータコア
３０６とステータコア７のコア部分に磁界が生じる。ｑ
軸インダクタンスの主磁束（図５の符号９の矢印参照）
は、山形形状の永久磁石３０２の外側部分を通るため、
強い磁界が生じやすくなり、よりｑ軸インダクタンスは
大きくなる。また、実施の形態３においては、永久磁石
３０２が山形形状であるため、ロータコア３０６の内面
に磁束が集中し、その内面に強い磁界が発生してモータ
として優れた特性を奏する。
３のモータ３００において、ｄ軸インダクタンスの主磁
束（図５の符号８の矢印参照）は永久磁石３０２を通る
のに対して、ｑ軸インダクタンスの主磁束（図５の符号
９の矢印参照）は永久磁石３０２を通らず、ロータコア
３０６とステータコア７のコア部分に磁界が生じる。ｑ
軸インダクタンスの主磁束（図５の符号９の矢印参照）
は、山形形状の永久磁石３０２の外側部分を通るため、
強い磁界が生じやすくなり、よりｑ軸インダクタンスは
大きくなる。また、実施の形態３においては、永久磁石
３０２が山形形状であるため、ロータコア３０６の内面
に磁束が集中し、その内面に強い磁界が発生してモータ
として優れた特性を奏する。
【００３９】上記のように実施の形態３のモータ３００
はロータ３０１に山形形状の永久磁石３０２を形成する
ことにより、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンス
の差を大きくして、リラクタンストルクをより大きくす
ることが可能となる。その結果、実施の形態３のモータ
３００は総合トルクがより大きくなり、高出力・高効率
のモータとすることができる。
はロータ３０１に山形形状の永久磁石３０２を形成する
ことにより、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンス
の差を大きくして、リラクタンストルクをより大きくす
ることが可能となる。その結果、実施の形態３のモータ
３００は総合トルクがより大きくなり、高出力・高効率
のモータとすることができる。
【００４０】なお、上記の実施の形態３のモータ３００
においては、ロータ３００の永久磁石３０２の形状を断
面山形に構成したが、本発明における永久磁石はこのよ
うな形状に限定されるものではなく、ｄ軸インダクタン
スとｑ軸インダクタンスの差を大きくする形状であれば
本発明に含まれる。例えば、図６に示すように、埋め込
む永久磁石３０３の回転方向の断面形状を外周側が盛り
上がった円弧状にしても良い。このように形成すること
により、永久磁石３０３を外周側が凸とになるようロー
タ３０１に配置することにより、ｄ軸インダクタンス
（図６において符号８の矢印の方向の磁束）を変化させ
ずに、ｑ軸インダクタンス（図６において符号９の矢印
の方向の磁束）はより大きくなる。この結果、図６に示
したモータによるリラクタンストルクは大きくなり、総
合トルクも大きくすることができる。
においては、ロータ３００の永久磁石３０２の形状を断
面山形に構成したが、本発明における永久磁石はこのよ
うな形状に限定されるものではなく、ｄ軸インダクタン
スとｑ軸インダクタンスの差を大きくする形状であれば
本発明に含まれる。例えば、図６に示すように、埋め込
む永久磁石３０３の回転方向の断面形状を外周側が盛り
上がった円弧状にしても良い。このように形成すること
により、永久磁石３０３を外周側が凸とになるようロー
タ３０１に配置することにより、ｄ軸インダクタンス
（図６において符号８の矢印の方向の磁束）を変化させ
ずに、ｑ軸インダクタンス（図６において符号９の矢印
の方向の磁束）はより大きくなる。この結果、図６に示
したモータによるリラクタンストルクは大きくなり、総
合トルクも大きくすることができる。
【００４１】さらに、本発明のモータにおいては、永久
磁石の配置と併せてロータにスリットを形成してｄ軸イ
ンダクタンスとｑ軸インダクタンスの差を大きくことも
可能である。例えば、図７に示すように、実施の形態３
のモータ３００のロータ内部に山形形状のスリット３１
０を形成しても、本発明の効果を奏することは言うまで
もない。図７においては、ロータ３０１の内部に埋設さ
れた山形形状の永久磁石３０２の外周側に永久磁石３０
２と同様の山形形状のスリット３１０が形成されてい
る。このように、永久磁石３０２の外側に永久磁石３０
２と実質的に同形状のスリット３１０をロータ３０１に
設けることにより、ｑ軸インダクタンスの磁束はスリッ
ト３１０により遮られないので、ｑ軸インダクタンスは
変化しないが、ｄ軸インダクタンスの磁束はスリット３
１０により遮られるので、ｄ軸インダクタンスは小さく
なる。この結果、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタ
ンスの差が大きくなり、リラクタンストルクをより大き
くすることが可能となる。従って、図７に示したモータ
は総合トルクがより大きくなり、高出力・高効率のモー
タとすることができる。
磁石の配置と併せてロータにスリットを形成してｄ軸イ
ンダクタンスとｑ軸インダクタンスの差を大きくことも
可能である。例えば、図７に示すように、実施の形態３
のモータ３００のロータ内部に山形形状のスリット３１
０を形成しても、本発明の効果を奏することは言うまで
もない。図７においては、ロータ３０１の内部に埋設さ
れた山形形状の永久磁石３０２の外周側に永久磁石３０
２と同様の山形形状のスリット３１０が形成されてい
る。このように、永久磁石３０２の外側に永久磁石３０
２と実質的に同形状のスリット３１０をロータ３０１に
設けることにより、ｑ軸インダクタンスの磁束はスリッ
ト３１０により遮られないので、ｑ軸インダクタンスは
変化しないが、ｄ軸インダクタンスの磁束はスリット３
１０により遮られるので、ｄ軸インダクタンスは小さく
なる。この結果、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタ
ンスの差が大きくなり、リラクタンストルクをより大き
くすることが可能となる。従って、図７に示したモータ
は総合トルクがより大きくなり、高出力・高効率のモー
タとすることができる。
【００４２】《実施の形態４》次に、本発明に係る実施
の形態４のアウターロータモータ（以下の説明において
アウターロータモータをモータと略称する）の製造方法
について図８を用いて説明する。実施の形態４のモータ
の製造方法においては、前述の実施の形態１のモータ１
００の構成の場合について説明するが、他の実施の形態
のモータにも同様に製造することができる。但し、実施
の形態４のロータコア６は極間の境界で分割されてお
り、ステータコア７はステータティース４ごとに分割さ
れている。
の形態４のアウターロータモータ（以下の説明において
アウターロータモータをモータと略称する）の製造方法
について図８を用いて説明する。実施の形態４のモータ
の製造方法においては、前述の実施の形態１のモータ１
００の構成の場合について説明するが、他の実施の形態
のモータにも同様に製造することができる。但し、実施
の形態４のロータコア６は極間の境界で分割されてお
り、ステータコア７はステータティース４ごとに分割さ
れている。
【００４３】図８は、本発明に係る実施の形態４のモー
タの組立工程を示す説明図である。図８に示すように、
極間の境界で分割されたロータコア６は、電磁鋼板を積
層して溶接等によりロータ１の１極分が形成されてい
る。このロータコア６には永久磁石２が配置される凹部
６ｃが形成されている。また、ロータコア６の両側の側
面（隣接される他のロータコア６が接着される面）には
モータ軸と並行に延びる突起６ａ又は溝６ｂのいずれか
が形成されている。これらの突起６ａと溝６ｂは、ロー
タコア６の向かい合う面に配置されて、嵌合するよう構
成されている。このため、隣り合うロータコア６の位置
決めを容易にかつ確実に行うことができ、ロータ１とし
ての強度を確保することが可能となる。
タの組立工程を示す説明図である。図８に示すように、
極間の境界で分割されたロータコア６は、電磁鋼板を積
層して溶接等によりロータ１の１極分が形成されてい
る。このロータコア６には永久磁石２が配置される凹部
６ｃが形成されている。また、ロータコア６の両側の側
面（隣接される他のロータコア６が接着される面）には
モータ軸と並行に延びる突起６ａ又は溝６ｂのいずれか
が形成されている。これらの突起６ａと溝６ｂは、ロー
タコア６の向かい合う面に配置されて、嵌合するよう構
成されている。このため、隣り合うロータコア６の位置
決めを容易にかつ確実に行うことができ、ロータ１とし
ての強度を確保することが可能となる。
【００４４】各ロータコア６の凹部６ｃには永久磁石２
が接着剤を用いて配設される。なお、永久磁石２はかし
め等により各ロータコア６に嵌合させることも可能であ
る。それぞれのロータコア６の凹部６ｃに永久磁石２を
設けた後、各ロータコア６を溶接等により円環状に接続
して、ロータ１を形成する。
が接着剤を用いて配設される。なお、永久磁石２はかし
め等により各ロータコア６に嵌合させることも可能であ
る。それぞれのロータコア６の凹部６ｃに永久磁石２を
設けた後、各ロータコア６を溶接等により円環状に接続
して、ロータ１を形成する。
【００４５】一方、実施の形態４のステータ３は、ステ
ータコア７のステータティース４間の中央で各ステータ
ティース４ごとに分割されている。各ステータティース
４は電磁鋼板を積層して溶接等により形成されている。
また、ステータコア７の両側の側面（隣接される他のス
テータコア７が接着される面）にはモータ軸と並行に延
びる突起７ａ又は溝７ｂのいずれかが形成されている。
これらの突起７ａと溝７ｂは、ステータコア７の向かい
合う面に配置されて、嵌合するよう構成されている。こ
のため、隣り合うステータコア７の位置決めを容易にか
つ確実に行うことができ、ステータ３としての強度を確
保することが可能となる。
ータコア７のステータティース４間の中央で各ステータ
ティース４ごとに分割されている。各ステータティース
４は電磁鋼板を積層して溶接等により形成されている。
また、ステータコア７の両側の側面（隣接される他のス
テータコア７が接着される面）にはモータ軸と並行に延
びる突起７ａ又は溝７ｂのいずれかが形成されている。
これらの突起７ａと溝７ｂは、ステータコア７の向かい
合う面に配置されて、嵌合するよう構成されている。こ
のため、隣り合うステータコア７の位置決めを容易にか
つ確実に行うことができ、ステータ３としての強度を確
保することが可能となる。
【００４６】各ステータコア７のステータティース４に
巻線５を施した後、各ステータコア７を溶接等により円
環状に接続して、ステータ３が形成される。以上のよう
にして形成されたロータ１とステータ３は、合体され
て、アウターロータモータが完成する。
巻線５を施した後、各ステータコア７を溶接等により円
環状に接続して、ステータ３が形成される。以上のよう
にして形成されたロータ１とステータ３は、合体され
て、アウターロータモータが完成する。
【００４７】上記のように、アウターロータモータは分
割されたロータとステータとを組み立てることにより製
造することができる。従来のアウターロータモータにお
いては、電磁鋼板をプレス等により打ち抜いて製造され
ており、打ち抜き後の材料の無駄があり、本発明のアウ
ターロータモータの製造方法では材料の無駄がなく、製
造コストを大幅に低減することができる。さらに、実施
の形態４においては、ロータ１が１極分で分割されてい
るため、ロータ１に対する永久磁石の接着を容易に行う
ことができ、またステータも同様に分割されているため
巻線工程を容易に行うことができる。この結果、本発明
のアウターロータモータの製造方法においては、製造が
容易となり、引いては高精度のアウターロータモータを
製造することが可能となる。
割されたロータとステータとを組み立てることにより製
造することができる。従来のアウターロータモータにお
いては、電磁鋼板をプレス等により打ち抜いて製造され
ており、打ち抜き後の材料の無駄があり、本発明のアウ
ターロータモータの製造方法では材料の無駄がなく、製
造コストを大幅に低減することができる。さらに、実施
の形態４においては、ロータ１が１極分で分割されてい
るため、ロータ１に対する永久磁石の接着を容易に行う
ことができ、またステータも同様に分割されているため
巻線工程を容易に行うことができる。この結果、本発明
のアウターロータモータの製造方法においては、製造が
容易となり、引いては高精度のアウターロータモータを
製造することが可能となる。
【００４８】なお、図８に示したアウターロータモータ
の製造方法においては、ロータコア６が極間の境界で分
割されており、ステータコア７がステータティース４ご
とに分割されている例で説明したが、本発明はこのよう
な構成に限定されるものではない。例えば、図９に示す
ように、ロータ１は２極ごとに分割されて、ステータ３
も同様に３つのステータティース４ごとに分割されて、
それぞれが６分割された構成でも良い。このように全体
が６分割されたロータ１とステータ３は、各分割された
ロータ１に永久磁石２が接着された後、そして各分割さ
れたステータ３に巻線を施された後、それぞれが円環状
に接着されて形成され、最後に両者が合体される。この
ように分割数の少ないロータ１及びステータ３が溶接等
で円環状に接続されるよう構成されているため、アウタ
ーロータモータの製造方法において製造工程の一部を大
幅に省略することが可能となる。
の製造方法においては、ロータコア６が極間の境界で分
割されており、ステータコア７がステータティース４ご
とに分割されている例で説明したが、本発明はこのよう
な構成に限定されるものではない。例えば、図９に示す
ように、ロータ１は２極ごとに分割されて、ステータ３
も同様に３つのステータティース４ごとに分割されて、
それぞれが６分割された構成でも良い。このように全体
が６分割されたロータ１とステータ３は、各分割された
ロータ１に永久磁石２が接着された後、そして各分割さ
れたステータ３に巻線を施された後、それぞれが円環状
に接着されて形成され、最後に両者が合体される。この
ように分割数の少ないロータ１及びステータ３が溶接等
で円環状に接続されるよう構成されているため、アウタ
ーロータモータの製造方法において製造工程の一部を大
幅に省略することが可能となる。
【００４９】上記各実施の形態で説明した本発明のアウ
ターロータモータは、電気自動車の原動機である駆動装
置として車輪内部に組み込まれて、高出力、高効率な電
気自動車を提供することができる。このように本発明の
アウターロータモータが車輪の内部に組み込まれた電気
自動車は、インホイールモータ駆動方式の電気自動車と
して本発明に含まれものである。本発明のインホイール
モータ駆動方式の電気自動車は、駆動装置が車輪の中部
に格納されているため、車体側の空間が広がりこの空間
を有効に利用することができ、車体の小型化を図ること
ができると共に車体重量を軽量化することができる。そ
して、本発明の電気自動車は、ダイレクト駆動方式であ
るため、小型化・軽量化をさらに促進させることができ
る。
ターロータモータは、電気自動車の原動機である駆動装
置として車輪内部に組み込まれて、高出力、高効率な電
気自動車を提供することができる。このように本発明の
アウターロータモータが車輪の内部に組み込まれた電気
自動車は、インホイールモータ駆動方式の電気自動車と
して本発明に含まれものである。本発明のインホイール
モータ駆動方式の電気自動車は、駆動装置が車輪の中部
に格納されているため、車体側の空間が広がりこの空間
を有効に利用することができ、車体の小型化を図ること
ができると共に車体重量を軽量化することができる。そ
して、本発明の電気自動車は、ダイレクト駆動方式であ
るため、小型化・軽量化をさらに促進させることができ
る。
【００５０】また、本発明のアウターロータモータは、
電気自動車のインホイールモータ駆動方式として、アウ
ターロータモータに対するトルク・出力と重量に関する
要求を同時に満たしているため、このアウターロータモ
ータを組み込んだ電気自動車は高性能な電気自動車とな
る。
電気自動車のインホイールモータ駆動方式として、アウ
ターロータモータに対するトルク・出力と重量に関する
要求を同時に満たしているため、このアウターロータモ
ータを組み込んだ電気自動車は高性能な電気自動車とな
る。
【００５１】
【発明の効果】以上、実施の形態について詳細に説明し
たところから明らかなように、本発明は次の効果を有す
る。本発明によれば、ロータとステータを所望の形状に
形成してｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスの差
を大きくしてリラクタンストルクをより大きくすること
ができるため、総合トルクが大きくなり、小型、軽量、
かつ高トルク・高出力のアウターロータモータを提供す
ることができる。本発明のアウターロータモータは、ロ
ータの凹部に磁石が配置されているため、小型、軽量、
かつ高トルク・高出力のモータとなる。
たところから明らかなように、本発明は次の効果を有す
る。本発明によれば、ロータとステータを所望の形状に
形成してｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスの差
を大きくしてリラクタンストルクをより大きくすること
ができるため、総合トルクが大きくなり、小型、軽量、
かつ高トルク・高出力のアウターロータモータを提供す
ることができる。本発明のアウターロータモータは、ロ
ータの凹部に磁石が配置されているため、小型、軽量、
かつ高トルク・高出力のモータとなる。
【００５２】本発明に係るアウターロータモータは、ロ
ータにスリットを形成することにより、ｄ軸インダクタ
ンスとｑ軸インダクタンスの差を大きくして、総合トル
クを大きくし、高出力・高効率の駆動装置となる。本発
明に係るアウターロータモータは、磁石を所望の形状と
することにより、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタ
ンスの差を大きくして、総合トルクを大きくし、高出力
・高効率の駆動装置となる。本発明に係るアウターロー
タモータの製造方法は、分割されたロータとステータと
を組み立てているため、製造工程における材料の無駄が
なくなり、製造コストを大幅に低減することができる。
ータにスリットを形成することにより、ｄ軸インダクタ
ンスとｑ軸インダクタンスの差を大きくして、総合トル
クを大きくし、高出力・高効率の駆動装置となる。本発
明に係るアウターロータモータは、磁石を所望の形状と
することにより、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタ
ンスの差を大きくして、総合トルクを大きくし、高出力
・高効率の駆動装置となる。本発明に係るアウターロー
タモータの製造方法は、分割されたロータとステータと
を組み立てているため、製造工程における材料の無駄が
なくなり、製造コストを大幅に低減することができる。
【００５３】本発明に係る電気自動車は、駆動装置とし
てアウターロータモータが車輪の中部に格納されている
ため、車体の小型化を図ることができると共に車体重量
を軽量化することができる。また、本発明によれば、高
トルク・高出力のアウターロータモータを組み込むこと
により高性能な電気自動車を提供することができる。
てアウターロータモータが車輪の中部に格納されている
ため、車体の小型化を図ることができると共に車体重量
を軽量化することができる。また、本発明によれば、高
トルク・高出力のアウターロータモータを組み込むこと
により高性能な電気自動車を提供することができる。
【図１】本発明に係る実施の形態１のアウターロータモ
ータを組み込んだ電気自動車の車輪を示す断面図であ
る。
ータを組み込んだ電気自動車の車輪を示す断面図であ
る。
【図２】実施の形態１のアウターロータモータの一部を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】実施の形態１のアウターロータモータの電流位
相―トルク特性を示す特性図である。
相―トルク特性を示す特性図である。
【図４】本発明に係る実施の形態２のアウターロータモ
ータの一部を示す断面図である。
ータの一部を示す断面図である。
【図５】本発明に係る実施の形態３のアウターロータモ
ータを示す断面図である。
ータを示す断面図である。
【図６】本発明に係る実施の形態３の他のアウターロー
タモータを示す断面図である。
タモータを示す断面図である。
【図７】本発明に係る実施の形態３のさらに他のアウタ
ーロータモータを示す断面図である。
ーロータモータを示す断面図である。
【図８】本発明に係る実施の形態４のアウターロータモ
ータの組み立て工程を示す説明図である。
ータの組み立て工程を示す説明図である。
【図９】本発明に係る実施の形態４の他のアウターロー
タモータの組み立て工程を示す説明図である。
タモータの組み立て工程を示す説明図である。
１ ロータ ２ 永久磁石 ３ ステータ ４ ステータティース ５ 巻線 ６ ロータコア ７ ステータコア ８ ｄ軸の磁束方向 ９ ｑ軸の磁束方向 １０ スリット １１ ホイール １２ タイヤ １００ アウターロータモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 1/22 Ｈ０２Ｋ 1/22 Ａ ５Ｈ６１５ 1/27 ５０２ 1/27 ５０２Ａ ５Ｈ６１９ 3/18 3/18 Ｐ ５Ｈ６２１ 15/02 15/02 Ｄ ５Ｈ６２２ 19/10 19/10 Ａ 29/00 29/00 Ｚ (72)発明者 田米 正樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D035 DA03 5H002 AA01 AA07 AB01 AB06 AB07 AC02 AE01 5H019 AA07 AA10 BB01 BB04 BB12 CC04 CC08 CC09 DD01 EE14 EE16 FF01 GG03 5H115 PC06 PG04 PI16 PU10 PU11 PV09 PV22 UI32 5H603 AA01 BB01 BB09 BB10 BB12 BB13 CA01 CA05 CC03 CC17 CD01 CD04 CD21 CE01 5H615 AA01 BB01 BB07 BB14 PP01 PP02 PP07 PP12 SS16 SS18 5H619 BB01 BB06 BB13 BB15 BB24 PP01 PP02 PP06 PP08 5H621 BB10 GA01 GA15 HH01 JK01 5H622 AA03 CA02 CA05 CB03 CB04 CB05 PP19
Claims (23)
- 【請求項１】 磁石をロータコアに所定間隔を有して形
成された複数の凹部内に配置した円環状のロータと、 前記ロータの内側に配置され、所定間隔を有して設けら
れた複数のステータティースに巻線が施されたステータ
とを有し、 前記ロータにおける前記ステータと対向する内面に、前
記ロータの回転方向において前記磁石と前記ロータコア
が交互に配置されているアウターロータモータ。 - 【請求項２】 ステータの巻線が集中巻きである請求項
１記載のアウターロータモータ。 - 【請求項３】 磁石のラジアル方向の厚みをｔ、ロータ
のラジアル方向の厚みをｔ0とすると、０.４ ≦ ｔ／ｔ
0 ≦ ０.６ を満足する請求項２記載のアウターロータ
モータ。 - 【請求項４】 極数をｐ、磁石の回転中心に対する配置
角度をθとすると、０.５ ≦ ｐθ／２π ≦ ０.９ を
満足する請求項２記載のアウターロータモータ。 - 【請求項５】 ステータティースの幅をｗ1、ステータ
ヨークの幅をｗ2とすると、０.８ ≦ ｗ1／ｗ2 ≦ １.
２ を満足する請求項２記載のアウターロータモータ。 - 【請求項６】 極数をｐ、磁石のラジアル方向の厚みを
ｔ、ロータの外径をＤとすると、πＤ／１６ｔ−１０
≦ ｐ ≦ πＤ／１６ｔ＋３０ を満足する請求項２記載
のアウターロータモータ。 - 【請求項７】 磁石のラジアル方向の厚みをｔ、ロータ
のラジアル方向の厚みをｔ0、極数をｐ、磁石の回転中
心に対する配置角度をθとすると、０.４ ≦ｔ／ｔ0 ≦
０.６、かつ ０.５ ≦ ｐθ／２π ≦ ０.９ を満足す
る請求項２記載のアウターロータモータ。 - 【請求項８】 磁石のラジアル方向の厚みをｔ、ロータ
のラジアル方向の厚みをｔ0、極数をｐ、磁石の回転中
心に対する配置角度をθ、ステータティースの幅をｗ
1、ステータヨークの幅をｗ2、ロータの外径をＤとする
場合、０.４ ≦ｔ／ｔ0 ≦ ０.６、かつ ０.５ ≦ ｐθ
／２π ≦ ０.９、かつ ０.８ ≦ ｗ1／ｗ2 ≦ １.２、
かつ πＤ／１６ｔ−１０ ≦ ｐ ≦ πＤ／１６ｔ＋３
０ を満足する請求項２記載のアウターロータモータ。 - 【請求項９】 複数の磁石をロータコアに所定間隔を有
して埋設した円環状のロータと、 前記ロータの内側に配置され、所定間隔を有して配置さ
れた複数のステータティースに巻線が施されたステータ
と、を具備するアウターロータモータ。 - 【請求項１０】 回転方向における磁石の断面が山形形
状であり、当該磁石をロータ内部に外周側が凸部となる
よう配置したことを特徴とする請求項９記載のアウター
ロータモータ。 - 【請求項１１】 回転方向における磁石の断面が円弧形
状であり、当該磁石をロータ内部に外周側が凸部となる
よう配置したことを特徴とする請求項９記載のアウター
ロータモータ。 - 【請求項１２】 ロータ内部において、磁石より外周側
に所定間隔の空間を有するスリットを設けた請求項２又
は９記載のアウターロータモータ。 - 【請求項１３】 極間の境界で分割された複数のロータ
コアを円環状に接続してロータが構成された請求項２又
は９記載のアウターロータモータ。 - 【請求項１４】 ロータが極間の境界で６又は８分割さ
れた請求項１３記載のアウターロータモータ。 - 【請求項１５】 ステータティース間の実質的な中央で
分割された複数のステータコアを接続してステータが構
成された請求項２又は９記載のアウターロータモータ。 - 【請求項１６】 ステータがステータティース間の実質
的な中央で６又は８分割された請求項１５記載のアウタ
ーロータモータ。 - 【請求項１７】 極間の境界で分割された複数のロータ
コアの凹部に磁石を装着する工程と、 磁石が装着された複数のロータコアを円環状に接続して
ロータを形成する工程と、 ステータの複数のステータティースに巻線を施す工程
と、 前記ロータの内側に前記ステータを組み込む工程と、 を有するアウターロータモータの製造方法。 - 【請求項１８】 ロータコアの凹部に磁石を装着して円
環状のロータを形成する工程と、 ステータティース間の実質的な中央で分割された複数の
ステータコアの前記ステータティースに巻線を施す工程
と、 巻線が施された複数のステータコアを接続してステータ
を形成する工程と、 前記ロータの内側に前記ステータを組み込む工程と、 を有するアウターロータモータの製造方法。 - 【請求項１９】 極間の境界で分割された複数のロータ
コアの凹部に磁石を装着する工程と、 磁石が装着された複数のロータコアを円環状に接続して
ロータを形成する工程と、 ステータティース間の実質的な中央で分割された複数の
ステータコアの前記ステータティースに巻線を施す工程
と、 巻線が施された複数のステータコアを接続してステータ
を形成する工程と、 前記ロータの内側に前記ステータを組み込む工程と、 を有するアウターロータモータの製造方法。 - 【請求項２０】 ロータが極間の境界で６又は８分割さ
れた請求項１７又は１９記載のアウターロータモータの
製造方法。 - 【請求項２１】 ステータがステータティース間の実質
的な中央で６又は８分割された請求項１８又は１９記載
のアウターロータモータの製造方法。 - 【請求項２２】 ステータの複数のステータティースに
巻線が集中巻きされる請求項１７、１８又は１９記載の
アウターロータモータの製造方法。 - 【請求項２３】 請求項１から１６のいずれかの請求項
に記載のアウターロータモータを車輪内部に組み込んだ
インホイールモータ駆動方式の電気自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028197A JP2002233122A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | アウターロータモータ、アウターロータモータの製造方法、及びアウターロータモータを組み込んだ電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028197A JP2002233122A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | アウターロータモータ、アウターロータモータの製造方法、及びアウターロータモータを組み込んだ電気自動車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002233122A true JP2002233122A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18892741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001028197A Pending JP2002233122A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | アウターロータモータ、アウターロータモータの製造方法、及びアウターロータモータを組み込んだ電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002233122A (ja) |
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-
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- 2001-02-05 JP JP2001028197A patent/JP2002233122A/ja active Pending
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