(57)【要約】【課題】コンパクトなインホイールモータ装置を提供すること。【解決手段】リング状のホイール側ギヤ２が、ホイール８の内周面（内端面の外周部でもよい）に固定されている。モータ１が、ホイール８内においてホイール８の略径方向に配置される。モータ側ギヤ３、４は、モータ１の両端から突出する回転軸に固定されている。モータ側ギヤ３、４は、ホイール側ギヤ２に噛合する。高速回転するモータ１は、ホイール８に大きなトルクを与える。ホイール側ギヤ２及びモータ側ギヤ３、４が噛合するギヤ面は、ホイール８に固定された隔壁板１２により密閉される。【選択図】図５
2010076752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のホィールに内蔵されて前記ホィールとトルク授受するモータと、前記モータの回転軸及び前記ホィールに噛合する減速ギヤ機構とを有するモータ装置において、
前記減速ギヤ機構は、前記ホイール内部にて前記ホイールに固定される円筒部材又は前記ホイールの端壁部の外周部又は周壁部に固定されるリング状のホイール側ギヤと、前記回転軸の端部に固定されて前記ホイール側ギヤと噛合するモータ側ギヤとを有し、
前記モータは、前記ホイールの軸心に沿って延設されて前記ホイールを回転自在に支持する車軸に固定され、
前記回転軸は、前記ホイールの略径方向に延在し、
前記ホイールは、前記ホイールの周壁部から径内側へ延設されて前記車軸に達する隔壁板を有し、
前記モータ及び前記減速ギヤ機構は、前記隔壁板により密閉される前記ホイール内に収容されていることを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
前記モータは、前記ホイールの互いに異なる略径方向へ延在する回転軸をそれぞれ有して前記車軸に固定される複数の小型モータからなり、
前記各小型モータの回転軸は互いに異なる前記モータ側ギヤを通じて同一の前記ホイール側ギヤと噛合する請求項１記載のモータ装置。
【請求項３】
前記各小型モータは、共通のインバータから交流電力を受け取る請求項２記載のモータ装置。
【請求項４】
前記各小型モータは、それぞれ異なる複数のインバータから別々に交流電力を受け取り、
前記複数のインバータが出力する交流電流の位相は直進時において互いに異なる請求項２記載のモータ装置。
【請求項５】
前記モータは、互いに逆向きに突出する共通の前記回転軸を有し、
２つの前記モータ側ギヤは、前記共通の回転軸の両端部に別々に固定されて、２つの前記ホイール側ギヤに個別に噛合する請求項１記載のモータ装置。
【請求項６】
前記モータのステータコイルと交流電力を授受するインバータを有し、
前記インバータは、前記ホイールに内蔵されるとともに車体に固定された電源から給電される直流電力を前記交流電力に変換する請求項１記載のモータ装置。
【請求項７】
左輪をなす第１の前記ホイールに内蔵される同期モータからなる左側の前記モータと、
右輪をなす第２の前記ホイールに内蔵される同期モータからなる右側の前記モータと、
前記２つのモータを制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記左側のモータに通電するステータ電流を構成する複数の相電流に対して、前記右側のモータに通電する前記ステータ電流を構成する複数の相電流を車両直進時に電気角πずらせる請求項１記載のモータ装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記左側のモータを駆動するインバータをＰＷＭ制御する左側のインバータと、前記右側のモータを駆動する右側のインバータをＰＷＭ制御する右側のインバータとの同相同アームのスイッチング素子を、前記車両直進時に逆位相でスイッチングする請求項７記載のモータ装置。
【請求項９】
前記モータは、
ステータコアに小ギャップを隔てて相対回転自在に対面する軟磁性のロータコアと、
前記ロータコアに軸方向に貫設されて永久磁石が収容される磁石収容孔と、
前記磁石収容孔の周方向両側に位置して軸方向に貫設された高磁気抵抗のフラックスバリア孔と、
前記フラックスバリア孔に充填された電気絶縁性樹脂からなるフラックスバリア充填部と、
を有する請求項１記載のモータ装置。
【請求項１０】
前記ロータコアは、前記フラックスバリア孔へ略周方向へ突出する突起部をもつ請求項９記載のモータ装置。
【請求項１１】
前記モータは、
ステータコアに小ギャップを隔てて相対回転自在に対面する軟磁性のロータコアと、
前記ロータコアに軸方向に貫設されて永久磁石が収容される磁石収容孔と、
前記磁石収容孔の周方向両側に位置して軸方向に貫設された高磁気抵抗のフラックスバリア孔と、
前記フラックスバリア孔又は前記磁石収容孔を貫通する良熱伝導性の熱伝導部材と、
を有し、
前記熱伝導部材は、前記永久磁石の周方向両端部に接している請求項１記載のモータ装置。
【請求項１２】
前記熱伝導部材は、ヒートパイプにより構成されている請求項１１記載のモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ装置に関し、特にインホイールモータ装置に好適なモータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば下記の特許文献１に記載されるようなインホイールモータは電力駆動車両の小形軽量化とそれによる燃費向上に有効である。特許文献２は、ホイールの軸心部分をフランジ状部材の回転軸部分に取り付け、このフランジ状部材の円筒部の端面にリング状のギヤを形成し、このリング状のギヤを車体に固定された２つのモータにより駆動することを提案している。
【０００３】
しかし、インホィールモータは、解決を要する種々の問題をもつ。モータの小型軽量化は最も重要な問題である。モータの重量は、ばね下重量を増大させる。この問題を解決するには、モータの重量当たりの出力の向上すなわちモータの出力密度の向上が必要となる。しかし、モータの出力密度の増大は、そのステータ及びロータの発熱量の増大を招く。すなわち、小型のモータの出力を増大すると、放熱経路の断面積が小さいにもかかわらず、放熱すべき熱量が増大する。この問題は、放熱が容易でないホィール内にて大きな問題となる。
【０００４】
永久磁石同期モータは、磁束形成のための電流を流す必要がないため、銅損が少ない小型大出力のモータを実現することができる。しかしながら、冷却が難しいホィール内に収容される永久磁石同期モータにおいて、ロータ内の永久磁石の冷却は特に困難となる。結局、永久減磁を防止するために、インホィールモータに内蔵する永久磁石同期モータの永久磁石の冷却能力を更に改善することが要求されている。その他、インホイールモータ装置では、コギングトルクと呼ばれるトルクリップル及び電磁波ノイズの低減も重要な問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３７５５４４号公報
【特許文献２】特開２００７−１３４０７１号公報
【発明の概要】
【０００６】
（発明の目的）
本発明は、ホィール内蔵に内蔵される小型軽量でトルクが大きいモータ装置を提供することをその第１の目的としている。本発明は、放熱性に優れ、インホィールモータに好適な永久磁石内蔵のモータ装置を提供することをその第２の目的としている。本発明は、トルクリップル及び電磁波ノイズの低減の低減が可能なモータ装置を提供することをその第３の目的としている。
【０００７】
（発明の特徴）
上記目的を達成する本発明のモータ装置は、車両のホィールに内蔵されてホィールとトルク授受するモータと、モータの回転軸及びホィールに噛合する減速ギヤ機構とを有するモータ装置に適用される。以下、このモータ装置は、減速型インホィールモータと呼ばれる。
【０００８】
本発明の第１の特徴において、この減速ギヤ機構は、ホイール内部にてホイールに固定される円筒部材又はホイールの端壁部の外周部又は周壁部に固定されるリング状のホイール側ギヤと、回転軸の端部に固定されてホイール側ギヤと噛合するモータ側ギヤとを有する。
【０００９】
このモータは、ホイールの軸心に沿って延設されてホイールを回転自在に支持する車軸に固定される。回転軸は、ホイールの略径方向に延在する。ホイールは、ホイールの周壁部から径内側へ延設されて車軸に達する隔壁板を有する。モータ及び減速ギヤ機構は、隔壁板により密閉されるホイール内に収容されている。
【００１０】
すなわち、このモータ装置は、隔壁板により閉鎖されて内部に略密閉空間がホイール内に形成される。この密閉空間は、モータと減速ギヤ機構とを収容する。モータは、ホイールの略径方向に延設される回転軸を有している。減速ギヤ機構は、ホイールの周壁部又は端壁部の外周部に固定されたリング状のホイール側ギヤと、モータの回転軸に固定されてホイール側ギヤに噛合する。車軸は、車体に固定された静止軸とすることが好適であるが、操舵機構を通じて車体に支持されてもよい。ホイールの略径方向とは、ホイールの径方向に対して３０度以下の範囲とされる。隔壁板の内周縁と車軸の外周面との間にオイルシール部材を設けられる。
【００１１】
このモータ装置によれば、インホイールモータ装置を簡素で小型軽量とすることができるとともに、高速大出力のモータの減速トルクにより強力にホイールを駆動することができる。減速ギヤ機構を潤滑する潤滑油やグリスなどの潤滑剤が外部に漏れたり、外部から異物が減速ギヤ機構に侵入したりするのを防止することができる。
【００１２】
つまり、このモータ装置のモータは、ホイールの軸方向に比べて長いホイールの径方向にモータの回転軸を配置する。その結果、ホイールの軸方向へモータの回転軸を配置する場合に比べて、モータのステータ及びロータの軸方向長を長くすることができるので、小径で軸方向長が長く、回転イナーシャが小さく高速回転が可能なモータを採用することができる。その結果、簡素な減速ギヤ機構で大きなトルクを得ることができる。
【００１３】
減速により増大したトルクは、ホイールの周壁内周面又は端壁内端面の外周部分に直接伝達されることができる。また、モータの両側からトルクを出力することができるので、モータの回転軸の径を減らし、ホィール側の剛性も減らすことができる。
【００１４】
結局、このモータ装置は、減速型インホィールモータにおけるトルク伝達機構の小型軽量化を実現することができるので、減速機構により増倍された大きなトルクを発生することができる。これは、インホィールモータのばね下重量を軽減することを意味する。更に、容積が制限されるホイール内の空間のうちモータに割り当てられるスペースも増大できる。更に、減速ギヤ機構の摩擦損失を減らすことができる。
【００１５】
好適な態様において、モータは、軸に固定される複数の小型モータからなる。各小型モータは、ホイールの互いに異なる略径方向へ延在する回転軸を有する。各小型モータの回転軸は互いに異なるモータ側ギヤを通じて同一の前記ホイール側ギヤと噛合する。好適には、各小型モータの回転軸は、ホイールの周方向において等しい角度離れている。たとえば、２つの小型モータを用いる場合、２つの小型モータは、ホイールの径方向略反対向きに配置される。このようにすれば、インホイールモータ装置のバランスが良くなる。これにより、簡素で軽量な減速機構をもつ減速型インホィールモータを実現することができる。
【００１６】
好適な態様において、各小型モータは、共通のインバータから交流電力を受け取る。ただし、小型モータのロータとステータとの間の周方向相対位置（ステータロータ間空間位相と称する）が、ステータコイルに給電する交流電力位相と対応する同期モータを採用する場合には、各小型モータのステータロータ間空間位相は等しくされる。このようにすれば、インバータは１個でよいため、回路や配線を簡素化することができる。
【００１７】
好適な態様において、各小型モータは、それぞれ異なる複数のインバータから別々に交流電力を受け取る。複数のインバータが出力する交流電流の位相は直進時において互いに異なる。この態様によれば、各小型モータのトルクリップルや電磁騒音の位相が異なるため、インホイールモータ装置全体としてのトルクリップルや電磁騒音を低減することができる。
【００１８】
好適には、各インバータは、互いにトルクリップルや電磁騒音を打ち消し合う位相の交流電流を各小型モータに出力する。たとえば、２つの小型モータのうちの一つが発生するトルクリップル（又は電磁騒音の所定次数高調波成分）の山と、他の一つが発生するトルクリップル（又は電磁騒音の所定次数高調波成分）の谷とが車両の直進時にオーバラップする位相の電流がこれらの小型モータに供給される。
【００１９】
たとえば各小型モータを３相分布巻きモータ又は６相（６極）をもつ集中巻きモータとする場合、一つの小型モータのステータロータ間空間位相に対して、もう一つの小型モータのステータロータ間空間位相は、３０度の位相角差をもつことが好ましい。３相の集中巻きモータの場合、一つの小型モータのステータロータ間空間位相に対して、もう一つの小型モータのステータロータ間空間位相は、６０度の位相角差をもつことが好ましい。このようにすれば、これら２つの小型モータは、実質的に２倍の相（極）数をもつ一つのモータとみなすことができ、その分だけコギングトルクを減らし、トルクリップル及び電磁騒音を低減できる。
【００２０】
好適な態様において、モータは、互いに逆向きに突出する共通の回転軸を有する。２つのモータ側ギヤは、共通の回転軸の両端部に別々に固定される。２つのモータ側ギヤは２つのホイール側ギヤに個別に噛合する。この態様によれば、ホイールの径方向スペースをモータトルク発生のために有効に利用することができ、かつ、モータの無駄な重量を減らすことができる。
【００２１】
回転軸の両端は反対方向へのねじれ応力をもつため、その軸長さの割に細くすることができる。また、２つのモータにより駆動する場合に比べてモータの合計体格重量を減らすことができる。更に、高速回転するロータのトルク当たりの慣性質量を低減できるため、ホイールの高速の回転数変化を実現することができる。更に、モータの回転軸と直交するホイールの径方向において、ホイール内にアイドルスペースを形成することができるため、このアイドルスペースにディスクブレーキのブレーキシュー及びその駆動機構を収容することもできる。
【００２２】
本発明の第２の特徴において、インホイールモータ装置のステータコイルと交流電力を授受するインバータは、ホイールに内蔵される。インバータは、車体に固定された電源から直流電力を給電される。このようにすれば、インバータがホイールに内蔵されるため、インバータからモータまでの交流電力ラインを短縮することができ、その結果としてインバータの出力ラインである交流電力ラインの配線インダクタンスを低減することができる。これにより、電磁波ノイズを低減することができる。
【００２３】
本発明の第３の特徴において、左輪に内蔵される同期モータと、右輪を内蔵される同期モータとを制御するコントローラは、車両の直進時のいて左側のモータへの通電位相と、右側のモータへの通電位相とを電気角πだけずらせる。この態様によれば、車両直進時に左右のモータのトルクリップルを逆位相とすることができるので、トルクリップルや電流リップルを大幅に低減することができる。
【００２４】
好適な態様において、コントローラは、左側のモータを駆動するインバータをＰＷＭ制御する左側のインバータと、右側のモータを駆動する右側のインバータをＰＷＭ制御する右側のインバータとの同相同アームのスイッチング素子を、車両直進時に逆位相でスイッチングする。この態様に撚れば、２つのインバータのPWMスイッチングによるノイズや電流リップルを大幅に低減することができる。
【００２５】
本発明の第４の特徴において、モータは、ステータコアに小ギャップを隔てて相対回転自在に対面する軟磁性のロータコアと、ロータコアに軸方向に貫設されて永久磁石が収容される磁石収容孔と、磁石収容孔の周方向両側に位置して軸方向に貫設された高磁気抵抗のフラックスバリア孔と、フラックスバリア孔に充填された電気絶縁性樹脂からなるフラックスバリア充填部とを有する。
【００２６】
すなわち、この態様では、永久磁石型同期機のロータのフラックスバリア孔に電気絶縁性の樹脂材料が充填される。樹脂材料としては、いわゆる熱伝導樹脂が好適である。樹脂材料としては、引っ張り強度が大きい樹脂が好適である。樹脂材料は、内部に熱伝導性を改善するための混入物を含むことができる。この混入物は、渦電流損失を低減するために電気抵抗が高いことが好適であり、磁束の短絡を低減するために非磁性である必要がある。この発明により、次の各効果を同時に実現することができる。
【００２７】
まず、フラックスバリア充填部は、ロータ、特にロータコアに埋め込まれた永久磁石の径方向外側のロータコア部分の耐遠心力性能を改善するので、ロータの最高回転数の増大と、モータの高出力化とが実現される。次に、インホィールモータ、特にホィールに密閉される減速型インホィールモータにおいて、ロータに内蔵された永久磁石の冷却は重要である。この態様によれば、ロータコアの鉄損や永久磁石の渦電流損失などによるロータコア及び永久磁石の温度上昇を低減することができる。
【００２８】
好適な態様において、ロータコアは、フラックスバリア孔へ略周方向へ突出する突起部をもつ。これにより、永久磁石の径方向外側のロータコアの部分とフラックスバリア充填部との機械的結合性を向上することができる。更に好適には、永久磁石の径方向外側のロータコアの部分（磁石外側コア部分と呼ばれる）からフラックスバリア孔へ突出する突起は、永久磁石の径方向外側のロータコアの部分（他のコア部分と呼ばれる）以外のロータコアの部分からフラックスバリア孔に突出する突起よりも径方向内側に形成される。これにより、磁石外側コア部分の遠心力は、この磁石外側コア部分の突起からフラックスバリア充填部を通じて他のコア部分の突起に伝達されるため、ロータコアの耐遠心力性能を大幅に向上することができる。
【００２９】
本発明の第５の特徴において、モータは、ステータコアに小ギャップを隔てて相対回転自在に対面する軟磁性のロータコアと、ロータコアに軸方向に貫設されて永久磁石が収容される磁石収容孔と、磁石収容孔の周方向両側に位置して軸方向に貫設された高磁気抵抗のフラックスバリア孔と、フラックスバリア孔又は磁石収容孔を貫通する良熱伝導性の熱伝導部材とを有する。この熱伝導部材は、永久磁石の周方向両端部に接している。熱伝導部材は、ロータの軸方向両側において空気流又は回転軸に放熱する。
【００３０】
この態様によれば、永久磁石埋め込み構造のロータを有するモータ、特にホィール内に密閉される減速型インホィールモータにおいて、永久磁石の永久減磁を良好に抑止することができる。
好適な態様において、熱伝導部材は、ヒートパイプにより構成されている。これにより、小型の熱伝導部材により永久磁石を良好に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態１のモータ装置の模式要部正面図である。
【図２】図１に示されるモータ装置の模式要部軸方向断面図である。
【図３】実施形態２のモータ装置の模式要部軸方向断面図である。
【図４】図３に示されるモータ装置の模式要部正面図である。
【図５】実施形態３のインホイールモータ装置の模式要部軸方向断面図である。
【図６】実施形態４のモータ装置の模式説明図である。
【図７】実施例４のモータ装置のブロック回路図である。
【図８】図７に示されるモータ装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図９】図７に示されるモータ装置の２つのインバータに流れるU相電流の模式波形図である。
【図１０】図７に示されるモータ装置のインバータに内蔵されるU1相上アームスイッチング素子及びU２相上アームスイッチング素子を断続させるPWM制御信号を示すタイミングチャートである。
【図１１】実施例５のモータ装置のロータを示す模式径方向半半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明のモータ装置を採用するインホィールモータを以下の実施例ｔｈ参照して説明する。図面において、ＲＡはホイール又はモータの径方向、ＡＸはホイール又はモータのの軸方向、ＰＨはホイール又はモータのの周方向を意味する。
（実施例１）
【００３３】
実施形態１のインホイールモータが図１及び図２を参照して説明される。図１はこのインホィールモータの模式要部正面図である。図２はこのインホィールモータの模式要部軸方向断面図である。
モータ１は、輪板状のホイール側ギヤ２にトルクを伝達する。モータ側ギヤ（３及び４）は、モータ１から逆向きに突出する回転軸（５及び６）の先端に固定されている。ホイール側ギヤ２はモータ側ギヤ（３及び４）とともに減速ギヤ機構を構成している。、車体に固定された静止軸（車軸）の軸心Ｍは、モータ１の中央に位置する。
【００３４】
輪板状のホイール側ギヤ２がこの静止軸に回転自在に支持されている。輪板状のホイール側ギヤ２の軸心は、ホイールの軸心と一致している。ギヤ面２Ａが、ホイール側ギヤ２の一端面に形成されている。モータ側ギヤ（３及び４）は、ホイール側ギヤ２の同一のギヤ面２Ａに噛合している。モータ１の回転軸（５及び６）は、同一回転数で逆向きに回転する。モータ側ギヤ（３及び４）の歯数は等しくされている。
【００３５】
モータ１の詳細が図２を参照して説明される。車体に懸架装置を通じて固定された静止軸７は、ホイール８を回転自在に支持している。図２は、ホィール８の周壁部を図示している。回転軸（５及び６）は略水平に延在している。
図２において、本発明で言う小型モータをなす第１モータ９Ａと第２モータ９Ｂとが、モータハウジング１０内に配置されている。第１モータ９Ａ及び第２モータ９Ｂは、インナーロータ型のラジアルギャップモータである。第１モータ９Ａ及び第２モータ９Ｂの詳細な説明は省略される。モータハウジング１０は、静止軸７に固定されている。ホイール側ギヤ２は、ホイール８の内周面に固定された円筒部をもつ。
【００３６】
結局、この実施形態では、小形の複数のモータを一つのホイール８内に放射方向に収容する。これらモータはほぼ同一構造とすることができるため、部品の共通化により製造コストを低減することができる。この実施形態によれば、簡素な構造にて大減速比を実現できるため、複雑な減速機構を用いることなくモータの最高回転数を増大することができる。また、各小型モータのロータの径を小さくすることができるため、それらの回転慣性質量（イナーシャ）の合計を小さくすることができ、ホイールの急速な停止、加速が容易となる。
【００３７】
更に、モータ１は、ホイール８の軸心位置Ｍにて軸方向に延在する静止軸７に固定されている（図２参照）。ディスク状の隔壁板がホイール８の周壁から径方向内側に延在している。メカニカルシールがこの隔壁板の径方向内端部と静止軸７の外周面との間に設けられる。これにより、モータ１はホイール８内に良好に密閉されるので、モータ側ギヤ（３及び４）とホイール側ギヤ２との接触部分の潤滑を行うグリスなどの潤滑剤は、外部に漏出することがない。更に、外部からギヤ面２Ａに汚水やゴミが入ることも防止される。
【００３８】
（変形態様）
第１モータ９Ａ及び第２モータ９Ｂの他に、更に同一形状の第３のモータ（図示省略）をホイール８の異なる径方向へ追加してもよい。好適には、第１モータ９Ａ及び第２モータ９Ｂの回転軸は水平に配置される。第３のモータの回転軸は、ホイール８の軸心から上方へ延設される。
【００３９】
一例において、同期モータにより構成される第１モータ９Ａ及び第２モータ９Ｂは、図略の一つの３相インバータから３相交流電力をそれぞれ受け取る。第１モータ９Ａのロータとステータとの間の周方向相対位置（ステータロータ間空間位相と称する）は、第２モータ９Ｂのロータとステータとの間の周方向相対位置に対して同じとなるように共通のホイール側ギヤに対して２つのモータ側ギヤが噛合している。これにより、インバータを含む回路や配線を簡素化することができる。
【００４０】
他例において、同期モータにより構成される第１モータ９Ａ及び第２モータ９Ｂは、図示省略した２つの３相インバータから３相交流電力を別々に受け取る。第１モータ９Ａのロータとステータとの間の周方向相対位置は、第２モータ９Ｂのロータとステータとの間の周方向相対位置に対して、電気角で３０度又は６０度ずれる。２つのインバータが送電する３相交流電力の位相は、同じく電気角で３０度又は６０度ずれている。これにより、インホイールモータ装置のトルクリップル、コギングトルク及び電磁騒音が低減される。
【００４１】
（実施形態２）
実施形態２のインホイールモータ装置が図３及び図４を参照して説明される。図３はこのモータ装置の模式要部軸方向断面図である。図４はこのモータ装置の模式要部正面図である。この実施形態は、図１及び図２に示される実施形態１のインホイールモータ装置のモータ１として、共通の回転軸５をもつ単一ロータ構造のインホイールモータを採用した点にその特徴を有する。
【００４２】
モータ側ギヤ（３及び４）が、モータ１の回転軸５の両端に個別に固定されている。モータ側ギヤ４は、モータ側ギヤ３よりも回転軸５の軸方向すなわちホイール８の径方向に離れて配置されている。ホイール側ギヤ２としてのホイール側ギヤ２１及びホイール側ギヤ２２が、ホイール８の内周面に固定されている。ホイール側ギヤ２１のギヤ面２Ａは、ホイール側ギヤ２２のギヤ面２Ａよりもホイールの径方向内側に配置されている。ホイール側ギヤ２１のギヤ面２Ａは、ホイール側ギヤ２２のギヤ面２Ａに対して、ホイール側ギヤ（２１及び２２）を挟んで軸方向反対側に配置されている。
【００４３】
モータ側ギヤ３はホイール側ギヤ２１と噛合する。モータ側ギヤ４はホイール側ギヤ２２と噛合する。ホイール側ギヤ（２１及び２２）の歯数は等しくされる。モータ側ギヤ（３及び４）の歯数は等しくされる。その結果、径方向外側のホイール側ギヤ２２及びモータ側ギヤ４の歯は、径方向内側のホイール側ギヤ２１及びモータ側ギヤ３の歯よりも多少大きく形成されている。
【００４４】
この態様によれば、ホイール８の径方向に配置された単一のモータ１によりホイール８の互いに１８０度離れた２点にトルクを与えることができる。この実施例は、単一のモータを用いるので、モータ構造が簡素となり、モータ重量を更に軽減することができる。
この実施例では、モータ１を密閉するためのディスク状の隔壁板１２がホイール８の内周面から径方向内側に延在している。隔壁板１２の内周面は、メカニカルシールを介して静止軸７の外周面に相対回転可能に接触している。これにより、密閉状態のモータ室がインホィールモータの内部に形成される。
【００４５】
（実施形態３）
実施形態３のインホイールモータ装置が図５を参照して説明される。図５は、このモータ装置の模式要部軸方向断面図である。Ｍは静止軸７の軸心である。ＭＭはモータ１の軸心である。
このインホイールモータ装置は、実施形態２の単一モータ型インホイールモータ装置において軸心Ｍからのモータ側ギヤ３、４の距離を等しくし、かつ、モータ側ギヤ３、４を互いに同形とした点にその特徴がある。
同一形状の２つの輪板状のギヤ面２Ａは、単一のホイール側ギヤ２３の軸方向両端に設けられている。
【００４６】
モータ側ギヤ３、４は互いに異なるギヤ面２Ａに噛合している。モータ１の軸心ＭＭは、ホイール８の軸心Ｍに対して角度θで斜めに配置されている。モータ側ギヤ３、４が噛合すべきでない側のギヤ面２Ａと噛合するのが防止されるので、減速ギヤ機構は、簡素化に構成されることができる。
【００４７】
（実施形態４）
実施形態４のモータ装置が図６及び図７を参照して説明される。このモータ装置は、図１及び図２に示されるインホイールモータ装置を左輪及び右輪に内蔵する。図６はこのモータ装置の模式説明図である。図７はこのモータ装置のブロック回路図である。
このモータ装置は、左側のインホイールモータ装置５０１と、右側のインホイールモータ装置５０２とを有する。インホイールモータ装置（５０１及び５０２）は、図略の車体に固定されて左右方向に延在する静止軸５０３に固定されている。インホイールモータ装置５０１は左側のホイール５０５に内蔵されている。インホイールモータ装置５０２は右側のホイール５０６に内蔵されている。
【００４８】
インホイールモータ装置５０１はモータＭ１を有する。インホイールモータ装置５０２はモータＭ２を有する。モータＭ１及びモータＭ２は、車載電源５０４からインバータ（５０７及び５０８）を通じて交流電力を供給される。車載電源５０４は、直流電源線（５０９及び５１０）によりインバータ（５０７及び５０８）に直流電力を供給する。
インバータ（５０７及び５０８）は、静止軸５０３の周りにリング状に配置されている。インバータ５０７は、インホイールモータ装置５０１に内蔵されている。インバータ５０７は、静止軸５０３の左端部に固定されたモータＭ１のハウジングの外側面に固定されている。インバータ５０８は、インホイールモータ装置５０２に内蔵されている。インバータ５０８は、静止軸５０３の右端部に固定されたモータＭ２のハウジングの外側面に固定されている。
【００４９】
インバータ５０７は、静止軸５０３を貫通する直流電源線５０９を通じて車載電源５０４から給電されている。インバータ５０７は、モータＭ１に３相交流電力を給電する。インバータ５０８は、静止軸５０３を貫通する直流電源線５１０を通じて車載電源５０４から給電されている。インバータ５０８は、モータＭ２に３相交流電力を給電する。モータＭ１は、インホイールモータ装置５０１のホイール５０５を駆動する。モータＭ２は、インホイールモータ装置５０２のホイール５０６を駆動する。
【００５０】
図７に示されるように、モータＭ１は、星形接続された３相ステータコイルＳ１を有する３相同期モータにより構成されている。モータＭ２は、星形接続された３相ステータコイルＳ２を有する３相同期モータにより構成されている。インバータ５０７は、３相ステータコイルＳ１に３相交流電圧（Ｕ１、Ｖ１及びＷ１）を印加する。インバータ５０８は、３相ステータコイルＳ２に３相交流電圧（Ｕ２、Ｖ２及びＷ２）を印加する。
【００５１】
モータＭ１は回転角センサ５１１を有する。モータＭ２は回転角センサ５１２を有する。コントローラ５１２０は、インバータ５０７、５０８のスイッチングを制御する。コントローラ５１２０は、検出したモータ回転角及びモータの相電流の値とトルク指令値とに基づいて、インバータ（５０７及び５０８）のＰＷＭスイッチング動作を制御する。同期モータ制御用のコントローラの制御動作は良く知られている。３相インバータ回路であるインバータ（５０７及び５０８）の回路構成やそのＰＷＭ動作も良く知られている。
【００５２】
インバータ５０７は、３相電流（Ｉｕ１、Ｉｖ１及びＩｗ１）をモータ１のステータコイルＳ１の各相コイルに別々に通電する。インバータ５０８は、３相電流（Ｉｕ２、Ｉｖ２及びＩｗ２）をモータ１のステータコイルＳ１の各相コイルに別々に通電する。３相電流（Ｉｕ１、Ｉｖ１及びＩｗ１）は、互いに１２０度位相がずれ、かつ、振幅が等しい相電流である。３相電流（Ｉｕ２、Ｉｖ２及びＩｗ２）は、互いに１２０度位相がずれ、かつ、振幅が等しい相電流である。
【００５３】
コントローラ５１２の制御動作が、図８に示されるフローチャートを参照して説明される。ただし、車両直進状態において、モータＭ１の回転数とモータＭ２の回転数とは等しい。まず、車両の操舵角センサ（図略）からの情報により、直進状態が所定期間以上持続しているかどうかが判別される（Ｓ１００）。Ｎｏであれば、ルーチンが終了される。Ｙｅｓであれば、モータＭ１がステータコイルＳ１へ通電する電流は、モータＭ２がステータコイルS２へ通電する電流に対して１８０度反対の位相をもつ（Ｓ１０２）。
【００５４】
つまり、モータＭ２のＵ相電流Ｉｕ２は、モータＭ１のＵ相電流Ｉｕ１に対して電気角πだけ離れた位相角をもつ。モータＭ２のＶ相電流Ｉｖ２は、モータＭ１のＶ相電流Ｉｖ１に対して電気角πだけ離れた位相角をもつ。モータＭ２のＷ相電流Ｉｗ２は、モータＭ１のＷ相電流Ｉｗ１に対して電気角πだけ離れた位相角をもつ。
相電流Ｉｕ２の角速度及び振幅は、送電流Ｉｕ１の角速度及び振幅と等しい。相電流Ｉｖ２の角速度及び振幅は、相電流Ｉｖ１の角速度及び振幅に等しい。相電流Ｉｗ２の角速度及び振幅は、相電流Ｉｗ１の角速度及び振幅に等しい。
【００５５】
相電流Ｉｕ１及び相電流Ｉｕ２の波形が図９に示される。その結果、インバータ５０７及びインバータ５０８は、逆位相のリップル電流成分をもつ。図９において、相電流（Iu１及びIu２）の＋ピーク値は、PWMデユーティ８０％に相当する。相電流（Iu１及びIu２）の−ピーク値は、PWMデユーティ２０％に相当する。デユーティ５０％は交流電流０Vに相当する。
【００５６】
ただし、車両直進状態を検出した後で上記逆相制御を急激に行うことは、同期モータの脱調の可能性を増加させる。この問題は、上記逆相制御を徐々に実施することにより、解決される。たとえば、相電流（Iu1及びIu2）の間の位相角差がπ＋Δθである時、相電流Iu1が徐々に増大され、かつ、相電流Iu２が徐々に減少される。その結果、モータＭ１の回転数が僅かに増加される。モータＭ２の回転数が僅かに減少される。他の相電流も同様に制御される。所定時間経過した後、相電流（Iu１及びIu２）が逆相となった後、この逆相状態が維持される。つまり、位相角差Δθを０に収束させるフィードバック制御が緩慢に実行される。
【００５７】
２つのモータへ通電する電流の位相を逆相とする代わりに、２つのモータへ印加する３相交流電圧を逆相とすることも可能である。すなわち、ステータコイルＳ１に印加される電圧の位相が、ステータコイルS２に印加される電圧の位相に対して逆相とされる。ただし、相電圧（Vｕ１及びVｕ２）の角速度及び振幅は等しい。相電圧（Vｖ１及びVｖ２）の角速度及び振幅は等しい。相電圧（Vｗ１及びVｗ２）の角速度及び振幅は等しい。これにより、インバータ５０７及びインバータ５０８は、互いに逆相のリップル電圧成分をもつ。この電圧位相制御も徐々に行われる。
【００５８】
更に、インバータ（５０７及び５０８）の同相アーム（同相レグ）のＰＷＭ断続タイミングも逆相とされる。すなわち、インバータ５０７のU１相レグの上アームのスイッチング素子は、インバータ５０８のU２相レグの上アームのスイッチング素子に対して逆位相でスイッチングされる（図１０参照）。U１相レグの上アームのスイッチング素子のオン時に、U２相レグの上アームのスイッチング素子はオフされる。
【００５９】
U１相レグの上アームのスイッチング素子のオフ時に、U２相レグの上アームのスイッチング素子はオンされる。２つのインバータ（５０７及び５０８）の他の相や他のアーム（上アーム又は下アーム）においても、同じく逆相でPWMスイチングが行われる。
その結果、インバータ５０７及びインバータ５０８は、逆位相のPWMスイッチングノイズをもつ。これにより、車両直進時においてトルクリップル及びノイズを低減することができる。
【００６０】
（実施形態５）
上記したモータ１を構成する永久磁石埋め込み型同期モータ（IPM）の好適な実施形態が図１１を参照して説明される。図１１は、このIPMのロータを示す模式径方向半断面図である。
ロータ３３は、軟磁性鋼板を軸方向に積層して構成されている。ロータ３３は、ロータコア３３１と永久磁石３３２とフラックスバリア充填部３３５とを有している。軟磁性のロータコア３３１は、回転軸５に嵌着されている。永久磁石３３２は、ロータコア３３１に埋設されている。
【００６１】
ロータコア３３１は、磁石収容溝３３６とフラックスバリア孔３３９とを有している。軸方向へ延在する磁石収容溝３３６は、ロータコア３３１を貫通している。永久磁石３３２が磁石収容溝３３６に収容されている。磁石収容溝３３６は、回転軸５の軸心から所定離れた位置にて接線方向へ配置されている。
【００６２】
磁石収容溝３３６は、径方向外側のロータコア部分すなわちｄ軸磁路の一部を構成するロータコア部分（以下、磁石外側コア部分と呼ばれる）３４０Ａと、ｑ軸磁路の一部を構成するロータコア部分（以下、他のコア部分と呼ばれる）３４０とを分離する。
フラックスバリア孔３３９は、磁石収容孔３３６の周方向両端から略径方向外側へ向けて延在している。フラックスバリア孔３３９は、ロータコア３３１を軸方向へ貫通している。ロータコア３３１は、フラックスバリア孔３３９の方向外側に位置して、磁石外側コア部分３４０Ａと他のコア部分３４０とを連結する接続部３４２を有している。
【００６３】
フラックスバリア充填部３３５は、フラックスバリア孔３３９内に充填、固化されたフィラー入りの樹脂により形成されている。フラックスバリア孔３３９を囲むロータコア３３１の周縁部には突起が形成されている。磁石外側コア部分３４０Aからフラックスバリア孔３３９に突出する突起は、他のコア部分３４０からフラックスバリア孔３３９に突出する突起よりも径方向内側に配置されている。これにより、磁石外側コア部分３４０Aに働く遠心力は、これらの突起及びフラックスバリア充填部３３５を通じて他のコア部分（特にそのｑ軸磁路部分）に伝達される。
【００６４】
フラックスバリア充填部３３５を構成する材料としては、非磁性かつ電気絶縁性かつ機械的強度に優れた樹脂材料とされる。短いガラスファイバーなどのフィラーが、樹脂材料に混合されることができる。
更に、この実施形態では、磁石収容孔３３６の周方向両端部にヒートパイプ３５０がそれぞれ収容されている。ヒートパイプ３５０は、軸方向に延在している。ヒートパイプ３５０は、ロータコア３３１の両端面から突出しており、図略の冷却翼に密着している。この冷却翼は、ロータコア３３１の両端面に固定されている。これにより、ヒートパイプ３５０は、冷却翼により冷却される。
【００６５】
その他、ヒートパイプ３５０の両端は、ロータコア３３１の両端面に固定された金属ディスクに接合されている。この金属ディスクは、回転軸５に密着している。これにより、ヒートパイプ３５０の熱は、金属ディスクを通じて回転軸５に伝達される。ヒートパイプ３５０は、永久磁石３３２の両側面に密着している。これにより、永久磁石３３２は、ヒートパイプ３５０により良好に冷却される。
【符号の説明】
【００６６】
１はモータである。２はホイール側ギヤである。２Ａはギヤ面である。３はモータ側ギヤである。４はモータ側ギヤである。５及び６は回転軸である。７は静止軸である。８はホイールである。９Ａ及び９Ｂはモータである。１０はモータハウジングである。１２は隔壁板である。２１及び２２はホイール側ギヤである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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