特許 6131691 回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6131691

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 21/14 20060101AFI20170515BHJP

   H02K 1/27 20060101ALI20170515BHJP

   H02P 6/28 20160101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   H02K21/14 M

   H02K1/27 501M

   H02P6/28

【請求項の数】4

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-86785(P2013-86785)

(22)【出願日】2013年4月17日

(65)【公開番号】特開2014-212597(P2014-212597A)

(43)【公開日】2014年11月13日

【審査請求日】2016年3月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】柴田 由之

(72)【発明者】

【氏名】森 豊

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２０４５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１０７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３７３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４２６０９４４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１１２４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７２９７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ２１／１４

Ｈ０２Ｋ １／２７

Ｈ０２Ｐ ６／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸に一体回転可能に固定されたロータコア、及び前記ロータコアに埋め込まれる態様で固定されるとともに周方向において同一の極性が対向するように磁化された複数対の埋込磁石を有するロータと、
前記ロータコアにおける前記一対の埋込磁石に挟まれたロータ磁極部と対向するティースを有するステータコア、及び前記ティースに巻回されるコイルを有するステータと、
前記コイルへの電力供給を通じて前記ステータに回転磁界を発生させる制御装置とを備えた回転電機において、
前記回転軸に相対回転可能に支持されるとともに、補助磁石が固定されることにより供給体磁極部が形成された磁束供給体を備え、
前記ロータの回転時における前記磁束供給体の該ロータに対する相対回転角度が、前記ロータ磁極部の極性と該ロータ磁極部と対向する前記供給体磁極部の極性とが反対になる弱め角度、及び前記ロータ磁極部の極性と該ロータ磁極部と対向する前記供給体磁極部の極性とが同一になる強め角度で保持可能に構成され、
前記制御装置は、前記ロータの磁束方向の電流であるｄ軸電流を、前記磁束供給体の相対回転角度を変更するときには弱め界磁又は強め界磁を行うように供給し、それ以外のときには零とするように制御することを特徴とする回転電機。

【請求項2】

請求項１に記載の回転電機において、
前記制御装置は、前記ｄ軸電流を、前記弱め界磁又は前記強め界磁を行うように供給する場合、前記ロータコアにおける磁束の流入の向きについて、前記ステータと、前記磁束供給体との間の関係を反転させるように制御することを特徴とする回転電機。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の回転電機において、
前記磁束供給体の相対回転角度は、前記ロータと前記磁束供給体との間に作用する磁気的な力の釣り合いによって前記弱め角度及び前記強め角度で保持可能であることを特徴とする回転電機。

【請求項4】

請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の回転電機において、
前記ロータ及び前記磁束供給体のいずれか一方と一体回転するとともに、第１係合部が形成された第１保持部材と、
前記ロータ及び前記磁束供給体の他方と一体回転するとともに、前記第１係合部と凹凸係合することにより前記磁束供給体の相対回転角度を前記強め角度で保持する第２係合部が形成された第２保持部材と、
前記第１保持部材を前記第２保持部材側に付勢する保持付勢部材とを備え、
前記第１及び第２係合部の少なくとも一方は、周方向に対して傾斜した傾斜面を有し、
前記傾斜面は、前記磁束供給体の相対回転角度が前記強め角度にある状態から、前記ロータと前記磁束供給体とが相対回転することにより、該第１係合部と該第２係合部との凹凸係合を解除するように形成されたことを特徴とする回転電機。

【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、回転電機には、ロータコアに永久磁石を埋め込む態様で固定した所謂埋込磁石型のロータを備えたものがある（例えば、特許文献１）。こうした回転電機では、通常、永久磁石で作られる磁束量が略一定であることから、ロータの磁束量も略一定となる。そのため、ステータのコイルに発生する誘起電圧（逆起電圧）はロータの回転速度に比例して大きくなり、この誘起電圧が電源電圧の上限に達すると、それ以上ロータを高速で回転させることができなくなる。そこで、ロータの磁束量を該ロータが十分に高速回転できるような量に抑える設計とすることが考えられるが、この場合には低速回転域で十分に高いトルクを得ることができなくなる。

【0003】

こうした点を踏まえ、近年では、ロータの磁束量を可変とすることで、高速回転可能かつ低速回転域で高いトルクを出力可能とした回転電機が提案されている（例えば、特許文献２）。この特許文献２の回転電機は、第１の永久磁石を保持する内回転子、及びその径方向外側に位置し、一対の第２の永久磁石を保持する外回転子を有する回転子（ロータ）と、外回転子の内回転子に対する回転方向の位相（相対回転角度）を変更する回転子位相制御機構とを備えている。そして、外回転子の位相を制御し、径方向において対向する第１の永久磁石の磁極の極性と一対の第２の永久磁石によって構成される回転子磁極の極性とを反対にすることで、ロータの磁束量を減少させ、高速回転を可能としている。一方、径方向において対向する第１の永久磁石の磁極の極性と一対の第２の永久磁石によって構成される回転子磁極の極性とを同一にすることで、ロータの磁束量を増加させ、高いトルクを出力可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２３３３４６号公報

【特許文献2】特許４２２５００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記特許文献２の回転電機では、回転子位相制御機構として用いられる揺動モータが回転子（ロータ）に組み込まれており、この揺動モータの作動を通じて外回転子の位相を制御している。そのため、回転電機の構成が複雑化することは避けられず、この点においてなお改善の余地があった。

【0006】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成で、高速回転可能かつ低速回転域で高いトルクを出力可能な回転電機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する回転電機は、回転軸に一体回転可能に固定されたロータコア、及び前記ロータコアに埋め込まれる態様で固定されるとともに周方向において同一の極性が対向するように磁化された複数対の埋込磁石を有するロータと、前記ロータコアにおける前記一対の埋込磁石に挟まれたロータ磁極部と対向するティースを有するステータコア、及び前記ティースに巻回されるコイルを有するステータと、前記コイルへの電力供給を通じて前記ステータに回転磁界を発生させる制御装置とを備えたものにおいて、前記回転軸に相対回転可能に支持されるとともに、補助磁石が固定されることにより供給体磁極部が形成された磁束供給体を備え、前記ロータの回転時における前記磁束供給体の該ロータに対する相対回転角度が、前記ロータ磁極部の極性と該ロータ磁極部と対向する前記供給体磁極部の極性とが反対になる弱め角度、及び前記ロータ磁極部の極性と該ロータ磁極部と対向する前記供給体磁極部の極性とが同一になる強め角度で保持可能に構成され、前記制御装置は、前記ロータの磁束方向の電流であるｄ軸電流を、前記磁束供給体の相対回転角度を変更するときには弱め界磁又は強め界磁を行うように供給し、それ以外のときには零とするように制御することを要旨とする。

【0008】

上記構成によれば、磁束供給体の相対回転角度が弱め角度である場合には、ロータ磁極部の極性と供給体磁極部の極性とが反対になるため、埋込磁石で作られる磁束の一部がステータとロータとの間を通過せず、ロータと磁束供給体との間を通過する。これにより、ロータの磁束量（コイルに対する鎖交磁束）が減少し、高速回転が可能となる。一方、磁束供給体の相対回転角度が強め角度である場合には、ロータ磁極部の極性と供給体磁極部の極性とが同一になるため、ステータとロータとの間を通過する埋込磁石の磁束に、補助磁石の磁束が加えられる。これにより、ロータの磁束量が増加し、高いトルクが出力可能となる。

【0009】

ここで、ｄ軸電流を制御して弱め界磁を行うと、ステータとロータとの間を通過する磁束が減少する。そのため、弱め界磁が行われた状態では、磁束供給体の相対回転角度は、ロータの磁束量が減少する弱め角度が安定な状態となる。したがって、磁束供給体の相対回転角度が強め角度にある場合に、弱め界磁を行うことで、該磁束供給体の相対回転角度が弱め角度に変化する。一方、ｄ軸電流を制御して強め界磁を行うと、ステータとロータとの間を通過する磁束が増加する。そのため、強め界磁が行われた状態では、磁束供給体の相対回転角度は、ロータの磁束量が増加する強め角度が安定な状態となる。したがって、磁束供給体の相対回転角度が弱め角度にある場合に、強め界磁を行うことで、該磁束供給体の相対回転角度が強め角度に変化する。このように上記構成では、ｄ軸電流を零とするように制御するなかで、必要なときに限りステータのコイルに供給するｄ軸電流を制御して弱め界磁又は強め界磁を行うことで、磁束供給体の相対回転角度を変更できるため、磁束供給体の相対回転角度を変更させるための構成を別途追加せずともよく、回転電機を簡素な構成とすることができる。
具体的には、上記回転電機において、前記制御装置は、前記ｄ軸電流を、前記弱め界磁又は前記強め界磁を行うように供給する場合、前記ロータコアにおける磁束の流入の向きについて、前記ステータと、前記磁束供給体との間の関係を反転させるように制御することが好ましい。

【0010】

上記回転電機において、前記磁束供給体の相対回転角度は、前記ロータと前記磁束供給体との間に作用する磁気的な力の釣り合いによって前記弱め角度及び前記強め角度で保持可能であることが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、磁気的な力の釣り合いで磁束供給体の相対回転角度を弱め角度及び強め角度で保持できる。
上記回転電機において、前記ロータ及び前記磁束供給体のいずれか一方と一体回転するとともに、第１係合部が形成された第１保持部材と、前記ロータ及び前記磁束供給体の他方と一体回転するとともに、前記第１係合部と凹凸係合することにより前記磁束供給体の相対回転角度を前記強め角度で保持する第２係合部が形成された第２保持部材と、前記第１保持部材を前記第２保持部材側に付勢する保持付勢部材とを備え、前記第１及び第２係合部の少なくとも一方は、周方向に対して傾斜した傾斜面を有し、前記傾斜面は、前記磁束供給体の相対回転角度が前記強め角度にある状態から、前記ロータと前記磁束供給体とが相対回転することにより、該第１係合部と該第２係合部との凹凸係合を解除するように形成されることが好ましい。

【0012】

上記構成によれば、磁束供給体の相対回転角度が強め角度になると、第１係合部と第２係合部とが凹凸係合することにより、該磁束供給体の相対回転角度が強め角度で保持される。そのため、磁束供給体の相対回転角度を強め角度でしっかりと保持できる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、簡素な構成で高速回転させるとともに低速回転域で高いトルクを出力できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の回転電機の軸方向に沿った断面図。

【図2】第１実施形態の回転電機の軸方向と直交する断面図（図１のＡ−Ａ断面図）。

【図3】（ａ）は第１実施形態の磁束供給体の相対回転角度が弱め角度である場合における磁束の流れを示す模式図、（ｂ）は同じく強め角度である場合における磁束の流れを示す模式図。

【図4】ロータと磁束供給体との相対回転角度とこれらの間に作用するトルクとの関係を示すグラフ。

【図5】（ａ）は第１実施形態の磁束供給体の相対回転角度が強め角度である場合に弱め界磁を行った瞬間の磁束の流れを示す模式図、（ｂ）は同じく弱め角度である場合に強め界磁を行った瞬間の磁束の流れを示す模式図。

【図6】第２実施形態の回転電機の軸方向と直交する断面図。

【図7】（ａ）は第２実施形態の磁束供給体の相対回転角度が弱め角度である場合における磁束の流れを示す模式図、（ｂ）は同じく強め角度である場合における磁束の流れを示す模式図。

【図8】第３実施形態の回転電機の軸方向に沿った断面図。

【図9】第３実施形態の回転電機の軸方向と直交する断面図（図８のＢ−Ｂ断面図）。

【図10】（ａ）は第３実施形態の磁束供給体の相対回転角度が弱め角度である場合の保持構造近傍を示す模式図、（ｂ）は同じく強め角度である場合の保持構造近傍を示す模式図。

【図11】第４実施形態の回転電機の軸方向に沿った断面図。

【図12】第４実施形態の回転電機の軸方向と直交する断面図（図１１のＣ−Ｃ断面図）。

【図13】第４実施形態の磁束供給体の軸方向と直交する断面図（図１１のＤ−Ｄ断面図）。

【図14】（ａ）は第４実施形態の磁束供給体の相対回転角度が弱め角度である場合における磁束の流れを示す図１２のＥ−Ｅ断面での模式図、（ｂ）は同じく強め角度である場合における磁束の流れを示す図１２のＥ−Ｅ断面での模式図。

【図15】第５実施形態の回転電機の軸方向と直交する断面図。

【図16】第５実施形態の磁束供給体の軸方向と直交する断面図。

【図17】第６実施形態の回転電機の軸方向に沿った断面図。

【図18】第７実施形態の回転電機の軸方向に沿った断面図。

【図19】第７実施形態のステータの軸方向と直交する断面図（図１８のＦ−Ｆ断面図）。

【図20】別例の回転電機の軸方向と直交する断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（第１実施形態）
以下、回転電機の第１実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２に示す回転電機（電動モータ）１は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車の駆動源として用いられるものである。同図に示すように、回転電機１は、筒状のハウジング２と、ハウジング２内に収容されたステータ３と、ステータ３の径方向内側（内周側）に間隔を空けて配置されたロータ４と、電力供給を通じてステータ３に回転磁界を発生させる制御装置５とを備えている。つまり、本実施形態の回転電機１は、インナロータ型のラジアルギャップモータとして構成されている。

【0016】

ハウジング２は、一端側（図１中、右側）が開口した有底円筒状のハウジング本体６と、ハウジング本体６の開口端を閉塞するように設けられる円板状のカバー７とを有している。ハウジング本体６の底部６ａの中央には、軸方向に貫通した挿通孔８が形成され、カバー７の中央には、軸方向に貫通した挿通孔９が形成されている。

【0017】

ステータ３は、ハウジング本体６の筒状部６ｂの内側に固定された円筒状の円筒部１１、及び円筒部１１から径方向内側に向かって放射状に延びる複数（本実施形態では、１２個）のティース１２からなるステータコア１３を備えている。ステータコア１３は、珪素鋼板等の電磁鋼板を複数枚積層することにより構成されている。そして、各ティース１２には、複数（本実施形態では、１２個）のコイル１５が巻装されている。なお、コイル１５の接続端部１５ａは、ハウジング２の外部に引き出されて制御装置５に接続されている。

【0018】

ロータ４は、回転軸２１と一体回転可能に固定された円筒状のロータコア２２と、ロータコア２２に埋め込まれる態様で固定された複数対（本実施形態では、４対）の埋込磁石２３ａ，２３ｂとを備えている。つまり、本実施形態のロータ４は、所謂埋込磁石型のロータとして構成されている。

【0019】

詳述すると、回転軸２１は、円柱状に形成されており、底部６ａの挿通孔８及びカバー７の挿通孔９に設けられた軸受２４ａ，２４ｂを介して回転可能に支持されている。ロータコア２２は、各埋込磁石２３ａ，２３ｂが埋め込まれるコア本体２５、コア本体２５の両端に固定されてそれぞれ回転軸２１と一体回転可能に連結される一対の連結部材２６を有している。各連結部材２６は、円環状に形成されるとともに、該連結部材２６の中央に形成された嵌合孔３２が回転軸２１の外周に圧入されることにより、回転軸２１と一体回転可能に連結されている。なお、コア本体２５は、電磁鋼板を複数枚積層することにより構成され、連結部材２６は、ステンレス綱等の非磁性材料により構成されている。

【0020】

図２に示すように、コア本体２５は、比較的肉厚の円筒状に形成されるとともに、コア本体２５には、埋込磁石２３ａ，２３ｂが内部に配置される複数対の空洞部３１ａ，３１ｂが周方向に等角度間隔で形成されている。空洞部３１ａは、軸方向に貫通した孔状に形成されており、同図において拡大して示すように、長手方向が径方向に沿った断面長方形状の主孔部３１ａ１、及び主孔部３１ａ１の径方向内側端部から周方向両側に延びた断面長方形状の保持孔部３１ａ２を有している。空洞部３１ｂは、空洞部３１ａと同様に、主孔部３１ｂ１及び保持孔部３１ｂ２を有している。

【0021】

埋込磁石２３ａは、空洞部３１ａの主孔部３１ａ１に挿入される主磁石２３ａ１、及び保持孔部３１ａ２に挿入される保持磁石２３ａ２により構成されている。主磁石２３ａ１は、長方形板状に形成されたセグメント磁石からなり、ロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記主孔部３１ａ１の断面形状に対応した長方形状とされている。また、保持磁石２３ａ２は、長方形板状に形成されたセグメント磁石からなり、ロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記保持孔部３１ａ２の断面形状に対応した長方形状とされている。そして、埋込磁石２３ａは、主磁石２３ａ１が主孔部３１ａ１に挿入されるとともに、保持磁石２３ａ２が保持孔部３１ａ２に挿入されることで、コア本体２５（ロータコア２２）に固定されている。なお、埋込磁石２３ｂは、埋込磁石２３ａと同様に、主磁石２３ｂ１と保持磁石２３ｂ２とにより構成されており、主磁石２３ｂ１が主孔部３１ｂ１に挿入されるとともに、保持磁石２３ｂ２が保持孔部３１ｂ２に挿入されることで、コア本体２５に固定されている。

【0022】

そして、一対の埋込磁石２３ａ，２３ｂの主磁石２３ａ１，２３ｂ１は、周方向において一方の極性（例えば、Ｎ極）が対向するようにその板厚方向（ロータ４の周方向に略沿った方向）に沿って磁化（着磁）されている。これにより、主磁石２３ａ１は、周方向一方側の主磁石２３ｂ１とは一方の極性が対向し、周方向他方側の主磁石２３ｂ１とは他方の極性（例えば、Ｓ極）が対向している。つまり、主磁石２３ａ１は、周方向一方側の主磁石２３ｂ１のみでなく、周方向他方側の主磁石２３ｂ１とも同一の極性が対向するように着磁されていることになり、埋込磁石２３ａは、周方向両側に隣り合う埋込磁石２３ｂのそれぞれと一対の埋込磁石を構成している。これにより、ロータコア２２には、４対の埋込磁石２３ａ，２３ｂにより、該埋込磁石２３ａ，２３ｂに挟まれたロータ磁極部３３が８つ形成されるとともに、異なる極性のロータ磁極部３３が周方向に交互に並んでいる。なお、各ロータ磁極部３３は、ステータ３のティース１２と径方向に間隔を空けて対向している。また、保持磁石２３ａ２，２３ｂ２は、ロータ磁極部３３側に該ロータ磁極部３３の極性と同一の極性が現れるように、その板厚方向（ロータ４の径方向に略沿った方向）に沿って磁化されている（図３参照）。

【0023】

図１に示すように、制御装置５は、ロータ４の回転角に従う二相回転座標系（ｄ／ｑ座標系）におけるｄ軸電流及びｑ軸電流に基づいてコイル１５に三相の駆動電力を供給することにより、ステータ３に回転磁界を発生させる。なお、ｄ軸電流は、ステータ３に対してロータ４（ロータ磁極部３３）の磁束方向（ｄ軸方向）に磁極を発生させる電流であり、ｑ軸電流は、ステータ３に対してｄ軸方向と電気角で９０°ずれたｑ軸方向に磁極を発生させる電流である。そして、回転電機１は、ステータ３に発生する回転磁界と、ステータ３とロータ４との間を通過する磁束との関係に基づいてロータ４が回転するようになっている。

【0024】

次に、ロータ４の磁束量（ステータ３とロータ４との間を通過する磁束量）を可変とするための構成について説明する。
図１及び図２示すように、回転電機１は、ロータ４の内周側に径方向に間隔を空けて配置されるとともにロータ４に対して相対回転可能な円筒状の磁束供給体４１を備えている。そして、回転電機１では、磁束供給体４１のロータ４に対する相対回転角度を変更することで、ロータ４の磁束量が変化する構成となっている。

【0025】

詳述すると、磁束供給体４１は、円筒状の供給体コア４３と、供給体コア４３に固定される複数の補助磁石４４とを備えている。なお、本実施形態の磁束供給体４１には、ロータ４の磁極数（ロータ磁極部３３の数）と等しい数の補助磁石４４が設けられている。

【0026】

供給体コア４３は、円筒状の支持部材４５と、支持部材４５の外周に固定される円筒状の磁石保持部材４６とからなる。なお、支持部材４５は、磁性材料により構成され、磁石保持部材４６は、電磁鋼板を複数枚積層することにより構成されている。支持部材４５の両端は、回転軸２１の外周に設けられた軸受４７ａ，４７ｂを介してハウジング２及びロータ４に対して相対回転可能に支持されている。

【0027】

図２に示すように、磁石保持部材４６には、補助磁石４４が内部に配置される複数の空洞部４８が周方向に等角度間隔で形成されている。空洞部４８は、軸方向に延びる断面長方形の孔状に形成されるとともに、その断面のなす長方形の長手方向がその中央を通る径方向線に対して略直交するように形成されている。そして、同図において拡大して示すように、空洞部４８は、その周方向中央位置がロータ磁極部３３の周方向中央位置と径方向に対向した状態で、その長手方向両端部がロータ４における空洞部３１ａ，３１ｂの保持孔部３１ａ２，３１ｂ２と径方向において対向するように形成されている。

【0028】

補助磁石４４には、長方形板状に形成されたセグメント磁石が採用されている。補助磁石４４におけるロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記空洞部４８の断面形状に対応した長方形状とされており、補助磁石４４は空洞部４８内に挿入されることで供給体コア４３に固定されている。つまり、補助磁石４４は、その周方向中央位置がロータ磁極部３３の周方向中央位置と径方向に対向した状態で、その長手方向両端部が保持磁石２３ａ２，２３ｂ２と径方向において対向するように形成されている。そして、補助磁石４４は、該補助磁石４４によって形成される供給体磁極部４９の極性が周方向に交互に異なるようにその板厚方向（ロータ４の径方向に略沿った方向）に沿って磁化されている。

【0029】

したがって、図３（ａ）に示すように、ロータ磁極部３３の極性と該ロータ磁極部３３と径方向に対向する供給体磁極部４９（補助磁石４４）の磁極の極性とが反対になる弱め角度では、埋込磁石２３ａ，２３ｂで作られる磁束の一部がステータ３とロータ４との間を通過せず、ロータ４と磁束供給体４１との間を通過する。これにより、ロータ４の磁束量（コイル１５に対する鎖交磁束）が減少するため、誘起電圧の上昇を抑制してロータ４を高速回転させることが可能になる。また、磁束供給体４１が弱め角度にある状態では、ロータ磁極部３３の極性と供給体磁極部４９の極性とが反対になるため、ロータ磁極部３３と供給体磁極部４９との間に作用する磁気的な吸引力によって、磁束供給体４１の相対回転角度が保持される。なお、図面では、磁石の磁化方向を太線の矢印で示し、磁束の流れを破線の矢印で示している。

【0030】

一方、図３（ｂ）に示すように、磁束供給体４１の相対回転角度が、ロータ磁極部３３の極性と該ロータ磁極部３３と径方向に対向する供給体磁極部４９の磁極の極性とが同一になる強め角度では、ステータ３とロータ４との間を通過する埋込磁石２３ａ，２３ｂの磁束に磁束供給体４１の磁束が加えられる。これにより、ロータ４の磁束量が増加するため、高いトルクを発生させることが可能になる。また、この状態では、補助磁石４４の周方向両端部が反対の極性の保持磁石２３ａ２，２３ｂ２と径方向において対向する。つまり、補助磁石４４の一部が、埋込磁石２３ａ，２３ｂにおけるロータ磁極部３３側と反対の極性の磁極と対向する。そのため、補助磁石４４と埋込磁石２３ａ，２３ｂ（保持磁石２３ａ２，２３ｂ２）との間に作用する磁気的な吸引力によって、磁束供給体４１の相対回転角度が保持される。

【0031】

すなわち、このように構成されたロータ４と磁束供給体４１との間に作用するトルクは、図４に示すように変化し、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度及び強め角度となる角度でゼロとなる。なお、図４では、磁束供給体４１をロータ４に対して時計回りに相対回転させる方向のトルクをプラスとし、磁束供給体４１をロータ４に対して反時計回りに相対回転させる方向のトルクをマイナスとしている。

【0032】

次に、磁束供給体の相対回転角度の変更（作用）について説明する。
制御装置５は、瞬間的にｄ軸電流をステータ３のコイル１５に供給し、弱め界磁又は強め界磁を行うことで磁束供給体４１の相対回転角度を変更する。詳しくは、制御装置５は、磁束供給体４１の相対回転角度を弱め角度から強め角度に変更する際に強め界磁を行い、強め角度から弱め角度に変更する際に弱め界磁を行う。なお、本実施形態の制御装置５は、磁束供給体４１の相対回転角度を変更するとき以外の通常駆動時は、ｄ軸電流（の目標値）をゼロとしている。

【0033】

すなわち、ｄ軸電流がゼロの状態では、ステータ３に発生する磁極は、ロータ４の磁束方向（ｄ軸方向）から電気角で９０°ずれたｑ軸方向に発生する。ここで、弱め界磁が行われ、ステータ３におけるロータ磁極部３３と対向する部位に該ロータ磁極部３３と同一の極性の磁極が発生すると、ロータ４とステータ３との間を通過する磁束が減少する。そのため、弱め界磁が行われた状態では、磁束供給体４１の相対回転角度は、ロータ４の磁束量が減少する弱め角度が安定な状態となる。したがって、磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度にある場合に、弱め界磁を行うことで、該磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度に変化する。

【0034】

具体的には、図５（ａ）に示すように、磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度にある状態（図３（ｂ）参照）で弱め界磁が行われると、Ｎ極のロータ磁極部３３では、ステータ３側に流れていた磁束の一部が磁束供給体４１側に流れるとともに、Ｓ極のロータ磁極部３３では、磁束供給体４１側に流れていた磁束の一部がステータ３側に流れるようになる。そのため、Ｎ極のロータ磁極部３３に供給体磁極部４９から磁束を流し込むことで反発力が発生するとともに、Ｓ極のロータ磁極部３３から供給体磁極部４９に磁束を吸い込むことで反発力が発生するようになる。その結果、磁束供給体４１が相対回転し、ロータ磁極部３３の極性と供給体磁極部４９の極性とが反対になる弱め角度で安定する（図３（ａ）参照）。

【0035】

一方、強め界磁が行われ、ステータ３におけるロータ磁極部３３と対向する部位に該ロータ磁極部３３と反対の極性の磁極が発生すると、ロータ４とステータ３との間を通過する磁束が増加する。そのため、強め界磁が行われた状態では、磁束供給体４１の相対回転角度は、ロータの磁束量が増加する強め角度が安定な状態となる。したがって、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度にある場合に、強め界磁を行うことで、該磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度に変化する。

【0036】

具体的には、図５（ｂ）に示すように、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度にある状態（図３（ａ）参照）で強め界磁が行われると、Ｎ極のロータ磁極部３３では、磁束供給体４１側に流れていた磁束の一部がステータ３側に流れるとともに、Ｓ極のロータ磁極部３３では、磁束供給体４１から流れ込んでいた磁束の一部がステータ３側から流れ込むようになる。そのため、Ｎ極のロータ磁極部３３から供給体磁極部４９に磁束を吸い込むことで反発力が発生するとともに、Ｓ極のロータ磁極部３３に供給体磁極部４９から磁束を流し込むことで反発力が発生するようになる。その結果、磁束供給体４１が相対回転し、ロータ磁極部３３の極性と供給体磁極部４９の極性とが同一になる強め角度で安定する（図３（ｂ）参照）。

【0037】

次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）ステータ３のコイル１５に供給するｄ軸電流を制御して弱め界磁又は強め界磁を行うことで、磁束供給体４１の相対回転角度を変更できるため、磁束供給体４１の相対回転角度を変更させるための構成を別途追加せずともよく、回転電機１を簡素な構成とすることができる。

【0038】

（２）磁束供給体４１の相対回転角度をロータ４と磁束供給体４１との間に作用する磁気的な力の釣り合いのみによって弱め角度及び強め角度で保持するようにしたため、回転電機１をより簡素な構成とすることができる。また、磁束供給体４１の相対回転角度を変更する際に流すｄ軸電流の絶対値を小さくすることができる。

【0039】

（第２実施形態）
次に、回転電機の第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0040】

図６に示すように、ロータコア２２の空洞部３１ａ，３１ｂは、それぞれ上記第１実施形態の主孔部３１ａ１，３１ｂ１のみにより構成されており、空洞部３１ａ，３１ｂの軸方向と直交する断面形状は長方形状に形成されている。そして、空洞部３１ａと空洞部３１ｂとは、周方向に間隔を空けるとともに断面のなす長方形の長手方向が互いに略平行となるように形成されている。

【0041】

埋込磁石２３ａ，２３ｂは、それぞれ上記第１実施形態の主磁石２３ａ１，２３ｂ１のみにより構成されている。埋込磁石２３ａ，２３ｂにおけるロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記空洞部３１ａ，３１ｂの断面形状に対応した長方形状とされており、埋込磁石２３ａ，２３ｂは、空洞部３１ａ，３１ｂ内に挿入されることでコア本体２５（ロータコア２２）に固定されている。そして、一対の埋込磁石２３ａ，２３ｂは、上記第１実施形態と同様に、周方向において一方の極性が対向するようにその板厚方向に沿って磁化されている。これにより、ロータコア２２には、４対の埋込磁石２３ａ，２３ｂにより、該埋込磁石２３ａ，２３ｂに挟まれたロータ磁極部３３が８つ形成されるとともに、異なる極性のロータ磁極部３３が周方向に交互に並んでいる。

【0042】

本実施形態の磁束供給体４１には、ロータ４の磁極数の半数の補助磁石４４が設けられている。詳しくは、供給体コア４３（磁石保持部材４６）の空洞部４８は、断面長方形の孔状に形成されており、その断面のなす長方形の長手方向長さが、一対の埋込磁石２３ａ，２３ｂ間の間隔よりも長くなるように形成されている。補助磁石４４の軸方向と直交する断面形状は、上記空洞部４８の断面形状に対応した長方形状とされており、補助磁石４４は空洞部４８内に挿入されることで供給体コア４３に固定されている。そして、補助磁石４４は、供給体コア４３の外周側に一方の極性のみが現れるように径方向に沿って磁化されている。これにより、供給体コア４３における補助磁石４４が設けられた周方向範囲が一方の極性の供給体磁極部４９として形成され、供給体コア４３における隣り合う補助磁石４４間の周方向範囲が他方の極性の供給体磁極部４９として形成されている。すなわち、本実施形態の磁束供給体４１は、所謂ハーフマグネット型（コンシクエントポール型）のロータとして構成されている。

【0043】

したがって、図７（ａ）に示すように、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度にある状態では、埋込磁石２３ａ，２３ｂで作られる磁束の一部がステータ３とロータ４との間を通過せず、ロータ４と磁束供給体４１との間を通過するため、ロータ４の磁束量が減少する。また、この状態では、ロータ磁極部３３の極性と供給体磁極部４９の極性とが反対になるため、ロータ磁極部３３と供給体磁極部４９との間に作用する磁気的な吸引力によって、磁束供給体４１の相対回転角度が保持される。

【0044】

一方、図７（ｂ）に示すように、磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度にある状態では、ステータ３とロータ４との間を通過する埋込磁石２３ａ，２３ｂの磁束に磁束供給体４１の磁束が加えられるため、ロータ４の磁束量が増加する。また、この状態では、補助磁石４４がロータ４における一対の埋込磁石２３ａ，２３ｂが設けられた周方向範囲よりも広い周方向範囲に亘って延在している。そのため、補助磁石４４の周方向両端部と、埋込磁石２３ａ，２３ｂにおけるロータ磁極部３３側と反対の極性の磁極との間に作用する磁気的な吸引力によって、磁束供給体４１の相対回転角度が保持される。

【0045】

なお、このように構成されたロータ４と磁束供給体４１との間に作用するトルクは、上記第１実施形態と同様に変化し（図４参照）、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度及び強め角度となる角度でゼロとなる。また、磁束供給体４１の相対回転角度は、制御装置５からステータ３のコイル１５に瞬間的にｄ軸電流が供給され、弱め界磁又は強め界磁が行われることで変更される。

【0046】

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２）と同様の効果を奏することができる。
（第３実施形態）
次に、回転電機の第３実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0047】

図８及び図９に示すように、本実施形態のロータコア２２には、ロータ磁極部３３と同じ対数の空洞部３１ａ，３１ｂが形成されている。空洞部３１ａ，３１ｂは、それぞれ上記第１実施形態の主孔部３１ａ１，３１ｂ１のみにより構成されており、空洞部３１ａ，３１ｂの軸方向と直交する断面形状は長方形状に形成されている。そして、空洞部３１ａと空洞部３１ｂとは、周方向に間隔を空けるとともに断面のなす長方形の長手方向が径方向に対して互いに逆方向に傾くように形成されている。

【0048】

埋込磁石２３ａ，２３ｂは、それぞれ上記第１実施形態の主磁石２３ａ１，２３ｂ１のみにより構成されている。埋込磁石２３ａ，２３ｂにおけるロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記空洞部３１ａ，３１ｂの断面形状に対応した長方形状とされており、埋込磁石２３ａ，２３ｂは、空洞部３１ａ，３１ｂ内に挿入されることでコア本体２５（ロータコア２２）に固定されている。そして、埋込磁石２３ａ，２３ｂは、周方向において同一の極性（Ｎ極又はＳ極）が対向するとともに、ロータコア２２における埋込磁石２３ａ，２３ｂに挟まれたロータ磁極部３３の極性が周方向に交互に並ぶようにその板厚方向に沿って磁化されている。これにより、ロータコア２２には、８対の埋込磁石２３ａ，２３ｂにより、８つのロータ磁極部３３が形成されている。

【0049】

補助磁石４４は、その断面のなす長手方向の長さが埋込磁石２３ａ，２３ｂ間の最も狭い位置での間隔よりも短くなるように形成されている。つまり、補助磁石４４は、磁束供給体４１が弱め角度及び強め角度にある状態で、埋込磁石２３ａ，２３ｂと径方向において対向しないように形成されている。

【0050】

また、本実施形態の回転電機１には、磁束供給体４１の相対回転角度を強め角度で保持する保持構造が設けられている。
詳しくは、図８に示すように、ロータ４を構成する軸方向一方側（図８中、左側）の連結部材２６には、軸方向の磁束供給体４１側に開口した有底円筒状のケース５１が固定されており、ケース５１内には、棒状の第１保持部材５２、及び第１保持部材５２を磁束供給体４１側に付勢する保持付勢部材としてのコイルバネ５３が収容されている。ケース５１は、連結部材２６において、一方の極性（例えばＮ極）のロータ磁極部３３と軸方向に対向するような周方向位置に固定されている。第１保持部材５２の先端には、凸形状とされた第１係合部５４が形成されている。本実施形態の第１係合部５４は、半球状に形成されており、第１係合部５４の表面（外面）５４ａは、ロータ４の周方向（回転方向）に対して傾斜している。つまり、本実施形態では、表面５４ａが傾斜面に相当する。

【0051】

一方、支持部材４５における連結部材２６と軸方向に対向する対向面には、第１係合部５４が係合する凹形状とされた複数（本実施形態では、４つ）の第２係合部５５が形成されている。つまり、本実施形態では、支持部材４５が第２保持部材として構成されている。各第２係合部５５は、支持部材４５において、一方の極性の磁極が径方向外側を向くように配置された補助磁石４４と軸方向に対向するような周方向位置に形成されている。また、各第２係合部５５の表面（内面）５５ａは、第１係合部５４の表面５４ａの略全体が接触する半球状に形成されており、ロータ４の周方向（回転方向）に対して傾斜している。つまり、本実施形態では、表面５５ａが傾斜面に相当する。

【0052】

そして、磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度になると、第１保持部材５２がコイルバネ５３に付勢されて移動し、第１係合部５４が第２係合部５５に凹凸係合することにより、該磁束供給体４１の相対回転角度が保持されるようになっている。なお、コイルバネ５３の付勢力（弾性係数）は、埋込磁石２３ａ，２３ｂと補助磁石４４との間に作用する磁気的な吸引力及び反発力によっては、ロータ４と磁束供給体４１とが相対回転せず、第１係合部５４と第２係合部５５との係合が解除されないような強さに設定されている。

【0053】

次に、磁束供給体の相対回転角度の変更（作用）について説明する。
図１０（ａ）に示すように、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度である状態では、第１保持部材５２の第１係合部５４は、支持部材４５の対向面における平坦な部位に接触する。ここで、強め界磁が行われると、上記第１実施形態と同様に、磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度となる。その結果、図１０（ｂ）に示すように、第１保持部材５２の第１係合部５４が軸方向において対向する第２係合部５５に対して凹凸係合し、磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度で保持される。

【0054】

一方、図１０（ｂ）に示すように磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度にある状態で、弱め界磁が行われると、上記第１実施形態と同様に、弱め角度になるように磁束供給体４１が相対回転する。ここで、上記のように第１及び第２係合部５４，５５の表面５４ａ，５５ａが周方向に対して傾斜しているため、ロータ４と磁束供給体４１とが相対回転すると、第１保持部材５２にコイルバネ５３の付勢方向と反対方向の押圧力が作用する。これにより、第１保持部材５２がコイルバネ５３の付勢力に抗してケース５１内に押し戻されることで、上記図１０（ａ）に示すように、第１係合部５４と第２係合部５５との凹凸係合が解除され、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度となる。

【0055】

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（３）磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度になると、ロータ４と一体回転する第１保持部材５２の第１係合部５４と、磁束供給体４１の第２係合部５５とが凹凸係合することにより、該磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度で保持されるようにした。そのため、磁束供給体４１の相対回転角度を強め角度でしっかりと保持できる。

【0056】

（第４実施形態）
次に、回転電機の第４実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0057】

図１１及び図１２に示すように、本実施形態のロータ４は、円柱状に形成されたロータコア６１と、ロータコア６１に埋め込まれる態様で固定された複数対（本実施形態では、４対）の埋込磁石６２ａ，６２ｂとを備えている。ロータコア６１の中央には、軸方向に貫通した嵌合孔６３が形成されており、この嵌合孔６３が回転軸２１の外周に圧入されることにより、回転軸２１と一体回転可能に設けられている。なお、ロータコア６１は、電磁鋼板を複数枚積層することにより構成されている。

【0058】

図１２に示すように、ロータコア６１には、埋込磁石６２ａ，６２ｂが内部に配置される複数対（本実施形態では、４対）の空洞部６４ａ，６４ｂが周方向に等角度間隔で形成されている。同図において拡大して示すように、空洞部６４ａは、軸方向に貫通した孔状に形成されており、長手方向が径方向に沿った断面長方形状の主孔部６４ａ１、及び主孔部６４ａ１の軸方向一端における径方向外側端部から周方向両側に延びた四角穴状の保持凹部６４ａ２を有している。空洞部６４ｂは、空洞部６４ａと同様に、主孔部６４ｂ１及び保持凹部６４ｂ２を有している。なお、本実施形態のロータコア６１には、空洞部６４ａ，６４ｂ内に配置された埋込磁石６２ａ，６２ｂで作られる磁束が内周側に流れることを抑制するための複数の空隙（フラックスバリア）６５が形成されている。

【0059】

埋込磁石６２ａは、空洞部６４ａの主孔部６４ａ１に挿入される主磁石６２ａ１、及び保持凹部６４ａ２に挿入される保持磁石６２ａ２により構成されている。主磁石６２ａ１には、長方形板状に形成されたセグメント磁石からなり、ロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記主孔部６４ａ１の断面形状に対応した長方形状とされている。また、保持磁石６２ａ２は、薄い長方形板状に形成されたセグメント磁石からなり、ロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記保持凹部６４ａ２の断面形状に対応した長方形状とされている。そして、埋込磁石６２ａは、主磁石６２ａ１が主孔部６４ａ１に挿入されるとともに、保持磁石６２ａ２が保持凹部６４ａ２に挿入されることで、ロータコア６１に固定されている。なお、埋込磁石６２ｂは、埋込磁石６２ａと同様に、主磁石６２ｂ１と保持磁石６２ｂ２とにより構成されており、主磁石６２ｂ１が主孔部６４ｂ１に挿入されるとともに、保持磁石６２ｂ２が保持凹部６４ｂ２に挿入されることで、ロータコア６１に固定されている。

【0060】

そして、一対の埋込磁石６２ａ，６２ｂの主磁石６２ａ１，６２ｂ１は、周方向において一方の極性が対向するようにその板厚方向（ロータ４の周方向に略沿った方向）に沿って磁化されている。これにより、ロータコア６１には、上記第１実施形態と同様に、４対の埋込磁石６２ａ，６２ｂにより、該埋込磁石６２ａ，６２ｂに挟まれたロータ磁極部６６が８つ形成されるとともに、異なる極性のロータ磁極部６６が周方向に交互に並んでいる。また、保持磁石６２ａ２，６２ｂ２は、ロータ磁極部６６側に該ロータ磁極部６６の極性と同一の極性が現れるように、その板厚方向（ロータ４の軸方向に略沿った方向）に沿って磁化されている。

【0061】

図１１及び図１３に示すように、本実施形態の磁束供給体４１は、ロータ４の軸方向一端側に軸方向に間隔を空けて配置されるとともに、ロータ４に対して相対回転可能に設けられている。磁束供給体４１は、円板状の供給体コア７１と、供給体コア７１に固定される複数の補助磁石７２とを備えている。なお、本実施形態の磁束供給体４１には、ロータ磁極部６６の数と等しい数の補助磁石７２が設けられている。

【0062】

供給体コア７１の中央には、軸方向に貫通した貫通孔７３が形成されている。そして、供給体コア７１は、貫通孔７３に設けられた軸受７４を介して回転軸２１に相対回転可能に支持されている。また、供給体コア７１のロータ４との対向面には、円環状の固定溝７５が形成されている。なお、供給体コア７１は、磁性材料により構成されている。

【0063】

補助磁石７２には、ロータ４の軸方向と直交する断面形状が扇形の板状に形成されたセグメント磁石が採用されている。補助磁石７２の周方向に沿った幅は、ロータ磁極部６６の周方向に沿った幅と略同一に形成されている。また、補助磁石７２は、隣り合う補助磁石７２との間に主磁石６２ａ１，６２ｂ１の板厚と略同じ隙間を空けるとともに、固定溝７５の内周側の側面との間に間隔を空けて固定溝７５に挿入されている。そして、補助磁石７２は、該補助磁石７２によって形成される供給体磁極部７６の極性が周方向に交互に異なるように軸方向に沿って磁化されている。

【0064】

したがって、図１４（ａ）に示すように、ロータ磁極部６６の極性と該ロータ磁極部６６と軸方向に対向する供給体磁極部７６（補助磁石７２）の磁極の極性とが反対になる弱め角度では、埋込磁石６２ａ，６２ｂで作られる磁束の一部がステータ３とロータ４との間を通過せず、ロータ４と磁束供給体４１との間を通過する。これにより、ロータ４の磁束量が減少するため、誘起電圧の上昇を抑制してロータ４を高速回転させることが可能になる。また、磁束供給体４１が弱め角度にある状態では、ロータ磁極部６６の極性と供給体磁極部７６の極性とが反対になるため、ロータ磁極部６６と供給体磁極部７６との間に作用する磁気的な吸引力によって、磁束供給体４１の相対回転角度が保持される。

【0065】

一方、図１４（ｂ）に示すように、磁束供給体４１の相対回転角度が、ロータ磁極部６６の極性と該ロータ磁極部６６と軸方向に対向する供給体磁極部７６の磁極の極性とが同一になる強め角度では、ステータ３とロータ４との間を通過する埋込磁石６２ａ，６２ｂの磁束に磁束供給体４１の磁束が加えられる。これにより、ロータ４の磁束量が増加するため、高いトルクを発生させることが可能になる。また、この状態では、補助磁石７２の周方向両端部が反対の極性の保持磁石６２ａ２，６２ｂ２と径方向において対向する。つまり、補助磁石７２の一部が、埋込磁石６２ａ，６２ｂにおけるロータ磁極部６６側と反対の極性の磁極と対向する。そのため、補助磁石７２と埋込磁石６２ａ，６２ｂ（保持磁石６２ａ２，６２ｂ２）との間に作用する磁気的な吸引力によって、磁束供給体４１の相対回転角度が保持される。

【0066】

なお、このように構成されたロータ４と磁束供給体４１との間に作用するトルクは、上記第１実施形態と同様に変化し（図４参照）、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度及び強め角度となる角度でゼロとなる。また、磁束供給体４１の相対回転角度は、制御装置５からステータ３のコイル１５に瞬間的にｄ軸電流が供給され、弱め界磁又は強め界磁が行われることで変更される。

【0067】

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２）と同様の効果を奏することができる。
（第５実施形態）
次に、回転電機の第５実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第４実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0068】

図１５に示すように、ロータコア６１の空洞部６４ａ，６４ｂは、それぞれ上記第４実施形態の主孔部６４ａ１，６４ｂ１のみにより構成されており、空洞部６４ａ，６４ｂの軸方向と直交する断面形状は、長手方向が径方向に沿った長方形状に形成されている。

【0069】

埋込磁石６２ａ，６２ｂは、それぞれ上記第４実施形態の主磁石６２ａ１，６２ｂ１のみにより構成されている。埋込磁石６２ａ，６２ｂにおけるロータ４の軸方向と直交する断面形状は、上記空洞部６４ａ，６４ｂの断面形状に対応した長方形状とされており、埋込磁石６２ａ，６２ｂは、空洞部６４ａ，６４ｂ内に挿入されることでロータコア６１に固定されている。そして、一対の埋込磁石６２ａ，６２ｂは、上記第１実施形態と同様に、周方向において一方の極性が対向するようにその板厚方向に沿って磁化されている。これにより、ロータコア６１には、４対の埋込磁石６２ａ，６２ｂにより、該埋込磁石６２ａ，６２ｂに挟まれたロータ磁極部６６が８つ形成されている。

【0070】

図１６に示すように、本実施形態の供給体コア７１のロータ４との対向面には、ロータ４の磁極数の半数の扇形状の固定凹部８１が形成されている。各固定凹部８１の周方向に沿った幅は、ロータ磁極部６６の周方向に沿った幅と主磁石６２ａ１，６２ｂ１の幅との合計よりも大きく形成されている。また、供給体コア７１のロータ４との対向面には、各固定凹部８１の内周縁に連続する円環状の環状溝８２が形成されている。

【0071】

補助磁石７２のロータ４の軸方向と直交する断面形状は、固定凹部８１と対応した扇形状とされており、固定凹部８１に挿入されることにより、供給体コア７１に固定されている。そして、補助磁石７２は、ロータ４側に一方の極性のみが現れるように軸方向に沿って磁化されている。これにより、供給体コア４３における補助磁石７２が設けられた周方向範囲が一方の極性の供給体磁極部７６として形成され、供給体コア７１における隣り合う補助磁石７２間の周方向範囲が他方の極性の供給体磁極部７６として形成されている。

【0072】

なお、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度にある状態では、ロータ磁極部６６の極性と供給体磁極部７６の極性とが反対になるため、ロータ磁極部６６と供給体磁極部７６との間に作用する磁気的な吸引力によって、磁束供給体４１の相対回転角度が保持される。一方、磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度にある状態では、補助磁石７２がロータ４における一対の埋込磁石６２ａ，６２ｂが設けられた周方向範囲よりも広い周方向範囲に亘って延在しており、補助磁石７２の周方向両端部と、埋込磁石６２ａ，６２ｂにおけるロータ磁極部６６側と反対の極性の磁極との間に作用する磁気的な吸引力によって、磁束供給体４１の相対回転角度が保持される。また、このように構成されたロータ４と磁束供給体４１との間に作用するトルクは、上記第１実施形態と同様に変化し（図４参照）、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度及び強め角度となる角度でゼロとなる。さらに、磁束供給体４１の相対回転角度は、制御装置５からステータ３のコイル１５に瞬間的にｄ軸電流が供給され、弱め界磁又は強め界磁が行われることで変更される。

【0073】

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２）と同様の効果を奏することができる。
（第６実施形態）
次に、回転電機の第６実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第４実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0074】

本実施形態のロータコア６１は、上記第５実施形態のロータコア６１と同様に構成され、磁束供給体４１は、上記第４実施形態の磁束供給体４１と同様に構成されている。そして、回転電機１には、上記第３実施形態と同様に、磁束供給体４１の相対回転角度を強め角度で保持する保持構造が設けられている。なお、保持構造に関し、同一の構成については、上記第３実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0075】

詳しくは、図１７に示すように、第１保持部材５２及びコイルバネ５３の収容されたケース５１は、ロータコア６１における径方向内側部分で、一方の極性（例えばＮ極）のロータ磁極部６６と軸方向に対向するような周方向位置に固定されている。

【0076】

供給体コア７１のロータコア６１と軸方向に対向する対向面には、第１保持部材５２の第１係合部５４が係合する複数（本実施形態では、４つ）の第２係合部５５が形成されている。各第２係合部５５は、供給体コア７１において、一方の極性の供給体磁極部７６と径方向に対向するような周方向位置に形成されている。つまり、本実施形態では、供給体コア７１が第２保持部材として構成されている。

【0077】

このように構成された回転電機１において、磁束供給体４１の相対回転角度が弱め角度にある状態では、ロータ磁極部６６の極性と供給体磁極部７６の極性とが反対になるため、ロータ磁極部６６と供給体磁極部７６との間に作用する磁気的な吸引力によって、磁束供給体４１の相対回転角度が保持される。このとき、第１保持部材５２の第１係合部５４は、ロータコア６１の対向面における平坦な部位に接触する（図１０（ａ）参照）。一方、回転電機１において、磁束供給体４１の相対回転角度が強め角度にある状態では、第１保持部材５２の第１係合部５４が軸方向において対向する第２係合部５５に対して凹凸係合することによって磁束供給体４１の相対回転角度が保持される（図１０（ｂ）参照）。なお、磁束供給体４１の相対回転角度は、制御装置５からステータ３のコイル１５に瞬間的にｄ軸電流が供給され、弱め界磁又は強め界磁が行われることで変更される。

【0078】

（第７実施形態）
次に、回転電機の第７実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第４実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0079】

図１８に示すように、ハウジング２のカバー７には、ロータ４と軸方向に間隔を空けてステータ３が固定されている。つまり、本実施形態の回転電機１は、アキシャルギャップモータとして構成されている。

【0080】

詳述すると、図１８及び図１９に示すように、ステータ３は、円環状の環状部９１及び環状部９１から軸方向に延出される複数のティース９２を有するステータコア９３と、各ティース９２に巻回されるコイル９４とを備えている。ティース９２は、ロータ４のロータ磁極部６６と軸方向に間隔を空けて対向している。そして、コイル９４の接続端部９４ａは、ハウジング２の外部に引き出されて制御装置５に接続されている。なお、ロータ４及び磁束供給体４１は、上記第４実施形態または上記第５実施形態と同様に構成されている。

【0081】

そして、制御装置５は、ロータ４の回転角に従う二相回転座標系（ｄ／ｑ座標系）におけるｄ軸電流及びｑ軸電流に基づいてコイル９４に三相の駆動電力を供給することにより、ステータ３に回転磁界を発生させる。そして、回転電機１では、ステータ３に発生する回転磁界と、ステータ３とロータ４との間を通過する磁束との関係に基づいてロータ４が回転するようになっている。

【0082】

このように構成された回転電機１においても、上記第１実施形態と同様に、磁束供給体４１の相対回転角度は、制御装置５からステータ３のコイル９４に瞬間的にｄ軸電流が供給され、弱め界磁又は強め界磁が行われることで変更される。

【0083】

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２）と同様の効果を奏することができる。
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。

【0084】

・上記第１実施形態では、埋込磁石２３ａ，２３ｂを別部材からなる主磁石２３ａ１，２３ｂ１と保持磁石２３ａ２，２３ｂ２とにより構成したが、これに限らず、主磁石２３ａ１，２３ｂ１と保持磁石２３ａ２，２３ｂ２とを一体化した形状の一部材の磁石によりそれぞれ構成してもよい。同様に、上記第４実施形態においても、埋込磁石６２ａ，６２ｂを主磁石６２ａ１，６２ｂ１と保持磁石６２ａ２，６２ｂ２とを一体化した形状の一部材の磁石によりそれぞれ構成してもよい。

【0085】

・上記第１及び第２実施形態において、上記第３実施形態と同様に、磁束供給体４１の相対回転角度を強め角度で保持する保持構造を設けてもよい。また、上記第４及び第５実施形態において、上記第６実施形態と同様に、磁束供給体４１の相対回転角度を強め角度で保持する保持構造を設けてもよい。

【0086】

・上記第２実施形態では、埋込磁石２３ａと埋込磁石２３ｂとを、それぞれの断面のなす長方形の長手方向が互いに平行となるようにロータコア２２に固定した。しかし、これに限らず、例えば図２０に示すように、埋込磁石２３ａと埋込磁石２３ｂとを、それぞれの断面のなす長方形の長手方向が径方向に対して互いに逆方向に傾くようにロータコア２２に固定してもよい。なお、この場合には、同図に示すように、補助磁石４４は、該補助磁石４４の一部が、埋込磁石２３ａ，２３ｂにおけるロータ磁極部３３側と反対の極性の磁極と対向すれば、ロータ４における一対の埋込磁石２３ａ，２３ｂが設けられた周方向範囲よりも大きな周方向範囲に亘って延在しなくてもよい。

【0087】

・上記第３及び第６実施形態では、第１係合部５４を凸形状とし、第２係合部５５を凹形状としたが、これに限らず、第１係合部５４を凹形状とし、第２係合部５５を凸形状としてもよい。

【0088】

・上記第３及び第６実施形態では、第１及び第２係合部５４，５５の表面５４ａ，５５ａをそれぞれ半球状に形成したが、これに限らず、例えば円錐状等に形成してもよい。要は、表面５４ａ，５５ａが周方向に対して傾斜しており、ロータ４と磁束供給体４１とが相対回転することにより、第１保持部材５２にコイルバネ５３の付勢方向と反対方向の押圧力が作用し、第１係合部５４と第２係合部５５との凹凸係合を解除するような形状であれば、表面５４ａ，５５ａの形状は適宜変更可能である。また、第１及び第２係合部５４，５５のいずれか一方が周方向に対して傾斜した傾斜面を有していない構成としてもよい。

【0089】

・上記第３実施形態において、例えば磁束供給体４１に第１保持部材５２及びコイルバネ５３を設け、ロータ４の連結部材２６に第２係合部５５を形成してもよい。なお、この場合、連結部材２６が第２保持部材となる。同様に、上記第６実施形態において、磁束供給体４１に第１保持部材５２及びコイルバネ５３を設け、ロータコア６１に第２係合部５５を形成してもよい。なお、この場合、ロータコア６１が第２保持部材となる。

【0090】

・上記第３及び第６実施形態では、コイルバネ５３を用いて第１保持部材５２を付勢したが、これに限らず、例えば皿バネ等の他のバネ部材やゴム等の弾性体を用いて第１保持部材５２を付勢してもよい。

【0091】

・上記第４〜第６実施形態において、磁束供給体４１をロータ４の軸方向両側に設けてもよい。
・上記第１〜第６実施形態では、回転電機１をインナロータ型のラジアルギャップモータとして構成したが、これに限らず、アウタロータ型のラジアルギャップモータとして構成してもよい。

【0092】

・上記各実施形態では、補助磁石４４，７２をロータコア２２，６１に埋め込む態様で固定したが、これに限らず、ロータコア２２，６１の表面に固定してもよい。
・上記各実施形態では、補助磁石４４，７２としてセグメント磁石を用いたが、これに限らず、環状のリング磁石を用いてもよい。なお、この場合には、補助磁石４４，７２を供給体コア４３に固定せず、補助磁石４４，７２自体をロータ４の径方向内側に回転可能に支持してもよい。つまり、磁束供給体４１が補助磁石のみからなる構成としてもよい。

【0093】

・上記各実施形態では、磁束供給体４１に、ロータ４の磁極数（ロータ磁極部３３，６６の数）と等しい数の補助磁石４４，７２を設けたが、ロータ４の磁極数と異なっていてもよく、その数は適宜変更可能である。

【0094】

・上記各実施形態では、磁束供給体４１の相対角度を弱め角度とした場合に、全てのロータ磁極部３３，６６の極性と全ての供給体磁極部４９，７６の磁極の極性とが反対になるようにしたが、これに限らず、供給体磁極部４９，７６の幾つか（例えば１つ）は、ロータ磁極部３３，６６の極性と同一の極性が径方向において対向するようにしてもよい。同様に、磁束供給体４１の相対角度を強め角度とした場合に、例えば供給体磁極部４９，７６の幾つかは、ロータ磁極部３３，６６の極性と反対の極性が径方向において対向するようにしてもよい。なお、磁束供給体４１の相対角度を弱め角度又は強め角度とした場合に、全てのロータ磁極部３３，６６の径方向の中央位置と全ての供給体磁極部４９，７６の径方向の中央位置とが完全に一致しなくてもよいことはいうまでもない。

【0095】

・上記各実施形態では、本発明を電気自動車やハイブリッド自動車の駆動源に用いられる回転電機１に具体化したが、これに限らず、例えば電動パワーステアリング装置等の他の装置の駆動源として用いてもよく、また、発電機として用いてもよい。

【0096】

次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記磁束供給体は、前記ロータとの間に径方向に間隔を空けて配置されるものであって、前記補助磁石の一部は、前記磁束供給体が前記強め角度にある状態で、前記一対の埋込磁石における前記ロータ磁極部側と反対の極性の磁極と径方向において対向するように形成されたことを特徴とする回転電機。

【0097】

（ロ）前記磁束供給体は、前記ロータとの間に軸方向に間隔を空けて配置されるものであって、前記補助磁石の一部は、前記磁束供給体が前記強め角度にある状態で、前記一対の埋込磁石における前記ロータ磁極部側と反対の極性の磁極と軸方向において対向するように形成されたことを特徴とする回転電機。

【0098】

（ハ）前記補助磁石は、前記磁束供給体が前記強め角度にある状態で、前記ロータにおける前記一対の埋込磁石が設けられた周方向範囲よりも広い周方向範囲に亘って延在するように形成されたことを特徴とする回転電機。

【符号の説明】

【0099】

１…回転電機、２…ハウジング、３…ステータ、４…ロータ、５…制御装置、１２，９２…ティース、１３，９３…ステータコア、１５，９４…コイル、２１…回転軸、２２，６１…ロータコア、２３ａ，２３ｂ，６２ａ，６２ｂ…埋込磁石、２３ａ１，２３ｂ１，６２ａ１，６２ｂ１…主磁石、２３ａ２，２３ｂ２，６２ａ２，６２ｂ２…主磁石、３１ａ，３１ｂ，４８，６４ａ，６４ｂ…空洞部、３１ａ１，３１ｂ１，６４ａ１，６４ｂ１…主孔部、３１ａ２，３１ｂ２…保持孔部、３３，６６…ロータ磁極部、４１…磁束供給体、４４，７２…補助磁石、４９，７６…供給体磁極部、５２…第１保持部材、５３…コイルバネ、５４…第１係合部、５４ａ，５５ａ…表面、５５…第２係合部、６４ａ２，６４ｂ２…保持凹部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】