JP2020005417A - Electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機に関するものである。 The present invention relates to an electric motor.
従来、電動機のステータでは、相コイルＵｍｓ、Ｖｍｓ、Ｗｍｓと相コイルＵｍｎ、Ｖｍｎ、Ｗｍｎとを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, some motor stators include phase coils Ums, Vms, Wms and phase coils Umn, Vmn, Wmn (for example, see Patent Document 1).
相コイルＵｍｓ、Ｖｍｓ、Ｗｍｓは、それぞれ、一端が端子Ｕｍ、Ｖｍ、Ｗｍに接続され、他端が端子Ｕｓ、Ｖｓ、Ｗｓに接続されている。相コイルＵｍｎ、Ｖｍｎ、Ｗｍｎは、それぞれ、一端が端子Ｕｍ、Ｖｍ、Ｗｍに接続され、他端が中性点Ｎに接続されている。 One end of each of the phase coils Ums, Vms, and Wms is connected to the terminals Um, Vm, and Wm, and the other end is connected to the terminals Us, Vs, and Ws. One end of each of the phase coils Umn, Vmn, and Wmn is connected to the terminals Um, Vm, and Wm, and the other end is connected to the neutral point N.
端子Ｕｍ、Ｖｍ、Ｗｍは、電動機電流Ｉｕｍ、Ｉｖｍ、Ｉｗｍを生成する電動機電流生成部の出力端子が接続されている第１端子である。端子Ｕｓ、Ｖｓ、Ｗｓは、支持電流Ｉｕｓ、Ｉｖｓ、Ｉｗｓを生成する支持電流生成部の出力端子が接続されている第２端子である。 The terminals Um, Vm, Wm are the first terminals to which the output terminals of the motor current generator for generating the motor currents Ium, Ivm, Iwm are connected. The terminals Us, Vs, Ws are the second terminals to which the output terminals of the supporting current generating unit for generating the supporting currents Ius, Ivs, Iws are connected.
電動機電流Ｉｕｍ、Ｉｖｍ、Ｉｗｍは、それぞれ、ロータに回転トルクを発生させる交流電流である。支持電流Ｉｕｓ、Ｉｖｓ、Ｉｗｓは、それぞれ、ロータを回転可能に支持する交流電流である。 The motor currents Ium, Ivm, and Iwm are alternating currents that cause the rotor to generate rotational torque. The supporting currents Ius, Ivs, and Iws are alternating currents that rotatably support the rotor.
電動機電流生成部から相コイルＵｍｓを通して支持電流生成部に、電流（０．５Ｉｕｍ−Ｉｕｓ）が流れる。電動機電流生成部から相コイルＶｍｓを通して支持電流生成部に、電流（０．５Ｉｖｍ−Ｉｖｓ）が流れる。電動機電流生成部から相コイルＷｍｓを通して支持電流生成部に、電流（０．５Ｉｗｍ−Ｉｗｓ）が流れる。 A current (0.5 Ium-Ius) flows from the motor current generator to the support current generator through the phase coil Ums. A current (0.5 Ivm-Ivs) flows from the motor current generator to the support current generator through the phase coil Vms. A current (0.5 Iwm-Iws) flows from the motor current generator to the support current generator through the phase coil Wms.
電動機電流生成部から相コイルＵｍｎを通して中性点Ｎに、電流（０・５Ｉｕｍ＋Ｉｕｓ）が流れる。電動機電流生成部から相コイルＷｍｎを通して中性点Ｎに、電流（０・５Ｉｗｍ＋Ｉｗｓ）が流れる。電動機電流生成部から相コイルＶｍｎを通して中性点Ｎに、電流（０・５Ｉｖｍ＋Ｉｖｓ）が流れる。 A current (0.5 Ium + Ius) flows from the motor current generator to the neutral point N through the phase coil Umn. A current (0.5 Iwm + Iws) flows from the motor current generator to the neutral point N through the phase coil Wmn. A current (0.5 Ivm + Ivs) flows from the motor current generator to the neutral point N through the phase coil Vmn.
相コイルＵｍｓは、ステータコア１１の１２個のティースＵ１〜Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。相コイルＶｍｓは、１２個のＵ１〜Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。相コイルＷｍｓは、１２個のＵ１〜Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。 The phase coil Ums is wound around three corresponding teeth among the twelve teeth U1 to U12 of the stator core 11 to form three winding portions. The phase coil Vms is wound around three corresponding teeth among the twelve U1 to U12 to form three winding portions. The phase coil Wms is wound around three corresponding teeth among the twelve U1 to U12 to form three winding portions.
相コイルＵｍｎは、１２個のＵ１〜Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。相コイルＶｍは、１２個のＵ１〜Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。相コイルＷｍｎは、１２個のＵ１〜Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。 The phase coil Umn is wound around three corresponding teeth among the twelve U1 to U12 to form three winding portions. The phase coil Vm is wound around three corresponding teeth among the twelve U1 to U12 to form three winding portions. The phase coil Wmn is wound around three corresponding teeth among the twelve U1 to U12 to form three winding portions.
このことにより、相コイルＵｍｓ、Ｕｍｎ、Ｖｍｓ、Ｖｍｎ、Ｗｍｓ、Ｗｍｎのそれぞれに生じる電磁力によって、回転子を回転可能に支持する支持力と回転子の回転トルクを発生させる。 Thus, the supporting force for rotatably supporting the rotor and the rotating torque of the rotor are generated by the electromagnetic force generated in each of the phase coils Ums, Umn, Vms, Vmn, Wms, and Wmn.
上記特許文献１の電動機では、相コイルＵｍｓ、Ｕｍｎ、Ｖｍｓ、Ｖｍｎ、Ｗｍｓ、Ｗｍｎがそれぞれ、１２個のティースＵ１〜Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて１８個の巻線部を構成する。
In the electric motor of
このため、１２個のティースＵ１〜Ｕ１２のうちいずれかの１つ以上のティースには、相コイルＵｍｓ、Ｖｍｓ、Ｗｍｓ、Ｕｍｎ、Ｖｍｎ、Ｗｍｎのうち２つ以上の相コイルが巻かれている（図２８、図２９参照）。 Therefore, at least one of the twelve teeth U1 to U12 is wound with two or more phase coils of the phase coils Ums, Vms, Wms, Umn, Vmn, and Wmn ( 28 and 29).
図２９では、ティースＵ８には、相コイルＵｍｎと相コイルＶｍｓとが巻かれて巻線部１ｃと巻線部１ｈとが形成されている例を示している。
FIG. 29 shows an example in which the phase coil Umn and the phase coil Vms are wound around the teeth U8 to form the
したがって、１２個のティースＵ１〜Ｕ１２のうちいずれかの１つ以上のティースには、２つ以上の巻線部が構成されることになる。このため、１２個のティースＵ１〜Ｕ１２に対する相コイルＵｍｓ、Ｕｍｎ、Ｖｍｓ、Ｖｍｎ、Ｗｍｓ、Ｗｍｎの巻き方が複雑になるので、ステータの構成が複雑になる。 Therefore, at least one of the 12 teeth U1 to U12 has two or more winding portions. Therefore, the winding of the phase coils Ums, Umn, Vms, Vmn, Wms, and Wmn around the twelve teeth U1 to U12 is complicated, and the configuration of the stator is complicated.
本発明は上記点に鑑みて、ステータの構成を簡素にした電動機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an electric motor having a simplified configuration of a stator.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１軸線（Ｔａ）に沿って延びる回転軸（３０）と、
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ〜５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
回転軸に支持されて、複数のティースに対して径方向に配置され、かつ円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
回転軸の第１軸線が第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
複数の相コイルに第１交流電流を流して複数の磁極との間でロータに第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
電流制御部は、複数の相コイルのうちいずれかコイルに第２交流電流を流して複数の磁極との間で回転軸の第１軸線を第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに複数の相コイルは、複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、
複数のティースのそれぞれには、複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a rotating shaft (30) extending along the first axis (Ta);
A stator core (52) including a plurality of teeth (54a... 541) projecting in a radial direction about the second axis (T) and arranged in a circumferential direction about the second axis; A stator (35) including a plurality of phase coils (50A to 50D) wound around a plurality of teeth;
A rotor (36) supported by the rotating shaft and arranged in a radial direction with respect to the plurality of teeth and forming a plurality of magnetic poles arranged in a circumferential direction;
An electric motor configured to be capable of tilting a first axis of a rotating shaft from a second axis,
A current control unit (70) configured to generate an electromagnetic force as a rotational force for causing the rotor to rotate around the second axis between the plurality of magnetic poles and the first alternating current flowing through the plurality of phase coils;
The current control unit generates a shaft supporting force as an electromagnetic force for causing a first AC line of the rotating shaft to approach the second axis between the plurality of magnetic poles by passing a second AC current to one of the plurality of phase coils. Let
The plurality of phase coils are four or more phase coils,
Furthermore, a plurality of phase coils are wound in a concentrated winding around a plurality of teeth,
Each of the plurality of teeth is wound with only one corresponding phase coil among the plurality of phase coils.
以上により、複数のティースに対する複数の相コイルの巻き方が簡素になるため、ステータの構成を簡素にした電動機を提供することができる。 As described above, since the winding of the plurality of phase coils around the plurality of teeth is simplified, it is possible to provide an electric motor having a simplified configuration of the stator.
特許請求の範囲において、集中巻を次のように定義する。すなわち、集中巻とは、巻線部が複数のティースのうち対応する１つのティースにのみに相コイルが巻かれて構成されているものである。 In the claims, the concentrated volume is defined as follows. That is, in the concentrated winding, the winding portion is configured such that the phase coil is wound around only one corresponding tooth among the plurality of teeth.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The symbols in parentheses of each means described in this section and in the claims indicate the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings for the sake of simplicity.
（第１実施形態）
本実施形態の電動機１０は、図１、図２、および図３に示すように、回転軸３０、センターピース３１、軸受け３２、抑え部３３、永久磁石３４ａ、３４ｂ、ステータ３５、ロータ３６、およびホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを備える。
(1st Embodiment)
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
回転軸３０は、軸線（すなわち、第１軸線）Ｔａに沿って延びるように形成されている回転軸である。回転軸３０は、ロータ３６の回転力を被駆動対象に伝える回転軸である。被駆動対象は、回転軸３０の軸線方向他方側端部が嵌合されることにより、被駆動対象に回転軸３０が連結されている。
The
本実施形態では、被駆動対象としては、例えば、遠心ファン等の各種機器が用いられている。 In the present embodiment, various devices such as a centrifugal fan are used as driven objects.
センターピース３１は、筒部３１ａ、およびフランジ部３１ｂを備える支持部材である。筒部３１ａは、第２軸線である軸線Ｔを中心とする筒状に形成されている。筒部３１ａの中空部内には、回転軸３０が配置されている。軸線Ｔは、ステータ３５の軸線である。
The
センターピース３１のフランジ部３１ｂは、筒部３１ａのうち軸線方向他方側から径方向外側に突起するように形成されている。センターピース３１は、プレート４０に固定されている。
The
軸受け３２は、回転軸３０の軸線方向一方側を回転自在に支持する機械的軸受けである。軸受け３２は、センターピース３１の筒部３１ａに対して径方向内側に配置されている。軸受け３２は、筒部３１ａにより支持されている。軸受け３２は、センターピース３１および抑え板４１によって軸線方向他方側から支持されている。
The
本実施形態では、軸受け３２として、例えば、転がり軸受が使用されている。
In the present embodiment, for example, a rolling bearing is used as the
永久磁石３４ａ、３４ｂは、回転軸３０のうち軸受け３２に対して軸線方向一方側に配置されている。永久磁石３４ａ、３４ｂは、回転軸３０に固定されている。永久磁石３４ａ、３４ｂは、図２に示すように、それぞれ、円弧状に形成されている。永久磁石３４ａ、３４ｂは、回転軸３０の外周を覆うように組み合わされている。
The
永久磁石３４ａ、３４ｂのうち一方の永久磁石の径方向外側はＳ極を形成し、他方の永久磁石の径方向外側はＮ極を形成する。永久磁石３４ａ、３４ｂは、ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄに磁束を付与する。
One of the
抑え部３３は、軸受け３２および永久磁石３４ａ、３４ｂの間に配置されている。抑え部３３は、軸線Ｔを中心とするリング状に形成されている。
The holding
抑え部３３および回転軸３０の間には、隙間が形成されている。抑え部３３は、後述するように、軸線Ｔから回転軸３０の軸線Ｔａ（図５参照）が傾いた状態で回転軸３０を支える支持部である。抑え部３３は、センターピース３１の筒部３１ａによって支持されている。
A gap is formed between the holding
ステータ３５は、図１および図３に示すように、Ａ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｃ相コイル５０Ｃ、Ｄ相コイル５０Ｄ、およびステータコア５２を備える。以下、Ａ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｃ相コイル５０Ｃ、Ｄ相コイル５０Ｄを纏めて相コイル５０Ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄともいう。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
ステータコア５２は、４つの相コイル５０Ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄから発生する磁束を通過させるものである。具体的には、ステータコア５２は、図３に示すように、リング部５３、およびティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ、５４ｇ、５４ｈ、５４ｉ、５４ｊ、５４ｋ、５４ｌを備える。
The
以下、説明の便宜上、ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ、５４ｇ、５４ｈ、５４ｉ、５４ｊ、５４ｋ、５４ｌを簡素化してティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌと記す。
Hereinafter, for convenience of description, the
リング部５３は、センターピース３１の筒部３１ａに対して軸線Ｔを中心とする径方向の外側に配置されている。リング部５３は、軸線Ｔを中心とするリング状に形成されている。リング部５３は、筒部３１ａに固定されている。
The
ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌは、リング部５３から軸線Ｔを中心とする径方向外側に突出するように形成されている１２個のティースである。ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌは、それぞれ、軸線Ｔを中心とする円周方向に同一間隔で並べられている。
The
本実施形態のティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌは、それぞれの径方向外側から円周方向一方側および円周方向他方側に突起する先端側突起部を備える略Ｔ字状に形成されている。
The
相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、ロータ３６の回転トルクを発生させる回転トルク発生用励磁巻線と、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づける軸支持力を発生させる磁気軸受け用巻線とを兼ねる。
The phase coils 50 </ b> A, 50 </ b> B, 50 </ b> C, and 50 </ b> D are a rotating torque generating exciting winding that generates the rotating torque of the
図３に本実施形態の相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの配置を示す。 FIG. 3 shows an arrangement of the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D of the present embodiment.
まず、Ａ相コイル５０Ａは、図３に示すように、ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃに巻かれている。このことにより、ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃには、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃがＡ相コイル５０Ａによって形成されている。
First, the
巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃは、それぞれ、ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃのうち対応する１つのティースにのみＡ相コイル５０Ａが巻かれて形成されている。ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、軸線Ｔを中心とする円周方向に隣り合うように並べられている。
Each of the winding
ここで、巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。巻線部５６ｂ、５６ｃは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
Here, the winding directions of the
Ｂ相コイル５０Ｂは、ティース５４ｄ、５４ｅ、５４ｌに、巻かれている。このことにより、ティース５４ｄ、５４ｅ、５４ｌには、巻線部５６ｄ、５６ｅ、５６ｌがＢ相コイル５０Ｂによって形成されている。
The B-
巻線部５６ｄ、５６ｅ、５６ｌは、それぞれ、ティース５４ｄ、５４ｅ、５４ｌのうち対応する１つのティースにのみＢ相コイル５０Ｂが巻かれて形成されている。
Each of the winding
ティース５４ｄ、５４ｅは、軸線Ｔを中心とする円周方向に隣り合うように並べられている。ティース５４ｌは、ティース５４ｄ、５４ｅから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃを空けて配置されている。
The
ここで、巻線部５６ｄ、５６ｅは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
Here, in the winding
Ｃ相コイル５０Ｃは、ティース５４ｆ、５４ｊ、５４ｋに、巻かれている。このことにより、ティース５４ｆ、５４ｊ、５４ｋには、巻線部５６ｆ、５６ｊ、５６ｋがＣ相コイル５０Ｃによって形成されている。
The C-
巻線部５６ｆ、５６ｊ、５６ｋは、それぞれ、ティース５４ｆ、５４ｊ、５４ｋのうち対応する１つのティースにのみＣ相コイル５０Ｃが巻かれて形成されている。
Each of the winding
ティース５４ｊ、５４ｋは、軸線Ｔを中心とする円周方向に隣り合うように並べられている。ティース５４ｆは、ティース５４ｊ、５４ｋから円周方向他方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉを空けて配置されている位置に設けられている。
The
ここで、巻線部５６ｆ、５６ｊは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
Here, the winding directions of the C-
Ｄ相コイル５０Ｄは、ティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉに、巻かれている。このことにより、ティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉには、巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉがＤ相コイル５０Ｄによって形成されている。
The D-
巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉは、それぞれ、ティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉのうち対応する１つのティースにのみＤ相コイル５０Ｄが巻かれて形成されている。ティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉは、軸線Ｔを中心とする円周方向に隣り合うように並べられている。
Each of the winding
ここで、巻線部５６ｇ、５６ｈは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。巻線部５６ｈ、５６ｉは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
Here, in the winding
このようなティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌには、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち対応する相コイルのみが巻かれている。 .. 541 are wound with only the corresponding phase coil among the phase coils 50A, 50B, 50C, 50D.
相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌに対して集中巻にて巻かれている。本実施形態の集中巻とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、・・・・５６ｌがそれぞれティース５４ａ、５４ｂ・・・・５４ｌのうち対応する１つのティースにのみに、１つの相コイルが巻かれて構成されていることである。
The phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D are wound around the
ここで、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、ステータコア５２を介してセンターピース３１に取り付けられている。相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流れる交流電流は、電子制御装置７０（図６参照）により制御される。なお、電子制御装置７０の詳細については、後述する。
Here, the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D are attached to the
ロータ３６は、図１に示すように、ロータケース６０、および複数の永久磁石６１を備える。ロータケース６０は、軸線Ｔを中心とする筒状に形成されている。ロータケース６０のうち軸線方向他方側が蓋部６０ａで塞がれている。
The
蓋部６０ａには、回転軸３０を貫通させる貫通穴６０ｂが設けられている。ロータケース６０の蓋部６０ａが回転軸３０により固定されている。つまり、ロータ３６は、回転軸３０に取り付けられている。
The
複数の永久磁石６１は、それぞれ、軸線Ｔａを中心とする円周方向に並べられている。複数の永久磁石６１は、図１および図３に示すように、ロータケース６０に対して軸線Ｔを中心とする径方向内側に配置されている。複数の永久磁石６１は、それぞれ、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌに対して軸線Ｔを中心とする径方向外側に配置されている。
The plurality of
複数の永久磁石６１は、ロータケース６０に固定されている。複数の永久磁石６１は、それぞれの磁極が径方向に向くように配置されている。
The plurality of
複数の永久磁石６１のそれぞれの磁極は、Ｓ極、およびＮ極が円周方向で交互に並ぶように複数の永久磁石６１が配置されている。
As for the magnetic poles of the plurality of
本実施形態の複数の永久磁石６１としては、１０個の永久磁石６１が用いられている。このため、１０個の永久磁石６１によって、１０個の磁極を形成することができる。
As the plurality of
ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、永久磁石３４ａ、３４ｂに対して、軸線Ｔを中心とする径方向外側に配置されている。ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄと永久磁石３４ａ、３４ｂとの間には、隙間が形成されている。
The
ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、軸線Ｔを中心とする円周方向に同一間隔で並べられている。ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、センターピース３１の筒部３１ａに固定されている。ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、回転軸３０の回転速度、および傾き角度を検出するためのもので、永久磁石３４ａ、３４ｂから生じる磁界を検出する磁気センサとしてのホール素子から構成されている。
The
このように構成されたものにおいて、回転軸３０のうち軸受け３２側を支点として、軸線Ｔから回転軸３０の軸線Ｔａが傾くことが可能に構成される（図４、図５参照）。
In such a configuration, the axis Ta of the
図４、図５では、前記支点を原点０とし、軸線ＴをＺ軸とし、軸線Ｔに直交するＸ軸とＹ軸とを設定し、Ｚ軸に対して回転軸３０の軸線Ｔａが角度θ傾いた例を示している。図４中の（ｘ０、ｙ０）は、回転軸３０の軸線Ｔａうち軸線方向他方側の端部（以下、回転軸３０の基準位置という）のＸ−Ｙ座標を示している。
4 and 5, the fulcrum is set to the
次に、本実施形態の電動機１０を制御するための電子制御装置７０の構成の詳細について図６を参照して説明する。
Next, details of the configuration of the
電子制御装置７０は、図６に示すように、インバータ回路７１、および制御回路７２を備える電流制御部である。
The
インバータ回路７１は、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９、ＳＷ１０を備える。 The inverter circuit 71 includes transistors SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, SW7, SW8, SW9, and SW10.
トランジスタＳＷ１、ＳＷ２は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。トランジスタＳＷ３、ＳＷ４は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。トランジスタＳＷ５、ＳＷ６は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。
The transistors SW1 and SW2 are connected in series between the
トランジスタＳＷ７、ＳＷ８は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。トランジスタＳＷ９、ＳＷ１０は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。
The transistors SW7 and SW8 are connected in series between the
トランジスタＳＷ１、ＳＷ２の間の共通接続端子Ｔ１は、Ａ相コイル５０Ａの一端部に接続されている。トランジスタＳＷ３、ＳＷ４の間の共通接続端子Ｔ２は、Ｂ相コイル５０Ｂの一端部に接続されている。
The common connection terminal T1 between the transistors SW1 and SW2 is connected to one end of the
トランジスタＳＷ５、ＳＷ６の間の共通接続端子Ｔ３は、Ｃ相コイル５０Ｃの一端部に接続されている。トランジスタＳＷ７、ＳＷ８の間の共通接続端子Ｔ４は、Ｄ相コイル５０Ｄの一端部に接続されている。
The common connection terminal T3 between the transistors SW5 and SW6 is connected to one end of the C-
トランジスタＳＷ９、ＳＷ１０の間の共通接続端子Ｔ５は、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのそれぞれの他端部の共通接続端子である中性点Ｎに接続されている。相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、スター結線により接続されているステータコイルを構成している。 A common connection terminal T5 between the transistors SW9 and SW10 is connected to a neutral point N which is a common connection terminal at the other end of each of the phase coils 50A, 50B, 50C and 50D. The phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D constitute stator coils connected by a star connection.
正極母線７１ａは、直流電源ＴＤの正極電極に接続されている。負極母線７１ｂは、直流電源ＴＤの負極電極に接続されている。
制御回路７２は、マイクロコンピュータやメモリ等に構成されている。制御回路７２は、メモリに予め記憶されているコンピュータプログラムにしたがって、ロータ３６に回転トルクを発生させるとともに、回転軸３０を支持する軸支持力を発生させる制御処理を実行する。
The
制御回路７２は、制御処理の実行に伴って、ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの出力信号に基づいて、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９、ＳＷ１０をスイッチング制御する。なお、以下、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５を纏めて共通接続端子Ｔ１〜Ｔ５とも表記する。
The
このことにより、インバータ回路７１は、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５と相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄとの間に流れる４相の交流電流を独立して制御する。 Thus, the inverter circuit 71 independently controls the four-phase AC current flowing between the common connection terminals T1, T2, T3, T4, T5 and the phase coils 50A, 50B, 50C, 50D.
共通接続端子Ｔ１〜Ｔ５からＡ相コイル５０Ａに交流電流が流れたときには、巻線部５６ｂ、５６ｃによって発生される磁束Ｇａ（図７参照）に基づいて、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃおよび複数の永久磁石６１の間には吸引力として電磁力ＦＡが発生する。
When an alternating current flows from the common connection terminals T1 to T5 to the
ここで、吸引力は、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃに対してロータ３６を引き付ける力である。
Here, the suction force is a force that attracts the
共通接続端子Ｔ１〜Ｔ５からＢ相コイル５０Ｂに交流電流が流れたときには、巻線部５６ｌおよび複数の永久磁石６１の間には、Ｂ相コイル５０Ｂによって生じる磁束Ｇｂ（図８参照）に基づいて吸引力として電磁力ＦＢが発生する。
When an alternating current flows from the common connection terminals T1 to T5 to the B-
ここで、吸引力は、巻線部５６ｌに対してロータ３６を引き付ける吸引力である。巻線部５６ｄ、５６ｅには、ロータ３６を引き付ける吸引力が作用しない。
Here, the suction force is a suction force that attracts the
共通接続端子Ｔ１〜Ｔ５からＣ相コイル５０Ｃに交流電流が出力されたときには、巻線部５６ｆおよび複数の永久磁石６１の間には、Ｃ相コイル５０Ｃによって生じる磁束Ｇｃ（図９参照）に基づいて吸引力として電磁力ＦＣが発生する。
When an alternating current is output from the common connection terminals T1 to T5 to the C-
ここで、吸引力は、巻線部５６ｆに対してロータ３６を引き付ける吸引力である。巻線部５６ｊ、５６ｋには、ロータ３６を引き付ける吸引力が作用しない。
Here, the suction force is a suction force that attracts the
共通接続端子Ｔ１〜Ｔ５からＤ相コイル５０Ｄに交流電流が出力されたときには、巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉおよび複数の永久磁石６１の間には、Ｄ相コイル５０Ｄよって生じる磁束Ｇｄ（図１０参照）に基づいて吸引力として電磁力ＦＤが発生する。
When an alternating current is output from the common connection terminals T1 to T5 to the D-
ここで、吸引力は、巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉに対してロータ３６を引き付ける吸引力である。
Here, the suction force is a suction force for attracting the
電磁力ＦＡの方向、電磁力ＦＢの方向、電磁力ＦＣの方向、および電磁力ＦＤの方向は、軸線Ｔを中心とする円周方向に並べられている。すなわち、電磁力ＦＡの方向、電磁力ＦＢの方向、電磁力ＦＣの方向、および電磁力ＦＤの方向は、それぞれ相違する方向に向いている。 The direction of the electromagnetic force FA, the direction of the electromagnetic force FB, the direction of the electromagnetic force FC, and the direction of the electromagnetic force FD are arranged in a circumferential direction about the axis T. That is, the direction of the electromagnetic force FA, the direction of the electromagnetic force FB, the direction of the electromagnetic force FC, and the direction of the electromagnetic force FD are different from each other.
具体的には、電磁力ＦＡの方向は、電磁力ＦＤの方向に対してほぼ角度９０℃オフセットしている。電磁力ＦＢの方向は、電磁力ＦＡの方向に対してほぼ角度９０℃オフセットしている。電磁力ＦＣの方向は、電磁力ＦＢの方向に対してほぼ角度９０℃オフセットしている。電磁力ＦＤの方向は、電磁力ＦＣの方向に対して角度ほぼ９０℃オフセットしている。 Specifically, the direction of the electromagnetic force FA is offset by approximately 90 ° from the direction of the electromagnetic force FD. The direction of the electromagnetic force FB is approximately 90 ° offset from the direction of the electromagnetic force FA. The direction of the electromagnetic force FC is approximately 90 ° offset from the direction of the electromagnetic force FB. The direction of the electromagnetic force FD is offset from the direction of the electromagnetic force FC by approximately 90 °.
ここで、電磁力ＦＡ、ＦＢ、ＦＣ、ＦＤをそれぞれ単位ベクトルとする。 Here, the electromagnetic forces FA, FB, FC, and FD are each defined as a unit vector.
このような電磁力ＦＡ、ＦＢ、ＦＣ、ＦＤ、および係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を用いて、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａを近づけるための下記の数式１の軸支持力Ｆを発生する。
Using the electromagnetic forces FA, FB, FC, FD and the coefficients K1, K2, K3, K4, a shaft supporting force F of the following
Ｆ＝Ｋ１・ＦＡ＋Ｋ２・ＦＢ＋Ｋ３・ＦＣ＋Ｋ４・ＦＤ・・・（数式１）
制御回路７２がトランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・ＳＷ１０を制御して共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５および相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの間に流れる交流電流をコイル毎に制御する。このため、係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４が制御されることにより、軸支持力Ｆの大きさ、および方向を制御することができる。
F = K1 · FA + K2 · FB + K3 · FC + K4 · FD (Equation 1)
The
以下、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａを近づけるために相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流す第２交流電流を軸支持力交流電流という。
Hereinafter, the second alternating current flowing through the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D in order to bring the axis Ta of the
制御回路７２がトランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・ＳＷ１０を制御すると、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５から相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのそれぞれに交流電流が流れる。
When the
ここで、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのそれぞれに流れる交流電流は、９０度ずつ位相がずれている。このため、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄから回転磁界が順次に発生する。 Here, the alternating current flowing through each of the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D is out of phase by 90 degrees. Therefore, a rotating magnetic field is sequentially generated from the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D.
このような回転磁界と複数の永久磁石６１によって生じる磁束とに応じてロータ３６に回転トルクが発生する。
A rotating torque is generated in the
以下、回転磁界と複数の永久磁石６１によって生じる磁束とに応じてロータ３６に回転トルクが発生させる第１交流電流を回転力交流電流という。
Hereinafter, the first AC current that causes the
本実施形態の制御回路７２は、インバータ回路７１を制御して、軸支持力交流電流の周波数と回転力交流電流の周波数とを異なる周波数とし、かつ軸支持力交流電流と回転力交流電流とを独立して制御する。
The
次に、本実施形態の制御回路７２の制御処理について図１１〜図１３を参照して説明する。
Next, control processing of the
制御回路７２は、図１１〜図１３のフローチャートにしたがって制御処理を実行する。図１３は制御処理を示すフローチャートである。
The
まず、制御回路７２は、図１１のステップ１００において、ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄにより永久磁石３４ａ、３４ｂによって生じる磁界を検出する。
First, in
ここで、Ｘ−Ｙ座標において、ホールセンサ３７ａ、３７ｃが並ぶ方向をＸ方向とし、ホールセンサ３７ｂ、３７ｄが並ぶ方向をＹ方向とする。ホールセンサ３７ａの出力信号Ｈａとホールセンサ３７ｃの出力信号Ｈｃとの差分ｄｓ（＝Ｈａ−Ｈｃ：図１４参照）を求める。当該差分ｄｓは、回転軸３０の回転角度情報を示す。
Here, in the XY coordinates, the direction in which the
そして、制御回路７２は、この差分ｄｓに基づいて、現時刻の回転軸３０の回転角度（すなわち、回転位置）を算出する。
Then, the
次に、制御回路７２は、支持制御処理（ステップ１２０）と回転制御処理（ステップ１３０）とを並列的に実行する。支持制御処理は、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるための制御処理である。回転制御処理は、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔを中心として回転させる制御処理である。なお、支持制御（ステップ１２０）、および回転制御（ステップ１３０）の詳細は後述する。
Next, the
次に、回転軸３０の回転を続行するか否かを判定する（ステップ１４０）。その後、回転軸３０の回転を続行するとして、ステップ１４０でＹＥＳと判定すると、ステップ１１０に戻る。次いで、制御処理を停止させる停止指令が外部から入力されるまで、ステップ１００、１１０、１２０、１３０およびステップ１４０のＹＥＳ判定を繰り返す。
Next, it is determined whether or not to continue rotating the rotation shaft 30 (step 140). Thereafter, if it is determined that the rotation of the
その後、停止指令が外部から入力されると、ステップ１４０でＮ０と判定して、制御処理を終了する。
Thereafter, when a stop command is input from the outside, it is determined as N0 in
次に、回転制御（ステップ１３０）について図１２、図１４を参照して説明する。図１２は図１２中ステップ１３０の詳細を示すフローチャートである。
Next, the rotation control (step 130) will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a flowchart showing details of
まず、制御回路７２は、ステップ１３１において、上記ステップ１１０で算出される現時刻の回転軸３０の回転角度に基づいて、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち励磁すべきコイルを選択する。
First, in step 131, the
これに伴い、制御回路７２は、この選択した相コイルに流す電流を、上記ステップ１１０で算出された現時刻の回転軸３０の回転角度に基づいて算出する（ステップ１３２）。
Accordingly, the
その後、制御回路７２は、この算出した電流を上記選択した相コイルに流すためのトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、・・・ＳＷ１０をスイッチング制御する（ステップ１３３）。 これにより、インバータ回路７１のトランジスタＳＷ２、・・・ＳＷ１０がスイッチングして、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５から上記選択したコイルに交流電流を出力する。ここで、ステップ１３１〜１３３の処理は周知の回転制御処理を用いることができる。
After that, the
このようなコイルの選択処理（ステップ１３１）、電流値の算出処理（ステップ１３２）、および電流出力処理（ステップ１３３）と、図１３のホールセンサ検出処理（ステップ１００）、および回転角度算出処理（ステップ１１０）を繰り返す。 Such coil selection processing (step 131), current value calculation processing (step 132), and current output processing (step 133), the Hall sensor detection processing (step 100) of FIG. 13, and the rotation angle calculation processing (step 100) Step 110) is repeated.
すると、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・・ＳＷ１０がスイッチングして、共通接続端子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５からコイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに４相交流電流を回転力交流電流として出力する。
Then, the transistors SW1, SW2,..., SW10 are switched to output four-phase AC currents from the common connection terminals D1, D2, D3, D4, D5 to the
このため、コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄから回転磁界が発生する。このため、複数の永久磁石６１には、回転磁界に同期して回転する回転トルクが発生する。これに伴い、回転軸３０は、ロータ３６とともに回転する。
Therefore, a rotating magnetic field is generated from the
次に、支持制御（ステップ１２０）について図１３を参照して説明する。図１３は、図１１中ステップ１２０の詳細を示すフローチャートである。
Next, the support control (step 120) will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart showing details of
まず、ステップ１２１において、ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの出力信号に基づいて、ステータ３５の軸線Ｔ（すなわち、Ｚ軸）に対する回転軸３０の軸線Ｔａの傾きθ（図５参照）を算出する。
First, in step 121, the inclination θ (see FIG. 5) of the axis Ta of the
具体的には、現時刻におけるホールセンサ３７ａの出力信号Ｈａと現時刻におけるホールセンサ３７ｃの出力信号Ｈｃとの間の差分ｄｓ（＝Ｈａ−Ｈｃ）を求める。そして、差分ｄｓの振幅値Ａ１と基準信号ｋ１の振幅値Ａ０の差分ｄＡ（＝Ａ１−Ａ０：図１４）によって、回転軸３０の基準位置のＸ座標（すなわち、回転軸３０の軸線方向他方側端部のＸ座標）を求める。
Specifically, a difference ds (= Ha−Hc) between the output signal Ha of the
ここで、振幅値Ａ１は、現時刻における差分ｄｓの振幅値を示す。差分ｄｓが零になったタイミングと現時刻との間の時間をΔＴとする。振幅値Ａ０は、基準信号ｋ１が零になるタイミングからΔＴ経過したときの基準信号ｋ１の振幅である。 Here, the amplitude value A1 indicates the amplitude value of the difference ds at the current time. The time between the timing when the difference ds becomes zero and the current time is defined as ΔT. The amplitude value A0 is the amplitude of the reference signal k1 when ΔT has elapsed from the timing when the reference signal k1 becomes zero.
そして、差分（Ａ１−Ａ０）が大きくなるほど、Ｘ座標：Ｘ０が大きくなり、差分（Ａ１−Ａ０）が小さくなるほど、Ｘ座標：Ｘ０が大きくなる。基準信号ｋ１は、ホールセンサ３７ａの出力信号Ｈａの理論値とホールセンサ３７ｃの出力信号Ｈｃの理論値との間の差分である。
The X coordinate: X0 increases as the difference (A1-A0) increases, and the X coordinate: X0 increases as the difference (A1-A0) decreases. The reference signal k1 is a difference between the theoretical value of the output signal Ha of the
ホールセンサ３７ａの出力信号Ｈａの理論値とは、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａが一致した状態で回転軸３０が回転した際のホールセンサ３７ａの出力信号Ｈａである。ホールセンサ３７ｃの出力信号Ｈｃの理論値とは、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａが一致した状態で回転軸３０が回転した際のホールセンサ３７ｃの出力信号Ｈｃである。
The theoretical value of the output signal Ha of the
現時刻におけるホールセンサ３７ｂの出力信号Ｈｂと現時刻におけるホールセンサ３７ｄの出力信号Ｈｄとの差分ｄｑ（＝Ｈｂ−Ｈｄ）を求める。この差分ｄｑの振幅値Ｂ１と基準信号ｋ２の振幅値Ｂ０との間の差分ｄＢ（＝Ｂ１−Ｂ０）に基づいて、回転軸３０の基準位置のＹ座標（すなわち、回転軸３０の軸線方向他方側端部のＹ座標）を求める。
The difference dq (= Hb−Hd) between the output signal Hb of the
ここで、基準信号ｋ２は、ホールセンサ３７ｂの出力信号Ｈｂの理論値とホールセンサ３７ｄの出力信号Ｈｄの理論値との間の差分である。
Here, the reference signal k2 is a difference between the theoretical value of the output signal Hb of the
ホールセンサ３７ｂの出力信号Ｈｂの理論値とは、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａが一致した状態で回転軸３０が回転した際のホールセンサ３７ｂの出力信号Ｈｂである。
ホールセンサ３７ｄの出力信号Ｈｄの理論値とは、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａが一致した状態で回転軸３０が回転した際のホールセンサ３７ｄの出力信号Ｈｄである。
The theoretical value of the output signal Hb of the
The theoretical value of the output signal Hd of the
振幅値Ｂ１は、現時刻における差分ｄｑの振幅値を示す。振幅値Ｂ０は、上記基準信号ｋ１が零になるタイミングからΔＴ経過したときの基準信号ｋ２の振幅である。そして、差分ｄＢが大きくなるほど、Ｙ座標：Ｙ０が大きくなる。差分ｄＢが小さくなるほど、Ｙ座標：Ｙ０が小さくなる。 The amplitude value B1 indicates the amplitude value of the difference dq at the current time. The amplitude value B0 is the amplitude of the reference signal k2 when ΔT has elapsed from the timing when the reference signal k1 becomes zero. Then, as the difference dB increases, the Y coordinate: Y0 increases. As the difference dB decreases, the Y coordinate: Y0 decreases.
このように求められた回転軸３０の基準位置のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいてＺ軸（すなわち、軸線Ｔ）に対する回転軸３０の傾き角度θを算出する。
Based on the XY coordinates (X0, Y0) of the reference position of the
なお、本実施形態では、傾きθは、Ｚ軸および回転軸３０の軸線Ｔａの間でＺ軸から回転軸３０の軸線Ｔａに向けて時計回り方向に形成される角度である。（図５参照）。
In the present embodiment, the inclination θ is an angle formed in a clockwise direction from the Z axis to the axis Ta of the
次に、ステップ１２２において、ファン２０のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいて、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるために励磁すべきコイルを相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄから選択する。
Next, in step 122, based on the XY coordinates (X0, Y0) of the fan 20, a coil to be excited to bring the axis Ta of the
つまり、傾いた回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるのに通電すべきコイルを相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄから選択する。以下、このように選択したコイルを選択コイルという。
That is, a coil to be energized to bring the axis Ta of the inclined rotating
この場合、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるのに必要な軸支持力Ｆを相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃおよび複数の永久磁石６１の間で発生させるために、上記選択コイルに出力するべき電流を、（Ｘ０、Ｙ０）および傾きθに基づいて算出する（ステップ１２２）。
In this case, in order to generate the shaft supporting force F required to bring the axis Ta of the
ここで、傾きθが大きいほど、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるのに必要な軸支持力Ｆは、大きくなる。これに加えて、回転軸３０の回転速度が高くなる程、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるのに必要な軸支持力Ｆは、小さくなる。
Here, the larger the inclination θ, the larger the shaft supporting force F required to bring the axis Ta of the
図１５は、縦軸を軸支持力Ｆとし、横軸を傾きθとしたグラフＰを示す。 FIG. 15 shows a graph P in which the vertical axis represents the shaft supporting force F and the horizontal axis represents the inclination θ.
そこで、図１５の軸支持力Ｆ−傾きθの関係に基づいて、上記選択コイルに出力するべき電流を算出する（ステップ１２３）。 Therefore, a current to be output to the selected coil is calculated based on the relationship between the shaft supporting force F and the inclination θ in FIG. 15 (step 123).
このように回転軸３０の回転速度、（Ｘ０、Ｙ０）、および傾きθに基づいて、上記選択コイルに出力するべき電流を軸支持力交流電流として算出する。これに伴い、この算出した軸支持力交流電流を上記選択コイルに出力するために、インバータ回路７１のトランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・・ＳＷ１０を制御する。
As described above, the current to be output to the selected coil is calculated as the shaft supporting force AC current based on the rotation speed of the
これにより、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５から上記選択コイルに軸支持力交流電流が流れる。このため、上記選択コイルおよび永久磁石６１の間で軸支持力ＦＡが発生する。よって、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａを近づけることができる。
As a result, the shaft supporting force AC current flows from the common connection terminals T1, T2, T3, T4, and T5 to the selected coil. Therefore, a shaft supporting force FA is generated between the selection coil and the
以上のように、インバータ回路７１およびコイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの間において、回転力交流電流と軸支持力交流電流とが重畳されて流れることになる。このため、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃおよび複数の永久磁石６１の間において、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づける軸支持力Ｆと回転軸３０を軸線Ｔを中心として回転させる回転力とを同時に発生させることになる。
As described above, between the inverter circuit 71 and the
以上説明した本実施形態によれば、電動機１０は、ステータ３５とロータ３６とを備える。ステータ３５は、軸線Ｔを中心とする径方向の外側に突起し、かつ軸線Ｔを中心とする円周方向に並べられているティース５４ａ・・・５４ｌを備えるステータコア５２を備える。
According to the embodiment described above, the
ステータ３５は、ティース５４ａ・・・５４ｌに巻かれている相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを備える。
The
ロータ３６は、回転軸３０に支持されて、ティース５４ａ・・・５４ｌに対して径方向の外側に配置され、かつ円周方向に並べられている複数の磁極を形成する。
The
電動機１０は、回転軸３０の軸線Ｔａが軸受け３２を支点として軸線Ｔから傾くことが可能に構成されている。
The
電子制御装置７０は、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに第１交流電流としての回転力交流電流を流して複数の磁極との間において、ロータ３６に軸線Ｔを中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる。
The
電子制御装置７０は、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうちいずれかコイルに第２交流電流としての軸支持力交流電流を流して複数の磁極との間で回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づける電磁力としての軸支持力を発生させる。
The
相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、４相コイルである。ティース５４ａ・・・５４ｌのそれぞれには、相コイル５０Ａ〜５０Ｄのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれている。さらに相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、ティース５４ａ・・・５４ｌに対して集中巻にて巻かれている。
The phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D are four-phase coils. Each of the
以上により、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの巻き方が簡素になるので、ステータ３５の構成を簡素にした電動機１０を提供することができる。
As described above, since the winding of the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D is simplified, it is possible to provide the
ここで、上述の特許文献１では、６個の相コイルＵｍｓ、Ｖｍｓ、Ｗｍｓ、Ｕｍｎ、Ｖｍｎ、Ｗｍｎが用いられている。
Here, in
これに対して、本実施形態では、４個の相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄが用いられている。そして、磁気軸受用巻線と回転トルク発生用巻線とを共用させるためにコイルの配置を工夫することで、コイルの削減と小型化を両立することができる。
On the other hand, in the present embodiment, four
上述の特許文献１では、１２個のティースＵ１〜Ｕ１２のうちいずれかの１つのティースには、２つ以上の相コイルが巻かれている。このため、２つ以上の相コイルに互いに異なる位相の第１、第２交流電流が流れると、第１、第２交流電流が互いに相殺され、回転トルクや支持力の低下を招く恐れがある。
In
これに対して、本実施形態では、ティース５４ａ・・・５４ｌのそれぞれには、相コイル５０Ａ〜５０Ｄのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれている。このため、上述の回転トルクや支持力の低下を未然に防ぐことができる。
On the other hand, in the present embodiment, each of the
本実施形態の制御回路７２は、インバータ回路７１を制御して、軸支持力交流電流の周波数と回転力交流電流の周波数とを異なる周波数とし、かつ軸支持力交流電流と回転力交流電流とを独立して制御する。このことにより、ロータ３６の回転トルクと、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａを近づける軸支持力とを独立して制御することができる。
The
次に、本実施形態の制御回路７２の制御処理の具体例について図１６、図１７を参照して説明する。
Next, a specific example of the control processing of the
例えば、インバータ回路７１は、図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに順次交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄを回転力交流電流として流す。交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄは、それぞれ同一の周期ＴＡの信号である。 For example, as shown in FIGS. 16A, 16B, 16C, and 16D, the inverter circuit 71 sequentially applies alternating currents Ia, Ib, Ic, and Id to the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D. Flow as current. The AC currents Ia, Ib, Ic, Id are signals having the same cycle TA.
交流電流Ｉｂは、交流電流Ｉａに対して位相が９０度、遅れている。交流電流Ｉｃは、交流電流Ｉｂに対して位相が９０度、遅れている。交流電流Ｉｄは、交流電流Ｉｃに対して位相が９０度、遅れている。交流電流Ｉａは、交流電流Ｉｄに対して位相が９０度、遅れている。 The AC current Ib has a phase that is 90 degrees behind the AC current Ia. The AC current Ic is delayed by 90 degrees from the AC current Ib. The AC current Id is delayed by 90 degrees in phase from the AC current Ic. The AC current Ia is delayed by 90 degrees in phase with respect to the AC current Id.
ここで、回転軸３０を一回転させるのに要する時間を時間ＴＮとすると、交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄの周期ＴＡは、周期ＴＡ＝（ＴＮ／５）を満たす時間になっている。
Here, assuming that the time required for one rotation of the
一方、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づける軸支持力Ｆを発生させるために、インバータ回路７１が相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流す軸支持力交流電流の周期を周期ＴＢとする。周期ＴＢは、周期ＴＢ＝（ＴＮ／４）を満たす時間になっている。
On the other hand, in order to generate a shaft supporting force F that brings the axis Ta of the
つまり、交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄの周波数は、１／ＴＡであり、軸支持力交流電流の周波数は、１／ＴＢである。交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄの周波数と軸支持力交流電流の周波数とは相違する。 That is, the frequency of the alternating currents Ia, Ib, Ic, Id is 1 / TA, and the frequency of the shaft supporting force alternating current is 1 / TB. The frequencies of the alternating currents Ia, Ib, Ic, Id are different from the frequency of the shaft supporting force alternating current.
このような回転力交流電流の周期ＴＡが（ＴＮ／５）に一致し、かつ軸支持力交流電流の周期ＴＢが（ＴＮ／４）に一致した関係を維持した状態で、回転力交流電流の周期ＴＡを軸支持力交流電流の周期ＴＢに連動して変更する。このことにより、ロータ３６の角速度を変更することができる。
In such a state that the period TA of the rotational force AC current coincides with (TN / 5) and the period TB of the shaft supporting force AC current keeps coincident with (TN / 4), The cycle TA is changed in conjunction with the cycle TB of the shaft supporting force AC current. Thus, the angular velocity of the
以下、このように周期ＴＡが（ＴＮ／５）に一致する回転力交流電流を、回転力交流電流Ｉｘとし、周期ＴＢが（ＴＮ／４）に一致する軸支持力交流電流を軸支持力交流電流Ｉｚとする。 Hereinafter, the rotational force AC current whose period TA matches (TN / 5) is referred to as rotational force AC current Ix, and the shaft supporting force AC current whose period TB matches (TN / 4) is referred to as the shaft supporting force AC. The current is Iz.
次に、回転力交流電流Ｉｘおよび軸支持力交流電流Ｉｚを用いて巻線部５６ａ、５６ｂ、・・・５６ｌとロータ３６の軸支持力、回転トルクとの関係について説明する。
Next, the relationship between the winding
まず、軸支持力交流電流Ｉｚを相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流した場合に、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに対して相コイル毎に発生する起磁力ベクトル（以下、８起磁力ベクトルという）と軸支持力とは次のような関係を持つ。 First, when the shaft supporting force alternating current Iz is applied to the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D, a magnetomotive force vector (hereinafter, referred to as an 8 electromotive force) generated for each phase coil with respect to the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D. The magnetic force vector) and the shaft supporting force have the following relationship.
すなわち、相コイル毎の８起磁力ベクトルの絶対値が大きく、かつ相コイル毎の８起磁力ベクトルの位相差が９０ｄｅｇに近いほど、ロータ３６の軸支持力が大きくなる。
That is, the larger the absolute value of the eight magnetomotive force vectors for each phase coil and the closer the phase difference of the eight magnetomotive force vectors for each phase coil is to 90 degrees, the greater the shaft supporting force of the
回転力交流電流Ｉｘを相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流した場合に相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに対して相コイル毎に発生する起磁力ベクトル（以下、１０起磁力ベクトルという）と回転トルクとは次のような関係を持つ。
Magnetomotive force vector (hereinafter, referred to as 10 magnetomotive force vector) generated for each phase coil with respect to
すなわち、相コイル毎の１０起磁力ベクトルが大きく、かつ相コイル毎の１０起磁力ベクトルの位相差が９０ｄｅｇに近いほど、ロータ３６の回転トルクが大きくなる。
That is, as the ten magnetomotive force vectors for each phase coil are large and the phase difference between the ten magnetomotive force vectors for each phase coil is close to 90 deg, the rotational torque of the
次に、本発明者等は、ロータ３６の軸支持力を発生させる磁気軸受用巻線と回転トルクを発生させる回転トルク発生用巻線とを兼用させる構成について次の通り検討した。
Next, the present inventors examined the configuration in which the magnetic bearing winding for generating the shaft supporting force of the
具体的には、磁極の個数を１０とし、ティース５４ａ・・・５４ｌの個数であるスロット数を１２とし、相コイルの相数を４とし、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄがそれぞれ３つのティースに巻かれる場合には、以下（ａ）（ｂ）（ｃ）のいずれかに属する。
Specifically, the number of magnetic poles is set to 10, the number of slots, which is the number of the
なお、説明の便宜上、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを相コイル５０Ａ〜５０Ｄとも記す。
For convenience of description, the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D are also referred to as
（ａ）相コイル５０Ａ〜５０Ｄのうちいずれかの相コイルは、ティース５４ａ・・・５４ｌのうち互いに隣接する３つのティースに巻かれて３つの巻線部を構成し、３つの巻線部のうち隣接する２つの巻線は、相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
(A) Any one of the phase coils 50A to 50D is wound around three adjacent teeth among the
（ｂ）相コイル５０Ａ〜５０Ｄのうちいずれかの相コイルは、ティース５４ａ・・・５４ｌのうち互いに隣接する２つのティースとこれら隣接する２つのティースとから３つのティースを空けて配置されている１つのティースとにそれぞれに巻かれて３つの巻線部を構成する。上記隣接する２つのティースに相コイルが巻かれて構成される２つの巻線部は、
相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
(B) Any one of the phase coils 50A to 50D is arranged with three teeth separated from two adjacent teeth and two adjacent teeth among the
The directions in which the phase coils are wound are opposite to each other.
（ｃ）相コイル５０Ａ〜５０Ｄのうちいずれかの相コイルは、ティース５４ａ・・・５４ｌのうち互いに隣接する２つのティースとこれら隣接する２つのティースから２つのティースを空けて配置されている１つのティースとのそれぞれに巻かれて３つの巻線部を構成する。上記隣接する２つのティースに相コイルが巻かれて構成される２つの巻線部は、相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
(C) One of the phase coils 50A to 50D is arranged with two teeth adjacent to each other among the
次に、１０極起磁力ベクトルおよび８極起磁力ベクトルの大きさの計算について図１８を参照して説明する。 Next, the calculation of the magnitude of the 10-pole magnetomotive force vector and the 8-pole magnetomotive force vector will be described with reference to FIG.
まず、ティース５４ａ・・・５４ｌのうちいずれか３つのティースに１つの相コイルを集中巻にて巻かれて３つの巻線部を構成するパターンとしては、複数のパターンが考えられる。これら複数のパターンのうち（ａ）、（ｂ）は、１０極起磁力ベクトルの大きさが最大となる。（ｃ）は、１０極起磁力ベクトルの大きさが二番目に大きい。
First, a plurality of patterns can be considered as a pattern in which one phase coil is wound around any three of the
（ａ）、（ｂ）の場合には、３つの巻線部に発生する誘起電圧の位相差が互いに３０ｄｅｇとなる。 In the cases (a) and (b), the phase difference between the induced voltages generated in the three winding portions is 30 deg.
ここで、「３つの巻線部に発生する誘起電圧の位相差がないと仮定したときの３つの誘起電圧のベクトルを合成した値」を理想値とする。そこで、１０極起磁力ベクトルの大きさの理想値を１とすると、（ａ）、（ｂ）の場合における１０極起磁力ベクトルの大きさは、それぞれ「０．９１１」となる。
「０．９１１」とは、「（ａ）、（ｂ）の場合において「これら３つの巻線部に発生する誘起電圧のベクトルを合成した値」と「理想値」との比を示している。
Here, “the value obtained by combining the vectors of the three induced voltages when it is assumed that there is no phase difference between the induced voltages generated in the three winding portions” is set as the ideal value. Therefore, assuming that the ideal value of the magnitude of the 10-pole magnetomotive force vector is 1, the magnitude of the 10-pole magnetomotive force vector in each of (a) and (b) is “0.911”.
“0.911” indicates the ratio between “the value obtained by combining the vectors of the induced voltages generated in these three winding portions” and “the ideal value” in the cases (a) and (b). .
（ｃ）の場合において、３つの巻線部に発生する誘起電圧の位相差が３０ｄｅｇと６０ｄｅｇとなる。 In the case of (c), the phase difference between the induced voltages generated in the three winding portions is 30 deg and 60 deg.
ここで、「３つの巻線部に発生する誘起電圧の位相差がないと仮定したときの３つの誘起電圧のベクトルを合成した値」を理想値とする。１０極起磁力ベクトルの大きさの理想値を１とすると、（ｃ）の場合における１０極起磁力ベクトルの大きさは、「０．７９８」となる。 Here, “the value obtained by combining the vectors of the three induced voltages when it is assumed that there is no phase difference between the induced voltages generated in the three winding portions” is set as the ideal value. Assuming that the ideal value of the magnitude of the 10-pole magnetomotive force vector is 1, the magnitude of the 10-pole magnetomotive force vector in the case of (c) is “0.798”.
「０．７９８」は、「これら３つの巻線部に発生する誘起電圧のベクトルを合成した値」と、「理想値」との比を示している。 “0.798” indicates a ratio between “a value obtained by combining vectors of the induced voltages generated in these three winding portions” and “ideal value”.
また、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれの場合において、８極起磁力ベクトルの大きさが、同一である。 In each of the cases (a), (b) and (c), the magnitude of the octupole magnetomotive force vector is the same.
以上により、（ａ）、（ｂ）の組み合わせを含む電動機１０は、（ａ）、（ｂ）の組み合わせを含まない電動機１０に比べて、ロータ３６の回転トルクが大きくなる。
As described above, the rotating torque of the
これは、（ａ）、（ｂ）の組み合わせは、上記複数のパターンのうち１０極起磁力ベクトルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄの大きさが最大となる組み合わせであり、かつ相コイル毎の１０起磁力ベクトルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄが互いが直交しているためである（図１９参照）。 The combination of (a) and (b) is a combination in which the magnitude of the 10-pole magnetomotive force vectors Ba, Bb, Bc, and Bd is the largest among the plurality of patterns, and the combination of 10 This is because the magnetic force vectors Ba, Bb, Bc, and Bd are orthogonal to each other (see FIG. 19).
なお、（ｂ）、（ｃ）の組み合わせを含む電動機１０は、１０極起磁力ベクトルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄの大きさが小さく、かつ相コイル毎の１０起磁力ベクトルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄの位相差が９０ｄｅｇから大きくずれている（図２１参照）。
In the
ここで、１０起磁力ベクトルＢａは、Ａ相コイル５０Ａに生じる１０起磁力ベクトルである。１０起磁力ベクトルＢｂは、Ｂ相コイル５０Ｂに生じる１０起磁力ベクトルである。１０起磁力ベクトルＢｃは、Ｃ相コイル５０Ｃに生じる１０起磁力ベクトルである。１０起磁力ベクトルＢｄは、Ｄ相コイル５０Ｄに生じる１０起磁力ベクトルである。
Here, the ten magnetomotive force vectors Ba are 10 magnetomotive force vectors generated in the
次に、（ｂ）、（ｃ）の組み合わせを含む電動機１０は、（ｂ）、（ｃ）の組み合わせを含まない電動機１０に比べて、ロータ３６の軸支持力が大きくなる。
Next, the
これは、８極起磁力ベクトルＹａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄの位相差が９０ｄｅｇに近いためである。なお、電動機１０において（ｃ）が含まれることで１０極起磁力ベクトルの大きさが減少するため、ロータ３６の回転トルクはやや低下する（図２０参照）。
This is because the phase difference between the 8-pole magnetomotive force vectors Ya, Yb, Yc, and Yd is close to 90 deg. Since the magnitude of the 10-pole magnetomotive force vector is reduced by including (c) in the
本実施形態では、Ａ相コイル５０Ａが隣接する３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃを構成している。Ｄ相コイル５０Ｄが隣接する３つのティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉに巻かれて巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉを構成している。
In the present embodiment, the
巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。巻線部５６ｂ、５６ｃは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。したがって、Ａ相コイル５０ＡおよびＤ相コイル５０Ｄは、（ａ）に該当することになる。
In the winding
また、Ｃ相コイル５０Ｃが隣接する２つのティース５４ｊ、５４ｋに巻かれて巻線部５６ｊ、５６ｋを構成している。Ｃ相コイル５０Ｃは、ティース５４ｊ、５４ｋから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉを空けて配置されているティース５４ｆに巻かれて巻線部５６ｆを構成している。巻線部５６ｊ、５６ｋは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
The C-
さらに、Ｂ相コイル５０Ｂが隣接する２つのティース５４ｄ、５４ｅに巻かれて巻線部５６ｄ、５６ｅを構成している。Ｂ相コイル５０Ｂは、ティース５４ｄ、５４ｅから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃを空けて配置されているティース５４ｌに巻かれて巻線部５６ｌを構成している。巻線部５６ｄ、５６ｅは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
Further, the B-
したがって、Ｂ相コイル５０ＢおよびＣ相コイル５０Ｃは、（ｂ）に該当することになる。
Therefore, the B-
以上により、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ａ相コイル５０ＡおよびＤ相コイル５０Ｄが（ａ）に該当する。相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ａ相コイル５０ＡおよびＤ相コイル５０Ｄを除いた残りのＢ相コイル５０ＢおよびＣ相コイル５０Ｃは、（ｂ）に該当する。
As described above, of the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D, the
つまり、本実施形態の電動機１０は、（ａ）（ｂ）の組み合わせによってステータ３５が構成されている。このため、本実施形態の電動機１０は、ロータ３６の回転トルクが大きくなる。
That is, in the
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、上記（ｂ）を構成するために２つのティース５４ｄ、５４ｅにＢ相コイル５０Ｂが巻かれて巻線部５６ｄ、５６ｅを構成する例について説明した。しかし、これに代えて、上記（ｂ）を構成するために２つのティース５４ｋ、５４ｌにＢ相コイル５０Ｂが巻かれて巻線部５６ｋ、５６ｌを構成する本第２実施形態について図２２を参照して説明する。
(2nd Embodiment)
In the first embodiment, an example has been described in which the B-
図２２は、本実施形態の電動機１０の断面構成を示す。図２２において、図３と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。
FIG. 22 shows a cross-sectional configuration of the
本実施形態と上記第１実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。
The present embodiment differs from the first embodiment in the phase coils constituting the winding
Ａ相コイル５０Ａは、上記第１実施形態と同様に、隣接する３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃを構成する。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。巻線部５６ｂ、５６ｃは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。
The
Ｂ相コイル５０Ｂは、隣接する２つのティース５４ｋ、５４ｌとティース５４ｄとに巻かれて巻線部５６ｋ、５６ｌ、５６ｄを構成する。ティース５４ｄは、ティース５４ｋ、５４ｌから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、を空けて配置されているティースである。巻線部５６ｋ、５６ｌは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が逆方向になっている。
The B-
Ｃ相コイル５０Ｃは、隣接する２つのティース５４ｉ、５４ｊとティース５４ｅとに巻かれて巻線部５６ｉ、５６ｊ、５６ｅを構成する。ティース５４ｅは、ティース５４ｉ、５４ｊから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｈ、５４ｇ、５４ｆ、を空けて配置されているティースである。巻線部５６ｉ、５６ｊは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が逆方向になっている。
C-
Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する３つのティース５４ｈ、５４ｇ、５４ｆに巻かれて巻線部５６ｈ、５６ｇ、５６ｆを構成する。巻線部５６ｈ、５６ｇは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が逆方向になっている。巻線部５６ｇ、５６ｆは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が逆方向になっている。
The D-
したがって、Ａ相コイル５０ＡおよびＤ相コイル５０Ｄは、（ａ）に該当することになる。Ｂ相コイル５０ＢおよびＣ相コイル５０Ｃは、（ｂ）に該当することになる。
Therefore, the
以上により、本実施形態の電動機１０は、上記第１実施形態と同様に、（ａ）（ｂ）の組み合わせによってステータ３５が構成されている。このため、本実施形態の電動機１０は、ロータ３６の回転トルクが大きくなる。
As described above, in the
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、（ａ）（ｂ）の組み合わせによってステータ３５を構成した例について説明したが、これに代えて、（ｂ）によってステータ３５を構成した本第３実施形態について図２３を参照して説明する。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the example in which the
図２３は、本実施形態の電動機１０の断面構成を示す。図２３において、図３と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。
FIG. 23 shows a cross-sectional configuration of the
本実施形態と上記第１実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。
The present embodiment differs from the first embodiment in the phase coils constituting the winding
Ａ相コイル５０Ａは、隣接する２つのティース５４ａ、５４ｂとティース５４ｉとに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｉを構成する。ティース５４ｉは、２つのティース５４ａ、５４ｂから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｌ、５４ｋ、５４ｊを空けて配置されているティースである。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。
The
Ｂ相コイル５０Ｂは、隣接する２つのティース５４ｇ、５４ｈとティース５４ｃとに巻かれて巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｃを構成する。ティース５４ｃは、ティース５４ｇ、５４ｈから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）３つのティース５４ｄ、５４ｅ、５４ｆを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｇ、５６ｈは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が逆方向になっている。
The B-
Ｃ相コイル５０Ｃは、隣接する２つのティース５４ｌ、５４ｋとティース５４ｄとに巻かれて巻線部５６ｌ、５６ｋ、５６ｄを構成する。ティース５４ｄは、ティース５４ｌ、５４ｋから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｌ、５６ｋは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が逆方向になっている。
C-
Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する２つのティース５４ｅ、５４ｆと、ティース５４ｊとに巻かれて巻線部５６ｅ、５６ｆ、５６ｊを構成する。ティース５４ｊは、ティース５４ｅ、５４ｆから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｅ、５６ｆは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が逆方向になっている。
D-
したがって、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、それぞれ、（ｂ）に該当することになる。 Therefore, the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D correspond to (b), respectively.
（第４実施形態）
上記第３実施形態では、上記（ｂ）を構成するために２つのティース５４ｅ、５４ｆにＤ相コイル５０Ｄが巻かれて巻線部５６ｅ、５６ｆを構成する例について説明した。しかし、これに代えて、上記（ｂ）を構成するために２つのティース５４ｉ、５４ｊにＤ相コイル５０Ｄが巻かれて巻線部５６ｉ、５６ｊを構成する本第４実施形態について図２４を参照して説明する。
(Fourth embodiment)
In the third embodiment, the example in which the two-phase teeth 50e are wound around the two
本実施形態と上記第３実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。
The present embodiment is different from the third embodiment in the phase coils constituting the winding
Ａ相コイル５０Ａは、隣接する２つのティース５４ａ、５４ｂとティース５４ｆとに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｆを構成する。ティース５４ｆは、２つのティース５４ａ、５４ｂから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ｃ、５４ｄ、５４ｅを空けて配置されているティースである。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。
The
Ｂ相コイル５０Ｂは、上記第３実施形態と同様に、隣接する２つのティース５４ｇ、５４ｈとティース５４ｃとに巻かれて巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｃを構成する。ティース５４ｃは、ティース５４ｇ、５４ｈから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｄ、５４ｅ、５４ｆを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｇ、５６ｈは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が逆方向になっている。
As in the third embodiment, the B-
Ｃ相コイル５０Ｃは、上記第３実施形態と同様に、隣接する２つのティース５４ｌ、５４ｋとティース５４ｄとに巻かれて巻線部５６ｌ、５６ｋ、５６ｄを構成する。ティース５４ｄは、ティース５４ｌ、５４ｋから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｌ、５６ｋは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が逆方向になっている。
As in the third embodiment, the C-
Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する２つのティース５４ｉ、５４ｊと、ティース５４ｅとに巻かれて巻線部５６ｉ、５６ｊ、５６ｅを構成する。ティース５４ｅは、ティース５４ｉ、５４ｊから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｆ、５４ｇ、５４ｈを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｉ、５６ｊは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が逆方向になっている。
D-
したがって、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、それぞれ、上記第３実施形態と同様に、（ｂ）に該当することになる。 Therefore, each of the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D corresponds to (b), similarly to the third embodiment.
（第５実施形態）
上記第１実施形態では、（ａ）（ｂ）の組み合わせによってステータ３５を構成した例について説明したが、これに代えて、（ｂ）（ｃ）の組み合わせによってステータ３５を構成した本第５実施形態について図２５を参照して説明する。
(Fifth embodiment)
In the first embodiment, the example in which the
本実施形態と上記第１実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。
The present embodiment differs from the first embodiment in the phase coils constituting the winding
Ａ相コイル５０Ａは、隣接する２つのティース５４ａ、５４ｂとティース５４ｆとに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｆを構成する。ティース５４ｆは、２つのティース５４ａ、５４ｂから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ｃ、５４ｄ、５４ｅを空けて配置されているティースである。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。
The
Ｂ相コイル５０Ｂは、隣接する２つのティース５４ｃ、５４ｄとティース５４ｌとに巻かれて巻線部５６ｃ、５６ｄ、５６ｌを構成する。ティース５４ｌは、ティース５４ｃ、５４ｄから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に２つのティース５４ａ、５４ｂを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｃ、５６ｄは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が逆方向になっている。
The B-
Ｃ相コイル５０Ｃは、隣接する２つのティース５４ｉ、５４ｊとティース５４ｅとに巻かれて巻線部５６ｉ、５６ｊ、５６ｅを構成する。ティース５４ｅは、ティース５４ｉ、５４ｊから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｆ、５４ｇ、５４ｈを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｉ、５６ｊは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が逆方向になっている。
C-
Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する２つのティース５４ｇ、５４ｈと、ティース５４ｋとに巻かれて巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｋを構成する。ティース５４ｋは、ティース５４ｇ、５４ｈから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｉ、５４ｊを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｇ、５６ｈは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が逆方向になっている。
D-
以上により、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ａ相コイル５０ＡおよびＣ相コイル５０Ｃは、それぞれ、（ｂ）に該当することになる。相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ａ相コイル５０ＡおよびＣ相コイル５０Ｃ以外の残りのＢ相コイル５０ＢおよびＤ相コイル５０Ｄは、それぞれ、（ｃ）に該当することになる。
As described above, out of the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D, the
つまり、本実施形態の電動機１０は、（ｂ）（ｃ）の組み合わせによってステータ３５が構成されている。この場合、上述の如く、８極起磁力ベクトルＹａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄの位相差が９０ｄｅｇに近くなるため、本実施形態の電動機１０は、ロータ３６の軸支持力が大きくなる。
That is, in the
（第６実施形態）
上記第５実施形態では、上記（ｃ）を構成する２つのティース５４ｇ、５４ｈにＤ相コイル５０Ｄが巻かれて巻線部５６ｇ、５６ｈを構成する例について説明した。しかし、これに代えて、上記（ｃ）を構成する２つのティース５４ｈ、５４ｉにＤ相コイル５０Ｄが巻かれて巻線部５６ｈ、５６ｉを構成する本第６実施形態について図２６を参照して説明する。
(Sixth embodiment)
In the fifth embodiment, an example has been described in which the D-
本実施形態と上記第５実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。
The present embodiment is different from the fifth embodiment in the phase coils constituting the winding
Ａ相コイル５０Ａは、隣接する２つのティース５４ａ、５４ｂとティース５４ｅとに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｅを構成する。ティース５４ｅは、２つのティース５４ａ、５４ｂから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｃ、５４ｄを空けて配置されているティースである。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。
The
Ｂ相コイル５０Ｂは、隣接する２つのティース５４ｃ、５４ｄとティース５４ｇとに巻かれて巻線部５６ｃ、５６ｄ、５６ｇを構成する。ティース５４ｇは、ティース５４ｃ、５４ｄから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｅ、５４ｆを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｃ、５６ｄは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が逆方向になっている。
The B-
Ｃ相コイル５０Ｃは、隣接する２つのティース５４ｊ、５４ｋとティース５４ｆとに巻かれて巻線部５６ｊ、５６ｋ、５６ｆを構成する。ティース５４ｆは、ティース５４ｊ、５４ｋから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｊ、５６ｋは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が逆方向になっている。
C-
Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する２つのティース５４ｈ、５４ｉと、ティース５４ｌとに巻かれて巻線部５６ｈ、５６ｉ、５６ｌを構成する。ティース５４ｌは、ティース５４ｈ、５４ｉから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｊ、５４ｋを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｈ、５６ｉは、Ｄ相コイル５０Ｄ
が巻かれる方向が逆方向になっている。
D-
Is wound in the opposite direction.
したがって、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ｃ相コイル５０Ｃは、（ｂ）に該当することになる。相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ｃ相コイル５０Ｃを除いた残りのＡ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｄ相コイル５０Ｄは、それぞれ、（ｃ）に該当することになる。
Therefore, among the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D, the C-
以上により、本実施形態の電動機１０は、上記第５実施形態と同様に、（ｂ）（ｃ）の組み合わせによってステータ３５が構成されている。このため、本実施形態の電動機１０は、ロータ３６の軸支持力が大きくなる。
As described above, in the
（第７実施形態）
上記第１実施形態では、（ａ）（ｂ）の組み合わせによってステータ３５を構成した例について説明したが、これに代えて、（ｃ）によってステータ３５を構成した本第７実施形態について図２７を参照して説明する。
(Seventh embodiment)
In the first embodiment, the example in which the
本実施形態と上記第１実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。
The present embodiment differs from the first embodiment in the phase coils constituting the winding
Ａ相コイル５０Ａは、隣接する２つのティース５４ａ、５４ｂとティース５４ｅとに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｅを構成する。ティース５４ｅは、２つのティース５４ａ、５４ｂから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｃ、５４ｄを空けて配置されているティースである。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
The
Ｂ相コイル５０Ｂは、隣接する２つのティース５４ｃ、５４ｄとティース５４ｇとに巻かれて巻線部５６ｃ、５６ｄ、５６ｇを構成する。ティース５４ｇは、ティース５４ｃ、５４ｄから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｅ、５４ｆを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｃ、５６ｄは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
The B-
Ｃ相コイル５０Ｃは、隣接する２つのティース５４ｉ、５４ｊとティース５４ｆとに巻かれて巻線部５６ｉ、５６ｊ、５６ｆを構成する。ティース５４ｆは、ティース５４ｉ、５４ｊから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に２つのティース５４ｇ、５４ｈを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｉ、５６ｊは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
C-
Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する２つのティース５４ｋ、５４ｌと、ティース５４ｈとに巻かれて巻線部５６ｋ、５６ｌ、５６ｈを構成する。ティース５４ｈは、ティース５４ｋ、５４ｌから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に２つのティース５４ｉ、５４ｊを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｋ、５６ｌは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。
D-
したがって、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、それぞれ、（ｃ）に該当することになる。 Therefore, the phase coils 50A, 50B, 50C, and 50D respectively correspond to (c).
（他の実施形態）
（１）上記第１〜６実施形態では、相コイルとして、４相コイル５０Ａ〜５０Ｄを用いた例について説明したが、これに代えて、相コイルとして、５相以上の相コイルを用いてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the first to sixth embodiments, an example in which four-
（２）上記第１〜６実施形態では、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌとして、径方向外側に突起するように形成されているものを用いた例について説明した。しかし、これに代えて、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌとして、径方向内側に突起するように形成されているものを用いてもよい。
(2) In the first to sixth embodiments, examples in which the
（３）上記第１〜６実施形態では、１２個のティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌを用いた例について説明した。しかし、これに代えて、ティースの個数は、１２個未満、或いは１３個以上にしてもよい。
(3) In the first to sixth embodiments, an example in which twelve
（４）上記第１〜６実施形態では、ロータ３６は、１０個の磁極を形成した例について説明した。これに代えて、ロータ３６が形成する磁極の個数を１０個未満、或いは１１個以上にしてもよい。
(4) In the first to sixth embodiments, the example in which the
（５）上記第１〜６実施形態では、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌに対して軸線Ｔを中心とする径方向外側に複数の永久磁石６１を配置した例について説明した。 しかし、これに代えて、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌに対して軸線Ｔを中心とする径方向内側に複数の永久磁石６１を配置してもよい。
(5) In the first to sixth embodiments, the example in which the plurality of
すなわち、上記第１〜６実施形態では、ステータ３５に対して軸線Ｔを中心とする径方向外側にロータ３６を配置した例について説明した。しかし、これに代えて、ステータ３５に対して軸線Ｔを中心とする径方向内側にロータ３６を配置してもよい。
That is, in the first to sixth embodiments, the example in which the
（６）上記第１〜６実施形態では、回転軸３０のうち軸線方向一方側を回転可能に支持する磁気軸受を構成し、かつ回転軸３０のうち軸線方向他方側を回転可能に支持する機械的な軸受け３２を構成した例について説明した。
(6) In the first to sixth embodiments, the magnetic bearing configured to rotatably support one axial side of the
これに代えて、軸受け３２を削除してもよい。この場合、回転軸３０のうち軸線方向他方側も回転可能に支持する磁気軸受けを構成してもよい。
Instead, the bearing 32 may be deleted. In this case, a magnetic bearing that rotatably supports the other side in the axial direction of the
（７）上記第１〜６実施形態では、回転軸３０の回転速度、および傾き角度を検出するための磁気センサ（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ）としてホース素子を用いた例について説明した。これに代えて、回転軸３０の回転速度、および傾き角度を検出するための磁気センサとしてホース素子以外の各種のセンサを用いてもよい。
(7) In the first to sixth embodiments, the example in which the hose element is used as the magnetic sensor (37a, 37b, 37c, 37d) for detecting the rotation speed and the inclination angle of the
（８）上記第１〜６実施形態では、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌとしては、それぞれの径方向外側から円周方向一方側および他方側に突起する先端側突起部を備える略Ｔ字状に形成されているものを用いた例について説明した。
(8) In the first to sixth embodiments, each of the
これに代えて、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌとしては、上記先端側突起部を削除して、かつリング部５３からそれぞれの径方向に突起して略Ｉ字状に形成されているものを用いてもよい。
Instead, the
（９）なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
（まとめ）
上記第１〜６実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第１の観点によれば、電動機は、回転軸、ステータ、およびロータを備える。回転軸は、第１軸線に沿って延びるように形成されている。
(9) The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope described in the claims. The above embodiments are not irrelevant to each other, and can be appropriately combined unless a combination is clearly not possible. In each of the above embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiments are not necessarily essential, unless otherwise clearly indicated as essential or in principle considered to be clearly essential. No. In each of the above embodiments, when a numerical value such as the number, numerical value, amount, range, or the like of the constituent elements of the exemplary embodiment is mentioned, it is particularly limited to a specific number when it is clearly stated that it is essential and in principle The number is not limited to the specific number unless otherwise specified. Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape of components and the like, the positional relationship, and the like, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc., the shape, It is not limited to a positional relationship or the like.
(Summary)
According to the first aspect described in the first to sixth embodiments and some or all of the other embodiments, the electric motor includes a rotating shaft, a stator, and a rotor. The rotation axis is formed to extend along the first axis.
ステータは、第２軸線を中心とする径方向に突起し、かつ第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティースを備えるステータコアと、複数のティースに巻かれている複数の相コイルとを備える。 The stator includes a stator core having a plurality of teeth protruding radially about the second axis and arranged in a circumferential direction about the second axis, and a plurality of teeth wound around the plurality of teeth. And a phase coil.
ロータは、回転軸に支持されて、複数のティースに対して径方向に配置され、かつ円周方向に並べられている複数の磁極を形成する。電動機は、回転軸の第１軸線が第２軸線から傾くことが可能に構成されている。 The rotor forms a plurality of magnetic poles supported by the rotating shaft and arranged radially with respect to the plurality of teeth and arranged in the circumferential direction. The electric motor is configured so that the first axis of the rotating shaft can be inclined from the second axis.
電流制御部は、複数の相コイルに第１交流電流を流して複数の磁極との間でロータに第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる。 The current control unit causes the first alternating current to flow through the plurality of phase coils to generate an electromagnetic force as a rotational force that causes the rotor to rotate around the second axis with the plurality of magnetic poles.
電流制御部は、複数の相コイルのうちいずれかコイルに第２交流電流を流して複数の磁極との間で回転軸の第１軸線を第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させる。 The current control unit generates a shaft supporting force as an electromagnetic force for causing a first AC line of the rotating shaft to approach the second axis between the plurality of magnetic poles by passing a second AC current to one of the plurality of phase coils. Let it.
複数の相コイルは、４つ以上の相コイルである。さらに複数の相コイルは、複数のティースに対して集中巻にて巻かれている。複数のティースのそれぞれには、複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれている。 The plurality of phase coils are four or more phase coils. Further, the plurality of phase coils are wound around the plurality of teeth in a concentrated manner. Each of the plurality of teeth is wound with only one corresponding phase coil among the plurality of phase coils.
第２の観点によれば、複数の磁極の個数は、１０であり、複数のティースの個数は、１２であり、複数の相コイルの個数は、４である。 According to a second aspect, the number of the plurality of magnetic poles is 10, the number of the plurality of teeth is 12, and the number of the plurality of phase coils is 4.
第３の観点によれば、複数の相コイルのうち第１の相コイルが複数のティースのうち円周方向にて隣り合う３つのティースに巻かれることにより３つの巻線部を形成する。３つの巻線部のうち円周方向にて隣り合う任意の２つの巻線部は、第１の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。 According to the third aspect, among the plurality of phase coils, the first phase coil is wound around three circumferentially adjacent ones of the plurality of teeth to form three winding portions. In any two of the three winding portions that are adjacent in the circumferential direction, the directions in which the first phase coils are wound are opposite to each other.
複数の相コイルのうち第１の相コイル以外の第２の相コイルが、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。２つの巻線部は、第２の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに第２の相コイルが、２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。 A second phase coil other than the first phase coil among the plurality of phase coils is wound around two circumferentially adjacent teeth among the plurality of teeth to form two winding portions. . In the two winding portions, the directions in which the second phase coils are wound are opposite to each other. Further, the second phase coil is wound around one tooth which is arranged with three teeth in the circumferential direction from the two teeth to form one winding part.
このことにより、ロータの回転トルクが大きい電動機を提供することができる。 As a result, it is possible to provide an electric motor having a large rotating torque of the rotor.
第４の観点によれば、複数の相コイルのうち２つの相コイルが、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う３つのティースに巻かれることにより３つの巻線部を相コイル毎に形成している。３つの巻線部のうち円周方向にて隣り合う任意の２つの巻線部は、相コイル毎に、２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。 According to the fourth aspect, two phase coils of the plurality of phase coils are wound around three teeth adjacent in the circumferential direction among the plurality of teeth, so that three winding portions are provided for each phase coil. Has formed. In any two winding portions that are adjacent in the circumferential direction among the three winding portions, the winding directions of the two phase coils are opposite to each other for each phase coil.
複数の相コイルのうち２つの相コイル以外の残りの２つの相コイルが、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。２つの巻線部は、相コイル毎に、残りの２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに残りの２つの相コイルが、相コイル毎に、２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。 The remaining two phase coils other than the two phase coils out of the plurality of phase coils are wound around two circumferentially adjacent ones of the plurality of teeth for each phase coil, thereby forming two winding portions. Is formed. In the two winding portions, the directions in which the remaining two phase coils are wound are opposite to each other for each phase coil. Further, the remaining two phase coils are wound around one tooth arranged in the circumferential direction with three teeth spaced from the two teeth for each phase coil to form one winding part. I have.
第５の観点によれば、複数の相コイルが、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ２つの巻線部は、相コイル毎に、残りの２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。 According to the fifth aspect, a plurality of phase coils are wound around two circumferentially adjacent teeth among the plurality of teeth for each phase coil to form two winding portions, and In each of the winding portions, the direction in which the remaining two phase coils are wound is opposite to each other for each phase coil.
さらに複数の相コイルが、相コイル毎に、２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。 Further, one winding portion is formed by winding a plurality of phase coils for each phase coil around one tooth arranged in the circumferential direction with two teeth spaced from two teeth.
第６の観点によれば、複数のティースのうち所定のティースから円周方向に並べられている複数のティースを第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、第６ティース、第７ティース、第８ティース、第９ティース、第１０ティース、第１１ティース、第１２ティースとする。 According to the sixth aspect, among the plurality of teeth, a plurality of teeth arranged in a circumferential direction from a predetermined tooth are divided into first teeth, second teeth, third teeth, fourth teeth, fifth teeth, and fifth teeth. Six teeth, seventh teeth, eighth teeth, ninth teeth, tenth teeth, eleventh teeth, and twelfth teeth.
複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えている。Ａ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｄ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。Ｂ相コイルに流れる第１交流電流は、Ａ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。 The plurality of phase coils include an A-phase coil, a B-phase coil, a C-phase coil, and a D-phase coil. The phase of the first AC current flowing through the A-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the D-phase coil. The phase of the first AC current flowing through the B-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the A-phase coil.
Ｃ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｂ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。Ｄ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｃ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。
第１ティース、第２ティース、および第９ティースのそれぞれに、Ａ相コイルが巻かれている。第７ティース、第８ティース、および第３ティースのそれぞれに、Ｂ相コイルが巻かれている。第４ティース、第１１ティース、および第１２ティースのそれぞれに、Ｃ相コイルが巻かれている。第５ティース、第６ティース、および第１０ティースのそれぞれに、Ｄ相コイルが巻かれている。
The phase of the first AC current flowing through the C-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the B-phase coil. The phase of the first AC current flowing through the D-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the C-phase coil.
An A-phase coil is wound around each of the first tooth, the second tooth, and the ninth tooth. A B-phase coil is wound around each of the seventh tooth, the eighth tooth, and the third tooth. A C-phase coil is wound around each of the fourth tooth, the eleventh tooth, and the twelfth tooth. A D-phase coil is wound around each of the fifth tooth, the sixth tooth, and the tenth tooth.
第７の観点によれば、複数のティースのうち所定のティースから円周方向に並べられている複数のティースを第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、第６ティース、第７ティース、第８ティース、第９ティース、第１０ティース、第１１ティース、第１２ティースとする。 According to the seventh aspect, among the plurality of teeth, a plurality of teeth arranged in a circumferential direction from a predetermined tooth are divided into first teeth, second teeth, third teeth, fourth teeth, fifth teeth, and fifth teeth. Six teeth, seventh teeth, eighth teeth, ninth teeth, tenth teeth, eleventh teeth, and twelfth teeth.
複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えている。Ａ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｄ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。 The plurality of phase coils include an A-phase coil, a B-phase coil, a C-phase coil, and a D-phase coil. The phase of the first AC current flowing through the A-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the D-phase coil.
Ｂ相コイルに流れる第１交流電流は、Ａ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。Ｃ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｂ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。 The phase of the first AC current flowing through the B-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the A-phase coil. The phase of the first AC current flowing through the C-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the B-phase coil.
Ｄ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｃ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。第１ティース、第２ティース、および第６ティースのそれぞれに、Ａ相コイルが巻かれている。
第７ティース、第８ティース、および第３ティースのそれぞれに、Ｂ相コイルが巻かれている。第４ティース、第１１ティース、および第１２ティースのそれぞれに、Ｃ相コイルが巻かれている。第５ティース、第９ティース、および第１０ティースのそれぞれに、Ｄ相コイルが巻かれている。
The phase of the first AC current flowing through the D-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the C-phase coil. An A-phase coil is wound around each of the first tooth, the second tooth, and the sixth tooth.
A B-phase coil is wound around each of the seventh tooth, the eighth tooth, and the third tooth. A C-phase coil is wound around each of the fourth tooth, the eleventh tooth, and the twelfth tooth. A D-phase coil is wound around each of the fifth tooth, the ninth tooth, and the tenth tooth.
第８の観点によれば、複数の相コイルのうち第１相コイルが、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースのそれぞれに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ２つの巻線部は、第１相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに第１相コイルが巻かれることにより１つの巻線部を形成している。 According to the eighth aspect, the first phase coil of the plurality of phase coils is wound around each of two circumferentially adjacent teeth of the plurality of teeth to form two winding portions. In the two winding portions, the directions in which the first phase coils are wound are opposite to each other. Furthermore, one winding portion is formed by winding the first phase coil around one tooth which is arranged with three teeth spaced in the circumferential direction from the two teeth.
複数の相コイルのうち第１相コイル以外の第２相コイルは、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。２つの巻線部は、第２の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに第２相コイルは、２つのティースから円周方向にて２つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。 The second phase coil other than the first phase coil among the plurality of phase coils forms two winding portions by being wound around two circumferentially adjacent teeth among the plurality of teeth. In the two winding portions, the directions in which the second phase coils are wound are opposite to each other. Further, the second phase coil forms one winding part by being wound around one tooth which is arranged with two teeth spaced in the circumferential direction from the two teeth.
このことにより、回転軸の第１軸線を第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力が大きい電動機を提供することができる。 Thus, it is possible to provide an electric motor having a large shaft supporting force as an electromagnetic force for bringing the first axis of the rotating shaft closer to the second axis.
第９の観点によれば、複数の相コイルのうち１つの相コイルが、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースのそれぞれに巻かれることにより２つの巻線部を相コイル毎に形成し、かつ２つの巻線部は、１つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに１つの相コイルが巻かれることにより１つの巻線部を形成している。 According to the ninth aspect, one of the plurality of phase coils is wound around each of two teeth that are circumferentially adjacent to each other among the plurality of teeth, thereby forming the two winding portions into the phase coils. The two winding portions are formed so that the winding directions of one phase coil are opposite to each other. Further, one winding is formed by winding one phase coil around one tooth which is arranged with three teeth spaced in the circumferential direction from the two teeth.
複数の相コイルのうち１つの相コイル以外の３つの相コイルは、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。２つの巻線部は、相コイル毎に、３つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。 Of the plurality of phase coils, three phase coils other than one phase coil form two winding portions by being wound around two circumferentially adjacent teeth among the plurality of teeth for each phase coil. are doing. In the two winding portions, the directions in which the three phase coils are wound are opposite to each other for each phase coil.
さらに３つの相コイルは、相コイル毎に、２つのティースから円周方向にて２つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。 Further, the three phase coils form one winding portion by being wound around each of the phase coils from one tooth to two teeth arranged in the circumferential direction with two teeth therebetween.
第１０の観点によれば、複数の相コイルのうち２つの相コイルが、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースのそれぞれに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。 According to the tenth aspect, two phase coils of the plurality of phase coils are wound around each of two adjacent teeth in the circumferential direction among the plurality of teeth for each phase coil, thereby forming two windings. A line portion is formed.
２つの巻線部は、相コイル毎に、２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに２つの相コイルが巻かれることにより１つの巻線部を相コイル毎に形成している。 In the two winding portions, the direction in which the two phase coils are wound is opposite to each other for each phase coil. Further, two phase coils are wound around one tooth which is arranged with three teeth spaced in the circumferential direction from the two teeth to form one winding unit for each phase coil.
複数の相コイルのうち２つの相コイル以外の２つの相コイルは、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。 Two phase coils other than the two phase coils out of the plurality of phase coils are wound around two circumferentially adjacent teeth among the plurality of teeth to form two winding portions for each phase coil. are doing.
２つの巻線部は、相コイル毎に、２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに２つの相コイルは、相コイル毎に、２つのティースから円周方向にて２つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。 In the two winding portions, the direction in which the two phase coils are wound is opposite to each other for each phase coil. Further, the two phase coils form one winding portion by being wound around one tooth that is arranged with two teeth spaced in the circumferential direction from the two teeth for each phase coil.
第１１の観点によれば、複数の相コイルは、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ２つの巻線部は、相コイル毎に、２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに２つの相コイルは、相コイル毎に、２つのティースから円周方向にて２つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。 According to the eleventh aspect, the plurality of phase coils form two winding portions by being wound around two adjacent teeth in the circumferential direction among the plurality of teeth for each phase coil, and In each of the winding sections, the direction in which the two phase coils are wound is opposite to each other for each phase coil. Further, the two phase coils form one winding portion by being wound around one tooth that is arranged with two teeth spaced in the circumferential direction from the two teeth for each phase coil.
第１２の観点によれば、複数のティースのうち所定のティースから円周方向に並べられている複数のティースを第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、第６ティース、第７ティース、第８ティース、第９ティース、第１０ティース、第１１ティース、第１２ティースとする。 According to the twelfth aspect, among the plurality of teeth, a plurality of teeth arranged in a circumferential direction from a predetermined tooth are divided into first teeth, second teeth, third teeth, fourth teeth, fifth teeth, and fifth teeth. Six teeth, seventh teeth, eighth teeth, ninth teeth, tenth teeth, eleventh teeth, and twelfth teeth.
複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えている。Ａ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｄ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。Ｂ相コイルに流れる第１交流電流は、Ａ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。 The plurality of phase coils include an A-phase coil, a B-phase coil, a C-phase coil, and a D-phase coil. The phase of the first AC current flowing through the A-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the D-phase coil. The phase of the first AC current flowing through the B-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the A-phase coil.
Ｃ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｂ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れており、Ｄ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｃ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。第１ティース、第２ティース、および第５ティースのそれぞれに、Ａ相コイルが巻かれており、第３ティース、第４ティース、および第７ティースのそれぞれに、Ｂ相コイルが巻かれている。第６ティース、第９ティース、および第１０ティースのそれぞれに、Ｃ相コイルが巻かれており、第８ティース、第１１ティース、および第１２ティースのそれぞれに、Ｄ相コイルが巻かれている。 The phase of the first AC current flowing through the C-phase coil is later than the phase of the first AC current flowing through the B-phase coil. The first AC current flowing through the D-phase coil is lower than the phase of the first AC current flowing through the C-phase coil. The phase is late. An A-phase coil is wound around each of the first, second, and fifth teeth, and a B-phase coil is wound around each of the third, fourth, and seventh teeth. A C-phase coil is wound around each of the sixth, ninth, and tenth teeth, and a D-phase coil is wound around each of the eighth, eleventh, and twelfth teeth.
第１３の観点によれば、電流制御部は、４つの相コイルに流れる交流電流を独立して制御するインバータ回路と、インバータ回路を制御して、第２交流電流の周波数を第１交流電流の周波数と異なる周波数とし、かつ第１交流電流と第２交流電流とを互いに独立して制御する制御回路と、を備える。 According to the thirteenth aspect, the current control unit controls the inverter circuit independently controlling the AC current flowing through the four phase coils, and controls the inverter circuit to change the frequency of the second AC current to the frequency of the first AC current. A control circuit having a frequency different from the frequency and controlling the first AC current and the second AC current independently of each other.
このことにより、回転軸の軸支持力と回転トルクとを独立して制御することができる。 This makes it possible to independently control the shaft supporting force and the rotating torque of the rotating shaft.
第１４の観点によれば、電流制御部が複数の相コイルに第１交流電流を流して回転軸を１回転させるのに要する時間をＴＮとし、ＴＮを５で割り算した値をＴＡとしたとき、第１交流電流は、１／ＴＡを周波数とする交流電流である。ＴＮを４で割り算した値をＴＢとしたとき、第２交流電流は、１／ＴＢを周波数とする交流電流である。 According to the fourteenth aspect, when the time required for the current control unit to flow the first AC current through the plurality of phase coils to rotate the rotation shaft once is TN, and a value obtained by dividing TN by 5 is TA , The first AC current is an AC current having a frequency of 1 / TA. Assuming that a value obtained by dividing TN by 4 is TB, the second AC current is an AC current having a frequency of 1 / TB.
１０ 電動機
３０ 回転軸
３５ ステータ
３６ ロータ
５０Ａ Ａ相コイル
５０Ｂ Ｂ相コイル
５０Ｃ Ｃ相コイル
５０Ｄ Ｄ相コイル
５４ａ、５４ｂ・・・・５４ｋ、５４ｌ ティース
DESCRIPTION OF
Claims (14)
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ前記第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、前記複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ〜５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
前記回転軸に支持されて、前記複数のティースに対して前記径方向に配置され、かつ前記円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
前記回転軸の前記第１軸線が前記第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
前記複数の相コイルに第１交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記ロータに前記第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
前記電流制御部は、前記複数の相コイルに第２交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記回転軸の前記第１軸線を前記第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
前記複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに前記複数の相コイルは、前記複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、 前記複数のティースのそれぞれには、前記複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれている電動機。 A rotation axis (30) extending along a first axis (Ta);
A stator core (52) having a plurality of teeth (54a... 541) projecting in a radial direction about the second axis (T) and arranged in a circumferential direction about the second axis; A stator (35) including a plurality of phase coils (50A to 50D) wound around the plurality of teeth;
A rotor (36) supported by the rotating shaft and forming a plurality of magnetic poles arranged in the radial direction with respect to the plurality of teeth and arranged in the circumferential direction;
An electric motor configured to be capable of tilting the first axis of the rotating shaft from the second axis,
A current control unit (70) for causing a first alternating current to flow through the plurality of phase coils and generating an electromagnetic force as a rotational force between the plurality of magnetic poles and causing the rotor to rotate about the second axis; ,
The current control unit is configured to supply a second alternating current to the plurality of phase coils and to generate a shaft supporting force as an electromagnetic force that causes the first axis of the rotating shaft to approach the second axis between the plurality of magnetic poles. Raise,
The plurality of phase coils are four or more phase coils,
Further, the plurality of phase coils are wound around the plurality of teeth in a concentrated winding, and each of the plurality of teeth is wound with only a corresponding one of the plurality of phase coils. Electric motor.
前記複数のティースの個数は、１２であり、
前記複数の相コイルの個数は、４である請求項１に記載の電動機。 The number of the plurality of magnetic poles is 10,
The number of the plurality of teeth is 12,
The electric motor according to claim 1, wherein the number of the plurality of phase coils is four.
前記複数の相コイルのうち前記第１の相コイル以外の第２の相コイルが、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記第２の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記第２の相コイルが、前記２つのティースから前記円周方向にて３つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している請求項２に記載の電動機。 Among the plurality of phase coils, a first phase coil is wound around three circumferentially adjacent teeth of the plurality of teeth to form three winding portions, and the three windings are formed. Any two winding portions adjacent to each other in the circumferential direction among the wire portions have directions in which the first phase coil is wound in opposite directions to each other,
A second phase coil other than the first phase coil among the plurality of phase coils is wound around two circumferentially adjacent ones of the plurality of teeth to form two winding portions. The two winding portions are formed such that directions in which the second phase coil is wound are opposite to each other, and the second phase coil is further moved from the two teeth in the circumferential direction. 3. The electric motor according to claim 2, wherein one of the teeth is wound around one of the teeth arranged to form one winding part. 4.
前記複数の相コイルのうち前記２つの相コイル以外の２つの相コイル（５０Ｂ、５０Ｃ）が、前記相コイル毎に、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記相コイル毎に、前記残りの２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記残りの２つの相コイルが、前記相コイル毎に、前記２つのティースから前記円周方向にて３つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している請求項２に記載の電動機。 Two phase coils (50A, 50D) of the plurality of phase coils are wound around three teeth adjacent in the circumferential direction among the plurality of teeth, so that three winding portions are provided for each phase coil. Any two winding portions that are formed and are adjacent in the circumferential direction among the three winding portions are arranged such that the winding directions of the two phase coils are opposite to each other for each of the phase coils. And
Two phase coils (50B, 50C) other than the two phase coils among the plurality of phase coils are wound around two circumferentially adjacent teeth of the plurality of teeth for each of the phase coils. The two winding portions are thereby formed, and the two winding portions are arranged such that, for each of the phase coils, directions in which the remaining two phase coils are wound are opposite to each other. Are wound around one tooth arranged in the circumferential direction with three teeth apart from the two teeth for each of the phase coils to form one winding part. The electric motor according to claim 2, wherein
さらに前記複数の相コイルが、前記相コイル毎に、前記２つのティースから前記円周方向にて３つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している請求項２に記載の電動機。 The plurality of phase coils are wound around two circumferentially adjacent ones of the plurality of teeth for each of the phase coils to form two winding portions, and the two windings are formed. The direction in which the remaining two phase coils are wound is opposite to each other for each phase coil,
Further, the plurality of phase coils are wound around each of the phase coils from one of the two teeth to one of the teeth arranged in the circumferential direction with three of the teeth being spaced from each other, thereby forming one winding unit. The electric motor according to claim 2, wherein the electric motor is formed.
前記複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えており、
前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記第１ティース、前記第２ティース、および前記第９ティースのそれぞれに、前記Ａ相コイルが巻かれており、
前記第７ティース、前記第８ティース、および前記第３ティースのそれぞれに、前記Ｂ相コイルが巻かれており、
前記第４ティース、前記第１１ティース、および前記第１２ティースのそれぞれに、前記Ｃ相コイルが巻かれており、
前記第５ティース、前記第６ティース、および前記第１０ティースのそれぞれに、前記Ｄ相コイルが巻かれている請求項５に記載の電動機。 A plurality of teeth arranged in a circumferential direction from a predetermined tooth among the plurality of teeth are first teeth, second teeth, third teeth, fourth teeth, fifth teeth, sixth teeth, seventh teeth, Eighth tooth, ninth tooth, tenth tooth, eleventh tooth, twelfth tooth,
The plurality of phase coils includes an A-phase coil, a B-phase coil, a C-phase coil, and a D-phase coil;
The first AC current flowing through the A-phase coil has a phase delayed from the first AC current flowing through the D-phase coil,
The first AC current flowing in the B-phase coil has a phase delayed from the first AC current flowing in the A-phase coil,
The first AC current flowing in the C-phase coil has a phase delayed from the first AC current flowing in the B-phase coil,
A phase of the first AC current flowing through the D-phase coil is delayed from a phase of the first AC current flowing through the C-phase coil;
The A-phase coil is wound around each of the first tooth, the second tooth, and the ninth tooth,
The B-phase coil is wound around each of the seventh tooth, the eighth tooth, and the third tooth,
The C-phase coil is wound around each of the fourth tooth, the eleventh tooth, and the twelfth tooth,
The electric motor according to claim 5, wherein the D-phase coil is wound around each of the fifth tooth, the sixth tooth, and the tenth tooth.
前記複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えており、
前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記第１ティース、前記第２ティース、および前記第６ティースのそれぞれに、前記Ａ相コイルが巻かれており、
前記第７ティース、前記第８ティース、および前記第３ティースのそれぞれに、前記Ｂ相コイルが巻かれており、
前記第４ティース、前記第１１ティース、および前記第１２ティースのそれぞれに、前記Ｃ相コイルが巻かれており、
前記第５ティース、前記第９ティース、および前記第１０ティースのそれぞれに、前記Ｄ相コイルが巻かれている請求項５に記載の電動機。 A plurality of teeth arranged in a circumferential direction from a predetermined tooth among the plurality of teeth are first teeth, second teeth, third teeth, fourth teeth, fifth teeth, sixth teeth, seventh teeth, Eighth tooth, ninth tooth, tenth tooth, eleventh tooth, twelfth tooth,
The plurality of phase coils includes an A-phase coil, a B-phase coil, a C-phase coil, and a D-phase coil;
The first AC current flowing through the A-phase coil has a phase delayed from the first AC current flowing through the D-phase coil,
The first AC current flowing in the B-phase coil has a phase delayed from the first AC current flowing in the A-phase coil,
The first AC current flowing in the C-phase coil has a phase delayed from the first AC current flowing in the B-phase coil,
A phase of the first AC current flowing through the D-phase coil is delayed from a phase of the first AC current flowing through the C-phase coil;
The A-phase coil is wound around each of the first teeth, the second teeth, and the sixth teeth,
The B-phase coil is wound around each of the seventh tooth, the eighth tooth, and the third tooth,
The C-phase coil is wound around each of the fourth tooth, the eleventh tooth, and the twelfth tooth,
The electric motor according to claim 5, wherein the D-phase coil is wound around each of the fifth tooth, the ninth tooth, and the tenth tooth.
前記複数の相コイルのうち前記第１のコイル以外の第２の相コイルは、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記第２の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記第２の相コイルは、前記２つのティースから前記円周方向にて２つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している請求項２に記載の電動機。 Among the plurality of phase coils, a first phase coil is wound around each of two circumferentially adjacent teeth among the plurality of teeth to form two winding portions, and The two winding portions are arranged such that directions in which the first phase coil is wound are opposite to each other, and are further provided with the three teeth being spaced from the two teeth in the circumferential direction. One tooth is formed by winding the first coil around one tooth,
A second phase coil other than the first coil among the plurality of phase coils forms two winding portions by being wound around two circumferentially adjacent teeth among the plurality of teeth. In the two winding portions, directions in which the second phase coil is wound are opposite to each other, and the second phase coil is further arranged in the circumferential direction from the two teeth. 3. The electric motor according to claim 2, wherein one winding portion is formed by being wound around one tooth which is arranged with the two teeth separated. 4.
前記複数の相コイルのうち前記１つの相コイル以外の３つの相コイル（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ）は、相コイル毎に、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記相コイル毎に、前記３つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記３つの相コイルは、前記相コイル毎に、前記２つのティースから前記円周方向にて２つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している請求項２に記載の電動機。 One phase coil (50C) of the plurality of phase coils is wound around each of two circumferentially adjacent teeth of the plurality of teeth to form two winding portions, and The two winding portions are arranged such that the directions in which the one phase coil is wound are opposite to each other, and the three windings are spaced from the two teeth in the circumferential direction. One tooth is formed by winding the one phase coil around one tooth,
Among the plurality of phase coils, three phase coils (50A, 50B, 50D) other than the one phase coil are connected to two adjacent teeth in the circumferential direction among the plurality of teeth for each phase coil. The two winding portions are formed by being wound, and the two winding portions are such that the winding directions of the three phase coils are opposite to each other for each of the phase coils, and The phase coil forms one winding part by being wound around the two teeth from the two teeth in the circumferential direction with one tooth arranged for each phase coil. The electric motor according to claim 2.
前記複数の相コイルのうち前記２つの相コイル以外の２つの相コイル（５０Ｂ、５０Ｄ）は、相コイル毎に、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記相コイル毎に、前記２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記２つの相コイルは、前記相コイル毎に、前記２つのティースから前記円周方向にて２つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している請求項２に記載の電動機。 By winding two phase coils (50A, 50C) of the plurality of phase coils for each phase coil, each of the two teeth adjacent to each other in the circumferential direction among the plurality of teeth is wound into two windings. A wire portion is formed, and the two winding portions are arranged such that, in each of the phase coils, directions in which the two phase coils are wound are opposite to each other, and further, the two winding portions are arranged in the circumferential direction from the two teeth. The two phase coils are wound around one tooth that is arranged with three teeth apart to form one winding unit for each phase coil;
Of the plurality of phase coils, two phase coils (50B, 50D) other than the two phase coils are wound around two circumferentially adjacent teeth of the plurality of teeth for each phase coil. In this way, two winding portions are formed, and the two winding portions are arranged such that the winding directions of the two phase coils are opposite to each other for each of the phase coils. Is formed for each of the phase coils by winding the two teeth from the two teeth in the circumferential direction on one tooth arranged with the two teeth spaced apart from each other. 3. The electric motor according to 2.
前記複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えており、
前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記第１ティース、前記第２ティース、および前記第５ティースのそれぞれに、前記Ａ相コイルが巻かれており、
前記第３ティース、前記第４ティース、および前記第７ティースのそれぞれに、前記Ｂ相コイルが巻かれており、
前記第６ティース、前記第９ティース、および前記第１０ティースのそれぞれに、前記Ｃ相コイルが巻かれており、
前記第８ティース、前記第１１ティース、および前記第１２ティースのそれぞれに、前記Ｄ相コイルが巻かれている請求項１１に記載の電動機。 A plurality of teeth arranged in a circumferential direction from a predetermined tooth among the plurality of teeth are first teeth, second teeth, third teeth, fourth teeth, fifth teeth, sixth teeth, seventh teeth, Eighth tooth, ninth tooth, tenth tooth, eleventh tooth, twelfth tooth,
The plurality of phase coils includes an A-phase coil, a B-phase coil, a C-phase coil, and a D-phase coil;
The first AC current flowing through the A-phase coil has a phase delayed from the first AC current flowing through the D-phase coil,
The first AC current flowing in the B-phase coil has a phase delayed from the first AC current flowing in the A-phase coil,
The first AC current flowing in the C-phase coil has a phase delayed from the first AC current flowing in the B-phase coil,
A phase of the first AC current flowing through the D-phase coil is delayed from a phase of the first AC current flowing through the C-phase coil;
The A-phase coil is wound around each of the first tooth, the second tooth, and the fifth tooth,
The B-phase coil is wound around each of the third tooth, the fourth tooth, and the seventh tooth,
The C-phase coil is wound around each of the sixth tooth, the ninth tooth, and the tenth tooth,
The electric motor according to claim 11, wherein the D-phase coil is wound around each of the eighth tooth, the eleventh tooth, and the twelfth tooth.
前記４つの相コイルに流れる交流電流を独立して制御するインバータ回路（７１）と、
前記インバータ回路を制御して、前記第２交流電流の周波数を前記第１交流電流の周波数と異なる周波数とし、かつ前記第１交流電流と前記第２交流電流とを互いに独立して制御する制御回路（７２）と、
を備える請求項３ないし１２のいずれか１つに記載の電動機。 The current controller,
An inverter circuit (71) for independently controlling the alternating current flowing through the four phase coils;
A control circuit that controls the inverter circuit so that the frequency of the second AC current is different from the frequency of the first AC current, and controls the first AC current and the second AC current independently of each other. (72),
The electric motor according to any one of claims 3 to 12, further comprising:
ＴＮを４で割り算した値をＴＢとしたとき、前記第２交流電流は、１／ＴＢを周波数とする交流電流である請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の電動機。 When the time required for the current control unit to flow the first AC current through the plurality of phase coils to rotate the rotation shaft once is TN, and a value obtained by dividing TN by 5 is TA, The alternating current is an alternating current having a frequency of 1 / TA,
The electric motor according to any one of claims 1 to 13, wherein when a value obtained by dividing TN by 4 is TB, the second AC current is an AC current having a frequency of 1 / TB.
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