JP2010017027A - 回転電機用ロータ - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の連結部材および磁性部材を相互の圧入により円周方向に連結して回転電機のロータを構成する場合に、磁性部材の材料選択の自由度が低下したりロータの形状に歪みが発生したりするのを防止する。
【解決手段】 回転軸上に軸線方向に離間して配置された二つの固定部材間を円周方向に所定間隔で配置された複数の連結部材３３で連結し、隣接する二つの連結部材３３間に磁性部材３８Ｌを支持する際に、連結部材３３の断面弧状の凸部３３ｂと磁性部材３８Ｌの断面弧状の凹部３８ｄとを圧入により結合してガタの発生を防止する。このとき、凹部３８ｄおよび凸部３３ｂを圧入する締め代γを径方向に設定したので、円周方向の変形が積み重なってロータの形状が歪むのを防止することができるだけでなく、凹部３８ｄの底部および凸部３３ｂの頂部間に隙間δを形成することで、圧入荷重により磁性部材３８Ｌに作用する応力を緩和して材料選択の自由度を高めることができる。
【選択図】 図１４

Description

本発明は、回転軸上に軸線方向に離間して配置され、前記回転軸と一体に回転する複数の固定部材と、円周方向に所定間隔で配置されて隣接する二つの前記固定部材を連結する複数の連結部材と、円周方向に隣接する二つの連結部材間に支持された磁性部材とを備える回転電機用ロータに関する。

下記特許文献１には、固定子（ステータ）の鉄心２０の内部に回転自在に配置される回転子（ロータ）３０の外周に、電磁鋼板を積層して構成した複数の磁極（磁性部材）３１を円周方向に所定距離を存して支持した電動機において、回転子３０をアルミダイキャストで成形する際に、その回転子３０の外周部に磁極３１を一体に鋳ぐるむものが記載されている。
特開平２−１６４２４７号公報

しかしながら上記従来のものは、磁極３１が回転子３０に対してガタつかないように一体に鋳ぐるんでいるため、回転子３０を鋳造する金型の構造や製造工程が複雑化してコストアップの要因となる問題があった。

そこで、ロータに磁性部材をガタつかないように固定する手法としてロータおよび磁性部材の一方および他方にそれぞれ設けた凸部および凹部を圧入することが考えられるが、圧入荷重に耐えるために比較的に脆弱な磁性部材の材料選択の自由度が低下したり、圧入荷重によってロータの形状に歪みが発生したりする可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、複数の連結部材および磁性部材を相互の圧入により円周方向に連結して回転電機のロータを構成する場合に、磁性部材の材料選択の自由度が低下したりロータの形状に歪みが発生したりするのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、回転軸上に軸線方向に離間して配置され、前記回転軸と一体に回転する複数の固定部材と、円周方向に所定間隔で配置されて隣接する二つの前記固定部材を連結する複数の連結部材と、円周方向に隣接する二つの連結部材間に支持された磁性部材とを備え、前記連結部材および前記磁性部材の対向面の一方に形成された断面弧状の凹部と他方に形成された断面弧状の凸部とが圧入により結合され、前記凹部および前記凸部を圧入する際の締め代が径方向に設定されることを特徴とする回転電機用ロータが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記凹部および前記凸部の結合状態において、前記凹部の底部および前記凸部の頂部間に隙間を有することを特徴とする回転電機用ロータが提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、軸線に直交する方向の前記磁性部材の断面形状が、外周面の円周方向長さが内周面の円周方向長さよりも小さい台形状であることを特徴とする回転電機用ロータが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記磁性部材は積層された電磁鋼板であることを特徴とする回転電機用ロータが提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記連結部材の外周面の軸線方向端部は、前記固定部材に設けられた突出部に当接することを特徴とする回転電機用ロータが提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、前記磁性部材は前記固定部材との間に配置された弾発部材によって軸線方向に付勢されることを特徴とする回転電機用ロータが提案される。

尚、実施の形態のセンターリング３１および第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒは本発明の固定部材に対応し、実施の形態の第１、第２アウターロータシャフト３４，３６は本発明の回転軸に対応し、実施の形態の第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒは本発明の磁性部材に対応する。

請求項１の構成によれば、回転軸上に軸線方向に離間して配置された二つの固定部材間を円周方向に所定間隔で配置された複数の連結部材で連結し、隣接する二つの連結部材間に磁性部材を支持する際に、連結部材および磁性部材の対向面の一方に形成された断面弧状の凹部と他方に形成された断面弧状の凸部とを圧入により結合したので、ロータの回転に伴って磁性部材に作用する径方向外向きの遠心力を凹部および凸部を介して連結部材に伝達し、磁性部材をガタつかないように固定部材に確実に支持することができる。このとき、凹部および凸部を圧入する締め代を径方向に設定したので、連結部材および磁性部材は径方にのみ変形して円周方向に変形することが防止され、前記円周方向の変形が積み重なってロータの形状が歪むのを防止することができる。

また請求項２の構成によれば、凹部および凸部の結合状態において、凹部の底部および凸部の頂部間に隙間が形成されるので、比較的に脆弱な磁性部材に圧入荷重に起因する大きな応力が作用するのを防止し、磁性部材の材料選択の自由度を高めることができる。

また請求項３の構成によれば、軸線に直交する方向の磁性部材の断面形状を、外周面の円周方向長さが内周面の径方向長さよりも小さい台形状としたので、ロータの回転に伴って磁性部材に作用する径方向外向きの遠心力を連結部材に伝達し、磁性部材を固定部材に一層確実に支持することができる。

また請求項４の構成によれば、磁性部材を積層した電磁鋼板で構成したので、磁性部材の鉄損を低減することができる。

また請求項５の構成によれば、連結部材の外周面の軸線方向端部を固定部材に設けた突出部に当接させたので、ロータの回転に伴って連結部材に作用する径方向外向きの遠心力を固定部材に伝達して支持するとともに、連結部材を径方向に精度良く位置決めすることができる。

また請求項６の構成によれば、磁性部材を固定部材との間に配置した弾発部材によって軸線方向に付勢したので、磁性部材を軸線方向の寸法のばらつきを吸収してガタの発生を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図２１は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１は電動機を軸線方向に見た正面図（図２の１−１線断面図）、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は電動機の分解斜視図、図６はインナーロータの分解斜視図、図７は図２の７部拡大図、図８は図７の８−８線断面図、図９は図７の９−９線断面図、図１０は図７の１０−１０線断面図、図１１は図７の１１−１１線断面図、図１２はアウターロータの部分分解斜視図、図１３は図８の１３部拡大図、図１４は図１３に対応する作用説明図、図１５は電動機を円周方向に展開した模式図、図１６はインナーロータを固定した場合の作動説明図の（その１）、図１７はインナーロータを固定した場合の作動説明図の（その２）、図１８はインナーロータを固定した場合の作動説明図の（その３）、図１９はアウターロータを固定した場合の作動説明図の（その１）、図２０はアウターロータを固定した場合の作動説明図の（その２）、図２１はアウターロータに発生する渦電流を示す図である。

図５に示すように、本実施の形態の電動機Ｍは、軸線Ｌ方向に短い八角筒形状を成すケーシング１１と、ケーシング１１の内周に固定された円環状のステータ１２と、ステータ１２の内部に収納されて軸線Ｌまわりに回転する円筒状のアウターロータ１３と、アウターロータ１３の内部に収納されて軸線Ｌまわりに回転する円筒状のインナーロータ１４とで構成されるもので、アウターロータ１３およびインナーロータ１４は固定されたステータ１２に対して相対回転可能であり、かつアウターロータ１３およびインナーロータ１４は相互に相対回転可能である。

図１および図２から明らかなように、ケーシング１１は有底八角筒状の本体部１５と、本体部１５の開口に複数本のボルト１６…で固定される八角板状の蓋部１７とで構成されており、本体部１５および蓋部１７には通気のための複数の開口１５ａ…，１７ａ…が形成される。

図１〜図５から明らかなように、ステータ１２は電磁鋼板を積層したステータコア１８を備えており、ステータコア１８の内周面には複数（実施の形態では９６個）のティース１８ａ…および複数（実施の形態では９６個）のスロット１８ｂ…が円周方向に交互に形成される。ステータコア１８のスロット１８ｂ…にはＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル１９が分布巻きされており、その渡り部分がステータコア１８の軸線Ｌ方向両側面に環状をなして露出する。ステータ１２は、ステータコア１８を軸線Ｌ方向に貫通する複数本のボルト２０…でケーシング１１の本体部１５の内面に固定される。ケーシング１１の本体部１５に設けた３個の端子２３，２４，２５（図１参照）からＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル１９に３相交流電流を供給することで、ステータ１２に回転磁界を発生させることができる。

図２に明瞭に示されるように、ステータ１２の電磁鋼板よりなるステータコア１８は軸線Ｌ方向に二分割された第１ステータコア１８Ｌおよび第２ステータコア１８Ｒを備えており、その第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒの間に非導電性部材で構成されたスペーサ２２が挟持される。第１ステータコア１８Ｌ、第２ステータコア１８Ｒおよびスペーサ２２を軸線Ｌ方向に見た形状は同一であり、従ってそれらの製造が容易になる。

ステータ１２の第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒとスペーサ２２とには共通のコイル１９が巻回されているため、第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒには同位相の回転磁界が発生する。

図２および図５から明らかなように、アウターロータ１３は、弱磁性体で環状に形成されたセンターリング３１と、弱磁性体で円板状に形成されてセンターリング３１の軸線Ｌ方向両側に配置される第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒと、弱磁性体で柱状に形成されて円周方向に所定間隔で配置され、センターリング３１と第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒとを接続する複数（実施の形態では左右それぞれ１８個）の連結部材３３…とを備えた円筒状の部材であり、連結部材３３…はボルト３９…およびナット４０…でセンターリング３１および第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒに固定される。第１ロータフランジ３２Ｌの中心から軸線Ｌ方向の一側に突出する第１アウターロータシャフト３４がボールベアリング３５でケーシング１１の本体部１５に回転自在に支持されるとともに、第２ロータフランジ３２Ｒの中心から軸線Ｌ方向の他側に突出する第２アウターロータシャフト３６がボールベアリング３７でケーシング１１の蓋部１７に回転自在に支持される。

尚、弱磁性体とは、磁石に吸着しない材質で、例えばアルミニウム等の他に樹脂、木等を含み、非磁性体と呼ばれることもある。

センターリング３１、第１ロータフランジ３２Ｌおよび連結部材３３…で囲まれた空間に、それぞれ軟磁性体製の第１誘導磁極３８Ｌ…が支持されるとともに、センターリング３１、第２ロータフランジ３２Ｒおよび連結部材３３…で囲まれた空間に、それぞれ軟磁性体製の第２誘導磁極３８Ｒ…が支持される。第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…は、鉄損を低減すべく相互に接触する面が絶縁コーティングされた多数枚の軟磁性体の薄板を軸線Ｌ方向に積層して構成されており、その個数は本実施の形態では左右それぞれ１６個である。

尚、軟磁性体とは磁性体の一種で、磁力を加えると磁極が発生し、磁力を取り去ると磁極が消滅するものをいう。

図１２から明らかなように、弱磁性体で構成されたセンターリング３１は軸線Ｌ方向両側に交互に突出する突出部３１ａ…と、突出部３１ａ…の径方向内側であって該突出部３１ａ…の突出方向と反対側の側面に形成された略四角形のボルト頭部嵌合凹部３１ｂ…と、そのボルト頭部嵌合凹部３１ｂ…の中央を貫通するボルト孔３１ｃ…とを備える。

弱磁性体で構成された連結部材３３は、曲率半径が大きい円弧面よりなる外周面３３ａと、曲率半径が小さい円弧面よりなる一対の凸部３３ｂ，３３ｂと、円周方向中間部が径方向内側に膨出する内周面３３ｃとを有しており、その中心をボルト孔３３ｄが軸線Ｌ方向に貫通する。連結部材３３の内周面は、ボルト孔３３ｄが設けられた部分だけが径方向内側に膨出して径方向に厚くなっており、その他の部分は径方向に薄くなっている。

弱磁性体で構成されたボルト３９の頭部３９ａは、前記ボルト頭部嵌合凹部３１ｂに隙間なく嵌合する略四角形に形成される。第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒの横断面は曲率半径が大きい円弧面よりなる外周面３８ａと、平面状の一対の側面３８ｂ，３８ｂと、曲率半径が大きい円弧面よりなる内周面３８ｃと、前記一対の側面３８ｂ，３８ｂにそれぞれ形成された曲率半径が小さい円弧面よりなる凹部３８ｄ，３８ｄとを備える。

図７〜図１２から明らかなように、センターリング３１の一端側からボルト孔３１ｃ…に挿入されたボルト３９…は、その頭部３９ａ…がセンターリング３１のボルト頭部嵌合凹部３１ｂ…に嵌合して回り止めされ、センターリング３１の他端側に突出したボルト３９…は、連結部材３３…のボルト孔３３ｄ…と第１ロータフランジ３２Ｌあるいは第２ロータフランジ３２Ｒに形成されたボルト孔３２ａ…とを貫通し、ナット４０…により締結される。このとき、連結部材３３の外周面３３ａ…の一端側はセンターリング３１の突出部３１ａ…の内周面に密着し（図７参照）、かつ連結部材３３の外周面３３ａ…の他端側は第１ロータフランジ３２Ｌあるいは第２ロータフランジ３２Ｒの突出部３２ｂ…の内周面に密着することで（図７参照）、連結部材３３…がセンターリング３１および第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒに対して精度よく位置決めされる。

各連結部材３３の凸部３３ｂ，３３ｂが、円周方向に隣接する第１誘導磁極３８Ｌあるいは第２誘導磁極３８Ｒの側面３８ｂ，３８ｂの凹部３８ｄ，３８ｄに嵌合することで、第１、第２軟磁性体３８Ｌ，３８Ｒが一対の連結部材３３，３３間に保持される。

図７および図１１から明らかなように、第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒの内面には円形のスプリング支持孔３２ｃ…が形成されており、それらのスプリング支持孔３２ｃ…にサークリップ状の係止部４１ａ…を支持された弾発部材４１…の板ばね状の押圧部４１ｂ…が、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…の一端部を軸線Ｌ方向に押圧し、他端部をセンターリング３１に圧接する。弾発部材４１は係止部４１ａがスプリング支持孔３２ｃに安定的に保持されるため、組付時に弾発部材４１が落下するのを防止して組付性が向上する。

図１３に示すように、連結部材３３の表面には絶縁コーティング３３ｅが施されており、この絶縁コーティング３３ｅにより、連結部材３３の凸部３３ｂ，３３ｂが第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒの凹部３８ｄ，３８ｄに嵌合する接触部の電気的導通が遮断される。これにより、連結部材３３および第１、第２誘導磁極３８Ｌ，，３８Ｒ間に生成する小ループの渦電流を遮断して損失を低減することができる（図２１の矢印Ａ参照）。

特に、相互に接触する面が絶縁された軟磁性体の薄板を軸線Ｌ方向に積層して第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒを構成したので、渦電流は第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒを軸線Ｌ方向に流れることができずに連結部材３３との間で円周方向に流れようとするが、連結部材３３と第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒとの間に発生する渦電流ループを前記絶縁コーティング３３ｅで遮断することができる。

また連結部材３３に加えてボルト３９にも渦電流を遮断する絶縁コーティング３９ｂが施されており、この絶縁コーティング３９ｂによって、連結部材３３およびボルト３９とセンターリング３１との間、あるいは連結部材３３およびボルト３９と第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒとの間の導通を遮断し、渦電流による損失を低減することができる（図２１の矢印Ｂ参照）。

図７に示すように、センターリング３１の少なくとも連結部材３３に接触する部分には絶縁コーティング３１ｄが施されており、この絶縁コーティング３１ｄで渦電流ループを遮断して損失を低減することができる（図２１の矢印Ｃ参照）。また第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒの少なくとも連結部材３３に接触する部分には絶縁コーティング３２ｄが施されており、この絶縁コーティング３２ｄで渦電流ループを遮断して損失を低減することができる（図２１の矢印Ｄ参照）。

図１４において、実線は第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒの側面３８ｂ，３８ｂの凹部３８ｄ，３８ｄの形状を示し、鎖線は連結部材３３の凸部３３ｂ，３３ｂの形状を示している。前記凹部３８ｄおよび前記凸部３３ｂは共に円弧状であるが、両者の形状を僅かに異ならせることで締め代γが設定されている。前記締め代γは、連結部材３３の凸部３３ｂの嵌合によって第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒの凹部３８ｄを径方向内外に広げる方向に設定される。そして連結部材３３の凸部３３ｂおよび第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒの凹部３８ｄの嵌合状態では、前記凸部３３ｂの頂部および前記凹部３８ｄの底部間に隙間δが確保される。

図２〜図７から明らかなように、インナーロータ１４は、円筒状に形成されたロータボディ４５と、ロータボディ４５のハブ４５ａにスプライン結合４６されたインナーロータシャフト４７と、積層された電磁鋼板で構成されてロータボディ４５の外周に嵌合する円環状の第１、第２ロータコア４８Ｌ，４８Ｒと、弱磁性体で構成されてロータボディ４５の外周に嵌合する円環状のスペーサ４９とを備える。インナーロータシャフト４７の一端は軸線Ｌ上で第１アウターロータシャフト３４の内部にボールベアリング５０で回転自在に支持され、またインナーロータシャフト４７の他端は第２アウターロータシャフト３６の内部にボールベアリング５１で回転自在に支持される。

ロータボディ４５の外周に圧入された第１、第２ロータコア４８Ｌ，４８Ｒは同一構造を有するもので、その外周面に沿って複数個（実施の形態では１６個）の永久磁石支持孔４８ａ…（図３および図４参照）を備えており、そこに第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…が軸線Ｌ方向に挿入されて接着により固定される。第１ロータコア４８Ｌの隣接する第１永久磁石５２Ｌ…の極性は交互に反転しており、第２ロータコア４８Ｒの隣接する第２永久磁石５２Ｒ…の極性は交互に反転しており、かつ第１ロータコア４８Ｌの第１永久磁石５２Ｌ…の円周方向の位相および極性と、第２ロータコア４８Ｒの第２永久磁石５２Ｒ…の円周方向の位相および極性とは、電気角で１８０°ずれるように相互に一致している（図３および図４参照）。

そしてロータボディ４５の外周の軸線Ｌ方向中央に、つまり第１、第２ロータコア４８Ｌ，４８Ｒに挟まれる位置に弱磁性体で円環状に形成されたスペーサ４９が嵌合し、ロータボディ４５の外周の軸線Ｌ方向両側に第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…を抜け止めする一対の永久磁石支持板５３，５３がそれぞれ嵌合し、一方の永久磁石支持板５３がロータボディ４５の軸線Ｌ方向一端側の外周に突設したフランジ４５ｂによって保持され、他方の永久磁石支持板５３がロータボディ４５の軸線Ｌ方向他端側の外周に圧入したストッパリング５４に支持される。

しかして、図８に拡大して示すように、アウターロータ１３の外周面に露出する第１誘導磁極３８Ｌ…の外周面に、僅かなエアギャップαを介してステータコア１８のティース１８ａ…の内周面が対向し、アウターロータ１３の内周面に露出する第１誘導磁極３８Ｌ…の内周面に、僅かなエアギャップβを介してインナーロータ１４の第１ロータコア４８Ｌの外周面が対向する。同様に、図９に拡大して示すように、アウターロータ１３の外周面に露出する第２誘導磁極３８Ｒ…の外周面に、僅かなエアギャップαを介してステータコア１８のティース１８ａ…の内周面が対向し、アウターロータ１３の内周面に露出する第２誘導磁極３８Ｒ…の内周面に、僅かなエアギャップβを介してインナーロータ１４の第２ロータコア４８Ｒの外周面が対向する。

ステータ１２のスペーサ２２の軸線Ｌ方向厚さと、アウターロータ１３のセンターリング３１の突出部３１ａ…を除く軸線Ｌ方向厚さと、インナーロータ１４のスペーサ４９の軸線Ｌ方向の厚さとは略等しく設定される（図７参照）。

図７から明らかなように、第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒの外周面３８ａの径方向位置は、センターリング３１および第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒの外周面の径方向位置に等しくなっており、これにより第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒとステータコア１８の内周面とのエアギャップαを小さく設定することができる。尚、第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒの外周面３８ａの径方向位置は、センターリング３１および第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒの外周面の径方向位置よりも径方向外側に突出させても良い。

次に、上記構成を備えた第１の実施の形態の電動機Ｍの作動原理を説明する。

図１５は電動機Ｍを円周方向に展開した状態を模式的に示すものである。図１５の左右両側には、インナーロータ１４の第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…がそれぞれ示される。第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…は、円周方向（図１５の上下方向）に所定ピッチＰでＮ極およびＳ極が交互に配置されるとともに、軸線Ｌ方向（図１５の左右方向）に対向する第１永久磁石５２Ｌ…の極性および第２永久磁石５２Ｒ…の極性は逆になるように配置される。

図１５の中央部にはステータ１２の第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒのティース１８ａ…に対応する仮想永久磁石２１…が円周方向に所定ピッチＰで配置される。実際には、第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒのティース１８ａ…の数は各９６個であり、インナーロータ１４の第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…の数は各１６個であるため、ティース１８ａ…のピッチはインナーロータ１４の第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…のピッチＰと一致していない。

しかしながら、第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒのティース１８ａ…はそれぞれ回転磁界を形成するため、それら第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒを、ピッチＰで配置されて円周方向に回転する１６個の仮想永久磁石２１…で置き換えることができる。以下、第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒを、仮想永久磁石２１…の第１、第２仮想磁極１８Ｌ…，１８Ｒ…と呼ぶ。円周方向に隣接する仮想永久磁石２１…の第１、第２仮想磁極１８Ｌ…，１８Ｒ…の極性は交互に反転しており、かつ各仮想永久磁石２１…の第１仮想磁極１８Ｌ…と第２仮想磁極１８Ｒ…とは、同一の極性を有して軸線Ｌ方向に整列している。その理由は、第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒが、実質的に単一のステータコア１８であるからである。

第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…と仮想永久磁石２１…との間に、アウターロータ１３の第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が配置される。第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…は円周方向にピッチＰで配置されるとともに、第１誘導磁極３８Ｌ…と第２誘導磁極３８Ｒ…とは円周方向にピッチＰの半分だけずれている（図５参照）。

図１５に示すように、仮想永久磁石２１の第１仮想磁極１８Ｌの極性が、それに対向する（最も近い）第１永久磁石５２Ｌの極性と異なるときには、仮想永久磁石２１の第２仮想磁極１８Ｒの極性が、それに対向する（最も近い）第２永久磁石５２Ｒの極性と同じになる。また仮想永久磁石２１の第２仮想磁極１８Ｒの極性が、それに対向する（最も近い）第２永久磁石５２Ｒの極性と異なるときには、仮想永久磁石２１の第１仮想磁極１８Ｌの極性が、それに対向する（最も近い）第１永久磁石５２Ｌの極性と同じになる（図１７（Ｇ）参照）。

先ず、インナーロータ１４（第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…）を回転不能に固定した状態で、第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒ（第１、第２仮想磁極１８Ｌ…，１８Ｒ…）に回転磁界を発生させることで、アウターロータ１３（第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…）を回転駆動する場合の作用を説明する。この場合、図１６（Ａ）→図１６（Ｂ）→図１６（Ｃ）→図１６（Ｄ）→図１７（Ｅ）→図１７（Ｆ）→図１７（Ｇ）の順番で、固定された第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…に対して仮想永久磁石２１…が図中下向きに回転することで、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が図中下向きに回転する。

図１６（Ａ）に示すように、相対向する第１永久磁石５２Ｌ…および仮想永久磁石２１…の第１仮想磁極１８Ｌ…に対して第１誘導磁極３８Ｌ…が整列し、かつ相対向する第２仮想磁極１８Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…に対して第２誘導磁極３８Ｒ…が半ピッチＰ／２ずれた状態から、仮想永久磁石２１…を同図の下方に回転させる。その回転の開始時においては、仮想永久磁石２１…の第１仮想磁極１８Ｌ…の極性は、それに対向する第１永久磁石５２Ｌ…の極性と異なるとともに、仮想永久磁石２１…の第２仮想磁極１８Ｒ…の極性は、それに対向する第２永久磁石５２Ｒ…の極性と同じになる。

第１誘導磁極３８Ｌ…が第１永久磁石５２Ｌ…および仮想永久磁石２１…の第１仮想磁極１８Ｌ…間に配置されているので、第１誘導磁極３８Ｌ…が第１永久磁石５２Ｌ…および第１仮想磁極１８Ｌ…によって磁化され、第１永久磁石５２Ｌ…、第１誘導磁極３８Ｌ…および第１仮想磁極１８Ｌ…間に第１磁力線Ｇ１が発生する。同様に、第２誘導磁極３８Ｒ…が第２仮想磁極１８Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…間に配置されているので、第２誘導磁極３８Ｒ…が第２仮想磁極１８Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…によって磁化され、第２仮想磁極１８Ｒ…、第２誘導磁極３８Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…間に第２磁力線Ｇ２が発生する。

図１６（Ａ）に示す状態では、第１磁力線Ｇ１は、第１永久磁石５２Ｌ…、第１誘導磁極３８Ｌ…および第１仮想磁極１８Ｌ…を結ぶように発生し、第２磁力線Ｇ２は、円周方向に隣り合う各２つの第２仮想磁極１８Ｒ…と両者の間に位置する第２誘導磁極３８Ｒ…とを結ぶように、また円周方向に隣り合う各２つの第２永久磁石５２Ｒ…と両者の間に位置する第２誘導磁極３８Ｒ…とを結ぶように発生する。その結果、図１８（Ａ）に示すような磁気回路が構成される。この状態では、第１磁力線Ｇ１が直線状であることにより、第１誘導磁極３８Ｌ…には、円周方向に回転させるような磁力は作用しない。また円周方向に隣り合う各２つの第２仮想磁極１８Ｒ…と第２誘導磁極３８Ｒ…との間の２つの第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いおよび総磁束量が互いに等しく、同様に円周方向に隣り合う各２つの第２永久磁石５２Ｒ…と第２誘導磁極３８Ｒ…との間の２つの第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いおよび総磁束量も、互いに等しくなってバランスしている。このため、第２誘導磁極３８Ｒ…にも、円周方向に回転させるような磁力は作用しない。

そして、仮想永久磁石２１…が図１６（Ａ）に示す位置から図１６（Ｂ）に示す位置に回転すると、第２仮想磁極１８Ｒ…、第２誘導磁極３８Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…を結ぶような第２磁力線Ｇ２が発生するとともに、第１誘導磁極３８Ｌ…と第１仮想磁極１８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１が曲がった状態になる。これに伴い、第１、第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２によって、図１８（Ｂ）に示すような磁気回路が構成される。

この状態では、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合いは小さいものの、その総磁束量が多いため、比較的強い磁力が第１誘導磁極３８Ｌ…に作用する。これにより、第１誘導磁極３８Ｌ…は、仮想永久磁石２１…の回転方向、つまり磁界回転方向に比較的大きな駆動力で駆動され、その結果アウターロータ１３が磁界回転方向に回転する。また第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いは大きいものの、その総磁束量が少ないため、比較的弱い磁力が第２誘導磁極３８Ｒ…に作用し、それにより第２誘導磁極３８Ｒ…は磁界回転方向に比較的小さな駆動力で駆動され、その結果アウターロータ１３は磁界回転方向に回転する。

次いで、仮想永久磁石２１が、図１６（Ｂ）に示す位置から、図１６（Ｃ），（Ｄ）および図１７（Ｅ），（Ｆ）に示す位置に順に回転すると、第１誘導磁極３８Ｌ…および第２誘導磁極３８Ｒ…は、それぞれ第１、第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２に起因する磁力によって磁界回転方向に駆動され、その結果アウターロータ１３が磁界回転方向に回転する。その間、第１誘導磁極３８Ｌ…に作用する磁力は、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合いが大きくなるものの、その総磁束量が少なくなることによって、徐々に弱くなり、第１誘導磁極３８Ｌ…を磁界回転方向に駆動する駆動力が徐々に小さくなる。また第２誘導磁極３８Ｒ…に作用する磁力は、第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いが小さくなるものの、その総磁束量が多くなることによって徐々に強くなり、第２誘導磁極３８Ｒ…を磁界回転方向に駆動する駆動力が徐々に大きくなる。

そして、仮想永久磁石２１が図１７（Ｅ）に示す位置から図１７（Ｆ）に示す位置に回転する間、第２磁力線Ｇ２が曲がった状態になるとともに、その総磁束量が最多に近い状態になり、その結果、最強の磁力が第２誘導磁極３８Ｒ…に作用し、第２誘導磁極３８Ｒ…に作用する駆動力が最大になる。その後、図１７（Ｇ）に示すように、仮想永久磁石２１が当初の図１６（Ａ）の位置からピッチＰ分回転することにより、仮想永久磁石２１の第１、第２仮想磁極１８Ｌ…，１８Ｒ…がそれぞれ第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…に対向する位置に回転すると、図１６（Ａ）の状態と左右が反転した状態となり、その瞬間だけアウターロータ１３を円周方向に回転させる磁力は作用しなくなる。

この状態から、仮想永久磁石２１が更に回転すると、第１、第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２に起因する磁力によって、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が磁界回転方向に駆動され、アウターロータ１３が磁界回転方向に回転する。その際、仮想永久磁石２１が再び図１６（Ａ）に示す位置まで回転する間、以上とは逆に、第１誘導磁極３８Ｌ…に作用する磁力は、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合が小さくなるものの、その総磁束量が多くなることによって強くなり、第１誘導磁極３８Ｌ…に作用する駆動力が大きくなる。逆に、第２誘導磁極３８Ｒ…に作用する磁力は、第２磁力線Ｇ２の曲がり度合が大きくなるものの、その総磁束量が少なくなることによって弱くなり、第２誘導磁極３８Ｒ…に作用する駆動力が小さくなる。

また図１６（Ａ）と図１７（Ｇ）とを比較すると明らかなように、仮想永久磁石２１がピッチＰ分回転するのに伴って、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が半ピッチＰ／２分しか回転しないので、アウターロータ１３は、第１、第２仮想磁極１８Ｌ、１８Ｒの回転磁界の回転速度の１／２の速度で回転する。これは、第１、第２磁力線Ｇ１，Ｇ２に起因する磁力の作用によって、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が、第１磁力線Ｇ１で結ばれた第１永久磁石５２Ｌ…と第１仮想磁極１８Ｌ…との中間、および第２磁力線Ｇ２で結ばれた第２永久磁石５２Ｒ…と第２仮想磁極１８Ｒ…トの中間に、それぞれ位置した状態を保ちながら、回転するためである。

次に、図１９および図２０を参照しながら、アウターロータ１３を固定した状態で、インナーロータ１４を回転させる場合の電動機Ｍの作動について説明する。

先ず、図１９（Ａ）に示すように、各第１誘導磁極３８Ｌ…が各第１永久磁石５２Ｌ…に対向するとともに、各第２誘導磁極３８Ｒ…が隣り合う各２つの第２永久磁石５２Ｒ…の間に位置した状態から、第１、第２回転磁界を同図の下方に回転させる。その回転の開始時において、各第１仮想磁極１８Ｌ…の極性を、それに対向する各第１永久磁石５２Ｌ…の極性と異ならせるとともに、各第２仮想磁極１８Ｒ…の極性をそれに対向する各第２永久磁石５２Ｒ…の極性と同じにする。

この状態から、仮想永久磁石２１…が図１９（Ｂ）に示す位置に回転すると、第１誘導磁極３８Ｌ…と第１仮想磁極１８Ｌ…の間の第１磁力線Ｇ１が曲がった状態になり、かつ第２仮想磁極１８Ｒ…が第２誘導磁極３８Ｒ…に近づくことによって、第２仮想磁極１８Ｒ…、第２誘導磁極３８Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…を結ぶような第２磁力線Ｇ２が発生する。その結果、第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…、仮想永久磁石２１…および第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…において、前述した図１８（Ｂ）に示すような磁気回路が構成される。

この状態では、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１の総磁束量は高いものの、この第１磁力線Ｇ１がまっすぐであるため、第１誘導磁極３８Ｌ…に対して第１永久磁石５２Ｌ…を回転させるような磁力が発生しない。また第２永久磁石５２Ｒ…およびこれと異なる極性の第２仮想磁極１８Ｒ…の間の距離が比較的長いことにより、第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の第２磁力線Ｇ２の総磁束量は比較的少ないものの、その曲がり度合いが大きいことによって、第２永久磁石５２Ｒ…に、これを第２誘導磁極３８Ｒ…に近づけるような磁力が作用する。これにより、第２永久磁石５２Ｒ…は、第１永久磁石５２Ｌ…と共に、仮想永久磁石２１…の回転方向、即ち磁界回転方向と逆方向（図１９の上方）に駆動され、図１９（Ｃ）に示す位置に向かって回転する。また、これに伴い、インナーロータ１４が磁界回転方向と逆方向に回転する。

そして第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…が図１９（Ｂ）に示す位置から図１９（Ｃ）に示す位置に向かって回転する間、仮想永久磁石２１…は、図１９（Ｄ）に示す位置に向かって回転する。以上のように、第２永久磁石５２Ｒ…が第２誘導磁極３８Ｒ…に近づくことにより、第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いは小さくなるものの、仮想永久磁石２１…が第２誘導磁極３８Ｒ…に更に近づくのに伴い、第２磁力線Ｇ２の総磁束量は多くなる。その結果、この場合にも、第２永久磁石５２Ｒ…に、これを第２誘導磁極３８Ｒ…側に近づけるような磁力が作用し、それにより、第２永久磁石５２Ｒ…が、第１永久磁石５２Ｌ…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動される。

また第１永久磁石５２Ｌ…が磁界回転方向と逆方向に回転するのに伴い、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１が曲がることによって、第１永久磁石５２Ｌ…に、これを第１誘導磁極３８Ｌ…に近づけるような磁力が作用する。しかし、この状態では、第１磁力線Ｇ１に起因する磁力は、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合いが第２磁力線Ｇ２よりも小さいことによって、上述した第２磁力線Ｇ２に起因する磁力よりも弱い。その結果、両磁力の差分に相当する磁力によって、第２永久磁石５２Ｒ…が第１永久磁石５２Ｌ…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動される。

そして、図１９（Ｄ）に示すように、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の距離と、第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の距離が互いにほぼ等しくなったときには、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１の総磁束量および曲がり度合いが、第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の第２磁力線Ｇ２の総磁束量および曲がり度合いとそれぞれほぼ等しくなる。

その結果、これらの第１、第２磁力線Ｇ１，Ｇ２に起因する磁力が互いにほぼ釣り合うことによって、第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…が一時的に駆動されない状態になる。

この状態から、仮想永久磁石２１…が図２０（Ｅ）に示す位置まで回転すると、第１磁力線Ｇ１の発生状態が変化し、図２０（Ｆ）に示すような磁気回路が構成される。それにより、第１磁力線Ｇ１に起因する磁力が、第１永久磁石５２Ｌ…を第１誘導磁極３８Ｌ…に近づけるようにほとんど作用しなくなるので、第２磁力線Ｇ２に起因する磁力によって、第２永久磁石５２Ｒ…は、第１永久磁石５２Ｌ…とともに、図２０（Ｇ）に示す位置まで、磁界回転方向と逆方向に駆動される。

そして、図２０（Ｇ）に示す位置から、仮想永久磁石２１…が若干回転すると、以上とは逆に、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１に起因する磁力が、第１永久磁石５２Ｌ…に、これを第１誘導磁極３８Ｌ…に近づけるように作用し、それにより、第１永久磁石５２Ｌ…が第２永久磁石５２Ｒ…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動され、インナーロータ１４が磁界回転方向と逆方向に回転する。そして仮想永久磁石２１…が更に回転すると、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１に起因する磁力と第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の第２磁力線Ｇ２に起因する磁力の差分に相当する磁力によって、第１永久磁石５２Ｌ…が第２永久磁石５２Ｒ…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動される。その後、第２磁力線Ｇ２に起因する磁力が、第２永久磁石５２Ｒ…を第２誘導磁極３８Ｒ…に近づけるようにほとんど作用しなくなると、第１磁力線Ｇ１に起因する磁力によって、第１永久磁石５２Ｌ…が第２永久磁石５２Ｒ…と共に駆動される。

以上のように、第１、第２回転磁界の回転に伴い、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１に起因する磁力と、第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の第２磁力線Ｇ２に起因する磁力と、これらの磁力の差分に相当する磁力とが、第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…に、即ちインナーロータ１４に交互に作用し、それによりインナーロータ１４が磁界回転方向と逆方向に回転する。また、そのように磁力、即ち駆動力がインナーロータ１４に交互に作用することによって、インナーロータ１４のトルクはほぼ一定になる。

この場合、インナーロータ１４は、第１、第２回転磁界と同じ速度で逆回転する。これは、第１、第２磁力線Ｇ１，Ｇ２に起因する磁力の作用によって、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が、第１永久磁石５２Ｌ…と第１仮想磁極１８Ｌ…との中間、および第２永久磁石５２Ｒ…と第２仮想磁極１８Ｒ…との中間にそれぞれ位置した状態を保ちながら、第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…が回転するためである。

以上、インナーロータ１４を固定してアウターロータ１３を磁界回転方向に回転させる場合と、アウターロータ１３を固定してインナーロータ１４を磁界回転方向と逆方向に回転させる場合とを別個に説明したが、勿論インナーロータ１４およびアウターロータ１３の両方を相互に逆方向に回転させることも可能である。

以上のように、インナーロータ１４およびアウターロータ１３のいずれか一方、あるいはインナーロータ１４およびアウターロータ１３の両方を回転させる場合に、インナーロータ１４およびアウターロータ１３の相対的な回転位置に応じて、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…の磁化の状態が変わり、滑りを生じることなく回転させることが可能であり、同期機として機能するので、効率を高めることができる。また第１仮想磁極１８Ｌ…、第１永久磁石５２Ｌ…および第１誘導磁極３８Ｌ…の数が互いに同じに設定されるとともに、第２仮想磁極１８Ｒ…、第２永久磁石５２Ｒ…および第２誘導磁極３８Ｒ…の数が互いに同じに設定されているので、インナーロータ１４およびアウターロータ１３のいずれを駆動する場合にも、電動機Ｍのトルクを十分に得ることができる。

次に、上述したアウターロータ１３の構造による作用効果を説明する。

連結部材３３の凸部３３ｂ，３３ｂおよび第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒの凹部３８ｄ，３８ｄを圧入により結合したので、アウターロータ１３の回転に伴って第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒに作用する径方向外向きの遠心力を凸部３３ｂ，３３ｂおよび凹部３８ｄ，３８ｄを介して連結部材３３に伝達し、第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒをガタつかないように確実に支持することができる。このとき、凸部３３ｂ，３３ｂおよび凹部３８ｄ，３８ｄを圧入する締め代γを径方向に設定したので（図１４参照）、連結部材３３および第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒは径方にのみ変形して円周方向に変形することが防止され、前記円周方向の変形が積み重なってアウターロータ１３の形状が歪むのを防止することができる。

しかも凸部３３ｂ，３３ｂおよび凹部３８ｄ，３８ｄの結合状態において、凸部３３ｂ，３３ｂの頂部および凹部３８ｄ，３８ｄの底部間に隙間δが形成されるので（図１３参照）、第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒに圧入荷重に起因する大きな応力が作用するのを防止することができる。これにより、第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒに、脆弱であるが磁束の強い材料を選択し、材料選択の自由度を高めることができる。

また軸線Ｌに直交する方向の第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒの断面形状を、外周面３８ａの周方向長さが内周面３８ｃの周方向長さよりも小さい台形状としたので、アウターロータ１３の回転に伴って第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒに作用する径方向外向きの遠心力を連結部材３３に伝達し、第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒを脱落しないように確実に支持することができる。

また連結部材３３の外周面３３ａの軸線Ｌ方向両端部を、センターリング３１に設けた突出部３１ａと、第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒに設けた突出部３２ｂ，３２ｂとに当接させたので、アウターロータ１３の回転に伴って連結部材３３に作用する径方向外向きの遠心力をセンターリング３１および第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒに伝達して支持するとともに、連結部材３３を径方向に精度良く位置決めしてアウターロータ１３の形状の精度を高めることができる。

また第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒを第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒとの間に配置した弾発部材４１，４１によって軸線Ｌ方向に付勢してセンターリング３１に圧接したので、軟磁性体の薄板を多数枚積層したことによる第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒの軸線Ｌ方向の寸法のばらつきを吸収し、ガタの発生を防止することができる。

またセンターリング３１と、その軸線Ｌ方向両側の第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒとを、円周方向に所定間隔で配置された複数の連結部材３３…およびボルト３９…で連結し、隣接する二つの連結部材３３，３３間に第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒを支持したので、連結部材３３によってアウターロータ１３の剛性を高めることができ、これにより第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…に作用する遠心力によるアウターロータ１３の変形を防止することができる。

また連結部材３３を、それを貫通するボルト３９によりセンターリング３１と第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒとに固定する際に、連結部材３３の内周面３３ｃのボルト孔３３ｄの近傍を径方向内側に膨出させたので、ボルト３９の挿通を可能にしながら連結部材３３の断面積を最小限に抑え、連結部材３３を介して流れる渦電流を最小限に抑えて損失を低減することができる。

また連結部材３３の径方向の厚さをボルト孔３３ｄの近傍で他の部分よりも大きくしたので、連結部材３３の強度をボルト３９の締結荷重を受けるのに充分な大きさに維持しながら、連結部材３３の体積を最小限に抑えて渦電流の発生量を低減し、渦電流による損失を低減することができる。

次に、上述したステータ１２の構造による作用効果を説明する。

アウターロータ１３にセンターリング３１を介して軸線Ｌ方向に並置した第１、第２誘導磁極３８Ｌ…３８Ｒ…を、ステータ１２にスペーサ２２を介して軸線Ｌ方向に並置した第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒを対向させたので、第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒをスペーサ２２を介さずに一体化して軸線Ｌ方向の寸法が同一のステータ１２を構成する場合に比べて、高価な電磁鋼板よりなる第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒの材料を前記スペーサ２２の分だけ削減し、重量の軽減やコストダウンに寄与することができる。

しかも第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒをスペーサ２２を介して一体化することでステータ１２の剛性の向上やコイル１９の巻線コストの削減を図ることができる。このとき、スペーサ２２を挟んで両側に位置する第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒの相互に対向する磁極の極性が同一であるため、スペーサ２２を磁気短絡が発生し難い弱磁性体で構成する必要がなくなり、材料選択の自由度が向上する。

また第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒに共通のコイル１９を巻回したので、構造を簡素化して巻線コストを削減できるだけでなく、第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒの軸線Ｌ方向に対向する磁極の極性を同一にし、磁極間の磁束の短絡を回避することができる。更に、スペーサ２２を非導電性部材で構成することで、スペーサ２２に渦電流が発生するのを防止して損失を低減することができる。

またアウターロータ１３の第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…間にセンターリング３１を配置し、かつインナーロータ１４の第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…間にスペーサ４９を配置したので、第１、第２ステータコア３８Ｌ，３８Ｒ間のスペーサ２２に前記センターリング３１および前記スペーサ４９を対応させ、アウターロータ１３の第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…およびインナーロータ１４の第１、第２ロータコア４８Ｌ，４８Ｒの材料を節減することができる。

またアウターロータ１３のセンターリング３１の幅、インナーロータ１４のスペーサ４９の幅およびステータ１２のスペーサ２２の幅を略同一としたのでアウターロータ１３の第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…、インナーロータ１４の第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…およびステータ１２の第１、第２ステータコア１８Ｌ，１８Ｒを軸線Ｌ方向にずれないように径方向に整列させ、それらの間の磁束の受け渡しを効率よく行うことができる。

またアウターロータ１３のセンターリング３１を弱磁性体で構成したので、軸線Ｌ方向に並置されて相互に近接する第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…の極性が異なっていても、それらの間に配置された磁気抵抗が大きい弱磁性体のセンターリング３１により磁気短絡の発生を防止することができる。同様に、インナーロータ１４のスペーサ４９を弱磁性体で構成したので、軸線Ｌ方向に並置されて相互に対向する第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…の極性が異なっていても、それらの間に配置された磁気抵抗が大きい弱磁性体のスペーサ４９により磁気短絡の発生を防止することができる。

次に、図２２に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態の弾発部材４１は、サークリップ状の係止部４１ａに板ばね状の押圧部４１ｂを一体に設けているが、第２の実施の形態の弾発部材４１は、サークリップ状の係止部４１ａにコイルばね状の押圧部４１ｂをカシメ等で固定したものである。この第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同じ作用効果を達成することができる。

次に、図２３に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では、連結部材３３と第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒとを結合する場合に、連結部材３３側に凸部３３ｂ，３３ｂを設け、第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒ側に凹部３８ｄ，３８ｄを設けていたが、第３の実施の形態では凹凸の関係を逆転し、連結部材３３側に凹部３３ｆ，３３ｆを設け、第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒ側に凸部３８ｅ，３８ｅを設けたものである。

凹部３３ｆおよび凸部３８ｅを圧入する場合の締め代γおよび隙間δの関係は第１の実施の形態（図１３および図１４参照）と同じであり、第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。

次に、図２４に基づいて本発明の第４の実施の形態を説明する。

第４の実施の形態は、連結部材３３の円周方向両端側に、軸線Ｌ方向に貫通する２個の肉抜き部３３ｇ，３３ｇを形成したものである。この肉抜き部３３ｇ，３３ｇを形成することで連結部材３３の体積が減少するため、その分だけ発生する渦電流を低減して損失の低減に寄与することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の回転電機は実施の形態の電動機Ｍに限定されず、発電機等の任意の回転電機であっても良い。

また実施の形態では第１、第２ロータフランジ３２Ｌ，３２Ｒと第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…との間に弾発部材４１…を配置しているが、センターリング３１と第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…との間に弾発部材４１…を配置しても良い。

第１の実施の形態に係る電動機を軸線方向に見た正面図（図２の１−１線断面図） 図１の２−２線断面図 図２の３−３線断面図 図２の４−４線断面図 電動機の分解斜視図 インナーロータの分解斜視図 図２の７部拡大図 図７の８−８線断面図 図７の９−９線断面図 図７の１０−１０線断面図 図７の１１−１１線断面図 アウターロータの部分分解斜視図 図８の１３部拡大図 図１３に対応する作用説明図 電動機を円周方向に展開した模式図 インナーロータを固定した場合の作動説明図の（その１） インナーロータを固定した場合の作動説明図の（その２） インナーロータを固定した場合の作動説明図の（その３） アウターロータを固定した場合の作動説明図の（その１） アウターロータを固定した場合の作動説明図の（その２） アウターロータに発生する渦電流を示す図 第２の実施の形態に係る弾発部材の斜視図 第３の実施の形態に係る、前記図８に対応する図 第４の実施の形態に係る、前記図８に対応する図

符号の説明

３１ センターリング（固定部材）
３１ａ 突出部
３２Ｌ 第１ロータフランジ（固定部材）
３２Ｒ 第２ロータフランジ（固定部材）
３２ｂ 突出部
３３ 連結部材
３３ａ 外周面
３３ｂ 凸部
３３ｃ 内周面
３３ｆ 凹部
３４ 第１アウターロータシャフト（回転軸）
３６ 第２アウターロータシャフト（回転軸）
３８Ｌ 第１誘導磁極（磁性部材）
３８Ｒ 第２誘導磁極（磁性部材）
３８ｄ 凹部
３８ｅ 凸部
４１ 弾発部材
Ｌ 軸線
γ 締め代
δ 隙間

Claims (6)

1. 回転軸（３４，３６）上に軸線（Ｌ）方向に離間して配置され、前記回転軸（３４，３６）と一体に回転する複数の固定部材（３１；３２Ｌ，３２Ｒ）と、円周方向に所定間隔で配置されて隣接する二つの前記固定部材（３１；３２Ｌ，３２Ｒ）を連結する複数の連結部材（３３）と、円周方向に隣接する二つの連結部材（３３）間に支持された磁性部材（３８Ｌ，３８Ｒ）とを備え、
   前記連結部材（３３）および前記磁性部材（３８Ｌ，３８Ｒ）の対向面の一方に形成された断面弧状の凹部（３３ｆ，３８ｄ）と他方に形成された断面弧状の凸部（３３ｂ，３８ｅ）とが圧入により結合され 前記凹部（３３ｆ，３８ｄ）および前記凸部（３３ｂ，３８ｅ）を圧入する際の締め代（γ）が径方向に設定されることを特徴とする回転電機用ロータ。
2. 前記凹部（３８ｆ，３８ｄ）および前記凸部（３３ｂ，３８ｅ）の結合状態において、前記凹部（３３ｆ，３８ｄ）の底部および前記凸部（３３ｂ，３８ｅ）の頂部間に隙間（δ）を有することを特徴とする、請求項１に記載の回転電機用ロータ。
3. 軸線（Ｌ）に直交する方向の前記磁性部材（３３）の断面形状が、外周面（３３ａ）の円周方向長さが内周面（３３ｃ）の円周方向長さよりも小さい台形状であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の回転電機用ロータ。
4. 前記磁性部材（３８Ｌ，３８Ｒ）は積層された電磁鋼板であることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の回転電機用ロータ。
5. 前記連結部材（３３）の外周面（３３ａ）の軸線方向（Ｌ）端部は、前記固定部材（３１，３２Ｌ，３２Ｒ）に設けられた突出部（３１ａ，３２ｂ）に当接することを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の回転電機用ロータ。
6. 前記磁性部材（３８Ｌ，３８Ｒ）は前記固定部材（３２Ｌ，３２Ｒ）との間に配置された弾発部材（４１）によって軸線（Ｌ）方向に付勢されることを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の回転電機用ロータ。

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