(57)【要約】【課題】ロータにおける励磁極の周囲の磁界強度の高い場所に磁束を集中させる磁気回路とすることで磁路長を短くしつつ漏れ磁束を防ぎ、従来よりも高い効率を得ることが可能なスイッチトリラクタンスモータを提供する。【解決手段】スイッチトリラクタンスモータ１は、出力軸３を中心にロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃが周方向に等間隔で配設されたロータ４と、出力軸３を中心にステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが周方向に等間隔で配設されたステータ５と、これらステータ突極を各々周回するように集中巻された巻線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとを備え、各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにおける隣り合う突極は、各巻線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの巻回方向が互いに逆向きとなっている構成である。【選択図】図２
2019134499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸を中心にロータ突極が周方向に等間隔で配設されたロータと、前記出力軸を中心にステータ突極が周方向に等間隔で配設されたステータと、前記ステータ突極を各々周回するように集中巻された巻線とを備え、
前記ロータ突極の数がｎ（ｎは２以上の自然数）、前記ステータ突極の数が４ｎ、且つ、前記巻線の相数が４であり、
各前記ステータ突極における隣り合う突極は、前記巻線の巻回方向が互いに逆向きとなっていること
を特徴とするスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項２】
前記ロータ突極の前記ステータ突極と向かい合う面に、前記出力軸の中心に向かう凹部が形成されていること
を特徴とする請求項１記載のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項３】
前記巻線が通電され前記ステータ突極が２相励磁された状態で、前記ステータ突極のうち励磁された第１突極と、前記第１突極と前記ロータの所定回転方向の隣側に配設され励磁された第２突極と、前記ロータ突極のうち前記第１突極と前記第２突極との両方と対向する位置の第３突極と、によって磁気回路が形成されること
を特徴とする請求項１または２記載のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項４】
前記ロータ突極における前記凹部から前記出力軸までのロータ極長さは、前記ステータ突極と向かい合う面における前記凹部から前記ロータ突極の端までのロータ極幅と同じか大きいこと
を特徴とする請求項２記載のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項５】
前記第３突極における前記第２突極と対向する部分の長さが、前記第３突極における前記第１突極と対向する部分の長さよりも大きい状態で、前記第２突極と前記第３突極とが接していること
を特徴とする請求項３記載のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項６】
前記ロータと前記ステータとの間の隙間は、ラジアルギャップとなっていること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項７】
前記ロータと前記ステータとの間の隙間は、アキシャルギャップとなっていること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項８】
ロータ突極の数がｎ（ｎは２以上の自然数）、ステータ突極の数が４ｎ、且つ、巻線の相数が４であり、各前記ステータ突極における隣り合う突極は、前記巻線の巻回方向が互いに逆向きで集中巻されたスイッチトリラクタンスモータを駆動するに際し、
直流電源からパルス状の非正弦波電流を前記巻線に順次通電して前記ステータ突極を２相励磁し、前記ステータ突極のうち励磁された第１突極と、前記第１突極と前記ロータの所定回転方向の隣側に配設され励磁された第２突極と、前記ロータ突極のうち前記第１突極と前記第２突極との両方と対向する位置の第３突極と、によって磁気回路を形成すること
を特徴とするスイッチトリラクタンスモータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチトリラクタンスモータとその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチトリラクタンスモータ（Switched Reluctance Motor、略称はＳＲＭ）は、巻線が巻回されたステータ（固定子）と、永久磁石を使用せずに強磁性の鉄芯等からなるロータ（回転子）とを備え、直流電源から非正弦波電流を前記巻線に通電することで生じるリラクタンストルクによって回転する構成である。前記非正弦波電流としては、例えば矩形波等のパルス状電流が挙げられる。
【０００３】
従来のスイッチトリラクタンスモータは、分布巻された巻線の相数が３、ステータのスロット数が６、ロータの突極数が４で、１相励磁方式の３相６／４型が知られている。また、分布巻された巻線の相数が３、ステータのスロット数が１２、ロータの突極数が８で、１相励磁方式の３相１２／８型が知られている（特許文献１：特開２００２−３５４８８１号公報、特許文献２：特開２００３−０６１３８１号公報参照）。ここで、ステータのスロット数はステータの突極数と一致する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５４８８１号公報
【特許文献２】特開２００３−０６１３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１と特許文献２に記載の従来のスイッチトリラクタンスモータは、分布巻された巻線に励磁電流を流すことでロータを横断する磁気回路を利用しており、磁路長が長くなるうえに漏れ磁束が生じるなど磁束の低い領域が出来るため、効率が低いという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、ロータを横断する磁気回路ではなく、ロータにおける励磁極の周囲の磁界強度の高い場所に磁束を集中させる磁気回路とすることで磁路長を短くしつつ漏れ磁束を防ぎ、従来よりも高い効率を得ることが可能なスイッチトリラクタンスモータとその駆動方法を提供することを目的とする。
【０００７】
一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。
【０００８】
本発明のスイッチトリラクタンスモータは、出力軸を中心にロータ突極が周方向に等間隔で配設されたロータと、前記出力軸を中心にステータ突極が周方向に等間隔で配設されたステータと、前記ステータ突極を各々周回するように集中巻された巻線とを備え、前記ロータ突極の数がｎ（ｎは２以上の自然数）、前記ステータ突極の数が４ｎ、且つ、前記巻線の相数が４であり、各前記ステータ突極における隣り合う突極は、前記巻線の巻回方向が互いに逆向きとなっていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、従来技術のような分布巻された巻線に励磁電流を流すことでロータを横断する磁気回路ではなく、集中巻された巻線に励磁電流を流すことでロータにおける励磁極の周囲の磁界強度の高い場所に磁束を集中させる磁気回路となるので、磁路長を短くしつつ漏れ磁束を防ぎ、従来よりも高い効率を得ることが可能な構成となる。そして、各前記ステータ突極における隣り合う突極は、前記巻線の巻回方向が互いに逆向きとなっているので、隣り合った極性が逆向きの電磁石によって、従来技術のような分布巻と比較して大きな磁束密度の磁束をループさせることができ、その磁界に磁性体が入った場合、大きなトルクが働く。そのため、コイル巻数を圧縮して、サイズをコンパクトにすることも可能となる。
【００１０】
一例として、前記ロータ突極の数を、２、３、４、５、６とすることができる。前記ロータ突極の数が２の場合、前記ステータ突極の数は８となる。前記ロータ突極の数が３の場合、前記ステータ突極の数は１２となる。前記ロータ突極の数が４の場合、前記ステータ突極の数は１６となる。前記ロータ突極の数が５の場合、前記ステータ突極の数は２０となる。前記ロータ突極の数が６の場合、前記ステータ突極の数は２４となる。なお、前記ロータ突極の数と前記ステータ突極の数との比が１：４であれば、上記以外に、前記ロータ突極の数を増やすことも可能である。
【００１１】
本発明のスイッチトリラクタンスモータの駆動方法は、ロータ突極の数がｎ（ｎは２以上の自然数）、ステータ突極の数が４ｎ、且つ、巻線の相数が４であり、各前記ステータ突極における隣り合う突極は、前記巻線の巻回方向が互いに逆向きで集中巻されたスイッチトリラクタンスモータを駆動するに際し、直流電源からパルス状の非正弦波電流を前記巻線に順次通電して前記ステータ突極を２相励磁し、前記ステータ突極のうち励磁された第１突極と、前記第１突極と前記ロータの所定回転方向の隣側に配設され励磁された第２突極と、前記ロータ突極のうち前記第１突極と前記第２突極との両方と対向する位置の第３突極と、によって磁気回路を形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、４相モータであるスイッチトリラクタンスモータにおいて、２相を同時励磁する方式によって極利用率が理論上は５割に高められるので、ロータ極数が同一の場合、従来技術のモータの２倍の電力を投入して、従来よりも高いトルクを得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロータを横断する磁気回路ではなく、ロータにおける励磁極の周囲の磁界強度の高い場所に磁束を集中させる磁気回路とすることで磁路長を短くしつつ漏れ磁束を防ぎ、従来よりも高い効率を得ることが可能な構成となる。また、極利用率が５割に高められるので、ロータ極数が同一の場合、従来技術のモータの２倍の電力を投入して、従来よりも高いトルクを得ることができる。そして、ロータとステータとの間の隙間がラジアルギャップとなっている構成によって、ラジアル型のスイッチトリラクタンスモータが実現できる。また、ロータとステータとの間の隙間が、アキシャルギャップとなっている構成によって、アキシャル型のスイッチトリラクタンスモータが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態のスイッチトリラクタンスモータの例を斜め上方から見た概略の斜視図である。
【図２】図２は図１のII−II線断面図である。
【図３】図３は第１の実施形態に係るロータを示す概略の断面図である。
【図４】図４Ａは第１の実施形態に係るロータの他の例を示す概略の断面図であり、図４Ｂは第１の実施形態に係るロータの他の例を示す概略の断面図である。
【図５】図５Ａは第１の実施形態に係る駆動信号波形を示すグラフ図であり、図５Ｂは第１の実施形態に係る駆動回路を示す概略の回路図である。
【図６】図６は本発明の第２の実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータの例を斜め上方から見た概略の斜視図である。
【図７】図７は第２の実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータを模式的に示す縦断面図である。
【図８】図８Ａは第２の実施形態に係るロータを示す概略の平面図であり、図８Ｂは第２の実施形態に係るロータを示す概略の底面図である。
【図９】図９Ａは第２の実施形態に係るステータを示す概略の底面図であり、図９Ｂは第２の実施形態に係るステータを示す概略の平面図である。
【図１０】図１０は第２の実施形態に係る駆動信号波形を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は第１の実施形態のラジアル型のスイッチトリラクタンスモータ１の例を示す概略の斜視図である。第１の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ１は、出力軸３（シャフト）の中心をＺ方向に通るＰ１−Ｐ１線を中心としてロータ４が配設され、出力軸３を中心としてロータ４の外側にステータ５が配設されている。
【００１６】
ここで、スイッチトリラクタンスモータ１の各部の位置関係を説明し易くするため、図中にＸ，Ｙ，Ｚの矢印で向きを示している。スイッチトリラクタンスモータ１を実際に使用する際には、これらの向きに限定されず、どのような向きで使用しても支障ない。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１７】
一例として、ロータ４とステータ５とは、無方向性の電磁鋼板からなる。一例として、出力軸３は、鋼材からなる。
【００１８】
図２はスイッチトリラクタンスモータ１の縦断面図である。図２に示す例では、ロータ４は、出力軸３のＰ１−Ｐ１線を中心としてロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃが周方向に等間隔で配設されており、また、ステータ５は、出力軸３のＰ１−Ｐ１線を中心としてロータ４を囲んでステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが周方向に等間隔で配設されている。ロータ突極４ａとロータ突極４ｂとロータ突極４ｃとは、Ｐ１−Ｐ１線を中心に回転対称となる位置に配設されている。また、ステータ突極５ａとステータ突極５ｂとステータ突極５ｃとステータ突極５ｄとは、Ｐ１−Ｐ１線を中心に回転対称となる位置に配設されている。そして、ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを各々周回するように集中巻された巻線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備えている。
【００１９】
図２に示す例では、ロータ４の極数は３であり、ステータ５の極数は１２であり、巻線相数は４である。ここで、ステータ５のスロット数はステータ５の突極数と一致する。
【００２０】
各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにおける隣り合う突極は、各巻線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの巻回方向が互いに逆向きとなっている。例えば、ステータ突極５ａとステータ突極５ｂは、巻線６ａと巻線６ｂとの巻回方向が逆向きとなっており、また、ステータ突極５ａとステータ突極５ｄは、巻線６ａと巻線６ｄとの巻回方向が逆向きとなっている。そして、各巻線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、同一相は直列接続となっている。
【００２１】
これにより、ステータ５において、隣り合った極性が逆向きの電磁石を構成するので、従来技術のような分布巻と比較して大きな磁束密度の磁束をループさせることができ、その磁界に磁性体であるロータ４の各極が入った場合、ロータ４に大きなトルクが働く。また、２相励磁するので、励磁タイミングを合わせるコントローラは単純なものでよい。なお、上記以外の構成として、同一相を並列接続とすることも可能である。
【００２２】
図５Ａは第１の実施形態に係る駆動信号波形を示すグラフ図であり、縦軸は電圧Ｖであり、横軸は時間Ｔである。図５Ｂは第１の実施形態に係る駆動回路９を示す概略の回路図であり、ハーフブリッジ回路である。本実施形態では、直流電源Ｅからパルス状の非正弦波電流を巻線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに通電することで生じるリラクタンストルクによって出力軸３が回転する。この非正弦波電流として、矩形波のパルス状電流を連続して通電する。
【００２３】
図５Ａに示すように、ロータ４が起動した後、時間Ｔのどのタイミングにおいても２相励磁の状態が得られるように、駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄを１相ずつタイミングをずらして印加することで回転磁界を生じさせて磁気回路Ｍ１を形成する。これにより、ロータ４が回転方向ｃｗに回転し、出力軸３が継続的に回転する。
【００２４】
図５Ａの例では、第２相の矩形波のパルス状電流を通電するオン時間が、第１相の矩形波のパルス状電流を通電するオン時間とパルス幅の半分の時間重なるようにタイミングをずらして通電し、１相ずつタイミングをずらして連続的にパルス状電流を通電する。ここでは、駆動電圧Ｖａを巻線６ａに印加して通電し、駆動電圧Ｖｂを巻線６ｂに印加して通電し、駆動電圧Ｖｃを巻線６ｃに印加して通電し、駆動電圧Ｖｄを巻線６ｄに印加して通電する。そして、駆動電圧Ｖａを巻線６ａに印加して通電するオン時間と、駆動電圧Ｖｂを巻線６ｂに印加して通電するオン時間とがパルス幅の半分の時間重なるように通電し、駆動電圧Ｖｂを巻線６ｂに印加して通電するオン時間と、駆動電圧Ｖｃを巻線６ｃに印加して通電するオン時間とがパルス幅の半分の時間重なるように通電し、駆動電圧Ｖｃを巻線６ｃに印加して通電するオン時間と、駆動電圧Ｖｄを巻線６ｄに印加して通電するオン時間とがパルス幅の半分の時間重なるように通電する。
【００２５】
上記以外の構成として、位置センサを内蔵した構成のスイッチトリラクタンスモータ１として、定電流制御でコイルの後ろに半導体スイッチを入れるローサイド切り、且つ、片サイド切りの回路としてもよい（不図示）。
【００２６】
図２において、各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄのロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃと向かい合う面の内周長さをステータ極幅Ｌ１とし、各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの隣り合う極との間隔をステータ極間幅Ｌ２とすると、ステータ極幅Ｌ１はステータ極間幅Ｌ２よりも大きい（Ｌ１＞Ｌ２）。また、ヨーク厚さＬ３は、ステータ極幅Ｌ１と同じか大きい（Ｌ３≧Ｌ１）。
【００２７】
また、各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃの外周面（各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの内周面と向かい合う面）と各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの内周面とは互いに向かい合っており、両者のエアギャップＧ１は、ステータ極間幅Ｌ２の０．２倍以下に設定される。
【００２８】
図３は、３極のロータ４を示す概略の断面図である。各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃの外周面（各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの内周面と向かい合う面）には、出力軸３の中心のＰ１−Ｐ１線に向かう溝形状の凹部７が形成されている。溝形状の凹部７の開口は各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃの外周面の中央に形成されており、凹部７の開口の両側の周方向の長さをロータ極幅Ｗ１とすると、ロータ極幅Ｗ１はステータ極幅Ｌ１とステータ極間幅Ｌ２との合計値と同じか大きい（Ｗ１≧（Ｌ１＋Ｌ２））。断面視で、凹部７の形状は、楕円形状または放物線形状が好ましい。これにより、ロータ４における励磁極の周囲の磁界強度の高い場所に磁束を集中させる磁気回路Ｍ１を形成することができる。
【００２９】
そして、各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃにおける凹部７の底から出力軸３の外周までの最小長さをロータ極長さＨ１とすると、ロータ極長さＨ１は、各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃの外周面（各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄのＰ１−Ｐ１線方向に向いた内周面と向かい合う面）における凹部７の開口の両側の周方向の長さであるロータ極幅Ｗ１と同じか大きい（Ｈ１≧Ｗ１）。これにより、磁気回路Ｍ１を形成し易くなる。
【００３０】
ここで、凹部７の深さ（凹部７の開口から凹部７の底までの最小長さ）は、凹部７の開口幅の０．５倍以上である。これにより、磁気回路Ｍ１の磁路長を短くして各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃにおける磁気抵抗を小さくする。
【００３１】
上述のように、各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃに凹部７を形成することで、出力軸３のＰ１−Ｐ１線から凹部７に向かうＱ１方向の磁気抵抗と、出力軸３の中心のＰ１−Ｐ１線から各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃの外周に向かうＱ２方向の磁気抵抗とに差が生じる。これにより、磁束が凹部７を迂回し、凹部７がステータ５の各ステータ極間と向かい合う位置まで動くためのトルクが生じる。よって、凹部７がステータ５の各ステータ極間に対向する位置までロータ４を回転させることができる。そして上述の駆動回路９により、凹部７がステータ５の各ステータ極間と向かい合う位置まで動いた瞬間にロータ４の突極は次のステータ突極と接しているので、次のステータ突極を励磁することでトルクが生じ、出力軸３が継続的に回転する。これにより、ロータ４を速やかに起動させ、出力軸３を継続的に回転させることができる。
【００３２】
本実施形態では、ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに２相励磁の状態が得られるように駆動回路９の直流電源Ｅからパルス状の非正弦波電流を巻線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに順次連続的に通電し回転磁界を生じさせて磁気回路Ｍ１を形成し、ロータ４を回転方向ｃｗに回転させる。図２の例では、巻線６ａが通電されるとともに巻線６ｂが通電された状態で、励磁されたステータ突極５ａ（第１突極）と励磁されたステータ突極５ｂ（第２突極）と、ロータ突極４ａ（第３突極）と、によって磁気回路Ｍ１が形成される。ロータ突極４ｂ（第３突極）、ロータ突極４ｃ（第３突極）についても同様である。
【００３３】
上記以外の例として、図４Ａに示すように、ロータ４を２極としてもよい。この場合、ステータ５の極数は８となる。また、図４Ｂに示すように、ロータ４を４極としてもよい。この場合、ステータ５の極数は１６となる。本実施形態は、ロータ４が２極以上であり、且つ、ロータ４の極数とステータ５の極数との比は１：４となる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図６は第２の実施形態のアキシャル型のスイッチトリラクタンスモータ２の例を示す概略の斜視図である。第２の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ２は、出力軸３（シャフト）の中心をＺ方向に通るＰ１−Ｐ１線を中心としてロータ４が配設され、出力軸３を中心としてロータ４のＺ方向上側にステータ５１が配設され、出力軸３を中心としてロータ４のＺ方向下側にステータ５２が配設されている。ここでは、ステータ５１とステータ５２とは同じ構造のステータ５を、ロータ４を挟んで向かい合うように配設している。第２の実施形態では、上述の第１の実施形態と相違する点を中心に説明する。なお、スイッチトリラクタンスモータ２を実際に使用する際には、これらの向きに限定されず、どのような向きで使用しても支障ない。
【００３５】
一例として、ロータ４とステータ５とは、圧粉鉄心を成型したものからなる。一例として、出力軸３は、鋼材からなる。ここで、圧粉鉄心は、破砕した鉄基材料を樹脂でコーティングし、それを圧力により成型したものであり、構造上、磁束が作用しても渦電流が発生しない特長がある。
【００３６】
図７は第２の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ２を模式的に示す縦断面図である。ここでは、１つのロータ４を２つのステータ５で挟んでいる。この構成によれば、トルクはラジアルギャップの２倍になる。一方、入力電力もラジアルギャップの２倍になる。したがって、コンパクトで極めて大トルク且つ大パワーのスイッチトリラクタンスモータ２が実現できる。
【００３７】
図８Ａはロータ４を示す概略の平面図であり、各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃはＺ方向上向きに配設されている。また、図８Ｂはロータ４を示す概略の底面図であり、各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃはＺ方向下向きに配設されている。ロータ４は、図８Ａと図８Ｂとが背中合わせになった配置構成であり、ステータ５の１つの極の分だけずれている。ここでは、図８Ａと図８Ｂとは各ロータ突極４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれ位相が３０[°]ずれている。
【００３８】
図９Ａはステータ５１を示す概略の底面図であり、各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはＺ方向下向きに配設されている。また、図９Ｂはステータ５２を示す概略の平面図であり、各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはＺ方向上向きに配設されている。ステータ５１とステータ５２とは、図９Ａと図９Ｂとが向かい合わせになった配置構成であり、ステータ５の１つの極の分だけずれている。ここでは、図９Ａと図９Ｂとは各ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはそれぞれ位相が３０[°]ずれている。
【００３９】
図８Ａ，図８Ｂ，図９Ａ，図９Ｂに示す例では、ロータ４の極数は３であり、ステータ５の極数は１２であり、巻線相数は４である。ここで、ステータ５のスロット数はステータ５の突極数と一致する。
【００４０】
図１０は第２の実施形態に係る駆動信号波形を示すグラフ図であり、縦軸は電圧Ｖであり、横軸は時間Ｔである。駆動回路９は、図５Ｂに示すハーフブリッジ回路が適用できる。図１０の例では、第２相の矩形波のパルス状電流を通電するオン時間が、第１相の矩形波のパルス状電流を通電するオン時間と半分重なるようにタイミングをずらして通電し、それを続けることで１相ずつタイミングをずらして通電する。ステータ５１とステータ５２とで励磁タイミングをずらすことにより、トルクリップルを改善する。
【００４１】
ここで、駆動電圧Ｖａ１と駆動電圧Ｖｄ２とは同位相となり、駆動電圧Ｖｂ１と駆動電圧Ｖａ２とは同位相となり、駆動電圧Ｖｃ１と駆動電圧Ｖｂ２とは同位相となり、駆動電圧Ｖｄ１と駆動電圧Ｖｃ２とは同位相となる。これによれば、１つのコントローラで駆動制御できる。ステータ突極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを各々周回するように集中巻された巻線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、ステータ５１とステータ５２とで並列接続する。これにより、大パワーを入力できる。なお、上記以外に直列接続することも可能である。
【００４２】
上記以外の構成として、１つのステータ５を、１つのロータ４と向かい合うように配設する場合がある。また、２つのロータ４を、ステータ５を挟んで向かい合うように配設することも可能である。
【００４３】
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。本実施形態のスイッチトリラクタンスモータは、動力用モータに適しており、また、ステッピングモータとしても活用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１、２  スイッチトリラクタンスモータ
３  出力軸
４  ロータ
４ａ、４ｂ、４ｃ  ロータ突極
５、５１、５２  ステータ
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  ステータ突極
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  巻線
７  凹部
Ｍ１  磁気回路
【図１】
2019134499.tif 000003
【図２】
2019134499.tif 000004
【図３】
2019134499.tif 000005
【図４】
2019134499.tif 000006
【図５】
2019134499.tif 000007
【図６】
2019134499.tif 000008
【図７】
2019134499.tif 000009
【図８】
2019134499.tif 000010
【図９】
2019134499.tif 000011
【図１０】
2019134499.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月24日(2018.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸を中心にロータ突極が周方向に等間隔で配設されたロータと、前記出力軸を中心にステータ突極が周方向に等間隔で配設されたステータと、前記ステータ突極を各々周回するように集中巻された巻線とを備え、
前記ロータ突極の数がｎ（ｎは２以上の自然数）、前記ステータ突極の数が４ｎ、且つ、前記巻線の相数が４であり、
各前記ステータ突極における隣り合う突極は、前記巻線の巻回方向が互いに逆向きとなっており、
前記巻線が通電され前記ステータ突極が２相励磁された状態で、前記ステータ突極のうち励磁された第１突極と、前記第１突極と前記ロータの所定回転方向の隣側に配設され励磁された第２突極と、前記ロータ突極のうち前記第１突極と前記第２突極との両方と対向する位置の第３突極と、によって磁気回路が形成され、
前記第３突極における前記第２突極と対向する部分の長さが、前記第３突極における前記第１突極と対向する部分の長さよりも大きい状態で、前記第２突極と前記第３突極とが接していること
を特徴とするスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項２】
前記ロータ突極の前記ステータ突極と向かい合う面に、前記出力軸の中心に向かう凹部が形成されていること
を特徴とする請求項１記載のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項３】
前記ロータ突極における前記凹部から前記出力軸までのロータ極長さは、前記ステータ突極と向かい合う面における前記凹部から前記ロータ突極の端までのロータ極幅と同じか大きいこと
を特徴とする請求項２記載のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項４】
前記ロータと前記ステータとの間の隙間は、ラジアルギャップとなっていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項５】
前記ロータと前記ステータとの間の隙間は、アキシャルギャップとなっていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のスイッチトリラクタンスモータ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明のスイッチトリラクタンスモータは、出力軸を中心にロータ突極が周方向に等間隔で配設されたロータと、前記出力軸を中心にステータ突極が周方向に等間隔で配設されたステータと、前記ステータ突極を各々周回するように集中巻された巻線とを備え、前記ロータ突極の数がｎ（ｎは２以上の自然数）、前記ステータ突極の数が４ｎ、且つ、前記巻線の相数が４であり、各前記ステータ突極における隣り合う突極は、前記巻線の巻回方向が互いに逆向きとなっており、前記巻線が通電され前記ステータ突極が２相励磁された状態で、前記ステータ突極のうち励磁された第１突極と、前記第１突極と前記ロータの所定回転方向の隣側に配設され励磁された第２突極と、前記ロータ突極のうち前記第１突極と前記第２突極との両方と対向する位置の第３突極と、によって磁気回路が形成され、前記第３突極における前記第２突極と対向する部分の長さが、前記第３突極における前記第１突極と対向する部分の長さよりも大きい状態で、前記第２突極と前記第３突極とが接していることを特徴とする。