JP2008048497A - Variable air-gap rotary electric machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a variable air-gap rotary electric machine wherein an air gap can be varied by a slight force. <P>SOLUTION: The variable air-gap rotary electric machine is of axial gap type and is so constructed that a rotor 1 is disposed opposed to a stator in the direction of an axis O. The opposite faces 3 can be moved in the direction of the axis O. Of the rotor core 5 having the opposite face 3, the outer radius portion and the inner radius portion are different from each other in the amount of movement in the axial direction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転子であるロータと、固定子であるステータとの隙間(エアギャップ)を可変とすることができる可変エアギャップ式回転電機に関するものである。   The present invention relates to a variable air gap type rotating electrical machine that can change a gap (air gap) between a rotor that is a rotor and a stator that is a stator.

ロータとステータとの隙間はエアギャップと呼ばれ、ロータを駆動するためにロータおよびステータ間で形成される磁気回路の磁気抵抗となる。ロータが高速で回転するときなど、回転電機の運転状態に応じて任意に、エアギャップを変化させることができるアキシャルギャップ型回転電機としては従来、例えば特許文献1に記載のごときものが知られている。
特許文献1に記載のアキシャルギャップ型回転電機は、ステータとロータとの間の隙間、すなわちエアギャップ、の間隔がカウンタ振り子などのアクチュエータによって変化する。
特開2002−325412号公報
A gap between the rotor and the stator is called an air gap, and becomes a magnetic resistance of a magnetic circuit formed between the rotor and the stator in order to drive the rotor. As an axial gap type rotating electrical machine capable of arbitrarily changing the air gap according to the operating state of the rotating electrical machine, such as when the rotor rotates at high speed, conventionally, for example, the one described in Patent Document 1 is known. Yes.
In the axial gap type rotating electrical machine described in Patent Document 1, the gap between the stator and the rotor, that is, the gap of the air gap is changed by an actuator such as a counter pendulum.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-325412

しかし、上記従来のようなアキシャルギャップ型回転電機にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり、ロータおよびステータ間の磁力に抗してロータ全体を軸方向に平行移動させることから、アクチュエータが大きな力をロータに与える必要がある。そうするとアクチュエータが大型化して、当該アキシャルギャップ型回転電機の搭載性が制約される不都合が生じ、重量が増大する。   However, the conventional axial gap type rotating electrical machine has the following problems. That is, since the entire rotor is translated in the axial direction against the magnetic force between the rotor and the stator, the actuator needs to apply a large force to the rotor. If it does so, an actuator will enlarge, the problem which the mounting property of the said axial gap type rotary electric machine will be restrained will arise, and a weight will increase.

本発明は、上述の実情に鑑み、小さな力でロータを移動することが可能なアキシャルギャップ型の可変エアギャップ式回転電機を提案するものである。   In view of the above circumstances, the present invention proposes an axial gap type variable air gap type rotating electrical machine capable of moving a rotor with a small force.

この目的のため本発明による可変エアギャップ式回転電機は、請求項1に記載のごとく、
ステータおよびロータを、軸方向に対向させて配置したアキシャルギャップ型の回転電機であって、該対向する対向面を軸方向に移動可能とした可変エアギャップ式回転電機において、
前記対向面を有する部材のうち、外径側部の軸方向移動量と内径側部の軸方向移動量とが異なるよう構成したことを特徴としたものである。
For this purpose, the variable air gap type rotating electrical machine according to the present invention is as described in claim 1,
An axial gap type rotating electrical machine in which the stator and the rotor are arranged to face each other in the axial direction, and the variable air gap type rotating electrical machine in which the facing surfaces facing each other are movable in the axial direction.
Among the members having the opposed surfaces, the axial movement amount of the outer diameter side portion and the axial movement amount of the inner diameter side portion are different from each other.

かかる本発明の構成によれば、ロータの対向面とステータの対向面との間に形成されるエアギャップが変化するよう、ロータまたはステータのいずれか一方の対抗面部材を移動する際に、対抗面部材の外径側部における軸方向移動量と対抗面部材の内径側部における軸方向移動量とが異なることから、対抗面部材は回転軸と非平行に移動ないし傾斜する。このため、僅かな力をもってすれば、対抗面部材を非平行に移動ないし傾斜することが可能であり、小型のアクチュエータで可変エアギャップ式回転電機を実現することができる。したがって従来のように、大きな力で対抗面構成部材全体を軸方向に平行移動する必要がなく、回転電機の搭載性が制約をうけるという前記の問題や、重量増大といった前記の問題を解消することができる。   According to the configuration of the present invention, when moving the facing surface member of either the rotor or the stator so that the air gap formed between the facing surface of the rotor and the facing surface of the stator changes, Since the amount of axial movement at the outer diameter side portion of the surface member is different from the amount of axial movement at the inner diameter side portion of the facing surface member, the facing surface member moves or tilts non-parallel to the rotation axis. For this reason, with a slight force, it is possible to move or incline the opposing surface member non-parallel, and a variable air gap type rotating electrical machine can be realized with a small actuator. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to translate the entire opposing surface component in the axial direction with a large force, and the problems such as the above-mentioned problem that the mountability of the rotating electrical machine is restricted and the increase in weight are solved. Can do.

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の第1実施例になる可変エアギャップ式回転電機を、回転軸を含む平面で切断した状態を示す縦断面図である。
図1中、1はロータを示す。ロータ1は円盤形状であって、一点鎖線で表される軸Oを中心に回転する。ロータ1の中央には、軸Oに沿って延在するロータシャフト2を設ける。ロータシャフト2はロータ1の回転を取り出す。ロータ1の軸O方向近傍には破線で示すステータを配置して、これらロータ1およびステータを対向させ、アキシャルギャップ構造の回転電機とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a variable air gap type rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention is cut along a plane including a rotating shaft.
In FIG. 1, 1 indicates a rotor. The rotor 1 has a disk shape and rotates about an axis O represented by a one-dot chain line. A rotor shaft 2 extending along the axis O is provided in the center of the rotor 1. The rotor shaft 2 takes out the rotation of the rotor 1. A stator indicated by a broken line is arranged in the vicinity of the axis O direction of the rotor 1, and the rotor 1 and the stator are opposed to each other to form a rotating electrical machine having an axial gap structure.

ロータ1表面のうちステータと対向する対向面3と、ステータの対向面との間にはエアギャップ4(隙間)が形成される。図1に示すようにロータ対抗面3は通常、軸Oと直角方向であり、ステータの対向面も、軸Oと直角方向であり、これら対向面同士は平行にある。しかし、後述するロータ対抗面3の軸方向移動によって、ロータ対抗面3と、ステータの対向面とは適宜、非平行となり、ロータ1とステータとの距離が変化する。   An air gap 4 (gap) is formed between the facing surface 3 facing the stator on the surface of the rotor 1 and the facing surface of the stator. As shown in FIG. 1, the rotor facing surface 3 is normally in a direction perpendicular to the axis O, and the opposed surfaces of the stator are also perpendicular to the axis O, and these opposed surfaces are parallel to each other. However, due to the axial movement of the rotor facing surface 3 described later, the rotor facing surface 3 and the opposed surface of the stator are appropriately non-parallel, and the distance between the rotor 1 and the stator changes.

ロータ対向面3には、ロータコア5を配設する。また、ステータとは対向しないロータ1の背面には、円盤形状のロータベース6を配設する。ロータベース6は中央でロータシャフト2と結着し、ステータに近い側の表面でロータコア5を支持する。   A rotor core 5 is disposed on the rotor facing surface 3. A disc-shaped rotor base 6 is disposed on the back surface of the rotor 1 that is not opposed to the stator. The rotor base 6 is connected to the rotor shaft 2 at the center, and supports the rotor core 5 on the surface close to the stator.

ロータコア5は、薄板の鋼板7を径方向に積層した構造であり、対向面3を構成する。ロータコア5には図示しない複数の永久磁石を軸Oからみて周方向等間隔に配設する。またロータコア5には、半径方向に延在する孔を軸Oからみて周方向等間隔に複数設け、これら孔にはそれぞれ、ロッド状の補強部材8を貫通させる。つまり補強部材8は図1に示すように、径方向、すなわち軸Oと直角方向、に積層した鋼板7を径方向に貫通し、鋼板7が軸O方向にばらばらにほどけないようにする。好ましくは補強部材8の表面を電気抵抗の高い材料で被覆する。鋼板7,7間で電気的に短絡することを防止するためである。また好ましくは摩擦係数の低い材料で被覆する。補強部材8および鋼板7間で摩擦抵抗を軽減してロータコア5の変形を滑らかにするためである。具体的にはテフロン(登録商標)などを用いて補強部材8を被覆する。
ロータコア5の径方向外側端は、ロータベース6の外周縁部9で支持される。またロータコア5の径方向内側端は、ロータベース6の中心部10で支持される。鋼板7は、ロータベース6のこれら外周縁部9および中心部10間に介在することから、鋼板7は径方向にばらばらにほどけることがない。
The rotor core 5 has a structure in which thin steel plates 7 are laminated in the radial direction, and constitutes the facing surface 3. A plurality of permanent magnets (not shown) are arranged on the rotor core 5 at regular intervals in the circumferential direction when viewed from the axis O. Further, the rotor core 5 is provided with a plurality of holes extending in the radial direction at equal intervals in the circumferential direction when viewed from the axis O, and rod-shaped reinforcing members 8 are respectively passed through these holes. That is, as shown in FIG. 1, the reinforcing member 8 penetrates the steel plate 7 laminated in the radial direction, that is, the direction perpendicular to the axis O in the radial direction so that the steel plate 7 does not loosen in the direction of the axis O. Preferably, the surface of the reinforcing member 8 is covered with a material having high electrical resistance. This is to prevent an electrical short circuit between the steel plates 7 and 7. Further, it is preferably coated with a material having a low coefficient of friction. This is because the frictional resistance is reduced between the reinforcing member 8 and the steel plate 7 to smooth the deformation of the rotor core 5. Specifically, the reinforcing member 8 is covered with Teflon (registered trademark) or the like.
The radially outer end of the rotor core 5 is supported by the outer peripheral edge 9 of the rotor base 6. Further, the radially inner end of the rotor core 5 is supported by the central portion 10 of the rotor base 6. Since the steel plate 7 is interposed between the outer peripheral edge portion 9 and the center portion 10 of the rotor base 6, the steel plate 7 is not loosened in the radial direction.

ロータベース周縁部9とロータベース中心部10との間には、ロータコア5およびロータベース6に空隙11を設ける。   A gap 11 is provided in the rotor core 5 and the rotor base 6 between the rotor base peripheral portion 9 and the rotor base central portion 10.

ロータベース周縁部9には前述した補強部材8の径方向外側端をヒンジ結合する。ロータベース中心部10には径方向に延在する孔12を設け、孔12に補強部材8の内径側部を貫通させる。孔12の内空断面は補強部材8の断面よりも大きく、孔12の内周と補強部材8の外周との間には図1に示すように軸O方向の空隙を有する。   The rotor base peripheral portion 9 is hinge-coupled to the radially outer end of the reinforcing member 8 described above. The rotor base center portion 10 is provided with a hole 12 extending in the radial direction, and the inner diameter side portion of the reinforcing member 8 is passed through the hole 12. The hollow section of the hole 12 is larger than the cross section of the reinforcing member 8, and there is a gap in the direction of the axis O between the inner periphery of the hole 12 and the outer periphery of the reinforcing member 8 as shown in FIG.

ロータベース中心部10とロータシャフト2との間にはピストン機構を介挿する。このピストン機構のピストン13には補強部材8の内径側端をヒンジ結合する。   A piston mechanism is interposed between the rotor base central portion 10 and the rotor shaft 2. The inner end of the reinforcing member 8 is hinged to the piston 13 of this piston mechanism.

ロータベース6とピストン13との間には皿バネ15が介在して、皿バネ15がピストン15を図1に示す通常位置に保持する。ピストン13は、ロータシャフト2と、ロータシャフト2の間で液室14を区画する。液室14はロータシャフト2内部に設けた管路16と接続し、管路16から作動液を授受する。   A disc spring 15 is interposed between the rotor base 6 and the piston 13, and the disc spring 15 holds the piston 15 in the normal position shown in FIG. The piston 13 partitions the liquid chamber 14 between the rotor shaft 2 and the rotor shaft 2. The liquid chamber 14 is connected to a pipe line 16 provided inside the rotor shaft 2, and exchanges hydraulic fluid from the pipe line 16.

図2は、ピストン13が図1に示す通常位置から、エアギャップ4よりも離れるよう軸方向移動した状態を示す縦断面図である。液室14に作動液が流入すると、液室14が膨張し、ピストン13が皿バネ15を押し込みながらエアギャップ4から離れるよう軸方向移動する。これに伴い、補強部材8の内径側端もエアギャップ4から離れるよう軸方向移動する。同時に補強部材8の内径側部も孔12内を軸方向移動する。
これに対し、補強部材8の外径側端はロータベース6にヒンジ結合したまま軸O方向に移動しない。このように補強部材8の内径側端が、外径側端とは異なるよう軸方向移動すると、補強部材8が傾斜して、ロータコア5は図2に示すように空隙11を狭めながらエアギャップ4から離れるよう軸方向移動する。以上より、ピストン13が僅かな力でロータコア5の内径側部を軸O方向に移動させることが可能であり、ロータコア5の対向面3の軸方向移動量が外径側部と内径側部とで異なることでエアギャップ4を拡幅することができる。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state in which the piston 13 is axially moved away from the air gap 4 from the normal position shown in FIG. When the hydraulic fluid flows into the liquid chamber 14, the liquid chamber 14 expands and the piston 13 moves in the axial direction so as to move away from the air gap 4 while pushing the disc spring 15. Along with this, the inner diameter side end of the reinforcing member 8 also moves axially away from the air gap 4. At the same time, the inner diameter side portion of the reinforcing member 8 also moves in the hole 12 in the axial direction.
In contrast, the outer diameter side end of the reinforcing member 8 does not move in the direction of the axis O while being hinged to the rotor base 6. Thus, when the inner diameter side end of the reinforcing member 8 moves in the axial direction so as to be different from the outer diameter side end, the reinforcing member 8 is inclined, and the rotor core 5 narrows the air gap 11 as shown in FIG. Move axially away from As described above, the piston 13 can move the inner diameter side portion of the rotor core 5 in the direction of the axis O with a slight force, and the amount of axial movement of the facing surface 3 of the rotor core 5 is determined between the outer diameter side portion and the inner diameter side portion. Therefore, the air gap 4 can be widened.

ここでロータコア5の鋼板7に着目すると、図1に示す通常の状態では径方向で隣接する鋼板同士で軸O方向のずれが生じていない。しかし、補強部材8が図2に示すように傾斜するに伴って、径方向で隣接する鋼板同士で軸O方向の微小なずれが生じる。   When attention is paid to the steel plate 7 of the rotor core 5, in the normal state shown in FIG. 1, there is no deviation in the axis O direction between the steel plates adjacent in the radial direction. However, as the reinforcing member 8 is tilted as shown in FIG. 2, a slight shift in the axis O direction occurs between the steel plates adjacent in the radial direction.

したがって、補強部材8を設けるとともに、あるいは補強部材8に代えて、図3および図4に示す凹凸形状を鋼板7に設けて径方向で隣接する鋼板同士で生じる軸O方向の微小なずれを適切に規定することにより、ロータコア5の軸方向移動を実現してもよい。   Accordingly, the reinforcing member 8 is provided, or in place of the reinforcing member 8, the uneven shape shown in FIGS. 3 and 4 is provided on the steel plate 7 to appropriately prevent the slight deviation in the axis O direction that occurs between the steel plates adjacent in the radial direction. The axial movement of the rotor core 5 may be realized.

図3は、図1に示すロータコア5のうち、二点鎖線で表示する部分の鋼板7を拡大して示す図である。鋼板7のうち、一方の表面には、軸方向の幅W1を具えた凹部7aを形成する。また他方の表面には、凹部7aよりも狭い軸方向の幅W2を具えた凸部7bを形成する。そして、これら凹部7aと凸部7bとを係合する。図3に示すように、凸部7bは凹部7aの図中左側に位置する。   FIG. 3 is an enlarged view of the portion of the steel plate 7 indicated by a two-dot chain line in the rotor core 5 shown in FIG. A concave portion 7a having an axial width W1 is formed on one surface of the steel plate 7. A convex portion 7b having an axial width W2 narrower than the concave portion 7a is formed on the other surface. And these recessed part 7a and the convex part 7b are engaged. As shown in FIG. 3, the convex part 7b is located in the left side in the figure of the concave part 7a.

図4は、図2に示すロータコア5のうち、二点鎖線で表示する部分の鋼板7を拡大して示す図である。ロータコア5が軸方向に移動すると、隣接する鋼板7同士で軸方向にW1−W2の長さにずれて、図4に示すように、凸部7bは凹部7aの図中右側に移動する。   FIG. 4 is an enlarged view showing a portion of the steel plate 7 indicated by a two-dot chain line in the rotor core 5 shown in FIG. When the rotor core 5 moves in the axial direction, the adjacent steel plates 7 shift to the length of W1-W2 in the axial direction, and the convex portion 7b moves to the right side of the concave portion 7a as shown in FIG.

図3および図4に示すように、凸部7aの軸方向移動は、凹部7a内に制限される。したがって凹凸係合部7a、7bを設けることによって。隣接する鋼板7,7同士の軸方向移動を、凹部7aの軸方向幅と凸部7bの軸方向幅との差分に規定することができ、鋼板7を径方向に積層したロータコア5の軸方向移動は、図1および図2に示す範囲に規定することが可能となる。この結果、ロータコア5外径側部の軸方向移動量と内径側部の軸方向移動量とが異なるよう構成することができる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the axial movement of the convex portion 7a is restricted within the concave portion 7a. Therefore, by providing the concave and convex engaging portions 7a and 7b. The axial movement of the adjacent steel plates 7 and 7 can be defined as the difference between the axial width of the concave portion 7a and the axial width of the convex portion 7b, and the axial direction of the rotor core 5 in which the steel plates 7 are laminated in the radial direction. The movement can be defined within the range shown in FIGS. As a result, the axial movement amount of the outer diameter side portion of the rotor core 5 and the axial movement amount of the inner diameter side portion can be different.

なお、ピストン13を図2に示す位置から、図1に示す通常位置に戻すには、液室14から作動液を流出して液室14を収縮し、皿バネ15がピストン13を押し戻してピストン13がエアギャップ4に近づくよう軸方向移動する。   In order to return the piston 13 from the position shown in FIG. 2 to the normal position shown in FIG. 1, the hydraulic fluid flows out from the liquid chamber 14 to contract the liquid chamber 14, and the disc spring 15 pushes the piston 13 back. 13 moves in the axial direction so as to approach the air gap 4.

次に本発明の第2実施例について説明する。
図5は、第2実施例になるロータ1の縦断面図であり、ロータコア5の通常位置を示す。
この第2実施例もロータ21とステータとをロータ1の軸O方向に対向配置したアキシャルギャップ型の回転電機に係る。したがって、上述した第1実施例と共通する構成については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。
図5に示す第2実施例では、ピストン機構をロータコア5の内径側部ではなく外径側部に設ける。ピストン機構のピストン13は、ロータコア5の外径側部と連結し、ロータベース6との間で液室14を区画する。液室14の膨張収縮によってピストン13は軸O方向に移動する。
ロータベース6内部には、管路22を設ける、管路22はロータシャフト2内部の管路16と液室14とを接続する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the rotor 1 according to the second embodiment, and shows a normal position of the rotor core 5.
This second embodiment also relates to an axial gap type rotating electrical machine in which the rotor 21 and the stator are arranged opposite to each other in the axis O direction of the rotor 1. Therefore, about the structure which is common in 1st Example mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and a different structure is demonstrated.
In the second embodiment shown in FIG. 5, the piston mechanism is provided not on the inner diameter side portion of the rotor core 5 but on the outer diameter side portion. The piston 13 of the piston mechanism is connected to the outer diameter side portion of the rotor core 5 and partitions the liquid chamber 14 with the rotor base 6. The piston 13 moves in the direction of the axis O by the expansion and contraction of the liquid chamber 14.
A pipe line 22 is provided inside the rotor base 6, and the pipe line 22 connects the pipe line 16 and the liquid chamber 14 inside the rotor shaft 2.

図5に示す第2実施例によっても、ピストン13が僅かな力でロータコア5の外径側部を軸O方向に移動に移動させることが可能であり、ロータコア5の対向面3の軸方向移動量が外径側部と内径側部とで異なることでエアギャップ4を拡幅することができる。   Also in the second embodiment shown in FIG. 5, the piston 13 can move the outer diameter side portion of the rotor core 5 in the direction of the axis O with a slight force, and the axial movement of the facing surface 3 of the rotor core 5. The air gap 4 can be widened by the amount being different between the outer diameter side and the inner diameter side.

これまで説明してきた、ロータコア5の内径側部をロータベース6に軸方向移動可能に取り付けた第1実施例と、ロータコア5の外径側部をロータベース6に軸方向移動可能に取り付けた第2実施例とにつき、ロータコア全体を移動する従来例と比較しつつ説明する。
図6は、ロータコアの軸方向移動量と当該移動に必要な軸方向力との関係を示す特性図である。図6中、横軸は軸方向移動量を示し、縦軸は軸方向力を示す。
ロータコア全体を移動する従来例では、軸方向移動量の大小にかかわらず大きな軸方向力を必要とする。
ロータコア5の外径側部を移動する第2実施例では、軸方向移動量の大小にかかわらず従来例よりも小さな軸方向力で、ロータコア5を移動させることができる。
ロータコア5の内径側部を移動する第1実施例では、軸方向移動量の大小にかかわらず従来例よりも更に小さな軸方向力で、ロータコア5を移動させることができる。
The first embodiment in which the inner diameter side portion of the rotor core 5 is attached to the rotor base 6 so as to be movable in the axial direction and the outer diameter side portion of the rotor core 5 are attached to the rotor base 6 so as to be movable in the axial direction. The second embodiment will be described in comparison with a conventional example in which the entire rotor core is moved.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the axial movement amount of the rotor core and the axial force necessary for the movement. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the amount of axial movement, and the vertical axis indicates the axial force.
In the conventional example of moving the entire rotor core, a large axial force is required regardless of the amount of axial movement.
In the second embodiment in which the outer diameter side portion of the rotor core 5 is moved, the rotor core 5 can be moved with a smaller axial force than in the conventional example regardless of the amount of axial movement.
In the first embodiment in which the inner diameter side portion of the rotor core 5 is moved, the rotor core 5 can be moved with a smaller axial force than the conventional example regardless of the amount of axial movement.

したがって、小型のピストン機構やアクチュエータを用いて可変エアギャップ式回転電機を実現することができ、回転電機の搭載性を向上と、重量増大という問題を解消することができる。   Therefore, a variable air gap type rotating electrical machine can be realized by using a small piston mechanism or actuator, and the problem of improving the mountability of the rotating electrical machine and increasing the weight can be solved.

次に本発明の第3実施例について説明する。
図7は、第3実施例になるロータ1の縦断面図であり、ロータコア5の通常位置を示す。
この第3実施例もロータ31とステータとをロータ1の軸O方向に対向配置したアキシャルギャップ型の回転電機に係る。したがって、上述した第1実施例と共通する構成については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。
図7に示す第3実施例では、ピストン機構をロータコア5の外径側部に設ける。ピストン機構のピストン13は、ロータコア5の外径側部と連結し、ロータベース6との間で液室14を区画する。液室14の膨張収縮によってピストン13は軸O方向に移動する。鋼板7からなるロータコア5には半径方向に延在する孔を設け、この孔に弾性素材からなる中空部材32を貫通させる。つまり中空部材32は図1に示すように、径方向、すなわち軸Oと直角方向、に積層した鋼板7を径方向に貫通し、鋼板7が軸O方向にばらばらにほどけないようにする。鋼板7には、図3、図4および前述した凹凸形状7a、7bを設ける。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the rotor 1 according to the third embodiment, and shows the normal position of the rotor core 5.
This third embodiment also relates to an axial gap type rotating electrical machine in which the rotor 31 and the stator are arranged to face each other in the axis O direction of the rotor 1. Therefore, about the structure which is common in 1st Example mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and a different structure is demonstrated.
In the third embodiment shown in FIG. 7, the piston mechanism is provided on the outer diameter side portion of the rotor core 5. The piston 13 of the piston mechanism is connected to the outer diameter side portion of the rotor core 5 and partitions the liquid chamber 14 with the rotor base 6. The piston 13 moves in the direction of the axis O by the expansion and contraction of the liquid chamber 14. The rotor core 5 made of the steel plate 7 is provided with a hole extending in the radial direction, and a hollow member 32 made of an elastic material is passed through the hole. That is, as shown in FIG. 1, the hollow member 32 penetrates the steel plate 7 laminated in the radial direction, that is, the direction perpendicular to the axis O in the radial direction so that the steel plate 7 does not loosen in the direction of the axis O. The steel plate 7 is provided with the concavo-convex shapes 7a and 7b described above with reference to FIGS.

ロータコア5外径側部にあるピストン機構の液室14は、中空部材32の径方向外側端とを接続する。中空部材32の径方向内側端は、ロータシャフト2内部に設けた管路16と接続する。   The liquid chamber 14 of the piston mechanism at the outer diameter side portion of the rotor core 5 connects the radially outer end of the hollow member 32. The radially inner end of the hollow member 32 is connected to the pipe line 16 provided inside the rotor shaft 2.

管路16から中空部材32を経由してピストン機構の液室14に作動液を授受することにより、ピストン13が軸O方向に移動し、ロータコア5外径側部がロータベース6に対して軸方向に移動する。図5はロータコア5およびピストン13の通常位置を示す。液室14に作動液が流入すると、液室14が膨張してピストン13はこの通常位置から皿バネ15を押し込みながら図中左へ軸方向移動する。これに伴い、ロータコア5外径側部が空隙11を狭めながら図示しないステータから遠ざかる。以上より、ロータコア5およびロータ対向面3は軸方向に移動し、エアギャップ4が拡幅する。   By transferring the hydraulic fluid from the pipe line 16 to the fluid chamber 14 of the piston mechanism via the hollow member 32, the piston 13 moves in the direction of the axis O, and the outer diameter side portion of the rotor core 5 is pivoted with respect to the rotor base 6. Move in the direction. FIG. 5 shows the normal positions of the rotor core 5 and the piston 13. When the working fluid flows into the liquid chamber 14, the liquid chamber 14 expands and the piston 13 moves in the axial direction to the left in the figure while pushing the disc spring 15 from the normal position. Along with this, the outer diameter side portion of the rotor core 5 moves away from the stator (not shown) while narrowing the gap 11. As described above, the rotor core 5 and the rotor facing surface 3 move in the axial direction, and the air gap 4 is widened.

図7に示す第3実施例によっても、ピストン13が僅かな力でロータコア5の外径側部を軸O方向に移動に移動させることが可能であり、ロータコア5の対向面3の軸方向移動量が外径側部と内径側部とで異なることでエアギャップ4を拡幅することができる。   Also in the third embodiment shown in FIG. 7, the piston 13 can move the outer diameter side portion of the rotor core 5 in the direction of the axis O with a slight force, and the axial movement of the opposing surface 3 of the rotor core 5. The air gap 4 can be widened by the amount being different between the outer diameter side and the inner diameter side.

次に本発明の第4実施例について説明する。
図8は、第4実施例になるロータ1の縦断面図であり、ロータコア5の通常位置を示す。
この第4実施例もロータ41とステータとをロータ1の軸O方向に対向配置したアキシャルギャップ型の回転電機に係る。したがって、上述した第1実施例と共通する構成については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。
図8に示す第4実施例では、ロータベース42をロータシャフト2に対して軸方向移動可能に取り付けるロータベース42の中央部はピストン機構のピストンとして、ロータシャフト2の拡径部44との間で液室14を区画する。液室14の膨張収縮によってロータベース42は軸O方向に移動する。液室14から見て遠い側にあるロータベース42の表面、すなわちロータ41の背面、には皿バネ15と、これら皿バネ15およびロータベース42が、ロータシャフト2から抜け出ることを防止する抜け止めナット43とを順次取り付ける。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the rotor 1 according to the fourth embodiment, and shows a normal position of the rotor core 5.
The fourth embodiment also relates to an axial gap type rotating electrical machine in which the rotor 41 and the stator are arranged to face each other in the direction of the axis O of the rotor 1. Therefore, about the structure which is common in 1st Example mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and a different structure is demonstrated.
In the fourth embodiment shown in FIG. 8, the central portion of the rotor base 42 that attaches the rotor base 42 to the rotor shaft 2 so as to be movable in the axial direction serves as the piston of the piston mechanism, and is located between the enlarged diameter portion 44 of the rotor shaft 2. The liquid chamber 14 is partitioned. The rotor base 42 moves in the direction of the axis O by the expansion and contraction of the liquid chamber 14. A disc spring 15 on the surface of the rotor base 42 that is far from the liquid chamber 14, that is, the back surface of the rotor 41, and a retaining member that prevents the disc spring 15 and the rotor base 42 from coming out of the rotor shaft 2. The nuts 43 are sequentially attached.

ロータベース42の外周縁部45は、ロータコア5の外径側部を支持する。
ロータコア5の内径側部は、ロータシャフト2の拡径部44に支持される。
ロータコア5の鋼板7は、ロータベース42の外周縁部45およびロータシャフト2の拡径部44間に介在することから、鋼板7は径方向にばらばらにほどけることがない。
The outer peripheral edge 45 of the rotor base 42 supports the outer diameter side portion of the rotor core 5.
The inner diameter side portion of the rotor core 5 is supported by the enlarged diameter portion 44 of the rotor shaft 2.
Since the steel plate 7 of the rotor core 5 is interposed between the outer peripheral edge portion 45 of the rotor base 42 and the enlarged diameter portion 44 of the rotor shaft 2, the steel plate 7 is not loosened in the radial direction.

液室14に作動液が流入すると、液室14が膨張し、図9に示すようにロータベース42および外周縁部45が皿バネ15を押し込み、空隙11を広げながらエアギャップ4から離れるよう移動する。これに伴い、補強部材8の径方向外側端がエアギャップ4から離れるよう移動する。補強部材8の径方向内側端はロータシャフト2の拡径部44に取り付けられているため、これら両端で軸O方向の移動量が異なり、補強部材8が傾斜する。補強部材8が貫通するロータコア5は、エアギャップ4から離れるよう軸方向移動する。以上より、ロータベース42が僅かな力でロータコア5の外径側部を軸O方向に移動させることが可能であり、ロータコア5の対向面3の軸方向移動量が外径側部と内径側部とで異なることでエアギャップ4を拡幅することができる。   When the hydraulic fluid flows into the liquid chamber 14, the liquid chamber 14 expands, and the rotor base 42 and the outer peripheral edge 45 push the disc spring 15 and move away from the air gap 4 while expanding the gap 11 as shown in FIG. 9. To do. Along with this, the radially outer end of the reinforcing member 8 moves away from the air gap 4. Since the radially inner end of the reinforcing member 8 is attached to the enlarged diameter portion 44 of the rotor shaft 2, the amount of movement in the axis O direction differs at both ends, and the reinforcing member 8 is inclined. The rotor core 5 through which the reinforcing member 8 penetrates moves axially away from the air gap 4. From the above, the rotor base 42 can move the outer diameter side portion of the rotor core 5 in the direction of the axis O with a slight force, and the axial movement amount of the opposed surface 3 of the rotor core 5 is the outer diameter side portion and the inner diameter side. The air gap 4 can be widened by being different from each other.

図8および図9に示すように、ロータベース42の背面には、摩擦クラッチ締結部材46を取り付け、エアギャップ4からみてこの摩擦締結部材46よりも遠い側には、被締結部材47を配置する。エアギャップ4を変化させない通常位置では、図8に示すように、ロータ41と被締結部材47とは離れており、両者41,47は締結していない。
これに対し、エアギャップ4を拡幅した状態では、図9に示すように、摩擦締結部材46が被締結部材47と接触し、ロータ41は被締結部材47と締結する。
As shown in FIGS. 8 and 9, a friction clutch fastening member 46 is attached to the back surface of the rotor base 42, and a fastened member 47 is disposed on the side far from the friction fastening member 46 when viewed from the air gap 4. . In the normal position where the air gap 4 is not changed, as shown in FIG. 8, the rotor 41 and the fastened member 47 are separated from each other, and the both 41 and 47 are not fastened.
On the other hand, in a state where the air gap 4 is widened, as shown in FIG. 9, the frictional fastening member 46 comes into contact with the fastened member 47, and the rotor 41 is fastened with the fastened member 47.

図10は、上述した第4実施例の回転電機と、この回転電機の駆動力を取り出す駆動伝達経路上に設けたクラッチおよびブレーキとを組み合わせた応用例を示す縦断面図である。
ロータシャフト2の先端部には、遊星歯車組51のサンギア51sを結合する。遊星歯車組51のキャリア51cは、遊星歯車組51からみてロータシャフト2とは反対側に設けた出力軸52と結合する。サンギア51sとキャリア51cとの間には摩擦クラッチ53を挿置する。遊星歯車組51のリングギア51rと減速機ケース等の固定部材54との間には摩擦ブレーキ55を挿置する。この構成は、車両のパワートレーンとして用いる。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing an application example in which the rotating electric machine of the fourth embodiment described above is combined with a clutch and a brake provided on a drive transmission path for taking out the driving force of the rotating electric machine.
A sun gear 51 s of the planetary gear set 51 is coupled to the tip of the rotor shaft 2. The carrier 51c of the planetary gear set 51 is coupled to an output shaft 52 provided on the side opposite to the rotor shaft 2 when viewed from the planetary gear set 51. A friction clutch 53 is inserted between the sun gear 51s and the carrier 51c. A friction brake 55 is inserted between the ring gear 51r of the planetary gear set 51 and a fixing member 54 such as a reduction gear case. This configuration is used as a vehicle power train.

摩擦クラッチ53は、ロータ41の近傍に配置される。ロータ41の背面には突起48を設ける。図10に示すように、通常はエアギャップ4を小さく設定しておくことから、ロータベース42は、図10中左方のステータ49側に位置し、摩擦クラッチ53から離れている。したがって、突起48と摩擦クラッチ53との間には空隙56が生じる。空隙56は、ロータ41に遊星歯車組51側から熱が及ぶことを防止する。摩擦クラッチ53は解放されている。同時に、摩擦ブレーキ55は、附属のアクチュエータ57によって締結されている。そうすると、キャリア51cの回転数がサンギア51sの回転数よりも少なく、ロータ41の回転が減速されて出力軸52に伝達される減速状態となる。なお、エアギャップ4は小さいため、ロータ41が出力するトルクは大きい。   The friction clutch 53 is disposed in the vicinity of the rotor 41. A protrusion 48 is provided on the back surface of the rotor 41. As shown in FIG. 10, since the air gap 4 is normally set small, the rotor base 42 is located on the left side of the stator 49 in FIG. 10 and is separated from the friction clutch 53. Therefore, a gap 56 is generated between the protrusion 48 and the friction clutch 53. The air gap 56 prevents heat from reaching the rotor 41 from the planetary gear set 51 side. The friction clutch 53 is released. At the same time, the friction brake 55 is fastened by an attached actuator 57. Then, the rotation speed of the carrier 51c is less than the rotation speed of the sun gear 51s, and the rotation of the rotor 41 is decelerated and transmitted to the output shaft 52. Since the air gap 4 is small, the torque output from the rotor 41 is large.

摩擦ブレーキ55を締結したまま、前述したように液室14に作動液を供給してエアギャップ4を拡幅すると、ロータベース42が図10中右方の摩擦クラッチ53側に移動する。この移動中、突起48が空隙56は狭まるものの、摩擦クラッチ53は未だ押しつけられていない。そうすると、摩擦クラッチ締結部材および非締結部材であるキャリア51cおよびサンギア51sは解放されているものの、エアギャップ4の拡幅に伴って、ロータ41のトルクは減少する。つまり、上述した減速状態よりもロータ41のトルクが減少し、かつ、ロータ41の回転が減速されて出力軸52に伝達される過渡状態にある。   When the hydraulic fluid is supplied to the fluid chamber 14 and the air gap 4 is widened as described above with the friction brake 55 engaged, the rotor base 42 moves to the friction clutch 53 side on the right side in FIG. During this movement, the protrusion 48 is not pressed against the friction clutch 53 although the gap 56 is narrowed. Then, although the carrier 51c and the sun gear 51s, which are the friction clutch fastening member and the non-fastening member, are released, the torque of the rotor 41 decreases as the air gap 4 widens. That is, the torque of the rotor 41 is smaller than that in the above-described deceleration state, and the rotation of the rotor 41 is decelerated and transmitted to the output shaft 52.

液室14に作動液を十分供給してロータベース42が摩擦クラッチ53側に完全に移動すると、摩擦クラッチ53が完全締結し、キャリア51cおよびサンギア51s間で締結が完了する。同時に、摩擦ブレーキ55は、附属のアクチュエータ57によって解放される。そうすると、キャリア51cの回転数がサンギア51sの回転数と一致し、直結状態となる。なお、エアギャップ4は大きいため、直結状態ではロータ41が出力するトルクが小さい。   When the hydraulic fluid is sufficiently supplied to the liquid chamber 14 and the rotor base 42 is completely moved to the friction clutch 53 side, the friction clutch 53 is completely engaged, and the engagement is completed between the carrier 51c and the sun gear 51s. At the same time, the friction brake 55 is released by the attached actuator 57. If it does so, the rotation speed of the carrier 51c will correspond with the rotation speed of the sun gear 51s, and it will be in a direct connection state. Since the air gap 4 is large, the torque output from the rotor 41 is small in the direct connection state.

上述した減速状態と、過渡状態と、直結状態との関係で表すと、図11に示すグラフようになる。図11中、横軸は車速[km/h]を表し、出力軸52の回転数[rpm]と等価である。図11中、縦軸は出力軸52の駆動力[N]を表す。
図10に示す実施例によれば、減速状態では出力軸52の駆動トルクを大きくすることができ、過渡状態では出力軸52の駆動トルクを小さくすることができる。また減速状態から過渡状態を経て直結状態に切り換え操作したり、これとは逆向きに切り換え操作したりする際に、出力軸52の駆動トルクを適切に制御することができる。さらに、ロータベース42が、エアギャップ4を調節するだけでなく、摩擦クラッチ53のアクチュエータとしての役目を兼用することから、部品スペースの節減および部品点数の削減に寄与することができ、コスト上有利となる。
なお、図10に示す実施例の他、図には示さなかったが突起48の形状を変更したり、空隙56の大きさを変更したりして、摩擦クラッチ53および摩擦ブレーキ55の締結解放パターンを様々なバリエーションで実現することが可能である。
When represented by the relationship between the deceleration state, the transient state, and the direct connection state, the graph shown in FIG. 11 is obtained. In FIG. 11, the horizontal axis represents the vehicle speed [km / h] and is equivalent to the rotational speed [rpm] of the output shaft 52. In FIG. 11, the vertical axis represents the driving force [N] of the output shaft 52.
According to the embodiment shown in FIG. 10, the driving torque of the output shaft 52 can be increased in the deceleration state, and the driving torque of the output shaft 52 can be decreased in the transient state. Further, when the switching operation from the deceleration state to the direct connection state through the transient state is performed, or when the switching operation is performed in the opposite direction, the driving torque of the output shaft 52 can be appropriately controlled. Further, since the rotor base 42 not only adjusts the air gap 4 but also serves as an actuator of the friction clutch 53, it can contribute to saving of parts space and the number of parts, which is advantageous in terms of cost. It becomes.
In addition to the embodiment shown in FIG. 10, although not shown in the drawing, the engagement release pattern of the friction clutch 53 and the friction brake 55 is changed by changing the shape of the protrusion 48 or changing the size of the gap 56. Can be realized in various variations.

ところで、上記した各実施例によれば、対向面3を有するロータコア5のうち、外径側部の軸方向移動量と内径側部の軸方向移動量とが異なるよう構成したことことから、従来のようにロータコア5全体を平行移動することなくエアギャップ4を変化させることができる。したがって、僅かな力を用いて可変エアギャップ式回転電機を実現することが可能となり、ピストン機構等のアクチュエータの小型化・省力化を図ることができる。また回転電機の重量や部品の占有スペースが増大するといった弊害を解消することができる。
なおロータまたはステータのいずれか一方の対向面部材を軸Oと非平行に移動させればよいことから、上述したようにエアギャップ4のロータ側対向面3を構成するロータコア5を移動させる他、図には示さなかったが、エアギャップ4のステータ側対向面を構成する部材について、当該部材のうち、外径側部の軸方向移動量と内径側部の軸方向移動量とが異なるよう構成してもよいこと勿論である。
By the way, according to the above-described embodiments, the rotor core 5 having the facing surface 3 is configured such that the axial movement amount of the outer diameter side portion and the axial movement amount of the inner diameter side portion are different from each other. Thus, the air gap 4 can be changed without translating the entire rotor core 5. Therefore, it is possible to realize a variable air gap type rotating electrical machine using a slight force, and it is possible to reduce the size and labor of an actuator such as a piston mechanism. In addition, it is possible to eliminate adverse effects such as an increase in the weight of the rotating electrical machine and the space occupied by the parts.
In addition, since it is only necessary to move the opposing surface member of either the rotor or the stator non-parallel to the axis O, as described above, the rotor core 5 constituting the rotor-side facing surface 3 of the air gap 4 is moved, Although not shown in the drawings, the members constituting the stator side facing surface of the air gap 4 are configured such that the axial movement amount of the outer diameter side portion and the axial movement amount of the inner diameter side portion of the members are different. Of course, you may do.

具体的には、第1実施例では、対向面3を構成する部材であるロータ1のロータコア5のうち、ロータコア外径側部をロータ1のロータベース6に軸方向移動不能に取り付け、ロータコア内径側部をロータベース6にピストン13を介して軸方向移動可能に取り付けたことから、僅かな力で対向面部材であるロータコア5を軸方向移動することが可能となり、ピストン機構等のアクチュエータの小型化・省力化を図り、回転電機の重量や部品の占有スペースが増大するといった弊害を解消することができる。また、内径側にピストン機構を設けることから、ロータシャフト2から液室14まで管路16を容易に配索することができる。   Specifically, in the first embodiment, of the rotor core 5 of the rotor 1 that is a member constituting the facing surface 3, the rotor core outer diameter side portion is attached to the rotor base 6 of the rotor 1 so as not to be axially movable, and the rotor core inner diameter is Since the side portion is attached to the rotor base 6 through the piston 13 so as to be movable in the axial direction, the rotor core 5 that is the opposing surface member can be moved in the axial direction with a slight force. This makes it possible to eliminate the adverse effects of increasing the weight of the rotating electrical machine and the space occupied by the parts. Further, since the piston mechanism is provided on the inner diameter side, the pipe line 16 can be easily routed from the rotor shaft 2 to the liquid chamber 14.

また、第2実施例および第3実施例では、対向面3を構成する部材であるロータ21,31のロータコア5のうち、ロータコア内径側部をロータ21,31のロータベース6に軸方向移動不能に取り付け、ロータコア外径側部をロータベース6にピストン13を介して軸方向移動可能に取り付けたことから、
アクチュエータとしてピストン機構を採用する場合には、周長が長い外径側でピストン面積などを大きくすることができ、ピストン機構の径方向寸法を短くすることができる。
In the second and third embodiments, the rotor core inner diameter side portion of the rotor cores 5 of the rotors 21 and 31 which are members constituting the facing surface 3 cannot be moved axially to the rotor base 6 of the rotors 21 and 31. Since the rotor core outer diameter side portion is attached to the rotor base 6 via the piston 13 so as to be axially movable,
When a piston mechanism is employed as the actuator, the piston area and the like can be increased on the outer diameter side having a long circumference, and the radial dimension of the piston mechanism can be shortened.

また、第4実施例では、対向面3を構成する部材であるロータ41のロータコア5のうち、ロータコア内径側部をロータ41のロータシャフト2に軸方向移動不能に取り付け、ロータコア外径側部をロータ41のロータベース42に取り付け、ロータベース42をロータシャフト2に軸方向移動可能に取り付けたことから、
僅かな力で対向面部材であるロータコア5を軸方向移動することが可能となり、ピストン機構等のアクチュエータの小型化・省力化を図り、回転電機の重量や部品の占有スペースが増大するといった弊害を解消することができる。またロータベース42の軸方向移動を別途アクチュエータとして援用することができる。
Further, in the fourth embodiment, of the rotor core 5 of the rotor 41 that is a member constituting the facing surface 3, the rotor core inner diameter side portion is attached to the rotor shaft 2 of the rotor 41 so as not to be axially movable, and the rotor core outer diameter side portion is attached. Since it is attached to the rotor base 42 of the rotor 41 and the rotor base 42 is attached to the rotor shaft 2 so as to be axially movable,
It is possible to move the rotor core 5, which is a facing member, in the axial direction with a slight force, thereby reducing the size and labor of actuators such as piston mechanisms, and increasing the weight of the rotating electrical machine and the space occupied by parts. Can be resolved. Further, the axial movement of the rotor base 42 can be used as a separate actuator.

第4実施例の可変エアギャップ式回転電機を応用した実施例として、図10に示すようにロータ41の駆動伝達経路上に摩擦クラッチ53および摩擦ブレーキ55の少なくとも一方を設け、ロータベース42の軸O方向移動を利用して摩擦クラッチ53を締結解放するよう構成したことから、ロータベース42が、エアギャップ4を調節するだけでなく、摩擦クラッチ53のアクチュエータとしての役目を兼用して、部品スペースの節減および部品点数の削減に寄与することができ、コスト上有利となる。   As an embodiment in which the variable air gap type rotating electrical machine of the fourth embodiment is applied, at least one of a friction clutch 53 and a friction brake 55 is provided on the drive transmission path of the rotor 41 as shown in FIG. Since the friction clutch 53 is configured to be engaged and released using movement in the O direction, the rotor base 42 not only adjusts the air gap 4 but also serves as an actuator for the friction clutch 53, thereby reducing the parts space. This contributes to a reduction in the number of parts and the number of parts, which is advantageous in terms of cost.

そして第1実施例〜第4実施例においてロータコア5は、鋼板7を径方向に積層したものであって、永久磁石を具えたことから、本発明になる可変エアギャップの技術を、ロータに永久磁石を用いた永久磁石モータにおいて適用することができ、ロータコア5が変形しながらエアギャップが変化するという特異な効果を奏する。また、ピストン13等のアクチュエータおよびロータコア5の結合を柔らかくすることができ、エアギャップ変化中に当該結合箇所に無理な変形や応力が生じることを回避できる。   In the first to fourth embodiments, the rotor core 5 is obtained by laminating the steel plates 7 in the radial direction, and includes a permanent magnet. Therefore, the variable air gap technique according to the present invention is permanently applied to the rotor. The present invention can be applied to a permanent magnet motor using a magnet, and has a unique effect that the air gap changes while the rotor core 5 is deformed. Further, the coupling between the actuator such as the piston 13 and the rotor core 5 can be made soft, and it is possible to avoid the occurrence of excessive deformation or stress at the coupling portion during the air gap change.

また、鋼板7からなるロータコア5に半径方向に延在する孔を設け、該孔に補強部材8を貫通し、補強部材8の内径側端部および外径側端部のうち、一方をロータベース6に軸方向移動不能に取り付け、他方をロータベース6にピストン13を介して軸方向移動可能に取り付けたことから、鋼板7を軸O方向にずらして、エアギャップ4を変化することができる。   Further, a hole extending in the radial direction is provided in the rotor core 5 made of the steel plate 7, and the reinforcing member 8 is passed through the hole, and one of the inner diameter side end portion and the outer diameter side end portion of the reinforcing member 8 is the rotor base. Since the other is attached to the rotor base 6 via the piston 13 so as to be movable in the axial direction, the air gap 4 can be changed by shifting the steel plate 7 in the axis O direction.

ロータコア5が変形する構造として図3および図4に示すように、外径側の鋼板7と内径側の鋼板7とが接触する面のうち、一方の面には凹部7aを設け、他方の面には凸部7bを設けて、これら凹凸部7a,7bを相互に係合し、該凹凸部7a、7bはロータコア5の前記軸方向移動を、凹凸部7a,7bの軸方向幅の差分(所定範囲)に規定するものであれば、
ロータコア5外径側部の軸方向移動量と内径側部の軸方向移動量とが異なるよう構成することができ、対向面3をステータに対して非平行に移動させて、エアギャップ4を変化することができる。また、ロータコアの半径方向中央がステータ方向に撓んだりして、エアギャップ4が不所望に狭くなる懸念が生じず、エアギャップの管理が容易になる。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4 as a structure in which the rotor core 5 is deformed, a recess 7 a is provided on one surface of the surfaces where the outer diameter side steel plate 7 and the inner diameter side steel plate 7 are in contact with each other, and the other surface Is provided with a convex portion 7b, and the concave and convex portions 7a and 7b are engaged with each other. The concave and convex portions 7a and 7b change the axial movement of the rotor core 5, and the difference in the axial width of the concave and convex portions 7a and 7b ( Specified range),
The amount of axial movement of the outer diameter side portion of the rotor core 5 can be different from the amount of axial movement of the inner diameter side portion, and the air gap 4 is changed by moving the facing surface 3 non-parallel to the stator. can do. Further, there is no concern that the air gap 4 is undesirably narrowed because the radial center of the rotor core is bent in the stator direction, and the air gap can be easily managed.

また図7に示す第3実施例のように、鋼板7からなるロータコア5に半径方向に延在する孔を設け、該孔に弾性素材からなる中空部材32を貫通し、ロータコア5外径側部とロータベース6との間に軸方向に移動するピストン機構を設け、該ピストン機構の液室14と中空部材32の径方向外側端とを接続し、中空部材32の径方向内側端を経由してピストン機構の液室14に作動液を授受することにより、ピストン13がロータコア5外径側部をロータベース6に対して軸方向移動させることから、
対向面3をステータに対して非平行に移動させて、エアギャップ4を変化することができる。また弾性素材を用いることから、ピストン13等のアクチュエータおよびロータコア5の結合において、前述したヒンジ結合が不要になり機構を単純化することができる。そして当該結合箇所および隣接する鋼板7同士においてガタツキを軽減することができる。また中空部材が管路を兼用することから、部品スペースおよび部品点数を削減することができる。
Further, as in the third embodiment shown in FIG. 7, a hole extending in the radial direction is provided in the rotor core 5 made of the steel plate 7, and the hollow member 32 made of an elastic material is passed through the hole, so A piston mechanism that moves in the axial direction is provided between the rotor base 6 and the rotor base 6. The liquid chamber 14 of the piston mechanism is connected to the radially outer end of the hollow member 32, and passes through the radially inner end of the hollow member 32. Since the piston 13 moves the outer diameter side portion of the rotor core 5 in the axial direction with respect to the rotor base 6 by transferring the hydraulic fluid to the liquid chamber 14 of the piston mechanism.
The air gap 4 can be changed by moving the facing surface 3 non-parallel to the stator. In addition, since the elastic material is used, the above-described hinge connection is not necessary in the connection between the actuator such as the piston 13 and the rotor core 5, and the mechanism can be simplified. And backlash can be reduced in the said connection location and the adjacent steel plates 7. FIG. Further, since the hollow member also serves as a pipe line, the part space and the number of parts can be reduced.

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。   The above description is merely an example of the present invention, and the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明の第1実施例になる可変エアギャップ式回転電機のロータを、回転軸を含む平面で切断した状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which cut | disconnected the rotor of the variable air gap type rotary electric machine which becomes 1st Example of this invention by the plane containing a rotating shaft. 同実施例において、エアギャップが変化した状態を示す縦断面図である。In the same Example, it is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which the air gap changed. 径方向で隣接する鋼板同士に設けた凹凸係合形状を拡大して示す縦断面図であり、ロータコア対向面がステータに対して平行な通常の状態を示す。It is a longitudinal cross-sectional view which expands and shows the uneven | corrugated engagement shape provided in the steel plates adjacent in radial direction, and shows the normal state in which a rotor core opposing surface is parallel with respect to a stator. 同鋼板同士が軸方向にずれることによりロータコア対向面がステータに対して非平行となるエアギャップ変化後の状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state after the air gap change from which the steel plate mutually shift | displaces to an axial direction, and a rotor core opposing surface becomes non-parallel with respect to a stator. 本発明の第2実施例になる可変エアギャップ式回転電機のロータを、回転軸を含む平面で切断した状態を示すの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which cut | disconnected the rotor of the variable air gap type rotary electric machine which becomes 2nd Example of this invention by the plane containing a rotating shaft. ロータコアの軸方向移動量と当該移動に必要な軸方向力との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the axial direction movement amount of a rotor core, and the axial direction force required for the said movement. 本発明の第3実施例になる可変エアギャップ式回転電機のロータを、回転軸を含む平面で切断した状態を示すの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which cut | disconnected the rotor of the variable air gap type rotary electric machine which becomes 3rd Example of this invention by the plane containing a rotating shaft. 本発明の第4実施例になる可変エアギャップ式回転電機のロータを、回転軸を含む平面で切断した状態を示すの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which cut | disconnected the rotor of the variable air gap type rotary electric machine which becomes 4th Example of this invention by the plane containing a rotating shaft. 同実施例において、エアギャップが変化した状態を示す縦断面図である。In the same Example, it is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which the air gap changed. 同実施例の回転電機と、この回転電機の駆動力を取り出す駆動伝達経路上に設けたクラッチおよびブレーキと組み合わせた応用例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the application example combined with the rotary electric machine of the Example, and the clutch and brake which were provided on the drive transmission path | route which takes out the driving force of this rotary electric machine. 同応用例により実現される減速状態と、過渡状態と、直結状態との関係で表すグラフである。It is a graph represented by the relationship between the deceleration state implement | achieved by the application example, a transient state, and a direct connection state.

符号の説明Explanation of symbols

1 ロータ
2 ロータシャフト
3 ロータの対向面
4 エアギャップ
5 ロータコア
6 ロータベース
7 鋼板
8 補強部材
13 ピストン
14 ピストン機構の液室
48 摩擦クラッチを締結する突起
49 ステータ
52 出力軸
53 摩擦クラッチ
55 摩擦ブレーキ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor 2 Rotor shaft 3 Rotor facing surface 4 Air gap 5 Rotor core 6 Rotor base 7 Steel plate 8 Reinforcing member 13 Piston 14 Liquid chamber of piston mechanism 48 Projection for fastening friction clutch 49 Stator 52 Output shaft 53 Friction clutch 55 Friction brake

Claims (9)

ステータおよびロータを、軸方向に対向させて配置したアキシャルギャップ型の回転電機であって、該対向する対向面を軸方向に移動可能とした可変エアギャップ式回転電機において、
前記対向面を有する部材のうち、外径側部の軸方向移動量と内径側部の軸方向移動量とが異なるよう構成したことを特徴とする可変エアギャップ式回転電機。
An axial gap type rotating electrical machine in which the stator and the rotor are arranged to face each other in the axial direction, and the variable air gap type rotating electrical machine in which the facing surfaces facing each other are movable in the axial direction.
A variable air gap type rotating electrical machine characterized in that, among the members having the facing surfaces, the axial movement amount of the outer diameter side portion and the axial movement amount of the inner diameter side portion are different.
請求項1に記載の可変エアギャップ式回転電機において、
前記対向面を構成する部材であるロータのロータコアのうち、ロータコア外径側部をロータのロータベースに軸方向移動不能に取り付け、ロータコア内径側部をロータベースに軸方向移動可能に取り付けたことを特徴とする可変エアギャップ式回転電機。
In the variable air gap type rotating electrical machine according to claim 1,
Of the rotor core of the rotor that is a member constituting the opposed surface, the rotor core outer diameter side portion is attached to the rotor base of the rotor so as not to be axially movable, and the rotor core inner diameter side portion is attached to the rotor base so as to be axially movable. A variable air gap rotating electrical machine.
請求項1に記載の可変エアギャップ式回転電機において、
前記対向面を構成する部材であるロータのロータコアのうち、ロータコア内径側部をロータのロータベースに軸方向移動不能に取り付け、ロータコア外径側部をロータベースに軸方向移動可能に取り付けたことを特徴とする可変エアギャップ式回転電機。
In the variable air gap type rotating electrical machine according to claim 1,
Of the rotor core of the rotor that is a member constituting the opposed surface, the rotor core inner diameter side portion is attached to the rotor base of the rotor so as not to be axially movable, and the rotor core outer diameter side portion is attached to the rotor base so as to be axially movable. A variable air gap rotating electrical machine.
請求項1に記載の可変エアギャップ式回転電機において、
前記対向面を構成する部材であるロータのロータコアのうち、ロータコア内径側部をロータのロータシャフトに軸方向移動不能に取り付け、ロータコア外径側部をロータのロータベースに取り付け、該ロータベースを前記ロータシャフトに軸方向移動可能に取り付けたことを特徴とする可変エアギャップ式回転電機。
In the variable air gap type rotating electrical machine according to claim 1,
Of the rotor core of the rotor that is a member constituting the opposed surface, the rotor core inner diameter side portion is attached to the rotor shaft of the rotor so as not to be axially movable, the rotor core outer diameter side portion is attached to the rotor base of the rotor, and the rotor base is A variable air gap type rotating electric machine characterized by being attached to a rotor shaft so as to be axially movable.
請求項4に記載の可変エアギャップ式回転電機において、
前記ロータの駆動伝達経路上にクラッチおよびブレーキの少なくとも一方を設け、前記ロータベースの軸方向移動を利用してこれらクラッチまたはブレーキを締結解放するよう構成したことを特徴とする可変エアギャップ式回転電機。
In the variable air gap type rotating electrical machine according to claim 4,
A variable air gap type rotating electric machine characterized in that at least one of a clutch and a brake is provided on a drive transmission path of the rotor, and the clutch or the brake is engaged and released by using the axial movement of the rotor base. .
請求項2〜5のいずれか1項に記載の可変エアギャップ式回転電機において、
前記ロータコアは、鋼板を径方向に積層したものであって、永久磁石を具えたことを特徴とする可変エアギャップ式回転電機。
In the variable air gap type rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 5,
The rotor core is obtained by laminating steel plates in the radial direction, and includes a permanent magnet.
請求項6に記載の可変エアギャップ式回転電機において、
前記鋼板からなるロータコアに半径方向に延在する孔を設け、該孔に補強部材を貫通し、該補強部材の内径側端部および外径側端部のうち、一方を前記ロータベースに軸方向移動不能に取り付け、他方をロータベースに軸方向移動可能に取り付けたことを特徴とする可変エアギャップ式回転電機。
In the variable air gap type rotating electrical machine according to claim 6,
A hole extending in the radial direction is provided in the rotor core made of the steel plate, the reinforcing member is passed through the hole, and one of the inner diameter side end portion and the outer diameter side end portion of the reinforcing member is axially formed on the rotor base. A variable air gap type rotating electrical machine characterized in that it is mounted so as not to move and the other is mounted on a rotor base so as to be movable in the axial direction.
請求項6に記載の可変エアギャップ式回転電機において、
外径側の前記鋼板と内径側の前記鋼板とが接触する面のうち、一方の面には凹部を設け、他方の面には凸部を設けて、これら凹凸部を相互に係合し、該凹凸部は隣接する鋼板同士の軸方向移動を所定範囲に規定することを特徴とする可変エアギャップ式回転電機。
In the variable air gap type rotating electrical machine according to claim 6,
Of the surfaces where the steel plate on the outer diameter side and the steel plate on the inner diameter side are in contact with each other, a concave portion is provided on one surface, a convex portion is provided on the other surface, and these concave and convex portions are engaged with each other, The variable air gap type rotating electrical machine is characterized in that the uneven portion defines axial movement of adjacent steel plates within a predetermined range.
請求項8に記載の可変エアギャップ式回転電機において、
前記鋼板からなるロータコアに半径方向に延在する孔を設け、該孔に弾性素材からなる中空部材を貫通し、
ロータコア外径側部とロータベースとの間に軸方向に移動するピストン機構を設け、該ピストン機構と中空部材の径方向外側端とを接続し、
中空部材を経由して前記ピストン機構に作動液を授受することにより、ロータコア外径側部をロータベースに対して軸方向移動可能としたことを特徴とする可変エアギャップ式回転電機。
In the variable air gap type rotating electrical machine according to claim 8,
A hole extending in the radial direction is provided in the rotor core made of the steel plate, and the hole penetrates a hollow member made of an elastic material,
A piston mechanism that moves in the axial direction is provided between the rotor core outer diameter side portion and the rotor base, and the piston mechanism and the radially outer end of the hollow member are connected,
A variable air gap type rotating electrical machine characterized in that a hydraulic fluid is transferred to the piston mechanism via a hollow member so that an outer diameter side portion of the rotor core can be moved in an axial direction with respect to the rotor base.
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