(57)【要約】電気モータ用のロータ（１００）は、複数の半径方向磁界ロータ突極（１０９）と、複数の軸方向磁界ロータ突極（１１０）とを含む。半径方向磁界ロータ突極（１０９）および軸方向磁界ロータ突極（１１０）は、それぞれ、ロータ上で配向されており、実質的に垂直な磁束の磁界を受け、または、伝達する。また、半径方向磁界ロータ極（１０９）は、別々でかつ同軸のステータ（７０１、７０５）を用いて、半径方向の磁束の磁界を伝達するために、内周のロータ突極および外周のロータ突極（７０４、７０４''）を含んでいてもよい。
2005528074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータ用のロータであって、
複数の半径方向磁界ロータ突極と、
複数の軸方向磁界ロータ突極と、を有し、
前記半径方向磁界ロータ突極および前記軸方向磁界ロータ突極は、それぞれ前記ロータ上で配向され、実質的に垂直な磁束の磁界を受けまたは伝達する、
ロータ。
【請求項２】
前記軸方向磁界ロータ突極は、前記半径方向磁界ロータ突極内に配置される、
請求項１記載のロータ。
【請求項３】
前記軸方向磁界ロータ突極は、前記半径方向磁界ロータ突極の、対応する極間領域に配置される、
請求項１記載のロータ。
【請求項４】
前記軸方向磁界ロータ突極は、配向された磁性鋼である、
請求項１記載のロータ。
【請求項５】
前記半径方向磁界ロータ突極は、前記ロータの回転軸に対して平行な軸に沿ってスルーホールを有し、
軸方向磁界積層は、前記スルーホールに配置されて前記軸方向磁界ロータ突極を成す、
請求項２記載のロータ。
【請求項６】
前記軸方向磁界ロータ突極と前記半径方向磁界ロータ突極との間に挟まれ前記軸方向磁界ロータ突極を前記半径方向磁界ロータ突極内に固定する複数のくさびをさらに有する、
請求項２記載のロータ。
【請求項７】
前記半径方向磁界ロータ突極は、前記ロータの回転軸に対して平行な軸に沿ってスルーホールを有し、
前記軸方向磁界ロータ突極は、前記スルーホールに配置され且つ前記複数のくさびによって前記スルーホールに固定され、
前記軸方向磁界ロータ突極の各々は、４つの側面の各々とそれぞれのスルーホールの対応する内側面との間に空隙部を有する、
請求項６記載のロータ。
【請求項８】
前記複数のくさびは、対応する軸方向磁界ロータ突極および対応する半径方向磁界ロータ突極に溶接されている、
請求項７記載のロータ。
【請求項９】
前記複数のくさびは、非磁性材料である、
請求項７記載のロータ。
【請求項１０】
各軸方向磁界ロータ突極の半径方向遠心外周部および対応する極間領域の半径方向遠心外周部は、前記ロータの回転軸から同じ半径方向距離を有する、
請求項３記載のロータ。
【請求項１１】
各軸方向磁界ロータ突極の半径方向遠心外周部は、前記ロータの回転軸から対応する極間領域の半径方向遠心外周部までの半径方向距離よりも大きな、前記回転軸からの半径方向距離を有する、
請求項３記載のロータ。
【請求項１２】
半径方向磁界ロータ突極を有する半径方向磁界ロータ部、および、軸方向磁界ロータ突極を有する軸方向磁界ロータ部を有するロータと、
半径方向に向けられた磁束を前記半径方向磁界ロータ突極に伝達する複数の半径方向磁界ステータ突極を有する半径方向磁界ステータと、
軸方向に向けられた磁束を前記軸方向磁界ロータ突極に伝達する複数の軸方向ステータ突極を有する軸方向磁界ステータと、を有し、
前記半径方向に向けられた磁束は、前記軸方向に向けられた磁束に対して実質的に垂直である、
アキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項１３】
軸方向に向けられた磁束を前記軸方向磁界ロータ突極に伝達する複数の軸方向磁界ステータ突極を有する他の軸方向磁界ステータをさらに有する、
請求項１２記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項１４】
前記軸方向磁界ステータのうち第１のものに巻回された第１軸方向磁界ステータ巻線と、
前記軸方向磁界ステータのうち第２のものに巻回された第２軸方向磁界ステータ巻線と、をさらに有する、
請求項１３記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項１５】
前記軸方向磁界ロータ部は前記ロータの軸方向長さに沿って延伸する、
請求項１２記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項１６】
前記半径方向磁界ステータ突極に巻回されたｉ個の独立した相巻線と、
前記軸方向磁界ステータ突極に巻回されたｊ個の独立した相巻線と、をさらに有し、
ｉおよびｊの数学的和によって与えられる総数の独立した位相を有する、
請求項１２記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項１７】
ｉ＝ｊであり、
２ｉ個の独立した位相を有する、
請求項１６記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項１８】
２相スイッチトリラクタンス機である、
請求項１７記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項１９】
前記半径方向磁界ステータ突極に巻回されたｉ個の独立した相巻線と、
前記軸方向磁界ステータのうち第１のものの軸方向磁界ステータ突極に巻回されたｊ個の独立した相巻線と、
前記軸方向磁界ステータのうち第２のものの軸方向磁界ステータ突極に巻回されたｋ個の独立した相巻線と、をさらに有し、
ｉ、ｊおよびｋの数学的和によって与えられる総数の独立した位相を有する、
請求項１３記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２０】
ｉ＝ｊであり、
２ｉ＋ｋ個の独立した位相を有する、
請求項１９記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２１】
ｉ＝ｊ＝ｋであり、
３ｉ個の独立した位相を有する、
請求項１９記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２２】
３相スイッチトリラクタンス機である、
請求項２１記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２２】
前記半径方向磁界ステータおよび前記半径方向磁界ロータ部は協働して、動作信頼度Ｒ１を有する第１モータの動作を生成し、
前記軸方向磁界ステータおよび前記軸方向磁界ロータ部は協働して、動作信頼度Ｒ２を有する第２モータの動作を生成し、
１−（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）で表される総合信頼性を有する、
請求項１２記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２３】
前記半径方向磁界ステータおよび前記半径方向磁界ロータ部は協働して、動作信頼度Ｒ１を有する第１モータの動作を生成し、
前記軸方向磁界ステータの第１のものは前記半径方向磁界ロータ部と協働して、動作信頼度Ｒ２を有する第２モータの動作を生成し、
前記軸方向磁界ステータの第２のものは前記軸方向磁界ロータ部と協働して、動作信頼度Ｒ３を有する第３モータの動作を生成し、
１−（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）×（１−Ｒ３）で表される総合動作信頼性を有する、
請求項１３記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２４】
前記軸方向磁界ロータ部と前記半径方向磁界ロータ部との間に配置され、前記半径方向磁界ロータ部が前記軸方向に向けられた磁束に流路を提供することを実質的に防止する軸方向磁界ロータバックアイアンと、
前記軸方向磁界ステータと前記半径方向に向けられた磁束の経路との間に配置され、前記軸方向磁界ステータが前記半径方向に向けられた磁束の流路を提供することを実質的に防止する軸方向磁界ステータバックアイアンと、をさらに有する、
請求項１２記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２５】
複数のロータ突極を有する他の軸方向磁界ロータ部と、
前記軸方向磁界ロータ部のうち第１のものと前記半径方向磁界ロータ部との間に配置され、前記半径方向磁界ロータ部が前記軸方向磁界ステータの第１のものの軸方向磁界ステータ突極によって伝達される前記軸方向に向けられた磁束に流路を提供することを実質的に防止する第１軸方向磁界ロータバックアイアンと、
前記軸方向磁界ロータ部のうち第２のものと前記半径方向磁界ロータ部との間に配置され、前記半径方向磁界ロータ部が前記軸方向磁界ステータの第２のものの軸方向磁界ステータ突極によって伝達される前記軸方向に向けられた磁束に流路を提供することを実質的に防止する第２軸方向磁界ロータバックアイアンと、
前記第１軸方向磁界ステータと前記半径方向に向けられた磁束の経路との間に配置され、前記第１軸方向磁界ステータが前記半径方向に向けられた磁束に流路を提供することを実質的に防止する第１軸方向磁界ステータバックアイアンと、
前記第２軸方向磁界ステータと前記半径方向に向けられた磁束の他の経路との間に配置され、前記第２軸方向磁界ステータが前記半径方向に向けられた磁束に流路を提供することを実質的に防止する第２軸方向磁界ステータバックアイアンと、をさらに有する、
請求項１３記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２６】
前記半径方向磁界ステータ突極または前記半径方向磁界ロータ突極の一方は、他方に対して移相され、前記半径方向に向けられた磁束が前記半径方向磁界ロータ突極に作用したときに全ての休止位置のロータに対して正または負のトルクを生成し、
前記軸方向磁界ステータ突極または前記軸方向磁界ロータ突極の一方は、他方に対して移相され、前記軸方向に向けられた磁束が前記軸方向磁界ロータ突極に作用したときに全ての休止位置のロータに対して正または負のトルクを生成し、
２スイッチトリラクタンス機の電力変換器の影響下で、自己始動および四象限トルク動作が可能である、
請求項１２記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２７】
前記半径方向磁界ステータ突極または前記半径方向磁界ロータ突極の一方は、他方に対して移相され、前記半径方向に向けられた磁束が前記半径方向磁界ロータ突極に作用したときに全ての休止位置のロータに対して正または負のトルクを生成し、
前記軸方向磁界ステータのうち第１のものの軸方向磁界ステータ突極または前記軸方向磁界ロータ突極の一方は、他方に対して移相され、前記軸方向に向けられた磁束が前記軸方向磁界ロータ突極に作用したときに全ての休止位置のロータに対して正または負のトルクを生成し、
２相スイッチトリラクタンス機の電力変換器の影響下で、自己始動および四象限トルク動作が可能である、
請求項１３記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２８】
前記第１モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第２モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第１および第２モータは互いに異なる種類のモータである、
請求項２２記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項２９】
前記第１モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第２モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第３モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第１、第２および第３モータの中の２つは互いに異なる種類のモータである、
請求項２３記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項３０】
前記第１、第２および第３モータは互いに異なる種類のモータである、
請求項２９記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項３１】
複数の内周ロータ突極および複数の外周ロータ突極を有するロータと、
外側の磁束を前記外周ロータ突極に伝達する複数の外側ステータ突極を有する外側ステータと、
内側の磁束を前記内周ロータ突極に伝達する複数の内側ステータ突極を有する内側ステータと、を有し、
前記内側の磁束および前記外側の磁束は両方とも、前記ロータの回転軸に対して半径方向に向けられる、
コアキシャル電気機械。
【請求項３２】
前記外側ステータ突極に巻回されたｉ個の独立した相巻線と、
前記内側ステータ突極に巻回されたｊ個の独立した相巻線と、をさらに有し、
前記ロータの極間領域は磁性鋼であり、
ｉおよびｊの数学的和によって与えられる総数の独立した位相を有する、
請求項３１記載のコアキシャル電気機械。
【請求項３３】
ｉ＝ｊであり、
２ｉ個の独立した位相を有する、
請求項３２記載のコアキシャル電気機械。
【請求項３４】
２相スイッチトリラクタンス機である、
請求項３３記載のコアキシャル電気機械。
【請求項３５】
前記外側ステータの各相巻線は、同一相を有し対応する内側ステータの相巻線に接続され、
ｉ個の独立した動作位相を有する、
請求項３２記載のコアキシャル電気機械。
【請求項３６】
前記外側ステータおよび前記外側ロータ突極は協働して、動作信頼度Ｒ１を有する第１モータの動作を生成し、
前記内側ステータおよび前記内側ロータ突極は協働して、動作信頼度Ｒ２を有する第２モータの動作を生成し、
１−（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）で表される総合動作信頼性を有する、
請求項３１記載のコアキシャル電気機械。
【請求項３７】
半径方向に磁化され、前記ロータ、前記外側ステータおよび前記内側ステータ上に設けられ、永久磁石ブラシレス直流電気機械を提供する永久磁石をさらに有する、
請求項３１記載のコアキシャル電気機械。
【請求項３８】
前記内側ロータ突極に設けられた永久磁石をさらに有し、
前記第１モータはスイッチトリラクタンスモータであり、
前記第２モータは永久磁石ブラシレス直流モータである、
請求項３６記載のコアキシャル電気機械。
【請求項３９】
前記外側ロータ突極に設けられた永久磁石をさらに有し、
前記第１モータは永久磁石ブラシレス直流モータであり、
前記第２モータはスイッチトリラクタンスモータである、
請求項３６記載のコアキシャル電気機械。
【請求項４０】
前記外側ロータ突極は前記外側ステータ突極に対して移相され、あるいは、前記外側ステータ突極は前記外側ロータ突極に対して移相され、前記外側の磁束が前記外側ロータ突極に作用したときに全ての休止位置のロータに対して正または負のトルクを生成し、
前記内側ロータ突極は前記内側ステータ突極に対して移相され、あるいは、前記内側ステータ突極は前記内側ロータ突極に対して移相され、前記内側の磁束が前記内側ロータ突極に作用したときに全ての休止位置のロータに対して正または負のトルクを生成し、
２相スイッチトリラクタンス機の電力変換器の影響下で、自己始動および四象限トルク動作が可能である、
請求項３１記載のコアキシャル電気機械。
【請求項４１】
前記第１モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流ブラシレスモータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第２モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流ブラシレスモータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第１および第２モータは互いに異なる種類のモータである、
請求項３６記載のコアキシャル電気機械。
【請求項４２】
前記ロータのバックアイアンは磁性鋼ではない、
請求項３１記載のコアキシャル電気機械。
【請求項４３】
前記ロータのための非磁性支持体をさらに有する、
請求項３１記載のコアキシャル電気機械。
【請求項４４】
複数の内周ロータ突極および複数の外周ロータ突極を有する半径方向磁界ロータと、複数の軸方向磁界ロータ突極を有する軸方向磁界ロータと、を有するロータと、
半径方向に向けられた外側の磁束を前記外周ロータ突極に伝達する複数の外側ステータ突極を有する外側半径方向磁界ステータと、
半径方向に向けられた内側の磁束を前記内周ロータ突極に伝達する複数の内側ステータ突極を有する内側半径方向磁界ステータと、
軸方向に向けられた磁束を前記軸方向磁界ロータ突極に伝達する複数の軸方向磁界ステータ突極を有する軸方向磁界ステータと、を有し、
前記半径方向に向けられた磁束は前記軸方向に向けられた磁束に対して実質的に垂直である、
アキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項４５】
前記軸方向に向けられた磁束を前記軸方向磁界ロータ突極に伝達する複数の軸方向磁界ステータ突極を有する他の軸方向磁界ステータをさらに有する、
請求項４４記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項４６】
前記軸方向磁界ステータのうち第１のものに巻回された第１軸方向磁界ステータ巻線と、
前記軸方向磁界ステータのうち第２のものに巻回された第２軸方向磁界ステータ巻線と、をさらに有する、
請求項４５記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項４７】
前記軸方向磁界ロータは前記ロータの軸方向長さに沿って延伸する、
請求項４４記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項４８】
前記外側ステータ突極に巻回されたｉ個の独立した相巻線と、
前記内側ステータ突極に巻回されたｊ個の独立した相巻線と、
前記軸方向磁界ステータ突極に巻回されたｋ個の独立した相巻線と、をさらに有し、
ｉ、ｊおよびｋの数学的和によって与えられる総数の独立した位相を有する、
請求項４４記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項４９】
ｉ＝ｊであり、
２ｉ＋ｋ個の独立した位相を有する、
請求項４８記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項５０】
ｉ＝ｊ＝ｋであり、
３ｉ個の独立した位相を有する、
請求項４８記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項５１】
３相スイッチトリラクタンス機である、
請求項５０記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項５２】
前記外側ステータ突極に巻回されたｉ個の独立した相巻線と、
前記内側ステータ突極に巻回されたｊ個の独立した相巻線と、
前記軸方向磁界ステータのうち第１のものの軸方向磁界ステータ突極に巻回されたｋ個の独立した相巻線と、
前記軸方向磁界ステータのうち第２のものの軸方向磁界ステータ突極に巻回されたｌ個の独立した相巻線と、をさらに有し、
ｉ、ｊ、ｋおよびｌの数学的和によって与えられる総数の独立した位相を有する、
請求項４５記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項５３】
ｉ＝ｊ＝ｋ＝ｌであり、
４ｉ個の独立した位相を有する、
請求項５２記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項５４】
前記外側半径方向磁界ステータおよび前記外周ロータ突極は協働して、動作信頼度Ｒ１を有する第１モータの動作を生成し、
前記内側半径方向磁界ステータおよび前記内周ロータ突極は協働して、動作信頼度Ｒ２を有する第２モータの動作を生成し、
前記軸方向磁界ステータおよび前記半径方向磁界ロータは協働して、動作信頼度Ｒ３を有する第３モータの動作を生成し、
１−（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）×（１−Ｒ３）で表される総合動作信頼性を有する、
請求項４４記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項５５】
前記外側半径方向磁界ステータおよび前記外周ロータ突極は協働して、動作信頼度Ｒ１を有する第１モータの動作を生成し、
前記内側半径方向磁界ステータおよび前記内周ロータ突極は協働して、動作信頼度Ｒ２を有する第２モータの動作を生成し、
前記軸方向磁界ステータのうち第１のものは前記軸方向磁界ロータと協働して、動作信頼度Ｒ３を有する第３モータの動作を生成し、
前記軸方向磁界ステータのうち第２のものは前記軸方向磁界ロータと協働して、動作信頼度Ｒ４を有する第４モータの動作を生成し、
１−（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）×（１−Ｒ３）×（１−Ｒ４）で表される総合動作信頼性を有する、
請求項４５記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項５６】
前記軸方向磁界ロータと前記半径方向磁界ロータとの間に配置され、前記半径方向磁界ロータが前記軸方向に向けられた磁束に流路を提供することを実質的に防止する軸方向磁界ロータバックアイアンと、
前記軸方向磁界ステータと前記半径方向に向けられた外側および内側の磁束の経路との間に配置され、前記軸方向磁界ステータが前記半径方向に向けられた外側および内側の磁束に流路を提供することを実質的に防止する軸方向磁界ステータバックアイアンと、をさらに有する、
請求項４４記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項５７】
複数の軸方向磁界ロータ突極を有する他の軸方向磁界ロータと、
前記軸方向磁界ロータのうち第１のものと前記半径方向磁界ロータとの間に配置され、前記半径方向磁界ロータが前記軸方向磁界ステータのうち第１のものの軸方向磁界ステータ突極によって伝達される前記軸方向に向けられた磁束に流路を提供することを実質的に防止する第１軸方向磁界ロータバックアイアンと、
前記軸方向磁界ロータのうち第２のものと前記半径方向磁界ロータとの間に配置され、前記半径方向磁界ロータが前記軸方向磁界ステータのうち第２のものの軸方向磁界ステータ突極によって伝達される前記軸方向に向けられた磁束に流路を提供することを実質的に防止する第２軸方向磁界ロータバックアイアンと、
前記軸方向磁界ステータのうち第１のものと前記半径方向に向けられた外側および内側の磁束の経路との間に配置され、前記軸方向磁界ステータのうち第１のものが前記半径方向に向けられた外側および内側の磁束に流路を提供することを実質的に防止する第１軸方向磁界ステータバックアイアンと、
前記軸方向磁界ステータのうち第２のものと前記半径方向に向けられた外側および内側の磁束の経路との間に配置され、前記軸方向磁界ステータのうち第２のものが前記半径方向に向けられた外側および内側の磁束に流路を提供することを実質的に防止する第２軸方向磁界ステータバックアイアンと、をさらに有する、
請求項４５記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項５８】
前記内側半径方向磁界ステータ突極および前記内周ロータ突極は協働して、第１モータの機能性を実現し、
前記外側半径方向磁界ステータ突極および前記外周ロータ突極は協働して、第２モータの機能性を実現し、
前記軸方向磁界ステータ突極および前記軸方向磁界ロータ突極は協働して、第３モータの機能性を実現し、
前記第１、第２および第３モータの中の少なくとも２つについての対応するロータ突極およびステータ突極のうちいずれか一方は、他方に対して移相され、前記半径方向または軸方向に向けられた磁束が対応するロータ極およびステータ極に作用したときに全ての休止位置のロータに対して正または負のトルクを生成し、
２相スイッチトリラクタンス機の電力変換器の影響下で、自己始動および四象限トルク動作が可能である、
請求項４４記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項５９】
前記第１モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第２モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第３モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第１、第２および第３モータの中の２つのものは互いに異なる種類のモータである、
請求項５４記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項６０】
前記第１、第２および第３モータは互いに異なる種類のモータである、
請求項５９記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項６１】
前記第１モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第２モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第３モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第４モータは、スイッチトリラクタンスモータ、永久磁石直流モータまたはインダクタンスモータの中の一つであり、
前記第１、第２、第３および第４モータの中の２つのものは互いに異なる種類のモータである、
請求項５５記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項６２】
前記第１、第２、第３および第４モータの中の３つのものは互いに異なる種類のモータである、
請求項６１記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項６３】
前記第１、第２、第３および第４モータの全てが互いに異なる種類のモータである、
請求項６１記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項６４】
前記内側ステータ突極および前記外側ステータ突極に巻回されたｉ個の独立した相巻線と、
前記軸方向磁界ステータ突極に巻回されたｊ個の独立した相巻線と、をさらに有し、
ｉおよびｊの数学的和によって与えられる総数の独立した位相を有する、
請求項４４記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項６５】
ｉ＝ｊであり、
２ｉ個の独立した位相を有する、
請求項６４記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項６６】
２相スイッチトリラクタンス機の電力変換器の影響下で、四象限トルク動作が可能であり、かつ、前記ロータの任意の休止位置からの自己始動が可能である２相スイッチトリラクタンス機である、
請求項６５記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項６７】
前記内側ステータ突極および前記外側ステータ突極に巻回されたｉ個の独立した相巻線と、
前記軸方向磁界ステータのうち第１のものおよび第２のものの両方の軸方向磁界ステータ突極に巻回されたｊ個の独立した相巻線と、をさらに有し、
ｉおよびｊの数学的和によって与えられる総数の独立した位相を有する、
請求項４５記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【請求項６８】
２相スイッチトリラクタンス機の電力変換器の影響下で、四象限トルク動作が可能であり、かつ、前記ロータの任意の休止位置からの自己始動が可能である２相交換リラクタンス機である、
請求項６７記載のアキシャル−ラジアル電気機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアル−アキシャル磁束電気モータ、コアキシャル磁束電気モータおよびラジアル−アキシャル電気モータ用ロータに関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、仮出願番号第６０／３８２，６０８号、第６０／３８２，６０９号、および第６０／３８２，６１０号を優先権主張する。また、本願は、代理人事件番号として第Ｌ１０８１．０３１０１号、第Ｌ１０８１．０３１０２号、第Ｌ１０８１．０３１０３号および第Ｌ１０８１．０３１０５号を付してここに提出されたものである同日に出願された出願人の係属中のＰＣＴ国際出願における開示をここに参照して組み入れるものとする。
【背景技術】
【０００３】
飛行機の電気アクチュエータや防衛用水中のアプリケーションに用いられる変速電動機（variable speed motor drives）等の多くの高性能アプリケーションにおいて、極めてコンパクトで、低質量、および低容積の電気機械が求められている。これらの高性能電気機械の出力密度は、重量に対する出力密度を表すためにＷａｔｔ／ｌｂ、ｈｐ／ｌｂ、またはｋＷ／ｋｇの単位で、および電気機械の容積に対するその出力密度を表すためにＷ／ｉｎ３、ｈｐ／ｉｎ３またはｋＷ／ｍ３の単位で定量化できる。電気機械の電力がその重量または質量に対して表されると、適切な出力密度の測定基準（relevant power density metric）がより容易に識別できる。
【０００４】
電気機械の出力密度を増加させる一つの方法は、機械を高速で作動させることである。機械の出力は、それが作動する速度に比例するので、機械内部の磁束が一定に保たれる限り、より高い速度によってより高い機械出力が供給される。１個のステータと１個のロータとを有する電気機械も、高い速度およびそれによる高い出力密度を得るために使用される。また、高エネルギー密度および高い磁束密度の永久磁石も、出力密度を改善するために電気機械に使用される。あらゆる高密度機械においては、１個のステータと１個のロータの概念が広く適用されている。
【０００５】
高出力密度の機械は、主として、軍事および飛行機のアプリケーションに求められるような、高信頼性が要求されるアプリケーションにおいて採用される。通常、例えば永久磁石同期機（ＰＭＳＭ）や永久磁石ブラシレス直流（ｄｃ）機（ＰＭＢＤＣＭ）等の、関連技術の高出力密度機械は、全ての動作状態下で高信頼性を供することができない。
【０００６】
例えば、動作しているときに相巻線の短絡を蒙る機械について考察する。短絡によって、その相巻線には大きな電流が流れる。その相巻線がこの機械の他の相巻線と相互結合するので、短絡電流はそれ以外の巻線の動作にも影響を与える。その結果、これら他の巻線は動作のために公称電圧よりも高い電圧を必要とするので、正常に動作できない。短絡によって、電力が電源から放出され無駄となるので、電力効率が低くなる。したがって、このような結果は望ましくない。
【０００７】
特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４は、半径方向に２個のステータと１個のロータを採用した機械を開示している。これら各特許には、誘導起電力（ｅｍｆ）そして機械のトルクを最大化するために、半径方向と軸方向の両方に永久磁石励起を用いるブラシ付直流機であって１個のコミュテータと２個のステータを備えたブラシ直流機が記載されている。そのロータは、軸上に、前述の複数の巻線とコミュテータを有する。トルクを発生させるためにこのロータ上でただ１個の巻線を使用するため、この機械が故障状態で作動する能力は低い或いは皆無である。これらの特許は、効率を高めるための手法を記載しているが、機械の耐故障性の向上にほとんど寄与しない。
【０００８】
特許文献５は、１個のステータ巻線と、回転速度の異なる２個の別々のロータとを備えた電気機械を開示している。開示された構造は、その機械を軸方向に延伸させること、および２個のロータ軸間の空間容積を減少させることによって達成される。こうして、機械の出力密度をかなり少なくすることができる。また、ステータ巻線に発生する故障は、何れかのロータ軸への電力供給を妨げる。これらの欠点はこの機械の応用を限定する。
【０００９】
特許文献６は、２個のロータと２個のステータを有するスイッチトリラクタンス機の構成を開示している。２個のロータは分離されているが、同心状に配置されている。ステータは、内側のロータと外側のロータの間に配置されており、ロータに対して同心状に設けられている。第１のロータとステータのペアは、第１電気モータを構成し、第２のロータとステータのペアは、別の第２電気モータを構成する。これら２個のモータは、互いに同心状に配置されている。このモータ構成の欠点は、ロータの慣性を増加させることである。ロータの慣性は、その直径の４乗に比例する。増加したロータ慣性は、機械の軸の加速度を減少させるとともに、負荷変動に対する機械の動的応答を減少させる。また、この構成は、モータの相対位置の配置、モータのステータ巻線の配置、およびモータの磁気配置という点においては、技術を進展させるものではない。
【００１０】
ここに引用した全ての文献は、参照してこの開示に組み入れられる。
【特許文献１】米国特許第３，３９６，２９６号
【特許文献２】米国特許第３，６０２，７４９号
【特許文献３】米国特許第３，７２９，６４２号
【特許文献４】米国特許第４，１１４，０５７号
【特許文献５】米国特許第６，３７３，１６０号
【特許文献６】米国特許第６，４９７，２０１号
【発明の開示】
【００１１】
本発明の一つの形態において、電気機械の２個の電気モータは、１個のロータを共用し、各々が磁界巻線を備えた個別のステータを有する。共用ロータは、半径方向と軸方向の両方の磁界配置を有する。機械のエンドベルは、ロータ上を軸方向に流れる磁束を発生させる、ステータ巻線の軸方向の組を収容する。前述のペアの第１電気モータは、関連付けられた巻線または磁石を備えた、第１半径方向磁界ロータ磁極と第１ステータ磁極とを含む。第２電気モータは、関連付けられた軸方向磁界発生巻線または磁石を備えた、第２ロータ磁極と第２ステータ磁極とを含む。第１および第２ロータ磁極は、同軸上に配置され、第２ステータ磁極はこの機械のエンドベルに収容されている。エンドベルおよびロータ軸は、第１および第２電気モータに共通である。これら２個のモータは独立に動作でき、第１電気モータ用の直流モータ技術、例えばＰＭＢＤＣＭ技術等と、第２電気モータ用の技術、例えばスイッチトリラクタンス機（ＳＲＭ）または誘導技術等と、を含んでいてもよい。
【００１２】
本発明の他の形態において、ロータは２個のステータの間に配置され、ロータと内側のステータとを有する内側電気モータを形成するとともに、ロータと外側のステータとを有する外側モータを形成する。各電気モータは、スイッチトリラクタンス、ＰＭＢＤＣＭ、または誘導形式のものであってもよく、両モータは同種または別種のものであってもよい。
【００１３】
本発明は、関連技術機械と比して、高い信頼性を呈する数多くの高出力密度機械を提供する。これらの特徴は、関連技術構成の場合のように１個ではなく、２個のステータを使用することによって達成される。複数のステータを使用することで、ステータ依存の信頼性を高められる。また、本発明では、ステータは半径方向および軸方向のそれぞれに設けられるが、同一のロータを使用して半径方向モータおよび軸方向モータの双方を結合する。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、関連技術装置における前述の欠点および問題を解消することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、高出力密度電気機械を提供することにある。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、高信頼性を有する高出力密度電気機械を提供することにある。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、高い耐故障性を有する高出力密度電気機械を提供することにある。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は、モータの占める所与の空間容積に対して出力を増加させる電気機械を提供することにある。
【００１９】
本発明の目的は、複数の半径方向磁界ロータ突極と複数の軸方向磁界ロータ突極とを有する電気モータ用のロータによって、その全部または一部が達成される。前記半径方向磁界ロータ磁極および前記軸方向磁界ロータ磁極はそれぞれ、ロータ上で配向されており、実質的に垂直な磁束の磁界（substantially perpendicular flux fields）を受けまたは伝達する。
【００２０】
また、本発明の目的は、ロータと、半径方向磁界ステータと、軸方向磁界ステータとを含むアキシャル−ラジアル電気機械によって、その全部または一部が達成される。前記ロータは、半径方向磁界ロータ部と、軸方向磁界ロータ部とを有する。前記半径方向磁界ロータ部および前記軸方向磁界ロータ部の各々は、複数のロータ突極を有する。前記半径方向磁界ステータは、半径方向に向けられた磁束を前記半径方向磁界ロータ磁極に伝達する複数のステータ突極と、軸方向に向けられた磁束を前記軸方向磁界ロータ磁極に伝達する複数のステータ突極とを有する。半径方向に向けられた磁束は、軸方向に向けられた磁束と実質的に垂直である。
【００２１】
また、本発明の目的は、ロータと、外側ステータと、内側ステータとを含むコアキシャル電気機械によって、その全部または一部が達成される。前記ロータは、複数の内周および外周ロータ突極を有する。前記外側ステータは、外側の磁束を前記外周ロータ磁極に伝達する複数のステータ突極を有し、前記内側ステータは、内側の磁束を前記内周ロータ磁極に伝達する複数のステータ突極を有する。内側および外側の磁束は両方とも前記ロータの回転軸に対して半径方向に向けられている。
【００２２】
また、本発明の目的は、半径方向磁界ロータと軸方向磁界ロータとを有するロータを含むアキシャル−ラジアル電気機械によって、その全部または一部が達成される。前記半径方向ロータは、複数の内周および外周ロータ突極を有し、前記軸方向磁界ロータは、複数のロータ突極を有する。さらに、前記電気機械は、半径方向に向けられた外側の磁束を外周磁界ロータ磁極に伝達する複数のステータ突極を有する外側半径方向磁界ステータと、半径方向に向けられた内側の磁束を内周磁界ロータ磁極に伝達する複数のステータ突極を有する内側半径方向磁界ステータと、を有する。また、前記電気機械の軸方向磁界ステータは、軸方向に向けられた磁束を軸方向磁界ロータ磁極に伝達する複数のステータ突極を有する。半径方向に向けられた磁束は、軸方向に向けられた磁束に対して実質的に垂直である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の最良の実施形態を以下に示す明細書の段落に記載するが、本発明の実施形態は以下の添付の図面を参照することにより一層理解しやすくなるであろう。
【００２４】
電気機械の出力密度を大幅に増大させるために、機械の未使用空間を使用するようにしなければならない。この未使用空間は、ロータ内およびステータエンドベル内に見いだされる。ステータの容積を増大させずにあるいは少なくとも過度にそうすることなくこの空間を使用するために、軸方向磁束スイッチトリラクタンス機（ＳＲＭ）モータは、通常の半径方向磁束ＳＲＭモータ上に配置してもよい。軸方向磁束は機械の軸方向に流れ、軸方向の磁界がこの流れを発生させる。半径方向の磁界の影響下で、半径方向磁束は、機械の軸方向シャフトの半径に沿って、且つ、機械の軸方向に対して垂直に流れる。このように、一対の半径方向および軸方向磁束モータは、単一のロータを共用できる。
【００２５】
図１Ａは、ハイブリッドアキシャル−ラジアル機（ＨＡＲＭ）の軸方向磁界ロータ磁極内の中央に配置された軸方向磁界ロータ磁極を有するＨＡＲＭを示す。図１Ｂは、図１Ａに示されたＨＡＲＭ上の半径方向磁束経路を示す。ＨＡＲＭ１００は、多数のステータ突極１０２を有するステータ１０１と、多数のロータ突極１０４を有するロータ１０３とを含む。便宜上、図１Ａにおいて６極のステータ１０１と４極のロータ１０３とが示されているが、ステータの極とロータの極との組合せの全組合せが本発明に含まれる。ロータ１０３は、半径方向ステータ巻線１０７によって生成される半径方向磁界磁束１１１および軸方向ステータ巻線（図示せず）によって生成される別の磁束（図示せず）の影響下で、軸方向のシャフト１０８に対して回転する。
【００２６】
各ロータ突極１０４は、各ロータ磁極を貫通するスロット１０５（すなわち開口部）を有するように、穿孔されているか、あるいは、形成されている。これらのスロットは任意の形を有していてもよく、またロータ１０３のどこに設けられていてもよいが、図１Ａでは、ロータ突極１０４の中央に配置されているパイ状の楔（wedge）として示されている。ロータのスロット１０５には、軸方向磁界積層(axial field laminations)１０６が充填されている。
【００２７】
ロータ突極１０４は、半径方向磁界磁束１１１が流れる半径方向磁界磁極１０９を供する。同様に、軸方向磁界積層１０６は、軸方向磁束（図示せず）が流れる軸方向磁界磁極１１０を供する。
【００２８】
図２は、ＨＡＲＭの半径方向磁界ロータ磁極間に配置された軸方向磁界ロータ磁極を有するＨＡＲＭを示す。ＨＡＲＭ２００は、６個のステータ突極１０２を有するステータ１０１と４個のロータ突極１０４を有するロータ１０３とを含む。ロータ１０３は、半径方向ステータ巻線１０７によって生成される磁束および軸方向ステータ巻線（図示せず）によって生成される別の磁束の影響下で、軸方向のシャフト１０８に対して回転する。
【００２９】
スロット１０５は、隣接する一対のロータ磁極の極間領域に形成され、軸方向磁界積層２０６で満たされている。ロータ突極１０４は、半径方向磁束が流れる半径方向磁界磁極１０９を供し、軸方向磁界積層２０６は、軸方向磁束が流れる軸方向磁界磁極１１０を供する。
【００３０】
ロータ突極１０４の極間領域は、実質的に半径方向磁束に使用されないので、軸方向磁界積層２０６を保持するのによく適している。さらに、軸方向磁界積層２０６をその極間領域に配置すると、半径方向磁束を搬送するのに使用可能な有効ロータ磁極領域を減少させないので、ロータ突極１０４の磁束密度を増大させない。また、磁束密度の増大を防止すると鉄損の増加も防止できる。
【００３１】
さらに、バックアイアン付の極間領域は、従来の半径方向ＳＲＭ構成にさほど利用されていない。したがって、軸方向磁界磁極１１０の極間配置は、その半径方向磁界磁極１０９内側への配置よりも好ましい。
【００３２】
図３は、拡張された軸方向磁界ロータ磁極を備えた、図２のＨＡＲＭを示す。ＨＡＲＭ３００は、６個のステータ突極１０２を有するステータ１０１と、４個のロータ突極１０４を有するロータ１０３とを含む。ロータ１０３は、半径方向ステータ巻線１０７によって生成される磁束および軸方向ステータ巻線（図示せず）によって生成される別の磁束の影響下で、軸方向のシャフト１０８に対して回転する。
【００３３】
スロット１０５は、隣接する一対のロータ磁極の極間領域に形成され、軸方向磁界積層３０６で満たされている。ＨＡＲＭ３００は、その極間領域において、軸方向磁界積層３０６がロータ１０３の弓状周辺部に広げられていること以外は、多くの点でＨＡＲＭ２００と類似している。
【００３４】
軸方向磁界磁極１１０は、半径方向磁束が流れるための経路を供することが潜在的に可能である。同様に、半径方向磁界磁極１０９は、軸方向磁束が流れるための経路を供することが潜在的に可能である。いずれにしても、好ましくない磁束経路を供する軸方向または半径方向の磁界の磁極において、渦電流損を蒙る。これらが発生する可能性を減少させるかその影響を緩和するために、下記の手法を採用してよい。
１．軸方向磁界磁極１１０に方向性磁性鋼を使用すること。
２．軸方向磁界磁極１１０とその周辺のロータ積層の間に空隙部を設けること。
３．軸方向磁束のためにロータ１０３の各端部にバックアイアンを追加すること。
【００３５】
上記の１番目の手法によれば、軸方向磁界磁極１１０に方向性磁性鋼が用いられ、この磁性鋼は軸方向磁束経路の方向に向けられている。方向性磁性鋼は、半径方向磁束に起因するｅｍｆに対して高抵抗を生じ、それにより、低損失となる。
【００３６】
上記の２番目の手法によれば、軸方向磁界磁極１１０とその周辺のロータ積層の間に空隙部が設けられる。図４は、軸方向磁界ロータ磁極を半径方向磁界ロータ磁極から分離する空隙部を有するロータ磁極を示す。ロータ突極１０４は、その内部に形成された楔状のスロット１０５を有する。軸方向磁界積層１０６は、４個の楔４０２によってスロット１０５内のその四隅に固定されている。空隙部４０１は、４個の楔４０２間の軸方向磁界積層１０６の各側面に存在する。楔４０２と空隙部４０１は共に軸方向磁界積層１０６の周辺部を包囲して、それをロータ突極１０４から分離する。
【００３７】
ロータ突極１０４は、半径方向磁束が流れる半径方向磁界磁極１０９を供し、軸方向磁界積層１０６は、軸方向磁束が流れる軸方向磁界磁極１１０を供する。
【００３８】
図４では４個の楔４０２が示されているが、何個の楔を用いてもよい。楔４０２の配置および個数はその用途に合わせて選択される。楔４０２は、磁気がなく、複数の溶接部によって軸方向磁界積層１０６をロータ突極１０４に固定できる。
【００３９】
渦電流損を除去する上述の最初の２つの手法は、短いスタック長の機械に対して行われるように、全ロータ積層を介して軸方向磁界磁極１１０を配置するときに有用である。スタック長とは、ロータ１０３のシャフト１０８に沿ったロータ１０３の長さのことをいう。スタックの長い機械の場合、軸方向磁界磁極１１０をシャフトの端から端まで設けると、重量が増加し、軸方向磁束が流れる長さが長くなり、鉄損の程度が高くなる。したがって、第３の手法は、スタックの長い機械に望ましい。
【００４０】
３番目の手法によれば、軸方向磁束を搬送するためのバックアイアンは、ロータの各端部に取り付けられる。図５Ａは、１個の半径方向磁界モータと２個の軸方向磁界モータとを有するＨＡＲＭを示す。ＨＡＲＭ５００は、半径方向磁界ステータ５０１と、半径方向磁界ロータ５０２と、第１軸方向ステータ５０３と、第１軸方向磁界ロータ５０４と、第１軸方向磁界ロータバックアイアン５０５と、第１軸方向磁界ステータバックアイアン５０６と、第２軸方向磁界ステータ５０７と、第２軸方向磁界ロータ５０８と、第２軸方向磁界ロータバックアイアン５０９と、第２軸方向磁界ステータバックアイアン５１０と、ロータシャフト５１１とを有する。半径方向磁界ステータ５０１は半径方向磁界ステータ突極５２１を有し、半径方向磁界ロータ５０２は半径方向磁界ロータ突極５２２を有し、第１軸方向ステータ５０３は第１軸方向磁界ステータ突極５２３を有し、第１軸方向磁界ロータ５０４は第１軸方向磁界ロータ突極５２４を有し、第２軸方向磁界ステータ５０７は第２軸方向磁界ステータ突極５２７を有し、第２軸方向磁界ロータ５０８は第２軸方向磁界ロータ突極５２８を有する。
【００４１】
図５Ｂは、図５Ａに示されたＨＡＲＭにロータ回転の一方向を提供する半径方向および軸方向磁束経路を示す。半径方向磁界ステータ巻線（図示せず）を流れる電流によって発生する半径方向磁束５３１は、半径方向磁界ステータ５０１から半径方向磁界ステータ突極５２１'に流れ、半径方向磁界空隙部５４１'を横切って半径方向磁界ロータ突極５２２'に流入し、半径方向磁界ロータ５０２に流入し、半径方向磁界ロータ突極５２２''に流入し、半径方向磁界空隙部５４１''を横切って半径方向磁界ステータ突極５２１''に流入し、半径方向磁界ステータ５０１に再流入する。第１軸方向磁界ステータ巻線（図示せず）を流れる電流によって発生する第１軸方向磁束５３２は、第１軸方向磁界ステータ５０３（５０３'）から第１軸方向磁界ステータ突極５２３'に流れ、第１軸方向磁界空隙部５４３'を横切って第１軸方向磁界ロータ突極５２４'に流入し、第１軸方向磁界ロータ５０４に流入し、第１軸方向磁界ロータ突極５２４''に流入し、第１軸方向磁界空隙部５４３''を横切って第１軸方向磁界ステータ突極５２３''に流入し、第１軸方向磁界ステータ５０３（５０３''）に再流入する。同様に、第２軸方向磁界ステータ巻線（図示せず）を流れる電流によって発生する第２軸方向磁束５３３は、第２軸方向磁界ステータ５０７（５０７'）から第２軸方向磁界ステータ突極５２７'に流れ、第２軸方向磁界空隙部５４７'を横切って第２軸方向磁界ロータ突極５２８'に流入し、第２軸方向磁界ロータ５０８に流入し、第２軸方向磁界ロータ突極５２８''に流入し、第２軸方向磁界空隙部５４７''を横切って第２軸方向磁界ステータ突極５２７''に流入し、第２軸方向磁界ステータ５０７（５０７''）に再流入する。
【００４２】
第１および第２軸方向磁界ロータバックアイアン５０５、５０９は、半径方向磁束５３１が第１および第２軸方向ロータ５０４、５０８にそれぞれ入ることを防止する。同様に、第１および第２軸方向磁界ロータバックアイアン５０５、５０９は、第１および第２軸方向磁束５３２、５３３がそれぞれ半径方向磁界ロータ５０２に入ることを防止する。第１および第２軸方向磁界ステータバックアイアン５０６、５１０は、第１および第２軸方向磁束５３２、５３３がそれぞれ半径方向磁界ステータ５０１に入ることを防止する。同様に、第１および第２軸方向磁界ステータバックアイアン５０６、５１０は、半径方向磁束５３１が軸方向磁界ステータ５０３、５０７にそれぞれ入ることを防止する。
【００４３】
半径方向磁束５３１、第１軸方向磁束５３２および第２軸方向磁束５３３の各々は、ロータシャフト５１１の軸に対して同一の方向に半径方向磁界ロータ５０２を回転させるトルクを、互いに独立に発生させる。それぞれの磁束配列を逆にすると、半径方向磁界ロータ５０２を反対方向に回転させるトルクを発生させることとなる。
【００４４】
ＨＡＲＭ５００は、下記の利点を実現する。
１．軸方向磁束を干渉せずに半径方向磁束のための経路を供するという課題が、この配置を採用するだけで実用的なものとなる。
２．軸方向磁束経路の長さが減少する。
３．この機械は、半径方向磁界ステータ５０１と半径方向磁界ロータ５０２とによって供される独立電磁モータに加えて、２個の独立電磁モータを供するために協働する第１および第２軸方向磁界ステータ５０３、５０７と第１および第２軸方向磁界ロータ５０４、５０８とを有する。したがって、ＨＡＲＭ５００は、半径方向磁界ロータ５０２を回転駆動するための３個の独立電磁モータを有する。
４．ＨＡＲＭ５００は、１個の半径方向モータおよび２個の軸方向モータの独立性によって、高い信頼性を実現する。
５．各半径方向および軸方向磁界モータがｍ個の独立の位相を有していると仮定すると、ＨＡＲＭ５００は、動作用に３ｍ個の独立の位相を供するので、より高い信頼性を有する。しかしながら、各モータがｍ個の独立位相を有する必要はなく、それぞれ、ｉ、ｊ、ｋ個の独立位相を有していてもよい。
６．ＨＡＲＭ５００は、図１〜４に示された種々のロータ磁極配置の何れかを採用することによって、軸方向および半径方向磁界作用を発生させる。
７．ＨＡＲＭ５００は、スタックの短いロータ機にも適用できる。
８．軸方向磁界ロータ突極５２４、５２８は、ロータシャフト５１１の軸に沿って、半径方向磁界ロータ突極５２２に十分に広げられているので、半径方向および軸方向磁界ステータ巻線（図示せず）を機械的に干渉しないように軸方向磁界ステータ突極５２３、５２７を配置してもよい。
【００４５】
図６Ａは、１個の半径方向磁界モータと１個または２個の軸方向磁界モータとを有する他のＨＡＲＭを示す。ＨＡＲＭ６００は、半径方向磁界ステータ６０１と、半径方向磁界ロータ６０２と、第１軸方向磁界ステータ６０３と、第１軸方向磁界ロータ６０４と、第２軸方向磁界ステータ６０７と、ロータシャフト６１１とを有する。半径方向磁界ステータ６０１は半径方向磁界ステータ突極６２１を有し、半径方向磁界ロータ６０２は半径方向磁界ロータ突極６２２を有し、第１軸方向ステータ６０３は第１軸方向磁界ステータ突極６２３を有し、第１軸方向磁界ロータ６０４は第１軸方向磁界ロータ突極６２４を有し、第２軸方向磁界ステータ６０７は第２軸方向磁界ステータ突極６２７を有し、軸方向磁界ロータ突極６２４に面する。第１および第２軸方向磁界ステータ６０３、６０７は、それぞれエンドベル６５１に備え付けられる。
【００４６】
図６Ｂは、図６Ａに示されたＨＡＲＭにロータ回転の一方向を提供する半径方向および軸方向磁束経路を示す。半径方向磁界ステータ巻線６６１を流れる電流によって発生する半径方向磁束６３１は、半径方向磁界ステータ６０１から半径方向磁界ステータ突極６２１'に流れ、半径方向磁界空隙部６４１'を横切って半径方向ロータ突極６２２'に流入し、半径方向磁界ロータ６０２に流入し半径方向磁界ロータ突極６２２''に流入し、半径方向磁界空隙部６４１''を横切って半径方向磁界ステータ突極６２１''に流入し、半径方向磁界ステータ６０１に再流入する。第１軸方向磁界ステータ巻線６６２を流れる電流によって発生する第１軸方向磁束６３２は、第１軸方向磁界ステータ６０３から第１軸方向磁界ステータ突極６２３'に流れ、第１軸方向磁界空隙部６４３'を横切って第１軸方向磁界ロータ突極６２４'に流入し、第１軸方向磁界ロータ６０４に流入し、第１軸方向磁界ロータ突極６２４''に流入し、第１軸方向磁界空隙部６４３''を横切って第１軸方向磁界ステータ突極６２３''に流入し、第１軸方向磁界ステータ突極６２３''のバックアイアンを通って第１軸方向磁界ステータ６０３に再流入する。第２軸方向磁界ステータ突極６２７''、軸方向空隙部６４７''、ロータ磁極６３３、空隙６４１''、ステータ突極６２７'およびそのバックアイロンを通って、磁界ステータ極６０３に達する。
【００４７】
半径方向磁束６３１、第１軸方向磁束６３２および第２軸方向磁束６３３の各々は、ロータシャフト６１１に対して同一の方向に半径方向磁界ロータ６０２を回転させるトルクを、互いに独立に発生させる。それぞれの磁束配列を逆にすると、半径方向磁界ロータ６０２を反対方向に回転させるトルクを発生させることとなる。
【００４８】
ＨＡＲＭ６００は、半径方向磁界ステータ６０１と半径方向磁界ロータ６０２とによって供される独立電磁モータに加えて、２個の独立電磁モータを供するために協働する第１および第２軸方向磁界ステータ６０３、６０７と第１軸方向磁界ロータ６０４とを有する。したがって、ＨＡＲＭ６００は、半径方向磁界ロータ６０２を回転駆動するための２個の独立電磁モータを有する。半径方向および軸方向磁界モータの各々がｍ個の独立位相を有していると仮定すると、ＨＡＲＭ６００は、動作用に２ｍ個の独立位相を供するので、より高い信頼性を実現する。しかしながら、各モータがｍ個の独立位相を有する必要はなく、ｉ個およびｊ個の独立位相をそれぞれ有していてもよい。或いは、ＨＡＲＭ５００、６００は、機械位相の二つの間に依存関係を導入することによって、２ｍ個の独立位相機として構成されてもよい。ここでも、各モータがｍ個の独立位相を有する必要はなく、ｉ個およびｊ個の独立位相をそれぞれ有していてもよい。
【００４９】
要約すれば、ＨＡＲＭ５００、６００は、１組または２組のモータを実現できる。一つのモータは半径方向磁束を利用し、半径方向磁界ＨＡＲＭモータと呼ばれる。もう一つのモータの組は、軸方向磁束を利用し、軸方向磁界ＨＡＲＭモータと呼ばれる。ＨＡＲＭ５００、６００は、軸方向および半径方向の両方に極を有する１つのロータ構造を用いて、単一の機械内に２個または３個のモータ構成の混成(hybridization)を実現できる。ＨＡＲＭ５００と違って、ＨＡＲＭ６００は、ロータシャフト６１１の軸に沿って、半径方向磁界ロータ突極６２２に広げられたただ１組の第１軸方向磁界ロータ突極６２４を有するので、半径方向および軸方向磁界ステータ巻線６６１〜６６３と機械的に干渉しないように第１および第２軸方向磁界ステータ突極６２３、６２７を配置してもよい。
【００５０】
ＨＡＲＭ５００、６００の出力密度特性を向上させることができる他の特徴は、エンドベル６５１をより効果的に利用することを含む。関連技術の機械では、これらのエンドベルは、機械的な完全性のためだけに用いられる。本発明においては、エンドベル６５１は電磁気的な目的にも役立つので、所与の空間容積内でより高い出力密度が得られる。考慮すべき他の特徴は、半径方向磁界ＨＡＲＭモータ用のボア（bore）である。各軸方向磁界ＨＡＲＭモータの電力出力は、ボアの直径および軸方向ロータ積層の内径に比例するので、ＨＡＲＭ５００、６００の出力密度は、半径方向磁界ＨＡＲＭモータのボアを最大化することによって向上させてもよい。また、ＨＡＲＭ５００、６００の出力密度は、半径方向磁界ＨＡＲＭモータのスタック長を減少させ軸方向磁界ＨＡＲＭモータの磁束経路長を減少させることによって向上させてもよい。
【００５１】
ＨＡＲＭ５００、６００の構造は、例えば防衛、サーボおよびスピンドルのアプリケーション等の、スタックの短い機械や高出力モータに好適である。また、これらのＨＡＲＭは、小さい容積や高い信頼性が望まれる家庭電化器具や自動車付属駆動装置(automotive accessory drives)におけるアプリケーションに大変適している。
【００５２】
ＨＡＲＭ５００、６００は、各組が独立した磁束経路を有する２組または３組のモータを１つの機械構造にまとめて、機械空間における高い電磁気利用を実現する。さらに、ＨＡＲＭ５００、６００は、高信頼性を実現する。１個のモータ組、例えば半径方向磁界ＨＡＲＭモータが故障しても軸方向磁界ＨＡＲＭモータの性能および動作に影響を与えないし、またその逆の場合も同様である。このように、ＨＡＲＭ５００、６００は、障害や故障中のときにも連続運転を提供する。さらに、ＨＡＲＭ５００、６００は、同一組の巻線間の相互結合が存在しないので位相独立性を実現する。したがって、ＨＡＲＭ５００、６００のハイブリッドモータ構造は、その信頼性および耐故障性を前例のないレベルまで増進する。
【００５３】
半径方向および軸方向磁界ＨＡＲＭモータの各々にｍ個の位相がある場合、ＨＡＲＭ５００は２ｍ個または３ｍ個の位相を有する機械、ＨＡＲＭ６００は２ｍ個の位相を有する機械とみなすことができる。ｍ個の位相を有する電気モータに比べて、ＨＡＲＭ５００、６００の構造は、利用可能な位相をｍから２ｍ（ＨＡＲＭ６００の場合）に、または３ｍ（ＨＡＲＭ５００の場合）に向上させ、よって、機械の耐故障性および信頼性を向上させる。
【００５４】
例えば、ＨＡＲＭ５００の半径方向磁界モータが動作信頼度Ｒ１を有し、第１軸方向磁界モータが動作信頼度Ｒ２を有し、第２軸方向磁界モータが動作信頼度Ｒ３を有すると仮定する。第２軸方向磁界モータが使用されないまたは装備されていない場合、ＨＡＲＭ５００の総合信頼性は、１−（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）で表される。或いは、総合信頼性は、１−（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）×（１−Ｒ３）で表される。
【００５５】
ＨＡＲＭ５００、６００の構造は、ｍ個の位相を有する半径方向磁界機（ＲＦＭ：Radial Field Machine）に求められる以上にロータの重量を大幅に増大させる必要がない。ＨＡＲＭ５００、６００のロータの鉄容積は、他の全てのものが等しいとして、半径方向磁界モータだけを有する機械とほぼ同じでよい。これにより、関連技術の機械よりも、ＨＡＲＭ５００、６００の出力密度が高くなる。
【００５６】
ＨＡＲＭ５００、６００に関して説明した混成概念および構造は、埋設または表面取付構成を有する永久磁石同期機等の、他の機械にも拡張することができる。また、これらの概念および構造は、高性能および高信頼性の機械向けに普遍的に利用される。
【００５７】
ＨＡＲＭ５００、６００を駆動するために電力変換器のトポロジーが複数利用できる。それらのうちの幾つかは、“Switched Reluctance Motor Drives”, R. Krishnan, CRC Press, June 2001に記載されている。ＨＡＲＭ５００のステータ巻線の半径方向の組および軸方向の組を駆動するための非対称電力変換器について考える。ステータ巻線５６１の第１の組は、ＨＡＲＭ５００の半径方向磁界モータに対応する。ステータ巻線５６２の第２の組は、第１軸方向磁界モータに対応し、ステータ巻線５６３の第３の組は、第２軸方向磁界モータに対応する。これら３組のステータ巻線５６１〜５６３から、２個の同等のステータ巻線のみを備えたＨＡＲＭが得られる。
【００５８】
例えば、半径方向および軸方向磁界モータの各々が４個のロータ磁極と４個のステータ磁極とを有すると仮定する。ステータ巻線５６１〜５６３の各組は、電源電圧に依存して、直列または並列に接続された４個のステータ磁極の巻線から成る。第１および第２軸方向磁界モータのステータ磁極およびロータ磁極の各々を、互いに相対的な位相ずれがないように位置調整することによって、第１および第２軸方向磁界のステータ巻線５６２、５６３を直列または並列に接続できる。このように第１および第２軸方向磁界のステータ巻線５６２、５６３を接続することによって、２個の軸方向磁界モータに単一のステータ巻線を効果的に提供する。
【００５９】
単一のステータ巻線を有する機械では供給できない全ロータ位置用の始動トルクを供給するために、半径方向および軸方向磁界モータのステータ磁極５８７またはロータ磁極５８２、５８３は、それぞれ、互いにずらすことができる。このことは、同型の機械の極間の角度が等しくないことを意味しているわけではない。位相ずれは、軸方向磁界の機械が最大トルクを供給するとき半径方向磁界の機械が最小トルクを供給するように、軸方向および半径方向の磁界の磁極の相対位置が作られる、ということを意味する。そのようにずらされた場合、半径方向磁界モータは正のトルクを供給でき、軸方向磁界モータは負のトルクを供給できる。同様にその逆の場合もある。このような構成によれば、半径方向磁界モータまたは軸方向磁界モータのどちらかが常に正のトルクを生成しているので、連続的なトルク生成が実現する。同様に、機械動力がその機械のモータに供給される場合、負のトルクが生成される。このような正および負のエネルギーの伝達は、両回転方向において達成でき制御できる。それによって、ＨＡＲＭ５００とその電力変換器の組とは、トルク対速度包絡線における四象限動作が可能である。
【００６０】
ＨＡＲＭ５００の３個のモータおよびＨＡＲＭ６００の２個のモータの各々は、半径方向磁界モータが単一の位相を有する機械として単独で動作し、かつ、２個の軸方向磁界モータが別の単一の位相を有するモータとして動作するために結合された状態で、単一の位相を有する機械として動作できる。したがって、制御可能スイッチを有する非対称電力変換器を用いて、四象限動作を実現できる。よって、ＨＡＲＭ５００の３個のモータまたはＨＡＲＭ６００の２個のモータに対応する位相は、２相のＨＡＲＭモータの等価物に効果的に変換される。
【００６１】
ＨＡＲＭ５００、６００は１個より多くのモータを有しているが、ＨＡＲＭ５００、６００に四象限動作性を与えるために必要な電力変換器は、２相のＳＲＭモータに四象限動作性を与えるために必要なものと比べて、違いがあったとしても著しい違いはない。その結果、ＨＡＲＭ５００、６００に好適な出力変換器の実装容積および費用は、単一相または２相のＳＲＭモータ用のそれとは著しい違いはない。したがって、ＨＡＲＭ５００、６００は、家庭電化器具や自動車のアプリケーションに使用されるような費用競争力を有する機械に特に有用である。
【００６２】
ＨＡＲＭ５００、６００に好適な電力変換器は、最小限度の制御複雑さで、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の制御可能なスイッチを使用してもよい。ここで注目すべきことは、ＨＡＲＭ５００、６００は、四象限動作性を与えるのに必要とされる制御可能スイッチの数を最小限にする（例えば、２個のスイッチ）ための電力変換器と組合せることができる、ということである。このようにできる理由は、それに付随して交換器内の制御可能スイッチに対する必要条件を低くして、ＨＡＲＭ５００、６００が２ステータ相ＳＲＭの等価物として動作するように構成できるからである。
【００６３】
第１および第２軸方向磁界モータを別々に扱うことによって、ＨＡＲＭ５００において３個の独立モータが得られる。モータに対応する巻線の組が直列に接続され単一相の機械として扱われる場合、３個のモータの各々に関して、ＨＡＲＭ５００、６００は、それぞれ３相または２相ＳＲＭと同等に動作できる。この場合、電力変換器の必要条件は、３相ＳＲＭのそれに似ている。
【００６４】
ＨＡＲＭ５００、６００は、高い信頼性を実現するように設計した方法で、電力変換器と一体化してもよい。例えば、組み合わせられた構造が、ｍ個のステータ位相の組を有する１個の半径方向磁界モータとｎ個のステータ位相の組を有する１個の軸方向磁界モータとを有するように、電力変換器がＨＡＲＭ５００またはＨＡＲＭ６００と一体化していると仮定する。さらに、各ロータ位相および各ステータ位相は、電力変換器の位相によって別々に独立に駆動されると仮定する。この構成の場合、動作用の独立位相の総数は、ｍおよびｎの合計に等しい。これによって、ｍ位相からｍ＋ｎ位相まで機械動作の信頼性を向上させる。この構成が追加の変換器位相を必要としても、より高い信頼性という利点があることは明らかである。
【００６５】
同等の信頼性を達成するために、関連技術の機械では、ｍ＋ｎ個のステータ位相を備えていなければならない。このことは、ｍ＋ｎが、例えば５よりも大きな数字である場合、製造許容限界のため常に可能であると限らない。
【００６６】
半径方向磁界モータがｍ個の独立ステータ位相を有し、軸方向磁界モータがｎ個の独立ステータ位相を有していると仮定すると、ＨＡＲＭ５００の第１および第２軸方向磁界ステータを独立に動かすことで、独立位相数をｍ＋２ｎまで増大させる。このことは、ｍ個の独立ステータ位相を有する１ステータセットマシン(one stator set machine)と比べて、独立ステータ位相の実質的な増加となる。ｍ＝ｎと仮定すると、このＨＡＲＭ５００の構成は、１ステータセットマシンよりも３倍多い独立位相数を実現する。明らかに、ＨＡＲＭ５００は、非常に高い信頼性および耐故障性を実現できる。高い信頼性または耐故障性が求められない場合、ＨＡＲＭ５００、６００は、ステータ位相数の少ないＨＡＲＭと同等に作動するように構成してもよい。
【００６７】
ＨＡＲＭ５００、６００は下記の利点を実現する。
１．少ないまたは多い位相数のいずれかを実現するように構成できるＨＡＲＭ。
２．独立に動作可能なｍ＋２ｎ個（ＨＡＲＭ６００の場合はｍ＋ｎ個）もの多くの位相を有するＨＡＲＭ。
３．多数のＨＡＲＭモータを実現する信頼性の高いＨＡＲＭ。
４．発電機として使用した場合、ＨＡＲＭは、３個の独立電源を実現でき、そのうちの１つが故障しても他の電源も故障することにはならない。したがって、このＨＡＲＭは、発電中も高い信頼性を供する。
５．ＨＡＲＭは位相数を多くできるので、トルクリップルは非常に低くその周波数は非常に高くなるので、機械系によってさらに容易に濾波される。トルクリップルの軽減は、緻密な電流制御よりも多数の位相によって達成される。
６．ＨＡＲＭは、漸次的でなく段階的に出力密度を増大させる。
７．ＨＡＲＭは、どのように構成されているかによって、信頼性および耐故障性を２倍または３倍に増大させる。
８．ＨＡＲＭは、その２組または３組のモータ（ＨＡＲＭ６００においては、１組または２組のモータ）間の電磁結合なしに、その独立動作を可能にする。
９．単一のロータが全モータステータ用ロータの機能を果たすので、ＨＡＲＭには追加重量が加えられない。この特徴点は、これまで未開発であった、ロータ容積の最大利用をもたらす。
１０．ＨＡＲＭのエンドベルは、ＨＡＲＭの２個の軸方向磁界モータのためのステータ積層および巻線を担持する。その結果、電磁気的な目的利用可能な表面をより多く利用でき、このハイブリッド構造においてより高い出力密度が得られる。
１１．１個のモータ、例えば、半径方向磁界モータが故障しても、軸方向磁界モータの性能および動作に影響を与えない。したがって、１個または２個のモータが故障した後も連続運転が可能である。
１２．冗長性が最優先でない場合には、２ｍ位相を有する機械の代わりにｍ位相を有しただ１個のモータを備えたＳＲＭとして動作するように、半径方向および軸方向磁界ステータを組にすることができる。ここで、ｍは、半径方向ＨＡＲＭモータおよび軸方向ＨＡＲＭモータの各々におけるモータ位相数である。このことは、必ずしも高い信頼性をもたらすわけではないが、電力変換器内の動力装置の小型化をもたらす。
１３．半径方向磁界ＨＡＲＭモータにおいて（つまり、ｙ軸に沿って）機械を楕円化する傾向がある垂直力は、軸方向磁界ＨＡＲＭモータによって（つまり、ｘ軸に沿って）生成される扁平化垂直力によって均衡が保たれているので、ＨＡＲＭ内の音響雑音は、極めて最小限になるまたは除去される。このように、ステータの楕円化は機械内で効果的に相殺される。これは、このハイブリッド機構造の主な利点の一つである。また、この特徴によって、低ノイズ機械が得られる。このことは、種々の応用にかなりの影響を及ぼすことができる。
１４．最大の負荷およびより小さい負荷のために、半径方向磁界ＨＡＲＭモータと軸方向磁界ＨＡＲＭモータとの間で負荷分散が達成できる。最大負荷の場合には、各モータの最大能力が利用できる。モータの負荷分散は、効率に基づいて規定してもよい。例えば、ハイブリッド機の総合効率を最大限にするために、主要なモータがより多くの負荷を引き受けるように構成できる。このような配置および制御が可能であると機械の融通性がより高められる。その高い信頼性を考慮すると特にそうである。
１５．半径方向および軸方向磁界ＨＡＲＭモータの垂直力は、各モータの各極の巻線電流を制御することによって、個別に制御できる。例えば、ｘ軸方向およびｙ軸方向の垂直力は、半径方向磁界モータにおいてその巻線電流を独立制御することによって調節できる。同様に、ｚ軸方向およびｘ軸方向の垂直力は、軸方向磁界モータにおいてその巻線電流を独立制御することによって調節できる。このことは、軸方向および半径方向の機械のセットが、それぞれ少なくとも２位相を有することを前提としている。これは、ｘ、ｙ、ｚ方向の垂直力が独立に個別に制御されることを意味する。また、ロータを所望の方向に推進する接線力は、モータの独立動作によって制御されてもよい。これら２つの要因は、これまで１個の軸方向磁界モータまたは半径方向磁界モータでは達成されなかった、浮上誘導制御をマシンに与える。したがって、垂直力が適切に制御されているならば、ハイブリッド機は、その回転の軸受を必要としないクラスの機械に応用できる。これは、磁気軸受を有し外部磁気軸受セットを有しない機械とみなすことができる。外部磁気軸受の代わりに、ＨＡＲＭは、電力を生成する軸方向磁界ＨＡＲＭモータおよび半径方向磁界ＨＡＲＭモータであって、磁気軸受の機能を果たす軸方向磁界ＨＡＲＭモータおよび半径方向磁界ＨＡＲＭモータを用いる。したがって、このマシンにおいて、追加の制御巻線組および磁気軸受に必要な制御回路は不用である。こういうわけで、別の磁気軸受組を必要としない、まさに軸受のない機械が達成される。
１６．ＨＡＲＭは、１個の半径方向磁界ＳＲＭモータと、軸方向磁界永久磁石同期またはブラシレス直流機モータとを含むこともできる。或いは、１個の軸方向磁界ＳＲＭモータと、半径方向磁界永久磁石同期またはブラシレス直流機とを含んでいてもよい。出力密度を向上させるために、これらの代替方法は、どうやって機械が実際に混成されるかを例示している。このようなハイブリッド機は、両方の種類のモータの最良の特徴を組み合わせ、パートタイムの再生成を伴う航空宇宙のアプリケーションに利用できる。
１７．或いは、半径方向磁界モータおよび軸方向磁界モータはいずれも、少なくとも中速度のアプリケーションまでは、それに付随する高信頼性および高出力密度を有する永久磁石同期またはブラシレス直流機モータであってもよい。
【００６８】
図７Ａは、２個のステータと１個のロータとを備えた半径方向磁界機（ＲＦＭ）を示す。ＲＦＭ７００は、外側半径方向磁界ステータ７０１と内側半径方向磁界ステータ７０５との間に配置された単一の半径方向磁界ロータ７０３を含む。図７Ａは、外側半径方向磁界ステータ７０１および内側半径方向磁界７０５のそれぞれに設けられた４個の外側半径方向磁界ステータ突極７０２および４個の内側半径方向磁界ステータ突極７０６と、６個の半径方向磁界ロータ突極７０４とを示しているが、ＲＦＭ７００は、任意の比または組合せのステータ磁極およびロータ磁極を使用してもよい。例えば、６／４、８／６、１０／８、８／１０、６／８、１２／１０、１０／１２、１２／８、８／１２等の組合せを用いてもよい。なお１番目の数字は、ロータ極数であり、２番目の数字は、各ステータの極数である。
【００６９】
図示したように、外側半径方向磁界ステータ７０１は、ｍ個の位相（ｍ＝２）を有し、内側半径方向磁界ステータ７０５は、ｍ個の位相を有する。外側半径方向磁界ステータコイル７０７が内側半径方向磁界ステータコイル７０８とは独立に励起される場合、ＲＦＭ７００は２ｍ相の機械として作動する。ただし、各モータがｍ個の独立位相を有する必要はなく、ｉ個およびｊ個の独立位相をそれぞれ有していてもよい。
【００７０】
半径方向磁界ロータ７０３の積層は、磁束を伝導するように半径方向に向けられた半径方向磁界ロータ突極７０４を有する。外側および内側半径方向磁界ステータ７０１、７０５の積層は、同様の外側半径方向磁界ステータ突極７０２および内側半径方向磁界ステータ突極７０６をそれぞれ有する。外側半径方向磁界ステータコイル７０７は、内側半径方向磁界ステータコイル７０８と電気的に絶縁され独立している。これによって、例えば外側半径方向磁界ステータコイル７０７が故障しても、内側半径方向磁界ステータコイル７０８は確実に励磁されて出力電力を生成する。このように、故障の場合でも、機械の連続運転が維持される。
【００７１】
半径方向磁界ロータ７０３の極間の部分は、外側および内側半径方向磁界ステータ７０１、７０５のそれぞれの１つだけが励起しているとき、磁束に経路通路を提供する。外側および内側半径方向磁界ステータコイル７０７、７０８の双方の組が励起されているとき、半径方向磁界ロータ７０３の極間の鉄の部分は、外側および内側半径方向磁界ステータコイル７０７、７０８によって生成された磁束を伝達するために使用されない。その代わり、半径方向磁界ロータ突極７０４だけが磁束移動に使用される。生成された磁束は、半径方向に並べられた外側半径方向磁界ステータ突極７０２、半径方向磁界ロータ突極７０４および内側半径方向磁界ステータ突極７０６を介して伝達されるので、半径方向磁界ロータ７０３の極間部分は使用されない。
【００７２】
外側および内側半径方向磁界ステータコイル７０７、７０８がそれぞれ独立に作動していないとき、それらは組み合わさってｍ相の機械を成す。この場合、電力変換器用の動力装置は、２ｍ相動作の場合と比べて、半分に低減できる。
【００７３】
電力出力を最大化するための設計基準によれば、半径方向磁界ロータ７０３の直径を大きくしなければならない。その結果、内側半径方向磁界ステータ７０５の電力出力も増大できる。一方、外側半径方向磁界ステータ７０１の極は短くでき、内側半径方向磁界ステータ７０５と同じ電力出力を発生させる。内側半径方向磁界ステータ７０５のための鉄のステータ積層は、その弓形部分を取り除くことによって、または、内側半径方向磁界ステータ７０５の全体を複数片の矩形積層と置換することによって、最小限にできる。弓形部分を取り除くこと、または、内側半径方向磁界ステータ７０５に矩形片を使用することで、空間の容積が増大する。増大した空間は、内側半径方向磁界ステータコイル７０８のために用いることができる。外側半径方向磁界ステータ突極７０２の高さを低減させ巻線を広げて機械全体の直径を最小限にすることによって、外側半径方向磁界ステータ突極７０２間の広い空間は、外側半径方向磁界ステータコイル７０７を配置するために利用できる。
【００７４】
ＲＦＭ７００は、ＳＲＭまたは他の種類の電気機械、例えば永久磁石ブラシレス直流機（ＰＭＢＤＣＭ）等であってもよい。たとえどのような種類の機械にＲＦＭ７００が構成されていても、１個のステータだけを有する同様な機械に比して信頼性が必ず増加する。
【００７５】
例えば、内側半径方向磁界ステータ７０５と半径方向磁界ロータ突極７０４とは、ＲＦＭ７００の第１モータを成すと言うことができ、外側半径方向磁界ステータ７０１と半径方向磁界ロータ突極７０４とは、ＲＦＭ７００の第２モータを成すと言うことができる。第１モータは動作信頼度Ｒ１を有し、第２モータは動作信頼度Ｒ２を有していると仮定すると、これら２個のモータが独立に作動する場合、ＲＦＭ７００の総合信頼度は、１−（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）で表すことができる。
【００７６】
１個の半径方向磁界ロータ７０３と外側および内側半径方向磁界ステータ７０１、７０５とを用いて、２個の同等のモータが１個のパッケージに詰められ、高い出力密度を実現する。外側および内側半径方向磁界ステータ７０１、７０５を用いると、信頼性および耐故障性は、単一のステータを有する機械と比較して、２倍に高められる。
【００７７】
半径方向磁界ロータ７０３の極間材料が磁性鋼である場合、外側および内側半径方向磁界ステータ７０１、７０５は互いに独立に作動できる。この場合、機械は２ｍ相で作動できるので、この特徴によって高い信頼性動作が実現する。
【００７８】
外側半径方向磁界ステータコイル７０７および内側半径方向磁界ステータコイル７０８の対応する位相を組み合わせることによって、外側半径方向磁界ステータ７０１および内側半径方向磁界ステータ７０５は、一緒に作動できる。これによって、出力密度が維持できる。この構成のためにｍ個の位相があるので、関連付けられた電力変換器の出力装置は、２ｍ相の機械の必要条件を半減できる。
【００７９】
図７Ｂは、図７Ａに示されたＲＦＭのロータ支持体を示す。ロータ支持体７５１は、半径方向磁界ロータ７０３がその回転軸に対して自由に回転するように、また、違う動き方をしないように、ＲＦＭ７００内に半径方向磁界ロータ７０３を固定する。ＲＦＭ７００が、ｍ個の独立位相を有する単一のモータとして作動するように構成されている場合、ロータ支持体７５１およびロータバックアイアン７５２は磁束を伝達しない。したがって、ＲＦＭ７００が単一のモータとして構成されている場合、ロータ支持体７５１は非磁性材料でよく、ロータバックアイアン７５２は磁性鋼を有する必要がない。
【００８０】
図７Ｃは、永久磁石を有するステータ磁極を示す。ＲＦＭ７００の外側および内側半径方向磁界ステータ７０１、７０５はそれぞれ、その上に設けられた永久磁石７７１を有するステータ磁極７７０等の複数のステータ磁極を用いてもよい。そのように構成された場合、ＲＦＭ７００は、永久磁石ブラシレス直流機（ＰＭＢＤＣＭ）として作動できる。
【００８１】
ＰＭＢＤＣＭとして構成される場合、半径方向磁界ロータ７０３は、半径方向に磁化された永久磁石を有していてもよい。外側半径方向磁界ステータ７０１および内側半径方向磁界ステータ７０５を持つことで、高出力密度および高信頼性の利点が得られる。
【００８２】
ＳＲＭやＰＭＢＤＣＭのハイブリッド機として構成される場合、半径方向磁界ロータ７０３は、下側スロットを有し、その中に永久磁石を配置してもよく、さらに上側スロットを有していてもよい。このハイブリッド構成は、外側半径方向磁界ステータ７０１がＳＲＭモータを実現し、内側半径方向磁界ステータ７０５がＰＭＢＤＣＭモータを実現することを可能にする。このような構成は、２個のモータを備えたまさにハイブリッドな機械を実現するものであり、各種類が高出力密度と高信頼性の動作という同じ利点を持つ。
【００８３】
ステータ磁極およびロータ磁極の対向するペアは、位相がずらされていてもよい。外側半径方向磁界ステータ７０１が最小トルクを生成するとき、内側半径方向磁界ステータ７０５は最大トルクを生成するので、その結果、均一なトルクが生成される。この構成によると、高出力密度および高信頼性を犠牲にすることなく、トルクリップルが減少する。さらに、機械は２ｍ相またはｍ相の機械として作動可能である。
【００８４】
図８Ａは、図５Ａおよび図７に示された機械の特徴を組み合わせたものであり、２個の半径方向磁界モータと２個の軸方向磁界モータとを有するＨＡＲＭを示す。ＨＡＲＭ８００は、外側半径方向磁界ステータ７０１と、半径方向磁界ロータ７０３と、内側半径方向磁界ステータ７０５と、第１軸方向磁界ステータ５０３と、第１軸方向磁界ロータ５０４と、第１軸方向磁界ロータバックアイアン５０５と、第１軸方向磁界ステータバックアイアン５０６と、第２軸方向磁界ステータ５０７と、第２軸方向磁界ロータ５０８と、第２軸方向磁界ロータバックアイアン５０９と、第２軸方向磁界ステータバックアイアン５１０と、ロータシャフトとを有する。外側半径方向磁界ステータ７０１は外側半径方向磁界ステータ突極７０２を有し、半径方向磁界ロータ７０３は半径方向磁界ロータ突極７０４を有し、内側半径方向磁界ステータ７０５は内側半径方向磁界ステータ突極７０６を有し、第１軸方向磁界ステータ５０３は第１軸方向磁界ステータ突極５２３を有し、第１軸方向磁界ロータ５０４は第１軸方向磁界ロータ突極５２４を有し、第２軸方向磁界ステータ５０７は第２軸方向磁界ステータ突極５２７を有し、第２軸方向磁界ロータ５０８は第２軸方向磁界ロータ突極５２８を有する。
【００８５】
なお、ロータシャフトは半径方向磁界ロータ７０３に接続されているかロータ構造と一体化している。
【００８６】
図８Ｂは、外側および内側半径方向ステータコイルが同時に励磁された場合、図８Ａに示された機械にロータ回転の一方向を提供する半径方向および軸方向磁束経路を示している。この機械には２つの半径方向磁束が存在する、つまり（i）外側半径方向磁界ステータコイル７０７を有する外側半径方向磁界機と外側の半径方向磁界ロータ突極７０４'、７０４'''との間、および、（ii）内側の半径方向磁界ロータ突極７０４''、７０４''''と内側半径方向磁界ステータ突極７０６との間、である。同時励起が用いられ、内側および外側のステータ磁極およびロータ磁極が一列に並べられている場合、この機械にはただ１つの半径方向磁束が存在する。半径方向磁束８３１は、外側半径方向磁界ステータコイル７０７を流れる電流によって発生する。半径方向磁束８３１は、外側半径方向磁界ステータ７０１から外側半径方向磁界ステータ突極７０２'に流れ、外側半径方向磁界空隙部８４２'を横切って外側部の半径方向磁界ロータ突極７０４'に流入し、半径方向磁界ロータ突極７０３'に流入し、内側部の半径方向磁界ロータ突極７０４''に流入し、内側半径方向磁界空隙部８４６'を横切って内側半径方向ステータ突極７０６'に流入し、そして内側半径方向磁界ステータ７０５に流入する。続いて、半径方向磁束８３１は、内側半径方向磁界ステータ７０５から内側半径方向磁界ステータ突極７０６''に流れ、内側半径方向磁界空隙部８４６''を横切って内側の半径方向磁界ロータ突極７０４''''に流入し、半径方向磁界ロータ７０３''に流入し、外側の半径方向磁界ロータ突極７０４'''に流入し、外側半径方向磁界空隙部８４２'を横切って外側半径方向磁界ステータ突極７０２''に流入し、そして外側半径方向磁界ステータ７０１に流入する。
【００８７】
第１の軸方向磁束８３３は、第１軸方向磁界ステータ巻線８０２を流れる電流によって発生する。第１の軸方向磁束８３３は、第１軸方向磁界ステータ５０３から第１軸方向磁界ステータ突極５２３'に流れ、第１軸方向磁界空隙部８４３'を横切って第１軸方向磁界ロータ突極５２４'に流入し、第１軸方向磁界ロータ５０４に流入し、第１軸方向磁界ロータ突極５２４''に流入し、第１軸方向磁界空隙部８４３''を横切って第１軸方向磁界ステータ突極５２３''に流入し、そして第１軸方向磁界ステータ５０３に再流入する。
【００８８】
同様にして、第２の軸方向磁束８３４は、第２軸方向磁界ステータ巻線８０１を流れる電流によって発生する。第２軸方向磁束８３４は、第２軸方向磁界ステータ５０７から第２軸方向磁界ステータ突極５２７'に流れ、第２軸方向磁界空隙部８４７'を横切って第２軸方向磁界ロータ突極５２８'に流入し、第２軸方向磁界ロータ５０８に流入し、第２軸方向磁界ロータ突極５２８''に流入し、第２軸方向磁界空隙部８４７''を横切って第２軸方向磁界ステータ突極５２７''に流入し、そして第２軸方向磁界ステータ５０７に再流入する。
【００８９】
第１および第２軸方向磁界ロータバックアイアン５０５、５０９は、第１および第２の半径方向磁束８３１、８３２が第１および第２軸方向磁界ロータ５０４、５０８に入ることを防止する。同様に、第１および第２軸方向磁界ロータバックアイアン５０５、５０９は、第１および第２の軸方向磁束８３３、８３４がそれぞれ、半径方向磁界ロータ７０３'、７０３''に入ることを防止する。第１および第２軸方向磁界ステータバックアイアン５０６、５１０は、第１および第２の軸方向磁束８３３、８３４がそれぞれ、外側および内側半径方向磁界ステータ７０１、７０５に入ることを防止する。同様に、第１および第２軸方向磁界ステータバックアイアン５０６、５１０は、第１および第２の半径方向磁束８３１、８３２が、第１および第２軸方向磁界ステータ５０３、５０７に入ることを防止する。
【００９０】
半径方向磁束８３１ならびに第１および第２の軸方向磁束８３３、８３４の各々は、独立に半径方向磁界ロータ７０３を回転させるトルクをその回転軸に対して同じ方向に発生させる。それぞれ磁束の配列を逆にすると、逆方向に半径方向磁界ロータ７０３を回転させるトルクを発生させることとなる。
【００９１】
図８Ｃは、外側および内側の半径方向ステータコイルが同時に励磁されない場合、図８Ａに示された機械にロータ回転の一方向を提供する半径方向磁束経路を示している。半径方向磁束８３５は、外側半径方向磁界ステータコイル７０７を流れる電流によって発生する。半径方向磁束８３５は、外側半径方向磁界ステータ７０１から外側半径方向磁界ステータ７０２'に流れ、外側半径方向磁界空隙部８４２'を横切って外側部の半径方向磁界ロータ突極７０４'に流入し、半径方向磁界ロータ７０３に流入し、外側部の対向する半径方向磁界ロータ突極７０４'''に流入し、外側半径方向磁界空隙部８４２''を横切って外側半径方向磁界ステータ突極７０２''に流入し、そして外側半径磁界ステータ７０１に再流入する。
【００９２】
同様に、内側半径方向磁界ステータコイル７０８の励起による半径方向磁束経路が理解できる。内側半径方向磁界ステータコイル７０８は、内側半径方向磁界ステータ突極７０６'、７０６''、内側半径方向磁界空隙部８４６'、８４６''、内側の半径方向磁界ロータ突極７０４''、７０４''''、半径方向磁界ロータ７０３'、７０３''のバックアイアンおよび内側半径方向磁界ステータ７０５のバックアイアンだけを連結する。これによって、２つの半径方向磁界モータが得られる。２つのモータのうち一方は外側ステータと外側部のロータとを有しており、他方は内側ステータと内側部のロータとを有している。図８Ｃの構成自体は、図６Ａおよび図７に示された機械の特徴を組み合わせた、２個の半径方向磁界モータと２個の軸方向磁界モータとを有するＨＡＲＭを示していると理解できる。
【００９３】
ＨＡＲＭ８００は、図５Ａおよび図７に示された特徴ならびに図６Ａおよび図７に示された特徴を組み合わせたものであり、また、図１Ａ、図１Ｂおよび図２〜４に示された特徴を含んでいてもよい。ＨＡＲＭ８００は、半径方向磁界モータ用の２個と軸方向磁界モータ用の２個の計４個のステータと、３組または４組の独立巻線とを有している。より具体的には、半径方向磁界ステータ用の２組の巻線および軸方向磁界ステータ用の１組の巻線を有する。或いは、半径方向磁界ステータおよび軸方向磁界ステータの各々用の２組の巻線を有する。このように構成することによって、ＨＡＲＭ８００によって、３ｍ相または４ｍ相の機械が提供される。なお、ｍは、外側半径方向磁界ステータ、内側半径方向磁界ステータ、第１軸方向磁界ステータおよび第２軸方向磁界ステータにおける位相数である。ただし、これら４個のステータの各々は、同一の位相数を有する必要はなく、異なる位相数、例えばｉ個、ｊ個、ｋ個、ｌ個、をそれぞれ有していてもよい。
【００９４】
３位相または４位相が独立に作動するとき、ＨＡＲＭ８００は、単一位相の機械よりも３倍または４倍の信頼性を実現する。例えば、第１位相に対応する機械要素は動作信頼度Ｒ１を有し、第２〜第４位相に対応する機械要素は動作信頼度Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４をそれぞれ有していると仮定する。この場合、ＨＡＲＭ８００の総合信頼性は、独立した３位相を有する機械については１−（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）×（１−Ｒ３）で表され、独立した４位相を有する機械については１−（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）×（１−Ｒ３）×（１−Ｒ４）で表される。
【００９５】
このような機械の出力密度および信頼性は、関連技術の機械のそれよりもはるかに高い。信頼性は、ｍ位相の機械と比較して、３倍または４倍高められる。さらにこの発明は、半径方向のステータ励起による楕円化が軸方向のステータ励起による楕円化によって打ち消されるので、発生する音響雑音が減少する。
【００９６】
ＲＦＭ７００の外側および内側半径方向磁界ステータ７０１、７０５および半径方向磁界ロータ７０３は、協働して２組のモータの機能を実現する。２組のモータは、両方ともＳＲＭモータでもよく、一方がＳＲＭモータで他方がＰＭＢＤＣＭモータでもよく、両方ともＰＭＢＤＣＭモータでもよく、一方がインダクタンスモータで他方がＳＲＭモータでもよく、一方がインダクタンスモータで他方がＰＭＢＤＣＭモータでもよい。
【００９７】
ＲＦＭ７００の両モータがＳＲＭモータである場合、２組のモータは互いに独立に作動してもよい。これによって、２ｍ個の独立位相が得られる。両ステータをつなぎ合わせてステータ巻線を整列することによって、ＲＦＭ７００は、ｍ個の独立位相を有する単一の機械と同様な方法で作動できる。
【００９８】
ＲＦＭ７００が、ｍ位相を有する単一の機械として使用される２組のモータを有するように構成される場合、ロータバックアイアンを使用する必要がない。ロータ磁極は磁束伝導に使用され、ロータの軽量化を可能にする。バックアイアンは、磁束を搬送するための磁性鋼を有する必要がない。その結果、ロータ鉄損は低減され、より高い効率の機械が得られる。
【００９９】
ＲＦＭ７００は、そのステータを単一位相動作用に構成してもよく、つまり、ステータ磁極上の全巻線を直列に（または並列に）接続でき、１ステータに対する１巻線として使用される（ｍ＝１）。したがって、前述のモータの組は２相の機械の機能を果たすことができる。このことは、制御に関してかなりの意味をもっている。まず、電力変換器の必要条件が最小限になる。また、各モータ組が単一位相ＳＲＭであっても、ＲＦＭ７００は個別の始動機構を必要としない。ロータ磁極またはステータ磁極は、一方のステータの位相が正のトルクを生成するときに他方が負のトルクを生成するように、あるいはその逆になるように、位相がずらされていてもよい。したがって、常に、一方のモータ組または他方が正のトルクを生成できる。同様に、負のトルクも生成される。このような両動作は、２つの回転方向で得られ、四象限モータ駆動が実現できる。この配置によれば、これら２組のモータ用の特別な始動手順または始動機構を回避できる。
【０１００】
従来の単相機の場合、始動は、ロータ磁極整形(rotor pole shaping)、ステータ磁極整形、または、補助磁極上の永久磁石によって、得られる。ＲＦＭ７００を用いると、この全てが回避される。従来の２相ＳＲＭの場合、機械を自己始動させるには特別な方法が組み込まれなければならない。ＲＦＭ７００は、両方向の自己始動のために特別な方法を必要としない。自己始動という特徴は、一方のモータのステータ磁極を他方のモータのステータ磁極に対して移相させることによって達成される。別法によると、自己始動という特徴は、ロータ磁極を移相させることによって達成できる。
【０１０１】
ＲＦＭ７００は、同心の１個のロータと２個のステータとを用いるが、ＨＡＲＭ８００に例示するように、そのエンドベルに軸方向ステータ巻線を収容することもできる。したがって、ＨＡＲＭ８００は、最小で３個、最大で４個の独立したステータ巻線の組を提供することができる。独立した３組のステータ巻線が使用されるとき、１個のステータの磁束は他のステータから独立しているので、ＨＡＲＭ８００は、電磁気的に相互作用がなく独立した３個のステータを備えた３ｍ相の機械を提供する。独立した４組のステータ巻線が使用されるとき、４ｍ相の機械が供され、それらの磁束は独立しているので、その４個のステータは電磁気的に相互作用がなく独立している。
【０１０２】
ＨＡＲＭ８００の場合、２つの半径方向ステータ巻線が直列に接続可能である。同様に、２つの軸方向ステータ巻線も直列に接続可能である。その結果、それぞれ、ｍ位相を有する１組のラジアル機および１組のアキシャル機が得られる。このことは、機械の動作のための２ｍ個の独立位相を実現する。ｍ＝１である場合、機械全体は、両回転方向において自己始動能力を有する２位相機と同等のものを実現する。このことは、最小限の変換器必要条件で四象限モータ駆動を実現する。
【０１０３】
ＲＦＭ７００およびＨＡＲＭ８００は、１種またはそれ以上の異なるモータ種類を有するハイブリッド機として構成されてもよい。例えば、それらのモータの組は、任意の種類のモータの組み合わせでよい。詳しく言えば、これらのモータの種類は、ＳＲＭモータ、ＰＭＢＤＣＭモータおよびインダクタンスモータのグループから選択されたものでもよく、それらの混成バージョンでもよい。
【０１０４】
耐故障性および高信頼性は、ＲＦＭ７００およびＨＡＲＭ８００の固有のものである。それらの数多くの位相によって、これらの機械のトルクリップルは非常に低い。この低いトルクリップルは、非常に精巧な電流制御によるものではなく、多数の位相を有する機械の性質によって本質的に達成される。
【０１０５】
ＲＦＭ７００およびＨＡＲＭ８００用のトルクリップル周波数は、従来の機械の３倍または４倍である。したがって、ＲＦＭ７００およびＨＡＲＭ８００のロータ速度の力学への影響は無視しうる。よって、これらの機械には単純な制御器だけが必要となる。
【０１０６】
ＨＡＲＭ８００は半径方向モータおよび軸方向モータの組を用いるので、垂直力による楕円化の影響は、ｘ軸およびｙ軸に沿って均衡がとられる。この均衡によって、低いステータ加速度および低い振動が実現され、したがって、これらの機械において音響雑音が低減される。
【０１０７】
ＲＦＭ７００およびＨＡＲＭ８００の構造上の構成によれば、それらが緊密に実装されるので、電磁部品のための空間の利用を向上させる。したがって、これらの機械は、その重量または容積に比して非常に高い出力密度を有する。
【０１０８】
以上の記載によって、本発明は図示され説明された。しかしながら、これらの開示は本発明の好ましい実施例を呈示し説明しているだけであり、本発明は、他の種々の組合せ、変更および環境において使用できるものとする。また、ここで説明したように、本発明は、上述の教示および当業者の技能または知識に応じて、本発明の概念の範囲内で変更または修正することができる。
【０１０９】
ここで説明した実施例は、本発明を実行して知られる最良の形態を説明することを意図して説明されている。また、本発明の特定の応用または使用に必要とされる種々の変更によって、これらおよび他の実施例において本発明を当業者が利用することを可能にすることも意図して説明されている。したがって、上記説明は、本発明をここで開示した形態に限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１Ａ】ハイブリッドアキシャル−ラジアル機（ＨＡＲＭ）の半径方向磁界ロータ磁極内の中央に配置された軸方向磁界ロータ磁極を有するＨＡＲＭを示す図
【図１Ｂ】図１Ａに示されたＨＡＲＭ上の半径方向磁束経路を示す図
【図２】ＨＡＲＭの半径方向磁界ロータ磁極間に配置された軸方向磁界ロータ磁極を有するＨＡＲＭを示す図
【図３】拡張された軸方向磁界ロータ磁極を備えた図２のＨＡＲＭを示す図
【図４】軸方向磁界ロータ磁極を半径方向磁界ロータ磁極から分離する空隙部を有するロータ磁極を示す図
【図５Ａ】１個の半径方向磁界モータと２個の軸方向磁界モータとを有するＨＡＲＭを示す図
【図５Ｂ】図５Ａに示されたＨＡＲＭにロータ回転の一方向を提供する半径方向および軸方向磁束経路を示す図
【図６Ａ】１個の半径方向磁界モータと１個または２個の軸方向磁界モータとを有する他のＨＡＲＭを示す図
【図６Ｂ】図６Ａに示されたＨＡＲＭにロータ回転の一方向を提供する半径方向および軸方向磁束経路を示す図
【図７Ａ】２個のステータと１個のロータとを備えた半径方向磁界機（ＲＦＭ）を示す図
【図７Ｂ】図７Ａに示されたＲＦＭのロータ支持体を示す図
【図７Ｃ】永久磁石を有するステータ磁極を示す図
【図８Ａ】図５Ａおよび図７に示された機械の特徴を組み合わせた、２個の半径方向磁界モータと２個の軸方向磁界モータとを有するＨＡＲＭを示す図
【図８Ｂ】外側および内側の半径方向ステータコイルが同時に励磁された場合に、図８Ａに示された機械にロータ回転の一方向を提供する半径方向および軸方向磁束経路を示す図
【図８Ｃ】外側および内側の半径方向ステータコイルが同時に励磁されない場合に、図８Ａに示された機械にロータ回転の一方向を提供する半径方向磁束経路を示す図
【図１Ａ】
2005528074.tif 000003
【図１Ｂ】
2005528074.tif 000004
【図２】
2005528074.tif 000005
【図３】
2005528074.tif 000006
【図４】
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【図５Ａ】
2005528074.tif 000008
【図５Ｂ】
2005528074.tif 000009
【図６Ａ】
2005528074.tif 000010
【図６Ｂ】
2005528074.tif 000011
【図７Ａ】
2005528074.tif 000012
【図７Ｂ】
2005528074.tif 000013
【図７Ｃ】
2005528074.tif 000014
【図８Ａ】
2005528074.tif 000015
【図８Ｂ】
2005528074.tif 000016
【図８Ｃ】
2005528074.tif 000017
【国際調査報告】
2005528074.tif 000018
2005528074.tif 000019