(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎを整数としたとき、回転軸を挟んで対称に配置された２ｎ個の回転突極を有する回転子と、
Ｋを３以上の整数としたとき、前記回転突極に対向配置された２ｎＫ個の固定突極を有し、該固定突極それぞれに巻回された界磁巻線を（Ｋ−１）個の間隔をおいて並列又は直列に接続し、Ｋ組の界磁巻線組が形成された固定子と、
前記回転子に軸着されて同期回転する筒状体又は円盤の周方向に該軸を挟んで対称に形成された所定周長を有する被検出部を、該被検出部によって形成されるトラックに対向させて前記固定突極それぞれとの対応位置に設置された複数の光センサで検知された検知信号と入力された通電時間の調整信号とに基づいて、該固定突極それぞれを前記回転突極それぞれが通過するタイミングで制御信号を出力するＫ個の制御信号出力部と、
前記制御信号それぞれにより動作するＫ個の制御回路を有し、直流電源から前記界磁巻線組それぞれに給電される励磁電流の方向及び大きさを制御する給電制御部と、を備え、
前記回転突極それぞれは、前記固定突極のうちの少なくとも２個と対向し、
前記制御信号出力部それぞれは、前記検知信号が入力しないときは前記制御信号を停止するものであって、前記回転突極それぞれのうちの、一の該回転突極における回転方向後端が対向する前記固定突極に巻回された前記界磁巻線組への前記励磁電流を停止し、該一の回転突極における回転方向先端が通過した該固定突極及び該固定突極より少なくとも１個先の該固定突極それぞれに巻回された該界磁巻線組への該励磁電流が同一方向に通電されるタイミングで前記制御信号それぞれを出力することを特徴とする磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項２】
前記被検出部それぞれは、前記筒状体の側面又は前記円盤の平面に所定間隔を隔てて周方向に形成されたものであって、
前記制御信号出力部は、前記トラックが単一の場合には、一列に設置した前記光センサを（Ｋ−１）個の間隔をおいて２個ずつ組み合わせたＫ個の光センサ対で検知した検知信号により、該トラックが複数の場合には、複数列に設置した該複数の光センサの中から異なる列に設置した２個ずつを組み合わせたＫ個の光センサ対で検知された検知信号により、前記制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項３】
前記被検出部それぞれは、照射光を反射する反射部又は照射光を透過する透過部であり、
前記光センサ対は、前記反射部又は前記透過部に向けて光を照射し、該反射部による反射光又は該透過部からの透過光を受光して検知信号を出力する２Ｋ個の光センサにより構成されたものであって、
前記制御信号出力部は、前記Ｋ個の光センサ対それぞれから出力される前記検知信号により前記励磁電流を一方向に通電する前記制御信号と該励磁電流を他方向に通電する該制御信号とを出力することを特徴とする請求項２記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項４】
前記回転突極それぞれの前記固定突極との対向面における回転方向の長さをＬ０、該固定突極の回転方向の長さをＬ１、該固定突極相互間のスロットの回転方向の長さをＬ２、該回転突極相互間のスロットそれぞれと対向する該固定突極の数をｍ、前記制御信号出力部それぞれのうち前記制御信号が同時に停止される数をｐとしたとき、
ｐは、１以上、かつｍ以下であり、
前記被検出部によって形成されるトラックの円周が前記回転突極の前記対向面によって形成される円周に等しいと仮定した場合における該被検出部の周長Ｗは、［Ｌ０＋Ｌ２＋（ｍ―ｐ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）］に設定されることを特徴とする請求項１から３のうちの何れか１項記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項５】
前記回転子の回転を加速する第１指令信号、及び該回転を減速する第２指令信号を生成する指令信号生成部と、
前記第１指令信号に応じたデューティ比の回転信号を生成し、前記制御信号出力部それぞれに入力する回転信号生成部と、
前記第２指令信号に応じたデューティ比の回生信号を生成する回生信号生成部と、
前記界磁巻線組それぞれに誘起される電力を前記回生信号のデューティ比に応じて整流し、蓄電器に蓄電する回生電力制御部とを備え、たことを特徴とする請求項１から４のうち何れか１項記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項６】
前記界磁巻線組それぞれに通電される前記励磁電流が閾値を超えたときは過負荷信号を出力する過負荷検出部を備え、
前記回転信号生成部は、前記過負荷信号が入力すると前記回転信号のデューティ比を減少させ、該過負荷信号が消滅すると、減少させた該回転信号のデューティ比を前記第１指令信号に応じたデューティ比まで増加させることを特徴とする請求項５記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項７】
前記界磁巻線組それぞれに誘起された電圧による電流が閾値を超えたときは過電流信号を出力する過電流検出部を備え、
前記回生信号生成部は、前記過電流信号が入力すると前記回生信号のデューティ比を減少させ、該過電流信号が消滅すると、減少させた該回生信号のデューティ比を、前記第２指令信号に応じたデューティ比まで増加させることを特徴とする請求項５記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項８】
前記制御信号出力部から出力される一の前記制御信号の入力先を、前記制御回路それぞれのうちの予め定められた一の制御回路から、予め定められた他の一の制御回路に切り替える切替部を備え、
前記回転子を正回転方向から逆回転方向に、又は逆回転方向から正回転方向に反転させる指令を受けたとき、前記切替部を切り替えることを特徴とする請求項１から７のうち何れか１項記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項９】
前記Ｋ個の制御信号出力部は、所定の電力が給電されたときに起動するＫ個の正回転用光センサ対で検知された検知信号により、前記制御信号を出力する正回転用制御信号出力部であって、
前記正回転用光センサ対とは別個に具備するＫ個の逆回転用光センサ対によって検知された検知信号により前記制御信号を出力するＫ個の逆回転用制御信号出力部と、
前記回転子の回転方向に関する指令を受けたとき、前記電力の給電を前記正回転用光センサ対及び前記逆回転用光センサ対の何れか一方に切り換える給電切換手段と、を備えたことを特徴とする請求項２から７のうちの何れか１項記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項１０】
前記Ｋ個の制御信号出力部は、前記回転信号が入力しているときにＫ個の正回転用光センサ対で検知された検知信号により、前記制御信号を出力する正回転用制御信号出力部であって、
前記正回転用光センサ対とは別個に具備するＫ個の逆回転用光センサ対によって検知された検知信号により前記制御信号を出力するＫ個の逆回転用制御信号出力部と、
前記回転子の回転方向に関する指令を受けたとき、前記回転信号の入力先を前記正回転用制御信号出力部及び前記逆回転用制御信号出力部の何れか一方に切り換える回転信号切換手段と、を備えたことを特徴とする請求項５から７のうちの何れか１項記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子と固定子双方が突極構造を有し、直流電源から界磁巻線に通電する励磁電流の方向と大きさを制御して回転子を常に定磁極に磁気誘導すると共に、常時リラクタンストルクを得る磁気誘導定磁極回転子モータに関し、特に回転子の回転方向の切替え、及び回生制動が可能な磁気誘導定磁極回転子モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転子、固定子共に突極があり、固定子突極に巻回した界磁巻線に非正弦波電流を流し、界磁巻線の磁気吸引力によって回転子を回転駆動するスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）が知られている。このモータは、回転子に積層電磁鋼板が用いられるので、回転子の発熱や熱減磁といった問題がなく、低コストで高速運転が可能であるという特長を有する。しかし、２相駆動のＳＲモータは、回転子と固定子の突極が完全に対向する場合には、回転方向のインダクタンス変化がないので、トルクが発生しない。そこで、回転子突極の回転方向の長さに段差を設けたり、テ―パ状に変化させ、回転方向に対するインダクタンスの変化をつけることで解決したステップドギャップ型やカム型ＳＲモータが紹介されているが、これらのＳＲモータは、インダクタンスが変化する回転方向は、一方向に限られるので、逆回転が困難である。また、３相以上で駆動する第１のスイッチト・リラクタンス・モータ部と、２相で駆動する第２のスイッチト・リラクタンス・モータ部とで構成したスイッチト・リラクタンス・モータが提案されている（特許文献１参照）。しかし、３相スイッチト・リラクタンス・モータにおいては、励磁されたステータの突極に対し、リラクタンスが最小となるようにロータの突極が移動する形でトルクを発生させるので、トルクが脈動し、ロータ位置によっては始動トルクが小さく、負荷が大きい場合には回転しないことや、大きな回転ムラが生じることがある。そのうえ、逆回転させようとすると、突極同士が重なり、さらに行き過ぎてから励磁相を切換えることになるので、始動できない場合が生じる。そこで、回転子の回転位置センサを３個設け、この３個から得られる６種類の位置信号の組み合わせパターンをロータが１５度回転する毎に変えるスイッチト・リラクタンス・モータが提案されている（特許文献２参照）。
また、回転子の回転位置の検知方法としては、同期回転する回転体によって磁束が遮られる３つのコイルのインダクタンス変化を捕捉する方法や、回転突極と対応させて回転体に配置された磁石の磁界を、固定突極と対応させて回転体の周囲に配置されたホール素子で検出する方法などが開示されている（特許文献３、７、８参照）
【０００３】
一方、電気自動車においては、エネルギー消費を抑えて走行距離を延ばすことやエネルギー効率を高めるために、走行時の余剰な運動エネルギーを電気変換して二次電池に充電する方法や、減速時の余剰な運動エネルギーを電気変換して回収・消費する、いわゆる回生制動が有効である。そこで、回生制動で生じた電力をバッテリに充電する際に、長い下り坂でバッテリが過充電とならないよう、初期充電の容量制限値を満充電未満に設定する一方、走行中に過充電となったら、車速の上限値を下方に設定する方法が提案されている（特許文献４参照）。また、トルクを積算処理することにより、基準値を超える高トルクが出力された後は回生トルクの使用を制限又は禁止してモータの巻線が過熱するのを防止すると共に、十分な動力性能を確保し、降坂時の回生制動で巻線温度が上昇して電流が制限され、その後の登坂時に必要なトルクが得られなくなるという不都合を解消する方法が提案されている（特許文献５参照）。
さらに、燃費をよくするため、ブレーキペダルの操作による要求制動力が回生制動力よりも小さいときは、回生制動のみを使用し、要求制動力が回生制動力よりも大きいときは回生制動と摩擦制動を併用し、急制動が必要なときは、回生制動力の比率を小さくする方法などが提案されている（特許文献６参照）。
しかしながら、特許文献１又は特許文献２記載の方法では、ロータに作用するトルクのラジアル方向成分のアンバランスにより騒音や振動が生じるおそれがあり、またロータの回転角に応じて主励磁相と補助励磁相とを組み合わせる特殊なロジック回路が必要になる。
さらに、特許文献４から特許文献６に開示された方法では、エネルギー効率の向上や燃費の向上は図れても、エンジン自動車に慣れている運転者がエンジンブレーキと同様の感覚を期待してアクセルペダルを緩め、解放したときに、回生制動が機能しないと、不安感から慌ててブレーキペダルを踏み込んでしまう恐れがある。
そこで、本出願人は、回転子と同期回転する回転体に設置した磁石の磁極をホール素子などの磁気センサで検出して回転子の回転位置を検知し、固定子の磁極に巻回された界磁巻線に通電する励磁電流を制御することにより高トルクで低トルクリップルを得る一方、エンジンブレーキと同様の感覚を得るため、同一手段、同一操作で加速、減速することが可能な非正弦波駆動電動機を発明し、特許権を取得した（特許文献７、８参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４４０２４号公報
【特許文献２】特開２００３−６１３８１号公報
【特許文献３】特開特開平０７−１９４１７８号公報
【特許文献４】特開２００８−５４４４１号公報
【特許文献５】特開２００８−１６７５９９号公報
【特許文献６】特開２００１−８３０６号公報
【特許文献７】特許第５０６３８２２号公報
【特許文献８】特許第５１２８７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献７及び特許文献８記載の発明は、回転子と同期回転する回転体の周縁に磁石を設置し、その磁界を、回転体周囲に配置した磁気センサで検出することにより各界磁巻線の励磁電流を制御する制御信号を得るものであり、制御信号は、かかる方法の他にも好適な方法が考えられる。さらに、特許文献８記載の発明は、回転方向を切り換える手段を有せず、特許文献７記載の発明は、回転方向の切換のために、正回転用の磁気センサと逆回転用の磁気センサを別個に備える方法を用いるが、必ずしもセンサを別個に備える必要はない。
本発明は、上記事情に鑑み、回転子の回転位置をセンサ（磁気センサを除く。）で検知して得た制御信号で励磁電流を制御する一方、何れの回転方向へも切替が自在で、何れの回転方向についても円滑な起動と強力なリラクタンストルクが得られ、かつ回転ムラも少ない磁気誘導定磁極回転子モータを提供することを第一の目的とする。また、同じ機器操作によって加速と減速が可能であり、減速時には回生制動で生じた電力を蓄電し、エネルギー効率を高めることが可能な磁気誘導定磁極回転子モータを提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の磁気誘導定磁極回転子モータは、ｎを整数としたとき、回転軸を挟んで対称に配置された２ｎ個の回転突極を有する回転子と、Ｋを３以上の整数としたとき、前記回転突極に対向配置された２ｎＫ個の固定突極を有し、該固定突極それぞれに巻回された界磁巻線を並列又は直列に接続して複数の界磁巻線組が形成された固定子と、上記回転子に軸着されて同期回転する筒状体又は円盤に形成された複数の被検出部を、該被検出部により周方向に形成されるトラックと対向させて前記固定突極それぞれとの対応位置に設置された複数のセンサで検知した検知信号に基づいて、上記回転突極が上記固定突極それぞれを通過するタイミングで制御信号を出力するＫ個の制御信号出力部と、上記制御信号それぞれにより動作するＫ個の制御回路を有し、直流電源から上記界磁巻線組それぞれに給電される励磁電流の方向及び大きさを制御する給電制御部と、を備え、上記回転突極それぞれは、上記固定突極のうちの少なくとも２個と対向し、該回転突極それぞれの回転方向後端が対向するものを除外したものと、該回転突極それぞれの回転方向先端が通過したものより少なくとも１個先のものとには同一方向の磁界が生じ、該回転突極それぞれの回転方向後端が対向するものは磁界が消滅するように、上記励磁電流を制御し、上記回転突極それぞれは回転位置の如何にかかわらず常に同じ磁極に磁化されて回転することを特徴とする。
その場合、上記被検出部それぞれは、上記筒状体の側面又は上記円盤の平面に一定の間隔を開けて周方向に形成されたものであって、上記制御信号出力部は、上記トラックが単一の場合には、一列に設置された上記複数のセンサをＫ個置きに２個ずつ組み合わせたＫ個のセンサ対で検知した検知信号により、該トラックが複数の場合には、複数列に設置された該複数のセンサの中から異なる列の２個ずつを組み合わせたＫ個のセンサ対で検知された検知信号により、上記制御信号を出力することができる。
このように、筒状体の側面又は円盤の平面に１つ乃至複数のトラックが周方向に形成されるように被検出部を配置し、それらのトラックと対向する位置に、隣接する固定突極と対応させて一列に配列した複数のセンサからＫ個置きに２個ずつ組み合わせるか、あるいは複数列に配列した複数のセンサから異なる列の２個ずつを組み合わせてＫ個のセンサ対を構成する。そして、各センサ対の一方が被検出部を検出したときに出力される制御信号と、センサ対の他方が被検出部を検出したときに出力される制御信号とにより励磁電流の方向を制御するので、各回転突極の磁界分布を一定に保つことができると共に、各回転突極に対向する固定突極の磁界分布を各回転突極の回転に合わせて回転移動させることができる。従って、回転突極と対向する複数の固定突極のうち、回転突極後端と対向するものは磁化を休止し、残余のもの及び回転突極先端より少なくとも１個先のものの磁界方向が同一になるように励磁することにより、各回転突極には常に回転方向の吸引力が作用し、高トルクで、トルクリップルの少ないモータが得られる。
【０００７】
ここで、上記被検出部それぞれは、照射光を反射する反射部又は照射光を透過する透過部であり、上記Ｋ個のセンサ対は、上記反射部又は上記透過部に向けて光を照射し、該反射部による反射光又は該透過部からの透過光を受光して検知信号を出力する２Ｋ個の光センサにより構成されたものであって、上記制御信号出力部は、上記Ｋ個の光センサ対それぞれから出力される上記検知信号により上記励磁電流を一方向に通電する制御信号と該励磁電流を他方向に通電する制御信号とを出力することもできる。また、上記被検出部それぞれは、電磁波の一部を遮蔽する導体部であり、上記Ｋ個のセンサ対は、上記導体部に向けて電磁波を発射したときのインダクタンス変化により検知信号を出力する２Ｋ個のコイルセンサにより構成されたものであって、上記制御信号出力部は、上記Ｋ個のコイルセンサ対それぞれから出力される上記検知信号により上記励磁電流を一方向に通電する制御信号と該励磁電流を他方向に通電する制御信号とを出力することもできる。
このように、センサには、発光素子と受光素子とが一体化された光センサや、発光素子と受光素子とが分離された光センサを用いることや、ホイートストンブリッジの一辺をコイルで構成したコイルセンサを用いることができるが、それらを２個ずつ組み合わせたセンサ対から出力される検知信号によって励磁電流の方向及び大きさを制御する制御信号を生成することができる。すなわち、回転トルクを調整するＰＷＭ信号が入力する端子とセンサ対から検知信号が入力する２つの端子とを有する制御信号出力部に、例えば２つの出力端子を設け、センサ対の一方のセンサで被検出部を検出したときは一方の端子からＰＷＭ信号（ＰＷＭ制御信号）を出力し、センサ対の他方のセンサで被検出部を検出したときは他方の端子からＰＷＭ信号（ＰＷＭ制御信号）を出力して、励磁電流の方向を制御するように構成することができる。
【０００８】
上記制御信号出力部は、上記検知信号が入力しないときは上記制御信号を停止するものであって、上記回転突極それぞれのうちの、一の該回転突極における回転方向後端が対向する上記固定突極を励磁する上記励磁電流は停止し、該一の回転突極における回転方向先端が通過した該固定突極及び該固定突極より少なくとも１個先の該固定突極それぞれを励磁する該励磁電流は同一方向に通電されるタイミングで上記制御信号それぞれを出力することができる。
その場合、上記回転突極それぞれの上記固定突極との対向面における回転方向の長さをＬ０、該固定突極の回転方向の長さをＬ１、該固定突極相互間のスロットの回転方向の長さをＬ２、該回転突極相互間のスロットそれぞれと対向する該固定突極の数をｍ、上記制御信号出力部それぞれのうち上記制御信号が同時に停止される数をｐとしたとき、ｐは、１以上、かつｍ以下であり、上記被検出部によって形成されるトラックの円周が、上記回転突極の上記対向面によって形成される円周に等しいと仮定した場合における該被検出部の周長Ｗは、［Ｌ０＋Ｌ２＋（ｍ―ｐ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）］に設定されることが好ましい。
このように、センサ対が被検出部を検出しないときに制御信号を停止すれば、回転突極の回転方向後端が対向する固定突極を磁化休止にすることができる。そして、回転突極１個につき、同時に磁化休止となる固定突極の数を、回転突極相互間のスロットと対向する固定突極数以下にし、被検出部の周長Ｗを上記の式によって設定すれば、回転突極それぞれが、回転位置の如何にかかわらず常に同一磁極に磁化され、かつ回転突極に回転方向とは逆向きの吸引力が作用することなく、常に回転方向の吸引力が作用して、低トルクリップルで、高トルクを得ることができる。
【０００９】
また、上記回転子の回転を加速する第１指令信号、及び該回転を減速する第２指令信号を生成する指令信号生成部と、上記第１指令信号に応じたデューティ比の回転信号を生成し、上記制御信号出力部それぞれに入力する回転信号生成部と、上記第２指令信号に応じたデューティ比の回生信号を生成する回生信号生成部と、上記界磁巻線組それぞれに誘起される電力を上記回生信号のデューティ比に応じて整流し、蓄電器に蓄電する回生電力制御部とを備えることができる。さらに、上記界磁巻線組それぞれに通電される上記励磁電流が閾値を超えたときは過負荷信号を出力する過負荷検出部を備え、上記回転信号生成部は、上記過負荷信号が入力すると上記回転信号のデューティ比を減少させ、該過負荷信号が消滅すると、減少させた該回転信号のデューティ比を上記第１指令信号に応じたデューティ比まで増加させることや、上記界磁巻線組それぞれに誘起された電圧による電流が閾値を超えたときは過電流信号を出力する過電流検出部を備え、上記回生信号生成部は、上記過電流信号が入力すると上記回生信号のデューティ比を減少させ、該過電流信号が消滅すると、減少させた該回生信号のデューティ比を、上記第２指令信号に応じたデューティ比まで増加させることもできる。
これにより、一つの指令手段を用いて加速することや減速することができるので、例えば電気自動車のアクセルペダルに適用すれば、速度を自在に変えることができるうえ、エンジンブレーキと同様の感覚で回生制動を行うことができる。また、回生制動で得た電力を大容量キャパシタに蓄電し、２次電池に充電すればエネルギー効率を高めることもできる。さらに、励磁電流や過電流を監視することにより、何らかの異常が生じても、界磁巻線の焼損やモータの暴走を防ぐことができる。
【００１０】
また、上記制御信号出力部から出力される一の上記制御信号の入力先を、上記制御回路それぞれのうちの予め定められた一の制御回路から、予め定められた他の一の制御回路に切り替える切替部を備え、上記回転子を正回転方向から逆回転方向に、又は逆回転方向から正回転方向に反転させる指令を受けたとき、上記切替部を切り替えることにすれば、同じセンサ対で、正逆回転指令を実行することができる。
さらに、上記Ｋ個の制御信号出力部は、所定の電力が給電されたときに起動するＫ個の正回転用センサ対で検知された検知信号により、上記制御信号を出力する正回転用制御信号出力部であって、上記正回転用センサ対とは別個に具備するＫ個の逆回転用センサ対によって検知された検知信号により上記制御信号を出力するＫ個の逆回転用制御信号出力部と、
上記回転子の回転方向に関する指令を受けたとき、上記電力の給電を上記正回転用センサ対及び上記逆回転用センサ対の何れか一方に切り換える給電切換手段と、を備えたことによっても、正逆回転指令を実行することができるし、上記Ｋ個の制御信号出力部は、上記回転信号が入力しているときにＫ個の正回転用センサ対で検知された検知信号により、上記制御信号を出力する正回転用制御信号出力部であって、上記正回転用センサ対とは別個に具備するＫ個の逆回転用センサ対によって検知された検知信号により上記制御信号を出力するＫ個の逆回転用制御信号出力部と、上記回転子の回転方向に関する指令を受けたとき、上記回転信号の入力先を上記正回転用制御信号出力部及び上記逆回転用制御信号出力部の何れか一方に切り換える回転信号切換手段と、を備えたことによっても、正逆回転指令を実行することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の磁気誘導定磁極回転子モータによれば、光センサ又はコイルセンサなどの複数のセンサを組み合わせたセンサ対により同期回転する筒状体又は円盤に設置された被検出部を検出して励磁電流を制御することにより、回転突極は常に同じ磁極に磁化される一方、回転突極それぞれが対向する固定突極のうち、回転方向後端が対向する固定突極は磁界が消滅し、回転方向先端が対向する固定突極の少なくとも１つ先の固定突極から回転突極に吸引力が常に作用するので、回転子は回転方向の如何にかかわらずムラのない大きなトルクを得ることができる。その場合、正回転と逆回転それぞれ別個のセンサ対を用いることも出来るし、共通のセンサ対を用いることもできる。従って、回転子にレアアースを使用する必要がなく、強磁性体（永久磁石を含む）を成形したもの、あるいは電磁鋼板を積層したものなどを用いて低コストで製造することが可能である。また、正回転から逆回転、逆回転から正回転への切替は、制御信号の入力先の制御回路を切り換える切替部の切替操作、あるいは正逆回転用センサへの給電切換や、正逆回転用制御信号出力部への指令信号の切換により自在に行うことができる。さらに、指令信号生成手段、回生制御手段等を設け、例えば電気自動車のアクセルペダルに適用すれば、速度を自在に変更できるうえ、エンジンブレーキと同様の感覚で回生制動を行うことができる。また、回生制動で得た電力を大容量キャパシタに蓄電し、２次電池に充電すればエネルギー効率を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを示す図である。
【図２】図２は、電動機本体の一例を示す図である。
【図３】図３は、反射光を検出する光センサが配置された筒状体の例を示す図である。
【図４】図４は、モータ本体に筒状体と光センサが配置された状態を示す断面図である。
【図５】図５は、制御信号出力部の一例を示す図である。
【図６】図６は、筒状体の両側面に透過光を検出する光センサが配置された例を示す図である。
【図７】図７は、モータ本体に筒状体と光センサが配置された状態を示す断面図である。
【図８】図８は、平面の周方向に被検出部による単一トラックが形成された円盤の例を示す図である。
【図９】図９は、単一トラックと対向させて光センサが配置されたホルダーの平面を示す図である。
【図１０】図１０は、モータ本体に円盤とホルダーとが設置された状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、筒状体の側面周囲に配置するコイルセンサの一例の構成図である。
【図１２】図１２は、筒状体の側面周囲に配置するコイルセンサの他の例の構成図である。
【図１３】図１３は、ｎが２、Ｋが５、ｍが１、Ｐが１に設定されたモータ本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
【図１４】図１４は、ｎが２、Ｋが５、ｍが１、Ｐが１に設定されたモータ本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
【図１５】図１５は、ｎが２、Ｋが５、ｍが２、ｐが２に設定されたモータ本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
【図１６】図１６は、ｎが２、Ｋが５、ｍが２、ｐが２に設定されたモータ本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
【図１７】図１７は、第２の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを示す図である。
【図１８】図１８は、界磁巻線組の励磁電流を５個のセンサ対で制御する場合に適用される切替部の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、界磁巻線組の励磁電流を５個のセンサ対で制御する場合に適用される切替部の他の例を示す図である。
【図２０】図２０は、図２で示したモータ本体を逆回転させる場合を示す模式図である。
【図２１】図２１は、第１の実施形態において図４で示したモータ本体を逆回転させる場合を示す模式図である。
【図２２】図２２は、第１の実施形態において図４で示したモータ本体を逆回転させる場合を示す模式図である。
【図２３】図２３は、第１の実施形態において図７で示したモータ本体を逆回転させる場合を示す模式図である。
【図２４】図２４は、図２３で示した回転位置から矢印L方向に固定突極1個分（Ｌ１＋Ｌ２）移動した状態を示す図である。
【図２５】図２５は、第３の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを示す機能ブロック図である。
【図２６】図２６は、平面の周方向に被検出部による２つのトラックが形成された円盤の例を示す図である。
【図２７】図２７は、２つのトラックと対向させて光センサ対が配置されたホルダーの平面を示す図であり、
【図２８】図２８は、モータ本体に円盤とホルダーとが設置された状態を示す断面図である。
【図２９】図２９は、本実施形態の指令信号生成部の一例を示すアクセルペダルの側面図である。
【図３０】図３０は、アクセルペダルに連動する摺動抵抗器の展開図である。
【図３１】図３１は、本実施形態の回転信号生成部の一例を示すパワーコントローラである。
【図３２】図３２は、本実施形態の回生信号生成部の一例を示す回生ブレーキコントローラである。
【図３３】図３３は、本実施形態の過負荷検出部及び過電流検出部それぞれの一例を示す過負荷信号発生器（又は過電流信号発生器）である。
【図３４】図３４は、本実施形態の回生電力制御部の一例を示す回生電力制御器である。
【図３５】図３５は、本実施形態の充電部の一例を示すバッテリチャージ電圧コントローラである。
【図３６】図３６は、第４の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを示す機能ブロック図である。
【図３７】図３７は、モータ本体に検出部が設置された状態の断面図である。
【図３８】図３８は、Ｋ個の正回転用センサ対とＫ個の逆回転用センサ対が配置された筒状体の一例を示す図である。
【図３９】図３９は、Ｋ個の正回転用光センサ対とＫ個の逆回転用光センサ対が配置された筒状体の他の例を示す図である。
【図４０】図４０は、給電切換器による切換の作用を一例として示す図である。
【図４１】図４１は、給電切換器による切換の作用を一例として示す図である。
【図４２】図４２は、モータ本体を正回転又は逆回転させる場合の作用を示す模式図である。
【図４３】図４３は、モータ本体を正回転又は逆回転させる場合の作用を示す模式図である。
【図４４】図４４は、第５の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを示す機能ブロック図である。
【図４５】図４５は、センサ切換器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の磁気誘導定磁極回転子モータの実施形態について図に基づいて説明する。
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを示す図であり、図２は、図１に現れていない電動機本体の一例（回転突極が４個、固定突極が１２個の場合）を示す図である。
図１及び図２に示す磁気誘導定磁極回転子モータ１００は、回転突極１ｂを具備した回転子１、及び界磁巻線が巻回された固定突極２ｂを具備した固定子２を有するモータ本体１０と、回転突極１ｂが固定突極２ｂそれぞれを通過するタイミングを検出する検出部２０と、電源入力端子Ｐinを介し直流電源から各界磁巻線組２ｃに通電される励磁電流の方向及び大きさを制御する給電制御部３０と、を備えている。
回転子１は、ｎを整数としたとき、回転軸１aを挟んで対称に配置された２ｎ個の回転突極1ｂを有する。
固定子２は、Ｋを３以上の整数としたとき、回転突極１ｂのＫ倍、２ｎＫ個の固定突極２ｂが回転突極１ｂに対向配置されている。そして、２ｎＫ個の固定突極２ｂに巻回された２ｎＫ個の界磁巻線を（Ｋ−１）個の間隔をいて順次組み合わせた２ｎ個の界磁巻線を、生じる磁界の方向が順次逆向きになるように始終端を入れ替えて並列に接続し、Ｋ組の界磁巻線組２ｃが形成されている。
ここで、本実施形態の界磁巻線組２ｃは、２ｎ個の界磁巻線それぞれの巻き始め、巻き終わり、配置位置を考慮し、並列に接続して形成されるが、必ずしも２ｎ個の界磁巻線それぞれを並列に接続する必要はなく、ｎ個の界磁巻線それぞれを並列に接続して形成してもよいし、２ｎ個又はｎ個の界磁巻線それぞれを直列に接続して形成してもよい。
また、本実施形態の回転子１は、強磁性体（永久磁石を含む）を成形加工したものを用いているが、必ずしも強磁性体で構成する必要はなく、電磁鋼板を打ち抜いて積層したものを用いることもできる。
【００１４】
検出部２０は、側面周方向の同一トラックにｎ個の被検出部３aが設置された筒状体３と、その筒状体３の側面周囲の非接触位置に固定突極２ｂと対応させて固定設置され、被検出部３aそれぞれを検出して検知信号を出力する２Ｋ個のセンサ４と、各センサ４から出力される検知信号及び別途入力されるＰＷＭ信号（パルス幅により通電時間を調整する）により、励磁電流の方向及び大きさを制御する制御信号を出力する制御信号出力部５を有し、回転突極１ｂが固定突極２ｂそれぞれを通過するタイミングを検出してパルス幅変調された制御信号（以下、「ＰＷＭ制御信号」と称する。）が出力される。
ここで、センサ４が光センサ４ａであって、発光素子から発射され、被検出部３aで反射した光を受光素子で受光して検知信号を出力する場合は、被検出部３ａには光の反射板が用いられ、発光素子から発射され、被検出部３aを透過した光を受光素子で受光して検知信号を出力する場合は、被検出部３aには、光の透過板又はスリットが用いられる。
また、センサ４がコイルセンサ４ｃの場合は、被検出部３aには、電磁波遮蔽作用のある導体板が用いられる。
２Ｋ個のセンサ４（４ａ1〜４ａｋ、又は４ｃ１〜４ｃｋ）は、各固定突極２ｂのうち隣接する２Ｋ個の固定突極２ｂそれぞれと対応する位置に配置され、２個ずつ組み合わされてＫ個のセンサ対４ｐ（４ｂ１〜４ｂｋ、又は４ｄ１〜４ｄｋ）を構成している。
各センサ対４ｐは、それぞれのセンサ４が被検出部３ａを検出したとき、それぞれのセンサ４の出力端子（Ｘ、Ｙ）から検知信号を出力する。
制御信号出力部５は、各センサ対４ｐの出力端子（Ｘ、Ｙ）から出力される検知信号に応じて、ＰＷＭ制御信号を何れか一方から出力する出力端子（Ａ、Ｂ）とを備えている。すなわち、例えばＸ端子から検知信号が入力すると、Ａ端子から、パルス幅変調されたＰＷＭ制御信号を出力し、Ｙ端子から検知信号が入力すると、Ｂ端子からＰＷＭ制御信号を出力する。
給電制御部３０は、制御信号出力部５それぞれに対応するＫ個のスイッチング回路３０ａを備えており、各制御回路３０ａは、４つのスイッチング素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを備え、各スイッチング素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄには、サージ電圧等をバイパスするフリーホイールダイオード３５が並列に接続されている。
そして、例えば制御回路３０ａに、制御信号出力部５のＡ端子からＰＷＭ制御信号が入力した場合は、スイッチング素子３１ａ、３１ｃが作動し、Ｂ端子からＰＷＭ制御信号が入力した場合は、スイッチング素子３１ｂ、３１ｄが作動する。従って、各界磁巻線組２ｃと各制御回路３０ａとが一対一で対応していれば、各界磁巻線組２ｃに通電される励磁電流ａの方向及び大きさを制御することができる。
すなわち、制御信号出力部５の出力端子（Ａ、Ｂ）の何れからＰＷＭ制御信号が入力したかによって、各界磁巻線組２ｃに直流電源から給電される励磁電流の方向が制御され、ＰＷＭ制御信号のデューティ比によって励磁電流の大きさ（通電時間）が制御される。従って、各界磁巻線組２ｃに対応する２ｎ個の固定突極２ｂには、界磁巻線それぞれの巻き始め、巻き終わりが並列に接続される接続形態に応じて、方向の異なる磁界（Ｎ、Ｓ）が生じる。
一方、ＰＷＭ制御信号が入力しない場合には各制御回路３０ａは作動しないので、励磁電流が停止し、界磁巻線組２ｃに対応する２ｎ個の固定突極２ｂには磁界が生じない（以下、「磁化休止」と称する。）。
なお、磁化休止した界磁巻線組２ｃには逆起電圧が誘起されるが、並列に接続されたフリーホイールダイオード３５を経由して、他の界磁巻線組２ｃの励磁電流として活用することも可能である。
ここで、本実施形態の制御信号出力部５は、センサ対４ｐの何れのセンサ４から検知信号が入力したかによって制御信号を出力端子（Ａ、Ｂ）の何れか一方から出力する構成を採用しているが、制御信号出力部５は、必ずしもこの構成に限定されない。
【００１５】
図３は、側面に反射光を検出する光センサが配置された筒状体の例を示す図であり、図４は、モータ本体に筒状体と光センサが配置された状態を示す断面図であり、図５は、制御信号出力部の一例を示す図である。
図３に示す筒状体３−１は、モータ本体１０に回転軸１aで軸着され、側面が円形のホルダー１０ｂで覆われている。そして側面周方向の同一トラックには、回転軸１aを挟んで対称に被検出部（反射板）３aが配置されている。
また、ホルダー１０ｂの内周には、各固定突極２ｂと対応する被検出部（反射板）３aと対向する非接触な位置に、１０個のセンサ４aが固定設置されている。
光センサ４ａは、発光素子と受光素子とからなり、隣接する各固定突極２ｂと対応する位置に配置されている。発光素子４ａｘの光は筒状体３−１の被検出部（反射板）３aで反射し、その反射光を受光素子で受光し検知信号を出力する。
そして、矢印Ｒ方向において、１番目の光センサ４ａ１と６番目の光センサ４ａ６とが第1光センサ対４ｂ１をなし、２番目の光センサ４ａ２と７番目の光センサ４ａ７とが第２光センサ対４ｂ２をなしている。以下、ｔ番目（ｔは１以上の整数）光センサ４ａｔと（ｔ＋５）番目の光センサ４ａ（ｔ＋５）とが第ｔ光センサ対４ｂｔをなし、５番目の光センサ４ａ５と１０番目の光センサ４ａ１０とが第５光センサ対４ｂ５をなしている。
一方、本実施形態の筒状体３−１において被検出部（反射板）３aが設置されたトラックにおける周長Ｗは、被検出部（反射板）３aが設置されていない周長よりも固定突極２ｂで１乃至２個分短く設定されているので、図３に示す回転位置における第1光センサ対４ｂ１は、光センサ４ａ１、４ａ６が反射光を受光せず、対応する制御信号出力部５は、検知信号が入力しないので、ＰＷＭ制御信号を出力しない。その結果、対応する固定突極２ｂには磁界が生じない（以下、「磁化休止」と称する。）。そして、筒状体３−１が、矢印Ｒ方向に回転すると、ＰＷＭ制御信号を出力しない光センサ対４ｂも矢印Ｒ方向に１個ずつ移動し、磁化休止となる固定突極２ｂも矢印Ｒ方向に１個ずつ移動する。
ここで、本例の被検出部（反射板）３aには、光の反射率が高い、例えばアルミニウムやすず等を蒸着又は貼付した反射板を用いているが、必ずしもこれに限定されない。また、光センサ４ａは、発光素子となるＬＥＤ等と、受光素子となるフォトダイオード等が一体形成されたものを用いているが、必ずしもこれに限定されず、発光素子と受光素子とが筒状体側面を挟んで分離配置され、筒状体３側面に設けた被検出部（スリット）３aを透過する光を受光する光センサ４ａを用いてもよい。さらに、被検出部３ａを導体板とし、光センサ４ａに換えて、コイルセンサ４ｃを用い、電磁波を導体板に向けて放射したときのインダクタンス変化を検知信号としてもよい。なお、被検出部（反射板）３aが設置されたトラックの周長Ｗは、被検出部（反射板）３aが設置されていない周長よりも固定突極２ｂで１乃至２個分短く設定さているが、同時に磁化休止する固定突極２ｂの個数如何によって、周長Ｗを任意に設定することができる。
【００１６】
図４に断面を示すように、モータ本体１０は、回転軸１aを挟んで回転突極１ｂが対称に配置された回転子１と、界磁巻線組２ｃが巻回された固定子２と、筐体１０aとを有する。また、回転軸１aには、同期回転するように筒状体３−１が軸着されている。
筐体１０ａには、筒状体３−１側面を覆うようにホルダー１０ｂが取付けてあり、ホルダー１０ｂ内部には、隣接する１０個の固定突極２ｂそれぞれと対応させた１０個の光センサ４ａ（４ａ１〜４ａ１０）が設置されている。
従って、回転軸１ａが回転すると筒状体３−１が回転し、筒状体の被検出部３ａがホルダー１０ｂ内の各光センサ４ａ（４ａ１〜４ａ１０）を通過すると、各光センサ４ａが検知信号を出力し、回転子１の回転位置を検知することができる。
【００１７】
図５に示す制御信号出力部５は、２つのトランジスタ５aと、検知信号が出力される光センサ対４ｂの出力端子（Ｘ、Ｙ）と、励磁電流の大きさ（通電時間）を制御するＰＷＭ信号が外部から入力する入力端子ＰＷＭinと、励磁電流を順方向に通電するＰＷＭ制御信号を出力するＡ端子と、励磁電流を逆方向に通電するＰＷＭ制御信号を出力するＢ端子とを有し、２つのトランジスタ５aのコレクタそれぞれは入力端子ＰＷＭinに接続され、エミッタそれぞれは、Ａ端子又はＢ端子に接続され、ベースそれぞれは、抵抗ｒを介して、入力端子（Ｘ）及びアース又は入力端子（Ｙ）及びアースに接続されている。
入力端子ＰＷＭinからＰＷＭ信号が入力しているとき、Ｘ端子から検知信号が入力すると、一方のトランジスタ５a１のベースに所定のバイアス電圧が印加されるため、コレクタとエミッタとの間が導通状態となり、励磁電流が順方向に通電されるＰＷＭ制御信号がＡ端子から出力される。
他方、Ｙ端子から検知信号が入力すると、他方のトランジスタ５a２のベースに所定のバイアス電圧が印加されるため、コレクタとエミッタとの間が導通状態となり、励磁電流が逆方向に通電されるＰＷＭ制御信号がＢ端子から出力される。
なお、ここで示した制御信号出力部５は一例であって、必ずしもこの例に限定されない。
【００１８】
図６は、両側面に透過光を検出する光センサが配置された筒状体の例を示し、図７は、モータ本体にその筒状体と光センサが配置された状態を示す断面図である。
図６及び図７に示す筒状体３−２は、モータ本体１０に回転軸１aで軸着され、側面の両側が円形のホルダー１０ｂで挟むように覆われている。また側面周方向の同一トラックには、回転軸１aを挟んで対称な位置に被検出部（スリット）３aが設けてある。そして、筒状体３を挟んでいるホルダー１０ｂの外側内周には、隣接する１０個の固定突極２ｂと対応する位置に１０個の受光素子が固定設置され、ホルダー１０ｂの内側外周には、各受光素子と対向させて１０個の発光素子が固定設置され、対向する発光素子と受光素子とで１０個の光センサ４ａが形成されている。
本実施例においても、第１実施例と同様に、矢印Ｒ方向において、１番目の光センサ４ａ１と６番目の光センサ４ａ６とが第1光センサ対４ｂ１をなし、２番目の光センサ４ａ２と７番目の光センサ４ａ７とが第２光センサ対４ｂ２をなしている。以下、ｔ番目（ｔは１以上の整数）光センサ４ａｔと（ｔ＋５）番目の光センサ４ａ（ｔ＋５）とが第ｔ光センサ対４ｂｔをなし、５番目の光センサ４ａ５と１０番目の光センサ４ａ１０とが第５光センサ対４ｂ５をなしている。そして、１乃至２対の光センサ対４ｂは、何れも被検出部（スリット）３aを検出しないので、対応する制御信号出力部５は、ＰＷＭ制御信号を出力しない。よって、対応する固定突極２ｂには磁界が生じない（以下、「磁化休止」と称する。）。また、残余の光センサ対４ｂは、何れか一方が検知信号を出力し、対応する制御信号出力部５は、Ａ端子又はＢ端子に制御信号を出力する。よって、励磁電流の方向が制御され、対応する固定突極２ｂはＮ極又はＳ極に磁化される。
【００１９】
図８は、平面の周方向に被検出部による単一トラックが形成された円盤の例を示す図であり、図９は、単一トラックと対向させて光センサが配置されたホルダーの平面を示す図であり、図１０は、モータ本体に円盤とホルダーとが設置された状態を示す断面図である。
図８に示すように、円盤１８の中央には、回転子に軸着される回転軸１ａがあり、その回転軸１aを挟んで対称に一対の被検出部（反射板）３ａが平面周方向に設けてある。そして、円盤１８が回転すると、被検出部（反射板）３ａによる単一のトラック１９が形成される。
図９に示すように、ホルダー１０ｂの平面には、単一のトラック１９と対向する位置に、隣接する固定突極２ｂそれぞれと対応させて１０個の光センサ（４ａ１〜４ａ１０）が固定設置されている。
光センサ４ａは、発光素子と受光素子とからなり、発光素子の光は被検出部（反射板）３ａで反射し、その反射光を受光素子で受光し検知信号を出力する。
そして、図３、図６で説明したのと同様に、矢印Ｒ方向において、１０個の光センサ（４ａ１〜４ａ１０）を５つ置きに２個ずつ組み合わせた５個の光センサ対（４ｂ１〜４ｂ５）が形成されている。
本実施形態の円盤１８の平面に単一のトラック１９を形成する被検出部（反射板）３ａの周長Ｗは、被検出部（反射板）３ａが設置されていない周長よりも固定突極２ｂで１個乃至２個分短く設定されているので、第1光センサ対４ｂ１は、光センサ４ａ１、４ａ６双方ともに反射光を受光しないので検知信号を出力しない。よって、対応する制御信号出力部５は、ＰＷＭ制御信号を出力せず、対応する固定突極２ｂは磁界が生じない（以下、「磁化休止」と称する。）。そして、円盤１８が、矢印Ｒ方向に回転すると、ＰＷＭ制御信号を出力しない光センサ対４ｂも矢印Ｒ方向に１個ずつ移動し、磁化休止となる固定突極２ｂも矢印Ｒ方向に１個ずつ移動する。
【００２０】
図１０に断面を示すように、モータ本体１０は、回転軸１aを挟んで回転突極１ｂが対称に配置された回転子１と、界磁巻線組２ｃが巻回された固定子２と、筐体１０aとを有する。また、筐体１０ａには、光センサ４ａが配置されたホルダー１０ｂが光センサ４ａの設置面を外側にして固定されている。そして、回転軸１ａには、平面に被検出部３ａが形成された円盤１８が、被検出部３ａの設置面を光センサ４ａの設置面と対向させて軸着されている。
従って、回転軸１ａが回転すると図８に示す円盤１８が例えば矢印Ｒ方向に回転し、円盤の被検出部３ａがホルダー１０ｂに配置された各光センサ４ａ（４ａ１〜４ａ１０）を通過すると、各光センサ４ａが検知信号を出力し、回転突極１ｂの回転位置を検知することができる。
以下では、被検出部３ａが筒状体３に形成されていても、円盤１８に形成されていてもセンサ４それぞれの作用は同じであることから、円盤１８における重複する説明は省略する。
【００２１】
図１１は、筒状体の側面周囲に配置するコイルセンサの一例の構成図であり、図１２は、コイルセンサの他の例の構成図である。なお、筒状体側面周囲に光センサを配置した配置状態を示す図、モータ本体に筒状体と光センサが配置された状態を示す断面図は、第１実施例として示した図３及び図４と同じであり、図及び説明は省略する。
なお、図３に示す筒状体３−１においては、光の反射率が高い、例えばアルミニウムやすず等をプラスチック板あるいは金属板に蒸着したものを用いているが、本例においては、コイルの磁束が遮られたときインダクタンスが変化する金属板、銅・ニッケル等のメッキ層あるいは伝導層が形成された導体板が用いられる。
図１１に示す一例のコイルセンサ４ｃは、高周波のバイアス電圧が入力する入力端子ＨFinを有し、３つの抵抗Ｒと１つのコイル４ｃｘとからなるホイートストーンブリッジと、低レベル雑音をカットするノイズ・リミッター４０ｃ及びダイオード４０ｄを介してホイートストーンブリッジの出力側端子間に接続されたオペアンプ４０ｂとを有し、オペアンプ４０ｂには検知信号の出力端子（Ｘ又はＹ）がある。
コイルセンサ４ｃを構成するコイル４ｃｘは、筒状体３に形成された被検出部（導体板）３aと対向配置されているので、コイル４ｃｘは、被検出部（導体板）３aにより磁束が遮られるとインダクタンスが変化し、ホイートストーンブリッジの出力側端子間に電位差が生じ、オペアンプ４０ｂから被検出部３ａの検知信号が出力される。反面、被検出部３ａが通過することによりコイル４ｃｘの磁束が遮られないときはインダクタンスが変化しないので、ホイートストーンブリッジはバランスし、オペアンプ４０ｂから検知信号が出力されない。
【００２２】
図１２に示す他の例のコイルセンサ４ｃは、高周波のバイアス電圧が入力する入力端子ＨFinを有し、３つの抵抗Ｒと１つのコイル４ｃｘとからなるホイートストーンブリッジと、ホイートストーンブリッジの出力側端子間に接続されたパルストランス４０aとを有し、パルストランス４０aの出力側には、低レベル雑音をカットするノイズ・リミッター４０ｃ及びダイオード４０ｄを介してトランジスタ５a４のベースが接続されている。そして、トランジスタ５a４のコレクタには電源電圧Ｐを分圧した所定電圧が印加され、エミッタには検知信号の出力端子（Ｘ又はＹ）が接続されている。
コイルセンサ４ｃを構成するコイル４ｃｘは、被検出部（導体板）３aにより磁束が遮られるとインダクタンスが変化し、ホイートストーンブリッジの出力側端子間に電位差が生じるので、パルストランス４０aの出力側に所定電圧が加わる。その結果、トランジスタ５a４のベースにバイアス電圧が加わるので、コレクタとエミッタ間が導通状態となり、エミッタに接続された出力端子（Ｘ又はＹ）から検知信号が出力される。反面、小径部３ａが通過することによりコイル４ｃｘの磁束が遮られないときはインダクタンスが変化しないので、ホイートストーンブリッジはバランスし、トランジスタ５a４から検知信号が出力されない。
なお、ここで示すコイルセンサ４ｃは一例であって、必ずしもこの例に限定されない。
【００２３】
次に、図２に示すモータ本体を例として、本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを矢印Ｒ方向に回転させる作用を説明する。
図２に示すモータ本体１０は、回転軸１ａを挟んで４個の回転突極（T１，T２，T３，T４）１ｂが対称に配置された回転子１と、回転突極１ｂの３倍の１２個の固定突極（Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ２１，Ｆ２２，Ｆ２３，…，Ｆ４1…Ｆ４３）２ｂが回転突極１ｂと対向配置された固定子２と、を有する。
各固定突極２ｂには、界磁巻線が巻回されているので、固定子２には、１２個の界磁巻線（ｃ１１，ｃ１２，ｃ１３，ｃ２１，ｃ２２，ｃ２３，…ｃ４1…ｃ４３）がある。それらを順次２個の間隔をおいて組み合わせた４個の界磁巻線について、巻き始め、巻き終わりを交互に並列に接続して３組の界磁巻線組（Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３）２ｃが形成されている。
【００２４】
図２に示す検出部２０は、回転子１と共通の回転軸１ａを有する筒状体３と、その筒状体３の側面周方向の同一トラック上に回転軸１ａを挟んで対称に形成された被検出部（反射板）３aと、筒状体３周囲の被検出部（反射板）３aと対向する非接触位置に隣接する６個の固定突極２ｂと対応させて設置された６個の光センサ４ａとを有し、制御信号出力部５は省略されている。
６個の光センサ４ａは、矢印Ｒ方向に向かって１番目の光センサ４ａ１と４番目の光センサ４ａ４とが第1の光センサ対４ｂ１を構成し、２番目の光センサ４ａ２と５番目の光センサ４ａ５とが第２の光センサ対４ｂ２を構成し、３番目の光センサ４ａ３と６番目の光センサ４ａ６とが第３の光センサ対４ｃ３を構成している。
【００２５】
図２の回転位置において、第1の光センサ対４ｂ１は、何れも被検出部（反射板）３aを検出しないので、検知信号が出力されず、第1の制御信号出力部５のＡ端子、Ｂ端子何れからもＰＷＭ制御信号は出力されない。そのため、そのＰＷＭ制御信号により制御される界磁巻線組２ｃによって励磁される固定突極（F１１、F２１、F３１、F４１）は磁化休止となる。
一方、第２の光センサ対４ｂ２は、光センサ４ａ５が被検出部（反射板）３aを検出し、第２の制御信号出力部５のＢ端子からＰＷＭ制御信号が出力される。そのため、そのＰＷＭ制御信号で励磁電流が制御され、励磁される固定突極（F１２、F２２、F３２、F４２）のうち、固定突極（F１２、F３２）は、例えばＳ極に磁化され、界磁巻線が逆向きに接続された固定突極（F２２、F４２）は、例えばＮ極に磁化される。
同様に、第３の光センサ対４ｂ３は、光センサ４ａ６が被検出部（反射板）３aを検出し、第３の制御信号出力部５のＢ端子からＰＷＭ制御信号が出力されるので、固定突極（F１３、F３３）は、例えばＳ極に磁化され、界磁巻線が逆向きに接続された固定突極（F２３、F４３）は、例えばＮ極に磁化される。その結果、回転突極１ｂは矢印Ｒ方向の吸引力を受けて回転し、筒状体３もそれに同期回転する。
そして、回転突極１ｂが固定突極２ｂで１個分回転移動すると、第1の光センサ対４ｂ１は、被検出部（反射板）３aを検出し、第1の制御信号出力部５のＡ端子からＰＷＭ制御信号が出力される。一方、第２の光センサ対４ｂ２は、被検出部（反射板）３aを検出しないので、ＰＷＭ制御信号が出力されず、第３の光センサ対４ｂ３は、被検出部（反射板）３ａを検出するので、第３の制御信号出力部５のＢ端子からＰＷＭ制御信号が出力される。すなわち、回転突極１ｂの回転に伴い、被検出部３ａも順次移動するので、ＰＷＭ制御信号が出力される端子は、Ａ端子からＢ端子へ、Ｂ端子からＡ端子へと変化する一方、端子の出力が変化する直前に、制御電流が一時停止となる。
従って、固定突極２ｂそれぞれに生じる磁界の方向（Ｎ、Ｓ）も矢印Ｒ方向に順次移動し、回転突極（Ｔ１，Ｔ３）と回転突極（Ｔ２，Ｔ４）は、常に同じ磁極、例えば回転突極（Ｔ１，Ｔ３）はＮ極、回転突極（Ｔ２，Ｔ４）は、Ｓ極に磁化される。また、回転突極（Ｔ１，Ｔ３）の回転方向後端１ｂｘが対向する固定突極２ｂは、磁化休止となり、回転突極（Ｔ１，Ｔ３）の回転方向先端１ｂｙが対向する固定突極２ｂ、及びその固定突極２ｂよりも１つ先の固定突極２ｂは、（Ｓ）方向の磁界が生じ、Ｎ極に磁化された回転突極（Ｔ１，Ｔ３）１ｂは、吸引されて回転する。さらに、Ｓ極に磁化された回転突極（Ｔ２，Ｔ４）の回転方向後端１ｂｘが対向する固定突極２ｂは、磁化休止となり、回転突極（Ｔ２，Ｔ４）の回転方向先端１ｂｙが対向する固定突極２ｂ、及びその固定突極２ｂよりも１つ先の固定突極２ｂは、（Ｎ）方向の磁界が生じるので、回転突極（Ｔ２，Ｔ４）１ｂは、吸引されて回転する。
【００２６】
ここで、回転突極１ｂそれぞれが、回転位置の如何にかかわらず常に同一磁極に磁化され、かつ回転突極１ｂに回転方向とは逆向きの吸引力が作用することなく、常に回転方向の吸引力が作用して、低トルクリップルで、高トルクが得られる場合の回転突極１ｂ、固定突極及２ｂ及び筒状体３の大径部３ｂの大きさの条件を求める。
今、固定突極２ｂとの対向面における回転突極１ｂの回転方向の長さをＬ０、固定突極２ｂの回転方向の長さをＬ１、固定突極２ｂ相互間の回転方向のスロット長をＬ２とすれば、固定突極２ｂと回転突極１ｂの対向面におけるクリアランスは極めて小さいので、回転突極１ｂの対向面によって形成される円周の長さ２ｎ＊（Ｌ０＋Ｌｓ）と、固定突極２ｂの対向面によって形成される円周の長さ２ｎＫ＊（Ｌ１＋Ｌ２）とは等しいと見なすことができる。
また、筒状体３の側面周方向に配置された被検出部３aが回転突極１ｂの対向面と同じ円周上に配置されていると見なした場合の被検出部３aの周長をＷ、被検出部３aと同じトラック上において、被検出部３aが配置されていない周長をＧとすれば、トラックの見かけの周長（Ｗ＋Ｇ）は、２ｎ＊（Ｌ０＋Ｌｓ）、又は２ｎＫ＊（Ｌ１＋Ｌ２）に等しい。
また、２Ｋ個のセンサ４それぞれは、固定突極２ｂそれぞれと対応する位置に隣接配置されているので、センサ４が回転突極１ｂの対向面と同じ円周上に配置されていると見なした場合におけるＫ個のセンサ４の全長Ｄは、（２Ｋ−１）＊（Ｌ１＋Ｌ２）となる。
【００２７】
今、回転突極１ｂそれぞれが、回転位置の如何にかかわらず常に同一磁極に磁化されるには、回転突極１ｂは、固定突極２ｂの少なくとも２個に跨がる（例えば、二つの固定突極２ｂの半分ずつに対向する）必要があり、回転方向の長さＬ０は、少なくとも（Ｌ１＋Ｌ２）以上でなければならない（条件１）。
また、回転突極の回転方向後端１ｂｘが固定突極２ｂの回転方向後端を通過した後に、その固定突極２ｂの磁界の方向がそのままであると、回転突極の回転方向後端１ｂｘに逆回転方向の吸引力が作用する。さらに、回転突極の回転方向先端１ｂｙが固定突極２ｂを通過した後も、その固定突極２ｂの磁界の方向がそのままであり、かつ回転突極の回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極２ｂよりも１つ先の固定突極２ｂの磁界が消滅しているか、あるいは通過した固定突極２ｂの磁界と方向が逆向であると、回転突極の回転方向先端１ｂｙにも逆回転方向の吸引力が作用するので、回転突極１ｂは、回転しない。
従って、回転突極１ｂが対向する複数の固定突極２ｂ（例えば４個）のうち、回転突極の回転方向後端１ｂｘが対向する固定突極２ｂ（例えば１個）を除外した固定突極２ｂ（例えば３個）と、回転突極の回転方向先端１ｂｙが通過したものより少なくとも一つ先の固定突極２ｂ（例えば１個）には、同じ方向の磁界（Ｎ又はＳ）が生じ、回転突極の回転方向後端１ｂｘが対向する固定突極２ｂには、磁界が生じない（消滅する）、いわゆる生滅する磁界の分布状態にすればよい。
今、回転突極１ｂ相互間のスロットと対向する固定突極２ｂの個数をｍ、センサ対４ｐを構成するそれぞれのセンサ４が同時に被検出部３ａを検出しない数（本発明の「制御信号を同時に停止する制御信号出力部の数」に相当し、休止部を設けている場合には、概ね、休止部の周長を固定突極２ｂの幅に換算した個数に等しい）をｐとすれば、Ｌ０は、概ね（Ｋ−ｍ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）あるいは概ね（Ｋ−ｐ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）に設定すること（条件２）、ｐは、１以上、かつｍ以下に設定し、Ｗを概ね［Ｌ０＋Ｌ２＋（ｍ−ｐ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）に設定すること（条件３）により満たすことができる。なお、以降の条件２及び条件３に係る記述においては、「概ね」という表現は省略する。
【００２８】
以下に、ｎが２、Ｋが５の場合を例として、１０個のセンサが配置された筒状体とモータ本体の回転突極及び固定突極との位置関係、並びに固定突極の磁化状態について説明する。
図１３及び図１４は、ｎが２、Ｋが５、ｍが１、Ｐが１に設定されたモータ本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
図１３及び図１４において、Ｌ０は、（Ｋ−ｍ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）、すなわち４＊（Ｌ１＋Ｌ２）に設定され、Ｗは、［Ｌ０＋Ｌ２＋（ｍ−ｐ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）］、すなわち［４＊（Ｌ１＋Ｌ２）＋Ｌ２］に設定されている。
なお、本例においては、各センサ４は固定子２の対応位置に配置され、被検出部３ａは、回転方向後端３ａｘが回転突極１ｂの回転方向後端１ｂｘと対応する位置に、回転方向先端３ａｙが回転突極の回転方向先端１ｂｙよりもＬ２だけ前方の対応する位置に、配置されている。従って、回転突極１ｂが対向する固定突極２ｂそれぞれ、及び回転突極の回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極２ｂよりも１つ前方の固定突極２ｂそれぞれに、方向の同じ磁界を生じさせることができる。また、回転突極の回転方向後端１ｂｘそれぞれが対向する固定突極２ｂそれぞれは磁化休止にすることができる。
【００２９】
図１３において、センサ対４ｐ１は、被検出部３ａを検出しないので、センサ対４ｐ１と対応する固定突極（F１１，F２１，F３１，Ｆ４１）は磁化休止となる。また、センサ対４ｐ２、４ｐ３、４ｐ４、４ｐ５は、被検出部３ａを検出しＢ端子にＰＷＭ制御信号を出力するので、対応する固定突極（Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５，Ｆ３２，…Ｆ３５）２ｂには（Ｓ）方向の磁界が生じ、始終端が逆向きに並列接続された界磁巻線組によって励磁される固定突極（Ｆ２２…Ｆ２５，Ｆ４２…Ｆ４５）２ｂには（Ｎ）方向の磁界が生じる。
一方、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、常にＮ極に、回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、常にＳ極に磁化されるので、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂ及び回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、矢印Ｒ方向に吸引される。
【００３０】
図１４は、図１３で示した筒状体３及び回転子１が矢印Ｒ方向に（Ｌ１＋Ｌ２）移動した状態を示す図である。
図１４において、センサ対４ｐ１は、被検出部３ａを検出しＡ端子にＰＷＭ制御信号を出力するので、対応する固定突極（Ｆ１１，Ｆ３１）には（Ｎ）方向の磁界が生じ、始終端が逆向きに並列接続された界磁巻線組によって励磁される固定突極（F２１，Ｆ４１）には（Ｓ）方向の磁界が生じる。そして、センサ対４ｐ２は、被検出部３ａを検出しないので、対応する固定突極（Ｆ１２，Ｆ２２，Ｆ３２，Ｆ４２）は磁化休止となる。また、センサ対４ｐ３、４ｐ４、４ｐ５は、被検出部３ａを検出しＢ端子にＰＷＭ制御信号を出力するので、対応する固定突極（Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５，Ｆ３２，…Ｆ３５）２ｂには（Ｓ）方向の磁界が生じ、始終端が逆向きに並列接続された界磁巻線組によって励磁される固定突極（Ｆ２３…Ｆ２５，Ｆ４３…Ｆ４５）２ｂには（Ｎ）方向の磁界が生じる。
また、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、常にＮ極に、回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、常にＳ極に磁化されるので、図１０と同様に回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂ及び回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、矢印Ｒ方向に吸引される。以下、同様の動作を繰り返すことにより、筒状体３及び回転子１は矢印Ｒ方向に回転移動する。
【００３１】
図１５及び図１６は、ｎが２、Ｋが５、ｍが２、ｐが２に設定されたモータ本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
図１５及び図１６において、Ｌ０は、（Ｋ−ｍ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）、すなわち３＊（Ｌ１＋Ｌ２）に設定され、Ｗは、［Ｌ０＋Ｌ２＋（ｍ−ｐ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）］、すなわち［３＊（Ｌ１＋Ｌ２）＋Ｌ２］に設定されている。
本例においても、各センサ４は固定子２の対応する位置に配置され、被検出部３ａは、回転方向後端３ｂｘが回転突極の回転方向後端１ｂｘと対応する位置に、回転方向先端３ｂｙが回転突極の回転方向先端１ｂｙよりもＬ２だけ前方の対応する位置に、配置されている。従って、本例においても、回転突極の回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極２ｂよりも１つ先の固定突極２ｂそれぞれに、同じ方向の磁界が生じ、回転突極の回転方向後端１ｂｘそれぞれが対向する固定突極２ｂそれぞれは磁化休止にすることができる。
【００３２】
図１５において、センサ対４ｐ１、４ｐ５は、被検出部３ａを検出しないので、対応する固定突極（F１１，F２１，F３１，Ｆ４１，Ｆ１５，Ｆ２５，Ｆ３５，Ｆ４５）は磁化休止となる。
また、センサ対４ｐ２、４ｐ３、４ｐ４は、被検出部３ａを検出しＢ端子にＰＷＭ制御信号を出力するので、対応する固定突極（Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ３２，…Ｆ３４）には（Ｓ）方向の磁界が生じ、始終端が逆向きに並列接続された界磁巻線組によって励磁される固定突極（Ｆ２２…Ｆ２４，Ｆ４２…Ｆ４４）には（Ｎ）方向の磁界が生じる。
一方、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、常にＮ極に、回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、常にＳ極に磁化されるので、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂ及び回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、矢印Ｒ方向に吸引される。
【００３３】
図１６は、図１５示した筒状体３及び回転子１が矢印Ｒ方向に（Ｌ１＋Ｌ２）移動した状態を示す図である。
図１６において、センサ対４ｐ１、４ｐ２は、被検出部３ａを検出しないので、対応する固定突極（F１１，F２１，F３１，Ｆ４１，Ｆ１２，Ｆ２２，Ｆ３２，Ｆ４２）は磁化休止となる。
また、センサ対４ｐ３、４ｐ４、４ｐ５は、被検出部３ａを検出しＢ端子にＰＷＭ制御信号を出力するので、対応する固定突極（Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５，Ｆ３３，…Ｆ３５）には（Ｓ）方向の磁界が生じ、始終端が逆向きに並列接続された界磁巻線組によって励磁される固定突極（Ｆ２３…Ｆ２５，Ｆ４３…Ｆ４５）には（Ｎ）方向の磁界が生じる。
一方、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、常にＮ極に、回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、常にＳ極に磁化されるので、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂ及び回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、矢印Ｒ方向に吸引される。
【００３４】
以上、説明したように、本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータは、各回転突極が複数の固定突極と対向し、それら固定突極には同一方向の磁界が生じる一方、回転子の回転に従って順次移動するので、各回転突極は、回転位置の如何に関わらず常に同一磁極に磁化される。また、各回転突極の回転方向後端が対向する固定突極は磁化休止となり、また各回転突極の回転方向先端が固定突極の先端を通過しても、その固定突極より先方の固定突極には同一方向の磁界が生じるので、各回転突極には常に回転方向の吸引力が作用し、低トルクリップルで、高トルクが得られる。また、回転突極１ｂ及び固定突極２ｂが偶数で回転軸１ａを中心にして対称に配置され、回転突極それぞれは、常に同じ磁極に磁化される一方、対向する固定突極２ｂそれぞれから回転位置にかかわらず吸引力を受けるので、回転むら、騒音、振動が抑制される。
本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータは、逆回転させる制御や回生制御の機能は有しないが、後退機能が不要な、電動二輪車やアシスト自転車、あるいは空調機、ファン、ディスクドライブなどの電動機として利用できる。
【００３５】
［第２の実施形態］
第２の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータは、第１の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータに較べて、センサ対から出力されたＰＷＭ制御信号が入力される制御回路を切替える切替部を有し、その切替部により回転子の回転方向を自在に転換できる点が相違する。しかしながら、モータ本体及び検出部、界磁巻線組への給電制御部、及び磁気誘導定磁極回転子モータ本体が正回転する場合の作用は、第一の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータと共通する。従って、重複する説明は省き、相違点について以下に説明する。
図１７は、第２の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを示す図である。
図１７に示す本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータ１０１は、回転子１及び固定子２を有するモータ本体１０と、被検出部３ａが側面周方向に配置された筒状体３、筒状体３の側面周囲に被検出部３ａと対向配置されたＫ個のセンサ対４ｐ（図示していない）、及びセンサ対４ｐから出力される検知信号に基づいて制御信号を生成するＫ個の制御信号出力部５とを備えた検出部２０と、Ｋ個のスイッチング回路（Ｓ１，Ｓ２…Ｓｋ）３０ａを有する制御部３０と、回転子の回転方向を正逆に切り替える切替部６と、を有する。
回転子１は、２ｎ個の回転突極を有し、固定子２は、２ｎＫ個の固定突極を有する。そして、各固定突極は、巻回されたＫ組の界磁巻線組（Ｃ１，Ｃ２，…Ｃｋ）２ｃに給電される励磁電流の方向に応じてＮ極又はＳ極に磁化される。
センサ対４ｐは、隣接した２Ｋ個の固定突極に対応させて筒状体３の側面周方向のトラックと対向する非接触位置に配置された２Ｋ個のセンサ４を２個ずつ組み合わせたもので、被検出部３ａを検出するとＸ端子又はＹ端子に検知信号を出力する。なお、センサ４は、第１の実施形態において図６〜図１０を用いて説明した光センサ４ａ、あるいはコイルセンサ４ｃの何れかが用いられる。
ここで、本実施形態の被検出部３ａは、筒状体３の側面に形成されたものを用いているが、
円盤１８の平面に形成されたものであってもよい。
制御信号出力部５は、Ａ端子とＢ端子とを備え、入力端子ＰＷＭｉｎからパルス幅変調されたＰＷＭ信号が入力しているとき、センサ対４ｐから出力される検知信号に応じてＡ、Ｂ何れかの端子からＰＷＭ制御信号を出力する。
制御回路３０ａは、制御信号出力部５から入力するＰＷＭ制御信号によりスイッチング素子がオンオフ動作し、直流電源Ｐｉｎから各界磁巻線組２ｃに給電される励磁電流の方向及び大きさ（通電時間）を制御し、各固定突極をＮ極又はＳ極に磁化する。
切替部６は、複数の切替接点を有し、回転方向の指令を受けたとき、制御信号出力部５のＡ端子又はＢ端子から出力されるＰＷＭ制御信号の入力先を正回転用の制御回路３０ａから逆回転用の制御回路３０ａに、若しくは逆回転用制御回路３０ａから正回転用の制御回路３０ａに切り替える。
ここで、本実施形態の切替部６は、多数の接点を有する継電器により構成されているが、必ずしも継電器で構成する必要はなく、例えばＩＣチップ上に形成された電子回路やマイコンにより構成してもよい。
【００３６】
図１８は、界磁巻線組の励磁電流を５個のセンサ対で制御する場合に適用される切替部の一例を示す図である。
図１８において、切替部６は、５組の入力端子（６ａ１，６ａ２，…６ａ５）と、入力端子（６ａ１，６ａ２，…６ａ５）それぞれから入力されたＰＷＭ制御信号の出力先を二者のうちの何れか一方に一斉に切り替える１０組の切替接点（６ｂ１，６ｃ１,６ｂ２，６ｃ２…６ｂ５,６ｃ５）と、を備えている。
１組の切替接点（６ｂ１，６ｃ１）の一方の切替接点（６ｂ１）は、制御回路（Ｓ１）３０に接続され、他方の切替接点（６ｃ１）は、制御回路（Ｓ５）３０に接続されている。その場合、他方の切替接点（６ｃ１）により、本来巻き始め、又は巻き終わりが異なる界磁巻線の励磁電流を制御する通電制御回路（Ｓ５）３０に、巻き始め、又は巻き終わりが同じ界磁巻線の励磁電流を制御するためのＰＷＭ制御信号が入力することとなるため、配線上でＡ端子とＢ端子とをレバースしている。
また、１組の切替接点（６ｂ２,６ｃ２）の一方の切替接点（６ｂ２）は、制御回路（Ｓ２）３０に接続され、他方の切替接点（６ｃ２）は、制御回路（Ｓ１）３０に接続されている。
以下同様に、１組の切替接点（６ｂ５,６ｃ５）の一方の切替接点（６ｂ５）は、制御回路（Ｓ５）３０に接続され、他方の切替接点（６ｃ５）は、制御回路（Ｓ４）３０に接続されている。
正回転の指令を受けたときは、切替部６を、一斉に一方の切替接点（６ｂ１，６ｂ２，…６ｂ５）側に切替え、逆回転の指令を受けたときは、切替器スイッチ６を、一斉に他方の切替接点（６ｃ１，６ｃ２，…６ｃ５）側に切替える。
その結果、制御信号出力部５のＡ端子又はＢ端子から出力されるＰＷＭ制御信号それぞれの入力先の通電制御回路（Ｓ１、Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４．Ｓ５）３０ａが一斉に切替わり、各固定突極２ｂにおいて生滅する磁界の分布状態は、正回転させるときの分布状態をそそまま逆回転方向に１つずつ移動したのと同じになる。
すなわち、回転突極１ｂそれぞれが対向する固定突極２ｂ、及び回転突極の正回転方向先端１ｂｙそれぞれが通過した固定突極２ｂの一つ先の固定突極２ｂにおいて正回転方向に生滅する磁界の分布状態に近似した磁界の分布状態が、そのまま逆回転方向に生滅する磁界の分布状状態となり、回転突極１ｂそれぞれは、逆回転方向（矢印Ｌ方向）に吸引されて逆回転する。
ここでは、５個の制御信号出力部５それぞれから出力されるＰＷＭ制御信号が入力される５組の通電制御回路３０ａの入力先を、モータ本体１０の回転をＲ方向からＬ方向に切替える指令に応じて、Ｒ方向における本来の入力先よりも、Ｌ方向１つ先のセンサ対５から出力される回転信号の本来の入力先の通電制御回路３０ａに切替える切替部６の例を示しているが、切替部６は、必ずしもこの例に限定する必要はなく、３個以上の制御信号出力部５と３組以上の制御回路３０ａを有する場合についても同様に適用することができる。
【００３７】
図１９は、界磁巻線組の励磁電流を５個のセンサ対で制御する場合に適用される切替部の他の例を示す図である。
図１９において、切替部６は、図１８に示したものと同様に、５組の入力端（６ａ１，６ａ２，…６ａ５）と、入力端子（６ａ１，６ａ２，…６ａ５）それぞれから入力されたＰＷＭ信号の出力先を二者のうちの何れか一方に一斉に切り替える１０組の切替接点（６ｂ１，６ｃ１,６ｂ２，６ｃ２…６ｂ５,６ｃ５）と、を備え、１組の切替接点（６ｂ１，６ｃ１）の切替接点（６ｂ１）は、制御回路（Ｓ１）３０に、１組の切替接点（６ｂ２,６ｃ２）の切替接点（６ｂ２）は、制御回路（Ｓ２）３０に接続されている。これに対し、切替接点（６ｃ１）は、制御回路（Ｓ４）３０に、切替接点（６ｃ２）は、制御回路（Ｓ５）３０にそれぞれ接続されるが、Ａ端子とＢ端子が反対に接続されるように配線されている。これは、本来巻き始め、又は巻き終わりが異なる界磁巻線の励磁電流を制御する通電制御回路（Ｓ４,Ｓ５）３０にＰＷＭ信号が入力されることとなるためである。
他の組の切替接点（６ｂ３，６ｃ３）の切替接点（６ｂ３）は、制御回路（Ｓ３）３０に、切替接点（６ｃ３）は、制御回路（Ｓ１）３０に、切替接点（６ｂ４，６ｃ４）のうちの切替接点（６ｂ４）は、制御回路（Ｓ４）３０に、切替接点（６ｃ４）は、制御回路（Ｓ２）３０に、切替接点（６ｂ５，６ｃ５）のうちの切替接点（６ｂ５）は、制御回路（Ｓ５）３０に、切替接点（６ｃ５）は、制御回路（Ｓ３）３０にそれぞれ接続される。これらの場合は、
巻き始め、又は巻き終わりが同じ界磁巻線の励磁電流を制御する通電制御回路（Ｓ１,Ｓ２，Ｓ３）３０にＰＷＭ制御信号が入力されることとなるため、Ａ端子とＢ端子は、反対に接続する必要はない。
正回転の指令を受けたときは、切替部６を、一斉に一方の切替接点（６ｂ１，６ｂ２，…６ｂ５）側に切替え、逆回転の指令を受けたときは、切替器スイッチ６を、一斉に他方の切替接点（６ｃ１，６ｃ２，…６ｃ５）側に切替える。
その結果、制御信号出力部５から出力されるＰＷＭ制御信号それぞれの入力先の通電制御回路３０ａが一斉に切替わり、各固定突極２ｂにおいて生滅する磁界の分布状態は、正回転させるときの分布状態をそそまま逆回転方向に２つずつ移動したのと同じになる。
磁界の方向は、正回転の場合に較べ、逆回転方向に２つずつ移動したのと同じ状態になる。
すなわち、本例の切替部６においては、ＰＷＭ制御信号の入力先がＲ方向における本来の入力先よりも、Ｌ方向における２つ先の入力先に切替えられるので、回転突極１ｂそれぞれが対向する固定突極２ｂ、及び回転突極の正回転方向先端１ｂｙそれぞれが通過した固定突極２ｂの一つ乃至二つ先の固定突極２ｂにおいて正回転方向に生滅する磁界の分布状態を、そのまま逆回転方向に生滅する磁界の分布状状態とすることができる。
【００３８】
図２０は、図２で示したモータ本体を逆回転させる場合を示す模式図である。
ここでは、正回転における磁界の分布状態をそそまま逆回転方向に２つずらす必要があるため、図１９に示す切替部６において切替接点が３組までのものを使用する。
従って、モータ本体を逆回転させるために切替部６を切り替えると、切替接点（６ｃ３）は、制御回路（Ｓ１）３０に、切替接点（６ｃ１）は、制御回路（Ｓ２）３０に、切替接点（６ｃ２）は、制御回路（Ｓ３）３０にそれぞれ接続されるが、切替接点（６ｃ１，６ｃ２）は、Ａ端子とＢ端子とを反転させて接続される。その結果、各固定突極２ｂにおいて生滅する磁界の分布状態は、図２における分布状態をそそまま逆回転方向（矢印Ｌ方向）に２つずつ移動したのと同じになる。
従って、Ｎ極に磁化された回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、矢印Ｌ方向に吸引され、Ｓ極に磁化された回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂも、同様に矢印Ｌ方向に吸引されて逆回転する。
【００３９】
図２１及び図２２は、第１の実施形態において図４で示したモータ本体を逆回転させる場合を示す模式図であり、図２１は、図１６で示した回転位置において切替部を切り替えた状態を示し、図２２は、図２１で示した回転位置から矢印L方向に固定突極1個分（Ｌ１＋Ｌ２）移動した状態を示す。
ここでは、正回転における磁界の分布状態をそそまま逆回転方向に１つずらす必要があるため、図１８に示す切替部６を使用する。
図２１に示すように、センサ対４ｐ１は、被検出部３ａを検出し、制御信号出力部５は、Ａ端子にＰＷＭ制御信号を出力する。センサ対４ｐ２は、被検出部３ａを検出しないので、制御信号出力部５は、ＰＷＭ制御信号を出力しない。そして、センサ対４ｐ３、４ｐ４、４ｐ５は、被検出部３ａを検出するので、制御信号出力部５は、Ｂ端子にＰＷＭ制御信号を出力する。
今、モータ本体を逆回転させるために切替部６を切り替えると、切替接点（６ｃ１）は、配線上でＡ端子とＢ端子とをレバースして制御回路（Ｓ５）３０に接続され、切替接点（６ｃ２）は、制御回路（Ｓ１）３０に接続され、以下同様に、切替接点（６ｃ３、…６ｃ５）は、制御回路（Ｓ２、…Ｓ４）３０に接続される。従って、ＰＷＭ制御信号は、正回転の場合に比べて、逆回転方向1つ先の制御回路３０ａに入力される。
その結果、各固定突極２ｂにおいて生滅する磁界の分布状態は、図１４における分布状態をそそまま逆回転方向（矢印Ｌ方向）に１つずつ移動したのと同じになる。
従って、Ｎ極に磁化された回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、矢印Ｌ方向に吸引され、Ｓ極に磁化された回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂも、同様に矢印Ｌ方向に吸引されて逆回転する。
【００４０】
図２２は、図２１で示した筒状体３及び回転子１が矢印Ｌ方向に固定突極1個分（Ｌ１＋Ｌ２）移動した状態を示す図である。
図２２に示すように、センサ対４ｐ１は、被検出部３ａを検出しないので、制御信号出力部５は、ＰＷＭ制御信号を出力しないが、センサ対４ｐ２、４ｐ３、４ｐ４、４ｐ５は、被検出部３ａを検出するので、制御信号出力部５は、Ｂ端子にＰＷＭ制御信号を出力する。図２１と同様に、ＰＷＭ制御信号は、正回転の場合に比べて、逆回転方向1つ先の制御回路３０ａに入力されるので、各固定突極２ｂにおいて生滅する磁界の分布状態は、図２１における分布状態をそそまま逆回転方向（矢印Ｌ方向）に固定突極１個分移動したのと同じになる。
従って、Ｎ極に磁化された回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、矢印Ｌ方向に吸引され、Ｓ極に磁化された回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂも、同様に矢印Ｌ方向に吸引されて逆回転する。
【００４１】
図２３及び図２４は、第１の実施形態において図７で示したモータ本体を逆回転させる場合を示す模式図であり、図２３は、図１６で示した回転位置において切替部を切り替えた状態を示し、図２４は、図２３で示した回転位置から矢印L方向に固定突極1個分（Ｌ１＋Ｌ２）移動した状態を示す。
ここでは、正回転における磁界の分布状態をそそまま逆回転方向に２つずらす必要があるため、図１９に示す切替部６を使用する。
図２３に示すように、センサ対４ｐ１、４ｐ２は、被検出部３ａを検出しないので、制御信号出力部５は、ＰＷＭ制御信号を出力しないが、センサ対４ｐ３、４ｐ４、４ｐ５は、被検出部３ａを検出するので、制御信号出力部５は、Ｂ端子にＰＷＭ制御信号を出力する。
今、モータ本体を逆回転させるために切替部６を切り替えると、切替接点（６ｃ１、６ｃ２）は、配線上でＡ端子とＢ端子とをレバースしてそれぞれ制御回路（Ｓ４）３０、制御回路（Ｓ５）３０に接続され、切替接点（６ｃ３、…６ｃ５）は、それぞれ制御回路（Ｓ１、…Ｓ３）３０に接続される。従って、ＰＷＭ制御信号は、正回転の場合に比べて、逆回転方向２つ先の制御回路３０ａに入力される。
その結果、各固定突極２ｂにおいて生滅する磁界の分布状態は、図１６における分布状態をそそまま逆回転方向（矢印Ｌ方向）に２つずつ移動したのと同じになる。
従って、Ｎ極に磁化された回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、矢印Ｌ方向に吸引され、Ｓ極に磁化された回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂも、同様に矢印Ｌ方向に吸引されて逆回転する。
【００４２】
図２４は、図２３で示した筒状体３及び回転子１が矢印Ｌ方向に（Ｌ１＋Ｌ２）移動した状態を示す図である。
図２４に示すように、センサ対４ｐ１、４ｐ５は、被検出部３ａを検出しないので、制御信号出力部５は、ＰＷＭ制御信号を出力しないが、センサ対４ｐ２、４ｐ３、４ｐ４は、被検出部３ａを検出するので、制御信号出力部５は、Ｂ端子にＰＷＭ制御信号を出力する。図２３と同様に、ＰＷＭ制御信号は、正回転の場合に比べて、逆回転方向２つ先の制御回路３０ａに入力されるので、各固定突極２ｂにおいて生滅する磁界の分布状態は、図２３における分布状態をそそまま逆回転方向（矢印Ｌ方向）に固定突極１個分移動したのと同じになる。
従って、Ｎ極に磁化された回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、矢印Ｌ方向に吸引され、Ｓ極に磁化された回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂも、同様に矢印Ｌ方向に吸引されて逆回転する。
【００４３】
上述した通り、本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータは、各回転突極が複数の固定突極と対向し、それら固定突極には同一方向の磁界が生じる一方、回転子の回転に従って順次移動するので、各回転突極は、回転位置の如何に関わらず常に同一磁極に磁化される。また、各回転突極の回転方向後端が対向する固定突極は磁化休止となり、また各回転突極の回転方向先端が固定突極の先端を通過しても、その固定突極より先方の固定突極には同一方向の磁界が生じるので、各回転突極には常に回転方向の吸引力が作用し、低トルクリップルで、高トルクが得られる。また、回転突極１ｂ及び固定突極２ｂが偶数で回転軸１ａを中心にして対称に配置され、回転突極それぞれは、常に同じ磁極に磁化される一方、対向する固定突極２ｂそれぞれから回転位置にかかわらず吸引力を受けるので、回転むら、騒音、振動が抑制される。
本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータは、回転方向を自在に変えられるので、電気自動車、各種産業用機械の動力として利用できる。
【００４４】
［第３の実施形態］
第３の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータは、モータ本体、検出部（センサ対、制御信号出力部を含む）及び給電制御部を備える点は第１の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータと共通し、制御信号の入力先の制御回路を切りかえることにより回転子の回転方向を転換する切替部を備える点は第２の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータと共通する。しかしながら、検出部を構成するセンサ対は、被検出部により円盤平面の周方向に形成される２つのトラックそれぞれと対向させて設置されたＫ個（ここでは５個）の光センサ対で構成される点、指令に応じて指令信号を生成する手段、界磁巻線に誘起される電力を回生し、充電する手段、界磁巻線の焼損を防止する手段などを備える点が相違する。従って、相違する点を中心にして以下に説明する。
図２５は、第３の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを示す機能ブロック図である。
図２５に示す本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータ１０２は、モータ本体１０、検出部２０、給電制御部３０、及び切替部６のほか、指令信号生成部８と、回生信号生成部７と、回生電力制御部９と、過負荷検出部１３aと、過電流検出部１３ｂと、充電部１５と、チョッパ信号生成部１４と、回転信号生成部１１と、を備えている。
モータ本体１０は、２ｎ個の回転突極を有する回転子１と、界磁巻線が巻回された２ｎＫ個の固定突極を有する固定子２と、を備え、界磁巻線は、Ｋ個おきに２ｎ個ずつ組み合わせて並列（あるいは直列）に接続され、Ｋ組の界磁巻線組２ｃが形成される。
【００４５】
検出部２０は、回転子１に軸着され、図に現れない被検出部３ａ１、３ａ２により円形平面の周方向に２つのトラックが形成される円盤１８と、円盤１８に形成された２つのトラックそれぞれと対向する位置に２Ｋ個の隣接する固定突極２ｂそれぞれと対応させて配置された図に現れない２Ｋ個の光センサ４ａ、により構成された図に現れないＫ個の光センサ対４ｐが配置されたホルダー１０ｂと、光センサ対４ｐそれぞれから出力される検知信号に基づいて界磁巻線組２ｃの励磁電流を制御するＰＷＭ制御信号を出力するＫ個の制御信号出力部５を有する。
制御信号出力部５は、２つのトラックと対向させて２列に設置した図に現れない１０個（２Ｋ個）の光センサ４ａを、異なる列に設置された２個ずつを組み合わせて図に現れない５個（Ｋ個）の光センサ対４ｂそれぞれから出力される検知信号の入力端子（Ｘ、Ｙ）と、ＰＷＭ制御信号の出力端子（Ａ、Ｂ）とを有し、回転信号生成部１１から入力するＰＷＭ信号により動作する。そして、各光センサ対４ｂのうち、被検出部３ａを検出した光センサ４ａに応じ、Ａ端子、Ｂ端子の何れか一方からＰＷＭ制御信号を出力する。なお、光センサ対４ｂにより被検出部３ａが検出されないときは、ＰＷＭ制御信号は出力されない。
チョッパ信号生成部１４は、所定周期の矩形波を生成し、全波整流してチョッパ信号を生成し、生成されたチョッパ信号を指令信号生成部８に入力する。
指令信号生成部８は、回転を加速する指令として所定の閾値（例えば、自動車のアクセルペダルのニュートラル）を超える力が加わると、その力の大きさに比例して線形素子の特性値が変化する第１指令信号と、一旦閾値を超えた力が、閾値以下となったとき、回転を減速する指令として、その閾値を下回る力の大きさに比例して線形素子の特性値が変化する第２指令信号とを生成する。
回転信号生成部１１は、指令信号生成部８から第１指令信号が入力すると、その第１指令信号に応じたデューティ比のＰＷＭ回転信号（本発明の「回転信号」に相当する。）を出力し、検出部２０の制御信号出力部５に入力する。
給電制御部３０は、Ｋ個のスイッチング回路３０ａを有し、各スイッチング回路３０ａは、対応する制御信号出力部５から入力するＰＷＭ制御信号がＡ端子か、Ｂ端子かによって界磁巻線組２ｃに直流電源１２から通電される励磁電流の方向を制御し、ＰＷＭ制御信号のパルス幅に応じて通電する時間を制御する。
スイッチング回路３０ａは、４個のスイッチング素子を有し、入力したＰＷＭ制御信号がＡ端子か、Ｂ端子かによってオンオフするスイッチが変わり、それによって界磁巻線組２ｃに通電する励磁電流の方向が切り換わり、ＰＷＭ制御信号が入力しないときは、励磁電流の通電を停止する。
切替部６は、Ｋ個の制御信号出力部５それぞれから出力されるＰＷＭ制御信号を入力するスイッチング回路３０ａを、予め定められた正回転用及び逆回転用の何れか一方に一斉に切り替わるＫ組の切替接点を有する。
回生信号生成部７は、指令信号生成部８から第２指令信号が入力すると、その第２指令信号に応じたデューティ比のパルス幅変調信号（本発明の「回生信号」に相当する。以下、ＰＷＭ回生信号と称する。）を出力する。
【００４６】
回生電力制御部９は、直流電源１２から界磁巻線組２ｃへの通電が停止された後、その界磁巻線組２ｃに誘起される電力を、回生信号生成部７から入力したＰＷＭ回生信号に基づいて整流し、大容量キャパシタに蓄電する。
充電部１５は、回生電力制御部９の大容量キャパシタに蓄電された電荷を直流電源１２の２次電池に充電する。
過負荷検出部１３aは、界磁巻線組２ｃを流れる励磁電流の大きさを検出し、閾値を超える場合には、回転信号生成部１１から出力されるPＷＭ回生信号のデューティ比を下げて励磁電流を抑止し、励磁電流が閾値以下になった場合は、ＰＷＭ信号のデューティ比を復元する。
また、過電流検出部１３ｂは、直流電源１２から界磁巻線組２ｃへの給電が停止した後、界磁巻線組２ｃに流れる回生電流を検出し、検出された回生電流が閾値を超えた場合には、回生信号生成部７から出力されるＰＷＭ回生信号のデューティ比を下げて、回生電流を抑制し、回生電流が閾値以下になった場合は、ＰＷＭ回生信号のデューティ比を復元する。
【００４７】
本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータ１０２を例えば電気自動車に搭載した場合に、発進するために本実施形態の「指令信号生成部８」に相当するアクセルペダルを踏むと、線形素子の特性値が変化する第１指令信号が生成され、その第１指令信号が回転信号生成部１１に入力すると、回転を加速するトルクに応じたデューティ比のＰＷＭ回転信号が生成される。生成されたＰＷＭ回転信号は、界磁巻線組２ｃに給電される励磁電流を制御するＰＷＭ制御信号を生成する制御信号出力部５入力される。制御信号出力部５は、筒状体３の大径部３ｂ又は小径部３ａを検出したときにセンサ対４ｐから出力される検知信号がＸ端子又はＹ端子から入力すると、検知信号が入力した端子（Ｘ，Ｙ）に対応してＡ端子又はＢ端子からＰＷＭ制御信号を出力し、検知信号が入力しないときは、ＰＷＭ制御信号は出力されない。ＰＷＭ制御信号それぞれは、対応する正回転用の制御回路３０aそれぞれに入力され、各制御回路３０aは、ＰＷＭ制御信号が制御信号出力部５のＡ端子から入力したか、Ｂ端子から入力したかによって界磁巻線組２ｃに通電する励磁電流の方向を制御し、ＰＷＭ制御信号が入力しないときは、励磁電流を停止する。
その結果、各界磁巻線組２ｃの励磁電流によって励磁される固定突極２ｂはＮ極又はＳ極とに磁化される一方、磁極が変わる際に一旦磁化休止となる。そして、各回転突極と対向する複数の固定突極のうち、各回転突極の回転方向後端と対向するものは磁界が消滅し、残余のものと、各回転突極の回転方向先端が通過したものより少なくとも１個先のものとには同一方向の磁界が生じるので、回転突極それぞれは回転位置の如何にかかわらず同じ磁極に磁化され、常に吸引力が作用して回転する。
アクセルペダルを解放すると、第1指令信号が停止し、ＰＷＭ回転信号も停止するので界磁巻線組２ｃへの通電が停止する。一方、アクセルペダルを解放すると第２指令信号が生成されるので、回生信号生成部７は、第２指令信号に応じたＰＷＭ回生信号を生成し、そのＰＷＭ回生信号は回生電力制御部９に入力される。また、通電停止後も惰性で回転する運動エネルギーによって界磁巻線組２ｃには電力が誘起される。回生電力制御部９は、界磁巻線組２ｃに誘起された電力をＰＷＭ回生信号に基づいて大容量キャパシタに蓄電し、消費する。その結果、モータ本体１０に回生ブレーキが働き、エンジンブレーキ類似の回生制動が加わる。
また、回転方向を逆回転させて後進するため、切替部６を切替えると、制御信号出力部５から出力されるＰＷＭ制御信号は、逆回転用の制御回路３０aに入力され、以下、正回転の場合と同様の動作を行う。
【００４８】
図２６は、平面の周方向に被検出部による２つのトラックが形成された円盤の例を示す図であり、図２７は、２つのトラックと対向させて光センサ対が配置されたホルダーの平面を示す図であり、図２８は、モータ本体に円盤とホルダーとが設置された状態を示す断面図である。
図２６に示すように、円盤１８の中央には、回転子に軸着される回転軸１ａがあり、その周囲には被検出部による２つのトラック１９が形成されている。各トラック１９には、回転軸１ａを挟んで対称に所定間隔を隔てて被検出部（反射板）(３ａ１、３ａ２)が形成されており、各トラック１９における被検出部（３ａ１、３ａ２）は、互いに異なる位置に設置されている。
図２７に示すように、ホルダー１０ｂの平面には、円盤１８の２つのトラック１９それぞれと対向する位置に、隣接する５つの固定突極２ｂそれぞれと対応させて光センサ（４ａ１〜４ａ５、４ａ６〜４ａ１０）が同じ回転位置に配置されている。そして、異なるトラック１９に対向する２個ずつの光センサ（４ａ１と４ａ６、…４ａ５と４ａ１０）が組み合わされて光センサ対（４ｂ１〜４ｂ５）を構成している。
本実施形態の円盤１８の平面に２つのトラック１９を形成する被検出部（反射板）３ａ１、３ａ２それぞれの周長Ｗ（被検出部３ａ１、３ａ２が回転突極１ｂの対向面と同じ円周上に配置されていると見なした場合）は、被検出部（反射板）３ａが設置されていない周長よりも固定突極２ｂで１個乃至２個分短く設定されている。従って、第1光センサ対４ｂ１は、光センサ４ａ１、４ａ６双方が反射光を受光せず、検知信号を出力しない。よって、対応する制御信号出力部５は、ＰＷＭ制御信号を出力せず、対応する固定突極２ｂは磁化休止となる。そして、磁化休止となる固定突極２ｂは、円盤１８の回転に伴い移動する。
【００４９】
図２８に示すように、モータ本体１０は、回転軸１ａを挟んで回転突極１ｂが対称に配置された回転子１と、界磁巻線組２ｃが巻回された固定子２と、筐体１０aとを有する。また、筐体１０ａには、光センサ４ａが配置されたホルダー１０ｂが光センサ４ａ設置面を外側にして固定されている。また、回転軸１ａには、平面に被検出部３ａが形成された円盤１８が、被検出部３ａ設置面を光センサ４ａ設置面と対向させて軸着されている。
従って、回転軸１ａが回転して円盤１８が回転すると被検出部３ａ１、３ａ２が各光センサ対（４ｂ１〜４ｂ５）によって検知され、検知信号を出力する。各制御信号出力部５は、X端子、Y端子の何れから検知信号が入力するかによって励磁電流の方向を制御する制御信号をＡ端子、Ｂ端子の何れか一方から出力する。
【００５０】
次に、図２５で説明した第３の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータの主要な機能ブロックを実現する電子回路についてその一例を説明する。
図２９は、本実施形態の指令信号生成部の一例を示すアクセルペダルの側面図であり、図３０は、アクセルペダルに連動する摺動抵抗器の展開図である。
図２９に側面図を示すコントロールペダル８０は、ドラム外周の、ニュートラルゾーンを挟んだ両周縁に設けられた摺動抵抗器８２と、自在に回転するドラム回転軸８３と、回転軸８３が回転するのに合わせて回転して摺動抵抗器８２をスライドするスライドリード８４と、一端は棒状体８５に結合され、中間はフレキシブルチューブ８６で支持され、ドラムの巻取ガイド８１に巻き取られた他端は、スライドリード８４に接続されたワイヤ８７と、を備えている。そして、回転軸８３は、図に現れないスプリングで反時計回りに付勢され、棒状体８５は、中間を支点８８で支持され、他端には、外力を受けるペダル８９が設けてある。
ペダル８９が矢印方向に押されて力を受けると、受けた力の大きさに応じてワイヤ８７が引き出され、スライドリード８４と回転軸８３とが時計回りに回転してスライドリード８４が摺動抵抗器８２をスライドする。そのとき、スライドリード８４のリード線８４a、８４ｂと摺動抵抗器８２のリード線８２a、８２ｂとの間の抵抗値が変化する。
なお、ここではドラムが固定され、回転軸８３がスライドリード８４とともに回転するように構成されているが、ドラム自体が回転するように構成してもよい。また、摺動抵抗器８２は、必ずしもドラム外周に設ける必要はない。
【００５１】
図３０に展開図を示す摺動抵抗器８２は、ニュートラルゾーン８２ｃを挟んで両側の一方の辺縁それぞれに、抵抗体を有する帯状の摺動面８２ｄが設けられ、スライドリード８４が摺動面８２ｄをスライドすることにより、スライドリード８４のリード線８４a、８４ｂと摺動抵抗器８２のリード線８２a、８２ｂとの間の抵抗値が変化するように構成されている。図の上側の摺動面８２ｄは、第１指令信号を生成し、図の下側の摺動面８２ｄは、第２指令信号を生成するためのものである。上側の摺動面８２ｄには、ニュートラルゾーン８２ｃまでは、抵抗体が形成されておらず、ニュートラルゾーン８２ｃから右方には、抵抗体が形成されている。一方、下側の摺動面８２ｄには、ニュートラルゾーン８２ｃまでは、抵抗体が形成され、ニュートラルゾーン８２ｃから右方には、抵抗体が形成されていない。
図３０において、スライドリード８４が右方（矢印方向）に移動すると、上側の摺動面８２ｄにおいては、ニュートラルゾーン８２ｃまでは、抵抗値は最大値のまま変わらず、ニュートラルゾーン８２ｃからさらに右方に移動すると、抵抗値は最大値から次第に小さくなり、０になる。一方、下側の摺動面８２ｄにおいては、ニュートラルゾーン８２ｃまでは、抵抗値は０から次第に大きくなり、ニュートラルゾーン８２ｃ以降は最大値になる。次に、スライドリード８４が右方から左方に移動すると、上側の摺動面８２ｄは、抵抗値がゼロから次第に大きくなり、ニュートラルゾーン８２ｃ付近で最大値となり、ニュートラルゾーン８２ｃを超えても抵抗値は最大値のまま変わらない。一方、下側の摺動面８２ｄは、ニュートラルゾーン８２ｃまでは、抵抗値が最大値のままで、ニュートラルゾーン８２ｃからさらに左方に移動すると、抵抗値が次第に小さくなり、０になる。
上側の摺動面８２ｄの抵抗値の変化は、回転信号生成部６０に反映され、出力される回転信号のデューティ比が変化する。また、下側の摺動面８２ｄの抵抗値の変化は、回生信号生成部７に反映される。
ここで、回転信号生成部６０及び回生信号生成部７は、例えば時定数回路を備え、その時定数回路に供給される電圧を摺動抵抗器８２の抵抗値が変化することにより、パルス幅変調されて出力される回転信号及び回生信号のデューティ比を変化させることができる。なお、本実施形態では、指令信号の生成に当たり、受けた力の大きさを摺動抵抗器８２の抵抗値の変化に変換しているが、必ずしも抵抗値の変化に変換する必要はなく、キャパシタンスの変化、インダクタンスの変化、電圧の変化などに変換して回転信号生成部６０や回生信号生成部７に反映させることもできる。
【００５２】
図３１は、本実施形態の回転信号生成部の一例を示すパワーコントローラである。
図３１に示すパワーコントローラ６０は、ＳＣＲ（サイリスタ）６１と、サージ電圧をバイパスするフリーホイールダイオード６２と、ＳＣＲ６１のゲート電圧を得る抵抗器６３と、ＳＣＲ６１によるチョッパ信号のデューティ比をコントロールするＰＵＴ（プログラマブルユニジャンクショントランジスタ）６４と、分圧抵抗器６５と、ダミー負荷抵抗器６６と、ＰＵＴ６４の立ち上がり時間をコントロールする時定数回路６７と、時定数回路６７に供給される電圧を調整する可変抵抗器（抵抗値の変化が第1指令信号に対応する）６８と、チョッパ信号発振器５０から出力されたチョッパ信号を入力する入力端子ＩＮと、所定のデューティ比の回転信号を出力する出力端子ＯＵＴと、界磁巻線を流れる励磁電流が過剰であることを知らせる過負荷信号の入力端子C1ＩＮと、により構成されている。
コントロールペダル８０のペダル８９に一定以上の力が加わると、摺動抵抗器８２の抵抗値が変化する第１指令信号が出される。それによって、可変抵抗器６８の抵抗値が変化すると、時定数回路６７の電圧が変化し、ＰＵＴ６４の立ち上がり時間も変化するので、ＳＣＲ６１によるチョッパ信号のデューティ比が変化する。その結果、出力端子ＯＵＴから第１指令信号に応じたデューティ比の回転信号が出力される。
また、入力端子C1ＩＮから過負荷信号が入力すると、ＰＵＴ６４の作動電圧が上昇するので、第１指令信号で設定されたＰＵＴ６４の立ち上がり電圧が上昇し、デューティ比が減少する。その結果、出力端子ＯＵＴからはデューティ比が減少した回転  信号が出力される。
【００５３】
図３２は、本実施形態の回生信号生成部の一例を示す回生ブレーキコントローラである。
図３２に示す回生ブレーキコントローラ７０は、パワーコントローラ６０に類似する回路である。パワーコントローラ６０と較べてダミー抵抗器６６にパルストランス７９が接続される点、過電流信号の入力端子C２ＩＮには、回生電流が過剰であることを知らせる過電流信号が入力する点は相違するが、それ以外の点は共通する。したがって、共通する回路部品については、６０番台を７０番台に代え、一桁の数字は共通の番号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
入力端子ＩＮからチョッパ信号が入力すると、第２指令信号（可変抵抗器７８の抵抗値の変化が第2指令信号に対応する）に応じたデューティ比の高圧チョッパ信号（高圧回生信号）を第１出力端子ＨＯＵＴに、低圧チョッパ信号（低圧回生信号）を第２出力端子ＬＯＵＴにそれぞれ出力する。パルストランス７９は、１次側に、所定デューティ比の回生信号が入力すると、２次側に、高圧回生信号と低圧回生信号とを別個に出力する。なお、２次側には、逆流を阻止するダイオード７９ａが接続されている。なお、入力端子C2ＩＮに過電流信号が入力したときの回生ブレーキコントローラ７０の作用は、パワーコントローラ６０に過負荷信号電圧が入力したときの作用と同じであり、説明を省略する。
【００５４】
図３３は、本実施形態の過負荷検出部及び過電流検出部それぞれの一例を示す過負荷信号発生器（又は過電流信号発生器）である。
図３３に示す過負荷信号発生器（又は過電流信号発生器）１３０は、励磁電流（又は回生電流）に応じて検知された過電圧が入力する入力端子ＩＮと、全波整流器１３１と、分圧抵抗器１３２と、ツェナーダイオード１３３と、逆流阻止用ダイオード１３４と、出力端子ＯＵＴとを備えている。
入力端子に過電圧が入力すると、全波整流器１３１で全波整流され、分圧抵抗器１３２で分圧される。そしてその分圧がツェナーダイオード１３３の作動電圧（本発明の閾値に相当する。）を超えると、ツェナーダイオード１３３が導通する。そして、逆流阻止用ダイオード１３４を経由して、出力端子ＯＵＴに過負荷信号（又は過電流信号）が出力される。
【００５５】
図３４は、本実施形態の回生電力制御部の一例を示す回生電力制御器である。 
図３４に示す回生電力制御器９０は、界磁巻線組２ｃに誘起される回生電力を倍電圧整流して出力するもので、回生電力が入力される入力端子ＲＩＮと、回生ブレーキコントローラ７０から出力される高圧回生信号と低圧回生信号とを入力する入力端子ＨＩＮ、ＬＩＮと、回生電流を検出する検出トランス９２と、検出された回生電流を出力する出力端子C2ＯＵＴと、高圧回生信号及び低圧回生信号それぞれにより導通する1対のスイッチング素子９３、９４と、1対のスイッチング素子９３、９４それぞれのゲートとカソードの電流をコントロールする安全抵抗器９５と、回生電力の正負それぞれの回生電流を全波整流する４つのダイオード９６と、整流された正負それぞれの電流を個別にチャージする１次コンデンサ９７と、１次コンデンサ９７にチャージされた電荷により倍電圧の電荷を得る大容量キャパシタ９８と、倍電圧の出力端子ＶＯＵＴと、を備えている。
1対のスイッチング素子９３、９４は、高圧回生信号及び低圧回生信号が入力すると、回生信号のデューティ比に応じて間欠的に導通し、導通したときだけ回生電力が１次コンデンサ９７にチャージされる。そして、１次コンデンサ９７にチャージされた電荷は、ダイオード９９ａ、９９ｂを経由して大容量キャパシタ９８に蓄えられる。
ここで、出力を倍電圧にしているのは、大容量キャパシタ９８の電荷を直流電源１４の２次電池に充電する際、充電電圧を２次電池の電圧よりも高い、適正電圧とするためである。
本実施形態の指令信号生成部８における押圧部材８９を一定以上に踏み込んだ後、押圧部材８９に加わる力を弱めると、第２指令信号が出され、回生ブレーキが作用する。回生ブレーキの強弱は、回生電力の消費量に応じて変化するので、スイッチング素子９３、９４が間欠的に導通する時間が短いとき（デューティ比が小さいとき）は、弱く作用し、間欠的に導通する時間が長いとき（デューティ比が大きいとき）は、強く作用するので、電気自動車のアクセルペダルに適用すれば、エンジンブレーキと同様の感覚が得られる。
【００５６】
図３５は、本実施形態の充電部の一例を示すバッテリチャージ電圧コントローラである。
図３５に示すバッテリチャージ電圧コントローラ１５０は、回生電力制御器９０の出力端子ＶＯＵＴから倍電圧が入力される入力端子ＶＩＮと、２次電池に接続する出力端子ＢＡＴと、２つのスイッチング素子１５１、１５２と、第１のスイッチング素子１５１のゲート電圧を０に保つ抵抗器１５３、１５４と、２次電池の電圧を分圧し、充電電圧を設定する分圧抵抗器１５５、１５６と、ツェナーダイオード１５７と、ツェナーダイオード１５７がＯＦＦのときに第２のスイッチング素子１５２のゲート電圧を０に保つ抵抗器１５８と、負荷変動に対応する電荷を蓄える大容量キャパシタ１５９と、を備えている。
２次電池の電圧が上昇し、分圧抵抗器１５５、１５６の電圧が充電完了電圧になり、ツェナーダイオード１５７が通電すると、第２のスイッチング素子１５２が導通し、第１のスイッチング素子１５１のゲート電圧が０になり、充電が停止する。
【００５７】
［第４の実施形態］
第４の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータは、第３の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータと比べると、回転方向の切換方法が相違するが、それ以外の点は共通する。すなわち、第３の実施形態においては、Ｋ個のセンサ対を有する検出部から出力されるＫ個の制御信号の入力先の制御回路を、回転方向の指令に応じて切替部で切り換える方法を用いるのに対し、第４の実施形態においては、Ｋ個の正回転用センサ対のほかにさらにＫ個の逆回転用センサ対を備え、回転方向の指令に応じて、給電切換器でセンサ対への給電を正回転用センサ対と逆回転用センサ対の何れか一方に切り換える方法を用いる点が相違する。従って、２Ｋ個のセンサ対を有する検出部や給電切換器による回転方向の転換方法を中心に、以下に説明する。
図３６は、第４の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを示す機能ブロック図である。
図３６に示す本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータ１０３は、モータ本体１０と、被検出部を有する筒状体３並びにＫ個の正回転用センサ対４ＲとＫ個の逆回転用センサ対４Ｌ及び各センサ対の検知信号に応じて制御信号を出力する制御信号出力部５を具備した検出部２０と、起動用電源の給電を正回転用センサ対４Ｒ及び逆回転用センサ対４Ｌの何れか一方に切り換える給電切換器１６と、励磁電流の方向及び大きさを制御する給電制御部３０と、チョッパ信号生成部１４と、加速・減速指令信号を生成する指令信号生成部８と、加速指令信号に基づく回転信号を生成する回転信号生成部１１と、減速指令信号に基づく回生信号を生成する回生信号生成部７と、回生電力制御部９と、過負荷検出部１３aと、過電流検出部１３ｂと、充電部１５と、を備えている。
【００５８】
モータ本体１０は、２ｎ個の回転突極を有する回転子１と、界磁巻線が巻回された２ｎＫ個の固定突極を有する固定子２と、を備え、界磁巻線は、（Ｋ−１）個の間隔をおいて２ｎ個ずつ組み合わせて並列（あるいは直列）に接続され、Ｋ組の界磁巻線組２ｃが形成される。
回転信号生成部１１は、指令信号生成部８から第１指令信号が入力すると、その第１指令信号に応じたデューティ比のＰＷＭ回転信号（本発明の「回転信号」に相当する。）を出力し、制御信号出力部２０の制御信号出力部５に入力する。
検出部２０は、被検出部３ａが側面周方向に配置され、回転子１に軸着されて同期回転する筒状体３と、筒状体３の側面周囲に２Ｋ個の隣接する固定突極２ｂと対応させて配置され、給電切換器１６から給電される電力で起動し、被検出部３ａを検出して検知信号を出力する２Ｋ個の正回転用センサ４Ｒ及び２Ｋ個の逆回転用センサ４Ｌと、Ｋ個の正回転用センサ対４ｐＲ又は逆回転用センサ対４ｐＬそれぞれから出力される検知信号に基づいて各界磁巻線組２ｃに給電される励磁電流の方向及び大きさを制御するＫ個の制御信号出力部５とを有する。
なお、正回転用センサ対４Ｒ及び逆回転用センサ対４Ｌそれぞれの２Ｋ個のセンサ４は、２個ずつ組み合わされてＫ個のセンサ対４ｐを形成している。
給電切換器１６は、切替接点を有し、回転方向の指令を受けたとき、正回転の場合には、その切替接点を正回転用センサ対４Ｒ側に切替えることにより正回転用センサ対４Ｒそれぞれへの給電を行い、逆回転の場合には、その切替接点を逆回転用センサ対４Ｌ側に切替えることにより逆回転用センサ対４それぞれへの給電を行う。そして、給電された側の各センサ対４ｐが起動し、各回転突極１ｂが各固定突極２ｂを通過するタイミングを検出する。
制御信号出力部５は、正回転用及び逆回転用それぞれのＫ個のセンサ対４ｐそれぞれから出力される検知信号の入力端子（Ｘ、Ｙ）と、入力した検知信号に応じて各界磁巻線組２ｃに通電される励磁電流の方向及び大きさを制御するＰＷＭ制御信号を何れか一方から出力する出力端子（Ａ、Ｂ）とを有する。すなわち、Ｋ個のセンサ対４ｐにより被検出部３ａが検出されるとＰＷＭ制御信号が出力され、被検出部３ａが検出されないとＰＷＭ制御信号は出力されない。従って、制御信号出力部５は、センサ対４ｐのうち被検出部３ａを検出したセンサ４に応じてＡ端子、又はＢ端子の何れか一方からＰＷＭ制御信号が出力される。
給電制御部３０は、Ｋ個のスイッチング回路３０ａを有し、各スイッチング回路３０ａは、ＰＷＭ制御信号が制御信号出力部５のＡ端子から入力するか、Ｂ端子から入力するかによって、界磁巻線組２ｃに直流電源１２から通電される励磁電流の方向を制御し、ＰＷＭ制御信号のパルス幅に応じて通電時間を制御する。
【００５９】
図３７及び図３８は、本実施形態の２Ｋ個のセンサ対を有する検出部（筒状体）を示す図であり、図３７は、モータ本体に検出部が設置された状態の断面図、図３８は、Ｋ個の正回転用センサ対とＫ個の逆回転用センサ対が配置された筒状体の一例を示す図である。
図３７及び図３８に示すように、モータ本体１０は、回転軸１aを挟んで回転突極１ｂが対称に配置された回転子１と、界磁巻線組２ｃが巻回された固定子２と、筐体１０aとを有する。また、回転軸１ａには、同期回転するように筒状体３−２が軸着されている。そして、筒状体３−２側面における２つのトラックそれぞれには光を反射する被検知部（反射板）３aが形成されている。
筐体１０ａには、筒状体３−２を覆うようにホルダー１０ｂが取付けてあり、筒状体３−２の２つのトラックそれぞれと対向するホルダー１０ｂの内周面には、隣接する５個の固定突極２ｂそれぞれと対応させて正回転用の５つのセンサ対（４ｐ１〜４ｐ５）が配置され、正回転用センサ対４Ｒと回転軸１ａを挟んで対称な位置に逆回転用センサ対４Ｌとして５つのセンサ対（４ｐ６〜４ｐ１０）が配置されている。
各センサ対４ｐは、筒状体３−２の側面周方向における２つのトラックの同じ位置に配置された２個ずつのセンサ４によって構成されている。またセンサ対４ｐを構成する各センサ４は、隣接する５個の固定突極２ｂと対応する位置に配置されている。
なお、センサ４には、発光素子と受光素子とが一体的に形成された光センサ４aを用いているが、必ずしも光センサ４aである必要はなく、コイルセンサであってもよい。
一方、筒状体３−２の２つのトラックには、１個の固定突極２ｂと見合う間隔を開けて、互いに異なる位置に１対の被検出部（反射板）３ａ１と１対の被検出部（反射板）３ａ２とが設置されている。
従って、各センサ対４ｐは、一方のセンサ４が被検出部３ａ１又は 被検出部３ａ２を交互に検出し、非検出時間を挟んでＸ端子及びＹ端子の一方から交互に検知信号を出力し、制御信号出力部５は、休止時間を挟んでＡ端子及びＢ端子の一方から交互に制御信号を出力する。
本実施形態の筒状体３は、２つのトラックそれぞれに被検出部３ａ１、３ａ２が形成されているが、多数のトラックに被検出部３ａを形成してもよい。また、トラック上の同じ回転位置に１つのセンサ対４ｐを配置しているが、複数のセンサ対４ｐを配置することもできる。
【００６０】
図３９は、Ｋ個の正回転用光センサ対とＫ個の逆回転用光センサ対が配置された筒状体の他の例を示す図である。なお、モータ本体に検出部（筒状体）が設置された状態の断面は、図３７に示すように筒状体に２つのトラックが形成されている他は、図７で示したものと同じ構造である（図は省略する）。すなわち、筒状体３−２を挟んで両側面を覆うように設置されたホルダー１０ｂの外側内周には、例えば受光素子が固定設置され、ホルダー１０ｂの内側外周には、例えば発光素子が、受光素子と対向させて固定設置され、光センサ４ａが形成されている。また、図３８、図３９に示すように、筒状体３−２の２つのトラックそれぞれには、固定突極２ｂと見合う間隔を開けて、互いに異なる位置に１対の被検出部（スリット）３ａ１と１対の被検出部（スリット）３ａ２とが設けてある。
従って、各センサ対４ａｐは、各センサ４ａが被検出部(３ａ１，３ａ２)を交互に検出し、非検出時間を挟んでＸ端子及びＹ端子の一方から交互に検知信号を出力し、制御信号出力部５は、休止時間を挟んでＡ端子及びＢ端子の一方から交互に制御信号を出力する。
【００６１】
図４０及び図４１は、給電切換器による切換の作用を一例として示す図である。
図４０及び図４１は、いずれも筒状体３−２の側面周方向に５個のセンサ対（４ｐ１〜４ｐ５）からなる正転用センサ４Ｒと、５個のセンサ対（４ｐ５〜４ｐ１０）からなる逆転用センサ４Ｌとが配置された場合の例である。なお、センサ対（４ｐ１〜４ｐ５）は、１０個のセンサ４で形成され、光センサ対（４ｐ６〜４ｐ１０）も、１０個のセンサ４で形成されている。
正回転用の５個のセンサ対（４ｐ１〜４ｐ５）と逆回転用の５個の光センサ対（４ｐ５〜４ｐ１０）は、それぞれ、５個の制御信号出力部（５−１〜５−５）に接続され、５個の制御信号出力部（５−１〜５−５）それぞれは、５個の制御回路（Ｓ１〜Ｓ５）それぞれに接続され、５個の制御回路（Ｓ１〜Ｓ５）それぞれは、５つの界磁巻線組（Ｃ１〜Ｃ２）に接続されている。５個の制御回路（Ｓ１〜Ｓ５）それぞれは、直流電源Ｐｉｎから給電され、５個の制御信号出力部（５−１〜５−５）それぞれは、パルス幅変調された回転信号ＰＷＭｉｎが入力し、５個のセンサ対（４ｐ１〜４ｐ５）と５個のセンサ対（４ｐ６〜４ｂ１０）は、給電切換器１６を介して別個の系統から起動用の電力が給電される。
【００６２】
図４０に示す例は、センサ対４ｐ１とセンサ対４ｐ７とが制御信号出力部５−１を共有し、センサ対４ｐ２とセンサ対４ｐ８とが制御信号出力部５−２を共有し、センサ対４ｐ３とセンサ対４ｐ９とが制御信号出力部５−３を共有し、センサ対４ｐ４とセンサ対４ｐ１０とが制御信号出力部５−４を共有し、センサ対４ｐ５とセンサ対４ｐ６とが制御信号出力部５−５を共有するように配線がなされている。従って、給電切換器１６を正回転から逆回転に切り換えた場合には、各センサ対４ｐで検出される検知信号は、正回転の場合に比べて、逆回転方向に１つずつ進んだ位置に配置されたセンサ対４ｐによって検出されたものと見なされて制御信号出力部５から制御信号が出力される。
また、図４１に示す例は、センサ対４ｐ１と光センサ対４ｐ８とが制御信号出力部５−１を共有し、センサ対４ｐ２とセンサ対４ｐ９とが制御信号出力部５−２を共有し、センサ対４ｐ３とセンサ対４ｐ１０とが制御信号出力部５−３を共有し、センサ対４ｐ４とセンサ対４ｐ６とが制御信号出力部５−４を共有し、センサ対４ｐ５とセンサ対４ｐ７とが制御信号出力部５−５を共有するように配線がなされている。従って、給電切換器１６を正回転から逆回転に切り換えた場合には、各センサ対４ｐで検出される検知信号は、正回転の場合に比べて、逆回転方向に２つずつ進んだ位置に配置されたセンサ対４ｐによって検出されたものと見なされて制御信号出力部５から制御信号が出力される。
ここでは、図３７で示した、筒状体３−２側面周方向の２つのトラックと対向する同位置に、正回転用と逆回転用のそれぞれ５つずつのセンサ対４ｐが回転軸１aを挟んで対称に配置された例をもとに説明したが、図４及び図７で示したように、筒状体３−１の側面周方向に一列に配列されたセンサ４によって正回転用と逆回転用のセンサ対４ｐが回転軸１aを挟んで対称に配置される場合についても同様に適用される。
【００６３】
図４２及び図４３は、モータ本体を正回転又は逆回転させる場合の作用を示す模式図である。
図４２は、ｎが２、Ｋが５、ｍが１、Ｐが１に設定されたモータ本体を正回転又は逆回転させる場合の模式図である。
図４２において、回転突極は４個（T１〜T４）、固定突極は２０個（F１１〜F４５）、筒状体３の被検出部（反射板）３ａは、側面周方向の２つのトラックそれぞれに２つずつ配置されている。回転突極の長さＬ０は、（Ｋ−ｍ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）、すなわち４＊（Ｌ１＋Ｌ２）に設定され、被検出部３ａの長さＷは、［Ｌ０＋Ｌ２＋（ｍ−ｐ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）］、すなわち［４＊（Ｌ１＋Ｌ２）＋Ｌ２］に設定されている。
また、各センサ４は、固定子２に対応させて２つのトラックそれぞれの同じ位置に配置され、センサ対４ｐを形成している。被検出部３ａは、正回転方向後端３ｂｘが、回転突極の正回転方向後端１ｂｘと同じ回転位置に、回転方向先端３ｂｙが回転突極の回転方向先端１ｂｙよりもＬ２だけ前方に位置するように２つのトラックに交互に配置されている。センサ対４ｐのうち図の上段のものは、２つのトラックのうち図の上段の被検出部３ａを検出し、センサ対４ｐのうち図の下段のものは、２つのトラックのうち図の下段の被検出部３ａを検出するように構成されている。
従って、回転突極１ｂが対向する固定突極２ｂそれぞれ、及び回転突極の回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極２ｂよりも１つ前方の固定突極２ｂそれぞれに、同じ方向の磁界を生じさせ、回転突極の回転方向後端１ｂｘそれぞれが対向する固定突極２ｂそれぞれを磁化休止にすることができる。また、センサ対４ｐの上段のセンサ４で被検出部３aが検出されると検知信号はＸ端子から出力され、制御信号出力部５のＡ端子から制御信号は出力され、センサ対４ｐの下段のセンサ４で被検出部３aが検出されると検知信号はＹ端子から出力され、制御信号出力部５のＢ端子から制御信号は出力される。
【００６４】
本例のモータ本体１０における制御信号出力部５の正回転用センサ４Ｒ及び逆回転用センサ４Ｌによる共有方法は、図４０に示した例が適用される。
図４０における給電切換器１６の切替接点が正回転用センサ４Ｒ側にあるときは、図３８又は図３９におけるセンサ対４ｐ１は、被検出部３ａを検出しないので、各固定突極２ｂの上段に磁界の方向を示すようにセンサ対４ｐ１と対応する固定突極（F１１，F２１，F３１，Ｆ４１）は磁化休止となる。また、センサ対（４ｐ２〜４ｐ５）は、被検出部３ａを検出し、Ｂ端子にＰＷＭ制御信号を出力するので、対応する固定突極（Ｆ１２〜Ｆ１５，Ｆ３２〜Ｆ３５）２ｂには（Ｓ）方向の磁界が生じ、始終端が逆向きに並列接続された界磁巻線組によって励磁される固定突極（Ｆ２２〜Ｆ２５，Ｆ４２〜Ｆ４５）２ｂには（Ｎ）方向の磁界が生じる。
一方、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、常にＮ極に、回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、常にＳ極に磁化されるので、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂ及び回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、図の右方向に吸引される。
そして、回転突極（Ｔ１〜Ｔ４）が時計回りに回転（図の右方向に移動）すると、それに合わせて各固定突極（Ｆ１１〜Ｆ４５）の磁界分布も移動するので、継続して時計回りに正回転する。
【００６５】
一方、給電切換器１６の切替接点が逆回転用センサ４Ｌ側にあるときは、センサ対４ｐ１による検知信号は、正回転用センサ４Ｒそれぞれよりも、逆回転方向１つ先の制御信号出力部５に入力される。従って、界磁巻線組によって励磁される固定突極の磁界分布は、正回転の場合に比べて逆回転方向に１つずつ移動したものと同じになる。すなわち、センサ対４ｐと対応する各固定突極２ｂの磁界分布は、各固定突極２ｂの下段に示す通りになるので、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂ及び回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、図の左方向に吸引される。
そして、回転突極（Ｔ１〜Ｔ４）が反時計回りに回転（図の左方向に移動）すると、それに合わせて各固定突極（Ｆ１１〜Ｆ４５）の磁界分布も移動するので、回転突極（Ｔ１〜Ｔ４）は、反時計回りに継続して逆回転する。
【００６６】
図４３は、ｎが２、Ｋが５、ｍが２、Ｐが２に設定されたモータ本体を正回転又は逆回転させる場合の模式図である。
図４３において、Ｌ０は、（Ｋ−ｍ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）、すなわち３＊（Ｌ１＋Ｌ２）に設定され、被検出部３ａの長さＷは、［Ｌ０＋Ｌ２＋（ｍ−ｐ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）］、すなわち［３＊（Ｌ１＋Ｌ２）＋Ｌ２］に設定されている。
また、各センサ４は、固定子２に対応させて２つのトラックそれぞれの同じ位置に配置され、センサ対４ｐを形成している。被検出部３ａは、正回転方向後端３ｂｘが、回転突極の正回転方向後端１ｂｘと同じ回転位置に、回転方向先端３ｂｙが回転突極の回転方向先端１ｂｙよりもＬ２だけ前方に位置するように２つのトラックに交互に配置されている。センサ対４ｐのうち図の上段のものは、２つのトラックのうち図の上段の被検出部３ａを検出し、センサ対４ｐのうち図の下段のものは、２つのトラックのうち図の下段の被検出部３ａを検出するように構成されている。
従って、回転突極１ｂが対向する固定突極２ｂそれぞれ、及び回転突極の回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極２ｂよりも１つ前方の固定突極２ｂそれぞれに、同じ方向の磁界を生じさせ、回転突極の回転方向後端１ｂｘそれぞれが対向する固定突極２ｂそれぞれを磁化休止にすることができる。また、センサ対４ｐの上段のセンサ４で被検出部３aが検出されると検知信号はＸ端子から出力され、制御信号出力部５のＡ端子から制御信号は出力され、センサ対４ｐの下段のセンサ４で被検出部３aが検出されると検知信号はＹ端子から出力され、制御信号出力部５のＢ端子から制御信号は出力される。
【００６７】
本例のモータ本体１０における制御信号出力部５の正回転用センサ４Ｒ及び逆回転用センサ４Ｌによる共有方法は、図４１に示した例が適用される。
給電切換器１６の切替接点が正回転用センサ４Ｒ側にあるときは、センサ対４ｐ１、４ｐ５は、被検出部３ａを検出しないので、各固定突極の上段に磁界の方向を示すようにセンサ対（４ｐ１，４ｐ５）と対応する固定突極（F１１，Ｆ１５、F２１，Ｆ２５，F３１，Ｆ３５，Ｆ４１，Ｆ４５）は磁化休止となる。また、センサ対（４ｐ２〜４ｐ４）は、被検出部３ａを検出しＢ端子にＰＷＭ制御信号を出力するので、対応する固定突極（Ｆ１２〜Ｆ１４，Ｆ３２〜Ｆ３４）２ｂには（Ｓ）方向の磁界が生じ、始終端が逆向きに並列接続された界磁巻線組によって励磁される固定突極（Ｆ２２〜Ｆ２４，Ｆ４２〜Ｆ４４）２ｂには（Ｎ）方向の磁界が生じる。
一方、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂは、常にＮ極に、回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、常にＳ極に磁化されるので、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂ及び回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、図の右方向に吸引される。
そして、回転突極（Ｔ１〜Ｔ４）が時計回りに回転（図の右方向に移動）すると、それに合わせて各固定突極（Ｆ１１〜Ｆ４５）の磁界分布も移動するので、継続して時計回りに正回転する。
【００６８】
一方、給電切換器１６の切替接点が逆回転用センサ４Ｌ側にあるときは、センサ対４ｐによる検知信号は、正回転用センサ４Ｒそれぞれよりも、逆回転方向２つ先の制御信号出力部５に入力される。従って、界磁巻線組によって励磁される固定突極の磁界分布は、正回転の場合に比べて逆回転方向に２つずつ移動したものと同じになる。すなわちセンサ対４ｐと対応する各固定突極２ｂの磁界方向は、各固定突極の下段に示す通りになるので、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂ及び回転突極（Ｔ２、Ｔ４）１ｂは、図の左方向に吸引される。そして、回転突極（Ｔ１〜Ｔ４）が反時計回りに回転（図の左方向に移動）すると、それに合わせて各固定突極（Ｆ１１〜Ｆ４５）の磁界分布も移動するので、継続して反時計回りに逆回転する。
【００６９】
［第５の実施形態］
第５の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータは、第４の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータと比べると、回転方向の切換方法が相違するが、それ以外の点は共通する。すなわち、第４の実施形態においては、Ｋ個の正回転用センサ対とＫ個の逆回転用センサ対とを備え、回転方向の指令に応じて、各センサ対への給電を正回転用センサ対と逆回転用センサ対の何れか一方に切り換え、制御信号出力部以下は、正回転用と逆回転用とで共有する方法を用いるが、第５の実施形態においては、正回転用センサ対と逆回転用センサ対とがそれぞれ別個に制御信号出力部を保有し、回転方向の指令に応じて、センサ切換器で制御信号出力部への回転信号の入力を正回転用と逆回転用の何れか一方に切り換え、給電制御部（制御回路）以下は、正回転用と逆回転用とを共有する方法を用いる点が相違する。従って、相違する誘導定磁極回転子モータ全体の構成と、センサ切換器による回転方向の転換方法について説明し、検出部の構成やモータ本体を正回転又は逆回転させる場合の作用などの重複する説明は省略する。
【００７０】
図４４は、第５の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータを示す機能ブロック図である。
図４４に示す本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータ１０４は、モータ本体１０と、被検出部３ａを有する筒状体３並びにＫ個の正回転用センサ対４Ｒ及びＫ個の逆回転用センサ対４Ｌ並びに各センサ４の検知信号に応じて制御信号を出力する制御信号出力部５を具備した検出部２０と、励磁電流の方向及び大きさを制御する給電制御部３０と、チョッパ信号生成部１４と、加速・減速指令信号を生成する指令信号生成部８と、加速指令信号に基づく回転信号を生成する回転信号生成部１１と、減速指令信号に基づく回生信号を生成する回生信号生成部７と、回生電力制御部９と、過負荷検出部１３aと、過電流検出部１３ｂと、充電部１５と、回転信号生成部１１で生成された回転信号の入力先の制御信号出力部５を正回転用センサ４Ｒ側と逆回転用センサ４Ｌ側とに切り換えるセンサ切換器１７とを備えている。
従って、回転方向の指令を受けてセンサ切換器１７を正回転用センサ４Ｒ側から逆回転用センサ４Ｌ側逆回転用センサ４Ｌ側に切り換えると、正回転用センサ４Ｒに代わって逆回転用センサ４Ｌが起動し、逆回転用センサ４Ｌから出力される制御信号が、予め定められた給電制御部３０に入力する。その結果、各界磁巻線組（Ｃ１〜Ｃ５）の励磁電流の方向及び大きさが制御され、各固定突極の磁界分布が、正回転における磁界分布と比べて１つ又は２つ逆回転方向にずれるので、図３９〜図４１に示すように、回転子は逆回転する。
【００７１】
図４５は、センサ切換器を示す図である。
図４５は、図３８又は図３９で示したように、筒状体３−２に５つのセンサ対（４ｐ１〜４ｐ５）からなる正転用センサ４Ｒと、５つのセンサ対（４ｐ６〜４ｐ１０）からなる逆転用センサ４Ｌとが配置された場合の例である。
正回転用の５つのセンサ対（４ｐ１〜４ｐ５）は、制御信号出力部（５−１〜５−５）に接続され、逆回転用の５つのセンサ対（４ｐ６〜４ｐ１０）は、制御信号出力部（５−６〜５−１０）に接続されている。５つの制御信号出力部（５−１〜５−５）それぞれは、５つの制御回路（Ｓ１〜Ｓ５）それぞれに接続され、５つの制御回路（Ｓ１〜Ｓ５）それぞれは、５つの界磁巻線組（Ｃ１〜Ｃ２）に接続されている。
５つの制御回路（Ｓ１〜Ｓ５）それぞれは、直流電源Ｐｉｎから給電され、５つの正回転用の制御信号出力部（５−１〜５−５）それぞれと５個の逆回転用の制御信号出力部（５−６〜５−１０）それぞれとは、センサ切換器１７を介して別系統でパルス幅変調された回転信号ＰＷＭｉｎが入力し、１０個のセンサ対（４ｐ１〜４ｐ１０）には、起動用の電力Ｖｉｎが給電される。
【００７２】
本例においては、センサ対４ｐ１とセンサ対４ｐ７とが制御回路Ｓ１を共有し、センサ対４ｐ２とセンサ対４ｐ８とが制御回路Ｓ２を共有し、センサ対４ｐ３とセンサ対４ｐ９とが制御回路Ｓ３を共有し、センサ対４ｐ４とセンサ対４ｐ１０とが制御回路Ｓ４を共有し、センサ対４ｐ５とセンサ対４ｐ６とが制御回路Ｓ５を共有するよう配線されている。従って、センサ切換器１７を正回転用センサ４Ｒ側から逆回転用センサ側４Ｌに切り換えた場合は、各制御信号出力部（５−６〜５−１０）から出力される制御信号は、正回転の場合に比べて、逆回転方向に１つずつ進んだ位置に配置されたセンサ対４ｐで検出された場合と同じ制御信号が各制御回路（Ｓ１〜Ｓ５）に入力する。従って、正逆何れの回転方向においても、各固定突極における磁界分布は、図３６及び図３７で説明したと同様になるので回転子１は、何れの回転方向においても自在に回転する。
ここで、センサ対４ｐを形成するセンサとしては、光センサ４ａであってもコイルセンサ４ｃであっても適用される。また、被検出部３ａは必ずしも筒状体３の側面周方向に形成されたものである必要はなく、円盤１８の平面周方向に形成されたものであってもよい。
さらに、正回転用センサ４Ｒ側から逆回転用センサ側４Ｌに切り換えた場合に、逆回転方向に１つずつ進んだ位置に配置されたセンサ対４ｐで検出されたときの制御信号の入力先に制御回路を切りかえることができるセンサ切換器１７の例を示したが、逆回転方向に２つずつ進んだ位置に配置されたセンサ対４ｐで検出されたときの制御信号の入力先に制御回路を切りかえることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の磁気誘導定磁極回転子モータは、電車、電気で駆動する自動車、自動二輪車、自転車のみならず、ＯＡ機器、ＡＶ機器、ＰＣ周辺機器、家電機器、産業用機器などに幅広く利用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１    回転子
１ａ  回転軸
１ｂ  回転突極
１ｂｘ  回転突極の回転方向後端
１ｂｙ  回転突極の回転方向先端
２    固定子
２ｂ  固定突極
２ｃ  界磁巻線組
３，３−１，３−２  筒状体
３ａ  被検出部
４    センサ
４Ｒ  正回転用センサ対
４Ｌ  逆回転用センサ対
４ｐ  センサ対
４ａ  光センサ
４ｂ  光センサ対
４ｃ  コイルセンサ
４ｃｘ  コイル
４ｃｙ  検知信号出力部
４ｄ  コイルセンサ対
５    制御信号出力部
５ａ  トランジスタ 
６    切替部
６ａ  入力端子
６ｂ、６ｃ  切替接点
７    回生信号生成部
８    指令信号生成部
９    回生電力制御部
１０  モータ本体
１０ａ  筐体
１０ｂ  ホルダー
１１  回転信号生成部
１２  直流電源
１３a  過負荷検出部
１３ｂ  過電流検出部
１４  チョッパ信号生成部
１５  充電部
１６  給電切換器
１７  センサ切換器
１８  円盤
１９  トラック
２０  検出部
３０  給電制御部
３０ａ  制御回路
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ  スイッチング素子
３５  フリーホイールダイオード
４０ａ  パルストランス  
４０ｂ  オペアンプ
４０ｃ  ノイズフィルタ
４０ｄ  ダイオード
６０  パワーコントローラ
７０  回生ブレーキコントローラ
８０  コントロールペダル
９０  回生電力制御器
１００，１０１，１０２，１０３，１０４  磁気誘導定磁極回転子モータ
１３０  過負荷信号発生器（又は過電流信号発生器）
１５０  バッテリーチャージ電圧コントローラ
【要約】      （修正有）【課題】いずれの回転方向についても円滑な起動と強力なリラクタンストルクが得られるうえ、回転ムラによる振動や騒音の低減化も可能、加速と減速が可能で、回生制動で生じた電力を蓄電し、エネルギー効率を高めること。【解決手段】回転突極を有する回転子と、固定突極を有し、複数の界磁巻線組２ｃが形成された固定子と、回転子に軸着された筒状体３又は円盤に形成された複数の被検出部３ａを周方向に形成されるトラックと対向させて固定突極それぞれとの対応位置に設置された複数のセンサ４で検知することにより制御信号を出力するＫ個の制御信号出力部５と、制御信号それぞれにより動作する制御回路３０ａを有し、励磁電流の方向及び大きさを制御する給電制御部３０とを備え、回転突極それぞれは、固定突極のうちの少なくとも２個と対向し、少なくとも１個先のものは同一方向の磁界が生じ、後端が対向するものは磁界が消滅するように励磁電流を制御する。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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