JPH07143696A

JPH07143696A - 電動機

Info

Publication number: JPH07143696A
Application number: JP31129993A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Ozaki; 清孝尾崎; Shinichiro Kitada; 眞一郎北田; Hiroyuki Hirano; 弘之平野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-11-16
Filing date: 1993-11-16
Publication date: 1995-06-02

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】円筒状のロータ３と、該ロータの外周面に対
向し形成されたスロット列１ｄと、該スロット列に巻回
された励磁コイル１ｂとを備えた外側ステータ１と、前
記ロータ３の内周面に対向し形成されたスロット列２ｄ
と、該スロット列に巻回された励磁コイル２ｂとを備え
た内側ステータ２とからなる電動機において、前記内側
ステータ２の励磁コイル２ｂへの３相電力供給線は、複
数本に分割され、分割した線がそれぞれ同方向の電流が
流れる励磁コイル１ｂの巻き線が位置するスロット内に
通され、励磁コイル２ｂと接続される。このため、電力
供給線の太さ分による電動機の径方向、あるいは軸方向
寸法の増大がなく、また、励磁コイル２ｂに流れる励磁
電流が前記外側ステータ１をも励磁させるから、電動機
の出力が増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機に係り、特に電
動機内部の電力供給線の配置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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０００７】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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、出力軸に同心
に結合された円筒状のロータと、該ロータの外周面に対
向し形成された第１スロットと、該第１スロットに巻回
された第１励磁コイルとを備えた外側ステータと、前記
ロータの内周面に対向し形成された第２スロットと、該
第２スロットに巻回された第２励磁コイルとを備えた内
側ステータとからなり、前記内側ステータの第２励磁コ
イルへの電力供給線は、複数本に分割され、分割した電
力供給線がそれぞれ前記外側ステータの第１スロット内
に通され、前記第２励磁コイルと接続される電動機とし
た。

【０００９】

【作用】本発明では、内側ステータの第２励磁コイルへ
の電力供給線は、複数本に分割され、分割した電力供給
線がそれぞれ外側ステータの第１スロット内に通され、
内側ステータの第２励磁コイルに導かれ、それと接続さ
れる。このため、電力供給線を第２励磁コイルに導くた
めの空間を設ける必要がなく、少なくても、この電力供
給線の太さ分による電動機の径方向、あるいは軸方向寸
法の増大を回避することができる。さらに、前記分割し
た電力供給線がそれぞれ同方向の電流が流れる前記第１
励磁コイルが位置する前記第１スロット内に通され、内
側ステータの第２励磁コイルに導かれ、それと接続され
るときに、第２励磁コイルに流れる励磁電流が前記第１
励磁ステータをも励磁させ、電動機の出力が増大する。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。まず、構成を説明する。図１は、本発明の実施
例の構成を示した電動機の全体の断面図である。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
鋼板を積層した円筒状のコア部１ａを有し、コア部１ａ
の内周面に図に示していないスロット列が形成されて、
そこに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円
筒状のコア２ａを有し、コア部２ａの外周面に図に示し
ていないスロット列が形成されて、そこに３相を成す励
磁コイル２ｂが巻回されている。

【００１１】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
と内側ステータ２の励磁コイル２ｂへの電力供給線２ｃ
の電線が電動機外側にある端子から内部に導かれ、それ
ぞれの励磁コイルと接続される。電動機内部に導かれた
電力供給線２ｃが励磁コイル２ｂに導かれる際に、一
旦、外側ステータ１の前で、分割され、分割した電力供
給線がそれぞれ外側ステータ１のスロット内に通され
て、再びに元に戻され、第２励磁コイル２ｂに接続され
る。

【００１２】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
に熱を発散するための複数個の貫通穴３ｅが設けられて
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。

【００１３】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１６のハブ部
の間には、回転検出器１９とダストシール２０が設けら
れている。

【００１４】図２は、図１のＡ−Ａ線における外側ステ
ータ１、内側ステータ２、ロータ３部分の断面図であ
る。円筒状のコア部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４組８極の永久磁石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。こ
のコア部３ａを挟んで設けられている外側ステータ１と
内側ステータ２は、それぞれ４８本のスロットからなる
スロット列１ｄとスロット列２ｄが形成されている。各
スロット列にそれぞれ３相８極をなす励磁コイルが収納
されている。そして、スロット列１ｄには、分割した電
力供給線が通されている。

【００１５】図３は、図２のＢ部を詳細に示すものであ
る。励磁コイル１ｂの巻き線ｓはスロットｆにコア部１
ａの内周面寄りに収納されていて、分割した電力供給線
２ｃｃ、即ち後述する２ｃｕ、２ｃｗまたは２ｃｖがス
ロットｆの底部に収納されている。

【００１６】図４は、コア部１ａを直線状に展開してス
ロット列１ｄの各スロットに対する励磁コイル１ｂの各
相巻き線及び分割した電力供給線２ｃｕ、２ｃｗ、２ｃ
ｖの関係を示す図である。なお、本図中に限り、数字は
スロット番号を示す。４８本のスロットからなるスロッ
ト列１ｄに、Ｕ相巻き線、Ｖ相巻き線、Ｗ相巻き線から
なる３相の励磁コイル１ｂは、それぞれ等間隔的に巻回
されている。各相の巻き線が、８組ずつに分割されてい
る。そして空間的に１５°（スロット２本）ずつＵ相、
Ｗ相、Ｖ相順番に繰り返しながらずらして巻回される。

【００１７】励磁コイル１ｂのＵ相の巻き線において、
絶縁層を施した銅線を図４に示すように電力供給線の入
り口であるグロメット９側から巻き初め、そして、１番
スロットから６番スロットとに巻き線を逆時計方向に巻
き込んで、そして、次組の巻き線は１２番スロットから
７番スロットとに順時計方向に巻き込み、このように逆
時計方向の巻き線、順時計方向の巻き線を順次に巻いて
いき、最終的に、８極の磁極を構成する。同様にして、
Ｖ相の巻き線、Ｗ相の巻き線も８極の磁極を構成するよ
うにそれぞれに相応するスロットに巻き込む。そして、
３相の巻き線は互いに電気角度を１２０°ずつずらすた
め、Ｖ相は９番スロットから巻き初め、Ｗ相は５番スロ
ットから巻き始める。また、各相の巻き線の巻き終わり
部分は互いに接続し、スター結線の３相巻き線である励
磁コイル１ｂとなる。

【００１８】内側ステータ２へのＵ相、Ｗ相、Ｖ相を成
す３相電力供給線２ｃは、グロメット９により電動機内
に導かれて、外側ステータ１の前で、それぞれ８本ずつ
に分割され、つまり、Ｕ相の２ｃｕ８本と、Ｖ相の２ｃ
ｖ８本と、Ｗ相の２ｃｗ８本計２４本に分割される。

【００１９】Ｕ相の電源供給線において、分割した８本
のＵ相電源供給線２ｃｕが、それぞれ１番スロット内の
巻き初めの巻き線と同じ方向の電流が流れているスロッ
トに通される。つまり、１、１２、１３、２４、２５、
３６、３７、４８番のスロットに通される。同様に、分
割した８本のＷ相電源供給線２ｃｗが５番のスロット内
の巻き線と同じ方向の電流が流れているスロットに通さ
れ、分割した８本のＶ相電源供給線２ｃｖが９番のスロ
ット内の巻き線と同じ方向の電流が流れているスロット
に通される。通された２ｃｕ、２ｃｖ、２ｃｗがそれぞ
れ束ねられて、内側ステータの励磁コイル２ｂのそれと
対応する巻き線と接続される。

【００２０】外側ステータ１の励磁コイル１ｂに電力供
給線１ｃ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２ｂ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。

【００２１】内側ステータ２の励磁コイル２ｂに電力を
供給するときに、励磁コイル２ｂの励磁電流が外側ステ
ータ１のスロット内を通された電源供給線２ｃｕにより
供給されるから、同電流が同時に外側ステータ１のコア
部１ａをも励磁させ、しかも、この電流の方向と外側ス
テータ１の励磁電流とが同方向のため、ロータ３に対
し、外側ステータ１の磁界と内側ステータ２の磁界が同
じ方向に働き、ロータ３の回転力が強くなり、電動機の
出力を増大する。さらに、外側ステータ１のスロットに
通された内側ステータ２への電力供給線は外側ステータ
１の３相と内側ステータ２の３相とも合わせると電源の
位相ずれを抑さえることができ、効率的に電動機の出力
向上ができる。

【００２２】本実施例は、以上のように構成され、電動
機本体はホイールの内径側スペースいっぱいに設定でき
るため、出力は増大することができ、又電力供給線は回
転するホイール付近を通らないため固定不良による切
断、感電を防ぐことができるという効果が得られる。ま
た、電力供給線２ｃは分割して外側ステータ１のスロッ
ト内を通るため、コイル１ｂの巻き線数を増したのに等
しく、同電動機における出力が増大するという効果があ
る。

【００２３】

【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。内側ステータの第２励磁コイルへの電力供給線
は、複数本に分割され、分割した電力供給線がそれぞれ
外側ステータの第１スロット内に通され、内側ステータ
の第２励磁コイルに導かれ、それと接続される。このた
め、電力供給線を第２励磁コイルに導くための空間が不
用となり、この電力供給線の太さ分による電動機の径方
向、あるいは軸方向寸法の増大がなく、コンパクトな電
動機が得られる。

【００２４】さらに、前記分割した線がそれぞれと同方
向の電流が流れる前記第１励磁コイルが位置する第１ス
ロット内に通され、内側ステータの第２励磁コイルに導
かれて、接続されるときには、第２励磁コイルに流れる
励磁電流が第１励磁ステータをも励磁させ、大出力が発
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す全体の断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における外側ステータ、内側ス
テータ、ロータ部分のみの断面図である。

【図３】図２におけるＢ部の拡大した図である。

【図４】外側ステータの各スロットに対する励磁コイル
と電力供給線の配置を示す説明図である。

【符号の説明】

１、外側ステータ２内側ステータ１ｃ外側ステータの電力供給線２ｃ内側ステータの電力供給線２ｃｃ電力供給線２ｃｕ分割した内側ステータのｃ相
電力供給線２ｃｖ分割した内側ステータのｖ相
電力供給線２ｃｗ分割した内側ステータのｗ相
電力供給線１ａ、２ａ、３ａコア部１ｂ、２ｂ励磁コイル１ｃ、２ｃ電力供給線１ｄ、２ｄスロット列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ｓ巻き線ｆスロット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力軸に同心に結合された円筒状のロー
タと、該ロータの外周面に対向し形成された第１スロッ
トと、該第１スロットに巻回された第１励磁コイルとを
備えた外側ステータと、前記ロータの内周面に対向し形
成された第２スロットと、該第２スロットに巻回された
第２励磁コイルとを備えた内側ステータとからなり、前
記内側ステータの第２励磁コイルへの電力供給線は、複
数本に分割され、分割した電力供給線がそれぞれ前記外
側ステータの第１スロット内に通され、前記第２励磁コ
イルと接続されることを特徴とする電動機。
【請求項２】前記複数本に分割された電力供給線は、
それぞれ同方向の電流が流れる前記第１励磁コイルの巻
き線が位置する前記第１スロット内に通され、前記第２
励磁コイルと接続されることを特徴とする請求項１記載
の電動機。