JP2019118173A - 可変界磁回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機特性を調整でき、重量やコストの増加を抑え、さらに大型化を抑えることができる可変界磁回転電機を提供する。【解決手段】可変界磁回転電機１は、ステータ１０と、ロータ２０と、移動体５２とを備えている。移動体は、軸線方向に延在し、非磁性体領域６１と磁石領域６２とが形成されている。ロータは、第１ロータ領域３１と、第２ロータ領域３２とを備えている。第１ロータ領域は、軸線方向において磁石を備えない領域である。第２ロータ領域は、第１、第２の永久磁石を備えた領域である。移動体は、第1ロータ領域と第２ロータ領域とに軸線方向へ移動可能に挿通されている。【選択図】図２

Description

本発明は、可変界磁回転電機に関するものである。

一般の回転電機において、磁石鎖交磁束を大きくして低速回転時のトルク密度を増大させた場合、高速回転時に鉄損や弱め界磁銅損が増大する。一方、回転電機特性(インダクタンス、磁石鎖交磁束など)を回転数やトルクに応じて可変できる可変界磁回転電機が知られている。例えば、可変界磁回転電機として、ワイヤ式牽引装置でステータをロータに対して軸方向に引き抜くことにより、磁石鎖交磁束を低減させて鉄損を低く抑えることができるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−５７２０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の可変界磁回転電機は、界磁を調整するために、ステータを軸方向に引き抜くワイヤ式牽引装置を備えている。ワイヤ式牽引装置は比較的大きな部材である。このため、可変界磁回転電機の重量やコストが増し、さらに、可変界磁回転電機が大型になることが考えられる。

そこで、この発明は、回転電機特性を調整でき、重量やコストの増加を抑え、さらに大型化を抑えることができる可変界磁回転電機を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明の可変界磁回転電機（例えば、実施形態の回転電機１）は、ステータ（例えば、実施形態のステータ１０）と、回転軸（例えば、実施形態のシャフト４０）が設けられたロータ（例えば、実施形態のロータ２０）と、軸方向に延在し非磁性体領域と磁石領域とが形成された移動体（例えば、実施形態の移動体５２）と、を備え、前記ロータは、軸方向において磁石を備えない第１ロータ領域（例えば、実施形態の第１ロータ領域３１）と、磁石（例えば、実施形態の第１、第２の永久磁石２２，２３）を備えた第２ロータ領域（例えば、実施形態の第２ロータ領域３２）と、を備え、前記移動体は、前記第1ロータ領域と前記第２ロータ領域とに前記軸方向へ移動可能に挿通された、ことを特徴とする。

本発明によれば、ロータに第１ロータ領域と第２ロータ領域とを備えた。第１ロータ領域を、軸方向において極に磁石を備えない領域とし、第２ロータ領域を、軸方向において極に磁石を備えた領域とした。第1ロータ領域と第２ロータ領域とに移動体を移動可能に挿通した。移動体には、非磁性体領域と磁石領域とが形成されている。
よって、高速回転時に第２ロータ領域から第１ロータ領域へ移動体の磁石領域を移動することにより、第２ロータ領域においては、磁気装荷が大の状態から電気装荷が大の方向へ特性を変化させることができる。また、第１ロータ領域において、電気装荷が大の状態から磁気装荷が大の方向へ特性を変化させることができる。これにより、回転電機の電気装荷や磁気装荷の特性（すなわち、回転電機特性）を調整できる。

さらに、移動体には、非磁性体領域と磁石領域とが形成されている。よって、回転電機特性を完全に切り替える際には、移動体の磁石領域を第２ロータ領域から第１ロータ領域に移動すればよい。これにより、移動体の長さ寸法のうち、概ね半分の長さ寸法だけ移動体を移動することにより、回転電機特性を完全に切り替えることが可能になる。この結果、回転電機の重量やコストの増加を抑え、さらに回転電機の大型化を抑えることができる。

請求項２に記載した発明は、前記第２ロータ領域はＩＰＭ型である、ことを特徴とする。

本発明によれば、第２ロータ領域の極に磁石を備えた領域とすることにより、第２ロータ領域をＩＰＭ（Interior Permanent Magnet Motor）型とすることができる。ＩＰＭ型とは、ロータの内部に磁石が埋め込まれた回転界磁形式の構成をいう。第２ロータ領域をＩＰＭ型の構成することにより、磁気装荷を大の状態に保つことができ、回転電機のトルクを確保できる。
また、第２ロータ領域をＩＰＭ型の構成とすることにより、第２ロータ領域を、特に回転電機の低速回転においてロータの回転を好適に保つことができる。
さらに、ロータを高速回転させる場合に、例えば、移動体の磁石領域の一部（あるいは、全体）をＩＰＭ型の領域から抜き出すことにより、磁気装荷が大の状態から電気装荷が大の方向へ特性を変化させることができる。これにより、特に回転電機の高速回転においてロータの回転を好適に保つことができる。

請求項３に記載した発明は、前記第１ロータ領域はリラクタンス型である、ことを特徴とする。

本発明によれば、第１ロータ領域をリラクタンス型の構成とすることにより、高速回転に適した領域とすることができる。さらに、ロータを高速回転させる場合に、例えば、移動体の磁石領域の一部（あるいは、全体）をＩＰＭ型の領域からリラクタンス型に挿通することにより、電気装荷が大の状態から磁気装荷が大の方向へ特性を変化させることができる。これにより、特に回転電機の高速回転において、回転電機のトルクを確保できる。

請求項４に記載した発明は、前記第２ロータ領域は、前記移動体がｄ軸上に挿通可能な穴部（例えば、実施形態の第３収納スロット２７）を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、第２ロータ領域の穴部に移動体を挿通させた状態において移動体がｄ軸上に位置する。よって、ロータの周方向において、ロータの極の中央に移動体を配置できる。よって、ロータの極において、ｄ軸の両側に発生する磁束を均等にできる。これにより、特に、ロータの高速回転において、ロータの回転を好適に保つことができる。

この発明によれば、第２ロータ領域から第１ロータ領域へ移動体の磁石領域を移動可能に構成されている。これにより、回転電機特性を調整でき、重量やコストの増加を抑え、さらに大型化を抑えることができる。

本発明の一実施形態における可変界磁回転電機の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態における可変界磁回転電機を示す断面図である。 本発明の一実施形態における可変界磁回転電機を示す図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の一実施形態における可変界磁回転電機を示す図２のＩＶ―ＩＶ線に沿う断面図である。 本発明の一実施形態における可変界磁回転電機においてロータが高速回転の状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態における可変界磁回転電機を示す図５のＶＩ―ＶＩ線に沿う断面図である。 本発明の一実施形態における可変界磁回転電機を示す図５のＶＩＩ―ＶＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の一実施形態における可変界磁回転電機の特性を完全に切り替えるように調整した状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。また、以下の説明では、可変界磁回転電機１を「回転電機１」と略記する。
なお、図３、図４、図６、図７においては、回転電機１の構成の理解を容易にするために破断線を省略して説明する。

図１は、一実施形態の回転電機１の概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、回転電機１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。図１に示すように、回転電機１は、ハウジング２と、ステータ１０と、ロータ２０と、シャフト（回転軸）４０と、可変界磁機構５０と、を備えている。ハウジング２は、ステータ１０、ロータ２０、および可変界磁機構５０を収容するとともに、シャフト４０を回転可能に支持している。なお、ステータ１０、ロータ２０およびシャフト４０は、それぞれ軸線Ｏ（所定軸線）を共通軸線として配置されている。以下、軸線Ｏの延びる方向を軸線方向と称し、軸線Ｏに直交する方向を径方向と称し、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向と称して説明する。

図２は、一実施形態の回転電機１を示す断面図である。図３は、一実施形態の回転電機１における図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、一実施形態の回転電機１における図２のＩＶ―ＩＶ線に沿う断面図である。

図２〜図５に示すように、ステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１に装着された複数層（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル１５と、を備えている。ステータ１０は、コイル１５に電流が流れることにより磁界を発生する。ステータコア１１は、軸線Ｏ方向（軸方向）に延在する円筒状に形成されている。ステータコア１１は、例えば電磁鋼板を軸線方向に複数枚積層することにより形成されている。なお、ステータコア１１は、軟磁性粉を加圧成形することにより形成されていてもよい。
ステータコア１１には、コイル１５が挿入されたコイルスロット１３が周方向に並んで設けられている。コイル１５は、例えば平角線により形成された複数の導体セグメントをステータコア１１のコイルスロット１３に挿入し、ステータコア１１から軸線方向に突出した部分において互いに連結されて構成されたセグメントコイルである。

ロータ２０は、ステータ１０の径方向内側に配置されている。ロータ２０は、ロータコア２１と、複数の第１永久磁石（磁石）２２と、複数の第２永久磁石（磁石）２３とを備えている。ロータコア２１は、軸線方向に一様に延在する円筒状に形成され、ステータコア１１の内周面１１ａに対向配置されている。ロータコア２１は、例えば電磁鋼板を軸線方向に複数枚積層することにより形成されている。なお、ロータコア２１は、軟磁性粉を加圧成形することにより形成されていてもよい。
ロータコア２１の内側には、シャフト４０が挿入され、圧入等により設けられている。これにより、ロータコア２１は、シャフト４０と一体となって、軸線Ｏ回りに回転可能に設けられている。

ロータコア２１には、例えば１／１２周の周角度領域のそれぞれに、第１収納スロット２５、第２収納スロット２６、および第３収納スロット２７が形成されている。第３収納スロット２７は、周方向において、第１収納スロット２５と第２収納スロット２６との間に形成され、ロータコア２１の外周壁２１ａに沿って配置されている。
第３収納スロット２７は、移動体５２（後述する）がｄ軸上に挿通可能な穴部である。

第３収納スロット２７は、軸線Ｏ方向において、第１ロータ領域３１のうち第２ロータ領域３２の反対側の半部を第１スロット部２７ａ、第２ロータ領域３２側の半部を第２スロット部２７ｂとする。また、第３収納スロット２７は、軸線Ｏ方向において、第２ロータ領域３２のうち第１ロータ領域３１側の半部を第３スロット部２７ｃ、第１ロータ領域３１の反対側の半部を第４スロット部２７ｄとする。

第１収納スロット２５は、軸線Ｏ方向から見て、第３収納スロット２７の一端部からロータコア２１の外周壁２１ａに向けて第３収納スロット２７から離れる方向に傾斜状に形成されている。第２収納スロット２６は、軸線Ｏ方向から見て、第３収納スロット２７の他端部からロータコア２１の外周壁２１ａに向けて第３収納スロット２７から離れる方向に傾斜状に形成されている。
第１収納スロット２５、第２収納スロット２６、および第３収納スロット２７は、軸線Ｏ方向から見て、ロータコア２１の外周壁２１ａから離れる方向に向けて湾曲状に配置されている。

ここで、ロータコア２１は、軸線Ｏ方向において、第１ロータ領域３１と、第２ロータ領域３２とが隣接した状態で一体に備えられている。第１ロータ領域３１は、第１収納スロット２５が中空状に確保されている。また、第１ロータ領域３１は、第２収納スロット２６が中空状に確保されている。このように、第１ロータ領域３１の第１収納スロット２５および第２収納スロット２６には、永久磁石が極として備えられていない。
さらに、第３収納スロット２７に移動体５２の非磁性体領域６１（後述する）が収納されている。すなわち、第１ロータ領域３１は、磁石が埋め込まれていないリラクタンス型ロータを構成する。

第２ロータ領域３２は、第１収納スロット２５に第１永久磁石２２が軸線Ｏ方向に延びるように収納されている。第１永久磁石２２は、径方向において、断面矩形状に形成されている。第１収納スロット２５と第１永久磁石２２との隙間にエポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）が充填されることにより、第１収納スロット２５に第１永久磁石２２が収納状態に保持されている。
また、第２収納スロット２６に第２永久磁石２３が収納されている。第２永久磁石２３は、断面矩形状に形成されている。第２収納スロット２６と第２永久磁石２３との隙間にエポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）が充填されることにより、第２収納スロット２６に第２永久磁石２３が収納状態に保持されている。

よって、第２ロータ領域３２の第１収納スロット２５および第２収納スロット２６には、第１永久磁石２２および第２永久磁石２３が極として備えられている。
さらに、第３収納スロット２７に移動体５２の磁石領域６２（後述する）が収納されている。移動体５２の磁石領域６２は、径方向の断面において、中央部６２ｃが回転電機１のｄ軸上に配置されている。中央部６２ｃは、ロータコア２１の径方向に延びる部位である。
すなわち、第２ロータ領域３２は、第１永久磁石２２および第２永久磁石２３が埋め込まれ、移動体５２の磁石領域６２が収納されたＩＰＭ型ロータを構成する。

可変界磁機構５０は、移動体５２と、連結部材５４と、移動機構５６とを備えている。
移動体５２は、軸線Ｏ方向に延在され、第３収納スロット２７に挿通可能に断面矩形状に形成されている。移動体５２は、ロータコア２１のコア幅寸法Ｗ１より僅かに長い移動体長さ寸法Ｌ１に形成されている。また、移動体５２は、非磁性体領域６１と、磁石領域６２とを有する。
磁石領域６２は、永久磁石で形成された部位である。磁石領域６２は、例えば、第２ロータ領域３２の幅寸法Ｗ３と同じ長さ寸法Ｌ３に形成されている。よって、第２ロータ領域３２の第３収納スロット２７には、移動体５２の磁石領域６２の全体が挿通（収納）される。

磁石領域６２は、全周面に被膜層６３がコーティングするように一体成型されている。被膜層６３は、摺動特性（低摩擦係数、耐磨耗性、自己潤滑性）に優れた樹脂材で形成されている。摺動特性に優れた樹脂としては、例えばポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリテトラフルオロエチレン・4フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などが挙げられる。
また、ＰＩ、ＰＯＭ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳなどの樹脂材にカーボンを充填材として追加することにより一層摩擦力を下げることが可能になる。

よって、磁石領域６２が第３収納スロット２７に挿通された状態で移動する際に、第３収納スロット２７の表面に対する磁石領域６２の摩擦力を小さく抑えることができる。
なお、磁石領域６２のうち、軸線Ｏ方向において、非磁性体領域６１側の半部を第１磁石半部６２ａ、非磁性体領域６１の反対側の半部を第２磁石半部６２ｂとして説明する。

非磁性体領域６１は、磁石領域６２と一体に形成され、例えば、第１ロータ領域３１の幅寸法Ｗ２より僅かに大きな長さ寸法Ｌ２に形成されている。よって、第１ロータ領域３１の第３収納スロット２７に移動体５２の非磁性体領域６１の略全体が挿通される。この状態において、非磁性体領域６１の先端部６１ｃが第１ロータ領域３１の端面３１ａから外部に突出される。

非磁性体領域６１は、摺動特性（低摩擦係数、耐磨耗性、自己潤滑性）に優れた樹脂材で形成されている。摺動特性に優れた樹脂としては、例えばＰＩ、ＰＯＭ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳなどが挙げられる。
また、ＰＩ、ＰＯＭ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳなどの樹脂材にカーボンを充填材として追加することにより摩擦力を一層下げることが可能になる。
よって、非磁性体領域６１が第３収納スロット２７に挿通された状態で移動する際に、第３収納スロット２７の表面に対する非磁性体領域６１の摩擦力を小さく抑えることができる。
なお、非磁性体領域６１のうち、軸線Ｏ方向において、磁石領域６２の反対側の半部を第１非磁性体半部６１ａ、磁石領域６２側の半部を第２非磁性体半部６１ｂとして説明する。

移動体５２は、第３収納スロット２７に移動可能に挿通された状態において、非磁性体領域６１の先端部６１ｃが連結部材５４に連通されている。連結部材５４は、例えば、円板状に形成され、外周部５４ａにおいて周方向に間隔をおいて複数の移動体５２が連結されている。複数の移動体５２が連結部材５４に連結された状態において、移動体５２は、第３収納スロット２７に挿通可能に軸線Ｏ方向へ延在されている。
連結部材５４は移動機構５６に連結されている。

移動機構５６は、シリンダ部６４と、ピストン６５と、ピストンロッド６６と、リターンばね６７とを備えている。
シリンダ部６４は、シャフト４０の周壁４０ａに支持された状態において、シャフト４０の周壁４０ａに沿って環状に形成されている。シリンダ部６４の内部にピストン６５が軸線Ｏ方向に摺動自在に収納されている。ピストン６５は、環状に形成され、環状の外周溝６５ａと、環状の内周溝６５ｂとを有する。環状の外周溝６５ａには、外周シール７１が嵌合されている。外周シール７１は、シリンダ部６４の内部において、シリンダ外周壁６４ａに接触されている。
ピストン６５の内周溝６５ｂには、内周シール７２が嵌合されている。内周シール７２は、シリンダ部６４の内部において、シリンダ内周壁６４ｂに接触されている。

よって、シリンダ部６４の内部がピストン６５によって、第１シリンダ室７４と、第２シリンダ室７５とに仕切られている。第１シリンダ室７４は、油供給路７６に連通されている。第２シリンダ室７５には、例えばリターンばね６７が収納されている。
ピストン６５にピストンロッド６６が一体に取り付けられている。ピストンロッド６６は、基端部６６ａがピストン６５に一体に取り付けられている。ピストンロッド６６は、シャフト４０の周壁４０ａに対して間隔をおいて、シャフト４０の周壁４０ａに沿って環状に形成されている。ピストンロッド６６の先端部６６ｂが連結部材５４の中央部５４ｂに連結されている。

実施形態の回転電機１によれば、ロータ２０が高速回転の場合に、第１シリンダ室７４に油供給路７６から油が供給される。第１シリンダ室７４に油が供給されることにより、リターンばね６７のばね力に抗してピストン６５を軸線Ｏ方向に矢印Ａの如く移動する。ピストン６５が移動することにより、ピストンロッド６６、および連結部材５４を介して移動体５２が軸線Ｏ方向に矢印Ａの如く移動する。

一方、ロータ２０が低速回転の場合に、第１シリンダ室７４の油をドレーン回路（図示せず）を経て第１シリンダ室７４から排出する。第１シリンダ室７４から油を排出することにより、リターンばね６７のばね力でピストン６５を軸線Ｏ方向に矢印Ｂの如く移動する。ピストン６５が移動することにより、ピストンロッド６６、および連結部材５４を介して移動体５２が軸線Ｏ方向に矢印Ｂの如く移動する。

つぎに、回転電機１のロータ２０が低速回転の場合において、回転電機１のトルクやロータ２０の回転状態を図２〜図４に基づいて説明する。
図２に示すように、ロータ２０が低速回転の場合に、第１シリンダ室７４の油がドレーン回路を経て第１シリンダ室７４から排出される。よって、リターンばね６７のばね力でピストン６５が第１シリンダ室７４の端部側に保持される。これにより、移動体５２のうち、磁石領域６２が第２ロータ領域３２の第３収納スロット２７全域に収容される。また、移動体５２のうち、非磁性体領域６１が第１ロータ領域３１の第３収納スロット２７全域に収容される。

図３に示すように、第１ロータ領域３１の第１収納スロット２５が中空状に確保されている。第１ロータ領域３１の第２収納スロット２６が中空状に確保されている。第３収納スロット２７に移動体５２の非磁性体領域６１が収納されている。
すなわち、第１ロータ領域３１は、磁石が埋め込まれていないリラクタンス型ロータを構成する。

図４に示すように、第２ロータ領域３２の第１収納スロット２５に第１永久磁石２２が収納状態に保持されている。第２ロータ領域３２の第２収納スロット２６に第２永久磁石２３が収納状態に保持されている。第２ロータ領域３２の第３収納スロット２７に移動体５２の磁石領域６２が収納されている。
すなわち、第２ロータ領域３２は、第１永久磁石２２および第２永久磁石２３が埋め込まれ、移動体５２の磁石領域６２が収納されたＩＰＭ型ロータを構成する。

第２ロータ領域３２をＩＰＭ型とすることにより、第２ロータ領域３２（すなわち、回転電機１）の磁気装荷を大の状態に保つことができる。これにより、回転電機１のトルクを確保できる。
また、第２ロータ領域３２をＩＰＭ型とすることにより、第２ロータ領域３２を、特に回転電機１の低速回転においてロータ２０の回転を好適に保つことができる。

ついで、回転電機１のロータ２０が高速回転の場合において、回転電機１のトルクやロータ２０の回転状態を図５〜図７に基づいて説明する。
図５は、一実施形態の回転電機１においてロータ２０が高速回転の状態を示す断面図である。図６は、一実施形態の回転電機１における図５のＶＩ―ＶＩ線に沿う断面図である。図７は、一実施形態の回転電機１における図５のＶＩＩ―ＶＩＩ線に沿う断面図である。

図５に示すように、ロータ２０が高速回転の場合に、第１シリンダ室７４に油供給路７６から油が供給される。よって、リターンばね６７のばね力に抗してピストン６５が第２シリンダ室７５の端部側に保持される。これにより、移動体５２の磁石領域６２の第１磁石半部６２ａが第２ロータ領域３２の第３収納スロット２７から抜け出して、第１ロータ領域３１の第３収納スロット２７に収納される。また、移動体５２の非磁性体領域６１の第１非磁性体半部６１ａが第１ロータ領域３１の第３収納スロット２７から向け出した状態に保たれる。

図５、図６に示すように、第１収納スロット２５は、第１ロータ領域３１において中空状に確保されている。また、第２収納スロット２６は、第１ロータ領域３１において中空状に確保されている。第３収納スロット２７の第２スロット部２７ｂに磁石領域６２の第１磁石半部６２ａが収納されている。また、第３収納スロット２７の第１スロット部２７ａに非磁性体領域６１の第２非磁性体半部６１ｂが収納されている。

図５、図７に示すように、第１収納スロット２５は、第２ロータ領域３２において第１永久磁石２２が収納状態に保持されている。また、第２収納スロット２６は、第２ロータ領域３２において第２永久磁石２３が収納状態に保持されている。第２ロータ領域３２の第３収納スロット２７において第３スロット部２７ｃに、移動体５２の磁石領域６２の第２磁石半部６２ｂが収納されている。また、第３収納スロット２７の第４スロット部２７ｄが中空状に確保されている。

このように、ロータ２０を高速回転させる場合に、例えば、移動体５２の磁石領域６２の第１磁石半部６２ａを、第３収納スロット２７の第３スロット部２７ｃから抜き出す。よって、第２ロータ領域３２において、磁気装荷が大の状態から電気装荷が大の方向へ特性を変化させることができる。これにより、特に回転電機１の高速回転においてロータ２０の回転を好適に保つことができる。
また、第１ロータ領域３１をリラクタンス型の構成とすることにより、第１ロータ領域３１を高速回転に適した領域とすることができる。さらに、ロータ２０を高速回転させる場合に、例えば、移動体５２の磁石領域６２の第１磁石半部６２ａを、第３収納スロット２７の第３スロット部２７ｃから第３収納スロット２７の第２スロット部２７ｂに収納する。よって、第１ロータ領域３１において、電気装荷が大の状態から磁気装荷が大の方向へ特性を変化させることができる。これにより、特に回転電機１の高速回転において、回転電機のトルクを確保できる。

さらに、第３収納スロット２７の第３スロット部２７ｃに移動体５２の磁石領域６２の第２磁石半部６２ｂを収納させた状態において磁石領域６２の第２磁石半部６２ｂがｄ軸上に位置する。よって、ロータ２０の周方向において、ロータ２０の極の中央に磁石領域６２の第２磁石半部６２ｂを配置できる。これにより、ロータ２０の極（すなわち、第１永久磁石２２、第２永久磁石２３）において、ｄ軸の両側に発生する磁束を均等にできる。したがって、特に、ロータ２０の高速回転において、ロータ２０の回転を好適に保つことができる。

このように、回転電機１によれば、ロータ２０に第１ロータ領域３１と第２ロータ領域３２とを備えた。第１ロータ領域３１に磁石を備えないようにした。また、第２ロータ領域３２の極に第１永久磁石２２および第２永久磁石２３を備えるようにした。さらに、第１ロータ領域３１と第２ロータ領域３２とに移動体５２を移動可能に挿通（収納）させた。移動体５２には、非磁性体領域６１と磁石領域６２とが形成されている。
よって、高速回転時に第１ロータ領域３１から第２ロータ領域３２へ移動体５２の磁石領域６２を移動することにより、第１ロータ領域３１において、電気装荷が大の状態から磁気装荷が大の方向へ特性を変化させることができる。また、第２ロータ領域３２においては、磁気装荷が大の状態から電気装荷が大の方向へ特性を変化させることができる。
これにより、回転電機１の電気装荷や磁気装荷の特性（すなわち、回転電機特性）を調整できる。

図８は、一実施形態の回転電機１の特性を完全に切り替えるように調整した状態を示す断面図である。
ここで、図８に示すように、移動体５２の磁石領域６２を第２ロータ領域３２の第３収納スロット２７から第１ロータ領域３１の第３収納スロット２７に移動することにより、回転電機１の特性を完全に切り替えるように調整することが可能である。
この場合、移動体５２の長さ寸法Ｌ１のうち、磁石領域６２の長さ寸法Ｌ３だけ移動体５２を矢印Ｂ方向へ移動することにより、回転電機１の特性を完全に切り替えることが可能になる。

磁石領域６２の長さ寸法Ｌ３は、移動体５２の長さ寸法Ｌ１の概ね半分の長さ寸法である。よって、磁石領域６２の長さ寸法Ｌ３だけ移動体５２を移動することにより、回転電機１の特性を完全に切り替えることが可能になる。これにより、回転電機１の特性を完全に切り替える際に、移動体５２の移動距離を小さく抑えることができる。したがって、回転電機１の重量やコストの増加を抑え、さらに回転電機１の大型化を抑えることができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第１実施形態では、第２ロータ領域をＩＰＭ型に構成した例について説明したが、これン限らない。その他の例として、第２ロータ領域をＳＰＭ（Surface Permanent Magnet Motor）型とすることも可能である。第２ロータ領域をＳＰＭ型とすることにより磁石の強い磁気を効率的に利用できる。

また、第１実施形態では、第２シリンダ室７５にリターンばね６７を備え、リターンばね６７のばね力でピストン６５（すなわち、ピストンロッド６６）をロータコア２１側に戻す例について説明したが、これに限らない。その他の例として、例えば、リターンばね６７に代えて第２シリンダ室７５に油を供給することにより、ピストンロッド６６をロータコア２１側に戻すことも可能である。

また、第１実施形態では、移動機構５６として油圧式のシリンダを使用した例について説明したが、これに限らない。その他の例として、例えばエア式のシリンダを使用することも可能である。
さらに、移動機構５６はシリンダに限らないで、その他の移動機構を使用することも可能である。

１ 回転電機（可変界磁回転電機）
１０ ステータ
１１ ステータコア
２０ ロータ
２１ ロータコア
２２，２３ 第１、第２の永久磁石（磁石）
２７ 第３収納スロット（穴部）
３１ 第１ロータ領域
３２ 第２ロータ領域
４０ シャフト（回転軸）
５０ 可変界磁機構
５２ 移動体
６１ 非磁性体領域
６２ 磁石領域
Ｏ 軸線

Claims (4)

1. ステータと、
   回転軸が設けられたロータと、
   軸方向に延在し非磁性体領域と磁石領域とが形成された移動体と、を備え、
   前記ロータは、軸方向において磁石を備えない第１ロータ領域と、磁石を備えた第２ロータ領域と、を備え、
   前記移動体は、前記第１ロータ領域と前記第２ロータ領域とに前記軸方向へ移動可能に挿通された、
   ことを特徴とする可変界磁回転電機。
2. 前記第２ロータ領域はＩＰＭ型である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の可変界磁回転電機。
3. 前記第１ロータ領域はリラクタンス型である、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変界磁回転電機。
4. 前記第２ロータ領域は、前記移動体がｄ軸上に挿通可能な穴部を有する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変界磁回転電機。

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