CN1909335B - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可以准确地控制输出特性的旋转电机的定子。轴隙式旋转电机的定子(25)具有：环形的第一定子(30)，具有围绕曲柄轴(51)的轴线配置成环形的多个第一齿(34)；以及环形的第二定子(40)，具有与多个第一齿(34)在轴向方向上相对配置的多个第二齿(41)，被磁力向该第一定子(30)一侧吸引，可以围绕轴线旋转。在多个第一齿(41)的每一个上缠绕有线圈(31)，第一定子(30)具有第二定子(40)抵接的被抵接面(36h)，由此来限制与第二定子(40)相对的第一定子(30)的相对面和与第一定子(30)相对的第二定子(40)的相对面在轴线方向上的间距k。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机的定子、旋转电机、与旋转电机连接的引擎、以及安装有旋转电机的车辆，特别涉及改变旋转电机的输出特性的技术。

背景技术

迄今，作为以摩托车为主的跨骑式车辆所使用的旋转电机(也作为发电机而起作用的电动马达)，正在开发的有：辅助引擎的驱动力以使车辆行驶的类型；或以其独自的驱动力而使车辆行驶的类型。

通常，旋转电机的旋转速度和扭矩等输出特性被旋转电机的机构限定在狭窄的范围内。例如，具有发出强磁通的场磁铁并以高扭矩进行驱动的旋转电机无法以低扭矩高速旋转来驱动，相反，以低扭矩高速旋转进行驱动的旋转电机无法以高扭矩低速旋转来驱动等。也就是说，旋转电机的输出特性被其机构所限制。

其原因在于，当场磁铁产生的磁通横穿线圈时，在线圈中产生感应电动势，由于感应电动势所产生的磁通，会有与定子的旋转方向反向的力被施加在场磁铁上。

关于这一点，公知有进行磁场减弱控制来改变输出特性的方法。该方法是：当场磁铁所产生的磁通横穿线圈时，向线圈供电，以产生与感应电动势所产生的磁通反向流动的磁通。但是，该方法要提供无助于驱动旋转电机的电力，因此效率低。

因此，提出了通过机械方法来改变在旋转电机中产生的磁通，由此来改变输出特性的方案。例如，在专利文献1中，公开了在径隙式旋转电机中改变输出特性的方案，其中，该径隙式旋转电机具有：转子，具有以包围旋转轴的方式来配置的场磁铁；以及定子，配置在该转子的径向上，以包围转子的方式进行设置。在该旋转电机中，转子相对于定子在旋转轴的轴线方向上相对移动，由此改变磁通，从而改变输出特性。

但是，在该旋转电机中，由于使高速旋转的转子在旋转轴的轴线方向上移动，因此难以准确地控制转子的位置，从而难以准确地控制旋转电机的输出特性。

专利文献1：日本专利文献特开2004-104943号公报

关于这一点，也考虑了以下方法，即：使静止的定子整体在旋转轴的轴线方向上相对于转子移动，以准确地控制转子的位置。但是，由于通常转子具有线圈，因而重量大，所以难以用低输出的致动器来使定子整体移动。因此，准确地改变大重量的定子的位置以便准确地控制旋转电机的输出特性也很困难。

发明内容

本发明是鉴于以上问题而完成的，其目的在于提供一种可以改变磁通、能够准确地控制输出特性的旋转电机的定子、以及具有该定子的旋转电机、引擎、车辆。

为了解决上述问题，本发明的旋转电机的定子是在旋转轴的轴线方向上与转子相对配置的轴隙式旋转电机的定子，其特征在于，具有：环形的第一定子，其具有围绕所述轴线配置成环形的多个第一齿；以及环形的第二定子，其具有围绕所述轴线配置成环形并与所述多个第一齿在所述轴线方向上相对配置的多个第二齿，被磁力向该第一定子一侧吸引，可以围绕所述轴线旋转；在所述多个第一定子的每一个上缠绕有线圈，所述第一定子具有与所述第二定子直接或间接抵接的被抵接面，限定了与所述第二定子相对并埋设有所述多个第一齿的该第一定子的相对面、和与所述第一定子相对并埋设有所述多个第二齿的所述第二定子的相对面在所述轴向上的间距。

根据本发明，定子具有第二定子以及具有线圈的第一定子，由于第二定子围绕轴线旋转，流经第一定子所具有的第一齿的磁通量发生变化，从而可以改变旋转电机的输出特性。另外，通过第一定子来限定第二定子和第一定子的间距。因此，间距不受安装定子的部件等的形状变化或形状误差等影响，被准确地设定。由此可以准确地控制旋转电机的输出特性。另外，第二定子被第一定子所具有的线圈由于通电而产生的磁力向第一定子一侧吸引。

在这里，第一定子也可以按照以下方式来限定间距：相对面之间的间距为零，即第一定子的相对面与第二定子的相对面接触。另外，第一定子不仅可以按照使间距固定的方式来进行限定，也可以按照随着第二定子的旋转在规定范围内改变间距的方式来进行限定。

另外，本发明的一个方式的特征在于，所述第二定子具有以所述轴线为中心的圆筒形的内周面和外周面，所述第一定子具有与所述第二定子的所述内周面或所述外周面直接或间接接触的、以所述轴线为中心的筒形的旋转支撑面，并将所述第二定子可围绕所述轴线旋转地支撑着。在该方式中，改变流经第一定子所具有的第一齿的磁通量，由此可以改变旋转电机的输出特性。另外，可以不受安装定子的部件等的形状变化或形状误差等影响，准确地确保间距。

另外，为了解决上述问题，本发明的旋转电机的定子是与围绕旋转轴的转子在所述旋转轴的径向外侧或内侧相对配置的径隙式旋转电机的定子，其特征在于，具有：第一定子，其具有围绕所述旋转轴的轴线配置成环形的多个第一齿，并具有以所述轴线为中心的筒形的外周面和内周面；以及第二定子，围绕所述轴线环形配置有多个第二齿，并具有以所述轴线为中心的筒形的外周面和内周面，所述第二齿在径向上与所述第一齿相对配置；在所述多个第一齿的每一个上缠绕有线圈，所述第一定子或所述第二定子中的某一个的内周面比另一个的外周面的直径大，所述另一个插入所述一个中，所述第二定子可围绕所述轴线旋转地由所述第一定子支撑。

根据本发明，定子具有第二定子和具有线圈的第一定子，由于第二定子围绕轴线旋转，流经第一定子所具有的第一齿的磁通量发生变化，从而可以改变旋转电机的输出特性。另外，由于第二齿与第一齿一样围绕轴线环形配置，所以可以准确地改变第二齿和第一齿的相对位置，从而可以准确地控制输出特性。在这里，也可以是：第一定子或第二定子中的某一个的内周面的直径比另一个的外周面的直径稍大，一个的内周面与另一个的外周面接触。

另外，本发明的一个方式的特征在于，所述第一定子的所述外周面或所述内周面中的某一个面与所述第二定子在径向上相对，在所述第一定子的所述一个面上形成有以所述轴线为中心的筒形的旋转支撑面，所述旋转支撑面与所述第二定子直接或间接地接触。在该方式中，可以改变旋转电机的输出特性。另外，可以准确地控制输出特性。

另外，为了解决上述问题，本发明的旋转电机的定子是与围绕旋转轴的转子在所述旋转轴的径向外侧或内侧相对配置的径隙式旋转电机的定子，其特征在于，具有：第一定子，其具有围绕所述旋转轴的轴线配置成环形的多个第一齿，并具有以所述轴线为中心的筒形的外周面和内周面；以及第二定子，围绕所述轴线环形配置有多个第二齿，该多个第二齿在径向上与所述第一齿相对配置，并具有以所述轴线为中心的筒形的外周面和内周面；在所述多个第一齿的每一个上缠绕有线圈，所述第一定子或所述第二定子中的某一个的内周面比另一个的外周面的直径大，所述另一个插入所述一个中，所述第一定子固定在固定部件上，所述第二定子可围绕该轴线旋转地由在所述固定部件上形成的、以所述轴线为中心的圆筒形的筒形部支撑。

根据本发明，定子具有第二定子和具有线圈的第一定子，由于第二定子围绕轴线旋转，流经第一定子所具有的第一齿的磁通量发生变化，从而可以改变旋转电机的输出特性。另外，由于第二齿可旋转地由固定部件的筒形部支撑，所以可以使第二定子在相同的轨道上旋转，从而可以准确地控制输出特性。

在这里，固定部件例如是覆盖旋转电机的机箱、曲柄轴箱、从引擎至后车轮的驱动力传递机构(例如，覆盖传动链条、传动带、传动轴的箱体)等。

另外，本发明的一个方式的特征在于，所述第二定子的内周面或外周面与在所述固定部件的所述筒形部上形成的筒形的旋转支撑面直接或间接地接触。在该方式中，可以准确地改变旋转电机的输出特性。

另外，本发明的旋转电机具有上述记载中的任一种定子。根据本发明，可以提供一种能够改变输出特性并能够准确地对其进行控制的旋转电机。

另外，本发明的引擎与具有上述任一项所记载的定子的旋转电机连接。根据本发明，由于可以准确地改变旋转电机的输出特性，所以可以在较宽范围内进行引擎驱动力的辅助控制。另外，可以准确地进行辅助控制。并且，旋转电机与引擎连接例如是指曲柄轴为旋转电机的输出轴、或配置在从引擎至后车轮的驱动力传输路径中的旋转轴为旋转电机的输出轴等。

另外，在本发明的车辆上安装有具有上述任一项所记载的定子的旋转电机。根据本发明，由于可以准确地改变旋转电机的输出特性，所以可以准确地进行车辆的行驶控制。另外，车辆例如包括摩托车(包括具有电动机的自行车(机动自行车)、小轮摩托车)、四轮高尔夫球车(全地形型车辆)、雪地摩托车、2至4人乘坐的四轮高尔夫球车(全地形型车辆)等。

附图说明

图1是安装有具有本发明第一实施方式的定子的旋转电机的摩托车的侧视图；

图2是上述摩托车后部的侧视图；

图3是沿图2的III-III线所取的截面图；

图4是图3的放大图；

图5是上述旋转电机的分解立体图；

图6是构成上述定子的第一定子的主视图(示出与转子相对的面的图)和后视图(示出与第二定子相对的面的图)；

图7是沿图6的VII-VII线所取的截面图；

图8是沿图6的VIII-VIII线所取的截面图；

图9是斜着观察第一定子的与转子相对的面的图；

图10是斜着观察第一定子的与第二定子相对的面的图；

图11是构成上述定子的第二定子的主视图(示出与第一定子相对的面的图)；

图12是沿图11的XII-XII线所取的截面图；

图13是沿图11的XIII-XIII线所取的截面图；

图14是斜着观察第二定子的与第一定子相对的面的图；

图15是斜着观察第二定子的、与第一定子相对的面的相反一侧的面的图；

图16是示出第二定子旋转时的状态的图；

图17是示出上述旋转电机的磁通量的变化的图；

图18是具有本发明其他实施方式的定子的旋转电机的截面图；

图19是图18所示定子的放大图；

图20是具有本发明第二实施方式的定子的旋转电机的截面图；

图21是图20所示的旋转电机的分解立体图；

图22是图20的放大图；

图23是具有本发明其他实施方式的定子的旋转电机的截面图；

图24是具有本发明其他实施方式的定子的旋转电机的截面图；

图25是图24的放大图；

图26是具有本发明第三实施方式的定子的旋转电机的截面图；

图27是图26所示的旋转电机的分解立体图；

图28是图26的放大图。

具体实施方式

(第一实施方式)

下面，根据附图来说明本发明的第一实施方式。

图1是安装有具有本发明的定子25的旋转电机20的摩托车1的侧视图，图2是该摩托车1后部的侧视图，图3是沿图2的III-III线所取的截面图，图4是具有图3所示的定子25的旋转电机20的放大图，图5是该旋转电机20的分解立体图。

如图1所示，摩托车1在车身前方下部具有前车轮3，前车轮3可旋转地由前叉5的下端部支撑。在前叉5的上端部连接有向上方延伸的转向轴7。在转向轴7的上端部安装有向车宽方向延伸的把手9。在转向轴7的中央部分安装有车架10。

车架10向车身后部的斜下方延伸，之后弯曲并向水平方向延伸。然后再次弯曲，随后笔直延伸。在车架10的后部上方配置有座位13。在车架10的后端部连接着后悬挂15的上端部。后悬挂15的下端部连接在后臂16的后端部16a上(参照图2)。后臂16将后车轮17可旋转地支撑着。后车轮17被通过带式无级变速器等驱动力传递机构传递过来的引擎50的驱动力旋转驱动。引擎50配置在车架10的中央部的下方。

在引擎50的中心部设有汽缸50a，在汽缸50a中容纳有活塞50b。在活塞50b上安装连杆50c的上端部，连杆50c的下端部被安装在曲柄轴51上。引擎50以曲柄轴51为输出轴，引擎50的驱动力从曲柄轴51通过驱动力传递机构而被传给后车轮17。

在引擎50的车宽方向的外侧(图3所示的α方向)配置有旋转电机20。旋转电机20以曲柄轴51为输出轴，旋转电机20以辅助引擎50的驱动力以使车辆行驶，或单独驱动车辆行驶(参照图3)。另外，在电池(未图示)的蓄电量比预定值低的情况下，旋转电机20也可以作为发电机起作用。

如图3或图4所示，轴承52被保持在从侧面覆盖曲柄轴箱50d的箱盖19上。曲柄轴51由轴承52可旋转地支撑着。另外，曲柄轴51的中心侧由安装在曲柄轴箱50d上的含油轴承53可旋转地支撑着。另外，在箱盖19上形成有圆筒形的筒形部19a，该筒形部19a从曲柄轴51的端部51c的边缘向车宽方向的内侧(从曲柄轴51的端部51c朝向中心一侧的方向)竖立设置。该筒形部19a支撑着后述旋转电机20的定子25。后面将详细说明该筒形部19a对定子25的支撑结构。

在曲柄轴51上，从曲柄轴51的中心一侧(连接有连杆50c的一侧)朝向端部51c，顺次安装有起动减速齿轮61、单向离合器55、以及旋转电机20。

起动减速齿轮61通过齿轮62与起动马达60连结。当引擎起动时，起动马达60的驱动力通过齿轮62、起动减速齿轮61、单向离合器55以及旋转电机20的轭71传给曲柄轴51。另一方面，在引擎50起动结束后，起动马达60停止驱动，并且单向离合器55相对于起动减速齿轮61独立旋转，由此引擎50的驱动力不会传给起动马达60。另外，起动减速齿轮61相对于曲柄轴51空转。

旋转电机20是轴隙式旋转电机，即定子相对于转子在旋转轴(在这里，是曲柄轴51)的轴线的方向(以下称为轴线方向)上相对配置的旋转电机。旋转电机20在单向离合器55的车宽方向的外侧(在从曲柄轴51的中心一侧朝向端部51c的方向上)安装在曲柄轴51上。

旋转电机20从曲柄轴51的中心一侧开始依次具有转子70和定子25。转子70具有轭71和场磁铁23。轭71为近似碗状，并具有圆盘形的圆盘部71a、筒形的外筒部71b、以及筒形的内筒部71c。在圆盘部71a的中心部设有供曲柄轴51插入的插通孔，内筒部71c从该插通孔的边缘部向轴线方向竖立设置。外筒部71b在轴线方向上向定子25一侧竖立设置。

轭71的内筒部71c的内周面按照越接近曲柄轴51的端部51c其直径越小的方式形成。另一方面，在曲柄轴51上形成有越接近该端部51c其直径越小的锥形部51b。螺母57从轭71的车宽方向的外侧嵌在曲柄轴51上，螺母57将轭71压向曲柄轴51的中心一侧。由此，轭71的内筒部71c的内周面相对于曲柄轴的锥形部51b的外周面而压接着。其结果是，轭71与曲柄轴51摩擦约束，旋转电机20的驱动力从轭71传给曲柄轴51。

在圆盘部71a上形成有多个呈环形的用于紧固螺栓的贯通孔。另一方面，在单向离合器55上，在与该贯通孔对应的位置上形成有螺栓孔。于是，螺栓嵌入到彼此相对的贯通孔和螺栓孔中，轭71通过螺栓而被固定在单向离合器55上。

在圆盘部71a的与定子25相对的相对面上，与轴线方向垂直地接合有多个场磁铁23。多个场磁铁23以磁极(N极，S极)交替的方式呈环形配置在曲柄轴51的轴线的周围(以下，称为轴线周围)。

轭71的外筒部71b形成得较厚，以使轭71具有惯性质量。轭71也作为飞轮而起作用。另外，在外筒部71b的外周面上形成有多个凸起部71g和多个凸起部71h。凸起部71g用于检测转子70的旋转角度，在周向上等间距排列(参照图5)。另外，凸起部71h用于检测场磁铁23的位置，与具有相同磁极(N极或S极)的场磁铁23对应设置。

如上所述，旋转电机20具有定子25。本实施方式的定子25具有第一定子30、以及与该第一定子30在轴线方向上相对配置的第二定子40。在旋转电机20中，通过第二定子40围绕轴线旋转，从而该旋转电机20的输出特性发生改变。

下面，对定子25进行详细的说明。

首先，根据图3至图10来详细地说明第一定子。图6的(a)是第一定子30的主视图(示出与转子21相对的面的视图)，图6的(b)是第一定子30的后视图(示出与第二定子40相对的面的视图)，图7是沿图6的VII-VII线所取的截面图，图8是沿图6的VIII-VIII线所取的截面图，图9和图10是第一定子30的立体图，图9是斜着观察第一定子30的与转子70相对的面的图，图10是斜着观察第一定子30的与第二定子40相对的面的图。

第一定子30具有由铁心构成的多个第一齿34、以及缠绕在第一齿34上的线圈31。该第一齿34和线圈31通过由含有润滑剂的树脂构成的树脂部36而被成形。多个第一齿34围绕曲柄轴51的轴线配置成环形，第一定子30呈近似环形(参照图6)。

如图8所示，第一齿34具有在侧周面上缠绕有线圈31的线圈缠绕部34c、以及与转子70的场磁铁23相对的磁铁相对部34d。磁铁相对部34d的宽度(横向(第一定子的周向)的长度)比线圈缠绕部34c的宽度大。因此，磁铁相对部34d的端面34a(与场磁铁23相对的面)比线圈缠绕部34c的端面34b(与第二定子40相对的面)大。另外，线圈缠绕部34c的第二定子40一侧的端部的角部经过了倒角，从而端面34b的宽度比线圈缠绕部34c的宽度小。

另外，邻接的磁铁相对部34d之间的间距j(磁铁相对部34d的横向端面和与其邻接的第一齿34的磁铁相对部34d的横向端面之间的距离)比线圈缠绕部34c的端面34b和第二定子40所具有的第二齿41的端面41a之间的间距k大(参照图4)。

树脂部36在比第一齿34和线圈31靠径向内侧(曲柄轴51的轴线一侧)的地方具有围绕曲柄轴51的轴线的圆筒形的内周部36a。另外，树脂部36在比第一齿34和线圈31靠径向外侧的地方具有同样围绕曲柄轴51的轴线的圆筒形的外周部36b(参照图4或图6)。

外周部36b向车宽方向的外侧(在轴线方向上，从曲柄轴51的中心一侧(汽缸50a一侧)朝向端部51c的方向)延伸。在其边缘部上形成有从该边缘部向径向外侧竖立设置的多个接合部37(37a、37b、37c、37d)(参照图6)。在各个接合部37上形成有向车宽方向的外侧开口的凹部。在箱盖19上，在与接合部37对应的位置上形成有凹部19c。销38的一个端部嵌入各个接合部37的凹部中。销38的另一个端部可脱出地、即可自由拔出地嵌入箱盖19的凹部19c中。由此，第一定子30按照虽然不能围绕轴线旋转、但可在轴线方向上移动的方式被安装在箱盖19上。

接合部37a和与其邻接的接合部37b之间的外周部36b的边缘部被切去，从而形成向径向外侧开口的缺口39。第二定子40的齿轮接合部45从该缺口39向径向外侧凸出。使第二定子40旋转的齿轮68与该齿轮接合部45啮合。旋转力从齿轮68传过来时，第二定子40围绕轴线旋转(参照图5)。另外，后面将详细地说明该第二定子40的齿轮接合部45和第二定子40的旋转。

在树脂部36的内周部36a上形成有轴承支撑面36c。轴承支撑面36c与曲柄轴51的轴线垂直并为环形。另一方面，在轭71的内筒部71c的外周面上设有轴承支撑面71d，该轴承支撑面71d与曲柄轴51的轴线垂直并为环形。在轴承支撑面71d和第一定子的轴承支撑面36c之间配置有环形的轴承63。由此，限制第一定子30向轭71的靠近。即，如上所述，第一定子30按照可在轴线方向上移动的方式安装在箱盖19上。第一齿34被场磁铁23的磁力向该场磁铁23一侧吸引。于是，轴承63受到轭71的轴承支撑面71d的支撑，将第一定子30压向车宽方向的外侧，抵抗场磁铁23的磁力而支撑第一定子30，对第一定子30靠近轭71进行限制。

在树脂部36的内周部36a上设有以曲柄轴51的轴线为中心的圆筒形的被抵接部36k。被抵接部36k从包括第一齿34的第二定子40一侧的端面34b的平面向车宽方向的外侧延伸。被抵接部36k的整个内周面与设置在箱盖19上的筒形部19a的外周面接触。由此，确定了第一定子30的径向的位置，并抑制了第一定子30在旋转电机20驱动时振动。

被抵接部36k的车宽方向外侧(第二定子40一侧)的端面(抵接面)36h与曲柄轴51的轴线垂直，第二定子40与该端面36h抵接并由其支撑。后面将详细说明由第一定子30来支撑第二定子40的结构。

接着，根据图3至图5、以及图11至图15来详细地说明第二定子40。图11是第二定子40的主视图(示出与第一定子30相对的面的视图)，图12是沿图11的XII-XII线所取的截面图，图13是沿图11的XIII-XIII线所取的截面图，图14和图15是第二定子40的立体图，图14是斜着观察第二定子40的与第一定子30相对的面的图，图15是斜着观察第二定子40的、与第一定子30相对的面的相反一侧的面的图。

第二定子40具有多个第二齿41和基座42。第二齿41与第一齿34相对地配置成以曲柄轴51的轴线为中心的环形。基座42为圆盘形，并设有呈环形的多个安装孔。第二齿41被压入该安装孔中，基座42使其保持为环形形状。另外，第二定子40具有安装在基座42的内面(与第一定子30相对的面的相反一侧的面)的近似环形的树脂部43。树脂部43由包含润滑剂的树脂形成。

如图13或图14所示，第二齿41由俯视为矩形的铁心构成，第二齿41的横截面呈矩形的角经倒角的六边形形状。第二齿41的靠第一齿34一侧的端面41a的宽度(横向(第二定子40的周向)的长度)比相反一侧的端面41b的宽度小。

树脂部43具有向径向内侧凸出的环形的抵接部43e。抵接部43e的内周面(被旋转支撑面)43d的直径与箱盖19的筒形部19a的外周面(旋转支撑面)的直径相适应。内周面43d的整个内周面与筒形部19a的外周面接触。由此，第二定子40可围绕轴线旋转地由箱盖19支撑。

另外，第二定子40的抵接部43e与第一定子30抵接，由此限定了第一齿34的端面34b与第二齿41的端面41a之间的间距k。

即，第二齿41被第一定子30所产生的磁力向第一定子30一侧吸引。抵接部43e的车宽方向内侧的端面43c(抵接面)的内径和外径与被抵接部36k的端面36h(被抵接面)的内径和外径大致相同。该端面43c与被抵接面36k的端面36h抵接，由此被抵接部36k抵抗磁力而将第二定子40压向车宽方向的外侧，从而限制第二定子40向第一定子30侧的靠近。被抵接部36k的轴线方向的长度(从包括第一齿34的端面34b的平面到端面36h的距离)与从包括第二齿41的端面41a的平面到抵接部43e的端面43c的距离的差为间距k。这样，第一定子30的抵接部36k与第二定子40抵接，由此确保了间距k。

另外，在第一定子30的被抵接部36k的外周面与设置在该第一定子30上的外周部36b的内周面之间设有环形的空间，在该空间中环形地配置有多个第二齿41。

另外，在第二定子40的树脂部43上形成有齿轮接合部45，其在周向上具有预定的长度并向径向外侧凸出。如上所述，该齿轮接合部45从设置在外周部36b上的缺口39向径向外侧凸出，可以在缺口39的范围内在周向上往复移动。配置在旋转电机20的径向外侧的齿轮68与该齿轮接合部45啮合(参照图2或图5)。在齿轮68上缠绕有与马达66连结的金属丝66a。马达66的正向或反向的旋转通过金属丝66a和齿轮68而被传给第二定子40，从而使第二定子40围绕轴线正向或反向旋转。

在这里，对第二定子40的旋转以及由此引起的磁通量的变化进行说明。图16是示出第二定子40围绕曲柄轴51的轴线进行旋转时的状态的图，图17是用于示出磁通量的变化的图。另外，为了进行说明，在这些图中省略了图3或图4所示的第一定子30的树脂部36、和第二定子40的树脂部43等，在图16中省略了轭71的外筒部71b。

图16中的(a)示出了第二定子41与第一定子34正对的状态。在该状态下，第一定子34的靠第二齿41一侧的端面34b与第二齿41的靠第一齿34一侧的端面41a之间的间距变为最小值k。如上所述，按照以下方式来配置第一齿34：邻接的第一齿34的磁铁相对部34d之间的距离j(磁铁相对部34d的端面34e和与其邻接的磁铁相对部34d的端面34e之间的间隙)比间距k大。因此，间隙j引起的磁阻比间隙k引起的磁阻大。此时，如图17的(a)所示，在场磁铁23和与其邻接的场磁铁23之间形成的磁通的大部分透过第一齿34的线圈缠绕部34c。该磁通变为流过线圈31内侧的强磁通流。

另一方面，如果马达66正向旋转，则第二齿41经过图16的(b)所示的中途的位置，并移动至图16的(c)所示的第一齿34和与其邻接的第一齿34的中间位置。此时，第一齿34和第二齿41之间的间隙扩大，第一齿34和第二齿41之间的磁阻增大。因此，如图17的(b)所示，在场磁铁23和与其邻接的场磁铁23之间形成的磁通的大部分从第一齿34的磁铁相对部34d透向与其邻接的磁铁相对部34d。由于该磁通不通过线圈31的内侧，所以变为弱磁通流。

由此，来自场磁铁23的磁通不会横穿第一齿34的省略了图示的线圈31，由于该磁通横穿线圈31而引起的转子70的旋转方向上的磁阻消除，因此可以进行低扭矩高速旋转。

另外，在如图16的(a)所示的第一齿34与第二齿41正对的状态下，齿轮接合部45的一个端面与缺口39的一个端面39a抵接。另外，如图16的(c)所示，在第一齿41位于邻接的第一齿34之间的中间位置的状态下，齿轮接合部45的另一个端面与缺口39的另一个端面39b抵接。即，缺口39的端面39a、39b限制了第二定子40的旋转范围。

以上说明的旋转电机20的定子25具有第二定子40、以及具有线圈31的第一定子30。而且，通过第二定子40旋转，从而旋转电机20的输出特性发生改变。另外，第一定子30抵抗定子之间的吸引力而可旋转地支撑第二定子40。由此，可以不管箱盖19等的形状而准确地设定第一齿34的端面34b和第二齿41的端面41a之间的间距k，从而准确地控制输出特性。

另外，在以上说明的定子25中，第一定子30通过第一定子30的被抵接部36k与第二定子40的抵接部43e直接抵接来限制间距k。但是，第一定子30也可以通过被抵接部36k间接地与抵接部43e抵接来限制间距k。

图18和图19是具有本实施方式的定子25a的旋转电机20a的截面图，图19是图18的放大图。另外，在这些图中，在与以上说明的旋转电机20a相同的地方标注了相同的标号，并省略对其的说明。

第一定子30的内周部36a在车宽方向的外侧具有被抵接部36k。另一方面，在第二定子40的树脂部43上形成有向径向内侧凸出的抵接部43e。在被抵接部36k和抵接部43e之间配置有轴承64。第一定子30限制了间距k，并通过轴承64而可旋转地支撑第二定子40。

具体地说，被抵接部36k具有与轴线方向垂直的环形的被抵接面36f。另外，被抵接部36k具有从被抵接面36f的内周边缘向车宽方向的外侧竖立设置的圆筒形的旋转支撑面36g。另外，被抵接面36f位于比包括第一齿34的靠第一齿41一侧的端面34b的平面稍微靠近车宽方向外侧的位置上。

第二定子40的抵接部43e具有：轴承被支撑面43a，为环形并与轴线方向垂直；以及被旋转支撑面43b，从该轴承被支撑面43a的外周边缘向车宽方向的内侧竖立设置，为圆筒形。

在被抵接部36k的被抵接面36f与抵接部43e的轴承被支撑面43a之间配置有轴承64。于是，被抵接面36f通过轴承64将轴承被支撑面43a压向车宽方向的外侧，第一定子30抵抗第二定子40和第一定子30之间的磁力而对第二定子40向第一定子30的靠近进行了限制。

另外，第一定子30通过在车宽方向的外侧支撑第二定子40而确保了第二齿41的端面41a和第一齿34的端面34b之间的间距k。另外，该间距k为从第一齿34的端面34b到轴承64的第二定子40一侧的端面64a的距离、与从第二齿41的端面41a到轴承被支撑面43a的距离之间的差。

并且，被抵接部36k的旋转支撑面36g的直径与轴承64的内径相适应，旋转支撑面36g的整个面与轴承64的内周面接触。另外，设置在第二齿40上的被旋转支撑面43b的直径与轴承64的外周面的直径相适应，被旋转支撑面43b的整个面与轴承64的外周面接触。由此，第一定子30抑制了第二定子40在径向上的摆动，并可旋转地支撑该第二定子40。

另外，与上述旋转电机20不同，图18和图19所示的定子25a的第一定子30被固定在箱盖19上，从而无法在轴线方向上移动并且无法围绕轴线旋转。具体地说，第一定子30的外周部36b向车宽方向的外侧延伸，在其边缘部上形成有向径向外侧竖立设置的多个接合部37。各个接合部37通过螺栓而被固定在箱盖19上。

与第一定子30在轴线方向上相对配置的转子21可以在该轴线方向上滑动。具体地说，在单向离合器55的车宽方向的外侧配置有固定在该单向离合器55上的近似碗状的飞轮56。飞轮56具有圆盘部56a、外筒部56b、以及内筒部56c。在圆盘部56a上设有供曲柄轴51插入的插通孔，内筒部56c从该插通孔的边缘部向车宽方向的外侧竖立设置。外筒部56b从圆盘部56a的周边缘部向车宽方向的外侧竖立设置。在外筒部56b的内周面上形成有在轴线方向上直线延伸的多个凹状部56e。另一方面，转子21的轭22近似为圆盘形，具有圆盘部22a和内筒部22b。在圆盘部22a上设有供曲柄轴51插入的插通孔，内筒部22b从该插通孔的周边缘部向车宽方向的外侧竖立设置。在圆盘部22a的周边缘部上形成有与凹状部56e的数目相同的、向径向外侧凸出的凸起部22c。于是，通过该轭22的凸起部22c与飞轮56的凹状部56e接合，轭22可以与飞轮一起旋转并在轴线方向上滑动。

通过转子21与第一定子30间接地抵接而对该转子21向该第一定子30的靠近进行了限制。即，在第一定子30的内周部36a上形成有与轴线方向垂直的环形的轴承支撑面36c。另一方面，在设置于轭22上的内筒部22b的外周面上形成有与轴线方向垂直的环形的轴承被支撑面22d。在第一定子30的轴承支撑面36c和轭22之间配置有轴承63。于是，虽然轭22被场磁铁23的磁力向第一定子30一侧吸引，但是轴承支撑面36c通过轴承63而抵抗磁力来支撑轭22，对轭22向该第一定子30的靠近进行了限制。

另外，在以上说明的旋转电机中，在第二定子40的基座42上安装有由树脂形成的树脂部43。但是，也可以代替树脂部43而例如在基座42上安装环形的金属，通过该金属来固定基座42和第二齿41，并形成与第一定子30抵接的抵接部43e。

(第二实施方式)

接着，根据附图来说明本发明的第二实施方式。

图20是具有本发明第二实施方式的定子250的旋转电机200的截面图，图21是该旋转电机200的分解立体图。图22是图20的放大图。另外，在图21中省略了曲柄轴51。另外，在图20中省略了配置在曲柄轴51的中心一侧的汽缸50a等。在图20和图21中，在与以上说明的定子25和具有该定子25的旋转电机20相同的地方标注了相同的标号，并省略对其的说明。

旋转电机200是径隙式旋转电机，即与围着旋转轴(在这里，为曲柄轴51)的转子在径向外侧或径向内侧相对配置定子的旋转电机。

旋转电机200具有近似筒形的转子210、以及配置在转子210的径向外侧的圆筒形的定子250。转子210具有近似碗状的轭240和场磁铁23。轭240具有圆盘形的圆盘部240a、筒形的外筒部240b、以及内筒部240c。在圆盘部240a的中心部设有供曲柄轴51插入的插通孔，内筒部240c从该插通孔的边缘部向车宽方向的外侧竖立设置。外筒部240b从圆盘部240a的外周边缘向车宽方向的外侧竖立设置。

与上述旋转电机20所具有的轭71相同，轭240的圆盘部240a通过螺栓而被固定在单向离合器55上，轭240与单向离合器55联动。在外筒部240b的外周面上接合有场磁铁23，该场磁铁23的端面23a与径向垂直。

圆筒形的定子250按照包围轭240的外筒部240b的方式配置在该外筒部240b的径向外侧。定子250具有圆筒形的第二定子400、以及在轴线方向上插入该第二定子400的圆筒形的第一定子300。

下面，对定子250进行详细的说明。首先，对第一定子300进行说明。第一定子300具有多个第一齿34、以及缠绕在该第一齿34上的线圈31。多个第一齿34按照围绕曲柄轴51的轴线的方式呈环形配置，与场磁铁23在径向上相对。第一齿34和线圈31通过树脂部360而被成形，该树脂部360由包含润滑剂的树脂形成。第一定子300整体呈现为圆筒形。另外，与上述定子25相同，在定子250中，第一齿34具有磁铁相对部34d，与场磁铁23相对的一侧的端面34a比其相反一侧的端面34b大。另外，第一齿34的端面34a、34b与圆筒形的第一定子300的内周面和外周面配合形成为曲面形状。

树脂部360具有比第一齿34和线圈31靠近车宽方向内侧的圆盘形的内侧圆盘部360a、以及靠近车宽方向外侧的圆筒形的外侧圆筒部360b。外侧圆筒部360b的车宽方向外侧的端面360c与箱盖19的内壁接触，在该端面360c上设有多个螺栓孔。在箱盖19上，在与外侧圆筒部360b的螺栓孔对应的位置上设有贯通孔。于是，螺栓嵌入到相互对应的贯通孔和螺栓孔中，第一定子300按照不能在轴线方向上移动或围绕轴线旋转的方式被固定在箱盖19上。

外侧圆筒部360b的在车宽方向外侧端部的圆周面(外侧旋转支撑面)360d的直径比包含第一齿34的端面34b的外周面的直径大。在外侧旋转支撑面360d上形成有向周向延伸的槽形的凹部360g。在该凹部360g中嵌有C字形状的弹性挡圈87，从而使第二定子400在轴线方向上的移动受到限制。另外，后面将详细地说明对第二定子400在轴线方向上的移动进行的限制。

在内侧圆盘部360a的位于车宽方向内侧的端部上形成有向径向外侧凸出的环形的止挡部360e。另外，在比止挡部360e靠近车宽方向内侧(埋设有第一齿34的一侧)的位置上形成有比包括第一齿34的端面34b的外周面的直径大的外周面(内侧旋转支撑面)360f。该内侧旋转支撑面360f的直径与外侧圆筒部360b的外侧旋转支撑面360d的直径相同。该内侧旋转支撑面360f和外侧旋转支撑面360d可旋转地支撑第二定子400。后面将对此进行详细的说明。

接着，对第二定子400进行说明。第二定子400具有多个第二齿41和圆筒形的基座42。多个第二齿41按照包围曲柄轴51的方式配置成环形，并与第一齿34的端面34b相对。基座42保持着多个第二齿41。第二齿41和基座42通过树脂部430而被成形，该树脂部430由包含润滑剂的树脂形成。

通过树脂部430与第一定子300抵接，第二齿400可围绕曲柄轴51的轴线进行旋转地被该第一定子300支撑着。即，树脂部430具有：环形的外侧被支撑部430a，其位于比第二齿41靠近车宽方向外侧的位置上；以及环形的内侧被支撑部430b，其位于比第二齿41靠近车宽方向内侧的位置上。该外侧被支撑部430a的内径与内侧被支撑部430b的内径相等，并与第一定子300的外侧旋转支撑面360d的直径相应。另外，内侧被支撑部430b的内径与第一定子300的内侧旋转支撑面360f的直径相应。外侧被支撑部430a的端部的整个内周面与第一定子300的外侧旋转支撑面360d接触，内侧被支撑部430b的端部的整个内周面与第一定子300的内侧旋转支撑面360f接触。这样，第二定子400可围绕曲柄轴51的轴线进行旋转地由第一定子300支撑着。

第一齿34的端面34b和第二齿的端面41a的间距被规定为外侧旋转支撑面360d和内侧旋转支撑面360f的直径与包括第一齿34的端面34b的外周面的直径的差。

第二定子400与第一定子300在轴线方向上抵接，由此限制了第二定子400在轴线方向上的移动。即，第二定子400的位于车宽方向内侧的端面430d与第一定子300的止挡部360e抵接，由此对第二定子400向车宽方向内侧的移动进行了限制。另外，在第一定子300的外侧旋转支撑面360d上，在第二定子400的位于车宽方向外侧的端面430e所在的部分上形成有上述凹部360g。在该凹部360g中嵌有弹性挡圈87。于是，从外侧旋转支撑面360d的外周面向径向凸出的弹性挡圈87的周边缘部与第二定子400的端面430e抵接，由此限制了第二定子400向车宽方向外侧的移动。

另外，在树脂部430的外侧被支撑部430a的端部上形成有向径向外侧.凸出的齿轮接合部450。与上述定子25一样，齿轮68与该齿轮接合部450啮合。于是，随着马达66正向或反向旋转，第二定子400也正向或反向进行旋转。

如上所述，定子250具有第二定子400以及具有线圈31的第一定子300，通过第二定子400旋转，旋转电机200的输出特性发生改变。另外，第一定子300具有筒形的旋转支撑面360d和360f，它们与第二定子400抵接。于是，第一定子300限制了第二齿41在径向上的摆动并可旋转地支撑该第二齿41，因此可以确保第一齿340与第二齿41之间的正确的间距，从而准确地控制输出特性。

另外，在以上说明的定子250中，在转子210的径向外侧配置有圆筒形的定子250。但是，配置定子的位置不限于此，例如，也可以在转子的径向内侧配置定子。

图23是具有本实施方式的定子250a的旋转电机200a的截面图。另外，在该图中仅示出了旋转电机200a的一侧。在旋转电机200a中，在轭240的外筒部240b的径向内侧配置有定子250a。于是，第二定子400与场磁铁23在径向上相对配置。第一定子300的外周面的直径比第二定子400的内径小，第一定子300配置在第二定子400的内侧(径向内侧)。另外，在旋转电机200a中，第一定子300的内周面与在箱盖19上形成的筒形部19a的外周面接触。由此，增大了第一定子300的支撑强度。

另外，在以上说明的定子250、250a中，第一定子300固定在箱盖19上，该箱盖19设置在比旋转电机200靠近车宽方向外侧的位置上。但是，第一定子的固定位置不限于此，例如，第一定子也可以固定在曲柄箱上，该曲柄箱设置在比旋转电机靠近车宽方向内侧的位置上。

图24是具有本实施方式的定子250b的旋转电机200b的截面图，图25是定子250b的放大图。如图24所示，在旋转电机200b的车宽方向的内侧设置有曲柄箱190。而且，在该曲柄箱190上安装有第一定子300b。具体地说，第一定子300b的树脂部360在比第一齿34和线圈31靠近车宽方向内侧的位置上具有向径向凸出的多个接合部360i。在该接合部360i上形成有贯通孔。在曲柄箱190上，在与该接合部360i对应的位置上形成有用于定位的螺栓孔。于是，螺栓嵌入到相互对应的螺栓孔和贯通孔中，第一定子300通过螺栓而被固定在曲柄箱190上。

另外，在旋转电机200b中形成有圆柱形的轭244，在其中心部插通有曲柄轴51。而且，在轭244的外周面上埋设有场磁铁23。由此，轭244的重量增加，也可以作为飞轮而起作用。另外，在该轭244的车宽方向的外侧安装有散热风扇100。在散热风扇100的车宽方向的外侧配置有由树脂形成的罩101。在该罩101上，在比散热风扇100靠近车宽方向外侧的地方设置有多个空气流通孔101a。散热风扇100与转子210b一起旋转，向旋转电机200b一侧导入旋转电机200b的外侧的空气来冷却旋转电机200b。另外，曲柄轴51可旋转地由设置在曲柄箱190内侧的轴承(未图示)支撑。

另外，在至此说明的定子中，第一定子300与第二定子400直接接触。但也可以是：在第二定子400的内周面与第一定子300的外周面之间配置有轴承，第一定子300通过轴承而可旋转地支撑第二定子400。

(第三实施方式)

接着，根据附图来说明本发明的第三实施方式。

图26是具有本发明第三实施方式的定子225的旋转电机220的截面图，图27是该旋转电机220的分解立体图。图28是图26的定子225的放大图。另外，在图27中省略了曲柄轴51，在图26中省略了配置在曲柄轴51的中心一侧的汽缸50a等。在图26至图28中，在与以上说明的旋转电机200相同的地方标注了相同的标号，并省略了对其的说明。

旋转电机220与上述径隙式旋转电机大致相同，其特征在于，定子225具有第一定子330和第二定子440，第二定子440为直径比第一定子330小的近似圆筒形状，可旋转地由箱盖19支撑。

下面，对定子225进行详细的说明。首先，说明第一定子330。第一定子330具有：与场磁铁23在径向上相对配置的多个第一齿34、以及缠绕在各个第一齿34上的的线圈31。多个第一齿34按照围绕曲柄轴51的轴线的方式配置成环形。该第一齿34和线圈31通过树脂部336而被成形，该树脂部336由具有润滑剂的树脂构成。

树脂部336具有比第一齿34和线圈31靠近车宽方向内侧的圆盘形内侧树脂部336a、以及比第一齿34和线圈31靠近车宽方向外侧的近似圆盘形状的外侧树脂部336b。

外侧树脂部336b向车宽方向的外侧延伸，在其边缘部上形成有向径向外侧竖立设置的多个接合部337。在各个接合部337上设有螺栓孔。另外，该接合部337的端面与箱盖19接触，在箱盖19上，在与接合部337对应的位置上设有贯通孔。于是，螺栓嵌入到相互对应的贯通孔和螺栓孔中，第一定子330按照无法在轴线方向和径向上移动的方式被固定在箱盖19上。另外，外侧树脂部336b为接合部337和与其邻接的337之间的部分被切去的形状，在第一定子330上设有缺口339。第二定子440的齿轮接合部445从该缺口339向径向外侧凸出。另外，后面将对齿轮接合部445进行详细的说明。

内侧树脂部336a具有向径向内侧凸出的环形的止挡部336c，其直径比第一齿34的径向内侧的端面34b的内周面小。第二定子440的端部与该止挡部336c抵接，由此限制了第二定子440在轴线方向上的移动。另外，后面将对通过该止挡部336c来限制第二定子440在轴向上的移动进行详细的说明。

接着，对第二定子440进行说明。第二定子440具有：多个第二齿41，与第一齿34在径向上相对配置；以及圆筒形的基座42，使多个第二齿41环形配置并对其进行保持。该第二齿41和基座42通过树脂部443而被成形，该树脂部443由包含润滑油的树脂构成。树脂部443具有：在轴线方向上延伸的呈筒形的筒形树脂部443a、以及从筒形树脂部443a的车宽方向外侧的边缘部向径向外侧竖立设置的呈圆盘形的圆盘形树脂部443b。

筒形树脂部443a与箱盖19的筒形部19a接触，由此第二定子440可旋转地由该箱盖19支撑。即，筒形部19a如上述那样在曲柄轴51的轴线方向上竖立设置并形成为圆筒形状。该筒形部19a的外周面(旋转支撑面)的直径与筒形树脂部443a的内周面的直径相适应，筒形树脂部443a的整个内周面与筒形部19a的外周面接触。因此，限制了第二定子440在径向上的摆动，并可围绕曲柄轴51的轴线进行旋转地支撑着该第二定子440。

另外，在旋转电机220中，第一定子330固定在箱盖19上，根据筒形树脂部443a的厚度来确定第一齿34的第二齿一侧的端面34b与第二齿41的第一齿34一侧的端面41a的间距。

筒形树脂部443a的车宽方向内侧的端部443c与第一定子330的止挡部336c抵接，由此限制了第二定子440在轴线方向上的移动。

在圆盘形树脂部443b上形成有向径向外侧凸出的齿轮接合部445。该齿轮接合部445从设置在第一定子330上的缺口339向径向外侧凸出并与齿轮68啮合。于是，随着马达66正向或反向旋转，第二定子440正向或反向进行旋转。

以上说明的旋转电机220的定子225具有第二定子440以及具有线圈31的第一定子330，通过第二定子440旋转，旋转电机220的输出特性发生改变。另外，第一定子330固定在箱盖19上，第二定子440的整个内周面与在箱盖19上形成的筒形部19a的外周面接触。由此，由于第二齿41不会在径向上摆动，所以能够准确地控制输出特性。

另外，在以上说明的定子225中，第二定子440与筒形部19a的外周面直接接触。但例如也可以是：在第二定子440的内周面和筒形部19a之间配置轴承，第二定子440通过该轴承可旋转地由筒形部19a支撑。

Claims (4)

1.一种轴隙式旋转电机的定子，与转子在旋转轴的轴线方向上相对配置，其特征在于，包括：

环形的第一定子，具有围绕所述轴线配置成环形的多个第一齿；和

环形的第二定子，具有与围绕所述轴线配置成环形的所述多个第一齿在所述轴线的方向上相对配置的多个第二齿，被磁力向该第一定子一侧吸引，可围绕所述轴线旋转；

并且，在所述多个第一齿的每一个上缠绕有线圈，

所述第一定子具有与所述第二定子直接或间接地抵接的被抵接面，从而限制了所述第一定子的相对面和所述第二定子的相对面在所述轴线方向上的间距，其中所述第一定子与所述第二定子相对并埋设有所述多个第一齿，所述第二定子与所述第一定子相对并埋设有所述多个第二齿。

2.如权利要求1所述的定子，其特征在于，

所述第二定子具有以所述轴线为中心的圆筒形的内周面或外周面，

所述第一定子具有与所述第二定子的所述内周面或所述外周面直接或间接地接触的、以所述轴线为中心的筒形的旋转支撑面，将所述第二定子可围绕所述轴线旋转地支撑着。

3.一种旋转电机，其特征在于，具有权利要求1或2所述的定子。

4.一种车辆，其特征在于，安装有具有权利要求1或2所述的定子的旋转电机。

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