JP4823821B2 - 永久磁石回転電動機 - Google Patents

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Description

この発明は、永久磁石回転電動機に関する。
従来、例えば電動機の回転軸の周囲に同心円状に設けた第1および第2回転子を備え、電動機の回転速度に応じて、あるいは、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回転子の周方向の相対位置つまり位相差を制御する永久磁石回転電動機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
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。
特開2002−204541号公報
ところで、上記従来技術の一例に係る電動機において、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、電動機の作動状態つまり回転速度に応じた遠心力が作用する状態でのみ第1および第2回転子の位相差を制御可能であり、電動機の停止状態を含む適宜のタイミングで位相差を制御することができないという問題が生じる。そして、この電動機を駆動源として車両に搭載した場合のように、この電動機に外部からの振動が作用し易い状態においては、遠心力の作用のみによって第1および第2回転子の位相差を適切に制御することが困難であるという問題が生じる。しかも、この場合には、電動機に対する電源での電源電圧の変動に拘わらずに位相差が制御されることから、例えば電源電圧と電動機の逆起電圧との大小関係が逆転してしまうという不具合が生じる虞がある。
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。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、モータの構成が複雑化することを抑制しつつ、容易かつ適切に誘起電圧定数を可変とすることで、運転可能な回転数範囲およびトルク範囲を拡大し、運転効率を向上させると共に高効率での運転可能範囲を拡大することが可能な永久磁石回転電動機を提供することを目的とする。
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、回転駆動力を発生する永久磁石回転電動機(例えば実施例のモータ11)であって、磁石片(例えば実施例の内周側永久磁石21a及び外周側永久磁石22a)を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側ロータおよび外周側ロータ(例えば実施例の内周側回転子21および外周側回転子22)と、該内周側ロータおよび外周側ロータの外周側または内周側に配置されたステータ(例えば実施例の固定子24)と、前記内周側ロータと外周側ロータとの相対的な位相を変化させる位相変更手段(例えば実施例の位相変更装置25)とを備え、前記位相変更手段は、前記内周側ロータと非回転部材(例えば実施例のハウジング51)との間にブレーキ(例えば実施例のブレーキ装置26)を構成し、該ブレーキの締結力を制御することで、前記内周側ロータと外周側ロータとの間の位相差を変更し、前記内周側ロータと外周側ロータとの相対位置を固定する固定手段(例えば実施例の固定装置27)を備え、前記固定手段は、前記ブレーキにより前記内周側ロータと外周側ロータとの間の位相差を変更した後に、前記内周側ロータと外周側ロータとの相対位置を固定し、該固定動作後に、前記ブレーキがその締結を解除することを特徴とする。
この構成によれば、内周側ロータの磁石片と外周側ロータの磁石片との相対位置を効率よく変更することができる。これにより、例えば外周側ロータの磁石片による界磁磁束が固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を、内周側ロータの磁石片による界磁磁束によって能動的に効率よく増大あるいは低減させることができる。そして、例えば界磁強め状態では、モータのトルク定数(つまり、トルク/相電流)を相対的に高い値に設定することができ、モータ運転時の電流損失を低減すること無しに、または、固定子巻線への通電を制御するインバータの出力電流の最大値を変更すること無しに、モータが出力する最大トルク値を増大させることができ、モータの運転効率の最大値を増大させ、運転効率が所定効率以上となる高効率領域を拡大させることができる。
しかも、外周側ロータの磁石片の界磁磁束に対する内周側ロータの磁石片の界磁磁束による界磁強め状態と界磁弱め状態との間の状態変化を連続的に設定することができ、モータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができる。これにより、モータの運転可能な回転数およびトルクの値を連続的に変更することができると共に、運転可能な回転数およびトルクの範囲を拡大させることができる。
そして、内周側ロータと外周側ロータとの位相差の変更にブレーキを用いることで、内外周側ロータの相対位置変更時の信頼性及び応答性を向上させることができる。
さらに、例えば固定手段が内外周側ロータの相対位置を固定した状態で内周側ロータの磁石片による界磁磁束と外周側ロータの磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように設定しておくことで、固定手段が内外周側ロータの相対位置の固定を解除した安定状態に対応する界磁強め状態から、ブレーキの締結力により両内外周側ロータ間に位相差を生じさせて前記界磁弱め状態とし、固定手段を作動させて内外周側ロータの相対位置を固定した後に、ブレーキによる締結を解除することができ、ブレーキ駆動源の負荷を抑えることができる。
請求項に記載した発明は、前記固定手段は、前記内周側ロータに具備される内周側端面板(例えば実施例の内周側端面部36a)の内部に設けられて外部から油圧が供給される一端部と前記内周側端面板の外周面(例えば実施例の外周面36A)上で開口する他端部とを具備する油路(例えば実施例の分岐油路72)と、前記油路の他端部に収容されて前記外部からの供給油圧によって前記外周面上の開口から外部に突出可能とされた可動ピン部材(例えば実施例の可動ピン41)と、前記外周側ロータに具備される外周側端面板(例えば実施例の外周側端面部材37)の内周面(例えば実施例の内周面37A)上に設けられて前記内周側端面板の外周面上から突出する前記可動ピン部材の先端部を収容可能な収容穴(例えば実施例の収容孔44,45)とを備え、前記可動ピン部材が前記内周側端面板の外周面上から突出し、その先端部を前記外周側端面板の収容穴に収容することにより、前記内周側ロータと外周側ロータとの相対位置を固定することを特徴とする。
この構成によれば、例えば内周側端面板から突出する可動ピン部材の先端部が外周側端面板の収容穴に収容された状態で内周側ロータの磁石片による界磁磁束と外周側ロータの磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように設定しておくことで、可動ピン部材が収容穴に収容されない状態に対応する界磁強め状態から、可動ピン部材が収容穴に収容される界磁弱め状態へと、モータの誘起電圧定数を容易に変化させることができる。
請求項に記載した発明は、前記固定手段による前記内周側ロータと外周側ロータとの相対位置の固定を解除した状態でこれらが同期して回転するときに、前記内周側端面板内に収容された前記可動ピン部材と対向する前記外周側端面板の内周面上の位置にクリーニング用収容穴(例えば実施例のクリーニング用収容穴46)を設け、前記内周側ロータと外周側ロータとの相対位置の固定を解除した状態でこれらが同期して回転するときに、前記可動ピン部材を前記クリーニング用収容穴に収容し、前記油路内の作動油を前記内周側ロータと外周側ロータとの間に排出することを特徴とする。
この構成によれば、可動ピン部材が油路内を往復動する等により該油路内にスラッジ(金属紛)が混入したとしても、固定手段による内外周ロータの相対位置の固定を解除した状態すなわち可動ピン部材を機能させない状態において、油路に油圧を供給して可動ピン部材をクリーニング用収容穴に収容すると共に、前記スラッジを油路内の作動油と共に外部に排出することができる。
請求項に記載した発明は、前記可動ピン部材は、前記クリーニング用収容穴に所定量収容されたときに前記油路と前記内周側ロータ及び外周側ロータ間の間隙(例えば実施例の間隙K)とを連通する連通路(例えば実施例の連通路75)を備え、前記可動ピン部材を前記クリーニング用収容穴に所定量収容したときに、前記連通路を介して前記油路内の作動油を前記外周側ロータと内周側ロータとの間に排出することを特徴とする。
この構成によれば、可動ピン部材の全体をクリーニング用収容穴に収容する場合と比べ、ピン駆動源の負荷を抑えることができる。
請求項1に記載した発明によれば、内周側ロータの磁石片と外周側ロータの磁石片との相対位置を効率よく変更することができる。これにより、外周側ロータの磁石片による界磁磁束が固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を、内周側ロータの磁石片による界磁磁束によって能動的に効率よく増大あるいは低減させることができ、かつ外周側ロータの磁石片の界磁磁束に対する内周側ロータの磁石片の界磁磁束による界磁強め状態と界磁弱め状態との間の状態変化を連続的に設定することができる。
そして、内周側ロータと外周側ロータとの位相差の変更にブレーキを用いることで、両ロータの相対位置変更時の信頼性及び応答性を向上させることがでる。
さらに、位相変更手段と固定手段との組み合わせにより、界磁強め状態から界磁弱め状態へとモータの誘起電圧定数を容易に変化させることができると共に、固定手段が両ロータの相対位置を固定した後にブレーキによる締結を解除することができ、ブレーキ駆動源の負荷を抑えることができる。
請求項に記載した発明によれば、モータの構成が複雑化することを抑制しつつ、油圧により制御される可動ピン部材によって、界磁強め状態から界磁弱め状態へとモータの誘起電圧定数を容易に変化させることができる。
請求項に記載した発明によれば、固定手段による両ロータの相対位置の固定を解除した安定状態において機能しない可動ピン部材をクリーニング用収容穴に収容することで、油路内のスラッジを作動油と共に外部に排出することができ、固定手段の作動を良好に維持すると共にメンテナンスサイクルを長く設定できる。
請求項に記載した発明によれば、可動ピン部材の全体をクリーニング用収容穴に収容する場合と比べ、ピン駆動源の負荷を抑えることができる。
以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。
図1に示すように、この発明の一実施例であるモータ11と内燃機関12とを駆動源として備えるハイブリッド車両(以下、単に車両と呼ぶ)10において、少なくともモータ11または内燃機関12の駆動力は、トランスミッションT/Mを介して車両10の駆動輪W,Wに伝達される。
この車両10では、モータ11の回転軸Oと、クラッチ13を介して内燃機関12のクランク軸Qに接続されたトランスミッションT/Mの入力軸Rとは、例えば互いに噛み合う1対のギア、あるいは各軸O,Rに一体に接続された各ギア間に掛け渡されたチェーン、あるいは各軸O,Rに一体に接続された各プーリ間に掛け渡されたベルト等によって動力を伝達する動力伝達機構14によって接続される。そして、モータ11と内燃機関12との各駆動力は、ディファレンシャル15を介して車両10の駆動輪W,Wに伝達される。
なお、この車両10の減速時に駆動輪W,W側からモータ11に駆動力が伝達されると、モータ11は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー(回生エネルギー)として回収する。また、クラッチ13が接続状態に設定された状態で、内燃機関12の出力がモータ11に伝達された場合にも、モータ11は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
この車両10において、複数相(例えば、U相、V相、W相の3相)のモータ11の駆動および回生作動は、制御部16から出力される制御指令を受けてパワードライブユニット(PDU)17により行われる。
PDU17は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調(PWM)によるPWMインバータを備え、モータ11と電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ18が接続される。
PDU17は、例えばモータ11の駆動時等において制御部16から入力されるスイッチング指令であるゲート信号(つまり、PWM信号)に基づき、PWMインバータにおいて各相毎に対をなす各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えることで、バッテリ18から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、3相のモータ11のステータ巻線への通電を順次転流させることで、各相のステータ巻線に交流のU相電流IuおよびV相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。
図2,3に示すように、モータ11は、周方向に沿って配置された複数の永久磁石21a,22aをそれぞれ具備する略円環状の内周側回転子21および外周側回転子22からなるロータ23と、ロータ23を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線24aを有する固定子24とを備える。
モータ11は、不図示の車体フレームに回転不能に取り付くハウジング51内に収容される。ハウジング51は、前記回転軸Oに沿う方向での両端部を構成する前後壁部52,53と、該前後壁部52,53間に渡る外周壁部54とを有してなる。外周壁部54の内周側には、前記固定子24が回転不能に支持される。
前壁部52の略中央部には、前記回転軸Oを挿通させると共にこれをベアリング55aを介して回転自在に支持する前ハブ部55が形成される。また、後壁部53の略中央部には、回転軸Oと同軸の内周側回転軸O2を挿通させると共にこれをベアリング56aを介して回転自在に支持する後ハブ部56が形成される。回転軸Oには前記外周側回転子22が一体回転可能に支持され、内周側回転軸O2には前記内周側回転子21が一体回転可能に支持される。前壁部52の内側には、回転軸O及び外周側回転子22の回転角センサとしての前レゾルバ57が設けられ、後壁部53の内側には、内周側回転軸O2及び内周側回転子21の回転角センサとしての後レゾルバ58が設けられる。
内周側回転子21および外周側回転子22は、互いの回転軸がモータ11の回転軸Oと同軸となるように配置され、略円筒状の各ロータ鉄心31,32と、内周側ロータ鉄心31の外周部で周方向に所定間隔をおいて設けられた複数の内周側磁石装着部33と、外周側ロータ鉄心32の内部で周方向に所定間隔をおいて設けられた複数の外周側磁石装着部34とを備えている。
そして、周方向で隣り合う内周側磁石装着部33,33間において、内周側ロータ鉄心31の外周面31A上には、回転軸Oに平行に伸びる凹溝31aが形成されている。
また、周方向で隣り合う外周側磁石装着部34,34間において、外周側ロータ鉄心32の外周面32A上には、回転軸Oに平行に伸びる凹溝32aが形成されている。
各磁石装着部33および34は、例えば回転軸Oに平行に貫通する各1対の磁石装着孔33a,33aおよび34a,34aを備え、1対の磁石装着孔33a,33aはセンターリブ33bを介して、かつ、1対の磁石装着孔34a,34aはセンターリブ34bを介して、周方向で隣り合うように配置されている。
そして、各磁石装着孔33a,34aは、回転軸Oに平行な方向に対する断面において、略周方向が長手方向かつ略径方向が短手方向の略長方形状に形成され、各磁石装着孔33a,34aには、回転軸Oに平行に伸びる略長方形板状の各永久磁石21a,22aが装着されている。
1対の磁石装着孔33a,33aに装着される1対の内周側永久磁石21a,21aは、厚さ方向(つまり各回転子21,22の径方向)に磁化され、互いに磁化方向が同方向となるように設定される。そして、周方向で隣り合う内周側磁石装着部33,33に対して、各1対の磁石装着孔33a,33aおよび33a,33aに装着される各1対の内周側永久磁石21a,21aおよび内周側永久磁石21a,21aは、互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち、例えば外周側がN極とされた1対の内周側永久磁石21a,21aが装着された内周側磁石装着部33には、外周側がS極とされた1対の内周側永久磁石21a,21aが装着された内周側磁石装着部33が、凹溝31aを介して周方向で隣接するようになっている。
同様にして、1対の磁石装着孔34a,34aに装着される1対の外周側永久磁石22a,22aは、厚さ方向(つまり各回転子21,22の径方向)に磁化され、互いに磁化方向が同方向となるように設定される。そして、周方向で隣り合う外周側磁石装着部34,34に対して、各1対の磁石装着孔34a,34aおよび34a,34aに装着される各1対の外周側永久磁石22a,22aおよび外周側永久磁石22a,22aは、互いに磁化方向が異方向となるように設定される。
すなわち、例えば外周側がN極とされた1対の外周側永久磁石22a,22aが装着された外周側磁石装着部34には、外周側がS極とされた1対の外周側永久磁石22a,22aが装着された外周側磁石装着部34が、凹溝32aを介して周方向で隣接するようになっている。
そして、内周側回転子21の各磁石装着部33と外周側回転子22の各磁石装着部34とは、さらに、内周側回転子21の各凹溝31aと外周側回転子22の各凹溝32aとは、各回転子21,22の径方向で互いに対向配置可能となるように配置されている。
これにより、内周側回転子21と外周側回転子22との回転軸O周りの相対位置に応じて、モータ11の状態を、内周側回転子21の内周側永久磁石21aと外周側回転子22の外周側永久磁石22aとの同極の磁極同士が対向配置(つまり、内周側永久磁石21aと外周側永久磁石22aとが対極配置)される界磁弱め状態から、内周側回転子21の内周側永久磁石21aと外周側回転子22の外周側永久磁石22aとの異極の磁極同士が対向配置(つまり、内周側永久磁石21aと外周側永久磁石22aとが同極配置)される界磁強め状態に亘る適宜の状態に設定可能とされている。
特に、前記界磁弱め状態および界磁強め状態においては、回転軸Oに平行な方向に対する断面において、内周側永久磁石21aの長辺と外周側永久磁石22aの長辺とが対向するように設定されている。
さらに、内周側回転子21は、内周側ロータ鉄心31の一方の軸方向端部に当接する略円環板状の内周側端面部36a、及び内周側ロータ鉄心31の内周部に装着される略円筒状の内周側軸部36bが、互いに一体に形成された内周側軸部材36を備えている。内周側軸部36b内には、前記内周側回転軸O2が装着されている。
また、外周側回転子22は、外周側ロータ鉄心32の一方の軸方向端部に当接する略円環板状の外周側端面部材37と、外周側ロータ鉄心32の他方の軸方向端部に当接すると共に回転軸Oが装着される装着孔38aを有する略円環板状の外周側軸部材38とを備えている。
内周側回転子21において、例えば内周側軸部材36の内周側端面部36aは、内周側回転子21の各磁石装着孔33aの各開口端を覆うようにして、内周側ロータ鉄心31の一方の軸方向端部に当接している。
また、例えば内周側軸部材36の内周側軸部36bは、内周側ロータ鉄心31の内周部の内径よりも僅かに大きな外径を有し、内周側ロータ鉄心31の内周部に圧入されて、締まりばめされた状態で固定されている。
さらに、例えば内周側軸部材36の内周側軸部36bは、内周側回転軸O2の外径よりも僅かに小さな内径を有し、該内周側軸部36b内に内周側回転軸O2が圧入されて、締まりばめされた状態で固定されている。
内周側軸部36b内には、ハウジング51外に突出する軸端部において一端部が開口すると共に他端部が内周側軸部36bの長手方向中間部に至る軸内油路71が形成される。軸内油路71の他端部は、内周側軸部36bの外周面上に開口するべく複数本に分岐する。そして、内周側軸部材36の内周側端面部36a内には、軸内油路71の他端部開口の何れかに対向してこれと連通する一端部と、内周側端面部36aの外周面36A上に開口する他端部とを具備する複数の分岐油路72が形成される。なお、図4では一対の分岐油路72を示すが、三つ以上の分岐油路72を有する構成であってもよく、かつ単一の分岐油路72を有する構成であってもよい。
軸内油路71の一端部には第一油圧供給装置73が接続され、該軸内油路71を介して各分岐油路72の一端部に油圧が供給される。また、各分岐油路72の他端部には、第一油圧供給装置73からの油圧により内周側端面部36aの外周面36A上の開口から外部に突出可能とされた可動ピン41がそれぞれ収容される。第一油圧供給装置73は、電動オイルポンプ73a及び油圧回路73bを有してなり、例えば電動オイルポンプ73aの回転数により後述の可動ピン41の突出量を制御する。各可動ピン41の基端側と各分岐油路72の内部との間には、各可動ピン41に作用するオイルの圧力に対する反力を各可動ピン41に付与するスプリング42が備えられている。なお、各スプリング42は、例えば各可動ピン41の先端側が各分岐油路72の内部に収容されている状態において自然長となるように設定されている。
また、外周側回転子22において、例えば外周側端面部材37は、外周側回転子22の各磁石装着孔34aの各開口端を覆うようにして、外周側ロータ鉄心32の一方の軸方向端部に当接している。この外周側端面部材37は、内周側軸部材36の内周側端面部36aの外周面36Aの外径よりも僅かに大きな内径の内周面37Aを有し、これらが互いに相対回転可能である。ここで、内周側端面部36aの外周面36Aと外周側端面部材37の内周面37Aとの間の間隙をKとする(図5参照)。
一方、外周側軸部材38は、外周側回転子22の各磁石装着孔34aの各開口端を覆うようにして、外周側ロータ鉄心32の他方の軸方向端部に当接している。そして、回転軸Oは外周側軸部材38の装着孔38aの内径よりも僅かに大きな外径を有し、この装着孔38aに圧入されて、締まりばめされた状態で固定されている。
そして、外周側回転子22の各磁石装着孔34aに装着された外周側永久磁石22aを軸方向の両側から挟み込むように配置され、外周側永久磁石22aが軸方向に沿って変位することを規制する外周側端面部材37および外周側軸部材38は、例えばリベットやボルト等の外周側締結部材43によって外周側ロータ鉄心32に固定されている。
図4を併せて参照し、外周側端面部材37の内周面37A上には、内周側端面部36aの外周面36A上から突出する可動ピン41の先端側を収容可能な複数の収容穴44,45と、可動ピン41の全体を収容可能な複数のクリーニング用収容孔45とが、互いに周方向に並ぶように形成される。なお、各収容穴44,45及びクリーニング用収容穴46には、それぞれ外周側端面部材37の内部を貫通してその表面上で開口する貫通孔46が接続されている。
各収容穴44,45は、例えば適宜の可動ピン41の先端部が各収容穴44,45に順次収容された場合に、内周側回転子21と外周側回転子22との界磁状態が、内周側回転子21の内周側永久磁石21aと外周側回転子22の外周側永久磁石22aとの異極の磁極同士が径方向に沿って対向配置(つまり、内周側永久磁石21aと外周側永久磁石22aとが同極配置)される界磁強め状態から、内周側回転子21の内周側永久磁石21aと外周側回転子22の外周側永久磁石22aとの同極の磁極同士が径方向に沿って対向配置(つまり、内周側永久磁石21aと外周側永久磁石22aとが対極配置)される界磁弱め状態に亘って設定された複数の異なる界磁状態間を段階的に遷移するように配置されている。
ここで、前記各収容穴44,45は、前記界磁弱め状態と、該界磁弱め状態と前記界磁強め状態との間の状態である界磁中間状態とにそれぞれ対応するものである。収容孔は、前記界磁弱め状態において分岐油路72の他端部と対向し、収容孔は、前記界磁中間状態において分岐油路72の他端部と対向する。また、クリーニング用収容穴46は、前記界磁強め状態において分岐油路72の他端部と対向する。なお、より多段階の界磁状態に対応するべくより多くの収容穴を備えた構成としてもよい。
そして、例えば第一油圧供給装置73から分岐油路72に油圧が供給されていない状態、すなわちスプリング42が自然長を維持し可動ピン41の先端部が分岐油路72の他端部の開口から外部に突出していない状態においては、内周側回転子21は、回転軸Oおよび外周側回転子22に対して独立に回転可能となり、この状態で他の外力が作用しなければ、内周側永久磁石21aと外周側永久磁石22aとの間に発生する吸引力及び反発力に応じて、内周側回転子21の内周側永久磁石21aと外周側回転子22の外周側永久磁石22aとの異極の磁極同士が径方向に沿って対向配置される(つまり、内周側永久磁石21aと外周側永久磁石22aとが同極配置される)界磁強め状態となる。この状態でモータ11が回転すると、内周側回転子21は、外周側回転子22の回転に追従するようにして、界磁強め状態を維持しつつ一体的に回転することになる。
一方、後述のブレーキ装置26の作用により、外周側回転子22の回転に対する内周側回転子21の追従回転が抑制されると、内周側回転子21と外周側回転子22との間の相対的な位相が変化する。そして、前後レゾルバ57,58の検出値に基づく内周側回転子21と外周側回転子22との回転差から、可動ピン41の先端部が外周側端面部材37の適宜の収容穴44又は45の開口に臨む状態となったことを検出した時点で、第一油圧供給装置73からの油圧が分岐油路72に供給され、可動ピン41の先端部が内周側端面部36aの外周面36A上から突出して適宜の収容穴44又は45内に収容される。このとき、可動ピン41が分岐油路72の他端部と収容孔44又は45とに跨ることとなり、内周側回転子21と外周側回転子22との相対回転が機械的に固定され、モータ11の状態が前記界磁弱め状態又は界磁中間状態に固定される。
可動ピン41の先端部が内周側端面部36aの外周面36A上から突出した際には、これに接続されるスプリング42が伸長状態となり、可動ピン41を径方向外方に向かい押圧するオイルの圧力に抗う反力を発生する。このため、例えばモータ11の回転時においても、第一油圧供給装置73からの分岐油路72に対する油圧の供給が停止されて該分岐油路72内の油圧が減少すると、スプリング42の弾性力によって可動ピン41が径方向内方に向かい変位する。これにより可動ピン41の先端部が収容穴44又は45内から離脱すると、内周側回転子21が回転軸Oおよび外周側回転子22に対して独立に相対回転可能となり、外周側回転子22の回転に追従するようにして界磁強め状態を維持しつつ一体的に回転可能となる。
内周側回転子21と外周側回転子22との間の相対的な位相は、位相制御装置25により制御される。位相制御装置25は、内周側回転子21と外周側回転子22との間に位相差を生じさせる前記ブレーキ装置26と、内外周側回転子21,22の相対位置を固定する固定装置27と、内周側回転子21及び外周側回転子22の回転角度を検出する前記前後レゾルバ57,58と、該前後レゾルバ57,58の検出信号を含む各種情報に基づきブレーキ装置26及び固定装置27等の作動を制御する前記制御部16(図1参照)とを備える。
ブレーキ装置26は、内周側軸部材36に相対回転不能に支持されるブレーキロータ26aと、該ブレーキロータ26aに対応するブレーキキャリパ26bと、該ブレーキキャリパ26bに油圧を供給する第二油圧供給装置28とを有する。ブレーキキャリパ26bは、ハウジング51の外周壁部54の内周側に回転不能に支持され、このブレーキキャリパ26bに油圧を供給してブレーキロータ26aに対する締結力(挟圧力)を発生させることで、内周側回転子21の回転が制動される。第二油圧供給装置28は、電動オイルポンプ28a及び油圧回路28bを有してなり、例えば電動オイルポンプ28aの回転数により制動力(締結力)を制御する。
そして、可動ピン41により内周側回転子21と外周側回転子22との相対位置が固定されない状態において、内周側回転子21及び外周側回転子22は、内周側永久磁石21aと外周側永久磁石22aとの間に発生する吸引力及び反発力によって、前記界磁強め状態を維持しつつ一体的に回転する。このような安定状態において、ブレーキ装置26に油圧が供給されて外周側回転子22の回転に対する内周側回転子21の追従回転が抑制されることで、内周側回転子21と外周側回転子22との間に周方向(回転方向)での相対位置の変化すなわち位相の変化(位相差)が生じる。
固定装置27は、前記各分岐油路72及び可動ピン41、並びに各収容穴44,45を有してなる。
各分岐油路72の一端部には軸内油路71を介して第一油圧供給装置73が接続され、該第一油圧供給装置73から各分岐油路72に油圧が供給されると、該油圧を受けた可動ピン41の先端部が分岐油路72の他端部の開口から外部に突出して適宜の収容穴44又は45に収容され、内外周側回転子21,22の相対位置が固定されてモータ11の状態が前記界磁弱め状態又は界磁中間状態に固定される。
一方、第一油圧供給装置73からの油圧供給が停止して各分岐油路72内の油圧が減少すると、伸長したスプリング42の弾性力によって可動ピン41が径方向内方に向かって戻されて可動ピン41の先端部が収容穴44又は45内から離脱し、内周側回転子21と外周側回転子22との相対位置固定が解除されてこれらが相対回転可能となることで、内周側回転子21が外周側回転子22の回転に追従するように一体的に回転可能となり、モータ11の状態が前記界磁強め状態に維持される。
ここで、図4,5に示すように、モータ11は、各分岐油路72の他端部内を可動ピン41が往復動することで生じるスラッジ(金属紛)を分岐油路72外に排出するべくクリーニング機構74を備える。
クリーニング機構74は、内周側回転子21と外周側回転子22とが前記界磁強め状態(安定状態)にあるときに各分岐油路72の他端部と対向する前記クリーニング用収容穴46を主としてなる。クリーニング用収容穴46は前記各収容穴44,45に対して深く形成され、分岐油路72の他端部から可動ピン41が突出した際にはその全体を収容可能である(図5(b)参照)。そして、可動ピン41の全体がクリーニング用収容穴46に収容された際には、分岐油路72の他端部が内周側端面部36aと外周側端面部材37との間の間隙Kに連通し、前記スラッジを分岐油路72内のオイルの一部と共に前記間隙K内に排出可能となる。
分岐油路72内のスラッジを排出した後には、第一油圧供給装置73からの油圧供給を停止し、スプリング42の弾性力により可動ピン41を分岐油路72内に戻せばよい(図5(a)参照)。なお、クリーニング用収容穴46の内周面37A上の開口周縁、及び分岐油路72の外周面36A上の開口周縁には、それぞれ面取りが施されると共に、可動ピン41自体の両端周縁にも面取りが施される。また、図示は略すが、各収容穴44,45の内周面37A上の開口周縁にも同様の面取りが施される。
なお、図6に示すクリーニング機構174のように、可動ピン41に形成された連通路75を有する構成としてもよい。連通路75は、可動ピン41の基端に開口する一端部と、可動ピン41の中間部外周に開口する他端部とを具備するL字状のもので、可動ピン41が各収容穴44,45に収容される状態よりも多く突出しかつその一部を分岐油路72内に残した状態において(図6(b)参照)、前記他端部を間隙Kに開口させ、該間隙Kと分岐油路72とを連通させる。すなわち、可動ピン41がクリーニング用収容孔に所定量収容されたときに、連通路75を介して分岐油路72内のスラッジを間隙K内に排出可能となる。
分岐油路72内のスラッジを排出した後には、第一油圧供給装置73からの油圧供給を停止し、スプリング42の弾性力により可動ピン41を分岐油路72内に戻せばよい(図6(a)参照)。この場合、クリーニング収容穴内に可動ピン41全体を収容する場合と比べてその突出量が抑えられ、ピン駆動源すなわち第一油圧供給装置73(電動オイルポンプ73a)の負荷(消費電力)が抑えられると共に新たなスラッジの発生も抑えられる。
図1に示すように、制御部16には、PDU17からモータ11に出力される3相の各相電流Iu,Iv,Iwのうち2相のU相電流IuおよびW相電流Iwを検出する各電流センサ71,71から出力される各検出信号Ius,Iws、バッテリ18の端子電圧(電源電圧)VBを検出する電圧センサ72から出力される検出信号、モータ11のロータ23の回転角(つまり、所定の基準回転位置からのロータ23の磁極の回転角度)を検出する前後レゾルバ57,58から出力される検出信号、外部の制御装置(図示略)から出力されるトルク指令Tr(例えば、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量に応じて必要とされるトルクをモータ11に発生させるための指令値)、トランスミッションT/Mの変速比に対する制御指令である変速指令、および車両10の駆動状態(例えば、前輪駆動状態および総輪駆動状態等)に対する制御指令である駆動輪選択指令が入力される。
制御部16の回転数演算部60は、前後レゾルバ57,58から出力される検出信号からモータ11のロータ23の回転角を抽出すると共に、この回転角に基づき、モータ11の回転数Nmを算出する。この回転数Nm及び前記トルク指令Tr等に基づき、PDU17からモータ11に供給する各相電流Iu,Iv,Iwを指定するための電流指令が演算され出力される。
制御部16の界磁弱め位相指令出力部61は、例えばトルク指令Tr、モータ11の回転数Nm、変速指令、及び駆動輪選択指令に基づき、外周側回転子22の外周側永久磁石22aによる界磁磁束が固定子巻線24aを鎖交する鎖交磁束量を、内周側回転子21の内周側永久磁石21aによる界磁磁束によって低減させる界磁弱め状態での内周側回転子21と外周側回転子22との相対的な位相(例えば、内周側回転子21の内周側永久磁石21aと外周側回転子22の外周側永久磁石22aとの異極の磁極同士が対向配置される、つまり内周側永久磁石21aと外周側永久磁石22aとが同極配置される界磁強め状態を、ゼロとする)に対する指令値(界磁弱め位相指令)を出力する。
制御部16の油圧制御部62は、例えば界磁弱め位相指令出力部61から出力される界磁弱め位相指令に応じて、位相制御装置25に油圧指令を出力し、ブレーキ装置26に対する供給油圧を制御すると共に、分岐油路72に対する供給油圧を制御する。これら各供給油圧は、例えば各油圧供給装置28,73における電動オイルポンプ28a,73aの回転数により制御される。
車両10において、変速比が所定変速比未満であってハイギア側となる場合には、モータ11を界磁弱め状態に設定することにより、駆動効率が相対的に増大する内燃機関12の駆動力を優先的に用いて車両10を走行させる際に、モータ11の逆起電圧によって車両10に対する制動作用が生じてしまうことを抑制することができる。
また、変速比変化量が所定変化量以上となる場合、つまりトランスミッションT/Mの状態が相対的に変速比が小さい状態(ハイギア側)から大きい状態(ローギア側)に変化する場合に、モータ11を界磁弱め状態に設定することにより、モータ11の回生作動による過剰な充電やPDU17等の電力機器に対する突入電流の発生を抑制することができる。
この実施例におけるモータ11は上述の構成を有しており、次に、モータ11の界磁状態制御を順次行う際の制御部16の処理について、図7のフローチャートを参照して説明する。
まず、前記界磁弱め位相指令出力部61の磁界弱め位相指令からモータ11における次のモード(界磁状態)を判断した後(ステップS1)、該モードが弱め位相差(界磁弱め状態)に対応するものであるか否かを判定する(ステップS2)。
この判定結果がYESの場合、つまり前記モード(磁界弱め位相指令)が弱め位相差に対応するものである場合には、さらに現在のモードが強め位相差(界磁強め状態)であるか否かを判定し(ステップS3)、この判定結果がYESの場合、つまり現在のモードが強め位相差である場合には、該モードを強め位相差から弱め位相差に変化させるべく内外周側回転子21,22に相対回転を生じさせるために必要なブレーキ締結力を算出すると共に(ステップS4)、該ブレーキ締結力を発生させるべくブレーキ装置26の第二油圧供給装置28に前記油圧制御部62からブレーキON指令(油圧指令)を出力し(ステップS5)、かつ前後レゾルバ57,58の検出信号から内外周側回転子21,22の位相差を読み込む(ステップS6)。
その後、内外周側回転子21,22の位相差が前記弱め位相差になったか否かを判定する(ステップS7)。この判定結果がYESの場合、つまり内外周側回転子21,22の位相差が弱め位相差になった場合には、該弱め位相差で内外周側回転子21,22の相対位置を固定するべく、固定装置27の第一油圧供給装置73に油圧制御部62からピン油圧アップ指令(油圧指令)を出力し(ステップS8)、可動ピン41を突出させて弱め位相差に対応する収容穴44に収容する。なお、ステップS7における判定結果がNOの場合、つまり内外周側回転子21,22の位相差が弱め位相差になっていない場合には、ステップS5に戻り前記ブレーキON指令及び位相差読み込みを継続する。
ステップS8においてピン油圧アップ指令を出力した後には、次いで、第一油圧供給装置73における電動オイルポンプ73aの出力油量が所定量以上となったか否かを判定する(ステップS9)。この判定結果がYESの場合、つまり前記出力油量が所定量以上となった場合(換言すれば、分岐油路72への供給油圧が所定値以上となった場合)には、可動ピン41が弱め位相差に対応する収容穴44に収容されて内外周側回転子21,22の相対位置の固定が完了したものとし、次いで、前記ブレーキ締結力を解除するべくブレーキ装置26の第二油圧供給装置28に油圧制御部62からブレーキOFF指令を出力した後(ステップS10)、一連の処理を終了する。
このとき、内外周側回転子21,22の相対回転は可動ピン41を介して機械的に固定されるため、ブレーキ装置26の締結を解除しても、モータ11が前記磁界弱め位相指令に対応する界磁状態(この場合は界磁弱め状態)に維持される。これにより、ブレーキ駆動源すなわち第二油圧供給装置28(電動オイルポンプ28a)の負荷(消費電力)が抑えられる。なお、ステップS9における判定結果がNOの場合、つまり前記出力油量が所定量未満である場合には、ステップS8に戻り前記ピン油圧アップ指令を継続する。
また、ステップS3における判定結果がNOの場合には、現在のモードが中間位相差(界磁中間状態)であることとなり、この場合、該中間位相差を維持するべく内外周側回転子21,22に相対回転を生じさせるために必要なブレーキ締結力を算出すると共に(ステップS21)、該ブレーキ締結力を発生させるべくブレーキ装置26の第二油圧供給装置28に前記油圧制御部62からブレーキON指令(油圧指令)を出力し(ステップS22)、かつ固定装置27の第一油圧供給装置73に油圧制御部62からピン油圧ダウン指令(油圧指令)を出力して(ステップS23)、可動ピン41を分岐油路72内に戻した後(内外周側回転子21,22の相対回転の固定を解除した後)、ステップS4に移行して前記同様の処理を行う。
また、ステップS2における判定結果がNOの場合、つまり前記磁界弱め位相指令が弱め位相差に対応するものでない場合には、さらに該磁界弱め位相指令が中間位相差に対応するものであるか否かを判定し(ステップS31)、この判定結果がYESの場合、つまり前記磁界弱め位相指令が中間位相差に対応するものである場合には、さらに現在のモードが強め位相差であるか否かを判定し(ステップS32)、この判定結果がYESの場合、つまり現在のモードが強め位相差である場合には、該モードを強め位相差から中間位相差に変化させるべく内外周側回転子21,22に相対回転を生じさせるために必要なブレーキ締結力を算出すると共に(ステップS33)、該ブレーキ締結力を発生させるべくブレーキ装置26の第二油圧供給装置28に前記油圧制御部62からブレーキON指令(油圧指令)を出力し(ステップS34)、かつ前後レゾルバ57,58の検出信号から内外周側回転子21,22の位相差を読み込む(ステップS35)。
その後、内外周側回転子21,22の位相差が前記中間位相差になったか否かを判定する(ステップS36)。この判定結果がYESの場合、つまり内外周側回転子21,22の位相差が中間位相差になった場合には、該中間位相差で内外周側回転子21,22の相対位置を固定するべく、ステップS8に移行して前記同様の処理を行う。なお、ステップS36における判定結果がNOの場合、つまり内外周側回転子21,22の位相差が中間位相差になっていない場合には、ステップS34に戻り前記ブレーキON指令及び位相差読み込みを継続する。
また、ステップS32における判定結果がNOの場合には、現在のモードが弱め位相差であることとなり、この場合、該弱め位相差を維持するべく内外周側回転子21,22に相対回転を生じさせるために必要なブレーキ締結力を算出すると共に(ステップS41)、該ブレーキ締結力を発生させるべくブレーキ装置26の第二油圧供給装置28に前記油圧制御部62からブレーキON指令(油圧指令)を出力し(ステップS42)、かつ固定装置27の第一油圧供給装置73に油圧制御部62からピン油圧ダウン指令(油圧指令)を出力して(ステップS43)、可動ピン41を分岐油路72内に戻した後(内外周側回転子21,22の相対回転の固定を解除した後)、ステップS33に移行して前記同様の処理を行う。
また、ステップS31における判定結果がNOの場合、つまり前記界磁弱め位相指令が中間位相差に対応するものでもない場合(つまり強め位相差に対応するものである場合)には、現在のモードに関わらず固定装置27の第一油圧供給装置73に油圧制御部62からピン油圧ダウン指令(油圧指令)を出力し(ステップS51)、可動ピン41を分岐油路72内に戻して内外周側回転子21,22の相対回転の固定を解除する。このとき、内外周側回転子21,22は、その相対回転の規制が無くなることで、それぞれの永久磁石21a,22aの引力及び反力に応じた相対回転位置(各磁石の異極が対向する前記磁界強め状態)となる。この時点で、制御部16内のタイマーによる計測時間が所定時間に達していない場合には、一連の処理を終了する。
そして、ステップS51の後、前記タイマーによる計測時間が所定時間に達している場合には、分岐油路72内のスラッジを排出するべく、図8に示すクリーニング処理に移行する。
すなわち、前後レゾルバ57,58の検出信号から内外周側回転子21,22の位相差を読み込み(ステップS52)、該位相差が強め位相差であるか否かを判定する(ステップS53)。この判定結果がYESの場合、つまり内外周側回転子21,22の位相差が強め位相差である場合には、次いで、前後レゾルバ57,58の検出値に基づくモータ回転数Nmを時間tで積分した算出値(モータ回転量)が所定回転量以上であるか否かを判定する(ステップS54)。
この判定結果がYESの場合、つまり前記算出値が所定回転量以上である場合には、分岐油路72内のスラッジを排出するべく所定のクリーニング動作を行うための指令を各部に出力する(ステップS55)。
なお、上記クリーニング動作とは、固定装置27の第一油圧供給装置73に油圧制御部62からピン油圧アップ指令(油圧指令)を出力し、可動ピン41を突出させてその全体(又は所定量)をクリーニング用収容穴46に収容し、分岐油路72と間隙Kとを連通させて前記スラッジを間隙K内に排出した後、第一油圧供給装置73に油圧制御部62からピン油圧ダウン指令(油圧指令)を出力し、可動ピン41を分岐油路72内に戻すまでの動作をいう。
前記クリーニング動作後は、前記タイマーによるカウントをリセットして(ステップS56)、一連の処理を終了する。なお、ステップS53における判定結果がNOの場合、つまり内外周側回転子21,22の位相差が強め位相差でない場合(弱め又は中間位相差である場合)、並びにステップS54における判定結果がNOの場合、つまり前記算出値が所定回転量未満である場合には、何れもスラッジ排出タイミングではないないものとして一連の処理を終了する。
以上説明したように、上記実施例におけるモータ11は、回転駆動力を発生する永久磁石回転電動機であって、内周側永久磁石21a及び外周側永久磁石22aを具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側回転子21および外周側回転子22と、該内周側回転子21および外周側回転子22の外周側に配置された固定子24と、前記内周側回転子21と外周側回転子22との相対的な位相を変化させる位相変更装置25とを備え、前記位相変更装置25は、前記内周側回転子21とハウジング51との間にブレーキ装置26を構成し、該ブレーキ装置26の締結力を制御することで、前記内周側回転子21と外周側回転子22との間の位相差を変更するものである。
この構成によれば、内周側回転子21の内周側永久磁石21aと外周側回転子22の外周側永久磁石22aとの相対位置を効率よく変更することができる。これにより、例えば外周側永久磁石22aによる界磁磁束が固定子巻線24aを鎖交する鎖交磁束量を、内周側永久磁石21aによる界磁磁束によって能動的に効率よく増大あるいは低減させることができる。そして、例えば界磁強め状態では、モータ11のトルク定数(つまり、トルク/相電流)を相対的に高い値に設定することができ、モータ11の運転時の電流損失を低減すること無しに、または、固定子巻線24aへの通電を制御するPDU17の出力電流の最大値を変更すること無しに、モータ11が出力する最大トルク値を増大させることができ、モータ11の運転効率の最大値を増大させ、運転効率が所定効率以上となる高効率領域を拡大させることができる。
しかも、外周側永久磁石22aの界磁磁束に対する内周側永久磁石21aの界磁磁束による界磁強め状態と界磁弱め状態との間の状態変化を連続的に設定することができ、モータ11の誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができる。これにより、モータ11の運転可能な回転数およびトルクの値を連続的に変更することができると共に、運転可能な回転数およびトルクの範囲を拡大させることができる。
そして、内周側回転子21と外周側回転子22との位相差の変更にブレーキ装置26を用いることで、内外周側回転子21,22の相対位置変更時の信頼性及び応答性を向上させることができる。
なお、上記構成は、ロータの内周側にステータを配置したアウタロータ型のモータにも適用可能である。
また、上記モータ11は、前記位相変更装置25が、前記内周側回転子21と外周側回転子22との相対位置を固定する固定装置27を備え、前記固定装置27が、前記ブレーキ装置26により前記内周側回転子21と外周側回転子22との間の位相差を変更した後に、前記内周側回転子21と外周側回転子22との相対位置を固定し、該固定動作後に、前記ブレーキ装置26がその締結を解除するものである。
この構成によれば、例えば固定装置27が内外周側回転子21,22の相対位置を固定した状態で内周側回転子21の磁石片による界磁磁束と外周側回転子22の磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように設定しておくことで、固定装置27が内外周側回転子21,22の相対位置の固定を解除した安定状態に対応する界磁強め状態から、ブレーキ装置26の締結力により内外周側回転子21,22間に位相差を生じさせて前記界磁弱め状態とし、固定装置27を作動させて内外周側回転子21,22の相対位置を固定した後に、ブレーキ装置26による締結を解除することができ、ブレーキ駆動源の負荷を抑えることができる。
また、上記モータ11は、前記固定装置27が、前記内周側回転子21に具備される内周側端面部36aの内部に設けられて外部から油圧が供給される一端部と前記内周側端面部36aの外周面36A上で開口する他端部とを具備する分岐油路72と、前記分岐油路72の他端部に収容されて前記外部からの供給油圧によって前記外周面36A上の開口から外部に突出可能とされた可動ピン41と、前記外周側回転子22に具備される外周側端面部材37の内周面37A上に設けられて前記内周側端面部36aの外周面36A上から突出する前記可動ピン41の先端部を収容可能な収容穴44,45とを備え、前記可動ピン41が前記内周側端面部36aの外周面36A上から突出し、その先端部を前記外周側端面部材37の収容穴44,45に収容することにより、前記内周側回転子21と外周側回転子22との相対位置を固定するものである。
この構成によれば、例えば内周側端面部36aから突出する可動ピン41の先端部が外周側端面部材37の収容穴44,45に収容された状態で内周側回転子21の永久磁石21aによる界磁磁束と外周側回転子22の永久磁石22aによる界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように設定しておくことで、可動ピン41が収容穴44,45に収容されない状態に対応する界磁強め状態から、可動ピン41が収容穴44,45に収容される界磁弱め状態へと、モータ11の誘起電圧定数を容易に変化させることができる。
また、上記モータ11は、前記固定装置27による前記内周側回転子21と外周側回転子22との相対位置の固定を解除した状態でこれらが同期して回転するときに、前記内周側端面部36a内に収容された前記可動ピン41と対向する前記外周側端面部材37の内周面37A上の位置にクリーニング用収容穴46を設け、前記内周側回転子21と外周側回転子22との相対位置の固定を解除した状態でこれらが同期して回転するときに、前記可動ピン41を前記クリーニング用収容穴46に収容し、前記分岐油路72内の作動油を前記内周側回転子21と外周側回転子22との間に排出するものである。
この構成によれば、可動ピン41が分岐油路72内を往復動する等により該分岐油路72内にスラッジ(金属紛)が混入したとしても、固定装置27による内外周回転子21,22の相対位置の固定を解除した状態すなわち可動ピン41を機能させない状態において、分岐油路72に油圧を供給して可動ピン41をクリーニング用収容穴46に収容すると共に、前記スラッジを分岐油路72内の作動油と共に外部に排出することができる。
この発明の実施例におけるモータを備えた車両の構成図である。 上記モータの回転軸に沿う断面図である。 図2のA―A断面図である。 図2のB−B断面図である。 図4の要部拡大図である。 上記モータのクリーニング用収容孔周りの断面図であり、(a)はクリーニング動作前の状態を、(b)はクリーニング動作中の状態をそれぞれ示す。 上記モータのクリーニング用収容孔周りの別例を示す断面図であり、(a)はクリーニング動作前の状態を、(b)はクリーニング動作中の状態をそれぞれ示す。 上記モータの制御部の処理を示すフローチャートである。 上記モータのクリーニング動作を行う際の処理の要部を示すフローチャートである。
符号の説明
11 モータ(永久磁石回転電動機)
21 内周側回転子(内周側ロータ)
22 外周側回転子(外周側ロータ)
21a 内周側永久磁石(磁石片)
22a 外周側永久磁石(磁石片)
24 固定子(ステータ)
25 位相変更装置(位相変更手段)
26 ブレーキ装置(ブレーキ)
27 固定装(固定手段)
36a 内周側端面部(内周側端面板)
36A 外周面
37 外周側端面部材(外周側端面板)
37A 内周面
41 可動ピン(可動ピン部材)
44,45 収容孔
46 クリーニング用収容穴
51 ハウジング(非回転部材)
72 分岐油路(油路)
75 連通路
K 間隙

Claims (4)

  1. 回転駆動力を発生する永久磁石回転電動機であって、
    磁石片を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側ロータおよび外周側ロータと、
    該内周側ロータおよび外周側ロータの外周側または内周側に配置されたステータと、
    前記内周側ロータと外周側ロータとの相対的な位相を変化させる位相変更手段とを備え、
    前記位相変更手段は、
    前記内周側ロータと非回転部材との間にブレーキを構成し、該ブレーキの締結力を制御することで、前記内周側ロータと外周側ロータとの間の位相差を変更し、
    前記内周側ロータと外周側ロータとの相対位置を固定する固定手段を備え、
    前記固定手段は、
    前記ブレーキにより前記内周側ロータと外周側ロータとの間の位相差を変更した後に、前記内周側ロータと外周側ロータとの相対位置を固定し、該固定動作後に、前記ブレーキがその締結を解除することを特徴とすることを特徴とする永久磁石回転電動機。
  2. 前記固定手段は、前記内周側ロータに具備される内周側端面板の内部に設けられて外部から油圧が供給される一端部と前記内周側端面板の外周面上で開口する他端部とを具備する油路と、
    前記油路の他端部に収容されて前記外部からの供給油圧によって前記外周面上の開口から外部に突出可能とされた可動ピン部材と、
    前記外周側ロータに具備される外周側端面板の内周面上に設けられて前記内周側端面板の外周面上から突出する前記可動ピン部材の先端部を収容可能な収容穴とを備え、
    前記可動ピン部材が前記内周側端面板の外周面上から突出し、その先端部を前記外周側端面板の収容穴に収容することにより、前記内周側ロータと外周側ロータとの相対位置を固定することを特徴とする請求項に記載の永久磁石回転電動機。
  3. 前記固定手段による前記内周側ロータと外周側ロータとの相対位置の固定を解除した状態でこれらが同期して回転するときに、前記内周側端面板内に収容された前記可動ピン部材と対向する前記外周側端面板の内周面上の位置にクリーニング用収容穴を設け、前記内周側ロータと外周側ロータとの相対位置の固定を解除した状態でこれらが同期して回転するときに、前記可動ピン部材を前記クリーニング用収容穴に収容し、前記油路内の作動油を前記内周側ロータと外周側ロータとの間に排出することを特徴とする請求項に記載の永久磁石回転電動機。
  4. 前記可動ピン部材は、前記クリーニング用収容穴に所定量収容されたときに前記油路と前記内周側ロータ及び外周側ロータ間の間隙とを連通する連通路を備え、前記可動ピン部材を前記クリーニング用収容穴に所定量収容したときに、前記連通路を介して前記油路内の作動油を前記外周側ロータと内周側ロータとの間に排出することを特徴とする請求項に記載の永久磁石回転電動機。
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