WO2024154191A1 - 電力伝送デバイスおよびモータ装置 - Google Patents

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WO2024154191A1
WO2024154191A1 PCT/JP2023/000978 JP2023000978W WO2024154191A1 WO 2024154191 A1 WO2024154191 A1 WO 2024154191A1 JP 2023000978 W JP2023000978 W JP 2023000978W WO 2024154191 A1 WO2024154191 A1 WO 2024154191A1
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magnetic core
rotor
recess
stator
motor
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PCT/JP2023/000978
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English (en)
French (fr)
Inventor
一義 花房
祐樹 茶位
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TDK Corp
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TDK Corp
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18—Rotary transformers

Definitions

  • the present invention relates to a power transmission device that transmits power contactlessly, and a motor device equipped with such a power transmission device.
  • one type of motor is the electrically excited synchronous motor (EESM).
  • EESM electrically excited synchronous motor
  • This motor has a stator with windings wound around it, and a rotor with windings wound around it.
  • the efficiency of the motor can be improved by changing the current flowing through the windings wound around the rotor according to the rotational speed of the motor.
  • Patent Document 1 discloses a rotary transformer that has a stator wound with a winding and a rotor wound with a winding, and can transmit power between the stator and the rotor.
  • a power transmission device includes a first magnetic core, a first winding, a second magnetic core, and a second winding.
  • the first magnetic core has a continuous shape in the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis.
  • the first winding is wound around the circumferential direction of the first magnetic core.
  • the second magnetic core is rotatable about the rotation axis, is provided at a portion of the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis, and faces a portion of the first magnetic core.
  • the second winding is wound around the second magnetic core.
  • a motor device includes a motor, a shaft, an inverter, a first magnetic core, a first winding, a second magnetic core, a second winding, and a rectifier circuit.
  • the motor includes a motor stator including a first motor magnetic core and a first motor winding, and a motor rotor including a second motor magnetic core and a second motor winding.
  • the shaft is connected to the motor rotor.
  • the first magnetic core has a continuous shape in the circumferential direction in a plane intersecting the shaft.
  • the first winding is connected to the inverter and wound along the circumferential direction of the first magnetic core.
  • the second magnetic core is rotatable about the shaft, is provided in a part of the circumferential direction in a plane intersecting the shaft, and faces a part of the first magnetic core.
  • the second winding is wound around the second magnetic core.
  • the rectifier circuit is provided in a path connecting the second winding and the second motor winding.
  • the power transmission device and motor device according to one embodiment of the present invention can improve the efficiency of the motor.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a motor device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the stator and the rotor shown in FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing one configuration example of the stator shown in FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing one configuration example of the rotor shown in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relative positional relationship between the two magnetic cores and the shaft shown in FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an operation example of the power transmission device illustrated in FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relative positional relationship between three magnetic cores and a shaft according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a motor device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the stator and the
  • FIG. 8A is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to a modified example of the first embodiment.
  • FIG. 8B is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the first embodiment.
  • FIG. 8C is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the first embodiment.
  • FIG. 8D is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the first embodiment.
  • FIG. 9A is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the first embodiment.
  • FIG. 9B is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a stator and a rotor according to another modified example of the first embodiment.
  • FIG. 9C is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a stator and a rotor according to another modified example of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of a motor device according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the stator and rotor shown in FIG.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relative positional relationship between the two magnetic cores and the shaft shown in FIG. FIG.
  • FIG. 13A is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to a modified example of the second embodiment.
  • FIG. 13B is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a stator and a rotor according to another modified example of the second embodiment.
  • FIG. 13C is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the second embodiment.
  • FIG. 13D is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the second embodiment.
  • FIG. 14A is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the second embodiment.
  • FIG. 14B is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the second embodiment.
  • FIG. 15 is a block diagram showing an example of the configuration of a motor device according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating an example of the configuration of the stator and rotor shown in FIG.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing the relative positional relationship between the two magnetic cores and the shaft shown in FIG.
  • FIG. 18A is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to a modified example of the third embodiment.
  • FIG. 18B is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the third embodiment.
  • FIG. 18C is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the third embodiment.
  • FIG. 18D is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the third embodiment.
  • FIG. 19A is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the third embodiment.
  • FIG. 19B is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a stator and a rotor according to another modified example of the third embodiment.
  • First Embodiment [Configuration example] 1 shows an example of a configuration of a motor device 1 including a power transmission device according to a first embodiment of the present invention.
  • the motor device 1 is connected to an external control device 8 and a DC power source 9.
  • the external control device 8 is configured to instruct the motor device 1 on a rotation speed.
  • the DC power source 9 is configured to supply DC power to the motor device 1.
  • the motor device 1 is configured to generate a driving force, which is mechanical energy, based on an instruction from the external control device 8, using the DC power supplied from the DC power source 9.
  • the motor device 1 includes a drive unit 10 and a motor 30.
  • the drive unit 10 is configured to drive the motor 30.
  • the drive unit 10 has inverters 11 and 12, a power transmission device 20, a rectifier circuit 14, and a control circuit 19.
  • the inverter 11 is configured to convert the DC power supplied from the DC power source 9 into three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC power based on instructions from the control circuit 19. The inverter 11 then supplies this three-phase AC power to the windings 31B (described below) of the stator 31 of the motor 30.
  • the inverter 12 is configured to convert the DC power supplied from the DC power source 9 into single-phase AC power based on instructions from the control circuit 19. The inverter 12 then supplies this AC power to a winding 21B (described below) of a stator 21 of the power transmission device 20.
  • the power transmission device 20 is configured to supply AC power to the rectifier circuit 14 by non-contact transmission.
  • the power transmission device 20 has a stator 21, a rotor 22, a connecting member 23, and a shaft 24.
  • FIG. 2 shows an example of the configuration of the stator 21 and the rotor 22.
  • FIG. 2 also shows the cross-sectional structures of the stator 21 and the rotor 22 in a plane including the rotation axis AZ in the direction of the II-II arrows.
  • FIG. 3 shows an example of the configuration of the stator 21.
  • FIG. 3 also shows the cross-sectional structure of the stator 21 in a plane including the rotation axis AZ in the direction of the III-III arrows.
  • FIG. 4 shows an example of the configuration of the rotor 22.
  • FIG. 4 also shows the cross-sectional structure of the rotor 22 in a plane including the rotation axis AZ in the direction of the IV-IV arrows, and the cross-sectional structure of the rotor 22 in a plane including the rotation axis AZ in the direction of the V-V arrows.
  • the stator 21 has a magnetic core 21A and a winding 21B.
  • the rotor 22 has a magnetic core 22A and a winding 22B.
  • Figure 5 shows the relative positions of the magnetic core 21A of the stator 21, the magnetic core 22A of the rotor 22, and the shaft 24 in the power transmission device 20.
  • the stator 21 is a so-called stator, and is fixed to a housing (not shown) of the motor device 1.
  • the magnetic core 21A of the stator 21 has a ring shape, for example as shown in Figs. 2, 3, and 5, and is provided in a plane intersecting with the rotation axis AZ, so as to surround the rotation axis AZ. That is, the magnetic core 21A has a shape that is continuous in the circumferential direction centered on the rotation axis AZ.
  • the magnetic core 21A of the stator 21 has a groove-shaped recess 121 along the circumferential direction on the surface S21 (Figs. 3 and 5) in the direction opposite to the Z direction.
  • the Z direction is the extension direction of the rotation axis AZ, and is the direction from the motor 30 toward the power transmission device 20.
  • the winding 21B is wound around the magnetic core 21A along the recess 121.
  • the winding 21B is connected to the inverter 12. As shown in Figs. 2 and 5, a part of the surface S21 of the stator 21 faces the rotor 22.
  • the rotor 22 is a so-called rotor, and is configured to rotate around the rotation axis AZ. As shown in FIG. 1, the rotor 22 is connected to the shaft 24 via a connecting member 23.
  • the magnetic core 22A of the rotor 22 is provided in a part of the circumferential direction centered on the rotation axis AZ, for example, as shown in FIG. 2.
  • the rotor 22 rotates in the circumferential direction (for example, the circumferential direction A in FIG. 2) around the rotation axis AZ as the shaft 24 rotates around the rotation axis AZ.
  • the magnetic core 22A of the rotor 22 is provided with a groove-shaped recess 122 extending in the circumferential direction on the Z-direction surface S22 (FIGS.
  • the winding 22B is wound around the magnetic core 22A so as to pass through the recess 122, the surface of the magnetic core 22A opposite to the Z direction, and the two circumferential side surfaces of the magnetic core 22A.
  • the winding 22B is connected to the rectifier circuit 14.
  • Surface S22 of rotor 22 faces stator 21.
  • the width of the rotor 22 in the radial direction (for example, the horizontal direction in FIG. 2) centered on the rotation axis AZ is the same as the width of the portion of the stator 21 corresponding to the rotor 22.
  • the stator 21 and the rotor 22 are spaced apart by a gap G in the Z direction.
  • a gap G is provided between the tips of the two convex portions on both sides of the recess 121 in the stator 21 and the tips of the two convex portions on both sides of the recess 122 in the rotor 22.
  • the magnetic core 21A of the stator 21 and the magnetic core 22A of the rotor 22 are magnetically coupled via this gap G.
  • the power transmission device 20 converts the AC power supplied from the inverter 12 at the ratio of the number of turns of the winding 21B and the number of turns of the winding 22B regardless of the position of the rotor 22, and supplies the converted AC power to the rectifier circuit 14.
  • the power transmission device 20 is also called a rotary transformer.
  • the connecting member 23 (FIG. 1) is configured to connect the rotor 22 to the shaft 24.
  • the connecting member 23 is configured, for example, using a non-magnetic material.
  • the shaft 24 is connected to the rotor 32 of the motor 30 and is configured to rotate around the rotation axis AZ in response to the driving force generated by the motor 30.
  • the rectifier circuit 14 is configured to rectify the AC power supplied from the winding 22B of the rotor 22 and supply the rectified power to the winding 32B (described later) of the rotor 32 of the motor 30.
  • the rectifier circuit 14 is connected to the shaft 24. That is, the winding 22B and the rotor 32 of the motor 30 are connected to the shaft 24, and therefore the rectifier circuit 14 is also connected to the shaft 24.
  • the power rectified by the rectifier circuit 14 is directly supplied to the winding 32B, but this is not limited to this. Instead, for example, the power rectified by the rectifier circuit 14 may be supplied to the winding 32B via a stabilizing circuit including a capacitor.
  • the control circuit 19 is configured to control the operation of the inverters 11, 12 based on instructions from the external control device 8 and a control signal indicating the rotation speed supplied from the motor 30. Specifically, the control circuit 19 controls the operation of the inverter 11 based on instructions from the external control device 8 and a control signal indicating the rotation speed of the motor 30, thereby controlling the rotation speed of the motor 30. The control circuit 19 also controls the strength of the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30 by controlling the operation of the inverter 12 based on the control signal indicating the rotation speed supplied from the motor 30.
  • control circuit 19 is configured to strengthen the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30 when the rotation speed of the motor 30 is slow, and to weaken the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30 when the rotation speed of the motor 30 is fast.
  • the motor 30 is a wound field type synchronous motor.
  • the motor 30 has a stator 31, a rotor 32, and a sensor 33.
  • the stator 31 is a so-called stator, and is fixed to a housing (not shown) of the motor 30.
  • the stator 31 has a magnetic core 31A and a winding 31B.
  • the winding 31B is supplied with three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC power generated by the inverter 11.
  • the rotor 32 is a so-called rotor, and is configured to rotate the rotation axis AZ.
  • the rotor 32 has a magnetic core 32A and a winding 32B. A signal rectified by the rectifier circuit 14 is supplied to the winding 32B.
  • the sensor 33 is configured to detect the rotation speed of the rotor 32.
  • the sensor 33 is configured to supply a control signal indicating the rotation speed of the rotor 32 to the control circuit 19.
  • the motor device 1 controls the rotation speed of the motor 30 based on the three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC power generated by the inverter 11, and controls the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30 based on the single-phase AC power generated by the inverter 12. For example, when the rotation speed of the motor 30 is slow, the motor device 1 strengthens the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30, and when the rotation speed of the motor 30 is fast, the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30 is weakened. This makes it possible for the motor device 1 to increase the efficiency of the motor 30 over a wide range of rotation speeds.
  • the rotation axis AZ corresponds to a specific example of a "rotation axis" in one embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic core 21A corresponds to a specific example of a "first magnetic core” in one embodiment of the present disclosure.
  • the winding 21B corresponds to a specific example of a "first winding” in one embodiment of the present disclosure.
  • the surface S21 corresponds to a specific example of a "first surface” in one embodiment of the present disclosure.
  • the recess 121 corresponds to a specific example of a "first recess” in one embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic core 22A corresponds to a specific example of a "second magnetic core” in one embodiment of the present disclosure.
  • the winding 22B corresponds to a specific example of a "second winding” in one embodiment of the present disclosure.
  • the surface S22 corresponds to a specific example of a "second surface” in one embodiment of the present disclosure.
  • the recess 122 corresponds to a specific example of a "second recess” in one embodiment of the present disclosure.
  • the shaft 24 corresponds to a specific example of a "shaft” in one embodiment of the present disclosure.
  • the connection member 23 corresponds to a specific example of a "connection member” in one embodiment of the present disclosure.
  • the stator 31 corresponds to a specific example of a "motor stator” in an embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic core 31A corresponds to a specific example of a "first motor magnetic core” in an embodiment of the present disclosure.
  • the winding 31B corresponds to a specific example of a "first motor winding” in an embodiment of the present disclosure.
  • the rotor 32 corresponds to a specific example of a "motor rotor” in an embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic core 32A corresponds to a specific example of a "second motor magnetic core” in an embodiment of the present disclosure.
  • the winding 32B corresponds to a specific example of a "second motor winding” in an embodiment of the present disclosure.
  • the inverter 12 corresponds to a specific example of an "inverter” in an embodiment of the present disclosure.
  • the rectifier circuit 14 corresponds to a specific example of a "rectifier circuit” in an embodiment of the present disclosure.
  • the control circuit 19 controls the operation of the inverters 11 and 12 based on instructions from the external control device 8 and a control signal indicating the rotation speed supplied from the motor 30.
  • the inverter 11 converts the DC power supplied from the DC power source 9 into three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC power based on instructions from the control circuit 19, and supplies the three-phase AC power to the winding 31B of the stator 31 of the motor 30.
  • the inverter 12 converts the DC power supplied from the DC power source 9 into single-phase AC power based on instructions from the control circuit 19, and supplies the AC power to the winding 21B of the stator 21 of the power transmission device 20.
  • the power transmission device 20 supplies the AC power to the rectifier circuit 14 by non-contact transmission.
  • the rectifier circuit 14 rectifies the AC power supplied from the winding 22B of the rotor 22, and supplies the rectified power to the winding 32B of the rotor 32 of the motor 30.
  • the motor 30 generates a driving force, which is mechanical energy, based on the three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC power supplied from the inverter 11. This causes the shaft 24 to rotate about the rotation axis AZ.
  • the sensor 33 of the motor 30 supplies a control signal indicating the rotation speed of the motor 30 to the control circuit 19.
  • AC power is supplied from the inverter 12 to the winding 21B of the stator 21 of the power transmission device 20.
  • the magnetic core 21A of the stator 21 has a continuous shape in the circumferential direction of the rotation axis AZ, and the magnetic core 22A of the rotor 22 is provided in a portion of the circumferential direction of the rotation axis AZ.
  • a portion of the surface S21 of the stator 21 opposite the Z direction faces the rotor 22 across a gap G.
  • the rotor 22 rotates in the circumferential direction (for example, the circumferential direction A in FIG. 2) around the rotation axis AZ.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of the portion of the power transmission device 20 where the stator 21 and the rotor 22 face each other.
  • the winding 21B of the stator 21 generates a magnetic field based on the AC power supplied from the inverter 12.
  • a part of the surface S21 of the stator 21 faces the rotor 22 via a gap G. Therefore, in the power transmission device 20, as shown in FIG. 6, a magnetic path MP is generated that passes through the magnetic core 21A of the stator 21 and the magnetic core 22A of the rotor 22 so that the magnetic resistance is minimized.
  • the winding 22B of the rotor 22 generates AC power based on the magnetic field in this magnetic path MP, and supplies the generated AC power to the rectifier circuit 14. In this way, the power transmission device 20 can supply AC power to the rectifier circuit 14 by non-contact transmission regardless of the position of the rotor 22.
  • the power transmission device 20 transmits power non-contact, which can improve reliability compared to when power is transmitted by contact using, for example, slip rings and brushes.
  • the rectifier circuit 14 rectifies the AC power supplied from the winding 22B of the rotor 22, and supplies the rectified power to the winding 32B of the rotor 32 of the motor 30. This generates a magnetic field in the rotor 32 of the motor 30. For example, when the rotation speed of the motor 30 is slow, the control circuit 19 strengthens the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30, and when the rotation speed of the motor 30 is fast, the control circuit 19 weakens the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30. This allows the motor device 1 to increase the efficiency of the motor 30 over a wide range of rotation speeds.
  • the power transmission device 20 includes a first magnetic core (magnetic core 21A) having a continuous shape in the circumferential direction in a plane intersecting with the rotation axis AZ, a first winding (winding 21B) wound around the circumferential direction of the first magnetic core (magnetic core 21A), a second magnetic core (magnetic core 22A) that is rotatable around the rotation axis AZ and is provided in a portion of the circumferential direction in a plane intersecting with the rotation axis AZ and faces a portion of the first magnetic core (magnetic core 21A), and a second winding (winding 22B) wound around the second magnetic core (magnetic core 22A).
  • the second magnetic core (magnetic core 22A) is provided in one direction with the rotation axis AZ as a reference in a plane intersecting with the rotation axis AZ.
  • the magnetic core 22A is provided in a portion of the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis AZ, so that the inertial force when the rotor 22 rotates can be suppressed, thereby improving the efficiency of the motor 30.
  • the magnetic core 22A is arranged in a portion of the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis AZ. This makes it possible to reduce the inertial force when the rotor 22 rotates, compared to a magnetic core having a ring shape. Therefore, in the power transmission device 20, the energy required when the motor 30 changes the rotation speed can be reduced, and the efficiency of the motor 30 can be improved.
  • the power transmission device 20 is provided with a shaft 24 that can rotate around the rotation axis AZ, and a connection member 23 that connects the second magnetic core (magnetic core 22A) and the shaft 24.
  • the connection member 23 is made of a non-magnetic material. This reduces the possibility that, for example, a magnetic field leaking from the gap G will reach the shaft 24. Therefore, for example, when the shaft 24 is made of a magnetic material, it reduces the possibility that a magnetic field will be transmitted to the rotor 32 of the motor 30 via the shaft 24. As a result, the motor device 1 can appropriately control the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30 according to the rotation speed of the motor 30, thereby appropriately increasing the efficiency of the motor 30.
  • the second magnetic core is provided in one direction based on the rotation axis in a plane intersecting with the rotation axis. This can increase the efficiency of the motor.
  • a shaft that can rotate around a rotation axis and a connection member that connects the second magnetic core and the shaft are provided.
  • This connection member is made of a non-magnetic material. This makes it possible, for example, to reduce the possibility that a magnetic field leaking from the gap will reach the shaft, thereby appropriately increasing the efficiency of the motor.
  • the rotor 22 has the magnetic core 22A arranged in one direction with the rotation axis AZ as a reference in a plane intersecting with the rotation axis AZ, but this is not limited to this.
  • the rotor 22 may have a plurality of magnetic cores 22A arranged in a plurality of directions with the rotation axis AZ as a reference in a plane intersecting with the rotation axis AZ.
  • the rotor 22 has two magnetic cores 22A arranged in two directions with the rotation axis AZ as a reference.
  • the two magnetic cores 22A are arranged in opposite directions with the rotation axis AZ in between.
  • the winding 22B is wound around each of the two magnetic cores 22A in the same manner as in the above embodiment (FIG. 4).
  • a gap G is provided between the tips of the two protruding portions on both sides of the recess 121 in the stator 21 and the tips of the two protruding portions on both sides of the recess 122 in the rotor 22, but this is not limited to this. Instead of this, for example, the gap G may be provided in a portion of the stator 21 and the rotor 22 other than the tips of the protruding portions. Below, this modified example will be described with several examples.
  • FIG. 8A shows an example of the configuration of the stator 21 and rotor 22 according to this modified example.
  • the width of the rotor 22 is wider than the width of the portion of the stator 21 that corresponds to the rotor 22.
  • the tips of the two protrusions on both sides of the recess 121 in the stator 21 are contained in the recess 122 in the rotor 22. Therefore, in FIG. 8A, for example, a gap G is provided between the side of the left protrusion of the recess 121 in the stator 21 and the side of the left protrusion of the recess 122 in the rotor 22.
  • a gap G is provided between the side of the right protrusion of the recess 121 in the stator 21 and the side of the right protrusion of the recess 122 in the rotor 22. This makes it possible to reduce leakage of the magnetic field from the magnetic cores 21A and 22A.
  • FIG. 8B shows another example of the configuration of the stator 21 and rotor 22 according to this modified example.
  • the width of the rotor 22 is narrower than the width of the portion of the stator 21 that corresponds to the rotor 22.
  • the tips of the two protrusions on both sides of the recess 122 in the rotor 22 are contained in the recess 121 in the stator 21. Therefore, in FIG. 8B, for example, a gap G is provided between the side of the left protrusion of the recess 121 in the stator 21 and the side of the left protrusion of the recess 122 in the rotor 22.
  • a gap G is provided between the side of the right protrusion of the recess 121 in the stator 21 and the side of the right protrusion of the recess 122 in the rotor 22. This can reduce leakage of the magnetic field from the magnetic cores 21A and 22A.
  • Figures 8C and 8D show another example of the configuration of the stator 21 and rotor 22 according to this modified example.
  • the width of the rotor 22 is approximately the same as the width of the portion of the stator 21 that corresponds to the rotor 22.
  • the position of the rotor 22 and the position of the portion of the stator 21 that corresponds to the rotor 22 are shifted in the radial direction (horizontal direction in Figures 8C and 8D) centered on the rotation axis AZ.
  • the tip of one of the two convex portions on both sides of the recess 121 in the stator 21 fits into the recess 122 in the rotor 22, and the tip of one of the two convex portions on both sides of the recess 122 in the rotor 22 fits into the recess 121 in the stator 21.
  • a gap G is provided between the side of the left convex portion of the recess 121 in the stator 21 and the side of the left convex portion of the recess 122 in the rotor 22.
  • a gap G is provided between the side of the right protrusion of the recess 121 in the stator 21 and the side of the right protrusion of the recess 122 in the rotor 22. This reduces leakage of the magnetic field from the magnetic cores 21A and 22A.
  • FIG. 9A shows an example of the configuration of the stator 21 and rotor 22 according to this modified example.
  • the rotor 22 has a flat plate shape, and unlike the above embodiment (FIG. 2, etc.), it does not have a recess and protrusions on either side of the recess.
  • the width of the rotor 22 is approximately the same as the width of the portion of the stator 21 that corresponds to the rotor 22.
  • a gap G is provided between the tips of the two protrusions on either side of the recess 121 in the stator 21 and the Z-direction surface S22 of the rotor 22. In this way, since the rotor 22 does not have protrusions, the rotor 22 can be made smaller. This makes it possible to suppress the inertial force when the rotor 22 rotates, thereby improving the efficiency of the motor 30.
  • FIG. 9B shows another example of the configuration of the stator 21 and the rotor 22 according to this modified example.
  • the rotor 22 has a flat plate shape, and unlike the above embodiment (FIG. 2, etc.), it does not have a recess and protrusions on both sides of the recess.
  • the width of the rotor 22 is narrower than the width of the part of the stator 21 that corresponds to the rotor 22.
  • the rotor 22 fits into the recess 121 in the stator 21.
  • a gap G is provided between the side of the left protrusion of the recess 121 in the stator 21 and the side of the rotor 22.
  • a gap G is provided between the side of the right protrusion of the recess 121 in the stator 21 and the side of the rotor 22.
  • the rotor 22 since the rotor 22 does not have a protrusion, the rotor 22 can be made smaller. This makes it possible to suppress the inertial force when the rotor 22 rotates, thereby improving the efficiency of the motor 30.
  • FIG. 9C shows another example of the configuration of the stator 21 and rotor 22 according to this modified example.
  • the stator 21 has a flat plate shape and does not have a recess, unlike the above embodiment (FIG. 2, etc.).
  • the width of the rotor 22 is approximately the same as the width of the portion of the stator 21 that corresponds to the rotor 22.
  • a winding 21B is provided along the circumferential direction near the center in the radial direction of the magnetic core 21A of the stator 21.
  • the winding 21B is fixed to the surface S21 of the magnetic core 21A in the direction opposite to the Z direction, for example, using an adhesive.
  • a gap G is provided between the tips of the two protrusions on both sides of the recess 122 in the rotor 22 and the surface S21 of the stator 21.
  • a motor device 2 according to a second embodiment will be described.
  • the configuration of the power transmission device is different from that of the first embodiment.
  • the same reference numerals are used to designate components that are substantially the same as those of the motor device 1 according to the first embodiment, and descriptions thereof will be omitted as appropriate.
  • FIG. 10 shows an example of the configuration of a motor device 2 according to the second embodiment.
  • the motor device 2 includes a drive unit 40.
  • the drive unit 40 includes a power transmission device 50.
  • the power transmission device 50 includes a stator 51, a rotor 52, a connecting member 53, and a shaft 24.
  • FIG. 11 shows an example configuration of the stator 51 and rotor 52.
  • FIG. 11 also shows the cross-sectional structure of the stator 51 and rotor 52 in a plane including the rotation axis AZ in the direction of the X-X arrows.
  • the stator 51 has a magnetic core 51A and windings 51B.
  • the rotor 52 has a magnetic core 52A and windings 52B.
  • Figure 12 shows the relative positions of the magnetic core 51A of the stator 51, the magnetic core 52A of the rotor 52, and the shaft 24 in the power transmission device 50.
  • the stator 51 is fixed to a housing (not shown) of the motor device 2.
  • the magnetic core 51A of the stator 51 has a ring shape and is arranged in a plane intersecting with the rotation axis AZ, centered on the rotation axis AZ, so as to surround the rotation axis AZ.
  • the magnetic core 51A has a shape that is continuous in the circumferential direction centered on the rotation axis AZ.
  • the magnetic core 51A of the stator 51 has a groove-shaped recess 151 that runs along the circumferential direction on a surface S51 (FIG. 12) facing the rotation axis AZ.
  • the winding 51B is wound around this recess 151 around the magnetic core 51A.
  • the winding 51B is connected to the inverter 12. A part of the surface S51 of the stator 51 faces the rotor 52.
  • the rotor 52 is configured to rotate around the rotation axis AZ. As shown in FIG. 10, the rotor 52 is connected to the shaft 24 via a connecting member 53.
  • the magnetic core 52A of the rotor 52 is provided in a portion of the circumferential direction centered on the rotation axis AZ, for example, as shown in FIG. 11.
  • the rotor 52 rotates in the circumferential direction (for example, the circumferential direction A in FIG. 11) around the rotation axis AZ as the shaft 24 rotates around the rotation axis AZ.
  • the magnetic core 52A of the rotor 52 is provided with a groove-shaped recess 152 extending in the circumferential direction on the surface S52 (FIG. 12) facing away from the rotation axis AZ.
  • the winding 52B is wound around the magnetic core 52A so as to pass through the recess 152, the surface of the magnetic core 52A facing the rotation axis AZ, and the two circumferential side surfaces of the magnetic core 52A.
  • the winding 52B is connected to the rectifier circuit 14.
  • Surface S52 of rotor 52 faces stator 51.
  • the width of the rotor 52 in the Z direction is the same as the width of the stator 51 in the Z direction.
  • the stator 51 and the rotor 52 are spaced apart by a gap G in the radial direction centered on the rotation axis AZ.
  • a gap G is provided between the tips of the two convex portions on both sides of the recess 151 in the stator 51 and the tips of the two convex portions on both sides of the recess 152 in the rotor 52.
  • the magnetic core 51A of the stator 51 and the magnetic core 52A of the rotor 52 are magnetically coupled via this gap G.
  • the connecting member 53 ( Figure 10) is configured to connect the rotor 52 to the shaft 24.
  • the winding 51B of the stator 51 of the power transmission device 50 is supplied with AC power from the inverter 12.
  • the winding 51B of the stator 51 generates a magnetic field based on the AC power supplied from the inverter 12.
  • a part of the surface S51 of the stator 51 faces the rotor 52 via a gap G. Therefore, in the power transmission device 50, as in the case of the first embodiment (FIG. 6), a magnetic path MP is generated that passes through the magnetic core 51A of the stator 51 and the magnetic core 52A of the rotor 52 so that the magnetic resistance is the lowest.
  • the winding 52B of the rotor 52 generates AC power based on the magnetic field in this magnetic path MP, and supplies the generated AC power to the rectifier circuit 14.
  • the power transmission device 50 can supply AC power to the rectifier circuit 14 by non-contact transmission regardless of the position of the rotor 52.
  • the power transmission device 50 includes a first magnetic core (magnetic core 51A) having a continuous shape in the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis AZ, a first winding (winding 51B) wound around the first magnetic core (magnetic core 51A) in the circumferential direction, a second magnetic core (magnetic core 52A) that is rotatable around the rotation axis AZ and is provided in a portion of the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis AZ and faces a portion of the first magnetic core (magnetic core 51A), and a second winding (winding 52B) wound around the second magnetic core (magnetic core 52A).
  • the magnetic core 52A is provided in a portion of the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis AZ, so that the inertial force when the rotor 52 rotates can be suppressed, and the efficiency of the motor 30 can be improved.
  • the second magnetic core (magnetic core 52A) is arranged closer to the rotation axis AZ than the first magnetic core (magnetic core 51A). This allows the power transmission device 50 to reduce the moment of force when the rotor 52 rotates. In this way, in the power transmission device 50, the magnetic core 51A and the magnetic core 52A are opposed to each other, and the inertial force when the rotor 22 rotates can be suppressed, thereby increasing the efficiency of the motor 30.
  • the first magnetic core (magnetic core 51A) has a first surface (surface S51) that can face the first magnetic core as the second magnetic core rotates
  • the second magnetic core (magnetic core 52A) has a second surface (surface S52) that faces a part of the first surface (surface S51) of the first magnetic core (magnetic core 51A).
  • the first surface (surface S51) and the second surface (surface S52) are parallel to the rotation axis AZ.
  • the position of the gap G between the stator 51 and the rotor 52 is separated from the shaft 24 by more than the radial width of the rotor 52, so that, for example, in the case where a magnetic field leaks from the gap G, the possibility that the leaked magnetic field will reach the shaft 24 can be reduced. Therefore, for example, when the shaft 24 is made of a magnetic material, it is possible to reduce the possibility of a magnetic field being transmitted to the rotor 32 of the motor 30 via the shaft 24. As a result, the motor device 2 can appropriately control the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30 according to the rotation speed of the motor 30, thereby appropriately increasing the efficiency of the motor 30.
  • a first magnetic core having a continuous shape in the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis, a first winding wound around the first magnetic core, a second magnetic core that is rotatable around the rotation axis AZ and is provided in a portion of the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis AZ and faces a portion of the first magnetic core, and a second winding wound around the second magnetic core.
  • the second magnetic core is located closer to the rotating shaft than the first magnetic core, which increases the efficiency of the motor.
  • the first magnetic core has a first surface that can face the first magnetic core as the second magnetic core rotates
  • the second magnetic core has a second surface that faces a part of the first surface of the first magnetic core.
  • the first surface and the second surface are parallel to the axis of rotation.
  • the rotor 52 has the magnetic core 52A provided in one direction with respect to the rotation axis AZ in a plane intersecting the rotation axis AZ, but this is not limited to this. Instead, for example, as in the case of the modified example 1-1 of the first embodiment (for example, FIG. 7), the rotor 52 may have a plurality of magnetic cores 52A provided in a plurality of directions with respect to the rotation axis AZ in a plane intersecting the rotation axis AZ.
  • FIG. 13A shows an example of the configuration of the stator 51 and rotor 52 according to this modified example.
  • the width of the rotor 52 in the Z direction is wider than the width of the stator 51 in the Z direction.
  • the tips of the two protrusions on both sides of the recess 151 in the stator 51 are contained in the recess 152 in the rotor 52. Therefore, in FIG. 13A, for example, a gap G is provided between the side of the protrusion above the recess 151 in the stator 51 and the side of the protrusion above the recess 152 in the rotor 52.
  • a gap G is provided between the side of the protrusion below the recess 151 in the stator 51 and the side of the protrusion below the recess 152 in the rotor 52. This can reduce leakage of the magnetic field from the magnetic cores 51A and 52A.
  • FIG. 13B shows another example of the configuration of the stator 51 and rotor 52 according to this modified example.
  • the width of the rotor 52 in the Z direction is narrower than the width of the stator 51 in the Z direction.
  • the tips of the two protrusions on both sides of the recess 152 in the rotor 52 are contained in the recess 151 in the stator 51. Therefore, in FIG. 13B, for example, a gap G is provided between the side of the protrusion above the recess 151 in the stator 51 and the side of the protrusion above the recess 152 in the rotor 52.
  • a gap G is provided between the side of the protrusion below the recess 151 in the stator 51 and the side of the protrusion below the recess 152 in the rotor 52. This can reduce leakage of the magnetic field from the magnetic cores 51A and 52A.
  • FIG. 13C and 13D show another example of the configuration of the stator 51 and rotor 52 according to this modified example.
  • the width of the rotor 52 in the Z direction is approximately the same as the width of the stator 51 in the Z direction.
  • the position of the rotor 52 and the position of the stator 51 are shifted in the Z direction.
  • the tip of one of the two convex portions on both sides of the concave portion 151 in the stator 51 fits into the concave portion 152 in the rotor 52
  • the tip of one of the two convex portions on both sides of the concave portion 152 in the rotor 52 fits into the concave portion 151 in the stator 51.
  • a gap G is provided between the side of the convex portion above the concave portion 151 in the stator 51 and the side of the convex portion above the concave portion 152 in the rotor 52.
  • a gap G is provided between the side of the convex portion below the concave portion 151 in the stator 51 and the side of the convex portion below the concave portion 152 in the rotor 52. This reduces leakage of magnetic field from magnetic cores 51A and 52A.
  • FIG. 14A shows an example of the configuration of the stator 51 and rotor 52 according to this modified example.
  • the rotor 52 has a generally flat plate shape, and unlike the above embodiment (FIG. 11, etc.), it does not have a recess and protrusions on either side of the recess.
  • the width of the rotor 52 in the Z direction is approximately the same as the width of the stator 51 in the Z direction.
  • a gap G is provided between the tips of the two protrusions on either side of the recess 151 in the stator 51 and the surface S52 of the rotor 52 in the direction away from the rotation axis AZ. In this way, since the rotor 52 does not have a protrusion, the rotor 52 can be made smaller. This makes it possible to suppress the inertial force when the rotor 52 rotates, thereby improving the efficiency of the motor 30.
  • the 14B shows another example of the configuration of the stator 51 and rotor 52 according to this modified example.
  • the rotor 22 has a generally flat shape, and unlike the above embodiment (FIG. 11, etc.), it does not have a recess and protrusions on both sides of the recess.
  • the width of the rotor 52 in the Z direction is narrower than the width of the stator 51 in the Z direction.
  • the rotor 52 fits into the recess 151 in the stator 51.
  • a gap G is provided between the side of the protrusion above the recess 151 in the stator 51 and the side of the rotor 52.
  • a gap G is provided between the side of the protrusion below the recess 151 in the stator 51 and the side of the rotor 52.
  • the rotor 52 since the rotor 52 does not have a protrusion, the rotor 52 can be made smaller. This makes it possible to suppress the inertial force when the rotor 52 rotates, thereby improving the efficiency of the motor 30.
  • a motor device 3 according to a third embodiment will be described.
  • the configuration of the power transmission device is different from that of the first and second embodiments.
  • the same reference numerals are used to designate components that are substantially the same as those of the motor device 1 according to the first embodiment, and descriptions thereof will be omitted as appropriate.
  • FIG. 15 shows an example of the configuration of a motor device 3 according to the third embodiment.
  • the motor device 3 includes a drive unit 60.
  • the drive unit 60 includes a power transmission device 70.
  • the power transmission device 70 includes a stator 71, a rotor 72, a connecting member 73, and a shaft 24.
  • FIG. 16 shows an example configuration of stator 71 and rotor 72.
  • FIG. 16 also shows the cross-sectional structure of stator 71 and rotor 72 in a plane including rotation axis AZ in the direction of arrows XIV-XIV.
  • Stator 71 has a magnetic core 71A and windings 71B.
  • Rotor 72 has a magnetic core 72A and windings 72B.
  • Figure 17 shows the relative positions of the magnetic core 71A of the stator 71, the magnetic core 72A of the rotor 72, and the shaft 24 in the power transmission device 70.
  • the stator 71 is fixed to a housing (not shown) of the motor device 3.
  • the magnetic core 71A of the stator 71 has a ring shape and is arranged in a plane intersecting with the rotation axis AZ, centered on the rotation axis AZ, so as to surround the rotation axis AZ.
  • the magnetic core 71A has a shape that is continuous in the circumferential direction centered on the rotation axis AZ.
  • the magnetic core 71A of the stator 71 has a groove-shaped recess 171 that runs along the circumferential direction on a surface S71 (FIG. 17) that faces away from the rotation axis AZ.
  • the winding 71B is wound around the magnetic core 71A along the recess 171.
  • the winding 71B is connected to the inverter 12. A part of the surface S71 of the stator 71 faces the rotor 72.
  • the rotor 72 is configured to rotate around the rotation axis AZ. As shown in FIG. 15, the rotor 72 is connected to the shaft 24 via a connecting member 73.
  • the magnetic core 72A of the rotor 72 is provided in a portion of the circumferential direction centered on the rotation axis AZ, for example, as shown in FIG. 16.
  • the rotor 72 rotates in the circumferential direction (for example, the circumferential direction A in FIG. 16) around the rotation axis AZ as the shaft 24 rotates around the rotation axis AZ.
  • the magnetic core 72A of the rotor 72 is provided with a groove-shaped recess 172 extending in the circumferential direction on the surface S72 (FIG. 17) facing the rotation axis AZ.
  • the winding 72B is wound around the magnetic core 72A so as to pass through the recess 172, the surface of the magnetic core 72A facing away from the rotation axis AZ, and the two circumferential side surfaces of the magnetic core 72A.
  • the winding 72B is connected to the rectifier circuit 14.
  • Surface S72 of rotor 72 faces stator 71.
  • the width of the rotor 72 in the Z direction is the same as the width of the stator 71 in the Z direction.
  • the stator 71 and the rotor 72 are spaced apart by a gap G in the radial direction centered on the rotation axis AZ.
  • a gap G is provided between the tips of the two convex portions on both sides of the recess 171 in the stator 71 and the tips of the two convex portions on both sides of the recess 172 in the rotor 72.
  • the magnetic core 71A of the stator 71 and the magnetic core 72A of the rotor 72 are magnetically coupled via this gap G.
  • the connecting member 73 ( Figure 15) is configured to connect the rotor 72 to the shaft 24.
  • the winding 71B of the stator 71 of the power transmission device 70 is supplied with AC power from the inverter 12.
  • the winding 71B of the stator 71 generates a magnetic field based on the AC power supplied from the inverter 12.
  • a part of the surface S71 of the stator 71 faces the rotor 72 via a gap G. Therefore, in the power transmission device 70, as in the case of the first embodiment (FIG. 6), a magnetic path MP is generated that passes through the magnetic core 71A of the stator 71 and the magnetic core 72A of the rotor 72 so that the magnetic resistance is the lowest.
  • the winding 72B of the rotor 72 generates AC power based on the magnetic field in this magnetic path MP, and supplies the generated AC power to the rectifier circuit 14.
  • the power transmission device 70 can supply AC power to the rectifier circuit 14 by non-contact transmission regardless of the position of the rotor 72.
  • the power transmission device 70 includes a first magnetic core (magnetic core 71A) having a continuous shape in the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis AZ, a first winding (winding 71B) wound around the circumferential direction of the first magnetic core (magnetic core 71A), a second magnetic core (magnetic core 72A) that is rotatable around the rotation axis AZ and is provided in a portion of the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis AZ and faces a portion of the first magnetic core (magnetic core 71A), and a second winding (winding 72B) wound around the second magnetic core (magnetic core 72A).
  • the magnetic core 72A is provided in a portion of the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis AZ, so that the inertial force when the rotor 72 rotates can be suppressed, and the efficiency of the motor 30 can be improved.
  • the first magnetic core (magnetic core 71A) has a first surface (surface S71) that can face the first magnetic core by rotating the second magnetic core
  • the second magnetic core (magnetic core 72A) has a second surface (surface S72) that faces a part of the first surface (surface S71) of the first magnetic core (magnetic core 71A).
  • the first surface (surface S71) and the second surface (surface S72) are parallel to the rotation axis AZ.
  • the position of the gap G between the stator 71 and the rotor 72 is away from the shaft 24, so that, for example, in the case where a magnetic field leaks from the gap G, the possibility that the leaked magnetic field will reach the shaft 24 can be reduced. Therefore, for example, in the case where the shaft 24 is made of a magnetic material, the possibility that the magnetic field will be transmitted to the rotor 32 of the motor 30 via the shaft 24 can be reduced.
  • the motor device 3 can appropriately control the magnetic field generated by the rotor 32 of the motor 30 according to the rotation speed of the motor 30, thereby appropriately increasing the efficiency of the motor 30.
  • this embodiment has a first magnetic core that has a continuous shape in the circumferential direction in a plane that intersects with the rotation axis, a first winding wound around the circumferential direction of the first magnetic core, a second magnetic core that is rotatable around the rotation axis AZ and is provided in a portion of the circumferential direction in a plane that intersects with the rotation axis AZ and faces a portion of the first magnetic core, and a second winding wound around the second magnetic core.
  • This can increase the efficiency of the motor.
  • the first magnetic core has a first surface that can face the first magnetic core as the second magnetic core rotates
  • the second magnetic core has a second surface that faces a part of the first surface of the first magnetic core.
  • the first surface and the second surface are parallel to the axis of rotation.
  • the rotor 72 has the magnetic core 72A provided in one direction with respect to the rotation axis AZ in a plane intersecting with the rotation axis AZ, but this is not limited to this. Instead, for example, as in the case of the modified example 1-1 of the first embodiment (for example, FIG. 7), the rotor 72 may have a plurality of magnetic cores 72A provided in a plurality of directions with respect to the rotation axis AZ in a plane intersecting with the rotation axis AZ.
  • gaps G are provided between the tips of the two protruding portions on both sides of recess 171 in stator 71 and the tips of the two protruding portions on both sides of recess 172 in rotor 72, but this is not limited to the above. Instead, for example, gaps G may be provided in portions of stator 71 and rotor 72 other than the tips of the protruding portions, as in the case of modified example 1-2 of the first embodiment (Figs. 8A to 8D). Below, this modified example will be described with several examples.
  • FIG. 18A shows an example of the configuration of the stator 71 and rotor 72 according to this modified example.
  • the width of the rotor 72 in the Z direction is wider than the width of the stator 71 in the Z direction.
  • the tips of the two protrusions on both sides of the recess 171 in the stator 71 are contained in the recess 172 in the rotor 72. Therefore, in FIG. 18A, for example, a gap G is provided between the side of the protrusion above the recess 151 in the stator 71 and the side of the protrusion above the recess 172 in the rotor 72.
  • a gap G is provided between the side of the protrusion below the recess 171 in the stator 71 and the side of the protrusion below the recess 172 in the rotor 72. This can reduce leakage of the magnetic field from the magnetic cores 71A and 72A.
  • FIG. 18B shows another example of the configuration of the stator 71 and rotor 72 according to this modified example.
  • the width of the rotor 72 in the Z direction is narrower than the width of the stator 71 in the Z direction.
  • the tips of the two protrusions on both sides of the recess 172 in the rotor 72 are contained in the recess 171 in the stator 71. Therefore, in FIG. 18B, for example, a gap G is provided between the side of the protrusion above the recess 171 in the stator 71 and the side of the protrusion above the recess 172 in the rotor 72.
  • a gap G is provided between the side of the protrusion below the recess 171 in the stator 71 and the side of the protrusion below the recess 172 in the rotor 72. This can reduce leakage of the magnetic field from the magnetic cores 71A and 72A.
  • 18C and 18D show another example of the configuration of the stator 71 and rotor 72 according to this modified example.
  • the width of the rotor 72 in the Z direction is approximately the same as the width of the stator 71 in the Z direction.
  • the position of the rotor 72 and the position of the stator 71 are shifted in the Z direction.
  • the tip of one of the two convex portions on both sides of the concave portion 171 in the stator 71 fits into the concave portion 172 in the rotor 72
  • the tip of one of the two convex portions on both sides of the concave portion 172 in the rotor 72 fits into the concave portion 171 in the stator 71.
  • a gap G is provided between the side of the convex portion above the concave portion 171 in the stator 71 and the side of the convex portion above the concave portion 172 in the rotor 72.
  • a gap G is provided between the side of the convex portion below the concave portion 171 in the stator 71 and the side of the convex portion below the concave portion 172 in the rotor 72. This reduces leakage of magnetic field from magnetic cores 71A and 72A.
  • FIG. 19A shows an example of the configuration of the stator 71 and rotor 72 according to this modified example.
  • the rotor 72 has a generally flat plate shape, and unlike the above embodiment (FIG. 16, etc.), it does not have a recess or protrusions on either side of the recess.
  • the width of the rotor 72 in the Z direction is approximately the same as the width of the stator 71 in the Z direction.
  • a gap G is provided between the tips of the two protrusions on either side of the recess 171 in the stator 71 and the surface S72 of the rotor 72 in the direction toward the rotation axis AZ. In this way, since the rotor 72 does not have a protrusion, the rotor 72 can be made smaller. This makes it possible to suppress the inertial force when the rotor 72 rotates, thereby improving the efficiency of the motor 30.
  • FIG. 19B shows another example of the configuration of the stator 71 and rotor 72 according to this modified example.
  • the rotor 72 has a generally flat shape, and unlike the above embodiment (FIG. 16, etc.), it does not have a recess and protrusions on both sides of the recess.
  • the width of the rotor 72 in the Z direction is narrower than the width of the stator 71 in the Z direction.
  • the rotor 72 fits into the recess 171 in the stator 71.
  • a gap G is provided between the side of the protrusion above the recess 171 in the stator 71 and the side of the rotor 72.
  • a gap G is provided between the side of the protrusion below the recess 171 in the stator 71 and the side of the rotor 72.
  • the rotor 72 since the rotor 72 does not have a protrusion, the rotor 72 can be made smaller. This makes it possible to suppress the inertial force when the rotor 72 rotates, thereby improving the efficiency of the motor 30.
  • the shapes of the stators 21, 51, 71 and the rotors 22, 52, 72 shown in the above embodiments are merely examples and are not limited to the shapes disclosed.
  • a first magnetic core having a shape that is continuous in a circumferential direction in a plane that intersects with a rotation axis; a first winding wound around the first magnetic core in the circumferential direction; a second magnetic core that is rotatable about the rotation axis and is provided in a portion of the circumferential direction in a plane intersecting the rotation axis and facing a portion of the first magnetic core; a second winding wound around the second magnetic core.
  • the first magnetic core has a first surface that can face the first magnetic core as the second magnetic core rotates;
  • the power transfer device according to any one of (1) to (5), wherein the second magnetic core has a second surface that faces a portion of the first surface of the first magnetic core.
  • the first magnetic core has a first recess provided in the first surface along the circumferential direction, the first winding is wound in the first recess along the circumferential direction, the second magnetic core has a second recess provided on the second surface so as to extend in the circumferential direction,
  • the power transfer device according to (6), wherein the second winding is wound in the second recess.
  • the power transfer device according to (6) or (7), wherein the first surface and the second surface are surfaces that intersect with the rotation axis.
  • the power transfer device according to (6) or (7), wherein the first surface and the second surface are parallel to the rotation axis.
  • the first magnetic core has, on the first surface, two first protrusions sandwiching the first recess
  • the second magnetic core has, on the second surface, two second protrusions sandwiching the second recess
  • the power transfer device according to (7), wherein the tips of the two first protrusions and the tips of the two second protrusions face each other.
  • the first magnetic core has, on the first surface, two first protrusions sandwiching the first recess
  • the second magnetic core has, on the second surface, two second protrusions sandwiching the second recess
  • the power transfer device wherein tips of the two first protrusions of the first magnetic core fit into the second recesses of the second magnetic core.
  • the first magnetic core has, on the first surface, two first protrusions sandwiching the first recess
  • the second magnetic core has, on the second surface, two second protrusions sandwiching the second recess
  • the first magnetic core has, on the first surface, two first protrusions sandwiching the first recess
  • the second magnetic core has, on the second surface, two second protrusions sandwiching the second recess
  • a tip end of one of the two first protrusions of the first magnetic core is fitted into the second recess of the second magnetic core
  • the power transfer device according to (7), wherein a tip of one of the two second protrusions of the second magnetic core fits into the first recess of the first magnetic core.
  • the first magnetic core has a first surface that can face the first magnetic core as the second magnetic core rotates, a first recess provided along the circumferential direction on the first surface, and two first protrusions that sandwich the first recess;
  • the power transfer device according to claim 1 wherein tips of the two first protrusions and a part of the second magnetic core face each other.
  • a motor having a motor stator including a first motor magnetic core and a first motor winding, and a motor rotor including a second motor magnetic core and a second motor winding; a shaft connected to the motor rotor; An inverter; a first magnetic core having a shape that is continuous in a circumferential direction in a plane that intersects with the shaft; a first winding connected to the inverter and wound around the first magnetic core in the circumferential direction; a second magnetic core that is rotatable about the shaft and is provided in a portion of the circumferential direction within a plane that intersects with the shaft and faces a portion of the first magnetic core; a second winding wound around the second magnetic core; and a rectifier circuit provided in a path connecting the second winding and the second motor winding.

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Abstract

本発明の一実施の形態に係る電力伝送デバイスは、回転軸と交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コアと、第１の磁気コアの周方向に沿って巻かれた第１の巻線と、回転軸を中心として回動可能であり、回転軸と交差する面内における周方向の一部に設けられ、第１の磁気コアの一部と対向する第２の磁気コアと、第２の磁気コアに巻かれた第２の巻線とを備える。

Description

電力伝送デバイスおよびモータ装置
　本発明は、非接触で電力を伝送する電力伝送デバイス、およびそのような電力伝送デバイスが設けられたモータ装置に関する。
　例えば、モータには、巻線界磁式の同期モータ（ＥＥＳＭ：Electrically Excited Synchronous Motor）がある。このモータは、巻線が巻き付けられた固定子と、巻線が巻き付けられた回転子とを有する。このモータでは、モータの回転速度に応じて、回転子に巻き付けられた巻線に流す電流を変化させることにより、モータの効率の向上を図ることができる。
　ところで、固定子と回転子との間で電力を伝送可能なデバイスがある。例えば、特許文献１には、巻線が巻き付けられた固定子と、巻線が巻き付けられた回転子とを備え、固定子と回転子との間で電力を伝送可能な回転トランスが開示されている。
特開２００２－７５７６０号公報
　モータ装置では、モータの効率が高いことが望まれており、モータの効率のさらなる向上が期待されている。
　モータの効率を高めることができる電力伝送デバイスおよびモータ装置を提供することが望ましい。
　本発明の一実施の形態に係る電力伝送デバイスは、第１の磁気コアと、第１の巻線と、第２の磁気コアと、第２の巻線とを備えている。第１の磁気コアは、回転軸と交差する面内における周方向において連続な形状を有するものである。第１の巻線は、第１の磁気コアの周方向に沿って巻かれたものである。第２の磁気コアは、回転軸を中心として回動可能であり、回転軸と交差する面内における周方向の一部に設けられ、第１の磁気コアの一部と対向するものである。第２の巻線は、第２の磁気コアに巻かれたものである。
　本発明の一実施の形態に係るモータ装置は、モータと、シャフトと、インバータと、第１の磁気コアと、第１の巻線と、第２の磁気コアと、第２の巻線と、整流回路とを備えている。モータは、第１のモータ磁気コアと第１のモータ巻線とを含むモータ固定子と、第２のモータ磁気コアと第２のモータ巻線とを含むモータ回転子とを有するものである。シャフトは、モータ回転子に接続されたものである。第１の磁気コアは、シャフトと交差する面内における周方向において連続な形状を有するものである。第１の巻線は、インバータに接続され、第１の磁気コアの周方向に沿って巻かれたものである。第２の磁気コアは、シャフトを中心として回動可能であり、シャフトと交差する面内における前記周方向の一部に設けられ、前記第１の磁気コアの一部と対向するものである。第２の巻線は、第２の磁気コアに巻かれたものである。整流回路は、第２の巻線および第２のモータ巻線を結ぶ経路に設けられたものである。
　本発明の一実施の形態に係る電力伝送デバイスおよびモータ装置によれば、モータの効率を高めることができる。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るモータ装置の一構成例を表すブロック図である。 図２は、図１に示した固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図３は、図１に示した固定子の一構成例を表す説明図である。 図４は、図１に示した回転子の一構成例を表す説明図である。 図５は、図２に示した２つの磁気コアおよびシャフトの相対的な位置関係を表す説明図である。 図６は、図１に示した電力伝送デバイスの一動作例を表す説明図である。 図７は、第１の実施の形態の変形例に係る３つの磁気コアおよびシャフトの相対的な位置関係を表す説明図である。 図８Ａは、第１の実施の形態の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図８Ｂは、第１の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図８Ｃは、第１の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図８Ｄは、第１の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図９Ａは、第１の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図９Ｂは、第１の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図９Ｃは、第１の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１０は、第２の実施の形態に係るモータ装置の一構成例を表すブロック図である。 図１１は、図１０に示した固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１２は、図１１に示した２つの磁気コアおよびシャフトの相対的な位置関係を表す説明図である。 図１３Ａは、第２の実施の形態の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１３Ｂは、第２の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１３Ｃは、第２の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１３Ｄは、第２の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１４Ａは、第２の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１４Ｂは、第２の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１５は、第３の実施の形態に係るモータ装置の一構成例を表すブロック図である。 図１６は、図１５に示した固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１７は、図１６に示した２つの磁気コアおよびシャフトの相対的な位置関係を表す説明図である。 図１８Ａは、第３の実施の形態の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１８Ｂは、第３の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１８Ｃは、第３の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１８Ｄは、第３の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１９Ａは、第３の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。 図１９Ｂは、第３の実施の形態の他の変形例に係る固定子および回転子の一構成例を表す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
＜第１の実施の形態＞
［構成例］
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電力伝送デバイスを備えたモータ装置１の一構成例を表すものである。モータ装置１は、外部制御装置８および直流電源９に接続される。外部制御装置８は、モータ装置１に対して、回転速度を指示するように構成される。直流電源９は、モータ装置１に対して直流電力を供給するように構成される。モータ装置１は、直流電源９から供給された直流電力を用いて、外部制御装置８からの指示に基づいて、機械的エネルギである駆動力を生成するように構成される。モータ装置１は、駆動部１０と、モータ３０とを備えている。
　駆動部１０は、モータ３０を駆動するように構成される。駆動部１０は、インバータ１１，１２と、電力伝送デバイス２０と、整流回路１４と、制御回路１９とを有している。
　インバータ１１は、制御回路１９からの指示に基づいて、直流電源９から供給された直流電力を３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換するように構成される。そして、インバータ１１は、この３相の交流電力を、モータ３０の固定子３１の巻線３１Ｂ（後述）に供給するようになっている。
　インバータ１２は、制御回路１９からの指示に基づいて、直流電源９から供給された直流電力を単相の交流電力に変換するように構成される。そして、インバータ１２は、この交流電力を、電力伝送デバイス２０の固定子２１の巻線２１Ｂ（後述）に供給するようになっている。
　電力伝送デバイス２０は、非接触伝送により、交流電力を整流回路１４に供給するように構成される。電力伝送デバイス２０は、固定子２１と、回転子２２と、接続部材２３と、シャフト２４とを有している。
　図２は、固定子２１および回転子２２の一構成例を表すものである。図２には、ＩＩ－ＩＩ矢視方向の、回転軸ＡＺを含む面内での固定子２１および回転子２２の断面構造をも描いている。図３は、固定子２１の一構成例を表すものである。図３には、ＩＩＩ－ＩＩＩ矢視方向の、回転軸ＡＺを含む面内での固定子２１の断面構造をも描いている。図４は、回転子２２の一構成例を表すものである。図４には、ＩＶ－ＩＶ矢視方向の、回転軸ＡＺを含む面内での回転子２２の断面構造、およびＶ－Ｖ矢視方向の、回転軸ＡＺを含む面内での回転子２２の断面構造をも描いている。固定子２１は、磁気コア２１Ａと、巻線２１Ｂとを有している。回転子２２は、磁気コア２２Ａと、巻線２２Ｂとを有している。
　図５は、電力伝送デバイス２０における、固定子２１の磁気コア２１Ａ、回転子２２の磁気コア２２Ａ、およびシャフト２４の相対的な位置関係を表すものである。
　固定子２１は、いわゆるステータであり、モータ装置１の図示しない筐体に固定される。固定子２１の磁気コア２１Ａは、例えば図２，３，５に示したように、リング形状を有し、回転軸ＡＺと交差する面内において、回転軸ＡＺを中心に、回転軸ＡＺを取り囲むように設けられる。すなわち、磁気コア２１Ａは、回転軸ＡＺを中心とした周方向に連続な形状を有する。固定子２１の磁気コア２１Ａには、Ｚ方向とは反対の方向の面Ｓ２１（図３，５）において、周方向に沿って溝状の凹部１２１が設けられている。ここで、Ｚ方向は、回転軸ＡＺの延伸方向であり、モータ３０から電力伝送デバイス２０に向かう方向である。この磁気コア２１Ａには、この凹部１２１に沿って巻線２１Ｂが巻かれている。巻線２１Ｂは、インバータ１２に接続される。図２，５に示したように、固定子２１における面Ｓ２１の一部は、回転子２２と対向している。
　回転子２２は、いわゆるロータであり、回転軸ＡＺを中心として回動するように構成される。回転子２２は、図１に示したように、接続部材２３を介してシャフト２４に接続される。回転子２２の磁気コア２２Ａは、例えば図２に示したように、回転軸ＡＺを中心とした周方向のうちの一部に設けられる。回転子２２は、シャフト２４が回転軸ＡＺを中心に回転することにより、回転軸ＡＺを中心に、周方向（例えば、図２における周方向Ａ）に回動するようになっている。回転子２２の磁気コア２２Ａには、Ｚ方向の面Ｓ２２（図４，５）において、周方向に延伸する溝状の凹部１２２が設けられている。この磁気コア２２Ａには、この凹部１２２と、磁気コア２２ＡにおけるＺ方向とは反対側の面と、磁気コア２２Ａにおける周方向の２つの側面とを経由するように巻線２２Ｂが巻かれている。巻線２２Ｂは、整流回路１４に接続される。回転子２２における面Ｓ２２は、固定子２１と対向している。
　この例では、例えば、図２に示したように、回転軸ＡＺを中心とした径方向（例えば図２における横方向）における回転子２２の幅は、固定子２１のうちの回転子２２に対応する部分の幅と同じである。固定子２１および回転子２２は、図２に示したように、Ｚ方向において、ギャップＧだけ離間して設けられる。言い換えれば、固定子２１における凹部１２１の両側の２つの凸部の先端と、回転子２２における凹部１２２の両側の２つの凸部の先端との間に、ギャップＧがそれぞれ設けられている。固定子２１の磁気コア２１Ａおよび回転子２２の磁気コア２２Ａは、このギャップＧを介して磁気的に結合される。この構成により、電力伝送デバイス２０は、回転子２２がどの位置にある場合でも、インバータ１２から供給された交流電力を、巻線２１Ｂの巻数および巻線２２Ｂの巻数の比で変換し、変換された交流電力を整流回路１４に供給するようになっている。電力伝送デバイス２０は、ロータリトランスとも呼ばれる。
　接続部材２３（図１）は、回転子２２をシャフト２４に接続するように構成される。接続部材２３は、例えば、非磁性材料を用いて構成される。
　シャフト２４は、モータ３０の回転子３２に接続され、モータ３０が生成した駆動力に応じて、回転軸ＡＺを中心に回転するように構成される。
　整流回路１４は、回転子２２の巻線２２Ｂから供給された交流電力を整流し、整流された電力をモータ３０の回転子３２の巻線３２Ｂ（後述）に供給するように構成される。図示していないが、整流回路１４は、シャフト２４に接続される。すなわち、巻線２２Ｂおよびモータ３０の回転子３２は、シャフト２４に接続されるので、整流回路１４もまた、シャフト２４に接続される。なお、この例では、整流回路１４により整流された電力を巻線３２Ｂに直接供給したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、整流回路１４により整流された電力を、キャパシタを含む安定化回路を介して、巻線３２Ｂに供給してもよい。
　制御回路１９は、外部制御装置８からの指示、およびモータ３０から供給された回転速度を示す制御信号に基づいて、インバータ１１，１２の動作を制御するように構成される。具体的には、制御回路１９は、外部制御装置８からの指示、およびモータ３０における回転速度を示す制御信号に基づいて、インバータ１１の動作を制御することにより、モータ３０の回転速度を制御する。また、制御回路１９は、モータ３０から供給された回転速度を示す制御信号に基づいて、インバータ１２の動作を制御することにより、モータ３０の回転子３２が生成する磁界の強さを制御する。具体的には、制御回路１９は、例えば、モータ３０の回転速度が遅い場合には、モータ３０の回転子３２が生成する磁界を強くし、モータ３０の回転速度が速い場合には、モータ３０の回転子３２が生成する磁界を弱くするようになっている。
　モータ３０は、巻線界磁式の同期モータである。モータ３０は、固定子３１と、回転子３２と、センサ３３とを有している。
　固定子３１は、いわゆるステータであり、モータ３０の図示しない筐体に固定される。固定子３１は、磁気コア３１Ａと、巻線３１Ｂとを有している。巻線３１Ｂには、インバータ１１により生成された３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力が供給されるようになっている。
　回転子３２は、いわゆるロータであり、回転軸ＡＺを回転するように構成される。回転子３２は、磁気コア３２Ａと、巻線３２Ｂとを有している。巻線３２Ｂには、整流回路１４により整流された信号が供給されるようになっている。
　センサ３３は、回転子３２の回転速度を検出するように構成される。そして、センサ３３は、回転子３２の回転速度を示す制御信号を制御回路１９に供給するようになっている。
　この構成により、モータ装置１では、インバータ１１が生成した３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に基づいて、モータ３０の回転速度を制御し、インバータ１２が生成した単相の交流電力に基づいて、モータ３０の回転子３２が生成する磁界を制御する。モータ装置１では、例えば、モータ３０の回転速度が遅い場合には、モータ３０の回転子３２が生成する磁界を強くし、モータ３０の回転速度が速い場合には、モータ３０の回転子３２が生成する磁界を弱くする。これにより、モータ装置１では、幅広い回転速度において、モータ３０の効率を高めることが出来るようになっている。
　ここで、回転軸ＡＺは、本開示の一実施の形態における「回転軸」の一具体例に対応する。磁気コア２１Ａは、本開示の一実施の形態における「第１の磁気コア」の一具体例に対応する。巻線２１Ｂは、本開示の一実施の形態における「第１の巻線」の一具体例に対応する。面Ｓ２１は、本開示の一実施の形態における「第１の面」の一具体例に対応する。凹部１２１は、本開示の一実施の形態における「第１の凹部」の一具体例に対応する。磁気コア２２Ａは、本開示の一実施の形態における「第２の磁気コア」の一具体例に対応する。巻線２２Ｂは、本開示の一実施の形態における「第２の巻線」の一具体例に対応する。面Ｓ２２は、本開示の一実施の形態における「第２の面」の一具体例に対応する。凹部１２２は、本開示の一実施の形態における「第２の凹部」の一具体例に対応する。シャフト２４は、本開示の一実施の形態における「シャフト」の一具体例に対応する。接続部材２３は、本開示の一実施の形態における「接続部材」の一具体例に対応する。
　固定子３１は、本開示の一実施の形態における「モータ固定子」の一具体例に対応する。磁気コア３１Ａは、本開示の一実施の形態における「第１のモータ磁気コア」の一具体例に対応する。巻線３１Ｂは、本開示の一実施の形態における「第１のモータ巻線」の一具体例に対応する。回転子３２は、本開示の一実施の形態における「モータ回転子」の一具体例に対応する。磁気コア３２Ａは、本開示の一実施の形態における「第２のモータ磁気コア」の一具体例に対応する。巻線３２Ｂは、本開示の一実施の形態における「第２のモータ巻線」の一具体例に対応する。インバータ１２は、本開示の一実施の形態における「インバータ」の一具体例に対応する。整流回路１４は、本開示の一実施の形態における「整流回路」の一具体例に対応する。
［動作および作用］
　続いて、本実施の形態のモータ装置１の動作および作用について説明する。
（全体動作概要）
　制御回路１９は、外部制御装置８からの指示、およびモータ３０から供給された回転速度を示す制御信号に基づいて、インバータ１１，１２の動作を制御する。インバータ１１は、制御回路１９からの指示に基づいて、直流電源９から供給された直流電力を３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換し、この３相の交流電力を、モータ３０の固定子３１の巻線３１Ｂに供給する。インバータ１２は、制御回路１９からの指示に基づいて、直流電源９から供給された直流電力を単相の交流電力に変換し、この交流電力を、電力伝送デバイス２０の固定子２１の巻線２１Ｂに供給する。電力伝送デバイス２０は、非接触伝送により、交流電力を整流回路１４に供給する。整流回路１４は、回転子２２の巻線２２Ｂから供給された交流電力を整流し、整流された電力をモータ３０の回転子３２の巻線３２Ｂに供給する。モータ３０は、インバータ１１から供給された３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に基づいて、機械的エネルギである駆動力を生成する。これにより、シャフト２４が回転軸ＡＺを中心に回転する。モータ３０のセンサ３３は、モータ３０の回転速度を示す制御信号を制御回路１９に供給する。
［動作および作用］
　続いて、本実施の形態の電力伝送デバイス２０の動作および作用について説明する。
　電力伝送デバイス２０の固定子２１の巻線２１Ｂには、インバータ１２から交流電力が供給される。
　例えば図２に示したように、固定子２１の磁気コア２１Ａは、回転軸ＡＺの周方向に連続な形状を有し、回転子２２の磁気コア２２Ａは、回転軸ＡＺの周方向のうちの一部に設けられる。すなわち、固定子２１における、Ｚ方向とは反対の面Ｓ２１の一部は、ギャップＧを介して、回転子２２と対向している。そして、回転子２２は、回転軸ＡＺを中心に、周方向（例えば、図２における周方向Ａ）に回動する。
　図６は、電力伝送デバイス２０における、固定子２１と回転子２２とが対向している部分の断面図を表すものである。固定子２１の巻線２１Ｂは、インバータ１２から供給された交流電力に基づいて磁界を発生させる。電力伝送デバイス２０では、固定子２１における面Ｓ２１の一部が、ギャップＧを介して回転子２２と対向している。よって、電力伝送デバイス２０では、図６に示したように、磁気抵抗が最も低くなるように、固定子２１の磁気コア２１Ａおよび回転子２２の磁気コア２２Ａを経由する磁路ＭＰが生成される。そして、回転子２２の巻線２２Ｂは、この磁路ＭＰにおける磁界に基づいて交流電力を生成し、生成した交流電力を整流回路１４に供給する。このようにして、電力伝送デバイス２０は、回転子２２がどの位置にある場合でも、非接触伝送により、交流電力を整流回路１４に供給することができる。
　このように、電力伝送デバイス２０では、非接触伝送により電力が伝送されるので、例えばスリップリングおよびブラシを用いて接触伝送により電力を伝送する場合に比べて、信頼性を高めることができる。
　整流回路１４は、回転子２２の巻線２２Ｂから供給された交流電力を整流し、整流された電力をモータ３０の回転子３２の巻線３２Ｂに供給する。これにより、モータ３０の回転子３２では、磁界が生成される。制御回路１９は、例えば、モータ３０の回転速度が遅い場合には、モータ３０の回転子３２が生成する磁界を強くし、モータ３０の回転速度が速い場合には、モータ３０の回転子３２が生成する磁界を弱くする。これにより、モータ装置１では、幅広い回転速度において、モータ３０の効率を高めることが出来る。
　このように、電力伝送デバイス２０では、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コア（磁気コア２１Ａ）と、第１の磁気コア（磁気コア２１Ａ）の周方向に沿って巻かれた第１の巻線（巻線２１Ｂ）と、回転軸ＡＺを中心として回動可能であり、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向の一部に設けられ、第１の磁気コア（磁気コア２１Ａ）の一部と対向する第２の磁気コア（磁気コア２２Ａ）と、第２の磁気コア（磁気コア２２Ａ）に巻かれた第２の巻線（巻線２２Ｂ）とを設けるようにした。具体的には、この例では、第２の磁気コア（磁気コア２２Ａ）は、回転軸ＡＺと交差する面内において、回転軸ＡＺを基準として１つの方向に設けられるようにした。このように、電力伝送デバイス２０では、磁気コア２２Ａは、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向の一部に設けられているので、回転子２２が回動する際の慣性力を抑えることができるため、モータ３０の効率を高めることができる。
　すなわち、仮に、回転子２２を、固定子２１と同様に、リング形状を有する磁気コアを用いて構成した場合には、回転子２２が回動する際の慣性力が大きくなってしまう。この場合には、例えば、モータ３０が回転速度を変化させる場合に、大きなエネルギが必要になってしまい、モータ３０の効率が低下してしまう。
　一方、本実施の形態に係る電力伝送デバイス２０では、磁気コア２２Ａは、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向の一部に設けられるようにした。これにより、リング形状を有する磁気コアに比べて、回転子２２が回動する際の慣性力を抑えることができる。よって、電力伝送デバイス２０では、モータ３０が回転速度を変化させる場合に必要なエネルギを抑えることができるので、モータ３０の効率を高めることができる。
　また、電力伝送デバイス２０では、回転軸ＡＺを中心に回転可能なシャフト２４と、第２の磁気コア（磁気コア２２Ａ）とシャフト２４とを接続する接続部材２３とを設けるようにした。この接続部材２３は、非磁性材料を用いて構成されるようにした。これにより、例えば、ギャップＧから磁界が漏れる場合において、この漏れた磁界がシャフト２４にまでおよぶ可能性を低減することができる。よって、例えば、シャフト２４が磁性部材を用いて構成された場合において、このシャフト２４を介してモータ３０の回転子３２に磁界が伝わる可能性を低減することができる。これにより、モータ装置１では、モータ３０の回転速度に応じて、適切に、モータ３０の回転子３２が生成する磁界を制御することができるので、モータ３０の効率を適切に高めることが出来る。
［効果］
　以上のように本実施の形態では、回転軸と交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コアと、第１の磁気コアの周方向に沿って巻かれた第１の巻線と、回転軸ＡＺを中心として回動可能であり、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向の一部に設けられ、第１の磁気コアの一部と対向する第２の磁気コアと、第２の磁気コアに巻かれた第２の巻線とを設けるようにした。具体的には、この例では、第２の磁気コアは、回転軸と交差する面内において、回転軸を基準として１つの方向に設けられるようにした。これにより、モータの効率を高めることができる。
　本実施の形態では、回転軸を中心に回転可能なシャフトと、第２の磁気コアとシャフトとを接続する接続部材とを設けるようにした。この接続部材は、非磁性材料を用いて構成されるようにした。これにより、例えば、ギャップから磁界が漏れる場合において、この漏れた磁界がシャフトにまでおよぶ可能性を低減することができるので、モータの効率を適切に高めることが出来る。
［変形例１－１］
　上記実施の形態では、回転子２２は、回転軸ＡＺと交差する面内において、回転軸ＡＺを基準として１つの方向に設けられた磁気コア２２Ａを有するようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図７に示すように、回転子２２は、回転軸ＡＺと交差する面内において、回転軸ＡＺを基準として複数の方向に設けられた複数の磁気コア２２Ａを有するようにしてもよい。この例では、回転子２２は、回転軸ＡＺを基準として２つの方向に設けられた２つの磁気コア２２Ａを有している。２つの磁気コア２２Ａは、回転軸ＡＺを挟んで互いに反対の方向に設けられる。図示していないが、２つの磁気コア２２Ａのそれぞれには、上記実施の形態の場合（図４）と同様に、巻線２２Ｂが巻かれる。
［変形例１－２］
　上記実施の形態では、例えば図２に示したように、固定子２１における凹部１２１の両側の２つの凸部の先端と、回転子２２における凹部１２２の両側の２つの凸部の先端との間にギャップＧを設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、固定子２１および回転子２２における、凸部の先端以外の部分にギャップＧを設けてもよい。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
　図８Ａは、本変形例に係る固定子２１および回転子２２の一構成例を表すものである。この例では、回転子２２の幅は、固定子２１のうちの回転子２２に対応する部分の幅よりも広い。この例では、固定子２１における凹部１２１の両側の２つの凸部の先端は、回転子２２における凹部１２２に収まっている。よって、図８Ａにおいて、例えば、固定子２１における凹部１２１の左の凸部の側面と、回転子２２における凹部１２２の左の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子２１における凹部１２１の右の凸部の側面と、回転子２２における凹部１２２の右の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。これにより、磁気コア２１Ａ，２２Ａからの磁界の漏れを少なくすることができる。
　図８Ｂは、本変形例に係る他の固定子２１および回転子２２の一構成例を表すものである。この例では、回転子２２の幅は、固定子２１のうちの回転子２２に対応する部分の幅よりも狭い。この例では、回転子２２における凹部１２２の両側の２つの凸部の先端は、固定子２１における凹部１２１に収まっている。よって、図８Ｂにおいて、例えば、固定子２１における凹部１２１の左の凸部の側面と、回転子２２における凹部１２２の左の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子２１における凹部１２１の右の凸部の側面と、回転子２２における凹部１２２の右の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。これにより、磁気コア２１Ａ，２２Ａからの磁界の漏れを少なくすることができる。
　図８Ｃ，８Ｄは、本変形例に係る他の固定子２１および回転子２２の一構成例を表すものである。この例では、回転子２２の幅は、固定子２１のうちの回転子２２に対応する部分の幅とほぼ同じである。この例では、回転軸ＡＺを中心とした径方向（図８Ｃ，８Ｄにおける横方向）において、回転子２２の位置と、固定子２１のうちの回転子２２に対応する部分の位置とをずらしている。よって、固定子２１における凹部１２１の両側の２つの凸部のうちの１つの先端は、回転子２２における凹部１２２に収まり、回転子２２における凹部１２２の両側の２つの凸部のうちの１つの先端は、固定子２１における凹部１２１に収まる。よって、例えば、固定子２１における凹部１２１の左の凸部の側面と、回転子２２における凹部１２２の左の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子２１における凹部１２１の右の凸部の側面と、回転子２２における凹部１２２の右の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。これにより、磁気コア２１Ａ，２２Ａからの磁界の漏れを少なくすることができる。
［変形例１－３］
　上記実施の形態では、例えば図２に示したように、固定子２１が凹部１２１を有するとともに、回転子２２が凹部１２２を有するようにしたが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
　図９Ａは、本変形例に係る固定子２１および回転子２２の一構成例を表すものである。この例では、回転子２２は、平板形状を有し、上記実施の形態の場合（図２等）とは異なり、凹部および凹部の両側の凸部を有していない。この例では、回転子２２の幅は、固定子２１のうちの回転子２２に対応する部分の幅とほぼ同じである。この例では、固定子２１における凹部１２１の両側の２つの凸部の先端と、回転子２２のＺ方向の面Ｓ２２との間に、ギャップＧが設けられる。このように、回転子２２は、凸部を有していないので、回転子２２を小型化することができる。これにより、回転子２２が回動する際の慣性力を抑えることができるため、モータ３０の効率を高めることができる。
　図９Ｂは、本変形例に係る他の固定子２１および回転子２２の一構成例を表すものである。回転子２２は、平板形状を有し、上記実施の形態の場合（図２等）とは異なり、凹部および凹部の両側の凸部を有していない。この例では、回転子２２の幅は、固定子２１のうちの回転子２２に対応する部分の幅より狭い。この例では、回転子２２は、固定子２１における凹部１２１に収まっている。この例では、固定子２１における凹部１２１の左の凸部の側面と、回転子２２の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子２１における凹部１２１の右の凸部の側面と、回転子２２の側面との間に、ギャップＧが設けられる。このように、回転子２２は、凸部を有していないので、回転子２２を小型化することができる。これにより、回転子２２が回動する際の慣性力を抑えることができるため、モータ３０の効率を高めることができる。
　図９Ｃは、本変形例に係る他の固定子２１および回転子２２の一構成例を表すものである。この例では、固定子２１は、平板形状を有し、上記実施の形態の場合（図２等）とは異なり、凹部を有していない。この例では、回転子２２の幅は、固定子２１のうちの回転子２２に対応する部分の幅とほぼ同じである。固定子２１の磁気コア２１Ａにおける、径方向の中央付近には、周方向に沿って巻線２１Ｂが設けられる。この例では、巻線２１Ｂは、磁気コア２１ＡにおけるＺ方向とは反対の方向の面Ｓ２１に、例えば接着剤などを用いて固定される。この例では、回転子２２における凹部１２２の両側の２つの凸部の先端と、固定子２１の面Ｓ２１との間に、ギャップＧが設けられる。
［その他の変形例］
　また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
＜２．第２の実施の形態＞
　次に、第２の実施の形態に係るモータ装置２について説明する。本実施の形態は、電力伝送デバイスの構成が、上記第１の実施の形態と異なるものである。なお、上記第１の実施の形態に係るモータ装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１０は、第２の実施の形態に係るモータ装置２の一構成例を表すものである。モータ装置２は、駆動部４０を備えている。駆動部４０は、電力伝送デバイス５０を有している。電力伝送デバイス５０は、固定子５１と、回転子５２と、接続部材５３と、シャフト２４とを有している。
　図１１は、固定子５１および回転子５２の一構成例を表すものである。図１１には、Ｘ－Ｘ矢視方向の、回転軸ＡＺを含む面内での固定子５１および回転子５２の断面構造をも描いている。固定子５１は、磁気コア５１Ａと、巻線５１Ｂとを有している。回転子５２は、磁気コア５２Ａと、巻線５２Ｂとを有している。
　図１２は、電力伝送デバイス５０における、固定子５１の磁気コア５１Ａ、回転子５２の磁気コア５２Ａ、およびシャフト２４の相対的な位置関係を表すものである。
　固定子５１は、モータ装置２の図示しない筐体に固定される。固定子５１の磁気コア５１Ａは、リング形状を有し、回転軸ＡＺと交差する面内において、回転軸ＡＺを中心に、回転軸ＡＺを取り囲むように設けられる。すなわち、磁気コア５１Ａは、回転軸ＡＺを中心とした周方向に連続な形状を有する。固定子５１の磁気コア５１Ａには、回転軸ＡＺに向かう方向の面Ｓ５１（図１２）において、周方向に沿って溝状の凹部１５１が設けられている。この磁気コア５１Ａには、この凹部１５１に沿って巻線５１Ｂが巻かれている。巻線５１Ｂは、インバータ１２に接続される。固定子５１における面Ｓ５１の一部は、回転子５２と対向している。
　回転子５２は、回転軸ＡＺを中心として回動するように構成される。回転子５２は、図１０に示したように、接続部材５３を介してシャフト２４に接続される。回転子５２の磁気コア５２Ａは、例えば図１１に示したように、回転軸ＡＺを中心とした周方向のうちの一部に設けられる。回転子５２は、シャフト２４が回転軸ＡＺを中心に回転することにより、回転軸ＡＺを中心に、周方向（例えば、図１１における周方向Ａ）に回動するようになっている。回転子５２の磁気コア５２Ａには、回転軸ＡＺから遠ざかる方向の面Ｓ５２（図１２）において、周方向に延伸する溝状の凹部１５２が設けられている。この磁気コア５２Ａには、この凹部１５２と、磁気コア５２Ａにおける回転軸ＡＺに向かう方向の面と、磁気コア５２Ａにおける周方向の２つの側面とを経由するように巻線５２Ｂが巻かれている。巻線５２Ｂは、整流回路１４に接続される。回転子５２における面Ｓ５２は、固定子５１と対向している。
　この例では、例えば、図１１に示したように、Ｚ方向における回転子５２の幅は、Ｚ方向における固定子５１の幅と同じである。固定子５１および回転子５２は、図１１に示したように、回転軸ＡＺを中心とした径方向において、ギャップＧだけ離間して設けられる。言い換えれば、固定子５１における凹部１５１の両側の２つの凸部の先端と、回転子５２における凹部１５２の両側の２つの凸部の先端との間に、ギャップＧがそれぞれ設けられている。固定子５１の磁気コア５１Ａおよび回転子５２の磁気コア５２Ａは、このギャップＧを介して磁気的に結合される。
　接続部材５３（図１０）は、回転子５２をシャフト２４に接続するように構成される。
　電力伝送デバイス５０の固定子５１の巻線５１Ｂには、インバータ１２から交流電力が供給される。固定子５１の巻線５１Ｂは、インバータ１２から供給された交流電力に基づいて磁界を発生させる。電力伝送デバイス５０では、固定子５１における面Ｓ５１の一部が、ギャップＧを介して回転子５２と対向している。よって、電力伝送デバイス５０では、上記第１の実施の形態の場合（図６）と同様に、磁気抵抗が最も低くなるように、固定子５１の磁気コア５１Ａおよび回転子５２の磁気コア５２Ａを経由する磁路ＭＰが生成される。そして、回転子５２の巻線５２Ｂは、この磁路ＭＰにおける磁界に基づいて交流電力を生成し、生成した交流電力を整流回路１４に供給する。このようにして、電力伝送デバイス５０は、回転子５２がどの位置にある場合でも、非接触伝送により、交流電力を整流回路１４に供給することができる。
　このように、電力伝送デバイス５０では、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コア（磁気コア５１Ａ）と、第１の磁気コア（磁気コア５１Ａ）に周方向に沿って巻かれた第１の巻線（巻線５１Ｂ）と、回転軸ＡＺを中心として回動可能であり、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向の一部に設けられ、第１の磁気コア（磁気コア５１Ａ）の一部と対向する第２の磁気コア（磁気コア５２Ａ）と、第２の磁気コア（磁気コア５２Ａ）に巻かれた第２の巻線（巻線５２Ｂ）とを設けるようにした。このように、電力伝送デバイス５０では、磁気コア５２Ａは、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向の一部に設けられているので、回転子５２が回動する際の慣性力を抑えることができるため、モータ３０の効率を高めることができる。
　また、電力伝送デバイス５０では、第２の磁気コア（磁気コア５２Ａ）を、第１の磁気コア（磁気コア５１Ａ）よりも回転軸ＡＺの近くに設けるようにした。これにより、電力伝送デバイス５０では、回転子５２が回動する場合の力のモーメントを小さくすることができる。このように、電力伝送デバイス５０では、磁気コア５１Ａおよび磁気コア５２Ａを互いに対向させつつ、回転子２２が回動する際の慣性力を抑えることができるので、モータ３０の効率を高めることができる。
　また、電力伝送デバイス５０では、第１の磁気コア（磁気コア５１Ａ）は、第２の磁気コアが回動することにより第１の磁気コアと対向し得る第１の面（面Ｓ５１）を有し、第２の磁気コア（磁気コア５２Ａ）は、第１の磁気コア（磁気コア５１Ａ）の第１の面（面Ｓ５１）の一部と対向する第２の面（面Ｓ５２）を有するようにした。この第１の面（面Ｓ５１）および第２の面（面Ｓ５２）は、回転軸ＡＺと並行な面にした。これにより、図１１，１２に示したように、固定子５１および回転子５２の間のギャップＧの位置は、シャフト２４から回転子５２の径方向の幅以上離れるので、例えば、ギャップＧから磁界が漏れる場合において、この漏れた磁界がシャフト２４にまでおよぶ可能性を低減することができる。よって、例えば、シャフト２４が磁性部材を用いて構成された場合において、このシャフト２４を介してモータ３０の回転子３２に磁界が伝わる可能性を低減することができる。これにより、モータ装置２では、モータ３０の回転速度に応じて、適切に、モータ３０の回転子３２が生成する磁界を制御することができるので、モータ３０の効率を適切に高めることが出来る。
　以上のように本実施の形態では、回転軸と交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コアと、第１の磁気コアに巻き付けられた第１の巻線と、回転軸ＡＺを中心として回動可能であり、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向の一部に設けられ、第１の磁気コアの一部と対向する第２の磁気コアと、第２の磁気コアに巻き付けられた第２の巻線とを設けるようにした。これにより、モータの効率を高めることができる。
　本実施の形態では、第２の磁気コアを、第１の磁気コアよりも回転軸の近くに設けるようにしたので、モータの効率を高めることができる。
　本実施の形態では、第１の磁気コアは、第２の磁気コアが回動することにより第１の磁気コアと対向し得る第１の面を有し、第２の磁気コアは、第１の磁気コアの第１の面の一部と対向する第２の面を有するようにした。この第１の面および第２の面は、回転軸と並行な面にした。これにより、例えば、ギャップから磁界が漏れる場合において、この漏れた磁界がシャフトにまでおよぶ可能性を低減することができるので、モータの効率を適切に高めることが出来る。
［変形例２－１］
　上記実施の形態では、回転子５２は、回転軸ＡＺと交差する面内において、回転軸ＡＺを基準として１つの方向に設けられた磁気コア５２Ａを有するようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、上記第１の実施の形態の変形例１－１の場合（例えば、図７）と同様に、回転子５２は、回転軸ＡＺと交差する面内において、回転軸ＡＺを基準として複数の方向に設けられた複数の磁気コア５２Ａを有するようにしてもよい。
［変形例２－２］
　上記実施の形態では、例えば図１０に示したように、固定子５１における凹部１５１の両側の２つの凸部の先端と、回転子５２における凹部１５２の両側の２つの凸部の先端との間にギャップＧをそれぞれ設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、上記第１の実施の形態の変形例１－２の場合（図８Ａ～８Ｄ）と同様に、固定子５１および回転子５２における、凸部の先端以外の部分にギャップＧを設けてもよい。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
　図１３Ａは、本変形例に係る固定子５１および回転子５２の一構成例を表すものである。この例では、回転子５２のＺ方向における幅は、固定子５１のＺ方向における幅よりも広い。この例では、固定子５１における凹部１５１の両側の２つの凸部の先端は、回転子５２における凹部１５２に収まっている。よって、図１３Ａにおいて、例えば、固定子５１における凹部１５１の上の凸部の側面と、回転子５２における凹部１５２の上の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子５１における凹部１５１の下の凸部の側面と、回転子５２における凹部１５２の下の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。これにより、磁気コア５１Ａ，５２Ａからの磁界の漏れを少なくすることができる。
　図１３Ｂは、本変形例に係る他の固定子５１および回転子５２の一構成例を表すものである。この例では、回転子５２のＺ方向における幅は、固定子５１のＺ方向における幅よりも狭い。この例では、回転子５２における凹部１５２の両側の２つの凸部の先端は、固定子５１における凹部１５１に収まっている。よって、図１３Ｂにおいて、例えば、固定子５１における凹部１５１の上の凸部の側面と、回転子５２における凹部１５２の上の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子５１における凹部１５１の下の凸部の側面と、回転子５２における凹部１５２の下の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。これにより、磁気コア５１Ａ，５２Ａからの磁界の漏れを少なくすることができる。
　図１３Ｃ，１３Ｄは、本変形例に係る他の固定子５１および回転子５２の一構成例を表すものである。この例では、回転子５２のＺ方向における幅は、固定子５１のＺ方向における幅とほぼ同じである。この例では、Ｚ方向において、回転子５２の位置と、固定子５１の位置とをずらしている。よって、固定子５１における凹部１５１の両側の２つの凸部のうちの１つの先端は、回転子５２における凹部１５２に収まり、回転子５２における凹部１５２の両側の２つの凸部のうちの１つの先端は、固定子５１における凹部１５１に収まる。よって、例えば、固定子５１における凹部１５１の上の凸部の側面と、回転子５２における凹部１５２の上の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子５１における凹部１５１の下の凸部の側面と、回転子５２における凹部１５２の下の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。これにより、磁気コア５１Ａ，５２Ａからの磁界の漏れを少なくすることができる。
［変形例２－３］
　上記実施の形態では、例えば図１１に示したように、固定子５１が凹部１５１を有するとともに、回転子５２が凹部１５２を有するようにしたが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
　図１４Ａは、本変形例に係る固定子５１および回転子５２の一構成例を表すものである。この例では、回転子５２は、略平板形状を有し、上記実施の形態の場合（図１１等）とは異なり、凹部および凹部の両側の凸部を有していない。この例では、回転子５２のＺ方向における幅は、固定子５１のＺ方向における幅とほぼ同じである。この例では、固定子５１における凹部１５１の両側の２つの凸部の先端と、回転子５２の、回転軸ＡＺから遠ざかる方向の面Ｓ５２との間に、ギャップＧが設けられる。このように、回転子５２は、凸部を有していないので、回転子５２を小型化することができる。これにより、回転子５２が回動する際の慣性力を抑えることができるため、モータ３０の効率を高めることができる。
　図１４Ｂは、本変形例に係る他の固定子５１および回転子５２の一構成例を表すものである。回転子２２は、略平板形状を有し、上記実施の形態の場合（図１１等）とは異なり、凹部および凹部の両側の凸部を有していない。この例では、回転子５２のＺ方向における幅は、固定子５１のＺ方向における幅より狭い。この例では、回転子５２は、固定子５１における凹部１５１に収まっている。この例では、固定子５１における凹部１５１の上の凸部の側面と、回転子５２の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子５１における凹部１５１の下の凸部の側面と、回転子５２の側面との間に、ギャップＧが設けられる。このように、回転子５２は、凸部を有していないので、回転子５２を小型化することができる。これにより、回転子５２が回動する際の慣性力を抑えることができるため、モータ３０の効率を高めることができる。
［その他の変形例］
　また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
＜３．第３の実施の形態＞
　次に、第３の実施の形態に係るモータ装置３について説明する。本実施の形態は、電力伝送デバイスの構成が、上記第１の実施の形態および上記第２の実施の形態と異なるものである。なお、上記第１の実施の形態に係るモータ装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１５は、第３の実施の形態に係るモータ装置３の一構成例を表すものである。モータ装置３は、駆動部６０を備えている。駆動部６０は、電力伝送デバイス７０を有している。電力伝送デバイス７０は、固定子７１と、回転子７２と、接続部材７３と、シャフト２４とを有している。
　図１６は、固定子７１および回転子７２の一構成例を表すものである。図１６には、ＸＩＶ－ＸＩＶ矢視方向の、回転軸ＡＺを含む面内での固定子７１および回転子７２の断面構造をも描いている。固定子７１は、磁気コア７１Ａと、巻線７１Ｂとを有している。回転子７２は、磁気コア７２Ａと、巻線７２Ｂとを有している。
　図１７は、電力伝送デバイス７０における、固定子７１の磁気コア７１Ａ、回転子７２の磁気コア７２Ａ、およびシャフト２４の相対的な位置関係を表すものである。
　固定子７１は、モータ装置３の図示しない筐体に固定される。固定子７１の磁気コア７１Ａは、リング形状を有し、回転軸ＡＺと交差する面内において、回転軸ＡＺを中心に、回転軸ＡＺを取り囲むように設けられる。すなわち、磁気コア７１Ａは、回転軸ＡＺを中心とした周方向に連続な形状を有する。固定子７１の磁気コア７１Ａには、回転軸ＡＺから遠ざかる方向の面Ｓ７１（図１７）において、周方向に沿って溝状の凹部１７１が設けられている。この磁気コア７１Ａには、この凹部１７１に沿って巻線７１Ｂが巻かれている。巻線７１Ｂは、インバータ１２に接続される。固定子７１における面Ｓ７１の一部は、回転子７２と対向している。
　回転子７２は、回転軸ＡＺを中心として回動するように構成される。回転子７２は、図１５に示したように、接続部材７３を介してシャフト２４に接続される。回転子７２の磁気コア７２Ａは、例えば図１６に示したように、回転軸ＡＺを中心とした周方向のうちの一部に設けられる。回転子７２は、シャフト２４が回転軸ＡＺを中心に回転することにより、回転軸ＡＺを中心に、周方向（例えば、図１６における周方向Ａ）に回動するようになっている。回転子７２の磁気コア７２Ａには、回転軸ＡＺに向かう方向の面Ｓ７２（図１７）において、周方向に延伸する溝状の凹部１７２が設けられている。この磁気コア７２Ａには、この凹部１７２と、磁気コア７２Ａにおける回転軸ＡＺから遠ざかる方向の面と、磁気コア７２Ａにおける周方向の２つの側面とを経由するように巻線７２Ｂが巻かれている。巻線７２Ｂは、整流回路１４に接続される。回転子７２における面Ｓ７２は、固定子７１と対向している。
　この例では、例えば、図１６に示したように、Ｚ方向における回転子７２の幅は、Ｚ方向における固定子７１の幅と同じである。固定子７１および回転子７２は、図１６に示したように、回転軸ＡＺを中心とした径方向において、ギャップＧだけ離間して設けられる。言い換えれば、固定子７１における凹部１７１の両側の２つの凸部の先端と、回転子７２における凹部１７２の両側の２つの凸部の先端との間に、ギャップＧがそれぞれ設けられている。固定子７１の磁気コア７１Ａおよび回転子７２の磁気コア７２Ａは、このギャップＧを介して磁気的に結合される。
　接続部材７３（図１５）は、回転子７２をシャフト２４に接続するように構成される。
　電力伝送デバイス７０の固定子７１の巻線７１Ｂには、インバータ１２から交流電力が供給される。固定子７１の巻線７１Ｂは、インバータ１２から供給された交流電力に基づいて磁界を発生させる。電力伝送デバイス７０では、固定子７１における面Ｓ７１の一部が、ギャップＧを介して回転子７２と対向している。よって、電力伝送デバイス７０では、上記第１の実施の形態の場合（図６）と同様に、磁気抵抗が最も低くなるように、固定子７１の磁気コア７１Ａおよび回転子７２の磁気コア７２Ａを経由する磁路ＭＰが生成される。そして、回転子７２の巻線７２Ｂは、この磁路ＭＰにおける磁界に基づいて交流電力を生成し、生成した交流電力を整流回路１４に供給する。このようにして、電力伝送デバイス７０は、回転子７２がどの位置にある場合でも、非接触伝送により、交流電力を整流回路１４に供給することができる。
　このように、電力伝送デバイス７０では、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コア（磁気コア７１Ａ）と、第１の磁気コア（磁気コア７１Ａ）の周方向に沿って巻かれた第１の巻線（巻線７１Ｂ）と、回転軸ＡＺを中心として回動可能であり、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向の一部に設けられ、第１の磁気コア（磁気コア７１Ａ）の一部と対向する第２の磁気コア（磁気コア７２Ａ）と、第２の磁気コア（磁気コア７２Ａ）に巻かれた第２の巻線（巻線７２Ｂ）とを設けるようにした。このように、電力伝送デバイス７０では、磁気コア７２Ａは、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向の一部に設けられているので、回転子７２が回動する際の慣性力を抑えることができるため、モータ３０の効率を高めることができる。
　また、電力伝送デバイス７０では、第１の磁気コア（磁気コア７１Ａ）は、第２の磁気コアが回動することにより第１の磁気コアと対向し得る第１の面（面Ｓ７１）を有し、第２の磁気コア（磁気コア７２Ａ）は、第１の磁気コア（磁気コア７１Ａ）の第１の面（面Ｓ７１）の一部と対向する第２の面（面Ｓ７２）を有するようにした。この第１の面（面Ｓ７１）および第２の面（面Ｓ７２）は、回転軸ＡＺと並行な面にした。これにより、図１６，１７に示したように、固定子７１および回転子７２の間のギャップＧの位置は、シャフト２４から離れるので、例えば、ギャップＧから磁界が漏れる場合において、この漏れた磁界がシャフト２４にまでおよぶ可能性を低減することができる。よって、例えば、シャフト２４が磁性部材を用いて構成された場合において、このシャフト２４を介してモータ３０の回転子３２に磁界が伝わる可能性を低減することができる。これにより、モータ装置３では、モータ３０の回転速度に応じて、適切に、モータ３０の回転子３２が生成する磁界を制御することができるので、モータ３０の効率を適切に高めることが出来る。
　以上のように本実施の形態では、回転軸と交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コアと、第１の磁気コアの周方向に沿って巻かれた第１の巻線と、回転軸ＡＺを中心として回動可能であり、回転軸ＡＺと交差する面内における周方向の一部に設けられ、第１の磁気コアの一部と対向する第２の磁気コアと、第２の磁気コアに巻かれた第２の巻線とを設けるようにした。これにより、モータの効率を高めることができる。
　本実施の形態では、第１の磁気コアは、第２の磁気コアが回動することにより第１の磁気コアと対向し得る第１の面を有し、第２の磁気コアは、第１の磁気コアの第１の面の一部と対向する第２の面を有するようにした。この第１の面および第２の面は、回転軸と並行な面にした。これにより、例えば、ギャップから磁界が漏れる場合において、この漏れた磁界がシャフトにまでおよぶ可能性を低減することができるので、モータの効率を適切に高めることが出来る。
［変形例３－１］
　上記実施の形態では、回転子７２は、回転軸ＡＺと交差する面内において、回転軸ＡＺを基準として１つの方向に設けられた磁気コア７２Ａを有するようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、上記第１の実施の形態の変形例１－１の場合（例えば、図７）と同様に、回転子７２は、回転軸ＡＺと交差する面内において、回転軸ＡＺを基準として複数の方向に設けられた複数の磁気コア７２Ａを有するようにしてもよい。
［変形例３－２］
　上記実施の形態では、例えば図１６に示したように、固定子７１における凹部１７１の両側の２つの凸部の先端と、回転子７２における凹部１７２の両側の２つの凸部の先端との間にギャップＧをそれぞれ設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、上記第１の実施の形態の変形例１－２の場合（図８Ａ～８Ｄ）と同様に、固定子７１および回転子７２における、凸部の先端以外の部分にギャップＧを設けてもよい。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
　図１８Ａは、本変形例に係る固定子７１および回転子７２の一構成例を表すものである。この例では、回転子７２のＺ方向における幅は、固定子７１のＺ方向における幅よりも広い。この例では、固定子７１における凹部１７１の両側の２つの凸部の先端は、回転子７２における凹部１７２に収まっている。よって、図１８Ａにおいて、例えば、固定子７１における凹部１５１の上の凸部の側面と、回転子７２における凹部１７２の上の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子７１における凹部１７１の下の凸部の側面と、回転子７２における凹部１７２の下の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。これにより、磁気コア７１Ａ，７２Ａからの磁界の漏れを少なくすることができる。
　図１８Ｂは、本変形例に係る他の固定子７１および回転子７２の一構成例を表すものである。この例では、回転子７２のＺ方向における幅は、固定子７１のＺ方向における幅よりも狭い。この例では、回転子７２における凹部１７２の両側の２つの凸部の先端は、固定子７１における凹部１７１に収まっている。よって、図１８Ｂにおいて、例えば、固定子７１における凹部１７１の上の凸部の側面と、回転子７２における凹部１７２の上の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子７１における凹部１７１の下の凸部の側面と、回転子７２における凹部１７２の下の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。これにより、磁気コア７１Ａ，７２Ａからの磁界の漏れを少なくすることができる。
　図１８Ｃ，１８Ｄは、本変形例に係る他の固定子７１および回転子７２の一構成例を表すものである。この例では、回転子７２のＺ方向における幅は、固定子７１のＺ方向における幅とほぼ同じである。この例では、Ｚ方向において、回転子７２の位置と、固定子７１の位置とをずらしている。よって、固定子７１における凹部１７１の両側の２つの凸部のうちの１つの先端は、回転子７２における凹部１７２に収まり、回転子７２における凹部１７２の両側の２つの凸部のうちの１つの先端は、固定子７１における凹部１７１に収まる。よって、例えば、固定子７１における凹部１７１の上の凸部の側面と、回転子７２における凹部１７２の上の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子７１における凹部１７１の下の凸部の側面と、回転子７２における凹部１７２の下の凸部の側面との間に、ギャップＧが設けられる。これにより、磁気コア７１Ａ，７２Ａからの磁界の漏れを少なくすることができる。
［変形例３－３］
　上記実施の形態では、例えば図１６に示したように、固定子７１が凹部１７１を有するとともに、回転子７２が凹部１７２を有するようにしたが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
　図１９Ａは、本変形例に係る固定子７１および回転子７２の一構成例を表すものである。この例では、回転子７２は、略平板形状を有し、上記実施の形態の場合（図１６等）とは異なり、凹部および凹部の両側の凸部を有していない。この例では、回転子７２のＺ方向における幅は、固定子７１のＺ方向における幅とほぼ同じである。この例では、固定子７１における凹部１７１の両側の２つの凸部の先端と、回転子７２の、回転軸ＡＺに向かう方向の面Ｓ７２との間に、ギャップＧが設けられる。このように、回転子７２は、凸部を有していないので、回転子７２を小型化することができる。これにより、回転子７２が回動する際の慣性力を抑えることができるため、モータ３０の効率を高めることができる。
　図１９Ｂは、本変形例に係る他の固定子７１および回転子７２の一構成例を表すものである。回転子７２は、略平板形状を有し、上記実施の形態の場合（図１６等）とは異なり、凹部および凹部の両側の凸部を有していない。この例では、回転子７２のＺ方向における幅は、固定子７１のＺ方向における幅より狭い。この例では、回転子７２は、固定子７１における凹部１７１に収まっている。この例では、固定子７１における凹部１７１の上の凸部の側面と、回転子７２の側面との間に、ギャップＧが設けられる。同様に、例えば、固定子７１における凹部１７１の下の凸部の側面と、回転子７２の側面との間に、ギャップＧが設けられる。このように、回転子７２は、凸部を有していないので、回転子７２を小型化することができる。これにより、回転子７２が回動する際の慣性力を抑えることができるため、モータ３０の効率を高めることができる。
［その他の変形例］
　また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
　以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
　例えば、上記の各実施の形態等において示した固定子２１，５１，７１および回転子２２，５２，７２の形状は、一例であり、開示した形状に限定されるものではない。
　本明細書中に記載された効果はあくまで例示であり、本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されない。よって、本開示に関して、他の効果が得られてもよい。
　さらに、本開示は、以下の態様を取り得る。
（１）
　回転軸と交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コアと、
　前記第１の磁気コアの前記周方向に沿って巻かれた第１の巻線と、
　前記回転軸を中心として回動可能であり、前記回転軸と交差する面内における前記周方向の一部に設けられ、前記第１の磁気コアの一部と対向する第２の磁気コアと、
　前記第２の磁気コアに巻かれた第２の巻線と
　を備えた電力伝送デバイス。
（２）
　前記第２の磁気コアは、前記回転軸と交差する面内において、前記回転軸を基準として１つの方向に設けられた
　前記（１）に記載の電力伝送デバイス。
（３）
　前記第２の磁気コアは、前記回転軸と交差する面内において、前記回転軸を基準として２以上の方向に設けられた２以上の磁気コアを有する
　前記（１）に記載の電力伝送デバイス。
（４）
　前記第２の磁気コアは、前記第１の磁気コアよりも前記回転軸の近くに設けられた
　前記（１）から（３）のいずれかに記載の電力伝送デバイス。
（５）
　前記回転軸を中心に回転可能なシャフトと、
　前記第２の磁気コアと前記シャフトとを接続する接続部材と
　をさらに備え、
　前記接続部材は、非磁性材料を用いて構成された
　前記（１）から（４）のいずれかに記載の電力伝送デバイス。
（６）
　前記第１の磁気コアは、前記第２の磁気コアが回動することにより前記第１の磁気コアと対向し得る第１の面を有し、
　前記第２の磁気コアは、前記第１の磁気コアの前記第１の面の一部と対向する第２の面を有する
　前記（１）から（５）のいずれかに記載の電力伝送デバイス。
（７）
　前記第１の磁気コアは、前記第１の面において前記周方向に沿って設けられた第１の凹部を有し、
　前記第１の巻線は、前記第１の凹部において、前記周方向に沿って巻かれ、
　前記第２の磁気コアは、前記第２の面において前記周方向に延伸するように設けられた第２の凹部を有し、
　前記第２の巻線は、前記第２の凹部に巻かれた
　前記（６）に記載の電力伝送デバイス。
（８）
　前記第１の面および前記第２の面は、前記回転軸と交差する面である
　前記（６）または（７）に記載の電力伝送デバイス。
（９）
　前記第１の面および前記第２の面は、前記回転軸と並行な面である
　前記（６）または（７）に記載の電力伝送デバイス。
（１０）
　前記第１の磁気コアは、前記第１の面において、前記第１の凹部を挟む２つの第１の凸部を有し、
　前記第２の磁気コアは、前記第２の面において、前記第２の凹部を挟む２つの第２の凸部を有し、
　前記２つの第１の凸部の先端と、前記２つの第２の凸部の先端とは、互いに対向する
　前記（７）に記載の電力伝送デバイス。
（１１）
　前記第１の磁気コアは、前記第１の面において、前記第１の凹部を挟む２つの第１の凸部を有し、
　前記第２の磁気コアは、前記第２の面において、前記第２の凹部を挟む２つの第２の凸部を有し、
　前記第１の磁気コアにおける前記２つの第１の凸部の先端は、前記第２の磁気コアにおける前記第２の凹部に収まる
　前記（７）に記載の電力伝送デバイス。
（１２）
　前記第１の磁気コアは、前記第１の面において、前記第１の凹部を挟む２つの第１の凸部を有し、
　前記第２の磁気コアは、前記第２の面において、前記第２の凹部を挟む２つの第２の凸部を有し、
　前記第２の磁気コアにおける前記２つの第２の凸部の先端は、前記第１の磁気コアにおける前記第１の凹部に収まる
　前記（７）に記載の電力伝送デバイス。
（１３）
　前記第１の磁気コアは、前記第１の面において、前記第１の凹部を挟む２つの第１の凸部を有し、
　前記第２の磁気コアは、前記第２の面において、前記第２の凹部を挟む２つの第２の凸部を有し、
　前記第１の磁気コアの前記２つの第１の凸部のうちの１つの先端は、前記第２の磁気コアの前記第２の凹部に収まり、
　前記第２の磁気コアの前記２つの第２の凸部のうちの１つの先端は、前記第１の磁気コアの前記第１の凹部に収まる
　前記（７）に記載の電力伝送デバイス。
（１４）
　前記第１の磁気コアは、前記第２の磁気コアが回動することにより前記第１の磁気コアと対向し得る第１の面と、前記第１の面において前記周方向に沿って設けられた第１の凹部と、前記第１の凹部を挟む２つの第１の凸部とを有し、
　前記２つの第１の凸部の先端と、前記第２の磁気コアの一部とは、互いに対向する
　請求項１に記載の電力伝送デバイス。
（１５）
　第１のモータ磁気コアと第１のモータ巻線とを含むモータ固定子と、第２のモータ磁気コアと第２のモータ巻線とを含むモータ回転子とを有するモータと、
　前記モータ回転子に接続されたシャフトと、
　インバータと、
　前記シャフトと交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コアと、
　前記インバータに接続され、前記第１の磁気コアの前記周方向に沿って巻かれた第１の巻線と、
　前記シャフトを中心として回動可能であり、前記シャフトと交差する面内における前記周方向の一部に設けられ、前記第１の磁気コアの一部と対向する第２の磁気コアと、
　前記第２の磁気コアに巻かれた第２の巻線と、
　前記第２の巻線および前記第２のモータ巻線を結ぶ経路に設けられた整流回路と
　を備えたモータ装置。

Claims (15)

  1. 　回転軸と交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コアと、
    　前記第１の磁気コアの前記周方向に沿って巻かれた第１の巻線と、
    　前記回転軸を中心として回動可能であり、前記回転軸と交差する面内における前記周方向の一部に設けられ、前記第１の磁気コアの一部と対向する第２の磁気コアと、
    　前記第２の磁気コアに巻かれた第２の巻線と
    　を備えた電力伝送デバイス。
  2. 　前記第２の磁気コアは、前記回転軸と交差する面内において、前記回転軸を基準として１つの方向に設けられた
    　請求項１に記載の電力伝送デバイス。
  3. 　前記第２の磁気コアは、前記回転軸と交差する面内において、前記回転軸を基準として２以上の方向に設けられた２以上の磁気コアを有する
    　請求項１に記載の電力伝送デバイス。
  4. 　前記第２の磁気コアは、前記第１の磁気コアよりも前記回転軸の近くに設けられた
    　請求項１に記載の電力伝送デバイス。
  5. 　前記回転軸を中心に回転可能なシャフトと、
    　前記第２の磁気コアと前記シャフトとを接続する接続部材と
    　をさらに備え、
    　前記接続部材は、非磁性材料を用いて構成された
    　請求項１に記載の電力伝送デバイス。
  6. 　前記第１の磁気コアは、前記第２の磁気コアが回動することにより前記第１の磁気コアと対向し得る第１の面を有し、
    　前記第２の磁気コアは、前記第１の磁気コアの前記第１の面の一部と対向する第２の面を有する
    　請求項１に記載の電力伝送デバイス。
  7. 　前記第１の磁気コアは、前記第１の面において前記周方向に沿って設けられた第１の凹部を有し、
    　前記第１の巻線は、前記第１の凹部において、前記周方向に沿って巻かれ、
    　前記第２の磁気コアは、前記第２の面において前記周方向に延伸するように設けられた第２の凹部を有し、
    　前記第２の巻線は、前記第２の凹部に巻かれた
    　請求項６に記載の電力伝送デバイス。
  8. 　前記第１の面および前記第２の面は、前記回転軸と交差する面である
    　請求項６に記載の電力伝送デバイス。
  9. 　前記第１の面および前記第２の面は、前記回転軸と並行な面である
    　請求項６に記載の電力伝送デバイス。
  10. 　前記第１の磁気コアは、前記第１の面において、前記第１の凹部を挟む２つの第１の凸部を有し、
    　前記第２の磁気コアは、前記第２の面において、前記第２の凹部を挟む２つの第２の凸部を有し、
    　前記２つの第１の凸部の先端と、前記２つの第２の凸部の先端とは、互いに対向する
    　請求項７に記載の電力伝送デバイス。
  11. 　前記第１の磁気コアは、前記第１の面において、前記第１の凹部を挟む２つの第１の凸部を有し、
    　前記第２の磁気コアは、前記第２の面において、前記第２の凹部を挟む２つの第２の凸部を有し、
    　前記第１の磁気コアにおける前記２つの第１の凸部の先端は、前記第２の磁気コアにおける前記第２の凹部に収まる
    　請求項７に記載の電力伝送デバイス。
  12. 　前記第１の磁気コアは、前記第１の面において、前記第１の凹部を挟む２つの第１の凸部を有し、
    　前記第２の磁気コアは、前記第２の面において、前記第２の凹部を挟む２つの第２の凸部を有し、
    　前記第２の磁気コアにおける前記２つの第２の凸部の先端は、前記第１の磁気コアにおける前記第１の凹部に収まる
    　請求項７に記載の電力伝送デバイス。
  13. 　前記第１の磁気コアは、前記第１の面において、前記第１の凹部を挟む２つの第１の凸部を有し、
    　前記第２の磁気コアは、前記第２の面において、前記第２の凹部を挟む２つの第２の凸部を有し、
    　前記第１の磁気コアの前記２つの第１の凸部のうちの１つの先端は、前記第２の磁気コアの前記第２の凹部に収まり、
    　前記第２の磁気コアの前記２つの第２の凸部のうちの１つの先端は、前記第１の磁気コアの前記第１の凹部に収まる
    　請求項７に記載の電力伝送デバイス。
  14. 　前記第１の磁気コアは、前記第２の磁気コアが回動することにより前記第１の磁気コアと対向し得る第１の面と、前記第１の面において前記周方向に沿って設けられた第１の凹部と、前記第１の凹部を挟む２つの第１の凸部とを有し、
    　前記２つの第１の凸部の先端と、前記第２の磁気コアの一部とは、互いに対向する
    　請求項１に記載の電力伝送デバイス。
  15. 　第１のモータ磁気コアと第１のモータ巻線とを含むモータ固定子と、第２のモータ磁気コアと第２のモータ巻線とを含むモータ回転子とを有するモータと、
    　前記モータ回転子に接続されたシャフトと、
    　インバータと、
    　前記シャフトと交差する面内における周方向において連続な形状を有する第１の磁気コアと、
    　前記インバータに接続され、前記第１の磁気コアの前記周方向に沿って巻かれた第１の巻線と、
    　前記シャフトを中心として回動可能であり、前記シャフトと交差する面内における前記周方向の一部に設けられ、前記第１の磁気コアの一部と対向する第２の磁気コアと、
    　前記第２の磁気コアに巻かれた第２の巻線と、
    　前記第２の巻線および前記第２のモータ巻線を結ぶ経路に設けられた整流回路と
    　を備えたモータ装置。
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