本發(fā)明涉及雙轉(zhuǎn)子型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

背景技術(shù)：

專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種雙轉(zhuǎn)子型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，配置在內(nèi)轉(zhuǎn)子和定子之間的外轉(zhuǎn)子由在周向上按等間隔配置的多個(gè)軟磁性體鐵芯構(gòu)成，各軟磁性體鐵芯被固定于與旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的支撐部。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：專(zhuān)利第4505524號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1專(zhuān)利第4505524號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的將多個(gè)軟磁性體鐵芯固定于與旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的支撐部的結(jié)構(gòu)的外轉(zhuǎn)子中，在周向上相鄰的軟磁性體鐵芯間構(gòu)成為空氣區(qū)域。在這種結(jié)構(gòu)的外轉(zhuǎn)子中，不是軟磁性體鐵芯整體被保持于支撐部，因此存在機(jī)械強(qiáng)度不足的問(wèn)題。

本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而完成的，因此其目的在于提供一種提高在周向上以規(guī)定的間隔配置軟磁性體的外轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

用于解決問(wèn)題的方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，具有：定子，其具有通電時(shí)產(chǎn)生磁通的電樞線(xiàn)圈；第1轉(zhuǎn)子，其在上述磁通通過(guò)時(shí)旋轉(zhuǎn)；以及第2轉(zhuǎn)子，其配置在通過(guò)上述第1轉(zhuǎn)子的上述磁通的磁路的中途并旋轉(zhuǎn)，上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于，上述第2轉(zhuǎn)子形成為在周向上交替配置有軟磁性體和非磁性體，并且具有橋部，該橋部連接在上述非磁性體的定子側(cè)和與第1轉(zhuǎn)子側(cè)相鄰的上述軟磁性體。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，提高其在周向上以規(guī)定的間隔配置有軟磁性體的外轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圖，是示出其概要構(gòu)成的1/2模型的與旋轉(zhuǎn)軸正交的截面圖。

圖2是示出設(shè)置于內(nèi)轉(zhuǎn)子的二極管的連接閉合電路的連線(xiàn)圖。

圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的與旋轉(zhuǎn)軸平行的截面圖。

圖4是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子的分解立體圖。

圖5是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子的分解立體圖。

圖6是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁路構(gòu)件和非磁性構(gòu)件的分解立體圖。

圖7是從軸線(xiàn)方向看本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁路構(gòu)件和非磁性構(gòu)件的俯視圖。

圖8是說(shuō)明對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁路構(gòu)件的非磁性構(gòu)件的保持結(jié)構(gòu)的放大圖。

圖9是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁路構(gòu)件、外旋轉(zhuǎn)軸、圓筒軸和法蘭的各接合部分的截面圖。

圖10是圖9中用點(diǎn)劃線(xiàn)A包圍的部分的放大截面圖。

圖11是圖9中用點(diǎn)劃線(xiàn)B包圍的部分的放大截面圖。

圖12是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁路構(gòu)件和非磁性構(gòu)件的切口部的立體圖。

圖13是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的共線(xiàn)圖，是表示大傳動(dòng)比的情況的圖。

圖14是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的共線(xiàn)圖，是表示小傳動(dòng)比的情況的圖。

圖15是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的控制方法的概要的框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1：旋轉(zhuǎn)電機(jī)

100：定子

104：電樞線(xiàn)圈

200：外轉(zhuǎn)子(第2轉(zhuǎn)子)

201：磁路構(gòu)件(一體鐵芯)

201A：極片部(軟磁性體)

201B：橋部

202：非磁性構(gòu)件(非磁性體)

300：內(nèi)轉(zhuǎn)子(第1轉(zhuǎn)子)

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1～圖15是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圖。

在圖1中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1構(gòu)成為雙轉(zhuǎn)子形式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，具備：形成為圓筒形狀的定子100；設(shè)于該定子100的旋轉(zhuǎn)軸1C側(cè)的作為第2轉(zhuǎn)子的外轉(zhuǎn)子200；以及設(shè)于該外轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)軸1C側(cè)的作為第1轉(zhuǎn)子的內(nèi)轉(zhuǎn)子300。外轉(zhuǎn)子200和內(nèi)轉(zhuǎn)子300被分別支撐從而能以旋轉(zhuǎn)軸1C為旋轉(zhuǎn)中心相對(duì)旋轉(zhuǎn)。此外，圖1示出了機(jī)械角360度中的180度(1/2)的徑方向截面圖。

定子100具備定子鐵芯101，在該定子鐵芯101中，在周向上排列有朝向軸心沿徑向延伸的多個(gè)定子齒102。該定子齒102以使內(nèi)周面102a側(cè)隔著空氣間隙G1與后述的外轉(zhuǎn)子200的磁路構(gòu)件201的外周面201a相對(duì)的方式形成。

在該定子100中，將定子齒102的側(cè)面102b之間作為槽103，收納有與三相交流的W相、V相、U相對(duì)應(yīng)的電樞線(xiàn)圈104。電樞線(xiàn)圈104通過(guò)分布卷繞而纏繞于定子齒102。電樞線(xiàn)圈104通過(guò)通電產(chǎn)生磁通。

在定子100中對(duì)該電樞線(xiàn)圈104提供三相交流電來(lái)產(chǎn)生在周向上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使所產(chǎn)生的磁通與外轉(zhuǎn)子200、內(nèi)轉(zhuǎn)子300交鏈從而分別對(duì)這些外轉(zhuǎn)子200和內(nèi)轉(zhuǎn)子300進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。

外轉(zhuǎn)子200具有：包括磁導(dǎo)率高的鋼材等軟磁性體的磁路構(gòu)件201；以及包括PPS(聚苯硫醚)樹(shù)脂等不使磁通通過(guò)的非磁性體的非磁性構(gòu)件202。磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202在軸線(xiàn)方向上延伸。此外，軸線(xiàn)方向表示與旋轉(zhuǎn)軸1C延伸的方向相同的方向。

磁路構(gòu)件201具有：在周向上與非磁性構(gòu)件202相對(duì)的極片部201A；以及在非磁性構(gòu)件202的定子側(cè)和內(nèi)轉(zhuǎn)子側(cè)連接相鄰的極片部201A的橋部201B。

極片部201A和橋部201B被形成為一體。因此，磁路構(gòu)件201構(gòu)成了由極片部201A和橋部201B形成為一體的一體鐵芯。構(gòu)成為一體鐵芯的磁路構(gòu)件201是將多個(gè)電磁鋼板在軸線(xiàn)方向上層疊而成的。

非磁性構(gòu)件202設(shè)于被極片部201A和橋部201B包圍的空間。因此，在本實(shí)施方式的外轉(zhuǎn)子200中，軟磁性體的極片部201A和非磁性構(gòu)件202在周向上交替配置。在后面說(shuō)明磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202的詳細(xì)構(gòu)成。

在外轉(zhuǎn)子200中，磁路構(gòu)件201的外周面201a與定子100的定子齒102的內(nèi)周面102a相對(duì)，磁路構(gòu)件201的內(nèi)周面201b與后述的內(nèi)轉(zhuǎn)子300的轉(zhuǎn)子齒302的外周面302a相對(duì)。

該外轉(zhuǎn)子200使在定子100的電樞線(xiàn)圈104中產(chǎn)生并交鏈的磁通高效地通過(guò)磁路構(gòu)件201的極片部201A，另一方面，在非磁性構(gòu)件202中阻礙該磁通的通過(guò)。在該定子100的電樞線(xiàn)圈104中產(chǎn)生的磁通形成如下磁回路：在通過(guò)外轉(zhuǎn)子200的極片部201A后，如后述那樣，與內(nèi)轉(zhuǎn)子300的轉(zhuǎn)子齒302的外周面302a交鏈，再次通過(guò)外轉(zhuǎn)子200的極片部201A，從而返回定子100。

此時(shí)，外轉(zhuǎn)子200相對(duì)于定子100旋轉(zhuǎn)，因此反復(fù)切換使磁通通過(guò)的磁路構(gòu)件201的極片部201A和限制磁通通過(guò)的非磁性構(gòu)件202來(lái)形成磁回路。

這樣，能通過(guò)使外轉(zhuǎn)子200旋轉(zhuǎn)來(lái)變更由電樞線(xiàn)圈104產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)和頻率。該調(diào)制后的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與內(nèi)轉(zhuǎn)子300同步旋轉(zhuǎn)來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

內(nèi)轉(zhuǎn)子300具備在軸線(xiàn)方向上層疊有多個(gè)電磁鋼板的轉(zhuǎn)子鐵芯301。在該轉(zhuǎn)子鐵芯301中，在周向上排列有向遠(yuǎn)離軸心的徑向延長(zhǎng)的多個(gè)轉(zhuǎn)子齒(突極部)302。轉(zhuǎn)子齒302形成為使外周面302a隔著空氣間隙G2與外轉(zhuǎn)子200的磁路構(gòu)件201的內(nèi)周面201b相對(duì)。

該轉(zhuǎn)子齒302具有包括感應(yīng)線(xiàn)圈I和勵(lì)磁線(xiàn)圈F的轉(zhuǎn)子繞組330。感應(yīng)線(xiàn)圈I將相鄰的轉(zhuǎn)子齒302的側(cè)面302b之間作為槽303，卷繞于轉(zhuǎn)子齒302的外轉(zhuǎn)子200側(cè)。勵(lì)磁線(xiàn)圈F將相鄰的轉(zhuǎn)子齒302的側(cè)面302b之間作為槽303，卷繞于轉(zhuǎn)子齒302的軸心側(cè)。即，感應(yīng)線(xiàn)圈I在槽303中卷繞于內(nèi)轉(zhuǎn)子300的徑方向外側(cè)，勵(lì)磁線(xiàn)圈F在槽303中卷繞于內(nèi)轉(zhuǎn)子300的徑方向內(nèi)側(cè)。

感應(yīng)線(xiàn)圈I在每個(gè)轉(zhuǎn)子齒302上以集中卷繞的方式形成，使得方向相反的卷繞繞組在內(nèi)轉(zhuǎn)子300的周向上彼此相鄰，排列在內(nèi)轉(zhuǎn)子300的周向上。該感應(yīng)線(xiàn)圈I通過(guò)磁通交鏈而產(chǎn)生(誘發(fā))感應(yīng)電流。

勵(lì)磁線(xiàn)圈F在每個(gè)轉(zhuǎn)子齒302上以集中卷繞的方式形成，使得方向相反的卷繞繞組在內(nèi)轉(zhuǎn)子300的周向上彼此相鄰，排列在內(nèi)轉(zhuǎn)子300的周向上。對(duì)該勵(lì)磁線(xiàn)圈F提供勵(lì)磁電流來(lái)使其勵(lì)磁，該勵(lì)磁線(xiàn)圈F發(fā)揮作為電磁鐵的功能。

這樣，感應(yīng)線(xiàn)圈I和勵(lì)磁線(xiàn)圈F被纏繞成使電流的方向相同。

在此，將圖1的占機(jī)械角180度的8個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈I在旋轉(zhuǎn)方向(逆時(shí)針?lè)较?上區(qū)別稱(chēng)呼為感應(yīng)線(xiàn)圈I1～I(xiàn)8。另外，將占機(jī)械角180度的8個(gè)勵(lì)磁線(xiàn)圈F在旋轉(zhuǎn)方向上區(qū)別稱(chēng)呼為勵(lì)磁線(xiàn)圈F1～F8。

在圖2中，感應(yīng)線(xiàn)圈I1、I3、I5、I7和勵(lì)磁線(xiàn)圈F1、F2、F3、F4與二極管D1、D2一起形成作為閉合電路的整流電路C1。在該整流電路C1中，隔開(kāi)3個(gè)的感應(yīng)線(xiàn)圈I1、I5與二極管D1串聯(lián)連接，隔開(kāi)3個(gè)的感應(yīng)線(xiàn)圈I3、I7與二極管D2串聯(lián)連接，勵(lì)磁線(xiàn)圈F1、F2、F3、F4被串聯(lián)連接。另外，包括感應(yīng)線(xiàn)圈I1、I5、二極管D1的串聯(lián)連接與包括感應(yīng)線(xiàn)圈I3、I7、二極管D2的串聯(lián)連接在兩端部處被并列連接后，在二極管D1、D2的陰極側(cè)連接到包括勵(lì)磁線(xiàn)圈F1、F2、F3、F4的串聯(lián)連接。這樣，整流電路C1被連線(xiàn)而構(gòu)成電路，使得由感應(yīng)線(xiàn)圈I1、I3、I5、I7產(chǎn)生的交流的感應(yīng)電流在二極管D1、D2中分別單向地整流，作為直流勵(lì)磁電流提供給勵(lì)磁線(xiàn)圈F 1、F2、F3、F4。

另外，感應(yīng)線(xiàn)圈I2、I4、I6、I8和勵(lì)磁線(xiàn)圈F5、F6、F7、F8與二極管D3、D4一起形成作為閉合電路的整流電路C2。在該整流電路C2中，隔開(kāi)3個(gè)的感應(yīng)線(xiàn)圈I2、I6與二極管D3串聯(lián)連接，隔開(kāi)3個(gè)的感應(yīng)線(xiàn)圈I4、I8與二極管D4串聯(lián)連接，勵(lì)磁線(xiàn)圈F5、F6、F7、F8被串聯(lián)連接。另外，包括感應(yīng)線(xiàn)圈I2、I6、二極管D3的串聯(lián)連接與包括感應(yīng)線(xiàn)圈I4、I8、二極管D4的串聯(lián)連接在兩端部被并列連接后，在二極管D3、D4的陰極側(cè)連接到包括勵(lì)磁線(xiàn)圈F5、F6、F7、F8的串聯(lián)連接。這樣，整流電路C2被連線(xiàn)而構(gòu)成電路，使得由感應(yīng)線(xiàn)圈I2、I4、I6、I8產(chǎn)生的交流的感應(yīng)電流在二極管D3、D4中分別單向地整流，作為直流勵(lì)磁電流提供給勵(lì)磁線(xiàn)圈F5、F6、F7、F8。

根據(jù)該電路構(gòu)成，能對(duì)由感應(yīng)線(xiàn)圈I產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流，作為勵(lì)磁電流使勵(lì)磁線(xiàn)圈F勵(lì)磁，因此能使轉(zhuǎn)子齒302作為電磁鐵發(fā)揮功能。

在此，二極管D1、D2、D3、D4在使感應(yīng)線(xiàn)圈I、勵(lì)磁線(xiàn)圈F多極化的情況下也會(huì)通過(guò)串聯(lián)連接來(lái)抑制使用數(shù)量，為了避免大量使用，不形成一般的H橋型全波整流電路，而是分別按形成180度相位差來(lái)進(jìn)行連線(xiàn)，形成使一方感應(yīng)電流反轉(zhuǎn)而進(jìn)行半波整流輸出的中性點(diǎn)鉗型半波整流電路。

整流電路C1、C2的勵(lì)磁線(xiàn)圈F的卷繞方向在各個(gè)相鄰的轉(zhuǎn)子齒302之間是相反的。因此，構(gòu)成磁回路的一部分的內(nèi)轉(zhuǎn)子300的一個(gè)轉(zhuǎn)子齒302被磁化，從而發(fā)揮使S極與外轉(zhuǎn)子200相對(duì)的電磁鐵的功能，磁通的方向是從外轉(zhuǎn)子200的極片部201A到S極。另外，相鄰的另一個(gè)轉(zhuǎn)子齒302被磁化，從而發(fā)揮使N極與外轉(zhuǎn)子200相對(duì)的電磁鐵的功能，磁通的方向是從N極到外轉(zhuǎn)子200側(cè)。

在此，說(shuō)明旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生原理。在內(nèi)轉(zhuǎn)子300中，從定子100通過(guò)外轉(zhuǎn)子200交鏈的磁通中的通過(guò)該外轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)而被調(diào)制的磁通與內(nèi)轉(zhuǎn)子300的旋轉(zhuǎn)同步地進(jìn)行交鏈。

另外，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，與內(nèi)轉(zhuǎn)子300的感應(yīng)線(xiàn)圈I交鏈的磁通中包含未經(jīng)外轉(zhuǎn)子200調(diào)制(不與內(nèi)轉(zhuǎn)子300的旋轉(zhuǎn)同步)而發(fā)生變動(dòng)的成分，由此能使感應(yīng)線(xiàn)圈I產(chǎn)生交流的感應(yīng)電流。然后，用二極管D1、D2對(duì)該交流的感應(yīng)電流進(jìn)行整流而使其成為直流的勵(lì)磁電流，對(duì)勵(lì)磁線(xiàn)圈F通電來(lái)使轉(zhuǎn)子齒302發(fā)揮電磁鐵的功能，能產(chǎn)生勵(lì)磁磁通。這樣，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

此外，此時(shí)，從定子100的定子齒102通過(guò)外轉(zhuǎn)子200的極片部201A與內(nèi)轉(zhuǎn)子300的轉(zhuǎn)子齒302交鏈的磁通是從交流電源對(duì)分布卷繞的電樞線(xiàn)圈104提供電力而產(chǎn)生的。

然而，在本實(shí)施方式中，該電樞線(xiàn)圈104采用分布卷繞，但是也可以采用集中卷繞。在采用集中卷繞的情況下，能使與轉(zhuǎn)子齒302交鏈的磁通疊加比由分布卷繞的線(xiàn)圈產(chǎn)生的情況多的高次諧波成分。疊加到該磁通的高次諧波成分發(fā)揮磁通量的變動(dòng)的作用，因此能使感應(yīng)線(xiàn)圈I有效地產(chǎn)生感應(yīng)電流，能將更大的勵(lì)磁電流提供給勵(lì)磁線(xiàn)圈F來(lái)產(chǎn)生勵(lì)磁磁通。

因此，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1不設(shè)置永久磁鐵就能使內(nèi)轉(zhuǎn)子300利用電磁鐵轉(zhuǎn)矩(旋轉(zhuǎn)力)相對(duì)旋轉(zhuǎn)。在該內(nèi)轉(zhuǎn)子300中，使轉(zhuǎn)子齒302發(fā)揮磁化方向(N極，S極)在周向上交替地并列的電磁鐵的功能，由此能使在外轉(zhuǎn)子200和定子100之間交鏈的磁通順利地在槽303中迂回而交接。

在該旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，外轉(zhuǎn)子200相對(duì)于定子100相對(duì)旋轉(zhuǎn)，另外，經(jīng)由該旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子200(磁路構(gòu)件201)的磁通所交鏈的內(nèi)轉(zhuǎn)子300由于電磁鐵轉(zhuǎn)矩而相對(duì)旋轉(zhuǎn)，因此能使外轉(zhuǎn)子200低速旋轉(zhuǎn)，使內(nèi)轉(zhuǎn)子300高速旋轉(zhuǎn)。另外，也能相反地使外轉(zhuǎn)子200高速旋轉(zhuǎn)，使內(nèi)轉(zhuǎn)子300低速旋轉(zhuǎn)。

該旋轉(zhuǎn)電機(jī)1根據(jù)定子100、外轉(zhuǎn)子200和內(nèi)轉(zhuǎn)子300的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所需的轉(zhuǎn)矩。具體地說(shuō)，當(dāng)將定子100的電樞線(xiàn)圈104的極對(duì)數(shù)設(shè)為A，將作為外轉(zhuǎn)子200的極數(shù)的極片部201A的數(shù)量設(shè)為H，將作為內(nèi)轉(zhuǎn)子300的極對(duì)數(shù)的轉(zhuǎn)子齒(電磁鐵)302的極對(duì)數(shù)設(shè)為P時(shí)，得到使下式(1)成立的組合。

H＝|A±P|......(1)

在該結(jié)構(gòu)中，能有效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使外轉(zhuǎn)子200和內(nèi)轉(zhuǎn)子300相對(duì)于定子100高效地相對(duì)旋轉(zhuǎn)。例如，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，定子100的電樞線(xiàn)圈104的極對(duì)數(shù)A＝4、外轉(zhuǎn)子200的極數(shù)H＝12、內(nèi)轉(zhuǎn)子300的轉(zhuǎn)子齒302的極對(duì)數(shù)P＝8，滿(mǎn)足上述的式(1)。

如圖3所示，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，在定子100內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地收納有外轉(zhuǎn)子200，而且，在該外轉(zhuǎn)子200內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地收納有內(nèi)轉(zhuǎn)子300。

另外，對(duì)外轉(zhuǎn)子200的磁路構(gòu)件201連接有外旋轉(zhuǎn)軸210，使其能一體旋轉(zhuǎn)。對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子300的轉(zhuǎn)子鐵芯301連接有內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310，使其能一體旋轉(zhuǎn)。由此，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1構(gòu)成為能利用磁調(diào)制原理將動(dòng)力分別傳遞到外旋轉(zhuǎn)軸210和內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310的磁調(diào)制型雙軸電動(dòng)機(jī)。

因此，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1能具備與機(jī)械式的行星齒輪機(jī)構(gòu)同等的功能，例如能使定子100發(fā)揮行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)齒輪的功能，使外轉(zhuǎn)子200發(fā)揮行星齒輪機(jī)構(gòu)的托架的功能，使內(nèi)轉(zhuǎn)子300發(fā)揮行星齒輪機(jī)構(gòu)的內(nèi)嚙齒輪的功能。此外，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1構(gòu)成為外轉(zhuǎn)子200發(fā)揮托架的功能。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如在將旋轉(zhuǎn)電機(jī)1與發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))一起搭載于混合動(dòng)力汽車(chē)作為驅(qū)動(dòng)源的情況下，將外轉(zhuǎn)子200的外旋轉(zhuǎn)軸210和內(nèi)轉(zhuǎn)子300的內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310分別與車(chē)輛的動(dòng)力傳遞路徑直接連結(jié)，通過(guò)逆變器將車(chē)輛的電池連接到定子100的電樞線(xiàn)圈104，由此旋轉(zhuǎn)電機(jī)1也能與驅(qū)動(dòng)源一起發(fā)揮動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)的功能。

(外轉(zhuǎn)子)

在圖3、圖4中，外轉(zhuǎn)子200除了上述磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202以外，還具備包括鐵材料的外旋轉(zhuǎn)軸210、圓環(huán)狀的法蘭215、圓筒狀的圓筒軸214。

外旋轉(zhuǎn)軸210包括圓柱狀的小徑部210A和與該小徑部210A的另一端部連續(xù)的法蘭形狀的大徑部210B。大徑部210B以旋轉(zhuǎn)軸1C為中心的徑方向形成得比小徑部210A的徑方向大，在軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)與磁路構(gòu)件201相對(duì)。

在外旋轉(zhuǎn)軸210的小徑部210A上從軸線(xiàn)方向的一端部向另一端部設(shè)有解析器環(huán)221、解析器轉(zhuǎn)子220、承盤(pán)218。解析器轉(zhuǎn)子220被解析器環(huán)221固定于小徑部210A，可自如地一體旋轉(zhuǎn)。承盤(pán)218形成為圓環(huán)狀，在其內(nèi)緣部的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)的側(cè)面支撐著后述的徑向滾珠軸承21的外輪。另外，在承盤(pán)218上設(shè)有螺帽部218A，后述的螺栓26與該螺帽部218A螺合。

法蘭215設(shè)置在外旋轉(zhuǎn)軸210的大徑部210B與磁路構(gòu)件201及非磁性構(gòu)件202之間。法蘭215包括例如鋁材等非磁性體。由此，防止由電樞線(xiàn)圈104產(chǎn)生的磁通作為漏磁通流到包括鐵材料的外旋轉(zhuǎn)軸210。

在大徑部210B和法蘭215中分別形成有在周向上排列的多個(gè)插通孔210B1、215A，這些插通孔210B1、215A中插通有非磁性體螺栓219。在非磁性構(gòu)件202中形成有插通孔202A，該插通孔202A中插通有非磁性體螺栓219。

非磁性體螺栓219由PPS(聚苯硫醚)樹(shù)脂等不使磁通通過(guò)的非磁性體構(gòu)成。因此，在外轉(zhuǎn)子200中，各極片部201A(參照?qǐng)D1)磁獨(dú)立，與由磁性體構(gòu)成非磁性體螺栓219的情況相比，能使各極片部201A帶來(lái)的磁導(dǎo)變動(dòng)(突極比)變大。由此，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的轉(zhuǎn)矩密度提高。

另外，非磁性體螺栓219由非磁性體構(gòu)成，因此能減少在間隙中產(chǎn)生的高次諧波磁通引發(fā)非磁性體螺栓219內(nèi)的渦流和在非磁性體螺栓219間產(chǎn)生的渦流造成的損失。

圓筒軸214設(shè)置在磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)(在圖3中為左端側(cè))，在該圓筒軸214中形成有與非磁性體螺栓219的軸線(xiàn)方向的另一端部螺合的內(nèi)螺紋214A。

圓筒軸214例如由非磁性體的不銹鋼構(gòu)成。由此，防止由電樞線(xiàn)圈104產(chǎn)生的磁通作為漏磁通通過(guò)圓筒軸214流到外部。

在外轉(zhuǎn)子200中，將非磁性體螺栓219從軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)依次插通大徑部210B的插通孔210B 1、法蘭215的插通孔215A、非磁性構(gòu)件202的插通孔202A，與圓筒軸214的內(nèi)螺紋214A螺合，由此將法蘭215和外旋轉(zhuǎn)軸210固定于磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)(在圖3中為右端側(cè))，并且將圓筒軸214固定于磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)。

(內(nèi)轉(zhuǎn)子)

在圖3、圖5中，內(nèi)轉(zhuǎn)子300具備包括鐵材料的內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310。在該內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310的外周部從軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)向另一端部側(cè)設(shè)置有平衡板311、墊片312、轉(zhuǎn)子繞組330、墊片314、二極管支架315、平衡板316、U螺帽317、承盤(pán)318、解析器轉(zhuǎn)子319、解析器環(huán)320。

平衡板311是將鐵材料形成為圓環(huán)狀而成的，在內(nèi)周邊部利用內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310的凸緣部在軸線(xiàn)方向上定位。平衡板311從轉(zhuǎn)子繞組330的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)(圖3中，右端側(cè))隔著墊片312支撐著轉(zhuǎn)子繞組330。

墊片312被夾裝在轉(zhuǎn)子繞組330的軸線(xiàn)方向的一端部與平衡板311之間。墊片312形成為以旋轉(zhuǎn)軸1C為中心的徑方向比轉(zhuǎn)子繞組330的徑方向小，在轉(zhuǎn)子繞組330與平衡板311之間形成有空間。墊片312是將鋁材料形成為圓環(huán)狀而成的。平衡板311及墊片312與轉(zhuǎn)子繞組330一體旋轉(zhuǎn)，防止平衡板311及墊片312相對(duì)于內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310轉(zhuǎn)動(dòng)。

平衡板316是將鐵材料形成圓環(huán)狀而成的，在內(nèi)周邊部利用U螺帽317在軸線(xiàn)方向上定位。平衡板316從轉(zhuǎn)子繞組330的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)(圖3中，左端側(cè))通過(guò)二極管支架315和墊片314支撐轉(zhuǎn)子繞組330。

墊片314被夾裝在轉(zhuǎn)子繞組330的軸線(xiàn)方向的另一端部與二極管支架315之間。墊片314形成為以旋轉(zhuǎn)軸1C為中心的徑方向的尺寸比轉(zhuǎn)子繞組330小，在轉(zhuǎn)子繞組330與二極管支架315之間形成有空間。墊片314是將鋁材料形成圓環(huán)狀而成的。

二極管支架315包括形成為圓環(huán)狀的電路基板，保持著前述的二極管D1～D4。平衡板316、二極管支架315和墊片314與轉(zhuǎn)子繞組330一體旋轉(zhuǎn)，防止平衡板316、二極管支架315和墊片314相對(duì)于內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310轉(zhuǎn)動(dòng)。

U螺帽317在內(nèi)周面形成有未圖示的內(nèi)螺紋，與在內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310的外周面形成的未圖示的外螺紋螺合。U螺帽317與內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310螺合，由此將轉(zhuǎn)子繞組330在通過(guò)墊片312、314和二極管支架315被平衡板311、316從軸線(xiàn)方向的兩側(cè)夾住的狀態(tài)下在軸線(xiàn)方向和旋轉(zhuǎn)方向上固定于內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310。

承盤(pán)318形成為圓環(huán)狀，在其內(nèi)緣部的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)(在圖3中為左端側(cè))的側(cè)面支撐后述的徑向滾珠軸承23的外輪。另外，在承盤(pán)318的外緣部的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)(圖3中，右端側(cè))設(shè)有螺帽部318A，對(duì)該螺帽部318A螺合后述的螺栓25。

(包含箱體的整體結(jié)構(gòu))

在圖3中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1具備箱體10，在該箱體10的內(nèi)部收納有前述的定子100、外轉(zhuǎn)子200和內(nèi)轉(zhuǎn)子300。

箱體10從軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)向另一端部側(cè)具備第1法蘭11、第1墊片12、第1箱體13、第2箱體14、第2墊片15、第2法蘭16。

第1箱體13包括圓盤(pán)狀的平板部13A和與該平板部13A的外緣部的另一端部側(cè)連續(xù)的圓筒狀的圓筒部13B。在平板部13A的中心部形成有貫通孔13C，在該貫通孔13C中貫通有外旋轉(zhuǎn)軸210的小徑部210A。

在圓筒部13B的內(nèi)周面固定有定子100。另外，圓筒部13B與外轉(zhuǎn)子200的磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202以及內(nèi)轉(zhuǎn)子300的轉(zhuǎn)子鐵芯301和轉(zhuǎn)子繞組330在徑方向上相對(duì)。

這樣，在圓筒部13B的徑方向內(nèi)側(cè)收納有作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的主要部位的定子100、外轉(zhuǎn)子200的磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202以及內(nèi)轉(zhuǎn)子300的轉(zhuǎn)子鐵芯301和轉(zhuǎn)子繞組330。

在貫通孔13C中設(shè)有徑向滾珠軸承21。從軸線(xiàn)方向的一端部對(duì)第1箱體13的平板部13A插通螺栓26，將螺栓26與承盤(pán)218的螺帽部218A螺合，由此將徑向滾珠軸承21在軸線(xiàn)方向上定位。第1箱體13的平板部13A通過(guò)該徑向滾珠軸承21支撐外旋轉(zhuǎn)軸210的小徑部210A而使其旋轉(zhuǎn)自如。

另外，在貫通孔13C中固定有解析器傳感器31。另一方面，在外旋轉(zhuǎn)軸210的小徑部210A中設(shè)有圓環(huán)狀的解析器轉(zhuǎn)子220，使其在徑方向上與解析器傳感器31相對(duì)。解析器轉(zhuǎn)子220被解析器環(huán)221固定于外旋轉(zhuǎn)軸210的小徑部210A，可自如地一體旋轉(zhuǎn)。

解析器傳感器31通過(guò)檢測(cè)解析器轉(zhuǎn)子220的旋轉(zhuǎn)角來(lái)檢測(cè)外轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)角。

第2箱體14具有：圓筒狀的外筒部14A；配置在該外筒部14A的內(nèi)周側(cè)的圓筒狀的內(nèi)筒部14B；以及與外筒部14A和內(nèi)筒部14B的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)連續(xù)的圓盤(pán)狀的平板部14C。

將第1箱體13的圓筒部13B和第2箱體14的外筒部14A在軸線(xiàn)方向上對(duì)合，用未圖示的螺栓緊固，由此在收納定子100、外轉(zhuǎn)子200和內(nèi)轉(zhuǎn)子300的狀態(tài)下連結(jié)第1箱體13和第2箱體14。

外筒部14A與外轉(zhuǎn)子200的圓筒軸214的軸線(xiàn)方向的另一端部在徑方向上相對(duì)，通過(guò)徑向滾珠軸承22支撐圓筒軸214，使其旋轉(zhuǎn)自如。

在此，本實(shí)施方式的外轉(zhuǎn)子200成杯型結(jié)構(gòu)，磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202在軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)固定于外旋轉(zhuǎn)軸210的大徑部210B。

如果將這種杯型結(jié)構(gòu)的外轉(zhuǎn)子200例如單支點(diǎn)支撐于第1箱體13，則在發(fā)生固有振動(dòng)的情況、作用于外轉(zhuǎn)子200的電磁吸引力與外轉(zhuǎn)子200的固有振動(dòng)發(fā)生共振而作用過(guò)大的力的情況下，會(huì)導(dǎo)致電磁振動(dòng)變大。另外，在外轉(zhuǎn)子200進(jìn)行偏心驅(qū)動(dòng)的情況下，會(huì)對(duì)單支點(diǎn)支撐的徑向滾珠軸承施加過(guò)大的負(fù)荷，會(huì)對(duì)該徑向滾珠軸承的抗老化性造成影響。

因此，在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為利用徑向滾珠軸承22將外轉(zhuǎn)子200的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)即圓筒軸214支撐于第2箱體14，上述徑向滾珠軸承22比支撐外旋轉(zhuǎn)軸210的徑向滾珠軸承21在以旋轉(zhuǎn)軸1C為中心的徑方向上的尺寸大。

由此，本實(shí)施方式的外轉(zhuǎn)子200能采用雙支點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)，能防止上述那樣的電磁振動(dòng)的增大、對(duì)徑向滾珠軸承21進(jìn)行偏心驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致施加過(guò)大的負(fù)荷的情況。

在內(nèi)筒部14B的內(nèi)周固定有解析器傳感器32。另一方面，在內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310上在徑方向上與解析器傳感器32相對(duì)地設(shè)有圓環(huán)狀的解析器轉(zhuǎn)子319。解析器轉(zhuǎn)子319被解析器環(huán)320一體地固定于內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310，使其旋轉(zhuǎn)自如。

解析器傳感器32通過(guò)檢測(cè)解析器轉(zhuǎn)子319的旋轉(zhuǎn)角來(lái)檢測(cè)內(nèi)轉(zhuǎn)子300的旋轉(zhuǎn)角。

在內(nèi)筒部14B的軸線(xiàn)方向的一端部的內(nèi)周設(shè)有徑向滾珠軸承23。從軸線(xiàn)方向的另一端部對(duì)內(nèi)筒部14B插通螺栓25，將螺栓25與承盤(pán)318的螺帽部318A螺合，由此將徑向滾珠軸承23在軸線(xiàn)方向上定位。第2箱體14的內(nèi)筒部14B通過(guò)徑向滾珠軸承23支撐內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310使其旋轉(zhuǎn)自如。

在外旋轉(zhuǎn)軸210的大徑部210B的內(nèi)周設(shè)有徑向滾珠軸承24。大徑部210B通過(guò)徑向滾珠軸承24支撐內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310的一端部使其旋轉(zhuǎn)自如。

在第1墊片12中形成有貫通孔12A，從解析器傳感器31延伸的配線(xiàn)31A貫通該貫通孔12A。另外，第1墊片12被夾裝在第1箱體13與第1法蘭11之間，從而在第1箱體13與第1法蘭11之間確保供配線(xiàn)31A通過(guò)的空間。

在第2墊片15中形成有貫通孔15A，從解析器傳感器32延伸的配線(xiàn)32A貫通該貫通孔15A。另外，第2墊片15被夾裝在第2箱體14與第2法蘭16之間，從而在第2箱體14與第2法蘭16之間確保供配線(xiàn)32A通過(guò)的空間。

在第1箱體13的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)隔著圓筒狀的第1墊片12利用未圖示的螺栓固定有第1法蘭11。第1法蘭11形成為以旋轉(zhuǎn)軸1C為中心的徑方向的尺寸比第1箱體13大的法蘭形狀，利用未圖示的螺栓固定于車(chē)輛的車(chē)體。

在第1法蘭11的內(nèi)周側(cè)，在外旋轉(zhuǎn)軸210的小徑部210A的軸線(xiàn)方向的一端部設(shè)有聯(lián)軸器33。對(duì)外旋轉(zhuǎn)軸210的小徑部210A通過(guò)聯(lián)軸器33聯(lián)結(jié)有例如未圖示的車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)軸。外旋轉(zhuǎn)軸210的旋轉(zhuǎn)通過(guò)該聯(lián)軸器33傳遞給車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)軸。

在第2箱體14的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)隔著圓筒狀的第2墊片15利用未圖示的螺栓固定有第2法蘭16。第2法蘭16形成為以旋轉(zhuǎn)軸1C為中心的徑方向的尺寸比第2箱體14大的法蘭形狀，利用未圖示的螺栓固定于車(chē)輛的車(chē)體。

在第2法蘭16的內(nèi)周側(cè)，在內(nèi)轉(zhuǎn)子300的內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310的軸線(xiàn)方向的另一端部設(shè)有聯(lián)軸器34，對(duì)該聯(lián)軸器34的另一端部聯(lián)結(jié)有例如車(chē)輛的未圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸。通過(guò)該聯(lián)軸器34對(duì)內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。

此外，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，對(duì)外旋轉(zhuǎn)軸210聯(lián)結(jié)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)軸，對(duì)內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310聯(lián)結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸，但是在其它實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，也可以對(duì)外旋轉(zhuǎn)軸210聯(lián)結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸，對(duì)內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸310聯(lián)結(jié)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)軸。

(磁路構(gòu)件和非磁性構(gòu)件)

接下來(lái)，參照?qǐng)D6至圖8說(shuō)明磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202的詳細(xì)構(gòu)成。

如圖6所示，分別用未圖示的壓入夾具將多個(gè)非磁性構(gòu)件202從軸線(xiàn)方向壓入作為由極片部201A和橋部201B圍成的空間的插入口201C。

由此，如圖7所示，在周向上交替配置極片部201A和非磁性構(gòu)件202的狀態(tài)下，磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202被一體化。一體化后的磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202通過(guò)法蘭215裝配到外旋轉(zhuǎn)軸210(參照?qǐng)D4)。

如圖8所示，磁路構(gòu)件201的橋部201B形成在磁路構(gòu)件201的徑方向內(nèi)側(cè)和徑方向外側(cè)從而連接在周向上相鄰的極片部201A。

在此，如果橋部201B的徑方向的寬度W大，則會(huì)在橋部201B中產(chǎn)生漏磁通，導(dǎo)致外轉(zhuǎn)子200的突極比降低。這樣的突極比降低會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電機(jī)1產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

因此，優(yōu)選橋部201B的徑方向的寬度W盡可能小。但是，如果橋部201B的徑方向的寬度W過(guò)小，在為了在各電磁鋼板中形成插入口201C而進(jìn)行穿孔加工時(shí)，電磁鋼板有可能會(huì)發(fā)生變形。

因此，在本實(shí)施方式中，將橋部201B的徑方向的寬度W設(shè)定為能抑制突極比的降低并且能確保穿孔加工時(shí)不致發(fā)生變形的剛性的寬度。

具體地說(shuō)，橋部201B的徑方向的寬度W設(shè)定為至少比1個(gè)構(gòu)成磁路構(gòu)件201的電磁鋼板的板厚大，優(yōu)選設(shè)定為1個(gè)電磁鋼板的板厚的1.5倍到2倍的尺寸。

由此，在橋部201B中，磁通密度迅速變高，容易達(dá)到磁飽和。其結(jié)果是，橋部201B的磁導(dǎo)率降低，因此能抑制外轉(zhuǎn)子200的突極比降低。

另外，為了在各電磁鋼板中形成插入口201C而進(jìn)行穿孔加工時(shí)，能抑制電磁鋼板發(fā)生變形。其結(jié)果是不會(huì)降低磁路構(gòu)件201的成品率，能抑制穿孔加工時(shí)的變形導(dǎo)致生產(chǎn)性的降低。

非磁性構(gòu)件202以間隙配合的方式被保持于在磁路構(gòu)件201的徑方向內(nèi)側(cè)和徑方向外側(cè)形成的各橋部201B。即，非磁性構(gòu)件202以在與各橋部201B之間確保了規(guī)定間隙的狀態(tài)被保持于各橋部201B。

由此，在將非磁性構(gòu)件202壓入插入口201C時(shí)，能防止對(duì)徑方向的寬度W小的橋部201B施加過(guò)度的負(fù)載。因此，能防止對(duì)插入口201C壓入非磁性構(gòu)件202時(shí)橋部201B發(fā)生變形。

另外，非磁性構(gòu)件202以過(guò)盈配合的方式被保持于在周向上相鄰的極片部201A。即，非磁性構(gòu)件202相對(duì)于在周向上相鄰的極片部201A以在軸線(xiàn)方向上發(fā)生面接觸的狀態(tài)被保持。

由此，在外轉(zhuǎn)子200周向旋轉(zhuǎn)時(shí)能用過(guò)盈配合部分接受作用于極片部201A的轉(zhuǎn)矩。另外，非磁性構(gòu)件202在過(guò)盈配合部分相對(duì)于極片部201A在軸線(xiàn)方向上發(fā)生面接觸，因此在對(duì)極片部201A作用轉(zhuǎn)矩時(shí)從非磁性構(gòu)件202對(duì)極片部201A施加反作用力。由此，能防止極片部201A相對(duì)于軸心扭曲。因此，外轉(zhuǎn)子200能將轉(zhuǎn)矩從磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202傳遞到外旋轉(zhuǎn)軸210，并且不使極片部201A發(fā)生扭曲。

(接合結(jié)構(gòu))

接下來(lái)，參照?qǐng)D9至圖12說(shuō)明磁路構(gòu)件201與圓筒軸214的接合結(jié)構(gòu)、磁路構(gòu)件201與法蘭215的接合結(jié)構(gòu)以及法蘭215與外旋轉(zhuǎn)軸210的接合結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施方式中，為了確保磁路構(gòu)件201、外旋轉(zhuǎn)軸210、圓筒軸214和法蘭215的同心度，在圖9中，在用點(diǎn)劃線(xiàn)A包圍的接合部分中，磁路構(gòu)件201和圓筒軸214以承插方式接合，并且在圖9中，在用點(diǎn)劃線(xiàn)B包圍的接合部分中，磁路構(gòu)件201和法蘭215以承插方式接合，法蘭215和外旋轉(zhuǎn)軸210以承插方式接合。

具體地說(shuō)，如圖10所示，在圓筒軸214的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)(與外轉(zhuǎn)子200在軸線(xiàn)方向相對(duì)的端部側(cè))的內(nèi)緣部，在周向整個(gè)區(qū)域上形成有以旋轉(zhuǎn)軸1C(參照?qǐng)D3)為中心的徑方向尺寸比圓筒軸214的外徑小的小徑部214a。

另一方面，在磁路構(gòu)件201的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)(與圓筒軸214在軸線(xiàn)方向相對(duì)的端部側(cè))的內(nèi)緣部，在周向的整個(gè)區(qū)域形成有嵌合于圓筒軸214的小徑部214a的切口部200a。切口部200a也形成于磁路構(gòu)件201的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)(與法蘭215在軸線(xiàn)方向相對(duì)的端部側(cè))的內(nèi)緣部。

圖12是示出在磁路構(gòu)件201的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)形成的切口部200a的立體圖。如圖12所示，在磁路構(gòu)件201的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)形成的切口部200a包括在各非磁性構(gòu)件202的軸線(xiàn)方向的另一端部的內(nèi)緣部形成的切口202B和在極片部201A的軸線(xiàn)方向的另一端部的內(nèi)緣部形成的切口201D。

另外，在磁路構(gòu)件201的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)形成的切口部200a也包括在各非磁性構(gòu)件202的軸線(xiàn)方向的一端部的內(nèi)緣部形成的切口202B和在極片部201A的軸線(xiàn)方向的一端部的內(nèi)緣部形成的切口201D。

通過(guò)將軸線(xiàn)方向上層疊的電磁鋼板中的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)和軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)的多個(gè)電磁鋼板的內(nèi)徑設(shè)定得比其它電磁鋼板的內(nèi)徑大而形成切口201D。

磁路構(gòu)件201和圓筒軸214通過(guò)將在磁路構(gòu)件201的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)形成的切口部200a與小徑部214a嵌合而以承插方式接合。

另外，如圖11所示，在法蘭215的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)(與磁路構(gòu)件201在軸線(xiàn)方向相對(duì)的端部側(cè))的內(nèi)緣部，在周向整個(gè)區(qū)域形成有以旋轉(zhuǎn)軸1C(參照?qǐng)D3)為中心的徑方向的尺寸比法蘭215的外徑小的小徑部215B。法蘭215的小徑部215B與在磁路構(gòu)件201的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)的內(nèi)緣部形成的切口部200a嵌合。

磁路構(gòu)件201和法蘭215通過(guò)將在磁路構(gòu)件201的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)形成的切口部200a與小徑部215B嵌合而以承插方式接合。

而且，在法蘭215的軸線(xiàn)方向的一端部側(cè)(與外旋轉(zhuǎn)軸210的大徑部210B在軸線(xiàn)方向相對(duì)的端部側(cè))的內(nèi)緣部，在周向整個(gè)區(qū)域形成有以旋轉(zhuǎn)軸1C(參照?qǐng)D3)為中心的徑方向的尺寸比法蘭215的外徑小的小徑部215C。

另一方面，在外旋轉(zhuǎn)軸210的大徑部210B的軸線(xiàn)方向的另一端部側(cè)(與法蘭215在軸線(xiàn)方向相對(duì)的端部側(cè))的內(nèi)緣部，在周向的整個(gè)區(qū)域形成有與法蘭215的小徑部215C嵌合的切口部210C。

法蘭215和外旋轉(zhuǎn)軸210通過(guò)將上述的小徑部215C與切口部210C嵌合來(lái)以承插方式接合。

這樣，磁路構(gòu)件201、外旋轉(zhuǎn)軸210、圓筒軸214和法蘭215的各接合部分以承插方式接合，因此在將磁路構(gòu)件201、外旋轉(zhuǎn)軸210、圓筒軸214和法蘭215相互接合時(shí)能容易地確保同心度。由此，防止外轉(zhuǎn)子200的偏心驅(qū)動(dòng)。

另外，在將磁路構(gòu)件201、外旋轉(zhuǎn)軸210、圓筒軸214和法蘭215相互接合時(shí)，能以承插方式接合來(lái)容易地確保同心度，因此容易進(jìn)行非磁性體螺栓219(參照?qǐng)D4)的緊固作業(yè)，提高組裝性。

另外，如上述那樣以承插方式接合的磁路構(gòu)件201、外旋轉(zhuǎn)軸210、圓筒軸214和法蘭215在用未圖示的同軸夾具確保了同軸度的狀態(tài)下，利用非磁性體螺栓219(參照?qǐng)D4)相互緊固。

(控制方法)

接下來(lái)，參照?qǐng)D13至圖15說(shuō)明本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的控制方法。以下，如圖15所示，將對(duì)外轉(zhuǎn)子200聯(lián)結(jié)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)軸403，對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子300聯(lián)結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)401的情況作為一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。這些連結(jié)關(guān)系也可以相反。

本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1具備解析器傳感器31、32。能利用解析器傳感器31檢測(cè)外轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)速度(外轉(zhuǎn)子角速度)ω_m。另外，能利用解析器傳感器32檢測(cè)內(nèi)轉(zhuǎn)子300的旋轉(zhuǎn)速度(內(nèi)轉(zhuǎn)子角速度)ω_pm。

因此，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，能根據(jù)利用解析器傳感器31、32檢測(cè)的外轉(zhuǎn)子角速度ω_m、內(nèi)轉(zhuǎn)子角速度ω_pm和下式(2)來(lái)控制定子100中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度(定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)角速度)ω_s。

P_mω_m-P_pmω_pm＝P_sω_s......(2)

上述式(2)中P_m是外轉(zhuǎn)子200的極數(shù)，P_pm是內(nèi)轉(zhuǎn)子300的極對(duì)數(shù)，P_s是定子100的極對(duì)數(shù)。

根據(jù)上述式(2)，能基于共線(xiàn)關(guān)系來(lái)驅(qū)動(dòng)定子100、外轉(zhuǎn)子200和內(nèi)轉(zhuǎn)子300。圖13和圖14是示出定子100、外轉(zhuǎn)子200和內(nèi)轉(zhuǎn)子300的共線(xiàn)關(guān)系的共線(xiàn)圖。

在圖13和圖14所示的共線(xiàn)圖中，處于如果決定了定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)角速度ω_s、外轉(zhuǎn)子角速度ω_m和內(nèi)轉(zhuǎn)子角速度ω_pm中的任意2個(gè)角速度，就決定了剩下的角速度的關(guān)系。圖13示出驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度比發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度高的大傳動(dòng)比的情況。圖14示出了驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度比發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度低的小傳動(dòng)比的情況。

在具有這種共線(xiàn)關(guān)系的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，能根據(jù)車(chē)輛的速度使驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的比率無(wú)級(jí)地變速。因此，能一邊以發(fā)動(dòng)機(jī)效率高的旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)即將內(nèi)轉(zhuǎn)子300的旋轉(zhuǎn)速度維持為發(fā)動(dòng)機(jī)效率高的旋轉(zhuǎn)速度，一邊使定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)角速度ω_s變化，由此進(jìn)行變更驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度的變速。

例如，在一邊將內(nèi)轉(zhuǎn)子角速度ω_pm維持為發(fā)動(dòng)機(jī)效率高的角速度一邊進(jìn)行變速的情況下，使外轉(zhuǎn)子角速度ω_m變化為與該變速相應(yīng)的目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度。此時(shí)，能根據(jù)從解析器傳感器32得到的內(nèi)轉(zhuǎn)子300的旋轉(zhuǎn)角確認(rèn)內(nèi)轉(zhuǎn)子角速度ω_pm是否維持著發(fā)動(dòng)機(jī)效率高的角速度。

另外，外轉(zhuǎn)子角速度ω_m被控制為按照目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度決定的目標(biāo)外轉(zhuǎn)子角速度。具體地說(shuō)，對(duì)提供給定子100的電樞線(xiàn)圈104的三相交流的頻率I(fs)進(jìn)行反饋控制，使得實(shí)際的外轉(zhuǎn)子角速度ω_m為目標(biāo)外轉(zhuǎn)子角速度。

定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)角速度ω_s能根據(jù)從解析器傳感器32得到的實(shí)際的內(nèi)轉(zhuǎn)子角速度ω_pm和從解析器傳感器31得到的實(shí)際的外轉(zhuǎn)子角速度ω_m以及上述式(2)算出。

圖15是說(shuō)明上述反饋控制的概要的框圖。圖15中的各種運(yùn)算由車(chē)輛中搭載的電子控制裝置400執(zhí)行。

如圖15所示，電子控制裝置400根據(jù)從解析器傳感器31得到的實(shí)際的外轉(zhuǎn)子角速度ω_m與從解析器傳感器32得到的實(shí)際的內(nèi)轉(zhuǎn)子角速度ω_pm的差分P_mω_m-P_pmω_pm和定子100的極對(duì)數(shù)P_s算出定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)角速度ω_s。

此外，在本實(shí)施方式中，設(shè)為利用解析器傳感器32直接檢測(cè)實(shí)際的內(nèi)轉(zhuǎn)子角速度ω_pm的構(gòu)成，但是不限于此，例如也可以將利用設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)401的未圖示的曲柄角傳感器檢測(cè)出的曲柄角速度用作內(nèi)轉(zhuǎn)子角速度ω_pm。

然后，電子控制裝置400根據(jù)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)角速度ω_s和定子100的極對(duì)數(shù)P_s算出定子100的電樞線(xiàn)圈104的勵(lì)磁頻率(電樞勵(lì)磁頻率)ω_se。

然后，電子控制裝置400根據(jù)算出的電樞勵(lì)磁頻率ω_se控制逆變器402，由此控制提供給定子100的電樞線(xiàn)圈104的三相交流的頻率I(fs)。

如以上那樣，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，在外轉(zhuǎn)子200中，軟磁性體的極片部201A和非磁性構(gòu)件202交替配置在周向上。另外，磁路構(gòu)件201具有將在非磁性構(gòu)件202的定子側(cè)和內(nèi)轉(zhuǎn)子側(cè)相鄰的極片部201A連接的橋部201B。

因此，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1能在相鄰的極片部201A之間填入非磁性構(gòu)件202。另外，相鄰的極片部201A由橋部201B連接，因此能將極片部201A構(gòu)成為一體鐵芯。由此，極片部201A由非磁性構(gòu)件202和橋部201B保持。因此，能提高外轉(zhuǎn)子200的機(jī)械強(qiáng)度。

另外，在外轉(zhuǎn)子200中，非磁性構(gòu)件202相對(duì)于在磁路構(gòu)件201的徑方向內(nèi)側(cè)和徑方向外側(cè)形成的各橋部201B以間隙配合的方式被保持，相對(duì)于在周向上相鄰的極片部201A以過(guò)盈配合的方式被保持。

因此，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，在外轉(zhuǎn)子200旋轉(zhuǎn)時(shí)能由過(guò)盈配合部分接受作用于極片部201A的轉(zhuǎn)矩。另外，在過(guò)盈配合部分中，非磁性構(gòu)件202相對(duì)于極片部201A在軸線(xiàn)方向上進(jìn)行面接觸，因此會(huì)在對(duì)極片部201A作用轉(zhuǎn)矩時(shí)從非磁性構(gòu)件202對(duì)極片部201A施加反作用力。由此，能防止極片部201A相對(duì)于軸心扭曲。因此，外轉(zhuǎn)子200能將轉(zhuǎn)矩從磁路構(gòu)件201和非磁性構(gòu)件202傳遞到外旋轉(zhuǎn)軸210而不使極片部201A發(fā)生扭曲。

另外，由極片部201A和橋部201B一體形成了一體鐵芯，作為一體鐵芯而構(gòu)成了磁路構(gòu)件201。由此，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1與將極片部201A和橋部201B獨(dú)立構(gòu)成的情況相比，能提高磁路構(gòu)件201的機(jī)械強(qiáng)度。

而且，作為一體鐵芯而構(gòu)成的磁路構(gòu)件201是將多個(gè)電磁鋼板在軸線(xiàn)方向上層疊而成的。由此，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1能減少外轉(zhuǎn)子200中的鐵損。

雖然公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員能不脫離本發(fā)明的范圍而施加變更。希望將所有這樣的修正和等效方案包含于權(quán)利要求。

本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1是徑向間隙結(jié)構(gòu)的內(nèi)轉(zhuǎn)子型，也可以是軸向間隙結(jié)構(gòu)或者外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。另外，外轉(zhuǎn)子200的極數(shù)不限于本實(shí)施方式的極數(shù)。另外，各線(xiàn)圈能采用銅線(xiàn)、鋁導(dǎo)體、利茲線(xiàn)。另外，磁路構(gòu)件201、轉(zhuǎn)子鐵芯301也能采用作為軟磁性復(fù)合材料的SMC(Soft Magnetic Composite)鐵芯來(lái)代替層疊電磁鋼板。另外，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1不僅能應(yīng)用于混合動(dòng)力車(chē)輛，也能應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)、工作機(jī)械等其它工業(yè)領(lǐng)域。

另外，作為其它的實(shí)施方式，也可以在內(nèi)轉(zhuǎn)子300的轉(zhuǎn)子齒302內(nèi)埋設(shè)永久磁鐵。該永久磁鐵被配置為磁極(N極，S極)與利用旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的二極管D1、D2或者二極管D3、D4整流而使轉(zhuǎn)子齒302發(fā)揮作為電磁鐵的功能時(shí)的磁化方向一致。在這種情況下，能對(duì)轉(zhuǎn)子齒302的電磁鐵的磁力加上永久磁鐵的磁力來(lái)發(fā)揮功能，能作用更大的磁力來(lái)用大轉(zhuǎn)矩對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子300進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。此外，該永久磁鐵只要是輔助由感應(yīng)線(xiàn)圈I發(fā)揮功能的電磁力的磁力就夠了，因此例如不需要如釹磁鐵那樣稀少昂貴的永久磁鐵，只要采用能穩(wěn)定提供的廉價(jià)的種類(lèi)即可。另一方面，也可以采用如釹磁鐵那樣的稀少昂貴的永久磁鐵，在這種情況下，能穩(wěn)定地得到大轉(zhuǎn)矩。