JP2015095999A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】高速回転可能かつ低速回転域で高いトルクを出力可能な回転電機を提供する。【解決手段】回転電機１は、ティース１２にコイル１５が設けられたステータ３と、ロータコア２２に永久磁石２３が固定されたロータ４とを備える。ロータ４は、永久磁石２３の極性に応じた極性が現れるマグネット磁極部３１と、マグネット磁極部３１と周方向に隣りあって形成されるコア磁極部３２とを有する４個の磁極ブロック３３に区分される。これら各磁極ブロック３３は、極性の異なるマグネット磁極部３１が周方向に隣り合うとともにコア磁極部３２が隣り合うように並べられている。また、回転電機１は、ロータ４の内周側においてロータ４に相対回転可能に支持されるとともに、異なる極性の供給体磁極部３４が周方向に交互に並んで形成された磁束供給体３５を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機に関する。

従来、回転電機には、界磁となる永久磁石をロータに固定したものが広く知られている。こうしたロータとしては、ロータコアに永久磁石を埋め込む態様で固定した所謂埋込磁石型のもの（例えば、特許文献１）や、ロータコアの表面に永久磁石を固定した所謂表面磁石型のもの（例えば、特許文献２）等がある。

特開２００１−３５２７０２号公報 特開２０１０−１７２１９５号公報

ところで、上記のような永久磁石界磁型の回転電機では、永久磁石で作られる磁束が略一定であるため、ステータのコイルに発生する誘起電圧（逆起電圧）はロータの回転速度に比例して大きくなる。そして、この誘起電圧が電源電圧の上限に達すると、それ以上ロータを高速で回転させることができなくなる。そこで、高速回転させることが要求される用途では、永久磁石で作られる磁束（コイルに対する鎖交磁束）をロータが十分に高速回転できるような量に抑える設計とすることが考えられるが、この場合には低速回転域で十分に高いトルクを得ることができなくなる。そのため、高速回転させることができるとともに、低速回転域では高いトルクを出力できる新たな技術の開発が求められていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高速回転可能かつ低速回転域で高いトルクを出力可能な回転電機を提供することにある。

上記課題を解決する回転電機は、ステータコア、及び前記ステータコアのティースに設けられるコイルを有するステータと、回転軸に一体回転可能に固定されたロータコア、及び前記ロータコアに固定された永久磁石を有するロータとを備えたものにおいて、前記ロータは、前記永久磁石の極性に応じた極性が現れるマグネット磁極部、及び前記マグネット磁極部と周方向に隣り合って配置されるコア磁極部を有する複数の磁極ブロックに区分され、前記複数の磁極ブロックは、前記各マグネット磁極部のうちの極性の異なる前記マグネット磁極部が周方向において隣り合うとともに前記各コア磁極部が周方向において隣り合うように並んでおり、前記ロータに対して相対回転可能に支持されるとともに、異なる極性の供給体磁極部が周方向に並んで形成された磁束供給体と、前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度を、高トルク角度と高速回転角度との間で調整する角度調整装置とを備えたことを要旨とする。

上記構成によれば、ロータと磁束供給体との相対回転角度を高トルク角度と高速回転角度との間で調整することで、高速回転させるとともに、低速回転域では高いトルクを出力することが可能になる。

上記回転電機において、前記高トルク角度は、一の前記磁極ブロック内における前記コア磁極部と対向する前記供給体磁極部が、該一の磁極ブロック内における前記マグネット磁極部の極性と反対の極性となる角度であり、前記高速回転角度は、一の前記磁極ブロック内における前記コア磁極部と対向する前記供給体磁極部が、該一の磁極ブロック内における前記マグネット磁極部の極性と同一の極性となる角度であることが好ましい。

上記構成によれば、磁束供給体から磁束が供給されない場合を想定すると、コア磁極部は、永久磁石で作られる磁束によりマグネット磁極部と反対の極性の磁極として機能する。つまり、各磁極ブロックはそれぞれ２つの磁極として機能する。ここで、ロータと磁束供給体との相対回転角度が高トルク角度とされた場合、コア磁極部は、同じ磁極ブロックのマグネット磁極部と反対の極性の供給体磁極部と対向する。そのため、磁束供給体からロータに供給される磁束は、ステータとコア磁極部との間を、永久磁石で作られる磁束と同方向に流れるようになる。一方、ロータと磁束供給体との相対回転角度が高速回転角度とされた場合、コア磁極部は、同じ磁極ブロックのマグネット磁極部と同一の極性の供給体磁極部と対向する。そのため、磁束供給体からロータに供給される磁束は、ステータとコア磁極部との間を、永久磁石で作られる磁束と逆方向に流れるようになる。このようにロータと磁束供給体との相対回転角度を調整することで、ステータとコア磁極部との間を通過する磁束（コイルに対する鎖交磁束）を調整できるため、高速回転させるとともに、低速回転域では高いトルクを出力することが可能になる。

上記回転電機において、前記磁束供給体は、前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度を前記高速回転角度とした状態で、一の磁極ブロック内において、前記コア磁極部の極性が前記マグネット磁極部の極性と同一になるような量の磁束を供給可能に構成されることが好ましい。

上記構成によれば、ロータと磁束供給体との相対回転角度が高速回転角度とされた場合、コア磁極部は、同じ磁極ブロックのマグネット磁極部と同一の極性の磁極として機能するため、各磁極ブロックは１つの磁極として機能する。一方、ロータと磁束供給体との相対回転角度が高トルク角度とされた場合、コア磁極部は、同じ磁極ブロックのマグネット磁極部と反対の極性の磁極として機能するため、磁極ブロックは２つの磁極として機能する。つまり、ロータと磁束供給体との相対回転角度を調整することにより、ロータの磁極数が磁極ブロックの数と同一又は二倍に変化する。ここで、ロータの回転速度が同じ場合、ロータの磁極数が少ないと、コイルと対向する磁極が切り替わるのにかかる時間が長くなり、単位時間当たりの鎖交磁束の変化量が小さくなる。そして、誘起電圧は鎖交磁束の単位時間当たりの変化量に比例するため、ロータの磁極数が少ないと、誘起電圧が小さくなり、十分にロータを高速回転させることが可能になる。

上記回転電機において、前記ステータのスロット数が３Ｎ（ただし、Ｎは自然数）個であり、前記磁極ブロックの数が２Ｎ個であることが好ましい。
上記構成によれば、スロット数が３Ｎ個に対して、ロータの磁極数が２Ｎ個と４Ｎ個との間で切り替わることになる。このようにスロット数が３Ｎ個に対して、ロータの磁極数が２Ｎ個又は４Ｎの関係が成立する場合には、巻線係数が比較的高い値（「１」に近い値）となるため、ステータにおいて界磁磁束を有効に利用でき、効率良く回転電機を駆動できる。

上記回転電機において、隣り合う前記コア磁極部間には、磁気抵抗の高い磁気抵抗部が設けられることが好ましい。
上記構成によれば、隣り合うコア磁極部間で、ステータ側に流れない無駄な磁束が生じることを低減できる。

上記回転電機において、隣り合う前記コア磁極部間には、追加磁石が設けられ、前記追加磁石は、前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度を前記高トルク角度とした状態で前記コア磁極部と対向する前記供給体磁極部の極性と同一の極性が該コア磁極部側に現れるように磁化されることが好ましい。

上記構成によれば、ロータと磁束供給体との相対回転角度を高トルク角度とした場合には、コア磁極部の極性と追加磁石の極性とが同一になるため、追加磁石で作られる磁束は、高トルク角度にある状態でステータとコア磁極部との間を通過する磁束と同方向に流れるようになる。これにより、ステータとコア磁極部との間を通過する磁束（鎖交磁束）が増加するため、より高いトルクが出力可能となる。一方、ロータと磁束供給体との相対回転角度を高速回転角度とした場合には、コア磁極部の極性と追加磁石の極性とが反対になるため、追加磁石で作られる磁束は、高速回転角度にある状態でステータとコア磁極部との間を通過する磁束と逆方向に流れるようになる。これにより、ステータとコア磁極部との間を通過する磁束が減少するため、誘起電圧を小さく抑えることが可能になり、より高速回転させることが可能になる。

上記回転電機において、前記角度調整装置は、前記ティースに設けられる調整コイルと、前記調整コイルへの通電により前記コア磁極部と対向する部位に調整磁極を発生させる制御装置とを備えることが好ましい。

上記構成によれば、調整コイルへの通電によって、コア磁極部と対向する部位に同じ磁極ブロックのマグネット磁極部と反対の極性の調整磁極を発生させることで、ロータと磁束供給体との相対回転角度が高速回転角度となる。一方、調整コイルへの通電によって、コア磁極部と対向する部位に同じ磁極ブロックのマグネット磁極部と同一の極性の調整磁極を発生させることで、ロータと磁束供給体との相対回転角度が高トルク角度となる。そのため、例えばロータと磁束供給体との間に該磁束供給体を相対回転させるための装置を組み込まずともよく、回転電機を簡素な構成とすることができる。

上記回転電機において、前記ロータ及び前記磁束供給体のいずれか一方と一体回転するとともに、第１係合部が形成された第１保持部材と、前記ロータ及び前記磁束供給体の他方と一体回転するとともに、前記第１係合部と係合することにより前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度を前記高トルク角度で保持する第２係合部が形成された第２保持部材と、前記第１保持部材と前記第２保持部材側とを係合させる係合部材とを備え、前記第１及び第２係合部の少なくとも一方は、周方向に対して傾斜した傾斜面を有し、前記傾斜面は、前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度が前記高トルク角度にある状態から、前記ロータと前記磁束供給体とが相対回転することにより、該第１係合部と該第２係合部との係合を解除するように形成されることが好ましい。

上記構成によれば、磁束供給体が高トルク角度になると、第１係合部と第２係合部とが係合することにより、ロータと磁束供給体との相対回転角度が高トルク角度で保持される。そのため、ロータと磁束供給体との相対回転角度を高トルク角度でしっかりと保持できる。

上記回転電機において、前記角度調整装置は、前記ロータ及び前記磁束供給体のいずれか一方と一体回転する小型モータと、前記小型モータに駆動連結された駆動ギヤと、前記ロータ及び前記磁束供給体の他方と一体回転するとともに、前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤとを備えることが好ましい。

上記構成によれば、小型モータにより駆動された駆動ギヤの回転が従動ギヤに伝達されることにより、磁束供給体がロータに対して相対回転し、ロータと磁束供給体との相対回転角度が高トルク角度と高速回転角度との間で調整される。そのため、ロータと磁束供給体との相対回転角度を、容易に高トルク角度と高速回転角度との間の任意の角度に調整することができる。

本発明によれば、ロータを高速回転させるとともに低速回転域で高いトルクを出力できる。

第１実施形態の回転電機の軸方向に沿った断面図。 （ａ）は第１実施形態の回転電機の軸方向と直交する断面図（図１のＡ−Ａ断面図）、（ｂ）は（ａ）のロータの部分断面図。 （ａ）は第１実施形態のロータと磁束供給体との相対回転角度が高トルク角度である場合における磁束の流れを示す模式図、（ｂ）は同じく高速回転角度である場合における磁束の流れを示す模式図。 （ａ）は第１実施形態のロータと磁束供給体との相対回転角度が高トルク角度である場合の保持機構近傍を示す模式図（図３（ａ）のＢ矢視図）、（ｂ）は同じく高速回転角度である場合の保持機構近傍を示す模式図（図３（ｂ）のＣ矢視図）。 （ａ），（ｂ）は第１実施形態のロータと磁束供給体との相対回転角度が高トルク角度である場合に、コア磁極部と対向する部位に隣り合うマグネット磁極部と反対の極性の調整磁極を発生させた際の磁束の流れを示す模式図。 （ａ），（ｂ）は第１実施形態のロータと磁束供給体との相対回転角度が高速回転角度である場合に、コア磁極部と対向する部位に隣り合うマグネット磁極部と同一の極性の調整磁極を発生させた際の磁束の流れを示す模式図。 ステータのスロット数及びロータの磁極数と巻線係数との関係を示す表。 第２実施形態のロータの軸方向と直交する部分断面図。 （ａ）は第２実施形態のロータと磁束供給体との相対回転角度が高トルク角度である場合における磁束の流れを示す模式図、（ｂ）は同じく高速回転角度である場合における磁束の流れを示す模式図。 第３実施形態の回転電機の軸方向に沿った断面図。 第３実施形態の角度調整装置近傍を示す出力ロータの断面図（図１０のＤ−Ｄ断面図）。 第４実施形態の回転電機の軸方向に沿った断面図。 第４実施形態の回転電機の軸方向と直交する断面図（図１２のＥ−Ｅ断面図）。 第４実施形態の磁束供給体の軸方向と直交する断面図（図１２のＦ−Ｆ断面図）。 （ａ）〜（ｄ）は別例のロータの軸方向と直交する断面図。

（第１実施形態）
以下、回転電機の第１実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２（ａ），（ｂ）に示す回転電機（電動モータ）１は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の走行用の駆動源として用いられるものである。同図に示すように、回転電機１は、筒状のハウジング２と、ハウジング２内に収容されたステータ３と、ステータ３の径方向内側（内周側）に間隔を空けて配置されたロータ４とを備えている。つまり、本実施形態の回転電機１は、インナロータ型のラジアルギャップモータとして構成されている。また、回転電機１は、ロータ４の回転角を検出するレゾルバ等の回転角センサ５と、ロータ４の回転角に応じて電力供給を行うことにより、ステータ３に回転磁界を発生させる制御装置６とを備えている。

詳しくは、ハウジング２は、一端側（図１中、右側）が開口した有底円筒状のハウジング本体７と、ハウジング本体７の開口端を閉塞するように設けられる円板状のカバー８とを備えている。ハウジング本体７の底部７ａの中央には、軸方向に貫通した挿通孔７ｂが形成され、カバー８の中央には、軸方向に貫通した挿通孔８ａが形成されている。

ステータ３は、ハウジング本体７の筒状部７ｃの内側に固定された円筒状の円筒部１１、及び円筒部１１から径方向内側に向かって放射状に延びる複数のティース１２からなるステータコア１３を備えている。本実施形態のステータコア１３には、ティース１２が６個形成されており、ティース１２間に形成されるスロットの数も６個とされている。ステータコア１３は、珪素鋼板等の電磁鋼板を複数枚積層することにより構成されている。そして、各ティース１２には、コイル（電機子コイル）１５が設けられている。なお、コイル１５の接続端部１５ａは、ハウジング２の外部に引き出されて制御装置６に接続されている。

ロータ４は、回転軸２１と一体回転可能に固定された円筒状のロータコア２２と、ロータコア２２に固定された複数（本実施形態では、４個）の永久磁石２３とを備えている。回転軸２１は、円柱状に形成されており、底部７ａの挿通孔７ｂ及びカバー８の挿通孔８ａに設けられた軸受２４ａ，２４ｂを介して回転可能に支持されている。なお、回転軸２１は、ステンレス鋼等の非磁性材料により構成されている。

制御装置６は、ロータ４の回転角に従う二相回転座標系（ｄ／ｑ座標系）におけるｄ軸電流及びｑ軸電流に基づいてコイル１５に供給する三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力を制御し、ステータ３に回転磁界を発生させる。なお、ｄ軸電流は、ステータ３に対してロータ４の磁極が作る磁束の方向（ｄ軸方向）に磁極を発生させる電流であり、ｑ軸電流は、ステータ３に対してｄ軸方向と電気角で９０°ずれたｑ軸方向に磁極を発生させる電流である。そして、ロータ４は、ステータ３に発生する回転磁界と、該ロータ４で発生する磁束との関係に基づいて回転するようになっている。

（ロータ構造）
ここで、ロータ４は、永久磁石２３の極性に応じた極性が常に現れるマグネット磁極部３１と、マグネット磁極部３１と周方向に隣りあって配置されるコア磁極部３２とを有する複数（本実施形態では、４個）の磁極ブロック３３に区分される。これら各磁極ブロック３３は、各マグネット磁極部３１のうち極性の異なるマグネット磁極部３１が周方向において隣り合うとともに各コア磁極部３２が周方向において隣り合うように並べられている。また、回転電機１は、ロータ４の内周側において該ロータ４（回転軸２１）に相対回転可能に支持されるとともに、異なる極性の供給体磁極部３４が周方向に交互に並んで形成された磁束供給体３５を備えている。そして、本実施形態の回転電機１では、磁束供給体３５のロータ４に対する相対回転角度を変更することで、ロータ４の磁極数を磁極ブロック３３と同数又は二倍、すなわち４個又は８個に切り替え可能となっている。なお、上記のようにスロット数は６個であるため、本実施形態の回転電機１は、スロット数を３Ｎ（ただし、Ｎは自然数）個とした場合、ロータ４の磁極数が２Ｎ個又は４Ｎ個となる関係を満たす。

先ず、ロータの構成について詳細に説明する。
ロータ４のロータコア２２は、永久磁石２３が固定される円筒状のコア本体４１と、コア本体４１の両端に固定されてそれぞれ回転軸２１と一体回転可能に連結される一対の連結部材４２，４３とを備えている。各連結部材４２，４３は、円環状に形成されるとともに、該連結部材４２，４３の中央に形成された嵌合孔４２ａ，４３ａが回転軸２１の外周に圧入されることにより、回転軸２１と一体回転可能に連結されている。なお、コア本体４１は、電磁鋼板を複数枚積層することにより構成され、連結部材４２，４３は、ステンレス鋼等の非磁性材料により構成されている。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、コア本体４１には、永久磁石２３が内部に配置される複数（本実施形態では、４つ）の空洞部４４が形成されている。これら空洞部４４は、２つの空洞部４４が近接して並ぶとともに、２つ並んだ空洞部４４の各ペアが周方向に等角度間隔を空けて配置されている。なお、各空洞部４４は、軸方向に延びる断面長方形の孔状に形成されるとともに、断面のなす長方形の長手方向がその中央を通る径方向線に対して略直交するように形成されている。また、２つ並んだ空洞部４４のペアの間には、空隙（フラックスバリア）４５が形成されている。なお、空隙４５は、軸方向に貫通するとともに、ロータコア２２の内周面から径方向外側に延びる溝状に形成されている。

本実施形態の永久磁石２３には、長方形板状に形成された焼結磁石やボンド磁石（例えばプラスチックマグネットやゴムマグネット）等からなるセグメント磁石が採用されている。永久磁石２３におけるロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記空洞部４４の断面形状に対応した長方形状とされており、永久磁石２３は空洞部４４内に挿入されることでコア本体４１に固定されている。つまり、本実施形態のロータ４は、所謂埋込磁石型のロータとして構成されている。そして、永久磁石２３は、ロータコア２２の外周側に現れる極性が周方向に沿って交互に反対となるように、その板厚方向（ロータ４の径方向に略沿った方向）に磁化されている。これにより、コア本体４１の外周面における空洞部４４と対向する部位には、永久磁石２３の外周側の極性が常に現れる。

したがって、コア本体４１における空洞部４４の形成された部分がそれぞれマグネット磁極部３１として機能し、隣り合うマグネット磁極部３１の極性は反対になる。また、コア本体４１における空洞部４４の形成された部分と空隙４５との間がそれぞれコア磁極部３２として機能し、空隙４５が隣り合うコア磁極部３２間に形成された磁気抵抗部として機能する。なお、本実施形態では、マグネット磁極部３１及びコア磁極部３２はそれぞれ略４５°の周方向範囲に亘って延びており、磁極ブロック３３は略９０°の周方向範囲に亘って延びている。なお、磁束供給体３５から磁束が供給されない場合を想定すると、コア磁極部３２は、永久磁石２３で作られる磁束によりマグネット磁極部３１と反対の極性の磁極として機能し、各磁極ブロック３３はそれぞれ２つの磁極として機能する。

次に、磁束供給体の構成について詳細に説明する。
図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、磁束供給体３５は、円筒状の供給体コア５１と、供給体コア５１に固定される複数の補助磁石５２とを備えており、磁束供給体３５には、補助磁石５２が供給体コア５１に固定されることにより、異なる極性の供給体磁極部３４が周方向に交互に並んで形成されている。なお、本実施形態の磁束供給体３５には、磁極ブロック３３と等しい数の補助磁石５２が設けられている。

詳しくは、供給体コア５１は、円筒状の支持部材５３と、支持部材５３の外周に固定される円筒状の磁石保持部材５４とからなる。なお、支持部材５３は、磁性材料により構成され、磁石保持部材５４は、電磁鋼板を複数枚積層することにより構成されている。支持部材５３の両端は、回転軸２１の外周に設けられた軸受５５ａ，５５ｂを介してハウジング２及びロータ４に対して相対回転可能に支持されている。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、磁石保持部材５４の外周面には、複数（本実施形態では、４個）の固定凹部５６が周方向に間隔を空けて形成されている。固定凹部５６は、軸方向と直交する断面が９０°よりも僅かに狭い周方向範囲に亘って延びる略円弧状に形成されている。

補助磁石５２には、円弧状に湾曲した板状のセグメント磁石が採用されている。補助磁石５２におけるロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記固定凹部５６の断面形状に対応した円弧状とされており、補助磁石５２は固定凹部５６に嵌合した状態で供給体コア５１に固定されている。そして、補助磁石５２は、磁束供給体３５の外周側（ロータコア２２の内周側）に現れる極性が周方向に沿って交互に反対となるように、その板厚方向（ロータ４の径方向に略沿った方向）に磁化されている。これにより、本実施形態では、補助磁石５２自体が供給体磁極部３４として機能する。なお、補助磁石５２は、一の磁極ブロック３３内におけるコア磁極部３２と対向する供給体磁極部３４の極性が、該一の磁極ブロック３３内におけるマグネット磁極部３１の極性と同一になる状態（後述する高速回転角度）で、コア磁極部３２の極性が該マグネット磁極部３１の極性と同一になるような量の磁束を供給可能な強さに磁化されている。また、供給体磁極部３４（補助磁石５２）は、その周方向中央位置がマグネット磁極部３１とコア磁極部３２との境界と径方向に対向した状態で、該マグネット磁極部３１及び該コア磁極部３２の略全体と径方向に対向し、これらと隣り合うマグネット磁極部３１及びコア磁極部３２とは径方向に対向しない。

次に、ロータの磁極数について詳細に説明する。なお、図面では、磁石の磁化方向を太線の矢印で示し、磁束の流れを破線の矢印で示している。
図３（ａ）に示すように、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を、一の磁極ブロック３３内におけるコア磁極部３２と径方向に対向する供給体磁極部３４の極性が、該一の磁極ブロック３３内におけるマグネット磁極部３１の極性と反対になる角度（高トルク角度）とすると、各磁極ブロック３３は、２つの磁極として機能する。つまり、ロータ４の磁極数が８個となる。

詳しくは、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が高トルク角度とされた場合には、コア磁極部３２は、同じ磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１と反対の極性の供給体磁極部３４と対向する。そのため、磁束供給体３５からロータ４に供給される磁束は、ステータ３とコア磁極部３２との間を、永久磁石２３で作られる磁束と同方向に流れるようになり、コア磁極部３２には、磁束供給体３５から磁束が供給されない場合と同様に、マグネット磁極部３１と反対の極性がステータ３側に現れる。

より詳しくは、例えば同図中左上に配置された磁極ブロック３３では、Ｓ極のマグネット磁極部３１を有しており、コア磁極部３２は、Ｎ極の供給体磁極部３４と対向する。そのため、永久磁石２３のＮ極から出る磁束の一部、及び供給体磁極部３４（補助磁石５２）から出る磁束の一部が、コア磁極部３２の外周面からステータ３側に流れ出るようになり、該コア磁極部３２がＮ極として機能する。これにより、この磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１とコア磁極部３２には異なる極性が現れ、該磁極ブロック３３は２つの磁極として機能する。また、例えば同図中右上に配置された磁極ブロック３３では、Ｎ極のマグネット磁極部３１を有しており、コア磁極部３２は、Ｓ極の供給体磁極部３４と対向する。そのため、永久磁石２３のＳ極に入る磁束の一部、及び供給体磁極部３４（補助磁石５２）に入る磁束の一部が、コア磁極部３２の外周面から流れ込むようになり、該コア磁極部３２がＳ極として機能する。これにより、この磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１とコア磁極部３２には異なる極性が現れ、該磁極ブロック３３は２つの磁極として機能する。

一方、図３（ｂ）に示すように、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を、一の磁極ブロック３３内におけるコア磁極部３２と径方向に対向する供給体磁極部３４の極性が、該一の磁極ブロック３３内におけるマグネット磁極部３１の極性と同一になる角度（高速回転角度）とすると、各磁極ブロック３３は、１つの磁極として機能する。つまり、ロータ４の磁極数が４個となる。

詳しくは、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が高速回転角度とされた場合には、コア磁極部３２は、同じ磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１と同一の極性の供給体磁極部３４と対向する。そのため、磁束供給体３５からロータ４に供給される磁束は、ステータ３とコア磁極部３２との間を、永久磁石２３で作られる磁束と逆方向に流れるようになり、コア磁極部３２には、マグネット磁極部３１と同一の極性がステータ３側に現れる。

より詳しくは、例えば同図中左上に配置された磁極ブロック３３では、Ｓ極のマグネット磁極部３１を有しており、コア磁極部３２は、Ｓ極の供給体磁極部３４と対向する。そのため、供給体磁極部３４には、永久磁石２３のＮ極から出る磁束の一部が入るとともに、コア磁極部３２の外周面から流れ込む磁束が入るようになり、該コア磁極部３２がＳ極として機能する。これにより、この磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１とコア磁極部３２には同一の極性が現れ、該磁極ブロック３３は１つの磁極として機能する。また、例えば同図中右上に配置された磁極ブロック３３では、Ｎ極のマグネット磁極部３１を有しており、コア磁極部３２は、Ｎ極の供給体磁極部３４と対向する。そのため、供給体磁極部３４から出た磁束は、その一部が永久磁石２３のＳ極に入るとともに、他の一部がコア磁極部３２の外周面からステータ３側に流れ出るようになり、該コア磁極部３２がＮ極として機能する。これにより、この磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１とコア磁極部３２には同一の極性が現れ、該磁極ブロック３３は１つの磁極として機能する。

次に、ロータと磁束供給体との相対回転角度を保持する構成について説明する。
磁束供給体３５は、その相対回転角度が高速回転角度とされた場合には、永久磁石２３と供給体磁極部３４（補助磁石５２）との間に作用する磁気的な吸引力によって保持される。一方、磁束供給体３５は、その相対回転角度が高トルク角度とされた場合には、ロータ４と磁束供給体３５との間に設けられた保持機構６１によって保持される。

詳しくは、図１及び図４に示すように、保持機構６１は、ロータ４を構成する軸方向一方側（図１中、左側）の連結部材４２に固定された有底円筒状のケース６２を備えている。ケース６２は、連結部材４２において、一方の極性（例えばＳ極）のマグネット磁極部３１とコア磁極部３２との境界と径方向に対向する周方向位置に固定されている。ケース６２内には、棒状の第１保持部材６３、及び第１保持部材６３を磁束供給体３５側に付勢する係合部材としてのコイルバネ６４が収容されている。第１保持部材６３の先端には、凸形状とされた第１係合部６５が形成されている。本実施形態の第１係合部６５は、半球状に形成されており、第１係合部６５の表面（外面）６５ａは、ロータ４の周方向（回転方向）に対して傾斜している。つまり、本実施形態では、表面６５ａが傾斜面に相当する。

一方、磁束供給体３５の支持部材５３における連結部材４２と軸方向に対向する対向面には、第１係合部６５が係合する凹形状とされた複数（本実施形態では、２個）の第２係合部６６が形成されている。つまり、本実施形態では、支持部材５３が第２保持部材として構成されている。各第２係合部６６は、支持部材５３において、他方の極性（例えばＮ極）の磁極が径方向外側を向くように配置された補助磁石５２と径方向に対向する周方向位置に形成されている。また、各第２係合部６６の表面（内面）６６ａは、第１係合部６５の表面６５ａの略全体が接触する半球状に形成されており、ロータ４の周方向（回転方向）に対して傾斜している。つまり、本実施形態では、表面６６ａが傾斜面に相当する。

したがって、図４（ａ）に示すように、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が高トルク角度とされると、コイルバネ６４の付勢力によって第１係合部６５が第２係合部６６に凹凸係合する。この状態では、保持機構６１の係合力により、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が保持される。なお、コイルバネ６４の付勢力（弾性係数）は、永久磁石２３と補助磁石５２との間に作用する磁気的な吸引力及び反発力によっては、ロータ４と磁束供給体３５とが相対回転せず、第１係合部６５と第２係合部６６との係合が解除されないような強さに設定されている。一方、図４（ｂ）に示すように、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が高速回転角度とされると、第１保持部材６３の第１係合部６５は、支持部材５３の対向面における平坦な部位に接触する。この状態では、上記のように永久磁石２３と補助磁石５２との間に作用する磁気的な吸引力によってロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が保持される。

次に、磁束供給体の相対回転角度の変更について説明する。
図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、ステータ３の各ティース１２には、上記コイル１５とは別に調整コイル７１が設けられている。なお、調整コイル７１の接続端部７１ａは、ハウジング２の外部に引き出されて制御装置６に接続されている。そして、制御装置６は、調整コイル７１への通電によりコア磁極部３２と径方向に対向する部位に調整磁極を発生させることで、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を変更する。つまり、本実施形態では、調整コイル７１及び制御装置６によって角度調整装置が構成されている。

詳しくは、制御装置６は、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高トルク角度から高速回転角度に変更する際には、磁束供給体３５が高トルク角度にある状態（図３（ａ）参照）で、コア磁極部３２と対向する位置に同じ磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１と反対の極性の調整磁極を発生させる。すると、図５（ａ）から同図（ｂ）に示すように、Ｎ極が現れていたコア磁極部３２からステータ３側に磁束が徐々に流れ出なくなるとともに、Ｓ極が現れていたコア磁極部３２にステータ３側から磁束が徐々に流れ込まなくなる。そして、コア磁極部３２内を通過する磁束の方向が、同じ磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１内を通過する磁束の方向に徐々に近づく。その結果、Ｓ極のマグネット磁極部３１に設けられた永久磁石２３のＮ極から出る磁束の一部が、隣り合う磁極ブロック３３と対向する供給体磁極部３４に流れ込むとともに、Ｎ極のマグネット磁極部３１に設けられた永久磁石２３のＳ極に隣り合う磁極ブロック３３と対向する供給体磁極部３４から磁束が流れ込むようになる。これにより、永久磁石２３と供給体磁極部３４（補助磁石５２）との間に磁気的な吸引力が作用することで、第１係合部６５と第２係合部６６との係合が解除されて磁束供給体３５が相対回転し、供給体磁極部３４の極性がマグネット磁極部３１の極性と同一になる高速回転角度で、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が安定する（図３（ｂ）参照）。

一方、制御装置６は、高速回転角度から高トルク角度に変更する際には、磁束供給体３５が高速回転角度にある状態（図３（ｂ）参照）で、コア磁極部３２と対向する位置に同じ磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１と同一の極性の調整磁極を発生させる。すると、図６（ａ）から同図（ｂ）に示すように、Ｓ極が現れていたコア磁極部３２からステータ３側に磁束が徐々に流れ出るとともに、Ｎ極が現れていたコア磁極部３２にステータ３側から磁束が徐々に流れ込むようになる。そして、コア磁極部３２内を通過する磁束の方向が、同じ磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１内を通過する磁束の逆方向に徐々に近づく。その結果、Ｎ極の供給体磁極部３４から出る磁束の一部がＳ極の調整磁極７２に流れ込むとともに、Ｓ極の供給体磁極部３４にＮ極の調整磁極７２から出る磁束の一部が流れ込むようになる。これにより、調整磁極７２と供給体磁極部３４（補助磁石５２）との間に磁気的な吸引力が作用することで磁束供給体３５が相対回転し、供給体磁極部３４の極性がマグネット磁極部３１の極性と反対になる高トルク角度になると、第１係合部６５が第２係合部６６に係合することで、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が安定する（図３（ｂ）参照）。

なお、ロータ４に磁極数が多極化された状態と少極化された状態とでは、ロータ４の磁極位置とコイル１５への通電によりステータ３に発生する磁極との相対位置が変化するため、該コイル１５への通電方向が同一の場合、ロータ４の回転方向が逆になる。そのため、制御装置６は、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を変更する際には、併せてコイル１５への通電方向を切り替えるようになっている。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度に応じてロータ４の磁極数を４個又は８個に変更可能とした。ここで、ロータ４の回転速度が同じ場合、ロータ４の磁極数が少ないと、コイル１５と対向する磁極の極性が切り替わるのにかかる時間が長くなり、単位時間当たりの鎖交磁束の変化量が小さくなる。そして、誘起電圧は鎖交磁束の単位時間当たりの変化量に比例するため、ロータ４の磁極数が少ないと、誘起電圧が小さくなり、高速回転が可能となる。つまり、ロータ４の磁極数を多くした状態で高いトルクが出力可能な設計としても、ロータ４の磁極数を少なくした状態で高速回転させることが可能になる。したがって、ロータ４を高速回転させるとともに低速回転域で高いトルクを出力できる。

（２）スロット数を３Ｎ個とした場合、ロータ４の磁極数が２Ｎ個又は４Ｎ個となる関係を満たすように回転電機１を構成した。図７に示すように、スロット数が３Ｎ個に対して、ロータの磁極数が２Ｎ個又は４Ｎの関係が成立する場合には、コイル１５に鎖交する磁束の有効性を示す巻線係数が比較的高い値（「１」に近い値）となるため、本実施形態では回転電機１を効率良く駆動することが可能となっている。なお、図７では、説明の便宜上、巻線係数が「０．８」よりも大きくなるスロット数とロータ４の磁極数の組み合わせの欄に○印を付している。

（３）隣り合うコア磁極部３２間に空隙４５を設けたため、これら隣り合うコア磁極部３２間でステータ３側に流れない無駄な磁束が生じることを低減できる。
（４）調整コイル７１への通電によりコア磁極部３２と径方向に対向する部位に調整磁極７２を発生させることでロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を変更するようにしたため、例えばロータ４と磁束供給体３５との間に該磁束供給体３５を相対回転させるための装置を組み込まずともよく、回転電機１を簡素な構成とすることができる。

（５）ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が高トルク角度になると、ロータ４と一体回転する第１保持部材６３の第１係合部６５と、磁束供給体３５の第２係合部６６とが凹凸係合することにより、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が高トルク角度で保持されるようにした。そのため、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高トルク角度でしっかりと保持できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、コア磁極部間に追加磁石を設けた点である。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態のコア本体４１（ロータコア２２）における隣り合うコア磁極部３２間には、追加磁石７５が固定されている。追加磁石７５には、長方形板状に形成されたセグメント磁石が採用されている。追加磁石７５におけるロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記空隙４５の断面形状に対応した長方形状とされており、追加磁石７５は空隙４５内に挿入されることでコア本体４１に固定されている。そして、追加磁石７５は、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高トルク角度とした状態でコア磁極部３２と対向する供給体磁極部３４の極性と同一の極性が、該コア磁極部３２側に現れるように、該追加磁石７５の板厚方向（ロータ４の周方向に略沿った方向）に磁化されている。

図９（ａ）に示すように、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高トルク角度とした場合には、コア磁極部３２の極性と対向する追加磁石７５の極性とが同一になるため、追加磁石７５で作られる磁束は、ステータ３とコア磁極部３２との間を通過する磁束と同方向に流れるようになる。これにより、ステータ３とコア磁極部３２との間を通過する磁束（鎖交磁束）が増加するため、より高いトルクが出力可能となる。

一方、図９（ｂ）に示すように、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高速回転角度とした場合には、コア磁極部３２の極性と対向する追加磁石７５の極性とが反対になるため、追加磁石７５で作られる磁束は、ステータ３とコア磁極部３２との間を通過する磁束と逆方向に流れるようになる。これにより、ステータ３とコア磁極部３２との間を通過する磁束が減少するため、誘起電圧を小さく押さえることが可能になり、より高速回転させることが可能になる。

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２），（４），（５）の作用効果に加えて以下の作用効果を奏することができる。
（６）ロータ４に追加磁石７５を設けたため、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高トルク角度とした場合により高いトルクを出力できるとともに、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高速回転角度とした場合により高速回転させることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、角度調整装置の構成である。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０及び図１１に示すように、本実施形態の回転電機１には、小型モータ８２を有する角度調整装置８１が設けられている。なお、本実施形態の小型モータ８２には、ブラシ付きの直流モータが採用されている。また、本実施形態のステータ３のティース１２には、調整コイル７１は設けられていない。

詳しくは、支持部材５３におけるカバー８側（図１０中、右側）の端部には、周方向の所定範囲に亘って径方向外側に突出する歯部８３が形成されている。小型モータ８２は、カバー８側に設けられた連結部材４３（ロータ４）と一体回転可能に固定されている。連結部材４３におけるコア本体４１との連結部分には、その内外周に貫通した設置溝８４が形成されており、この設置溝８４に小型モータ８２が設置されている。また、連結部材４３の外周には、スリップリング８５が固定されるとともに、スリップリング８５には、カバー８に固定されたブラシ８６が摺接している。そして、小型モータ８２は、これらスリップリング８５及びブラシ８６を介して制御装置６に接続されている。

小型モータ８２には、駆動ギヤとしてのウォームギヤ８７が駆動連結されている。そして、ウォームギヤ８７の歯部８８は、上記供給体コア５１の支持部材５３に形成された歯部８３と噛合している。これにより、小型モータ８２によって回転駆動されたウォームギヤ８７の回転が支持部材５３に伝達されることで、磁束供給体３５がロータ４に対して相対回転する。つまり、本実施形態では、支持部材５３が従動ギヤに相当する。そして、小型モータ８２の作動によりロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度が、高トルク角度と高速回転角度との間で調整される。なお、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度は、上記のように支持部材５３の歯部８３がウォームギヤ８７を介して連結されていることから、小型モータ８２の保持トルク（コギングトルク）によって保持される。

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）〜（３）の作用効果に加えて以下の作用効果を奏することができる。
（７）小型モータ８２により回転駆動されたウォームギヤ８７の回転を磁束供給体３５の支持部材５３に伝達することで、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を変更するようにした。そのため、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を、容易に高トルク角度と高速回転角度との間の任意の角度に調整することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、ロータ及び磁束供給体の構成である。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図１２及び図１３に示すように、本実施形態のロータ４は、円柱状に形成されたロータコア９１と、上記永久磁石２３とを備えている。ロータコア９１の中央には、軸方向に貫通した嵌合孔９２が形成されており、この嵌合孔９２が回転軸２１の外周に圧入されることにより、回転軸２１と一体回転可能に設けられている。なお、ロータコア９１は、電磁鋼板を複数枚積層することにより構成されている。

ロータコア９１には、上記第１実施形態と同様に、複数の空洞部９３及び空隙９４が形成されている。なお、空隙９４は、軸方向に延びる断面長方形の孔状に形成されている。そして、永久磁石２３が空洞部９３に挿入されてロータコア９１に固定されることで、マグネット磁極部３１とコア磁極部３２とが構成されている。また、各磁極ブロック３３の内周側には、永久磁石２３で作られる磁束が内周側に流れることを抑制するための空隙９５が形成されている。なお、各空隙９５は、略半円形状に形成されている。

図１２及び図１４に示すように、本実施形態の磁束供給体３５は、ロータ４の軸方向一端側（図１２中、左側）に軸方向に間隔を空けて配置されるとともに、ロータ４に対して相対回転可能に設けられている。磁束供給体３５は、円板状の供給体コア１０１と、供給体コア１０１に固定される複数の補助磁石１０２とを備えている。

詳しくは、供給体コア１０１の中央には、軸方向に貫通した貫通孔１０３が形成されている。そして、供給体コア１０１は、貫通孔１０３に設けられた軸受１０４を介して回転軸２１に相対回転可能に支持されている。また、供給体コア１０１のロータ４との対向面には、円環状の固定溝１０５が形成されている。なお、供給体コア１０１は、磁性材料により構成されている。

補助磁石１０２には、ロータ４の軸方向と直交する断面形状が扇形の板状に形成されたセグメント磁石が採用されている。補助磁石１０２の周方向に沿った幅は、磁極ブロック３３の周方向に沿った幅よりも僅かに小さく形成されている。また、補助磁石１０２は、隣り合う補助磁石１０２との間に隙間を空けるとともに、固定溝１０５の内周側の側面との間に間隔を空けて固定溝１０５に挿入されている。そして、補助磁石１０２は、ロータ４側に現れる極性が周方向に沿って交互に反対になるように、その板厚方向（ロータ４の軸方向）に磁化されている。これにより、本実施形態では、補助磁石１０２自体が供給体磁極部３４として機能する。

なお、磁束供給体３５は、その相対回転角度が高速回転角度とされた場合には、永久磁石２３と供給体磁極部３４（補助磁石１０２）との間に作用する磁気的な吸引力によって保持される。一方、ロータ４と磁束供給体３５との間には、保持機構６１が設けられており、磁束供給体３５は、その相対回転角度が高トルク角度とされた場合には、保持機構６１によって保持される。また、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度は、上記第１実施形態と同様に調整コイル７１への通電により、コア磁極部３２と径方向に対向する部位に調整磁極７２を発生させることで変更される。

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）〜（５）と同様の作用効果を奏することができる。
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。

・上記第１、第２及び第４実施形態において、例えば永久磁石２３の配置や形状等を変更することにより、ロータ４と磁束供給体３５との間に作用する磁気的な力の釣り合いによって、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高トルク角度及び高速回転角度のそれぞれで保持できれば、保持機構６１を省略してもよい。

・上記第１、第２及び第４実施形態では、第１係合部６５を凸形状とし、第２係合部６６を凹形状としたが、これに限らず、第１係合部６５を凹形状とし、第２係合部６６を凸形状としてもよい。

・上記第１、第２及び第４実施形態では、第１及び第２係合部６５，６６の表面６５ａ，６６ａをそれぞれ半球状に形成したが、これに限らず、例えば円錐状等に形成してもよい。要は、表面６５ａ，６６ａが周方向に対して傾斜しており、ロータ４と磁束供給体３５とが相対回転することにより、第１保持部材６３にコイルバネ６４の付勢方向と反対方向の押圧力が作用し、第１係合部６５と第２係合部６６との凹凸係合を解除するような形状であれば、表面６５ａ，６６ａの形状は適宜変更可能である。また、第１及び第２係合部６５，６６のいずれか一方が周方向に対して傾斜した傾斜面を有していない構成としてもよい。

・上記第１、第２及び第４実施形態では、コイルバネ６４を用いて第１保持部材６３の第１係合部６５と支持部材５３の第２係合部６６とを係合させたが、これに限らず、例えば皿バネ等の他のバネ部材やゴム等の弾性体を用いて第１係合部６５と第２係合部６６とを係合させてもよい。

・上記第１及び第２実施形態において、例えば磁束供給体３５に第１保持部材６３及びコイルバネ６４を設け、ロータ４の連結部材４２に第２係合部６６を形成してもよい。なお、この場合、連結部材４２が第２保持部材となる。同様に、上記第４実施形態において、磁束供給体３５に第１保持部材６３及びコイルバネ６４を設け、ロータコア９１に第２係合部６６を形成してもよい。なお、この場合、ロータコア９１が第２保持部材となる。

・上記第３実施形態では、駆動ギヤとしてウォームギヤ８７を用いたが、これに限らず、例えばスパーギヤ等を用いてもよい。また、供給体コア５１に対してウォームギヤ８７と噛合する歯部８３を有する従動ギヤ（ウォームホイール等）を別途固定してもよい。

・上記第３実施形態では、小型モータ８２にブラシ付きの直流モータを用いたが、これに限らず、例えばブラシレスモータやステッピングモータ等を用いてもよい。
・上記第３実施形態において、小型モータ８２を磁束供給体３５と一体可能に固定し、小型モータ８２に連結された駆動ギヤと噛合する従動ギヤをロータ４と一体回転可能に固定してもよい。

・上記第４実施形態において磁束供給体３５をロータ４の軸方向両側に設けてもよい。
・上記第１、第２及び第４実施形態では、調整コイル７１への通電により、コア磁極部３２と径方向に対向する部位に調整磁極７２を発生させることでロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を変更した。しかし、これに限らず、例えばステータ３に調整コイル７１を設けず、コイル１５に供給するｄ軸電流を制御することで、コア磁極部３２と径方向に対向する部位に磁極を発生させてロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を変更してもよい。なお、この構成では、コイル１５が調整コイルとしても機能することになるため、回転電機１をより簡素な構成とすることができる。

・上記各実施形態において、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を変更するための構成（角度調整装置）は適宜変更可能である。例えば磁束供給体３５の内周側に補助ステータを設け、補助ステータに供給体磁極部３４に対して作用する回転磁界を発生させることで、磁束供給体３５をロータ４に対して相対回転させてもよい。また、例えばロータ４の軸端面に周方向に沿って傾斜した傾斜面を設け、該傾斜面にソレノイドにより軸方向に沿って往復動するピンを押し付けることで、磁束供給体３５をロータ４に対して相対回転させてもよい。

・上記各実施形態では、マグネット磁極部３１に永久磁石２３を１つだけ設けたが、これに限らず、例えば、図１５（ａ）に示すように、周方向において同一の極性（Ｎ極又はＳ極）が対向する一対の永久磁石２３ａ，２３ｂを設けてもよい。なお、永久磁石２３の形状を、長方形板状以外の形状としてもよいことはいうまでもない。

・上記第１〜第３実施形態では、永久磁石２３をロータコア２２の空洞部４４に埋め込む態様で固定したが、これに限らず、例えば図１５（ｂ）に示すように永久磁石２３をロータコア２２の表面に固定してもよい。つまり、ロータ４を所謂表面磁石型のロータとして構成してもよい。同様に、上記第４実施形態において、永久磁石２３をロータコア９１の表面に固定してもよい。

・上記各実施形態では、補助磁石５２，１０２を供給体コア５１，１０１の表面に固定したが、これに限らず、供給体コア５１，１０１に空洞部を形成し、該空洞部に埋め込む態様で固定してもよい。また、供給体コア５１に固定する補助磁石５２の数を半分とし、磁束供給体３５を所謂ハーフマグネット型（コンシクエントポール型）のロータと同様の構成としてもよい。

・上記各実施形態おいて、例えば補助磁石５２，１０２として環状のリング磁石を用いてもよい。なお、この場合において、磁束供給体３５に供給体コア５１，１０１を設けず、補助磁石５２，１０２自体をロータ４の径方向内側に回転可能に支持してもよい。つまり、磁束供給体３５が補助磁石５２，１０２のみからなる構成としてもよい。

・上記第１実施形態において、例えば図１５（ｃ）に示すように、コア本体４１における隣り合うマグネット磁極部３１間に空隙１１１を形成してもよい。このように構成することで、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高トルク角度とした状態で、永久磁石２３で作られる磁束が隣り合うマグネット磁極部３１側に流れることが低減され、コア磁極部３２側に流れるようになるため、ステータ３とコア磁極部３２との間を通過する磁束を増加させることができる。

また、例えば図１５（ｄ）に示すように、マグネット磁極部３１間に追加磁石１１２を設けてもよい。追加磁石１１２は、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高トルク角度とした状態でマグネット磁極部３１と対向する供給体磁極部３４の極性と同一の極性が、該マグネット磁極部３１側に現れるように、該追加磁石１１２の板厚方向（ロータ４の周方向に略沿った方向）に磁化されている。ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高トルク角度とした状態で、追加磁石１１２で作られる磁束がコア磁極部３２側に流れるようになるため、ステータ３とコア磁極部３２との間を通過する磁束を効果的に増加させることができる。

なお、上記第２〜第４実施形態においても同様に、マグネット磁極部３１間に空隙又は追加磁石を設けてもよい。
・上記各実施形態では、隣り合うコア磁極部３２間に空隙４５を形成したが、これに限らず、ステンレス鋼等の非磁性材料を設けてもよい。また、隣り合うコア磁極部３２間に空隙４５等の磁気抵抗部を設けなくてもよい。

・上記各実施形態において、各マグネット磁極部３１とコア磁極部３２との間に空隙を形成してもよい。
・上記各実施形態では、ステータ３のスロット数を６個とし、ロータ４の磁極数を４個又は８個に変更可能とした。しかし、これに限らず、スロット数を３Ｎ個とした場合、ロータ４の磁極数が２Ｎ個又は４Ｎ個となる関係を満たさなくともよく、スロット数及び磁極数は適宜変更可能である。

・上記各実施形態では、回転電機１をインナロータ型のラジアルギャップモータとして構成したが、これに限らず、アウタロータ型のラジアルギャップモータとして構成してもよい。また、回転電機１をアキシャルギャップモータとして構成してもよい。なお、この場合には、上記第４実施形態に示すロータ４及び磁束供給体３５の構造を採用することが好ましい。

・上記各実施形態では、磁束供給体３５の相対角度を高トルク角度とした場合及び高速回転角度とした場合のそれぞれにおいて、供給体磁極部３４の周方向中央位置がマグネット磁極部３１とコア磁極部３２との境界と径方向に対向するようにした。しかし、これに限らず、供給体磁極部３４の周方向中央位置が前記境界と対向しなくてもよく、磁束供給体３５を高トルク角度とした場合には、同じ磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１と反対の極性の供給体磁極部３４が、コア磁極部３２と対向していればよい。同様に、磁束供給体３５を高速回転角度とした場合には、同じ磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１と同一の極性の供給体磁極部３４が、コア磁極部３２と対向していればよい。

また、ロータ４と磁束供給体３５との相対角度を高トルク角度とした場合において、コア磁極部３２と対向する全ての供給体磁極部３４が、該コア磁極部３２と同じ磁極ブロック３３内におけるマグネット磁極部３１の極性と反対の極性とならずともよく、例えば１つの供給体磁極部３４が同じ磁極ブロック３３内におけるマグネット磁極部３１の極性と反対の極性になっていなくてもよい。同様に、ロータ４と磁束供給体３５との相対角度を高速回転角度とした場合において、コア磁極部３２と対向する全ての供給体磁極部３４が、該コア磁極部３２と同じ磁極ブロック３３内におけるマグネット磁極部３１の極性と同一の極性とならずともよく、例えば１つの供給体磁極部３４が同じ磁極ブロック３３内におけるマグネット磁極部３１の極性と同一の極性となっていなくてもよい。

・上記各実施形態では、補助磁石５２を、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高速回転角度とした状態で、コア磁極部３２の極性が同じ磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１と同一になるような量の磁束を供給可能な強さに磁化した。しかし、これに限らず、補助磁石５２を、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高速回転角度とした状態で、コア磁極部３２の極性が同じ磁極ブロック３３のマグネット磁極部３１の極性と反対のままになるような量の磁束しか供給できない強さに磁化してもよい。この場合でも、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高速回転角度にすると、磁束供給体３５からロータ４に供給される磁束は、ステータ３とコア磁極部３２との間を、永久磁石２３で作られる磁束と逆方向に流れるようになる。そのため、ロータ４と磁束供給体３５との相対回転角度を高トルク角度にした場合に比べ、ステータ３とコア磁極部３２との間を通過する磁束が減少する。これにより、誘起電圧を小さく抑えることが可能になり、ロータ４を高速回転させることが可能になる。

・上記各実施形態では、回転電機１を電気自動車やハイブリッド自動車の駆動源として用いたが、これに限らず、例えば電動パワーステアリング装置等の他の装置の駆動源として用いてもよく、また、発電機として用いてもよい。

次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）隣り合う前記マグネット磁極部間には、磁気抵抗の高い磁気抵抗部が設けられたことを特徴とする回転電機。上記構成によれば、ロータと磁束供給体との相対回転角度を高トルク角度とした状態で、永久磁石で作られる磁束が隣り合うマグネット磁極部側に流れることを低減し、コア磁極部側に流れるようにすることで、ステータとコア磁極部との間を通過する磁束を増加させることができる。

（ロ）隣り合う前記マグネット磁極部間には、追加磁石が設けられ、前記追加磁石は、前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度を前記高トルク角度とした状態で前記マグネット磁極部と対向する前記供給体磁極部の極性と同一の極性が該マグネット磁極部側に現れるように磁化されたことを特徴とする回転電機。上記構成によれば、ロータと磁束供給体との相対回転角度を高トルク角度とした状態で、追加磁石で作られる磁束がコア磁極部側に流れるようになるため、ステータとコア磁極部との間を通過する磁束を効果的に増加させることができる。

１…回転電機、３…ステータ、４…ロータ、６…制御装置、１２…ティース、１３…ステータコア、１５…コイル、２１…回転軸、２２，９１…ロータコア、２３，２３ａ，２３ｂ…永久磁石、３１…マグネット磁極部、３２…コア磁極部、３３…磁極ブロック、３４…供給体磁極部、３５…磁束供給体、４１…コア本体、４４，９３…空洞部、４５，９４，９５，１１１…空隙、５１，１０１…供給体コア、５２，１０２…補助磁石、６１…保持機構、６３…第１保持部材、６４…コイルバネ、６５…第１係合部、６６…第２係合部、７１…調整コイル、７２…調整磁極、７５，１１２…追加磁石、８１…角度調整装置、８２…小型モータ、８７…ウォームギヤ。

Claims (9)

1. ステータコア、及び前記ステータコアのティースに設けられるコイルを有するステータと、
   回転軸に一体回転可能に固定されたロータコア、及び前記ロータコアに固定された永久磁石を有するロータとを備えた回転電機において、
   前記ロータは、前記永久磁石の極性に応じた極性が現れるマグネット磁極部、及び前記マグネット磁極部と周方向に隣り合って配置されるコア磁極部を有する複数の磁極ブロックに区分され、
   前記複数の磁極ブロックは、前記各マグネット磁極部のうちの極性の異なる前記マグネット磁極部が周方向において隣り合うとともに前記各コア磁極部が周方向において隣り合うように並んでおり、
   前記ロータに対して相対回転可能に支持されるとともに、異なる極性の供給体磁極部が周方向に並んで形成された磁束供給体と、
   前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度を、高トルク角度と高速回転角度との間で調整する角度調整装置とを備えたことを特徴とする回転電機。
2. 請求項１に記載の回転電機において、
   前記高トルク角度は、一の前記磁極ブロック内における前記コア磁極部と対向する前記供給体磁極部が、該一の磁極ブロック内における前記マグネット磁極部の極性と反対の極性となる角度であり、
   前記高速回転角度は、一の前記磁極ブロック内における前記コア磁極部と対向する前記供給体磁極部が、該一の磁極ブロック内における前記マグネット磁極部の極性と同一の極性となる角度であることを特徴とする回転電機。
3. 請求項２に記載の回転電機において、
   前記磁束供給体は、前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度を前記高速回転角度とした状態で、一の磁極ブロック内において、前記コア磁極部の極性が前記マグネット磁極部の極性と同一になるような量の磁束を供給可能に構成されたことを特徴とする回転電機。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機において、
   前記ステータのスロット数が３Ｎ（ただし、Ｎは自然数）個であり、前記磁極ブロックの数が２Ｎ個であることを特徴とする回転電機。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機において、
   隣り合う前記コア磁極部間には、磁気抵抗の高い磁気抵抗部が設けられたことを特徴とする回転電機。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転電機において、
   隣り合う前記コア磁極部間には、追加磁石が設けられ、
   前記追加磁石は、前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度を前記高トルク角度とした状態で前記コア磁極部と対向する前記供給体磁極部の極性と同一の極性が該コア磁極部側に現れるように磁化されたことを特徴とする回転電機。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機において、
   前記角度調整装置は、
   前記ティースに設けられる調整コイルと、
   前記調整コイルへの通電により前記コア磁極部と対向する部位に調整磁極を発生させる制御装置とを備えたことを特徴とする回転電機。
8. 請求項７に記載の回転電機において、
   前記ロータ及び前記磁束供給体のいずれか一方と一体回転するとともに、第１係合部が形成された第１保持部材と、
   前記ロータ及び前記磁束供給体の他方と一体回転するとともに、前記第１係合部と係合することにより前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度を前記高トルク角度で保持する第２係合部が形成された第２保持部材と、
   前記第１保持部材と前記第２保持部材側とを係合させる係合部材とを備え、
   前記第１及び第２係合部の少なくとも一方は、周方向に対して傾斜した傾斜面を有し、
   前記傾斜面は、前記ロータと前記磁束供給体との相対回転角度が前記高トルク角度にある状態から、前記ロータと前記磁束供給体とが相対回転することにより、該第１係合部と該第２係合部との係合を解除するように形成されたことを特徴とする回転電機。
9. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機において、
   前記角度調整装置は、
   前記ロータ及び前記磁束供給体のいずれか一方と一体回転する小型モータと、
   前記小型モータに駆動連結された駆動ギヤと、
   前記ロータ及び前記磁束供給体の他方と一体回転するとともに、前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤとを備えたことを特徴とする回転電機。