(57)【要約】【課題】簡素な構造によって界磁を容易に調整すると共に、小型化を達成すること。【解決手段】可動鉄心変位機構２０は、ロータ１６の回転速度に対応して作動油が貯留されるシリンダ室４６ａ、４６ｂと、シリンダ室４６ａ、４６ｂに沿って変位可能に設けられたピストン部材５２と、シリンダ室４６ａ、４６ｂ内に供給された作動油の排出と貯留とを切り換え可能な弁機構２１とを備え、弁機構２１は、バルブ保持室８０内に摺動可能に収納されるスプール弁８２を有し、シリンダ室４６ａ、４６ｂ及びバルブ保持室８０内における作動油の貯留量の増減に対応してスプール弁８２及びピストン部材５２がシャフト１８の軸方向に変位することにより、ピストン部材５２に付随して可動鉄心４０をシャフト１８の軸方向に変位せしめる。【選択図】図１
2019161971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの軸線を回転軸として一体的に回転可能に設けられたロータを有し、前記ロータに可動鉄心が設けられた可変界磁回転電機において、
前記可動鉄心を前記回転軸の軸方向に沿って変位させる変位機構を有し、
前記変位機構は、
前記ロータの回転速度に対応して作動油が貯留されるシリンダ室と、
前記可動鉄心の軸方向に沿った一端部に連結され、前記シリンダ室に沿って変位可能に設けられたピストン部材と、
前記ピストン部材に設けられたシール部材と、
前記ピストン部材、前記シリンダ室、及び、前記シール部材によって構成されるシリンダ部と、
前記シリンダ室内に供給された作動油の排出と貯留とを切り換え可能な弁機構と、
を備え、
前記弁機構は、
バルブ保持室内に摺動可能に収納される弁体と、
前記弁体の軸方向に沿った一端部に配置され、前記弁体を他端側に向かって付勢するバルブ付勢手段と、
前記弁体の軸方向に沿った他端部に設けられる作動油受圧面と、
を有し、
前記シリンダ室及び前記バルブ保持室内における作動油の貯留量の増減に対応して前記弁体及び前記ピストン部材が前記回転軸の軸方向に変位することにより、前記ピストン部材に付随して前記可動鉄心を前記回転軸の軸方向に変位せしめることを特徴とする可変界磁回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の可変界磁回転電機において、
前記可変界磁回転電機は、ステータコアと、コイルエンドとを備え、
前記シリンダ部は、前記コイルエンドの内径側に配置されていることを特徴とする可変界磁回転電機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の可変界磁回転電機において、
前記弁体は、スプール弁からなり、
前記スプール弁により前記シリンダ室に供給された作動油の排出と貯留とを切り換えることで、前記ピストン部材によって分割された一方の前記シリンダ室内で発生する遠心圧力と他方の前記シリンダ室内で発生する遠心圧力とが切り換え可能に設けられることを特徴とする可変界磁回転電機。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の可変界磁回転電機を備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変界磁回転電機及びこれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に回転電機の場合、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際、高速回転時に鉄損や弱め界磁銅損が増大する。一方、使用状況に応じた適切な回転電機特性（例えば、トルクや出力等）が得られるように、界磁を調整することが可能な可変界磁回転電機が知られている。
【０００３】
例えば、可変界磁回転電機に関し、特許文献１には、ワイヤ式牽引装置によってステータをロータに対して軸方向に引き抜く構成が開示されている。これにより、特許文献１では、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、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５７２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に界磁された可変界磁回転電機では、ステータを軸方向に引き抜くワイヤ式牽引装置を用いて界磁を調整しているため、構造が複雑となると共に、回転電機の大型化を招来する不具合がある。
【０００６】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、簡素な構造によって界磁を容易に調整すると共に、小型化を達成することが可能な可変界磁回転電機及びこれを備えた車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、シャフトの軸線を回転軸として一体的に回転可能に設けられたロータを有し、前記ロータに可動鉄心が設けられた可変界磁回転電機において、前記可動鉄心を前記回転軸の軸方向に沿って変位させる変位機構を有し、前記変位機構は、前記ロータの回転速度に対応して作動油が貯留されるシリンダ室と、前記可動鉄心の軸方向に沿った一端部に連結され、前記シリンダ室に沿って変位可能に設けられたピストン部材と、前記ピストン部材に設けられたシール部材と、前記ピストン部材、前記シリンダ室、及び、前記シール部材によって構成されるシリンダ部と、前記シリンダ室内に供給された作動油の排出と貯留とを切り換え可能な弁機構と、を備え、前記弁機構は、
バルブ保持室内に摺動可能に収納される弁体と、前記弁体の軸方向に沿った一端部に配置され、前記弁体を他端側に向かって付勢するバルブ付勢手段と、前記弁体の軸方向に沿った他端部に設けられる作動油受圧面と、を有し、前記シリンダ室及び前記バルブ保持室内における作動油の貯留量の増減に対応して前記弁体及び前記ピストン部材が前記回転軸の軸方向に変位することにより、前記ピストン部材に付随して前記可動鉄心を前記回転軸の軸方向に変位せしめることを特徴とする。
【０００８】
なお、この「作動油」は、潤滑作用を有する潤滑油と、冷却作用を有する冷媒との両方の作用を有する流体である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、簡素な構造によって界磁を容易に調整すると共に、小型化を達成することが可能な可変界磁回転電機及びこれを備えた車両を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る可変界磁回転電機の略構成縦断面図である。
【図２】図１に示す可変界磁回転電機の横断面図である。
【図３】図１に示す弁機構を構成するスプール弁の軸方向に沿った縦断面図、及び、スプール弁の軸方向に沿った一端面並びに他端面を示す左右側面図である。
【図４】可変界磁回転電機のロータの低速回転時において、可動鉄心変位機構及び弁機構の動作を示す説明図である。
【図５】可変界磁回転電機のロータの高速回転時において、可動鉄心変位機構及び弁機構の動作を示す説明図である。
【図６】作動油路の変形例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る可変界磁回転電機の略構成縦断面図、図２は、図１に示す可変界磁回転電機の横断面図である。
【００１３】
図１に示されるように、本発明の実施形態に係る可変界磁回転電機１０（以下、単に、回転電機１０という）は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される走行用モータである。この回転電機１０は、ハウジング１２と、ステータ１４と、ロータ１６と、シャフト（ロータシャフト）１８と、可動鉄心変位機構（変位機構）２０と、弁機構２１とを備えて構成されている。
【００１４】
ハウジング１２は、ステータ１４、ロータ１６、可動鉄心変位機構２０、及び、弁機構２１を収容すると共に、ハウジング１２に装着された一組のベアリング２２ａ、２２ｂを介して回転可能に軸支されている。
【００１５】
図２に示されるように、ステータ１４は、ステータコア２４と、ステータコア２４に装着された複数相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル２６と、コイルエンド２８（図１参照）とを有している。ステータ１４は、コイル２６に電流が流れることにより磁界が発生する。ステータコア２４は、軸線方向に沿って延在する円筒状に形成されている。ステータコア２４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って構成されている。
【００１６】
ステータコア２４は、コイル２６が挿入されたコイルスロット３０（図２参照）が周方向に沿って並設されている。このコイル２６は、例えば、平角線によって構成された複数の導線セグメントをステータコア２４のコイルスロット３０に挿入し、ステータコア２４から軸線方向に突出した部分において連結されたセグメントコイルで構成されている。
【００１７】
ロータ１６は、埋込磁石形で構成されている。ロータ１６は、ステータ１４の径方向内側に配置されている。ロータ１６は、ロータコア３２と、ロータコア３２に埋設（装着）された永久磁石３４と、ロータコア３２の一端面及び他端面にそれぞれ対向して配置された一対のエンドプレート３６ａ、３６ｂ（図１参照）とを有する。
【００１８】
ロータコア３２は、軸線方向に一様に延在する円筒状からなり、ステータコア２４の内周面に対向配置されている。ロータコア３２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って構成されている。
【００１９】
ロータコア３２の径方向内側には、シャフト１８が挿入され、例えば、圧入等によってロータコア３２の中心部に固定されている。シャフト１８及びロータコア３２は、シャフト１８の軸線Ａ（図１参照）を回転軸（回転中心）としてそれぞれ一体的に回転可能に設けられている。
【００２０】
また、ロータコア３２には、所定の周角度領域のそれぞれに、永久磁石３４を装着するための磁石装着部３８が設けられている（図２参照）。複数の磁石装着部３８は、ロータコア３２の外周部において、周方向に沿った所定の離間距離を有して等間隔に配置されている。磁石装着部３８は、軸線方向から視認して、径方向に直交する方向を長手方向とする矩形状に形成されている。
【００２１】
永久磁石３４は、磁石装着部３８に挿入され、例えば、樹脂や接着剤等によってロータコア３２に対して固定されている。
【００２２】
ロータコア３２には、周方向に沿って等角度離間して配置された複数の可動鉄心４０が設けられている。複数の可動鉄心４０は、それぞれ周方向で隣り合う一対の磁石装着部３８の間に配置されている。
【００２３】
可動鉄心４０は、ロータコア３２の収納スロット４２内に配置されることにより、周方向で隣り合うと共に、極性の異なる一対の永久磁石３４間に配置されている。可動鉄心４０は、収納スロット４２に対応して軸直断面が略楕円形状に構成されている。この可動鉄心４０は、後記する可動鉄心変位機構２０を介して、収納スロット４２内を軸方向に沿って変位可能に設けられている。
【００２４】
各エンドプレート３６ａ、３６ｂは、ロータコア３２と略同形の円環状板で形成されている。エンドプレート３６ａ、３６ｂは、ロータコア３２の磁石装着部３８に装着された永久磁石３４の抜け止めとして用いられている。エンドプレート３６ａ、３６ｂの中心には、シャフト１８が貫通する略円形状の貫通孔が形成されている。
【００２５】
図１に示されるように、一側のエンドプレート３６ａの外周部側には、軸方向から視認して可動鉄心４０よりも大径で貫通する孔部４４が形成されている。この孔部４４は、側面視して、可動鉄心４０の軸直断面である断面略楕円形状に対応する形状で形成されている。孔部４４には、可動鉄心４０が進退可能に配置されている。
【００２６】
可動鉄心変位機構２０は、ロータコア３２を側面視して外周部側に周方向に沿って等角度離間して配置された複数の可動鉄心４０を、同時又は略同時に回転軸（軸線Ａ）の軸方向に沿って変位させるものである。
【００２７】
この可動鉄心変位機構２０は、ロータコア３２の一端面において、一側のエンドプレート３６ａから回転軸の軸方向に沿った外部に向かって突出するハウジング１２内に配置されている。このハウジング１２は、外側に位置する外径壁部４８ａと、内側に位置する内径壁部４８ｂと、外径壁部４８ａの側面と内径壁部４８ｂとの側面とを連結する側部環状壁部４８ｃと、一側のエンドプレート３６ａと対向する円板状壁部４８ｄと、外径壁部４８ａと内径壁部４８ｂとの径方向に沿った間に配置された中間壁部４８ｅとから構成されている。
【００２８】
外径壁部４８ａは、ロータコア３２の外径側に沿って円筒状に形成されている。内径壁部４８ｂは、外径壁部４８ａよりも縮径し、ロータコア３２の内径側に沿って円筒状に形成されている。外径壁部４８ａと内径壁部４８ｂとは、それぞれシャフト１８の軸方向と略平行な同じ幅寸法に形成されている。側部環状壁部４８ｃは、径方向に沿って所定の離間距離を保持しながら略平行に構成された外径壁部４８ａの側部と内径壁部４８ｂとの側部を繋ぐ環状体によって形成されている。
【００２９】
断面視して上側に位置する中間壁部４８ｅと、下側に位置する内径壁部４８ｂと、中間壁部４８ｅと内径壁部４８ｂとの片側を上下方向で繋ぐ側部環状壁部４８ｃとによって囲繞された内部空間であるシリンダ室４６（４６ａ、４６ｂ）が形成されている。このシリンダ室４６は、後記するピストン部材５２によって一側（一方）のシリンダ室４６ａと、他側（他方）のシリンダ室４６ｂとに分割構成されている。なお、一側のシリンダ室４６ａと他側のシリンダ室４６ｂの両方を併せて総称するときは、「シリンダ室４６」という。シリンダ室４６内には、後記するように、ロータ１６の回転速度に対応して作動油が貯留される。なお、この「作動油」は、潤滑作用を有する潤滑油と、冷却作用を有する冷媒との両方の作用を有する流体である。
【００３０】
シリンダ室４６内には、シリンダ室４６に沿って変位可能に設けられたピストン部材５２が収装されている。このピストン部材５２は、可動鉄心４０の軸方向に沿った一端部に連結され、可動鉄心４０と一体的に変位するように設けられている。ピストン部材５２は、可動鉄心４０の軸方向に沿った一端部に連結されている。
【００３１】
このピストン部材５２は、側面視して略矩形状のプレート体からなるピストン本体と、ピストン本体から可動鉄心４０側に突出し、可動鉄心４０の軸方向に沿った一端部に連結される連結部と、ピストン本体に連続して形成され、且つ、連結部及び可動鉄心４０よりも外径側に位置するシール被装着部５４とを有する。なお、ピストン部材５２は、シリンダ室４６内に設けられた図示しない一組のストッパによって、そのストローク量（変位量）が予め設定されているものとする。
【００３２】
シール被装着部５４は、周方向に沿ってロータ１６の外周部と略平行に延在する環状体によって構成されている。シール被装着部５４には、断面略矩形状からなり、外径壁部４８ａの内壁に向かって開口する環状溝５６が形成されている。この環状溝５６には、ピストンパッキン（シール部材）５８が装着されている。
【００３３】
このピストンパッキン５８は、断面視して、中間壁部４８ｅ及び内径壁部４８ｂに摺接してシリンダ室４６を一側のシリンダ室４６ａと他側のシリンダ室４６ｂとに仕切るためのシール機能を発揮するものである。環状体からなるシール被装着部５４は、ロータ１６の外周部に沿って複数配置された各ピストン部材５２を周方向に沿って連結して繋ぐものである。環状溝５６に装着されたピストンパッキン５８は、連結部及び可動鉄心４０よりも外径側に位置し、ロータ１６の外周部に沿って略平行に配置されていると共に、環状に連続して形成されている。
【００３４】
シリンダ室４６に臨むシール被装着部５４の内壁は、シリンダ室４６の外径側に貯留された作動油によって押圧され、ピストン部材５２を変位させるために作動油の押圧力が付与される受圧面として機能するものである。
【００３５】
内径壁部４８ｂの径方向内側には、内径壁部４８ｂと略直交する円板状壁部４８ｄが設けられている。この円板状壁部４８ｄのエンドプレート３６ａと対向する内壁には、各シリンダ室４６ａ、４６ｂに連通して作動油を各シリンダ室４６ａ、４６ｂに向かって供給する複数の作動油路６８が形成されている。各作動油路６８は、径方向に沿って放射状に延在するように配置されている。
【００３６】
図１に示されるように、各作動油路６８は、円板状壁部４８ｄ、内径壁部４８ｂ、及び、側部環状壁部４８ｃに沿って連続し且つ延出している。内径壁部４８ｂには、断面視して各シリンダ室４６ａ、４６ｂに連通して作動油を各シリンダ室４６ａ、４６ｂにそれぞれ供給する一対の供給ポート６９ａ、６９ｂが設けられている。供給ポート６９ａは、一側のシリンダ室４６ａに連通可能に設けられている。供給ポート６９ｂは、他側のシリンダ室４６ｂに連通可能に設けられている。また、側部環状壁部４８ｃの外径側には、各作動油路６８の終端でバルブ保持室８０に対して作動油を供給する供給ポート７１が設けられている。
【００３７】
なお、前記した、ピストン部材５２、シリンダ室４６、及び、ピストンパッキン５８によってシリンダ部７０が構成されている。このシリンダ部７０は、コイル２６のコイルエンド２８の内径側に配置されている。
【００３８】
弁機構２１は、各シリンダ室４６ａ、４６ｂ内に供給された作動油の排出と貯留とを切り換えるものである。この弁機構２１は、バルブ保持室８０内に収納されたスプール弁（弁体）８２と、コイルスプリング（バルブ付勢手段）８４とを有する（図１参照）。バルブ保持室８０は、外径壁部４８ａの内径側に位置すると共に、シリンダ室４６の外径側に配置されている。
【００３９】
図３は、図１に示す弁機構を構成するスプール弁の軸方向に沿った縦断面図、及び、スプール弁の軸方向に沿った一端面並びに他端面を示す左右側面図である。
【００４０】
スプール弁８２は、バルブ保持室８０に沿って摺動可能及び変位可能に収納されている（図１参照）。図３に示されるように、このスプール弁８２は、略円柱状を呈する弁本体８３を有する。この弁本体８３の外周面には、軸方向に沿って、第１ランド部８６ａと、第２ランド部８６ｂと、第３ランド部８６ｃとが順に配置されている。この第１〜第３ランド部８６ａ〜８６ｃは、同一の外径を有する。また、第１〜第３ランド部８６ａ〜８６ｃの外径は、バルブ保持室８０を形成する保持孔の内径と略同一に形成されている。
【００４１】
弁本体８３の第１ランド部８６ａと第２ランド部８６ｂとの間には、環状凹部が形成され、この環状凹部によって第１小径部８８ａが設けられている。さらに、第２ランド部８６ｂと第３ランド部８６ｃとの間には、環状凹部が形成され、この環状凹部によって第２小径部８８ｂが設けられている。
【００４２】
コイルスプリング８４は、窪み部を介してスプール弁８２の軸方向に沿った一端部に配置され、スプール弁８２を他端部側（側部環状壁部４８ｃ側）に向かって押圧（付勢）するものである（図１参照）。スプール弁８２の軸方向に沿った他端部側（コイルスプリング８４が配置された側と反対側）には、バルブ保持室８０内に供給された作動油によって押圧される作動油受圧面９０が設けられている。この作動油受圧面９０は、中心に環状凸部９２を有する環状段部によって構成されている。
【００４３】
図１に示されるように、バルブ保持室８０は、断面視して上側に位置する外径壁部４８ａと、下側に位置する中間壁部４８ｅと、外径壁部４８ａと中間壁部４８ｅとの片側を上下方向で繋ぐ側部環状壁部４８ｃとによって囲繞された内部空間で形成されている。また、上側に位置する外径壁部４８ａには、バルブ保持室８０内に導入された作動油をバルブ保持室８０外に排出する一対の排出ポート９４ａ、９４ｂが設けられている。
【００４４】
中間壁部４８ｅには、シリンダ室４６とバルブ保持室８０とを互いに連通させる一組の連通ポート９６ａ、９６ｂが形成されている。この各連通ポート９６ａ、９６ｂは、スプール弁８２の摺動位置に対応して、シリンダ室４６内に導入された作動油をバルブ保持室８０内に導出するものである。スプール弁８２の位置関係によって、連通ポート９６ａと排出ポート９４ａとは、連通可能に設けられている（後記する図５参照）。また、スプール弁８２の位置関係によって、連通ポート９６ｂと排出ポート９４ｂとは、連通可能に設けられている（後記する図４参照）。
【００４５】
円板状壁部４８ｄは、シャフト１８に近接する内径側に位置し、シャフト１８の軸方向に沿って突出する内径フランジ７２を有する。この内径フランジ７２には、回転電機１０の回転角度を検出するレゾルバ７４が配置されている。このレゾルバ７４は、ハウジング１２側に固定されるレゾルバステータと、シャフト１８側に圧入固定されてシャフト１８と一体的に回転するレゾルバロータとを有する。
【００４６】
本実施形態に係る回転電機１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００４７】
図４は、可変界磁回転電機のロータの低速回転時において、可動鉄心変位機構及び弁機構の動作を示す説明図、図５は、可変界磁回転電機のロータの高速回転時において、可動鉄心変位機構及び弁機構の動作を示す説明図である。なお、スプール弁８２は、その初期位置において、コイルスプリング８４のばね力によって、端部側の環状凸部９２が側部環状壁部４８ｃに当接した状態にある（図４参照）。
【００４８】
例えば、図示しないポンプを介して作動油（潤滑油、冷媒）が回転電機１０に送給される。この作動油は、作動油路６８を介してシャフト１８側からシリンダ室４６内へ供給される。
【００４９】
回転電機１０のロータ１６が回転すると、ピストン部材５２がロータコア３２と共に回転し、ピストン部材５２に対して遠心力が付与される。図４に示されるように、回転電機１０のロータ１６が所定の低回転（低速回転）となったとき、作動油路６８及び供給ポート６９ａを介して、作動油は、一側のシリンダ室４６ａ内にのみ導入される。一側のシリンダ室４６内に導入された作動油は、遠心力の作用によって一側のシリンダ室４６ａの外径側にのみ貯留される。一側のシリンダ室４６ａの外径側に貯留された作動油は、ピストン部材５２を他側のシリンダ室４６ｂ側に向かって押圧する。この結果、遠心圧力は、一側のシリンダ室４６ａにのみ発生する。ピストン部材５２は、作動油の低い遠心圧力によって矢印Ｂ方向に変位する。
【００５０】
回転電機１０のロータ１６の低速回転時では、スプール弁８２が初期位置の状態（図４参照）にある。スプール弁８２の初期位置において、一側の連通ポート９６ａと排出ポート９４ａとは、第２ランド部８６ｂによってそれぞれ遮蔽された非連通状態にある。また、他側の連通ポート９６ｂと排出ポート９４ｂとは、第２小径部８８ｂを介してそれぞれ連通状態にある。これにより、供給ポート６９ａから一側のシリンダ室４６ａ内に供給された作動油は、一側のシリンダ室４６ａ内に貯留されると共に、低い遠心圧力が発生してピストン部材５２を矢印Ｂ方向に押圧する。これに対して、供給ポート６９ｂから他側のシリンダ室４６ｂ内に供給された作動油は、連通状態にある連通ポート９６ｂ及び排出ポート９４ｂを介して外部に排出される。
【００５１】
図５に示されるように、回転電機１０のロータ１６が所定の高回転（高速回転）となったとき、供給ポート６９ｂを介して他側のシリンダ室４６ｂ内にのみ作動油が導入される。他側のシリンダ室４６ｂの外径側に貯留された作動油（遠心油圧）に対して遠心力が作用して、作動油の圧力が高められる。圧力が高められた作動油（高い遠心油圧）よってピストン部材５２が図５に示す小矢印の方向に向かって押圧される。すなわち、他側のシリンダ室４６ｂに臨むピストン部材５２の内壁は、作動油の押圧力（遠心油圧）が付与される受圧面として作用し、この押圧力（遠心油圧）によってピストン部材５２及び可動鉄心４０は、矢印Ｃ方向に向かって一体的に変位する。
【００５２】
換言すると、回転電機１０のロータ１６が所定の高回転（高速回転）となったとき、他側のシリンダ室４６ｂの外径側に貯留された作動油に対して遠心力が付与されて作動油が加圧される。この作動油に対する加圧力は、遠心力の増大に伴って大きくなる。この加圧された作動油によりピストン部材５２の受圧面（内壁５４ａ）を押圧する押圧力が発生し、ピストン部材５２を矢印Ｃ方向（回転軸の軸方向）に沿って変位させる。ピストン部材５２に連結された可動鉄心４０は、ピストン部材５２に伴って一体的に矢印Ｃ方向に沿って変位する。
【００５３】
この結果、可動鉄心４０は、ロータコア３２の収納スロット４２内に配置された初期位置からピストン部材５２と一体的に矢印Ｃ方向に向かって変位する。なお、ロータ１６の所定の高回転（高速回転）は、例えば、回転電機１０に要求される性能や回転電機１０の大きさ等に基づいて予め設定される。
【００５４】
回転電機１０のロータ１６の高速回転時では、供給ポート７１を介してバルブ保持室８０内に導入された作動油によってスプール弁８２の受圧面９０が押圧される。スプール弁８２は、コイルスプリング８４のばね力に抗して初期位置から矢印Ｄ方向に向かって変位する。これにより、一側の連通ポート９６ａと排出ポート９４ａとは、第１小径部８８ａを介してそれぞれ連通状態にある。また、他側の連通ポート９６ｂと排出ポート９４ｂとは、第２ランド部８６ｂによってそれぞれ遮蔽された非連通状態にある。この結果、供給ポート６９ｂから他側のシリンダ室４６ｂ内に供給された作動油は、他側のシリンダ室４６ｂ内に貯留されると共に、高い遠心圧力が発生してピストン部材５２を押圧して矢印Ｃ方向に変位させる。これに対して、供給ポート６９ａから一側のシリンダ室４６ａ内に供給された作動油は、連通状態にある連通ポート９６ａ及び排出ポート９４ａを介して外部に排出される。回転電機１０のロータ１６の高速回転時では、遠心圧力が、他側のシリンダ室４６ｂにのみ発生する。ピストン部材５２は、作動油の高い遠心圧力によって矢印Ｃ方向に変位する。
【００５５】
このように、本実施形態では、遠心力によってシリンダ室４６の外径側に貯留された作動油が加圧されて、ピストン部材５２の受圧面を軸方向（矢印Ｂ方向又は矢印Ｃ方向）に沿って押圧する押圧力を発生させることができる。これにより、本実施形態では、ピストン部材５２及び可動鉄心４０を一体的に回転軸の軸方向（矢印Ｂ方向又は矢印Ｃ方向）に沿って変位させることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態では、スプール弁８２によって一側のシリンダ室４６ａ及び他側のシリンダ室４６ｂ内に供給された作動油の排出と貯留とを切り換えることができる。すなわち、図４に示す低速回転時では、一側のシリンダ室４６ａ内に作動油を貯留して遠心油圧を発生させると共に、他側のシリンダ室４６ｂ内の作動油を外部に排出することができる。一方、図５に示す高速回転時では、他側のシリンダ室４６ｂ内に作動油を貯留して遠心油圧を発生させると共に、一側のシリンダ室４６ａ内の作動油を外部に排出することができる。この結果、本実施形態では、例えば、スプール弁８２からなる弁機構２１を設けることで、遠心油圧を印加するタイミングを好適に制御することができる。
【００５７】
すなわち、遠心油圧は、ロータ１６の回転数の２乗に比例するため、例えば、必要な遠心油圧荷重が得られるまでにピストン部材５２（可動鉄心４０）がフリー状態で変位するおそれがある。また、必要な遠心油圧荷重が得られるまでに時間を要する場合があり、又は、ロータ１６の高い回転速度を必要とするおそれがある。
【００５８】
本実施形態では、スプール弁８２の切換作用によって、ピストン部材５２をよりステップ的に変位させることができる。換言すると、スプール弁８２によって作動油の排出と貯留とを切り換えることで、一側のシリンダ室４６ａ内で発生する低い遠心圧力から、他側のシリンダ室４６ｂ内で発生する高い遠心圧力へステップ的に切り換えることができる。この結果、本実施形態では、必要な遠心油圧荷重が得られるまでにピストン部材５２（可動鉄心４０）が変位することを好適に回避することができる。また、スプール弁８２の切換作用によってピストン部材５２を変位させることで、ピストン部材５２を付勢するリターンスプリング等が不要となる。これにより、本実施形態では、部品点数を削減して製造コストを低減することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、作動油として、例えば、高粘度のオイルを用いた場合、低温環境で発生する遠心油圧が過大となることを好適に抑制することができる。
【００６０】
この結果、本実施形態では、可動鉄心変位機構２０及びスプール弁８２を含む弁機構２１を設けることで、簡素な構造によって界磁を容易に調整すると共に、小型化を達成することが可能な回転電機１０を得ることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、ピストン部材５２等を有するシリンダ部７０が、コイル２６のコイルエンド２８の内径側に配置されている。これにより、本実施形態では、スペースの有効利用を図り、省スペース化を達成することができる。
【００６２】
図６は、作動油路の変形例を示す部分断面図である。なお、図４及び図５と同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその詳細説明を省略する。
【００６３】
図６に示す変形例では、複数の作動油排出ポート９８を設け、この作動油排出ポート９８から作動油を外部に排出するようにしている。これにより、一側のシリンダ室４６ａ及び他側のシリンダ室４６ｂ内に必要以上の作動油が貯留されることを好適に回避することができる。また、複数の作動油排出ポート９８から排出された作動油は、例えば、近傍部位に配置される図示しない巻線やギヤ等の潤滑・冷却に使用される。
【００６４】
このような回転電機１０を図示しない車両に搭載することで、簡素な構造によって界磁を容易に調整すると共に、小型化を達成することが可能な車両を得ることができる。
【００６５】
なお、本実施形態及び他の実施形態では、変位機構として可動鉄心４０を回転軸の軸方向に沿って変位させた可動鉄心変位機構２０を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、変位機構として永久磁石変位機構を採用し、この永久磁石変位機構を用いて永久磁石３４を回転軸の軸方向に沿って変位させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０    可変界磁回転電機
１６    ロータ
１８    シャフト
２０    可動鉄心変位機構（変位機構）
２１    弁機構
２４    ステータコア
２８    コイルエンド
４０    可動鉄心
４６、４６ａ、４６ｂ  シリンダ室
５２    ピストン部材
５８    ピストンパッキン（シール部材）
７０    シリンダ部
８０    バルブ保持室
８２    スプール弁（弁体）
８４    コイルスプリング（バルブ付勢手段）
９０    作動油受圧面
Ａ      シャフトの軸線（回転軸）
【図１】
2019161971.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019161971.tif 000007
【図６】
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