(57)【要約】【課題】  高速回転時において過大な電圧が発生しないようにし、かつ、発電出力を低下させないようにした永久磁石式回転機を提供するものである。【解決手段】  円筒状の回転子コア外周側に、円周方向に隣合う磁極が互いに異極となるように配置された永久磁石を有する回転子３、円筒状の固定子コア２の内周側に巻線７を巻装した固定子４とを備え、回転子３の磁極と固定子４の磁極とが対向して磁気的空隙８を形成するように回転子３が固定子４の内周側に回転軸１に固定されて配置されて回転子３が回転軸１を中心として回転できるようにした永久磁石式回転機において、回転子３の側面の内径より大きな内径を有し側面の外径より小さな外径を有し、回転軸１の軸方向に摺動自在に設置された磁性体からなる制御盤１００と、制御盤１００を回転子３の側面に近接及び離反させる制御盤制御装置１０１とを具備したものとする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状または円柱状の界磁コア及び上記界磁コアの外周側に円周方向に隣合う磁極が互いに異極となるように配置された永久磁石を有する界磁ユニットと、円筒状の電機子コア及び上記電機子コアの内周に巻線が巻装されて形成された磁極を有する電機子ユニットとを備え、上記界磁ユニットの磁極と上記電機子ユニットの磁極とが対向して磁気的空隙を形成するように上記界磁ユニットと上記電機子ユニットとが同一の軸に配置されて上記界磁ユニットまたは上記電機子ユニットのいずれか一方が上記軸を中心として回転できるようにした永久磁石式回転機において、
上記界磁ユニットの外径より小さな外径を有し、上記軸を貫通し、上記軸の軸方向に摺動できるように設置された磁性体からなる制御盤と、
上記制御盤を上記軸方向へ摺動させて上記界磁ユニットの側面に、高速回転時には近接させ低速回転時には離反させる制御盤制御装置とを具備したことを特徴とする永久磁石式回転機。
【請求項２】
円筒状の界磁コア及び上記界磁コアの内周側に円周方向に隣合う磁極が互いに異極となるように配置された永久磁石を有する界磁ユニットと、円筒状または円柱状の電機子コア及び上記電機子コアの外周に巻線が巻装されて形成された磁極を有する電機子ユニットとを備え、上記界磁ユニットの磁極と上記電機子ユニットの磁極とが対向して磁気的空隙を形成するように上記界磁ユニットと上記電機子ユニットとが同一の軸に配置されて上記界磁ユニットまたは上記電機子ユニットのいずれか一方が上記軸を中心として回転できるようにした永久磁石式回転機において、
上記界磁ユニットの外径より小さな外径と上記界磁ユニットの内径より大きな内径とを有し、上記軸を貫通し、上記軸の軸方向に摺動できるように設置された磁性体からなる制御盤と、
上記制御盤を上記軸方向へ摺動させて上記界磁ユニットの側面に、高速回転時には近接させ低速回転時には離反させる制御盤制御装置とを具備したことを特徴とする永久磁石式回転機。
【請求項３】
上記制御盤は、積層された強磁性体あるいは圧粉磁心からなることを特徴とする請求項１または２記載の永久磁石式回転機。
【請求項４】
上記界磁ユニットが回転し、上記制御盤は、上記界磁ユニットと同期して回転するように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の永久磁石式回転機。
【請求項５】
上記永久磁石は上記回転方向に着磁されており、上記界磁ユニットが弱磁性体からなるスリーブを介して設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の永久磁石式回転機。
【請求項６】
上記界磁ユニットが弱磁性体からなるスリーブを介して設けられ、上記スリーブの軸方向の一端に切り欠きを設けて、上記スリーブの軸方向長さを上記界磁ユニットの軸方向長さよりも短く形成し、かつ、上記制御盤を円盤部と上記円盤部から軸方向に突出した突起部とを有する形状とし、上記制御盤を界磁ユニットに近接させた際に上記突起部が上記切り欠き内に収まるように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の永久磁石式回転機。
【請求項７】
上記制御盤制御装置は、流体を用いた流体圧によって駆動されることを特徴とする請求項１または２記載の永久磁石式回転機。
【請求項８】
上記流体の流路が、上記界磁ユニットの上記磁気ギャップを形成する周と反対側の周側を通るように設けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項７記載の永久磁石式回転機。
【請求項９】
上記制御盤制御装置は、制御盤制御用モータとボールネジとを有し、上記制御盤にはネジ穴が設けられ、上記制御盤制御用モータを回転させることにより上記ボールネジを回転させ、上記制御盤を上記界磁ユニットの側面に近接または離反させることを特徴とする請求項１または２記載の永久磁石式回転機。
【請求項１０】
上記制御盤は、上記界磁ユニットの軸方向両側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の永久磁石式回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子に永久磁石を用いた、例えば、車載の発電機あるいは電動機等の永久磁石式回転機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石式回転機は回転子における損失が少ないため、車載のバッテリを充電するのに利用される。エンジンの回転数に応じて発電出力が得られるが、エンジンが高速回転している時には高電圧が出力される。エンジンが低速回転している時に適切な出力が得られる回転機では、高速回転時に過大な電圧が発生しないように抑制して、回転機に接続される負荷に過負荷が加わらなようにしている。
【０００３】
上記車載のバッテリ充電用に利用されるような永久磁石式回転機として、従来から高速回転時に過大な電圧が発生しないように抑制するための様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、固定子の磁極の回転子に近い部分に巻線を設けない露出部を設け、皿状の磁性体からなる制御板が固定子の軸方向に駆動されて固定子の露出部側面に近接及び離反されるような構造により、エンジンが高速回転している時に、制御板を固定子に近接させ、回転子の磁束を制御板及び固定子の巻線のない露出部に鎖交させて回転子の交番磁束の一部を短絡させることにより過大な電圧が発生しないように制御する永久磁石式回転機が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３２２５８４号公報（第２−４頁、図１−図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されたような永久磁石式回転機においては、高速回転時に、回転子の永久磁石に基づく磁束を制御板及び固定子の巻線のない露出部に鎖交させる場合、回転機の軸方向の長さ分の磁束量を軸方向へ通すだけの磁路を確保する必要があり、そのためには固定子の巻線のない露出部の径方向の大きさを大きくする必要がある。そのため、巻線を巻回するスペースが小さくなり、巻線の巻回の作業がしにくい上、巻線占積率が低下して巻線抵抗が大きくなり、ひいては回転機内で消費する損失（銅損）が大きくなり発電出力が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するものであり、発電出力を低下させず、かつ、高速回転時において過大な電圧が発生しないようにした永久磁石式回転機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る永久磁石式回転機は、円筒状または円柱状の界磁コア及び上記界磁コアの外周側に円周方向に隣合う磁極が互いに異極となるように配置された永久磁石を有する界磁ユニットと、円筒状の電機子コア及び上記電機子コアの内周に巻線が巻装されて形成された磁極を有する電機子ユニットとを備え、上記界磁ユニットの磁極と上記電機子ユニットの磁極とが対向して磁気的空隙を形成するように上記界磁ユニットと上記電機子ユニットとが同一の軸に配置されて上記界磁ユニットまたは上記電機子ユニットのいずれか一方が上記軸を中心として回転できるようにした永久磁石式回転機において、
上記界磁ユニットの外径より小さな外径を有し、上記軸を貫通し、上記軸の軸方向に摺動できるように設置された磁性体からなる制御盤と、
上記制御盤を上記軸方向へ摺動させて上記界磁ユニットの側面に、高速回転時には近接させ低速回転時には離反させる制御盤制御装置とを具備したものである。
【０００８】
また、円筒状の界磁コア及び上記界磁コアの内周側に円周方向に隣合う磁極が互いに異極となるように配置された永久磁石を有する界磁ユニットと、円筒状または円柱状の電機子コア及び上記電機子コアの外周に巻線が巻装されて形成された磁極を有する電機子ユニットとを備え、上記界磁ユニットの磁極と上記電機子ユニットの磁極とが対向して磁気的空隙を形成するように上記界磁ユニットと上記電機子ユニットとが同一の軸に配置されて上記界磁ユニットまたは上記電機子ユニットのいずれか一方が上記軸を中心として回転できるようにした永久磁石式回転機において、
上記界磁ユニットの外径より小さな外径と上記界磁ユニットの内径より大きな内径とを有し、上記軸を貫通し、上記軸の軸方向に摺動できるように設置された磁性体からなる制御盤と、
上記制御盤を上記軸方向へ摺動させて上記界磁ユニットの側面に、高速回転時には近接させ低速回転時には離反させる制御盤制御装置とを具備したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る永久磁石式回転機によれば、高速回転時に過大な電圧が発生するのを抑制することができ、かつ、電機子ユニットの巻線スペースは変えないようにできるので、発電出力を低下させないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態１を示す断面図である。同図に示したように、永久磁石式回転機は、鋼板を円筒状に成形したフレーム３０に焼嵌めもしくは冷し嵌めされた円筒状の電磁鋼板を積層してなる固定子コア（電機子コア）２及び固定子コア２に巻装された巻線７を有する固定子（電機子ユニット）４と、回転軸１と、回転軸１を中心軸として回転軸１に固定された回転子（界磁ユニット）３と、フレーム３０に固定され回転軸１を回転できるように支持する軸受け５と、回転軸１の少なくとも一方の端部に取り付けられたプーリー６と、回転軸１を貫通し軸方向へ摺動できるように設置された磁性体からなる制御盤１００と、制御盤１００を軸方向へ摺動させて回転子３の側面に近接させたり離反させたりすることができる制御盤制御装置１０１とを備えている。
【００１１】
回転子１は、固定子コア２の内周側に、回転子３の磁極と固定子コア２の磁極とが対向して磁気的空隙８を形成するように配置され、フレーム３０に固定された軸受け５に支持されて固定子コア２と同軸に回転する。プーリー６は、ベルト等を介してエンジンに連結され、エンジンがベルト等を介してプーリー６を回すことにより回転子３が回転し、回転子３の回転磁束を受けた固定子４が磁束の変化に伴って下記（式１）の起電力Ｖを発生する構成となっている。
Ｖ＝∂φ／∂ｔ    （式１）
ここで、φはコイルに鎖交する磁束量、ｔは時間である。
【００１２】
図２は、固定子部分の軸方向と垂直な断面を示す断面図である。図２に示したように、回転子３は、略円筒状の鋼等の強磁性体からなる回転子コア３３に、隣り合う極が異極となるように、太線の矢印で示した半径方向に着磁された永久磁石３４が周方向に配設され、さらに、永久磁石３４の外周には強磁性体からなる磁石キャップ３２が貼付され、各永久磁石３４の間にはアルミや樹脂などの弱磁性体でできた磁石押さえ３５を備えている。
【００１３】
次に、上記のように構成された本実施の形態１における永久磁石式回転機の動作について説明する。エンジンが低速回転しているときは、制御盤制御装置１０１によって制御盤１００を回転子３の側面から適切な距離をもたせて離反させる。
【００１４】
図３（ａ）は、制御盤１００が回転子３から遠ざかっている場合に磁束が鎖交する様子を示す断面図である。図３（ａ）に示したように、回転子３と制御盤１００との間の距離が回転子３と固定子４との磁気的空隙８よりも大きい場合、永久磁石３４より発生した磁束線９は固定子４側へと鎖交し、隣の永久磁石３４へ流れる。すなわち、この場合は固定子４に備え付けられた巻線７に多くの磁束量が鎖交するようになる。この場合、適切な磁束量になるように制御盤制御装置１０１で制御盤１００の位置を調節すると、低速回転でも大きな出力を得ることができる。
【００１５】
図３（ｂ）は、制御盤１００が回転子３に近づいている場合に磁束が鎖交する様子を示す断面図である。図３（ｂ）に示したように、回転子３と制御盤１００との間の距離が回転子３と固定子４との磁気的空隙８よりも小さい場合、永久磁石３４から発生した磁束線９は制御盤１００へと鎖交し、発生源の永久磁石３４へ流れ返る。すなわち、この場合は固定子４に備え付けられた巻線７に鎖交する磁束が少なくなる。エンジンの回転数が上昇した場合は、制御盤制御装置１０１によって制御盤１００を回転子３の側面に適切な距離を持たせて近づけることにより、高速回転時における過大な起電力が抑制される。
【００１６】
図４は、回転子３の回転速度と発電出力との関係の一例を示す図である。制御盤１００がない場合には点線で示したように回転子３の回転速度に比例して直線的に発電出力が増大するが、本実施の形態１によれば、高速回転時に制御盤１００を回転子３に近接させて永久磁石３４に基づく磁束線９を短絡させ、固定子４の巻線７に鎖交させる磁束量を制御することで発電出力を一定の回転速度の範囲内で一定に保つことができる。このような制御により、永久磁石式回転機に接続された機器に過大な電圧が印加されるのを防ぐことができる。
【００１７】
以上のように、本実施の形態１によれば、エンジンの回転数に応じて制御盤１００を回転子３の側面に近接、離反させることで、低速回転時においても大出力を得て充電することができ、高速回転時には過大な電圧を抑制して永久磁石式回転機に接続された機器の損傷を防ぐことができる。
【００１８】
また、本実施の形態１においては、高速回転時において磁束を固定子４に鎖交させないための短絡磁路として、回転子３および制御盤１００だけに鎖交させるようにして、固定子４の巻線７を構成するスペースは変えないようにしているので、発電出力を低下させることはない。
【００１９】
実施の形態２．
図５は、本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態２を示す斜視図であり、制御盤１００の構造を示している。本実施の形態２では、制御盤１００を、薄板鋼板を磁束の鎖交する向きに積層して形成している。制御盤１００がブロック状の鉄心であれば、渦電流が発生し、過電流損失が増えてしまう。
【００２０】
本構成によれば、磁束の鎖交方向に薄板鋼板が積層されているため、制御盤１００に鎖交する磁束が交番する際に渦電流が発生しにくくなり、ひいては制御盤１００の過電流損失を低減できるという効果がある。制御盤１００は、圧粉磁心を用いて形成しても薄板鋼板を積層したのと同じ効果が得られる。
【００２１】
実施の形態３．
本実施の形態３は、図１及び図３に示した回転子３と制御盤１００とが回転軸１を中心にしてほぼ同期して回転するように構成したものである。
【００２２】
本実施の形態３によれば、回転子３の永久磁石３４から生じる磁束が制御盤１００においてほとんど交番しないか、交番してもその周波数を低減することができる。すなわち、渦電流が小さくなり、ひいては制御盤１００の過電流損失を低減できるという効果がある。
【００２３】
実施の形態４．
図６は、本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態４の回転子３を示す断面図である。実施の形態１では、半径方向に着磁された永久磁石３４を用いたが、本実施の形態４では、周方向に着磁された永久磁石３７を用いている。図６に示したように、回転子３は、強磁性体の回転子コア３３に、周方向に着磁された永久磁石３７を隣り合う極が互いに異極となるように配置し、回転子コア３３の内周側にはＳＵＳなどの弱磁性体からなるスリーブ３６を嵌合わせて構成される。
【００２４】
図７（ａ）は、制御盤１００を回転子３から遠ざけた場合の磁束線図を、図７（ｂ）は制御盤１００を回転子３に近づけた場合の磁束線図を示している。図７（ａ）に示したように、制御盤１００を回転子３から遠ざけることにより固定子４の巻線７に鎖交する磁束量を多くし、図７（ｂ）に示したように、制御盤１００を回転子３に近接させることにより固定子４の巻線７に鎖交する磁束量を少なくすることができる。
【００２５】
本実施の形態４によれば、上記実施の形態１と同様に、固定子４の巻線７に鎖交させる磁束量を制御することで発電出力を一定の回転速度の範囲内で一定に保つことができる。このような制御により、永久磁石式回転機に接続された機器に過大な電圧が印加されるのを防ぐことができる。
【００２６】
また、本実施の形態によれば、図２で示した半径方向に着磁された永久磁石３４を用いた場合の回転子構造よりも構成を簡略化することができ、部品点数も少なく、安価に構成できるという利点がある。
【００２７】
また、後述のように、永久磁石３７の埋め込み深さに依存しない磁気回路設計が可能であり、永久磁石３７の体積を大きくできるため、低速回転時に大きな発電出力を得るための磁束量を得ることができる。
【００２８】
実施の形態５．
図８は、本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態５を示す斜視図であり、制御盤の構造を示している。図９（ａ）は、制御盤１０２を回転子３から遠ざけた場合の磁束線図を、図９（ｂ）は制御盤１０２を回転子３に近づけた場合の磁束線図を示している。
【００２９】
上記実施の形態１ないし４において、制御盤１００は、断面が略長方形の円盤の例を示したが、本実施の形態５では、図８に示したように、制御盤１０２には円盤１０２ａの内周側から軸方向に突出した突起部１０２ｂを有し、断面が略Ｌ字形のものとしている。また、図９に示したように、スリーブ３６の軸方向一端を切り欠き、長さを回転子コア３３及び永久磁石３４の軸方向長さよりも短く形成して永久磁石３７と回転軸１との間に窪みを形成している。
【００３０】
本実施の形態５によれば、制御盤１０２に軸方向に突出した突起部１０２ｂを設け、断面を略Ｌ字とし、永久磁石３７と回転軸１との間の窪み（切り欠き内）を設けているので、制御盤１０２を回転子３に近接させたときに突起部１０２ｂが切り欠き内に入り込めるので、制御盤１０２の軸方向の長さを短くしても制御盤１０２の断面面積を同一断面積とすることができ、上記実施の形態１ないし４の場合より、永久磁石式回転機全体の軸長を短くすることができる。
【００３１】
実施の形態６．
図１０及び図１１は、上記実施の形態１で示した制御盤制御装置１０１の一例をより詳細に示した断面図である。
図１０に示したように、制御盤制御装置は、永久磁石式回転機のフレーム３０よりも外側に配置されたセレクタバルブ８６とシリンダ８５を備え、制御盤１００は、ピストンシーリング８２によって軸方向へ摺動自在なようにシリンダ８５内に格納されてピストン状に構成されている。シリンダ８５内は、制御盤１００によって第１室８０と第２室８１に仕切られ、回転軸１には第１室８０につながる流体である気体あるいは液体の流路及び第２室８１につながる気体あるいは液体の流路が形成され、セレクタバルブ８６を制御することによって各流路から流体を第１室８０または第２室８１へ送り込むことができる。
【００３２】
図１０（ａ）の構成において、第１室８０へ流体を送り込むようにセレクタバルブ８６を制御すれば、図１０（ｂ）のように制御盤１００（１０２）を回転子３の側面へ近づけることができる。また、逆に、第２室８１へ流体を送り込むようにセレクタバルブ８６を制御すれば、図１０（ａ）のように制御盤１００（１０２）を回転子３の側面から遠ざけることができる。流体により制御盤１００（１０２）を駆動する構造とすることにより、流体として自動車に搭載されている油圧系や空気圧系に用いる流体を流用できるため、車体に他の系統を持つことなく、制御盤１００（１０２）を制御できるという利点がある。
【００３３】
なお、本実施の形態６において、セレクタバルブ８６を永久磁石式回転機のフレーム３０よりも外側に配置したが、フレーム３０の内側に配置してもよい。
【００３４】
また、図１１に示したように、セレクタバルブ８６から第１室８０及び第２室８１までの流路が回転子３の内側（磁気的空隙８が形成される周と反対側の周側を通るようにすることにより、回転子３を冷却する効果が得られる。
【００３５】
実施の形態７．
図１２は、上記実施の形態１で示した制御盤制御装置１０１の他の例をより詳細に示した断面図である。
図１２に示したように、制御盤制御装置は、制御盤制御用モータ９１の固定子９２、回転子９３、回転子９３の外側に刻まれたギヤの歯９５、ギヤの歯９５のさらに外周に配置されたギヤの歯９５と噛み合う歯車９４、歯車９４を固定するボールネジ９０を備えている。固定子９２は回転軸１に焼嵌めなどにより固定されている。
【００３６】
回転子９３は制御盤制御用モータ９１の固定子９２に対して回転自在に備え付けられ、制御盤制御用モータ９１の回転とともに回転子９３の外側に刻まれたギヤの歯９５が回転し、ギヤの歯９５の回転により歯車９４が回転することによりボールネジ９０が回転できるように構成されている。制御盤１００（１０２）には、複数のネジ穴が設けてあり、このネジ穴にボールネジ９０が貫通して設置されており、ボールネジ９０の回転方向により制御盤１００（１０２）は回転子３に対して近接または離反する位置制御が可能である。
【００３７】
図１２（ａ）は制御盤１００（１０２）を回転子３から遠ざけた場合を、図１２（ｂ）は制御盤１００（１０２）を回転子３に近づけた場合を示している。ここで、制御盤制御用モータ９１に供給される電力は、スリップリングや誘導集電などにより供給される。制御盤制御用モータ９１を電気的に制御することで、制御盤１００（１０２）を応答性良く制御できる。
【００３８】
実施の形態８．
図１３は、本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態８を示す断面図である。実施の形態１ないし７では、磁石盤１００（１０２）を回転子３の両側面の片方のみに配置していたが、本実施の形態８では、図１３に示したように、磁石盤１００（１０２）を回転子３の軸方向の両側に配置している。
【００３９】
図１４は、本実施の形態８における回転数と誘起電圧との関係を示す図である。図１４の実線から直線状に延びた破線は制御盤がない場合であり、実線は実施の形態１のように片側に制御盤を設けた場合であるが、本実施の形態８のように回転子３の両側に配置すると、磁束量の可変範囲が大きくできるため、実線からさらに延びた破線で示すより大きな回転数の範囲にわたって一定の発電出力を得ることが可能となる。
【００４０】
実施の形態９．
図１５は、実施の形態１で示した半径方向に着磁された永久磁石３４を用いた場合の回転子の構成を示す断面斜視図であり、円筒状の回転子コア３３上に表面積がＳｍａｇの永久磁石３４と、磁石キャップ３２とを有する回転子及び回転子に近接させた円盤状の制御盤１００の永久磁石３４を含む一部を切り取って示している。
【００４１】
図１５において、永久磁石３４上部の磁石キャップ３２の断面積ＳＩｒｏｎ２に関して漏れ磁路が有効に作用するためには下記（式２）を満たす必要がある。
Ｓｍａｇ×Ｂｍａｇ  ≦  ＢＩｒｏｎ×ＳＩｒｏｎ  （式２）
ここで、Ｂｍａｇは永久磁石３４内における磁束密度，ＢＩｒｏｎは制御盤１００内における磁束密度である。
【００４２】
ＢｍａｇおよびＢＩｒｏｎは永久磁石３４や回転子コア３３の材質によって決まる。永久磁石３４の幅をＬｍａｇ、回転子コア３３の幅をＬｃとしたとき、上記（式２）は下記（式３）となる。
Ｌｍａｇ×Ｌｃ×Ｂｍａｇ  ≦  ＢＩｒｏｎ×Ｌ×Ｌｍａｇ              （式３）
【００４３】
上記（式３）は、下記（式４）となる。
Ｌｃ×Ｂｍａｇ／ＢＩｒｏｎ  ≦  Ｌ              （式４）
【００４４】
上記（式４）のＬは永久磁石３４の体積に影響を与える。上記（式４）に依ればＬｃが大きければＬも当然大きくなる。回転子は円筒形状であるので、永久磁石３４の回転軸と垂直な断面の形状は扇形であり、埋込深さＬが大きい中心に近い位置にある場合は永久磁石３４の体積が小さくなる。そのため、低速回転時に大きな発電出力を得るための磁束量を得ることができない。
【００４５】
図１６は、本実施の形態９の回転子の構成を示す断面斜視図であり、回転子は円筒状の回転子コア３３に周方向に着磁された永久磁石３７を周方向に一定間隔で配置して構成されるものである。
【００４６】
図１６に示した構成によれば、隣合う永久磁石３７の間の回転子コア３３が漏れ磁路になる。すなわち、永久磁石３７の埋め込み深さに依存しない磁気回路設計が可能であり、永久磁石３７の体積を大きくできるため、低速回転時に大きな発電出力を得るための磁束量を得ることができる。
【００４７】
なお、実施の形態１ないし９では、発電機の特性を例にして説明したが、本発明を電動機に適用しても良い。電動機に適用した場合は、低速回転で大トルクを出力し、かつ高速まで効率よく運転することができる電動機を得ることができる。
【００４８】
また、実施の形態１ないし９では、回転子（界磁ユニット）３が固定子（電機子ユニット）４の内側にある所謂インナーロータの例を示したが、内周側に永久磁石が配置されて磁極が形成された回転子（界磁ユニット）３を外周側に巻線が巻装されて磁極が形成された固定子（電機子ユニット）４の外側に、回転子（界磁ユニット）３の磁極と固定子（電機子ユニット）４の磁極とを対向させて磁気的空隙を形成して配置する、所謂アウタロータとしても良い。この場合も、インナーロータの場合と同様、制御盤を軸方向に摺動させて回転子の側面に対して近接及び離反させる構造とすればよい。
【００４９】
また、実施の形態１ないし９では回転子３を回転させるようにしたが、回転子（界磁ユニット）３と固定子（電機子ユニット）４とを同軸に配し、回転子（界磁ユニット）３を固定子、固定子（電機子ユニット）４を回転させるようにしてもよい。この場合も、制御盤を軸方向に摺動させて回転子の側面に対して近接及び離反させる構造とすればよい。
【００５０】
また、アウタロータとした場合にも、回転子（界磁ユニット）３及び固定子（電機子ユニット）４のいずれか一方を回転させるようにすることができ、回転する側にプーリーを取り付ければよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る永久磁石式回転機は、車載のバッテリを充電するための発電機あるいは工作機械を駆動するための電動機等に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態１を示す断面図である。
【図２】固定子部分の軸方向と垂直な断面を示す断面図である。
【図３】制御盤を回転子から遠ざけた場合及び近接させた場合の磁束線を示す断面図である。
【図４】回転子の回転速度と発電出力との関係の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態２を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態４の回転子を示す断面図である。
【図７】制御盤を回転子から遠ざけた場合及び近接させた場合の磁束線図である。
【図８】本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態５を示す斜視図である。
【図９】制御盤を回転子から遠ざけた場合及び近接させた場合の磁束線を示す断面図である。
【図１０】上記実施の形態１で示した制御盤制御装置の一例をより詳細に示した断面図である。
【図１１】上記実施の形態１で示した制御盤制御装置の一例をより詳細に示した断面図である。
【図１２】上記実施の形態１で示した制御盤制御装置の他の例をより詳細に示した断面図である。
【図１３】本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態８を示す断面図である。
【図１４】回転子の回転速度と発電出力との関係の一例を示す図である。
【図１５】実施の形態１で示した半径方向に着磁された永久磁石を用いた場合の回転子及び制御盤の構成を示す断面斜視図である。
【図１６】本発明に係る永久磁石式回転機の実施の形態９における周方向に着磁された永久磁石を用いた場合の回転子及び制御盤の構成を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  回転軸、２  固定子コア、３  回転子、４  固定子、５  軸受け、６プーリー、
７  巻線、８  磁気的空隙、９  磁束線、３０  フレーム、３２  磁石キャップ、
３３  回転子コア、３４  永久磁石、３５  磁石押さえ、３６  スリーブ、
３４  永久磁石、８０  第一の流体系、８１  第二の流体系、
８２  ピストンシーリング、８３  シーリング、８５  シリンダ、
８６  セレクタバルブ、９０  ボールネジ、９１制御盤制御用モータ、
９２制御盤制御用モータの固定子、９３  制御盤制御用モータの回転子、９４  歯車、
９５  ギヤ、９６  ネジ穴、１００，１０２制御盤、１０１制御盤制御装置、
１０２ａ  円盤部、１０２ｂ  突起部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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