旋转电机的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及双转子类型的旋转电机。
【背景技术】
[0002]旋转电机作为动力源安装于各种装置，例如，在车辆的情况下单独地安装，作为电动汽车的动力源发挥作用，或者与内燃机一起安装，作为混合动力车的动力源发挥作用。特别是在混合动力车的情况下，要求动力传递效率高效，另外，为了确保加速性能、台阶跨越性能也需要实现大转矩。
[0003]例如作为将内燃机、旋转电机以及驱动轮串联(series式)连接的动力传递路径，有时采用如下所谓的增程方式:驱动轮由旋转电机驱动旋转，将内燃机的动力进行能量转换而对该旋转电机的电源电池充电，由此延长航程。
[0004]另外，旋转电机为了实现紧凑的结构且大输出(大转矩)，使用永久磁铁进行高效旋转。
[0005]但是，在驱动力的传递路径中，在中途需要转换为机械能和电能的情况下产生能量转换损失，另外，在该传递路径长度(能量路径长度)变长的情况下能量传递效率下降。例如，增程方式是使旋转电机介入驱动轮和内燃机的旋转驱动中，所以该旋转电机相对于电源电池输入输出电能地工作。因此，在增程方式的情况下，需要在机械能和电能之间进行能量转换，产生能量转换损失，并且能量路径变长，成为使能量传递效率下降的主要原因之
ο
[0006]对此，例如，如专利文献1记载的旋转电机那样，已知如下情况:在定子内收纳有双转子，将每个该转子的旋转轴分别连结到驱动轮侧和内燃机侧。
[0007]但是，在这样的旋转电机中，也是为了实现紧凑的结构且大输出(大转矩)而在转子侧使用永久磁铁使其高效旋转，此时，当为了得到高磁力而采用钕磁铁等昂贵、稀少的永久磁铁时，成本升高。
[0008]另外，当用电磁铁取代永久磁铁，从电源电池对转子侧的电磁铁供电时，需要例如用于对线圈供电的集电环等，或者需要逆变器等，结构变得复杂，部件数量增加，成本升高。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:特开2013 - 208015号公报
【发明内容】
_2] 发明要解决的问题
[0013]因此，本发明的目的在于提供:能抑制能量传递效率的下降、结构简单且廉价的自励式的双转子类型的旋转电机。
_4] 用于解决问题的方案
[0015]解决上述课题的旋转电机的发明的一方式是旋转电机，具备:定子，其具有电枢线圈(電機子極3 ? ；i/ )，该电枢线圈在通电时产生磁通；第1转子，其在上述磁通通过时旋转；以及第2转子，其配置于通过上述第1转子的上述磁通的磁路的中途并旋转，其中，上述第2转子由交替配置在圆周方向上的且导磁率不同的材料构成，上述第1转子具有排列在圆周方向上的多个凸极部，在上述凸极部缠绕有感应线圈，上述感应线圈通过上述电枢线圈产生的磁通交链产生感应电流。
[0016]发明效果
[0017]这样，根据本发明的一方式，在不使用永久磁铁的情况下，仅仅对定子的电枢线圈提供驱动电流就能分别驱动第1和第2转子旋转，因此可提供能抑制能量传递效率的下降、结构简单、廉价的自励式的双转子类型的旋转电机。
【附图说明】
[0018]图1是表示本发明的一实施方式的旋转电机的图，是表示其概略整体构成的与旋转轴正交的截面图。
[0019]图2是表示该旋转电机的概略整体构成的与旋转轴平行的截面图。
[0020]图3是表示设于该内转子中的二极管的连接方向的概念连接图。
[0021]图4是说明在该定子、外转子、内转子之间交接的磁通的形成状态的磁感应线图。
[0022]图5是说明利用在该定子、外转子、内转子之间交接的磁通在外转子和内转子中产生的转矩的坐标图。
[0023]图6是表示将该旋转电机安装于车辆的实用例的连结图。
[0024]图7是表示其第2其它方式的图，是表示与二极管一起设置于该内转子的永久磁铁的概念图。
[0025]附图标iP,说曰月
[0026]10 定子
[0027]12定子齿
[0028]13、33 槽
[0029]14电枢线圈
[0030]20外转子(第2转子)
[0031]21中继构件
[0032]22限制构件
[0033]30内转子(第1转子)
[0034]32转子齿(凸极部)
[0035]34绕组线圈(感应线圈)
[0036]35 二极管
[0037]40永久磁铁
[0038]100旋转电机
[0039]101旋转输入轴
[0040]102旋转输出轴
[0041]200发动机
[0042]210逆变器
[0043]220 电池
[0044]290驱动轮
[0045]FL磁感应线
[0046]G1、G2 气隙
【具体实施方式】
[0047]以下参照附图对本发明的实施方式详细地说明。图1?图6是表示本发明的一实施方式的旋转电机的图。
[0048]在图1和图2中，旋转电机(双转子型电机)100具备:形成为大致圆筒形状的定子10 ;外转子(第2转子)20，其旋转自如地收纳于该定子10内，固定有与轴心一致的旋转输入轴(也仅称为旋转轴)101 ;以及内转子(第1转子)30，其旋转自如地收纳于该外转子20内，固定有与轴心一致的旋转输出轴(也仅称为旋转轴)102。
[0049]在定子10中形成有多个定子齿12，多个定子齿12以隔着气隙G1使内周面12a侧与外转子20的外周面20a相对的方式从径向外侧朝向径向内侧延伸。该定子齿12以侧面12b间为槽13设有将绕组线圈集中缠绕而成的电枢线圈14，对该电枢线圈14供电而产生磁通，使该磁通与外转子20、内转子30交链，由此分别驱动这些转子20、30旋转。
[0050]外转子20在圆周方向交替地排列着中继构件21和限制构件22，中继构件21包括导磁率高的钢材等磁性体，限制构件22包括导磁率低或者使磁通不通过的树脂等非磁性体，外转子20以该中继构件21和限制构件22的两端面21a、21b、22a、22b在外转子20的外周面20a和内周面20b交替地露出的方式形成。
[0051]由此，外转子20利用中继构件21使由定子10的电枢线圈14产生并交链的磁通有效地在两端面21a、21b间通过，另一方面，利用限制构件22妨碍该磁通的通过。由该定子10的电枢线圈14产生的磁通在通过外转子20的中继构件21后，如后所述，与内转子30的转子齿32的外周面32a交链，再次通过外转子20的中继构件21，由此形成返回定子10的磁路。
[0052]此时，外转子20相对于定子10相对旋转，所以使磁通通过的中继构件21和限制磁通通过的限制构件22反复切换，形成磁路。由此，外转子20能使由电枢线圈14产生并交链的磁通的磁通量变动。因此，该外转子20能与定子10之间产生使得经由气隙G1通过的磁通的磁路最短的磁阻转矩(旋转力)而相对旋转。
[0053]内转子30以在圆周方向上排列的方式形成有多个转子齿(凸极部)32，多个转子齿(凸极部)32以使外周面32a隔着气隙G2与外转子20的内周面20b相对的方式从旋转轴侧朝向径向外侧延伸。转子齿32以侧面32b间为槽33卷绕有绕组线圈(感应线圈)34。该绕组线圈34按相同方向卷绕于每个转子齿32，通过磁通交链而产生(感应)感应电流。
[0054]如图3所示，该内转子30以各转子齿32成为闭合回路的方式在绕组线圈34的导线端部连接有二极管35，二极管35允许电流向一个方向流动地短路连接，并且切断向相反方向流动的电流，由此对在绕组线圈34中产生的感应电流进行整流。在按相同方向卷绕的绕组线圈34上以整流方向按相邻的每个定子齿12交替地成为反向的方式连接着该二极管35ο
[0055]由此，内转子30能利用二极管35对在绕组线圈34中流动的感应电流向一个方向整流而使其成为直流励磁电流，能使该绕组线圈34进行自励磁而产生电磁力。
[0056]此时，构成磁路的一部分的内转子30的一个转子齿32作为如下电磁铁发挥作用:在从外转子20的中继构件21感应交链的磁通的方向磁化了的电磁铁。在本实施方式的旋转电机100中，由绕组线圈34产生的感应电流被二极管35整流，由此使转子齿32作为这样的电磁铁发挥作用。
[0057]另外，相邻的转子齿32作为如下电磁铁发挥作用:在外转子20侧感应磁通的方向磁化了的电磁铁。在本实施方式的旋转电机100中，利用向与相邻的转子齿32中的感应电流的整流方向相反的方向整流的二极管35，对由绕组线圈34产生的感应电流进行整流，由此使转子齿32作为这样的电磁铁发挥作用。
[0058]S卩，通过外转子20的中继构件21和限制构件22相对于定子10相对旋转，从而内转子30能使从转子齿32的外周面32a交链的磁通的磁通量变动。由此，能使绕组线圈34产生感应电流。并且，用二极管35对该感应电流进行整流而使其成为直流励磁电流，由此能使绕组线圈34作为电磁铁发挥作用而产生电磁力。
[0059]此时，从定子10的定子齿12经由外转子20的中继构件21与内转子30的转子齿32交链的磁通是通过从交流电源对集中缠绕的电枢线圈14供电而产生的。因此，与由分布缠绕等的线圈产生的情况相比，能使更多的空间高次谐波成分重叠于与转子齿32交链的磁通。并且，与磁通重叠的空间高次谐波成分作为磁通量的变动起作用，因此能使绕组线圈34有效地产生感应电流，能产生大的电磁力。
[0060]因此，如图4中磁感应线FL所示，旋转电机100通过使对定子10的电枢线圈14供电而产生的磁通与外转子20的中继构件21交链，从而能利用磁阻转矩驱动该外转子20旋转。另外，旋转电机100能使由于通过旋转的外转子20的中继构件21从而磁通量变动的磁通与内转子30的绕组线圈34交链而产生感应电流。并且，感应电流由二极管35整流，从而作为直流励磁电流起作用，能产生电磁力。由此，能在不设置永久磁铁的情况下利用电磁转矩(旋转力)使该内转子30相对旋