JP2014183616A - 二軸複合モータ - Google Patents

Abstract

【課題】第１回転軸２と第２回転軸３との回転速度差が小さい場合に、第１回転機Ｍ１および第２回転機Ｍ２の各ステータ巻線５ｂ、１３ｂに電機子電流を流すことなく、第１回転軸２から第２回転軸３へ動力を伝達できる複合モータ１を提供する。
【解決手段】磁気変調モータを構成する第１回転機Ｍ１は、第１ステータ５の内径側に第１ロータ６（磁気誘導ロータ）が配置され、外径側に第２ロータ７（磁石ロータ）が配置されて、第１ロータ６が第１回転軸２に連結される。電動モータを構成する第２回転機Ｍ２は、第２ステータ１３の内径側に第３ロータ１４を備え、この第３ロータ１４が第２ロータ７と機械的に連結され、且つ第２回転軸３と連結されている。第１回転軸２と第２回転軸３は、軸方向の同一サイドに取り出され、両軸２、３の回転速度差が小さい時に、ロックアップ機構１６によって機械的に直結される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、内燃機関の動力と電池の電力とで走行するハイブリッド車両の動力装置に用いて好適な二軸複合モータに関する。

従来技術として、特許文献１に開示された動力伝達装置がある。
この動力伝達装置は、熱機関（エンジン）からの伝達状態を可変する第１回転機と、駆動トルクを発揮する第２回転機を備える。
第１回転機は、極対数ｍの三相巻線を有するステータと、整数ｋの軟磁性体を周方向に等間隔に配置して構成される第１ロータと、ｍとｋとの差となる極対数ｎの永久磁石を周方向に配置して構成される第２ロータとから成る磁気変調モータである。

上記の第１回転機は、ステータに発生する回転磁界の速度と第１ロータの回転速度および第２ロータの回転速度との関係を公知の機械式遊星ギヤと同様に作動させることができる。また、ギヤ同士が噛み合って動力を伝達する機械式遊星ギヤとは異なり、非接触で作動するので、オイル潤滑を必要とせず、伝達効率も良いことから、機械式遊星ギヤに取って代わる優れた技術として期待されている。

特許第４５０５５２４号公報

ところが、特許文献１の従来技術には、以下の課題を有することに気づいた。
第１回転機において、熱機関からの動力伝達状態を維持するためには、電機子電流を流し続ける必要があるため、損失が常に発生する課題がある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたものであり、その目的は、第１回転軸と第２回転軸との回転速度差が小さい場合に、磁気変調モータを構成する第１回転機の多相巻線に電機子電流を流すことなく、第１回転軸から第２回転軸へ動力の伝達が可能な二軸複合モータを提供することにある。

本発明は、第１回転軸を有する第１回転機と、第２回転軸を有する第２回転機とを備え、第１回転機と第２回転機とを同一軸線上に並べて配置した二軸複合モータであって、第１回転機は、第１ステータ鉄心に極対数ｍの多相巻線を施した第１ステータと、整数ｋの数だけ軟磁性体から成る磁気導通路を有する第１ロータ（磁気誘導ロータ）と、極対数ｎがｍとｋとの和または差となるように個数と着磁配列とを選定した永久磁石を有し、且つ、磁極面が周方向に交互に異なる極性になるように永久磁石を配列した第２ロータ（磁石ロータ）とを備え、第１ロータと第２ロータのどちらか一方が第１回転軸と一体に回転可能に設けられた磁気変調モータであり、第２回転機は、第２ステータ鉄心に多相巻線を施した第２ステータと、この第２ステータに対し回転可能に配置される第３ロータとを有し、この第３ロータが第１ロータと第２ロータのどちらか他方と機械的に連結され、且つ、第２回転軸と一体に回転可能に設けられた電動モータであり、第１回転軸と第２回転軸とを機械的に直結できるロックアップ機構を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、例えば、第１回転軸と第２回転軸との回転速度差が小さい場合に、ロックアップ機構によって第１回転軸と第２回転軸とを機械的に直結することで、第１回転軸から第２回転軸へ回転動力を直接伝達できる。これにより、磁気変調モータを構成する第１回転機では、第１ステータの多相巻線に電機子電流を流す必要がないので、特許文献１の従来技術と比較して損失を低減できる。
なお、磁気変調モータを構成する第１回転機は、第１ステータと二つのロータとの配置を適宜に決めることができる。例えば、第１ステータを挟んで径方向の内外両側に二つのロータを配置する、あるいは、第１ステータの内径側あるいは外径側に二つのロータを配置することができる。

実施例１に係る二軸複合モータの全体構成を示す断面図である。 実施例１に係る第１回転機の軸方向と直交する横断面図である。 ステータ巻線をインバータに接続した結線図である。 磁気変調モータの基本的作動を説明するためのモデル図である。 二つのロータとステータの回転運動を模式的に示した説明図である。 （ａ）二つのロータとステータの極数の組み合わせと、その回転速度との関係を説明する共線図、（ｂ）磁気誘導ロータを停止した時のステータの回転磁界と磁石ロータの回転方向を説明する共線図である。 二つのロータが同一速度で回転している時のステータの回転磁界を示す共線図である。 ロックアップ機構が無い場合の電気パワーおよび機械パワーの伝達経路を示す二軸複合モータの断面図である。 ロックアップ機構により第１回転軸と第２回転軸とを直結した場合の機械パワーの伝達経路を示す二軸複合モータの断面図である。 実施例２に係る二軸複合モータの全体構成を示す断面図である。 実施例３に係る二軸複合モータの全体構成を示す断面図である。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

（実施例１）
実施例１では、本発明の二軸複合モータ（以下、複合モータ１と呼ぶ）をハイブリッド車両に適用した事例を説明する。
実施例１の複合モータ１は、図１に示す様に、第１回転軸２を有する第１回転機Ｍ１と、第２回転軸３を有する第２回転機Ｍ２と、この第２回転機Ｍ２の外側を覆うフロントフレーム４ａと、第１回転機Ｍ１の外側を覆うリヤフレーム４ｂ等より構成される。
第１回転軸２は、例えば、エンジンのクランク軸（図示せず）に連結され、第２回転軸３は、例えば、車両の推進軸（プロペラシャフト）に機械的に連結される。
フロントフレーム４ａとリヤフレーム４ｂは、それぞれ、本発明の請求項２に記載したフレーム体であり、両フレーム体が一体に連結されて一つのモータフレーム４を構成している。

第１回転機Ｍ１は、電機子を構成する第１ステータ５と、この第１ステータ５の内径側にギャップを介して配置される第１ロータ６と、第１ステータ５の外径側にギャップを介して配置される第２ロータ７とを備え、本発明の磁気変調モータを構成している。
第１ステータ５は、電磁鋼板より複数のスロット５ｓ（図２参照）を周方向等ピッチに打ち抜いて形成されたコアシートを複数枚積層して構成されるステータ鉄心５ａと、スロット５ｓを通ってステータ鉄心５ａに巻装されるステータ巻線５ｂとで構成される。
ステータ鉄心５ａは、図２に示す様に、スロット５ｓを介して周方向に隣り合う複数本のティース５ｔを有し、この複数本のティース５ｔが部分的に結合されている。具体的には、周方向に隣り合うティース５ｔ同士が内径側の端部で互いに結合されて、複数本のティース５ｔがスロット５ｓを介して周方向等ピッチに配列されている。

このステータ鉄心５ａは、図１に示す様に、軸方向の片側（図示右側）にステータ固定部２ｃが設けられ、このステータ固定部２ｃを介してモータフレーム４に固定される。
ステータ固定部２ｃは、例えば、複数本のティース５ｔを互いに結合している部分（ティース結合部と呼ぶ）を軸方向に延長して設けることができる。あるいは、ティース結合部とは別に、例えば非磁性ＳＵＳ材等によって専用のステータ固定部２ｃを設けることもできる。このステータ固定部２ｃは、図１に示す様に、ステータ巻線５ｂのコイルエンドの軸方向高さより軸方向に突き出て設けられる。

ステータ巻線５ｂは、極対数ｍ（実施例１ではｍ＝６）の三相巻線によって形成され、図１にＵ相を代表して示す様に、ステータ鉄心５ａに分布巻きされる。なお、図１は、磁気変調モータ１の軸方向と直交する径方向の横断面図を示しているが、断面を表示するハッチングは省略している。このステータ巻線５ｂは、図３に示す様に、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の一端が中性点Ｏを形成してスター結線され、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の他端が第１のインバータ８の各出力端子８ｕ、８ｖ、８ｗに接続される。
第１のインバータ８は、例えば、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子Ｔｒと、同スイッチング素子Ｔｒに対し逆並列に接続されるダイオードＤとで構成され、車両の蓄電池Ｂより得られる直流電力を交流電力に変換してステータ巻線５ｂに励磁電流を供給する。

第１ロータ６は、図２に示す様に、整数ｋ（実施例１ではｋ＝１０）の軟磁性体から成るセグメント９と、この１０個のセグメント９を保持するロータハブ１０とで構成される磁気誘導ロータである。
セグメント９は、本発明の請求項１に記載した磁束の通り道を形成する磁気導通路として設けられ、実施例１では、略Ｖ字状に形成されて、その略Ｖ字状の両端がステータ２の内周面に対向して磁束の出入り口９ａを形成している。つまり、このセグメント９は、一方の磁束の出入り口９ａと他方の磁束の出入り口９ａとの間に略Ｖ字状を有する磁束の通り道を形成している。

ロータハブ１０は、例えば、非磁性かつ電気良導体である高強度アルミ材によって形成され、１０個のセグメント９を周方向に等間隔に埋設した状態でダイカスト鋳造される。但し、個々のセグメント９は、それぞれ磁束の出入り口９ａを形成する両端面がアルミ材に覆われることなく、ロータハブ１０の外周面に露出している。
この第１ロータ６は、ロータハブ１０の中央部を軸方向に貫通する中心孔１０ａ（図２参照）に第１回転軸２がセレーション嵌合等により固定されて、第１回転軸２と一体に回転する。

第２ロータ７は、図２に示す様に、ｍとｋとの和または差となる極対数ｎ（実施例１ではｎ＝４）の永久磁石１１と、この８個の永久磁石１１を保持するリング状の軟磁性ヨーク１２とで構成される磁石ロータである。
永久磁石１１は、軟磁性ヨーク１２の内周面に接着等により固定されて、径方向に着磁され、且つ、周方向に隣り合う磁石同士の極性が異なる、つまり、Ｓ極とＮ極とが交互に配置される。
軟磁性ヨーク１２は、永久磁石１１の外周に磁束が流れる磁気通路を形成している。

第２回転機Ｍ２は、図１に示す様に、電機子を形成する第２ステータ１３と、この第２ステータ１３の内径側にギャップを有して回転可能に配置される第３ロータ１４とを備え、本発明の電動モータを構成している。
第２ステータ１３は、複数のスロット（図示せず）を有するステータ鉄心１３ａと、スロットを通ってステータ鉄心１３ａに巻装されるステータ巻線１３ｂとで構成され、ステータ鉄心１３ａの外周面がモータフレーム４の内周面に固定されている。
ステータ巻線１３ｂは、第１回転機Ｍ１のステータ巻線５ｂと同様、スター結線される三相巻線によって形成され、図示しない第２のインバータを通じてステータ巻線１３ｂに励磁電流が供給される。

第３ロータ１４は、例えば、電磁鋼板よりプレスでリング状に打ち抜いたコアシートを複数枚積層して構成されるロータ鉄心を有し、このロータ鉄心の外周に突極構造（物理的な凹凸形状）を設けた突極型ロータ、あるいはロータ鉄心に永久磁石を埋設した永久磁石型ロータ等として構成される。
この第３ロータ１４は、図１に示す様に、第１回転機Ｍ１の第２ロータ７と機械的に連結されて第２ロータ７と一体に回転可能に設けられ、且つ、ロータディスク１５を介して第２回転軸３に連結され、その第２回転軸３と一体に回転する。

上記の第１回転機Ｍ１と第２回転機Ｍ２は、図１に示す様に、軸方向に並列に配置され、且つ、互いのステータ巻線５ｂ、１３ｂの径方向位置が異なる様に、第１ステータ５と第２ステータ１３とが径方向に段違いに配置されている。
また、第１回転軸２と第２回転軸３は、第１回転機Ｍ１または第２回転機Ｍ２に対して軸方向の同一サイド（実施例１では第２回転機Ｍ２の外側）に取り出されている。なお、第２回転軸３は、中空軸として形成され、第１回転軸２は、第３ロータ１４の内周を通り抜けて中空軸の内周を同軸に配置されている。

さらに、実施例１の複合モータ１は、図１に示す様に、第２回転機Ｍ２の外側に取り出された第１回転軸２と第２回転軸３とを機械的に直結できるロックアップ機構１６と、このロックアップ機構１６の作動を制御するロックアップ作動制御装置１７とを備える。
ロックアップ機構１６は、例えば、多板クラッチによって構成され、図示しない油圧ピストンの押圧力に応じて作動する。つまり、油圧ピストンの押圧力が高くなると、多板クラッチが接続されて第１回転軸２と第２回転軸３とを直結する。一方、油圧ピストンの押圧力が低くなると、多板クラッチが切り離されて、第１回転軸２と第２回転軸３との直結状態が解除される。
ロックアップ作動制御装置１７は、多板クラッチの動作を切り替えるために、油圧ピストンの作動油圧を制御する。

次に、磁気変調モータの基本的作動について図４〜図７を用いて説明する。
図４は磁気変調モータの磁気回路を簡略化したモデル図であり、図示上から下に向かって順に、ステータＳ、磁気誘導ロータＲ１、磁石ロータＲ２が示されており、図解の便宜上、直線状に展開した一部を図示している。また、磁気誘導ロータＲ１は停止しているものとして説明する。
ステータＳは、多相巻線（同図では巻線を省略している）が１２極対となるピッチで巻線されている。磁気誘導ロータＲ１は、軟磁性体である２０個のセグメント９が磁気的に分離して周方向に一定の間隔に配列されている。磁石ロータＲ２は、８極対の永久磁石１１を周方向に配列して構成され、径方向（図示上下方向）に着磁される極性が隣り合う磁石同士で異なる様に配置される。

なお、図４では、ステータＳと磁石ロータＲ２との間に磁気誘導ロータＲ１を配置したモデルの事例を示しているが、ステータＳと二つのロータＲ１、Ｒ２の順番は、この限りではない。すなわち、実施例１で説明している様に、ステータＳの内外両側に二つのロータＲ１、Ｒ２を配置する構成であっても作動原理は同じである。
磁石ロータＲ２が図示矢印方向に移動すると、磁気誘導ロータＲ１をフィルターとして磁石ロータＲ２からステータＳへ磁束が流れる。つまり、磁気誘導ロータＲ１は、２０個の磁気的良導体であるセグメント９と、２０個の磁気的不導体である空間とが交互に存在しているため、磁石ロータＲ２の８極対の周波数成分と、磁気誘導ロータＲ１の２０極対の周波数成分との和または差の周波数成分が磁気誘導ロータＲ１を通り抜けてステータＳに流れる。

従って、ステータＳには、８極対の周波数成分と２０極対の周波数成分との和または差の周波数成分をキャッチする極対数の巻線、つまり２８極対または１２極対の多相巻線を施すことにより、磁石ロータＲ２および磁気誘導ロータＲ１との間で磁気的にエネルギをやり取りすることができる。すなわち、ステータＳと磁石ロータＲ２および磁気誘導ロータＲ１との三者に相互に電磁力が作用する磁気変調モータとして機能する。
この原理を用いれば、公知の機械式遊星ギヤ機構のように作動することができる。このメカニズムを機械工学の分野で遊星ギヤ機構の説明の際に用いられる共線図（図６参照）を用いて説明する。

図５は、ステータＳの作る回転磁界と、磁気誘導ロータＲ１の回転運動と、磁石ロータＲ２の回転運動とを模式的に示すものであり、ステータＳの回転磁界の速度をωｍ、磁気誘導ロータＲ１の回転速度をωｋ、磁石ロータＲ２の回転速度をωｎとする。
それぞれの回転速度は、図６（ａ）に示す様に、所定比率の辺を持つ台形の斜辺をたどる直線上に並ぶ関係となる。この関係になる理由は、図４で説明した磁気誘導ロータＲ１と磁石ロータＲ２との周波数成分の差でステータＳが作動する構成としたことによる。すなわち、それぞれの回転速度と極対数との積が周波数成分に対応するので、それらの差を考えると、下記（１）式の関係が得られる。

ωｋ＝｛８／（１２＋８）｝×ωｎ＋｛１２／（１２＋８）｝×ωｍ
＝（２／５）×ωｎ＋（３／５）×ωｍ …………………………………（１）
この（１）式の関係は、図中に示すそれぞれの回転速度ωｍ、ωｋ、ωｎが直線上に並ぶ関係になることを意味している。この関係を共線関係と称している。
ここで、磁気誘導ロータＲ１が停止している時の作動例を説明する。
この場合、ωｋ＝０となるため、ωｎ＝−（３／２）×ωｍとなる。
図６（ｂ）に示す共線図を参照すると、ステータＳの回転磁界と反対方向に磁石ロータＲ２を回す作動になることが分かる。

続いて、磁石ロータＲ２と磁気誘導ロータＲ１とが同一速度で回転している時の動作を説明する。二つのロータＲ１、Ｒ２の回転速度が同じであるためには、図７に示す様に、ステータＳの回転磁界の速度も二つのロータＲ１、Ｒ２の回転速度と同じでなければならない。このため、二つのロータＲ１、Ｒ２の回転速度が同じであっても、ステータＳに電機子電流を流し続ける必要がある。この場合、ステータＳの働きは電力回生となる。
実施例１の複合モータ１は、第１回転機Ｍ１の第２ロータ７と第２回転機Ｍ２の第３ロータ１４とが機械的に連結されるため、第２ロータ７と第３ロータ１４の回転速度は同一であり、且つ、第３ロータ１４が連結される第２回転軸３の回転速度も同一となる。

ここで、第１回転軸２と第２回転軸３とを直結できるロックアップ機構１６を有していない場合は、第１回転機Ｍ１の発電電力を利用して第２回転機Ｍ２を電動駆動する。その結果、図８に示す様に、第２ロータ７と機械的に連結されている第３ロータ１４に電動トルクが加わることで、エンジンより第１回転軸２に伝達される機械パワーを第２回転軸３より出力できる。なお、図８に記載した黒線矢印は電気パワーの伝達経路を示し、白抜き矢印は機械パワーの伝達経路を示している。
これに対し、ロックアップ機構１６を有する実施例１の複合モータ１は、第１回転軸２と第２回転軸３との回転速度差が小さい時（例えば、出力軸の回転数が大きくなる高速回転時など）にロックアップ機構１６を作動させることで、第１回転軸２と第２回転軸３とを機械的に直結できる。

（実施例１の作用および効果）
実施例１の複合モータ１は、第１回転軸２と第２回転軸３との回転速度差が小さい場合に、ロックアップ機構１６によって両回転軸２、３を機械的に直結することで、図９に白抜き矢印で示す様に、第１回転軸２から第２回転軸３へ機械パワーを直接伝達できる。この場合、第１回転機Ｍ１のステータ巻線５ｂおよび第２回転機Ｍ２のステータ巻線１３ｂにそれぞれ電機子電流を流す必要がないので、特許文献１の従来技術と比較して損失を低減できる。
また、実施例１の複合モータ１は、フロントフレーム４ａとリヤフレーム４ｂとが一体に連結されて一つのモータフレーム４を構成している。すなわち、第１回転機Ｍ１と第２回転機Ｍ２とを一つのモータフレーム４に収容しているので、ロックアップ機構１６による第１回転軸２と第２回転軸３との結合を高精度にでき、且つ、複合モータ１の小型化を図ることができる。

さらに、第１回転軸２と第２回転軸３は、軸方向の同一サイドに取り出されているため、両回転軸２、３にそれぞれ動力伝達用のギヤが接続されても、そのギヤをオイル潤滑するためのオイル流路を短縮できる。
また、軸方向の同一サイドに取り出された第１回転軸２と第２回転軸３との間にロックアップ機構１６を設けているので、ロックアップする際に発生する金属摩耗粉が第２回転機Ｍ２および第１回転機Ｍ１の内部へ入り込むことを抑制できる。なお、「ロックアップする」とは、第１回転軸２と第２回転軸３とを直結するために多板クラッチを接続する動作を言う。

また、摩擦トルクを利用して係合する多板クラッチでは、ロックアップする際に摩擦熱が発生するが、軸方向の同一サイドに取り出された両回転軸２、３の間にロックアップ機構１６を設けることで、多板クラッチの冷却を容易に行うことができる。
さらに、ロックアップ機構１６に多板クラッチを採用することで、ロックアップする前に第１回転軸２と第２回転軸３との回転速度差を合わせる必要がなく、ロックアップ直前の両回転軸２、３の回転速度差の許容範囲を広く設定できる。

実施例１の複合モータ１は、ロックアップ機構１６を両回転軸２、３の取り出し側（第２回転機Ｍ２に対する軸方向の同一サイド側）に設けることで、その取り出し側でロックアップ機構１６の力学的処理が行われる。すなわち、ロックアップする際に、第１回転軸２と第２回転軸３との間に加わる反動力が第１ロータ６、第２ロータ７、および第３ロータ１４に加わることがないので、各ロータ６、７、１４がよじられずに済む。
また、実施例１の複合モータ１は、図１に示した様に、第１ステータ５と第２ステータ１３とが径方向に段違いに配置される。すなわち、第１ステータ５のステータ巻線５ｂと第２ステータ１３のステータ巻線１３ｂとが径方向に異なる位置に配置される。この場合、発熱体である両ステータ巻線５ｂ、１３ｂを空間的に分離して配置できるので、第１ステータ５と第２ステータ１３との間に熱がこもることを抑制でき、両ステータ５、１３とも低損失で済む。

以下、本発明に係る他の実施例２、３を説明する。
なお、実施例１と同一名称で記載した部品および構成等は、実施例１と同一番号を付与して、実施例１と重複する説明は省略する。
（実施例２）
この実施例２の複合モータ１は、図１０に示す様に、第１回転軸２と第２回転軸３を共に第１回転機Ｍ１側の同一サイドに取り出すと共に、その第１回転軸２と第２回転軸３との間にロックアップ機構１６を設けた事例である。この場合、第１回転軸２と第２回転軸３の取り出し方向が実施例１と異なるだけで、第１回転機Ｍ１および第２回転機Ｍ２の構成は実施例１と同じであり、よって、実施例１と同様の効果を得ることができる。

（実施例３）
この実施例３の複合モータ１は、図１１に示す様に、第１回転軸２と第２回転軸３を同一軸線上に対向して配置し、その対向する第１回転軸２と第２回転軸３との間にロックアップ機構１６を設けた事例である。
上記の実施例１、２では、第１回転軸２と第２回転軸３のどちらか一方の軸を中空軸に形成し、その中空軸の内部に他方の軸を通す必要があるが、この実施例３の構成では、第１回転軸２と第２回転軸３を同一軸線上に対向して配置するので、どちらの軸も中空軸にする必要はない。

（変形例）
実施例１に記載した第１回転機Ｍ１は、二つのロータ６、７の間に第１ステータ５を配置しているが、第１ステータ５と二つのロータ６、７の順番は、この限りではない。例えば、第１ステータ５の内径側に第２ロータ７（磁石ロータ）を配置し、外径側に第１ロータ６（磁気誘導ロータ）を配置することもできる。また、第１ステータ５の内径側に二つのロータ６、７を配置した構成、あるいは、第１ステータ５の外径側に二つのロータ６、７を配置した構成でも良い。

実施例１では、ロックアップ機構１６に多板クラッチを採用し、その多板クラッチの作動を油圧で制御する方式（油圧式）を記載したが、応答が速い電磁クラッチ（電磁石の磁気吸着力によって制御する方式）を採用することもできる。
第１回転機Ｍ１の磁石ロータを構成する第２ロータ７は、第１ステータ５に対向するＳ極磁極とＮ極磁極うち、どちらか一方の磁極（例えばＮ極磁極）だけを永久磁石１１で形成し、他方の磁極（Ｓ極磁極）に擬似極となる鉄（軟磁性ヨーク１２と一体に設けることができる）を配置した、いわゆるコンシクエントポール構造とすることも可能である。

１ 二軸複合モータ
Ｍ１ 第１回転機（磁気変調モータ）
Ｍ２ 第２回転機（電動モータ）
２ 第１回転軸
３ 第２回転軸
４ モータフレーム
５ 第１ステータ
５ａ 第１ステータ鉄心
５ｂ ステータ巻線（多相巻線）
６ 第１ロータ（磁気誘導ロータ）
７ 第２ロータ（磁石ロータ）
９ セグメント（磁気導通路）
１１ 永久磁石
１３ 第２ステータ
１３ａ 第２ステータ鉄心
１３ｂ ステータ巻線（多相巻線）
１４ 第３ロータ
１６ ロックアップ機構

Claims (7)

1. 第１回転軸（２）を有する第１回転機（Ｍ１）と、
   第２回転軸（３）を有する第２回転機（Ｍ２）とを備え、
   前記第１回転機（Ｍ１）と前記第２回転機（Ｍ２）とを同一軸線上に並べて配置した二軸複合モータ（１）であって、
   前記第１回転機（Ｍ１）は、
   第１ステータ鉄心（５ａ）に極対数ｍの多相巻線（５ｂ）を施した第１ステータ（５）と、
   整数ｋの数だけ軟磁性体から成る磁気導通路（９）を有する磁気誘導ロータ（以下、第１ロータ（６）と呼ぶ）と、
   極対数ｎが前記ｍと前記ｋとの和または差となるように個数と着磁配列とを選定した永久磁石（１１）を有し、且つ、磁極面が周方向に交互に異なる極性になるように前記永久磁石（１１）を配列した磁石ロータ（以下、第２ロータ（７）と呼ぶ）とを備え、
   前記第１ロータ（６）と前記第２ロータ（７）のどちらか一方が前記第１回転軸（２）と一体に回転可能に設けられた磁気変調モータであり、
   前記第２回転機（Ｍ２）は、
   第２ステータ鉄心（１３ａ）に多相巻線（１３ｂ）を施した第２ステータ（１３）と、この第２ステータ（１３）に対し回転可能に配置される第３ロータ（１４）とを有し、この第３ロータ（１４）が前記第１ロータ（６）と前記第２ロータ（７）のどちらか他方と機械的に連結され、且つ、前記第２回転軸（３）と一体に回転可能に設けられた電動モータであり、
   前記第１回転軸（２）と前記第２回転軸（３）とを機械的に直結できるロックアップ機構（１６）を備えることを特徴とする二軸複合モータ。
2. 請求項１に記載した二軸複合モータ（１）において、
   前記第１回転機（Ｍ１）と前記第２回転機（Ｍ２）は、互いのフレーム体（４ａ、４ｂ）が一体に連結されて一つのモータフレーム（４）として構成されることを特徴とする二軸複合モータ。
3. 請求項１または２に記載した二軸複合モータ（１）において、
   前記第１回転軸（２）と前記第２回転軸（３）は、前記第１回転機（Ｍ１）または前記第２回転機（Ｍ２）に対して軸方向の同一サイドに取り出されていることを特徴とする二軸複合モータ。
4. 請求項３に記載した二軸複合モータ（１）において、
   前記第１回転軸（２）と前記第２回転軸（３）は、どちらか一方が中空軸であり、他方が前記中空軸の内部を通って同軸に配置されていることを特徴とする二軸複合モータ。
5. 請求項３に記載した二軸複合モータ（１）において、
   前記ロックアップ機構（１６）は、軸方向の同一サイドに取り出された前記第１回転軸（２）と前記第２回転軸（３）との間に設けられることを特徴とする二軸複合モータ。
6. 請求項１または２に記載した二軸複合モータ（１）において、
   前記第１回転軸（２）と前記第２回転軸（３）は、同一軸線上に対向して配置され、その対向する前記第１回転軸（２）と前記第２回転軸（３）との間に前記ロックアップ機構（１６）が設けられることを特徴とする二軸複合モータ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載した二軸複合モータ（１）において、
   前記第１ステータ（５）と前記第２ステータ（１３）は、前記第１ステータ鉄心（５ａ）に巻装される多相巻線（５ｂ）と、前記第２ステータ鉄心（１３ａ）に巻装される多相巻線（１３ｂ）とが径方向に段違いに配置されていることを特徴とする二軸複合モータ。

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