(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性が異なる内周側永久磁石部が周方向に沿って交互に配置された内周側回転子および極性が異なる外周側永久磁石部が周方向に沿って交互に配置された外周側回転子の互いの回転軸線が同軸に配置され、少なくとも前記内周側回転子および前記外周側回転子のいずれか一方を前記回転軸線周りに回動させることによって前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を変更可能な回動手段を備える電動機であって、
前記回動手段は、前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相の可変幅が、前記内周側回転子と前記外周側回転子とに磁力による相対トルクが発生する範囲である電気角で１８０°未満の範囲内に設定されていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記回動手段は、前記外周側回転子に対して一体回転可能に設けられた第１部材と、前記内周側回転子に対して一体回転可能に設けられるとともに前記第１部材とで圧力室を前記内周側回転子の内側に画成する第２部材とを有し、前記圧力室への作動流体の供給で前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を変更することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記第２部材の前記第１部材に対する相対的な位相の可変幅を機械的に制限することで、前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内に設定することを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記第２部材の前記第１部材に対する相対的な位相の可変幅を前記圧力室に供給する作動流体により制限することで、前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内に設定することを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項５】
前記第１部材は、前記内周側回転子の内側に配置されるとともに前記外周側回転子に一体に設けられたベーンロータであり、
前記第２部材は、前記ベーンロータの羽根部を回動可能に収容しつつ該ベーンロータとで前記圧力室を画成する凹部を有して前記内周側回転子の内側に一体に設けられたハウジングであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項６】
前記第１部材は、前記内周側回転子および前記外周側回転子の両端面を覆うように該外周側回転子および回動軸に一体に設けられて回転力を該回動軸に伝達するドライブプレートであり、
前記第２部材は、前記内周側回転子および前記回動軸の間に配置されて、これら内周側回転子および回動軸にそれぞれヘリカルスプラインで連結されるとともに前記ドライブプレートとで前記圧力室を画成して該圧力室への前記作動流体の供給で軸線方向に移動するリングギアであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項７】
前記第１部材は、前記外周側回転子および該外周側回転子の駆動力が伝達される回動軸に一体に設けられたハウジングであり、
前記第２部材は、前記ハウジングに形成された穴部に挿入されて該穴部とで前記圧力室を画成するとともに前記内周側回転子の壁面に当接するピストンであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項８】
前記回動手段は、前記外周側永久磁石部および前記内周側永久磁石部が互いに異なる極性で対向する位置を、前記外周側回転子および前記内周側回転子の原点位置に設定し、該原点位置から電気角で１８０°未満の範囲で前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を可変とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項９】
前記原点位置から、前記圧力室に初期流体圧を供給した位置を、位相変更の開始位置とすることを特徴とする請求項８に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電動機の回転軸線の周囲に同心円状に設けた第１および第２回転子を備え、電動機の回転速度に応じて、あるいは、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第１および第２回転子の周方向の相対位置つまり位相差を制御する電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この電動機では、例えば電動機の回転速度に応じて第１および第２回転子の位相差を制御する場合には、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材を介して第１および第２回転子の周方向の相対位置を変更するようになっている。また、例えば固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第１および第２回転子の位相差を制御する場合には、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、第１および第２回転子の周方向の相対位置を変更するようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２０４５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術の一例に係る電動機においては、第１および第２回転子の相対位置を原点位置に戻すためにリターンスプリングが用いられており、部品点数が多くコストが増大してしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、部品点数を少なくすることでコストを低減することができる電動機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】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、極性が異なる内周側永久磁石部（例えば実施形態における内周側永久磁石部１１Ａ）が周方向に沿って交互に配置された内周側回転子（例えば実施形態における内周側回転子１１）および極性が異なる外周側永久磁石部（例えば実施形態における外周側永久磁石部１２Ａ）が周方向に沿って交互に配置された外周側回転子（例えば実施形態における外周側回転子１２）の互いの回転軸線が同軸に配置され、少なくとも前記内周側回転子および前記外周側回転子のいずれか一方を前記回転軸線周りに回動させることによって前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を変更可能な回動手段（例えば実施形態における回動機構１４，７０，１０５）を備える電動機（例えば実施形態における電動機１０）であって、前記回動手段は、前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相の可変幅が、前記内周側回転子と前記外周側回転子とに磁力による相対トルクが発生する範囲である電気角で１８０°未満の範囲内に設定されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記回動手段は、前記外周側回転子に対して一体回転可能に設けられた第１部材（例えば実施形態におけるベーンロータ３２、ドライブプレート７１、支持部材７４、フランジ部８２、ハウジング１０７）と、前記内周側回転子に対して一体回転可能に設けられるとともに前記第１部材とで圧力室（例えば実施形態における第１圧力室５６，１０１，１１６、第２圧力室５７，１０２，１１７）を前記内周側回転子の内側に画成する第２部材（例えば実施形態におけるハウジング３３、リングギア７８、ピストン１０８）とを有し、前記圧力室への作動流体の供給で前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を変更することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記第２部材の前記第１部材に対する相対的な位相の可変幅を機械的に制限することで、前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内に設定することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記第２部材の前記第１部材に対する相対的な位相の可変幅を、前記圧力室に供給する作動流体により制限することで前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内に設定することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項２乃至４のいずれか一項に係る発明において、前記第１部材は、前記内周側回転子の内側に配置されるとともに前記外周側回転子に一体に設けられたベーンロータ（例えば実施形態におけるベーンロータ３２）であり、前記第２部材は、前記ベーンロータの羽根部（例えば実施形態における羽根部３６）を回動可能に収容しつつ該ベーンロータとで前記圧力室（例えば実施形態における第１圧力室５６、第２圧力室５７）を画成する凹部（例えば実施形態における凹部４８）を有して前記内周側回転子の内側に一体に設けられたハウジング（例えば実施形態におけるハウジング３３）であることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、請求項２乃至４のいずれか一項に係る発明において、前記第１部材は、前記内周側回転子および前記外周側回転子の両端面を覆うように該外周側回転子および回動軸（例えば実施形態における出力軸７２、円筒部８１）に一体に設けられて回転力を該回動軸に伝達するドライブプレート（例えば実施形態におけるドライブプレート７１、支持部材７４、フランジ部８２）であり、前記第２部材は、前記内周側回転子および前記回動軸の間に配置されて、これら内周側回転子および回動軸にそれぞれヘリカルスプライン（例えば実施形態におけるヘリカルスプライン８１ａ，９１ａ，９４ａ，９５ａ）で連結されるとともに前記ドライブプレートとで前記圧力室（例えば実施形態における第１圧力室１０１、第２圧力室１０２）を画成して該圧力室への前記作動流体の供給で軸線方向に移動するリングギア（例えば実施形態におけるリングギア７８）であることを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係る発明は、請求項２乃至４のいずれか一項に係る発明において、前記第１部材は、前記外周側回転子および該外周側回転子の駆動力が伝達される回動軸（例えば実施形態における出力軸１１４）に一体に設けられたハウジング（例えば実施形態におけるハウジング１０７）であり、前記第２部材は、前記ハウジングに形成された穴部（例えば実施形態における穴部１０７ｃ，１０７ｄ）に挿入されて該穴部とで前記圧力室（例えば実施形態における第１圧力室１１６、第２圧力室１１７）を画成するとともに前記内周側回転子の壁面（例えば実施形態における壁面１２０ａ，１２０ｂ）に当接するピストン（例えば実施形態におけるピストン１０８）であることを特徴とする。
【００１２】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に係る発明において、前記回動手段は、前記外周側永久磁石部および前記内周側永久磁石部が互いに異なる極性で対向する位置を、前記外周側回転子および前記内周側回転子の原点位置に設定し、該原点位置から電気角で１８０°未満の範囲で前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を可変とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項９に係る発明は、請求項８に係る発明において、前記原点位置から、前記圧力室に初期流体圧を供給した位置を、位相変更の開始位置とすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、内周側回転子および外周側回転子には周方向に沿って永久磁石が配置されることにより、例えば外周側回転子の永久磁石による界磁磁束が固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を、内周側回転子の永久磁石による界磁磁束によって効率よく増大あるいは低減させることができる。そして、界磁強め状態では、電動機のトルク定数（つまり、トルク／相電流）を相対的に高い値に設定することができ、電動機運転時の電流損失を低減すること無しに、または、固定子巻線への通電を制御するインバータの出力電流の最大値を変更すること無しに、電動機が出力する最大トルク値を増大させることができる。
また、回動手段による内周側回転子と外周側回転子との間の相対的な位相の可変幅が、電気角で１８０°未満の範囲内に設定されているため、例えば、最も強め界磁の状態となる位置を原点として、相対的に位相を変更した場合に、最も弱め界磁の相対トルクが０の状態にはならず、常に原点位置に戻す相対トルクを発生させることができる。したがって、相対位置を原点位置に戻すためにリターンスプリングを用いる必要がなく、部品点数を少なくでき、コストを低減することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、回動手段は、外周側回転子に対して一体回転可能に設けられた第１部材と、内周側回転子に対して一体回転可能に設けられた第２部材とで内周側回転子の内側に画成された圧力室に作動流体を供給することによって、内周側回転子と外周側回転子との間の相対的な位相を変更するものであるため、電動機が複雑化することを抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができ、その結果、運転可能な回転数範囲およびトルク範囲を拡大し、運転効率を向上させると共に高効率での運転可能範囲を拡大することが可能となる。
さらに、圧力室への作動流体の供給量を制御することで内周側回転子と外周側回転子との間の相対的な位相を所望の位相にすることができる。
加えて、第１部材および第２部材が圧力室を内周側回転子の内側に画成するため、特に回転軸線方向の厚さの増大を抑えることができ、小型化が図れる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、第２部材の第１部材に対する相対的な位相の可変幅を機械的に制限することで、内周側回転子と外周側回転子との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内に設定することになるため、複雑な位相制御等を行う必要がない。よって、簡素な構成にできる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、第２部材の第１部材に対する相対的な位相の可変幅を圧力室に供給する作動流体により制限することで、内周側回転子と外周側回転子との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内に設定することになるため、耳障りな当接音を発生させることがない。したがって、静粛性に優れることになる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、第１部材であるベーンロータの羽根部と第２部材であるハウジングの凹部とで画成された圧力室に作動流体を供給すると、圧力室が拡大する方向にハウジングとベーンロータとの間の相対的な位相を変更することになり、その結果、ハウジングの外側に一体に設けられた内周側回転子と、ベーンロータに一体に設けられた外周側回転子との間の相対的な位相を変更することになる。このように回動手段として、ベーンロータとハウジングとを有する簡素なベーンアクチュエータを用いるため、電動機が複雑化することを確実に抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができる。
【００１９】
請求項６に係る発明によれば、第１部材であるドライブプレートと第２部材であるリングギアとで形成された圧力室に作動流体を供給すると、リングギアが、ドライブプレートおよびこれに一体に設けられた外周側回転子に対し軸線方向に相対的に移動することになるが、リングギアは、ドライブプレートと一体に設けられた回動軸と内周側回転子との間に配置されて、これら回動軸および内周側回転子にそれぞれヘリカルスプラインで連結されているため、軸線方向の移動で内周側回転子と、回動軸、ドライブプレートおよび外周側回転子との間の相対的な位相を変更することになる。このように回動手段としてヘリカルスプラインを有するリングギアを軸線方向に移動させる簡素なアクチュエータを用いるため、電動機が複雑化することを確実に抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができる。
【００２０】
請求項７に係る発明によれば、第１部材であるハウジングと第２部材であるピストンとで形成された圧力室に作動流体を供給すると、ピストンが圧力室からの突出量を増大させることになり、その結果、ピストンを壁面に当接させる内周側回転子と、一体に設けられたハウジング、外周側回転子および回動軸との間の相対的な位相を変更することになる。このように回動手段としてピストンを有する簡素なアクチュエータを用いるため、電動機が複雑化することを確実に抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができる。
【００２１】
請求項８に係る発明によれば、外周側永久磁石部および内周側永久磁石部が互いに異なる極性で対向する位置を、外周側回転子および内周側回転子の原点位置に設定しているため、原点位置から電気角で１８０°未満の範囲で内周側回転子と外周側回転子との間の相対的な位相を可変とすることで、最も弱め界磁の相対トルクが０の状態にはならず、常に原点位置に戻す相対トルクを発生させることができる。したがって、相対位置を原点位置に戻すためにリターンスプリングを用いる必要がなく、部品点数を少なくでき、コストを低減することができる。
【００２２】
請求項９に係る発明によれば、原点位置から、圧力室に初期流体圧を供給した位置を、位相変更の開始位置とするため、オーバーシュートのない作動を素早く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の第１実施形態に係る電動機について図１〜図１１を参照しつつ説明する。
第１実施形態に係る電動機１０は、図１〜図３に示すように、この電動機１０の回転軸線を中心に回転可能に設けられた略円環状の内周側回転子１１と、この内周側回転子１１に対してその径方向外側に同軸の回転軸線を中心に回転可能に設けられ、しかも回転軸線方向の位置を合わせて設けられた略円環状の外周側回転子１２と、内周側回転子１１および外周側回転子１２を回転させる回転磁界を発生する複数相の図１に示す固定子巻線１３ａを有する固定子１３と、内周側回転子１１および外周側回転子１２に接続されるとともに非圧縮性流体である作動油（作動流体）の油圧（流体圧）で内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更する回動機構（回動手段）１４と、回動機構１４への油圧を制御する図示略の油圧制御装置とを備えたブラシレスＤＣモータである。この電動機１０は、例えばハイブリッド車両や電動車両等の車両に駆動源として搭載されることになり、その際に、その出力軸（回動軸）１６はトランスミッション（図示略）の入力軸に接続され、電動機１０の駆動力がトランスミッションを介して車両の駆動輪（図示略）に伝達されるようになっている。
【００２４】
なお、車両の減速時に駆動輪側から電動機１０に駆動力が伝達されると、電動機１０は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。さらに、例えばハイブリッド車両においては、この電動機１０の回転軸線が内燃機関（図示略）のクランクシャフトに連結されており、内燃機関の出力が電動機１０に伝達された場合にも電動機１０は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
【００２５】
内周側回転子１１は、その回転軸線が電動機１０の回転軸線と同軸となるように配置されるもので、図２に示すように、略円筒状の内周側ロータ鉄心２１を有しており、この内周側ロータ鉄心２１には、その外周側の部分に周方向に所定の等ピッチで複数（具体的には１６箇所）の内周側磁石装着部２３，…，２３が設けられている。また、内周側ロータ鉄心２１の外周面２１Ａ上には、周方向で隣り合う内周側磁石装着部２３，２３のすべての間位置に、回転軸線に平行に伸びる凹溝２１ａが半径方向に凹むように形成されている。この内周側ロータ鉄心２１は、例えば焼結等により形成される。
【００２６】
各内周側磁石装着部２３，…，２３は、内周側ロータ鉄心２１を回転軸線に平行に貫通する一対の磁石装着孔２３ａ，２３ａをそれぞれ備えている。一対の磁石装着孔２３ａ，２３ａは回転軸線に平行な方向に対する断面が略長方形状に形成されており、互いにセンターリブ２３ｂを介して周方向で隣り合うように同一平面内に配置されている。なお、この平面はセンターリブ２３ｂと回転軸線とを結んだ半径線に対し直交する。各磁石装着孔２３ａ，２３ａには回転軸線に平行に伸びる略板状の永久磁石１１ａがそれぞれ装着されている。
【００２７】
磁石装着孔２３ａ，…，２３ａにそれぞれ装着される永久磁石１１ａは、すべて厚さ方向（つまり各回転子１１，１２の径方向）に同様に磁化されており、同一の内周側磁石装着部２３に設けられた一対の磁石装着孔２３ａ，２３ａに装着される一対の永久磁石１１ａ，１１ａは、互いに磁化方向が同方向となるように向けられて一つの内周側永久磁石部１１Ａを構成している。なお、一つの内周側永久磁石部１１Ａを一つの永久磁石１１ａで構成しても良く、三つ以上の永久磁石１１ａで構成しても良い。そして、すべての内周側磁石装着部２３，…，２３において、周方向で隣り合う内周側磁石装着部２３，２３同士は、一方に装着される一対の永久磁石１１ａ，１１ａおよび他方に装着される一対の永久磁石１１ａ，１１ａが、互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち外周側がＮ極とされた一対の永久磁石１１ａ，１１ａが装着された内周側磁石装着部２３には、外周側がＳ極とされた一対の永久磁石１１ａ，１１ａが装着された内周側磁石装着部２３が、凹溝２１ａを介して周方向で隣接するようになっている。言い換えれば、各内周側磁石装着部２３，…，２３それぞれに内周側永久磁石部１１Ａが設けられ、しかも極性が異なる内周側永久磁石部１１Ａが周方向に沿って交互に配置されている。
【００２８】
外周側回転子１２も、回転軸線が電動機１０の回転軸線と同軸となるように配置されるもので、略円筒状の外周側ロータ鉄心２２を有しており、この外周側ロータ鉄心２２には、その外周側の部分に周方向に所定の等ピッチで、上記した内周側磁石装着部２３，…，２３と同数の外周側磁石装着部２４，…，２４が設けられている。また、外周側ロータ鉄心２２の外周面２２Ａ上には、周方向で隣り合う外周側磁石装着部２４，２４のすべての間位置に、回転軸線に平行に伸びる凹溝２２ａが半径方向に凹むように形成されている。さらに、外周側ロータ鉄心２２の各凹溝２２ａ，…，２２ａの各内径側つまり外周側磁石装着部２４，…，２４の隣り合うもの同士の各間位置には、それぞれ図１に示すネジ穴２２ｂが軸線方向に沿って貫通形成されている。この外周側ロータ鉄心２２も、例えば焼結等により形成される。
【００２９】
各外周側磁石装着部２４，…，２４は、回転軸線に平行に貫通する一対の磁石装着孔２４ａ，２４ａをそれぞれ備えている。一対の磁石装着孔２４ａ，２４ａは回転軸線に平行な方向に対する断面が略長方形状に形成されており、互いにセンターリブ２４ｂを介して周方向で隣り合うように同一平面内に配置されている。なお、この平面はセンターリブ２４ｂと回転軸線とを結んだ半径線に対し直交する。各磁石装着孔２４ａ，２４ａには回転軸線に平行に伸びる略板状の永久磁石１２ａがそれぞれ装着されている。
【００３０】
各磁石装着孔２４ａ，…，２４ａにそれぞれ装着される永久磁石１２ａは、すべて厚さ方向（つまり各回転子１１，１２の径方向）に同様に磁化されており、同一の外周側磁石装着部２４に設けられた一対の磁石装着孔２４ａ，２４ａに装着される一対の永久磁石１２ａ，１２ａは、互いに磁化方向が同方向となるように向けられて一つの外周側永久磁石部１２Ａを構成している。なお、一つの外周側永久磁石部１２Ａを一つの永久磁石１２ａで構成しても良く、三つ以上の永久磁石１２ａで構成しても良い。そして、すべての外周側磁石装着部２４，…，２４において、周方向で隣り合う外周側磁石装着部２４，２４同士は、一方に装着される一対の永久磁石１２ａ，１２ａおよび他方に装着される一対の永久磁石１２ａ，１２ａが、互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち外周側がＮ極とされた一対の永久磁石１２ａ，１２ａが装着された外周側磁石装着部２４には、外周側がＳ極とされた一対の永久磁石１２ａ，１２ａが装着された外周側磁石装着部２４が、凹溝２２ａを介して周方向で隣接するようになっている。言い換えれば、各外周側磁石装着部２４，…，２４それぞれに外周側永久磁石部１２Ａが設けられ、しかも極性が異なる外周側永久磁石部１２Ａが周方向に沿って交互に配置されている。
【００３１】
そして、内周側回転子１１の各内周側磁石装着部２３，…，２３と外周側回転子１２の各外周側磁石装着部２４，…，２４とは、各回転子１１，１２の径方向で互いに対向配置可能となるように配置されている。この対向配置状態のとき、すべての内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａが、いずれか対応する外周側永久磁石部１２Ａと一対一で回転方向の位相を合わせる状態となる。また、内周側回転子１１の各凹溝２１ａ，…，２１ａと外周側回転子１２の各凹溝２２ａ，…，２２ａとについても、すべての凹溝２１ａ，…，２１ａが、いずれか対応する凹溝２２ａと一対一で回転方向の位相を合わせる状態となる。
【００３２】
これにより、内周側回転子１１と外周側回転子１２との回転軸線周りの相対位置に応じて、電動機１０の状態を、内周側回転子１１のすべての内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａと外周側回転子１２のすべての外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａとにおいて、内周側永久磁石部１１Ａと外周側永久磁石部１２Ａとの同極の磁極同士が略対向配置（つまり、内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａと外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａとが略対極配置）される図２に示す弱め界磁状態から、内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａと外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａとの異極の磁極同士が対向配置（つまり、内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａと外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａとが同極配置）される図４に示す強め界磁状態に亘る適宜の状態に設定可能とされている。なお、上記弱め界磁状態は、内周側永久磁石部１１Ａと外周側永久磁石部１２Ａとの同極の磁極同士が対向配置されて界磁が最も弱められる状態よりも若干強め界磁状態側に設定されており（詳細は後述）、上記強め界磁状態は、内周側永久磁石部１１Ａと外周側永久磁石部１２Ａとの同極の磁極同士が対向配置されて界磁が最も強められる状態となる。
【００３３】
ここで、図１に示す固定子１３は、外周側回転子１２の外周部に対向配置される略円筒状に形成され、例えば車両のトランスミッションのハウジング（図示略）等に固定されている。
【００３４】
次に、上記のような内周側回転子１１と外周側回転子１２との相対的な位相変更を行う回動機構１４について説明する。
【００３５】
第１実施形態の回動機構１４は、図１および図３に示すように、外周側回転子１２の軸線方向両側に外周側回転子１２の内側の空間を覆うように固定される円板状の一対のドライブプレート（端板）３１，３１と、これらドライブプレート３１，３１で挟持されることで外周側回転子１２の内側に一体に設けられるベーンロータ（第１部材）３２と、内周側回転子１１の内側に一体に固定されてこの内周側回転子１１とともにベーンロータ３２、外周側回転子１２およびドライブプレート３１，３１の間に配置されるハウジング（第２部材）３３とを有している。ベーンロータ３２およびハウジング３３は、例えば焼結等により形成される。
【００３６】
一対のドライブプレート３１，３１には、それぞれの外周側の部分に、軸線方向に貫通する複数（ネジ穴２２ｂと同数）のボルト挿入穴３１ａ，…，３１ａが、同一円周上で等間隔をあけるように形成されており、これらボルト挿入穴３１ａ，…，３１ａよりも内側には軸線方向に凹む図１に示す環状溝３１ｂが一側に形成されている。また、ドライブプレート３１には、環状溝３１ｂよりも内側に、軸線方向に貫通する複数のボルト挿入穴３１ｃ，…，３１ｃが、同一円周上で等間隔をあけるように形成されており、これらボルト挿入穴３１ｃ，…，３１ｃよりも内側にも、軸線方向に貫通する図３に示すボルト挿入穴３１ｄ，…，３１ｄが、同一円周上で等間隔をあけるようにボルト挿入穴３１ｃ，…，３１ｃと同数形成されている。ここで、すべてのボルト挿入穴３１ｃ，…，３１ｃにおいて、円周方向に隣り合うボルト挿入穴３１ｃ，３１ｃ同士の各中央位置に内側のボルト挿入穴３１ｄが形成されている。さらに、内側のボルト挿入穴３１ｄ，…，３１ｄの内側であるドライブプレート３１の中心位置には軸線方向に貫通する嵌合穴３１ｅが形成されている。
【００３７】
ベーンロータ３２は、円筒状のボス部３５と、このボス部３５の外周面における円周方向の等間隔位置から半径方向外側に延出する複数（上記したボルト挿入穴３１ｃと同数（具体的には６箇所））の羽根部３６，…，３６とを有している。
【００３８】
ボス部３５は、外周側にあって羽根部３６，…，３６と同じ軸線方向長さの挟持ベース部３７と、この挟持ベース部３７の内周側から軸線方向両側に突出する円筒状の一対の嵌合部３８とを有する段差状をなしている。挟持ベース部３７には、軸線方向に貫通する複数（上記したボルト挿入穴３１ｄと同数）のネジ穴３５ａが隣り合う羽根部３６，３６同士の中央位置にそれぞれ形成されている。また、ボス部３５の内径側には、その軸線方向一側に図１に示す連結用スプライン３５ｂが形成されており、軸線方向他側に、図２に示すように各羽根部３６，…，３６の位置の内周側から最も近い羽根部３６の基端の回転方向における同じ一側にそれぞれ貫通する通路穴３５ｃ，…，３５ｃと、各羽根部３６，…，３６の位置の内周側から最も近い羽根部３６の基端の回転方向における同じ逆側にそれぞれ貫通する通路穴３５ｄ，…，３５ｄとが、図１に示すように軸線方向の位置を異ならせて形成されている。
【００３９】
このベーンロータ３２の内径側に、外周側回転子１２の駆動力が伝達される出力軸１６が取り付けられることになる。この出力軸１６にはボス部３５の連結用スプライン３５ｂに結合される連結用スプライン１６ａと、連結用スプライン１６ａで結合された状態でボス部３５のすべての通路穴３５ｃを連通させる環状の連通溝１６ｂと、同状態ですべての通路穴３５ｄを連通させる環状の連通溝１６ｃと、これら連通溝１６ｂ，１６ｃの間位置および両外側位置に形成されたシール溝１６ｄ，１６ｄ，１６ｄとを有しており、これらのシール溝１６ｄ，１６ｄ，１６ｄにはベーンロータ３２との隙間をシールする図示略のシールリングがそれぞれ配設される。また、この出力軸１６には、その内部を通って連通溝１６ｂに対し作動油を給排するための通路穴１６ｅと、連通溝１６ｃに対し作動油を給排するための通路穴１６ｆとが形成されている。なお、この出力軸１６には、ドライブプレート３１，３１よりも軸線方向外側に突出する部分に、例えば車両のトランスミッションのハウジングに保持される一対のベアリング４２，４２を嵌合させるベアリング嵌合部１６ｇがそれぞれ形成されている。
【００４０】
各羽根部３６，…３６は、略板状をなしており、図２に示すように、中間位置に軸線方向に貫通するネジ穴３６ａがそれぞれ形成されている。また、円周方向の両側面には、それぞれ、ネジ穴３６ａの形成位置よりも外周側に一対の凹状部３６ｂ，３６ｂが軸線方向の全長に亘って形成されており、ネジ穴３６ａの形成位置よりも内側にも凹状部３６ｃ，３６ｃが軸線方向の全長に亘って形成されている。さらに、各羽根部３６，…３６のそれぞれの外周面には、外周面から中心側に向けて凹むシール保持溝３６ｄが軸線方向の全長に亘って形成されている。これらシール保持部３６ｄ，…，３６ｄには、ハウジング３３との隙間をシールするスプリングシール４４がそれぞれ配置される。各スプリングシール４４，…，４４は、外側に設けられてハウジング３３に摺接するシール４４ａと、内側に設けられてシール４４ａを半径方向外方のハウジング３３側に押圧するスプリング４４ｂとで構成されている。
【００４１】
内周側回転子１１の内側に所定の位相関係となるように一体に嵌合されるハウジング３３は、径方向厚さの薄い円筒状のベース部４６と、このベース部４６の内周面における円周方向の等間隔位置から半径方向内側に突出する、羽根部３６と同数の突出部４７，…，４７とを有している。ここで、ベース部４６は、図１に示すように、突出部４７よりも軸線方向両側に全周にわたって突出している。各突出部４７，…，４７は、図２に示すように、それぞれ、軸線方向視で先細の略二等辺三角形状をなしており、すべての突出部４７，…，４７において、円周方向に隣り合う突出部４７，４７同士の各間に上記したベーンロータ３２の羽根部３６を配置可能な凹部４８が形成される。各突出部４７，…，４７には、軸線方向の両面から所定の等深さ凹む一対の肉抜き穴４７ａ，４７ａが形成されており、また、それぞれの内端面に、外径側に向けて凹むシール保持溝４７ｂが軸線方向の全長に亘って形成されている。これらシール保持部４７ｂ，…，４７ｂには、ベーンロータ３２のボス部３５の外周面との隙間をシールするスプリングシール５０がそれぞれ配置される。これらのスプリングシール５０，…，５０は、内周側に設けられてベーンロータ３２のボス部３５に摺接するシール５０ａと、外径側に設けられてシール５０ａをベーンロータ３２側に押圧するシールスプリング５０ｂとで構成されている。
【００４２】
そして、ハウジング３３の突出部４７，…，４７それぞれの回転方向同側の基端部には円周方向に突出するストッパ部４７ｃが形成されている。なお、上記のハウジング３３は、圧入ではなくボルト等の締結で内周側回転子１１に一体に連結しても良い。
【００４３】
上記の各部品を組み立てる場合、例えば、一方のドライブプレート３１に外周側回転子１２を合わせた状態で、このドライブプレート３１の各ボルト挿入穴３１ａ，…，３１ａにそれぞれボルト５２を挿入し、各ボルト５２，…，５２をそれぞれ外周側回転子１２のネジ穴２２ｂに螺合させる。また、このドライブプレート３１にベーンロータ３２を、その一方の嵌合部３８を嵌合穴３１ｅに嵌合させることにより合わせた状態で、このドライブプレート３１の各ボルト挿入穴３１ｄ，…，３１ｄに図示略のボルトをそれぞれ挿入し、各ボルトをそれぞれベーンロータ３２のボス部３５のネジ穴３５ａに螺合させる。さらに、このドライブプレート３１の各ボルト挿入穴３１ｃ，…，３１ｃにそれぞれボルト５４を挿入し、各ボルト５４，…，５４をそれぞれベーンロータ３２の羽根部３６のネジ穴３６ａに螺合させる。そして、ベーンロータ３２の各羽根部３６，…，３６にそれぞれスプリングシール４４を取り付けた状態で、各羽根部３６，…，３６をそれぞれ一対一で対応する凹部４８に入れるようにして、予め内側にハウジング３３が圧入された内周側回転子１１を、スプリングシール５０，…，５０を取り付けた状態で挿入する。
【００４４】
そして、他方のドライブプレート３１を、ベーンロータ３２の他方の嵌合部３８を嵌合穴３１ｅに嵌合させることにより反対側から合わせて、このドライブプレート３１の各ボルト挿入穴３１ａ，…，３１ａにそれぞれボルト５２を挿入し、各ボルト５２，…，５２をそれぞれ外周側回転子１２のネジ穴２２ｂに螺合させる。また、このドライブプレート３１の各ボルト挿入穴３１ｄ，…，３１ｄに図示略のボルトを挿入し、各ボルトをそれぞれベーンロータ３２のボス部３５のネジ穴３５ａに螺合させ、さらに、各ボルト挿入穴３１ｃ，…，３１ｃにそれぞれボルト５４を挿入し、各ボルト５４，…，５４をそれぞれベーンロータ３２の羽根部３６のネジ穴３６ａに螺合させる。その結果、外周側回転子１２の軸線方向両端面に固定されたドライブプレート３１，３１が、それぞれベーンロータ３２の各羽根部３６，…，３６とボルト５４，…，５４で一体に固定され、ボス部３５と図示略のボルトで一体に固定される。なお、羽根部３６，…，３６をドライブプレート３１に固定するボルト５４，…，５４は、外周側回転子１２をドライブプレート３１に固定するボルト５２，…，５２よりも本数は少なく、かつサイズは大きいものが用いられている。
【００４５】
その後、出力軸１６がベーンロータ３２の内側に嵌合され、その際に、連結スプライン１６ａおよび連結スプライン３５ｂが結合される。その結果、出力軸１６がベーンロータ３２に一体に固定された状態となる。勿論、上記の組み立て手順は一例であり、上記とは異なる手順で組み立てることも可能である。
【００４６】
以上によって、ハウジング３３と一体とされた内周側回転子１１が、外周側回転子１２の内側且つベーンロータ３２の外側であってドライブプレート３１，３１の間の空間５８に設けられることになり、ドライブプレート３１，３１の環状溝３１ｂ，３１ｂに入り込むベース部４６の軸線方向両側部分で回転可能に保持されることになる。さらに、ハウジング３３の凹部４８，…，４８それぞれに一枚ずつベーンロータ３２の羽根部３６が配置される。また、ベーンロータ３２にスプライン結合される出力軸１６は、外周側回転子１２、ドライブプレート３１，３１およびベーンロータ３２と一体回転可能となり、具体的には一体に固定される。
【００４７】
ここで、外周側回転子１２の外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａと内周側回転子１１の内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａとが異極同士を対向させる強め界磁状態のとき、図４に示すようにすべての羽根車３６，…，３６がそれぞれ対応する凹部４８内で回転方向における同じ一側に隣り合う突出部４７に当接することになり、当接する突出部４７との間に第１圧力室５６を形成するとともに、それぞれが回転方向における同じ逆側に隣り合う突出部４７との間に第１圧力室５６よりも広い第２圧力室５７を形成することになる（言い換えれば、凹部４８，…，４８および凹部４８，…，４８に収容される羽根車３６，…，３６で第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７が形成される）。その結果、これらの第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７は、内周側回転子１１の内側に画成される。
【００４８】
逆に、外周側回転子１２の外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａと内周側回転子１１の内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａとが同極同士を略対向させる弱め界磁状態のとき、図２に示すように、すべての羽根車３６，…，３６がそれぞれ対応する凹部４８内で回転方向における同じ上記逆側に隣り合う突出部４７のストッパ部４７ｃに当接して第２圧力室５７を縮小することになり、それぞれが回転方向における同じ上記一側に隣り合う突出部４７との間の第１圧力室５６を拡大することになる。そして、各第１圧力室５６，…，５６にベーンロータ３２の各通路穴３５ｃ，…，３５ｃが一対一で常時開口するように設けられ、各第２圧力室５７，…，５７にベーンロータ３２の各通路穴３５ｄ，…，３５ｄが一対一で常時開口するように設けられている。
【００４９】
ここで、外周側回転子１２および内周側回転子１１は、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａとおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａが互いに異なる極性で対向し吸引し合う図４に示す強め界磁の位置を、第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７が作動油圧を実質的に受けないときの原点位置に設定している。なお、第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７は作動油圧を受けない状態でも作動油で満たされている。そして、この原点位置にある状態から、各第１圧力室５６，…，５６に各通路穴３５ｃ，…，３５ｃを介して作動油を導入する（つまり第１圧力室５６，…，５６に作動油圧を導入する）と同時に各第２圧力室５７，…，５７から各通路穴３５ｄ，…，３５ｄを介して作動油を排出させると、外周側回転子１２および内周側回転子１１が、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａとおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａの磁力による回転力に反して相対回転し、羽根部３６，…，３６がストッパ部４７ｃ，…，４７ｃに当接して弱め界磁状態となる。
【００５０】
逆に、この状態から、例えば各第１圧力室５６，…，５６への作動油圧の導入を解除すると、外周側回転子１２および内周側回転子１１は、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａが同じ極性でほぼ対向していることから磁力で反発し合って相対回転し、さらに途中から外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａの異なる極性のもの同士が近接することで吸引し合ってさらに相対回転することになって、原点位置に戻って強め界磁状態となる。この相対回転の際に、各第２圧力室５７，…，５７に各通路穴３５ｄ，…，３５ｄを介して作動油が導入され且つ各第１圧力室５６，…，５６から各通路穴３５ｃ，…，３５ｃを介して作動油が排出される。
【００５１】
ここで、第１実施形態において、ベーンロータ３２およびハウジング３３を有する回動機構１４は、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅を、電気角の１８０°未満の範囲内でのみ進角側または遅角側に変化可能となるように、ハウジング３３のストッパ部４７ｃを含む突出部４７つまり凹部４８の円周方向の幅と、ベーンロータ３２の羽根部３６の円周方向の幅等とが設定されている。つまり、ハウジング３３のベーンロータ３２に対する相対的な位相の可変幅を、ハウジング３３の凹部４８の円周方向の幅とベーンロータ３２の羽根部３６の円周方向の幅とにより機械的に制限することで、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内に設定している。具体的に、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａが互いに異なる極性で対向する原点位置（電気角最小値＝０°）に対し、完全に外周側永久磁石部１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａが互いに同じ極性で対向する電気角１８０°（原点位置を機械角０°としたときの機械角２２．５°）の位置よりも所定の電気角度分だけ原点位置に近い位置までで回転が制限されるように設定されている。これは、図５に示すように、電気角１８０°の位置では、内周側回転子１１および外周側回転子１２の相対トルクは０となり、安定した状態となってしまうため、作動油圧の解除では内周側回転子１１と外周側回転子１２とが相対回転しない可能性があることから、このような安定した状態にはならない、相対トルクが発生した状態で弱め界磁側の相対回転を機械的に止めてしまうのである。
【００５２】
また、電動機１０は、内周側回転子１１が、外周側回転子１２に対して外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａを互いに同じ極性を略対向させた弱め状態から原点位置に戻る際の回転方向と、減速回転時に生じる慣性モーメントの方向とを一致させている。つまり、電動機１０は、車両の前進走行時に外周側回転子１２および内周側回転子１１を、図２および図４における時計回り方向に回転させるように設定されており、図２に示す弱め界磁状態から外周側回転子１２が減速するとフローティング状態にある内周側回転子１１に図４に示す強め界磁状態に戻ろうとする慣性モーメントが生じるのである。
【００５３】
ここで、作動油が非圧縮性であることから、上記のような強め界磁状態および弱め界磁状態の両限界端への位相の変更は勿論、これら両限界端の間の中間位置であっても、図示略の油圧制御装置が、例えば、図示略の開閉弁の遮断ですべての第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７からの作動油の給排を停止させることで、外周側回転子１２および内周側回転子１１はその時点での位相関係を維持することになり、任意の界磁状態で位相変更を停止させることができる。
【００５４】
以上により、上記したベーンロータ３２は、外周側回転子１２に対して一体に固定されて一体回転可能となり、内周側回転子１１の内側に配置されることになる。しかも、ベーンロータ３２は、外周側回転子１２および内周側回転子１１の軸線方向の両端面を覆うように外周側回転子１２に固定されたドライブプレート３１，３１を介して外周側回転子１２に一体に固定され、外周側回転子１２の駆動力を出力する出力軸１６にも一体に設けられている。また、上記したハウジング３３は、内周側回転子１１に対して一体に嵌合されて一体回転可能となり、その凹部４８がベーンロータ３２とで第１圧力室５６および第２圧力室５７を内周側回転子１１の内側に画成する。さらに、これら第１圧力室５６および第２圧力室５７への作動油の給排つまり作動油圧の導入制御で、ハウジング３３に対するベーンロータ３２の相対的な位相を変更し、その結果、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更することになる。
【００５５】
加えて、外周側回転子１２の駆動力を出力軸１６に伝達するドライブプレート３１が外周側回転子１２およびベーンロータ３２の軸線方向両端面にそれぞれ固定されることで形成されるこれら外周側回転子１２、ベーンロータ３２および両ドライブプレート３１，３１の間の図２に示す空間５８に、一体とされた内周側回転子１１およびハウジング３３が、周方向に回転可能に配置されている。また、内周側回転子１１およびハウジング３３の一体品は、空間５８内にフローティング状態で回転自在に設けられている（つまり、ドライブプレート３１，３１および出力軸１６には固定されていない）。
【００５６】
なお、例えば図６（ａ）に示すように内周側回転子１１の永久磁石１１ａと外周側回転子１２の永久磁石１２ａとが同極配置とされる強め界磁状態と、例えば図６（ｂ）に示すように内周側回転子１１の永久磁石１１ａと外周側回転子１２の永久磁石１２ａとが対極配置とされる最も界磁が弱められた状態（第１実施形態ではこの状態にはならないが便宜上この状態を例にとり説明する）とにおいては、例えば図７に示すように、誘起電圧の大きさが変化することから、電動機１０の状態を強め界磁状態と弱め界磁状態との間で変化させることにより誘起電圧定数Ｋｅが変更されることになる。
【００５７】
この誘起電圧定数Ｋｅは、例えば各回転子１１，１２の回転により固定子巻線１３ａの巻線端に誘起される誘起電圧の回転数比であって、さらに、極対数ｐと、モータ外径Ｒと、モータ積厚Ｌと、磁束密度Ｂと、ターン数Ｔとの積により、Ｋｅ＝８×ｐ×Ｒ×Ｌ×Ｂ×Ｔ×πとして記述可能である。これにより、電動機１０の状態を強め界磁状態と弱め界磁状態との間で変化させることにより、内周側回転子１１の永久磁石１１ａと外周側回転子１２の永久磁石１２ａとによる界磁磁束の磁束密度Ｂの大きさが変化し、誘起電圧定数Ｋｅが変更されることになる。
【００５８】
ここで、例えば図８（ａ）に示すように、電動機１０のトルクは誘起電圧定数Ｋｅと固定子巻線１３ａに通電される電流との積に比例（トルク∝（Ｋｅ×電流））する。
また、例えば図８（ｂ）に示すように、電動機１０の界磁弱め損失は誘起電圧定数Ｋｅと回転数との積に比例（界磁弱め損失∝（Ｋｅ×回転数））することから、電動機１０の許容回転数は誘起電圧定数Ｋｅと回転数との積の逆数に比例（許容回転数∝（１／（Ｋｅ×回転数）））する。
【００５９】
つまり、例えば図９に示すように、誘起電圧定数Ｋｅが相対的に大きい電動機１０では、運転可能な回転数は相対的に低下するものの、相対的に大きなトルクを出力可能となり、一方、誘起電圧定数Ｋｅが相対的に小さい電動機１０では、出力可能なトルクは相対的に低下するものの、相対的に高い回転数まで運転可能となり、誘起電圧定数Ｋｅに応じてトルクおよび回転数に対する運転可能領域が変化する。
このため、例えば図１０（ａ）に示す実施例のように、電動機１０の回転数が増大することに伴い誘起電圧定数Ｋｅが低下傾向に変化（例えば、順次、Ａ、Ｂ（＜Ａ）、Ｃ（＜Ｂ）へと変化）するように設定することにより、誘起電圧定数Ｋｅを変化させない場合（例えば、第１〜第３比較例）に比べて、トルクおよび回転数に対する運転可能領域が拡大する。
【００６０】
また、電動機１０の出力は、誘起電圧定数Ｋｅと固定子巻線１３ａに通電される電流と回転数との積から界磁弱め損失および他の損失を減算して得た値に比例（出力∝（Ｋｅ×電流×回転数−界磁弱め損失−他の損失））する。つまり、例えば図１０（ｂ）に示すように、誘起電圧定数Ｋｅが相対的に大きい電動機１０では、運転可能な回転数は相対的に低下するものの、相対的に低い回転数領域での出力が増大し、一方、誘起電圧定数Ｋｅが相対的に小さい電動機１０では、相対的に低い回転数領域での出力が低下するものの、相対的に高い回転数まで運転可能になると共に相対的に高い回転数での出力が増大し、誘起電圧定数Ｋｅに応じて出力および回転数に対する運転可能領域が変化する。このため、電動機１０の回転数が増大することに伴い誘起電圧定数Ｋｅが低下傾向に変化（例えば、順次、Ａ、Ｂ（＜Ａ）、Ｃ（＜Ｂ）へと変化）するように設定することにより、誘起電圧定数Ｋｅを変化させない場合（例えば、第１〜第３比較例）に比べて、出力および回転数に対する運転可能領域が拡大する。
【００６１】
また、電動機１０の効率は、固定子巻線１３ａに対する入力電力から銅損および界磁弱め損失および他の損失を減算して得た値を入力電力で除算して得た値に比例（効率∝（（入力電力−銅損−界磁弱め損失−他の損失）／入力電力））する。
このため、相対的に低い回転数領域から中回転数領域においては、相対的に大きな誘起電圧定数Ｋｅを選択することにより、所望のトルクを出力させるために必要とされる電流が低減し、銅損が低減する。
【００６２】
そして、中回転数領域から相対的に高い回転数領域においては、相対的に小さな誘起電圧定数Ｋｅを選択することにより、界磁弱め電流が低減し、界磁弱め損失が低減する。
これにより、例えば図１１（ａ）に示す実施例のように、電動機１０の回転数が増大することに伴い誘起電圧定数Ｋｅが低下傾向に変化するように設定することにより、誘起電圧定数Ｋｅを変化させない場合（例えば、図１１（ｂ）に示す第２比較例）に比べて、回転数および回転数に対する運転可能領域が拡大すると共に、電動機１０の効率が所定効率以上となる高効率領域Ｅが拡大し、さらに、到達可能な最高効率の値が増大する。
【００６３】
上述したように、第１実施形態によれば、先ず、内周側回転子１１および外周側回転子１２には周方向に沿って永久磁石１１ａおよび永久磁石１２ａが配置されることにより、例えば外周側回転子１２の永久磁石１２ａによる界磁磁束が固定子巻線１３ａを鎖交する鎖交磁束量を、内周側回転子１１の永久磁石１１ａによる界磁磁束によって効率よく増大あるいは低減させることができる。そして、界磁強め状態では、電動機１０のトルク定数（つまり、トルク／相電流）を相対的に高い値に設定することができ、電動機運転時の電流損失を低減すること無しに、または、固定子巻線１３ａへの通電を制御するインバータの出力電流の最大値を変更すること無しに、電動機１０が出力する最大トルク値を増大させることができる。
【００６４】
また、回動機構１４による内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅が、電気角で１８０°未満の範囲内に設定されているため、最も強め界磁の状態となる位置を原点として、相対的に位相を変更した場合に、最も弱め界磁の相対トルクが０の状態にはならず、磁力により常に原点位置に戻す相対トルクを発生させることができる。したがって、相対位置を原点位置に戻すためにリターンスプリングを用いる必要がなく、部品点数を少なくでき、コストを低減することができる。
【００６５】
また、ハウジング３３のベーンロータ３２に対する相対的な位相の可変幅を機械的に制限することで、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内に設定することになるため、複雑な位相制御等を行う必要がなく、簡素な構成にできる。
【００６６】
しかも、回動機構１４は、外周側回転子１２に対して一体回転可能に設けられたベーンロータ３２と内周側回転子１１に対して一体回転可能に設けられたハウジング３３とで内周側回転子１１の内側に画成された第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７に作動油を給排することによって、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更するものであるため、電動機１０が複雑化することを抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができ、その結果、運転可能な回転数範囲およびトルク範囲を拡大し、運転効率を向上させると共に高効率での運転可能範囲を拡大することが可能となる。
【００６７】
さらに、第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７への作動油の供給量を制御することで内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相を界磁弱め状態と界磁強め状態との間の電気角１８０°未満の範囲内で無段階に変更することができる。
加えて、ベーンロータ３２およびハウジング３３が第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７を内周側回転子１１の内側に画成するため、電動機１０の特に軸線方向の厚さの増大を抑えることができ、小型化が図れる。
【００６８】
具体的に、ベーンロータ３２の羽根部３６，…，３６とハウジング３３の凹部４８，…，４８とで画成された第１圧力室５６，…，５６に作動油を供給しつつ第２圧力室５７，…，５７から作動油を排出させると、第１圧力室５６，…，５６が拡大する方向にハウジング３３とベーンロータ３２との間の相対的な位相を変更することになり、その結果、ハウジング３３の外側に一体に設けられた内周側回転子１１と、ベーンロータ３２に一体に設けられた外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更することになり、弱め界磁状態となる。一方、逆に、第２圧力室５７，…，５７に作動油を供給しつつ第１圧力室５６，…，５６から作動油を排出させると、第２圧力室５７，…，５７が拡大する方向にハウジング３３とベーンロータ３２との間の相対的な位相を変更することになり、その結果、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更することになって、強め界磁状態となる。このように回動機構１４としてベーンロータ３２とハウジング３３とを有する簡素なベーンアクチュエータ機構を用いるため、電動機１０が複雑化することを確実に抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができる。
【００６９】
加えて、ベーンロータ３２が軸線方向の端面を覆うように外周側回転子１２に固定されたドライブプレート３１，３１を介して外周側回転子１２に一体に設けられ、しかも、外周側回転子１２の駆動力を出力する出力軸１６にも一体に設けられているため、外周側回転子１２の回転を直結で出力軸１６に伝達することができる一方、第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７へ導入される作動油の圧力は、内周側回転子１１の内側に一体に設けられたハウジング３３とベーンロータ３２との間の相対的な位相、つまり内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相の変更のために主として用いられる。したがって、作動油で発生させる必要がある圧力を低く抑えることができる。
【００７０】
さらに、作動油がベーンロータ３２を経由して第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７に対し給排されるため、作動油の流路形成に伴う軸線方向の厚さの増大を抑制できる。
加えて、第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７が内周側回転子１１に圧入されたハウジング３３で画成されるため、第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７の作動油がハウジング３３を介して内周側回転子１１の熱を奪い、これを冷却することになる。さらに、第１圧力室５６，…，５６および第２圧力室５７，…，５７の作動油は、外周側回転子１２および内周側回転子１１の回転による遠心力で外側に移動しようとすることになり、特別なシール構造を採用しなければ、一対のドライブプレート３１，３１と、ハウジング３３、内周側回転子１１および外周側回転子１２との間の隙間を介して外側に漏れることになるが、隙間の通過中に内周側回転子１１および外周側回転子１２から熱を奪いこれを冷却することになる。さらに、漏れた作動油は遠心力で固定子１３の主に固定子巻線１３ａにかかって固定子１３をも冷却することになる。
【００７１】
なお、図５に示すように、電気角０°の近傍範囲は内周側回転子１１および外周側回転子１２の相対トルクが小さく、言い換えれば、外乱によって相対回転してしまう可能性があるため、振動・騒音抑制の観点からは、原点位置を電気角の０°を超える所定の電気角度分だけ弱め界磁状態側にずらすのが好ましい。例えば突出部４７，…，４７のストッパ部４７ｃ，…，４７ｃとは反対側に別途のストッパ部等を設けて、内周側回転子１１および外周側回転子１２が強め界磁側にあってしかも磁力による相対トルクがこれらを相対回転不可にできる電気角最小置を原点位置とすること等が可能である。
【００７２】
次に、本発明の第２実施形態に係る電動機について主に図１２を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００７３】
第２実施形態では、第１実施形態に対し異なる回動機構７０が用いられている。
第２実施形態の回動機構７０は、外周側回転子１２の軸線方向両側に外周側回転子１２の内側の空間を覆うように固定される円環状の一対のドライブプレート（第１部材）７１，７１と、一方のドライブプレート７１に一体に設けられて電動機１０の出力軸７２に支持される支持部材７３と、他方のドライブプレート７１に一体に設けられて出力軸７２に支持される支持部材（第１部材，ドライブプレート）７４と、第１実施形態の内周側回転子１１と同様の構成の内周側回転子本体７５と、内周側回転子本体７５の内側に一体に圧入固定されて内周側回転子本体７５とで内周側回転子７６を構成する内側部材７７と、この内側部材７７と支持部材７３，７４との間に配置されるリングギア（第２部材）７８とを有している。
【００７４】
外周側回転子１２には、第１実施形態のネジ穴２２ｂ，…，２２ｂと同じ位置に、ボルト挿入穴２２ｃ，…，２２ｃが形成されている。
【００７５】
一対のドライブプレート７１，７１には、それぞれの外周側の部分に、軸線方向に貫通する複数（ボルト挿入穴２２ｃと同数）のボルト挿入穴７１ａ，…，７１ａが、同一円周上で等間隔をあけるように形成されており、ボルト挿入穴７１ａ，…，７１ａよりも中心側にも、軸線方向に貫通する複数のボルト挿入穴７１ｂ，…，７１ｂが、同一円周上で等間隔をあけるように形成されている。これら一対のドライブプレート７１，７１は、外周側回転子１２の軸線方向両側に合わせられた状態で一方のドライブプレート７１のボルト挿入穴７１ａ、ボルト挿入穴２２ｃおよび他方のドライブプレート７１のボルト挿入穴７１ａに挿入されるボルト７９とこのボルト７９に螺合されるナット８０とで外周側回転子１２に固定される。
【００７６】
一方の支持部材７３は、円筒部（回動軸）８１と、この円筒部８１の軸線方向一側から径方向外側に円板状に延出するフランジ部（第１部材、ドライブプレート）８２とを有しており、フランジ部８２の外周側には、軸線方向において円筒部８１の側に段差状をなす環状の段差部８２ａが形成されている。また、この段差部８２ａの位置には、軸線方向に貫通する複数（ボルト挿入穴７１ｂと同数）のネジ穴８２ｂが、同一円周上で等間隔をあけるように形成されている。また、支持部材７３の円筒部８１の外周側にはヘリカルスプライン８１ａが形成されており、内周側には連結用スプライン８１ｂが形成されている。さらに、円筒部８１のフランジ部８２との境界位置には内外周を径方向に貫通する複数の通路穴８１ｃ，…，８１ｃが、一部フランジ部８２まで延在して放射状に形成されている。このような支持部材７３は、一方のドライブプレート７１の内側に段差部８２ａにおいて合わせられ、この状態でボルト挿入穴７１ｂ，…，７１ｂに挿入された各ボルト８４がそれぞれネジ穴８２ｂに螺合されることで一方のドライブプレート７１に固定される。
【００７７】
他方の支持部材７４は、円環状をなしており、その外周側に、軸線方向において段差状をなす環状の段差部７４ａが形成されている。また、この段差部７４ａの位置には、軸線方向に貫通する複数（ボルト挿入穴７１ｂと同数）のネジ穴７４ｂが、同一円周上で等間隔をあけるように形成されている。また、支持部材７４には、段差部７４ａとは反対側の端面に内周側から一部を削って径方向に延出する半穴状の複数の通路溝７４ｃ，…，７４ｃが放射状に形成されている。このような支持部材７４は、他方のドライブプレート７１の内側に段差部７４ａにおいて合わせられ、この状態でボルト挿入穴７１ｂ，…，７１ｂに挿入された各ボルト８４がそれぞれネジ穴８４ｂに螺合されることで他方のドライブプレート７１に固定される。なお、支持部材７４は、取付状態で支持部材７３の円筒部８１の先端面に当接する。
【００７８】
上記した支持部材７３および支持部材７４の内径側には、電動機１０の出力軸７２が取り付けられることになる。この出力軸７２には支持部材７３の連結スプライン８１ｂに結合される連結スプライン７２ａと、連結スプライン７２ａで支持部材７３に結合された状態で支持部材７３のすべての通路穴８１ｃ，…，８１ｃを連通させる環状の連通溝７２ｂと、連通溝７２ｂの両外側位置に形成されたシール溝７２ｃ，７２ｃと、内部を通って連通溝７２ｂに対し作動油を給排するための通路穴７２ｄとを有しており、シール溝７２ｃ，７２ｃにはそれぞれ支持部材７３との隙間をシールする図示略のシールリングが配設される。
【００７９】
また、出力軸７２には、連結スプライン７２ａで支持部材７３に結合された状態で支持部材７４のすべての通路溝７４ｃ，…，７４ｃを連通させる環状の連通溝７２ｅと、連通溝７２ｅの両側に形成されたシール溝７２ｆ，７２ｆと、内部を通って連通溝７２ｅに対し作動油を給排するための通路穴７２ｇとを有しており、シール溝７２ｆ，７２ｆには支持部材７４との隙間をシールする図示略のシールリングが配設される。なお、出力軸７２に形成された通路穴７２ｄ，７２ｇは互いに出力軸７２の軸線方向逆側に開口している。
【００８０】
なお、出力軸７２には、支持部材７３および支持部材７４よりも軸線方向外側に突出する両側部分にベアリング４２をそれぞれ嵌合させるベアリング嵌合部７２ｈ，７２ｈが形成されており、一方のベアリング嵌合部７２ｈの軸線方向の内側には回転力を伝達するギア８８がスプライン結合されている。
【００８１】
内周側回転子本体７５の内側に一体に圧入される内側部材７７は、径方向厚さの薄い円筒状のベース部９０と、このベース部９０の内周面における軸線方向の中間位置から中心軸線側に突出する環状突出部９１とを有している。環状突出部９１の内周面には、上記したヘリカルスプライン８１ａとは逆方向に捩られたヘリカルスプライン９１ａが形成されている。
【００８２】
リングギア７８は、円環状の基板部９３と、基板部９３の内周部から軸線方向一側に突出する内円筒部９４と、基板部９３の外周部から軸線方向両側に突出する外円筒部９５と、外円筒部９５の軸線方向の内円筒部９４とは反対の端部から径方向外側に環状に突出する環状突出部９６とを有している。そして、内円筒部９４の内周面には、上記した支持部材７３のヘリカルスプライン８１ａに摺動可能に結合されるヘリカルスプライン９４ａが形成されており、外円筒部９５の外周面には、上記した内側部材７７のヘリカルスプライン９１ａに摺動可能に結合されるヘリカルスプライン９５ａが形成されている。さらに、環状突出部９６の外周面には、中心側に凹む環状のシール溝９６ａが形成されており、このシール溝９６ａには内側部材７７との隙間をシールする図示略のシールリングが配設される。
【００８３】
そして、リングギア７８と支持部材７３のフランジ部８２との間に、出力軸７２の通路穴７２ｄおよび連通溝７２ｂと支持部材７３の通路穴８１ｃ，…，８１ｃとを介して作動油が給排される第１圧力室１０１が形成されることになり、リングギア７８と支持部材７４との間に、出力軸７２の通路穴７２ｇおよび連通溝７２ｅと支持部材７４の通路溝７４ｃ，…，７４ｃとを介して作動油が給排される第２圧力室１０２が形成されることになる。これらの第１圧力室１０１および第２圧力室１０２は、内周側回転子７６の内側に画成される。なお、第１圧力室１０１および第２圧力室１０２は作動油圧を受けない状態でも作動油で満たされている。
【００８４】
ここで、第２実施形態においても、外周側回転子１２および内周側回転子７６は、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａ（第１実施形態参照）および内周側永久磁石部（第１実施形態参照）１１Ａ，…，１１Ａが互いに異なる極性で対向し吸引し合う強め界磁の位置（電気角０°の位置）を、第１圧力室１０１および第２圧力室１０２が実質的に作動油圧を受けないときの原点位置に設定しており、この原点位置にあるとき、リングギア７８が支持部材７３のフランジ部８２に当接することになる。
【００８５】
そして、この原点位置にある状態から、第１圧力室１０１に作動油を導入する（つまり第１圧力室１０１に作動油圧を導入する）と同時に第２圧力室１０２から作動油を排出させると、リングギア７８が軸線方向に移動して支持部材７４の図示略のストッパ部に当接することになり、第２圧力室１０２を狭く第１圧力室１０１を広くすることになる（図１２に示す状態）。このとき、互いに噛み合うヘリカルスプライン８１ａ，９４ａの捩れで、外周側回転子１２および出力軸７２と一体の支持部材７３の円筒部８１に対しリングギア７８が回転しつつ、互いに噛み合うヘリカルスプライン９５ａ，９１ａの捩れで内周側回転子７６を同じ方向にさらに回転させることになり、外周側回転子１２と内周側回転子７６とが、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａに生じる磁力による回転力に反して相対回転し弱め界磁状態となる。
【００８６】
この状態から、第１圧力室１０１への作動油圧の導入を解除すると、外周側回転子１２および内周側回転子７６は、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａが同じ極性でほぼ対向していることから磁力で反発し合って相対回転し、さらに途中から外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａの異なる極性のもの同士が近接することで吸引し合ってさらに相対回転することになって、原点位置に戻って強め界磁状態となる。この相対回転の際に、互いに噛み合うヘリカルスプライン８１ａ，９４ａおよびヘリカルスプライン９５ａ，９１ａで案内されて、リングギア７８が、第２圧力室１０２に作動油を導入し且つ第１圧力室１０１から作動油を排出させながら軸線方向に移動して支持部材７３のフランジ部８２に当接することになり、第１圧力室１０１を狭く第２圧力室１０２を広くすることになる。
【００８７】
ここで、第２実施形態においても、回動機構７０は、内周側回転子７６と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅を、電気角の１８０°未満の範囲内でのみ進角側または遅角側に変化可能となるように、リングギア７８のストローク量とヘリカルスプライン８１ａ，９４ａおよびヘリカルスプライン９５ａ，９１ａの捩れ角等とが設定されている。つまり、リングギア７８の、ドライブプレート７１、支持部材７３および支持部材７４に対する相対的な位相の可変幅を、機械的に制限することで、内周側回転子７６と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内に設定している。具体的に、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａが互いに異なる極性で対向する原点位置（電気角０°）に対し、完全に外周側永久磁石部１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａが互いに同じ極性で対向する電気角１８０°の位置よりも所定の電気角度分だけ原点位置に近い位置までで回転が制限されるように設定されている。
【００８８】
以上により、第２実施形態においても、第１圧力室１０１および第２圧力室１０２への作動油の給排で内周側回転子７６と外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更することになる。ここで、第２実施形態においても、上記のような両限界端への位相の変更は勿論、両限界端の中間位置で、図示略の油圧制御装置が、例えば、図示略の開閉弁の遮断で第１圧力室１０１および第２圧力室１０２からの作動油の給排を停止させることで、外周側回転子１２および内周側回転子７６はその時点での位相関係を維持することになる。
【００８９】
また、以上により、ドライブプレート７１，７１および支持部材７３，７４が、外周側回転子１２に対して一体回転可能であって、内周側回転子７６および外周側回転子１２の両端面を覆うように外周側回転子１２および出力軸７２に一体に設けられて回転力を出力軸７２に伝達することになる。また、リングギア７８は、内周側回転子７６と支持部材７３の円筒部８１との間に配置されて、円筒部８１のヘリカルスプライン８１ａおよび内周側回転子７６のヘリカルスプライン９１ａにヘリカルスプライン９４ａ，９５ａで連結される。さらに、リングギア７８は、ドライブプレート７１，７１および支持部材７３，７４とで内周側回転子７６の内側に第１圧力室１０１および第２圧力室１０２を画成してこれら第１圧力室１０１および第２圧力室１０２への作動油の給排で軸線方向に移動する。つまり、リングギア７８は、内周側回転子７６に対して一体回転可能に連結されるとともに、軸線方向に移動することで相対回転も可能となっている。
【００９０】
以上に述べた第２実施形態においては、回動機構７０が、外周側回転子１２に対して一体回転可能に設けられて駆動力を伝達するドライブプレート７１，７１および支持部材７３，７４と、内周側回転子７６に対して一体回転可能に設けられたリングギア７８とで内周側回転子７６の内側に画成された第１圧力室１０１および第２圧力室１０２に対して、作動油を給排することによって、内周側回転子７６と外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更するものであるため、電動機１０が複雑化することを抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができ、その結果、運転可能な回転数範囲およびトルク範囲を拡大し、運転効率を向上させると共に高効率での運転可能範囲を拡大することが可能となる。
【００９１】
さらに、第１圧力室１０１および第２圧力室１０２への作動油の供給量を制御することで内周側回転子７６と外周側回転子１２との間の相対的な位相を界磁弱め状態と界磁強め状態との間の電気角１８０°未満の所定範囲内で無段階に変更することができる。
加えて、ドライブプレート７１，７１および支持部材７３，７４と、リングギア７８とが第１圧力室１０１および第２圧力室１０２を内周側回転子７６の内側に画成するため、特に回転軸線の延在方向の厚さの増大を抑えることができ、小型化が図れる。
【００９２】
ドライブプレート７１，７１および支持部材７３，７４とリングギア７８とで形成された第１圧力室１０１および第２圧力室１０２に対して作動油を給排すると、リングギア７８が、ドライブプレート７１，７１、支持部材７３，７４および外周側回転子１２に対し軸線方向に相対的に移動することになるが、リングギア７８は、支持部材７３の円筒部８１と内周側回転子７６との間に配置されて、円筒部８１のヘリカルスプライン８１ａおよび内周側回転子７６のヘリカルスプライン９１ａにヘリカルスプライン９４ａ，９５ａで連結されるため、軸線方向の移動で内周側回転子７６と、出力軸７２、ドライブプレート７１，７１、支持部材７３，７４および外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更することになる。このように回動機構７０としてヘリカルスプライン９４ａ，９５ａを有するリングギア７８を軸線方向に移動させる簡素なアクチュエータ機構を用いるため、電動機１０が複雑化することを確実に抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができる。
【００９３】
次に、本発明の第３実施形態に係る電動機について主に図１３を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００９４】
第３実施形態も、第１実施形態に対し異なる回動機構１０５を用いている。
第３実施形態の回動機構１０５は、外周側回転子１２の軸線方向両側に一体回転可能に固定される一対のドライブプレート１０６（図１４において一方のみ図示）と、これらドライブプレート１０６の間に一体回転可能に固定されるハウジング（第１部材）１０７と、ハウジング１０７に摺動可能に支持される複数（具体的には４個）のピストン（第２部材）１０８，…，１０８と、第１実施形態の内周側回転子１１と同様の内周側回転子本体１０９と、内周側回転子本体１０９の内側に一体回転可能に圧入されて内周側回転子本体１０９とで内周側回転子１１０を構成する内側部材１１１とを有している。
【００９５】
ハウジング１０７には、中央に出力軸（回動軸）１１４を一体に取り付けるための取付穴１０７ａが貫通形成されており、両ドライブプレート１０６をボルト止めするための複数のネジ穴１０７ｂ，…，１０７ｂが、取付穴１０７ａの周囲において同一円周上で等間隔をあけるように形成されている。ここで、取付穴１０７ａには、上記した出力軸１１４がスプライン結合で一体に連結されることになり、これにより、ハウジング１０７は、外周側回転子１２および外周側回転子１２の駆動力が伝達される出力軸１１４に一体に設けられる。
【００９６】
また、ハウジング１０７には、互いに直交する一対の軸線にそれぞれ平行となるように一対の穴部１０７ｃ，１０７ｄが取付穴１０７ａの軸線と直交する方向に沿って形成されており、このような一対の穴部１０７ｃ，１０７ｄが取付穴１０７ａを挟んだ対称位置に二対形成されている。また、ハウジング１０７には、各対で回転方向の同じ一側に開口する穴部１０７ｃ，１０７ｃのそれぞれの底側に連通する図示略の通路穴と、各対で回転方向の同じ逆側に開口する穴部１０７ｄ，１０７ｄのそれぞれの底側に連通する通路穴１０７ｅ，１０７ｅとが取付穴１０７ａから形成されており、連通穴１０７ｅ，１０７ｅおよび図示略の連通穴は、出力軸１１４の図示略の個別の連通溝および通路穴に連通している。
【００９７】
そして、ハウジング１０７に形成された各穴部１０７ｃ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｄにそれぞれ上記したピストン１０８が摺動可能に嵌合されている。回転方向の同じ一側に開口する穴部１０７ｃ，１０７ｃにそれぞれ挿入されたピストン１０８は、穴部１０７ｃとの間に図示略の通路穴に連通する第１圧力室１１６をそれぞれ画成することになり、回転方向の同じ逆側に開口する穴部１０７ｄ，１０７ｄにそれぞれ挿入されたピストン１０８は、穴部１０７ｄとの間に通路穴１０７ｅに連通する第２圧力室１１７をそれぞれ画成することになる。なお、第１圧力室１１６，１１６および第２圧力室１１７，１１７は作動油圧を受けない状態でも作動油で満たされている。
【００９８】
内側部材１１１は、内周側回転子本体１０９の内側に嵌合される円筒状のベース部１１９と、ベース部１１９の内周側の対向位置から中心側に突出する一対の突出部１２０，１２０とを有しており、突出部１２０，１２０には、それぞれ対向する穴部１０７ｃに挿入されたピストン１０８を当接させる壁面１２０ａと、対向する穴部１０７ｄに挿入されたピストン１０８を当接させる壁面１２０ｂとが形成されている。すべてのピストン１０８，…，１０８は壁面１２０ａ，１２０ｂの対向するものに当接した状態では内周側回転子１１０に対して一体回転可能となる。
【００９９】
ここで、第３実施形態においても、外周側回転子１２および内周側回転子１１０は、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａ（第１実施形態参照）および内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａ（第１実施形態参照）が互いに異なる極性で対向し吸引し合う強め界磁の位置（電気角０°の位置）を、第１圧力室１１６，１１６および第２圧力室１１７，１１７が実質的に作動油圧を受けないときの原点位置に設定しており、この原点位置にあるとき、第１圧力室１１６，１１６が最も狭くなって第１圧力室１１６，１１６をそれぞれ画成するピストン１０８が壁面１２０ａに当接しつつ穴部１０７ｃの底部に当接するとともに第２圧力室１１７，１１７が最も広くなって第２圧力室１１７，１１７をそれぞれ画成するピストン１０８が壁面１２０ｂに当接しつつ穴部１０７ｄの底部から離間した状態になる。
【０１００】
そして、この原点位置にある状態から、第１圧力室１１６，１１６に作動油を導入する（つまり第１圧力室１１６，１１６に作動油圧を導入する）と同時に第２圧力室１１７，１１７から作動油を排出させると、第１圧力室１１６，１１６をそれぞれ画成するピストン１０８が壁面１２０ａに当接しつつ穴部１０７ｃの底部から離間する一方で、第２圧力室１１７，１１７をそれぞれ画成するピストン１０８が壁面１２０ｂに当接しつつ穴部１０７ｄの底部にも当接することになり、第２圧力室１１７，１１７を狭く第１圧力室１１６，１１６を広くすることになる（図１３に示す状態）。これにより、外周側回転子１２と内周側回転子１１０とが、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａの磁力による回転力に反して相対回転し弱め界磁状態となる。
【０１０１】
この状態から、第１圧力室１１６，１１６への作動油圧の導入を解除すると、外周側回転子１２および内周側回転子１１０は、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａが同じ極性でほぼ対向していることから磁力で反発し合って相対回転し、さらに途中から外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａの異なる極性のもの同士が近接することで吸引し合ってさらに相対回転することになって、原点位置に戻って強め界磁状態となる。この相対回転の際に、第１圧力室１１６，１１６をそれぞれ画成するピストン１０８が壁面１２０ａで押圧されて第１圧力室１１６，１１６から作動油を排出させながら移動して穴部１０７ｃの底部に当接することになり、第１圧力室１１６，１１６を狭くすることになる。なお、このとき第２圧力室１１７，１１７にはピストン１０８を壁面１２０ｂへの当接状態を維持するだけの微小な油圧を導入する。
【０１０２】
ここで、第３実施形態においても、回動機構１０５は、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅を、電気角の１８０°未満の範囲内でのみ進角側または遅角側に変化可能となるように、ピストン１０８，…，１０８のストローク量と突出部１２０，１２０の円周方向の幅等とが設定されている。つまり、ピストン１０８，…，１０８のハウジング１０７に対する相対的な位相の可変幅を、機械的に制限することで、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内に設定している。具体的に、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａが互いに異なる極性で対向する原点位置（電気角０°）に対し、完全に外周側永久磁石部１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａが互いに同じ極性で対向する電気角１８０°の位置よりも所定の電気角度分だけ原点位置に近い位置までで回転が制限されるように設定されている。
【０１０３】
以上により、第３実施形態においても、第１圧力室１１６，１１６および第２圧力室１１７，１１７への作動油の給排で内周側回転子１１０と外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更することになる。ここで、第３実施形態においても、上記のような両限界端への位相の変更後は勿論、両限界端の中間位置で、図示略の油圧制御装置が、例えば、図示略の開閉弁の遮断で第１圧力室１１６，１１６および第２圧力室１１７，１１７からの作動油の給排を停止させることで、外周側回転子１２および内周側回転子１１０はその時点での位相関係を維持することになる。
【０１０４】
また、以上により、ハウジング１０７が、外周側回転子１２に対して一体回転可能であって、外周側回転子１２および外周側回転子１２の駆動力が伝達される出力軸１１４に一体に設けられることになる。また、ピストン１０８が、内周側回転子１１０に対して一体回転可能に設けられるとともにハウジング１０７に形成された穴部１０７ｃあるいは穴部１０７ｄに挿入されて第１圧力室１１６あるいは第２圧力室１１７を内周側回転子１１０の内側に画成し、さらに内周側回転子１１０の壁面１２０ａあるいは壁面１２０ｂに当接する。
【０１０５】
以上に述べた第３実施形態においては、回動機構１０５が、外周側回転子１２に対して一体回転可能に設けられたハウジング１０７と内周側回転子１１０に対して一体回転可能に設けられたピストン１０８，…，１０８とで内周側回転子１１０の内側に画成された第１圧力室１１６，１１６および第２圧力室１１７，１１７に対して、作動油を給排することによって、内周側回転子１１０と外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更するものであるため、電動機１０が複雑化することを抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができ、その結果、運転可能な回転数範囲およびトルク範囲を拡大し、運転効率を向上させると共に高効率での運転可能範囲を拡大することが可能となる。
【０１０６】
さらに、第１圧力室１１６，１１６および第２圧力室１１７，１１７への作動油の供給量を制御することで内周側回転子１１０と外周側回転子１２との間の相対的な位相を界磁弱め状態と界磁強め状態との間の電気角１８０°の範囲内で無段階に変更することができる。
加えて、ハウジング１０７と、ピストン１０８とが第１圧力室１１６，１１６および第２圧力室１１７，１１７を内周側回転子１１０の内側に画成するため、特に回転軸線方向の厚さの増大を抑えることができ、小型化が図れる。
【０１０７】
また、ハウジング１０７とピストン１０８とで形成された第１圧力室１１６，１１６および第２圧力室１１７，１１７に対して作動油を給排すると、第１圧力室１１６，１１６を画成するピストン１０８，１０８が突出量を増大させたり、逆に第２圧力室１１７，１１７を画成するピストン１０８，１０８が突出量を増大させたりすることになる。その結果、ピストン１０８，…，１０８を壁面１２０ａ，１２０ａあるいは壁面１２０ｂ，１２０ｂに当接させる内周側回転子１１０と、一体に設けられたハウジング１０７、外周側回転子１２および出力軸１１４との間の相対的な位相を変更することになる。このように回動機構１０５としてピストン１０８，…，１０８を有する簡素なアクチュエータを用いるため、電動機１０が複雑化することを確実に抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができる。
【０１０８】
なお、回動機構は、少なくとも内周側回転子１１および外周側回転子１２のいずれか一方を回転軸線周りに回動させることによって内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相を変更可能なものであれば他の種々のものを適用可能である。
【０１０９】
次に、本発明の第４実施形態に係る電動機について主に図１〜図４，図１４〜図２０を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【０１１０】
第４実施形態では、第１圧力室５６が進角側圧力室５６となり、第２圧力室５７が遅角側圧力室５７となるように回転子１１，１２の正転時の回転方向が設定されている。つまり、進角側圧力室５６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１１を外周側回転子１２に対して進角方向に相対回動させ、遅角側圧力室５７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１１を外周側回転子１２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１１を外周側回転子１２に対して、図２，図４等に矢印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１１を外周側回転子１２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。
【０１１１】
ここで、図４に示すように内周側回転子１１が外周側回転子１２に対して遅角側に移動すると、外周側回転子１２の外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａと内周側回転子１１の内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａとが異極同士が対向する状態に近づく強め界磁の状態になり、図２に示すように内周側回転子１１が外周側回転子１２に対して進角側に移動すると、外周側回転子１２の外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａと内周側回転子１１の内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａとが同極同士が近接する状態に近づく弱め界磁側の状態になる。
【０１１２】
進角側圧力室５６は、図１４に示す油圧制御装置３１３の進角側給排通路３２６に接続され、遅角側圧力室５７は同油圧制御装置３１３の遅角側給排通路３２７に接続されている。
【０１１３】
油圧制御装置３１３は、図１４に示すように、オイルタンク３３１内の作動液を吸い上げて吐出するオイルポンプ３３２と、このオイルポンプ３３２から吐出された作動液を調圧して高圧のライン通路３３３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３３４に流出させるレギュレータバルブ３３５と、ライン通路３３３に導入された作動液を進角側給排通路３２６と遅角側給排通路３２７に振り分けるとともに、進角側給排通路３２６と遅角側給排通路３２７で不要な作動液をドレン通路３３６に排出するスプール式の流路切換弁３３７と、ライン通路３３３から導入された圧力を調圧してその圧力で流路切換弁３３７のスプール３３８の位置を制御する電磁式の調圧弁３３９と、を備えている。
【０１１４】
レギュレータバルブ３３５は、図１８にも示すように、バルブ収容室３４０内に摺動自在に収容された制御スプール３４１と、バルブ収容室３４０の略中央部の内周面に形成されてポンプ側通路３４２とライン通路３３３を常時連通させる環状の供給ポート３４３と、バルブ収容室３４０の供給ポート３４３に隣接する位置に形成されて低圧通路３３４に連通する環状の排出ポート３４４と、バルブ収容室３４０の一端側（図中左側）に配置されて制御スプール３４１を他端側（図中右側）に付勢するスプリング３４５と、バルブ収容室３４０の他端の近傍に設けられて制御スプール３４１にスプリング３４５の力に抗する方向にライン通路３３３の圧力を作用させるスプール制御室３４６と、スプリング３４５の収容されるバルブ収容室３４０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３４７と、を備えている。
【０１１５】
制御スプール３４１は、外周面の軸方向略中央に、バルブ収容室３４０側の供給ポート３４３と排出ポート３４４に跨る溝幅を有する環状の排出ガイド溝３４８が形成され、この排出ガイド溝３４８を通して供給ポート３４３から排出ポート３４４（低圧通路３３４）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３４１はライン通路３３３の圧力の低い初期状態では、スプリング３４５の付勢力を受けてバルブ収容室３４０の他端側（図中右側）に最大に移動し、排出ガイド溝３４８が供給ポート３４３と排出ポート３４４の連通を遮断している。
【０１１６】
そして、この状態から制御スプール３４１がスプリング３４５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３４１の位置に応じて）排出ガイド溝３４８が供給ポート３４３と排出ポート３４４を連通させる開口面積を増大させる。制御スプール３４１は、基本的に、スプール制御室３４６に導入されるライン通路３３３の圧力と、スプリング３４５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３３３の圧力を制御する。ただし、反力調整室３４７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３４７に大気圧以上の圧力が導入されたときには、スプリング３４５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１４，図１８中３４９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。
【０１１７】
一方、流路切換弁３３７は、図１５，図１７にも示すように、バルブ収容室３５０内に摺動自在に収容されたスプール３３８と、バルブ収容室３５０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３３３に導通する環状の第１，第２導入ポート３５２，３５３と、バルブ収容室３５０の第１，第２導入ポート３５２，３５３間の第１導入ポート３５２に隣接する位置に形成されて進角側給排通路３２６に導通する環状の進角側給排ポート３５４と、バルブ収容室３５０の第１，第２導入ポート３５２，３５３間の第２導入ポート３５３に隣接する位置に形成されて遅角側給排通路３２７に導通する環状の遅角側給排ポート３５５と、バルブ収容室３５０の進角側給排ポート３５４と遅角側給排ポート３５５の中間位置に形成されてドレン通路３３６に導通する環状の排出ポート３５７と、バルブ収容室３５０の一端側（図中右側）に配置されてスプール３３８を他端側（図中左側）に付勢するスプリング３５８と、バルブ収容室３５０の他端部に設けられてスプール３３８の端面にスプール制御圧を作用させる制御室３５９と、を備えている。
【０１１８】
スプール３３８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３５２と進角側給排ポート３５４に跨る溝幅を有する環状の第１ガイド溝３６０と、第２導入ポート３５３と遅角側給排ポート３５５に跨る溝幅を有する環状の第２ガイド溝３６１が形成されている。なお、第１導入ポート３５２と進角側給排ポート３５４の離間幅と、進角側給排ポート３５４と排出ポート３５７の離間幅はほぼ同幅とされ、同様に、第２導入ポート３５３と遅角側給排ポート３５５の離間幅と、遅角側給排ポート３５５と排出ポート３５７の離間幅もほぼ同幅とされている。そして、スプール３３８は、バルブ収容室３５０内における移動位置に応じて、第１ガイド溝３６０が第１導入ポート３５２と排出ポート３５７に対する進角側給排ポート３５４の連通開口面積を増減させ、同時に、第２ガイド溝３６１が第２導入ポート３５３と排出ポート３５７に対する遅角側給排ポート３５５の連通開口面積を増減させる。スプール３３８は、バルブ収容室３５０内の移動位置に応じて進角側給排ポート３５４と遅角側給排ポート３５５の圧力を相反的に増減させる。
【０１１９】
流路切換弁３３７は、基本的に、スプリング３５８の付勢力と制御室３５９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３３８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３３７には、進角側給排通路３２６（進角側圧力室５６）の圧力を導入してスプリング３５８の付勢力と同じ向きの推力としてスプール３３８に作用させる進角側フィードバック室３６２と、遅角側給排通路３２７（遅角側圧力室５７）の圧力を導入してスプリング３５８の付勢力と逆向きの推力としてスプール３３８に作用させる遅角側フィードバック室３６３とが設けられており、これらのフィードバック室３６２，３６３の圧力もスプール３３８の進退位置の決定要素の一つとなっている。
【０１２０】
具体的には、進角側フィードバック室３６２はスプール３３８の一端部寄りに設けられた段差面３６４に臨んで形成され、遅角側フィードバック室３６３はスプール３３８の他端部寄りに設けられた段差面３６５に臨んで形成されている。そして、両フィードバック室３６２，３６３に臨む段差面３６４，３６５は夫々同受圧面積とされ、スプール３３８全体には両フィードバック室３６２，３６３の差圧に応じた力が作用するようになっている。
【０１２１】
即ち、今、図１５に示すように、制御室３５９に臨むスプール３３８の端面の受圧面積をＳ１、両フィードバック室３６２，３６３の段差面３６４，３６５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
遅角側圧力室５７の圧力：Ｐr
進角側圧力室５６の圧力：Ｐa
スプリング３５８の反力：Ｆsとすると、スプール３３８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３３８には進角側圧力室５６と遅角側圧力室５７の差圧（両フィードバック室３６２，３６３の差圧）に応じた力が作用し、進角側圧力室５６と遅角側圧力室５７の差圧はスプール制御圧に比例して制御される。
【０１２２】
また、調圧弁３３９は、図１４，図１６に示すように、バルブ収容室３７０内に摺動自在に収容されたスプール３７１と、このスプール３７１を進退作動させる電磁ソレノイド３７２と、バルブ収容室３７０の軸方向の略中央に形成されて接続通路３７３を介して流路切換弁３３７の制御室３５９に導通する環状の制御ポート３７４と、バルブ収容室３７０の制御ポート３７４の一側に隣接した位置に形成されてライン通路３３３に導通する環状のライン圧ポート３７５と、バルブ収容室３７０の制御ポート３７４の他側に隣接した位置に形成されてドレン通路３７６に導通する環状の排出ポート３７７と、バルブ収容室３７０の電磁ソレノイド３７２に近接した位置に形成されて前記接続通路３７３に導通する制御圧導入ポート３７８と、を備えている。
【０１２３】
スプール３７１は、外周面の軸方向略中央位置に制御ポート３７４に常時導通する環状のガイド溝３７９が形成され、ライン圧ポート３７５と排出ポート３７７に対するこのガイド溝３７９のオーバーラップ量がスプール３７１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３７１は、基本的に、電磁ソレノイド３７２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３７２の磁力の増加に応じてスプール３７１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３７２がオフにされた初期状態では、制御ポート３７４が排出ポート３７７のみに導通して流路切換弁３３７の制御室３５９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３７２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３７１が移動し、制御ポート３７４とライン圧ポート３７５の接続開口面積が増大する。これにより、流路切換弁３３７の制御室３５９の圧力はスプール３７１の移動量に応じて増大し、最大でライン通路３３３の圧力と同圧となる。したがって、制御室３５９の圧力は調圧弁３３９により、０〜ライン圧（ライン通路３３３の圧力）の範囲で調圧される。
また、スプール３７１の基端側には段差面３８０が設けられ、この段差面３８０に接続通路３７３の圧力が制御圧導入ポート３７８を介して作用するようになっている。
【０１２４】
また、接続通路３７３には分岐通路３８１が設けられ、この分岐通路３８１がレギュレータバルブ３３５の反力調整室３４７に接続されている。この反力調整室３４７には、接続通路３７３の圧力、つまり、流路切換弁３３７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３３５のスプール制御室３４６の圧力に抗する反力は、スプリング３４５の反力に流路切換弁３３７のスプール制御圧を加算したものとなり、回転子１１，１２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３３５の調整圧が高まり、ライン通路３３３の圧力が増大する。
【０１２５】
ところで、この電動機１の場合、図４に示すようにハウジング３３の突出部４７，…，４７がそれぞれ進角側圧力室５６側の面でベーンロータ３２の羽根部３６，…，３６と当接する状態が、内周側回転子１１が外周側回転子１２に対して機械的に最も遅角側にある状態であり、このとき、外周側回転子１２の外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａと内周側回転子１１の内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａとが異極同士で対向して強め界磁の状態となる。逆に、図２に示すように、ハウジング３３のストッパ部４７ｃ，…，４７ｃがベーンロータ３２の羽根部３６，…，３６と当接する状態が、内周側回転子１１が外周側回転子１２に対して機械的に最も進角側にある状態であり、このとき、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａと内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａとが同極同士で略対向して弱め界磁の状態となる。
【０１２６】
このようにして、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅を第１実施形態と同様、機械的に電気角で０°以上１８０°未満の範囲内に設定しているが、第４実施形態では、図示略の制御部が、ハウジング３３のベーンロータ３２に対する相対的な位相の可変幅を、圧力室５６，５７に供給する作動液（作動流体）により制限することで、制御的に、上記した機械的な制限範囲よりも狭い範囲となるように設定している。
【０１２７】
ここで、このような制御を行うにあたって、第４実施形態では、内周側回転子１１が遅角側から進角側に変位するときには、内周側回転子１１と外周側回転子１２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１９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１９はイメージ的な図であるため、他の図に示したものとは若干異なって描かれている。
【０１２８】
図１９について簡単に説明すると、図１９（Ａ）は、内周側回転子１１が最遅角位置にある状態（内周側回転子１１の回転角θ０）を示し、図１９（Ｂ）は、内周側回転子１１が最遅角位置から進角方向に回転角θ１進んだ状態、図１９（Ｃ）は、内周側回転子１１が最遅角位置から最進角位置まで回転角θ２進んだ状態（第４実施形態ではストッパ部４７ｃ，…，４７ｃがあることでこの状態にはならないが便宜上この状態を例にとり説明する）を夫々示す。
【０１２９】
この図１９に示す手段では、外周側回転子１２と内周側回転子１１との間には弾性部材３８６が設けられている。弾性部材３８６は、一端が固定ピン３８７により外周側回転子１２に連結され、他端が可動ピン３８５により内周側回転子１１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３８５は、内周側回転子１１に設けられた長孔状の保持溝３８８に摺動自在に保持されている。
【０１３０】
このように図１９に示す手段においては、図１９（Ａ）に示すように外周側回転子１２の外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａとと内周側回転子１１の内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａと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１１が進角方向に相対回転する場合、図１９（Ｂ）に示すように、外周側回転子１２に対して内周側回転子１１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３８５が保持溝３８８に沿って摺動し、このとき弾性部材３８６による付勢力は殆ど作用しない。
【０１３１】
そして、図１９（Ｂ）に示すように、外周側回転子１２に対して内周側回転子１１が回転角θ１まで変位すると、可動ピン３８５が保持溝３８８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１１が進角方向に相対回転すると、図１９（Ｃ）に示すように、内周側回転子１１は回転角に応じて弾性部材３８６を引っ張り変形させるようになる。こうして、弾性部材３８６が引っ張られるようになると、図２０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１１の相対的な回転角がθ２になって最進角位置に達すると、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａと内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａとが同極で対面する弱め界磁の状態となる。
【０１３２】
一方、内周側回転子１１が最遅角位置から進角方向に進むと、外周側回転子１２の外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａと異磁極同士で対面していた内周側回転子１１の内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａとが次第に回転方向にずれ、図２０の特性図のＡに示すように内周側回転子１１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。
【０１３３】
この手段を採用した電動機１の場合、内周側回転子１１が最遅角位置から回転角θ１まで進む間は外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａと内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａとによる磁気反力のみが作用し、回転角θ１からθ２に進むまでの間は外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａと内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａとによる磁気反力に、弾性部材３８６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２０の特性Ｃに示すように内周側回転子１１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。
【０１３４】
以上のように、この電動機１では、内周側回転子１１の進角方向の相対回転に応じて両回転子１１，１２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圧力室５６と遅角側圧力室５７の差圧を制御することにより、内周側回転子１１と外周側回転子１２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１１，１２の相対回転角は、流路切換弁３３７のスプール制御圧が調圧弁３３９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。
【０１３５】
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１１を最遅角位置に維持する場合には、図１４に示すように調圧弁３３９の電磁ソレノイド３７２をオフにして制御ポート３７４と排出ポート３７７を導通状態にする。これにより、流路切換弁３３７の制御室３５９内の圧力が接続通路３７３を通して外部に逃がされ、制御室３５９内の圧力が大気圧に維持されることになる。
【０１３６】
このとき、流路切換弁３３７では、スプール３３８が図１５に示すように制御室３５９方向に最大に変位することにより、進角側給排ポート３５４が排出ポート３５７に導通するとともに遅角側給排ポート３５５が第２導入ポート３５３に導通し、遅角側圧力室５７にライン通路３３３の圧力が導入される。これにより、図４に示すように、ハウジング３３の突出部４７，…，４７の圧力室５６側の面とベーンロータ３２の羽根部３６，…，３６とが当接する機械的な最遅角位置（電気角０°の位置）となり、内周側回転子１１は、外周側回転子１２に対して強め界磁の状態に維持される。
【０１３７】
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１１を最進角位置まで変位させる場合には、図１６に示すように調圧弁３３９の電磁ソレノイド３７２をオンにして制御ポート３７４をライン圧ポート３７５に導通させる。これにより、ライン通路３３３の作動液が接続通路３７３を介して流路切換弁３３７の制御室３５９内に導入され、制御室３５９内の圧力が高まる。
【０１３８】
このとき、流路切換弁３３７では、スプール３３８が図１７に示すように制御室３５９と逆方向に変位し、進角側給排ポート３５４が第１導入ポート３５２に導通するとともに遅角側給排ポート３５５が排出ポート３５７に導通する。このとき、進角側圧力室５６にライン通路３３３の圧力が導入されるとともに、遅角側圧力室５７の作動液がドレン通路３３６に排出される。この結果、内周側回転子１１とハウジング３３は、外周側回転子１２とベーンロータ３２に対して進角側に相対回動する。
【０１３９】
そして、内周側回転子１１を外周側回転子１２に対して最も弱め界磁の状態つまり最進角位置に維持する場合に、上記した第１実施形態においては、図２に示すようにハウジング３３のストッパ部４７ｃ，…，４７ｃとベーンロータ３２の羽根部３６，…，３６とを当接させて機械的に維持するようになっているが、第４実施形態では、図示略の制御部においてハウジング３３のストッパ部４７ｃ，…，４７ｃとベーンロータ３２の羽根部３６，…，３６とを当接させる機械的な最進角位置よりも所定角度遅角側（強め界磁側）の所定位置が制御上の最進角位置（電気角１８０°未満の位置）に設定されており、調圧弁３３９の電磁ソレノイド３７２により、スプール制御圧（制御室３５９内に導入する圧力）をこの目的とする制御上の最進角位置に位置させる圧力に制御する。これにより、スプール制御圧が制御されると、進角側圧力室５６と遅角側圧力室５７の差圧による内周側回転子１１の相対回転力と、両回転子１１，１２間の回転反力とが釣り合う角度の制御上の最進角位置で内周側回転子１１の相対回動が停止することになる。以上により、図示略の制御部が、ハウジング３３のベーンロータ３２に対する相対的な位相の可変幅を、圧力室５６，５７に供給する作動液（作動流体）により制限することで、制御的に、電気角で１８０°未満の範囲内に設定している。
【０１４０】
また、内周側回転子１１を最遅角位置と最進角位置の間のさらに任意の位置に制御する場合には、調圧弁３３９の電磁ソレノイド３７２により、スプール制御圧（制御室３５９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、進角側圧力室５６と遅角側圧力室５７の差圧による内周側回転子１１の相対回転力と、両回転子１１，１２間の回転反力とが釣り合う回転角で内周側回転子１１の相対回動が停止することになる。
【０１４１】
以上に述べた第４実施形態によれば、ハウジング３３のベーンロータ３２に対する相対的な位相の可変幅を、圧力室５６，５７に供給する作動液により制限することで、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲内であってハウジング３３のストッパ部４７ｃ，…，４７ｃとベーンロータ３２の羽根部３６，…，３６とを当接させることのない範囲に設定するため、ストッパ部４７ｃ，…，４７ｃとベーンロータ３２の羽根部３６，…，３６との当接に起因した耳障りな作動音を発生させることがない。したがって、静粛性に優れることになる。
【０１４２】
また、第４実施形態によれば、内周側回転子１１が遅角側から進角側に変位するときに内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の回転反力をほぼリニアに増大させる手段が設けられているため、圧力室５６，５７への作動液の給排によって行われる、ストッパ部４７ｃ，…，４７ｃと羽根部３６，…，３６とを当接させることのない制御上の最進角位置でのハウジング３３とベーンロータ３２との相対回転停止制御を良好且つ容易に行うことができる。なお、圧力室５６，５７への作動液の給排による対向圧の制御によって、内周側回転子１１が遅角側から進角側に変位するときに内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の回転反力をほぼリニアに増大させるようにしても良い。つまり、第１圧力室５６に位相を制御する制御圧を導入する一方、第２圧力室５７に、磁力と合わせることでほぼリニアに回転反力を増大させることが可能となる反力制御圧（上記した弾性部材３８６により生じる付勢力に相当）を導入する。
【０１４３】
なお、第４実施形態においては、ハウジング３３とベーンロータ３２との相対的な位相の可変幅を機械的に１８０°未満に制限するストッパ部４７ｃ，…，４７ｃを設けたが、このストッパ部４７ｃ，…，４７ｃは省略できる。
【０１４４】
また、第４実施形態においては、ハウジング３３とベーンロータ３２との相対的な位相の可変幅を、機械的に決められる電気角０°の最遅角位置から、圧力室５６，５７への作動液の給排制御で決められる電気角１８０°未満の制御上の最進角位置までの範囲に制限するようにしたが、同じ構造のものを用いて、圧力室５６，５７への作動液の給排制御で制御的に電気角で０°より大の最遅角位置から電気角１８０°未満の最進角位置までの範囲（例えば電気角で１０°〜１７０°程度）に制限するようにしても良い。つまり、ハウジング３３の突出部４７，…，４７の圧力室５６側の面とベーンロータ３２の羽根部３６，…，３６とが当接する機械的な最遅角位置（電気角０°の位置）よりも所定角度進角側（弱め界磁側）の所定位置を制御上の最遅角位置に設定するとともに、上記と同様に、ハウジング３３のストッパ部４７ｃ，…，４７ｃとベーンロータ３２の羽根部３６，…，３６とを当接させる機械的な最進角位置よりも所定角度遅角側（強め界磁側）の所定位置を制御上の最進角位置（電気角１８０°未満の位置）に設定して、これらの制御上の最遅角位置と最進角位置との間でハウジング３３とベーンロータ３２とを相対回転させる。
【０１４５】
この場合も、外周側回転子１２および内周側回転子１１は、外周側永久磁石部１２Ａ，…，１２Ａおよび内周側永久磁石部１１Ａ，…，１１Ａが互いに異なる極性で対向し吸引し合う図４に示す強め界磁の位置を原点位置に設定すると、この原点位置から第１圧力室５６に初期流体圧を供給した制御上の最遅角位置を、位相変更の開始位置とすることになる。このようにすれば、最遅角位置および最進角位置のいずれの位置においてもハウジング３３とベーンロータ３２とが当接することが無くなって、さらに静粛性に優れることになるとともに、オーバーシュートのない作動を素早く行うことができる。
【０１４６】
なお、ストッパ部４７ｃ，…，４７ｃを省略することで、ハウジング３３とベーンロータ３２との相対的な位相の機械的な可変幅を電気角の１８０°（０°以上１８０°以下）とした上で、制御的な可変幅を電気角の１８０°未満（例えば０°より大で１８０°未満）としても良い。
さらに、ハウジング３３とベーンロータ３２との相対的な位相の機械的な可変幅を電気角の１８０°以上（例えば−１０°以上１９０°以下の２００°）とし、制御的な可変幅を電気角の１８０°未満（例えば０°以上１８０°未満）としても良い。
【０１４７】
以上で説明した第４実施形態では、流路切換弁３３７に進角側フィードバック室３６２と遅角側フィードバック室３６３を設けるともに、外周側回転子１２と内周側回転子１１の回転反力をほぼリニアに変化させ、調圧弁３３９で制御される進角側圧力室５６と遅角側圧力室５７の差圧と、両回転子１１，１２間の回転反力との釣り合いによって内周側回転子１１を任意の相対位置に制御できるようにしているが、図２１に示す第５実施形態の流路切換弁４３７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３２（外周側回転子１２）とハウジング３３（内周側回転子１１）の相対回動位置を検出するセンサ３９０を設け、このセンサ３９０で検出した相対回動位置を基にして調圧弁３３９の電磁ソレノイド３７２をフィードバック制御するようにしても良い。なお、図２１においては、第４実施形態と同一部分に同一符号を付してある。
【０１４８】
この第５実施形態においても、ハウジング３３のベーンロータ３２に対する相対的な位相の可変幅を圧力室５６，５７に供給する作動液により制限することで、内周側回転子１１と外周側回転子１２との間の相対的な位相の可変幅を電気角で１８０°未満の範囲に設定している。
【０１４９】
ここで、第４実施形態および第５実施形態は、いずれも、第２実施形態に対して適用可能であり、第３実施形態に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動機を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電動機の内周側回転子、外周側回転子および回動機構の弱め界磁状態を示す手前のドライブプレートを略した正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電動機の内周側回転子、外周側回転子および回動機構を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る電動機の内周側回転子、外周側回転子および回動機構の強め界磁状態を示す手前のドライブプレートを略した正面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る電動機の内周側回転子および外周側回転子の電気角と相対トルクとの関係を示すグラフ図である。
【図６】図６（ａ）は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であり、図６（ｂ）は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対極配置された弱め界磁状態を模式的に示す図である。
【図７】図６に示す強め界磁状態と弱め界磁状態とにおける誘起電圧を示すグラフ図である。
【図８】図８（ａ）は誘起電圧定数Ｋｅに応じて変化する電動機の電流とトルクとの関係を示すグラフ図であり、図８（ｂ）は誘起電圧定数Ｋｅに応じて変化する電動機の回転数と界磁弱め損失との関係を示すグラフ図である。
【図９】誘起電圧定数Ｋｅに応じて変化する電動機の回転数とトルクとに対する運転可能領域を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は誘起電圧定数Ｋｅに応じて変化する電動機の回転数とトルクとの関係を示すグラフ図であり、図１０（ｂ）は誘起電圧定数Ｋｅに応じて変化する電動機の回転数と出力との関係を示すグラフ図である。
【図１１】図１１（ａ）は実施例において誘起電圧定数Ｋｅに応じて変化する電動機の回転数とトルクとに対する運転可能領域および効率の分布を示す図であり、図１１（ｂ）は第２比較例において誘起電圧定数Ｋｅに応じて変化する電動機の回転数とトルクとに対する運転可能領域および効率の分布を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る電動機の内周側回転子、外周側回転子および回動機構の弱め界磁状態を示す要部断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る電動機の内周側回転子、外周側回転子および回動機構の弱め界磁状態を示す一部を断面とし且つ手前のドライブプレートを略した正面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態の油圧制御装置を中心とする油圧回路図である。
【図１５】本発明の第４実施形態の流路切換弁の模式的な断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態の調圧弁の模式的な断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態の流路切換弁の模式的な断面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態のレギュレータバルブの模式的な断面図である。
【図１９】本発明の第４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２０】本発明の第４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である。
【図２１】本発明の第５実施形態の電動機における油圧制御装置を中心とする油圧回路図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１０  電動機
１１  内周側回転子
１１ａ  内周側永久磁石
１１Ａ  内周側永久磁石部
１２  外周側回転子
１２ａ  外周側永久磁石
１２Ａ  外周側永久磁石部
１４，７０，１０５  回動機構（回動手段）
１６，７２，１１４  出力軸（回動軸）
３１  ドライブプレート（端板）
３２  ベーンロータ（第１部材）
３３  ハウジング（第２部材）
３６  羽根部
４７  突出部
４７ｃ  ストッパ部
４８  凹部
５６，１０１，１１６  第１圧力室（圧力室）
５７，１０２，１１７  第２圧力室（圧力室）
６５  出力軸（回動軸）
７１  ドライブプレート（第１部材）
７４  支持部材（第１部材、ドライブプレート）
７８  リングギア（第２部材）
８１  円筒部（回動軸）
８１ａ，９１ａ，９４ａ，９５ａ  ヘリカルスプライン
８２  フランジ部（第１部材、ドライブプレート）
１０７  ハウジング（第１部材）
１０７ｃ，１０７ｄ  穴部
１０８  ピストン（第２部材）
１２０ａ，１０２ｂ  壁面
【図１】
0004620024.tif 000002
【図２】
0004620024.tif 000003
【図３】
0004620024.tif 000004
【図４】
0004620024.tif 000005
【図５】
0004620024.tif 000006
【図６】
0004620024.tif 000007
【図７】
0004620024.tif 000008
【図８】
0004620024.tif 000009
【図９】
0004620024.tif 000010
【図１０】
0004620024.tif 000011
【図１１】
0004620024.tif 000012
【図１２】
0004620024.tif 000013
【図１３】
0004620024.tif 000014
【図１４】
0004620024.tif 000015
【図１５】
0004620024.tif 000016
【図１６】
0004620024.tif 000017
【図１７】
0004620024.tif 000018
【図１８】
0004620024.tif 000019
【図１９】
0004620024.tif 000020
【図２０】
0004620024.tif 000021
【図２１】
0004620024.tif 000022