JPH07131961A - 電動機及びその制御装置 - Google Patents
電動機及びその制御装置Info
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- JPH07131961A JPH07131961A JP5296070A JP29607093A JPH07131961A JP H07131961 A JPH07131961 A JP H07131961A JP 5296070 A JP5296070 A JP 5296070A JP 29607093 A JP29607093 A JP 29607093A JP H07131961 A JPH07131961 A JP H07131961A
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- electric motor
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- B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電動機の出力向上と、コンパクト化を目的と
する。 【構成】 出力部材３ｄにより出力軸１０に同心に結合
された円筒状のコア３ａと、該コアの外周面及び内周面
にそれぞれ円周方向にＳ極、Ｎ極を交互に並べられた界
磁用の永久磁石３ｂ、３ｃとを備えるロータ３に対し
て、該ロータ３の永久磁石３ｂに対向し励磁コイル１ｂ
を備える外側ステータ１と、前記ロータ３の永久磁石３
ｃに対向し励磁コイル２ｂを備える内側ステータ２が設
けられている。外側ステータ１と内側ステータ２へ同時
に通電すると、外側ステータ１、内側ステータ２とロー
タ３の間に吸引ないし反発力を発生し、ロータが回転
し、駆動力を発生する。これにより、コンパクト、且つ
大出力の電動機が得られる。
する。 【構成】 出力部材３ｄにより出力軸１０に同心に結合
された円筒状のコア３ａと、該コアの外周面及び内周面
にそれぞれ円周方向にＳ極、Ｎ極を交互に並べられた界
磁用の永久磁石３ｂ、３ｃとを備えるロータ３に対し
て、該ロータ３の永久磁石３ｂに対向し励磁コイル１ｂ
を備える外側ステータ１と、前記ロータ３の永久磁石３
ｃに対向し励磁コイル２ｂを備える内側ステータ２が設
けられている。外側ステータ１と内側ステータ２へ同時
に通電すると、外側ステータ１、内側ステータ２とロー
タ３の間に吸引ないし反発力を発生し、ロータが回転
し、駆動力を発生する。これにより、コンパクト、且つ
大出力の電動機が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電動機に係り、特に
電動機の出力向上と、コンパクト化に関するものであ
る。
電動機の出力向上と、コンパクト化に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題の観点から電動車両の開
発が盛んに行なわれている。これまで開発された電動車
両には、電動機を従来のエンジンに置き換えて、車体に
設けられた減速機などの駆動装置により駆動する方式の
ものがある。この種の駆動方式としては、例えば同期電
動機を普通のエンジン自動車と同様車体に搭載する。こ
の電動機の出力は減速機により減速されてから差動歯車
及び駆動軸を介して二つの後輪へ伝達される。この二つ
の後輪はそれぞれの連結アームにより車体に支持され、
各後輪は独立した動きができる。このため二つの駆動軸
はそれぞれたわみ継手により差動歯車と連結されてい
る。
発が盛んに行なわれている。これまで開発された電動車
両には、電動機を従来のエンジンに置き換えて、車体に
設けられた減速機などの駆動装置により駆動する方式の
ものがある。この種の駆動方式としては、例えば同期電
動機を普通のエンジン自動車と同様車体に搭載する。こ
の電動機の出力は減速機により減速されてから差動歯車
及び駆動軸を介して二つの後輪へ伝達される。この二つ
の後輪はそれぞれの連結アームにより車体に支持され、
各後輪は独立した動きができる。このため二つの駆動軸
はそれぞれたわみ継手により差動歯車と連結されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動車両にあっては、減速された駆動力は差
動歯車により駆動軸を介して車輪を駆動するので、その
間の差動歯車などの駆動装置が不可欠なものとなる。そ
して車輪は衝撃を緩和するため独立した動きが必要なの
で、駆動装置との連結がしにくく、車両の構成が複雑と
なり、駆動効率が低下してしまう。
うな従来の電動車両にあっては、減速された駆動力は差
動歯車により駆動軸を介して車輪を駆動するので、その
間の差動歯車などの駆動装置が不可欠なものとなる。そ
して車輪は衝撃を緩和するため独立した動きが必要なの
で、駆動装置との連結がしにくく、車両の構成が複雑と
なり、駆動効率が低下してしまう。
【０００４】これに対して、一方、特開平４−１８５９
３９公報に開示されているような減速機付きのホイール
インモータで駆動する方式がある。これは、同期電動機
を駆動用電動機として差動歯車などの駆動装置を介さず
減速機と一緒に直接に車輪に組み込んで、電動機、減速
機、車輪などを一体化した所謂ダイレクト・ドライブ方
式である。この方式は、電動機と車輪との間に相対的な
運動がなく、その連結が容易で、しかも、差動歯車やた
わみ継手の省略で、コンパクトな駆動システムを形成す
ることができる。
３９公報に開示されているような減速機付きのホイール
インモータで駆動する方式がある。これは、同期電動機
を駆動用電動機として差動歯車などの駆動装置を介さず
減速機と一緒に直接に車輪に組み込んで、電動機、減速
機、車輪などを一体化した所謂ダイレクト・ドライブ方
式である。この方式は、電動機と車輪との間に相対的な
運動がなく、その連結が容易で、しかも、差動歯車やた
わみ継手の省略で、コンパクトな駆動システムを形成す
ることができる。
【０００５】しかしながら、上記方式でも、駆動用電動
機と被駆動の車輪の間が依然として減速機を介在して連
結されるため、減速機のための潤滑装置が必要で、潤滑
装置駆動用の動力源も必要となるため、車両全体の駆動
効率が低下し、航続距離が短縮してしまうという問題が
あった。
機と被駆動の車輪の間が依然として減速機を介在して連
結されるため、減速機のための潤滑装置が必要で、潤滑
装置駆動用の動力源も必要となるため、車両全体の駆動
効率が低下し、航続距離が短縮してしまうという問題が
あった。
【０００６】このため、減速機なしのホイールインモー
タで駆動する方式が考えられる。しかし、減速機を無く
そうとすると、電動機が低速回転しなければならない。
一般に電動機の特性は高速回転のときに出力が大きいの
で、低速回転をさせると、電動車両の駆動力低下を招
く。逆に、出力向上を図って、電動機を高速回転させよ
うとすると、減速機が必要なものになってくる。また、
電動機の回転検出装置や同期制御の高度化が必要となっ
てくるという不都合がある。
タで駆動する方式が考えられる。しかし、減速機を無く
そうとすると、電動機が低速回転しなければならない。
一般に電動機の特性は高速回転のときに出力が大きいの
で、低速回転をさせると、電動車両の駆動力低下を招
く。逆に、出力向上を図って、電動機を高速回転させよ
うとすると、減速機が必要なものになってくる。また、
電動機の回転検出装置や同期制御の高度化が必要となっ
てくるという不都合がある。
【０００７】従って、本発明は、上記のような従来の問
題点に鑑み、電動機の出力が向上され、低速回転が可能
で、電動機と車輪間に減速機を設けることなく、高駆動
効率かつ大出力の電動機を提供することを目的とする。
題点に鑑み、電動機の出力が向上され、低速回転が可能
で、電動機と車輪間に減速機を設けることなく、高駆動
効率かつ大出力の電動機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、出力部材により出力軸に同心に結合された円
筒状のコアと、該コアの外周面及び内周面にそれぞれ円
周方向にＳ極、Ｎ極を交互に並べられた界磁用の第１と
第２永久磁石とを備えるロータと、該ロータの第１永久
磁石に対向し第１励磁コイルを備える外側ステータと、
前記ロータの第２永久磁石に対向し第２励磁コイルを備
える内側ステータとからなり、前記外側ステータまたは
内側ステータの駆動により前記ロータが回転し、駆動力
を発生する電動機とした。
の発明は、出力部材により出力軸に同心に結合された円
筒状のコアと、該コアの外周面及び内周面にそれぞれ円
周方向にＳ極、Ｎ極を交互に並べられた界磁用の第１と
第２永久磁石とを備えるロータと、該ロータの第１永久
磁石に対向し第１励磁コイルを備える外側ステータと、
前記ロータの第２永久磁石に対向し第２励磁コイルを備
える内側ステータとからなり、前記外側ステータまたは
内側ステータの駆動により前記ロータが回転し、駆動力
を発生する電動機とした。
【０００９】請求項４記載の発明は、出力部材により出
力軸に同心に結合された円筒状のコアと、該コアの外周
面及び内周面にそれぞれ円周方向にＳ極、Ｎ極を交互に
並べられた界磁用の第１と第２永久磁石とを備えるロー
タと、該ロータの第１永久磁石に対向し第１励磁コイル
を備える外側ステータと、前記ロータの第２永久磁石に
対向し第２励磁コイルを備える内側ステータとからな
り、前記外側ステータまたは内側ステータの駆動により
前記ロータが回転し、駆動力を発生する電動機と、前記
電動機への要求駆動力を検出する駆動力検出手段と、前
記電動機への要求駆動力の変化率を検出する駆動力変化
率検出手段と、該駆動力変化率検出手段及び前記駆動力
検出手段の各検出値に基づいて、前記外側ステータ、内
側ステータの駆動力配分を決定し制御指令を出力する演
算手段と、前記制御指令に基づいて前記各ステータの駆
動力を制御する制御手段とを有する電動機の制御装置と
した。
力軸に同心に結合された円筒状のコアと、該コアの外周
面及び内周面にそれぞれ円周方向にＳ極、Ｎ極を交互に
並べられた界磁用の第１と第２永久磁石とを備えるロー
タと、該ロータの第１永久磁石に対向し第１励磁コイル
を備える外側ステータと、前記ロータの第２永久磁石に
対向し第２励磁コイルを備える内側ステータとからな
り、前記外側ステータまたは内側ステータの駆動により
前記ロータが回転し、駆動力を発生する電動機と、前記
電動機への要求駆動力を検出する駆動力検出手段と、前
記電動機への要求駆動力の変化率を検出する駆動力変化
率検出手段と、該駆動力変化率検出手段及び前記駆動力
検出手段の各検出値に基づいて、前記外側ステータ、内
側ステータの駆動力配分を決定し制御指令を出力する演
算手段と、前記制御指令に基づいて前記各ステータの駆
動力を制御する制御手段とを有する電動機の制御装置と
した。
【００１０】請求項５記載の発明は、さらに、前記内側
ステータの温度を検出する温度検出手段を備え、演算手
段が前記駆動力変化率検出手段、前記駆動力検出手段及
び前記温度検出手段の各検出値に基づいて、前記外側ス
テータ、内側ステータの駆動力配分を決定し制御指令を
出力する電動機の制御装置とした。
ステータの温度を検出する温度検出手段を備え、演算手
段が前記駆動力変化率検出手段、前記駆動力検出手段及
び前記温度検出手段の各検出値に基づいて、前記外側ス
テータ、内側ステータの駆動力配分を決定し制御指令を
出力する電動機の制御装置とした。
【００１１】
【作用】請求項１記載の発明では、１個の円筒状のロー
タに対し、外側ステータ、内側ステータがこのロータの
外周面及び内周面にそれぞれ対向し設けられているか
ら、これら外側、内側ステータの励磁コイルに通電する
ことによって、大きな駆動力を発生することができる。
さらに、ロータの外周面に対向して設けられている外側
ステータにより発生する駆動力が大きく設定されている
ときには、電動機の回転時に発生するコイル等の熱の大
部分は外側ステータから発生し、電動機内にこもること
なく、容易に外部へ放出される。
タに対し、外側ステータ、内側ステータがこのロータの
外周面及び内周面にそれぞれ対向し設けられているか
ら、これら外側、内側ステータの励磁コイルに通電する
ことによって、大きな駆動力を発生することができる。
さらに、ロータの外周面に対向して設けられている外側
ステータにより発生する駆動力が大きく設定されている
ときには、電動機の回転時に発生するコイル等の熱の大
部分は外側ステータから発生し、電動機内にこもること
なく、容易に外部へ放出される。
【００１２】請求項４記載の発明では、電動機を駆動す
るとき、要求駆動力、また要求駆動力変化量の検出値に
応じて外側ステータ、内側ステータによる駆動力配分が
決定される。つまり、外側ステータは常用ステータと
し、内側ステータは外側ステータが負担しきれない大き
な駆動力が要求されるときに作動し、駆動力を分担する
ようにしているから、温度上昇し易い内側ステータの作
動は少なく、発熱が抑制される。
るとき、要求駆動力、また要求駆動力変化量の検出値に
応じて外側ステータ、内側ステータによる駆動力配分が
決定される。つまり、外側ステータは常用ステータと
し、内側ステータは外側ステータが負担しきれない大き
な駆動力が要求されるときに作動し、駆動力を分担する
ようにしているから、温度上昇し易い内側ステータの作
動は少なく、発熱が抑制される。
【００１３】請求項５記載の発明では、温度上昇し易い
内側ステータの温度も駆動力配分決定のパラメータに加
えて、電動機の温度上昇実態を反映して、局部的な過熱
化がなく、電動機内の温度均一化の実現ができる。
内側ステータの温度も駆動力配分決定のパラメータに加
えて、電動機の温度上昇実態を反映して、局部的な過熱
化がなく、電動機内の温度均一化の実現ができる。
【００１４】
【実施例】図１は、この発明の実施例を示す。 電動機
ケースは、ケース本体４とカバー５からなり、ケース本
体４の左側面にカバー５がボルト６により固定されてい
る。外側ステータ１はケース本体４の内周面に圧入また
は焼きばめされている。外側ステータ１は、薄板の電磁
鋼板を積層したコア部１ａを有し、このコア部１ａに３
相を成す励磁コイル１ｂが巻回されている。内側ステー
タ２は、カラー７にスプライン嵌合され、ボルト８によ
りケース本体４に結合される。内側ステータ２は、外側
ステータ１と同様薄板の電磁鋼板を積層したコア２ａを
有し、コア部２ａに３相を成す励磁コイル２ｂが巻回さ
れている。
ケースは、ケース本体４とカバー５からなり、ケース本
体４の左側面にカバー５がボルト６により固定されてい
る。外側ステータ１はケース本体４の内周面に圧入また
は焼きばめされている。外側ステータ１は、薄板の電磁
鋼板を積層したコア部１ａを有し、このコア部１ａに３
相を成す励磁コイル１ｂが巻回されている。内側ステー
タ２は、カラー７にスプライン嵌合され、ボルト８によ
りケース本体４に結合される。内側ステータ２は、外側
ステータ１と同様薄板の電磁鋼板を積層したコア２ａを
有し、コア部２ａに３相を成す励磁コイル２ｂが巻回さ
れている。
【００１５】カバー５には穴が開けられ、グロメット９
が取り付けられている。そして、このグロメット９によ
り外側ステータ１の励磁コイル１ｂへの電力供給線１ｃ
３本と内側ステータ２の励磁コイル２ｂへの電力供給線
２ｃ３本及びスター結線１ｄ、２ｄ計８本の電線が電動
機外側にある端子から内部に導かれる。
が取り付けられている。そして、このグロメット９によ
り外側ステータ１の励磁コイル１ｂへの電力供給線１ｃ
３本と内側ステータ２の励磁コイル２ｂへの電力供給線
２ｃ３本及びスター結線１ｄ、２ｄ計８本の電線が電動
機外側にある端子から内部に導かれる。
【００１６】外側ステータ１と内側ステータ２との間に
ロータ３が設けられている。ロータ３は、円筒状のコア
部３ａと、出力部材３ｄと、永久磁石３ｂ、３ｃからな
る。出力部材３ｄには内側ステータ２に対応する半径上
に複数個の貫通穴３ｅが設けられている。コア部３ａの
外周面及び内周面にはそれぞれ接着剤などを用いて永久
磁石３ｂ、３ｃが固設されている。この永久磁石３ｂ、
３ｃは、Ｓ極、Ｎ極が円周方向沿いにそれぞれ交互に並
べられている。出力部材３ｄはスプラインにより出力軸
１０に結合されている。出力軸１０はアンギュラボール
ベアリング１１、１２でケース本体４に支持され、後述
するブレーキディスクのハブ部を介してベアリング１８
でカバー５に支持されている。出力軸１０の右端にホイ
ール１３がボルト１４、１５で取り付けられている。出
力軸１０の図中左端にはブレーキディスク１６がスプラ
インにより嵌合わされ、ナット１７により軸方向に締め
上げて固定されている。カバー５とブレーキディスク１
６のハブ部の間には、回転検出器１９とダストシール２
０が設けられている。
ロータ３が設けられている。ロータ３は、円筒状のコア
部３ａと、出力部材３ｄと、永久磁石３ｂ、３ｃからな
る。出力部材３ｄには内側ステータ２に対応する半径上
に複数個の貫通穴３ｅが設けられている。コア部３ａの
外周面及び内周面にはそれぞれ接着剤などを用いて永久
磁石３ｂ、３ｃが固設されている。この永久磁石３ｂ、
３ｃは、Ｓ極、Ｎ極が円周方向沿いにそれぞれ交互に並
べられている。出力部材３ｄはスプラインにより出力軸
１０に結合されている。出力軸１０はアンギュラボール
ベアリング１１、１２でケース本体４に支持され、後述
するブレーキディスクのハブ部を介してベアリング１８
でカバー５に支持されている。出力軸１０の右端にホイ
ール１３がボルト１４、１５で取り付けられている。出
力軸１０の図中左端にはブレーキディスク１６がスプラ
インにより嵌合わされ、ナット１７により軸方向に締め
上げて固定されている。カバー５とブレーキディスク１
６のハブ部の間には、回転検出器１９とダストシール２
０が設けられている。
【００１７】外側ステータ１の励磁コイルに電力供給線
１ｃ及びスター結線１ｄを介して３相交流電力が供給さ
れるとコア部１ａに回転磁界が形成され、コア３ａの外
周面に設けられた永久磁石３ｂとの間に吸引ないし反発
力が発生しロータ３に駆動力が作用する。これと同様内
側ステータ２の励磁コイルに３相交流電力が供給される
とコア部２ａに回転磁界が形成され、ロータ３の内周面
に設けられた永久磁石３ｃとの間に吸引ないし反発力が
発生し、ロータ３に駆動力が作用する。そして、上記の
駆動力は出力軸１０を通じて、ホイール１３を駆動する
また、ロータ３の出力部材３ｄに貫通穴３ｅが設けられ
ているから、電動機内の空気流動が出来、内側ステータ
２から発生する熱が外へ放出される。
１ｃ及びスター結線１ｄを介して３相交流電力が供給さ
れるとコア部１ａに回転磁界が形成され、コア３ａの外
周面に設けられた永久磁石３ｂとの間に吸引ないし反発
力が発生しロータ３に駆動力が作用する。これと同様内
側ステータ２の励磁コイルに３相交流電力が供給される
とコア部２ａに回転磁界が形成され、ロータ３の内周面
に設けられた永久磁石３ｃとの間に吸引ないし反発力が
発生し、ロータ３に駆動力が作用する。そして、上記の
駆動力は出力軸１０を通じて、ホイール１３を駆動する
また、ロータ３の出力部材３ｄに貫通穴３ｅが設けられ
ているから、電動機内の空気流動が出来、内側ステータ
２から発生する熱が外へ放出される。
【００１８】図２は、上記構成の電動機を駆動する制御
装置を示す。 アクセルに付設された要求駆動力検出セ
ンサ３０が設けられ、電動機の要求駆動力が検出され
る。また、例えばコア部２ａには内側ステータ２の温度
の検出を行なう温度検出センサ４０が付設されている。
演算装置５０には、これら要求駆動力検出センサ３０、
温度検出センサ４０からの各検出値が入力される。この
演算装置５０では、上記の入力される各センサの検出値
に応じて外側ステータ１、内側ステータ２の駆動力配分
を演算する。そして、この演算値に基づく制御指令値を
受ける第１ドライバ６０、第２ドライブ７０により外側
ステータ１、内側ステータ２が通電される。
装置を示す。 アクセルに付設された要求駆動力検出セ
ンサ３０が設けられ、電動機の要求駆動力が検出され
る。また、例えばコア部２ａには内側ステータ２の温度
の検出を行なう温度検出センサ４０が付設されている。
演算装置５０には、これら要求駆動力検出センサ３０、
温度検出センサ４０からの各検出値が入力される。この
演算装置５０では、上記の入力される各センサの検出値
に応じて外側ステータ１、内側ステータ２の駆動力配分
を演算する。そして、この演算値に基づく制御指令値を
受ける第１ドライバ６０、第２ドライブ７０により外側
ステータ１、内側ステータ２が通電される。
【００１９】次に、この駆動力配分について説明する。
図３は、その駆動力配分を決定する流れを示すフローチ
ャートである。まず、ステップ１０１において、要求駆
動力検出センサで検出された電動機の要求駆動力の検出
値Ｔが読み込まれ、次いでステップ１０２で、検出値Ｔ
と所定値Ｔ０が比較される。検出値Ｔが小さい場合は、
ステップ１０３で、要求駆動力の変化率を演算し、その
演算値Ｎと所定値Ｎ０が比較される。Ｎが小さい場合
は、ステッタ１のみで駆動力を発生するものとし、ステ
ップ１０４で制御指令値Ｔ１を出力する。そして、この
制御指令値Ｔ１を受けて第１ドライブ６０が作動し、駆
動力Ｔを出すように外側ステッタ１を制御する。演算値
Ｎが所定値Ｎ０より大きい場合は、ステップ１０５で温
度検出センサの検出値Ｃが読み込まれる。
図３は、その駆動力配分を決定する流れを示すフローチ
ャートである。まず、ステップ１０１において、要求駆
動力検出センサで検出された電動機の要求駆動力の検出
値Ｔが読み込まれ、次いでステップ１０２で、検出値Ｔ
と所定値Ｔ０が比較される。検出値Ｔが小さい場合は、
ステップ１０３で、要求駆動力の変化率を演算し、その
演算値Ｎと所定値Ｎ０が比較される。Ｎが小さい場合
は、ステッタ１のみで駆動力を発生するものとし、ステ
ップ１０４で制御指令値Ｔ１を出力する。そして、この
制御指令値Ｔ１を受けて第１ドライブ６０が作動し、駆
動力Ｔを出すように外側ステッタ１を制御する。演算値
Ｎが所定値Ｎ０より大きい場合は、ステップ１０５で温
度検出センサの検出値Ｃが読み込まれる。
【００２０】そして、ステップ１０６で、この温度検出
センサの検出値Ｃが所定値Ｃ０以上かを判断される。Ｙ
ＥＳと判断されたら、ステップ１０４で制御指令を出力
する。ＮＯと判断されたら、ステップ１０７へ進んで、
外側ステータ１、内側ステータ２の発生する駆動力を所
定の配分に応じて演算し、その演算値に対応する制御指
令値Ｔ１、Ｔ２を出力する。この制御指令値Ｔ１、Ｔ２
を受けて第１ドライブ６０、第２ドライブ７０が作動
し、演算された駆動力を出すように外側ステータ１、内
側ステータ２を制御する。ステップ１０２の比較で、検
出値Ｔが所定値Ｔ０より大きい場合は、ステップ１０５
へ進む。
センサの検出値Ｃが所定値Ｃ０以上かを判断される。Ｙ
ＥＳと判断されたら、ステップ１０４で制御指令を出力
する。ＮＯと判断されたら、ステップ１０７へ進んで、
外側ステータ１、内側ステータ２の発生する駆動力を所
定の配分に応じて演算し、その演算値に対応する制御指
令値Ｔ１、Ｔ２を出力する。この制御指令値Ｔ１、Ｔ２
を受けて第１ドライブ６０、第２ドライブ７０が作動
し、演算された駆動力を出すように外側ステータ１、内
側ステータ２を制御する。ステップ１０２の比較で、検
出値Ｔが所定値Ｔ０より大きい場合は、ステップ１０５
へ進む。
【００２１】尚、上記外側ステータ１及び内側ステータ
２が別々のドライブにより独立に駆動される方式の他
に、図４に示す外側ステータと内側ステータが予めに接
続され１個のドライブによる駆動する方式がある。すな
わち、図４のａは、外側ステータ１の電力供給線１ｃと
内側ステータ２の電力供給線２ｃが直列に接続されてい
て同一の電流で駆動する方式である。ｂは電力供給線１
ｃ、２ｃが並列に接続され、同一の電圧で駆動する方式
がある。
２が別々のドライブにより独立に駆動される方式の他
に、図４に示す外側ステータと内側ステータが予めに接
続され１個のドライブによる駆動する方式がある。すな
わち、図４のａは、外側ステータ１の電力供給線１ｃと
内側ステータ２の電力供給線２ｃが直列に接続されてい
て同一の電流で駆動する方式である。ｂは電力供給線１
ｃ、２ｃが並列に接続され、同一の電圧で駆動する方式
がある。
【００２２】この実施例は、以上のように構成され、円
筒状のコアの内、外周面に永久磁石を配し、それぞれの
永久磁石に対応する２組のステータを持つ１体化した電
動機としたので、ステータの径方向寸法（外側ステータ
１では内径側、内側ステータ２では外径側）を小さくで
きるので、結果として同一外形寸法の電動機との比較で
大出力が得られる。すなわち、外側ステータ１、内側ス
テータ２に同時に通電すると同一体積の通常の電動機に
比べてほぼ２倍程度の駆動力が得られる。これにより出
力を落とさず、低回転の電動機が得られる。
筒状のコアの内、外周面に永久磁石を配し、それぞれの
永久磁石に対応する２組のステータを持つ１体化した電
動機としたので、ステータの径方向寸法（外側ステータ
１では内径側、内側ステータ２では外径側）を小さくで
きるので、結果として同一外形寸法の電動機との比較で
大出力が得られる。すなわち、外側ステータ１、内側ス
テータ２に同時に通電すると同一体積の通常の電動機に
比べてほぼ２倍程度の駆動力が得られる。これにより出
力を落とさず、低回転の電動機が得られる。
【００２３】したがって、高回転型電動機と減速機を組
み合わせた従来の電動車両より、減速機の伝達効率や歯
車潤滑装置のコスト、動力損失などを不用とできるの
で、駆動システム全体での運転効率が向上するという効
果が得られる。なお、電動機を多極化にすると、高周波
数の駆動ができ、ステータに流れる磁束密度が緩和さ
れ、一層効率が向上する。また、熱負荷（放熱性）の有
利な外周部に設けられる外側ステータ１の出力割合を内
周面に設けられる内側ステータ２より大きく設定するこ
とで電動機の温度上昇がしにくいという効果が得られ
る。さらに出力部材３ｄに貫通穴３ｅが設けられている
から電動機内の熱気の移動が可能となり、外への放出が
容易で、電動機全体の温度を平均化する効果が得られ
る。
み合わせた従来の電動車両より、減速機の伝達効率や歯
車潤滑装置のコスト、動力損失などを不用とできるの
で、駆動システム全体での運転効率が向上するという効
果が得られる。なお、電動機を多極化にすると、高周波
数の駆動ができ、ステータに流れる磁束密度が緩和さ
れ、一層効率が向上する。また、熱負荷（放熱性）の有
利な外周部に設けられる外側ステータ１の出力割合を内
周面に設けられる内側ステータ２より大きく設定するこ
とで電動機の温度上昇がしにくいという効果が得られ
る。さらに出力部材３ｄに貫通穴３ｅが設けられている
から電動機内の熱気の移動が可能となり、外への放出が
容易で、電動機全体の温度を平均化する効果が得られ
る。
【００２４】また減速が要求されるとき、車両の要求減
速度に応じて、ブレーキディスクによる制動に加えて、
外側ステータ１単独、内側ステータ２単独、または外側
ステータ１、内側ステータ２の両方で電力回生すること
で最適な減速効果が得られ、効率的且つ良好なフィーリ
ングでエネルギー回生が可能となる。なお、本実施例は
軸方向寸法が制約され、且つ比較的大出力電動機を必要
とするホイールインモータに適用した例を示したがこれ
に限らず、通常の電動機にも応用できる。
速度に応じて、ブレーキディスクによる制動に加えて、
外側ステータ１単独、内側ステータ２単独、または外側
ステータ１、内側ステータ２の両方で電力回生すること
で最適な減速効果が得られ、効率的且つ良好なフィーリ
ングでエネルギー回生が可能となる。なお、本実施例は
軸方向寸法が制約され、且つ比較的大出力電動機を必要
とするホイールインモータに適用した例を示したがこれ
に限らず、通常の電動機にも応用できる。
【００２５】
【発明の効果】以上の通り、この発明は、１個の円筒状
のロータに対し、外側ステータ、内側ステータがこのロ
ータの外周面及び内周面にそれぞれ対向して設けられて
いるから、これら外側、内側ステータの励磁コイルに通
電することによって、大きな駆動力を発生することがで
きる。これにより、低速回転域においても大きな出力を
発生することができる。さらに、ロータの外周面に対向
して設けられている外側ステータにより発生する駆動力
を大きく設定すると、電動機の回転時に発生するコイル
等の熱の大部分は外側ステータから発生し、電動機内に
こもることなく、容易に外部へ放出される。これによっ
て、電動機全体の温度上昇がしにくく、高温による磁石
の減磁やコイル絶縁層の破壊を回避できるという効果が
得られる。
のロータに対し、外側ステータ、内側ステータがこのロ
ータの外周面及び内周面にそれぞれ対向して設けられて
いるから、これら外側、内側ステータの励磁コイルに通
電することによって、大きな駆動力を発生することがで
きる。これにより、低速回転域においても大きな出力を
発生することができる。さらに、ロータの外周面に対向
して設けられている外側ステータにより発生する駆動力
を大きく設定すると、電動機の回転時に発生するコイル
等の熱の大部分は外側ステータから発生し、電動機内に
こもることなく、容易に外部へ放出される。これによっ
て、電動機全体の温度上昇がしにくく、高温による磁石
の減磁やコイル絶縁層の破壊を回避できるという効果が
得られる。
【００２６】また、請求項４記載の発明では、電動機を
駆動するとき、要求駆動力、また要求駆動力変化量の検
出値に応じて外側ステータ、内側ステータによる駆動力
配分が決定される。つまり、外側ステータは常用ステー
タとし、内側ステータは外側ステータが負担しきれない
大きな駆動力が要求されるときに作動し、駆動力を分担
することにより、温度上昇し易い内側ステータの発熱が
抑制され、これによって、内側ステータの温度上昇を抑
さえることが出来る。
駆動するとき、要求駆動力、また要求駆動力変化量の検
出値に応じて外側ステータ、内側ステータによる駆動力
配分が決定される。つまり、外側ステータは常用ステー
タとし、内側ステータは外側ステータが負担しきれない
大きな駆動力が要求されるときに作動し、駆動力を分担
することにより、温度上昇し易い内側ステータの発熱が
抑制され、これによって、内側ステータの温度上昇を抑
さえることが出来る。
【００２７】請求項５記載の発明では、温度上昇し易い
内側ステータの温度も駆動力配分決定のパラメータに加
えて、電動機の温度上昇実態を反映して、電動機内の温
度均一化の実現ができ、局部的な過熱化がなく、より一
層、電動機の温度上昇を抑さえる効果が得られる。
内側ステータの温度も駆動力配分決定のパラメータに加
えて、電動機の温度上昇実態を反映して、電動機内の温
度均一化の実現ができ、局部的な過熱化がなく、より一
層、電動機の温度上昇を抑さえる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す図である。
【図２】この発明の制御装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図３】駆動力配分を決定するながれを示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図４】外側ステータ及び内側ステータの異なる接続方
式を示す図である。
式を示す図である。
１、 外側ステータ ２ 内側ステータ １ａ、２ａ、３ａ コア部 １ｂ、２ｂ 励磁コイル １ｃ、２ｃ 電力供給線 １ｄ、２ｄ スター結線 ３ ロータ ３ｂ、３ｃ 永久磁石 ３ｄ 出力部材 ３ｅ 貫通穴 ４ ケース本体 ５ カバー ６、８、１４、１５ ボルト ７ カラー ９ グロメット １０ 出力軸 １１、１２ アンギュラボールベアリング １３ ホイール １６ ブレーキディスク １７ ナット １８ ベアリング １９ 回転検出器 ２０ ダストシール
Claims (5)
- 【請求項１】 出力部材により出力軸に同心に結合され
た円筒状のコアと、該コアの外周面及び内周面にそれぞ
れ円周方向にＳ極、Ｎ極を交互に並べられた界磁用の第
１と第２永久磁石とを備えるロータと、該ロータの第１
永久磁石に対向し第１励磁コイルを備える外側ステータ
と、前記ロータの第２永久磁石に対向し第２励磁コイル
を備える内側ステータとからなり、前記外側ステータま
たは内側ステータの駆動により前記ロータが回転し、駆
動力を発生することを特徴とする電動機。 - 【請求項２】 前記外側ステータの駆動により発生する
駆動力が前記内側ステータの駆動により発生する駆動力
より大きくなるように設定されていることを特徴とする
請求項１記載の電動機。 - 【請求項３】 前記出力部材の前記内側ステータに備え
られている第２励磁コイルに対応する半径位置に複数の
貫通穴が設けられていることを特徴とする請求項１また
は２記載の電動機。 - 【請求項４】 出力部材により出力軸に同心に結合され
た円筒状のコアと、該コアの外周面及び内周面にそれぞ
れ円周方向にＳ極、Ｎ極を交互に並べられた界磁用の第
１と第２永久磁石とを備えるロータと、該ロータの第１
永久磁石に対向し第１励磁コイルを備える外側ステータ
と、前記ロータの第２永久磁石に対向し第２励磁コイル
を備える内側ステータとからなり、前記外側ステータま
たは内側ステータの駆動により前記ロータが回転し、駆
動力を発生する電動機と、 前記電動機への要求駆動力を検出する駆動力検出手段
と、 前記電動機への要求駆動力の変化率を検出する駆動力変
化率検出手段と、 該駆動力変化率検出手段及び前記駆動力検出手段の各検
出値に基づいて、前記外側ステータ、内側ステータの駆
動力配分を決定し制御指令を出力する演算手段と、 前記制御指令に基づいて前記各ステータの駆動力を制御
する制御手段とを有することを特徴とする電動機の制御
装置。 - 【請求項５】 出力部材により出力軸に同心に結合され
た円筒状のコアと、該コアの外周面及び内周面にそれぞ
れ円周方向にＳ極、Ｎ極を交互に並べられた界磁用の第
１と第２永久磁石とを備えるロータと、該ロータの第１
永久磁石に対向し第１励磁コイルを備える外側ステータ
と、前記ロータの第２永久磁石に対向し第２励磁コイル
を備える内側ステータとからなり、前記外側ステータま
たは内側ステータの駆動により前記ロータが回転し、駆
動力を発生する電動機と、 前記電動機への要求駆動力を検出する駆動力検出手段
と、 前記電動機への要求駆動力の変化率を検出する駆動力変
化率検出手段と、 前記内側ステータの温度を検出する温度検出手段と、 該駆動力変化率検出手段、前記駆動力検出手段及び前記
温度検出手段の各検出値に基づいて、前記外側ステー
タ、内側ステータの駆動力配分を決定し制御指令を出力
する演算手段と、 前記制御指令に基づいて前記各ステータの駆動力を制御
する制御手段とを有することを特徴とする電動機の制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5296070A JPH07131961A (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 電動機及びその制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5296070A JPH07131961A (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 電動機及びその制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07131961A true JPH07131961A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17828726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5296070A Withdrawn JPH07131961A (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 電動機及びその制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07131961A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100360518B1 (ko) * | 2000-04-18 | 2002-11-13 | 다마가와 세이끼 가부시키가이샤 | 2 축 동심 모터 |
| JP2010525774A (ja) * | 2007-04-18 | 2010-07-22 | ゲ−ヨン パク | 同心円状に配置された回転子を有するモータ及び前記モータを備える駆動装置 |
| JP4723118B2 (ja) * | 2001-06-01 | 2011-07-13 | 三菱電機株式会社 | 回転電機及びこの回転電機を用いた滑車駆動装置 |
| KR101301754B1 (ko) * | 2011-05-23 | 2013-08-29 | 현대모비스 주식회사 | 인휠 구동장치 |
| WO2017141217A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Neil Smith | Multi dimensional layered pulse hub motor |
| EP2664487A4 (en) * | 2011-01-11 | 2018-01-24 | JTEKT Corporation | In-wheel motor driving device |
| US12015314B2 (en) | 2018-03-12 | 2024-06-18 | Abb Schweiz Ag | Control and drive of a rotating machine with an inner and an outer stator |
-
1993
- 1993-11-01 JP JP5296070A patent/JPH07131961A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100360518B1 (ko) * | 2000-04-18 | 2002-11-13 | 다마가와 세이끼 가부시키가이샤 | 2 축 동심 모터 |
| JP4723118B2 (ja) * | 2001-06-01 | 2011-07-13 | 三菱電機株式会社 | 回転電機及びこの回転電機を用いた滑車駆動装置 |
| JP2010525774A (ja) * | 2007-04-18 | 2010-07-22 | ゲ−ヨン パク | 同心円状に配置された回転子を有するモータ及び前記モータを備える駆動装置 |
| EP2664487A4 (en) * | 2011-01-11 | 2018-01-24 | JTEKT Corporation | In-wheel motor driving device |
| KR101301754B1 (ko) * | 2011-05-23 | 2013-08-29 | 현대모비스 주식회사 | 인휠 구동장치 |
| WO2017141217A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Neil Smith | Multi dimensional layered pulse hub motor |
| US12015314B2 (en) | 2018-03-12 | 2024-06-18 | Abb Schweiz Ag | Control and drive of a rotating machine with an inner and an outer stator |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |