(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアと、
ロータコアとを備え、
前記ステータコアは、
軸方向の一方側にあって、前記ロータコアに対向する周面から該ロータコアに向かって磁束を流出する磁束流出部と、
軸方向の他方側にあって、前記ロータコアから該ロータコアに対向する周面に磁束が流入される磁束流入部とを備え、
前記ロータコアは、
前記磁束流出部に対向する第１面と、
前記磁束流入部に対向する第２面と、
前記第１面から径方向に延設される第１磁路と、
前記第１磁路の周方向に並置され、前記第２面から径方向に延設される第２磁路と、
前記第１磁路と前記第２磁路との延設された端部を周方向に連結する連結磁路と、
前記第１磁路中であって前記ステータコアから離れる方向の磁束がある領域において、軸方向の一方向に電流を流す第１電流経路と、
前記第２磁路中であって前記ステータコアに近づく方向の磁束がある領域において、軸方向の他方向に電流を流す第２電流経路とを備えることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記ロータコアは、前記第１電流経路と前記第２電流経路とを含むコイルを備えることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ステータコアにおいて、前記磁束流出部および前記磁束流入部は、円盤状あるいは円環状であり、
前記ステータコアは、前記磁束流出部と前記磁束流入部とを連結して配置され、磁束を発生する磁束発生手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記ステータコアにおいて、前記磁束流出部および前記磁束流入部は円盤状であり、
前記ロータコアは前記ステータコアの外周に配置されてなることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記ステータコアは、前記磁束流出部と前記磁束流入部とを連結する連結部を備えて一体に成形され、
前記磁束発生手段は、前記連結部と該連結部に巻回されるコイルを含むことを特徴とする請求項３または４に記載の回転電機。
【請求項６】
隣接する前記ロータコアは、該ロータコアの対向面に対して互いに鏡面対称の形状を有することを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電流に対して一定方向のローレンツ力を生じさせることにより回転力を得る回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に例示されている単極モータのステータは、円筒状（環状）を呈する磁性材に円周方向において所定間隔をおいて径方向と軸方向に伸延する複数の突起が形成されており、それら突起の間にそれぞれコイルが巻回され、形成される。ステータには、磁性材の軸方向において磁性材を挟むようにして配置される環状のステータヨークが２個備えられる。ロータは永久磁石とロータヨークからなると共に、ステータの磁性材の環内に配置される。ロータヨークは大略円筒状を呈し、外周面の中央部に円筒状の永久磁石が嵌め込まれる。永久磁石は径方向においてＮ極とＳ極を有し、Ｎ極側がステータのコイルの外周部に近接されるように配置される。コイルの外周に近接する位置に永久磁石のＮ極が配置されるため、磁束が永久磁石のＮ極に近接するコイルの外周側から内周側に向けてコイル内を通過し、ステータヨーク、ロータヨークを経てＳ極に至るような磁路が形成される。このように形成された磁路に対し、コイルに電流が流されると、コイルにはローレンツ力がロータの円周方向に発生する。このローレンツ力を利用して回転力を得るようにしたものが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０９７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景技術に記載されている単極モータにおいて、コイルに流れる電流と鎖交する磁束は、永久磁石のＮ極に近接するコイルの外周側から内周側に向けてコイル内を通過する部分である。つまり、１つのコイルにおいて、ローレンツ力の発生するのは、永久磁石のＮ極に近接するコイルの一辺しかなく、永久磁石のＮ極に近接しないコイルの他辺は、ローレンツ力の発生には寄与しない。ローレンツ力の発生効率が低く、投入する電流と磁束に対してモータの回転力に資する割合が不十分であり問題である。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、電流経路を被う磁性材料の形状により、電流経路の全長に対して、磁性材料を通過する磁束が電流と鎖交する電流経路の割合を増やすことができ、効率よくローレンツ力が発生することが可能な回転電機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】
【０００６】
本願に係る回転電機は、ステータコアと、ロータコアとを備える。ステータコアは、磁束流出部と、磁束流入部とを備える。磁束流出部は、軸方向の一方側にあって、ロータコアに対向する周面からロータコアに向かって磁束を流出する。磁束流入部は、軸方向の他方側にあって、ロータコアからロータコアに対向する周面に磁束が流入される。ロータコアは、第１面と、第２面と、第１磁路と、第２磁路と、連結磁路と、第１電流経路と、第２電流経路とを備える。第１面は、磁束流出部に対向するロータコアの対向面である。第２面は、磁束流入部に対向するロータコアの対向面である。第１磁路は、第１面から径方向に延設される磁路である。第２磁路は、第１磁路の周方向に並置されており、第２面から径方向に延設される磁路である。連結磁路は、第１磁路と第２磁路との延設された端部を周方向に連結する磁路である。第１電流経路は、ロータ磁路中であってステータコアから離れる方向の磁束がある領域において、軸方向の一方向に電流を流す。第２電流経路は、ロータ磁路中であってステータコアに近づく方向の磁束がある領域において、軸方向の他方向に電流を流す。
【０００７】
更に、本願に係る回転電機において、ロータコアは、第１電流経路と第２電流経路とを含むコイルを備える。
【０００８】
更に、本願に係る回転電機において、ステータコアの磁束流出部および磁束流入部は、円盤状あるいは円環状である。そして、磁束流出部と磁束流入部とを連結して配置され、磁束を発生する磁束発生手段を備える。
【０００９】
更に、本願に係る回転電機において、ステータコアの磁束流出部および磁束流入部は円盤状であり、ロータコアはステータコアの外周に配置されてなる。
【００１０】
更に、本願に係る回転電機において、ステータコアは、磁束流出部と磁束流入部とを連結する連結部を備えて一体に成形される。磁束発生手段は、連結部と連結部に巻回されるコイルを含む。
【００１１】
更に、本願に係る回転電機において、隣接するロータコアは、ロータコアの対向面に対して互いに鏡面対称の形状を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本願に係る回転電機は、回転する軸方向の一方側にあるステータコアの磁束流出部の周面から流出して、ロータコアに形成されるロータ磁路を介して軸方向の他方側にあるステータコアの磁束流入部に戻る磁束が周回する。ロータコアは回転電機の周方向に分割されて複数設けられている。各々のロータコアは、周方向に並置され径方向に延設される第１磁路および第２磁路と、延設された端部で第１磁路と第２磁路とを周方向に連結する連結磁路とで磁路が構成されている。これにより、第１面に流入した磁路は、第１磁路から連結磁路を介して第２磁路に導かれ第２面を経て戻る経路となる。また、第１電流経路と第２電流経路とが備えられている。第１電流経路は周回磁束がステータコアから離れる方向となる第１磁路中に設けられ、第２電流経路は周回磁束がステータコアに近づく方向となる第２磁路中に設けられている。そして、第１電流経路には軸方向の一方向に電流が流れ、第２電流経路には軸方向の他方向に電流が流れている。これにより、第１電流経路および第２電流経路には、共に回転電機の周方向の同じ向きにローレンツ力が働くこととなる。これらのローレンツ力は共にロータコアの回転力に供されるので、効率よくローレンツ力が発生する回転電機を提供することができる。
【００１３】
また、第１電流経路と第２電流経路とは、これらを含むコイルにより構成することも可能である。
【００１４】
また、ステータコアは、磁束発生手段を挟んで磁束流出部と磁束流入部とが連結して構成され、磁束流出部および磁束流入部は円盤状あるいは円環状であってもよい。回転電機の内側にステータコアが配置されステータコアの外周面にロータコアが回転する構成にあっては円盤状のステータコアが好ましい。回転電機の外側にステータコアが配置されステータコアの内周面にロータコアが回転する構成にあっては円環状のステータコアが好ましい。尚、外方にロータコアが配置される構成は、内方にロータが配置される構成に比較して、同じローレンツ力に対してより大きな回転モーメントを得ることができ、よりトルクの大きな回転電機とすることができる。
【００１５】
【００１６】
また、ステータコアにおいて、磁束流出部、磁束流入部、および磁束流出部と磁束流入部とを連結する連結部を一体に成形し、連結部にコイルを巻回する構成とすることもできる。
【００１７】
また、周方向に分割配置されるロータコアにおいて、隣接するロータコアの形状を対向面に対して互いに鏡面対称の形状としてやれば、隣接配置される各々のロータコアの対向面において磁束を同一方向とすることができる。磁束の方向が同じであるため、ロータコアの対向面において一方のロータコアから他方のロータコアへの磁束漏れという問題はなくなり、対向面の間隙を最小に狭めることができる。あるいは間隙をなくして対向面を当接して配置することができる。ロータコアを詰めて配置することができ、有効にローレンツ力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る回転電機１の斜視図である。
【図２】実施形態に係る回転電機１について、ロータの基本ユニットであるロータコア３とステータコア２とを切り出した断面斜視図である。
【図３】ステータコア２の断面図である。
【図４】ロータコア３の磁束および電流経路３７を貫流する電流を表示したロータコア３の斜視図である。
【図５】ロータコア３をステータコア２の円盤２０ａ側から見た図である。
【図６】連結して配置されるロータコア３ａ、３ｂ、３ｃの構造を示す図である。
【図７】ロータ部材４を連結してロータコアを構成する際の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、実施形態に係る回転電機１の斜視図である。図２は回転電機１において基本ユニットであるロータコア３とステータコア２とを切り出して表示する断面斜視図である。図３は、ステータコア２の断面図である。
【００２０】
図１の回転電機１は、磁束を発生源として後述するコイルを備えた電磁石を有するステータコア２を回転電機１の内方に備え、その外周にロータを備える構成である。ロータは、複数のロータコア３を備えている。ロータコア３は、ロータの基本ユニットである。ロータコア３は、ステータコア２の外周面にギャップを介して対向してステータコア２を取り囲んで所定間隔を有して複数配置されている。所定間隔は隣接するロータコア３の間でのロータコア３内を流れる磁束の作用を少なくする為である。なお、ロータコア３は図示しない連結手段で連結され、図示しない軸受けによりステータコア２に対して回転可能に支持されている。
【００２１】
図２にロータコア３を含んで切り出した断面斜視図を示す。ステータコア２は、軸方向の両端に互いに平行な２つの円盤２０ａ、２０ｂを備える。円盤２０ａ、２０ｂを連結する領域にはステータコイル２３が巻回されている。なお、以降の説明については円盤２０ａ側を軸方向で上方、円盤２０ｂ側を軸方向で下方とする。ステータコイル２３は電磁石を構成する磁束発生手段である。円盤２０ａの外周面２２ａ、および２０ｂの外周面２２ｂは、それぞれ、ロータコア３の内周面３１ａ、３１ｂに対向している。ロータコア３は、その内周面３１ａ、３１ｂがステータコア２の外周面２２ａ、２２ｂに対して回転する。
【００２２】
ロータコア３は、内周面３１ａから径方向外側に向かう方向に第１磁路３３ａが形成され、内周面３１ｂから径方向外側に向かう方向に第２磁路３３ｂが形成されている。そして、第１磁路３３ａおよび第２磁路３３ｂの径方向外方の端部は連結磁路３５で連結されている。第１磁路３３ａ、第２磁路３３ｂ、および連結磁路３５により、ロータコア３での磁路が形成されている。ステータコイル２３から発せられた磁束がステータコア２の外周面２２ａからロータコア３の内周面３１ａに流入すると、当該磁束は、第１磁路３３ａ、連絡磁路３５、および第２磁路３３ｂを経て、ロータコア３の内周面３１ｂから流出してステータコア２の外周面２２ｂからステータコイル２３に戻って周回する。
【００２３】
ロータコア３では、第１磁路３３ａおよび第２磁路３３ｂ内を軸方向に貫く電流経路を含み、ロータコア３の軸方向の両端部で互いに連結されて電流が還流するコイル状の電流経路３７を備えている。第１磁路３３ａおよび第２磁路３３ｂにおいて、磁束は、第１磁路３３ａでは径方向の外方に向かい、第２磁路３３ｂでは径方向の内方に向かう。また、コイル状の電流経路３７を還流する電流が図２のステータコア２側から見て反時計回りに還流すると、第１磁路３３ａではステータコア２側から見て軸方向の下方から上方に流れ、第２磁路３３ｂではステータコア２側から見て軸方向の上方から下方に流れる。これにより、ローレンツ力は、第１磁路３３ａおよび第２磁路３３ｂの何れにおいても、ステータコア２側から見て周方向の左方に加わり、回転力を発生させることとなる。なお、電流経路３７へは図示しない電力供給手段（たとえば公知のスリップリングなど）によって直流電流が供給される。
【００２４】
図３にステータコア２の断面図を示す。図３においては、ステータコイル２３の図示を省略する。ステータコア２は、軸方向の両端に配置される円盤２０ａ、２０ｂ、および円盤２０ａ、２０ｂをその中心部で連結する磁心２１を備えている。磁心２１には、銅線を巻回することにより、磁束発生手段であるステータコイル２３が構成される。ステータコイル２３は、銅線を巻回することにより構成される。円盤２０ａ、２０ｂの外周面２２ａ、２２ｂは、それぞれ、ロータコア３の内周面３１ａ、３１ｂに対向してステータコア２とロータコア３との間で磁束が貫く面を構成する。
【００２５】
図４ａは、ロータコア３をロータコア３の第１磁路３３ａ側から見た斜視図である。図４ｂは、ロータコア３をロータコア３の第２磁路３３ｂ側から見た斜視図である。図５は、ロータコア３をステータコア２の円盤２０ａ側から見た図を示す。
【００２６】
図４ａに示すように、ロータコア３の内周面３１ａは、ステータコア２の円盤２０ａの外周面２２ａに対向して図４ａで見て軸方向の上方部に配置されている。内周面３１ａから径方向外方に向かう方向に延設される第１磁路３３ａは、内周面３１ａから径方向外方に所定距離離れた位置から外方端までの間が、ステータコア２の円盤２０ａ、２０ｂ間の幅を有して形成されている。磁束は透磁率の高い領域を伝搬するので、磁束Ｂはステータコア２から内周面３１ａを介して流入し、第１磁路３３ａに広がって径方向外方に向かって貫く。また、第１磁路３３ａには、軸方向に貫通する穴（不図示）が開口され、この穴に電流経路３７ａが挿入されている。これにより、第１磁路３３ａ内を軸方向に貫く電流経路が形成される。したがって、第１磁路３３ａに被われる電流経路３７ａは第１磁路３３ａ内を径方向外方に貫く磁路Ｂ中に配置される。ここで、第１磁路３３ａ内の電流経路３７ａに流れる電流Ｉが図４ａにおいて軸方向の下方から上方に向かって流れるものとすると、磁束Ｂのうち電流経路３７ａに垂直であるベクトル成分の磁束と電流Ｉとは第１磁路３３ａにおいて直交して鎖交する。これにより、内周面３１ａの接線方向であって周方向の左方に、図５に図示するローレンツ力Ｆ１が加わる。
【００２７】
図４ｂに示すように、ロータコア３の内周面３１ｂは、ステータコア２の円盤２０ｂの外周面２２ｂに対向して図４ｂで見て軸方向の下方部に配置されている。内周面３１ｂから径方向外方に向かう方向に延設される第２磁路３３ｂは、内周面３１ｂから径方向外方に所定距離離れた位置から外方端までの間が、ステータコア２の円盤２０ａ、２０ｂ間の幅を有して形成されている。磁束は透磁率の高い領域を伝搬するので、磁束Ｂは第２磁路３３ｂの径方向外方から径方向内方に向かって収束し内周面３１ｂを介してステータコア２に向かって流出する。また、第２磁路３３ｂには、軸方向に貫通する穴（不図示）が開口され、この穴に電流経路３７ｂが挿入されている。これにより、第２磁路３３ｂ内を軸方向に貫く電流経路３７ｂが形成される。したがって、第２磁路３３ｂに被われる電流経路３７ｂは第２磁路３３ｂ内を径方向内方に貫く磁路Ｂ中に配置される。ここで、第２磁路３３ｂ内の電流経路３７ｂに流れる電流Ｉが図４ｂにおいて軸方向の上方から下方に向かって流れるものとすると、磁束Ｂのうち電流経路３７ｂに垂直であるベクトル成分の磁束と電流Ｉとは第２磁路３３ｂにおいて直交して鎖交する。これにより、内周面３１ｂの接線方向であって周方向の左方に、図５に図示するローレンツ力Ｆ２が加わる。
【００２８】
ロータコア３の外周端において、第１磁路３３ａと第２磁路３３ｂとは連結磁路３５により連結されている。これにより、第１磁路３３ａを貫いた磁束Ｂは、連結磁路３５を介して第２磁路３３ｂに導かれる。
【００２９】
また、ロータコア３が回転する際の安定性を確保するため、内周面３１ａは第２磁路３３ｂに対向する位置まで延設され、内周面３１ｂは第１磁路３３ａに対向する位置まで延設されている。この場合、延設された領域での内周面３１ａと第２磁路３３ｂ、内周面３１ｂと第１磁路３３ａは、それぞれ、ロータコア３に形成される磁路の短絡を防ぐために間隙が設けられている。
【００３０】
図５は、ロータコア３をステータコア２の円盤２０ａ側から見た図である。内周面３１ａ、第１磁路３３ａ、第２磁路３３ｂ、連結磁路３５、および電流経路３７の配置関係と、磁路Ｂ、電流Ｉ、およびローレンツ力Ｆ１、Ｆ２の方向を示す。
【００３１】
第１磁路３３ａを通る磁束Ｂが第１磁路３３ａ中を図５で見て紙面裏側から表側に流れる電流Ｉに鎖交することにより、電流Ｉの電流経路３７ａ（図４ａ）には内周面３１ａ、３１ｂに沿った第２磁路３３ｂに向かう方向にローレンツ力Ｆ１が加わる。同様に、第２磁路３３ｂを通る磁束Ｂが第２磁路３３ｂ中を図５で見て紙面表側から裏側に流れる電流Ｉに鎖交することにより、電流Ｉの電流経路３７ｂ（図４ｂ）には内周面３１ａ、３１ｂに沿ったローレンツ力Ｆ１と同じ向きにローレンツ力Ｆ２が加わる。ローレンツ力Ｆ１、Ｆ２は、共に周方向の同じ向きに加わり、ロータコア３の回転力に供される。ローレンツ力Ｆ１、Ｆ２は共に回転電機１の周方向の同じ方向に加わるので、効率よくロータコア３の回転力に供することができる。
【００３２】
また、ステータコイル２３には直流電流が印加されるので、ステータコイル２３から発生される磁束Ｂは時間による変動は生じない定磁束である。また、電流経路３７ａ、３７ｂに流れる電流Ｉは直流電流である。ステータコイル２３を有するステータコア２の構成のほか、ロータコア３の形状および電流経路３７ａ、３７ｂの配置などにより、一定の磁束Ｂが直流の電流Ｉに常に鎖交する状態を維持することができる。このため、ローレンツ力Ｆ１、Ｆ２を常に一定とすることができ回転電機１の回転力を一定に維持することができる。また、磁束Ｂが一定であり時間変化がないため渦電流の発生はなく鉄損を抑制することができる。また、ローレンツ力Ｆ１、Ｆ２が一定であるため、回転電機１においてトルクリップルが抑制された動作特性を得ることができる。
【００３３】
また、電流Ｉは直流電流であり電流方向の反転等は不要である。したがって、コイル状に形成されている電流経路３７への通電方向を反転させる必要はない。通電方向の反転に伴う電流経路３７のスリップリングなどの端子（不図示）での火花放電などの発生はない。
【００３４】
また、回転電機１は、ロータコア３がステータコア２の外方に配置される構成である。このため、ロータコア３に加わるローレンツ力による回転モーメントを大きくすることができ、大きなトルクを得ることができる。
【００３５】
図６は、連結して配置されるロータコア３ａ、３ｂ、３ｃの構造を示す図である。ロータコア３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ、隣接するロータコアは、対向する面に対して鏡面対称になるような構造を有している。これにより、ロータコア３ａとロータコア３ｂとは第２磁路３３ｂが対向して配置される。また、ロータコア３ｂとロータコア３ｂとは第１磁路３３ａが対抗して配置される。
【００３６】
第１磁路３３ａでは磁束Ｂは径方向の外方側に向かい、第２磁路３３ｂでは径方向の内方側に向かうので、ロータコア３ａ、３ｂ間で対向する第２磁路３３ｂでは、ロータコア３ａ、３ｂの磁束Ｂは共に径方向の内方側に向かい、ロータコア３ｂ、３ｃ間で対向する第１磁路３３ａでは、ロータコア３ｂ、３ｃの磁束Ｂは共に径方向の外方側に向かう。対向する磁路では同じ方向に磁束Ｂが貫くので、ロータコア３ａ、３ｂおよびロータコア３ｂ、３ｃの間で磁路の分離を行う必要はなく対向面間に間隙は不要となる。
【００３７】
隣接するロータコア３ａ、３ｂ、３ｃでは、対向面を当接して配置することができる。対向面に間隙が不要なので、ロータコアの配置ピッチを詰めることができロータコアの配置密度を向上させることができる。
【００３８】
また、ロータコア間を当接して配置することができるので、隣接する内周面３１ａ、３１ｂはそれぞれ連結されることになる。これにより、内周面が一体の円環状に形成され、内周面が連続するため、円滑・安定な回転を実現することができる。
【００３９】
図７は、ロータ部材４を２つ連結してロータコア３を構成する際の分解斜視図である。ロータコア３は、連結磁路３５の周方向中央ロータ部材４を連結することにより構成される。ロータ部材４は、内周面３１ａまたは３１ｂを構成する部材、第１磁路３３ａまたは第２磁路３３ｂを構成する部材、および連結磁路３５を構成する部材であって周方向の中央で分断した片側の部位を備えて構成されている。ロータコア３は、ロータ部材４を連結磁路３５の分断面で連結して構成される、一方のロータ部材４は、内周面３１ａ、第１磁路３３ａ、および第１磁路３３ａの径方向外方の端部に連結される連結磁路３５の一方側の略半分の領域を構成する。他方のロータ部材４は、内周面３１ｂ、第２磁路３３ｂ、および第２磁路３３ｂの径方向外方の端部に連結される連結磁路３５の他方側の略半分の領域を構成する。
【００４０】
図７の構成によれば、１つの種類のロータ部材４を連結してロータコア３を形成することができる。ロータ部材４は、ロータコア３と比較して構造が単純であり部材の成形が容易である。圧粉鉄心でロータコア３を形成する際、金型の構造が単純であるため、金型の製造費を低減することができる。また、製造時の歩留まりの管理が容易になる。また、図７の構成はロータコア３を分割面が軸方向に平行になるように分割したが、分割面を軸方向に垂直になるように分割してもよい。この場合も、１つの種類のロータ部材を連結することで、ロータコア３を構成することができる。
【００４１】
以上詳細に説明したように、本願に係る回転電機１は、回転する軸方向の一方側にあるステータコア２の円盤２０ａの周面から流出して、ロータコア３に形成される第１磁路３３ａ、第２磁路３３ｂ、および連結磁路３５を介して軸方向の他方側にあるステータコア２の円盤２０ｂに戻る磁路が形成されて磁束Ｂが周回する。この場合、磁束Ｂは、第１磁路３３ａにあっては径方向の外方側に貫き、第２磁路３３ｂにあっては径方向の内方側に貫く。また、ロータコア３は回転電機１の周方向に複数設けられており、各々のロータコア３には、電流経路３７ａ、３７ｂが備えられている。電流経路３７ａは第１磁路３３ａ内に設けられ軸方向であってステータコア２の円盤２０ａ側に電流Ｉが流れる。電流経路３７ｂは第２磁路３３ｂ内に設けられ軸方向であってステータコア２の円盤２０ｂ側に電流Ｉが流れる。これにより、電流経路３７ａ、３７ｂには、共に回転電機１の周方向の同じ向きにローレンツ力Ｆ１、Ｆ２が働くこととなる。これらのローレンツ力Ｆ１、Ｆ２は共にロータコア３の回転力に供されるので、効率よくローレンツ力が発生する回転電機１を提供することができる。
【００４２】
また、ロータコア３の形状および電流経路３７ａ、３７ｂの配置などにより、一定の磁束Ｂが直流の電流Ｉに常に鎖交する状態とすることができ、ローレンツ力Ｆ１、Ｆ２を常に一定とすることができる。回転電機１において回転力を一定に維持することができ、トルクリップルが抑制された動作特性を得ることができる。また、磁束Ｂが一定であることより、渦電流の発生もなく鉄損を抑制することができる。また、電流Ｉは直流電流であるので、電流方向の反転は不要であり、通電方向を反転に伴う端子での火花放電などを防止することができる。
【００４３】
また、外方にロータコア３が配置される構成であるので、大きな回転モーメントを得ることができ、トルクの大きな回転電機１とすることができる。
【００４４】
また、周方向に分割配置されるロータコアは、隣り合う対向面で互いに鏡面対称の構造を有するロータコア３ａ、３ｂ、３ｃにすれば、対向する磁路において磁束Ｂを同一方向とすることができる。磁束の方向が同じであるため、ロータコア間の対向面に磁束漏れ防止のための間隙を設ける必要はなく、対向面間の距離を最小に狭めることができる。あるいは間隙をなくして対向面を当接して配置することができる。ロータコアを詰めて配置することができ配置密度を向上することができる。
【００４５】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、ステータコア２は、磁束発生手段を挟んで磁束が流出する部分と磁束が流入する部分とが連結して構成されていればよく、ステータコア２の形状が円環状であってもよい。このとき、ロータコアはステータコアの内方に配置される構成とすることができる。
また、ステータコア２に備える磁束発生手段は、ステータコイル２３だけでなく、永久磁石であってもよい。
電流経路３７への電流供給方法は、周回して配置される複数のロータコア３の各々の電流経路３７を互いに直列に接続し、両端を回転軸に沿って外部に取り出す構成とすることができる。また、周回して配置される複数のロータコア３の電流経路３７に、軸方向の両端からリング状の電極を当接して供給することができる。
また、電流経路３７は、電流経路３７ａ、３７ｂを備えていればコイル状の形状に限られない。ロータコア間で電流経路３７ａ、３７ｂを直列に接続する構成とすることができる。また、リング状の電極により電流経路３７ａ、３７ｂを別個に当接して給電する構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００４６】
１                      回転電機
２                      ステータコア
３                      ロータコア
２０ａ、２０ｂ          円盤
２２ａ、２２ｂ          外周面
２３                    ステータコイル
３１ａ、３１ｂ          内周面
３３ａ                  第１磁路
３３ｂ                  第２磁路
３５                    連結磁路
３７、３７ａ、３７ｂ    電流経路
【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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