(57)【要約】【課題】ステータと少なくとも２つのロータを備えた回転電機を小型化し、小型化した回転電機を１つ用いることで電気車両を軽量化、省スペース化及び低コスト化すること。【解決手段】回転電機１は、一軸線上にて直列に配置され、円周方向に沿って着磁されてなる第１及び第２のロータ４，５と、第１ロータ４に設けられた第１回転軸１２と、第２ロータ５に設けられた第２回転軸１５と、一軸線を中心に円周方向に複数配列され、一軸線に沿って延び、一端部に第１ティース部６ａを含み、他端部に第２ティース部６ｂを含み、巻線７が設けられたステータ３とを備える。第１ロータ４は各ステータ３の各第１ティース部６ａに、第２ロータ５は各ステータ３の各第２ティース部６ｂにそれぞれ対向配置される。回転電機１を用いた電気車両は、各回転軸１２，１５のそれぞれに駆動輪が連結され、これら駆動輪が同期回転又は非同期回転するように回転電機１が制御される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一軸線上にて直列に配置され、それぞれ円周方向に沿って着磁された第１ロータ及び第２ロータと、
前記第１ロータの中心に設けられた第１回転軸と、
前記第２ロータの中心に設けられた第２回転軸と、
前記一軸線を中心に円周方向に複数配列され、前記一軸線に沿って延び、一端部に第１ティース部を含み、他端部に第２ティース部を含み、巻線が設けられてなるステータと、
前記第１ロータが前記複数のステータの前記各第１ティース部に対向配置され、前記第２ロータが前記複数のステータの前記各第２ティース部に対向配置されることと
を備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記第１ロータ及び前記第２ロータは略円環状をなし、前記各ステータは前記第１ロータ及び前記第２ロータの内側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記第１ロータ及び前記第２ロータは略円柱状をなし、前記各ステータは前記第１ロータ及び前記第２ロータの外側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記各ステータは、複数の鋼板を前記各ロータの円周方向に積層してなるステータコアを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項５】
前記各ステータは、圧粉磁心で構成されたステータコアを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項６】
前記各ステータの前記第１ティース部及び前記第２ティース部のそれぞれに前記巻線が設けられたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項７】
前記各ステータは、前記第１ティース部と前記第２ティース部との間をつなぐコアバック部を含み、前記コアバック部に前記巻線が設けられたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項８】
前記第１回転軸及び前記第２回転軸の少なくとも一方に対応して回転を検出するための回転検出手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一つに記載の回転電機と、
前記回転電機の前記各回転軸にそれぞれ接続された左右一対の駆動輪と、
前記回転電機に駆動信号を供給するための駆動回路と、
種々の信号に基づき前記駆動回路に駆動信号を発生させる制御回路と
を備え、前記駆動回路から前記回転電機に駆動信号を供給して前記各ロータを回転させることにより、前記一対の駆動輪が同期回転又は非同期回転するように前記回転電機を制御することを特徴とする回転電機を用いた電気車両。
【請求項１０】
略円柱状をなし、外周に沿って配置された複数の着磁部を含む第１ロータと、
略有底円筒状をなし、前記第１ロータの最大外径と同等の外径を有し、前記第１ロータの一端部及び他端部をそれぞれ内包するように前記第１ロータと同一の軸線を中心に配置され、それぞれ円周方向に沿って配置された複数の着磁部を含む一対をなす第２ロータ及び第３ロータと、
前記第２ロータの中心に設けられ、前記第１ロータの一端部に対し軸受を介して回転可能に支持された第１回転軸と、
前記第３ロータの中心に設けられ、前記第１ロータの他端部に対し軸受を介して回転可能に支持された第２回転軸と、
前記第１乃至第３のロータの外側にて前記各ロータと同一の軸線を中心に円周方向に複数配列され、前記軸線に沿って延び、一端部に第１ティース部を含み、他端部に第２ティース部を含み、前記第１ティース部と前記第２ティース部との間に第３ティース部を含み、巻線が設けられてなるステータと、
前記第１ロータの前記各着磁部が前記複数のステータの前記各第３ティース部に対向可能に配置され、前記第２ロータの前記各着磁部が前記複数のステータの前記各第１ティース部に対向可能に配置され、前記第３ロータの前記各着磁部が前記複数のステータの前記各第２ティース部に対向可能に配置されることと
を備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項１１】
前記第３ティース部は、前記第１ティース部と前記第２ティース部との間にて一対設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の回転電機。
【請求項１２】
略円柱状をなし、外周に沿って配置された複数の着磁部を含む第１ロータと、
略有底円筒状をなし、前記第１ロータの最大外径と同等の外径を有し、前記第１ロータの一端部及び他端部をそれぞれ内包するように前記第１ロータと同一の軸線を中心に配置され、それぞれ円周方向に沿って配置された複数の着磁部を含む一対をなす第２ロータ及び第３ロータと、
前記第２ロータの中心に設けられ、前記第１ロータの一端部に対し軸受を介して回転可能に支持された第１回転軸と、
前記第３ロータの中心に設けられ、前記第１ロータの他端部に対し軸受を介して回転可能に支持された第２回転軸と、
略円環状をなし、前記第１乃至第３のロータの外側にて前記各ロータと同一の軸線を中心に配置され、内側に円周方向に沿って配置された複数のティース部を含み、巻線が設けられてなるステータと、
前記第１ロータの前記各着磁部が前記ステータの前記各ティース部に対向可能に配置され、前記第２ロータの前記各着磁部が前記第１ロータの外周に対向配置され、前記第３ロータの前記各着磁部が前記第１ロータの外周に対向配置されることと
を備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項１３】
前記第２ロータ及び前記第３ロータの前記各着磁部の前記各ロータの軸線方向における長さを、前記各着磁部の配列方向である円周方向に沿って変化させたことを特徴とする請求項１２に記載の回転電機。
【請求項１４】
前記各着磁部は、磁石を含むことを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項１５】
前記第１ロータの前記各着磁部は、前記第１ロータの外周に取り付けられた複数の継鉄と、前記各継鉄にそれぞれ取り付けられた磁石とを含むことと、
前記各継鉄は、前記第１ロータの軸線方向に伸び、かつ、前記第１ロータの円周方向にて複数の分割片に分割して形成されることと、
前記各分割片は、前記軸線方向の中央部にて互いに交差して組み付けられ、前記中央部にて前記磁石に接して設けられ、前記軸線方向の一端部が前記第２ロータに対向して配置され、前記軸線方向の他端部が前記第３ロータに対向して配置されることと、
前記各分割片の間で、一の分割片の前記第２ロータに対向する端部と、他の分割片の前記第３ロータに対向する端部とが互いに接続されることと
を備えたことを特徴とする請求項１０乃至１４の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項１６】
前記第１回転軸及び前記第２回転軸の少なくとも一方に対応して回転を検出するための回転検出手段を備えたことを特徴とする請求項１０乃至１５の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項１７】
請求項１０乃至１６の何れか一つに記載の回転電機と、
前記回転電機の前記第１回転軸及び前記第２回転軸にそれぞれ接続された左右一対の駆動輪と、
前記回転電機に駆動信号を供給するための駆動回路と、
種々の信号に基づき前記駆動回路に駆動信号を発生させる制御回路と
を備え、前記駆動回路から前記回転電機に駆動信号を供給して前記各ロータを回転させることにより、前記一対の駆動輪が同期回転又は非同期回転するように前記回転電機を制御することを特徴とする回転電機を用いた電気車両。
【請求項１８】
一軸線上にて直列に配置され、それぞれ円周方向に沿って配置された複数の着磁部を含む第１ロータ及び第２ロータと、
前記第１ロータの中心に設けられた第１回転軸と、
前記第２ロータの中心に設けられた第２回転軸と、
前記一軸線を中心に円周方向に複数配列され、前記一軸線に沿って延び、一端部に第１ティース部を含み、他端部に第２ティース部を含み、一対の巻線が設けられてなるステータと、
前記一対の巻線の間で電流の方向が反転するように前記一対の巻線が接続されることと、
前記第１ロータの前記各着磁部が前記複数のステータの前記各第１ティース部に対向可能に配置され、前記第２ロータの前記各着磁部が前記複数のステータの前記各第２ティース部に対向可能に配置されることと
を備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項１９】
前記第１ロータ及び前記第２ロータは略円環状をなし、前記各ステータは前記第１ロータ及び前記第２ロータの内側に配置されたことを特徴とする請求項１８に記載の回転電機。
【請求項２０】
前記第１ロータ及び前記第２ロータは略円柱状をなし、前記各ステータは前記第１ロータ及び前記第２ロータの外側に配置されたことを特徴とする請求項１８に記載の回転電機。
【請求項２１】
前記各ステータは、複数の鋼板を前記各ロータの円周方向に積層してなるステータコアを備えたことを特徴とする請求項１８乃至２０の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項２２】
前記各ステータは、圧粉磁心で構成されたステータコアを備えたことを特徴とする請求項１８乃至２０の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項２３】
前記一対の巻線のうち一方の巻線が前記第１ティース部に設けられ、他方の巻線が前記第２ティース部に設けられたことを特徴とする請求項１８乃至２２の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項２４】
前記各ステータは、前記第１ティース部と前記第２ティース部との間をつなぐコアバック部を含み、前記コアバック部に前記一対の巻線が設けられたことを特徴とする請求項１８乃至２２の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項２５】
前記第１回転軸及び前記第２回転軸の少なくとも一方に対応して回転を検出するための回転検出手段を備えたことを特徴とする請求項１８乃至２４の何れか一つに記載の回転電機。
【請求項２６】
前記第１回転軸及び前記第２回転軸の少なくとも一方にクラッチが設けられたことを特徴とする請求項１８乃至２５の何れか一つに記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステータと少なくとも２つのロータを備えた複合型の回転電機及びその回転電機を用いた電気車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術して、例えば、下記の特許文献１〜３に記載される回転電機が知られている。この回転電機は、１つのステータと２つのロータとが同一の軸上に配置され、三層構造をなしている。すなわち、この回転電機は、中空円筒状のステータの内側と外側に、それぞれ所定のギャップを隔てて中空円筒状の外側ロータと内側ロータが配置され、これらステータ、外側ロータ及び内側ロータにより半径方向に三層構造に構成される。外側ロータと内側ロータは、同一軸線上にてそれぞれ独立に回転可能となっている。
【０００３】
一方、電動機を用いた電気車両の一般的な構成は、１個の電動機の動力を差動歯車を介して左右の駆動輪に伝達するように構成される。しかし、この構成では、車両に差動歯車のための設置スペースが必要となり、機械損失が大きいことが問題となる。これに対し、下記の特許文献４には、左右の駆動輪のそれぞれに電動機を取り付け、各電動機毎に電力変換回路を設けることにより、差動歯車を用いることなく各駆動輪の回転を調整している。また、下記の特許文献５には、２個の非同期型の誘導電動機を使用することにより、１個の電力変換回路により旋回走行時に内外輪の差動を可能としている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７５８２６号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１７５８号公報
【特許文献３】特開２００１−２７５３２０号公報
【特許文献４】特開平５−７６１０６号公報
【特許文献５】特開平６−２３３４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記した特許文献１〜３に記載の回転電機は、１つのステータと２つのロータが半径方向に三層構造をなしているので、１つのステータと１つのロータから構成される二層構造の回転電機を基準にすると、ステータの外側と内側の両方にロータが設けられるので、回転電機が大型化するという問題があった。
【０００６】
一方、上記した特許文献４に記載の電気車両では、用いられる電動機毎に電力変換回路を設ける必要があり、コスト、質量及び必要スペースの面で不利であった。また、上記した特許文献５に記載の電気車両では、直進走行時と旋回走行時の何れの場合でも、電動機のロータに設けた閉回路の導電材において電磁誘導作用により発生する２次電流により駆動力が生じることから、２次電流による銅損が常に発生することとなった。
【０００７】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステータと少なくとも２つのロータを備えてなる小型化した回転電機を提供することにある。この発明の別の目的は、小型化した１つの回転電機を用いることで軽量化、省スペース化及び低コスト化することを可能とした回転電機を用いた電気車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、一軸線上にて直列に配置され、それぞれ円周方向に沿って着磁された第１ロータ及び第２ロータと、第１ロータの中心に設けられた第１回転軸と、第２ロータの中心に設けられた第２回転軸と、一軸線を中心に円周方向に複数配列され、一軸線に沿って延び、一端部に第１ティース部を含み、他端部に第２ティース部を含み、巻線が設けられてなるステータと、第１ロータが複数のステータの各第１ティース部に対向配置され、第２ロータが複数のステータの各第２ティース部に対向配置されることとを備えたことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、複数のステータと２つのロータを備えるものの、２つのロータが一軸線上にて直列に配置され、その一軸線を中心に円周方向に複数のステータが配列される。また、各ステータの第１ティース部に第１ロータが対向配置され、第２ティース部に第２ロータが対向配置される。従って、円周方向に複数配列されたステータの外側又は内側に２つのロータを直列に配置することで、複数のステータと２つのロータが半径方向に２層構造に構成される。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１ロータ及び第２ロータは略円環状をなし、各ステータは第１ロータ及び第２ロータの内側に配置されたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、円周方向に複数配列されたステータが直列に配置された２つの略円環状のロータの内側に配置されることで、複数のステータと２つのロータが半径方向に２層構造に構成される。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１ロータ及び第２ロータは略円柱状をなし、各ステータは第１ロータ及び第２ロータの外側に配置されたことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、円周方向に複数配列されたステータが直列に配置された２つの略円筒状のロータの外側に配置されることで、複数のステータと２つのロータが半径方向に２層構造に構成される。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、各ステータは、複数の鋼板を各ロータの円周方向に積層してなるステータコアを備えたことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、ステータコア内部での電磁誘導が低減する。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、各ステータは、圧粉磁心で構成されたステータコアを備えたことを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、ステータコア内部での電磁誘導が低減する。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の発明において、各ステータの第１ティース部及び第２ティース部のそれぞれに巻線が設けられたことを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至５の何れか一つに記載の発明の作用に加え、各ティース部に巻線が設けられるので、コアバック部を比較的短くすることができ、各ステータを軸線方向に短くすることが可能となる。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の発明において、各ステータは、第１ティース部と第２ティース部との間をつなぐコアバック部を含み、コアバック部に巻線が設けられたものであってもよい。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至５の何れか一つに記載の発明の作用に加え、コアバック部に巻線が設けられるので、各ティース部を比較的短くすることができ、各ステータを半径方向に短くすることが可能となる。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一つに記載の発明において、第１回転軸及び第２回転軸の少なくとも一方に対応して回転を検出するための回転検出手段を備えたことを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至７の何れか一つに記載の発明の作用に加え、回転を制御するために別途に回転検出手段を設ける必要がない。
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明の回転電機を用いた電気車両は、請求項１乃至８の何れか一つに記載の回転電機と、回転電機の各回転軸にそれぞれ接続された左右一対の駆動輪と、回転電機に駆動信号を供給するための駆動回路と、種々の信号に基づき駆動回路に駆動信号を発生させる制御回路とを備え、駆動回路から回転電機に駆動信号を供給して各ロータを回転させることにより、一対の駆動輪が同期回転又は非同期回転するように回転電機を制御することを趣旨とする。
【００２５】
上記発明の構成によれば、一対の駆動輪を同期回転又は非同期回転させるために、２つの回転電機を設ける必要がなく、複数のステータと２つのロータが半径方向に２層構造に構成された回転電機を１つ設ければ足りる。
【００２６】
上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、略円柱状をなし、外周に沿って配置された複数の着磁部を含む第１ロータと、略有底円筒状をなし、第１ロータの最大外径と同等の外径を有し、第１ロータの一端部及び他端部をそれぞれ内包するように第１ロータと同一の軸線を中心に配置され、それぞれ円周方向に沿って配置された複数の着磁部を含む一対をなす第２ロータ及び第３ロータと、第２ロータの中心に設けられ、第１ロータの一端部に対し軸受を介して回転可能に支持された第１回転軸と、第３ロータの中心に設けられ、第１ロータの他端部に対し軸受を介して回転可能に支持された第２回転軸と、第１乃至第３のロータの外側にて各ロータと同一の軸線を中心に円周方向に複数配列され、軸線に沿って延び、一端部に第１ティース部を含み、他端部に第２ティース部を含み、第１ティース部と第２ティース部との間に第３ティース部を含み、巻線が設けられてなるステータと、第１ロータの各着磁部が複数のステータの各第３ティース部に対向可能に配置され、第２ロータの各着磁部が複数のステータの各第１ティース部に対向可能に配置され、第３ロータの各着磁部が複数のステータの各第２ティース部に対向可能に配置されることとを備えたことを趣旨とする。
【００２７】
上記発明の構成によれば、複数のステータと３つのロータを備えるものの、第１ロータと、第２及び第３のロータが同一軸線上に配置され、第２及び第３のロータが第１ロータの一端部及び他端部を内包するように配置される。また、第２及び第３のロータが、第１ロータの最大外径と同等の外径を有する。そして、複数のステータが、第１乃至第３のロータの外側にて、その中心軸線を中心に円周方向に複数配列され、第１ロータの各着磁部が複数のステータの各第３ティース部に対向可能に配置され、第２ロータの各着磁部が各第１ティース部に対向可能に配置され、第３ロータの各着磁部が各第２ティース部に対向可能に配置される。従って、円周方向に複数配列されたステータの内側に３つのロータを配置することで、複数のステータと３つのロータが半径方向に２層構造に構成される。
【００２８】
上記目的を達成するために、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、第１ティース部と第２ティース部との間にて第３ティース部が一対設けられたことを趣旨とする。
【００２９】
上記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、略円柱状をなし、外周に沿って配置された複数の着磁部を含む第１ロータと、略有底円筒状をなし、第１ロータの最大外径と同等の外径を有し、第１ロータの一端部及び他端部をそれぞれ内包するように第１ロータと同一の軸線を中心に配置され、それぞれ円周方向に沿って配置された複数の着磁部を含む一対をなす第２ロータ及び第３ロータと、第２ロータの中心に設けられ、第１ロータの一端部に対し軸受を介して回転可能に支持された第１回転軸と、第３ロータの中心に設けられ、第１ロータの他端部に対し軸受を介して回転可能に支持された第２回転軸と、略円環状をなし、第１乃至第３のロータの外側にて各ロータと同一の軸線を中心に配置され、内側に円周方向に沿って配置された複数のティース部を含み、巻線が設けられてなるステータと、第１ロータの各着磁部がステータの各ティース部に対向可能に配置され、第２ロータの各着磁部が第１ロータの外周に対向配置され、第３ロータの各着磁部が第１ロータの外周に対向配置されることとを備えたことを趣旨とする。
【００３０】
上記発明の構成によれば、１つのステータと３つのロータを備えるものの、第１ロータと、第２及び第３のロータが同一軸線上に配置され、第２及び第３のロータが第１ロータの一端部及び他端部を内包するように配置される。また、第２及び第３のロータが、第１ロータの最大外径と同等の外径を有する。そして、略円環状なす１つのステータが、第１乃至第３のロータの外側にて、その中心軸線を中心に配置され、第１ロータの各着磁部がステータのティース部に対向可能に配置され、第２ロータ及び第３ロータの各着磁部が第１ロータの外周に対向配置される。従って、１つのステータの内側に３つのロータを配置することで、１つのステータと３つのロータが半径方向に２層構造に構成される。
【００３１】
上記目的を達成するために、請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、第２ロータ及び第３ロータの各着磁部の各ロータの軸線方向における長さを、各着磁部の配列方向である円周方向に沿って変化させたことを趣旨とする。
【００３２】
上記発明の構成によれば、請求項１２に記載の発明の作用に加え、第２ロータの着磁部の磁束量と第３ロータの着磁部の磁束量とを合わせた量を、第１ロータの着磁部の磁束量と同程度とすることが可能となり、第１ロータと第２及び第３のロータとの間で磁束量が釣り合った状態となる。また、第１ロータが第２及び第３のロータの各着磁部から受ける磁力が滑らかに変化する。
【００３３】
上記目的を達成するために、請求項１４に記載の発明は、請求項１０乃至１３の何れか一つに記載の発明において、各着磁部は、磁石を含むことを趣旨とする。
【００３４】
上記目的を達成するために、請求項１５に記載の発明は、請求項１０乃至１４の何れか一つに記載の発明において、第１ロータの各着磁部は、第１ロータの外周に取り付けられた複数の継鉄と、各継鉄にそれぞれ取り付けられた磁石とを含むことと、各継鉄は、第１ロータの軸線方向に伸び、かつ、第１ロータの円周方向にて複数の分割片に分割して形成されることと、各分割片は、軸線方向の中央部にて互いに交差して組み付けられ、中央部にて磁石に接して設けられ、軸線方向の一端部が第２ロータに対向して配置され、軸線方向の他端部が第３ロータに対向して配置されることと、各分割片の間で、一の分割片の第２ロータに対向する端部と、他の分割片の第３ロータに対向する端部とが互いに接続されることとを備えたことを趣旨とする。
【００３５】
上記発明の構成によれば、請求項１０乃至１４の何れか一つに記載の発明の発明の作用に加え、各継鉄を構成する各分割片につき、その両端部が第１ロータの周方向にて異なる位相に配置され、しかも、一方の端部には第２ロータが対向することとなり、他方の端部には第３ロータが対向することとなるので、第１ロータに対し、第２ロータ及び第３ロータのうち一方のロータが回転し始めて相対位置が変わることにより、他方のロータにて異なる方向に磁気の力が生じる。
【００３６】
上記目的を達成するために、請求項１６に記載の発明は、請求項１０乃至１５の何れか一つに記載の発明において、第１回転軸及び第２回転軸の少なくとも一方に対応して回転を検出するための回転検出手段を備えたことを趣旨とする。
【００３７】
上記発明の構成によれば、請求項１０乃至１５の何れか一つに記載の発明の作用に加え、回転を制御するために別途に回転検出手段を設ける必要がない。
【００３８】
上記目的を達成するために、請求項１７に記載の発明は、請求項１０乃至１６の何れか一つに記載の回転電機と、回転電機の第１回転軸及び第２回転軸にそれぞれ接続された左右一対の駆動輪と、回転電機に駆動信号を供給するための駆動回路と、種々の信号に基づき駆動回路に駆動信号を発生させる制御回路とを備え、駆動回路から回転電機に駆動信号を供給して各ロータを回転させることにより、一対の駆動輪が同期回転又は非同期回転するように回転電機を制御することを趣旨とする。
【００３９】
上記発明の構成によれば、一対の駆動輪を同期回転又は非同期回転させるために、２つの回転電機を設ける必要がなく、ステータと３つのロータが半径方向に２層構造に構成された回転電機を１つ設ければ足りる。
【００４０】
上記目的を達成するために、請求項１８に記載の発明は、一軸線上にて直列に配置され、それぞれ円周方向に沿って配置された複数の着磁部を含む第１ロータ及び第２ロータと、第１ロータの中心に設けられた第１回転軸と、第２ロータの中心に設けられた第２回転軸と、一軸線を中心に円周方向に複数配列され、一軸線に沿って延び、一端部に第１ティース部を含み、他端部に第２ティース部を含み、一対の巻線が設けられてなるステータと、一対の巻線の間で電流の方向が反転するように一対の巻線が接続されることと、第１ロータの各着磁部が複数のステータの各第１ティース部に対向可能に配置され、第２ロータの各着磁部が複数のステータの各第２ティース部に対向可能に配置されることとを備えたことを趣旨とする。
【００４１】
上記発明の構成によれば、複数のステータと２つのロータを備えるものの、２つのロータが一軸線上にて直列に配置され、その一軸線を中心に円周方向に複数のステータが配列される。また、各ステータの第１ティース部に第１ロータの各着磁部が対向可能に配置され、第２ティース部に第２ロータの各着磁部が対向可能に配置される。従って、円周方向に複数配列されたステータの外側又は内側に２つのロータを直列に配置することで、複数のステータと２つのロータが半径方向に２層構造に構成される。
【００４２】
上記目的を達成するために、請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の発明において、第１ロータ及び第２ロータは略円環状をなし、各ステータは第１ロータ及び第２ロータの内側に配置されたことを趣旨とする。
【００４３】
上記発明の構成によれば、円周方向に複数配列されたステータが直列に配置された２つの略円環状のロータの内側に配置されることで、複数のステータと２つのロータが半径方向に２層構造に構成される。
【００４４】
上記目的を達成するために、請求項２０に記載の発明は、請求項１８に記載の発明において、第１ロータ及び第２ロータは略円柱状をなし、各ステータは第１ロータ及び第２ロータの外側に配置されたことを趣旨とする。
【００４５】
上記発明の構成によれば、円周方向に複数配列されたステータが直列に配置された２つの略円筒状のロータの外側に配置されることで、複数のステータと２つのロータが半径方向に２層構造に構成される。
【００４６】
上記目的を達成するために、請求項２１に記載の発明は、請求項１８乃至２０の何れか一つに記載の発明において、各ステータは、複数の鋼板を各ロータの円周方向に積層してなるステータコアを備えたことを趣旨とする。
【００４７】
上記発明の構成によれば、請求項１８乃至２０の何れか一つに記載の発明の作用に加え、ステータコア内部での電磁誘導が低減する。
【００４８】
上記目的を達成するために、請求項２２に記載の発明は、請求項１８乃至２０の何れか一つに記載の発明において、各ステータは、圧粉磁心で構成されたステータコアを備えたことを趣旨とする。
【００４９】
上記発明の構成によれば、請求項１８乃至２０の何れか一つに記載の発明の作用に加え、ステータコア内部での電磁誘導が低減する。
【００５０】
上記目的を達成するために、請求項２３に記載の発明は、請求項１８乃至２２の何れか一つに記載の発明において、一対の巻線のうち一方の巻線が第１ティース部に設けられ、他方の巻線が第２ティース部に設けられたことを趣旨とする。
【００５１】
上記発明の構成によれば、請求項１８乃至２２の何れか一つに記載の発明の作用に加え、各ティース部に巻線が設けられるので、コアバック部を比較的短くすることができ、各ステータを軸線方向に短くすることが可能となる。
【００５２】
上記目的を達成するために、請求項２４に記載の発明は、請求項１８乃至２２の何れか一つに記載の発明において、各ステータは、第１ティース部と第２ティース部との間をつなぐコアバック部を含み、コアバック部に一対の巻線が設けられたことを趣旨とする。
【００５３】
上記発明の構成によれば、請求項１８乃至２２の何れか一つに記載の発明の作用に加え、コアバック部に巻線が設けられるので、各ティース部を比較的短くすることができ、各ステータを半径方向に短くすることが可能となる。
【００５４】
上記目的を達成するために、請求項２５に記載の発明は、請求項１８乃至２４の何れか一つに記載の発明において、第１回転軸及び第２回転軸の少なくとも一方に対応して回転を検出するための回転検出手段を備えたことを趣旨とする。
【００５５】
上記発明の構成によれば、請求項１８乃至２４の何れか一つに記載の発明の作用に加え、回転を制御するために別途に回転検出手段を設ける必要がない。
【００５６】
上記目的を達成するために、請求項２６に記載の発明は、請求項１８乃至２５の何れか一つに記載の発明において、第１回転軸及び第２回転軸の少なくとも一方にクラッチが設けられたことを趣旨とする。
【００５７】
上記発明の構成によれば、請求項１８乃至２５の何れか一つに記載の発明の作用に加え、第１回転軸及び第２回転軸の少なくとも一方と、負荷となる機器との間の連結を切り離すことが可能となる。
【発明の効果】
【００５８】
請求項１乃至３に記載の発明によれば、複数のステータと２つのロータを備えた回転電機を小型化することができる。
【００５９】
請求項４及び５に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果に加え、各ステータにおける渦電流の発生を低減することができる。
【００６０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の何れか一つに記載の発明の効果に加え、各ステータを軸線方向に短くできる分だけ、回転電機を軸線方向にコンパクトにすることができる。
【００６１】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至５の何れか一つに記載の発明の効果に加え、各ステータを半径方向に短くできる分だけ、回転電機を半径方向にコンパクトにすることができる。
【００６２】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１乃至７の何れか一つに記載の発明の効果に加え、回転電機を制御するために別途に回転検出手段を設けることなく各ロータ及び各回転軸の回転位置を検出することができる。
【００６３】
請求項９に記載の発明によれば、小型化した１つの回転電機を用いることができ、電気車両を軽量化、省スペース化及び低コスト化することができる。
【００６４】
請求項１０及び１１に記載の発明によれば、複数のステータと３つのロータを備えた回転電機を小型化することができる。
【００６５】
請求項１２に記載の発明によれば、１つのステータと３つのロータを備えた回転電機を小型化することができる。
【００６６】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１２に記載の発明の効果に加え、３つのロータを同じ回転とすることができる。また、３つのロータを滑らかに回転させることができる。
【００６７】
請求項１４に記載の発明によれば、１つのステータと３つのロータを備えた回転電機を小型化することができる。
【００６８】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項１０乃至１４の何れか一つに記載の発明の効果に加え、第１ロータに対し、第２ロータ及び第３ロータのうち一方のロータが回転し始めて回転速度が増したとき、他方のロータの回転速度を減少させることができる。
【００６９】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１０乃至１５の何れか一つに記載の発明の効果に加え、回転電機を制御するために別途に回転検出手段を設けることなく各ロータ及び各回転軸の回転位置を検出することができる。
【００７０】
請求項１７に記載の発明によれば、小型化した１つの回転電機を用いることができ、電気車両を軽量化、省スペース化及び低コスト化することができる。
【００７１】
請求項１８乃至２０に記載の発明によれば、複数のステータと２つのロータを備えた回転電機を小型化することができる。
【００７２】
請求項２１及び２２に記載の発明によれば、請求項１８乃至２０の何れか一つに記載の発明の効果に加え、各ステータにおける渦電流の発生を低減することができる。
【００７３】
請求項２３に記載の発明によれば、請求項１８乃至２２の何れか一つに記載の発明の効果に加え、各ステータを軸線方向に短くできる分だけ、回転電機を軸線方向にコンパクトにすることができる。
【００７４】
請求項２４に記載の発明によれば、請求項１８乃至２２の何れか一つに記載の発明の効果に加え、各ステータを半径方向に短くできる分だけ、回転電機を半径方向にコンパクトにすることができる。
【００７５】
請求項２５に記載の発明によれば、請求項１８乃至２４の何れか一つに記載の発明の効果に加え、回転電機を制御するために別途に回転検出手段を設けることなく各ロータ及び各回転軸の回転位置を検出することができる。
【００７６】
請求項２６に記載の発明によれば、請求項１８乃至２５の何れか一つに記載の発明の効果に加え、第１回転軸又は第２回転軸を入力軸又は出力軸として使用した場合に、残りの回転軸を空転させることができ、電力消費を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
［第１実施形態］
以下、本発明の回転電機及び回転電機を用いた電気車両を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００７８】
図１に、この実施形態の回転電機１の概略構成を断面図により示す。図２に、図１のＡ−Ａ線断面図の一部を示す。図３に、図１のＢ−Ｂ線断面図の一部を示す。この回転電機１は、略円筒状をなすケース２と、ケース２の中に収容された複数のステータ３、第１ロータ４及び第２ロータ５を備える。
【００７９】
ケース２は二分割可能に構成される。各ステータ３は、略直方体形状をなすステータコア６と、ステータコア６に設けられた巻線７とを含む。図１〜３に示すように、各ステータコア６は、軸線方向の一端部に位置する第１ティース部６ａと、軸線方向の他端部に位置する第２ティース部６ｂと、両ティース部６ａ，６ｂの間をつなぐコアバック部６ｃとを含む。この実施形態で、ステータ３は６個設けられることから、各ティース部６ａ，６ｂの数はそれぞれ６個である。各ステータ３は、ケース２の内側にて、ケース２の中心軸線を中心にして円周方向に沿って等角度間隔に配置される。これにより、図２，３に示すように、各ティース部６ａ，６ｂは、円周方向に等角度間隔をもって配置される。図４に、ステータ３を斜視図により示す。ステータ３を構成するステータコア６は、複数の鋼板８を含み、それら鋼板８が各ロータ４，５の円周方向に沿って積層されて構成される。各ティース部６ａ，６ｂの内側面（図４の下側面）は、切削加工により湾曲形成される。この湾曲は、ロータ４，５の外周に沿ったものである。巻線７は、ステータコア６のコアバック部６ｃに巻かれて設けられる。各ステータ３の巻線７は、それぞれ電力供給源３８に接続される。
【００８０】
第１ロータ４と第２ロータ５は、円周方向に複数配列されたステータ３の配置の中心となる軸線と同一の軸線を中心に直列に配置され、それぞれ径方向に沿って着磁される。各ロータ４，５は、略円柱状をなし、複数のステータ３は、各ロータ４，５の外側に配置される。第１ロータ４の外周は各第１ティース部６ａに対向配置され、第２ロータ５の外周は各第２ティース部６ｂに対向配置される。図１，２に示すように、第１ロータ４は、円柱状の第１ヨーク１１を含み、そのヨーク１１の中心に第１回転軸１２が設けられる。第１ヨーク１１には、Ｎ極とＳ極で一対をなす４組の磁石１３ａ〜１３ｄが円周方向に等角度間隔に配置される。これら磁石１３ａ〜１３ｄにより第１ロータ４が径方向に着磁される。図１，３に示すように、第２ロータ５は、円柱状の第２ヨーク１４を含み、そのヨーク１４の中心に第２回転軸１５が設けられる。第２ヨーク１４には、Ｎ極とＳ極で一対をなす４組の磁石１６ａ〜１６ｄが円周方向に等角度間隔に配置される。これら磁石１６ａ〜１６ｄにより第２ロータ５が径方向に着磁される。図２，３からも分かるように、第１ロータ４と第２ロータ５は、各第１ティース部６ａと各第２ティース部６ｂに対し、異なる磁極の磁石１３ａ〜１３ｄ，１６ａ〜１６ｄが対向するように配置される。ケース２の内側には、第１ロータ４の磁石１３ａ〜１３ｄに対向するように、第１回転検出器１７が設けられる。同じくケース２の内側には、第２ロータ５の磁石１６ａ〜１６ｄに対向するように、第２回転検出器１８が設けられる。これらの回転検出器１７，１８は、本発明の回転検出手段に相当する。図１に示すように、ケース２には、各回転軸１２，１５をそれぞれ支持する軸受１９，２０が設けられる。各回転軸１２，１５が軸受１９，２０に支持されることで、各ロータ４，５がケース２に対して回転可能に支持される。
【００８１】
ここで、第１ロータ４と第２ロータ５の間の磁束の流れを説明する。図２，３に示すように、第１ロータ４には合計４個の磁石１３ａ〜１３ｄが等角度間隔により配置され、第１ロータ４の外側には合計６個の第１ティース部６ａが等角度間隔により配置される。図２において、第１ロータ４の上側のＮ極の磁石１３ａより発生した磁束（矢印で示される。）ＭＦは、その第１ヨーク１１から対向する一つの第１ティース部６ａに流れる。その後、磁束ＭＦはコアバック部６ｃを通り、図３に示すように、対応する一つの第２ティース部６ｂから第２ロータ５の上側のＳ極の磁石１６ａに流れ込む。その後、磁束ＭＦは、図３に示すように、第２ロータ５の第２ヨーク１４を円周方向に流れ、右側の磁石１６ｄ（又は左側の磁石１６ｂ）を経由して対向する一つの第２ティース部６ｂに流れる。その後、磁束ＭＦは、コアバック部６ｃを通り、図２に示すように、対応する一つの第１ティース部６ａから第１ロータ４の右側の磁石１３ｄ（又は左側の磁石１３ｂ）を経由して第１ヨーク１１を円周方向に流れ、上側の磁石１３ａを経由して対向する一つの第１ティース部６ａに流れる。このように第１ロータ４、各ステータ３及び第２ロータ５の間を磁束ＭＦが一周するようになっている。
【００８２】
この回転電機１の同期回転動作について図５，６を参照して説明する。図５，６は、それぞれ図１の断面図の一部を示す。図２，３に示す右斜め上側のティース部６ａ，６ｂに対応する巻線７に対し、図５に矢印で示す方向に電流を流すと、両ロータ４，５とステータ３の極性が図５に示す関係となり、両ロータ４，５とステータ３との間には、引き合う力が発生する。それに対し、図２，３に示す右斜め下側のティース部６ａ，６ｂに対応する巻線７に対し、図６に矢印で示す方向に電流を流すと、両ロータ４，５とステータ３の極性が図６に示す関係となり、両ロータ４，５とステータ３との間には、反発し合う力が発生する。この結果、両ロータ４，５は、図２，３に示す状態から、反時計方向に回転する。図２，３に示す状態から３０°だけ回転すると、図２，３に示す右斜め下側のティース部６ａ，６ｂと下側のティース部６ａ，６ｂの巻線７、図２，３に示す左斜め上側のティース部６ａ，６ｂと上側のティース部６ａ，６ｂの巻線７に、図５，６とは反対向きに電流を流すと、両ロータ４，５は、更に回転を続けることとなる。
【００８３】
図７に、上記した回転電機１を用いた電気車両３１を概略構成図により示す。この電気車両３１は、左右一対の操舵輪３２，３３と、それら操舵輪３２，３３を操作するためのハンドル３４を含む操舵装置３５と、回転電機１の第１回転軸１２と第２回転軸１５をそれぞれ車軸として各回転軸１２，１５に取り付けられた左右一対の駆動輪３６，３７とを備える。電気車両３１は、回転電機１に電力と駆動信号を供給する電力供給源３８と、各駆動輪３６，３７の回転をそれぞれ検出する上記した回転検出器１７，１８と、操舵装置３５に設けられて操舵輪３２，３３の舵角を検出する舵角検出器３９と、各検出器１７，１８，３９の検出信号に基づき電力供給源３８を制御して駆動信号を発生させる制御回路４０とを備える。各回転検出器１７，１８は、図１に示す回転電機１に内蔵されたものである。図８に、電力供給源３８の構成をブロック図により示す。電力供給源３８は、本発明の駆動回路に相当し、電池４１と電源変換回路４２から構成される。そして、この電気車両３１は、電力供給源３８の電源変換回路４２から回転電機１に駆動信号を供給して各ロータ４，５を回転させることにより、一対の駆動輪３６，３７が同期回転又は非同期回転するように回転電機１を制御するようになっている。
【００８４】
上記した電気車両３１の構成において、左右の駆動輪３６，３７は、回転電機１の異なるロータ４，５の回転軸１２，１５にそれぞれ取り付けられ、左右の駆動輪３６，３７がそれぞれ個別に回転可能となっている。回転電機１の各ステータ３の巻線７は、電力供給源３８の電源変換回路４２に接続される。そして、直進走行時には、必要とする速度を維持可能な駆動周期の波形を制御回路４０が電力変換回路４２に発生させ、それに同期して、左右の駆動輪３６，３７に対応した各ロータ４，５が、磁石１３ａ〜１３ｄ，１６ａ〜１６ｄとの電磁作用により同期回転するようになっている。一方、旋回走行時には、例えば、ハンドル３４の切れ角を舵角検出器３９が検出し、制御回路４０がその検出信号に基づき旋回方向を判断する。そして、旋回外側に位置する駆動輪３６，３７に対応するロータ４，５が必要とする周期の駆動波形を制御回路４０が電力変換回路４２に発生させる。これにより、旋回外側に対応するロータ４，５は、同期回転を行うのに対し、旋回内側に対応するロータ５，４は、内外輪差により旋回外側のロータ４，５に比べ、回転速度を低減させるように外力が加わり、同期回転を維持することができない。しかし、電磁誘導作用により、各ロータ４，５には、アルミニウム等からなる導電体９，１０が挿入されたかご形回転子に電流が発生し、駆動波形とのすべり率に見合った回転力が発生し、非同期回転を行うようになっている。
【００８５】
この電気車両３１において、直進走行時には、制御回路４０は、左右の駆動輪３６，３７に対応した回転検出器１７，１８からの検出信号を入力し、そのどちらかの検出信号を制御に採用する。例えば、制御回路４０は、直進走行を始める直前に採用したと同じ回転検出器１７，１８からの検出信号に基づき、回転電機１の同期回転に必要な駆動条件を決定し、電力供給源３８の電源変換回路４２に指令を与える。電源変換回路４２は、制御回路４０からの指令に従い、電池４１の電力を駆動に必要な駆動波形に変換し、回転電機１に供給することにより、両ロータ４，５により両駆動輪３６，３７を同じ回転速度で回転させることにより、電気車両３１の直進走行を可能とする。一方、旋回走行時には、制御回路４０は、舵角検出器３９からの検出信号を入力し、その信号に基づいて旋回方向を判断し、その旋回外側に対応する回転検出器１７，１８からの検出信号を採用し、電源供給源３８の電源変換回路４２に指令を与える。電源変換回路４２は、制御回路４０からの指令に従い、電池４１の電力を駆動に必要な駆動波形に変換し、回転電機１に供給することにより、両ロータ４，５により両駆動輪３６，３７を異なる回転速度で回転させることにより、電気車両１の旋回走行を可能とする。旋回状態を検出するために、上記した舵角検出器３９の他に、ヨーレイセンサ等を使用することもできる。
【００８６】
以上説明したこの実施形態の回転電機１によれば、複数のステータ３と２つのロータ４，５を備えるものの、２つのロータ４，５が一軸線上にて直列に配置され、その軸線を中心に円周方向に複数のステータ３が配列される。また、各ステータ３の第１ティース部６ａに第１ロータ４の外周が対向配置され、第２ティース部６ｂに第２ロータ５の外周が対向配置される。従って、円周方向に複数配列されたステータ３の内側に２つのロータ４，５を直列に配置することで、複数のステータ３と２つのロータ４，５が半径方向に２層構造に構成されることとなる。このため、複数のステータ３と２つのロータ４，５を備えた回転電機１を小型化することができる。
【００８７】
この実施形態では、各ステータ３が、複数の鋼板８を各ロータ４，５の円周方向に沿って積層してステータコア６が作成されるので、ステータコア６内部での電磁誘導が低減し、ステータ３における渦電流の発生を低減することができる。
【００８８】
この実施形態では、各ティース部６ａ，６ｂに巻線を設けず、コアバック部６ｃに巻線７が設けられるので、各ティース部６ａ，６ｂを比較的短くすることができ、各ステータ３が半径方向に短くなる。この意味でも、回転電機１を半径方向にコンパクトにすることができる。
【００８９】
この実施形態では、回転電機１を制御するために、各回転検出器１７，１８を用いることにより、別途に回転検出手段を設けることなく各ロータ４，５及び各回転軸１２，１５の回転位置を検出することができる。また、回転電機１を電気車両３１に用いた場合でも、各回転検出器１７，１８が予めケース２に内蔵されることから、電気車両３１に回転検出器を別途設ける必要がない。
【００９０】
この実施形態の電気車両３１によれば、一対の駆動輪３２，３３を同期回転又は非同期回転させるために、２つの回転電機を設ける必要がなく、複数のステータ３と２つのロータ４，５が半径方向に２層構造に構成された回転電機１を１つ設ければ足りる。このため、小型化した１つの回転電機１を電気車両３１に用いることができ、電気車両３１を軽量化、省スペース化及び低コスト化することができる。
【００９１】
この実施形態の電気車両３１では、回転電機１に同期及び非同期の両方の機能を持たせて使用できるため、電気車両３１につき、１つの電力変換回路４２により直進走行及び旋回走行の両方を実現することができる。更に、直進走行時には、２つのロータ４，５が同期電動機として働き、旋回走行時には、外側のロータ４，５が同期電動機として働くことから、同期回転時には、各ロータ４，５のアルミニウム等からなる導電体９，１０が挿入されたかご形回転子に２次電流がほとんど発生することがなく、回転電機１として効率を大幅に向上させることができる。
【００９２】
［第２実施形態］
次に、本発明の回転電機及び回転電機を用いた電気車両を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００９３】
なお、以下に説明する各実施形態において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【００９４】
図９に、この実施形態の回転電機５１の概略構成を断面図により示す。この実施形態では、回転電機５１のケース５２と複数のステータ５３の点で第１実施形態と構成が異なる。この実施形態の各ステータ５３は、ステータコア５４と、ステータコア５４に設けられた巻線５５とを含む。各ステータコア５４は、軸線方向の一端部に位置する第１ティース部５４ａと、軸線方向の他端部に位置する第２ティース部５４ｂと、両ティース部５４ａ，５４ｂの間をつなぐコアバック部５４ｃとを含む。ステータコア５４は、コアバック部５４ｃにて軸線方向に２分割可能に形成される。この実施形態では、ステータコア５４の第１ティース部５４ａ及び第２ティース部５４ｂのそれぞれに巻線５５が設けられる。各ティース部５４ａ，５４ｂの先端部は、巻線５５の脱落を防止するために他よりも膨らんだ形状をなす。図１０に、各ステータ５３の２分割された一方（第２ティース部５４ｂの側）を斜視図により示す。第２ティース部５４ｂの先端部内側面（図１０の下側面）は、切削加工により湾曲形成される。この湾曲は、各ロータ４，５の外周の湾曲に沿ったものである。この実施形態で、２分割されたステータ５３は、圧粉磁心で構成される。その他、この実施形態では、各ステータ５３の構成の違いに合わせて、ケース５２の形状が第１実施形態のケース２と異なる。
【００９５】
この実施形態の電気車両は、図７に示す電気車両３１に準ずるものであり、同車両３１の回転電機１が、本実施形態の回転電機５１に置き換えられたものとなっている。
【００９６】
従って、この実施形態の回転電機５１でも、第１実施形態の回転電機１と同等の作用効果を得ることができる。特に、この実施形態では、ステータコア５４が、コアバック部５８にて軸線方向に２分割して形成されるので、その分だけステータコア５４及びステータ５３を容易に作成することができる。また、２分割された各ステータ５３が、圧粉磁心で構成されるので、ステータコア５４内部での電磁誘導が低減し、ステータ５３における渦電流の発生を低減することができる。
【００９７】
この実施形態では、コアバック部５４ｃに巻線を設けず、各ティース部５４ａ，５４ｂに巻線５５が設けられるので、コアバック部５４ｃを比較的短くすることができ、各ステータ５３が軸線方向に短くなる。この意味でも、回転電機５１を軸線方向にコンパクトにすることができる。
【００９８】
その他、この実施形態の回転電機５１を用いた電気車両でも、第１実施形態の電気車両３１と同等の作用効果を得ることができる。
【００９９】
［第３実施形態］
次に、本発明の回転電機及び回転電機を用いた電気車両を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１００】
図１１に、この実施形態の回転電機６１の概略構成を断面図により示す。この実施形態の回転電機６１は、主としてケース６２、複数のステータ６３、第１ロータ６４及び第２ロータ６５の点で第１実施形態と構成が異なる。複数のステータ６３は、一軸線を中心に円周方向に沿って配列され、その軸線に沿って延びる。各ステータ６３は、ステータコア６６と、ステータコア６６に設けられた巻線７とを含む。ステータコア６６は、軸線方向の一端部に位置する第１ティース部６６ａと、軸線方向の他端部に位置する第２ティース部６６ｂと、両ティース部６６ａ，６６ｂの間をつなぐコアバック部６６ｃとを含む。この実施形態で、各ティース部６６ａ，６６ｂは、外方へ突出して設けられる。巻線７は、コアバック部６６ｃに巻かれて設けられる。各ステータ６３は、ホルダ６７を介してケース６２に固定される。
【０１０１】
第１ロータ６４と第２ロータ６５は、各ステータ６３の配列の中心軸線と同一の軸線上にて直列に配置され、それぞれ径方向に沿って着磁される。各ロータ６４，６５は、略円環状をなし、各ロータ６４，６５の内側に複数のステータ６３が配置される。第１ロータ６４の内周は各第１ティース部６６ａに対向配置され、第２ロータ６５の内周は各第２ティース部６６ｂに対向配置される。第１ロータ６４は、略円環状の第１ヨーク６８と、そのヨーク６８を支持するフレーム６９とを含み、そのフレーム６９の中心に第１回転軸７０が固定される。第１ヨーク６８には、Ｎ極とＳ極で一対をなす４組の磁石１３ａ〜１３ｄ（１３ａ，１３ｃのみ図示した。）が円周方向に等角度間隔に配置される。これら磁石１３ａ〜１３ｄにより、第１ロータ６４が径方向に着磁される。第２ロータ６５は、略円環状の第２ヨーク７１と、そのヨーク７１を支持するフレーム７２とを含み、そのフレーム７２の中心に第２回転軸７３が固定される。第２ヨーク７１には、Ｎ極とＳ極で一対をなす４組の磁石１６ａ〜１６ｄ（１６ａ，１６ｃのみ図示した。）が円周方向に等角度間隔に配置される。これら磁石１６ａ〜１６ｄにより、第２ロータ６５が径方向に着磁される。ケース６２の内側には、第１ロータ６４と第２ロータ６５にそれぞれ対向するように、第１回転検出器１７と第２回転検出器１８がそれぞれホルダ６７に固定される。ケース６２には、各回転軸７０，７３をそれぞれ支持する軸受７４が設けられる。各回転軸７０，７３が軸受７４に支持されることで、各ロータ６４，６５がケース６２に対して回転可能に支持される。
【０１０２】
この実施形態の電気車両は、図７に示す電気車両３１に準ずるものであり、同車両３１の回転電機１が、本実施形態の回転電機６１に置き換えられたものとなっている。
【０１０３】
従って、この実施形態の回転電機６１でも、第１実施形態の回転電機１と同等の作用効果を得ることができる。また、この実施形態の回転電機６１を用いた電気車両でも、第１実施形態の電気車両３１と同等の作用効果を得ることができる。
【０１０４】
［第４実施形態］
次に、本発明の回転電機及び回転電機を用いた電気車両を具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１０５】
図１２に、この実施形態の回転電機８１の概略構成を断面図により示す。図１３に、図１２のＣ−Ｃ線断面図を左半分のみ示す。図１４に、図１２のＤ−Ｄ線断面図を左半分のみ示す。この回転電機８１は、略円筒状をなすケース８２と、ケース８２の中に収容された複数のステータ８３、第１ロータ８４、第２ロータ８５及び第３ロータ８６を備える。
【０１０６】
ケース８２は二分割可能に構成される。第１ロータ８４は、ケース８２の中心軸線上に配置され、略円柱状をなし、外周に沿って複数の第１磁石８７が配置される。各第１磁石８７は、継鉄８８を介して第１ロータ８４の外周に取り付けられる。
【０１０７】
第２ロータ８５及び第３ロータ８６は一対をなし、それぞれ略有底円筒状をなす。第２及び第３のロータ８５，８６は、第１ロータ８４の最大外径と同等の外径を有する。第２及び第３のロータ８５，８６は、第１ロータ８４の一端部及び他端部をそれぞれ内包するように第１ロータ８４と同一の軸線を中心に配置される。第２及び第３のロータ８５，８６は、それぞれ外周に円周方向に沿って配置された複数の第２磁石８９及び第３磁石９０を含む。第１〜第３の磁石８７，８９，９０は、それぞれ本発明の各着磁部に相当する。
【０１０８】
第２ロータ８５の中心には、第１回転軸９１が設けられる。第１回転軸９１は、第１ロータ８４の一端部に対し軸受９２を介して回転可能に支持されると共に、ケース８２に対して軸受９３を介して回転可能に支持される。第３ロータ８６の中心には、第２回転軸９４が設けられる。第２回転軸９４は、第１ロータ８４の他端部に対し軸受９２を介して回転可能に支持されると共に、ケース８２に対して軸受９３を介して回転可能に支持される。
【０１０９】
複数のステータ８３は、第１〜第３のロータ８４〜８６の外側にて、各ロータ８４〜８６と同一の軸線を中心に円周方向に複数配列される。各ステータ８３は、軸線に沿って延び、特殊形状をなしたステータコア９５と、ステータコア９５に設けられた巻線９６を含む。各ステータコア９５は、軸線方向の一端部に位置する第１ティース部９５ａと、軸線方向の他端部に位置する第２ティース部９５ｂと、両ティース部９５ａ，９５ｂの間をつなぐコアバック部９５ｃとを含む。コアバック部９５ｃにて、第１ティース部９５ａと第２ティース部９５ｂとの間には、一対をなす第３ティース部９５ｄが設けられる。巻線９６は、一対の第３ティース部９５ｄの間に設けられる。この実施形態で、ステータ８３は、ケース８２の内側にて４個設けられる。図１３，１４に示すように、各ティース部９５ａ，９５ｂ，９５ｄは、円周方向に等角度間隔をもって配置される。
【０１１０】
第１ロータ８４の複数の第１磁石８７は複数のステータ８３の各第３ティース部９５ｄに対向可能に配置される。第２ロータ８５の第２磁石８９は、複数のステータ８３の各第１ティース部９５ａに対向可能に配置される。第３ロータ８４の複数の第３磁石９０は、複数のステータ８３の各第２ティース部９５ｂに対向可能に配置される。各ステータ８３の巻線９６には、第１実施形態と同様に、電力供給源３８から駆動信号が供給される。
【０１１１】
この実施形態の回転電機８１において、図１２にて中央の第１ロータ８４の第１磁石８７は、同ロータ８４の軸線方向に沿って着磁される。これに対応して各ステータ８３は、第１ロータ８４の軸線方向に沿って延びる形状を有し、その中央に巻線９６が設けられる。この巻線９６と第３のティース部９５ｄが、第１ロータ８４の第１磁石８７に対向可能に配置される。図１２にて左右の第２及び第３のロータ８５，８６の第２及び第３の磁石８９，９０は、それぞれ第１ティース部９５ａと第２ティース部９５ｂに対向可能に配置される。図１３に示す部分は、この回転電機８１で駆動力を発生させる１つの部位である。図１３に示すように、４つの第１磁石８７は、第１ロータ８４の周囲に等角度間隔により配置される。また、第１ロータ８４の周囲に４つのステータ８３が等角度間隔により配置され、各ステータ８３のコアバック部９５ｃに巻線９６が設けられることが分かる。図１３において、第１ロータ８４の軸線を中心に互いに対向する２つの巻線９６は同じ条件で駆動される。また、図１３において、隣り合う２つの巻線９６は、励磁方向が異なるのみであり、ワイヤの巻き付け方向を変えればよい。
【０１１２】
上記した回転電機８１には、各回転軸９１，９４の回転を検出するために、各ステータ８３の巻線９６に発生する誘導起電力より回転位置を検出するように構成し、これら巻線９６を本発明の回転検出手段とすることができる。
【０１１３】
この実施形態の電気車両は、図７に示す電気車両３１に準ずるものであり、同車両３１の回転電機１が、本実施形態の回転電機８１に置き換えられたものとなっている。
【０１１４】
この実施形態では、上記した回転電機８１を前記各実施形態と同様に電気車両に用いた場合に、左右の駆動輪の回転差を調整できる回転数で電気車両を走行可能であるが、トルク変動が大きいという欠点がある。そこで、第１ロータ８４に設けられる継鉄８８を工夫することで、上記した欠点を改善するようにしている。図１５〜１７に、第１ロータ８４の第１磁石８７と継鉄８８の関係を示す。図１５（Ａ）に、第１磁石８７と１つの継鉄８８を構成する分割片８８Ａ〜８８Ｃの組付状態を側面図に示し、図１５（Ｂ）に、同じく組付状態を正面図により示す。１つの継鉄８８は、第１ロータ８４の軸線方向に伸び、かつ、第１ロータ８４の円周方向にて３つの分割片８８Ａ，８８Ｂ，８８Ｃに分割して形成される。各分割片８８Ａ〜８８Ｃの間には隙間が設けられる。１つの継鉄８８は、これら３つの分割片８８Ａ〜８８Ｃが互いに組み付けられて構成され、その上に第１磁石８７が組み付けられる。第１ロータ８４の１つの継鉄８８は、図１２に示すように、第２及び第３のロータ８５，８６と対向する部位につながる。図１６（Ａ）に、第２ロータ８５に対向する部位の分割片８８Ａを平面図により示し、図１６（Ｂ）に、その分割片８８Ａを側面図により示し、図１６（Ｃ）に、その分割片８８Ａを正面図により示す。図１６（Ａ）において、部位Ｐ１は第１磁石８７が取り付けられる面であり、部位Ｐ２は第２ロータ８５と対向する面であり、部位Ｐ３は第３ロータ８６と対向する面である。図１６（Ａ）〜（Ｃ）から分かるように、第２及び第３のロータ８５，８６と対向する部位Ｐ２と部位Ｐ３の２面は、分割片８８Ａの中心点Ｃ１を中心に点対称位置の関係にあり、それら部位Ｐ２，Ｐ３に隣り合う分割片８８Ａが接続されるようになっている。図１７（Ａ）に、第３ロータ８６に対向する部位の別の分割片８８Ｂを平面図により示し、図１７（Ｂ）に、その分割片８８Ｂを側面図により示し、図１７（Ｃ）に、その分割片８８Ｂを正面図により示す。この分割片８８Ｂも、上記と同様に点対称位置となる部位Ｐ４と部位Ｐ５にて隣り合う分割片８８Ｂと接続されるようになっている。図１５（Ａ）において、第１磁石８７の下の右側に見える分割片８８Ｂが、図１７（Ｂ）に示す分割片８８Ｂであり、第１磁石８７の下の左側に見える分割片８８Ａが、図１６（Ｂ）に示す分割片８８Ａである。図１５（Ａ）において、図１７（Ｂ）に示す分割片８８Ｂは、第１磁石８７の中央に取り付けられた分割片８８Ｃと、図１６（Ｂ）に示す分割片８８Ａとの間を通り抜けて図面左側に達し、図１５（Ａ）では、図１６（Ｂ）に示す分割片８８Ａの裏側に配置された形状となっている。図１５（Ａ）において、図１６（Ｂ）に示す分割片８８Ａは、その左側より図１７（Ｂ）に示す分割片８８Ｂの下を通り抜け、同じ分割片８８Ｂの裏側に達する形状となっている。上記したように１つの継鉄８８を構成する各分割片８８Ａ〜８８Ｃは、第１ロータ８４の軸線方向の中央部にて互いに交差して組み付けられ、その中央部にて第１磁石８７にそれぞれ接して設けられる。また、各分割片８８Ａ〜８８Ｃは、第１ロータ８４の軸線方向における一端部が第２ロータ８５に対向して配置され、その軸線方向の他端部が第３ロータ８６に対向して配置される。また、各分割片８８Ａ〜８８Ｃの間で、一の分割片８８Ａの第２ロータ８５に対向する端部と、他の分割片８８Ｃの第３ロータ８６に対向する端部とが互いに接続され、一の分割片８８Ａの第３ロータ８６に対向する端部と、他の分割片８８Ｃの第２ロータ８５に対向する端部とが互いに接続される。
【０１１５】
図１８，１９に、この実施形態の回転電機８１を用いた電気車両の動作方法を、回転電機８１の主要部を直線的に展開して示す。図１８に、直進走行時の動作方法を示す。図中の「（１），（２）」は、第１ロータ８４による駆動力発生部位を示し、その「Ａ〜Ｄ」は、各ステータ８３の第３のティース部９５ｄを示す。「（１）」は、第１磁石８７の左側の部分を示し、「（２）」は、第１磁石８７の右側の部分を示す。「（３），（４）」は、各ステータ８３と第２及び第３のロータ８５，８６との関係を示し、その「Ａ〜Ｄ」は、各ステータ８３の第１及び第２のティース部９５ａ，９５ｂを示し、「Ｓ，Ｎ」は、第２磁石８９及び第３磁石９０を示す。「（５），（６）」は、第２及び第３のロータ８５，８６の第２磁石８９及び第３磁石９０と第１ロータ８４の継鉄８８との関係を示し、その「Ｓ，Ｎ」は、第２磁石８９及び第３磁石９０を示し、その「１〜１２」は、それぞれ３分割された３個の分割片８８Ａ〜８８Ｃを示す。例えば、「（１），（２），（５），（６）」の中の「１」は、同じ継鉄８８の分割片８８Ａ〜８８Ｃを意味し、「（５），（６）」の間では、継鉄８８の分割片８８Ａ〜８８Ｃについて円周方向の位置が異なっている。
【０１１６】
図１８の左から右へ向かう方向が図１３，１４における時計方向を意味する。図１８に示す状態から、各ステータ８３のうち「Ａ，Ｃ」をＮ極、「Ｂ，Ｄ」をＳ極に励磁すると、第１ロータ８４が右から左へ移動し、この回転電機８１が反時計方向の動きを示すと考えることができる。このとき、例えば、「（１）」の左端の第１磁石８７の磁極を考えると、この磁極はＳ極であるので、「１〜３」の３分割された各分割片８８Ａ〜８８Ｃは全てＳ極に励磁され、「（５）」の左側のＮ極の第２磁石８９を引き付け、「（１）」と同じ回転位置となる。ここで、第１ロータ８４の第１磁石８７のＳ極と第２ロータ８５の第２磁石８９のＮ極は同程度の磁束量となるように形状が決められており、第１ロータ８４と第２ロータ８５との間で磁束がバランスした状態となる。「（２），（６）」も同様に同じ回転位置となるため、結果的に３個のロータ８４〜８６は、同じ回転をすることとなる。
【０１１７】
図１９は、電気車両が左旋回しているときの回転電機８１の状態を示す。図１９の「（３），（５）」には、第２ロータ８５の第２磁石８９が示されることから、「（１），（２）」の第１ロータ８４に対して遅れが生じ、図１９に示すように、３分割された各分割片８８Ａ〜８８Ｃの１個分の遅れとなって示される。図１９を図１８と比較すると、「４，１０」で継鉄８８の分割片８８Ａ〜８８Ｃは「Ｓ→Ｎ」に、「７，１」で示す継鉄８８の分割片８８Ａ〜８８Ｃは「Ｎ→Ｓ」に、それぞれ対向する磁石８７，８９，９０の極性が変化する。このため、第１ロータ８４の第１磁石８７と、第２ロータ８５の第２磁石８９との磁束量のバランスが崩れる。その結果、前述した番号で示す継鉄８８の分割片８８Ａ〜８８Ｃにおいて、第３ロータ８６に対向する部分の極性が反転し、「（４），（６）」で第３ロータ８６を継鉄８８の分割片８８Ａ〜８８Ｃの１個分だけ進めることとなる。
【０１１８】
上記動作を繰り返すことにより、継鉄８８の部分で作動歯車と同様の機能を果たすこととなる。そして、左右駆動輪の回転数を平均化した回転数となる駆動周波数で電力変換回路が回転電機８１に電力を供給することにより、電気車両が旋回可能となる。この実施形態では、１つの第１磁石８７を設けるための継鉄８８を３分割するようにしたが、分割数を多くするほど、旋回時における継鉄での磁束変動を滑らかにすることができ、発生トルクも滑らかな変化を示すこととなる。
【０１１９】
以上説明したこの実施形態の回転電機８１によれば、複数のステータ８３と３つのロータ８４〜８６を備えるものの、第１ロータ８４と、第２及び第３のロータ８５，８６が同一軸線上に配置され、第２及び第３のロータ８５，８６が第１ロータ８４の一端部及び他端部を内包するように配置される。また、第２及び第３のロータ８５，８６が、第１ロータ８４の最大外径と同等の外径を有する。そして、複数のステータ８３が、第１〜第３のロータ８４〜８６の外側にて、その中心軸線を中心に円周方向に複数配列され、第１ロータ８４の各第１磁石８７が複数のステータ８３の各第３ティース部９５ｄに対向可能に配置され、第２ロータ８５の各第２磁石８９が各第１ティース部９５ａに対向可能に配置され、第３ロータ８６の各第３磁石９０が各第２ティース部９５ｂに対向可能に配置される。従って、円周方向に複数配列されたステータ８３の内側に３つのロータ８４〜８６を配置することで、複数のステータ８３と３つのロータ８４〜８６が半径方向に２層構造に構成される。このため、複数のステータ８３と３つのロータ８４〜８６を備えた回転電機８１を小型化することができる。
【０１２０】
この実施形態では、各ステータ８３において、第１ティース部９５ａと第２ティース部９５ｂとの間に第３ティース部９５ｄが一対設けられるので、第３ティース部９５ｄの間に巻線９６を挟んで設けることができる。このため、第３ティース部９５ｄと第１磁石８７との間で磁気バランスを保つことができる。
【０１２１】
この実施形態では、各継鉄８８を構成する各分割片８８Ａ〜８８Ｃにつき、その両端部が第１ロータ８４の周方向にて異なる位相に配置される。しかも、各分割片８８Ａ〜８８Ｃの一方の端部には、第２ロータ８５が対向することとなり、他方の端部には第３ロータ８６が対向することとなるので、第１ロータ８４に対し、第２ロータ８５及び第３ロータ８６のうち一方のロータ８５，８６が回転し始めて相対位置が変わることにより、他方のロータ８６，８５にて異なる方向に磁気の力が生じることとなる。このため、第１ロータ８４に対し、第２ロータ８５及び第３ロータ８６のうち一方のロータ８５，８６が回転し始めて回転速度が増したときに、他方のロータ８６，８５の回転速度を減少させることができる。
【０１２２】
また、この実施形態の回転電機８１を用いた電気車両でも、第１実施形態の電気車両３１と同等の作用効果を得ることができる。すなわち、一対の駆動輪３６，３７を同期回転又は非同期回転させるために、２つの回転電機を設ける必要がなく、小型化した１つの回転電機８１を電気車両に用いることができ、電気車両を軽量化、省スペース化及び低コスト化することができる。また、差動歯車を必要とせず直進走行時、旋回走行時の何れの場合においても、回転電機８１に２次電流を発生させることなく電気車両を走行させることができ、電気車両としての効率を向上させることができる。
【０１２３】
［第５実施形態］
次に、本発明の回転電機及び回転電機を用いた電気車両を具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１２４】
図２０に、この実施形態の回転電機１０１の概略構成を断面図により示す。図２１に、図２０のＥ−Ｅ線断面図を半分のみ示す。図２２に、図２０のＦ−Ｆ線断面図を半分のみ示す。この実施形態の回転電機１０１は、ケース１０２、ステータ１０３、第２及び第３のロータ１０５，１０６の点で第４実施形態の回転電機８１と構成が異なる。
【０１２５】
すなわち、第４実施形態の回転電機８１では、ケース８２の内側にて複数のステータ８３が円周方向に配列されるが、この実施形態では、略円環状をなす１つのステータ１０３が、第１〜第３のロータ８４，１０５，１０６の外側にて各ロータ８４，１０５，１０６と同一の軸線を中心に配置され、ケース１０２の内側に固定される。ケース１０２は、ステータ１０３の形状に合わせた分だけ第４実施形態のケース８２と形状が異なる。ステータ１０３は、円環状のステータコア１０４と巻線１０７を含む。ステータコア１０４の内側には、円周方向に沿って等角度間隔に６つのティース部１０４ａが配置され、それらティース部１０４ａに巻線１０７が設けられる。そして、第１ロータ８４の各第１磁石８７がステータ１０３の各ティース部１０４ａに対向可能に配置される。ここで、ティース部１０４ａの数は６つであり、それらに対向する第１磁石８７の数は４つである。また、第２及び第３のロータ１０５，１０６は、その内側に着磁部に相当する第２磁石１０８と第３磁石１０９がそれぞれ配置される。そして、第２ロータ１０５の各第２磁石１０８が第１ロータ８４の外周に位置する継鉄８８に対向配置され、第３ロータ１０６の各第３磁石１０９が同じく継鉄８８に対向配置される。ここで、各第２磁石１０８と各第３磁石１０９は、それぞれ平面台形状に形成される。このような形状にすることで、各磁石１０８，１０９の各ロータ１０５，１０６の軸線方向における長さ（軸方向長）を、各磁石１０８，１０９の配列方向である円周方向に沿って徐々に変化させている。この軸方向長は、最大値が第１磁石８７の軸方向長と同じとし、最小値が加工上支障のない大きさとしている。この他、この実施形態において、磁路の構成、駆動力の発生方式は、第４実施形態のそれと基本的に同じである。
【０１２６】
上記した回転電機１０１の構成によれば、回転軸９１，９４を中心に１８０°対向する位置にある２つのティース１０４ａに設けられた巻線１０７には、同じ駆動電流を流せばよい。このため、この回転電機１０１は、３相の電動機と同じ機能を有することとなる。したがって、この回転電機１０１は、巻線１０７についてスター結線又はデルタ結線を行い、それら巻線１０７に対し所定のタイミングで通電切替を行うことにより、駆動させることができる。ここで、回転電機１０１に供給される駆動信号は、方形波形と正弦波形のどちらでもよい。
【０１２７】
図２０〜２２において、３つのロータ８４，１０５，１０６に設けられた第１磁石８７、第２磁石１０８及び第３磁石１０９は、何れも半径方向に着磁されており、図２１において上下の巻線１０７で発生した磁力は、矢印で示すように、ステータコア１０４を通り、同図において第１ロータ８４の左右に位置する第１磁石８７に達する。更に、第１ロータ８４の継鉄８８を流れ、図２２に示すように、第２ロータ１０５の第２磁石１０８へ流れ、図２０に示すように、最終的に最初の第１磁石８７に戻ることとなる。このように、第１ロータ８４と、第２及び第３のロータ１０５，１０６の間で磁路が形成される。このため、第１ロータ８４が通電により回転することにより、このロータ８４の継鉄８８に対向する第２及び第３のロータ１０５，１０６が引き寄せられて回転することとなる。
【０１２８】
この回転電機１０１を電気車両に用いた場合、その直進走行時には、第１ロータ８４が通電に同期して回転し、これに伴い第２及び第３のロータ１０５，１０６も同じ回転をすることから、結果的に左右の駆動輪が同期回転により回転して電気車両が走行することとなる。旋回走行時には、第１ロータ８４は、同期回転を継続するが、旋回方向内側の駆動輪に連結された第２又は第３のロータ１０５，１０６は、内外輪差により、回転数が減ることから、非同期回転となる。
【０１２９】
図２３は、第４実施形態の図１８に準ずる図面であり、直進走行時を示す。図２４は、図１９に準ずる図面であり、旋回走行時を示す。図２３に示すように、第２及び第３のロータ１０５，１０６の各第２磁石１０８及び各第３磁石１０９は、それらの軸方向長が円周方向に沿って変化させ、９０°毎に傾き方向を変えている。ここで、第２磁石１０８及び第３磁石１０９は、それらの軸方向長が変化しているので、例えば、図２３，２４において、継鉄８８の「２」の部分を考えると、第２及び第３の磁石１０８，１０９の中央付近では、第１磁石８７に比べて長さが半分程度となり、第２及び第３の磁石１０８，１０９の磁束量を合わせた量と第１磁石８７の磁束量が同程度となり、第１ロータ８４と第２及び第３のロータ１０５，１０６との間で磁束量が釣り合った状態となる。また、図２３，２４において、継鉄８８の「３」の部分を考えると、「（５）」の第２磁石１０８が最小、「（６）」の第３磁石１０９が最大となれば、第１磁石８７の磁束量と釣り合う条件となり、結果的に３つのロータ８４，１０５，１０６を同じ回転とすることができる。すなわち、３つのロータ８４，１０５，１０６を一体的に回転させることができる。また、第１ロータ８４が第２及び第３のロータ１０５，１０６の各磁石１０８，１０９から受ける磁力が滑らかに変化する。このため、３つのロータ８４，１０５，１０６を滑らかに回転させることができる。
【０１３０】
図２４に示すように、第４実施形態と同様に左旋回をし、「（５）」の第２磁石１０８が継鉄８８の分割片８８Ａ〜８８Ｃの１個分の遅れを生じた場合を考えると、その遅れにより、継鉄８８の「４，１０］の部分に対向する第２磁石１０８の極性が「Ｓ（最小）→Ｎ（最小）」となり、継鉄８８の「７，１」の部分に対向する第２磁石１０８の極性が「Ｎ（最大）→Ｓ（最大）」に変化する。これは、図２３の状態に比べて、磁束量のバランスが崩れるため、「（６）」の第３磁石１０９が継鉄８８の分割片８８Ａ〜８８Ｃの１個分進むことにより、継鉄８８の「４，１０」の部分に対向する第３磁石１０９の極性が「Ｓ（最大）→Ｎ（最大）」となり、継鉄８８の「７，１」の部分に対向する第３磁石１０９の極性が「Ｎ（最小）→Ｓ（最小）」に変化し、再びバランスを保つことが可能となる。
【０１３１】
以上を繰り返すことで、第４実施形態と同様に差動機能を果たすことができ、第２及び第３の磁石１０８，１０９の軸方向長を変化させることで、電気車両特性の自由度を高めることができる。この実施形態では、第２及び第３の磁石１０８，１０９の軸方向長を直線的に変化させているが、例えば、正弦波状に変化させてもよく、必要とされる特性を発揮可能な緒元にすることができる。また、この実施形態では、各磁石１０８，１０９の配置につき、９０°毎に傾斜方向を変えたが、図２５に示すように、第２及び第３の磁石１０８，１０９の傾斜方向を同じとしてもよい。この場合も、上記と同様の効果を得ることができる。上記構成とすることで、差動歯車機構を使用することなく、１つの回転電機１０１と１つの電力変換装置で、電気車両を直進走行及び旋回走行させることができ、しかも回転電機１０１に２次電流の発生がないことから、電気車両につき高効率な走行を行うことができる。
【０１３２】
従って、この実施形態の回転電機１０１でも、第４実施形態の回転電機８１と同等の作用効果を得ることができる。また、この実施形態では、第２ロータ１０５及び第３ロータ１０６の各磁石１０８，１０９の各ロータ８４，１０５，１０６の軸線方向における長さを、各磁石１０８，１０９の配列方向である円周方向に沿って変化させている。従って、第２ロータ１０５の各磁石１０８の磁束量と第３ロータ１０６の各磁石１０９の磁束量とを合わせた量を、第１ロータ８４の各磁石８７の磁束量と同程度とすることが可能となり、第１ロータ８４と第２及び第３のロータ１０５，１０６との間で磁束量が釣り合った状態となる。このため、３つのロータ８４，１０５，１０６を同じ回転とすることができる。また、第１ロータ８４が第２及び第３のロータ１０５，１０６の各磁石１０８，１０９から受ける磁力が滑らかに変化することとなる。このため、３つのロータ８４，１０５，１０６を滑らかに回転させることができる。
【０１３３】
また、この実施形態の回転電機１０１を用いた電気車両でも、第４実施形態の電気車両と同等の作用効果を得ることができる。また、この実施形態の回転電機１０１についても、各回転軸９１，９４の回転を検出するために、各ステータ１０３の巻線１０７に発生する誘導起電力より、回転位置を検出するように構成し、これら巻線１０７を本発明の回転検出手段とすることができる。
【０１３４】
なお、この実施形態では、第２及び第３のロータ１０５，１０６に設けた第２及び第３の磁石１０８，１０９の形状を、図２０に示すように、軸方向長が変化する形状にした。これに対し、図２６に示すように、第２及び第３の磁石１０８，１０９の形状を、軸方向長が変化しない形状にすることもできる。
【０１３５】
［第６実施形態］
次に、本発明の回転電機及び回転電機を用いた電気車両を具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１３６】
図２７に、この実施形態の回転電機１１１の概略構成を断面図により示す。図２８に、ステータ１１２を斜視図により示す。この実施形態では、円周方向に複数配置されたステータ１１２と第１及び第２のロータ１１３，１１４の点で、第１実施形態の回転電機１と構成が異なる。すなわち、各ステータ１１２を構成するステータコア６のコアバック部６ｃには、一対の巻線１１５Ａ，１１５Ｂが設けられる。この実施形態では、一対の巻線１１５Ａ，１１５Ｂの間で電流の方向が反転するように一対の巻線１１５Ａ，１１５Ｂが互いに接続される。一対の巻線１１５Ａ，１１５Ｂの接続部分をつなぐように電力供給源３８が接続される。図２８に示すように、この実施形態でも、ステータコア６は、複数の鋼板８を含み、それら鋼板８が各ロータ１１３，１１４の円周方向に沿って積層されて構成される。各ティース部６ａ，６ｂの内側面（図２８の下側面）は、切削加工により湾曲形成される。このステータコア６のコアバック部６ｃに一対の巻線１１５Ａ，１１５Ｂが設けられる。
【０１３７】
図２７に示すように、第１ロータ１１３は、円筒状の第１ヨーク１１６と、そのヨーク１１６の外周にて径方向に着磁され、円周方向で極性が異なる磁石１１８ａ，１１８ｂが配置される。同じく、第２ロータ１１４は、円筒状の第２ヨーク１１７と、そのヨーク１１７の外周にて径方向に着磁され、円周方向で極性が異なる磁石１１９ａ，１１９ｂが配置される。各磁石１１８ａ，１１８ｂ，１１９ａ，１１９ｂは、それぞれ本発明の着磁部に相当する。各ステータ１１２の第１ティース部６ａは、第１ロータ１１６の各磁石１１８ａ，１１８ｂに対向可能に配置される。各ステータ１１２の第２ティース部６ｂは、第２ロータ１１４の各磁石１１９ａ，１１９ｂに対向可能に配置される。その他の構成は、基本的には、第１実施形態の回転電機１のそれと同じである。
【０１３８】
この実施形態の回転電機１１１は、電気車両としてのハイブリッド自動車（図示略）に用いられる。すなわち、この回転電機１１１の第１回転軸１２は、ハイブリッド自動車のエンジンに連結され、第２回転軸１５はドライブトレインを介して駆動輪に連結される。図２７において、第１及び第２のロータ１１３，１１４とも、各ヨーク１１６，１１７の外周に円弧状の２つの磁石１１８ａ，１１８ｂ又は円弧状の２つの磁石１１９ａ，１１９ｂが全体で円環状をなすように配置され、固定される。例えば、第１ロータ１１３では、円弧状の磁石１１８ａ，１１９ａの内側がＳ極、外側がＮ極であり、円弧状の磁石１１８ｂ，１１９ｂの内側がＮ極、外側がＳ極となるように着磁される。この実施形態では、２つのステータ１１２が、各回転軸１２，１５の軸線を中心に１８０°の角度間隔をもって配置される。
【０１３９】
ここで、ステータ１１２と各ロータ１１３，１１４との間の磁束の流れを説明する。図２９〜３１は、各ステータ１１２の各ティース部６ａ，６ｂと各ロータ１１３，１１４との間の磁束の流れを示す。図３２〜３５は、ステータ１１２の一対の巻線１１５Ａ，１１５Ｂの間の電気の流れを示す。図２９（Ａ）,（Ｂ）、図３０（Ａ）,（Ｂ）及び図３１（Ａ）,（Ｂ）に、それぞれ各ティース部６ａ，６ｂと各ステータ１１２との関係を説明図により示す。図２９（Ａ）に示すように、第１ロータ１１３のＮ極の磁石１１８ａから発生した磁束は対向する第１ティース部６ａに流れ、そのコアバック部６ｃを通り、図２９（Ｂ）に示すように、第２ティース部６ｂから第２ロータ１１４のＳ極の磁石１１９ｂに流れ込む。さらに磁束は、第２ロータ１１４のヨーク１１７を円周方向に流れ、第２ロータ１１４のＮ極の磁石１１９ａに達し、上記経路と同様の経路をたどって、第２ロータ１１４のＮ極の磁石１１９ａから、第２ティース部６ｂ、コアバック部６ｃ、第１ティース部６ａ、第１ロータ１１３のＳ極の磁石１１８ｂ、第１ヨーク１１６及び最初の磁石１１８ａの順序で磁束が流れる。
【０１４０】
図２９（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図２７の状態を示す。この状態では、第１ロータ１１３のＮ極の磁石１１８ａを出た磁束は、すべてステータ１１２を通り、第２ロータ１１４のＳ極の磁石１１９ｂへ流れる。各ステータ１１２の一対の巻線１１５Ａ，１１５Ｂには、電力供給源３８から電力が供給される。従って、図２７に示す状態では、上のステータ１１２には図３３に示すように、下のステータ１１２には図３４に示すように、それぞれ電圧が加わる。各ロータ１１３，１１４が反転した場合は、反対方向に電圧が加わるようにインバータにより切り替えを行うようになっているが、停止時には、図３２に示すように、電圧がゼロの開放状態となる。
【０１４１】
図２９（Ａ），（Ｂ）に示す状態から、第１回転軸１２がエンジン（図示略）により時計方向へ回されると、図３０（Ａ），（Ｂ）に示すような状態となり、Ｎ極の磁石１１８ａの磁束は、一部の磁束は隣接するＳ極の磁石１１８ｂに流れ込み、残りの磁束は、ステータコア６を介して第２ロータ１１４のＳ極の磁石１１９ｂに流れる。図２９（Ａ）に示す第１ロータ１１３が動き始める瞬間を考えると、前述のように第１ティース部６ａにおける上向きの磁束が減少するのに対し、第２ロータ１１４は、図２９（Ｂ）に示す状態を維持する。このため、第２ティース部６ｂからの下向きの磁束は、第１ティース部６ａのそれよりも少ないので、全体で瞬間的に上向きの磁束が減少することとなる。このため、図２７に示す各ステータ１１２において、左側の巻線１１５Ａには、電磁誘導の作用により、磁束の変化を妨げる方向、つまり、右方向に磁束が発生するように電流が生じることとなる。この電流が、接続された右側の巻線１１５Ｂに流れ込む。右側の巻線１１５Ｂは、左側の巻線１１５Ａとは反対向きに巻かれているので、左向きの磁束が発生し、この磁束が各ロータ１１３，１１４と対向するステータ１１２の各ティース部６ａ，６ｂに伝わり、Ｓ極に励磁される。このとき、各ステータ１１２の第１ティース部６ａと対向する第１ロータ１１３の磁石１１８ｂはＳ極であるため、反発し合い、図３１（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１ロータ１１３より少し遅れて回転することとなる。
【０１４２】
図２７において電源が開放状態になると、第１ロータ１１３の動きをほとんどそのまま第２ロータ１１４に伝えることとなるだけである。このため、従来のシリーズ式ハイブリッドの、エンジンで発電し、電源に集電し、電源から放電し、電動機で駆動するという行程が、エンジンで発電して電動機に与えるというように行程が簡略化され、高効率な駆動を行うことができる。
【０１４３】
次に、電源が接続され、エンジンによる回転で発生する電圧より高い電圧が発生する場合を考えると、図３３に示すように、第２ロータ１１４には、発電された電力と電源の電力との合計電力が加わることとなる。このため、エンジンより高い駆動力をドライブトレインを介して駆動輪に伝達することが可能となり、動力のアシストが可能となる。前述とは逆に、エンジンにより発生する電圧より電源電圧が低い場合は、図３５に示すように、エンジンで発生させた電力が自動車駆動側の巻線に流れると、電源にも流れるため、エンジンだけで駆動輪を駆動するとともに、電源の充電も可能となる。
【０１４４】
なお、この実施形態でも、第１実施形態と同様に、第１回転軸１２及び第２回転軸１５の回転を検出する回転検出器１７，１８のような回転検出手段を、各ロータ１１３，１１４に対応してケース２の中に設けてもよい。
【０１４５】
以上説明したこの実施形態の回転電機１１１の構成によれば、２つのステータ１１２と２つのロータ１１３，１１４を備えるものの、２つのロータ１１３，１１４が一軸線上にて直列に配置され、その一軸線を中心に円周方向に２つのステータ１１２が配列される。また、各ステータ１１２の第１ティース部６ａに第１ロータ１１３の各磁石１１８ａ，１１８ｂが対向可能に配置され、第２ティース部６ｂに第２ロータ１１４の各磁石１１９ａ，１１９ｂが対向可能に配置される。従って、円周方向に２つ配列されたステータ１１２の内側に２つのロータ１１３，１１４が直列に配置されることで、２つのステータ１１２と２つのロータ１１３，１１４が半径方向に２層構造に構成される。このため、２つステータ１１２と２つのロータ１１３，１１４を備えた回転電機１１１を小型化することができる。
【０１４６】
この実施形態では、各ステータ１１２が、複数の鋼板８を各ロータ１１３，１１４の円周方向に沿って積層してステータコア６が作成されるので、ステータコア６内部での電磁誘導が低減し、ステータ１１２における渦電流の発生を低減することができる。
【０１４７】
この実施形態では、各ティース部６ａ，６ｂに巻線を設けず、コアバック部６ｃに一対の巻線１１５Ａ，１１５Ｂが設けられるので、各ティース部６ａ，６ｂを比較的短くすることができ、各ステータ１１２を半径方向に短くなる。その意味でも、回転電機１１１を半径方向にコンパクトにすることができる。
【０１４８】
この実施形態のハイブリッド自動車によれば、電動機として小型化した回転電機１１１を用いることができるので、同自動車を軽量化、省スペース化及び低コスト化することができる。
【０１４９】
従来のハイブリッド自動車の一種類であるシリーズ方式では、エンジンに発電機、駆動輪に電動機を連結し、発電機で発生させた電力により走行するようになっている。このシリーズ方式では、発電機と電動機が必要であり、コスト、重量及び必要なスペースの面で不利である。この実施形態では、１つの回転電機１１１を使用するだけで、発電機と電動機の両方の機能を確保することができ、しかも、回転電機１１１の電気的接点部分に機械的に摺動する部位がないことから、効率及び信頼性を向上させることができる。
【０１５０】
［第７実施形態］
次に、本発明の回転電機及び回転電機を用いた電気車両を具体化した第７実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１５１】
図３６に、この実施形態の回転電機１１１の概略構成を断面図により示す。この実施形態では、回転電機１１１の第１回転軸１２にクラッチ１２０が設けられる点で、第６実施形態と構成が異なる。この実施形態では、ハイブリッド自動車の減速走行時に、駆動輪に連結された回転電機１１１を発電機として使用し、減速走行時に駆動輪から第２回転軸１５に伝わる動力を回転電機１１１にて電力に変換して電源に戻すこと、すなわち「回生」を行うようになっている。しかし、第１回転軸１２がエンジンに直結されていては、回生時の動力の一部がエンジンの回転に消費されてしまうことから、クラッチ１２０を使用して第１回転軸１２をエンジンの出力軸１２６からから切り離すようになっている。クラッチ１２０により第１回転軸１２をエンジンの出力軸１２６から切り離したとき、第１回転軸１２は、第２回転軸１５に伝わる動力により空転するだけとなる。このため、回生による電力のうち、第１回転軸１２の空転により消費される電力はわずかとなり、残りの大部分の電力を電源に回生することができる。このため、回生による電力を有効に使用することができる。
【０１５２】
一方、ハイブリッド自動車を、エンジンの動力のみによる走行から回転電機１１１の動力のみによる走行（ＥＶモード）に切り替えたときに、同様にクラッチ１２０により第１回転軸１２をエンジンの出力軸１２６から切り離す。これにより、第１回転軸１２にエンジンによる負荷がかからなくなり、第１回転軸１２が空転するだけとなる。このため、ＥＶモード走行時に回転電機１１１で消費される電力を低減することができる。
【０１５３】
なお、この実施形態でも、第１実施形態と同様に、第１回転軸１２及び第２回転軸１５の回転を検出する回転検出器１７，１８のような回転検出手段を、各ロータ１１３，１１４に対応してケース２の中に設けてもよい。
【０１５４】
以上説明したように、この実施形態のハイブリッド自動車によれば、回転電機１１１とクラッチ１２０を使用することにより、回転電機１１１による動力のアシスト、電源への充電、減速時の動力の回生とハイブリッド自動車として必要な全ての機能を達成することが可能となる。すなわち、第１回転軸１２とエンジンとの間の連結を切り離すことが可能となり、第１回転軸１２を空転させることができ、回転電機１１１での電力消費を抑えることができる。しかも、この実施形態のハイブリッド自動車は、従来のものに比べて高効率で高信頼性なものとなる。回転電機１１１それ自体に係る作用効果については、前記第６実施形態のそれと同じである。
【０１５５】
［第８実施形態］
次に、本発明の回転電機及び回転電機を用いた電気車両を具体化した第８実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１５６】
図３７に、この実施形態の回転電機１２１の概略構成を断面図により示す。この実施形態では、円周方向に複数配置されたステータ５４と第１及び第２のロータ１１３，１１４の点で、第２実施形態の回転電機５１と構成が異なる。すなわち、ステータ５４の基本構成は、第２実施形態のそれと同じであるが、各ステータ５３の各ティース部５４ａ，５４ｂに設けられた一対をなす巻線５５Ａ，５５Ｂの接続関係の点で第２実施形態と異なる。この実施形態では、一対をなす巻線５５Ａ，５５Ｂの間で電流の方向が反転するようにそれら巻線５５Ａ，５５Ｂが互いに接続される。ステータコア５４が圧粉磁心により２分割可能に構成されるのは、第２実施形態と同様である。また、第１及び第２のロータ１１３，１１４の構成は、第６及び第７の実施形態と同じであり、その点で第２実施形態の第１及び第２のロータ４，５と異なる。
【０１５７】
この実施形態の回転電機１２１を駆動するために、電源の切り替えをインバータで行うことになるが、その場合に、第１回転軸１２の回転に同期して切り替えを行わなければならない。このため、第１回転軸１２の回転を検出する必要がある。通常の自動車用エンジンの場合、出力軸の回転を検出するための回転検出手段を備えているため、その信号を入力すればよい。しかし、回転検出手段を備えてないエンジンを使用する場合、第１回転軸１２に対向するようにケース５２に回転検出手段１３０を設け、その検出信号に基づいて電源の切り替えを行えばよい。
【０１５８】
従って、上記した回転電機１２１の構成によれば、前記第６実施形態の回転電機１１１と同等の作用効果を得ることができる。また、この回転電機１２１を使用したハイブリッド自動車の作用効果についても、第６実施形態のハイブリッド自動車のそれと同等である。
【０１５９】
［第９実施形態］
次に、本発明の回転電機及び回転電機を用いた電気車両を具体化した第９実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１６０】
図３８に、この実施形態の回転電機１３１の概略構成を断面図により示す。この実施形態では、円周方向に複数配置されたステータ１３２と第１及び第２のロータ１３３，１３４の点で、第３実施形態の回転電機６１と構成が異なる。すなわち、ステータ１３２を構成するステータコア６６は、第３実施形態のそれと同じであるが、ステータコア６６のコアバック部６６ｃに一対をなす巻線１３５Ａ，１３５Ｂが所定の関係で接続される点で第３実施形態と異なる。この実施形態では、一対をなす巻線１３５Ａ，１３５Ｂの間で電流の方向が反転するようにそれら巻線１３５Ａ，１３５Ｂが互いに接続される。
【０１６１】
第１ロータ１３３は、円環状の第１ヨーク１３６と、そのヨーク１３６の内周にて径方向に配置され、円周方向で極性が異なる円弧状の磁石１３８ａ，１３８ｂが配設される。同じく、第２ロータ１３４は、円環状の第２ヨーク１３７と、そのヨーク１３７の内周にて径方向に配置され、円周方向で極性が異なる円弧状の磁石１３９ａ，１３９ｂが配設される。各磁石１３８ａ，１３８ｂ，１３９ａ，１３９ｂは、それぞれ本発明の着磁部に相当する。各ステータ１３２の第１ティース部６６ａは、第１ロータ１３３の各磁石１３８ａ，１３８ｂに対向可能に配置される。各ステータ１３２の第２ティース部６６ｂは、第２ロータ１３４の各磁石１３９ａ，１３９ｂに対向可能に配置される。その他の構成は、基本的には、第３実施形態の回転電機６１のそれと同じである。
【０１６２】
この実施形態の回転電機１３１でも電源の切り替えはインバータで行うことになるが、通常の自動車用エンジンの場合、回転検出手段を備えていればその信号を使えばよい。しかし、回転検出手段を備えてないエンジンを使用する場合、第１回転軸７０と対向する位置に回転検出手段１３０を設け、その検出信号に基づいて電源の切り替えを行えばよい。
【０１６３】
従って、上記した回転電機１３１の構成によれば、前記第６実施形態の回転電機１１１と同等の作用効果を得ることができる。また、この回転電機１３１を使用したハイブリッド自動車の作用効果についても、第６実施形態のハイブリッド自動車のそれと同等である。
【０１６４】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】第１実施形態に係り、回転電機の概略構成を示す断面図。
【図２】第１実施形態に係り、図１のＡ−Ａ線断面の一部を示す断面図。
【図３】第１実施形態に係り、図１のＢ−Ｂ線断面の一部を示す断面図。
【図４】第１実施形態に係り、ステータを示す斜視図。
【図５】第１実施形態に係り、図１の断面図の一部を示す断面図。
【図６】第１実施形態に係り、図１の断面図の一部を示す断面図。
【図７】第１実施形態に係り、回転電機を用いた電気車両を示す概略構成図。
【図８】第１実施形態に係り、電力供給源の構成を示すブロック図。
【図９】第２実施形態に係り、回転電機の概略構成を示す断面図。
【図１０】第２実施形態に係り、ステータの２分割された一方を示す斜視図。
【図１１】第３実施形態に係り、回転電機の概略構成を示す断面図。
【図１２】第４実施形態に係り、回転電機の概略構成を示す断面図。
【図１３】第４実施形態に係り、図１２のＣ−Ｃ線断面の左半分を示す断面図。
【図１４】第４実施形態に係り、図１２のＤ−Ｄ線断面の左半分を示す断面図。
【図１５】第４実施形態に係り、（Ａ）は第１磁石と１つの継鉄を構成する分割片の組付状態を示す側面図、（Ｂ）は同じく組付状態を示す正面図。
【図１６】第４実施形態に係り、（Ａ）は第２ロータに対向する部位の分割片を示す平面図、（Ｂ）は分割片を示す側面図、（Ｃ）は分割片を示す正面図。
【図１７】第４実施形態に係り、（Ａ）は第２ロータに対向する部位の分割片を示す平面図、（Ｂ）は分割片を示す側面図、（Ｃ）は分割片を示す正面図。
【図１８】第４実施形態に係り、回転電機を用いた電気車両の動作方法を、回転電機の主要部を直線的に展開して示す説明図。
【図１９】第４実施形態に係り、回転電機を用いた電気車両の動作方法を、回転電機の主要部を直線的に展開して示す説明図。
【図２０】第５実施形態に係り、回転電機の概略構成を示す断面図。
【図２１】第５実施形態に係り、図２０のＥ−Ｅ線断面の左半分を示す断面図。
【図２２】第５実施形態に係り、図２０のＦ−Ｆ線断面の左半分を示す断面図。
【図２３】第５実施形態に係り、回転電機を用いた電気車両の動作方法を、回転電機の主要部を直線的に展開して示す説明図。
【図２４】第５実施形態に係り、回転電機を用いた電気車両の動作方法を、回転電機の主要部を直線的に展開して示す説明図。
【図２５】第５実施形態に係り、回転電機を用いた電気車両の動作方法を、回転電機の主要部を直線的に展開して示す説明図。
【図２６】別の実施形態に係り、回転電機の概略構成を示す断面図。
【図２７】第６実施形態に係り、回転電機の概略構成を示す断面図。
【図２８】第６実施形態に係り、ステータを示す斜視図。
【図２９】第６実施形態に係り、（Ａ）,（Ｂ）は各ティースと各ステータとの関係を示す説明図。
【図３０】第６実施形態に係り、（Ａ）,（Ｂ）は各ティースと各ステータとの関係を示す説明図。
【図３１】第６実施形態に係り、（Ａ）,（Ｂ）は各ティースと各ステータとの関係を示す説明図。
【図３２】第６実施形態に係り、ステータと各磁石との関係を示す断面図。
【図３３】第６実施形態に係り、ステータと各磁石との関係を示す断面図。
【図３４】第６実施形態に係り、ステータと各磁石との関係を示す断面図。
【図３５】第６実施形態に係り、ステータと各磁石との関係を示す断面図。
【図３６】第７実施形態に係り、回転電機の概略構成を示す断面図。
【図３７】第８実施形態に係り、回転電機の概略構成を示す断面図。
【図３８】第９実施形態に係り、回転電機の概略構成を示す断面図。
【符号の説明】
【０１６６】
１    回転電機
３    ステータ
４    第１ロータ
５    第２ロータ
６    ステータコア
６ａ    第１ティース部
６ｂ    第２ティース部
６ｃ    コアバック部
７    巻線
８    鋼板
１２    第１回転軸
１３ａ    磁石
１３ｂ    磁石
１３ｃ    磁石
１３ｄ    磁石
１５    第２回転軸
１６ａ    磁石
１６ｂ    磁石
１６ｃ    磁石
１６ｄ    磁石
１７    第１回転検出器（回転検出手段）
１８    第２回転検出器（回転検出手段）
１９    軸受
２０    軸受
３１    電気車両
３６    駆動輪
３７    駆動輪
４０    制御回路
４２    電源変換回路（駆動回路）
５１    回転電機
５３    ステータ
５４    ステータコア
５４ａ    第１ティース部
５４ｂ    第２ティース部
５４ｃ    コアバック部
５５    巻線
６１    回転電機
６３    ステータ
６４    第１ロータ
６５    第２ロータ
６６    ステータコア
６６ａ    第１ティース部
６６ｂ    第２ティース部
６６ｃ    第３ティース部
７０    第１回転軸
７３    第２回転軸
８１    回転電機
８３    ステータ
８４    第１ロータ
８５    第２ロータ
８６    第３ロータ
８７    第１磁石（着磁部）
８８    継鉄
８８Ａ    分割片
８８Ｂ    分割片
８８Ｃ    分割片
８９    第２磁石（着磁部）
９０    第３磁石（着磁部）
９１    第１回転軸
９４    第２回転軸
９５    ステータコア
９５ａ    第１ティース部
９５ｂ    第２ティース部
９５ｃ    コアバック部
９５ｄ    第３ティース部
９６    巻線
１０１    回転電機
１０３    ステータ
１０４    ステータコア
１０４ａ    ティース部
１０５    第２ロータ
１０６    第３ロータ
１０７    巻線
１０８    第２磁石（着磁部）
１０９    第３磁石（着磁部）
１１１    回転電機
１１２    ステータ
１１３    第１ロータ
１１４    第２ロータ
１１５Ａ    巻線
１１５Ｂ    巻線
１１８ａ    磁石（着磁部）
１１８ｂ    磁石（着磁部）
１１９ａ    磁石（着磁部）
１１９ｂ    磁石（着磁部）
１２０    クラッチ
１２１    回転電機
１３１    回転電機
１３２    ステータ
１３３    第１ロータ
１３４    第２ロータ
１３５Ａ    巻線
１３５Ｂ    巻線
１３８ａ    磁石（着磁部）
１３８ｂ    磁石（着磁部）
１３９ａ    磁石（着磁部）
１３９ｂ    磁石（着磁部）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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