(57)【要約】【課題】ロータの回転数を好適に高めることができ、大型化にも適用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、可変界磁機構５０とを備えている。ロータは、シャフト４０がロータコア２１に同軸上に設けられている。可変界磁機構は、複数の可動鉄心５２を備えている。可動鉄心は、シャフトの軸線Ｏ方向に延在するように配置されている。さらに、可動鉄心は、ロータコアの第３収納スロット２７に軸線Ｏ方向へ移動可能に挿通可能に構成されている。【選択図】図２
2019140832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
回転軸がロータコアに設けられるロータと、
前記回転軸の軸方向に延在する可動鉄心と、を備え、
前記可動鉄心は、前記ロータコア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。
【請求項２】
前記ロータは、前記ロータコアの内部に磁石が埋設されたＩＰＭ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。
【請求項３】
前記ロータコアは、前記可動鉄心が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または請求項２に記載の可変界磁回転電機。
【請求項４】
前記穴部は、前記ロータコアの積厚の全域にわたって形成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の可変界磁回転電機。
【請求項５】
前記可動鉄心を前記回転軸の軸方向に移動させるアクチュエータを備え、
前記アクチュエータは、
前記回転軸の内部を経て供給される作動液で作動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変界磁回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変界磁回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可変界磁回転電機のなかには、例えば、ロータコアの内部に永久磁石を埋め込んだＩＰＭにおいて、回転数をより高くするために磁路形成手段（以下、可変界磁機構という）を備えたものが知られている。可変界磁機構は、電磁鋼鈑を積み重ねたロータコアの積厚に対して、ロータコアの両端となる一部に可動鉄心が備えられている。また、ロータコアは、電磁鋼鈑を積み重ねた積厚の中央部が回転軸に連結されている。
【０００３】
この可変界磁回転電機によれば、ロータの回転数の上昇に応じて可動鉄心をロータコアに近接する方向に変化させて磁路を形成する。よって、ロータの永久磁石から発生する磁束が可動鉄心を通過する。これにより、ロータの回転数が上昇したとき、ロータの径方向外側に作用する磁束（すなわち、ロータの永久磁石による界磁束）が小さくなる。この結果、発電機成分（誘起電圧）が少なくなり、ロータの回転数を好適に高めることが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の可変界磁回転電機は、ロータコアの両端となる一部にしか可動鉄心が備えられていない。このため、ロータコアの一部にしか磁束を通す経路を形成することができない。
また、ロータコアの両端となる一部に可動鉄心が備えられているため、ロータコアの中央部のみが回転軸に連結されている。すなわち、ロータコアが回転軸に連結される連結領域が制限される。よって、ロータコア（すなわち、ロータ）が大型化すると、ロータコアの中央部を回転軸に連結する連結領域を大きくして連結強度を確保する必要がある。
よって、可動鉄心を備える領域が小さく抑えられる。このため、可変界磁回転電機を大型化することが難しくなり、この観点から改良の余地が残されていた。
【０００６】
そこで、この発明は、ロータの回転数を好適に高めることができ、大型化にも適用できる可変界磁回転電機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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）がロータコア（例えば、実施形態のロータコア２１）に設けられるロータ（例えば、実施形態のロータ２０）と、前記回転軸の軸方向に延在する可動鉄心（例えば、実施形態の可動鉄心５２）と、を備え、前記可動鉄心は、前記ロータコア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。
【０００８】
本発明によれば、回転軸の軸方向に可動鉄心を延在させ、可動鉄心をロータコアに移動可能に挿通可能とした。よって、ロータコアの積厚の全域にわたって可動鉄心を配置することができる。この可動鉄心により、ロータコアの積厚の全域にわたって磁路を形成することができる。これにより、ロータの磁石から発生する磁束を可動鉄心に良好に通すことができ、ロータの径方向外側のステータに鎖交する磁束（すなわち、ロータの磁石による界磁束）が小さく抑えられる。この結果、可変界磁回転電機のトルクや誘起電圧を小さく抑えて特性を変えることにより、ロータの回転数を高めることができる。
これにより、低トルク（低負荷）領域においては、ロータコアに可動鉄心が配置されるように制御することにより、可変界磁回転電機の回転数を効率よく高めて駆動することができる。
【０００９】
一方、ロータコアから可動鉄心を移動した場合には、ロータコアのうち可動鉄心が抜き出（除去）された空間がフラックスバリアとしての役割を果たす。空間がフラックスバリアの役割を果たすことにより、ロータの磁石から発生する磁束を空間に通さないようにできる。よって、ロータの径方向外側のステータに鎖交する磁束（すなわち、ロータの磁石による界磁束）が大きくなる。これにより、トルク密度が大きくなり、誘起電圧が大きくなる。
これにより、高トルク（高負荷）領域においては、ロータコアから可動鉄心が除去されるように制御することにより、可変界磁回転電機の回転数を効率よく抑えて駆動することができる。
【００１０】
このように、低トルク領域においてはロータコアに可動鉄心を配置し、高トルク領域においてはロータコアから可動鉄心を除去するようにした。よって、可変界磁回転電機に作用する負荷に応じて可動鉄心の移動量を制御できる。これにより、低トルク領域や高トルク領域において、可変界磁回転電機を効率よく駆動することが可能になる。
【００１１】
また、ロータコアに可動鉄心を移動可能に挿通させて、ロータコアの積厚の全域にわたって可動鉄心を配置するようにした。ロータコアの積厚の全域にわたって可動鉄心を配置することにより、ロータコアの積厚の全域に磁束を通す経路を形成することができる。よって、トルクや誘起電圧を良好に小さく抑えることができる。これにより、可変界磁回転電機を一層効率よく駆動することができる。
【００１２】
さらに、回転軸の軸方向に可動鉄心を延在させた。よって、可動鉄心を回転軸に直接取り付ける必要がない。これにより、ロータコアの積厚の全域を回転軸に連結させることができ、ロータコアの回転軸への連結領域を大きく確保できる。この結果、ロータコア（すなわち、ロータ）が大型化した場合においても、ロータコアを回転軸に連結する連結領域の連結強度を確保でき、可変界磁回転電機の大型化に適用できる。すなわち、可変界磁回転電機において、小型、大型ロータを問わずに同様の構造を採用することができる。
【００１３】
請求項２に記載した発明は、前記ロータは、前記ロータコアの内部に磁石（例えば、実施形態の第１、第２の永久磁石２２，２３）が埋設されたＩＰＭである、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、ロータの極に磁石を備えることにより、ロータをＩＰＭ（Interior Permanent Magnet Motor）とすることができる。ＩＰＭとは、ロータコアの内部に磁石（永久磁石）が埋め込まれた回転界磁形式の構成をいう。ロータをＩＰＭに構成することにより、磁石の近傍に可動鉄心を配置できる。よって、磁石から発生する磁束を可動鉄心に好適に通すことができる。
すなわち、ロータの径方向外側のステータに鎖交する磁束（すなわち、ロータの磁石による界磁束）が良好に小さく抑えられる。これにより、トルクや誘起電圧を小さく抑えて回転電機の特性を変えることにより、ロータの回転数を好適に高めることができる。
【００１５】
請求項３に記載した発明は、前記ロータコアは、前記可動鉄心が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。
【００１６】
本発明によれば、ロータコアの穴部に可動鉄心を挿通させた状態において可動鉄心をｄ軸上に配置できる。よって、ロータの周方向において、ロータの極の中央に可動鉄心を配置できる。これにより、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。この結果、ロータの高速回転において、特にロータの回転を好適に保つことができる。
【００１７】
請求項４に記載した発明は、前記穴部は、前記ロータコアの積厚（例えば、実施形態のロータコアの積厚Ｗ１）の全域にわたって形成されている、ことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、ロータコアの積厚の全域にわたって穴部を形成することにより、ロータコアの積厚の全域にわたって可動鉄心を配置できる。配置された可動鉄心により、ロータコアの積厚の全域にわたって磁路を形成することができる。よって、ロータの磁石から発生する磁束を可動鉄心に通すことができ、ロータの径方向外側のステータに鎖交する磁束（すなわち、ロータの磁石による界磁束）が小さく抑えられる。これにより、トルクや誘起電圧を小さく抑えて回転電機の特性を変えることにより、ロータの回転数を好適に高めることができる。
【００１９】
請求項５に記載した発明は、前記可動鉄心を前記回転軸の軸方向に移動させるアクチュエータ（例えば、実施形態の可動機構５６）を備え、前記アクチュエータは、前記回転軸の内部を経て供給される作動液で作動するように構成されている、ことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、アクチュエータの作動液を回転軸の内部を経て供給するように構成した。よって、作動液を供給する流路を回転軸の内部に形成できる。これにより、アクチュエータの部品点数を減らすことができ、ロータ（すなわち、回転電機）の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、回転軸の軸方向に可動鉄心を延在させ、可動鉄心をロータコアに移動可能に挿通可能とした。これにより、ロータの回転数を好適に高めることができ、可変界磁回転電機の大型化にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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低速回転の状態を示す断面図である。
【図５】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４のＶ―Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の一実施形態における可変界磁回転電機のトルクと回転速度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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５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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
図２は、一実施形態における回転電機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３は、一実施形態における回転電機１を示す図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿う断面図である。
図２、図３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（ケイ素鋼板）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もよい。
【００２７】
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。
【００２８】
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（ケイ素鋼板）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、圧入等により同軸上に設けられている。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。
【００２９】
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、例えば、軸線Ｏ方向から見て、断面台形状に形成されている。第３収納スロット２７は、可動鉄心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、ロータコア２１の積厚の全域Ｗ１にわたって形成されている。
【００３０】
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、例えば、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（あるいは、Ｖ字状）に配置されている。
【００３１】
ここで、ロータコア２１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、例えば、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、例えばエポキシ樹脂（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。これにより、ロータコア２１の積厚の全域Ｗ１にわたって第１永久磁石２２が形成されている。
【００３２】
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、例えば、径方向において、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、例えばエポキシ樹脂（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。これにより、ロータコア２１の積厚の全域Ｗ１にわたって第２永久磁石２３が形成されている。
よって、ロータコア２１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。すなわち、ロータ２０は、ロータコア２１に第１永久磁石２２および第２永久磁石２３が埋設されたＩＰＭ型ロータを構成する。
【００３３】
さらに、第３収納スロット２７に可動鉄心５２（後述する）が収納されている。可動鉄心５２は、径方向の断面において、中央部５２ａが回転電機１のｄ軸上に配置されている。中央部５２ａは、ロータコア２１の径方向に延びる部位である。よって、ロータ２０の周方向において、ロータ２０の極の中央に可動鉄心５２が配置される。ロータ２０の極の中央に可動鉄心５２を配置した理由については後で詳しく説明する。
【００３４】
可変界磁機構５０は、複数の可動鉄心５２と、連結部材５４と、可動機構（アクチュエータ）５６とを備えている。
可動鉄心５２は、例えば、軸線Ｏ方向から見て、断面台形状に形成され、軸線Ｏ方向に移動可能に延在されている。具体的には、可動鉄心５２は、第３収納スロット２７に対して軸線Ｏ方向へ挿通可能に形成されている。可動鉄心５２は、ロータコア２１の積厚Ｗ１より僅かに長い可動鉄心長さ寸法Ｌ１に形成されている。よって、ロータコア２１の積厚Ｗ１の全域にわたって可動鉄心５２を配置することができる。
【００３５】
なお、可動鉄心５２の可動鉄心長さ寸法Ｌ１は、ロータコア２１の積厚Ｗ１と同等の長さでもよい。可動鉄心長さ寸法Ｌ１をロータコア２１の積厚Ｗ１と同等にすることにより、可動鉄心長さ寸法Ｌ１をロータコア２１の積厚Ｗ１より長く形成した場合に比べて、可動鉄心５２による無駄な損失を抑えることが可能になる。
この場合、非磁性体の連結部材５４のうち、可動鉄心５２に対向する部位を可動鉄心５２側に突出させ、突出させた部位に可動鉄心５２を連結する。これにより、可動鉄心５２が第３収納スロット２７に充分に収納された状態において、連結部材５４とロータコア２１との間隔を好適に確保できる。
【００３６】
可動鉄心５２の材料として、第３収納スロット２７に可動鉄心５２が収納された状態において磁路が形成されるものが挙げられる。具体的には、可動鉄心５２の材料は、例えば、ロータコア２１やステータ１０と同じ材料となるケイ素鋼（ケイ素鉄とも称する）が使用されることが好ましい。
よって、ロータコア２１の積厚Ｗ１の全域にわたって可動鉄心５２を配置することにより、可動鉄心５２により、ロータコア２１の積厚Ｗ１の全域にわたって磁路を形成することができる。
【００３７】
これにより、ロータ２０の第１永久磁石２２および第２永久磁石２３から発生する磁束を可動鉄心５２に通すことができる。よって、ロータ２０の径方向外側のステータ１０に鎖交する磁束（すなわち、第１永久磁石２２および第２永久磁石２３による界磁束）が小さく抑えられる。この結果、回転電機１のトルクや誘起電圧を小さく抑えて回転電機１の特性を変えることにより、ロータ２０の回転数を高めることができる。
【００３８】
また、ロータコア２１に第１永久磁石２２および第２永久磁石２３が極として埋設されている。よって、第１永久磁石２２および第２永久磁石２３の近傍に可動鉄心５２を配置できる。これにより、第１永久磁石２２および第２永久磁石２３から発生する磁束を可動鉄心５２に好適に通すことができる。
したがって、ステータ１０に鎖交する磁束（すなわち、ロータ２０の第１永久磁石２２および第２永久磁石２３による界磁束）が良好に小さく抑えられる。この結果、回転電機１のトルクや誘起電圧を小さく抑えて回転電機１の特性を変えることにより、ロータ２０の回転数を好適に高めることができる。
【００３９】
さらに、第３収納スロット２７に可動鉄心５２が収納されることにより、可動鉄心５２の中央部５２ａが回転電機１のｄ軸上に配置されている。よって、ロータ２０の周方向において、ロータ２０の極の中央に可動鉄心５２が配置されている。これにより、ロータ２０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。この結果、ロータ２０の高速回転において、特にロータ２０の回転を好適に保つことができる。
【００４０】
ここで、可動鉄心５２は、例えば全周面に被膜層５３がコーティングするように一体成形されている。被膜層５３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。
【００４１】
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、可動鉄心５２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の表面に対する可動鉄心５２の摩擦力を小さく抑えることができる。
ここで、被膜層５３は、第１永久磁石２２および第２永久磁石２３から発生する磁束を可動鉄心５２に好適に通すことができるようにコーティングされている。また、被膜層５３には、例えば、磁性粉などを含ませることも可能である。
【００４２】
さらに、可動鉄心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、可動鉄心５２の基端部５２ｂ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可動鉄心５２が連結されている。複数の可動鉄心５２が連結部材５４に連結された状態において、可動鉄心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は可動機構５６に連結されている。
【００４３】
可動機構５６は、可動鉄心５２をシャフト４０の軸方向（軸線Ｏ方向）に移動可能に構成されている。具体的には、可動機構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。
ピストン６５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。
【００４４】
シリンダ部６４の内部がピストン６５により、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。油供給路７６は、シャフト４０の内部に形成されている。よって、シャフト４０を利用して油供給路７６を形成できる。これにより、可動機構５６の部品点数を減らすことができ、ロータ２０（すなわち、回転電機１）の簡素化を図ることができる。
一方、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。可動機構５６によれば、シャフト４０の内部（すなわち、油供給路７６）を経て第１シリンダ室７４に作動油（作動液）が供給される。第１シリンダ室７４に供給された作動油により、ピストン６５が軸線Ｏ方向に矢印Ａの如く作動する。
【００４５】
また、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。
【００４６】
実施形態の回転電機１によれば、ロータ２０が低速回転の場合に、第１シリンダ室７４に油供給路７６から作動油が供給されるように構成されている。第１シリンダ室７４に作動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を介して可動鉄心５２が軸線Ｏ方向に矢印Ａの如く移動する。
【００４７】
一方、ロータ２０が高速回転の場合に、第１シリンダ室７４の作動油を、ドレーン回路（図示せず）を経て第１シリンダ室７４から排出するように構成されている。第１シリンダ室７４から作動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を介して可動鉄心５２が軸線Ｏ方向に矢印Ｂの如く移動する。
可動鉄心５２が矢印Ｂの如く移動することにより、ロータコア２１の積厚Ｗ１の全域にわたって可動鉄心５２が配置されるように構成されている。これにより、ロータコア２１の積厚Ｗ１の全域に磁束を通す経路が形成される。
【００４８】
さらに、シャフト４０の軸線Ｏ方向に可動鉄心５２が延在されている。よって、可動鉄心５２をシャフト４０に直接取り付ける必要がない。これにより、ロータコア２１の積厚Ｗ１の全域をシャフト４０に連結させることができる。すなわち、ロータコア２１のシャフト４０への連結領域を大きく確保できる。
したがって、ロータコア２１（すなわち、ロータ２０）が大型化した場合においても、ロータコア２１をシャフト４０に連結する連結領域の強度を確保でき、回転電機１の大型化に適用できる。この結果、回転電機１において、小型、大型ロータ問わず同様の構造を採用することができる。
【００４９】
つぎに、回転電機１のトルク（負荷）とロータ２０の回転速度との関係を図２〜図６に基づいて説明する。
図４は、一実施形態における回転電機１においてロータ２０が低速回転の状態を示す断面図である。図５は、一実施形態における回転電機１を示す図４のＶ―Ｖ線に沿う断面図である。図６は、一実施形態における回転電機１のトルクと回転速度との関係を示すグラフである。図６において、縦軸は回転電機１のトルク[Ｎｍ]を示し、横軸は回転電機１（すなわち、ロータ２０）の回転速度[ｒｐｍ]を示す。グラフＧ１は、回転電機１のトルクと回転速度との関係を示すグラフである。
【００５０】
まず、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のトルクとロータ２０の回転速度との関係を図４〜図６に基づいて説明する。
図４、図５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に油供給路７６から作動油が供給される。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、可動鉄心５２がロータコア２１から矢印Ａ方向に移動して、第３収納スロット２７から抜き出された状態（除去された状態）に保たれる。
【００５１】
よって、第３収納スロット２７が空間に保たれてフラックスバリアとしての役割を果たす。第３収納スロット２７がフラックスバリアの役割を果たすことにより、ロータ２０の第１永久磁石２２および第２永久磁石２３から発生する磁束を空間に通さないようにできる。すなわち、第１永久磁石２２および第２永久磁石２３から発生する磁束を通す磁路を形成しないようにできる。
これにより、ロータ２０の径方向外側のステータ１０に鎖交する磁束（すなわち、ロータ２０の第１永久磁石２２および第２永久磁石２３による界磁束）を大きく確保できる。この結果、回転電機１のトルク密度が大きくなり、誘起電圧が大きくなる。
【００５２】
図４、図６に示すように、ロータ２０が低速回転の領域Ｅ１（以下、低速回転領域Ｅ１という）において、ロータコア２１から可動鉄心５２が除去されるように制御することにより、高トルク領域（高負荷領域）Ｅ２を確保できる。すなわち、高トルク領域においては、ロータコア２１から可動鉄心５２が除去されるように制御することにより、回転電機１を低速回転において効率よく駆動することができる。
【００５３】
つぎに、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のトルクとロータ２０の回転速度との関係を図２、図３、図６に基づいて説明する。
図２、図３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の作動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が矢印Ｂ方向に移動して第１シリンダ室７４の端部側に保持される。これにより、可動鉄心５２が第３収納スロット２７の全域に収納される。
【００５４】
よって、ロータコア２１の積厚Ｗ１の全域にわたって可動鉄心５２が配置される。これにより、ロータコア２１の積厚Ｗ１の全域にわたって可動鉄心５２による磁路が形成される。したがって、ロータ２０の第１永久磁石２２および第２永久磁石２３から発生する磁束が可動鉄心５２に通り、ステータ１０に鎖交する磁束が小さく抑えられる。この結果、回転電機１のトルクや誘起電圧を小さく抑えてロータ２０の回転数を高めることができる。
【００５５】
図２、図６に示すように、ロータ２０が高速回転の領域Ｅ３（以下、高速回転領域Ｅ３という）において、ロータコア２１の積厚Ｗ１の全域にわたって可動鉄心５２が配置されるように制御される。よって、低トルク領域（低負荷領域）Ｅ４を確保できる。すなわち、低トルク領域Ｅ４においては、ロータコア２１に可動鉄心５２が配置されるように制御することにより、回転電機１を高速回転において効率よく駆動することができる。
【００５６】
以上説明したように、回転電機１は、低トルク領域において、ロータコア２１（すなわち、第３収納スロット２７）に可動鉄心５２を配置するように制御する。また、回転電機１は、高トルク領域において、ロータコア２１（すなわち、第３収納スロット２７）から可動鉄心５２を除去するように制御する。
このように、回転電機１に作用する負荷に応じて可動鉄心５２の移動量を制御することにより、回転電機１を低トルク領域や高トルク領域において効率よく駆動することが可能になる。
【００５７】
ここで、図６に示すように、回転電機１は、低速回転領域Ｅ１から高速回転領域Ｅ３までの領域Ｅ５において、可動鉄心５２が第３収納スロット２７に徐々に収納されるように制御するように構成されている。よって、回転電機１の低速回転領域Ｅ１から高速回転領域Ｅ３まで移動する際に、回転電機１のトルクと回転速度とを好適に変化させて回転電機１を領域Ｅ５において効率よく駆動することができる。
【００５８】
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、前記実施形態では、ロータ２０をＩＰＭ型に構成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、ロータ２０をＳＰＭ（Surface Permanent Magnet Motor）型とすることも可能である。ロータ２０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。
【００５９】
また、前記実施形態では、可動鉄心５２の全周面に樹脂製の被膜層５３をコーティングする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、可動鉄心５２の全周面に被膜層５３をコーティングしないように構成することも可能である。
さらに、可動鉄心５２に被膜層５３をコーティングする例について説明したが、その他の例として、例えば第３収納スロット２７の周面に被膜層をコーティングすることも可能である。
【００６０】
また、前記実施形態では、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に作動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。
【００６１】
さらに、前記実施形態では、可動機構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。
また、可動機構５６はシリンダに限らないで、その他の可動機構を使用することも可能である。
【符号の説明】
【００６２】
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）
４０  シャフト（回転軸）
５０  可変界磁機構
５２  可動鉄心
５６  可動機構（アクチュエータ）
７６  油供給路
Ｏ  軸線
Ｗ１  ロータコアの積厚
【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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