JP3369755B2 - 車両用ホイールモータ - Google Patents
車両用ホイールモータInfo
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- JP3369755B2 JP3369755B2 JP25951294A JP25951294A JP3369755B2 JP 3369755 B2 JP3369755 B2 JP 3369755B2 JP 25951294 A JP25951294 A JP 25951294A JP 25951294 A JP25951294 A JP 25951294A JP 3369755 B2 JP3369755 B2 JP 3369755B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、荷役運搬車などの産業
車両の駆動源として用いられ、減速機付き電動機を産業
車両の車輪に一体的に取り付けて構成される車両用ホイ
ールモータに関する。
車両の駆動源として用いられ、減速機付き電動機を産業
車両の車輪に一体的に取り付けて構成される車両用ホイ
ールモータに関する。
【0002】
【従来の技術】荷役運搬車などの産業車両の駆動源とし
て用いられている車両用ホイールモータとしては、遊星
歯車減速機を内蔵しているものや、回転電動機の回転出
力を歯車減速機を介して車輪に伝達するものなどが知ら
れている(特公昭59−26486号公報)。
て用いられている車両用ホイールモータとしては、遊星
歯車減速機を内蔵しているものや、回転電動機の回転出
力を歯車減速機を介して車輪に伝達するものなどが知ら
れている(特公昭59−26486号公報)。
【0003】上述の各車両用ホイールモータは、通常、
電動機を小型大出力にするために、回転数を比較的高く
するとともに出力回転数を比較的低速にする必要から、
その減速機の減速比は、1/20以上に設定され、例え
ば、電動機の回転数を3000rpmとして、減速機の
減速比は車輪に伝達される出力回転数が150rpm程
度になるように設定されている。
電動機を小型大出力にするために、回転数を比較的高く
するとともに出力回転数を比較的低速にする必要から、
その減速機の減速比は、1/20以上に設定され、例え
ば、電動機の回転数を3000rpmとして、減速機の
減速比は車輪に伝達される出力回転数が150rpm程
度になるように設定されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の各従来
の車両用ホイールモータでは、使用する歯車数が多くか
つ各歯車の噛合い回転数が高いため、バッテリーあがり
またはモータの故障が発生すると、車両の押し引きに要
する牽引力が非常に大きくて、人力による車両の押し引
きを容易にすることができない。
の車両用ホイールモータでは、使用する歯車数が多くか
つ各歯車の噛合い回転数が高いため、バッテリーあがり
またはモータの故障が発生すると、車両の押し引きに要
する牽引力が非常に大きくて、人力による車両の押し引
きを容易にすることができない。
【0005】このような人力による車両の押し引きを容
易にするために、必要に応じて減速機を構成する歯車の
一部の噛合せを外部から解除する手段を有する車両用ホ
イールモータも提案されている(実開昭62−1610
26号公報記載)が、減速機を構成する歯車の一部の噛
合せを解除する手段を設けることによって構造がたいへ
ん複雑になっている。
易にするために、必要に応じて減速機を構成する歯車の
一部の噛合せを外部から解除する手段を有する車両用ホ
イールモータも提案されている(実開昭62−1610
26号公報記載)が、減速機を構成する歯車の一部の噛
合せを解除する手段を設けることによって構造がたいへ
ん複雑になっている。
【0006】これに対し、減速機の減速比を1/10以
下に設定すれば、減速機を構成する歯車の一部の噛合せ
を解除する手段を設けなくても、バッテリーあがりまた
はモータの故障発生時における人力による車両の押し引
きが比較的容易になり、構造が簡素化されるが、上述の
ように出力回転数を比較的低速にする必要があるため、
減速機の減速比を1/10以下に設定することによっ
て、電動機の回転数を大幅に低下させる必要がある。
下に設定すれば、減速機を構成する歯車の一部の噛合せ
を解除する手段を設けなくても、バッテリーあがりまた
はモータの故障発生時における人力による車両の押し引
きが比較的容易になり、構造が簡素化されるが、上述の
ように出力回転数を比較的低速にする必要があるため、
減速機の減速比を1/10以下に設定することによっ
て、電動機の回転数を大幅に低下させる必要がある。
【0007】しかし、電動機の回転数を大幅に低下させ
ると、発進直後、停止直前などの極低速時に、車両重量
等の大きな荷重が掛かっている車輪から受ける大きな反
作用負荷と電動機の低トルク時のトルク脈動すなわちコ
ギングとの関係によって減速機の各歯車の打音が発生す
ることになり、この打音が人に不快感を与える騒音にな
ることがわかった。
ると、発進直後、停止直前などの極低速時に、車両重量
等の大きな荷重が掛かっている車輪から受ける大きな反
作用負荷と電動機の低トルク時のトルク脈動すなわちコ
ギングとの関係によって減速機の各歯車の打音が発生す
ることになり、この打音が人に不快感を与える騒音にな
ることがわかった。
【0008】本発明の目的は、簡単な構造で人力による
車両の押し引きを容易にすることができるとともに、発
進直後、停止直前などの極低速時における騒音の発生を
抑制することができる車両用ホイールモータを提供する
ことにある。
車両の押し引きを容易にすることができるとともに、発
進直後、停止直前などの極低速時における騒音の発生を
抑制することができる車両用ホイールモータを提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
減速機付き電動機を車輪に一体的に取り付けて構成され
る車両用ホイールモータにおいて、前記減速機の減速比
を1/10以下に設定し、前記電動機の固定子を閉スロ
ット鉄心で構成すると共に、前記電動機の回転子の磁極
数と前記固定子のスロット数との比を非整数倍となるよ
うに設定し、前記固定子を構成する閉スロット鉄心は、
内周面に前記回転子が対向配置されるリング状の連結部
から外方に向けて放射状にそれぞれ伸びる複数の磁極歯
が形成された磁極部鉄心と、前記磁極部鉄心の外方を囲
むように配置され、内周部に複数の溝が形成されたヨー
ク部鉄心とを有し、前記各磁極歯は対応する溝にそれぞ
れ嵌合され、前記連結部は前記磁極歯間の中央部位に向
けて半径方向幅寸法が漸次に小さくなるように形成され
ていることを特徴とする。
減速機付き電動機を車輪に一体的に取り付けて構成され
る車両用ホイールモータにおいて、前記減速機の減速比
を1/10以下に設定し、前記電動機の固定子を閉スロ
ット鉄心で構成すると共に、前記電動機の回転子の磁極
数と前記固定子のスロット数との比を非整数倍となるよ
うに設定し、前記固定子を構成する閉スロット鉄心は、
内周面に前記回転子が対向配置されるリング状の連結部
から外方に向けて放射状にそれぞれ伸びる複数の磁極歯
が形成された磁極部鉄心と、前記磁極部鉄心の外方を囲
むように配置され、内周部に複数の溝が形成されたヨー
ク部鉄心とを有し、前記各磁極歯は対応する溝にそれぞ
れ嵌合され、前記連結部は前記磁極歯間の中央部位に向
けて半径方向幅寸法が漸次に小さくなるように形成され
ていることを特徴とする。
【0010】
【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の車
両用ホイールモータにおいて、前記連結部における最小
半径方向幅寸法は、前記連結部の内径寸法の1%から3
%までの範囲内の寸法に設定されていることを特徴とす
る。
両用ホイールモータにおいて、前記連結部における最小
半径方向幅寸法は、前記連結部の内径寸法の1%から3
%までの範囲内の寸法に設定されていることを特徴とす
る。
【0012】
【作用】請求項1記載の車両用ホイールモータでは、減
速機の減速比を1/10以下に設定し、電動機の固定子
を閉スロット鉄心で構成すると共に、電動機の回転子の
磁極数と固定子のスロット数との比を非整数倍となるよ
うに設定したから、車両の押し引きに要する牽引力が人
力で容易に車両を押し引き可能な大きさまで低下される
とともに、磁極数に起因する磁束の変動とか各スロット
間での磁束の急激な変動に起因するコギングを抑制し
て、発進直後、停止直前などの極低速時に車両重量等の
大きな荷重が掛かっている車輪から受ける大きな反作用
負荷と電動機のコギングとの関係によって発生する歯車
の打音が抑制される。また、固定子を構成する閉スロッ
ト鉄心が、内周面に回転子が対向配置されるリング状の
連結部から外方に向けて放射状にそれぞれ伸びる複数の
磁極歯が形成された磁極部鉄心と、磁極部鉄心の外方を
囲むように配置され、内周部に複数の溝が形成されたヨ
ーク部鉄心とを有し、各磁極歯が対応する溝にそれぞれ
嵌合され、連結部が磁極歯間の中央部位に向けて半径方
向幅寸法が漸次に小さくなるように形成されているか
ら、極低速時における電動機のコギングの発生を抑制し
ながら固定子の自巳インダクタンス増加に起因する電動
機の効率の低下が抑制される。
速機の減速比を1/10以下に設定し、電動機の固定子
を閉スロット鉄心で構成すると共に、電動機の回転子の
磁極数と固定子のスロット数との比を非整数倍となるよ
うに設定したから、車両の押し引きに要する牽引力が人
力で容易に車両を押し引き可能な大きさまで低下される
とともに、磁極数に起因する磁束の変動とか各スロット
間での磁束の急激な変動に起因するコギングを抑制し
て、発進直後、停止直前などの極低速時に車両重量等の
大きな荷重が掛かっている車輪から受ける大きな反作用
負荷と電動機のコギングとの関係によって発生する歯車
の打音が抑制される。また、固定子を構成する閉スロッ
ト鉄心が、内周面に回転子が対向配置されるリング状の
連結部から外方に向けて放射状にそれぞれ伸びる複数の
磁極歯が形成された磁極部鉄心と、磁極部鉄心の外方を
囲むように配置され、内周部に複数の溝が形成されたヨ
ーク部鉄心とを有し、各磁極歯が対応する溝にそれぞれ
嵌合され、連結部が磁極歯間の中央部位に向けて半径方
向幅寸法が漸次に小さくなるように形成されているか
ら、極低速時における電動機のコギングの発生を抑制し
ながら固定子の自巳インダクタンス増加に起因する電動
機の効率の低下が抑制される。
【0013】
【0014】請求項2記載の車両用ホイールモータで
は、連結部における最小半径方向幅寸法が連結部の内径
寸法の1%から3%までの範囲内の寸法に設定されてい
るから、自己インダクタンスの増加による効率低下を抑
制しつつも、プレス成形などによって磁極部鉄心を形成
する際、連結部における十分な強度を確保することがで
きる。
は、連結部における最小半径方向幅寸法が連結部の内径
寸法の1%から3%までの範囲内の寸法に設定されてい
るから、自己インダクタンスの増加による効率低下を抑
制しつつも、プレス成形などによって磁極部鉄心を形成
する際、連結部における十分な強度を確保することがで
きる。
【0015】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【0016】図1は本発明の車両用ホイールモータの一
実施例の構成を示す縦断面図、図2は図1の車両用ホイ
ールモータの電動機の固定子と回転子との構成をそれぞ
れ示す図である。
実施例の構成を示す縦断面図、図2は図1の車両用ホイ
ールモータの電動機の固定子と回転子との構成をそれぞ
れ示す図である。
【0017】産業車両に駆動源として用いられる車両用
ホイールモータ1は、図1に示すように、タイヤ(車
輪)2を装着したホイール3の内側に配置されたハウジ
ング60を備え、ハウジング60内には電動機4と歯車
減速機5とが内蔵されている。電動機4の回転出力は歯
車減速機5を介してホイール3に伝達され、この伝達さ
れた回転力によってホイール3は回転駆動される。
ホイールモータ1は、図1に示すように、タイヤ(車
輪)2を装着したホイール3の内側に配置されたハウジ
ング60を備え、ハウジング60内には電動機4と歯車
減速機5とが内蔵されている。電動機4の回転出力は歯
車減速機5を介してホイール3に伝達され、この伝達さ
れた回転力によってホイール3は回転駆動される。
【0018】ハウジング60は、略椀形の外側ケース6
1と内側ケース62との間に仕切板63を介挿した構成
からなる。内側ケース62と仕切板63とはボルト10
により締結され、外側ケース61と仕切板63とは、ボ
ルト(図示せず)により締結されている。外側ケース6
1、内側ケース62および仕切板63は、アルミダイカ
ストによって鋳造される。
1と内側ケース62との間に仕切板63を介挿した構成
からなる。内側ケース62と仕切板63とはボルト10
により締結され、外側ケース61と仕切板63とは、ボ
ルト(図示せず)により締結されている。外側ケース6
1、内側ケース62および仕切板63は、アルミダイカ
ストによって鋳造される。
【0019】外側ケース61の中央には軸挿通孔61a
が形成されると共に、外側ケース61の内側(ハウジン
グ60の内部)には馬蹄形の空間Sを形成するための仕
切壁部61bが形成されている。
が形成されると共に、外側ケース61の内側(ハウジン
グ60の内部)には馬蹄形の空間Sを形成するための仕
切壁部61bが形成されている。
【0020】内側ケース62は、ボルト(図示せず)で
車輌本体側(図示せず)に固定されている。
車輌本体側(図示せず)に固定されている。
【0021】電動機4は、内側ケース62内に収納さ
れ、閉スロット鉄心から構成される固定子(ステータ)
70と、この固定子70の内側に回転自在に設けられて
いる回転子(ロータ)8と、この回転子8の回転出力を
歯車減速機5を介してホイール3に伝達する出力軸9と
を有する。
れ、閉スロット鉄心から構成される固定子(ステータ)
70と、この固定子70の内側に回転自在に設けられて
いる回転子(ロータ)8と、この回転子8の回転出力を
歯車減速機5を介してホイール3に伝達する出力軸9と
を有する。
【0022】固定子70は、図2に示すように、磁極部
鉄心71と磁極部鉄心71の外方を囲むように配置され
ているヨーク部鉄心72とを含む。磁極部鉄心71は、
内周面に回転子8が対向配置されるリング状の連結部7
1aから外方に向けて放射状に伸びる複数の磁極子歯7
1b形成用突起が形成されている磁性薄板を多数枚積層
することによって構成されている。各磁極歯71bは連
結部71aの周方向に等間隔に配列されている。なお、
本実施例では、磁極歯71bの数を12に設定し、各磁
極歯71b間に連結部71aによって形成される閉スロ
ットの数は12となる。
鉄心71と磁極部鉄心71の外方を囲むように配置され
ているヨーク部鉄心72とを含む。磁極部鉄心71は、
内周面に回転子8が対向配置されるリング状の連結部7
1aから外方に向けて放射状に伸びる複数の磁極子歯7
1b形成用突起が形成されている磁性薄板を多数枚積層
することによって構成されている。各磁極歯71bは連
結部71aの周方向に等間隔に配列されている。なお、
本実施例では、磁極歯71bの数を12に設定し、各磁
極歯71b間に連結部71aによって形成される閉スロ
ットの数は12となる。
【0023】連結部71aは、磁極歯71b間の中央部
位に向けて半径方向幅寸法が漸次に小さくなるように外
周側がテーパ上に形成され、中央部位における半径方向
幅寸法lは連結部7eの内径寸法Lに対し2%に設定さ
れている。なお、本実施例では、lをLに対し2%に設
定しているが、中央部位における半径方向幅寸法lを連
結部71aの内径寸法Lに対し1%から3%までの範囲
内寸法に収まるように設定すればよく、これにより、磁
性薄板を1枚づつプレスで打ち抜き加工する際に最小半
径幅寸法部分の十分な強度を確保することができる。ま
た、磁極歯71b間の中央部位に向う傾斜角度θは,固
定子70中心から中央部位(最小幅寸法部位)を通る直
線に対し60度に設定されている。
位に向けて半径方向幅寸法が漸次に小さくなるように外
周側がテーパ上に形成され、中央部位における半径方向
幅寸法lは連結部7eの内径寸法Lに対し2%に設定さ
れている。なお、本実施例では、lをLに対し2%に設
定しているが、中央部位における半径方向幅寸法lを連
結部71aの内径寸法Lに対し1%から3%までの範囲
内寸法に収まるように設定すればよく、これにより、磁
性薄板を1枚づつプレスで打ち抜き加工する際に最小半
径幅寸法部分の十分な強度を確保することができる。ま
た、磁極歯71b間の中央部位に向う傾斜角度θは,固
定子70中心から中央部位(最小幅寸法部位)を通る直
線に対し60度に設定されている。
【0024】各磁極歯71bには、コイルボビン73を
介して3相の界磁コイル74が巻回され、界磁コイル7
4によって回転磁界が発生される。
介して3相の界磁コイル74が巻回され、界磁コイル7
4によって回転磁界が発生される。
【0025】ヨーク部鉄心72は、内周部に複数の切欠
が形成されたリング状の磁性薄板を多数枚積層すること
によって構成されている。この内周部の各切欠は嵌合溝
72bを形成し、各嵌合溝72bには対応する磁極部鉄
心71の磁極歯71bの先端が嵌合されている。なお、
本実施例では、嵌合溝72bの数は12である。
が形成されたリング状の磁性薄板を多数枚積層すること
によって構成されている。この内周部の各切欠は嵌合溝
72bを形成し、各嵌合溝72bには対応する磁極部鉄
心71の磁極歯71bの先端が嵌合されている。なお、
本実施例では、嵌合溝72bの数は12である。
【0026】ヨーク部鉄心72の外周部には、固定子7
0を仕切板63に固定するためのボルト13を受け入れ
るボルト挿通孔72aが設けられている。
0を仕切板63に固定するためのボルト13を受け入れ
るボルト挿通孔72aが設けられている。
【0027】回転子8は、図1に示すように、その軸長
全体に亘って回転中心孔である軸挿通孔(回転中心孔,
中空部)8aが設けられている回転子本体8bを含む。
回転子本体8bの外周部には、図2に示すように、その
周方向に等間隔に配列されている複数のスキュー着磁マ
グネット8cが装着されている。なお、本実施例では、
スキュー着磁マグネット8cのスキュー角度を10度と
し、スキュー着磁マグネット8cの数と閉スロットの数
との比が非整数倍になるように、スキュー着磁マグネッ
ト8cの数を8としている。
全体に亘って回転中心孔である軸挿通孔(回転中心孔,
中空部)8aが設けられている回転子本体8bを含む。
回転子本体8bの外周部には、図2に示すように、その
周方向に等間隔に配列されている複数のスキュー着磁マ
グネット8cが装着されている。なお、本実施例では、
スキュー着磁マグネット8cのスキュー角度を10度と
し、スキュー着磁マグネット8cの数と閉スロットの数
との比が非整数倍になるように、スキュー着磁マグネッ
ト8cの数を8としている。
【0028】回転子本体8bの内周部の軸長は外周部の
軸長よりも長く、その部分には、歯車減速機5の第1の
歯車5aを構成する歯が形成されている。回転子本体8
bの軸長の短い外周部は、固定子70の内周部に回転自
在に対向配置され、回転子本体8bの軸長の短い内周部
の両端に圧入されたボールベアリング等の軸受14a,
14bを介して出力軸9を中心として回転するように構
成されている。
軸長よりも長く、その部分には、歯車減速機5の第1の
歯車5aを構成する歯が形成されている。回転子本体8
bの軸長の短い外周部は、固定子70の内周部に回転自
在に対向配置され、回転子本体8bの軸長の短い内周部
の両端に圧入されたボールベアリング等の軸受14a,
14bを介して出力軸9を中心として回転するように構
成されている。
【0029】出力軸9の一端部には取付フランジ15が
一体的に形成され、取付フランジ15はボルト16およ
びナット17でホイール3のハブ3aに固定されてい
る。出力軸9の一端部は外側ケース61の軸挿通孔61
aにボールベアリング等の軸受18を介して、その他端
部は内側ケース62の中央凹部にボールベアリング等の
軸受19を介してそれぞれ回転自在に支承されている。
出力軸9は、回転子8の軸挿通孔8a内を非接触状態で
挿通(貫通)されている。
一体的に形成され、取付フランジ15はボルト16およ
びナット17でホイール3のハブ3aに固定されてい
る。出力軸9の一端部は外側ケース61の軸挿通孔61
aにボールベアリング等の軸受18を介して、その他端
部は内側ケース62の中央凹部にボールベアリング等の
軸受19を介してそれぞれ回転自在に支承されている。
出力軸9は、回転子8の軸挿通孔8a内を非接触状態で
挿通(貫通)されている。
【0030】固定子70と回転子8とを主構成要素とす
る電動機4は、その軸方向の長さが短いフラット型のブ
ラシレス電動機からなり、ホイールモータ1全体として
の出力軸9方向寸法が短くなるように構成されている。
電動機4の出力回転数は750rpmである。
る電動機4は、その軸方向の長さが短いフラット型のブ
ラシレス電動機からなり、ホイールモータ1全体として
の出力軸9方向寸法が短くなるように構成されている。
電動機4の出力回転数は750rpmである。
【0031】歯車減速機5は、複数(本実施例では4
個)の歯車5a、5b、5c,5dを備えた2段減速機
からなる。すなわち、第1の歯車5aは、上述したよう
に回転子8の他端側(図1において左端側)に同軸状に
一体形成されている。第2および第3歯車5b、5c
は、互いに一体的に回転するように同一の回転軸(支持
軸)20に固定され、第2歯車5bは第1歯車5aに噛
み合されている。
個)の歯車5a、5b、5c,5dを備えた2段減速機
からなる。すなわち、第1の歯車5aは、上述したよう
に回転子8の他端側(図1において左端側)に同軸状に
一体形成されている。第2および第3歯車5b、5c
は、互いに一体的に回転するように同一の回転軸(支持
軸)20に固定され、第2歯車5bは第1歯車5aに噛
み合されている。
【0032】支持軸20は、出力軸9と偏心して出力軸
9の下方に配置されている。支持軸20の一端部は仕切
板63の凹部にボールベアリング等の軸受21を介し
て、その他端部は外側ケース61の凹部にボールベアリ
ング等の軸受22を介してそれぞれ回転自在に支承され
ている。
9の下方に配置されている。支持軸20の一端部は仕切
板63の凹部にボールベアリング等の軸受21を介し
て、その他端部は外側ケース61の凹部にボールベアリ
ング等の軸受22を介してそれぞれ回転自在に支承され
ている。
【0033】第4(最終段)歯車5dは、出力軸9と一
体的に回転するように出力軸9に固定されている。この
第4歯車5dには第3歯車5cが噛み合わされている。
従って、固定子70により生成された回転磁界の作用に
より回転子8が回転すると、回転子8に一体形成された
第1歯車5aが回転子8と同一の回転数で回転する。第
1歯車5aの回転出力は、第2および第3歯車5b、5
cで減速された後に第4歯車5dに伝達され、第4歯車
5dの減速回転に伴い出力軸9およびホイール3は第4
歯車5dと同一の回転数で回転子8と同方向に回転す
る。
体的に回転するように出力軸9に固定されている。この
第4歯車5dには第3歯車5cが噛み合わされている。
従って、固定子70により生成された回転磁界の作用に
より回転子8が回転すると、回転子8に一体形成された
第1歯車5aが回転子8と同一の回転数で回転する。第
1歯車5aの回転出力は、第2および第3歯車5b、5
cで減速された後に第4歯車5dに伝達され、第4歯車
5dの減速回転に伴い出力軸9およびホイール3は第4
歯車5dと同一の回転数で回転子8と同方向に回転す
る。
【0034】例えば、回転子8が750rpmで正回転
すると、回転出力軸9とホイール3とは、歯車減速機5
により減速されて150rpmで正回転し、その減速比
は1/5である。
すると、回転出力軸9とホイール3とは、歯車減速機5
により減速されて150rpmで正回転し、その減速比
は1/5である。
【0035】仕切板63の中央部には、回転子本体8b
の軸長を非接触状態で挿通(貫通)するための挿通孔6
3bが形成されている。仕切板63と外側ケース61の
馬蹄形の仕切壁部61bとで形成される空間Sには、電
動機4を駆動するための制御回路を形成するための第1
基板23が、ビス(図示せず)により取り付けられてい
る。また、仕切板63の裏面(第1基板23の配設面と
は反対の面)にも、制御回路からの信号で駆動されて電
動機4へ駆動電流を供給する駆動回路用のドーナツ形の
第2基板25が取り付けられている。このように、制御
回路用の空間を馬蹄形とすることによって、限られたハ
ウジング60内の空間において、制御回路用の収容空間
を可能な限り広く採ることが可能になる。
の軸長を非接触状態で挿通(貫通)するための挿通孔6
3bが形成されている。仕切板63と外側ケース61の
馬蹄形の仕切壁部61bとで形成される空間Sには、電
動機4を駆動するための制御回路を形成するための第1
基板23が、ビス(図示せず)により取り付けられてい
る。また、仕切板63の裏面(第1基板23の配設面と
は反対の面)にも、制御回路からの信号で駆動されて電
動機4へ駆動電流を供給する駆動回路用のドーナツ形の
第2基板25が取り付けられている。このように、制御
回路用の空間を馬蹄形とすることによって、限られたハ
ウジング60内の空間において、制御回路用の収容空間
を可能な限り広く採ることが可能になる。
【0036】馬蹄形の第1基板23には、電動機4を駆
動するための制御回路を構成する各種の回路素子(図示
せず)が取り付けられ、ドーナツ形の第2基板25に
は、界磁コイル73に電流を供給するためのパワートラ
ンジスタ(パワーMOSFET)25a等が取り付けら
れている。なお、仕切板63と第1基板23、第2基板
25との間には、絶縁シートフィルム(図示せず)が介
挿されている。
動するための制御回路を構成する各種の回路素子(図示
せず)が取り付けられ、ドーナツ形の第2基板25に
は、界磁コイル73に電流を供給するためのパワートラ
ンジスタ(パワーMOSFET)25a等が取り付けら
れている。なお、仕切板63と第1基板23、第2基板
25との間には、絶縁シートフィルム(図示せず)が介
挿されている。
【0037】電動機4の回転子8の位置は位置検出部2
6で検出される。位置検出部26は、回転子8の上面に
埋設されたリング状マグネット26aと、このリング状
マグネット26aと対向する第2基板25上の位置に所
定角度(例えば120度)間隔で取り付けられた磁極セ
ンサ26bとから構成されている。
6で検出される。位置検出部26は、回転子8の上面に
埋設されたリング状マグネット26aと、このリング状
マグネット26aと対向する第2基板25上の位置に所
定角度(例えば120度)間隔で取り付けられた磁極セ
ンサ26bとから構成されている。
【0038】なお、この磁極センサ26bとしては、ホ
ール素子等の磁気センサを使用することもでき、また位
置検出部26としては光センサによる位置検出等の種々
の公知手段から構成することが可能である。
ール素子等の磁気センサを使用することもでき、また位
置検出部26としては光センサによる位置検出等の種々
の公知手段から構成することが可能である。
【0039】上述したように、減速機5の減速比が1/
10以下に設定されているから、使用する歯車数が少な
くかつ各歯車5a,5b,5c,5dの噛合い回転数が
低くなるともに、構造が簡単になり、バッテリーあがり
またはモータの故障発生時における車両の押し引きに要
する牽引力が人力で車両を容易に押し引き可能な大きさ
まで低下され、簡単な構造で人力による車両の押し引き
を容易にすることができる。
10以下に設定されているから、使用する歯車数が少な
くかつ各歯車5a,5b,5c,5dの噛合い回転数が
低くなるともに、構造が簡単になり、バッテリーあがり
またはモータの故障発生時における車両の押し引きに要
する牽引力が人力で車両を容易に押し引き可能な大きさ
まで低下され、簡単な構造で人力による車両の押し引き
を容易にすることができる。
【0040】また、電動機4の固定子70を閉スロット
鉄心で構成すると共に、電動機4の回転子8の磁極数
(8)と固定子70のスロット数(12)との比を非整
数倍となるように設定したから、発進直後、停止直前な
どの極低速時に車輪2から受ける大きな反作用負荷と電
動機4のコギングとの関係による各歯車5a,5b,5
c,5dの打音の発生が抑制され、発進直後、停止直前
などの極低速時における騒音の発生を抑制することがで
きる。
鉄心で構成すると共に、電動機4の回転子8の磁極数
(8)と固定子70のスロット数(12)との比を非整
数倍となるように設定したから、発進直後、停止直前な
どの極低速時に車輪2から受ける大きな反作用負荷と電
動機4のコギングとの関係による各歯車5a,5b,5
c,5dの打音の発生が抑制され、発進直後、停止直前
などの極低速時における騒音の発生を抑制することがで
きる。
【0041】さらに、本実施例のように、回転子8にス
キュー着磁マグネット8cを装着することによって、極
低速時における電動機4の低トルク時のトルク脈動すな
わちコギングの発生をより確実に抑制することができ
る。
キュー着磁マグネット8cを装着することによって、極
低速時における電動機4の低トルク時のトルク脈動すな
わちコギングの発生をより確実に抑制することができ
る。
【0042】さらに、固定子4を閉スロット鉄心で構成
し、連結部71aを磁極歯71b間の中央部位に向けて
半径方向幅寸法が漸次に小さくなるように形成している
から、極低速時における電動機4のコギングの発生を抑
制しながら自巳インダクタンスの増加に起因する電動機
4の効率の低下が抑制される。
し、連結部71aを磁極歯71b間の中央部位に向けて
半径方向幅寸法が漸次に小さくなるように形成している
から、極低速時における電動機4のコギングの発生を抑
制しながら自巳インダクタンスの増加に起因する電動機
4の効率の低下が抑制される。
【0043】さらに、連結部71aにおける最小外径方
向幅寸法lが連結部71aの内径寸法Lの2%に設定さ
れているから、自己インダクタンスの増加による効率低
下を抑制しつつも、プレス成形などによって磁極部鉄心
71を形成する際、連結部71aにおける最小外径方向
幅寸法を有する部位の十分な強度を確保することができ
る。なお、連結部71aにおける最小半径方向幅寸法l
が連結部71aの内径寸法Lの1%から3%の範囲内で
あれば、同様の効果を得ることができる。
向幅寸法lが連結部71aの内径寸法Lの2%に設定さ
れているから、自己インダクタンスの増加による効率低
下を抑制しつつも、プレス成形などによって磁極部鉄心
71を形成する際、連結部71aにおける最小外径方向
幅寸法を有する部位の十分な強度を確保することができ
る。なお、連結部71aにおける最小半径方向幅寸法l
が連結部71aの内径寸法Lの1%から3%の範囲内で
あれば、同様の効果を得ることができる。
【0044】なお、本実施例では、回転子8にスキュー
着磁マグネット8cを装着しているが、これに代えて、
正弦波着磁マグネットを装着することによっても同様の
効果を得ることができる。
着磁マグネット8cを装着しているが、これに代えて、
正弦波着磁マグネットを装着することによっても同様の
効果を得ることができる。
【0045】また、本実施例では、スキュー着磁マグネ
ット8cの数と閉スロットの数との比が非整数倍になる
ように、スキュー着磁マグネット8cの数を8、閉スロ
ットの数を12としているが、スキュー着磁マグネット
8cの数、閉スロットの数はこれに限定されるものでは
ない。
ット8cの数と閉スロットの数との比が非整数倍になる
ように、スキュー着磁マグネット8cの数を8、閉スロ
ットの数を12としているが、スキュー着磁マグネット
8cの数、閉スロットの数はこれに限定されるものでは
ない。
【0046】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項1記載の
車両用ホイールモータによれば、減速機の減速比を1/
10以下に設定し、電動機の固定子を閉スロット鉄心で
構成すると共に、電動機の回転子の磁極数と固定子のス
ロット数との比を非整数倍となるように設定したから、
車両の押し引きに要する牽引力が人力で車両を容易に押
し引き可能な大きさまで低下されるとともに、磁極数に
起因する磁束に変動とか各スロット間での磁束の急激な
変動に起因するコギングを抑制して、発進直後、停止直
前などの極低速時に車両重量などの大きな負荷が掛かっ
ている車輪から受ける大きな反作用負荷と電動機のコギ
ングとの関係によって発生する歯車の打音が抑制され、
簡単な構造で人力による車両の押し引きを容易にするこ
とができるとともに、発進直後、停止直前などの極低速
時における騒音の発生を抑制することができる。また、
固定子を構成する閉スロット鉄心が、内周面に回転子が
対向配置されるリング状の連結部から外方に向けて放射
状にそれぞれ伸びる複数の磁極歯が形成された磁極部鉄
心と、磁極部鉄心の外方を囲むように配置され、内周部
に複数の溝が形成されたヨーク部鉄心とを有し、各磁極
歯が対応する溝にそれぞれ嵌合され、連結部が磁極歯間
の中央部位に向けて半径方向幅寸法が漸次に小さくなる
ように形成されているから、極低速時における電動機の
コギングの発生を抑制しながら固定子の自巳インダクタ
ンス増加に起因する電動機の効率の低下を抑制すること
ができる。
車両用ホイールモータによれば、減速機の減速比を1/
10以下に設定し、電動機の固定子を閉スロット鉄心で
構成すると共に、電動機の回転子の磁極数と固定子のス
ロット数との比を非整数倍となるように設定したから、
車両の押し引きに要する牽引力が人力で車両を容易に押
し引き可能な大きさまで低下されるとともに、磁極数に
起因する磁束に変動とか各スロット間での磁束の急激な
変動に起因するコギングを抑制して、発進直後、停止直
前などの極低速時に車両重量などの大きな負荷が掛かっ
ている車輪から受ける大きな反作用負荷と電動機のコギ
ングとの関係によって発生する歯車の打音が抑制され、
簡単な構造で人力による車両の押し引きを容易にするこ
とができるとともに、発進直後、停止直前などの極低速
時における騒音の発生を抑制することができる。また、
固定子を構成する閉スロット鉄心が、内周面に回転子が
対向配置されるリング状の連結部から外方に向けて放射
状にそれぞれ伸びる複数の磁極歯が形成された磁極部鉄
心と、磁極部鉄心の外方を囲むように配置され、内周部
に複数の溝が形成されたヨーク部鉄心とを有し、各磁極
歯が対応する溝にそれぞれ嵌合され、連結部が磁極歯間
の中央部位に向けて半径方向幅寸法が漸次に小さくなる
ように形成されているから、極低速時における電動機の
コギングの発生を抑制しながら固定子の自巳インダクタ
ンス増加に起因する電動機の効率の低下を抑制すること
ができる。
【0047】
【0048】請求項2記載の車両用ホイールモータによ
れば、連結部における最小半径方向幅寸法が連結部の内
径寸法の1%から3%までの範囲内の寸法に設定されて
いるから、自己インダクタンスの増加による効率低下を
抑制しつつも、プレス成形などによって磁極部鉄心を形
成する際、連結部における十分な強度を確保することが
できる。
れば、連結部における最小半径方向幅寸法が連結部の内
径寸法の1%から3%までの範囲内の寸法に設定されて
いるから、自己インダクタンスの増加による効率低下を
抑制しつつも、プレス成形などによって磁極部鉄心を形
成する際、連結部における十分な強度を確保することが
できる。
【図1】本発明の車両用ホイールモータの一実施例の構
成を示す縦断面図である。
成を示す縦断面図である。
【図2】図1の車両用ホイールモータの電動機の固定子
と回転子との構成をそれぞれ示す図である。
と回転子との構成をそれぞれ示す図である。
1…ホイールモータ
3…ホイール
4…電動機
5…歯車減速機
5a…第1歯車
5b…第2歯車
5c…第3歯車
5d…第4歯車(最終段歯車)
8…回転子
8c…スキュー着磁マグネット
60…ハウジング
70…固定子
71…磁極部鉄心
71a…連結部
71b…磁極歯
72…ヨーク部鉄心
72b…嵌合溝
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 飯嶋 良洋
埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式
会社本田技術研究所内
(56)参考文献 特開 平4−185207(JP,A)
特開 昭63−274352(JP,A)
特開 平4−322152(JP,A)
実開 平6−9351(JP,U)
実開 平5−15674(JP,U)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
B60K 7/00
H02K 21/00
Claims (2)
- 【請求項1】 減速機付き電動機を車輪に一体的に取り
付けて構成される車両用ホイールモータにおいて、 前記減速機の減速比を1/10以下に設定し、前記電動
機の固定子を閉スロット鉄心で構成すると共に、前記電
動機の回転子の磁極数と前記固定子のスロット数との比
を非整数倍となるように設定し、 前記固定子を構成する閉スロット鉄心は、内周面に前記
回転子が対向配置されるリング状の連結部から外方に向
けて放射状にそれぞれ伸びる複数の磁極歯が形成された
磁極部鉄心と、前記磁極部鉄心の外方を囲むように配置
され、内周部に複数の溝が形成されたヨーク部鉄心とを
有し、前記各磁極歯は対応する溝にそれぞれ嵌合され、
前記連結部は前記磁極歯間の中央部位に向けて半径方向
幅寸法が漸次に小さくなるように形成されている ことを
特徴とする車両用ホイールモータ。 - 【請求項2】 前記連結部における最小半径方向幅寸法
は、前記連結部の内径寸法の1%から3%までの範囲内
の寸法に設定されていることを特徴とする請求項1記載
の車両用ホイールモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25951294A JP3369755B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 車両用ホイールモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25951294A JP3369755B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 車両用ホイールモータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0899538A JPH0899538A (ja) | 1996-04-16 |
JP3369755B2 true JP3369755B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=17335139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25951294A Expired - Fee Related JP3369755B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 車両用ホイールモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3369755B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3523557B2 (ja) | 2000-03-03 | 2004-04-26 | 株式会社日立製作所 | 永久磁石式回転電機及びそれを用いたハイブリット電気自動車 |
FR2898833B1 (fr) * | 2006-03-23 | 2008-12-05 | Conception & Dev Michelin Sa | Liaison au sol pour vehicule |
SE540001C2 (en) * | 2016-04-05 | 2018-02-20 | Kyttinge Invest Ab | Self-propelling trolley assembly |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP25951294A patent/JP3369755B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0899538A (ja) | 1996-04-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |