(57)【要約】【課題】出力し得るトルクをより高めることができる構造を有するスイッチドリラクタンスモータを提供する。【解決手段】１２極のステータ側突極部４と１０極のロータ側突極部６を有するスイッチドリラクタンスモータ１であり、ロータ３の周方向で隣り合う各組の２つの突極部６，６の間の箇所に磁石７が配置されていると共に、各磁石７はロータ３とステータ２との間のギャップを横断する方向の磁石磁束を発生するように磁化されている。リラクタンストルクによるロータ３の回転時に、各ステータコイル５は、対向する磁石７の磁石磁束と逆向きの励磁磁束を発生するように通電される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの周方向に並ぶように該ロータに形成された１０極のロータ側突極部と、ステータのロータ側突極部に対向する面部に該ステータの周方向に並ぶように形成された１２極のステータ側突極部と、各ステータ側突極部に巻回されたステータコイルとを備えるスイッチドリラクタンスモータであって、
前記ロータの周方向で隣り合う２つのロータ側突極部の各組毎に、各組の２つのロータ側突極部の間の箇所に磁石が配置されていると共に、該磁石のそれぞれは、ロータとステータとの間のギャップを横断する方向の磁石磁束を発生するように磁化されており、
各ステータコイルは、前記ロータを回転させるための励磁磁束を発生するとき、該ステータコイルに対向する前記磁石が発生する磁石磁束と逆向きの励磁磁束を発生するように通電されることを特徴とするスイッチドリラクタンスモータ。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチドリラクタンスモータにおいて、
前記ロータの周方向で隣り合う各組の２つの磁石は、互いに逆向きに磁化されており、
前記ステータコイルはＡ相、Ｂ相、Ｃ相の３相のコイルに分類されると共に、各相のステータコイルは、前記ステータの周方向で隣り合う２つのステータ側突極部と該２つのステータ側突極部のそれぞれに対してロータの周方向に１８０度の位相差を有する位置で前記ステータの周方向に隣り合う２つのステータ側突極部とから成る４個のステータ側突極部にそれぞれ巻回された４個のステータコイルにより構成されており、
各相の４個のステータコイルは、前記ロータを回転させるための励磁磁束を発生するとき、該４個のステータコイルのそれぞれに対向する前記磁石が発生する磁石磁束と逆向きの励磁磁束を発生するために、該４個のステータコイルの通電を行う各回毎に、該４個のステータコイルのそれぞれの通電の向きが前回の通電の向きと逆向きに切替わるように通電されることを特徴とするスイッチドリラクタンスモータ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のスイッチドリラクタンスモータにおいて、
前記ロータには、前記各磁石のＮ極及Ｓ極を該ロータの内部で短絡させるバイパス磁路が形成されていることを特徴とするスイッチドリラクタンスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチドリラクタンス（Switched Reluctance Motor）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプロシウム、ネオジム等の希少性の高い磁石材料を利用する永久磁石埋め込み型のモータ（ＩＰＭモータ）は、高トルクの出力を発生することができるものの、高価なものとなりやすいと共に、定常的に量産することが困難となりやすい。
【０００３】
このため、近年、希少性の高い磁石材料を必要としない簡易な構造のモータの必要性が高まっている。この種のモータとしては、従来より、スイッチドリラクタンスモータ（Switched Reluctance Motor。以降、ＳＲモータということがある）が知られている（例えば特許文献１を参照）。
【０００４】
このＳＲモータは、ロータとステータとを突極性に形成しておき、ロータの回転位置に応じて、通電を行うステータコイル（磁束を発生するステータコイル）を順次切り替えることで、ロータを回転させるリランクタンストルクを発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１４２８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＳＲモータは、簡易な構造で安価に製造できる等の利点を有するものの、リラクタンストルクによりロータを回転させるものである。このため、従来の構造のＳＲモータでは、永久磁石埋め込み型のモータ等に較べて、一般には、出力し得る最大トルクが小さいという課題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、出力し得るトルクをより高めることができる構造を有するＳＲモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスイッチドリラクタンスモータは、ロータの周方向に並ぶように該ロータに形成された１０極のロータ側突極部と、ステータのロータ側突極部に対向する面部に該ステータの周方向に並ぶように形成された１２極のステータ側突極部と、各ステータ側突極部に巻回されたステータコイルとを備えるスイッチドリラクタンスモータであって、
前記ロータの周方向で隣り合う２つのロータ側突極部の各組毎に、各組の２つのロータ側突極部の間の箇所に磁石が配置されていると共に、該磁石のそれぞれは、ロータとステータとの間のギャップを横断する方向の磁石磁束を発生するように磁化されており、
各ステータコイルは、前記ロータを回転させるための励磁磁束を発生するとき、該ステータコイルに対向する前記磁石が発生する磁石磁束と逆向きの励磁磁束を発生するように通電されることを特徴とする（第１発明）。
【０００９】
なお、本発明において、「ロータの周方向」、又は「ステータの周方向」というのは、ロータの回転軸心周りの方向を意味する。
【００１０】
上記第１発明のスイッチドリラクタンスモータでは、ロータの周方向で隣り合う２つのロータ側突極部の各組毎に、各組の２つのロータ側突極部の間の箇所に磁石が配置されていると共に、該磁石のそれぞれは、ロータとステータとの間のギャップを横断する方向の磁石磁束を発生するように磁化されている。
【００１１】
ここで、本発明の各種検討によれば、１２極のステータ側突極部と１０極のロータ側突極部とを有するスイッチドリラクタンスモータでは、ロータを回転させるリラククタンストルクを発生させるように、各ステータコイルの通電を行いつつ、各ステータコイルの通電時に該ステータコイルに対向する磁石が発生する磁石磁束と逆向きの励磁磁束を該ステータコイルから発生させることが可能である。
【００１２】
そこで、第１発明のスイッチドリラクタンスモータでは、各ステータコイルは、前記ロータを回転させるための励磁磁束を発生するとき、該ステータコイルに対向する前記磁石が発生する磁石磁束と逆向きの励磁磁束を発生するように通電されるものとした。
【００１３】
かかる第１発明のスイッチドリラクタンスモータにあっては、特に、通電を行うステータコイルが巻回されたステータ側突極部が、ステータ側突極部が周方向で隣り合う２つのロータ側突極部の間の箇所（すなわち、前記磁石の配置箇所）に対向する状態で、ロータ及びステータの間の磁気抵抗を高めることができる。
【００１４】
このため、通電を行うステータコイルが巻回されたステータ側突極部がロータ側突極部に対向する状態でロータ及びステータの間で還流する磁束と、ステータ側突極部が周方向で隣り合う２つのロータ側突極部の間の箇所に対向する状態でロータ及びステータの間で還流する磁束との差の大きさを、各磁石を除去した場合に比べて大きくすることができる。
【００１５】
その結果、第１発明のスイッチドリラクタンスモータが出力し得るトルクを、ロータに前記磁石を備えない従来の構造のスイッチドリラクタンスモータに比べて高めることができる。
【００１６】
上記第１発明では、ロータの回転時に各ステータコイルから発生する励磁磁束を、該ステータコイルに対向する磁石が発生する磁石磁束と逆向きの磁束にするために、例えば、次のよう構成が採用される。
【００１７】
すなわち、前記ロータの周方向で隣り合う各組の２つの磁石は、互いに逆向きに磁化されており、前記ステータコイルはＡ相、Ｂ相、Ｃ相の３相のコイルに分類されると共に、各相のステータコイルは、前記ステータの周方向で隣り合う２つのステータ側突極部と該２つのステータ側突極部のそれぞれに対してロータの周方向に１８０度の位相差を有する位置で前記ステータの周方向に隣り合う２つのステータ側突極部とから成る４個のステータ側突極部にそれぞれ巻回された４個のステータコイルにより構成されており、各相の４個のステータコイルは、前記ロータを回転させるための励磁磁束を発生するとき、該４個のステータコイルのそれぞれに対向する前記磁石が発生する磁石磁束と逆向きの励磁磁束を発生するために、該４個のステータコイルの通電を行う各回毎に、該４個のステータコイルのそれぞれの通電の向きが前回の通電の向きと逆向きに切替わるように通電される（第２発明）。
【００１８】
この第２発明によれば、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相の４個のステータコイルの流す電流の向きを切り替えることが可能な通電回路を採用するだけで、ロータの回転を行わせつつ、各ステータコイルから発生する励磁磁束を、該ステータコイルに対向する磁石が発生する磁石磁束と逆向きの磁束にすることを容易に行うことができる。
【００１９】
また、上記第１発明又は第２発明では、前記ロータには、前記各磁石のＮ極及Ｓ極を該ロータの内部で短絡させるバイパス磁路が形成されていることが好ましい（第３発明）。
【００２０】
かかる第３発明によれば、上記バイパス磁路をロータに形成しておくことで、該バイパス磁路とこれに対応する磁石とを併せた系の磁気抵抗の抵抗値が、該磁石の単体の磁気抵抗の抵抗値よりも減少する。このため、該磁石に対向するステータコイルから、該磁石の磁石磁束と逆向きの励磁磁束を発生させたときに、該磁石に作用する磁界の強さが軽減される。このため、ロータに搭載する各磁石として、比較的、保磁力の低い磁石を利用しつつ、該磁石の減磁を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（ａ），（ｂ）は本発明の一実施形態のスイッチドリラクタンスモータ（ＳＲモータ）の構成を示す断面図。
【図２】実施形態のＳＲモータの要部の拡大断面図。
【図３】実施形態のＳＲモータにおける各相のステータコイルの励磁磁束の発生形態を示す図。
【図４】実施形態のＳＲモータの磁気特性を示すグラフ。
【図５】実施形態のＳＲモータの出力トルクを例示するグラフ。
【図６】実施形態のＳＲモータに関する磁気回路を示す図。
【図７】実施形態のＳＲモータに備える磁石の動作特性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施形態を以下に説明する。図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態のスイッチドリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータという）１は、インナーロータ型のＳＲモータであり、ステータ２と、該ステータ２の内側に配置された回転自在なロータ３とを有する。ステータ２及びロータ３の基体（本体）は、それぞれに形成される後述の突極部を含めて、電磁鋼板等の磁性体（軟質磁性体）により構成されている。
【００２３】
ロータ３の外周部に対向するステータ２の内周部には、周方向（ロータ３の回転軸心周りの方向）に一定間隔（３０度の角度間隔）で並ぶように配置された１２極の突極部４が形成されている。そして、各突極部４には、通電によりロータ３の径方向の磁束を発生するステータコイル５が巻回されている。
【００２４】
なお、突極部４は、発明におけるステータ側突極部に相当する。また、本実施形態のＳＲモータ１では、ロータ３の径方向は、換言すれば、ステータ２とロータ３との間のギャップを横断する方向を意味する。
【００２５】
ステータコイル５は、図示の如く、Ａ相、Ｂ相、及びＣ租の３相に分類されている。任意の１つの相のステータコイル５は、４個のステータコイル５により構成される。例えばＡ相のステータコイル５は、図１（ａ）又は図１（ｂ）に示すように、ステータ２の周方向で隣り合う２つの突極部４−１，４−２と、当該２つの突極部４−１，４−２のそれぞれに対して周方向に１８０度の位相差を有する位置（２つの突極部４−１，４−２のそれぞれに対してロータ３の径方向に対向する位置）で周方向に隣り合う２つの突極部４−３，４−４とから成る４個の突極部４−１，４−２，４−３，４−４にそれぞれ巻回された４個のステータコイル５−１，５−２，５−３，５−４により構成される。
【００２６】
これらの４個のステータコイル５−１，５−２，５−３，５−４は、直列又は並列に接続されている。そして、これらの４個のステータコイル５−１，５−２，５−３，５−４の通電によって、周方向で隣り合う一方の組のステータコイル５−１，５−２が、ロータ３の径方向で互いに逆向きの励磁磁束を発生すると共に、周方向で隣り合う他方の組のステータコイル５−３，５−４が、ロータ３の径方向で互いに逆向きの励磁磁束を発生するようになっている。
【００２７】
すなわち、図１（ａ）又は図１（ｂ）の白抜き矢印Ｙ１，Ｙ２で示すように、ステータコイル５−１，５−２の一方が通電により発生する励磁磁束の向きが、ステータ２からロータ３に向かう向き（内向き）となり、他方が通電により発生する励磁磁束の向きが、ロータ３からステータ２の向かう向き（外向き）となる。
【００２８】
同様に、図１（ａ）又は図１（ｂ）の白抜き矢印Ｙ３，Ｙ４で示すように、ステータコイル５−３，５−４一方が通電により発生する励磁磁束の向きが、ステータ２からロータ３に向かう向き（内向き）となり、他方が通電により発生する励磁磁束の向きが、ロータ３からステータ２の向かう向き（外向き）となる。
【００２９】
さらに、４個のステータコイル５−１，５−２，５−３，５−４の通電時には、ロータ３の径方向に対向する一方の組のステータコイル５−１，５−３が、互いに同じ向きの励磁磁束を発生すると共に、ロータ３の径方向に対向する他方の組のステータコイル５−２，５−４が、互いに同じ向きの励磁磁束を発生する。
【００３０】
この場合、ステータコイル５−１，５−３の配置位置は、周方向に１８０度の位相差を有するので、図１（ａ）又は図１（ｂ）の白抜き矢印Ｙ１，Ｙ３で示すように、ステータコイル５−１，５−３の一方が発生する励磁磁束の向きが、ステータ２からロータ３に向かう向き（内向き）となり、他方が発生する励磁磁束の向きが、ロータ３からステータ２に向かう向き（外向き）となる。
【００３１】
同様に、図１（ａ）又は図１（ｂ）の白抜き矢印Ｙ２，Ｙ４で示すように、ステータコイル５−２，５−４の一方が発生する励磁磁束の向きが、ステータ２からロータ３に向かう向き（内向き）となり、他方が発生する励磁磁束の向きが、ロータ３からステータ２に向かう向き（外向き）となる。
【００３２】
以上、Ａ相に関して代表的に説明した４個のステータコイル５−１，５−２，５−３，５−４の配置と、その通電により発生する励磁磁束の向きの相互関係とは、他の相（Ｂ相、Ｃ相）ついても同様である。
【００３３】
また、本実施形態では、各相の４個のステータコイル５と電源との間に介装される適宜のスイッチ回路（図示省略）のスイッチ切替えによって、４個のステータコイル５のそれぞれに通電する電流の向きを２方向に切り替えることができるようになっている。
【００３４】
このため、例えばＡ相のステータコイル５−１，５−２，５−３，５−４が通電によりそれぞれ発生する励磁磁束の向きを、図１（ａ）に示す向きと、これと逆向きである図１（ｂ）に示す向きとに選択的に切り替えることが可能となっている。
【００３５】
ロータ３の外周部には、周方向（ロータ３の回転軸心周りの方向）に一定間隔（３６度の角度間隔）で並ぶように配置された１０極の突極部６が形成されている。この突極部６は、本発明におけるロータ側突極部に相当する。
【００３６】
そして、ロータ３の周方向に隣り合う２つの突極部６，６の各組毎に、各組の２つの突極部６，６の間には、ロータ３の基体に埋め込まれた磁石（永久磁石）７が配置されている。すなわち、ロータ３の突極部６と同数の磁石（１０個の磁石７）が、それぞれ、周方向に隣り合う突極部６，６の間の位置に配置されて、ロータ３の周方向に一定間隔（３６度の角度間隔）で配列されている。
【００３７】
この場合、図２に例示するように、各磁石７はロータ３の径方向に磁化されている。すなわち、各磁石７の、ロータ３の径方向での両端部（ロータ３の外周面寄りの端部及びロータ３の軸心寄りの端部）のうちの一方の端部がＮ極、他方の端部がＳ極となっている。
【００３８】
さらに、ロータ３の周方向で隣り合う各組の２つの磁石７，７は、図２に例示するように、互いに逆向きに磁化されている。すなわち、周方向に隣り合う２つの磁石７，７の一方側の磁石７は、ロータ３の外周面寄りの端部がＮ極となり、他方側の磁石７は、ロータ３の外周面寄りの端部がＳ極となっている。
【００３９】
また、ロータ３の基体には、各磁石７が配置された箇所に、該磁石７のＮ極とＳ極とを短絡するように機能するバイパス磁路８が設けられている。具体的には、図２に示すように、ロータ３の基体のうち、各磁石７とステータ２との間で該磁石７を覆うように形成された部分８がバイパス磁路８として形成されている。このバイパス磁路８により、各磁石７が発生する磁石磁束の一部は、該磁石７に対応するバイパス磁路８を通ってロータ３の基体内部で還流し、残りの磁石磁束がロータ３とステータ２との間で還流するようになっている。
【００４０】
なお、各磁石７は、比較的低保磁力のものでよく、例えばネオジム・鉄・ボロン系焼結磁石により構成される。
【００４１】
次に、本実施形態のＳＲモータ１の作動を説明する。Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相のステータコイル５の通電を順次行うことを、ロータ３の３６度の回転角度毎に繰り返すことで、リラクタンストルクによるロータ３の回転駆動が行われる。
【００４２】
この場合、各相のステータコイル５の通電は、該相の４個のステータコイル５のそれぞれにロータ３の４個の磁石７のそれぞれが概ね対向する状態で行われる。そして、任意の１つの相の４個のステータコイル５の通電電流の向きは、当該１つの相の４個のステータコイル５のそれぞれに略対向する４個の磁石７が発生するロータ３の径方向の磁石磁束の向きと逆向きの励磁磁束を、当該相の４個のステータコイル５に発生させる向きとされる。また、当該１つの相の４個のステータコイル５の通電電流の向き（ひいては、４個のステータコイル５が発生する励磁磁束の向き）は、当該相の４個のステータコイル５の通電を行う都度、前回と逆向きに切り替えられる。
【００４３】
より具体的な例を以下に説明する。以下の説明では、便宜上、ロータ３に搭載された各磁石７の配置位置（ロータ３の周方向での配置位置）を図１（ａ），（ｂ）に示すように、枠付きの番号ｎ（ｎ＝１，２，……，１０）により表す。なお、図１（ｂ）のロータ３は、図１（ａ）の状態から３６度、回転した状態のものである。
【００４４】
この場合、偶数番位置及び奇数番位置のいずれか一方の各磁石７、例えば偶数番位置の各磁石７は、ロータ３の径方向で外向き（ロータ３からステータ２に向かう向き）の磁石磁束を発生するように磁化され、奇数番位置の各磁石７は、偶数番位置の磁石７と逆に、ロータ３の径方向で内向き（ステータ２からロータ３に向かう向き）の磁石磁束を発生するように磁化されているものとする。
【００４５】
そして、ある時刻ｔ0において、図１（ａ）に示す如く、Ａ相の４個のステータコイル５（５−１，５−２，５−３，５−４）のそれぞれに、１０番位置の磁石７、１番位置の磁石７、５番位置の磁石７、６番位置の磁石７のそれぞれがほぼ対向しており、この状態で、Ａ相の４個のステータコイル５の通電が行われる場合を想定する。
【００４６】
このとき、１０番位置の磁石７、１番位置の磁石７、５番位置の磁石７、６番位置の磁石７は、それぞれロータ３の径方向で外向き、内向き、内向き、外向きの磁石磁束を発生するので、１０番位置、１番位置、５番位置、６番位置のそれぞれの磁石７にそれぞれ略対向するＡ相の４個のステータコイル５（５−１，５−２，５−３，５−４）は、それぞれが通電により発生する励磁磁束が、図１（ａ）の白抜き矢印Ｙ１〜Ｙ４又は図３における時刻ｔ0での矢印で示すように、内向き、外向き、外向き、内向きとなるような通電方向で通電される。
【００４７】
なお、図３において、上向きの矢印は外向きの励磁磁束を意味し、下向きの矢印は内向きの励磁磁束を意味する。また、図２には、上記の状況（時刻ｔ0の状況）でＡ相のステータコイル５−１、５−２が発生する励磁磁束を代表的に白抜きの矢印Ｙ５，Ｙ６で示し、該ステータコイル５−１、５−２にそれぞれ略対向する磁石７，７が発生する磁石磁束の向きを黒線の矢印Ｙ７，Ｙ８で示している。
【００４８】
次に、時刻ｔ1において、２番位置、３番位置、７番位置、８番位置の磁石７がそれぞれＢ相の４個のステータコイル５にそれぞれ略対向する状態で、Ｂ相の４個のステータコイル５が、図３に示すような励磁磁束を発生するように通電される。
【００４９】
このとき、２番位置、３番位置、７番位置、８番位置の磁石７は、それぞれロータ３の径方向で外向き、内向き、内向き、外向きの磁石磁束を発生するので、２番位置、３番位置、７番位置、８番位置のそれぞれの磁石７にそれぞれ略対向するＢ相の４個のステータコイル５は、それぞれが通電により発生する励磁磁束が、図３に示すように、内向き、外向き、外向き、内向きとなるような通電方向で通電される。
【００５０】
次に、時刻ｔ2において、４番位置、５番位置、９番位置、１０番位置の磁石７がそれぞれＣ相の４個のステータコイル５にそれぞれ略対向する状態で、Ｃ相の４個のステータコイル５が、図３に示すような励磁磁束を発生するように通電される。
【００５１】
このとき、４番位置、５番位置、９番位置、１０番位置の磁石７は、それぞれロータ３の径方向で外向き、内向き、内向き、外向きの磁石磁束を発生するので、４番位置、５番位置、９番位置、１０番位置のそれぞれの磁石７にそれぞれ略対向するＣ相の４個のステータコイル５は、それぞれが通電により発生する励磁磁束が、図３に示すように、内向き、外向き、外向き、内向きとなるような通電方向で通電される。
【００５２】
次に、ロータ３が時刻ｔ0から３６度回転した時刻ｔ3において、Ａ相の４個のステータコイル５（５−１，５−２，５−３，５−４）にそれぞれ、図１（ｂ）に示す如く、１番位置、２番位置、６番位置、７番位置の磁石７がそれぞれ略対向する。
【００５３】
このとき、１番位置、２番位置、６番位置、７番位置の磁石７は、それぞれロータ３の径方向で内向き、外向き、外向き、内向きの磁石磁束を発生する。このため、Ａ相の４個のステータコイル５は、図１（ｂ）の白抜き矢印Ｙ１〜Ｙ４で示すように前回の通電時（時刻ｔ0の通電時）と逆向きの励磁磁束を発生するように、前回の通電時と逆向きに通電される。これにより、Ａ相の４個のステータコイル５は、図３に示すように、それぞれに対向する磁石７が発生する磁石磁束と逆向きの励磁磁束を発生する。
【００５４】
以降、上記と同様に、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相のステータコイル５の通電を順次行うことがロータ３の３６度の回転角度毎のサイクルで繰り返される。そして、この場合、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相のそれぞれのステータコイル５の各回の通電は、当該相の前回の通電時と逆きの励磁磁束を発生させるように行われる。
【００５５】
この結果、各磁石７に対向するステータコイル５の通電を行う時には、常に、該磁石７の磁石磁束と逆向きの励磁磁束を発生するように、該ステータコイル５の通電が行われる。
【００５６】
すなわち、１番位置の磁石７等、内向きの磁石磁束を発生する奇数番位置の各磁石７に略対向するステータコイル５の通電は、常に、外向きの励磁磁束を発生するように行われる。また、２番位置の磁石７等、外向きの磁石磁束を発生する偶数番位置の各磁石７に略対向するステータコイル５の通電は、常に、内向きの励磁磁束を発生するように行われる。
【００５７】
以上のように各相のステータコイル５の通電を行うことで、ロータ３の突極部６及がステータ２の突極部４に対向するときのロータ３及びステータ２間の磁気抵抗と、ロータ３の各磁石７がステータ２の突極部４に対向するときのロータ３及びステータ２間の磁気抵抗との違いに起因するリラクタンストルクが発生して、ロータ３の回転駆動が行われる。
【００５８】
この場合のＳＲモータ１の動作特性について以下に説明する。本実施形態のＳＲモータ１では、ロータ３の突極部６がステータ２の突極部４（励磁磁束を発生するステータコイル５が巻回された突極部４）に対向する状態（以降、単に対向状態ということがある）で、ステータ２とロータ３との間で還流する磁束と、ステータコイル５に通電する電流と間の関係は、図４に実線ｅ１のグラフで示すような関係となる。
【００５９】
また、ロータ３の突極部６が、ステータコイル５の通電による磁束発生部として機能するステータ２の突極部４に対向しない状態、換言すれば、磁石７がステータ２の突極部４に対向する状態（以降、単に非対向状態ということがある）で、ステータ２とロータ３との間で還流する磁束と、ステータコイル５に通電する電流と間の関係は、図４に実線ｅ２のグラフで示すような関係となる。
【００６０】
なお、ＳＲモータ１の出力トルクは、図４の実線ｅ１，ｅ２の間の面積に応じたものとなり、該面積が大きいほど、ＳＲモータ１が発生可能な出力トルクが大きくなる。
【００６１】
ここで、本実施形態では、ロータ３の周方向に隣り合う各組の突極部６，６の間の箇所には、磁石７が配置されている。そして、この磁石７が発生するロータ３の径方向の磁石磁束は、該磁石７に略対向するステータコイル５による励磁磁束と逆向きの磁束である。このため、前記非対向状態でロータ３とステータ２との間で還流する磁束の磁路の磁気抵抗は、ロータ３から各磁石７を除去した場合に較べて大きくなる。
【００６２】
従って、前記非対向状態でステータ２とロータ３との間で還流する磁束は、該ロータ３に磁石７が搭載されている本実施形態のＳＲモータ１では、ロータ３に磁石７が搭載されていない場合に比して小さくなる。
【００６３】
具体的には、ロータ３から各磁石７を除去した構造のＳＲモータ（通常の構造のＳＲモータ）では、ロータ３の突極部６がステータ２の突極部４に対向する対向状態で、ステータ２とロータ３との間で還流する磁束は、本実施形態のＳＲモータ１における磁束（図４の実線ｅ１のグラフ）とほぼ同様になる。
【００６４】
一方、ロータ３から各磁石７を除去した構造のＳＲモータでは、ロータ３の突極部６がステータ２の突極部４に対向しない非対向状態で、ステータ２とロータ３との間で還流する磁束は、図４に二点鎖線ｅ３のグラフで例示するようになることが確認された。
【００６５】
図示の如く、本実施形態のＳＲモータ１では、前記非対向状態で、ステータ２とロータ３との間で還流する磁束が、ロータ３から磁石７を除去した場合よりも大幅に減少する。
【００６６】
このため、ロータ３に磁石７を有する本実施形態のＳＲモータ１では、図４の実線ｅ１，ｅ２の間の面積が、ロータ３に磁石７を有しないＳＲモータにおける当該面積（≒実線ｅ１と二点鎖線ｅ３との間の面積）よりも拡大する。
【００６７】
従って、ロータ３に磁石７を搭載した本実施形態のＳＲモータ１は、ロータ３に磁石７を有しない通常のＳＲモータよりも発生可能な出力トルクを増加させることができる。
【００６８】
実際、図５のグラフで示すように、本実施形態のＳＲモータ１の出力トルク（実線のグラフ）は、磁石７を備えないＳＲモータの出力トルク（破線のグラフ）よりも大きくなることが確認された。なお、図５の横軸の「回転角度」はロータ３の回転角度である。
【００６９】
また、本実施形態では、各磁石７が発生するロータ３の径方向の磁石磁束と逆向きの励磁磁束を該磁石７に対向するステータコイル５から発生するものの、ロータ３には、各磁石７の配置箇所に、前記したバイパス磁路８が形成されている。このため、磁石７として、低保磁力の磁石を使用しても、該磁石７の減磁を防止することができる。
【００７０】
以下に、この効果に関して図６及び図７を参照して説明する。
【００７１】
各磁石７とこれに対応するバイパス磁路８とを組み合わせた系の磁気回路は、等価的に図６に示すような回路で表される。この磁気回路は、起磁力が、バイパス磁路８の磁気抵抗２２と、ロータ３の外部の磁気抵抗２３との並列回路に、磁石７の内部磁気抵抗２１を介して印加されることを表す磁気回路である。
【００７２】
この磁気回路における磁石７の内部磁気抵抗２１の抵抗値をＲｍ、バイパス磁路８の磁気抵抗２２の抵抗値をＲｂとおく。
【００７３】
各磁石７における磁界（外部磁界）Ｈと磁束密度Ｂとの間の関係を示す磁気特性は、図７に実線ａ１のグラフで示すような特性となる。また、磁石７における磁気特性を示す実線ａ１のグラフの傾き（減磁が生じない領域での傾き）は、１／Ｒｍとなる。
【００７４】
ここで、バイパス磁路８が無いと仮定した場合（図６に示す磁気抵抗２２の抵抗値Ｒｂが無限大であると仮定した場合）、磁石７に対向するステータコイル５の励磁磁束により磁石７に作用する磁界Ｈが−Ｈａ（＜０）であるときの磁石７の動作点は、図７に示すように実線ａ１とパーミアンス直線ｃ１との交点Ｐ１となる。
【００７５】
従って、磁石７は、図７中のＨｃ１（＝動作点Ｐ１での磁界Ｈの大きさ）以上の大きさの保磁力が必要となる。
【００７６】
一方、バイパス磁路８を有する場合（図６に示す磁気抵抗２２の抵抗値Ｒｂがゼロより大きい有限値である場合）には、ロータ３の外部の負荷側（図６の磁気抵抗２３側）から見た起磁力側の磁気抵抗は、磁石７の内部磁気抵抗２１とバイパス磁路８の磁気抵抗２２との並列抵抗となるので、その抵抗値は（Ｒｍ・Ｒｂ）／（Ｒｍ＋Ｒｂ）（＜Ｒｍ）となる。なお、通常、Ｒｍ＞＞Ｒｂであるので、（Ｒｍ・Ｒｂ）／（Ｒｍ＋Ｒｂ）≒Ｒｂとなる。
【００７７】
従って、磁石７にバイパス磁路８を組み合わせた磁気回路系の磁気特性は、図７に二点鎖線ａ２の直線で示すような特性となる。この場合、二点鎖線ａ２の直線の傾きは、（Ｒｍ＋Ｒｂ）／（Ｒｍ・Ｒｂ）（≒１／Ｒｂ）となる。
【００７８】
このため、磁石７にバイパス磁路８を組み合わせた磁気回路系では、磁界Ｈが−Ｈａであるときの動作点は、二点鎖線ａ２とパーミアンス直線ｃ１との交点Ｐ２となる。従って、磁石７にバイパス磁路８を組み合わせた磁気回路系では、磁石７は、動作点Ｐ２での磁界Ｈの大きさである図７中のＨｃ２以上の大きさの保磁力が必要となる。
【００７９】
この場合、Ｈｃ２＜Ｈｃ１であるから、バイパス磁路８を備えることで、磁石７の必要保持力を、バイパス磁路８が無い場合よりも低減できることが判る。
【００８０】
この結果、本実施形態のＳＲモータ１では、各磁石７として、比較的、保磁力の小さい磁石を使用しても、各磁石７の減磁を防止することができる。
【００８１】
なお、以上説明した本実施形態のＳＲモータ１は、インナーロータ型のモータであるが、本発明のＳＲモータは、アウターロータ型のモータであってもよく、あるいは、アキシャルギャップ型のモータであってもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１…スイッチドリラクタンスモータ、２…ステータ、３…ロータ、４…突極部（ステータ側突極部）、５…ステータコイル、６…突極部（ロータ側突極部）、７…磁石。
【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１】
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