JP7141250B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
前記固定ケースに保持され、交流電流により回転磁界を発生する交流コイルを内部に備えた、固定子と、
前記固定ケースに保持され、直流電流により励磁する界磁コイルを内部に備えた、界磁コアと、
前記回転部材の外周に配置され、前記固定子及び前記界磁コイルに対して回転自在に保持された、回転子と、
前記固定子と前記回転子との間に形成され、前記固定子と前記回転子との間で磁束を受け渡す、第1エアギャップと、
前記界磁コアと前記回転子との間に形成され、前記界磁コアと前記回転子との間で磁束を受け渡す、第2エアギャップと、を備えており、
前記界磁コアの前記界磁コイルは、前記回転子に対して、前記第2エアギャップを介して前記回転部材の回転軸の軸方向に並列して配置されており、
前記第2エアギャップは、前記界磁コアと、前記回転子の前記界磁コア側の部分であって少なくとも径方向外側の部分と、の間において、前記回転子の前記径方向外側の部分が前記界磁コアよりも径方向外側に位置するように、前記回転軸の前記軸方向に対して傾斜した、傾斜部を、有している、
ことを特徴としている。
(a)固定ケースの内周側且つ回転部材の外周側という狭小なる空間に、回転子以外に、固定子又は界磁コイルのいずれか一方のみを配置させるので、2つの部材を回転軸の同軸異径上に配置するだけでよく、その結果、設計自由度が大きくなり、回転電機の出力性能を向上させることができる。
(b)第2エアギャップが傾斜部を有しているので、回転電機の効率向上とアキシャル力の低減とを図ることができる。
(c)第2エアギャップの傾斜部によって、回転子の界磁コア側の径方向外側の部分が界磁コアよりも径方向外側に位置しているので、回転子の界磁コア側の部分が遠心力によって拡径して界磁コアに干渉するのを、防止できる。
本実施形態にかかる回転電機は、図1~図3に示すように、回転軸7沿いのエンジン8と変速機9との間に配置され、発進装置4を内包する固定ケース5と発進装置4との間に位置するブラシレス巻線界磁型の回転電機10である。この回転電機10は、少なくとも、固定子3と、界磁コイル2と、回転子1とを、備えている。
(1)本実施形態では、図8の(a)に示すように、固定子3及び回転子1に対して界磁コイル2を回転軸7の軸方向にずらせて並列配置しているので、次のような効果を発揮できる。
(a)エアギャップ断面積が少なく、それ故に、磁気抵抗が高くなり、ロータ界磁に必要な界磁電流が高くなってしまう可能性がある。
(b)軸方向に電磁吸引力が発生し、発進装置4を保持する軸受(図示せず)に大きなアキシャル力が作用する可能性がある。
(c)断面において、第2エアギャップ12の有効磁路幅は、界磁コア6の厚み及び磁極厚みと同等である。また、界磁コア6を励磁した際、界磁コア6と回転子1との間には電磁吸引力が作用するが、電磁吸引力は全てアキシャル力として作用する。
図9~図11に示すように、本実施形態では、第1実施形態の構成において、回転子1の内部に永久磁石27を配置している。
(a)エアギャップ12Bは、傾斜部122を有していればよく、第1垂直部121及び第2垂直部123の一方又は両方を有していなくてもよい。
(b)エアギャップ12Aは、回転軸7の軸方向に対して傾斜して形成されてもよい。その傾斜方向は、径方向の内側から外側に向かうに従い、エンジン8側から変速機9側に向かう方向であるのが、好ましい。これによれば、回転子1の径方向内側の部分が、回転による遠心力によって径方向外側に向けて膨らんだとしても、界磁コア6に接触することは無い。なお、傾斜方向は、径方向の内側から外側に向かうに従い、変速機9側からエンジン8側に向かう方向でもよい。
(c)回転電機10は、発進装置4以外の他の回転部材の外周に配置してもよい。他の回転部材としては、例えば、駆動系のフライホイールやドライブプレートなどを挙げることができる。
2 界磁コイル
3 固定子
4 発進装置(回転部材)
5 固定ケース
6 界磁コア
7 回転軸
8 エンジン
9 変速機
10 回転電機
11 第1エアギャップ
12 第2エアギャップ
122 傾斜部
14 交流コイル
21 第1磁極
21a 第1円環部
21b 爪部
21c 第1先端係止部
210 (径方向外側の)部分
22 第2磁極
22a 第2円環部
22b 凸部
22c 第2先端係止部
22d はめ込み部
23 磁極保持部材
23a 嵌合部
27 永久磁石
Claims (11)
- 回転軸沿いのエンジンと変速機との間に配置され、発進装置を内包する固定ケースの内周側で且つ前記発進装置の外周側という空間に位置する、ブラシレス巻線界磁型の回転電機であって、
前記固定ケースに保持され、交流電流により回転磁界を発生する交流コイルを内部に備えた、固定子と、
前記固定ケースに保持され、直流電流により励磁する界磁コイルを内部に備えた、界磁コアと、
前記発進装置の外周に配置され、前記固定子及び前記界磁コイルに対して回転自在に保持された、回転子と、
前記固定子と前記回転子との間に形成され、前記固定子と前記回転子との間で磁束を受け渡す、第1エアギャップと、
前記界磁コアと前記回転子との間に形成され、前記界磁コアと前記回転子との間で磁束を受け渡す、第2エアギャップと、を備えており、
前記界磁コアの前記界磁コイルは、前記回転子に対して、前記第2エアギャップを介して前記発進装置の回転軸の軸方向に並列して配置されており、
前記第2エアギャップは、前記界磁コアと、前記回転子の前記界磁コア側の部分であって少なくとも径方向外側の部分と、の間において、前記回転子の前記径方向外側の部分が前記界磁コアよりも径方向外側に位置するように、前記回転軸の前記軸方向に対して傾斜した、傾斜部を、有している、
ことを特徴とする回転電機。
- 前記回転子の前記界磁コア側の部分は、前記径方向外側の部分が前記界磁コア側に突き出た縦断面くちばし形状を、呈しており、
前記界磁コアの前記回転子側の部分は、前記回転子の前記くちばし内に潜り込むような縦断面凸形状を、呈している、
請求項1記載の回転電機。 - 前記第2エアギャップは、前記傾斜部と、前記傾斜部に続いて形成され且つ前記回転軸に対して垂直な垂直部と、を備えている、
請求項1又は2に記載の回転電機。 - 前記第2エアギャップの前記傾斜部の傾斜角度は、前記回転軸の前記軸方向に対して10~25度の範囲である、
請求項1~3のいずれか一つに記載の回転電機。 - 前記回転子は、
第1円環部から前記回転軸の前記軸方向に突き出た複数の爪部を持つ、第1磁極と、
前記第1円環部の内側に径方向隙間をあけて配置され、前記第1円環部と部分的に重なるように配置された第2円環部の外周面に径方向に突出し且つ周方向には周方向隙間を有して配置された複数の凸部を持つ、第2磁極と、
前記第1磁極の前記爪部と前記第2磁極の前記凸部とが嵌合固定される嵌合部を有する、円環状の磁極保持部材とで、構成されており、
前記第1磁極と前記第2磁極とは、前記第1磁極の前記爪部が前記第2磁極の前記凸部と前記凸部との間の前記隙間内に挿入され、前記第1磁極の前記爪部と前記第2磁極の前記凸部とが周方向に交互に配置されて、お互いに接触することなく、前記磁極保持部材に嵌合固定されている、
請求項1~4のいずれか一つに記載の回転電機。 - 前記第1磁極の前記爪部の第1先端係止部は、前記磁極保持部材の外周側に配置された前記嵌合部に嵌合されて、径方向に対して固定的に保持されているとともに、前記第2磁極の第2先端係止部は、前記磁極保持部材の前記嵌合部に嵌合されて、径方向に対して固定的に保持されている、
請求項5に記載の回転電機。 - 前記磁極保持部材は、非磁性体である、
請求項5又は6に記載の回転電機。 - 前記第1磁極と前記第2磁極とは、それぞれ、軟磁性体である、
請求項5~7のいずれか一つに記載の回転電機。 - 前記第1磁極の前記爪部と周方向の同一位置であって、前記第1磁極の内径側且つ前記第2磁極の前記第2円環部の外径側に、永久磁石を更に備えている、
請求項5~8のいずれか一つに記載の回転電機。 - 前記永久磁石は、ネオジムを主原料とした磁石である、
請求項9に記載の回転電機。 - 前記永久磁石は、フェライトを主原料とした磁石である、
請求項9に記載の回転電機。
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