專利名稱：軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定子和轉(zhuǎn)子在軸向上隔著空氣間隙(air gap)而相對(duì)的軸向間隙 (axial gap)型旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
在轉(zhuǎn)子上設(shè)有永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)電機(jī)在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于感應(yīng)電壓與旋轉(zhuǎn)速度成比例增大，所以旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電源電壓(逆變器的輸出電壓)需要大于等于感應(yīng)電壓。關(guān)于軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)公知如下一種技術(shù)為了抑制感應(yīng)電壓的增大，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)將定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙擴(kuò)大，從而使磁阻增大。例如，在專利文獻(xiàn)1中記載一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具有由與轉(zhuǎn)子連接的振子和力的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)形成的可變間隙機(jī)構(gòu)。該可變間隙機(jī)構(gòu)將利用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而在振子上產(chǎn)生的離心力通過力的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為軸向的力，并施加到定子上。由此，與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度相應(yīng)地可以通過移動(dòng)定子來調(diào)整空氣間隙。此外，在專利文獻(xiàn)2中記載一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具有定子以及可變間隙機(jī)構(gòu)，所述定子由不受轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的影響而固定的固定部和設(shè)有螺紋機(jī)構(gòu)的齒部形成，可變間隙機(jī)構(gòu)由對(duì)齒部施加旋轉(zhuǎn)力的動(dòng)力源形成。利用該可變空隙機(jī)構(gòu)，可以通過將與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度相應(yīng)的動(dòng)力施加到齒上并移動(dòng)齒(定子)來調(diào)整空氣間隙。(現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))(專利文獻(xiàn))專利文獻(xiàn)1 日本特開2002-325412號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-48519號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)1的構(gòu)成由于間隙寬度依存于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度或者為了轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而施加的線圈電流，所以幾乎沒有考慮間隙寬度的靈活的控制。此外，由于間隙可變機(jī)構(gòu)復(fù)雜，所以為了確保強(qiáng)度或散熱性而存在旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)造復(fù)雜化的可能性。一方面，專利文獻(xiàn)2的間隙寬度，由于使用外部的動(dòng)力源，所以可以進(jìn)行靈活的控制。其反面，由于為分割了定子芯的構(gòu)造，所以很難適用于雙轉(zhuǎn)子構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種雙轉(zhuǎn)子構(gòu)造的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其可以提高間隙可變機(jī)構(gòu)的可靠性，并且可以靈活地改變定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙寬度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，例如，只要使用權(quán)利要求所述的技術(shù)性思想就可以。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種可以提高間隙可變機(jī)構(gòu)的可靠性，并可以靈活地改變定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙寬度的雙轉(zhuǎn)子構(gòu)造的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)。


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圖1是第一實(shí)施例的圓周方向剖面圖；圖2是第一實(shí)施例的軸向剖面圖；圖3是第一實(shí)施例的俯視圖；圖4是第一實(shí)施例的俯視圖剖面；圖5 (a)是第一實(shí)施例的圓周方向剖面圖(通常的間隙寬度時(shí))；圖5(b)是第一實(shí)施例的圓周方向剖面圖(放大了間隙寬度時(shí))；圖6是第二實(shí)施例的圓周方向剖面圖；圖7是第三實(shí)施例的圓周方向剖面圖；圖8 (a)是第四實(shí)施例的圓周方向剖面圖(通常的間隙寬度時(shí))；圖8(b)是第四實(shí)施例的圓周方向剖面圖(放大了間隙寬度時(shí))；圖9 (a)是第五實(shí)施例的圓周方向剖面圖(通常的間隙寬度時(shí))；圖9(b)是第五實(shí)施例的圓周方向剖面圖(放大了間隙寬度時(shí))；圖10是表示旋轉(zhuǎn)速度和電壓、轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的圖；圖11是表示旋轉(zhuǎn)速度和間隙的關(guān)系的圖；圖12是表示離散地控制的情況下的旋轉(zhuǎn)速度和電壓、轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的圖；圖13是表示離散地控制的情況下的旋轉(zhuǎn)速度和間隙的關(guān)系的圖。圖中
100-定子；
101-線圈；
102-定子芯；
103-固定部；
200-轉(zhuǎn)子；
201-永久磁鐵；
202-轉(zhuǎn)子芯；
300-可變間隙機(jī)構(gòu)
301-動(dòng)力源；
307、308-推力軸承
310-螺紋部；
311-螺母部；
500-機(jī)殼。
具體實(shí)施例方式以下，使用附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式的例子。(實(shí)施例1)圖1 圖5表示本發(fā)明的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一實(shí)施例。圖1和圖5是從圓周方向看的剖面圖，圖2是從軸向看的剖面圖，圖3是俯視圖，圖4是俯視圖的剖面。在此，所謂圓周方向是指轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，所謂軸向是指轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向。本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有定子100 ；轉(zhuǎn)子200 ；可變間隙機(jī)構(gòu)300 ；以及機(jī)殼500。定子100具有多個(gè)線圈101，它們以軸A為中心配置于圓周方向上；以及定子芯102，其配置于線圈101內(nèi)部。所述定子100由機(jī)殼500支承。轉(zhuǎn)子200具有以軸A為旋轉(zhuǎn)軸、且以軸A為中心在圓周方向上配置有多個(gè)的永久磁鐵201及轉(zhuǎn)子芯202，所述轉(zhuǎn)子200被配置成從軸向夾入定子100。轉(zhuǎn)子芯202經(jīng)滾珠花鍵(ball spline)機(jī)構(gòu)203與輸出軸204連接。輸出軸204經(jīng)機(jī)殼500和軸承501連接。 并且，在圖2至圖5中省略機(jī)殼500和軸承501。輸出軸204為圓筒狀，在其內(nèi)部通過軸承309配置有以軸A為旋轉(zhuǎn)軸的第一調(diào)整軸302。第一調(diào)整軸302與外部的動(dòng)力源301連接。此外，第一調(diào)整軸302在與定子相對(duì)的位置上具有第一齒輪303。并且，動(dòng)力源301以軸A為旋轉(zhuǎn)軸使第一調(diào)整軸302旋轉(zhuǎn)，例如為伺服電機(jī)等。在定子100的內(nèi)周，在軸向上配置有一對(duì)以軸B為旋轉(zhuǎn)軸的第二調(diào)整軸312。第二調(diào)整軸312具有第二齒輪304和螺紋部310。第二齒輪304與第一齒輪303卡合。如圖 2 (圖1的S-S'截面)所示，第二齒輪304以第一齒輪303、即軸A為中心設(shè)有4個(gè)。螺紋部310與連接在定子100的固定部103上的螺母部311卡合。此外，在圖1 中位于上下的(在軸向上相對(duì)的)螺紋部302以逆螺紋的關(guān)系，即在以第二齒輪304為界分別不同的朝向上設(shè)有螺紋牙。第二調(diào)整軸312經(jīng)以軸B為旋轉(zhuǎn)軸的推力軸承307、以及以軸A為旋轉(zhuǎn)軸的推力軸承308與轉(zhuǎn)子200連接。并且，在圖4中省略固定部103、推力軸承 307,308ο第二調(diào)整軸312經(jīng)第二齒輪304、第一齒輪303以及第一調(diào)整軸302與動(dòng)力源301 連接。像這樣，本實(shí)施例在定子100的內(nèi)周設(shè)置可變間隙機(jī)構(gòu)300。其次，說明本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動(dòng)作。圖5(a)表示通常的間隙寬度時(shí)的動(dòng)作， 圖5(b)表示間隙寬度放大時(shí)的動(dòng)作。當(dāng)對(duì)線圈101通電時(shí)，定子100產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子200通過永久磁鐵201產(chǎn)生的磁場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的吸引、排斥，以軸A為中心旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩經(jīng)滾珠花鍵機(jī)構(gòu) 203傳遞到輸出軸204上，并輸出到外部。另一方面，第二調(diào)整軸312由于經(jīng)推力軸承308 與轉(zhuǎn)子200連接，所以不受轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)的影響而靜止。當(dāng)從動(dòng)力源301將旋轉(zhuǎn)力輸出到第一齒輪303上時(shí)，第二齒輪304以及與其連接的上下的第二調(diào)整軸312旋轉(zhuǎn)。由此，上下的第二調(diào)整軸312產(chǎn)生不同方向的軸向力。由此，轉(zhuǎn)子200從軸受到軸向的力，在軸向上移動(dòng)。此時(shí)，夾著定子100相對(duì)的一對(duì)轉(zhuǎn)子200分別移動(dòng)向軸向的不同方向。像這樣，本實(shí)施例的可變間隙機(jī)構(gòu)300被獨(dú)立于轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的另外的動(dòng)力源301驅(qū)動(dòng)。由此，可以進(jìn)行可靠性、響應(yīng)性好的靈活的間隙寬度的控制。此外，來自動(dòng)力源301的旋轉(zhuǎn)力在同一時(shí)刻以相同量傳遞到上下的第一調(diào)整軸302上。由此可以令上下的轉(zhuǎn)子200的移動(dòng)量一致。此外，由于可以通過一個(gè)伺服電機(jī)輸出上下不同的方向的動(dòng)力， 所以可以實(shí)現(xiàn)小型、低成本。進(jìn)而，由于在旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)部設(shè)置伺服電機(jī)之外的可變機(jī)構(gòu)，所以是小型的。(實(shí)施例2)圖6是表示本發(fā)明的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的其他實(shí)施例的圖。本實(shí)施例將實(shí)施例 1所示的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的上下的輸出軸204經(jīng)轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)402連接于在機(jī)殼的外部以軸C為旋轉(zhuǎn)軸的單一的外部輸出軸401。轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)402例如為斜齒輪或帶等。在本實(shí)施例中，以軸A為旋轉(zhuǎn)軸的輸出軸204的輸出轉(zhuǎn)矩通過轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)402被傳遞到以軸C為旋轉(zhuǎn)軸的外部輸出軸401上。像這樣，通過將上下的輸出軸204的輸出轉(zhuǎn)矩傳遞到單一的軸上，即使各轉(zhuǎn)子的結(jié)合的輸出軸204是分體獨(dú)立的，也可以令各軸204的旋轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)矩一致。(實(shí)施例3)圖7是表示本發(fā)明的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的其他實(shí)施例的圖。并且，在圖7中省略機(jī)殼500、軸承501。本實(shí)施例是在圓周方向上固定實(shí)施例1所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的上下的轉(zhuǎn)子200的相對(duì)位置的機(jī)構(gòu)(至少在軸向上自由)。為了進(jìn)行該固定，本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)在上下的轉(zhuǎn)子200之間具有轉(zhuǎn)子結(jié)合機(jī)構(gòu)403。轉(zhuǎn)子結(jié)合機(jī)構(gòu)403機(jī)械地結(jié)合上下的轉(zhuǎn)子 200的圓周方向的相對(duì)位置，轉(zhuǎn)子結(jié)合機(jī)構(gòu)403例如是氣缸等。此外，在轉(zhuǎn)子200的外周部， 在以軸A為中心的圓周方向上配置有一個(gè)以上的轉(zhuǎn)子結(jié)合機(jī)構(gòu)403。通過轉(zhuǎn)子結(jié)合機(jī)構(gòu)403，上下的轉(zhuǎn)子200在來自定子100的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下上下一致地旋轉(zhuǎn)。像這樣，通過在圓周方向上機(jī)械地結(jié)合上下的轉(zhuǎn)子，即使各轉(zhuǎn)子結(jié)合的輸出軸204 是分體獨(dú)立的，也可以令各軸204的旋轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)矩一致。此外，由于至少在軸向上不固定， 所以當(dāng)改變空氣間隙時(shí)不會(huì)造成妨礙。(實(shí)施例4)圖8是表示本發(fā)明的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的其他實(shí)施例的圖。圖8(a)是通常的間隙寬度時(shí)的圖，圖8(b)是間隙寬度放大時(shí)的圖。本實(shí)施例在定子100的外周設(shè)有可變間隙機(jī)構(gòu)300。對(duì)于與實(shí)施例1的情況相同的動(dòng)作省略說明。在本實(shí)施例的定子100的外周，上下配置有一對(duì)以軸D為旋轉(zhuǎn)軸的第二調(diào)整軸312。以軸A為中心在圓周方向上配置有多個(gè)第二調(diào)整軸312。此外，第二調(diào)整軸312具有螺紋部310，并與連接于定子100的固定部103 的螺母部311結(jié)合。上下的第二調(diào)整軸312的螺紋部310為逆螺紋的關(guān)系。第二調(diào)整軸 312經(jīng)以軸D為旋轉(zhuǎn)軸的推力軸承307以及以軸A為旋轉(zhuǎn)軸的推力軸承308與轉(zhuǎn)子200連接。此外，第二調(diào)整軸312具有第二齒輪304，并經(jīng)以軸E為旋轉(zhuǎn)軸的第二齒輪304以及與其卡合的第一調(diào)整軸302與動(dòng)力源301連接。 下面，說明本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動(dòng)作。當(dāng)對(duì)線圈101通電時(shí)，定子100產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子200通過由永久磁鐵201產(chǎn)生的磁場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的吸引、排斥，以軸A為中心旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩經(jīng)滾珠花鍵機(jī)構(gòu)203傳遞到輸出軸204上，并被輸出到外部。另一方面，第二調(diào)整軸312由于經(jīng)推力軸承 308與轉(zhuǎn)子200連接，所以不受轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)的影響而靜止。當(dāng)從動(dòng)力源301向第一齒輪303輸出旋轉(zhuǎn)力時(shí)，第二齒輪304以及與其連接的上下的第二調(diào)整軸312旋轉(zhuǎn)。由此，上下的第二調(diào)整軸312產(chǎn)生不同的方向的軸力。由此，轉(zhuǎn)子200從軸受到軸向力，在軸向上移動(dòng)。像這樣，本實(shí)施例的可變間隙機(jī)構(gòu)300由獨(dú)立于轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源301 驅(qū)動(dòng)。由此，可以進(jìn)行可靠性、響應(yīng)性好的靈活的間隙寬度的控制。此外，來自動(dòng)力源301的旋轉(zhuǎn)力在同一時(shí)刻以相同量傳遞給上下的第一調(diào)整軸302。因此，可以令上下的轉(zhuǎn)子200的移動(dòng)量一致。此外，由于可以由一個(gè)伺服電機(jī)輸出上下的不同方向的動(dòng)力，所以是小型的，CN 102545499 A
且成本低。(實(shí)施例5)圖9是表示本發(fā)明的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的其他實(shí)施例的圖。圖9(a)是通常的間隙寬度時(shí)的圖，圖9(b)是間隙寬度放大時(shí)的圖。本實(shí)施例在轉(zhuǎn)子200的軸向外側(cè)(不同于與定子100相對(duì)的面的面)設(shè)有可變間隙機(jī)構(gòu)300。對(duì)于與實(shí)施例1的情況相同的動(dòng)作，省略其說明。在本實(shí)施例中，空洞的突起部 205在與轉(zhuǎn)子200機(jī)械地連續(xù)的狀態(tài)下設(shè)置在轉(zhuǎn)子芯202的端面(不同于與定子100相對(duì)的面的面)上。在突起部205的空洞的內(nèi)側(cè)配置有4組以軸A為旋轉(zhuǎn)軸的推力軸承307。 在這些推力軸承307之間，以軸A為中心在圓周方向上配置有多個(gè)以軸F為旋轉(zhuǎn)軸的第一調(diào)整軸302。該第一調(diào)整軸302具有螺紋部310，并與螺母部311結(jié)合，所述螺母部311與保持定子的機(jī)殼500(省略圖示)的固定部103連接。此外，第一調(diào)整軸302與外部的動(dòng)力源301連接。下面，說明本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動(dòng)作。當(dāng)對(duì)線圈101通電時(shí)，定子100產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子200通過由永久磁鐵201產(chǎn)生的磁場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的吸引、排斥，以軸A為中心旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩經(jīng)滾珠花鍵機(jī)構(gòu)203傳遞到輸出軸204上，并被輸出到外部。突起部205和推力軸承307與轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)一致地旋轉(zhuǎn)。另一方面，轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩不會(huì)傳遞給通過推力軸承307與轉(zhuǎn)子200連接的第一調(diào)整軸302。第一調(diào)整軸302當(dāng)?shù)玫絹碜詣?dòng)力源301的旋轉(zhuǎn)力時(shí)，通過螺紋機(jī)構(gòu)產(chǎn)生軸向力。由此，轉(zhuǎn)子200從第一調(diào)整軸302 受到軸向力，在軸向上移動(dòng)。像這樣，本實(shí)施例的可變間隙機(jī)構(gòu)300由獨(dú)立于轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源301 驅(qū)動(dòng)。因此，可以進(jìn)行可靠性、響應(yīng)性好的靈活的間隙寬度的控制。此外，由于在本實(shí)施例中軸向的上下的各轉(zhuǎn)子200設(shè)有動(dòng)力源301，所以可以得到比實(shí)施例1至4的構(gòu)成更大的驅(qū)動(dòng)力。由此，例如，即使在電機(jī)的體格大并且在定子和轉(zhuǎn)子之間工作的磁吸引力大的情況下，也可以更加可靠地進(jìn)行間隙寬度的控制。并且，在至此說明的任意一個(gè)實(shí)施例中，可變間隙機(jī)構(gòu)300不限于以軸A為中心配置有多個(gè)，也可以配置單個(gè)。作為間隙可變機(jī)構(gòu)300的動(dòng)力源雖然使用了動(dòng)力源301，但只要是將旋轉(zhuǎn)力傳遞到第一調(diào)整軸302上，且與軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力不同的、SP外部的動(dòng)力源就可以。螺紋部310和螺母部311可以是經(jīng)滾珠來降低摩擦的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)。此外，定子芯102希望為電磁鋼板、非結(jié)晶金屬、電磁不銹鋼等軟磁性體，轉(zhuǎn)子芯 202希望為電磁鋼板、非結(jié)晶金屬、電磁不銹鋼等軟磁性體。此外，轉(zhuǎn)子芯202可以是與永久磁鐵201直徑大致相同的環(huán)狀，并通過保持它的構(gòu)造部件與軸連接。構(gòu)造部件希望使用 S45C、SS400，或者SUS等。進(jìn)而，可以使用極各向異性(磁異方)磁化了的環(huán)狀的永久磁鐵。 轉(zhuǎn)子200可以由永久磁鐵201、與永久磁鐵201形成磁性回路的軟磁性材料的環(huán)狀轉(zhuǎn)子芯、 以及機(jī)械地結(jié)合它們和輸出軸204的部件構(gòu)成。本申請(qǐng)發(fā)明的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)為使用兩個(gè)轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子構(gòu)造。利用該雙轉(zhuǎn)子構(gòu)造，與單轉(zhuǎn)子構(gòu)造相比，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的利用效率提高，可以得到更大的轉(zhuǎn)矩。不管在哪種情況下，上述各實(shí)施例的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以進(jìn)行可靠性、響應(yīng)性好的靈活的間隙寬度的控制。下面，說明間隙寬度的控制。在動(dòng)力源301上具有控制動(dòng)力源的控制裝置(未圖示)，所述控制裝置向動(dòng)力源301輸出表示旋轉(zhuǎn)的時(shí)機(jī)的控制信號(hào)，由此，驅(qū)動(dòng)第一調(diào)整軸 302、第一齒輪303以及第二齒輪304，進(jìn)行間隙寬度調(diào)整。圖10以及圖11是表示以可以連續(xù)地控制間隙的方式構(gòu)成可變間隙機(jī)構(gòu)300的情況下的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和電壓、轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，以及旋轉(zhuǎn)速度和間隙的關(guān)系的圖。圖10表示旋轉(zhuǎn)速度和電壓、轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，圖11表示旋轉(zhuǎn)速度和間隙的關(guān)系。本發(fā)明的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過擴(kuò)大間隙來減弱在線圈上交鏈的磁鐵磁通量， 將感應(yīng)電壓抑制到電源電壓以下。例如，電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)用電機(jī)由于應(yīng)對(duì)汽車的起動(dòng)或爬坡、 高速行駛等，在廣泛的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域中使用。在作為該驅(qū)動(dòng)用電機(jī)而使用本發(fā)明的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的情況下，在圖10中，低速大轉(zhuǎn)矩區(qū)域用于起動(dòng)或爬坡時(shí)，高旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域用于高速行駛時(shí)。驅(qū)動(dòng)用電機(jī)通過在線圈上交鏈的磁鐵磁通量的時(shí)間變化，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成比例的感應(yīng)電壓。當(dāng)感應(yīng)電壓達(dá)到超過電源電壓的規(guī)定的轉(zhuǎn)速(Ni以上)時(shí)，電源側(cè)就不能供應(yīng)用于產(chǎn)生所需要的轉(zhuǎn)矩的電流。在此情況下，上述控制裝置對(duì)動(dòng)力源301提供用于擴(kuò)大間隙寬度的控制信號(hào)，接收到所述控制信號(hào)的動(dòng)力源301基于此來驅(qū)動(dòng)第一調(diào)整軸302以擴(kuò)大間隙寬度。由此，在 Nl以上的高旋轉(zhuǎn)時(shí)擴(kuò)大間隙寬度，抑制感應(yīng)電壓，從而可以供應(yīng)用于產(chǎn)生需要轉(zhuǎn)矩的電流。相反，例如在剎車動(dòng)作時(shí)，上述控制裝置對(duì)動(dòng)力源301提供用于縮小間隙寬度的控制信號(hào)，接收到所述控制信號(hào)的動(dòng)力源301基于此驅(qū)動(dòng)第一調(diào)整軸302以使間隙寬度變小。由此，電機(jī)作為載荷起作用，剎車制動(dòng)提高。同時(shí)，可以有效地再生動(dòng)能。間隙控制可以離散地控制。由此，可以簡(jiǎn)化動(dòng)力源301的控制系統(tǒng)。在圖12以及圖13中，表示離散地控制間隙的可變機(jī)構(gòu)的情況下的旋轉(zhuǎn)速度和電壓、轉(zhuǎn)矩的關(guān)系以及旋轉(zhuǎn)速度和間隙的關(guān)系。并且，在不對(duì)線圈通電的情況下(不輸出轉(zhuǎn)矩的情況)也可以控制間隙。因此，在剎車動(dòng)作時(shí)可以縮小間隙來提高制動(dòng)力，或者在以慣性力或重力行駛時(shí)可以擴(kuò)大間隙來降低損失的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具有 機(jī)殼；定子，其具有定子芯和線圈；兩個(gè)轉(zhuǎn)子，其具有轉(zhuǎn)子芯和永久磁鐵，以從軸向夾入所述定子的方式隔著空氣間隙而設(shè)置于所述定子；以及可變間隙機(jī)構(gòu)，其用于改變所述空氣間隙的寬度， 所述軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于，所述可變間隙機(jī)構(gòu)利用與所述軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力不同的動(dòng)力源來工作，通過在軸向上移動(dòng)所述轉(zhuǎn)子來改變所述空氣間隙的寬度。
2.一種軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具有 機(jī)殼；定子，其具有定子芯和線圈；兩個(gè)轉(zhuǎn)子，其具有轉(zhuǎn)子芯和永久磁鐵，以從軸向夾入所述定子的方式隔著空氣間隙而設(shè)置于所述定子，并且具有軸；以及可變間隙機(jī)構(gòu)，其用于改變所述空氣間隙的寬度， 所述軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于，所述軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有驅(qū)動(dòng)可變間隙機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源，該動(dòng)力源為與所述軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力不同的動(dòng)力源，所述可變間隙機(jī)構(gòu)具有螺紋部和保持所述螺紋部的螺母部，所述螺紋部與所述動(dòng)力源連接，通過所述動(dòng)力源使所述螺紋部旋轉(zhuǎn)，由此使所述轉(zhuǎn)子移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子具有與所述螺紋部卡合的卡合部，所述卡合部由以所述軸為旋轉(zhuǎn)軸的推力軸承構(gòu)成在所述轉(zhuǎn)子的與所述螺紋部相對(duì)的面上。
4.如權(quán)利要求3所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述卡合部在所述螺紋部的所述轉(zhuǎn)子側(cè)具有以所述螺紋部為旋轉(zhuǎn)軸的推力軸承。
5.如權(quán)利要求2所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述可變間隙機(jī)構(gòu)具有配置于所述定子的外周且互相為逆螺紋關(guān)系的兩個(gè)螺紋部以及固定于所述定子的螺母部。
6.如權(quán)利要求2所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述可變間隙機(jī)構(gòu)具有配置于所述定子的內(nèi)周且互相為逆螺紋關(guān)系的兩個(gè)螺紋部以及固定于所述定子的螺母部。
7.如權(quán)利要求6所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子經(jīng)滾珠花鍵機(jī)構(gòu)分別與在各個(gè)所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置的兩個(gè)軸連接， 所述軸在內(nèi)部具有從所述動(dòng)力源向所述螺紋部傳遞動(dòng)力的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)由與所述動(dòng)力源連接的第一齒輪以及與所述螺紋部連接且與所述第一齒輪卡合的第二齒輪構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求6所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 兩個(gè)所述軸在所述機(jī)殼的外部被結(jié)合于單一的軸。
10.如權(quán)利要求6所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，在兩個(gè)所述轉(zhuǎn)子之間設(shè)有將所述轉(zhuǎn)子間的圓周方向的相對(duì)位置機(jī)械地結(jié)合起來的轉(zhuǎn)子結(jié)合機(jī)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求10所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子結(jié)合機(jī)構(gòu)為氣缸。
12.如權(quán)利要求2所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子芯由電磁鋼板、非結(jié)晶金屬、或者電磁不銹鋼形成。
13.如權(quán)利要求2所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述永久磁鐵為環(huán)狀的極各向異性磁化磁鐵。
14.如權(quán)利要求2所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述定子芯由電磁鋼板、非結(jié)晶金屬、或者電磁不銹鋼形成。
15.如權(quán)利要求2所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述動(dòng)力源為伺服電機(jī)。
全文摘要
提供一種雙轉(zhuǎn)子構(gòu)造的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其可以提高間隙可變機(jī)構(gòu)的可靠性，并且可以靈活地改變定子和轉(zhuǎn)子間的間隙寬度。軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有機(jī)殼(500)；定子(100)，其具有定子芯(102)和線圈(101)；兩個(gè)轉(zhuǎn)子(200)，其具有轉(zhuǎn)子芯(202)和永久磁鐵(201)，以從軸向夾入所述定子(100)的方式隔著空氣間隙而設(shè)置于所述定子(100)；以及可變間隙機(jī)構(gòu)(300)，其用于改變所述空氣間隙的寬度，所述軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于，所述可變間隙機(jī)構(gòu)利用與所述軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力不同的動(dòng)力源(301)來工作，通過在軸向上移動(dòng)所述轉(zhuǎn)子(200)來改變所述空氣間隙的寬度。
文檔編號(hào)H02K16/02GK102545499SQ20111039706
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者床井博洋, 榎本裕治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所