JP2008125195A - Electric motor and hybrid vehicle - Google Patents
Electric motor and hybrid vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008125195A JP2008125195A JP2006304493A JP2006304493A JP2008125195A JP 2008125195 A JP2008125195 A JP 2008125195A JP 2006304493 A JP2006304493 A JP 2006304493A JP 2006304493 A JP2006304493 A JP 2006304493A JP 2008125195 A JP2008125195 A JP 2008125195A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- electric motor
- stator
- permanent magnet
- axial direction
- 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.)
- Pending
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
【課題】永久磁石を備えたロータを有する電動モータにおいて、弱め界磁制御を行うことなく、高速回転領域で十分な減磁作用を奏することが可能な電動モータを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る電動モータ1は、ステータ30と、ロータ20に連動して回転する回転軸40と、互いに軸方向に配置され、永久磁石24を使用した第1のロータ部20aと永久磁石を使用していない第2のロータ部20bとを含むロータ20と、ステータ30とロータ20との軸方向の相対的位置関係を変位させる変位機構と、を備えている。
【選択図】 図1An object of the present invention is to provide an electric motor having a rotor having a permanent magnet and capable of exhibiting a sufficient demagnetizing action in a high-speed rotation region without performing field-weakening control.
An electric motor according to the present invention includes a stator, a rotating shaft that rotates in conjunction with a rotor, and a first rotor portion that is disposed in the axial direction and uses a permanent magnet. The rotor 20 includes a second rotor portion 20b that does not use a permanent magnet, and a displacement mechanism that displaces the relative positional relationship between the stator 30 and the rotor 20 in the axial direction.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電動モータおよびハイブリット車両に関し、詳細には、永久磁石を備えたロータを使用した電動モータおよびその電動モータを搭載したハイブリット車両に関する。 The present invention relates to an electric motor and a hybrid vehicle, and more particularly to an electric motor using a rotor having a permanent magnet and a hybrid vehicle equipped with the electric motor.
永久磁石を備えたロータを使用した電動モータは、高出力かつ高効率であるため、広く車両等に利用されている。かかる永久磁石を備えたロータを使用した電動モータの運転可能条件は、誘起電圧と電動モータにおける電圧降下(コイルに電流が流れることによる低下)との和がインバータから電動モータに出力される出力可能電圧以下となることである。電動モータでは、ロータに設けられている永久磁石が発生する磁束と、電動モータの回転角速度とによって誘起起電力(誘起電圧)が決定される。すなわち、電動モータの回転角速度が上昇すると、電動モータの誘起電圧が比例して上昇する。誘起電圧が支配的になると、電動モータに流せる電流が少なくなる。電動モータにおけるトルクは電流に比例するため、誘起電圧が支配的になる高回転領域では、高トルク出力運転が困難であった。 An electric motor using a rotor provided with a permanent magnet is widely used in vehicles and the like because of its high output and high efficiency. The operating condition of the electric motor using the rotor having such a permanent magnet is that the sum of the induced voltage and the voltage drop in the electric motor (decrease caused by the current flowing through the coil) can be output from the inverter to the electric motor. It is to be below the voltage. In an electric motor, an induced electromotive force (induced voltage) is determined by a magnetic flux generated by a permanent magnet provided in a rotor and a rotational angular velocity of the electric motor. That is, when the rotational angular velocity of the electric motor increases, the induced voltage of the electric motor increases in proportion. When the induced voltage becomes dominant, the current that can flow through the electric motor decreases. Since the torque in the electric motor is proportional to the current, high torque output operation is difficult in the high rotation region where the induced voltage is dominant.
これを解消するため、弱め界磁制御によって高回転領域を広げる手段を用いた電動モータがある。しかしながら、弱め界磁制御では、回転角速度に比例して上昇する誘起起電力に応じて弱め界磁制御用電流を上昇させる必要があるため、高回転領域において電動モータの効率が低下してしまうという問題がある。 In order to solve this problem, there is an electric motor using means for expanding a high rotation region by field weakening control. However, in the field weakening control, it is necessary to increase the field weakening control current in accordance with the induced electromotive force that increases in proportion to the rotational angular velocity, so that there is a problem that the efficiency of the electric motor is reduced in a high rotation region.
弱め界磁制御を行うことなく、高速回転時に減磁する技術として、例えば、特許文献1が提案されている。かかる特許文献1では、永久磁石モータの永久磁石をその高速回転時に軸方向に引き出す永久磁石直動機構を設け、この永久磁石は、リテーナバーを通じてウエイトの案内斜面に係合し、ウエイトがガイドバーに保持されて自己の遠心力により径方向に移動し、永久磁石は軸方向に移動して回転子鉄心から逸脱して高速回転時に減磁する。
As a technique for demagnetizing during high-speed rotation without performing field-weakening control, for example,
しかしながら、特許文献1の永久磁石直動機構では、永久磁石の軸方向移動量を大きくすることができないため、高速回転時に十分な減磁作用を奏することができないという問題がある。また、永久磁石の軸方向移動量を大きくすると、モータの軸方向の厚みが大きくなってしまう。
However, the permanent magnet linear motion mechanism of
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、永久磁石を備えたロータを有する電動モータにおいて、弱め界磁制御を行うことなく、高速回転領域で十分な減磁作用を奏することが可能な電動モータおよびその電動モータを搭載したハイブリット車両を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in an electric motor having a rotor provided with a permanent magnet, an electric motor capable of exhibiting a sufficient demagnetizing action in a high-speed rotation region without performing field-weakening control. And it aims at providing the hybrid vehicle carrying the electric motor.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ステータと、互いに軸方向に配置されている、永久磁石を使用した第1のロータ部と前記永久磁石を使用していない第2のロータ部とを含むロータと、前記ロータに連動して回転する回転軸と、前記ステータと、前記ロータとの軸方向の相対的位置関係を変位させる変位機構と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a stator, a first rotor portion using a permanent magnet, which is arranged in the axial direction, and a first rotor portion which does not use the permanent magnet. A rotor including two rotor portions, a rotating shaft that rotates in conjunction with the rotor, the stator, and a displacement mechanism that displaces a relative positional relationship in the axial direction of the rotor. And
また、本発明の好ましい態様によれば、前記変位機構は、低速回転領域では、前記第1のロータ部が前記ステータに対して対向する位置に、高速回転領域では、前記第2のロータ部が前記ステータに対して対向する位置となるように、前記ロータを移動させることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, the displacement mechanism is configured such that the first rotor portion is opposed to the stator in the low-speed rotation region, and the second rotor portion is in the high-speed rotation region. It is desirable to move the rotor so as to be in a position facing the stator.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2のロータ部は、インダクションロータ、シンクロナスリラクタンスロータ、またはスイッチドリラクタンスロータで構成されることが望ましい。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the second rotor portion is composed of an induction rotor, a synchronous reluctance rotor, or a switched reluctance rotor.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記変位機構は、回転速度に応じた遠心力を利用して、前記ロータを前記軸方向に移動させることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the displacement mechanism moves the rotor in the axial direction using a centrifugal force corresponding to a rotational speed.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記変位機構は、前記ロータを前記軸方向の一方の方向に付勢する第1の付勢手段と、前記回転速度に応じた遠心力を利用して、前記ロータを前記軸方向の他方の方向に付勢する第2の付勢手段と、を含むことが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, the displacement mechanism uses a first urging means for urging the rotor in one of the axial directions and a centrifugal force corresponding to the rotational speed. And a second urging means for urging the rotor in the other direction of the axial direction.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2の付勢手段は、前記回転軸と連結したフライホイールと、前記フライホイールに設けられ、その遠心力に応じて径方向内側から径方向外側に移動するウエイトと、前記ウエイトに一端側が固定されると共に他端側が前記ロータに固定され、前記ロータを前記軸方向の他方の方向に引っ張るワイヤーと、を含むことが望ましい。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, the second urging means is provided on the flywheel connected to the rotating shaft and the flywheel, and is radially outward from the radially inner side according to the centrifugal force. And a wire having one end fixed to the weight and the other end fixed to the rotor and pulling the rotor in the other axial direction.
また、本発明の好ましい態様によれば、本発明の電動モータをハイブリット車両に搭載することが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable to mount the electric motor of the present invention on a hybrid vehicle.
本発明によれば、ステータと、互いに軸方向に配置されている、永久磁石を使用した第1のロータ部と前記永久磁石を使用していない第2のロータ部とを含むロータと、前記ロータに連動して回転する回転軸と、前記ステータと、前記ロータとの軸方向の相対的位置関係を変位させる変位機構と、を備えているので、永久磁石を備えたロータを有する電動モータにおいて、弱め界磁制御を行うことなく、高速回転領域で十分な減磁作用を奏することが可能となる。 According to the present invention, a rotor including a stator, a first rotor portion using a permanent magnet, and a second rotor portion not using the permanent magnet, which are arranged in the axial direction with each other, and the rotor In the electric motor having a rotor with a permanent magnet, since the rotation shaft that rotates in conjunction with, a displacement mechanism that displaces the relative positional relationship in the axial direction of the stator and the rotor, A sufficient demagnetizing action can be achieved in the high-speed rotation region without performing field weakening control.
以下に、この発明の最良の形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the best mode of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or that are substantially the same.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態に係る電動モータの軸方向の概略断面図であり、特に、低速回転時の断面構成を示している。図2は、図1のA−A’断面図(第1のロータ部の構成)を示している。図3は、図1のB−B’断面図(第2のロータ部の実施例1)を示している。図4は、図1のB−B’断面図(第2のロータ部の実施例2)を示している。図5は、図1のB−B’断面図(第2のロータ部の実施例3)を示している。図6は、図1のC−C’矢視図を示している。図7は、本発明の実施の形態に係る電動モータの軸方向の概略断面図であり、特に、高速回転時の断面構成を示している。図8は、図7のC−C’矢視図を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in the axial direction of an electric motor according to an embodiment of the present invention, and particularly shows a cross-sectional configuration during low-speed rotation. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1 (Example 2 of the second rotor portion). FIG. 4 shows a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1 (Example 2 of the second rotor portion). FIG. 5 shows a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1 (Example 3 of the second rotor portion). FIG. 6 shows a CC ′ arrow view of FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view in the axial direction of the electric motor according to the embodiment of the present invention, and particularly shows a cross-sectional configuration during high-speed rotation. FIG. 8 shows a CC ′ arrow view of FIG.
図1において、電動モータ1は、ハウジング10と、互いに軸方向に配置されている、永久磁石を使用した第1のロータ部20aおよび永久磁石を使用していない第2のロータ部20bを含むロータ(回転子)20と、ステータ(固定子)30と、ロータ20と連動して回転する回転軸40と、ステータ30とロータ20との軸方向の相対的位置関係を変位させる変位機構とを備えている。
In FIG. 1, an
ハウジング10の周壁内周面にはステータ30が固定されており、このステータ30は、ステータ本体31にステータコイル32が巻回されて構成されている。ステータ30の径方向内側には、ロータ20、回転軸40が回転自在に収容されている。
A
回転軸40は、第1の回転軸40aと第2の回転軸40bとから構成されており、両者の間には空間41が形成されている。第1回転軸40aは、そのフロント側がベアリング43を介してハウジング10に回転自在に支承されるとともに、慣性重量手段であるフライホイール60が連結されている。また、第1の回転軸40aには、図1および図2に示すように、ワイヤー71が挿通する複数の挿通孔42aが形成されている。
The
ベアリング43には、リング形状を呈するスペーサ45が固定されている。第1の回転軸40aの外周方向には、第1の付勢手段であるスプリング50が配されており、このスプリング50の一端側は、スペーサ45に固定されており、その他端側は、ロータ20に当接して、ロータ20を軸方向のリア方向(一方の方向)に付勢している。
A
第2の回転軸40bは、そのリア側(出力側)がベアリング44を介してハウジング10に回転自在に支承されている。第1の回転軸40aおよび第2の回転軸40bには、ロータ20が軸方向に移動するためのガイド並びに第1の回転軸40aおよび第2の回転軸40bの周方向の動作を規制して、ロータ20と共に回転させるための凹部(キー溝)41a、41bがそれぞれ形成されている。
The rear side (output side) of the second rotating
フライホイール60は、円板形状を呈しており、第1の回転軸40aのフロント側に固定されており、第1の回転軸40aと共に回転する。フライホイール60は、回転軸40に慣性力を与えて、その回転を安定させるものである。このフライホイール60には、図1および図6に示すように、複数の空間61が形成されており、各空間61には、ウエイト70が配置されている。また、フライホイール60には、ワイヤー71を挿通するための複数の挿通孔62が形成されている。ワイヤー71は、一端側がウエイト70の一端面に固定され、他端側は、フライホイール60の挿通孔62および第1回転軸40aの挿通孔42aを挿通して、フランジ22のセパレート部22aの内周側に固定されている。ウエイト70は、フライホイール60の回転速度に応じた遠心力により、半径方向内側から外側に移動する。すなわち、ウエイト70は、フライホイール60が高速回転すると、その遠心力が大きくなり、半径方向外側に移動する。
The
上記構成において、フライホイール60,ウエイト70,ワイヤー71,およびスプリング50は、ロータ20を軸方向に移動させる変位機構を構成し、スプリング50はロータ20を軸方向のリア方向(一方の方向)に付勢する第1の付勢手段を構成し、フライホイール60,ウエイト70,ワイヤー71は、ロータ20をフロント方向(他方の方向)に付勢する第2の付勢手段を構成する。
In the above configuration, the
ロータ20は、永久磁石ロータで構成される第1のロータ部20aと、永久磁石を使用していない、リラクタンス形やヒステリシス形等で構成される第2のロータ部20bと、
ロータ20の両端面に設けられた1対の端面盤21と、第1のロータ部20aと第2のロータ部20bを、それぞれ第1の回転軸40aおよび第2の回転軸40bに連結させるフランジ22とを備えている。
The
A pair of
フランジ22は、軸方向の略中間位置の外周方向および内周方向に形成され、第1のロータ部20aと第2のロータ部20bとを分割すると共に、ワイヤー71の一端側が固定されるセパレート部22aと、軸方向に沿ってその内周壁に、図2〜図5に示すように、第1の回転軸40aおよび第2の回転軸40bの凹部41a、41bと係合する凸部22bとが形成されている。
The
上記のように構成されるロータ20は、フランジ22の凸部22bが第1回転軸40aおよび第2回転軸40bの凹部41a、41bに案内されて、軸方向に移動可能に構成されている。また、ロータ20は、フランジ22の凸部22aが第1回転軸40aおよび第2回転軸40bの周方向の動作を規制し、回転軸40を連動させて回転させる。また、ロータ20は、スプリング50により軸方向のリア方向(一方の方向)に付勢されると共に、フライホイール60のウエイト70に固定されたワイヤー71により軸方向のフロント方向(他方の方向)に付勢され(引っ張られ)ており、ウエイト70の遠心力とロータ20に作用するスプリング50の付勢力とがベクトル的にバランスする軸方向位置に移動する。
The
つぎに、図2〜図5を参照して、ロータ20について詳細に説明する。図2は、図1のA−A’断面図であり、第1のロータ部20aの断面構成を示している。第1のロータ部20aは、上述したように、永久磁石ロータで構成されており、図2に示すように、電磁鋼板(コア)23に、永久磁石24が互いに90度離間してそれぞれ軸方向に埋め込まれて構成されている。周方向に隣接する2つの永久磁石24の極性は反対となっている。なお、ここでは、埋込磁石型の永久磁石ロータを使用することとしたが、表面磁石型の永久磁石ロータを使用することにしてもよい。
Next, the
第2のロータ部20bは、上述したように、永久磁石を使用しないロータで構成されている。図3は、図1のB−B’断面図を示しており、第2のロータ部20bの実施例1を示している。実施例1は、第2のロータ部20bをインダクションロータで構成したものである。実施例1に係る第2のロータ部20bは、図3に示すように、本体25に、二次導体棒26がリング状に複数配置されている。インダクションロータは、永久磁石や電磁石などの磁力発生部材を含んでいないので、インダクションロータにより、ステータコイル32に誘起電圧が生じることはない。
As described above, the
図4は、図1のB−B’断面図を示しており、第2のロータ部20bの実施例2を示している。実施例2は、第2のロータ部20bをシンクロナスリラクタンスロータで構成したものである。実施例2に係る第2のロータ部20bは、図4に示すように、永久磁石や電磁石などの磁力発生部材を含まず鉄からなるコア27で形成されている。シンクロナスリラクタンスロータは、永久磁石や電磁石などの磁力発生部材を含まない鉄で形成されているので、シンクロナスリラクタンスロータにより、ステータコイル32に誘起電圧が生じることはない。なお、シンクロナスリラクタンスロータとしては、同図に示すアキシャルラミネート形、フラックスバリア形、セグメント形などの各種の構造を使用可能である。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 1 and illustrates a second embodiment of the
図5は、図1のB−B’断面図を示しており、第2のロータ部20bの実施例3を示している。実施例3は、第2のロータ部20bをスイッチドリラクタンスロータで構成したものである。実施例3に係る第2のロータ部20bは、図5に示すように、円筒状に形成された本体28の外周に、半径方向に突出した複数の突極29を備えている。スイッチドリラクタンスロータは、永久磁石や電磁石などの磁力発生部材を含まないので、スイッチドリラクタンスロータにより、ステータコイル32に誘起電圧が生じることはない。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 1 and illustrates a third embodiment of the
上記構成の永久磁石モータ1の動作を、図1,図6,図7,図8を参照して説明する。低速回転領域では、図1および図6に示すように、スプリング50の付勢力がウエイト70に作用する遠心力より大きく、ロータ20は、ワイヤー71を通じてウエイト70を径方向内側に付勢し、ウエイト70は径方向内側に押さえつけられる。この結果、ロータ20は移動せず、第1のロータ部20aは、ステータ30と対向する位置にあるので、永久磁石を使用した第1のロータ部20aの磁石磁束量を増大することができる。このように、低速回転領域では、第1のロータ部20aを駆動源としてロータ20は回転し、永久磁石モータとして機能する。
The operation of the
高速回転領域では、図7および図8に示すように、ウエイト70に作用する遠心力が増大して径方向外側に移動する。これにより、ウエイト70は、ワイヤー71を介してロータ20をフロント方向へスプリング50の付勢力に抗して移動させる。この結果、第1のロータ部20aは、ステータ30と対向する面積は減少し、永久磁石を使用した第1のロータ回転20aの磁石磁束量を減少させ、ステータコイル32の誘起電圧が小さくなる。他方、永久磁石を使用しない第2のロータ部20bが、ステータ30と対向する位置となり、対向する面積が大きくなる。第2のロータ部20bは、永久磁石を使用していないので、ステータコイル32に誘起電圧を生じさせることはない。このように、高速回転領域では、第2のロータ部20bを駆動源としてロータ20は回転し、実施例1の場合はインダクションモータ、実施例2の場合はシンクロナスリラクタンスロータ、実施例3の場合はスイッチドリラクタンスモータとして機能する。これにより、高速回転時に磁石磁束量を減少させ、十分な減磁機能を奏する電動モータを実現することができ、弱め界磁制御が不要となる。
In the high-speed rotation region, as shown in FIGS. 7 and 8, the centrifugal force acting on the
以上説明したように、実施の形態1に係る電動モータによれば、ステータ30と、ロータ20に連動して回転する回転軸40と、互いに軸方向に配置されている、永久磁石24を使用した第1のロータ部20aと永久磁石を使用していない第2のロータ部20bとを含むロータ20と、ステータ30と、ロータ20との軸方向の相対的位置関係を変位させる変位機構と、を備えているので、変位機構により、低速回転領域では、第1のロータ部20aがステータ30に対して対向する位置に、高速回転領域では、第2のロータ部20bをステータ30に対して対向する位置となるように、ロータ20を移動させることができ、第1のロータ回転20aの磁石磁束量を減少させて、ステータ30の誘起電圧を小さくすることが可能となり、高速回転時に、十分な減磁作用を奏し、弱め界磁制御を不要とすることができる。
As described above, the electric motor according to the first embodiment uses the
また、実施の形態1に係る電動モータによれば、第2のロータ部20bを、インダクションロータ、シンクロナスリラクタンスロータ、またはスイッチドリラクタンスロータで構成することとしたので、高速回転時に、電動モータを、インダクションモータ、シンクロナスリラクタンスモータ、またはスイッチドリラクタンモータとして機能させることが可能となる。
Further, according to the electric motor according to the first embodiment, the
また、実施の形態1に係る電動モータによれば、変位機構は、回転速度に応じた遠心力を利用して、ロータ20を軸方向に移動させることとしたので、遠心力を利用してロータを移動させることが可能となる。
Further, according to the electric motor according to the first embodiment, the displacement mechanism moves the
また、実施の形態1に係る電動モータによれば、変位機構は、ロータ20を軸方向の一方の方向に付勢する第1の付勢手段(スプリング50)と、回転軸40の回転速度に応じた遠心力を利用して、ロータ20を軸方向の他方の方向に付勢する第2の付勢手段とを含むこととしたので、遠心力とロータ20に作用する第1の付勢手段50の付勢力とがベクトル的にバランスする軸方向位置にロータを移動することが可能となる。
In addition, according to the electric motor according to the first embodiment, the displacement mechanism has a first urging means (spring 50) for urging the
また、実施の形態1に係る電動モータによれば、第2の付勢手段は、回転軸40と連結したフライホイール60と、フライホイール60に設けられ、その遠心力に応じて径方向内側から径方向外側に移動するウエイト70と、ウエイト70に一端側が固定されると共に他端側がロータ20に固定され、ロータ20を軸方向の他方の方向に引っ張るワイヤー71と、を含むこととしたので、回転軸40に連結したフライホイール60を使用して、ロータを移動することが可能となる。
Further, according to the electric motor according to the first embodiment, the second urging means is provided on the
なお、実施の形態1では、変位機構により、ステータ30とロータ20との相対的位置関係を変位させるために、ロータ20を軸方向に移動させることとしたが、ロータ20を回転軸40に固定して、ロータ20と共に回転軸40を軸方向に移動させる構成や、ロータ20の位置を固定にして、ステータ30を軸方向に移動させる構成を採用することにしてもよい。
In the first embodiment, the
(実施の形態2)
実施の形態2では、上記実施の形態1の電動モータ1を適用したハイブリット車両について説明する。図9は、上記実施の形態1の電動モータ1を適用したパラレル方式のハイブリット車両の模式図である。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a hybrid vehicle to which the
図9に示すハイブリット車両100は、車両の駆動力を発生する内燃機関であるエンジン101と、フライホイール102と、電動機または発電機として機能するモータジェネレータ(以下、「MG」と称する)103と、車両の変速機であるトランスミッション104と、バッテリ105と、電力変換手段106とを備えている。また、同図において、110はクランクシャフト、111は駆動軸(メインシャフト)を示している。上記構成において、上記実施の形態1の電動モータ1を、MG103およびフライホイール102に適用することができる。
A
エンジン101のクランクシャフト110には、フライホイール102を介して駆動軸111が直結されている。トランスミッション104の入力軸とMG103の駆動軸111とは、動力遮断手段であるクラッチ(不図示)、流体を利用した流体継手(不図示)、またはトルクコンバータ(不図示)を介して連結する方法が採られる。このように、トランスミッション104とMG103との連結にクラッチ、流体継手、またはトルクコンバータを用いることにより、MG103によってエンジン101を始動することができると共に、エンジン101の始動後、エンジン101の駆動力、またはエンジン101の駆動力とMG103の駆動力をトランスミッション104の入力軸に伝達することができる。この駆動力は、トランスミッション104を介して、車軸111に伝達され、さらにこの車軸111に装着された車輪112に伝達される。
A drive shaft 111 is directly connected to a
MG103には、電力変換手段106を介して蓄電手段であるバッテリ105が電気的に接続されている。MG103を電動機として用いる場合は、バッテリ105から出力された直流電力を電力変換手段106(インバータ)で交流電力に変換し、MG103に供給する。これにより、MG103は駆動される。MG103の駆動力はエンジン101の始動用またはアシスト用として用いられる。他方、MG103を発電機として用いる場合は、MG103によって発電された交流電力を電力変換手段106(コンバータ)で直流電力に変換し、バッテリ105に供給する。これにより、変換された直流電力はバッテリ105に蓄電される。
A
駆動力はエンジン101の始動用またはアシスト用として用いられる。一方、MG103を発電機として用いる場合は、MG103によって発電された交流電力を電力変換手段106(コンバータ)で直流電力に変換し、バッテリ105に供給する。これにより、変換された直流電力はバッテリ105に蓄電される。
The driving force is used for starting or assisting the
図10は、上記実施の形態1の電動モータ1を適用したシリアル・パラレル方式のハイブリット車両の模式図である。図10に示すハイブリット車両200は、エンジン201と、フライホイール202と、主に発電機として機能するモータジェネレータ(以下、「MG1」と称する)と、主に電動機として機能するモータジェネレータ(以下、「MG2」と称する)と、フライホイール220と、動力分割手段であるプラネタリギヤ210と、直流−交流間で電力の変換を行う電力変換手段230と、電力を蓄電するバッテリ240と、を備えている。上記構成において、上記実施の形態1の電動モータ1を、MG2およびフライホイール220に適用することができる。
FIG. 10 is a schematic diagram of a serial / parallel hybrid vehicle to which the
エンジン201は、その出力軸であるクランクシャフト204を回転させる。このエンジン201のクランクシャフト204には、フライホイール202が固定されている。フライホイール202は、慣性力可変手段であり、クランクシャフト204の回転と共に回転し、駆動軸216の回転変動を抑制する。
The
MG1およびMG2は、同期モータジェネレータであり、それぞれ回転軸221,222と、ロータと、ステータとにより構成されている。回転軸221,222には、ロータがそれぞれ固定されている。また、回転軸222には、フライホイール202が固定されている。このMG1およびMG2は、電力変換手段230に接続されている。電力変換手段230は、バッテリ240に充電された電力を、MG1あるいはMG2に供給することで、各回転軸221,222を回転させる電動機として機能させる。また、MG1およびMG2は、各回転軸221、222が外力により回転している場合には起電力が発生するため、発電機として機能し、発電された電力をバッテリ240に充電、MG1あるいはMG2に供給することもできる。
MG1 and MG2 are synchronous motor generators, each of which includes a
プラネタリギヤ210は、動力分割手段であり、エンジン201と、MG1と、MG2とが機械的に連結されている。このプラネタリギヤ210は、主軸211と、サンギヤ212と、ピニオン213と、キャリヤ214と、リングギヤ215とにより構成されている。主軸211は、一端がダンパ203を介してクランクシャフト204と連結され、他端がキャリヤ214と連結されている。サンギヤ212は、MG1の回転軸221と連結されており、このサンギヤ212にMG1が連結されている。ピニオン213は、サンギヤ212と噛み合い、その周囲に複数個(例えば、3個)配置されている。各ピニオン213は、サンギヤ212の周囲で一体に公転可能に支持するキャリヤ214に保持されている。リングギヤ215は、キャリヤ214に保持された各ピニオン213と噛み合い、駆動軸216に形成されている。駆動軸216の一端には、MG2の回転軸222が連結されており、この駆動軸216にMG2が連結されており、この回転軸222には、フライホイール220が固定されている。
また、駆動軸216の他端には、チェーンドライブスプロケット217が固定され、このチェーンドライブスプロケット217と減速機260との間にチェーンベルト250が巻かれている。エンジン201あるいはMG2の少なくとも一方から出力される動力は、駆動軸216、チェーンベルト250、減速機260を介して、車軸270に伝達され、さらにこの車軸270に装着された車輪280に伝達される。
A
実施の形態2によれば、本発明に係る電動モータをハイブリット車両に適用することができ、ハイブリット車両に搭載されるフライホイールを利用して、電動モータのロータを移動することが可能となる。これにより、ハイブリット車両の高速運転時に、弱め界磁制御が不要となる。 According to the second embodiment, the electric motor according to the present invention can be applied to a hybrid vehicle, and the rotor of the electric motor can be moved using the flywheel mounted on the hybrid vehicle. This eliminates the need for field-weakening control during high-speed driving of the hybrid vehicle.
本発明に係る電動モータは、永久磁石を備えたロータを有する電動モータにおいて、弱め界磁制御が必要な電動モータに広く利用可能である。 The electric motor according to the present invention can be widely used for an electric motor having a rotor with a permanent magnet and requiring field-weakening control.
1 電動モータ
10 ハウジング
20 ロータ(回転子)
20a 第1のロータ部
20b 第2のロータ部
21 端面盤
22 フランジ
22a セパレート部
22b 凸部
23 電磁鋼板(コア)
24 永久磁石
25 本体
26 二次導体棒
27 コア
28 本体
29 突極
30 ステータ
31 ステータ本体
32 ステータコイル
40 回転軸
40a 第1の回転軸
40b 第2の回転軸
41 空間
41a 凹部
41b 凹部
42a 挿通孔
43,44 ベアリング
45 スペーサ
50 スプリング
60 フライホイール
70 ウエイト
71 ワイヤー
100 ハイブリット車両
101 エンジン
102 フライホイール
103 モータジェネレータ(MG)
104 トランスミッション(TM)
105 バッテリ
106 電力変換手段
110 クランクシャフト
111 駆動軸(メインシャフト)
112 車軸
113 車輪
200 ハイブリット車両
201 エンジン
202 フライホイール
203 ダンパ
204 クランクシャフト
210 プラネタリギヤ
211 主軸
212 サンギヤ
213 ピニオン
214 キャリヤ
215 リングギヤ
216 駆動軸
217 チェーンドライブスプロケット
220 フライホイール
230 電力変換手段
240 バッテリ
250 チェーンベルト
260 減速機
270 車軸
280 車輪
1
20a
24
104 Transmission (TM)
105
112
Claims (7)
互いに軸方向に配置されている、永久磁石を使用した第1のロータ部と前記永久磁石を使用していない第2のロータ部とを含むロータと、
前記ロータに連動して回転する回転軸と、
前記ステータと、前記ロータとの軸方向の相対的位置関係を変位させる変位機構と、
を備えたことを特徴とする電動モータ。 A stator,
A rotor including a first rotor portion using a permanent magnet and a second rotor portion not using the permanent magnet, which are arranged axially with respect to each other;
A rotating shaft that rotates in conjunction with the rotor;
A displacement mechanism for displacing an axial relative positional relationship between the stator and the rotor;
An electric motor comprising:
前記ロータを前記軸方向の一方の方向に付勢する第1の付勢手段と、
前記回転速度に応じた遠心力を利用して、前記ロータを前記軸方向の他方の方向に付勢する第2の付勢手段と、
を含むことを特徴とする請求項4に記載の電動モータ。 The displacement mechanism is
First urging means for urging the rotor in one of the axial directions;
Second biasing means for biasing the rotor in the other direction of the axial direction by utilizing a centrifugal force according to the rotational speed;
The electric motor according to claim 4, comprising:
前記回転軸と連結したフライホイールと、
前記フライホイールに設けられ、その遠心力に応じて径方向内側から径方向外側に移動するウエイトと、
前記ウエイトに一端側が固定されると共に他端側が前記ロータに固定され、前記ロータを前記軸方向の他方の方向に引っ張るワイヤーと、
を含むことを特徴とする請求項5に記載の電動モータ。 The second urging means is
A flywheel connected to the rotating shaft;
Weights provided on the flywheel and moving from the radially inner side to the radially outer side according to the centrifugal force,
A wire having one end fixed to the weight and the other end fixed to the rotor, and pulling the rotor in the other direction of the axial direction;
The electric motor according to claim 5, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006304493A JP2008125195A (en) | 2006-11-09 | 2006-11-09 | Electric motor and hybrid vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006304493A JP2008125195A (en) | 2006-11-09 | 2006-11-09 | Electric motor and hybrid vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008125195A true JP2008125195A (en) | 2008-05-29 |
Family
ID=39509405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006304493A Pending JP2008125195A (en) | 2006-11-09 | 2006-11-09 | Electric motor and hybrid vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008125195A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009150714A1 (en) | 2008-06-10 | 2009-12-17 | Umemori Takashi | Regenerative switched reluctance motor driving system |
JP2010206972A (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Honda Motor Co Ltd | Motor and controller thereof |
-
2006
- 2006-11-09 JP JP2006304493A patent/JP2008125195A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009150714A1 (en) | 2008-06-10 | 2009-12-17 | Umemori Takashi | Regenerative switched reluctance motor driving system |
JP2010206972A (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Honda Motor Co Ltd | Motor and controller thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4818368B2 (en) | Hybrid vehicle | |
US8177007B2 (en) | Power unit | |
JP4310361B2 (en) | Power equipment | |
JP4576363B2 (en) | Auxiliary drive | |
JP5309220B2 (en) | Mobile device | |
JP4382118B2 (en) | Power equipment | |
US8987963B2 (en) | Double drive shaft motor of magnetic flux modulation type | |
JP5220196B2 (en) | Power equipment | |
JP2010081780A (en) | Auxiliary unit driving device | |
JP6044077B2 (en) | Electric rotating machine and electric rotating system | |
US20050173168A1 (en) | Electric machine for hybrid motor vehicle | |
CN210469033U (en) | Switched Reluctance-Disc Dual Rotor Motor | |
JP2008125195A (en) | Electric motor and hybrid vehicle | |
JP2010057271A (en) | Double rotor motor | |
JP2009166723A (en) | Power unit | |
JP5171783B2 (en) | Power equipment | |
JP2009130959A (en) | Rotating electric machine and electric vehicle using rotating electric machine | |
JP5171497B2 (en) | Auxiliary drive | |
JP2009126427A (en) | Electric assist bicycle | |
JP2008236962A (en) | Rotating electric machine and hybrid drive device including the same | |
WO2019156068A1 (en) | Motor unit | |
WO2019156069A1 (en) | Motor unit | |
JP5085875B2 (en) | Electric motor | |
JP5171785B2 (en) | Power equipment | |
JP2014183616A (en) | Biaxial composite motor |