WO2023190784A1 - モータ、車両 - Google Patents

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WO2023190784A1
WO2023190784A1 PCT/JP2023/013012 JP2023013012W WO2023190784A1 WO 2023190784 A1 WO2023190784 A1 WO 2023190784A1 JP 2023013012 W JP2023013012 W JP 2023013012W WO 2023190784 A1 WO2023190784 A1 WO 2023190784A1
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WO
WIPO (PCT)
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motor
teeth
core back
width
stator
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/013012
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将徳 奥村
和也 森本
弘行 瀬戸山
卓郎 井口
俊仁 勝又
Original Assignee
ニデック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ニデック株式会社 filed Critical ニデック株式会社
Publication of WO2023190784A1 publication Critical patent/WO2023190784A1/ja

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos

Definitions

  • the present invention relates to motors and vehicles.
  • an outer rotor type motor that functions as an in-wheel motor includes a stator and a rotor that rotates on the radially outer side of the stator.
  • the stator includes a stator core having a plurality of teeth protruding radially outward, and a coil wound around each tooth.
  • the torque constant Kt of the motor increases as the number of turns of the conducting wire that makes up the coil increases.
  • the electrical resistance R of the conducting wire increases.
  • the electric power consumption is, for example, the power consumption of the in-wheel motor per unit traveling distance. Therefore, it is desired to improve the output efficiency ratio (Km/M) of the in-wheel motor in consideration of the weight M of the stator including the coil.
  • An object of the present invention is to improve the output of the motor while suppressing the weight and power consumption of the motor.
  • An exemplary motor of the present invention includes a rotor and a stator.
  • the rotor has a magnet and is rotatable about a central axis extending in the axial direction.
  • the magnet surrounds the central axis.
  • the stator is arranged radially inward than the magnet.
  • the stator includes a cylindrical core back, a plurality of teeth, and a coil portion.
  • the core back surrounds the central axis and extends in the axial direction.
  • the plurality of teeth extend radially outward from the core back and are lined up in the circumferential direction.
  • the coil portion is arranged on the teeth.
  • the outer diameter of the core back is 163.0 [mm] or more and 175.4 [mm] or less.
  • the minimum width of the radially inner end of each of the teeth in the axial direction and the direction perpendicular to the radial direction is 4.50 [mm] or more and 5.98 [mm] or less.
  • an exemplary motor of the present invention includes a rotor and a stator.
  • the rotor has a magnet surrounding a central axis extending in the axial direction, and is rotatable about the central axis.
  • the stator is arranged radially inward than the magnet.
  • the stator includes a cylindrical core back, a plurality of teeth, and a coil portion.
  • the core back surrounds the central axis and extends in the axial direction.
  • the plurality of teeth extend radially outward from the core back and are lined up in the circumferential direction.
  • the coil portion is arranged on the teeth.
  • the outer diameter of the core back is 216.8 [mm] or more and 229.2 [mm] or less.
  • the minimum width of the radially inner end of each of the teeth in the axial direction and the direction perpendicular to the radial direction is 6.40 [mm] or more and 8.60 [mm] or less.
  • an exemplary motor of the present invention includes a rotor and a stator.
  • the rotor has a magnet surrounding a central axis extending in the axial direction, and is rotatable about the central axis.
  • the stator is arranged radially inward than the magnet.
  • the stator includes a cylindrical core back, a plurality of teeth, and a coil portion.
  • the core back surrounds the central axis and extends in the axial direction.
  • the plurality of teeth extend radially outward from the core back and are lined up in the circumferential direction.
  • the coil portion is arranged on the teeth.
  • a ratio of the minimum width of the radially inner end of each of the teeth to the outer diameter of the core back in a direction perpendicular to the axial direction and the radial direction is 0.0294 or more and 0.0341 or less.
  • An exemplary vehicle of the present invention includes any of the motors described above.
  • the exemplary motor and vehicle of the present invention it is possible to improve the output of the motor while suppressing the weight and power consumption of the motor.
  • FIG. 1 is a sectional view showing an example of the configuration of a motor.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a vehicle equipped with a motor.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of the configuration of the stator core viewed from the axial direction.
  • FIG. 4 is an enlarged view of portion IV surrounded by a broken line in FIG.
  • FIG. 5A is a table showing a list of fixed parameters of the stator according to the first example.
  • FIG. 5B is a table showing a list of stator variation parameters according to the first example.
  • FIG. 6 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio and the outer diameter of the core back in the first example.
  • FIG. 7 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio and the width of the teeth in the first example.
  • FIG. 8 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio and the ratio between the width of the teeth and the outer diameter of the core back in the first example.
  • FIG. 9 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio and the ratio between the width of the slot and the axial width of the core back in the first embodiment.
  • FIG. 10A is a table showing a list of stator fixed parameters according to the second example.
  • FIG. 10B is a table showing a list of variable parameters of the stator 2 according to the second example.
  • FIG. 11 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio and the outer diameter of the core back in the second example.
  • FIG. 12 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio and the width of the teeth in the second example.
  • FIG. 13 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio and the ratio between the width of the teeth and the outer diameter of the core back in the second example.
  • FIG. 14 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio and the ratio between the width of the slot and the axial width of the core back in the second embodiment.
  • axial direction Da a direction parallel to the central axis CA is referred to as an "axial direction Da."
  • the direction from the second cover member 43 to the first cover member 42 which will be described later, is called “one axial direction Da1", and the direction from the first cover member 42 to the second cover member 43 is called “axial direction”.
  • the other side is called "Da2".
  • the direction perpendicular to the central axis CA is referred to as the "radial direction Dd.”
  • the direction approaching the central axis CA is called “radially inward Di”
  • the direction away from the central axis CA is called “radially outward Do”.
  • the rotation direction around the central axis CA is referred to as the "circumferential direction Dr.”
  • the circumferential directions Dr one direction is called “one circumferential direction Dr1” and the other direction is called “the other circumferential direction Dr2.”
  • annular refers to a shape that is continuous and continuous over the entire area in the circumferential direction Dr centered on the central axis CA, as well as a shape that is continuous without any break over the entire area in the circumferential direction Dr centered on the central axis CA. Includes a shape that has one or more cuts in a part. It also includes a shape that draws a closed curve on a curved surface that is centered around the central axis CA and intersects with the central axis CA.
  • parallel refers not only to the state in which they do not intersect at all no matter how far they extend, but also to the state in which they are substantially parallel. include.
  • perpendicular and perpendicular each include not only a state in which the two intersect with each other at 90 degrees, but also a state in which they are substantially perpendicular and a state in which they are substantially orthogonal. That is, “parallel”, “perpendicular”, and “perpendicular” each include a state in which there is an angular shift in the positional relationship between the two to the extent that it does not depart from the gist of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a motor 100.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration example of a vehicle 200 on which the motor 100 is mounted.
  • the motor 100 of this embodiment is a so-called in-wheel motor, and is mounted on the vehicle 200.
  • Vehicle 200 in FIG. 2 is an electric two-wheeled vehicle.
  • Vehicle 200 includes motor 100.
  • Vehicle 200 further includes front wheels 201, rear wheels 202, a vehicle body 203, a steering wheel 204, an electronic control unit (ECU) 205, and a battery 206.
  • Front wheels 201 and rear wheels 202 are rotatably attached to a vehicle body 203.
  • Motor 100 is arranged at rear wheel 202.
  • the rear wheel 202 includes a motor 100 and tires 2021.
  • the tire 2021 is mounted on the rim 41 of the motor 100, which will be described later, and is, for example, a tubeless tire configured together with the rim 41.
  • a handle 204 is attached to the front of the vehicle body 203.
  • ECU 205 is arranged inside vehicle body 203.
  • ECU 205 is a control device that controls each component of vehicle 200, and controls motor 100 and battery 206, for example.
  • Battery 206 is arranged inside vehicle body 203.
  • Battery 206 is a rechargeable and dischargeable secondary battery, and supplies power to motor 100 and ECU 205, for example.
  • the battery 206 is a lithium ion battery.
  • the output of the motor 100 can be improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100, as described later.
  • the illustration of this embodiment does not exclude a configuration in which the motor 100 is mounted on a vehicle other than an electric two-wheeled vehicle.
  • the motor 100 can be mounted on a bicycle, tricycle, four-wheel vehicle, etc.
  • the motor 100 includes a shaft 1, a stator 2, a stator holder 3, and a rotor 4.
  • the shaft 1 has a cylindrical shape and extends in the axial direction Da along the central axis CA.
  • the shaft 1 is a fixed shaft, and is fixed non-rotatably to the vehicle body 203 of the vehicle 200, for example.
  • the stator 2 is disposed radially inward Di from the magnets 45, which will be described later, of the rotor 4, and surrounds the central axis CA. As described above, the motor 100 includes the stator 2. The stator 2 faces the magnet 45 in the radial direction Dd.
  • the stator 2 includes a stator core 21, an insulator 22, and a plurality of coil parts 23.
  • the stator core 21 is formed using a magnetic material, and in this embodiment is a laminate in which electromagnetic steel sheets are laminated in the axial direction Da.
  • the insulators 22 are made of an electrically insulating material such as resin, and are arranged at one axial end and the other axial end of the stator core 21 .
  • the coil portion 23 is arranged on the stator core 21 via the insulator 22. More specifically, each coil portion 23 is arranged on teeth 212, which will be described later. As described above, the stator 2 has the coil portion 23. When a drive current is supplied to each coil portion 23, the stator 2 is excited and drives the rotor 4 to rotate.
  • Stator holder 3 holds stator 2 .
  • the stator holder 3 has an inner cylinder part 31, a holder cylinder part 32, and a connecting part 33.
  • the inner cylinder portion 31 has a cylindrical shape that surrounds the central axis CA and extends in the axial direction Da, and is fixed to the radially outer surface of the shaft 1.
  • the holder cylinder part 32 is arranged radially outward Do from the inner cylinder part 31.
  • the holder cylinder portion 32 extends in the axial direction Da surrounding the central axis CA, and holds the stator core 21 on its radially outer surface.
  • the connecting part 1033 connects the inner cylinder part 31 and the holder cylinder part 32.
  • the connecting portion 33 extends radially outward Do from the radially outer surface of the inner cylinder portion 31 .
  • a radially outer portion of the connecting portion 33 is connected to the holder cylinder portion 32 .
  • Rotor 4 is rotatable around a central axis CA extending in the axial direction Da.
  • the motor 100 includes the rotor 4.
  • the rotor 4 is rotatable with respect to the shaft 1.
  • the rotor 4 includes a rim 41, a first cover member 42, a second cover member 43, a yoke 44, and a magnet 45.
  • the rim 41 has a cylindrical shape surrounding the central axis CA, surrounds the stator 2, and extends in the axial direction Da.
  • a tire 2021 (see FIG. 2) is mounted on the rim 41.
  • the rim 41 also holds the yoke 44.
  • First cover member 42 The first cover member 42 extends in a direction intersecting the axial direction Da (for example, in the radial direction Dd) and is disposed at one axial end of the rim 41 .
  • the first cover member 42 includes a first disk portion 421 , a first bearing holder 422 , a first bearing 423 , and a first end cap 424 .
  • the first disk portion 421 has an annular shape surrounding the shaft 1.
  • the first disk portion 421 is disposed on one axial direction Da1 of the stator 2, and extends in a direction intersecting the axial direction Da (for example, in the radial direction Dd).
  • a radially outer end of the first disk portion 421 is connected to one axial end of the rim 41 .
  • the first bearing holder 422 has a cylindrical shape surrounding the shaft 1, and is arranged at the radially inner end of the first disk portion 421.
  • the first bearing holder 422 holds a first bearing 423 and rotatably supports the shaft 1 via the first bearing 423.
  • the first end cap 424 is disposed on the inner circumferential surface of the first bearing holder 422 on one side Da1 of the first bearing 423 in the axial direction.
  • the first end cap 424 has an annular shape surrounding the shaft 1 and covers between the shaft 1 and the first bearing holder 422.
  • the first end cap 424 can prevent dust, liquid, etc. from entering the motor 100 through the space between the shaft 1 and the first bearing holder 422.
  • Second cover member 43 The second cover member 43 extends in a direction intersecting the axial direction Da (for example, in the radial direction Dd) and is disposed at the other axial end of the rim 41 .
  • the second cover member 43 includes a second disk portion 431, a second bearing holder 432, a second bearing 433, and a second end cap 434.
  • the second disk portion 431 has an annular shape surrounding the shaft 1.
  • the second disk portion 431 is disposed on the other axial side Da2 of the stator 2, and extends in a direction intersecting the axial direction Da (for example, in the radial direction Dd).
  • a radially outer end of the second disk portion 431 is connected to the other axial end of the rim 41 .
  • the second bearing holder 432 has a cylindrical shape surrounding the shaft 1, and is arranged at the radially inner end of the second disk portion 431.
  • the second bearing holder 432 holds a second bearing 433 and rotatably supports the shaft 1 via the second bearing 433.
  • the second end cap 434 is disposed on the inner peripheral surface of the second bearing holder 432 at the other end Da2 in the axial direction than the second bearing 433.
  • the second end cap 434 has an annular shape surrounding the shaft 1 and covers between the shaft 1 and the second bearing holder 432.
  • the second end cap 434 can prevent dust, liquid, etc. from entering the motor 100 through the space between the shaft 1 and the second bearing holder 432.
  • Yoke 44 is arranged on the radially inner surface of rim 41 and surrounds stator 2 . Yoke 44 holds magnet 45.
  • the yoke 44 is formed using a magnetic material and is fixed to the radially inner end of the rim 41.
  • the yoke 44 has a cylindrical shape extending in the axial direction Da.
  • the present invention is not limited to this example, and the yoke 44 does not have to be cylindrical.
  • the yoke 44 may have a configuration in which a plurality of arc-shaped yoke pieces extending in the circumferential direction Dr are lined up in the circumferential direction Dr when viewed from the axial direction Da.
  • the magnet 45 is arranged on the radially inner surface of the yoke 44. In the magnet 45, mutually different magnetic poles (N pole and S pole) are arranged alternately in the circumferential direction Dr. As mentioned above, the rotor 4 has the magnet 45. The magnet 45 surrounds the central axis CA extending in the axial direction Da. In this embodiment, the magnet 45 includes a plurality of magnet pieces (not shown) arranged in the circumferential direction Dr. However, the present invention is not limited to this example, and the magnet 45 may be an annular member surrounding the central axis CA.
  • FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of the stator core 21 viewed from the axial direction Da.
  • FIG. 4 is an enlarged view of portion IV surrounded by a broken line in FIG.
  • the stator core 21 has a cylindrical core back 211 and a plurality of teeth 212. That is, the stator 2 has these.
  • the core back 211 surrounds the central axis CA and extends in the axial direction Da.
  • Each tooth 212 extends radially outward Do from the core back 211 and is lined up in the circumferential direction Dr with a gap.
  • the stator core 21 further includes an umbrella section 213.
  • the umbrella portion 213 extends from the radially inner end of each tooth 212 toward one circumferential direction Dr1 and the other circumferential direction Dr2.
  • the plurality of teeth 212 are arranged with gaps in the circumferential direction Dr.
  • the gap between teeth 212 adjacent to each other in the circumferential direction Dr will be referred to as a "slot 210."
  • the slot 210 is a space arranged between teeth 212 adjacent to each other in the circumferential direction Dr.
  • Stator 2 further includes slots 210.
  • the width Ls of the slot 210 in the direction perpendicular to the axial direction Da and the radial direction Dd is constant across the radial direction Dd.
  • the circumferential width of the teeth 212 on the radially outer side can be made wider than in a configuration in which the width Ls becomes wider toward the radially outer side Do. Therefore, more of the magnetic flux from the magnet 45 can pass through the radially outer side of the teeth 212. Therefore, the output of the motor 100 can be further increased.
  • FIG. 5A is a table showing a list of fixed parameters of the stator 2 according to the first example.
  • FIG. 5B is a table showing a list of variable parameters of the stator 2 according to the first example.
  • FIG. 6 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio (Km/M) and the outer diameter Lo of the core back 211 in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing the correlation between the width Lt of the teeth 212 and the output efficiency ratio (Km/M) in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a table showing a list of fixed parameters of the stator 2 according to the first example.
  • FIG. 5B is a table showing a list of variable parameters of the stator 2 according to the first example.
  • FIG. 6 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio (Km/M) and the outer diameter Lo of the core back 211 in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing the correlation between the width Lt of the teeth 212 and the output efficiency ratio (K
  • FIG. 8 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio (Km/M) and the ratio (Lt/Lo) between the width Lt of the teeth 212 and the outer diameter Lo of the core back 211 in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio (Km/M) and the ratio (Ls/Hs) between the width Ls of the slot 210 and the axial width Hs of the core back 211 in the first embodiment.
  • the core back 211 is Outer diameter (diameter size) Lo, width Lt of teeth 212, ratio of width Lt of teeth 212 to outer diameter Lo of core back 211 (Lt/Lo), width Ls of slot 210 and axial direction of core back 211
  • Lt/Lo ratio of width Lt of teeth 212 to outer diameter Lo of core back 211
  • the outer diameter Lo of the core back 211 is the diameter of the radially outer end of the core back 211 when viewed from the axial direction Da.
  • the width Lt of the teeth 212 is the minimum width of the radially inner end of the teeth 212 in a direction perpendicular to both the axial direction Da and the radial direction Dd.
  • the width Ls of the slot 210 is the width of the slot 210 in a direction perpendicular to both the axial direction Da and the radial direction Dd.
  • the width Ls is between the other end surface in the circumferential direction of the teeth 212 on one Dr1 side in the circumferential direction among the teeth 212 adjacent in the circumferential direction Dr, and the other end surface in the circumferential direction Dr2 of the teeth 212 adjacent in the circumferential direction Dr. This is the distance from one end surface in the circumferential direction of the teeth 212 on the side.
  • the outer diameter (diameter size) Lo of the core back 211 is made smaller, the diameter size of the coil portion 23 can be made larger, so more conductive wires can be wound around the teeth 212. In other words, the number of turns Nc of the conducting wire can be increased without making the wire thinner. Further, by reducing the outer diameter (diameter size) Lo of the core back 211, the weight Ws of the stator core 21 can be easily reduced. On the other hand, as the core back 211 becomes smaller, the rotor 4 becomes smaller, which may cause the torque constant Kt to decrease. Therefore, it is necessary to reduce the outer diameter Lo of the core back 211 within a range that does not reduce the torque constant Kt.
  • the width Lt of the teeth 212 when the width Lt of the teeth 212 is increased, the magnetic flux passing through the inside of the teeth 212 can be increased when the motor 100 is driven, so it is easier to increase the torque constant Kt of the motor 100.
  • the width Ls of the slot 210 between adjacent teeth 212 in the circumferential direction Dr becomes narrower as the width Lt of the teeth 212 increases, the number of turns Nc of the coil portion 23 disposed on the teeth 212 is sufficiently ensured. It becomes difficult to do.
  • the wire diameter Dc of the conducting wire needs to be made smaller, so that the electrical resistance R [ ⁇ ] of the conducting wire increases.
  • the weight M of the stator 2 increases.
  • the width Ls of the slot 210 by widening the width Ls of the slot 210, it is possible to increase the wire diameter of the conducting wire of the coil portion 23 arranged in the slot 210 and increase the number of turns Nc of the conducting wire. Therefore, it is easy to increase the torque constant Kt of the motor 100.
  • the width Lt of the teeth 212 becomes narrower as the width Ls of the slot 210 increases.
  • the axial width of the coil portion 23 can be made larger. Furthermore, it is also possible to increase the magnetic flux passing through the inside of stator core 21 when motor 100 is driven. Therefore, it is easy to increase the torque constant Kt of the motor 100. On the other hand, as the axial width Hs increases, the weight M of the stator 2 increases.
  • the inventor determined that the torque constant Kt (hereinafter referred to as The range of configuration conditions for the stator 2 that can sufficiently improve the "output efficiency ratio (Km/M)" was analyzed by computer simulation.
  • the items in FIG. 5A are common parameters for each of the study conditions P1 to P11.
  • the DC drive current supplied to the stator 2 was set to 25 [A].
  • the DC drive voltage applied to the stator 2 was 48 [V].
  • the number Np of magnetic poles (the sum of the total number of N poles and the total number of S poles) of the magnet 45 was set to 60.
  • the total number Ns of slots 210 in the stator core 21 was set to 54.
  • FIG. 5B shows the parameters that varied under the study conditions P1 to P11 and the study results under the study conditions P1 to P11.
  • Hg is the axial width of each magnet piece that makes up the magnet 45.
  • Wg is the weight of the magnet 45; in other words, it is the total weight of each magnet piece that makes up the magnet 45.
  • “Hs” is the axial width of the core back 211 (see FIG. 1).
  • “Lo” is the outer diameter of the core back 211.
  • “Lt” is the minimum width of the radially inner end of the teeth 212 in the circumferential direction Dr (strictly speaking, the direction perpendicular to both the axial direction Da and the radial direction Dd). “Lta” is the minimum angular width of the radially inner end of the teeth 212 in the circumferential direction Dr. Note that this angle is constant under the study conditions P1 to P11, and is set to 3 [deg.] in each case.
  • Ls is the width of the slot 210 in the circumferential direction Dr (strictly speaking, the direction perpendicular to both the axial direction Da and the radial direction Dd).
  • Ls/Hs is the ratio of the width Ls of the slot 210 to the axial width Hs of the core back 211.
  • Ws is the weight of the stator core 21.
  • Nc is the number of turns of the conductive wire forming each coil portion 23.
  • Dc is the wire diameter of the conducting wire.
  • R is the electrical resistance value of the conducting wire at 23°C.
  • Ws is the weight of one coil portion 23.
  • “I” is the effective value of the current flowing through each coil portion 23.
  • “Tr” is the output (torque) of the motor 100.
  • Kt is a torque constant.
  • the output efficiency ratio (Km/M) showed the maximum value under study condition P7.
  • the broken line L1 indicates 94% of the maximum value of the output efficiency ratio (Km/M).
  • the broken line L2 indicates 95% of the maximum value of the output efficiency ratio (Km/M).
  • a broken line L3 indicates 96% of the maximum value of the output efficiency ratio (Km/M).
  • a broken line L4 indicates 97% of the maximum value of the output efficiency ratio (Km/M).
  • the output efficiency ratio (Km/M) under the study conditions P1 to P10 was 94% or more of its maximum value.
  • the outer diameter Lo is preferably 175.4 [mm] or less. More preferably, the outer diameter Lo of the core back 211 is greater than or equal to 163.0 [mm] and less than or equal to 175.4 [mm].
  • the output efficiency ratio (Km/M) under the study conditions P1 to P10 was 94% or more of its maximum value.
  • the minimum width Lt of the radially inner end of each tooth 212 in the direction perpendicular to the axial direction Da and the radial direction Dd is 5.98 [mm] or less. More preferably, the minimum width Lt of the radially inner end of each tooth 212 in the direction perpendicular to the axial direction Da and the radial direction Dd is greater than or equal to 4.50 [mm] and less than or equal to 5.98 [mm].
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be sufficiently increased. I was able to improve.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be set to 94% or more of its maximum value. Therefore, the output of the motor 100 can be sufficiently improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • the output efficiency ratio of the motor 100 may fall below 94% of its maximum value. Therefore, the motor 100 may not be able to obtain a sufficient output efficiency ratio (Km/M), and the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 and the electricity consumption of the vehicle 200 equipped with the motor 100 may fall below desired standard values. There is.
  • the output efficiency ratio (Km/M) under the study conditions P2 to P9 was 95% or more of its maximum value.
  • the outer diameter Lo of the core back 211 is 165.2 [mm] or more and 173.9 [mm] or less.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made larger, for example, 95% or more of its maximum value. Therefore, the output of the motor 100 can be further improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • the outer diameter Lo of the core back 211 may be greater than or equal to 167.0 [mm] and less than or equal to 173.9 [mm]. In this way, the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made 96% or more of its maximum value. Furthermore, the outer diameter Lo of the core back 211 may be greater than or equal to 167.0 [mm] and less than or equal to 172.4 [mm]. In this way, the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made 97% or more of its maximum value.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the consideration conditions P1 to P10 is 94% of the maximum value.
  • the above ratio (Lt/Lo) in the first embodiment is 0.0341 or less. More preferably, the ratio (Lt/Lo) is 0.0263 or more and 0.0341 or less. In this way, the output efficiency ratio (Km/M) can be made to be 94% or more of its maximum value, so that the output of the motor 100 can be sufficiently increased while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • (Lt/Lo)>0.0341 and (Lt/Lo) ⁇ 0.0263 there is a possibility that the output efficiency ratio (Km/M) in the first embodiment may fall below 94% of its maximum value.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the consideration conditions P1 to P10 is 94, which is the maximum value. % or more. Therefore, in the first embodiment, preferably, the ratio (Ls/Hs) of the width Ls of the slot 210 to the axial width Hs of the core back 211 is 0.201 or more. More preferably, the ratio (Ls/Hs) of the width Ls of the slot 210 to the axial width Hs of the core back 211 is 0.201 or more and 0.282 or less.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made, for example, 94% or more of its maximum value. Therefore, the output of the motor 100 can be sufficiently improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor may fall below 94% of its maximum value. Therefore, there is a possibility that the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 and the electricity consumption of the vehicle 200 in which the motor 100 is mounted may fall below desired standard values.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the consideration conditions P2 to P9 is 95, which is the maximum value. % or more.
  • the ratio (Ls/Hs) is more preferably 0.211 or more and 0.262 or less.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made larger, for example, 95% or more of its maximum value. Therefore, the output of the motor 100 can be further improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • the ratio (Ls/Hs) may be 0.211 or more and 0.260 or less. In this way, the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made 96% or more of its maximum value. Furthermore, the ratio (Ls/Hs) may be 0.227 or more and 0.260 or less. In this way, the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made 97% or more of its maximum value.
  • FIG. 10A is a table showing a list of fixed parameters of the stator 2 according to the second example.
  • FIG. 10B is a table showing a list of variable parameters of the stator 2 according to the second example.
  • FIG. 11 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio (Km/M) and the outer diameter Lo of the core back 211 in the second example.
  • FIG. 12 is a graph showing the correlation between the width Lt of the teeth 212 and the output efficiency ratio (Km/M) in the second example.
  • FIG. 10A is a table showing a list of fixed parameters of the stator 2 according to the second example.
  • FIG. 10B is a table showing a list of variable parameters of the stator 2 according to the second example.
  • FIG. 11 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio (Km/M) and the outer diameter Lo of the core back 211 in the second example.
  • FIG. 12 is a graph showing the correlation between the width Lt of the teeth 212 and the output efficiency ratio (
  • FIG. 13 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio (Km/M) and the ratio (Lt/Lo) between the width Lt of the teeth 212 and the outer diameter Lo of the core back 211 in the second embodiment.
  • FIG. 14 is a graph showing the correlation between the output efficiency ratio (Km/M) and the ratio (Ls/Hs) between the width Ls of the slot 210 and the axial width Hs of the core back 211 in the second embodiment.
  • the core back 211 is Outer diameter (diameter size) Lo, width Lt of teeth 212, ratio of width Lt of teeth 212 to outer diameter Lo of core back 211 (Lt/Lo), width Ls of slot 210 and axial direction of core back 211 Optimization of the ratio (Ls/Hs) to the width Hs was intensively studied through computer simulation analysis.
  • the DC drive current supplied to the stator 2 in the second embodiment was 45 [A], unlike the first embodiment.
  • the description of each parameter in each of the study conditions Pa1 to Pa20 is omitted here because it has been described in the first embodiment.
  • the common parameters in each of the study conditions Pa1 to Pa20 are the same as in the first embodiment (see FIG. 5A) except for the drive current.
  • the output efficiency ratio (Km/M) under the study conditions Pa1 to Pa17 and Pa19 was 94% or more of its maximum value. From this, preferably, the outer diameter Lo of the core back 211 is 216.8 [mm] or more and 229.2 [mm] or less.
  • the output efficiency ratio (Km/M) under the study conditions Pa1 to Pa17 and Pa19 was 94% or more of its maximum value. From this, preferably, the minimum width Lt of the radially inner end of each tooth 212 in the direction perpendicular to the axial direction Da and the radial direction Dd is 6.40 [mm] or more and 8.60 [mm] or less. It is.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be sufficiently increased. I was able to improve.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be set to 94% or more of its maximum value. Therefore, the output of the motor 100 can be sufficiently improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • the output efficiency ratio of the motor 100 may fall below 94% of its maximum value. Therefore, the motor 100 may not be able to obtain a sufficient output efficiency ratio (Km/M), and the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 and the electricity consumption of the vehicle 200 equipped with the motor 100 may fall below desired standard values. There is.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the study conditions Pa1 to Pa16 and Pa19 was 95% or more of the maximum value.
  • the outer diameter Lo of the core back 211 is 216.8 [mm] or more and 228.1 [mm] or less.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made larger, for example, 95% or more of its maximum value. Therefore, the output of the motor 100 can be further improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the study conditions Pa1 to Pa16 and Pa19 was 95% or more of the maximum value.
  • the minimum width Lt is more preferably 6.40 [mm] or more and 8.30 [mm] or less.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made larger, for example, 95% or more of its maximum value. Therefore, the output of the motor 100 can be further improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • the minimum width Lt of the teeth 212 may be greater than or equal to 6.60 [mm] and less than or equal to 8.30 [mm]. In this way, the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made 96% or more of its maximum value. Furthermore, the minimum width Lt may be 6.70 [mm] or more and 8.20 [mm] or less. In this way, the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made 97% or more of its maximum value.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the consideration conditions Pa1 to Pa17 and Pa19 is the maximum value. It showed 94% or more. From this, preferably the above ratio (Lt/Lo) is 0.0294 or more and 0.0375 or less. In this way, the output efficiency ratio (Km/M) can be made to be 94% or more of its maximum value, so that the output of the motor 100 can be sufficiently increased while suppressing the weight and power consumption of the motor 100. On the other hand, when (Lt/Lo)>0.0294 and (Lt/Lo) ⁇ 0.0375, there is a possibility that the output efficiency ratio (Km/M) in the second embodiment may fall below 94% of its maximum value.
  • the output efficiency ratio (Km/M) is 94, which is the maximum value. % or more.
  • the ratio (Lt/Lo ) is 0.0294 or more and 0.0341 or less. This allows the output efficiency ratio (Km/M) to be 94% or more of its maximum value in both the first and second embodiments. Therefore, it is possible to suppress the weight and power consumption of the motor 100 while sufficiently increasing its output.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the study conditions Pa1 to Pa16 and Pa19 was 95% or more of its maximum value.
  • the outer diameter Lo of the core back 211 is more preferably 0.0294 or more and 0.0364 or less.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made larger, for example, 95% or more of its maximum value. Therefore, the output of the motor 100 can be further improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • the ratio (Lt/Lo) may be 0.0304 or more and 0.0364 or less. This allows the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 in the second embodiment to be 96% or more of its maximum value. Furthermore, the ratio (Lt/Lo) may be 0.0306 or more and 0.0363 or less. In this way, the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 in the second embodiment can be made 97% or more of its maximum value.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the consideration conditions Pa1 to Pa17 and Pa19 is the maximum value. 94% or more. From this, preferably, the ratio (Ls/Hs) of the width Ls of the slot 210 to the axial width Hs of the core back 211 is 0.220 or more and 0.354 or less.
  • the output efficiency ratio (Km/M) becomes 94% or more of its maximum value. . Even if this point is considered, the above-mentioned preferred range does not change.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made, for example, 94% or more of its maximum value. Therefore, the output of the motor 100 can be sufficiently improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor may fall below 94% of its maximum value. Therefore, there is a possibility that the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 and the electricity consumption of the vehicle 200 in which the motor 100 is mounted may fall below desired standard values.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the consideration conditions Pa1 to Pa16 and Pa19 is the maximum value. 95% or more.
  • the ratio (Ls/Hs) is more preferably 0.231 or more and 0.354 or less.
  • the output efficiency ratio (Km/M) of the motor 100 can be made larger, for example, 95% or more of its maximum value. Therefore, the output of the motor 100 can be further improved while suppressing the weight and power consumption of the motor 100.
  • the output efficiency ratio (Km/M) reaches its maximum value of 95 % or more.
  • the ratio (Ls/Hs) is more preferably 0.0220 or more and 0.0262 or less. This allows the output efficiency ratio (Km/M) to be 94% or more of its maximum value in both the first and second embodiments. Therefore, it is possible to suppress the weight and power consumption of the motor 100 while sufficiently increasing its output.
  • the motor disclosed herein is a rotor having a magnet surrounding a central axis extending in the axial direction and rotatable about the central axis; a stator disposed radially inward than the magnet; Equipped with The stator is a cylindrical core back surrounding the central axis and extending in the axial direction; a plurality of teeth extending radially outward from the core back and aligned in the circumferential direction; a coil portion disposed on the teeth; has The outer diameter of the core back is 163.0 [mm] or more and 175.4 [mm] or less, A configuration (first configuration) in which the minimum width of the radially inner end of each of the teeth in the axial direction and the direction perpendicular to the radial direction is 4.50 [mm] or more and 5.98 [mm] or less; be done.
  • the motor disclosed herein is a rotor having a magnet surrounding a central axis extending in the axial direction and rotatable about the central axis; a stator disposed radially inward than the magnet; Equipped with The stator is a cylindrical core back surrounding the central axis and extending in the axial direction; a plurality of teeth extending radially outward from the core back and aligned in the circumferential direction; a coil portion disposed on the teeth; has The outer diameter of the core back is 216.8 [mm] or more and 229.2 [mm] or less, A configuration (second configuration) in which the minimum width of the radially inner end of each of the teeth in the axial direction and the direction perpendicular to the radial direction is 6.4 [mm] or more and 8.6 [mm] or less; be done.
  • the motor disclosed herein is a rotor having a magnet surrounding a central axis extending in the axial direction and rotatable about the central axis; a stator disposed radially inward than the magnet; Equipped with The stator is a cylindrical core back surrounding the central axis and extending in the axial direction; a plurality of teeth extending radially outward from the core back and aligned in the circumferential direction; a coil portion disposed on the teeth; has The ratio (Lt/Lo) of the minimum width Lt of the radially inner end of each of the teeth in the direction perpendicular to the axial direction and the radial direction to the outer diameter Lo of the core back is 0.0294 or more and 0.0341 or less A configuration (third configuration) is adopted.
  • the outer diameter of the core back may be configured to be 165.2 [mm] or more and 173.9 [mm] or less (fourth configuration).
  • the stator further includes a slot that is a space arranged between the circumferentially adjacent teeth, The width of the slot in the direction perpendicular to the axial direction and the radial direction may be constant in the radial direction (fifth configuration).
  • the motor of the first or fourth configuration is
  • the stator further includes a slot that is a space arranged between the circumferentially adjacent teeth,
  • the width of the slot in the axial direction and the direction perpendicular to the radial direction is constant over the radial direction,
  • the ratio of the width of the slot to the axial width of the core back may be 0.201 or more and 0.282 or less (sixth configuration).
  • the stator further includes a slot that is a space arranged between the circumferentially adjacent teeth,
  • the width of the slot in the axial direction and the direction perpendicular to the radial direction is constant over the radial direction,
  • the ratio of the width of the slot to the axial width of the core back may be 0.220 or more and 0.354 or less (seventh configuration).
  • the configuration includes a motor having any one of the first to seventh configurations (eighth configuration).
  • the present invention is useful, for example, in a motor in which a plurality of teeth extend from a core back.
  • SYMBOLS 100 Motor, 1... Shaft, 2... Stator, 21... Stator core, 210... Slot, 211... Core back, 212... Teeth, 213... Umbrella part, 22... Insulator, 23... Coil part, 3... Stator holder, 31... Inner cylinder part, 32... Holder cylinder part, 33... Connection part, 4... Rotor, 41 ... Rim, 42... First cover member, 421... First disk portion, 422... First bearing holder, 423... First bearing, 424...

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

モータは、ロータと、ロータのマグネットよりも径方向内方に配置されるステータと、を備える。ステータのコアバックの外径は、163.0[mm]以上且つ175.4[mm]以下である。軸方向及び径方向と垂直な方向において、コイル部が配置される ティースの径方向内端部の最小幅は、4.50[mm]以上且つ5.98[mm]以下である。

Description

モータ、車両
 本発明は、モータ、車両に関する。
 従来、電動二輪車の駆動輪の内側に配置されるインホイールモータが知られている。たとえば、インホイールモータとして機能するアウターロータ型のモータは、ステータと、ステータの径方向外側にて回転するロータと、を備える。ステータは、径方向外方に突出する複数のティースを有するステータコアと、各々のティースに巻装されるコイルと、を有する。(特開2011-116298号公報参照)
特開2011-116298号公報
 モータのトルク定数Ktは、コイルを構成する導線の巻き数の増加に応じて大きくなる。一方、巻き数を増やすためには、導線の線径を細くする必要があるため、導線の電気抵抗Rは上昇する。なお、電気抵抗Rは、線径の二乗に反比例する。従って、たとえば、電気抵抗Rの平方根に対するトルク定数Ktの比Km(=Kt/√R)が大きいほど、低い電気抵抗Rで高いトルクのモータを設計できる。つまり、電力消費を抑えつつ、モータの出力を向上できる。
 また、電動二輪車などの車両に搭載されるインホイールモータでは、重いほど、電費が低下する。なお、電費は、たとえば単位走行距離当たりのインホイールモータの消費電力である。そのため、コイルを含むステータの重量Mを考慮したインホイールモータの出力効率比(Km/M)の向上が望まれる。
 本発明は、モータの重量及び電力消費を抑えつつ、モータの出力を向上することを目的とする。
 本発明の例示的なモータは、ロータと、ステータと、を備える。前記ロータは、マグネットを有し、軸方向に延びる中心軸を中心にして回転可能である。前記マグネットは、前記中心軸を囲む。前記ステータは、前記マグネットよりも径方向内方に配置される。前記ステータは、筒状のコアバックと、複数のティースと、コイル部と、を有する。前記コアバックは、前記中心軸を囲んで軸方向に延びる。複数の前記ティースは、前記コアバックから径方向外方に延びて、周方向に並ぶ。前記コイル部は、前記ティースに配置される。前記コアバックの外径は、163.0[mm]以上且つ175.4[mm]以下である。軸方向及び径方向と垂直な方向における各々の前記ティースの径方向内端部の最小幅は、4.50[mm]以上且つ5.98[mm]以下である。
 また、本発明の例示的なモータは、ロータと、ステータと、を備える。前記ロータは、軸方向に延びる中心軸を囲むマグネットを有し、前記中心軸を中心にして回転可能である。前記ステータは、前記マグネットよりも径方向内方に配置される。前記ステータは、筒状のコアバックと、複数のティースと、コイル部と、を有する。前記コアバックは、前記中心軸を囲んで軸方向に延びる。複数の前記ティースは、前記コアバックから径方向外方に延びて、周方向に並ぶ。前記コイル部は、前記ティースに配置される。前記コアバックの外径は、216.8[mm]以上且つ229.2[mm]以下である。軸方向及び径方向と垂直な方向における各々の前記ティースの径方向内端部の最小幅は、6.40[mm]以上且つ8.60[mm]以下である。
 また、本発明の例示的なモータは、ロータと、ステータと、を備える。前記ロータは、軸方向に延びる中心軸を囲むマグネットを有し、前記中心軸を中心にして回転可能である。前記ステータは、前記マグネットよりも径方向内方に配置される。前記ステータは、筒状のコアバックと、複数のティースと、コイル部と、を有する。前記コアバックは、前記中心軸を囲んで軸方向に延びる。複数の前記ティースは、前記コアバックから径方向外方に延びて、周方向に並ぶ。前記コイル部は、前記ティースに配置される。軸方向及び径方向と垂直な方向における各々の前記ティースの径方向内端部の最小幅の前記コアバックの外径に対する比率は、0.0294以上且つ0.0341以下である。
 本発明の例示的な車両は、上記のいずれかのモータを備える。
 本発明の例示的なモータ、車両によれば、モータの重量及び電力消費を抑えつつ、モータの出力を向上することができる。
図1は、モータの構成例を示す断面図である。 図2は、モータを搭載する車両の構成例を示す概念図である。 図3は、軸方向から見たステータコアの構成例を示す平面図である。 図4は、図3の破線で囲まれた部分IVの拡大図である。 図5Aは、第1実施例に係るステータの固定パラメータの一覧を示す表である。 図5Bは、第1実施例に係るステータの変動パラメータの一覧を示す表である。 図6は、第1実施例におけるコアバックの外径に対する出力効率比の相関を示すグラフである。 図7は、第1実施例におけるティースの幅に対する出力効率比の相関を示すグラフである。 図8は、第1実施例におけるティースの幅とコアバックの外径との比率に対する出力効率比の相関を示すグラフである。 図9は、第1実施例におけるスロットの幅とコアバックの軸方向幅との比率に対する出力効率比の相関を示すグラフである。 図10Aは、第2実施例に係るステータの固定パラメータの一覧を示す表である。 図10Bは、第2実施例に係るステータ2の変動パラメータの一覧を示す表である。 図11は、第2実施例におけるコアバックの外径に対する出力効率比の相関を示すグラフである。 図12は、第2実施例におけるティースの幅に対する出力効率比の相関を示すグラフである。 図13は、第2実施例におけるティースの幅とコアバックの外径との比率に対する出力効率比の相関を示すグラフである。 図14は、第2実施例におけるスロットの幅とコアバックの軸方向幅との比率に対する出力効率比の相関を示すグラフである。
 以下に図面を参照して例示的な実施形態を説明する。
 なお、本明細書では、モータ100において、中心軸CAと平行な方向を「軸方向Da」と呼ぶ。軸方向Daのうち、後述する第2カバー部材43から第1カバー部材42に向かう向きを「軸方向一方Da1」と呼び、第1カバー部材42から第2カバー部材43に向かう向きを「軸方向他方Da2」と呼ぶ。
 また、中心軸CAに垂直な方向を「径方向Dd」と呼ぶ。径方向Ddのうち、中心軸CAへと近づく向きを「径方向内方Di」と呼び、中心軸CAから離れる向きを「径方向外方Do」と呼ぶ。
 また、中心軸CAを中心とする回転方向を「周方向Dr」と呼ぶ。周方向Drのうち、一方の向きを「周方向一方Dr1」と呼び、他方の向きを「周方向他方Dr2」と呼ぶ。
 また、本明細書において、「環状」は、中心軸CAを中心とする周方向Drの全域に渡って切れ目の無く連続的に一繋がりとなる形状のほか、中心軸CAを中心とする全域の一部に1以上の切れ目を有する形状を含む。また、中心軸CAを中心として、中心軸CAと交差する曲面において閉曲線を描く形状も含む。
 また、方位、線、及び面のうちのいずれかと他のいずれかとの位置関係において、「平行」は、両者がどこまで延長しても全く交わらない状態のみならず、実質的に平行である状態を含む。また、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者が互いに90度で交わる状態のみならず、実質的に垂直である状態及び実質的に直交する状態を含む。つまり、「平行」、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者の位置関係に本発明の主旨を逸脱しない程度の角度ずれがある状態を含む。
 なお、これらは単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係、方向、及び名称などを限定する意図はない。
<1.実施形態>
 図1は、モータ100の構成例を示す断面図である。図2は、モータ100を搭載する車両200の構成例を示す概念図である。本実施形態のモータ100は、いわゆるインホイールモータであり、車両200に搭載される。
 <1-1.モータを搭載する車両200>
 図2の車両200は、電動二輪車である。車両200は、モータ100を備える。また、車両200は、前輪201と、後輪202と、車体203と、ハンドル204と、ECU(electronic control unit)205と、バッテリー206と、をさらに備える。前輪201及び後輪202は、車体203に対して回転可能に取り付けられる。モータ100は、後輪202に配置される。後輪202は、モータ100と、タイヤ2021と、を有する。タイヤ2021は、モータ100の後述するリム41に装着され、たとえばリム41とともに構成されるチューブレスタイヤである。車体203の前部には、ハンドル204が取り付けられる。ECU205は、車体203の内部に配置される。ECU205は、車両200の各構成を制御する制御装置であり、たとえばモータ100、バッテリー206を制御する。バッテリー206は、車体203の内部に配置される。バッテリー206は、充放電可能な二次電池であり、たとえばモータ100及びECU205に電力を供給する。本実施形態では、バッテリー206には、リチウムイオン電池が採用される。
 本実施形態の車両200では、後述するように、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力を向上することができる。なお、本実施形態の例示は、モータ100が電動二輪車以外の車両に搭載される構成を排除しない。たとえば、モータ100は、自転車、三輪車、四輪車などにも搭載可能である。
 <1-2.モータ100の構成>
 図1に示すように、モータ100は、シャフト1と、ステータ2と、ステータホルダ3と、ロータ4と、を備える。
  <1-2-1.シャフト1>
 シャフト1は、円柱形状であり、中心軸CAに沿って軸方向Daに延びる。本実施形態では、シャフト1は、固定軸であり、たとえば車両200の車体203に対して回転不能に固定される。
  <1-2-2.ステータ2>
 ステータ2は、ロータ4の後述するマグネット45よりも径方向内方Diに配置されて、中心軸CAを囲む。前述の如く、モータ100は、ステータ2を備える。ステータ2は、マグネット45と径方向Ddに対向する。ステータ2は、ステータコア21と、インシュレータ22と、複数のコイル部23と、を有する。
 ステータコア21は、磁性体材料を用いて形成され、本実施形態では電磁鋼板が軸方向Daに積層された積層体である。インシュレータ22は、樹脂などの電気絶縁性を有する材料で形成され、ステータコア21の軸方向一方端部及び軸方向他方端部に配置される。コイル部23は、インシュレータ22を介してステータコア21に配置される。より詳細には、各々のコイル部23は、後述するティース212に配置される。前述の如く、ステータ2は、コイル部23を有する。各々のコイル部23に駆動電流が供給されると、ステータ2は励磁されてロータ4を駆動して回転させる。
  <1-2-3.ステータホルダ3>
 ステータホルダ3は、ステータ2を保持する。ステータホルダ3は、内筒部31と、ホルダ筒部32と、接続部33と、を有する。内筒部31は、中心軸CAを囲んで軸方向Daに延びる筒状であり、シャフト1の径方向外側面に固定される。ホルダ筒部32は、内筒部31よりも径方向外方Doに配置される。ホルダ筒部32は、中心軸CAを囲んで軸方向Daに延び、径方向外側面にステータコア21を保持する。接続部1033は、内筒部31及びホルダ筒部32間を接続する。接続部33は、内筒部31の径方向外側面から径方向外方Doに広がる。接続部33の径方向外側部は、ホルダ筒部32に接続される。
  <1-2-4.ロータ4>
 ロータ4は、軸方向Daに延びる中心軸CAを中心にして回転可能である。前述の如く、モータ100は、ロータ4を備える。本実施形態では、ロータ4は、シャフト1に対して回転可能である。ロータ4は、リム41と、第1カバー部材42と、第2カバー部材43と、ヨーク44と、マグネット45と、を備える。
   <1-2-4-1.リム41>
 リム41は、中心軸CAを囲む筒状であり、ステータ2を囲んで軸方向Daに延びる。リム41には、タイヤ2021(図2参照)が装着される。また、リム41は、ヨーク44を保持する。
   <1-2-4-2.第1カバー部材42>
 第1カバー部材42は、軸方向Daと交差する方向(たとえば径方向Dd)に広がって、リム41の軸方向一方端部に配置される。第1カバー部材42は、第1ディスク部421と、第1ベアリングホルダ422と、第1ベアリング423と、第1エンドキャップ424と、を有する。
 第1ディスク部421は、シャフト1を囲む円環形状である。第1ディスク部421は、ステータ2よりも軸方向一方Da1に配置され、軸方向Daと交差する方向(たとえば径方向Dd)に広がる。第1ディスク部421の径方向外端部は、リム41の軸方向一方端部に接続される。
 第1ベアリングホルダ422は、シャフト1を囲む筒状であり、第1ディスク部421の径方向内端部に配置される。第1ベアリングホルダ422は、第1ベアリング423を保持し、第1ベアリング423を介してシャフト1を回転可能に支持する。
 第1エンドキャップ424は、第1ベアリングホルダ422の内周面において第1ベアリング423よりも軸方向一方Da1に配置される。第1エンドキャップ424は、シャフト1を囲む環状であり、シャフト1及び第1ベアリングホルダ422間を覆う。第1エンドキャップ424により、塵埃、液体などがシャフト1及び第1ベアリングホルダ422間を経由してモータ100の内部に侵入することを防止できる。
   <1-2-4-3.第2カバー部材43>
 第2カバー部材43は、軸方向Daと交差する方向(たとえば径方向Dd)に広がって、リム41の軸方向他方端部に配置される。第2カバー部材43は、第2ディスク部431と、第2ベアリングホルダ432と、第2ベアリング433と、第2エンドキャップ434と、を有する。
 第2ディスク部431は、シャフト1を囲む円環形状である。第2ディスク部431は、ステータ2よりも軸方向他方Da2に配置され、軸方向Daと交差する方向(たとえば径方向Dd)に広がる。第2ディスク部431の径方向外端部は、リム41の軸方向他方端部に接続される。
 第2ベアリングホルダ432は、シャフト1を囲む筒状であり、第2ディスク部431の径方向内端部に配置される。第2ベアリングホルダ432は、第2ベアリング433を保持し、第2ベアリング433を介してシャフト1を回転可能に支持する。
 第2エンドキャップ434は、第2ベアリングホルダ432の内周面において第2ベアリング433よりも軸方向他方Da2に配置される。第2エンドキャップ434は、シャフト1を囲む環状であり、シャフト1及び第2ベアリングホルダ432間を覆う。第2エンドキャップ434により、塵埃、液体などがシャフト1及び第2ベアリングホルダ432間を経由してモータ100の内部に侵入することを防止できる。
   <1-2-4-4.ヨーク44>
 ヨーク44は、リム41の径方向内側面に配置されて、ステータ2を囲む。ヨーク44は、マグネット45を保持する。ヨーク44は、磁性体材料を用いて形成され、リム41の径方向内端部に固定される。本実施形態では、ヨーク44は、軸方向Daに延びる筒状である。但し、この例示に限定されず、ヨーク44は、筒状でなくてもよい。たとえば、ヨーク44は、軸方向Daから見て、周方向Drに延びる円弧形状のヨーク片が周方向Drに複数並ぶ構成であってもよい。
   <1-2-4-5.マグネット45>
 マグネット45は、ヨーク44の径方向内側面に配置される。マグネット45では、互いに異なる磁極(N極及びS極)が周方向Drにおいて交互に配列する。前述の如く、ロータ4は、マグネット45を有する。マグネット45は、軸方向Daに延びる中心軸CAを囲む。マグネット45は、本実施形態では、周方向Drに配置される複数の磁石片(図示省略)を含む。但し、この例示に限定されず、マグネット45は、中心軸CAを囲む環状の部材であってもよい。
 <1-3.ステータコア21の構成>
 次に、図1及び図3から図4を参照して、ステータコア21の構成を説明する。図3は、軸方向Daから見たステータコア21の構成例を示す平面図である。図4は、図3の破線で囲まれた部分IVの拡大図である。
 ステータコア21は、筒状のコアバック211と、複数のティース212と、を有する。つまり、ステータ2は、これらを有する。コアバック211は、中心軸CAを囲んで軸方向Daに延びる。各々のティース212は、コアバック211から径方向外方Doに延びて、隙間を空けて周方向Drに並ぶ。また、ステータコア21は、アンブレラ部213をさらに有する。アンブレラ部213は、各々のティース212の径方向内端部から周方向一方Dr1と周方向他方Dr2とにそれぞれ広がる。
 また、複数のティース212は、周方向Drにおいて隙間を空けて配置される。以下では、周方向Drに隣り合うティース212間の隙間を「スロット210」と呼ぶ。スロット210は、周方向Drに隣り合うティース212間に配置される空間である。ステータ2は、スロット210をさらに有する。本実施形態では、軸方向Da及び径方向Ddと垂直な方向におけるスロット210の幅Lsは、径方向Ddに渡って一定である。こうすれば、たとえば、幅Lsが径方向外方Doに向かうにつれて広くなる構成と比べて、ティース212の径方向外方側の周方向幅をより広くできる。従って、ティース212の径方向外方側は、マグネット45からの磁束をより多く通すことができる。よって、モータ100の出力をさらに大きくできる。
 <1-4.ステータコア21の最適化の第1実施例>
 次に、図3から図9を参照して、ステータコア21の最適化の第1実施例を説明する。図5Aは、第1実施例に係るステータ2の固定パラメータの一覧を示す表である。図5Bは、第1実施例に係るステータ2の変動パラメータの一覧を示す表である。図6は、第1実施例におけるコアバック211の外径Loに対する出力効率比(Km/M)の相関を示すグラフである。図7は、第1実施例におけるティース212の幅Ltに対する出力効率比(Km/M)の相関を示すグラフである。図8は、第1実施例におけるティース212の幅Ltとコアバック211の外径Loとの比率(Lt/Lo)に対する出力効率比(Km/M)の相関を示すグラフである。図9は、第1実施例におけるスロット210の幅Lsとコアバック211の軸方向幅Hsとの比率(Ls/Hs)に対する出力効率比(Km/M)の相関を示すグラフである。
 モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力を向上することを目的として、第1実施例では、図5A及び図5Bに示すステータ2の検討条件P1からP11で、コアバック211の外径(径サイズ)Lo、ティース212の幅Lt、ティース212の幅Ltとコアバック211の外径Loとの比率(Lt/Lo)、及び、スロット210の幅Lsとコアバック211の軸方向幅Hsとの比率(Ls/Hs)の最適化の検討を行った。
 なお、コアバック211の外径Loは、図3に示すように、軸方向Daから見たコアバック211の径方向外端部の直径である。ティース212の幅Ltは、図4に示すように、軸方向Da及び径方向Ddの両方と垂直な方向におけるティース212の径方向内端部の最小幅である。スロット210の幅Lsは、図4に示すように、軸方向Da及び径方向Ddの両方と垂直な方向におけるスロット210の幅である。より詳細には、幅Lsは、周方向Drに隣り合うティース212のうちの周方向一方Dr1側のティース212の周方向他方端面と、周方向Drに隣り合うティース212のうちの周方向他方Dr2側のティース212の周方向一方端面との間の間隔である。
 コアバック211の外径(径サイズ)Loを小さくすると、コイル部23の径サイズをより大きくできるので、より多くの導線をティース212に巻き回すことができる。つまり、細線化させることなく、導線の巻き数Ncをより多くすることができる。また、コアバック211の外径(径サイズ)Loを小さくすると、ステータコア21の重量Wsを減らし易い。一方、コアバック211の小型化に伴って、ロータ4が小型化することでトルク定数Ktが低下する虞がある。従って、トルク定数Ktを低下させない範囲で、コアバック211の外径Loを小型化する必要がある。
 また、ティース212の幅Ltを太くすると、モータ100が駆動する際、ティース212の内部を通る磁束を増やすことができるので、モータ100のトルク定数Ktを大きくし易い。一方、周方向Drに隣り合うティース212間のスロット210の幅Lsは、ティース212の幅Ltの増加に応じて狭くなるので、ティース212に配置されるコイル部23の巻き数Ncが十分に確保し難くなる。或いは、巻き数Ncを確保するために、導線の線径Dcをより細くする必要が生じるため、導線の電気抵抗R[Ω]が上昇する。さらに、ティース212の幅Ltの増加に応じて、ステータ2の重量Mが増加する。従って、モータ100の出力を向上させるためには、たとえばコイル部23の巻き数Ncの低下、細線化などに伴う導線の電気抵抗Rの増加(つまり消費電力)、及び、ステータ2の重量Mの増加を抑制しつつ、ティース212の幅Ltを広くする必要がある。
 また、スロット210の幅Lsを広くすると、スロット210に配置されるコイル部23の導線の線径を太くしたり導線の巻き数Ncを増やしたりできる。従って、モータ100のトルク定数Ktを大きくし易い。但し、ティース212の幅Ltは、スロット210の幅Lsの増加に応じて狭くなる。
 また、コアバック211の軸方向幅(軸サイズ)Hsを広くすると、コイル部23の軸方向幅をより大きくできる。また、モータ100が駆動する際にステータコア21の内部を通る磁束を増やすこともできる。従って、モータ100のトルク定数Ktを大きくし易い。一方、軸方向幅Hsの増加に応じて、ステータ2の重量Mが増加する。
 上述の事項を考慮して、発明者は、第1実施例では図5A及び図5Bに示すパラメータで、ステータ2の重量M及び電力消費(∝√R)に対するモータ100のトルク定数Kt(以下、「出力効率比(Km/M)」と呼ぶ)を十分に向上できるステータ2の構成条件の範囲をコンピュータシミュレーションによる解析によって鋭意検討した。
  <1-4-1.検討条件>
 図5Aの項目は、各々の検討条件P1からP11において共通のパラメータである。たとえば、ステータ2に供給する直流の駆動電流は25[A]とした。ステータ2に印加する直流の駆動電圧は48[V]とした。また、マグネット45の磁極数Np(N極の総数とS極の総数との和)は、60とした。ステータコア21におけるスロット210の総数Nsは54とした。
 また、本検討では、検討条件P1からP11において、コアバック211の外径Lo及び軸方向幅Hs、ティース212の幅Lt、スロット210の幅Lsなどを変化させているが、この変化に伴い、他のパラメータも変動する。図5Bは、検討条件P1からP11において変動したパラメータと、検討条件P1からP11における検討結果を示す。
 図5Bにおいて、「Hg」は、マグネット45を構成する各々の磁石片の軸方向幅である。「Wg」は、マグネット45の重量であり、言い換えると、マグネット45を構成する各々の磁石片の重量の総和である。
 「Hs」は、コアバック211の軸方向幅である(図1参照)。「Lo」はコアバック211の外径である。「Li」は、コアバック211の内径であり、詳細には、軸方向Daから見たコアバック211の径方向内端部の直径である(図3参照)。なお、コアバック211の径方向厚さ(={Lo-Li}/2)は、一定であり、それぞれ4[mm]としている。
 「Lt」は、周方向Dr(厳密には軸方向Da及び径方向Ddの両方と垂直な方向)におけるティース212の径方向内端部の最小幅である。「Lta」は、周方向Drにおけるティース212の径方向内端部の最小の角度幅である。なお、この角度は、検討条件P1からP11において一定であり、それぞれ3[deg.]としている。
 「Ls」は、周方向Dr(厳密には軸方向Da及び径方向Ddの両方と垂直な方向)におけるスロット210の幅である。「Ls/Hs」は、コアバック211の軸方向幅Hsに対するスロット210の幅Lsの比率である。
 「Ws」は、ステータコア21の重量である。
 「Nc」は、各々のコイル部23を構成する導線の巻き数である。「Dc」は、その導線の線径である。「R」は、その導線の23℃での電気抵抗値である。「Ws」は、1個のコイル部23の重量である。
 また、図5Bに示す解析結果に関して、「I」は、各々のコイル部23に流れる電流の実効値である。「Tr」は、モータ100の出力(トルク)である。「Kt」は、トルク定数である。前述の如く、(Km/M)=Kt/(√R・M)は、出力効率比である。出力効率比(Km/M)が大きいほど、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力を向上することができる。
  <1-4-2.検討結果>
 次に、図5Aから図9を参照して、コンピュータシミュレーション解析による第1実施例の検討結果を説明する。これらに示すように、出力効率比(Km/M)は、検討条件P7において最大値を示した。なお、図6から図9において、破線L1は、出力効率比(Km/M)の最大値の94%を示す。また、図6及び図9において、破線L2は、出力効率比(Km/M)の最大値の95%を示す。破線L3は、出力効率比(Km/M)の最大値の96%を示す。破線L4は、出力効率比(Km/M)の最大値の97%を示す。
 図6において、コアバック211の外径Loに関して、検討条件P1からP10の出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%以上を示した。このことから、好ましくは、外径Loは、175.4[mm]以下である。より好ましくは、コアバック211の外径Loは、163.0[mm]以上且つ175.4[mm]以下である。
 また、図7において、ティース212の幅Ltに関して、検討条件P1からP10の出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%以上を示した。このことから、好ましくは、軸方向Da及び径方向Ddと垂直な方向における各々のティース212の径方向内端部の最小幅Ltは、5.98[mm]以下である。より好ましくは、軸方向Da及び径方向Ddと垂直な方向における各々のティース212の径方向内端部の最小幅Ltは、4.50[mm]以上且つ5.98[mm]以下である。
 163.0[mm]≦Lo≦175.4[mm]、4.50[mm]≦Lt≦5.98[mm]とすることで、モータ100の出力効率比(Km/M)を十分に向上することができた。たとえば、モータ100の出力効率比(Km/M)をその最大値の94%以上にすることができる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力を十分に向上することができる。
 一方、Lo<163.0[mm]、Lo>175.4[mm]、Lt<4.50[mm]、及び、Lt>5.98[mm]のいずれかでは、モータ100の出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%を下回る虞がある。そのため、モータ100は十分な出力効率比(Km/M)を得られず、モータ100の出力効率比(Km/M)及びモータ100を搭載する車両200の電費などが所望の規格値を下回る虞がある。
 なお、図6において、コアバック211の外径Loに関して、検討条件P2からP9の出力効率比(Km/M)は、その最大値の95%以上を示した。このことから、より好ましくは、コアバック211の外径Loは、165.2[mm]以上且つ173.9[mm]以下である。165.2[mm]≦Lo≦173.9[mm]とすることで、モータ100の出力効率比(Km/M)をより大きくでき、たとえば、その最大値の95%以上にできる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力をさらに大きく向上することができる。
 また、コアバック211の外径Loは、167.0[mm]以上且つ173.9[mm]以下であってもよい。こうすれば、モータ100の出力効率比(Km/M)をその最大値の96%以上にできる。さらに、コアバック211の外径Loは、167.0[mm]以上且つ172.4[mm]以下であってもよい。こうすれば、モータ100の出力効率比(Km/M)をその最大値の97%以上にできる。
 また、図8において、コアバック211の外径Loに対するティース212の幅Ltの比率(Lt/Lo)に関して、検討条件P1からP10の出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%以上を示した。このことから、好ましくは、第1実施例での上記の比率(Lt/Lo)は、0.0341以下である。より好ましくは、上記の比率(Lt/Lo)は、0.0263以上且つ0.0341以下である。こうすれば、出力効率比(Km/M)をその最大値の94%以上にすることができるので、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、その出力を十分に向上することができる。一方、(Lt/Lo)>0.0341及び(Lt/Lo)<0.0263では、第1実施例での出力効率比(Km/M)がその最大値の94%を下回る虞がある。
 また、図9において、コアバック211の軸方向幅Hsに対するスロット210の幅Lsの比率(Ls/Hs)に関して、検討条件P1からP10の出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%以上を示した。このことから、第1実施例において、好ましくは、コアバック211の軸方向幅Hsに対するスロット210の幅Lsの比率(Ls/Hs)は、0.201以上である。さらに好ましくは、コアバック211の軸方向幅Hsに対するスロット210の幅Lsの比率(Ls/Hs)は、0.201以上且つ0.282以下である。こうすれば、モータ100の出力効率比(Km/M)をたとえば、その最大値の94%以上にすることができる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力を十分に向上することができる。一方、(Ls/Hs)<0.201又は(Ls/Hs)>0.282では、モータの出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%を下回る虞がある。そのため、モータ100の出力効率比(Km/M)及びモータ100を搭載する車両200の電費などが所望の規格値を下回る虞がある。
 また、図9において、コアバック211の軸方向幅Hsに対するスロット210の幅Lsの比率(Ls/Hs)に関して、検討条件P2からP9の出力効率比(Km/M)は、その最大値の95%以上を示した。このことから、より好ましくは、比率(Ls/Hs)は、0.211以上且つ0.262以下である。0.211≦(Ls/Hs)≦0.262とすることで、モータ100の出力効率比(Km/M)をより大きくでき、たとえば、その最大値の95%以上にできる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力をさらに大きく向上することができる。
 また、比率(Ls/Hs)は、0.211以上且つ0.260以下であってもよい。こうすれば、モータ100の出力効率比(Km/M)をその最大値の96%以上にできる。さらに、比率(Ls/Hs)は、0.227以上且つ0.260以下であってもよい。こうすれば、モータ100の出力効率比(Km/M)をその最大値の97%以上にできる。
 <1-5.ステータコア21の最適化の第2実施例>
 次に、図10Aから図14を参照して、ステータコア21の最適化の第2実施例を説明する。図10Aは、第2実施例に係るステータ2の固定パラメータの一覧を示す表である。図10Bは、第2実施例に係るステータ2の変動パラメータの一覧を示す表である。図11は、第2実施例におけるコアバック211の外径Loに対する出力効率比(Km/M)の相関を示すグラフである。図12は、第2実施例におけるティース212の幅Ltに対する出力効率比(Km/M)の相関を示すグラフである。図13は、第2実施例におけるティース212の幅Ltとコアバック211の外径Loとの比率(Lt/Lo)に対する出力効率比(Km/M)の相関を示すグラフである。図14は、第2実施例におけるスロット210の幅Lsとコアバック211の軸方向幅Hsとの比率(Ls/Hs)に対する出力効率比(Km/M)の相関を示すグラフである。
 モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力を向上することを目的として、第2実施例では、図10A及び図10Bに示すステータ2の検討条件Pa1からPa20で、コアバック211の外径(径サイズ)Lo、ティース212の幅Lt、ティース212の幅Ltとコアバック211の外径Loとの比率(Lt/Lo)、及び、スロット210の幅Lsとコアバック211の軸方向幅Hsとの比率(Ls/Hs)の最適化をコンピュータシミュレーションによる解析によって鋭意検討した。なお、図10Aに示すように、ステータ2に供給する直流の駆動電流は、第2実施例では第1実施例とは異なり、45[A]とした。また、各々の検討条件Pa1からPa20における各パラメータの説明は、第1実施例で行っているため、ここでは省略する。また、各々の検討条件Pa1からPa20における共通のパラメータは、駆動電流以外、第1実施例(図5A参照)と同じである。
  <1-5-1.検討結果>
 図10Aから図14を参照して、コンピュータシミュレーション解析による第2実施例の検討結果を説明する。これらに示すように、出力効率比(Km/M)は、検討条件Pa11において最大値を示した。なお、図11から図14において、破線La1は、出力効率比(Km/M)の最大値の94%を示す。また、破線La2は、出力効率比(Km/M)の最大値の95%を示す。破線La3は、出力効率比(Km/M)の最大値の96%を示す。破線La4は、出力効率比(Km/M)の最大値の97%を示す。
 図11において、コアバック211の外径Loに関して、検討条件Pa1からPa17及びPa19の出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%以上を示した。このことから、好ましくは、コアバック211の外径Loは、216.8[mm]以上且つ229.2[mm]以下である。
 また、図12において、ティース212の幅Ltに関して、検討条件Pa1からPa17及びPa19の出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%以上を示した。このことから、好ましくは、軸方向Da及び径方向Ddと垂直な方向における各々のティース212の径方向内端部の最小幅Ltは、6.40[mm]以上且つ8.60[mm]以下である。
 216.8[mm]≦Lo≦229.2[mm]、6.40[mm]≦Lt≦8.60[mm]とすることで、モータ100の出力効率比(Km/M)を十分に向上することができた。たとえば、モータ100の出力効率比(Km/M)をその最大値の94%以上にすることができる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力を十分に向上することができる。
 一方、Lo<216.8[mm]、Lo>229.2[mm]、Lt<6.40[mm]、及び、Lt>8.60[mm]のいずれかでは、モータ100の出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%を下回る虞がある。そのため、モータ100は十分な出力効率比(Km/M)を得られず、モータ100の出力効率比(Km/M)及びモータ100を搭載する車両200の電費などが所望の規格値を下回る虞がある。
 なお、図11において、コアバック211の外径Loに関して、検討条件Pa1からPa16及びPa19の出力効率比(Km/M)は、その最大値の95%以上を示した。このことから、より好ましくは、コアバック211の外径Loは、216.8[mm]以上且つ228.1[mm]以下である。265.2[mm]≦Lo≦228.1[mm]とすることで、モータ100の出力効率比(Km/M)をより大きくでき、たとえば、その最大値の95%以上にできる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力をさらに大きく向上することができる。
 また、図12において、ティース212の最小幅Ltに関して、検討条件Pa1からPa16及びPa19の出力効率比(Km/M)は、その最大値の95%以上を示した。このことから、より好ましくは、最小幅Ltは、6.40[mm]以上且つ8.30[mm]以下である。6.40[mm]≦Lt≦8.30[mm]とすることで、モータ100の出力効率比(Km/M)をより大きくでき、たとえば、その最大値の95%以上にできる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力をさらに大きく向上することができる。
 また、ティース212の最小幅Ltは、6.60[mm]以上且つ8.30[mm]以下であってもよい。こうすれば、モータ100の出力効率比(Km/M)をその最大値の96%以上にできる。さらに、最小幅Ltは、6.70[mm]以上且つ8.20[mm]以下であってもよい。こうすれば、モータ100の出力効率比(Km/M)をその最大値の97%以上にできる。
 また、図13において、コアバック211の外径Loに対するティース212の幅Ltの比率(Lt/Lo)に関して、検討条件Pa1からPa17及びPa19の出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%以上を示した。このことから、好ましくは、上記の比率(Lt/Lo)は、0.0294以上且つ0.0375以下である。こうすれば、出力効率比(Km/M)をその最大値の94%以上にすることができるので、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、その出力を十分に向上することができる。一方、(Lt/Lo)>0.0294及び(Lt/Lo)<0.0375では、第2実施例での出力効率比(Km/M)がその最大値の94%を下回る虞がある。
 なお、第1実施例(図6及び図8参照)での検討結果では、0.0263≦(Lt/Lo)≦0.0341にて、出力効率比(Km/M)がその最大値の94%以上となる。この点を考慮すると、さらに好ましくは、軸方向Da及び径方向Ddと垂直な方向における各々のティース212の径方向内端部の最小幅Ltのコアバック211の外径Loに対する比率(Lt/Lo)は、0.0294以上且つ0.0341以下である。こうすれば、第1実施例及び第2実施例の両方で出力効率比(Km/M)をその最大値の94%以上にすることができる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、その出力を十分に向上することができる。一方、(Lt/Lo)>0.0294及び(Lt/Lo)<0.0341では、第1実施例及び第2実施例のどちらかで、出力効率比(Km/M)がその最大値の94%を下回る虞がある。
 なお、図13では、比率(Lt/Lo)に関して、検討条件Pa1からPa16及びPa19の出力効率比(Km/M)は、その最大値の95%以上を示した。このことから、第2実施例では、より好ましくは、コアバック211の外径Loは、0.0294以上且つ0.0364以下である。0.0294≦(Lt/Lo)≦0.0364とすることで、モータ100の出力効率比(Km/M)をより大きくでき、たとえば、その最大値の95%以上にできる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力をさらに大きく向上することができる。
 また、第2実施例では、比率(Lt/Lo)は、0.0304以上且つ0.0364以下であってもよい。こうすれば、第2実施例でのモータ100の出力効率比(Km/M)をその最大値の96%以上にできる。さらに、比率(Lt/Lo)は、0.0306以上且つ0.0363以下であってもよい。こうすれば、第2実施例でのモータ100の出力効率比(Km/M)をその最大値の97%以上にできる。
 また、図14において、コアバック211の軸方向幅Hsに対するスロット210の幅Lsの比率(Ls/Hs)に関して、検討条件Pa1からPa17及びPa19の出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%以上を示した。このことから、好ましくは、コアバック211の軸方向幅Hsに対するスロット210の幅Lsの比率(Ls/Hs)は、0.220以上且つ0.354以下である。なお、第1実施例(図6及び図9参照)での検討結果では、(Ls/Hs)≧0.0201にて、出力効率比(Km/M)がその最大値の94%以上となる。この点を考慮しても、上述の好ましい範囲は変化しない。
 こうすれば、モータ100の出力効率比(Km/M)をたとえば、その最大値の94%以上にすることができる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力を十分に向上することができる。一方、(Ls/Hs)<0.220又は(Ls/Hs)>0.354では、モータの出力効率比(Km/M)は、その最大値の94%を下回る虞がある。そのため、モータ100の出力効率比(Km/M)及びモータ100を搭載する車両200の電費などが所望の規格値を下回る虞がある。
 また、図14において、コアバック211の軸方向幅Hsに対するスロット210の幅Lsの比率(Ls/Hs)に関して、検討条件Pa1からPa16及びPa19の出力効率比(Km/M)は、その最大値の95%以上を示した。このことから、第2実施例において、より好ましくは、比率(Ls/Hs)は、0.231以上且つ0.354以下である。0.231≦(Ls/Hs)≦0.354とすることで、モータ100の出力効率比(Km/M)をより大きくでき、たとえば、その最大値の95%以上にできる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、モータ100の出力をさらに大きく向上することができる。
 なお、第1実施例(図6及び図9参照)での検討結果では、0.0211≦(Ls/Hs)≦0.0262にて、出力効率比(Km/M)がその最大値の95%以上となる。この点を考慮すると、さらに好ましくは、上記の比率(Ls/Hs)は、0.0220以上且つ0.0262以下である。こうすれば、第1実施例及び第2実施例の両方で出力効率比(Km/M)をその最大値の94%以上にすることができる。従って、モータ100の重量及び電力消費を抑えつつ、その出力を十分に向上することができる。
<2.その他>
 以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾が生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
<3.総括>
 以下では、これまでに説明した実施形態について総括的に述べる。
 たとえば、本明細書に開示されているモータは、
 軸方向に延びる中心軸を囲むマグネットを有し、前記中心軸を中心にして回転可能なロータと、
 前記マグネットよりも径方向内方に配置されるステータと、
を備え、
 前記ステータは、
  前記中心軸を囲んで軸方向に延びる筒状のコアバックと、
  前記コアバックから径方向外方に延びて、周方向に並ぶ複数のティースと、
  前記ティースに配置されるコイル部と、
を有し、
 前記コアバックの外径は、163.0[mm]以上且つ175.4[mm]以下であって、
 軸方向及び径方向と垂直な方向における各々の前記ティースの径方向内端部の最小幅は、4.50[mm]以上且つ5.98[mm]以下である構成(第1の構成)とされる。
 又は、本明細書に開示されているモータは、
 軸方向に延びる中心軸を囲むマグネットを有し、前記中心軸を中心にして回転可能なロータと、
 前記マグネットよりも径方向内方に配置されるステータと、
を備え、
 前記ステータは、
  前記中心軸を囲んで軸方向に延びる筒状のコアバックと、
  前記コアバックから径方向外方に延びて、周方向に並ぶ複数のティースと、
  前記ティースに配置されるコイル部と、
を有し、
 前記コアバックの外径は、216.8[mm]以上且つ229.2[mm]以下であって、
 軸方向及び径方向と垂直な方向における各々の前記ティースの径方向内端部の最小幅は、6.4[mm]以上且つ8.6[mm]以下である構成(第2の構成)とされる。
 或いは、本明細書に開示されているモータは、
 軸方向に延びる中心軸を囲むマグネットを有し、前記中心軸を中心にして回転可能なロータと、
 前記マグネットよりも径方向内方に配置されるステータと、
を備え、
 前記ステータは、
  前記中心軸を囲んで軸方向に延びる筒状のコアバックと、
  前記コアバックから径方向外方に延びて、周方向に並ぶ複数のティースと、
  前記ティースに配置されるコイル部と、
を有し、
 軸方向及び径方向と垂直な方向における各々の前記ティースの径方向内端部の最小幅Ltの前記コアバックの外径Loに対する比率(Lt/Lo)は、0.0294以上且つ0.0341以下である構成(第3の構成)とされる。
 なお、第1の構成のモータは、
 前記コアバックの外径は、165.2[mm]以上且つ173.9[mm]以下である構成(第4の構成)にしてもよい。
 また、第1から第4のいずれかの構成のモータは、
 前記ステータは、周方向に隣り合う前記ティース間に配置される空間であるスロットをさらに有し、
  軸方向及び径方向と垂直な方向における前記スロットの幅は、径方向に渡って一定である構成(第5の構成)にしてもよい。
 また、第1又は第4の構成のモータは、
 前記ステータは、周方向に隣り合う前記ティース間に配置される空間であるスロットをさらに有し、
  軸方向及び径方向と垂直な方向における前記スロットの幅は、径方向に渡って一定であり、
 前記コアバックの軸方向幅に対する前記スロットの幅の比率は、0.201以上且つ0.282以下である構成(第6の構成)にしてもよい。
 また、第2の構成のモータは、
 前記ステータは、周方向に隣り合う前記ティース間に配置される空間であるスロットをさらに有し、
  軸方向及び径方向と垂直な方向における前記スロットの幅は、径方向に渡って一定であり、
 前記コアバックの軸方向幅に対する前記スロットの幅の比率は、0.220以上且つ0.354以下である構成(第7の構成)にしてもよい。
 また、本明細書に開示されている車両は、
 第1から第7のいずれかの構成のモータを備える構成(第8の構成)とされる。
 本発明は、たとえば、コアバックから複数のティースが延びるモータに有用である。
 100・・・モータ、1・・・シャフト、2・・・ステータ、21・・・ステータコア、210・・・スロット、211・・・コアバック、212・・・ティース、213・・・アンブレラ部、22・・・インシュレータ、23・・・コイル部、3・・・ステータホルダ、31・・・内筒部、32・・・ホルダ筒部、33・・・接続部、4・・・ロータ、41・・・リム、42・・・第1カバー部材、421・・・第1ディスク部、422・・・第1ベアリングホルダ、423・・・第1ベアリング、424・・・第1エンドキャップ、43・・・第2カバー部材、431・・・第2ディスク部、432・・・第2ベアリングホルダ、433・・・第2ベアリング、434・・・第2エンドキャップ、44・・・ヨーク、45・・・マグネット、200・・・車両、201・・・前輪、202・・・後輪、2021・・・タイヤ、203・・・車体、204・・・ハンドル、205・・・ECU、206・・・・・・バッテリー、CA・・・中心軸、Da1・・・軸方向一方、Da2・・・軸方向他方、Dd・・・径方向、Di・・・径方向内方、Do・・・径方向外方、Dr・・・周方向、Dr1・・・周方向一方、Dr2・・・周方向他方

Claims (8)

  1.  軸方向に延びる中心軸を囲むマグネットを有し、前記中心軸を中心にして回転可能なロータと、
     前記マグネットよりも径方向内方に配置されるステータと、
    を備え、
     前記ステータは、
      前記中心軸を囲んで軸方向に延びる筒状のコアバックと、
      前記コアバックから径方向外方に延びて、周方向に並ぶ複数のティースと、
      前記ティースに配置されるコイル部と、
    を有し、
     前記コアバックの外径は、163.0[mm]以上且つ175.4[mm]以下であって、
     軸方向及び径方向と垂直な方向における各々の前記ティースの径方向内端部の最小幅は、4.50[mm]以上且つ5.98[mm]以下である、モータ。
  2.  軸方向に延びる中心軸を囲むマグネットを有し、前記中心軸を中心にして回転可能なロータと、
     前記マグネットよりも径方向内方に配置されるステータと、
    を備え、
     前記ステータは、
      前記中心軸を囲んで軸方向に延びる筒状のコアバックと、
      前記コアバックから径方向外方に延びて、周方向に並ぶ複数のティースと、
      前記ティースに配置されるコイル部と、
    を有し、
     前記コアバックの外径は、216.8[mm]以上且つ229.2[mm]以下であって、
     軸方向及び径方向と垂直な方向における各々の前記ティースの径方向内端部の最小幅は、6.40[mm]以上且つ8.60[mm]以下である、モータ。
  3.  軸方向に延びる中心軸を囲むマグネットを有し、前記中心軸を中心にして回転可能なロータと、
     前記マグネットよりも径方向内方に配置されるステータと、
    を備え、
     前記ステータは、
      前記中心軸を囲んで軸方向に延びる筒状のコアバックと、
      前記コアバックから径方向外方に延びて、周方向に並ぶ複数のティースと、
      前記ティースに配置されるコイル部と、
    を有し、
     軸方向及び径方向と垂直な方向における各々の前記ティースの径方向内端部の最小幅の前記コアバックの外径に対する比率は、0.0294以上且つ0.0341以下である、モータ。
  4.  前記コアバックの外径は、165.2[mm]以上且つ173.9[mm]以下である、請求項1に記載のモータ。
  5.  前記ステータは、周方向に隣り合う前記ティース間に配置される空間であるスロットをさらに有し、
      軸方向及び径方向と垂直な方向における前記スロットの幅は、径方向に渡って一定である、請求項1に記載のモータ。
  6.  前記ステータは、周方向に隣り合う前記ティース間に配置される空間であるスロットをさらに有し、
      軸方向及び径方向と垂直な方向における前記スロットの幅は、径方向に渡って一定であり、
     前記コアバックの軸方向幅に対する前記スロットの幅の比率は、0.201以上且つ0.282以下である、請求項1に記載のモータ。
  7.  前記ステータは、周方向に隣り合う前記ティース間に配置される空間であるスロットをさらに有し、
      軸方向及び径方向と垂直な方向における前記スロットの幅は、径方向に渡って一定であり、
     前記コアバックの軸方向幅に対する前記スロットの幅の比率は、0.220以上且つ0.354以下である、請求項2に記載のモータ。
  8.  請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のモータを備える、車両。
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