JP2010074975A5 - - Google Patents

Description

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、
固定部と、前記固定部に軸受を介してシャフトを回転自在に支持された回転部を備え、
前記固定部は、固定子を有し、
前記回転部は、油圧を用いて界磁磁束を変化させることができる埋込磁石構造の回転子を有する、油圧界磁制御回転電機において、
前記回転電機は、前記回転子の界磁磁束を変化させる油圧制御部を、前記固定部の軸受支持部周りに、一体に設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、
前記油圧制御部は、外部から導かれたオイルを蓄圧する蓄圧室と、前記回転子への油圧を導通遮断する制御バルブとを、有することを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、
前記油圧制御部に、外部から導かれたオイルの過大油圧に対する保護機構として、チェックバルブを設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、
前記回転子は、軸方向に３分割された磁極部と、前記磁極部を相対回動させる油圧機構を有し、両側の磁極部をシャフトに固定し、中央の磁極部をシャフトに対し回動させることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、
前記回転子は、相対回動する磁極部の間にシムを設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。

また、請求項６に記載の発明は、
前記シムの材質は、磁性材であり、鉄製、または鉄合金製であることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、
オイル注入側の軸受部よりシャフトへオイルを供給する嵌合部品は、シャフトとの嵌合隙間に比較し、該嵌合部品の外径を保持する保持部品との嵌合隙間を大きく設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、
前記回転子の油圧室の回動方向の側壁には、壁面が密着することを防止する面取りがなされていることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項９に記載の発明は、
前記油圧機構に用いられるオイルの一部は、前記磁極部間の摺動部の潤滑に供せられた後、回転子外部へ放出されることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項１０に記載の発明は、
前記油圧機構に用いられるオイルの一部は、回転子外部に放出され、さらに前記回転電機の外部へ排出されることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。

また、請求項１１に記載の発明は、
前記油圧機構に用いられるオイルの一部は、軸受の潤滑に供されることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項１２に記載の発明は、
シャフト内へのオイル注入側軸受の潤滑に供されるオイルは、シャフトへオイルを供給する嵌合部品と、シャフトとの嵌合隙間より供されることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項１３に記載の発明は、
シャフト内へのオイル注入側でない軸受の潤滑に供されるオイルは、シャフト内を前記軸受部まで導かれたオイルが軸受背面に放出され、軸受の潤滑に供されることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項１４に記載の発明は、
シャフト内へのオイル注入側でない軸受の潤滑に供されるオイルは、回転子外に放出され、回転子に付着し、遠心力により飛散し、軸受上部の壁面より、軸受背面に導かれ供されることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項１５に記載の発明は、
前記回転子の中央の磁極部は、前記油圧機構が界磁磁束を変化させる作動を行なっていない状態では、減磁側に穏やかに回動することを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。

また、請求項１６に記載の発明は、
前記回転子の中央の磁極部を穏やかに回動させるトルクは、相対する磁極部間の永久磁石の吸引力をもってなされることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項１７に記載の発明は、
前記回転子は、前記磁極部を相対回動させる油圧機構にオイルを導く往復油路を、シャフト内に設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項１８に記載の発明は、
前記回転子は、前記往復油路を、シャフト内に装着された円筒形部品の外側と内側とに設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項１９に記載の発明は、
前記回転子は、増磁用油圧室より減磁用油圧室へのオイルの洩れを調整するオリフィスを、前記油圧機構に設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項２０に記載の発明は、
シャフト内へのオイル注入側でない軸受の潤滑に供されるオイルが、シャフト内を軸受背面に至る油路の途中に、オイルの洩れを調整するオリフィスを設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。

また、請求項２１に記載の発明は、
前記オリフィスの前に、フィルタを設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項２２に記載の発明は、
前記回転子は、前記磁極部を相対回動させる油圧機構にオイルを導く増磁側油路と、回転子外にオイルを放出する減磁側油路を、シャフト内に設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項２３に記載の発明は、
前記回転電機の回転子の中央の磁極部は、減磁側に穏やかに回動し、Ｎ極とＳ極が完全に相殺しない、回転電機として作動する最低限の界磁磁束となるよう回動範囲を制限されたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項２４に記載の発明は、
回転子に装着される永久磁石は、永久磁石の径方向外側に隣接する樹脂部品と共に回転子鉄心に装着されたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項２５に記載の発明は、
前記樹脂部品は、永久磁石に密着する平面と、回転子鉄心の装着孔の外側繋ぎ部に密着する曲面とで、断面形状を形成されていることを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。

また、請求項２６に記載の発明は、
永久磁石と永久磁石の径方向外側に隣接する樹脂部品が装着される前記回転子鉄心の装着孔の外側繋ぎ部の形状は、隅部がなく、均一な巾に成形された部分を有することを特徴とする油圧界磁制御回転電機とするものである。
また、請求項２７に記載の発明は、
回転子に装着される永久磁石は、永久磁石の径方向外側に隣接する樹脂部品と共に回転子鉄心に装着されたことを特徴とする埋込磁石構造の回転子とするものである。

本発明によれば、次のような効果がある。
（１）請求項１に記載の発明によると、
油圧を用い、埋込磁石構造の回転子の界磁磁束を変化させる油圧界磁制御回転電機において、前記回転子の界磁磁束を変化させる油圧制御部を、固定部を構成するブラケットの軸受支持部周りに、一体に設けたため、トルク増大等の高性能化と高回転域までの運転を両立した上で、応答性が良く、また、前記回転電機に連絡する油路は、油圧を一定に保つだけでよくなるため、急激な加減圧による回転電機までの管路損失を避けることができ、制御性の良い油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（２）請求項２に記載の発明によると、
前記油圧制御部は、外部から導かれたオイルを蓄圧する蓄圧室と、前記回転子への油圧を導通遮断する制御バルブとを、有するため、制御バルブの作動に対し、蓄圧室に蓄圧されたオイルを瞬時に供給できるため、オイルポンプの最大出力を省力できるとともに、応答性の良い油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（３）請求項３に記載の発明によると、
前記油圧制御部に、外部から導かれたオイルの過大油圧に対する保護機構として、チェックバルブを設けたため、オイルポンプや他の油圧機器の起動停止に伴う過大油圧に対し、前記油圧制御部を保護できる油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（４）請求項４に記載の発明によると、
前記回転子は、軸方向に３分割された磁極部と、前記磁極部を相対回動させる油圧機構を有し、両側の磁極部をシャフトに固定し、中央の磁極部をシャフトに対し回動させるため、中央の磁極部が、両側の磁極部の一方に吸引されることがなく、両側の摺動面には均等な油膜が形成され、最小限の油圧で回動され、回転子は、設計の自由度が大きく、現実的な構造となる油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（５）請求項５に記載の発明によると、
前記回転子は、相対回動する磁極部の間にシムを設けたため、摺動面への永久磁石の飛び出しと、相対回動時の接触を防ぐことができる油圧界磁制御回転電機を提供することができる。

（６）請求項６に記載の発明によると、
前記シムの材質は、磁性材であり、鉄製、または鉄合金製であるため、耐磨耗性に優れるとともに、界磁磁束が最小の状態では、永久磁石より発する磁束が、軸方向にショートカットし易くなり、固定子鉄心を通過する磁束もさらに小さくなるため、固定子鉄心に発生する鉄損の小さい油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（７）請求項７に記載の発明によると、
オイル注入側の軸受部よりシャフトへオイルを供給する嵌合部品は、シャフトとの嵌合隙間に比較し、該嵌合部品の外径を保持する保持部品との嵌合隙間を大きく設けたため、前記保持部品の内径と、シャフトの同軸度ずれに対し、該嵌合部品がシャフトと最小の油膜を保持できる同軸度を保つように移動することができ、回転子の回転に伴う摩擦トルクが小さい油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（８）請求項８に記載の発明によると、
前記回転子の油圧室の回動方向の側壁には、壁面が密着することを防止する面取りがなされているため、油圧受け面の面積を損なうことがなく、作動が確実な油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（９）請求項９に記載の発明によると、
前記油圧機構に用いられるオイルの一部は、前記磁極部間の摺動部の潤滑に供せられた後、回転子外部へ放出されるため、回転子外部へのオイル洩れを恐れず、摺動面に油膜を形成するためのオイルを供給でき、最小限の油圧で駆動できる油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（１０）請求項１０に記載の発明によると、
前記油圧機構に用いられるオイルの一部は、回転子外部に放出され、さらに前記回転電機の外部へ排出されるため、オイルは、オイルポンプと前記回転電機を循環でき、継続的に運転が可能な油圧界磁制御回転電機を提供することができる。

（１１）請求項１１に記載の発明によると、
前記油圧機構に用いられるオイルの一部は、軸受の潤滑に供されるため、軸受にグリスを封入する必要がなく、回転子の回転に伴う摩擦トルクが小さい油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（１２）請求項１２に記載の発明によると、
シャフト内へのオイル注入側軸受の潤滑に供されるオイルは、シャフトへオイルを供給する嵌合部品と、シャフトとの嵌合隙間より供されるため、該嵌合部品がシャフトと最小の油膜を保持でき、回転子の回転に伴う摩擦トルクが小さい油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（１３）請求項１３に記載の発明によると、
シャフト内へのオイル注入側でない軸受の潤滑に供されるオイルは、シャフト内を前記軸受部まで導かれたオイルが軸受背面に放出され、軸受の潤滑に供されるため、軸受にグリスを封入する必要がなく、回転子の回転に伴う摩擦トルクが小さい油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（１４）請求項１４に記載の発明によると、
シャフト内へのオイル注入側でない軸受の潤滑に供されるオイルは、回転子外に放出され、回転子に付着し、遠心力により飛散し、軸受上部の壁面より、軸受背面に導かれ供されるため、軸受にグリスを封入する必要がなく、回転子の回転に伴う摩擦トルクが小さい油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（１５）請求項１５に記載の発明によると、
前記回転子の中央の磁極部は、前記油圧機構が界磁磁束を変化させる作動を行なっていない状態では、減磁側に穏やかに回動するため、油圧制御部の故障時には、前記回転電機の誘起電圧を下げるため、絶縁破壊等の２次災害を防止し易い油圧界磁制御回転電機を提供することができる。

（１６）請求項１６に記載の発明によると、
前記回転子の中央の磁極部を穏やかに回動させるトルクは、相対する磁極部間の永久磁石の吸引力をもってなされるため、前記２次災害を防止するための特殊な装置を必要としない油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（１７）請求項１７に記載の発明によると、
前記回転子は、前記磁極部を相対回動させる油圧機構にオイルを導く往復油路を、シャフト内に設けたため、増磁にも減磁にも制御性の良い油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（１８）請求項１８に記載の発明によると、
前記回転子は、前記往復油路を、シャフト内に装着された円筒形部品の外側と内側とに設けたため、シャフトへの複雑な加工を必要とせず、安価で現実的な油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（１９）請求項１９に記載の発明によると、
前記回転子は、増磁用油圧室より減磁用油圧室へのオイルの洩れを調整するオリフィスを、前記油圧機構に設けたため、オリフィスの通路面積を調整することで、中央の磁極部が、減磁側に穏やかに回動する速度を調整できる油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（２０）請求項２０に記載の発明によると、
シャフト内へのオイル注入側でない軸受の潤滑に供されるオイルが、シャフト内を軸受背面に至る油路の途中に、オイルの洩れを調整するオリフィスを設けたため、オリフィスの通路面積を調整することで、油圧室の油圧を保ちながら、前記軸受へのオイル量を調整できる油圧界磁制御回転電機を提供することができる。

（２１）請求項２１に記載の発明によると、
前記オリフィスの前に、フィルタを設けたため、オリフィスの耐目詰まりに対し、信頼性の高い油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（２２）請求項２２に記載の発明によると、
前記回転子は、前記磁極部を相対回動させる油圧機構にオイルを導く増磁側油路と、回転子外にオイルを放出する減磁側油路を、シャフト内に設けたため、簡素で安価な油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（２３）請求項２３に記載の発明によると、
前記回転電機の回転子の中央の磁極部は、減磁側に穏やかに回動し、Ｎ極とＳ極が完全に相殺しない、回転電機として作動する最低限の界磁磁束となるよう回動範囲を制限されたため、油圧制御部の故障時でも、駆動が可能な油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（２４）請求項２４に記載の発明によると、
回転子に装着される永久磁石は、永久磁石の径方向外側に隣接する樹脂部品と共に回転子鉄心に装着されるため、永久磁石に作用する遠心力を、永久磁石装着孔の外側の永久磁石受け面で局所的に支持することがなく、永久磁石の割れを引き起こす応力集中を避け、より高回転域までの運転が可能となる油圧界磁制御回転電機を提供することができる。また、トルク増大等の高性能化と高回転域までの運転を両立する油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（２５）請求項２５に記載の発明によると、
前記樹脂部品は、永久磁石に密着する平面と、回転子鉄心の装着孔の外側繋ぎ部に密着する曲面とで、断面形状を形成されるため、永久磁石に作用する遠心力を、前記外側繋ぎ部の引張り力に変換し、より高回転域までの運転が可能となる油圧界磁制御回転電機を提供することができる。

（２６）請求項２６に記載の発明によると、
永久磁石と永久磁石の径方向外側に隣接する樹脂部品が装着される前記回転子鉄心の装着孔の外側繋ぎ部の形状は、隅部がなく、均一な巾に成形された部分を有するため、洩れ磁束を小さく止めたまま、前記外側繋ぎ部に作用する引張り力が、一部に集中せず、前記外側繋ぎ部の均一な巾に成形された部分に、最大引張り応力として均一に作用し、より高回転域までの運転が可能となる油圧界磁制御回転電機を提供することができる。
（２７）請求項２７に記載の発明によると、
回転子に装着される永久磁石は、永久磁石の径方向外側に隣接する樹脂部品と共に回転子鉄心に装着されるため、永久磁石に作用する遠心力を、永久磁石装着孔の外側の永久磁石受け面で局所的に支持することがなく、永久磁石の割れを引き起こす応力集中を避け、より高回転域までの運転が可能となる埋込磁石構造の回転子を提供することができる。

Claims (27)

1. 固定部と、前記固定部に軸受を介してシャフトを回転自在に支持された回転部を備え、
   前記固定部は、固定子を有し、
   前記回転部は、油圧を用いて界磁磁束を変化させることができる埋込磁石構造の回転子を有する、油圧界磁制御回転電機において、
   前記回転電機は、前記回転子の界磁磁束を変化させる油圧制御部を、前記固定部の軸受支持部周りに、一体に設けたことを特徴とする油圧界磁制御回転電機。
2. 前記油圧制御部は、外部から導かれたオイルを蓄圧する蓄圧室と、前記回転子への油圧を導通遮断する制御バルブとを、有することを特徴とする請求項１に記載の油圧界磁制御回転電機。
3. 前記油圧制御部に、外部から導かれたオイルの過大油圧に対する保護機構として、チェックバルブを設けたことを特徴とする請求項２に記載の油圧界磁制御回転電機。
4. 前記回転子は、軸方向に３分割された磁極部と、前記磁極部を相対回動させる油圧機構を有し、両側の磁極部をシャフトに固定し、中央の磁極部をシャフトに対し回動させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
5. 前記回転子は、相対回動する磁極部の間にシムを設けたことを特徴とする請求項４に記載の油圧界磁制御回転電機。
6. 前記シムの材質は、磁性材であり、鉄製、または鉄合金製であることを特徴とする請求項５に記載の油圧界磁制御回転電機。
7. オイル注入側の軸受部よりシャフトへオイルを供給する嵌合部品は、シャフトとの嵌合隙間に比較し、該嵌合部品の外径を保持する保持部品との嵌合隙間を大きく設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
8. 前記回転子の油圧室の回動方向の側壁には、壁面が密着することを防止する面取りがなされていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
9. 前記油圧機構に用いられるオイルの一部は、前記磁極部間の摺動部の潤滑に供せられた後、回転子外部へ放出されることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
10. 前記油圧機構に用いられるオイルの一部は、回転子外部に放出され、さらに前記回転電機の外部へ排出されることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
11. 前記油圧機構に用いられるオイルの一部は、軸受の潤滑に供されることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
12. シャフト内へのオイル注入側軸受の潤滑に供されるオイルは、シャフトへオイルを供給する嵌合部品と、シャフトとの嵌合隙間より供されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
13. シャフト内へのオイル注入側でない軸受の潤滑に供されるオイルは、シャフト内を前記軸受部まで導かれたオイルが軸受背面に放出され、軸受の潤滑に供されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
14. シャフト内へのオイル注入側でない軸受の潤滑に供されるオイルは、回転子外に放出され、回転子に付着し、遠心力により飛散し、軸受上部の壁面より、軸受背面に導かれ供されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
15. 前記回転子の中央の磁極部は、前記油圧機構が界磁磁束を変化させる作動を行なっていない状態では、減磁側に穏やかに回動することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
16. 前記回転子の中央の磁極部を穏やかに回動させるトルクは、相対する磁極部間の永久磁石の吸引力をもってなされることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
17. 前記回転子は、前記磁極部を相対回動させる油圧機構にオイルを導く往復油路を、シャフト内に設けたことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
18. 前記回転子は、前記往復油路を、シャフト内に装着された円筒形部品の外側と内側とに設けたことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
19. 前記回転子は、増磁用油圧室より減磁用油圧室へのオイルの洩れを調整するオリフィスを、前記油圧機構に設けたことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
20. シャフト内へのオイル注入側でない軸受の潤滑に供されるオイルが、シャフト内を軸受背面に至る油路の途中に、オイルの洩れを調整するオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１３に記載の油圧界磁制御回転電機。
21. 前記オリフィスの前に、フィルタを設けたことを特徴とする請求項２０に記載の油圧界磁制御回転電機。
22. 前記回転子は、前記磁極部を相対回動させる油圧機構にオイルを導く増磁側油路と、回転子外にオイルを放出する減磁側油路を、シャフト内に設けたことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
23. 前記回転電機の回転子の中央の磁極部は、減磁側に穏やかに回動し、Ｎ極とＳ極が完全にキャンセルしない、回転電機として作動する最低限の界磁磁束となるよう回動範囲を制限されたことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
24. 前記回転子に装着される永久磁石は、径方向外側に隣接する樹脂部品と共に回転子鉄心に装着されたことを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の油圧界磁制御回転電機。
25. 前記樹脂部品は、永久磁石に密着する平面と、回転子鉄心の装着孔の外側繋ぎ部に密着する曲面とで、断面形状を形成されていることを特徴とする請求項２４に記載の油圧界磁制御回転電機。
26. 永久磁石と径方向外側に隣接する樹脂部品が装着される前記回転子鉄心の装着孔の外側繋ぎ部の形状は、隅部がなく、均一な巾に成形された部分を有することを特徴とする請求項２５に記載の油圧界磁制御回転電機。
27. 回転子に装着される永久磁石は、径方向外側に隣接する樹脂部品と共に回転子鉄心に装着されたことを特徴とする埋込磁石構造の回転子。