(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の磁力回転装置と第２の磁力回転装置とが互いに連結されて構成され、
前記第１の磁力回転装置および前記第２の磁力回転装置は、それぞれ、
捲線を備えたＮ個（Ｎは２以上の整数）の鉄心が円周方向に沿って等間隔で配置された固定子と、複数の永久磁石体が円周方向に沿って等間隔で配置されてＮ個の磁極を有した回転子と、を備えており、
前記第２の磁力回転装置における前記固定子と前記回転子との位相角γ２が０度であるときの前記第１の磁力回転装置における前記固定子と前記回転子との位相角γ１を配置ずれ角δ（＝γ１−γ２）とし、前記配置ずれ角δが（１８０／Ｎ）度となるように、前記固定子および前記回転子が配置されてなる、
ここにおいて、前記位相角γ１および前記位相角γ２は、基準となる前記鉄心の中心線と基準となる隣り合う２つ１組の前記永久磁石体の中心線とのなす角度である、
ことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項２】
前記第１の磁力回転装置および前記第２の磁力回転装置において、それぞれの前記回転子は、軸方向から見た形状が矩形であって円周の接線方向に沿ってＮ極とＳ極の磁極が形成されて配置された（Ｎ／２）個の前記永久磁石体を有する、
請求項１記載の磁力回転装置。
【請求項３】
前記永久磁石体のそれぞれにおいて、外側の２つの角部による中心角は（３６０／Ｎ）度である、
請求項２記載の磁力回転装置。
【請求項４】
前記永久磁石体は、板状の複数の永久磁石が磁極方向に積み重ねられて構成されている、
請求項２または３記載の磁力回転装置。
【請求項５】
前記第１の磁力回転装置または前記第２の磁力回転装置において、前記回転子は、軸方向から見た形状が矩形であって半径方向に沿ってＮ極とＳ極の磁極が形成されて配置されたＮ個の前記永久磁石体を有する、
請求項１記載の磁力回転装置。
【請求項６】
前記第１の磁力回転装置の前記固定子と前記第２の磁力回転装置の前記固定子とは（１８０／Ｎ）度の配置位相角β４で配置されており、
前記第１の磁力回転装置の前記回転子と前記第２の磁力回転装置の前記回転子とは０度の配置位相角β５で配置されている、
ここにおいて、前記配置位相角β４は、前記第１の磁力回転装置における基準となる前記鉄心の中心線と前記第２の磁力回転装置における基準となる前記鉄心の中心線とのなす角度であり、前記配置位相角β５は、前記第１の磁力回転装置における基準となる隣り合う２つ１組の前記永久磁石体の中心線と前記第２の磁力回転装置における基準となる隣り合う２つ１組の前記永久磁石体の中心線とのなす角度である、
請求項１ないし５のいずれかに記載の磁力回転装置。
【請求項７】
前記第１の磁力回転装置の前記固定子と前記第２の磁力回転装置の前記固定子とは０度の配置位相角β４で配置されており、
前記第１の磁力回転装置の前記回転子と前記第２の磁力回転装置の前記回転子とは（１８０／Ｎ）度の配置位相角β５で配置されている、
ここにおいて、前記配置位相角β４は、前記第１の磁力回転装置における基準となる前記鉄心の中心線と前記第２の磁力回転装置における基準となる前記鉄心の中心線とのなす角度であり、前記配置位相角β５は、前記第１の磁力回転装置における基準となる隣り合う２つ１組の前記永久磁石体の中心線と前記第２の磁力回転装置における基準となる隣り合う２つ１組の前記永久磁石体の中心線とのなす角度である、
請求項１ないし５のいずれかに記載の磁力回転装置。
【請求項８】
前記第１の磁力回転装置および前記第２の磁力回転装置において、それぞれ８個の前記鉄心が円周方向に沿って配置され、
前記配置ずれ角は２２度ないし２４度である、
請求項１ないし７のいずれかに記載の磁力回転装置。
【請求項９】
前記第１の磁力回転装置の前記鉄心の８個の前記捲線は、円周方向に沿って交互に４個のＡ相と４個のＢ相とに区分され、
前記第２の磁力回転装置の前記鉄心の８個の前記捲線は、円周方向に沿って交互に４個
のＣ相と４個のＤ相とに区分され、
前記第１の磁力回転装置および前記第２の磁力回転装置の前記固定子に、Ａ相、Ｃ相、Ｂ相、Ｄ相の順に移動する回転磁界が形成されるよう、前記捲線に電流が供給される、
請求項８記載の磁力回転装置。
【請求項１０】
前記第１の磁力回転装置または前記第２の磁力回転装置において、
前記固定子として、中央部に胴部をその両端に脚部を有し両側の端面が回転の中心方向を向いた形状の鉄心が用いられ、
前記回転子として、前記鉄心の一方の端面に対向して回転するＡ回転子および他方の端面に対向して回転するＢ回転子の２つの前記回転子を備え、
前記Ａ回転子の前記永久磁石体と前記Ｂ回転子の前記永久磁石体とは、互いに同じ角度位置に配置され、かつ、同じ角度位置の磁極の極性が互いに逆である、
請求項１ないし９のいずれかに記載の磁力回転装置。
【請求項１１】
前記第１の磁力回転装置における基準となる前記鉄心の中心線と前記第２の磁力回転装置における基準となる前記鉄心の中心線とのなす角度を配置位相角β４とし、前記第１の磁力回転装置における基準となる隣り合う２つ１組の前記永久磁石体の中心線と前記第２の磁力回転装置における基準となる隣り合う２つ１組の前記永久磁石体の中心線とのなす角度を配置位相角β５とし、
前記配置位相角β４と前記配置位相角β５との和が、前記配置ずれ角δである（１８０／Ｎ）度となっている、
請求項１ないし５のいずれかに記載の磁力回転装置。
【請求項１２】
前記第１の磁力回転装置および前記第２の磁力回転装置は、いずれも電動機である、
請求項１ないし１１のいずれかに記載の磁力回転装置。
【請求項１３】
前記第１の磁力回転装置は電動機であり、前記第２の磁力回転装置は発電機である、
請求項１ないし１２のいずれかに記載の磁力回転装置。
【請求項１４】
前記第１の磁力回転装置および前記第２の磁力回転装置は、いずれも発電機である、
請求項１ないし１２のいずれかに記載の磁力回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機、発電機、または電動発電機などの磁力回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、捲線を備えた複数の鉄心が円周方向に沿って等間隔で配置された固定子と、複数の永久磁石が円周方向に沿って等間隔で配置され前記固定子と対向した状態で回転する回転子とを備えた磁力回転装置などが提案されている（特許文献１〜４）。
【０００３】
例えば特許文献１には、永久磁石と捲線による電磁石との間に反発力が生じるように、回転体が種々の回転位置の領域にあるときに捲線に種々のパルス電流を流すようにした磁力回転装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、複数の永久磁石を周方向に配置した回転子と複数の電磁石を周方向に配置した固定子とを備え、電磁石に間欠的に通電し、永久磁石と電磁石との間の吸引力と反発力によって回転子を回転させる磁力回転装置が開示されている。特許文献２では、永久磁石の数と電磁石の数とを互いに異ならせることによってディテントトルク（コギングトルク）を低減することが開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、回転体を回転させてモータとして機能させつつ、回転体の回転により直接的に発電する交流電圧出力巻線を備えた一方向通電形ブラシレスＤＣモータが開示されている。
【０００６】
このような磁力回転装置などによって、電動機または発電機を構成することが可能である。例えば、捲線に流れる電流による鉄心の磁界と永久磁石との吸引または反発によって回転トルクを発生させることにより、電動機として動作させることが可能である。また、外部の回転力によって回転子を回転させ、永久磁石の回転により鉄心に磁束の変化を起こして捲線から電流を取り出すことにより、発電機として動作することが可能である。
【０００７】
また、磁力回転装置による電動機と発電機とを同軸上に形成することによって、電動発電機を構成することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１８７０８０号公報
【特許文献２】特開２００９−１１８７０５号公報
【特許文献３】ＷＯ２００９／０６０５４４号公報
【特許文献４】ＷＯ２０１５／０１９６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上に述べた特許文献１、２に開示された磁力回転装置では、かなりのディテントトルクが発生するため、これが効率を低下させる１つの要因となっている。
【００１０】
また、特許文献３に開示されたブラシレスＤＣモータでは、ある程度のディテントトルクの低減が図られるとしても、まだ十分ではなかった。
【００１１】
また、この種の磁力回転装置を電動機として起動する際に、一時的なバックラッシュ（逆回転）を起こして円滑な起動がなされないことがある。
【００１２】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、ディテントトルクをさらに低減させることが可能であり、高い効率の磁力回転装置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】
【００１３】
本明細書において開示される磁力回転装置は、第１の磁力回転装置と第２の磁力回転装置とが互いに連結されて構成され、前記第１の磁力回転装置および前記第２の磁力回転装置は、それぞれ、捲線を備えたＮ個（Ｎは２以上の整数）の鉄心が円周方向に沿って等間隔で配置された固定子と、複数の永久磁石体が円周方向に沿って等間隔で配置されてＮ個の磁極を有した回転子と、を備えており、前記第２の磁力回転装置における前記固定子と前記回転子との位相角γ２が０度であるときの前記第１の磁力回転装置における前記固定子と前記回転子との位相角γ１を配置ずれ角δ（＝γ１−γ２）とし、前記配置ずれ角δが（１８０／Ｎ）度となるように、前記固定子および前記回転子が配置されてなる、ここにおいて、前記位相角γ１および前記位相角γ２は、基準となる前記鉄心の中心線と基準となる隣り合う２つ１組の前記永久磁石体の中心線とのなす角度である。
【００１４】
好ましくは、前記第１の磁力回転装置および前記第２の磁力回転装置において、それぞれの前記回転子は、軸方向から見た形状が矩形であって円周の接線方向に沿ってＮ極とＳ極の磁極が形成されて配置された（Ｎ／２）個の前記永久磁石体を有する。
【００１５】
また好ましくは、前記永久磁石体のそれぞれにおいて、外側の２つの角部による中心角は（３６０／Ｎ）度である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、ディテントトルクをさらに低減させることが可能であり、高い効率の磁力回転装置および電動発電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の磁力回転装置の側面断面図である。
【図２】図１に示す磁力回転装置の正面断面図である。
【図３】図１の一部を拡大して示す図である。
【図４】図２の一部を拡大して示す図である。
【図５】第１の磁力回転装置における鉄心と永久磁石体の配置関係を示す図である。
【図６】第２の磁力回転装置における鉄心と永久磁石体の配置関係を示す図である。
【図７】磁力回転装置における回転磁界を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態の第２の磁力回転装置における鉄心と永久磁石体の配置関係を示す図である。
【図９】第３の実施形態の第１の磁力回転装置における鉄心と永久磁石体の配置関係を示す図である。
【図１０】永久磁石体の構成の例を示す図である。
【図１１】遮蔽円板の例を示す図である。
【図１２】制御装置の構成の例を示すブロック図である。
【図１３】制御装置による磁力回転装置の制御の様子を示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１の実施形態〕
図１および図２には、本発明に係る第１の実施形態の磁力回転装置１の側面断面図および正面断面図が示され、図３および図４にはそれらの一部を拡大した図が示されている。なお、図２は、図１におけるＡＡ−ＡＡ線断面矢視図に相当する。
【００１９】
なお、これらの図は、固定子、回転子、鉄心、および永久磁石体などの配置関係を示すことを主な目的としており、磁力回転装置１における種々の部材の機械的な構造や連結関係を正確に示すものではない。機械的な構造などについては種々の公知の技術を適用することが可能である。
【００２０】
図１〜図４において、磁力回転装置１は、第１の磁力回転装置１Ｍ１および第２の磁力回転装置１Ｍ２を備え、それらの回転軸１１が共通に設けられている。
【００２１】
なお、本実施形態において、第１の磁力回転装置１Ｍ１および第２の磁力回転装置１Ｍ２は、いずれも電動機である。つまり、磁力回転装置１は、２つの電動機が一体回転するように回転軸１１が連結されたダブル電動機である。したがって、第１の磁力回転装置１Ｍ１を「電動機１Ｍ１」と、第２の磁力回転装置１Ｍ２を「電動機１Ｍ２」と、それぞれ記載することがある。
【００２２】
また、電動機１Ｍ１と電動機１Ｍ２とを区別する必要のない場合に、これらのいずれか、またはこれらの両方（つまり磁力回転装置１の全体）を指して、「電動機１Ｍ」と記載することがある。
【００２３】
フレーム２１は、ステンレス鋼のような非磁性材料によって、電動機１Ｍを機械的に維持するように設けられ、電動機１Ｍの外形を形成している。
【００２４】
回転軸１１は、フレーム２１に設けられたベアリングによって、フレーム２１に対し回転自在に支持されている。
【００２５】
電動機１Ｍ１は、Ａ電動機Ｍ１ＡとＢ電動機Ｍ１Ｂとの２つの部分によって構成される。電動機１Ｍ２は、Ａ電動機Ｍ２ＡとＢ電動機Ｍ２Ｂとの２つの部分によって構成される。
【００２６】
本実施形態において、電動機１Ｍ１と電動機１Ｍ２とは、その構成部材の構造は同じである。例えば、鉄心３１および捲線３２からなる固定子１２，１６自体の構造、永久磁石体４１を備えた回転子１３，１７の構造などは、電動機１Ｍ１と電動機１Ｍ２とで同じである。しかし、電動機１Ｍ１の固定子１２と電動機１Ｍ２の固定子１６とでは、円周方向（回転方向）における配置角（位相角）が互いに異なる。詳細は以下に述べる。
【００２７】
つまり、電動機１Ｍ１および電動機１Ｍ２は、それぞれ、捲線３２を備えたＮ個（Ｎは２以上の整数）の鉄心３１が円周方向に沿って等間隔で配置された固定子１２、１６と、複数の永久磁石体４１が円周方向に沿って等間隔で配置されてＮ個の磁極を有した回転子１３，１７と、を備えている。なお、本実施形態において、Ｎ＝８であり、したがって８極の電動機１Ｍということになる。
【００２８】
電動機１Ｍ１における固定子１２と回転子１３との位相角γ１と、電動機１Ｍ２における固定子１６と回転子１７との位相角γ２との差である配置ずれ角δが、δ＝（１８０／Ｎ）度、本実施形態においては２２．５度となるように、これら固定子１２，１６および回転子１３，１７が配置されている。
【００２９】
また、電動機１Ｍ１および電動機１Ｍ２において、それぞれの回転子１３，１７は、軸方向から見た形状が矩形であって回転円周の接線方向に沿ってＮ極とＳ極の磁極が形成されて配置された（Ｎ／２）個、本実施形態においては４個の前記永久磁石体４１を有する。
【００３０】
以下においてさらに詳しく説明する。
〔磁力回転装置１の構造についての説明〕
〔電動機１Ｍ１〕
電動機１Ｍ１は、回転軸１１、固定子１２、回転子１３、およびフレーム２１などを有する。
〔固定子〕
固定子１２は、捲線（コイル）３２を備えた複数の鉄心３１が円周方向に沿って等間隔で配置されたものである。
【００３１】
各鉄心３１は、外形がコ字形またはＵ字形の珪素鋼板を所定の厚さに積層したものであり、中央部に胴部３１１が、その両端に脚部３１２ａ，ｂが設けられた形状である。脚部３１２ａ，ｂの先端は、それぞれ長方形状の端面３１３ａ，ｂとなっており、２つの端面３１３ａ，ｂは、同じ平面上にあって回転軸１１の中心方向を向いた状態である（図３参照）。
【００３２】
捲線３２は、鉄心３１の各脚部３１２ａ，ｂにそれぞれ設けれた２つの捲線３２ａ，ｂを含む。捲線３２ａ，ｂに電流を流すことにより、鉄心３１に磁束および磁界が生じ、電磁石となる。２つの捲線３２ａ，ｂを例えば並列接続とし、鉄心３１内に同じ方向の磁束が生じるように電流を流すことにより、端面３１３ａ，ｂに互いに異なる磁極が形成される。つまり、端面３１３ａ，ｂの一方がＮ極、他方がＳ極となる。
【００３３】
本実施形態では、胴部３１１が軸方向と平行に延びるように、つまり２つの脚部３１２ａ，ｂが軸方向に沿って離れた位置となるような姿勢の８個の鉄心３１が、円周上に等間隔で、つまり隣り合う鉄心３１同士の中心角が４５度（＝３６０度÷８）となるように、配置されている（図２、図４参照）。
【００３４】
つまり、各鉄心３１の中心を通りかつ固定子１２の中心つまり回転子１３の回転中心（回転軸１１の軸心）ＫＣを通過する中心線ＬＫが、互いにβ１＝４５度の中心角をなすようになっている。隣り合う鉄心３１の端面と端面との間隔は、端面の幅とほぼ同じか、または若干狭い。
【００３５】
最上位置にある鉄心３１（ＹＡ１）の中心線ＬＫは、垂直線であり、この垂直線を固定子１２、１６および回転子１３，１７の回転角度位置における基準線（＝０度）と考える場合がある。
〔回転子〕
回転子１３は、鉄心３１の一方の脚部３１２ａに対向するＡ回転子１３ａと、鉄心３１の他方の脚部３１２ｂに対向するＢ回転子１３ｂとからなる（図１、図３参照）。これらＡ回転子１３ａとＢ回転子１３ｂとは、一体に回転するものであり、基本的な構造は互いに同じであるので、Ａ回転子１３ａについて詳しく説明する。
【００３６】
なお、固定子１２の脚部３１２ａの側とＡ回転子１３ａとによって上に述べたＡ電動機Ｍ１Ａが構成され、固定子１２の脚部３１２ｂの側とＢ回転子１３ｂとによって上に述べたＢ電動機Ｍ１Ｂが構成される。
〔Ａ回転子〕
まず、Ａ回転子１３ａは、複数の永久磁石体４１が、円周方向に沿って等間隔で配置されたものであり、固定子１２と対向して、つまり固定子１２の複数の端面３１３ａにより形成される円周面に対向した状態で、回転軸１１とともに回転する（図２参照）。
【００３７】
本実施形態では、４個の永久磁石体４１が、円周上に等間隔で、つまり隣り合う永久磁石体４１同士の中心角β３が９０度（＝３６０度÷４）となるように、配置されている。
【００３８】
永久磁石体４１は、図１０に示すように、ネオジム（またはネオジウム）を成分として含んだ６個の永久磁石（ネオジム磁石）４１ａ〜ｆが磁極方向に積み重ねられて構成され、全体として直方体の形状、つまりブロック状に形成されている。各永久磁石４１ａ〜ｆは、表面が滑らかとなるようにニッケルメッキが施されている。しかし、永久磁石体４１の構成として種々のものが採用可能である。例えば、１個の永久磁石で永久磁石体４１を構成してもよく、２個の永久磁石の間に磁性体からなるつなぎ鉄心を挿入して構成してもよい。
【００３９】
図４を参照して、直方体の互いに対向する２つの面が磁極面４１１ａ，ｂであり、磁極面４１１ａ，ｂの一方がＮ極、他方がＳ極となっている。つまり、矢印ＤＳの回転方向（すなわち図の左回転方向）の前方側の磁極面４１１ａがＮ極、後方側の磁極面４１１ｂがＳ極である。
【００４０】
永久磁石体４１は、その中央を通過する線（中心線）ＬＴに対して左右対称である。中心線ＬＴは、回転子１３の回転中心ＫＣを通過する線である。つまり、永久磁石体４１は、２つの磁極面４１１ａ，ｂを結ぶ方向が回転円周の接線方向と一致するように配置される。
【００４１】
図４には、永久磁石体４１の外側の２つの角部である頂点ＴＰを通りかつ回転中心ＫＣを通過する線（磁極線）ＬＵが描かれている。図では磁極線ＬＵは中心線ＬＫと一致している。２つの頂点ＴＰによる中心角β２、つまり、２本の磁極線ＬＵの中心角β２は、β２＝（３６０／Ｎ）度である。本実施形態では、Ｎ＝８であるから、β２＝４５度である。
【００４２】
つまり、２つの頂点ＴＰの中心角β２と２つの鉄心３１の中心線ＬＫの中心角β１とは互いに等しく、４５度である。したがって、永久磁石体４１のＮ極の側の頂点ＴＰが鉄心３１の中心線ＬＫの位置にあるときには、Ｓ極の側の頂点ＴＰは隣の鉄心３１の中心線ＬＫの位置にある。
【００４３】
なお、永久磁石体４１を支持し、かつ回転軸１１とともに一体的に回転するよう連結するために、側板部材４５などが設けられている。側板部材４５は、それぞれの永久磁石体４１を軸方向の両側から挟みかつ位置決めするように凹部が設けられた円板状の部材である。側板部材４５は非磁性体でありかつ絶縁体である合成樹脂などからなっている。側板部材４５は、回転軸１１が貫通する円筒状のブシュ４７に固定されている。ブシュ４７は、キー４８によって回転軸１１と一体に回転する。
【００４４】
なお、これら側板部材４５などの材質および形状などは、上に説明した以外の種々のものとすることが可能である。
〔Ｂ回転子〕
次に、Ｂ回転子１３ｂについて説明する。
【００４５】
Ｂ回転子１３ｂは、上に述べたＡ回転子１３ａの構造と基本的に同じであるが、永久磁石体４１の極性が互いに異なる。
【００４６】
すなわち、Ｂ回転子１３ｂ、つまり回転子１３における鉄心３１の脚部３１２ｂに対向する部分は、Ａ回転子１３ａと同様に、複数の永久磁石体４１が円周方向に沿って等間隔で配置されたものであり、固定子１２と対向した状態で、つまり固定子１２の複数の端面３１３ｂにより形成される円周面に対向した状態で、回転軸１１とともに回転する。
【００４７】
また、Ａ回転子１３ａとＢ回転子１３ｂとは、正面方向、つり回転軸１１に沿った方向から見たときに、永久磁石体４１の配置が互いに一致して一直線上に重なるように配置されており、したがってそれぞれの中心線ＬＴも互いに一致して重なる。
【００４８】
永久磁石体４１の極性について、図２に示すように、Ａ回転子１３ａでは、矢印ＤＳの回転方向の前方側の磁極面４１１ａがＮ極、後方側の磁極面４１１ｂがＳ極であるが、Ｂ回転子１３ｂでは、矢印ＤＳの前方側の磁極面４１１ａがＳ極、後方側の磁極面４１１ｂがＮ極である。つまり、Ｂ回転子１３ｂでは、図２における「Ｎ」と「Ｓ」とを入れ替えた極性となる。
〔電動機１Ｍ２〕
次に、電動機１Ｍ２について説明する。
【００４９】
電動機１Ｍ２は、上に述べたように、固定子１６および回転子１７の構成部材の構造は、電動機１Ｍ１の場合と同じである。相違点は、電動機１Ｍ２の固定子１６の配置された位相角が、電動機１Ｍ１の固定子１２に対して矢印ＤＳの方向に配置位相角β４＝２２．５度ずれている点である。また、図１に示すように、回転子１７はＡ回転子１７ａとＢ回転子１７ｂとからなる。
【００５０】
すなわち、図２および図４において、電動機１Ｍ１の固定子１２の８個の鉄心３１は実線で示され、電動機１Ｍ２の固定子１６の８個の鉄心３１は二点鎖線で示されている。図で分かるように、電動機１Ｍ２の固定子１６の８個の鉄心３１（二点鎖線で示される）の配置角は、電動機１Ｍ１の固定子１２の８個の鉄心３１（実線で示される）の配置角に対して、矢印ＤＳの回転方向に配置位相角β４＝２２．５度だけずれでいる。
【００５１】
具体的には、図４における電動機１Ｍ１の最上位置にある鉄心３１（ＹＡ１）の中心線ＬＫ、つまり垂直線に対して、電動機１Ｍ２の最上位置にある鉄心３１（ＹＣ１）の中心線ＬＫは、矢印ＤＳの回転方向に配置位相角β４＝２２．５度だけずれでいる。
【００５２】
これに対し、電動機１Ｍ１の回転子１３と電動機１Ｍ２の回転子１７とは、永久磁石体４１の円周方向に沿った配置が互いに一致している。つまり、永久磁石体４１については同じ位相角で配置されており、配置位相角β５は０度である。
【００５３】
すなわち、図２および図４に示す状態において、電動機１Ｍ１における固定子１２と回転子１３との位相角γ１を、最上位置にある鉄心３１（ＹＡ１）の中心線ＬＫと永久磁石体４１の中心線ＬＴとのなす角度を矢印ＤＳの方向に計った角度とすると、位相角γ１は２２．５度である。電動機１Ｍ２における固定子１６と回転子１７との位相角γ２を、最上位置よりも矢印ＤＳの前方側に配置された鉄心３１（ＹＣ１）の中心線ＬＫと永久磁石体４１の中心線ＬＴとのなす角度を矢印ＤＳの方向に計った角度とすると、位相角γ２は０度である。したがって、位相角γ１と位相角γ２との差である配置ずれ角δ（＝γ１−γ２）は、δ＝２２．５−０＝２２．５度である。
【００５４】
なお、回転子１３，１７は一体に回転するので、回転子１３，１７がどのような角度位置にあっても、位相角γ１と位相角γ２との関係（差の値）は同じであり、配置ずれ角δは常に２２．５度で一定である。つまり、永久磁石体４１についての配置位相角β５は０度であるので、鉄心３１についての配置位相角β４がそのまま配置ずれ角δとなる。
【００５５】
すなわち、配置ずれ角δを（１８０／Ｎ）度、つまり２２．５度とするためには、電動機１Ｍ１と電動機１Ｍ２とにおいて、固定子１２、１６および回転子１３，１７が配置される角度位置が所定の関係にあればよい。
【００５６】
例えば、電動機１Ｍ１と電動機１Ｍ２とにおいて、鉄心３１の配置位相角β４つまり固定子１２、１６の配置位相角β４と、永久磁石体４１の配置位相角β５つまり回転子１３，１７の配置位相角β５との和であるβ４＋β５が、２２．５度となればよい。
【００５７】
本実施形態の磁力回転装置１では、固定子１２、１６の配置位相角β４を２２．５度とし、回転子１３，１７の配置位相角β５を０度とした。
【００５８】
しかし、例えば、固定子１２、１６の配置位相角β４を１５度とし、回転子１３，１７の配置位相角β５を７．５度としてもよい。また、固定子１２、１６の配置位相角β４を０度とし、回転子１３，１７の配置位相角β５を２２．５度としてもよい。
【００５９】
つまり、電動機１Ｍ２の永久磁石体４１を電動機１Ｍ１の永久磁石体４１に対して矢印ＤＳと反対方向にずらせ、その配置位相角β５を２２．５度とした場合には、電動機１Ｍ１の鉄心３１と電動機１Ｍ２の鉄心３１についての配置位相角β４を０度とすることにより、配置ずれ角δは２２．５度となる。
〔永久磁石の極性などについての説明〕
図５には、第１の実施形態の磁力回転装置１の第１の磁力回転装置（電動機１Ｍ１）における鉄心１３と永久磁石体４１の配置関係が、図６には、第２の磁力回転装置（電動機１Ｍ２）における鉄心１６と永久磁石体４１の配置関係が、図７には、磁力回転装置１における回転磁界を説明するための図が、それぞれ示されている。
【００６０】
なお、図５および図６は、図１のＡＡ−ＡＡ線、ＣＣ−ＣＣ線の各位置における断面矢視図に相当し、図７は、図５および図６を重ね合わせて表示したものである。
【００６１】
また、図２、図４〜図７においては、捲線３２に電流を流すことなく、かつ回転軸１１に外部からの回転力を与えることのない自由状態において、回転子１３，１７が取り得る回転角度位置の１つの状態が示されている。
【００６２】
上においても説明したように、図５において、鉄心３１の中心線ＬＫは、互いにβ１（＝４５度）の中心角をなす。永久磁石体４１の中心線ＬＴは、互いにβ３（＝９０度）の中心角をなす。また、図５の状態では、固定子１２と回転子１３との位相角γ１が２２．５度である。
【００６３】
図６において、鉄心３１の中心線ＬＫは、互いにβ１（＝４５度）の中心角をなす。永久磁石体４１の中心線ＬＴは、互いにβ３（＝９０度）の中心角をなす。また、図６に示す状態では、固定子１６と回転子１７との位相角γ２は０度である。
【００６４】
また、図５において、最上位置にある鉄心３１を「ＹＡ１」とし、矢印ＤＳの方向に沿って、１つおきに「ＹＡ２」「ＹＡ３」「ＹＡ４」とする。「ＹＡ１」の鉄心３１の矢印ＤＳの方向に１つ目の鉄心３１を「ＹＢ１」とし、矢印ＤＳの方向に沿って、１つおきに「ＹＢ２」「ＹＢ３」「ＹＢ４」とする。
【００６５】
図６において、最上位置よりも矢印ＤＳの前方側に配置された鉄心３１を「ＹＣ１」とし、矢印ＤＳの方向に沿って、１つおきに「ＹＣ２」「ＹＣ３」「ＹＣ４」とする。「ＹＣ１」の鉄心３１の矢印ＤＳの方向に１つ目の鉄心３１を「ＹＤ１」とし、矢印ＤＳの方向に沿って、１つおきに「ＹＤ２」「ＹＤ３」「ＹＤ４」とする。
【００６６】
図７において、最上位置にある「ＹＡ１」の鉄心３１から矢印ＤＳの方向に連続して隣り合う４つの鉄心３１を１組の鉄心群とすると、１〜４の４組の鉄心群に区画される。また、各組みの鉄心群について、４つの鉄心３１は、矢印ＤＳの方向に、Ａ相、Ｃ相、Ｂ相、Ｄ相ということになる。
【００６７】
すなわち、電動機１Ｍ１の鉄心３１の８個の捲線３２は、矢印ＤＳの円周方向に沿って交互に４個のＡ相と４個のＢ相とに区分されている。また、電動機１Ｍ２鉄心３１の８個の捲線３２は、矢印ＤＳの円周方向に沿って交互に４個のＣ相と４個のＤ相とに区分されている。
【００６８】
４組の鉄心群に対して同時に、Ａ相、Ｃ相、Ｂ相、Ｄ相の順に捲線３２に電流を流して励磁することにより、矢印ＤＳの方向の回転磁界が生じる。つまり、Ａ相、Ｃ相、Ｂ相、Ｄ相の順に移動する回転磁界が形成される。この回転磁界によって、回転子１３，１７の永久磁石体４１が吸引または反発して回転磁界と同じ方向に同期して回転駆動する。Ａ相、Ｃ相、Ｂ相、Ｄ相の１サイクルで回転子１３，１７は４分の１回転し、４サイクルで１回転する。
【００６９】
また、永久磁石体４１と鉄心３１との間には、永久磁石体４１の磁力による吸引力が作用し、これによってディテントトルク（コギングトルク）が発生する。ディテントトルクの大きさと方向を含むパターンは、電動機１Ｍ１および電動機１Ｍ２のそれぞれにおいて、隣り合う２つの鉄心３１の中心角β１（＝４５度）ごとに繰り返される。しかし、電動機１Ｍ１と電動機１Ｍ２とでは配置ずれ角δが２２．５度であり、これによって電動機１Ｍ１に発生するディテントトルクと電動機１Ｍ２に発生するディテントトルクとが互いに打ち消し合い、全体のディテントトルクが大幅に低減されることとなる。
【００７０】
つまり、電動機１Ｍ１の回転子１３と電動機１Ｍ１の回転子１７とは、永久磁石体４１によるディテントトルクの変化について、互いに逆の位相であるということになり、それぞれのディテントトルクが互いに打ち消し合って、合成されたディテントトルクはゼロになるか、または大幅に低減される。
【００７１】
ディテントトルクが低減されることにより、磁力回転装置１の効率が向上する。例えば、回転子１３，１７の直径が１００ｍｍの磁力回転装置１を用いて試験を行ったところ、電動機１Ｍ１または電動機１Ｍ２を単独で用いた場合の出力トルクに対し、これらを連結して図に示す磁力回転装置１として用いた場合の出力トルクは、２倍ではなく、２．５〜２．６倍程度に増大した。
【００７２】
このように、第１の実施形態の磁力回転装置１では、Ａ相、Ｃ相、Ｂ相、Ｄ相の４相による回転磁界を、電動機１Ｍ１にはＡ相とＢ相を、電動機１Ｍ２にはＣ相とＤ相を、それぞれ担当させ、一体に連結された回転子１３，１７を回転駆動するように構成される。そして、電動機１Ｍ１における回転子１３のディテントトルクと電動機１Ｍ２における回転子１６のディテントトルクとを相殺することにより、全体のディテントトルクを大幅に低減したのである。
【００７３】
なお、上に述べた実施形態において、磁力回転装置１を構成する第１の磁力回転装置１Ｍ１と第２の磁力回転装置１Ｍ２とを、いずれも電動機１Ｍ１，１Ｍ２とし、これによって１つの電動機１Ｍとした。しかし、第１の磁力回転装置１Ｍ１と第２の磁力回転装置１Ｍ２とのいずれか一方を発電機として磁力回転装置１を電動発電機として構成してもよく、また、両方を発電機としてもよい。いずれの場合も、ディテントトルクが大幅に低減され、効率が向上する。
【００７４】
また、さらに第３、第４の磁力回転装置１Ｍ３，１Ｍ４を連結して１つの磁力回転装置１としてもよい。
〔第２の実施形態〕
図８には、第２の実施形態の磁力回転装置１Ｂにおける第２の磁力回転装置１ＢＭ２の鉄心と永久磁石体の配置関係が示されている。
【００７５】
すなわち、第２の実施形態の磁力回転装置１Ｂは、第１の実施形態の磁力回転装置１における第２の磁力回転装置である図６に示す電動機１Ｍ２を、図８に示す第２の磁力回転装置１ＢＭ２に置き換えたものである。
【００７６】
第２の実施形態において、第２の磁力回転装置１ＢＭ２は発電機であり、第２の磁力回転装置１ＢＭ２を「発電機１ＢＭ２」と記載することがある。つまり、磁力回転装置１Ｂは、電動機１Ｍ１と発電機１ＢＭ２とを連結した電動発電機として構成される。
【００７７】
発電機１ＢＭ２は、第１の実施形態の電動機１Ｍ２と同様に、捲線３２を備えたＮ個（Ｎは２以上の整数、本実施形態においてＮ＝８である。）の鉄心３１が円周方向に沿って等間隔で配置された固定子１６Ｂと、複数の永久磁石体５１が円周方向に沿って等間隔で配置されてＮ個の磁極を有した回転子１７Ｂとを備えている。本実施形態において、８個の鉄心３１の中心線ＬＫは、互いにβ１（＝４５度）の中心角をなす。
【００７８】
発電機１ＢＭ２では、固定子１６Ｂの位相角が、図５に示す電動機１Ｍ１の固定子１２に対してずれることなく、一致した状態に配置されている。つまり、固定子１２の中心線ＬＫと固定子１６Ｂの中心線ＬＫとは一致し、固定子１２、１６Ｂについての配置位相角β４は０度である。
【００７９】
すなわち、図８に示す発電機１ＢＭ２の最上位置にある「ＹＣ１」の鉄心３１の中心線ＬＫは、垂直線であり、図４における電動機１Ｍ１の最上位置にある鉄心３１（ＹＡ１）の中心線ＬＫと一致している。
【００８０】
また、発電機１ＢＭ２において、回転子１７Ｂは、軸方向から見た形状が矩形であって半径方向に沿ってＮ極とＳ極の磁極が形成されて配置されたＮ個、本実施形態においては８個の永久磁石体５１を有する。
【００８１】
ここで、８個の永久磁石体５１について、隣り合う２つの永久磁石体５１，５１を１組とする。つまり、図８において、回転子１７Ｂの上部、左部、右部、下部の位置に示されるそれぞれ２つの永久磁石体５１，５１を１組とする。そうすると、各組の永久磁石体５１，５１の中央に位置する中心線ＬＴｇは、図８に示す状態おいて垂直線または水平線となり、かつ、鉄心３１の中心線ＬＫとそれぞれ一致する。そして、隣り合う２つの中心線ＬＴｇは、互いにβ３（＝９０度）の中心角をなす。
【００８２】
発電機１ＢＭ２において、４本の中心線（半径線）ＬＴｇが、回転子１７Ｂの位相角を示すのに用いられる。
【００８３】
このように、第２の実施形態の磁力回転装置１Ｂでは、第１の実施形態の磁力回転装置１における第１の磁力回転装置である電動機１Ｍ１（図５参照）と、図８に示す第２の磁力回転装置である発電機１ＢＭ２とが、図５および図８に示す角度位置関係で連結されており、回転子１３，１７Ｂはこの角度位置関係を維持した状態で一体に回転する。
【００８４】
したがって、磁力回転装置１Ｂにおいて、電動機１Ｍ１における固定子１２と回転子１３との位相角γ１は２２．５度であり、発電機１ＢＭ２における固定子１６Ｂと回転子１７Ｂとの位相角γ２は０度である。
【００８５】
したがって、磁力回転装置１Ｂにおいて、図５に示す状態における電動機１Ｍ１の固定子１２と回転子１３との位相角γ１と、図８に示す状態における発電機１ＢＭ２の固定子１６Ｂと回転子１７Ｂとの位相角γ２との差である配置ずれ角δ（＝γ１−γ２）が、δ＝（１８０／Ｎ）度、本実施形態においては２２．５度となるように、これら固定子１２，１６Ｂおよび回転子１３，１７Ｂが配置されていることとなる。
【００８６】
換言すれば、固定子１２、１６Ｂの配置位相角β４は０度であり、回転子１３，１７Ｂの配置位相角β５は２２．５度である。
【００８７】
なお、図８には発電機１ＢＭ２におけるＡ回転子（１７Ｂａ）のみが示されているが、図１に示す電動機１Ｍ２について説明したように、発電機１ＢＭ２はＢ回転子（１７Ｂｂ）を有している。発電機１ＢＭ２のＢ回転子（１７Ｂｂ）は、図８に示すＡ回転子（１７Ｂａ）の構造と基本的に同じであり、相違点は、永久磁石体５１の極性がＡ回転子（１７Ｂａ）とは逆である点のみである。
【００８８】
本実施形態では、Ｎ＝８であり、したがって８極の磁力回転装置１Ｂということになる。８極の磁力回転装置１Ｂにおいて、配置ずれ角δが２２．５度つまり（１８０／Ｎ）度であるので、これによって電動機１Ｍ１に発生するディテントトルクと発電機１ＢＭ２に発生するディテントトルクとが互いに打ち消し合い、全体のディテントトルクが大幅に低減されることとなる。これにより、高い効率の磁力回転装置１Ｂが得られる。
【００８９】
第２の本実施形態の磁力回転装置１Ｂでは、電動機１Ｍ１においてＡ相とＢ相の２相による回転磁界を発生させ、これによって回転子１３を回転駆動し、回転軸１１により連結された発電機１ＢＭ２の回転子１７Ｂを回転駆動する。発電機１ＢＭ２の捲線３２から、２相の交流電力が取り出される。
【００９０】
なお、永久磁石体５１について、永久磁石体４１の場合と同様に複数の永久磁石を磁極方向に積み重ねて構成してもよい。
〔第３の実施形態〕
図９には、第３の実施形態の磁力回転装置１Ｃにおける第１の磁力回転装置１ＣＭ１の鉄心と永久磁石体の配置関係が示されている。
【００９１】
すなわち、第３の実施形態の磁力回転装置１Ｃは、第１の実施形態の磁力回転装置１における第１の磁力回転装置である図５に示す電動機１Ｍ１を、図９に示す第１の磁力回転装置１ＣＭ１に置き換えたものである。
【００９２】
第３の実施形態において、第１の磁力回転装置１ＣＭ１は発電機であり、第１の磁力回転装置１ＣＭ１を「発電機１ＣＭ１」と記載することがある。つまり、磁力回転装置１Ｃは、発電機１ＣＭ１と電動機１Ｍ２とを連結した電動発電機機として構成される。
【００９３】
発電機１ＣＭ１は、第１の実施形態と同様に捲線３２を備えたＮ個（Ｎは２以上の整数、本実施形態においてＮ＝８である。）の鉄心３１が円周方向に沿って等間隔で配置された固定子１２Ｃと、複数の永久磁石体５２が円周方向に沿って等間隔で配置されてＮ個の磁極を有した回転子１３Ｃとを備えている。本実施形態において、８個の鉄心３１の中心線ＬＫは、互いにβ１（＝４５度）の中心角をなす。
【００９４】
発電機１ＣＭ１では、各鉄心３１の中心線ＬＫの中心角β１、隣り合う永久磁石体５２，５２における２本の磁極線ＬＵの中心角β２、隣り合う永久磁石体５２，５２の中央に位置する中心線ＬＴｇ同士の中心角β３、および、図９に示す状態における固定子１２Ｃと回転子１３Ｃとの位相角γ１は、図５に示す電動機１Ｍ１の場合と同じである。
【００９５】
つまり、発電機１ＣＭ１では、固定子１２Ｃの位相角が、図６に示す電動機１Ｍ２の固定子１６に対してずれることなく、一致した状態に配置されており、固定子１２Ｃ、１６についての配置位相角β４は０度である。
【００９６】
また、発電機１ＣＭ１において、回転子１３Ｃは、上に述べた永久磁石体５１と同様な８個の永久磁石体５２を有する。８個の永久磁石体５２は、図９に示す最上位置の永久磁石体５２からその左回転方向に隣り合う２つずつの４組について、各組の永久磁石体５２，５２の中央に位置する中心線ＬＴｇは、互いにβ３（＝９０度）の中心角をなす。
【００９７】
このように、第３の実施形態の磁力回転装置１Ｃでは、図９に示す第１の磁力回転装置である発電機１ＣＭ１と、図６に示す第１の実施形態の磁力回転装置１における第２の磁力回転装置である電動機１Ｍ２（図６参照）とが、図９および図６に示す角度位置関係で連結されており、回転子１３Ｃ，１７はこの角度位置関係を維持した状態で一体に回転する。
【００９８】
したがって、磁力回転装置１Ｃにおいて、発電機１ＣＭ１における固定子１２Ｃと回転子１３Ｃとの位相角γ１は２２．５度であり、電動機１Ｍ２における固定子１６と回転子１７との位相角γ２は０度である。
【００９９】
したがって、磁力回転装置１Ｃにおいて、図９に示す状態における発電機１ＣＭ１の固定子１２Ｃと回転子１３Ｃとの位相角γ１と、図６に示す状態における電動機１Ｍ２の固定子１６と回転子１７との位相角γ２との差である配置ずれ角δ（＝γ１−γ２）が、δ＝（１８０／Ｎ）度、本実施形態においては２２．５度となるように、これら固定子１２Ｃ，１６および回転子１３Ｃ，１７が配置されていることとなる。
【０１００】
換言すれば、固定子１２Ｃ、１６の配置位相角β４は０度であり、回転子１３Ｃ，１７の配置位相角β５は２２．５度である。
【０１０１】
なお、図９には発電機１ＣＭ１におけるＡ回転子（１３Ｃａ）のみが示されているが、図１に示す電動機１Ｍ１について説明したように、Ｂ回転子を有している。つまり、発電機１ＣＭ１のＢ回転子は、図９に示すＡ回転子（１３Ｃａ）の構造と基本的に同じであり、永久磁石体５２の極性がＡ回転子とは逆である点のみが異なる。
【０１０２】
本実施形態では、Ｎ＝８であり、したがって８極の磁力回転装置１Ｃということになる。８極の磁力回転装置１Ｃにおいて、配置ずれ角δが２２．５度つまり（１８０／Ｎ）度であるので、これによって発電機１ＣＭ１に発生するディテントトルクと電動機１Ｍ２に発生するディテントトルクとが互いに打ち消し合い、全体のディテントトルクが大幅に低減されることとなる。これにより、磁力回転装置１Ｃの効率が向上する。
【０１０３】
第２の本実施形態の磁力回転装置１Ｃでは、電動機１Ｍ２においてＣ相とＤ相の２相による回転磁界を発生させ、これによって回転子１６を回転駆動し、回転軸１１により連結された発電機１ＣＭ１の回転子１３Ｃを回転駆動する。発電機１ＣＭ１の捲線３２から、２相の交流電力が取り出される。
〔第４の実施形態〕
第４の実施形態の磁力回転装置１Ｄは、特に図には示さないが、図９に示す第１の磁力回転装置１ＣＭ１と図８に示す第２の磁力回転装置１ＢＭ２とを図に示す角度位置関係で連結したものであり、回転子１３Ｃ，１７Ｂはこの角度位置関係を維持した状態で一体に回転する。
【０１０４】
第１の磁力回転装置１ＣＭ１および第２の磁力回転装置１ＢＭ２は、いずれも発電機である。つまり、磁力回転装置１Ｄは、２つの発電機が一体回転するように回転軸１１が連結されたダブル発電機である。磁力回転装置１Ｄは、例えば第１の実施形態の電動機１Ｍなど、他の適当な回転駆動装置によって回転駆動される。
【０１０５】
発電機１ＣＭ１、１ＢＭ２の捲線３２から、２相２組の交流電力が取り出される。
【０１０６】
磁力回転装置１Ｄにおいても、第１の磁力回転装置１ＣＭ１と第２の磁力回転装置１ＢＭ２とに発生するディテントトルクが互いに打ち消し合い、全体のディテントトルクが大幅に低減されて磁力回転装置１Ｄの効率が向上する。
【０１０７】
また、第１の磁力回転装置１ＣＭ１または第２の磁力回転装置１ＢＭ２を、電動機として用いることも可能である。
〔制御などに関して〕
〔ダブル電動機における制御〕
次に、磁力回転装置１の制御について説明する。
【０１０８】
図１および図１１において、回転軸１１の回転角度位置を検出するために、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄが設けられている。回転軸１１には、遮蔽円板６２が取り付けられて一体に回転し、遮蔽円板６２の回転角度位置によって、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄがオンオフする。
【０１０９】
つまり、フレーム２１の端面に対して、取付け板６３が、取り付け用の長孔６３ａ，６３ａ…を利用してネジなどにより固定されている。取付け板６３には、４個のフォトインタラプタ６１ａ〜ｄがネジによって取り付けられている。図１１に示すように、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄは、左回転方向に沿って、フォトインタラプタ６１ｂ，６１ｄ，６１ａ，６１ｃの順に、互いに２２．５度の等間隔で取り付けられている。
【０１１０】
遮蔽円板６２には、４つのスリット６２Ｓ１〜４が、互いに４５度の等間隔で設けられ、スリット６２Ｓ１〜４がフォトインタラプタ６１ａ〜ｄの位置にきたときに、それに対応したフォトインタラプタ６１ａ〜ｄがオンする。フォトインタラプタ６１ａ〜ｄのオンオフ信号に基づいて、回転軸１１の回転角度位置、つまり回転子１３，１７の回転角度位置が検出される。
【０１１１】
図１１に示す遮蔽円板６２では、各スリット６２Ｓ１〜４の開口部の中心角θ１が２２度であり、したがって、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄは、遮蔽円板６２の１回転において、４回にわたって角度θ１（＝２２度）の範囲においてオンする。角度θ１は、２２度以外に種々変更し設定することができる。例えば、２０度、２１度、２１．５度、その他の角度に設定することができる。
【０１１２】
取付け板６３を取り付ける回転角度位置を調整することにより、４個のフォトインタラプタ６１ａ〜ｄの全体の回転角度位置を調整することができ、これにより、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄがオンするタイミングを調整することができる。つまり、回転子１３，１７に対してフォトインタラプタ６１ａ〜ｄがオンする回転角度位置を調整することができる。スリット６２Ｓ１〜４の周縁部には、スリット６２Ｓ１〜４とフォトインタラプタ６１ａ〜ｄとの角度位置関係を確認するための目盛り６２Ｍが設けられている。
【０１１３】
なお、取付け板６３を取り付けるフォトインタラプタ６１ａ〜ｄのそれぞれの回転角度位置を、個別に調整できるようにしてもよい。
【０１１４】
図１１に示す遮蔽円板６２のスリット６２Ｓ１〜４の回転角度位置は、上に述べた図４〜図７に示す回転子１３，１７の回転角度位置に対応しており、この状態で連結されて一体的に回転する。
【０１１５】
図１１に示す状態では、最上位置のスリット６２Ｓ１によってフォトインタラプタ６１ａがオンを開始し、遮蔽円板６２が矢印ＤＳの方向へ角度θ１だけ回転する間、オンが維持される。遮蔽円板６２が矢印ＤＳの方向へ２２．５度回転すると、次にフォトインタラプタ６１ｃがオンを開始し、その位置からさらに角度θ１だけ回転する間、オンが維持される。そして、遮蔽円板６２が矢印ＤＳの方向へ２２．５度回転すると、今度は次のスリット６２Ｓ２によってフォトインタラプタ６１ｂ、６１ｄが順次オンとなり、それぞれ角度θ１の範囲においてオンが維持される。
【０１１６】
このように、遮蔽円板６２の矢印ＤＳの方向への回転により、図１１の位置から、フォトインタラプタ６１ａ，６１ｃ，６１ｂ，６１ｄの順に、それぞれ角度θ１の範囲でオンする。
【０１１７】
なお、遮蔽円板６２を取り付けた回転角度位置を調整することにより、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄがオンするタイミングを調整することができる。例えば、遮蔽円板６２を矢印ＤＳの方向に角度θ３だけ回転させてフォトインタラプタ６１ａがフォトインタラプタ６１ａＴで示される位置となるようにすると、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄのオンするタイミングは、それぞれ角度θ３だけ遅れる。フォトインタラプタ６１ａ〜ｄのオンするタイミングを遅らせまたは早くすることにより、電動機１Ｍの出力トルクを調整することができる。本実施形態では、トルク調整可能な角度θ３の範囲は、９度程度である。
【０１１８】
また、遮蔽円板６２のスリット６２Ｓ１〜４の回転角度位置を変更することによって、電動機１Ｍの回転駆動方向を逆にすることができる。例えば、遮蔽円板６２を、図１１に示す最上位置のスリット６２Ｓ１の右端がフォトインタラプタ６１ａの中央に位置するように調整すると、回転子１３，１７の回転方向は矢印ＤＳとは逆方向になる。
【０１１９】
図１２には制御装置７１の構成の例が示され、図１３には制御装置７１による電動機１Ｍの捲線３２の電流のオンオフの制御の様子が示されている。
【０１２０】
図１２において、制御装置７１は、ゲート制御部７２およびスイッチング部７３を備える。スイッチング部７３は、Ａ相スイッチング部７３Ａ、Ｃ相スイッチング部７３Ｃ、Ｂ相スイッチング部７３Ｂ、およびＤ相スイッチング部７３Ｄを有する。
【０１２１】
ゲート制御部７２は、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄの出力する信号Ｓ１ａ〜ｄに基づいて、電動機１Ｍの各捲線３２に流す電流をオンオフするためのタイミング信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｃ，Ｓ２Ｂ，Ｓ２Ｄを作成する。
【０１２２】
つまり、図１３に示すように、電動機１Ｍの永久磁石体４１のＳ極の頂点ＴＰ（図４参照）が、各相に対応する鉄心ＹＡ，ＹＣ，ＹＢ，ＹＤの中心にきたときに、またはそれより若干の回転角度を過ぎたときに、対応するスイッチング部７３Ａ，７３Ｃ，７３Ｂ，７３Ｄがオンするように制御する。そして、それぞれオンした後、当該頂点ＴＰがオン角度θ２だけ回転したときに、それぞれ対応するスイッチング部７３Ａ，７３Ｃ，７３Ｂ，７３Ｄがオフするように制御する。
【０１２３】
ここでのオン角度θ２は、永久磁石体４１の形状、配置、負荷の大きさなどによって異なり、最適のオン角度θ２となるように調整される。本実施形態では、θ２＝２２度（機械角）となるように調整される。
【０１２４】
オン角度θ２が２２度の場合には、スイッチング部７３Ａ，７３Ｃ，７３Ｂ，７３Ｄのオンのタイミングは重ならない。オン角度θ２を２２度以外の適当な角度とすることも可能である。例えば、２０度、２１度、２１．５度、その他の角度に設定することができる。
【０１２５】
また、オン角度θ２を、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄがオンする角度θ１と一致させることができる。つまり、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄがオンする角度θ１とスイッチング部７３Ａ，７３Ｃ，７３Ｂ，７３Ｄがオンするオン角度θ２とを一致させてもよい。この場合に、ゲート制御部７２は、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄの信号Ｓ１ａ〜ｄのタイミングに合わせて、タイミング信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｃ，Ｓ２Ｂ，Ｓ２Ｄを出力すればよい。例えば、フォトインタラプタ６１ａ〜ｄの信号Ｓ１ａ〜ｄをそのままタイミング信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｃ，Ｓ２Ｂ，Ｓ２Ｄとして出力してもよい。
【０１２６】
各相のスイッチング部７３Ａ，７３Ｃ，７３Ｂ，７３Ｄの出力端子には、それぞれに対応する相の鉄心ＹＡ，ＹＣ，ＹＢ，ＹＤの捲線３２が並列に接続されている。各相のスイッチング部７３がオンすることにより、捲線３２に電流が流れ、対応する鉄心ＹＡ〜ＹＤが励磁される。
【０１２７】
例えば、永久磁石体４１の磁極に対向する鉄心３１を、その永久磁石体４１の磁極が反発するよう、捲線３２に電流を流して磁化する。鉄心３１の磁化によって、永久磁石体４１の次の磁極が吸引される。
【０１２８】
このように、永久磁石体４１の磁極との間で反発力または吸引力が生じ、これによって回転トルクが発生し、回転軸１１が回転駆動される。
【０１２９】
制御装置７１には、電源を供給するための端子ＴＢ１，２が設けられ、端子ＴＢ１，２に直流電源が接続される。直流電源として、例えば、電圧が１２ボルト、２４ボルト、３４ボルト程度、またはそれ以上の電圧の安定化直流電源、またはバッテリーなどを用いることができる。
【０１３０】
上に述べた制御例では、頂点ＴＰが鉄心の中心位置にきたと同時に捲線３２に電流を流したが、これらのタイミングを前後にずらすことも可能である。
〔電動発電機における電動機の制御〕
次に、磁力回転装置１Ｂ，１Ｃの制御について説明する。
【０１３１】
この場合は、電動機１Ｍ１または１Ｍ２を単体で回転駆動するよう制御することになる。したがって、電動機１Ｍ１または１Ｍ２の捲線３２に対して、Ａ相とＢ相、またはＣ相とＤ相の２相の電流を流すよう制御する。オン角度θ２を２２度よりも大きくしてもよい。その他は磁力回転装置１の制御の場合と同様である。
【０１３２】
磁力回転装置１Ｂ，１Ｃでは、ディテントトルクが低減されているので、回転速度のムラがなくなり、発電機１ＢＭ２，１ＣＭ１の出力波形を綺麗な正弦波とすることができる。
【０１３３】
なお、制御装置７１において、電動機１Ｍ１，１Ｍ２に出力する電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ，ＩＤの周期または周波数、大きさなどを可変調整することが可能であり、これにより電動機の回転速度およびパワー（出力）を制御することができる。
〔その他〕
上に実施形態においては、Ｎ＝８でとして８極の磁力回転装置１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄについて説明したが、Ｎを８以外の整数、例えば、４、６、１２などとしてもよい。
【０１３４】
その他、回転軸１１、固定子１２，１２Ｃ，１６，１６Ｂ、回転子１３，１３Ｃ，１７，１７Ｂ、フレーム２１、鉄心３１、捲線３２、永久磁石体４１，５１，５２、電動機１Ｍ１，１Ｍ２、発電機１ＢＭ２，１ＣＭ１、または磁力回転装置１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの各部または全体の構成、構造、形状、個数、配置、方向、極性などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。各実施例の構成、構造、形状、個数などを相互に入れ替えて組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１３５】
１，１Ｂ，１Ｃ  磁力回転装置
１Ｍ１  電動機（第１の磁力回転装置）
１Ｍ２  電動機（第２の磁力回転装置）
１ＢＭ２  発電機（第２の磁力回転装置）
１ＣＭ１  発電機（第１の磁力回転装置）
１１  回転軸
１２，１２Ｃ，１６，１６Ｂ  固定子
１３，１３Ｃ，１７，１７Ｂ  回転子
２１  フレーム
３１  鉄心
３２  捲線
４１，５１，５２  永久磁石体
７１  制御装置
γ１，γ２  位相角
δ  配置ずれ角
ＬＵ  磁極線
ＬＴ，ＬＴｇ  中心線
ＬＫ  中心線
θ１  スリットの中心角
θ２  オン角度
【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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【図８】
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【図９】
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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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