JP2008289335A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成によってトルクリップルを抑制する。
【解決手段】電動モータ１０は、１つのモータ軸２１と、このモータ軸の軸方向に一定の間隔を有して配列され且つモータ軸に固定された複数のロータ２２，２３と、この複数のロータに個別に対応するように軸方向に一定の間隔を有して配列された複数のステータ３１，３２とからなる。複数のステータは、互いに位相が一致して配置されている。複数のロータは、互いに位相がずれて配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ軸の軸方向に複数のロータが配列された電動モータに関する。

近年、電動モータにおいて、モータ軸の軸方向に複数のロータが配列された技術の開発が進められている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−１４４７７公報

特許文献１に示す従来の電動モータは、１つのハウジングの中に２組のモータユニットを収納したというものである。各組のモータユニットは、モータ軸と、このモータ軸に設けられたインナロータと、このインナロータを囲うように配置された筒状のアウタステータとからなる。各モータユニットのモータ軸同士は、同一中心に配置されており、互いに独立して回転可能である。一方のモータユニットのモータ軸は、ハウジングの一端から外方へ延びており、他方のモータユニットのモータ軸は、ハウジングの他端から外方へ延びている。このような従来の電動モータによれば、互いに独立したモータ軸によって、複数の負荷をそれぞれ駆動することができる。

ところで、一般に電動モータにはトルクリップル（トルク変動、脈動）が発生し得る。従来の電動モータにおいても、互いに独立した２つのモータ軸には、それぞれインナロータの回転角に応じてトルクリップルが発生し得る。電動モータの振動を抑制するとともに、電動モータからトルクを効率良く出力するには、トルクリップルを抑制することが好ましい。
これに対して、インナロータやアウタステータにスキュー（斜め溝）を設けることが考えられる。しかし、スキューを設けた分だけ、インナロータやアウタステータの有効磁束が減少する。しかも、スキューを設けるので、インナロータやアウタステータの構成が複雑になり、製造工程が増す。このようなことから、更なる改良の余地がある。

本発明は、簡単な構成によってトルクリップルを抑制することができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、電動モータであって、１つのモータ軸と、このモータ軸の軸方向に配列され且つモータ軸に固定された複数のロータと、この複数のロータに個別に対応するように前記軸方向に配列された複数のステータとからなり、前記複数のステータは、互いに位相が一致して配置されており、前記複数のロータは、互いに位相がずれて配置されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、電動モータであって、１つのモータ軸と、このモータ軸の軸方向に配列され且つモータ軸に固定された複数のロータと、この複数のロータに個別に対応するように前記軸方向に配列された複数のステータとからなり、前記複数のロータは、互いに位相が一致して配置されており、前記複数のステータは、互いに位相がずれて配置されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、互いに位相をずらして配置された複数のロータを１つのモータ軸に固定するとともに、複数のステータの位相を一致させて配置したので、１つのロータと１つのステータの組合せからなるモータユニット毎に発生する、各トルクリップルの位相をずらすことができる。このため、電動モータ全体のトルクリップルを容易に抑制することができる。しかも、トルクリップルを抑制するのに、互いに位相をずらして配置された複数のロータを１つのモータ軸に固定するというだけの簡単な構成ですむ。

請求項２に係る発明によれば、互いに位相を一致して配置された複数のロータを１つのモータ軸に固定するとともに、複数のステータの位相を互いにずらして配置したので、１つのロータと１つのステータの組合せからなるモータユニット毎に発生する、各トルクリップルの位相をずらすことができる。このため、電動モータ全体のトルクリップルを容易に抑制することができる。しかも、トルクリップルを抑制するのに、複数のステータの位相を互いにずらすというだけの簡単な構成ですむ。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
先に、走行用電動モータの構成について図１〜図６に基づき説明する。図１は、本発明に係る走行用電動モータの断面図である。図２は、図１に示された走行用電動モータをモータ軸方向から見た断面図である。図３は、図１に示されたロータブロックの断面図である。

図１及び図２に示すように、走行用電動モータ１０は、ロータブロック２０とステータブロック３０とからなる、ブラシレス式インナロータ型直流モータである。以下、走行用電動モータ１０のことを単に「電動モータ１０」と言う。

先ず、ロータブロック２０について説明する。
図１及び図３に示すように、ロータブロック２０は、１つのモータ軸２１と、複数のロータ２２，２３と、１つのロータ間用スペーサ２４と、１つの固定リング２５とからなる。
図３に示すように、モータ軸２１の一端部２１ａは、トルクを出力するための出力端部に構成され、モータ軸２１の他端部２１ｂは、被支承端部に構成されている。モータ軸２１は、出力端部２１ａに近い長手途中に一体に形成された円板状のフランジ２１ｃを有している。

図３に示すように、複数（例えば２つ）のロータ２２，２３は、モータ軸２１の軸方向に複数の部材に分割された、インナロータである。２つのロータ２２，２３間には、環状のロータ間用スペーサ２４が介在している。このため、２つのロータ２２，２３は、モータ軸２１の軸方向に一定の間隔Ｓ１（エアギャップ）を有して配列されている。一定の間隔Ｓ１は、ロータ間用スペーサ２４の長さによって規定される。当然のことながら、ロータ間用スペーサ２４の長さと外径は、ロータ２２，２３間で磁束が流れない大きさに設定されることが好ましい。

２つのロータ２２，２３は、モータ軸２１に例えば圧入によって固定された、環状の部材である。２つのロータ２２，２３のうち、出力端部２１ａの近傍に配置された方を第１ロータ２２と言い、被支承端部２１ｂの近傍に配置された方を第２ロータ２３と言う。第１ロータ２２は、フランジ２１ｃに接する位置に配置される。

図４は、図３に示されたロータブロック２０の各部をモータ軸方向から見た図である。図４（ａ）は、第１ロータ２２を示す。図４（ｂ）は、ロータ間用スペーサ２４を示す。図４（ｃ）は、第２ロータ２３を示す。
なお、図２及び図４において、第１・第２ロータ２２，２３及びロータ間用スペーサ２４の位相については、それぞれ周の１箇所を基準の０°とし、図時計回りに９０°、１８０°、２７０°とする。

図３及び図４に示すように、各ロータ２２，２３は、磁性を有した薄板からなる円盤状の積層板を多数積層することによって、構成されている。各ロータ２２，２３の外周面の近傍に周方向に等ピッチで複数（例えば８個）の永久磁石２６が圧入によって固定されている。８個の永久磁石２６は、板面の方向に着磁された細長い板状の部材である。これらの永久磁石２６は、一方の面を外方へ向けて放射状に配列されるとともに、モータ軸２１に沿って延びている。さらに、これらの永久磁石２６は、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配列される。

さらに、各ロータ２２，２３は、モータ軸２１と各永久磁石２６との間に複数の通気孔２２ａ，２３ａを有している。これらの通気孔２２ａ，２３ａは、各永久磁石２６に対して同一の位相に配列されるとともに、モータ軸２１に沿って貫通している。複数の通気孔２２ａ，２３ａを設けることによって、各ロータ２２，２３の中心部の熱を大気に放散することができる。

ロータブロック２０は、モータ軸２１に対して、被支承端部２１ｂ側から出力端部２１ａへ向かって第１ロータ２２、ロータ間用スペーサ２４、第２ロータ２３及び固定リング２５を、この順に嵌合することによって、一体的に組み立てられる。

ロータ間用スペーサ２４は、モータ軸２１に緩く嵌合している（すきまばめ）。モータ軸２１に対する２つのロータ２２，２３の嵌め合い方式と、モータ軸２１に対する固定リング２５の嵌め合い方式は「しまりばめ」である。「しまりばめ」とは、孔と軸とを組み立てたときに、常に「しめしろ」ができる嵌め合い、すなわち、孔の最大径が軸の最小径よりも小さいか、または、極端な場合には等しい嵌め合い方式である。「しめしろ」とは、軸の径が孔の径よりも大きい場合において、組み合わせる前の、軸の径に対する孔の径の差のことである。

このように、モータ軸２１に圧入によって固定された２つのロータ２２，２３は、モータ軸２１に対して回転が不能に且つ軸方向へのスライドが不能に取り付けられる。圧入するだけであるから、キー溝やセレーションのような回り止め加工を施す必要はない。このため、極めて簡単な構成で、しかも組付け作業が容易である。

図３及び図４に示すように、第１及び第２のロータ２２，２３は、互いに角度θ２だけ位相がずれて配置されている。つまり、第１のロータ２２に対して、第２のロータ２３は、基準の０°から時計回りに角度θ２だけ位相がずれている。角度θ２は、後述するように７．５°である。
第１のロータ２２は、基準の０°の位置に１つの通気孔２２ａと１つの永久磁石２６が配置されるとともに、時計回りに順に他の通気孔２２ａと他の永久磁石２６が配置される。第２のロータ２３は、基準の０°から時計回りに角度θ２だけ位相がずれた位置に、１つの通気孔２３ａと１つの永久磁石２６が配置されるとともに、時計回りに順に他の通気孔２３ａと他の永久磁石２６が配置される。

詳しく述べると、ロータ間用スペーサ２４は、第１ロータ２２に臨む面に開けられた第１位置決め孔２４ａと、第２ロータ２３に臨む面に開けられた第２位置決め孔２４ｂとを有する。第１及び第２位置決め孔２４ａ，２４ｂは、互いに角度θ２だけ位相がずれて配置された、有底の孔である。

第１位置決め孔２４ａは、ロータ間用スペーサ２４のうち、基準の０°から時計回りに角度θ１だけ、ずれた位置に配置されている。角度θ１は２２．５°である。第２位置決め孔２４ｂは、第１位置決め孔２４ａから更に、時計回りに角度θ２だけ、ずれた位置に配置されている。つまり、第１位置決め孔２４ａに対して、第２位置決め孔２４ｂは時計回りに角度θ２だけ位相がずれている。
第１ロータ２２は、第１位置決め孔２４ａに対向した位置（基準の０°から時計回りに角度θ１だけ、ずれた位置）に貫通したロータ側第１位置決め孔２２ｂを有する。第２ロータ２３は、第２位置決め孔２４ｂに対向した位置に貫通したロータ側第２位置決め孔２３ｂを有する。

各第１位置決め孔２２ｂ，２４ａに１つの第１位置決めピン２７を嵌め込むとともに、各第２位置決め孔２３ｂ，２４ｂに１つの第２位置決めピン２８を嵌め込むことによって、２つのロータ２２，２３同士は、互いに位相がずれて配置される。このため、２つのロータ２２，２３同士を極めて簡単な構成で、しかも簡単な位置合わせ作業によって位相を合わせることができる。なお、位置決めピン２７，２８による位置合わせの有無については、任意である。

次に、ステータブロック３０について説明する。
図５は、図１に示されたステータブロックの分解状態の断面図である。
図１、図２及び図５に示すように、ステータブロック３０は、複数のステータ３１，３２と、１つのステータ間用スペーサ３３と、２つのカバー３４，３５とからなる。
図１及び図５に示すように、複数（例えば２つ）のステータ３１，３２は、モータ軸２１の軸方向に複数の部材に分割され、且つ、各ロータ２２，２３に個別に対応するように配置された、環状のアウタステータである。２つのステータ３１，３２のうち、第１ロータ２２に対応するように配置された方を第１ステータ３１と言い、第２ロータ２３に対応するように配置された方を第２ステータ３２と言う。

モータ軸２１に対して、各ロータ２２，２３と各ステータ３１，３２は同心に配置されている。各ロータ２２，２３は、対応する各ステータ３１，３２の内部に若干の間隙（エアギャップ）を有して配置される。

２つのステータ３１，３２間には、環状のステータ間用スペーサ３３が介在している。このため、２つのステータ３１，３２は、モータ軸２１の軸方向に一定の間隔Ｓ２（エアギャップ）を有して配列されている。一定の間隔Ｓ２は、ステータ間用スペーサ３３の長さによって規定される。ステータ間用スペーサ３３の外径は、各ステータ３１，３２の外径に対して概ね同径である。当然のことながら、ステータ間用スペーサ３３の長さと内径、外径は、ステータ３１，３２間で磁束が流れない大きさに設定されることが好ましい。

各ステータ３１，３２は、磁性を有した薄板からなる積層板を多数積層することによって、構成されている。詳しく述べると、各ステータ３１，３２は、図２に示すようにモータ軸方向から見たときに、概ねＴ字状に形成された薄板からなる複数のティース３６を、周方向に連結することによって、環状に構成されたものである。複数のティース３６は、ステータ３１，３２の極数に応じた個数、例えば周方向に１２個組み合わされたものである。各ティース３６の突極３６ａは、モータ軸２１へ向かって延びるように配置されている。この結果、モータ軸２１に対して、１２個の突極３６ａは放射状に配置されることになる。１２個の突極３６ａはそれぞれボビン３７を有している。各ボビン３７にそれぞれ電気子巻線３８が巻かれている。

このように、各ステータ３１，３２は、それぞれ８個の永久磁石２６に対応して周方向に配列された、各１２個の巻線３８を有している。以下、巻線３８のことを、単に「巻線３８」と言う。全ての巻線３８の巻き方向は、同一方向である。詳しくは後述するが、各１２個の巻線３８は、３つの巻線相６１〜６３（図９参照）にまとめられている。

２つのカバー３４，３５のうち、第１ステータ３１側に配置されている方を第１カバー３４と言い、第２ステータ３２側に配置されている方を第２カバー３５と言う。第１カバー３４は、第１ステータ３１における軸方向の外側を覆うとともに、モータ軸２１の出力端部２１ａを軸受４１を介して回転可能に支持している。第２カバー３５は、第２ステータ３２における軸方向の外側を覆うとともに、モータ軸２１の被支承端部２１ｂを軸受４２を介して回転可能に支持している。

図２及び図５に示すように、各ステータ３１，３２とステータ間用スペーサ３３とカバー３４，３５は、複数のボルト４３によって互いに連結するために貫通した複数のボルト孔３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを外周近傍に、それぞれ有している。なお、第１カバー３４のボルト孔はねじ孔である。
ステータブロック３０は、第１カバー３４に第１ステータ３１、ステータ間用スペーサ３３、第２ステータ３２及び第２カバー３５をこの順に重ねて、複数のボルト４３によって結合することによって、一体的に組み立てられる。

なお、図２及び図５において、第１・第２ステータ３１，３２及びステータ間用スペーサ３３の位相については、それぞれ周の１箇所を基準の０°とし、図時計回りに９０°、１８０°、２７０°とする。

図２及び図５に示すように、第１及び第２のステータ３１，３２は、互いに位相が一致して配置されている。第１及び第２のステータ３１，３２は、基準の０°の位置に１つの巻線３８が配置されるとともに、時計回りに順に他の巻線３８が配置されている。

詳しく述べると、ステータ間用スペーサ３３は、第１ステータ３１に臨む面に開けられた２つの第１位置決め孔３３ｂ，３３ｂ（図５参照）と、第２ステータ３２に臨む面に開けられた２つの第２位置決め孔３３ｃ，３３ｃ（図５参照）とを有する。第１及び第２位置決め孔３３ｂ，３３ｃは、互いに位相が一致して配置された、有底の孔である。２つの第１位置決め孔３３ｂ，３３ｂ同士は、モータ軸２１に対して対称に（０°と１８０°の位置に）配置されている。２つの第２位置決め孔３３ｃ，３３ｃ同士は、モータ軸２１に対して対称に（０°と１８０°の位置に）配置されている。

第１ステータ３１は、第１位置決め孔３３ｂに対向した位置に貫通したステータ側第１位置決め孔３１ｂを有する。第２ステータ３２は、第２位置決め孔３３ｃに対向した位置に貫通したステータ側第２位置決め孔３２ｂを有する。
第１カバー３４は、第１位置決め孔３３ｂに対向した位置に有底のカバー側第１位置決め孔３４ｂを有する。第２カバー３５は、第２位置決め孔３３ｃに対向した位置に有底のカバー側第２位置決め孔３５ｂを有する。

各第１位置決め孔３１ｂ，３３ｂ，３４ｂに第１位置決めピン４４を嵌め込むとともに、各第２位置決め孔３２ｂ，３３ｃ，３５ｂに第２位置決めピン４５を嵌め込むことによって、２つのステータ３１，３２同士は、互いに位相が一致して配置される。このため、２つのステータ３１，３２同士を極めて簡単な構成で、しかも簡単な位置合わせ作業によって位相を合わせることができる。なお、位置決めピン４４，４５による位置合わせの有無については、任意である。

なお、電動モータ１０は、次の変形例の構成であってもよい。つまり、電動モータ１０は、複数のロータ２２，２３の位相を互いに一致させて配置するとともに、図６に示すように、複数のステータ３１，３２の位相を互いにずらして配置してもよい。
図６は、図５に示されたステータブロックの変形例図であり、図５に示されたステータブロック３０の各部をモータ軸方向から見たものである。図６（ａ）は、第１ステータ３１を示す。図６（ｂ）は、ステータ間用スペーサ３３を示す。図６（ｃ）は、第２ステータ３２を示す。

図６に示すように、第１及び第２のステータ３１，３２は、互いに角度θ２だけ位相がずれて配置されている。つまり、第１のステータ３１に対して、第２のステータ３２は、基準の０°から時計回りに角度θ２だけ位相がずれている。角度θ２は、上述したように７．５°である。
第１のステータ３１は、基準の０°の位置に１つの巻線３８が配置されるとともに、時計回りに順に他の巻線３８が配置される。第２のステータ３２は、基準の０°から時計回りに角度θ２だけ位相がずれた位置に、１つの巻線３８が配置されるとともに、時計回りに順に他の巻線３８が配置される。

詳しく述べると、ステータ間用スペーサ３３において、第１位置決め孔３３ｂに対して、第２位置決め孔３３ｃは、基準の０°から時計回りに角度θ２だけ位相がずれている。
さらに、ステータ間用スペーサ３３は、ボルト孔３３ａを上記図２に示す実施例に対して２倍の個数を有する。複数のボルト孔３３ａの位相は、上記図２に示す各ボルト孔３３ａの位置から時計回りに角度θ２だけ位相がずれた位置にある。

第１のステータ３１は、第１位置決め孔３１ｂをそれぞれ４つずつ有している。４つの第１位置決め孔３１ｂは、０°と１８０°の位置に１つずつ配置されるとともに、反時計回りに角度θ２だけ位相がずれた位置にも１つずつ配置されている。
さらに、第１のステータ３１は、ボルト孔３１ａを上記図２に示す実施例に対して２倍の個数を有する。追加された複数のボルト孔３１ａの位相は、上記図６（ａ）に示す各ボルト孔３１ａの位置から反時計回りに角度θ２だけ位相がずれた位置にある。

第２のステータ３２は、第１位置決め孔３２ｂをそれぞれ４つずつ有している。４つの第１位置決め孔３２ｂは、０°と１８０°の位置に１つずつ配置されるとともに、時計回りに角度θ２だけ位相がずれた位置にも１つずつ配置されている。
さらに、第２のステータ３２は、ボルト孔３２ａを上記図２に示す実施例に対して２倍の個数を有する。追加された複数のボルト孔３２ａの位相は、上記図６（ｃ）に示す各ボルト孔３２ａの位置から時計回りに角度θ２だけ位相がずれた位置にある。

図２、図５及び図６に示すように、２つの第１位置決め孔３３ｂ，３３ｂにそれぞれ第１位置決めピン４４，４４を嵌め込むとともに、２つの第２位置決め孔３３ｃ、３３ｃにそれぞれ第２位置決めピン４５，４５を嵌め込むことによって、２つのステータ３１，３２同士は、互いに位相がずれて配置される。
このように、変形例によれば、複数のステータ３１，３２を同一構成にすることができるので、生産性が高まる。

ところで、図１及び図３に示すように、電動モータ１０は、各ロータ２２，２３の位相を検知するための位相検知センサ５０を備えている。位相検知センサ５０は、モータ軸２１のフランジ２１ｃにおける端面に配置されたセンサ用ロータ５１と、センサ用ロータ５１の位相を磁気的に検知する３個の検知素子５２，５３，５４とからなる。センサ用ロータ５１は、モータ軸２１を中心として全周に等ピッチで配列された複数（例えば、ロータ２２，２３の永久磁石２６の配列に合わせた８個）の永久磁石を有している。３個の検知素子５２，５３，５４は、モータ軸２１を中心として放射状に等ピッチで配列されており、例えばホールＩＣからなる。

次に、上記の走行用電動モータ１０を搭載した自走式除雪機を図７〜図１０に基づき説明する。なお、便宜的に、左右の部材のうち左の部材には符号にＬを付し、右の部材には符号にＲを付す。上記走行用電動モータ１０についても同様である。

図７は、本発明に係る自走式除雪機の側面図である。図８は、図７に示された自走式除雪機の模式的平面図兼制御系統図である。
図７及び図８に示すように、自走式除雪機１００は、機体１０１に、オーガ式の除雪作業装置１０２と、この除雪作業装置１０２を駆動するエンジン１０３と、クローラ式の左右の走行装置１０４Ｌ，１０４Ｒと、この左右の走行装置１０４Ｌ，１０４Ｒだけを駆動するための左右の走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒとを備えている。さらに、機体１０１は、バッテリ１０５を備えるとともに、後部から後方上部へ延びる左右の操作ハンドル１０６Ｌ，１０６Ｒを備える。左右の操作ハンドル１０６Ｌ，１０６Ｒは、それぞれ先端にグリップ１０７Ｌ，１０７Ｒを有する。

このような自走式除雪機１００は、前進走行しつつ前部のオーガ１２３で雪を掻き集めて除雪するので、オーガ式除雪機と言われている。作業者は、自走式除雪機１００に連れて歩行しながら、操作ハンドル１０６Ｌ，１０６Ｒで自走式除雪機１００を操縦することができる。

左右の走行装置１０４Ｌ，１０４Ｒは、走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒだけによって駆動される構成であり、左右のクローラベルト１１１Ｌ，１１１Ｒと、前部に配置された左右の駆動輪（走行輪）１１２Ｌ，１１２Ｒと、後部に配置された左右の転動輪１１３Ｌ，１１３Ｒとからなる。左の電動モータ１０Ｌが発生したトルクにより、左の駆動輪１１２Ｌを介して左のクローラベルト１１１Ｌを駆動する。右の電動モータ１０Ｒが発生したトルクにより、右の駆動輪１１２Ｒを介して右のクローラベルト１１１Ｒを駆動する。

除雪作業装置１０２は、オーガハウジング１２１、オーガハウジング１２１の背面と一体のブロアケース１２２、オーガハウジング１２１に備えたオーガ１２３、ブロアケース１２２に備えたブロア１２４及びシュータ１２５（図７参照）からなる。
エンジン１０３は、電磁クラッチ１２６を介して除雪作業装置１０２を駆動する除雪用駆動源である。エンジン１０３の動力は、電磁クラッチ１２６及びオーガ用伝動軸１２７を介してオーガ１２３及びブロア１２４に伝わる。オーガ１２３で掻き集めた雪を、ブロア１２４によってシュータ１２５を介して遠くへ飛ばすことができる。

左の操作ハンドル１０６Ｌは、走行準備レバー１３１を備える。走行準備レバー１３１は、スイッチ１３１ａに作用する走行準備部材であり、リターンスプリングの引き作用により、図に示すフリー状態になればスイッチ１３１ａはオフになる。作業者の左手で走行準備レバー１３１を握れば、スイッチ１３１ａはオンとなる。

左右の操作ハンドル１０６Ｌ，１０６Ｒ間には、操作盤１３２と制御部１３３が配置されている。図８に示すように操作盤１３２は、メインスイッチ１３４とオーガスイッチ１３５と前後進速度操作部１３６と左右の旋回操作スイッチ１３７Ｌ，１３７Ｒとを備える。
メインスイッチ１３４を回してオンにすることで、エンジン１０３を始動させることができる。オーガスイッチ１３５は、電磁クラッチ１２６をオン・オフ切替えする手動スイッチであり、例えば押し釦スイッチからなる。

前後進速度操作部１３６は、左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの回転を制御するための操作部であって、前後にスイング操作する操作レバー１３６ａと、操作レバー１３６ａのスイング量に応じた操作信号を発するポテンショメータ１３６ｂとからなる。制御部１３３は、前後進速度操作部１３６の操作に応じて次のように走行制御をする。

操作レバー１３６ａが中立位置にあるときには、左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの回転を停止させることによって、左右の走行装置１０４Ｌ，１０４Ｒを停止させる。操作レバー１３６ａを中立位置から前方にスイング操作したときには、左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを正転させることにより、左右の走行装置１０４Ｌ，１０４Ｒを前進走行させる。操作レバー１３６ａを中立位置から後方にスイング操作したときには、左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを逆転させることにより、左右の走行装置１０４Ｌ，１０４Ｒを後進走行させる。操作レバー１３６ａのスイング量に応じて左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの回転速度を制御することにより、左右の走行装置１０４Ｌ，１０４Ｒの走行速度を制御する。このように、１つの操作レバー１３６ａによって、前後の方向と高低速の速度制御とを設定することができる。

左右の旋回操作スイッチ１３７Ｌ，１３７Ｒは、押し釦スイッチからなり、押ボタンを押し操作している間だけスイッチオンとなってスイッチ信号を発する、接点自動復帰式スイッチである。

次に、自走式除雪機１００の制御系統について図８に基づき説明する。自走式除雪機１００の制御系統は、制御部１３３を中心に集約されたものである。制御部１３３はメモリを内蔵し、このメモリに記憶されている各種の情報を適宜読み出して制御する。
エンジン１０３の出力の一部で発電機１４１を回し、得た電力をバッテリ１０５に供給するとともに、左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒや他の電装品に供給する。エンジン１０３の出力の残部は、オーガ１２３及びブロア１２４の回転に充てる。
バッテリ１０５は、電力を左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒや他の電装品に供給する。このため、エンジン１０３が停止したときであっても、左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを駆動して自走式除雪機１００を走行させることができる。

走行準備レバー１３１を握るとともに、オーガスイッチ１３５をオン操作することにより、電磁クラッチ１２６を接続（オン）し、エンジン１０３の動力によってオーガ１２３及びブロア１２４を回転させることができる。オーガスイッチ１３５をオフ操作することにより、電磁クラッチ１２６を断（オフ）状態にすることができる。なお、走行準備レバー１３１をフリーにするか、オーガスイッチ１３５をオフ操作するかの、いずれかにより、電磁クラッチ１２６を断状態にすることができる。

次に、走行系統について説明する。
自走式除雪機１００は、普通車両のパーキングブレーキに相当するブレーキとして、左右の電磁ブレーキ１４２Ｌ，１４２Ｒを備える。これらの電磁ブレーキ１４２Ｌ，１４２Ｒは、駐車中は制御部１３３の制御により、ブレーキ状態（オン状態）にある。

前後進速度操作部１３６の操作レバー１３６ａの位置情報をポテンショメータ１３６ｂから得た制御部１３３は、左右のドライバ回路１４３Ｌ，１４３Ｒに制御信号を発して、左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに必要な駆動電流を供給させることにより、左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを回転させる。さらに、制御部１３３は、各電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの回転速度をモータ回転センサ１４４Ｌ，１４４Ｒで検出して、その検出信号に基づいて回転速度が所定値になるようにフィードバック制御を実行する。この結果、左右の駆動輪１１２Ｌ，１１２Ｒは所望の方向に所定の速度で回り、走行状態となる。

左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの駆動制御方式は、例えば、モータ端子にパルス電圧を供給するパルス幅変調方式（ＰＷＭ方式）であってもよい。ＰＷＭ方式の場合には、制御部１３３の制御信号に応じて、ドライバ回路１４３Ｌ，１４３Ｒはパルス幅が制御されたパルス信号を発して、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの回転を制御する。

左右のドライバ回路１４３Ｌ，１４３Ｒから左右の電動モータ１０Ｌ，１０Ｒへ個別に供給される駆動電流は、電流センサ１４５Ｌ，１４５Ｒによって検出される。
バッテリ１０５の電圧（端子間電圧）は、バッテリ用電圧センサ１４６によって検出される。

走行中の制動は次の手順で行う。左右のドライバ回路１４３Ｌ，１４３Ｒは、回生ブレーキ回路を含む。バッテリから電動モータへ電気エネルギーを供給することで、電動モータは回転する。一方、発電機は回転を電気エネルギーに変換する手段である。そこで、本発明では電気的切換えにより、電動モータを発電機に変え、発電させるようにした。発電電圧がバッテリ電圧より高ければ、電気エネルギーはバッテリに蓄えることができる。これが回生ブレーキの作動原理である。

左の旋回操作スイッチ１３７Ｌをオン操作している間は、オン信号に基づいて、制御部１３３は左の回生ブレーキ回路を作動させ、左の電動モータ１０Ｌの速度を下げる。右の旋回操作スイッチ１３７Ｒをオン操作している間は、オン信号に基づいて、制御部１３３は右の回生ブレーキ回路を作動させ、右の電動モータ１０Ｒの速度を下げる。すなわち、左の旋回操作スイッチ１３７Ｌを操作している間だけ、自走式除雪機１００は左旋回する。また、右の旋回操作スイッチ１３７Ｒを操作している間だけ、自走式除雪機１００は右旋回する。

次に、上記図８に示された自走式除雪機１００の制御系統図のうち、特に、制御部１３３と左のドライバ回路１４３Ｌと左の電動モータ１０Ｌの関係について、図９に基づき詳細に説明する。なお、右のドライバ回路１４３Ｒと右の電動モータ１０Ｒについても同様なので、説明を省略する。

図９に示すように、電動モータ１０Ｌ（つまり、図１に示す電動モータ１０）は、各ステータ３１，３２毎に１２個の巻線３８を有している。１２個の巻線３８を、例えば、互いに隣接し合う４つずつ直列接続することにより、複数の巻線相６１〜６３が構成される。具体的には、Ｕ相の巻線相６１とＶ相の巻線相６２とＷ相の巻線相６３の３つである。これらの巻線相６１〜６３はステータ３１，３２の周方向に配列される。このように、複数の巻線相６１〜６３は、複数の巻線３８の集合体である。複数の巻線相６１〜６３は、各一端同士が接続されることによって、Ｙ結線（スター型結線）にされている。このように、複数のステータ３１，３２は、各ステータ３１，３２毎に電気的に独立した巻線３８を有している。

左のドライバ回路１４３Ｌは、第１ステータ３１の巻線相６１〜６３に駆動電流を供給する第１ドライバ回路７１と、第２ステータ３２の巻線相６１〜６３に駆動電流を供給する第２ドライバ回路７２とからなる。第１ドライバ回路７１は、それぞれ互いに独立したＵ相ドライバ７４とＶ相ドライバ７５とＷ相ドライバ７６の、３つの相ドライバからなる。第２ドライバ回路７２についても同様である。

ここで、第１のロータ２２と第１のステータ３１の組合せから成る構成のことを、第１モータユニット８１と言う。第２のロータ２３と第２のステータ３２の組合せから成る構成のことを、第２モータユニット８２と言う。

また、電動モータ１０と、この電動モータ１０に駆動電流を供給する左のドライバ回路１４３Ｌと、この左のドライバ回路１４３Ｌを制御する制御部１３３の組合せから成る構成のことを、動力装置９０と言う。

次に、上記図９に示された回路のうち、特に、制御部１３３と第１ドライバ回路７１と第１ステータ３１の関係について、図１０に基づき詳細に説明する。なお、第２ドライバ回路７２と第２ステータ３２についても同様なので、説明を省略する。図１０において、＋Ｖｃｃはバッテリ１０５の正極である。

図１０に示すように、第１ドライバ回路７１において、３つの相ドライバ７４〜７６は同じ構成である。つまり、Ｕ相ドライバ７４は、例えば、上部素子７４ａと下部素子７４ｂとが直列接続され、その接続点がＵ相の巻線相６１に接続されたハーフブリッジ回路からなる。Ｕ相ドライバ７４は、２つの電流回生用ダイオード７４ｃ，７４ｄを有する。
Ｖ相ドライバ７５は、例えば、上部素子７５ａと下部素子７５ｂとが直列接続され、その接続点がＶ相の巻線相６２に接続されたハーフブリッジ回路からなる。Ｖ相ドライバ７５は、２つの電流回生用ダイオード７５ｃ，７５ｄを有する。
Ｗ相ドライバ７６は、例えば、上部素子７６ａと下部素子７６ｂとが直列接続され、その接続点がＷ相の巻線相６３に接続されたハーフブリッジ回路からなる。Ｗ相ドライバ７６は、２つの電流回生用ダイオード７６ｃ，７６ｄを有する。

なお、各ドライバ７１，７２はハーフブリッジ回路に限定されず、例えばＨブリッジ回路であってもよい。また、上部素子７４ａ，７５ａ，７６ａと下部素子７４ｂ，７５ｂ，７６ｂは、例えばトランジスタからなる。

次に、電動モータ１０が発生するトルクリップルについて説明する。
先ず、第１モータユニット８１が発生するトルク、いわゆる、第１巻き線側の発生トルクについて、図１０を参照しつつ図１１に基づき説明する。

図１１は、横軸を第１のロータの回転角とし、縦軸を各部の信号・トルクとした第１巻き線側（第１モータユニット８１）の特性を示す特性図である。
第１のステータ３１は、１２個の巻線３８を有している。このため、１２個の巻線３８全体の電流の切り替わり回数は２４回である。つまり、第１のロータ２２が１５°回転する毎に１２個の巻線３８の電流が切り替わる。図１１では、第１のロータ２２の回転角が１５°毎における各部の特性を示す。

ここで、位相検知センサ５０における第１ホールＩＣ（検知素子）５２の出力信号をＨｕ、第２ホールＩＣ（検知素子）５３の出力信号をＨｖ、第３ホールＩＣ（検知素子）５４の出力信号をＨｗとする。
第１ドライバ回路７１における上部素子７４ａの入力信号をＵｕ、上部素子７５ａの入力信号をＶｕ、上部素子７６ａの入力信号をＷｕ、下部素子７４ｂの入力信号をＵｄ、下部素子７５ｂの入力信号をＶｄ、下部素子７６ｂの入力信号をＷｄとする。
第１巻線側において、Ｕ相の巻線相６１に供給される駆動電流をＩｕ、Ｖ相の巻線相６２に供給される駆動電流をＩｖ、Ｗ相の巻線相６３に供給される駆動電流をＩｗとする。
なお、Ｈは高レベル信号、Ｌは低レベル信号である。また、駆動電流において、＋はプラス電流、−はマイナス電流である。

図１１に示すように、３つのホールＩＣ５２〜５４が発生する出力信号の波形は、第１のロータ２２の回転角３０°ずつ位相がずれる。このため、３つの巻線相６１〜６３に供給される駆動電流の波形は、第１のロータ２２の回転角３０°ずつ位相がずれる。この結果、第１巻線側における第１のロータ２２は、回転角１５°毎にトルクを発生することが判る。このままでは、第１のロータ２２が発生するトルクのピーク値は、比較的大きい。
電動モータ１０の振動を抑制するとともに、電動モータ１０からトルクを効率良く出力するには、トルクリップルを抑制することが好ましい。

次に、第１巻線側（第１モータユニット８１）における第１のロータ２２が発生したトルクと、第２巻線側（第２モータユニット８２）における第２のロータ２３が発生したトルクとの、合成トルクについて、図４及び図６を参照しつつ図１２に基づき説明する。

電動モータ１０は、第１及び第２のロータ２２，２３の位相が互いに角度θ２ずれているとともに、第１及び第２のステータ３１，３２の位相が互いに一致している。または、電動モータ１０は、第１及び第２のロータ２２，２３の位相が互いに一致しているとともに、第１及び第２のステータ３１，３２の位相が互いに角度θ２ずれている。
第１のロータ２２が１５°回転する毎に１２個の巻線３８の電流が切り替わるので、θ２の値を７．５°に設定した。この結果を図１２に示す。

図１２は、横軸を第１・第２のロータの回転角とし縦軸を発生トルクとして、合成トルクを示すトルク特性図である。
図１２によれば、第１巻き線側がトルクを発生してから、第１・第２ロータ２２，２３が回転角θ２だけ回転したときに（θ２＝７．５°）、第２巻き線側がトルクを発生することが判る。つまり、第１巻き線側と第２巻き線側とで、トルクを発生するタイミングがずれる。この結果、第１巻き線側が発生するトルクと、第２巻き線側が発生するトルクとの合成トルク（電動モータ１０全体の発生トルク）は、回転角θ２毎にトルクを発生する。

この結果、１つのロータと１つのステータの組合せからなるモータユニット８１，８２毎に発生する、各トルクリップルの位相をずらすことができる。このため、電動モータ１０全体のトルクリップルを容易に抑制することができる。つまり、電動モータ１０が発生するトルクを平滑化することができる。しかも、トルクリップルを抑制するのに、互いに位相をずらして配置された複数のロータ２２，２３を１つのモータ軸２１に固定する、または、複数のステータ３１，３２の位相を互いにずらすというだけの簡単な構成ですむ。

次に、上記図８及び図９に示す制御部１３３をマイクロコンピュータとした場合の制御フローについて、図９を参照しつつ、図１３〜図１４に基づき説明する。
但し、図１３〜図１４に示す制御フローの構成の場合において、電動モータ１０は次のように構成されている。つまり、複数のロータ２２，２３は互いに位相が一致して配置されており、複数のステータ３１，３２も互いに位相が一致して配置されている。

これらの制御フローは、例えばメインスイッチ１３４をオンにしたときに開始する。図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。特に説明がないステップ番号については、番号順に進行する。
なお、以下の制御フローについては、特に、制御部１３３と左のドライバ回路１４３Ｌと左の電動モータ１０Ｌの関係について述べる。右のドライバ回路１４３Ｒと右の電動モータ１０Ｒについても同様なので、説明を省略する。

図１３は本発明に係る制御部の制御フローチャート（第１実施例）である。
ＳＴ０１；ドライバ回路１４３Ｌから電動モータ１０Ｌに供給される駆動電流Ｉｍｒを、電流センサ１４５Ｌによって検出する。
ＳＴ０２；駆動電流Ｉｍｒが、予め設定されている所定の基準電流Ｉｍｓを下回っているか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ０３に進み、ＮＯならＳＴ０４に進む。ここで、基準電流Ｉｍｓは、除雪作業装置１０２による除雪作業をすることなく自走式除雪機１００を走行させたときに必要な駆動電流である。

ＳＴ０３；ＹＥＳなので、制御部１３３に記憶されている複数の制御モードの中から、軽負荷制御モードを選択する。軽負荷制御モードは、複数の巻線３８における所定の巻線３８にだけ駆動電流を供給するように、ドライバ回路１４３Ｌを制御する制御モードである。例えば、第１及び第２ステータ３１，３２のうち、一方のステータにおける各巻線３８にだけ駆動電流を供給する。

ＳＴ０４；ＮＯなので、制御部１３３に記憶されている複数の制御モードの中から、通常制御モードを選択する。通常制御モードは、全ての巻線３８に駆動電流を供給するように、ドライバ回路１４３Ｌを制御する制御モードである。
ＳＴ０５；上記ＳＴ０３またはＳＴ０４で選択された制御モードに基づいて、ドライバ回路１４３Ｌを制御した後に、この制御フローにおける制御を終了する。

このように、図１３に示す第１実施例においては、除雪作業装置１０２による除雪作業をすることなく自走式除雪機１００を走行させたときには、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに掛かる負荷が小さい。この結果、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに供給される駆動電流Ｉｍｒは基準電流Ｉｍｓを下回っている。
図１３に示す制御フローチャートの制御を実行する制御部１３３は、電動モータ１０Ｌに供給される駆動電流Ｉｍｒが所定の基準電流Ｉｍｓを下回っているという条件を満たしていると判断したときに（ＳＴ０２）、複数の巻線３８における所定の巻線３８にだけ駆動電流を供給するように、複数のドライバ回路７１，７２を制御する（ＳＴ０３、ＳＴ０５）。この結果、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒが発生するトルクは小さい。

一方、除雪作業装置１０２によって除雪作業をしながら自走式除雪機１００を走行させたときには、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに掛かる負荷は大きい。この結果、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに供給される駆動電流Ｉｍｒは、基準電流Ｉｍｓに達する。このときに、制御部１３３は、例えば、全ての巻線３８に駆動電流を供給するように制御すればよい（ＳＴ０４、ＳＴ０５）。この結果、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒが発生するトルクは大きい。しかも、作業者の速度操作に応じて、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを低速回転させることができる。

このように、除雪作業装置１０２による除雪作業の有無によって、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに対する駆動電流の供給を変更するだけであるから、簡単な構成で電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの消費電力を抑制することができる。

さらには、電動モータ１０は、１つのモータ軸２０と複数のロータ２２，２３と複数のステータ３１，３２とからなる。各ステータ３１，３２の巻線３８は、ステータ３１，３２毎に電気的に独立している。ドライバ回路７１，７２は、各ステータ３１，３２の巻線３８毎に個別に駆動電流を供給するように、複数個に分けられている。複数のドライバ回路７１，７２を制御部１３３で個別に制御することができる。
このため、各ドライバ回路７１，７２の電流供給能力は小さくてすむ。各ドライバ回路７１，７２を小型化することができる。

また、ドライバ回路７１，７２は発熱するものである。これに対して、ドライバ回路７１，７２を複数個に分けたので、各ドライバ回路７１，７２からの放熱を分散することができる。このため、各ドライバ回路７１，７２を冷却するためのヒートシンクを小型にすることができる。従って、動力装置９０を小型化することができる。

さらには、ドライバ回路７１，７２が複数個に分けられているので、電動モータ１０に掛かる負荷の変動に応じて、制御部１３３は複数のドライバ回路７１，７２を個別に制御することができる。つまり、必要な巻線３８にだけ駆動電流を供給する。この結果、電動モータ１０による無駄な消費電流（駆動電流）を容易に抑制して、省エネルギー化を進めることができる。しかも、動力装置９０は簡単な構成ですむ。

図１４は本発明に係る制御部の制御フローチャート（第２実施例）である。
ＳＴ１１；各種信号を読み込む。
ＳＴ１２；除雪作業が停止中であるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ１３に進み、ＮＯならＳＴ１５に進む。例えば、オーガスイッチ１３５がオフであるときに、「除雪作業が停止中」であると判断する。

ＳＴ１３；走行操作がされたか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ１４に進み、ＮＯならこの制御フローにおける制御を終了する。例えば、操作レバー１３６ａが前方または後方にスイング操作されているとき（倒されているとき）に、「走行操作がされた」と判断する。

ＳＴ１４；制御部１３３に記憶されている複数の制御モードの中から、軽負荷制御モードを選択する。軽負荷制御モードは、複数の巻線３８における所定の巻線３８にだけ駆動電流を供給するように、ドライバ回路１４３Ｌを制御する制御モードである。例えば、第１及び第２ステータ３１，３２のうち、一方のステータにおける各巻線３８にだけ駆動電流を供給する。

ＳＴ１５；走行操作がされたか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ１６に進み、ＮＯならこの制御フローにおける制御を終了する。
ＳＴ１６；制御部１３３に記憶されている複数の制御モードの中から、通常制御モードを選択する。通常制御モードは、全ての巻線３８に駆動電流を供給するように、ドライバ回路１４３Ｌを制御する制御モードである。
ＳＴ１７；上記ＳＴ１４またはＳＴ１６で選択された制御モードに基づいて、ドライバ回路１４３Ｌを制御した後に、この制御フローにおける制御を終了する。

このように、図１４に示す第２実施例においては、除雪作業装置１０２による除雪作業をすることなく自走式除雪機１００を走行させたときには、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに掛かる負荷が小さい。この結果、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに供給される駆動電流Ｉｍｒは基準電流Ｉｍｓを下回っている。
図１４に示す制御フローチャートの制御を実行する制御部１３３は、除雪作業装置１０２による除雪作業が停止中であるという条件（ＳＴ１２）と、走行装置１１１Ｌ，１１１Ｒが走行操作されているという条件（ＳＴ１３）の、２つの条件を満たしていると判断したときに、複数の巻線３８における所定の巻線３８にだけ駆動電流を供給するように、複数のドライバ回路７１，７２を制御する（ＳＴ１４、ＳＴ１７）。この結果、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒが発生するトルクは小さい。

一方、除雪作業装置１０２によって除雪作業をしながら自走式除雪機１００を走行させたときには、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに掛かる負荷は大きい。この結果、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに供給される駆動電流Ｉｍｒは、基準電流Ｉｍｓに達する。このときに、制御部１３３は、例えば、全ての巻線３８に駆動電流を供給するように制御すればよい（ＳＴ１６、ＳＴ１７）。この結果、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒが発生するトルクは大きい。しかも、作業者の速度操作に応じて、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを低速回転させることができる。

このように、除雪作業装置１０２による除雪作業の有無によって、電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに対する駆動電流の供給を変更するだけであるから、簡単な構成で電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの消費電力を抑制することができる。

さらには、ドライバ回路７１，７２が複数個に分けられているので、電動モータ１０に掛かる負荷の変動に応じて、制御部１３３は複数のドライバ回路７１，７２を個別に制御することができる。つまり、必要な巻線３８にだけ駆動電流を供給する。この結果、電動モータ１０による無駄な消費電流（駆動電流）を容易に抑制して、省エネルギー化を進めることができる。しかも、動力装置９０は簡単な構成ですむ。

次に、走行用電動モータ１０と制御部１３３とドライバ回路１４３Ｌの変形例について、図１５〜図２０に基づき説明する。なお、図１〜図１４に示す電動モータ１０、自走式除雪機１００、制御部１３３及びドライバ回路１４３Ｌと同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。

図１５は、本発明に係る変形例の走行用電動モータの断面図であり、上記図１に合わせて表したものである。変形例の走行用電動モータ１０Ａは、ロータブロック２０Ａとステータブロック３０Ａとからなる、ブラシレス式インナロータ型直流モータである。

ロータブロック２０Ａは、１つのモータ軸２１Ａと１つのロータ２２Ａとからなる。ロータ２２Ａは、モータ軸２１Ａに例えば圧入によって固定された環状の部材であって、図１〜図４に示す第１ロータ２２と実質的に同じ構成である。但し、ロータ２２Ａは、複数のステータ３１，３２，３９の全てに対応するべく、第１ロータ２２よりも細長い構成である。このため、複数の永久磁石２６Ａの長さは、ロータ２２Ａの長さに対応して大きく設定されている。

次に、ステータブロック３０Ａについて説明する。ステータブロック３０Ａは、３つのステータ３１，３２，３９と、２つのステータ間用スペーサ３３，３３と、２つのカバー３４，３５とからなる。３つのステータ３１，３２，３９は、モータ軸２１Ａの軸方向に複数の部材に分割され、且つ、１つのロータ２２Ａに個別に対応するように配置された、環状のアウタステータである。３つのステータ３１，３２，３９は、互いに位相が一致して配置されている。

モータ軸２１Ａに対して、ロータ２２Ａと各ステータ３１，３２，３９は同心に配置されている。ロータ２２Ａは、対応する各ステータ３１，３２，３９の内部に若干の間隙（エアギャップ）を有して配置される。

このように、変形例の電動モータ１０Ａは、１つのモータ軸２１Ａと、このモータ軸２１Ａに設けられた１つのロータ２２Ａと、このロータ２２Ａに対応してモータ軸方向に配列された３つのステータ３１，３２，３９とからなる、ブラシレス式インナロータ型直流モータである。
ロータブロック２０Ａは、ロータ２２Ａが１つだけである他には、図１〜図４に示すロータブロック２０と実質的に同じ構成である。
ステータブロック３０Ａは、上記第１ステータ３１と上記第２ステータ３２に加えて更に第３ステータ３９を有している他には、図１〜図４に示すステータブロック３０と実質的に同じ構成である。

次に、変形例における、制御部１３３と左のドライバ回路１４３Ｌと左の電動モータ１０Ａの関係について、図１６に基づき詳細に説明する。
ここで、図１６に示すように、ロータ２２Ａと第１のステータ３１の組合せから成る構成のことを、第１モータユニット８１Ａと言う。ロータ２２Ａと第２のステータ３２の組合せから成る構成のことを、第２モータユニット８２Ａと言う。ロータ２２Ａと第３のステータ３９の組合せから成る構成のことを、第３モータユニット８３Ａと言う。

また、電動モータ１０Ａと、この電動モータ１０Ａに駆動電流を供給するドライバ回路１４３Ｌと、このドライバ回路１４３Ｌを制御する制御部１３３の組合せから成る構成のことを、動力装置９０Ａと言う。

電動モータ１０Ａは、各ステータ３１，３２，３９毎に１２個の巻線３８を有している。１２個の巻線３８を、例えば、互いに隣接し合う４つずつ直列接続することにより、複数の巻線相６１〜６３が構成される。具体的には、Ｕ相の巻線相６１とＶ相の巻線相６２とＷ相の巻線相６３の３つである。これらの巻線相６１〜６３はステータ３１，３２，３９の周方向に配列される。このように、複数の巻線相６１〜６３は、複数の巻線３８の集合体であって、互いに電気的に独立している。複数の巻線相６１〜６３は、各一端同士が接続されることによって、Ｙ結線（スター型結線）にされている。

変形例のドライバ回路１４３Ｌは、第１ドライバ回路７１と第２ドライバ回路７２の他に、更に第３ドライバ回路７３を有する。第３ドライバ回路７３は、第１ドライバ回路７１と同様にそれぞれ互いに独立したＵ相ドライバ７４とＶ相ドライバ７５とＷ相ドライバ７６の、３つの相ドライバからなる。つまり、第３ドライバ回路７３は、第１ドライバ回路７１と実質的に同じ構成である。

次に、上記図１６に示す制御部１３３をマイクロコンピュータとした場合の制御フローについて、図１６を参照しつつ、図１７に基づき説明する。これらの制御フローは、例えばメインスイッチ１３４（図８参照）をオンにしたときに開始する。図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。特に説明がないステップ番号については、番号順に進行する。
但し、図１６に示す制御フローの構成の場合において、電動モータ１０Ａは次のように構成されている。つまり、複数のステータ３１，３２，３９は互いに位相が一致して配置されている。

図１７は、本発明に係る変形例の制御部の制御フローチャートである。
ＳＴ２１；回生制動操作信号、つまり、左右の旋回操作スイッチ１３７Ｌ，１３７Ｒのスイッチ信号を読み込む。
ＳＴ２２；回生制動操作がされたか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ２３に進み、ＮＯならＳＴ２１に戻る。左の旋回操作スイッチ１３７Ｌまたは右の旋回操作スイッチ１３７Ｒがオン操作されているときに、回生制動操作がされたと判断する。
ＳＴ２３；バッテリ１０５の電圧Ｅｂｒを、バッテリ用電圧センサ１４６によって検出する。
ＳＴ２４；電動モータ１０Ｌからドライバ回路１４３Ｌを介してバッテリ１０５へ流れる回生電流Ｉｒｒを、電流センサ１４５Ｌによって検出する。

ＳＴ２５；バッテリ１０５の電圧Ｅｂｒが、予め設定されている所定の基準電圧Ｅｂｓを越えているか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ２６に進み、ＮＯならＳＴ２８に進む。バッテリ１０５の残量に応じて電圧Ｅｂｒは増大する。基準電圧Ｅｂｓは、バッテリ１０５の過充電が防止される値（例えば、バッテリ１０５が満充電に近い状態の電圧）に設定される。
ＳＴ２６；回生電流Ｉｒｒが、予め設定されている所定の基準回生電流Ｉｒｓを越えているか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ２７に進み、ＮＯならＳＴ２８に進む。基準回生電流Ｉｒｓは、バッテリ１０５の耐久性を考慮した最大限の回生電流（充電電流）に設定される。

ＳＴ２７；制御部１３３に記憶されている複数の制御モードの中から、アンバランス回生制御モードを選択する。
アンバランス回生制御モードは、回生制動時において、３つのモータユニット８１Ａ，８２Ａ，８３Ａが不均等のトルクを発生するように、３つのドライバ回路７１〜７３を制御するモードである。制御部１３３は、アンバランス回生制御モードを実行することによって、各モータユニット８１Ａ，８２Ａ，８３Ａが発生するトルクの配分を不均等とするように、３つのドライバ回路７１〜７３を制御することになる。３つのモータユニット８１Ａ，８２Ａ，８３Ａが発生するトルクの総和、つまり、合成トルクは、制御部１３３が電動モータ１０Ａに要求するトルク（必要トルク）である。この場合の合成トルクは、回生トルクである。アンバランス回生制御モードの一例については、図１９及び図２０に基づいて説明する。

ＳＴ２８；制御部１３３に記憶されている複数の制御モードの中から、通常回生制御モードを選択する。
通常回生制御モードは、回生制動時において、３つのモータユニット８１Ａ，８２Ａ，８３Ａが均等のトルクを発生するように、３つのドライバ回路７１〜７３を制御するモードである。制御部１３３は、通常回生制御モードを実行することによって、各モータユニット８１Ａ，８２Ａ，８３Ａが発生するトルクの配分を均等とするように、３つのドライバ回路７１〜７３を制御することになる。３つのモータユニット８１Ａ，８２Ａ，８３Ａが発生するトルクの総和、つまり、合成トルクは、制御部１３３が電動モータ１０Ａに要求するトルク（必要トルク）である。この場合の合成トルクは、回生トルクである。通常回生制御モードの一例については、図１８に基づいて説明する。

ＳＴ２９；上記ＳＴ２７またはＳＴ２８で選択された回生制御モードに基づいて、ドライバ回路１４３Ｌを制御した後に、この制御フローにおける制御を終了する。

図１８は、図１７のＳＴ２８に示された通常回生制御モードの一例を説明する説明図であり、上記図１１と同様の表し方をしてある。つまり、図１８は、横軸をロータの回転角とし、縦軸を各部の信号・トルクとしたモータユニットの制御特性を示している。
第１モータユニット８１Ａが発生するトルク（第１巻線側の発生トルク）はＴｂ１である。第２モータユニット８２Ａが発生するトルク（第２巻線側の発生トルク）はＴｂ２である。第３モータユニット８３Ａが発生するトルク（第３巻線側の発生トルク）はＴｂ３である。３つのトルクＴｂ１〜Ｔｂ３の総和、つまり、合成トルクはＴｂｔである。

先ず、第１モータユニット８１Ａについて説明する。回生制動時において、制御部１３３は、第１ドライバ回路７１における全ての上部素子へ発する信号（入力信号Ｕｕ，Ｖｕ，Ｗｕ）を低レベル信号Ｌとする。このため、第１巻線側の発生トルクＴｂ１は負の値となる。
同様に、制御部１３３は、第２ドライバ回路７２と第３ドライバ回路７３にも、第１ドライバ回路７１と同じ信号を発する。このため、第２巻線側の発生トルクＴｂ２と第３巻線側の発生トルクＴｂ３も負の値となる。
各発生トルクＴｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３の値は同一である。合成トルクＴｂｔは、Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３を合成した負の値であるから、回生トルクである。

このように、通常回生制御モードによれば、制御部１３３が電動モータ１０Ａに要求する回生トルクＴｂｔ（所要回生トルクＴｂｔ）を、３つのモータユニット８１Ａ，８２Ａ，８３Ａに均等に分配することができる。
所要回生トルクＴｂｔとは、外部条件（例えば、電動モータ１０Ａで駆動する負荷を停止させるときの条件）に応じて制御部１３３が演算して求めた値である。

図１９は、図１７のＳＴ２７に示されたアンバランス回生制御モードの一例を説明する説明図（その１）であり、上記図１８と同様の表し方をしてある。つまり、図１９は、横軸をロータの回転角とし、縦軸を各部の信号・トルクとした第１モータユニット８１Ａの制御特性を示している。

回生制動時において、制御部１３３は、第１ホールＩＣ５２の出力信号に応じて第１ドライバ回路７１における上部素子と下部素子に制御信号を発する。このため、第１巻線側の発生トルクＴｂ１は正の値となる。

図２０は、図１７のＳＴ２７に示されたアンバランス回生制御モードの一例を説明する説明図（その２）であり、上記図１９と同様の表し方をしてある。つまり、図２０は、横軸をロータの回転角とし、縦軸を各部の信号・トルクとした第２及び第３モータユニット８２Ａ、８３Ａの制御特性を示している。

回生制動時において、制御部１３３は、第２及び第３モータユニット８２Ａ、８３Ａにおける全ての上部素子へ発する信号（入力信号Ｕｕ，Ｖｕ，Ｗｕ）を低レベル信号Ｌとする。このため、第２及び第３の発生トルクＴｂ２，Ｔｂ３は負の値となる。

上記図１９に示す第１巻線側の発生トルクＴｂ１と、図２０に示す第２及び第３巻線側の発生トルクＴｂ２，Ｔｂ３とは、絶対値が同一である。合成トルクＴｂｔは、Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３を合成した負の値となる。つまり、合成トルクＴｂｔは回生トルクである。

このように、アンバランス回生制御モードによれば、制御部１３３が電動モータ１０Ａに要求する回生トルクＴｂｔを、３つのモータユニット８１Ａ，８２Ａ，８３Ａに不均等に分配することができる。

ここで、アンバランス回生制御モードにおける、各巻線側の発生トルクＴｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３と所要回生トルクＴｂｔの関係をまとめると、次の通りである。
各巻線側の発生トルクＴｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３については、所要回生トルクＴｂｔに所定の係数α１，α２，α３を乗算することによって設定することができる。例えば、第１巻線側の係数をα１、第２巻線側の係数をα２、第３巻線側の係数をα３とする。この結果、次式によって、各巻線側の発生トルクＴｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３が決まる。なお、上述のように、所要回生トルクＴｂｔは負の値である。
Ｔｂ１＝Ｔｂｔ×α１
Ｔｂ２＝Ｔｂｔ×α２
Ｔｂ３＝Ｔｂｔ×α３
但し、条件式「α１＋α２＋α３＝＋１」を満足することを条件とする。例えば、α１＝−１、α２＝＋１、α３＝＋１とする。

このようにすることによって、第１巻線側の発生トルクＴｂ１を正転駆動トルクとする。また、第２及び第３巻線側の発生トルクＴｂ２，Ｔｂ３を回生トルクとする。
Ｔｂ１が正の値、Ｔｂ２，Ｔｂ３が負の値であり、しかも、全ての値の絶対値が同一である。このため、Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３の総和であるＴｂｔの値は、Ｔｂ３の値と同じ回生トルクになる。このＴｂｔによって電動モータ１０Ａを回生制動させることができる。

しかも、Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３を積極的に不均等（アンバランス）に設定することによって、電動モータ１０Ａから外部に出力されるトルクは、図１８に示す通常回生制御モードの場合と同じであっても、バッテリ１０５に回生される電力を低減させることができる。

詳しく説明すると、次の通りである。なお、理解を容易にするために、トルクと電流と効率の関係だけを説明する。
ここで、一般的な電動モータが駆動トルクを発生するときの効率（モータ駆動時の効率）をηｏとする。駆動トルクは、モータ駆動電流と効率ηｏの積に比例する。言い換えると、モータ駆動電流は、駆動トルクと効率ηｏの逆数（１／ηｏ）との積に比例する。
また、回生制動時に、電動モータが回生トルクに応じて回生電流を発生するときの効率（回生制動時の効率）をηｉとする。回生電流は、回生トルクと効率ηｉの積に比例する。なお、効率ηｉは効率ηｏと概ね同じと考えて差し支えない。

ところで、図１７のＳＴ２８に示された通常回生制御モードにおける、モータ全体の効率ηｔｕは効率ηｉと等しい（ηｔｕ＝ηｉ）。
これに対し、図１７のＳＴ２７に示されたアンバランス回生制御モードにおいて、第１巻線側のモータ駆動電流Ｉ１は、駆動トルクと効率ηｏの逆数（１／ηｏ）との積に比例する。また、第２巻線側の回生電流Ｉ２は、回生トルクと効率ηｉの積に比例する。第３巻線側の回生電流Ｉ３も、回生トルクと効率ηｉの積に比例する。

当然のことながら、駆動トルクは正の値、回生トルクは負の値である。モータ駆動電流Ｉ１は正の値、回生電流Ｉ２，Ｉ３は負の値である。モータ全体の回生トルクが負の値なので、モータ全体の回生電流Ｉｔは、式「Ｉｔ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３」で求められる負の値である。従って、モータ全体の効率ηｔａは、式「ηｔａ＝２×ηｉ−（１／ηｏ）」で求められる。

以上の説明から明らかなように、通常回生制御モードにおけるモータ全体の効率ηｔｕに対して、アンバランス回生制御モードにおけるモータ全体の効率ηｔａは小さい（ηｔｕ＞ηｔａ）。従って、通常回生制御モードにおいてバッテリに回生される電力に対し、アンバランス回生制御モードにおいてバッテリに回生される電力は減少する。

このように、図１５〜図２０に示す変形例においては、回生制動時において、バッテリ１０５の電圧Ｅｂｒが所定の基準電圧Ｅｂｓ（例えば、バッテリ１０５が満充電に近い状態の電圧）を越え、且つ、回生電流Ｉｒｒが所定の基準回生電流Ｉｒｓを越えたときには、制御部１３３は、複数のドライバ回路７１，７２，７３に対して各々異なる制御信号を発する。
一方、バッテリ１０５の電圧Ｅｂｒが所定の基準電圧Ｅｂｓを越えていないときや、回生電流Ｉｒｒが所定の基準回生電流Ｉｒｓを越えていないときには、制御部１３３は、複数のドライバ回路７１，７２，７３に対して全て同じ制御信号を発する。

このように、バッテリ１０５の満充電時において、回生制動によるバッテリ１０５の過充電を防止するためには、制御部１３３から各ドライバ回路７１，７２，７３へ各々異なる制御信号を発するだけでよい。このため、バッテリ１０５の満充電時に大きい回生電流を流すための抵抗を設ける必要はない。従って、回生制動をすることが可能な動力装置９０Ａを、簡単な構成にすることができる。

さらには、電動モータ１０Ａは、１つのモータ軸２１Ａと少なくとも１つのロータ２２Ａと複数のステータ３１，３２，３９とからなる。各ステータ３１，３２，３９の巻線３８は、ステータ３１，３２，３９毎に電気的に独立している。ドライバ回路７１，７２，７３は、各ステータ３１，３２，３９の巻線３８毎に個別に駆動電流を供給するように、複数個に分けられている。複数のドライバ回路７１，７２，７３を制御部１３３で個別に制御することができる。
このため、各ドライバ回路７１，７２，７３の電流供給能力は小さくてすむ。各ドライバ回路７１，７２，７３を小型化することができる。

また、ドライバ回路７１，７２，７３は発熱するものである。これに対して、ドライバ回路７１，７２，７３を複数個に分けたので、各ドライバ回路７１，７２，７３からの放熱を分散することができる。このため、各ドライバ回路７１，７２，７３を冷却するためのヒートシンクを小型にすることができる。従って、動力装置９０Ａを小型化することができる。

次に、図７及び図８に示す自走式除雪機１００の変形例を図２１に基づき説明する。なお、図１〜図１４に示す電動モータ１０や自走式除雪機１００と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図２１は、本発明に係る自走式除雪機の変形例を示す側面図である。
変形性の自走式除雪機２００は、機体２０１に、ドーザ式の除雪作業装置２０２と、クローラ式の左右の走行装置２０４Ｌ，２０４Ｒと、この左右の走行装置２０４Ｌ，２０４Ｒだけを駆動するための左右の走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒとを備えている。

機体２０１は、左右両側に走行装置２０４Ｌ，２０４Ｒと走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを備えた走行フレーム２０１Ａと、走行フレーム２０１Ａの後部に上下スイング可能に取付けられた車体フレーム２０１Ｂとからなる。
車体フレーム２０１Ｂは、バッテリ２０５を備えるとともに、後部から後方上部へ延びる左右の操作ハンドル２０６Ｌ，２０６Ｒを備える。左右の操作ハンドル２０６Ｌ，２０６Ｒは、それぞれ先端にグリップ２０７Ｌ，２０７Ｒを有する。
走行フレーム２０１Ａの後部と車体フレーム２０１Ｂの後部との間には、伸縮機構２５１が介在している。

除雪作業装置２０２は、前部に雪を押出すドーザ（排雪部材）からなる。バッテリ２０５は上記図８に示すバッテリ１０５に相当する。
左右の走行装置２０４Ｌ，２０４Ｒは、走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒだけによって駆動される構成であり、左右のクローラベルト２１１Ｌ，２１１Ｒと、前部に配置された左右の駆動輪（走行輪）２１２Ｌ，２１２Ｒと、後部に配置された左右の転動輪２１３Ｌ，２１３Ｒとからなる。左の電動モータ１０Ｌが発生したトルクにより、左の駆動輪２１２Ｌを介して左のクローラベルト２１１Ｌを駆動する。右の電動モータ１０Ｒが発生したトルクにより、右の駆動輪２１２Ｒを介して右のクローラベルト２１１Ｒを駆動する。

このような自走式除雪機２００は、前進走行しつつ前部のドーザで雪を掻き集めて除雪するので、ドーザ式除雪機と言われている。作業者は、自走式除雪機２００に連れて歩行しながら、操作ハンドル２０６Ｌ，２０６Ｒで自走式除雪機２００を操縦することができる。

左右の操作ハンドル２０６Ｌ，２０６Ｒの一方は、高さ調節用レバー２５２を備えている。作業者が高さ調節用レバー２５２を握っているときだけ、伸縮機構２５１が縮むことにより、走行フレーム２０１Ａの後部に対して車体フレーム２０１Ｂが上方にスイングする。この結果、除雪作業装置２０２は上方にスイングする。
その後、作業者が高さ調節用レバー２５２から手を放すと、伸縮機構２５１が伸張することにより、走行フレーム２０１Ａの後部に対して車体フレーム２０１Ｂが下方にスイングする。この結果、除雪作業装置２０２は下方にスイングする。
除雪作業装置２０２が、図２１に示す除雪可能な位置まで下降したときに、下端位置センサ２５３がオン信号を発する。

左右の操作ハンドル２０６Ｌ，２０６Ｒ間には、操作盤２３２と制御部２３３が配置されている。操作盤２３２は、メインスイッチ２３４と前後進速度操作部２３６とを備える。メインスイッチ２３４は、上記図８に示すメインスイッチ１３４に相当する。前後進速度操作部２３６は、上記図８に示す前後進速度操作部１３６に相当する。

制御部２３３は、上記図８に示す制御部１３３に相当する。なお、上記図８に示す左右の旋回操作スイッチ１３７Ｌ，１３７Ｒと左右の電磁ブレーキ１４２Ｌ，１４２Ｒの有無については任意である。上記図８に示すその他の部材については、変形例の自走式除雪機２００にも備えている。

なお、本発明の実施の形態において、電動モータ１０，１０Ａは上記インナロータ方式に限定されるものではなく、アウタロータ方式であってもよい。

また、電動モータ１０，１０Ａは、１つのモータ軸２１，２１Ａと、このモータ軸２１，２１Ａに設けられた少なくとも１つのロータ２２，２３，２２Ａと、このロータ２２，２３，２２Ａに対応してモータ軸方向に配列された複数のステータ３１，３２，３９とからなる構成であればよい。

また、電動モータ１０は、複数の巻線３８を各ステータ３１，３２に設ける構成に限定されるものではなく、各ロータ２２，２３に設ける構成であってもよい。変形例の電動モータ１０Ａは、複数の巻線３８を各ステータ３１，３２，３９に設ける構成に限定されるものではなく、ロータ２２Ａに設ける構成であってもよい。その場合には、各ステータ３１，３２，３９に複数の永久磁石２６を設ければよい。

また、制御部１３３と左右のドライバ回路１４３Ｌ，１４３Ｒは、いずれか１つに組込まれた構成であってもよい。
また、１つの電動モータ１０，１０Ａによって複数の走行装置を駆動する構成を含む。

本発明の電動モータ１０，１０Ａは、自走式除雪機１００，２００に搭載するのに好適である。

本発明に係る電動モータの断面図である。 図１に示された電動モータをモータ軸方向から見た断面図である。 図１に示されたロータブロックの断面図である。 図３に示されたロータブロックの各部をモータ軸方向から見た図である。 図１に示されたステータブロックの分解状態の断面図である。 図５に示されたステータブロックの各部をモータ軸方向から見た図である。 図１に示された電動モータを搭載した自走式除雪機の側面図である。 図７に示された自走式除雪機の模式的平面図兼制御系統図である。 図８に示された自走式除雪機の制御系統のうち、制御部と左のドライバ回路と左の電動モータの回路図である。 本発明に係る動力装置の回路図である。 図１０に示された第１巻き線側の特性を示す特性図である。 図１に示された電動モータの合成トルクを示すトルク特性図である。 図９に示された制御部の制御フローチャート（第１実施例）である。 図９に示された制御部の制御フローチャート（第２実施例）である。 本発明に係る変形例の走行用電動モータの断面図である。 本発明に係る変形例の動力装置の回路図である。 図１６に示された制御部の制御フローチャートである。 図１７に示された通常回生制御モードの一例を説明する説明図である。 図１７に示されたアンバランス回生制御モードの一例を説明する説明図（その１）である。 図１７に示されたアンバランス回生制御モードの一例を説明する説明図（その２）である。 本発明に係る自走式除雪機の変形例を示す側面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｌ，１０Ｒ…走行用電動モータ、２１，２１Ａ…モータ軸、２２…第１ロータ、２２Ａ…ロータ、２３…第２ロータ、３１…第１ステータ、３２…第２ステータ、３８…巻線、３９…第３ステータ、６１，６２，６３…巻線相、８１，８１Ａ…第１モータユニット、８２，８２Ａ…第２モータユニット、８３Ａ…第３モータユニット、９０，９０Ａ…動力装置、１００…自走式除雪機、１０１…機体、１０２…除雪作業装置、１０４Ｌ，１０４Ｒ…走行装置、１０５…バッテリ、１３３…制御部、１４３Ｌ，１４３Ｒ…ドライバ回路、Ｅｂｒ…バッテリの電圧、Ｅｂｓ…基準電圧、Ｉｍｒ…駆動電流、Ｉｍｓ…基準電流、Ｉｒｒ…回生電流、Ｉｒｓ…基準回生電流。

Claims (2)

1. 電動モータであって、
   １つのモータ軸と、このモータ軸の軸方向に配列され且つモータ軸に固定された複数のロータと、この複数のロータに個別に対応するように前記軸方向に配列された複数のステータとからなり、
   前記複数のステータは、互いに位相が一致して配置されており、前記複数のロータは、互いに位相がずれて配置されていることを特徴とする電動モータ。
2. 電動モータであって、
   １つのモータ軸と、このモータ軸の軸方向に配列され且つモータ軸に固定された複数のロータと、この複数のロータに個別に対応するように前記軸方向に配列された複数のステータとからなり、
   前記複数のロータは、互いに位相が一致して配置されており、前記複数のステータは、互いに位相がずれて配置されていることを特徴とする電動モータ。

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