TWI283103B - Rotating electric machine and electrically driven vehicle - Google Patents

Description

1283103 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 由調整輸出特性之旋轉電機及電 本發明係關於一種可 動車輛。 【先前技術】 以往，專利文獻丨係揭示有關車輛用發電機的控制震置 者。該發明中，在㈣間隙馬達係具備軸方向位移機衣構， 其用以調整定子與轉子間的間隙。該軸方向位移機構係具 備電磁，將電磁磁化時，藉由朝軸方向位移轉子至定子: 調整間隙，以改變發電特性。 但是，專利文m中，因以電磁使轉子位移，故無法精密 的控制。如此，難以應用於因驅動力或車輛速度而必須精 密控制之電動車輛的馬達。此外，專利文獻丨之實施例係顯 不以馬達與嘱作較子㈣，但該構成_無法使正在旋 轉的轉子作動。 因此，相對於專利文獻1中所使用的輕形間隙馬達，車輛 =發«既便宜又薄，且從間隙調整之觀點，最好使用發 特性變化比輕形簡p舍艮、击弓# 平田小間隙馬達顯者之軸間隙馬達。 軸間隙馬達中，用 古田勒：^ 疋子回與轉子的磁鐵之間隙 (gap)之技術，例如， 右 獻2所揭示的技術。 園Μ糸顯不專利女4 J文獻2所揭不可調整間隙之以往之馬達的 重要部分剖面圖。 藏旋轉磁鼓2之磁鼓固定部3 並在該開口部4周圍配置具 ®8所示馬達1中，在用以内 上面的中央部係形成開口部4, 9S311.doc 1283103 旋轉轴方向轉# (間 ’並移動轉子，以改變與定子之相對位置 子 此，即使在轉子旋轉的狀態，也可調整轉子與定 ㊉ 動心凋整该專轉子與定子間之相對位置， 。矩日守兩者間所產生的吸引力、反彈力會增加 =旋轉時兩者間所產生的吸引力、反彈力會減少，可自 由改變輪出特性。 整構成’例如’若為軸間隙型旋轉電機時，可調 間隙型=子間的間隙。此外’軸間隙型以外，若為輕形 '、疋轉電機時’可調整轉子與定子之相對面積，若為 具圓錐形間隙之旋轉電機時’可調整轉子與定子間的間隙 及相對面積，而具相同效果。 > #者’由於上述構成最好藉由調整用馬達的旋轉只旋轉 旋轉構件’在馬達種類、形狀、配置上沒有限制，故可選 擇低成本的馬達’布置亦使用滑輪等而分開配置，入 體構成緊密。 ' #此外，由於利用可動構件使轉子相對於定子而移動，故 藉由作動鐵芯及銅線所構成重的定子，可使用小轉矩 整用馬達。 再者’用於電動車輛等時，因對旋轉電機本體施加大的 振動或衝擊重量’故重的定子必須產生可承受大重量之構 成。該構成中，移動定子時，難以用螺栓牢牢固定於箱子 等。此外，必須為可防止定子旋轉且朝軸方向移動之機構 又，必須為承受大重量之構造，導致結構上會形成大又重 98311.doc Ϊ283103 相對於此，根據上述本發 具該等重量之大構造 本發明之旋轉電機在上述構成中係採用以下構成··前述 方疋轉構件藉由設於前述調整用馬達的輸出軸之輸出齒輪部 與設於前述旋轉構件外周部，且與前述輸出齒輪部相咬合 之齒輪部，傳達前述調整用馬達的驅動力。 根據該構成，由於旋轉構件與調整用馬達係介以主齒輪 及回輪而相連接，故藉由調整用馬達的旋轉，可使旋轉構 ^在旋轉軸周圍自在地旋轉。再者，藉由以齒數減速，可 、J作動轉子所*的调整用馬達的轉矩’並達成調整用馬 達的小型化、高效率化。 〃本發明之旋轉電機在上述構成中係採心下構成：前述 猎由設於前述調整用馬達的輸出軸之蝸桿與設於 =疋料相部，且與前述堝桿相咬合之蜗輪， 於丽述調整用馬達。 根據該構成，由於調整用馬達鱼旋韓M A γ a 4¾ ^ ^ ^ ’運/、誕轉構件係介以蝸桿及 蝸輪而相連接，故藉由調整用馬達的旋轉 在旋轉軸周圍自在地_ 轉構件 減速，可使調整用^猎由將蝸桿的旋轉速度 從題用馬達小型化、高效率化。 此外，由於將調整用馬達與旋轉軸 止旋轉電機本體朝旋轉轴方 又=置，故可防 等的輪轉馬達用時等，可實現緊密且動摩托車 本發明之旋轉電機在上述構成中係採用以下構^ 可動構件及前述旋轉構件係 ：冓成：前述 4々疋褥軸且相互鄰接配 98311.doc * 12 - 1283103 移動。 根據該構成，可動構件係介以旋轉構件及扣合部而將於 轉構件的旋轉朝旋轉軸方向位移，並藉以連接部而將轉= 朝旋轉軸方向移動。如此，茲1^ , 戈此，猎由旋轉構件與可動構件之 對旋轉，可確實控制可動構件的移動量，並調整轉子盘定 子之間隙。另夕卜，可螺旋狀相對移動之狀態之例可變开;， 例如，有斜齒的鋸齒形扣合或將銷扣合於螺旋狀長孔者等。 本發明之旋轉電機在上述構成係採用以下構成：前述旋 轉構件與前述扣合部係藉由旋合而連接。 根據該構成’由於旋轉構件與可動構件藉由螺合而相連 接’故可以便宜加工製作該等旋轉構件及可動構件的連接 :份、。再者，可縮短旋轉構件平均旋轉數的可動構件移動 里’並進行更精密的控制。 本發明之旋轉電機在上述構成中係採用以下構成：在前 切動構件外周設置止轉構件，其防止伴隨前述旋轉構件 的旋轉而前述可動構件旋轉。 根據該構成’由於可動構件利用固定構件防止伴隨前述 旋轉構件的旋轉使前述可動構件旋轉，故藉由確實地防止 可動構件的旋轉，使可動構件朝旋轉軸方向移動，如此， 可容易且正確地控制轉子與定子之相對位置。另外，可動 構件與固定構件之剖面形狀可為部份圓形呈直線之嵌合， 也可為多角形喪合，也可不為圓形而為異形嵌合，或全 不相接。 本發明之旋轉電機在上述構成中係採用以下構成：前述 9831 l.d〇c -14- 1283103 丰τ構件專’可抵抗磁鐵吸引力，並減低可動構件作動時所 需的力。再者，由於可減低可動構件與旋轉構件之接觸部 的摩擦力，故可使調整用馬達所要求的轉矩變小。因此， 可使調整用馬達小型化或削減消耗電力，並實現緊密且高 效率的旋轉電機。 本發明之旋轉電機在上述構成中係採用以下構成：前述 凋整用馬達係使其輸出軸與前述旋轉軸大致正交而設置。 根據該構成’由於調整用馬達係使其輸出軸與前述旋轉 轴^致直交而設置’故在旋轉電機本體，調整用馬達不會 朝疑轉电機的軸方向突出，並可縮短旋轉電機本體的旋轉 轴方向的長度。亦g卜將旋轉電機用於電動車輛，並將旋 轉轴作為用錢電料㈣㈣輪旋轉之車料等，由於 =用馬達係直交於旋轉軸，故可縮小具旋轉電機之車輛 ^ ^料，作為電動摩托車等的輪轉馬達用時等，係 开乂成緊搶且薄的電力零件。 盆：發明之㈣電機係採用以下構成:具有旋轉軸;轉子 置料接於前述旋轉軸4子，其係與前述轉子相對而κ ▲ 了動構件’其藉由朝前述旋轉軸的軸方向移動，使爾 迷轉子朝前述旋轉軸方向 位置；旋韓椹杜甘+ 夂，、别述疋子之相集 達，盆、車技 在前述旋轉軸周圍旋轉；及調整用肩 义八連接於前述旋轉構件，並使前述旋轉 月il述旋轉構件的旋轉變換么 疋，号 述可動構件。轉又換成_軸方向的位移，以移動竟 根據上述構成 983ll.doc 利用調整用馬達的旋轉 使旋轉構件在 -16- 1283103 剛述旋轉軸周圍旋轉’且變換該旋轉 軸的軸方向位移，使可動構件朝轴方向移動旋=轉動 以改變與定子之相對位置_:)。如此 多動轉子， 狀態，也可調整轉子與定子間的間：=旋轉的 子與定子間之相對位置，需要高轉㈣整該等轉 4兩者間所吝斗从 I力、^彈力會增加，需要高旋轉時兩者間所 、吸 力、反彈力會減少，可自由地改變輪出特性。 及弓1 +本發明之㈣車㈣採用以下構成：將上述構成之 電機作為驅動源使用。 疋轉 根據該構成，由於將上述構成 用，故形成可自由地調整驅動特性之電=:作為驅動源 本發明之電動車輛在上述構成中係採=輛下構成 係連接於車輛本體，並收容於配置在驅動輪的Ϊ 軸方向的外殼内’前述旋轉電機的前述旋轉軸係驅動前述 艇動輪之車軸，前述旋轉電機的前述調整用馬達係以其輸 出軸為車輛前後方向而配置。 根據錢成’由於將旋轉軸作為車轴而將旋轉電機收容 於外级内’且㈣用馬達朝車輛前後方向配置其輸出轴， 故可使外殼變薄。亦即’可將旋轉電機作為轉接器型電力 元件用’作為輪轉馬達用時等，可形成緊密且薄的電力元 件。 【發明效果】 如以上之說明所述，根據本發明，由於可容易且確實地 調整轉子及定子間之間隙，故可動態調整轉子及定子間的 98311.doc -17- 1283103 相對位置，需要高轉矩時兩者間所產生的吸引力、反彈力 會增加，需要高旋轉時兩者間所產生的吸引力、反彈力會 減少，以自由改變輸出特性。 " 【實施方式】 本發明之架構係可實現一種旋轉電機，其係具有間隙調 ^機構，即使在車輛運轉中，也可依據行驶狀態而容易變 更輸出特性。 以下，參照圖面說明本發明之實施形態。 (實施形態一） 圖1係使用有本發明之旋轉電機之電動摩托車的側面 圖圖1所不電動摩托車100係在其車體前方上部具備磁頭 管1 〇 2，在該磁頭管丨〇 2内係以旋轉自如方式穿通未圖示的 引導軸。該引導軸上端係安裝把手1〇3,下端係連接左右一 對的前叉104上部。前輪1〇5利用前車軸1〇6而以旋轉自如方 式軸支於該等前又104下端。 在磁頭官102係接合左右一對的車體外框丨〇7，其朝車體 後方延伸。 車體外框107係呈圓管狀，從磁頭管1〇2朝車體後方延伸 斜下方後朝後方考曲成圓弧狀而大致水平地朝車體後 方延伸。該大致水平部分係形成上升底板1〇以。 此外，在各車體外框107後端部，朝斜上方係設置左右一 對的柱座108,其以上端部支持板1〇9。在該等左右一對的 柱座108間係配置電池！ ！ 〇。再者，在車體外框旧後端部分 別溶設左右一對的後臂支架ln(只圖示一方）。在該等後臂 98311.doc 18 1283103 支架111，以樞軸112上下搖動自如地支持擺臂零件i2〇前 端。 擺臂零件120以後端部旋轉自如地軸支作為驅動輪之後 輪113，並介以後墊114而懸架於柱座1〇8。 擺臂零件120係具有：後臂部121 ’其前端係軸支於樞軸 112，並朝後方延伸；及大致圓形的圓形部122，其係設於 後臂部12 1後端，用以在側方支持後輪113。 在圓形部122係收容車寬方向扁平的薄型軸間隙式旋轉 電機（電動馬達）200。 圖2係顯示旋轉電機200重要部分的圖ia_A線部分剖面 圖，圖3係顯示安裝於擺臂零件120之旋轉電機2〇〇重要部分 的分解立體圖。圖2中，圖面上係對應車體右側，圖面左係 對應前側。 藉由在用以構成後臂部121左側面之臂框體（箱子）後端 部設置蓋子124，以形成用以收容旋轉電機2〇〇之外殼123。 該外殼123係形成擺臂零件120的後端部，亦即，形成後 臂部12 1的後端部及圓形部122。 在外殼123底部的中央部内側係設置軸承125，在蓋子124 中央部内側係設置各軸承126。另外，在擺臂零件120，從 後輪11 3朝車寬方向最分開之位置係配置外殼123底部。 該軸承125、126分別以可旋轉方式軸支旋轉軸230，其係 由用以旋轉後輪之車軸（輸出軸）21〇及轉子221所構成。 車輪113a係穿通車軸210，其從外側利用螺帽113b —體固 定於車軸210。 98311.doc -19- 1283103 藉此，車輪113a與車軸210—同以可旋轉方式支持外殼 123及蓋子124。此外，在車輪113a外周部係安裝輪胎u3c。 如圖3所示，旋轉電機200(電動馬達）主要係由定子24〇與 轉子220所構成。 定子240係收納於外殼123而以螺帽等加以固定。定子24〇 係具有：定子軛241，其係呈圓版狀（大致環形）；及線圈242。 線圈242係介以線軸（絕緣體）244而纏繞於已分別插入固 定在定子軛241之車軸210周圍所設置呈大致圓形之複數嵌 合孔的複數齒243。該等線圈242、齒243及定子軛241係以 樹脂等鑄型。 轉子220係相對於定子240,在可旋轉狀態安裝於車軸21〇 周圍。 轉子220以配置於旋轉中心之轉子軸221為中心而旋轉， δ亥轉子軸221的一端部（圖2下方）係藉由固定於外殼123之軸 承204而旋轉自如地且不動地軸支於軸方向。 轉子軸221的另一端部係介以圖2中央部分所示軸承2〇8 而旋轉自如地且在軸方向不動地支持於車軸2丨〇下部。 轉子軸221之車軸210側端部係插入減速機25〇，轉子軸 221介以該減速機25〇而連接車軸21〇。 減速機250將轉子軸221的旋轉數減速而將力傳送至車軸 210 〇 該減速機250係具有··環形齒輪250b，其係收納於外殼 124，且設於用以覆蓋轉子軸22丨的車軸側端部周圍之框體 250a内側；太陽齒輪221a，其係形成於轉子軸221外周部； 98311.doc -20- 1283103 星形齒輪250c;及支持板250d。 星形齒輪250c係配置於太陽齒輪221 a與環形齒輪250b之 間，其分別相咬合而自轉及公轉。 支持板250d係支持星形齒輪250c，並一體形成於車軸210 下部。另外，星形齒輪250c的公轉中心與轉子軸221的旋轉 中心係在同軸上。 此外，轉子220係具備圓盤狀輛222。輛222係將以穿孔加 工而呈環狀之金屬板予以二段階收縮加工之構件。 在軛222單面的外周部，使磁鐵223固定於與定子240相對 的位置。磁鐵223係帶磁，以在輛222單面交互形成不同的 極性。 磁鐵223係相對於定子240而在轉子軸221的軸方向（以下 簡稱軸方向）具有間隙（gap)G而配設。 在軛222中心部分係形成貫通孔，其可穿通轉子軸22 i。 在該貫通孔，其下部係嵌合支架226上部，其係介以軸承227 而旋轉自如地連接可動構件（滑件）26〇。 支架226係呈筒狀，在相對於定子240之大致直交方向係 穿通轉子軸221，其上部介以螺帽而固定於軛222。 在支架2 2 6的下部内周側係形成朝軸方向延伸的溝（裂 缝）226a。該裂縫係與形成於轉子軸221外周部的突出部 2 2 1 b相扣合。 亦即，以所謂的鋸齒形將支架226與轉子軸221相結合， 轉子軸22 i使裂縫226_成引導溝而以可朝軸方向移:口之 方式連接支架226。 98311.doc -21 · 1283103 因此，連接支架226之軛222與轉子軸221可旋轉且相對於 轉子軸221可朝軸方向滑動。 該支架226下部，亦即，在相對於支架226且與後輪113相 反側之部分係配置圓筒狀可動構件260，其係在内部穿通轉 子轴2 21。 可動構件260以在轉子軸221周圍旋轉自如方式而安裝於 外殼123内，其下部利用螺合而連接旋轉構件27〇。 如圖2所示，可動構件26〇係具有：連接部26ι，其設於上 部（前端部），亦即後輪Π 3側部分，介以軸承227而連接支架 226下端部；及本體部262，其從連接部261朝下方延伸。 連接部261係具有周壁部，其從可從本體部262前端緣朝 徑方向延伸之突緣部外周朝上方上升。連接部261中，從突 緣部上面間隔空隙，介以内嵌於周壁部之軸承227及支架 226下部而穿通轉子軸221。 本體部262係穿通在外殼123所固定的固定構件127，藉由 該固定構件127，防止本體部262本體的旋轉，且可只朝軸 方向移動。 在此，說明固定構件127的構成。在固定構件127係形成 可穿通可動構件260之穿通孔128。另一方面，在可動構件 260的本體部262前端部（圖2上係上部）的外周係設置滑動部 262a，其内嵌於穿通孔128，沿著穿通孔128内面而只朝軸 方向滑動。 滑動部262a係呈剖面圓筒狀，藉由使其一部份的外周部 缺口，形成平面部。外嵌'於其之穿通孔128的内周面係形成 98311.doc -22- 1283103 平面，其一部份抵接滑動部262a的平面。 換言之，藉由抵接該等平面彼此，固定構件127與可動構 件260的滑動部262a抑制相對的旋轉。 圖4係顯示可動構件與固定構件之關係的剖面圖。可動構 件的滑動部262a與固定構件127的扣合部的轴方向剖面形 狀，例如，如圖4⑷所示，也可將圓形的至少一處形成直線， 如圖4(b)所示，也可為多角形。 、此外，滑動部262a與固定構件127的形狀不一定為大致相 似形狀，最好相互咬合而相對旋轉。 再者，在本體部262基端部（圖2上係下端部），亦即，可 動構件260下端部的外周係形成公螺紋26沘，該公螺紋26几 係螺合於旋轉構件270的母螺紋部271 a。 旋轉構件270係具有：筒狀圓筒部2：π，其穿通轉子軸221 且穿通可動構件260的基端部；及蝸輪部272，其從圓筒部 271外周的中央朝放射方向擴展而設置。 在圓筒部271内係有可動構件260的本體部262，其内插於 圓筒部271内。此外，在該圓筒部271的内周面係形成母螺 紋部271a，該母螺紋部27la係螺合本體部262下端部外周的 公螺紋262b 〇 另外’也可形成螺旋狀凹凸部，取代公螺紋262b及母螺 紋部271a，藉由將該等凹凸部彼此扣合，構成公螺紋262b 及母螺紋部27 la之可動構件260與旋轉構件270之連接。 此外，在圓筒部271及本體部262下端部一方也可設置螺 旋狀長孔，且在另一方也可配置銷，用以扣合長孔。 98311.doc -23- 1283103 μ換"之，該等本體部262及圓筒部271之連接構造，在此， 藉由以固定構件127防止旋轉之公螺紋26孔及母螺紋部 271a之螺合構造，將旋轉構件270的旋轉變換至轴方向。如 此，使可動構件260朝軸方向移動。 再者，圓筒部271係在其上下以可旋轉方式軸支於在外殼 123及固定構件！27所嵌合之各軸承273。 该圓筒部271在轉子軸221上係鄰接配置於可插入轉子軸 221 —端部之軸承125。 此外，蝸輪部272係介以用以外嵌於圓筒部27丨之軸承 273 ’亦即，軸承125側的軸承2乃而鄰接配置於軸承。 在該蝸輪部272外周的齒輪係咬合相對於旋轉軸23〇而直交 配置之調整用馬達280的蝸桿281。 凋整用馬達280係用以調整轉子220與定子240之旋轉軸 方向的相對位置（間隙G)之馬達，例如，由aC馬達或步進馬 達等而構成。 調整用馬達280係利用螺帽等固定於外殼123内，其將輸 出軸282與後臂部121長邊方向大致平行配置而設置。換言 之，調整用馬達280的軸方向係朝擺臂零件12〇長邊方向， 調整用馬達280的輸出軸282係朝車體的前後方向。 調整用馬達280的輸出軸282端部以含油軸承284軸支於 外殼123，在該輸出軸282的外周部係形成蝸桿28 1。另外， 調整用馬達280係電性連接未圖示的驅動電路，以自在地控 制其驅動。 另外，旋轉電機200所安裝的外殼123中，係將配置成圓 98311.doc -24- 1283103 周狀之定子240—部份的齒243及線圈242卸除。在該卸除的 部分係配置未圖示的電性電路。如此，在該部分可使吸引 磁鐵223之磁力變弱。 因此’相對於轉子軸221而使轉子220傾斜，並介以軸承 227而作用力，以使可動構件26〇相對於轉子軸221傾斜。 此時’使支木226與轉子轴221之錯齒形扣合部或可動構 件260的本體部262與固定構件U7之滑動部的摩擦（損失）增 加0 再者，使本體部262與旋轉構件270的圓筒部271的螺合部 之α動部或旋轉部的摩擦（損失）增加。藉由該等零件彼此的 摩擦增加，會產生以下問題：必須擴大調整用馬達28〇的轉 矩’或構件磨耗等。 本實施形態中，藉由以下構成防止該等缺點。 亦即，轉子軸221貫穿旋轉構件270,藉由外殼123的軸承 125與車軸210的軸承2〇8而穩定的軸支，且在本體部二“内 周面與轉子軸221外周面之間夾住圓筒狀含油軸承129。 具體而s ’含油軸承12 9係固定於本體部的前端部，亦即 轴承227的附近。此外，雖未圖示，在下部側的軸承273内， 了動構件260的基端部，亦即本體部262的下端部内周面係 固定含油軸承。 由於滑動該含油軸承129的内周面與轉子軸221的外周 面’故可抑制可動構件260及轉子220對轉子軸22丨傾斜。如 此’可防止轉子軸22卜支架226、本體部262、固定構件127、 旋轉構件270的圓筒部271之扣合部的摩擦力增加或磨耗， 98311.doc -25- 1283103 進一步防止噪音、振動。 其次，說明上述構成之擺臂零件120之旋轉電機2〇〇的作 用。 未圖示的驅動電路將調整用馬達280驅動時，旋轉輸出軸 282 ’亦即蜗桿281。於是，藉由與蜗桿281與蜗輪部272外 周的齒輪相咬合，旋轉構件270在轉子軸221周圍旋轉。

It由δ亥方疋轉，旋轉圓筒部2 71，由於一可動構件2 6 0利用 固定構件127而阻止自轉，故以下端部螺合圓筒部271之可 動構件260係朝後輪113方向（圖2中係圖面上方）移動。藉由 遠構成’調整用馬達280的驅動力變換至可動構件260的軸 方向位移。 藉由移動至可動構件260的後輪113側，可動構件260的連 接部261介以支架226而將軛222朝從定子24〇離開的方向 (圖2中係圖面上方）推壓。如此，軛222朝從定子離開的 方向移動。 如此，可擴大輛222的磁鐵223與定子240間之間隔，亦即 間隙G。此時，可動構件26〇與軛222係介以軸承227而相連 接，故使軛222旋轉而移動。 亦即在碇轉車軸（驅動軸）210的狀態，藉由調整用馬達 80凋節間隙g，可調節車軸2 1 〇的旋轉轉矩，旋轉數。 反之未圖示的驅動電路將調整用馬達朝與前述旋轉 方向相反的反方向旋轉時，利用旋轉構件的旋轉，可動 構件260朝罪近旋轉構件27〇的方向（圖2中係圖面下方向）移 動〇 98311.doc -26- 1283103 接著，伴隨可動構件260的動作，軛222係朝接近定子240 的方向（圖2中係圖面下方向）移動。利用該動作，使軛222 的磁鐵223與定子240之間的間隔間隙G變窄。 此時，由於可動構件260與軛222介以軸承227而相連接， 故直接旋轉軛222即可移動。 如此，旋轉電機200中，藉由調整用馬達280的控制，可 容易調節車軸210的旋轉轉矩、旋轉數。 此外，擺臂零件120的外殼123係相對於後輪113而接近配 置於車寬方向。 詳言之，外殼123係配置於後輪113的車輪113a側，旋轉 電機200係安裝於該外殼123内。 再者，如圖1所示，擺臂零件12〇係形成具有以下構件之 形狀：臂部121、及連接臂部121後端之圓形部122。 接著，該臂部121的後端部相對於圓形部122，延伸至與 後輪113相反側的外面，亦即車輛左側的中央部分。該臂部 121的後端部係由外殼123的底部所構成。 如此，配置於外殼123底部的調整用馬達28〇在擺臂零件 120中’係配置於朝側方凸出之臂部内之車輛的前後方向。 如此，擺臂零件120從車柄左側觀之，具有倒落的外觀， 而沒有調整用馬達280突出。 此外，根據本實施形態之電動摩托車1〇〇，可控制轉子22〇 與定子的相對位置（間隙G)，以產生最適的吸引力與反 彈力’以與驅動中經常變化的行駛狀態一致，且得到所希 望的轉矩與旋轉數。 98311.doc -27- 1283103 具體而言，需要啟動所需的大轉矩時，藉由驅動控制調 整用馬達280，可縮小轉子22〇與定子24〇之間的間隙G。因 縮小間隙G，在轉子220與定子240之間會產生大的吸引力· 反彈力。 另一方面，為高速運轉，需要高的旋轉軸230的旋轉速度 時，藉由驅動控制調整用馬達28()，可擴大轉子22〇與定子 240之間的間隙G。因擴大間隙G，在轉子220與定子240之 間會產生小的吸引力.反彈力，並提高與其反比的旋轉速 度。 再者，本貫施形態中，藉由移動轉子220，調整轉子220 與疋子240之間的間隙G。如此，調整用馬達28〇藉由作動由 鐵心及銅線所構成之重的定子240,可使用小型者。 又，由於在設於自動摩托車1〇〇之旋轉電機2〇〇施以大的 振動或衝擊重量，故重的定子240必須承受大的重量。 作動定子240時，無法以螺帽牢牢固定於外殼123等。此 外，必須使防止定子24〇旋轉且可朝軸方向移動之機構與承 又大重里之構造同時成立。如此，用以移動自在地支持定 子240之機構會形成笨重者，但本電動摩托車100中，不需 要該等。 藉由以5周整用馬達280旋轉的旋轉構件270的旋轉，始可 朝軸方向移動之可動構件260與轉子220 —同朝軸方向移 動如此，藉由調整用馬達280的控制，可容易且正確地調 整轉子220與定子240之間的間隙G。 藉由調整該轉子220與定子24〇之間的間隙G，可動態調整 98311.doc -28- 1283103 要高轉矩時，會產生 會產生小的吸引力· 兩者間的相對位置(間隙G)。如此，需 大：吸引力.反彈力，需要高旋轉時， 反5早力，可自由地改變輸出特性。 再者，藉由可動構件260、 之構成，為軸間隙型旋轉電 間的間隙G。 旋轉構件270及調整用馬達280 機時，可調整該轉子與定子之 此外，取代軸間隙型，若為輻形間隙型時，可以同樣構 成凋整轉子與定子的相對面積。 再者，取代軸間隙型，若為具圓錐形間隙者時，可調整 轉子與定子的間隙及相對面積。 此外，由於最好藉由調整用馬達28〇的旋轉，只旋轉旋轉 冓件70 /又有馬達種類、形狀、配置的限制，故可選擇成 本低的馬it ’配置亦可使用滑輪等而分開配置，並將全體 構成緊密。 再者，根據本實施形態，由於調整用馬達28〇與旋轉構件 270係介以蝸桿281與蜗輪部272而相連接，故藉由調整用馬 達280的旋轉’旋轉構件270可自在旋轉於旋轉軸23〇周圍。 又’藉由將蝸桿281的旋轉速度減速，可使調整用馬達28〇 小型化、高效率化。 此外’可動構件260係介以本體部262而將旋轉構件270 的旋轉朝旋轉軸230方向位移，並藉以連接部261而將轉子 220朝旋轉軸230方向移動。 如此，藉由旋轉構件270與可動構件260之相對旋轉，可 確實控制可動構件260的移動量，並調整轉子220與定子240 98311.doc -29- 1283103 之間隙G。另外，可螺旋狀相對移動狀態之例係可變形，例 如，有斜齒的鋸齒形扣合或將銷扣合於螺旋狀長孔者等。 此外，可以便宜加工製作旋轉構件27〇及可動構件的 連接部份。再者，可縮小旋轉構件27〇的平均旋轉數的可動 構件260的移動量，進行更精密的控制。 此外，由於旋轉軸230與轉子220係朝旋轉軸23〇方向相對 移動，且在旋轉方向係形成一體而旋轉，故可傳達旋轉力， 且伴隨可動構件260的軸方向移動，可只移動轉子22〇。如 此，與將連接旋轉軸230之後輪113作動之情況相比，可減 少移動對象物重量或滑動損失，並提升所減少的效率。再 者，可防止固定動體220移動的不穩定化。 此外，旋轉軸230係介以軸承125、126、208而穩定軸支 於外殼123内。如此，旋轉軸23〇係穩定，可減少振動或噪 音。又，分別以可動作方式穩定支持可動構件26〇及旋轉構 件270，動作時可減少滑動部分的摩擦。 根據本實施形態之電動摩托車100,由於將旋轉電機2〇〇 作為驅動源用，故可形成可自由調整驅動特性之電動摩托 車 100 〇 此外，由於將調整用馬達280直交配置於旋轉軸23〇,故 可防止朝旋轉電機本體的旋轉軸230方向變長。亦即，可形 成朝車寬方向縮小旋轉電機200全體之構成。 再者，由於將旋轉軸230作為車軸而將旋轉電機200收容 於外殼123内，調整用馬達280將其輸出軸朝車輛前後方向 配置，故外殼123變薄。換言之，擺臂零件ι2〇本體係形成 98311.doc -30- 1283103 轉接器型’且形成緊密又薄。 (實施形態二） 圖5係顯示本發明實施形態二之旋轉電機重要部分的剖 面圖。另外’圖5所示旋轉電機係安裝於擺臂零件的外殼内 者，取代圖1所示電動車輛的旋轉電機。 圖5與圖2所示部分相同，參照圖1時係相當於圖ΚΑ·Α 線剖面圖。此外’在實施形態—之各構成要素或具同等功 能的構成要素係標上相同符號，只說明不同的事項。 圖5所示旋轉電機300與旋轉電機2〇〇相比，在旋轉構件的 構成及調整用馬達的位置’除了螺絲外，其他構成係具有 相同的構成。 換吕之，圖5所示旋轉電機3〇〇係具有以下構件：調整用 馬達380、旋轉構件37〇、與旋轉電機2〇〇相同而構成，且配 置之旋轉軸230、減速機250、轉子220、定子240、可動構 件260等。另外，旋轉軸230係由車輛21〇與轉子轴221所構 成。 旋轉電機300中，使配置於外殼123内的調整用馬達380 的方向與旋轉軸230相平行，該調整用馬達380的驅動力係 介以旋轉構件370而傳動於可動構件260。 詳言之，旋轉電機300的旋轉構件370係具有：筒狀圓筒 部271，其穿通轉子軸221且插入可動構件260的基端部；及 平齒輪部372，其從圓筒部271外周的中央朝放射方向擴展 而設置。 另外，圓筒部271係與實施形態一的圓筒部271相同構 98311.doc -31 - 1283103 另外，若該旋轉電機300之壓縮彈簧290設於旋轉電機 200，在旋轉電機2〇〇也可得到與旋轉電機之壓縮彈簧 2 9 0之作用效果相同的作用效果。 本實施形態二之旋轉電機300及具有旋轉電機3〇〇之電動 摩托車的其他作用效果係與實施形態一大致相同，故省略 說明。 根據本貝施形態，由於旋轉構件37〇與調整用馬達M0係 介以平齒輪381及平齒輪部372而相連接，故藉由調整用馬 達3 80的旋轉，旋轉構件37〇可自在旋轉於旋轉軸周圍。又， 藉由X彼此的齒數而減速，可使移動轉子所需的調整用 馬達380的轉矩變小，並達成調整用馬達380小型化、高效 率化。 (實施形態三） 圖6係顯示本發明實施形態三之旋轉電機重要部分構成 的部分剖面圖。另外，圖6所示實施形態三之旋轉電機4〇〇 與圖2所示旋轉電機細相比，只有可動構件及旋轉構件之 構成不同，其他構成係相同。因&，第一實施形態之各構 成要素或具同等功能的構成要素係標上相同符號，只說明 不同的事項。 旋轉私機4〇〇係與旋轉電機2〇〇的構成要素相$，係收容 於用^構成電動摩托車的擺臂零件之外殼123内。另外，圖 6係攸車辆後方觀察擺臂零件的後端部之圓形部的縱 圖。 此外，旋轉電機400係具有以下構件：可動構件、旋 98311.doc -34- 1283103 轉構件470、與旋轉電機200相同而構成，且配置之旋轉輛 230、轉子210、減速機250、轉子220、定子240、調整用馬 達280等。另外，旋轉軸230係由車輛21〇與轉子軸221所構 成。 尤其，調整用馬達280係與旋轉電機2〇〇(參照圖2)的調整 用馬達280相同，係用以調整轉子220與定子240之旋轉軸方 向的相對位置（間隙G)之馬達，例如，利用AC馬達與步進馬 達寺而構成。 該調整用馬達280係利用螺帽等固定於外殼123内，其將 輸出軸282與後臂部121長邊方向大致平行配置而設置。換 言之，調整用馬達280的軸方向係朝擺臂零件12〇長邊方 向，調整用馬達280的輸出軸282係朝車體的前後方向。 接著’調整用馬達280的端部係與旋轉電機2〇〇者相同， 以未圖示的含油軸承軸支於外殼丨23，在該輸出軸282的外 周部係形成蝸桿28 1。此外，調整用馬達280係電性連接未 圖示的驅動電路，以自在控制其驅動。 圖6所示旋轉電機4〇〇的可動構件46〇係與實施形態一之 可動構件2 6 0相同而配置，具有相同的功能。亦即，可動構 件460係具有：連接部261，其設於後輪U3側部分，介以軸 承227而連接支架226下端部；及筒狀本體部462，其從連接 部261朝下方延伸。 由於連接部261係與實施形態一之可動構件260的連接部 261相同構成，故省略說明。 本體部462係穿通於在外殼123所固定的固定構件131，利 98311.doc -35- 1283103 用該固定構件13 1 ’可防止本體部262本體的旋轉，並只朝 軸方向移動。 另外，固定構件13 1係與實施形態一之固定構件127的貫 穿孔的大小不同，其他構成係相同。 本體部462係介以含油軸承132而將轉子軸221旋轉自如 地穿通於内部。 此外’本體部462下面’亦即與旋轉構件470相對之端面 465係抵接於旋轉構件470，藉由旋轉構件470的旋轉，本體 部462係以可朝軸方向移動之方式而形成。 圖7係顯示實施形態三之可動構件與旋轉構件一例的立 體圖。 如圖7(a)所示，本體部462的端面465係具有傾斜面465a， 其從與轉子轴2 21相垂直的面傾斜。 該傾斜面465a係形成於從用以穿通所連接轉子軸221之 中央孔的周緣部朝下方突出之突出壁部的上面，並朝周方 向附有坡度。 在該傾斜面465a係抵接有抵接部474a，其係設於旋轉構 件470上面，亦即可動構件460側的端部。 如圖6及圖7(a)所示，旋轉構件470係具有：筒狀圓筒部 471 ’其間隔空隙而穿通轉子軸221 ;及蝸輪部472，其從圓 筒部471外周的中央朝放射方向擴展而設置。 另外，蜗輪部472係與實施形態一之蝸輪部272相同，在 外周面形成齒輪。該齒輪係咬合相對於旋轉轴23 〇而直交配 置之調整用馬達280的蝸桿28 1，藉由調整用馬達280的驅 98311.doc -36- 1283103 動，使旋轉構件470旋轉。 接者’如圖7(a)所不’在圓同部471上部，亦即對可動構 件460之端部係形成滑動面（抵接部）474a。 在此，該滑動面（抵接部）474a係形成與圓筒部471之可動 構件460相對之端面474的一部份，並從垂直於轉子軸221 的面傾斜之傾斜面。 亦即，本實施形態中，可動構件460的端面（傾斜面）465 及旋轉構件470的端面474係彼此形成相同形狀，形成彼此 在轉子軸221方向一致的形狀。 如此，旋轉構件470在轉子軸221周圍朝一方向旋轉時， 滑動面（抵接部）474a係沿著傾斜面465a而滑動，使可動構件 460本體朝從旋轉構件470離開的方向移動。為藉由固定構 件131使可動構件460固定於轉子軸221周圍，產生該動作。 此外，旋轉構件470朝反方向而在轉子軸221周圍旋轉 日守’傾斜面474a係沿著傾斜面465a而滑動。此時，傾斜面 474a朝從傾斜面465a離開的方向移動，但傾斜面465a係與 磁鐵223—體形成。 如此’藉由磁鐵223與定子240所產生的吸引力（相吸的磁 力）’傾斜面465a維持與傾斜面474a相抵接之狀態。如此， 將可動構件460本體朝接近旋轉構件470的方向移動。 如此’由於形成該等傾斜面465a、47乜彼此相抵接之扣 合部’故調整用馬達280的驅動力可將蝸輪部472的旋轉力 朝軸方向變換，並將可動構件46〇朝軸方向移動。 如此’傾斜面465a、474a將旋轉構件470之旋轉方向位 9831 l.doc -37- 1283103 移，而將可動構件460本體朝在轉子軸221方向移動。藉由 。亥可動構件460本體的移動，在轉子22〇與定子240相對狀 態’可調整與定子240之間隙G。 另外，可動構件460及旋轉構件470之扣合關係不限於滑 動面彼此的扣合，若為將旋轉構件47〇的轉動方向位移而將 可動構件460朝軸方向移動之構成時，也可為任何構成。 例如，如圖7(b)所示，也可只在可動構件46〇下面465形 成傾斜的傾斜面465a，在旋轉構件47〇的圓筒部471的上面 4 7 4形成用以滑動傾斜面4 6 5 a之凸部4 7 5。 4種構成之貫施形態三中，未圖示的驅動電路將馬達28〇 驅動時，旋轉輸出軸282，亦即蝸桿28丨。如此，藉由媧桿 281與蝸輪部472相咬合，使旋轉構件47〇旋轉。 其次，圓筒部471繞旋轉軸230(詳言之係轉子軸221)旋 轉。伴隨該圓筒部471的旋轉，滑動部474係沿著滑動面465 滑動。 利用忒動作，在可動構件460，使按壓至後輪113側（圖6 中係圖面上方向）之力作用。接著，可動構件46〇移動至後 輪113側（圖6中係圖面上方向），伴隨此，輛⑵亦移動至後 輪113側。 因此，擴大定子240與轉子220之間隙G。此時，可動構件 260與軛222係介以軸承227而相連接。如此，直接旋轉轉子 220,詳言之，與轉子軸221一同旋轉軛222時，可使之移動。 反之，未圖示的驅動電路將調整用馬達（省略圖示）朝與 雨述旋轉方向相反的方向旋轉時，邊滑動旋轉構件47〇的滑 98311.doc -38- 1283103 動面474與本體部462下端部的滑動面465，邊相對在旋轉軸 23〇(詳言之係轉子軸221)周圍旋轉。 如此’藉由在轉子220與定子240間作用的磁鐵吸引力， 可使可動構件460朝圖面下方向移動，伴隨此，軛222亦朝 下方移動。因此，使定子240與轉子220的磁鐵223間之間隙 G變窄。 此日π ’由於介以軸承227而使可動構件460與輛222相連 接，故直接旋轉轉子220，詳言之，與轉子軸221 一同旋轉 軛222時，可使之移動。 根據本實施形態，可動構件460與旋轉構件470係抵接傾 斜面465及以旋轉軸方向抵接該傾斜面465之滑動面474a， 且可動構件460利用固定構件131防止可動部本體的旋轉。 如此’藉由旋轉構件470的旋轉，相對旋轉旋轉構件470與 可動構件460，並介以傾斜面465及滑動面47心，以旋轉構 件470推壓而使可動構件460朝旋轉軸230的方向移動。如 此’可容易且正確地控制轉子22〇與定子24〇的相對位置。 此外’調整用馬達280係設置其輸出軸與旋轉軸230大致 直父，故旋轉電機400本體中，調整用馬達28〇不會朝旋轉 電機400的軸方向突出。如此，可縮短旋轉電機4〇〇本體的 方疋轉軸方向的長度。亦即，設有旋轉電機4〇〇作為旋轉轴23〇 方疋轉電動車輛的驅動輪之車軸210之擺臂零件中，由於調整 用馬達280與旋轉軸230直交，故可構成緊密且薄。具有該 擺臂零件之車輛的車寬亦縮短。 另外，也可利用旋轉構件47〇的旋轉在與按壓轉子22〇之 98311.doc -39- 1283103 方向相反側配置彈簧，以彈壓轉子220或可動構件46〇。如 此’可確實抵接旋轉構件與可動構件。 此外，藉由設定旋轉構件470的旋轉所造成之推壓力抵抗 轉子220與定子240間的磁吸力，可省略彈簣。再者，傾斜 面465可為一個，也可為複數個。 另外，可動構件460與固定構件131的剖面形狀可為部份 圓形呈直線之嵌合，也可為多角形嵌合，最好不為圓形而 . 為異形欲合，也可全周不相接。 此外，上述各實施形態之可動構件與介以支架的轉子之 _ 連接關係可為兩者完全固定，也可為間隙嵌合程度，也可 只相抵接。 再者，可動構件可完全連接轉子，也可完全不相連接， 最好可防止磁鐵吸引力之轉子移動至定子侧。例如，也可 將可動構件抵接於與磁鐵吸引力相反的方向而形成用以推 壓轉子之構成。 另外’在與磁鐵吸引力相反而拉引轉子之側配置可動構 馨 件之情況亦相同，抵接可動構件而拉引轉子，利用磁鐵吸 引力可使轉子作動至特定位置。 另外，各實施形態中，係說明旋轉電機作為驅動用馬達， 但不限於此’旋轉電機也可為發電機，如同電動車輛之再 ， 生制動，也可作為用於馬達與發電機雙方者。 再者’本貫施形態中，係在轉子2 2 0側配置磁鐵2 2 3之構 成’但不限於此’也可為以下構成.在定子240側配置磁鐵， 並在轉子220側配置線圈。 98311.doc -40- 1283103 【產業尚可利用性】 由於本發明之旋轉雷機及雷叙 傅私枞及包動車輛可容易且卻實地調整 轉子及定子間的間隙，故呈有 下效果：即使在運轉中也 可容易且自由地調節變更輸出特性，對電動車 【圖式簡單說明】 圖1係使用有本發明之旋轉電撫 ..^ ^ ^ 钱之一例的電動摩托車的 側面圖。 圖2係顯示圖1之電動摩托車 卞 疋轉電機重要部分的圖 1Α-Α線部分剖面圖。 圖3係顯示該電動摩托車之旋轉電機重要部分的分解立 體圖。 圖4 a、b係顯示可動構件與固定構件之關係的剖面圖。 圖5係顯示本發明實施形態二之旋轉電機重要部分的部 分剖面圖。 圖6係顯示本發明實施形態三之旋轉電機重要部分的部 分剖面圖。 圖7a、b係顯示實施形態三之可動構件與旋轉構件一例的 立體圖。 圖8係顯示可調整間隙之以往之馬達的重要部分剖面圖。 【主要元件符號說明】 100 電動摩托車 112 樞軸 113 後輪（驅動輪） 98311.doc -41 - 1283103 113a 車輪 113b 螺帽 113c 輪胎 120 擺臂零件 121 後臂部 122 圓形部 123 外殼^ 124 蓋子 125、 126、208、 227、軸承 273、 280 127、 131 固定構件 129 含油軸承 200、 300 ^ 400 旋轉電機 210 車軸 220 轉子 221 轉子軸 221a 太陽齒輪 221b 突出部 222 輛 223 磁鐵 226 支架 226a 溝 98311.doc -42- 1283103 230 旋轉軸 240 定子 241 定子軛 242 線圈 243 齒 244 線Ϊ由 250 減速機 250a 框體 250b 瓖形齒輪 250c 星形齒輪 250d 支持板 260 、 460 可動構件 261 連接部 262 、 462 本體部（扣合部） 262a 滑動部 262b 公螺紋部 270 、 370 、 470 旋轉構件 271 、 471 筒狀圓筒部 271a 母螺紋部 272 、 472 蝸輪部 280 、 380 調整用馬達 281 蝸桿 98311.doc -43- 1283103 282 、 382 輸出軸 284 含油轴承 290 壓縮線圈彈簧 372 平齒輪部 381 平齒輪 465 端面 465a 傾斜面 474a 傾斜面（抵接部） 475 凸部（抵接部） G 間隙 98311.doc -44-

Claims (1)

128从始95職專利申讀案 中文申请專利範圍替換;^(95年12月） r一' _____ 十、申讀專利範菌： 年W丨Η修沒 一種旋轉電機，其特徵在於·· 其係軸間隙式旋轉電機； 其具備： 旋轉轴； 轉子，其係連接於前述旋轉軸； 疋子，其係相對於前述轉子而配置； 凋整機構，其調整前述轉子與前述定孑之前述旋轉軸 方向的相對位置；及 賦旎機構’其藉由前述轉子與前述定子間所產生的磁 、 寸七述可動構件朝消除施加於將前述可動構件之 前述旋轉軸方向之力之方向賦能；且 前述調整機構係具有·· 調整用馬達； 八 ％ π έ用馬運， 用馬達的旋轉在前述旋轉軸周圍旋轉；及 可動構件，其藉由前述旋棘 鈾w u疋轉構件的旋轉而朝前述旋車 軸方向移動’以使前述轉子朝前述旋轉軸方向移動 出軸之輪出齒輪部盥 件外周部，且與前述輪出歯輪部相咬述方疋轉揭 前述調整用馬達的驅動力。 回輪部，傳達 3·如請求項〗之旋轉電機，其中前述 調整用馬達的輸出軸 冓件禧由設於前述 之爾-於前h轉構件外周 98311-951201.doc 1283103 達。4述蝸捍相咬合之蝎輪，連接於前述調整用馬 4.如清求項1之旋轉電機，其中前述可動 件係插通前述旋轉軸且相互鄰接配置；月… ::述旋轉構件及前述可動構件—方設置滑動面，复 '、子垂直於前述旋轉軸之面傾 部，甘A 1 为方设置抵接 /、/、别述旋轉轴方向抵接於前述滑動面； 在前述可動構件外周設置止轉構件 旋轉構件的旋轉而前述可動構件旋轉。 叫别逑 '月求項1之敬轉電機’其中前述可動構件係具有： 連接部’其旋轉自如地連接前述轉子及 二二=述連接部一體設置，對於前述旋轉構 了朝則錢轉轴方向相對移動地扣合成螺旋狀； 經由前述旋轉構件及前述扣合部而將前述旋 旋轉朝前㈣轉轴方向位移，並經由前述連接部而使前 述轉子朝前述旋轉軸方向移動。 6·如明求項5之旋轉電機，其中前述旋轉構件與前述扣合 係籍由旋合而連接。 人如請求項5或6之旋轉電機，其中在前述可動構件外周設 置止轉構件，其防止伴隨前錢轉構件的旋轉 動構件旋轉。 J 8 如請求項1之旋轉電機’其中前述旋轉轴與前述轉子可朝 前述旋轉轴方向相對移動’在旋轉方向形成一體而旋轉。 •如清求項1之方疋轉電機’其中前述旋轉車由係貫穿前述可動 98311-951201.doc a^wi〇3 構件及前述旋轉構件。 10.如請求们之旋轉電機 輪與前述旋轉轴大致正_：』边調整用馬達係使其輸出 11 八双正乂而設置。 種旋轉電機，其特徵係具備： 旋轉軸； $子’其係連接於前述旋轉轴； 定子，其係與前述轉子相對而配置. 可動構件，其蕤ώ☆ 述轉子朝一、日 ㈤錢轉·的軸方向移動，使前 =轉子朝㈣軸方向移動，以改變與前歧子之相對位 ▲轉構件，其在前述旋轉轴周圍旋轉；及 δ周整用馬達，复遠技 1 構件旋轉；八連接於則返旋轉構件，並使前述旋轉 將前述旋轉構件的旋轉變 移動前述可動構件。 、“逑軸方向的位移，以 種電動車輛’其特徵係將請求項m中任—項之旋轉 電機作為驅動源使用。 、 1 3.如請求項12之電動車輛，i φ A 則述旋轉電機係連接於車 本體’並收諸配置在驅動輪的車轴方向的外殼内. 别述旋轉電機的前述旋轉軸係驅動前述 前述旋轉電機的前述調整用馬達#以…之皁轴， 前後方向而配置。 達係以其輸出轴為車輛 98311-951201.doc