WO2009081766A1 - 電動機および回転電機用ロータ - Google Patents

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WO2009081766A1
WO2009081766A1 PCT/JP2008/072657 JP2008072657W WO2009081766A1 WO 2009081766 A1 WO2009081766 A1 WO 2009081766A1 JP 2008072657 W JP2008072657 W JP 2008072657W WO 2009081766 A1 WO2009081766 A1 WO 2009081766A1
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WO
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rotor
permanent magnet
permanent magnets
circumferential direction
magnetic
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PCT/JP2008/072657
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English (en)
French (fr)
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Masashi Bando
Noriyuki Abe
Shigemitsu Akutsu
Satoyoshi Oya
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Honda Motor Co., Ltd.
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    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/11—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with dynamo-electric clutches

Definitions

  • the present invention includes an annular stator arranged so as to surround an axis, a first rotor rotatable around the axis, and a second rotor arranged between the stator and the first rotor and rotatable around the axis. It is related with the electric motor provided with.
  • the present invention also relates to a rotor for a rotating electrical machine and an electric motor using the rotor for the rotating electrical machine.
  • This electric motor has an inner rotor, a stator, and an outer rotor.
  • the inner rotor has a cylindrical shape in which a plurality of permanent magnets slightly extending in the radial direction are arranged in the circumferential direction, and the stator surrounds a plurality of armatures.
  • the outer rotor is formed in a cylindrical shape by winding a coil around a core in which a plurality of rings are stacked, so that no power is supplied to the coil. It has become.
  • the inner rotor, the stator, and the outer rotor are provided in order from the inside and are relatively rotatable.
  • the inner rotor rotates in synchronization with the rotating magnetic field because the magnetic pole of the permanent magnet of the inner rotor attracts and repels the magnetic pole of the stator.
  • the outer rotor rotates without being synchronized with the rotating magnetic field by electromagnetic induction.
  • the rotor of the permanent magnet type electric motor includes a first permanent magnet group and a second permanent magnet group that are adjacent to each other in the axial direction, and the first and second permanent magnet groups are magnetized on the outer peripheral surface of the rotor, respectively.
  • a plurality of permanent magnets having different directions are alternately arranged, and the magnetization directions of the permanent magnets of the first permanent magnet group and the permanent magnets of the second permanent magnet group adjacent in the axial direction are different. This is known from Patent Document 2 below.
  • the rotor of the stepping motor includes first to fourth rotor portions juxtaposed in the axial direction, and each rotor portion includes a plurality of permanent magnets whose polarities are alternately reversed in the circumferential direction.
  • the polarity of the permanent magnet of the second rotor part is shifted by 1/2 pitch in the circumferential direction
  • the polarity of the permanent magnet of the third rotor part and the fourth rotor part is shifted by 1/2 pitch in the circumferential direction
  • Patent Document 3 below discloses that the polarities of the permanent magnets of the first and second rotor portions and the polarities of the permanent magnets of the third and fourth rotor portions are shifted by a quarter pitch in the circumferential direction (see FIG. 12).
  • the electric motor described in Patent Document 1 has a problem that high efficiency cannot be obtained because it functions as an induction machine instead of a synchronous machine because the outer rotor is rotated by electromagnetic induction. Since the outer rotor is rotated by electromagnetic induction, the outer rotor generates heat due to the induced current generated in the outer rotor coil and the eddy current generated in the core of the outer rotor. Therefore, it is necessary to cool the outer rotor. It was.
  • This electric motor includes an annular stator arranged so as to surround the axis, an inner rotor rotatable around the axis, and an outer rotor arranged between the stator and the inner rotor and rotatable around the axis.
  • the stator includes a plurality of first armatures, a first armature row that generates a first rotating magnetic field that rotates along the circumferential direction, and a plurality of second armatures that are circumferentially configured. And a second armature row that generates a second rotating magnetic field that rotates along with the inner rotor.
  • the inner rotor includes a first permanent magnet row composed of a plurality of first permanent magnets and a plurality of second permanent magnets.
  • a second permanent magnet array composed of magnets is juxtaposed, and the outer rotor has a first induction magnetic pole array composed of a plurality of first induction magnetic poles made of soft magnetic material and a plurality of soft magnetic materials made of soft magnetic material.
  • the second induction magnetic pole The two induction magnetic pole rows are arranged side by side in the axial direction, and the first armature row and the first permanent magnet row are opposed to both sides in the radial direction of the first induction magnetic pole row, respectively, and both radial sides of the second induction magnetic pole row are arranged.
  • the second armature array and the second permanent magnet array are opposed to each other.
  • the phase of the first armature row and the phase of the second armature row of the stator are shifted by a half pitch (for an electrical angle of 90 °).
  • the stator has a complicated structure.
  • the permanent magnet of the rotor of the electric motor is used to transfer magnetic flux between the stator's opposing stator and the two adjacent permanent magnets among the plurality of permanent magnets provided in the rotor are different.
  • the magnetic flux is short-circuited between the polar magnetic poles, there is a problem that the magnetic flux transferred between the permanent magnet of the rotor and the stator armature is reduced and the torque generated by the motor is reduced.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object thereof is to simplify the structure of a stator of an electric motor including an armature array that generates a rotating magnetic field.
  • the second object of the present invention is to improve the performance of the rotating electrical machine by suppressing the short circuit of the surface magnetic flux between the plurality of permanent magnets provided in the rotor for the rotating electrical machine.
  • an annular stator arranged to surround an axis, a first rotor rotatable around an axis, the stator, and the stator
  • An electric motor including a second rotor disposed between first rotors and rotatable about an axis, wherein the stator includes a plurality of first armatures disposed in a circumferential direction, and supplies power
  • a first armature row that generates a first rotating magnetic field that rotates along the circumferential direction by magnetic poles generated in the plurality of first armatures, and a plurality of second electric machines that are arranged in the circumferential direction.
  • a second armature array that is composed of a child and generates a second rotating magnetic field that rotates along the circumferential direction by magnetic poles generated in the plurality of second armatures as power is supplied is juxtaposed in the axial direction.
  • the first rotor has a predetermined pitch in the circumferential direction.
  • a plurality of first permanent magnet rows configured by arranging a plurality of first permanent magnets so as to have magnetic poles having different polarities, and a plurality of magnetic poles having alternately different polarities at the predetermined pitch in the circumferential direction
  • a second permanent magnet array configured by arranging second permanent magnets is juxtaposed in the axial direction, and the second rotor includes a plurality of soft magnetic bodies arranged at the predetermined pitch in the circumferential direction.
  • An axial direction includes a first induction magnetic pole array composed of first induction magnetic poles and a second induction magnetic pole array composed of a plurality of second induction magnetic poles made of a soft magnetic material arranged at the predetermined pitch in the circumferential direction.
  • the first armature row and the first permanent magnet row face each other on both sides in the radial direction of the first induction magnetic pole row, and the second armature row on the both sides in the radial direction of the second induction magnetic pole row.
  • the armature row and the second permanent magnet row face each other, and the stator of the stator
  • the phase of the polarity of one rotating magnetic field and the phase of the polarity of the second rotating magnetic field are made to coincide with each other, and the phase of the first induction magnetic pole and the phase of the second induction magnetic pole of the second rotor are mutually in the circumferential direction.
  • a motor is proposed, which is shifted by half of a predetermined pitch, and the phase of the magnetic pole of the first permanent magnet row and the phase of the second permanent magnet row of the first rotor are shifted in the circumferential direction by the predetermined pitch. Is done.
  • the annular stator arranged to surround the axis, the first rotor rotatable around the axis, and the axis arranged between the stator and the first rotor.
  • the stator includes a plurality of armatures arranged in a circumferential direction, and the magnetic poles generated in the plurality of armatures when electric power is supplied.
  • the first rotor includes a plurality of first permanent magnets having magnetic poles having different polarities alternately at a predetermined pitch in the circumferential direction.
  • a second permanent magnet array configured by arranging a plurality of second permanent magnets so as to have magnetic poles having different polarities alternately at the predetermined pitch in the circumferential direction.
  • the second rotor is arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction, and a first induction magnetic pole row composed of a plurality of soft magnetic first induction magnetic poles arranged at the predetermined pitch in the circumferential direction.
  • a second induction magnetic pole array composed of a plurality of second induction magnetic poles made of a soft magnetic material is juxtaposed in the axial direction, and the armature array and the first inductance are respectively arranged on both radial sides of the first induction magnetic pole array.
  • the permanent magnet rows are opposed to each other, and the armature row and the second permanent magnet row are opposed to both sides in the radial direction of the second induction magnetic pole row, respectively, and the phase of the first induction magnetic pole and the second induction of the second rotor are opposed to each other.
  • the phases of the magnetic poles are shifted from each other by half of the predetermined pitch in the circumferential direction, and the phases of the magnetic poles of the first permanent magnet row and the second permanent magnet row of the first rotor are shifted in the circumferential direction by the predetermined pitch.
  • a plurality of slits extending linearly in the axial direction are formed in the cylindrical rotor body of the second rotor.
  • An electric motor is proposed in which the first and second induction magnetic poles are fitted in each slit.
  • a magnetic pole array in which a plurality of main permanent magnets are arranged in an axial direction so that magnetic poles having different polarities are alternately arranged in the circumferential direction is provided.
  • the main permanent magnets that face each other in the axial direction of the two adjacent magnetic pole rows A rotor for a rotating electrical machine is proposed, characterized in that a secondary permanent magnet is provided between them, and the polarity of the secondary permanent magnet is arranged so as to suppress a short circuit of surface magnetic flux between the primary permanent magnets facing each other.
  • the demagnetization resistance of the secondary permanent magnet is set larger than the demagnetization resistance of the main permanent magnet.
  • Rotors are proposed.
  • the rotor for a rotating electrical machine is characterized in that the sub permanent magnet is protruded toward the stator side with respect to the main permanent magnet. Is proposed.
  • the sub-permanent is formed on the outer periphery of a weak magnetic spacer disposed between the plurality of magnetic pole rows.
  • a rotor for a rotating electrical machine characterized by supporting a magnet is proposed.
  • the auxiliary permanent magnet in addition to the seventh feature, includes an inner peripheral surface and an outer peripheral surface extending in a circumferential direction with respect to an axis, and a pair of members extending in a radial direction with respect to the axis.
  • a rotor for a rotating electrical machine is proposed in which a permanent magnet support hole is formed, and the sub permanent magnet has at least the pair of inclined surfaces in contact with a pair of radial load support portions around the sub permanent magnet support hole. Is done.
  • the spacer includes a bridge portion connecting the pair of radial load support portions, and the bridge portion is an outer periphery of the sub permanent magnet.
  • a rotor for a rotating electrical machine is proposed, which is opposed to a surface through a gap.
  • a plurality of magnetic pole rows in which a plurality of main permanent magnets are arranged side by side in the axial direction so that magnetic poles having different polarities are alternately arranged in the circumferential direction are adjacent to each other in the axial direction.
  • a sub permanent magnet is provided between the main permanent magnets facing each other in the circumferential direction, and the polarity of the sub permanent magnet is changed,
  • a rotor for a rotating electrical machine is proposed, which is arranged so as to suppress a short circuit of a surface magnetic flux between the main permanent magnets facing each other.
  • the demagnetization resistance of the secondary permanent magnet is set larger than the demagnetization strength of the main permanent magnet.
  • Rotors are proposed.
  • the sub-permanent magnet protrudes closer to the stator than the main permanent magnet. Is proposed.
  • an electric motor comprising the rotor for a rotating electrical machine having any one of the fourth to twelfth features as a first rotor, wherein the motor is provided between the first rotor and the stator.
  • the stator includes a second rotor, and the stator includes a plurality of armatures arranged in the circumferential direction, and rotates along the circumferential direction by magnetic poles generated in the plurality of armatures when electric power is supplied.
  • a rotating magnetic field is generated, and the first rotor has a first permanent magnet row configured by arranging a plurality of first permanent magnets so as to have magnetic poles having different polarities alternately at a predetermined pitch in the circumferential direction;
  • a second permanent magnet array formed by arranging a plurality of second permanent magnets so as to have magnetic poles of different polarities alternately at the predetermined pitch in the circumferential direction is arranged in parallel in the axial direction, and the second rotor is , Soft magnets arranged at the predetermined pitch in the circumferential direction
  • a first induction magnetic pole array composed of a plurality of first induction magnetic poles made of metal, and a second induction magnetic pole array composed of a plurality of second induction magnetic poles made of a soft magnetic material arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction Are arranged side by side in the axial direction, the armature row of the stator and the first permanent magnet row are opposed to both sides in the radial direction of the first induction magnetic
  • stator armature row and the second permanent magnet row face each other, and the phase of the first induction magnetic pole and the phase of the second induction magnetic pole of the second rotor are shifted from each other by half of the predetermined pitch in the circumferential direction.
  • a motor is proposed in which the phase of the magnetic poles of the first permanent magnet row of the first rotor and the phase of the magnetic poles of the second permanent magnet row are shifted in the circumferential direction by the predetermined pitch.
  • the outer rotor 13 of the embodiment corresponds to the second rotor of the present invention
  • the inner rotor 14 of the embodiment corresponds to the first rotor of the present invention
  • the first and second stators 12L, 12L, 12R corresponds to the stator of the present invention
  • the first and second armatures 21L and 21R of the embodiment correspond to the armature of the present invention
  • the first and second induction magnetic poles 38L and 38R of the embodiment correspond to the main armature.
  • the first and second sub permanent magnets 40L and 40R of the embodiment correspond to the sub permanent magnet of the present invention
  • the first and second main permanent magnets 52L and 52R of the embodiment are This corresponds to the main permanent magnet of the present invention.
  • an electric motor includes an annular stator that generates first and second rotating magnetic fields by first and second armature rows arranged to surround an axis, and first and second A first rotor having first and second permanent magnet arrays composed of two permanent magnets and rotatable about an axis, and disposed between the stator and the first rotor, and composed of first and second induction magnetic poles. And a second rotor having first and second induction magnetic pole rows and rotatable about an axis, and a first armature row and a first permanent magnet row on both radial sides of the first induction magnetic pole row, respectively.
  • the second armature row and the second permanent magnet row are opposed to the both sides in the radial direction of the second induction magnetic pole row, respectively, so that the first and second currents are controlled by controlling the energization of the first and second armatures.
  • the phases of the first and second induction magnetic poles of the second rotor are shifted from each other by a half of a predetermined pitch, and the phases of the magnetic poles of the first and second permanent magnet rows of the first rotor are shifted from each other by a predetermined pitch.
  • the phases of the first and second rotating magnetic fields of the stator can be made to coincide with each other, whereby the first and second armature rows can be arranged in the same phase, and the structure of the stator is simplified.
  • the electric motor includes an annular stator that generates a rotating magnetic field by an armature array arranged so as to surround an axis, and first and second permanent magnet arrays each including a permanent magnet. And a first rotor that is rotatable about an axis, and is arranged between the stator and the first rotor, and has first and second induction magnetic pole rows composed of first and second induction magnetic poles, And a second rotor that is rotatable, the armature row and the first permanent magnet row are respectively opposed to both sides in the radial direction of the first induction magnetic pole row, and the armature is respectively provided on both sides in the radial direction of the second induction magnetic row row.
  • the armature, the first and second permanent magnets, and the first and second induction magnetic poles are passed by controlling the energization to the armature and rotating the rotating magnetic field.
  • a magnetic path is formed, and one of the first rotor and the second rotor is There can rotate both.
  • the phases of the first and second induction magnetic poles of the second rotor are shifted from each other by a half of a predetermined pitch, and the phases of the magnetic poles of the first and second permanent magnet rows of the first rotor are shifted from each other by a predetermined pitch.
  • the polarity of the rotating magnetic field of the stator with respect to the first induction magnetic pole and the first permanent magnet can be matched with the polarity of the rotating magnetic field of the stator with respect to the second induction magnetic pole and the second permanent magnet. It is possible to reduce the number of the stator by one, and the structure of the stator can be simplified.
  • the first and second induction magnetic poles are fitted into the plurality of slits provided in the rotor body of the second rotor so as to extend in the axial direction. Assembling of the two induction magnetic poles becomes easy.
  • the rotor for a rotating electrical machine has a plurality of magnetic pole rows in which a plurality of main permanent magnets are arranged in parallel so that magnetic poles having different polarities are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the main permanent magnets that are opposed to each other in the direction of the magnetic pole rows that are adjacent to each other in the direction are configured to have different polarities, and the secondary permanent magnets provided between the main permanent magnets that face each other in the axial direction of the two adjacent magnetic pole rows.
  • the polarity is arranged so as to suppress the short circuit of the surface magnetic flux between the main permanent magnets facing each other, the short circuit of the surface magnetic flux between the main permanent magnets is suppressed by the magnetic flux of the sub permanent magnet, and due to the short circuit of the surface magnetic flux The performance degradation of the rotating electrical machine can be minimized.
  • the demagnetization resistance of the secondary permanent magnet is set larger than the demagnetization resistance of the main permanent magnet, it is possible to suppress the secondary permanent magnet from being demagnetized by the magnetic flux in the main permanent magnet.
  • the effect of suppressing the short circuit of the surface magnetic flux by the sub permanent magnet can be sufficiently exhibited.
  • the secondary permanent magnet protrudes to the stator side relative to the primary permanent magnet, the secondary permanent magnet protrudes into the short circuit path of the surface magnetic flux between the primary permanent magnets facing each other, The effect of suppressing the short circuit of the surface magnetic flux by the sub permanent magnet can be effectively exhibited.
  • the auxiliary permanent magnet is supported on the outer peripheral portion of the weak magnetic spacer arranged between the plurality of magnetic pole rows, compared to the case where the spacer is formed of laminated steel plates.
  • the effect of preventing the short circuit of the magnetic flux between the plurality of magnetic pole rows by the sub permanent magnet can be further enhanced by the spacer.
  • the secondary permanent magnet supported by the secondary permanent magnet support hole formed in the outer peripheral portion of the spacer has at least one pair of inclined surfaces in a pair of radial directions around the secondary permanent magnet support hole. Since it contacts the load support portion, the secondary permanent magnet can be positioned in the circumferential direction when the centrifugal force accompanying the rotation of the rotor for the rotating electrical machine acts on the secondary permanent magnet.
  • the spacer includes a bridge portion that connects the pair of radial load support portions, and the bridge portion faces the outer peripheral surface of the secondary permanent magnet with a gap therebetween.
  • the bridge portion can effectively prevent stress due to centrifugal force from concentrating on the directional load support portion and lowering the durability.
  • the secondary permanent magnet has a radial gap between the outer peripheral surface of the secondary permanent magnet and the permanent magnet support hole in order to obtain an effect of preventing a short circuit of the magnetic flux between the plurality of magnetic pole rows by the magnetic flux in the axial direction.
  • the magnetic flux short-circuit prevention effect is not affected.
  • the rotor for a rotating electrical machine has a plurality of magnetic pole rows in which a plurality of main permanent magnets are arranged side by side so that magnetic poles having different polarities are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the polarity of the main permanent magnets facing each other in the magnetic pole rows adjacent to each other in the direction is different, and the polarity of the sub permanent magnets provided between the main permanent magnets facing each other in the circumferential direction is opposed to each other.
  • the short circuit of the surface magnetic flux between the main permanent magnets is suppressed by the magnetic flux of the sub permanent magnet, and the performance degradation of the rotating electrical machine due to the short circuit of the surface magnetic flux is reduced. Can be minimized.
  • the demagnetization resistance of the secondary permanent magnet is set larger than the demagnetization resistance of the main permanent magnet, it is possible to suppress the secondary permanent magnet from being demagnetized by the magnetic flux. The effect of suppressing the short circuit of the surface magnetic flux by the sub permanent magnet can be sufficiently exhibited.
  • the secondary permanent magnet protrudes to the stator side relative to the primary permanent magnet, the secondary permanent magnet protrudes into the short circuit path of the surface magnetic flux between the primary permanent magnets facing each other, The effect of suppressing the short circuit of the surface magnetic flux by the sub permanent magnet can be effectively exhibited.
  • the electric motor includes a stator that generates a rotating magnetic field by an armature array, and a first rotor having first and second permanent magnet arrays configured by first and second permanent magnets. And a second rotor having first and second induction magnetic pole rows arranged between the stator and the first rotor and configured by first and second induction magnetic poles, and both radial sides of the first induction magnetic pole row Since the armature row and the first permanent magnet row are made to face each other, and the armature row and the second permanent magnet row are made to face on both sides in the radial direction of the second induction magnetic pole row, respectively, the energization to the armature is controlled and rotated.
  • FIG. 1 is a front view of the electric motor corresponding to the view taken along line 1-1 of FIG. 2 as viewed in the axial direction.
  • (First embodiment) 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.
  • (First embodiment) 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.
  • (First embodiment) 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
  • FIG. 5 is a view taken along line 5-5 in FIG.
  • First embodiment 6 is a view taken along line 6-6 in FIG.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the electric motor.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the inner rotor.
  • FIG. 9 is an enlarged view of 9 parts in FIG.
  • FIG. 10 is a schematic diagram in which the electric motor is developed in the circumferential direction.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the operation when the inner rotor is fixed.
  • FIG. 12 is an operation explanatory diagram 2 when the inner rotor is fixed.
  • FIG. 13 is an operation explanatory diagram 3 when the inner rotor is fixed.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the operation when the outer rotor is fixed.
  • FIG. 15 is a second operation explanatory diagram when the outer rotor is fixed.
  • FIG. 16 corresponds to FIG.
  • FIG. 17 corresponds to FIG.
  • FIG. 18 corresponds to FIG.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line 19-19 of FIG. (Fourth embodiment) 20 is a cross-sectional view taken along line 20-20 in FIG. (Fourth embodiment)
  • FIG. 21 is a view taken along line 21-21 in FIG. (Fourth embodiment) 22 is a view taken along the line 22-22 in FIG. (Fourth embodiment) 23 is a cross-sectional view taken along line 23-23 in FIG. (Fourth embodiment)
  • FIG. 24 is an exploded perspective view of the electric motor.
  • FIG. 25 is an exploded perspective view of the inner rotor.
  • FIG. 26 is an enlarged view of part 26 in FIG. (Fourth embodiment)
  • FIG. 27 corresponds to FIG.
  • FIG. 28 corresponds to FIG. (Sixth embodiment)
  • FIG. 29 is a sectional view taken along line 29-29 in FIG. (Sixth embodiment)
  • FIG. 30 corresponds to FIG. (Seventh embodiment)
  • FIG. 31 is an enlarged view of the main part of the spacer. (Eighth embodiment)
  • the electric motor M of the present embodiment includes a casing 11 having a short octagonal cylindrical shape in the direction of the axis L, and annular first and second stators 12 ⁇ / b> L fixed to the inner periphery of the casing 11.
  • 12R a cylindrical outer rotor 13 that is housed in the first and second stators 12L, 12R and rotates about the axis L
  • a cylindrical outer rotor 13 that is housed in the outer rotor 13 and rotates about the axis L
  • the outer rotor 13 and the inner rotor 14 are rotatable relative to the fixed first and second stators 12L and 12R, and the outer rotor 13 and the inner rotor 14 are mutually connected. Relative rotation is possible.
  • the casing 11 includes a bottomed octagonal cylindrical main body portion 15 and an octagonal plate-like lid portion 17 fixed to the opening of the main body portion 15 with a plurality of bolts 16.
  • a plurality of openings 15a... 17a for ventilation are formed in the main body 15 and the lid 17.
  • the first and second stators 12L and 12R are obtained by superimposing the same structure with the phases aligned in the circumferential direction.
  • the structure will be described taking the stator 12L as an example.
  • the first stator 12L includes a plurality of (in the embodiment, 24) first armatures 21L ... around which coils 20 are wound around an outer periphery of a core 18 made of laminated steel plates via an insulator 19.
  • the first armatures 21L are integrated by a ring-shaped holder 22 in a state of being coupled in the circumferential direction so as to form an annular shape as a whole.
  • a flange 22a protruding in a radial direction from one end in the axis L direction of the holder 22 is fixed to a step portion 15b (see FIG. 2) on the inner surface of the main body portion 15 of the casing 11 with a plurality of bolts 23.
  • the second stator 12R includes 24 second armatures 21R..., And the flange 22a of the holder 22 is a step 15c (see FIG. 15) on the inner surface of the main body 15 of the casing 11. 2) with a plurality of bolts 24.
  • the phases in the circumferential direction of the first stator 12L and the second stator 12R coincide (see FIGS. 3 and 4).
  • the outer rotor 13 includes a rotor body 31 that is formed of a weak magnetic material in a cylindrical shape, and a disk shape that is formed of a weak magnetic material and has openings at both ends of the rotor body 31.
  • a second outer rotor shaft 36 that is rotatably supported by the main body portion 15 of the casing 11 by the ball bearing 35 and projects on the axis L from the center of the other rotor cover 33 is the lid portion 17 of the casing 11 by the ball bearing 37. Is supported rotatably.
  • a first outer rotor shaft 34 serving as an output shaft of the outer rotor 13 extends through the main body portion 15 of the casing 11 to the outside.
  • the weak magnetic material is a material that is not attracted to the magnet, and includes, for example, resin and wood in addition to aluminum and the like, and is sometimes called a nonmagnetic material.
  • a plurality of (20 in the embodiment) slits 31 a extending in parallel with the axis L are formed on one end surface in the axis L direction of the rotor body 31 of the outer rotor 13. Are formed so as to communicate with the inside and outside in the radial direction, and a plurality of (20 in the embodiment) slits 31b extending in parallel to the axis L are provided on the other end surface in the axis L direction of the rotor body 31 in the radial direction. It is formed so as to communicate with the inside and outside.
  • the one slit 31a ... and the other slit 31b ... are out of phase so that they are alternately arranged.
  • the first induction magnetic poles 38L made of soft magnetic material are inserted and embedded in the direction of the axis L in one slit 31a, and the second induction magnetic poles 38R made of soft magnetic material are axially inserted in the other slit 31b. It is inserted and embedded in the L direction, and is held in the slits 31a..., 31b.
  • the first and second induction magnetic poles 38L, 38R,... Are made of steel plates laminated in the direction of the axis L.
  • the first and second induction magnetic poles 38L, 38R, ... are fitted and held in a plurality of slits 38a, 38b, ... provided in the rotor body 31 so as to extend in the axis L direction. 1. Assembling of the second induction magnetic poles 38L,. In addition, the first and second induction magnetic poles 38L, 38R, ... are engaged with the slits 31a, ..., 31b ... (see FIG. 9), so that they do not fall out of the rotor body 31 in the radial direction.
  • a first resolver 42 for detecting the rotational position of the outer rotor 13 is provided so as to surround the second outer rotor shaft 36 of the outer rotor 13.
  • the first resolver 42 includes a resolver rotor 43 fixed to the outer periphery of the second outer rotor shaft 36 and a resolver stator 44 fixed to the lid portion 17 of the casing 11 so as to surround the resolver rotor 43.
  • the inner rotor 14 includes a rotor body 45 formed in a cylindrical shape, and an inner rotor shaft 47 that passes through a hub 45a of the rotor body 45 and is fixed by bolts 46.
  • annular first and second rotor cores 48 ⁇ / b> L and 48 ⁇ / b> R that are made of laminated steel plates and are fitted to the outer periphery of the rotor body 45, and an annular spacer 49 that is fitted to the outer periphery of the rotor body 45.
  • One end of the inner rotor shaft 47 is rotatably supported by the ball bearing 50 inside the first outer rotor shaft 34 on the axis L, and the other end of the inner rotor shaft 47 is placed inside the second outer rotor shaft 36 by a ball bearing. While being rotatably supported by 51, it passes through the second outer rotor shaft 36 and the lid portion 17 of the casing 11 and extends outside the casing 11 as an output shaft of the inner rotor 14.
  • the first and second rotor cores 48L and 48R fitted to the outer periphery of the rotor body 45 have the same structure, and a plurality (20 in the embodiment) of permanent magnet support holes 48a. 3 and FIG. 4), and first and second permanent magnets 52L... 52R are press-fitted in the direction of the axis L.
  • the polarities of the adjacent first permanent magnets 52L of the first rotor core 48L are alternately reversed
  • the polarities of the adjacent second permanent magnets 52R of the second rotor core 48R are alternately reversed
  • the circumferential direction phase and polarity of the 48L first permanent magnets 52L ... and the circumferential direction phase and polarity of the second permanent magnets 52R ... of the second rotor core 48R are mutually offset so as to be shifted by 180 ° in electrical angle. They match (see FIGS. 3 and 4).
  • a weak magnetic spacer 49 is fitted in the center of the outer circumference of the rotor body 45 in the axis L direction, and a pair of inner permanent magnet support plates 53 that prevent the first and second permanent magnets 52L, 52R,. , 53 are fitted to each other, the first and second rotor cores 48L, 48R are fitted to the outer sides thereof, and the first and second permanent magnets 52L, 52R,. Magnet support plates 54 and 54 are respectively fitted, and a pair of stopper rings 55 and 55 are fixed to the outside by press-fitting.
  • a second resolver 56 for detecting the rotational position of the inner rotor 14 is provided so as to surround the inner rotor shaft 47.
  • the second resolver 56 includes a resolver rotor 57 fixed to the outer periphery of the inner rotor shaft 47 and a resolver stator 58 fixed to the lid portion 17 of the casing 11 so as to surround the resolver rotor 57.
  • the first armature of the first stator 12L is formed on the outer peripheral surface of the first induction magnetic pole 38L ... exposed on the outer peripheral surface of the outer rotor 13 through a slight air gap ⁇ .
  • the outer peripheral surface of the first rotor core 48L of the inner rotor 14 is opposed to the inner peripheral surface of the first induction magnetic pole 38L ... exposed to the inner peripheral surface of the outer rotor 13 through a slight air gap ⁇ .
  • the faces are opposite.
  • the inner peripheral surface of the second armature 21R of the second stator 12R is opposed to the outer peripheral surface of the second induction magnetic poles 38R exposed on the outer peripheral surface of the outer rotor 13 through a slight air gap ⁇ .
  • the outer peripheral surface of the second rotor core 48R of the inner rotor 14 faces the inner peripheral surface of the second induction magnetic poles 38R... Exposed on the inner peripheral surface of the outer rotor 13 with a slight air gap ⁇ .
  • FIG. 10 schematically shows a state where the electric motor M is developed in the circumferential direction.
  • the first and second permanent magnets 52L, 52R,... Of the inner rotor 14 are respectively shown on the left and right sides of FIG.
  • the first and second permanent magnets 52L, 52R,... are arranged with N and S poles alternately at a predetermined pitch P in the circumferential direction (vertical direction in FIG. 10), and in the axis L direction (left and right in FIG. 10).
  • P in the circumferential direction
  • axis L direction left and right in FIG. 10
  • virtual permanent magnets 21 corresponding to the first and second armatures 21L, 21R,... Of the first and second stators 12L, 12R are arranged at a predetermined pitch P in the circumferential direction.
  • the number of first and second armatures 21L, 21R,... Of the first and second stators 12L, 12R is 24, and the first and second permanent magnets 52L, 52R of the inner rotor 14 are each. Since the number of... Is 20, each, the pitch of the first and second armatures 21L, 21R,... Does not coincide with the pitch P of the first, second permanent magnets 52L, 52R,. .
  • first and second armatures 21L,..., 21R each form a rotating magnetic field
  • the first and second armatures 21L,. It can be replaced with 20 virtual permanent magnets 21.
  • the first and second armatures 21L, 21R,... are referred to as first, second virtual magnetic poles 21L, 21R,.
  • the polarities of the first and second virtual magnetic poles 21L, 21R,... Of the virtual permanent magnets 21 ... adjacent to each other in the circumferential direction are alternately reversed, and the first virtual magnetic poles 21L ...
  • the two virtual magnetic poles 21R have the same polarity and are aligned in the axial direction L.
  • the first and second induction magnetic poles 38L, 38R,... Of the outer rotor 13 are arranged between the first and second permanent magnets 52L, 52R, and the virtual permanent magnets 21,.
  • the first and second induction magnetic poles 38L, 38R,... Are arranged at a pitch P in the circumferential direction, and the first induction magnetic poles 38L, ... and the second induction magnetic poles 38R, ... are displaced by half the pitch P in the circumferential direction. ing.
  • the first and second stators 12L and 12R (first and second virtual magnetic poles 21L... 21R%) With the inner rotor 14 (first and second permanent magnets 52L... 52R%) Fixed in a non-rotatable state. )
  • the virtual permanent magnets 21 rotate downward in the figure relative to the first and second permanent magnets 52L ... 52R ..., whereby the first and second induction magnetic poles 38L ... 38R ... rotate downward in the figure. .
  • the first induction magnetic poles 38L are aligned and opposed to the first virtual magnetic poles 21L of the first permanent magnets 52L.
  • the virtual permanent magnets 21 are rotated downward in the figure from the state where the second induction magnetic poles 38R are shifted by a half pitch P / 2 with respect to the two virtual magnetic poles 21R and the second permanent magnets 52R.
  • the polarities of the first virtual magnetic poles 21L ... of the virtual permanent magnets 21 ... are different from the polarities of the first permanent magnets 52L ... opposite thereto, and the second virtual magnetic poles 21R of the virtual permanent magnets 21 ...
  • the polarity of... Is the same as the polarity of the second permanent magnet 52R.
  • the first induction magnetic poles 38L are arranged between the first permanent magnets 52L ... and the first virtual magnetic poles 21L ... of the virtual permanent magnets 21 ..., the first induction magnetic poles 38L ... are arranged as the first permanent magnets 52L ...
  • the first magnetic lines G1 are generated between the first permanent magnets 52L, the first induction magnetic poles 38L, and the first virtual magnetic poles 21L.
  • the second induction magnetic poles 38R are disposed between the second virtual magnetic poles 21R and the second permanent magnets 52R
  • the second induction magnetic poles 38R are the second virtual magnetic poles 21R and the second permanent magnets 52R.
  • second magnetic lines of force G2 are generated between the second virtual magnetic poles 21R, second induction magnetic poles 38R, and second permanent magnets 52R.
  • the first magnetic lines of force G1 are generated so as to connect the first permanent magnets 52L, the first induction magnetic poles 38L, and the first virtual magnetic poles 21L, and the second magnetic lines of force G2 are circular.
  • Each of the two second permanent magnets 52R Adjacent to each other in the circumferential direction so as to connect each of the two second virtual magnetic poles 21R... Adjacent to each other in the circumferential direction and the second induction magnetic pole 38R. It is generated so as to connect the second induction magnetic poles 38R.
  • the first magnetic lines of force G1 are linear, no magnetic force that rotates in the circumferential direction acts on the first induction magnetic poles 38L.
  • the bending degree and the total magnetic flux amount of the two second magnetic lines G2 between each of the two second virtual magnetic poles 21R ... and the second induction magnetic poles 38R ... adjacent to each other in the circumferential direction are equal to each other, and similarly in the circumferential direction.
  • the bending degree and the total magnetic flux amount of the two second magnetic lines of force G2 between the two adjacent second permanent magnets 52R and the second induction magnetic poles 38R are also equal and balanced. Therefore, a magnetic force that rotates in the circumferential direction does not act on the second induction magnetic poles 38R.
  • a magnetic circuit as shown in FIG. 13B is configured by the first and second magnetic lines of force G1, G2.
  • the degree of bending of the first magnetic field lines G1 is small, the total magnetic flux amount is large, so that a relatively strong magnetic force acts on the first induction magnetic poles 38L.
  • the first induction magnetic poles 38L are driven with a relatively large driving force in the rotation direction of the virtual permanent magnets 21, that is, the magnetic field rotation direction, and as a result, the outer rotor 13 rotates in the magnetic field rotation direction.
  • the degree of bending of the second magnetic lines of force G2 is large, the total magnetic flux amount is small, so that a relatively weak magnetic force acts on the second induction magnetic poles 38R, so that the second induction magnetic poles 38R are relatively in the magnetic field rotation direction.
  • the outer rotor 13 rotates in the direction of magnetic field rotation.
  • the first induction magnetic pole 38L. ... and the second induction magnetic poles 38R are driven in the direction of magnetic field rotation by the magnetic force caused by the first and second magnetic lines of force G1, G2, respectively.
  • the outer rotor 13 rotates in the direction of magnetic field rotation.
  • the magnetic force acting on the first induction magnetic poles 38L is gradually weakened by decreasing the total magnetic flux amount although the bending degree of the first magnetic lines of force G1 is increased, and the first induction magnetic poles 38L are magnetically rotated.
  • the driving force for driving in the direction gradually decreases.
  • the magnetic force acting on the second induction magnetic poles 38R is gradually increased as the total magnetic flux amount is increased although the degree of bending of the second magnetic lines G2 is reduced, and the second induction magnetic poles 38R in the magnetic field rotation direction.
  • the driving force to drive gradually increases.
  • the virtual permanent magnet 21 rotates from the position shown in FIG. 12 (E) to the position shown in FIG. 12 (F), the second magnetic line of force G2 is bent and the total magnetic flux amount is close to the maximum. As a result, the strongest magnetic force acts on the second induction magnetic poles 38R, and the driving force acting on the second induction magnetic poles 38R is maximized. Thereafter, as shown in FIG. 12 (G), the virtual permanent magnet 21 is rotated by the pitch P from the initial position of FIG. 11 (A), whereby the first, second virtual magnetic poles 21L,. When 21R rotates to a position opposite to the first and second permanent magnets 52L, 52R, respectively, the state shown in FIG. 11A is reversed from side to side, and the outer rotor 13 is moved in the circumferential direction only at that moment. The rotating magnetic force stops working.
  • the first and second induction magnetic poles 38L, 38R,... are driven in the magnetic field rotation direction by the magnetic force caused by the first and second magnetic lines G1, G2.
  • the rotor 13 rotates in the magnetic field rotation direction.
  • the magnetic force acting on the first induction magnetic poles 38L As the total amount of magnetic flux increases, the strength increases and the driving force acting on the first induction magnetic poles 38L increases.
  • the magnetic force acting on the second induction magnetic poles 38R... Is weakened by decreasing the total magnetic flux amount, although the bending degree of the second magnetic lines G2 is increased, and the driving force acting on the second induction magnetic poles 38R. Becomes smaller.
  • the first induction magnetic poles 38L are opposed to the first permanent magnets 52L, and the second induction magnetic poles 38R are adjacent to each other two second permanent magnets 52R. ..,
  • the first and second rotating magnetic fields are rotated downward in the figure.
  • the polarities of the first virtual magnetic poles 21L ... are made different from the polarities of the first permanent magnets 52L ... facing each other, and the polarities of the second virtual magnetic poles 21R ... The same as the polarity of the two permanent magnets 52R.
  • the second permanent magnets 52R are driven together with the first permanent magnets 52L in the rotation direction of the virtual permanent magnets 21, that is, in the direction opposite to the magnetic field rotation direction (upward in FIG. 14). Rotate toward the position shown in As a result, the inner rotor 14 rotates in the direction opposite to the magnetic field rotation direction.
  • FIG.14 (D) Rotate toward the position shown in As described above, as the second permanent magnets 52R approach the second induction magnetic poles 38R ..., the degree of bending of the second magnetic lines G2 between the second induction magnetic poles 38R ... and the second permanent magnets 52R ... becomes small. However, as the virtual permanent magnets 21 further approach the second induction magnetic poles 38R, the total magnetic flux amount of the second magnetic lines of force G2 increases. As a result, in this case as well, a magnetic force is applied to the second permanent magnets 52R... So as to bring them closer to the second induction magnetic poles 38R, thereby causing the second permanent magnets 52R. .. And the magnetic field rotation direction.
  • the first permanent magnetic lines G1 between the first permanent magnets 52L ... and the first induction magnetic poles 38L ... A magnetic force is applied to the magnets 52L to bring them close to the first induction magnetic poles 38L.
  • the magnetic force caused by the first magnetic field line G1 is weaker than the magnetic force caused by the second magnetic field line G2 because the degree of bending of the first magnetic field line G1 is smaller than that of the second magnetic field line G2.
  • the second permanent magnets 52R are driven together with the first permanent magnets 52L in a direction opposite to the magnetic field rotation direction by the magnetic force corresponding to the difference between the two magnetic forces.
  • the distance between the first permanent magnets 52L ... and the first induction magnetic poles 38L ... and the distance between the second induction magnetic poles 38R ... and the second permanent magnets 52R ... are substantially equal to each other, the total magnetic flux amount and the degree of bending of the first magnetic lines G1 between the first permanent magnets 52L ... and the first induction magnetic poles 38L ... are the second induction magnetic poles 38R ... and the second permanent magnets 52R.
  • the total magnetic flux amount and the degree of bending of the first magnetic lines G1 between the first permanent magnets 52L ... and the first induction magnetic poles 38L ... are the second induction magnetic poles 38R ... and the second permanent magnets 52R.
  • the first and second permanent magnets 52L, 52R,... are temporarily not driven when the magnetic forces caused by the first and second magnetic lines G1, G2 are substantially balanced with each other.
  • the virtual permanent magnets 21 When the virtual permanent magnets 21 are slightly rotated from the position shown in FIG. 15G, the first magnetic lines G1 between the first permanent magnets 52L and the first induction magnetic poles 38L are reversed from the above. The resulting magnetic force acts on the first permanent magnets 52L, so as to be close to the first induction magnetic poles 38L, so that the first permanent magnets 52L ... together with the second permanent magnets 52R ... Driven in the reverse direction, the inner rotor 14 rotates in the direction opposite to the magnetic field rotation direction. When the virtual permanent magnets 21 are further rotated, the magnetic force resulting from the first magnetic lines G1 between the first permanent magnets 52L and the first induction magnetic poles 38L, the second induction magnetic poles 38R and the second permanent magnets 52R.
  • the first permanent magnets 52L are driven together with the second permanent magnets 52R in a direction opposite to the magnetic field rotation direction by a magnetic force corresponding to a difference in magnetic force caused by the second magnetic field lines G2 between the first permanent magnet 52L and the second permanent magnet 52R. After that, when the magnetic force caused by the second magnetic field lines G2 hardly acts so as to bring the second permanent magnets 52R to the second induction magnetic poles 38R ..., the first permanent magnets 52L are caused by the magnetic force caused by the first magnetic field lines G1. Are driven together with the second permanent magnets 52R.
  • the magnetic force caused by the first magnetic field lines G1 between the first permanent magnets 52L and the first induction magnetic poles 38L, and the second induction magnetic poles 38R is applied to the first and second permanent magnets 52L, 52R, that is, the inner rotor. 14, the inner rotor 14 rotates in the direction opposite to the magnetic field rotation direction.
  • the magnetic force that is, the driving force acts alternately on the inner rotor 14 as described above, the torque of the inner rotor 14 becomes substantially constant.
  • the inner rotor 14 rotates in reverse at the same speed as the first and second rotating magnetic fields.
  • the first and second induction magnetic poles 38L,..., 38R... Are intermediate between the first permanent magnets 52L and the first virtual magnetic poles 21L due to the magnetic force caused by the first and second magnetic lines of force G1 and G2.
  • the magnetization states of the first and second induction magnetic poles 38L,..., 38R,... Can be rotated without causing slippage, and function as a synchronous machine.
  • the first virtual magnetic poles 21L, the first permanent magnets 52L, and the first induction magnetic poles 38L are set to have the same number, the second virtual magnetic poles 21R, the second permanent magnets 52R, and the second induction magnetic poles. 38R is set to be equal to each other, the torque of the electric motor M can be sufficiently obtained when either the inner rotor 14 or the outer rotor 13 is driven.
  • the polarities of the first and second rotating magnetic fields of the first and second stators 12L and 12R are shifted from each other by the pitch P, and the first and second stators of the outer rotor 13 are shifted.
  • the phases of the two induction magnetic poles 38L,..., 38R,... By half of the pitch P the phases of the magnetic poles of the first and second permanent magnets 52L,. This makes it easy to support the first and second permanent magnets 52L to 52R with respect to the inner rotor 14 and simplifies the structure of the inner rotor 14.
  • the polarities of the first armatures 21L of the first stator 12A and the polarities of the second armatures 21R of the second stator 12B are adjacent to each other in the axis L direction.
  • the first and second armatures 21L, 12B of the first and second stators 12A, 12B adjacent to each other in the direction of the axis L are replaced by one electric element 21. Is.
  • the first armature 21L and the second armature 21R of the first embodiment are integrated into the armature 21 so that the first stator 12A and the second stator 12B are combined into one stator. 12 can be summarized.
  • the electric motor M can exhibit the same functions as those of the first embodiment while reducing the number of parts and further simplifying the structure.
  • the first permanent magnet 52L or the second permanent magnet 52R constituting one magnetic pole of the inner rotor 14 is divided into two parts. In this case, in order for two permanent magnets to form one magnetic pole, the two permanent magnets must have the same polarity.
  • the first and second rotor cores 48L, 48R fitted to the outer periphery of the rotor body 45 have the same structure, and a plurality of (20 in the embodiment) main permanent magnet support holes 48a... (Refer to FIG. 19 and FIG. 20), and the first and second main permanent magnets 52L,... 52R, which are substantially the same as those of the first to third embodiments.
  • Two main permanent magnets 52L, 52R, ... are inserted in the direction of the axis L.
  • the first and second main permanent magnets 52L,..., 52R are arranged so that the N pole and the S pole face radially inward and outward, and the polarities of the adjacent first main permanent magnets 52L of the first rotor core 48L are alternating.
  • the polarities of the adjacent second main permanent magnets 52R of the second rotor core 48R are alternately reversed, and the circumferential phase of the first main permanent magnets 52L of the first rotor core 48L and The polarity and the phase and polarity in the circumferential direction of the second main permanent magnets 52R of the second rotor core 48R are shifted by 180 ° in electrical angle (see FIGS. 19 and 20). That is, if the polarity of the magnetic poles on the outer peripheral surface side of the first main permanent magnet 52L and the second main permanent magnet 52R adjacent in the direction of the axis L of the first rotor core 48L and the second rotor core 48R is one, The other is the S pole (see FIG. 23).
  • the same number (20 in the embodiment) of sub-permanent magnet support holes 49a (see FIG. 21) as the first and second main permanent magnets 52L,. are formed, and the secondary permanent magnets 39 are inserted in the direction of the axis L.
  • Each sub permanent magnet 39 is sandwiched between first and second main permanent magnets 52L and 52R located on both sides in the axis L direction, and the N pole and the S pole are directed in the axis L direction.
  • the N pole of the secondary permanent magnet 39 faces the N pole of one outer peripheral surface of the first and second main permanent magnets 52L and 52R, and the S pole of the secondary permanent magnet 39 is the first and second main permanent magnets 52L and 52R.
  • the magnetic pole of the sub permanent magnet 39 is arranged in a direction to prevent the magnetic flux from being short-circuited between the first and second main permanent magnets 52L and 52R. Therefore, the directions of the magnetic poles of the secondary permanent magnets 39 adjacent to each other in the circumferential direction are alternately reversed.
  • secondary permanent magnet support holes 48b ... are formed between main permanent magnet support holes 48a ... adjacent to each other in the circumferential direction of the first rotor core 48L, and the first secondary permanent magnets 40L ... are inserted therein.
  • the N and S poles of the first sub permanent magnets 40L are oriented in the circumferential direction, and the N poles of the first sub permanent magnet 40L are opposed to the N poles of the outer peripheral surface of the main permanent magnet 52L adjacent in the circumferential direction.
  • the S pole of the first sub permanent magnet 40L is opposed to the S pole of the outer peripheral surface of the main permanent magnet 52L adjacent in the circumferential direction (see FIG. 26). That is, a short circuit of the surface magnetic flux between the main permanent magnets 52L adjacent in the circumferential direction is prevented by the first sub permanent magnet 40L.
  • the second rotor core 48R is provided with second sub-permanent magnets 40R ... similarly to the first sub-permanent magnets 40L ... of the first rotor core 48L.
  • the demagnetization resistance of the secondary permanent magnets 39 and the first and second secondary permanent magnets 40L, 40R,... Is set higher than the demagnetization resistance of the first and second main permanent magnets 52L, 52R,.
  • the reason is that when exposed to reverse magnetic fluxes generated by the first and second main permanent magnets 52L, 52R, ..., the magnetic forces of the sub permanent magnets 39 ... and the first, second sub permanent magnets 40L, 40R, ... May be reduced, but the demagnetization resistance of the first and second main permanent magnets 52L... 52R.
  • demagnetization resistance of the secondary permanent magnets 39 and the first and second secondary permanent magnets 40L, 40R, ... can be prevented.
  • a weak magnetic spacer 49 provided with the secondary permanent magnet 39 is fitted in the center of the outer periphery of the rotor body 45 in the axis L direction, and the first and second rotor core rotor cores 48L and 48R are fitted on the outer sides thereof,
  • a pair of support plates 54 and 54 for retaining the first and second main permanent magnets 52L, 52R, and the first and second sub permanent magnets 40L, 40R, respectively, are fitted on the outside, and on the outside thereof.
  • a pair of stopper rings 55 and 55 are fixed by press-fitting.
  • the spacer 49 that supports the sub-permanent magnets 39 is made of a weak magnetic material, so that it is not only cheaper than the case where it is made of a laminated steel plate, but the first rotor core 48L of the inner rotor 14 Short-circuiting of the surface magnetic flux between the first main permanent magnets 52L and the second main permanent magnets 52R of the second rotor core 48R can be more reliably prevented.
  • the polarities of the first armatures 21L of the first stator 12A and the polarities of the second armatures 21R of the second stator 12B are adjacent to each other in the axis L direction.
  • the first and second armatures 21L, 12B of the first and second stators 12A, 12B adjacent to each other in the direction of the axis L are replaced by one electric element 21. Is.
  • the first armature 21L and the second armature 21R of the fourth embodiment are integrated into the armature 21 so that the first stator 12A and the second stator 12B are combined into one stator. 12 can be summarized.
  • the electric motor M can exhibit the same functions as those in the fourth embodiment while reducing the number of parts and further simplifying the structure.
  • the radially outer ends of the sub permanent magnets 39 supported by the spacer 49 are the first and second main permanent magnets 52L supported by the first and second rotor cores 48L and 48R. .., 52R protrudes radially outward from the radially outer end.
  • the short circuit of the surface magnetic flux between 1st, 2nd main permanent magnet 52L ..., 52R ... adjacent to the axis line L direction can be blocked
  • each of the first main permanent magnet 52L or the second main permanent magnet 52R constituting one magnetic pole of the inner rotor 14 is divided into two.
  • each sub-permanent magnet 39 has an inner circumferential surface a that extends in the circumferential direction (strictly speaking, a straight line instead of an arc) with respect to the axis L, an outer circumferential surface b that extends in the circumferential direction with respect to the axis L, and an axis L.
  • the spacer 49 has a pair of radial load support portions 49b and 49b facing the pair of inclined surfaces d and d of the secondary permanent magnet 39, and a space between the pair of radial load support portions 49b and 49b in the circumferential direction.
  • a band-shaped bridge portion 49 c to be connected is provided, and the gap ⁇ is formed between the bridge portion 49 c and the outer peripheral surface b of the sub permanent magnet 39.
  • the centrifugal force is applied from the pair of inclined surfaces d and d of the secondary permanent magnet 39 to the pair of radial directions of the spacer 49.
  • the sub permanent magnet 39 can be positioned in the circumferential direction by the action of the pair of inclined surfaces d and d.
  • the pair of radial load support portions 49b and 49b are connected to each other by the bridge portion 49c, the rigidity is increased and the sub permanent magnet 39 can be reliably supported.
  • a gap ⁇ is formed between the bridge portion 49c of the spacer 49 and the outer peripheral surface b of the auxiliary permanent magnet 39, a radial shear load does not act on the bridge portion 49c, and the tensile force in the circumferential direction is increased. Only the load acts, and even if the bridge portion 49c is thin, stress concentration of the radial load support portions 49b and 49b can be effectively prevented.
  • the secondary permanent magnet 39 is short-circuited by surface magnetic flux between the first main permanent magnet 52L of the first rotor core 48L of the inner rotor 14 and the second main permanent magnet 52R of the second rotor core 48R by magnetic flux in the direction of the axis L. Therefore, even if the gap ⁇ exists outside the outer peripheral surface b of the secondary permanent magnet 39 in the radial direction, it does not affect the effect of preventing the surface magnetic flux from being short-circuited.
  • armatures 21L, 21R,... are provided on the stators 12L, 12R (or 12) disposed on the radially outer side, and the (main) permanent magnet is disposed on the inner rotor 14 disposed on the radially inner side.
  • 52L ..., 52R ... are provided, the positional relationship between the armatures 21L ..., 21R ... (or 21) and the (main) permanent magnets 52L ..., 52R ... may be reversed.
  • the motor M of the embodiment has 10 pole pairs, but the number of pole pairs can be selected as appropriate.
  • the coils 20 of the stators 12L and 12R (or 12) of the embodiment are concentrated windings, but may be distributed windings.
  • the electric motor M is exemplified, but the present invention can be applied to a rotor of an arbitrary rotating electric machine such as a generator.
  • the 1st, 2nd (main) permanent magnet 52L ..., 52R ... of embodiment has arrange

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Abstract

　電動機（Ｍ）は、回転磁界を形成する外側の第１、第２ステータ（１２Ｌ，１２Ｒ）と、その内側に配置されて第１、第２誘導磁極（３８Ｌ，３８Ｒ）を有するアウターロータ（１３）と、その内側に配置されて第１、第２永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）を有するインナーロータ（１４）とを備える。アウターロータ（１３）の第１、第２誘導磁極（３８Ｌ，３８Ｒ）の位相を相互に所定ピッチの半分だけずらし、インナーロータ（１４）の第１、第２永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）の位相を相互に所定ピッチだけずらしたことにより、第１誘導磁極（３８Ｌ）および第２誘導磁極（３８Ｒ）に対向する第１、第２ステータ（１２Ｌ，１２Ｒ）の位相および極性を同一にすることができ、これにより第１、第２ステータ（１２Ｌ，１２Ｒ）の構造を簡素化することができる。

Description

電動機および回転電機用ロータ
　本発明は、軸線を囲むように配置された環状のステータと、軸線まわりに回転可能な第１ロータと、前記ステータおよび前記第１ロータ間に配置されて軸線まわりに回転可能な第２ロータとを備えた電動機に関する。また本発明は回転電機用ロータと、その回転電機用ロータを用いた電動機とに関する。
　従来の電動機として、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。この電動機は、インナーロータ、ステータおよびアウターロータを有しており、インナーロータは径方向に若干延びる複数の永久磁石を周方向に配置した円柱状のものであり、ステータは複数の電機子を周方向に配置し、樹脂モールドで固定した円筒状のものであり、アウターロータは複数のリングを積層したコアにコイルを巻くことにより円筒状に形成されており、このコイルには電力が供給されないようになっている。またインナーロータ、ステータおよびアウターロータは、内側から順に設けられて相対的に回転可能になっている。
　この電動機では、ステータに電力を供給して回転磁界を発生させると、インナーロータの永久磁石の磁極がステータの磁極に対して吸引・反発することによって、インナーロータが回転磁界に同期して回転し、アウターロータが電磁誘導作用によって回転磁界に同期せずに回転する。
　また永久磁石式電動機の回転子が、軸線方向に互いに隣接する第１永久磁石群と第２永久磁石群とを備え、第１、第２永久磁石群は、それぞれ回転子の外周面に着磁方向の異なる複数の永久磁石を交互に配置してなり、かつ軸方向に隣接する第１の永久磁石群の永久磁石と第２の永久磁石群の永久磁石との着磁方向とを異ならせたものが、下記特許文献２により公知である。
　またステッピングモータのロータが軸線方向に並置された第１ロータ部～第４ロータ部からなり、各々のロータ部は極性が円周方向に交互に反転する複数の永久磁石を備え、第１ロータ部および第２ロータ部の永久磁石の極性を円周方向に１／２ピッチ分ずらすとともに、第３ロータ部および第４ロータ部の永久磁石の極性を円周方向に１／２ピッチ分ずらし、かつ第１、第２ロータ部の永久磁石の極性および第３、第４ロータ部の永久磁石の極性を円周方向に１／４ピッチ分ずらしたものが、下記特許文献３により公知である（図１２の第５実施例参照）。
日本特開平１１－３４１７５７号公報 日本特開２００７－１２９８６９号公報 日本特開平９－９６０２号公報
　ところで特許文献１に記載された電動機は、アウターロータを電磁誘導作用によって回転させるため、同期機ではなく、誘導機として機能するので、高い効率が得られないという問題があった。またアウターロータを電磁誘導作用により回転させることから、アウターロータのコイルに発生する誘導電流およびアウターロータのコアに発生する渦電流によりアウターロータが発熱するので、アウターロータを冷却することが必要であった。
　このような問題を解決すべく、本出願人は、日本特願２００７－０２６４２２号により新規な電動機を提案した。
　この電動機は、軸線を囲むように配置された環状のステータと、軸線まわりに回転可能なインナーロータと、ステータおよびインナーロータ間に配置されて軸線まわりに回転可能なアウターロータとを備えるもので、そのステータは、複数の第１電機子で構成されて円周方向に沿って回転する第１回転磁界を発生させる第１電機子列と、複数の第２電機子で構成されて円周方向に沿って回転する第２回転磁界を発生させる第２電機子列とを並置して成り、そのインナーロータは、複数の第１永久磁石で構成された第１永久磁石列と、複数の第２永久磁石で構成された第２永久磁石列とを並置して成り、そのアウターロータは、軟磁性体製の複数の第１誘導磁極で構成された第１誘導磁極列と、軟磁性体製の複数の第２誘導磁極で構成された第２誘導磁極列とを軸線方向に並置して成り、第１誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ第１電機子列および前記第１永久磁石列を対向させ、第２誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ第２電機子列および第２永久磁石列を対向させて構成される。
　しかしながら、日本特願２００７－０２６４２２号により提案された電動機は、そのステータの第１電機子列の位相と第２電機子列の位相とが半ピッチ分（電気角９０°分）ずれているため、ステータの構造が複雑になるという課題があった。
　また電動機のロータの永久磁石は、それに対向するステータの電気子との間で磁束の受け渡しを行うものであるが、ロータに設けられた複数の永久磁石のうち、隣接する二つの永久磁石の異なる極性の磁極間で磁束が短絡してしまうと、ロータの永久磁石とステータの電気子との間で受け渡される磁束が減少して電動機が発生するトルクが減少してしまう問題がある。
　本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、回転磁界を発生させる電機子列を備える電動機のステータの構造を簡素化することを第１の目的とする。
　また本発明は、回転電機用ロータに設けた複数の永久磁石間の表面磁束の短絡を抑制して回転電機の性能を向上させることを第２の目的とする。
　上記第１の目的を達成するために、本発明の第１の特徴によれば、軸線を囲むように配置された環状のステータと、軸線まわりに回転可能な第１ロータと、前記ステータおよび前記第１ロータ間に配置されて軸線まわりに回転可能な第２ロータとを備えた電動機であって、前記ステータは、円周方向に配置された複数の第１電機子で構成され、電力の供給に伴って該複数の第１電機子に発生する磁極により、円周方向に沿って回転する第１回転磁界を発生させる第１電機子列と、円周方向に配置された複数の第２電機子で構成され、電力の供給に伴って該複数の第２電機子に発生する磁極により、円周方向に沿って回転する第２回転磁界を発生させる第２電機子列とを軸線方向に並置して成り、前記第１ロータは、円周方向に所定ピッチで交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第１永久磁石を配置して構成された第１永久磁石列と、円周方向に前記所定ピッチで交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第２永久磁石を配置して構成された第２永久磁石列とを軸線方向に並置して成り、前記第２ロータは、円周方向に前記所定ピッチで配置された軟磁性体製の複数の第１誘導磁極で構成された第１誘導磁極列と、円周方向に前記所定ピッチで配置された軟磁性体製の複数の第２誘導磁極で構成された第２誘導磁極列とを軸線方向に並置して成り、前記第１誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ前記第１電機子列および前記第１永久磁石列が対向し、前記第２誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ前記第２電機子列および前記第２永久磁石列が対向し、前記ステータの前記第１回転磁界の極性の位相および前記第２回転磁界の極性の位相を相互に一致させ、前記第２ロータの前記第１誘導磁極の位相および第２誘導磁極の位相を相互に円周方向に前記所定ピッチの半分だけずらし、前記第１ロータの第１永久磁石列の磁極の位相および第２永久磁石列の磁極の位相を円周方向に前記所定ピッチだけずらしたことを特徴とする電動機が提案される。
　また本発明の第２の特徴によれば、軸線を囲むように配置された環状のステータと、軸線まわりに回転可能な第１ロータと、前記ステータおよび前記第１ロータ間に配置されて軸線まわりに回転可能な第２ロータとを備えた電動機であって、前記ステータは、円周方向に配置された複数の電機子で構成され、電力の供給に伴って該複数の電機子に発生する磁極により、円周方向に沿って回転する回転磁界を発生させる電機子列から成り、前記第１ロータは、円周方向に所定ピッチで交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第１永久磁石を配置して構成された第１永久磁石列と、円周方向に前記所定ピッチで交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第２永久磁石を配置して構成された第２永久磁石列とを軸線方向に並置して成り、前記第２ロータは、円周方向に前記所定ピッチで配置された軟磁性体製の複数の第１誘導磁極で構成された第１誘導磁極列と、円周方向に前記所定ピッチで配置された軟磁性体製の複数の第２誘導磁極で構成された第２誘導磁極列とを軸線方向に並置して成り、前記第１誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ前記電機子列および前記第１永久磁石列が対向し、前記第２誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ前記電機子列および前記第２永久磁石列が対向し、前記第２ロータの前記第１誘導磁極の位相および第２誘導磁極の位相を相互に円周方向に前記所定ピッチの半分だけずらし、前記第１ロータの第１永久磁石列の磁極の位相および第２永久磁石列の磁極の位相を円周方向に前記所定ピッチだけずらしたことを特徴とする電動機が提案される。
　また本発明の第３の特徴によれば、上記第１または第２の特徴に加えて、前記第２ロータの円筒状のロータボディに軸線方向に直線状に延びる複数のスリットを形成し、前記各スリットに前記第１、第２誘導磁極を嵌合したことを特徴とする電動機が提案される。
　上記第２の目的を達成するために、本発明の第４の特徴によれば、極性の異なる磁極が円周方向に交互に並ぶように複数の主永久磁石を配置した磁極列を軸線方向に複数並置し、軸線方向に隣接する前記磁極列の相互に向かい合う前記主永久磁石の極性を異ならせた回転電機用ロータにおいて、隣接する二つの前記磁極列の軸線方向に相互に向かい合う前記主永久磁石の間に副永久磁石を設け、前記副永久磁石の極性を、相互に向かい合う前記主永久磁石の間の表面磁束の短絡を抑制するように配置したことを特徴とする回転電機用ロータが提案される。
　また本発明の第５の特徴によれば、上記第４の特徴に加えて、前記副永久磁石の減磁耐力を前記主永久磁石の減磁耐力よりも大きく設定したことを特徴とする回転電機用ロータが提案される。
　また本発明の第６の特徴によれば、上記第４または第５の特徴に加えて、前記副永久磁石を前記主永久磁石よりもステータ側に突出させたことを特徴とする回転電機用ロータが提案される。
　また本発明の第７の特徴によれば、上記第４～第６の何れかの特徴に加えて、前記複数の磁極列の間に配置した弱磁性体製のスペーサの外周部に前記副永久磁石を支持したことを特徴とする回転電機用ロータが提案される。
　また本発明の第８の特徴によれば、上記第７の特徴に加えて、前記副永久磁石は、軸線に関して円周方向に延びる内周面および外周面と、軸線に関して径方向に延びる一対の側面と、前記一対の側面の径方向外端部および前記外周面の円周方向両端部を接続する一対の傾斜面とを備え、前記スペーサの外周部には前記副永久磁石が嵌合する副永久磁石支持孔が形成され、前記副永久磁石は、少なくとも前記一対の傾斜面が前記副永久磁石支持孔の周囲の一対の径方向荷重支持部に接することを特徴とする回転電機用ロータが提案される。
　また本発明の第９の特徴によれば、上記第８の特徴に加えて、前記スペーサは前記一対の径方向荷重支持部を接続するブリッジ部を備え、前記ブリッジ部は前記副永久磁石の外周面に間隙を介して対向することを特徴とする回転電機用ロータが提案される。
　また本発明の第１０の特徴によれば、極性の異なる磁極が円周方向に交互に並ぶように複数の主永久磁石を配置した磁極列を軸線方向に複数並置し、軸線方向に隣接する前記磁極列の相互に向かい合う前記主永久磁石の極性を異ならせた回転電機用ロータにおいて、円周方向に相互に向かい合う前記主永久磁石の間に副永久磁石を設け、前記副永久磁石の極性を、相互に向かい合う前記主永久磁石の間の表面磁束の短絡を抑制するように配置したことを特徴とする回転電機用ロータが提案される。
　また本発明の第１１の特徴によれば、上記第１０の特徴に加えて、前記副永久磁石の減磁耐力を前記主永久磁石の減磁耐力よりも大きく設定したことを特徴とする回転電機用ロータが提案される。
　また本発明の第１２の特徴によれば、上記第１０または第１１の特徴に加えて、前記副永久磁石を前記主永久磁石よりもステータ側に突出させたことを特徴とする回転電機用ロータが提案される。
　また本発明の第１３の特徴によれば、上記第４～第１２の何れかの特徴の回転電機用ロータを第１ロータとして備えた電動機であって、前記第１ロータとステータとの間に第２ロータを備え、前記ステータは、円周方向に配置された複数の電機子で構成され、電力の供給に伴って該複数の電機子に発生する磁極により、円周方向に沿って回転する回転磁界を発生させ、前記第１ロータは、円周方向に所定ピッチで交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第１永久磁石を配置して構成された第１永久磁石列と、円周方向に前記所定ピッチで交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第２永久磁石を配置して構成された第２永久磁石列とを軸線方向に並置して成り、前記第２ロータは、円周方向に前記所定ピッチで配置された軟磁性体製の複数の第１誘導磁極で構成された第１誘導磁極列と、円周方向に前記所定ピッチで配置された軟磁性体製の複数の第２誘導磁極で構成された第２誘導磁極列とを軸線方向に並置して成り、前記第１誘導磁極列の径方向両側に前記ステータの電機子列および前記第１永久磁石列が対向し、前記第２誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ前記ステータの電機子列および前記第２永久磁石列が対向し、前記第２ロータの前記第１誘導磁極の位相および第２誘導磁極の位相を相互に円周方向に前記所定ピッチの半分だけずらし、前記第１ロータの第１永久磁石列の磁極の位相および第２永久磁石列の磁極の位相を円周方向に前記所定ピッチだけずらしたことを特徴とする電動機が提案される。
　尚、実施の形態のアウターロータ１３は本発明の第２ロータに対応し、実施の形態のインナーロータ１４は本発明の第１ロータに対応し、実施の形態の第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒは本発明のステータに対応し、実施の形態の第１、第２電機子２１Ｌ，２１Ｒは本発明の電機子に対応し、実施の形態の第１、第２誘導磁極３８Ｌ，３８Ｒは本発明の誘導磁極に対応し、実施の形態の第１、第２副永久磁石４０Ｌ，４０Ｒは本発明の副永久磁石に対応し、実施の形態の第１、第２主永久磁石５２Ｌ，５２Ｒは本発明の主永久磁石に対応する。
　本発明の第１の特徴によれば、電動機は、軸線を囲むように配置された第１、第２電機子列により第１、第２回転磁界を発生する環状のステータと、第１、第２永久磁石で構成された第１、第２永久磁石列を有して軸線まわりに回転可能な第１ロータと、ステータおよび第１ロータ間に配置され、第１、第２誘導磁極で構成された第１、第２誘導磁極列を有して軸線まわりに回転可能な第２ロータとを備えており、第１誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ第１電機子列および第１永久磁石列を対向させ、第２誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ第２電機子列および第２永久磁石列を対向させたので、第１、第２電機子に対する通電を制御して第１、第２回転磁界を回転させることで、第１、第２電機子、第１、第２永久磁石および第１、第２誘導磁極を通過する磁路を形成し、第１ロータおよび第２ロータの一方あるいは両方を回転させることができる。
　このとき、第２ロータの第１、第２誘導磁極の位相を相互に所定ピッチの半分だけずらし、第１ロータの第１、第２永久磁石列の磁極の位相を相互に所定ピッチだけずらしたことにより、ステータの第１、第２回転磁界の極性の位相を一致させることができ、これにより第１、第２電機子列を同一位相で配置することが可能になってステータの構造を簡素化することができる。
　本発明の第２の特徴によれば、電動機は、軸線を囲むように配置された電機子列により回転磁界を発生する環状のステータと、永久磁石で構成された第１、第２永久磁石列を有して軸線まわりに回転可能な第１ロータと、ステータおよび第１ロータ間に配置され、第１、第２誘導磁極で構成された第１、第２誘導磁極列を有して軸線まわりに回転可能な第２ロータとを備えており、第１誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ電機子列および第１永久磁石列を対向させ、第２誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ電機子列および第２永久磁石列を対向させたので、電機子に対する通電を制御して回転磁界を回転させることで、電機子、第１、第２永久磁石および第１、第２誘導磁極を通過する磁路を形成し、第１ロータおよび第２ロータの一方あるいは両方を回転させることができる。
　このとき、第２ロータの第１、第２誘導磁極の位相を相互に所定ピッチの半分だけずらし、第１ロータの第１、第２永久磁石列の磁極の位相を相互に所定ピッチだけずらしたことにより、第１誘導磁極および第１永久磁石に対するステータの回転磁界の極性と、第２誘導磁極および第２永久磁石に対するステータの回転磁界の極性とを一致させることができ、これにより電機子列の数を１個で済ますことが可能になってステータの構造を簡素化することができる。
　本発明の第３の特徴によれば、第２ロータのロータボディに軸線方向に延びるように設けた複数のスリットに第１、第２誘導磁極を嵌合するので、ロータボディに対する第１、第２誘導磁極の組み付けが簡単になる。
　本発明の第４の特徴によれば、回転電機用ロータが、極性の異なる磁極が円周方向に交互に並ぶように複数の主永久磁石を配置した磁極列を軸線方向に複数並置し、軸線方向に隣接する磁極列の相互に対向する主永久磁石の極性を異ならせて構成されており、隣接する二つの磁極列の軸線方向に相互に向かい合う主永久磁石の間に設けた副永久磁石の極性を、相互に向かい合う主永久磁石の間の表面磁束の短絡を抑制するように配置したので、主永久磁石の間の表面磁束の短絡を副永久磁石の磁束により抑制し、表面磁束の短絡による回転電機の性能低下を最小限に抑えることができる。
　本発明の第５の特徴によれば、副永久磁石の減磁耐力を主永久磁石の減磁耐力よりも大きく設定したので、主永久磁石に磁束によって副永久磁石が減磁するのを抑制し、副永久磁石による表面磁束の短絡抑制効果を充分に発揮させることができる。
　本発明の第６の特徴によれば、副永久磁石を主永久磁石よりもステータ側に突出させたので、相互に向かい合う主永久磁石の間の表面磁束の短絡通路に副永久磁石を突出させ、副永久磁石による表面磁束の短絡抑制効果を有効に発揮させることができる。
　本発明の第７の特徴によれば、複数の磁極列の間に配置した弱磁性体製のスペーサの外周部に副永久磁石を支持したので、そのスペーサを積層鋼板で構成する場合に比べて安価であるだけでなく、副永久磁石による複数の磁極列間の磁束の短絡防止効果をスペーサによって更に高めることができる。
　本発明の第８の特徴によれば、スペーサの外周部に形成した副永久磁石支持孔に支持される副永久磁石は、少なくとも一対の傾斜面が副永久磁石支持孔の周囲の一対の径方向荷重支持部に接するので、回転電機用ロータの回転に伴う遠心力が副永久磁石に作用したときに、副永久磁石を円周方向に位置決めすることができる。
　本発明の第９の特徴によれば、スペーサは一対の径方向荷重支持部を接続するブリッジ部を備え、そのブリッジ部が副永久磁石の外周面に間隙を介して対向するので、一対の径方向荷重支持部に遠心力による応力が集中して耐久性が低下するのを、ブリッジ部によって効果的に防止することができる。このとき、副永久磁石は軸線方向の磁束により複数の磁極列間の磁束の短絡防止効果を得るため、副永久磁石の外周面と永久磁石支持孔との間に径方向の間隙が存在しても、前記磁束の短絡防止効果に影響を及ぼすことがない。
　本発明の第１０の特徴によれば、回転電機用ロータが、極性の異なる磁極が円周方向に交互に並ぶように複数の主永久磁石を配置した磁極列を軸線方向に複数並置し、軸線方向に隣接する磁極列の相互に対向する主永久磁石の極性を異ならせて構成されており、円周方向に相互に向かい合う主永久磁石の間に設けた副永久磁石の極性を、相互に向かい合う主永久磁石の間の表面磁束の短絡を抑制するように配置したので、主永久磁石の間の表面磁束の短絡を副永久磁石の磁束により抑制し、表面磁束の短絡による回転電機の性能低下を最小限に抑えることができる。
　本発明の第１１の特徴によれば、副永久磁石の減磁耐力を主永久磁石の減磁耐力よりも大きく設定したので、主永久磁石に磁束によって副永久磁石が減磁するのを抑制し、副永久磁石による表面磁束の短絡抑制効果を充分に発揮させることができる。
　本発明の第１２の特徴によれば、副永久磁石を主永久磁石よりもステータ側に突出させたので、相互に向かい合う主永久磁石の間の表面磁束の短絡通路に副永久磁石を突出させ、副永久磁石による表面磁束の短絡抑制効果を有効に発揮させることができる。
　また請求項１３の構成によれば、電動機は、電機子列により回転磁界を発生するステータと、第１、第２永久磁石で構成された第１、第２永久磁石列を有する第１ロータと、ステータおよび第１ロータ間に配置され、第１、第２誘導磁極で構成された第１、第２誘導磁極列を有する第２ロータとを備えており、第１誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ電機子列および第１永久磁石列を対向させ、第２誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ電機子列および第２永久磁石列を対向させたので、電機子に対する通電を制御して回転磁界を回転させることで、第１、第２電機子、第１、第２永久磁石および第１、第２誘導磁極を通過する磁路を形成し、第１ロータおよび第２ロータの一方あるいは両方を回転させることができる。
図１は図２の１－１線矢視図に対応する電動機を軸線方向に見た正面図である。（第１の実施の形態） 図２は図１の２－２線断面図である。（第１の実施の形態） 図３は図２の３－３線断面図である。（第１の実施の形態） 図４は図２の４－４線断面図である。（第１の実施の形態） 図５は図２の５－５線矢視図である。（第１の実施の形態） 図６は図３の６－６線矢視図である。（第１の実施の形態） 図７は電動機の分解斜視図である。（第１の実施の形態） 図８はインナーロータの分解斜視図である。（第１の実施の形態） 図９は図３の９部拡大図である。（第１の実施の形態） 図１０は電動機を円周方向に展開した模式図である。（第１の実施の形態） 図１１はインナーロータを固定した場合の作動説明図の１である。（第１の実施の形態） 図１２はインナーロータを固定した場合の作動説明図の２である。（第１の実施の形態） 図１３はインナーロータを固定した場合の作動説明図の３である。（第１の実施の形態） 図１４はアウターロータを固定した場合の作動説明図の１である。（第１の実施の形態） 図１５はアウターロータを固定した場合の作動説明図の２である。（第１の実施の形態） 図１６は前記図２に対応する図である。（第２の実施の形態） 図１７は前記図９に対応する図である。（第３の実施の形態） 図１８は前記図２に対応する図である。（第４の実施の形態） 図１９は図１８の１９－１９線断面図である。（第４の実施の形態） 図２０は図１８の２０－２０線断面図である。（第４の実施の形態） 図２１は図１８の２１－２１線矢視図である。（第４の実施の形態） 図２２は図１８の２２－２２線矢視図である。（第４の実施の形態） 図２３は図１９の２３－２３線断面図である。（第４の実施の形態） 図２４は電動機の分解斜視図である。（第４の実施の形態） 図２５はインナーロータの分解斜視図である。（第４の実施の形態） 図２６は図１９の２６部拡大図である。（第４の実施の形態） 図２７は前記図２に対応する図である。（第５の実施の形態） 図２８は前記図２６に対応する図である。（第６の実施の形態） 図２９は２８の２９－２９線断面図である。（第６の実施の形態） 図３０は前記図２６に対応する図である。（第７の実施の形態） 図３１はスペーサの要部拡大図である。（第８の実施の形態）
符号の説明
１２　　　ステータ
１２Ｌ　　第１ステータ（ステータ）
１２Ｒ　　第２ステータ（ステータ）
１３　　　アウターロータ（第２ロータ）
１４　　　インナーロータ（第１ロータ）
２１　　　電機子
２１Ｌ　　第１電機子（電機子）
２１Ｒ　　第２電機子（電機子）
３１　　　ロータボディ
３１ａ　　スリット
３１ｂ　　スリット
３８Ｌ　　第１誘導磁極（誘導磁極）
３８Ｒ　　第２誘導磁極（誘導磁極）
３９　　　副永久磁石
４０Ｌ　　第１副永久磁石（副永久磁石）
４０Ｒ　　第２副永久磁石（副永久磁石）
４９　　　スペーサ
４９ａ　　副永久磁石支持孔
４９ｂ　　径方向荷重支持部
４９ｃ　　ブリッジ部
５２Ｌ　　第１永久磁石（第１主永久磁石、主永久磁石）
５２Ｒ　　第２永久磁石（第２主永久磁石、主永久磁石）
ａ　　　　内周面
ｂ　　　　外周面
ｃ　　　　側面
ｄ　　　　傾斜面
Ｌ　　　　軸線
Ｐ　　　　所定ピッチ
γ　　　　間隙
　以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
第１の実施の形態
　先ず、図１～図１５に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
　図７に示すように、本実施の形態の電動機Ｍは、軸線Ｌ方向に短い八角筒形状を成すケーシング１１と、ケーシング１１の内周に固定された円環状の第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒと、第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒの内部に収納されて軸線Ｌまわりに回転する円筒状のアウターロータ１３と、アウターロータ１３の内部に収納されて軸線Ｌまわりに回転する円筒状のインナーロータ１４とで構成されるもので、アウターロータ１３およびインナーロータ１４は固定された第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒに対して相対回転可能であり、かつアウターロータ１３およびインナーロータ１４は相互に相対回転可能である。
　図１および図２から明らかなように、ケーシング１１は有底八角筒状の本体部１５と、本体部１５の開口に複数本のボルト１６…で固定される八角板状の蓋部１７とで構成されており、本体部１５および蓋部１７には通気のための複数の開口１５ａ…，１７ａ…が形成される。
　図１～図４および図７から明らかなように、第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒは、同一構造のものを円周方向に位相を揃えて重ね合わせたものであり、その一方の第１ステータ１２Ｌを例にとって構造を説明する。第１ステータ１２Ｌは、積層鋼板よりなるコア１８の外周にインシュレータ１９を介してコイル２０を巻回した複数個（実施の形態では２４個）の第１電機子２１Ｌ…を備えており、これらの第１電機子２１Ｌ…は全体として円環状を成すように円周方向に結合された状態で、リング状のホルダ２２で一体化される。ホルダ２２の軸線Ｌ方向一端から径方向に突出するフランジ２２ａが、ケーシング１１の本体部１５の内面の段部１５ｂ（図２参照）に複数本のボルト２３…で固定される。
　第２ステータ１２Ｒは、上述した第１ステータ１２Ｌと同様に２４個の第２電機子２１Ｒ…を備えており、そのホルダ２２のフランジ２２ａがケーシング１１の本体部１５の内面の段部１５ｃ（図２参照）に複数本のボルト２４…で固定される。このとき、第１ステータ１２Ｌおよび第２ステータ１２Ｒの円周方向の位相は一致している（図３および図４参照）。そして第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒの第１、第２電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…に、ケーシング１１の本体部１５に設けた３個の端子２５，２６，２７（図１参照）から３相交流電流を供給することで、第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒに位相が同一の回転磁界を発生させることができる。
　図２および図７から明らかなように、アウターロータ１３は、弱磁性体で円筒状に形成されたロータボディ３１と、弱磁性体で円板状に形成されてロータボディ３１の両端の開口を覆うようにボルト３２…で固定される２個のロータカバー３３，３３とを備えた中空の部材であって、一方のロータカバー３３の中心から軸線Ｌ上に突出する第１アウターロータシャフト３４がボールベアリング３５でケーシング１１の本体部１５に回転自在に支持されるとともに、他方のロータカバー３３の中心から軸線Ｌ上に突出する第２アウターロータシャフト３６がボールベアリング３７でケーシング１１の蓋部１７に回転自在に支持される。アウターロータ１３の出力軸となる第１アウターロータシャフト３４は、ケーシング１１の本体部１５を貫通して外部に延出する。
　弱磁性体とは、磁石に吸着しない材質で、例えばアルミニウム等の他に樹脂、木等を含み、非磁性体と呼ばれることもある。
　図２、図６および図７から明らかなように、アウターロータ１３のロータボディ３１の軸線Ｌ方向一端面には、軸線Ｌと平行に延びる複数本（実施の形態では２０本）のスリット３１ａ…が、径方向内外に連通するように形成され、またロータボディ３１の軸線Ｌ方向他端面には、軸線Ｌと平行に延びる複数本（実施の形態では２０本）のスリット３１ｂ…が、径方向内外に連通するように形成される。一方のスリット３１ａ…および他方のスリット３１ｂ…は、それが交互に配置されるように位相がずれている。
　一方のスリット３１ａ…には軟磁性体製の第１誘導磁極３８Ｌ…が軸線Ｌ方向に挿入されて埋め込まれるとともに、他方のスリット３１ｂ…には軟磁性体製の第２誘導磁極３８Ｒ…が軸線Ｌ方向に挿入されて埋め込まれ、それぞれロータカバー３３，３３によってスリット３１ａ…，３１ｂ…内に保持される。前記第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…は、軸線Ｌ方向に積層された鋼板で構成される。
　第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…は、ロータボディ３１に軸線Ｌ方向に延びるように設けた複数のスリット３８ａ…，３８ｂ…に嵌合して保持されるので、ロータボディ３１に対する第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…の組み付けが簡単になる。しかも第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…はスリット３１ａ…，３１ｂ…に対して凹凸係合するため（図９参照）、それらがロータボディ３１の径方向内外に脱落することはない。
　図２から明らかなように、アウターロータ１３の第２アウターロータシャフト３６を囲むように、アウターロータ１３の回転位置を検出するための第１レゾルバ４２が設けられる。第１レゾルバ４２は、第２アウターロータシャフト３６の外周に固定されたレゾルバロータ４３と、このレゾルバロータ４３の周囲を囲むようにケーシング１１の蓋部１７に固定されたレゾルバステータ４４とで構成される。
　図２～図５および図８から明らかなように、インナーロータ１４は、円筒状に形成されたロータボディ４５と、ロータボディ４５のハブ４５ａを貫通してボルト４６で固定されたインナーロータシャフト４７と、積層鋼板で構成されてロータボディ４５の外周に嵌合する円環状の第１、第２ロータコア４８Ｌ，４８Ｒと、ロータボディ４５の外周に嵌合する円環状のスペーサ４９とを備える。インナーロータシャフト４７の一端は軸線Ｌ上で第１アウターロータシャフト３４の内部にボールベアリング５０で回転自在に支持され、またインナーロータシャフト４７の他端は第２アウターロータシャフト３６の内部にボールベアリング５１で回転自在に支持されるとともに、第２アウターロータシャフト３６およびケーシング１１の蓋部１７を貫通し、インナーロータ１４の出力軸としてケーシング１１の外部に延出する。
　ロータボディ４５の外周に嵌合する第１、第２ロータコア４８Ｌ，４８Ｒは同一構造を有するもので、その外周面に沿って複数個（実施の形態では２０個）の永久磁石支持孔４８ａ…（図３および図４参照）を備えており、そこに第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…が軸線Ｌ方向に圧入される。第１ロータコア４８Ｌの隣接する第１永久磁石５２Ｌ…の極性は交互に反転しており、第２ロータコア４８Ｒの隣接する第２永久磁石５２Ｒ…の極性は交互に反転しており、かつ第１ロータコア４８Ｌの第１永久磁石５２Ｌ…の円周方向の位相および極性と、第２ロータコア４８Ｒの第２永久磁石５２Ｒ…の円周方向の位相および極性とは、電気角で１８０°ずれるように相互に一致している（図３および図４参照）。
　そしてロータボディ４５の外周の軸線Ｌ方向中央に弱磁性体のスペーサ４９が嵌合し、その外側に第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…を抜け止めする一対の内側永久磁石支持板５３，５３がそれぞれ嵌合し、その外側に第１、第２ロータコアロータコア４８Ｌ，４８Ｒがそれぞれ嵌合し、その外側に第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…を抜け止めする一対の外側永久磁石支持板５４，５４がそれぞれ嵌合し、その外側に一対のストッパリング５５，５５が圧入によりそれぞれ固定される。
　図２から明らかなように、インナーロータシャフト４７を囲むように、インナーロータ１４の回転位置を検出するための第２レゾルバ５６が設けられる。第２レゾルバ５６は、インナーロータシャフト４７の外周に固定されたレゾルバロータ５７と、このレゾルバロータ５７の周囲を囲むようにケーシング１１の蓋部１７に固定されたレゾルバステータ５８とで構成される。
　しかして、図９に拡大して示すように、アウターロータ１３の外周面に露出する第１誘導磁極３８Ｌ…の外周面に、僅かなエアギャップαを介して第１ステータ１２Ｌの第１電機子２１Ｌ…の内周面が対向し、アウターロータ１３の内周面に露出する第１誘導磁極３８Ｌ…の内周面に、僅かなエアギャップβを介してインナーロータ１４の第１ロータコア４８Ｌの外周面が対向する。同様に、アウターロータ１３の外周面に露出する第２誘導磁極３８Ｒ…の外周面に、僅かなエアギャップαを介して第２ステータ１２Ｒの第２電機子２１Ｒ…の内周面が対向し、アウターロータ１３の内周面に露出する第２誘導磁極３８Ｒ…の内周面に、僅かなエアギャップβを介してインナーロータ１４の第２ロータコア４８Ｒの外周面が対向する。
　次に、上記構成を備えた第１の実施の形態の電動機Ｍの作動原理を説明する。
　図１０は電動機Ｍを円周方向に展開した状態を模式的に示すものである。図１０の左右両側には、インナーロータ１４の第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…がそれぞれ示される。第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…は、円周方向（図１０の上下方向）に所定ピッチＰでＮ極およびＳ極が交互に配置されるとともに、軸線Ｌ方向（図１０の左右方向）に対向する第１永久磁石５２Ｌ…の極性および第２永久磁石５２Ｒ…の極性は逆になるように配置される。
　図１０の中央部には第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒの第１、第２電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…に対応する仮想永久磁石２１…が円周方向に所定ピッチＰで配置される。実際には、第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒの第１、第２電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…の数は各２４個であり、インナーロータ１４の第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…の数は各２０個であるため、第１、第２電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…のピッチはインナーロータ１４の第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…のピッチＰと一致していない。
　しかしながら、第１、第２電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…はそれぞれ回転磁界を形成するため、それら第１、第２電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…を、ピッチＰで配置されて円周方向に回転する２０個の仮想永久磁石２１…で置き換えることができる。以下、第１、第２電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…を、仮想永久磁石２１…の第１、第２仮想磁極２１Ｌ…，２１Ｒ…と呼ぶ。円周方向に隣接する仮想永久磁石２１…の第１、第２仮想磁極２１Ｌ…，２１Ｒ…の極性は交互に反転しており、かつ各仮想永久磁石２１…の第１仮想磁極２１Ｌ…と第２仮想磁極２１Ｒ…とは、同一の極性を有して軸線方向Ｌに整列している。
　第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…と仮想永久磁石２１…との間に、アウターロータ１３の第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が配置される。第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…は円周方向にピッチＰで配置されるとともに、第１誘導磁極３８Ｌ…と第２誘導磁極３８Ｒ…とは円周方向にピッチＰの半分だけずれている。
　図１０に示すように、仮想永久磁石２１の第１仮想磁極２１Ｌの極性が、それに対向する（最も近い）第１永久磁石５２Ｌの極性と異なるときには、仮想永久磁石２１の第２仮想磁極２１Ｒの極性が、それに対向する（最も近い）第２永久磁石５２Ｒの極性と同じになる。また仮想永久磁石２１の第２仮想磁極２１Ｒの極性が、それに対向する（最も近い）第２永久磁石５２Ｒの極性と異なるときには、仮想永久磁石２１の第１仮想磁極２１Ｌの極性が、それに対向する（最も近い）第１永久磁石５２Ｌの極性と同じになる（図１２（Ｇ）参照）。
　先ず、インナーロータ１４（第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…）を回転不能に固定した状態で、第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒ（第１、第２仮想磁極２１Ｌ…，２１Ｒ…）に回転磁界を発生させることで、アウターロータ１３（第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…）を回転駆動する場合の作用を説明する。この場合、図１１（Ａ）→図１１（Ｂ）→図１１（Ｃ）→図１１（Ｄ）→図１２（Ｅ）→図１２（Ｆ）→図１２（Ｇ）の順番で、固定された第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…に対して仮想永久磁石２１…が図中下向きに回転することで、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が図中下向きに回転する。
　図１１（Ａ）に示すように、相対向する第１永久磁石５２Ｌ…および仮想永久磁石２１…の第１仮想磁極２１Ｌ…に対して第１誘導磁極３８Ｌ…が整列し、かつ相対向する第２仮想磁極２１Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…に対して第２誘導磁極３８Ｒ…が半ピッチＰ／２ずれた状態から、仮想永久磁石２１…を同図の下方に回転させる。その回転の開始時においては、仮想永久磁石２１…の第１仮想磁極２１Ｌ…の極性は、それに対向する第１永久磁石５２Ｌ…の極性と異なるとともに、仮想永久磁石２１…の第２仮想磁極２１Ｒ…の極性は、それに対向する第２永久磁石５２Ｒ…の極性と同じになる。
　第１誘導磁極３８Ｌ…が第１永久磁石５２Ｌ…および仮想永久磁石２１…の第１仮想磁極２１Ｌ…間に配置されているので、第１誘導磁極３８Ｌ…が第１永久磁石５２Ｌ…および第１仮想磁極２１Ｌ…によって磁化され、第１永久磁石５２Ｌ…、第１誘導磁極３８Ｌ…および第１仮想磁極２１Ｌ…間に第１磁力線Ｇ１が発生する。同様に、第２誘導磁極３８Ｒ…が第２仮想磁極２１Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…間に配置されているので、第２誘導磁極３８Ｒ…が第２仮想磁極２１Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…によって磁化され、第２仮想磁極２１Ｒ…、第２誘導磁極３８Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…間に第２磁力線Ｇ２が発生する。
　図１１（Ａ）に示す状態では、第１磁力線Ｇ１は、第１永久磁石５２Ｌ…、第１誘導磁極３８Ｌ…および第１仮想磁極２１Ｌ…を結ぶように発生し、第２磁力線Ｇ２は、円周方向に隣り合う各２つの第２仮想磁極２１Ｒ…と両者の間に位置する第２誘導磁極３８Ｒ…とを結ぶように、また円周方向に隣り合う各２つの第２永久磁石５２Ｒ…と両者の間に位置する第２誘導磁極３８Ｒ…とを結ぶように発生する。その結果、この状態では、図１３（Ａ）に示すような磁気回路が構成される。この状態では、第１磁力線Ｇ１が直線状であることにより、第１誘導磁極３８Ｌ…には、円周方向に回転させるような磁力は作用しない。また円周方向に隣り合う各２つの第２仮想磁極２１Ｒ…と第２誘導磁極３８Ｒ…との間の２つの第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いおよび総磁束量が互いに等しく、同様に円周方向に隣り合う各２つの第２永久磁石５２Ｒ…と第２誘導磁極３８Ｒ…との間の２つの第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いおよび総磁束量も、互いに等しくなってバランスしている。このため、第２誘導磁極３８Ｒ…にも、円周方向に回転させるような磁力は作用しない。
　そして、仮想永久磁石２１…が図１１（Ａ）に示す位置から図１１（Ｂ）に示す位置に回転すると、第２仮想磁極２１Ｒ…、第２誘導磁極３８Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…を結ぶような第２磁力線Ｇ２が発生するとともに、第１誘導磁極３８Ｌ…と第１仮想磁極２１Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１が曲がった状態になる。これに伴い、第１、第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２によって、図１３（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誘導磁極３８Ｌ…に作用する。これにより、第１誘導磁極３８Ｌ…は、仮想永久磁石２１…の回転方向、つまり磁界回転方向に比較的大きな駆動力で駆動され、その結果アウターロータ１３が磁界回転方向に回転する。また第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いは大きいものの、その総磁束量が少ないため、比較的弱い磁力が第２誘導磁極３８Ｒ…に作用し、それにより第２誘導磁極３８Ｒ…は磁界回転方向に比較的小さな駆動力で駆動され、その結果アウターロータ１３は磁界回転方向に回転する。
　次いで、仮想永久磁石２１が、図１１（Ｂ）に示す位置から、図１１（Ｃ），（Ｄ）および図１２（Ｅ），（Ｆ）に示す位置に順に回転すると、第１誘導磁極３８Ｌ…および第２誘導磁極３８Ｒ…は、それぞれ第１、第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２に起因する磁力によって磁界回転方向に駆動され、その結果アウターロータ１３が磁界回転方向に回転する。その間、第１誘導磁極３８Ｌ…に作用する磁力は、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合いが大きくなるものの、その総磁束量が少なくなることによって、徐々に弱くなり、第１誘導磁極３８Ｌ…を磁界回転方向に駆動する駆動力が徐々に小さくなる。また第２誘導磁極３８Ｒ…に作用する磁力は、第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いが小さくなるものの、その総磁束量が多くなることによって徐々に強くなり、第２誘導磁極３８Ｒ…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、仮想永久磁石２１が図１２（Ｅ）に示す位置から図１２（Ｆ）に示す位置に回転する間、第２磁力線Ｇ２が曲がった状態になるとともに、その総磁束量が最多に近い状態になり、その結果、最強の磁力が第２誘導磁極３８Ｒ…に作用し、第２誘導磁極３８Ｒ…に作用する駆動力が最大になる。その後、図１２（Ｇ）に示すように、仮想永久磁石２１が当初の図１１（Ａ）の位置からピッチＰ分回転することにより、仮想永久磁石２１の第１、第２仮想磁極２１Ｌ…，２１Ｒ…がそれぞれ第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…に対向する位置に回転すると、図１１（Ａ）の状態と左右が反転した状態となり、その瞬間だけアウターロータ１３を円周方向に回転させる磁力は作用しなくなる。
　この状態から、仮想永久磁石２１が更に回転すると、第１、第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２に起因する磁力によって、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が磁界回転方向に駆動され、アウターロータ１３が磁界回転方向に回転する。その際、仮想永久磁石２１が再び図１１（Ａ）に示す位置まで回転する間、以上とは逆に、第１誘導磁極３８Ｌ…に作用する磁力は、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合が小さくなるものの、その総磁束量が多くなることによって強くなり、第１誘導磁極３８Ｌ…に作用する駆動力が大きくなる。逆に、第２誘導磁極３８Ｒ…に作用する磁力は、第２磁力線Ｇ２の曲がり度合が大きくなるものの、その総磁束量が少なくなることによって弱くなり、第２誘導磁極３８Ｒ…に作用する駆動力が小さくなる。
　また図１１（Ａ）と図１２（Ｇ）とを比較すると明らかなように、仮想永久磁石２１がピッチＰ分回転するのに伴って、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が半ピッチＰ／２分しか回転しないので、アウターロータ１３は、第１、第２ステータ１２Ｌ、１２Ｒの回転磁界の回転速度の１／２の速度で回転する。これは、第１、第２磁力線Ｇ１，Ｇ２に起因する磁力の作用によって、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が、第１磁力線Ｇ１で結ばれた第１永久磁石５２Ｌ…と第１仮想磁極２１Ｌ…との中間、および第２磁力線Ｇ２で結ばれた第２永久磁石５２Ｒ…と第２仮想磁極２１Ｒ…トの中間に、それぞれ位置した状態を保ちながら、回転するためである。
　次に、図１４および図１５を参照しながら、アウターロータ１３を固定した状態で、インナーロータ１４を回転させる場合の電動機Ｍの作動について説明する。
　先ず、図１４（Ａ）に示すように、各第１誘導磁極３８Ｌ…が各第１永久磁石５２Ｌ…に対向するとともに、各第２誘導磁極３８Ｒ…が隣り合う各２つの第２永久磁石５２Ｒ…の間に位置した状態から、第１、第２回転磁界を同図の下方に回転させる。その回転の開始時において、各第１仮想磁極２１Ｌ…の極性を、それに対向する各第１永久磁石５２Ｌ…の極性と異ならせるとともに、各第２仮想磁極２１Ｒ…の極性をそれに対向する各第２永久磁石５２Ｒ…の極性と同じにする。
　この状態から、仮想永久磁石２１…が図１４（Ｂ）に示す位置に回転すると、第１誘導磁極３８Ｌ…と第１仮想磁極２１Ｌ…の間の第１磁力線Ｇ１が曲がった状態になり、かつ第２仮想磁極２１Ｒ…が第２誘導磁極３８Ｒ…に近づくことによって、第２仮想磁極２１Ｒ…、第２誘導磁極３８Ｒ…および第２永久磁石５２Ｒ…を結ぶような第２磁力線Ｇ２が発生する。その結果、第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…、仮想永久磁石２１…および第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…において、前述した図１３（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永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１の総磁束量は高いものの、この第１磁力線Ｇ１がまっすぐであるため、第１誘導磁極３８Ｌ…に対して第１永久磁石５２Ｌ…を回転させるような磁力が発生しない。また第２永久磁石５２Ｒ…およびこれと異なる極性の第２仮想磁極２１Ｒ…の間の距離が比較的長いことにより、第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の第２磁力線Ｇ２の総磁束量は比較的少ないものの、その曲がり度合いが大きいことによって、第２永久磁石５２Ｒ…に、これを第２誘導磁極３８Ｒ…に近づけるような磁力が作用する。これにより、第２永久磁石５２Ｒ…は、第１永久磁石５２Ｌ…と共に、仮想永久磁石２１…の回転方向、即ち磁界回転方向と逆方向（図１４の上方）に駆動され、図１４（Ｃ）に示す位置に向かって回転する。また、これに伴い、インナーロータ１４が磁界回転方向と逆方向に回転する。
　そして第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…が図１４（Ｂ）に示す位置から図１４（Ｃ）に示す位置に向かって回転する間、仮想永久磁石２１…は、図１４（Ｄ）に示す位置に向かって回転する。以上のように、第２永久磁石５２Ｒ…が第２誘導磁極３８Ｒ…に近づくことにより、第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いは小さくなるものの、仮想永久磁石２１…が第２誘導磁極３８Ｒ…に更に近づくのに伴い、第２磁力線Ｇ２の総磁束量は多くなる。その結果、この場合にも、第２永久磁石５２Ｒ…に、これを第２誘導磁極３８Ｒ…側に近づけるような磁力が作用し、それにより、第２永久磁石５２Ｒ…が、第１永久磁石５２Ｌ…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動される。
　また第１永久磁石５２Ｌ…が磁界回転方向と逆方向に回転するのに伴い、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１が曲がることによって、第１永久磁石５２Ｌ…に、これを第１誘導磁極３８Ｌ…に近づけるような磁力が作用する。しかし、この状態では、第１磁力線Ｇ１に起因する磁力は、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合いが第２磁力線Ｇ２よりも小さいことによって、上述した第２磁力線Ｇ２に起因する磁力よりも弱い。その結果、両磁力の差分に相当する磁力によって、第２永久磁石５２Ｒ…が第１永久磁石５２Ｌ…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動される。
　そして、図１４（Ｄ）に示すように、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の距離と、第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の距離が互いにほぼ等しくなったときには、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１の総磁束量および曲がり度合いが、第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の第２磁力線Ｇ２の総磁束量および曲がり度合いとそれぞれほぼ等しくなる。
　その結果、これらの第１、第２磁力線Ｇ１，Ｇ２に起因する磁力が互いにほぼ釣り合うことによって、第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…が一時的に駆動されない状態になる。
　この状態から、仮想永久磁石２１…が図１５（Ｅ）に示す位置まで回転すると、第１磁力線Ｇ１の発生状態が変化し、図１５（Ｆ）に示すような磁気回路が構成される。それにより、第１磁力線Ｇ１に起因する磁力が、第１永久磁石５２Ｌ…を第１誘導磁極３８Ｌ…に近づけるようにほとんど作用しなくなるので、第２磁力線Ｇ２に起因する磁力によって、第２永久磁石５２Ｒ…は、第１永久磁石５２Ｌ…とともに、図１５（Ｇ）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１５（Ｇ）に示す位置から、仮想永久磁石２１…が若干回転すると、以上とは逆に、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１に起因する磁力が、第１永久磁石５２Ｌ…に、これを第１誘導磁極３８Ｌ…に近づけるように作用し、それにより、第１永久磁石５２Ｌ…が第２永久磁石５２Ｒ…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動され、インナーロータ１４が磁界回転方向と逆方向に回転する。そして仮想永久磁石２１…が更に回転すると、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１に起因する磁力と第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の第２磁力線Ｇ２に起因する磁力の差分に相当する磁力によって、第１永久磁石５２Ｌ…が第２永久磁石５２Ｒ…と共に、磁界回転方向と逆方向に駆動される。その後、第２磁力線Ｇ２に起因する磁力が、第２永久磁石５２Ｒ…を第２誘導磁極３８Ｒ…に近づけるようにほとんど作用しなくなると、第１磁力線Ｇ１に起因する磁力によって、第１永久磁石５２Ｌ…が第２永久磁石５２Ｒ…と共に駆動される。
　以上のように、第１、第２回転磁界の回転に伴い、第１永久磁石５２Ｌ…と第１誘導磁極３８Ｌ…との間の第１磁力線Ｇ１に起因する磁力と、第２誘導磁極３８Ｒ…と第２永久磁石５２Ｒ…との間の第２磁力線Ｇ２に起因する磁力と、これらの磁力の差分に相当する磁力とが、第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…に、即ちインナーロータ１４に交互に作用し、それによりインナーロータ１４が磁界回転方向と逆方向に回転する。また、そのように磁力、即ち駆動力がインナーロータ１４に交互に作用することによって、インナーロータ１４のトルクはほぼ一定になる。
　この場合、インナーロータ１４は、第１、第２回転磁界と同じ速度で逆回転する。これは、第１、第２磁力線Ｇ１，Ｇ２に起因する磁力の作用によって、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…が、第１永久磁石５２Ｌ…と第１仮想磁極２１Ｌ…との中間、および第２永久磁石５２Ｒ…と第２仮想磁極２１Ｒ…との中間にそれぞれ位置した状態を保ちながら、第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…が回転するためである。
　以上、インナーロータ１４を固定してアウターロータ１３を磁界回転方向に回転させる場合と、アウターロータ１３を固定してインナーロータ１４を磁界回転方向と逆方向に回転させる場合とを別個に説明したが、勿論インナーロータ１４およびアウターロータ１３の両方を相互に逆方向に回転させることも可能である。
　以上のように、インナーロータ１４およびアウターロータ１３のいずれか一方、あるいはインナーロータ１４およびアウターロータ１３の両方を回転させる場合に、インナーロータ１４およびアウターロータ１３の相対的な回転位置に応じて、第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…の磁化の状態が変わり、滑りを生じることなく回転させることが可能であり、同期機として機能するので、効率を高めることができる。また第１仮想磁極２１Ｌ…、第１永久磁石５２Ｌ…および第１誘導磁極３８Ｌ…の数が互いに同じに設定されるとともに、第２仮想磁極２１Ｒ…、第２永久磁石５２Ｒ…および第２誘導磁極３８Ｒ…の数が互いに同じに設定されているので、インナーロータ１４およびアウターロータ１３のいずれを駆動する場合にも、電動機Ｍのトルクを十分に得ることができる。
　以上のように、本実施の形態によれば、第１、第２ステータ１２Ｌ，１２Ｒの第１、第２回転磁界の極性の位相を相互にピッチＰだけずらし、アウターロータ１３の第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…の位相を相互にピッチＰの半分だけずらしたことにより、インナーロータ１４の第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…の磁極の位相を相互に一致させることができ、これによりインナーロータ１４に対する第１、第２永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…の支持を容易にし、インナーロータ１４の構造を簡素化することができる。
第２の実施の形態
　次に、図１６に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
　第１の実施の形態の電動機Ｍは、第１ステータ１２Ａの第１電機子２１Ｌ…の極性と、第２ステータ１２Ｂの第２電機子２１Ｒ…の極性とが、軸線Ｌ方向に隣り合うものどうしが一致している。第２の実施の形態は、第１、第２ステータ１２Ａ，１２Ｂの第１、第２電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…の軸線Ｌ方向に隣り合うものどうし、一つの電気子２１…で置き変えたものである。
　このように、第１の実施の形態の第１電機子２１Ｌ…および第２電機子２１Ｒ…を一体化して電機子２１…とすることで、第１ステータ１２Ａおよび第２ステータ１２Ｂを一つのステータ１２に纏めることができる。これにより部品点数の削減および構造の更なる簡素化を図りながら、電動機Ｍに第１の実施の形態と同様の機能を発揮させることができる。
第３の実施の形態
　次に、図１７に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。
　第３の実施の形態は、インナーロータ１４の一つの磁極を構成する第１永久磁石５２Ｌあるいは第２永久磁石５２Ｒを、それぞれ二つに分割したものである。この場合、二つの永久磁石が一つの磁極を構成するには、その二つの永久磁石の極性が一致していることが必要である。
第４の実施の形態
　次に、図１８～図２６に基づいて本発明の第４の実施の形態を説明する。
　ロータボディ４５の外周に嵌合する第１、第２ロータコア４８Ｌ，４８Ｒは同一構造を有するもので、その外周面に沿って複数個（実施の形態では２０個）の主永久磁石支持孔４８ａ…（図１９および図２０参照）を備えており、そこに第１～第３の実施の形態の第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…と実質的に同じ物である第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…が軸線Ｌ方向に挿入される。第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…はＮ極およびＳ極が径方向内外を向くように配置されており、第１ロータコア４８Ｌの隣接する第１主永久磁石５２Ｌ…の極性は交互に反転しており、第２ロータコア４８Ｒの隣接する第２主永久磁石５２Ｒ…の極性は交互に反転しており、かつ第１ロータコア４８Ｌの第１主永久磁石５２Ｌ…の円周方向の位相および極性と、第２ロータコア４８Ｒの第２主永久磁石５２Ｒ…の円周方向の位相および極性とは、電気角で１８０°ずれている（図１９および図２０参照）。即ち、第１ロータコア４８Ｌおよび第２ロータコア４８Ｒの軸線Ｌ方向に隣接する第１主永久磁石５２Ｌおよび第２主永久磁石５２Ｒの外周面側の磁極の極性は、その一方がＮ極であれば、その他方はＳ極となる（図２３参照）。
　弱磁性体製のスペーサ４９の外周面に沿って、第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…と同数（実施の形態では２０個）の副永久磁石支持孔４９ａ…（図２１参照）が形成されており、そこに副永久磁石３９…が軸線Ｌ方向に挿入される。各副永久磁石３９は、その軸線Ｌ方向両側に位置する第１、第２主永久磁石５２Ｌ，５２Ｒ間に挟まれており、そのＮ極およびＳ極は軸線Ｌ方向を指向している。副永久磁石３９のＮ極は第１、第２主永久磁石５２Ｌ，５２Ｒの一方の外周面のＮ極に対向し、副永久磁石３９のＳ極は第１、第２主永久磁石５２Ｌ，５２Ｒの他方の外周面のＳ極に対向する。即ち、第１、第２主永久磁石５２Ｌ，５２Ｒの外周面のＮ極およびＳ極からの磁束は、本来アウターロータ１３の第１、第２誘導磁極３８Ｌ…，３８Ｒ…に流れるべきものであるが、その磁束が第１、第２主永久磁石５２Ｌ，５２Ｒ間で短絡してしまうのを抑制する方向に、副永久磁石３９の磁極が配置される。よって、円周方向に隣接する副永久磁石３９，３９の磁極の方向は交互に反転している。
　また第１ロータコア４８Ｌの円周方向に隣接する主永久磁石支持孔４８ａ…の間に副永久磁石支持孔４８ｂ…が形成されており、そこに第１副永久磁石４０Ｌ…が挿入される。第１副永久磁石４０Ｌ…のＮ極およびＳ極は円周方向を向いており、円周方向に隣接する主永久磁石５２Ｌの外周面のＮ極に第１副永久磁石４０ＬのＮ極が対向し、円周方向に隣接する主永久磁石５２Ｌの外周面のＳ極に第１副永久磁石４０ＬのＳ極が対向している（図２６参照）。つまり、円周方向に隣接する主永久磁石５２Ｌ間の表面磁束の短絡が、第１副永久磁石４０Ｌによって阻止される。
　第２ロータコア４８Ｒには、第１ロータコア４８Ｌの第１副永久磁石４０Ｌ…と同様に、第２副永久磁石４０Ｒ…が設けられる。
　上記副永久磁石３９…および第１、第２副永久磁石４０Ｌ…，４０Ｒ…の減磁耐力は、第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…の減磁耐力よりも高く設定される。その理由は、第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…が発生する逆向きの磁束に晒されると、副永久磁石３９…および第１、第２副永久磁石４０Ｌ…，４０Ｒ…の磁力が減じてしまう場合があるが、副永久磁石３９…および第１、第２副永久磁石４０Ｌ…，４０Ｒ…の減磁耐力を第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…の減磁耐力よりも高く設定することで、副永久磁石３９…および第１、第２副永久磁石４０Ｌ…，４０Ｒ…の減磁を防止することができる。
　そしてロータボディ４５の外周の軸線Ｌ方向中央に前記副永久磁石３９を備えた弱磁性体のスペーサ４９が嵌合し、その外側に第１、第２ロータコアロータコア４８Ｌ，４８Ｒがそれぞれ嵌合し、その外側に第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…および第１、第２副永久磁石４０Ｌ…，４０Ｒ…を抜け止めする一対の支持板５４，５４がそれぞれ嵌合し、その外側に一対のストッパリング５５，５５が圧入によりそれぞれ固定される。
　しかして、インナーロータ１４の第１ロータコア４８Ｌの第１主永久磁石５２Ｌ…と第２ロータコア４８Ｒの第２主永久磁石５２Ｒ…との間の表面磁束の短絡を、第１、第２ロータコア４８Ｌ，４８Ｒに挟まれたスペーサ４９に設けた副永久磁石３９…で阻止し、かつ第１ロータコア４８Ｌの第１主永久主磁石５２Ｌ…間の表面磁束の短絡を第１副永久磁石４０Ｌ…で阻止するとともに、第２ロータコア４８Ｒの第２主永久磁石５２Ｒ…間の表面磁束の短絡を第２副永久磁石４０Ｒ…で阻止するので、インナーロータ１４の第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…と第１、第２電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…との間で効率的に磁束を受け渡して電動機Ｍの出力を増加させることができる。このとき、副永久磁石３９…を支持するスペーサ４９を弱磁性体で構成したことにより、それを積層鋼板で構成する場合に比べて安価であるだけでなく、インナーロータ１４の第１ロータコア４８Ｌの第１主永久磁石５２Ｌ…と第２ロータコア４８Ｒの第２主永久磁石５２Ｒ…との間の表面磁束の短絡を一層確実に阻止することができる。
第５の実施の形態
　次に、図２７に基づいて本発明の第５の実施の形態を説明する。
　第４の実施の形態の電動機Ｍは、第１ステータ１２Ａの第１電機子２１Ｌ…の極性と、第２ステータ１２Ｂの第２電機子２１Ｒ…の極性とが、軸線Ｌ方向に隣り合うものどうしが一致している。第５の実施の形態は、第１、第２ステータ１２Ａ，１２Ｂの第１、第２電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…の軸線Ｌ方向に隣り合うものどうし、一つの電気子２１…で置き変えたものである。
　このように、第４の実施の形態の第１電機子２１Ｌ…および第２電機子２１Ｒ…を一体化して電機子２１…とすることで、第１ステータ１２Ａおよび第２ステータ１２Ｂを一つのステータ１２に纏めることができる。これにより部品点数の削減および構造の更なる簡素化を図りながら、電動機Ｍに第４の実施の形態と同様の機能を発揮させることができる。
第６の実施の形態
　次に、図２８および図２９に基づいて本発明の第６の実施の形態を説明する。
　第４の実施の形態（図２６参照）および第６の実施の形態（図２８参照）を比較すると明らかなように、第６の実施の形態の第１副永久磁石４０Ｌ…の径方向外端は、第１主永久磁石５２Ｌ…の径方向外端よりも、径方向外側に突出している。これにより、円周方向に隣接する第１主永久磁石５２Ｌ…間の表面磁束の短絡を、第１副永久磁石４０Ｌ…により一層効果的に阻止することができる。尚、第２副永久磁石４０Ｒ…および第２主永久磁石５２Ｒ…の関係も、上述したものと同じである。
　更に、図２９から明らかなように、スペーサ４９に支持された副永久磁石３９…の径方向外端は、第１、第２ロータコア４８Ｌ，４８Ｒに支持された第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…の径方向外端よりも、径方向外側に突出している。これにより、軸線Ｌ方向に隣接する第１、第２主永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…間の表面磁束の短絡を、副永久磁石３９…により一層効果的に阻止することができる。
第７の実施の形態
　次に、図３０に基づいて本発明の第７の実施の形態を説明する。
　第７の実施の形態は、インナーロータ１４の一つの磁極を構成する第１主永久磁石５２Ｌあるいは第２主永久磁石５２Ｒを、それぞれ二つに分割したものである。この場合、二つの主永久磁石が一つの磁極を構成するには、その二つの主永久磁石の極性が一致していることが必要である。
第８の実施の形態
　次に、図３１に基づいて本発明の第８の実施の形態を説明する。
　第８の実施の形態は、インナーロータ１４の第１、第２ロータコア４８Ｌ，４８Ｒ間に挟まれる円環状のスペーサ４９の副永久磁石支持孔４９ａ…の形状と、そこに嵌合する副永久磁石３９…の形状とに特徴を有している。
　即ち、各副永久磁石３９は、軸線Ｌに関して概ね円周方向（厳密には円弧でなくて直線）に延びる内周面ａと、軸線Ｌに関して円周方向に延びる外周面ｂと、軸線Ｌに関して径方向に延びる一対の側面ｃ，ｃと、一対の側面ｃ，ｃの径方向外端部および外周面ｂの円周方向両端部を接続する一対の傾斜面ｄ，ｄとで囲まれた、軸線Ｌ方向に一定の６角形状の断面を有する。
　この副永久磁石３９を副永久磁石支持孔４９ａに嵌合させたとき、内周面ａおよび一対の傾斜面ｄ，ｄが副永久磁石支持孔４９ａに当接するが、外周面ｂと副永久磁石支持孔４９ａとの間には円周方向に延びる僅かな間隙γが形成されるとともに、一対の側面ｃ，ｃと副永久磁石支持孔４９ａとの間には半円状の間隙δが形成される。特に、スペーサ４９は、副永久磁石３９の一対の傾斜面ｄ，ｄに対向する一対の径方向荷重支持部４９ｂ，４９ｂと、それら一対の径方向荷重支持部４９ｂ，４９ｂ間を円周方向に接続する帯状のブリッジ部４９ｃとを備えており、このブリッジ部４９ｃと副永久磁石３９の外周面ｂとの間に前記間隙γが形成される。
　さて、インナーロータ１４が回転して副永久磁石３９に径方向外向きの遠心力が作用したとき、その遠心力は副永久磁石３９の一対の傾斜面ｄ，ｄからスペーサ４９の一対の径方向荷重支持部４９ｂ，４９ｂに伝達されるが、一対の傾斜面ｄ，ｄの作用で副永久磁石３９を円周方向に位置決めすることができる。しかも、一対の径方向荷重支持部４９ｂ，４９ｂはブリッジ部４９ｃで相互に連結されているために剛性が高まり、副永久磁石３９を確実に支持することができる。またスペーサ４９のブリッジ部４９ｃと副永久磁石３９の外周面ｂとの間には間隙γが形成されているため、ブリッジ部４９ｃには径方向の剪断荷重が作用せず、円周方向の引張荷重だけが作用することになり、ブリッジ部４９ｃを薄肉にしても径方向荷重支持部４９ｂ，４９ｂの応力集中を効果的に防止することができる。
　尚、副永久磁石３９は軸線Ｌ方向の磁束によってインナーロータ１４の第１ロータコア４８Ｌの第１主永久磁石５２Ｌ…と第２ロータコア４８Ｒの第２主永久磁石５２Ｒ…との間の表面磁束の短絡を阻止するものであるため、副永久磁石３９の外周面ｂの径方向外側に間隙γが存在しても、上記表面磁束の短絡阻止効果に影響を及ぼすことはない。
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
　例えば、実施の形態では径方向外側に配置したステータ１２Ｌ，１２Ｒ（あるいは１２）に電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…（あるいは２１）を設け、径方向内側に配置したインナーロータ１４に（主）永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…を設けているが、電機子２１Ｌ…，２１Ｒ…（あるいは２１）および（主）永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…の位置関係を逆にしても良い。
　また実施の形態の電動機Ｍは極対数が１０であるが，その極対数は適宜選択可能である。
　また実施の形態のステータ１２Ｌ，１２Ｒ（あるいは１２）のコイル２０は集中巻であるが、分布巻であっても良い。
　また実施の形態では電動機Ｍを例示したが、本発明は発電機等の任意の回転電機のロータに適用することができる。
　また実施の形態の第１、第２（主）永久磁石５２Ｌ…，５２Ｒ…は、Ｎ極およびＳ極を径方向内外に配置しているが、それを円周方向に配置することができる。

Claims (13)

  1. 　軸線（Ｌ）を囲むように配置された環状のステータ（１２Ｌ，１２Ｒ）と、軸線（Ｌ）まわりに回転可能な第１ロータ（１４）と、前記ステータ（１２Ｌ，１２Ｒ）および前記第１ロータ（１４）間に配置されて軸線（Ｌ）まわりに回転可能な第２ロータ（１３）とを備えた電動機であって、
    　前記ステータ（１２Ｌ，１２Ｒ）は、円周方向に配置された複数の第１電機子（２１Ｌ）で構成され、電力の供給に伴って該複数の第１電機子（２１Ｌ）に発生する磁極により、円周方向に沿って回転する第１回転磁界を発生させる第１電機子列と、円周方向に配置された複数の第２電機子（２１Ｒ）で構成され、電力の供給に伴って該複数の第２電機子（２１Ｒ）に発生する磁極により、円周方向に沿って回転する第２回転磁界を発生させる第２電機子列とを軸線（Ｌ）方向に並置して成り、
    　前記第１ロータ（１４）は、円周方向に所定ピッチ（Ｐ）で交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第１永久磁石（５２Ｌ）を配置して構成された第１永久磁石列と、円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）で交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第２永久磁石（５２Ｒ）を配置して構成された第２永久磁石列とを軸線（Ｌ）方向に並置して成り、
    　前記第２ロータ（１３）は、円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）で配置された軟磁性体製の複数の第１誘導磁極（３８Ｌ）で構成された第１誘導磁極列と、円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）で配置された軟磁性体製の複数の第２誘導磁極（３８Ｒ）で構成された第２誘導磁極列とを軸線（Ｌ）方向に並置して成り、
    　前記第１誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ前記第１電機子列および前記第１永久磁石列が対向し、前記第２誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ前記第２電機子列および前記第２永久磁石列が対向し、
    　前記ステータ（１２Ｌ，１２Ｒ）の前記第１回転磁界の極性の位相および前記第２回転磁界の極性の位相を相互に一致させ、前記第２ロータ（１３）の前記第１誘導磁極（３８Ｌ）の位相および第２誘導磁極（３８Ｒ）の位相を相互に円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）の半分だけずらし、前記第１ロータ（１４）の第１永久磁石列の磁極の位相および第２永久磁石列の磁極の位相を円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）だけずらしたことを特徴とする電動機。
  2. 　軸線（Ｌ）を囲むように配置された環状のステータ（１２）と、軸線（Ｌ）まわりに回転可能な第１ロータ（１４）と、前記ステータ（１２）および前記第１ロータ（１４）間に配置されて軸線（Ｌ）まわりに回転可能な第２ロータ（１３）とを備えた電動機であって、
    　前記ステータ（１２）は、円周方向に配置された複数の電機子（２１）で構成され、電力の供給に伴って該複数の電機子（２１）に発生する磁極により、円周方向に沿って回転する回転磁界を発生させる電機子列から成り、
    　前記第１ロータ（１４）は、円周方向に所定ピッチ（Ｐ）で交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第１永久磁石（５２Ｌ）を配置して構成された第１永久磁石列と、円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）で交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第２永久磁石（５２Ｒ）を配置して構成された第２永久磁石列とを軸線（Ｌ）方向に並置して成り、
    　前記第２ロータ（１３）は、円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）で配置された軟磁性体製の複数の第１誘導磁極（３８Ｌ）で構成された第１誘導磁極列と、円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）で配置された軟磁性体製の複数の第２誘導磁極（３８Ｒ）で構成された第２誘導磁極列とを軸線（Ｌ）方向に並置して成り、
    　前記第１誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ前記電機子列および前記第１永久磁石列が対向し、前記第２誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ前記電機子列および前記第２永久磁石列が対向し、
    　前記第２ロータ（１３）の前記第１誘導磁極（３８Ｌ）の位相および第２誘導磁極（３８Ｒ）の位相を相互に円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）の半分だけずらし、前記第１ロータ（１４）の第１永久磁石列の磁極の位相および第２永久磁石列の磁極の位相を円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）だけずらしたことを特徴とする電動機。
  3. 　前記第２ロータ（１３）の円筒状のロータボディ（３１）に軸線（Ｌ）方向に直線状に延びる複数のスリット（３１ａ，３１ｂ）を形成し、前記各スリット（３１ａ，３１ｂ）に前記第１、第２誘導磁極（３８Ｌ，３８Ｒ）を嵌合したことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電動機。
  4. 　極性が異なる磁極が円周方向に交互に並ぶように複数の主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）を配置した磁極列を軸線（Ｌ）方向に複数並置し、軸線（Ｌ）方向に隣接する前記磁極列の相互に向かい合う前記主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）の極性を異ならせた回転電機用ロータにおいて、
    　隣接する二つの前記磁極列の軸線（Ｌ）方向に相互に向かい合う前記主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）の間に副永久磁石（３９）を設け、前記副永久磁石（３９）の極性を、相互に向かい合う前記主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）の間の表面磁束の短絡を抑制するように配置したことを特徴とする回転電機用ロータ。
  5. 　前記副永久磁石（３９）の減磁耐力を前記主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）の減磁耐力よりも大きく設定したことを特徴とする、請求項４に記載の回転電機用ロータ。
  6. 　前記副永久磁石（３９）を前記主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）よりもステータ側に突出させたことを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の回転電機用ロータ。
  7. 　前記複数の磁極列の間に配置した弱磁性体製のスペーサ（４９）の外周部に前記副永久磁石（３９）を支持したことを特徴とする、請求項４～請求項６の何れか１項に記載の回転電機用ロータ。
  8. 　前記副永久磁石（３９）は、軸線（Ｌ）に関して円周方向に延びる内周面（ａ）および外周面（ｂ）と、軸線（Ｌ）に関して径方向に延びる一対の側面（ｃ）と、前記一対の側面（ｃ）の径方向外端部および前記外周面（ｂ）の円周方向両端部を接続する一対の傾斜面（ｄ）とを備え、
    　前記スペーサ（４９）の外周部には前記副永久磁石（３９）が嵌合する副永久磁石支持孔（４９ａ）が形成され、
    　前記副永久磁石（３９）は、少なくとも前記一対の傾斜面（ｄ）が前記副永久磁石支持孔（４９ａ）の周囲の一対の径方向荷重支持部（４９ｂ）に接することを特徴とする、請求項７に記載の回転電機用ロータ。
  9. 　前記スペーサ（４９）は前記一対の径方向荷重支持部（４９ｂ）を接続するブリッジ部（４９ｃ）を備え、前記ブリッジ部（４９ｃ）は前記副永久磁石（３９）の外周面（ｂ）に間隙（γ）を介して対向することを特徴とする、請求項８に記載の回転電機用ロータ。
  10. 　極性が異なる磁極が円周方向に交互に並ぶように複数の主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）を配置した磁極列を軸線（Ｌ）方向に複数並置し、軸線（Ｌ）方向に隣接する前記磁極列の相互に向かい合う前記主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）の極性を異ならせた回転電機用ロータにおいて、
    　円周方向に相互に向かい合う前記主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）の間に副永久磁石（４０Ｌ，４０Ｒ）を設け、前記副永久磁石（４０Ｌ，４０Ｒ）の極性を、相互に向かい合う前記主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）の間の表面磁束の短絡を抑制するように配置したことを特徴とする回転電機用ロータ。
  11. 　前記副永久磁石（４０Ｌ，４０Ｒ）の減磁耐力を前記主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）の減磁耐力よりも大きく設定したことを特徴とする、請求項１０に記載の回転電機用ロータ。
  12. 　前記副永久磁石（４０Ｌ，４０Ｒ）を前記主永久磁石（５２Ｌ，５２Ｒ）よりもステータ側に突出させたことを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の回転電機用ロータ。
  13. 　請求項４～請求項１２の何れか１項に記載の回転電機用ロータを第１ロータ（１４）として備えた電動機であって、
    　前記第１ロータ（１４）とステータ（１２Ｌ，１２Ｒ，１２）との間に第２ロータ（１３）を備え，
    　前記ステータ（１２Ｌ，１２Ｒ，１２）は、円周方向に配置された複数の電機子（２１Ｌ，２１Ｒ，２１）で構成され、電力の供給に伴って該複数の電機子（２１Ｌ，２１Ｒ，２１）に発生する磁極により、円周方向に沿って回転する回転磁界を発生させ、
    　前記第１ロータ（１４）は、円周方向に所定ピッチ（Ｐ）で交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第１永久磁石（５２Ｌ）を配置して構成された第１永久磁石列と、円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）で交互に異なる極性の磁極を有するように複数の第２永久磁石（５２Ｒ）を配置して構成された第２永久磁石列とを軸線（Ｌ）方向に並置して成り、
    　前記第２ロータ（１３）は、円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）で配置された軟磁性体製の複数の第１誘導磁極（３８Ｌ）で構成された第１誘導磁極列と、円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）で配置された軟磁性体製の複数の第２誘導磁極（３８Ｒ）で構成された第２誘導磁極列とを軸線（Ｌ）方向に並置して成り、
    　前記第１誘導磁極列の径方向両側に前記ステータ（１２Ｌ，１２Ｒ，１２）の電機子列および前記第１永久磁石列が対向し、前記第２誘導磁極列の径方向両側にそれぞれ前記ステータ（１２Ｌ，１２Ｒ，１２）の電機子列および前記第２永久磁石列が対向し、
    　前記第２ロータ（１３）の前記第１誘導磁極（３８Ｌ）の位相および第２誘導磁極（３８Ｒ）の位相を相互に円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）の半分だけずらし、前記第１ロータ（１４）の第１永久磁石列の磁極の位相および第２永久磁石列の磁極の位相を円周方向に前記所定ピッチ（Ｐ）だけずらしたことを特徴とする電動機。
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