JP2008079397A - Variable air gap rotary electric machine - Google Patents

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Yusuke Nakayama
裕介 中山
Atsushi Sugihara
杉原  淳
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a variable air gap rotary electric machine wherein even when the rotational speed suddenly changes, the air gap of the rotary electric machine can be quickly adjusted and its rotor can be reduced in weight. <P>SOLUTION: The rotor 2 is installed on the rotor shaft 1 of the rotary electric machine so that it can be relatively moved in the axial direction but not in the circumferential direction. Cam members 8, 10 that are expanded and contracted stepwise in the axial direction are attached to the rotor 2. The cam members 8, 10 are cylindrical members having multiple saw tooth-like protrusions 11, 12, different in height in the axial direction, disposed in the circumferential direction. The protrusions 11, 12 of the two cam members 8, 10 are engaged with each other in the axial direction, and one 8 of the cam members is coupled with the rotor 2. <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、回転電機の径方向に揺動可能なカウンタ振り子をロータに取り付けている。ロータの回転速度が大きいほど、カウンタ振り子には大きな遠心力が作用して、カウンタ振り子が外径方向に移動する。この遠心力を利用してロータ位置を変化させて、エアギャップの距離を変化させるものである。
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, a counter pendulum capable of swinging in the radial direction of the rotating electrical machine is attached to the rotor. As the rotational speed of the rotor increases, a larger centrifugal force acts on the counter pendulum, and the counter pendulum moves in the outer diameter direction. Using this centrifugal force, the rotor position is changed to change the distance of the air gap.
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、電気自動車の動力源のように回転速度が急変するような回転電機にあっては、カウンタ振り子が回転速度に素早く応答して移動することができない。したがって、エアギャップ距離の調整を的確に実行することができない。
さらに、ロータおよびステータ間の強い磁力に打ち勝つような大きな力でロータを移動させなければならないことから、カウンタ振り子を重量化しなければならない。このような特許文献1に記載されたアキシャルギャップ型回転電機にあっては、ロータの重量および慣性モーメントが大きいことから、ロータの回転速度を素早く変化させることが要求される電気自動車の動力源として利用することが困難になる。
However, the conventional axial gap type rotating electrical machine has the following problems. That is, in a rotating electrical machine whose rotational speed changes suddenly like a power source of an electric vehicle, the counter pendulum cannot move in response to the rotational speed quickly. Therefore, the adjustment of the air gap distance cannot be performed accurately.
Furthermore, since the rotor must be moved with such a large force as to overcome the strong magnetic force between the rotor and the stator, the counter pendulum must be weighted. In such an axial gap type rotating electrical machine described in Patent Document 1, since the weight and moment of inertia of the rotor are large, it is a power source for an electric vehicle that is required to quickly change the rotational speed of the rotor. It becomes difficult to use.

本発明は、上述の実情に鑑み、ロータを軽量化し、電気自動車の動力源として適切な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 a variable air gap rotating electrical machine that is light in weight and suitable as a power source for an electric vehicle.

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、
ロータおよびステータ間のエアギャップが変化する可変エアギャップ式回転電機において、
回転電機のロータシャフトに前記ロータを軸方向に相対移動可能かつ周方向に相対移動不能に取り付け、該ロータには軸方向に段階的に伸縮するカム機構を取り付け、
該カム機構は、軸方向に異なる高さの鋸歯状突起を周方向に複数配設した円筒部材を2個具え、これら2個の円筒部材の該突起同士を軸方向に噛合させ、該円筒部材の一方をロータに連結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,
In the variable air gap type rotating electrical machine in which the air gap between the rotor and the stator changes,
The rotor is attached to the rotor shaft of the rotating electrical machine so as to be relatively movable in the axial direction and not relatively movable in the circumferential direction, and a cam mechanism that expands and contracts stepwise in the axial direction is attached to the rotor.
The cam mechanism includes two cylindrical members in which a plurality of serrated projections having different heights in the axial direction are arranged in the circumferential direction, and the projections of the two cylindrical members are engaged with each other in the axial direction. One of these is connected to a rotor.

かかる本発明の構成によれば、カム機構を構成する2個の円筒部材を小さな力で相対回転させることによりロータ位置を移動させることができることから、重量化したカウンタ振り子をロータに取り付ける必要がなくなり、ロータが軽量化する。したがって、急加速および急減速などの回転速度の急変が要求される電気自動車の動力源として利用することができる。   According to such a configuration of the present invention, the rotor position can be moved by relatively rotating the two cylindrical members constituting the cam mechanism with a small force, so that there is no need to attach a weighted counter pendulum to the rotor. The rotor is lighter. Therefore, it can be used as a power source for an electric vehicle that requires a sudden change in rotational speed such as sudden acceleration and sudden deceleration.

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、回転軸と直角な方向から見た状態を示す側面図であり、エアギャップ間隔が狭い状態(=Da)を表す。また図2は同実施例におけるエアギャップ間隔が広い状態(=Db)を表す側面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
FIG. 1 is a side view showing a state in which the variable air gap type rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention is viewed from a direction perpendicular to the rotation axis, and shows a state where the air gap interval is narrow (= Da). FIG. 2 is a side view showing a state (= Db) where the air gap interval is wide in the embodiment.

第1実施例では、回転軸に沿って延在する1本のロータシャフト1に円盤形状のロータ2を2枚設ける。これらロータシャフト1およびロータ2は、図1中、矢で示す方向に回転する。2枚のロータ1の間には破線で示すステータ3を配置して、これらロータ2およびステータ3を回転軸方向に対向させ、アキシャルギャップ構造の回転電機とする。   In the first embodiment, two disk-shaped rotors 2 are provided on one rotor shaft 1 extending along the rotation axis. The rotor shaft 1 and the rotor 2 rotate in a direction indicated by an arrow in FIG. A stator 3 indicated by a broken line is disposed between the two rotors 1, and the rotor 2 and the stator 3 are opposed to each other in the direction of the rotation axis to form a rotary electric machine having an axial gap structure.

ロータ2表面のうちステータ3と対向する対向面4と、この対向面4と対向するステータ3の対向面5との間にはエアギャップ6(隙間)が形成される。対抗面4と対向面5とは平行であって、その距離(エアギャップ間隔)は、ロータ2の回転速度が0〜中速域にあっては図1に示すようにDaである、   An air gap 6 (gap) is formed between the facing surface 4 facing the stator 3 on the surface of the rotor 2 and the facing surface 5 of the stator 3 facing the facing surface 4. The opposing surface 4 and the opposing surface 5 are parallel, and the distance (air gap interval) is Da as shown in FIG. 1 when the rotational speed of the rotor 2 is in the 0 to medium speed range.

ロータ2の中心には図示しない孔を設け、このロータ2中心の対向面4側には、中空円筒型のカム部材8を結合し、これらロータ2およびカム部材8にロータシャフト1を貫通させる。図1中、カム部材8を一点鎖線X−Xで断面とし、矢の方向から見た状態を図3に示す。ロータシャフト1は、これらロータ2およびカム部材8とボールスプライン9を介して結合する。つまりロータ2はボールスプライン9を介して、ロータシャフト1に対し、軸方向移動可能かつ、周方向移動不能に取り付けられる。   A hole (not shown) is provided in the center of the rotor 2, and a hollow cylindrical cam member 8 is coupled to the opposite surface 4 side of the center of the rotor 2, and the rotor shaft 1 is passed through the rotor 2 and the cam member 8. In FIG. 1, the cam member 8 is made into a cross section with the dashed-dotted line XX, and the state seen from the direction of the arrow is shown in FIG. The rotor shaft 1 is coupled to the rotor 2 and the cam member 8 via a ball spline 9. That is, the rotor 2 is attached to the rotor shaft 1 via the ball spline 9 so as to be movable in the axial direction but not circumferentially.

2枚のロータ2に夫々結合するカム部材8,8間には、中空円筒形状のカム部材10を介在させる。カム部材10の軸方向両端には、回転軸方向に異なる高さの鋸歯状突起12を周方向に複数配設する。ロータ2から遠い側であるカム部材8の軸方向先端にも、回転軸方向に異なる高さの鋸歯状突起11を周方向に複数配設する。そして、両者11,12を相互に噛合させる。   A hollow cylindrical cam member 10 is interposed between the cam members 8 and 8 respectively coupled to the two rotors 2. A plurality of serrated protrusions 12 having different heights in the rotational axis direction are disposed at both ends in the axial direction of the cam member 10 in the circumferential direction. A plurality of serrated protrusions 11 having different heights in the rotational axis direction are also arranged in the circumferential direction at the axial end of the cam member 8 on the side far from the rotor 2. Then, the both 11 and 12 are engaged with each other.

図4は、この噛合箇所を周方向に展開して示す模式図であり、(a)はカム部材8,10間の距離が短い場合を示し、図1に対応する。また図4(b)は、(a)の場合よりもカム部材8,10間の距離を1段階長くした状態を示す。   FIG. 4 is a schematic diagram showing the meshed portion developed in the circumferential direction. FIG. 4A shows a case where the distance between the cam members 8 and 10 is short, and corresponds to FIG. FIG. 4B shows a state in which the distance between the cam members 8 and 10 is longer by one step than in the case of FIG.

カム部材8に形成した鋸歯状突起11は、軸方向高さが最も低い突起11aを、周方向で180度異なる位置で2個形成する。鋸歯状突起11は、周方向に向かうにつれて順次高くする。周方向で180度異なる位置にある突起は同一高さである。隣り合う突起11,11間における谷の形状は、鋸歯状突起12と同一形状である。
カム部材10に形成した鋸歯状突起12も鋸歯状突起11と同一の構成である。
The serrated projections 11 formed on the cam member 8 form two projections 11a having the lowest axial height at positions different by 180 degrees in the circumferential direction. The serrated projections 11 are sequentially raised in the circumferential direction. The protrusions at different positions by 180 degrees in the circumferential direction have the same height. The shape of the valley between the adjacent protrusions 11 and 11 is the same as that of the sawtooth protrusion 12.
The sawtooth protrusion 12 formed on the cam member 10 has the same configuration as the sawtooth protrusion 11.

軸方向高さが最も低い突起11aと軸方向高さが最も高い突起12bとを噛合させると、別な表現をすれば、軸方向高さが最も高い突起11bと軸方向高さが最も低い突起12aとを噛合させると、図4(a)に示すように、カム部材8,10間の距離が最も短くなる。突起11(12)1個分だけカム部材8,10を相対回転させると、図4(a)に示すように、カム部材8,10間の距離がΔD長くなる。そして、図には示さなかったがカム部材8,10を相対回転させて軸方向高さが最も高い突起11bと軸方向高さが最も高い突起12bとを噛合させると、カム部材8,10間の距離が最も長くなる。このようにカム部材8,10は軸方向に段階的に伸縮するカム機構を構成する。   If the projection 11a having the lowest axial height and the projection 12b having the highest axial height are engaged with each other, in other words, the projection 11b having the highest axial height and the projection having the lowest axial height. When meshed with 12a, the distance between the cam members 8, 10 is the shortest as shown in FIG. When the cam members 8 and 10 are relatively rotated by one protrusion 11 (12), as shown in FIG. 4A, the distance between the cam members 8 and 10 increases by ΔD. Although not shown in the figure, when the cam members 8 and 10 are relatively rotated to engage the projection 11b having the highest axial height and the projection 12b having the highest axial height, The distance becomes the longest. Thus, the cam members 8 and 10 constitute a cam mechanism that expands and contracts stepwise in the axial direction.

鋸歯状突起11(12)は、図1,2,4に示すように軸方向および周方向と斜交する斜辺を2本組み合わせてなる。これにより、小さなトルクでカム部材8,10を正転および逆転方向のいずれにも相対回転することができる。また図1および図2に示すように、斜辺が交差する突起11(12)先端を平らにあるいは丸くして、滑らかに形成してもよい。これにより一層小さなトルクでカム部材8,10を相対回転することができる。
このように第1実施例では、カム部材8,10を相対回転させてカム部材8,10間の距離を段階的に変化することができる。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the sawtooth protrusion 11 (12) is formed by combining two oblique sides that are oblique to the axial direction and the circumferential direction. As a result, the cam members 8 and 10 can be relatively rotated in both the forward and reverse directions with a small torque. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the tips of the protrusions 11 (12) where the hypotenuses intersect may be formed flat or rounded so as to be formed smoothly. Accordingly, the cam members 8 and 10 can be relatively rotated with a smaller torque.
Thus, in the first embodiment, the cam members 8 and 10 can be relatively rotated to change the distance between the cam members 8 and 10 stepwise.

図5は、カム部材10と、このカム部材10を取り巻くように設けられたステータ3とを回転軸方向からみた状態を示す正面図である。カム部材10の中心にある孔13には、図5には示さなかったがロータシャフト1を挿通する。カム部材10はロータシャフト1に対して相対回転可能である。カム部材10の外周には、全周に亘って円環状のディスクロータ14を固設する。そして、コの字状のキャリパ15をステータ3側に取り付けて、ディスクロータ14を跨ぐよう配置する。   FIG. 5 is a front view showing a state in which the cam member 10 and the stator 3 provided so as to surround the cam member 10 are viewed from the rotation axis direction. Although not shown in FIG. 5, the rotor shaft 1 is inserted into the hole 13 at the center of the cam member 10. The cam member 10 is rotatable relative to the rotor shaft 1. An annular disk rotor 14 is fixed to the outer periphery of the cam member 10 over the entire periphery. Then, a U-shaped caliper 15 is attached to the stator 3 side and disposed so as to straddle the disk rotor 14.

図5に示すように、ディスクロータ14およびキャリパ15よりも外径側には、ステータ3のステータコア16を、周方向に複数配置する。ステータコア16の軸方向両端はそれぞれ対向面5を構成する。各ステータコア16の軸方向中程には、コイル17を巻回する。ステータコア16よりも外径側には、回転電機の外殻を形成する中空円筒形状の回転電機ケース18を具える。   As shown in FIG. 5, a plurality of stator cores 16 of the stator 3 are arranged in the circumferential direction on the outer diameter side of the disk rotor 14 and the caliper 15. Both ends in the axial direction of the stator core 16 constitute opposing surfaces 5. A coil 17 is wound in the middle of each stator core 16 in the axial direction. On the outer diameter side of the stator core 16 is provided a hollow cylindrical rotating electrical machine case 18 that forms an outer shell of the rotating electrical machine.

説明を図1に戻すと、ロータ2表面のうちステータ3から遠い背面19には、皿バネ20と、皿バネ20およびロータ2がロータシャフト1から抜け出ることを防止するストッパ21とを順次配置する。ストッパ21はロータシャフト1に固設される。皿バネ20は、ロータ2をステータ3に近づく方向に押圧し、カム部材8,10間で圧縮軸力を与える。   Returning to FIG. 1, a disc spring 20 and a stopper 21 that prevents the disc spring 20 and the rotor 2 from slipping out of the rotor shaft 1 are sequentially arranged on the back surface 19 of the rotor 2 far from the stator 3. . The stopper 21 is fixed to the rotor shaft 1. The disc spring 20 presses the rotor 2 in a direction approaching the stator 3 and applies a compression axial force between the cam members 8 and 10.

第1実施例の作用について説明する。
ロータ2の回転速度が低い速度域aで図1中の矢の向きに回転中、これらロータ2のカム部材8,8と噛合するカム部材10も、一緒に連れ回されていて、カム部材10は、エアギャップ6の間隔をDaに保持する。ロータ2の回転速度が上昇して回転速度が速度域aを超えると、キャリパ15がディスクロータ14を挟圧して、カム部材10に制動トルクを与える。このとき、カム部材8は制動されずにロータ2とともに回転するため、カム部材10はカム部材8よりも回転速度が遅くなって、両者8,10は相対回転する。
The operation of the first embodiment will be described.
During rotation in the direction of the arrow in FIG. 1 in the speed range a where the rotational speed of the rotor 2 is low, the cam members 10 that mesh with the cam members 8 and 8 of the rotor 2 are also rotated together. Keeps the distance of the air gap 6 at Da. When the rotational speed of the rotor 2 increases and the rotational speed exceeds the speed range a, the caliper 15 pinches the disk rotor 14 and applies a braking torque to the cam member 10. At this time, since the cam member 8 rotates together with the rotor 2 without being braked, the rotational speed of the cam member 10 is slower than that of the cam member 8, and both the members 8 and 10 rotate relative to each other.

そうすると、図4(a)(b)のところで前述したとおり、カム部材8,10間の距離がΔD長くなり、皿バネ20が、軸方向にΔD短くなるよう圧縮変形する。その結果、エアギャップ6の間隔はDaからDbに変化する。DbはDaよりも長い。   Then, as described above with reference to FIGS. 4A and 4B, the distance between the cam members 8 and 10 is increased by ΔD, and the disc spring 20 is compressed and deformed so as to be decreased by ΔD in the axial direction. As a result, the interval of the air gap 6 changes from Da to Db. Db is longer than Da.

しかして、ロータ2の回転速度が速度域aよりも高い速度域bで図2中の矢の向きに回転中、これらロータ2のカム部材8,8と噛合するカム部材10も、一緒に連れ回されていて、カム部材10は、エアギャップ6の間隔をDbに保持する。   Thus, while the rotation speed of the rotor 2 is rotating in the direction of the arrow in FIG. 2 in the speed range b higher than the speed range a, the cam members 10 that mesh with the cam members 8 and 8 of the rotor 2 are also brought together. The cam member 10 keeps the distance of the air gap 6 at Db.

ロータ2の回転速度がさらに上昇して回転速度が速度域bの上限値を超えると、キャリパ15がディスクロータ14を挟圧して、カム部材8,10を上述のごとく相対回転し、エアギャップ6の間隔はDbからDcに変化させる。DcはDbよりも長い。図には示さなかったが、ロータ2の回転速度が速度域bよりも高い速度域cで回転中、これらロータ2のカム部材8,8と噛合するカム部材10も、一緒に連れ回されていて、カム部材10は、エアギャップ6の間隔をDcに保持する。   When the rotational speed of the rotor 2 further increases and the rotational speed exceeds the upper limit value of the speed range b, the caliper 15 pinches the disk rotor 14 and relatively rotates the cam members 8 and 10 as described above, and the air gap 6 Is changed from Db to Dc. Dc is longer than Db. Although not shown in the drawing, while the rotation speed of the rotor 2 is rotating in the speed range c higher than the speed range b, the cam members 10 meshing with the cam members 8 and 8 of the rotor 2 are also rotated together. Thus, the cam member 10 maintains the distance of the air gap 6 at Dc.

このように、第1実施例になる可変エアギャップ式回転電機によれば、カム機構を構成する2個のカム部材8,10を小さな制動トルクで相対回転させてロータ2の軸方向位置を移動させることが可能である。このため、従来の可変エアギャップ式回転電機よりもロータを軽量化することができる。また、従来の可変エアギャップ式回転電機よりもエアギャップ距離を素早く調整することができる。したがって第1実施例になる可変エアギャップ式回転電機を、急加速および急減速といった回転速度が急変する電気自動車の動力源として利用することができる。
また第1実施例になる可変エアギャップ式回転電機によれば、カム部材8,10を正転および逆転方向のいずれにも相対回転可能であることから、エアギャップ6の間隔を、段階的に大きくしたり小さくしたりするよう調整できる。
Thus, according to the variable air gap type rotating electrical machine according to the first embodiment, the two cam members 8 and 10 constituting the cam mechanism are relatively rotated with a small braking torque to move the axial position of the rotor 2. It is possible to make it. For this reason, a rotor can be reduced in weight rather than the conventional variable air gap type rotary electric machine. Further, the air gap distance can be adjusted more quickly than the conventional variable air gap type rotating electrical machine. Therefore, the variable air gap type rotating electrical machine according to the first embodiment can be used as a power source for an electric vehicle in which the rotational speed such as sudden acceleration and sudden deceleration changes suddenly.
Further, according to the variable air gap type rotating electrical machine according to the first embodiment, the cam members 8 and 10 can be rotated relative to each other in both the normal rotation direction and the reverse rotation direction. Can be adjusted to increase or decrease.

次に本発明の第2実施例について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

図6は、第2実施例になる可変エアギャップ式回転電機を、回転軸と直角な方向から見た状態を示す側面図であり、エアギャップ間隔が狭い状態(=Da)を表す。また図7は同実施例におけるエアギャップ間隔が広い状態(=Db)を表す側面図である。この第2実施例の基本構成は、上述した第1実施例と共通するため、同一部材については、共通する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。   FIG. 6 is a side view showing a state in which the variable air gap type rotating electrical machine according to the second embodiment is viewed from a direction perpendicular to the rotation axis, and shows a state where the air gap interval is narrow (= Da). FIG. 7 is a side view showing a state (= Db) where the air gap interval is wide in the embodiment. Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment described above, the same members are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different configurations will be described.

図6に示す第2実施例では、カム部材8,10の鋸歯状突起の形状が図1に示す第1実施例と異なる。つまり鋸歯状突起11(12)は、図6、図7に示すように軸方向の縦辺と軸方向および周方向と斜交する斜辺とを2本組み合わせてなる。図6に示す鋸歯状突起11のうち、軸方向高さが最も低い突起Aから、この突起Aの隣に位置して軸方向高さがこの突起Aよりも高い突起Bをみると、突起Aの先端から縦辺が延在して谷を形成し、この谷から斜辺が延在して突起Bの先端に至る。突起Bの隣に位置して軸方向高さがこの突起Bよりも高い突起Cも、突起Bから突起Cをみれば、上述とおなじ縦辺および斜辺の組み合わせになる。   In the second embodiment shown in FIG. 6, the shape of the serrated projections of the cam members 8 and 10 is different from that of the first embodiment shown in FIG. That is, the sawtooth projection 11 (12) is formed by combining two longitudinal sides in the axial direction and two oblique sides obliquely intersecting the axial direction and the circumferential direction as shown in FIGS. Among the sawtooth projections 11 shown in FIG. 6, when the projection A located next to the projection A and having a higher axial height than the projection A is seen from the projection A having the lowest axial height, the projection A A vertical side extends from the tip of the ridge to form a valley, and a hypotenuse extends from this valley to the tip of the protrusion B. The projection C positioned next to the projection B and having an axial height higher than the projection B also has the same combination of the vertical side and the oblique side when the projection C is viewed from the projection B.

第2実施例の作用について説明する。
カム部材10からみた図6上側のカム部材8の相対回転は、カム部材8に付した矢の向きとなるよう一方向とされ、逆方向の相対回転はできない。したがって、エアギャップ間隔が狭い状態から1段階ずつ大きくする方向には、カム部材8,10を小さなトルクで相対回転することができる。これに対し、エアギャップ間隔を一段階ずつ小さくすることは不能で、エアギャップ間隔が最大の状態から1段階相対回転させて最小の状態にする。
The operation of the second embodiment will be described.
The relative rotation of the cam member 8 on the upper side in FIG. 6 as viewed from the cam member 10 is in one direction so as to be in the direction of the arrow attached to the cam member 8, and cannot be rotated in the opposite direction. Therefore, the cam members 8 and 10 can be relatively rotated with a small torque in the direction in which the air gap interval is increased step by step from the narrow state. On the other hand, it is impossible to reduce the air gap interval one step at a time. The air gap interval is relatively rotated by one step from the maximum air gap interval to the minimum state.

このように第2実施例では、カム部材8,10を一方向のみ相対回転させてエアギャップ6の距離を段階的に大きくすることができる。   As described above, in the second embodiment, the cam members 8 and 10 can be relatively rotated in only one direction to increase the distance of the air gap 6 stepwise.

次に本発明の第3実施例について説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described.

図8は、第3実施例になる可変エアギャップ式回転電機を、回転軸と直角な方向から見た状態を示す側面図であり、エアギャップ間隔が狭い状態(=Dh)を表す。また図9は同実施例におけるエアギャップ間隔が広い状態(=Di)を表す側面図である。この第3実施例を第1実施例と比較すると、カム部材8,10からなるカム機構を、ロータ2の背面19に移設したものであって、第3実施例の基本構成は、上述した第1実施例と共通する。このため、同一部材については、共通する符号を付して説明を省略する。
なお第3実施例におけるカム部材10は、軸方向に移動不能かつ、ロータシャフト1に対して相対移動可能に軸支されている。皿バネ23は、ロータ2をステータ3から遠くする方向に押圧し、カム部材8,10間で圧縮軸力を与える。
FIG. 8 is a side view showing a state in which the variable air gap type rotating electrical machine according to the third embodiment is viewed from a direction perpendicular to the rotation axis, and shows a state where the air gap interval is narrow (= Dh). FIG. 9 is a side view showing a state (= Di) where the air gap interval is wide in the embodiment. Comparing the third embodiment with the first embodiment, the cam mechanism comprising the cam members 8 and 10 is moved to the back surface 19 of the rotor 2, and the basic configuration of the third embodiment is the same as that described above. Common to one embodiment. For this reason, about the same member, a common code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
The cam member 10 in the third embodiment is pivotally supported so as not to move in the axial direction and to be movable relative to the rotor shaft 1. The disc spring 23 presses the rotor 2 in a direction away from the stator 3 and applies a compression axial force between the cam members 8 and 10.

第3実施例の作用について説明する。
図8においてロータ2の回転速度が低い速度域hで回転中、ロータ2のカム部材8と噛合するカム部材10も一緒に連れ回されており、キャリパ15に制動されていない。カム部材10はエアギャップ6の間隔をDhに保持する。
ロータ2の回転速度が上昇して回転速度が速度域hを超えると、キャリパ15がディスクロータ14を挟圧して、カム部材10に制動トルクを与える。このとき、カム部材8は制動されずにロータ2とともに回転するため、カム部材10はカム部材8よりも回転速度が遅くなって、両者8,10は相対回転する。
The operation of the third embodiment will be described.
In FIG. 8, during rotation of the rotor 2 at a low speed range h, the cam member 10 that meshes with the cam member 8 of the rotor 2 is also rotated together and is not braked by the caliper 15. The cam member 10 maintains the distance of the air gap 6 at Dh.
When the rotational speed of the rotor 2 increases and the rotational speed exceeds the speed range h, the caliper 15 pinches the disk rotor 14 and applies a braking torque to the cam member 10. At this time, since the cam member 8 rotates together with the rotor 2 without being braked, the rotational speed of the cam member 10 is slower than that of the cam member 8, and both the members 8 and 10 rotate relative to each other.

そうすると、図4(a)(b)のところで前述したとおり、カム部材8,10間の距離がΔD短くなり、カム部材8およびロータ2が、ステータ3から軸方向にΔD遠ざかる。その結果、エアギャップ6の間隔はDhからDiに変化する。DiはDhよりも長い。   Then, as described above with reference to FIGS. 4A and 4B, the distance between the cam members 8 and 10 is shortened by ΔD, and the cam member 8 and the rotor 2 are moved away from the stator 3 by ΔD in the axial direction. As a result, the interval of the air gap 6 changes from Dh to Di. Di is longer than Dh.

しかして、ロータ2の回転速度が速度域hよりも高い速度域iで回転中、ロータ2のカム部材8と噛合するカム部材10も、一緒に連れ回されていて、カム部材10は、エアギャップ6の間隔をDiに保持する。   Thus, while the rotation speed of the rotor 2 is rotating in the speed range i higher than the speed range h, the cam member 10 that meshes with the cam member 8 of the rotor 2 is also rotated together. The gap 6 is kept at Di.

以上の説明から明らかなように、第3実施例になる可変エアギャップ式回転電機によれば、カム部材8,10を正転および逆転方向のいずれにも小さなトルク相対回転可能であることから、エアギャップ6の間隔を、段階的に大きくしたり小さくしたりするよう調整できる。   As is clear from the above description, according to the variable air gap type rotating electrical machine according to the third embodiment, the cam members 8 and 10 can be rotated with a small relative torque in both the forward and reverse directions. The space | interval of the air gap 6 can be adjusted so that it may increase or decrease in steps.

次に本発明の第4実施例について説明する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

図10は、第4実施例になる可変エアギャップ式回転電機を、回転軸と直角な方向から見た状態を示す側面図であり、エアギャップ間隔が広い状態(=Di)を表す。また図11は同実施例におけるエアギャップ間隔が狭い状態(=Dh)を表す側面図である。この第4実施例の基本構成は、上述した第3実施例と共通するため、同一部材については、共通する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。   FIG. 10 is a side view showing a state in which the variable air gap type rotating electrical machine according to the fourth embodiment is viewed from a direction perpendicular to the rotation axis, and shows a state where the air gap interval is wide (= Di). FIG. 11 is a side view showing a state (= Dh) in which the air gap interval is narrow in the embodiment. Since the basic configuration of the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment described above, the same members will be denoted by the same reference numerals, the description thereof will be omitted, and different configurations will be described.

図10に示す第4実施例では、カム部材8,10の鋸歯状突起11(12)の形状が、図6および第2実施例のところで前述したように軸方向の縦辺と軸方向および周方向と斜交する斜辺とを2本組み合わせてなる。したがってカム部材8,10の相対回転は一方向とされ、逆方向の相対回転はできない。   In the fourth embodiment shown in FIG. 10, the shape of the serrated projections 11 (12) of the cam members 8 and 10 is the same as that of FIG. This is a combination of two oblique sides that obliquely cross the direction. Therefore, the relative rotation of the cam members 8 and 10 is one direction, and the relative rotation in the opposite direction is not possible.

第4実施例の作用について説明する。
カム部材8,10の相対回転は一方向に限定されていることから、カム部材8,10間の軸方向距離は、一段階ΔD毎に大きくすることができる。つまり、エアギャップ6の間隔を一段階毎に狭くすることができる。これに対し、エアギャップ間隔を一段階ずつ大きくすることは不能で、エアギャップ間隔が最小の状態から1段階相対回転させて最大の状態にする。
The operation of the fourth embodiment will be described.
Since the relative rotation of the cam members 8 and 10 is limited to one direction, the axial distance between the cam members 8 and 10 can be increased for each step ΔD. That is, the interval of the air gap 6 can be narrowed for each step. On the other hand, it is impossible to increase the air gap interval by one step, and the air gap interval is rotated from the minimum state to the maximum state by one step relative rotation.

ロータ2の回転速度が高い回転域iでは、図10に示すように、エアギャップ間隔をDiとして広くする。またロータ2の回転速度が低い回転域hでは、図11に示すように、エアギャップ間隔をDhとして狭くする。   In the rotational range i where the rotational speed of the rotor 2 is high, the air gap interval is widened as Di as shown in FIG. Further, in the rotation range h where the rotation speed of the rotor 2 is low, as shown in FIG. 11, the air gap interval is made narrower as Dh.

このように第4実施例では、カム部材8,10を一方向のみ相対回転させてエアギャップ6の距離を段階的に小さくすることができる。   As described above, in the fourth embodiment, the cam members 8 and 10 can be relatively rotated in only one direction to reduce the distance of the air gap 6 in a stepwise manner.

次に本発明の第5実施例について説明する。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

図12は、第5実施例になるロータの側面図である。この第5実施例の基本構成は、図5、図6に沿って前述した第1実施例と共通するため、図5に沿って前述したステータ3をそのまま図12に示すロータに適用できる。第5実施例になるロータのうち第2実施例と同一部材については、共通する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。   FIG. 12 is a side view of the rotor according to the fifth embodiment. Since the basic configuration of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment described above with reference to FIGS. 5 and 6, the stator 3 described above along FIG. 5 can be applied to the rotor shown in FIG. 12 as it is. Of the rotor according to the fifth embodiment, the same members as those of the second embodiment will be denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different configurations will be described.

この実施例では図12に示すように、図12上側にあるカム部材8mにはカム部材10mを噛合させ、図12下側にあるカム部材8nにはカム部材10nを噛合させる。そして、これらカム部材10m,10nを別部材として、カム部材10m,10n間で相対回転可能にする。さらに、カム部材10mの鋸歯状突起12の配列方向と、カム部材10nの鋸歯状突起12の配列方向とを平行に揃える。カム部材10m,10nには、前述したディスクロータ14およびキャリパ15から構成されるごとき図示しない制動装置を夫々設ける。また、ロータ2mのロータシャフト1mと、ロータ2nのロータシャフト1nとを別部材とする。   In this embodiment, as shown in FIG. 12, the cam member 10m is engaged with the cam member 8m on the upper side of FIG. 12, and the cam member 10n is engaged with the cam member 8n on the lower side of FIG. And these cam members 10m and 10n are made into another member, and it enables relative rotation between cam members 10m and 10n. Further, the arrangement direction of the serrated projections 12 of the cam member 10m and the arrangement direction of the serrated projections 12 of the cam member 10n are aligned in parallel. The cam members 10m and 10n are each provided with a braking device (not shown) composed of the disk rotor 14 and the caliper 15 described above. The rotor shaft 1m of the rotor 2m and the rotor shaft 1n of the rotor 2n are separate members.

第5実施例になる可変エアギャップ式回転電機によれば、ロータ2mのエアギャップ6mと、ロータ2nのエアギャップ6nとを個別に調整することができる。   According to the variable air gap type rotating electrical machine according to the fifth embodiment, the air gap 6m of the rotor 2m and the air gap 6n of the rotor 2n can be individually adjusted.

次に本発明の第6実施例について説明する。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.

図13は、第6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て見た状態を示す縦断面図であり、エアギャップ間隔が狭い状態(=Dj)を表す。また図14は同実施例におけるエアギャップ間隔が広い状態(=Dk)を表す縦断面図である。この第6実施例では、双方のロータが軸方向に移動するのではなく、一方のロータが上述した軸方向に移動する。この第6実施例のうち、上述した各実施例と同一部材については、共通する符号を付して説明を省略し、異なる構成について適宜説明する。   FIG. 13: is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which cut | disconnected the variable air gap type rotary electric machine which becomes 6th Example by the plane containing a rotating shaft, and represents the state (= Dj) where an air gap space | interval is narrow. . FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a state (= Dk) in which the air gap interval is wide in the embodiment. In the sixth embodiment, both rotors do not move in the axial direction, but one rotor moves in the axial direction described above. In the sixth embodiment, the same members as those in the above-described embodiments will be denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different configurations will be described as appropriate.

図13中、ロータシャフト1およびロータ2は軸方向に移動可能であって、皿バネ20によってステータ3から離れる方向に付勢される。
ステータ3からからみて、ロータ2とは反対側には、中央に孔22hを具えた円盤状の副ロータ22を配置する。副ロータ22は回転可能かつ軸方向移動不能に回転電機ケース18に取り付けられる。副ロータ22の中心部には、中央に孔10hを具えた円環状のカム部材10を結合する。カム部材10には鋸歯状突起12を形成する。これら鋸歯状突起12に、カム部材8の軸方向一端部8rに形成した鋸歯状突起11を噛合する。
中空円筒形状のカム部材8は、上述した副ロータ22からロータ2まで軸方向に延在し、上記カム部材10の中央孔10hと、副ロータ22の中央孔22hと、ステータ3とを順次貫通する。軸方向一端部8rとは反対側にあるカム部材8他端部はロータ2と結合する。
In FIG. 13, the rotor shaft 1 and the rotor 2 are movable in the axial direction, and are biased in a direction away from the stator 3 by the disc spring 20.
As viewed from the stator 3, a disk-shaped sub-rotor 22 having a hole 22 h at the center is disposed on the opposite side of the rotor 2. The sub-rotor 22 is attached to the rotating electrical machine case 18 so that it can rotate but cannot move in the axial direction. An annular cam member 10 having a hole 10 h at the center is coupled to the center of the sub-rotor 22. A serrated projection 12 is formed on the cam member 10. The serrated projections 11 formed at the one axial end 8 r of the cam member 8 are engaged with the serrated projections 12.
The hollow cylindrical cam member 8 extends in the axial direction from the above-described sub-rotor 22 to the rotor 2, and sequentially passes through the central hole 10 h of the cam member 10, the central hole 22 h of the sub-rotor 22, and the stator 3. To do. The other end of the cam member 8 on the side opposite to the axial one end 8 r is coupled to the rotor 2.

図13に示す鋸歯状突起12および鋸歯状突起11は、前述した図4(b)の状態で噛合し、カム部材8とカム部材10との距離が長い。したがって、ロータ2は皿バネ23を圧縮変形して図13の右方にあって、ロータ2およびステータ3間のエアギャップ6の間隔は、Djのごとく狭くなる。   The sawtooth protrusion 12 and the sawtooth protrusion 11 shown in FIG. 13 mesh with each other in the state of FIG. 4B described above, and the distance between the cam member 8 and the cam member 10 is long. Therefore, the rotor 2 compresses and deforms the disc spring 23 and is on the right side of FIG. 13, and the interval of the air gap 6 between the rotor 2 and the stator 3 becomes narrow as Dj.

これに対し、図14に示す鋸歯状突起12および鋸歯状突起11は、前述した図4(a)の状態で噛合する。なお、図14において鋸歯状突起12および鋸歯状突起11は重なって示される。つまり、カム部材8とカム部材10との距離が短い。したがって、皿バネ23はロータ2を図13の左方に移動して、ロータ2およびステータ3間のエアギャップ6の間隔は、Dkのごとく広くなる。   On the other hand, the sawtooth protrusion 12 and the sawtooth protrusion 11 shown in FIG. 14 mesh with each other in the state shown in FIG. In FIG. 14, the sawtooth protrusion 12 and the sawtooth protrusion 11 are shown to overlap each other. That is, the distance between the cam member 8 and the cam member 10 is short. Therefore, the disc spring 23 moves the rotor 2 to the left in FIG. 13, and the interval of the air gap 6 between the rotor 2 and the stator 3 becomes wider as Dk.

エアギャップ6間隔の切り換え操作は、コイル17に複合電流を流しロータ2および副ロータ22を個々に駆動することにより、カム部材8,10間で相対回転を生じさせることに行う。つまり、ロータ2を駆動する駆動用交流と、副ロータ22を駆動する駆動用交流とを重畳して複合電流を生成し、該複合電流をコイル17に流すことにより、カム部材8,10間を相対回転させる。なお、複合電流については本出願人による特開平11−275826に記載の技術を用いる。副ロータ22がロータ2とは異なる駆動用交流で駆動するよう、副ロータ22およびロータ2の極数を異ならせる。具体的には、副ロータ22の対向面24に配置する永久磁石24の個数と、ロータ2の対向面4に配置する永久磁石7の個数とを異ならせる。   The switching operation of the air gap 6 is performed by causing a relative current between the cam members 8 and 10 by flowing a composite current through the coil 17 and individually driving the rotor 2 and the sub-rotor 22. That is, a driving current for driving the rotor 2 and a driving AC for driving the sub-rotor 22 are superimposed to generate a composite current, and the composite current is passed through the coil 17 so that the cam members 8 and 10 are connected. Rotate relative. For the composite current, the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-275826 by the present applicant is used. The number of poles of the sub-rotor 22 and the rotor 2 is made different so that the sub-rotor 22 is driven with a driving AC different from that of the rotor 2. Specifically, the number of permanent magnets 24 arranged on the opposed surface 24 of the sub-rotor 22 is made different from the number of permanent magnets 7 arranged on the opposed surface 4 of the rotor 2.

ところで、上記した各実施例によれば、回転電機のロータシャフト1にロータ2を軸方向に相対移動可能かつ周方向に相対移動不能に取り付け、ロータ2の軸方向位置を段階的に変化させるカム部材8,10を具える。該カム部材8,10は中空の円筒部材であり、カム部材8,10の軸方向端には、軸方向高さの異なる鋸歯状突起11,12を周方向に複数配設し、これら2個のカム部材8,10を同軸に突き合わせてこれら鋸歯状突起11,12同士を周方向に相対回転可能に噛合し、これら2個のうち一方のカム部材8をロータ2に連結したことから、
カム部材8,10を小さな力で相対回転させることによりロータ2の位置を移動させることができる。したがって、従来のように重量化したカウンタ振り子をロータに取り付ける必要がなくなり、ロータ2が軽量化する。この結果、急加速および急減速などの回転速度の急変が要求される電気自動車の動力源として利用することができる。
By the way, according to each of the above-described embodiments, the rotor 2 is attached to the rotor shaft 1 of the rotating electrical machine so as to be relatively movable in the axial direction and not relatively movable in the circumferential direction, and the cam for changing the axial position of the rotor 2 stepwise. Members 8 and 10 are provided. The cam members 8 and 10 are hollow cylindrical members, and a plurality of sawtooth protrusions 11 and 12 having different axial heights are arranged in the circumferential direction at the axial ends of the cam members 8 and 10. The cam members 8 and 10 are coaxially butted so that the serrated protrusions 11 and 12 are engaged with each other so as to be relatively rotatable in the circumferential direction, and one of the two cam members 8 is connected to the rotor 2.
The position of the rotor 2 can be moved by relatively rotating the cam members 8 and 10 with a small force. Therefore, it is not necessary to attach a weighted counter pendulum to the rotor as in the conventional case, and the rotor 2 is reduced in weight. As a result, it can be used as a power source for electric vehicles that require rapid changes in rotational speed such as sudden acceleration and sudden deceleration.

上記した第1〜第5実施例によれば、他方のカム部材10には、ディスクロータ14およびキャリパ15よりなる制動手段を設けたことから、カム部材8,10を相対回転させることが可能になる。   According to the first to fifth embodiments described above, the other cam member 10 is provided with the braking means comprising the disc rotor 14 and the caliper 15, so that the cam members 8, 10 can be rotated relative to each other. Become.

上記した第1〜第2実施例によれば、ロータシャフト1の両端部にロータ2,2を夫々取り付け、これらロータ2,2間にカム部材8,10を配置し、これらロータ2,2間の軸方向距離を伸縮することから、エアギャップ6の間隔を調整することができる。   According to the first and second embodiments described above, the rotors 2 and 2 are respectively attached to both ends of the rotor shaft 1, and the cam members 8 and 10 are disposed between the rotors 2 and 2. The distance between the air gaps 6 can be adjusted by expanding and contracting the axial distance.

上記した第6実施例によれば、他方のカム部材10に副ロータ22を取り付け、この副ロータ22およびロータ2を共通するステータ3に対向配置し、ロータ2を駆動する駆動用交流と、副ロータ22を駆動する駆動用交流とを重畳して複合電流を生成し、該複合電流をステータ3のコイル17に流すことにより、これらロータ2と副ロータ22とを個々に駆動することから、
カム部材8,10を正方向および逆方向に相対回転させることが可能になって、エアギャップ6間隔を自由自在に調整することができるようになる。また、ロータシャフト1およびロータ2の回転速度の程度にかかわらず、エアギャップ6間隔を調整することができる。
According to the sixth embodiment described above, the auxiliary rotor 22 is attached to the other cam member 10, the auxiliary rotor 22 and the rotor 2 are disposed opposite to the common stator 3, the driving AC for driving the rotor 2, Since the composite current is generated by superimposing the driving alternating current for driving the rotor 22 and the composite current is passed through the coil 17 of the stator 3, the rotor 2 and the sub-rotor 22 are individually driven.
The cam members 8 and 10 can be rotated relative to each other in the forward direction and the reverse direction, and the distance between the air gaps 6 can be freely adjusted. Further, the gap of the air gap 6 can be adjusted regardless of the rotational speed of the rotor shaft 1 and the rotor 2.

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を、回転軸と直角な方向から見た状態を示す側面図であり、エアギャップ間隔が狭い状態(=Da)を表す。It is a side view which shows the state which looked at the variable air gap type rotary electric machine which becomes 1st Example of this invention from the direction orthogonal to a rotating shaft, and represents the state (= Da) where an air gap space | interval is narrow. 同実施例におけるエアギャップ間隔が広い状態(=Db)を表す側面図である。 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。It is a side view showing the state (= Db) where the air gap space | interval is wide in the Example. In the same Example, it is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which the air gap changed. 図1中、カム部材をX−Xで断面とし、矢の方向から見た状態を示す横断面図である。In FIG. 1, it is a cross-sectional view which shows the state which made the cam member the cross section by XX and was seen from the direction of the arrow. 同実施例におけるカム部材同士の噛合箇所を周方向に展開して示す模式図であり、(a)はカム部材同士の距離が短い場合を示し、図1に対応する。(b)は、(a)の場合よりもカム部材同士の距離を1段階長くした状態を示し、図2に対応する。It is a schematic diagram which expand | deploys and shows the meshing location of the cam members in the Example in the circumferential direction, (a) shows the case where the distance of cam members is short, and respond | corresponds to FIG. (B) shows a state in which the distance between the cam members is increased by one step as compared with the case of (a), and corresponds to FIG. カム部材およびステータを回転軸方向からみた状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which looked at the cam member and the stator from the rotating shaft direction. 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を、回転軸と直角な方向から見た状態を示す側面図であり、エアギャップ間隔が狭い状態(=Da)を表す。 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 side view which shows the state which looked at the variable air gap type rotary electric machine which becomes 2nd Example of this invention from the direction orthogonal to a rotating shaft, and represents the state (= Da) where an air gap space | interval is narrow. 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. 同実施例におけるエアギャップ間隔が広い状態(=Db)を表す側面図である。It is a side view showing the state (= Db) where the air gap space | interval is wide in the Example. 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を、回転軸と直角な方向から見た状態を示す側面図であり、エアギャップ間隔が狭い状態(=Dh)を表す。It is a side view which shows the state which looked at the variable air gap type rotary electric machine which becomes 3rd Example of this invention from the direction orthogonal to a rotating shaft, and represents the state (= Dh) where an air gap space | interval is narrow. 同実施例におけるエアギャップ間隔が広い状態(=Di)を表す側面図である。It is a side view showing the state (= Di) where the air gap space | interval is wide in the Example. 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を、回転軸と直角な方向から見た状態を示す側面図であり、エアギャップ間隔が広い状態(=Di)を表す。It is a side view which shows the state which looked at the variable air gap type rotary electric machine which becomes 4th Example of this invention from the direction orthogonal to a rotating shaft, and represents the state (= Di) where an air gap space | interval is wide. 同実施例におけるエアギャップ間隔が狭い状態(=Dh)を表す側面図である。It is a side view showing the state (= Dh) where the air gap space | interval is narrow in the Example. 本発明の第5実施例になるロータを軸方向とは直角な方向からみて示す側面図である。It is a side view which shows the rotor which becomes 5th Example of this invention seeing from the direction orthogonal to an axial direction. 本発明の第6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て見た状態を示す縦断面図であり、エアギャップ間隔が狭い状態(=Dj)を表す。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which saw the variable air gap type rotary electric machine which becomes 6th Example of this invention cut | disconnected by the plane containing a rotating shaft, and represents the state (= Dj) with a narrow air gap space | interval. 同実施例におけるエアギャップ間隔が広い状態(=Dk)を表す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view showing the state (= Dk) where the air gap space | interval is wide in the Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 ロータシャフト
2 ロータ
3 ステータ
4 ロータ対向面
5 ステータ対向面
6 エアギャップ
7 永久磁石
8 カム部材
9 ボールスプライン
10 カム部材
11,12 鋸歯状突起
14 ディスクロータ
15 キャリパ
16 ステータコア
17 コイル
18 回転電機ケース
19 ロータ背面
22 副ロータ
24 副ロータ対向面
25 永久磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor shaft 2 Rotor 3 Stator 4 Rotor facing surface 5 Stator facing surface 6 Air gap 7 Permanent magnet 8 Cam member 9 Ball spline 10 Cam member 11, 12 Serrated projection 14 Disc rotor 15 Caliper 16 Stator core 17 Coil 18 Rotating electrical machine case 19 Rotor back surface 22 Subrotor 24 Subrotor facing surface 25 Permanent magnet

Claims (4)

ロータの軸方向位置を変化させるロータ移動手段を具え、ロータおよびステータ間のエアギャップが変化する可変エアギャップ式回転電機において、
前記ロータ移動手段は円筒部材を2個具え、該円筒部材の軸方向端には、軸方向に異なる高さの鋸歯状突起を周方向に複数の配設し、これら2個の円筒部材を同軸に突き合わせてこれら鋸歯状突起同士を周方向に相対回転可能に噛合し、これら2個の円筒部材のうち一方を前記ロータに連結したことを特徴とする可変エアギャップ式回転電機。
In a variable air gap type rotating electrical machine comprising a rotor moving means for changing the axial position of the rotor, wherein the air gap between the rotor and the stator changes,
The rotor moving means includes two cylindrical members, and a plurality of sawtooth protrusions having different heights in the axial direction are arranged at the axial ends of the cylindrical members, and the two cylindrical members are coaxially arranged. A variable air gap type rotating electrical machine characterized in that the saw-tooth projections are engaged with each other so as to be relatively rotatable in the circumferential direction, and one of these two cylindrical members is connected to the rotor.
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2個の円筒部材のうち他方には、回転を制動する制動手段を設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,
A variable air gap type rotating electrical machine characterized in that a braking means for braking rotation is provided on the other of the two cylindrical members.
請求項1または請求項2に記載の可変エアギャップ式回転電機において、
ロータシャフトの両端部に前記ロータを夫々取り付け、これらロータ間に前記ロータ移動手段を配置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 1 or 2,
A variable air gap type rotating electrical machine, wherein the rotor is attached to both ends of a rotor shaft, and the rotor moving means is disposed between the rotors.
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2個の円筒部材のうち他方に副ロータを取り付け、該副ロータおよび前記ロータを共通するステータに対向配置し、
前記ロータを駆動する駆動用交流と、前記副ロータを駆動する駆動用交流とを重畳して複合電流を生成し、該複合電流を前記ステータのコイルに流すことにより、これらロータと副ロータとを個々に駆動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 1,
A sub-rotor is attached to the other of the two cylindrical members, the sub-rotor and the rotor are disposed opposite to a common stator,
A driving current for driving the rotor and a driving AC for driving the sub-rotor are superimposed to generate a composite current, and the composite current is caused to flow through the coil of the stator. A variable air gap rotating electric machine that is individually driven.
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