旋转电机和具有此旋转电机的电动车制造技术

一种旋转电机（７）包括：由壳体（１１）支撑的旋转轴（１２）；与旋转轴（１２）耦合的转子（１３）；固定到壳体（１１）以面对转子（１３）的定子（１４）；和转子位置改变机构（１５），用于使用旋转轴（１２）和转子（１３）之间传递的传递转矩（Ｔ）的一部分作为驱动力，来在旋转轴（１２）的轴向上移动转子（１３）。转子位置改变机构（１５）通过使转子（１３）接近或离开定子（１４）来控制转子（１３）和定子（１４）之间的磁场强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及旋转电机和具有此旋转电机的电动车。
技术介绍
传统上，旋转电机是已知的，该电机具有转子、附装到转子的旋转轴、和定子，并且响应于转子的转速而控制在转子和定子之间建立的磁场的强度。在此类旋转电机中，通过控制磁场强度，可以调节旋转电机的特性(例如，旋转轴的转速和输出转矩之间的关系)。作为此旋转电机中的一种，例如已知JP-A-Hei 11-122886(以下称为“专利文献1”)中公开的旋转电机。此旋转电机包括壳体，其是固定侧构件并且形成旋转电机的外壳；旋转轴，轴颈支撑在壳体上以绕其轴线旋转但不在其轴向上移动；转子，与旋转轴耦合以与旋转轴一起绕轴线旋转；定子，由壳体支撑以面对转子；和连接到旋转轴末端的离心式调速器。形成该定子的磁轭具有多个接纳孔，接纳孔平行于旋转轴的轴向延伸(以下简称为“在轴向上延伸”)。在旋转轴的轴向上延伸的每个辅助磁轭被插入相应的接纳孔中。每个辅助磁轭连接到离心式调速器。离心式调速器在轴向上移动相关联的辅助磁轭。就是说，每个辅助磁轭的插入长度可以根据旋转轴的转速而变化。因此，磁轭的磁阻响应于旋转轴的转速而变化，并且可以调节转子和定子之间建立的磁场的强度。当旋转电机作为电动机操作时，电流被供应到定子使得转子旋转。利用转子的旋转，旋转轴产生输出转矩。在上述旋转电机中，如果旋转轴进行高速旋转，则由于离心式调速器的作用减弱磁场。结果，单位电流的输出转矩(即，流过定子的每单位电流产生的旋转轴的输出转矩)变小。如上所述，通过减弱磁场，旋转轴可以在低转矩条件下以高速旋转。相反，当旋转轴在低速下旋转时，磁场可以通过与旋转轴相关联的离心式调速器的作用而被加强。结果，每单位的输出转矩变大。因此，通过加强磁场，旋转轴可以在高转矩条件下以低速旋转。就是说，根据上述旋转电机，当其作为电动机操作时，可以获得这样的转矩特性，其中在旋转轴的输出转矩较小的同时转速变高，以及在转速较低的同时转矩变大。JP-A-Hei03-215154(以下称为“专利文献2”)公开了一种旋转电机，其中通过使得转子接近或者离开定子来调节转子和定子之间的磁场强度。此旋转电机包括固定侧构件；旋转轴，轴颈支撑在固定侧构件上以绕其轴线旋转；转子，与旋转轴耦合以绕轴线旋转；定子，由固定侧构件支撑以面对转子；弹簧，在使转子从定子离开的方向上对旋转轴加力；和串联地电连接到定子的电磁体。旋转轴由磁性材料形成。在此旋转电机中，当电流供应到电磁体时，电磁体在轴向上吸引旋转轴。如果电磁体的吸引力大于弹簧的作用力，转子接近定子。相反，如果电磁体的吸引力小于弹簧的作用力，转子离开定子。如上所述，电磁体和弹簧一起形成在轴向上移动旋转轴的致动器。当上述旋转电机作为电动机操作时，电流被供应到定子和电磁体以旋转转子。如果施加到旋转轴的负载较小，则供应到定子的电流较小。因此，供应到电磁体的电流也较小，并且电磁体的电磁力较小。所以，电磁体吸引旋转轴的力小于弹簧的作用力，并且转子保持与定子分离。结果，转子和定子之间的间隙尺寸较大以保持磁场较弱。另一方面，当施加到旋转轴的负载变大时，供应到定子的电流变大。因此，供应到电磁体的电流也变大，并且电磁体的吸引力变得大于弹簧的作用力。因为电磁体的吸引力，旋转轴在使转子接近定子的方向上移动。结果，转子和定子之间的间隙尺寸变得更小以加强磁场。因此，同样根据专利文献2中的旋转电机，可以获得与专利文献1中公开的旋转电机的转矩特性相同的转矩特性。就是说，同样根据专利文献2中公开的旋转电机，当其作为电动机操作时，可以获得这样的转矩特性，其中在旋转轴的输出转矩较小的同时转速较高，以及在转速较低的同时转矩较大。专利文献1中公开的旋转电机需要附装到旋转轴的离心式调速器来获得上述转矩特性。但是，因为离心式调速器使用重物来产生离心力，所以调速器需要某些在转子的径向上移动该重物的结构。为了确保重物移动的空间，旋转电机需要在径向上具有一定的容积。所以产生这样的问题，即具有离心式调速器的旋转电机的外部尺寸不可避免地较大。此外，因为除了离心式调速器外还需要上述接纳孔、辅助磁轭等，出现另一个问题，即旋转电机的结构很复杂。专利文献2中公开的旋转电机需要具有在轴向上设置在旋转轴外侧的上述致动器。与致动器的长度相对应地，旋转电机在轴向的长度可能更长。因此，旋转电机的尺寸不可避免地较大。因此需要大的空间来安放此旋转电机。专利文献1JP-A-Hei 11-122886专利文献2JP-A-Hei 03-215154
技术实现思路
本专利技术是在上述情形下做出的，并且其一个目的是减小旋转电机的外部尺寸，以及简化电机的结构，其中转子在其轴向上移动以使得转子接近或离开定子，由此在转子和定子之间建立的磁场强度可控制。此外，本专利技术的另一个目的是在该旋转电机中使得转子可在轴向上移动，而不会引起外部尺寸增大或者使得结构复杂。根据本专利技术的一种旋转电机包括基体构件；固定到所述基体构件的定子；由所述基体构件支撑以进行旋转的旋转轴；转子，与所述旋转轴耦合并且面对所述定子以与所述旋转轴在两者间相互传递转矩；和转子位置改变机构，用于响应于所述旋转轴和所述转子之间的传递转矩的大小，来沿着所述旋转轴的轴向使所述转子接近所述定子或者使所述转子离开所述定子。当上述旋转电机作为电动机操作时，转矩从转子传递到旋转轴以驱动旋转轴。另一方面，当旋转电机作为发电机操作时，转矩从旋转轴传递到转子以驱动转子。因此，在旋转电机的可操作条件下，转矩在旋转轴和转子之间传递。此外，旋转电机不限于这种或者作为电动机或者作为发电机操作的电机。其可以是仅作为电动机或发电机操作的电机。因为旋转电机具有转子位置改变机构，所以转子响应于旋转轴和转子之间的传递转矩的大小而接近或离开定子。在这点上，当转子接近定子时在转子和定子之间建立的磁场变强，并且反之，当转子离开定子时在转子和定子之间建立的磁场变弱。所以，旋转电机的磁场强度响应于旋转轴和转子之间的传递转矩的大小而被控制。根据以此方式被控制的磁场，旋转轴的转速和转矩之间的关系即转矩特性改变。结果，通过适当地控制磁场，旋转电机的转矩特性可以被符合期望地改变。例如，可以实现这样的转矩特性，其中当旋转电机作为电动机操作时，当转速处于低速范围中时输出转矩很大，并且当转速处于高速范围中时输出转矩很小。因此，例如旋转电机可以在宽的可操作范围中操作。与专利文献1的旋转电机不同，根据此旋转电机，不需要外部尺寸很大并且结构复杂的离心式调速器。所以，此旋转电机的外部尺寸可以被减小。而且，旋转电机的结构可以被简化。通过将此旋转电机应用到电动车，对此电动车可以实现尺寸减小和结构简化。此外，与专利文献2的旋转电机不同，根据此旋转电机，不需要额外地提供在轴向上吸引旋转轴的电磁体。因此，对此旋转电机可以实现尺寸减小和结构简化。此外，因为专利文献2中公开的旋转电机的定子和电磁体串联连接到彼此，供应到定子的电流量和供应到电磁体的电流量彼此成比例。所以，旋转电机的转矩特性的可调节范围被限制得很窄。相反，根据上述旋转电机，转矩特性可以与供应到定子的电流量无关地调节。因此可以改进设计自由度。优选地，所述转子位置改变机构包括分力产生机构，所述分力产生机构从所述旋转轴和所述转子之间传递的所述传递转矩来产生在所述旋转轴的轴向上移动所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机，包括：基体构件；固定到所述基体构件的定子；由所述基体构件支撑以进行旋转的旋转轴；转子，与所述旋转轴耦合并且面对所述定子以与所述旋转轴在两者间相互传递转矩；和转子位置改变机构，用于响应于所 述旋转轴和所述转子之间的传递转矩的大小，来沿着所述旋转轴的轴向使所述转子接近所述定子或者使所述转子离开所述定子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤真也，日野阳至，室田圭子，石原弘之，
申请(专利权)人：雅马哈发动机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]