JP2020174470A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】高出力密度を実現することができるアキシャルギャップ型の回転電機を提供する。【解決手段】回転電機１００は、上側（Ｚ軸の正の方向側）および下側（Ｚ軸の負の方向側）にそれぞれ永久磁石５２０ａ〜５２０ｈ、５３０ａ〜５３０ｈが配置されたロータ１３０と、ロータ１３０の上側および下側とそれぞれ所定の間隔を有して対向する位置に配置される上側ステータ１１０、下側ステータ１２０と、を有する。回転電機１００は、上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加する励磁電圧の位相と、下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加する励磁電圧の位相とをずらすと共に、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈ、５３０ａ〜５３０ｈの位置を、当該位相の差に応じて回転方向においてずれた状態で動作する。【選択図】図１

Description

本発明は、アキシャルギャップ型の回転電機に関する。

近年、回転電機の出力密度（単位重量当たりの出力）を向上することが求められている。アキシャルギャップモータは、ラジアルギャップモータに比較して扁平であり、界磁とロータの組合せを増やしやすく出力密度を向上しやすい。また、モータの軸方向に積層した鋼板をステータコアとして使用する場合、磁束の流れが鋼板面に垂直になるという特徴がある。

アキシャルギャップ型の回転電機に関する技術として、以下の特許文献１〜１３の技術がある。
特許文献１には、ステータに挟まれたロータの両面に２組の磁石を配置するアキシャルギャップモータの技術が開示されている。特許文献２には、ステータに挟まれたロータに１組の埋め込み磁石を配置したアキシャルギャップモータの技術が開示されている。

特許文献３には、ステータに挟まれたロータに１組の磁石を貼りつけるように配置し、ステータを軸方向に２つ設置する、胴長の長いアキシャルギャップモータの技術が開示されている。特許文献４には、圧粉磁心等の磁性体を磁石として有する２組のロータと、ロータに挟まれたステータであって２組の巻線を有するステータとを配置したアウターローター型のアキシャルギャップモータの技術が開示されている。

特許文献５には、アモルファス金属を巻回することにより構成された巻コアをステータコアとして有するステータを配置し、これを１組の磁石を配置した２つのロータで挟む構造のアキシャルギャップモータの技術が開示されている。特許文献６には、鉄粉を鉄心とするステータを、１組の磁石を配置した２つのロータで挟む構造のアキシャルギャップモータの技術が開示されている。特許文献７には、高速回転用アキシャルギャップモータ発電機として、ロータに磁石を埋め込み、これを補強し、両側に巻線を施したステータを配置する構造が開示されている。
また、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、および特許文献１１にはアキシャルギャップモータの制御性を向上させる技術が開示されている。
また、特許文献１２、特許文献１３には、アキシャルギャップモータのステータの構造を改善し、効率を改善する技術と、機械的特性を改善する技術とがそれぞれ開示されている。

特開２０１７−２２５２２２号公報 特開２０１８−３３２８１号公報 特開２０１６−７７０６７号公報 特開２０１３−３１２４２号公報 特開２００９−２８４５７８号公報 特開２００５−１１０３７２号公報 特開２００３−５１２００３号公報 特開２０１３−９０４８７号公報 特開２０１３−８５３２３号公報 特開２０１２−４４７３７号公報 特開２０１１−１７２３５５号公報 特開２００８−２７８６２３号公報 特開２００８−２５１６７２号公報

田中謙司著、「電気自動車技術の現状と将来」、エレクトロニクス実装学術講演大会講演論文集、一般社団法人エレクトロニクス実装学会 、公開日：２０１４年７月１７日

しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献５、特許文献６、および特許文献７の技術は、ステータが１つで、その両側に磁性体もしくは磁石を配置した構造であり、高出力密度化には課題がある。
また、特許文献３および特許文献４の技術は、２つのロータに挟まれるステータが、軸方向に並べられた２組のコイルを有するため、アキシャルギャップモータの特徴である軸方向に扁平であることを十分に活用することができず、小型化が不利である。このため、高出力密度化には課題がある。

また、特許文献５の技術は、鉄心にアモルファスが使用されており、その飽和磁束密度が低い点に由来する動作磁束密度が小さくなり、モータの出力密度が低下する点に課題がある。
また、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、および特許文献１１の技術は、いずれも構造が複雑となり加工が困難となりコスト面で課題がある。特に特許文献１０の技術では、回転電機の内部に摺動部があるため寿命に課題がある。
また、特許文献１１および特許文献１２の技術では、ステータの構造が複雑となり加工が困難となる等、コスト面で課題があった。
以上のように従来の技術では、アキシャルギャップ型の回転電機の出力密度を向上させることが容易でないという課題がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、高出力密度を実現することができるアキシャルギャップ型の回転電機を提供することを目的とする。

本発明の回転電機は、軸方向の一方側に配置される複数の永久磁石からなる第１の永久磁石群と、軸方向の他方側に配置される複数の永久磁石からなる第２の永久磁石群と、前記第１の永久磁石群および前記第２の永久磁石群と磁気的に結合されるロータコアと、を有するロータと、前記第１の永久磁石群と軸方向において所定の間隔を有した状態で配置される一方側ステータと、前記第２の永久磁石群と軸方向において所定の間隔を有した状態で配置される他方側ステータと、を有する回転電機であって、前記一方側ステータは、周方向に間隔を有して配置された複数のティース部を有するステータコアと、前記複数のティース部に対して巻き回された３つのコイルであって、それぞれ三相交流電圧が印加される３つのコイルを有する励磁コイル群と、を有し、前記他方側ステータは、周方向に間隔を有して配置された複数のティース部を有するステータコアと、前記複数のティース部に対して巻き回された３つのコイルであって、それぞれ三相交流電圧が印加される３つのコイルを有する励磁コイル群と、を有し、前記第１の永久磁石群の前記複数の永久磁石は、前記第２の永久磁石群の前記複数の永久磁石の位置を基準として、当該第２の永久磁石群に対して周方向において第１の角度だけずれた状態で配置され、前記一方側ステータの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相と、前記他方側ステータの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相とが第２の角度だけずれた状態で動作することを特徴とする。

本発明によれば、高出力密度を実現することができるアキシャルギャップ型の回転電機を提供することができる。

回転電機の構成の第１の例を示す図である。 上側ステータおよび下側ステータの構成の一例を示す図である。 上側ステータおよび下側ステータの断面の一例を示す図である。 励磁コイル群に印加される三相交流電圧の波形の一例を示す図である。 ロータの構成の一例を示す図である。 ロータの断面の一例を示す図である。 回転電機の構成の第２の例を示す図である。 ロータコアの構成の一例を示す図である。 回転電機の構成の第３の例を示す図である。 上側ステータ、中間ステータ、および下側ステータの構成の一例を示す図である。 上側ステータ、中間ステータ、および下側ステータの断面の一例を示す図である。 上側に配置されるロータの構成の一例を示す図である。 下側に配置されるロータの構成の一例を示す図である。 上側に配置されるロータと下側に配置されるロータの位置関係の一例を示す図である。 回転電機の構成の第４の例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、回転電機がアキシャルギャップ電動機（アキシャルギャップモータ）である場合を例に挙げて説明する。尚、各図に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標は、各図における向きの関係を示すものであり、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標の原点は、必ずしも各図に示す位置にはならない。また、物理量や位置関係等が同じであることは、完全に同じである場合に加え、実質的に同じである場合も含むものとする。例えば、設計上の公差の範囲内であれば、実質的に同じになる。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態を説明する。
図１は、回転電機１００の構成の一例を示す図である。図１において、回転電機１００は、上側ステータ１１０（固定子）と、下側ステータ１２０と、ロータ１３０（回転子）と、ハウジング１４０とを有する。

まず、上側ステータ１１０および下側ステータ１２０の構成の一例について説明する。
図２は、上側ステータ１１０および下側ステータ１２０の構成の一例を示す図である。図２は、上側ステータ１１０および下側ステータ１２０の部分のみをＺ軸の正の方向からＺ軸の負の方向に見た図である。図２では、透視して見える部分（下側ステータ１２０）を破線で示す。また、図２では、表記の都合上、実線と破線とを別の位置に示すが、実際には、実線と破線は相互に重なる。図３は、上側ステータ１１０および下側ステータ１２０の断面の一例を示す図である。具体的に図３は、図２のＩ−Ｉ断面図である。尚、図３では、表記の都合上、説明に必要な部分のみを示す。

図２〜図３において、上側ステータ１１０は、ステータコア２１０と、励磁コイル群２２０とを有する。下側ステータ１２０は、ステータコア２３０と、励磁コイル群２４０とを有する。上側ステータ１１０および下側ステータ１２０は、向きが異なるだけであり、同じ構成のもので実現される。

ステータコア２１０は、バックヨーク部２１１と、ティース部２１２ａ〜２１２ｈとを有する。
バックヨーク部２１１は、円環形状を有する。バックヨーク部２１１の中心部には、回転電機１００の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔が形成される。以下の説明では、回転電機１００の軸方向を必要に応じて軸方向と略称する。この貫通孔を構成する面（バックヨーク部２１１の内周面）には、ベアリング１５１、１５２が取り付けられる。この貫通孔にはシャフト１６０（回転軸）が挿入され、バックヨーク部２１１は、ベアリング１５１、１５２を介してシャフト１６０に（シャフト１６０が回転しても動かないように）取り付けられる。

ティース部２１２ａ〜２１２ｈは、バックヨーク部２１１の表面のうち、ロータ１３０側（Ｚ軸の負の方向側）の表面に配置される。ティース部２１２ａ〜２１２ｈは、バックヨーク部２１１からロータ１３０側に延設される。ティース部２１２ａ〜２１２ｈは、同じ形状および大きさを有し、回転電機１００の周方向に等間隔で配置される。以下の説明では、回転電機１００の周方向を、必要に応じて周方向と略称する。ティース部２１２ａ〜２１２ｈの数は８個であるので、ティース部２１２ａ〜２１２ｈは、周方向において、４５°ずつずれた位置に配置される。
バックヨーク部２１１と、ティース部２１２ａ〜２１２ｈは、磁気的に結合される。本実施形態では、ステータコア２１０（バックヨーク部２１１およびティース部２１２ａ〜２１２ｈ）が、圧粉磁心である場合を例に挙げて説明する。従って、バックヨーク部２１１およびティース部２１２ａ〜２１２ｈは一体である（境界がない）。ただし、必ずしもこのようにする必要はなく、バックヨーク部２１１およびティース部２１２ａ〜２１２ｈを別体とし、これらが磁気的に結合されるように接着してもよい。このようにする場合、バックヨーク部２１１およびティース部２１２ａ〜２１２ｈを、例えば、電磁鋼板やアモルファス金属板を用いて構成することができる。

ティース部２１２ａ〜２１２ｈには、ステータコア２１０との絶縁が確保された状態で、励磁コイル群２２０が巻き回される。本実施形態では、回転電機１００は、三相交流で駆動する。励磁コイル群２２０に印加される三相を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相とする。本実施形態では、励磁コイル群２２０は、Ｕ相電圧が印加されるＵ相コイルと、Ｖ相電圧が印加されるＶ相コイルと、Ｗ相電圧が印加されるＷ相コイルとを有するものとする。図４は、励磁コイル群２２０、２４０に印加される三相交流電圧の波形の一例を示す図である。図４では、三相交流電圧の値を相対値（最大値を１としたときの値）で示す。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、Ｕ相電圧４１１の位相に対しＶ相電圧４１２の位相は１２０°進み、Ｖ相電圧４１２の位相に対しＷ相電圧４１３の位相は１２０°進んでいるものとする。尚、励磁コイル群２２０の巻回方法は、分布巻きであっても集中巻きであってもよい。また、Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、およびＷ相電圧は、相電圧であっても線間電圧であってもよい。

ステータコア２３０は、バックヨーク部２３１と、ティース部２３２ａ〜２３２ｈとを有する。
バックヨーク部２３１は、円環形状を有する。バックヨーク部２３１の中心部には、軸方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔が形成される。この貫通孔を構成する面（バックヨーク部２３１の内周面）には、ベアリング１５３、１５４が取り付けられる。この貫通孔にはシャフト１６０（回転軸）が挿入され、バックヨーク部２３１は、ベアリング１５３、１５４を介してシャフト１６０に（シャフト１６０が回転しても動かないように）取り付けられる。

ティース部２３２ａ〜２３２ｈは、バックヨーク部２３１の表面のうち、ロータ１３０側（Ｚ軸の正の方向側）の表面に配置される。ティース部２３２ａ〜２３２ｈは、バックヨーク部２３１からロータ１３０側に延設される。ティース部２３２ａ〜２３２ｈは、同じ形状および大きさを有し、周方向に等間隔で配置される。ティース部２３２ａ〜２３２ｈの数は８個であるので、ティース部２３２ａ〜２３２ｈは、周方向において、４５°ずつずれた位置に配置される。

バックヨーク部２３１と、ティース部２３２ａ〜２３２ｈは、磁気的に結合される。本実施形態では、ステータコア２３０（バックヨーク部２３１およびティース部２３２ａ〜２３２ｈ）が、圧粉磁心である場合を例に挙げて説明する。従って、バックヨーク部２３１およびティース部２３２ａ〜２３２ｈは一体である（境界がない）。ただし、必ずしもこのようにする必要はなく、バックヨーク部２３１およびティース部２３２ａ〜２３２ｈを別体とし、これらが磁気的に結合されるように接着してもよい。このようにする場合、バックヨーク部２３１およびティース部２３２ａ〜２３２ｈを、例えば、電磁鋼板やアモルファス金属板を用いて構成することができる。

図２（ａ）に示すように、ティース部２１２ａ、２３２ａは、回転電機１００の軸（Ｚ軸）に沿って見た際に重なる位置に配置される。同様に、ティース部２１２ｂ、２３２ｂ、ティース部２１２ｃ、２３２ｃ、ティース部２１２ｄ、２３２ｄ、ティース部２１２ｅ、２３２ｅ、ティース部２１２ｆ、２３２ｆ、ティース部２１２ｇ、２３２ｇ、ティース部２１２ｈ、２３２ｈは、それぞれ、回転電機１００の軸（Ｚ軸）に沿って見た際に重なる位置に配置される。

ティース部２３２ａ〜２３２ｈには、ステータコア２３０との絶縁が確保された状態で、励磁コイル群２４０が巻き回される。励磁コイル群２４０の巻回方法は、分布巻きであっても集中巻きであってもよい（ただし、励磁コイル群２２０の巻回方法と同じにする）。励磁コイル群２４０に印加される三相を、Ｕ'相、Ｖ'相、Ｗ'相とする。本実施形態では、励磁コイル群２４０は、Ｕ'相電圧が印加されるＵ'相コイルと、Ｖ'相電圧が印加されるＶ'相コイルと、Ｗ'相電圧が印加されるＷ'相コイルとを有するものとする。図４（ｂ）に示すように、Ｕ'相電圧４２１の位相に対しＶ'相電圧４２２の位相は１２０°進み、Ｖ'相電圧４２２の位相に対しＷ'相電圧４２３の位相は１２０°進んでいるものとする。尚、Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、およびＷ'相電圧は、相電圧であっても線間電圧であってもよい。
また、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、（励磁コイル群２４０に印加される）Ｕ'相電圧４２１の位相に対し（励磁コイル群２２０に印加される）Ｕ相電圧４１１の位相は６０°進み、Ｖ'相電圧４２２の位相に対しＶ相電圧４１２の位相は６０°進み、Ｗ'相電圧４２３の位相に対し、Ｗ相電圧４１３の位相は６０°進むものとする。

図１に示すように、Ｕ相電圧４１１、Ｖ相電圧４１２、Ｗ相電圧４１３は、励磁電源１７１によって、それぞれ、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに印加される。また、Ｕ'相電圧４２１、Ｖ'相電圧４２２、Ｗ'相電圧４２３は、励磁電源１７２によって、それぞれ、Ｕ'相コイル、Ｖ'相コイル、Ｗ'相コイルに印加される。励磁電源１７１、１７２は、三相交流電圧を出力する公知の電源で実現することができる。ただし、価格が低下していることや、ＳｉＣ半導体のテール電流の解消に伴う冷却のための構成が簡略化されたことや、小型化が可能となったことや、半導体による回転電機の制御技術が進歩したことから、インバータ駆動により、三相交流電圧を生成することが好ましい。

ハウジング１４０は、中空円筒形状を有し、非磁性かつ非導電性の材料で構成される。例えば、焼嵌めや冷し嵌め等により、ハウジング１４０の内周面にバックヨーク部２１１、２３１の外周面が密接するようにすることにより、ステータコア２１０は、ハウジング１４０に（ロータ１３０が回転しても動かないように）固定される。

次に、ロータ１３０の構成の一例について説明する
図５は、ロータ１３０の構成の一例を示す図である。図５は、ロータ１３０の部分のみをＺ軸の正の方向から負の方向に見た図である。図５では、透視して見える部分を破線で示す。また、表記の都合上、円弧状の実線と破線とを別の位置に示すが、実際には、当該円弧状の実線の内側に当該円弧状の実線に沿って近接した位置にある円弧状の破線は、当該円弧状の実線と重なる。図６は、ロータ１３０の断面の一例を示す図である。具体的に図６（ａ）は、図５のＩ−Ｉ断面図であり、図６（ｂ）は、図５のII−II断面図であり、図６（ｃ）は、図５のIII−III断面図である。図６では、表記の都合上、説明に必要な部分のみを示す。

図５において、ロータ１３０は、ロータコア５１０と、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈと、５３０ａ〜５３０ｈとを有する。
ロータコア５１０は、円環形状を有する。ロータコア５１０の中心部には、軸方向に貫通する貫通孔が形成される。この貫通孔にはシャフト１６０が挿入され、この貫通孔を構成する面（ロータコア５１０の内周面）は、シャフト１６０の外周面に、（電気的および磁気的に結合されない状態で）固定される。これにより、ロータコア５１０（ロータ１３０）は、シャフト１６０と共に回転する。
ロータコア５１０は、例えば、ロータコア５１０の平面形状と同一の平面形状を有する複数の電磁鋼板を積層することにより構成される。

永久磁石５２０ａ〜５２０ｈは、ロータコア５１０の表面のうち、上側ステータ１１０側（Ｚ軸の正の方向側）の表面に、ロータコア５１０と磁気的に結合された状態で固定される。本実施形態では、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈが、第１の永久磁石群になる。永久磁石５２０ａ〜５２０ｈは、同じ形状および大きさを有し、周方向に等間隔で配置される。永久磁石５２０ａ〜５２０ｈの数は８個であるので、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈは、周方向において、４５°ずつずれた位置に配置される。ロータ１３０の回転に伴い、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈの表面は、上側ステータ１１０のティース部２１２ａ〜２１２ｈの先端面（磁極面）と所定の間隔を有して対向する。ロータ１３０と上側ステータ１１０のティース部２１２ａ〜２１２ｈとの間の磁束の分布を低減させるために、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈの表面と、ティース部２１２ａ〜２１２ｈの先端面は、平行（例えば、軸に対して垂直な方向）であるのが好ましい。

永久磁石５３０ａ〜５３０ｈは、ロータコア５１０の表面のうち、下側ステータ１２０側（Ｚ軸の負の方向側）の表面に、ロータコア５１０と磁気的に結合された状態で固定される。本実施形態では、永久磁石５３０ａ〜５３０ｈが、第２の永久磁石群になる。永久磁石５３０ａ〜５３０ｈは、同じ形状および大きさを有し、周方向に等間隔で配置される。永久磁石５３０ａ〜５３０ｈの数は８個であるので、永久磁石５３０ａ〜５３０ｈは、周方向において、４５°ずつずれた位置に配置される。ロータ１３０の回転に伴い、永久磁石５３０ａ〜５３０ｈの表面は、下側ステータ１２０のティース部２３２ａ〜２３２ｈの先端面（磁極面）と所定の間隔を有して対向する。ロータ１３０と第２の下側ステータ１２０のティース部２３２ａ〜２３２ｈとの間の磁束の分布を低減させるために、永久磁石５３０ａ〜５３０ｈの表面と、ティース部２３２ａ〜２３２ｈの先端面は、平行（例えば、軸に対して垂直な方向）であるのが好ましい。

永久磁石５２０ａ〜５２０ｈは、永久磁石５３０ａ〜５３０ｈの位置を基準として、永久磁石５３０ａ〜５３０ｈに対して、回転電機１００の回転方向において、第１の角度θ１ずつずれた位置に配置される。本実施形態では、第１の角度θ１の符号は、回転電機１００の回転方向を正とし、回転電機１００の回転方向と反対の方向を負とする。第１の角度θ１は、上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加される三相交流電圧（Ｕ相電圧４１１、Ｖ相電圧４１２、およびＷ相電圧４１３）と、下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧４２１、Ｖ'相電圧４２２、およびＷ'相電圧４２３）との位相差θ２に基づいて定められる。本実施形態では、この位相差θ２が第２の角度になる。即ち、回転電機１００は、上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加される三相交流電圧（Ｕ相電圧４１１、Ｖ相電圧４１２、およびＷ相電圧４１３）の位相と、下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧４２１、Ｖ'相電圧４２２、およびＷ'相電圧４２３）の位相とが第２の角度だけずれた状態で動作する。ここで、回転電機１００は、Ｚ軸の正の方向から負の方向に見た場合に、反時計回りの方向（図５の白抜き矢印線の方向）に回転するものとする。尚、周方向は、回転電機１００をＺ軸の正の方向から負の方向に見た場合に、反時計回りの方向と時計回りの方向との何れの方向も含む。以下の説明では、回転電機１００の回転方向を、必要に応じて回転方向と略称する。

本実施形態では、下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧４２１、Ｖ'相電圧４２２、およびＷ'相電圧４２３）に対する上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加される三相交流電圧（Ｕ相電圧４１１、Ｖ相電圧４１２、およびＷ相電圧４１３）の位相差θ２と（符号を含めて）同じ角度を第１の角度θ１とする。下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧４２１、Ｖ'相電圧４２２、およびＷ'相電圧４２３）に対する上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加される三相交流電圧（Ｕ相電圧４１１、Ｖ相電圧４１２、およびＷ相電圧４１３）の位相差θ２とは、下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧４２１、Ｖ'相電圧４２２、およびＷ'相電圧４２３）の位相を０°と見なしたときの上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加される三相交流電圧（Ｕ相電圧４１１、Ｖ相電圧４１２、およびＷ相電圧４１３）の位相である。上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加される三相交流電圧（Ｕ相電圧４１１、Ｖ相電圧４１２、およびＷ相電圧４１３）の位相が、下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧４２１、Ｖ'相電圧４２２、およびＷ'相電圧４２３）の位相よりも進んでいる場合、この位相差θ２（の符号）は正となり、そうでない場合、この位相差θ２（の符号）は負になる。

本実施形態では、上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加される三相交流電圧（Ｕ相電圧４１１、Ｖ相電圧４１２、およびＷ相電圧４１３）は、下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧４２１、Ｖ'相電圧４２２、およびＷ'相電圧４２３）に対し、位相が６０°進んでいる。従って、上側ステータ１１０に対して磁束の受け渡しを行う永久磁石５２０ａ〜５２０ｈは、下側ステータ１２０に対して磁束の受け渡しを行う永久磁石５３０ａ〜５３０ｈに対し、回転方向に、＋６０°ずつずれた位置に配置されるようにする。

尚、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈ、５３０ａ〜５３０ｈは、同じ形状および大きさを有し、周方向において、４５°ずつずれた位置に配置される。このため、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈを、永久磁石５３０ａ〜５３０ｈに対し、回転方向に、＋６０°ずつずれた位置に配置することは、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈを、永久磁石５３０ａ〜５３０ｈに対し、＋１５°（＝６０°−４５°）ずつずれた位置に配置することと等価になる。このため、図５では、第１の角度θ１は＋１５°になる。

以上のように本実施形態では、回転電機１００は、上側（Ｚ軸の正の方向側）および下側（Ｚ軸の負の方向側）にそれぞれ永久磁石５２０ａ〜５２０ｈ、５３０ａ〜５３０ｈが配置されたロータ１３０と、ロータ１３０の上側および下側とそれぞれ所定の間隔を有して対向する位置に配置される上側ステータ１１０、下側ステータ１２０と、を有する。回転電機１００は、上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加する励磁電圧の位相と、下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加する励磁電圧の位相とをずらすと共に、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈ、５３０ａ〜５３０ｈの位置を、当該位相の差に応じて回転方向においてずれた状態で動作する。従って、ステータコア２１０、２３０（ティース部２１２ａ〜２１２ｈ、２３２ａ〜２３２ｈ）に鎖交する磁束の各周期における波形の変動が抑制され、回転電機１００のトルクリップルを低減させることができ、回転電機１００の振動を抑制することができる。よって、回転電機１００の回転数を上げることができる（回転電機１００の回転数を上げても振動による騒音の影響を低減することができる）。これにより、複雑な構成を採用することなく、回転電機１００の出力密度を向上させることができ、回転電機１００の小型化を実現することができる。

また、本実施形態では、下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加される励磁電圧（Ｕ'相電圧４２１、Ｖ'相電圧４２２、およびＷ'相電圧４２３）に対する上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加される励磁電圧（Ｕ相電圧４１１、Ｖ相電圧４１２、およびＷ相電圧４１３）の位相差θ２と同じ角度を第１の角度θ１とする。従って、励磁電圧の波形のピークの間隔を均等に近くすることができるので、コギングを低減することができ、ロータ１３０を滑らかに回転させることができる。そして、これらの第１の角度θ１および位相差θ２を＋６０°とすることにより、励磁電圧の波形のピークの間隔を均等にすることができるので、コギングを最小化することができる。よって、このような第１の角度θ１を選ぶのが最も好ましいが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、コギングが設計上要求される範囲であれば、当該位相差θ２とは異なる角度を第１の角度θ１として設定することができる。例えば、当該位相差θ２と第１の角度θ１との差の絶対値を４５°以下にすることができる。

また、本実施形態では、軸方向が上下方向になる場合（上側が一方側であり下側が他方側である場合）を例に挙げて説明した（本実施形態では、上側ステータ１１０が一方側ステータの一例であり、下側ステータ１２０が他方側ステータになる）。しかしながら、軸方向は上下方向に限定されない。例えば、軸方向は水平方向であってもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。第１の実施形態では、ロータコア５１０が、上側（Ｚ軸の正の方向側）と下側（Ｚ軸の負の方向側）とで磁気的に結合されている場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、ロータコアが、上側（Ｚ軸の正の方向側）と下側（Ｚ軸の負の方向側）とで磁気的に結合されないようにする。このように本実施形態は、第１の実施形態に対し、ロータコアの構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。

図７は、回転電機７００の構成の一例を示す図である。本実施形態の回転電機７００は、図１等に示した回転電機１００のロータコア５１０を、ロータコア７１０に代えたものである。図８は、ロータコア７１０の構成の一例を示す図である。
図７および図８において、ロータコア７１０は、非磁性部７１１と磁性部７１２ａ、７１２ｂとを有する。
非磁性部７１１および磁性部７１２ａ、７１２ｂの平面形状は、ロータコア７１０の平面形状と同じであり、中心部には、軸方向に貫通する貫通孔が形成される。
非磁性部７１１は、非磁性ステンレス鋼等の非磁性材料で構成される。非磁性部７１１は、例えば、非磁性部７１１の形状に合わせて非磁性材料を成型することにより構成される。磁性部７１２ａ、７１２ｂは、磁性体で構成される。磁性部７１２ａ、７１２ｂは、例えば、磁性部７１２ａ、７１２ｂの平面形状と同一の平面形状を有する複数の電磁鋼板を積層することにより構成される。
非磁性部７１１の一方の表面に磁性部７１２ａが取り付けられ、非磁性部７１１の他方の表面に磁性部７１２ｂが取り付けられる。このとき、非磁性部７１１および磁性部７１２ａ、７１２ｂの板面の端部が揃うようにする。

このようにして構成されるロータコア７１０の貫通孔にはシャフト１６０が挿入され、この貫通孔を構成する面（ロータコア７１０の内周面）は、シャフト１６０の外周面に、（電気的および磁気的に結合されない状態で）固定される。
また、永久磁石５２０ａ〜５２０ｈは、ロータコア７１０の磁性部７１２ａの表面に、磁性部７１２ａと磁気的に結合された状態で固定される。永久磁石５３０ａ〜５３０ｈは、ロータコア７１０の磁性部７１２ｂの表面に、磁性部７１２ｂと磁気的に結合された状態で固定される。

以上のように本実施形態では、軸方向において、非磁性材料（非磁性部７１１）を間に挟んで磁性材料（磁性部７１２ａ、７１２ｂ）が配置され、非磁性材料（非磁性部７１１）を間に挟む磁性材料（磁性部７１２ａ、７１２ｂ）が磁気的に結合しないようにロータコア７１０を構成する。
上側（Ｚ軸の正の方向側）と下側（Ｚ軸の負の方向側）とで、ロータコア７１０に配置する永久磁石５２０ａ〜５２０ｈ、５３０ａ〜５３０ｈの回転方向の位置が異なる。このため、ロータコア７１０の、上側（Ｚ軸の正の方向側）と下側（Ｚ軸の負の方向側）とでは、相互に異なる時間高調波を有する磁束が発生する虞がある。この場合、ロータコアにおいて、上側（Ｚ軸の正の方向側）と下側（Ｚ軸の負の方向側）とが磁気的に結合すると、当該磁束が干渉する虞がある。

そこで、ロータコアにおいて、上側（Ｚ軸の正の方向側）と下側（Ｚ軸の負の方向側）とを磁気的に結合しないようにする。このようにすることで、上側（Ｚ軸の正の方向側）と下側（Ｚ軸の負の方向側）とで別々の閉磁路を構成することができる。即ち、上側ステータ１１０の励磁コイル群２２０に印加される三相交流電圧（Ｕ相電圧４１１、Ｖ相電圧４１２、およびＷ相電圧４１３）により形成される閉磁路と、下側ステータ１２０の励磁コイル群２４０に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧４２１、Ｖ'相電圧４２２、およびＷ'相電圧４２３）により形成される閉磁路とが、磁気的に結合しないようになる。これにより、回転電機７００の振動をより低減することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を説明する。第１の実施形態では、ロータ１３０の数が１つである場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、回転電機が、軸方向に複数のロータを有する場合を例に挙げて説明する。このように本実施形態と第１の実施形態とは、ロータの数が異なることによる構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。

図９は、回転電機９００の構成の一例を示す図である。図９において、回転電機９００は、上側ステータ９１０と、中間ステータ９２０と、下側ステータ９３０と、ロータ９４０、９５０と、ハウジング９６０とを有する。
まず、上側ステータ９１０、中間ステータ９２０、および下側ステータ９３０の構成の一例について説明する。
図１０は、上側ステータ９１０、中間ステータ９２０、および下側ステータ９３０の構成の一例を示す図である。
図１０（ａ）は、上側ステータ９１０および中間ステータ９２０の部分のみをＺ軸の正の方向からＺ軸の負の方向に見た図である。図１０（ａ）では、透視して見える部分（中間ステータ９２０）を一点鎖線および破線で示す。また、図１０（ａ）では、表記の都合上、実線、一点鎖線、および破線とを別の位置に示すが、実際には、実線、一点鎖線、および破線は相互に重なる。

図１０（ｂ）は、中間ステータ９２０および下側ステータ９３０の部分のみをＺ軸の正の方向からＺ軸の負の方向に見た図である。図１０（ｂ）では、透視して見える部分（中間ステータ９２０の一部および下側ステータ９３０）を一点鎖線および破線で示す。また、図１０（ｂ）では、表記の都合上、実線、一点鎖線、および破線を別の位置に示すが、実際には、実線、一点鎖線、および破線は相互に重なる。
図１１は、上側ステータ９１０、中間ステータ９２０、および下側ステータ９３０の断面の一例を示す図である。具体的に図１１は、図１０（ａ）および図１０（ｂ）のＩ−Ｉ断面図である。尚、図１１では、表記の都合上、説明に必要な部分のみを示す。

図１０〜図１１において、上側ステータ９１０は、ステータコア１０１０と、励磁コイル群１０２０とを有する。下側ステータ９３０は、ステータコア１０５０と、励磁コイル群１０６０とを有する。上側ステータ９１０および下側ステータ９３０は、向きが異なるだけであり、同じ構成のもので実現される。

ステータコア１０１０は、バックヨーク部１０１１と、ティース部１０１２ａ〜１０１２ｈとを有する。尚、バックヨーク部１０１１の中心部に形成される貫通孔を構成する面（バックヨーク部１０１１の内周面）には、ベアリング９７１、９７２が取り付けられる。この貫通孔にはシャフト９８０（回転軸）が挿入され、バックヨーク部１０１１は、ベアリング９７１、９７２を介してシャフト９８０に（シャフト９８０が回転しても動かないように）取り付けられる。また、ロータ９４０の回転に伴い、ロータ９４０の永久磁石１２２０ａ〜１２２０ｈの表面が、上側ステータ９１０のティース部１０１２ａ〜１０１２ｈの先端面（磁極面）と所定の間隔を有して対向する。

ステータコア１０５０は、バックヨーク部１０５１と、ティース部１０５２ａ〜１０５２ｈとを有する。尚、バックヨーク部１０５１の中心部に形成される貫通孔を構成する面（バックヨーク部１０５１の内周面）には、ベアリング９７５、９７６が取り付けられる。この貫通孔にはシャフト９８０（回転軸）が挿入され、バックヨーク部１０１１は、ベアリング９７５、９７６を介してシャフト９８０に（シャフト９８０が回転しても動かないように）取り付けられる。また、ロータ９５０の回転に伴い、ロータ９５０の永久磁石１３３０ａ〜１３３０ｈの表面が、下側ステータ９３０のティース部１０５２ａ〜１０５２ｈの先端面（磁極面）と所定の間隔を有して対向する。

上側ステータ９１０は、第１の実施形態の上側ステータ１１０と同じもので実現することができ、下側ステータ９３０は、第１の実施形態の下側ステータ１２０と同じもので実現することができるので、ここでは、これらの構成の詳細な説明を省略する。ただし、後述するように、励磁コイル群１０２０、１０６０に印加される励磁電圧の位相の関係は、第１の実施形態と異なる。

中間ステータ９２０は、ステータコア１０３０と、励磁コイル群１０４１、１０４２とを有する。中間ステータ９２０は、軸方向において、上側ステータ９１０と下側ステータ９３０との間（回転電機９００の軸方向の中央の位置）に配置される。
ステータコア１０３０は、バックヨーク部１０３１と、ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈ、１０３３ａ〜１０３３ｈとを有する。
バックヨーク部１０３１は、円環形状を有する。バックヨーク部１０３１は、バックヨーク部１０１１、１０５１と同じ形状および大きさを有する。バックヨーク部１０３１の中心部に形成される貫通孔を構成する面（バックヨーク部１０３１の内周面）には、ベアリング９７３、９７４が取り付けられる。この貫通孔にはシャフト９８０（回転軸）が挿入され、バックヨーク部１０３１は、ベアリング９７３、９７４を介してシャフト９８０に（シャフト９８０が回転しても動かないように）取り付けられる。

ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈは、バックヨーク部１０３１の表面のうち、ロータ９４０側（上側ステータ９１０側（Ｚ軸の正の方向側））の表面に配置される。ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈは、バックヨーク部１０３１からロータ９４０側に延設される。ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈは、ティース部１０１２ａ〜１０１２ｈ、１０５２ａ〜１０５２ｈと同じ形状および大きさを有し、周方向に等間隔で配置される。ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈは、周方向において、４５°ずつずれた位置に配置される。

ティース部１０３３ａ〜１０３３ｈは、バックヨーク部１０３１の表面のうち、ロータ９５０側（下側ステータ９３０側（Ｚ軸の負の方向側））の表面に配置される。ティース部１０３３ａ〜１０３３ｈは、バックヨーク部１０３１からロータ９５０側に延設される。ティース部１０３３ａ〜１０３３ｈは、ティース部１０１２ａ〜１０１２ｈ、１０５２ａ〜１０５２ｈと同じ形状および大きさを有し、周方向に等間隔で配置される。ティース部１０３３ａ〜１０３３ｈは、周方向において、４５°ずつずれた位置に配置される。
ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈ、１０３３ａ〜１０３３ｈは、ティース部１０１２ａ〜１０１２ｈ、１０５２ａ〜１０５２ｈと同じ形状および大きさを有する。

バックヨーク部１０３１と、ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈと、ティース部１０３３ａ〜１０３３ｈは、磁気的に結合される。本実施形態では、中間ステータ９２０（バックヨーク部１０３１、ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈ、およびティース部１０３３ａ〜１０３３ｈ）が、圧粉磁心である場合を例に挙げて説明する。従って、バックヨーク部１０３１、ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈ、およびティース部１０３３ａ〜１０３３ｈは一体である（境界がない）。ただし、必ずしもこのようにする必要はなく、バックヨーク部１０３１、ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈ、およびティース部１０３３ａ〜１０３３ｈを別体とし、磁気的に結合されるように接着してもよい。このようにする場合、バックヨーク部１０３１、ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈ、およびティース部１０３３ａ〜１０３３ｈを、例えば、電磁鋼板やアモルファス金属板を用いて構成することができる。

ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈには、ステータコア１０３０との絶縁が確保された状態で、励磁コイル群１０４１が巻き回される。ティース部１０３３ａ〜１０３３ｈには、ステータコア１０３０との絶縁が確保された状態で、励磁コイル群１０４２が巻き回される。本実施形態では、回転電機９００は、三相交流で駆動する。
本実施形態では、上側ステータ９１０の励磁コイル群１０２０に印加される三相を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相とし、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１に印加される三相を、Ｕ'相、Ｖ'相、Ｗ'相とし、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４２に印加される三相を、Ｕ''相、Ｖ''相、Ｗ''相とし、下側ステータ９３０の励磁コイル群１０６０に印加される三相を、Ｕ'''相、Ｖ'''相、Ｗ相'''とする。

従って、励磁コイル群１０２０は、Ｕ相電圧が印加されるＵ相コイルと、Ｖ相電圧が印加されるＶ相コイルと、Ｗ相電圧が印加されるＷ相コイルとを有する。また、励磁コイル群１０４１は、Ｕ'相電圧が印加されるＵ'相コイルと、Ｖ'相電圧が印加されるＶ'相コイルと、Ｗ'相電圧が印加されるＷ'相コイルとを有する。また、励磁コイル群１０４２は、Ｕ''相電圧が印加されるＵ''相コイルと、Ｖ''相電圧が印加されるＶ''相コイルと、Ｗ''相電圧が印加されるＷ''相コイルとを有する。また、励磁コイル群１０６０は、Ｕ'''相電圧が印加されるＵ'''相コイルと、Ｖ'''相電圧が印加されるＶ'''相コイルと、Ｗ'''相電圧が印加されるＷ'''相コイルとを有する。

Ｕ相電圧の位相はＶ相電圧の位相に対し１２０°進み、Ｖ相電圧の位相はＷ相電圧に対し１２０°進んでいるものとする。同様に、Ｕ'相電圧の位相はＶ'相電圧の位相に対し１２０°進み、Ｖ'相電圧の位相はＷ'相電圧に対し１２０°進んでいるものとし、Ｕ''相電圧の位相はＶ''相電圧の位相に対し１２０°進み、Ｖ''相電圧の位相はＷ''相電圧に対し１２０°進んでいるものとし、Ｕ'''相電圧の位相はＶ'''相電圧の位相に対し１２０°進み、Ｖ'''相電圧の位相はＷ'''相電圧に対し１２０°進んでいるものとする。

また、本実施形態では、Ｕ相電圧の位相はＵ'相電圧の位相に対し６０°進んでいるものとし、Ｕ'相電圧の位相はＵ''相電圧の位相に対し６０°進んでいるものとし、Ｕ''相電圧の位相は、Ｕ'''相電圧の位相に対し６０°進んでいるものとする。同様に、Ｖ相電圧の位相はＶ'相電圧の位相に対し６０°進んでいるものとし、Ｖ'相電圧の位相はＶ''相電圧の位相に対し６０°進んでいるものとし、Ｖ''相電圧の位相は、Ｖ'''相電圧の位相に対し６０°進んでいるものとする。Ｗ相電圧の位相はＷ'相電圧の位相に対し６０°進んでいるものとし、Ｗ'相電圧の位相はＷ''相電圧の位相に対し６０°進んでいるものとし、Ｗ''相電圧の位相は、Ｗ'''相電圧の位相に対し６０°進んでいるものとする。

従って、励磁コイル群１０４２に印加されるＵ''相電圧と励磁コイル群１０２０に印加されるＷ相電圧は同位相になり、励磁コイル群１０４２に印加されるＶ''相電圧と励磁コイル群１０２０に印加されるＵ相電圧は同位相になり、励磁コイル群１０４２に印加されるＷ''相電圧と励磁コイル群１０２０に印加されるＶ相電圧は同位相になる。
また、励磁コイル群１０６０に印加されるＵ'''相電圧と励磁コイル群１０４１に印加されるＷ'相電圧は同位相になり、励磁コイル群１０６０に印加されるＶ'''相電圧と励磁コイル群１０４１に印加されるＵ'相電圧は同位相になり、励磁コイル群１０６０に印加されるＷ'''相電圧と励磁コイル群１０４１に印加されるＶ'相電圧は同位相になる。

従って、図９に示すように、Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、およびＷ相電圧と、Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、およびＷ''相電圧は、同一の励磁電源９９１によって、励磁コイル群１０２０、励磁コイル群１０４２にそれぞれ印加することができる。即ち、励磁電源９９１のＵ相電圧の出力端子をＶ''相電圧の出力端子と共用し、励磁電源９９１のＶ相電圧の出力端子をＷ''相電圧の出力端子と共用し、励磁電源９９１のＷ相電圧の出力端子をＵ''相電圧の出力端子と共用することができる。

また、Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、およびＷ'相電圧と、Ｕ'''相電圧、Ｖ'''相電圧、およびＷ'''相電圧は、同一の励磁電源９９２によって、励磁コイル群１０４１、励磁コイル群１０６０にそれぞれ印加することができる。即ち、励磁電源９９２のＵ'相電圧の出力端子をＶ'''相電圧の出力端子と共用し、励磁電源９９２のＶ'相電圧の出力端子をＷ'''相電圧の出力端子と共用し、励磁電源９９２のＷ'相電圧の出力端子をＵ'''相電圧の出力端子と共用することができる。
励磁電源９９１、９９２は、三相交流電圧を出力する公知の電源で実現することができるが、第１の実施形態で説明したように、インバータ駆動により、三相交流電圧を生成することが好ましい。

ハウジング９６０は、中空円筒形状を有し、非磁性かつ非導電性の材料で構成される。例えば、焼嵌めや冷し嵌め等により、ハウジング９６０の内周面にバックヨーク部１０１１、１０３１、１０５１の外周面が密接するようにすることにより、ステータコア１０１０、１０３０、１０５０は、ハウジング９６０に（ロータ９４０およびロータ９５０が回転しても動かないように）固定される。

次に、ロータ９４０、９５０の構成の一例について説明する。
図１２は、ロータ９４０の構成の一例を示す図である。図１２は、ロータ９４０の部分のみをＺ軸の正の方向から負の方向に見た図である。図１２では、透視して見える部分を破線で示す。また、表記の都合上、円弧状の実線と破線とを別の位置に示すが、実際には、当該円弧状の実線の内側に当該円弧状の実線に沿って近接した位置にある円弧状の破線は、当該円弧状の実線と重なる。尚、図１２のＩ−Ｉ断面図、II−II断面図、III−III断面図は、それぞれ、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）と同様になるので、ここでは、その図示を省略する。

図１２において、ロータ９４０は、ロータコア１２１０と、永久磁石１２２０ａ〜１２２０ｈ、１２３０ａ〜１２３０ｈとを有する。ロータ９４０の形状、大きさ、および材質は、ロータ１３０と同じであるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。尚、ロータコア１２１０の中心部に形成される貫通孔にはシャフト９８０が挿入され、この貫通孔を構成する面（ロータコア１２１０の内周面）は、シャフト９８０の外周面に、（電気的および磁気的に結合されない状態で）固定される。これにより、ロータコア１２１０（ロータ９４０）は、シャフト９８０と共に回転する。永久磁石１２２０ａ〜１２２０ｈ、１２３０ａ〜１２３０ｈの位置関係は、第１の実施形態の永久磁石５２０ａ〜５２０ｈ、５３０ａ〜５３０ｈの位置関係と同じである（永久磁石１２２０ａ〜１２２０ｈ、１２３０ａ〜１２３０ｈは第１の角度θ１ずつずれる）。本実施形態では、永久磁石１２２０ａ〜１２２０ｈが第１の永久磁石群であり、永久磁石１２３０ａ〜１２３０ｈが第２の永久磁石群である。

本実施形態でも第１の実施形態と同様に、回転電機９００は、Ｚ軸の正の方向から負の方向に見た場合に、反時計回りの方向（図１２の白抜き矢印線の方向）に回転するものとする。また、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、およびＷ'相電圧）に対する上側ステータ９１０の励磁コイル群１０２０に印加される三相交流電圧（Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、およびＷ相電圧）の位相差θ２と同じ角度を第１の角度θ（＝＋６０°）とする。尚、永久磁石１２２０ａ〜１２２０ｈ、１２３０ａ〜１２３０ｈの数が８個である場合、＋６０°の第１の角度θ１と＋１５°の第１の角度θ１とが等価であることは、第１の実施形態で説明した通りである。

図１３は、ロータ９５０の構成の一例を示す図である。図１３は、ロータ９５０の部分のみをＺ軸の正の方向から負の方向に見た図である。図１３では、透視して見える部分を破線で示す。また、表記の都合上、円弧状の実線と破線とを別の位置に示すが、実際には、当該円弧状の実線の内側に当該円弧状の実線に沿って近接した位置にある円弧状の破線は、当該円弧状の実線と重なる。尚、図１３のＩ−Ｉ断面図、II−II断面図、III−III断面図は、それぞれ、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）と同様になるので、ここでは、その図示を省略する。

図１３において、ロータ９５０は、ロータコア１３１０と、永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈ、１３３０ａ〜１３３０ｈとを有する。ロータ９５０の形状、大きさ、および材質は、ロータ１３０と同じであるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。尚、ロータコア１３１０の中心部に形成される貫通孔にはシャフト９８０が挿入され、この貫通孔を構成する面（ロータコア１３１０の内周面）は、シャフト９８０の外周面に、（電気的および磁気的に結合されない状態で）固定される。これにより、ロータコア１３１０（ロータ９５０）は、シャフト９８０と共に回転する。永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈ、１３３０ａ〜１３３０ｈの位置関係は、第１の実施形態の永久磁石５２０ａ〜５２０ｈ、５３０ａ〜５３０ｈの位置関係と同じである。本実施形態では、永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈが第１の永久磁石群であり、永久磁石１３３０ａ〜１３３０ｈが第２の永久磁石群である。

本実施形態では、下側ステータ９３０の励磁コイル群１０６０に印加される三相交流電圧（Ｕ'''相電圧、Ｖ'''相電圧、およびＷ'''相電圧）に対する中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４２に印加される三相交流電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、およびＷ''相電圧）の位相差θ２と（符号を含めて）同じ角度を第１の角度θ１（＝＋６０°）とする。尚、永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈ、１３３０ａ〜１３３０ｈの数が８個である場合、＋６０°の第１の角度θ１と＋１５°の第１の角度θ１とが等価であることは、第１の実施形態で説明した通りである。

図１４は、ロータ９４０、９５０の位置関係の一例を示す図である。図１４は、ロータ９４０のロータコア１２１０よりもロータ９５０側の部分と、ロータ９５０のロータコア１３１０よりもロータ９４０側の部分のみをＺ軸の正の方向から負の方向に見た図である。図１４では、透視して見える部分を破線で示す。また、表記の都合上、円弧状の実線と破線とを別の位置に示すが、実際には、当該円弧状の実線の内側に当該円弧状の実線に沿って近接した位置にある円弧状の破線は、当該円弧状の実線と重なる。このことは最外周の円状の実線と破線についても同じである。

永久磁石１２３０ａ〜１２３０ｈは、永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈの位置を基準として、永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈに対して、回転方向において、第３の角度θ３ずつずれた位置に配置される、第３の角度θ３は、回転方向を正とし、回転方向と反対の方向を負とする。第３の角度θ３は、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、およびＷ'相電圧）と、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４２に印加される三相交流電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、およびＷ''相電圧）との位相差θ４に基づいて定められる。本実施形態では、この位相差θ４が第４の角度になる。

本実施形態では、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４２に印加される三相交流電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、およびＷ''相電圧）に対する中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、およびＷ'相電圧）の位相差θ４と同じ角度を第３の角度θ３とする。中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４２に印加される三相交流電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、およびＷ''相電圧）に対する中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、およびＷ'相電圧）の位相差θ４とは、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４２に印加される三相交流電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、およびＷ''相電圧）の位相を０°と見なしたときの中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、およびＷ'相電圧）の位相である。中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、およびＷ'相電圧）の位相が、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４２に印加される三相交流電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、およびＷ''相電圧）の位相よりも進んでいる場合、この位相差θ４（の符号）は正となり、そうでない場合、この位相差θ４（の符号）は負になる。

本実施形態は、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１に印加される三相交流電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、およびＷ'相電圧）は、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４２に印加される三相交流電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、およびＷ''相電圧）に対し、位相が６０°進んでいる。従って、中間ステータ９２０のティース部１０３２ａ〜１０３２ｈに対して磁束の受け渡しを行う永久磁石１２３０ａ〜１２３０ｈは、中間ステータ９２０のティース部１０３３ａ〜１０３３ｈに対して磁束の受け渡しを行う永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈに対し、回転方向に、＋６０°ずつずれた位置に配置されるようにする。尚、永久磁石１２２０ａ〜１２２０ｈ、１２３０ａ〜１２３０ｈの数が８個である場合、＋６０°の第３の角度θ３と＋１５°の第３の角度θ３とが等価であることは、第１の角度θ１の場合と同じである。このため、図１３では、第３の角度θ３は＋１５°になる。

ロータ９４０、９５０は、第３の角度θ３を保った状態で回転する。ロータ９４０の回転に伴い、永久磁石１２３０ａ〜１２３０ｈの表面は、中間ステータ９２０のティース部１０３２ａ〜１０３２ｈの先端面（磁極面）と所定の間隔を有して対向する。ロータ９４０と中間ステータ９２０のティース部１０３２ａ〜１０３２ｈとの間の磁束の分布を低減させるために、永久磁石１２３０ａ〜１２３０ｈの表面と、ティース部１０３２ａ〜１０３２ｈの先端面は、平行（例えば、軸に対して垂直な方向）であるのが好ましい。同様に、ロータ９５０の回転に伴い、永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈの表面は、中間ステータ９２０のティース部１０３３ａ〜１０３３ｈの先端面（磁極面）と所定の間隔を有して対向する。ロータ９５０と中間ステータ９２０のティース部１０３３ａ〜１０３３ｈとの間の磁束の分布を低減させるために、永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈの表面と、ティース部１０３３ａ〜１０３３ｈの先端面は、平行（例えば、軸に対して垂直な方向）であるのが好ましい。

以上のように本実施形態では、回転電機９００は、軸方向に間隔を有して配置されるロータ９４０、ロータ９５０と、ロータ９４０の上側の永久磁石１２２０ａ〜１２２０ｈと所定の間隔を有して対向する位置に配置される上側ステータ９１０と、ロータ９５０の下側の永久磁石１３３０ａ〜１３３０ｈと所定の間隔を有して対向する位置に配置される下側ステータ９３０と、ロータ９４０の下側の永久磁石１２３０ａ〜１２３０ｈと所定の間隔を有して対向し且つロータ９５０の上側の１３２０ａ〜１３２０ｈと所定の間隔を有して対向する位置に配置される中間ステータ９２０と、を有する。そして、ロータ９４０を介して相互に対向する位置にある励磁コイル群１０２０、１０４１に印加する励磁電圧の位相差をθ２として第１の実施形態と同様にしてずらす。また、ロータ９５０を介して相互に対向する位置にある励磁コイル群１０４２、１０６０に印加する励磁電圧の位相差をθ２として第１の実施形態と同様にしてずらす。また、永久磁石１２２０ａ〜１２２０ｈ、１２３０ａ〜１２３０ｈ、１３２０ａ〜１３２０ｈ、１３３０ａ〜１３３０ｈの位置を、第１の実施形態と同様に、当該位相差θ２に応じて回転方向において第１の角度θ１だけずらす。従って、第１の実施形態で説明した効果に加え、回転電機９００をより高出力の回転電機とすることができるという効果が得られる。

また、本実施形態では、励磁コイル群１０２０に印加される励磁電圧（Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧）と、励磁コイル群１０４２に印加される励磁電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、Ｗ''相電圧）との位相差を１２０°とし、励磁コイル群１０４１に印加される励磁電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、Ｗ'相電圧）と、励磁コイル群１０６０に印加される励磁電圧（Ｕ'''相電圧、Ｖ'''相電圧、Ｗ'''相電圧）との位相差を１２０°とする。従って、励磁コイル群１０２０に印加される励磁電圧（Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧）と励磁コイル群１０４１に印加される励磁電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、Ｗ'相電圧）とを供給する励磁電源を共用することができると共に、励磁コイル群１０４２に印加される励磁電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、Ｗ''相電圧）と、励磁コイル群１０６０に印加される励磁電圧（Ｕ'''相電圧、Ｖ'''相電圧、Ｗ'''相電圧）とを供給する励磁電源を共用することができる。

尚、励磁コイル群１０２０に印加される励磁電圧（Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧）と、励磁コイル群１０４２に印加される励磁電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、Ｗ''相電圧）との位相差を１２０°×ｎとし、励磁コイル群１０４１に印加される励磁電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、Ｗ'相電圧）と、励磁コイル群１０６０に印加される励磁電圧（Ｕ'''相電圧、Ｖ'''相電圧、Ｗ'''相電圧）との位相差を１２０°×ｎ（ｎは非負整数（０および正の整数））としてれば、当該位相差は、１２０°でなくても、励磁電源を共用することができる。また、励磁電源を共用しない場合には、当該位相差は、１２０°×ｎ（ｎは非負整数）に限定されない。

また、第１の角度θと同様に、第３の角度θ３についても、励磁コイル群１０４１に印加される励磁電圧（Ｕ'相電圧、Ｖ'相電圧、Ｗ'相電圧）と、励磁コイル群１０４２に印加される励磁電圧（Ｕ''相電圧、Ｖ''相電圧、Ｗ''相電圧）との位相差θ４と（符号を含めて）同じ角度にするのが好ましく、＋６０°にするのが最も好ましいが、必ずしもこのようにする必要はなく、当該位相差θ４と第３の角度θ３との差の絶対値を４５°以下にすることができる。

また、ロータの数は２を上回る数とすることができる。
図１５は、ロータの数が４個である場合の回転電機１５００の構成の一例（本実施形態の回転電機の変形例）を示す図である。
図１５において、回転電機１５００は、上側ステータ１５１１と、中間ステータ１５１２と、中間ステータ１５１３と、中間ステータ１５１４と、下側ステータ１５１５と、ロータ１５２１、１５２２、１５２３と、１５２４と、ハウジング１５３０とを有する。

上側ステータ１５１１は、上側ステータ９１０と同じもので実現することができる。中間ステータ１５１２、１５１３、１５１４は、中間ステータ９２０と同じもので実現することができる。下側ステータ１５１５は、下側ステータ９３０と同じもので実現することができる。

上側ステータ１５１１は、ベアリング１５４０ａ、１５４０ｂを介してシャフト１５５０に取り付けられ、中間ステータ１５１２は、ベアリング１５４０ｃ、１５４０ｄを介してシャフト１５５０に取り付けられ、中間ステータ１５１３は、ベアリング１５４０ｅ、１５４０ｆを介してシャフト１５５０に取り付けられ、中間ステータ１５１４は、ベアリング１５４０ｅ、１５４０ｆを介してシャフト１５５０に取り付けられ、下側ステータ１５１５は、ベアリング１５４０ｇ、１５４０ｈを介してシャフト１５５０に取り付けられる。また、上側ステータ１５１１、中間ステータ１５１２、１５１３、１５１４、および下側ステータ１５１５は、ハウジング１５３０を用いて固定される。

上側ステータ１５１１の励磁コイル群１５１１ａに印加される励磁電圧と、中間ステータ１５１２の励磁コイル群１５１２ａに印加される励磁電圧の位相の関係は、上側ステータ９１０の励磁コイル群１０２０に印加される励磁電圧と、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１に印加される励磁電圧の位相の関係と同じである。中間ステータ１５１２の励磁コイル群１５１２ａ、１５１２ｂに印加される励磁電圧の位相の関係と、中間ステータ１５１３の励磁コイル群１５１３ａ、１５１３ｂに印加される励磁電圧の位相の関係と、中間ステータ１５１４の励磁コイル群１５１４ａ、１５１４ｂに印加される励磁電圧の位相の関係は、それぞれ、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１、１０４２に印加される励磁電圧の位相の関係と同じである。中間ステータ１５１４の励磁コイル群１５１４ｂに印加される励磁電圧と、下側ステータ１５１５の励磁コイル群１５１５ａに印加される励磁電圧の位相の関係は、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４２に印加される励磁電圧と、下側ステータ９３０の励磁コイル群１０６０に印加される励磁電圧の位相の関係と同じである。

中間ステータ１５１２の励磁コイル群１５１２ｂに印加される励磁電圧と、中間ステータ１５１３の励磁コイル群１５１３ａに印加される励磁電圧の位相の関係と、中間ステータ１５１３の励磁コイル群１５１３ｂに印加される励磁電圧と、中間ステータ１５１４の励磁コイル群１５１４ａに印加される励磁電圧の位相の関係は、それぞれ、上側ステータ９１０の励磁コイル群１０２０に印加される励磁電圧と、中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４１に印加される励磁電圧の位相の関係（および中間ステータ９２０の励磁コイル群１０４２に印加される励磁電圧と、下側ステータ９３０の励磁コイル群１０６０に印加される励磁電圧の位相の関係）と同じである。

以上のように、軸方向においてロータを介して相互に対向する位置にある２つの励磁コイル群に印加される励磁電圧の位相の関係は、ロータの数に関わらず同じである。また、軸方向においてロータを介さずに相互に対向する位置にある２つの励磁コイル群に印加される励磁電圧の位相の関係は、ロータの数に関わらず同じである。図１５でも、軸方向において相互に隣り合う位置関係にある２つの励磁コイル群に印加される励磁電圧の位相の関係は、上側（Ｚ軸の正の方向側）にある励磁コイル群に印加される励磁電圧の方が、下側（Ｚ軸の正の方向側）にある励磁コイル群に印加される励磁電圧よりも６０°位相が進む場合を例に挙げて示す。従って、軸方向においてロータを介して相互に対向する２つの励磁コイル群のうち、上側（Ｚ軸の正の方向側）にある励磁コイル群に励磁電圧を供給する励磁電源は、励磁電源１５６１で共用することができる。同様に、軸方向においてロータを介して相互に対向する２つの励磁コイル群のうち、下側（Ｚ軸の負の方向側）にある励磁コイル群に励磁電圧を供給する励磁電源は、励磁電源１５６２で共用することができる。

ロータ１５２１、１５２２、１５２３、１５２４は、ロータ９４０、９５０と同じもので実現することができる。
ロータ１５２１の永久磁石１５２１ａ、１５２１ｂの回転方向における位置の関係と、ロータ１５２２の永久磁石１５２２ａ、１５２２ｂの回転方向における位置の関係と、ロータ１５２３の永久磁石１５２３ａ、１５２３ｂの回転方向における位置の関係と、ロータ１５２４の永久磁石１５２４ａ、１５２４ｂの回転方向における位置の関係は、ロータ９４０の永久磁石１２２０ａ〜１２２０ｈ、１２３０ａ〜１２３０ｈ（およびロータ９５０の永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈ、１３３０ａ〜１３３０ｈ）の回転方向における位置の関係と同じである。

ロータ１５２１の永久磁石１５２１ｂと、ロータ１５２２の永久磁石１５２２ａの回転方向における位置の関係と、ロータ１５２２の永久磁石１５２２ｂと、ロータ１５２３の永久磁石１５２３ａの回転方向における位置の関係と、ロータ１５２３の永久磁石１５２３ｂの回転方向における位置の関係と、ロータ１５２４の永久磁石１５２４ａの回転方向における位置の関係は、ロータ９４０の永久磁石１２３０ａ〜１２３０ｈと、ロータ９５０の永久磁石１３２０ａ〜１３２０ｈの回転方向における位置の関係と同じである。

以上のように、軸方向において、ロータ１５２１、１５２２、１５２３、１５２４の両側に配置される永久磁石のうち、上側（Ｚ軸の正の方向側）に配置される永久磁石と、下側（Ｚ軸の負の方向側）に配置される永久磁石の回転方向における位置の関係は、ロータの数に関わらず同じである。また、軸方向において、ステータを介して相互に対向する位置にある永久磁石の回転方向における位置の関係は、ロータの数に関わらず同じである。例えば、本実施形態で例示したのと同様に、軸方向において相互に隣り合う位置関係にある２つの永久磁石群の回転方向における位置の関係は、上側（Ｚ軸の正の方向側）にある永久磁石群が、下側（Ｚ軸の負の方向側）にある永久磁石群に対し回転方向に＋６０°ずれる関係とすることができる（即ち、第１の角度θ１、第３の角度θ３を共に＋６０°（１５°）とすることができる）。

また、本実施形態においても第２の実施形態を適用することができる。即ち、ロータコア１２１０、１３１０に代えてロータコア７１０を用いることができる。このことは、図１５に示す回転電機１５００においても同じである。
また、本実施形態においても、第１、第２の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
尚、第１〜第３の実施形態では、回転電機が電動機（モータ）である場合を例に挙げて示したが、第１〜第３の実施形態に記載の回転電機１００、７００、９００、１５００を発電機（ジェネレータ）として使用してもよい。

（実施例）
次に、実施例を説明する。
本実施例では、第１〜第３の実施形態で説明したように、励磁コイル群に印加される励磁電圧の位相と、ロータの永久磁石の回転方向における位置とをずらすようにした場合と、励磁コイル群に印加される励磁電圧の位相と、ロータの永久磁石の回転方向における位置とをずらさない場合とのそれぞれの場合のモータＡ〜Ｆ（三相交流電動機）を作製し、それぞれのモータＡ〜Ｆを３００００ｒｐｍで回転させた際の騒音をＪＩＳ Ｚ８７３１（１９９９）に規定される方法に基づいて測定すると共に、出力密度を測定した。それぞれのモータの作製条件は以下の表１に示す通りである。１つのロータにおける永久磁石の数および１つのステータにおけるティース部の数は、第１〜第３の実施形態で説明したのと同様に、それぞれ８であり、それらは周方向において等間隔に配置される。

表１において、「単重」は、駆動回路を含まないモータの（端子部を含む）重量である。「ロータの磁石配置」は、軸方向において隣り合う位置関係にある２つの永久磁石群の回転方向におけるずれ量（第１の角度θ１および第３の角度θ３）である。「ロータの磁石配置」が「両面同一位置」であることは、軸方向において隣り合う位置関係にある２つの永久磁石群の位置は、回転方向においてずれていない（前記ずれ量（第１の角度θ１および第３の角度θ３）が０°である）ことを示す。「ロータの磁石配置」が「両側で６０°（１５°）」であることは、軸方向において隣り合う位置関係にある２つの永久磁石群の回転方向におけるずれ量は＋６０°（＋１５°）である（第１の角度θ１および第３の角度θ３が＋６０°（＋１５°）である）ことを示す。

「ロータ構成」は、ロータコアの構成を示す。「ロータ構成」が「単一の磁性体」であることは、ロータコアが、磁性体部のみで構成される（ロータコア５１０と同様の構成である）ことを示す。「ロータ構成」が「両面磁性体＋中間非磁性体」であることは、ロータコアが、非磁性部と、軸方向において当該磁性体の上下に配置される２つの磁性部とで構成される（ロータコア７１０と同様の構成である）ことを示す。「三相交流位相」は、各励磁コイル群に印加される励磁電圧（三相交流電圧）の位相の関係を示す。「三相交流位相」が「全巻線同一」であることは、各ステータの励磁コイル群（第１の相のコイル、第２の相のコイル、および第３の相のコイル）に、同位相の三相交流電圧が印加されることを示す（第２の角度θ２および第４の角度θ４が０°であることを示す）。「三相交流位相」が「「６０°」ずらし」であることは、軸方向において相互に隣り合う位置関係にある２つの励磁コイル群のうち、一方側（Ｚ軸の正の方向側）にある励磁コイル群に印加される励磁電圧の方が、他方側（Ｚ軸の正の方向側）にある励磁コイル群に印加される励磁電圧よりも６０°位相が進んでいることを示す（第２の角度θ２および第４の角度θ４が＋６０°であることを示す）。

モータＡ、Ｂは、１つのロータと、当該ロータを挟んで軸方向における両側にそれぞれ１つずつ配置された合計２つのステータとを有するモータである（ロータとステータの数および配置は、図１、図７と同様である（ただし、「ロータの磁石配置」に示すように永久磁石の配置はモータＡ、Ｂで異なる））。モータＡ、Ｂの各部（コア・コイル）の材質・大きさ・形状と、励磁コイル群の巻数・巻き方は、同じである。

モータＣ、Ｄは、軸方向に間隔を有して配置された２つのロータと、当該ロータを挟んで軸方向における両側にそれぞれ１つずつ配置された合計３つのステータとを有するモータである（ロータとステータの数および配置は、図９と同様である（ただし、「ロータの磁石配置」に示すように永久磁石の配置はモータＣ、Ｄで異なる））。モータＣ、Ｄの各部（コア・コイル）の材質・大きさ・形状と、励磁コイル群の巻数・巻き方は、同じである。

モータＥ、Ｆは、軸方向に間隔を有して配置された４つのロータと、当該ロータを挟んで軸方向における両側にそれぞれ１つずつ配置された合計５つのステータとを有するモータである（ロータとステータの数および配置は、図１５と同様である（ただし、「ロータの磁石配置」に示すように永久磁石の配置はモータＥ、Ｆで異なる））。モータＥ、Ｆの各部（コア・コイル）の材質・大きさ・形状と、励磁コイル群の巻数・巻き方は、同じである。
表２に、モータＡ〜Ｆの出力、出力密度、および騒音のそれぞれの測定結果を示す。

表２に示すように、同一の大きさのモータである場合には、第１〜第３の実施形態で説明したようにして、励磁コイル群に印加する励磁電圧の位相と、ロータの永久磁石の回転方向における位置とをずらした場合の方が、そうでない場合に比べ、出力および出力密度を大きくすると共に、騒音を低減することができることが分かる。

以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００・７００・９００・１５００：回転電機
１１０・９１０・１５１１：上側ステータ
１２０・９３０・１５１５：下側ステータ
１３０・９４０・９５０・１５２１〜１５２４：ロータ
１４０・９６０・１５３０：ハウジング
１５１〜１５４・９７１〜９７６・１５４０ａ〜１５４０ｊ：ベアリング
１６０・９８０・１５５０：シャフト
１７１・１７２・９９１・９９２・１５６１・１５６２：励磁電源
２１２ａ〜２１２ｈ・２３２ａ〜２３２ｈ・１０１２ａ〜１０１２ｈ・１０３２ａ〜１０３２ｈ・１０３３ａ〜１０３３ｈ：ティース部
２２０・２４０・１０２０・１０４１・１０４２・１０６０・１５１１ａ・１５１２ａ・１５１２ｂ・１５１３ａ・１５１３ｂ・１５１４ａ・１５１４ｂ・１５１５ａ：励磁コイル群
５１０・７１０・１２１０・１３１０：ロータコア
５２０ａ〜５２０ｈ・５３０ａ〜５３０ｈ・１２２０ａ〜１２２０ｈ・１２３０ａ〜１２３０ｈ・１３２０ａ〜１３２０ｈ・１３３０ａ〜１３３０ｈ・１５２１ａ・１５２１ｂ・１５２２ａ・１５２２ｂ・１５２３ａ・１５２３ｂ・１５２４ａ・１５２４ｂ：永久磁石
７１１：非磁性部
７１２ａ・７１２ｂ：磁性部
９２０・１５１２〜１５１４：中間ステータ

Claims (14)

1. 軸方向の一方側に配置される複数の永久磁石からなる第１の永久磁石群と、軸方向の他方側に配置される複数の永久磁石からなる第２の永久磁石群と、前記第１の永久磁石群および前記第２の永久磁石群と磁気的に結合されるロータコアと、を有するロータと、
   前記第１の永久磁石群と軸方向において所定の間隔を有した状態で配置される一方側ステータと、
   前記第２の永久磁石群と軸方向において所定の間隔を有した状態で配置される他方側ステータと、を有する回転電機であって、
   前記一方側ステータは、
   周方向に間隔を有して配置された複数のティース部を有するステータコアと、
   前記複数のティース部に対して巻き回された３つのコイルであって、それぞれ三相交流電圧が印加される３つのコイルを有する励磁コイル群と、を有し、
   前記他方側ステータは、
   周方向に間隔を有して配置された複数のティース部を有するステータコアと、
   前記複数のティース部に対して巻き回された３つのコイルであって、それぞれ三相交流電圧が印加される３つのコイルを有する励磁コイル群と、を有し、
   前記第１の永久磁石群の前記複数の永久磁石は、前記第２の永久磁石群の前記複数の永久磁石の位置を基準として、当該第２の永久磁石群に対して周方向において第１の角度だけずれた状態で配置され、
   前記一方側ステータの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相と、前記他方側ステータの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相とが第２の角度だけずれた状態で動作することを特徴とする回転電機。
2. 前記第１の角度と、前記第２の角度との差の絶対値が４５°以下であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記回転電機の回転方向を正の方向とし、前記一方側ステータの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相が、前記他方側ステータの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相よりも進む場合の位相の符号を正とした場合に、前記第１の角度と、前記第２の角度とが、符号を含めて同じであることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記第１の角度と、前記第２の角度は、＋６０°であることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
5. 前記ロータコアは、
   軸方向の一方側に配置される磁性部と、
   軸方向の他方側に配置される磁性部と、
   軸方向において当該２つの磁性部の間に配置される非磁性部と、を有し、
   前記第１の永久磁石群は、軸方向の一方側に配置される前記磁性部と磁気的に結合され、
   前記第２の永久磁石群は、軸方向の他方側に配置される前記磁性部と磁気的に結合され、
   軸方向の一方側に配置される前記磁性部と、軸方向の他方側に配置される前記磁性部とが磁気的に結合されていないことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の回転電機。
6. 軸方向において、前記一方側ステータおよび前記他方側ステータの間に配置される少なくとも１つの中間ステータを更に有し、
   前記中間ステータは、
   軸方向の一方側と他方側とのそれぞれに、周方向に間隔を有して配置された複数のティース部を有するステータコアと、
   軸方向の一方側に配置された前記複数のティース部に対して巻き回された３つのコイルであって、それぞれ三相交流電圧が印加される３つのコイルを有する励磁コイル群と、
   軸方向の他方側に配置された前記複数のティース部に対して巻き回された３つのコイルであって、それぞれ三相交流電圧が印加される３つのコイルを有する励磁コイル群と、を有し、
   前記ロータの数は、前記一方側ステータ、前記他方側ステータ、および前記中間ステータの数より１つ少なく、
   前記ロータは、前記一方側ステータ、前記他方側ステータ、および前記中間ステータのうち、軸方向において相互に隣り合う位置関係にある２つのステータの間に配置され、
   前記ロータの前記第１の永久磁石群は、前記一方側ステータ、前記他方側ステータ、および前記中間ステータのうち、当該ロータと軸方向の一方側で隣り合う位置関係にあるステータと、所定の間隔を有した状態で配置されると共に、前記ロータの前記第２の永久磁石群は、前記一方側ステータ、前記他方側ステータ、および前記中間ステータのうち、当該ロータと軸方向の他方側で隣り合う位置関係にあるステータと、所定の間隔を有した状態で配置され、
   前記一方側ステータ、前記他方側ステータ、および前記中間ステータの前記励磁コイル群のうち、軸方向において前記ロータを介して相互に隣り合う位置関係にある２つの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相が前記第２の角度だけずれた状態で動作することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の回転電機。
7. 前記第１の角度と、前記第２の角度との差の絶対値が４５°以下であることを特徴とする請求項６に記載の回転電機。
8. 前記回転電機の回転方向を正の方向とし、前記一方側ステータ、前記他方側ステータ、および前記中間ステータの前記励磁コイル群のうち、軸方向において相互に隣り合う位置にある２つのステータのうち、一方側にあるステータの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相が、他方側にあるステータの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相よりも進む場合の位相の符号を正とした場合に、前記第１の角度と、前記第２の角度とが、符号を含めて同じであることを特徴とする請求項６または７に記載の回転電機。
9. 前記第１の角度と、前記第２の角度は、＋６０°であることを特徴とする請求項８に記載の回転電機。
10. 軸方向において相互に隣り合う位置関係にある２つの前記ロータのうち、軸方向の一方側にある前記ロータの前記第２の永久磁石群は、他方側にある前記ロータの前記第１の永久磁石群の位置を基準として、当該第１の永久磁石群に対して周方向において第３の角度だけずれた状態で配置され、
    前記一方側ステータ、前記他方側ステータ、および前記中間ステータの前記励磁コイル群のうち、軸方向において前記ロータを介して相互に隣り合う位置関係にある２つの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相差が第４の角度であることを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の回転電機。
11. 前記第３の角度と、前記第４の角度との差の絶対値が４５°以下であることを特徴とする請求項１０に記載の回転電機。
12. 前記回転電機の回転方向を正の方向とし、前記一方側ステータ、前記他方側ステータ、および前記中間ステータの前記励磁コイル群のうち、軸方向において相互に隣り合う位置にある２つのステータのうち、一方側にあるステータの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相が、他方側にあるステータの前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相よりも進む場合の位相の符号を正とした場合に、前記第３の角度と、前記第４の角度とが、符号を含めて同じであることを特徴とする請求項１１に記載の回転電機。
13. 前記第３の角度と、前記第４の角度は、＋６０°であることを特徴とする請求項１２に記載の回転電機。
14. 軸方向において前記ロータと一方側で相互に隣り合う位置関係にある前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相差は、１２０×ｎ°（ｎは非負整数）であり、
    軸方向において前記ロータと他方側で相互に隣り合う位置関係にある前記励磁コイル群に印加される三相交流電圧の位相差は、１２０×ｎ°（ｎは非負整数）であることを特徴とする請求項６〜１３の何れか１項に記載の回転電機。

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