JP6929372B2 - 過給機 - Google Patents

Description

本発明は、過給機に関する。

過給機は、自動車などの内燃機関が吸入する空気の圧力を高める装置である。過給機は、従来では、排気を利用して回転力を得てこの回転力により空気を圧縮するものであったが、近年、モータを駆動することにより回転力を得る電動式の過給機も適用されている。例えば、特許文献１には、モータとして、スイッチトリラクタンスモータを用いた電動過給機が記載されている。スイッチトリラクタンスモータは、単相電流でなく二相電流や三相電流を用いて駆動される場合が多い。

特表２０１６−５０７２０８号公報

しかし、二相電流や三相電流などの複数相の電流でモータを駆動する場合、制御のための半導体スイッチの数が多くなり、サイズが大きくなってしまうおそれがある。特に、過給機はダウンサイジング化が求められているため、電動式の過給機を用いる際に、モータ及びインバータと接続される箇所のサイズを小さくすることが求められている。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、モータを用いた電動式の過給機において、サイズが大きくなることを抑制する過給機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る過給機は、ロータと、前記ロータを回転可能に収納する環状の部材であって、内周部から前記ロータヘ向けて径方向内側に突出する複数のステータ突出部を有するステータと、前記ステータ突出部同士の間に形成される複数のスロットのうちの一部のスロットである界磁スロットに設けられ、一定方向の磁界を発生させる界磁部と、前記複数のスロットのうちの他のスロットである電機子スロットに設けられる電機子コイルと、前記電機子コイルに単相の電流を印加させ、印加する前記単相の電流の方向を変化させることで前記電機子コイルから発生する磁界の方向を変化させて、前記ロータを回転させるインバータ及び制御部と、を有する磁束スイッチングモータと、前記ロータに取付けられて、前記ロータの回転に伴い回転することで気体を圧縮するホイールと、を有する。

この過給機は、単相式の磁束スイッチングモータを用いるものであるため、半導体スイッチの数が多くなることを抑制したり、電流供給部に対する接続箇所が多くなることを抑制したりすることができる。従って、この過給機は、サイズが大きくなることを抑制することができる。

前記過給機において、前記制御部は、前記ロータの回転を停止する指示を受けた際に、前記電機子コイルに、一定方向に流れる停止用電流を印加することで、前記ロータを、周方向において定められた複数の停止位置のうちいずれかに停止させることが好ましい。この過給機は、ロータの停止位置を定めることにより、サイズを抑制しつつ、ロータの回転を適切に行わせることができる。

前記過給機において、前記制御部は、前記ロータを始動する指示を受けた際に、前記電機子コイルに、前記停止用電流と反対方向の電流を印加して、前記ロータを始動させることが好ましい。この過給機は、停止位置まで導いた際と異なる方向の合成磁界を発生させることで、サイズを抑制しつつ、ロータの回転を適切に行わせることができる。

前記過給機において、前記界磁部は、永久磁石であることが好ましい。この過給機は、界磁部として永久磁石を用いることで、一定方向の磁界を適切に発生させることができる。

前記過給機において、前記界磁部は、一定方向の電流が印加される界磁コイルであることが好ましい。この過給機は、界磁部として一定方向の電流が印加される界磁コイルを用いることにより、一定方向の磁界を適切に発生させることができる。

前記過給機において、前記電機子コイルは、複数の前記ステータ突出部に波巻状に巻き掛けられていることが好ましい。この過給機は、波巻とすることで、サイズが大きくなることをより適切に抑制することができる。

本発明によれば、モータを用いた電動式の過給機において、サイズが大きくなることを抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る過給機の模式的な断面図である。 図２は、本実施形態に係るモータユニットの模式的な断面図である。 図３は、本実施形態に係る電機子コイルの構成を示す模式図である。 図４は、本実施形態に流れる電流を説明するための回路図の例を示す図である。 図５は、電機子コイルの磁界を変化させた場合の界磁磁界及び電機子磁界の変化を説明する説明図である。 図６は、ロータの回転を説明する模式図である。 図７は、本実施形態における停止時の制御を説明する模式図である。 図８は、本実施形態に係るロータの停止及び始動の制御を説明するフローチャートである。 図９は、界磁部の他の例を示す模式図である。 図１０は、ステータ突出部及びロータ突出部の他の例を示す模式図である。 図１１は、波巻の例を示す模式図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

（過給機の全体構成）
図１は、本実施形態に係る過給機の模式的な断面図である。本実施形態に係る過給機１は、電動過給機であり、電動モータによりコンプレッサを駆動することで、外部から空気を吸入して羽根車により加圧して圧縮空気とし、この圧縮空気を内燃機関などに供給する。

図１に示すように、過給機１は、磁束スイッチングモータ１０と、コンプレッサ１２と、インバータ１４とを有する。インバータ１４は、過給機１を搭載する車両のバッテリなどから直流電流を取得して、交流電流に変換する。磁束スイッチングモータ１０は、モータユニット２３を有する電動モータであり、インバータ１４からの交流電流により回転し、その回転をコンプレッサ１２に伝える。コンプレッサ１２は、磁束スイッチングモータ１０から伝えられた回転により、外部から気体（空気）を吸入して加圧し、その加圧した圧縮気体（圧縮空気）を、車両の内燃機関などに供給する。

図１に示すように、磁束スイッチングモータ１０は、ハウジング２０、２１と、回転軸２２と、モータユニット２３と、軸受３０、３２とを有する。ここで、回転軸２２の延在方向、すなわち軸方向を、方向Ｘとする。また、方向Ｘのうちの一方の方向を、方向Ｘ１とし、方向Ｘのうち他方の方向（方向Ｘ１の反対方向）を、方向Ｘ２とする。方向Ｘ１側が、インバータ１４側で、方向Ｘ２側が、コンプレッサ１２側である。

ハウジング２０は、モータユニット２３と、インバータ１４とを収納する。ハウジング２０は、方向Ｘ１側に閉塞部２０Ａが設けられ、方向Ｘ２側に開口部２０Ｂが形成された円筒中空形状をなしている。閉塞部２０Ａは、壁状となっており、中心に開口部２０Ｃが開口している。また、ハウジング２０は、閉塞部２０Ａよりも方向Ｘ１側に、収容部２０Ｄが設けられている。

ハウジング２１は、円板形状をなし、ハウジング２０の開口部２０Ｂに装着され、複数のボルトにより、ハウジング２０に固定されている。ハウジング２１は、中心に開口２１Ａが開口している。

回転軸２２は、中心軸ＡＸを中心軸として、Ｘ方向に延在する軸状のシャフトである。回転軸２２は、Ｘ１方向側の端部が、ハウジング２０の開口部２０Ｃ内に配置されており、開口部２０Ｃ内で、軸受３０に回転可能に支持されている。回転軸２２は、Ｘ２方向側の端部が、ハウジング２１の開口２１Ａから、方向Ｘ２側に突出している。回転軸２２は、開口２１Ａ内において、軸受３２に回転可能に支持されている。

モータユニット２３は、ハウジング２０内において、閉塞部２０Ａと開口部２０Ｂとの間に配置されている。モータユニット２３は、ステータ２４及びロータ２６を有する。ステータ２４は、リング状の部材であり、ハウジング２０内において、閉塞部２０Ａと開口部２０Ｂとの間に配置されている。ロータ２６は、ステータ２４の内周よりも径方向内側に設けられている。ロータ２６は、中心の開口に回転軸２２が固定された状態で挿通されており、回転軸２２と一体となって回転可能となっている。モータユニット２３は、インバータ１４からの電流（交流電流）により、ロータ２６が、中心軸ＡＸを回転軸として回転する。回転軸２２は、ロータ２６と共に、中心軸ＡＸを回転軸として回転する。モータユニット２３の詳細な構成については、後述する。

コンプレッサ１２は、ハウジング５０と、ホイール５２とを有する。ハウジング５０は、Ｘ１方向側に開口５０Ａが開口し、Ｘ２方向側に開口５０Ｂが開口する。開口５０Ａと開口５０Ｂとは連通している。ハウジング５０は、開口５０Ａにおいて、ハウジング２１に装着される。ホイール５２は、羽根車であり、ハウジング５０内に収納されている。ホイール５２は、中心の開口に回転軸２２が固定された状態で挿通されており、回転軸２２と一体となって回転可能となっている。ホイール５２は、Ｘ１側の端面とハウジング５０の内面との間に、流路５４を形成している。ホイール５２は、回転軸２２の回転に伴い、中心軸ＡＸを回転軸として回転する。コンプレッサ１２は、ホイール５２の回転により、外部からの空気（気体）を、開口５０Ｂから流路５４内に取り込む。コンプレッサ１２は、流路５４内の空気を圧縮させながら流通させ、圧縮した空気を内燃機関などに供給する。

インバータ１４は、上述のように、過給機１を搭載する車両のバッテリなどから直流電流を取得して、単相の交流電流に変換する。そして、インバータ１４は、電流供給源として、この単相の交流電流を、磁束スイッチングモータ１０が有するモータユニット２３に供給する。

（モータユニットの構成）
次に、磁束スイッチングモータ１０が有するモータユニット２３の構成を説明する。図２は、本実施形態に係るモータユニットの模式的な断面図である。図２に示すように、モータユニット２３は、ステータ２４と、ロータ２６と、界磁部８０と、電機子コイル８２とを有する。モータユニット２３は、界磁部８０により一定方向に保たれた磁界を発生させつつ、電機子コイル８２により磁界の方向を切り替えつつ磁界を発生させることで、ロータ２６を回転させる。すなわち、モータユニット２３（磁束スイッチングモータ１０）は、フラックススイッチングモータ（Flux Switching Motor）である。また、モータユニット２３は、直列の電機子コイル８２を１つだけ有して、この電機子コイル８２に単相の電流（単相の交流電流）を流す。すなわち、モータユニット２３は、電機子コイル８２に、単相の電流のみを流し、相が異なる複数相の電流を流さない。このように、モータユニット２３（磁束スイッチングモータ１０）は、単相のフラックススイッチングモータである。

ステータ２４は、リング状（円環状）の部材であり、ロータ２６を回転可能に収納する。ステータ２４は、回転せず、ハウジング２０に対して固定されている。ステータ２４は、軟質磁性材で構成されており、本実施形態では、電磁鋼板を積層して構成されている。図２に示すように、ステータ２４は、ステータ基部５６と、ステータ突出部６０とを有する。ステータ基部５６は、リング状の部材である。ステータ突出部６０は、ステータ基部５６の内周部５６Ａから、径方向内側に突出している。径方向とは、中心軸ＡＸ（方向Ｘ）に対する径方向である。ステータ突出部６０は、内周部５６Ａに、周方向に沿って複数設けられている。図２の例では、ステータ突出部６０として、ステータ突出部６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄの４つが設けられている。ステータ突出部６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄは、周方向（図２では時計回り方向）に沿って、この順で設けられている。なお、本実施形態では、ステータ突出部６０は４つ設けられているが、複数であれば数は任意であるが、４つ以上の偶数であることが好ましい。

ステータ２４は、ステータ突出部６０同士の間に、スロット６２が形成されている。すなわち、スロット６２は、２つのステータ突出部６０の対向する側面と、その２つのステータ突出部６０の間の内周部５６Ａとで囲まれた溝状の空間であり、径方向の内側が開放されている。スロット６２は、周方向に沿って交互に、電機子スロット６２Ａと界磁スロット６２Ｂとを有している。すなわち、周方向に沿って１つおきに設けられたスロット６２が、電機子スロット６２Ａであり、電機子スロット６２Ａ以外のスロット６２が、界磁スロット６２Ｂである。図２の例では、ステータ突出部６０Ａとステータ突出部６０Ｂとの間に、電機子スロット６２Ａが設けられており、ステータ突出部６０Ｂとステータ突出部６０Ｃとの間に、界磁スロット６２Ｂが設けられており、ステータ突出部６０Ｃとステータ突出部６０Ｄとの間に、もう一つの電機子スロット６２Ａが設けられており、ステータ突出部６０Ｄとステータ突出部６０Ａとの間に、もう一つの界磁スロット６２Ｂが設けられている。電機子スロット６２Ａと界磁スロット６２Ｂとの数は、ステータ突出部６０の数に依存する。

ロータ２６は、ステータ２４の内周部５６Ａよりも径方向内側に設けられている。ロータ２６は、軟質磁性材で構成されており、本実施形態では、電磁鋼板を積層して構成されている。ロータ２６は、ロータ基部７０と、ロータ突出部７２とを有する。ロータ基部７０は、中心が開口しており、その開口に、回転軸２２が取り付けられて固定されている。ロータ突出部７２は、ロータ基部７０の外周面７０Ａから、径方向外側に突出している。ロータ突出部７２は、ステータ突出部６０と対向した場合に、ロータ突出部７２の先端７２Ｓと、ステータ突出部６０の先端６０Ｓとが、微小な距離を持って離間している。

また、ロータ突出部７２は、周方向に沿って、外周面７０Ａに複数設けられている。図２の例では、ロータ突出部７２として、ロータ突出部７２Ａ、７２Ｂの２つが設けられている。本実施形態では、ロータ突出部７２は２つ設けられているが、複数であれば数は任意である。ただし、ロータ突出部７２の数は、ステータ突出部６０の数の半分であることが好ましく、偶数であることが好ましい。

界磁部８０は、界磁スロット６２Ｂ内に設けられている。本実施形態では、界磁スロット６２Ｂは複数（２つ）設けられているため、界磁部８０は、複数の界磁スロット６２Ｂの其々に設けられている。界磁部８０は、一定方向の磁界を発生される部材である。本実施形態では、界磁部８０は、永久磁石であり、周方向に沿った一方がＮ極であり、他方がＳ極となっている。複数の界磁部８０は、周方向に沿って、互いに同じ極が対向するように設けられている。界磁部８０は、上述のように一定方向の磁界を発生させるものであり、磁界の方向を変化させない。なお、界磁部８０は、一定方向の磁界を発生される部材であれば、永久磁石に限られない。

電機子コイル８２は、電機子スロット６２Ａ内に設けられている。電機子コイル８２は、コイルであり、２つの電機子スロット６２Ａの間に設けられているステータ突出部６０に巻き掛けられている。本実施形態では、電機子コイル８２は、ステータ突出部６０Ｂ及びステータ突出部６０Ｃを一緒にして巻き掛けられており、また、ステータ突出部６０Ｄ及びステータ突出部６０Ａを一緒にして巻き掛けられている。

本実施形態においては、電機子コイル８２は、１つのみ設けられている。ここでの１つとは、一本の配線に限られず、複数の配線が撚られて１つのコイルを形成するものであってもよい。すなわち、本実施形態においては、単相の電流を流す電機子コイル８２のみが設けられており、その単相の電流以外が流れる電機子コイル８２が設けられていない。以下、電機子コイル８２の巻き方について説明する。

図３は、本実施形態に係る電機子コイルの構成を示す模式図である。図３は、電機子コイル８２の巻き方を説明する図である。ここで、図３に示すように、ステータ突出部６０Ａとステータ突出部６０Ｂとの間の電機子スロット６２Ａを、電機子スロット６２Ａ１とし、ステータ突出部６０Ｃとステータ突出部６０Ｄとの間の電機子スロット６２Ａを、電機子スロット６２Ａ２とする。すなわち、電機子スロット６２Ａ２は、周方向において、１つの界磁スロット６２Ｂを介して、電機子スロット６２Ａ１に隣接する。

電機子コイル８２は、ステータ突出部６０に対して波巻（直列巻）に巻き掛けられている。具体的には、図３に示すように、電機子コイル８２は、箇所８２Ａ１から、電機子スロット６２Ａ１内を通って、箇所８２Ａ２まで、方向Ｘ１に向かって延在する。箇所８２Ａ１は、電機子スロット６２Ａ１よりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２の箇所であり、電機子コイル８２における電力供給部（インバータ１４）との接続箇所である。また、箇所８２Ａ２は、電機子スロット６２Ａ１よりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２の箇所である。

そして、電機子コイル８２は、ステータ２４の方向Ｘ１側に位置したまま、箇所８２Ａ２から箇所８２Ｂ１まで、延在する。箇所８２Ｂ１は、電機子スロット６２Ａ２よりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２の箇所である。電機子コイル８２は、ステータ突出部６０Ｂ、６０Ｃの方向Ｘ１側の領域を通るように、箇所８２Ａ２から箇所８２Ｂ１まで延在する。そして、電機子コイル８２は、箇所８２Ｂ１から、電機子スロット６２Ａ２を通って、箇所８２Ｂ２まで、方向Ｘ２に向かって延在する。箇所８２Ｂ２は、電機子スロット６２Ａ２よりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２の箇所である。

そして、電機子コイル８２は、ステータ２４の方向Ｘ２側に位置したまま、箇所８２Ｂ２から箇所８２Ｃ１まで、延在する。箇所８２Ｃ１は、電機子スロット６２Ａ１よりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２の箇所である。電機子コイル８２は、ステータ突出部６０Ｄ、６０Ａの方向Ｘ２側の領域を通るように、箇所８２Ｂ２から箇所８２Ｃ１まで延在する。そして、電機子コイル８２は、箇所８２Ｃ１から、電機子スロット６２Ａ１を通って、箇所８２Ｃ２まで、方向Ｘ１に向かって延在する。箇所８２Ｃ２は、電機子スロット６２Ａ２よりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２の箇所である。

そして、電機子コイル８２は、ステータ２４の方向Ｘ１側に位置したまま、箇所８２Ｃ２から箇所８２Ｄ１まで、延在する。箇所８２Ｄ１は、電機子スロット６２Ａ２よりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２の箇所である。電機子コイル８２は、ステータ突出部６０Ｂ、６０Ｃの方向Ｘ１側の領域を通るように、箇所８２Ｃ２から箇所８２Ｄ１まで延在する。そして、電機子コイル８２は、箇所８２Ｄ１から、電機子スロット６２Ａ２を通って、箇所８２Ｄ２まで、方向Ｘ２に向かって延在する。箇所８２Ｄ２は、電機子スロット６２Ａ２よりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２の箇所であり、電機子コイル８２における電流供給部（インバータ１４）との接続箇所である。

このように、電機子コイル８２は、波巻により、箇所８２Ａ１から箇所８２Ｄ２まで、Ｘ１方向及びＸ２方向に向かって交互に電機子スロット６２Ａを変えながら巻回されている。

次に、電機子コイル８２に流れる電流について説明する。図４は、本実施形態に流れる電流を説明するための回路図の例を示す図である。図４は、電力供給部としてのインバータ１４の回路９０の例である。インバータ１４が有する回路９０は、電機子コイル８２と、スイッチ９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃ、９２Ｄとを有する。回路９０は、インバータ１４と接続されており、インバータ１４に接続される配線が、スイッチ９２Ａ、９２Ｂが直列に接続される配線９０Ａと、スイッチ９２Ｃ、９２Ｄが直列に接続される配線９０Ｂとに接続されている。配線９０Ａと配線９０Ｂとは、並列に接続されている。スイッチ９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃ、９２Ｄは、半導体スイッチであり、制御部９４により、オン状態（ごく低電気抵抗状態）とオフ状態（ごく高電気抵抗状態）とが切り替えられる。

電機子コイル８２は、配線９０Ａのスイッチ９２Ａとスイッチ９２Ｂとの間の箇所と、配線９０Ｂのスイッチ９２Ｃとスイッチ９２Ｄとの間の箇所とに接続されている。すなわち、電機子コイル８２は、配線９０Ａのスイッチ９２Ａとスイッチ９２Ｂとの間の箇所から接続された配線８６に、箇所８２Ｄが接続されている。また、電機子コイル８２は、配線９０Ｂのスイッチ９２Ｃとスイッチ９２Ｄとの間の箇所から接続された配線８４に、箇所８２Ａが接続されている。

このように、電機子コイル８２は、Ｈブリッジ回路によりインバータ１４に接続されている。また、磁束スイッチングモータ１０は、制御部９４を有する。電機子コイル８２は、制御部９４によるスイッチ９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃ、９２Ｄの切り替え操作により、インバータ１４からの電流の流れる方向が切り替わる。例えば、制御部９４がスイッチ９２Ａ、９２Ｄをオフ状態とし、スイッチ９２Ｂ、９２Ｃをオン状態とすると、インバータ１４からの電流（単相の交流電流）は、箇所８２Ａから箇所８２Ｄに向けて流れる。一方、制御部９４がスイッチ９２Ａ、９２Ｄをオン状態とし、スイッチ９２Ｂ、９２Ｃをオフ状態とすると、インバータ１４からの電流は、箇所８２Ｄから箇所８２Ａに向けて流れる。電機子コイル８２は、このように、流れる電流（単相の交流電流）の方向が切り替わることにより、発生させる磁界の方向を切り替えることができる。すなわち、制御部９４は、電機子コイル８２に印加する電流の方向を変化させることで、電機子コイル８２から発生する磁界の方向を変化させる。制御部９４は、これにより、後述するようにロータ２６を回転させる。

また、電機子コイル８２は、波巻されることにより、インバータ１４（電流供給部）に対する接続部が、箇所８２Ａ１と箇所８２Ｄ２との２箇所のみとなる。また、接続部である箇所８２Ａ１と箇所８２Ｄ２とを、モータユニット２３の同じ方向側（ここではモータユニット２３の方向Ｘ２側）に設けることができる。これにより、配線の取り回しが少なく済むようになり、回路９０の規模も小さくて済むようになる。また、電機子コイル８２が一つであり単相の電流のみを流すことにより、スイッチ９２の数が多くなることを抑制することができる。従って、図１に示すように、この過給機１は、配線８４、８６及び回路９０の規模を小さくすることで、サイズが大きくなること、特にＸ方向に沿った長さが長くなることを、抑制することができる。

モータユニット２３の構成は、以上のようになっている。

（ロータの回転）
次に、モータユニット２３によるロータ２６の回転について説明する。モータユニット２３は、界磁部８０により一定方向の磁界を発生させつつ、電機子コイル８２により磁界の方向を変化させながら磁界を発生させることにより、ロータ２６を連続して回転させる。図５は、電機子コイルの磁界を変化させた場合の界磁磁界及び電機子磁界の変化を説明する説明図である。

図５の例では、界磁部８０は、左下方向に向かう磁界Ｆを発生させている。界磁部８０は、磁界の方向を変化させないため、常に同じ方向（図５では左下方向）に磁界Ｆを発生させている。一方、電機子コイル８２は、図５の左側の絵では、一方の方向の電流が印加されているため、左上方向に向かう磁界Ａ１を発生させている。従って、図５の左側の絵では、磁界Ｆと磁界Ａとの合成磁界は、左側に向かうこととなる。

モータユニット２３は、電機子コイル８２に印加する電流の方向を、一方の方向から他方の方向に切り替えると、図５の右側の絵に示すように、電機子コイル８２が、磁界Ａ１に代わり磁界Ａ２を発生させる。磁界Ａ２は、右下方向に向かう磁界である。これにより、合成磁界は、下方向に向かうこととなる。

モータユニット２３は、このように電機子コイル８２が発生させる磁界の方向を変化させることにより、合成磁界の方向を変化させる。モータユニット２３は、この合成磁界によりロータ２６を励磁して、合成磁界の方向の切り替えにより、ロータ２６を連続して回転させる。

以下、ロータ２６の回転についてより詳細に説明する。図６は、ロータの回転を説明する模式図である。図６は、ステップＳ１からステップＳ１２まで、ロータ２６が、方向Ｒ（この例では反時計周り）に回転する場合を説明している。また、図６の例では、界磁部８０は、図５と同様に、左下方向に向かう磁界を発生させており、磁界の方向は不変となっている。

図６のステップＳ１（図６の一番上の絵）は、ロータ２６のロータ突出部７２Ａが、ステータ２４のステータ突出部６０Ｂと対向したタイミングを示している。そして、ステップＳ１においては、電機子コイル８２は、インバータ１４からの電流（回転用の電流）により、左上方向に向かう磁界を発生させている。従って、合成磁界は、左方向となっている。

ステップＳ１となったタイミング、すなわち、ロータ突出部７２Ａがステータ突出部６０Ｂと対向したタイミングで、制御部９４は、電機子コイル８２の通電方向を切り替える（ステップＳ２）。すなわち、制御部９４は、インバータ１４からの電流（回転用の電流）の流れる方向を切り替える。従って、ステップＳ２に示すように、電機子コイル８２が発生させる磁界は、左上方向から右下方向に切り替わり、合成磁界は、下方向となる。そのため、ロータ突出部７２Ａは、下に向かう方向に励磁され、ロータ２６は、ステップＳ３及びステップＳ４に示すように、方向Ｒに回転する。

なお、この例では、電機子コイル８２の通電方向を切り替えるステップＳ２は、ロータ突出部７２Ａがステータ突出部６０Ｂと対向したタイミングであるが、ロータ突出部７２Ａがステータ突出部６０Ｂと完全に対向したタイミングでなくてもよい。電機子コイル８２の通電方向を切り替えるステップＳ２は、ロータ突出部７２Ａがステータ突出部６０Ｂとステータ突出部６０Ａとの間の予め定めた位置を通過するタイミングであってもよいし、ロータ突出部７２Ａがステータ突出部６０Ｂを若干通過した後のタイミングであってもよい。以降で説明するステップＳ５、Ｓ８、Ｓ１１も、同様に、ロータ突出部７２Ａがステータ突出部６０間の予め定めた位置を通過するタイミング（又はステータ突出部６０を若干通過したタイミング）において、通電を切り替えてもよい。また、このロータ突出部７２Ａが予め定めた位置を通過するタイミングは、例えば図１に示すセンサ９９により検出されてもよい。センサ９９は、例えばステータ２４や回転軸２２の周方向における所定位置が、周方向においてどの位置にあるかを検出する。制御部９４は、このセンサ９９の検出結果により、電機子コイル８２の通電方向を切り替える。

ステップＳ４となったタイミング、すなわち、ロータ突出部７２Ａがステータ突出部６０Ａに対向したタイミングで、制御部９４は、電機子コイル８２に流れる回転用の電流の通電方向を切り替える（ステップＳ５）。従って、ステップＳ５に示すように、電機子コイル８２が発生させる磁界は、右下方向から左上方向に切り替わり、合成磁界は、左方向となる。そのため、ロータ突出部７２Ａは、左に向かう方向に励磁され、ロータ２６は、ステップＳ６及びステップＳ７に示すように、方向Ｒに回転を続ける。

ステップＳ７となったタイミング、すなわち、ロータ突出部７２Ａがステータ突出部６０Ｄと対向したタイミングで、制御部９４は、電機子コイル８２に流れる回転用の電流の通電方向を切り替える（ステップＳ８）。従って、ステップＳ８に示すように、電機子コイル８２が発生させる磁界は、左上方向から右下方向に切り替わり、合成磁界は、下方向となる。そのため、ロータ突出部７２Ａは、下に向かう方向に励磁され、ロータ２６は、ステップＳ９及びステップＳ１０に示すように、方向Ｒに回転を続ける。

ステップＳ１０となったタイミング、すなわち、ロータ突出部７２Ａがステータ突出部６０Ｃに対向したタイミング（ロータ突出部７２Ｂがステータ突出部６０Ａに対向したタイミング）で、制御部９４は、電機子コイル８２に流れる回転用の電流の通電方向を切り替える（ステップＳ１１）。従って、ステップＳ１１に示すように、電機子コイル８２が発生させる磁界は、右下方向から左上方向に切り替わり、合成磁界は、左方向となる。そのため、ロータ突出部７２Ｂは、左に向かう方向に励磁され、ロータ２６は、ステップＳ１２及びステップＳ１に示すように、方向Ｒに回転を続ける。ステップＳ１の後は、同様の通電切り替えを実行することで、ロータ２６は、方向Ｒに回転を続けることができる。

磁束スイッチングモータ１０は、このようにロータ２６を回転させることで、ロータ２６に取付けられた回転軸２２を回転させる。これにより、コンプレッサ１２のホイール５２が回転し、コンプレッサ１２は、外部からの空気（気体）を取り込み、取り込んだ空気を圧縮させて、内燃機関などに供給する。

（停止時について）
上記のように、本実施形態に係るモータユニット２３は、電機子コイル８２に流す回転用の電流（通電方向を切り替える電流）が、１つの直列の電機子コイル８２に単相で印加される単相式である。例えば三相の電流がそれぞれ独立またはスター結線またはデルタ結線された電機子コイルに流れる場合（三相式のモータ）は、回転を停止させた際のロータ２６の停止位置がどこであっても、それぞれのコイルに電流を流すことにより、始動時に回転方向Ｒへのトルクを発生させることができる。しかし、単相式のモータの場合、ロータ２６の停止位置によっては、１つのコイルに通電しても、始動時に回転方向Ｒへのトルクを適切に発生させることができないおそれがある。特に過給機においては、始動を迅速に行うことは重要である。それに対し、本実施形態に係るモータユニット２３は、ロータ２６を予め定めた位置に停止させることにより、始動時に、回転方向Ｒへのトルクを適切に発生させることを可能として、始動を迅速に行う事を可能とする。以下、具体的に説明する。

図７は、本実施形態における停止時の制御を説明する模式図である。図７では、ステップＳ２０において、ロータ２６の回転を停止する指示が出された例を説明する。ステップＳ２０では、例えば、ロータ突出部７２Ａがステータ突出部６０Ｂに対向したタイミングで、回転を停止する指示（停止指示）が出されている。ロータ２６の回転を停止する指示が出された場合、制御部９４は、電機子コイル８２への回転用の電流の印加を停止するため、電機子コイル８２からの磁界の発生は停止される。

ステップＳ２０において磁界の発生が停止しても、慣性力により、ロータ２６は、回転速度を低下させながらしばらく回転を続ける。制御部９４は、電機子コイル８２への電流の印加を停止させた後に、ロータ２６の回転速度が、予め定めた速度閾値より小さくなった場合に、電機子コイル８２に、直流電流である停止用電流を印加させる（ステップＳ２１）。この速度閾値は、回転用の電流によりロータ２６を通常回転させている際の回転速度より低い。また、速度閾値が０ｒｐｍ、すなわちロータ２６の回転が停止した際に、停止用電流の印加を開始してもよい。なお、ロータ２６の回転速度は、例えば回転速度を検出するセンサ９９によって検出する。制御部９４は、センサ９９の検出結果においてロータ２６の回転速度が予め定めた速度閾値より小さくなった場合に、電機子コイル８２に、停止用電流を印加させる。

この停止電流の印加により電機子コイル８２からの磁界が再発生し、さらに、界磁部８０による磁界により、合成磁界が再発生する。ロータ２６は、この合成磁界による一方向の吸引力で、所定の停止位置で停止する（ステップＳ２２）。停止用電流は、回転させている際に電機子コイル８２に印加される一方又は他方の方向の電流のいずれの方向であってもよいが、流れる方向を切り替えられず、一方向にのみ流れ続ける。従って、停止用電流の印加を続けると、ロータ２６は、定められた停止位置まで回転し、その停止位置で停止する（回転しなくなる）。これにより、モータユニット２３は、ロータ２６を予め定めた停止位置に停止させることが可能となる。制御部９４は、ロータ２６が停止位置で停止したら、停止用電流の印加を停止する。

なお、図７のステップＳ２１においては、ロータ２６のロータ突出部７２Ａが、ステータ突出部６０Ｃとステータ突出部６０Ｄとの間において、回転速度が速度閾値より小さくなったタイミングを説明している。ただし、停止用電流の印加を始める際のタイミングは、ロータ２６の位置に関係せず、ロータ２６は任意の位置にあってもよい。また、停止用電流の流れる方向も、一方向又は他方向のいずれであってもよい。例えば図７の例では、停止用電流により合成磁界を下方向にすることにより、停止位置を、ロータ突出部７２が上下方向に並ぶ位置としている。一方、停止用電流を逆方向にした場合は、合成磁界が左方向となり、停止位置は、ロータ突出部７２が左右方向に並ぶ位置となる。このように、停止用電流がいずれの方向であっても、ロータ２６は、定められた停止位置のうちいずれかで停止する。すなわち、停止位置は、周方向において複数設定されており、ロータ２６は、この複数の停止位置のうちいずれかに停止する。停止位置の数は、ロータ２６のロータ突出部７２の数に依存しており、ロータ突出部７２の数と同数となっている。ロータ２６の回転を回生制動により強制的に急低下させたい場合には、ロータ２６の回転速度が上述の速度閾値以上となっている状態において、停止電流の印加を始めてもよい。

ステップＳ２２でロータ２６が停止した後、始動する旨の指示（始動指示）が来た場合、制御部９４は、停止用電流とは反対方向側の電流を印加して、ロータ２６を始動する（ステップＳ２３）。ロータ２６は、停止用電流によって停止位置に導かれたため、それと反対方向の電流により、異なる方向の合成磁界を発生させることで、ロータ２６は、適切に回転することができる。以降の回転の方法は、図６と同様となる。

このように、モータユニット２３は、ロータ２６の回転を停止する指示が出された場合に、回転用の電流の代わりに、通電方向が一定の停止用電流を印加する。これにより、モータユニット２３は、ロータ２６を停止位置まで導き、その停止位置で停止させる。そして、再始動時に、この停止用電流と反対方向の回転用の電流を流すことで、ロータ２６に回転方向Ｒへのトルクを適切に発生させ、ロータ２６を適切に始動させることができる。

なお、停止用電流の電流値は、回転させている際の電流値より小さいことが好ましい。また、上述の説明では、停止用電流は、回転用の電流が停止した後であって、ロータ２６の回転速度が予め定めた速度閾値より小さくなった際に印加を開始している。ただし、停止用電流の印加を開始するタイミングはこれに限られず、例えば、回転用の電流が停止した後、予め定めた所定時間を経過したタイミングであってもよい。また、停止用電流は、回転用の電流が停止した後に印加されるものでなく、回転用の電流から切り替わるように印加されてもよい。また、図７の例では、ステップＳ２０において界磁部８０による磁界は残っているが、回転用電流の印加の停止と共に、界磁部８０による磁界の発生も停止してよい。この場合、ステップＳ２１、Ｓ２２で停止用電流を印加する際、及び、ステップＳ２３で回転用電流の印加を再開する際に、界磁部８０による磁界の発生を再開させる。また、界磁部８０が後述するような界磁コイルである場合、ステップＳ２０において界磁コイルへの電流印加を停止し、ステップＳ２１、Ｓ２２で停止用電流を印加する際、及び、ステップＳ２３で回転用電流の印加を再開する前に、界磁コイルへの電流印加を再開する。これにより、万一、外部トルクなどでロータ２６が意図した停止位置から移動していた場合に、再度意図した停止位置に戻す。

以下に、以上説明したモータユニット２３によるロータ２６の停止及び始動の制御についての、制御フローを説明する。図８は、本実施形態に係るロータの停止及び始動の制御を説明するフローチャートである。

図８に示すように、制御部９４は、ロータ２６を回転させている際に、電機子コイル８２への回転用の電流を、通電方向を切り替えながら印加して、ロータ２６を回転させている（ステップＳ３０）。すなわち、ステップＳ３０においては、図６の各ステップに示すように、通電方向を切り替えながら、電機子コイル８２に回転用の電流を印加する。これにより、ロータ２６は、回転を続けることができる。

ロータ２６の回転時に、制御部９４は、停止指示があるかを判断する（ステップＳ３２）。この停止指示は、磁束スイッチングモータ１０の作動を停止させる旨の指示であり、例えば操作者によって入力される。制御部９４は、停止指示があると判断しない場合、すなわち停止指示が無いと判断した場合（ステップＳ３２；Ｎｏ）、ステップＳ３０に戻り、ロータ２６を回転させ続ける。一方、制御部９４は、停止指示があると判断した場合（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、電機子コイル８２への回転用の交流電流の印加を停止する（ステップＳ３４）。または、ステップＳ３４において、直流電流の通電、又は、回転方向と逆方向の制動トルクを発生させる交流電流を印加してもよい。これらの操作により回転方向のトルクを発生させる磁界が消滅するため、ロータ２６は、慣性により回転を続けつつ、徐々に減速する。

回転用の電流の印加を停止した後、制御部９４は、ロータ２６の回転速度が速度閾値より小さくなった際に、電機子コイル８２に停止用電流を印加し（ステップＳ３６）、ロータ２６を停止位置で停止させる（ステップＳ３８）。制御部９４は、例えばセンサ９９から、ロータ２６の回転速度の情報を取得し、ロータ２６の回転速度が速度閾値より小さくなったタイミングで、電機子コイル８２への停止用電流の印加を始める。制御部９４は、停止用電流の通電方向を切り替えず、一方向にのみ通電させる。この停止用電流により合成磁界が再発生し、ロータ２６は、停止位置まで回転した後、この停止位置で停止する。これにより、ロータ２６の停止制御は完了する。

ロータ２６を停止させた後、制御部９４は、始動指示があるかを判断する（ステップＳ４０）。この始動指示は、磁束スイッチングモータ１０の作動を開始させる（始動させる）旨の指示であり、例えば操作者によって入力される。一方、制御部９４は、始動指示があると判断した場合（ステップＳ４０；Ｙｅｓ）、電機子コイル８２に回転用の電流を印加して、ロータ２６を始動させ（ステップＳ４２）、その後ステップＳ３０に移動して、回転制御を続ける。制御部９４は、ロータ２６を始動させる際に、停止用電流の通電方向と反対方向に流れる電流を、回転用の電流として印加する。これにより、制御部９４は、ロータ２６を適切に始動させることができる。なお、このような停止処置が実行された後、始動指示までに時間が経過する場合には、外部トルクにより所定の停止位置からロータ２６が移動する可能性も考慮される。従って、例えばこのような場合、始動指示を受けた後に再度停止処置を行い、その再度の停止処置の後で、始動処置を行ってもよい。制御部９４は、始動指示があると判断しない場合、すなわち始動指示がないと判断した場合（ステップＳ４０；Ｎｏ）、ロータ２６を始動させず、本処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る過給機１は、ロータ２６、ステータ２４、界磁部８０、電機子コイル８２、及び制御部９４を備える磁束スイッチングモータ１０と、ロータ２６に取付けられて、ロータ２６の回転に伴い回転することで気体を圧縮するホイール５２と、を有する。ステータ２４は、ロータ２６を回転可能に収納する環状の部材であって、内周部５６Ａからロータ２６に向けて径方向内側に突出する複数のステータ突出部６０を有する。界磁部８０は、界磁スロット６２Ｂに設けられ、一定方向の磁界を発生させる。界磁スロット６２Ｂは、ステータ突出部６０同士の間に形成される複数のスロット６２のうちの、一部のスロット６２である。電機子コイル８２は、電機子スロット６２Ａに設けられる。電機子スロット６２Ａは、複数のスロット６２のうちの他のスロット６２である。制御部９４及びインバータ１４は、電機子コイル８２に単相の電流を印加させ、電機子コイル８２に印加する単相の電流の方向を変化させることで電機子コイル８２から発生する磁界の方向を変化させて、ロータ２６を回転させる。

本実施形態に係る過給機１は、磁束スイッチングモータ１０を用いて気体を圧縮する。そして、この磁束スイッチングモータ１０は、制御部９４により、電機子コイル８２に単相の電流を印加することにより作動する。すなわち、本実施形態に係る過給機１は、単相式の磁束スイッチングモータ１０を用いるものである。この過給機１は、単相式の磁束スイッチングモータ１０を用いることで、半導体スイッチの数が多くなることを抑制したり、電流供給部に対する接続箇所が多くなることを抑制したりすることができる。従って、この過給機１は、特にＸ方向に沿った長さが長くなることを抑制することができ、サイズが大きくなることを抑制することができる。また、単相式の磁束スイッチングモータ１０を用いることで、回路９０の規模やコストが大きくなることを抑制して、優位なモータ設計を実現することができる。

また、制御部９４は、ロータ２６の回転を停止する指示を受けた際に、電機子コイル８２に、一定方向に流れる停止用電流を印加することで、ロータ２６を、周方向において定められた複数の停止位置のうちいずれかに停止させる。単相の電流のみで回転を制御する場合、ロータ２６の停止位置によっては、ロータ２６を適切に始動させることができなくなるおそれがある。しかし、本実施形態における制御部９４は、停止用電流により、ロータ２６を、予め定めた停止位置のいずれかに導いて停止させることができる。制御部９４は、ロータ２６の停止位置が定まることにより、ロータ２６を適切に始動させることができる。従って、本実施形態に係る過給機１は、サイズを抑制しつつ、ロータ２６の回転を適切に行わせることができる。

また、制御部９４は、ロータを始動する指示を受けた際に、電機子コイル８２に、停止用電流と反対方向の電流を印加して、ロータ２６を始動させる。制御部９４は、停止用電流によりロータ２６を停止位置まで導いている。制御部９４は、始動時に、この停止用電流と逆方向の電流を電機子コイル８２に加えることで、停止位置まで導いた際と異なる方向の合成磁界を発生させて、ロータ２６を適切に始動させることができる。従って、本実施形態に係る過給機１は、サイズを抑制しつつ、ロータ２６の回転を適切に行わせることができる。

また、電機子コイル８２は、複数のステータ突出部６０に波巻状に巻き掛けられている。これにより、電機子コイル８２は、複数のステータ突出部６０に直列に巻き掛けられることが可能となり、電流供給部に対する接続箇所が多くなることを、より適切に抑制することができる。これにより、本実施形態に係る過給機１は、サイズが大きくなることをより適切に抑制することができる。

また、本実施形態に係る界磁部８０は、永久磁石である。界磁部８０として永久磁石を用いることで、一定方向の磁界を適切に発生させることができる。

ただし、上述のように、界磁部８０は、一定方向の磁界を発生させるものであれば、永久磁石であることに限られない。図９は、界磁部の他の例を示す模式図である。図９に示すように、モータユニット２３は、界磁部８０の代わりに、界磁部８０Ａを有していてもよい。界磁部８０Ａは、一定方向の電流が印加される界磁コイルである。界磁部８０Ａは、界磁スロット６２Ｂに設けられており、ステータ突出部６０Ｃ及びステータ突出部６０Ｄを一緒にして巻き掛けられており、また、ステータ突出部６０Ａ及びステータ突出部６０Ｂを一緒にして巻き掛けられている。界磁部８０Ａは、ステータ突出部６０Ｃ及びステータ突出部６０Ｄを一緒にして巻き掛けられたコイルと、ステータ突出部６０Ａ及びステータ突出部６０Ｂを一緒にして巻き掛けられたコイルとの、２つを有している。ただし、界磁部８０Ａは、電機子コイル８２と同様に１つであってもよく、電機子コイル８２と同様の波巻により、ステータ突出部６０に巻き掛けられていてもよい。界磁部８０Ａは、制御部９４により、一定方向の電流が印加されており、電流方向が切り替わらない。これにより、界磁部８０Ａは、界磁部８０と同様に、一定方向の磁界を発生させることができる。このように、界磁部８０Ａが、一定方向の電流が印加される界磁コイルであることにより、一定方向の磁界を適切に発生させることができる。

また、以上の説明では、ステータ突出部６０が４つであり、ロータ突出部７２が２つであったが、上述のように、ステータ突出部６０及びロータ突出部７２の数は、これらに限られない。図１０は、ステータ突出部及びロータ突出部の他の例を示す模式図であり、図１１は、波巻の例を示す模式図である。図１０に示すように、他の例に係るモータユニット２３ａは、ステータ２４ａと、ロータ２６ａと、電機子コイル８２ａとを有している。ステータ２４ａは、８つのステータ突出部６０ａを有しており、ロータ２６ａは、４つのロータ突出部７２ａを有している。ステータ２４ａには、電機子スロット６２Ａ１ａ、界磁スロット６２Ｂ１ａ、電機子スロット６２Ａ２ａ、界磁スロット６２Ｂ２ａ、電機子スロット６２Ａ３ａ、界磁スロット６２Ｂ３ａ、電機子スロット６２Ａ４ａ、界磁スロット６２Ｂ４ａが、周方向にこの順で設けられている。

電機子コイル８２ａは、図３の電機子コイル８２と同様に、波巻によりステータ突出部６０ａに巻き掛けられているが、ロータ突出部７２ａの数が異なるため、図１０及び図１１に基づき以下説明するように巻き掛けられる。

図１１は、図１０に対しステータ２４ａ及びロータ２６ａを除去した斜視図であり、界磁部８０及び電機子コイル８２ａのみが表示されている。図１０及び図１１に示すように、電機子コイル８２ａは、箇所８２Ａ１ａ、箇所８２Ａ２ａ、箇所８２Ｂ１ａ、箇所８２Ｂ２ａ、箇所８２Ｃ１ａ、箇所８２Ｃ２ａ、箇所８２Ｄ１ａ、箇所８２Ｄ２ａ、箇所８２Ｅ１ａ、箇所８２Ｅ２ａ、箇所８２Ｆ１ａ、箇所８２Ｆ２ａ、箇所８２Ｇ１ａ、箇所８２Ｇ２ａ、箇所８２Ｈ１ａ、箇所８２Ｈ２ａの順に並んで延在している。

電機子コイル８２ａは、箇所８２Ａ１ａから、電機子スロット６２Ａ１ａ内を通って、箇所８２Ａ２ａまで、方向Ｘ１に向かって延在する。箇所８２Ａ１ａは、電機子スロット６２Ａ１ａよりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２ａの箇所であり、電機子コイル８２ａにおける電力供給部（インバータ１４）との接続箇所である。また、箇所８２Ａ２ａは、電機子スロット６２Ａ１ａよりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２ａの箇所である。

そして、電機子コイル８２ａは、ステータ２４ａの方向Ｘ１側に位置したまま、箇所８２Ａ２ａから箇所８２Ｂ１ａまで、延在する。箇所８２Ｂ１ａは、電機子スロット６２Ａ２ａよりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２ａの箇所である。電機子コイル８２ａは、２つのステータ突出部６０ａの方向Ｘ１側の領域を通るように、箇所８２Ａ２ａから箇所８２Ｂ１ａまで延在する。そして、電機子コイル８２ａは、箇所８２Ｂ１ａから、電機子スロット６２Ａ２ａを通って、箇所８２Ｂ２ａまで、方向Ｘ２に向かって延在する。箇所８２Ｂ２ａは、電機子スロット６２Ａ２ａよりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２ａの箇所である。

そして、電機子コイル８２ａは、ステータ２４ａの方向Ｘ２側に位置したまま、箇所８２Ｂ２ａから箇所８２Ｃ１ａまで、延在する。箇所８２Ｃ１ａは、電機子スロット６２Ａ３ａよりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２ａの箇所である。電機子コイル８２ａは、２つのステータ突出部６０ａの方向Ｘ２側の領域を通るように、箇所８２Ｂ２ａから箇所８２Ｃ１ａまで延在する。そして、電機子コイル８２ａは、箇所８２Ｃ１ａから、電機子スロット６２Ａ３ａを通って、箇所８２Ｃ２ａまで、方向Ｘ１に向かって延在する。箇所８２Ｃ２ａは、電機子スロット６２Ａ３ａよりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２ａの箇所である。

そして、電機子コイル８２ａは、ステータ２４ａの方向Ｘ１側に位置したまま、箇所８２Ｃ２ａから箇所８２Ｄ１ａまで、延在する。箇所８２Ｄ１ａは、電機子スロット６２Ａ４ａよりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２ａの箇所である。電機子コイル８２ａは、２つのステータ突出部６０ａの方向Ｘ１側の領域を通るように、箇所８２Ｃ２ａから箇所８２Ｄ１ａまで延在する。そして、電機子コイル８２ａは、箇所８２Ｄ１ａから、電機子スロット６２Ａ４ａを通って、箇所８２Ｄ２ａまで、方向Ｘ２に向かって延在する。箇所８２Ｄ２ａは、電機子スロット６２Ａ４ａよりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２ａの箇所である。

そして、電機子コイル８２ａは、ステータ２４ａの方向Ｘ２側に位置したまま、箇所８２Ｄ２ａから箇所８２Ｅ１ａまで、延在する。箇所８２Ｅ１ａは、電機子スロット６２Ａ１ａよりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２ａの箇所である。電機子コイル８２ａは、２つのステータ突出部６０ａの方向Ｘ２側の領域を通るように、箇所８２Ｄ２ａから箇所８２Ｅ１ａまで延在する。そして、電機子コイル８２ａは、箇所８２Ｅ１ａから、電機子スロット６２Ａ１ａを通って、箇所８２Ｅ２ａまで、方向Ｘ１に向かって延在する。箇所８２Ｅ２ａは、電機子スロット６２Ａ１ａよりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２ａの箇所である。

そして、電機子コイル８２ａは、ステータ２４ａの方向Ｘ１側に位置したまま、箇所８２Ｅ２ａから箇所８２Ｆ１ａまで、延在する。箇所８２Ｆ１ａは、電機子スロット６２Ａ４ａよりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２ａの箇所である。電機子コイル８２ａは、２つのステータ突出部６０ａの方向Ｘ１側の領域を通るように、箇所８２Ｅ２ａから箇所８２Ｆ１ａまで延在する。そして、電機子コイル８２ａは、箇所８２Ｆ１ａから、電機子スロット６２Ａ４ａを通って、箇所８２Ｆ２ａまで、方向Ｘ２に向かって延在する。箇所８２Ｆ２ａは、電機子スロット６２Ａ４ａよりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２ａの箇所である。

そして、電機子コイル８２ａは、ステータ２４ａの方向Ｘ２側に位置したまま、箇所８２Ｆ２ａから箇所８２Ｇ１ａまで、延在する。箇所８２Ｇ１ａは、電機子スロット６２Ａ３ａよりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２ａの箇所である。電機子コイル８２ａは、２つのステータ突出部６０ａの方向Ｘ２側の領域を通るように、箇所８２Ｆ２ａから箇所８２Ｇ１ａまで延在する。そして、電機子コイル８２ａは、箇所８２Ｇ１ａから、電機子スロット６２Ａ３ａを通って、箇所８２Ｇ２ａまで、方向Ｘ１に向かって延在する。箇所８２Ｇ２ａは、電機子スロット６２Ａ３ａよりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２ａの箇所である。

そして、電機子コイル８２ａは、ステータ２４ａの方向Ｘ１側に位置したまま、箇所８２Ｇ２ａから箇所８２Ｈ１ａまで、延在する。箇所８２Ｈ１ａは、電機子スロット６２Ａ２ａよりも方向Ｘ１側の電機子コイル８２ａの箇所である。電機子コイル８２ａは、２つのステータ突出部６０ａの方向Ｘ１側の領域を通るように、箇所８２Ｇ２ａから箇所８２Ｈ１ａまで延在する。そして、電機子コイル８２ａは、箇所８２Ｈ１ａから、電機子スロット６２Ａ２ａを通って、箇所８２Ｈ２ａまで、方向Ｘ２に向かって延在する。箇所８２Ｈ２ａは、電機子スロット６２Ａ２ａよりも方向Ｘ２側の電機子コイル８２ａの箇所であり、電機子コイル８２ａにおける電流供給部（インバータ１４）との接続箇所である。

このように、電機子コイル８２ａは、波巻により、箇所８２Ａ１ａから箇所８２Ｈ２ａまで、Ｘ１方向及びＸ２方向に向かって交互に電機子スロット６２Ａａを変えながら巻回されている。すなわち、電機子コイル８２ａは、ステータ突出部６０ａの数が多くなっても、波巻により、全ての電機子スロットに通されることが可能であり、電流供給部との接続箇所を、２つに保つことができる。ステータ突出部の数がさらに多くなっても、電機子コイルは、波巻により、全ての電機子スロットに通されることが可能であり、電流供給部との接続箇所を、２つに保つことができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 過給機
１０ 磁束スイッチングモータ
１２ コンプレッサ
１４ インバータ
２２ 回転軸
２３ モータユニット
２４ ステータ
２６ ロータ
５２ ホイール
５６Ａ 内周部
６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ ステータ突出部
６２ スロット
６２Ａ 電機子スロット
６２Ｂ 界磁スロット
７２ ロータ突出部
８０ 界磁部
８２ 電機子コイル
９４ 制御部

Claims (6)

1. ロータと、
   前記ロータを回転可能に収納する環状の部材であって、内周部から前記ロータへ向けて径方向内側に突出する複数のステータ突出部を有するステータと、
   前記ステータ突出部同士の間に形成される複数のスロットのうちの一部のスロットである界磁スロットに設けられ、一定方向の磁界を発生させる界磁部と、
   前記複数のスロットのうちの他のスロットである電機子スロットに設けられる電機子コイルと、
   直流電流を、単相の交流電流に変換して前記電機子コイルに供給するインバータと、
   前記電機子コイルに単相の交流電流を印加させ、印加する前記単相の交流電流の方向を変化させることで前記電機子コイルから発生する磁界の方向を変化させて、前記ロータを回転させる制御部と、を有する磁束スイッチングモータと、
   前記ロータに取付けられて、前記ロータの回転に伴い回転することで気体を圧縮するホイールと、
   を有する、過給機。
2. 前記制御部は、前記ロータの回転を停止する指示を受けた際に、前記電機子コイルに、一定方向に流れる停止用電流を印加することで、前記ロータを、周方向において定められた複数の停止位置のうちいずれかに停止させる、請求項１に記載の過給機。
3. 前記制御部は、前記ロータを始動する指示を受けた際に、前記電機子コイルに、前記停止用電流と反対方向の電流を印加して、前記ロータを始動させる、請求項２に記載の過給機。
4. 前記界磁部は、永久磁石である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の過給機。
5. 前記界磁部は、一定方向の電流が印加される界磁コイルである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の過給機。
6. 前記電機子コイルは、複数の前記ステータ突出部に波巻状に巻き掛けられている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の過給機。

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