(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、
前記回転子と同期回転する回転体、所定の隙間を開けて該回転体の周方向に前記回転突極それぞれと対応させて配置された磁石、及び少なくともＫ個の隣接する前記固定突極と対応させて前記回転体の周囲に配置され、該回転体からの磁界の方向を検出する複数の磁気センサを具備し、該磁気センサに前記回転子を回転させる回転信号が入力しているとき、該磁気センサが該磁界を検出した場合は、該磁界の方向に応じた極性の該回転信号を出力し、該磁気センサが該隙間を検出した場合は、該回転信号の出力を停止することにより、該回転突極それぞれが該固定突極それぞれを通過するタイミングを検知する検出部と、
前記磁気センサそれぞれから出力される前記回転信号それぞれによってオンオフ動作する複数の通電制御回路を有し、前記界磁巻線組それぞれに直流電源から通電される励磁電流の大きさ及び方向を制御する通電制御部と、
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、前記磁気センサそれぞれのうちの一の磁気センサから出力される前記回転信号の入力先を、前記通電制御回路それぞれのうちの予め定められた一の通電制御回路から、予め定められた他の一の通電制御回路に切り替える切替部と、を備え、
前記回転突極それぞれは、少なくとも２つの前記固定突極と対向し、該回転突極それぞれが対向する該固定突極のうち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、及び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一つ先のもの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該磁界が消滅するように前記励磁電流が制御され、前記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て正逆何れの方向においても回転自在であ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、該固定突極それぞれのうち該回転突極相互間のスロットそれぞれと対向する数をｍ、前記磁気センサそれぞれのうち前記隙間を同時に検出する数をｐとしたとき、
ｐは、１以上、かつｍ以下であり、
前記磁石それぞれによって形成された円周の長さが、前記回転突極の前記対向面によって形成された円周の長さに等しいと仮定した場合における該磁石の長さ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記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項３】
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前記回転信号を生成し、前記磁気センサ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記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項４】
前記検出部は、前記回転突極それぞれのうちの、一の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対応した前記磁気センサにより前記隙間が検出され、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一つ先の該固定突極それぞれに対応した該磁気センサそれぞれにより同一方向の磁界が検出されるように、前記磁石の大きさ及び位置が設定され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５】
前記通電制御回路それぞれは、前記回転信号それぞれのデューティ比に応じた大きさの前記励磁電流を通電する一方、該回転信号それぞれの前記極性に応じて該励磁電流の方向を切換えることにより、前記界磁巻線が巻回された前記固定突極それぞれに生じる磁界の大きさ及び方向を制御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６】
前記切替部は、正回転方向から逆回転方向に反転させる指令を受けたとき、前記回転突極それぞれが対向する前記固定突極と、該回転突極それぞれの正回転方向先端が通過した該固定突極の少なくとも一つ先の該固定突極とにおいて正回転方向に生滅する磁界の分布状態が、そのまま逆回転方向に生滅する磁界の分布状態となるように、前記磁気センサそれぞれから出力される前記回転信号の入力先の前記通電制御回路を切替え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７】
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３記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項８】
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３記載の磁気誘導定磁極回転子モータ。
【請求項９】
前記通電制御回路それぞれは、前記磁気センサから出力される前記回転信号が停止したときは、前記励磁電流の通電を停止して前記磁界を消滅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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子及び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及び大きさを制御して回転子を一定の磁極に磁気誘導し、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】
近年、地球環境保全、石油依存からの脱却、エネルギー効率に関する意識の高まりを背景に、エンジンとモータを併用するハイブリッド車や、蓄電池や燃料電池に蓄積された電気エネルギーでモータを駆動して走行する電気自動車が脚光を浴びている。特に、小型・高出力のモータ、蓄電池や燃料電池の開発が急速に進展したことも、その実用化に拍車をかけている。
電気自動車等には、小型軽量で、エネルギー変換効率が高く、低騒音、低コストで、運転時の振動やさまざまな温度条件に対する信頼性、保守性に優れたモータが求められる。一般に、直巻モータや分巻モータは、インバータを用いずに可変速制御が可能ではあるが、ブラシを用いるため保守性や小型化に適さないという問題がある。そこで、高速化、小型化に適し、堅牢な誘導モータや永久磁石を用いエネルギー変換効率の高いブラシレスＤＣモータが盛んに開発されているが、昨今、永久磁石用希土類鉱石が高騰し、永久磁石を用いるモータにとっては、必ずしも好ましくない状況が生じている。
一方、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、回転方向に対する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、回転子の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・モータ部とから構成されたスイッチト・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できないことや大きな回転ムラが生じることがある。さらに、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、３個のロータ位置センサを設け、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）
【０００３】
他方、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、いわゆる回生制動に関する開発も盛んに行われている。
例えば、回生制動で生じた電力をバッテリに充電する小型電動車において、長い下り坂でバッテリが過充電にならないように、初期充電の容量制限値を満充電未満に設定するとともに、走行中に過充電になったら、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３参照）。
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４参照）。
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５参照）。
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３から特許文献５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、これらの課題を解決する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６、特許文献７参照）。
しかし、特許文献６記載の非正弦波駆動電動機は、回転方向を自在に選択できるように正回転用磁気センサと逆回転用磁気センサとを有するので、磁気センサそれぞれから出力される信号に対応して界磁巻線の励磁電流を通電制御するスイッチング回路が２倍必要になる。また特許文献７記載の非正弦波駆動電動機は、回転方向を選択する手段を持たないので、回転方向を自在に選択することが出来ない。
【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２００８−５４４４１号公報
【特許文献４】特開２００８−１６７５９９号公報
【特許文献５】特開２００１−８３０６号公報
【特許文献６】特許第５０６３８２２号公報
【特許文献７】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】
本発明は、上記事情に鑑み、同一の磁気センサで検出される回転子の位置信号に基づいて正回転と逆回転の切替が自在であり、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る上、回転ムラによる振動や騒音を低減化す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一の目的とする。さらに、同じ機器操作で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、上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、上記回転子と同期回転する回転体、所定の隙間を開けて該回転体の周方向に上記回転突極それぞれと対応させて配置された磁石、及び該回転体からの磁界の方向を検出する複数の磁気センサを具備し、該磁気センサに上記回転子を回転させる回転信号が入力しているとき、該磁気センサが該磁界を検出した場合は、該磁界の方向に応じた極性の該回転信号を出力し、該磁気センサが該隙間を検出した場合は、その回転信号の出力を停止することにより、回転突極それぞれが固定突極それぞれを通過するタイミングを検知する検出部と、上記磁気センサそれぞれから出力される回転信号それぞれによってオンオフ動作する複数の通電制御回路を有し、界磁巻線組それぞれに直流電源から通電される励磁電流の大きさ及び方向を制御する通電制御部と、を備え、回転突極それぞれは、固定突極の少なくとも２つに対向し、回転突極それぞれが対向する固定突極のうち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、及び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一つ先のもの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励磁電流が制御され、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て回転することを特徴とする。
ここで、磁気センサそれぞれは、少なくともＫ個の固定突極と対応させて回転体の周囲に隣接配置されたものであって、上記検出部は、回転突極それぞれのうちの、一の回転突極における回転方向後端が対向する固定突極に対応した磁気センサにより回転体に配置された磁石の隙間が検出され、一の回転突極における回転方向先端が通過した固定突極及びその固定突極より少なくとも一つ先の固定突極それぞれに対応した磁気センサそれぞれにより同一方向の磁界が検出されるように、回転体に配置された磁石の大きさ及び位置が設定される必要がある。
また、上記通電制御回路それぞれは、回転信号それぞれのデューティ比に応じた大きさの励磁電流を通電する一方、その回転信号それぞれの上記極性に応じて励磁電流の方向を切換えることにより、界磁巻線が巻回された固定突極それぞれに生じる磁界の大きさ及び方向を制御し、磁気センサから出力される回転信号が停止したときは、励磁電流の通電を停止して固定突極に生じた磁界を消滅させる必要がある。
このように、回転突極に対応させて回転体に磁石を配置し、固定突極と対応させて回転体の周囲に配置された磁気センサそれぞれによって検知された回転体磁石における磁界の方向に応じて通電制御回路のスイッチング素子をオンオフ制御し、界磁巻線に通電する励磁電流の方向を変え、検知された回転体磁石の隙間によって励磁電流を停止するので、回転速度の如何に関わらず、回転突極が通過する固定突極の磁界を生滅させたり、磁界の方向を反転させたりすることが容易である。従って、回転突極それぞれが対向する少なくとも２つの固定突極それぞれのうち、回転突極それぞれの回転方向後端が対向する固定突極それぞれは磁界が消滅した状態にすると共に、それ以外の固定突極及び回転突極それぞれの回転方向先端が対向する固定突極の少なくとも一つ先の固定突極まで同一方向の磁界とすることができる。その結果、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一磁極に磁化されると共に、回転方向における先方の固定突極から常に吸引されるので、大きなトルクを得てムラなく回転することができる。
【０００７】
そして、さらに磁気センサそれぞれのうちの一の磁気センサから出力される回転信号の入力先を、通電制御回路それぞれのうちの予め定められた一の通電制御回路から、予め定められた他の一の通電制御回路に切り替える切替部を備えれば、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、切替部を切り替えることによって、回転子の回転方向を自在に選択することができる。
その場合、切替部は、正回転方向から逆回転方向に反転させる指令を受けたとき、回転突極それぞれが対向する固定突極と、回転突極それぞれの正回転方向先端が通過した固定突極の少なくとも一つ先の固定突極とにおいて正回転方向に生滅する磁界の分布状態が、そのまま逆回転方向に生滅する磁界の分布状態となるように、磁気センサそれぞれから出力される回転信号の入力先の通電制御回路を切替えれば、同一の磁気センサで検出された回転信号に基づいて正回転と逆回転との切替を自在に行うことができる。
【０００８】
ここで、回転突極それぞれの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、該固定突極それぞれのうち該回転突極相互間のスロットそれぞれと対向する数をｍ、上記磁気センサそれぞれのうち上記隙間を同時に検出する数をｐとしたとき、ｐは、１以上、かつｍ以下に設定し、Ｌ０は、概ね（Ｋ−ｍ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）あるいは概ね（Ｋ−ｐ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）に設定する。そして、上記磁石それぞれによって形成された円周の長さが、上記回転突極の上記対向面によって形成された円周の長さに等しいと仮定した場合における磁石の長さＷは、［Ｌ０＋Ｌ２＋（ｍ―ｐ）＊（Ｌ１＋Ｌ２）］に設定される。
回転突極、固定突極、及び回転体に配置する磁石それぞれの大きさがこれらの条件を満たすように設定されることにより、回転突極それぞれが順次対向する固定突極において生滅する磁界の分布状態が定まり、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一磁極に磁化されると共に、常に吸引力を得るので、大きなトルクを得てムラなく回転することができる。
【０００９】
さらに、回転子の回転を加速する第１指令信号、及びその回転を減速する第２指令信号を生成する指令信号生成部と、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、磁気センサそれぞれに入力する回転信号生成部と、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、界磁巻線組それぞれに誘起される電力を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、をさらに備えることができる。
そして、界磁巻線組それぞれに通電される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、その過負荷信号が消滅すると、減少させた回転信号のデューティ比を第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、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、過電流信号が入力すると回生信号のデューティ比を減少させ、その過電流信号が消滅すると、減少させた回生信号のデューティ比を、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ができる。
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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の磁気誘導定磁極回転子モータによれば、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。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、切替部の切替操作により行うので、回転方向毎に磁気センサや通電制御回路を設ける必要がない。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】
【００１１】
【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、回転体の磁石を回転突極よりも回転方向に進めた位置に配置した電動機本体の例を示す図である。
【図３】図３は、回転体の磁石を回転突極と同じ位置に配置した電動機本体の例を示す図である。
【図４（１）】図４（１）は、ｎが２、Kが５、ｍが１、Pが１に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の一例を示す模式図である。
【図４（２）】図４（２）は、ｎが２、Kが５、ｍが１、Pが１に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の一例を示す模式図である。
【図４（３）】図４（３）は、ｎが２、Kが５、ｍが１、Pが１に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の一例を示す模式図である
【図５（１）】図５（１）は、ｎが２、Kが５、ｍが２、Pが２に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
【図５（２）】図５（２）は、ｎが２、Kが５、ｍが２、Pが２に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
【図５（３）】図５（３）は、ｎが２、Kが５、ｍが２、Pが２に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
【図５（４）】図５（４）は、ｎが２、Kが５、ｍが２、Pが１に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の他の例の模式図である。
【図５（５）】図５（５）は、ｎが２、Kが５、ｍが２、Pが１に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の他の例の模式図である。
【図５（６）】図５（６）は、ｎが２、Kが５、ｍが２、Pが１に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の他の例の模式図である。
【図６】図６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７】図７は、界磁巻線組の励磁電流を５個の磁気センサ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８】図８は、図２に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合を示す模式図である。
【図９】図９は、図３に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合を示す模式図である。
【図１０（１）】図１０（１）は、図４（３）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合の一例を示す模式図である。
【図１０（２）】図１０（２）は、図４（３）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合の一例を示す模式図である。
【図１０（３）】図１０（３）は、図４（３）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合の一例を示す模式図である。
【図１１（１）】図１１（１）は、図５（３）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
【図１１（２）】図１１（２）は、図５（３）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
【図１１（３）】図１１（３）は、図５（３）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
【図１２】図１２は、界磁巻線組の励磁電流を５個の磁気センサ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１３（１）】図１３（１）は、図５（６）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合の他の例の模式図である。
【図１３（２）】図１３（２）は、図５（６）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合の他の例の模式図である。
【図１３（３）】図１３（３）は、図５（６）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合の他の例の模式図である。
【図１４】図１４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１５】図１５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１６】図１６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１７】図１７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１８】図１８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１９】図１９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２０】図２０は、本実施形態の回生電力制御部の１例を示す回生電力制御器である。
【図２１】図２１は、本実施形態の充電部の１例を示すバッテリチャージ電圧コントローラである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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及び図３は、図１に現れていない電動機本体の例を示す図である。
図１〜図３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を有する電動機本体１０と、回転突極１ｂが固定突極２ｂ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界磁巻線組２ｃに通電される励磁電流を制御する通電制御部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個おきに順次組み合わせた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。
【００１３】
検出部２０は、回転子１に同期して回転する回転体３と、２ｎ個の回転突極１ｂそれぞれと対応させて、回転体３周縁に隙間Ｇを開けて配置された２ｎ個の磁石４と、Ｋ個の隣接する固定突極２ｂそれぞれと対応させて、回転体３の周囲に配置されたＫ個の磁気センサ５とを有する。磁気センサ５それぞれには、パルス幅変調信号のデューティ比により、回転子１が回転するトルクの強弱を表す指令信号（本発明の「回転信号」に相当する。以下では、「ＰＷＭ信号」と称する。）が入力する信号入力端子Ｓinがある。そして、その信号入力端子ＳinにＰＷＭ信号が入力しているとき、回転体に配置された磁石４（Ｎ又はＳ）による磁界を検出した場合は、検出された磁界の方向に応じた極性のＰＷＭ信号が出力され、磁石４相互の隙間Ｇを検出した場合は、ＰＷＭ信号が出力されない。そして、Ｋ個の磁気センサ５それぞれから出力されるＰＷＭ信号によって、回転突極１ｂそれぞれが固定突極２ｂそれぞれを通過するタイミングを検知する。
ここで、磁気センサ５としては、ホール素子が用いられ、各ホール素子には、出力から不平衡分をカットするためのパルストランス４０、４０aを備える。しかしながら、磁気センサ５は、必ずしもホール素子に限定する必要はなく、磁界の方向が検出出来るものであれば、圧電素子、半導体、金属薄膜などを用いてもよい。また、磁気センサ５はＫ個設置されているが、必ずしもＫ個に限定する必要はなく、例えば２Ｋ個配置してもよい。
通電制御部３０は、磁気センサ５に対応してＫ個の通電制御回路３０ａを備えている。各通電制御回路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。
Ｋ個の磁気センサ５それぞれから出力されたＰＷＭ信号それぞれは、パルストランス４０ａを介して、界磁巻線組２ｃそれぞれと一対一で対応する通電制御回路３０ａに入力される。
各通電制御回路３０ａは、入力するＰＷＭ信号の極性がＡ端子側においてプラスとなる場合はスイッチング素子３１ａ、３１ｃが作動し、入力するＰＷＭ信号の極性がＢ端子側においてプラスとなる場合にはスイッチング素子３１ｂ、３１ｄが作動する。その結果、界磁巻線組２ｃそれぞれには、直流電源からＰＷＭ信号のデューティ比に応じた大きさの励磁電流が、ＰＷＭ信号の極性に応じた方向に流れ、各界磁巻線組２ｃに対応した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信号が入力しない場合には各通電制御回路３０ａそれぞれは動作しないので、励磁電流が停止し、界磁巻線組２ｃに対応した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、本実施形態においては、Ｋ組の通電制御回路３０ａが配置されるが、通電制御回路３０ａは、必ずしもＫ組に限定する必要はなく、磁気センサの設置数又は界磁巻線組２ｃの組数に対応させて、例えば２Ｋ個配置してもよい。
【００１４】
図２及び図３に例示する電動機本体は、矢印Ｒ方向に回転させる場合を示す模式図であり、図２は、回転体の磁石を回転突極よりも回転方向に進めた位置に配置した場合、図３は、回転体の磁石を回転突極と同じ位置に配置した場合を示す。
図２及び図３に示す電動機本体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３個おきに組み合わせた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。
【００１５】
図２に示す検出部２０は、４つの磁石（Ｎ，Ｓ）４が固定突極２ｂ略１個分の隙間３aを開けて回転体３の周方向に配置されている。そして磁石４それぞれは、回転突極（T１，T２，T３，T４）１ｂの対応位置よりも固定突極２ｂで略１個分、矢印Ｒ方向に進んだ位置に配置されている。また、３つの磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）５は、回転体３の周囲に、固定突極（Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３）２ｂと対応させて配置されている。従って、３つの磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）５それぞれで磁石（Ｎ極，Ｓ極）４による磁界を検知すれば、回転突極（T１，T２，T３，T４）１ｂそれぞれが固定突極２ｂそれぞれを通過するタイミングを検出することができる。
なお、各固定突極（Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３）２ｂには、説明の都合上、各磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）５で検知した磁石４による磁界の方向が、磁石４の磁極（Ｎ，Ｓ）と対応させて表示されている。
【００１６】
磁極Ｎを検出した磁気センサ（Ｈ１）５から出力されるＰＷＭ信号により、磁気センサ（Ｈ１）５と対応する位置の界磁巻線組（Ｃ１）２ｃには所定方向の励磁電流が通電される。そして、固定突極（Ｆ１１,Ｆ３１）２ｂには（Ｎ）方向の磁界が、固定突極（Ｆ２１，Ｆ４１）２ｂには（Ｓ）方向の磁界がそれぞれ生じる。また、磁石の隙間３aを検出した磁気センサ（Ｈ２）５からは、ＰＷＭ信号の出力が停止する。従って、磁気センサ（Ｈ２）５と対応する位置の界磁巻線組（Ｃ２）の励磁電流が停止するので固定突極（Ｆ１２,Ｆ２２,Ｆ３２,Ｆ４２）２ｂは磁化休止となる。さらに、磁極Ｓを検出した磁気センサ（Ｈ３）５から出力されるＰＷＭ信号により、磁気センサ（Ｈ３）５と対応する位置の界磁巻線組(Ｃ３)には界磁巻線組（Ｃ１）２ｃとは逆方向の励磁電流が通電される。そして、固定突極（Ｆ１３、Ｆ３３）２ｂには（Ｓ）方向の磁界が生じ、固定突極（Ｆ２３、Ｆ４３）２ｂには（Ｎ）方向の磁界が生じる。
回転子１及び回転体３は矢印Ｒ方向に同期して回転するので、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）５それぞれが検出する磁界も矢印Ｒ方向に順次移動し、固定突極２ｂそれぞれに生じる磁界の方向（Ｎ、Ｓ）も矢印Ｒ方向に順次移動する。
そして、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。
【００１７】
図３に示す検出部２０は、回転体３の周方向における回転突極（T１，T２，T３，T４）１ｂと対応する位置に４つの磁石（Ｎ，Ｓ）４が固定突極２ｂの略１個分の隙間３aを開けて配置されている。
そして、回転体３の周囲において固定突極２ｂと対応する位置には３個の磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）５が隣接配置されており、各磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）５により回転突極（T１，T２，T３，T４）１ｂと対応する磁石３ｂの磁極を検出する。各磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）５から出力されるＰＷＭ信号は、各磁気センサ５が対応する固定突極２ｂよりも回転方向１つ先の固定突極２ｂと対応する界磁巻線組の励磁電流を制御する通電制御回路３０ａに入力される。従って、回転突極（T１，T２，T３，T４）１ｂそれぞれが固定突極２ｂそれぞれを通過するタイミングを検出することができる。なお、各固定突極（Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３）２ｂには、説明の都合上、各磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）５で検出した磁極によって生じる磁界の方向を磁石４の磁極（Ｎ，Ｓ）と対応させて表示されている。
【００１８】
磁気センサ（Ｈ１）５は、磁石の隙間３aが検出され、ＰＷＭ信号の出力を停止するので、そのＰＷＭ信号で通電制御される回転方向１つ先の界磁巻線組（Ｃ１）の励磁電流が停止し、固定突極（Ｆ１１、Ｆ２１、Ｆ３１、Ｆ４１）２ｂには磁界が生じない。また、磁石（Ｓ極）４による磁界を検出した磁気センサ（Ｈ２，Ｈ３）５からそれぞれ出力されるＰＷＭ信号により、回転方向１つ先の界磁巻線組（Ｃ２）及び界磁巻線組（Ｃ３）それぞれに、励磁電流が通電され、固定突極（Ｆ１２、Ｆ３２）２ｂ及び固定突極（Ｆ１３、Ｆ３３）２ｂには（Ｓ）方向の磁界が生じ、固定突極（Ｆ２２、Ｆ４２）２ｂ及び固定突極（Ｆ２３、Ｆ４３）２ｂには（Ｎ）方向の磁界が生じる。
回転子１及び回転体３は矢印Ｒ方向に同期して回転するので、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）１８それぞれが検出する磁界も矢印Ｒ方向に順次移動し、固定突極２ｂそれぞれが磁化される磁極も矢印Ｒ方向に順次移動する。そして、回転突極（Ｔ１，Ｔ３）は常にＮ極、回転突極（Ｔ２，Ｔ４）は、常にＳ極に磁化される。
この場合も、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。また、Ｓ極に磁化された回転突極（Ｔ２，Ｔ４）１ｂも、同様に吸引されて回転する。
【００１９】
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、大きなトルクが得られる場合の回転突極１ｂ、固定突極及２ｂ及び回転体３に配置される磁石４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、回転体３の周方向に配置された磁石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磁石４の長さをＷ、磁石４の隙間をＧとすれば、磁石４によって形成された円周の長さ２ｎ＊（Ｗ＋Ｇ）は、２ｎ＊（Ｌ０＋Ｌｓ）、又はＫ＊（Ｌ１＋Ｌ２）に等しいと見なすことができる。
よって、（Ｗ＋Ｇ）と、（Ｌ０＋Ｌｓ）と、Ｋ＊（Ｌ１＋Ｌ２）とは互いに等しい見なすことができる。
また、磁気センサ５それぞれは、固定突極２ｂそれぞれに対応する位置に隣接配置されているので、磁気センサ５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個の磁気センサ５全体の間隔Ｄは、（Ｋ−１）＊（Ｌ１＋Ｌ２）である。
【００２０】
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の数をｍ、Ｋ個の磁気センサ５のうち磁石の隙間３ａを同時に検出する数を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［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。
【００２１】
図４（１）〜図４（３）は、ｎが２、Ｋが５、ｍが１、Pが１に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の一例を示す模式図である。
図４（１）〜図４（３）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。従って、５個の磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５が設置されている間隔Ｄよりも磁石４の方が長くなっている。
なお、本例においては、磁気センサ５は固定子２のスロットに配置され、磁石４は、磁石の回転方向後端４ｘが、回転突極の回転方向後端１ｂｘと同じ回転位置に、磁石の回転方向先端４ｙ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それぞれを磁化休止にすることができる。
【００２２】
図４（１）において、磁気センサ（Ｈ１）５は、磁石の隙間３aを検出するので、磁気センサ（Ｈ１）５と対応する固定突極（F１１，F２１，F３１，Ｆ４１）は磁化休止となる。また、磁気センサ（Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５は、磁石（Ｓ極）４による磁界を検出するので、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、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。
【００２３】
磁石４及び回転突極１ｂが矢印Ｒ方向にＬ１／２移動した図４（２）においては、５個の磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５それぞれが検出する磁界の方向は変わらない。従って、固定突極２ｂそれぞれに生じる磁界の方向は、図４（１）で示したものと同じであり、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。
【００２４】
回転体３及び回転子１が矢印Ｒ方向にＬ１移動した図４（３）においては、磁気センサ（Ｈ１）５は磁石（Ｎ極）による磁界を検出し、磁気センサ（Ｈ２）５は隙間３ａを検出し、磁気センサ（Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５は磁石（Ｓ極）４による磁界を検出する。従って、固定突極（Ｆ１１，Ｆ３１）２ｂは（Ｎ）方向の磁界が生じ、固定突極（Ｆ２１，Ｆ４１）２ｂには（Ｓ）方向の磁界が生じ、固定突極（Ｆ１２，Ｆ２２，Ｆ３２，Ｆ４２）２ｂは磁化休止となるが、それ以外の固定突極２ｂの磁界の方向は変わらない。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４（１）、図４（２）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、回転体３及び回転子１は矢印Ｒ方向に回転する。
【００２５】
図５（１）〜図５（３）は、ｎが２、Kが５、ｍが２、Pが２に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の例を示す模式図である。
図５（１）〜図５（３）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、磁気センサ５は固定子２のスロットに配置され、磁石４は、磁石の回転方向後端４ｘが、回転突極の回転方向後端１ｂｘと同じ位置に、磁石の回転方向先端４ｙ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設定されている。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。
【００２６】
図５（１）において、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ５）は磁石の隙間３ａを検出するので、固定突極（Ｆ１１，Ｆ２１，Ｆ３１，Ｆ４１，Ｆ１５，Ｆ２５，Ｆ３５，Ｆ４５）２ｂは磁化休止となる。また、磁気センサ（Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４）５は磁石（Ｓ極）４による磁界を検出するので、磁気センサ（Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４）５と対応する固定突極（Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ３２，Ｆ３３，Ｆ３４）２ｂには（Ｓ）方向の磁界が生じ、固定突極（Ｆ２２，Ｆ２３，Ｆ２４，Ｆ４２，Ｆ４３，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、矢印Ｒ方向に吸引される。
【００２７】
回転体３及び回転子１が矢印Ｒ方向にＬ１／２移動した図５（２）においては、５個の磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）それぞれが検出する磁界の方向は変わらない。従って、固定突極２ｂそれぞれの磁界の方向は、図５（１）で示したものと同じであり、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。
【００２８】
回転体３及び回転子１がＬ１移動した図５（３）においては、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２）５により隙間３ａが検出され、固定突極（Ｆ１１，Ｆ２１，Ｆ３１，Ｆ４１，Ｆ１２，Ｆ２２，Ｆ３２，Ｆ４２）２ｂは磁化休止となる。しかし、それ以外の固定突極２ｂに生じる磁界の方向は変わらない。従って、図５（１）、図５（２）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。
【００２９】
図５（４）〜図５（６）は、ｎが２、Ｋが５、ｍが２、Pが１に設定された電動機本体を矢印Ｒ方向に回転させる場合の他の例の模式図である。
図５（４）〜図５（６）において、（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［４＊（Ｌ１＋Ｌ２）＋Ｌ２］に設定されている。従って、５個の磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５が設置されている間隔Ｄよりも磁石４の長さＷが長くなっている。
本例においても、磁気センサ５は固定子２のスロットに配置され、磁石４は、磁石の回転方向後端４ｘが、回転突極の回転方向後端１ｂｘと同じ回転位置に、磁石の回転方向先端４ｙが回転突極の回転方向先端１ｂｙよりも［（Ｌ１＋Ｌ２）＋Ｌ１／２］だけ前方に位置するように配置されている。
そして、例えば回転突極（Ｔ１）の回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極（Ｆ１３）２ｂよりも２つ先までの固定突極（Ｆ１４，Ｆ１５）２ｂに、回転突極（Ｔ１）と対向する固定突極（Ｆ１２、Ｆ１３）と同じ方向の磁界が生じる一方、回転突極の回転方向後端１ｂｘが対向する固定突極（Ｆ１１）２ｂは磁化休止する。
一方、対向する固定突極２ｂそれぞれから回転突極（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】
回転体３及び回転子１が矢印Ｒ方向にＬ１／２移動した図５（５）においては、５個の磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５それぞれが検出する磁石４による磁界の方向は変わらない。従って、固定突極２ｂそれぞれの磁界の方向は、図５（４）で示したものと同じであり、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。
【００３１】
回転体３及び回転子１がＬ１移動した図５（６）においては、磁気センサ（Ｈ２）５が隙間３ａを検出し固定突極（Ｆ１２，Ｆ２２，Ｆ３２，Ｆ４２）２ｂが磁化休止する。そして、磁気センサ（Ｈ１）は、磁石（Ｎ極）４による磁界を検出するので、磁気センサ（Ｈ１）５と対応する固定突極（Ｆ１１，Ｆ３１）２ｂには（Ｎ）方向の磁界が生じ、固定突極（Ｆ２１，Ｆ４１）２ｂには（Ｓ）方向の磁界が生じるものの、磁気センサ（Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５それぞれが検出する磁界の方向は変わらない。よって、固定突極（Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５，…Ｆ４３，Ｆ４４，Ｆ４５）２ｂの磁界の方向は変わらないので、図５（４）、図５（５）と同様に、回転突極（Ｔ１、Ｔ３）１ｂ１ｂ及び回転突極（Ｔ２、Ｔ４）は、矢印Ｒ方向に吸引される。
【００３２】
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に対向し、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、大きな回転トルクが得られる。
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。
【００３３】
［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、磁気センサから出力されたＰＷＭ信号を入力する通電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、電動機本体及び検出部、界磁巻線組への通電制御部、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６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６に示す本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータ１０１は、２ｎ個の回転突極１ｂを具備した回転子１、及び界磁巻線が巻回された２ｎK個の固定突極２ｂを具備した固定子２を有する電動機本体１０と、２ｎ個の磁石が配置された回転体３の周囲にＫ個の磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，…Ｈｋ）５が隣接配置された検出部２０と、を有する。そして、磁気センサ５それぞれは、回転子のトルクの強弱を表すＰＷＭ信号が入力しているときは、検出された磁石４の磁極に応じた極性のＰＷＭ信号それぞれを出力する。磁気誘導定磁極回転子モータ１０１は、さらに、Ｋ個の磁気センサ５それぞれから出力されたPＷＭ信号の不平衡分をカットするパルストランス（ｔ１，ｔ２…ｔｋ）４０と、そのパルストランス４０を介してPＷＭ信号を入力するＫ組の通電制御回路（Ｓ１，Ｓ２…Ｓｋ）３０ａを具備し、そのPＷＭ信号でオンオフ動作して直流電源から界磁巻線組（Ｃ１，Ｃ２，…Ｃｋ）２ｃそれぞれに通電される励磁電流それぞれの大きさ及び方向を制御する通電制御部３０と、パルストランス４０を介してPＷＭ信号が入力する通電制御回路３０ａを正回転用から逆回転用に切り替える切替部６と、を備えている。
なお、固定子２には、２ｎＫ個の固定突極２ｂそれぞれに巻回された２ｎＫ個の界磁巻線（Ｃ１１，Ｃ１２…Ｃ１ｋ，Ｃ２１…Ｃ２ｎｋ）を、巻き始め、巻き終わり、及び固定突極２ｂの配置位置を考慮して２ｎ個ずつ並列に接続したＫ組の界磁巻線組(Ｃ１，Ｃ２…Ｃｋ)２ｃが形成される。
切替部６は、多数の接点を有する継電器で構成され、正回転の指令を受けたとき（例えば継電器の巻線に電流が流れないとき）は、磁気センサ（Ｈ１）５から出力されるＰＷＭ信号は、パルストランス（ｔ１）４０を介して通電制御回路（Ｓ１）３０ａに入力され、界磁巻線組（Ｃ１）２ｃの励磁電流が制御される。以下、磁気センサ（Ｈｋ）５から出力されるＰＷＭ信号は、パルストランス（ｔｋ）４０を介して通電制御回路（Ｓｋ）３０ａに入力され、界磁巻線組（Ｃｋ）２ｃの励磁電流が制御される。そして、正回転から逆回転に転換する指令を受けたとき（例えば継電器の界磁巻線に電流が流れて、継電器が動作したとき）は、切替部６が動作するため、磁気センサ（Ｈ１）５から出力されるＰＷＭ信号は、パルストランス（ｔｋ）４０を介して通電制御回路（Ｓｋ）３０ａに入力され、以下、磁気センサ（Ｈｋ）５から出力されるＰＷＭ信号は、パルストランス（ｔｋ−１）４０を介して通電制御回路（Ｓｋ−１）３０ａに入力される。但し、磁気センサ（Ｈ１）５から出力されるＰＷＭ信号が通電制御回路（Ｓｋ）３０ａに入力する場合には、巻き始め、または巻き終わりが異なる界磁巻線の励磁電流が制御されることとなるため、配線上において極性が反転されている。
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、切替部６は、必ずしも継電器によって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で構成してもよい。
【００３４】
図７は、界磁巻線組の励磁電流を５個の磁気センサ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７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、パルストランス（ｔ１）４０を介して通電制御回路（Ｓ１）３０に接続され、他方の切替接点（６ｃ１）は、パルストランス（ｔ５）４０を介して通電制御回路（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信号が入力することとなるため、配線上において極性を反転している。
また、１組の切替接点（６ｂ２,６ｃ２）の一方の切替接点（６ｂ２）は、パルストランス（ｔ２）４０を介して通電制御回路（Ｓ２）３０に接続され、他方の切替接点（６ｃ２）は、パルストランス（ｔ２）４０を介して通電制御回路（Ｓ２）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、パルストランス（ｔ５）４０を介して通電制御回路（Ｓ５）３０に接続され、他方の切替接点（６ｃ５）は、パルストランス（ｔ４）４０を介して通電制御回路（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、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５から出力されるＰＷＭ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方向は、正回転の場合に較べて、見掛け上、逆回転方向に１つずつ移動したのと同じ状態になる。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個の磁気センサ５それぞれから出力される回転信号を入力する５組の通電制御回路３０ａの入力先を、電動機本体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つ先の磁気センサ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を例示しているが、切替部６は、必ずしもこの例に限定する必要はなく、３個以上の磁気センサ５と３組以上の通電制御回路３０ａを有する場合についても、切替接点６ｂ、６ｃをそれらに応じて増減することにより適用がある。
【００３５】
図８及び図９は、図２及び図３に一例を示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合を示す模式図であり、図８は、図２に、図９は、図３に対応する。
図８に示す第２の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータにおいて、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）５それぞれから出力されたＰＷＭ信号の入力先の通電制御回路３０ａを切替部６で切り替えると、固定突極２ｂそれぞれの磁界の分布状態が変化する。
すなわち、図２において、例えば回転突極（Ｔ１）１ｂが跨がることによって対向する固定突極（Ｆ１２，Ｆ１３）２ｂ、及び回転突極（Ｔ１）の回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極（Ｆ１３）２ｂの一つ先の固定突極（Ｆ２１）２ｂにおいてＲ方向に生滅する磁界の分布状態（０，Ｓ，Ｓ）が、図８においては、固定突極（Ｆ１３，Ｆ１２，Ｆ１１）２ｂにおいてそのままＬ方向に生滅する磁界の分布状状態（０，Ｓ，Ｓ）となる。従って、Ｎ極に磁化した回転突極（Ｔ１）１ｂは、矢印Ｌ方向に吸引されるので逆回転する。同様に、他の回転突極（Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）１ｂそれぞれも矢印Ｌ方向に吸引される。
【００３６】
図９に示す第２の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータにおいて、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）５から出力されたＰＷＭ信号の入力先のスイッチング回路３０ａを切替器６で切り替えると、固定突極２ｂそれぞれの磁界の分布状態も変化する。
すなわち、図３において、例えば回転突極（Ｔ１）１ｂが跨がることによって対向する固定突極（Ｆ１１，Ｆ１２）２ｂ、及び回転突極（Ｔ１）１ｂの回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極（Ｆ１２）２ｂの一つ先の固定突極（Ｆ１３）２ｂにおいてＲ方向に生滅する磁界の分布状態（０，Ｓ，Ｓ）が、図９においては、固定突極（Ｆ１２，Ｆ１１，Ｆ４３）２ｂにおいてそのままＬ方向に生滅する磁界の分布状状態（０，Ｓ，Ｓ）となり、Ｎ極に磁化した回転突極（Ｔ１）１ｂは、矢印Ｌ方向に吸引されて逆回転する。同様に、他の回転突極（Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）１ｂそれぞれも矢印Ｌ方向に吸引される。
【００３７】
図１０（１）〜図１０（３）及び図１１（１）〜図１１（３）は、図４（３）及び図５（３）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合を示す模式図であり、図１０（１）〜図１０（３）は、ｎが２、Ｋが５で、ｍが１、Ｐが１に設定され、図１１（１）〜図１１（３）は、ｎが２、Ｋが５で、ｍが２、Ｐが２に設定されている。
図１０（１）〜図１０（３）及び図１１（１）〜図１１（３）に示す第二の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータにおいて、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５から出力されたＰＷＭ信号の入力先のスイッチング回路３０ａを図７で示した切替部６で切り替えると、図４（３）〜図４（１）に示した固定突極２ｂそれぞれの磁界の分布状態が図１０（１）〜図１０（３）に示す磁界の分布状態に、図５（３）〜図５（１）示した固定突極２ｂそれぞれの磁界の分布状態が図１１（１）〜図１１（３）に示す磁界の分布状態に、それぞれ変化する。
すなわち、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５から出力されるＰＷＭ信号は、通電制御回路（Ｓ５，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）３０ａに入力され、固定突極（Ｆ４５…Ｆ１５，Ｆ１１…Ｆ４１，Ｆ１２…Ｆ４２，Ｆ１３…Ｆ４３，Ｆ１４…Ｆ４４）２ｂに反映される。
【００３８】
図１０（１）において、磁気センサ（Ｈ１）５は、Ｎ極乃至磁石の隙間３ａを検出するので、磁気センサ（Ｈ１）５と対応する固定突極（F４５，F１５，F２５，Ｆ３５）は磁化休止となる。また、磁気センサ（Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５は、磁石（Ｓ極）４による磁界を検出するので、対応する固定突極（Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ２１，Ｆ２２，…Ｆ４４）２ｂのうち、並列に接続された界磁巻線の始終端が同じ固定突極２ｂ相互（Ｆ１１，Ｆ３１）（Ｆ１２，Ｆ３２）（Ｆ１３，Ｆ３３）（Ｆ１４，Ｆ３４）は（Ｓ）方向の磁界が生じ、固定突極２ｂ相互（Ｆ２１，Ｆ４１）（Ｆ２２，Ｆ４２）（Ｆ２３，Ｆ４３）（Ｆ２４，Ｆ４４）は（Ｎ）方向の磁界が生じる。
従って、例えば回転突極（Ｔ１）１ｂが対向する固定突極（Ｆ１５，Ｆ１４，Ｆ１３，Ｆ１２）２ｂ及び回転突極（Ｔ１）１ｂの回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極（Ｆ１２）２ｂの一つ先の固定突極（Ｆ１１）２ｂにおいてＬ方向に生滅する磁界の分布状態（０，Ｓ，Ｓ，Ｓ，Ｓ）は、図４（３）においては、固定突極（Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５，Ｆ２１）２ｂにおいてＲ方向に生滅する磁界の分布状状態（０，Ｓ，Ｓ，Ｓ，Ｓ）と同じになり、Ｎ極に磁化した回転突極（Ｔ１）１ｂは矢印Ｌ方向に吸引されて逆回転する。同様に、他の回転突極（Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）１ｂそれぞれも矢印Ｌ方向に吸引される。
この関係は、磁石４及び回転突極１ｂそれぞれが矢印Ｌ方向にＬ１／２ずつ移動した図１０（２）及び図１０（３）においても同様である。なお、図１０（３）においては、磁気センサ（Ｈ１）５は、磁石（Ｓ極）４による磁界を検出するので、磁気センサ（Ｈ１）５と対応する固定突極（F４５，F１５，F２５，Ｆ３５）のうち、並列に接続された界磁巻線の始終端が同じ固定突極（Ｆ４５，Ｆ２５）２ｂは（Ｓ）方向の磁界が生じ、固定突極（Ｆ１５，Ｆ３５）２ｂは（Ｎ）方向の磁界が生じ、回転突極１ｂそれぞれは、矢印Ｌ方向に吸引され、あるいは押される。
【００３９】
図１１（１）において、磁気センサ（Ｈ１）５は、磁石の隙間３ａを検出するので、磁気センサ（Ｈ１）５と対応する固定突極（F４５，F１５，F２５，Ｆ３５）は磁化休止する。また、磁気センサ（Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４）５は、磁石（Ｓ極）４による磁界を検出するので、対応する固定突極（Ｆ１１…Ｆ１３，Ｆ２１…Ｆ２３，Ｆ３１…Ｆ３３，Ｆ４１…Ｆ４３）２ｂのうち、並列に接続された界磁巻線の始終端が同じ固定突極２ｂ（Ｆ１１，Ｆ３１）（Ｆ１２，Ｆ３２）（Ｆ１３，Ｆ３３）は（Ｓ）方向の磁界が生じ、固定突極２ｂ（Ｆ２１，Ｆ４１）（Ｆ２２，Ｆ４２）（Ｆ２３，Ｆ４３）は（Ｎ）方向の磁界が生じる。さらに、磁気センサ（Ｈ５）５は、磁石の隙間３ａを検出するので対応する固定突極（Ｆ１４，Ｆ２４，Ｆ３４，Ｆ４４）２ｂは、磁化休止となる。
従って、例えば回転突極（Ｔ１）１ｂが対向する固定突極（Ｆ１５，Ｆ１４，Ｆ１３，Ｆ１２）２ｂ及び回転突極（Ｔ１）１ｂの回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極（Ｆ１２）２ｂの一つ先の固定突極（Ｆ１１）２ｂにおいてＬ方向に生滅する磁界の分布状態（０，Ｓ，Ｓ，Ｓ）は、図５（３）においては、固定突極（Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５）２ｂにおいてＲ方向に生滅する磁界の分布状状態（０，Ｓ，Ｓ，Ｓ）と同じになり、Ｎ極に磁化した回転突極（Ｔ１）１ｂは矢印Ｌ方向に吸引されて逆回転する。同様に、他の回転突極（Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）１ｂそれぞれも矢印Ｌ方向に吸引される。
【００４０】
図１２は、界磁巻線組の励磁電流を５個の磁気センサ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１２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、パルストランス（ｔ１）４０を介して通電制御回路（Ｓ１）３０に接続され、１組の切替接点（６ｂ２,６ｃ２）の一方の切替接点（６ｂ２）は、パルストランス（ｔ２）４０を介して通電制御回路（Ｓ２）３０に接続されている。
以下、他の１組の切替接点（６ｂ３，６ｃ３）も、同様に一方の切替接点（６ｂ３）は、パルストランス（ｔ３）４０を介して通電制御回路（Ｓ３）３０に接続されている。
一方、他方の切替接点（６ｃ１）は、パルストランス（ｔ４）４０を介して通電制御回路（Ｓ４）３０に接続され、他方の切替接点（６ｃ２）は、パルストランス（ｔ５）４０を介して通電制御回路（Ｓ５）３０に接続されている。その場合、他方の切替接点（６ｃ１、６ｃ２）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（Ｓ４,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信号が入力することとなるため、配線上において極性を反転させている。
同様に、他方の切替接点（６ｃ３，６ｃ４，６ｃ５）は、パルストランス（ｔ１，ｔ２，ｔ３）４０を介して通電制御回路（Ｓ２）３０に接続されているが、その場合は、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信号が入力することとなるため、配線上において極性を反転させていない。
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、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５から出力されるＰＷＭ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方向は、正回転の場合に較べて、見掛け上、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は、回転信号のＲ方向における本来の入力先よりも、Ｌ方向２つ先の磁気センサ５から出力される回転信号の本来の入力先に切替えることにより、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。
【００４１】
図１３（１）〜図１３（３）は、図５（３）に示した電動機本体を矢印Ｌ方向に回転させる場合を示す模式図であり、図１３（１）〜図１３（３）は、ｎが２、Ｋが５、ｍが２、Ｐが１に設定されている。
図１３（１）〜図１３（３）に示す第二の実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータにおいて、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５から出力されたＰＷＭ信号の入力先のスイッチング回路３０ａを図１２に示した切替部６で切り替えると、図５（３）〜図５（１）に示した固定突極２ｂそれぞれの磁界の分布状態が図１３（１）〜図１３（３）に示す磁界の分布状態に変化する。
すなわち、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５から出力されるＰＷＭ信号は、通電制御回路（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）３０ａに入力され、固定突極（Ｆ１４…Ｆ４４，Ｆ１５…Ｆ４５，Ｆ１１…Ｆ４１，Ｆ１２…Ｆ４２，Ｆ１３…Ｆ４３）２ｂに反映される。
【００４２】
図１３（１）において、磁気センサ（Ｈ２）５は、磁石の隙間３ａを検出するので、磁気センサ（Ｈ２）５と対応する固定突極（F４５，F１５，F２５，Ｆ３５）は磁化休止する。また、磁気センサ（Ｈ１）５は、磁石（Ｓ極）４による磁界を検出するので対応する固定突極（Ｆ１４，Ｆ２４，Ｆ３４，Ｆ４４）２ｂのうち、並列に接続された界磁巻線の始終端が同じ固定突極（Ｆ１４，Ｆ３４）２ｂは（Ｓ）方向の磁界が生じ、固定突極（Ｆ２２，Ｆ４４）２ｂは（Ｎ）方向の磁界が生じる。さらに、磁気センサ（Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５は、磁石（Ｓ極）４による磁界を検出するので、同様に、固定突極（Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ３１，Ｆ３２，Ｆ３３）２ｂは（Ｓ）方向の磁界が生じ、固定突極（Ｆ２１，Ｆ２２，Ｆ２３，Ｆ４１，Ｆ４２，Ｆ４３）２ｂは（Ｎ）方向の磁界が生じる。
従って、例えば回転突極（Ｔ１）１ｂが対向する固定突極（Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４）２ｂ及び回転突極（Ｔ１）１ｂの回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極（Ｆ１２）２ｂの一つ先の固定突極（Ｆ１１）２ｂにおいてＬ方向に生滅する磁界の分布状態（Ｓ，Ｓ，Ｓ，Ｓ）は、図５（６）において、固定突極（Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５）２ｂにおいてＲ方向に生滅する磁界の分布状状態（０，Ｓ，Ｓ，Ｓ）とは、若干異なり、回転突極（Ｔ１）の回転方向後端１ｂｘに対向する固定突極（Ｆ１４）２ｂが磁化化休止となっていない。しかしながら、回転突極（Ｔ１）１ｂは、回転方向先端１ｂｙが対向する固定突極（Ｆ１１）に矢印Ｌ方向に吸引されるので、正回転方向に較べるとやや弱いもののトルクを得て回転する。
【００４３】
そして、磁石４及び回転突極１ｂそれぞれが矢印Ｌ方向にＬ１／２ずつ移動した図１３（２）においては磁気センサ（Ｈ１）５が磁石の隙間３ａを検出するので、磁気センサ（Ｈ１）５と対応する固定突極（F４４，F１４，F２４，Ｆ３４）は磁化休止となる。
一方、磁気センサ（Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５それぞれは、（Ｓ）方向の磁界が生じるが、磁気センサ（Ｈ２）から出力されるＰＷＭ信号は、極性を反転させて通電制御回路（Ｓ５）に入力されるので、固定突極（Ｆ１１，Ｆ３１，Ｆ１２，Ｆ３２，Ｆ１３，Ｆ３３）２ｂは（Ｓ）方向の磁界が生じ、固定突極（Ｆ１５，Ｆ３５，Ｆ２１，Ｆ４１，Ｆ２２，Ｆ４２，Ｆ２３，Ｆ４３）２ｂは（Ｎ）方向の磁界が生じる。
【００４４】
また、磁石４及び回転突極１ｂそれぞれが矢印Ｌ方向にＬ１移動した図１３（３）においても、磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）５による検出は、かわらないので、固定突極２ｂそれぞれで生滅する磁界の分布状態は、図１３（２）における分布状態と変わらない。しかしながら、固定突極２ｂそれぞれに対向する回転突極１ｂがＬ１／２移動するため、例えば回転突極（Ｔ１）の回転方向後端１ｂｘに対向する固定突極（Ｆ１４）２ｂは、磁化化休止となっていないが、回転突極（Ｔ１）１ｂは、回転方向先端１ｂｙが対向する固定突極（Ｆ４５）によって矢印Ｌ方向に吸引され、正回転方向に較べるとやや弱いもののトルクを得て回転する。
【００４５】
本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータも、各回転突極が複数の固定突極に対向し、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、その固定突極より前方の固定突極には同一方向の磁界が生じるので、各回転突極は常に回転方向の吸引力が作用し、トルクを得て回転する。
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。
【００４６】
［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、電動機本体、検出部及び通電制御部を備える点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し、回転子の回転方向を切替える切替部を備える点は第二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、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は相違する。従って、共通する点の説明は省き、相違する点について以下に説明する。
図１４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１４に示す本実施形態の磁気誘導定磁極回転子モータ１０２は、電動機本体１０、検出部２０、通電制御部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。
電動機本体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。
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信号（本発明の「回転信号」に相当する。）を出力し、検出部２０に入力する。
検出部２０は、回転子１と同期して回転する回転体３と、回転体３の周方向に一定の隙間３aを開けて配置された２ｎ個の磁石４と、回転体３の周囲に、固定突極と対応させて隣接配置されたＫ個の磁気センサ５と、を備えている。そして、Ｋ個の磁気センサ５それぞれで磁石４の磁極を検出することにより、回転突極それぞれが固定突極それぞれを通過するのを検出する。そして、Ｋ個の磁気センサ５それぞれは、回転信号生成部１１からPWM信号が入力しているときに、磁石４の磁界を検出した場合には、検出された磁界の方向に応じたＰＷＭ信号を出力し、磁石４相互の隙間３ａを検出した場合には、ＰＷＭ信号を出力しない。
通電制御部３０は、K個の磁気センサ５それぞれから入力するＰＷＭ信号に基づいてオンオフ動作するK個のスイッチング回路３０ａを有し、直流電源１２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。
なお、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信号に応じて界磁巻線組２ｃに通電する励磁電流の方向を切り換える一方、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて励磁電流の大きさを制御する。そして、ＰＷＭ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個の磁気センサ５それぞれから出力されるＰＷＭ信号の入力先のスイッチング回路３０ａを、正回転用及び逆回転用の何れか一方に一斉に切り替える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。
【００４７】
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。
【００４８】
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信号が生成される。そして、生成されたＰＷＭ信号が磁気センサ５それぞれに入力すると、磁気センサ５それぞれは、磁石４の磁極が検出された場合は、検出された磁界の方向に応じた極性のＰＷＭ信号を出力し、磁石の隙間３aが検出された場合は、ＰＷＭ信号を出力しない。磁気センサ５から出力されたＰＷＭ信号は、正回転用の通電制御回路３０aに入力される。通電制御回路３０aは、ＰＷＭ信号の極性に応じて界磁巻線組２ｃに通電する励磁電流の方向を変えるので、対応する固定突極の磁界の方向が反転する。また、磁気センサ５からＰＷＭ信号が入力しない場合は、通電制御回路３０aは、界磁巻線組２ｃへの通電を停止するので、対応する固定突極は磁化休止する。その結果、複数の固定突極に対向する回転突極及び回転突極の回転方向先端１ｂｙが通過した固定突極の少なくとも１つ先の固定突極には、同じ方向の磁界が生じ、回転突極の回転方向後端１ｂｘに対向する固定突極は磁化休止するので、回転突極には吸引力が常に作用して回転する。
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、電動機本体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、磁気センサ５から出力されたＰＷＭ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。
【００４９】
次に、図１４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１５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１６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１５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。
【００５０】
図１６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１４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。
【００５１】
図１７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１７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。
【００５２】
図１８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１８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。
【００５３】
図１９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１９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。
【００５４】
図２０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２０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。
【００５５】
図２１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２１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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の磁気誘導定磁極回転子モータは、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】
【００５７】
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    回転体
３ａ  隙間
４    磁石
４ｘ  磁石の回転方向後端
４ｙ  磁石の回転方向先端
５    磁気センサ
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  電動機本体
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
２０  検出部
３０  通電制御部
３０ａ  通電制御回路
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
４０、４０ａ  パルストランス  
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  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】
【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、同じ機器操作で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が可能。
【解決手段】回転子と同期回転する回転体、所定の隙間を開けて配置された磁石、複数の磁気センサを具備し、回転突極それぞれが固定突極それぞれを通過するタイミングを検知する検出部と、磁気センサから出力される回転信号によって励磁電流の大きさ及び方向を制御する通電制御部と、を備え、回転突極それぞれが対向する固定突極などに同一方向の磁界が生じ、回転突極それぞれの回転方向後端が対向する固定突極は磁界が消滅するように制御する。
【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（１）】
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【図４（２）】
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【図４（３）】
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【図５（１）】
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【図５（２）】
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【図５（３）】
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【図５（４）】
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【図５（５）】
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【図５（６）】
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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（１）】
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【図１０（２）】
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【図１０（３）】
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【図１１（１）】
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【図１１（２）】
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【図１１（３）】
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【図１２】
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【図１３（１）】
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【図１３（２）】
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【図１３（３）】
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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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