JP3501046B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１つのステータと
複数の独立して回転が可能なロータとを備えた回転電機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】１つのステータと複数の独立して回転が
可能なロータとを備えた回転電機として、特開平８−３
４０６６３号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の回転電機は、２つのロータを別々に同期回転させる
ため、ステータには各ロータ専用のコイルを用意すると
共に、この各専用コイルに流す電流を制御するインバー
タも２つ備えさせなければならず、それぞれのコイル、
それぞれのインバータに電流を流すのでは電流による損
失を免れない問題点があった。

【０００４】そこで、本願発明者らは、特願平１０−０
７７４４９号の明細書に記載した発明をしたが、それ
は、極数の異なる磁石を有する２つのロータを有し、磁
気回路を共有とし、共通のコイルに複合電流を流すこと
によりロータそれぞれを独立に回転させることができる
回転電機に係るものである。

【０００５】このような回転電機では、磁石の同極の磁
界が向き合う状態では磁石が減磁作用により、特に高温
で磁石特性が劣化する問題点がある。

【０００６】この点、一方のロータの磁石の磁束が他方
のロータの対極する磁石を通過しなければ減磁作用は起
こらないのであるが、磁束がステータコイルを通過しな
ければトルクは発生せず、ロータを回転させることがで
きない。

【０００７】この発明は、このような相反する課題に鑑
みてなされたもので、磁石数の少ない側のステータ横方
向磁気抵抗を磁石数の多い側よりも小さくし、磁石数の
多い側の磁束は積極的にステータコイルを通過するよう
に構成すると共に、磁石数の少ない側のロータの磁石の
起磁力を他方の磁石よりも増強することにより、トルク
を維持しつつ、磁石が減磁作用によって特性を劣化する
のを防止することができる回転電機を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、磁石
極対数が異なる磁石入りのロータ２つを同一回転軸上に
配置し、前記２つのロータに対する磁気回路を共有した
ステータを前記２つのロータの間に配置し、前記２つの
ロータそれぞれを駆動する制御電流を前記ステータのコ
イルに複合して流すことによって前記２つのロータを独
立に回転させる回転電機であって、一方のロータは、他
方のロータよりも少ない磁石極対数とされ、前記一方の
ロータに設けられる磁石の起磁力を、前記他方のロータ
に設けられる磁石の起磁力よりも大きくしたことを特徴
とする。

【０００９】 請求項２の発明は、前記一方のロータに
設けられる磁石の磁束密度を、前記他方のロータに設け
られる磁石の磁束密度よりも大きくしたことを特徴とす
る。

【００１０】 請求項３の発明は、 前記他方のロータ
の磁石の厚みに対して、前記一方のロータの磁石の厚み
を厚くしたことを特徴とする。

【００１１】 請求項４の発明は、前記２つのロータは
前記ステータの内側に配置された内側ロータと、前記ス
テータの外側に配置された外側ロータであって、前記記
一方のロータは前記内側ロータであり、前記他方のロー
タは前記外側ロータであることを特徴とする。

【００１２】 請求項５の発明は、前記ステータに設け
たステータコイルを外周側寄りに設けたことを特徴とす
る。

【００１３】 請求項６の発明は、前記外側ロータ、及
び内側ロータは、ＩＰＭタイプであることを特徴とす
る。

【００１４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、磁石極対数が
異なる磁石入りの２つのロータを同一回転軸上に配置
し、これら２つのロータに対する磁気回路を共有したス
テータをこれらのロータの間に配置し、２つのロータそ
れぞれを駆動する制御電流をステータのコイルに複合し
て流すことによってロータを独立に回転させる回転電機
にあって、一方のロータに設けられた磁石の起磁力を他
方のロータに設けられた磁石の起磁力よりも大きくした
ことにより、２つのロータにトルクを発生させて互いに
独立に回転させることができ、しかも２つのロータに入
れられている永久磁石の同極が対峙したときにそれらの
間で減磁作用を及ぼし合わないようにして磁石の特性が
劣化するのを抑制することができる。

【００１５】 請求項２の発明によれば、請求項１の発
明の効果に加えて、磁石極対数の多い側のロータの磁石
の磁束密度に対して磁石極対数の少ない側のロータの磁
石の磁束密度を大きくしたことにより、磁束密度の小さ
い永久磁石が入れられているロータのトルクを維持する
ことができる。

【００１６】 請求項３の発明によれば、請求項１，２
の発明の効果に加えて、磁石極対数の多い側のロータの
磁石の厚みに対して磁石極対数の少ない側のロータの磁
石の厚みを厚くしたことにより、磁石極対数の少ない側
のロータのトルクを維持することができる。

【００１７】 請求項４の発明によれば、２つのロータ
のうち磁石極対数の少ない一方のロータをステータの内
側に設けられる内側ロータとし、磁石極対数の多い他方
のロータをステータの外側に設けられる外側ロータとし
ているので、内側ロータの起磁力の減少を抑えることが
できる。

【００１８】 請求項５の発明によれば、請求項４の発
明の効果に加えて、ステータのステータコイルを外周側
寄りに設けたので、ステータコイルの巻数を多くするこ
とができ、ステータの製造が容易に行える。

【００１９】請求項６の発明によれば、請求項１〜５の
発明の効果に加えて、回転電機をＩＰＭタイプとするこ
とにより、効率の良い回転電機が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１〜図３に示すように、回転電機
１は、円筒状のステータ２の外側と内側に所定のギャッ
プをおいてロータ３，４を配置することによって３層構
造になっている。外側と内側の各ロータ３，４は全体を
被覆する外枠５に対して回転可能に、かつ同軸に設けら
れている。

【００２１】内側ロータ４の半周にはＳ極がステータ２
側にくるように永久磁石が設けられ、もう半周にはＮ極
がステータ２側にくるように永久磁石が設けられてい
る。外側ロータ３は、この実施の形態では内側ロータ４
の１極当たり２倍の極数（極対数比にして２：１）にな
るように永久磁石が設けられている。つまり、外側ロー
タ３においてステータ２側にくるＳ極、Ｎ極は各２個ず
つであり、９０度ごとにＳ極とＮ極とが入れ替わるよう
に配置されている。なお、永久磁石は各ロータ３，４の
表面に貼り付けられていて、本実施の形態の回転電機は
ＳＰＭタイプとなっている。

【００２２】このように各ロータ３，４の磁極を配置す
ると、内側ロータ４の磁石は外側ロータ３の磁石により
回転力を与えられることがなく、この逆に外側ロータ３
の磁石が内側ロータ４の磁石により回転力を与えられる
こともない。

【００２３】例えば、内側ロータ４の磁石が外側ロータ
３に及ぼす影響を考えてみる。簡単のために内側ロータ
４は固定して考える。図１に示した状態で、まず、内側
ロータ４の上側磁石Ｓとこれに対峙する外側ロータ３の
上側磁石Ｓ，Ｎが時計方向に回転しようとしたとする
と、内側ロータ４の下側磁石Ｎとこれに対峙する外側ロ
ータ３の下側磁石Ｓ，Ｎとの関係においては、内側ロー
タ４の下側磁石Ｎにより外側ロータ３の下側磁石Ｓ，Ｎ
が反時計方向に回転しようとする。つまり、内側ロータ
４の上側磁石Ｓが外側ロータ３の上側磁石Ｓ，Ｎに及ぼ
す磁力と、内側ロータ４の下側磁石Ｎが外側ロータ３の
下側磁石Ｓ，Ｎに及ぼす磁力とがちょうど相殺されるこ
とになり、外側ロータ３は内側ロータ４と関係なく、ス
テータ２との関係だけで制御可能となるわけである。こ
のことは、後述するステータコイルに発生する回転磁界
とロータとの間でも同じである。

【００２４】ステータ２は、外側ロータ３の１磁極当た
り３個のコイル６で構成され、合計１２個（＝３×４）
のコイルが同一の円周上に等分に配置されている。な
お、７はコイル６が巻回されるコアで、コイル６と同数
のコア７が円周上に等分に所定の間隔（ギャップ）８を
おいて配列されている。各ステータコイル６はステータ
コア７の外周寄り、つまり、磁極対数が多い外側ロータ
３寄りの位置に設けられている。

【００２５】なお、後述するように１２個のコイルは番
号で区別しており、この場合に、例えば６番目のコイル
という意味ではコイル［６］というようにカッコで囲ん
でコイルの番号を表すことにする。

【００２６】これらの１２個のコイル６には次のような
複合電流Ｉ１〜Ｉ１２を流す。まず、内側ロータ４に対
する回転磁界を発生させる電流（３相交流）を流すた
め、［１，２］＝［７，８］、［３，４］＝［９，１
０］、［５，６］＝［１１，１２］の３組のコイルに１
２０度ずつ位相のずれた電流Ｉｄ，Ｉｆ，Ｉｅを設定す
る。ここで、番号の下に付けたアンダーラインは反対方
向に電流を流すことを表している。例えば、１組のコイ
ル［１，２］＝［７，８］に電流Ｉｄを流すとは、コイ
ル［１］からコイル［７］に向けてＩｄの半分の電流
を、そしてコイル［２］からコイル［８］に向けてもＩ
ｄのもう半分の電流を流すことである。コイル［１］と
［２］、またコイル［７］と［８］とは円周上でそれぞ
れ近い位置にあるので、この電流供給により内側ロータ
４の磁極と同数（２極）の回転磁界を生じさせることが
できる。

【００２７】次に、外側ロータ３に対する回転磁界を発
生させる電流（３相交流）を流すため、［１］＝［４］
＝［７］＝［１０］、［２］＝［５］＝［８］＝［１
１］、［３］＝［６］＝［９］＝［１２］の３組のコイ
ルに１２０度ずつ位相がずれた電流Ｉａ，Ｉｃ，Ｉｂを
設定する。例えば、１組のコイル［１］＝［４］＝
［７］＝［１０］に電流Ｉａを流すとは、コイル［１］
からコイル［４］にＩａの電流を流し、さらにコイル
［７］からコイル［１０］に同じ電流Ｉａを流すことを
意味している。コイル［１］と［７］、またコイル
［４］と［１０］がそれぞれ円周上の１８０度ずつ離れ
た位置にあるため、この電流供給により外側ロータ３の
磁極と同数（４極）の回転磁界を生じさせることができ
る。

【００２８】この結果、１２個のコイル６には次の各複
合電流Ｉ１〜Ｉ１２を流せば、内側ロータ４、外側ロー
タ３を共に回転駆動させることができることになる。

【００２９】 Ｉ１＝（１／２）Ｉｄ＋Ｉａ Ｉ２＝（１／２）Ｉｄ＋Ｉｃ Ｉ３＝（１／２）Ｉｆ＋Ｉｂ Ｉ４＝（１／２）Ｉｆ＋Ｉａ Ｉ５＝（１／２）Ｉｅ＋Ｉｃ Ｉ６＝（１／２）Ｉｅ＋Ｉｂ Ｉ７＝（１／２）Ｉｄ＋Ｉａ Ｉ８＝（１／２）Ｉｄ＋Ｉｃ Ｉ９＝（１／２）Ｉｆ＋Ｉｂ Ｉ１０＝（１／２）Ｉｆ＋Ｉａ Ｉ１１＝（１／２）Ｉｅ＋Ｉｃ Ｉ１２＝（１／２）Ｉｅ＋Ｉｂ ただし、電流記号の下につけたアンダーラインは逆向き
電流であることを表している。

【００３０】さらに図２を参照して複合電流設定を説明
する。図２は、図１との比較のため、ステータ２の内周
側と外周側に各ロータに対して別々の回転磁界を発生さ
せる専用のコイルを配置したものである。つまり、内周
側コイルｄ，ｆ，ｅの配列が内側ロータ４に対する回転
磁界を発生させ、外周側コイルａ，ｃ，ｂの配列が外側
ロータ３に対する回転磁界を発生させる。この場合に、
２つの専用コイルを共通化して図１に示した単一のコイ
ルに再構成するには、内周側コイルのうち、コイルｄに
流す電流の半分ずつをコイルｄの近くにあるコイルａと
ｃに負担させ、同様にして、コイルｆに流す電流の半分
ずつをコイルｆの近くにあるコイルｂとａに、またコイ
ルｅに流す電流の半分ずつをコイルｅの近くにあるコイ
ルｃとｂに負担させればよいわけである。上記の複合電
流Ｉ１〜Ｉ１２の式はこのような考え方を数式に表した
ものである。なお、電流設定の方法はこれに限られるも
のではない。

【００３１】このように電流設定を行なうと、単一のコ
イルでありながら、内側ロータ４に対する回転磁界と外
側ロータ３に対する回転磁界との２つの磁界が同時に発
生するが、内側ロータ４の磁石は外側ロータ３に対する
回転磁界により回転力を与えられることがなく、また外
側ロータ３の磁石が内側ロータ４に対する回転磁界によ
り回転力を与えられることもない。

【００３２】上記の電流Ｉｄ，Ｉｆ，Ｉｅの設定は内側
ロータ４の回転に同期して、また電流Ｉａ，Ｉｃ，Ｉｂ
の設定は外側ロータ３の回転に同期してそれぞれ行な
う。トルクの方向に対して位相の進み遅れを設定する
が、これは同期電動機に対する場合と同じである。

【００３３】図３及び図４に基づき、上記構成の回転電
機に対する制御装置について説明する。この回転電機の
制御装置は、上記の複合電流Ｉ１〜Ｉ１２をステータコ
イルに供給するために、バッテリなどの電源１１からの
直流電流を交流電流に変換するインバータ１２を備えて
いる。瞬時電流のすべての和は０になるため、このイン
バータ１２は図４に示したように通常の３相ブリッジ型
インバータを１２相にしたものと同じで、上下に２４個
のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ２４とこれに同数のダ
イオードから構成される。そしてインバータ１２の各ゲ
ートに与えるオン／オフのゲート信号はＰＷＭ信号であ
る。

【００３４】各ロータ３，４を同期回転させるため、各
ロータ３，４の位相を検出する回転角センサ１３，１４
が設けられていて、これらのセンサ１３，１４からの信
号が入力される制御回路１５では、外側ロータ３、内側
ロータ４に対する必要トルクのデータ（つまり、トルク
指令）に基づいてＰＷＭ信号を発生させる。

【００３５】このような構成の回転電機は、２つのロー
タ３，４と１つのステータ２を３層構造にして、かつ同
一の軸上に構成すると共に、ステータ２に単一のコイル
６を形成し、この単一のコイル６にロータの数と同数の
回転磁界が発生するように複合電流を流すことにより、
ロータの一方をモータとして、残りをジェネレータとし
て運転する場合にはモータ駆動電力と発電電力との差分
の電流を単一のコイルに流すだけでよいので、効率を大
幅に向上させることができる。

【００３６】また２つのロータに対してインバータが１
つでよくなり、さらにロータの一方をモータとして、残
りをジェネレータとして運転する場合には、上記のよう
にモータ駆動電力と発電電力との差の分の電流を単一の
コイルに流すだけでよくなることから、インバータの電
力スイッチングトランジスタのキャパシタンスを減らす
ことができ、これによってスイッチング効率が向上し、
より全体効率が向上するとなる。

【００３７】そして、このような回転電機は、２つのロ
ータの極対数比が２：１の場合だけでなく、３：１や
３：２のもの、その他のものであってもよいことは先の
出願の明細書により説明されている。

【００３８】さて、ステータ２のコイル６に対して複合
電流を流すとき、温度上昇してロータ３，４の永久磁石
に影響を与え、磁気特性を劣化させることがある。図５
は永久磁石の磁束密度Ｂ−磁界強度Ｈ特性を示している
が、高温時には磁石は減磁特性領域Ｚに入り、磁石特性
は劣化する。また、磁束密度Ｂがマイナスの領域（第３
象限）では、比較的低温の状態においても減磁しやすい
特性を示す。この図５において、温度ｔ４での磁石短絡
（Ｈ＝０）磁束をＢmaxとし、減磁変曲点磁束密度をＢ
ｍ、そしてロータ内の漏れ磁束をＢｘとする。

【００３９】図６は図１に示したコイル［１］とコイル
［１２］との間で周方向に展開した状態を示している。
横軸方向は、展開コイルの中心位置にコイル番号をふっ
てある。縦軸方向は、上から１段目が内側ロータ４の磁
石単体での磁束密度Ｂｂ、２段目がステータ２の各コイ
ル位置と対比させた内外のロータ３，４の磁石磁束密度
Ｂａ，Ｂｂ及びその重ね合わせ磁束密度Ｂｃ、３段目が
外側ロータ３の磁石単体での磁束密度Ｂａを示してい
る。磁界は、ステータのコイル［４］の位置でＳ極同士
が向かい合い、もっとも磁束が流れにくい。ステータの
コイル［１０］の位置では、内側ロータ４の磁極はＮで
あり、外側ロータ３の磁極はＳであるので、重ね合わせ
磁束密度Ｂｃは最大である。

【００４０】なお図６では、内側ロータ４から外側ロー
タ３への磁束方向が図中で下側となるように方向を定め
ている。また、磁石磁束密度は、磁気回路の磁気抵抗を
無視して、磁束密度のピークで図２のＢ−Ｈ曲線のＢma
xとし、さらにＢmax＝１と正規化して示してある。

【００４１】さらに磁石の磁界強度Ｈと磁束密度Ｂとの
関係を図５に示したが、これから分かるように、本来永
久磁石の磁界強度はその動作点での磁気抵抗が決定しな
ければ磁束密度は決まらないわけであるが、図６では永
久磁石の同極が向かい合う状態が分かりやすいように、
敢えて磁石の磁束密度分布を正弦波で磁気抵抗が一定の
状態として表している。本来、Ｆ：起磁力、Ｌ：磁石厚
さ、Ｒ：磁気抵抗、φ：磁束、Ｂ：磁束密度、Ｓ：磁石
面積として、 Ｆ＝Ｈ×Ｌ， φ＝Ｆ／Ｒ， Ｂ＝φ／Ｓ で表せるが、ここでは、磁石厚さＬは内外のロータ３，
４の磁石で共に同一として説明している。また、磁石面
積Ｓは回転電機の構成で決まる要件であるので所定値と
して取り扱う。

【００４２】図７は、内側ロータ４の磁石磁界強度を大
きくすることにより、相対的に磁極数の多い外側ロータ
３の起磁力を小さくした場合の磁束密度分布を示してい
る。ここでは、内側ロータ４の磁界強度を図６の内側ロ
ータ４の磁界強度の正規化値１に対して、１．５（つま
り、１．５倍）にしている。これにより、外側ロータ３
のＳ極間であるＡ区間のエリアでの磁束は、 Ｂｍ≦Ｂ３＋Ｂ４＋Ｂ５＋Ｂｘ を満たせば、減磁しない。

【００４３】ただし、Ｂｍは図５で温度ｔ４での減磁領
域分岐磁束密度であり、Ｂｘは外側ロータ３の中で、磁
極ＮからＳへ流れる磁束（したがって、ステータ２を通
過して内側ロータ４へは流れない磁束）、Ｂ３，Ｂ４，
Ｂ５はそれぞれステータコイル［３］，［４］，［５］
の通過磁束である。

【００４４】図８は図１に示す回転電機の磁気回路の等
価電気回路を示しており、また図９（ａ）はステータ２
の軸断面を示し、同図（ｂ）は磁気回路モデルを等価電
気回路モデルに置き換えて分かりやすく示したものであ
る。ただし、この図９では磁石極数は８：４（極対数比
２：１）であり、ステータコア２４個の図であるが、角
度πで図１の構造の回転電機に相当する。

【００４５】まず図８の等価回路について説明すると、 μ：永久磁石の透磁率 Ｉｍ１：外側ロータ３の等価直流電流 Ｉｍ２：内側ロータ４の等価直流電流 Ｖmn,i：内側ロータ４の永久磁石の起磁力 Ｖmn,o：外側ロータ３の永久磁石の起磁力 Ｅcn ：ステータコイルの起磁力 ｎ：コイル位置 Ｒｌ：ステータ縦方向磁気抵抗 Ｒｇ：ギャップ相当磁気抵抗 Ｒｉ：内側横方向磁気抵抗 Ｒｏ：外側横方向磁気抵抗 だたし、Ｒｉ＜Ｒｏ である。そして、内側ロータ４の永久磁石の起磁力Ｖm
n,i、外側ロータ３の永久磁石の起磁力Ｖmn,oは次の式
によって定められる。

【００４６】

【数１】 ただし、θは初期状態の基準位置からの位相ずれ、αは
内外のロータ３，４の初期位相ずれである。

【００４７】この図８の等価電気回路の考え方を図９
（ａ）に示す回転電機に適用すれば、図９（ｂ）に示し
たように各部の磁気抵抗をＲｉ，Ｒｏ，Ｒｇと置くこと
により、図７に示すような結果が得られるのである。

【００４８】図７に戻り、内側ロータ４の磁界強度を
１．５倍にした場合にステータコイル［２］，［６］を
流れる磁束は外側ロータ３から内側ロータ４への磁束ル
ープＬＰ１と、図８中の内側横方向磁気抵抗Ｒｉを通過
し外側ロータ３へ戻る磁束ループＬＰ２とがある。ま
た、ステータコイル［４］では、内側ロータ４の磁界強
度を大きくしたので、磁束は外側ロータ３から内側ロー
タ４へ流れる（磁束ループＬＰ３）。

【００４９】しかしながら、内側ロータ４は先ほどの磁
束ループＬＰ２によって磁束が流れているので、減磁を
免れると同時に、この磁束がステータコイルを通過して
いるのでトルクを発生する。

【００５０】このようにして、ステータ２の内外に、磁
石極対数が異なる磁石入りのロータ３，４それぞれを配
置し、内外のロータ３，４それぞれを駆動する制御電流
をステータコイルに複合して流すことによってこれらの
ロータ３，４を回転させる回転電機１において、磁石極
対数の多い外側ロータ３の磁石の起磁力よりも磁石極対
数の少ない内側ロータ４の磁石の起磁力を大きくし、さ
らにステータコイルを磁石極対数の多い外側ロータ３寄
りに配したことにより、内外のロータ３，４にトルクを
発生させることができ、しかも内外のロータ３，４の永
久磁石の同極同士が対峙するときにも減磁作用が起こら
ず、磁石特性の劣化を抑制することができて回転電機の
長寿命化が図れる。

【００５１】なお、上記の実施の形態では、磁石極対数
の多い外側ロータ３の磁石の起磁力よりも磁石極対数の
少ない内側ロータ４の磁石の起磁力を大きくし、さらに
ステータコイルを磁石極対数の多い外側ロータ３寄りに
配したが、これとは逆に、磁石極対数の多い外側ロータ
３の磁石の起磁力よりも磁石極対数の少ない内側ロータ
４の磁石の起磁力を小さくすることも可能である。図１
０の場合、内側ロータ４の磁界強度を、図６に示した内
側ロータ４の磁界強度の０．７倍に小さくした場合の同
様の展開図を示している。

【００５２】この図１０から分かるように、内側ロータ
４の磁石起磁力のピークを下げたことによりコイル
［４］を通過する磁束Ｂ４はマイナスとなり、磁極数の
少ない内側ロータ４の永久磁石に対する減磁作用は上記
の実施の形態と同様に避けることができるが、この場合
には内側の電流値が低くなるのでトルクが出ない問題が
ある。

【００５３】また、上記の実施の形態では、内側ロータ
４の永久磁石の起磁力を外側ロータ３の永久磁石の起磁
力よりも大きくしたが、起磁力を変更する方法として
は、磁石の厚さを厚くすることにより、また磁束密度の
大きい磁石を選定することによっても実現できる。

【００５４】加えて、上記の実施の形態では表面磁石
（ＳＰＭ）タイプの回転電機について説明したが、永久
磁石をロータの中に埋め込むＩＰＭタイプの回転電機に
対して適応することができる。そしてその場合には、Ｉ
ＰＭタイプがＳＰＭタイプに比べて外部磁界の不均一性
に対して表面磁束密度を均一にすることができ、局部的
な磁石の減磁を防ぐことができるメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態の断面図。

【図２】上記の実施の形態の回転電機の動作原理を示す
断面図。

【図３】上記の実施の形態の回転電機に対する制御回路
の構成を示すブロック図。

【図４】上記の回転電機の制御回路におけるインバータ
及び電源部分を示す回路図。

【図５】一般的な永久磁石の磁束密度Ｂ−磁界強度Ｈ特
性図。

【図６】上記の実施の形態において、内外のロータの永
久磁石の起磁力を等しくした場合の磁束分布を示す説明
図。

【図７】上記の実施の形態において、内側ロータの永久
磁石の起磁力を大きくした場合の磁束分布を示す説明
図。

【図８】上記の実施の形態の磁気回路に対する等価電気
回路の回路図。

【図９】上記の実施の形態のステータの断面図及び磁気
抵抗モデルの説明図。

【図１０】本発明の上記の実施の形態に対する比較例で
ある内側ロータの永久磁石の起磁力を小さくした場合の
磁束分布を示す説明図。

【符号の説明】

１ 回転電機 ２ ステータ ３ 外側ロータ ４ 内側ロータ ６ コイル ７ コア ８ ギャップ １１ 電源 １２ インバータ １３，１４ 回転角センサ １５ 制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−275826（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−275827（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−275828（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 16/02 H02P 7/67

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁石極対数が異なる磁石入りのロータ２
   つを同一回転軸上に配置し、前記２つのロータに対する
   磁気回路を共有したステータを前記２つのロータの間に
   配置し、前記２つのロータそれぞれを駆動する制御電流
   を前記ステータのコイルに複合して流すことによって前
   記２つのロータを独立に回転させる回転電機であって、一方のロータは、他方のロータよりも少ない磁石極対数
   とされ、 前記一方のロータに設けられる磁石の起磁力を、前記他
   方のロータに設けられる磁石の起磁力よりも大きくした
   ことを特徴とする 回転電機。
2. 【請求項２】 前記一方のロータに設けられる磁石の磁
   束密度を、前記他方のロータに設けられる磁石の磁束密
   度よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の
   回転電機。
3. 【請求項３】 前記他方のロータの磁石の厚みに対し
   て、前記一方のロータの磁石の厚みを厚くしたことを特
   徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の回
   転電機。
4. 【請求項４】 前記２つのロータは前記ステータの内側
   に配置された内側ロータと、前記ステータの外側に配置
   された外側ロータであって、 前記記一方のロータは前記内側ロータであり、前記他方
   のロータは前記外側ロータであることを特徴とする請求
   項１〜請求項３のいずれか１項に記載の 回転電機。
5. 【請求項５】 前記ステータに設けたステータコイルを
   外周側寄りに設けたことを特徴とする請求項４に記載の
   回転電機。
6. 【請求項６】 前記外側ロータ、及び内側ロータは、Ｉ
   ＰＭタイプであることを特徴とする請求項１〜請求項５
   のいずれか１項に記載の回転電機。