JP5095129B2 - 電動機 - Google Patents

Description

この発明は、回転子に永久磁石を備えた電動機に関し、特に、回転子の永久磁石の界磁特性を変更できる電動機に関するものである。

この種の電動機として、夫々個別に永久磁石を備える内周側回転子と外周側回転子とが同軸に配設され、この両回転子を周方向に相対的に回動させる（両回転子の相対的な位相を変更する）ことにより、回転子全体としての界磁特性を変更できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この電動機では、電動機の回転速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材によって、外周側回転子と内周側回転子との何れか一方を他方に対して周方向に回動させる。また、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、各回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することによって、外周側回転子及び内周側回転子の周方向の相対位置を変更する。

この電動機においては、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに異極同士で対向させる（同極配置にする）ことで、回転子全体の界磁を強めて誘起電圧を増大させ、逆に、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに同極同士で対向させる（対極配置にする）ことで、回転子全体の界磁を弱めて誘起電圧を減少させる。
特開２００２−２０４５４１号公報

しかし、この従来の電動機の場合、外周側回転子と内周側回転子の相対位相を変更できる条件が限られており、電動機の運転停止時や任意の回転時に自由に相対位相を変更することができない。特に、ハイブリッド車や電動車両の駆動用として用いる場合には、車両の運転状況に応じて瞬時に所望の電動機特性に変更することが望まれ、この要望に応えるためにも相対位相の変更制御の自由度を高めることが重要となる。このため、本出願人は、作動流体を用いる位相変更手段を組み込むことを発案し、現在、作動流体の効率的な給排制御を検討している。

具体的には、位相変更手段には、内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室を設け、これらの作動室に対する作動流体の給排を電磁式の流路切換弁で制御することを検討している。

しかし、この位相変更手段の場合、進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排を流路切換弁によって操作するため、流路切換弁における作動流体の通過許容流量によって作動応答性が制限されてしまい、通過許容流量を大きく設定しなければ急激な位相変更要求に対応できなくなる。そして、通過許容流量を増大させるためには流路切換弁の弁体や電磁アクチュエータ部を大型化せざるを得ないが、流路切換弁の大型化は、システム内での占有スペースの増大や製造コストの高騰を招いてしまう。

そこでこの発明は、占有スペースの増大や製造コストの高騰を招くことなく、位相変更制御の自由度の向上と、位相変更時の作動応答性の向上を図ることのできる電動機を提供しようとするものである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、円周方向に沿うように永久磁石（例えば、後述の実施形態における永久磁石９）が配設された内周側回転子（例えば、後述の実施形態における内周側回転子６）と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子（例えば、後述の実施形態における外周側回転子５）と、前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段（例えば、後述の実施形態における位相変更手段１２）と、を備えた電動機であって、前記位相変更手段が、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室（例えば、後述の実施形態における進角側作動室２４）と、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室（例えば、後述の実施形態における遅角側作動室２５）と、前記作動流体を供給する流体供給源（例えば、後述の実施形態におけるオイルポンプ３２）と、位相変更の要求に応じて前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排の振り分けを行う流路切換弁（例えば、後述の実施形態における流路切換弁３７）と、前記流体供給源と進角側作動室の間と、前記流体供給源と遅角側作動室の間の少なくともいずれか一方に、前記流路切換弁を迂回するように設けられたバイパス通路（例えば、後述の実施形態における進角側バイパス通路４５、遅角側バイパス通路４６）と、このバイパス通路に介装された開閉弁（例えば、後述の実施形態における開閉弁４７Ａ，４７Ｂ）と、前記相対的な位相の検出値を出力する位相検出器（例えば、後述の実施形態における位相検出器８１）と、前記相対的な位相の指令値を出力する位相制御手段（例えば、後述の実施形態における位相制御部６２）と、を備えており、前記位相変更手段は、前記相対的な位相の前記検出値と前記指令値との差分が所定範囲から外れた際に前記開閉弁を開くことを特徴とする。
この場合、通常の位相変更時には開閉弁がバイパス通路を閉じており、コントローラからの位相変更の要求に応じて流路切換弁が進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排を行う。また、例えば、進角側または遅角側の急激な位相変更の要求があったとき等には、開閉弁がバイパス通路を開き、流体供給源の作動液が、流路切換弁内とバイパス通路を通して進角側作動室または遅角側作動室に導入される。この場合、一方の作動室には作動液が大流量で流れ込み、位相が迅速に変更される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記外周側回転子と一体に回転する第１部材（例えば、後述の実施形態におけるベーンロータ１４，ドライブプレート１６）と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材（例えば、後述の実施形態における環状ハウジング１５）の間に作動流体の導入空間（例えば、後述の実施形態における導入空間２３）が設けられ、前記第１部材と第２部材のうちの一方に、前記導入空間に摺動自在に配置されて前記導入空間内を２室に隔成するベーン（例えば、後述の実施形態におけるベーン１８）が突設され、前記ベーンで隔成される２室によって前記進角側作動室と遅角側作動室が構成されていることを特徴とする。
これにより、例えば、進角側作動室に作動流体が供給され、遅角側作動室から作動流体が排出されると、ベーンが前後の差圧を受けて導入空間内を一方から他方側に相対的に移動して第１部材と第２部材が一方に相対回動する。これにより、内周側回転子は外周側回転子に対して進角方向に相対回動する。一方、遅角側作動室に作動流体が供給され、進角側作動室から作動流体が排出された場合には、ベーンがこのときの前後の差圧を受けて前記と逆方向に相対的に移動し、このとき第１部材と第２部材を介して内周側回転子が外周側回転子に対して遅角方向に相対回動する。

請求項３に記載の発明は、円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、を備えた電動機であって、前記位相変更手段が、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室と、前記作動流体を供給する流体供給源と、位相変更の要求に応じて前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排の振り分けを行う流路切換弁と、前記流体供給源と進角側作動室の間と、前記流体供給源と遅角側作動室の間の少なくともいずれか一方に、前記流路切換弁を迂回するように設けられたバイパス通路と、このバイパス通路に介装された開閉弁と、を備え、前記外周側回転子と一体に回転する第１部材（例えば、後述の実施形態における内筒部材１１２，ドライブプレート１１４）と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材（例えば、後述の実施形態における外筒部材１１３）のうちの一方に軸部（例えば、後述の実施形態における軸部１１２ｂ）が設けられるとともに、前記第１部材と第２部材のうちの他方に、前記軸部の外側を囲繞する筒部（例えば、後述の実施形態における肉厚部１１３ａ）が設けられ、内周面と外周面が前記軸部と筒部に夫々ヘリカルスプライン係合するリングギヤ（例えば、後述の実施形態におけるリングギヤ１１８）が設けられ、前記第１部材と第２部材の間に作動流体の導入空間（例えば、後述の実施形態における導入空間１１５）が設けられ、この導入空間に摺動自在に収容されて前記導入空間内を２室に隔成するピストン（例えば、後述の実施形態におけるピストン１２２）が設けられるとともに、このピストンが前記リングギヤと一体変位可能に連結され、前記ピストンで隔成される２室によって前記進角側作動室と遅角側作動室が構成されていることを特徴とする。
この場合、例えば、進角側作動室に作動流体が供給され、遅角側作動室から作動流体が排出されると、ピストンが前後の差圧を受けて導入空間内を一方から他方側に相対的に移動し、このとき、ピストンに連結されたリングギヤが軸部と筒部の間において一方から他方側に移動する。そして、リングギヤが軸部と筒部の間でこうして移動すると、リングギヤがヘリカルスプラインを介して軸部と筒部に一方側の相対回転力を付与するようになる。これにより、第１部材と第２部材が一方に相対回動し、内周側回転子は外周側回転子に対して進角方向に相対回動する。一方、遅角側作動室に作動流体が供給され、進角側作動室から作動流体が排出された場合には、ピストンがこのときの前後の差圧を受けて前記と逆方向に相対的に移動し、このとき、リングギヤがピストンと同方向に移動して軸部と筒部にヘリカルスプラインを介して前記と逆方向の相対回転力を付与するようになる。これにより、第１部材と第２部材が他方に相対回動し、内周側回転子は外周側回転子に対して遅角方向に相対回動する。

請求項４に記載の発明は、円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、を備えた電動機であって、前記位相変更手段が、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室と、前記作動流体を供給する流体供給源と、位相変更の要求に応じて前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排の振り分けを行う流路切換弁と、前記流体供給源と進角側作動室の間と、前記流体供給源と遅角側作動室の間の少なくともいずれか一方に、前記流路切換弁を迂回するように設けられたバイパス通路と、このバイパス通路に介装された開閉弁と、を備え、前記外周側回転子と一体に回転する第１部材（例えば、後述の実施形態における内側ブロック２１２）と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材（例えば、後述の実施形態における外側ブロック２１３）のうちの一方に、回転軸線を中心とする円周の略接線方向に沿い互いに相反する回転方向に向く第１のシリンダ（例えば、後述の実施形態における第１のシリンダ２１４）と第２のシリンダ（例えば、後述の実施形態における第２のシリンダ２１５）が設けられるとともに、この第１のシリンダと第２のシリンダに第１のピストン（例えば、後述の実施形態における第１のピストン２１６）と第２のピストン（例えば、後述の実施形態における第２のピストン２１７）が夫々進退自在に設けられ、前記第１部材と第２部材のうちの他方に、前記両回転子の略半径方向に沿い夫々前記第１のピストンと第２のピストンの頂部に当接する第１の荷重伝達壁（例えば、後述の実施形態における第１の荷重伝達壁２１８）と第２の荷重伝達壁（例えば、後述の実施形態における第２の荷重伝達壁２１９）が設けられ、前記第１のシリンダと第１のピストンの間と、前記第２のシリンダと第２のピストンの間で前記進角側作動室と遅角側作動室が夫々構成されていることを特徴とする。
この場合、例えば、進角側作動室に作動流体が供給され、遅角側作動室から作動流体が排出されると、第１のピストンが突出する一方で第２のピストンが後退する。このとき、第１のピストンが第１の荷重伝達壁を押圧して、第１の荷重伝達壁が第１のシリンダ側から離間するとともに、第２の荷重伝達壁が第２のシリンダ側に近接し、その結果、第１部材と第２部材が一方側に相対回動する。これにより、内周側回転子は外周側回転子に対して進角方向に相対回動する。一方、遅角側作動室に作動流体が供給され、進角側作動室から作動流体が排出された場合には、第２のピストンが突出する一方で第１のピストンが後退し、第２のピストンが第２の荷重伝達壁を押圧する。これにより、第１部材と第２部材が他方側に相対回動し、内周側回転子は外周側回転子に対して遅角方向に相対回動する。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機において、前記流体供給源から供給される作動流体の圧力の導入と排出を切り換えて信号圧を作る電磁弁（例えば、後述の実施形態における電磁弁４８Ａ，４８Ｂ）を設け、この電磁弁で作られる信号圧によって前記開閉弁を開閉作動させることを特徴とする。
この場合、電磁弁は流体供給源からの作動流体の圧力の導入と排出を切り換えるだけであるため、比較的小さな磁力での作動が可能になり、一方、開閉弁は流体供給源から導入される圧力を基に作られた比較的大きな信号圧でもってバイパス通路を操作するようになる。

この出願の発明によれば、進角側作動室と遅角側作動室に作動流体を適宜給排することによって外周側回転子と内周側回転子の相対位相が変更される構成を採用するとともに、位相変更の要求に応じて流路切換弁によって進角側作動室と遅角側作動室に作動流体の給排を振り分け、さらに、流路切換弁の内部を通る通路の他に、流路切換弁を迂回して流体供給源といずれかの作動室を接続するバイパス通路を設けるとともに、このバイパス通路に開閉弁を介装したため、急激な位相変更の要求があった場合に、バイパス通路に介装された開閉弁を開くことによって対応する作動室に作動液を大流量で供給することができる。
したがって、この発明によれば、回転子の位相を任意のタイミングで自由に変更することができるとともに、大型の電磁弁を用いることなく、急激な位相変更の要求にも速やかに対応することができる。よって、占有スペースの増大や製造コストの高騰を招くこともない。

請求項５に記載の発明によれば、流体供給源から供給される作動流体の圧力を用いて電磁弁で信号圧を作り、その信号圧によって開閉弁を操作するため、電磁弁の比較的小さな磁力でもって開閉弁を確実に制御することができる。
したがって、この発明によれば、電磁弁をより小型化し、占有スペースの狭小化と製造コストのさらなる低減を図ることができる。

また、請求項２〜４に記載の発明によれば、いずれも比較的簡単な構成により、作動流体の給排制御によって内周側回転子と外周側回転子の相対位相を任意のタイミングで正確に変更することができるため、相対位相の変更制御の自由度を高めつつ、電動機の小型化を図ることができる。

以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。最初に、図１〜図８に示す第１の実施形態について説明する。

この実施形態の電動機１は、図１〜図４に示すように円環状の固定子２の内周側に回転子ユニット３が配置されたインナロータ型のブラシレスモータであり、例えばハイブリッド車や電動車両等の走行駆動源として用いられる。固定子２は複数相の固定子巻線２ａを有し、回転子ユニット３は軸芯部に回転軸４を有している。車両の走行駆動源として用いる場合には、電動機１の回転力はトランスミッション（図示せず）を介して車輪の駆動軸（図示せず）に伝達される。この場合、電動機１は車両の減速時に発電機として機能させれば、回生エネルギーとして蓄電器に回収することもできる。また、ハイブリッド車においては、電動機１の回転軸４をさらに内燃機関のクランクシャフト（図示せず）に連結することにより、内燃機関による発電にも利用することができる。

図６は、この電動機１を車両の走行駆動源として用いる場合の電動機１の制御系の一例を示すものである。この制御系では、電動機１の駆動作動および回生作動はコントローラ４０から出力される制御指令を受けてパワードライブユニット４１（以下、「ＰＤＵ４１」と呼ぶ）により行われる。
ＰＤＵ４１は、トランジスタのスイッチング素子がブリッジ接続されたブリッジ回路を用いてパルス幅変調（ＰＷＭ）を行うＰＷＭインバータを備えるとともに、電動機１と電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ４２に接続されている。
ＰＤＵ４１は、電動機１の駆動時等においてコントローラ４０から入力されるスイッチング指令であるゲート信号（つまり、ＰＷＭ信号）に基づき、ＰＷＭインバータにおいて各相毎に対を成す各トランジスタのオン（導通）／オフ（遮断）状態を切り換えることによって、バッテリ４２から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、電動機１の固定子巻線２ａへの通電を順次転流させることによって、各相の固定子巻線２ａに交流のＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗを通電する。

回転子ユニット３は、図１〜図４に示すように、円環状の外周側回転子５と、この外周側回転子５の内側に同軸に配置される円環状の内周側回転子６を備え、外周側回転子５と内周側回転子６が設定角度の範囲で回動可能とされている。

外周側回転子５と内周側回転子６は、回転子本体である円環状のロータ鉄心７，８が例えば焼結金属によって形成され、その各ロータ鉄心７，８の外周側に偏寄した位置に、複数の磁石装着スロット７ａ，８ａが円周方向等間隔に形成されている。各磁石装着スロット７ａ，８ａには、厚み方向に磁化された２つの平板状の永久磁石９，９が並列に並んで装着されている。同じ磁石装着スロット７ａ，８ａ内に装着される２つの永久磁石９，９は同方向に磁化され、各隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａ、及び、８ａ，８ａに装着される永久磁石９の対同士は磁極の向きが逆向きになるように設定されている。即ち、各回転子５，６においては、外周側がＮ極とされた永久磁石９の対と、Ｓ極とされた永久磁石９の対が円周方向に交互に並んで配置されている。なお、各回転子５，６の外周面の隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａ、及び、８ａ，８ａの各間には、永久磁石９の磁束の流れを制御するための切欠き部１０が回転子５，６の軸方向に沿って形成されている。

外周側回転子５と内周側回転子６の磁石装着スロット７ａ，８ａは夫々同数設けられ、両回転子５，６の永久磁石９…が夫々１対１で対応するようになっている。したがって、外周側回転子５と内周側回転子６の各磁石装着スロット７ａ，８ａ内の永久磁石９の対を互いに同極同士で対向させる（異極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態（図４，図５（ｂ）参照）を得ることができるとともに、外周側回転子５と内周側回転子６の各磁石装着スロット７ａ，８ａ内の永久磁石９の対を互いに異極同士で対向させる（同極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態（図２，図５（ａ）参照）を得ることができる。

また、回転子ユニット３は、外周側回転子５と内周側回転子６を相対回動させるための回動機構１１を備えている。この回動機構１１は、両回転子５，６の相対位相を任意に変更するための位相変更手段１２の一部を構成するものであり、非圧縮性の作動流体である作動液の圧力によって操作されるようになっている。位相変更手段１２は、上記の回動機構１１と、この回動機構１１に供給する作動液の圧力を制御する図７に示す油圧制御装置１３と、を主要な要素として構成されている。

回動機構１１は、図１〜図４に示すように回転軸４の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されるベーンロータ１４（第１部材）と、ベーンロータ１４の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング１５（第２部材）とを備え、この環状ハウジング１５が内周側回転子６の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、ベーンロータ１４が、環状ハウジング１５と内周側回転子６の両側の側端部を跨ぐ円板状の一対のドライブプレート１６，１６（第１部材）を介して外周側回転子５に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ１４は回転軸４と外周側回転子５に一体化され、環状ハウジング１５は内周側回転子６に一体化されている。

ベーンロータ１４は、回転軸４にスプライン嵌合される円筒状のボス部１７の外周に、径方向外側に突出する複数のベーン１８が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング１５は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部１９が設けられ、この各凹部１９にベーンロータ１４の対応するベーン１８が収容配置されるようになっている。各凹部１９は、ベーン１８の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁２０と、隣接する凹部１９，１９同士を隔成する略三角形状の仕切壁２１によって構成され、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動時に、ベーン１８が一方の仕切壁２１と他方の仕切壁２１の間を変位し得るようになっている。この実施形態の場合、仕切壁２１はベーン１８と当接することにより、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動を規制するストッパとしても機能する。なお、各ベーン１８の先端部と仕切壁２１の先端部には、軸方向に沿うようにシール部材２２が設けられ、これらのシール部材２２によってベーン１８と凹部１９の底壁２０、仕切壁２１とボス部１７の外周面の各間が液密にシールされている。

また、内周側回転子６に固定される環状ハウジング１５のベース部１５ａは一定厚みの円筒状に形成されるとともに、図１に示すように内周側回転子６や仕切壁２１に対して軸方向外側に突出している。このベース部１５ａの外側に突出した各端部は、ドライブプレート１６に形成された環状のガイド溝１６ａに摺動自在に保持され、環状ハウジング１５と内周側回転子６が、外周側回転子５や回転軸４にフローティング状態で支持されるようになっている。

外周側回転子５とベーンロータ１４を連結する両側のドライブプレート１６，１６は、環状ハウジング１５の両側面（軸方向の両端面）に摺動自在に密接し、環状ハウジング１５の各凹部１９の側方を夫々閉塞する。したがって、各凹部１９は、ベーンロータ１４のボス部１７と両側のドライブプレート１６，１６によって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、作動液が導入される導入空間２３となっている。各導入空間２３内は、ベーンロータ１４の対応する各ベーン１８によって夫々２室に隔成され、一方の部屋が進角側作動室２４、他方の部屋が遅角側作動室２５とされている。進角側作動室２４は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室２５は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、図２，図４中の矢印Ｒで示す電動機１の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、電動機１の回転方向Ｒと逆側に進めることを言うものとする。

また、各進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排は回転軸４を通して行われるようになっている。具体的には、進角側作動室２４は、図７に示す油圧制御装置１３の進角側給排通路２６に接続され、遅角側作動室２５は同油圧制御装置１３の遅角側給排通路２７に接続されているが、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７の一部は、図１に示すように、夫々回転軸４に軸方向に沿って形成させた通路孔２６ａ，２７ａによって構成されている。そして、各通路孔２６ａ，２７ａの端部は、回転軸４の外周面の軸方向にオフセットした２位置に形成された環状溝２６ｂと環状溝２７ｂに夫々接続され、その各環状溝２６ｂ，２７ｂは、ベーンロータ１４のボス部１７に略半径方向に沿って形成された複数の導通孔２６ｃ…，２７ｃ…に接続されている。進角側給排通路２６の各導通孔２６ｃは環状溝２６ｂと各進角側作動室２４とを接続し、遅角側給排通路２７の各導通孔２７ｃは環状溝２７ｂと各遅角側作動室２５とを接続している。

ここで、この実施形態の電動機１の場合、内周側回転子６が外周側回転子５に対して最遅角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９が異極同士で対向して強め界磁の状態（図２，図５（ａ）参照）になり、内周側回転子６が外周側回転子５に対して最進角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９が同極同士で対向して弱め界磁の状態（図４，図５（ｂ）参照）になるように設定されている。
なお、この電動機１は、進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排制御によって、強め界磁の状態と弱め界磁の状態を任意に変更し得るものであるが、こうして磁界の強さが変更されると、それに伴って誘起電圧定数が変化し、その結果、電動機１の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数が大きくなると、電動機１として運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に、弱め界磁によって誘起電圧定数が小さくなると、電動機１の出力可能な最大トルクは減少するものの、運転可能な許容回転速度は上昇する。

一方、油圧制御装置１３は、図７に示すように、オイルタンク（図示せず）から作動液を吸い上げて通路に吐出するオイルポンプ３２（流体供給源）と、このオイルポンプ３２から吐出された作動液の油圧を調整して高圧のライン通路３３に導入し、余剰分の作動液を各種機器の潤滑や冷却のための低圧通路３４に流出させるレギュレータバルブ３５と、ライン通路３３に導入された作動液を進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７に振り分けるとともに、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７で不要な作動液をドレン通路３６に排出する流路切換弁３７とを備えている。
レギュレータバルブ３５は、ライン通路３３の圧力を制御圧として受け、反力スプリング３８とのバランスによって作動液の振り分けを行う。
また、流路切換弁３７は、制御スプール３７ａを進退操作する電磁ソレノイド３７ｂを有し、この電磁ソレノイド３７ｂがコントローラ４０によって制御されるようになっている。

また、油圧制御装置１３は、さらに、ライン通路３３の流路切換弁３７の上流位置から流路切換弁３７を迂回して進角側給排通路２６に接続される進角側バイパス通路４５と、ライン通路３３の流路切換弁３７の上流位置から流路切換弁３７を迂回して遅角側給排通路２７に接続される遅角側バイパス通路４６と、進角側バイパス通路４５と遅角側バイパス通路４６に夫々介装されて各通路４５，４６を開閉する常閉型の開閉弁４７Ａ，４７Ｂと、この各開閉弁４７Ａ，４７Ｂを開閉作動させる信号圧を作る電磁弁４８Ａ，４８Ｂと、ソレノイドのオン作動によってレギュレータバルブ３５の反力室４９にライン通路３３の圧力を導入するバルブ固定用の電磁弁５０を備えている。

各バイパス通路４５，４６の電磁弁４８Ａ，４８Ｂは、対応する開閉弁４７Ａ，４７Ｂに導通する信号ポートＰ１と、ライン通路３３に導通する圧力導入ポートＰ２と、ドレン通路４４に導通するドレンポートＰ３とを有し、コントローラ４０（図６参照）から制御信号（オン・オフ信号）を受けて、信号ポートＰ１を圧力導入ポートＰ２とドレンポートＰ３に選択的に導通させる。具体的には、各電磁弁４８Ａ，４８Ｂは、通常時にはオフにされ、信号ポートＰ１をドレンポートＰ３に導通させて対応する開閉弁４７Ａ，４７Ｂを閉状態に維持しており、コントローラ４０からオン信号が入力されると、信号ポートＰ１を圧力導入ポートＰ２に導通させ、対応する開閉弁４７Ａ，４７Ｂを開作動させる。

また、レギュレータバルブ３５の反力室４９は、ライン通路３３からの導入圧を反力スプリング３８の付勢方向と同方向の力としてレギュレータバルブ３５に作用させるものであり、バルブ固定用の電磁弁５０のオン・オフ作動によってライン通路３３の圧力の導入と遮断が制御されるようになっている。電磁弁５０は、反力室４９に導通する信号ポートＰ４と、ライン通路３３に導通する圧力導入ポートＰ５と、ドレン通路４４に導通するドレンポートＰ６とを有し、前記の電磁弁４８Ａ，４８Ｂと同様にコントローラ４０（図６参照）から制御信号（オン・オフ信号）を受けて、信号ポートＰ４を圧力導入ポートＰ５とドレンポートＰ６に選択的に導通させる。具体的には、電磁弁５０は、通常時にはオフにされ、信号ポートＰ４をドレンポートＰ６に導通させて反力室４９を大気圧状態に維持しており、コントローラ４０からオン信号が入力されると、信号ポートＰ４を圧力導入ポートＰ５に導通させて反力室４９にライン通路３３の圧力を導入する。レギュレータバルブ３５は、こうして反力室４９に圧力が導入されると、ライン通路３３の圧力に応じたスプール制御を実質的に無効し、低圧通路３４を完全に遮断する（全流量をライン通路３３に導入する）固定状態に切り換える。

以上説明した電磁弁４８Ａ，４８Ｂとバルブ固定用の電磁弁５０は、電動機１の通常の位相変更時にはオフにされ、コントローラ４０が急激な位相変更が必要と判断した場合（急激な位相変更を要求した場合）、例えば、車両の急加速や急減速時、低温環境下で作動液の粘性抵抗が高いとき（位相変更要求に作動液の流れが追いつかないとき）等にオン操作される。

ここで、図６に示すコントローラ４０の構成について説明する。

コントローラ４０は、回転直交座標をなすｄｑ座標上で電流のフィードバック制御を行うものであり、例えば運転者のアクセル操作に係るアクセル開度等に応じて設定されるトルク指令Ｔｑに基づきｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃを演算し、ｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃに基づいて各相出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを算出し、各相出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに応じてＰＤＵ４１にゲート信号であるＰＷＭ信号を出力するとともに、実際にＰＤＵ４１から電動機１に供給される各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの何れか２つの相電流をｄｑ座標上の電流に変換して得たｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、ｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃとの各偏差がゼロとなるように電流制御を行う。

また、このコントローラ４０は、トルク指令Ｔｑ等の要求指令と、実際の両回転子６，５の位相差のフィードバック値に基づいて、位相変更を行うべく油圧制御装置１３（流路切換弁３７の電磁ソレノイド３７ｂ）の制御を行い、さらに、位相制御の指令値θｃとフィードバック値θ_０の差が設定許容範囲から外れる場合には、急激な位相変更の要求があったものと判定して油圧制御装置１３に対して付加的な制御（電磁弁４８Ａ，４８Ｂ，５０のオン制御）を行う。

コントローラ４０は、具体的には、目標電流設定部５１と、電流偏差算出部５２と、界磁制御部５３と、電力制御部５４と、電流制御部５５と、ｄｑ−３相変換部５６と、ＰＷＭ信号生成部５７と、フィルタ処理部５８と、３相−ｄｑ変換部５９と、回転数演算部６０と、誘起電圧定数指令出力部８３と、誘起電圧常数算出部８２と、誘起電圧定数差分算出部８４と、位相制御部６２と、要求位相差算出部６３と、変更要求判定部６４と、第２の位相制御部６５とを備えている。

そして、コントローラ４０には、ＰＤＵ４１から電動機１に出力される３相の各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうち、２相のＵ相電流ＩｕおよびＷ相電流Ｉｗを検出する各電流センサ７１，７１から出力される各検出信号Ｉｕｓ，Ｉｗｓと、バッテリ４２の端子電圧（電源電圧）ＶＢを検出する電圧センサ７２から出力される検出信号と、電動機１の回転子ユニット３の回転角θＭ（つまり、所定の基準回転位置からの回転子ユニット３の磁極の回転角度）を検出するレゾルバ７３（回転センサ）から出力される検出信号と、外部の制御装置（図示略）から出力されるトルク指令ＴｑおよびトランスミッションＴ／Ｍの変速比に対する制御指令である変速指令および車両の駆動状態（例えば、前輪駆動状態や総輪駆動状態等）に対する制御指令である駆動輪選択指令とが入力される。

目標電流設定部５１は、例えば外部の制御装置（図示略）から入力されるトルク指令Ｔｑ（例えば、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量に応じて必要とされるトルクを電動機１に発生させるための指令値）と、回転数演算部６０から入力される電動機１の回転数ＮＭと、誘起電圧定数Ｋｅとに基づき、ＰＤＵ４１から電動機１に供給される各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを指定するための電流指令を演算しており、この電流指令は、回転する直交座標上でのｄ軸目標電流Ｉｄｃ及びｑ軸目標電流Ｉｑｃとして電流偏差算出部５２へ出力されている。
この回転直交座標をなすｄｑ座標は、例えば回転子ユニット３の永久磁石９による界磁極の磁束方向をｄ軸（界磁軸）とし、このｄ軸と直交する方向をｑ軸（トルク軸）としており、電動機１の回転位相に同期して回転している。これにより、ＰＤＵ４１から電動機１の各相に供給される交流信号に対する電流指令として、直流的な信号であるｄ軸目標電流Ｉｄｃおよびｑ軸目標電流Ｉｑｃを与えるようになっている。

電流偏差算出部５２は、界磁制御部５３から入力されるｄ軸補正電流が加算されたｄ軸目標電流Ｉｄｃと、ｄ軸電流Ｉｄとの偏差ΔＩｄを算出するｄ軸電流偏差算出部５２ａと、電力制御部５４から入力されるｑ軸補正電流が加算されたｑ軸目標電流Ｉｑｃと、ｑ軸電流Ｉｑとの偏差ΔＩｑを算出するｑ軸電流偏差算出部５２ａとを備えて構成されている。
なお、界磁制御部５３は、例えば電動機１の回転数ＮＭの増大に伴う逆起電圧の増大を抑制するためにロータ２３の界磁量を等価的に弱めるようにして電流位相を制御する弱め界磁制御の弱め界磁電流に対する目標値をｄ軸補正電流として出力する。
また、電力制御部５４は、例えばバッテリ１８の残容量等に応じた適宜の電力制御に応じてｑ軸目標電流Ｉｑｃを補正するためのｑ軸補正電流を出力する。

電流制御部５５は、例えばモータ回転数ＮＭに応じたＰＩ（比例積分）動作により、偏差ΔＩｄを制御増幅してｄ軸電圧指令値Ｖｄを算出し、偏差ΔＩｑを制御増幅してｑ軸電圧指令値Ｖｑを算出する。

ｄｑ−３相変換部５６は、回転数演算部６０から入力されるロータの回転角θＭを用いて、ｄｑ座標上でのｄ軸電圧指令値Ｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑを、静止座標である３相交流座標上での電圧指令値であるＵ相出力電圧Ｖｕ、Ｖ相出力電圧ＶｖおよびＷ相出力電圧Ｖｗに変換する。

ＰＷＭ信号生成部５７は、例えば、正弦波状の各相出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、三角波からなるキャリア信号と、スイッチング周波数とに基づくパルス幅変調により、ＰＤＵ１３のＰＷＭインバータの各スイッチング素子をオン／オフ駆動させる各パルスからなるスイッチング指令であるゲート信号（つまり、ＰＷＭ信号）を生成する。

フィルタ処理部５８は、各電流センサ７１，７１により検出された各相電流に対する検出信号Ｉｕｓ，Ｉｗｓに対して、高周波成分の除去等のフィルタ処理を行い、物理量としての各相電流Ｉｕ，Ｉｗを抽出する。

３相−ｄｑ変換部５９は、フィルタ処理部５８により抽出された各相電流Ｉｕ，Ｉｗと、回転数演算部６０から入力される回転子ユニット３の回転角θＭとにより、電動機１の回転位相による回転座標すなわちｄｑ座標上でのｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑを算出する。

回転数演算部６０は、レゾルバ７３から出力される検出信号から電動機１の回転子ユニット３の回転角θＭを抽出するとともに、この回転角θＭに基づき、電動機１の回転数ＮＭを算出する。

誘起電圧定数指令出力部８３は、例えばトルク指令Ｔｑと、電動機１の回転数ＮＭと、変速指令と、駆動輪選択指令とに基づいて誘起電圧定数指令値Ｋｅｃ（誘起電圧定数指令）を出力する。

誘起電圧常数算出部８２は、内周側回転子６と外周側回転子５の相対位相を検出する位相検出器８１から検出値θ_０を受けて実際の電動機１の誘起電圧定数Ｋｅを算出する。ここで算出した誘起電圧定数Ｋｅは、目標電流設定部５１に入力されるとともに、誘起電圧定数差分算出部８４に入力される。なお、位相検出器８１としては、例えば進角側給排通路２６（進角側作動室２４）と遅角側給排通路２７（遅角側作動室２５）の差圧を検出するセンサや、内周側回転子６と外周側回転子５の位相差を直接的に検出するセンサ等を用いることができる。

誘起電圧定数差分算出部８４は、誘起電圧定数指令出力部８３から出力された誘起電圧定数指令値Ｋｅｃと、誘起電圧常数算出部８２で求めた実際の誘起電圧定数Ｋｅとの偏差を算出し、そこで算出した誘起電圧定数の偏差ΔＫｅを位相制御部６２に出力する。

位相制御部６２は、誘起電圧定数の偏差ΔＫｅに応じた位相指令値θｃを算出し、その位相指令値θｃを油圧制御装置１３の流路切換弁３７（電磁ソレノイド３７ｂ）に出力する。

要求位相差算出部６３は、位相制御部６２から出力される位相指令値θｃと、位相検出器８１から出力された検出値θ_０との差分Δθを算出し、変更要求判定部６４は、要求位相差算出部６３で算出した差分Δθが設定許容値の範囲から外れるかどうかを判定する。
第２の位相制御部６５は、変更要求判定部６４で差分Δθが設定許容値の範囲から外れると判定したときに、油圧制御装置１３の電磁弁４８Ａ，４８Ｂ，５０に制御信号（オン信号）を出力する。

変更要求判定部６４と第２の位相制御部６５での制御のフローは、例えば図８に示すようになる。以下、このフローについて説明するが、このフローにおいては、内周側回転子６が進角側から遅角側に進む向きを正の向きと考えるものとする。
まず、ステップＳ１において、位相指令値θｃと実際の位相検出値θ_０との差分Δθを読み込み、つづくステップＳ２において、差分Δθが上限側の位相差設定値θ１（プラスの値）よりも大きいかどうかを判定し、位相差設定値θ１よりも大きい場合にはステップＳ３に進み、大きくない場合にはステップＳ４に進む。
ステップ３に進んだ場合には、内周側回転子６が遅角方向に制御され、かつ、位相指令値θｃと現在の位相との乖離幅が設定許容幅から外れる（つまり、遅角方向の位相変更要求が急激である）ため、図７に示す電磁弁５０と電磁弁４８Ｂにオン信号を出力する。これにより、レギュレータバルブ３５が固定されるとともに、遅角側バイパス通路４６が開かれる。
また、ステップＳ４に進んだ場合には、さらに差分Δθが下限側の位相差設定値θ２（マイナスの値）よりも小さいかどうかを判定し、位相差設定値θ２よりも小さい場合にはステップＳ５に進み、小さくない場合にはリターンする。
ステップＳ４に進んだ場合には、内周側回転子６が進角方向に制御され、かつ、位相指令値θｃと現在の位相との乖離幅が設定許容幅から外れる（つまり、進角方向の位相変更要求が急激である）ため、図７に示す電磁弁５０と電磁弁４８Ａにオン信号を出力する。これにより、レギュレータバルブ３５が固定されるとともに、進角側バイパス通路４５が開かれる。

つづいて、電動機１の位相変更の作動について説明する。
電動機１の位相が強め界磁側に変更される場合には、コントローラ４０による指令によって図７に示す流路切換弁３７が制御され、ライン通路３３の作動液が流路切換弁３７と遅角側給排通路２７を通して遅角側作動室２５に供給され、進角側作動室２４の作動液が進角側給排通路２６と流路切換弁３７を通してドレン通路３６に排出される。これにより、図１〜図４に示す内周側回転子６と環状ハウジング１５は、外周側回転子５とベーンロータ１４に対して遅角側に相対回動し、電動機１は、両回転子５，６の永久磁石９が異極面同士で対向する強め界磁方向に位相変更される。

また、このように電動機１が強め界磁側に位相変更されるときに、位相変更要求が急激である場合には、前述のようにコントローラ４０による指令によって電磁弁５０と電磁弁４８Ｂがオン操作され、レギュレータバルブ３５が低圧通路３４を閉じた状態に固定されるとともに遅角側バイパス通路４６が開かれる。これにより、オイルポンプ３２側から供給される作動液がライン通路３３の流路切換弁３７側のメイン通路と遅角側バイパス通路４６とに分流され、大流量でもって遅角側作動室２５に供給される。したがって、電動機１は、この結果、迅速に強め界磁側に位相変更される。

一方、電動機１の位相が弱め界磁側に変更される場合には、コントローラ４０による指令によって流路切換弁３７が制御され、ライン通路３３の作動液が流路切換弁３７と進角側給排通路２６を通して進角側作動室２４に供給され、遅角側作動室２５の作動液が遅角側給排通路２７と流路切換弁３７を通してドレン通路３６に排出される。これにより、環状ハウジング１５がベーンロータ１４に対して遅角側に相対回動し、電動機１は、両回転子５，６の永久磁石９が同極面同士で対向する弱め界磁方向に位相変更される。

また、この場合も、位相変更要求が急激であるときには、電磁弁５０と電磁弁４８Ａがオン操作され、レギュレータバルブ３５が低圧通路３４を閉じた状態に固定されるとともに進角側バイパス通路４６が開かれる。これにより、オイルポンプ３２側から供給される作動液が流路切換弁３７側のメイン通路と進角側バイパス通路４５とに分流され、大流量でもって進角側作動室２４に供給される。電動機１は、この結果、迅速に弱め界磁側に位相変更される。

以上のように、この電動機１においては、位相変更の要求に応じて流路切換弁３７が進角側作動室２４と遅角側作動室２５に作動液の給排制御を行い、位相変更の要求が急激である場合には、電磁弁４８Ａ或いは４８Ｂによって対応するバイパス通路４５，４６を開き、作動室２４，２５に導入する作動液の流量を増大させることができるため、流路面積の大きい大型の電磁弁（流路切換弁）を用いることなく、回転子ユニット３の位相を任意のタイミングで自由に変更でき、しかも、急激な位相変更の要求にも速やかに対応することができる。

また、この電動機１の場合、バイパス通路４５，４６の開閉を制御する電磁弁４８Ａ，４８Ｂは、直接バイパス通路４５，４６を開閉するのではなく、電磁弁４８Ａ，４８Ｂによってライン通路３３の圧力を信号圧として開閉弁４７Ａ，４７Ｂに作用させるため、比較的磁力の弱い小型のものを採用することができる。したがって、電動機１のシステムの小型化と製造コストの低減を図ることができる。

さらに、この実施形態の電動機１の場合、バルブ固定用の電磁弁５０が設けられているため、急激な位相変更要求時にバイパス通路４５或いは４６を開いて作動室２４，２５の導入流量を急増させる場合に、ライン通路３３での充分な供給流量を安定的に維持することができる。

なお、以上で説明した実施形態においては、バイパス通路４５，４６と、これに対応する開閉弁４７Ａ，４７Ｂや電磁弁４８Ａ，４８Ｂを遅角側と進角側の両方に設けたが、これらは車両の仕様等に応じて進角側と遅角側のいずれか一方側にのみ設けるようにしても良い。この場合、バルブ固定用の電磁弁は開閉弁を操作するための電磁弁と共用させことができる。

図９，図１０は、この発明の第２の実施形態と第３の実施形態を夫々示すものである。
これらの実施形態の電動機１は、いずれも位相変更手段１２の回動機構１１１，２１１の構成が第１の実施形態のものと異なっており、他の構成は第１の実施形態のものとほぼ同様とされている。したがって、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略するものとする。

図９に示す第２の実施形態の回動機構１１１は、回転軸４の外面に一体回転可能にスプライン嵌合されたボビン状の内筒部材１１２（第１部材）と、内筒部材１１２の外周側に配置された円筒状の外筒部材１１３（第２部材）とを備え、この外筒部材１１３が内周側回転子６の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、内筒部材１１２の軸方向外側の両側壁１１２ａ，１１２ａが、外筒部材１１３と内周側回転子６の両側の側端部を跨ぐ一対のドライブプレート１１４，１１４（第１部材）を介して外周側回転子５に一体に結合されている。この回動機構１１１の場合、内筒部材１１２は回転軸４と外周側回転子５に一体化され、外筒部材１１３は内周側回転子６に一体化されている。

内筒部材１１２の両側壁１１２ａの外周面には外筒部材１１３が摺動自在に嵌合され、内筒部材１１２と外筒部材１１３の間に、作動液が導入される円筒状の導入空間１１５が形成されている。外筒部材１１３の内周面の軸方向略中間位置には、径方向内側に突出する肉厚部１１３ａ（筒部）が形成され、この肉厚部１１３ａの内周面と内筒部材１１２の軸部１１２ｂの略半部（図中左側領域）の外周面には夫々逆向きのヘリカルスプライン１１６，１１７が形成されている。そして、内筒部材１１２の軸部１１２ａと外筒部材１１３の間には、両者の内周と外周の各ヘリカルスプライン１１７，１１６に係合されるリングギヤ１１８が介装されている。なお、リングギヤ１１８の内周面と外周面には内筒部材１１２と外筒部材１１３のヘリカルスプライン１１７，１１６に噛合されるヘリカルスプラインが形成されているが、これらのヘリカルスプラインは図中符号を省略するものとする。

また、リングギヤ１１８は一端が封止壁１１９で連結された二重円筒状に形成され、リングギヤ１１８の封止壁１１９のある側の外周壁の一端は筒状に延出し、その延出端には径方向外側に突出するフランジ部１２０が設けられている。このフランジ部１２０の外周面は、外筒部材１１３のヘリカルスプライン１１６の形成されていない略半部の内周面にシールリング１２１を介して摺動自在に嵌合されている。このリングギヤ１１８の一端の封止壁１１９からフランジ部１２０にかけては導入空間１１５内を前後２室に隔成するピストン１２２を構成し、こうしてピストン１２２で隔成された一方の部屋が進角側作動室２４、他方の部屋が遅角側作動室２５とされている。そして、進角側作動室２４と遅角側作動室２５は、内筒部材１１２から回転軸４に亘って形成された進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７に夫々接続されている。進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７は第１の実施形態と同様の油圧制御装置（図示省略）に接続されている。

この実施形態の回動機能１１１の場合、進角側作動室２４と遅角側作動室２５の一方に作動液が供給されて他方から作動液が排出されると、ピストン１２２を含むリングギヤ１１８が前後の差圧に応じて導入空間１１５内を一方から他方に移動し、このとき、リングギヤ１１８にヘリカルスプライン１１７，１１６で係合される内筒部材１１２と外筒部材１１３が一方に相対回転して、内周側回転子６を外周側回転子５に対して進角側若しくは遅角側に回転させる。また、逆に、進角側作動室２４と遅角側作動室２５の他方に作動液が供給されて一方から作動液が排出された場合には、ピストン１２２を含むリングギヤ１１８が前後の差圧に応じて導入空間１１５内を他方から一方に移動し、同様にして内周側回転子６を外周側回転子５に対して遅角側若しくは進角側に回転させる。

この回動機構１１１の場合、簡単な構造でありながら油圧制御装置によって制御された油圧によって内周側回転子５と外周側回転子６とを所望の位置に確実に相対回動させることができる。
なお、ここで説明した図９に示す実施形態においては、導入空間１１５を２室に隔成するピストン１２２がリングギヤ１１８と一体に形成されているが、ピストンとリングギヤは夫々別体で形成し、両者を連結部材で結合するようにしても良い。

また、図１０に示す第３の実施形態の回動機構２１１は、回転軸４の外面に一体回転可能にスプライン嵌合された内側ブロック２１２（第１部材）と、この内側ブロック２１２の外周側に配置される略筒状の外側ブロック２１３（第２部材）とを備え、この外側ブロック２１３が内周側回転子６の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、内側ブロック２１２の軸方向の端部が、外側ブロック２１３と内周側回転子６の側端部を跨ぐ図示しないドライブプレート（第１部材）を介して外周側回転子５に一体に結合されている。この回動機構２１１の場合、内側ブロック２１２は回転軸４と外周側回転子５に一体化され、外側ブロック２１３は内周側回転子６に一体化されている。

内側ブロック２１２には、径方向外側に張り出す一対のアーム部２１２ａが設けられ、この各アーム部２１２ａの先端に、回転軸４を中心とする円周の略接線方向に沿い互いに相反する回転方向に開口する第１のシリンダ２１４と第２のシリンダ２１５が形成されている。そして、両アーム部２１２ａの第１のシリンダ２１４と第２のシリンダ２１５には第１のピストン２１６と第２のピストン２１７が進退自在に嵌合され、これらの各シリンダ２１４，２１５には対応するピストン２１６，２１７を進退作動させるための作動液が給排されるようになっている。第１のシリンダ２１４は電動機１の主回転方向に向かって開口して、第１のピストン２１６との間で進角側作動室２４を形成し、第２シリンダ２１５は主回転方向と逆向きに開口して、第２のピストン２１７との間で遅角側作動室２５を形成している。そして、進角側作動室２４と遅角側作動室２５は、内側ブロック２１２から回転軸４に亘って形成された給排通路（図においては、遅角側給排通路２７のみ示す）を介して第１の実施形態と同様の油圧制御装置に接続されている。また、各ピストン２１６，２１７は頂部２１６ａ，２１７ａが封止された略円筒状に形成され、頂部２１６ａ，２１７ａの外側面が球面状に形成されている。

一方、外側ブロック２１３は、内周側回転子６に嵌合固定される円筒状のベース部２１３ａと、このベース部２１３ａの内周面から径方向内側に膨出する一対の***部２１３ｂ，２１３ｂが設けられている。各***部２１３ｂには、回転軸４の略半径方向に沿い、内側ブロック２１２の第１のピストン２１６の頂部２１６ａに当接する第１の荷重伝達壁２１８と、同様に回転軸４の半径方向に沿い、内側ブロック２１２の第２のピストン２１７の頂部２１７ａに当接する第２の荷重伝達壁２１９が形成されている。

この実施形態の場合、例えば、進角側作動室２４に作動液が供給されて遅角側作動室２５から作動液が排出されると、図１０に示すように内側ブロック２１２の第１のピストン２１６が突出する一方で第２のピストン２１７が後退し、このとき、第１のピストン２１６が外側ブロック２１３の第１の荷重伝達壁２１８を押圧し、外側ブロック２１３を内側ブロック２１２に対して進角方向に回転させる。これにより、外側ブロック２１３と一体の内周側回転子６が、内側ブロック２１２と一体の外周側回転子５に対して進角方向に回転する。また、この状態から逆に遅角側作動室２５に作動液が供給されて進角側作動室２４から作動液が排出されると、第２のピストン２１７が突出する一方で第１のピストン２１６が後退し、第２のピストン２１７が外側ブロック２１３の第２の荷重伝達壁２１９を押圧することによって内側回転子６を外側回転子５に対して遅角方向に回転させる。

この回動機構２１１の場合にも、やはり簡単な構造でありながら、油圧によって内周側回転子５と外周側回転子６とを確実に相対回動させることができる。

なお、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の第１の実施形態の電動機の要部断面図。 同実施形態の電動機の最遅角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図。 同実施形態の電動機の回転子ユニットの分解斜視図。 同実施形態の電動機の最進角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図。 内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石とが同極配置された強め界磁状態を模式的に示す図（ａ）と、内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石とが異極配置された弱め界磁状態を模式的に示す図（ｂ）を併せて記載した図。 同実施形態の位相変更手段の制御系の概略構成図。 同実施形態の位相変更手段の油圧回路図。 同実施形態の位相変更制御のフローの一部を示すフローチェート。 この発明の第２の実施形態の電動機の要部断面図。 この発明の第３の実施形態の電動機の要部断面図。

符号の説明

１…電動機
５…外周側回転子
６…内周側回転子
９…永久磁石
１２…位相変更手段
１４…ベーンロータ（第１部材）
１５…環状ハウジング（第２部材）
１６…ドライブプレート（第１部材）
１８…ベーン
２３…導入空間
２４…進角側作動室
２５…遅角側作動室
３２…オイルポンプ（流体供給源）
３７…流路切換弁
４５…進角側バイパス通路（バイパス通路）
４６…遅角側バイパス通路（バイパス通路）
４７Ａ，４７Ｂ…開閉弁
４８Ａ，４８Ｂ…電磁弁
６２…位相制御部（位相制御手段）
８１…位相検出器
１１２…内筒部材（第１部材）
１１２ａ…軸部
１１３…外筒部材（第２部材）
１１３ａ…肉厚部（筒部）
１１４…ドライブプレート（第１部材）
１１５…導入空間
１１８…リングギヤ
１２２…ピストン
２１２…内側ブロック（第１部材）
２１３…外側ブロック（第２部材）
２１４…第１のシリンダ
２１５…第２のシリンダ
２１６…第１のピストン
２１７…第２のピストン
２１８…第１の荷重伝達壁
２１８…第２の荷重伝達壁

Claims (5)

1. 円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、
   この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、
   前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、を備えた電動機であって、
   前記位相変更手段が、
   内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、
   内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室と、
   前記作動流体を供給する流体供給源と、
   位相変更の要求に応じて前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排の振り分けを行う流路切換弁と、
   前記流体供給源と進角側作動室の間と、前記流体供給源と遅角側作動室の間の少なくともいずれか一方に、前記流路切換弁を迂回するように設けられたバイパス通路と、
   このバイパス通路に介装された開閉弁と、
   前記相対的な位相の検出値を出力する位相検出器と、
   前記相対的な位相の指令値を出力する位相制御手段と、
   を備えており、
   前記位相変更手段は、前記相対的な位相の前記検出値と前記指令値との差分が所定範囲から外れた際に前記開閉弁を開くことを特徴とする電動機。
2. 前記外周側回転子と一体に回転する第１部材と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材の間に作動流体の導入空間が設けられ、
   前記第１部材と第２部材のうちの一方に、前記導入空間に摺動自在に配置されて前記導入空間内を２室に隔成するベーンが突設され、
   前記ベーンで隔成される２室によって前記進角側作動室と遅角側作動室が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、
   この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、
   前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、を備えた電動機であって、
   前記位相変更手段が、
   内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、
   内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室と、
   前記作動流体を供給する流体供給源と、
   位相変更の要求に応じて前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排の振り分けを行う流路切換弁と、
   前記流体供給源と進角側作動室の間と、前記流体供給源と遅角側作動室の間の少なくともいずれか一方に、前記流路切換弁を迂回するように設けられたバイパス通路と、
   このバイパス通路に介装された開閉弁と、を備え、
   前記外周側回転子と一体に回転する第１部材と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材のうちの一方に軸部が設けられるとともに、
   前記第１部材と第２部材のうちの他方に、前記軸部の外側を囲繞する筒部が設けられ、
   内周面と外周面が前記軸部と筒部に夫々ヘリカルスプライン係合するリングギヤが設けられ、
   前記第１部材と第２部材の間に作動流体の導入空間が設けられ、
   この導入空間に摺動自在に収容されて前記導入空間内を２室に隔成するピストンが設けられるとともに、
   このピストンが前記リングギヤと一体変位可能に連結され、
   前記ピストンで隔成される２室によって前記進角側作動室と遅角側作動室が構成されていることを特徴とする電動機。
4. 円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、
   この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、
   前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、を備えた電動機であって、
   前記位相変更手段が、
   内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、
   内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室と、
   前記作動流体を供給する流体供給源と、
   位相変更の要求に応じて前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排の振り分けを行う流路切換弁と、
   前記流体供給源と進角側作動室の間と、前記流体供給源と遅角側作動室の間の少なくともいずれか一方に、前記流路切換弁を迂回するように設けられたバイパス通路と、
   このバイパス通路に介装された開閉弁と、を備え、
   前記外周側回転子と一体に回転する第１部材と前記内周側回転子と一体に回転する第２部材のうちの一方に、回転軸線を中心とする円周の略接線方向に沿い互いに相反する回転方向に向く第１のシリンダと第２のシリンダが設けられるとともに、
   この第１のシリンダと第２のシリンダに第１のピストンと第２のピストンが夫々進退自在に設けられ、
   前記第１部材と第２部材のうちの他方に、前記両回転子の略半径方向に沿い夫々前記第１のピストンと第２のピストンの頂部に当接する第１の荷重伝達壁と第２の荷重伝達壁が設けられ、
   前記第１のシリンダと第１のピストンの間と、前記第２のシリンダと第２のピストンの間で前記進角側作動室と遅角側作動室が夫々構成されていることを特徴とする電動機。
5. 前記流体供給源から供給される作動流体の圧力の導入と排出を切り換えて信号圧を作る電磁弁を設け、この電磁弁で作られる信号圧によって前記開閉弁を開閉作動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機。

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