JP7319087B2 - Rotating electric machine and in-wheel motor using this rotating electric machine - Google Patents

Rotating electric machine and in-wheel motor using this rotating electric machine Download PDF

Info

Publication number
JP7319087B2
JP7319087B2 JP2019090939A JP2019090939A JP7319087B2 JP 7319087 B2 JP7319087 B2 JP 7319087B2 JP 2019090939 A JP2019090939 A JP 2019090939A JP 2019090939 A JP2019090939 A JP 2019090939A JP 7319087 B2 JP7319087 B2 JP 7319087B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric machine
stator
ball screw
nut member
rotary electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019090939A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020188563A (en
Inventor
哲弘 西出
宙 兼重
正浩 角振
隆 咲山
翔 岩城
智士 平田
弘二 石川
翔 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THK Co Ltd filed Critical THK Co Ltd
Priority to JP2019090939A priority Critical patent/JP7319087B2/en
Publication of JP2020188563A publication Critical patent/JP2020188563A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7319087B2 publication Critical patent/JP7319087B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Description

本発明は、磁束可変機構を有する回転電機及び、この回転電機を用いたインホイールモータに関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine having a variable magnetic flux mechanism and an in-wheel motor using this rotating electrical machine.

従来、回転電機の低速及び高速での出力を調整することで、回転速度に応じた出力特性を得ることができる回転電機が知られている。このような回転電機は種々の構造が知られているが、例えば、固定子と、固定子に対して同軸をなして回転自在に設けられた回転子と、回転子に対する固定子の軸方向での相対位置を変化させる移動手段とを有し、固定子に電機子コイル及びコアが設けられ、コアに対峙するようにマグネットが設けられた回転電機が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a rotary electric machine is known that can obtain output characteristics according to the rotation speed by adjusting the output of the rotary electric machine at low speed and high speed. Various structures are known for such a rotating electrical machine. A rotary electric machine is known in which an armature coil and a core are provided on a stator, and a magnet is provided so as to face the core.

このような回転電機によれば、低速回転時には、固定子と回転子の対向面積が大きくなるように移動手段によって固定子を軸方向に移動させて固定子を通過する有効磁束が大きくなるようにして高トルク化を図り、高速回転時には、固定子と回転子との対向面積を少なくするように固定子を移動させて固定子を通過する有効磁束が小さくなるようにして高速回転を実現している。 According to such a rotating electric machine, when rotating at a low speed, the stator is axially moved by the moving means so that the facing area between the stator and the rotor increases, thereby increasing the effective magnetic flux passing through the stator. During high-speed rotation, the stator is moved so as to reduce the facing area between the stator and the rotor so that the effective magnetic flux passing through the stator becomes smaller, realizing high-speed rotation. there is

特開2008-148516号公報JP 2008-148516 A

しかし、従来の回転電機によれば、移動手段は、駆動モータなどのアクチュエータによって固定子を移動可能としているが、アクチュエータの駆動軸が回転電機の回転軸と同軸に配置されておらず、駆動軸と回転軸が互いに略平行に配置されているため、取付スペースが2軸分必要となることから、小型化を図ることが難しく、アクチュエータの駆動によって回転軸に曲げモーメントが作用し、当該曲げモーメントによって回転軸を回転支持する軸受等が早期に破損するという問題があった。 However, according to the conventional rotating electrical machine, the moving means is capable of moving the stator by an actuator such as a driving motor. and the rotating shafts are arranged substantially parallel to each other, so mounting space is required for two axes, making it difficult to reduce the size of the actuator. There is a problem that the bearing or the like that supports the rotation shaft is damaged early due to the

また、このような回転軸を回転支持する軸受の早期破損を防止するために、アクチュエータの駆動軸と回転電機の回転軸を同軸に配置することも考えられるが、そのように配置した場合には、部品重量の増加に伴って慣性モーメントも増加するため、必要な回転速度までの到達時間が遅いという問題もあった。 Also, in order to prevent early damage to the bearings that rotatively support such a rotating shaft, it is conceivable to arrange the drive shaft of the actuator and the rotating shaft of the rotating electric machine coaxially, but if such an arrangement is adopted, Also, since the moment of inertia increases as the weight of the parts increases, there is also the problem that it takes a long time to reach the required rotational speed.

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、回転電機の小型化を図ると共に、部品重量を低減して必要な回転速度までの到達時間を短縮することができる回転電機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-described problems. intended to provide

上記課題を解決する本発明に係る回転電機は、電機子コイルを有する固定子と、前記固定子に対して所定のギャップを介して回転自在に配置されると共に前記固定子に対向する磁石を有する回転子とを備えた回転電機において、前記固定子は、回転軸方向に移動可能な移動機構に取り付けられ、前記移動機構は、前記固定子を貫通する軸部材と、前記軸部材の外周面に組み付けられたボールスプラインナット部材及びボールねじナット部材と、前記ボールねじナット部材に回転力を付与する駆動源とを備え、前記軸部材の外周面には、前記回転子を回転可能に保持する複数の転動体が組み付けられると共に、該転動体が転走可能な転走溝が形成され、前記転走溝は、前記ボールスプラインナット部材が軸方向に沿って移動可能に組み付けられるボールスプライン溝と、前記ボールねじナット部材が軸方向に沿って移動可能に組み付けられる螺旋状のボールねじ溝とを有し、前記ボールスプライン溝と前記ボールねじ溝とは互いに隣接して配置されることを特徴とする。 A rotating electric machine according to the present invention for solving the above problems has a stator having an armature coil, and magnets arranged rotatably with respect to the stator with a predetermined gap therebetween and facing the stator. In a rotary electric machine including a rotor, the stator is attached to a movement mechanism that is movable in a direction of the rotation axis, and the movement mechanism includes a shaft member penetrating the stator and an outer peripheral surface of the shaft member. a ball spline nut member and a ball screw nut member assembled together; and a drive source for applying a rotational force to the ball screw nut member. and a rolling groove in which the rolling element can roll is formed, the rolling groove being a ball spline groove in which the ball spline nut member is assembled so as to be movable along the axial direction; The ball screw nut member has a spiral ball screw groove to which the ball screw nut member is axially movably assembled, and the ball spline groove and the ball screw groove are arranged adjacent to each other. .

本発明に係る回転電機によれば、移動機構は、固定子を貫通する軸部材と、軸部材の外周面に組み付けられたボールスプラインナット部材及びボールねじナット部材と、ボールねじナット部材に回転力を付与する駆動源とを備え、軸部材の外周面には、回転子を回転可能に保持する複数の転動体が組み付けられると共に、該転動体が転走可能な転走溝が形成されるので、回転電機の小型化を図ると共に、移動機構の構成部品の部品重量を低減させることができ、必要な回転速度までの到達時間を早めることが可能となる。 According to the rotary electric machine of the present invention, the movement mechanism includes a shaft member passing through the stator, a ball spline nut member and a ball screw nut member assembled to the outer peripheral surface of the shaft member, and a rotational force applied to the ball screw nut member. A plurality of rolling elements for rotatably holding the rotor are assembled to the outer peripheral surface of the shaft member, and rolling grooves are formed in which the rolling elements can roll. In addition, it is possible to reduce the size of the rotary electric machine, reduce the weight of the component parts of the movement mechanism, and shorten the time required to reach the required rotation speed.

本発明の実施形態に係る回転電機の軸方向断面図。1 is an axial sectional view of a rotary electric machine according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態に係る回転電機の移動機構の構成図。1 is a configuration diagram of a moving mechanism for a rotating electric machine according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態に係る回転電機の軸方向の断面図であって、固定子を可動子に対して抜き出した状態を示す図。1 is an axial cross-sectional view of a rotary electric machine according to an embodiment of the present invention, showing a state in which a stator is extracted from a mover; FIG.

以下、本発明に係る回転電機の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, it demonstrates, referring drawings for embodiment of the rotary electric machine which concerns on this invention. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to each claim, and not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention. .

図1は、本発明の実施形態に係る回転電機の軸方向断面図であり、図2は、本発明の実施形態に係る回転電機の移動機構の構成図であり、図3は、本発明の実施形態に係る回転電機の軸方向の断面図であって、固定子を可動子に対して抜き出した状態を示す図である。 FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a rotating electric machine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a moving mechanism for the rotating electric machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is an axial cross-sectional view of the rotating electric machine according to the embodiment, showing a state in which the stator is pulled out from the mover;

図1に示すように、本実施形態に係る回転電機10は、自動車等の車輪1に組み込まれる所謂インホイールモータとして用いられると好適である。車輪1は、自動車の車体に取り付けられると共に、車輪1を回転可能に支持する車軸4と、ホイール3とホイール3の外周面に取り付けられたゴムなどの弾性体からなるタイヤ2とを備えている。 As shown in FIG. 1, a rotating electrical machine 10 according to the present embodiment is preferably used as a so-called in-wheel motor incorporated in a wheel 1 of an automobile or the like. A wheel 1 is attached to the vehicle body of an automobile and includes an axle 4 that rotatably supports the wheel 1, a wheel 3, and a tire 2 made of an elastic material such as rubber attached to the outer peripheral surface of the wheel 3. .

本実施形態に係る回転電機10は、ホイール3の内部に配置されており、回転電機10の回転力をホイール3に伝達することで、当該回転電機10が取り付けられる自動車の駆動力を発生させている。 The rotating electric machine 10 according to the present embodiment is arranged inside the wheel 3, and by transmitting the rotational force of the rotating electric machine 10 to the wheel 3, it generates the driving force of the automobile to which the rotating electric machine 10 is attached. there is

本実施形態に係る回転電機10は、図示しないコアに線材が巻回された電機子コイルが周方向に沿って配置される固定子11と、固定子11に対して所定のギャップを介して回転自在に配置される回転子12とを備えている。なお、電機子コイルの巻回方法は、従来周知の種々の巻き方を採用することが可能である。 A rotating electric machine 10 according to the present embodiment includes a stator 11 in which armature coils each having a wire wound around a core (not shown) are arranged in the circumferential direction, and rotates with respect to the stator 11 with a predetermined gap therebetween. A freely arranged rotor 12 is provided. It should be noted that various conventionally well-known winding methods can be adopted for the winding method of the armature coil.

回転子12は、導電性のある金属などからなるバックヨーク13と、固定子11に対向するように配置された磁石14を有しており、バックヨーク13はホイール3に取り付けられたホイールハウジング15に組み付けられており、ホイール3は、回転子12の回転に伴って回転する。なお、固定子11と回転子12の対向面は、車軸4の回転軸方向に対して交差する方向に延びる斜面を有するようにそれぞれ傾斜して形成されている。 The rotor 12 has a back yoke 13 made of conductive metal or the like, and magnets 14 arranged to face the stator 11. The back yoke 13 is attached to the wheel 3 in a wheel housing 15. , and the wheel 3 rotates as the rotor 12 rotates. The facing surfaces of the stator 11 and the rotor 12 are formed to be inclined so as to have slopes extending in a direction intersecting the rotation axis direction of the axle 4 .

ホイールハウジング15は、中空の円盤状部材であって、バックヨーク13の径方向に延びるフランジ部を挟み込むように組み付けられている。また、ホイールハウジング15の内部には、後述する移動機構20が収納されている。さらに、ホイールハウジング15は、軸方向の両端に組み付けられたハブ部材16によって車軸4に対して回転可能に組み付けられている。 The wheel housing 15 is a hollow disk-shaped member and is assembled so as to sandwich the radially extending flange portion of the back yoke 13 . Further, inside the wheel housing 15, a moving mechanism 20, which will be described later, is accommodated. Further, the wheel housing 15 is rotatably attached to the axle 4 by hub members 16 attached to both ends in the axial direction.

また、固定子11は、車軸4の軸方向に移動可能な移動機構20に取り付けられている。移動機構20は、車軸4が固定子11の回転中心軸と同軸に配置され、車軸4の外周面に回転不能に組み付けられたボールスプラインナット部材24と、車軸4の外周面に回転可能に組み付けられたボールねじナット部材25とを備えている。 The stator 11 is also attached to a moving mechanism 20 that can move in the axial direction of the axle 4 . The moving mechanism 20 includes a ball spline nut member 24 which is arranged so that the axle 4 is coaxial with the rotation center axis of the stator 11 and is non-rotatably attached to the outer peripheral surface of the axle 4, and a ball spline nut member 24 which is rotatably attached to the outer peripheral surface of the axle 4. A ball screw nut member 25 is provided.

また、ボールねじナット部材25は、出力軸に歯車28が取り付けられた駆動源としての駆動モータ27によって回転力が付与されるように構成されている。このように構成されることで、駆動モータ27が回転することにより歯車28が回転し、歯車28がボールねじナット部材25の外周面と歯合することでボールねじナット部材25へ駆動モータ27の回転力を伝達している。 Further, the ball screw nut member 25 is configured such that a rotational force is imparted by a drive motor 27 as a drive source having a gear 28 attached to the output shaft. With this configuration, the rotation of the drive motor 27 causes the gear 28 to rotate, and the gear 28 meshes with the outer peripheral surface of the ball screw nut member 25 to move the drive motor 27 to the ball screw nut member 25 . It transmits rotational force.

図2に示すように、車軸4は、軸方向に貫通孔21が形成された中空軸であり、外表面の軸方向一端側に軸方向に沿って形成されるボールスプライン溝22が形成され、他端側に螺旋状のボールねじ溝23が形成されている。ボールスプライン溝22およびボールねじ溝23は、車軸4の中央近傍で互いに隣接して形成されている。このようにボールスプライン溝22とボールねじ溝23を互いに隣接して配置することで、移動機構20の必要なストローク量の確保を図っている。 As shown in FIG. 2, the axle 4 is a hollow shaft in which a through hole 21 is formed in the axial direction. A spiral ball screw groove 23 is formed on the other end side. Ball spline groove 22 and ball screw groove 23 are formed adjacent to each other near the center of axle 4 . By arranging the ball spline grooves 22 and the ball screw grooves 23 adjacent to each other in this way, the required stroke amount of the moving mechanism 20 is ensured.

また、車軸4の外表面には、後述する転動体が転走可能な一対の転走溝29,29が形成されている。転走溝29は、車軸4の周方向に沿って形成されており、車軸4の軸方向端側に形成されている。すなわち、転走溝29は、ボールスプライン溝22及びボールねじ溝23のそれぞれよりも軸端側に配置されており、一対の転走溝29の間にボールスプライン溝22及びボールねじ溝23が配置されている。 A pair of rolling grooves 29, 29 are formed on the outer surface of the axle 4 so that rolling elements, which will be described later, can roll. The rolling groove 29 is formed along the circumferential direction of the axle 4 and is formed on the end side of the axle 4 in the axial direction. That is, the rolling groove 29 is arranged closer to the shaft end than the ball spline groove 22 and the ball screw groove 23 respectively, and the ball spline groove 22 and the ball screw groove 23 are arranged between the pair of rolling grooves 29. It is

ボールスプラインナット部材24は、円筒状の部材であって、内周に車軸4が挿通される。また、ボールスプラインナット部材24の内周面には、車軸4のボールスプライン溝22に対応する第2ボールスプライン溝24aが形成されており、ボールスプライン溝22及び第2ボールスプライン溝24aの間には、図示しない転動体等を介在させることで、車軸4の軸方向にボールスプラインナット部材24が移動可能に組み付けられている。また、ボールスプラインナット部材24の一端は、ベアリング26の内輪に挿入されていると共に、図1に示すように固定子11の移動基部30に取り付けられている。 The ball spline nut member 24 is a cylindrical member, and the axle 4 is inserted through its inner circumference. Further, a second ball spline groove 24a corresponding to the ball spline groove 22 of the axle 4 is formed on the inner peripheral surface of the ball spline nut member 24, and between the ball spline groove 22 and the second ball spline groove 24a. A ball spline nut member 24 is assembled so as to be movable in the axial direction of the axle 4 by interposing rolling elements (not shown). One end of the ball spline nut member 24 is inserted into the inner ring of the bearing 26 and attached to the moving base 30 of the stator 11 as shown in FIG.

ボールねじナット部材25は、内周にボールねじ溝23に対応する螺旋状の第2ボールねじ溝25aが形成された環状部材であり、外周面に歯車28が歯合する第3ねじ溝25bが形成されている。第2ボールねじ溝25aとボールねじ溝23の間には図示しない転動体などを介在させることで、ボールねじナット部材25は車軸4に対して回転可能に組み付けられている。 The ball screw nut member 25 is an annular member having a spiral second ball screw groove 25a corresponding to the ball screw groove 23 formed on the inner circumference, and a third screw groove 25b with which the gear 28 meshes on the outer peripheral surface. formed. The ball screw nut member 25 is rotatably assembled to the axle 4 by interposing a rolling element (not shown) between the second ball screw groove 25 a and the ball screw groove 23 .

また、ボールねじナット部材25の一端側には、ベアリング26の内輪に挿入される縮径部25cが形成されており、当該縮径部25cをベアリング26に挿入した状態で、ボールねじナット部材25はベアリング26の内輪に組み付けられている。 A diameter-reduced portion 25c to be inserted into the inner ring of the bearing 26 is formed on one end side of the ball screw nut member 25. With the diameter-reduced portion 25c inserted into the bearing 26, the ball screw nut member 25 is is attached to the inner ring of the bearing 26.

また、図1に示すように、ハブ部材16の車軸4が挿入される挿入孔の内周面には、車軸4の外表面に形成された転走溝29に対応する第2転走溝33が形成されており、転走溝29及び第2転走溝33の間には複数の転動体32が配列されている。 Further, as shown in FIG. 1, second rolling grooves 33 corresponding to the rolling grooves 29 formed on the outer surface of the axle 4 are formed on the inner peripheral surface of the insertion hole into which the axle 4 of the hub member 16 is inserted. are formed, and a plurality of rolling elements 32 are arranged between the rolling groove 29 and the second rolling groove 33 .

このように構成された本実施形態に係る回転電機10は、移動機構20の駆動モータ27を回転させて歯車28を介してボールねじナット部材25を回転させると、ボールねじナット部材25が車軸4に形成されたボールねじ溝23に沿って軸方向に移動する。ボールねじナット部材25は、ベアリング26を介してボールスプラインナット部材24に組み付けられているので、移動基部30は固定子11と共に軸方向に移動される。 In the rotary electric machine 10 according to the present embodiment configured as described above, when the drive motor 27 of the moving mechanism 20 is rotated to rotate the ball screw nut member 25 via the gear 28 , the ball screw nut member 25 is rotated by the axle 4 . It moves axially along the ball screw groove 23 formed in the . Since the ball screw nut member 25 is attached to the ball spline nut member 24 via the bearing 26 , the moving base 30 is axially moved together with the stator 11 .

このように、本実施形態に係る回転電機10は、移動機構20の駆動モータ27によってボールねじナット部材25を回転移動させることで、固定子11を回転子12に対して抜き差しするように軸方向に移動可能となっているため、固定子11の回転子12に対する相対位置に応じて出力特性を可変することができる。 As described above, the rotary electric machine 10 according to the present embodiment rotates the ball screw nut member 25 by the driving motor 27 of the moving mechanism 20 , thereby moving the stator 11 in the axial direction so as to insert and remove the stator 11 with respect to the rotor 12 . , the output characteristics can be varied according to the relative position of the stator 11 with respect to the rotor 12 .

より具体的には、固定子11を回転子12に対して最も挿入した状態においては、固定子11と回転子12の対向面積が最も大きく、固定子11と回転子12の間のギャップも最も小さい状態であることから、回転電機10の出力特性は、高トルク・低回転となる。このような状態では、自動車の発進時など速度は遅いが高トルクが必要な場合に最も出力特性が適した状態となる。 More specifically, when the stator 11 is fully inserted into the rotor 12, the facing area between the stator 11 and the rotor 12 is the largest, and the gap between the stator 11 and the rotor 12 is also the largest. Since it is in a small state, the output characteristics of the rotary electric machine 10 are high torque and low rotation. In such a state, the output characteristics are most suitable when the speed is slow but high torque is required, such as when starting an automobile.

また、この状態では、逆起電力が上昇することから電機子コイル11aへの給電を停止し、車輪1を制動させる減速時には、逆起電力が上昇することで、効率的に発電を行うことができ、高効率の回生ブレーキとして作用させることが可能となる。 In this state, since the back electromotive force rises, power supply to the armature coil 11a is stopped, and during deceleration for braking the wheels 1, the back electromotive force rises, enabling efficient power generation. It is possible to act as a highly efficient regenerative brake.

これに対し、駆動モータ27を回転させてボールねじナット部材25に回転力を付与すると、図3に示すように、ボールねじナット部材25の回転に伴って、ボールねじナット部材25が車軸4のボールねじ溝23に沿って回転しながら軸方向へ移動する。 On the other hand, when the drive motor 27 is rotated to apply a rotational force to the ball screw nut member 25, as shown in FIG. It moves axially while rotating along the ball screw groove 23 .

さらに移動機構20を駆動させると、固定子11が回転子12から最も抜き出された状態となり、固定子11と回転子12の対向面積は最も小さく、固定子11と回転子12の間のギャップが最も大きな状態となる。この状態では、逆起電力が下降し、回転電機10の出力特性は、低トルク・高回転となる。このように固定子11を回転子12から最も抜き出した状態では、トルクを必要としない高速走行時に最も出力特性が適した状態となる。 When the moving mechanism 20 is further driven, the stator 11 is pulled out from the rotor 12 to the maximum, the facing area between the stator 11 and the rotor 12 is the smallest, and the gap between the stator 11 and the rotor 12 is the smallest. is the largest state. In this state, the counter electromotive force drops, and the output characteristics of the rotating electric machine 10 are low torque and high rotation. When the stator 11 is pulled out from the rotor 12 to the maximum in this manner, the output characteristics are most suitable for high-speed running, which does not require torque.

なお、固定子11と回転子12の対向面が共に斜面として構成されているため、固定子11が軸方向に抜き出されることにより、斜面の傾斜に倣って固定子11と回転子12のギャップも大きくなるように構成されている。さらに、固定子11の移動量は、駆動モータ27によるボールねじナット部材25の回転量によって無段階に調整することができるので、固定子11と回転子12の対向面積及びギャップも固定子11の移動量に応じて無段階に調整することができる。 Since the opposing surfaces of the stator 11 and the rotor 12 are both formed as slopes, the gap between the stator 11 and the rotor 12 is adjusted along the inclination of the slope by extracting the stator 11 in the axial direction. is designed to be large. Furthermore, since the amount of movement of the stator 11 can be adjusted steplessly by the amount of rotation of the ball screw nut member 25 by the drive motor 27, the facing area and the gap between the stator 11 and the rotor 12 are It can be adjusted steplessly according to the amount of movement.

このように構成された本実施形態に係る回転電機10は、車軸4にボールスプライン溝22、ボールねじ溝23及び転走溝29を形成しているので、車軸4、ボールスプラインナット部材24、ボールねじナット部材25の径を小さくすることができ、回転電機10の小型化を図ることができる。また、この小型化に伴って、駆動モータ27等を同時にホイールハウジング15内に収納することができるので、移動機構20のシール性を向上させて天候に左右されずに回転電機10を駆動させることができると共に、動作している移動機構20を直接触れることによる怪我等の防止を図ることができる。 In the rotary electric machine 10 according to the present embodiment configured as described above, the axle 4 is formed with the ball spline groove 22, the ball screw groove 23 and the rolling groove 29, so that the axle 4, the ball spline nut member 24, the ball The diameter of the screw nut member 25 can be reduced, and the size of the rotary electric machine 10 can be reduced. In addition, along with this miniaturization, the drive motor 27 and the like can be housed in the wheel housing 15 at the same time, so that the sealing performance of the moving mechanism 20 is improved and the rotary electric machine 10 can be driven without being affected by the weather. In addition, injury due to direct contact with the moving mechanism 20 in operation can be prevented.

さらに、本実施形態に係る回転電機10は、ホイールハウジング15の軸方向両端に配置されたハブ部材16によって車軸4に対して回転保持されているので、ハブ部材16を小型化することで回転電機10の軽量化を図ることができ、軽量化に伴って必要な回転数までの到達時間を早くして応答性能を向上させることができる。 Further, since the rotating electric machine 10 according to the present embodiment is rotatably held with respect to the axle 4 by the hub members 16 disposed at both ends in the axial direction of the wheel housing 15, the rotating electric machine 10 can be 10 weight reduction can be achieved, and along with the weight reduction, it is possible to shorten the time required to reach the required number of rotations and improve the response performance.

さらに、回転軸と駆動軸とを同軸に配置しているので、回転電機10の小型化を図ることが可能となる。さらに、本実施形態に係る回転電機10は、ボールねじナット部材25と車軸4の外表面に形成されたボールねじ溝23による減速効果を有することから駆動モータ27の出力を小さくすることが可能となり、当該駆動モータ27を小型化することで、回転電機10の更なる小型化を図ることが可能となる。 Furthermore, since the rotary shaft and the drive shaft are arranged coaxially, it is possible to reduce the size of the rotary electric machine 10 . Furthermore, since the rotary electric machine 10 according to the present embodiment has a deceleration effect due to the ball screw nut member 25 and the ball screw groove 23 formed on the outer surface of the axle 4, the output of the drive motor 27 can be reduced. By reducing the size of the drive motor 27, the rotary electric machine 10 can be further reduced in size.

さらに、移動機構20は、ボールねじナット部材25及びボールスプラインナット部材24によって固定子11の移動を行っているため、応答性がよく高エネルギー効率の固定子11の移動制御を行うことが可能となる。また、移動機構20による移動量は、ボールねじナット部材25の回転量によって制御しているので、求められる出力特性に応じて固定子11の位置を任意に設定することで、最も適した出力特性で回転電機10を駆動させることが可能となる。 Furthermore, since the moving mechanism 20 moves the stator 11 by the ball screw nut member 25 and the ball spline nut member 24, it is possible to control the movement of the stator 11 with good responsiveness and high energy efficiency. Become. Further, since the amount of movement by the moving mechanism 20 is controlled by the amount of rotation of the ball screw nut member 25, the position of the stator 11 can be arbitrarily set according to the required output characteristics, thereby obtaining the most suitable output characteristics. It becomes possible to drive the rotary electric machine 10 with.

なお、上述した実施形態においては、車軸4とボールスプラインナット部材24並びにボールねじナット部材25は、転動体を介して組み付けた場合について説明を行ったが、これらの部材は、転動体を介さずに互いに滑り合うように組み付けても構わない。また、上述した本実施形態に係る回転電機10においては、本実施形態に係る回転電機10を自動車の車輪1に適用した場合について説明を行ったが、その用途は自動車に限られず、例えば、風力発電機やプレス加工機などに適用しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 In the above-described embodiment, the axle 4, the ball spline nut member 24, and the ball screw nut member 25 are assembled via rolling elements. may be assembled so that they slide against each other. Further, in the rotating electric machine 10 according to the present embodiment described above, a case where the rotating electric machine 10 according to the present embodiment is applied to the wheel 1 of an automobile has been described, but the application is not limited to automobiles. It may be applied to generators, press machines, and the like. It is clear from the description of the scope of claims that forms with such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.

4 車軸, 10 回転電機, 11 固定子, 12 回転子, 20 移動機構, 24 ボールスプラインナット部材, 25 ボールねじナット部材, 27 駆動源, 29 転走溝。 4 axle, 10 rotary electric machine, 11 stator, 12 rotor, 20 movement mechanism, 24 ball spline nut member, 25 ball screw nut member, 27 drive source, 29 rolling groove.

Claims (4)

電機子コイルを有する固定子と、前記固定子に対して所定のギャップを介して回転自在に配置されると共に前記固定子に対向する磁石を有する回転子とを備えた回転電機において、
前記固定子は、回転軸方向に移動可能な移動機構に取り付けられ、
前記移動機構は、前記固定子を貫通する軸部材と、前記軸部材の外周面に組み付けられたボールスプラインナット部材及びボールねじナット部材と、前記ボールねじナット部材に回転力を付与する駆動源とを備え、
前記軸部材の外周面には、前記回転子を回転可能に保持する複数の転動体が組み付けられると共に、該転動体が転走可能な転走溝が形成され
前記転走溝は、前記ボールスプラインナット部材が軸方向に沿って移動可能に組み付けられるボールスプライン溝と、前記ボールねじナット部材が軸方向に沿って移動可能に組み付けられる螺旋状のボールねじ溝とを有し、前記ボールスプライン溝と前記ボールねじ溝とは互いに隣接して配置されることを特徴とする回転電機。
A rotating electrical machine comprising a stator having an armature coil and a rotor rotatably arranged with respect to the stator with a predetermined gap and having a magnet facing the stator,
The stator is attached to a moving mechanism that can move in the direction of the rotation axis,
The moving mechanism includes a shaft member passing through the stator, a ball spline nut member and a ball screw nut member assembled to the outer peripheral surface of the shaft member, and a drive source that imparts rotational force to the ball screw nut member. with
A plurality of rolling elements for rotatably holding the rotor are assembled to the outer peripheral surface of the shaft member, and rolling grooves are formed in which the rolling elements can roll ,
The rolling groove includes a ball spline groove to which the ball spline nut member is axially movably assembled, and a spiral ball screw groove to which the ball screw nut member is axially movably assembled. , wherein the ball spline groove and the ball screw groove are arranged adjacent to each other .
請求項1に記載の回転電機において、
前記転走溝は、前記回転軸方向に沿って一対形成され、
前記転走溝に対応する対向転走溝を有するハブ部材を備えることを特徴とする回転電機。
In the rotary electric machine according to claim 1 ,
A pair of the rolling grooves are formed along the rotation axis direction,
A rotary electric machine, comprising a hub member having opposing rolling grooves corresponding to the rolling grooves.
請求項に記載の回転電機において、
前記ハブ部材は、前記固定子、前記回転子及び前記移動機構を収納するケース部材に取り付けられることを特徴とする回転電機。
In the rotary electric machine according to claim 2 ,
A rotary electric machine, wherein the hub member is attached to a case member that houses the stator, the rotor, and the moving mechanism.
請求項1からの何れか1項に記載の回転電機を用いたインホイールモータ。 An in-wheel motor using the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3 .
JP2019090939A 2019-05-13 2019-05-13 Rotating electric machine and in-wheel motor using this rotating electric machine Active JP7319087B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019090939A JP7319087B2 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Rotating electric machine and in-wheel motor using this rotating electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019090939A JP7319087B2 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Rotating electric machine and in-wheel motor using this rotating electric machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020188563A JP2020188563A (en) 2020-11-19
JP7319087B2 true JP7319087B2 (en) 2023-08-01

Family

ID=73222136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019090939A Active JP7319087B2 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Rotating electric machine and in-wheel motor using this rotating electric machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7319087B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021127658A1 (en) 2021-10-25 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Electrical machine for a motor vehicle
KR102683740B1 (en) * 2022-08-03 2024-07-09 주식회사 현대케피코 Hub motor apparatus
JP2024152010A (en) * 2023-04-13 2024-10-25 Thk株式会社 Rotating Electric Machine
CN118300304A (en) * 2024-06-04 2024-07-05 河北凯浮电机制造有限公司 Motor housing convenient to change stator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002281722A (en) 2001-03-22 2002-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Outer rotor motor and electric bicycle
JP2008148516A (en) 2006-12-13 2008-06-26 Mitsuba Corp Rotary electric machine
JP2012017736A (en) 2010-06-11 2012-01-26 Thk Co Ltd Vertical axis fluid power generator
JP2012097730A (en) 2010-10-06 2012-05-24 Thk Co Ltd Fluid power generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002281722A (en) 2001-03-22 2002-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Outer rotor motor and electric bicycle
JP2008148516A (en) 2006-12-13 2008-06-26 Mitsuba Corp Rotary electric machine
JP2012017736A (en) 2010-06-11 2012-01-26 Thk Co Ltd Vertical axis fluid power generator
JP2012097730A (en) 2010-10-06 2012-05-24 Thk Co Ltd Fluid power generator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020188563A (en) 2020-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7319087B2 (en) Rotating electric machine and in-wheel motor using this rotating electric machine
JP5460566B2 (en) Axial gap type rotating electrical machine
JP4361805B2 (en) Brushless permanent magnet motor or alternator with variable axial rotor / stator alignment to increase speed tolerance
US7462968B2 (en) Electric wheel
CN107289043A (en) A kind of self-locking electro-mechanical brake apparatus
CN105846567B (en) Outer-rotor type variable excitation formula motor
KR101724787B1 (en) In wheel motor system
JP2012130086A5 (en)
CN111756205A (en) Axial magnetic field has geared hub motor
JP5766480B2 (en) Motor unit with reduction gear
JP7271281B2 (en) Rotating electric machine and in-wheel motor using this rotating electric machine
WO2012161136A1 (en) Drive device for vehicle with electric motor
JP2009095147A (en) Variable field magnet motor
CN111106708B (en) Hub motor for directly driving wheels of urban rail motor train
WO2019124543A1 (en) Coreless motor
CN105656268A (en) Variable excitation outer-rotor-type motor
JPH05300712A (en) Variable torque-constant type wheel motor
CN111224476B (en) Disc motor
JP2020188676A (en) Rotary electric machine and in-wheel motor using the same
KR101789597B1 (en) Motor with multi-axis of rotation
JP2008148516A (en) Rotary electric machine
CN102684373A (en) Low-starting-current motor
JPH04185532A (en) Wheel motor with decelerator
JP2023021861A (en) Rotary electric machine
WO2019123666A1 (en) Coreless motor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220324

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230316

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230711

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230720

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7319087

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150