混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)?；旌蟿恿畲攀叫D(zhuǎn)電機(jī)具有：轉(zhuǎn)子，其具有在軸向上空開空隙而分割成的第1和第2轉(zhuǎn)子芯，該第1和第2轉(zhuǎn)子芯在周向上分別交替地配置有被永磁鐵勵磁的第1磁極和未被永磁鐵勵磁的第2磁極，各自的第1磁極的極性彼此不同，并且一方的第1磁極和另一方的第2磁極在軸向隔著空隙而彼此對置配置；定子，其配置在轉(zhuǎn)子的徑向外側(cè)，產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場；以及勵磁線圈，其配置在空隙，對第2磁極勵磁，該定子具有分別設(shè)置在軸向兩側(cè)的第1定子芯、和設(shè)置在軸向中央的、軸向的磁阻比第1定子芯的軸向的磁阻小的第2定子芯。
【專利說明】混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，尤其是涉及使用永磁鐵和電磁鐵的雙方來作為勵磁回路的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知有具備永磁鐵和電磁鐵的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備:轉(zhuǎn)子、和配置在轉(zhuǎn)子的徑向外側(cè)，產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場的定子。定子具有定子芯和定子線圈。此外，轉(zhuǎn)子具有在軸向上延伸的軸、和在軸向上被分割的第I和第2芯。第I和第2芯分別具有在周向上交替地配置于徑向端部的、被永磁鐵勵磁的永磁鐵勵磁磁極和未被永磁鐵勵磁的非勵磁的永磁鐵非勵磁磁極。第I芯的永磁鐵勵磁磁極和第2芯的永磁鐵勵磁磁極由彼此相反的 極性構(gòu)成。第I芯的永磁鐵勵磁磁極和第2芯的永磁鐵非勵磁磁極在軸向上彼此對置配置，并且第I芯的永磁鐵非勵磁磁極和第2芯的永磁鐵勵磁磁極在軸向上彼此對置配置。
[0003]由永磁鐵產(chǎn)生的磁通量是大致固定的。此外，上述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備對永磁鐵非勵磁磁極勵磁的勵磁線圈。若從外部對勵磁線圈通電,則對永磁鐵非勵磁磁極進(jìn)行勵磁而產(chǎn)生減弱或增強(qiáng)永磁鐵的磁通的磁通。因此，根據(jù)上述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，通過永磁鐵產(chǎn)生的磁通和電磁鐵產(chǎn)生的磁通的合成磁通，能夠使轉(zhuǎn)子適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-351206號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]但是，在上述專利文獻(xiàn)I記載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，勵磁線圈被配置于在軸向上以空開空隙的方式被分割的兩個定子芯之間。勵磁線圈以接近覆蓋定子芯的外周的軛部的方式而配置。定子芯由在軸向上層疊的多個層疊鋼板形成。因此，在該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)中，在定子偵牝由于勵磁線圈的徑向外側(cè)的磁路狹窄并且其磁阻比較大，所以在對勵磁線圈通電時，在其徑向外側(cè)，磁通集中而產(chǎn)生磁飽和，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的降低。另一方面，在使上述的磁飽和緩和的基礎(chǔ)上，考慮增加勵磁線圈的徑向外側(cè)的定子芯的徑向厚度，但是在該結(jié)構(gòu)中，由于定子芯整體的徑向厚度增加，所以使旋轉(zhuǎn)電機(jī)本身的尺寸大型化。
[0006]本發(fā)明正是鑒于上述點(diǎn)而作出的，其目的在于，提供無需使尺寸大型化而能夠使勵磁線圈通電時的磁飽和緩和的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0007]上述的目的通過混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，該混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備:轉(zhuǎn)子，其具有在軸向上空開空隙而分割成的第I和第2轉(zhuǎn)子芯，該第I和第2轉(zhuǎn)子芯在周向上分別交替地配置有被永磁鐵勵磁的第I磁極和未被永磁鐵勵磁的第2磁極,各自的上述第I磁極的極性彼此不同，并且一方的上述第I磁極和另一方的上述第2磁極在軸向上隔著上述空隙而彼此對置配置；定子，其被配置在上述轉(zhuǎn)子的徑向外側(cè)，并產(chǎn)生使上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場；以及勵磁線圈，其被配置在上述空隙，并對上述第2磁極勵磁，上述定子具有--第I定子芯，其被分別設(shè)置在軸向兩側(cè)；和第2定子芯，其被設(shè)置在軸向中央，該第2定子芯的軸向的磁阻比上述第I定子芯的軸向的磁阻小。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，不使尺寸大型化，就能夠使勵磁線圈通電時的磁飽和緩和。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是表示作為本發(fā)明的一實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0010]圖2是在包含軸中心線的平面切斷了作為本發(fā)明的一實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)時的剖視圖。
[0011]圖3是在圖2所示的II1-1II切斷了作為本發(fā)明的一實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)時的剖視圖。
[0012]圖4是在圖2所示的IV-1V切斷了作為本發(fā)明的一實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)時的剖視圖。
[0013]圖5是作為本發(fā)明的一實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的整體立體圖和分解立體圖。
[0014]圖6是用于說明作為本發(fā)明的一實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效果的圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]以下，使用附圖，對本發(fā)明所涉及的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的具體的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0016]圖1示出表示作為本發(fā)明的一實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的結(jié)構(gòu)的立體圖。另外，圖1中示出一部分被切掉的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10。圖2表示在包含軸中心線的平面切斷了本實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10時的剖視圖。圖3表示在圖2所示的II1-1II切斷了本實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10時的剖視圖。圖4表示在圖2所示的IV-1V切斷了本實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10時的剖視圖。此外，圖5表示本實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的整體立體圖和分解立體圖。
[0017]在本實(shí)施例中，混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10具備能夠繞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子12、和產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場的定子14。轉(zhuǎn)子12在軸向兩端，經(jīng)由軸承16、18以可旋轉(zhuǎn)的方式被殼體20支承。定子14配置在轉(zhuǎn)子12的徑向外側(cè)，并被固定于殼體20。轉(zhuǎn)子12與定子14彼此在徑向上隔著規(guī)定長的空氣隙22而對置。
[0018]定子14具有定子芯24和定子線圈28。定子芯24形成為中空圓筒狀。在定子芯24的內(nèi)周面形成有定子齒部26。定子齒部26向定子芯24的徑向內(nèi)方即軸中心突出，并且在定子芯24的軸向端部間延伸。在定子芯24的內(nèi)周面，在周向上設(shè)置有多個(例如12個或18個)定子齒部26，并且沿周向以等間隔設(shè)置。
[0019]在各定子齒部26分別纏繞有定子線圈28。在定子芯24的內(nèi)周面，在周向設(shè)置有多個(例如，12個或18個)定子線圈28，并沿周向以等間隔設(shè)置。在將混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10應(yīng)用于例如三相交流馬達(dá)的情況下,各定子線圈28構(gòu)成U相線圈、V相線圈、以及W相線圈的任意 一個。
[0020]定子芯24在軸向被分割，具有--第I定子芯30、第2定子芯32、以及第3定子芯34。第I~第3定子芯30~34彼此在軸向并排。第I和第3定子芯30、34被配置在軸向兩端。第2定子芯32被配置在軸向中央，且在軸向被第I定子芯30與第3定子芯34夾持。定子芯24在軸向被分割成軸向中央的第2定子芯32、以及在軸向兩側(cè)夾持該第2定子芯32的第I和第3定子芯30、34。
[0021]第I~第3定子芯30~34分別形成為中空圓筒狀，彼此具有大致相同的內(nèi)徑以及彼此具有大致相同的外徑。第I~第3定子芯30~34分別由形成為圓環(huán)狀的后軛部30a、32a、34a和從該后軛部30a、32a、34a的內(nèi)周面向軸中心突出的定子齒部30b、32b、34b構(gòu)成。在各第I~第3定子芯30~34中，后軛部30a、32a、34a和定子齒部30b、32b、34b彼此形成為一體。另外，在各第I~第3定子芯30~34中，也可以分別獨(dú)立地設(shè)置后軛部30a、32a、34a 和定子齒部 30b、32b、34b。
[0022]定子齒部26分別設(shè)置于第I~第3定子芯30~34，其與定子齒部30b、32b、34b對應(yīng)。第I~第3定子芯30~34的定子齒部30b、32b、34b以彼此在軸向上并排的方式而設(shè)置。此外，各定子線圈28以在周向上并排的定子齒部26間的槽中，軸向上貫穿第I~第3定子芯30~34的方式形成。
[0023]第I和第3定子芯30、34分別是在軸向?qū)盈B被絕緣涂布的多個電磁鋼板而形成的電磁鋼板芯。另外，第2定子芯32由鐵等軟磁性材料，具體而言是由將被絕緣涂布的軟磁性體粉末壓縮成型的材料形成的壓粉芯。第2定子芯32的軸向上的磁阻比第I和第3定子芯30、34的軸向上的磁阻小。
[0024]在定子芯24的徑向外側(cè)，設(shè)置有薄片圓筒狀的軛部36。軛部36以覆蓋第I~第3定子芯30~34的外周整周的方式形成,其支承第I~第3定子芯30~34。與第2定子芯32相同，軛部36是由將被絕緣涂布的軟磁性體粉末壓縮成型的材料形成的壓粉芯。軛部36的軸向上的磁阻比第I和第3定子芯30、34的軸向上的磁阻小。另外，軛部36和第2定子芯32也可以彼此 形成為一體。軛部36被粘合固定于第I定子芯30和第3定子芯34的徑向外側(cè)面。第I定子芯30和第3定子芯34經(jīng)由軛部36和第2定子芯32，彼此磁
[0025]另外，定子芯24具有用于將定子14安裝固定于殼體20的、在徑向外側(cè)突出的安裝部38。安裝部38由在軸向?qū)盈B的多個電磁鋼板形成。安裝部38具有:與第I定子芯30一體形成的安裝部38a、與第3定子芯34 —體形成的安裝部38b、以及由兩安裝部38a、38b夾持的安裝部38c。安裝部38c被配置在第2定子芯32的徑向外側(cè)。此外，代替由在軸向?qū)盈B的多個電磁鋼板形成安裝部38c,也可以與第2定子芯32 —體形成安裝部38c。在周向設(shè)置有多個(例如3個)安裝部38。在安裝部38中，設(shè)置有在軸向貫通的貫通孔40。通過使貫通安裝部38的貫通孔40的螺栓42與殼體20接合而將定子14固定于殼體20。
[0026]轉(zhuǎn)子12被配置在定子14的徑向內(nèi)側(cè)。轉(zhuǎn)子12具有軸50和轉(zhuǎn)子芯52。軸50在軸向延伸，并在軸向兩端側(cè)從定子14的軸向端部延伸出。此外，軸50至少在軸向一方側(cè)從定子14的軸向端部延伸出即可。軸50由具有規(guī)定的鐵損的材料，具體而言由S45C等碳鋼形成。轉(zhuǎn)子芯52具有被配置于軸50的徑向外側(cè)且被該軸50支承的外側(cè)轉(zhuǎn)子芯54。外側(cè)轉(zhuǎn)子芯54形成為中空圓筒狀，并被固定在軸50的徑向外側(cè)面。
[0027]外側(cè)轉(zhuǎn)子芯54在軸向被分割，具有第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58。第I和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56、58分別形成為中空圓筒狀，它們被配置在軸50的徑向外側(cè)且被軸50支承。第I和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56、58分別由在軸向?qū)盈B的多個電磁鋼板形成。第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58以在軸向空開環(huán)狀的空隙60的方式彼此分離。[0028]第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的徑向外側(cè)面在徑向與第I定子芯30的徑向內(nèi)側(cè)面對置。即，第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的徑向外側(cè)面與第I定子芯30的徑向內(nèi)側(cè)面彼此在徑向?qū)χ?。另外，?外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的徑向外側(cè)面在徑向與第3定子芯34的徑向內(nèi)側(cè)面對置。即，第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的徑向外側(cè)面與第3定子芯34的徑向內(nèi)側(cè)面彼此在徑向?qū)χ?。空?0面對第2定子芯32的徑向內(nèi)側(cè)面，并被設(shè)置在第2定子芯32的徑向內(nèi)側(cè)。
[0029]在第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的外周部，形成有轉(zhuǎn)子齒部62。轉(zhuǎn)子齒部62向第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的徑向外方突出。在第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的外周面，在周向設(shè)置有多個(例如6個)轉(zhuǎn)子齒部62，并沿周向以等間隔設(shè)置。
[0030]在周向上彼此鄰接的轉(zhuǎn)子齒部62之間，以分別與轉(zhuǎn)子齒部62相鄰的方式安裝有永磁鐵64。永磁鐵64被配置在第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的徑向外側(cè)。永磁鐵64例如是鐵氧體磁鐵。在周向設(shè)置有多個(例如6個)永磁鐵64，并沿周向以等間隔設(shè)置。各永磁鐵64在周向具有規(guī)定的寬度(角度)，并且在徑向具有規(guī)定的厚度。各永磁鐵64以規(guī)定的極性(例如將徑向外側(cè)設(shè)為N極并且將徑向內(nèi)側(cè)設(shè)為S極。)被磁化。
[0031]永磁鐵64的徑向外側(cè)端面與轉(zhuǎn)子齒部62的徑向外側(cè)端面形成在從軸中心大致相同的距離。第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56具有被永磁鐵64勵磁的永磁鐵勵磁磁極、和未被永磁鐵64勵磁的非勵磁的永磁鐵非勵磁磁極。該永磁鐵非勵磁磁極形成在轉(zhuǎn)子齒部62。這些永磁鐵勵磁磁極和永磁鐵非勵磁磁極在周向上被交替地配置。第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56按照規(guī)定角度具有極性不同的磁極，通過永磁鐵勵磁磁極和永磁鐵非勵磁磁極，在周向具有規(guī)定數(shù)(例如12個)的極數(shù)。
[0032]另外，在第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的外周部，形成有轉(zhuǎn)子齒部66。轉(zhuǎn)子齒部66向第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的徑向外方突出。在第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的外周面，在周向設(shè)置有多個(例如6個)轉(zhuǎn)子齒部66，并沿周向以等間隔設(shè)置。
[0033]在周向上彼此鄰接的轉(zhuǎn)子齒部66之間，以分別與轉(zhuǎn)子齒部66相鄰的方式安裝有永磁鐵68。永磁鐵68被配置在第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的徑向外側(cè)。永磁鐵68例如是鐵氧體磁鐵。在周向設(shè)置有多個(例如6個)永磁鐵68，并沿周向以等間隔設(shè)置。各永磁鐵68在周向具有規(guī)定的寬度(角度)，并且，在徑向具有規(guī)定的厚度。各永磁鐵68以與上述的永磁鐵64的極性不同的規(guī)定的極性(例如，將徑向外側(cè)設(shè)為S極并且將徑向內(nèi)側(cè)設(shè)為N極。)被磁化。即，永磁鐵68和永磁鐵64彼此具有相反的極性。
[0034]永磁鐵68的徑向外側(cè)端面與轉(zhuǎn)子齒部66的徑向外側(cè)端面形成在成為從軸中心彼此大致相同的距離的位置。第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58具有被永磁鐵68勵磁的永磁鐵勵磁磁極和未被永磁鐵68勵磁的非勵磁的永磁鐵非勵磁磁極。該永磁鐵非勵磁磁極形成在轉(zhuǎn)子齒部66。這些永磁鐵勵磁磁極和永磁鐵非勵磁磁極在周向上被交替地配置。第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58按照規(guī)定角度具有極性不同的磁極，通過永磁鐵勵磁磁極和永磁鐵非勵磁磁極，在周向上具有與第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的極數(shù)相同的規(guī)定數(shù)(例如12個)的極數(shù)。
[0035]第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的永磁鐵勵磁磁極與第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的永磁鐵非勵磁磁極在軸向上隔著上述的空隙60而彼此對置配置。S卩，第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的永磁鐵64與第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的轉(zhuǎn)子齒部66在軸向上隔著上述的空隙60而彼此對置配置。另外，第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的永磁鐵非勵磁磁極與第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的永磁鐵勵磁磁極在軸向上隔著上述的空隙60而彼此對置配置。S卩，第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的轉(zhuǎn)子齒部62與第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的永磁鐵68在軸向上隔著上述的空隙60而彼此對置配置。
[0036]在上述的空隙60，即，在第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56與第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的軸向間，配置有對轉(zhuǎn)子齒部62、66的永磁鐵非勵磁磁極勵磁的勵磁線圈70。勵磁線圈70填埋空隙60的大致整個區(qū)域。勵磁線圈70繞軸50形成為環(huán)狀，并被環(huán)形纏繞。勵磁線圈70配置在軸50的徑向外側(cè)且第2定子芯32的徑向內(nèi)側(cè)，與第2定子芯32在徑向上對置。勵磁線圈70被安裝固定于定子14或定子芯24。向勵磁線圈70供給直流電流。若向勵磁線圈70供給直流電流，則產(chǎn)生在軸向貫穿該勵磁線圈70的徑向內(nèi)側(cè)(軸中心側(cè))的磁通。該磁通量是與供給給勵磁線圈70的直流電流對應(yīng)的大小。
[0037]另外，也可以通過彼此直接粘合來實(shí)現(xiàn)勵磁線圈70向定子14的固定。此外，在周向上設(shè)置有多個從徑向內(nèi)側(cè)保持環(huán)狀的勵磁線圈70的U字狀的保持構(gòu)件(夾)71，并且在定子芯24的第I定子芯30和第3定子芯34彼此面對的軸向端面或者第2定子芯32的徑向內(nèi)側(cè)面的周向留出多個孔73。而且，也可以通過將該保持構(gòu)件71的兩側(cè)爪部通過該孔73并將其卡住，來實(shí)現(xiàn)勵磁線圈70向定子14的固定。另外，在圖5中，示出通過周向上設(shè)置了多個的保持構(gòu)件71來將勵磁線圈70固定于定子14的狀態(tài)。
[0038]軸50形成為中空形狀。軸50具有徑比較大的大徑圓筒部72、和徑比較小的小徑圓筒部74、76。小徑圓筒部74、76被設(shè)置在軸向兩端。在小徑圓筒部74、76中，軸50經(jīng)由軸承16、18而被殼體20支承。大徑圓筒部72被設(shè)置在軸向中央，并被軸向兩端的小徑圓筒部74、76夾持。第I和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56、58配置在大徑圓筒部72的徑向外側(cè)并被該大徑圓筒部72支承，從而固定于該大徑圓筒部72的徑向外側(cè)面。
[0039]另外，轉(zhuǎn)子芯52具有配置在軸50的徑向內(nèi)側(cè)并被該軸50支承的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80被配置在轉(zhuǎn)子芯52的第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58還有勵磁線圈70的徑向內(nèi)側(cè)。在軸50的大徑圓筒部72內(nèi)，形成有中空空間82。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80被收容在大徑圓筒部72的中空空間82內(nèi)，并粘合固定于大徑圓筒部72的徑向內(nèi)側(cè)面。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80由軟磁性材料、具體而言由將被絕緣涂布的軟磁性體粉末壓縮成型的材料形成。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80由鐵損比軸50的鐵損小的材料形成。
[0040]內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80在周向被分割，從軸向觀察，由形成為扇狀的多個(例如6個)轉(zhuǎn)子芯片84構(gòu)成。在周向以等間隔(等角度)進(jìn)行內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的周向上的分割，各轉(zhuǎn)子芯片84彼此具有相同的形狀。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的周向上的分割數(shù)即轉(zhuǎn)子芯片84的個數(shù)是外側(cè)轉(zhuǎn)子芯54中的第I和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56、58的極數(shù)或者該極數(shù)的約數(shù)。例如，在極數(shù)是“12”的情況下，分割數(shù)是“2”、“3”、“4”、“6”、或者“12”(在圖3和圖4中，分割數(shù)是“6”)。
[0041]另外，在通過轉(zhuǎn)子12、軸50的軸中心、和在轉(zhuǎn)子12的第I以及第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56、58中在周向被交替地配置的永磁鐵64、68以及轉(zhuǎn)子齒部62、66 (即，永磁鐵勵磁磁極和永磁鐵非勵磁磁極)中的二個以上的部件的各周向中心的線上，進(jìn)行內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的周向上的分割。即，包含內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的周向上的分割面的各平面分別通過轉(zhuǎn)子12或軸50的軸中心，并且通過任意的永磁鐵64、68以及轉(zhuǎn)子齒部62、66(即，永磁鐵勵磁磁極和永磁鐵非勵磁磁極)的周向中心。
[0042]另外，內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80在軸向端部具有軸向上留出的切孔86、88。切孔86、88被設(shè)置在軸向兩端。切孔86、88以徑從軸向端面向軸向中央變小的方式而形成為錐狀或者階梯狀。切孔86、88的軸向端部(最淺部)的徑與軸50的大徑圓筒部72的內(nèi)徑大致一致，并且，切孔86、88的軸向中央部(最深部)的徑為規(guī)定的徑。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80在軸向中央部在徑向上具有規(guī)定的厚度，另一方面，在軸向兩端部分別具有比軸向中央部的厚度小的厚度。軸50的大徑圓筒部72的徑向的厚度被設(shè)定為維持用于傳遞馬達(dá)轉(zhuǎn)矩所需的強(qiáng)度的厚度，內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的軸向中央部中的徑向的厚度被設(shè)定為不使由勵磁線圈70產(chǎn)生的磁通飽和的規(guī)定的厚度，所以內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的軸向中央部中的徑向的厚度比軸50的大徑圓筒部72的徑向的厚度大。
[0043]切孔86和切孔88相互在軸向中央側(cè)連通，在彼此的最深部相互通過在軸向貫通的貫通孔89而連接。即，內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80以形成貫通孔89的方式形成為中空形狀。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的切孔86、88以及貫通孔89全部被設(shè)置在軸50的軸中心線上。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的貫通孔89具有與切孔86、88的最深部的徑大致相同的徑。
[0044]轉(zhuǎn)子12在軸向被2分割。軸50在軸向被2分割，由相互嵌合的兩個杯狀構(gòu)件90、92構(gòu)成。軸50的軸向分割位置在軸向的大致中央。杯狀構(gòu)件90具有小徑圓筒部74和大徑圓筒部72的一部分(具體而言，是與小徑圓筒部74連接的側(cè)的一半)。杯狀構(gòu)件92具有小徑圓筒部76和大徑圓筒部72的一部分(具體而言，是與小徑圓筒部76連接的側(cè)的一半)。軸50通過杯狀構(gòu)件90和杯狀構(gòu)件92相互嵌合而形成。杯狀構(gòu)件90支承第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56，并且，杯狀構(gòu)件92支承第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58。第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56被固定在杯狀構(gòu)件90的徑向外側(cè)面，第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58被固定在杯狀構(gòu)件92的徑向外側(cè)面。
[0045]在杯狀構(gòu)件90、92中，在軸中心上分別形成有在軸向空出的螺栓孔94、96。螺栓孔94、96具有與內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的貫通孔89的徑大致相同的徑。向杯狀構(gòu)件90、92的螺栓孔94、96以及內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的貫通孔89插入螺栓98。杯狀構(gòu)件90與杯狀構(gòu)件92相互嵌合，并由螺栓98結(jié)合。
[0046]此外，也可以將內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80在軸向2分割。該情況下，內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的軸向分割位置可以與軸50的軸向分割位置對應(yīng)，也可以是軸向的大致中央。另外，將內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的被分割的一方粘合固定于軸50的杯狀構(gòu)件90的徑向內(nèi)側(cè)面，并且將內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80的被分割的另一方粘合固定于杯狀構(gòu)件92的徑向內(nèi)側(cè)面即可。
[0047]在上述的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的結(jié)構(gòu)中，若向環(huán)狀的勵磁線圈70供給直流電流，則產(chǎn)生在軸向貫通該勵磁線圈70的徑向內(nèi)側(cè)(軸中心側(cè))的磁通。由使用了該勵磁線圈70的電磁鐵產(chǎn)生的磁通沿第I或者第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56、58的永磁鐵非勵磁磁極一內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子芯80 —第2或者第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58、56的永磁鐵非勵磁磁極一空氣隙22 —定子芯24 —空氣隙22 —第I或者第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56、58的永磁鐵非勵磁磁極構(gòu)成的路徑流通。若產(chǎn)生這樣的磁通，則第I和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56、58的永磁鐵非勵磁磁極被勵磁。該電磁鐵產(chǎn)生的磁通減弱或增強(qiáng)永磁鐵64、68產(chǎn)生的磁通。并且，根據(jù)流過勵磁線圈70的直流電流的大小來調(diào)整該電磁鐵產(chǎn)生的磁通量。
[0048]因此，根據(jù)本實(shí)施例，能夠通過由永磁鐵64、68產(chǎn)生的磁通和由使用了勵磁線圈70的電磁鐵產(chǎn)生的磁通的合成磁通來調(diào)整使轉(zhuǎn)子12繞定子14旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，能夠使該轉(zhuǎn)子12適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)。
[0049]圖6表不用于說明本實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的效果的圖。另夕卜，圖6⑷示出表示本實(shí)施例的磁路的圖，此外，圖6(B)示出表示與本實(shí)施例對比的對比例中的磁路的圖。[0050]在本實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10中，勵磁線圈70被配置在轉(zhuǎn)子12的第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56與第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的軸向上空出的空隙60。具體而言，勵磁線圈70被配置在徑向位置與第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58重疊，另一方面軸向位置不與第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58重疊的位置。S卩，勵磁線圈70被配置為，軸向兩端部各自的軸向位置都處于第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的空隙60內(nèi)，并且徑向內(nèi)側(cè)端部的徑向位置比第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的徑向外側(cè)端部的徑向位置靠近軸中心。
[0051]第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56的徑向外側(cè)端部的第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58側(cè)的軸向端部的軸向位置相對于勵磁線圈70的第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56側(cè)的軸向端部的軸向位置，為在軸向上與第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58側(cè)的相反側(cè)。此外，第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的徑向外側(cè)端部的第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56側(cè)的軸向端部的軸向位置相對于勵磁線圈70的第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58側(cè)的軸向端部的軸向位置，為在軸向上與第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56側(cè)的相反側(cè)。
[0052]勵磁線圈70被固定于定子14。在定子14的軸向兩側(cè)分別設(shè)置的第I定子芯30和第3定子芯34在徑向上隔著空氣隙22而與第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58對置。此外，設(shè)置于定子14的軸向中央的第2定子芯32在徑向上與勵磁線圈70對置?；谶@一點(diǎn)，勵磁線圈70以從定子14的定子芯24的主體向徑向內(nèi)側(cè)(即軸中心)突出，并插入到處于軸50的徑向外側(cè)的第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56與第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯58的空隙60內(nèi)的方式而設(shè)置。
[0053]在該結(jié)構(gòu)中，固定于定子14的勵磁線圈70以相對于定子芯24的主體靠近軸中心的方式而配置，所以能夠在該勵磁線圈70的徑向外側(cè)分割出用于配置構(gòu)成定子芯24的第2定子芯32的空間。而且，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，在該勵磁線圈70的徑向外側(cè)的空間，配置可成為磁通的磁路的第2定子芯32 (參照圖6(A))。
[0054]因此，根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，相比在勵磁線圈70的徑向外側(cè)的空間未配置第2定子芯32的圖6(B)所示的對比結(jié)構(gòu)，能夠在勵磁線圈70的徑向外側(cè)增加可成為磁路的定子芯24的徑向?qū)挾龋阅軌蛞种圃谳S向上流過在勵磁線圈70的徑向外側(cè)的定子芯24的磁通的集中，能夠在向定子線圈28通電而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場時、向勵磁線圈70通電而產(chǎn)生磁通時有效地形成磁路。
[0055]此外進(jìn)一步在本實(shí)施例中，由于配置在勵磁線圈70的徑向外側(cè)的第2定子芯32是由被壓縮的軟磁性材料形成的壓粉芯，并且在軸向上夾著該第2定子芯32的第I和第3定子芯30、34是由在軸向上層疊的多個電磁鋼板形成的電磁鋼板芯，所以第2定子芯32的軸向上的磁阻比第I和第3定子芯30、34的軸向上的磁阻小。因此，流過勵磁線圈70的徑向外側(cè)的定子芯24的磁通在軸向上易于流動，從而能夠使勵磁線圈70在通電時的在該勵磁線圈70的徑向外側(cè)的磁飽和緩和。
[0056]在假設(shè)第2定子芯32由軸向上層疊的多個電磁鋼板形成的結(jié)構(gòu)中，為了得到希望的磁飽和特性，考慮增加該第2定子芯32進(jìn)而增加定子芯24的徑向厚度。對此，在本實(shí)施例中，由于第2定子芯32是磁阻比較小的壓粉芯，所以為了得到希望的磁飽和特性，無需增加其徑向厚度。因此，根據(jù)本實(shí)施例的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)10，不用使整體的尺寸大型化，就能夠使勵磁線圈70在通電時的磁飽和緩和。
[0057]因此，根據(jù)本實(shí)施例，能夠有效地產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，能夠?qū)崿F(xiàn)使轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩提高，由此，在產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上能夠抑制裝置本身的大型化。這一點(diǎn)，即使使用磁力比較小的鐵氧體磁鐵來作為永磁鐵64、68，也能夠發(fā)揮希望的轉(zhuǎn)矩性能，所以在發(fā)揮希望的轉(zhuǎn)矩性能的同時，能夠不需要使用磁力比較大的磁鐵例如釹磁鐵。
[0058]另外，在上述的實(shí)施例中，第I和第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯56、58相當(dāng)于專利權(quán)利要求書中記載的“第I轉(zhuǎn)子芯”和“第2轉(zhuǎn)子芯”，第I和第3定子芯30、34相當(dāng)于專利權(quán)利要求書中記載的“第I定子芯”，第2定子芯32相當(dāng)于專利權(quán)利要求書中記載的“第2定子芯”，后軛部32a相當(dāng)于專利權(quán)利要求書中記載的“后軛部”，定子齒部32b相當(dāng)于專利權(quán)利要求書中記載的“定子齒部”。
[0059]然而，在上述的實(shí)施例中，由于定子芯24的第I?第3定子芯30?34彼此具有大致相同的內(nèi)徑，勵磁線圈70被配置在軸向中央的第2定子芯32的徑向內(nèi)側(cè)，所以定子芯24整體存在于比勵磁線圈70的徑向位置靠近與軸中心相反的徑向外側(cè)，定子芯24的第I?第3定子芯30?34沒有一部分存在于勵磁線圈70的徑向內(nèi)側(cè),但是第I和第3定子芯30、34的一部分也可以存在于勵磁線圈70的徑向內(nèi)側(cè)。
[0060]此外，在上述的實(shí)施例中，第2定子芯32由圓環(huán)狀的后軛部32a、和從其后軛部32a的內(nèi)周面向軸中心突出的定子齒部32b的雙方構(gòu)成，但是本發(fā)明并不局限于此，也可以僅由圓環(huán)狀的后軛部32a構(gòu)成，或者僅由在周向上配置有多個構(gòu)成定子齒部26的片的定子齒部32b構(gòu)成。
[0061]另外，本國際申請主張基于2012年(平成24年)2月29日申請的日本國專利申請2012-044852號的優(yōu)先權(quán)，本國際申請中引用日本國專利申請2012-044852號的全部內(nèi)容。
[0062]圖中符號說明:
[0063]10:混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)；12:轉(zhuǎn)子；14:定子；22:空氣隙；24:定子芯；28:定子線圈；30:第I定子芯；32:第2定子芯；32a:后軛部；32b:定子齒部；34:第3定子芯；36:軛部；52:轉(zhuǎn)子芯；54:外側(cè)轉(zhuǎn)子芯；56:第I外側(cè)轉(zhuǎn)子芯；58:第2外側(cè)轉(zhuǎn)子芯；60:空隙；62、66:轉(zhuǎn)子齒部；64、68:永磁鐵；70:勵磁線圈。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī),其特征在于,具備: 轉(zhuǎn)子，其具有在軸向上空開空隙而分割成的第I轉(zhuǎn)子芯和第2轉(zhuǎn)子芯，該所述第I轉(zhuǎn)子芯和第2轉(zhuǎn)子芯在周向上分別交替地配置有被永磁鐵勵磁的第I磁極和未被永磁鐵勵磁的第2磁極，各自的所述第I磁極的極性彼此不同，并且一方的所述第I磁極和另一方的所述第2磁極在軸向上隔著所述空隙而彼此對置配置； 定子，其被配置于所述轉(zhuǎn)子的徑向外側(cè)，并產(chǎn)生使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場；以及 勵磁線圈，其被配置于所述空隙，對所述第2磁極進(jìn)行勵磁， 所述定子具有:分別被設(shè)置在軸向兩側(cè)的第I定子芯、和被設(shè)置在軸向中央且軸向的磁阻比所述第I定子芯的軸向的磁阻小的第2定子芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述第2定子芯是將被絕緣涂布的軟磁性體粉末壓縮成型而形成的壓粉芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述第I定子芯是在軸向上層疊被絕緣涂布的多個電磁鋼板而形成的電磁鋼板芯，并且 所述定子的定子芯在軸向上被分割成所述第2定子芯和在軸向兩側(cè)夾持該第2定子芯的兩個所述第I定子芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述勵磁線圈被配置為，軸向兩端部各自的軸向位置都處于所述第I轉(zhuǎn)子芯和所述第2轉(zhuǎn)子芯的所述空隙內(nèi)，并且徑向內(nèi)側(cè)端部的徑向位置處于比所述第I轉(zhuǎn)子芯和所述第2轉(zhuǎn)子芯的徑向外側(cè)端部的徑向位置靠近軸中心的位置，并且 所述第I定子芯在徑向上隔著空氣隙而與所述第I轉(zhuǎn)子芯和所述第2轉(zhuǎn)子芯對置，并且 所述第2定子芯在徑向上與所述勵磁線圈對置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述第2定子芯由形成為圓環(huán)狀的后軛部、和從該后軛部的內(nèi)周面向軸中心突出的定子齒部構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，分別獨(dú)立地設(shè)置所述后軛部和所述定子齒部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的混合動力勵磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述第2定子芯與設(shè)置在所述定子的徑向外側(cè)的、覆蓋該定子的整周的軛部形成為一體。
【文檔編號】H02K21/14GK104011972SQ201380004522
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月29日
【發(fā)明者】河野勝一, 橫田純一, 武田健 申請人:愛信艾達(dá)株式會社