JP5621794B2 - 磁気変調式複軸モータ - Google Patents

Description

本発明は、磁気変調式複軸モータに関するものであり、特に、二つの動力機械の間において、それらの動力の速度およびトルク変換を成すと共に、そこに電力を加算減算を成すことのできる動力電力分割制御用の複軸電機機械の基本構造の改良に係わり、例えば、ハイブリッド車両用のモータとして好適に適用できる。

従来、車両において、エンジンの高速回転の動力を受けて低速の動力へと、その変速比率を徐変させて変換（変速）する回転機械が種々考案されている。例えば、特許文献１には、磁気変調式の磁気歯車の原理によりその作用を行う動力装置が開示されている。同文献１の動力装置は、磁束を電流に置き換える回数が少なくて済む点において、エネルギ変換効率が高いものと期待されていた。

特許第４５０５５２４号公報

しかし、上記の特許文献１に開示された動力装置は、回転磁界を生成するステータと、軟磁性体から成る磁気変調ロータと、永久磁石磁極を有する界磁ロータとが同軸的に配置され、且つ、磁気変調ロータを挟んでステータと界磁ロータとが入れ子状に配置される構成であるため、界磁ロータの寸法が小さくなってしまい、界磁磁力を強くできないという問題点があった。
また、界磁磁力を強めようとしてステータの寸法を薄くすると、今度はステータの巻線量が稼げず、起磁力が大きく出来ないため、界磁磁束との積で支配される作用トルクの大きさが目減りしてしまうというジレンマがあった。

さらに、磁気変調ロータは、軟磁性体を内外に磁束が貫通、交番するために、その軟磁性体を十分な強度で固定することが困難であった。すなわち、磁束の変動により軟磁性体自体の内部に生じる渦電流のみならず、その周囲を金属部材で固定すると、その部材がかご型誘導機の短絡コイルのような作用をすることになってしまうため、軟磁性体は硬質樹脂などの絶縁部材で固定したり、短絡電流路を断ち切った構造として固定するしかなかった。しかし、これらの構造を採用すると、いずれにしても固定が弱くなってしまうという基本的な問題点があった。

また、このタイプの回転機は、その構造が入れ子状であり、最内部の界磁ロータは、極力その磁力を高めるために、許容空間一杯に磁気回路を構成せざるを得ない。このため、界磁ロータの内側には回転軸を通すのが精一杯であり、通常のモータのように、内側を通風に利用したり、軸受や回転位置検出器などを設けるスペースを構成しにくいと言う問題点があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたものであり、その目的は、上述した従来技術の問題点を解決し、高性能で損失が少なく、小型の磁気変調式複軸モータを提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明の磁気変調式複軸モータは、周方向に所定の間隔を有して複数の磁気良導領域を有する磁気変調ロータと、この磁気変調ロータの外径側または内径側に対向して配置され、偶数であるｍ極の多相巻線を有するステータと、磁気変調ロータの軸方向の一方の端面に対向して配置され、偶数であるｎ極の界磁磁極を持つ界磁ロータとを有し、磁気変調ロータは、ステータと対向する径方向の対向面および界磁ロータと対向する軸方向の対向面に磁気良導領域を形成する軟磁性体を配置し、この軟磁性体が周方向に所定の間隔を有して配置される数をｋとした時に、
ｋ＝（ｍ＋ｎ）／２…………（１）
ｋは、上記（１）式によって求められることを特徴とする。

本発明の磁気変調式複軸モータは、ステータと界磁ロータが磁気変調ロータに対し径方向の同じ側（外径側または内径側）に配置される。言い換えると、磁気変調ロータを挟んでステータと界磁ロータとが入れ子状に配置されることはないので、縮小構造になることを防止できる。これにより、ステータの巻線量や、界磁ロータの界磁源である磁石などを多く装備することができるため、大きな出力を得ることができる。
また、磁気変調ロータの径方向に対しステータが配置されない側に空間を確保できるので、この空間に軸受や変速装置等の付属物を収納したり、通風空間として利用することで冷却性向上を図ることができる。これにより、高性能化の面で好適な設計が可能となる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載した磁気変調式複軸モータにおいて、周方向に所定の間隔を有してｋ箇所に配置される軟磁性体は、非磁性金属から成る支持体によって保持されていることを特徴とする。
本発明では、磁気良導領域を形成する軟磁性体を固定する上で、従来のように機械的強度が低い絶縁物に依らなくても、非磁性の金属部材で強固に保持できる。これにより、磁気変調ロータを堅固に構成できるので、耐久性が高まり、高速回転ができるようになるため、モータの出力能力が向上する。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した磁気変調式複軸モータにおいて、軟磁性体は、複数枚の鋼板を軸方向に積層した第１の積層体と、複数枚の鋼板を周方向に積層した第２の積層体とを有し、ステータおよび界磁ロータと対向する磁気変調ロータの対向面側に第１の積層体が配置され、反対向面側に第２の積層体が配置され、且つ、第１の積層体と第２の積層体とが当接していることを特徴とする。
例えば、界磁磁束がステータに対して磁気変調ロータの軟磁性体を経由して行き来する際に、界磁ロータの回転による磁界の変化をより好適な積層方向（例えば周方向）で受け、軸方向に流してステータ側に供給できるため、磁束が通り易くなり、鉄損も少なくできる効果がある。

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れか一つの磁気変調式複軸モータにおいて、界磁ロータは、回転不能に配置される界磁コイルと、この界磁コイルが発生する磁界により、互いに異なる極性に磁化される一組の爪状磁極とを備えるブラシレスロータとして構成されることを特徴とする。
この場合、界磁コイルが発生する磁界によって爪状磁極（界磁磁極）が磁化されるので、界磁コイルに通電する界磁電流の大きさを制御することにより、界磁磁極の強さを変えることができる。これにより、例えば、界磁ロータに連結される回転軸がエンジンやアクスルの状況都合により回転し続けることが必要であり、且つ、回転機としての動作を止めることが必要な場合には、界磁電流をオフにするだけで、界磁ロータが回転し続けることによる鉄損発生などの所謂フリクションロスの問題が解消される。

（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載した何れか一つの磁気変調式複軸モータにおいて、
ステータが固定されるモータハウジングに対し界磁ロータの回転を拘束できる第１の停止装置、モータハウジングに対し磁気変調ロータの回転を拘束できる第２の停止装置、および界磁ロータと磁気変調ロータとの間を連結できる連結装置の少なくとも１つを備えることを特徴とする。
上記の構成によれば、本発明のモータをＨＶ（ハイブリッド）車両用のトランスアクスル部分において、様々なモードで有効に作動させることができる。

実施例１に示すモータの縦断面図である。 図１に示すモータのＡ−Ａ断面図である。 図１に示すモータのＢ−Ｂ断面図である。 磁気変調原理の説明図である。 作動モデルによる磁気変調原理の説明図である。 ＨＶ車両用の複合モータとして使用する説明図である。 ＨＶ車両用の複合モータとして使用する説明図である。 実施例２に示すモータの基本構成を示す説明図である。 実施例３に示すモータの基本構成を示す説明図である。 実施例４に示すモータの縦断面図である。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

（実施例１）
実施例１に示す磁気変調式複軸モータ（以下、本モータ１と呼ぶ）は、図１に示す様に、車両のエンジン動力が伝達されて回転する第１の回転軸２と、車輪駆動系に連結される第２の回転軸３と、この第２の回転軸３に減速ギヤ装置４を介して連結される第３の回転軸５と、モータハウジング６に固定されるステータ７と、第１の回転軸２にロータアーム８を介して連結される界磁ロータ９と、第３の回転軸５にロータディスク１０を介して連結される磁気変調ロータ１１等より構成される。
第１の回転軸２と第２の回転軸３は、同一軸線上に配置され、それぞれ軸受１２、１３を介してモータハウジング６に支持されている。
第３の回転軸５は、軸方向の一端側（図示左側）が、第１の回転軸２に穿設された中空孔の内周に軸受１４を介して相対回転自在に挿入され、軸方向の他端側が軸受１５を介してモータハウジング６に支持されている。

減速ギヤ装置４は、周知の遊星作動機構を使用した変速装置であり、上記の軸受１５より図示右側へ突き出る第３の回転軸５の端部に形成されたサンギヤ４ａと、このサンギヤ４ａと同心に配置されるリングギヤ４ｂ（内歯車）と、サンギヤ４ａとリングギヤ４ｂとに噛み合う遊星ギヤ４ｃと、この遊星ギヤ４ｃを支持する遊星キャリア４ｄより構成され、この遊星キャリア４ｄが第２の回転軸３と一体に設けられている。
ステータ７は、図２に示す様に、円環状のステータ鉄心７ａと、このステータ鉄心７ａに巻装される１２極の三相巻線７ｂ（図１参照）とで構成される。ステータ鉄心７ａの内周側には、三相巻線７ｂを挿入する複数のスロット７ｃが周方向に等ピッチに形成されている。

界磁ロータ９は、図３に示す様に、円環状のロータ鉄心９ａと、このロータ鉄心９ａに埋設される２０個の希土類磁石１６（例えばネオジム磁石）とで構成される。２０個の磁石１６は、ロータ鉄心９ａの周方向に等間隔に配置され、図示矢印で示す様に径方向に着磁され、且つ、周方向に隣り合う磁石１６同士の極性が径方向で異なる、つまり、Ｎ極とＳ極とが交互に異なる様に配置される。この界磁ロータ９は、図１に示す様に、ステータ７と軸方向に近接して縦列に配置される。
磁気変調ロータ１１は、ステータ７および界磁ロータ９の内径側に配置され、図２、図３に示す様に、ステータ７および界磁ロータ９と対向する対向面に磁気良導領域を形成する軟磁性体１７と、この軟磁性体１７を保持する非磁性金属から成るリング状の支持体１８とで構成される。

軟磁性体１７によって形成される磁気良導領域は、周方向に一定の間隔を有して１６箇所に設けられている。また、軟磁性体１７は、複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層した第１の積層体１７ａと、複数枚の電磁鋼板を周方向に積層した第２の積層体１７ｂとで構成され、ステータ７および界磁ロータ９と対向する外径側に第１の積層体１７ａが配置され、内径側に第２の積層体１７ｂが配置されている。つまり、第１の積層体１７ａと第２の積層体１７ｂとが互いに直交し、且つ、当接した状態に配置されている。
支持体１８は、例えば、ステンレス鋼によって形成され、１６箇所に配置される軟磁性体１７（第１の積層体１７ａ＋第２の積層体１７ｂ）を強固に保持している。

モータハウジング６と界磁ロータ９との間には、モータハウジング６に対し界磁ロータ９の回転を停止させた状態で拘束できる界磁ロータ停止装置１９が配設されている。
また、モータハウジング６と磁気変調ロータ１１との間には、モータハウジング６に対し磁気変調ロータ１１の回転を停止させた状態で拘束できる磁気変調ロータ停止装置２０が配設されている。
さらに、界磁ロータ９と磁気変調ロータ１１との間には、両ロータ９、１１の間を連結できる連結装置２１が配設されている。

界磁ロータ停止装置１９および磁気変調ロータ停止装置２０は、それぞれ、界磁ロータ９および磁気変調ロータ１１の回転を停止する停止モードと、停止モードを解除する解除モードとが設定され、図示しない制御装置により制御コイルへの通電電流をオン／オフすることで停止モードと解除モードとを切り替えることができる。
また、連結装置２１は、界磁ロータ９と磁気変調ロータ１１との間を連結する連結モードと、連結モードを解除する解除モードとが設定され、図示しない制御装置により制御コイル２１ａ（図１参照）への通電電流をオン／オフすることで連結モードと解除モードとを切り替えることができる。
なお、図１に示す界磁ロータ停止装置１９、磁気変調ロータ停止装置２０、および連結装置２１は、その構成を簡略的に記載したものであり、図１に示される構成に限定されるものではない。

（磁気変調作動の説明）
上記のように構成された本モータ１の磁気的な作動について説明する。
図４には、２０個の磁石１６を周方向に配列して構成される２０極の界磁ロータ９と、三相巻線７ｂ（同図では巻線を省略している）が１２極となるピッチで巻線されたステータ７と、界磁ロータ９とステータ７との間に軟磁性体１７を周方向に一定の間隔で１６箇所に配列した磁気変調ロータ１１とが示されており、図解の便宜上、直線状に展開した一部を図示している。
２０極の界磁磁束分布は、一周当たり１０回（＝ｆ１回）の交番磁界をステータ７へと発信するが、ステータ７との間には、１６個の磁気的良導体である軟磁性体１７と、同じく、１６個の磁気的不導体である空間とが存在しているため、一周当たり１６回（＝ｆ２回）の磁気遮蔽／導通サイクルを前記ｆ１回の交番磁界に更に与える、すなわち、変調をかけることになる。

上記のｆ１とｆ２の変調により、ステータ７に到達してリターンする磁束の成分には、変調理論（三角関数の積と和の公式）で知られているように、差（ｆ１−ｆ２）と、和（ｆ１＋ｆ２）の二つの周波数の成分が含まれることになる。そこで、ステータ７の三相巻線７ｂを１２極、すなわち、一周当たり６回（＝ｆ３回）の交番磁界となるように巻線すると、前記の差と和の成分のうち、差の方に同調してエネルギ変換が可能となり、ステータ７に対して磁気的作用力が発生することとなる。この作用力の反作用は、前述の磁束の発信元である界磁ロータ９と、磁束の変調元である磁気変調ロータ１１とに作用し、これらステータ７と界磁ロータ９および磁気変調ロータ１１の三つに相互作用が働くことになる。

ここで重要なことは、これら三つの極数の選定によって差分が負になるように設定すると、例えば、磁気変調ロータ１１が固定しているものとすると、界磁ロータ９による磁界回転方向と、ステータ７が同調すべき差分周波数成分の磁界回転方向とは逆方向に走査する関係に設定できることであり、本モータ１は、そのように設定している。
このように、磁界の進行方向が逆にできることは、あたかも遊星ギヤ４ｃの公転運動を固定した時に、サンギヤ４ａとリングギヤ４ｂとが逆回転状態、すなわち、遊星作動機構での共線関係を成すことを意味している。

以上、本モータ１の基本構成による磁気的な作動について説明したが、次に、図５を参照して現象論的に説明する。
図５では、図解の便宜上、界磁ロータ９を２極、磁気変調ロータ１１を４極、ステータ７を６極（図示矢印で示す）として構成している。また、磁気変調ロータ１１は固定されているものとする。
まず、同図（ａ）の位置関係において、ステータ７に磁界が生じると、図中丸で囲んだ矢印で示す磁界の近傍に位置する磁気変調ロータ１１の軟磁性体１７がＮ極に磁気誘導される。すると、その近傍にあった界磁ロータ９のＮ極はそれに反発して反時計回りに回転力を受ける。

次に、同図（ｂ）の位置関係に示す様に、ステータ７の磁界が少し時計回りに回転している時、磁気変調ロータ１１の軟磁性体１７は、少しＮ極の極性は弱くなるものの、依然Ｎ極であり、界磁ロータ９は、磁気変調ロータ１１の軟磁性体１７に対して完全に直交する関係にまで回転する。
さらに、同図（ｃ）の位置関係になると、界磁ロータ９のＮ極と対向していた軟磁性体１７がＮ極に磁気誘導される関係となることから、界磁ロータ９は大きな反発力を受けて更に同方向（反時計回り）に回転する。
以上のように、ステータ７の磁界が時計回りに回ると、同図（ａ）〜（ｅ）に示す様に、界磁ロータ９はそれとは逆回転方向、すなわち、反時計回りにより大きな角度で回転する関係となる。すなわち、遊星作動機構と同様の作用となる。

（ＨＶ車両としての動作の説明）
上述のステータ７と界磁ロータ９および磁気変調ロータ１１から成る本モータ１は、車両のハイブリッドシステムにおいて有効に使うことができるという効果があるので、その要点について図６および図７を用いて説明する。
なお、以下の記述において、界磁ロータ９と磁気変調ロータ１１を拘束する装置、および、両ロータ９、１１を連結する装置は、図１に簡略的に示す界磁ロータ停止装置１９、磁気変調ロータ停止装置２０、連結装置２１として表している部分である。

まず、図６（ａ）は、エンジン始動の際に使えることを示す。
磁気変調ロータ１１を拘束して、ステータ７から回転磁界を印加すると、磁気変調ロータ１１の軟磁性体１７が順次磁気誘導されて、回転磁界の方向とは逆方向に界磁ロータ９が回転する。すなわち、界磁ロータ９にエンジン軸を連結しておくと、エンジンスタータとして作動できる。
図６（ｂ）は、ＨＶ走行の際に使えることを示す。
界磁ロータ９および磁気変調ロータ１１を共に拘束せず、ステータ７で回転磁界を印加する。その際、エンジン軸に連結された界磁ロータ９と、減速ギヤ装置４を介してアクスルに繋がる磁気変調ロータ１１との回転差に対応した回転磁界でステータ７の回転磁界を駆動すると、エンジン動力とステータ７を通した電動力とが磁気変調ロータ１１に合い加わって、これと減速ギヤ装置４を介して連結されたアクスルの方に合計の動力が出力されることとなる。

図７（ｃ）は、ＥＶ走行の際に使えることを示す。
ＥＶ走行では、エンジンが停止している。停止したエンジンを動かしてしまわないように、エンジン軸に連結された界磁ロータ９を拘束しておき、ステータ７から磁気変調ロータ１１を順次磁気誘導すると、アクスルに連結された磁気変調ロータ１１が回転するようになる。すなわち、電動力でアクスルを駆動するＥＶ走行モードにおけるモータとしての作用をすることになる。
図７（ｄ）は、回生および制動の際に使えることを示す。
この場合も、ＥＶ走行の時と同様に界磁ロータ９を拘束しておき、アクスルが車両の惰性運動すなわち運動エネルギで駆動されるのであるが、これによりアクスルと連結された磁気変調ロータ１１が回転する。この磁気変調ロータ１１が界磁ロータ９の極性に対して抵抗力を発生する位置関係になるように、ステータ７の回転磁界によって磁気変調ロータ１１を磁気誘導すると、磁気変調ロータ１１が回転することによる回生発電および制動力が生じることとなる。

上述のように、本モータ１は、ステータ７と界磁ロータ９が磁気変調ロータ１１に対し径方向の同じ側（実施例１では外径側）に配置される。すなわち、磁気変調ロータ１１を挟んでステータ７と界磁ロータ９とが入れ子状に配置されることはないので、縮小構造になることを防止できる。これにより、ステータ７の巻線量や、界磁ロータ９に使用される磁石１６などを多く装備することができるため、大きな出力を得ることができる。
また、磁気変調ロータ１１の径方向に対しステータ７および界磁ロータ９が配置されない内径側に空間を確保できるので、この空間に第３の回転軸５および減速ギヤ装置４などを配置することができる。あるいは、通風空間として利用することで冷却性向上を図ることもできる。これにより、高性能化の面で好適な設計が可能となる。

さらに、本モータ１は、界磁磁束がステータ７に対して磁気変調ロータ１１の磁気良導領域（軟磁性体１７）を経由して行き来する際に、磁束の発信元と受信元とが磁気変調ロータ１１に対して径方向の同じ側に配置されることから、軟磁性体１７を保持する支持体１８に生じる渦電流は、軟磁性体１７に出入りする磁束の行きと帰りとが相互にキャンセルし合う関係になる。この場合、原理的に大きな渦電流の発生がないので、磁気良導領域を形成する軟磁性体１７を固定する上で、従来のように機械的強度が低い絶縁物に依らなくても、非磁性の金属部材（例えばステンレス鋼）で強固に固定できる。これにより、磁気変調ロータ１１を堅固に構成できるので、耐久性が高まり、高速回転ができるようになるため、本モータ１の出力能力が向上する。

（実施例２）
この実施例２に示す本モータ１は、図８に示す様に、ステータ７のコイルエンドに対し界磁ロータ９を径方向にずらして配置した一例である。この配置構成によれば、実施例１と同様の効果が得られる上に、ステータ７のコイルエンドと界磁ロータ９とが干渉することはないので、ステータ７と界磁ロータ９とを軸方向に近接して配置できる。これにより、大きな界磁ロータ９であっても、本モータ１の全長を短くでき、且つ、界磁ロータ９との干渉を回避するためにステータ７のコイルエンドを無理に押し潰す必要もない。その結果、全体としてコンパクトでありながら、高性能で絶縁信頼性も確保される。
なお、図８に示す本モータ１は、磁気変調ロータ１１が第２の回転軸３に連結されているが、実施例１と同様に、第３の回転軸５に連結し、その第３の回転軸５と第２の回転軸３とを減速ギヤ装置４を介して連結する構成でも良い。また、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものである。

（実施例３）
この実施例３に示す本モータ１は、本出願の請求項２に係る発明に対応するもので、図９に示す様に、界磁ロータ９を磁気変調ロータ１１の軸方向の一方の端面に対向して配置した一例である。
磁気変調ロータ１１は、ステータ７と対向する径方向の対向面および界磁ロータ９と対向する軸方向の対向面に磁気良導領域を形成する軟磁性体１７を配置している。
この構成によれば、ステータ７と界磁ロータ９とが軸方向に干渉することはないので、軸方向寸法を更に短縮することが可能である。
なお、図９に示す本モータ１は、実施例２と同様に、磁気変調ロータ１１が第２の回転軸３に連結されているが、実施例１と同様に、第３の回転軸５に連結し、その第３の回転軸５と第２の回転軸３とを減速ギヤ装置４を介して連結する構成でも良い。また、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものである。

（実施例４）
この実施例４に示す本モータ１は、界磁ロータ９をブラシレスロータとして構成した一例である。なお、界磁ロータ９以外の構成は、実施例１と同じである。
本実施例の界磁ロータ９は、図１０に示す様に、モータハウジング６に固定された界磁鉄心９ｂと、その内部に巻回された界磁コイル９ｃと、この界磁コイル９ｃの内径側に対向して配置される一組の爪状磁極９ｄ（界磁磁極）とで構成される。一組の爪状磁極９ｄは、互いに絶縁された状態で周方向に噛み合う様に配置され、例えばステンレス鋼で形成されたリング体２２によって機械的に連結され、且つ、ロータアーム８を介して第１の回転軸２に連結されている。

上記の構成では、界磁コイル９ｃに界磁電流が流れて磁界が発生すると、その磁界により、一組の爪状磁極９ｄが互いに異なる極性に磁化され、磁気誘導により回転する。
従って、界磁コイル９ｃに通電する界磁電流の大きさを制御することで界磁磁極の強さを変えることができるので、例えば、第１の回転軸２がエンジンやアクスルの状況都合により回転し続けることが必要であり、且つ、回転機としての動作を止めることが必要な場合には、界磁電流をオフにするだけで、界磁ロータ９が回転し続けることによる鉄損発生などの所謂フリクションロスの問題が解消される。

（変形例）
実施例１に記載した本モータ１は、１２極の三相巻線７ｂを有するステータ７と、２０極の界磁磁極（磁石１６）を有する界磁ロータ９と、１６箇所の磁気良導領域（軟磁性体１７）を有する磁気変調ロータ１１とで構成されるが、ステータ７の極数、界磁ロータ９の極数、および、磁気変調ロータ１１が有する磁気良導領域の数を限定するものではない。すなわち、ステータ７の極数をｍ、界磁ロータ９の極数をｎ、磁気変調ロータ１１が有する磁気良導領域の数をｋで表す時に、ｍとｎは偶数であり、ｋは下記（１）式で求められる数に設定すれば良い。
ｋ＝（ｍ＋ｎ）／２…………（１）

実施例１に記載した本モータ１は、磁気変調ロータ１１の外径側にステータ７と界磁ロータ９を配置しているが、磁気変調ロータ１１の内径側にステータ７と界磁ロータ９を配置する構成でも良い。
実施例１では、磁気変調ロータ１１が連結される第３の回転軸５を有し、この第３の回転軸５が減速ギヤ装置４を介して第２の回転軸３に連結される構成であるが、第１の回転軸２と第３の回転軸５との間を減速ギヤ装置４によって連結する構成でも良い。
また、実施例１では、車両のエンジン動力が伝達されて回転する第１の回転軸２に界磁ロータ９を連結しているが、車輪駆動系に連結される第２の回転軸３に界磁ロータ９を連結する構成でも良い。

１ 磁気変調式複軸モータ
２ 第１の回転軸
３ 第２の回転軸
４ 減速ギヤ装置（変速装置）
５ 第３の回転軸
６ モータハウジング
７ ステータ
７ｂ 三相巻線（多相巻線）
９ 界磁ロータ
９ｃ 界磁コイル
９ｄ 爪状磁極（界磁磁極）
１１ 磁気変調ロータ
１６ 磁石（界磁磁極）
１７ 軟磁性体
１７ａ 第１の積層体
１７ｂ 第２の積層体
１８ 軟磁性体を保持する支持体
１９ 界磁ロータ停止装置（第１の停止装置）
２０ 磁気変調ロータ停止装置（第２の停止装置）
２１ 連結装置

Claims (5)

1. 周方向に所定の間隔を有して複数の磁気良導領域を有する磁気変調ロータと、
   この磁気変調ロータの外径側または内径側に対向して配置され、偶数であるｍ極の多相巻線を有するステータと、
   前記磁気変調ロータの軸方向の一方の端面に対向して配置され、偶数であるｎ極の界磁磁極を持つ界磁ロータとを有し、
   前記磁気変調ロータは、前記ステータと対向する径方向の対向面および前記界磁ロータと対向する軸方向の対向面に前記磁気良導領域を形成する軟磁性体を配置し、この軟磁性体が周方向に所定の間隔を有して配置される数をｋとした時に、
   ｋ＝（ｍ＋ｎ）／２…………（１）
   前記ｋは、上記（１）式によって求められることを特徴とする磁気変調式複軸モータ。
2. 請求項１に記載した磁気変調式複軸モータにおいて、
   周方向に所定の間隔を有して前記ｋ箇所に配置される前記軟磁性体は、非磁性金属から成る支持体によって保持されていることを特徴とする磁気変調式複軸モータ。
3. 請求項１または２に記載した磁気変調式複軸モータにおいて、
   前記軟磁性体は、複数枚の鋼板を軸方向に積層した第１の積層体と、複数枚の鋼板を周方向に積層した第２の積層体とを有し、
   前記ステータおよび前記界磁ロータと対向する前記磁気変調ロータの対向面側に前記第１の積層体が配置され、反対向面側に前記第２の積層体が配置され、且つ、前記第１の積層体と前記第２の積層体とが当接していることを特徴とする磁気変調式複軸モータ。
4. 請求項１〜３に記載した何れか一つの磁気変調式複軸モータにおいて、
   前記界磁ロータは、回転不能に配置される界磁コイルと、この界磁コイルが発生する磁界により、互いに異なる極性に磁化される一組の爪状磁極とを備えるブラシレスロータとして構成されることを特徴とする磁気変調式複軸モータ。
5. 請求項１〜４に記載した何れか一つの磁気変調式複軸モータにおいて、
   前記ステータが固定されるモータハウジングに対し前記界磁ロータの回転を拘束できる第１の停止装置、前記モータハウジングに対し前記磁気変調ロータの回転を拘束できる第２の停止装置、および前記界磁ロータと前記磁気変調ロータとの間を連結できる連結装置の少なくとも１つを備えることを特徴とする磁気変調式複軸モータ。

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