JP2010093911A - 電気機械装置及び電気機械装置を用いた装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各相間のトルクバランスを良くし、十分な性能を有する電気機械装置を実現することを目的とする。
【解決手段】二相式の電気機械装置１００であって、前記二相を形成する４×Ｎ個（Ｎは自然数）の電磁コイル３０Ａ、３０Ｂと、前記４×Ｎ個の電磁コイルが配置された範囲内に、前記４×Ｎ個の電磁コイルとの距離が同じになるように配置された６×Ｎ個の永久磁石２０と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータや発電機などの電気機械装置及びその応用装置に関する。

ブラシレス電気機械装置は、ブラシレスモータとブラシレス発電機とを包含する意味を有する用語である。ブラシレスモータとしては、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。

特開２００１−２９８９８２号公報

従来は、電気機械装置の電磁コイルの配置について工夫が十分にされていないのが実情であった。そのため、各相間のトルクバランスが悪くなる場合があった。その結果、十分な性能の電気機械装置を実現することが難しいという場合があった。

本発明は上記課題の少なくとも１つを解決し、各相間のトルクバランスを良くし、十分な性能を有する電気機械装置を実現することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
電気二相式の電気機械装置であって、前記二相を形成する４×Ｎ個（Ｎは自然数）の電磁コイルと、前記４×Ｎ個の電磁コイルが配置された範囲内に、前記４×Ｎ個の電磁コイルとの距離が同じになるように配置された６×Ｎ個の永久磁石と、を備える電気機械装置。
この適用例によれば、各相について、永久磁石と電磁コイルの距離が同じになるように、永久磁石と電磁コイルとを容易に配置できる。その結果、各相間のトルクバランスを良くし、十分な性能を有する電気機械装置を実現することが可能となる。

［適用例２］
適用例１に記載の電気機械装置において、前記電磁コイルはコアレスコイルであって、前記電磁コイルのコイルエンド部を除いた２つの有効コイル部分の間の距離は、前記永久磁石の磁極ピッチと等しい、電気機械装置。
この適用例によれば、永久磁石と電磁コイルの配置のバランスを良くすることが可能となる。その結果、各相間のトルクバランスを良くすることが可能となる。

［適用例３］
適用例１に前記電磁コイルは、コアを有し、前記電磁コイルの内の第１の電磁コイルのコアと、前記第１の電磁コイルと隣接する第２の電磁コイルのコアとの間の距離は、前記永久磁石の磁極ピッチの１．５倍と等しい、電気機械装置。
この適用例によれば、電磁コイルにコアがある場合には、電磁コイルを貫く磁束はコアの中を通る。そのため、永久磁石の磁極ピッチとの関係では、コアとコアの距離を永久磁石の磁極ピッチの１．５倍にすることにより、永久磁石と電磁コイルの配置のバランスを良くすることが可能となる。

［適用例４］
単相式の電気機械装置であって、２×Ｍ個（Ｍは自然数）の電磁コイルと、前記２×Ｍ個の電磁コイルが配置された範囲内に、前記２×Ｍ個の電磁コイルとの距離が同じになるように配置された６×Ｍ個の永久磁石と、を備える、電気機械装置。
単相式の電気機械装置の場合には、２×Ｍ個の電磁コイルと６×Ｍ個の永久磁石とを備えることにより、電磁コイルと永久磁石との配置のバランスを良くすることが可能となる。

［適用例５］
適用例４に記載の電気機械装置において、さらに、前記電磁コイルと重なる位置にバックヨークを備える、電気機械装置。
この適用例によれば、電気機械装置の始動性を高めることが可能となる。

［適用例６］
適用例１から適用例５のいずれかに記載の電気機械装置において、前記永久磁石または前記電磁コイルの一方が配置されたロータと、前記永久磁石または前記電磁コイルの他方が配置されたステータと、を備える電気機械装置。
この適用例によれば、電気機械装置は、所謂回転型の電気機械装置であってもよい。

［適用例７］
適用例１から適用例５のいずれかに記載の電気機械装置において、前記永久磁石または前記電磁コイルの一方が配置された軌条と、前記永久磁石または前記電磁コイルの他方が配置され、前記軌条上を移動する移動体と、を備える電気機械装置。
この適用例によれば、電気機械装置は、軌条上を移動体が移動する電気機械装置、所謂リニアモータであってもよい。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電気機械装置の他、電気機械装置を備えた電子機器、燃料電池使用機器、ロボット、移動体等、様々な形態で実現することができる。

第１の実施例：
図１は、本発明の第１の実施例に係るモータを示す説明図である。図１（Ａ）は、回転軸に平行な面で切った断面であり、図１（Ｂ）は、回転軸に垂直な面（１Ｂ−１Ｂ切断面）で切った断面である。図１（Ｃ）は、永久磁石を円周方向に展開した展開図であり、図１（Ｄ）は、電磁コイルを円周方向に転回した展開図である。

モータ１００は、略円筒状のステータ６０が外側に配置され、略円筒状のロータ５０が内側に配置されたインナーロータ型モータである。ステータ６０は、ケーシング１３０の内周に沿って配列された複数の電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを有している。本実施例では、図１（Ｄ）に示すように、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂは、各２個ずつ併せて４個あり、交互に配置されている。ステータ６０には、さらに、ロータ５０の位相を検出する位置センサとしての磁気センサ４０Ａ、４０Ｂが、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂと対応して配置されている（図１（Ａ））。電磁コイル３０Ａ、３０Ｂと磁気センサ４０Ａ、４０Ｂは、回路基板１４０の上に固定されている。回路基板１４０は、ケーシング１３０に固定されている。ケーシング１３０は、軟磁性材によるバックヨークとして、軟磁性粉材を含有した樹脂で覆う構造を有していてもよい。また、ケーシング１３０と電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの間に軟磁性材によるバックヨークを設けてもよい。

ロータ５０は、その外周に永久磁石２０を有しており、ロータ５０の中心に回転軸１１０が設けられている。この回転軸１１０は、軸受け部１１２で支持されている。永久磁石２０は、６つの磁石で６極を有している。各磁石は、回転軸１１０の中心から外部に向かう径方向（放射方向）に沿って磁化されている。なお、この例では、ケーシング１３０の内側に、コイルバネ１１４が設けられており、このコイルバネ１１４が永久磁石２０を図の左方向に押すことによって、永久磁石２０の位置決めを行っている。但し、コイルバネ１１４は省略可能である。永久磁石２０と電磁コイル３０Ａとの距離は、永久磁石２０と電磁コイル３０Ｂとの距離と同じになっている。

図１（Ｄ）に示すように、電磁コイル３０Ａのコイルエンド３１Ａを除いた２つの有効コイル部分３２Ａの間の距離Ｌ２は、永久磁石２０の磁極ピッチＬ１（図１（Ｃ））と同じ長さになっている。なお、距離Ｌ２の長さは、磁極ピッチＬ１の長さよりも短くてもよい。電磁コイル３０Ａ、３０Ｂは、永久磁石２０の磁極ピッチの大きさの範囲内に収まっているので、有効コイル部分３２Ａに働く力を有効に使うことが出来る。その結果、モータ１００の効率を向上させることができる。なお、上記説明では、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂと永久磁石２０の関係を有効コイル部分３２Ａの間の距離Ｌ２と磁極ピッチＬ１を用いて説明しているが、他のパラメータを用いて両者の関係を規定することも可能である。例えば、ロータ５０の中心Ｏから見た、回転方向の電磁コイル３０Ａの視差角θ１の大きさと、永久磁石２０のうちの１つの磁極の視差角の大きさが同じであると考えることができる。

電磁コイル３０Ａの中心と電磁コイル３０Ｂの中心との距離Ｌ３は、磁極ピッチＬ１の長さの１．５倍になっている。この１．５という値は、永久磁石２０の磁石の個数６と、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの個数４に由来するもの（１．５＝６／４）である。上記説明では、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの数は４、永久磁石２０の磁石の数は６の場合で説明したが、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの数と永久磁石２０の磁石の数はそれぞれ４×Ｎ（Ｎは自然数）個、６×Ｎ個であってもよい。

図２は、モータの正回転時の動作を示す説明図である。図２（Ａ）から図２（Ｈ）にかけて、永久磁石２０が右方に１／４πずつずれていく状態が示されている。ここで、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂのうち、ハッチングが付された電磁コイルは、励磁されていることを示し、ハッチングが付されていない電磁コイルは、励磁されていないことを示している。なお、ハッチングの濃さは、励磁された電磁コイルにおける電流の向き（例えば電流の無機が「手前から奥へ」は濃くハッチングされ、電流の向きが「奥から手前へ」は薄くハッチングされている）を示している。位相が０、π、２πの時は、電磁コイル３０Ａが励磁されておらず、位相が１／２π、３／２πの時は、電磁コイル３０Ｂが励磁されていない。このように、本実施例では、位相により、励磁される電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを切り替えることが出来、永久磁石２０を移動させることができる。なお、本実施例では、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの数と、永久磁石２０の磁極の数は、それぞれ４個と６個であるため、電磁コイル３０Ａと永久磁石２０の距離と、電磁コイル３０Ｂと永久磁石２０の距離とが同じになるように、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを配置することが可能である。そうすると、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの巻き数を同じにし、巻き線の線径を同じにすることにより、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂが永久磁石２０から受ける力（ローレンツ力）を均等にすることが可能となる。このように、本実施例では、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂにかかる力をバランスよくすること、すなわち各相間のトルクバランスを良くすることが容易である。その結果、十分な性能を有するモータ１００を実現することが可能となる。なお、電磁コイル３０Ａと永久磁石２０の距離と、電磁コイル３０Ｂと永久磁石２０の距離と、が同じになるように電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを配置するためには、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの数を永久磁石２０の磁極の数より少なくし、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの大きさを永久磁石２０の磁極ピッチの大きさと同じか、小さくすればよい。

図３は、モータの逆回転時の動作を示す説明図である。図３（Ａ）から図３（Ｈ）にかけて、永久磁石２０が左方に１／４πずつずれていく状態が示されている。逆回転とは、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂに流す電流の向きが正回転とは極性のみが異なることにより永久磁石２０の移動方向が異なるだけなので、説明は、省略する。

第２の実施例：
図４は、本発明の第２の実施例を示す説明図である。第２の実施例は、所謂アキシャルギャップ型のモータである。図４（Ａ）は、モータ１０２の回転軸と平行な面で切った断面図である。このモータ１０２本体は、ロータ５０と、ステータ６０とを有している。これらのロータ５０、ステータ６０は、それぞれ略円盤状の形状を有している。

図４（Ｂ）は、ロータ５０の水平断面図である。ロータ５０は、永久磁石２０を有しおり、永久磁石２０は、略扇状の形状を有する６つ磁極を有している。ロータ５０は、回転軸１１０に固定されている。ここで永久磁石２０の各磁極の磁化方向は、回転軸１１０と平行な方向である。

図４（Ｃ）は、ステータ６０の水平断面図である。ステータ６０は、図４（Ａ）に示すように、複数の電磁コイル３０Ａと、複数の電磁コイル３０Ｂと、磁気センサ４０Ａ、４０Ｂと、回路基板１４０と、駆動回路ユニット５００を備えている。この例では、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂはそれぞれ２個、併せて４個設けられており、それぞれ略扇状の形状に巻かれている。図４（Ａ）に示すように、ステータ６０は、ケーシング１３０に固定されている。

このように所謂アキシャルギャプ型のモータ１０２であっても、永久磁石２０を６個、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを４個備えることにより、永久磁石２０と電磁コイル３０Ａの距離と、永久磁石２０と電磁コイル３０Ｂの距離とが同じとなるように、永久磁石２０の周りに電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを配置することが容易である。その結果、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂにかかる力をバランス良くすることが容易にでき、十分な性能を有するモータ１０２を実現することが可能となる。

第３の実施例：
図５は、本発明の第３の実施例を示す説明図である。第３の実施例は、所謂リニアモータである。図５（Ａ）は、リニアモータ１０４の直線方向と平行な面（５Ａ−５Ａ切断面）で切った断面図である、図５（Ｂ）は、リニアモータ１０４の直線方向と垂直な面（５Ｂ−５Ｂ切断面）で切った断面図である。

リニアモータ１０４は、移動体５２と軌条６２を備える。軌条６２は、永久磁石２０を備える。永久磁石２０は、軌条６２の伸びる向きと垂直な方向に磁化されており、Ｎ極とＳ極が軌条６２の伸びる方向に交互に現れるように配置されている。ここで、永久磁石２０は、長さＬ４の範囲内に、６個の磁石を有している。なお、この長さＬ４は、移動体５２の電磁コイル３０Ａ、３０Ｂが配置されている部分の長さと等しい。

移動体５２は、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂと磁気センサ４０Ａ、４０Ｂとを備える。本実施例では、移動体５２は、長さＬ４の範囲内に、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂをそれぞれ２個、併せて４個備え、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂは、移動体５２の移動方向に交互に配置されている。なお、図５（Ａ）では、電磁コイル３０Ａに付すハッチングと電磁コイル３０Ｂに付すハッチングを変えている。

本実施例では、長さＬ４の範囲内に、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂが４個配置され、永久磁石２０の磁石が６個配置されている。したがって、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの軌条６２の伸びる向きのコイルの束の中心間の距離Ｌ５は、永久磁石２０の磁極ピッチの長さＬ６と同じとなっている。このように配置することにより、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂにかかる力をバランス良くすることが容易にでき、十分な性能を有するモータ１０４を実現することが可能となる。なお、本実施例では、移動体５２に電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを備え、軌条６２に永久磁石２０を備えているが、移動体５２に永久磁石２０、軌条に電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを備える構成であってもよい。また、本実施例では、軌条６２が外側、移動体５２が内側に配置される構成であるが、軌条６２が内側、移動体５２が外側に配置される構成であってもよい。かかる場合、中心側の軌条６２に永久磁石２０を配置し、その両端に移動体５２の電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを対とする２列として電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを設ける構成であってもよい。逆に、中心側の軌条６２に電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを配置し、その両端に移動体５２の永久磁石２０が配置される構成であってもよい。このように、本実施例では、（ａ）移動体５２と軌条６２のどちらを中心側に配置するか、（ｂ）移動体５２、軌条６２のそれぞれに永久磁石２０と電磁コイル３０Ａ、３０Ｂのいずれを配置するか、により合計４つの態様が可能である。

第４の実施例：
図６は、本発明の第４の実施例を示す説明図である。図６（Ａ）は、回転軸に平行な面で切った断面であり、図６（Ｂ）は、回転軸に垂直な面（６Ｂ−６Ｂ切断面）で切った断面である。図６（Ｃ）は、永久磁石を円周方向に展開した展開図であり、図６（Ｄ）は、電磁コイルを円周方向に転回した展開図である。第４の実施例は、第１の実施例のモータ１００の電磁コイル３０Ａ、３０Ｂにコア１４Ａ、１４Ｂを備えている。コア１４Ａとコア１４Ｂの間のピッチＬ７の長さは、永久磁石２０の磁極ピッチＬ１の長さの１．５倍である。コア１４Ａ、１４Ｂを備えていると、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを貫く磁束は、コア１４Ａ、１４Ｂを通過する。その結果、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂ及びコア１４Ａ、１４Ｂは電磁石３３Ａ、３３Ｂとして機能する。すなわち、この電磁石３３Ａ、３３Ｂと永久磁石２０との間に働く磁力により、モータ１０６は回転する。この場合、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの巻き数を同じにし、巻き線の線径を同じにすることにより、電磁石３３Ａと電磁石３３Ｂの構成を等価にすることが可能となる。その結果、電磁石３３Ａと永久磁石２０に働く力と、電磁石３３Ｂと永久磁石２０に働く力と、をバランスよくできる。これにより、モータ１０６の効率を向上させることが可能となる。

図７は、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂをそれぞれ直列接続したときの説明図である。図８は、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂをそれぞれ並列接続したときの説明図である。このように、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの接続は、それぞれ、直列、並列いずれであってもよい。

第５の実施例：
図９は、第５の実施例を示す説明図である。第５の実施例は、単相のモータ１０８である。モータ１０８は、電磁コイル３０を２個と、永久磁石２０と、磁気センサ４０と、バックヨーク７０を備える。永久磁石２０は、６個の磁石を有している。バックヨーク７０は、電磁コイル３０の裏側に配置されている。ここで、図９（Ｃ）、（Ｇ）のタイミングは、デッドロックポイントになっているため、永久磁石２０がこのタイミングで静止しているとモータ１０８の始動性が悪い。しかし、バックヨーク７０を備えることにより、モータ１０８は、停止時に図９（Ａ）、（Ｅ）に示すタイミングで永久磁石２０を静止させることが可能となる。その結果、確実なよい始動性を得ることが可能となる。本実施例によれば、電磁コイル３０の数を２個、永久磁石２０の磁石の数を６個とする構成であっても、各電磁コイル３０と永久磁石２０に働く力をバランス良くし、モータ１０８の効率を向上させることが可能となる。なお、本実施例では、電磁コイル３０の数を２個、永久磁石２０の磁石の数を６個としたが、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの数が２×Ｍ（Ｍは自然数）であるときに、永久磁石２０の磁石の個数は６×Ｍであってもよい。

図１０は、実施例におけるブラシレス電気機械の制御回路の構成を示すブロック図である。この制御回路は、ＣＰＵシステム３００と、駆動信号生成部２００と、駆動ドライバ部２１０と、回生制御部２２０と、蓄電器２３０と、蓄電制御部２４０とを備えている。駆動信号生成部２００は、駆動ドライバ部２１０に供給する駆動信号を生成する。

図１１は、駆動ドライバ部２１０の構成を示す回路図である。この駆動ドライバ部２１０は、Ｈ型ブリッジ回路を構成している。駆動信号生成部２００からは、第１の駆動信号ＤＲＶＡ１と、第２の駆動信号ＤＲＶＡ２のうちの一方が駆動ドライバ部２１０に供給される。図１０に示す電流ＩＡ１，ＩＡ２は、これらの駆動信号ＤＲＶＡ１，ＤＲＶＡ２に応じて流れる電流（「駆動電流」とも呼ぶ）の方向を示している。例えば、直流駆動用磁石モジュールを用いたモータの場合には、第１の駆動信号ＤＲＶＡ１に応じて電流ＩＡ１が流れる場合にはモータが所定の第１の駆動方向に動作し、第２の駆動信号ＤＲＶＡ２に応じて電流ＩＡ２が流れる場合にはモータが第１の駆動方向とは逆の第２の駆動方向に動作する。また、交流駆動用磁石モジュールを用いたモータの場合には、第１と第２の駆動信号ＤＲＶＡ１，ＤＲＶＡ２を交互に用いてモータを駆動することが可能である。

図１２は、回生制御部２２０の内部構成を示す回路図である。回生制御部２２０は、電磁コイル３０に対して駆動ドライバ部と並列に接続されている。回生制御部２２０は、ダイオードで構成される整流回路２２２と、スイッチングトランジスタ２２４とを備えている。蓄電制御部２４０によってスイッチングトランジスタ２２４がオン状態になると、電磁コイル３０で発生した電力を回生して蓄電器２３０を充電することが可能である。また、蓄電器２３０から電磁コイル３０に電流を供給することも可能である。なお、制御部から、回生制御部２２０と蓄電器２３０と蓄電制御部２４０を省略してもよく、或いは、駆動信号生成部２００と駆動ドライバ部２１０を省略してもよい。

このように、上述した各実施例のブラシレスモータでは、電磁コイルを各相間で重ねる必要がなく、各相は独立した巻き線により高効率で安定した特性のモータを容易に実現することができる。また、ブラシレス電気機械をブラシレス発電機として構成した場合には、高効率な発電機を実現することが可能である。

変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

変形例１：
上記実施例では、ブラシレス電気機械の機械的構成や回路構成の具体例を説明したが、本発明のブラシレス電気機械の機械的構成や回路構成としては、これら以外の任意の構成を採用することが可能である。

変形例２：
本発明は、ファンモータ、時計（針駆動）、ドラム式洗濯機（単一回転）、ジェットコースタ、振動モータなどの種々の装置のモータに適用可能である。本発明をファンモータに適用した場合には、上述した種々の効果（低消費電力、低振動、低騒音、低回転ムラ、低発熱、高寿命）が特に顕著である。このようなファンモータは、例えば、デジタル表示装置や、車載機器、燃料電池式パソコン、燃料電池式デジタルカメラ、燃料電池式ビデオカメラ、燃料電池式携帯電話などの燃料電池使用機器、プロジェクタ等の各種装置のファンモータとして使用することができる。本発明のモータは、さらに、各種の家電機器や電子機器のモータとしても利用可能である。例えば、光記憶装置や、磁気記憶装置、ポリゴンミラー駆動装置等において、本発明によるモータをスピンドルモータとして使用することが可能である。また、本発明によるモータは、移動体やロボット用のモータとしても利用可能である。

図１３は、本発明の適用例によるモータを利用したプロジェクタを示す説明図である。このプロジェクタ６００は、赤、緑、青の３色の色光を発光する３つの光源６１０Ｒ、６１０Ｇ、６１０Ｂと、これらの３色の色光をそれぞれ変調する３つの液晶ライトバルブ６４０Ｒ、６４０Ｇ、６４０Ｂと、変調された３色の色光を合成するクロスダイクロイックプリズム６５０と、合成された３色の色光をスクリーンＳＣに投写する投写レンズ系６６０と、プロジェクタ内部を冷却するための冷却ファン６７０と、プロジェクタ６００の全体を制御する制御部６８０と、を備えている。冷却ファン６７０を駆動するモータとしては、上述した各種のブラシレスモータを利用することができる。

図１４は、本発明の適用例によるモータを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。図１４（Ａ）は携帯電話７００の外観を示しており、図１４（Ｂ）は、内部構成の例を示している。携帯電話７００は、携帯電話７００の動作を制御するＭＰＵ７１０と、ファン７２０と、燃料電池７３０とを備えている。燃料電池７３０は、ＭＰＵ７１０やファン７２０に電源を供給する。ファン７２０は、燃料電池７３０への空気供給のために携帯電話７００の外から内部へ送風するため、或いは、燃料電池７３０で生成される水分を携帯電話７００の内部から外に排出するためのものである。なお、ファン７２０を図１４（Ｃ）のようにＭＰＵ７１０の上に配置して、ＭＰＵ７１０を冷却するようにしてもよい。ファン７２０を駆動するモータとしては、上述した各種のブラシレスモータを利用することができる。

図１５は、本発明の適用例によるモータ／発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車（電動アシスト自転車）を示す説明図である。この自転車８００は、前輪にモータ８１０が設けられており、サドルの下方のフレームに制御回路８２０と充電池８３０とが設けられている。モータ８１０は、充電池８３０からの電力を利用して前輪を駆動することによって、走行をアシストする。また、ブレーキ時にはモータ８１０で回生された電力が充電池８３０に充電される。制御回路８２０は、モータの駆動と回生とを制御する回路である。このモータ８１０としては、上述した各種のブラシレスモータを利用することが可能である。

図１６は、本発明の適用例によるモータを利用したロボットの一例を示す説明図である。このロボット９００は、第１と第２のアーム９１０，９２０と、モータ９３０とを有している。このモータ９３０は、被駆動部材としての第２のアーム９２０を水平回転させる際に使用される。このモータ９３０としては、上述した各種のブラシレスモータを利用することが可能である。

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

本発明の第１の実施例に係るモータを示す説明図である。 モータの正回転時の動作を示す説明図である。 モータの逆回転時の動作を示す説明図である。 本発明の第２の実施例を示す説明図である。 本発明の第３の実施例を示す説明図である。 本発明の第４の実施例を示す説明図である。 電磁コイル３０Ａ３０Ｂをそれぞれ直列接続したときの説明図である。 電磁コイル３０Ａ３０Ｂをそれぞれ並列接続したときの説明図である。 第５の実施例を示す説明図である。 実施例におけるブラシレス電気機械の制御回路の構成を示すブロック図である。 駆動ドライバ部２１０の構成を示す回路図である。 回生制御部２２０の内部構成を示す回路図である。 本発明の適用例によるモータを利用したプロジェクタを示す説明図である。 本発明の適用例によるモータを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。 本発明の適用例によるモータ／発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車（電動アシスト自転車）を示す説明図である。 本発明の適用例によるモータを利用したロボットの一例を示す説明図である。

符号の説明

１４Ａ、１４Ｂ…コア
２０…永久磁石
３０、３０Ａ、３０Ｂ…電磁コイル
３１Ａ…コイルエンド
３２Ａ…有効コイル部分
３３Ａ、３３Ｂ…電磁石
４０、４０Ａ、４０Ｂ…磁気センサ
５０…ロータ
５２…移動体
６０…ステータ
６２…軌条
７０…バックヨーク
１００、１０２、１０６、１０８…モータ
１０４…リニアモータ
１１０…回転軸
１１２…軸受け部
１１４…コイルバネ
１３０…ケーシング
１４０…回路基板
２００…駆動信号生成部
２１０…駆動ドライバ部
２２０…回生制御部
２２２…整流回路
２２４…スイッチングトランジスタ
２３０…蓄電器
２４０…蓄電制御部
５００…駆動回路ユニット
６００…プロジェクタ
６１０Ｒ…光源
６４０Ｒ…液晶ライトバルブ
６５０…クロスダイクロイックプリズム
６６０…投写レンズ系
６７０…冷却ファン
６８０…制御部
７００…携帯電話
７２０…ファン
７３０…燃料電池
８００…自転車
８１０…モータ
８２０…制御回路
８３０…充電池
９００…ロボット
９１０…第１のアーム
９２０…第２のアーム
９３０…モータ
ＤＲＶＡ１…第１の駆動信号
ＤＲＶＡ２…第２の駆動信号

Claims (12)

1. 二相式の電気機械装置であって、
   前記二相を形成する４×Ｎ個（Ｎは自然数）の電磁コイルと、
   前記４×Ｎ個の電磁コイルが配置された範囲内に、前記４×Ｎ個の電磁コイルとの距離が同じになるように配置された６×Ｎ個の永久磁石と、
   を備える、電気機械装置。
2. 請求項１に記載の電気機械装置において、
   前記電磁コイルはコアレスコイルであって、
   前記電磁コイルのコイルエンド部を除いた２つの有効コイル部分の間の距離は、前記永久磁石の磁極ピッチと等しい、電気機械装置。
3. 請求項１に記載の電気機械装置において、
   前記電磁コイルは、コアを有し、
   前記電磁コイルの内の第１の電磁コイルのコアと、前記第１の電磁コイルと隣接する第２の電磁コイルのコアとの間の距離は、前記永久磁石の磁極ピッチの１．５倍と等しい、電気機械装置。
4. 単相式の電気機械装置であって、
   ２×Ｍ個（Ｎは自然数）の電磁コイルと、
   前記２×Ｍ個の電磁コイルが配置された範囲内に、前記２×Ｍ個の電磁コイルとの距離が同じになるように配置された６×Ｍ個の永久磁石と、
   を備える、電気機械装置。
5. 請求項４に記載の電気機械装置において、さらに、
   前記電磁コイルと重なる位置にバックヨークを備える、電気機械装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の電気機械装置において、
   前記永久磁石または前記電磁コイルの一方が配置されたロータと、
   前記永久磁石または前記電磁コイルの他方が配置されたステータと、
   を備える電気機械装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の電気機械装置において、
   前記永久磁石または前記電磁コイルの一方が配置された軌条と、
   前記永久磁石または前記電磁コイルの他方が配置され、前記軌条上を移動する移動体と、
   を備える電気機械装置。
8. 電子機器であって、
   請求項１から請求項７のいずれかに記載の電気機械装置を備える電子機器。
9. 請求項８に記載の電子機器であって、
   前記電子機器はプロジェクタである、電子機器。
10. 燃料電池使用機器であって、
    請求項１から請求項７のいずれかに記載の電気機械装置を備える燃料電池使用機器。
11. ロボットであって、
    請求項１から請求項７のいずれかに記載の電気機械装置を備えるロボット。
12. 移動体であって、
    請求項１から請求項７のいずれかに記載の電気機械装置を備える移動体。

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