JP4859751B2 - Rotating electric machine - Google Patents

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JP4859751B2 JP2007129639A JP2007129639A JP4859751B2 JP 4859751 B2 JP4859751 B2 JP 4859751B2 JP 2007129639 A JP2007129639 A JP 2007129639A JP 2007129639 A JP2007129639 A JP 2007129639A JP 4859751 B2 JP4859751 B2 JP 4859751B2
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Description

本発明は、軸線まわりに回転する籠状に形成されて外周部に複数の誘導磁極を支持するロータを備えた回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine including a rotor that is formed in a bowl shape that rotates around an axis and supports a plurality of induction magnetic poles on an outer peripheral portion.

複数の電機子を有して回転磁界を発生する環状のステータをケーシングに固定し、外周に複数の永久磁石を支持する第1ロータをステータの内部に回転自在に支持し、複数の軟磁性体製の誘導磁極を支持する円筒状の第2ロータを前記ステータおよび前記第1ロータ間に回転自在に支持することで、第1ロータおよび第2ロータから別個に出力を取り出すことを可能とした二軸出力型電動機が、下記特許文献1により公知である。
特開平8−111963号公報
An annular stator having a plurality of armatures and generating a rotating magnetic field is fixed to a casing, and a first rotor that supports a plurality of permanent magnets on the outer periphery is rotatably supported inside the stator, and a plurality of soft magnetic bodies The cylindrical second rotor that supports the magnetic induction magnetic pole is rotatably supported between the stator and the first rotor, so that output can be separately taken out from the first rotor and the second rotor. A shaft output type electric motor is known from Patent Document 1 below.
JP-A-8-111963

ところで、上記特許文献1に記載された二軸出力型電動機の第2ロータは、相互に対向するように配置された2枚の円板状の第1、第2ロータフレームの外周部から軸線方向に複数の誘導磁極支持部を一体的に突出させ、第1ロータフレームの誘導磁極支持部の先端と第2ロータフレームの誘導磁極支持部の先端との間に誘導磁極を挟んでボルトで固定する構造になっている。このため、第1、第2ロータフレームの形状が複雑化してしまい、量産性が低下してコストアップの要因となる問題があるだけでなく、その第2ロータは2枚のロータフレームと複数の誘導磁極支持部の両端との連結部が絶縁されていないため、運転時に発生する渦電流が一方のロータフレーム、固定部材、他方のロータフレームおよび固定部材で構成される閉回路を流れることで、大きな発熱やエネルギー損失が発生する可能性があった。   By the way, the second rotor of the two-shaft output motor described in Patent Document 1 is axially extended from the outer peripheral portions of the two disk-shaped first and second rotor frames disposed so as to face each other. A plurality of induction magnetic pole support portions are integrally protruded to each other, and the induction magnetic pole support portions of the first rotor frame and the induction magnetic pole support portions of the second rotor frame are sandwiched between the induction magnetic pole support portions and fixed with bolts. It has a structure. For this reason, the shapes of the first and second rotor frames are complicated, and there is a problem that the mass productivity is reduced and the cost is increased. In addition, the second rotor has two rotor frames and a plurality of rotor frames. Since the connecting portions with both ends of the induction magnetic pole support portion are not insulated, the eddy current generated during operation flows through a closed circuit composed of one rotor frame, the fixed member, the other rotor frame, and the fixed member. Large heat generation and energy loss could occur.

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、回転電機のロータに発生する渦電流を最小限に抑えて発熱およびエネルギー損失を低減するとともに、ロータの量産性を向上させてコストダウンを図ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and minimizes eddy currents generated in a rotor of a rotating electrical machine to reduce heat generation and energy loss, and improve mass productivity of the rotor to reduce costs. For the purpose.

上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、円周方向に配置された複数の電気子を有するステータと、円周方向に配置された複数の軟磁性体製の誘導磁極を有する第1ロータと、円周方向に配置された複数の永久磁石を有する第2ロータとを径方向に順番に配置し、前記第1ロータは、共通の軸線まわりに回転可能に配置された第1フランジ部材および第2フランジ部材の外周部間を非導電性材料で構成した円筒部材で連結し、前記円筒部材に軟磁性体よりなる誘導磁極を前記軸線を中心とする周方向に所定間隔で支持して構成されることを特徴とする回転電機が提案される。 To achieve the above object, according to the invention described in claim 1, a stator having a plurality of electric elements arranged in the circumferential direction and a plurality of soft magnetic bodies arranged in the circumferential direction are made. A first rotor having an induction magnetic pole and a second rotor having a plurality of permanent magnets arranged in a circumferential direction are sequentially arranged in a radial direction, and the first rotor is arranged to be rotatable around a common axis. The outer peripheral portions of the first flange member and the second flange member are connected by a cylindrical member made of a non-conductive material, and an induction magnetic pole made of a soft magnetic material is connected to the cylindrical member in the circumferential direction about the axis. rotary electric machine, wherein the formed support at a predetermined interval is proposed.

また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記円筒部材は樹脂製であり、前記誘導磁極は前記円筒部材の成形時に該円筒部材に一体化されることを特徴とする回転電機が提案される。 According to the invention described in claim 2, in addition to the configuration of claim 1, the cylindrical member is made of resin, and the induction magnetic pole is integrated with the cylindrical member when the cylindrical member is molded. rotary electric machine is proposed characterized.

また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記誘導磁極は前記円筒部材の外周面に露出することを特徴とする回転電機が提案される。 According to the invention described in claim 3, in addition to the configuration of claim 1 or claim 2, wherein the induction magnetic poles rotary electric machine is proposed, which comprises exposing the outer peripheral surface of the cylindrical member The

また請求項4に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記誘導磁極は前記円筒部材の内周面に露出することを特徴とする回転電機が提案される。 According to the invention described in claim 4, in addition to the configuration of claim 1 or claim 2, wherein the induction magnetic poles rotary electric machine proposed, which comprises exposing the inner peripheral surface of the cylindrical member Is done.

また請求項5に記載された発明によれば、請求項1〜請求項4の何れか1項の構成に加えて、前記円筒部材は、前記第1、第2フランジ部材に固定される一対の環状の固定部と、前記軸線を中心とする周方向に所定間隔で配置されて前記一対の固定部を連結する複数の棒状の誘導磁極支持部とで構成され、隣接する誘導磁極支持部間に前記誘導磁極が支持されることを特徴とする回転電機が提案される。 According to the invention described in claim 5, in addition to the structure of any one of claims 1 to 4, the cylindrical member is a pair of fixed to the first and second flange members. An annular fixed portion and a plurality of rod-shaped induction magnetic pole support portions that are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction around the axis and connect the pair of fixed portions, and between adjacent induction magnetic pole support portions rotary electric machine, wherein the induction magnetic poles are supported is proposed.

また請求項6に記載された発明によれば、請求項1〜請求項5の何れか1項の構成に加えて、前記円筒部材の外周に弱磁性体製のリングを配置したことを特徴とする回転電機が提案される。 According to the invention described in claim 6, in addition to the configuration of any one of claims 1 to 5, a ring made of weak magnetic material is arranged on the outer periphery of the cylindrical member. rotary electric machine is proposed to.

また請求項7に記載された発明によれば、請求項6の構成に加えて、前記誘導磁極を前記軸線方向に所定間隔で複数配置するとともに、前記リングを前記軸線方向に隣接する前記複数の誘導磁極の間に配置したことを特徴とする回転電機が提案される。 According to the invention described in claim 7, in addition to the configuration of claim 6, a plurality of the induction magnetic poles are arranged at predetermined intervals in the axial direction, and the plurality of the rings adjacent to the axial direction are arranged. rotary electric machine, characterized in that disposed between the induction magnetic poles is proposed.

また請求項8に記載された発明によれば、請求項1〜請求項7の何れか1項の構成に加えて、前記第1、第2フランジ部材を金属素材で構成したことを特徴とする回転電機が提案される。 According to the invention described in claim 8, in addition to the structure of any one of claims 1 to 7, the first and second flange members are made of a metal material. rotary electric machine is proposed.

尚、実施の形態の第1、第2ステータ12L,12Rは本発明のステータに対応し、実施の形態のアウターロータ13は本発明の第1ロータに対応し、実施の形態のインナーロータ14は本発明の第2ロータに対応し、実施の形態の第1、第2電機子21L,21Rは本発明の電機子に対応し、実施の形態の第1誘導磁極39Lおよび第2誘導磁極39Rは本発明の誘導磁極に対応し、実施の形態の第1、第2誘導磁極52L,52Rは本発明の永久磁石に対応する。 The first and second stators 12L and 12R of the embodiment correspond to the stator of the present invention, the outer rotor 13 of the embodiment corresponds to the first rotor of the present invention, and the inner rotor 14 of the embodiment is Corresponding to the second rotor of the present invention, the first and second armatures 21L, 21R of the embodiment correspond to the armature of the present invention, and the first induction magnetic pole 39L and the second induction magnetic pole 39R of the embodiment are Corresponding to the induction magnetic pole of the present invention, the first and second induction magnetic poles 52L and 52R of the embodiment correspond to the permanent magnet of the present invention.

請求項1の構成によれば、ステータの電気子に通電して回転磁界を発生させると、ステータ、第1ロータおよび第2ロータの位置関係に応じて第1ロータの誘導磁極が磁化され、誘導磁極、電気子および永久磁石間に作用する磁力でステータに対して第1ロータおよび第2ロータが回転する。このとき、軸線まわりに回転する第1フランジ部材および第2フランジ部材の外周部間を連結する円筒部材を非導電性材料で構成し、その円筒部材に軟磁性体よりなる誘導磁極を前記軸線を中心とする周方向に所定間隔で支持したので、電流を流さない円筒部材で第1、第2フランジ部材間を電気的に絶縁し、運転時に第1フランジ部材、第2フランジ部材および円筒部材で構成される閉回路を流れる渦電流を低減することで、渦電流に伴う発熱やエネルギー損失を最小限に抑えることができる。 According to the configuration of claim 1, when a rotating magnetic field is generated by energizing the stator armature, the induction magnetic pole of the first rotor is magnetized according to the positional relationship between the stator, the first rotor, and the second rotor, and induction is performed. The first rotor and the second rotor rotate with respect to the stator by the magnetic force acting between the magnetic pole, the electric element, and the permanent magnet. At this time, a cylindrical member that connects between the outer peripheral portions of the first flange member and the second flange member that rotate around the axis is made of a non-conductive material, and an induction magnetic pole made of a soft magnetic material is attached to the cylindrical member. Since the central circumferential direction is supported at a predetermined interval, the first and second flange members are electrically insulated by a cylindrical member that does not flow current, and the first flange member, the second flange member, and the cylindrical member are electrically insulated during operation. By reducing the eddy current flowing through the configured closed circuit, heat generation and energy loss associated with the eddy current can be minimized.

また請求項2の構成によれば、円筒部材を樹脂で成形する際に、その円筒部材に誘導磁極を一体化するので、金型成形により円筒部材自体の部品点数を削減できるだけでなく、円筒部材に対する誘導磁極の固定部材が不要になるため、第1ロータの量産性を向上させてコストダウンを図ることが可能となる。 According to the configuration of claim 2, since the induction magnetic pole is integrated with the cylindrical member when the cylindrical member is molded with resin, not only the number of parts of the cylindrical member itself can be reduced by molding, but also the cylindrical member. Therefore, it is possible to reduce the cost by improving the mass productivity of the first rotor.

また請求項3の構成によれば、誘導磁極は円筒部材の外周面に露出するので、誘導磁極の外周面側のエアギャップを減少させて磁気効率を高めることができる。   According to the third aspect of the present invention, since the induction magnetic pole is exposed on the outer peripheral surface of the cylindrical member, it is possible to increase the magnetic efficiency by reducing the air gap on the outer peripheral surface side of the induction magnetic pole.

また請求項4の構成によれば、誘導磁極は円筒部材の内周面に露出するので、誘導磁極の内周面側のエアギャップを減少させて磁気効率を高めることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, since the induction magnetic pole is exposed on the inner peripheral surface of the cylindrical member, the air gap on the inner peripheral surface side of the induction magnetic pole can be reduced to increase the magnetic efficiency.

また請求項5の構成によれば、円筒部材の一対の環状の固定部を、周方向に所定間隔で配置された複数の棒状の誘導磁極支持部で連結し、隣接する誘導磁極支持部間に誘導磁極を支持するので、単純な形状の円筒部材で誘導磁極を確実かつ容易に支持することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the pair of annular fixed portions of the cylindrical member are connected by the plurality of rod-shaped induction magnetic pole support portions arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and between the adjacent induction magnetic pole support portions. Since the induction magnetic pole is supported, the induction magnetic pole can be reliably and easily supported by a simple-shaped cylindrical member.

また請求項6の構成によれば、円筒部材の外周に弱磁性体製のリングを配置したので、第1ロータの回転に伴って円筒部材に作用する遠心力をリングで支持することで、円筒部材の変形を抑制することができる。 Further, according to the configuration of the sixth aspect, since the ring made of the weak magnetic body is arranged on the outer periphery of the cylindrical member, the centrifugal force acting on the cylindrical member with the rotation of the first rotor is supported by the ring. The deformation of the member can be suppressed.

また請求項7の構成によれば、軸線方向に所定間隔で複数配置した誘導磁極の間にリングを配置したので、複数の誘導磁極に作用する遠心力をリングで効果的に支持して円筒部材の変形を抑制することができる。   Further, according to the configuration of the seventh aspect, since the ring is arranged between the induction magnetic poles arranged at a predetermined interval in the axial direction, the cylindrical member effectively supports the centrifugal force acting on the plurality of induction magnetic poles by the ring. Can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1〜図16は本発明の第1の実施の形態を示すもので、図1は第1の実施の形態の電動機を軸線方向に見た正面図(図2の1−1線矢視図)、図2は図1の2−2線断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図2の4−4線断面図、図5は図3の5−5線矢視図、図6は図5の6−6線断面図、図7は図5の7−7線断面図、図8は図5の8−8線断面図、図9は電動機の分解斜視図、図10はインナーロータの分解斜視図、図11は電動機を円周方向に展開した模式図、図12はインナーロータを固定した場合の作動説明図(その1)、図13はインナーロータを固定した場合の作動説明図(その2)、図14はインナーロータを固定した場合の作動説明図(その3)、図15はアウターロータを固定した場合の作動説明図(その1)、図16はアウターロータを固定した場合の作動説明図(その2)である。   1 to 16 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a front view of the electric motor according to the first embodiment viewed in the axial direction (a view taken along line 1-1 in FIG. 2). 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. 5, FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 5, FIG. 8 is a sectional view taken along line 8-8 of FIG. FIG. 10 is an exploded perspective view of the inner rotor, FIG. 11 is a schematic diagram in which the electric motor is developed in the circumferential direction, FIG. 12 is an operation explanatory diagram when the inner rotor is fixed (part 1), and FIG. 14 is an operation explanatory diagram when the inner rotor is fixed (No. 3), and FIG. 15 is an operation explanatory diagram when the outer rotor is fixed (No. 1). FIG. 16 is an operation explanatory view of a case of fixing an outer rotor (part 2).

図9に示すように、本実施の形態の電動機Mは、軸線L方向に短い八角筒形状を成すケーシング11と、ケーシング11の内周に固定された円環状の第1、第2ステータ12L,12Rと、第1、第2ステータ12L,12Rの内部に収納されて軸線Lまわりに回転する円筒状のアウターロータ13と、アウターロータ13の内部に収納されて軸線Lまわりに回転する円筒状のインナーロータ14とで構成されるもので、アウターロータ13およびインナーロータ14は固定された第1、第2ステータ12L,12Rに対して相対回転可能であり、かつアウターロータ13およびインナーロータ14は相互に相対回転可能である。   As shown in FIG. 9, the electric motor M according to the present embodiment includes a casing 11 having a short octagonal cylindrical shape in the direction of the axis L, and annular first and second stators 12 </ b> L fixed to the inner periphery of the casing 11. 12R, a cylindrical outer rotor 13 that is housed in the first and second stators 12L, 12R and rotates about the axis L, and a cylindrical outer rotor 13 that is housed in the outer rotor 13 and rotates about the axis L The outer rotor 13 and the inner rotor 14 are rotatable relative to the fixed first and second stators 12L and 12R, and the outer rotor 13 and the inner rotor 14 are mutually connected. Relative rotation is possible.

図1および図2に示すように、ケーシング11は有底八角筒状の本体部15と、本体部15の開口に複数本のボルト16…で固定される八角板状の蓋部17とで構成されており、本体部15および蓋部17には通気のための複数の開口15a…,17a…が形成される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the casing 11 includes a bottomed octagonal cylindrical main body portion 15 and an octagonal plate-like lid portion 17 fixed to the opening of the main body portion 15 with a plurality of bolts 16. In the body portion 15 and the lid portion 17, a plurality of openings 15a,.

図1〜図4および図9に示すように、第1、第2ステータ12L,12Rは、同一構造のものを円周方向にずらして重ね合わせたものであり、その一方の第1ステータ12Lを例にとって構造を説明する。第1ステータ12Lは、積層鋼板よりなるコア18の外周にインシュレータ19を介してコイル20を巻回した複数個(実施の形態では24個)第1電機子21L…を備えており、これらの第1電機子21L…は全体として円環状を成すように円周方向に結合された状態で、リング状のホルダ22で一体化される。ホルダ22の軸線L方向一端から径方向に突出するフランジ22a…が、ケーシング11の本体部15の内面の段部15b(図2参照)に複数本のボルト23…で固定される。   As shown in FIGS. 1 to 4 and 9, the first and second stators 12L and 12R are formed by superposing the same structure in the circumferential direction, and one of the first stators 12L is overlapped. The structure will be explained for an example. The first stator 12L includes a plurality of (in the embodiment, 24) first armatures 21L ... around which coils 20 are wound around an outer periphery of a core 18 made of laminated steel plates via an insulator 19. The one armature 21L is integrated by a ring-shaped holder 22 in a state of being coupled in the circumferential direction so as to form an annular shape as a whole. Flange 22a ... projecting radially from one end in the axis L direction of holder 22 is fixed to step 15b (see Fig. 2) on the inner surface of main body 15 of casing 11 with a plurality of bolts 23 ....

第2ステータ12Rは、上述した第1ステータ12Lと同様に24個の第2電機子21R…を備えており、そのホルダ22のフランジ22a…がケーシング11の本体部15の内面の段部15c(図2参照)に複数本のボルト24…で固定される。このとき、第1ステータ12Lおよび第2ステータ12Rの円周方向の位相は、インナーロータ14の第1、第2永久磁石52L…,52R…のピッチの半分だけ相互にずれている(図3および図4参照)。そして第1、第2ステータ12L,12Rの第1、第2電機子21L…,21R…に、ケーシング11の本体部15に設けた3個の端子25,26,27(図1参照)から3相交流電流を供給することで、第1、第2ステータ12L,12Rに回転磁界を発生させることができる。   Like the first stator 12L described above, the second stator 12R includes 24 second armatures 21R, and the flanges 22a of the holder 22 are stepped portions 15c on the inner surface of the main body 15 of the casing 11 ( 2), a plurality of bolts 24 are fixed. At this time, the circumferential phases of the first stator 12L and the second stator 12R are shifted from each other by half the pitch of the first and second permanent magnets 52L, 52R,. (See FIG. 4). The first and second armatures 21L, 21R,... Of the first and second stators 12L, 12R to 3 terminals 25, 26, 27 (see FIG. 1) 3 provided on the main body 15 of the casing 11. By supplying the phase alternating current, a rotating magnetic field can be generated in the first and second stators 12L and 12R.

図2および図9に示すように、アウターロータ13の籠状のロータボディ31は、導電性材料である鉄あるいは鉄鋼で構成された円板状の第1、第2フランジ部材32,33と、非導電性の樹脂で構成された概略円筒状の円筒部材34とを組み立てて構成される。第1フランジ部材32の中心から軸線L上に突出する第1アウターロータシャフト32aがボールベアリング35でケーシング11の蓋部17に回転自在に支持されるとともに、第2フランジ部材33の中心から軸線L上に突出する第2アウターロータシャフト33aがボールベアリング36でケーシング11の本体部15に回転自在に支持される。アウターロータ13の出力軸となる第2アウターロータシャフト33aは、ケーシング11の本体部15を貫通して外部に延出する。   As shown in FIGS. 2 and 9, the bowl-shaped rotor body 31 of the outer rotor 13 includes first and second disk-shaped first and second flange members 32 and 33 made of iron or steel as a conductive material, A substantially cylindrical cylindrical member 34 made of non-conductive resin is assembled and configured. A first outer rotor shaft 32a protruding on the axis L from the center of the first flange member 32 is rotatably supported on the lid portion 17 of the casing 11 by a ball bearing 35, and the axis L from the center of the second flange member 33. A second outer rotor shaft 33a protruding upward is rotatably supported by the main body 15 of the casing 11 by a ball bearing 36. The second outer rotor shaft 33a serving as the output shaft of the outer rotor 13 passes through the main body portion 15 of the casing 11 and extends to the outside.

図9に示すように、円筒部材34は、その両端に形成された一対の環状の固定部34a,34aと、軸線L方向に延びて周方向に等間隔で配置され、それらの両端が前記両固定部34a,34aに連結される複数本(実施の形態では20本)の誘導磁極支持部34b…とを一体に備える。誘導磁極支持部34b…の両端に連結される一対の固定部34a,34aには予めナット41…がインサートされており、第1、第2フランジ部材32,33を貫通するボルト37…をワッシャ38…を介して前記ナット41…に螺合することで、円筒部材34と第1、第2フランジ部材32,33とが一体化された籠状のロータボディ31が構成される。ボルト37…およびナット41…は弱磁性体で構成することが望ましい。その理由は、図5から明らかなように、前記ボルト37…およびナット41…が磁路を構成する部分にまで達しているからである。   As shown in FIG. 9, the cylindrical member 34 has a pair of annular fixing portions 34a, 34a formed at both ends thereof, and is arranged at equal intervals in the circumferential direction extending in the axis L direction. A plurality of (20 in the embodiment) induction magnetic pole support portions 34b... Connected to the fixing portions 34a, 34a are integrally provided. Nuts 41 are inserted in advance in a pair of fixed portions 34a, 34a connected to both ends of the induction magnetic pole support portions 34b, and bolts 37 penetrating the first and second flange members 32, 33 are attached to the washer 38. Are screwed into the nuts 41 to form a bowl-shaped rotor body 31 in which the cylindrical member 34 and the first and second flange members 32 and 33 are integrated. The bolts 37 and the nuts 41 are preferably made of a weak magnetic material. The reason is that, as is apparent from FIG. 5, the bolts 37 and nuts 41 reach the part constituting the magnetic path.

このとき、円筒部材34は非導電性の樹脂で構成されているため、第1、第2フランジ部材32,33は相互に電気的に絶縁される。よって第1フランジ部材32、円筒部材34の誘導磁極支持部34b…、第2フランジ部材33および円筒部材34の誘導磁極支持部34b…を介して構成される電気的な閉回路(図5の矢印参照)を確実に遮断することができ、これにより前記閉回路に渦電流が発生するのを防止して発熱やエネルギー損失を最小限に抑えることができる。   At this time, since the cylindrical member 34 is made of non-conductive resin, the first and second flange members 32 and 33 are electrically insulated from each other. Therefore, an electrical closed circuit (an arrow in FIG. 5) configured through the first flange member 32, the induction magnetic pole support 34b of the cylindrical member 34, the second flange member 33 and the induction magnetic pole support 34b of the cylindrical member 34. Reference) can be surely interrupted, thereby preventing eddy currents from occurring in the closed circuit and minimizing heat generation and energy loss.

図5〜図9に示すように、円筒部材34の20本の誘導磁極支持部34b…の間には、軸線Lと平行に延びる20本のスリットが形成され、各スリットに軟磁性体製の第1誘導磁極39Lおよび第2誘導磁極39Rと支持される。第1、第2誘導磁極39L…,39R…は、円筒部材34を金型成形する際に一体にインサートされる。第1、第2誘導磁極39L…,39R…の外周面および内周面は、円筒部材34の外周面および内周面から露出している。   As shown in FIGS. 5 to 9, 20 slits extending in parallel to the axis L are formed between the 20 induction magnetic pole support portions 34b of the cylindrical member 34, and each slit is made of a soft magnetic material. The first induction magnetic pole 39L and the second induction magnetic pole 39R are supported. The first and second induction magnetic poles 39L, 39R, ... are integrally inserted when the cylindrical member 34 is molded. The outer peripheral surfaces and inner peripheral surfaces of the first and second induction magnetic poles 39L, 39R,... Are exposed from the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical member 34.

図5および図8に示すように、第1、第2誘導磁極39L,39Rは、軸線L方向に積層された多数の鋼板で構成されるもので、軸線Lに沿う両側面には四角断面の凹部39a,39aが形成されており、これらの凹部39a,39aが、その両側に位置する円筒部材34の誘導磁極支持部34b…の凸部34c,34cに凹凸係合することで、第1、第2誘導磁極39L,39Rの径方向の脱落が防止される。   As shown in FIGS. 5 and 8, the first and second induction magnetic poles 39L and 39R are composed of a large number of steel plates stacked in the direction of the axis L, and have a square cross section on both side surfaces along the axis L. Concave portions 39a, 39a are formed, and these concave portions 39a, 39a engage with the convex portions 34c, 34c of the induction magnetic pole support portions 34b,... The second induction magnetic poles 39L and 39R are prevented from falling off in the radial direction.

図5および図9に示すように、円筒部材34の中央部外周に弱磁性体(非磁性体)の帯状金属板を環状に形成したリング40が嵌合する。リング40は 第1誘導磁極39L…および第2誘導磁極39R…の間に嵌合し、かつその側縁に90°間隔で設けた4個の回り止め突起40a…が隣接する第1誘導磁極39L…間に係合することにより、周方向に回り止めされる。   As shown in FIGS. 5 and 9, a ring 40 in which a band-shaped metal plate of a weak magnetic material (non-magnetic material) is formed in an annular shape is fitted to the outer periphery of the central portion of the cylindrical member 34. The ring 40 is fitted between the first induction magnetic poles 39L ... and the second induction magnetic poles 39R ..., and the first induction magnetic poles 39L adjacent to the four detent protrusions 40a ... provided at intervals of 90 ° on the side edges thereof. ... is prevented from rotating in the circumferential direction by engaging between them.

図6および図7に示すように、アウターロータ13が回転すると、第1、第2誘導磁極39L…,39R…に加わる遠心力で円筒部材34…は径方向外側に撓もうとするが、円筒部材34…の軸線L方向中央部をリング40で径方向内向きに押さえることで、円筒部材34…の変形を効果的に抑制してアウターロータ13の高速回転を可能にすることができる。特に、リング40を第1誘導磁極39L…と第2誘導磁極39R…との間に配置したので、重量の大きい第1、第2誘導磁極39L…,39R…に作用する遠心力を効果的に支持することができる。   As shown in FIGS. 6 and 7, when the outer rotor 13 rotates, the cylindrical member 34 tries to bend radially outward by the centrifugal force applied to the first and second induction magnetic poles 39L, 39R, By pressing the central portion of the members 34 in the direction of the axis L inward in the radial direction with the ring 40, the deformation of the cylindrical members 34 can be effectively suppressed and the outer rotor 13 can be rotated at high speed. In particular, since the ring 40 is disposed between the first induction magnetic poles 39L ... and the second induction magnetic poles 39R ..., the centrifugal force acting on the first and second induction magnetic poles 39L ... 39R ..., which are heavy in weight, is effectively prevented. Can be supported.

図2に示すように、アウターロータ13の第2アウターロータシャフト33aを囲むように、アウターロータ13の回転位置を検出するための第1レゾルバ42が設けられる。第1レゾルバ42は、第2アウターロータシャフト33aの外周に固定されたレゾルバロータ43と、このレゾルバロータ43の周囲を囲むようにケーシング11の蓋部17に固定されたレゾルバステータ44とで構成される。   As shown in FIG. 2, the 1st resolver 42 for detecting the rotation position of the outer rotor 13 is provided so that the 2nd outer rotor shaft 33a of the outer rotor 13 may be enclosed. The first resolver 42 includes a resolver rotor 43 fixed to the outer periphery of the second outer rotor shaft 33a, and a resolver stator 44 fixed to the lid portion 17 of the casing 11 so as to surround the resolver rotor 43. The

図2〜図4および図10に示すように、インナーロータ14は、円筒状に形成されたロータボディ45と、ロータボディ45のハブ45aを貫通してボルト46で固定されたインナーロータシャフト47と、積層鋼板で構成されてロータボディ45の外周に嵌合する円環状の第1、第2ロータコア48L,48Rと、ロータボディ45の外周に嵌合する円環状のスペーサ49とを備える。インナーロータシャフト47の一端は軸線L上で第2アウターロータシャフト33aの内部にボールベアリング50で回転自在に支持され、またインナーロータシャフト47の他端は第1アウターロータシャフト32aの内部にボールベアリング51で回転自在に支持されるとともに、第1アウターロータシャフト32aおよびケーシング11の蓋部17を貫通し、インナーロータ14の出力軸としてケーシング11の外部に延出する。   As shown in FIGS. 2 to 4 and 10, the inner rotor 14 includes a rotor body 45 formed in a cylindrical shape, and an inner rotor shaft 47 that passes through a hub 45 a of the rotor body 45 and is fixed by bolts 46. The annular first and second rotor cores 48L and 48R are made of laminated steel plates and are fitted to the outer periphery of the rotor body 45, and the annular spacer 49 is fitted to the outer periphery of the rotor body 45. One end of the inner rotor shaft 47 is rotatably supported by the ball bearing 50 on the axis L inside the second outer rotor shaft 33a, and the other end of the inner rotor shaft 47 is ball bearing inside the first outer rotor shaft 32a. The first outer rotor shaft 32 a and the lid portion 17 of the casing 11 pass through the first outer rotor shaft 32 a and extend outside the casing 11 as an output shaft of the inner rotor 14.

ロータボディ45の外周に嵌合する第1、第2ロータコア48L,48Rは同一構造を有するもので、その外周面に沿って複数個(実施の形態では20個)の永久磁石支持孔48a…(図3および図4参照)を備えており、そこに第1、第2永久磁石52L…,52R…が軸線L方向に圧入される。第1ロータコア48Lの隣接する第1永久磁石52L…の極性は交互に反転しており、第2ロータコア48Rの隣接する第2永久磁石52R…の極性は交互に反転しており、かつ第1ロータコア48Lの第1永久磁石52L…の円周方向の位相と、第2ロータコア48Rの第2永久磁石52R…の円周方向の位相とは、それらのピッチの半分だけ相互にずれている(図3および図4参照)。   The first and second rotor cores 48L and 48R fitted to the outer periphery of the rotor body 45 have the same structure, and a plurality (20 in the embodiment) of permanent magnet support holes 48a. 3 and FIG. 4), and first and second permanent magnets 52L... 52R are press-fitted in the direction of the axis L. The polarities of the adjacent first permanent magnets 52L of the first rotor core 48L are alternately reversed, the polarities of the adjacent second permanent magnets 52R of the second rotor core 48R are alternately reversed, and the first rotor core The circumferential phase of the 48L first permanent magnets 52L and the circumferential phase of the second permanent magnets 52R of the second rotor core 48R are shifted from each other by half of their pitch (FIG. 3). And FIG. 4).

そしてロータボディ45の外周の軸線L方向中央に弱磁性体のスペーサ49が嵌合し、その外側に第1、第2永久磁石52L…,52R…を抜け止めする一対の内側永久磁石支持板53,53がそれぞれ嵌合し、その外側に第1、第2ロータコアロータコア48L,48Rがそれぞれ嵌合し、その外側に第1、第2永久磁石52L…,52R…を抜け止めする一対の外側永久磁石支持板54,54がそれぞれ嵌合し、その外側に一対のストッパリング55,55が圧入によりそれぞれ固定される。   A weak magnetic spacer 49 is fitted in the center of the outer circumference of the rotor body 45 in the axis L direction, and a pair of inner permanent magnet support plates 53 that prevent the first and second permanent magnets 52L, 52R,. , 53 are fitted to each other, the first and second rotor cores 48L, 48R are fitted to the outer sides thereof, and the first and second permanent magnets 52L, 52R,. Magnet support plates 54 and 54 are respectively fitted, and a pair of stopper rings 55 and 55 are fixed to the outside by press-fitting.

図2に示すように、インナーロータシャフト47を囲むように、インナーロータ14の回転位置を検出するための第2レゾルバ56が設けられる。第2レゾルバ56は、インナーロータシャフト47の外周に固定されたレゾルバロータ57と、このレゾルバロータ57の周囲を囲むようにケーシング11の蓋部17に固定されたレゾルバステータ58とで構成される。   As shown in FIG. 2, a second resolver 56 for detecting the rotational position of the inner rotor 14 is provided so as to surround the inner rotor shaft 47. The second resolver 56 includes a resolver rotor 57 fixed to the outer periphery of the inner rotor shaft 47 and a resolver stator 58 fixed to the lid portion 17 of the casing 11 so as to surround the resolver rotor 57.

しかして、図3および図4に示すように、アウターロータ13の外周面に露出する第1誘導磁極39L…の外周面に、僅かなエアギャップを介して第1ステータ12Lの第1電機子21L…の内周面が対向し、アウターロータ13の内周面に露出する第1誘導磁極39L…の内周面に、僅かなエアギャップを介してインナーロータ14の第1ロータコア48Lの外周面が対向する。同様に、アウターロータ13の外周面に露出する第2誘導磁極39R…の外周面に、僅かなエアギャップを介して第2ステータ12Rの第2電機子21R…の内周面が対向し、アウターロータ13の内周面に露出する第2誘導磁極39R…の内周面に、僅かなエアギャップを介してインナーロータ14の第2ロータコア48Rの外周面が対向する。   3 and 4, the first armature 21L of the first stator 12L is formed on the outer peripheral surface of the first induction magnetic pole 39L exposed on the outer peripheral surface of the outer rotor 13 through a slight air gap. The inner peripheral surface of the first rotor core 48L of the inner rotor 14 is opposed to the inner peripheral surface of the first induction magnetic pole 39L exposed to the inner peripheral surface of the outer rotor 13 through a slight air gap. opposite. Similarly, the inner peripheral surface of the second armature 21R of the second stator 12R is opposed to the outer peripheral surface of the second induction magnetic poles 39R exposed on the outer peripheral surface of the outer rotor 13 through a slight air gap. The outer peripheral surface of the second rotor core 48R of the inner rotor 14 is opposed to the inner peripheral surface of the second induction magnetic poles 39R exposed on the inner peripheral surface of the rotor 13 with a slight air gap.

次に、上記構成を備えた第1の実施の形態の電動機Mの作動原理を説明する。   Next, the operation principle of the electric motor M according to the first embodiment having the above configuration will be described.

図11は電動機Mを円周方向に展開した状態を模式的に示すものである。図11の左右両側には、インナーロータ14の第1、第2永久磁石52L…,52R…がそれぞれ示される。第1、第2永久磁石52L…,52R…は円周方向(図11の上下方向)に所定のピッチPでN極およびS極が交互に配置されるとともに、第1永久磁石52L…と第2永久磁石52R…とが所定のピッチPの半分だけ、つまり半ピッチP/2だけずれて配置される。   FIG. 11 schematically shows a state where the electric motor M is developed in the circumferential direction. 11 are shown first and second permanent magnets 52L, 52R,... Of the inner rotor 14, respectively. The first and second permanent magnets 52L, 52R,..., 52R,... Are alternately arranged with N and S poles at a predetermined pitch P in the circumferential direction (vertical direction in FIG. 11). The two permanent magnets 52R are arranged so as to be shifted by a half of the predetermined pitch P, that is, by a half pitch P / 2.

図11の中央部には第1、第2ステータ12L,12Rの第1、第2電機子21L…,21R…に対応する仮想永久磁石21…が円周方向に所定のピッチPで配置される。実際には、第1、第2ステータ12L,12Rの第1、第2電機子21L…,21R…の数は各24個であり、インナーロータ14の第1、第2永久磁石52L…,52R…の数は各20個であるため、第1、第2電機子21L…,21R…のピッチはインナーロータ14の第1、第2永久磁石52L…,52R…のピッチPと一致していない。   11, virtual permanent magnets 21 corresponding to the first and second armatures 21L, 21R,... Of the first and second stators 12L, 12R are arranged at a predetermined pitch P in the circumferential direction. . Actually, the number of first and second armatures 21L, 21R,... Of the first and second stators 12L, 12R is 24, and the first and second permanent magnets 52L, 52R of the inner rotor 14 are each. Since the number of... Is 20, each, the pitch of the first and second armatures 21L, 21R,... Does not coincide with the pitch P of the first, second permanent magnets 52L, 52R,. .

しかしながら、第1、第2電機子21L…,21R…はそれぞれ回転磁界を形成するため、それら第1、第2電機子21L…,21R…を、ピッチPで配置されて円周方向に回転する20個の仮想永久磁石21…で置き換えることができる。以下、第1、第2電機子21L…,21R…を、仮想永久磁石21…の第1、第2仮想磁極21L…,21R…と呼ぶ。円周方向に隣接する仮想永久磁石21…の第1、第2仮想磁極21L…,21R…の極性は交互に反転しており、かつ各仮想永久磁石21…の第1仮想磁極21L…と第2仮想磁極21R…とは、円周方向に半ピッチP/2だけずれている。   However, since the first and second armatures 21L,..., 21R each form a rotating magnetic field, the first and second armatures 21L,. It can be replaced with 20 virtual permanent magnets 21. Hereinafter, the first and second armatures 21L, 21R,... Are referred to as first, second virtual magnetic poles 21L, 21R,. The polarities of the first and second virtual magnetic poles 21L, 21R,... Of the virtual permanent magnets 21 ... adjacent to each other in the circumferential direction are alternately reversed, and the first virtual magnetic poles 21L ... The two virtual magnetic poles 21R are shifted by a half pitch P / 2 in the circumferential direction.

第1、第2永久磁石52L…,52R…と仮想永久磁石21…との間に、アウターロータ13の第1、第2誘導磁極39L…,39R…が配置される。第1、第2誘導磁極39L…,39R…は円周方向にピッチPで配置されるとともに、第1誘導磁極39L…と第2誘導磁極39R…とは軸線L方向に整列している。   The first and second induction magnetic poles 39L, 39R,... Of the outer rotor 13 are arranged between the first and second permanent magnets 52L, 52R, and the virtual permanent magnets 21,. The first and second induction magnetic poles 39L, 39R are arranged at a pitch P in the circumferential direction, and the first induction magnetic poles 39L and the second induction magnetic poles 39R are aligned in the axis L direction.

図11に示すように、仮想永久磁石21の第1仮想磁極21Lの極性が、それに対向する(最も近い)第1永久磁石52Lの極性と異なるときには、仮想永久磁石21の第2仮想磁極21Rの極性が、それに対向する(最も近い)第2永久磁石52Rの極性と同じになる。また仮想永久磁石21の第2仮想磁極21Rの極性が、それに対向する(最も近い)第2永久磁石52Rの極性と異なるときには、仮想永久磁石21の第1仮想磁極21Lの極性が、それに対向する(最も近い)第1永久磁石52Lの極性と同じになる(図13(G)参照)。   As shown in FIG. 11, when the polarity of the first virtual magnetic pole 21L of the virtual permanent magnet 21 is different from the polarity of the first permanent magnet 52L facing (closest), the second virtual magnetic pole 21R of the virtual permanent magnet 21 The polarity is the same as the polarity of the second permanent magnet 52R facing (closest) to it. When the polarity of the second virtual magnetic pole 21R of the virtual permanent magnet 21 is different from the polarity of the second permanent magnet 52R facing (closest), the polarity of the first virtual magnetic pole 21L of the virtual permanent magnet 21 faces it. It becomes the same as the polarity of the (closest) first permanent magnet 52L (see FIG. 13G).

先ず、インナーロータ14(第1、第2永久磁石52L…,52R…)を回転不能に固定した状態で、第1、第2ステータ12L,12R(第1、第2仮想磁極21L…,21R…)に回転磁界を発生させることで、アウターロータ13(第1、第2誘導磁極39L…,39R…)を回転駆動する場合の作用を説明する。この場合、図12(A)→図12(B)→図12(C)→図12(D)→図13(E)→図13(F)→図13(G)の順番で、固定された第1、第2永久磁石52L…,52R…に対して仮想永久磁石21…が図中下向きに回転することで、第1、第2誘導磁極39L…,39R…が図中下向きに回転する。   First, the first and second stators 12L and 12R (first and second virtual magnetic poles 21L... 21R...) With the inner rotor 14 (first and second permanent magnets 52L... 52R...) Fixed in a non-rotatable state. ) To generate a rotating magnetic field, the operation when the outer rotor 13 (first and second induction magnetic poles 39L, 39R,...) Is rotationally driven will be described. In this case, it is fixed in the order of FIG. 12 (A) → FIG. 12 (B) → FIG. 12 (C) → FIG. 12 (D) → FIG. 13 (E) → FIG. 13 (F) → FIG. The virtual permanent magnets 21 ... rotate downward in the figure with respect to the first and second permanent magnets 52L ... 52R ..., so that the first and second induction magnetic poles 39L ... 39R ... rotate downward in the figure. .

図12(A)に示すように、相対向する第1永久磁石52L…および仮想永久磁石21…の第1仮想磁極21L…に対して第1誘導磁極39L…が整列し、かつ相対向する第2仮想磁極21R…および第2永久磁石52R…に対して第2誘導磁極39R…が半ピッチP/2ずれた状態から、仮想永久磁石21…を同図の下方に回転させる。その回転の開始時においては、仮想永久磁石21…の第1仮想磁極21L…の極性は、それに対向する第1永久磁石52L…の極性と異なるとともに、仮想永久磁石21…の第2仮想磁極21R…の極性は、それに対向する第2永久磁石52R…の極性と同じになる。   As shown in FIG. 12A, the first induction magnetic poles 39L are aligned and opposed to the first virtual poles 21L of the first permanent magnets 52L and the virtual permanent magnets 21 that are opposed to each other. The virtual permanent magnets 21 are rotated downward in the drawing from the state where the second induction magnetic poles 39R are shifted by a half pitch P / 2 with respect to the two virtual magnetic poles 21R and the second permanent magnets 52R. At the start of the rotation, the polarities of the first virtual magnetic poles 21L ... of the virtual permanent magnets 21 ... are different from the polarities of the first permanent magnets 52L ... opposite thereto, and the second virtual magnetic poles 21R of the virtual permanent magnets 21 ... The polarity of... Is the same as the polarity of the second permanent magnet 52R.

第1誘導磁極39L…が第1永久磁石52L…および仮想永久磁石21…の第1仮想磁極21L…間に配置されているので、第1誘導磁極39L…が第1永久磁石52L…および第1仮想磁極21L…によって磁化され、第1永久磁石52L…、第1誘導磁極39L…および第1仮想磁極21L…間に第1磁力線G1が発生する。同様に、第2誘導磁極39R…が第2仮想磁極21R…および第2永久磁石52R…間に配置されているので、第2誘導磁極39R…が第2仮想磁極21R…および第2永久磁石52R…によって磁化され、第2仮想磁極21R…、第2誘導磁極39R…および第2永久磁石52R…間に第2磁力線G2が発生する。   Since the first induction magnetic poles 39L ... are disposed between the first permanent magnets 52L ... and the first virtual magnetic poles 21L ... of the virtual permanent magnets 21 ..., the first induction magnetic poles 39L ... The first magnetic lines G1 are generated between the first permanent magnets 52L, the first induction magnetic poles 39L, and the first virtual magnetic poles 21L. Similarly, since the second induction magnetic poles 39R ... are disposed between the second virtual magnetic poles 21R ... and the second permanent magnets 52R ..., the second induction magnetic poles 39R ... are made the second virtual magnetic poles 21R ... and the second permanent magnets 52R. Are magnetized, and second magnetic lines of force G2 are generated between the second virtual magnetic poles 21R, second induction magnetic poles 39R, and second permanent magnets 52R.

図12(A)に示す状態では、第1磁力線G1は、第1永久磁石52L…、第1誘導磁極39L…および第1仮想磁極21L…を結ぶように発生し、第2磁力線G2は、円周方向に隣り合う各2つの第2仮想磁極21R…と両者の間に位置する第2誘導磁極39R…とを結ぶように、また円周方向に隣り合う各2つの第2永久磁石52R…と両者の間に位置する第2誘導磁極39R…とを結ぶように発生する。その結果、この状態では、図12(A)に示すような磁気回路が構成される。この状態では、第1磁力線G1が直線状であることにより、第1誘導磁極39L…には、円周方向に回転させるような磁力は作用しない。また円周方向に隣り合う各2つの第2仮想磁極21R…と第2誘導磁極39R…との間の2つの第2磁力線G2の曲がり度合いおよび総磁束量が互いに等しく、同様に円周方向に隣り合う各2つの第2永久磁石52R…と第2誘導磁極39R…との間の2つの第2磁力線G2の曲がり度合いおよび総磁束量も、互いに等しくなってバランスしている。このため、第2誘導磁極39R…にも、円周方向に回転させるような磁力は作用しない。   In the state shown in FIG. 12A, the first magnetic lines of force G1 are generated so as to connect the first permanent magnets 52L, the first induction magnetic poles 39L, and the first virtual magnetic poles 21L, and the second magnetic lines of force G2 are circular. The two second permanent magnets 52R ... adjacent to each other in the circumferential direction so as to connect the two second virtual magnetic poles 21R ... adjacent to each other in the circumferential direction and the second induction magnetic poles 39R ... positioned therebetween. It is generated so as to connect the second induction magnetic poles 39R positioned between the two. As a result, in this state, a magnetic circuit as shown in FIG. In this state, since the first magnetic lines of force G1 are linear, no magnetic force that rotates in the circumferential direction acts on the first induction magnetic poles 39L. Further, the bending degree and the total magnetic flux amount of the two second magnetic lines G2 between each of the two second virtual magnetic poles 21R and the second induction magnetic poles 39R that are adjacent to each other in the circumferential direction are equal to each other, and similarly in the circumferential direction. The bending degree and the total magnetic flux amount of the two second magnetic lines of force G2 between the two adjacent second permanent magnets 52R and the second induction magnetic poles 39R are also equal and balanced. Therefore, no magnetic force that rotates in the circumferential direction acts on the second induction magnetic poles 39R.

そして、仮想永久磁石21…が図12(A)に示す位置から図12(B)に示す位置に回転すると、第2仮想磁極21R…、第2誘導磁極39R…および第2永久磁石52R…を結ぶような第2磁力線G2が発生するとともに、第1誘導磁極39L…と第1仮想磁極21L…との間の第1磁力線G1が曲がった状態になる。これに伴い、第1、第2の磁力線G1,G2によって、図14(B)に示すような磁気回路が構成される。   When the virtual permanent magnets 21 are rotated from the position shown in FIG. 12A to the position shown in FIG. 12B, the second virtual magnetic poles 21R, second induction magnetic poles 39R, and second permanent magnets 52R are turned. The second magnetic field lines G2 that are connected are generated, and the first magnetic field lines G1 between the first induction magnetic poles 39L and the first virtual magnetic poles 21L are bent. Accordingly, a magnetic circuit as shown in FIG. 14B is configured by the first and second magnetic lines of force G1, G2.

この状態では、第1磁力線G1の曲がり度合いは小さいものの、その総磁束量が多いため、比較的強い磁力が第1誘導磁極39L…に作用する。これにより、第1誘導磁極39L…は、仮想永久磁石21…の回転方向、つまり磁界回転方向に比較的大きな駆動力で駆動され、その結果アウターロータ13が磁界回転方向に回転する。また第2磁力線G2の曲がり度合いは大きいものの、その総磁束量が少ないため、比較的弱い磁力が第2誘導磁極39R…に作用し、それにより第2誘導磁極39R…は磁界回転方向に比較的小さな駆動力で駆動され、その結果アウターロータ13は磁界回転方向に回転する。   In this state, although the degree of bending of the first magnetic lines of force G1 is small, the total amount of magnetic flux is large, so that a relatively strong magnetic force acts on the first induction magnetic poles 39L. Accordingly, the first induction magnetic poles 39L are driven with a relatively large driving force in the rotation direction of the virtual permanent magnets 21, that is, the magnetic field rotation direction, and as a result, the outer rotor 13 rotates in the magnetic field rotation direction. Further, although the degree of bending of the second magnetic lines of force G2 is large, the total magnetic flux amount is small, so that a relatively weak magnetic force acts on the second induction magnetic poles 39R, so that the second induction magnetic poles 39R are relatively in the magnetic field rotation direction. Driven with a small driving force, the outer rotor 13 rotates in the direction of magnetic field rotation.

次いで、仮想永久磁石21が、図12(B)に示す位置から、図12(C),(D)および図13(E),(F)に示す位置に順に回転すると、第1誘導磁極39L…および第2誘導磁極39R…は、それぞれ第1、第2の磁力線G1,G2に起因する磁力によって磁界回転方向に駆動され、その結果アウターロータ13が磁界回転方向に回転する。その間、第1誘導磁極39L…に作用する磁力は、第1磁力線G1の曲がり度合いが大きくなるものの、その総磁束量が少なくなることによって、徐々に弱くなり、第1誘導磁極39L…を磁界回転方向に駆動する駆動力が徐々に小さくなる。また第2誘導磁極39R…に作用する磁力は、第2磁力線G2の曲がり度合いが小さくなるものの、その総磁束量が多くなることによって徐々に強くなり、第2誘導磁極39R…を磁界回転方向に駆動する駆動力が徐々に大きくなる。   Next, when the virtual permanent magnet 21 sequentially rotates from the position shown in FIG. 12B to the positions shown in FIGS. 12C, 12D, 13E, and 13F, the first induction magnetic pole 39L. .. And the second induction magnetic poles 39R are driven in the magnetic field rotation direction by the magnetic force caused by the first and second magnetic lines of force G1, G2, respectively. As a result, the outer rotor 13 rotates in the magnetic field rotation direction. In the meantime, the magnetic force acting on the first induction magnetic poles 39L is gradually weakened by decreasing the total magnetic flux amount although the bending degree of the first magnetic lines of force G1 is large, and the first induction magnetic poles 39L are magnetically rotated. The driving force for driving in the direction gradually decreases. Further, the magnetic force acting on the second induction magnetic poles 39R is gradually increased as the total magnetic flux amount is increased, although the degree of bending of the second magnetic lines G2 is reduced, and the second induction magnetic poles 39R are made to move in the magnetic field rotation direction. The driving force to drive gradually increases.

そして、仮想永久磁石21が図13(E)に示す位置から図13(F)に示す位置に回転する間、第2磁力線G2が曲がった状態になるとともに、その総磁束量が最多に近い状態になり、その結果、最強の磁力が第2誘導磁極39R…に作用し、第2誘導磁極39R…に作用する駆動力が最大になる。その後、図13(G)に示すように、仮想永久磁石21が当初の図12(A)の位置からピッチP分回転することにより、仮想永久磁石21の第1、第2仮想磁極21L…,21R…がそれぞれ第1、第2永久磁石52L…,52R…に対向する位置に回転すると、図12(A)の状態と左右が反転した状態となり、その瞬間だけアウターロータ13を円周方向に回転させる磁力は作用しなくなる。   And while the virtual permanent magnet 21 rotates from the position shown in FIG. 13 (E) to the position shown in FIG. 13 (F), the second magnetic line of force G2 is bent and the total amount of magnetic flux is close to the maximum. As a result, the strongest magnetic force acts on the second induction magnetic poles 39R ..., and the driving force acting on the second induction magnetic poles 39R ... becomes maximum. Thereafter, as shown in FIG. 13 (G), the virtual permanent magnet 21 rotates by the pitch P from the initial position of FIG. 12 (A), whereby the first, second virtual magnetic poles 21L,. When 21R rotates to a position opposite to the first and second permanent magnets 52L, 52R, respectively, the state shown in FIG. 12A is reversed to the left and right, and the outer rotor 13 is moved in the circumferential direction only at that moment. The rotating magnetic force stops working.

この状態から、仮想永久磁石21が更に回転すると、第1、第2の磁力線G1,G2に起因する磁力によって、第1、第2誘導磁極39L…,39R…が磁界回転方向に駆動され、アウターロータ13が磁界回転方向に回転する。その際、仮想永久磁石21が再び図12(A)に示す位置まで回転する間、以上とは逆に、第1誘導磁極39L…に作用する磁力は、第1磁力線G1の曲がり度合が小さくなるものの、その総磁束量が多くなることによって強くなり、第1誘導磁極39L…に作用する駆動力が大きくなる。逆に、第2誘導磁極39R…に作用する磁力は、第2磁力線G2の曲がり度合が大きくなるものの、その総磁束量が少なくなることによって弱くなり、第2誘導磁極39R…に作用する駆動力が小さくなる。   When the virtual permanent magnet 21 further rotates from this state, the first and second induction magnetic poles 39L, 39R,... Are driven in the magnetic field rotation direction by the magnetic force caused by the first and second magnetic lines of force G1, G2. The rotor 13 rotates in the magnetic field rotation direction. At that time, while the virtual permanent magnet 21 is rotated again to the position shown in FIG. 12A, the magnetic force acting on the first induction magnetic poles 39L,... Reverses the degree of bending of the first magnetic line G1. However, it becomes stronger as the total magnetic flux increases, and the driving force acting on the first induction magnetic poles 39L becomes larger. On the other hand, the magnetic force acting on the second induction magnetic poles 39R ... becomes weaker as the total amount of magnetic flux decreases but the driving force acting on the second induction magnetic poles 39R ... although the degree of bending of the second magnetic lines G2 increases. Becomes smaller.

また図12(A)と図13(G)とを比較すると明らかなように、仮想永久磁石21がピッチP分回転するのに伴って、第1、第2誘導磁極39L…,39R…が半ピッチP/2分しか回転しないので、アウターロータ13は、第1、第2ステータ12L、12Rの回転磁界の回転速度の1/2の速度で回転する。これは、第1、第2磁力線G1,G2に起因する磁力の作用によって、第1、第2誘導磁極39L…,39R…が、第1磁力線G1で結ばれた第1永久磁石52L…と第1仮想磁極21L…との中間、および第2磁力線G2で結ばれた第2永久磁石52R…と第2仮想磁極21R…トの中間に、それぞれ位置した状態を保ちながら、回転するためである。   12A and 13G, as the virtual permanent magnet 21 rotates by the pitch P, the first and second induction magnetic poles 39L... 39R. Since it rotates only by the pitch P / 2, the outer rotor 13 rotates at a speed that is 1/2 of the rotational speed of the rotating magnetic field of the first and second stators 12L, 12R. This is because the first and second induction magnetic poles 39L, 39R,... Are connected to the first permanent magnet 52L, which is connected by the first magnetic lines G1, by the action of the magnetic force caused by the first and second magnetic lines G1, G2. This is to rotate while maintaining a state of being located in the middle of the first virtual magnetic pole 21L, and in the middle of the second permanent magnet 52R connected by the second magnetic field line G2 and the second virtual magnetic pole 21R.

次に、図15および図16を参照しながら、アウターロータ13を固定した状態で、インナーロータ14を回転させる場合の電動機Mの作動について説明する。   Next, the operation of the electric motor M when the inner rotor 14 is rotated while the outer rotor 13 is fixed will be described with reference to FIGS. 15 and 16.

先ず、図15(A)に示すように、各第1誘導磁極39L…が各第1永久磁石52L…に対向するとともに、各第2誘導磁極39R…が隣り合う各2つの第2永久磁石52R…の間に位置した状態から、第1、第2回転磁界を同図の下方に回転させる。その回転の開始時において、各第1仮想磁極21L…の極性を、それに対向する各第1永久磁石52L…の極性と異ならせるとともに、各第2仮想磁極21R…の極性をそれに対向する各第2永久磁石52R…の極性と同じにする。   First, as shown in FIG. 15A, the first induction magnetic poles 39L are opposed to the first permanent magnets 52L, and the second induction magnetic poles 39R are adjacent to each other two second permanent magnets 52R. .., The first and second rotating magnetic fields are rotated downward in the figure. At the start of the rotation, the polarities of the first virtual magnetic poles 21L ... are made different from the polarities of the first permanent magnets 52L ... facing each other, and the polarities of the second virtual magnetic poles 21R ... The same as the polarity of the two permanent magnets 52R.

この状態から、仮想永久磁石21…が図15(B)に示す位置に回転すると、第1誘導磁極39L…と第1仮想磁極21L…の間の第1磁力線G1が曲がった状態になり、かつ第2仮想磁極21R…が第2誘導磁極39R…に近づくことによって、第2仮想磁極21R…、第2誘導磁極39R…および第2永久磁石52R…を結ぶような第2磁力線G2が発生する。その結果、第1、第2永久磁石52L…,52R…、仮想永久磁石21…および第1、第2誘導磁極39L…,39R…において、前述した図14(B)に示すような磁気回路が構成される。   From this state, when the virtual permanent magnets 21 are rotated to the positions shown in FIG. 15B, the first magnetic lines G1 between the first induction magnetic poles 39L and the first virtual magnetic poles 21L are bent, and When the second virtual magnetic poles 21R approach the second induction magnetic poles 39R, second magnetic lines of force G2 that connect the second virtual magnetic poles 21R, the second induction magnetic poles 39R, and the second permanent magnets 52R are generated. As a result, in the first and second permanent magnets 52L, 52R, the virtual permanent magnet 21, and the first and second induction magnetic poles 39L, 39R, the magnetic circuit as shown in FIG. Composed.

この状態では、第1永久磁石52L…と第1誘導磁極39L…との間の第1磁力線G1の総磁束量は高いものの、この第1磁力線G1がまっすぐであるため、第1誘導磁極39L…に対して第1永久磁石52L…を回転させるような磁力が発生しない。また第2永久磁石52R…およびこれと異なる極性の第2仮想磁極21R…の間の距離が比較的長いことにより、第2誘導磁極39R…と第2永久磁石52R…との間の第2磁力線G2の総磁束量は比較的少ないものの、その曲がり度合いが大きいことによって、第2永久磁石52R…に、これを第2誘導磁極39R…に近づけるような磁力が作用する。これにより、第2永久磁石52R…は、第1永久磁石52L…と共に、仮想永久磁石21…の回転方向、即ち磁界回転方向と逆方向(図12の上方)に駆動され、図15(C)に示す位置に向かって回転する。また、これに伴い、インナーロータ14が磁界回転方向と逆方向に回転する。   In this state, although the total magnetic flux amount of the first magnetic lines G1 between the first permanent magnets 52L and the first induction magnetic poles 39L is high, the first magnetic lines G1 are straight, so the first induction magnetic poles 39L. However, no magnetic force is generated to rotate the first permanent magnets 52L. In addition, since the distance between the second permanent magnets 52R ... and the second virtual magnetic poles 21R ... having different polarities is relatively long, the second magnetic field lines between the second induction magnetic poles 39R ... and the second permanent magnets 52R ... Although the total magnetic flux amount of G2 is relatively small, the bending degree is large, so that a magnetic force is applied to the second permanent magnets 52R... To bring them closer to the second induction magnetic poles 39R. As a result, the second permanent magnets 52R are driven together with the first permanent magnets 52L in the rotational direction of the virtual permanent magnets 21, that is, in the direction opposite to the magnetic field rotational direction (upward in FIG. 12). Rotate toward the position shown in As a result, the inner rotor 14 rotates in the direction opposite to the magnetic field rotation direction.

そして第1、第2永久磁石52L…,52R…が図15(B)に示す位置から図15(C)に示す位置に向かって回転する間、仮想永久磁石21…は、図15(D)に示す位置に向かって回転する。以上のように、第2永久磁石52R…が第2誘導磁極39R…に近づくことにより、第2誘導磁極39R…と第2永久磁石52R…との間の第2磁力線G2の曲がり度合いは小さくなるものの、仮想永久磁石21…が第2誘導磁極39R…に更に近づくのに伴い、第2磁力線G2の総磁束量は多くなる。その結果、この場合にも、第2永久磁石52R…に、これを第2誘導磁極39R…側に近づけるような磁力が作用し、それにより、第2永久磁石52R…が、第1永久磁石52L…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動される。   While the first and second permanent magnets 52L, 52R,... Rotate from the position shown in FIG. 15B toward the position shown in FIG. Rotate toward the position shown in As described above, when the second permanent magnets 52R approach the second induction magnetic poles 39R ..., the degree of bending of the second magnetic lines G2 between the second induction magnetic poles 39R ... and the second permanent magnets 52R ... becomes small. However, as the virtual permanent magnets 21 further approach the second induction magnetic poles 39R, the total magnetic flux amount of the second magnetic lines of force G2 increases. As a result, in this case as well, a magnetic force is applied to the second permanent magnets 52R... So as to approach the second induction magnetic poles 39R..., Thereby causing the second permanent magnets 52R. .. And the magnetic field rotation direction.

また第1永久磁石52L…が磁界回転方向と逆方向に回転するのに伴い、第1永久磁石52L…と第1誘導磁極39L…との間の第1磁力線G1が曲がることによって、第1永久磁石52L…に、これを第1誘導磁極39L…に近づけるような磁力が作用する。しかし、この状態では、第1磁力線G1に起因する磁力は、第1磁力線G1の曲がり度合いが第2磁力線G2よりも小さいことによって、上述した第2磁力線G2に起因する磁力よりも弱い。その結果、両磁力の差分に相当する磁力によって、第2永久磁石52R…が第1永久磁石52L…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動される。   Further, as the first permanent magnets 52L rotate in the direction opposite to the magnetic field rotation direction, the first permanent magnetic lines G1 between the first permanent magnets 52L ... and the first induction magnetic poles 39L ... A magnetic force is applied to the magnets 52L to bring them close to the first induction magnetic poles 39L. However, in this state, the magnetic force caused by the first magnetic field line G1 is weaker than the magnetic force caused by the second magnetic field line G2 because the degree of bending of the first magnetic field line G1 is smaller than that of the second magnetic field line G2. As a result, the second permanent magnets 52R are driven together with the first permanent magnets 52L in a direction opposite to the magnetic field rotation direction by the magnetic force corresponding to the difference between the two magnetic forces.

そして、図15(D)に示すように、第1永久磁石52L…と第1誘導磁極39L…との間の距離と、第2誘導磁極39R…と第2永久磁石52R…との間の距離が互いにほぼ等しくなったときには、第1永久磁石52L…と第1誘導磁極39L…との間の第1磁力線G1の総磁束量および曲がり度合いが、第2誘導磁極39R…と第2永久磁石52R…との間の第2磁力線G2の総磁束量および曲がり度合いとそれぞれほぼ等しくなる。   As shown in FIG. 15D, the distance between the first permanent magnets 52L ... and the first induction magnetic poles 39L ... and the distance between the second induction magnetic poles 39R ... and the second permanent magnets 52R ... Are substantially equal to each other, the total magnetic flux amount and the degree of bending of the first magnetic field lines G1 between the first permanent magnets 52L and the first induction magnetic poles 39L are the second induction magnetic poles 39R and the second permanent magnets 52R. Are approximately equal to the total amount of magnetic flux and the degree of bending of the second magnetic field lines G2 between them.

その結果、これらの第1、第2磁力線G1,G2に起因する磁力が互いにほぼ釣り合うことによって、第1、第2永久磁石52L…,52R…が一時的に駆動されない状態になる。   As a result, the first and second permanent magnets 52L, 52R,... Are temporarily not driven when the magnetic forces caused by the first and second magnetic lines G1, G2 are substantially balanced with each other.

この状態から、仮想永久磁石21…が図16(E)に示す位置まで回転すると、第1磁力線G1の発生状態が変化し、図16(F)に示すような磁気回路が構成される。それにより、第1磁力線G1に起因する磁力が、第1永久磁石52L…を第1誘導磁極39L…に近づけるようにほとんど作用しなくなるので、第2磁力線G2に起因する磁力によって、第2永久磁石52R…は、第1永久磁石52L…とともに、図16(G)に示す位置まで、磁界回転方向と逆方向に駆動される。   When the virtual permanent magnets 21... Rotate from this state to the position shown in FIG. 16 (E), the generation state of the first magnetic lines of force G1 changes, and a magnetic circuit as shown in FIG. 16 (F) is configured. As a result, the magnetic force caused by the first magnetic field lines G1 hardly acts to bring the first permanent magnets 52L close to the first induction magnetic poles 39L, so that the second permanent magnets are caused by the magnetic force caused by the second magnetic field lines G2. 52R, together with the first permanent magnets 52L, are driven in the direction opposite to the magnetic field rotation direction to the position shown in FIG.

そして、図16(G)に示す位置から、仮想永久磁石21…が若干回転すると、以上とは逆に、第1永久磁石52L…と第1誘導磁極39L…との間の第1磁力線G1に起因する磁力が、第1永久磁石52L…に、これを第1誘導磁極39L…に近づけるように作用し、それにより、第1永久磁石52L…が第2永久磁石52R…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動され、インナーロータ14が磁界回転方向と逆方向に回転する。そして仮想永久磁石21…が更に回転すると、第1永久磁石52L…と第1誘導磁極39L…との間の第1磁力線G1に起因する磁力と第2誘導磁極39R…と第2永久磁石52R…との間の第2磁力線G2に起因する磁力の差分に相当する磁力によって、第1永久磁石52L…が第2永久磁石52R…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動される。その後、第2磁力線G2に起因する磁力が、第2永久磁石52R…を第2誘導磁極39R…に近づけるようにほとんど作用しなくなると、第1磁力線G1に起因する磁力によって、第1永久磁石52L…が第2永久磁石52R…と共に駆動される。   When the virtual permanent magnets 21 are slightly rotated from the position shown in FIG. 16G, the first magnetic lines G1 between the first permanent magnets 52L and the first induction magnetic poles 39L are reversed from the above. The resulting magnetic force acts on the first permanent magnets 52L, so as to be close to the first induction magnetic poles 39L, so that the first permanent magnets 52L ... together with the second permanent magnets 52R ... Driven in the reverse direction, the inner rotor 14 rotates in the direction opposite to the magnetic field rotation direction. When the virtual permanent magnets 21 are further rotated, the magnetic force resulting from the first magnetic field lines G1 between the first permanent magnets 52L and the first induction magnetic poles 39L, the second induction magnetic poles 39R and the second permanent magnets 52R and so on. The first permanent magnets 52L are driven together with the second permanent magnets 52R in a direction opposite to the magnetic field rotation direction by a magnetic force corresponding to a difference in magnetic force caused by the second magnetic field lines G2 between the first permanent magnet 52L and the second permanent magnet 52R. After that, when the magnetic force due to the second magnetic field lines G2 hardly acts so as to bring the second permanent magnets 52R to the second induction magnetic poles 39R, the first permanent magnets 52L are caused by the magnetic force due to the first magnetic field lines G1. Are driven together with the second permanent magnets 52R.

以上のように、第1、第2回転磁界の回転に伴い、第1永久磁石52L…と第1誘導磁極39L…との間の第1磁力線G1に起因する磁力と、第2誘導磁極39R…と第2永久磁石52R…との間の第2磁力線G2に起因する磁力と、これらの磁力の差分に相当する磁力とが、第1、第2永久磁石52L…,52R…に、即ちインナーロータ14に交互に作用し、それによりインナーロータ14が磁界回転方向と逆方向に回転する。また、そのように磁力、即ち駆動力がインナーロータ14に交互に作用することによって、インナーロータ14のトルクはほぼ一定になる。   As described above, with the rotation of the first and second rotating magnetic fields, the magnetic force caused by the first magnetic field lines G1 between the first permanent magnets 52L and the first induction magnetic poles 39L, and the second induction magnetic poles 39R. The magnetic force caused by the second magnetic field line G2 between the first permanent magnets 52R and the second permanent magnets 52R, and the magnetic force corresponding to the difference between these magnetic forces are applied to the first and second permanent magnets 52L, 52R, that is, the inner rotor. 14, the inner rotor 14 rotates in the direction opposite to the magnetic field rotation direction. In addition, when the magnetic force, that is, the driving force acts alternately on the inner rotor 14 as described above, the torque of the inner rotor 14 becomes substantially constant.

この場合、インナーロータ14は、第1、第2回転磁界と同じ速度で逆回転する。これは、第1、第2磁力線G1,G2に起因する磁力の作用によって、第1、第2誘導磁極39L…,39R…が、第1永久磁石52L…と第1仮想磁極21L…との中間、および第2永久磁石52R…と第2仮想磁極21R…との中間にそれぞれ位置した状態を保ちながら、第1、第2永久磁石525L…,52R…が回転するためである。   In this case, the inner rotor 14 rotates in reverse at the same speed as the first and second rotating magnetic fields. This is because the first and second induction magnetic poles 39L, 39R,... Are intermediate between the first permanent magnets 52L, and the first virtual magnetic poles 21L, by the action of the magnetic force caused by the first and second magnetic lines of force G1, G2. , And the second permanent magnets 525L,..., 52R... Rotate while maintaining the state of being positioned between the second permanent magnets 52R.

以上、インナーロータ14を固定してアウターロータ13を磁界回転方向に回転させる場合と、アウターロータ13を固定してインナーロータ14を磁界回転方向と逆方向に回転させる場合とを別個に説明したが、勿論インナーロータ14およびアウターロータ13の両方を相互に逆方向に回転させることも可能である。   As described above, the case where the inner rotor 14 is fixed and the outer rotor 13 is rotated in the magnetic field rotation direction and the case where the outer rotor 13 is fixed and the inner rotor 14 is rotated in the direction opposite to the magnetic field rotation direction have been described separately. Of course, both the inner rotor 14 and the outer rotor 13 can be rotated in opposite directions.

以上のように、インナーロータ14およびアウターロータ13のいずれか一方、あるいはインナーロータ14およびアウターロータ13の両方を回転させる場合に、インナーロータ14およびアウターロータ13の相対的な回転位置に応じて、第1、第2誘導磁極39L…,39R…の磁化の状態が変わり、滑りを生じることなく回転させることが可能であり、同期機として機能するので、効率を高めることができる。また第1仮想磁極21L…、第1永久磁石52L…および第1誘導磁極39L…の数が互いに同じに設定されるとともに、第2仮想磁極21R…、第2永久磁石52R…および第2誘導磁極39R…の数が互いに同じに設定されているので、インナーロータ14およびアウターロータ13のいずれを駆動する場合にも、電動機Mのトルクを十分に得ることができる。   As described above, when rotating either one of the inner rotor 14 and the outer rotor 13 or both the inner rotor 14 and the outer rotor 13, depending on the relative rotational positions of the inner rotor 14 and the outer rotor 13, The magnetization state of the first and second induction magnetic poles 39L, 39R,... Can be changed without causing slippage, and functions as a synchronous machine, so that the efficiency can be increased. Further, the numbers of the first virtual magnetic poles 21L, the first permanent magnets 52L, and the first induction magnetic poles 39L are set to be the same, and the second virtual magnetic poles 21R, the second permanent magnets 52R, and the second induction magnetic poles. 39R... Are set to be equal to each other, so that the torque of the electric motor M can be sufficiently obtained when either the inner rotor 14 or the outer rotor 13 is driven.

しかして、本実施の形態によれば、アウターロータ13の円筒部材34を樹脂で一体に金型成形するので、その円筒部材34自体の部品点数を削減できるだけでなく、円筒部材34を金型成形する際に、その内部に第1、第2誘導磁極39L…,39R…を埋め込んで固定するので、円筒部材34に対して第1、第2誘導磁極39L…,39R…を固定するための特別の固定部材が不要になり、アウターロータ13の量産性を向上させてコストダウンを図ることが可能となる。   Thus, according to the present embodiment, the cylindrical member 34 of the outer rotor 13 is integrally molded with resin, so that not only the number of parts of the cylindrical member 34 itself can be reduced, but also the cylindrical member 34 is molded. In this case, the first and second induction magnetic poles 39L, 39R,... Are embedded and fixed therein, so that the first and second induction magnetic poles 39L, 39R,. This eliminates the need for the fixing member, thereby improving the mass productivity of the outer rotor 13 and reducing the cost.

また第1、第2誘導磁極は39L…,39R…は円筒部材34の外周面および内周面に露出するので、第1、第2ステータ12L,12Rの第1、第2電機子21L…,21R…との間のエアギャップ、あるいはインナーロータ14の第1、第2永久磁石52L…,52R…との間のエアギャップを減少させて磁気効率を高めることができる。   Since the first and second induction magnetic poles 39L, 39R are exposed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical member 34, the first and second armatures 21L, ... of the first and second stators 12L, 12R. Magnetic efficiency can be increased by reducing the air gap between 21R ... and the air gap between the first and second permanent magnets 52L ... 52R ... of the inner rotor 14.

次に、図17に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第1の実施の形態では、円筒部材34の隣接する誘導磁極支持部34b…間に支持された第1、第2誘導磁極39L…,39R…の外周面および内周面が露出していたが、第2の実施の形態では第1、第2誘導磁極39L…,39R…の外周面および内周面が隣接する誘導磁極支持部34b…間を架橋する薄い樹脂膜34d…で完全に覆われて外部から目視不能になっている。この構造により、第1、第2誘導磁極39L…,39R…が遠心力で外側に飛び出す虞がなくなり、誘導磁極支持部34b…および第1、第2誘導磁極39L…,39R…を凹凸係合させる必要がなくなる。   In the first embodiment, the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the first and second induction magnetic poles 39L, 39R,... Supported between the adjacent induction magnetic pole support portions 34b of the cylindrical member 34 are exposed. In the second embodiment, the outer peripheral surfaces and inner peripheral surfaces of the first and second induction magnetic poles 39L, 39R,... Are completely covered with a thin resin film 34d, which bridges between the adjacent induction magnetic pole support portions 34b. Is not visible from the outside. With this structure, there is no possibility that the first and second induction magnetic poles 39L, 39R,... Jump out to the outside due to centrifugal force, and the induction magnetic pole support 34b, and the first, second induction magnetic poles 39L, 39R,. There is no need to let them.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。   The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、実施の形態では電動機Mを例示したが、本発明はアウターロータおよびインナーロータの一方を固定して他方を回転させることでステータに起電力を発生させる発電機にも適用することができる For example, although the motor M in the embodiment, the present invention can also be applied to a generator to generate an electromotive force in the stator by rotating the other by fixing the one of the outer rotor and the inner rotor.

また実施の形態ではステータ12L,12Rを径方向外側に配置してインナーロータ14を径方向内側に配置しているが、ステータ12L,12Rを径方向内側に配置してインナーロータ14を径方向外側に配置しても良い。In the embodiment, the stators 12L and 12R are arranged radially outside and the inner rotor 14 is arranged radially inside. However, the stators 12L and 12R are arranged radially inside and the inner rotor 14 is arranged radially outside. You may arrange in.

また実施の形態ではアウターロータ13の円筒部材34に樹脂を用いているが,樹脂以外の任意の非導電性材料を採用することができる。   In the embodiment, resin is used for the cylindrical member 34 of the outer rotor 13, but any non-conductive material other than resin can be used.

また実施の形態では第1、第2フランジ部材32,33と円筒部材34…とをボルト37…で固定しているが、固定手段はボルト37…に限定されず、カシメ、圧入、リベット、クリップ、溶着等の任意の手段を採用することができる。   In the embodiment, the first and second flange members 32, 33 and the cylindrical member 34 are fixed by bolts 37, but the fixing means is not limited to the bolts 37, but caulking, press fitting, rivets, clips. Any means such as welding can be employed.

第1の実施の形態の電動機を軸線方向に見た正面図(図2の1−1線矢視図)The front view which looked at the electric motor of a 1st embodiment in the direction of an axis (1-1 line arrow line view of Drawing 2) 図1の2−2線断面図2-2 sectional view of FIG. 図2の3−3線断面図3-3 sectional view of FIG. 図2の4−4線断面図Sectional view along line 4-4 in FIG. 図3の5−5線矢視図View taken along line 5-5 in FIG. 図5の6−6線断面図6-6 sectional view of FIG. 図5の7−7線断面図Sectional view along line 7-7 in FIG. 図5の8−8線断面図8-8 sectional view of FIG. 電動機の分解斜視図Exploded perspective view of electric motor インナーロータの分解斜視図Disassembled perspective view of inner rotor 電動機を円周方向に展開した模式図Schematic diagram of electric motor deployed in the circumferential direction インナーロータを固定した場合の作動説明図(その1)Operation explanatory diagram when the inner rotor is fixed (Part 1) インナーロータを固定した場合の作動説明図(その2)Operation explanatory diagram when the inner rotor is fixed (Part 2) インナーロータを固定した場合の作動説明図(その3)Operation explanatory diagram when the inner rotor is fixed (Part 3) アウターロータを固定した場合の作動説明図(その1)Explanatory drawing of operation when outer rotor is fixed (Part 1) アウターロータを固定した場合の作動説明図(その2)Operation explanatory diagram when the outer rotor is fixed (Part 2) 第2の実施の形態に係る、前記図8に対応する図The figure corresponding to the said FIG. 8 based on 2nd Embodiment.

12L 第1ステータ(ステータ)
12R 第2ステータ(ステータ)
13 アウターロータ(第1ロータ)
14 インナーロータ(第2ロータ)
21L 第1電機子(電機子)
21R 第1電機子(電機子)
32 第1フランジ部材
33 第2フランジ部材
34 円筒部材
34a 固定部
34b 誘導磁極支持部
39L 第1誘導磁極(誘導磁極)
39R 第2誘導磁極(誘導磁極)
40 リング
52L 第1永久磁石(永久磁石)
52R 第2永久磁石(永久磁石)
L 軸線
12L first stator (stator)
12R second stator (stator)
13 outer rotor (first rotor)
14 Inner rotor (second rotor)
21L first armature (armature)
21R first armature (armature)
32 1st flange member 33 2nd flange member 34 Cylindrical member 34a Fixed part 34b Induction magnetic pole support part 39L 1st induction magnetic pole (induction magnetic pole)
39R Second induction magnetic pole (induction magnetic pole)
40 rings
52L first permanent magnet (permanent magnet)
52R second permanent magnet (permanent magnet)
L axis

Claims (7)

円周方向に配置された複数の電気子(21L,21R)を有するステータ(12L,12R)と、円周方向に配置された複数の軟磁性体製の誘導磁極(39L,39R)を有する第1ロータ(13)と、円周方向に配置された複数の永久磁石(52L,52R)を有する第2ロータ(14)とを径方向に順番に配置し、
前記第1ロータ(13)は、共通の軸線(L)まわりに回転可能に配置された第1フランジ部材(32)および第2フランジ部材(33)の外周部間を非導電性材料で構成した円筒部材(34)で連結し、前記円筒部材(34)に軟磁性体よりなる誘導磁極(39L,39R)を前記軸線(L)を中心とする周方向に所定間隔で支持して構成されることを特徴とする回転電機
A stator (12L, 12R) having a plurality of electric elements (21L, 21R) arranged in the circumferential direction and a plurality of soft magnetic induction poles (39L, 39R) arranged in the circumferential direction. One rotor (13) and a second rotor (14) having a plurality of permanent magnets (52L, 52R) arranged in the circumferential direction are arranged in order in the radial direction,
The first rotor (13) is made of a non-conductive material between the outer peripheral portions of the first flange member (32) and the second flange member (33) that are rotatably arranged around a common axis (L). Connected by a cylindrical member (34), and configured to support the cylindrical magnetic member (34) with induction magnetic poles (39L, 39R) made of a soft magnetic material at a predetermined interval in the circumferential direction around the axis (L). Rotating electric machine characterized by that .
前記円筒部材(34)は樹脂製であり、前記誘導磁極(39L,39R)は前記円筒部材(34)の成形時に該円筒部材(34)に一体化されることを特徴とする、請求項1に記載の回転電機用 The cylindrical member (34) is made of resin, and the induction magnetic pole (39L, 39R) is integrated with the cylindrical member (34) when the cylindrical member (34) is molded. For rotating electrical machines as described in 1 . 前記誘導磁極(39L,39R)は前記円筒部材(34)の外周面に露出することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の回転電機 The rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the induction magnetic pole (39L, 39R) is exposed on an outer peripheral surface of the cylindrical member (34) . 前記誘導磁極(39L,39R)は前記円筒部材(34)の内周面に露出することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の回転電機 The rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the induction magnetic pole (39L, 39R) is exposed on an inner peripheral surface of the cylindrical member (34) . 前記円筒部材(34)は、前記第1、第2フランジ部材(32,33)に固定される一対の環状の固定部(34a)と、前記軸線(L)を中心とする周方向に所定間隔で配置されて前記一対の固定部(34a)を連結する複数の棒状の誘導磁極支持部(34b)とで構成され、隣接する誘導磁極支持部(34b)間に前記誘導磁極(39L,39R)が支持されることを特徴とする、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の回転電機 The cylindrical member (34) has a pair of annular fixing portions (34a) fixed to the first and second flange members (32, 33) and a predetermined interval in a circumferential direction centering on the axis (L). And a plurality of rod-shaped induction magnetic pole support portions (34b) connecting the pair of fixed portions (34a), and the induction magnetic poles (39L, 39R) between adjacent induction magnetic pole support portions (34b). The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotating electric machine is supported . 前記円筒部材(34)の外周に弱磁性体製のリング(40)を配置したことを特徴とする、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の回転電機 The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5, wherein a ring (40) made of weak magnetic material is disposed on an outer periphery of the cylindrical member (34) . 前記誘導磁極(39L,39R)を前記軸線(L)方向に所定間隔で複数配置するとともに、前記リング(40)を前記軸線(L)方向に隣接する前記複数の誘導磁極(39L,39R)の間に配置したことを特徴とする、請求項6に記載の回転電機 A plurality of the induction magnetic poles (39L, 39R) are arranged at a predetermined interval in the direction of the axis (L), and the ring (40) is arranged between the induction magnetic poles (39L, 39R) adjacent in the direction of the axis (L). The rotating electrical machine according to claim 6, wherein the rotating electrical machine is disposed between the rotating electrical machines .
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