(57)【要約】  この回転電機は、ロータおよびステータを備える。ロータは、周方向に分割され、径方向外側に向かって移動可能に構成されている複数のロータ部分を有する。複数のロータ部分が、径方向外側に向かって移動することにより、ロータとステータとの径方向の隙間の大きさが増加するように構成されている。
2018123830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線を有するステータと、
前記ステータの径方向外側に隙間を介して配置されている円環状のロータとを備え、
前記ロータは、周方向に分割された複数の部分を有し、
前記ロータの周方向に分割された複数の部分は、それぞれ、径方向外側に向かって移動可能に構成されており、
前記ロータの周方向に分割された複数の部分が、それぞれ、径方向外側に向かって移動することにより、前記ロータと前記ステータとの前記径方向の隙間の大きさが増加するように構成されている、回転電機。
【請求項２】
前記ロータの周方向に分割された複数の部分が、それぞれ、径方向外側に向かって移動することにより、前記径方向の隙間の大きさが増加するとともに、前記ロータの周方向に分割された複数の部分同士の周方向の隙間の大きさが増加するように構成されている、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ロータの回転数が所定の回転数を超えた時に、前記ロータの周方向に分割された複数の部分が、それぞれ、径方向外側に向かって移動することにより、前記径方向の隙間の大きさが増加するように構成されている、請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記ロータの回転数が高い程、前記ロータの周方向に分割された複数の部分が、それぞれ、径方向外側に向かって大きく移動するように構成されている、請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記ロータが回転することによって径方向外側に向かって生じる遠心力により、前記ロータの周方向に分割された複数の部分が、それぞれ、径方向外側に向かって移動するように構成されている、請求項３または４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記ロータの周方向に分割された複数の部分を、それぞれ、径方向内側に向かって付勢する付勢部をさらに備え、
前記付勢部は、前記ロータの回転数が前記所定の回転数以下の時に、前記付勢部の付勢力が前記遠心力よりも大きくなるとともに、前記ロータの回転数が前記所定の回転数を超えた時に、前記付勢部の付勢力が前記遠心力以下になるように構成されている、請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記ロータの周方向に分割された複数の部分を、それぞれ、径方向に沿ってスライド移動させる際に、案内するための案内部をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記ロータには、複数の永久磁石が設けられており、
前記ロータの周方向に分割された複数の部分は、前記永久磁石により形成された磁極ごとに互いに分割されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項９】
巻線を有するステータと、
複数の永久磁石を有するとともに、前記ステータの径方向外側に隙間を介して配置されている円環状のロータとを備え、
前記ロータは、周方向に分割された複数の部分を有し、
前記ロータの周方向に分割された複数の部分は、それぞれ、径方向外側に向かって移動可能に構成されており、
前記ロータの周方向に分割された複数の部分が、それぞれ、径方向外側に向かって移動することにより、前記ロータと前記ステータとの前記径方向の隙間の大きさが増加するように構成されている、回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステータと、ロータとを備える回転電機が知られている。このような回転電機は、たとえば、特表２００９−５４４２７０号公報に開示されている。【０００３】
上記特表２００９−５４４２７０号公報に記載の伝動装置（回転電機）は、円錐台形形状（回転軸に対して傾斜したテーパ形状）の内周面を有するステータと、ステータの径方向内側に配置され、ステータに対応する円錐台形形状（回転軸に対して傾斜したテーパ形状）の外周面を有するロータとを備える。また、この伝動装置は、ステータを回転軸方向に沿って移動させるように構成されている。そして、この伝動装置は、ロータに対してステータを回転軸方向に移動させることにより、ステータの内周面（円錐台形形状のステータの傾斜面）に対して直交する方向において、ステータの円錐台形形状の内周面とロータの円錐台形形状の外周面との隙間の大きさを変化させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５４４２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特表２００９−５４４２７０号公報に記載の伝動装置は、ロータに対してステータを回転軸方向に移動させることにより、ステータの内周面（円錐台形形状の傾斜面）に対して直交する方向において、ステータの円錐台形形状の内周面とロータの円錐台形形状の外周面との隙間の大きさを変化（増加）させるように構成されている。この場合、ステータを回転軸方向に移動させた距離よりも、変化する隙間の大きさは小さい。このため、上記特表２００９−５４４２７０号公報の伝動装置では、所望の隙間の大きさを得るために、ステータを比較的大きく移動させる必要があるため、その分、伝動装置が大型化する。すなわち、上記特表２００９−５４４２７０号公報に記載の伝動装置（回転電機）では、ステータとロータとの隙間の大きさを増加させるために、伝動装置が大型化するという問題点がある。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、回転電機が大型化するのを防止しながら、ステータとロータとの隙間を増加させることが可能な回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における回転電機は、巻線を有するステータと、ステータの径方向外側に隙間を介して配置されている円環状のロータとを備え、ロータは、周方向に分割された複数の部分を有し、ロータの周方向に分割された複数の部分は、それぞれ、径方向外側に向かって移動可能に構成されており、ロータの周方向に分割された複数の部分が、それぞれ、径方向外側に向かって移動することにより、ロータとステータとの径方向の隙間の大きさが増加するように構成されている。【０００８】
この発明の一の局面における回転電機では、上記のように、ロータの周方向に分割された複数の部分が、それぞれ、径方向外側に向かって移動することにより、ロータとステータとの径方向の隙間の大きさが増加するように構成されている。これにより、ロータが径方向外側に向かって移動させた距離と同じ分、ロータとステータとの径方向の隙間の大きさを増加させることができる。その結果、所望の隙間を得るために、ロータを移動させる距離を比較的小さくすることができる。これにより、回転電機が大型化するのを防止しながら、ステータとロータとの隙間を増加させることができる。ここで、ステータとロータとを軸方向に相対的に移動させる場合には、ステータとロータとの相対位置が軸方向にずれるため、ステータとロータとが互いに径方向に対向する領域の面積が減少する。このため、ステータとロータとを軸方向に相対的に移動させる回転電機をモータとして構成する場合には、ステータとロータとが互いに径方向に対向する領域の面積が減少することに起因して、モータトルクが減少するという問題点がある。これに対して、本発明では、上記のように、複数の部分を、それぞれ、径方向外側に向かって移動させるので、ステータとロータとの相対位置が軸方向にずれることがなく、ステータとロータとが互いに径方向に対向する領域の面積が減少しない。その結果、モータトルクが減少するのを防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記のように、回転電機が大型化するのを防止しながら、ステータとロータとの隙間を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による回転電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による回転電機の一部の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による回転電機のロータ部分の移動を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による回転電機の移動機構部の構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による回転電機のロータ部分に加わる付勢力を説明するための断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による回転電機のロータ部分に加わる遠心力を説明するための断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による回転電機の回転数と径方向の隙間および周方向の隙間との関係を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態の第１変形例による回転電機の回転数と径方向の隙間および周方向の隙間との関係を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態の第２変形例による回転電機の回転数と径方向の隙間および周方向の隙間との関係を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態の第３変形例による回転電機の回転数と径方向の隙間および周方向の隙間との関係を説明するための図である。
【図１１】本発明の一実施形態の第４変形例による回転電機の構成を説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態の第５変形例および第６変形例によるロータ部分の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
［回転電機の全体構成］
図１〜図７を参照して、一実施形態による回転電機１００の構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、回転電機１００は、ロータ１０と、ステータ２０とを備える。そして、ロータ１０は、円環形状（円環状）を有するように形成されているとともに、ステータ２０の径方向外側に隙間ＣＬ１を介して配置されている。具体的には、ロータ１０は、ステータ２０の径方向外側を取り囲むように配置されている。すなわち、ロータ１０は、アウターロータとして構成されているとともに、回転電機１００は、径方向磁束型の回転電機として構成されている。また、ロータ１０には、複数（たとえば、１６個）の永久磁石１１が配置されている。すなわち、ロータ１０は、永久磁石型ロータとして構成されている。また、ロータ１０とステータ２０とは互いに径方向に対向する位置に配置されている。また、ステータ２０は、円環状（外周面が弧状）に形成されている。
【００１４】
また、回転電機１００は、たとえば、モータまたはジェネレータとして構成されている。回転電機１００がモータとして構成されている場合には、回転電機１００は、電力をステータ２０に供給することによりロータ１０を回転させて、シャフトやギヤ等を介して負荷（図示せず）に回転運動を伝達するように構成されている。また、回転電機１００がジェネレータとして構成されている場合には、回転電機１００は、シャフトやギヤ等を介して回転運動をロータ１０が取得することによりステータ２０に電力を発生させ、バッテリ等に電力を回生するように構成されている。以下の説明では、回転電機１００をモータとして構成する場合について説明する。
【００１５】
また、本願明細書では、「周方向」と記載した場合は、回転電機１００の周方向（矢印Ａ方向）を意味するものとする。また、「径方向」と記載した場合は、回転電機１００（ロータ１０）の径方向（矢印Ｒ方向、図２参照）を意味するものとする。また、「軸方向」と記載した場合は、回転電機１００（モータまたはジェネレータ）の回転軸線方向（矢印Ｚ１方向または矢印Ｚ２方向）を意味するものとして記載している。
【００１６】
（ロータの構成）
ロータ１０は、回転軸を中心に回転可能に構成されており、円環形状を有する。そして、本実施形態では、ロータ１０は、周方向に分割された複数のロータ部分１２を有する。ロータ１０は、少なくとも４個のロータ部分１２を有する。たとえば、ロータ１０は、図１に示すように、８個のロータ部分１２を有する。そして、複数のロータ部分１２は、周方向に等角度間隔（８個の場合４５度間隔）に配置されており、互いに同一の形状を有するように形成されている。
【００１７】
詳細には、図２に示すように、ロータ部分１２は、磁性を有する材料から構成されている。具体的には、ロータ部分１２は、ロータコア１２ａを含む。そして、ロータ部分１２には、永久磁石１１が挿入されるとともに、永久磁石１１を配置可能な磁石用孔部１２ｂが設けられている。たとえば、ロータ部分１２は、２つの磁石用孔部１２ｂが設けられており、２つの磁石用孔部１２ｂのそれぞれに、永久磁石１１が配置されている。
【００１８】
ここで、本実施形態では、複数のロータ部分１２は、永久磁石１１により形成された磁極ごとに分割されている。たとえば、回転電機１００に８個の磁極を設ける場合には、ロータ１０を、８個のロータ部分１２に分割する。詳細には、２つの永久磁石１１は、径方向内側同士が同一の極（Ｎ極またはＳ極）となるとともに、径方向外側同士が同一の極（Ｓ極またはＮ極）となるように磁石用孔部１２ｂに配置されている。これにより、２つの永久磁石１１により１つの磁極が形成されている。たとえば、２つの永久磁石１１は、軸方向から見て、径方向内側に向かって広がるように（Ｖの字状に）配置されている。そして、２つの永久磁石１１は、軸方向から見て、磁化方向が径方向に交差するように配置されている。
【００１９】
また、ロータ部分１２は、周方向の両端面として形成されているとともに径方向に沿った分割面１２ｄを有する。分割面１２ｄは、軸方向および径方向に広がる面として構成されている。そして、一のロータ部分１２の分割面１２ｄは、隣接する他のロータ部分１２の分割面１２ｄに周方向に対向して配置されている。
【００２０】
また、複数のロータ部分１２の径方向内側の面１２ｃと、ステータ２０の径方向外側の面２１ｃとの間には、径方向に隙間ＣＬ１が形成されている。径方向に沿った方向の隙間ＣＬ１の大きさ（幅、長さ）は、ロータ１０が回転していない状態でＤ１である。また、複数のロータ部分１２同士の間（分割面１２ｄ同士の間）には、周方向に沿った方向の隙間ＣＬ２が形成されている。周方向に隙間ＣＬ２の大きさ（幅、長さ）は、ロータ１０が回転していない状態で、Ｄ１１（略０の大きさ）である。なお、本願明細書では、「隙間」を互いに離れて配置された部材同士の間を意味するのみならず、互いに接触した状態で配置された部材同士の間をも含む広い概念を意味するものとして記載している。すなわち、分割面１２ｄ同士は、互いに接触するように配置されていてもよいし、離れて配置されていてもよい。
【００２１】
（ステータの構成）
図２に示すように、ステータ２０は、ステータコア２１と、ステータコア２１に配置された巻線２２とを有する。具体的には、ステータコア２１は、磁性を有する材料から構成されており、ヨーク部２１ａと、ヨーク部２１ａから径方向外側に向かって放射状に延びる複数（たとえば、８つ）のティース２１ｂとを含む。
【００２２】
そして、巻線２２は、導線により構成されており、複数のティース２１ｂのそれぞれに集中巻または分布巻により巻回されている。そして、ステータ２０は、巻線２２に外部から電力が供給されて電流が流されることにより、磁束を生じさせるように構成されている。また、ティース２１ｂの径方向外側の面２１ｃは、ロータ１０と径方向に対向するように配置されている。
【００２３】
また、図２に、ロータ１０の永久磁石１１（界磁）と、ステータ２０とにより形成される磁束Ｂ１（点線矢印）の経路を模式的に示す。磁束Ｂ１は、ロータ１０とステータ２０との径方向の隙間ＣＬ１を径方向に沿って通過するとともに、周方向に隣り合うロータ部分１２同士の周方向の隙間ＣＬ２を渡るように通過する。
【００２４】
そして、ステータ２０が発生させる磁束（磁場）とロータ１０の磁極が発生させる磁束（磁場）とが相互作用することにより、ロータ１０が回転軸を中心に回転するように構成されている。そして、ロータ１０は、シャフトやギヤ等（図示なし）を介して負荷（図示なし）に接続されており、回転電機１００をモータとして構成する場合、ロータ１０の回転運動を負荷に伝達するように構成されている。
【００２５】
（ロータを径方向に移動させるための構成）
ここで、径方向の隙間ＣＬ１および周方向の隙間ＣＬ２を一定とした場合、回転電機１００は、ロータ１０の回転数ωが所定の回転数ω０を超えた時（以下、「高回転時」とする）には、回転数ωが所定の回転数ω０以下の時（以下、「低回転時」とする）に比べて、ロータ１０に配置された複数の永久磁石１１（界磁）によりステータ２０に生じる逆起電圧が大きくなる。これにより、径方向の隙間ＣＬ１および周方向の隙間ＣＬ２を一定とした場合で、かつ、回転数ωが所定の回転数ω０を超えた場合、効率（電力に対するトルクの大きさ）が低下してしまう。なお、所定の回転数ω０は０以上の値である。以下の説明では、所定の回転数ω０が０より高い値として説明する。
【００２６】
そこで、本実施形態では、複数のロータ部分１２は、それぞれ、径方向に沿って移動可能に構成されている。図３に示すように、回転電機１００は、複数のロータ部分１２が、それぞれ、径方向外側に向かって移動することにより、ロータ１０とステータ２０との径方向の隙間ＣＬ１の大きさがＤ１からＤ２に増加するように構成されている。
【００２７】
具体的には、図４に示すように、回転電機１００は、ロータ１０の複数のロータ部分１２を径方向に移動させるための移動機構部３０を備える。移動機構部３０は、ロータ１０と一体的に回転軸を中心に（周方向に）回転するように構成されている。
【００２８】
詳細には、本実施形態では、移動機構部３０は、複数のロータ部分１２を、それぞれ、径方向に沿ってスライド移動させる際に、案内するための案内部３１を含む。案内部３１は、たとえば、ロータ部分１２の一部が嵌るとともに、径方向に延びるスライドレールとして構成されている。そして、複数のロータ部分１２は、案内部３１により周方向に沿った移動が規制されているとともに、案内部３１により径方向に沿った移動が可能に構成されている。また、図５に示すように、案内部３１は、複数のロータ部分１２の軸方向両側に配置され、複数のロータ部分１２のそれぞれに接触している。
【００２９】
また、案内部３１は、ロータ１０とステータ２０との径方向の隙間ＣＬ１がＤ１よりも小さくならないように、複数のロータ部分１２が径方向内側への移動を規制するための内側規制部３１ａを含む。また、内側規制部３１ａは、後述する付勢部３２の外周壁部３２ａと共に、複数のロータ部分１２が径方向に沿った移動の可動範囲を規制している。
【００３０】
また、本実施形態では、移動機構部３０は、複数のロータ部分１２を、それぞれ、径方向内側に向かって付勢する付勢部３２を含む。たとえば、付勢部３２は、ロータ１０の径方向外側を取り囲む外周壁部３２ａと、外周壁部３２ａと複数のロータ部分１２との径方向の間に配置され、外周壁部３２ａと複数のロータ部分１２とに当接する弾性部材３２ｂとを含む。
【００３１】
弾性部材３２ｂは、たとえば、バネ部材として構成されている。これにより、図５および図６に示すように、弾性部材３２ｂは、圧縮される長さに応じた付勢力ｆｂを発生させることが可能に構成されている。たとえば、弾性部材３２ｂは、圧縮される長さに比例した付勢力ｆｂを発生させることが可能に構成されている。そして、弾性部材３２ｂは、付勢力ｆｂをロータ部分１２に径方向内側に向かって加えるように構成されている。
【００３２】
ここで、本実施形態では、付勢部３２は、ロータ１０が低回転時（ω≦ω０）に、付勢部３２の付勢力ｆｂが遠心力ｆｃよりも大きくなるとともに、高回転時（ω＞ω０）に、付勢部３２の付勢力ｆｂが遠心力ｆｃ以下になるように構成されている。
【００３３】
具体的には、図５に示すように、ロータ１０が回転されていない状態（ω＝０）において、各ロータ部分１２に加わる遠心力ｆｃは０であるとともに、付勢力ｆｂは０以上になるように構成されている。これにより、各ロータ部分１２は、内側規制部３１ａにより径方向内側への移動が規制されること等により生じる反作用の力ｆｒと、付勢力ｆｂとがつり合った状態で、ロータ１０とステータ２０との径方向の隙間ＣＬ１の大きさがＤ１となる位置に位置する。
【００３４】
そして、付勢部３２（弾性部材３２ｂ）は、回転数ωが所定の回転数ω０となる時に、ロータ１０とステータ２０との径方向の隙間ＣＬ１の大きさがＤ１となる位置に各ロータ部分１２が位置した状態で、遠心力ｆｃと付勢力ｆｂとがつり合う（略等しくなる）ように構成されている。なお、本願明細書では、説明を簡単にするために、上記以外の各ロータ部分１２に加わる力（たとえば、各ロータ部分１２と案内部３１との摩擦力等）の説明を省略しているが、上記以外の各ロータ部分１２に加わる力が付勢力ｆｂの設定に考慮されていてもよい。
【００３５】
そして、図６に示すように、付勢部３２（弾性部材３２ｂ）は、ロータ１０が高回転時（ω＞ω０）には、遠心力ｆｃが付勢力ｆｂよりも大きくなるように構成されており、この時、各ロータ部分１２が径方向外側に移動する。これにより、ロータ１０とステータ２０との径方向の隙間ＣＬ１の大きさがＤ１よりも増加する。そして、遠心力ｆｃと付勢力ｆｂとがつり合う径方向位置（たとえば、図６のＤ２となる位置）まで、各ロータ部分１２が径方向外側に移動される。たとえば、図７Ａに示すように、回転数ωが所定の回転数ω０以上の場合において、径方向の隙間ＣＬ１の大きさは、回転数ωに対して２次関数の関係を有する。
【００３６】
また、図２および図３に示すように、各ロータ部分１２が径方向外側に移動することにより、各ロータ部分１２同士の周方向の隙間ＣＬ２がＤ１１よりも増加する。すなわち、各ロータ部分１２同士の周方向の隙間ＣＬ２の大きさも、高回転時（ω＞ω０）に大きくなるように構成されている。たとえば、図２および図３に示すように、各ロータ部分１２同士の周方向の隙間ＣＬ２がＤ１１からＤ１２に増加する。たとえば、図７Ｂに示すように、回転数ωが所定の回転数ω０以上の場合において、周方向の隙間ＣＬ２の大きさは、回転数ωに対して２次関数の関係を有する。
【００３７】
そして、ロータ１０とステータ２０との径方向の隙間ＣＬ１の大きさがＤ１よりも増加すること、および、各ロータ部分１２同士の周方向の隙間ＣＬ２の大きさＤ１１よりも増加することにより、ステータ２０に発生する逆起電圧が低減され、回転電機１００の効率の低下が防止される。
【００３８】
具体的には、図３に示すように、ロータ１０の永久磁石１１（界磁）と、ステータ２０とにより形成される磁束Ｂ２（点線矢印）の経路中の径方向の隙間ＣＬ１がＤ１からＤ２に大きくなること、各ロータ部分１２同士の周方向の隙間ＣＬ２の大きさがＤ１１からＤ１２に大きくなることにより、経路中の磁気抵抗が大きくなり、ステータ２０に発生する逆起電圧が低減される。
【００３９】
また、回転電機１００は、ロータ１０の回転数ωが高回転から低回転に変化した場合には、たとえば、ロータ１０とステータ２０との径方向の隙間ＣＬ１の大きさがＤ１まで減少するとともに、各ロータ部分１２同士の周方向の隙間ＣＬ２がＤ１１まで減少するように構成されている。そして、回転電機１００は、ロータ１０が停止する際には、ロータ１０とステータ２０との径方向の隙間ＣＬ１の大きさがＤ１となり、各ロータ部分１２同士の周方向の隙間ＣＬ２がＤ１１となる状態で、ロータ１０の回転が停止されるように構成されている。
【００４０】
［本実施形態の効果］
上記実施形態では、ロータ（１０）の周方向に分割された複数の部分（１２）が、それぞれ、径方向外側に向かって移動することにより、ロータ（１０）とステータ（２０）との径方向の隙間（ＣＬ１）の大きさが増加するように構成されている。これにより、ロータ（１０）が径方向外側に向かって移動させた距離と同じ分、ロータ（１０）とステータ（２０）との径方向の隙間（ＣＬ１）の大きさを増加させることができる。その結果、所望の隙間（大きさＤ２の隙間ＣＬ１）を得るために、ロータ（１０）を移動させる距離を小さくすることができる。これにより、回転電機（１００）が大型化するのを防止しながら、ステータ（２０）とロータ（１０）との隙間（ＣＬ１）を増加させることができる。ここで、ステータとロータとを軸方向に相対的に移動させる場合には、ステータとロータとの相対位置が軸方向にずれるため、ステータとロータとが互いに径方向に対向する領域の面積が減少する。このため、ステータとロータとを軸方向に相対的に移動させる回転電機をモータとして構成する場合には、ステータとロータとが互いに径方向に対向する領域の面積が減少することに起因して、モータトルクが減少するという問題点がある。これに対して、上記実施形態のように、複数の部分（１２）を、それぞれ、径方向外側に向かって移動させるので、ステータ（２０）とロータ（１０）との相対位置が軸方向にずれることがなく、ステータ（２０）とロータ（１０）とが互いに径方向に対向する領域の面積が減少しない。その結果、モータトルクが減少するのを防止することができる。
【００４１】
また、上記実施形態では、ロータ（１０）の周方向に分割された複数の部分（１２）が、それぞれ、径方向外側に向かって移動することにより、径方向の隙間（ＣＬ１）の大きさが増加するとともに、ロータ（１０）の周方向に分割された複数の部分（１２）同士の周方向の隙間（ＣＬ２）の大きさが増加するように構成されている。このように構成すれば、ロータ（１０）の周方向に分割された複数の部分（１２）同士の周方向の隙間（ＣＬ２）の大きさを増加させることにより、複数の部分（１２）同士を周方向に横断する磁束を低減させることができる。その結果、回転電機（１００）として必要な分、磁束の低減を行う場合に、ロータ（１０）とステータ（２０）との径方向の隙間（ＣＬ１）の大きさのみを増加させる場合に比べて、ロータ（１０）を移動させる距離を小さくすることができる。この結果、ロータ（１０）を径方向外側に向かって移動する距離を小さくすることができる分、回転電機（１００）が径方向に大型化するのを防止することができる。これにより、回転電機（１００）が軸方向のみならず、径方向にも大型化するのを防止することができる。
【００４２】
また、上記実施形態では、ロータ（１０）の周方向に分割された複数の部分（１２）は、永久磁石（１１）により形成された磁極ごとに互いに分割されている。このように構成すれば、磁極ごとにロータ（１０）とステータ（２０）との隙間（ＣＬ１）の大きさを増加させることができるので、バランスよく磁束を低減させることができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、ロータ（１０）の回転数（ω）が所定の回転数（ω０）を超えた時に、ロータ（１０）の周方向に分割された複数の部分（１２）が、それぞれ、径方向外側に向かって移動することにより、ロータ（１０）とステータ（２０）との径方向の隙間（ＣＬ１）の大きさが増加するように構成されている。ここで、回転電機では、一般的に、ロータの回転数が所定の回転数を超えた時には、永久磁石（界磁）によりステータに生じる逆起電圧が増大して、その分、効率が低下する。この点を考慮して、上記のように構成することにより、ロータ（１０）の回転数（ω）が所定の回転数（ω０）を超えた時（高回転時）に、ロータ（１０）とステータ（２０）との径方向の隙間（ＣＬ１）の大きさを増加させて、永久磁石（１１）（界磁）の磁束を低減させることができるので、逆起電圧を低減することができる。その結果、高回転時に効率が低下するのを効果的に防止することができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、ロータ（１０）の回転数が高い程、ロータ（１０）の周方向に分割された複数の部分（１２）が、それぞれ、径方向外側に向かって大きく移動するように構成されている。このように構成すれば、ロータ（１０）の回転数（ω）に応じて、適切な分、磁束を低減させることができるので、高回転時（たとえば、ω＞ω０の時）に効率が低減するのをより適切に防止することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、ロータ（１０）が回転することによって径方向外側に向かって生じる遠心力（ｆｃ）により、ロータ（１０）の周方向に分割された複数の部分（１２）が、それぞれ、径方向外側に向かって移動するように構成されている。このように構成すれば、遠心力（ｆｃ）を、ロータ（１０）を径方向外側に移動させる駆動源として用いることができるので、別個にロータ（１０）を径方向外側に押圧して移動させる駆動部を設ける必要がない。その結果、ロータ（１０）を径方向外側に移動させるための構成が複雑化するのを防止することができる。
【００４６】
また、上記実施形態では、ロータ（１０）の周方向に分割された複数の部分（１２）を、それぞれ、径方向内側に向かって付勢する付勢部（３２）をさらに備え、付勢部（３２）は、ロータ（１０）の回転数（ω）が所定の回転数（ω０）以下の時に、付勢部（３２）の付勢力（ｆｂ）が遠心力（ｆｃ）よりも大きくなるとともに、ロータ（１０）の回転数（ω）が所定の回転数（ω０）を超えた時に、付勢部（３２）の付勢力（ｆｂ）が遠心力（ｆｃ）以下になるように構成されている。このように構成すれば、付勢部（３２）の付勢力（ｆｂ）と、ロータ（１０）に加わる遠心力（ｆｃ）とのつり合いにより、適切な径方向位置にロータ（１０）を位置させることができるので、ロータ（１０）を径方向外側のみならず、径方向内側に移動させる駆動部を別個に設ける必要がない。その結果、ロータ（１０）の径方向に沿った移動に関する構成が複雑化するのを防止することができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、ロータ（１０）の周方向に分割された複数の部分（１２）を、それぞれ、径方向に沿ってスライド移動させる際に、案内するための案内部（３１）をさらに備える。このように構成すれば、複数の部分（１２）が、それぞれ、案内部（３１）により案内されながら径方向に沿ってスライド移動させることができるので、複数の部分（１２）の周方向位置がずれるのを防止しながら、複数の部分（１２）を適切に径方向外側に移動させることができる。
【００４８】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００４９】
たとえば、上記実施形態では、回転電機をモータとして構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、回転電機をジェネレータとして構成してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、ロータに磁極を８つ設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、ロータに磁極を４つ以上設けられていれば、磁極を８つ以外の数設けてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、複数のロータ部分の全てが、径方向外側に移動可能に回転電機を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、複数のロータ部分の一部が径方向外側に移動可能に回転電機を構成してもよい。なお、複数のロータ部分の一部を移動可能に構成した場合、軸方向から見て、移動後においても、複数のロータ部分が軸中心に点対称に配置されていることが好ましい。
【００５２】
また、上記実施形態では、図７に示すように、所定の回転数ω０を０よりも高い値として構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、図８Ａおよび図８Ｂに示す第１変形例の回転電機のように、所定の回転数ω０を０として設定されていてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、図７に示すように、回転数ωの増加に伴って、径方向の隙間ＣＬ１と周方向の隙間ＣＬ２とが連続的に増加するように、回転電機を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図９に示す第２変形例の回転電機のように、段階的（ステップ的）に径方向の隙間ＣＬ１（図９Ａ）と周方向の隙間ＣＬ２（図９Ｂ）との大きさを増加させてもよい。なお、図９では、２段のステップとしているが、３段以上のステップとしてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、図７に示すように、回転数ωに対して径方向の隙間ＣＬ１および周方向の隙間ＣＬ２が２次関数の関係を有するように、回転電機を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１０に示す第３変形例の回転電機のように、回転数ωに対して径方向の隙間ＣＬ１（図１０Ａ）および周方向の隙間ＣＬ２（図１０Ｂ）が１次関数の関係を有するように、回転電機を構成してもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、ロータに加わる遠心力ｆｃと付勢部による付勢力ｆｂを用いて、複数のロータ部分を径方向に沿って移動させるように回転電機を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、ロータに加わる遠心力ｆｃおよび付勢部による付勢力ｆｂを用いずに、電力により駆動する駆動部を用いて、複数のロータ部分を強制的に径方向に沿って移動させるように回転電機を構成してもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、弾性部材および案内部を設けて、複数のロータ部分を径方向外側に移動可能に構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１１に示す第４変形例の回転電機２００のように、ロータ部分１２に接続されたリンク機構部２３０を回転電機２００に設けてもよい。この場合、リンク機構部２３０は、ロータ１０の回転数ωが所定の回転数ω０を超えた時に、ロータ部分１２を径方向外側（矢印Ｅ１方向側）に移動させるように構成されている。
【００５７】
また、上記実施形態では、ロータを、磁極ごとに複数のロータ部分に分割する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、回転電機の磁束のバランスに影響がなければ、ロータを、複数の磁極ごとに複数のロータ部分に分割してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、１つのロータ部分に２つの永久磁石を磁石用孔部に設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、１つまたは３つ以上の永久磁石をロータ部分に設けてもよいし、ロータ部分の磁石用孔部以外に永久磁石を配置してもよい。たとえば、図１２Ａの第５変形例のロータ部分３１２のように、１つの永久磁石３１１がロータ部分３１２に配置されていてもよいし、図１２Ｂの第６変形例のロータ部分４１２のように、永久磁石４１１がロータ部分４１２の表面に配置されていてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、ロータを、永久磁石が設けられる永久磁石型ロータとして構成するとともに、回転電機を永久磁石モータとして構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すわなち、ロータに永久磁石を設けずに構成してもよい。たとえば、ロータに永久磁石を設けずに、ロータをいわゆるかご型の導電体を有するように構成して、回転電機を誘導モータとして構成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０  ロータ                        １１、３１１、４１１  永久磁石
１２、３１２、４１２  ロータ部分（ロータの周方向に分割された複数の部分）
２０  ステータ                        ２２  巻線
３１  案内部                          ３２  付勢部
１００、２００  回転電機              ＣＬ１  径方向の隙間
ＣＬ２  周方向の隙間
【図１】
2018123830.tif 000003
【図２】
2018123830.tif 000004
【図３】
2018123830.tif 000005
【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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【国際調査報告】
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