WO2019026725A1 - 回転電機 - Google Patents

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勝昭 藤野
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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine having a rotor with permanent magnets and a stator with windings.
  • a rotating electrical machine such as a motor or a generator includes a rotor and a stator.
  • the stator excites the rotor.
  • the winding is wound around the iron core such that the axis of the winding is directed to the rotor.
  • a winding is wound around a part of a C-shaped iron core, and a rotor is disposed between both ends of the facing iron core.
  • Patent Document 4 a stator formed by winding a hollow cylindrical core and a permanent magnet in which m N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction are formed, and minute air is formed in the core of the stator.
  • a toroidal core type actuator is described having a rotor rotatably disposed via a gap.
  • the stator when the magnetic poles of the rotor are directed to the end of the stator, the stator is such that the magnetic path from the end of the stator to the inside of the stator is the main magnetic flux direction from the rotor It is formed in the direction that intersects the Therefore, when the rotor passes toward the end of the stator, the magnetic path from the end of the stator to the inside of the stator crosses the direction of the main magnetic flux from the rotor. Since the change in magnetic flux is smaller than that of the conventional motor in which the direction of the wire is directed in the radial direction, the back electromotive force can be made smaller than that of the conventional motor described in Patent Documents 1 to 3.
  • a recess is formed on the outer circumferential surface of the housing, the rotor magnet is housed in the recess and the lid is provided, and even if the rotor magnet does not pop out, a minute air gap is generated between the rotor magnet and the coil. The reason is that the thinner the lid is, the easier it is to break the lid.
  • the reliability can not be maintained in long-time operation when the rotor portion rotates at high speed.
  • the present invention can achieve high rotation without applying high voltage by suppressing generation of back electromotive force, and can maintain the reliability of the rotor even if high rotation is continued for a long time
  • An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine.
  • a plurality of permanent magnets are disposed on the housing along the rotation circumference, and the magnetic poles of the permanent magnets are disposed along the rotation circumference and the rotor oriented in the direction along the rotation axis.
  • a stator having a plurality of windings, wherein the winding has a magnetic path from the end of the winding to the inside of the winding when the magnetic pole of the permanent magnet is directed to the winding.
  • a plurality of stators are formed along a rotational axis of the rotor, and are formed in a direction intersecting with a main magnetic flux direction from permanent magnets, and each of the stators is formed of coils forming the stator. It is characterized in that the gap is disposed at a position shifted in the circumferential direction of rotation.
  • the rotating electrical machine of the present invention when the rotor passes toward the end of the winding of the stator, the magnetic path from the end of the winding to the inside of the winding is the main magnetic flux direction from the rotor Since the change in the magnetic flux is smaller than in the conventional electric motor in which the direction of the winding is directed in the radial direction, the back electromotive force can be made smaller than that of the conventional electric motor. Also, the permanent magnets of the rotor are oriented in the direction along the rotation axis, and the stator is arranged with a winding along the rotation circumference in the direction in which the magnetic poles of the permanent magnets are directed.
  • a plurality of stators are provided along the rotational axis of the rotor, and each of the stators is disposed at a position where the gaps between the windings forming the stator are offset in the circumferential direction of rotation. Therefore, the permanent magnet housed in the housing is different from the direction in which the centrifugal force acts and the direction in which the magnetic pole faces the winding. The permanent magnet can be made less likely to pop out of the housing even if it is rotated. In addition, even if the rotor tries to decelerate or stop at the gap between the ends of the stator, rotational drive can be applied by another stator.
  • a plurality of permanent magnets are arranged on the housing along the rotation circumference, and the rotor has the magnetic poles of the permanent magnets oriented in the direction along the rotation axis,
  • a stator having a plurality of windings disposed, the windings having a magnetic path from the end of the winding into the winding when the magnetic pole of the permanent magnet is directed to the winding
  • An auxiliary winding is formed between the end portions of the plurality of windings formed in a direction intersecting the main magnetic flux direction from the permanent magnet.
  • the rotating electrical machine of the present invention when the rotor passes toward the end of the winding of the stator, the magnetic path from the end of the winding to the inside of the winding is the main magnetic flux direction from the rotor Since the change in the magnetic flux is smaller than in the conventional electric motor in which the direction of the winding is directed in the radial direction, the back electromotive force can be made smaller than that of the conventional electric motor.
  • the permanent magnets of the rotor are oriented in the direction along the rotation axis, and the stator is arranged with a winding along the rotation circumference in the direction in which the magnetic poles of the permanent magnets are directed. Then, auxiliary windings are provided between the ends of the plurality of windings.
  • the permanent magnet housed in the housing is different from the direction in which the centrifugal force acts and the direction in which the magnetic pole faces the winding.
  • the permanent magnet can be made less likely to pop out of the housing even if it is rotated.
  • the magnetic force generated between the ends of the plurality of windings can be complemented by the auxiliary winding, the rotational driving force of the rotor can be enhanced by the auxiliary winding. .
  • the rotor may be disposed on both sides of the stator.
  • the stator may be formed by the arc-shaped winding along the rotation circumference of the rotor.
  • the windings of the stator are arc-shaped along the circumferential direction around the rotation axis of the rotor, so that the magnetic path from the end of the stator to the inside of the stator and the main magnetic flux direction from the rotor It can be in the direction intersecting with the
  • the stator may be formed by the winding in which an axis along a tangent of a rotation circumference of the rotor is linear. It is easy to manufacture by making the axis of the winding linear.
  • the stator may be formed of a plurality of parallel-connected windings surrounding the rotational center of the rotor. By forming a plurality of windings connected in parallel, the resistance value of the windings can be reduced.
  • the permanent magnet may be disposed closer to the axis of the winding. it can.
  • a rotational speed adjustment unit may be connected to adjust the current from the power generation winding. Since the power generation winding is coaxial with the auxiliary winding, the magnetic field generated in the power generation winding acts to assist the auxiliary winding. Therefore, the number of rotations of the permanent magnet can be adjusted according to the current flowing through the rotation speed adjustment unit.
  • the rotation speed adjustment unit may include a rectification unit connected to the power generation winding, and a consumption unit that consumes the current from the rectification unit.
  • the consumption part can adjust the number of rotations of the permanent magnet in accordance with the current that consumes the direct current rectified by the rectification part, and the consumption part can effectively utilize the current.
  • the rotating electrical machine of the present invention since the change in magnetic flux is smaller than that of the conventional electric motor in which the winding direction is directed in the radial direction, the back electromotive force can be smaller than that of the conventional electric motor. Even if it does not apply, it can be made high rotation. Further, even if the rotor is rotated at high speed, it is possible to make it difficult for the permanent magnet to fly out of the housing. Therefore, by suppressing the generation of the back electromotive force, the rotating electric machine of the present invention can achieve high rotation without applying high voltage, and maintain the reliability of the rotor even if high rotation is continued for a long time can do.
  • FIG. 14 is a diagram of an upper stage stator of the motor shown in FIG. 13 and an upper stage permanent magnet facing the stator.
  • FIG. 14 is a perspective view of a state where the rotor has rotated 45 degrees from the state of the motor shown in FIG. 13;
  • FIG. 16 is a diagram of an upper stage stator of the electric motor shown in FIG.
  • the stator of the motor shown in FIG. 5 is a winding having an elliptical cross section, and is a view of the motor in which a rotor is also provided on the opposite side of the stator.
  • Embodiment 1 A rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention will be described based on the drawings, using a motor as an example.
  • 1 (A) and 1 (B) are schematic diagrams for explaining the motor according to the first embodiment, which supports the stator and the output shaft, and supports the sensor unit and the like. The housing is not shown.
  • the motor 10 shown in FIGS. 1A and 1B includes a rotor 20 formed coaxially with the output shaft O1, and a stator 30 for exciting a magnetic flux that rotationally drives the rotor 20. .
  • a plurality of permanent magnets 22 are disposed along the rotation circumference R1 in the housing 21, and one of the N pole and the S pole of the permanent magnet 22 is directed in the direction along the rotation axis L1.
  • the housing 21 is formed in a disk shape, and stores the permanent magnets 22 at equal intervals along the rotation circumference R1.
  • the permanent magnet 22 is formed in a rectangular parallelepiped, and is disposed in the housing 21 so that the magnetic poles of either one of the N pole and the S pole are alternately directed to the stator 30.
  • four permanent magnets 22 are provided in the housing 21 every 90 degrees.
  • the permanent magnet 22 can use a neodymium magnet whose magnetic force is stronger than other magnets.
  • the stator 30 is formed of a plurality of windings C1 (first to fourth windings 31 to 34), and the winding C1 is disposed along the rotation circumference R1 in the direction in which the magnetic poles of the permanent magnet 22 face. There is.
  • the stator 30 when the rotor 20 faces the end of the winding C1 (ends 31T1, 31T2, 32T1, 32T2, 33T1, 33T2, 34T1, 34T2), the inside of the winding from the end of the winding C1
  • a magnetic path R (see FIG. 4) is formed in a direction intersecting the main magnetic flux direction F1 from the rotor 20.
  • the winding C1 is formed in an arc shape along the rotation circumference R1 around the rotation axis L1 of the rotor 20.
  • the end 31T1 of the first winding 31 and the end 34T1 of the fourth winding 34 are connected to the exciting circuit portion 42 of the control circuit 40, and the facing end 31T2 , 32T2's, end portions 32T1, 33T1's and end portions 33T2, 34T2's are connected in series, so that they are connected in series, but they may be connected in parallel.
  • the windings C1 of the first winding 31 to the fourth winding 34 are energized, one end 31T1, 34T1 facing each other, the ends 32T1, 33T1 have the same pole, and the other ends 31T2, 32T2 meet each other,
  • the wiring is wound such that the ends 33T2 and 34T2 generate the same polarity.
  • the control circuit 40 includes a sensor unit 41 and an excitation circuit unit 42.
  • the sensor unit 41 detects timing when one end 31T1, 34T1 and one end 32T1, 33T1 are N pole and the other end 31T2, 32T2 and one end 33T2, 34T2 are S poles. On the other hand, it detects timings in which one end 31T1, 34T1 and one end 32T1, 33T1 are S poles and the other end 31T2, 32T2 and one end 33T2, 34T2 are N poles.
  • the first sensor unit 411 and the second sensor unit 412 are provided.
  • the first sensor unit 411 and the second sensor unit 412 rotate together with the rotor 20 and the transmission type photo interrupter 41 a by the light emitting diode and the photodiode fixed by the support member (not shown), and the transmission type photo interrupter 41 a And a disk-shaped shielding plate 41b passing between the light emitting diode and the photodiode.
  • the shield plate 41b is provided. Are commonly provided to the first sensor unit 411 and the second sensor unit 412.
  • the shielding board 41b is used in common by the 1st sensor part 411 and the 2nd sensor part 412, in FIG. 2, the shielding board 41b is shown separately corresponding to the photo-interrupter 41a. There is.
  • An arc-shaped cutout 41c (see FIG. 1A) for defining the energization timing and the energization time is formed along a circumferential direction on a part of the peripheral edge of the shielding plate 41b.
  • the arc-shaped notches 41c are formed in a range of 90 degrees in accordance with the position of the N pole of the permanent magnet 22, and are formed at two positions on the periphery of the shielding plate 41b.
  • the photo interrupter 41a is a position where one end 31T1, 34T1 of the first winding 31 and the fourth winding 34 face each other at a position of 0 degrees, and one end where the second winding 32 and the third winding 33 face each other. When the positions of the portions 32T1 and 32T1 are 180 degrees, they are formed at 0 degrees and 90 degrees.
  • the excitation circuit unit 42 shown in FIG. 2 controls the energization of the first winding 31 to the fourth winding 34.
  • the exciting circuit unit 42 includes the first sensor unit 411 and the second sensor unit 412 as one set, and the transistors from the first FETs 421a and 421b to the third FETs 423a and 423b control the first winding 31 to the fourth winding 34. Control the direction of energization.
  • the first FET 421a and the third FET 423a are n-type FETs.
  • the second FETs 422a and 422b are p-type FETs.
  • the gate terminals G of the first FETs 421a and 421b are connected to the photo interrupter 41a via the resistors R11 and R12.
  • the source terminals S of the first FETs 421a and 421b are grounded.
  • the source terminals S of the second FETs 422a and 422b are connected to the power supply via the diodes D11 and D12, and are grounded via the capacitors C11 and C12.
  • the gate terminals G of the second FETs 422a and 422b are connected to the drain terminals D of the first FETs 421a and 421b via the resistors R21 and R22, and to the source terminals S of the second FETs 422a and 422b via the resistors R31 and R32. It is connected.
  • the drain terminals D of the second FETs 422a and 422b are connected to the anode terminals A of the diodes D21 and D22 and to the drain terminals D of the third FETs 423a and 423b.
  • the gate terminals G of the third FETs 423a and 423b are connected to the photo interrupter 41a via the resistors R41 and R42.
  • the source terminals S of the third FETs 423a and 423b are grounded.
  • the wire from one end 34T1 of the fourth winding 34 is connected to the drain terminal D of the second FET 422a and to the drain terminal D of the third FET 423a.
  • the wiring from one end 31T1 of the first winding 31 is connected to the drain terminal D of the second FET 422b and to the drain terminal D of the third FET 423b.
  • the gate terminal G of the first FET 421a and the gate terminal G of the third FET 423a are connected to the photo interrupter 41a via the resistors R11 and R41. Is a first voltage at which the first FET 421a and the third FET 423a are turned on.
  • the gate terminal G of the first FET 421b connected to the photo interrupter 41a of the second sensor unit 412 via the resistors R12 and R42 and the gate terminal G of the third FET 423b are the first FET 421b and The third FET 423 b is turned off, which is a second voltage (0 V) lower than the first voltage.
  • the gate terminal G of the second FET 422a connected to the drain terminal D of the first FET 421b via the resistor R21 is turned off by the resistor R31 connected to the power supply Vss. It becomes a voltage.
  • the resistor R22 is connected to the drain terminal D of the first FET 421a, so the gate terminal G of the second FET 422b is at the second voltage at which the second FET 422b is in the on state.
  • the current from the power supply Vss flows into the source terminal S of the second FET 422b via the diode D12, and the second FET 422b
  • the current flows from the drain terminal D of the first winding 31 to one end 31T1 of the first winding 31.
  • the end 31T of the first winding 31 and the end 34T1 of the fourth winding 34 and the end 32T1 of the second winding 32 and the third winding A magnetic field of the same pole (N pole) repulsive to the N pole of the permanent magnet 22 is generated at the end 33T1 of 33, and the other end 31T2, the end 32T2, the end 33T2, the end 34T2 A magnetic field of the same polarity (S pole) repulsive to the S pole of the permanent magnet 22 is generated.
  • the magnetic field generated by the first winding 31 to the fourth winding 34 causes the poles of the permanent magnet 22 to repel each other, and the rotor 20 rotates.
  • the arc-shaped notch 41c of the shielding plate 41b is positioned in the photo interrupter 41a of the second sensor unit 412 in the sensor unit 41.
  • the light from the photo interrupter 41 a of the second sensor unit 412 is transmitted through the arc-shaped notch 41 c of the shielding plate 41 b, whereby the phototransistor of the photo interrupter 41 a of the second sensor unit 412 is energized.
  • the gate terminal G of the first FET 421 b and the gate terminal G of the third FET 423 b are connected to the photo interrupter 41 a via the resistors R12 and R42. Is a first voltage at which the first FET 421 b and the third FET 423 b are turned on.
  • the arc-shaped cutout 41c is positioned in the photo interrupter 41a of the second sensor unit 412, the arc-shaped cutout 41c is not positioned in the photo interrupter 41a of the first sensor unit 411.
  • the interrupter 41a is de-energized. Accordingly, the gate terminal G of the first FET 421a connected to the photo interrupter 41a of the first sensor unit 411 via the resistors R11 and R41 and the gate terminal G of the third FET 423a turn off the first FET 421a and the third FET 423a. , The second voltage.
  • the gate terminal G of the second FET 422b connected to the drain terminal D of the first FET 421a via the resistor R22 is turned off by the resistor R32 connected to the power supply Vss. It becomes a voltage.
  • the resistor R21 is connected to the drain terminal D of the first FET 421b, and therefore the gate terminal G of the second FET 422a becomes the second voltage at which the second FET 422a is in the on state.
  • the current from the power supply Vss flows into the source terminal S of the second FET 422a through the diode D11, and the second FET 422a Flows from the drain terminal D of the second winding 34 to one end 34T1 of the fourth winding 34.
  • a current flows from the fourth winding 34 to the third winding 33, the second winding 32 and the first winding 31 sequentially, and one end 31T1 of the first winding 31 to the drain terminal of the third FET 423b It flows to D and flows from the drain terminal D to the source terminal S of the third FET 423b.
  • the end 31T of the first winding 31 and the end 34T1 of the fourth winding 34 and the end 32T1 of the second winding 32 and the third winding A magnetic field of the same pole (S pole) repulsive to the S pole of the permanent magnet 22 is generated at the end 33T1 of 33, and the other end 31T2, the end 32T2, the end 33T2, the end 34T2 A magnetic field of the same pole (N pole) repulsive to the N pole of the permanent magnet 22 is generated.
  • the magnetic field generated by the first winding 31 to the fourth winding 34 causes the poles of the permanent magnet 22 to repel each other, and the rotor 20 rotates.
  • the rotor 20 when the rotor 20 rotates, the other arc-shaped notch 41c formed in the shielding plate 41b is positioned at the photo interrupter 41a of the first sensor unit 411, so that the stator 30 shown in FIG. The magnetic field of the magnetic pole shown in FIG.
  • the rotor 20 can keep rotating by alternately generating the magnetic pole shown in FIG. 3A and the magnetic pole shown in FIG. 3B in the stator 30.
  • the stator 30 has a first winding 31 to a fourth winding 34 formed in an arc shape along the circumferential direction around the rotation axis L1 of the rotor 20. Therefore, as shown in FIG. 4, the magnetic path in the stator 30 is along the arc of the winding (the first winding 31 to the fourth winding 34).
  • the respective magnetic poles of the permanent magnet 22 of the rotor 20 are directed to the ends of the first winding 31 to the fourth winding 34 (the end 31T1 of the first winding 31 and the 34T1 of the fourth winding 34 in FIG. 4)
  • the magnetic path from the end of the stator 30 into the stator 30 is in the direction intersecting the main magnetic flux direction F1 from the rotor 20.
  • the permanent magnets 22 of the rotor 20 are directed in the direction along the rotation axis L1, and the stator 30 is along the rotation circumference R1 in the direction in which the magnetic poles of the permanent magnets 22 are directed.
  • a winding C1 is disposed. Therefore, the permanent magnet 22 housed in the housing 21 is different in the direction in which the centrifugal force acts (radial direction of the rotation circumference R1) and the direction in which the magnetic pole faces the winding C1.
  • the permanent magnet 22 can be made difficult to pop out of the housing 21 even when the rotor 20 is rotated at high speed by disposing the housing 20 in proximity to the winding C1. Therefore, long-time operation can be made possible while maintaining the high speed rotation of the rotor 20.
  • the motor 10 according to the first embodiment can achieve high rotation without applying a high voltage by suppressing the generation of the back electromotive force, and the rotor 20 can continue high rotation for a long time. Can maintain its credibility.
  • the first winding 31 to the fourth winding 34 are formed in an arc shape along the rotation circumference R1 and formed into a circular shape as the stator 30.
  • the curvature is larger or smaller than the rotation circumference. It may be done.
  • the center of the winding in the longitudinal direction may not be orthogonal to the direction in which the magnetic poles of the permanent magnet are directed, and may be inclined.
  • FIGS. 1A and 1B the housing for supporting the stator, the output shaft, the sensor unit, etc. is not shown in FIGS. 5A and 5B. .
  • FIG. 5 (A) and the same figure (B) the thing of the same structure as FIG. 1 (A) and the same figure (B) attaches
  • the winding C2 of the stator 30a is disposed along the rotation circumference R1 in the direction in which the magnetic pole of the permanent magnet 22 faces. Further, in the winding C2, an axis L2 along a tangent of the rotation circumference R1 of the rotor 20 is formed in a linear shape.
  • the axis L2 of the winding C2 of the stator 30a is formed in a straight line, when the permanent magnet 22 faces the end of the winding C2, the end of the winding C2 starts from the end of the winding C2
  • the winding C2 of the stator 30a is formed in a direction crossing the main magnetic flux direction from the permanent magnet 22 and the magnetic path to the magnetic flux path along the rotation circumference R1 in the direction in which the magnetic poles of the permanent magnet 22 face.
  • a winding C2 is disposed. Therefore, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
  • the axis L2 of the winding C2 is formed in a straight line, when the wire is wound around the core, it can be evenly wound as compared with the arc-shaped winding C1 (see FIG. 1). Therefore, the winding C2 in which the axis L2 is straight can improve the workability.
  • the magnetic poles of the permanent magnets of the rotor are directed outward in the radial direction of rotation and surrounded by the winding C2 of the stator 30a.
  • the distance between the magnetic pole of the permanent magnet and the winding C2 approaches at the body of the winding C1, separates at the end, and is not constant.
  • the distance between the magnetic pole of the permanent magnet 22 and the winding C2 is made constant. can do.
  • FIG. 6 A rotating electrical machine according to a third embodiment of the present invention will be described based on the drawings, using a motor as an example.
  • the motor 12 according to the third embodiment shown in FIG. 6 is provided with auxiliary windings 33a to 33d in the motor 10 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B). It is.
  • FIG. 6 the thing of the same structure as FIG. 1 (A) and the figure (B) attaches
  • the auxiliary windings 33a to 33d are magnetic force enhancing windings formed in a straight tubular shape.
  • the windings 33a to 33d are the facing ends of the first winding 31 to the fourth winding 34 (ends 31T1 and 34T1, ends 31T2 and 32T2, ends 32T1 and 33T1,
  • the axial lines of the windings 33a to 33d are arranged outward in the radial direction of the circumference of the rotation, outside the end 33T2 and the end 34T2).
  • the winding 33b has the same polarity as the end 31T2 and the end 32T2 so that the winding 33a has the same polarity as the end 31T1 and the end 34T1, and the winding 33c has the end 32T1.
  • the winding 33d is further controlled by the control circuit 40 so as to have the same polarity as the end 33T2 and the end 34T21 so as to have the same polarity as the end 32T1.
  • the auxiliary windings 33a to 33d face the axis and have the same poles as the magnetic poles generated by the ends of the windings.
  • the magnetic forces at the respective end portions of the first winding 31 to the fourth winding 34 can be complemented by the windings 33a to 33d. Therefore, the rotational driving force of the rotor 20 can be increased by the windings 33a to 33d.
  • FIG. 7 (Modification of Embodiment 3) A modification of the motor according to the third embodiment will be described based on the drawings.
  • the motor 12a according to the third embodiment shown in FIG. 7 rotates the axis L3 of the auxiliary windings 33a to 33d along the rotation axis L1 with respect to the motor 12 according to the third embodiment shown in FIG.
  • the coil C2 is directed to the child 20 side, and the winding C2 of the stator 30a is formed on the linear axis L2.
  • FIG. 7 the same components as in FIG. 5 (A), FIG. 5 (B) and FIG. 6 are assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • the magnetic flux from the windings 33a to 33d is directed to the rotor 20. Therefore, the magnetic forces of the respective end portions of the first winding 31 to the fourth winding 34 can be reinforced more strongly by the windings 33a to 33d.
  • Embodiment 4 A rotating electrical machine according to a fourth embodiment of the present invention will be described based on the drawings, using a motor as an example.
  • An electric motor 13 according to the fourth embodiment shown in FIG. 8 is the electric motor 12 according to the third embodiment shown in FIG. 6 provided with power generation windings 35a to 35d.
  • the thing of the same structure as FIG. 6 attaches
  • the motor 13 is provided with power generation windings 35a to 35d coaxially with the auxiliary windings 33a to 33d.
  • a rotational speed adjustment unit 50 is connected to the power generation windings 35a to 35d.
  • the rotational speed adjustment unit 50 includes a rectification unit 51 and a consumption unit 52.
  • the rectifying unit 51 can be configured by a diode bridge.
  • the consumer 52 may be a variable resistor, but may connect a load that effectively uses electrical energy instead of the variable resistor. For example, a battery charging circuit, a lighting apparatus, or a motor can be used.
  • the consuming unit 52 can set the resistance value from the short circuit state to the open state.
  • the rotational speed adjustment unit 50 can be provided for each of the power generation windings 35a to 35d, and can be provided commonly to the power generation windings 35a to 35d.
  • the operation of the rotational speed adjusting unit 50 for adjusting the current from the power generation windings 35a to 35d will be described in detail.
  • an electromotive force can be generated in the power generation windings 35a to 35d.
  • the current from the power generation windings 35 a to 35 d shown in FIG. 9 is full-wave rectified by the rectifying unit 51 and flows to the consuming unit 52.
  • the consumption unit 52 consumes the power from the power generation windings 35a to 35d with the set resistance value.
  • the power generation windings 35a to 35d disposed coaxially with the windings 33a to 33d receive electromagnetic induction by the permanent magnet 22 of the rotor 20 more than electromagnetic induction by the windings 33a to 33d. Is larger, and the generated current generates a magnetic field which assists the windings 33a to 33d.
  • the rotation speed can be adjusted by adjusting the current consumption by the rotation speed adjustment unit 50 of the motor 13. Therefore, the motor 13 can be a novel motor that can control the rotation speed.
  • the rectification part 51 can be abbreviate
  • FIG. 10 An electric motor 13a according to the fourth embodiment shown in FIG. 10 is different from the electric motor 12 according to the fourth embodiment shown in FIG. 8 in the auxiliary winding 33a to 33d and the power generation winding 35a to 35d along the axis L3. Is directed to the rotor 20 side along the rotation axis L1, and the winding C2 of the stator 30a is formed on the linear axis L2.
  • FIG. 10 the same components as in FIG. 5 (A), FIG. 5 (B) and FIG. 8 are assigned the same reference numerals and explanation thereof is omitted.
  • the axis L3 of the power generation windings 35a to 35d disposed coaxially with the auxiliary windings 33a to 33d and the auxiliary windings 33a to 33d along the rotation axis L1 on the rotor 20 side.
  • the magnetic flux from the windings 33a to 33d is directed to the rotor 20. Therefore, the magnetic forces from the respective end portions of the first to fourth windings 31 to 34 can be reinforced more strongly by the windings 33a to 33d, and the magnetic force from the auxiliary windings 33a to 33d can be used. Power can be generated by the power generation windings 35a to 35d.
  • FIG. 11 to 16 are schematic diagrams for explaining the motor according to the fifth embodiment, and the casing supporting the stator and the output shaft, and supporting the sensor unit and the like is a diagram. Not shown. Also, a housing for holding the permanent magnets of the rotor and rotating about the rotation axis is not shown. Furthermore, since the same thing can be used for the excitation circuit part 42 (refer FIG. 2), description is abbreviate
  • either the N pole or the S pole of the cylindrical permanent magnet 202 of the rotor 200 corresponds to the rotation axis L1 of the rotor 200.
  • the stator 300 is oriented along the rotation circumference R1 in the direction in which the magnetic poles of the rotor 200 are directed.
  • the rotor 200 is disposed on both sides in the vertical direction, sandwiching the stator 300, and is connected to the output shaft O1.
  • the rotor 200 is three in the upper and lower stages (first rotor 200a), middle stage (second rotor 200b), and lower stage (third rotor 200c) along the vertical direction. Is equipped.
  • stator 300 two stators 300, the upper stage (first stator 300a) and the lower stage (second stator 300b), are disposed between the respective rotors 200. Therefore, the upper stator 300 (first stator 300a) is sandwiched by the upper and middle rotors 200 (first rotor 200a and second rotor 200b), and the lower stator 300 (second The stator 300b) is sandwiched by the middle and lower rotors 200 (the second rotor 200b and the third rotor 200c).
  • Each permanent magnet 202 of the rotor 200 is disposed at the same position as viewed from the direction along the rotation axis L1.
  • the upper rotor 200 (first rotor 200 a) is disposed such that the N pole and the S pole of the permanent magnet 202 alternately face the lower stator 300.
  • the magnetic poles (the magnetic poles facing the permanent magnets 202 of the upper rotor 200) in the middle rotor 200 (the second rotor 200b) are arranged to have the same polarity as the upper rotor 200.
  • the downward facing magnetic pole of the middle stage rotor 200 is the opposite magnetic pole to the upward facing magnetic pole of the middle stage rotor 200.
  • the upward facing magnetic pole (the magnetic pole facing the permanent magnet 202 of the middle stage rotor 200) in the lower stage rotor 200 (third rotor 200c) is the same pole as the downward direction pole in the middle stage rotor 200. It is arranged.
  • a plurality of windings 301 to 304 of the stator 300 are provided along the rotation axis L1, and each of the upper stator 300 (first stator 300a) and the lower stator 300 (second stator 300b) is The gaps between the windings 301 to 304 are arranged at positions shifted by 45 degrees in the circumferential direction of rotation.
  • the stator 300 is formed by winding arc-shaped windings 301 to 304 whose circumference is divided into four along the circumferential direction around the rotation axis L1 of the rotor 200, as shown in FIG. ing.
  • the core 310 shown in FIG. 12 is formed of a disk-shaped collar portion 311 located at both ends and a core member 312 which connects the collar portions 311 and around which the windings 301 to 304 are wound. ing.
  • the core 310 can be made of metal or resin. When the core 310 is made of resin, magnetic saturation does not occur, which is preferable when a large current flows in the windings 301 to 304.
  • the stators 300 are connected in series by the respective windings 301 to 304 being connected by connection wires 305.
  • the wirings from both ends of the stator 300 (windings 301 to 304) connected in series are connected to the excitation circuit unit 42 of the control circuit 40.
  • the windings 301 to 304 of the stator 300 are wired by the excitation circuit unit 42 so that the facing ends generate the same pole.
  • the sensor unit (not shown) is provided with a transmission type photo interrupter and a shielding plate having a notch passing through the photo interrupter. Can.
  • the position of the permanent magnet 202 of the rotor 200 can be detected.
  • the stator 300 since the stator 300 includes the four windings 301 to 304, and the first stator 300a and the second stator 300b are displaced by 45 degrees along the rotation circumference, the coils 300 are wound. It is formed to detect four places where the ends of the lines 301 to 304 face each other.
  • the permanent magnet 202 is the winding 301 of the upper stator 300 (first stator 300a).
  • the permanent magnet 202 is the lower stage stator 300 (the second stator It is located near the end of the winding 301-304 of 300b).
  • the exciting circuit unit 42 has an N pole at the end where the winding 301 and the winding 302 face each other, and an end where the winding 302 and the winding 303 face each other.
  • the electrodes are energized such that the ends are S poles, the ends where the windings 303 and 304 face each other are N poles, and the ends where the ends of the windings 304 and 301 face each other are S poles. Further, as shown in FIG.
  • the exciting circuit unit 42 has the end portions where the winding 301 and the winding 302 face each other as S poles, and the winding 302
  • the ends facing winding 303 are N poles
  • the ends facing windings 303 and 304 are S poles
  • the ends facing winding 304 and winding 301 are N poles.
  • the middle and lower rotors 200 and the lower stator 300 are positioned so that the same poles face each other, so they repel and rotate.
  • the sensor unit detects that the upper and middle permanent magnets 202 approach the end of the windings 301 to 304 after the rotor 200 repels the stator 300 and rotates 45 °
  • the excitation circuit unit 42 The magnetic poles of the windings 301 to 304 are reversed by reversing the current directions of the upper stator 300 and the lower stator 300.
  • stator 300 when the middle and lower rotors 200 repel the lower stator 300, the stator 300 reverses the magnetic poles, and when the upper and middle rotors 200 repel the upper stator 300, the stator 300 rotates. Reverses the magnetic pole. By repeating this, the rotor 200 can keep rotating.
  • one of the N pole and the S pole of the permanent magnet 202 is directed along the rotation axis L1 of the rotor 200, and the stator 300 is rotated. It arrange
  • the permanent magnet 202 of the rotor 200 shown in FIG. 11 faces in the direction along the rotation axis L1, and the stator 300 is permanent.
  • the winding C1 is disposed along the rotation circumference R1 in the direction in which the magnetic poles of the magnet 202 are directed. Therefore, the permanent magnet 202 housed in the housing (not shown) has different directions from the direction in which the centrifugal force acts and the direction in which the windings 301 to 304 are approached. Even if the rotor 200 is rotated at high speed by being placed in the housing in proximity to the housing 304, the permanent magnet 202 does not jump out of the housing. Therefore, long-time operation can be enabled while maintaining the high speed rotation of the rotor 200.
  • the gaps between the windings 301 to 304 are arranged at positions shifted by 45 degrees along the circumferential direction between the first stator 300a and the second stator 300b. Therefore, even if the rotor 200 attempts to decelerate or stop at the gap between the ends of the stator 300, it can be rotationally driven by the other stator 300. Therefore, rotation can be continued without the rotor 200 decelerating.
  • FIG. 17 the same components as those in FIG. 5 (B) are assigned the same reference numerals and explanation thereof is omitted.
  • the winding C2 of the stator 30b surrounding the output shaft O1, which is the rotation center of the rotor 20, is the same as the motor 11 of the second embodiment. It arrange
  • the winding C2 is electrically connected in parallel in a state in which two parallel coils are arranged in the radial direction of the rotation circumference R1.
  • the resistance value of the stator 30b can be suppressed to a low value by connecting in parallel a plurality of windings C2 of the stator 30b in which the axis L2 is linearly formed. Therefore, when the number of windings C2 is one or more than two, a larger amount of current can flow, so that the driving force of the rotor 20 can be increased.
  • the stator 30b is formed by the two sets of windings C2 in the sixth embodiment, but three or more may be set as one set. Further, a plurality of windings C2 may be disposed along the rotation axis L1 of the output shaft O1.
  • the first winding 31 to the fourth winding 34 shown in FIGS. 1, 5, 6, 7, 8, 11, 11 and 17 are used as the stator. It is formed by lines 301 to 304, but it is formed in an annular shape by forming a pair of windings with a half circumference, three windings at every 120 degrees, or five or more windings. May be In any case, the winding direction and the current flow direction are controlled so that the ends of adjacent windings generate the same pole.
  • rotational speed adjustment unit 50 shown in FIG. 9 includes rectification unit 51
  • consumption unit 52 can be used if electric power from power generation windings 35a to 35d can be consumed as it is. It may be directly connected to the power generation windings 35a to 35d.
  • straight tubular windings 33a to 33d are the motor 12 according to the second embodiment shown in FIG. 2 (A), the motor 14 according to the fifth embodiment shown in FIG. 11, and the motor according to the fifth embodiment shown in FIG. 15 and the motor 16 shown in FIG.
  • the stator 300 is provided in two stages of upper and lower stages, and the rotor 200 is provided in three stages so as to sandwich the stator 300.
  • the number of the rotors 200 and the number of the stators 300 may be the same or one rotor 200 each.
  • the permanent magnet 202 is formed in a cylindrical shape, but may be formed in a spherical shape.
  • the winding C2 of the motor 11 shown in FIG. 5 has a linear axis L2 and a circular cross section orthogonal to the axis L2.
  • the line C3 can also be formed such that the axis L3 is linear and the cross section orthogonal to the axis L3 is elliptical.
  • a pair of rotors 20 is provided with the stator 320 interposed therebetween.
  • the winding C3 is formed in an elliptical shape in which the direction of the rotation axis L1 is crushed, when the rotor 20 is disposed on both sides of the stator 320, the cross section has a circular shape.
  • the permanent magnets 22 can be arranged close to each other. Therefore, since the magnetic poles of the permanent magnets 22 can be disposed close to the axis L3 of the winding C3 where the magnetic force becomes strong, the rotational force of the rotor 20 can be increased.
  • the rotor 20 is provided on both sides of the stator 320 in the present embodiment, either of the stators 320 may be provided.
  • the winding only needs to be able to bring the magnetic pole of the permanent magnet 22 closer to the axis of the winding, so the section of the winding has a length (thickness) in the direction along the rotation axis L1 It may be formed shorter than the radial length (width) of R1. Therefore, the cross-sectional thickness of the winding may be smaller than the width, such as a rectangle, a rhombus, or another polygonal shape.
  • the axis L3 of the winding C3 is formed in a linear shape, but even if the winding C1 shown in FIG. 1 is an arc, the direction of the rotation axis L1 of the winding C1 is collapsed. It can also be shaped. Further, as in the motor 15 shown in FIG. 17, a plurality of windings C1 may be provided in parallel.
  • the rotary electric machine according to the present invention was manufactured to operate as a generator, and the generated power was measured.
  • the generator of this embodiment is a multistage generator such as the motor 14 shown in FIG.
  • one stage is constituted by four windings and arranged in three stages.
  • the winding was a core of 10 mm in diameter and 80 mm in length and a copper wire of 0.7 mm in thickness. The number of turns is 970 turns.
  • the permanent magnet of the rotor employed a neodymium magnet having a magnetic grade of N52.
  • the measurement system 500 is for driving a power meter 501 for measuring input power, an inverter 502 for adjusting voltage and frequency, and a generator G2 of a comparative product for comparison with the generator G1 of the invention and the invention.
  • the motor 503 and the load unit 504 are provided.
  • the load unit 504 includes a diode bridge 504a for full-wave rectifying the output from the generator of the invention, a capacitor 504b for smoothing the pulsating current from the diode bridge 504a, and an electronic load device 504c whose power consumption can be adjusted. There is.
  • the electronic load device 504c LN-1000C-G7 manufactured by Gaiken Giken Co., Ltd. was used.
  • the comparison product G2 is MCT-500 manufactured by Nidec Corporation.
  • the input power and the output power of the inventive generator G1 and the comparative product G2 were measured, summarized in a table, and a graph was created.
  • the power obtained by subtracting the power consumption when the electronic load device 504c is brought into the load state (open state) from the power (total power consumption) measured by the power meter 501 is the input power. did. Therefore, the input power is 0 W when the electronic load device 504 c is in the load state (open state).
  • the generator G1 which is an inventive product, has a higher generating power than the generator G2, which is a comparative product. Therefore, it is understood that the rotary electric machine of the present invention not only functions as a motor, but also sufficiently functions as a generator.
  • the present invention is suitable for any machine in which an electric motor is used because the driving force can be obtained efficiently by a plurality of rotors.

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Abstract

逆起電力の発生を抑えることにより、高電圧を印加しなくても高回転とすることができ、高回転を長時間続けても回転子の信頼性を維持することができる回転電機を提供する。　電動機１４は、複数の永久磁石２０２が回転円周Ｒ１に沿って配置され、永久磁石２０２の磁極が回転軸線Ｌ１に沿った方向に向いた回転子２００と、永久磁石２０２の磁極が向く方向における回転円周Ｒ１に沿って複数の巻線が配置された固定子３００とを備えている。固定子３００は、回転子２００が第１巻線３０１～第４巻線３０４の端部に向いたときに、固定子３００の端部から固定子３００内への磁路が、回転子２００からの主磁束方向と交差する方向に形成されている。回転子２００の回転軸線Ｌ１に沿って複数備えられた固定子３００ａ，３００ｂは、巻線同士の隙間が、回転円周方向にずれた位置に配置されている。電動機１４は、発電機としても機能させることができる。

Description

回転電機
　本発明は、永久磁石による回転子と、巻線による固定子とを有する回転電機に関するものである。
　電動機や発電機などの回転電機は、回転子と固定子とを備えている。固定子は、回転子に対して励磁するものであるが、例えば、特許文献１，２に記載の従来の電動機のように、巻線の軸線が回転子に向くように鉄心に巻線が巻かれていたり、特許文献３に記載の従来の電動機のように、Ｃ字状の鉄心の一部に巻線が巻かれ、向き合う鉄心の両端部の間に、回転子を配置したりしたものが知られている。
　しかし、特許文献１－３に記載の従来の電動機では、固定子の磁極を回転子の磁極が通過するときに、固定子の磁極と回転子の磁極とが一瞬向き合う状態となる。従って、回転子が回転して、固定子の前を通過すると、回転子による大きな磁束の変化が発生するため、回転子が回転する際に、固定子に大きな逆起電力が発生する。従って、従来の電動機では、固定子により回転子が回転するときに、固定子に大きな逆起電力が発生するので、逆起電力に逆らって回転子を高回転とするには高電圧が必要となる。
　特許文献４には、中空円筒状のコアに巻線を施したステータと、円周方向にＮ極とＳ極が交互にｍ個配置された永久磁石で構成され、ステータのコア内に微小エアギャップを介して回転自在に配置されたロータとを有するトロイダルコア型アクチュエータが記載されている。
　この特許文献４によれば、固定子は、回転子の磁極が固定子の端部に向いたときに、固定子の端部から固定子内への磁路が、回転子からの主磁束方向と交差する方向に形成される。従って、回転子が固定子の端部を向いて通過するときに、固定子の端部から固定子内への磁路が、回転子からの主磁束方向と交差する方向となることで、巻線の向きを半径方向に向けた従来の電動機より磁束の変化が小さいので、特許文献１～３に記載の従来の電動機より逆起電力を小さいものとすることができる。
特開２０１４－１３５８５２号公報 特開２０１４－１４７２３８号公報 特開昭６０－２２６７５１号公報 特開２０００－１８４６２７号公報
　特許文献４に記載のトロイダルコア型アクチュエータでは、磁極数を２としたロータ磁石が回転軸を中心に回転するロータ部が図示されている。
　しかし、ロータ磁石の磁極をステータのコイルに向け、ロータ部のハウジングに回転円周に沿って複数のロータ磁石を収納して回転させるときには、ロータ部が高速回転すると、ハウジングから磁石が、遠心力によりコイルの方向へ飛び出すおそれがある。
　これは、ハウジングの外円周面に凹部を形成し、この凹部にロータ磁石を収納して蓋をし、ロータ磁石が飛び出さないようにしても、ロータ磁石とコイルとの間を微小エアギャップとするために、蓋の厚みを薄くすればするほど、蓋が壊れやすくなってしまうからである。
　従って、磁極をステータのコイルに向けたロータ磁石を、ハウジングの外周面に収納するようなロータ部では、ロータ部が高回転となると長時間の運転で信頼性を維持することができない。
　そこで本発明は、逆起電力の発生を抑えることにより、高電圧を印加しなくても高回転とすることができ、高回転を長時間続けても回転子の信頼性を維持することができる回転電機を提供することを目的とする。
　本発明の回転電機は、複数の永久磁石がハウジングに回転円周に沿って配置され、前記永久磁石の磁極が回転軸線に沿った方向に向いた回転子と、回転円周に沿って配置された複数の巻線を有する固定子とを備え、前記巻線は、前記永久磁石の磁極が前記巻線に向いたときに、前記巻線の端部から巻線内への磁路が、前記永久磁石からの主磁束方向と交差する方向に形成され、前記固定子は、前記回転子の回転軸線に沿って複数備えられ、前記固定子のそれぞれは、前記固定子を形成する巻線同士の隙間が、回転円周方向にずれた位置に配置されたことを特徴とする。
　本発明の回転電機によれば、回転子が固定子の巻線の端部に向いて通過するときに、巻線の端部から巻線内への磁路が、回転子からの主磁束方向と交差する方向となることで、巻線の向きを半径方向に向けた従来の電動機より磁束の変化が小さいので、従来の電動機より逆起電力を小さいものとすることができる。また、回転子の永久磁石は、回転軸線に沿った方向に向いており、固定子は、永久磁石の磁極が向く方向における回転円周に沿って巻線が配置されている。そして、固定子は、回転子の回転軸線に沿って複数備え、固定子のそれぞれは、固定子を形成する巻線同士の隙間が、回転円周方向にずれた位置に配置されている。
　そのため、ハウジングに収納された永久磁石は、遠心力が作用する方向と、磁極が巻線へ向く方向とが異なるので、永久磁石を巻線へ接近させてハウジングに配置して、回転子を高速に回転させても、永久磁石をハウジングから飛び出し難くすることができる。また、回転子が固定子の端部同士の隙間にて減速又は停止しようとしても、他の固定子にて回転駆動を付与することができる。
　また、本発明の回転電機は、複数の永久磁石がハウジングに回転円周に沿って配置され、前記永久磁石の磁極が回転軸線に沿った方向に向いた回転子と、回転円周に沿って配置された複数の巻線を有する固定子とを備え、前記巻線は、前記永久磁石の磁極が前記巻線に向いたときに、前記巻線の端部から巻線内への磁路が、前記永久磁石からの主磁束方向と交差する方向に形成され、前記複数の巻線の端部同士の間に、補助用の巻線が設けられたことを特徴とする。
　本発明の回転電機によれば、回転子が固定子の巻線の端部に向いて通過するときに、巻線の端部から巻線内への磁路が、回転子からの主磁束方向と交差する方向となることで、巻線の向きを半径方向に向けた従来の電動機より磁束の変化が小さいので、従来の電動機より逆起電力を小さいものとすることができる。また、回転子の永久磁石は、回転軸線に沿った方向に向いており、固定子は、永久磁石の磁極が向く方向における回転円周に沿って巻線が配置されている。そして、複数の巻線の端部同士の間に、補助用の巻線が設けられている。
　そのため、ハウジングに収納された永久磁石は、遠心力が作用する方向と、磁極が巻線へ向く方向とが異なるので、永久磁石を巻線へ接近させてハウジングに配置して、回転子を高速に回転させても、永久磁石をハウジングから飛び出し難くすることができる。また、複数の巻線の端部同士の間で発生する磁力を、補助用の巻線により補完させることができるので、補助用の巻線により、回転子の回転駆動力を増強することができる。
　前記回転子は、前記固定子を挟んで両側に配置されたものとすることができる。
　前記固定子を、前記回転子の回転円周に沿った円弧状の前記巻線により形成することができる。固定子の巻線が、回転子の回転軸線を中心して円周方向に沿った円弧状であることにより、固定子の端部から固定子内への磁路を、回転子からの主磁束方向と交差する方向とすることができる。
　前記固定子は、前記回転子の回転円周の接線に沿った軸線が直線状の前記巻線により形成されたものとすることができる。巻線を軸線が直線状のものとすることで製作が容易である。
　前記固定子は、前記回転子の回転中心を取り囲む巻線が並列接続された複数本により形成されていてもよい。巻線を並列接続された複数本により形成することで、巻線の抵抗値を低く抑えることができる。
　前記巻線の断面は、回転軸線に沿った方向の長さが、回転円周の半径方向の長さより、短く形成されていると、永久磁石を巻線の軸線に接近させて配置することができる。
　前記補助用の巻線と同軸に、発電用巻線が設けられていると、発電用巻線から電力を発生させることができる。
　前記発電用巻線からの電流を調整する回転速度調整部を接続することができる。
　発電用巻線は、補助用の巻線と同軸であるため、発電用巻線に発生する磁界が補助用の巻線を助勢するように作用する。従って、回転速度調整部に流れる電流に応じて永久磁石の回転数を調整することができる。
　前記回転速度調整部は、前記発電用巻線に接続された整流部と、前記整流部からの電流を消費する消費部とを備えたものとすることができる。消費部が整流部によって整流された直流を消費する電流に応じて永久磁石の回転数を調整することができ、消費部で電流を有効活用することができる。
　本発明の回転電機によれば、巻線の向きを半径方向に向けた従来の電動機より磁束の変化が小さいので、従来の電動機より逆起電力を小さいものとすることができることにより、高電圧を印加しなくても高回転とすることができる。また、回転子を高速に回転させても、永久磁石をハウジングから飛び出し難くすることができる。
　従って、本発明の回転電機は、逆起電力の発生を抑えることにより、高電圧を印加しなくても高回転とすることができ、高回転を長時間続けても回転子の信頼性を維持することができる。
本発明の実施の形態１に係る回転電機としての電動機を説明するための図であり、（Ａ）は電動機の斜視図、（Ｂ）はハウジング及び遮蔽板を透過した状態の電動機の斜視図である。 図１に示す電動機における制御回路の励磁回路部の動作を説明するための回路図である。 図１に示す電動機の動作を説明するための図であり、（Ａ）は一方の端部がＮ極、他方の端部がＳ極を発生した状態の図、（Ｂ）は一方の端部がＳ極、他方の端部がＮ極を発生した状態の図である。 図１に示す電動機における回転子の永久磁石と固定子の巻線との磁力線の状態を説明するための図である。 本発明の実施の形態２に係る回転電機としての電動機を説明するための図であり、（Ａ）は電動機の斜視図、（Ｂ）はハウジング及び遮蔽板を透過した状態の電動機の斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る回転電機としての電動機を説明するための図であり、回転子と、固定子と、センサ部と、補助用の巻線とを示す図である。 図６に示す実施の形態３に係る電動機の変形例を説明するための図である。 本発明の実施の形態４に係る回転電機としての電動機を説明するための図であり、回転子と、固定子と、センサ部と、補助用の巻線と、発電用巻線とを示す図である。 図８に示す電動機の発電用巻線に接続された回転速度調整部を説明するための回路図である。 図９に示す実施の形態４に係る電動機の変形例を説明するための図である。 本発明の実施の形態５に係る回転電機としての電動機を説明するための斜視図である。 図１１に示す電動機における固定子の巻線を巻き付けるためのコアの図である。 図１１に示す電動機の動作を説明するための斜視図である。 図１３に示す電動機の上段の固定子およびその固定子と向き合う上段の永久磁石の図である。 図１３に示す電動機の状態から回転子が４５度回転した状態の斜視図である。 図１５に示す電動機の上段の固定子およびその固定子と向き合う上段および中段の永久磁石の図である。 本発明の実施の形態６に係る回転電機としての電動機を説明するための斜視図である。 図５に示す電動機の固定子を断面楕円形状の巻線としたものであり、固定子を挟んで反対側にも回転子を設けた電動機の図である。 発明品の発電機と比較品の発電機との発電電力を測定するための測定システムの構成を示す図である。 図１９に示す測定システムにより測定された入力電力に対する発電電力の表である。 図２０に示す表の各値をグラフで表した図である。
　１０，１１，１２，１２ａ，１３，１３ａ，１４，１５，１６　電動機
　２０，２００　回転子
　２００ａ　第１回転子
　２００ｂ　第２回転子
　２００ｃ　第３回転子
　２１　ハウジング
　２２，２０２　永久磁石　３０，３０ａ，３０ｂ，３００，３２０　固定子
　３００ａ　第１固定子
　３００ｂ　第２固定子
　３０１～３０４　巻線
　３１０　コア
　３１１　鍔部
　３１２　芯材
　３０５　接続線
　３１～３４　第１巻線～第４巻線
　３１Ｔ１，３１Ｔ２，３２Ｔ１，３２Ｔ２，３３Ｔ１，３３Ｔ１，３３Ｔ２，３４Ｔ１，３４Ｔ２　端部
　３３ａ～３３ｄ　巻線
　３５ａ～３５ｄ　発電用巻線
　４０　制御回路
　４１　センサ部
　４１１　第１センサ部
　４１２　第２センサ部
　４１ａ　フォトインタラプタ
　４１ｂ　遮蔽板
　４１ｃ　円弧状切欠部
　４２　励磁回路部
　４２１ａ，４２１ｂ　第１ＦＥＴ
　４２２ａ，４２２ｂ　第２ＦＥＴ
　４２３ａ，４２３ｂ　第３ＦＥＴ
　Ｇ　ゲート端子
　Ｓ　ソース端子
　Ｄ　ドレイン端子
　Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ４１，Ｒ４２　抵抗
　Ｃ１１，Ｃ１２　コンデンサ
　Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２　ダイオード
　５０　回転速度調整部
　５１　整流部
　５２　消費部
　Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３　巻線
　Ｏ１　出力軸
　Ｒ１　回転円周
　Ｆ１　主磁束方向
　Ｌ１　回転軸線
　Ｌ２，Ｌ３　軸線
　Ｒ　磁路
　Ｓ１　隙間
　Ｇ１　発電機（発明品）
　Ｇ２　発電機（比較品）
　５００　測定システム
　５０１　電力計
　５０２　インバータ
　５０３　電動機
　５０４負荷部
　５０４ａ　ダイオードブリッジ
　５０４ｂ　コンデンサ
　５０４ｃ　電子負荷装置
（実施の形態１）
　本発明の実施の形態１に係る回転電機について、電動機を例に、図面に基づいて説明する。
　なお、図１（Ａ）及び同図（Ｂ）は本実施の形態１に係る電動機を説明するための概略図であり、固定子や出力軸を支持したり、センサ部などを支持したりする筐体は図示していない。
　図１（Ａ）及び同図（Ｂ）に示す電動機１０は、出力軸Ｏ１と同軸に形成された回転子２０と、回転子２０を回転駆動する磁束を励磁する固定子３０とを備えている。
　回転子２０は、複数の永久磁石２２がハウジング２１に回転円周Ｒ１に沿って配置され、永久磁石２２のＮ極又はＳ極のいずれか一方の磁極が回転軸線Ｌ１に沿った方向に向いている。
　ハウジング２１は、円盤状に形成され、永久磁石２２を回転円周Ｒ１に沿って等間隔に収納するものである。
　永久磁石２２は、直方体に形成され、Ｎ極またはＳ極のいずれか一方の磁極を交互に固定子３０に向けてハウジング２１に配置されている。本実施の形態１では、永久磁石２２が９０度ごとに４個、ハウジング２１に設けられている。
　永久磁石２２は、磁力が他の磁石より強いネオジム磁石が使用できる。
　固定子３０は、複数の巻線Ｃ１（第１巻線３１～第４巻線３４）から形成され、永久磁石２２の磁極が向く方向における回転円周Ｒ１に沿って巻線Ｃ１が配置されている。
　固定子３０は、回転子２０が巻線Ｃ１の端部（端部３１Ｔ１，３１Ｔ２，３２Ｔ１，３２Ｔ２，３３Ｔ１，３３Ｔ２，３４Ｔ１，３４Ｔ２）に向いたときに、巻線Ｃ１の端部から巻線内への磁路Ｒ（図４参照）が、回転子２０からの主磁束方向Ｆ１と交差する方向に形成されている。
　本実施の形態１では、固定子３０は、回転子２０の回転軸線Ｌ１を中心として、巻線Ｃ１が回転円周Ｒ１に沿った円弧状に形成されている。
　第１巻線３１～第４巻線３４は、第１巻線３１の端部３１Ｔ１と第４巻線３４の端部３４Ｔ１とが制御回路４０の励磁回路部４２に接続され、向き合う端部３１Ｔ２，３２Ｔ２同士、端部３２Ｔ１，３３Ｔ１同士および端部３３Ｔ２，３４Ｔ２同士が配線により接続されていることで、直列接続されているが、並列接続としてもよい。
　第１巻線３１～第４巻線３４の巻線Ｃ１は、通電すると、向き合う一方の端部３１Ｔ１，３４Ｔ１同士、端部３２Ｔ１，３３Ｔ１同士が同極に、他方の端部３１Ｔ２，３２Ｔ２同士、端部３３Ｔ２，３４Ｔ２同士が同極を発生するように配線が巻かれている。
　制御回路４０は、センサ部４１と、励磁回路部４２とを備えている。
　センサ部４１は、一方の端部３１Ｔ１，３４Ｔ１と、端部３２Ｔ１，３３Ｔ１とをＮ極とし、他方の端部３１Ｔ２，３２Ｔ２と、端部３３Ｔ２，３４Ｔ２とをＳ極とするタイミングを検出したり、反対に、一方の端部３１Ｔ１，３４Ｔ１と、端部３２Ｔ１，３３Ｔ１とをＳ極とし、他方の端部３１Ｔ２，３２Ｔ２と、端部３３Ｔ２，３４Ｔ２とをＮ極とするタイミングを検出したりするために、第１センサ部４１１と、第２センサ部４１２とを備えている。
　第１センサ部４１１及び第２センサ部４１２は、図示しない支持部材により固定された発光ダイオードとフォトダイオードとによる透過型のフォトインタラプタ４１ａと、回転子２０と共に回転して、透過型のフォトインタラプタ４１ａの発光ダイオードとフォトダイオードとの間を通過する円盤状の遮蔽板４１ｂとを備えている。
　図１（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すフォトインタラプタ４１ａは、第１センサ部４１１及び第２センサ部４１２に対応させて、それぞれ設けられているが、本実施の形態では、遮蔽板４１ｂは、第１センサ部４１１及び第２センサ部４１２に共通させて設けられている。なお、遮蔽板４１ｂは、第１センサ部４１１及び第２センサ部４１２にて共通して使用しているが、図２においては、フォトインタラプタ４１ａに対応させて遮蔽板４１ｂを別々に図示している。
　遮蔽板４１ｂの周縁の一部には、円周方向に沿って、通電タイミング及び通電時間を規定するための円弧状切欠部４１ｃ（図１（Ａ）参照）が形成されている。この円弧状切欠部４１ｃは、永久磁石２２のＮ極の位置に合わせて９０度の範囲に形成され、遮蔽板４１ｂの周縁の２箇所に形成されている。
　フォトインタラプタ４１ａは、第１巻線３１と第４巻線３４とが向き合う一方の端部３１Ｔ１，３４Ｔ１の位置を０度の位置、第２巻線３２と第３巻線３３が向き合う一方の端部３２Ｔ１，３３Ｔ１の位置を１８０度の位置としたときに、０度と９０度の位置に形成されている。
　図２に示す励磁回路部４２は、第１巻線３１～第４巻線３４への通電を制御するものである。
　励磁回路部４２は、第１センサ部４１１と第２センサ部４１２とを一組として、第１ＦＥＴ４２１ａ，４２１ｂから第３ＦＥＴ４２３ａ，４２３ｂまでのトランジスタにより、第１巻線３１～第４巻線３４への通電方向を制御する。
　第１ＦＥＴ４２１ａと第３ＦＥＴ４２３ａとはｎ型ＦＥＴである。第２ＦＥＴ４２２ａ，４２２ｂは、ｐ型ＦＥＴである。
　第１ＦＥＴ４２１ａ，４２１ｂは、ゲート端子Ｇが抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を介してフォトインタラプタ４１ａに接続されている。また、第１ＦＥＴ４２１ａ，４２１ｂは、ソース端子Ｓが接地されている。
　第２ＦＥＴ４２２ａ，４２２ｂは、ソース端子ＳがダイオードＤ１１，Ｄ１２を介して電源に接続されていると共に、コンデンサＣ１１，Ｃ１２を介して接地されている。また、第２ＦＥＴ４２２ａ，４２２ｂのゲート端子Ｇは、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を介して第１ＦＥＴ４２１ａ，４２１ｂのドレイン端子Ｄに接続されていると共に、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２を介して第２ＦＥＴ４２２ａ，４２２ｂのソース端子Ｓに接続されている。第２ＦＥＴ４２２ａ，４２２ｂのドレイン端子Ｄは、ダイオードＤ２１，Ｄ２２のアノード端子Ａに接続されていると共に、第３ＦＥＴ４２３ａ，４２３ｂのドレイン端子Ｄに接続されている。
　第３ＦＥＴ４２３ａ，４２３ｂは、ゲート端子Ｇが抵抗Ｒ４１，Ｒ４２を介してフォトインタラプタ４１ａに接続されている。第３ＦＥＴ４２３ａ，４２３ｂのソース端子Ｓは接地されている。
　第４巻線３４の一方の端部３４Ｔ１からの配線は、第２ＦＥＴ４２２ａのドレイン端子Ｄに接続されていると共に、第３ＦＥＴ４２３ａのドレイン端子Ｄに接続されている。
　第１巻線３１の一方の端部３１Ｔ１からの配線は、第２ＦＥＴ４２２ｂのドレイン端子Ｄに接続されていると共に、第３ＦＥＴ４２３ｂのドレイン端子Ｄに接続されている。
　以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る電動機１０の動作を図面に基づいて説明する。
　図１（Ａ）および同図（Ｂ）に示す制御回路４０に電源が供給される。
　例えば、永久磁石２２のＮ極が、第１センサ部４１１のフォトインタラプタ４１ａの方向へ向くと、第１センサ部４１１のフォトインタラプタ４１ａに遮蔽板４１ｂの円弧状切欠部４１ｃが位置する。
　遮蔽板４１ｂの円弧状切欠部４１ｃにより、第１センサ部４１１のフォトインタラプタ４１ａの光が透過することで、第１センサ部４１１のフォトインタラプタ４１ａのフォトトランジスタが通電する。
　図２に示すように、第１センサ部４１１のフォトトランジスタが通電することで、フォトインタラプタ４１ａに、抵抗Ｒ１１，Ｒ４１を介して接続された第１ＦＥＴ４２１ａのゲート端子Ｇと、第３ＦＥＴ４２３ａのゲート端子Ｇとは、第１ＦＥＴ４２１ａと第３ＦＥＴ４２３ａとがオン状態となる、第１電圧となる。
　また、図３（Ａ）に示すように、第１センサ部４１１のフォトインタラプタ４１ａに円弧状切欠部４１ｃが位置するときには、第２センサ部４１２のフォトインタラプタ４１ａには円弧状切欠部４１ｃが位置しないので、第２センサ部４１２のフォトインタラプタ４１ａは非通電状態にある。
　従って、図２に示すように、第２センサ部４１２のフォトインタラプタ４１ａに、抵抗Ｒ１２，Ｒ４２を介して接続された第１ＦＥＴ４２１ｂのゲート端子Ｇと、第３ＦＥＴ４２３ｂのゲート端子Ｇとは、第１ＦＥＴ４２１ｂと第３ＦＥＴ４２３ｂがオフ状態となる、第１電圧より低電圧の第２電圧（０Ｖ）となる。
　第１ＦＥＴ４２１ｂがオフ状態であるときには、第１ＦＥＴ４２１ｂのドレイン端子Ｄに抵抗Ｒ２１を介して接続された第２ＦＥＴ４２２ａのゲート端子Ｇは、電源Ｖｓｓに接続された抵抗Ｒ３１により第２ＦＥＴ４２２ａがオフ状態となる第１電圧となる。
　第１ＦＥＴ４２１ａがオン状態であるときには、抵抗Ｒ２２が第１ＦＥＴ４２１ａのドレイン端子Ｄに接続されているため、第２ＦＥＴ４２２ｂのゲート端子Ｇは、第２ＦＥＴ４２２ｂがオン状態となる、第２電圧になる。
　このようにして、第１ＦＥＴ４２１ａ，４２１ｂ～第３ＦＥＴ４２３ａ，４２３ｂのオン状態とオフ状態とが決定されると、電源Ｖｓｓからの電流が、第２ＦＥＴ４２２ｂのソース端子ＳにダイオードＤ１２を介して流れ込み、第２ＦＥＴ４２２ｂのドレイン端子Ｄから第１巻線３１の一方の端部３１Ｔ１へ流れる。
　そして、電流が、第１巻線３１から第２巻線３２、第３巻線３３および第４巻線３４へ順次流れ、第４巻線３４の一方の端部３４Ｔ１から第３ＦＥＴ４２３ａのドレイン端子Ｄへ流れ、第３ＦＥＴ４２３ａのドレイン端子Ｄからソース端子Ｓへ流れる。
　そうすることで、図３（Ａ）に示すように、第１巻線３１の端部３１Ｔ１，第４巻線３４の端部３４Ｔ１と、第２巻線３２の端部３２Ｔ１，第３巻線３３の端部３３Ｔ１とに、永久磁石２２のＮ極と反発する同極（Ｎ極）の磁界が発生し、他方の端部３１Ｔ２，端部３２Ｔ２と、端部３３Ｔ２，端部３４Ｔ２とに、永久磁石２２のＳ極と反発する同極（Ｓ極）の磁界が発生する。
　第１巻線３１～第４巻線３４が発生した磁界により、永久磁石２２の両極が反発して、回転子２０が回転する。
　一方、図３（Ｂ）に示すように、センサ部４１のうち、第２センサ部４１２のフォトインタラプタ４１ａに遮蔽板４１ｂの円弧状切欠部４１ｃが位置する。
　遮蔽板４１ｂの円弧状切欠部４１ｃにより、第２センサ部４１２のフォトインタラプタ４１ａの光が透過することで、第２センサ部４１２のフォトインタラプタ４１ａのフォトトランジスタが通電する。
　図２に示すように、第２センサ部４１２のフォトトランジスタが通電することで、フォトインタラプタ４１ａに、抵抗Ｒ１２，Ｒ４２を介して接続された第１ＦＥＴ４２１ｂのゲート端子Ｇと、第３ＦＥＴ４２３ｂのゲート端子Ｇとは、第１ＦＥＴ４２１ｂと第３ＦＥＴ４２３ｂとがオン状態となる、第１電圧となる。
　また、第２センサ部４１２のフォトインタラプタ４１ａに円弧状切欠部４１ｃが位置するときには、第１センサ部４１１のフォトインタラプタ４１ａには円弧状切欠部４１ｃが位置しないので、第１センサ部４１１のフォトインタラプタ４１ａは非通電状態にある。従って、第１センサ部４１１のフォトインタラプタ４１ａに、抵抗Ｒ１１，Ｒ４１を介して接続された第１ＦＥＴ４２１ａのゲート端子Ｇと、第３ＦＥＴ４２３ａのゲート端子Ｇとは、第１ＦＥＴ４２１ａと第３ＦＥＴ４２３ａがオフ状態となる、第２電圧となる。
　第１ＦＥＴ４２１ａがオフ状態であるときには、第１ＦＥＴ４２１ａのドレイン端子Ｄに抵抗Ｒ２２を介して接続された第２ＦＥＴ４２２ｂのゲート端子Ｇは、電源Ｖｓｓに接続された抵抗Ｒ３２により第２ＦＥＴ４２２ｂがオフ状態となる第１電圧となる。
　第１ＦＥＴ４２１ｂがオン状態であるときには、抵抗Ｒ２１が第１ＦＥＴ４２１ｂのドレイン端子Ｄに接続されているため、第２ＦＥＴ４２２ａのゲート端子Ｇは、第２ＦＥＴ４２２ａがオン状態となる第２電圧になる。
　このようにして、第１ＦＥＴ４２１ａ，４２１ｂ～第３ＦＥＴ４２３ａ，４２３ｂのオン状態とオフ状態とが決定されると、電源Ｖｓｓからの電流が、第２ＦＥＴ４２２ａのソース端子ＳにダイオードＤ１１を介して流れ込み、第２ＦＥＴ４２２ａのドレイン端子Ｄから第４巻線３４の一方の端部３４Ｔ１へ流れる。
　そして、電流が、第４巻線３４から第３巻線３３、第２巻線３２および第１巻線３１へと順次流れ、第１巻線３１の一方の端部３１Ｔ１から第３ＦＥＴ４２３ｂのドレイン端子Ｄへ流れ、第３ＦＥＴ４２３ｂのドレイン端子Ｄからソース端子Ｓへ流れる。
　そうすることで、図３（Ｂ）に示すように、第１巻線３１の端部３１Ｔ１，第４巻線３４の端部３４Ｔ１と、第２巻線３２の端部３２Ｔ１，第３巻線３３の端部３３Ｔ１とに、永久磁石２２のＳ極と反発する同極（Ｓ極）の磁界が発生し、他方の端部３１Ｔ２，端部３２Ｔ２と、端部３３Ｔ２，端部３４Ｔ２とに、永久磁石２２のＮ極と反発する同極（Ｎ極）の磁界が発生する。
　第１巻線３１～第４巻線３４が発生した磁界により、永久磁石２２の両極が反発して、回転子２０が回転する。
　更に、回転子２０が回転すると、遮蔽板４１ｂに形成された他の円弧状切欠部４１ｃが、第１センサ部４１１のフォトインタラプタ４１ａに位置することで、固定子３０にて図３（Ａ）に示す磁極の磁界が発生する。
　このように、固定子３０において、図３（Ａ）に示す磁極と図３（Ｂ）に示す磁極とが交互に発生することで、回転子２０は回転し続けることができる。
　電動機１０では、固定子３０が、回転子２０の回転軸線Ｌ１を中心して、第１巻線３１～第４巻線３４が円周方向に沿った円弧状に形成されている。
　そのため、図４に示すように固定子３０内の磁路は、巻線（第１巻線３１～第４巻線３４）の円弧状に沿ったものとなる。回転子２０の永久磁石２２の各磁極が第１巻線３１～第４巻線３４の端部（図４では第１巻線３１の端部３１Ｔ１，第４巻線３４の３４Ｔ１）を向いて通過するときには、固定子３０の端部から固定子３０内への磁路が、回転子２０からの主磁束方向Ｆ１と交差する方向となる。
　従って、回転子２０からの主磁束は、巻線Ｃ１の筒内に真っ直ぐ入るように横切らない。よって、電動機１０は、巻線の向きを半径方向に向けた従来の電動機より磁束の変化が小さいので、従来の電動機より逆起電力を小さいものとすることができる。
　また、図１に示すように、回転子２０の永久磁石２２は、回転軸線Ｌ１に沿った方向に向いており、固定子３０は、永久磁石２２の磁極が向く方向における回転円周Ｒ１に沿って巻線Ｃ１が配置されている。
　そのため、ハウジング２１に収納された永久磁石２２は、遠心力が作用する方向（回転円周Ｒ１の半径方向）と、磁極が巻線Ｃ１に向く方向とが異なる方向となるので、永久磁石２２を巻線Ｃ１へ接近させてハウジング２１に配置して、回転子２０を高速に回転させても、ハウジング２１から永久磁石２２を飛び出し難くすることができる。
　従って、回転子２０の高速回転を維持した状態で長時間の運転を可能とすることができる。
　よって、本実施の形態１に係る電動機１０は、逆起電力の発生を抑えることにより、高電圧を印加しなくても高回転とすることができ、高回転を長時間続けても回転子２０の信頼性を維持することができる。
　本実施の形態１では、図１（Ｂ）に示すように、第１巻線３１～第４巻線３４が、回転円周Ｒ１に沿った円弧状に形成され、固定子３０として円形状に配置されているが、固定子の端部から固定子内への磁路が、回転子からの主磁束方向と交差する方向となれば、回転円周より曲率が大きく形成されていたり、小さく形成されていたりしてもよい。また、永久磁石の磁極が向いた方向に対して、巻線の長さ方向の中心が直交せず、傾斜していてもよい。
（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２に係る回転電機について、電動機を例に、図面に基づいて説明する。なお、図１（Ａ）及び同図（Ｂ）と同様に、図５（Ａ）及び同図（Ｂ）においても、固定子や出力軸、センサ部などを支持する筐体は図示していない。また、図５（Ａ）及び同図（Ｂ）においては、図１（Ａ）及び同図（Ｂ）と同じ構成のものは、同符号を付して説明を省略する。
　本実施の形態２に係る電動機１１は、固定子３０ａの巻線Ｃ２が、永久磁石２２の磁極が向く方向における回転円周Ｒ１に沿って配置されている。また、巻線Ｃ２は、回転子２０の回転円周Ｒ１の接線に沿った軸線Ｌ２が直線状に形成されている。
　このように固定子３０ａの巻線Ｃ２の軸線Ｌ２が直線状に形成されていても、永久磁石２２が巻線Ｃ２の端部に向いたときに、巻線Ｃ２の端部から巻線Ｃ２内への磁路が、永久磁石２２からの主磁束方向と交差する方向に、固定子３０ａの巻線Ｃ２が形成されており、そして、永久磁石２２の磁極が向く方向における回転円周Ｒ１に沿って巻線Ｃ２が配置されている。そのため、実施の形態１と同じ作用・効果を得ることができる。
　また、巻線Ｃ２の軸線Ｌ２が直線状に形成されているため、コアに線材を巻くときに、円弧状の巻線Ｃ１（図１参照）と比較して、均等に巻きやすい。従って、軸線Ｌ２が直線状の巻線Ｃ２は、作業性を向上させることができる。
　例えば、軸線Ｌ２が直線状の巻線Ｃ２とした固定子３０ａである場合、回転子の永久磁石の磁極を、回転半径方向の外方に向けて、固定子３０ａの巻線Ｃ２に囲まれた中央部に配置すると、永久磁石の磁極と、巻線Ｃ２との距離が、巻線Ｃ１の胴部で接近し、端部で離れてしまい、一定とならない。
　しかし、電動機１１では、回転円周Ｒ１に沿って配置された巻線Ｃ２の上方を、回転子２０の永久磁石２２が回転するため、永久磁石２２の磁極と巻線Ｃ２との距離を一定とすることができる。
（実施の形態３）
　本発明の実施の形態３に係る回転電機について、電動機を例に、図面に基づいて説明する。図６に示す本実施の形態３に係る電動機１２は、図１（Ａ）及び同図（Ｂ）に示す実施の形態１に係る電動機１０に、補助用の巻線３３ａ～３３ｄを備えたものである。
　なお、図６においては、図１（Ａ）及び同図（Ｂ）と同じ構成のものは、同符号を付して説明を省略する。
　図６に示すように、補助用の巻線３３ａ～３３ｄは、直管状に形成された磁力増強用巻線である。巻線３３ａ～３３ｄは、第１巻線３１～第４巻線３４のそれぞれの向き合う端部同士（端部３１Ｔ１と端部３４Ｔ１、端部３１Ｔ２と端部３２Ｔ２、端部３２Ｔ１と端部３３Ｔ１、端部３３Ｔ２と端部３４Ｔ２）の外方に、巻線３３ａ～３３ｄの軸線を回転円周の半径方向に向けて配置されている。
　巻線３３ａは、端部３１Ｔ１及び端部３４Ｔ１と同極となるように、巻線３３ｂは、端部３１Ｔ２及び端部３２Ｔ２と同極となるように、また、巻線３３ｃは、端部３２Ｔ１及び端部３２Ｔ１と同極となるように、更に、巻線３３ｄは、端部３３Ｔ２及び端部３４Ｔ２１と同極となるように、制御回路４０により制御される。
　複数の巻線（第１巻線３１～第４巻線３４）同士の間に、補助用の巻線３３ａ～３３ｄが、軸線を向けて、巻線の端部が発生する磁極と同極を発生するように設けられていることにより、第１巻線３１～第４巻線３４のそれぞれの端部による磁力を巻線３３ａ～３３ｄにより補完させることができる。
　従って、巻線３３ａ～３３ｄにより、回転子２０の回転駆動力を増強することができる。
（実施の形態３の変形例）
　本実施の形態３に係る電動機の変形例を、図面に基づいて説明する。
　図７に示す本実施の形態３に係る電動機１２ａは、図６に示す実施の形態３に係る電動機１２に対して、補助用の巻線３３ａ～３３ｄの軸線Ｌ３を回転軸線Ｌ１に沿って回転子２０側に向けたものであり、固定子３０ａの巻線Ｃ２が、直線状の軸線Ｌ２に形成されたものである。
　なお、図７においては、図５（Ａ）及び同図（Ｂ）および図６と同じ構成のものは、同符号を付して説明を省略する。
　このように、補助用の巻線３３ａ～３３ｄについて、その軸線Ｌ３を回転軸線Ｌ１に沿って回転子２０側に向けると、巻線３３ａ～３３ｄからの磁束が回転子２０の方向へ向く。そのため、巻線３３ａ～３３ｄにより、第１巻線３１～第４巻線３４のそれぞれの端部による磁力を、より強力に補強することができる。
（実施の形態４）
　本発明の実施の形態４に係る回転電機について、電動機を例に、図面に基づいて説明する。図８に示す本実施の形態４に係る電動機１３は、図６に示す実施の形態３に係る電動機１２に、発電用巻線３５ａ～３５ｄを備えたものである。
　なお、図８においては、図６と同じ構成のものは、同符号を付して説明を省略する。
　図８に示すように、電動機１３は、補助用の巻線３３ａ～３３ｄと同軸に、発電用巻線３５ａ～３５ｄが設けられている。
　発電用巻線３５ａ～３５ｄには、図９に示すように、回転速度調整部５０が接続されている。
　回転速度調整部５０は、整流部５１と、消費部５２とを備えている。整流部５１は、ダイオードブリッジにより構成することができる。
　消費部５２は、可変抵抗器とすることができるが、可変抵抗器の代わりに電気エネルギーを有効利用する負荷を接続してもよい。例えば、バッテリの充電回路としたり、照明器具としたり、電動機としたりすることができる。消費部５２は、短絡状態から開放状態までに抵抗値を設定できるものとすることができる。
　回転速度調整部５０は、発電用巻線３５ａ～３５ｄのそれぞれに設けることができ、また、発電用巻線３５ａ～３５ｄに共通させて設けることもできる。
　次に、発電用巻線３５ａ～３５ｄからの電流を調整する回転速度調整部５０の動作について詳細に説明する。
　図８に示す電動機１３を動作させ、巻線３３ａ～３３ｄに通電することで発電用巻線３５ａ～３５ｄに起電力を発生させることができる。図９に示す発電用巻線３５ａ～３５ｄからの電流は整流部５１により全波整流され、消費部５２に流れる。消費部５２では、発電用巻線３５ａ～３５ｄからの電力を、設定された抵抗値によって消費する。
　消費部５２の消費電流が大きくなると、巻線３３ａ～３３ｄと同軸に配置された発電用巻線３５ａ～３５ｄは、巻線３３ａ～３３ｄによる電磁誘導よりも回転子２０の永久磁石２２による電磁誘導の方が大きくなり、発生した電流は巻線３３ａ～３３ｄを助勢する磁界を発生する。
　このとき、巻線３３ａ～３３ｄへの入力電圧を一定にして、消費部５２が発電用巻線３５ａ～３５ｄから取り出す出力電流を大きくすると、消費部５２への出力電圧は低下するが、回転子２０の回転数は消費電流（出力電流）０Ａからある電流までは低下するものの、その後、徐々に早くなる。
　このように、電動機１３の回転速度調整部５０により消費電流を調整することで、回転数を調整することができるので、電動機１３は回転数を制御できる新規の電動機とすることができる。
　なお、消費部５２は、整流部５１を介して接続されていたが、消費部５２を短絡状態とするときには整流部５１は省略することができる。
（実施の形態４の変形例）
　本実施の形態４に係る電動機の変形例を、図面に基づいて説明する。
　図１０に示す本実施の形態４に係る電動機１３ａは、図８に示す実施の形態４に係る電動機１２に対して、補助用の巻線３３ａ～３３ｄおよび発電用巻線３５ａ～３５ｄの軸線Ｌ３を回転軸線Ｌ１に沿って回転子２０側に向けたものであり、固定子３０ａの巻線Ｃ２が、直線状の軸線Ｌ２に形成されたものである。
　なお、図１０においては、図５（Ａ）及び同図（Ｂ）および図８と同じ構成のものは、同符号を付して説明を省略する。
　このように、補助用の巻線３３ａ～３３ｄおよび補助用の巻線３３ａ～３３ｄと同軸に配置された発電用巻線３５ａ～３５ｄについて、その軸線Ｌ３を回転軸線Ｌ１に沿って回転子２０側に向けると、巻線３３ａ～３３ｄからの磁束が回転子２０の方向へ向く。そのため、巻線３３ａ～３３ｄにより、第１巻線３１～第４巻線３４のそれぞれの端部による磁力を、より強力に補強することができ、補助用の巻線３３ａ～３３ｄからの磁力により発電用巻線３５ａ～３５ｄにて発電させることができる。
（実施の形態５）
　本発明の実施の形態５に係る回転電機について、電動機を例に、図面に基づいて説明する。
　なお、図１１から図１６においては、本実施の形態５に係る電動機を説明するための概略図であり、固定子や出力軸を支持したり、センサ部などを支持したりする筐体は図示していない。また、回転子の永久磁石を保持して回転軸線を中心に回転させるハウジングは図示していない。更に、励磁回路部４２（図２参照）は、同様のものが使用できるため、説明は省略する。
　図１１に示すように、本実施の形態５に係る電動機１４は、回転子２００の円柱状の永久磁石２０２のＮ極又はＳ極のいずれか一方の磁極が、回転子２００の回転軸線Ｌ１に沿った方向を向いており、固定子３００は、回転子２００の磁極が向く方向における回転円周Ｒ１に沿って配置されている。
　回転子２００は、固定子３００を挟んで、上下方向の両側に配置され、出力軸Ｏ１に接続されている。本実施の形態５に係る電動機１４では、回転子２００が上下方向に沿って、上段（第１回転子２００ａ）、中段（第２回転子２００ｂ）、下段（第３回転子２００ｃ）の３つを備えている。そのため、それぞれの回転子２００の間に固定子３００が上段（第１固定子３００ａ）及び下段（第２固定子３００ｂ）の２つ配置されている。
　従って、上段の固定子３００（第１固定子３００ａ）は、上段および中段の回転子２００（第１回転子２００ａ，第２回転子２００ｂ）によって挟まれており、下段の固定子３００（第２固定子３００ｂ）は、中段及び下段の回転子２００（第２回転子２００ｂ，第３回転子２００ｃ）によって挟まれている。
　回転子２００のそれぞれの永久磁石２０２は、回転軸線Ｌ１に沿った方向から見て、同位置に配置されている。
　上段の回転子２００（第１回転子２００ａ）は、永久磁石２０２のＮ極とＳ極が交互に下方の固定子３００に向くように配置されている。
　中段の回転子２００（第２回転子２００ｂ）における上方を向く磁極（上段の回転子２００の永久磁石２０２と向き合う磁極）は、上段の回転子２００と同極になるように配置されている。また、中段の回転子２００の下方の向く磁極は、中段の回転子２００の上方を向く磁極と反対の磁極である。
　下段の回転子２００（第３回転子２００ｃ）における上方を向く磁極（中段の回転子２００の永久磁石２０２と向き合う磁極）は、中段の回転子２００における下方を向く磁極と同極になるように配置されている。
　固定子３００の巻線３０１～３０４は、回転軸線Ｌ１に沿って複数備えており、上段の固定子３００（第１固定子３００ａ）と下段の固定子３００（第２固定子３００ｂ）のそれぞれは、巻線３０１～３０４同士の隙間が、回転円周方向に、４５度、ずれた位置に配置されている。
　固定子３００は、回転子２００の回転軸線Ｌ１を中心に円周方向に沿って円周を４分割した円弧状の巻線３０１～３０４が、図１２に示すコア３１０に巻き回されて形成されている。
　図１２に示すコア３１０は、両方の端部に位置する円盤状の鍔部３１１と、鍔部３１１の間を繋ぎ、周囲に巻線３０１～３０４が巻き回される芯材３１２とにより形成されている。
　コア３１０は、金属製とすることもできるが樹脂製とすることもできる。コア３１０を樹脂製とすれば磁気飽和が生じないので、巻線３０１～３０４に大電流を流すときには好ましい。
　この固定子３００は、図１４に示すように、それぞれの巻線３０１～３０４が接続線３０５により接続されていることで直列接続されている。そして、直列接続された固定子３００（巻線３０１～３０４）の両端からの配線は、制御回路４０の励磁回路部４２に接続されている。
　固定子３００の巻線３０１～３０４は、励磁回路部４２により、向き合う端部同士が同極を発生するように配線が巻かれている。
　図示しないセンサ部は、実施の形態１のセンサ部４１（図１参照）と同様に、透過型のフォトインタラプタと、フォトインタラプタを通過する切欠き部を有する遮蔽板とを備えたものとすることができる。このようなセンサ部とすることにより、回転子２００の永久磁石２０２の位置を検出することができる。本実施の形態５では、固定子３００が４つの巻線３０１～３０４を備え、第１固定子３００ａと第２固定子３００ｂとが回転円周に沿って４５度ずれたものであるため、巻線３０１～３０４の端部同士が向き合う４ヵ所を検出するように形成されている。
　以上のように構成された本発明の実施の形態５に係る電動機１４の動作を図面に基づいて説明する。
　図１３及び図１４に示すように、まず、初期状態として、上段の回転子２００（第１回転子２００ａ）は、永久磁石２０２が上段の固定子３００（第１固定子３００ａ）の巻線３０１～３０４の中央部付近に位置しているが、中段の回転子（第２回転子２００ｂ）及び下段の（第３回転子２００ｃ）は、永久磁石２０２が下段の固定子３００（第２固定子３００ｂ）の巻線３０１～３０４の端部付近に位置している。
　センサ部が、下段の固定子３００の巻線３０１～３０４の端部付近に中段の回転子（第２回転子２００ｂ）及び下段の（第３回転子２００ｃ）が位置していることを検出すると、励磁回路部４２は、上段の固定子３００（第１固定子３００ａ）について、巻線３０１と巻線３０２とが向き合う端部同士がＮ極、巻線３０２と巻線３０３とが向き合う端部同士がＳ極、巻線３０３と巻線３０４とが向き合う端部同士がＮ極、巻線３０４と巻線３０１とが向き合う端部同士がＳ極となるように通電する。
　また、励磁回路部４２は、図１３に示すように、下段の固定子３００（第２固定子３００ｂ）について、巻線３０１と巻線３０２とが向き合う端部同士がＳ極、巻線３０２と巻線３０３とが向き合う端部同士がＮ極、巻線３０３と巻線３０４とが向き合う端部同士がＳ極、巻線３０４と巻線３０１とが向き合う端部同士がＮ極となるように通電する。
　図１３及び図１４からも判るように、中段及び下段の回転子２００と、下段の固定子３００とは、同極同士が向き合うように位置するため、反発して回転する。
　回転子２００が固定子３００に反発して４５°回転して、上段及び中段の永久磁石２０２が巻線３０１～３０４の端部への接近したことをセンサ部が検知すると、励磁回路部４２は、上段の固定子３００と下段の固定子３００の電流の向きを反転させることで、巻線３０１～３０４のそれぞれの磁極が反転する。
　巻線３０１～３０４のそれぞれの磁極が反転することにより、上段及び中段の回転子２００の永久磁石２０２が、上段の固定子３００と同極同士が向き合うので、図１５及び図１６に示すように反発して回転する。
　このように、中段及び下段の回転子２００が下段の固定子３００に反発すると、固定子３００が磁極を反転し、上段及び中段の回転子２００が上段の固定子３００に反発すると、固定子３００が磁極を反転する。これを繰り返すことで、回転子２００は回転し続けることができる。
　電動機１４は、図１１に示すように、永久磁石２０２のＮ極又はＳ極のいずれか一方の磁極が、回転子２００の回転軸線Ｌ１に沿った方向を向いており、固定子３００が、回転子２００の磁極が向く方向における回転円周Ｒ１に沿って配置されている。
　そのため、巻線３０１～３０４の端部同士が向き合い、回転子２００の永久磁石２０２の方向を向いていないので、永久磁石２０２からの主磁束が、巻線３０１～３０４の筒内に真っ直ぐ入るように横切らない。
　従って、電動機１４は、従来の発電機として動作する電動機より、起電力が小さいので、従来のものより逆起電力を小さくすることができる。よって、電動機１４は、同じ回転数であれば、低い電圧で回転駆動させることができ、同じ電圧であれば、高速に回転させることができる。
　また、実施の形態１に係る電動機１０（図１参照）と同様に、図１１に示す回転子２００の永久磁石２０２は、回転軸線Ｌ１に沿った方向に向いており、固定子３００は、永久磁石２０２の磁極が向く方向における回転円周Ｒ１に沿って巻線Ｃ１が配置されている。
　そのため、ハウジング（図示せず）に収納された永久磁石２０２は、遠心力が作用する方向と、巻線３０１～３０４に接近させる方向とが異なる方向となるため、永久磁石２０２を巻線３０１～３０４へ接近させてハウジングに配置して、回転子２００を高速に回転させても、ハウジングから永久磁石２０２が飛び出してしまうことは無い。
　従って、回転子２００の高速回転を維持した状態で長時間の運転を可能とすることができる。
　更に、電動機１４では、巻線３０１～巻線３０４の隙間が、第１固定子３００ａと第２固定子３００ｂとで円周方向に沿って４５度ずれた位置に配置されている。そのため、回転子２００が固定子３００の端部同士の隙間にて減速又は停止しようとしても、他の固定子３００にて回転駆動することができる。従って、回転子２００が減速することなく回転を継続させることができる。
（実施の形態６）
　本発明の実施の形態６に係る回転電機について、電動機を例に、図面に基づいて説明する。なお、図１７においては、図５（Ｂ）と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
　図１７に示す本実施の形態６に係る電動機１５は、回転子２０の回転中心となる出力軸Ｏ１を中心に取り囲む固定子３０ｂの巻線Ｃ２が、実施の形態２の電動機１１と同様に、永久磁石２２の磁極が向く方向における回転円周Ｒ１に沿って配置されており、回転子２０の回転円周Ｒ１の接線に沿った軸線Ｌ２が直線状に形成されている。そして、巻線Ｃ２は、平行した２本が回転円周Ｒ１の半径方向に並べられた状態で、電気的に並列接続されている。
　このように軸線Ｌ２が直線状に形成された固定子３０ｂの巻線Ｃ２を複数並列接続することで、固定子３０ｂの抵抗値を低く抑えることができる。
　従って、巻線Ｃ２を１本としたときと複数本としたときの方が電流を多く流すことができるため、回転子２０の駆動力を増強することができる。
　本実施の形態６では、２本が一組の巻線Ｃ２により固定子３０ｂが形成されていたが、３本以上を一組としてもよい。また、複数本の巻線Ｃ２を出力軸Ｏ１の回転軸線Ｌ１に沿って配置してもよい。
　なお、本実施の形態１～６では、固定子として、図１、図５、図６、図７、図８、図１１及び図１７に示す第１巻線３１～第４巻線３４，巻線３０１～３０４により形成されていたが、半周分とした一対の巻線としたり、１２０度ごとの３本の巻線としたり、５本以上の巻線としたりして、環状に形成されていてもよい。
　いずれの場合でも、隣接する巻線の端部が同極を発生するように巻方向及び通電方向を制御する。
　固定子を奇数本の巻線により形成した場合には、隣接する巻線の端部が同極となるようにしても、異極同士となる箇所が１箇所できる。しかし、異極同士となる箇所は、磁気回路としては擬似的に繋がった巻線と見なせる。そのため、問題は無いが、巻線同士の間に無駄な隙間ができるため、巻線は偶数本とすることが望ましい。
　実施の形態１～６では、電動機１０～１５として説明したが、発電機として使用することも可能である。
　また、実施の形態４では、図９に示す回転速度調整部５０が整流部５１を備えているが、発電用巻線３５ａ～３５ｄからの電力をそのまま消費できるのであれば、消費部５２を、発電用巻線３５ａ～３５ｄに、直接接続してもよい。
　また、実施の形態３に係る電動機１２の直管状の巻線３３ａ～３３ｄ（図６参照）、実施の形態に４に係る電動機１３の直管状の巻線３３ａ～３３ｄ及び発電用巻線３５ａ～３５ｄ（図８参照）は、図２（Ａ）に示す実施の形態２に係る電動機１２と、図１１に示す実施の形態５に係る電動機１４と、図１７に示す実施の形態５に係る電動機１５と、図１８に示す電動機１６とに設けることもできる。
　図１１に示す実施の形態５に係る電動機１４では、固定子３００が上段及び下段の２段設けられ、回転子２００が固定子３００を挟むように３段設けられていたが、固定子３００と回転子２００が１つずつでも、回転子２００と固定子３００との数を合わせてもよい。
　更に、本実施の形態５では、永久磁石２０２が円柱状に形成されているが球状に形成されていてもよい。
　更に、図５に示す電動機１１の巻線Ｃ２は、軸線Ｌ２が直線状に形成され、軸線Ｌ２に直交する断面が円形状であったが、例えば、図１８に示すように、電動機１６の巻線Ｃ３を、軸線Ｌ３が直線状で、軸線Ｌ３に直交する断面が楕円形状となるように形成することもできる。
　また、回転子２０は、固定子３２０を挟んで一対設けられている。
　このように、巻線Ｃ３は、回転軸線Ｌ１の方向が潰れた楕円形状に形成されているため、固定子３２０を挟んで両側に回転子２０を配置したときに、断面が円形状のものより、永久磁石２２同士を接近させて配置することができる。
　従って、磁力が強くなる巻線Ｃ３の軸線Ｌ３に接近させて、永久磁石２２の磁極を配置することができるため、回転子２０の回転力を増加させることができる。
　なお、本実施の形態では、固定子３２０を挟んで両側に回転子２０が設けられていたが、固定子３２０はいずれか一方でもよい。
　また、巻線は、永久磁石２２の磁極を、巻線の軸線に接近させることができればよいので、巻線の断面は、回転軸線Ｌ１に沿った方向の長さ（厚み）が、回転円周Ｒ１の半径方向の長さ（幅）より、短く形成されていればよい。従って、巻線の断面の厚みが幅より薄い、長方形や菱形、その他の多角形状とすることもできる。
　また、図１８では、巻線Ｃ３の軸線Ｌ３が直線状に形成されているが、図１に示す巻線Ｃ１が円弧状であっても、この巻線Ｃ１を回転軸線Ｌ１の方向が潰れた形状とすることもできる。また、図１７に示す電動機１５のように巻線Ｃ１を平行に複数本設けてもよい。
（実施例）
　本発明に係る回転電気を製作して発電機として動作させ、発電電力を測定した。
　本実施例の発電機は、図１１に示す電動機１４のような多段式の発電機とした。
　発明品としての発電機の固定子は、１段を４個の巻線により構成し、３段配置したものとした。
　巻線は、直径１０ｍｍで長さが８０ｍｍのコアに、太さが０．７ｍｍの銅線を巻いたものとした。巻数は９７０ターンである。
　回転子の永久磁石は、磁力の等級がＮ５２のネオジム磁石を採用した。
　次に、発明品の電力を測定する測定システムを図１９に基づいて説明する。
　測定システム５００は、入力電力を測定する電力計５０１と、電圧および周波数を調整するインバータ５０２と、発明品である発電機Ｇ１および発明品と比較するための比較品の発電機Ｇ２を駆動するための電動機５０３と、負荷部５０４とを備えている。
　電力計５０１は、オムロン社のＫＭ５０－Ｃを使用した。
　インバータ５０２は、三菱電機社のＦＲ‐Ａ８２０－１．５Ｋ－１を使用した。
　電動機５０３は、東芝社のＩＫＨ３－ＦＣＫＬＡ２１Ｅ－４Ｐ－１．５ＫＷ－２２０を使用した。
　負荷部５０４は、発明品の発電機からの出力を全波整流するダイオードブリッジ５０４ａと、ダイオードブリッジ５０４ａからの脈流を平滑するコンデンサ５０４ｂと、消費電力は調整できる電子負荷装置５０４ｃとを備えている。
　電子負荷装置５０４ｃは、計測技研社のＬＮ‐１０００Ｃ‐Ｇ７を使用した。
　比較品Ｇ２は、日本電産社のＭＣＴ－５００である。
　上記測定システム５００を使用して、発明品の発電機Ｇ１、比較品の発電機Ｇ２との入力電力と出力電力とを測定して、表にまとめると共に、グラフを作成した。
　なお、図２０に示す表では、電力計５０１にて測定された電力（総消費電力）から、電子負荷装置５０４ｃを負荷状態（開放状態）としたときの消費電力を差し引いた電力を入力電力とした。従って、電子負荷装置５０４ｃを負荷状態（開放状態）としたときの入力電力は０Ｗとなる。
　そして、発電機Ｇ１の発電電力を測定するために、発電機Ｇ１への入力電力を徐々に上げて発電電力を測定し終わった後に、発電機Ｇ１の発電電力を測定したときの入力電力に、発電機Ｇ２への入力電力を合わせて徐々に上げて、発電機Ｇ２への発電電力を測定した。
　図２０に示す表および図２１に示すグラフからも判るように発明品である発電機Ｇ１は、比較品である発電機Ｇ２より高い発電力を有していることが判る。
　従って、本発明の回転電機は、電動機として機能するだけでなく、発電機としても十分に機能を発揮することが判る。
　本発明は、複数の回転子により効率よく駆動力を得ることができるため、電動機が用いられる機械であれば好適である。

Claims (10)

  1. 　複数の永久磁石がハウジングに回転円周に沿って配置され、前記永久磁石の磁極が回転軸線に沿った方向に向いた回転子と、
    　回転円周に沿って配置された複数の巻線を有する固定子とを備え、
    　前記巻線は、前記永久磁石の磁極が前記巻線に向いたときに、前記巻線の端部から巻線内への磁路が、前記永久磁石からの主磁束方向と交差する方向に形成され、
    　前記固定子は、前記回転子の回転軸線に沿って複数備えられ、
    　前記固定子のそれぞれは、前記固定子を形成する巻線同士の隙間が、回転円周方向にずれた位置に配置された回転電機。
  2. 　複数の永久磁石がハウジングに回転円周に沿って配置され、前記永久磁石の磁極が回転軸線に沿った方向に向いた回転子と、
    　回転円周に沿って配置された複数の巻線を有する固定子とを備え、
    　前記巻線は、前記永久磁石の磁極が前記巻線に向いたときに、前記巻線の端部から巻線内への磁路が、前記永久磁石からの主磁束方向と交差する方向に形成され、
    　前記複数の巻線の端部同士の間に、補助用の巻線が設けられた回転電機。
  3. 　前記回転子は、前記固定子を挟んで両側に配置された請求項１又は２記載の回転電機。
  4. 　前記固定子は、前記回転子の回転円周に沿った円弧状の前記巻線により形成された請求項１から３のいずれかの項に記載の回転電機。
  5. 　前記固定子は、前記回転子の回転円周の接線に沿った軸線が直線状の前記巻線により形成された請求項１から３のいずれかの項に記載の回転電機。
  6. 　前記固定子は、前記回転子の回転中心を取り囲む巻線が並列接続された複数本により形成された請求項１から５のいずれかの項に記載の回転電機。
  7. 　前記巻線の断面は、回転軸線に沿った方向の長さが、回転円周の半径方向の長さより、短く形成された請求項１から６のいずれかの項に記載の回転電機。
  8. 　前記補助用の巻線と同軸に、発電用巻線が設けられた請求項２記載の回転電機。
  9. 　前記発電用巻線からの電流を調整する回転速度調整部が接続されている請求項８記載の回転電機。
  10. 　前記回転速度調整部は、前記発電用巻線に接続された整流部と、前記整流部からの電流を消費する消費部とを備えた請求項９記載の回転電機。
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