JP2006187116A - 電動車輪 - Google Patents

Abstract

【課題】回転系の小型軽量化、出力増大及び慣性質量やばね下質量の低減を実現可能な電動車輪を提供する。
【解決手段】ハルバッハ配列の磁石型界磁子3をもつアウターロータ型回転電機によりホイルインモータの回転電機を構成する。このハルバッハ配列の磁石型界磁子3は、回転軸1に嵌着、固定された椀状体2の円筒部の内周面に固定されて、電機子6に電磁ギャップを挟んで径方向に対面する。回転する磁石型界磁子3のヨーク省略により、電動車輪の回転慣性質量を大幅に低減でき、ばね下質量を大幅に低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用交流回転電機に関し、特にホイルインモータ用として求められる小型軽量低慣性の発電電動機に関するものである。

近年の車両駆動方式において電動化が進展しており、メカニカルな大物部品を要しないホイルインモータ（以下、電動車輪ともいう）構造が注目を集めている。なお、この明細書では、ホイルインモータすなわち電動車輪とは、車両の一つの車輪が一つの回転電機により駆動される形式のものを言うものとし、好適には回転電機のスーテータやロータの一部又は全部がホイール内に収容されているものを含むものとする。

特許文献1は、径方向外側に三相電機子巻線をもつ電機子（固定子）を、径方向内側に界磁磁石型回転子を有する内転型（インナーロータ型）回転電機を採用する電動車輪を提案している。特許文献2は、径方向内側に三相電機子巻線をもつ電機子（固定子）を、径方向外側に界磁磁石型回転子を有する外転型（アウターロータ型）回転電機を採用する電動車輪を提案している。
特開平8-289501号公報 特開2004-306733号公報

しかしながら、上記した電動車輪では、車輪緩衝支持機構（たとえば緩衝ダンパ）は、ホイール以外にホイール駆動用の回転電機を緩衝支持する必要があり、このためいわゆるばね下質量が増大して車輪緩衝支持機構の製作困難性が増大し、その上、車輪の回転慣性質量も回転電機の回転子慣性質量分だけ増大するため、変速性に劣るという問題点があった。

これらの問題を改善するためには、ホイール駆動用の回転電機の小型軽量化が重要であるが、ホイール駆動用の回転電機の出力減少を招くため、必要な車輪駆動力が得られないというジレンマがあり、現在、自動車用としては実用化された事例はなかった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、回転系の小型軽量化、出力増大及び慣性質量やばね下質量の低減を実現可能な電動車輪を提供することを、その目的としている。

本発明は、車両の車輪緩衝支持機構に回転自在に支持されるホイールと、前記車輪緩衝支持機構に固定されて前記ホイールを駆動するホイール駆動回転電機とを有し、前記ホイール駆動回転電機が、周方向所定ピッチで配置されたティース部を有する電機子鉄心と、前記ティース部の間に巻装された電機子コイルとを有して前記車輪緩衝支持機構に最終的に支持される電機子を含む固定子と、前記電機子の外周面に電磁ギャップを挟んで対面する内周面を有して前記ホイールにトルクを伝達する界磁子を含む回転子とを有する電動車輪において、
前記回転子が、それぞれ前記電磁ギャップに対面する径方向内側の表面が磁極面をなすとともに周方向所定ピッチで極性交互に配置されて略径方向に磁化された磁極磁石と、前記各磁極磁石の間にそれぞれ介設されて周方向両側の前記磁極磁石の側面に密着するとともに前記磁極磁石の磁界を強化するべく略周方向へ磁化されたヨーク磁石とにより構成され、前記磁極磁石は略径方向へ磁化容易軸をもち、前記ヨーク磁石は略周方向又は略接線方向へ磁化容易軸をもつ界磁子と、前記界磁子が固定される円筒部を有するとともに前記車輪緩衝支持機構に回転自在に支持される回転軸に固定される界磁子支持部材とを有することを特徴としている。

このように構成した本発明の電動車輪は、電動車輪の軸方向内側に近接配置されるか又はホイール内に内蔵されるホイール駆動用の回転電機として採用される。このホイール駆動用の回転電機として上記構成の回転電機を用いることにより、従来の電動車輪の大きな課題となっていた回転電機配置スペースの縮小と、回転電機増設によるばね下質量や回転慣性質量の増大の抑止が可能となり、電動車輪の実用化を促進することができる。

すなわち、この発明によれば、磁気異方性磁石をハルバッハ配列した界磁子をもつアウターロータ型回転電機をホイール駆動用の回転電機として採用する。これにより、回転電機の回転慣性質量を大幅に低減することができるうえ、アウターロータすなわち界磁子の径方向厚さ低減分だけ回転電機の電磁ギャップの径を増大できるために、回転電機の外径を一定とした場合において回転電機の出力を大幅に増大することができ、これらの結果として上記効果を奏することができる。

更に説明すると、界磁回転子を外回転型とするとともにハルバッハ配列の磁石界磁としたので、回転子のヨークを省略することができ、これによりアウターロータ型回転電機の回転慣性質量の大部分を占めていた回転子のヨークの回転慣性質量を除去して、従来のアウターロータ型回転電機に比べて格段に回転慣性質量が小さく電動車輪に好適な回転電機を実現することができる。加えて、このヨーク省略分だけ回転電機の電磁ギャップ径を増大することができるため、回転電機の外径を一定とした場合の他の形式のモータに比べて格段に出力を向上することができる。これらの効果により電動車輪のばね下質量を低減できるとともに、ホイール内に設けられた又はホイールの軸方向内側に隣接して設けられた狭小な回転電機設置スペースに、必要な車輪駆動出力をもつ回転電機を収容することが可能となる。

これに対して、上記特許文献記載のホイルインモータ用のインナーロータ型回転電機や従来のアウターロータ型回転電機では、電機子と界磁子とのうち電磁ギャップの径方向外側に配置される方の部材のヨーク又はバックコアが、電磁ギャップの径を圧縮して出力増大を妨げるうえ、インナーロータ型では電機子のスロット部分の径方向厚さも電磁ギャップの径を圧縮し、従来のアウターロータ型では界磁子のヨークが大きな回転慣性質量を発生するという問題を内包していた。これらの問題は、アウターロータ型回転電機の界磁子にハルバッハ配列型磁石体を採用するという構成の採用により上記説明したように解決することができる。

好適な態様において、前記電機子コイルは、磁極ピッチ開いたＵ字状平角線を軸方向一方側から前記ティース部の間に挿通し、軸方向他方側にて前記Ｕ字状平角線の両脚部を順次接合して構成されている。

すなわち、この態様は、上記した本発明による電磁ギャップの増大により得られる電機子鉄心のスロットの周方向幅と径方向深さの増加を利用して太い平角巻線を電機子コイルとして巻装したものであり、更にこの平角巻線式電機子コイルをＵ字状平角線の順次接合により構成したものである。これにより電機子コイルの電気抵抗の低減とコイルエンドの軸方向長の低減を実現することができるため、アウターロータの支持の容易化とともに出力増加を実現することができる。

好適な態様において、前記回転子は、前記界磁子支持部材に固定されて前記ティース部の径方向内端に第2の電磁ギャップを挟んで対面するとともに前記電機子鉄心のヨークをなすバックコア部を有する。この態様によれば、回転磁界とともに電機子鉄心のバックコア部は回転するために、バックコア部の鉄損を低減することができる。

好適な態様において、前記回転子は、前記界磁子支持部材に支持されて前記ティース部の径方向内端に第2の電磁ギャップを挟んで対面する第2の界磁子を有し、前記第2の界磁子は、それぞれ前記第2の電磁ギャップに対面する径方向外側の表面が磁極面をなすとともに周方向所定ピッチで極性交互に配置されて略径方向に磁化された磁極磁石と、前記各磁極磁石の間にそれぞれ介設されて周方向両側の前記磁極磁石の側面に密着するとともに前記磁極磁石の磁界を強化するべく略周方向へ磁化されたヨーク磁石とにより構成され、前記磁極磁石は径方向に磁化容易軸をもち、前記ヨーク磁石は周方向に磁化容易軸をもつ。

すなわち、この態様は、電機子の径方向内側に第2のハルバッハ配列の界磁子を設けたものである。これにより、界磁起磁力は外周と内周の二箇所より与えられることとなり強力な励磁にできてそのためある所定の体格的制約のもとでの高出力化を図ることができ小型・高出力化・回転子の低慣性化の課題が達成できることとなる。これによりばね下重量の軽い高性能ホイルインモータを提供するという目的が達成できる。

好適な態様において、前記ティース部は、径方向に磁化容易軸をもつ磁気異方性磁性鋼板を軸方向に積層して構成されている。この態様によれば、電機子鉄心の磁気抵抗の低減による磁束増加を実現することができるとともに鉄損を減らすことができる。又は、電機子コイルの巻装スペースの増大により出力の増大と銅損の低減を図ることができる。

本発明の電動車輪の好適実施態様を以下に説明する。ただし、本発明は下記の実施態様に限定されるものではなく、本発明の技術思想を他の公知技術又はそれと同等の機能要素の組み合わせにより実現してもよい。

電動車輪に用いるアウターロータ型回転電機を図1を参照して具体的に説明する。（ａ）はこの回転電機の軸方向断面図、（ｂ）は（ａ）の回転電機を軸方向図1（ａ）の右側から見た正面図である。

この回転電機は、回転子4と固定子とからなり、回転子4は、回転軸1に嵌着、固定された椀状体2と、この椀状体2に固定された円筒状の磁石型界磁子3とからなる。固定子は、電機子6とこの電機子6を支持するフレーム7とからなる。

（回転子4）
直径1．5mmの回転軸1には、厚さ約2mm、外径90mmのアルミ製（非磁性）の椀状体2が固定されている。椀状体2は、ディスク部とこのディスク部の外周縁から軸方向一方側へ延設された円筒部とからなる。円筒部の外周面には多数の溝と山とからなる放熱フィン201が形成されている。ディスク部には通風冷却用の吸気窓202Aが軸方向に貫設されている。円筒部のディスク部近傍には吐出窓202Bが径方向に貫設されている。円筒部の内周面には、後述する極異方性着磁配列の一種であるいわゆるハルバッハ配列により配列された磁気異方性磁石であるネオジウム磁石を合計16個用いて構成された磁石型界磁子3が貼付されている。

（磁石型界磁子3）
磁石型界磁子3について以下に説明する。この磁石型界磁子3は、この界磁子のＮ極磁極を構成するＮ極磁石301と、磁極間の磁束が流れる磁路をなすヨーク磁石302と、この界磁子のＳ極磁極を構成するＳ極磁石303とからなる。

Ｎ極磁石301は、径方向内側の部分円筒面がＮ極となるように径方向へ着磁された径方向の厚さ4mm、周方向の幅約8mm、軸方向の長さ約35mmの分割円筒形状の磁気異方向性磁石により構成されている。Ｓ極磁石303は、径方向内側の部分円筒面がＳ極となるように径方向へ着磁された厚さ4mm、周方向の幅約8mm、軸方向の長さ約35mmの分割円筒形状の磁気異方向性磁石により構成され、Ｎ極磁石301から電気角1８０°離れてＮ極磁石301と同径位置に配置されている。ヨーク磁石302は、周方向両端面がＮ極、Ｓ極となるように周方向へ着磁された厚さ4mm、周方向の幅約4mm、軸方向の長さ約35mmの分割円筒形状の磁気異方向性磁石により構成され、周方向においてＮ極磁石301とＳ極磁石303との間に介設されている。ヨーク磁石302の周方向両端面は、Ｎ極磁石301及びＳ極磁石303の略径方向及び軸方向に延在する側面に個別に接している。もちろん、ヨーク磁石302のＳ極はＳ極磁石303側に配置され、ヨーク磁石302のＮ極はＮ極磁石301側に配置されている。

すなわち、この磁石型界磁子3は、合計4個のＮ極磁石301と、合計8個のヨーク磁石302と、合計4個のＳ極磁石303により構成されており、これら合計8個のヨーク磁石302は、Ｎ極磁石301及びＳ極磁石303が構成する界磁磁束の界磁磁石型回転子側のヨークをなすとともに、これらＮ極磁石301やＳ極磁石303が径方向内側の後述する電機子6側に形成する界磁磁界を強化している。なお、Ｎ極磁石301、Ｓ極磁石303及びヨーク磁石302の個数自体は仕様に応じて適宜選択可能である。回転子4の内径は約78mmとされ、その軸方向の長さは約40mmとした。したがって、この実施例では、磁石型界磁子3は一般の磁石界磁型回転電機とは異なって界磁鉄心(継鉄、ヨーク)を有していない。

（電機子6）
電機子6について以下に説明する。電機子6は、電機子鉄心601とそれに巻装された三相巻線602とを有している。

電機子鉄心601は、厚さ約0.35mmの電磁鋼板を積層してなる円筒体からなり、椀状体2と磁石型界磁子3とからなる回転子4の内側に配設されている。電機子鉄心601の外周面は、約0．5ｍｍの電磁ギャップ5を挟んで磁石型界磁子3の内周面に径方向に対面している。電機子鉄心601は、径方向内側の部分である径方向幅が約4mmのバックコア部603と、バックコア部603から径方向外側向けて電磁ギャップ5まで伸びた幅約1.6mmのティース部604と、周方向に隣接するティース部604の間に位置して電機子鉄心601の外周面から径方向内側へ周方向所定ピッチで凹設された形状を有する所定数のスロット605を有している。各スロットの周方向幅は約2.4mmとされ、スロット605には厚さ約0.2mmの絶縁紙606(商品名;ノーメックス)を介して三相巻線602が巻装されている。

（三相巻線602）
三相巻線602の各相巻線は、幅約2mm、厚さ3mm、長さ約45mmの平角銅線612をU字松葉形状に形成してなる必要数のセグメント導体を順次接合して構成し、星形（又はΔ形）接続して構成されている。各セグメント導体の脚部612A、612Bは、互いに電気角180°ピッチ離れた二つのスロット605に個別に軸方向一方側から他方側へ（図2では椀状体2のディスク部側からこのディスク部から離れる向きに）挿通されている。なお、この実施例では、電気角180°ピッチは、3スロットピッチを意味するものとするが、適宜変更可能である。各スロット605はそれぞれ、径方向へ互いに異なる4つの脚部収容位置をもち、セグメント導体の脚部を合計4本収容している。この種のセグメント導体連続接合型の三相巻線602については、既に出願人の出願により公知となっているため、更なる説明を要する場合には出願人の過去の出願書類を参照されたい。この明細書では三相巻線602構造自体は好適ではあるものの必須の特徴では無いため、これ以上の説明は省略する。この発明では三相巻線602は星形構造とし、端子間の電気抵抗値は約8ｍΩのものを用いた。なお、三相巻線602の代わりに公知の種々の電機子コイルを用いてもよいことは明らかである。

（固定子）
次に、電機子6の固定構造を説明する。電機子鉄心601は、その径方向中央部に位置して軸方向に貫設された中央孔608を有している。固定子は、電機子6とともに、電機子鉄心601を固定するためのアルミ製（非磁性）フレーム7を有している。フレーム7の図略の基端部は図略の車両のトレーリングアーム（車輪緩衝支持機構）にカバーを介して固定されており、このトレーリングアームは図略の緩衝用のダンパ（車輪緩衝支持機構）を通じて車体下部に固定されている。カバーはホイールとともに回転電機と、この回転電機のトルクを減速してホイールに伝達するトルク伝達機構とを略閉鎖している。

フレーム7の先端側には径小の先端筒部71が形成されており、先端筒部71は電機子鉄心601の中央孔608に圧入されている。電機子鉄心601の一端面は先端筒部71の終端に位置して形成されたフレーム7の段差面に当接している。フレーム7のこの段差面には軸方向へ雌ねじ穴が形成されている。8は電機子鉄心601をフレーム7に締結するためのボルトであり、ボルト8は、電機子鉄心601のバックコア部603を軸方向に貫設された孔を貫通した後、フレーム7の上記雌ねじ穴に締結されて電機子鉄心601をフレーム7に固定している。なお、フレーム7の先端筒部71の外周面と、電機子鉄心601の中央孔608の内周面とをスプライン嵌合して相対回転不能としてもよい。フレーム7は、図略の軸受けを介して回転軸1を回転自在に支承している。回転軸1は図略のホイールに図略のトルク伝達機構を介してトルク授受可能に連結されている。このトルク伝達機構は回転軸のトルクをギヤ機構又はベルト機構によりホイールに伝達する。

（動作）
フレーム7には電機子6の回転位置を検出する図略の回転位置センサが固定され、図略のインバータは、検出された回転位置に基づいて図略の車両電池からの直流電力を三相交流電力に変換して三相巻線602に給電し、回転電機を駆動制御する。この駆動制御自体は通常のブラシレスＤＣモータの駆動制御と同等であるため、これ以上の説明は省略する。

（実施例効果）
以上説明したこの実施例の電動車輪用の回転電機によれば、回転子を外回転型とするとともにハルバッハ配列の磁石界磁を採用したので、回転子4の径方向厚さを12ｍｍと薄くすることができる。その結果、電磁ギャップの径を従来より大幅に増大することができ、電磁ギャップ径の二乗に比例する回転電機の出力アップを期待することができる。この実施例では、回転電機の外径を90ｍｍ、電磁ギャップの径が78ｍｍであり、従来のインナーロータ型回転電機の約2倍の出力向上を期待することができる。そのうえ、電磁ギャップ径の増大により、そのスロット深さ及び周方向幅も増大することができる結果、太い平角巻線が巻装でき、電機子巻線の抵抗値が約mΩと低くでき(通常数十mΩ)、一層の高出力化を図ることができる。

更に、重要な点は、回転子から比重が大きく大型の継鉄部分が省略されたため、電動車輪すなわちホイルインモータとして最も重要な慣性質量やばね下質量を従来より大幅に低減できるため、電動車輪支持構造に関連する車体重量も軽減でき、操縦性に優れる利点が得られることである。

更に、回転する回転子4の外周面に熱伝導性に優れた軽量のアルミ放熱フィン201を設けたので、磁石の温度上昇による減磁などの問題を改善することもできる。なお、この放熱フィン201は螺旋状に設けることができ、これにより一層の冷却効果を実現することができる。以上の構成を有するモータの特性試験例を示すと。外径が90mm、軸方向長さが70mm、質量1.3kgで起動トルクが約40Nmを得ることができた。

実施例2の電動車輪用回転電機を図2を参照して説明する。

この実施例2では、実施例1で一体であった電機子鉄心601のバックコア部603とティース部604とを分離し、バックコア部603を内径側の電磁ギャップ502を挟んで回転子4側に配置したものである。具体的には、ティース部604の径方向内側に向けて椀状体2のディスク部から径小の第2の円筒部を軸方向へ延設し、この円筒部にバックコア部603を嵌着、固定したものである。

この実施例によれば、電機子6のティース部604や三相巻線602は、熱良導性の接着支持体607により接着又は充填成型されて、全体として円筒状の電機子6としている。三相巻線は、各ティース部604に集中巻きすることができる。

この実施例によれば、バックコア部603が回転するために、バックコア部603の鉄損は理論上発生せず、低損失の回転機とできる。また鉄心と巻線など発熱体が熱良導体の支持体で放熱されるため三相巻線の抵抗値を低下させることができる。これにより、所定の体格的制約のもとでの高出力化を図ることができ小型・高出力化・回転子の低慣性化の課題が達成でき、ばね下質量を低減したホイルインモータを実現することができる。なお、この実施例の回転電機はホイルインモータに用いたが、ホイルインモータ以外の車両用回転電機に採用することも可能である。

実施例3の電動車輪用回転電機を図2を参照して説明する。

この実施例3では、実施例2に記載した電機子6の径方向内側の回転型のバックコア部603の代わりに、実施例1の磁石型界磁子3と同等構造のハルバッハ配列型円筒状磁石体からなる磁石型界磁子2ｂを設けたものである。具体的には、実施例2で用いた径小の第2の円筒部に磁石型界磁子2ｂを嵌着すればよい。ただし、この場合には、この磁石型界磁子2ｂには遠心力が作用するため、この磁石型界磁子2ｂに非磁性の又は磁気飽和した円筒を嵌着する。当然、磁石型界磁子2ｂが嵌着される第2の円筒部の内周面には、実施例1の椀状体2の円筒部の放熱フィン201と同様に放熱フィンが設けられる。なお、2ａは、実施例1、2で用いた磁石型界磁子3と同等の磁石型界磁子すなわちハルバッハ配列型円筒状磁石体である。この実施例によれば、界磁起磁力は電機子6の径方向両側で形成されるので界磁磁界を強化することができる。

更に、この実施例では、ティース部604は実施例2と同様にそれぞれ分割されており、径方向へ磁束を通過させるため、径方向に磁化容易軸をもつ磁気異方性磁性鋼板を積層して構成される。これにより、電機子6のティース部604の鉄損低減、磁束量の増大、ティース部604の周方向幅の減少によるスロットの周方向幅の増大による銅損低減により、一層の小型・高出力化・回転子の低慣性化を実現することができ、ばね下重量の軽い高性能ホイルインモータを実現することができる。

（電動車輪の実装）
上記説明した各実施例の回転電機を実装した電動車輪について、図4を参照して以下に説明する。図4は、電動車輪を軸方向内側から見た模式正面図である。ただしホイール内蔵のブレーキ装置の詳細は図示省略している。

100はタイヤ、200はホイール、600はホイール200とともにホイール内蔵のブレーキドラムに共締めされる従動側のスプロケットであり、610はスプロケット600の固定用ハブである。700、700は上記で説明した2つの回転電機であり、その回転軸には駆動側のスプロケット710がそれぞれ固定されている。回転電機700は、この実施例では1輪あたり2個が実装されているが、個数は更に多数でもよい。900は回転電機700の発生動力を従動スプロケット600に伝達するコグベルト、1000は2個の回転電機700を個別に駆動制御する一対の三相インバータを含むインバータ装置、1100はインバータ装置1000と二つの回転電機700とを電気的に接続する二組の３相ケーブルである。

ホイール200、従動側のスプロケット600及びブレーキドラムは、ホイール200に内蔵されたアクスルベアリングに回転自在に支持され、アクスルベアリングの固定側は介在支持部材を通じてトレーリングアームに固定されている。回転電機700の電機子6も介在支持カバーを通じてトレーリングアームに固定されている。この回転電機700の電機子とトレーリングアームとの間に配置される介在支持カバーは、ホイール200の軸方向内側への開口とともに回転電機700の回転子を覆う機能も有している。これにより、ホイール内のトルク伝達機構並びに回転電機700の回転子は、ホイール200と介在支持カバーとにより略密閉されることになる。トレーリングアームは減衰ダンパを通じて車体下部に吊り下げられている。

（電動車輪の動作）
この実施例では、二つの回転電機700は同一機種の磁石ロータ型三相同期機であって、同一回転方向に同一回転数で駆動されてコグベルト900を通じて従動スプロケット600を同一方向へ駆動し、従動スプロケット600が固定されたホイール200を駆動する。

（車両構成）
この電動車輪が実装された車両の模式平面図を図5に示す。120はインバータ装置1000とそれを制御する制御部（図示せず）とを内蔵するコントローラ、130は各回転電機700へインバータ装置100を介して給電する蓄電池（車載バッテリ）、140は内燃機関（エンジン）、150はエンジン140によりベルト160を介して駆動されるオルタネータであり、オルタネータ150で発電された電力は車載バッテリ130に蓄電される。コントローラ120は車両運行状況に応じて各回転電機700を電動（力行）モード、発電（回生制動）モードで制御し、電動モードでは、オルタネータ150及び車載バッテリ130がインバータ装置100を通じて各回転電機700に給電し、発電モードでは各回転電機700が発電した電力は車載バッテリ130に蓄電されるか、場合によってはオルタネータ150の電動駆動で消費される。コントローラ120は、各回転電機700の制御に加えてオルタネータ150の発電又は電動動作も制御する。エンジン140は、アクセルペダルの踏角に応じてエンジン140への燃料供給量を制御し、エンジン140は図示しない公知の車両用トルク伝達系を通じて一対の前輪を駆動する。また、一対の後輪はそれぞれ一対の回転電機700により駆動される。

実施例1を説明するための図であり、（ａ）はこの回転電機の軸方向断面図、（ｂ）は（ａ）の回転電機を軸方向に見た正面図である。 実施例2を説明するための図であり、（ａ）はこの回転電機の軸方向断面図、（ｂ）は（ａ）の回転電機を軸方向に見た正面図である。 実施例3を説明するための図であり、（ａ）はこの回転電機の軸方向断面図、（ｂ）は（ａ）の回転電機を軸方向に見た正面図である。 上記実施例の回転電機を実装した電動車輪の模式正面図である。 図4の電動車輪を実装した車両の模式平面図である。

符号の説明

1 回転軸
2 椀状体
3 磁石型界磁子
4 回転子
5 電磁ギャップ
6 電機子
7 フレーム
8 ボルト
71 先端筒部
100 タイヤ
120 コントローラ
130 車載バッテリ
140 エンジン
150 オルタネータ
160 ベルト
180 電気角
200 ホイール
201 放熱フィン
202A 吸気窓
202B 吐出窓
301 Ｎ極磁石
302 ヨーク磁石
303 Ｓ極磁石
502 電磁ギャップ
600 スプロケット（従動スプロケット）
601 電機子鉄心
602 三相巻線（電機子コイル）
603 バックコア部
604 ティース部
605 スロット
606 絶縁紙
607 接着支持体
608 中央孔
610 スプロケットの固定用ハブ
612A 松葉状の平角銅線の脚部
612B 松葉状の平角銅線の松葉状の脚部
612 平角銅線
700 回転電機
710 スプロケット
900 コグベルト
1000 インバータ装置
1100 ３相ケーブル

Claims (5)

1. 車両の車輪緩衝支持機構に回転自在に支持されるホイールと、前記車輪緩衝支持機構に固定されて前記ホイールを駆動するホイール駆動回転電機とを有し、
   前記ホイール駆動回転電機は、
   周方向所定ピッチで配置されたティース部を有する電機子鉄心と、前記ティース部の間に巻装された電機子コイルとを有して前記車輪緩衝支持機構に最終的に支持される電機子を含む固定子と、
   前記電機子の外周面に電磁ギャップを挟んで対面する内周面を有して前記ホイールにトルクを伝達する界磁子を含む回転子と、
   を有する電動車輪において、
   前記回転子は、
   それぞれ前記電磁ギャップに対面する径方向内側の表面が磁極面をなすとともに周方向所定ピッチで極性交互に配置されて略径方向に磁化された磁極磁石と、前記各磁極磁石の間にそれぞれ介設されて周方向両側の前記磁極磁石の側面に密着するとともに前記磁極磁石の磁界を強化するべく略周方向へ磁化されたヨーク磁石とにより構成され、前記磁極磁石は略径方向へ磁化容易軸をもち、前記ヨーク磁石は略周方向又は略接線方向へ磁化容易軸をもつ界磁子と、
   前記界磁子が固定される円筒部を有するとともに前記車輪緩衝支持機構に回転自在に支持される回転軸に固定される界磁子支持部材と、
   を有することを特徴とする電動車輪。
2. 請求項1記載の電動車輪において、
   前記電機子コイルは、
   磁極ピッチ開いたＵ字状平角線を軸方向一方側から前記ティース部の間に挿通し、軸方向他方側にて前記Ｕ字状平角線の両脚部を順次接合して構成されていることを特徴とする電動車輪。
3. 請求項1又は2記載の電動車輪において、
   前記回転子は、
   前記界磁子支持部材に固定されて前記ティース部の径方向内端に第2の電磁ギャップを挟んで対面するとともに前記電機子鉄心のヨークをなすバックコア部を有することを特徴とする電動車輪。
4. 請求項1又は2記載の電動車輪において、
   前記回転子は、
   前記界磁子支持部材に支持されて前記ティース部の径方向内端に第2の電磁ギャップを挟んで対面する第2の界磁子を有し、
   前記第2の界磁子は、
   それぞれ前記第2の電磁ギャップに対面する径方向外側の表面が磁極面をなすとともに周方向所定ピッチで極性交互に配置されて略径方向に磁化された磁極磁石と、前記各磁極磁石の間にそれぞれ介設されて周方向両側の前記磁極磁石の側面に密着するとともに前記磁極磁石の磁界を強化するべく略周方向へ磁化されたヨーク磁石とにより構成され、前記磁極磁石は径方向に磁化容易軸をもち、前記ヨーク磁石は周方向に磁化容易軸をもつことを特徴とする電動車輪。
5. 請求項1又は2記載の電動車輪において、
   前記ティース部は、
   径方向に磁化容易軸をもつ磁気異方性磁性鋼板を軸方向に積層して構成されていることを特徴とする電動車輪。

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