(57)【要約】【課題】ステーターを共用する２個のローターを有する電動機において、それぞれのローターを独立して制御すること。【解決手段】電動機１は、環状に配置された複数の磁石１３を有し、かつ６相の電動機として駆動される第１ローター１０と、環状に配置された複数の磁石２３を有し、かつ３相の電動機として駆動される第２ローター２０と、第１ローター１０と第２ローター２０との間に配置され、かつ複数のスロット３５を周方向に沿って有するステーター３１と、それぞれのスロット３５に配置される複数の巻線３３と、を含む。スロット３５の数を６×ｓとしたとき、第１ローター１０の極数は２×ｓ×（６×ｎ−５）又は２×ｓ×（６×ｎ−１）で、第２ローター２０の極数は４×ｓ×（３×ｎ−２）又は４×ｓ×（３×ｎ−１）で決定される。ｓ及びｎは１以上の自然数。【選択図】図２
2015089240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に配置された磁石を有し、かつ６相の電動機として駆動されて、回転軸を中心として回転する第１ローターと、
環状に配置された磁石を有し、かつ３相の電動機として駆動されて、前記回転軸を中心として回転する第２ローターと、
前記回転軸の周囲を取り囲む環状の構造体であり、前記第１ローターと前記第２ローターとの間に配置され、かつ複数のスロットを前記環状の構造体の周方向に沿って有するステーターと、
それぞれの前記スロットに配置されて、前記第１ローターを駆動するための駆動信号と前記第２ローターを駆動するための駆動信号とが重畳されて合成された駆動信号が印加される、前記第１ローターと前記第２ローターとで共通の巻線と、を含み、
前記スロットの数を６×ｓとしたとき、前記第１ローターの極数は式（１）で、前記第２ローターの極数は式（２）で決定される、電動機。
２×ｓ×（６×ｎ−５）又は２×ｓ×（６×ｎ−１）・・（１）
４×ｓ×（３×ｎ−２）又は４×ｓ×（３×ｎ−１）・・（２）
式（１）及び式（２）のｓ及びｎは１以上の自然数。
【請求項２】
前記巻線は、前記ステーターの周方向に沿った軸線の周りに電線が巻き回されたトロイダルコイルである請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記ステーターは、前記スロットの周方向における寸法が、径方向外側と径方向内側との間で同一である請求項１又は請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記ステーターは、少なくとも一部を径方向に分断する隙間を有する、請求項１又は請求項２に記載の電動機。
【請求項５】
環状に配置された磁石を有し、かつ６相の電動機として駆動されて、回転軸を中心として回転する第１ローターと、
環状に配置された磁石を有し、かつ３相の電動機として駆動されて、前記回転軸を中心として回転する第２ローターと、
前記回転軸の周囲を取り囲む環状の構造体であり、前記環状の構造体の径方向において、前記第１ローターと前記第２ローターとの間に配置され、かつ複数のスロットを前記環状の構造体の周方向に沿って有するステーターと、
それぞれの前記スロットに配置されて、前記第１ローターを駆動するための駆動信号と前記第２ローターを駆動するための駆動信号とが重畳されて合成された駆動信号が印加される、前記第１ローターと前記第２ローターとで共通の巻線と、を含み、
前記スロットの数を６×ｓとしたとき、前記第１ローターの極数は式（１）で、前記第２ローターの極数は式（２）で決定される、電動機。
２×ｓ×（６×ｎ−５）又は２×ｓ×（６×ｎ−１）・・（１）
４×ｓ×（３×ｎ−２）又は４×ｓ×（３×ｎ−１）・・（２）
式（１）及び式（２）のｓ及びｎは１以上の自然数。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のローターと、複数のローター間において共用されるステーターとを有する電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステーターを共用する２個のローターを有する電動機がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７４５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された発明は、共通の巻線によってそれぞれのローターを独立して制御することはできない。つまり、特許文献１に記載された発明は、インナーロータ用の巻線と、アウターロータ用の巻線とをそれぞれ個別に用意しないと、インナーロータとアウターロータとをそれぞれ独立して制御することができない。
【０００５】
本発明は、ステーターを共用する２個のローターを有する電動機において、それぞれのローターを独立して制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、環状に配置された磁石を有し、かつ６相の電動機として駆動されて、回転軸を中心として回転する第１ローターと、環状に配置された磁石を有し、かつ３相の電動機として駆動されて、前記回転軸を中心として回転する第２ローターと、前記回転軸の周囲を取り囲む環状の構造体であり、前記第１ローターと前記第２ローターとの間に配置され、かつ複数のスロットを前記環状の構造体の周方向に沿って有するステーターと、それぞれの前記スロットに配置されて、前記第１ローターを駆動するための駆動信号と前記第２ローターを駆動するための駆動信号とが重畳されて合成された駆動信号が印加される、前記第１ローターと前記第２ローターとで共通の巻線と、を含み、
前記スロットの数を６×ｓとしたとき、前記第１ローターの極数は式（１）で、前記第２ローターの極数は式（２）で決定される、電動機である。
２×ｓ×（６×ｎ−５）又は２×ｓ×（６×ｎ−１）・・（１）
４×ｓ×（３×ｎ−２）又は４×ｓ×（３×ｎ−１）・・（２）
式（１）及び式（２）のｓ及びｎは１以上の自然数。
【０００７】
前記巻線は、前記ステーターの周方向に沿った軸線の周りに電線が巻き回されたトロイダルコイルであることが好ましい。
【０００８】
前記ステーターは、前記スロットの周方向における寸法が、径方向外側と径方向内側との間で同一であることが好ましい。
【０００９】
前記ステーターは、少なくとも一部を径方向に分断する隙間を有することが好ましい。
【００１０】
本発明は、環状に配置された磁石を有し、かつ６相の電動機として駆動されて、回転軸を中心として回転する第１ローターと、環状に配置された磁石を有し、かつ３相の電動機として駆動されて、前記回転軸を中心として回転する第２ローターと、前記回転軸の周囲を取り囲む環状の構造体であり、前記環状の構造体の径方向において、前記第１ローターと前記第２ローターとの間に配置され、かつ複数のスロットを前記環状の構造体の周方向に沿って有するステーターと、それぞれの前記スロットに配置されて、前記第１ローターを駆動するための駆動信号と前記第２ローターを駆動するための駆動信号とが重畳されて合成された駆動信号が印加される、前記第１ローターと前記第２ローターとで共通の巻線と、を含み、前記スロットの数を６×ｓとしたとき、前記第１ローターの極数は式（１）で、前記第２ローターの極数は式（２）で決定される、電動機である。
２×ｓ×（６×ｎ−５）又は２×ｓ×（６×ｎ−１）・・（１）
４×ｓ×（３×ｎ−２）又は４×ｓ×（３×ｎ−１）・・（２）
式（１）及び式（２）のｓ及びｎは１以上の自然数。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、ステーターを共用する２個のローターを有する電動機において、それぞれのローターを独立して制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施形態に係る電動機を、その回転軸を通りかつ回転軸を含む平面で切った断面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る電動機を、その回転軸と直交する平面で切った一部断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る電動機及びこの電動機を制御する制御系統を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る電動機の制御ブロック図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る電動機の第１ローター、第２ローター及びステーターの構成例を示す例を示す図である。
【図６−１】図６−１は、本実施形態に係る電動機のトルクの変化を示す図である。
【図６−２】図６−２は、本実施形態に係る電動機のトルクの変化を示す図である。
【図７−１】図７−１は、比較例に係る電動機のトルクの変化を示す図である。
【図７−２】図７−２は、比較例に係る電動機のトルクの変化を示す図である。
【図８−１】図８−１は、本実施形態に係る電動機のトルクの変化を示す図である。
【図８−２】図８−２は、本実施形態に係る電動機のトルクの変化を示す図である。
【図９−１】図９−１は、比較例に係る電動機のトルクの変化を示す図である。
【図９−２】図９−２は、比較例に係る電動機のトルクの変化を示す図である。
【図１０】図１０は、ステーターの第１変形例を示す平面図である。
【図１１】図１１は、ステーターの第２変形例を示す平面図である。
【図１２】図１２は、本実施形態の変形例に係る電動機を、その回転軸を通りかつ回転軸を含む平面で切った断面図である。
【図１３】図１３は、本実施形態の変形例に係る電動機の内部構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
＜電動機の構造＞
図１は、本実施形態に係る電動機１を、その回転軸Ｚｒを通りかつ回転軸Ｚｒを含む平面で切った断面図である。図２は、本実施形態に係る電動機１を、その回転軸Ｚｒと直交する平面で切った一部断面図である。電動機１は、共通のステーター３０によって、第１ローター１０と第２ローター２０とが駆動される。電動機１の形式は、所定の軸線（以下、適宜回転軸という）Ｚｒと直交する方向、すなわち、径方向に第１ローター１０及び第２ローター２０とステーター３０とのギャップが存在するラジアルギャップ型である。すなわち、電動機１は、第１ローター１０の径方向外側にステーター３０が配置され、ステーター３０の径方向外側に第２ローター２０が配置される。
【００１５】
電動機１は、第１ローター１０と、第２ローター２０と、ステーター３０とを含んでいる。電動機１は、３相−６相の電動機であり、共通のステーター３０によって、第１ローター１０と第２ローター２０とが駆動される。３相−６相の電動機とは、一方のローターが３相の交流信号（交流電圧又は交流電流）によって３相の電動機として駆動され、他方のローターが６相の交流信号によって６相の電動機として駆動される。
【００１６】
本実施形態においては、第１ローター１０が６相交流信号で駆動され、第２ローター２０が３相交流信号で駆動される。すなわち、第１ローター１０が６相の電動機として、第２ローター２０が３相の電動機として駆動される。なお、第１ローター１０が３相の交流信号により３相の電動機として駆動され、第２ローター２０が６相の交流信号により６相の電動機として駆動されてもよい。
【００１７】
電動機１は、ステーター３０が有するステーターコア３１の、回転軸Ｚｒ方向における端部３１Ｔが取付対象４に固定される。第１ローター１０及び第２ローター２０は、共通の回転軸Ｚｒを中心として回転する。第１ローター１０は、第２ローター２０の径方向内側かつステーター３０の径方向内側に配置されている。第２ローター２０は、第１ローター１０の径方向外側かつステーター３０の径方向外側に配置されている。このような構造により、ステーター３０は、第１ローター１０と第２ローター２０との間に配置される。第１ローター１０とステーター３０と第２ローター２０とは、回転軸Ｚｒを中心として直径が異なる３個の同心円上に配置される。
【００１８】
第１ローター１０は、円柱形状の構造体としてのローター本体（ヨーク）１１と、ローター本体１１に取り付けられる動力伝達シャフト１２と、ローター本体１１に取り付けられる複数の磁石１３と、を有している。第２ローター２０は、円筒形状の構造体としてのローター本体（ヨーク）２１と、ローター本体２１に取り付けられる動力伝達シャフト２２と、ローター本体２１に取り付けられる複数の磁石２３と、を有している。本実施形態において、磁石１３、２３は、いずれも永久磁石である。本実施形態において、磁石１３及び磁石２３は複数であり、いわゆるセグメント磁石であるが、これに限定されない。例えば、磁石１３及び磁石２３の少なくとも一方にはリング磁石が用いられてもよい。すなわち、磁石１３及び磁石２３は、それぞれ複数であってもよいし、単数であってもよい。
【００１９】
動力伝達シャフト１２、２２は、ローター本体１１、２１の一方の端面から回転軸Ｚｒの方向に向かってそれぞれ延出している。第１ローター１０の動力伝達シャフト１２と第２ローター２０の動力伝達シャフト２２とは、延出する方向がそれぞれ反対方向である。動力伝達シャフト１２、２２の中心軸は、ローター本体１１、２１の中心軸と共通する。これらは、電動機１の回転軸Ｚｒとも共通する。
【００２０】
ステーター３０は、環状の構造体である。ステーター３０は、ステーターコア３１と、ステーターコア３１に設けられているティース３２ｏ、３２ｉと、ステーターコア３１に巻き回されている巻線（コイル）３３とを有している。巻線３３は、導体である。図２中の点線が、巻線３３の巻き方を示している。ステーターコア３１は、中心部に貫通孔３１ＨＡ、３１ＨＢを有している。ステーターコア３１は、例えば、電磁鋼板を積層して製造されてもよいし、磁性体の粉末を加圧して成形されてもよい。磁性体の粉末を加圧することによってステーターコア３１が成形されることにより、複雑な形状のステーターコア３１であっても比較的容易に製造できる。
【００２１】
図２に示すように、ステーター３０が有するステーターコア３１は、環状のヨーク３４と、ヨーク３４の外周面と内周面とにそれぞれが設けられる複数のティース３２ｏ、３２ｉとを有している。ティース３２ｏは、ヨーク３４の外周面から、その径方向外側に向かって突出している。ティース３２ｉは、ヨーク３４の内周面から、その径方向内側に向かって突出している。ヨーク３４の外周面と内周面とにおいて、ティース３２ｏ、３２ｉは、ヨーク３４の周方向に対して同じ位置に配置されている。ヨーク３４の内周面に配置されたティース（第１ティース）３２ｉは、第１ローター１０、より具体的には第１ローター１０の外周面に設けられた磁石１３と対向している。ヨーク３４の外周面に配置されたティース（第２ティース）３２ｏは、第２ローター２０、より具体的には第２ローター２０の内周面に設けられた磁石２３と対向している。
【００２２】
第１ティース３２ｉが第１ローター１０と対向する部分及び第２ティース３２ｏが第２ローター２０と対向する部分は、スリットが形成されていてもよい。このようにすることで、第１ローター１０及び第２ローター２０のコギングトルクが抑制されて、電動機１の振動及び騒音が低減されるので好ましい。
【００２３】
ヨーク３４の周方向に向かって隣接するティース３２、３２の間がスロット３５である。ステーターコア３１は、複数のスロット３５を有している。本実施形態では、ヨーク３４の内周面と外周面とに複数のティース３２ｉ、３２ｏが配置されているため、スロット３５も、内周面側と外周面側とに形成される。複数のスロット３５及び複数のティース３２ｉ、３２ｏは、ステーターコア３１の周方向に沿って配列されている。本実施形態において、スロット３５の数は、ヨーク３４の内周面及び外周面に形成される２個のスロット３５を１個として数える。スロット３５の数は、ヨーク３４の内周面及び外周面にそれぞれが設けられているティース３２ｉ、３２ｏの数に等しい。
【００２４】
ステーター３０が有するスロット３５の数を６×ｓ個とする。ｓは、１以上の自然数である。それぞれのスロット３５には、巻線３３が配置されている。巻線３３は、スロット３５、３５の間のヨーク３４に電線３３Ｌが巻き回されることによって形成される。電線３３Ｌは、ステーター３０の周方向に沿った軸線の周りに巻き回されている。具体的には、電線３３Ｌは、ヨーク３４の周方向に向かって巻き回されている。すなわち、巻線３３は、電線３３Ｌがヨーク３４にトロイダル状に巻き回されて、トロイダルコイルとなっている。このようにすることで、第１ローター１０側と第２ローター２０側とにそれぞれ独立して磁気回路を形成することができる。その結果、第１ローター１０と第２ローター２０とを独立して駆動できるとともに、出力低下を抑制することができる。
【００２５】
本実施形態において、巻線３３は、第１ローター１０と第２ローター２０とで共通であり、共用されている。すなわち、後述するように、巻線３３には、第１ローター１０を駆動するための駆動信号と第２ローター２０を駆動するための駆動信号とが重畳されて合成された駆動信号が印加される。このようにすることで、第１ローター１０用の巻線と第２ローター２０用の巻線とをそれぞれ別個に用意する必要がないので、これらを別個に用意する場合と比較して巻線の量を多くすることができる。その結果、電動機１は、トルク密度を大きくすることができる。
【００２６】
巻線３３を形成する電線３３Ｌは導体であり、例えば、銅線又はアルミニウム線等である。ステーター３０は、巻線３３がヨーク３４に巻き回されたステーターコア３１が樹脂でモールドされてもよい。このようにすることで、ステーターコア３１と巻線３３とを一体にすることができるので、ステーター３０の取り扱いが容易になる。６相の電動機において、巻線３３ａはＡ相、巻線３３ｂはＢ相、巻線３３ｃはＣ相、巻線３３ｄはＤ相、巻線３３ｅはＥ相、巻線３３ｆはＦ相を示す。３相の電動機において、巻線３３ｕはＵ相、巻線３３ｖはＶ相、巻線３３ｗはＷ相を示す。
【００２７】
第１ローター１０の動力伝達シャフト１２は、軸受３Ａ、３Ｂに支持されている。第２ローター２０は、回転軸Ｚｒ方向における両端部の内周面に、軸受３Ｃ、３Ｄがそれぞれ取り付けられている。第１ローター１０を支持する軸受３Ａ、３Ｂは、ステーター３０が有するステーターコア３１の２つの貫通孔３１ＨＡ、３１ＨＢにそれぞれ取り付けられている。また、第２ローター２０を支持する軸受３Ｃ、３Ｄは、回転軸Ｚｒ方向におけるステーター３０の両端部の外周部にそれぞれ取り付けられている。このような構造により、第１ローター１０と第２ローター２０とは、軸受３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄを介して、ステーター３０によって回転可能に支持されている。また、第１ローター１０と第２ローター２０とは、ステーター３０に対してそれぞれ独立に回転できるようになっている。
【００２８】
第１ローター１０の動力伝達シャフト１２は、ステーターコア３１の２つの貫通孔３１ＨＢから電動機１の外部に取り出される。第２ローター２０の動力伝達シャフト２２は、第１ローター１０の動力伝達シャフト１２とは反対側における第２ローター２０の端面に取り付けられる。ステーター３０は、取付対象４に取り付けられているので静止している。電動機１は、ステーター３０が生成する回転磁界によって、第１ローター１０がステーター３０の内側を、第２ローター２０がステーター３０の外側をそれぞれ独立に回転する。
【００２９】
図１及び図２に示すように、第１ローター１０が有する複数の磁石１３は、ローター本体１１の外周面に設けられるか、ローター本体１１の外周面側に埋め込まれる。複数の磁石１３は、ローター本体１１の周方向に向かってＮ極、Ｓ極が交互に配列される。第２ローター２０が有する複数の磁石２３は、ローター本体２１の内周面に設けられるか、ローター本体２１の内周面側に埋め込まれる。このように、磁石１３、２３は、ローター本体１１、２１の表面に取り付けられる構造（ＳＰＭ：Surface  Permanent  Magnet）であってもよいし、ローター本体１１、２１に埋め込まれる構造（ＩＰＭ：Interior  Permanent  Magnet）であってもよい。以下の例においても同様である。また、磁石１３、２３は、リング磁石又はセグメント磁石いずれであってもよい。磁石１３、２３は、断面が略Ｃ形状であってもよい。このように、断面が略Ｃ形状の磁石１３、２３を用いることで、磁石１３、２３とステーター３０との間のエアギャップを通過する磁束が正弦波に近くなる。その結果、電動機１の特性が向上する。
【００３０】
第１ローター１０が有する磁石１３の数及び第２ローター２０が有する磁石２３の数は、いずれも偶数である。第１ローター１０が有する磁石１３の数及び第２ローター２０が有する磁石２３の数が、それぞれ第１ローター１０の磁極の数及び第２ローター２０の磁極の数になる。磁極の数を極数という。本実施形態において、磁石１３は４個であり、磁石２３は８個であるが、これに限定されるものではない。磁極の数の詳細については、後述する。図１、図２に示すように、第１ローター１０は、磁石１３がステーター３０のティース３２ｉと対向し、第２ローター２０は、磁石２３がステーター３０のティース３２ｏと対向している。
【００３１】
図３は、本実施形態に係る電動機１及びこの電動機１を制御する制御系統を示す図である。図１及び図２に示すステーター３０が備える巻線３３には、第１ローター１０を駆動するための駆動信号と、第２ローター２０を駆動するための駆動信号とを重畳して合成した駆動信号（以下、適宜合成駆動信号という）が印加される。本実施形態において、電動機１が有するＡ相の巻線３３ａ、Ｂ相の巻線３３ｂ、Ｃ相の巻線３３ｃ、Ｄ相の巻線３３ｄ、Ｅ相の巻線３３ｅ及びＦ相の巻線３３ｆのそれぞれには、６相のインバーター１０５から合成駆動信号が印加される。
【００３２】
本実施形態において、前述したように、図１及び図２に示す第１ローター１０及び第２ローター２０のうち一方は６相の電動機として、他方は３相の電動機として駆動される。第１ローター１０及び第２ローター２０は、１台のインバーター１０５によって制御される。インバーター１０５は、制御装置１０３によって生成された制御信号によって動作し、直流電源１０７から供給された直流電力から交流信号の駆動信号を生成する。駆動信号が巻線３３に印加されることにより、第１ローター１０及び第２ローター２０の少なくとも一方が回転する。インバーター１０５は、合成駆動信号を電動機１が備えるステーター３０の巻線３３に供給することにより、第１ローター１０及び第２ローター２０のうち一方を６相の交流信号で駆動し、他方を３相の交流信号で駆動する。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る電動機１の制御ブロック図である。本実施形態において、制御装置１０３は、例えば、コンピュータである。制御装置１０３は、図１及び図２に示す第１ローター１０及び第２ローター２０に対して速度制御を行う。本実施形態において、制御装置１０３は、第１ローターを６相の交流信号の制御信号で、第２ローターを３相の交流信号の制御信号で制御する。制御装置１０３の第１制御部１０３Ａは第１ローター１０に対する制御信号を生成し、第２制御部１０３Ｂは第２ローター２０に対する制御信号を生成する。
【００３４】
６相の交流信号の相順をＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相、Ｆ相としたとき、Ａ相及びＤ相に３相の交流信号のＵ相を、Ｂ相及びＥ相にＶ相を、Ｃ相及びＦ相にＷ相を重畳する。また、制御装置１０３は、インバーター１０５を流れる第１ローター１０及び第２ローター２０の合成電流に対して、第１ローター１０の回転角度及び第２ローター２０の回転角度を用いて６相の交流電流と３相の交流電流とに分離してフィードバックする。
【００３５】
第１ローター１０の目標回転速度をＶｔ６、第２ローター２０の目標回転速度をＶｔ３とする。制御装置１０３の第１制御部１０３Ａは、第１ローター１０の目標回転速度Ｖｔ６と実回転速度Ｖｒ１との差分が０になるように、第１ローター１０に対する制御信号として指令電圧Ｅｃ６を生成する。制御装置１０３の第２制御部１０３Ｂは、第２ローター２０の目標回転速度Ｖｔ３と実回転速度Ｖｒ２との差分が０になるように、第２ローター２０に対する制御信号として指令電圧Ｅｃ３を生成する。
【００３６】
加算器１０３ａｄは、第１ローター１０に対する指令電圧Ｅｃ６と第２ローター２０に対する指令電圧Ｅｃ３とを加算して、電動機１に対する指令電圧（以下、適宜重畳指令電圧という）Ｅｃを生成する。重畳指令電圧Ｅｃは、インバーター１０５に入力される。インバーター１０５は、重畳指令電圧Ｅｃに基づき、直流電源１０７から駆動信号Ｅｄを生成して電動機１に印加する。駆動信号Ｅｄは、６相の交流電圧と３相の交流電圧とが重畳された交流信号である。
【００３７】
駆動信号Ｅｄが印加されると、第１ローター１０は、駆動信号Ｅｄの６相交流の成分によって回転し、第２ローター２０は、駆動信号Ｅｄの３相交流の成分によって回転する。第１ローター１０の回転は、第１ローター１０が有する動力伝達シャフト１２によって電動機１の外部に取り出され、第２ローター２０の回転は、第２ローター２０が有する動力伝達シャフト２２によって電動機１の外部に取り出される。
【００３８】
＜トルクの干渉について＞
図２に示す巻線３３には、駆動信号Ｅｄによって６相の交流電流と３相の交流電流とが重畳された電流が駆動電流として流れる。この場合、６相の電動機として回転する第１ローター１０には３相の交流電流がトルクを発生させ、３相の電動機として回転する第２ローター２０には６相の交流電流がトルクを発生させる。これらのトルクを干渉トルクという。干渉トルクによっては、第１ローター１０と第２ローター２０とをそれぞれ独立して駆動させることができないことがある。
【００３９】
第１ローター１０の極対数をｐ１、第２ローター２０の極対数をｐ２、駆動電流の電流振幅をＩとすると、第１ローター１０を駆動させる６相の交流電流は、それぞれ式（１）から式（６）のようになる。ω１は第１ローター１０の角速度、ｔは時間である。電流振幅Ｉに付される添字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、６相の交流電流のそれぞれの相を表す。
Ｉａ＝Ｉ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ）・・（１）
Ｉｂ＝Ｉ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ−π／３）・・（２）
Ｉｃ＝Ｉ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ−２×π／３）・・（３）
Ｉｄ＝Ｉ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ−３×π／３）・・（４）
Ｉｅ＝Ｉ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ−４×π／３）・・（５）
Ｉｆ＝Ｉ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ−５×π／３）・・（６）
【００４０】
第２ローター２０を駆動させる３相の交流電流は、それぞれ式（７）から式（９）のようになる。ω２は第２ローター２０の角速度、ｔは時間である。電流振幅Ｉに付される添字ｕ、ｖ、ｗは、３相の交流電流のそれぞれの相を表す。
Ｉｕ＝Ｉ×ｓｉｎ（ｐ２×ω２×ｔ）・・（７）
Ｉｖ＝Ｉ×ｓｉｎ（ｐ２×ω２×ｔ−２×π／３）・・（８）
Ｉｗ＝Ｉ×ｓｉｎ（ｐ２×ω２×ｔ−４×π／３）・・（９）
【００４１】
誘起電圧振幅をΦとすると、第１ローター１０の誘起電圧は、それぞれ式（１０）から式（１５）のようになる。誘起電圧振幅Φに付される添字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、６相の誘起電圧のそれぞれの相を表す。
Φａ＝Φ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ）・・（１０）
Φｂ＝Φ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ−π／３）・・（１１）
Φｃ＝Φ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ−２×π／３）・・（１２）
Φｄ＝Φ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ−３×π／３）・・（１３）
Φｅ＝Φ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ−４×π／３）・・（１４）
Φｆ＝Φ×ｓｉｎ（ｐ１×ω１×ｔ−５×π／３）・・（１５）
【００４２】
第２ローター２０の誘起電圧は、それぞれ式（１６）から式（１８）のようになる。誘起電圧振幅Φに付される添字ｕ、ｖ、ｗは、３相の誘起電圧のそれぞれの相を表す。
Φｕ＝Φ×ｓｉｎ（ｐ２×ω２×ｔ）・・（１６）
Φｖ＝Φ×ｓｉｎ（ｐ２×ω２×ｔ−２×π／３）・・（１７）
Φｗ＝Φ×ｓｉｎ（ｐ２×ω２×ｔ−４×π／３）・・（１８）
【００４３】
３相の交流電流が、６相の電動機として回転する第１ローター１０に発生させる干渉トルクをＴ３６は式（１９）によって求めることができ、６相の交流電流が、３相の電動機として回転する第２ローター２０に発生させる干渉トルクをＴ６３は式（２０）によって求めることができる。
Ｔ３６＝Ｉｕ×Φａ＋Ｉｖ×Φｂ＋Ｉｗ×Φｃ＋Ｉｕ×Φｄ＋Ｉｖ×Φｅ＋Ｉｗ×Φｆ・・（１９）
Ｔ６３＝Ｉａ×Φｕ＋Ｉｂ×Φｖ＋Ｉｃ×Φｗ＋Ｉｄ×Φｕ＋Ｉｅ×Φｖ＋Ｉｆ×Φｗ・・（２０）
【００４４】
式（１９）及び式（２０）に、前述した式（１）から式（１８）を与えて計算すると、干渉トルクＴ３６及び干渉トルクＴ６３は、いずれも０になる。このため、電動機１は、一方のローターを回転させる交流電流が他方のローターには影響を及ぼさない。その結果、第１ローター１０と第２ローター２０とは独立して駆動されることができる。次に、第１ローター１０及び第２ローター２０の極数について説明する。
【００４５】
＜第１ローター１０及び第２ローター２０の極数＞
図４に示す制御装置１０３が、第１ローター１０と第２ローター２０とを独立して回転させ、制御するためには、６相の電動機として駆動されるローターの極数（以下、適宜６相極数という）ｐｍ１及び３相の電動機として駆動されるローターの極数（以下、適宜３相極数という）ｐｍ２が、ステーター３０のスロット３５の数（以下、適宜スロット数という）６×ｓに対して決定された群の中から選択される。本実施形態において、６相の電動機として駆動されるローターは第１ローター１０であり、３相の電動機として駆動されるローターは第２ローター２０であるが、これには限定されない。
【００４６】
例えば、ｓ＝１の場合、スロット数６×ｓ＝６に対して、６相極数ｐｍ１と３相極数ｐｍ２との組合せは、次の群の中から選択される。選択可能な組合せとしては、例えば、２及び４、１０及び８又は１０及び１６等がある。
ｐｍ１：２、１０、１４、２２、・・・
ｐｍ２：４、８、１６、２０、・・・
【００４７】
例えば、ｓ＝２の場合、スロット数６×ｓ＝１２に対して、６相極数ｐｍ１と３相極数ｐｍ２との組合せは、次の群の中から選択される。選択可能な組合せとしては、４及び８、２０及び１６又は２０及び３２等がある。
ｐｍ１：４、２０、２８、４４、・・・
ｐｍ２：８、１６、３２、４０、・・・
【００４８】
例えば、ｓ＝３の場合、スロット数６×ｓ＝１８に対して、６相極数ｐｍ１と３相極数ｐｍ２との組合せは、次の群の中から選択される。選択可能な組合せとしては、６及び１２、３０及び２４又は３０と４８等がある。
ｐｍ１：６、３０、４２、・・・
ｐｍ２：１２、２４、４８、・・・
【００４９】
前述した関係を整理すると、６相極数ｐｍ１は式（２１）を用いて表され、３相極数ｐｍ２は式（２２）を用いて表される。式（２１）及び式（２２）中のｎは１以上の自然数である。ｓは、スロット数６×ｓの１／６である。６相極数ｐｍ１及び３相極数ｐｍ２が式（２１）及び式（２２）を用いて決定されることにより、例えば制御装置１０３は、電動機１の第１ローター１０と第２ローター２０とをそれぞれ独立して回転させ、かつ制御することができた。式（２１）及び式（２２）によって決定される値以外の６相極数ｐｍ１及び３相極数ｐｍ２を組み合わせても、第１ローター１０及び第２ローター２０を独立して回転させ、制御することはできなかった。
ｐｍ１：２×ｓ×（６×ｎ−５）又は２×ｓ×（６×ｎ−１）・・（２１）
ｐｍ２：４×ｓ×（３×ｎ−２）又は４×ｓ×（３×ｎ−１）・・（２２）
【００５０】
電動機１は、内側に配置されるローター、すなわち第１ローター１０の方が低トルクになりやすいので、第１ローター１０を６相の電動機として駆動することが好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、電動機１の使用目的等に応じて、第１ローター１０を３相の電動機として駆動してもよい。また、スロット数６×ｓが極数よりも少ないと、巻線３３に鎖交しない無効磁束が大きくなり、電動機１のトルクが低下する。また、スロット数６×ｓよりも極数が少ないと、ステーター３０のティース３２の磁気飽和が発生しやすくなる。その結果、磁束量が低下して電動機１のトルクが低下する。このため、６相極数ｐｍ１及び３相極数ｐｍ２は、スロット数６×ｓに近い範囲とすることが好ましい。このようにすれば、電動機１のトルクの低下を抑制することができる。６相極数ｐｍ１及び３相極数ｐｍ２を多くすると、トルクの変動を小さくできる。また、６相極数ｐｍ１及び３相極数ｐｍ２を少なくすると、第１ローター１０及び第２ローター２０を高速で回転させやすくなる。６相極数ｐｍ１及び３相極数ｐｍ２は、電動機１の仕様に応じて決定されることが好ましい。
【００５１】
第１ローター１０及び第２ローター２０は、磁極を作るための磁石１３、２３が取り付けられている部分の背面における厚み、すなわち、ローター本体１１、２１の厚みを異ならせてもよい。本実施形態では、第１ローター１０の極数と第２ローター２０の極数とが異なるので、ローター本体１１、２１の厚みを、それぞれの極数に対応した大きさとすることにより、電動機１の特性をより向上させることができる。例えば、電動機１のトルクリップルを低減することができる。
【００５２】
＜トルクの変動の評価例＞
図５は、本実施形態に係る電動機１の第１ローター１０、第２ローター２０及びステーター３０の構成例を示す例を示す図である。図５は、電動機１を、回転軸Ｚｒと直交する平面で切ったときの断面図であり、半分の断面が示してある。この評価では、前述した式（２１）及び式（２２）を用いて６相数ｐｍ１及び３相極数ｐｍ２を決定した。実施形態の電動機１の巻線３３をトロイダル巻きとし、比較例の電動機の巻線はトロイダル巻きではなく、それぞれのティースに電線が巻き回される巻き方とした。この評価例では、実施形態と比較例との間で、トルクの変動が評価された。トルクの変動は、トルクの最大値と最小値との差で評価される。
【００５３】
図６−１及び図６−２は、本実施形態に係る電動機１のトルクの変化を示す図である。電動機１の第１ローター１０は、磁石１３Ｎと磁石１３Ｓを１０個ずつ、計２０個の磁石を有している。第２ローター２０は、磁石２３Ｎと磁石２３Ｓを８個ずつ、計１６個の磁石を有している。ステーター３１は、１２個のスロット３５を有しており、Ａ相からＦ相の６相はそれぞれ２つずつとなっている。
【００５４】
このように、電動機１は、６相の電動機として駆動される内側のローターの極数、すなわち第１ローター１０の極数（第１極数）ｐｍ１が２０、６相の電動機として駆動される外側のローターの極数、すなわち第２ローター２０の極数（第２極数）ｐｍ２が１６、ステーター３０のスロット３５の数（スロット数）６×ｓが１２である。電動機１の６相極数ｐｍ１及び３相極数ｐｍ２は、前述した式（２１）、式（２２）によって決定された値である。
【００５５】
図７−１及び図７−２は、比較例に係る電動機のトルクの変化を示す図である。比較例に係る電動機は、図５に示す電動機１の６相数ｐｍ１、３相極数ｐｍ２及びスロット数６×ｓを変更したものである。すなわち、６相極数ｐｍ１が６、３相極数ｐｍ２が１２、スロット数６×ｓが１８である。前述した式（２１）、式（２２）から分かるように、比較例の６相極数ｐｍ１及び３相極数ｐｍ２は、式（２１）、式（２２）によって決定された値である。
【００５６】
（一方のローターを単独で駆動）
図６−１から図７−２は、縦軸が電動機１のトルクＴ、横軸が第１ローター１０及び第２ローター２０の回転角度θである。以下において評価結果を示す図も同様である。この評価例において、回転角度θは電気角である。図６−１及び図７−１は、内側のローター、すなわち第１ローター１０を単独で駆動した評価結果を示し、図６−２及び図７−２は、外側のローター、すなわち第２ローター２０を単独で駆動した評価結果を示す。いずれの図も、第１ローター１０又は第２ローター２０を毎分５００回転で回転させたものである。
【００５７】
これらの評価結果から分かるように、本実施形態の電動機１は、比較例よりもトルクＴの変動が大幅に低減されていることが分かる。この理由として、本実施形態は、巻線３３をトロイダル巻きとすることにより、第１ローター１０側と第２ローター２０側との磁気干渉が抑制された結果、トルクＴの変動が低減できたと考えられる。
【００５８】
（両方のローターを同時に駆動）
図８−１及び図８−２は、本実施形態に係る電動機１のトルクの変化を示す図である。図９−１及び図９−２は、比較例に係る電動機のトルクの変化を示す図である。図８−１から図９−２は、両方のローター、すなわち第１ローター１０及び第２ローター２０の両方を同時に駆動した評価結果を示している。いずれの図も、点線が第１ローター１０の結果であり、実線が第２ローター２０の結果である。
【００５９】
図８−１及び図９−１は、第１ローター１０及び第２ローター２０の両方が毎分５００回転で回転しているときの結果である。この場合、第１ローター１０に与えられる駆動信号の周波数と第２ローター２０に与えられる駆動信号の周波数は異なっている。図８−２は、第１ローター１０が毎分４００回転で、第２ローター２０が毎分５００回転で回転しているときの結果である。図９−２は、第１ローター１０が毎分１０００回転で、第２ローター２０が毎分５００回転で回転しているときの結果である。図８−２及び図９−２の場合、第１ローター１０に与えられる駆動信号の周波数と第２ローター２０に与えられる駆動信号の周波数は同一である。
【００６０】
これらの評価結果から分かるように、第１ローター１０及び第２ローター２０を同時に回転させる場合、それぞれの駆動信号の周波数が異なっていても、同一であっても、本実施形態の電動機１は、比較例よりトルクＴの変動が大幅に低減されたことが分かる。特に、第１ローター１０の駆動信号の周波数と第２ローター２０の駆動信号の周波数とが同一である場合、第１ローター１０側と第２ローター２０側との磁気干渉は最も大きくなる。本実施形態の電動機１は、このような場合であっても、巻線３３をトロイダル巻きとすることにより、磁気干渉を効果的に抑制して、トルクＴの変動を低減できた。
【００６１】
＜ステーターの第１変形例＞
図１０は、ステーターの第１変形例を示す平面図である。電動機１ａがラジアルギャップ型である場合、図１０に示すように、ステーター３０ａ、より具体的にはステーターコア３１ａは、径方向外側と径方向内側との間でスロット３５ａが同様の形状となることが好ましい。このため、本変形例において、電動機１ａが備えるステーター３０ａは、スロット３５ａの周方向における寸法が、径方向外側と径方向内側との間で同程度の大きさ、好ましくは同一である。すなわち、ステーター３０ａは、スロット３５ａ又はヨーク３４ａの周方向における両側に径方向外側に突出するティース３２ａｏと径方向内側に突出するティース３２ａｉとを有しており、径方向外側におけるティース３２ａｏ、３２ａｏ同士の周方向の間隔Ｌｏｕｔと、径方向内側におけるティース３２ａｉ、３２ａｉ同士の周方向の間隔Ｌｉｎとが同程度の大きさ、好ましくは同一になっている。間隔Ｌｏｕｔは、径方向外側のスロット３５ａの周方向における寸法であり、間隔Ｌｉｎは、径方向内側のスロット３５ａの周方向における寸法である。
【００６２】
このような構造により、隣接するティース３２ａ、３２ａの軸部３２ａｓ間に形成されるスロット３５ａは、ステーターコア３１ａの周方向における寸法を、ステーターコア３１ａの径方向に向かって略一定とすることができる。その結果、より多くの巻線３３をスロット３５ａに巻き回すことができるとともに、巻線３３をステーターコア３１ａに巻き回す作業も容易になる。本変形例の構造を実現するために、径方向外側のティース３２ａｏの軸部３２ａｓにおける周方向の長さｔｏｕｔは、径方向内側のティース３２ａｉの軸部３２ａｓにおける周方向の長さｔｉｎよりも大きくなっている。本実施形態において、ティース３２ａ同士の周方向の間隔Ｌｏｕｔ、Ｌｉｎ及び軸部３２ａｓの周方向の長さｔｏｕｔ、ｔｉｎは、ステーター３０ａの周方向に沿って測った寸法である。
【００６３】
＜ステーターの第２変形例＞
図１１は、ステーターの第２変形例を示す平面図である。電動機１ａ’が備える第２変形例のステーター３０ａ’、具体的にはステーターコア３１ａ’は、ヨーク３４ａ’の少なくとも一部を径方向に分断する隙間３６を有している。本実施形態において、ステーターコア３１ａ’は、複数の隙間３６を有しているが、ヨーク３４ａ’の少なくとも一部を径方向に分断していれば、隙間３６の数は限定されない。複数の隙間３６は、ステーターコア３１ａ’の厚み方向、すなわち回転軸Ｚｒと平行な方向に向かって貫通している。複数の隙間３６は、ステーターコア３１ａ’の周方向に沿って配置されている。
【００６４】
隙間３６がヨーク３４ａ’の少なくとも一部を径方向に分断することにより、ステーター３０ａ’の径方向内側と径方向外側との磁気干渉をより効果的に抑制できる。その結果、ステーター３０ａ’を備える電動機１ａ’は、トルクの変動をより抑制できる。ステーター３０ａ’は、第１変形例のように、径方向外側と径方向内側との間で、スロット３５ａの周方向における寸法が同程度の大きさ、好ましくは同一であってもよい。このようにすれば、第１変形例の効果に加え、トルクの変動をより抑制できるという効果が得られる。
【００６５】
＜電動機の変形例＞
図１２は、本実施形態の変形例に係る電動機１ｂを、その回転軸Ｚｒを通りかつ回転軸Ｚｒを含む平面で切った断面図である。図１３は、本実施形態の変形例に係る電動機１ｂの内部構造の斜視図である。前述した電動機１はラジアルギャップ型であったが、本変形例の電動機１ｂは、アキシャルギャップ型である点が異なる。電動機１ｂは、第１ローター１０ｂと、第２ローター２０ｂと、ステーター３０ｂとを含んでいる。電動機１ｂは、３相−６相の電動機であり、共通のステーター３０ｂによって、第１ローター１０ｂと第２ローター２０ｂとが駆動されるものである。第１ローター１０ｂと、第２ローター２０ｂと、ステーター３０ｂとは、筐体２ｂ内に格納される。筐体２ｂは、筒状の構造体であり、両端部の貫通孔５ｂ、６ｂからそれぞれ動力伝達シャフト１２ｂ、２２ｂが突出している。
【００６６】
第１ローター１０ｂ及び第２ローター２０ｂは、同一の回転軸Ｚｒの周りを回転する。また、第１ローター１０ｂ及び第２ローター２０ｂの径方向と回転軸Ｚｒとは直交する。ステーター３０ｂは、第１ローター１０ｂと第２ローター２０ｂとの間に配置される。具体的には、第１ローター１０ｂと第２ローター２０ｂとは、回転軸Ｚｒが延びる方向に向かって異なる位置であって、両者の間にステーター３０ｂを挟んで配置されている。このように、第１ローター１０ｂと第２ローター２０ｂとは、ステーター３０ｂを挟んで回転軸Ｚｒの手前（一方側）から奥（他方側）に向かって互いに平行に配列されている。
【００６７】
第１ローター１０ｂは、回転軸Ｚｒと直交する２個の端面のうち一方が、回転軸Ｚｒと直交するステーター３０ｂの一方の端面と対向する。第２ローター２０は、回転軸Ｚｒと直交する２個の端面のうち一方が、回転軸Ｚｒと直交するステーター３０ｂの他方の端面と対向する。前述したように、電動機１ｂは、回転軸Ｚｒと平行な方向に第１ローター１０ｂ及び第２ローター２０ｂとステーター３０ｂとのギャップが存在するアキシャルギャップ型の電動機である。
【００６８】
第１ローター１０ｂ及び第２ローター２０ｂは、いずれも円板形状の構造体としてのローター本体（ヨーク）１１ｂ、２１ｂと、ローター本体１１ｂ、２１ｂに取り付けられる動力伝達シャフト１２ｂ、２２ｂと、ローター本体１１ｂ、２１ｂに取り付けられる複数の磁石（永久磁石）１３ｂ、２３ｂと、を有している。動力伝達シャフト１２ｂ、２２ｂは、ローター本体１１ｂ、２１ｂの両方の端面から回転軸Ｚｒの方向に向かってそれぞれ延在している。動力伝達シャフト１２ｂ、２２ｂの中心軸は、ローター本体１１ｂ、２１ｂの中心軸と共通する。これらは、電動機１の回転軸Ｚｒとも共通する。
【００６９】
第１ローター１０ｂは、径方向外側に第１ローター１０ｂの磁極を作るための磁石１３ｂと係合する部分（第１磁石係合部）１０Ｔｂを有し、第２ローター２０ｂは、径方向外側に第２ローター２０ｂの磁極を作るための磁石２３ｂと係合する部分（第２磁石係合部）２０Ｔｂを有する。第１磁石係合部１０Ｔｂは、ローター本体１１ｂの径方向外側における外縁部から回転軸Ｚｒと平行な方向に向かって突出している。同様に、第２磁石係合部２０Ｔｂは、ローター本体２１ｂの径方向外側における外縁部から回転軸Ｚｒと平行な方向に向かって突出している。
【００７０】
第１ローター１０ｂの磁石１３ｂは、第１磁石係合部１０Ｔｂと係り合う。また、第２ローター２０ｂの磁石２３ｂは、第２磁石係合部２０Ｔｂと係り合う。このようにすることで、第１磁石係合部１０Ｔｂ及び第２磁石係合部２０Ｔｂは、第１ローター１０ｂ及び第２ローター２０ｂが回転することによって磁石１３ｂ、２３ｂに作用する遠心力を受ける。その結果、第１ローター１０ｂ及び第２ローター２０ｂの回転中に磁石１３ｂ、２３ｂが外れるおそれを低減できるので、安全性が向上する。
【００７１】
第１ローター１０ｂ及び第２ローター２０ｂは、磁極を作るための磁石１３ｂ、２３ｂが取り付けられている部分の背面における厚み、すなわち、ローター本体１１ｂ、２１ｂの厚みを異ならせてもよい。本変形例では、第１ローター１０ｂの極数と第２ローター２０ｂの極数とが異なるので、ローター本体１１ｂ、２１ｂの厚みを、それぞれの極数に対応した大きさとすることにより、電動機１ｂの特性をより向上させることができる。例えば、電動機１ｂのトルクリップルを低減することができる。
【００７２】
ステーター３０ｂは、環状の構造体である。ステーター３０ｂは、筐体２ｂの内部に配置されている。ステーター３０ｂは、ステーターコア３１ｂと、ステーターコア３１ｂに設けられているティース３２ｂと、ステーターコア３１ｂに巻き回されている巻線（コイル）３３’とを有している。ステーター３０ｂは、ステーターコア３１の外周部３１Ｓｂが筐体２ｂの内周部２Ｉｂに固定されている。ステーターコア３１ｂは、中心部に貫通孔３１Ｈｂを有している。
【００７３】
第１ローター１０ｂの動力伝達シャフト１２ｂは、軸受３Ａｂ、３Ｂｂに支持されている。より具体的には、動力伝達シャフト１２ｂは、ローター本体１１ｂの一方の端面側（磁石１３ｂが配置されている側）が軸受３Ａｂに、他方の端面側（磁石１３ｂとは反対側）が軸受３Ｂｂに支持されている。第２ローター２０ｂの動力伝達シャフト２２ｂは、軸受３Ｃｂ、３Ｄｂに支持されている。より具体的には、動力伝達シャフト２２ｂは、ローター本体２１ｂの一方の端面側（磁石２３ｂが配置されている側）が軸受３Ｃｂに、他方の端面側（磁石２３ｂとは反対側）が軸受３Ｄｂに支持されている。
【００７４】
軸受３Ａｂ、３Ｃｂは、ステーターコア３１ｂの貫通孔３１Ｈｂに取り付けられている。このような構造により、軸受３Ａｂ、３Ｃｂは、ステーターコア３１ｂを介して筐体２ｂに支持されている。軸受３Ｂｂは筐体２ｂの貫通孔５ｂに取り付けられ、軸受３Ｄｂは筐体２ｂの貫通孔６ｂに取り付けられる。このような構造により、第１ローター１０ｂは、軸受３Ａｂ、３Ｂｂ及び動力伝達シャフト１２ｂを介して筐体２ｂに支持され、第２ローター２０ｂは、軸受３Ｃｂ、３Ｄｂ及び動力伝達シャフト２２ｂを介して筐体２ｂに支持される。第１ローター１０ｂと第２ローター２０ｂとは、筐体２ｂに対してそれぞれ独立に回転できるようになっている。
【００７５】
図１３に示すように、第１ローター１０ｂが有する複数の磁石１３ｂは、ローター本体１１ｂの一方の端面であって動力伝達シャフト１２ｂの周囲に、ローター本体１１ｂの周方向に向かってＮ極、Ｓ極が交互に配列される。第２ローター２０ｂが有する複数の磁石２３ｂは、ローター本体２１ｂの一方の端面であって動力伝達シャフト２２ｂの周囲に、ローター本体２１ｂの周方向に向かってＮ極、Ｓ極が交互に配列される。図１２、図１３に示すように、第１ローター１０ｂ及び第２ローター２０ｂは、磁石１３ｂ、２３ｂがステーター３０ｂのティース３２ｂと対向している。磁石１３ｂ、２３ｂは、磁極を作る。
【００７６】
図１３に示すように、ステーター３０ｂが有するステーターコア３１ｂは、環状のヨーク３４ｂと、ヨーク３４ｂの両方の端面にそれぞれが取り付けられる複数のティース３２ｂとを有している。ステーターコア３１ｂは、例えば、磁性体の粉末を加圧して成形することができる。このようにすると、複雑な形状のステーターコア３１ｂであっても比較的容易に製造できるという利点がある。
【００７７】
ヨーク３４ｂの一方の端面側と他方の端面側とにおいて、ティース３２ｂは、ヨーク３４ｂの周方向に対して同じ位置に配置されている。ティース３２ｂは、第１ローター１０ｂの磁石１３ｂ及び第２ローター２０ｂの磁石２３ｂと対向する平板部３２Ｐｂと、平板部３２Ｐｂとヨーク３４ｂとを連結する軸部３２Ｓｂとを有している。ヨーク３４ｂの両方の端面に複数のティース３２ｂが配置されて、それぞれの端面側のティース３２ｂが第１ローター１０ｂ及び第２ローター２０ｂと対向している。
【００７８】
ヨーク３４ｂの周方向に向かって隣接するティース３２ｂの間がスロット３５ｂである。本実施形態では、ヨーク３４ｂの両方の端面に複数のティース３２ｂが配置されているため、スロット３５ｂも、ヨーク３４ｂの一方の端面側と他方の端面側とに形成される。本実施形態において、スロット３５ｂの数は、ヨーク３４ｂの両方の端面側に形成される２個のスロット３５ｂを１個として数える。スロット３５ｂの数は、一方の端面側又は他方の端面側に設けられているティース３２ｂの数に等しい。
【００７９】
それぞれのスロット３５ｂには、巻線３３’が配置されている。巻線３３’は、スロット３５の部分のヨーク３４ｂに、ヨーク３４ｂの周方向に沿って巻き回されている。このように、本変形例では、巻線３３’がヨーク３４ｂにトロイダル状に巻き回されて、トロイダルコイルとなっている。ステーターコア３１ｂは、例えば、磁性体の粉末を型に入れた後、圧縮成形することによって製造することができるが、ステーターコア３１ｂの製造方法はこれに限定されるものではない。ステーター３０ｂは、巻線３３’がヨーク３４ｂに巻き回されたステーターコア３１ｂが、樹脂でモールドされてもよい。このようにすることで、ステーターコア３１ｂと巻線３３’とを一体にすることができるので、ステーター３０ｂの取り扱いが容易になる。
【００８０】
本変形例において、第１ローター１０ｂが６相の電動機として駆動され、第２ローター２０ｂが３相の電動機として駆動される。第１ローター１０ｂの磁極の数である６相極数ｐｍ１及び第２ローター２０ｂの磁極の数である３相極数ｐｍ２は、前述したように、式（２１）及び式（２２）から決定される。このため、例えば、図３及び図４に示す制御装置１０３は、電動機１ｂの第１ローター１０ｂと第２ローター２０ｂとをそれぞれ独立して回転させ、かつ制御することができる。
【００８１】
以上、本実施形態及び変形例について説明したが、前述した内容により本実施形態及び変形例が限定されるものではない。例えば、本実施形態及び変形例においては、ステーターのヨークに電線がトロイダル状に巻き回されたトロイダル巻を用いているが、これには限定されない。例えば、図２に示すステーター３１を、ヨーク３４を有さないティース３２のみとする。そして、このティース３２に電線３３Ｌを巻き回すことにより、第１ローター１０と第２ローター２０との共通の巻線３３を形成してもよい。
【００８２】
また、前述した実施形態及び変形例の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態及び変形例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００８３】
１、１ａ、１ａ’、１ｂ  電動機
１０、１０ｂ  第１ローター
１１、１１ｂ  ローター本体
１２、１２ｂ  動力伝達シャフト
１３、１３ｂ  磁石
２０、２０ｂ  第２ローター
２１、２１ｂ  ローター本体
２２、２２ｂ  動力伝達シャフト
２３、２３ｂ  磁石
３０、３０ａ、３０ａ’、３０ｂ  ステーター
３１、３１ａ、３１ａ’、３１ｂ  ステーターコア
３２、３２ｉ、３２ｏ、３２ａｉ、３２ａｏ、３２ｂ  ティース
３２ａｓ、３２Ｓｂ  軸部
３２Ｐｂ  平板部
３３、３３’、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、３３ｕ、３３ｖ、３３ｗ  巻線
３３Ｌ  電線
３４、３４ａ、３４ａ’、３４ｂ  ヨーク
３５、３５ａ、３５ｂ  スロット
３６  隙間
１０３  制御装置
１０３Ａ  第１制御部
１０３Ｂ  第２制御部
１０５  インバーター
１０７  直流電源
ｐｍ１  ６相極数
ｐｍ２  ３相極数
Ｚｒ  回転軸
【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６−１】
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【図６−２】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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