(57)【要約】【課題】装置の大型化や部品点数の増加を招くことなく、作動流体を用いて外周側回転子と内周側回転子の相対位相を任意に変更できるようにして、製造コストの低減と相対位相の変更制御の自由度の向上を図ることのできる電動機を提供する。【解決手段】作動流体の給排により、内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室２４と、内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室２５を設ける。スプール位置に応じて進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動流体の給排の振り分けを行うスプール式の流路切換弁３７と、ライン通路３３の圧力を調圧し、調圧された作動流体の圧力によって流路切換弁３７のスプール位置を制御する電磁式の調圧弁３９を設ける。【選択図】図６
2008011592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、
この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、
前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、を備えた電動機であって、
前記位相変更手段が、
内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、
内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室と、
前記作動流体を供給する流体供給源と、
スプール位置に応じて前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排の振り分けを行うスプール式の流路切換弁と、
前記流体供給源から供給される作動流体の圧力を調圧し、調圧された作動流体の圧力によって前記流路切換弁のスプール位置を制御する電磁式の調圧弁と、を備えていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記流路切換弁は、
前記進角側作動室に導通してスプールに進角側作動室の圧力に応じた推力を作用させる進角側フィードバック室と、
前記遅角側作動室に導通してスプールに遅角側作動室の圧力に応じた推力を作用させる遅角側フィードバック室と、を備え、
前記進角側フィードバック室と遅角側フィードバック室に夫々臨む前記スプールの受圧面の面積が同面積に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
スプリングの付勢力と前記流体供給源の供給圧とのバランスによって進退作動する制御スプールを有し、この制御スプールの作動位置に応じて前記流路切換弁に導通するライン通路の圧力を制御するレギュレータバルブを備えた請求項１または２に記載の電動機において、
前記レギュレータバルブに、前記電磁式の調圧弁によって調圧された作動流体の圧力を前記制御スプールに対して前記スプリングの付勢方向と同方向に作用させる反力調整室が設けられていることを特徴とする電動機。
【請求項４】
前記外周側回転子と一体に回転する第１部材と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材の間に作動流体の導入空間が設けられ、
前記第１部材と第２部材のうちの一方に、前記導入空間に摺動自在に配置されて前記導入空間内を２室に隔成するベーンが突設され、
前記ベーンで隔成される２室によって前記進角側作動室と遅角側作動室が構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記外周側回転子と一体に回転する第１部材と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材のうちの一方に軸部が設けられるとともに、
前記第１部材と第２部材のうちの他方に、前記軸部の外側を囲繞する筒部が設けられ、
内周面と外周面が前記軸部と筒部に夫々ヘリカルスプライン係合するリングギヤが設けられ、
前記第１部材と第２部材の間に作動流体の導入空間が設けられ、
この導入空間に摺動自在に収容されて前記導入空間内を２室に隔成するピストンが設けられるとともに、
このピストンが前記リングギヤと一体変位可能に連結され、
前記ピストンで隔成される２室によって前記進角側作動室と遅角側作動室が構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記外周側回転子と一体に回転する第１部材と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材のうちの一方に、回転軸線を中心とする円周の略接線方向に沿い互いに相反する回転方向に向く第１のシリンダと第２のシリンダが設けられるとともに、
この第１のシリンダと第２のシリンダに第１のピストンと第２のピストンが夫々進退自在に設けられ、
前記第１部材と第２部材のうちの他方に、前記両回転子の略半径方向に沿い夫々前記第１のピストンと第２のピストンの頂部に当接する第１の荷重伝達壁と第２の荷重伝達壁が設けられ、
前記第１のシリンダと第１のピストンの間、及び、前記第２のシリンダと第２のピストンの間に前記進角側作動室と遅角側作動室が夫々構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転子に永久磁石を備えた電動機に関し、特に、回転子の永久磁石の界磁特性を変更できる電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電動機として、夫々個別に永久磁石を備える内周側回転子と外周側回転子とが同軸に配設され、この両回転子を周方向に相対的に回動させる（両回転子の相対的な位相を変更する）ことにより、回転子全体としての界磁特性を変更できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この電動機では、電動機の回転速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材によって、外周側回転子と内周側回転子との何れか一方を他方に対して周方向に回動させる。また、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、各回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することによって、外周側回転子及び内周側回転子の周方向の相対位置を変更する。
【０００４】
この電動機においては、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに異極同士で対向させる（同極配置にする）ことで、回転子全体の界磁を強めて誘起電圧を増大させ、逆に、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに同極同士で対向させる（対極配置にする）ことで、回転子全体の界磁を弱めて誘起電圧を減少させる。
【特許文献１】特開２００２−２０４５４１号公報
【特許文献２】特開平１１−２３６８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この従来の電動機の場合、外周側回転子と内周側回転子の相対位相を変更できる条件が限られており、電動機の運転停止時や任意の回転時に自由に相対位相を変更することができない。特に、ハイブリッド車や電動車両の駆動用として用いる場合には、車両の運転状況に応じて瞬時に所望の電動機特性に変更することが望まれ、この要望に応えるためにも相対位相の変更制御の自由度を高めることが重要となる。このため、本出願人は、作動流体を用いる位相変更手段を組み込むことを発案し、現在、作動流体の効率的な給排制御を検討している。
【０００６】
具体的には、位相変更手段には、内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室を設け、これらの作動室に対する作動流体の供給を、電磁バルブで制御することを検討している。
【０００７】
しかし、この場合、各作動室に供給する作動流体の流路を電磁バルブを用いて操作しようとすると、位相変更時には比較的大流量の作動流体を供給する必要があることから電磁バルブの大型化を避けることができなくなり、また、作動室毎に電磁バルブ等の制御機構を設けると、部品点数が多くなり、占有スペースの増大や製造コストの高騰を招いてしまう。
【０００８】
そこでこの発明は、装置の大型化や部品点数の増加を招くことなく、作動流体を用いて外周側回転子と内周側回転子の相対位相を任意に変更できるようにして、製造コストの低減と相対位相の変更制御の自由度の向上を図ることのできる電動機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、円周方向に沿うように永久磁石（例えば、後述の実施形態における永久磁石９）が配設された内周側回転子（例えば、後述の実施形態における内周側回転子６）と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子（例えば、後述の実施形態における外周側回転子５）と、前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段（例えば、後述の実施形態における位相変更手段１２）と、を備えた電動機であって、前記位相変更手段が、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室（例えば、後述の実施形態における進角側作動室２４）と、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室（例えば、後述の実施形態における遅角側作動室２５）と、前記作動流体を供給する流体供給源（例えば、後述の実施形態におけるオイルポンプ３２）と、スプール位置に応じて前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排の振り分けを行うスプール式の流路切換弁（例えば、後述の実施形態における流路切換弁３７）と、前記流体供給源から供給される作動流体の圧力を調圧し、調圧された作動流体の圧力によって前記流路切換弁のスプール位置を制御する電磁式の調圧弁（例えば、後述の実施形態における調圧弁３９）と、を備えた構成とした。
これにより、流路切換弁のスプール位置に応じて流体供給源から供給された作動流体が進角側作動室と遅角側作動室の一方に導入されるとともに、他方の作動室の作動流体が外部に排出され、その結果、内周側回転子が外周側回転子に対して進角方向または遅角方向に回動操作される。電磁式の調圧弁は、コントローラによる指令を受けて流体供給源から供給される作動流体の圧力を適宜調圧し、その調圧された作動流体の圧力を流路切換弁のスプールに作用させてスプール位置を制御する。したがって、流路切換弁のスプールは、作動流体の比較的高い圧力を利用して進退操作されるため、進角側作動室や遅角側作動室に対する作動流体の給排流量を、余裕をもって増大させることができる。また、進角側作動室と遅角側作動室の作動流体の給排は共通の流路切換弁のスプールによって行われる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記流路切換弁が、前記進角側作動室に導通してスプール（例えば、後述の実施形態におけるスプール３８）に進角側作動室の圧力に応じた推力を作用させる進角側フィードバック室（例えば、後述の実施形態における進角側フィードバック室６２）と、前記遅角側作動室に導通してスプールに遅角側作動室の圧力に応じた推力を作用させる遅角側フィードバック室（例えば、後述の実施形態における遅角側フィードバック室６３）と、を備え、前記進角側フィードバック室と遅角側フィードバック室に夫々臨む前記スプールの受圧面の面積が同面積に設定されるようにした。
この場合、進角側作動室と遅角側作動室の圧力差に応じた推力がスプールに作用して調圧弁で調圧されたスプール制御圧とバランスする力として働くため、調圧弁によるスプール制御圧の制御によって進角側作動室と遅角側作動室の圧力差を制御することが可能になる。また、調圧弁の制御が一定に維持された状態において、外乱によって進角側作動室と遅角側作動室の圧力差が変化した場合には、両作動室間の圧力差に応じたスプールの推力がスプール制御圧による力とバランスするように、進角側作動室と遅角側作動室の圧力差が自動修正される。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、スプリングの付勢力と前記流体供給源の供給圧とのバランスによって進退作動する制御スプール（例えば、後述の実施形態における制御スプール４１）を有し、この制御スプールの作動位置に応じて前記流路切換弁に導通するライン通路（例えば、後述の実施形態におけるライン通路３３）の圧力を制御するレギュレータバルブ（例えば、後述の実施形態におけるレギュレータバルブ３５）を備えた請求項１または２に記載の電動機において、前記レギュレータバルブに、前記電磁式の調圧弁によって調圧された作動流体の圧力を前記制御スプールに対して前記スプリングの付勢方向と同方向に作用させる反力調整室（例えば、後述の実施形態における反力調整室４７）が設けられている構成とした。
これにより、レギュレータバルブの制御スプールには、電磁式の調圧弁によって調圧された作動流体の圧力がスプリングの付勢方向と同方向の反力として作用することになり、レギュレータバルブによるライン通路の圧力制御は、流路切換弁のスプール制御圧に応じて行われることとなる。このため、例えば、両回転子の永久磁石の反力や別設の付勢手段によって進角方向の回転時に回転方向の反力がほぼリニアに増大するように設定されている場合には、流路切換弁のスプール制御圧を増大させて内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に回動させると、それに伴ってレギュレータバルブがライン通路の圧力を増大して、内周側回転子を進角方向に確実に相対回動させるようになる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機において、前記外周側回転子と一体に回転する第１部材（例えば、後述の実施形態におけるベーンロータ１４，ドライブプレート１６）と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材（例えば、後述の実施形態における環状ハウジング１５）の間に作動流体の導入空間（例えば、後述の実施形態における導入空間２３）が設けられ、前記第１部材と第２部材のうちの一方に、前記導入空間に摺動自在に配置されて前記導入空間内を２室に隔成するベーン（例えば、後述の実施形態におけるベーン１８）が突設され、前記ベーンで隔成される２室によって前記進角側作動室と遅角側作動室が構成されるようにした。
これにより、例えば、進角側作動室に作動流体が供給され、遅角側作動室から作動流体が排出されると、ベーンが前後の差圧を受けて導入空間内を一方から他方側に相対的に移動して第１部材と第２部材が一方に相対回動する。これにより、内周側回転子は外周側回転子に対して進角方向に相対回動する。一方、遅角側作動室に作動流体が供給され、進角側作動室から作動流体が排出された場合には、ベーンがこのときの前後の差圧を受けて前記と逆方向に相対的に移動し、このとき第１部材と第２部材を介して内周側回転子が外周側回転子に対して遅角方向に相対回動する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機において、前記外周側回転子と一体に回転する第１部材（例えば、後述の実施形態における内筒部材１１２，ドライブプレート１１４）と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材（例えば、後述の実施形態における外筒部材１１３）のうちの一方に軸部（例えば、後述の実施形態における軸部１１２ｂ）が設けられるとともに、前記第１部材と第２部材のうちの他方に、前記軸部の外側を囲繞する筒部（例えば、後述の実施形態における肉厚部１１３ａ）が設けられ、内周面と外周面が前記軸部と筒部に夫々ヘリカルスプライン係合するリングギヤ（例えば、後述の実施形態におけるリングギヤ１１８）が設けられ、前記第１部材と第２部材の間に作動流体の導入空間（例えば、後述の実施形態における導入空間１１５）が設けられ、この導入空間に摺動自在に収容されて前記導入空間内を２室に隔成するピストン（例えば、後述の実施形態におけるピストン１２２）が設けられるとともに、このピストンが前記リングギヤと一体変位可能に連結され、前記ピストンで隔成される２室によって前記進角側作動室と遅角側作動室が構成されるようにした。
この場合、例えば、進角側作動室に作動流体が供給され、遅角側作動室から作動流体が排出されると、ピストンが前後の差圧を受けて導入空間内を一方から他方側に相対的に移動し、このとき、ピストンに連結されたリングギヤが軸部と筒部の間において一方から他方側に移動する。そして、リングギヤが軸部と筒部の間でこうして移動すると、リングギヤがヘリカルスプラインを介して軸部と筒部に一方側の相対回転力を付与するようになる。これにより、第１部材と第２部材が一方に相対回動し、内周側回転子は外周側回転子に対して進角方向に相対回動する。一方、遅角側作動室に作動流体が供給され、進角側作動室から作動流体が排出された場合には、ピストンがこのときの前後の差圧を受けて前記と逆方向に相対的に移動し、このとき、リングギヤがピストンと同方向に移動して軸部と筒部にヘリカルスプラインを介して前記と逆方向の相対回転力を付与するようになる。これにより、第１部材と第２部材が他方に相対回動し、内周側回転子は外周側回転子に対して遅角方向に相対回動する。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機において、前記外周側回転子と一体に回転する第１部材（例えば、後述の実施形態における内側ブロック２１２）と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材（例えば、後述の実施形態における外側ブロック２１３）のうちの一方に、回転軸線を中心とする円周の略接線方向に沿い互いに相反する回転方向に向く第１のシリンダ（例えば、後述の実施形態における第１のシリンダ２１４）と第２のシリンダ（例えば、後述の実施形態における第２のシリンダ２１５）が設けられるとともに、この第１のシリンダと第２のシリンダに第１のピストン（例えば、後述の実施形態における第１のピストン２１６）と第２のピストン（例えば、後述の実施形態における第２のピストン２１７）が夫々進退自在に設けられ、前記第１部材と第２部材のうちの他方に、前記両回転子の略半径方向に沿い夫々前記第１のピストンと第２のピストンの頂部に当接する第１の荷重伝達壁（例えば、後述の実施形態における第１の荷重伝達壁２１８）と第２の荷重伝達壁（例えば、後述の実施形態における第２の荷重伝達壁２１９）が設けられ、前記第１のシリンダと第１のピストンの間、及び、前記第２のシリンダと第２のピストンの間に前記進角側作動室と遅角側作動室が夫々構成されるようにした。
この場合、例えば、進角側作動室に作動流体が供給され、遅角側作動室から作動流体が排出されると、第１のピストンが突出する一方で第２のピストンが後退する。このとき、第１のピストンが第１の荷重伝達壁を押圧して、第１の荷重伝達壁が第１のシリンダ側から離間するとともに、第２の荷重伝達壁が第２のシリンダ側に近接し、その結果、第１部材と第２部材が一方側に相対回動する。これにより、内周側回転子は外周側回転子に対して進角方向に相対回動する。一方、遅角側作動室に作動流体が供給され、進角側作動室から作動流体が排出された場合には、第２のピストンが突出する一方で第１のピストンが後退し、第２のピストンが第２の荷重伝達壁を押圧する。これにより、第１部材と第２部材が他方側に相対回動し、内周側回転子は外周側回転子に対して遅角方向に相対回動する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、進角側作動室と遅角側作動室に作動流体を適宜給排することによって外周側回転子と内周側回転子の相対位相が変更される構成を採用するとともに、スプール式の流路切換弁によって進角側作動室と遅角側作動室に作動流体の給排を振り分け、電磁式の調圧弁によって流体供給源から供給される作動流体の圧力を調圧し、そこで調圧された作動流体の圧力によって流路切換弁のスプール位置を制御するため、大型の電磁弁を用いることなく大流量の作動流体を供給することができ、外周側回転子と内周側回転子の相対位相を任意に変更することができる。また、共通の流路切換弁のスプールによって進角側作動室と遅角側作動室の作動流体の給排を行うため、流路切換弁や、そのスプール位置を制御する調圧弁の数を各一つにし、全体の部品点数の削減を図ることができる。したがって、この発明によれば、製造コストの高騰を抑制しつつ、相対位相の変更制御の自由度を高めることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、流路切換弁に進角側フィードバック室と遅角側フィードバック室を設け、両フィードバック室に臨むスプールの受圧面積を同じに設定するしたため、電磁式の調圧弁による調圧によって進角側作動室と遅角側作動室の圧力差を制御することができる。したがって、内周側回転子と外周側回転子の相対回動時に回転反力がリニアに変化するように設定しておくことにより、内周側回転子と外周側回転子の相対位置をフィードバックして制御を行うことなく、両回転子を最遅角位置と最進角位置の間の任意の相対位置に正確に回動制御することができる。
また、この発明によれば、調圧弁による制御が固定されている状況等では外乱による両回転子間の相対回動が自動的に修正されるため、電磁式の調圧弁の制御を簡略化することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、電磁式の調圧弁によって調圧された作動流体の圧力を、レギュレータバルブの制御スプールにスプリングの付勢方向と同方向の反力として作用させ、レギュレータバルブによるライン通路の圧力制御が流路切換弁のスプール制御圧に応じて行われるようにしたため、流路切換弁のスプール制御圧の増大による位相変更の進行に応じて回転反力がほぼリニアに増大するように設定されている場合に、回転反力に応じたライン通路の圧力によって確実に位相の変更を行うことができる。したがって、回転反力に応じてライン通路の圧力が自動的に調整されるため、常にライン通路の圧力を高く設定する必要がなくなり、その結果、エネルギーロスを減少させることが可能となる。
【００１８】
また、請求項４〜６に記載の発明によれば、いずれも比較的簡単な構成により、作動流体の供給制御によって内周側回転子と外周側回転子の相対位相を任意のタイミングで正確に変更することができるため、相対位相の変更制御の自由度を高めつつ、電動機の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。最初に、図１〜図１２に示す第１の実施形態について説明する。
【００２０】
この実施形態の電動機１は、図１〜図４に示すように円環状の固定子２の内周側に回転子ユニット３が配置されたインナロータ型のブラシレスＤＣモータであり、例えばハイブリッド車や電動車両等の走行駆動源として用いられる。固定子２は複数相の固定子巻線２ａを有し、回転子ユニット３は軸芯部に回転軸４を有している。車両の走行駆動源として用いる場合には、電動機１の回転力はトランスミッション（図示せず）を介して車輪の駆動軸（図示せず）に伝達される。この場合、電動機１は車両の減速時に発電機として機能させれば、回生エネルギーとして蓄電器に回収することもできる。また、ハイブリッド車においては、電動機１の回転軸４をさらに内燃機関のクランクシャフト（図示せず）に連結することにより、内燃機関による発電にも利用することができる。
【００２１】
回転子ユニット３は、円環状の外周側回転子５と、この外周側回転子５の内側に同軸に配置される円環状の内周側回転子６を備え、外周側回転子５と内周側回転子６が設定角度の範囲で回動可能とされている。
【００２２】
外周側回転子５と内周側回転子６は、回転子本体である円環状のロータ鉄心７，８が例えば焼結金属によって形成され、その各ロータ鉄心７，８の外周側に偏寄した位置に、複数の磁石装着スロット７ａ，８ａが円周方向等間隔に形成されている。各磁石装着スロット７ａ，８ａには、厚み方向に磁化された２つの平板状の永久磁石９，９が並列に並んで装着されている。同じ磁石装着スロット７ａ，８ａ内に装着される２つの永久磁石９，９は同方向に磁化され、各隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａ、及び、８ａ，８ａに装着される永久磁石９の対同士は磁極の向きが逆向きになるように設定されている。即ち、各回転子５，６においては、外周側がＮ極とされた永久磁石９の対と、Ｓ極とされた永久磁石９の対が円周方向に交互に並んで配置されている。なお、各回転子５，６の外周面の隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａ、及び、８ａ，８ａの各間には、永久磁石９の磁束の流れを制御するための切欠き部１０が回転子５，６の軸方向に沿って形成されている。
【００２３】
外周側回転子５と内周側回転子６の磁石装着スロット７ａ，８ａは夫々同数設けられ、両回転子５，６の永久磁石９…が夫々１対１で対応するようになっている。したがって、外周側回転子５と内周側回転子６の各磁石装着スロット７ａ，８ａ内の永久磁石９の対を互いに同極同士で対向させる（異極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態（図４，図５（ｂ）参照）を得ることができるとともに、外周側回転子５と内周側回転子６の各磁石装着スロット７ａ，８ａ内の永久磁石９の対を互いに異極同士で対向させる（同極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態（図２，図５（ａ）参照）を得ることができる。
【００２４】
また、回転子ユニット３は、外周側回転子５と内周側回転子６を相対回動させるための回動機構１１を備えている。この回動機構１１は、両回転子５，６の相対位相を任意に変更するための位相変更手段１２の一部を構成するものであり、非圧縮性の作動流体である作動液の圧力によって操作されるようになっている。位相変更手段１２は、上記の回動機構１１と、この回動機構１１に供給する作動液の圧力を制御する図６に示す油圧制御装置１３と、を主要な要素として構成されている。
【００２５】
回動機構１１は、図１〜図３に示すように回転軸４の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されるベーンロータ１４（第１部材）と、ベーンロータ１４の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング１５（第２部材）とを備え、この環状ハウジング１５が内周側回転子６の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、ベーンロータ１４が、環状ハウジング１５と内周側回転子６の両側の側端部を跨ぐ円板状の一対のドライブプレート１６，１６（第１部材）を介して外周側回転子５に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ１４は回転軸４と外周側回転子５に一体化され、環状ハウジング１５は内周側回転子６に一体化されている。
【００２６】
ベーンロータ１４は、回転軸４にスプライン嵌合される円筒状のボス部１７の外周に、径方向外側に突出する複数のベーン１８が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング１５は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部１９が設けられ、この各凹部１９にベーンロータ１４の対応するベーン１８が収容配置されるようになっている。各凹部１９は、ベーン１８の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁２０と、隣接する凹部１９，１９同士を隔成する略三角形状の仕切壁２１によって構成され、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動時に、ベーン１８が一方の仕切壁２１と他方の仕切壁２１の間を変位し得るようになっている。この実施形態の場合、仕切壁２１はベーン１８と当接することにより、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動を規制するストッパとしても機能する。なお、各ベーン１８の先端部と仕切壁２１の先端部には、軸方向に沿うようにシール部材２２が設けられ、これらのシール部材２２によってベーン１８と凹部１９の底壁２０、仕切壁２１とボス部１７の外周面の各間が液密にシールされている。
【００２７】
また、内周側回転子６に固定される環状ハウジング１５のベース１５ａ部は一定厚みの円筒状に形成されるとともに、図１に示すように内周側回転子６や仕切壁２１に対して軸方向外側に突出している。このベース部１５ａの外側に突出した各端部は、ドライブプレート１６に形成された環状のガイド溝１６ａに摺動自在に保持され、環状ハウジング１５と内周側回転子６が、外周側回転子５や回転軸４にフローティング状態で支持されるようになっている。
【００２８】
外周側回転子５とベーンロータ１４を連結する両側のドライブプレート１６，１６は、環状ハウジング１５の両側面（軸方向の両端面）に摺動自在に密接し、環状ハウジング１５の各凹部１９の側方を夫々閉塞する。したがって、各凹部１９は、ベーンロータ１４のボス部１７と両側のドライブプレート１６，１６によって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、作動液が導入される導入空間２３となっている。各導入空間２３内は、ベーンロータ１４の対応する各ベーン１８によって夫々２室に隔成され、一方の部屋が進角側作動室２４、他方の部屋が遅角側作動室２５とされている。進角側作動室２４は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室２５は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、図２，図４中の矢印Ｒで示す電動機１の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、電動機１の回転方向Ｒと逆側に進めることを言うものとする。
【００２９】
また、各進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排は回転軸４を通して行われるようになっている。具体的には、進角側作動室２４は、図６に示す油圧制御装置１３の進角側給排通路２６に接続され、遅角側作動室２５は同油圧制御装置１３の遅角側給排通路２７に接続されているが、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７の一部は、図１に示すように、夫々回転軸４に軸方向に沿って形成させた通路孔２６ａ，２７ａによって構成されている。そして、各通路孔２６ａ，２７ａの端部は、回転軸４の外周面の軸方向にオフセットした位置に形成された環状溝２６ｂ，２７ｂに接続され、その各環状溝２６ｂ，２７ｂは、ベーンロータ１４のボス部１７に略半径方向に沿って形成された複数の導通孔２６ｃ…，２７ｃ…に接続されている。進角側給排通路２６の各導通孔２６ｃは環状溝２６ｂと各進角側作動室２４とを接続し、遅角側給排通路２７の各導通孔２７ｃは環状溝２７ｂと各遅角側作動室２５とを接続している。
【００３０】
ここで、この実施形態の電動機１の場合、内周側回転子６が外周側回転子５に対して最遅角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９が異極同士で対向して強め界磁の状態（図２，図５（ａ）参照）になり、内周側回転子６が外周側回転子５に対して最進角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９が同極同士で対向して弱め界磁の状態（図４，図５（ｂ）参照）になるように設定されている。
なお、この電動機１は、進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排制御によって、強め界磁の状態と弱め界磁の状態を任意に変更し得るものであるが、こうして磁界の強さが変更されると、それに伴って誘起電圧定数が変化し、その結果、電動機１の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数が大きくなると、電動機１として運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に、弱め界磁によって誘起電圧定数が小さくなると、電動機１の出力可能な最大トルクは減少するものの、運転可能な許容回転速度は上昇する。
【００３１】
一方、油圧制御装置１３は、図６に示すように、オイルタンク３１内の作動液を吸い上げて吐出するオイルポンプ３２と、このオイルポンプ３２から吐出された作動液を調圧して高圧のライン通路３３に導入し、余剰分の作動液を各種機器の潤滑や冷却のための低圧通路３４に流出させるレギュレータバルブ３５と、ライン通路３３に導入された作動液を進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７に振り分けるとともに、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７で不要な作動液をドレン通路３６に排出するスプール式の流路切換弁３７と、ライン通路３３から導入された圧力を調圧してその圧力で流路切換弁３７のスプール３８の位置を制御する電磁式の調圧弁３９と、を備えている。
【００３２】
レギュレータバルブ３５は、図１０にも示すように、バルブ収容室４０内に摺動自在に収容された制御スプール４１と、バルブ収容室４０の略中央部の内周面に形成されてポンプ側通路４２とライン通路３３を常時連通させる環状の供給ポート４３と、バルブ収容室４０の供給ポート４３に隣接する位置に形成されて低圧通路３４に連通する環状の排出ポート４４と、バルブ収容室４０の一端側（図中左側）に配置されて制御スプール４１を他端側（図中右側）に付勢するスプリング４５と、バルブ収容室４０の他端の近傍に設けられて制御スプール４１にスプリング４５の力に抗する方向にライン通路３３の圧力を作用させるスプール制御室４６と、スプリング４５の収容されるバルブ収容室４０の一端側に設けられて後述する調整圧が導入される反力調整室４７と、を備えている。
【００３３】
制御スプール４１は、外周面の軸方向略中央に、バルブ収容室４０側の供給ポート４３と排出ポート４４に跨る溝幅を有する環状の排出ガイド溝４８が形成され、この排出ガイド溝４８を通して供給ポート４３から排出ポート４４（低圧通路３４）に余剰分の作動液を排出し得るようになっている。制御スプール４１はライン通路３３の圧力の低い初期状態では、スプリング４５の付勢力を受けてバルブ収容室４０の他端側（図中右側）に最大に移動し、排出ガイド溝４８が供給ポート４３と排出ポート４４の連通を遮断している。そして、この状態から制御スプール４１がスプリング４５の力に抗して一端側（図中左側）に移動すると、その移動量に応じて（制御スプール４１の位置に応じて）排出ガイド溝４８が供給ポート４３と排出ポート４４を連通させる開口面積を増大させる。制御スプール４１は、基本的に、スプール制御室４６に導入されるライン通路３３の圧力と、スプリング４５の反力とのバランスによって位置制御され、その移動位置に応じてライン通路３３の圧力を制御する。ただし、反力調整室４７には後述する調整圧が電動機１の運転状況に応じて適宜導入されるため、反力調整室４７に大気圧以上の圧力が導入されたときには、スプリング４５の反力に調整圧による反力が加算されることとなる。
なお、図６中４９は、スプール収容室４６の他端部に設けられた大気圧ポートである。
【００３４】
一方、流路切換弁３７は、図７，図９にも示すように、バルブ収容室５０内に摺動自在に収容されたスプール３８と、バルブ収容室５０の軸方向に離間した２位置に形成されて夫々ライン通路３３に導通する環状の第１，第２導入ポート５２，５３と、バルブ収容室５０の第１，第２導入ポート５２，５３間の第１導入ポート５２に隣接する位置に形成されて進角側給排通路２６に導通する環状の進角側給排ポート５４と、バルブ収容室５０の第１，第２導入ポート５２，５３間の第２導入ポート５３に隣接する位置に形成されて遅角側給排通路２５に導通する環状の遅角側給排ポート５５と、バルブ収容室５０の進角側給排ポート５４と遅角側給排ポート５５の中間位置に形成されてドレン通路３６に導通する環状の排出ポート５７と、バルブ収容室５０の一端側（図中右側）に配置されてスプール３８を他端側（図中左側）に付勢するスプリング５８と、バルブ収容室５０の他端部に設けられてスプール３８の端面にスプール制御圧を作用させる制御室５９と、を備えている。
【００３５】
スプール３８は、外周面の軸方向略中央付近の離間した２位置に、第１導入ポート５２と進角側給排ポート５４に跨る溝幅を有する環状の第１ガイド溝６０と、第２導入ポート５３と遅角側給排ポート５５に跨る溝幅を有する環状の第２ガイド溝６１が形成されている。なお、第１導入ポート５２と進角側給排ポート５４の離間幅と、進角側給排ポート５４と排出ポート５７の離間幅はほぼ同幅とされ、同様に、第２導入ポート５３と遅角側給排ポート５５の離間幅と、遅角側給排ポート５５と排出ポート５７の離間幅もほぼ同幅とされている。そして、スプール３８は、バルブ収容室５０内における移動位置に応じて、第１ガイド溝６０が第１導入ポート５２と排出ポート５７に対する進角側給排ポート５４の連通開口面積を増減させ、同時に、第２ガイド溝６１が第２導入ポート５３と排出ポート５７に対する遅角側給排ポート５５の連通開口面積を増減させる。スプール３８は、バルブ収容室５０内の移動位置に応じて進角側給排ポート５４と遅角側給排ポート５５の圧力を相反的に増減させる。
【００３６】
流路切換弁３７は、基本的に、スプリング５８の付勢力と制御室５９に導入されるスプール制御圧とのバランスによってスプール３８の進退位置が決定される。ただし、この実施形態の場合、流路切換弁３７には、進角側給排通路２６（進角側作動室２４）の圧力を導入してスプリング５８の付勢力と同じ向きの推力としてスプール３８に作用させる進角側フィードバック室６２と、遅角側給排通路２７（遅角側作動室２５）の圧力を導入してスプリング５８の付勢力と逆向きの推力としてスプール３８に作用させる遅角側フィードバック室６３とが設けられており、これらのフィードバック室６２，６３の圧力もスプール３８の進退位置の決定要素の一つとなっている。
【００３７】
具体的には、進角側フィードバック室６２はスプール３８の一端部寄りに設けられた段差面６４に臨んで形成され、遅角側フィードバック室６３はスプール３８の他端部寄りに設けられた段差面６５に臨んで形成されている。そして、両フィードバック室６２，６３に臨む段差面６４，６５は夫々同受圧面積とされ、スプール３８全体には両フィードバック室６２，６３の差圧に応じた力が作用するようになっている。
【００３８】
即ち、今、図７に示すように、制御室５９に臨むスプール３８の端面の受圧面積をＳ１、両フィードバック室６２，６３の段差面６４，６５の受圧面積をＳ２とし、各部の圧力や力を、
スプール制御圧：Ｐsol
遅角側作動室２５の圧力：Ｐr
進角側作動室２４の圧力：Ｐa
スプリング５８の反力：Ｆs
とすると、スプール３８の位置制御時の力のバランスは、
（Ｐsol×Ｓ１）＋（Ｐr×Ｓ２）＝（Ｐa×Ｓ２）＋Ｆs
となり、これを整理すると、
（Ｐa−Ｐr）×Ｓ２＝Ｐsol×Ｓ１−Ｆsとなる。
したがって、スプール３８には進角側作動室２４と遅角側作動室２５の差圧（両フィードバック室６２，６３の差圧）に応じた力が作用し、進角側作動室２４と遅角側作動室２５の差圧はスプール制御圧に比例して制御される。
【００３９】
また、調圧弁３９は、図６，図８に示すように、バルブ収容室７０内に摺動自在に収容されたスプール７１と、このスプール７１を進退作動させる電磁ソレノイド７２と、バルブ収容室７０の軸方向の略中央に形成されて接続通路７３を介して流路切換弁３７の制御室５９に導通する環状の制御ポート７４と、バルブ収容室７０の制御ポート７４の一側に隣接した位置に形成されてライン通路３３に導通する環状のライン圧ポート７５と、バルブ収容室７０の制御ポート７４の他側に隣接した位置に形成されてドレン通路７６に導通する環状の排出ポート７７と、バルブ収容室７０の電磁ソレノイド７２に近接した位置に形成されて前記接続通路７３に導通する制御圧導入ポート７８と、を備えている。
【００４０】
スプール７１は、外周面の軸方向略中央位置に制御ポート７４に常時導通する環状のガイド溝７９が形成され、ライン圧ポート７５と排出ポート７７に対するこのガイド溝７９のオーバーラップ量がスプール７１の移動位置に応じて連続的に調整されるようになっている。また、スプール７１は、基本的に、電磁ソレノイド７２の磁力と図示しない反力スプリングの力のバランスによって進退位置が決定され、電磁ソレノイド７２の磁力の増加に応じてスプール７１の位置が変更されるようになっている。具体的には、電磁ソレノイド７２がオフにされた初期状態では、制御ポート７４が排出ポート７７のみに導通して流路切換弁３７の制御室５９の圧力を大気圧に維持しており、この状態から電磁ソレノイド７２がオンになって磁力が増大すると、その磁力の増大に応じてスプール７１が移動し、制御ポート７４とライン圧ポート７５の接続開口面積が増大する。これにより、流路切換弁３７の制御室５９の圧力はスプール７１の移動量に応じて増大し、最大でライン通路３３の圧力と同圧となる。したがって、制御室５９の圧力は調圧弁３９により、０〜ライン圧（ライン通路３３の圧力）の範囲で調圧される。
また、スプール７１の基端側には段差面８０が設けられ、この段差面８０に接続通路７３の圧力が制御圧導入ポート７８を介して作用するようになっている。
【００４１】
また、接続通路７３には分岐通路８１が設けられ、この分岐通路８１がレギュレータバルブ３５の反力調整室４７に接続されている。この反力調整室４７には、接続通路７３の圧力、つまり、流路切換弁３７のスプール制御圧が前記の調整圧として導入される。したがって、レギュレータバルブ３５のスプール制御室４６の圧力に抗する反力は、スプリング４５の反力に流路切換弁３７のスプール制御圧を加算したものとなり、回転子５，６の位相変更時にスプール制御圧が増大すると、それに応じてレギュレータバルブ３５の調整圧が高まり、ライン通路３３の圧力が増大する。
【００４２】
ところで、この電動機１の場合、内周側回転子６が外周側回転子５に対して遅角側にあるときに永久磁石９が異極同士で対向して強め界磁の状態となり、逆に、内周側回転子６が外周側回転子５に対して進角側にあるときに永久磁石９が同極同士で対向して弱め界磁の状態となるが、内周側回転子６が遅角側から進角側に変位するときには、内周側回転子６と外周側回転子５の間の回転反力がほぼリニアに増大するようになっている。
回転反力をリニアに増大させる手段は種々考えられるが、例えば、図１１に示す手段を採用することによって実現することができる。なお、図１１はイメージ的な図であるため、図１〜図４に示したものとは若干異なって描かれている。
【００４３】
図１１について簡単に説明すると、図１１（Ａ）は、内周側回転子６が最遅角位置にある状態（内周側回転子６の回転角θ０）を示し、図１１（Ｂ）は、内周側回転子６が最遅角位置から進角方向に回転角θ１進んだ状態、図１１（Ｃ）は、内周側回転子６が最遅角位置から最進角位置まで回転角θ２進んだ状態を夫々示す。
【００４４】
この図１１に示す手段では、外周側回転子５と内周側回転子６との間には弾性部材８６が設けられている。弾性部材８６は、一端が固定ピン８７により外周側回転子５に連結され、他端が可動ピン８５により内周側回転子６に連結された引っ張りバネによって構成されている。可動ピン８５は、内周側回転子６に設けられた長孔状の保持溝８８に摺動自在に保持されている。
このように図１１に示す手段においては、図１１（Ａ）に示すように外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９が異極同士で対面して強め界磁の状態になる最遅角位置から内周側回転子６が進角方向に相対回転する場合、図１１（Ｂ）に示すように、外周側回転子５に対して内周側回転子６が回転角θ０から回転角θ１に変位するまでの間は、可動ピン８５が保持溝８８に沿って摺動し、このとき弾性部材８６による付勢力は殆ど作用しない。
そして、図１１（Ｂ）に示すように、外周側回転子５に対して内周側回転子６が回転角θ１まで変位すると、可動ピン８５が保持溝８８の終端に位置し、その摺動が規制される。ここからさらに内周側回転子６が進角方向に相対回転すると、図１１（Ｃ）に示すように、内周側回転子６は回転角に応じて弾性部材８６を引っ張り変形させるようになる。こうして、弾性部材８６が引っ張られるようになると、図１２の特性図Ｂで示すように回転角の増加に略比例して反力が増大する。そして、内周側回転子６の相対的な回転角がθ２になって最進角位置に達すると、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９が同極で対面する弱め界磁の状態となる。
【００４５】
一方、内周側回転子６が最遅角位置から進角方向に進むと、外周側回転子５の永久磁石９と異磁極同士で対面していた内周側回転子６の永久磁石９が次第に回転方向にずれ、図１２の特性図のＡに示すように内周側回転子６が進角方向に回転角θ１まで進む間は磁気反力が略比例的に増大し、回転角θ１を過ぎて回転角θ２に達するまでの間は磁気反力が次第に減少するようになる。
【００４６】
この手段を採用した電動機１の場合、内周側回転子６が最遅角位置から回転角θ１まで進む間は永久磁石９による磁気反力のみが作用し、回転角θ１からθ２に進むまでの間は永久磁石９による磁気反力に、弾性部材８６による引っ張りバネの反力が加算される。したがって、磁気反力とバネ反力を合わせたトータルの回転反力は、図１２の特性Ｃに示すように内周側回転子６の回転角の増加に対してほぼリニアに増大することとなる。
【００４７】
以上のように、この電動機１では、内周側回転子６の進角方向の相対回転に応じて両回転子５，６間の回転反力がほぼリニアに増大するため、回転反力に釣り合うように進角側作動室２４と遅角側作動室２５の差圧を制御することにより、内周側回転子６と外周側回転子５の相対回転角を任意に制御することができる。つまり、両回転子５，６の相対回転角は、流路切換弁３７のスプール制御圧が調圧弁３９によって制御されると、そのスプール制御圧に応じた角度に制御されることになる。
【００４８】
この電動機１を強め界磁状態で運転するために内周側回転子６を最遅角位置に維持する場合には、図６に示すように調圧弁３９の電磁ソレノイド７２をオフにして制御ポート７４と排出ポート７７を導通状態にする。これにより、流路切換弁３７の制御室５９内の圧力が接続通路７３を通して外部に逃がされ、制御室５９内の圧力が大気圧に維持されることになる。
このとき、流路切換弁３７では、スプール３８が図６，図７に示すように制御室５９方向に最大に変位することにより、進角側給排ポート５４が排出ポート５７に導通するとともに遅角側給排ポート５５が第２導入ポート５３に導通し、遅角側作動室２５にライン通路３３の圧力が導入される。これにより、内周側回転子６と環状ハウジング１５は、外周側回転子５とベーンロータ１４に対して最遅角側に維持される。
【００４９】
一方、電動機１を弱め界磁状態で運転するために内周側回転子６を最進角位置まで変位させる場合には、図８に示すように調圧弁３９の電磁ソレノイド７２をオンにして制御ポート７４をライン圧ポート７５に導通させる。これにより、ライン通路３３の作動液が接続通路７３を介して流路切換弁３７の制御室５９内に導入され、制御室５９内の圧力が高まる。
このとき、流路切換弁３７では、スプール３８が図９に示すように制御室５９と逆方向に変位し、進角側給排ポート５４が第１導入ポート５２に導通するとともに遅角側排出ポート５５が排出ポート５７に導通する。このとき、進角側作動室２４にライン通路３３の圧力が導入されるとともに、遅角側作動室２５の作動液がドレン通路３６に排出される。この結果、内周側回転子６と環状ハウジング１５は、外周側回転子５とベーンロータ１４に対して進角側に相対回動する。そして、電動機１を弱め界磁の状態に維持する場合には、調圧弁３９による制御により、ライン通路３３の圧力を制御室５９内に作用させ続ける。
【００５０】
また、内周側回転子６を最遅角位置と最進角位置の間の任意の位置に制御する場合には、調圧弁３９の電磁ソレノイド７２により、スプール制御圧（制御室５９内に導入する圧力）を目的とする回転角に応じた圧力に制御する。これにより、スプール制御圧が制御されると、進角側作動室２４と遅角側作動室２５の差圧による内周側回転子６の相対回転力と、両回転子５，６間の回転反力とが釣り合う回転角で内周側回転子６の相対回動が停止することになる。
【００５１】
以上のように、この電動機１の位相変更手段１２は、回動機構１１の進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排をスプール式の流路切換弁３７によって振り分けるとともに、その流路切換弁３７のスプール位置を、ライン圧を基に電磁式の調圧弁３９で作られる作動液の圧力によって制御するものであるため、大型の電磁弁を用いることなく、比較的大流量の作動流体を要する回転子５，６の相対位相を任意のタイミングで確実に変更することができる。
また、位相変更手段１２は、流路切換弁３７の共通のスプール３８によって進角側作動室２４と遅角側作動室２５の作動液の給排制御を同時に行うことができるため、流路切換弁３７と調圧弁３９を夫々一つずつ設けるだけで良く、進角側作動室２４と遅角側作動室２５に制御機構を個別に設ける場合に比較して部品点数を削減することができる。したがって、これにより装置の小型化と製造コストの低減を図ることができる。
【００５２】
さらに、この電動機１の位相変更手段１２においては、流路切換弁３７に進角側フィードバック室６２と遅角側フィードバック室６３が設けられ、スプール３８が同面積の受圧面で各フィードバック室６２，６３から推力を受けるようになっているため、調圧弁３９で作られるスプール制御圧（制御室５９の圧力）によって進角側作動室２４と遅角側作動室２５の差圧を制御することができる。また、この電動機１では、内周側回転子５が遅角位置から進角位置に進むにつれて両回転子５，６間の回転反力がほぼリニアに増大するように設定されているため、調圧弁３９によって進角側作動室２４と遅角側作動室２５の差圧を制御することにより、内周側回転子６と外周側回転子５の相対回動位置を差圧と回転反力が釣り合う位置に制御することができる。
したがって、この電動機１においては、内周側回転子６と外周側回転子５の相対回動位置をセンサによって検出することなく、回転子５，６の相対位相を任意位置に正確に制御できるため、部品点数を削減し、さらに調圧弁の制御も簡素化することができる。
【００５３】
また、この電動機１の位相変更手段１２では、進角側作動室２４と遅角側作動室２５の圧力が両フィードバック室６２，６３を通してスプール３８に推力として作用するため、調圧弁３９による制御が一定に維持されている状態で、外乱によって両回転子５，６の相対位置が変更された場合には、両回転子５，６の相対位置が自動的に修正される。したがって、この電動機１においては、複雑な制御を行うことなく、外乱による位相の狂いを抑制することができる。
【００５４】
さらに、この電動機１においては、調圧弁３９で調圧されたスプール制御圧がレギュレータバルブ３５の反力調整室４７に導入されて、ライン通路３３の圧力がこの導入された圧力に応じて変更されるため、内周側回転子６を進角方向に相対回転させるときに両回転子５，６間の回転反力が増大しても、その回転反力の増大に応じたライン圧でもって確実に位相を変更することができる。
【００５５】
以上で説明した第１の実施形態では、流路切換弁３７に進角側フィードバック室６２と遅角側フィードバック室６３を設けるともに、外周側回転子５と内周側回転子６の回転反力をほぼリニアに変化させ、調圧弁３９で制御される進角側作動室２４と遅角側作動室２５の差圧と、両回転子５，６間の回転反力との釣り合いによって内周側回転子６を任意の相対位置に制御できるようにしているが、図１３に示す第２の実施形態の流路切換弁１３７のように、進角側フィードバック室と遅角側フィードバック室を無くし、その代わりにベーンロータ１４（外周側回転子５）と環状ハウジング１５（内周側回転子６）の相対回動位置を検出するセンサ９０を設け、このセンサ９０で検出した相対回動位置を基にして調圧弁３９の電磁ソレノイド７２をフィードバック制御するようにしても良い。なお、図１３においては、第１の実施形態と同一部分に同一符号を付してある。
【００５６】
図１４，図１５は、この発明の第３の実施形態と第４の実施形態を夫々示すものである。これらの実施形態の電動機１は、いずれも位相変更手段１２の回動機構１１１，２１１の構成が第１の実施形態のものと異なっており、他の構成は第１の実施形態のものとほぼ同様とされている。したがって、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略するものとする。
【００５７】
図１４に示す第３の実施形態の回動機構１１１は、回転軸４の外面に一体回転可能にスプライン嵌合されたボビン状の内筒部材１１２（第１部材）と、内筒部材１１２の外周側に配置された円筒状の外筒部材１１３（第２部材）とを備え、この外筒部材１１３が内周側回転子６の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、内筒部材１１２の軸方向外側の両側壁１１２ａ，１１２ａが、外筒部材１１３と内周側回転子６の両側の側端部を跨ぐ一対のドライブプレート１１４，１１４（第１部材）を介して外周側回転子５に一体に結合されている。この回動機構１１１の場合、内筒部材１１２は回転軸４と外周側回転子５に一体化され、外筒部材１１３は内周側回転子６に一体化されている。
【００５８】
内筒部材１１２の両側壁１１２ａの外周面には外筒部材１１３が摺動自在に嵌合され、内筒部材１１２と外筒部材１１３の間に、作動液が導入される円筒状の導入空間１１５が形成されている。外筒部材１１３の内周面の軸方向略中間位置には、径方向内側に突出する肉厚部１１３ａ（筒部）が形成され、この肉厚部１１３ａの内周面と内筒部材１１２の軸部１１２ｂの略半部（図中左側領域）の外周面には夫々逆向きのヘリカルスプライン１１６，１１７が形成されている。そして、内筒部材１１２の軸部１１２ａと外筒部材１１３の間には、両者の内周と外周の各ヘリカルスプライン１１７，１１６に係合されるリングギヤ１１８が介装されている。なお、リングギヤ１１８の内周面と外周面には内筒部材１１２と外筒部材１１３のヘリカルスプライン１１７，１１６に噛合される同様のヘリカルスプラインが形成されているが、これらのヘリカルスプラインは図中符号を省略するものとする。
【００５９】
また、リングギヤ１１８は一端が封止壁１１９で連結された二重円筒状に形成され、リングギヤ１１８の封止壁１１９のある側の外周壁の一端は筒状に延出し、その延出端には径方向外側に突出するフランジ部１２０が設けられている。このフランジ部１２０の外周面は、外筒部材１１３のヘリカルスプライン１１６の形成されていない略半部の内周面にシールリング１２１を介して摺動自在に嵌合されている。このリングギヤ１１８の一端の封止壁１１９からフランジ部１２０にかけては導入空間１１５内を前後２室に隔成するピストン１２２を構成し、こうしてピストン１２２で隔成された一方の部屋が進角側作動室２４、他方の部屋が遅角側作動室２５とされている。そして、進角側作動室２４と遅角側作動室２５は、内筒部材１１２から回転軸４に亘って形成された進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７に夫々接続されている。進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７は第１の実施形態または第２の実施形態と同様の油圧制御装置（図示省略）に接続されている。
【００６０】
この実施形態の回動機能１１１の場合、進角側作動室２４と遅角側作動室２５の一方に作動液が供給されて他方から作動液が排出されると、ピストン１２２を含むリングギヤ１１８が前後の差圧に応じて導入空間１１５内を一方から他方に移動し、このとき、リングギヤ１１８にヘリカルスプライン１１７，１１６で係合される内筒部材１１２と外筒部材１１３が一方に相対回転して、内周側回転子６を外周側回転子５に対して進角側若しくは遅角側に回転させる。また、逆に、進角側作動室２４と遅角側作動室２５の他方に作動液が供給されて一方から作動液が排出された場合には、ピストン１２２を含むリングギヤ１１８が前後の差圧に応じて導入空間１１５内を他方から一方に移動し、同様にして内周側回転子６を外周側回転子５に対して遅角側若しくは進角側に回転させる。
【００６１】
この回動機構１１１の場合、簡単な構造でありながら油圧制御装置によって制御された油圧によって内周側回転子５と外周側回転子６とを所望の位置に確実に相対回動させることができる。
なお、図１４に示す実施形態においては、導入空間１１５を２室に隔成するピストン１２２がリングギヤ１１８と一体に形成されているが、ピストンとリングギヤは夫々別体で形成し、両者を連結部材で結合するようにしても良い。
【００６２】
また、図１５に示す第４の実施形態の回動機構２１１は、回転軸４の外面に一体回転可能にスプライン嵌合された内側ブロック２１２（第１部材）と、内側ブロック２１２の外周側に配置される略筒状の外側ブロック２１３（第２部材）とを備え、この外側ブロック２１３が内周側回転子６の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、内側ブロック２１２の軸方向の端部が、外側ブロック２１３と内周側回転子６の側端部を跨ぐ図示しないドライブプレート（第１部材）を介して外周側回転子５に一体に結合されている。この回動機構２１１の場合、内側ブロック２１２は回転軸４と外周側回転子５に一体化され、外側ブロック２１３は内周側回転子６に一体化されている。
【００６３】
内側ブロック２１２には、径方向外側に張り出す一対のアーム部２１２ａが設けられ、この各アーム部２１２ａの先端に、回転軸４を中心とする円周の略接線方向に沿い互いに相反する回転方向に開口する第１のシリンダ２１４と第２のシリンダ２１５が形成されている。そして、両アーム部２１２ａの第１のシリンダ２１４と第２のシリンダ２１５には第１のピストン２１６と第２のピストン２１７が進退自在に嵌合され、これらの各シリンダ２１４，２１５には対応するピストン２１６，２１７を進退作動させるための作動液が給排されるようになっている。第１のシリンダ２１４は電動機の主回転方向に向かって開口して、第１のピストン２１６との間で進角側作動室２４を形成し、第２シリンダ２１５は主回転方向と逆向きに開口して、第２のピストン２１７との間で遅角側作動室２５を形成している。そして、進角側作動室２４と遅角側作動室２５は、内側ブロック２１２から回転軸４に亘って形成された給排通路（図においては、遅角側給排通路２７のみ示す）を介して第１の実施形態または第２の実施形態と同様の油圧制御装置に接続されている。また、各ピストン２１６，２１７は頂部２１６ａ，２１７ａが封止された略円筒状に形成され、頂部２１６ａ，２１７ａの外側面が球面状に形成されている。
【００６４】
一方、外側ブロック２１３は、内周側回転子６に嵌合固定される円筒状のベース部２１３ａと、このベース部２１３ａの内周面から径方向内側に隆起する一対の隆起部２１３ｂ，２１３ｂが設けられている。各隆起部２１３ｂには、回転軸４の略半径方向に沿い、内側ブロック２１２の第１のピストン２１６の頂部２１６ａに当接する第１の荷重伝達壁２１８と、同様に回転軸４の半径方向に沿い、内側ブロック２１２の第２のピストン２１７の頂部２１７ａに当接する第２の荷重伝達壁２１９が形成されている。
【００６５】
この実施形態の場合、例えば、進角側作動室２４に作動液が供給されて遅角側作動室２５から作動液が排出されると、図１５に示すように内側ブロック２１２の第１のピストン２１６が突出する一方で第２のピストン２１７が後退し、このとき、第１のピストン２１６が外側ブロック２１３の第１の荷重伝達壁２１８を押圧し、外側ブロック２１３を内側ブロック２１２に対して進角方向に回転させる。これにより、外側ブロック２１３と一体の内周側回転子６が、内側ブロック２１２と一体の外周側回転子５に対して進角方向に回転する。また、この状態から逆に遅角側作動室２５に作動液が供給されて進角側作動室２４から作動液が排出されると、第２のピストン２１７が突出する一方で第１のピストン２１６が後退し、第２のピストン２１７が外側ブロック２１３の第２の荷重伝達壁２１９を押圧することによって内側回転子６を外側回転子５に対して遅角方向に回転させる。
【００６６】
この回動機構２１１の場合にも、やはり簡単な構造でありながら、油圧によって内周側回転子５と外周側回転子６とを確実に相対回動させることができる。
【００６７】
なお、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の第１の実施形態の電動機の要部断面図。
【図２】同実施形態の電動機の最遅角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図。
【図３】同実施形態の電動機の回転子ユニットの分解斜視図。
【図４】同実施形態の電動機の最進角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図。
【図５】内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石とが同極配置された強め界磁状態を模式的に示す図（ａ）と、内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石とが異極配置された弱め界磁状態を模式的に示す図（ｂ）を併せて記載した図。
【図６】同実施形態の位相変更手段の油圧制御装置を中心とする油圧回路図。
【図７】同実施形態の流路切換弁の模式的な断面図。
【図８】同実施形態の調圧弁の模式的な断面図。
【図９】同実施形態の流路切換弁の模式的な断面図。
【図１０】同実施形態のレギュレータバルブの模式的な断面図。
【図１１】同実施形態を示すものであり、回転反力をリニアに増大させるため手段の動作を順次（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に分けて記載した模式的な断面図である。
【図１２】同実施形態の内周側回転子の相対回転角の増加に対する回転反力の変化の様子を示した特性図。
【図１３】この発明の第２の実施形態の電動機における位相変更手段の油圧制御装置を中心とする油圧回路図。
【図１４】この発明の第３の実施形態の電動機の要部断面図。
【図１５】この発明の第４の実施形態の電動機の要部断面図。
【符号の説明】
【００６９】
１…電動機
５…外周側回転子
６…内周側回転子
９…永久磁石
１２…位相変更手段
１４…ベーンロータ（第１部材）
１５…環状ハウジング（第２部材）
１６…ドライブプレート（第１部材）
１８…ベーン
２３…導入空間
２４…進角側作動室
２５…遅角側作動室
３２…オイルポンプ（流体供給源）
３３…ライン通路
３５…レギュレータバルブ
３７，１３７…流路切換弁
３８…スプール
３９…調圧弁
４１…制御スプール
４５…スプリング
４７…圧力調整室
６２…進角側フィードバック室
６３…遅角側フィードバック室
１１２…内筒部材（第１部材）
１１２ａ…軸部
１１３…外筒部材（第２部材）
１１３ａ…肉厚部（筒部）
１１４…ドライブプレート（第１部材）
１１５…導入空間
１１８…リングギヤ
１２２…ピストン
２１２…内側ブロック（第１部材）
２１３…外側ブロック（第２部材）
２１４…第１のシリンダ
２１５…第２のシリンダ
２１６…第１のピストン
２１７…第２のピストン
２１８…第１の荷重伝達壁
２１８…第２の荷重伝達壁
【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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