(57)【要約】      （修正有）【課題】永久磁石によるマグネットトルクとロータのインダクタンスの変化による突極率によるインダクタンストルクの両方を損なわない効率的なモーターを提供する。【解決手段】永久磁石はロータの外周面及び内周面に露出して構成し、永久磁石の鎖交磁束を大きく増やす形状とし永久磁石によるマグネットトルクを大きくしつつもリラクタンストルクを発生させるための磁路はリラクタンス部材を通って外側磁極部と内側磁極部との間で構成できるので十分な広さに保つことができ突極比を大きく構成できリラクタンストルクも大きくできる。【選択図】図１
0003232489.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の磁石保持部材と、該磁石保持部材の外周面に複数の扇型板形状であり軟磁性材料からなる隣り合う磁石とは異なる極性に着磁された永久磁石が交互に設けられて構成される外側磁石層と、該磁石保持部材の内周面に前記外側磁石層と同じ方向の磁界となるように配置された複数の扇型板形状であり隣り合う磁石とは異なる極性に着磁された永久磁石が交互に設けられて構成される内側磁石層と、一端を前記外側磁石層の外周面と同方向に向けられた外側磁極対向部ともう一端を前記内側磁石層の内周面と同方向に向けられた内側磁極対向部とを持ち前記外側磁石層を形成する各磁石の隣り合う境界面並びに前記内側磁石層を形成する各磁石の隣り合う境界面に挿入された軟磁性材料で形成されたリラクタンス部材とからなるロータと、
軟磁性材料からなり該ロータの外側磁石層の外周面に隙間をもって対向する第１の外側磁極部と該ロータの内側磁石層の内周面に隙間をもって対向する第１の内側磁極部と該第１の内側磁極部と前記第１の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第１ステータと、
前記第１ステータの第１の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第１ステータに巻回され第１の外側磁極部を励磁する第１の外側コイルと、
前記第１ステータの第１の内側磁極部と連結部の間に前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第１ステータに巻回され第１の外側磁極と異なる極性に第１の内側磁極部を励磁する第１の内側コイルと、
軟磁性材料からなり該ロータの外側磁石層の外周面に隙間をもって対向する第２の外側磁極部と該ロータの内側磁石層の内周面に隙間をもって対向する第２の内側磁極部と該第２の内側磁極部と前記第２の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第２ステータと、
前記第２ステータの第２の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第２ステータに巻回され第２の外側磁極部を励磁する第２の外側コイルと、
前記第２ステータの第２の内側磁極部と連結部の間に前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第２ステータに巻回され第２の外側磁極と異なる極性に第２の内側磁極部を励磁する第２の内側コイルと、
軟磁性材料からなり該ロータの外側磁石層の外周面に隙間をもって対向する第３の外側磁極部と該ロータの内側磁石層の内周面に隙間をもって対向する第３の内側磁極部と該第３の内側磁極部と前記第３の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第３ステータと、
前記第３ステータの第３の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第３ステータに巻回され第３の外側磁極部を励磁する第３の外側コイルと、
前記第３ステータの第３の内側磁極部と連結部の間であって前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第３ステータに巻回され第３の外側磁極と異なる極性に第３の内側磁極部を励磁する第３の内側コイルと、
を備えたモータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】永久磁石を用いたブラシレスモータで特にマグネット埋め込み式のロータを用いるブラシレスモータ（ＩＰＭモータ）の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】近年、軟磁性材料からなるロータとその内部に永久磁石を埋め込み、ロータの軟磁性材料特性のリラクタンストルクによる回転力と永久磁石によるマグネットトルクによる回転力の両方を用いて回転力とする永久磁石埋め込み式のロータを用いたモータ（ＩＰＭモータ）が知られている
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許６２２６８６７
【特許文献２】特開２０１５−２０４６３８
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】前記先行技術文献等に記載されているＩＰＭモータのロータの構成すなわち軟磁性材料のロータに対してマグネットを埋め込みリラクタンストルクを発生するためのロータ内の磁路をマグネットの外周面に設けるロータ構造では、発生トルクを大きくするには永久磁石の鎖交磁束を大きく増やすかリラクタンスの突極比を大きくするかであり、突極比を大きくするにリラクタンストルクを発生する磁路を広くする必要がある。従来構造の場合は、リラクタンストルクが発生する磁路がマグネットの外周面に形成されているので、その場合は永久磁石がロータの中心方向に配置せざるを得なくなり磁石の利用面積が小さくなってしまう。逆に永久磁石の鎖交磁束を増やそうとすると永久磁石は外周面近くに配置せざるを得なくなり永久磁石の外周面側に配置されているリラクタンストルクが発生する磁路は狭くなってしまい突極比が減少してリラクタンストルクは減少してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】円筒形状の磁石保持部材と
該磁石保持部材の外周面に複数の扇型板形状であり軟磁性材料からなる隣り合う磁石とは異なる極性に着磁された永久磁石が交互に設けられて構成される外側磁石層と、該磁石保持部材の内周面に前記外側磁石層と同じ方向の磁界となるように配置された複数の扇型板形状であり隣り合う磁石とは異なる極性に着磁された永久磁石が交互に設けられて構成される内側磁石層と、一端を前記外側磁石層の外周面と同方向に向けられた外側磁極対向部ともう一端を前記内側磁石層の内周面と同方向に向けられた内側磁極対向部とを持ち前記外側磁石層を形成する各磁石の隣り合う境界面並びに前記内側磁石層を形成する各磁石の隣り合う境界面に挿入された軟磁性材料で形成されたリラクタンス部材とからなるロータと、
軟磁性材料からなり該ロータの外側磁石層の外周面に隙間をもって対向する第１の外側磁極部と該ロータの内側磁石層の内周面に隙間をもって対向する第１の内側磁極部と該第１の内側磁極部と前記第１の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第１ステータと、
前記第１ステータの第１の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第１ステータに巻回され第１の外側磁極部を励磁する第１の外側コイルと、
前記第１ステータの第１の内側磁極部と連結部の間に前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第１ステータに巻回され第１の外側磁極と異なる極性に第１の内側磁極部を励磁する第１の内側コイルと、
軟磁性材料からなり該ロータの外側磁石層の外周面に隙間をもって対向する第２の外側磁極部と該ロータの内側磁石層の内周面に隙間をもって対向する第２の内側磁極部と該第２の内側磁極部と前記第２の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第２ステータと、
前記第２ステータの第２の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第２ステータに巻回され第２の外側磁極部を励磁する第２の外側コイルと、
前記第２ステータの第２の内側磁極部と連結部の間に前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第２ステータに巻回され第２の外側磁極と異なる極性に第２の内側磁極部を励磁する第２の内側コイルと、
軟磁性材料からなり該ロータの外側磁石層の外周面に隙間をもって対向する第３の外側磁極部と該ロータの内側磁石層の内周面に隙間をもって対向する第３の内側磁極部と該第３の内側磁極部と前記第３の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第３ステータと、
前記第３ステータの第３の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第３ステータに巻回され第３の外側磁極部を励磁する第３の外側コイルと、
前記第３ステータの第３の内側磁極部と連結部の間であって前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第３ステータに巻回され第３の外側磁極と異なる極性に第３の内側磁極部を励磁する第３の内側コイルと、
を備える。
【考案の効果】
【０００６】上記の構成により、永久磁石はロータの外周面及び内周面に露出して構成できるため永久磁石の鎖交磁束を大きく増やす形状とし永久磁石によるマグネットトルクを大きくしつつもリラクタンストルクを発生させるための磁路はリラクタンス部材を通って外側磁極部と内側磁極部との間で構成できるので十分な広さに保つことができ突極比を大きく構成できリラクタンストルクも大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施例の各部品の構成を示す分解斜視図
【図２】組み立て時の断面図
【図３】断面平面図
【図４】断面平面図
【図５】制御回路のブロック図
【図６】動作時の励磁表
【図７】マグネットの着磁状態を示す平面図
【実施例】
【０００８】  図１から図７は本発明の実施例を示す図であり、図１は各部品の構成を示す分解斜視図、図２は組み立て時の断面図、図３と図４は断面平面図、図５は制御回路のブロック図、図６は動作時の励磁表、図７は永久磁石の着磁状態を示す平面図である。
図１において、１は円筒形状の磁石保持部材、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎは扇型板形状の永久磁石である外側磁石で磁石保持部材１の円筒外周部１ａに固着されている。
外側磁石２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇ，２ｉ，２ｋ，２ｍは外周面がＳ極、磁石保持部材１の円筒外周面１ａに面した内周面はＮ極になるように着磁されている。
外側磁石２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇ，２ｉ，２ｋ，２ｍと隣り合って配列された外側磁石２ｂ，２ｅ，２ｆ，２ｈ，２ｊ，２ｌ，２ｎは外周面がＮ極、磁石保持部材１の円筒外周面１ａに面した内周面はＳ極になるように着磁されている。
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｌ，４ｍ，４ｎは軟磁性材料からなるリラクタンス部材でそれぞれが外側磁石２ａと２ｂの間、外側磁石２ｂと２ｃの間、外側磁石２ｃと２ｄの間、外側磁石２ｄと２ｅの間、外側磁石２ｅと２ｆの間、外側磁石２ｆと２ｇの間、外側磁石２ｇと２ｈの間、外側磁石２ｈと２ｉの間、外側磁石２ｉと２ｊの間、外側磁石２ｊと２ｋの間、外側磁石２ｋと２ｌの間、外側磁石２ｌと２ｍの間、外側磁石２ｍと２ｎの間、外側磁石２ｎと２ａの間に配置されている。
外側磁石２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎで外側磁石層を形成している。
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎは扇型板形状の永久磁石である内側磁石で磁石保持部材１の円筒内周部１ｂに固着されている。
内側磁石３ａ，３ｃ，３ｅ，３ｇ，３ｉ，３ｋ，３ｍは磁石保持部材１の円筒内周面１ｂに面した内周面はＳ極に、内周面がＮ極なるように着磁されている。
内側磁石３ａ，３ｃ，３ｅ，３ｇ，３ｉ，３ｋ，３ｍはそれぞれが外側磁石２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇ，２ｉ，２ｋ，２ｍと同じ角度範囲になるように配置されている。
内側磁石３ｂ，３ｄ，３ｆ，３ｈ，３ｊ，３ｌ，３ｎは磁石保持部材１の円筒内周面１ｂに面した内周面はＮ極に、内周面がＳ極なるように着磁されている。
内側磁石３ｂ，３ｄ，３ｆ，３ｈ，３ｊ，３ｌ，３ｎはそれぞれが外側磁石２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｈ，２ｊ，２ｌ，２ｎと同じ角度範囲になるように配置されている。
また外側磁石２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎとそれぞれの円周方向に関して同じ角度範囲で対応する内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとはそれぞれが同じ磁界を形成するような向きで配置されていることになる
リラクタンス部材４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｌ，４ｍ，４ｎはそれぞれが内側磁石３ａと３ｂの間、内側磁石３ｂと３ｃの間、内側磁石３ｃと３ｄの間、内側磁石３ｄと３ｅの間、内側磁石３ｅと３ｆの間、内側磁石３ｆと３ｇの間、内側磁石３ｇと３ｈの間、内側磁石３ｈと３ｉの間、内側磁石３ｉと３ｊの間、内側磁石３ｊと３ｋの間、内側磁石３ｋと３ｌの間、内側磁石３ｌと３ｍの間、内側磁石３ｍと３ｎの間、内側磁石３ｎと３ａの間に配置されている。
内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎで内側磁石層を形成している。
リラクタンス部材４ａは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ａａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ａｂを備える。
リラクタンス部材４ｂは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｂａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｂｂを備える。
リラクタンス部材４ｃは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｃａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｃｂを備える。
リラクタンス部材４ｄは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｄａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｄｂを備える。
リラクタンス部材４ｅは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｅａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｅｂを備える。
リラクタンス部材４ｆは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｆａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｆｂを備える。
リラクタンス部材４ｇは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｇａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｇｂを備える。
リラクタンス部材４ｈは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｈａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｈｂを備える。
リラクタンス部材４ｉは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｉａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｉｂを備える。
リラクタンス部材４ｊは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｊａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｊｂを備える。
リラクタンス部材４ｋは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｋａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｋｂを備える。
リラクタンス部材４ｌは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｌａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｌｂを備える。
リラクタンス部材４ｍは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｍａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｍｂを備える。
リラクタンス部材４ｎは一端が外側磁石層の外周面を向き後述の外側磁極部に隙間をもって対向する外側磁極対向部４ｎａ、もう一端が内側磁石層の内周面を向き後述の内側磁極部に隙間をもって対向する内側磁極対向部４ｎｂを備える。
磁石保持部材１と外側磁石２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎからなる外側磁石層、内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎからなる内側磁石層と、リラクタンス部材４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｌ，４ｍ，４ｎでロータを形成している。
磁石保持部材１は後述のベースステータに回転可能に取り付けられている。
外側磁石２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎの表面磁束密度は内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎの表面磁束密度よりも高くなるように着磁されている。
５は軟磁性材料からなるベースステータで前記外側磁石層の外周側の着磁部に隙間をもって対向する外側磁極部５ａが円周を１２分割された３０度ごとに配置されて、内側磁極部５ｂが前記内側着磁層の内周側の着磁部に隙間をもって対向し外側磁極部５ａと同じ角度範囲に円周を１２分割された３０度ごとに配置されている。前記外側磁極部５ａと内側磁極部５ｂとは連結部５ｃ部で磁気的に連結され磁気回路を構成する。
図に示すように複数の外側磁極部と永久磁石を挟んで隙間をもってそれに同じ角度範囲で対向する内側磁極部とを連結部を介してつなぐステータをこのベースステータで構成する。
ロータの回転位相に応じて前記リラクタンス部材４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｌ，４ｍ，４ｎと外側磁極部５ａ、内側磁極部５ｂ、連結部５ｃでエアギャップを持つ磁路を形成する。
６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７は外側コイルで外側コイル６、外側コイル８、外側コイル１０、外側コイル１２、外側コイル１４、外側コイル１６、外側コイル７、外側コイル９、外側コイル１０、外側コイル１３、外側コイル１５、外側コイル１７の周方向における順番で前記ベースステータ５の外側磁極部５ａと連結部５ｃの間に前記外側磁石２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎとは軸方向に並んで配置され外側磁極部を励磁可能に巻回されている。
外側コイル６，１２と外側コイル９，１５は同時に励磁されるが巻き方向が逆のため外側コイル６，１２によって励磁される外側磁極部５ａと外側コイル９，１５によって励磁される外側磁極部５ａはお互いに異なる極性に励磁される。
外側コイル７，１３と外側コイル１０，１６は同時に励磁されるが巻き方向が逆のため外側コイル７，１３によって励磁される外側磁極部５ａと外側コイル１０，１６によって励磁される外側磁極部５ａはお互いに異なる極性に励磁される。
外側コイル８，１４と外側コイル１１，１７は同時に励磁されるが巻き方向が逆のため外側コイル８，１４によって励磁される外側磁極部５ａと外側コイル１１，１７によって励磁される外側磁極部５ａはお互いに異なる極性に励磁される。
１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９は内側コイルであり内側コイル１８は前記外側コイル６が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル６が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル１９は前記外側コイル７が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル７が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２０は前記外側コイル８が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル８が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２１は前記外側コイル９が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル９が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２２は前記外側コイル１０が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル１０が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２３は前記外側コイル１０が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル１０が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２４は前記外側コイル１２が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル１２が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２５は前記外側コイル１３が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル１３が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２６は前記外側コイル１４が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル１４が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２７は前記外側コイル１５が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル１５が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２８は前記外側コイル１６が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル１６が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２９は前記外側コイル１７が巻回される外側磁極５ａと同じ角度範囲で永久磁石を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部５ｂと連結部５ｃの間に前記内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎとは軸方向に並んで配置され、内側磁極部５ｂを外側コイル１７が外側磁極５ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
ベースステータ５は３ｄ部で前記磁石保持部材１の軸部１ｃが回転可能に保持している。
外側コイル６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６、１７の導線線径をｄ１とし、内側コイル１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９の導線線径をｄ２とするとｄ１＞ｄ２となるよう構成されている。
外側コイル６，１２，９，１５は請求項における第１の外側コイル、内側コイル１８，２４、２１、２７は請求項における第１の内側コイルであり第１の外側コイルと第１の内側コイルで三相ブラシレスモータのＵ相を構成する。
外側コイル６，１２，９，１５で励磁される外側磁極５ａが第１の外側磁極部、内側コイル１８，２４、２１、２７で励磁される内側磁極５ｂが第１の内側磁極部であり、第１の外側磁極部と第１の内側磁極部と連結部５ｃ部とで第１のステータを構成する。
外側コイル７，１３，１０，１６は請求項における第２の外側コイル、内側コイル１９，２５、２２、２８は請求項における第２の内側コイルであり第２の外側コイルと第２の内側コイルで三相ブラシレスモータのＶ相を構成する。
外側コイル７，１３，１０，１６で励磁される外側磁極５ａが第２の外側磁極部、内側コイル１９，２５、２２、２８で励磁される内側磁極５ｂが第２の内側磁極部であり、第２の外側磁極部と第２の内側磁極部と連結部５ｃ部とで第２のステータを構成する。
外側コイル８，１４，１１，１７は請求項における第３の外側コイル、内側コイル２０，２６、２３、２９は請求項における第３の内側コイルであり第３の外側コイルと第３の内側コイルで三相ブラシレスモータのＷ相を構成する。
外側コイル８，１４，１１，１７で励磁される外側磁極５ａが第３の外側磁極部、内側コイル２０，２６、２３、２９で励磁される内側磁極５ｂが第３の内側磁極部であり、第３の外側磁極部と第３の内側磁極部と連結部５ｃ部とで第３のステータを構成する。
組み立て時の断面の様子を図２に示す。
図３、図４は永久磁石の位置でみた平面断面図である。
図３で示す状態は、第１の外側コイルである外側コイル６，１２，９，１５と第１の内側コイルである内側コイル１８，２４、２１、２７に通電がなされてそれらコイルにより励磁された第１の外側磁極５ａと第１の内側磁極５ｂが励磁状態にあり、第２の外側コイルである外側コイル７，１３，１０，１６と第２の内側コイルである内側コイル１９，２５、２２、２８に通電がなされてそれらコイルにより励磁された第２の外側磁極５ａと第２の内側磁極５ｂが励磁状態にある場合の永久磁石からなる外側磁石層と内側磁石層の鎖交磁束が最大となる位相となるときのロータの位相を示している。
図４で示す状態は、第１の外側コイルである外側コイル６，１２，９，１５と第１の内側コイルである内側コイル１８，２４、２１、２７に通電がなされてそれらコイルにより励磁された第１の外側磁極５ａと第１の内側磁極５ｂが励磁状態にあり第２の外側コイルである外側コイル７，１３，１０，１６と第２の内側コイルである内側コイル１９，２５、２２、２８に通電がなされてそれらコイルにより励磁された第２の外側磁極５ａと第２の内側磁極５ｂが励磁状態にある場合のリラクタンス部材４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｌ，４ｍ，４ｎとで形成する磁路のリラクタンスが最小となりロータの位相が安定状態になる状態のロータ位相を示している。
図５は制御回路およびコイル結線を示すブロック図であり、Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６はそれぞれトランジスタで公知のＹ字結線３相モータ駆動回路である。図６は通電のシーケンスによるコイルの励磁状態を示すコイル励磁表である。第１状態から第２状態、第３状態、第４状態、第５状態、第６状態へと通電を切り替えてＵ相、Ｖ相、Ｗ相をそれぞれ励起しモータを回転させていく。
図５において、外側コイル６と内側コイル１８と、外側コイル７と内側コイル１９と、外側コイル８と内側コイル２０と、外側コイル９と内側コイル２１と、外側コイル１０と内側コイル２２と、外側コイル１１と内側コイル２３と、外側コイル１２と内側コイル２４と、外側コイル１３と内側コイル２５と、外側コイル１４と内側コイル２６と、外側コイル１５と内側コイル２７と、外側コイル１６と内側コイル２８と、外側コイル１７と内側コイル２９とがそれぞれ並列に接続されている。
ｄ１＞ｄ２となるよう構成されているためコイルの流れる電流も外側コイルのほうが内側コイルよりも多くなり外側磁極部５ａが外側コイル６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６、１７で励磁されて発生する磁束は内側磁極部５ｃが内側コイル１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９で励磁されたときに発生する磁束よりも多くなる。
図７は永久磁石１の着磁状態を示すもので矢印で磁束を示している。
図７に示すようにロータの外側磁石２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎの表面磁束総数は内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎの表面磁束総数よりも高く設定されており、外側磁石２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎには多くの磁束が発生する外側磁極部３ａ、内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎには外側磁極部５ａよりも少ない磁束が発生する内側磁極部５ｂが対向しバランスの良い効率的な駆動力が発生するようになっている。
ロータの外側磁石２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎの外側着磁層及び内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎの内側着磁層の両方の面に対し磁界を作用させているので従来の構成に比べて高い駆動力が発生することができる。
外側磁極５ａには外側磁石２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎが対向し、内側磁極５ｂには内側磁石３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎが対向するように構成されているので外側磁石と内側磁石を一体的に構成した場合に比べて磁石の厚さを薄く構成できる。さらに磁石保持部材１を樹脂で構成した場合はロータを軽量化することができ、また、軟磁性材料からなるリラクタンス部材４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｌ，４ｍ，４ｎにより磁路形成される場合のロータ回転位相におけるリラクタンスの変化が大きくとれるのでリラクタンストルクを大きくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０００９】三相ブラシレスモータの駆動の効率アップに適する構造
【符号の説明】
【００１０】１は磁石保持部材
１ａは外周円筒部、１ｂは内周円筒部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｎは外側磁石
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎは内側磁石
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｌ，４ｍ，４ｎはリラクタンス部材
５はベースステータ
５ａは外側磁極部
５ｂは内側磁極部
５ｃは連結部
６，７，８，９，１０，１１，１１，１３，１４，１５，１６、１７は外側コイル
１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９は内側コイル
【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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