JP6131691B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
具体的には、上記回転電機において、前記制御装置は、前記d軸電流を、前記弱め界磁又は前記強め界磁を行うように供給する場合、前記ロータコアにおける磁束の流入の向きについて、前記ステータと、前記磁束供給体との間の関係を反転させるように制御することが好ましい。
上記回転電機において、前記ロータ及び前記磁束供給体のいずれか一方と一体回転するとともに、第1係合部が形成された第1保持部材と、前記ロータ及び前記磁束供給体の他方と一体回転するとともに、前記第1係合部と凹凸係合することにより前記磁束供給体の相対回転角度を前記強め角度で保持する第2係合部が形成された第2保持部材と、前記第1保持部材を前記第2保持部材側に付勢する保持付勢部材とを備え、前記第1及び第2係合部の少なくとも一方は、周方向に対して傾斜した傾斜面を有し、前記傾斜面は、前記磁束供給体の相対回転角度が前記強め角度にある状態から、前記ロータと前記磁束供給体とが相対回転することにより、該第1係合部と該第2係合部との凹凸係合を解除するように形成されることが好ましい。
以下、回転電機の第1実施形態を図面に従って説明する。
図1及び図2に示す回転電機(電動モータ)1は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車の駆動源として用いられるものである。同図に示すように、回転電機1は、筒状のハウジング2と、ハウジング2内に収容されたステータ3と、ステータ3の径方向内側(内周側)に間隔を空けて配置されたロータ4と、電力供給を通じてステータ3に回転磁界を発生させる制御装置5とを備えている。つまり、本実施形態の回転電機1は、インナロータ型のラジアルギャップモータとして構成されている。
図1及び図2示すように、回転電機1は、ロータ4の内周側に径方向に間隔を空けて配置されるとともにロータ4に対して相対回転可能な円筒状の磁束供給体41を備えている。そして、回転電機1では、磁束供給体41のロータ4に対する相対回転角度を変更することで、ロータ4の磁束量が変化する構成となっている。
制御装置5は、瞬間的にd軸電流をステータ3のコイル15に供給し、弱め界磁又は強め界磁を行うことで磁束供給体41の相対回転角度を変更する。詳しくは、制御装置5は、磁束供給体41の相対回転角度を弱め角度から強め角度に変更する際に強め界磁を行い、強め角度から弱め角度に変更する際に弱め界磁を行う。なお、本実施形態の制御装置5は、磁束供給体41の相対回転角度を変更するとき以外の通常駆動時は、d軸電流(の目標値)をゼロとしている。
(1)ステータ3のコイル15に供給するd軸電流を制御して弱め界磁又は強め界磁を行うことで、磁束供給体41の相対回転角度を変更できるため、磁束供給体41の相対回転角度を変更させるための構成を別途追加せずともよく、回転電機1を簡素な構成とすることができる。
次に、回転電機の第2実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(第3実施形態)
次に、回転電機の第3実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
詳しくは、図8に示すように、ロータ4を構成する軸方向一方側(図8中、左側)の連結部材26には、軸方向の磁束供給体41側に開口した有底円筒状のケース51が固定されており、ケース51内には、棒状の第1保持部材52、及び第1保持部材52を磁束供給体41側に付勢する保持付勢部材としてのコイルバネ53が収容されている。ケース51は、連結部材26において、一方の極性(例えばN極)のロータ磁極部33と軸方向に対向するような周方向位置に固定されている。第1保持部材52の先端には、凸形状とされた第1係合部54が形成されている。本実施形態の第1係合部54は、半球状に形成されており、第1係合部54の表面(外面)54aは、ロータ4の周方向(回転方向)に対して傾斜している。つまり、本実施形態では、表面54aが傾斜面に相当する。
図10(a)に示すように、磁束供給体41の相対回転角度が弱め角度である状態では、第1保持部材52の第1係合部54は、支持部材45の対向面における平坦な部位に接触する。ここで、強め界磁が行われると、上記第1実施形態と同様に、磁束供給体41の相対回転角度が強め角度となる。その結果、図10(b)に示すように、第1保持部材52の第1係合部54が軸方向において対向する第2係合部55に対して凹凸係合し、磁束供給体41の相対回転角度が強め角度で保持される。
(3)磁束供給体41の相対回転角度が強め角度になると、ロータ4と一体回転する第1保持部材52の第1係合部54と、磁束供給体41の第2係合部55とが凹凸係合することにより、該磁束供給体41の相対回転角度が強め角度で保持されるようにした。そのため、磁束供給体41の相対回転角度を強め角度でしっかりと保持できる。
次に、回転電機の第4実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(第5実施形態)
次に、回転電機の第5実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第4実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(第6実施形態)
次に、回転電機の第6実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第4実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
次に、回転電機の第7実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第4実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第1〜第6実施形態では、回転電機1をインナロータ型のラジアルギャップモータとして構成したが、これに限らず、アウタロータ型のラジアルギャップモータとして構成してもよい。
・上記各実施形態では、補助磁石44,72としてセグメント磁石を用いたが、これに限らず、環状のリング磁石を用いてもよい。なお、この場合には、補助磁石44,72を供給体コア43に固定せず、補助磁石44,72自体をロータ4の径方向内側に回転可能に支持してもよい。つまり、磁束供給体41が補助磁石のみからなる構成としてもよい。
(イ)前記磁束供給体は、前記ロータとの間に径方向に間隔を空けて配置されるものであって、前記補助磁石の一部は、前記磁束供給体が前記強め角度にある状態で、前記一対の埋込磁石における前記ロータ磁極部側と反対の極性の磁極と径方向において対向するように形成されたことを特徴とする回転電機。
Claims (4)
- 回転軸に一体回転可能に固定されたロータコア、及び前記ロータコアに埋め込まれる態様で固定されるとともに周方向において同一の極性が対向するように磁化された複数対の埋込磁石を有するロータと、
前記ロータコアにおける前記一対の埋込磁石に挟まれたロータ磁極部と対向するティースを有するステータコア、及び前記ティースに巻回されるコイルを有するステータと、
前記コイルへの電力供給を通じて前記ステータに回転磁界を発生させる制御装置とを備えた回転電機において、
前記回転軸に相対回転可能に支持されるとともに、補助磁石が固定されることにより供給体磁極部が形成された磁束供給体を備え、
前記ロータの回転時における前記磁束供給体の該ロータに対する相対回転角度が、前記ロータ磁極部の極性と該ロータ磁極部と対向する前記供給体磁極部の極性とが反対になる弱め角度、及び前記ロータ磁極部の極性と該ロータ磁極部と対向する前記供給体磁極部の極性とが同一になる強め角度で保持可能に構成され、
前記制御装置は、前記ロータの磁束方向の電流であるd軸電流を、前記磁束供給体の相対回転角度を変更するときには弱め界磁又は強め界磁を行うように供給し、それ以外のときには零とするように制御することを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
前記制御装置は、前記d軸電流を、前記弱め界磁又は前記強め界磁を行うように供給する場合、前記ロータコアにおける磁束の流入の向きについて、前記ステータと、前記磁束供給体との間の関係を反転させるように制御することを特徴とする回転電機。 - 請求項1又は請求項2に記載の回転電機において、
前記磁束供給体の相対回転角度は、前記ロータと前記磁束供給体との間に作用する磁気的な力の釣り合いによって前記弱め角度及び前記強め角度で保持可能であることを特徴とする回転電機。 - 請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の回転電機において、
前記ロータ及び前記磁束供給体のいずれか一方と一体回転するとともに、第1係合部が形成された第1保持部材と、
前記ロータ及び前記磁束供給体の他方と一体回転するとともに、前記第1係合部と凹凸係合することにより前記磁束供給体の相対回転角度を前記強め角度で保持する第2係合部が形成された第2保持部材と、
前記第1保持部材を前記第2保持部材側に付勢する保持付勢部材とを備え、
前記第1及び第2係合部の少なくとも一方は、周方向に対して傾斜した傾斜面を有し、
前記傾斜面は、前記磁束供給体の相対回転角度が前記強め角度にある状態から、前記ロータと前記磁束供給体とが相対回転することにより、該第1係合部と該第2係合部との凹凸係合を解除するように形成されたことを特徴とする回転電機。
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