(57)【要約】【課題】ロータと２つのステータとの間のギャップ量を変化させるアキシャル型モータにおいて、ロータ回転軸方向に関するロータの支持剛性を下げることを可能にする。【解決手段】ステータ１２−１，１２−２は互いに対向配置されたラック４４−１，４４−２とそれぞれ連結されており、ラック４４−１，４４−２の歯の延設方向はロータ回転軸方向と略平行である。ケーシング５０に回転可能に支持されたピニオン４６はラック４４−１，４４−２と噛み合っており、ピニオン４６の自転とともにラック４４−１，４４−２が互いにロータ回転軸方向の反対側へ移動する。これによって、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量が変化するとともに、ロータ回転軸方向に関するステータ１２−１，１２−２の移動量が等しく保たれる。【選択図】図１
2006014466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸まわりに回転可能なロータと、
回転軸方向に関してロータを挟んで対向配置された第１及び第２のステータと、
前記回転軸方向に関するロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を変化させることができるように、第１及び第２のステータを該回転軸方向に移動可能な状態で支持する移動機構と、
を有するアキシャル型モータであって、
前記移動機構は、第１及び第２のステータを互いに前記回転軸方向の反対側へ移動させるとともに第１及び第２のステータの該回転軸方向に関する移動量を等しく保つように、第１及び第２のステータを支持する機構であることを特徴とするアキシャル型モータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアキシャル型モータであって、
前記移動機構は、
第１のステータに連結された第１のラックと、
第１のラックと対向配置され、第２のステータに連結された第２のラックと、
第１及び第２のラックと噛み合い、第１及び第２のラックの移動方向の並進運動に関して固定されたピニオンと、
を含み、ピニオンの自転とともに第１及び第２のラックが互いに反対側へ移動し、かつ第１及び第２のラックの移動量が等しく保たれる差動歯車機構であることを特徴とするアキシャル型モータ。
【請求項３】
請求項２に記載のアキシャル型モータであって、
第１及び第２のラックの移動方向が前記回転軸方向と略平行であることを特徴とするアキシャル型モータ。
【請求項４】
請求項２に記載のアキシャル型モータであって、
前記回転軸方向に対する第１及び第２のラックの移動方向が、第１及び第２のステータの周方向に関して斜めに設定されていることを特徴とするアキシャル型モータ。
【請求項５】
請求項１または２に記載のアキシャル型モータであって、
前記移動機構は、第１及び第２のステータの前記回転軸方向への移動とともに、第１のステータと第２のステータとの間における前記回転軸まわりの相対捩れ角度も変化可能な状態で、第１及び第２のステータを支持する機構であることを特徴とするアキシャル型モータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載のアキシャル型モータであって、
前記回転軸方向に関するロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を増大させるための移動力を第１及び第２のステータに付加する移動力付加手段をさらに有することを特徴とするアキシャル型モータ。
【請求項７】
請求項６に記載のアキシャル型モータであって、
ロータに配設された永久磁石と第１及び第２のステータに配設されたコイルとの間に作用する磁気力を変化させることで、第１及び第２のステータを前記回転軸方向に移動させることを特徴とするアキシャル型モータ。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１に記載のアキシャル型モータであって、
第１及び第２のステータを前記回転軸方向に移動させるアクチュエータをさらに有することを特徴とするアキシャル型モータ。
【請求項９】
請求項４または５に記載のアキシャル型モータであって、
ロータに回転力を作用させるように第１及び第２のステータに配設されたコイルの少なくとも一方に電流を流すことで、第１のステータと第２のステータとの間における前記回転軸まわりの相対捩れ角度を変化させるとともに、第１及び第２のステータを前記回転軸方向に移動させることを特徴とするアキシャル型モータ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１に記載のアキシャル型モータであって、
第１及び第２のステータを固定可能な固定機構を有し、
前記回転軸方向に関するロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を変化させるときは、第１及び第２のステータの該固定機構による固定を解除することを特徴とするアキシャル型モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアキシャル型モータに関し、特に、ロータとステータとの間のギャップ量を変化させることができるアキシャル型モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のアキシャル型モータの従来例が下記特許文献１に開示されている。特許文献１においては、ラックの刻まれた支持棒がロータ回転軸に対して平行かつオフセットした状態でステータに取り付けられており、ラックにピニオンが噛み合わされている。ピニオンを回転させることで、ラックが駆動されてステータがロータ回転軸方向（アキシャル方向）に移動する。これによって、ロータとステータとの間のギャップ量を変化させ、ロータの永久磁石からステータのコイルへ鎖交する磁束を変化させている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４７８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、２つのステータが互いにロータを挟んでロータ回転軸方向に対向配置されたアキシャル型モータにおいては、ロータと２つのステータとの間のギャップ量を等しく設定することで、ロータと２つのステータとの間に作用する吸引力（磁気力）を釣り合わせることができる。したがって、この２つのステータを有するアキシャル型モータにおいては、ステータが１つの場合よりロータ回転軸方向に関するロータの支持剛性を下げることができるという利点がある。
【０００５】
ただし、この２つのステータを有するアキシャル型モータにおいて、特許文献１の機構を２つのステータにそれぞれ適用することでロータと２つのステータとの間のギャップ量を変化させる場合は、２つのステータのロータ回転軸方向に関する位置を独立して制御する必要がある。そのため、２つの制御装置が必要となり、また、２つの制御装置間の特性が若干でも異なると、ロータと２つのステータとの間のギャップ量を等しく保つことが困難となり、ロータと２つのステータとの間に作用する吸引力（磁気力）の釣り合いを保つことが困難となる。その場合は、ロータ回転軸方向に関するロータの支持剛性を下げることが困難であるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、ロータと２つのステータとの間のギャップ量を変化させることができるアキシャル型モータにおいて、ロータ回転軸方向に関するロータの支持剛性を下げることを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るアキシャル型モータは、回転軸まわりに回転可能なロータと、回転軸方向に関してロータを挟んで対向配置された第１及び第２のステータと、前記回転軸方向に関するロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を変化させることができるように、第１及び第２のステータを該回転軸方向に移動可能な状態で支持する移動機構と、を有するアキシャル型モータであって、前記移動機構は、第１及び第２のステータを互いに前記回転軸方向の反対側へ移動させるとともに第１及び第２のステータの該回転軸方向に関する移動量を等しく保つように、第１及び第２のステータを支持する機構であることを要旨とする。
【０００８】
本発明においては、第１及び第２のステータが互いに回転軸方向の反対側へ移動するとともに第１及び第２のステータの回転軸方向に関する移動量が等しく保たれるように、第１及び第２のステータが支持される。これによって、ロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を変化させても、ロータと第１のステータとの間のギャップ量及びロータと第２のステータとの間のギャップ量を等しく保つことができるので、ロータと第１及び第２のステータとの間に作用する吸引力（磁気力）の釣り合いを保つことができる。したがって、本発明によれば、ロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を変化させることができるとともに、ロータ回転軸方向に関するロータの支持剛性を下げることができる。
【０００９】
本発明に係るアキシャル型モータにおいて、前記移動機構は、第１のステータに連結された第１のラックと、第１のラックと対向配置され、第２のステータに連結された第２のラックと、第１及び第２のラックと噛み合い、第１及び第２のラックの移動方向の並進運動に関して固定されたピニオンと、を含み、ピニオンの自転とともに第１及び第２のラックが互いに反対側へ移動し、かつ第１及び第２のラックの移動量が等しく保たれる差動歯車機構であるものとすることもできる。こうすれば、ロータと第１のステータとの間のギャップ量及びロータと第２のステータとの間のギャップ量を等しく保つように、第１及び第２のステータ間の相対運動を規定することができる。
【００１０】
この態様の本発明に係るアキシャル型モータにおいて、第１及び第２のラックの移動方向が前記回転軸方向と略平行であるものとすることもできる。あるいは、この態様の本発明に係るアキシャル型モータにおいて、前記回転軸方向に対する第１及び第２のラックの移動方向が、第１及び第２のステータの周方向に関して斜めに設定されているものとすることもできる。こうすれば、ロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量の変化とともに、第１のステータと第２のステータとの間における回転軸まわりの相対捩れ角度も変化するので、第１及び第２のステータに配設されたコイル全体での逆起電圧を抑制することができる。
【００１１】
本発明に係るアキシャル型モータにおいて、前記移動機構は、第１及び第２のステータの前記回転軸方向への移動とともに、第１のステータと第２のステータとの間における前記回転軸まわりの相対捩れ角度も変化可能な状態で、第１及び第２のステータを支持する機構であるものとすることもできる。こうすれば、第１及び第２のステータに配設されたコイル全体での逆起電圧を抑制することができる。
【００１２】
本発明に係るアキシャル型モータにおいて、前記回転軸方向に関するロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を増大させるための移動力を第１及び第２のステータに付加する移動力付加手段をさらに有するものとすることもできる。こうすれば、ロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を増大させるのに必要なアクチュエータの駆動力やコイルの電流を低減することができる。
【００１３】
この態様の本発明に係るアキシャル型モータにおいて、ロータに配設された永久磁石と第１及び第２のステータに配設されたコイルとの間に作用する磁気力を変化させることで、第１及び第２のステータを前記回転軸方向に移動させるものとすることもできる。こうすれば、ロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を変化させる駆動力を発生させるために専用のアクチュエータ及びその制御装置を付加する必要がないので、装置の小型化を実現することができる。
【００１４】
本発明に係るアキシャル型モータにおいて、第１及び第２のステータを前記回転軸方向に移動させるアクチュエータをさらに有するものとすることもできる。こうすれば、アクチュエータが発生する駆動力によって、ロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を変化させることができる。
【００１５】
本発明に係るアキシャル型モータにおいて、ロータに回転力を作用させるように第１及び第２のステータに配設されたコイルの少なくとも一方に電流を流すことで、第１のステータと第２のステータとの間における前記回転軸まわりの相対捩れ角度を変化させるとともに、第１及び第２のステータを前記回転軸方向に移動させるものとすることもできる。こうすれば、ロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を変化させる駆動力を発生させるために専用のアクチュエータ及びその制御装置を付加する必要がないので、装置の小型化を実現することができる。
【００１６】
本発明に係るアキシャル型モータにおいて、第１及び第２のステータを固定可能な固定機構を有し、前記回転軸方向に関するロータと第１及び第２のステータとの間のギャップ量を変化させるときは、第１及び第２のステータの該固定機構による固定を解除するものとすることもできる。こうすれば、第１及び第２のステータを移動させないときは、第１及び第２のステータを確実に固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１８】
図１，２は、本発明の実施形態に係るアキシャル型モータの構成の概略を示す図であり、図１は内部構成の概略を模式的に示し、図２はステータのコイルへの電気的接続を説明する図を示す。本実施形態に係るアキシャル型モータは、ロータ１０、ステータ１２−１，１２−２、及び移動機構１４を備えている。
【００１９】
ロータ１０は略円板状の形状であり、ロータシャフト２０に固定されている。ロータシャフト２０はケーシング５０に回転可能に支持されており、ロータ１０はロータシャフト２０の中心軸（回転軸）まわりに回転可能である。なお、図１では図示を省略しているが、ロータ１０には永久磁石が周方向に配列されている。
【００２０】
ステータ１２−１，１２−２はともに略円板状の形状であり、ロータ回転軸方向（アキシャル方向）に関してロータ１０を挟んで対向配置されている。そして、ステータ１２−１，１２−２は、後述する構成の移動機構１４によってケーシング５０に支持されている。なお、図１では図示を省略しているが、ステータ１２−１，１２−２には、ロータ１０側に突出したティースに導線が巻回されることで形成されたコイル２２−１，２２−２が周方向にそれぞれ配列されており、ステータ１２−１のコイル２２−１とステータ１２−２のコイル２２−２とがロータ１０を挟んで略対向するように配置されている。これによって、ロータ１０の永久磁石からの磁束がステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２へ鎖交可能となっている。
【００２１】
制御装置３０は、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算し、このｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値に基づいてインバータ３２の駆動を制御することによりステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２に流す電流の制御を行う。バッテリ３６からの直流電圧はインバータ３２によって交流に変換されてステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２に交流電流が供給される。このコイル２２−１，２２−２に供給される交流電流によって発生する回転磁界とロータ１０の永久磁石の発生する磁界との相互作用により、ロータ１０を回転駆動させるためのトルクを発生することができる。
【００２２】
移動機構１４は、ステータ１２−１，１２−２をロータ回転軸方向（アキシャル方向）に移動可能な状態で支持する。ステータ１２−１，１２−２が移動機構１４に沿ってロータ回転軸方向に移動すると、ロータ回転軸方向に関するロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量が変化する。
【００２３】
そして、本実施形態の移動機構１４は、ステータ１２−１，１２−２を互いにロータ回転軸方向の反対側へ移動させるとともに、ステータ１２−１，１２−２のロータ回転軸方向に関する移動量を等しく保つように、ステータ１２−１，１２−２を支持する。以下、本実施形態の移動機構１４の構成について説明する。本実施形態の移動機構１４は、ラック４４−１，４４−２及びピニオン４６を備えている。
【００２４】
ステータ１２−１は非磁性材料のステータ台４２−１を介してラック４４−１と連結されており、ステータ１２−２は非磁性材料のステータ台４２−２を介してラック４４−２と連結されている。ラック４４−１，４４−２は互いに対向配置されており、ラック４４−１，４４−２の歯の延設方向、すなわちラック４４−１，４４−２の移動方向がロータ回転軸方向と略平行である。
【００２５】
ピニオン４６の中心軸（回転軸）は、ケーシング５０に回転可能に支持されており、ピニオン４６は、ラック４４−１，４４−２の移動方向を含むすべての方向の並進運動に関してケーシング５０に固定されている。そして、ピニオン４６はラック４４−１，４４−２と噛み合っており、ピニオン４６の自転（中心軸まわりの回転）とともにラック４４−１，４４−２が互いにロータ回転軸方向の反対側へ移動する。これによって、ロータ回転軸方向に関するロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量が変化するとともに、ロータ回転軸方向に関するステータ１２−１，１２−２の移動量が等しく保たれる。このように、本実施形態の移動機構１４は、ラック４４−１，４４−２及びピニオン４６を用いた差動歯車機構により構成される。
【００２６】
次に、本実施形態の移動機構１４の配設例について、図３を用いて説明する。図３は、複数の移動機構１４を周方向に間隔をおいて配設した例を示している。
【００２７】
図３に示す構成においては、ステータ台４２−１，４２−２がともに略円筒形状である。ステータ台４２−１の外周部の一端側（ステータ台４２−２と対向する側）には、複数のラック４４−１が周方向に間隔をおいて配列されており、ステータ台４２−２の外周部の一端側（ステータ台４２−１と対向する側）には、複数のラック４４−２がラック４４−１と対応して周方向に間隔をおいて配列されている。各ラック４４−１は対応するラック４４−２と対向配置されており、各ラック４４−１，４４−２の移動方向（歯の延設方向）はロータ回転軸方向と略平行である。
【００２８】
各ラック４４−１，４４−２間には、ピニオン４６がラック４４−１，４４−２と噛み合った状態で配設されている。各ピニオン４６の中心軸（回転軸）は、ケーシング５０（図３では図示を省略）に回転可能に支持されており、各ピニオン４６は、ラック４４−１，４４−２の移動方向を含むすべての方向の並進運動に関してケーシング５０に固定されている。これによって、ステータ台４２−１，４２−２（ステータ１２−１，１２−２）は、ロータ回転軸まわりの回転運動に関してケーシング５０に固定される。
【００２９】
また、本実施形態においては、ロータ回転軸方向における複数の異なる位置にてステータ１２−１，１２−２をケーシング５０に対して固定することができる固定機構１６が設けられている。ここでの固定機構１６は、例えば図４に示すように、ステータ台４２−１の周囲にてケーシング５０に固定されアクチュエータによってステータ１２−１の半径方向に駆動可能であるロックピンによって実現することができ、ステータ台４２−１の外周部にはロックピンを差し込むための孔５２が設けられている。ここでのアクチュエータはロックピンを駆動するためのものであるため装置の大型化を招くことはない。なお、図４では２か所にてステータ台４２−１，４２−２（ステータ１２−１，１２−２）を固定可能な場合を示しているが、ステータ台４２−１の外周部に設ける孔５２の数をさらに増やしてステータ台４２−１，４２−２（ステータ１２−１，１２−２）の固定可能位置をさらに増やしてもよい。
【００３０】
また、ステータ台４２−１とケーシング５０との間にはばね２８−１が設けられており、ステータ台４２−２とケーシング５０との間にはばね２８−２が設けられている。ばね２８−１は、ロータ１０とステータ１２−１との間のギャップ量を増大させる方向（図１の左方向）への引っ張り力をステータ台４２−１（ステータ１２−１）に付加している。同様に、ばね２８−２は、ロータ１０とステータ１２−２との間のギャップ量を増大させる方向（図１の右方向）への引っ張り力をステータ台４２−２（ステータ１２−２）に付加している。ここで、後述する弱め界磁制御が行われていない状態で、ばね２８−１，２８−２の引っ張り力がロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間に作用する吸引力（磁気力）より小さくなるように、ばね２８−１，２８−２の引っ張り力が設定されている。なお、ステータ台４２−１，４２−２は移動機構１４を介して連結されているため、ばね２８−１，２８−２のいずれか一方を省略しても、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を増大させるための引っ張り力をステータ台４２−１，４２−２（ステータ１２−１，１２−２）に付加することができる。
【００３１】
本実施形態に係るアキシャル型モータにおいては、ロータ回転軸方向に関するロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させることができ、ロータ１０の永久磁石からステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２へ鎖交する磁束数を変化させることができる。ここで、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させない場合は、固定機構１６を作動させることで、ステータ１２−１，１２−２をケーシング５０に対して固定する。
【００３２】
一方、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を増大させる場合は、以下のようにして行う。まずステータ１２−１，１２−２の固定機構１６による固定を解除する。そして、制御装置３０は、弱め界磁制御を行うことで、ロータ１０の永久磁石とステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２との間に作用する吸引力（磁気力）を減少させる。この吸引力（磁気力）がばね２８−１，２８−２の引っ張り力より小さくなると、ばね２８−１，２８−２の引っ張り力によってステータ１２−１，１２−２がロータ１０から遠ざかる方向に移動する。これによって、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量が増大する。ステータ１２−１，１２−２の移動が終了したら、固定機構１６によりステータ１２−１，１２−２を固定し、制御装置３０は弱め界磁制御を終了する。
【００３３】
また、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を減少させる場合は、制御装置３０による弱め界磁制御を行わない状態で、ステータ１２−１，１２−２の固定機構１６による固定を解除する。このとき、ロータ１０の永久磁石とステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２との間に作用する吸引力（磁気力）がばね２８−１，２８−２の引っ張り力より大きいため、ステータ１２−１，１２−２はロータ１０に近づく方向に移動する。これによって、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量が減少する。ステータ１２−１，１２−２の移動が終了したら、固定機構１６によりステータ１２−１，１２−２を固定する。
【００３４】
ここで、ステータ１２−１，１２−２は差動歯車機構により構成される移動機構１４を介して連結されているため、ギャップ量が変化するときは、ステータ１２−１，１２−２間の相対運動が移動機構１４により規定される。より詳細には、ピニオン４６の自転とともにラック４４−１，４４−２（ステータ１２−１，１２−２）が互いに反対側へ移動し、かつラック４４−１（ステータ１２−１）の移動量がラック４４−２（ステータ１２−２）の移動量と等しい状態が保たれるように、ステータ１２−１，１２−２間のロータ回転軸方向に関する相対運動がピニオン４６により規定される。したがって、ギャップ量が変化しても、ロータ１０とステータ１２−１との間のギャップ量がロータ１０とステータ１２−２との間のギャップ量と等しい状態が保たれる。
【００３５】
本実施形態におけるギャップ量制御の例を挙げると、低負荷運転時には、上記に説明した動作によってロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を増大させることで、ロータ１０の永久磁石からステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２へ鎖交する磁束数を減少させる。これによって、低負荷運転時の効率を向上させることができる。一方、ロータ１０の駆動トルクが必要な場合は、上記に説明した動作によってロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を減少させることで、ロータ１０の永久磁石からステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２へ鎖交する磁束数を増大させる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態においては、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させても、ロータ１０とステータ１２−１との間のギャップ量及びロータ１０とステータ１２−２との間のギャップ量を等しく保つことができるので、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間に作用する吸引力（磁気力）の釣り合いを保つことができる。したがって、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させることができるアキシャル型モータにおいて、ロータ回転軸方向に関するロータ１０の支持剛性を下げることができるとともに、ロータ１０の振動特性を向上させることができる。
【００３７】
そして、本実施形態においては、コイル２２−１，２２−２の電流制御によってロータ１０の永久磁石とステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２との間に作用する吸引力（磁気力）を変化させることで、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させている。これによって、ギャップ量を変化させる駆動力を発生させるために専用のアクチュエータ及びその制御装置を付加する必要がない。したがって、装置の大型化を招くことなく、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させることができ、ロータ１０の永久磁石からステータ１２−１，１２−２への鎖交磁束数を変化させることができる。
【００３８】
さらに、本実施形態においては、コイル２２−１，２２−２に流す電流だけでなくばね２８−１，２８−２による引っ張り力も利用してロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を増大させており、ステータ１２−１，１２−２の固定を解除することだけでギャップ量を減少させている。したがって、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させるのに必要なコイル２２−１，２２−２の電流を低減することができる。
【００３９】
また、本実施形態においては、ステータ１２−１，１２−２をロータ回転軸方向に移動させないときは固定機構１６によりステータ１２−１，１２−２を固定するので、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させないときはステータ１２−１，１２−２を確実に固定することができる。
【００４０】
以上の本実施形態の説明においては、ロータ１０の永久磁石とステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２との間に作用する磁気力を変化させることで、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させる場合について説明した。ただし、本実施形態においては、図５，６に示すように、外部アクチュエータが発生する駆動力によって、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させてもよい。
【００４１】
図５に示す構成においては、ステータ台４２−１に油圧アクチュエータ５４の駆動軸５４−１が連結されている。そして、油圧アクチュエータ５４は、ステータ台４２−１をロータ回転軸方向に駆動することで、ステータ１２−１，１２−２をロータ回転軸方向に駆動することができる。このように、油圧アクチュエータ５４が発生する駆動力によって、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させることができる。また、油圧アクチュエータ５４の駆動軸５４−１を固定することで、ステータ台４２−１を固定することができ、ステータ１２−１，１２−２を固定することができる。
【００４２】
図６に示す構成においては、複数のピニオン４６のうち、一部のピニオン４６の中心軸にモータ５６の回転軸をささえる部材５６−１が連結されている。そして、モータ５６は、ピニオン４６を中心軸まわりに回転駆動する（自転させる）ことで、ステータ１２−１，１２−２をロータ回転軸方向に駆動することができる。このように、モータ５６が発生するトルクによって、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させることができる。また、モータ５６の回転軸を固定することで、ピニオン４６の回転を固定することができ、ステータ１２−１，１２−２を固定することができる。
【００４３】
また、以上の本実施形態の説明においては、ラック４４−１，４４−２の移動方向がロータ回転軸方向と略平行である場合について説明した。ただし、本実施形態においては、図７に示すように、ロータ回転軸方向に対するラック４４−１，４４−２の移動方向（歯の延設方向）が、ステータ台４２−１，４２−２（ステータ１２−１，１２−２）の周方向に関して斜めに設定されていてもよい。
【００４４】
図７に示す構成においては、固定機構１６によるステータ１２−１，１２−２の固定を解除するとともに例えば弱め界磁制御を行うことで、ステータ台４２−１（ステータ１２−１）は、ロータ１０から遠ざかる方向に移動するとともにばね２８−１側（図７の左側）から見て時計まわりに回転する。一方、ステータ台４２−２（ステータ１２−２）は、ロータ１０から遠ざかる方向に移動するとともにばね２８−１側（図７の左側）から見て反時計まわりに回転する。したがって、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量が増大するとともに、ステータ１２−１とステータ１２−２との間におけるロータ回転軸まわりの相対捩れ角度が増大する。この相対捩れ角度の増大によって、ステータ１２−１のコイル２２−１に発生する逆起電圧の位相とステータ１２−２のコイル２２−２に発生する逆起電圧の位相との間に位相差が発生するため、ステータ１２−１，１２−２のコイル全体での逆起電圧が抑制される。例えば低負荷運転時に、ステータ１２−１，１２−２との間における相対捩れ角度を増大させることで、コイル全体での逆起電圧を抑制することができる。また、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量も増大するため、ステータ１２−１，１２−２を鎖交する磁束数の減少によっても逆起電圧が抑制される。
【００４５】
一方、ステータ台４２−１，４２−２（ステータ１２−１，１２−２）がロータ１０に近づく方向に移動すると、ステータ台４２−１（ステータ１２−１）がばね２８−１側（図７の左側）から見て反時計まわりに回転するとともに、ステータ台４２−２（ステータ１２−２）がばね２８−１側（図７の左側）から見て時計まわりに回転する。したがって、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量が減少するとともに、ステータ１２−１とステータ１２−２との間におけるロータ回転軸まわりの相対捩れ角度が減少する。
【００４６】
以上説明したように、図７に示す構成においては、ステータ台４２−１，４２−２（ステータ１２−１，１２−２）のロータ回転軸方向への移動とともに、ステータ１２−１とステータ１２−２との間におけるロータ回転軸まわりの相対捩れ角度も変化させることができる。このステータ１２−１，１２−２間の相対捩れ角度を増大させることで、ステータ１２−１，１２−２のコイル全体での逆起電圧を抑制することができる。
【００４７】
さらに、図７に示す構成においては、ロータ１０に回転力を作用させるようにステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２に電流を流すことで、ステータ１２−１とステータ１２−２との間におけるロータ回転軸まわりの相対捩れ角度を変化させるとともに、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させることができる。その場合におけるステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２への電気的接続関係を図８に示す。
【００４８】
図８に示すように、スイッチ４０は、コイル２２−１，２２−２の両方をインバータ３２−１を介してバッテリ３６に接続する第１の状態（図８に示す状態）と、コイル２２−１をインバータ３２−１を介してバッテリ３６に接続してコイル２２−２をインバータ３２−２を介してバッテリ３６に接続する第２の状態と、の切り換えが可能である。ここで、スイッチ４０が第１の状態のときは、コイル２２−１，２２−２への電流は、共通の電流指令値によって制御される。一方、スイッチ４０が第２の状態のときは、コイル２２−１，２２−２への電流は、独立した電流指令値によって制御される。なお、スイッチ４０の状態は制御装置３０によって切り換えられる。
【００４９】
この構成において、ステータ１２−１，１２−２間における相対捩れ角度を増大させる場合は、例えば以下のようにして行う。まずスイッチ４０を第１の状態から第２の状態に切り換え、ステータ１２−１，１２−２の固定機構１６による固定を解除する。そして、制御装置３０は、ロータ１０に正のトルク（図７の左側から見て反時計まわりを正とする）を作用させるように、ステータ１２−１のコイル２２−１に流す電流を制御する（ｑ軸電流指令値が正）。ステータ１２−１は、ロータ１０からの反力を受けることで、図７の左側から見て時計まわりに回転するとともに、ロータ１０から遠ざかる方向に移動する。それと同時に、制御装置３０は、ロータ１０に負のトルクを作用させるように、ステータ１２−２のコイル２２−２に流す電流を制御する（ｑ軸電流指令値が負）。ステータ１２−２は、ロータ１０からの反力を受けることで、図７の左側から見て反時計まわりに回転するとともに、ロータ１０から遠ざかる方向に移動する。これによって、ステータ１２−１，１２−２間における相対捩れ角度が増大するとともに、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量が増大する。ステータ１２−１，１２−２間に相対捩れ角度を発生させたら、ステータ１２−１，１２−２を固定機構１６により固定し、スイッチ４０を第２の状態から第１の状態に切り換える。
【００５０】
一方、ステータ１２−１，１２−２間における相対捩れ角度を減少させる場合は、スイッチ４０を第２の状態に切り換え固定機構１６によるステータ１２−１，１２−２の固定を解除した状態で、ステータ１２−１がロータ１０に負のトルクを作用させステータ１２−２がロータ１０に正のトルクを作用させるように、コイル２２−１，２２−２に流す電流をそれぞれ制御する。これによって、ステータ１２−１，１２−２間における相対捩れ角度が減少するとともに、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量が減少する。
【００５１】
なお、以上の動作説明においては、ロータ１０に回転力を作用させるようにステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２のいずれか一方に電流を流すことによっても、ステータ１２−１とステータ１２−２との間におけるロータ回転軸まわりの相対捩れ角度を変化させるとともに、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させることができる。
【００５２】
また、図９に示す構成のように、ロータ１０とステータ１２−１，１２−２との間のギャップ量を変化させることなく、ステータ１２−１とステータ１２−２との間におけるロータ回転軸まわりの相対捩れ角度を変化させることもできる。図９に示す構成においては、ラック４４−１，４４−２の移動方向（歯の延設方向）がステータ台４２−１，４２−２（ステータ１２−１，１２−２）の周方向にほぼ一致している。なお、ステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２への電気的接続関係については、図８に示す構成と同様である。
【００５３】
図９に示す構成においては、ロータ１０に回転力を作用させるようにステータ１２−１，１２−２のコイル２２−１，２２−２に電流を流すことで、ステータ１２−１とステータ１２−２との間におけるロータ回転軸まわりの相対捩れ角度を変化させることができる。詳細については、図７に示す構成における動作説明と同様であるため、説明を省略する。
【００５４】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係るアキシャル型モータの内部構成の概略を示す図である。
【図２】ステータのコイルへの電気的接続例を説明する図である。
【図３】ステータを移動可能に支持する移動機構の配設例を説明する図である。
【図４】ステータを固定する固定機構の例を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係るアキシャル型モータの他の構成の概略を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るアキシャル型モータの他の構成の概略を示す図である。
【図７】ステータを移動可能に支持する移動機構の他の配設例を説明する図である。
【図８】ステータのコイルへの他の電気的接続例を説明する図である。
【図９】ステータを移動可能に支持する移動機構の他の配設例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ロータ、１２−１，１２−２  ステータ、１４  移動機構、１６  固定機構、２０  ロータシャフト、２２−１，２２−２  コイル、２８−１，２８−２  ばね、３０  制御装置、４２−１，４２−２  ステータ台、４４−１，４４−２  ラック、４６  ピニオン、５０  ケーシング、５４  油圧アクチュエータ、５６  モータ。
【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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