JPH10210720A - 回転電機およびその回転電機を用いた発電機並びに電動機 - Google Patents
回転電機およびその回転電機を用いた発電機並びに電動機Info
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- JPH10210720A JPH10210720A JP9025816A JP2581697A JPH10210720A JP H10210720 A JPH10210720 A JP H10210720A JP 9025816 A JP9025816 A JP 9025816A JP 2581697 A JP2581697 A JP 2581697A JP H10210720 A JPH10210720 A JP H10210720A
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- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特性の向上を実現した製作が容易かつ小型の
回転電機を提供する。 【解決手段】 ステータ２を挟む両側位置に一対のロー
タ３Ｎ，３Ｓが回転軸１に一体に設けられる。一方のロ
ータ３Ｎは、２個のＮ極性の磁極Ｎ１，Ｎ２を備え、他
方のロータ３Ｓは、２個のＳ極性の磁極Ｓ１，Ｓ２を備
える。ロータ３Ｎの各磁極Ｎ１，Ｎ２とロータ３Ｓの各
磁極Ｓ１，Ｓ２は、軸方向に互いに対向するよう、等角
度位置に配置される。ステータ２は、４個のコア２０
Ａ，２０Ｃと、各コアの両端に形成された磁極部２３
Ａ，２３Ｃ，２４Ａ，２４Ｃと、各コアに巻かれたコイ
ル２５Ａ，２５Ｃとを備える。両端の各磁極部２３Ａ，
２３Ｃ，２４Ａ，２４Ｃは各ロータ３Ｎ，３Ｓの各磁極
Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２とエアギャップを介して対向す
るよう、等角度位置に配置される。
回転電機を提供する。 【解決手段】 ステータ２を挟む両側位置に一対のロー
タ３Ｎ，３Ｓが回転軸１に一体に設けられる。一方のロ
ータ３Ｎは、２個のＮ極性の磁極Ｎ１，Ｎ２を備え、他
方のロータ３Ｓは、２個のＳ極性の磁極Ｓ１，Ｓ２を備
える。ロータ３Ｎの各磁極Ｎ１，Ｎ２とロータ３Ｓの各
磁極Ｓ１，Ｓ２は、軸方向に互いに対向するよう、等角
度位置に配置される。ステータ２は、４個のコア２０
Ａ，２０Ｃと、各コアの両端に形成された磁極部２３
Ａ，２３Ｃ，２４Ａ，２４Ｃと、各コアに巻かれたコイ
ル２５Ａ，２５Ｃとを備える。両端の各磁極部２３Ａ，
２３Ｃ，２４Ａ，２４Ｃは各ロータ３Ｎ，３Ｓの各磁極
Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２とエアギャップを介して対向す
るよう、等角度位置に配置される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ステータを挟む両側
位置に一対のロータが配設された構造の回転電機と、こ
の回転電機が用いられた発電機および電動機とに関す
る。
位置に一対のロータが配設された構造の回転電機と、こ
の回転電機が用いられた発電機および電動機とに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】出願人は以前、図１２および図１３に示
された構造の発電機を提案した（特開平７−１２３６６
２号）。この発電機は、回転軸９０に一定の間隔を置い
て一体に設けられる一対のロータ９２Ｎ，９２Ｓと、こ
れらロータ９２Ｎ，９２Ｓの外周を取り囲むように配置
されるステータ９１とで構成される。
された構造の発電機を提案した（特開平７−１２３６６
２号）。この発電機は、回転軸９０に一定の間隔を置い
て一体に設けられる一対のロータ９２Ｎ，９２Ｓと、こ
れらロータ９２Ｎ，９２Ｓの外周を取り囲むように配置
されるステータ９１とで構成される。
【０００３】一方のロータ９２Ｎは、外周部の対角位置
に、Ｎ極性の磁極９３ａ，９３ｂが、また他方のロータ
９２Ｓは、外周部の対角位置に、Ｓ極性の磁極９４ａ，
９４ｂが、それぞれ外向きに形成されている。前記ステ
ータ９１は、２個のロータ９２Ｎ，９２Ｓの外周に４個
のコア９５ａ〜９５ｄを円陣に配置し、各コア９５ａ〜
９５ｄの長さ中央部に、コイル９６ａ〜９６ｄを巻いた
構造のものである。各コイル９６ａ〜９６ｄの巻き方向
は、一方の対角位置のコイル９６ａ，９６ｃが時計回り
の方向であれば、他方の対角位置のコイル９６ｂ，９６
ｄは反時計回りの方向である。
に、Ｎ極性の磁極９３ａ，９３ｂが、また他方のロータ
９２Ｓは、外周部の対角位置に、Ｓ極性の磁極９４ａ，
９４ｂが、それぞれ外向きに形成されている。前記ステ
ータ９１は、２個のロータ９２Ｎ，９２Ｓの外周に４個
のコア９５ａ〜９５ｄを円陣に配置し、各コア９５ａ〜
９５ｄの長さ中央部に、コイル９６ａ〜９６ｄを巻いた
構造のものである。各コイル９６ａ〜９６ｄの巻き方向
は、一方の対角位置のコイル９６ａ，９６ｃが時計回り
の方向であれば、他方の対角位置のコイル９６ｂ，９６
ｄは反時計回りの方向である。
【０００４】この発電機の回転軸９０に回転駆動力を与
えてロータ９２Ｎ，９２Ｓを回転させたとき、例えば一
方の対角位置のコイル９６ａ，９６ｃには、図１４に示
すように、鋸歯状の誘起起電力Ｖ１が発生し、また他方
の対角位置のコイル９６ｂ，９６ｄには、位相のずれた
同様の誘起起電力Ｖ２が発生する。各コイル９６ａ〜９
６ｄの誘起起電力Ｖ１，Ｖ２を合成することにより、矩
形状の発電出力Ｖを取り出し、またこの発電出力Ｖを波
形整形することにより、直流の発電出力を得る。
えてロータ９２Ｎ，９２Ｓを回転させたとき、例えば一
方の対角位置のコイル９６ａ，９６ｃには、図１４に示
すように、鋸歯状の誘起起電力Ｖ１が発生し、また他方
の対角位置のコイル９６ｂ，９６ｄには、位相のずれた
同様の誘起起電力Ｖ２が発生する。各コイル９６ａ〜９
６ｄの誘起起電力Ｖ１，Ｖ２を合成することにより、矩
形状の発電出力Ｖを取り出し、またこの発電出力Ｖを波
形整形することにより、直流の発電出力を得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
発電機では、各ロータ９２Ｎ，９２Ｓとステータ９１と
は径方向に対向するため、ステータ９１の各コア９５ａ
〜９５ｄおよび各ロータ９２Ｎ，９２Ｓの各磁極９３
ａ，９３ｂ，９４ａ，９４ｂは曲面形状のものとなり、
製作に手数が嵩むばかりでなく、各磁極９３ａ，９３
ｂ，９４ａ，９４ｂの磁束分布が均一にならず、前記発
電出力Ｖが歪むなどの問題がある。また各磁極９３ａ，
９３ｂ，９４ａ，９４ｂの磁束を大きく設定するには、
軸方向に長い永久磁石を用いる必要があるため、発電機
が大型化し、磁路全長が大きくなって鉄損が増し、また
漏れ磁束も増大して効率低下を招くという問題もある。
発電機では、各ロータ９２Ｎ，９２Ｓとステータ９１と
は径方向に対向するため、ステータ９１の各コア９５ａ
〜９５ｄおよび各ロータ９２Ｎ，９２Ｓの各磁極９３
ａ，９３ｂ，９４ａ，９４ｂは曲面形状のものとなり、
製作に手数が嵩むばかりでなく、各磁極９３ａ，９３
ｂ，９４ａ，９４ｂの磁束分布が均一にならず、前記発
電出力Ｖが歪むなどの問題がある。また各磁極９３ａ，
９３ｂ，９４ａ，９４ｂの磁束を大きく設定するには、
軸方向に長い永久磁石を用いる必要があるため、発電機
が大型化し、磁路全長が大きくなって鉄損が増し、また
漏れ磁束も増大して効率低下を招くという問題もある。
【０００６】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、ステータを挟む両側位置に一対のロータを配置
した構造となすことにより、製作上および特性上の問題
点を一挙に解消できる小型の回転電機と、この回転電機
が用いられた発電機および電動機とを提供することを目
的とする。
もので、ステータを挟む両側位置に一対のロータを配置
した構造となすことにより、製作上および特性上の問題
点を一挙に解消できる小型の回転電機と、この回転電機
が用いられた発電機および電動機とを提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、回転
軸の外周を取り囲むように配置されるステータと、前記
ステータを挟む両側位置に回転軸に一体に設けられる一
対のロータとで構成された回転電機である。一方のロー
タは、複数のＮ極性の磁極を備え、他方のロータは同数
のＳ極性の磁極を備えており、各ロータの各磁極は、ス
テータを中間に介在させて軸方向に互いに対向するよ
う、それぞれ等角度位置に配置される。前記ステータ
は、各ロータの磁極数の２倍に相当する数のコアと、各
コアの両端に形成された磁極部と、各コアに巻かれたコ
イルとを備えており、両端の各磁極部は、各ロータの各
磁極とエアギャップを介して対向するよう、等角度位置
に配置される。
軸の外周を取り囲むように配置されるステータと、前記
ステータを挟む両側位置に回転軸に一体に設けられる一
対のロータとで構成された回転電機である。一方のロー
タは、複数のＮ極性の磁極を備え、他方のロータは同数
のＳ極性の磁極を備えており、各ロータの各磁極は、ス
テータを中間に介在させて軸方向に互いに対向するよ
う、それぞれ等角度位置に配置される。前記ステータ
は、各ロータの磁極数の２倍に相当する数のコアと、各
コアの両端に形成された磁極部と、各コアに巻かれたコ
イルとを備えており、両端の各磁極部は、各ロータの各
磁極とエアギャップを介して対向するよう、等角度位置
に配置される。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１の回転電機が
用いられた発電機であって、前記回転軸に回転駆動力を
与えてロータを回転させることにより、前記ステータの
各コイルに鋸歯状の誘起起電力を発生させかつ各コイル
の誘起起電力を合成して、発電出力を外部へ取り出すよ
うにしたものである。
用いられた発電機であって、前記回転軸に回転駆動力を
与えてロータを回転させることにより、前記ステータの
各コイルに鋸歯状の誘起起電力を発生させかつ各コイル
の誘起起電力を合成して、発電出力を外部へ取り出すよ
うにしたものである。
【０００９】請求項３の発明は、請求項１の回転電機が
用いられた電動機であって、前記ステータの各コイルに
正逆交互に通電することにより、各コアの両端の磁極部
と各ロータの各磁極との間に斥力および吸引力を同時に
発生させて回転軸を回転駆動するようにしたものであ
る。
用いられた電動機であって、前記ステータの各コイルに
正逆交互に通電することにより、各コアの両端の磁極部
と各ロータの各磁極との間に斥力および吸引力を同時に
発生させて回転軸を回転駆動するようにしたものであ
る。
【００１０】請求項４の発明では、前記ステータは、各
コアの両端の磁極部で生成される磁束分布が中心線に対
して非対称となるよう、各磁極部の両端部が異形に形成
されたものである。
コアの両端の磁極部で生成される磁束分布が中心線に対
して非対称となるよう、各磁極部の両端部が異形に形成
されたものである。
【００１１】
【作用】ステータを挟む両側位置に一対のロータを配設
すると共に、各ロータの各磁極をステータのコアの各磁
極部と軸方向に対向させるので、各ロータの磁極は平坦
面となり、磁束の均一化が可能である。またステータは
軸方向に短くなるので、磁路全長が小さくなって鉄損が
減り、漏れ磁束も減少する。
すると共に、各ロータの各磁極をステータのコアの各磁
極部と軸方向に対向させるので、各ロータの磁極は平坦
面となり、磁束の均一化が可能である。またステータは
軸方向に短くなるので、磁路全長が小さくなって鉄損が
減り、漏れ磁束も減少する。
【００１２】請求項２の発電機では、外部より回転駆動
力が与えられると、ステータの各コイルに鋸歯状の誘起
起電力が発生するが、ロータの各磁極の磁束が均一化さ
れるので、各コイルの誘起起電力は歪まず、安定した発
電出力が得られる。
力が与えられると、ステータの各コイルに鋸歯状の誘起
起電力が発生するが、ロータの各磁極の磁束が均一化さ
れるので、各コイルの誘起起電力は歪まず、安定した発
電出力が得られる。
【００１３】請求項３の電動機では、各コイルに正逆交
互に通電すると、各コアの両端の磁極部と各ロータの各
磁極との間に斥力および吸引力が同時に発生し、回転軸
が回転駆動する。この場合、ロータの各磁極の磁束が均
一化されるので、ロータは円滑に回転する。
互に通電すると、各コアの両端の磁極部と各ロータの各
磁極との間に斥力および吸引力が同時に発生し、回転軸
が回転駆動する。この場合、ロータの各磁極の磁束が均
一化されるので、ロータは円滑に回転する。
【００１４】請求項４の電動機では、各コアの磁極部の
両端部が異形に形成されているので、各磁極部で生成さ
れる磁束分布が中心線に対して非対称となり、始動時の
自起動が可能である。
両端部が異形に形成されているので、各磁極部で生成さ
れる磁束分布が中心線に対して非対称となり、始動時の
自起動が可能である。
【００１５】
【実施例】図１〜図３は、この発明の一実施例である発
電機の構成を示すもので、図１および図２には発電機の
外観が、図３には発電機の構造が、それぞれ示してあ
る。図示例の発電機は、回転軸１の外周を取り囲むよう
に配置されるステータ２と、前記ステータ２を挟む両側
位置に回転軸１に一体に設けられる一対のロータ３Ｎ，
３Ｓとで構成される。前記ステータ２は、一対の軸受
４，４を介して回転軸１を支持している。ステータ２の
内側には、軸受４，４の間隔を設定するためのスペーサ
５が、またステータ２と各ロータ３Ｎ，３Ｓとの間に
は、エアギャップを設定するためのスペーサ６，７が、
それぞれ回転軸１に嵌めてある。なお、ステータ２およ
び各ロータ３Ｎ，３Ｓは、図３に示すように、筒状ケー
ス８に収容される。この筒状ケース８の両端開口には端
板９ａ，９ｂがそれぞれ被せてあり、各端板９ａ，９ｂ
の外側へ回転軸１の両端部が突出している。
電機の構成を示すもので、図１および図２には発電機の
外観が、図３には発電機の構造が、それぞれ示してあ
る。図示例の発電機は、回転軸１の外周を取り囲むよう
に配置されるステータ２と、前記ステータ２を挟む両側
位置に回転軸１に一体に設けられる一対のロータ３Ｎ，
３Ｓとで構成される。前記ステータ２は、一対の軸受
４，４を介して回転軸１を支持している。ステータ２の
内側には、軸受４，４の間隔を設定するためのスペーサ
５が、またステータ２と各ロータ３Ｎ，３Ｓとの間に
は、エアギャップを設定するためのスペーサ６，７が、
それぞれ回転軸１に嵌めてある。なお、ステータ２およ
び各ロータ３Ｎ，３Ｓは、図３に示すように、筒状ケー
ス８に収容される。この筒状ケース８の両端開口には端
板９ａ，９ｂがそれぞれ被せてあり、各端板９ａ，９ｂ
の外側へ回転軸１の両端部が突出している。
【００１６】第１のロータ３Ｎは、図４に示すように、
磁性金属材料より成るロータピース１０に２個の永久磁
石１１ａ，１１ｂを貼設して構成される。前記ロータピ
ース１０は、中心位置に前記回転軸１が嵌入される軸孔
１２が開設され、外周部の対角位置には、前記永久磁石
１１ａ，１１ｂが貼設される扇形状の取付部１３，１３
が形成されている。各永久磁石１１ａ，１１ｂは、取付
部１３の外形に沿うほぼ９０度の角度の扇形状に形成さ
れ、いずれもロータピース１０と反対側の平坦面をＮ極
性の磁極Ｎ１，Ｎ２となす。
磁性金属材料より成るロータピース１０に２個の永久磁
石１１ａ，１１ｂを貼設して構成される。前記ロータピ
ース１０は、中心位置に前記回転軸１が嵌入される軸孔
１２が開設され、外周部の対角位置には、前記永久磁石
１１ａ，１１ｂが貼設される扇形状の取付部１３，１３
が形成されている。各永久磁石１１ａ，１１ｂは、取付
部１３の外形に沿うほぼ９０度の角度の扇形状に形成さ
れ、いずれもロータピース１０と反対側の平坦面をＮ極
性の磁極Ｎ１，Ｎ２となす。
【００１７】第２のロータ３Ｓも、第１のロータ３Ｎと
同様、ロータピース１４の外周の各取付部に永久磁石１
６ａ，１６ｂをそれぞれ貼設して成る。各永久磁石１６
ａ，１６ｂは、ロータピース１４の反対側の平坦面をＳ
極性の磁極Ｓ１，Ｓ２となしている。第１のロータ３Ｎ
の各磁極Ｎ１，Ｎ２と第２のロータ３Ｓの各磁極Ｓ１，
Ｓ２とが、ステータ２を挟んで互いに対向するよう、各
ロータ３Ｎ，３Ｓが回転軸１上に一体に取り付けられ
る。
同様、ロータピース１４の外周の各取付部に永久磁石１
６ａ，１６ｂをそれぞれ貼設して成る。各永久磁石１６
ａ，１６ｂは、ロータピース１４の反対側の平坦面をＳ
極性の磁極Ｓ１，Ｓ２となしている。第１のロータ３Ｎ
の各磁極Ｎ１，Ｎ２と第２のロータ３Ｓの各磁極Ｓ１，
Ｓ２とが、ステータ２を挟んで互いに対向するよう、各
ロータ３Ｎ，３Ｓが回転軸１上に一体に取り付けられ
る。
【００１８】前記ステータ２は、４個のコア２０Ａ〜２
０Ｄと、各コア２０Ａ〜２０Ｄを９０度等角の位置に支
持する非磁性体の支持枠２１とで構成される。各コア２
０Ａ〜２０Ｄは、矩形状の珪素鋼板を積層して成る角軸
状の捲線部２２Ａ〜２２Ｄの両端面に、ほぼ９０度の角
度をなす扇形状の珪素鋼板を積層して成る磁極部２３Ａ
〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄをそれぞれ連接して構成され
る。各捲線部２２Ａ〜２２Ｄは、支持枠２１の外周に設
けられた４個の取付溝２１ａにそれぞれ嵌め込まれ、各
捲線部２２Ａ〜２２Ｄの外周には、図５に示すように、
コイル２５Ａ〜２５Ｄが軸周方向に巻かれている。
０Ｄと、各コア２０Ａ〜２０Ｄを９０度等角の位置に支
持する非磁性体の支持枠２１とで構成される。各コア２
０Ａ〜２０Ｄは、矩形状の珪素鋼板を積層して成る角軸
状の捲線部２２Ａ〜２２Ｄの両端面に、ほぼ９０度の角
度をなす扇形状の珪素鋼板を積層して成る磁極部２３Ａ
〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄをそれぞれ連接して構成され
る。各捲線部２２Ａ〜２２Ｄは、支持枠２１の外周に設
けられた４個の取付溝２１ａにそれぞれ嵌め込まれ、各
捲線部２２Ａ〜２２Ｄの外周には、図５に示すように、
コイル２５Ａ〜２５Ｄが軸周方向に巻かれている。
【００１９】各コア２０Ａ〜２０Ｄの両端の各磁極部２
３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄは、図６に示すように、
第１のロータ３Ｎの各永久磁石１１ａ，１１ｂおよび第
２のロータ３Ｓの各永久磁石１６ａ，１６ｂとほぼ同形
状の扇形に形成されている。各磁極部２３Ａ〜２３Ｄ，
２４Ａ〜２４Ｄは、支持枠２１の両端面に配設され、一
方の磁極部２３Ａ〜２３Ｄは、第１のロータ３Ｎの磁極
Ｎ１，Ｎ２と微小なエアギャップを隔てて対向し、また
他方の磁極部２４Ａ〜２４Ｄは、第２のロータ３Ｓの磁
極Ｓ１，Ｓ２と微小なエアギャップを隔てて対向する。
３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄは、図６に示すように、
第１のロータ３Ｎの各永久磁石１１ａ，１１ｂおよび第
２のロータ３Ｓの各永久磁石１６ａ，１６ｂとほぼ同形
状の扇形に形成されている。各磁極部２３Ａ〜２３Ｄ，
２４Ａ〜２４Ｄは、支持枠２１の両端面に配設され、一
方の磁極部２３Ａ〜２３Ｄは、第１のロータ３Ｎの磁極
Ｎ１，Ｎ２と微小なエアギャップを隔てて対向し、また
他方の磁極部２４Ａ〜２４Ｄは、第２のロータ３Ｓの磁
極Ｓ１，Ｓ２と微小なエアギャップを隔てて対向する。
【００２０】各コイル２５Ａ〜２５Ｄの巻き方向は、一
方の対角位置のコイル２５Ａ，２５Ｃが時計回りの方向
であれば、他方の対角位置のコイル２５Ｂ，２５Ｄは反
時計回りの方向である。図示例の各コイル２５Ａ〜２５
Ｄは、図７（１）に示すように、各コイルの誘起起電力
を加算して出力させるよう、直列に結線してあるが、こ
の高電圧出力に適する直列結線方式に限らず、大電流出
力に適する図７（２）の並列結線方式、直列結線方式と
並列結線方式とを組み合わせた図７（３）の直並列結線
方式なども採択できる。なお、図７において、Ｔ１は各
コイル２５Ａ〜２５Ｄの巻き始め端，Ｔ２は各コイル２
５Ａ〜２５Ｄの巻き終わり端，２６，２７は出力端子で
ある。
方の対角位置のコイル２５Ａ，２５Ｃが時計回りの方向
であれば、他方の対角位置のコイル２５Ｂ，２５Ｄは反
時計回りの方向である。図示例の各コイル２５Ａ〜２５
Ｄは、図７（１）に示すように、各コイルの誘起起電力
を加算して出力させるよう、直列に結線してあるが、こ
の高電圧出力に適する直列結線方式に限らず、大電流出
力に適する図７（２）の並列結線方式、直列結線方式と
並列結線方式とを組み合わせた図７（３）の直並列結線
方式なども採択できる。なお、図７において、Ｔ１は各
コイル２５Ａ〜２５Ｄの巻き始め端，Ｔ２は各コイル２
５Ａ〜２５Ｄの巻き終わり端，２６，２７は出力端子で
ある。
【００２１】図８は、上記構成の発電機の原理説明図で
あり、以下、図８および前記した図１４に基づいて、こ
の発電機の動作原理を説明する。図１４の時刻ｔ１で
は、図８に示すように、第１のロータ３Ｎについては、
Ｎ極性の各磁極Ｎ１，Ｎ２がステータ２の一方の対角位
置の各磁極部２３Ａ，２３Ｃに対向位置する。また第２
のロータ３Ｓについては、図示していないが、Ｓ極性の
各磁極Ｓ１，Ｓ２がステータ２の一方の対角位置の各磁
極部２４Ａ，２４Ｃに対向位置する。
あり、以下、図８および前記した図１４に基づいて、こ
の発電機の動作原理を説明する。図１４の時刻ｔ１で
は、図８に示すように、第１のロータ３Ｎについては、
Ｎ極性の各磁極Ｎ１，Ｎ２がステータ２の一方の対角位
置の各磁極部２３Ａ，２３Ｃに対向位置する。また第２
のロータ３Ｓについては、図示していないが、Ｓ極性の
各磁極Ｓ１，Ｓ２がステータ２の一方の対角位置の各磁
極部２４Ａ，２４Ｃに対向位置する。
【００２２】このとき第１のロータ３Ｎと第２のロータ
３Ｓとの間には、図３に示すように、第１のロータ３Ｎ
の一方の磁極Ｎ１を発して、エアギャップ，磁極部２３
Ａ，コア２０Ａ，磁極部２４Ａ，エアギャップ，第２の
ロータ３Ｓの一方の磁極Ｓ１に至る第１の磁路と、第１
のロータ３Ｎの他方の磁極Ｎ２を発して、エアギャッ
プ，磁極部２３Ｃ，コア２０Ｃ，磁極部２４Ｃ，第２の
ロータ３Ｓの他方の磁極Ｓ２に至る第２の磁路とが形成
される。第１の磁路を流れる磁束は、コア２０Ａに巻か
れたコイル２５Ａと鎖交し、第２の磁路を流れる磁束
は、コア２０Ｃに巻かれたコイル２５Ｃと鎖交する。
３Ｓとの間には、図３に示すように、第１のロータ３Ｎ
の一方の磁極Ｎ１を発して、エアギャップ，磁極部２３
Ａ，コア２０Ａ，磁極部２４Ａ，エアギャップ，第２の
ロータ３Ｓの一方の磁極Ｓ１に至る第１の磁路と、第１
のロータ３Ｎの他方の磁極Ｎ２を発して、エアギャッ
プ，磁極部２３Ｃ，コア２０Ｃ，磁極部２４Ｃ，第２の
ロータ３Ｓの他方の磁極Ｓ２に至る第２の磁路とが形成
される。第１の磁路を流れる磁束は、コア２０Ａに巻か
れたコイル２５Ａと鎖交し、第２の磁路を流れる磁束
は、コア２０Ｃに巻かれたコイル２５Ｃと鎖交する。
【００２３】いま回転軸１に回転駆動力が与えられて各
ロータ３Ｎ，３Ｓが図８の矢印方向へ一体に回転する
と、第１のロータ３Ｎの各磁極Ｎ１，Ｎ２はステータ２
の各磁極部２３Ａ，２３Ｃから離れてゆき、一方、第２
のロータ３Ｓの各磁極Ｓ１，Ｓ２もステータ２の各磁極
部２４Ａ，２４Ｃから離れてゆく。このためコイル２５
Ａ，２５Ｃと鎖交する磁束数が減少してゆき、その結
果、各コイル２５Ａ，２５Ｃには、右ねじの法則に従
い、磁束数の減少を妨げる方向に磁束を発生させようと
する誘起起電力Ｖ１が発生する。この誘起起電力Ｖ１
は、鎖交する磁束数が減少するに従って小さくなる。
ロータ３Ｎ，３Ｓが図８の矢印方向へ一体に回転する
と、第１のロータ３Ｎの各磁極Ｎ１，Ｎ２はステータ２
の各磁極部２３Ａ，２３Ｃから離れてゆき、一方、第２
のロータ３Ｓの各磁極Ｓ１，Ｓ２もステータ２の各磁極
部２４Ａ，２４Ｃから離れてゆく。このためコイル２５
Ａ，２５Ｃと鎖交する磁束数が減少してゆき、その結
果、各コイル２５Ａ，２５Ｃには、右ねじの法則に従
い、磁束数の減少を妨げる方向に磁束を発生させようと
する誘起起電力Ｖ１が発生する。この誘起起電力Ｖ１
は、鎖交する磁束数が減少するに従って小さくなる。
【００２４】一方において、各ロータ３Ｎ，３Ｓの回転
により、第１のロータ３Ｎの各磁極Ｎ１，Ｎ２はステー
タ２の各磁極部２３Ｂ，２３Ｄに、また第２のロータ３
Ｓの各磁極Ｓ１，Ｓ２は各磁極部２４Ｂ，２４Ｄに、そ
れぞれ接近してゆく。このためコイル２５Ｂ，２５Ｄと
鎖交する磁束数が増加してゆき、その結果、各コイル２
５Ｂ，２５Ｄには、右ねじの法則に従い、磁束数の増加
を妨げる方向に磁束を発生させようとする誘起起電力Ｖ
２が発生する。この誘起起電力Ｖ２は、鎖交する磁束数
が増加するに従って大きくなる。
により、第１のロータ３Ｎの各磁極Ｎ１，Ｎ２はステー
タ２の各磁極部２３Ｂ，２３Ｄに、また第２のロータ３
Ｓの各磁極Ｓ１，Ｓ２は各磁極部２４Ｂ，２４Ｄに、そ
れぞれ接近してゆく。このためコイル２５Ｂ，２５Ｄと
鎖交する磁束数が増加してゆき、その結果、各コイル２
５Ｂ，２５Ｄには、右ねじの法則に従い、磁束数の増加
を妨げる方向に磁束を発生させようとする誘起起電力Ｖ
２が発生する。この誘起起電力Ｖ２は、鎖交する磁束数
が増加するに従って大きくなる。
【００２５】図１４の時刻ｔ２は、各ロータ３Ｎ，３Ｓ
が９０度回転した時点を示すもので、第１のロータ３Ｎ
については、各磁極Ｎ１，Ｎ２がステータ２の各磁極部
２３Ｂ，２３Ｄに対向位置し、他方のロータ３Ｓについ
ては、各磁極Ｓ１，Ｓ２がステータ２の各磁極部２４
Ｂ，２４Ｄに対向位置する。この時点では、コイル２５
Ａ，２５Ｃの誘起起電力Ｖ１はゼロとなり、コイル２５
Ｂ，２５Ｄの誘起起電力Ｖ２は最大となる。
が９０度回転した時点を示すもので、第１のロータ３Ｎ
については、各磁極Ｎ１，Ｎ２がステータ２の各磁極部
２３Ｂ，２３Ｄに対向位置し、他方のロータ３Ｓについ
ては、各磁極Ｓ１，Ｓ２がステータ２の各磁極部２４
Ｂ，２４Ｄに対向位置する。この時点では、コイル２５
Ａ，２５Ｃの誘起起電力Ｖ１はゼロとなり、コイル２５
Ｂ，２５Ｄの誘起起電力Ｖ２は最大となる。
【００２６】以下、図１４における時刻ｔ３，ｔ４，ｔ
５は、各ロータ３Ｎ，３Ｓの回転角度が１８０度，２７
０度、３６０度になった時点をそれぞれ示しており、時
刻ｔ２以降の誘起起電力Ｖ１，Ｖ２の発生原理について
は、上記と同様であり、ここでは説明を省略する。かく
して各コイル２５Ａ〜２５Ｄに発生する誘起起電力Ｖ
１，Ｖ２は、ロータ３Ｎ，３Ｓの回転に従って鋸歯状に
変化するもので、前記した出力端子２６，２７からは、
各コイル２５Ａ〜２５Ｄの誘起起電力Ｖ１，Ｖ２を加算
合成した矩形状の発電出力Ｖが取り出される。
５は、各ロータ３Ｎ，３Ｓの回転角度が１８０度，２７
０度、３６０度になった時点をそれぞれ示しており、時
刻ｔ２以降の誘起起電力Ｖ１，Ｖ２の発生原理について
は、上記と同様であり、ここでは説明を省略する。かく
して各コイル２５Ａ〜２５Ｄに発生する誘起起電力Ｖ
１，Ｖ２は、ロータ３Ｎ，３Ｓの回転に従って鋸歯状に
変化するもので、前記した出力端子２６，２７からは、
各コイル２５Ａ〜２５Ｄの誘起起電力Ｖ１，Ｖ２を加算
合成した矩形状の発電出力Ｖが取り出される。
【００２７】上記実施例の発電機は、電動機として用い
ることが可能であり、図９には、電動機の構成および原
理が示してある。図示例の電動機は、ロータ３Ｎ，３Ｓ
における各磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２の形状およびス
テータ２の各磁極部２３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄの
形状が発電機と構成上差異があり、それに加えて一方の
ロータ３Ｎの側に位置センサ３０を配設した点で発電機
と相違する。なお、その他の構成については、発電機と
同様であり、図９には、対応する構成に同一の符号を付
することで、具体的な説明は省略する。
ることが可能であり、図９には、電動機の構成および原
理が示してある。図示例の電動機は、ロータ３Ｎ，３Ｓ
における各磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２の形状およびス
テータ２の各磁極部２３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄの
形状が発電機と構成上差異があり、それに加えて一方の
ロータ３Ｎの側に位置センサ３０を配設した点で発電機
と相違する。なお、その他の構成については、発電機と
同様であり、図９には、対応する構成に同一の符号を付
することで、具体的な説明は省略する。
【００２８】ロータ３Ｎ，３Ｓの各磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｓ
１，Ｓ２は、図９に示すように、中心線に対して対称と
なるよう、両端部の形状が同一かつ端縁が平行な形状に
形成されており、これに対してステータ２の各磁極部２
３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄは、磁束分布が中心線に
対して非対称となるよう、両端部の形状が異形に形成さ
れており、これにより始動時の自起動が可能となってい
る。図示例では、各磁極部２３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２
４Ｄは、一方の端縁Ｐと他方の端縁Ｑとが互いに直交す
るように形成してあるが、磁束分布が中心線に対して不
均衡になすことが可能であれば、図示例の形態に限られ
ることはない。
１，Ｓ２は、図９に示すように、中心線に対して対称と
なるよう、両端部の形状が同一かつ端縁が平行な形状に
形成されており、これに対してステータ２の各磁極部２
３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄは、磁束分布が中心線に
対して非対称となるよう、両端部の形状が異形に形成さ
れており、これにより始動時の自起動が可能となってい
る。図示例では、各磁極部２３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２
４Ｄは、一方の端縁Ｐと他方の端縁Ｑとが互いに直交す
るように形成してあるが、磁束分布が中心線に対して不
均衡になすことが可能であれば、図示例の形態に限られ
ることはない。
【００２９】前記位置センサ３０は、ロータ３Ｎ，３Ｓ
の回転角度位置を検出するために、第１のロータ３Ｎの
近傍であって、ステータ２の磁極部２３Ａ，２３Ｂの境
界位置に配備されている。なお、位置センサ３０として
磁気センサが用いてあるが、光電センサや近接スイッチ
などを用いることもできる。またこの実施例では、１個
の位置センサ３０でロータ位置の検出を行っているが、
位置センサを２個以上用いてもよい。
の回転角度位置を検出するために、第１のロータ３Ｎの
近傍であって、ステータ２の磁極部２３Ａ，２３Ｂの境
界位置に配備されている。なお、位置センサ３０として
磁気センサが用いてあるが、光電センサや近接スイッチ
などを用いることもできる。またこの実施例では、１個
の位置センサ３０でロータ位置の検出を行っているが、
位置センサを２個以上用いてもよい。
【００３０】図１０は、ステータ２の各コイル２５Ａ〜
２５Ｄへ適宜通電を行って電動機を駆動するための駆動
制御回路３１の構成を示す。同図中、Ａ，Ｂは、２個の
切替端子ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２をもつ切替スイッチで
あり、Ｃ1 〜Ｃ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 は、開閉スイッチであ
る。
２５Ｄへ適宜通電を行って電動機を駆動するための駆動
制御回路３１の構成を示す。同図中、Ａ，Ｂは、２個の
切替端子ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２をもつ切替スイッチで
あり、Ｃ1 〜Ｃ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 は、開閉スイッチであ
る。
【００３１】各切替スイッチＡ，Ｂと各開閉スイッチＣ
1 〜Ｃ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 とは、切替動作と開閉動作とが連
動して行われるようになっており、切替スイッチＡ，Ｂ
が一方の切替端子ａ１，ｂ１の側に倒れ、開閉スイッチ
Ｃ1 〜Ｃ4 が「閉」、また開閉スイッチＤ1 〜Ｄ4 が
「開」になったとき、各コイル２５Ａ〜２５Ｄに実線の
矢印で示す方向へ電流を流すための第１の通電回路３２
が導通する。
1 〜Ｃ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 とは、切替動作と開閉動作とが連
動して行われるようになっており、切替スイッチＡ，Ｂ
が一方の切替端子ａ１，ｂ１の側に倒れ、開閉スイッチ
Ｃ1 〜Ｃ4 が「閉」、また開閉スイッチＤ1 〜Ｄ4 が
「開」になったとき、各コイル２５Ａ〜２５Ｄに実線の
矢印で示す方向へ電流を流すための第１の通電回路３２
が導通する。
【００３２】また切替スイッチＡ，Ｂが他方の切替端子
ａ２，ｂ２の側に倒れ、開閉スイッチＤ1 〜Ｄ4 が
「閉」、開閉スイッチＣ1 〜Ｃ4 が「開」になったと
き、各コイル２５Ａ〜２５Ｄに点線の矢印で示す方向へ
電流を流すための第２の通電回路３３が導通する。
ａ２，ｂ２の側に倒れ、開閉スイッチＤ1 〜Ｄ4 が
「閉」、開閉スイッチＣ1 〜Ｃ4 が「開」になったと
き、各コイル２５Ａ〜２５Ｄに点線の矢印で示す方向へ
電流を流すための第２の通電回路３３が導通する。
【００３３】各切替スイッチＡ，Ｂおよび各開閉スイッ
チＣ1 〜Ｃ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 は、前記位置センサ３０の位
置検出信号に基づいて切替動作および開閉動作を行うも
ので、具体的な実施に際しては、各スイッチＡ，Ｂ，Ｃ
1 〜Ｃ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 はトランジスタなどの半導体スイ
ッチを用いて構成する。
チＣ1 〜Ｃ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 は、前記位置センサ３０の位
置検出信号に基づいて切替動作および開閉動作を行うも
ので、具体的な実施に際しては、各スイッチＡ，Ｂ，Ｃ
1 〜Ｃ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 はトランジスタなどの半導体スイ
ッチを用いて構成する。
【００３４】各コイル２５Ａ〜２５Ｄに通電すると、各
コイル２５Ａ〜２５Ｄが巻かれたコア２０Ａ〜２０Ｄの
両端の各磁極部２３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄは、
Ｎ，Ｓのいずれかの極性に帯磁する。例えば第１のロー
タ３Ｎの側の磁極部２３Ａ〜２３Ｄにおいて、磁極部２
３Ａが「Ｎ」に帯磁すれば、つぎの磁極部２３Ｂは
「Ｓ」に，つぎの磁極部２３Ｃは「Ｎ」に、つぎの磁極
部２３Ｄは「Ｓ」に、それぞれ帯磁する。また前記磁極
部２３Ａが「Ｎ」に帯磁したとき、第２のロータ３Ｓの
側の磁極部２４Ａ〜２４Ｄにおいては、磁極部２４Ａは
「Ｓ」に，磁極部２４Ｂは「Ｎ」に，磁極部２４Ｃは
「Ｓ」に、磁極部２４Ｄは「Ｎ」に、それぞれ帯磁す
る。前記切替スイッチＡ，Ｂや開閉スイッチＣ1 〜
Ｃ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 が動作する度に各コイル２５Ａ〜２５
Ｄの通電方向が切り換わるので、その都度、各磁極部２
３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄの極性はＮ，Ｓ反転す
る。
コイル２５Ａ〜２５Ｄが巻かれたコア２０Ａ〜２０Ｄの
両端の各磁極部２３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄは、
Ｎ，Ｓのいずれかの極性に帯磁する。例えば第１のロー
タ３Ｎの側の磁極部２３Ａ〜２３Ｄにおいて、磁極部２
３Ａが「Ｎ」に帯磁すれば、つぎの磁極部２３Ｂは
「Ｓ」に，つぎの磁極部２３Ｃは「Ｎ」に、つぎの磁極
部２３Ｄは「Ｓ」に、それぞれ帯磁する。また前記磁極
部２３Ａが「Ｎ」に帯磁したとき、第２のロータ３Ｓの
側の磁極部２４Ａ〜２４Ｄにおいては、磁極部２４Ａは
「Ｓ」に，磁極部２４Ｂは「Ｎ」に，磁極部２４Ｃは
「Ｓ」に、磁極部２４Ｄは「Ｎ」に、それぞれ帯磁す
る。前記切替スイッチＡ，Ｂや開閉スイッチＣ1 〜
Ｃ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 が動作する度に各コイル２５Ａ〜２５
Ｄの通電方向が切り換わるので、その都度、各磁極部２
３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄの極性はＮ，Ｓ反転す
る。
【００３５】図１１は、上記した電動機の動作原理を示
すタイムチャートであり、以下、図９〜図１１に基づい
て電動機の動作を説明する。図１１の時刻ｔ１では、図
９に示すように、第１のロータ３Ｎについては、Ｎ極性
の各磁極Ｎ１，Ｎ２がステータ２の一方の対角位置の各
磁極部２３Ａ，２３Ｃに対向位置し、また第２のロータ
３Ｓについては、Ｓ極性の各磁極Ｓ１，Ｓ２がステータ
２の一方の対角位置の各磁極部２４Ａ，２４Ｃに対向位
置している。
すタイムチャートであり、以下、図９〜図１１に基づい
て電動機の動作を説明する。図１１の時刻ｔ１では、図
９に示すように、第１のロータ３Ｎについては、Ｎ極性
の各磁極Ｎ１，Ｎ２がステータ２の一方の対角位置の各
磁極部２３Ａ，２３Ｃに対向位置し、また第２のロータ
３Ｓについては、Ｓ極性の各磁極Ｓ１，Ｓ２がステータ
２の一方の対角位置の各磁極部２４Ａ，２４Ｃに対向位
置している。
【００３６】この時点で、位置センサ３０は第１のロー
タ３Ｎの磁極Ｎ１に感応し、位置検出信号が立ち上がる
（図１１（１）参照）。この位置検出信号に立ち上がり
により切替スイッチＡ，Ｂが切替動作して切替端子ａ
１，ｂ１の側に倒れ（図１１（２）参照）、また同時に
開閉スイッチＣ1 〜Ｃ4 が「閉」、開閉スイッチＤ1 〜
Ｄ4 が「開」となり（図１１（３）参照）、第１の通電
回路３２が導通して各コイル２５Ａ〜２５Ｄが通電す
る。これにより第１のロータ３Ｎの側の磁極部２３Ａが
「Ｎ」に、磁極部２３Ｂが「Ｓ」に、磁極部２３Ｃが
「Ｎ」に、磁極部２３Ｄが「Ｓ」に、それぞれ帯磁する
（図１１（４）参照）。また第２のロータ３Ｓの側の各
磁極部２４Ａ〜２４Ｄについては図示していないが、磁
極部２４Ａが「Ｓ」に、磁極部２４Ｂが「Ｎ」に、磁極
部２４Ｃが「Ｓ」に、磁極部２４Ｄが「Ｎ」に、それぞ
れ帯磁する。
タ３Ｎの磁極Ｎ１に感応し、位置検出信号が立ち上がる
（図１１（１）参照）。この位置検出信号に立ち上がり
により切替スイッチＡ，Ｂが切替動作して切替端子ａ
１，ｂ１の側に倒れ（図１１（２）参照）、また同時に
開閉スイッチＣ1 〜Ｃ4 が「閉」、開閉スイッチＤ1 〜
Ｄ4 が「開」となり（図１１（３）参照）、第１の通電
回路３２が導通して各コイル２５Ａ〜２５Ｄが通電す
る。これにより第１のロータ３Ｎの側の磁極部２３Ａが
「Ｎ」に、磁極部２３Ｂが「Ｓ」に、磁極部２３Ｃが
「Ｎ」に、磁極部２３Ｄが「Ｓ」に、それぞれ帯磁する
（図１１（４）参照）。また第２のロータ３Ｓの側の各
磁極部２４Ａ〜２４Ｄについては図示していないが、磁
極部２４Ａが「Ｓ」に、磁極部２４Ｂが「Ｎ」に、磁極
部２４Ｃが「Ｓ」に、磁極部２４Ｄが「Ｎ」に、それぞ
れ帯磁する。
【００３７】以上のように、ステータ２の各磁極部２３
Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４ＤがＮ，Ｓ交互に帯磁するこ
とにより、第１のロータ３Ｎについては、Ｎ極性の磁極
Ｎ１，Ｎ２と「Ｎ」に帯磁した磁極部２３Ａ，２３Ｃと
の間に斥力が、Ｎ極性の磁極Ｎ１，Ｎ２と「Ｓ」に帯磁
した磁極部２３Ｂ，２３Ｄとの間に吸引力が、それぞれ
作用する。一方、第２のロータ３Ｓについては、Ｓ極性
の磁極Ｓ１，Ｓ２と「Ｓ」に帯磁した磁極部２４Ａ，２
４Ｃとの間に斥力が、Ｓ極性の磁極Ｓ１，Ｓ２と「Ｎ」
に帯磁した磁極部２４Ｂ，２４Ｄとの間に吸引力が、そ
れぞれ作用する。これらの電磁力の作用を受けて第１，
第２の各ロータ３Ｎ，３Ｓは回転する。
Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４ＤがＮ，Ｓ交互に帯磁するこ
とにより、第１のロータ３Ｎについては、Ｎ極性の磁極
Ｎ１，Ｎ２と「Ｎ」に帯磁した磁極部２３Ａ，２３Ｃと
の間に斥力が、Ｎ極性の磁極Ｎ１，Ｎ２と「Ｓ」に帯磁
した磁極部２３Ｂ，２３Ｄとの間に吸引力が、それぞれ
作用する。一方、第２のロータ３Ｓについては、Ｓ極性
の磁極Ｓ１，Ｓ２と「Ｓ」に帯磁した磁極部２４Ａ，２
４Ｃとの間に斥力が、Ｓ極性の磁極Ｓ１，Ｓ２と「Ｎ」
に帯磁した磁極部２４Ｂ，２４Ｄとの間に吸引力が、そ
れぞれ作用する。これらの電磁力の作用を受けて第１，
第２の各ロータ３Ｎ，３Ｓは回転する。
【００３８】図１１の時刻ｔ２は、各ロータ３Ｎ，３Ｓ
が９０度回転した時点を示しており、第１のロータ３Ｎ
については、各磁極Ｎ１，Ｎ２がステータ２の各磁極部
２３Ｂ，２３Ｄに対向位置し、第２のロータ３Ｓについ
ては、各磁極Ｓ１，Ｓ２がステータ２の各磁極部２４
Ｂ，２４Ｄに対向位置する。
が９０度回転した時点を示しており、第１のロータ３Ｎ
については、各磁極Ｎ１，Ｎ２がステータ２の各磁極部
２３Ｂ，２３Ｄに対向位置し、第２のロータ３Ｓについ
ては、各磁極Ｓ１，Ｓ２がステータ２の各磁極部２４
Ｂ，２４Ｄに対向位置する。
【００３９】この時刻ｔ２に達すると、位置センサ３０
は第１のロータ３Ｎの磁極Ｎ１に感応しなくなり、位置
検出信号は立ち下がる（図１１（１）参照）。この位置
検出信号に立ち下がりにより切替スイッチＡ，Ｂが切替
動作して切替端子ａ２，ｂ２の側に倒れ（図１１（２）
参照）、また同時に開閉スイッチＤ1 〜Ｄ4 が「閉」、
開閉スイッチＣ1 〜Ｃ4 が「開」となり（図１１（３）
参照）、第２の通電回路３３が導通して各コイル２５Ａ
〜２５Ｄが逆方向に通電する。これにより第１のロータ
３Ｎの側の磁極部２３Ａが「Ｓ」に、磁極部２３Ｂが
「Ｎ」に、磁極部２３Ｃが「Ｓ」に、磁極部２３Ｄが
「Ｎ」に、それぞれ帯磁する（図１１（４）参照）。ま
た第２のロータ３Ｓの側の各磁極部２４Ａ〜２４Ｄにつ
いては図示していないが、磁極部２４Ａが「Ｎ」に、磁
極部２４Ｂが「Ｓ」に、磁極部２４Ｃが「Ｎ」に、磁極
部２４Ｄが「Ｓ」に、それぞれ帯磁する。
は第１のロータ３Ｎの磁極Ｎ１に感応しなくなり、位置
検出信号は立ち下がる（図１１（１）参照）。この位置
検出信号に立ち下がりにより切替スイッチＡ，Ｂが切替
動作して切替端子ａ２，ｂ２の側に倒れ（図１１（２）
参照）、また同時に開閉スイッチＤ1 〜Ｄ4 が「閉」、
開閉スイッチＣ1 〜Ｃ4 が「開」となり（図１１（３）
参照）、第２の通電回路３３が導通して各コイル２５Ａ
〜２５Ｄが逆方向に通電する。これにより第１のロータ
３Ｎの側の磁極部２３Ａが「Ｓ」に、磁極部２３Ｂが
「Ｎ」に、磁極部２３Ｃが「Ｓ」に、磁極部２３Ｄが
「Ｎ」に、それぞれ帯磁する（図１１（４）参照）。ま
た第２のロータ３Ｓの側の各磁極部２４Ａ〜２４Ｄにつ
いては図示していないが、磁極部２４Ａが「Ｎ」に、磁
極部２４Ｂが「Ｓ」に、磁極部２４Ｃが「Ｎ」に、磁極
部２４Ｄが「Ｓ」に、それぞれ帯磁する。
【００４０】以上のように、ステータ２の各磁極部２３
Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４ＤがＮ，Ｓ反転することによ
り、第１のロータ３Ｎについては、Ｎ極性の磁極Ｎ１，
Ｎ２と「Ｎ」に帯磁した磁極部２３Ｂ，２３Ｄとの間に
斥力が、Ｎ極性の磁極Ｎ１，Ｎ２と「Ｓ」に帯磁した磁
極部２３Ａ，２３Ｃとの間に吸引力が、それぞれ作用す
る。一方、第２のロータ３Ｓについては、Ｓ極性の磁極
Ｓ１，Ｓ２と「Ｓ」に帯磁した磁極部２４Ｂ，２４Ｄと
の間に斥力が、Ｓ極性の磁極Ｓ１，Ｓ２と「Ｎ」に帯磁
した磁極部２４Ａ，２４Ｃとの間に吸引力が、それぞれ
作用する。これらの電磁力の作用を受けて第１，第２の
各ロータ３Ｎ，３Ｓはさらに回転する。
Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４ＤがＮ，Ｓ反転することによ
り、第１のロータ３Ｎについては、Ｎ極性の磁極Ｎ１，
Ｎ２と「Ｎ」に帯磁した磁極部２３Ｂ，２３Ｄとの間に
斥力が、Ｎ極性の磁極Ｎ１，Ｎ２と「Ｓ」に帯磁した磁
極部２３Ａ，２３Ｃとの間に吸引力が、それぞれ作用す
る。一方、第２のロータ３Ｓについては、Ｓ極性の磁極
Ｓ１，Ｓ２と「Ｓ」に帯磁した磁極部２４Ｂ，２４Ｄと
の間に斥力が、Ｓ極性の磁極Ｓ１，Ｓ２と「Ｎ」に帯磁
した磁極部２４Ａ，２４Ｃとの間に吸引力が、それぞれ
作用する。これらの電磁力の作用を受けて第１，第２の
各ロータ３Ｎ，３Ｓはさらに回転する。
【００４１】以下、図１１における時刻ｔ３，ｔ４，ｔ
５は、各ロータ３Ｎ，３Ｓの回転角度が１８０度，２７
０度、３６０度の時点をそれぞれ示しており、時刻ｔ２
以降の回転駆動力の発生原理については、上記と同様で
あり、ここでは説明を省略する。かくして各コイル２５
Ａ〜２５Ｄに正逆交互の通電を行うことにより、ロータ
３Ｎ，３Ｓに電磁力が継続作用して回転軸１は回転を続
けることになる。
５は、各ロータ３Ｎ，３Ｓの回転角度が１８０度，２７
０度、３６０度の時点をそれぞれ示しており、時刻ｔ２
以降の回転駆動力の発生原理については、上記と同様で
あり、ここでは説明を省略する。かくして各コイル２５
Ａ〜２５Ｄに正逆交互の通電を行うことにより、ロータ
３Ｎ，３Ｓに電磁力が継続作用して回転軸１は回転を続
けることになる。
【００４２】なお、上記の各実施例では、各ロータ３
Ｎ，３Ｓの磁極数が２個であり、ステータ２のコア数は
４個であるが、これに限らず、各ロータ３Ｎ，３Ｓの磁
極数を３個，４個と増すことも可能であり、この場合
は、ステータ２のコア数は磁極数の２倍に設定する。
Ｎ，３Ｓの磁極数が２個であり、ステータ２のコア数は
４個であるが、これに限らず、各ロータ３Ｎ，３Ｓの磁
極数を３個，４個と増すことも可能であり、この場合
は、ステータ２のコア数は磁極数の２倍に設定する。
【００４３】
【発明の効果】この発明は上記の如く、ステータを挟む
両側位置に一対のロータを配設すると共に、各ロータの
各磁極をステータのコアの各磁極部と軸方向に対向させ
たから、各ロータの磁極を平坦面に形成でき、磁束の均
一化が可能かつ容易となった。従って、この回転電機を
発電機に用いた請求項２の発明によれば、各コイルの誘
起起電力は歪まず、安定した発電出力を得ることができ
る。またこの回転電機を電動機に用いた請求項３の発明
によれば、ロータを円滑に回転させることができる。さ
らにこの発明の回転電機によれば、ステータを軸方向に
短くできるから、磁路全長が小さくなって鉄損が減り、
漏れ磁束も減少するという効果がある。
両側位置に一対のロータを配設すると共に、各ロータの
各磁極をステータのコアの各磁極部と軸方向に対向させ
たから、各ロータの磁極を平坦面に形成でき、磁束の均
一化が可能かつ容易となった。従って、この回転電機を
発電機に用いた請求項２の発明によれば、各コイルの誘
起起電力は歪まず、安定した発電出力を得ることができ
る。またこの回転電機を電動機に用いた請求項３の発明
によれば、ロータを円滑に回転させることができる。さ
らにこの発明の回転電機によれば、ステータを軸方向に
短くできるから、磁路全長が小さくなって鉄損が減り、
漏れ磁束も減少するという効果がある。
【００４４】請求項４の発明では、各コアの両端の磁極
部で生成される磁束分布が中心線に対して非対称となる
よう、各磁極部の両端部を異形に形成したから、始動時
の自起動が可能である。
部で生成される磁束分布が中心線に対して非対称となる
よう、各磁極部の両端部を異形に形成したから、始動時
の自起動が可能である。
【図１】この発明の一実施例である発電機の外観を示す
正面図である。
正面図である。
【図２】図１の発電機の外観を示す側面図である。
【図３】図２のＩ─Ｉ線に沿う断面図である。
【図４】ロータの外観を示す側面図である。
【図５】コアの捲線部の外観を示す斜視図である。
【図６】ステータの磁極部の配置を示す説明図である。
【図７】コイルの接続方法を示す説明図である。
【図８】発電機の原理を示す説明図である。
【図９】電動機の原理を示す説明図である。
【図１０】駆動制御回路の構成を示す電気配線図であ
る。
る。
【図１１】電動機の動作を示すタイムチャートである。
【図１２】従来例の構造を示す断面図である。
【図１３】図１２のII─II線に沿う断面図である。
【図１４】コイルの誘起起電力を示す説明図である。
１ 回転軸 ２ ステータ ３Ｎ，３Ｓ ロータ ２０Ａ〜２０Ｄ コア ２３Ａ〜２３Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄ 磁極部 ２５Ａ〜２５Ｄ コイル Ｎ１，Ｎ２ Ｎ極性の磁極 Ｓ１，Ｓ２ Ｓ極性の磁極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
Claims (4)
- 【請求項１】 回転軸の外周を取り囲むように配置され
るステータと、前記ステータを挟む両側位置に回転軸に
一体に設けられる一対のロータとで構成されており、 一方のロータは、複数のＮ極性の磁極を備え、他方のロ
ータは同数のＳ極性の磁極を備え、各ロータの各磁極
は、ステータを中間に介在させて軸方向に互いに対向す
るよう、それぞれ等角度位置に配置され、 前記ステータは、各ロータの磁極数の２倍に相当する数
のコアと、各コアの両端に形成された磁極部と、各コア
に巻かれたコイルとを備え、両端の各磁極部は、各ロー
タの各磁極とエアギャップを介して対向するよう、等角
度位置に配置されて成る回転電機。 - 【請求項２】 請求項１の回転電機が用いられた発電機
であって、前記回転軸に回転駆動力を与えてロータを回
転させることにより、前記ステータの各コイルに鋸歯状
の誘起起電力を発生させかつ各コイルの誘起起電力を合
成して、発電出力を外部へ取り出すようにした発電機。 - 【請求項３】 請求項１の回転電機が用いられた電動機
であって、前記ステータの各コイルに正逆交互に通電す
ることにより、各コアの両端の磁極部と各ロータの各磁
極との間に斥力および吸引力を同時に発生させて回転軸
を回転駆動するようにした電動機。 - 【請求項４】 請求項３の電動機において、前記ステー
タは、各コアの両端の磁極部で生成される磁束分布が中
心線に対して非対称となるよう、各磁極部の両端部が異
形に形成されている電動機。
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| EP98900707A EP0896415B1 (en) | 1997-01-24 | 1998-01-21 | Dynamo-electric machine |
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| US7240751B2 (en) * | 2005-05-09 | 2007-07-10 | Ford Global Technologies, Llc | Dual rotor motor for a hybrid vehicle transmission |
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- 1997-01-24 JP JP02581697A patent/JP3302283B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1998-01-16 TW TW087100560A patent/TW358257B/zh not_active IP Right Cessation
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- 1998-01-21 CN CN98800056A patent/CN1101074C/zh not_active Expired - Fee Related
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