JP6241668B2 - ダブルステータ型回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、外側ステータと内側ステータの間にロータを介在させて構成されるダブルステータ型回転電機に関する。

従来では、小型で高出力、振動騒音を少なくすることを目的とするインホイールモータに関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。このインホイールモータは、ホイールシャフトと一体回転するようにホイールシャフトに連結されたロータと、ロータに対してその回転半径方向外側に位置するようにハウジングに固定したアウターステータと、ロータに対してその回転半径方向内側に位置するようにハウジングに固定したインナーステータとを備える。すなわち、二つのステータと間に挟まれる一つのロータとからなる二重空隙ダブルステータ型のモータである。

アウターステータとインナーステータは、それぞれ複数個の鉄心と、各鉄心に巻回されるコイルを有する。ロータは、リング状の薄鋼板の積層体から成るロータコアと、ロータコアの外周面に周方向に沿って形成された複数の嵌合穴に嵌着される外側永久磁石と、ロータコアの内周面に周方向に沿って外側永久磁石に対向する位置に貼り着けられる内側永久磁石とを有する。

特開２００７−２６１３４２号公報

特許文献１に開示されたロータは、マグネットトルクを発生する複数の磁石をもち大きなマグネットトルクを発揮できる。しかし、磁石極と隣の磁石極とをそれらの背面でつなぐリング状のヨーク部をもつため、ステータから見たときの界磁磁束通路の磁気抵抗はリング状ヨーク部をもたない場合に比べて小さく、すなわち直軸インダクタンスは大きい特徴をもつ。一方でロータ表面は磁石の極となっていて横軸磁束の通れる余地もなく、横軸インダクタンスは大きくならない。このため、直軸インダクタンスが小さく横軸インダクタンスが大きいときに大きくなるリラクタンストルクは小さく留まり、その結果マグネットトルクとリラクタンストルクの総合トルクは小さく、体格の割にはトルクが低いという問題点があった。

リラクタンストルクを改善するために上記リング状ヨーク部をなくすことが考えられ、そうしても作動は出来る。ただし、アウターステータとインナーステータの磁束は直列に貫通することになり、幾何学的必然性として、インナーステータの磁束通路はアウターステータの磁束通路よりも狭くなってしまう。また、体格的に大きいアウターステータを貫く磁束の量は、通路の狭いインナーステータの通過磁束にまで絞られてしまうため、体格の割に大きな出力を出せないという問題点がある。さらに外側永久磁石は、ロータコアの外周面に形成された複数の嵌合穴に嵌着されるだけであるので、高速回転に伴って生じる遠心力に対して弱いという問題点もある。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、第１の目的は、同一体格の場合にはリラクタンストルクや出力を従来よりも大きくできるダブルステータ型回転電機を提供することである。第２の目的は、遠心力に耐え得る遠心耐力を従来よりも向上できるダブルステータ型回転電機を提供することである。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、第１多相巻線（１３ａ）が巻回される外側ステータ（１３）と、第２多相巻線（１４ａ）が巻回される内側ステータ（１４）と、前記外側ステータと前記内側ステータとの相互間にギャップ（Ｇ）を介して配置されるロータ（１５）とを有するダブルステータ型回転電機（ＭＧ）において、前記外側ステータと前記内側ステータとは、径方向に磁束（φ）が流れるように、同一の極数かつ同一の周方向位置に設けられるとともに、前記第１多相巻線に通電して生じる磁極（１３ｐ）と、前記第２多相巻線に通電して生じる磁極（１４ｐ）とは、前記同一の周方向位置で異なる極性となるように構成し、前記ロータは、前記外側ステータと前記内側ステータとを前記径方向に磁束通路として継ぐ複数のラジアルヨーク部（１５ａ）を有し、前記第１多相巻線の一相と前記第２多相巻線の一相との巻線は、共通となる少なくとも一本の導体線（１１）からなり、前記導体線は、前記外側ステータと前記内側ステータとの間であって、軸方向の一端側で径方向と周方向を組み合わせた斜め方向に渡される渡り部（１１ａ）を含むことを特徴とする。

この構成によれば、ラジアルヨーク部は外側ステータと内側ステータとを径方向に磁束通路として継ぐので、リラクタンストルクを大きくすることができる。よって、同一体格で従来よりも出力を大きく確保することができる。また、外側ステータと前記内側ステータとの間に渡されるコイルエンドは、一端側で内外かつ周方向斜めに成形される。よって、一端側のコイルエンドを低く成形できるので小型化できる。

第２の発明は、前記ロータは、周方向に隣り合う前記ラジアルヨーク部を連結し、径方向に沿った断面の断面積が前記ラジアルヨーク部よりも小さく成形される複数のリング状ヨーク部（１５ｄ）を有し、前記リング状ヨーク部の外側面（１５ｏ）と内側面（１５ｉ）とには、それぞれ前記径方向に着磁した永久磁石（Ｍ１，Ｍ２）を配置することを特徴とする。

この構成によれば、磁束が外側ステータと内側ステータを全て直列に通ることがなくなり、外側ステータと内側ステータとの大きさの違いによる内外の通路の差をロータのリング状ヨーク部で吸収できる。したがって、同一体格の場合は出力を高めることができ、同一出力の場合は体格を小型化することができる。

第３の発明は、前記ラジアルヨーク部の周方向幅（Ｗａ，Ｗｃ）は、前記外側ステータを構成する外側ティース（１３ｔ）および前記内側ステータを構成する内側ティース（１４ｔ）の周方向幅よりも広く設定されることを特徴とする。

この構成によれば、磁束（特に横軸磁束）が遮られることなく通過するため、リラクタンストルクが大きくなり、出力を高めることができる。

第４の発明は、第１多相巻線（１３ａ）が巻回される外側ステータ（１３）と、第２多相巻線（１４ａ）が巻回される内側ステータ（１４）と、前記外側ステータと前記内側ステータとの相互間にギャップ（Ｇ）を介して配置されるロータ（１５）とを有するダブルステータ型回転電機（１０）において、前記外側ステータと前記内側ステータとは、径方向に磁束（φ）が流れるように、同一の極数かつ同一の周方向位置に設けられるとともに、前記第１多相巻線に通電して生じる磁極（１３ｐ）と、前記第２多相巻線に通電して生じる磁極（１４ｐ）とは、前記同一の周方向位置で異なる極性となるように構成し、前記ロータは、前記外側ステータと前記内側ステータとを前記径方向に磁束通路として継ぐ複数のラジアルヨーク部（１５ａ）と、周方向に隣り合う前記ラジアルヨーク部を連結する複数のリング状ヨーク部（１５ｄ）とを有し、前記リング状ヨーク部の外側面と内側面とにそれぞれ配置される永久磁石（Ｍ１，Ｍ２）は、同一の前記径方向に着磁され、かつ、前記ラジアルヨーク部を挟んで着磁方向が交互に変わっており、前記リング状ヨーク部の内側面に配置される永久磁石（Ｍ２）は、前記リング状ヨーク部の外側面に配置される永久磁石（Ｍ１）よりも、個数を少なく設定し、かつ、合計した周方向幅を小さく設定することを特徴とする。

この構成によれば、ラジアルヨーク部は外側ステータと内側ステータとを径方向に磁束通路として継ぐので、リラクタンストルクを大きくすることができる。よって、同一体格で従来よりも出力を大きく確保することができる。また、ロータを介して外側ステータと内側ステータとの間で磁束を径方向により確実に流すことができるため、トルクを高められる。さらに、リラクタンストルクが向上し、出力するトルクを高めることができる。

なお、「第１多相巻線」と「第２多相巻線」は、個別の巻線（導体線）でもよく、一本の巻線（導体線）でもよい。多相の相数は、三相以上であれば問わない。「一本の巻線」には、複数の導体線を電気的に接続して一本状にしたものを含む。「外側ステータ」は内側ステータよりも外側（外径側や外周側とも呼ぶ。以下同じである。）に位置し、「内側ステータ」は外側ステータよりも内側（内径側や内周側とも呼ぶ。以下同じである。）に位置する。「ロータ」は、ラジアルヨーク部とリング状ヨーク部とを交互に配置して円状（円環状や円筒状等を含む）に成形される。「ラジアルヨーク部」と「リング状ヨーク部」は、一体成形してもよく、それぞれ別個に成形した後に固定（一体化）してもよい。「架橋部」は、永久磁石の少なくとも一面にかかる一部または全部を覆えば任意の形状で成形してもよい。「ダブルステータ型回転電機」は、回転する部材（例えば軸やシャフト等）を有する機器であれば任意である。例えば、発電機，電動機，電動発電機等が該当する。「巻回」は巻き回すことを意味し、巻いて装う「巻装」と同義に用いる。

ダブルステータ型回転電機の第１構成例を模式的に示す断面図である。 図１に示すII方向から見たロータの構成例を部分的に拡大して模式的に示す平面図である。 電磁鋼板の第１構成例を模式的に示す平面図である。 図２に示すIV方向から見たロータの側面図である。 永久磁石の着磁方向と通電によって生じる磁束の方向を説明する図である。 トルク／磁石量と第１比率の関係例を示すグラフ図である。 トルク／磁石量と第２比率の関係例を示すグラフ図である。 トルク／磁石量と第３比率の関係例を示すグラフ図である。 ロータの第１構成例を部分的に拡大して模式的に示す平面図である。 ロータの第１構成例にかかる磁束の流れを示す模式図である。 ロータの第２構成例を部分的に拡大して模式的に示す平面図である。 ロータの第２構成例にかかる磁束の流れを示す模式図である。 ロータの第３構成例を部分的に拡大して模式的に示す平面図である。 ロータの第３構成例にかかる磁束の流れを示す模式図である。 ロータの第４構成例を部分的に拡大して模式的に示す平面図である。 ロータの第４構成例にかかる磁束の流れを示す模式図である。 ロータの第５構成例を部分的に拡大して模式的に示す平面図である。 ロータの第５構成例にかかる磁束の流れを示す模式図である。 ロータの第６構成例を部分的に拡大して模式的に示す平面図である。 ロータの第６構成例にかかる磁束の流れを示す模式図である。 ダブルステータ型回転電機の第２構成例を模式的に示す断面図である。 導体線の第１構成例を部分的に拡大して模式的に示す平面図である。 導体線の第２構成例を部分的に拡大して模式的に示す平面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。見易くするためにハッチングを行うため、ハッチングされた要素が必ずしも断面とは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。許容誤差範囲は、製造許容誤差、設計許容誤差、実用上支障がない誤差などを含む範囲である。以下では、「ダブルステータ型回転電機」を単に「回転電機」と呼ぶことにする。

〔実施の形態１〕
実施の形態１は図１〜図１４を参照しながら説明する。図１に示す回転電機１０Ａは、回転電機１０の一例であって、ダブルステータ型の電動発電機である。当該回転電機１０Ａは、外側ステータ１３（固定子），内側ステータ１４（固定子），ロータ１５（回転子），ディスク１６，回転軸１８（シャフト）などをハウジング１２内に有する。

ハウジング１２は、ハウジング本体部１２ａやカバー部１２ｂなどを有する。ハウジング本体部１２ａは、外側ステータ１３，内側ステータ１４，ロータ１５などを収容可能であれば形状を問わない。カバー部１２ｂは、ハウジング本体部１２ａを塞ぐ部材であり、ハウジング本体部１２ａに対して着脱可能に構成するとよい。例えば、ハウジング本体部１２ａは開口部位を有するカップ状に成形し、カバー部１２ｂはハウジング本体部１２ａの開口部位を塞ぐ円板状に成形する。ハウジング本体部１２ａおよびカバー部１２ｂと、回転軸１８との間には軸受１７（ベアリング）が介在されることで、回転軸１８は回転自在に支持される。回転軸１８は回転する限りにおいて任意の形状で成形してよい。

外側ステータ１３と内側ステータ１４は、ロータ１５を介して対向配置されるとともに、それぞれハウジング１２の内壁面に固定される。各ステータの固定方法は問わない。外側ステータ１３には第１多相巻線１３ａが巻回され、内側ステータ１４には第２多相巻線１４ａが巻回される。具体的には、外側ステータ１３のステータコア（「ステータ鉄心」とも呼ぶ。以下同じである。）に第１多相巻線１３ａが巻回され、内側ステータ１４のステータコアに内側ステータ１４が巻回される。

ロータ１５はディスク１６に固定され、ディスク１６は回転軸１８に固定される。これらの固定方法は問わない。すなわち、ディスク１６を介してロータ１５と回転軸１８とが固定される。ロータ１５を最適化した構成例については後述する（図６〜図１３を参照）。ディスク１６は任意の形状で成形してよく、例えば図１に示すように断面が径方向と軸方向に沿ったＬ字状に成形される。

外側ステータ１３とロータ１５との間や、ロータ１５と内側ステータ１４との間にはそれぞれギャップＧが設けられる（図５を参照）。ギャップＧは、小さく（狭く）なるにつれて、磁束φが流れ易くなりトルクが増える。その反面、衝突等のように大きな外力を受ける場合にはステータとロータ１５とが接触し易くなる。よって磁束φの流れ易さと接触防止とを考慮してギャップＧを設定するとよい。

図２〜図４に示すロータ１５は、周方向にラジアルヨーク部１５ａとリング状ヨーク部１５ｄとを交互に配置して円筒状（円環状を含む。以下同じである。）に成形される。すなわちロータ１５は、複数のラジアルヨーク部１５ａと、複数のリング状ヨーク部１５ｄとを有する。図２と図３ではラジアルヨーク部１５ａとリング状ヨーク部１５ｄを各々破線で示す。ラジアルヨーク部１５ａの数とリング状ヨーク部１５ｄの数は各々任意に設定してよい。

図２，図３に示す構成例のラジアルヨーク部１５ａは、外側の周方向幅Ｗａと、内側の周方向幅Ｗｃとを異ならせて成形する（Ｗａ＜Ｗｃ）。ただし、周方向幅Ｗａ，Ｗｃは、図５に示す外側ステータ１３のティース幅Ｗｔよりも広く（大きく）設定する（Ｗａ＞Ｗｔ，Ｗｃ＞Ｗｔ）。リング状ヨーク部１５ｄは径方向幅Ｗｄで成形し、ラジアルヨーク部１５ａの径方向幅Ｗｂよりも小さい（Ｗｄ＜Ｗｂ）。言い換えると、リング状ヨーク部１５ｄの断面積（すなわち図２に径方向幅Ｗｄで示すように径方向に沿った断面の断面積）は、ラジアルヨーク部１５ａの断面積（すなわち図２に径方向幅Ｗｂで示すように径方向に沿った断面の断面積）よりも小さい。

ラジアルヨーク部１５ａとリング状ヨーク部１５ｄは、図示するように一体成形してもよく、それぞれ別体に成形してから固定してもよい。またラジアルヨーク部１５ａとリング状ヨーク部１５ｄは、いずれも単体や積層体等の形態を問わない。本形態では、図３に示すように磁性体の一つである電磁鋼板（鉄鋼材料）を複数枚用い、図４に示すように積層して成形する。以下では、複数のラジアルヨーク部１５ａと複数のリング状ヨーク部１５ｄからなる構造体を単に「ロータコア」と呼ぶことにする。

リング状ヨーク部１５ｄの外側面１５ｏには永久磁石Ｍ１が配置されて固定される。リング状ヨーク部１５ｄの内側面１５ｉには永久磁石Ｍ２が配置されて固定される。永久磁石Ｍ１，Ｍ２の固定方法は問わない。永久磁石Ｍ１，Ｍ２の数は、各々任意に設定してよい。例えば相数に対応する極対数でもよく、分割して数を増やしてもよい。図２では、複数の分割磁石Ｍ１ａ，Ｍ１ｂで永久磁石Ｍ１を構成し、区別のために永久磁石ごとに異なるハッチ線を示す。永久磁石Ｍ１，Ｍ２は、いずれも径方向に同一方向に磁化される。図２では磁化方向を太線矢印で示す。図２では、中央側の永久磁石Ｍ１，Ｍ２を外側（図面上側）に向けて着磁し、左右両側の永久磁石Ｍ１，Ｍ２を内側（図面下側）に向けて着磁している。このように、ラジアルヨーク部１５ｄを挟んでリング状ヨーク部１５ｄの内外側面に固定される永久磁石Ｍ１，Ｍ２の着磁方向が交互に変わっている。

リング状ヨーク部１５ｄの周方向両側（図２では左側と右側）にはラジアルヨーク部１５ａが配置される。これらのラジアルヨーク部１５ａの外縁部１５ａｅどうしを架橋する部位が橋梁部１５ｂである。橋梁部１５ｂは、リング状ヨーク部１５ｄの外側面１５ｏに配置される永久磁石Ｍ１，Ｍ２の一部または全部を覆う。この橋梁部１５ｂは、ロータコアの表面（外側面；図面上側）に凹凸が生じないように、外縁部１５ａｅと連続するように成形するとよい。橋梁部１５ｂの厚さ（径方向幅）任意に設定してよい。

橋梁部１５ｂは磁気回路の一部となり得るので、外側ステータ１３とのギャップＧが小さくなり、磁束φがより流れ易くなる。橋梁部１５ｂの厚さは、磁束が流れ易くするには小さく（薄く）するのがよく、橋梁部１５ｂの剛性を高めるには大きく（厚く）するのがよいので、双方を考慮して設定するとよい。

橋梁部１５ｂとリング状ヨーク部１５ｄとの間には、分割磁石Ｍ１ａと分割磁石Ｍ１ｂを区画する区画部１５ｃを設けてもよい。区画部１５ｃを設ける場合は、橋梁部１５ｂと区画部１５ｃは結合されてＴ字状の形状になる。

図３には、上述したロータ１５Ａの構成例となるように加工された電磁鋼板の一例を示す。磁石用穴部Ｈａ，Ｈｂは、いずれもラジアルヨーク部１５ａ，橋梁部１５ｂ，区画部１５ｃ，リング状ヨーク部１５ｄで囲まれる穴部である。これらの穴部は永久磁石を収容できれば、貫通穴でもよく、非貫通穴（凹状部位）でもよい。磁石用凹部Ｈｃは、ラジアルヨーク部１５ａとリング状ヨーク部１５ｄで囲まれる凹部（あるいは切欠部）である。図２に示すように、磁石用穴部Ｈａには分割磁石Ｍ１ａを収容する。磁石用穴部Ｈｂには分割磁石Ｍ１ａを収容する。磁石用凹部Ｈｃには永久磁石Ｍ２を収容する。

図５には、内側ステータ１４，ロータ１５Ａ，外側ステータ１３の構成例（一部分）を示す。内側ステータ１４は、内側ティース１４ｔ、スロット１３ｓに巻回して収容された第２多相巻線１４ａなどを有する。外側ステータ１３は、外側ティース１３ｔ、スロット１４ｓに巻回して収容された第１多相巻線１３ａなどを有する。スロット１３ｓ，１４ｓは、いずれも隣り合うティース（内側ティース１４ｔや外側ティース１３ｔ）の相互間に形成される空間である。

図５は、凡例で示す向きに電流を流した場合において、第１多相巻線１３ａに通電して生じる磁極１３ｐと、第２多相巻線１４ａに通電して生じる磁極１４ｐの一例を矢印（白抜き図形）で示す。磁極１３ｐ，１４ｐは、各ステータに生じる磁界の向き（すなわち電磁石の向き）を示す。磁極１３ｐは、外側ステータ１３の内周面側（ロータ１５の対向面側）がＳ極となる例である。磁極１４ｐは、内側ステータ１４の外周面側（ロータ１５の対向面側）がＮ極となる例である。すなわち、内側ステータ１４と外側ステータ１３とは、同一の周方向位置（同一の角度位置）について磁極１３ｐと磁極１４ｐとが異なる極性（Ｎ極またはＳ極）となるように構成される。磁極１３ｐ，１４ｐは、周方向に磁極範囲ＭＰ（例えば電気角で１８０度）ごとに変わる。分割磁石Ｍ１ａ，Ｍ１ｂおよび永久磁石Ｍ２にかかる各々の着磁方向は、図２と同様に太線矢印で示す。第１多相巻線１３ａと第２多相巻線１４ａには、各々任意の種類の線を用いてよい。図５には断面が四角形状の角線を用いた例を示す。その他には、断面が長方形状の平角線、断面が円形状（楕円形状を含む）の丸線、複数の細線を縒って成形されたリッツ線などを用いてもよい。

ここで、図２に示すラジアルヨーク部１５ａの周方向幅Ｗａ（あるいは周方向幅Ｗｃ）、リング状ヨーク部１５ｄの径方向幅Ｗｄ、分割磁石Ｍ１ａ，Ｍ１ｂおよび永久磁石Ｍ２にかかる磁石量（磁石容積とも呼ぶ。）、図５に示す外側ティース１３ｔのティース幅Ｗｔについて様々の値を適用して、回転電機１０Ａから出力されるトルクを計測した。その計測結果を図６〜図８に示す。なお、周方向幅Ｗａと周方向幅Ｗｃはどちらを適用してもよいので、以下では周方向幅Ｗａを適用した計測結果を示す。

図６には、トルク／磁石量を縦軸とし、周方向幅Ｗａと径方向幅Ｗｄとの第１比率Ｒａ（＝Ｗｄ／Ｗａ）を横軸とした場合の計測結果を示す。各計測点を丸点や菱形で示す。菱形で示す計測点は、後述するモデル（第１モデル〜第６モデル）である。また、周方向幅Ｗａ，径方向幅Ｗｄ，磁石量に対して高いトルクが得られるように最適化した特性線Ｌ１を太破線で示す。特性線Ｌ１に対応する周方向幅Ｗａ，径方向幅Ｗｄ，磁石量を設定すれば、第１比率Ｒａの広い範囲で高いトルクが得られる。

図７には、トルク／磁石量を縦軸とし、径方向幅Ｗｄとティース幅Ｗｔの第２比率Ｒｂ（＝Ｗｄ／Ｗｔ）を横軸とした場合の計測結果を示す。図６と同様に各計測点を丸点や菱形で示す。周方向幅Ｗａ，径方向幅Ｗｄ，磁石量に対して高いトルクが得られるように最適化した特性線Ｌ２を太破線で示す。特性線Ｌ２に対応する周方向幅Ｗａ，径方向幅Ｗｄ，磁石量を設定すれば、第２比率Ｒｂの広い範囲で高いトルクが得られる。

図８には、トルク／磁石量を縦軸とし、周方向幅Ｗａとティース幅Ｗｔの第３比率Ｒｃ（＝Ｗａ／Ｗｔ）を横軸とした場合の計測結果を示す。図６，図７と同様に各計測点を丸点や菱形で示す。

以下では、図６〜図８に菱形で示す計測点にかかる６つのモデルについて、図９〜図２０を参照しながら説明する。計測に用いた回転電機１０Ａは、外側ステータ１３の直径を２９０[mm]とし、軸方向の長さを５０[mm]とし、外側ステータ１３と内側ステータ１４に各々生じる磁極数を２０とする。

なお図９〜図２０において、外側ステータ１３Ａ〜１３Ｆは外側ステータ１３の一例である。ロータ１５Ａ〜１５Ｆはロータ１５の一例である。内側ステータ１４Ａ〜１４Ｆは内側ステータ１４の一例である。第１比率Ｒａ１〜Ｒａ５は第１比率Ｒａに含まれる。第２比率Ｒｂ１〜Ｒｂ４は第２比率Ｒｂに含まれる。第３比率Ｒｃ１〜Ｒｃ４は第３比率Ｒｃに含まれる。図１０，図１２，図１４，図１６，図１８，図２０には、磁束φの流れを等高線状の模様で示し、さらに横軸磁束領域Ａ１と直軸磁束領域Ａ２を示す。横軸磁束領域Ａ１は、周方向成分が径方向成分よりも大きな横軸の磁束が流れる領域であり、リラクタンストルクの発生する領域である。直軸磁束領域Ａ２は、径方向成分が周方向成分よりも大きな直軸の磁束が流れる領域であり、マグネットトルクの発生する領域である。横軸磁束領域Ａ１と直軸磁束領域Ａ２によって、磁束φが外側ステータ１３と内側ステータ１４を全て直列に通ることがなくなる。

（第１モデル）
第１モデルの構成を図９に示し、磁束の流れを図１０に示す。この第１モデルは、第１比率Ｒａ４＝Ｗｄ／Ｗａ＝０．３６とし、第２比率Ｒｂ２＝Ｗｄ／Ｗｔ＝０．９５とし、第３比率Ｒｃ５＝Ｗａ／Ｗｔ＝２．６とし、磁石量を８．１[cc／極]とした。第１モデルの回転電機１０Ａは、例えば４３７．３[Nm]のトルクが得られ、トルク／磁石量が０．０５３になった。トルク／磁石量については、図６に計測値Ｄａ５で示し、図７に計測値Ｄｂ４で示し、図８に計測値Ｄｃ４で示す。図１０に示すように、内側ステータ１４Ａからロータ１５Ａを介して外側ステータ１３Ａに向かって径方向に流れる磁束φが生じる。ロータ１５Ａは、破線で囲んで示す横軸磁束領域Ａ１（端側領域）と、一点鎖線で囲んで示す直軸磁束領域Ａ２（中央側領域）とで生じる磁束の流れが異なる。

（第２モデル）
第２モデルの構成を図１１に示し、磁束の流れを図１２に示す。この第２モデルは、第１比率Ｒａ１＝Ｗｄ／Ｗａ＝０．１７とし、第２比率Ｒｂ１＝Ｗｄ／Ｗｔ＝０．４５とし、第３比率Ｒｃ３＝Ｗａ／Ｗｔ＝２．６とし、磁石量を９．６[cc／極]とした。第２モデルの回転電機１０Ａは、例えば４６８．４[Nm]のトルクが得られ、トルク／磁石量が０．０４８になった。トルク／磁石量については、図６に計測値Ｄａ４で示し、図７に計測値Ｄｂ３で示し、図８に計測値Ｄｃ４で示す。図１２に示すように、内側ステータ１４Ｂからロータ１５Ｂを介して外側ステータ１３Ｂに向かって径方向に流れる磁束φが生じる。ロータ１５Ｂは、破線で囲んで示す横軸磁束領域Ａ１と、一点鎖線で囲んで示す直軸磁束領域Ａ２とで生じる磁束の流れが異なる。

（第３モデル）
第３モデルの構成を図１３に示し、磁束の流れを図１４に示す。この第３モデルは、第１比率Ｒａ２＝Ｗｄ／Ｗａ＝０．２とし、第２比率Ｒｂ１＝Ｗｄ／Ｗｔ＝０．３とし、磁石量を１２．６[cc／極]とした。第３モデルの回転電機１０Ａは、例えば４８３．９[Nm]のトルクが得られ、トルク／磁石量が０．０４５になった。図６では計測値Ｄａ２で示す。図１４に示すように、内側ステータ１４Ｃからロータ１５Ｃを介して外側ステータ１３Ｃに向かって径方向に流れる磁束φが生じる。ロータ１５Ｃは、破線で囲んで示す横軸磁束領域Ａ１と、一点鎖線で囲んで示す直軸磁束領域Ａ２とで生じる磁束の流れが異なる。

（第４モデル）
第４モデルの構成を図１５に示し、磁束の流れを図１６に示す。この第４モデルは、第１比率Ｒａ３＝Ｗｄ／Ｗａ＝０．３４とし、第２比率Ｒｂ１＝Ｗｄ／Ｗｔ＝０．３８とし、第３比率Ｒｃ１＝Ｗａ／Ｗｔ＝１．０５とし、磁石量を１３．７[cc／極]とした。第４モデルの回転電機１０Ａは、例えば４０６．９[Nm]のトルクが得られ、トルク／磁石量が０．０３になった。トルク／磁石量については、図６に計測値Ｄａ１で示し、図８に計測値Ｄｃ１で示す。図１６に示すように、内側ステータ１４Ｄからロータ１５Ｄを介して外側ステータ１３Ｄに向かって径方向に流れる磁束φが生じる。ロータ１５Ｄは、破線で囲んで示す横軸磁束領域Ａ１と、一点鎖線で囲んで示す直軸磁束領域Ａ２とで生じる磁束の流れが異なる。

（第５モデル）
第５モデルの構成を図１７に示し、磁束の流れを図１８に示す。この第５モデルは、第１比率Ｒａ５＝Ｗｄ／Ｗａ＝０．７７とし、第２比率Ｒｂ４＝Ｗｄ／Ｗｔ＝１．５とし、第３比率Ｒｃ２＝Ｗａ／Ｗｔ＝１．９とし、磁石量を６．９[cc／極]とした。第５モデルの回転電機１０Ａは、例えば３３０．４[Nm]のトルクが得られ、トルク／磁石量が０．０４７になった。トルク／磁石量については、図６に計測値Ｄａ３で示し、図７に計測値Ｄｂ２で示し、図８に計測値Ｄｃ３で示す。図１８に示すように、内側ステータ１４Ｅからロータ１５Ｅを介して外側ステータ１３Ｅに向かって径方向に流れる磁束φが生じる。ロータ１５Ｅは、破線で囲んで示す横軸磁束領域Ａ１と、一点鎖線で囲んで示す直軸磁束領域Ａ２とで生じる磁束の流れが異なる。

（第６モデル）
第６モデルの構成を図１９に示し、磁束の流れを図２０に示す。この第６モデルは、第１比率Ｒａ５＝Ｗｄ／Ｗａ＝０．６とし、第２比率Ｒｂ４＝Ｗｄ／Ｗｔ＝１．６とし、第３比率Ｒｃ４＝Ｗａ／Ｗｔ＝２．６とし、磁石量を１２．３[cc／極]とした。第６モデルの回転電機１０Ａは、例えば３９３．５[Nm]のトルクが得られ、トルク／磁石量が０．０３１になった。トルク／磁石量については、図８に計測値Ｄｃ２で示す。図２０に示すように、内側ステータ１４Ｆからロータ１５Ｆを介して外側ステータ１３Ｆに向かって径方向に流れる磁束φが生じる。ロータ１５Ｆは、破線で囲んで示す横軸磁束領域Ａ１と、一点鎖線で囲んで示す直軸磁束領域Ａ２とで生じる磁束の流れが異なる。

上述した第１モデルから第６モデルまでの回転電機１０Ａを考慮し、高いトルクを得るために周方向幅Ｗａ、径方向幅Ｗｄ、磁石量、ティース幅Ｗｔを最適化するための設定例（第１設定例〜第３設定例）を以下に述べる。

（第１設定例）
図６に示す特性線Ｌ１によれば、第１比率Ｒａ＝０．４付近でトルク／磁石量の値が最大になる。このことは、リング状ヨーク部１５ｄの径方向幅Ｗｄが小さ過ぎたり大き過ぎたりすると、高いトルクは得られないことを示す。図６に示すように、第２モデルのロータ１５Ｂと第５モデルのロータ１５Ｅは、第１モデルのロータ１５Ａよりもトルク／磁石量の値が小さい。そこで、トルク／磁石量の閾値を第１モデルで得られた計測値Ｄａ５とし、当該閾値以上となる範囲（図６では下限値ＲＬ１から上限値ＲＵ１までの設定範囲ＲＳ１）内で径方向幅Ｗｄを設定するのが望ましい。

（第２設定例）
図７に示す特性線Ｌ２によれば、第２比率Ｒｂ＝１付近でトルク／磁石量の値が最大になる。このことは、リング状ヨーク部１５ｄの径方向幅Ｗｄと、外側ステータ１３のティース幅Ｗｔとの差分値が大きくなると、高いトルクは得られないことを示す。図７に示すように、第２モデルのロータ１５Ｂと第５モデルのロータ１５Ｅは、第１モデルのロータ１５Ａよりもトルク／磁石量の値が小さい。そこで、トルク／磁石量の閾値Ｄｂｔｈ（例えば第１モデルで得られた計測値Ｄｂ４よりも低い値）を設定し、当該閾値Ｄｂｔｈ以上となる範囲（図７では下限値ＲＬ２から上限値ＲＵ２までの設定範囲ＲＳ２）内で径方向幅Ｗｄとティース幅Ｗｔとを設定するのが望ましい。

（第３設定例）
図８に示すロータ１５Ａ（第１モデル），ロータ１５Ｂ（第２モデル）およびロータ１５Ｆ（第６モデル）は、第３比率Ｒｃが同程度（２．６前後）であるのに対して、トルク／磁石量が大きく異なる。そこで、ロータ１５Ａ（第１モデル）とロータ１５Ｆ（第６モデル）と比較してみる。

図１０，図１１に示すロータ１５Ａは、永久磁石Ｍ１（Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ）が周方向幅Ｗｆ１であり、永久磁石Ｍ２が周方向幅Ｗｅ１であり、周方向幅比（Ｗｅ１／Ｗｆ１）は０．４５である。図１９，図２０に示すロータ１５Ｆは、永久磁石Ｍ１（Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ）が周方向幅Ｗｆ２であり、永久磁石Ｍ２が周方向幅Ｗｅ２であり、周方向幅比（Ｗｅ２／Ｗｆ２）は０．７５である。周方向幅Ｗｆ１と周方向幅Ｗｅ１に様々の数値を設定して回転電機１０Ａのトルクを計測してみた結果、永久磁石の周方向幅比が大きくなるにつれて、トルク／磁石量も大きくなることが分かった。このことは、図１０（第１モデル）と図２０（第６モデル）に示す横軸磁束領域Ａ１を比較してみると、明らかに図１０（第１モデル）で多くの磁束φが流れ、多くのリラクタンストルクを得ている。

よって永久磁石Ｍ２は、永久磁石Ｍ１よりも、個数を少なくしたり、永久磁石Ｍ２の周方向幅を小さく（例えば０．６以下に）したりして設定するのが望ましい。ただし、永久磁石Ｍ２の周方向幅をあまりにも小さく設定すると径方向への磁束φが流れにくくなるので、適切な周方向幅比（Ｗｅ１／Ｗｆ１）の範囲内（例えば０．２〜０．６；望ましくは０．３〜０．５）で設定するとよい。また、全ての永久磁石Ｍ２の合計した周方向幅（ΣＷｅ１）は、全ての永久磁石Ｍ１の合計した周方向幅（ΣＷｆ１）よりも小さく設定するとよい。なお、記号「Σ」は総和を意味するものとする。

〔実施の形態２〕
実施の形態２は図２１〜図２３を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、主に実施の形態１と相違する点を説明する。

図２１に示す回転電機１０Ｂは、回転電機１０の一例であって、ダブルステータ型の電動発電機である。当該回転電機１０Ｂは、外側ステータ１３，内側ステータ１４，ロータ１５，回転軸１８などをハウジング１２内に有する。図１に示す回転電機１０Ａと相違するのは、巻線である。すなわち、回転電機１０Ａは第１多相巻線１３ａと第２多相巻線１４ａを個別に有するのに対して、回転電機１０Ｂは多相巻線１１を有する。

多相巻線１１は、第１多相巻線１３ａと第２多相巻線１４ａのほかに、第１多相巻線１３ａと第２多相巻線１４ａとを接続する渡り部１１ａを有する。多相巻線１１は、第１多相巻線１３ａの一相と第２多相巻線１４ａの一相との巻線は、共通となる少なくとも一本の導体線で構成してもよい。この場合は、第１多相巻線１３ａ、渡り部１１ａ、第２多相巻線１４ａを一本の導体線で構成する。多相巻線１１は、第１多相巻線１３ａの一部、渡り部１１ａ、第２多相巻線１４ａの一部をＵ字状に一体成形したＵ字状導体を含めてもよい。多相巻線１１は、複数のＵ字状導体を接続して構成してもよい。要するに、渡り部１１ａを備えていればよい。

渡り部１１ａの構成例について、図２２と図２３を参照しながら説明する。図２２は、第１多相巻線１３ａと第２多相巻線１４ａに角線を用いた例を示す。この場合は、渡り部１１ａも角線になる。実線で示す渡り部１１ａは、第１多相巻線１３ａを収容するスロット１３ｓと第２多相巻線１４ａを収容するスロット１４ｓとを異ならせ、径方向と周方向を組み合わせた斜め方向に渡される。図２２の例では、外側ステータ１３と内側ステータ１４とで対応するスロットを１磁極ピッチ（例えば電気角で１８０度）だけ異ならせている。二点鎖線で示す渡り部１１ｂは、第１多相巻線１３ａと第２多相巻線１４ａを収容するスロット１３ｓ，１４ｓを同じ位置（角度）にする。渡り部１１ａ，１１ｂは、ステータコアから突出する部位である「コイルエンド」に含まれる。

図２３には、第１多相巻線１３ａと第２多相巻線１４ａに平角線を用いた例を示す。第１多相巻線１３ａは平角線の長辺を径方向に沿ってスロット１３ｓに収容し、第２多相巻線１４ａは平角線の長辺を周方向に沿ってスロット１４ｓに収容する。このように構成することで、外側ステータ１３と内側ステータ１４のコア（特に外側ティース１３ｔや内側ティース１４ｔ）を大きく確保することができる。コアを大きく確保することで、磁束を流し易くなる。渡り部１１ａは平角線になり、図２２と同様に斜め方向に（すなわち１磁極ピッチずらして）渡される。ただし、第１多相巻線１３ａと第２多相巻線１４ａの収容方向が異なるので、渡り部１１ａの途中に捻り部位１１ｃを有する。

外側ステータ１３、内側ステータ１４、ロータ１５については、実施の形態１と同様に構成することができる（図２〜図２０を参照）。そのため、実施の形態１と同様の作用効果が得られる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１，２に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えると、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

上述した実施の形態１，２では、永久磁石Ｍ１は２つの分割磁石Ｍ１ａ，Ｍ１ｂで構成した（図２，図５等を参照）。この形態に代えて、永久磁石Ｍ１は３つ以上の分割磁石で構成してもよい。また、永久磁石Ｍ２を２つ以上の分割磁石で構成してもよい。永久磁石Ｍ２を分割磁石で構成する場合は、永久磁石Ｍ１を構成する分割磁石の個数よりも少なく設定するとよい。図２に示す区画部１５ｃと同様に、分割磁石どうしを区画する区画部を必要に応じて設けてもよい。永久磁石を分割するか否かの相違に過ぎないので、実施の形態１，２と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１，２では、回転電機１０（１０Ａ，１０Ｂ）は、ダブルステータ型の電動発電機として構成した（図１，図２１を参照）。この形態に代えて、ダブルステータ型の発電機として構成してもよく、ダブルステータ型の電動機として構成してもよい。回転電機１０の使用目的に応じて構成すればよい。単に機能が相違するに過ぎないので、実施の形態１，２と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１，２では、ラジアルヨーク部１５ａは、外側の周方向幅Ｗａと、内側の周方向幅Ｗｃとを異ならせて成形する構成とした（図２，図３を参照）。この形態に代えて、周方向幅Ｗａと周方向幅Ｗｃとを同じにして成形する構成としてもよい。このように成形しても、磁束φは実施の形態１，２と同様に流れる。よって、実施の形態１，２と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１，２では、磁石用穴部Ｈａ，Ｈｂは、永久磁石Ｍ１（Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ）よりも大きく成形し、区画部１５ｃとリング状ヨーク部１５ｄの間に空隙が生じるように構成した（図２，図３を参照）。この形態に代えて、磁石用穴部Ｈａ，Ｈｂは、永久磁石Ｍ１（Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ）と同等（製造誤差範囲内）に成形し、区画部１５ｃとリング状ヨーク部１５ｄの間に空隙が生じないように構成してもよい。図１０に示す永久磁石Ｍ１の周方向幅Ｗｆ１を大きく確保し、トルクを高めることができる。

上述した実施の形態１，２では、永久磁石Ｍ２をリング状ヨーク部１５ｄの内側面１５ｉに固定する構成とした（図２，図５等を参照）。この形態に代えて、図２に示す橋梁部１５ｂと同様にして、ラジアルヨーク部１５ａの内縁部どうしを架橋する内側橋梁部を設け、当該内側橋梁部とリング状ヨーク部１５ｄとの間に永久磁石Ｍ２を収容して固定する構成としてもよい。内側橋梁部が永久磁石Ｍ２を保持する機能を担うので、永久磁石Ｍ２をより強固に固定することができる。内側橋梁部は磁気回路の一部となり得るので、内側ステータ１４とのギャップＧが小さくなり、磁束φがより流れ易くなる。

上述した実施の形態１，２では、ハウジング１２は、コップ状のハウジング本体部１２ａと、円板状のカバー部１２ｂで構成した（図１を参照）。この形態に代えて、ハウジング本体部１２ａをコップ状以外の形状で成形してもよく、カバー部１２ｂを円板状以外の形状で成形してもよい。要するに、ハウジング本体部１２ａとカバー部１２ｂは、外側ステータ１３，内側ステータ１４，ロータ１５，回転軸１８などを収容できれば、どのような形状で構成してもよい。ハウジング１２の構造が相違するに過ぎないので、実施の形態１，２と同様の作用効果を得ることができる。

〔作用効果〕
上述した実施の形態１，２および他の実施の形態によれば、以下に示す各効果を得ることができる。

（１）第１多相巻線１３ａが巻回される外側ステータ１３と、第２多相巻線１４ａが巻回される内側ステータ１４と、外側ステータ１３と内側ステータ１４との相互間にギャップを介して配置されるロータ１５とを有する回転電機１０において、外側ステータ１３と内側ステータ１４とは、径方向に磁束φが流れるように、同一の極数かつ同一の周方向位置に設けられ、第１多相巻線１３ａに通電して生じる磁極１３ｐと、第２多相巻線１４ａに通電して生じる磁極１４ｐとは、同一の周方向位置で異なる極性となるように構成し、ロータ１５は、外側ステータ１３と内側ステータ１４とを径方向に磁束通路として継ぐ複数のラジアルヨーク部１５ａを有する構成とした（図１，図５，図２１を参照）。さらに、第１多相巻線１３ａと第２多相巻線１４ａは一本の導体線（多相巻線１１）からなり、多相巻線１１は、外側ステータ１３と内側ステータ１４との間であって、軸方向の一端側で径方向と周方向を組み合わせた斜め方向に渡される渡り部１１ａを含む構成とした（図２１〜図２３を参照）。この構成によれば、ラジアルヨーク部１５ａは外側ステータ１３と内側ステータ１４とを径方向に磁束通路として継ぐので、リラクタンストルクを大きく確保することができる。そのためリラクタンストルクを高められて、マグネットトルクとあわせた総合トルクを高めることができる。また、渡り部１１ａは一端側で内外かつ周方向斜めに成形される。よって、一端側の渡り部１１ａ（コイルエンド）を低く成形できるので回転電機１０を小型化することができる。

（２）ロータ１５は、隣り合うラジアルヨーク部１５ａを連結し、径方向に沿った断面の断面積がラジアルヨーク部１５ａよりも小さく成形される複数のリング状ヨーク部１５ｄを有し、リング状ヨーク部１５ｄの外側面１５ｏと内側面１５ｉとには、それぞれ径方向に着磁した永久磁石Ｍ１，Ｍ２を配置する構成とした（図２を参照）。この構成によれば、横軸磁束領域Ａ１と直軸磁束領域Ａ２によって磁束φが外側ステータ１３と内側ステータ１４を全て直列に通ることがなくなり（図１０，図１２，図１４，図１６，図１８，図２０を参照）、外側ステータ１３と内側ステータ１４との大きさの違いによる内外の通路の差をロータ１５のリング状ヨーク部１５ｄで吸収できる。したがって、同一体格の場合は出力を高めることができ、同一出力の場合は体格を小型化することができる。

（３）ラジアルヨーク部１５ａの周方向幅Ｗａは、外側ステータ１３を構成する外側ティース１３ｔのティース幅Ｗｔよりも広く（大きく）設定される構成とした（図２，図５を参照）。内側ステータ１４を構成する内側ティース１４ｔの周方向幅よりも広く設定してもよい。これらの構成によれば、磁束φ（特に横軸磁束領域Ａ１の磁束）が遮られることなく通過するため、リラクタンストルクが大きくなり、出力を高めることができる。

（４）回転電機１０において、外側ステータ１３と内側ステータ１４とは、径方向に磁束φが流れるように、同一の極数かつ同一の周方向位置に設けられ、第１多相巻線１３ａに通電して生じる磁極１３ｐと、第２多相巻線１４ａに通電して生じる磁極１４ｐとは、同一の周方向位置で異なる極性となるように構成し、ロータ１５は、外側ステータ１３と内側ステータ１４とを径方向に磁束通路として継ぐ複数のラジアルヨーク部１５ａと、周方向に隣り合うラジアルヨーク部１５ａを連結する複数のリング状ヨーク部１５ｄとを有する構成とした（図１，図５，図２１を参照）。さらに、リング状ヨーク部１５ｄの外側面１５ｏと内側面１５ｉとにそれぞれ配置される永久磁石Ｍ１，Ｍ２は、同一の径方向に着磁され、かつ、ラジアルヨーク部１５ａを挟んで着磁方向が交互に変わっており、リング状ヨーク部１５ｄの内側面１５ｉに配置される永久磁石Ｍ１，Ｍ２は、リング状ヨーク部１５ｄの外側面１５ｏに配置される永久磁石Ｍ１，Ｍ２よりも、個数を少なく設定し、かつ、合計した周方向幅を小さく設定する構成とした（図２，図５を参照）。この構成によれば、ラジアルヨーク部１５ａは外側ステータ１３と内側ステータ１４とを径方向に磁束通路として継ぐので、リラクタンストルクを大きく確保することができる。そのためリラクタンストルクを高められて、マグネットトルクとあわせた総合トルクを高めることができる。また、ロータ１５を介して外側ステータ１３と内側ステータ１４との間で磁束φを径方向により確実に流すことができるため、トルクを高められる。さらに、リラクタンストルクが向上し、出力するトルクを高めることができる。

（５）ラジアルヨーク部１５ａの周方向幅Ｗａは、リング状ヨーク部１５ｄの径方向幅Ｗｄよりも大きく設定する構成とした（図６を参照）。具体的には図６に示す設定範囲ＲＳ１内の値で設定する。周方向幅Ｗｃについても径方向幅Ｗｄよりも大きく設定する構成としてもよい。これらの構成によれば、永久磁石Ｍ１，Ｍ２の磁石量に対して高いトルクを得ることができる。

（６）リング状ヨーク部１５ｄの周方向両側に配置されるラジアルヨーク部１５ａの外縁部１５ａｅどうしを架橋されるとともに、リング状ヨーク部１５ｄの外側面１５ｏに配置される永久磁石Ｍ１を覆う橋梁部１５ｂを有する構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、永久磁石Ｍ１がロータ１５の回転に伴って生じる遠心力を受けても、橋梁部１５ｂが永久磁石Ｍ１を保持することができる。

（７）リング状ヨーク部１５ｄの外側面１５ｏと内側面１５ｉとに配置される永久磁石Ｍ１，Ｍ２は、同一の径方向に着磁する構成とした（図２，図５に示す太線矢印を参照）。この構成によれば、ロータ１５を介して外側ステータ１３と内側ステータ１４との間で磁束φを径方向により確実に流すことができる。そのため、トルクを高められる。

（８）リング状ヨーク部１５ｄの外側面１５ｏに配置する永久磁石Ｍ１の周方向幅Ｗｆ１と、リング状ヨーク部１５ｄの内側面１５ｉに配置する永久磁石Ｍ２の周方向幅Ｗｅ１との比率である周方向幅比（Ｗｅ１／Ｗｆ１）は、０．２以上かつ０．６以下の範囲内に設定する構成とした（図１０を参照）。この構成によれば、リラクタンストルクが向上し、出力するトルクを高めることができる。

（９）リング状ヨーク部１５ｄの内側面１５ｉに配置する永久磁石Ｍ２は、リング状ヨーク部１５ｄの外側面１５ｏに配置する永久磁石Ｍ１よりも、個数を少なく設定し、かつ、合計した周方向幅を小さく設定する構成とした（図２，図５を参照）。この構成によれば、リラクタンストルクが向上し、出力するトルクを高めることができる。また、永久磁石Ｍ１の厚み（径方向幅）を抑制することで、橋梁部１５ｂの厚みが増やせて耐遠心力を向上させることができる。

（１０）ロータ１５は、複数の電磁鋼板１５ｅを積層して成形される構成とした（図４を参照）。この構成によれば、電磁鋼板１５ｅの厚みや、積層する枚数に応じてロータ１５の厚みを適切かつ容易に設定することができる。また、加工（特にプレス加工）によって永久磁石Ｍ１，Ｍ２を収容可能な形状を容易に成形することができる。

１０（１０Ａ，１０Ｂ） ダブルステータ型回転電機
１３ 外側ステータ（固定子）
１３ａ 第１多相巻線
１４ 内側ステータ（固定子）
１４ａ 第２多相巻線
１５ ロータ（回転子）
１５ａ ラジアルヨーク部
１５ｄ リング状ヨーク部
Ｍ１（Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ），Ｍ２ 永久磁石

Claims (10)

1. 第１多相巻線（１３ａ）が巻回される外側ステータ（１３）と、第２多相巻線（１４ａ）が巻回される内側ステータ（１４）と、前記外側ステータと前記内側ステータとの相互間にギャップ（Ｇ）を介して配置されるロータ（１５）とを有するダブルステータ型回転電機（１０）において、
   前記外側ステータと前記内側ステータとは、径方向に磁束（φ）が流れるように、同一の極数かつ同一の周方向位置に設けられるとともに、前記第１多相巻線に通電して生じる磁極（１３ｐ）と、前記第２多相巻線に通電して生じる磁極（１４ｐ）とは、前記同一の周方向位置で異なる極性となるように構成し、
   前記ロータは、前記外側ステータと前記内側ステータとを前記径方向に磁束通路として継ぐ複数のラジアルヨーク部（１５ａ）を有し、
   前記第１多相巻線の一相と前記第２多相巻線の一相との巻線は、共通となる少なくとも一本の導体線（１１）からなり、
   前記導体線は、前記外側ステータと前記内側ステータとの間であって、軸方向の一端側で径方向と周方向を組み合わせた斜め方向に渡される渡り部（１１ａ）を含むことを特徴とするダブルステータ型回転電機。
2. 前記ロータは、周方向に隣り合う前記ラジアルヨーク部を連結し、径方向に沿った断面の断面積が前記ラジアルヨーク部よりも小さく成形される複数のリング状ヨーク部（１５ｄ）を有し、
   前記リング状ヨーク部の外側面（１５ｏ）と内側面（１５ｉ）とには、それぞれ前記径方向に着磁した永久磁石（Ｍ１，Ｍ２）を配置することを特徴とする請求項１に記載のダブルステータ型回転電機。
3. 前記ラジアルヨーク部の周方向幅（Ｗａ，Ｗｃ）は、前記リング状ヨーク部の径方向幅（Ｗｄ）よりも大きく設定することを特徴とする請求項２に記載のダブルステータ型回転電機。
4. 前記リング状ヨーク部の周方向両側に配置される前記ラジアルヨーク部の外縁部（１５ａｅ）どうしを架橋されるとともに、前記リング状ヨーク部の外側面に配置される前記永久磁石（Ｍ１）を覆う橋梁部（１５ｂ）を有することを特徴とする請求項２または３に記載のダブルステータ型回転電機。
5. 前記リング状ヨーク部の外側面と内側面とに配置される前記永久磁石は、同一の前記径方向に着磁することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のダブルステータ型回転電機。
6. 前記リング状ヨーク部の外側面に配置する永久磁石（Ｍ１）の周方向幅（Ｗｆ１）と、前記リング状ヨーク部の内側面に配置する永久磁石（Ｍ２）の周方向幅（Ｗｅ１）との比率である周方向幅比（Ｗｅ１／Ｗｆ１）は、０．２以上かつ０．６以下の範囲内に設定することを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のダブルステータ型回転電機。
7. 前記リング状ヨーク部の内側面に配置する永久磁石（Ｍ２）は、前記リング状ヨーク部の外側面に配置する永久磁石（Ｍ１）よりも、個数を少なく設定し、かつ、合計した周方向幅を小さく設定することを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載のダブルステータ型回転電機。
8. 前記ラジアルヨーク部の周方向幅（Ｗａ，Ｗｃ）は、前記外側ステータを構成する外側ティース（１３ｔ）および前記内側ステータを構成する内側ティース（１４ｔ）の周方向幅よりも広く設定されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のダブルステータ型回転電機。
9. 前記ロータは、複数の電磁鋼板（１５ｅ）を積層して成形されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のダブルステータ型回転電機。
10. 第１多相巻線（１３ａ）が巻回される外側ステータ（１３）と、第２多相巻線（１４ａ）が巻回される内側ステータ（１４）と、前記外側ステータと前記内側ステータとの相互間にギャップ（Ｇ）を介して配置されるロータ（１５）とを有するダブルステータ型回転電機（１０）において、
    前記外側ステータと前記内側ステータとは、径方向に磁束（φ）が流れるように、同一の極数かつ同一の周方向位置に設けられるとともに、前記第１多相巻線に通電して生じる磁極（１３ｐ）と、前記第２多相巻線に通電して生じる磁極（１４ｐ）とは、前記同一の周方向位置で異なる極性となるように構成し、
    前記ロータは、前記外側ステータと前記内側ステータとを前記径方向に磁束通路として継ぐ複数のラジアルヨーク部（１５ａ）と、周方向に隣り合う前記ラジアルヨーク部を連結する複数のリング状ヨーク部（１５ｄ）とを有し、
    前記リング状ヨーク部の外側面と内側面とにそれぞれ配置される永久磁石（Ｍ１，Ｍ２）は、同一の前記径方向に着磁され、かつ、前記ラジアルヨーク部を挟んで着磁方向が交互に変わっており、
    前記リング状ヨーク部の内側面に配置される永久磁石（Ｍ２）は、前記リング状ヨーク部の外側面に配置される永久磁石（Ｍ１）よりも、個数を少なく設定し、かつ、合計した周方向幅を小さく設定することを特徴とするダブルステータ型回転電機。

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