JP4499052B2 - 電動機 - Google Patents
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Description
この電動機では、例えば電動機の回転速度に応じて第1および第2回転子の位相差を制御する場合には、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材を介して第1および第2回転子の周方向の相対位置を変更するようになっている。また、例えば固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第1および第2回転子の位相差を制御する場合には、各回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することによって、第1および第2回転子の周方向の相対位置を変更するようになっている。
また、例えば固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第1および第2回転子の位相差を制御する場合には、回転磁界速度が変更されることから、電動機の制御処理が複雑化してしまうという問題が生じる。
さらに、アクチュエータ部と、内周側回転子および外周側回転子の間のギャップとを連通させる流体通路を備えているため、アクチュエータ部を作動させるための流体で内周側回転子および外周側回転子の熱を奪ってこれらを冷却することができる。
さらに、圧力室への作動流体の供給量を制御することで内周側回転子と外周側回転子との間の相対的な位相を所望の位相にすることができる。
加えて、ベーンロータに形成された通路穴を介して圧力室へ流体を供給するため、別途配管を設ける場合と比較して小型化および低コスト化が図れる。
本実施形態に係る電動機10は、図1〜図3に示すように、この電動機10の回転軸線を中心に回転可能に設けられた略円環状の内周側回転子11と、この内周側回転子11に対してその径方向外側に同軸の回転軸線を中心に回転可能に設けられ、しかも回転軸線方向の位置を合わせて設けられた略円環状の外周側回転子12と、内周側回転子11および外周側回転子12を回転させる回転磁界を発生する複数相の図1に示す固定子巻線13aを有する固定子13と、内周側回転子11および外周側回転子12に接続されるとともに非圧縮性流体である作動油(流体)の油圧(流体圧)で内周側回転子11と外周側回転子12との間の相対的な位相を変更する回動機構(回動手段)14と、回動機構14への油圧を制御する図示略の油圧制御装置とを備えたブラシレスDCモータである。この電動機10は、例えばハイブリッド車両や電動車両等の車両に駆動源として搭載されることになり、その際に、その出力軸(回動軸)16はトランスミッション(図示略)の入力軸に接続され、電動機10の駆動力がトランスミッションを介して車両の駆動輪(図示略)に伝達されるようになっている。
以上により、内周側回転子11は、周方向に沿って配置された複数の永久磁石11a,…,11aを具備している。
以上により、外周側回転子12も、周方向に沿って配置された複数の永久磁石12a,…,12aを具備している。
また、例えば図9(b)に示すように、電動機10の界磁弱め損失は誘起電圧定数Keと回転数との積に比例(界磁弱め損失∝(Ke×回転数))することから、電動機10の許容回転数は誘起電圧定数Keと回転数との積の逆数に比例(許容回転数∝(1/(Ke×回転数)))する。
このため、例えば図11(a)に示す実施例のように、電動機10の回転数が増大することに伴い誘起電圧定数Keが低下傾向に変化(例えば、順次、A、B(<A)、C(<B)へと変化)するように設定することにより、誘起電圧定数Keを変化させない場合(例えば、第1〜第3比較例)に比べて、トルクおよび回転数に対する運転可能領域が拡大する。
このため、相対的に低い回転数領域から中回転数領域においては、相対的に大きな誘起電圧定数Keを選択することにより、所望のトルクを出力させるために必要とされる電流が低減し、銅損が低減する。
これにより、例えば図12(a)に示す実施例のように、電動機10の回転数が増大することに伴い誘起電圧定数Keが低下傾向に変化するように設定することにより、誘起電圧定数Keを変化させない場合(例えば、図12(b)に示す第2比較例)に比べて、回転数および回転数に対する運転可能領域が拡大すると共に、電動機10の効率が所定効率以上となる高効率領域Eが拡大し、さらに、到達可能な最高効率の値が増大する。
加えて、第1圧力室56,…,56および第2圧力室57,…,57を内周側回転子11の内側に画成するため、電動機10の特に軸線方向の厚さの増大を抑えることができ、小型化が図れる。
さらに、ベーンロータ32に形成された通路穴35c,…,35cおよび通路穴35d,…,35dを介して第1圧力室56,…,56および第2圧力室57,…,57へ作動油を供給するため、別途配管を設ける場合と比較して小型化および低コスト化が図れる。
加えて、流体通路63は、一方のドライブプレート30に設けられた通路溝30f,…,30fおよび他方のドライブプレート31に設けられた通路溝31e,…,31eが互いに円周方向に位相を異ならせているため、外周側回転子12を平均的に冷却することができる。
11 内周側回転子
11a 内周側永久磁石
12 外周側回転子
12a 外周側永久磁石
14 回動機構(回動手段)
30f,31e 通路溝(第2流体通路)
30,31 ドライブプレート(端板)
32 ベーンロータ
35c,35d 通路穴
36 羽根部
47B 壁部
47c 切欠部
48 凹部
56 第1圧力室(圧力室)
57 第2圧力室(圧力室)
61 アクチュエータ部
62 ギャップ
63 流体通路
Claims (5)
- 周方向に沿って配置された内周側永久磁石を具備する内周側回転子および周方向に沿って配置された外周側永久磁石を具備する外周側回転子の互いの回転軸線が同軸に配置され、少なくとも前記内周側回転子および前記外周側回転子のいずれか一方を前記回転軸線周りに回動させることによって前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を変更可能な回動手段を備える電動機であって、
前記回動手段は、外部から供給される作動流体の圧力を受けて回動するアクチュエータ部を有しており、
該アクチュエータ部は、前記内周側回転子および前記外周側回転子のいずれか一方に設けられて前記作動流体が供給される圧力室と、前記内周側回転子および前記外周側回転子のいずれか他方と一体に構成されるとともに前記圧力室内に配置され、前記作動流体の圧力を受けて前記内周側回転子および前記外周側回転子の回転軸線を軸心として回動するベーンロータとで構成されており、該ベーンロータに形成された通路穴を介して前記圧力室へ前記作動流体を供給し、
前記アクチュエータ部の前記圧力室と、前記内周側回転子および前記外周側回転子の間のギャップとを連通させ、前記作動流体を供給して前記内周側回転子および前記外周側回転子を冷却する流体通路を備えていることを特徴とする電動機。 - 前記圧力室の壁部には前記ベーンロータの相対位置に拘わらずに前記流体通路を前記圧力室に常時開口可能とする切欠部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電動機。
- 前記内周側回転子の軸線方向の両端面を覆うように前記ベーンロータおよび前記外周側回転子と一体に固定される一対の端板を有し、これら端板の少なくともいずれか一方に前記流体通路が通路溝として形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電動機。
- 前記ギャップから前記外周側回転子の端面に延びる第2流体通路が前記一対の端板の少なくともいずれか一方に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の電動機。
- 前記第2流体通路が前記一対の端板の両方に形成されており、一方の端板に設けられた第2流体通路と他方の端板に設けられた第2流体通路とが互いに円周方向に位相を異ならせていることを特徴とする請求項4に記載の電動機。
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