JP4902494B2 - 回転角度位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、不動のステータで発生する回転磁界、第１および第２のロータが、互いの間に回転速度の共線関係を保ちながら回転するように構成された回転機において、第１および第２のロータによって定まる２ロータ回転角度位置を検出する回転角度位置検出装置に関する。

本出願人は、このような回転機および回転角度位置検出装置を特許文献１ですでに提案している。この回転機では、ステータに対する回転磁界のベクトルの電気角度位置を、ステータに対する第２ロータの電気角度位置の２倍の値と、ステータに対する第１ロータの電気角度位置との偏差で表される電気角度位置（以下「２ロータ電気角度位置」という）に制御することによって、回転機の適切な動作が確保される。この２ロータ電気角度位置は、上記の回転角度位置検出装置において次のようにして算出（検出）される。すなわち、ステータに対する第１ロータの回転角度位置を、第１回転位置センサによって検出するとともに、ステータに対する第２ロータの回転角度位置を、第２回転位置センサによって検出する。そして、第１および第２の回転位置センサの検出結果に基づいて、ＥＣＵにより２ロータ電気角度位置が算出される。

上述したように、この回転角度位置検出装置では、２ロータ電気角度位置を検出するために、第１および第２の回転位置センサの２つのセンサに加え、ＥＣＵが必要であり、それにより、そのコストが高くなってしまう。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、２ロータ回転角度位置を適正に検出できるとともに、そのコストを削減することができる回転角度位置検出装置を提供することを目的とする。

特願２００７−１８４４９４号

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回転磁界を発生させるための不動のステータ２４と、ステータ２４に対向するように設けられ、磁石で構成された第１ロータ２３と、ステータ２４と第１ロータ２３の間に設けられ、軟磁性体で構成された第２ロータ２５とを有し、ステータ２４と第１ロータ２３と第２ロータ２５の間で、回転磁界の発生に伴って形成される磁気回路を介してエネルギを入出力するとともに、エネルギの入出力に伴って、回転磁界、第２ロータ２５および第１ロータ２３が、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転するように、第１および第２のロータ２３，２５の回転角度位置によって定まる２ロータ回転角度位置θＣを目標として、ステータ２４に対する回転磁界のベクトルの回転角度位置が制御される回転機２０において、回転磁界のベクトルの目標となる２ロータ回転角度位置θＣを検出する回転角度位置検出装置１、１Ａ〜１Ｈであって、所定の共線関係と同じ回転速度の共線関係を互いの間に保ちながら回転するように構成された３つの要素を有し、３つの要素の１つ（実施形態における（以下、本項において同じ）第１リングギヤＲ１、第２キャリアＣ２、第２サイドギヤＳＩ２）の回転速度と他の１つ（第１キャリアＣ１、第２リングギヤＲ２、デフケースＣ）の回転速度の差と、他の１つの要素の回転速度と残りの１つの要素（第２キャリアＣ２、第１リングギヤＲ１、第１サイドギヤＳＩ１）の回転速度の差との比が、回転磁界の回転速度（磁界回転速度Ｖ０）と第２ロータ２５の回転速度（第２ロータ回転速度ＶＲ２）の差と、第２ロータ２５の回転速度と第１ロータ２３の回転速度（第１ロータ回転速度ＶＲ１）の差との比と同じに設定されており、残りの１つの要素が第１ロータ２３に連結されるとともに、他の１つの要素が第２ロータ２５に連結された回転機構２、４２と、ステータ２４に対する１つの要素の回転角度位置を２ロータ回転角度位置θＣとして検出する角度位置センサ３と、を備えることを特徴とする。

この回転角度位置検出装置によれば、回転機構の３つの要素が、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転するように構成されており、この回転機構における所定の共線関係は、回転磁界、第２ロータおよび第１ロータの間における回転速度の共線関係と同じになっている。また、３つの要素の１つ（以下「第１要素」という）の回転速度と他の１つ（以下「第２要素」という）の回転速度の差と、第２要素の回転速度と残りの１つ（以下「第３要素」という）の回転速度の差との比が、回転磁界の回転速度と第２ロータの回転速度の差と、第２ロータの回転速度と第１ロータの回転速度の差との比と同じに設定されている。さらに、そのような第２要素および第３要素が、第２および第１のロータにそれぞれ連結されているので、第１要素の回転速度は、回転磁界がとるべき回転速度に相当し、ステータに対する第１要素の回転角度位置は、回転磁界のベクトルの目標となる２ロータ回転角度位置を表す。

上述した構成によれば、そのような第１要素の回転角度位置を、２ロータ回転角度位置として角度位置センサにより検出するので、２ロータ回転角度位置を適正に検出することができる。また、この検出を、前述した従来の場合のような２つの角度位置センサおよびＥＣＵを用いずに、回転機構と単一の角度位置センサだけで行うことができ、したがって、回転角度位置検出装置のコストを削減することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転角度位置検出装置１、１Ａ〜１Ｇにおいて、所定の共線関係は、回転磁界と第２ロータ２５の回転速度の差と、第２ロータ２５と第１ロータ２３の回転速度の差が等しい関係であり、回転機構２は、互いの間で回転動力を伝達するとともに、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転するように構成された第１回転体（第１サンギヤＳ１）、第２回転体（第１リングギヤＲ１）および第３回転体（第１キャリアＣ１）を有する第１回転機構（第１遊星歯車装置ＰＳ１）と、互いの間で回転動力を伝達するとともに、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転するように構成された第４回転体（第２サンギヤＳ２）、第５回転体（第２リングギヤＲ２）および第６回転体（第２キャリアＣ２）を有する第２回転機構（第２遊星歯車装置ＰＳ２）と、を備え、第１〜第３の回転体のうちの１つの回転体および他の１つの回転体が、第４〜第６の回転体のうちの１つの回転体および他の１つの回転体にそれぞれ連結されており、第１および第２の回転機構は、当該連結により、１つの要素、他の１つの要素および残りの１つの要素として、第１回転要素（第１リングギヤＲ１、第２キャリアＣ２）、第２回転要素（第１キャリアＣ１、第２リングギヤＲ２）および第３回転要素（第２キャリアＣ２、第１リングギヤＲ１）がそれぞれ構成されるとともに、第１回転要素と第２回転要素の回転速度の差と、第２回転要素と第３回転要素の回転速度の差が等しくなるように構成されており、第２および第３の回転要素が、第２および第１のロータ２５，２３にそれぞれ連結されるとともに、角度位置センサ３は、ステータ２４に対する第１回転要素の回転角度位置を２ロータ回転角度位置θＣとして検出することを特徴とする。

この構成によれば、第１および第２の回転機構を連結することによって構成された第１回転要素、第２回転要素および第３回転要素が、第１回転要素と第２回転要素の回転速度の差と、第２回転要素と第３回転要素の回転速度の差が等しいという共線関係を保ちながら回転する。また、回転機における回転磁界と第２ロータの回転速度の差と、第２ロータと第１ロータの回転速度の差は、互いに等しい。以上のように、第１回転要素、第２回転要素および第３回転要素は、回転磁界、第２および第１のロータと同じ回転速度の共線関係を有しており、これらの第２回転要素および第３回転要素が、第２および第１のロータにそれぞれ連結されているので、第１回転要素の回転速度は、回転磁界がとるべき回転速度に相当し、ステータに対する第１回転要素の回転角度位置は、回転磁界のベクトルの目標となる２ロータ回転角度位置を表す。上述した構成によれば、そのような第１回転要素の回転角度位置を、２ロータ回転角度位置として角度位置センサにより検出するので、請求項１の回転角度位置検出装置と同様、２ロータ回転角度位置を適正に検出することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の回転角度位置検出装置１において、第１回転機構は、第１サンギヤＳ１を第１回転体として、第１リングギヤＲ１を第２回転体として、第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１に噛み合う第１プラネタリギヤＰ１を回転自在に支持する第１キャリアＣ１を第３回転体として、それぞれ有し、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とのギヤ比が１：Ｘ（Ｘ＞２）に設定されるとともに、第１キャリアＣ１が第２ロータ２５に連結された第１遊星歯車装置ＰＳ１であり、第２回転機構は、第２サンギヤＳ２を第４回転体として、第２リングギヤＲ２を第５回転体として、第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２に噛み合う第２プラネタリギヤＰ２を回転自在に支持する第２キャリアＣ２を第６回転体として、それぞれ有し、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とのギヤ比が１：（Ｘ−１）に設定され、第２サンギヤＳ２が第１サンギヤＳ１に連結され、第２リングギヤＲ２が第２ロータ２５に連結されるとともに、第２キャリアＣ２が第１ロータ２３に連結された第２遊星歯車装置ＰＳ２であり、角度位置センサ３は、ステータ２４に対する第１リングギヤＲ１の回転角度位置を２ロータ回転角度位置θＣとして検出することを特徴とする。

この構成によれば、第１遊星歯車装置の第１サンギヤと第１リングギヤとのギヤ比が、１：Ｘに設定されるとともに、第１キャリアが第２ロータに連結されている。また、第２遊星歯車装置の第２サンギヤと第２リングギヤとのギヤ比が、１：（Ｘ−１）に設定されるとともに、第２サンギヤ、第２キャリアおよび第２リングギヤが、第１サンギヤ、第１および第２のロータにそれぞれ連結されている。このように、第１キャリアおよび第２リングギヤは、第２ロータを介して互いに連結されている。以上の構成により、第１および第２のサンギヤ、第１および第２のリングギヤ、第１および第２のキャリア、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係は、例えば図２９に示すような１つの共線図で表される。

同図に示すように、第１リングギヤの回転速度と、第１キャリアおよび第２リングギヤ（以下、両者を総称して「中間要素」という）の回転速度と、第２キャリアの回転速度は、共線関係にある。また、第１リングギヤと中間要素の回転速度の差と、中間要素と第２キャリアの回転速度の差は、１：１で互いに等しい。さらに、回転機における回転磁界と第２ロータの回転速度の差と、第２ロータと第１ロータの回転速度の差は、互いに等しい。以上のように、第１リングギヤ、中間要素および第２キャリアは、回転磁界、第２および第１のロータと同じ回転速度の共線関係を有しており、これらの中間要素および第２キャリアが、第２および第１のロータにそれぞれ連結されているので、第１リングギヤの回転速度は、回転磁界がとるべき回転速度に相当し、ステータに対する第１リングギヤの回転角度位置は、回転磁界のベクトルの目標となる２ロータ回転角度位置を表す。上述した構成によれば、そのような第１リングギヤの回転角度位置を、２ロータ回転角度位置として角度位置センサにより検出するので、請求項１の回転角度位置検出装置と同様、２ロータ回転角度位置を適正に検出することができる。

また、第１および第２の回転機構として、一般的な遊星歯車装置を用いるので、格別の装置を必要とすることなく、回転角度位置検出装置を容易かつより安価に構成することができる。さらに、第１および第２の遊星歯車装置では、歯車の噛み合いによって各要素が回転するため、摩擦式のローラを用いた場合と異なり、各要素間で滑りを生じることがないので、２ロータ回転角度位置の検出を精度良く行うことができる。なお、本項において、第１リングギヤ、中間要素および第２キャリアが、請求項２における第１回転要素、第２回転要素および第３回転要素に、それぞれ相当する。

請求項４に係る発明は、請求項２に記載の回転角度位置検出装置１Ａにおいて、第１回転機構は、第１サンギヤＳ１を第１回転体として、第１リングギヤＲ１を第２回転体として、第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１に噛み合う第１プラネタリギヤＰ１を回転自在に支持する第１キャリアＣ１を第３回転体として、それぞれ有し、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とのギヤ比が１：Ｘ（Ｘ＞２）に設定され、第１リングギヤＲ１が第１ロータ２３に連結されるとともに、第１キャリアＣ１が第２ロータ２５に連結された第１遊星歯車装置ＰＳ１であり、第２回転機構は、第２サンギヤＳ２を第４回転体として、第２リングギヤＲ２を第５回転体として、第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２に噛み合う第２プラネタリギヤＰ２を回転自在に支持する第２キャリアＣ２を第６回転体として、それぞれ有し、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とのギヤ比が１：（Ｘ−１）に設定され、第２サンギヤＳ２が第１サンギヤＳ１に連結されるとともに、第２リングギヤＲ２が第２ロータ２５に連結された第２遊星歯車装置ＰＳ２であり、角度位置センサ３は、ステータ２４に対する第２キャリアＣ２の回転角度位置を２ロータ回転角度位置θＣとして検出することを特徴とする。

この構成によれば、第１遊星歯車装置の第１サンギヤと第１リングギヤとのギヤ比が、１：Ｘに設定されるとともに、第１リングギヤおよび第１キャリアが、第１および第２のロータにそれぞれ連結されている。また、第２遊星歯車装置の第２サンギヤと第２リングギヤとのギヤ比が、１：（Ｘ−１）に設定されており、第２サンギヤおよび第２リングギヤが、第１サンギヤおよび第２ロータにそれぞれ連結されている。このように、第１キャリアおよび第２リングギヤは、第２ロータを介して互いに連結されている。以上の構成により、第１および第２のサンギヤ、第１および第２のリングギヤ、第１および第２のキャリア、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係は、例えば図３０に示すような１つの共線図で表される。

同図に示すように、第２キャリア、中間要素（第１キャリアおよび第２リングギヤ）、および第１リングギヤの回転速度は、共線関係にある。また、第２キャリアと中間要素の回転速度の差と、中間要素と第１リングギヤの回転速度の差は、１：１で互いに等しい。さらに、回転機における回転磁界と第２ロータの回転速度の差と、第２ロータと第１ロータの回転速度の差は、互いに等しい。以上のように、第２キャリア、中間要素および第１リングギヤは、回転磁界、第２ロータ、および第１ロータと同じ回転速度の共線関係を有しており、これらの中間要素および第１リングギヤが、第２および第１のロータにそれぞれ連結されているので、第２キャリアの回転速度は、回転磁界がとるべき回転速度に相当し、ステータに対する第２キャリアの回転角度位置は、回転磁界のベクトルの目標となる２ロータ回転角度位置を表す。上述した構成によれば、そのような第２キャリアの回転角度位置を、２ロータ回転角度位置として角度位置センサにより検出するので、請求項１の回転角度位置検出装置と同様、２ロータ回転角度位置を適正に検出することができる。

また、請求項３の回転角度位置検出装置と同様、第１および第２の回転機構として、一般的な遊星歯車装置を用いるので、格別の装置を必要とすることなく、回転角度位置検出装置を容易かつより安価に構成することができる。さらに、第１および第２の遊星歯車装置では、歯車の噛み合いによって各要素が回転するため、摩擦式のローラを用いた場合と異なり、各要素間で滑りを生じることがないので、２ロータ回転角度位置の検出を精度良く行うことができる。なお、本項において、第２キャリア、中間要素および第１リングギヤが、請求項２における第１回転要素、第２回転要素および第３回転要素に、それぞれ相当する。

請求項５に係る発明は、請求項１に記載の回転角度位置検出装置１Ｈにおいて、所定の共線関係は、回転磁界と第２ロータ２５の回転速度の差と、第２ロータ２５と第１ロータ２３の回転速度の差が等しい関係であり、回転機構４２は、歯数が互いに等しい第１サイドギヤＳＩ１および第２サイドギヤＳＩ２を、残りの１つの要素および１つの要素としてそれぞれ有するとともに、第１および第２のサイドギヤＳＩ１，ＳＩ２に噛み合うピニオンギヤＰを回転自在に支持する回転自在のデフケースＣを、他の１つの要素として有し、第１サイドギヤＳＩ１が第１ロータ２３に連結されるとともに、デフケースＣが第２ロータ２５に連結されたディファレンシャルギヤＤＧを備え、角度位置センサ３は、ステータ２４に対する第２サイドギヤＳＩ２の回転角度位置を２ロータ回転角度位置θＣとして検出することを特徴とする。

この構成によれば、ディファレンシャルギヤの第１および第２のサイドギヤの歯数が互いに等しく、第１サイドギヤおよびデフケースが、第１および第２のロータにそれぞれ連結されている。以上の構成により、第１および第２のサイドギヤ、デフケース、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係は、例えば図３１に示すような１つの共線図で表される。

同図に示すように、第１サイドギヤ、デフケースおよび第２サイドギヤの回転速度は、共線関係にあり、第２サイドギヤとデフケースの回転速度の差と、デフケースと第１サイドギヤの回転速度の差は、１：１で互いに等しい。さらに、回転機における回転磁界と第２ロータの回転速度の差と、第２ロータと第１ロータの回転速度の差は、互いに等しい。以上のように、第２サイドギヤ、デフケースおよび第１サイドギヤは、回転磁界、第２および第１のロータと同じ回転速度の共線関係を有しており、これらのデフケースおよび第１サイドギヤが、第２および第１のロータにそれぞれ連結されているので、第２サイドギヤの回転速度は、回転磁界がとるべき回転速度に相当し、ステータに対する第２サイドギヤの回転角度位置は、回転磁界のベクトルの目標となる２ロータ回転角度位置を表す。上述した構成によれば、そのような第２サイドギヤの回転角度位置を、２ロータ回転角度位置として角度位置センサにより検出するので、請求項１の回転角度位置検出装置と同様、２ロータ回転角度位置を適正に検出することができる。

また、回転機構として、一般的なディファレンシャルギヤを用いるので、格別の装置を必要とすることなく、回転角度位置検出装置を容易かつより安価に構成することができる。さらに、単一のディファレンシャルギヤを用いるので、２つの遊星歯車装置を用いる請求項３および４の場合と比較して、回転角度位置検出装置のさらなるコストの削減および小型化を図ることができる。また、ディファレンシャルギヤでは、歯車の噛み合いによって各要素が回転するため、請求項３および４の回転角度位置検出装置と同様、摩擦式のローラを用いた場合と異なり、各要素間で滑りを生じることがないので、２ロータ回転角度位置の検出を精度良く行うことができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態による回転角度位置検出装置１を、これを適用した回転機２０とともに概略的に示している。同図に示すように、回転機２０は、ケースＣＡに回転自在に支持された第１および第２の回転軸２１，２２と、この第１回転軸２１に連結された第１ロータ２３と、第１ロータ２３に対向するように配置されたステータ２４と、両者２３，２４の間に所定の間隔を存した状態で設けられ、第２回転軸２２に連結された第２ロータ２５とを備えている。第１ロータ２３、第２ロータ２５およびステータ２４は、径方向に、内側からこの順で並んでいる。以下、図１の左側を「左」、右側を「右」として説明する。

第１ロータ２３は、２ｎ個の永久磁石２３ａを有しており、これらの永久磁石２３ａは、第１回転軸２１の周方向（以下、単に「周方向」という）に等間隔で並んだ状態で、リング状の固定部２３ｂの外周面に取り付けられている。また、各永久磁石２３ａは、第１回転軸２１の軸線方向（以下、単に「軸線方向」という）に直交する断面がほぼ扇形状になっており、軸線方向に若干延びている。上記の固定部２３ｂは、軟磁性体、例えば鉄で構成されており、その内周面が、第１回転軸２１に一体に同心状に設けられた円板状のフランジ２３ｃの外周面に取り付けられている。以上の構成により、永久磁石２３ａは、第１回転軸２１と一体に回転自在になっている。

また、図２に示すように、第１回転軸２１を中心として、周方向に隣り合う各２つの永久磁石２３ａがなす中心角は、所定角度θである。また、永久磁石２３ａの極性は、周方向に隣り合う各２つについては互いに異なっている。以下、永久磁石２３ａの左側および右側の磁極をそれぞれ、「第１磁極」および「第２磁極」という。

ステータ２４は、回転磁界を発生させるものであり、周方向に等間隔で並んだ３ｎ個の電機子２４ａを有している。各電機子２４ａは、鉄芯２４ｂと、鉄芯２４ｂに巻回されたコイル２４ｃなどで構成されている。鉄芯２４ｂは、軸線方向に直交する断面がほぼ扇形状になっており、軸線方向に永久磁石２３ａとほぼ同じ長さを有している。鉄芯２４ｂの内周面の軸線方向の中央部には、周方向に延びる溝２４ｄが形成されている。３ｎ個のコイル２４ｃは、ｎ組のＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相コイルを構成している（図２参照）。また、電機子２４ａは、ケースＣＡに、リング状の固定部２４ｅを介して取り付けられており、移動不能になっている。以上のような電機子２４ａおよび永久磁石２３ａの数と配置から、ある１つの電機子２４ａの中心が、永久磁石２３ａの中心と周方向に一致したときには、その電機子２４ａに対して２つおきの電機子２４ａの中心と、その永久磁石２３ａに対して１つおきの永久磁石２３ａの中心とが、周方向に一致する。

さらに、電機子２４ａは、ＰＤＵ１１を介してＥＣＵ１２とバッテリ１３に接続されている。このＰＤＵ１１は、インバータなどの電気回路で構成されており、ＥＣＵ１２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。また、電機子２４ａは、このバッテリ１３から電力が供給されたとき、または、後述するように発電したときに、鉄芯２４ｂの左右の端部に、互いに異なる極性の磁極がそれぞれ発生するように構成されている。また、これらの磁極の発生に伴って、第１ロータ２３の左側（第１磁極側）の部分との間および右側（第２磁極側）の部分との間に、第１および第２の回転磁界が周方向に回転するようにそれぞれ発生する。以下、鉄芯２４ｂの左右の端部に発生する磁極をそれぞれ、「第１電機子磁極」および「第２電機子磁極」という。さらに、これらの第１および第２の電機子磁極の数はそれぞれ、永久磁石２３ａの磁極の数と同じ、すなわち２ｎである。

第２ロータ２５は、複数の第１コア２５ａおよび第２コア２５ｂを有している。第１および第２のコア２５ａ，２５ｂはそれぞれ、周方向に等間隔で並んでおり、両者２５ａ，２５ｂの数はいずれも、永久磁石２３ａと同じ、すなわち２ｎに設定されている。各第１コア２５ａは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したもので、軸線方向に直交する断面がほぼ扇形状になっており、軸線方向に永久磁石２３ａのほぼ半分の長さで延びている。各第２コア２５ｂは、第１コア２５ａと同様、複数の鋼板を積層したもので、軸線方向に直交する断面がほぼ扇形状になっており、軸線方向に永久磁石２３ａのほぼ半分の長さで延びている。

また、軸線方向において、第１コア２５ａは、第１ロータ２３の左側（第１磁極側）の部分とステータ２４の左側（第１電機子磁極側）の部分との間に配置され、第２コア２５ｂは、第１ロータ２３の右側（第２磁極側）の部分とステータ２４の右側（第２電機子磁極側）の部分との間に配置されている。さらに、第２コア２５ｂは、第１コア２５ａに対して周方向に互い違いに並んでおり、その中心が、第１コア２５ａの中心に対して、前述した所定角度θの１／２、ずれている。

また、第１および第２のコア２５ａ，２５ｂはそれぞれ、ドーナツ板状のフランジ２５ｃの外端部に、軸線方向に若干延びる棒状の連結部を介して取り付けられている。フランジ２５ｃは、前述した第２回転軸２２に一体に同心状に設けられている。第２回転軸２２は、中空に形成されており、その内側には、第１回転軸２１が同心状に回転自在に嵌合している。以上の構成により、第１および第２のコア２５ａ，２５ｂは、第２回転軸２２と一体に回転自在になっている。

以上の構成の回転機２０では、図２に示すように、第１および第２の回転磁界の発生中、各第１電機子磁極の極性が、それに対向する（最も近い）各第１磁極の極性と異なるときには、各第２電機子磁極の極性は、それに対向する（最も近い）各第２磁極の極性と同じになる。また、各第１磁極と各第１電機子磁極の間に、各第１コア２５ａが位置しているときには、各第２コア２５ｂが、周方向に隣り合う各２組の第２電機子磁極および第２磁極の間に位置する。さらに、図示しないが、第１および第２の回転磁界の発生中、各第２電機子磁極の極性が、それに対向する（最も近い）各第２磁極の極性と異なるときには、各第１電機子磁極の極性は、それに対向する（最も近い）各第１磁極の極性と同じになる。また、各第２磁極と各第２電機子磁極の間に、各第２コア２５ｂが位置しているときには、各第１コア２５ａが、周方向に隣り合う各２組の第１電機子磁極および第１磁極の間に位置する。

また、回転機２０は、２部材で回転動力を入出力するとともに、１部材で電力を入出力する遊星歯車装置とみなすことができる。以下、この点に関し、回転機２０の動作に基づいて説明する。上述した図２では、展開図として示したために、電機子２４ａおよび固定部２４ｅが２つに分かれているように示されているものの、これらは実際には１つのものであるので、図２の構成を、それと等価のものとして図３のように示すことができる。このため、以下、回転機２０の動作を、永久磁石２３ａ、電機子２４ａ、第１および第２のコア２５ａ，２５ｂが、図３に示すように配置されているものとして説明する。

また、この動作説明を、説明の便宜上、第１および第２の回転磁界の動きを、それと等価の、永久磁石２３ａと同数の２ｎ個の仮想の永久磁石（以下「仮想磁石」という）ＶＭの物理的な動きに置き換えて説明するものとする。また、仮想磁石ＶＭの左側（第１磁極側）および右側（第２磁極側）の磁極をそれぞれ、第１および第２の電機子磁極として、第１ロータ２３の左側（第１磁極側）の部分との間および右側（第２磁極側）の部分との間にそれぞれ発生する回転磁界を、第１および第２の回転磁界として、説明するものとする。さらに、以下、永久磁石２３ａの左側の部分および右側の部分をそれぞれ、「第１磁石部」および「第２磁石部」という。

まず、回転機２０の動作として、第１ロータ２３を回転不能にした状態で、電機子２４ａへの電力供給により第１および第２の回転磁界を発生させた場合の動作について説明する。

図４（ａ）に示すように、各第１コア２５ａが各第１磁石部に対向するとともに、各第２コア２５ｂが隣り合う各２つの第２磁石部の間に位置した状態から、第１および第２の回転磁界を、同図の下方に回転させるように発生させる。その発生の開始時においては、各第１電機子磁極の極性を、それに対向する各第１磁極の極性と異ならせるとともに、各第２電機子磁極の極性をそれに対向する各第２磁極の極性と同じにする。

第１コア２５ａは、前述したように配置されているので、第１磁極および第１電機子磁極によって磁化されるとともに、第１磁極、第１コア２５ａおよび第１電機子磁極の間に、磁力線（以下「第１磁力線」という）Ｇ１が発生する。同様に、第２コア２５ｂは、前述したように配置されているので、第２電機子磁極および第２磁極によって磁化されるとともに、第２電機子磁極、第２コア２５ｂおよび第２磁極の間に、磁力線（以下「第２磁力線」という）Ｇ２が発生する。

図４（ａ）に示す状態では、第１磁力線Ｇ１は、第１磁極、第１コア２５ａおよび第１電機子磁極を結ぶように発生し、第２磁力線Ｇ２は、周方向に隣り合う各２つの第２電機子磁極と両者の間に位置する第２コア２５ｂを結ぶように、また、周方向に隣り合う各２つの第２磁極と両者の間に位置する第２コア２５ｂを結ぶように発生する。その結果、この状態では、図６（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コア２５ａには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。また、周方向に隣り合う各２つの第２電機子磁極と第２コア２５ｂ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、周方向に隣り合う各２つの第２磁極と第２コア２５ｂ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、バランスしている。このため、第２コア２５ｂにも、周方向に回転させるような磁力は作用しない。

そして、仮想磁石ＶＭが図４（ａ）に示す位置から図４（ｂ）に示す位置に回転すると、第２電機子磁極、第２コア２５ｂおよび第２磁極を結ぶような第２磁力線Ｇ２が発生するとともに、第１コア２５ａと第１電機子磁極の間の第１磁力線Ｇ１が、曲がった状態になる。また、これに伴い、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２によって、図６（ｂ）に示すような磁気回路が構成される。

この状態では、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合いは小さいものの、その総磁束量が多いため、比較的強い磁力が第１コア２５ａに作用する。これにより、第１コア２５ａは、仮想磁石ＶＭの回転方向、すなわち第１および第２の回転磁界の回転方向（以下、「磁界回転方向」という）に、比較的大きな駆動力で駆動され、その結果、第２ロータ２５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コア２５ｂに作用し、それにより、第２コア２５ｂ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、第２ロータ２５が磁界回転方向に回転する。

次いで、仮想磁石ＶＭが、図４（ｂ）に示す位置から、図４（ｃ），（ｄ）および図５（ａ），（ｂ）に示す位置に順に回転すると、第１および第２のコア２５ａ，２５ｂはそれぞれ、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁力によって磁界回転方向に駆動され、その結果、第２ロータ２５が磁界回転方向に回転する。その間、第１コア２５ａ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コア２５ａ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コア２５ｂ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コア２５ｂを磁界回転方向に駆動する駆動力が、徐々に大きくなる。

そして、仮想磁石ＶＭが図５（ｂ）に示す位置から図５（ｃ）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コア２５ｂに作用し、第２コア２５ｂに作用する駆動力が最大になる。その後、図５（ｃ）に示すように、仮想磁石ＶＭが第１および第２の磁石部に対向する位置に移動すると、互いに対向する第１電機子磁極および第１磁極が互いに同一極性になり、第１コア２５ａが、周方向に隣り合う２組の同一極性の第１電機子磁極および第１磁極の間に位置するようになる。この状態では、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合いが大きいものの、その総磁束量が少ないことによって、第１コア２５ａには、磁界回転方向に回転させるような磁力が作用しない。また、互いに対向する第２電機子磁極および第２磁極が互いに異なる極性になる。

この状態から、仮想磁石ＶＭがさらに回転すると、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁力によって、第１および第２のコア２５ａ，２５ｂが磁界回転方向に駆動され、第２ロータ２５が磁界回転方向に回転する。その際、仮想磁石ＶＭが図４（ａ）に示す位置まで回転する間、以上とは逆に、第１コア２５ａ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コア２５ａに作用する駆動力が大きくなる。逆に、第２コア２５ｂ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コア２５ｂに作用する駆動力が小さくなる。

以上のように、仮想磁石ＶＭの回転、すなわち第１および第２の回転磁界の回転に伴い、第１および第２のコア２５ａ，２５ｂにそれぞれ作用する駆動力が、交互に大きくなったり、小さくなったりする状態を繰り返しながら、第２ロータ２５が磁界回転方向に回転する。この場合、第１および第２のコア２５ａ，２５ｂを介して伝達されるトルクをＴ２５ａ，Ｔ２５ｂとすると、第２ロータ２５に伝達されるトルク（以下「第２ロータ伝達トルク」という）ＴＲ２と、これら２つのトルクＴ２５ａ，Ｔ２５ｂとの関係は、概ね図７に示すものになる。同図に示すように、２つのトルクＴ２５ａ，Ｔ２５ｂは、同じ周期でほぼ正弦波状に変化するとともに、位相が半周期分、互いにずれている。また、第２ロータ２５には第１および第２のコア２５ａ，２５ｂが連結されているため、第２ロータ伝達トルクＴＲ２は、上記のように変化する２つのトルクＴ２５ａ，Ｔ２５ｂを足し合わせたものとなり、ほぼ一定になる。

また、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁力の作用によって、第１コア２５ａが、第１磁力線Ｇ１で結ばれた第１磁極と第１電機子磁極の中間に位置し、かつ、第２コア２５ｂが、第２磁力線Ｇ２で結ばれた第２磁極と第２電機子磁極の中間に位置した状態を保ちながら、第２ロータ２５が回転する。このため、第１および第２の回転磁界の回転速度（以下「磁界回転速度」という）Ｖ０と、第１ロータ２３の回転速度（以下「第１ロータ回転速度」という）ＶＲ１と、第２ロータ２５の回転速度（以下「第２ロータ回転速度」という）ＶＲ２との間には一般に、次式（１）が成立する。
ＶＲ２＝（Ｖ０＋ＶＲ１）／２ ……（１）
また、この式（１）を変形すると、次式（２）が得られる。
Ｖ０−ＶＲ２＝ＶＲ２−ＶＲ１ ……（２）
これらの式（１）および（２）から明らかなように、第２ロータ回転速度ＶＲ２は、磁界回転速度Ｖ０と第１ロータ回転速度ＶＲ１との平均速度に等しく、換言すれば、磁界回転速度Ｖ０と第２ロータ回転速度ＶＲ２との差は、第２ロータ回転速度ＶＲ２と第１ロータ回転速度ＶＲ１との差に等しい。このように、磁界回転速度Ｖ０、第１および第２のロータ回転速度ＶＲ１，ＶＲ２は、共線関係にある。

したがって、上述した第１ロータ回転速度ＶＲ１が値０のときには、ＶＲ２＝Ｖ０／２が成立し、このときの磁界回転速度Ｖ０、第１および第２のロータ回転速度ＶＲ１，ＶＲ２の関係は、例えば、図８（ａ）のように示される。

また、この場合、第２ロータ回転速度ＶＲ２が、磁界回転速度Ｖ０の１／２に減速されるので、第２ロータ伝達トルクＴＲ２は、ステータ２４への供給電力および磁界回転速度Ｖ０と等価のトルクを駆動用等価トルクＴＳＥとすると、この駆動用等価トルクＴＳＥの２倍になる。すなわち、次式（３）が成立する。
ＴＲ２＝ＴＳＥ・２ ……（３）
以上のように、第１ロータ２３を回転不能にした状態でステータ２４に電力を供給した場合には、この電力はすべて、第２ロータ２５に動力として伝達される。

次に、第２ロータ２５を回転不能にした状態で、電機子２４ａへの電力供給により第１および第２の回転磁界を発生させた場合の動作について説明する。

この場合にも、図１０（ａ）に示すように、各第１コア２５ａが各第１磁石部に対向するとともに、各第２コア２５ｂが隣り合う各２つの第２磁石部の間に位置した状態から、第１および第２の回転磁界を同図の下方に回転させるように発生させる。その発生の開始時においては、各第１電機子磁極の極性を、それに対向する各第１磁極の極性と異ならせるとともに、各第２電機子磁極の極性をそれに対向する各第２磁極の極性と同じにする。この状態では、前述した図６（ａ）に示すような磁気回路が構成される。

そして、仮想磁石ＶＭが、図１０（ａ）に示す位置から図１０（ｂ）に示す位置に回転すると、第１コア２５ａと第１電機子磁極の間の第１磁力線Ｇ１が曲がった状態になるのに伴い、第２電機子磁極が第２コア２５ｂに近づくことによって、第２電機子磁極、第２コア２５ｂおよび第２磁極を結ぶような第２磁力線Ｇ２が発生する。その結果、前述した図６（ｂ）に示すような磁気回路が構成される。

この状態では、第１磁極と第１コア２５ａの間の第１磁力線Ｇ１の総磁束量は多いものの、この第１磁力線Ｇ１がまっすぐであるため、第１コア２５ａに対して第１磁石部を回転させるような磁力が発生しない。また、第２磁極およびこれと異なる極性の第２電機子磁極の間の距離が比較的長いことにより、第２コア２５ｂと第２磁極の間の第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磁石部に、これを第２コア２５ｂに近づけるような磁力が作用する。これにより、永久磁石２３ａは、仮想磁石ＶＭの回転方向、すなわち磁界回転方向と逆方向（図１０の上方）に駆動され、図１０（ｃ）に示す位置に向かって回転する。これに伴い、第１ロータ２３が磁界回転方向と逆方向に回転する。

そして、永久磁石２３ａが図１０（ｂ）に示す位置から図１０（ｃ）に示す位置に向かって回転する間、仮想磁石ＶＭは、図１０（ｄ）に示す位置に向かって回転する。以上のように、第２磁石部が第２コア２５ｂに近づくことにより、第２コア２５ｂと第２磁極の間の第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いは小さくなるものの、仮想磁石ＶＭが第２コア２５ｂにさらに近づくのに伴い、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磁石部に、これを第２コア２５ｂ側に近づけるような磁力が作用し、それにより、永久磁石２３ａが、磁界回転方向と逆方向に駆動される。

また、永久磁石２３ａが磁界回転方向と逆方向に回転するのに伴い、第１磁極と第１コア２５ａの間の第１磁力線Ｇ１が曲がることによって、第１磁石部に、これを第１コア２５ａ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による磁力は、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による磁力よりも弱い。その結果、両磁力の差分に相当する磁力によって、永久磁石２３ａが、磁界回転方向と逆方向に駆動される。

そして、図１０（ｄ）に示すように、第１磁極と第１コア２５ａの間の距離と、第２コア２５ｂと第２磁極の間の距離が互いにほぼ等しくなったときには、第１磁極と第１コア２５ａ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コア２５ｂと第２磁極の間の第２磁力線Ｇ２の総磁束量および曲がり度合いとそれぞれほぼ等しくなる。その結果、これらの第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁力が互いにほぼ釣り合うことによって、永久磁石２３ａが一時的に駆動されない状態になる。

この状態から、仮想磁石ＶＭが図１１（ａ）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１１（ｂ）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による磁力が、第１磁石部を第１コア２５ａに近づけるようにほとんど作用しなくなるので、永久磁石２３ａは、第２磁力線Ｇ２による磁力によって、図１１（ｃ）に示す位置まで、磁界回転方向と逆方向に駆動される。

そして、図１１（ｃ）に示す位置から、仮想磁石ＶＭが若干、回転すると、以上とは逆に、第１磁極と第１コア２５ａの間の第１磁力線Ｇ１による磁力が、第１磁石部に、これを第１コア２５ａに近づけるように作用し、それにより、永久磁石２３ａが、磁界回転方向と逆方向に駆動され、第１ロータ２３が磁界回転方向と逆方向に回転する。そして、仮想磁石ＶＭがさらに回転すると、第１磁極と第１コア２５ａの間の第１磁力線Ｇ１による磁力と第２コア２５ｂと第２磁極の間の第２磁力線Ｇ２による磁力との差分に相当する磁力によって、永久磁石２３ａが、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による磁力が、第２磁石部を第２コア２５ｂ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による磁力によって、永久磁石２３ａが磁界回転方向と逆方向に駆動される。

以上のように、第１および第２の回転磁界の回転に伴い、第１磁極と第１コア２５ａの間の第１磁力線Ｇ１による磁力と、第２コア２５ｂと第２磁極の間の第２磁力線Ｇ２による磁力と、これらの磁力の差分に相当する磁力とが、永久磁石２３ａに、すなわち第１ロータ２３に交互に作用し、それにより、第１ロータ２３が磁界回転方向と逆方向に回転する。また、そのように磁力すなわち駆動力が第１ロータ２３に交互に作用することによって、第１ロータ２３に伝達されるトルク（以下「第１ロータ伝達トルク」という）ＴＲ１は、ほぼ一定になる。

また、このときの磁界回転速度Ｖ０、第１および第２のロータ回転速度ＶＲ１，ＶＲ２の関係は、式（１）において、ＶＲ２＝０とすることにより、ＶＲ１＝−Ｖ０で表され、例えば、図８（ｂ）のように示される。このように、第１ロータ２３は、第１および第２の回転磁界と同じ速度で逆方向に回転する。さらに、この場合、第１ロータ伝達トルクＴＲ１は、駆動用等価トルクＴＳＥと等しくなり、次式（４）が成立する。
ＴＲ１＝ＴＳＥ ……（４）

また、磁界回転速度Ｖ０、第１および第２のロータ回転速度ＶＲ１，ＶＲ２がいずれも値０でない場合、例えば、第１および／または第２のロータ２３，２５を動力の入力により回転させた状態で、第１および第２の回転磁界を発生させた場合には、磁界回転速度Ｖ０、第１および第２のロータ回転速度ＶＲ１，ＶＲ２の間に、前述した一般式（１）がそのまま成立し、三者間の速度関係は、例えば、図９（ａ）のように示される。この場合、第１ロータ伝達トルクＴＲ１と駆動用等価トルクＴＳＥが合成され、第２ロータ２５に伝達される。すなわち、次式（５）が成立する。
ＴＲ２＝ＴＳＥ＋ＴＲ１ ……（５）

さらに、第２ロータ２５を動力により回転させるとともに、磁界回転速度Ｖ０を値０に制御した場合には、第２ロータ２５に入力された動力（エネルギ）は、ステータ２４には伝達されず、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁力を介して第１ロータ２３にすべて伝達される。同様に、第１ロータ２３を動力により回転させるとともに、磁界回転速度Ｖ０を値０に制御した場合には、第１ロータ２３に入力された動力（エネルギ）は、ステータ２４には伝達されず、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁力を介して第２ロータ２５にすべて伝達される。

また、このときの磁界回転速度Ｖ０、第１および第２のロータ回転速度ＶＲ１，ＶＲ２の関係は、式（１）において、Ｖ０＝０とすることによって、ＶＲ１＝２・ＶＲ２で表され、例えば、図９（ｂ）のように示される。また、第１および第２のロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間に、次式（６）が成立する。
ＴＲ１＝ＴＲ２／２ ……（６）

さらに、回転機２０では、ステータ２４への電力供給が行われていない場合でも、電機子２４ａに対して、第１ロータ２３への動力の入力により永久磁石２３ａが回転したり、第２ロータ２５への動力の入力により第１および第２のコア２５ａ，２５ｂが回転したときには、電機子２４ａにおいて、誘導起電力が発生し、発電が行われる。この発電に伴って、第１および第２の回転磁界が発生した場合にも、前記式（１）および（２）が成立するとともに、前記式（３）〜（６）で表されるようなトルクの関係が成立する。

上述したステータ２４、第１および第２のロータ２３，２５の間における式（１）や図８などで表されるような回転速度の関係、および、式（３）〜（６）で表されるようなトルクの関係は、遊星歯車装置のリングギヤおよびサンギヤの一方、他方、およびプラネタリギヤを支持するキャリアの回転速度の関係およびトルクの関係に、それぞれ相当する。さらに、そのような回転速度およびトルクの関係が、ステータ２４への電力供給時だけでなく、発電時にも同様に得られることから、回転機２０は、２部材で回転動力を入出力するとともに、１部材で電力を入出力する遊星歯車装置とみなすことができる。

ＥＣＵ１２は、ＰＤＵ１１を制御することによって、ステータ２４に供給される電力と、電力の供給に伴って発生した第１および第２の回転磁界を制御する。この制御は、回転機２０の電圧方程式に基づいて行われる。

この回転機２０の電圧方程式は、次のようにして求められる。すなわち、回転機２０は、一般的な１ロータタイプのブラシレスＤＣモータと比較して、ステータ２４の構成は同じであるのに対し、永久磁石などで構成された第１ロータ２３だけでなく、軟磁性体などで構成された第２ロータ２５を有するという点が異なっている。このことから、ステータ２４のＵ相〜Ｗ相のコイル２４ｃを流れる電流（以下、それぞれ「Ｕ相電流Ｉｕ」「Ｖ相電流Ｉｖ」「Ｗ相電流Ｉｗ」という）に対する電圧は、一般的なブラシレスＤＣモータの場合とほぼ同じであるのに対し、第１および第２のロータ２３，２５の回転に伴ってＵ相〜Ｗ相のコイル２４ｃに発生する逆起電圧は、一般的なブラシレスＤＣモータの場合と異なっている。

この逆起電圧は、次のようにして求められる。図１２は、永久磁石２３ａの左側の部分である第１磁石部や、第１コア２５ａ、ステータ２４に相当する等価回路を示している。なお、同図は、便宜上、極数＝２の場合を示している。この場合、第１コア２５ａを介さずに、Ｕ相〜Ｗ相のコイル２４ｃをそれぞれ直接、通過する第１磁石部の磁束Ψｕａ１、Ψｖａ１、Ψｗａ１は、次式（７）〜（９）でそれぞれ表される。

ここで、Ψｆｂは、各相のコイル２４ｃを直接、通過する第１磁石部の磁束の最大値であり、θｅ１は第１ロータ電気角である。この第１ロータ電気角θｅ１は、第１ロータ回転角θ１を電気角度位置に換算した値であり、この第１ロータ回転角θ１は、ステータ２４の任意の１つの電機子２４ａ（以下「基準電機子」という）を基準とする第１ロータ２３の任意の１つの永久磁石２３ａの回転角度位置であり、いわゆる機械角である。第１ロータ回転角θ１から第１ロータ電気角θｅ１への換算は、第１ロータ回転角θ１に極数の１／２を乗算することによって行われる。

また、第１コア２５ａを介してＵ相〜Ｗ相のコイル２４ｃをそれぞれ通過する第１磁石部の磁束Ψｕａ２、Ψｖａ２、Ψｗａ２は、次式（１０）〜（１２）でそれぞれ表される。

ここで、Ψｆａは、第１コア２５ａを介して各相のコイル２４ｃを通過する第１磁石部の磁束の最大値であり、θｅ２は第２ロータ電気角である。この第２ロータ電気角θｅ２は、第２ロータ回転角θ２を電気角度位置に換算した値であり、この第２ロータ回転角θ２は、上記の基準電機子を基準とする第２ロータ２５の任意の１つの第１コア２５ａの回転角度位置であり、いわゆる機械角である。第２ロータ回転角θ２から第２ロータ電気角θｅ２への換算は、第２ロータ回転角θ２に極数の１／２を乗算することによって行われる。

Ｕ相〜Ｗ相のコイル２４ｃをそれぞれ通過する第１磁石部の磁束Ψｕａ、Ψｖａ、Ψｗａは、上述したＵ相〜Ｗ相のコイル２４ｃを直接、通過する磁束Ψｕａ１、Ψｖａ１、Ψｗａ１と、第１コア２５ａを介して通過する磁束Ψｕａ２、Ψｖａ２、Ψｗａ２との和、すなわち、（Ψｕａ１＋Ψｕａ２）、（Ψｖａ１＋Ψｖａ２）および（Ψｗａ１＋Ψｗａ２）でそれぞれ表される。したがって、これらの磁束Ψｕａ、Ψｖａ、Ψｗａは、上述した式（７）〜（１２）より、次式（１３）〜（１５）でそれぞれ表される。

また、これらの式（１３）〜（１５）を変形すると、次式（１６）〜（１８）が得られる。

さらに、Ｕ相〜Ｗ相のコイル２４ｃをそれぞれ通過する第１磁石部の磁束Ψｕａ、Ψｖａ、Ψｗａを時間微分することによって、第１磁石部および／または第１コア２５ａの回転に伴ってＵ相〜Ｗ相のコイル２４ｃに発生する逆起電圧（以下、それぞれ「第１Ｕ相逆起電圧Ｖｃｕ１」「第１Ｖ相逆起電圧Ｖｃｖ１」「第１Ｗ相逆起電圧Ｖｃｗ１」という）がそれぞれ得られる。したがって、これらの第１Ｕ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ１、Ｖｃｖ１、Ｖｃｗ１は、式（１６）〜（１８）を時間微分することにより得られた次式（１９）〜（２１）でそれぞれ表される。

ここで、ωｅ２は、θｅ２の時間微分値、すなわち、第２ロータ２５の角速度を電気角速度に換算した値であり、ωｅ１は、θｅ１の時間微分値、すなわち、第１ロータ２３の角速度を電気角速度に換算した値である。

また、図１３は、永久磁石２３ａの右側の部分である第２磁石部や第２コア２５ｂ、ステータ２４に相当する等価回路を示している。この場合、第２磁石部および／または第２コア２５ｂの回転に伴ってＵ相〜Ｗ相のコイル２４ｃに発生する逆起電圧は、上述した第１磁石部および第１コア２５ａの場合と同様、次のようにして求められる。以下、これらのＵ相〜Ｗ相のコイル２４ｃに発生する逆起電圧をそれぞれ、「第２Ｕ相逆起電圧Ｖｃｕ２」「第２Ｖ相逆起電圧Ｖｃｖ２」「第２Ｗ相逆起電圧Ｖｃｗ２」という。

すなわち、前述したように、第１および第２の磁石部が一体化された単一の永久磁石２３ａであるので、各相のコイル２４ｃを直接、通過する第２磁石部の磁束の最大値は、各相のコイル２４ｃを直接、通過する第１磁石部の磁束の最大値と等しく、かつ、第２コア２５ｂを介して各相のコイル２４ｃを通過する第２磁石部の磁束の最大値は、第１コア２５ａを介して各相のコイル２４ｃを通過する第１磁石部の磁束の最大値と等しい。また、前述したように、第２コア２５ｂは、第１コア２５ａに対して周方向に互い違いに並んでおり、その中心が、第１コア２５ａの中心に対して、所定角度θの１／２、ずれている。すなわち、第１および第２のコア２５ａ，２５ｂの電気角度位置は、互いに電気角としてπ／２、ずれている（図１３参照）。以上から、Ｕ相〜Ｗ相のコイル２４ｃをそれぞれ通過する第２磁石部の磁束Ψｕｂ、Ψｖｂ、Ψｗｂ（すなわち第２コア２５ｂを介して通過する磁束と、介さずに直接、通過する磁束との和）は、次式（２２）〜（２４）でそれぞれ表される。

また、これらの式（２２）〜（２４）を変形すると、次式（２５）〜（２７）が得られる。

さらに、Ｕ相〜Ｗ相のコイル２４ｃをそれぞれ通過する第２磁石部の磁束Ψｕｂ、Ψｖｂ、Ψｗｂを時間微分することによって、上述した第２Ｕ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ２、Ｖｃｖ２、Ｖｃｗ２がそれぞれ得られる。したがって、これらの逆起電圧Ｖｃｕ２、Ｖｃｖ２、Ｖｃｗ２は、式（２５）〜（２７）を時間微分することにより得られた次式（２８）〜（３０）でそれぞれ表される。

また、前述したように、ステータ２４は、その鉄芯２４ｂの第１および第２の磁石部側の端部に、互いに異なる極性の磁極が発生するように構成されている。さらに、第１および第２の磁石部のうち、軸線方向に並んだもの同士の極性は、同じになっている。これらのことから明らかなように、軸線方向に並んだ第１および第２の磁石部の、前述した基準電機子を基準とする電気角度位置は、電気角として互いにπずれている。このため、第１および／または第２のロータ２３，２５の回転に伴ってＵ相〜Ｗ相のコイル２４ｃに発生する逆起電圧Ｖｃｕ、Ｖｃｖ、Ｖｃｗはそれぞれ、前述した第１Ｕ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ１、Ｖｃｖ１、Ｖｃｗ１と、第２Ｕ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ２、Ｖｃｖ２、Ｖｃｗ２との差、すなわち、（Ｖｃｕ１−Ｖｃｕ２）、（Ｖｃｖ１−Ｖｃｖ２）および（Ｖｃｗ１−Ｖｃｗ２）となる。したがって、これらの逆起電圧Ｖｃｕ、Ｖｃｖ、Ｖｃｗは、式（１９）〜（２１）および式（２８）〜（３０）より、次式（３１）〜（３３）で表される。

ここで、Ｕ相〜Ｗ相のコイル２４ｃの電圧（以下、それぞれ「Ｕ相電圧Ｖｕ」「Ｖ相電圧Ｖｕ」「Ｗ相電圧Ｖｗ」という）は、Ｕ相〜Ｗ相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに対する電圧と、Ｕ相〜Ｗ相のコイル２４ｃの逆起電圧Ｖｃｕ,Ｖｃｖ，Ｖｃｗとの和でそれぞれ表される。したがって、回転機２０の電圧方程式は、次の式（３４）で表される。

ここで、Ｒｕ，ＲｖおよびＲｗはそれぞれＵ相〜Ｗ相のコイル２４ｃの抵抗であり、Ｌｕ，ＬｖおよびＬｗはそれぞれ、Ｕ相〜Ｗ相のコイル２４ｃの自己インダクタンスであり、いずれも所定値である。また、Ｍｕｖは、Ｕ相コイル２４ｃとＶ相コイル２４ｃの間の相互インダクタンスであり、Ｍｖｗは、Ｖ相コイル２４ｃとＷ相コイル２４ｃの間の相互インダクタンスであり、Ｍｗｕは、Ｗ相コイル２４ｃとＵ相コイル２４ｃの間の相互インダクタンスであり、いずれも所定値である。さらに、ｓは微分演算子である。

一方、図１４は、一般的な１ロータタイプのブラシレスＤＣモータの等価回路を示している。このブラシレスＤＣモータの電圧方程式は、次の式（３５）で表される。

ここで、Ψｆは、各相のコイルを通過するロータの磁石の磁束の最大値、θｅは、ステータに対するロータの電気角度位置、ωｅは、θｅの時間微分値、すなわち電気角速度である。

上記の式（３４）と式（３５）との比較から明らかなように、回転機２０の電圧方程式は、（２θｅ２−θｅ１）および（２ωｅ２−ωｅ１）をロータの電気角度位置θｅおよび電気角速度ωｅにそれぞれ置き換えると、一般的なブラシレスＤＣモータの電圧方程式と同じになる。このことから、回転機２０を作動させるためには、前述した第１および第２の回転磁界のベクトルの電気角度位置を、（２θｅ２−θｅ１）で表される電気角度位置に制御すればよいことが分かる。すなわち、機械角で考えれば、第１および第２の回転磁界のベクトルの回転角度位置を、（２θ２−θ１）で表される回転角度位置（以下「２ロータ回転角度位置θＣ」という）に制御すればよいことが分かる。また、このことは、極数やコイル２４ｃの相数にかかわらず、成立する。ＥＣＵ１２は、このような観点に基づき、例えばベクトル制御によりＵ相〜Ｗ相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを制御することによって、第１および第２の回転磁界を制御する。

前述した回転角度位置検出装置１は、上述した第１および第２の回転磁界のベクトルの目標となる２ロータ回転角度位置θＣ、すなわち、第２ロータ回転角θ２の２倍（２θ２）から第１ロータ回転角θ１を減算した値（２θ２−θ１）で表される回転角度位置を検出し、その検出信号をＥＣＵ１２に出力する。具体的には、図１に示すように、回転角度位置検出装置１は、第１および第２のロータ２３，２５に連結された回転機構２と、角度位置センサ３を備えている。回転機構２は、第１遊星歯車装置ＰＳ１（第１回転機構）および第２遊星歯車装置ＰＳ２（第２回転機構）を有している。

第１遊星歯車装置ＰＳ１は、一般的なシングルプラネタリタイプのものであり、第１サンギヤＳ１（第１回転体）と、この第１サンギヤＳ１の外周に設けられた、第１サンギヤＳ１よりも歯数の多い第１リングギヤＲ１（第２回転体）と、両ギヤＳ１，Ｒ１に噛み合う複数（例えば３つ）の第１プラネタリギヤＰ１（２つのみ図示）と、これらの第１プラネタリギヤＰ１を回転自在に支持する第１キャリアＣ１（第３回転体）とを有している。第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とのギヤ比は、１：Ｘに設定されており、Ｘは、値２よりも大きな所定値である。

第２遊星歯車装置ＰＳ２は、第１遊星歯車装置ＰＳ１と同様、一般的なシングルプラネタリタイプのものであり、第２サンギヤＳ２（第４回転体）と、この第２サンギヤＳ２の外周に設けられた、第２サンギヤＳ２よりも歯数の多い第２リングギヤＲ２（第５回転体）と、両ギヤＳ２，Ｒ２に噛み合う複数（例えば３つ）の第２プラネタリギヤＰ２（２つのみ図示）と、これらの第２プラネタリギヤＰ２を回転自在に支持する第２キャリアＣ２（第６回転体）とを有している。第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とのギヤ比は、１：（Ｘ−１）に設定されている。また、第２サンギヤＳ２は、中空の軸を介して第１サンギヤＳ１に連結されており、それにより、第１サンギヤＳ１と一体に回転自在である。第２リングギヤＲ２は、中空の軸を介して、第１キャリアＣ１および第２ロータ２５に連結されており、それにより、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２は、第２ロータ２５と一体に回転自在である。第２キャリアＣ２は、第１回転軸２１を介して第１ロータ２３に連結されており、それにより、第１ロータ２３と一体に回転自在である。

角度位置センサ３は、電磁ピックアップ式のものであり、コイルや磁石で構成され、ケースＣＡに固定されたピックアップ３ａと、第１リングギヤＲ１の外周に同心状に固定されたロータ３ｂを有している。このロータ３ｂの外周には、複数の歯が所定の角度ごとに設けられており、ピックアップ３ａは、これらの歯と若干の隙間を存して対向するように配置されている。以上の構成の角度位置センサ３は、ステータ２４の前述した基準電機子を基準とする第１リングギヤＲ１の回転角度位置を検出し、その検出信号をＥＣＵ１２に出力する。この検出信号は、２ロータ回転角度位置θＣを表す。以下、その理由について述べる。

上述した構成により、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２、ならびに第１および第２のロータ２３，２５の回転速度の関係は、例えば、前述した図２９に示すような１つの共線図で表される。なお、本実施形態では、第１リングギヤＲ１が、本発明における１つの要素および第１回転要素に相当し、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２が他の１つの要素および第２回転要素に相当し、第２キャリアＣ２が残りの１つの要素および第３回転要素に相当する。

図２９に示すように、第１リングギヤＲ１の回転速度と、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２（以下、両者を総称して「第１中間要素」という）の回転速度と、第２キャリアＣ２の回転速度は、共線関係にあり、この回転速度の共線関係は、同図に示す共線図と前述した図８および図９の共線図との比較から明らかなように、磁界回転速度Ｖ０と、第２ロータ回転速度ＶＲ２と、第１ロータ回転速度ＶＲ１との間の共線関係と同じになっている。また、これらの第１中間要素および第２キャリアＣ２が、第２および第１のロータ２５，２３にそれぞれ連結されているので、基準電機子を基準とする第１リングギヤＲ１の回転角度位置は、（２θ２−θ１）で表される回転角度位置、すなわち、２ロータ回転角度位置θＣを表す。

以上のように、本実施形態によれば、前述したように、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２と第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２とのギヤ比が設定されるとともに、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２と、第１および第２のロータ２３，２５が連結されている。さらに、基準電機子を基準とする第１リングギヤＲ１の回転角度位置を角度位置センサ３によって検出するので、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。また、この検出を、前述した従来の場合のような２つの角度位置センサおよびＥＣＵを用いずに、回転機構２と単一の角度位置センサ３だけで行うことができ、したがって、回転角度位置検出装置１のコストを削減することができる。

さらに、回転機構２として、一般的な遊星歯車装置を用いるので、格別の装置を必要とすることなく、回転角度位置検出装置１を容易かつより安価に構成することができる。さらに、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２では、歯車の噛み合いによって各要素が回転するため、摩擦式のローラを用いた場合と異なり、各要素間で滑りを生じることがないので、２ロータ回転角度位置θＣの検出を精度良く行うことができる。

次に、図１５を参照しながら、第２実施形態による回転角度位置検出装置１Ａについて説明する。この回転角度位置検出装置１Ａは、第１実施形態と比較して、第１および第２のロータ２３，２５に対する第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の連結関係が主に異なっている。具体的には、第１ロータ２３には、第１実施形態と異なり、第２キャリアＣ２ではなく、第１リングギヤＲ１が第１主軸２１を介して連結されている。また、角度位置センサ３のロータ３ｂは、第１実施形態と異なり、第１リングギヤＲ１ではなく、第２キャリアＣ２と一体のフランジの外周面に取り付けられており、それにより、角度位置センサ３は、基準電機子を基準とする第２キャリアＣ２の回転角度位置を検出する。その他の連結関係、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とのギヤ比、および、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とのギヤ比については、第１実施形態と同様である。

以上の構成により、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２、ならびに第１および第２のロータ２３，２５の回転速度の関係は、例えば、前述した図３０に示すような１つの共線図で表される。なお、本実施形態では、第２キャリアＣ２が、本発明における１つの要素および第１回転要素に相当し、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２、すなわち第１中間要素が他の１つの要素および第２回転要素に相当し、第１リングギヤＲ１が残りの１つの要素および第３回転要素に相当する。

図３０、図８および図９から明らかなように、第１実施形態と同様、第２キャリアＣ２、第１中間要素および第１リングギヤＲ１の回転速度は、共線関係にあり、この回転速度の共線関係は、磁界回転速度Ｖ０、第２ロータ回転速度ＶＲ２および第１ロータ回転速度ＶＲ１の間の共線関係と同じになっている。また、これらの第１中間要素および第１リングギヤＲ１が、第２および第１のロータ２５，２３にそれぞれ連結されているので、基準電機子を基準とする第２キャリアＣ２の回転角度位置は、（２θ２−θ１）で表される回転角度位置、すなわち、２ロータ回転角度位置θＣを表す。

以上のように、本実施形態によれば、上述したように、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２と第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２とのギヤ比が設定されるとともに、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２と、第１および第２のロータ２３，２５が連結されている。さらに、基準電機子を基準とする第２キャリアＣ２の回転角度位置を角度位置センサ３によって検出するので、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。また、回転角度位置検出装置１Ａのコストを削減することができるなど、第１実施形態の効果を同様に得ることができる。

次に、第３〜第８実施形態による回転角度位置検出装置１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇについて説明する。これらの回転角度位置検出装置１Ｂ〜１Ｇは、第１実施形態と比較して、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の連結関係と、第１および第２のロータ２３，２５に対する第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の連結関係が主に異なっている。以下、第３実施形態から順に説明する。

図１６に示す回転角度位置検出装置１Ｂでは、第１サンギヤＳ１は、軸やフランジを介して、第２リングギヤＲ２に連結されており、それにより、第２リングギヤＲ２と一体に回転自在である。また、第１キャリアＣ１は、中空の軸などを介して、第２ロータ２５に連結されるとともに、第２サンギヤＳ２に連結されている。これにより、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２は、第２ロータ２５と一体に回転自在である。さらに、第２キャリアＣ２は、第１回転軸２１を介して第１ロータ２３に連結されており、それにより、第１ロータ２３と一体に回転自在である。また、角度位置センサ３のロータ３ｂは、第１リングギヤＲ１の外周面に取り付けられており、それにより、角度位置センサ３は、基準電機子を基準とする第１リングギヤＲ１の回転角度位置を検出する。さらに、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とのギヤ比は、１：Ｘに設定されるとともに、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とのギヤ比は、（Ｘ−１）：１に設定されており、Ｘは、１＜Ｘ＜２の範囲の所定値である。

以上の構成により、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２、ならびに第１および第２のロータ２３，２５の回転速度の関係は、例えば図１７に示すような１つの共線図で表される。なお、本実施形態では、第１リングギヤＲ１が、本発明における１つの要素および第１回転要素に相当し、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２が、他の１つの要素および第２回転要素に相当し、第２キャリアＣ２が、残りの１つの要素および第３回転要素に相当する。

図１７に示すように、第１リングギヤＲ１の回転速度と、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２（以下、両者を総称して「第２中間要素」という）の回転速度と、第２キャリアＣ２の回転速度は、共線関係にあり、この回転速度の共線関係は、同図に示す共線図と前述した図８および図９の共線図との比較から明らかなように、磁界回転速度Ｖ０、第２ロータ回転速度ＶＲ２および第１ロータ回転速度ＶＲ１の間の共線関係と同じになっている。また、これらの第２中間要素および第２キャリアＣ２が、第２および第１のロータ２５，２３にそれぞれ連結されているので、基準電機子を基準とする第１リングギヤＲ１の回転角度位置は、（２θ２−θ１）で表される回転角度位置、すなわち、２ロータ回転角度位置θＣを表す。

以上のように、本実施形態によれば、上述したように、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２と第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２とのギヤ比が設定されるとともに、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２と、第１および第２のロータ２３，２５が連結されている。さらに、基準電機子を基準とする第１リングギヤＲ１の回転角度位置を角度位置センサ３によって検出するので、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。また、回転角度位置検出装置１Ｂのコストを削減することができるなど、第１実施形態の効果を同様に得ることができる。

図１８に示す第４実施形態の回転角度位置検出装置１Ｃは、第３実施形態と比較して、第１および第２のロータ２３，２５に対する第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の連結関係が主に異なっている。具体的には、第１ロータ２３には、第３実施形態と異なり、第２キャリアＣ２ではなく、第１リングギヤＲ１が、第１主軸２１を介して連結されている。また、角度位置センサ３のロータ３ｂは、第３実施形態と異なり、第１リングギヤＲ１ではなく、第２キャリアＣ２と一体のフランジの外周面に取り付けられており、それにより、角度位置センサ３は、基準電機子を基準とする第２キャリアＣ２の回転角度位置を検出する。その他の連結関係、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とのギヤ比、および、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とのギヤ比については、第３実施形態と同様である。

以上の構成により、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２、ならびに第１および第２のロータ２３，２５の回転速度の関係は、例えば図１９に示すような１つの共線図で表される。なお、本実施形態では、第２キャリアＣ２が、本発明における１つの要素および第１回転要素に相当し、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２すなわち第２中間要素が、他の１つの要素および第２回転要素に相当し、第１リングギヤＲ１が、残りの１つの要素および第３回転要素に相当する。

図１９、図８および図９から明らかなように、第３実施形態と同様、第２キャリアＣ２、第２中間要素および第１リングギヤＲ１の回転速度は、共線関係にあり、この回転速度の共線関係は、磁界回転速度Ｖ０、第２ロータ回転速度ＶＲ２および第１ロータ回転速度ＶＲ１の間の共線関係と同じになっている。また、これらの第２中間要素および第１リングギヤＲ１が、第２および第１のロータ２５，２３にそれぞれ連結されているので、基準電機子を基準とする第２キャリアＣ２の回転角度位置は、（２θ２−θ１）で表される回転角度位置、すなわち、２ロータ回転角度位置θＣを表す。

以上のように、本実施形態によれば、上述したように、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２と第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２とのギヤ比が設定されるとともに、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２と、第１および第２のロータ２３，２５が連結されている。さらに、基準電機子を基準とする第２キャリアＣ２の回転角度位置を角度位置センサ３によって検出するので、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。また、回転角度位置検出装置１Ｃのコストを削減することができるなど、第１実施形態の効果を同様に得ることができる。

図２０に示す第５実施形態の回転角度位置検出装置１Ｄでは、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２は、第１主軸２１を介して第１ロータ２３に連結されており、それにより、第１ロータ２３と一体に回転自在である。また、第１リングギヤＲ１は、中空の軸を介して第２サンギヤＳ２に連結されており、それにより、第２サンギヤＳ２と一体に回転自在である。さらに、第２リングギヤＲ２は、中空の軸を介して第２ロータ２５に連結されており、それにより、第２ロータ２５と一体に回転自在である。また、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とのギヤ比は、Ｘ：２に設定されるとともに、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とのギヤ比は、１：Ｘに設定されており、Ｘは、１＜Ｘ＜２の範囲の所定値である。さらに、角度位置センサ３のロータ３ｂは、第１サンギヤＳ１と一体のフランジの外周面に取り付けられており、それにより、角度位置センサ３は、基準電機子を基準とする第１サンギヤＳ１の回転角度位置を検出する。

以上の構成により、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２、ならびに第１および第２のロータ２３，２５の回転速度の関係は、例えば図２１に示すような１つの共線図で表される。なお、本実施形態では、第１サンギヤＳ１が、本発明における１つの要素および第１回転要素に相当し、第２リングギヤＲ２が他の１つの要素および第２回転要素に相当し、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２が、残りの１つの要素および第３回転要素に相当する。

図２１に示すように、第１サンギヤＳ１の回転速度と、第２リングギヤの回転速度と、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２（以下、両者を総称して「第３中間要素」という）の回転速度は、共線関係にあり、この回転速度の共線関係は、同図に示す共線図と前述した図８および図９の共線図との比較から明らかなように、磁界回転速度Ｖ０、第２ロータ回転速度ＶＲ２および第１ロータ回転速度ＶＲ１の間の共線関係と同じになっている。また、これらの第２リングギヤＲ２および第３中間要素が、第２および第１のロータ２５，２３にそれぞれ連結されているので、基準電機子を基準とする第１サンギヤＳ１の回転角度位置は、（２θ２−θ１）で表される回転角度位置、すなわち、２ロータ回転角度位置θＣを表す。

以上のように、本実施形態によれば、上述したように、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２と第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２とのギヤ比が設定されるとともに、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２と、第１および第２のロータ２３，２５が連結されている。さらに、基準電機子を基準とする第１サンギヤＳ１の回転角度位置を角度位置センサ３によって検出するので、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。また、回転角度位置検出装置１Ｄのコストを削減することができるなど、第１実施形態の効果を同様に得ることができる。

なお、第５実施形態において、第１サンギヤＳ１を、角度位置センサ３ではなく、第１ロータ２３に連結するとともに、第３中間要素すなわち第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２を、第１ロータ２３ではなく、角度位置センサ３に連結し、角度位置センサ３によって、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２の回転角度位置を、２ロータ回転角度位置θＣとして検出してもよい。その他の要素の連結については、第５実施形態と同様にして行う。この場合にも、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。

図２２に示す第６実施形態の回転角度位置検出装置１Ｅは、第５実施形態と比較して、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の連結関係と、第２ロータ２５に対する第２遊星歯車装置ＰＳ２の連結関係が主に異なっている。具体的には、第１リングギヤＲ１は、第５実施形態と異なり、第２サンギヤＳ２ではなく、第２リングギヤＲ２に、中空の軸を介して連結されている。これにより、第１リングギヤＲ１は、第２リングギヤＲ２と一体に回転自在である。また、第２ロータ２５には、第５実施形態と異なり、第２リングギヤＲ２ではなく、第２サンギヤＳ２が連結されており、それにより、第２サンギヤＳ２は、第２ロータ２５と一体に回転自在である。その他の連結関係については、第５実施形態と同様である。さらに、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とのギヤ比は、Ｘ：２に設定されるとともに、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とのギヤ比は、Ｘ：１に設定されており、Ｘは、０＜Ｘ＜１の範囲の所定値である。

以上の構成により、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２、ならびに第１および第２のロータ２３，２５の回転速度の関係は、例えば図２３に示すような１つの共線図で表される。なお、本実施形態では、第１サンギヤＳ１が、本発明における１つの要素および第１回転要素に相当し、第２サンギヤＳ２が、他の１つの要素および第２回転要素に相当し、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２、すなわち第３中間要素が、残りの１つの要素および第３回転要素に相当する。

図２３に示すように、第１サンギヤＳ１、第２サンギヤＳ２および第３中間要素（第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２）の回転速度は、共線関係にあり、この回転速度の共線関係は、同図に示す共線図と前述した図８および図９の共線図との比較から明らかなように、磁界回転速度Ｖ０、第２ロータ回転速度ＶＲ２および第１ロータ回転速度ＶＲ１の間の共線関係と同じになっている。また、これらの第２サンギヤＳ２および第３中間要素が、第２および第１のロータ２５，２３にそれぞれ連結されているので、基準電機子を基準とする第１サンギヤＳ１の回転角度位置は、（２θ２−θ１）で表される回転角度位置、すなわち、２ロータ回転角度位置θＣを表す。

以上のように、本実施形態によれば、上述したように、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２と第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２とのギヤ比が設定されるとともに、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２と、第１および第２のロータ２３，２５が連結されている。さらに、基準電機子を基準とする第１サンギヤＳ１の回転角度位置を角度位置センサ３によって検出するので、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。また、回転角度位置検出装置１Ｅのコストを削減することができるなど、第１実施形態の効果を同様に得ることができる。

なお、第６実施形態において、第１サンギヤＳ１を、角度位置センサ３ではなく、第１ロータ２３に連結するとともに、第３中間要素すなわち第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２を、第１ロータ２３ではなく、角度位置センサ３に連結し、角度位置センサ３によって、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２の回転角度位置を、２ロータ回転角度位置θＣとして検出してもよい。その他の要素の連結については、第６実施形態と同様にして行う。この場合にも、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。

図２４に示す第７実施形態の回転角度位置検出装置１Ｆでは、第１サンギヤＳ１は、第１回転軸２１を介して第１ロータ２３に連結されており、それにより、第１ロータ２３と一体に回転自在である。また、第１キャリアＣ１は、中空の軸を介して、第２ロータ２５に連結されるとともに、第２リングギヤＲ２に連結されている。これにより、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２は、第２ロータ２５と一体に回転自在である。さらに、第１リングギヤＲ１は、中空の軸を介して第２キャリアＣ２に連結されており、それにより、第２キャリアＣ２と一体に回転自在である。また、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とのギヤ比は、Ｘ：１に設定されるとともに、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とのギヤ比は、Ｘ：（１−Ｘ）に設定されており、Ｘは、０＜Ｘ＜１／２の範囲の所定値である。さらに、角度位置センサ３のロータ３ｂは、第２サンギヤＳ２と一体のフランジの外周面に取り付けられており、それにより、角度位置センサ３は、基準電機子を基準とする第２サンギヤＳ２の回転角度位置を検出する。

以上の構成により、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２、ならびに第１および第２のロータ２３，２５の回転速度の関係は、例えば図２５に示すような１つの共線図で表される。なお、本実施形態では、第２サンギヤＳ２が、本発明における１つの要素および第１回転要素に相当し、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２、すなわち第１中間要素が、他の１つの要素および第２回転要素に相当し、第１サンギヤＳ１が残りの１つの要素および第３回転要素に相当する。

図２５に示すように、第２サンギヤＳ２、第１中間要素（第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２）、および第１サンギヤＳ１の回転速度は、共線関係にあり、この回転速度の共線関係は、同図に示す共線図と前述した図８および図９の共線図との比較から明らかなように、磁界回転速度Ｖ０、第２ロータ回転速度ＶＲ２および第１ロータ回転速度ＶＲ１の間の共線関係と同じになっている。また、これらの第１中間要素および第１サンギヤＳ１が、第２および第１のロータ２５，２３にそれぞれ連結されているので、基準電機子を基準とする第２サンギヤＳ２の回転角度位置は、（２θ２−θ１）で表される回転角度位置、すなわち、２ロータ回転角度位置θＣを表す。

以上のように、本実施形態によれば、上述したように、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２と第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２とのギヤ比が設定されるとともに、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２と、第１および第２のロータ２３，２５が連結されている。さらに、基準電機子を基準とする第２サンギヤＳ２の回転角度位置を角度位置センサ３によって検出するので、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。また、回転角度位置検出装置１Ｆのコストを削減することができるなど、第１実施形態の効果を同様に得ることができる。

なお、第７実施形態において、第２サンギヤＳ２を、角度位置センサ３ではなく、第１ロータ２３に連結するとともに、第１サンギヤＳ１を、第１ロータ２３ではなく、角度位置センサ３に連結し、角度位置センサ３によって、第１サンギヤＳ１の回転角度位置を、２ロータ回転角度位置θＣとして検出してもよい。その他の要素の連結については、第７実施形態と同様にして行う。この場合にも、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。

図２６に示す第８実施形態の回転角度位置検出装置１Ｇは、第７実施形態と比較して、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の連結関係と、角度位置センサ３に対する第２遊星歯車装置ＰＳ２の連結関係が主に異なっている。具体的には、第１キャリアＣ１は、第７実施形態と異なり、第２リングギヤＲ２ではなく、第２サンギヤＳ２に、軸を介して連結されている。これにより、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２は、第２ロータ２５と一体に回転自在である。また、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とのギヤ比は、Ｘ：１に設定されるとともに、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とのギヤ比は、（１−Ｘ）：Ｘに設定されており、Ｘは、１／２＜Ｘ＜１の範囲の所定値である。さらに、角度位置センサ３のロータ３ｂは、第７実施形態と異なり、第２サンギヤＳ２ではなく、第２リングギヤＲ２の外周面に取り付けられており、それにより、角度位置センサ３は、基準電機子を基準とする第２リングギヤＲ２の回転角度位置を検出する。その他の連結関係については、第７実施形態と同様である。

以上の構成により、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２、第１および第２のキャリアＣ１，Ｃ２、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２、ならびに第１および第２のロータ２３，２５の回転速度の関係は、例えば図２７に示すような１つの共線図で表される。なお、本実施形態では、第２リングギヤＲ２が、本発明における１つの要素および第１回転要素に相当し、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２すなわち第２中間要素が、他の１つの要素および第２回転要素に相当し、第２リングギヤＲ２が、残りの１つの要素および第３回転要素に相当する。

図２７に示すように、第２リングギヤＲ２、第２中間要素（第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２）、および第１サンギヤＳ１の回転速度は、共線関係にあり、この回転速度の共線関係は、同図に示す共線図と前述した図８および図９の共線図との比較から明らかなように、磁界回転速度Ｖ０、第２ロータ回転速度ＶＲ２および第１ロータ回転速度ＶＲ１の間の共線関係と同じになっている。また、これらの第２中間要素および第１サンギヤＳ１が、第２および第１のロータ２５，２３にそれぞれ連結されているので、基準電機子を基準とする第２リングギヤＲ２の回転角度位置は、（２θ２−θ１）で表される回転角度位置、すなわち、２ロータ回転角度位置θＣを表す。

以上のように、本実施形態によれば、上述したように、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２と第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２とのギヤ比が設定されるとともに、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２と、第１および第２のロータ２３，２５が連結されている。さらに、基準電機子を基準とする第２リングギヤＲ２の回転角度位置を角度位置センサ３によって検出するので、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。また、回転角度位置検出装置１Ｇのコストを削減することができるなど、第１実施形態の効果を同様に得ることができる。

なお、第８実施形態において、第２リングギヤＲ２を、角度位置センサ３ではなく、第１ロータ２３に連結するとともに、第１サンギヤＳ１を、第１ロータ２３ではなく、角度位置センサ３に連結し、角度位置センサ３によって、第１サンギヤＳ１の回転角度位置を、２ロータ回転角度位置θＣとして検出してもよい。その他の要素の連結については、第８実施形態と同様にして行う。この場合にも、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。

次に、図２８を参照しながら、第９実施形態による回転角度位置検出装置１Ｈについて説明する。第１および第２の実施形態では、回転機構２が第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２で構成されているのに対し、上記の回転角度位置検出装置１Ｈでは、回転機構４２は、ディファレンシャルギヤＤＧで構成されている。このディファレンシャルギヤＤＧは、歯数が互いに等しい第１および第２のサイドギヤＳＩ１，ＳＩ２と、両ギヤＳＩ１，ＳＩ２に噛み合う複数（例えば２つ）のピニオンギヤＰと、これらのピニオンギヤＰを回転自在に支持するデフケースＣを有している。第１サイドギヤＳＩ１は、第１回転軸２１を介して第１ロータ２３に連結されており、それにより、第１ロータ２３と一体に回転自在である。デフケースＣは、中空の軸を介して第２ロータ２５に連結されており、それにより、第２ロータ２５と一体に回転自在である。

また、角度位置センサ３のロータ３ｂは、第２サイドギヤＳＩ２と一体のフランジの外周面に取り付けられており、それにより、角度位置センサ３は、基準電機子を基準とする第２サイドギヤＳＩ２の回転角度位置を検出する。

以上の構成により、第１および第２のサイドギヤＳＩ１，ＳＩ２、デフケースＣ、ならびに第１および第２のロータ２３，２５の回転速度の関係は、例えば、前述した図３１に示すような１つの共線図で表される。なお、本実施形態では、第２サイドギヤＳＩ２、デフケースＣおよび第１サイドギヤＳＩ１が、本発明における１つの要素、他の１つの要素および残りの１つの要素に、それぞれ相当する。

図３１に示すように、第２サイドギヤＳＩ２、デフケースＣおよび第１サイドギヤＳＩ１の回転速度は、共線関係にあり、この回転速度の共線関係は、同図に示す共線図と図８および図９の共線図との比較から明らかなように、磁界回転速度Ｖ０、第２ロータ回転速度ＶＲ２および第１ロータ回転速度ＶＲ１の間の共線関係と同じになっている。また、これらのデフケースＣおよび第１サイドギヤＳＩ１が、第２および第１のロータ２５，２３にそれぞれ連結されているので、基準電機子を基準とする第２サイドギヤＳＩ２の回転角度位置は、（２θ２−θ１）で表される回転角度位置、すなわち、２ロータ回転角度位置θＣを表す。

以上のように、本実施形態によれば、ディファレンシャルギヤＤＧと第１および第２のロータ２３，２５が上述したように連結されるとともに、基準電機子を基準とする第２サイドギヤＳＩ２の回転角度位置を角度位置センサ３によって検出するので、２ロータ回転角度位置θＣを適正に検出することができる。また、第１実施形態と同様、回転角度位置検出装置１Ｈのコストを削減することができる。さらに、回転機構４２として、一般的なディファレンシャルギヤＤＧを用いるので、格別の装置を必要とすることなく、回転角度位置検出装置１Ｈを容易かつより安価に構成することができる。また、単一のディファレンシャルギヤＤＧを用いるので、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２を用いる第１〜第８の実施形態と比較して、回転角度位置検出装置１Ｈのさらなるコストの削減および小型化を図ることができる。さらに、ディファレンシャルギヤＤＧでは、遊星歯車装置と同様、歯車の噛み合いによって各要素が回転するため、摩擦式のローラを用いた場合と異なり、各要素間で滑りを生じることがないので、２ロータ回転角度位置θＣの検出を精度良く行うことができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第１および第２のサンギヤＳ１，Ｓ２と第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２とのギヤ比と、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の連結関係は、本発明における第１〜第３の回転要素を構成できるのであれば、第１〜第８の実施形態に例示した以外のものでもよいことは、もちろんである。また、第１および第２の実施形態では、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２は、シングルプラネタリタイプのものであるが、ダブルプラネタリタイプのものでもよく、あるいは、遊星歯車装置の各ギヤに代えて、表面間の摩擦によって動力を伝達する複数のローラを有するなど、遊星歯車装置と同等の機能を有するような装置でもよい。さらに、第９実施形態では、ディファレンシャルギヤＤＧを用いているが、ディファレンシャルギヤの各ギヤに代えて、表面間の摩擦によって動力を伝達する複数のローラを有するなど、ディファレンシャルギヤと同等の機能を有するような装置を用いてもよい。また、角度位置センサ３は、電磁ピックアップ式のものであるが、例えば光学式のものでもよい。

さらに、実施形態は、第２ロータ回転速度ＶＲ２と第１ロータ回転速度ＶＲ１との差（以下「第２・第１ロータ速度差」という）と、磁界回転速度Ｖ０と第２ロータ回転速度ＶＲ２との差（以下「磁界・第２ロータ速度差」という）が等しい回転機２０に本発明を適用した例であるが、本発明は、これに限らず、第２・第１ロータ速度差と磁界・第２ロータ速度差が１：ｎである回転機に適用してもよい。その場合には、本発明の回転機構として、そのサンギヤとリングギヤとのギヤ比が１：ｎである単一のシングルプラネタリタイプの遊星歯車装置が用いられるとともに、リングギヤおよびキャリアが、第１および第２のロータにそれぞれ連結され、サンギヤの回転角度位置が、角度位置センサ３によって２ロータ回転角度位置θＣとして検出される。また、この場合に、ダブルプラネタリタイプの遊星歯車装置を用いてもよいことは、もちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

第１実施形態による回転角度位置検出装置を、これを適用した回転機とともに概略的に示す図である。 図１のＡ−Ａ線の位置で周方向に沿って破断した断面の一部を、第１および第２の回転磁界の発生時において示す展開図である。 図２の展開図の構成と機能的に同じ構成を示す図である。 第１ロータを回転不能にした状態で第１および第２の回転磁界を発生させた場合の回転機の動作を説明するための図である。 図４の続きの動作を説明するための図である。 回転機の動作中に構成される磁気回路を示す図である。 第１ロータを回転不能にした状態で第１および第２の回転磁界を発生させた場合に第２ロータに伝達されるトルクの一例を模式的に示す図である。 磁界回転速度、第１および第２のロータ回転速度の関係の一例を、（ａ）第１ロータを回転不能にした場合について、（ｂ）第２ロータを回転不能にした場合について、それぞれ示す共線図である。 磁界回転速度、第１および第２のロータ回転速度の関係の一例を、（ａ）第１および第２のロータがいずれも回転している場合について、（ｂ）磁界回転速度が値０の場合について、それぞれ示す共線図である。 第２ロータを回転不能にした状態で第１および第２の回転磁界を発生させた場合の回転機の動作を説明するための図である。 図１０の続きの動作を説明するための図である。 第１磁石部や第１コア、ステータに相当する等価回路を示す図である。 第２磁石部や第２コア、ステータに相当する等価回路を示す図である。 一般的な１ロータタイプのブラシレスＤＣモータの等価回路を示す図である。 第２実施形態による回転角度位置検出装置を、これを適用した回転機とともに概略的に示す図である。 第３実施形態による回転角度位置検出装置を、これを適用した回転機とともに概略的に示す図である。 図１６の回転角度位置検出装置における第１および第２のサンギヤ、第１および第２のキャリア、第１および第２のリングギヤ、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係の一例を示す共線図である。 第４実施形態による回転角度位置検出装置を、これを適用した回転機とともに概略的に示す図である。 図１８の回転角度位置検出装置における第１および第２のサンギヤ、第１および第２のキャリア、第１および第２のリングギヤ、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係の一例を示す共線図である。 第５実施形態による回転角度位置検出装置を、これを適用した回転機とともに概略的に示す図である。 図２０の回転角度位置検出装置における第１および第２のサンギヤ、第１および第２のキャリア、第１および第２のリングギヤ、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係の一例を示す共線図である。 第６実施形態による回転角度位置検出装置を、これを適用した回転機とともに概略的に示す図である。 図２２の回転角度位置検出装置における第１および第２のサンギヤ、第１および第２のキャリア、第１および第２のリングギヤ、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係の一例を示す共線図である。 第７実施形態による回転角度位置検出装置を、これを適用した回転機とともに概略的に示す図である。 図２４の回転角度位置検出装置における第１および第２のサンギヤ、第１および第２のキャリア、第１および第２のリングギヤ、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係の一例を示す共線図である。 第８実施形態による回転角度位置検出装置を、これを適用した回転機とともに概略的に示す図である。 図２６の回転角度位置検出装置における第１および第２のサンギヤ、第１および第２のキャリア、第１および第２のリングギヤ、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係の一例を示す共線図である。 第９実施形態による回転角度位置検出装置を、これを適用した回転機とともに概略的に示す図である。 図１の回転角度位置検出装置における第１および第２のサンギヤ、第１および第２のキャリア、第１および第２のリングギヤ、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係の一例を示す共線図である。 図１５の回転角度位置検出装置における第１および第２のサンギヤ、第１および第２のキャリア、第１および第２のリングギヤ、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係の一例を示す共線図である。 図２８の回転角度位置検出装置における第１および第２のサイドギヤ、デフケース、ならびに第１および第２のロータの回転速度の関係の一例を示す共線図である。

符号の説明

１ 回転角度位置検出装置
２ 回転機構
ＰＳ１ 第１遊星歯車装置（第１回転機構）
Ｓ１ 第１サンギヤ（第１回転体）
Ｒ１ 第１リングギヤ（第２回転体、１つの要素、第１回転要素、残りの１つの要素
、第３回転要素）
Ｐ１ 第１プラネタリギヤ
Ｃ１ 第１キャリア（第３回転体、他の１つの要素、第２回転要素）
ＰＳ２ 第２遊星歯車装置（第２回転機構）
Ｓ２ 第２サンギヤ（第４回転体）
Ｒ２ 第２リングギヤ（第５回転体、他の１つの要素、第２回転要素）
Ｐ２ 第２プラネタリギヤ
Ｃ２ 第２キャリア（第６回転体、残りの１つの要素、第３回転要素、１つの要素、
第１回転要素）
３ 角度位置センサ
２０ 回転機
２３ 第１ロータ
２４ ステータ
２５ 第２ロータ
１Ａ 回転角度位置検出装置
１Ｂ 回転角度位置検出装置
１Ｃ 回転角度位置検出装置
１Ｄ 回転角度位置検出装置
１Ｅ 回転角度位置検出装置
１Ｆ 回転角度位置検出装置
１Ｇ 回転角度位置検出装置
１Ｈ 回転角度位置検出装置
４２ 回転機構
ＤＧ ディファレンシャルギヤ
ＳＩ１ 第１サイドギヤ（残りの１つの要素）
ＳＩ２ 第２サイドギヤ（１つの要素）
Ｐ ピニオンギヤ
Ｃ デフケース（他の１つの要素）
θＣ ２ロータ回転角度位置
Ｖ０ 磁界回転速度（回転磁界の回転速度）
ＶＲ１ 第１ロータ回転速度（第１ロータの回転速度）
ＶＲ２ 第２ロータ回転速度（第２ロータの回転速度）

Claims (5)

1. 回転磁界を発生させるための不動のステータと、当該ステータに対向するように設けられ、磁石で構成された第１ロータと、前記ステータと前記第１ロータの間に設けられ、軟磁性体で構成された第２ロータとを有し、前記ステータと前記第１ロータと前記第２ロータの間で、前記回転磁界の発生に伴って形成される磁気回路を介してエネルギを入出力するとともに、当該エネルギの入出力に伴って、前記回転磁界、前記第２ロータおよび前記第１ロータが、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転するように、前記第１および第２のロータの回転角度位置によって定まる２ロータ回転角度位置を目標として、前記ステータに対する前記回転磁界のベクトルの回転角度位置が制御される回転機において、前記回転磁界のベクトルの目標となる前記２ロータ回転角度位置を検出する回転角度位置検出装置であって、
   前記所定の共線関係と同じ回転速度の共線関係を互いの間に保ちながら回転するように構成された３つの要素を有し、当該３つの要素の１つの回転速度と他の１つの回転速度の差と、当該他の１つの要素の回転速度と残りの１つの要素の回転速度の差との比が、前記回転磁界の回転速度と前記第２ロータの回転速度の差と、前記第２ロータの回転速度と前記第１ロータの回転速度の差との比と同じに設定されており、前記残りの１つの要素が前記第１ロータに連結されるとともに、前記他の１つの要素が前記第２ロータに連結された回転機構と、
   前記ステータに対する前記１つの要素の回転角度位置を前記２ロータ回転角度位置として検出する角度位置センサと、
   を備えることを特徴とする回転角度位置検出装置。
2. 前記所定の共線関係は、前記回転磁界と前記第２ロータの回転速度の差と、前記第２ロータと前記第１ロータの回転速度の差が等しい関係であり、
   前記回転機構は、
   互いの間で回転動力を伝達するとともに、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転するように構成された第１回転体、第２回転体および第３回転体を有する第１回転機構と、
   互いの間で回転動力を伝達するとともに、互いの間に回転速度の所定の共線関係を保ちながら回転するように構成された第４回転体、第５回転体および第６回転体を有する第２回転機構と、を備え、
   前記第１〜第３の回転体のうちの１つの回転体および他の１つの回転体が、前記第４〜第６の回転体のうちの１つの回転体および他の１つの回転体にそれぞれ連結されており、前記第１および第２の回転機構は、当該連結により、前記１つの要素、他の１つの要素および残りの１つの要素として、第１回転要素、第２回転要素および第３回転要素がそれぞれ構成されるとともに、前記第１回転要素と前記第２回転要素の回転速度の差と、前記第２回転要素と前記第３回転要素の回転速度の差が等しくなるように構成されており、
   前記第２および第３の回転要素が、前記第２および第１のロータにそれぞれ連結されるとともに、前記角度位置センサは、前記ステータに対する前記第１回転要素の回転角度位置を２ロータ回転角度位置として検出することを特徴とする、請求項１に記載の回転角度位置検出装置。
3. 前記第１回転機構は、
   第１サンギヤを前記第１回転体として、第１リングギヤを前記第２回転体として、前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤに噛み合う第１プラネタリギヤを回転自在に支持する第１キャリアを前記第３回転体として、それぞれ有し、前記第１サンギヤと前記第１リングギヤとのギヤ比が１：Ｘ（Ｘ＞２）に設定されるとともに、前記第１キャリアが前記第２ロータに連結された第１遊星歯車装置であり、
   前記第２回転機構は、
   第２サンギヤを前記第４回転体として、第２リングギヤを前記第５回転体として、前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤに噛み合う第２プラネタリギヤを回転自在に支持する第２キャリアを前記第６回転体として、それぞれ有し、前記第２サンギヤと前記第２リングギヤとのギヤ比が１：（Ｘ−１）に設定され、前記第２サンギヤが前記第１サンギヤに連結され、前記第２リングギヤが前記第２ロータに連結されるとともに、前記第２キャリアが前記第１ロータに連結された第２遊星歯車装置であり、
   前記角度位置センサは、前記ステータに対する前記第１リングギヤの回転角度位置を前記２ロータ回転角度位置として検出することを特徴とする、請求項２に記載の回転角度位置検出装置。
4. 前記第１回転機構は、
   第１サンギヤを前記第１回転体として、第１リングギヤを前記第２回転体として、前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤに噛み合う第１プラネタリギヤを回転自在に支持する第１キャリアを前記第３回転体として、それぞれ有し、前記第１サンギヤと前記第１リングギヤとのギヤ比が１：Ｘ（Ｘ＞２）に設定され、前記第１リングギヤが前記第１ロータに連結されるとともに、前記第１キャリアが前記第２ロータに連結された第１遊星歯車装置であり、
   前記第２回転機構は、
   第２サンギヤを前記第４回転体として、第２リングギヤを前記第５回転体として、前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤに噛み合う第２プラネタリギヤを回転自在に支持する第２キャリアを前記第６回転体として、それぞれ有し、前記第２サンギヤと前記第２リングギヤとのギヤ比が１：（Ｘ−１）に設定され、前記第２サンギヤが前記第１サンギヤに連結されるとともに、前記第２リングギヤが前記第２ロータに連結された第２遊星歯車装置であり、
   前記角度位置センサは、前記ステータに対する前記第２キャリアの回転角度位置を前記２ロータ回転角度位置として検出することを特徴とする、請求項２に記載の回転角度位置検出装置。
5. 前記所定の共線関係は、前記回転磁界と前記第２ロータの回転速度の差と、前記第２ロータと前記第１ロータの回転速度の差が等しい関係であり、
   前記回転機構は、
   歯数が互いに等しい第１サイドギヤおよび第２サイドギヤを、前記残りの１つの要素および前記１つの要素としてそれぞれ有するとともに、前記第１および第２のサイドギヤに噛み合うピニオンギヤを回転自在に支持する回転自在のデフケースを、他の１つの要素として有し、前記第１サイドギヤが前記第１ロータに連結されるとともに、前記デフケースが前記第２ロータに連結されたディファレンシャルギヤを備え、
   前記角度位置センサは、前記ステータに対する前記第２サイドギヤの回転角度位置を前記２ロータ回転角度位置として検出することを特徴とする、請求項１に記載の回転角度位置検出装置。

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