电动机的制作方法

专利名称：电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有两个以上转子或定子的电动机。
背景技术：
作为现有的电动机公知有在例如专利文献l中所公开的内容。该电动 机具有内转子、定子以及外转子。内转子为在周方向上配置有沿径方向稍 微延伸的多个永久磁铁的圆柱状的部件，定子为在周方向上配置多个电枢 并利用树脂模具进行固定的圆筒状的部件。外转子通过对层叠有多个环的 铁心缠绕线圈来形成为圆筒状，且不对该线圈供给电力。另外，从内侧顺 次设计内转子、定子及外转子，并使它们可相对地旋转。
在以上结构的电动机中，当对定子提供电力、产生旋转磁场时，通过 内转子的永久磁铁的磁极相对于定子的磁极吸引或排斥，使内转子与旋转 磁场同步旋转，外转子根据电磁感应作用不与旋转磁场同步旋转。
如上所述，该现有的电动机根据电磁感应作用使外转子旋转，所以其 不是同步机而是作为感应机来发挥作用，因此无法获得高效率。另外，因 为通过电磁感应作用使外转子旋转，所以由于在外转子的线圈中产生的感 应电流以及在外转子的铁心中产生的涡电流而使外转子发热，所以需要对 外转子进行冷却。此外，外转子被配置为包覆定子的周围，所以不能充分 取得向外部安装电动机的安装部分的面积，因此不能坚固地进行电动机的 安装，另外其结构上，不得不利用强度低的树脂等非磁体(弱磁体)来固定 电枢。根据以上内容，上述现有的电动机不能取得高耐久性，所以例如在 用于车辆驱动时，无法承受来自驱动轮的大的转矩反作用力及高旋转或高 输出。
本发明是为了解决上述这样的课题而作出的，其目的是提供能够提高 效率的电动机。
.专利文献1特开平11一341757号公报

发明内容
为了实现上述目的，第1形态的电动机1、 20、 30、 40、 60、 100的 特征是具有第1部件(箱体2，箱体31)，其设有第1电枢列(第2定子5， 定子24)，该第1电枢列由在第1规定方向上排列的多个第1电枢(实施方 式中的(以下，本项中相同)电枢5a、 24a)构成，并通过伴随功率的供给而 在该多个第1电枢中发生的磁极，产生沿着上述第1规定方向移动的第1 移动磁场；第2部件(箱体2，第1轴21，箱体31，第1轴62)，其设有第 1磁极列(第1定子4，第1转子23，磁铁转子64)，该第1磁极列由在上 述第1规定方向上排列的多个第1磁极(第1电磁铁4a， 4e，第1永久磁 铁4g， 23a)构成，并配置为邻接的各两个上述第l磁极具有互不相同的极 性、并且与上述第1电枢列对置；第3部件(轴3，第2轴22，可动板34， 轴41a，第2轴63)，其设有第1软磁体列(第1转子7，第2转子25，第 1转子32)，该第1软磁体列由以相互规定的间隔在上述第1规定方向上排 列的多个第1软磁体(第1铁心7a， 25a)构成，并配置在上述第1电枢列和 上述第l磁极列之间；第4部件(箱体2，箱体31)，其设有第2电枢列(第 2定子5，定子24)，该第2电枢列由在第2规定方向上排列的多个第2电 枢(电枢5a、 24a)构成，并通过伴随功率的供给而在该多个第2电枢中发生 的磁极，产生沿着上述第2规定方向移动的第2移动磁场；第5部件(箱体 2，第1轴21，箱体31，第1轴72)，其设有第2磁极列(第3定子6，第 l转子23，磁铁转子74)，并且与上述第2部件连结，该第2磁极列由在 上述第2规定方向上排列的多个第2磁极(第2电磁铁6a， 6e，第2永久 磁铁6g， 23b)构成，并配置为邻接的各两个上述第2磁极具有互不相同的 极性、且与上述第2电枢列对置；以及第6部件(轴3，第2轴22，可动板 34，轴42a，第2轴73)，其设有第2软磁体列(第2转子8，第2转子25， 第2转子33)，并且与上述第3部件连结，该第2软磁体列由以相互规定 的间隔在上述第2规定方向上排列的多个第2软磁体(第2铁心8a， 25b) 构成，并配置在上述第2电枢列和上述第2磁极列之间，在上述第l电枢 的各磁极和上述各第1磁极位于相互对置的第1对置位置时，上述第2电
7枢的各磁极和上述各第2磁极位于相互对置的第2对置位置，在位于上述 第1对置位置的上述第1电枢的各磁极和上述各第1磁极为互不相同的极
性时，位于上述第2对置位置的上述第2电枢的各磁极和上述各第2磁极
呈相互相同的极性，在位于上述第1对置位置的上述第1电枢的各磁极和
上述各第1磁极为相互相同的极性时，位于上述第2对置位置的上述第2 电枢的各磁极和上述各第2磁极呈互不相同的极性，在上述第1电枢的各 磁极和上述各第1磁极位于上述第1对置位置的情况下，当上述各第1软 磁体位于上述第1电枢的磁极和上述第1磁极之间时，上述各第2软磁体 位于在上述第2规定方向上邻接的两组上述第2电枢的磁极和上述第2磁 极之间，并且当上述各第2软磁体位于上述第2电枢的磁极和上述第2磁 极之间时，上述各第1软磁体位于在上述第1规定方向上邻接的两组上述 第1电枢的磁极和上述第1磁极之间。
根据该电动机，在相互对置的第1部件的第1电枢列及第2部件的第 1磁极列之间配置有第3部件的第1软磁体列，分别构成第1电枢列、第 1磁极列及第1软磁体列的多个第1电枢、第1磁极及第1软磁体在第1 规定方向上排列。另外，在邻接的各两个第l软磁体间空有规定的间隔。 而且，还在相互对置的第4部件的第2电枢列及第5部件的第2磁极列之 间配置有第6部件的第2软磁体列，分别构成第2电枢列、第2磁极列及 第2软磁体列的多个第2电枢、第2磁极及第2软磁体在第2规定方向上 排列。另外，在邻接的各两个第2软磁体间空有规定的间隔。而且，相互 连结第2部件及第5部件、和第3部件及第6部件。
如上所述，在第1电枢列和第1磁极列之间配置有第1软磁体列，所 以各第1软磁体通过由第1电枢所产生的磁极(以下，称为「第1电枢磁极」) 和第1磁极来进行磁化。通过这样地磁化各第1软磁体、以及在邻接的各 两个第1软磁体之间空出间隔，来在第1电枢磁极、第1软磁体及第1磁 极之间产生磁力线(以下称为「第1磁力线」)。同样，由于第2软磁体列 被配置在第2电枢列和第2磁极列之间，所以利用由第2电枢产生的磁极 (以下称为「第2电枢磁极」)及第2磁极来磁化各第2软磁体。这样，通 过磁化各第2软磁体、和在邻接的各两个第2软磁体之间空出间隔，来在 第2电枢磁极、第2软磁体及第2磁极之间产生磁力线(以下称为「第2磁力线」)。
首先，对构成为不能移动第l、第2、第4及第5部件、且可移动第3 及第6部件的情况进行说明。在第1及第2移动磁场产生时，位于第1对 置位置的各第1电枢磁极和各第1磁极呈互不相同的极性，在此状态下， 当各第1软磁体位于第1电枢磁极和第1磁极之间时，第1磁力线的长度 变为最短，总磁通量变为最多。另外，在该状态下，位于第2对置位置的 各第2电枢磁极及各第2磁极相互呈同一极性，并且各第2软磁体位于在 第2规定方向上邻接的两组第2电枢磁极及第2磁极之间。在该状态下， 第2磁力线的弯曲程度大，并且长度变为最长，总磁通量变为最少。
一般，当软磁体介于极性互不相同的两个磁极之间而使磁力线弯曲 时，磁力作用于这些软磁体及两个磁极，以使磁力线的长度变短，该磁力 具有磁力线的弯曲程度越大、磁力线的总磁通量越多，该磁力越大这样的 特性。因此，第l磁力线的弯曲程度越大、其总磁通量越多，对第l软磁 体作用的磁力越大。即，作用于第1软磁体的磁力(以下称为「第1磁力」) 具有成为与第1磁力线的弯曲程度及其总磁通量相应的大小的特性。该情 况还同样适用作用于第2软磁体的磁力。另外，以下将作用于第2软磁体 的磁力称为「第2磁力J。
因此，如前所述，在各第1软磁体位于互不相同的极性的第1电枢磁 极及第1磁极之间的状态下，当第1移动磁场开始向第1规定方向移动时， 因为总磁通量多的状态的第1磁力线开始弯曲始，所以比较强的第1磁力 作用于第1软磁体。由此，以在第1移动磁场的移动方向上大的驱动力来 驱动第3部件。另外，在与第l移动磁场移动的同时，随着第2移动磁场 在第2规定方向上移动，各第2电枢磁极从与同一极性的第2磁极对置的 第2对置位置变为与该同一极性的各第2磁极邻接的不同极性的各第2磁 极侧。在该状态下，虽然第2磁力线的弯曲程度大，但由于其总磁通量少， 所以比较弱的第2磁力作用于第2软磁体。由此，在第2移动磁场的移动 方向上以小的驱动力来驱动第6部件。
然后，当第1移动磁场进一步移动时，虽然第l磁力线的弯曲程度增 大，但随着第1电枢磁极和与其不同的极性的第1磁极之间的距离变长， 第1磁力线的总磁通量变少，结果，第1磁力变弱，作用于第3部件的驱动力变小。并且，当各第1电枢磁极位于和与其同一极性的各第1磁极对 置的第1对置位置时，各第1软磁体位于在第1规定方向上邻接的两组第 1电枢磁极及第1磁极之间，由此虽然第1磁力线的弯曲程度大，但总磁 通量为最少，结果，第l磁力成为最弱，作用于第3部件的驱动力成为最 小。
另外，如上所述与第l移动磁场移动的同时，伴随着第2移动磁场移 动，各第2电枢磁极从与同一极性的各第2磁极对置的第2对置位置变为 与该同一极性的各第2磁极邻接的不同极性的各第2磁极侧。在该状态下， 虽然第2磁力线的弯曲程度变小，但其总磁通量变多，结果，第2磁力变 强，作用于第6部件的驱动力增大。并且，当各第2电枢磁极位于和与其 不同极性的各第2磁极对置的第2对置位置时，第2磁力线的总磁通量为 最多，并且各第2软磁体相对于第2电枢磁极以稍微延迟的状态进行移动， 由此第2磁力线产生弯曲。这样，总磁通量最多的第2磁力线产生弯曲， 从而第2磁力变为最强，作用于第6部件的驱动力变为最大。
另外，如上所述在作用于第3部件的驱动力几乎最小、且作用于第6 部件的驱动力几乎最大的状态下，当第1移动磁场进一步移动时，虽然第 l磁力线的弯曲程度变小，但其总磁通量变多，结果，第1磁力变强，作 用于第3部件的驱动力增大。然后，当各第l电枢磁极位于和与其不同的 极性的各第1磁极对置的第1对置位置时，第1磁力线的总磁通量变为最 多，并且各第1软磁体相对于第1电枢磁极以稍微延迟的状态进行移动， 由此第1磁力线产生弯曲。这样，总磁通量最多的第1磁力线产生弯曲， 从而第1磁力成为最强，作用于第3部件的驱动力变为最大。
而且，在与如上所述的第l移动磁场的移动同时，随着第2移动磁场 移动，各第2电枢磁极从和与其不同的极性的各第2磁极对置的第2对置 位置变为与该不同极性的各第2磁极邻接的同一极性的各第2磁极侧。在 该状态下，虽然第2磁力线的弯曲程度变大，但其总磁通量变少，结果， 第2磁力进一步变弱，作用于第6部件的驱动力进一步变小。然后，当各 第2电枢磁极位于与同一极性的各第2磁极对置的第2对置位置时，各第 2软磁体位于在第2规定方向上邻接的两组第2电枢磁极及第2磁极之间， 由此虽然第2磁力线的弯曲程度大，但其总磁通量成为最少，结果，第2
10磁力成为最弱，作用于第6部件的驱动力成为最小。
如以上那样，随着第1及第2移动磁场的移动，作用于第3部件的驱
动力和作用于第6部件的驱动力反复交互地变大或变小的状态，并且驱动 第3及第6部件。在第3及第6部件上虽然这样地作用驱动力，但由于第 3及第6部件相互连结，所以两者实际输出的动力为作用于两者的驱动力 的和，为几乎恒定。
接着，对不能移动构成为第l、第3、第4及第6部件、且可移动第2 及第5部件的情况进行说明。在第1及第2移动磁场的产生时，位于第1 对置位置的各第1电枢磁极及各第1磁极呈相互同一极性，并且当各第1 软磁体位于在第1规定方向上邻接的两组第1电枢磁极及第1磁极之间时， 互不相同的极性的各第2电枢磁极及各第2磁极位于第2对置位置，并且 各第2软磁体位于第2电枢磁极和第2磁极之间。
在该状态下，随着第1移动磁场开始移动，各第1电枢磁极从和与其 同一极性的各第1磁极对置的第1对置位置离开，接近位于邻接的两组第 1电枢磁极及第1磁极之间的第1软磁体。结果，随着第1电枢磁极和与 其不同的极性的第1磁极之间的距离变短，第1软磁体和第1磁极之间的 第l磁力线的总磁通量变多，并且成为弯曲程度比较大的状态。结果，通 过对第1磁极作用如使其接近第1软磁体侧这样的比较强的磁力，将第2 部件向与第1移动磁场的移动方向相反的方向驱动，并且与其联动地驱动 和第2部件连结的第5部件。
然后，随着第1电枢磁极进一步接近第1软磁体，第1磁极也被驱动 为进一步接近第1软磁体，结果，第1电枢磁极位于隔着第1软磁体与不 同极性的第1磁极对置的第1对置位置。在该状态下，如前所述，第2电 枢磁极位于与同一极性的第2磁极对置的第2对置位置，并且各第2软磁 体位于在第2规定方向上邻接的两组第2电枢磁极及第2磁极之间。
在该状态下，伴随着第l移动磁场移动，当第2移动磁场移动时，各 第2电枢磁极从和与其同一极性的各第2磁极对置的第2对置位置接近位 于两组第2电枢磁极及第2磁极之间的第2软磁体。结果，随着各第2电 枢磁极和与其不同极性的各第2磁极之间的距离变短，第2软磁体和第2 磁极之间的第2磁力线的总磁通量变多，并且弯曲程度成为比较大的状态。结果，对第2磁极作用如使其接近第2软磁体侧这样的比较强的磁力，由
此以与第2移动磁场的移动方向相反的方向来驱动第5部件，并与其联动 地驱动第2部件。
然后，随着第2电枢磁极进一步接近第2软磁体，第2磁极也被驱动 为进一步接近第2软磁体，结果，第2电枢磁极位于隔着第2软磁体与不 同极性的各第2磁极对置的第2对置位置。在该状态下，如前所述，第l 电枢磁极位于与同一极性的第1磁极对置的第1对置位置，并且各第1软 磁体位于在第1规定方向上邻接的两组第1电枢磁极及第1磁极之间。
如以上那样，伴随着第l及第2移动磁场的移动，对第2及第5部件 交互地作用驱动力，由此来驱动第2及第5部件。这样，虽然对第2及第 5部件交互地作用驱动力，但由于相互连结第2及第5部件，所以两者实 际输出的动力为作用于两者的驱动力的和，为大致恒定。
如以上那样，在驱动第2及第5部件的情况、以及驱动前述第3及第 6部件的情况的任意一个情况下，都根据第2及第5部件或第3及第6部 件的位置来改变第1及第2软磁体的磁化状态，这样可不产生滑动地进行 驱动，因为与前述的现有电动机不同，是作为同步机来发挥作用的，所以 能够提高效率。
另外，仅将第1及第4部件构成为不能移动，并且对第3部件和第6 部件、以及第2部件和第5部件的一方输入了动力，在此状态下，当产生 第1及第2移动磁场时，还可以通过前述的第1及第2磁力线所产生的磁 力，来驱动其另一方，并输出动力。此外，第1 第6部件全部可移动， 对第l及第4部件输入动力，并且对第3部件和第6部件、以及第2部件 和第5部件的一方输入了动力，在此状态下，当产生了第1及第2移动磁 场时，还可以通过第l及第2磁力线所产生的磁力的作用，来驱动其另一 方，并输出动力。另外，在这些的任一情况下，根据第2及第5部件和第 3及第6部件的相对位置，来改变第1及第2软磁体的磁化状态，这样可 不产生滑动地进行驱动，另外因为是作为同步机来发挥作用的，所以能够 提高效率。
此外，在本说明书中，移动磁场包含旋转磁场。另外，「第1电枢磁 极(第2电枢磁极)及第1磁极(第2磁极)位于相互对置的位置」不限于两者的中心位于在第1规定方向(第2规定方向)上处于完全相同位置的情况， 还包含位于稍微偏移的位置。
第2形态的发明的特征是在第1形态所述的电动机20、 30、 60、 100 中，第1及第4部件(箱体2)构成不能移动，第2及第3部件(第1轴21， 第2轴22，第1轴62，第2轴63)和第5及第6部件(第1轴21，第2轴 22，第1轴72，第2轴73)可移动。
根据该结构，第1及第2电枢构成为不能移动，所以与例如构成为使 这些电枢可旋转的情况不同，不需要对第1及第2电枢提供电力的集电环。 从而，可使电动机相应地小型化，并且不产生集电环及电刷的接触电阻的 发热，这样能够进一步提高效率。
第3形态发明的特征是在第1形态所述的电动机1、 20、 30、 40、 60、 100中，第l、第2、第4及第5部件(箱体2，箱体31)构成为都不能移动， 第3及第6部件(轴3，可动板34，轴41a，轴42a)构成为可移动。
根据该结构，驱动第3及第6部件即第1及第2软磁体，所以与驱动 强度比较低的永久磁铁的情况相比，leuo提高耐久性。
第4形态发明的特征是在第1至3的任一个形态所述的电动机1、20、 30、 40、 60、 100中，第1及第2磁极由永久磁铁的磁极(第1永久磁铁4g， 23a，第2永久磁铁6g， 23b)构成。
根据该结构，使用永久磁铁的磁极来作为第l及第2磁极，所以与使 用电磁铁的磁极来作为这些磁极的情况不同，不需要用于对电磁铁提供电 力的电气电路及线圈。从而，可以使电动机小型化，并且能够使结构简单 化。另外，例如，在构成为第2及第5部件可旋转的情况下，与使用电磁 铁的磁极来作为第1及第2磁极的情况不同，不需要对电磁铁提供电力的 集电环，这样可使电动机相应地小型化，并且能够进一步提高效率。
第5形态发明的特征是在第1至3的任一形态所述的电动机1、 20、 30、 40、 60、 100中，第1及第2磁极由电磁铁的磁极(第1电磁铁4a，第 2电磁铁6a)构成。
一般，在使用励磁用的永久磁铁的情况下，为了获得大的输出，需要 具有非常大的磁力的永久磁铁。另外，在使用这样的永久磁铁的情况下， 为了永久磁铁不接触其他部件，而要抵抗永久磁铁的吸引力、保持各部件间的位置关系，并且还必需进行电动机的装配，该装配操作非常烦杂。根 据本发明，使用电磁铁的磁极来作为第l及第2磁极。因此，通过停止对 电磁铁的通电，可在电磁铁的磁力大致为O的状态下进行该装配，所以不 进行上述部件间的接触防止操作，就能够容易地进行装配操作。另外，通
过不对第1及第2电枢提供电力地输入动力，来驱动第3及第6部件，此 时与使用永久磁铁的磁极来作为第1及第2磁极的情况不同，通过停止对 电磁铁的通电，可以防止产生第1及第2磁极的磁力所导致的损失。
另外，在通过不向第l及第2电枢提供电力、对第3及第6部件输入 大的动力，来使第1及第2软磁体相对于第1及第2电枢分别移动的情况 下，担心在第1及第2电枢中产生大的感应电动势，使第1及第2电枢和 与这些连接的电气电路等受到损伤。另外，第1及第2软磁体的磁力越强， 这些第1及第2电枢中的感应电动势越大，此外，因为第1及第2软磁体 受各个第1及第2磁极的影响而磁化，所以第1及第2软磁体的磁力越强， 第1及第2软磁体的磁力强度越强。从而，如上所述，在对第3及第6部 件输入大的动力时，停止对电磁铁的通电，将第1及第2磁极的磁力近似 控制为值0，由此可防止在第1及第2电枢中产生大的感应电动势，还能 够防止第1及第2电枢和与这些连接的电气电路等的损伤。
第6形态发明的特征是在第1至3的任一形态所述的电动机1、 20、 30、 40、 60、 100中，第l及第2磁极由电磁铁(第1电磁铁4e，第2电磁 铁6e)的磁极构成，电磁铁具有铁芯4b、 6b和可使铁芯4b、 6b磁化的永 久磁铁4f、 6f。
根据该结构，将具有铁芯和可使该铁芯磁化的永久磁铁的电磁铁的磁 极用作第1及第2磁极，所以即使在产生了电磁铁线圈的断线或用于对电 磁铁提供电力的电气电路的故障时，通过永久磁铁的磁力，就能够确保电 动机的动力。另外，即使采用了磁力比较小的永久磁铁，也可以利用电磁 铁线圈的磁力来补给，以适当地进行励磁，所以通过使用这样的永久磁铁， 不用进行前述部件间的接触防止操作，就能够容易地进行装配操作。
第7形态发明的特征是在第5或6形态所述的电动机1、 20、 30、 40、 60、 100中，还具有调整电磁铁的磁力的磁力调整单元(ECU17)。
当第1软磁体及第2软磁体相对于第1电枢及第2电枢分别移动时，
14如前所述，在第1及第2电枢中产生感应电动势。此时的第1电枢的感应 电动势，随着第1磁极的磁力越强、第1软磁体的移动速度越高而越大， 第2电枢的感应电动势，随着第2磁极的磁力越强、第2软磁体的移动速 度越高而越大。
一般，动力大的电动机，其励磁的磁力非常强，所以即使在低负载时 不需要大的动力的情况下，也会产生大的感应电动势，这样导致效率非常
低。本发明调整了第1及第2磁极的磁力。因此例如，在高负载时需要大 的动力的情况下，通过增强第1及第2磁极的磁力，来增强前述的第l及 第2磁力线所产生的磁力，由此能够充分地获得动力。另外，在低负载时 不需要大的动力的情况下，可通过降低第l及第2磁极的磁力，来降低第 1及第2电枢中的感应电动势，所以能够提高效率。尤其，在高速驱动第 3及第6部件的情况下，在第1及第2电枢中产生非常大的感应电动势， 所以通常为了能够高速驱动而降低该感应电动势，所以对第1及第2电枢 供给用于减弱励磁的电流(以下称为「励磁减弱电流」)。根据本发明，如 上所述可降低第1及第2电枢中的感应电动势，所以能够降低励磁减弱电 流，还能够提高高速驱动时的效率。
第8形态发明的特征是在第1至7的任一形态所述的电动机1、 20、 30、 40、 60、 100中，采用三相励磁绕组(线圈5c、 24c)来作为在第1及第 2电枢列中应用的绕组。
根据该结构，使用一般的三相励磁绕组来作为第1及第2电枢列用的 绕组，所以不用准备特别的励磁绕组，这样能够容易且廉价地构成电动机。
第9形态发明的特征是在第1至8的任一形态所述的电动机1、 20、 30、 100中，第1及第2电枢列由相互共用的单个电枢列(第2定子5，定 子24)构成，第1及第4部件(箱体2)构成相互一体，第2及第5部件(箱体 2，第1轴21)构成为相互一体，第3及第6部件(轴3，第2轴22，可动 板34)构成为相互一体。
根据该结构，由相互共用的单个电枢列来构成第1及第2电枢列，并 且分别相互一体地构成第1及第4部件、第2及第5部件、第3及第6部 件。因此，与分别构成第1及第2电枢列、并且使用第1 第6这六个部 件的情况相比，可削减部件数，由此，能够削减制造成本，并且使电动机小型化。
第IO形态发明的特征是在第1至9的任一形态所述的电动机1、 20、
40、 60、 100中，第1电枢的磁极、第1磁极及第1软磁体的数量被设定 为相互相同，第2电枢的磁极、第2磁极及第2软磁体的数量被设定为相 互相同。
根据该结构，第1电枢磁极、第1磁极及第1软磁体的数量被设定为 相互相同。由此，在多个第1电枢磁极、第1软磁体及第1磁极的全部中 可适当产生前述的第l磁力线。同样，第2电枢磁极、第2磁极及第2软 磁体的数量被设定为相互相同，所以在多个第2电枢磁极、第2软磁体及 第2磁极的全部中可适当地产生前述的第2磁力线。由此，能够充分地获 得电动机的动力。
第11形态发明的特征是在第1至10的任一形态所述的电动机1、20、 40、 60、 100中，电动机是旋转机。
根据该结构，在旋转机中可获得第1至10的任一形态所述的效果。 第12形态发明的特征是在第1至9的任一形态所述的电动机30、 100 中，电动机是直线电动机。
根据该结构，在直线电动机中可获得第1至9的任一形态所述的效果。 第13形态发明的特征是在第1至12的任一形态所述的电动机1、20、 30、 40、 60中，还具有第1相对位置关系检测装置(旋转位置传感器50， 第1旋转位置传感器50a，第2旋转位置传感器50b，位置传感器50c，第 1旋转位置传感器50d，第1旋转位置传感器91 ，第2旋转位置传感器92， ECU17)，其检测第1部件、第2部件及第3部件的相对位置关系；第2 相对位置关系检测装置(旋转位置传感器50，第1旋转位置传感器50a，第 2旋转位置传感器50b，位置传感器50c，第2旋转位置传感器50e，第1 旋转位置传感器91，第2旋转位置传感器92， ECU17)，其检测第4部件、 第5部件及第6部件的相对位置关系；以及控制装置(ECU17)，其根据检 测出的第1 第3部件的相对位置关系及第4 第6部件的相对位置关系 来控制第1及第2移动磁场(图4 图6，图15及图16)。
根据该结构，由第1相对位置关系检测装置来检测第1 第3部件这 3者的相对位置关系，并且由第2相对位置关系检测装置来检测第4 第6
16部件这3者的相对位置关系。另外，根据检测出的第1 第3部件这3者
的相对位置关系及第4 第6部件这3者的相对位置关系，通过控制装置 来控制第1及第2移动磁场。由此，可以使前述第1及第2磁力线产生的 磁力适当作用于第1及第2磁极及第1及第2软磁体，这样能够确保电动 机适当的动作。
第14形态发明的特征是在第1至12的任一形态所述的电动机1、20、 30、 40、 60、 100中，还具有控制装置(ECU17)，其控制第1及第2移动 磁场，以使第1移动磁场、第2部件及第3部件的速度(磁场旋转速度V0， 磁场电气角速度coMF，第1轴旋转速度VI，第2轴旋转速度V2，第1 转子电气角速度"el，第2转子电气角速度"e2)相互满足共线关系、且 第2移动磁场、第5部件及第6部件的速度(磁场旋转速度V0，磁场电气 角速度"MF，第1轴旋转速度VI，第2轴旋转速度V2，第1转子电气 角速度"el，第2转子电气角速度"e2)相互满足共线关系。
根据该结构，通过控制装置来控制第1及第2移动磁场，以使第1移 动磁场、第2部件及第3部件的速度相互满足共线关系、且第2移动磁场、 第5部件及第6部件的速度相互满足共线关系。如前所述，利用第1电枢 磁极、第1软磁体及第1磁极之间的第1磁力线所产生的磁力、和第2电 枢磁极、第2软磁体及第2磁极之间的第2磁力线所产生的磁力来驱动各 部件，所以在电动机动作中，在第l移动磁场、第2部件及第3部件的速 度之间共线关系成立，并且在第2移动磁场、第5部件及第6部件的速度 之间共线关系成立。因此，控制第1及第2移动磁场，以如上所述地满足 该共线关系，由此能够确保电动机适当的动作。
第15形态发明的特征是在第1至12的任一形态所述的电动机1、20、 30、 40、 60、 100中还具有相对位置关系检测装置(第1旋转位置传感器 105，第2旋转位置传感器106， ECU17)，其相互连结第1及第4部件， 并检测第1部件、第2部件及第3部件的相对位置关系、和第4部件、第 5部件及第6部件的相对位置关系的一方；以及控制装置(ECU17)，其根 据检测出的一方的相对位置关系(第1转子电气角6el，第2转子电气角 e e2)来控制第1及第2移动磁场。
根据该结构，除了分别相互连结第2部件和第5部件、以及第3部件和第6部件之外，还相互连结第1部件和第4部件。另外，通过相对位置 关系检测装置，来检测第1 第3部件这三者的相对位置关系(以下称为「第
1相对位置关系」)、或第4 第6部件这三者的相对位置关系(以下称为「第 2相对位置关系」)。而且，根据检测出的第1或第2相对位置关系，由控 制装置来控制第1及第2移动磁场。在本发明中，由于如上所述地连结各 部件，所以能够经由检测出的第1相对位置关系及第2相对位置关系的一 方来掌握另一方。因此，与第13形态的情况同样，可确保电动机适当的 动作。另外，相对位置关系检测装置只有一个，所以与适用第1及第2相 对位置关系检测装置的第13形态的情况比较，可削减部件数，由此，能 够削减制造成本削减，并且使电动机小型化。
第16形态发明的特征是在第15形态所述的电动机1、 20、 30、 40、 60、 100中，相对位置关系检测装置检测第2及第3部件相对于第1部件 的的电角度位置、或第5及第6部件相对于第4部件的电角度位置，来作 为一方的相对位置关系，控制装置根据检测出的第3或第6部件的电角度 位置(第2转子电气角e e2)2倍的值和检测出的第2或第5部件的电角度 位置(第l转子电气角6el)的偏差，来控制第l及第2移动磁场。
例如，当在以下条件(a) (c)下构成了本发明的电动机时，与第1 第 3部件相当的等价电路如图25所示，与第4 第6部件相当的等价电路如 图26所示。
(a) 电动机是旋转机，第1及第2电枢是U相 W相的三相线圈；
(b) 第2部件相对于第1部件的电角度位置和第5部件相对于第4部件 的电角度位置相互偏移n，作为电气角；
(c) 第1及第2软磁体的电角度位置相互偏移n /2来作为电气角。 在此情况下，当第1及第2磁极的磁力相互相等时，以如下公式(l)
来表示电动机的电压方程式。另外，以下对其进行详细的叙述。数1<formula>formula see original document page 19</formula>
(1)
这里，Vu、 Vv及Vw分别是U相 W相的线圈的电压，Ru、 Rv及 Rw分别是U相 W相的线圈的电阻，Lu、 Lv及Lw分别是U相 W 相的线圈的自感。另外，Muv是U相线圈和V相线圈之间的相互电感， Mvw是V相线圈和W相线圈之间的相互电感，Mwu是W相线圈和U相 线圈之间的相互电感，s是微分运算符即d/dt。而且，Iu、 Iv、 Iw分别是 流入U相 W相的线圈的电流，^FA是经由第1软磁体通过各相线圈的 第1磁极的磁通的最大值、或者是经由第2软磁体通过各相线圈的第2磁 极的磁通的最大值。另外，0E1是第2部件相对于第1部件的电角度位 置、或者第5部件相对于第4部件的电角度位置，e E2是第3部件相对 于第1部件的电角度位置、或第6部件相对于第4部件的电角度位置(为了 方便，在图25及图26中，将6E2作为第3部件的电角度位置来图示)。 而且，"E1是e El的时间微分值、即第2部件或第5部件的电气角速度， "E2是8E2的时间微分值、即第3部件或第6部件的电气角速度。
另一方面，图27示出一般的一转子类型的无刷直流电动机的等价电 路。该无刷直流电动机的电压方程式以如下公式(2)来表示。数2
<formula>formula see original document page 19</formula>
(2)
这里，wf是通过各相线圈的转子的磁极的磁通的最大值，ee是转子相对于定子的电角度位置，coe是8e的时间微分值、即电气角速度。
比较这些公式(1)公式(2)可知，在本发明的电动机的电压方程式中当分 别将(2 9E2—9E1)置换为6e，将(2"E2—"E1)置换为"e时，与一般 的无刷直流电动机的电压方程式相同。由此，为了使本发明的电动机动作， 可将第1及第2移动磁场相对于第1及第4部件的矢量的各个电角度位置 置换为由(2eE2—9E1)表示的电角度位置、即由第3部件的电角度位置 的2倍的值和第2部件的电角度位置的偏差或者第6部件的电角度位置的 2倍的值和第5部件的电角度位置的偏差来表示的电角度位置。另外，上 述情况是否成立与极数或线圈的相数无关，并且如第12形态发明那样即 使将电动机作为直线电动机来构成的情况下也同样成立。
根据本发明，检测第2部件及第3部件相对于第1部件的电角度位置， 或者第5部件及第6部件相对于第4部件的电角度位置。另外，根据第3 部件的电角度位置的2倍的值和第2部件的电角度位置的偏差、或者第6 部件的电角度位置的2倍的值和第5部件的电角度位置的偏差，来控制第 1及第2移动磁场，所以在上述条件(a) (c)下能够确保电动机适当的动作。 另外例如，为了控制电动机的转矩及转速，而按照第1 第6部件以 实验的方式求出表示转矩、转速和电压的关系的图，在根据这样的图来控 制第1及第2移动磁场的情况下，由于必须按照第1 第6部件来准备图， 所以该控制变得非常复杂，结果，产生控制装置的存储器及运算负荷增大 等这样的不便。根据本发明，以实验的方式求出表示与转速相关的一个参 数、转矩和电压的关系的图，该参数由上述电角度位置的偏差来表示，可 根据这样的图来控制第1及第2移动磁场，所以与上述的情况不同，不需 要按照第1 第6部件来准备图，并且该控制非常容易，这样能够削减控 制装置的存储器、及降低运算负荷。


图1是本发明第1实施方式的电动机的沿径方向的剖面图。 图2是在第1及第2旋转磁场产生时表示在图1的A—A线位置沿周 方向剖开的剖面一部分的展开图。
图3是在与图2不同的第1及第2旋转磁场产生时表示在图1的A—
20A线位置沿周方向剖开的剖面一部分的展开图。 图4是用于说明图1的电动机动作的图。 图5是用于说明图4的继续动作的图。 图6是表示在图1的电动机动作中构成的磁路的图。
图7是示意地表示第1驱动力、第2驱动力以及轴转矩的关系的图。 图8是相互连结的两个电动机的沿径方向的剖面图。 图9是第1实施方式中第1变形例的电动机的沿径方向的剖面图。 图IO是第1实施方式中第2变形例的电动机的沿径方向的剖面图。 图11是第2实施方式的电动机的沿径方向的剖面图。 图12是在第1及第2旋转磁场发生时表示在图11的B —B线位置沿 周方向剖开的剖面一部分的展开图。
图13是表示与图12展开图的结构功能上相同的结构的图。 图14是表示磁场旋转速度、第1轴旋转速度及第2轴旋转速度的关 系的速度曲线图，其中(a)表示在固定了第1轴的情况下的图；(b)表示在固 定了第2轴的情况下的图；(c)表示在第1轴及第2轴与第1及第2旋转磁 场同方向旋转的情况下的图；(d)表示相对于第1及第2旋转磁场，第1轴 反方向旋转、第2轴顺方向旋转的情况下的图。
图15是用于说明在固定了第2轴的情况下的图11的电动机动作的图。
图16是用于说明图15的继续动作的图。
图17是第3实施方式的电动机的正面剖面图。
图18是图17的电动机的平面图。
图19是第4实施方式的电动机的沿着径方向的剖面图。
图20是第5实施方式的电动机的概括图。
图21是表示第6实施方式的电动机等的框图。
图22是表示相当于第1永久磁铁及第1铁心、定子的等价电路的图。 图23是表示相当于第2永久磁铁及第2铁心、定子的等价电路的图。 图24是表示磁场电角速度、第1及第2转子电气角速度的关系的一 例的速度曲线图。
图25是表示相当于第1 第3部件的等价电路的图。 图26是表示相当于第4 第6部件的等价电路的图。
21图27是表示一般的无刷直流电动机的等价电路的图。
具体实施例方式
以下， 一边参照附图一边对本发明的优选实施方式进行说明。另外， 在用于说明以下叙述的实施方式的附图中为了方便而省略剖面线。图l表
示本发明第1实施方式的电动机1。如该图所示，电动机1具有箱体2、 轴3、在箱体2内设有的第1 第3定子4 6、以及第1及第2转子7、 8。 第2定子5配置在箱体2内的中央，第l及第2转子7、 8被配置为在第2 定子5的两侧存在规定的间隔且相互对置，第1及第3定子4、 6被配置 为在第1及第2转子7、 8的外侧存在规定的间隔且相互对置。
箱体2—体地具有圆筒状的圆周壁2a、以及在圆周壁2a两端设有 的相互对置的侧壁2b及2c。侧壁2b及2c是在中央分别具有孔2d及2e 的卜"一于'乂板状的侧壁，侧壁2b、 2c的外径与圆周壁2a的外径相等。另 外，圆周壁2a、侧壁2b及2c被配置为相互同心状。而且，在上述孔2d 及2e中分别安装有轴承9、 10，在这些轴承9、 10上旋转自如地支撑轴3。 另外，轴3由于推力轴承(未图示)而在轴线方向上几乎不能移动。
第1定子4具有2n个第1电磁铁4a。各第1电磁铁4a由在轴3的轴 线方向(以下，仅称为「轴线方向」)上稍微延伸的圆柱状的铁芯4b和环绕 铁芯4b的线圈4c等构成。另外，在箱体2的圆周壁2a的内周面的侧壁 2b侧的端部经由环状固定部4d而安装有第1电磁铁4a，并且在箱体2的 侧壁2b上安装有铁芯4b的一端部。此外，如图2所示，第1电磁铁4a 被配置为在轴3的周方向(以下，仅称为「周方向」)上以规定的螺距P安 装等间隔排列。
另外，各第1电磁铁4a与可变电源15连接。可变电源15组合了由 变换器等组成的电气电路和电池，并与后述的ECU17连接。此外，第1 电磁铁4a可构成为当由可变电源15供给电力时在邻接的各两个铁芯4b 中产生互不相同极性的磁极(参照图2)。以下，将第1电磁铁4a的磁极 称为「第1磁极」。
另外，在本实施方式中，箱体2相当于第1、第2、第4及第5部件， 轴3相当于第3及第6部件，第1定子4相当于第1磁极列，第l电磁铁4a相当于第1磁极，ECU17相当于磁力调整单元、第1相对位置关系检 测装置、第2相对位置关系检测装置及控制装置。
第2定子5随着电力的供给而产生旋转磁场，并具有3n个电枢5a。 各电枢5a由在轴线方向上稍微延伸的圆柱状的铁芯5b、在铁芯5b上集中 环绕的线圈5c等构成，3n个线圈5c构成n组U相、V相及W相的3相 线圈。另外，电枢5a经由环状的固定部5d安装在圆周壁2a的内周面的 中央部，在周方向以等间隔进行排列。此外，电枢5a及第1电磁铁4a被 配置为具有相互相同极性的相隔一个的第1电磁铁4a的中心与相隔两个 的电枢5a的中心位于周方向相同的位置。在本实施方式中，具有U相线 圈5c的各电枢5a的中心与具有N极的各第1电磁铁4a的中心位于相同的 位置(参照图2)。
另外，各电枢5a与可变电源16连接。该可变电源16组合了由反相 器等组成的电气电路和电池，并与ECU17连接。而且，电枢5a构成为当 由可变电源16供给电力时在铁芯5b的第1定子4侧及第3定子6侧的端 部产生互不相同极性的磁极，随着这些磁极的发生，在第1定子4之间及 第3定子6之间分别发生在周方向上旋转的第1及第2旋转磁场。以下， 分别将在铁芯5b的第1及第3定子4、 6侧的端部发生的磁极称为「第1 电枢磁极」及「第2电枢磁极」。另外，这些第1及第2电枢磁极的数量 分别与第l电磁铁4a的磁极的数量相同即2n。
第3定子6具有与第1电磁铁4a等数量即2n个第2电磁铁6a，各第 2电磁铁6a由在轴线方向上稍微延伸的圆筒状的铁芯6b、在铁芯6b上环 绕的线圈6c等构成。另外，第2电磁铁6a经由环状的固定部6d安装到 圆周壁2a的内周面的侧壁2c侧的端部，铁芯6b的一端部安装到侧壁2c 上。而且，第2电磁铁6a被配置为在周方向上以等间隔排列、且其中心 与第1电磁铁4a的中心以及具有U相线圈5c的电枢5a的中心位于周方 向的相同位置(参照图2)。
另外，第2电磁铁6a与可变电源15连接。而且，第2电磁铁6a构 成为，在由可变电源15供给电力时，邻接的各两个第2电磁铁6a的磁极 的极性互不相同，且各第2电磁铁6a的磁极的极性与配置在周方向的相 同位置上的各第1电磁铁4a的第1磁极的极性相同(参照图2)。以下，将第2电磁铁6a的磁极称为「第2磁极」。
另外，在本实施方式中，第2定子5相当于第1及第2电枢列，电枢 5a相当于第l及第2电枢，线圈5c相当于3相励磁绕组，第3定子6相 当于第2磁极列，第2电磁铁6a相当于第2磁极。
第1转子7具有与第1电磁铁4a等数量即2n个第1铁心7a，各第1 铁心7a为层叠有软磁体、例如多个钢板的圆柱状的铁心，并在轴线方向 上稍微延伸。第1铁心7a被安装到与轴3 —体地设计为同心状的圆板状 的法兰7b的外端部，可与轴3—体地自由旋转。另外，第l铁心7a在周 方向上以等间隔进行排列。
第2转子8具有与第1电磁铁4a等数量即2n个第2铁心8a，各第2 铁心8a与第1铁心7a同样，都为层叠有软磁体、例如多个钢板的圆柱状 的铁心，并在轴线方向上稍微延伸。第2铁心8a被安装到与轴3 —体地 设计为同心状的圆板状的法兰8b的外端部，可与轴3 —体地自由旋转。 另外，第2铁心8a在周方向上以等间隔与第1铁心7a互不相同地进行排 列，其中心相对于第1铁心7a的中心偏移规定螺距P的半螺距P/2。
另外，在本实施方式中，第1及第2转子7、 8相当于第1及第2软 磁体列，第l及第2铁心7a、 8a相当于第1及第2软磁体。
另外，在电动机1上设有旋转位置传感器50(第1相对位置关系检测 装置，第2相对位置关系检测装置)，该旋转位置传感器50将表示轴3的 旋转位置(以下称为「轴旋转位置」)的检测信号输出至ECU17。
ECU17用于控制电动机1，其通过由I/0接口、 CPU、 RAM及ROM 等组成的个人计算机而构成。另外，ECU17相应于己输入的轴旋转位置， 求出电枢5a、第1及第2电磁铁4a、 6a和第1及第2铁心7a、 8a的相对 位置关系，并且根据该位置关系来控制对电枢5a的三相线圈5c的通电， 由此来控制第1及第2旋转磁场。而且，ECU17根据轴旋转位置来计算轴 3的旋转速度(以下称为「轴旋转速度」)。
此外，ECU17根据轴旋转速度、对电枢5a、第1及第2电磁铁4a、 6a供给的电力，来计算电动机l的负载，并且根据已算出的负载，来控制 对电枢5a、第l及第2电磁铁4a、 6a供给的电流。从而，控制第1及第2 电枢磁极和第1及第2磁极的磁力、第1及第2旋转磁场的旋转速度。此时，已算出的负载越高，则第1及第2电枢磁极和第1及第2磁极的磁力 越强。另外，在低负载运转中，轴旋转速度越高，则第1及第2电枢磁极 和第l及第2磁极的磁力越弱。
以上结构的电动机1如图2所示在产生第1及第2旋转磁场之中，当
各第1电枢磁极的极性和与其对置的(最近的)各第1磁极的极性不同时，
各第2电枢磁极的极性和与其对置的(最近的)各第2磁极的极性相同。另 夕卜，当各第1铁心7a位于各第1磁极和各第1电枢磁极之间时，各第2 铁心8a位于在周方向上邻接的各两组第2电枢磁极及第2磁极之间。而 且，如图3所示，在产生第1及第2旋转磁场之中，当各第2电枢磁极的 极性和与其对置的(最近的)各第2磁极的极性不同时，各第l电枢磁极的 极性和与其对置的(最近的)各第1磁极的极性相同。另外，在各第2铁心 8a位于各第2磁极和各第2电枢磁极之间时，各第1铁心7a位于在周方 向上邻接的各两组第1电枢磁极及第1磁极之间。另外，在图2及图3中 为了方便而省略图示了轴3以及法兰7a、 8a等。
接着，参照图4及图5对上述电动机1的动作进行说明。另外，为了 便于说明，而将第l及第2旋转磁场的动作置换为与其等价的、和第l及 第2电磁铁4a、 6a等数量的2n个虚拟永久磁铁(以下称为「虚拟磁铁」)18 的物理性动作进行说明。另外，将虚拟磁铁18的第1及第3定子4、 6侧 的磁极作为第1及第2电枢磁极进行说明，将分别在与第1定子4之间及 与第3定子6之间产生的旋转磁场作为第1及第2旋转磁场进行说明。
首先，如图4(a)所示，根据各第1铁心7a与各第1电磁铁4a对置、 并且各第2铁心8a位于邻接的各两个第2电磁铁6a之间的状态，产生第 l及第2旋转磁场，使其沿该图的下方旋转。在产生第1及第2旋转磁场 开始时，使各第1电枢磁极的极性和与其对置的各第1磁极的极性不同， 并且使各第2电枢磁极的极性和与其对置的各第2磁极的极性相同。
第l铁心7a被配置在第l及第2定子4、 5之间，所以通过第l磁极 及第1电枢磁极进行磁化，并且在第1磁极、第1铁心7a及第1电枢磁 极之间产生磁力线(以下称为「第1磁力线」)Gl。同样，第2铁心8被配 置在第2及第3的定子5、 6之间，所以通过第2电枢磁极及第2磁极进 行磁化，并且在第1电枢磁极、第2铁心8a及第2磁极之间产生磁力线(以
25下「第2磁力线」)G2。
在如图4(a)所示状态下，产生第1磁力线Gl，使其连接第1磁极、第 1铁心7a及第1电枢磁极，产生第2磁力线G2，使其连接在周方向上邻 接的各两个第2电枢磁极和位于两者之间的第2铁心8a，另外还连接在周 方向上邻接的各两个第2磁极和位于两者之间的第2铁心8a。结果，在该 状态下，构成如图6(a)所示的磁路。在该状态下，第1磁力线Gl是直线 状，由此在第1铁心7a中未作用如使其在周方向上旋转的磁力。另外， 在周方向上邻接的各两个第2电枢磁极和第2铁心8a之间的两个第2磁 力线G2的弯曲程度及总磁通量相互相等，同样，在周方向上邻接的各两 个第2磁极和第2铁心8a之间的两个第2磁力线G2的弯曲程度及总磁通 量也相互相等，保持均衡。因而，在第2铁心8a中也未作用如使其在周 方向上旋转的磁力。
然后，当虚拟磁铁18从图4(a)所示的位置向图4(b)所示的位置旋转时， 产生如连接第2电枢磁极、第2铁心8a及第2磁极这样的第2磁力线G2， 并且第l铁心7a和第l电枢磁极之间的第1磁力线G1称为已弯曲的状态。 另外，伴随于此，通过第l及第2磁力线来构成如图6(b)所示的磁路。
在该状态下，虽然第1磁力线Gl的弯曲程度小，但由于其总磁通量 多，所以比较强的磁力作用于第1铁心7a。从而，在虚拟磁铁18的旋转 方向、即第1及第2旋转磁场的旋转方向(以下称为「磁场旋转方向」)上 以比较大的驱动力来驱动第1铁心7a，结果，轴3在磁场旋转方向上旋转。 另外，虽然第2磁力线G2的弯曲程度大，但由于其总磁通量少，所以比 较弱的磁力作用于第2铁心8a，由此，在磁场旋转方向上以比较小的驱动 力来驱动第2铁心8a，结果，轴3在磁场旋转方向上旋转。
然后，当虚拟磁铁18从图4(b)所示的位置向图4(c)、 (d)及图5(a)、 (b) 所示的位置顺次旋转时，分别通过由第1及第2磁力线G1、 G2产生的磁 力在磁场旋转方向上驱动第1及第2铁心7a、 8a，结果，轴3在磁场旋转 方向上旋转。其间，虽然第1磁力线G1的弯曲程度变大，但由于其总磁 通量变少，而使作用于第1铁心7a的磁力缓缓变弱，从而以磁场旋转方 向驱动第1铁心7a的驱动力缓缓变小。另外，虽然第2磁力线G2的弯曲 程度变小，但由于其总磁通量变多，而使作用于第2铁心8a的磁力缓缓变强，从而以磁场旋转方向驱动第2铁心8a的驱动力缓缓变大。
并且，在虚拟磁铁18从图5(b)所示的位置向图5(c)所示的位置旋转的 期间，第2磁力线G2称为弯曲的状态，并且其总磁通量成为接近最多的 状态，结果，最强的磁力作用于第2铁心8a，作用于第2铁心8a的驱动 力成为最大。然后，如图5(c)所示，虚拟磁铁18旋转规定的螺距P，由此 当虚拟磁铁18向与第l及第2电磁铁4a、 6a对置的位置移动时，相互对 置的第1电枢磁极及第1磁极成为相互相同的极性，第1铁心7a位于在 周方向上邻接的两组相同极性的第1电枢磁极及第1磁极之间。在该状态 下，虽然第l磁力线的弯曲程度大，但由于该总磁通量少，从而在第l铁 心7a上未作用如使其沿磁场旋转方向旋转的磁力。另外，相互对置的第2 电枢磁极及第2磁极为互不相同的极性。
当虚拟磁铁18在该状态下进一步旋转时，通过第1及第2磁力线Gl、 G2所产生的磁力，将第l及第2铁心7a、 8a向磁场旋转方向驱动，轴3 以磁场旋转方向进行旋转。此时，在虚拟磁铁18旋转到图4(a)所示的位 置时，与以上相反，虽然第1磁力线G1的弯曲程度变小，但是由于其总 磁通量变多而使作用于第1铁心7a的磁力变强，从而作用于第1铁心7a 的驱动力变大。相反，虽然第2磁力线G2的弯曲程度变大，但由于其总 磁通量变少而使作用于第2铁心8a的磁力变弱，从而作用于第2铁心8a 的驱动力变小。
如上所述，随着虚拟磁铁18的旋转、即第1及第2旋转磁场的旋转， 分别作用于第1及第2铁心7a、 8a的驱动力反复交互变大或变小的状态， 同时轴3以磁场旋转方向进行旋转。此时，作用于第1及第2铁心7a、 8a 的驱动力(以下分别称为「第1驱动力」「第2驱动力」)TRQ7a、 TRQ8a、 轴3的转矩(以下称为「轴转矩」)TRQ3的关系为图7所示。如该图所示， 第1及第2驱动力TRQ7a、 TRQ8a在相同的周期内变化为大致正弦波状， 相位相互偏移半个周期。另外，在轴3上连结第1及第2铁心7a、 8a，所 以轴转矩TRQ3为使如上所述变化的第1及第2驱动力TRQ7a、 TRQ8a 相加所得的量，几乎恒定。
另外，比较图4(a)和图5(b)可知，随着虚拟磁铁18旋转规定螺距P， 第1及第2铁心7a、 8a仅旋转规定螺距P的1/2，轴3以第1及第2旋转
27磁场的旋转速度的1/2速度进行旋转。这是因为，通过第1及第2磁力线
Gl、 G2所产生的磁力的作用，使第l及第2铁心7a、 8a在保持分别位于 由第1磁力线G1连接的第1磁极和第1电枢磁极的中间、以及由第2磁 力线G2连接的第2磁极和第2电枢磁极的中间的状态的同时，进行旋转。
另外，在第1及第2旋转磁场的旋转中，第1及第2铁心7a、 8a通 过第1及第2磁力线Gl、 G2所产生的磁力来进行旋转，因此相对于第1 及第2旋转磁场，以稍微延迟的状态进行旋转。所以，在第1及第2旋转 磁场的旋转中，当虚拟磁铁18位于图5(c)所示的位置时，第1及第2铁 心7a、 8a实际上成为相比于图5(c)所示的位置稍微位于与磁场旋转方向相 反方向(该图的上方)的状态，为了便于理解上述的旋转速度，在图5(c)中， 第l及第2铁心7a、 8a被示为图中的位置。
如上所述，根据本实施方式，可相应于轴旋转位置来改变第1及第2 铁心7a、 8a的磁化状态，并使轴3不产生滑动地进行旋转，由于与前述 的现有电动机不同，作为同步机来发挥作用，所以能够提高效率。另外， 第1电枢磁极、第1磁极及第1铁心7a的数量被设定为相互相同，所以 在全部第1电枢磁极、第1磁极及第1铁心7a中，可适当产生第1磁力 线G1。而且，第2电枢磁极、第2磁极及第2铁心8a的数量被设定为相 互相同，所以在全部第2电枢磁极、第2磁极及第2铁心8a中可适当产 生第2磁力线G2。由此，可以充分地获得电动机l的转矩。
另外，因为电枢5a、第l及第2电磁铁4a、 6a固定在箱体2上，所 以与例如构成为使这些可旋转的情况不同，不需要用于对电枢5a、第1及 第2电磁铁4a、 6a提供电力的集电环。从而，可使电动机1相应地小型 化，并且不产生集电环以及电刷的接触电阻的发热，从而可以进一步提高 效率。
此外，由于使层叠有钢板的第l及第2铁心7a、 8a旋转，所以与使 强度比较低的永久磁铁旋转的情况相比，可提高耐久性。
此外，因为采用第l及第2电磁铁4a、 6a，所以与使用大磁力的永久 磁铁的情况不同，不用进行前述的部件间的接触防止操作，从而能够容易 地进行电动机1的装配操作。另外，在通过不对电枢5a提供电力地输入 动力来驱动轴3时，与使用永久磁铁作为第1及第2电磁铁4a、 6a的情况不同，可通过停止对第1及第2电磁铁4a、 6a的通电，来防止产生由 两者4a、 6a的磁力而引起的损失。而且，在没有对电枢5a提供电力的状 态下，当对轴3输入了大的动力时，停止向第1及第2电磁铁4a、 6a的 通电，将两者4a、 6a的磁力大致控制为值0，由此能够防止在电枢5a中 产生大的感应电动势，从而可以防止电枢5a及可变电源16等的损伤。
另外，电动机1的负载越高，越通过ECU17来增强第1及第2电磁 铁4a、 6a的磁力。因此，当在高负载时需要大的输出的情况下，增强第1 及第2电磁铁4a、 6a的磁力，所以通过增强前述第1及第2磁力线Gl、 G2所产生的磁力，可以充分地获得输出。另外，当在低负载时不需要大 的输出的情况下，减弱第1及第2电磁铁4a、 6a的磁力，所以能够降低 电枢5a中的感应电动势，从而，可以使效率提高。而且，因为轴旋转速 度越高，第1及第2电枢磁极和第1及第2磁极的磁力越弱，所以在高速 旋转时可降低由电枢5a所供给的励磁弱电流，这样能够提高效率。
另外，采用一般的U相、V相及W相的三相线圈5c，所以不用准备 特别的励磁绕组，就能够容易且廉价地构成电动机1。此外，由单个第2 定子5来构成产生第1及第2旋转磁场的定子，将第1 第3定子4 6 安装到单个圆周壁2a上，并且将第1及第2转子7、 8安装到单个轴3上。 从而，由两个定子来构成产生第l及第2旋转磁场的定子，并且与分别将 第1 第3定子4 6、第1及第2转子7、 8安装到其他部件的情况相比， 可削减部件数，由此，能够削减制造成本并且使其小型化。
另外，求出电枢5a、第l及第2电磁铁4a、 6a和第1及第2铁心7a、 8a的相对位置关系，并且根据该位置关系来控制第1及第2旋转磁场。而 且，由在箱体2上固定有第l及第2电磁铁4a、 6a (速度=0)的情况、和 轴3以第1及第2旋转磁场的旋转速度的1/2速度进行旋转的情况可知， 第1及第2旋转磁场的旋转速度被控制为在箱体2及轴3之间满足共线关 系。由此，能够确保电动机l适当的动作。
此外，配置第1 第3定子4 6、第1及第2转子7、 8，使其沿轴线 方向排列，所以能够縮小电动机1的径方向尺寸。
另外例如，在通过连结使用多个电动机l来提高输出的情况下，如图 8所示，可将第3定子6作为第1定子4共用，所以与直接连结多个电动
29机1的情况相比，能够紧凑地构成。
另外，在本实施方式下，根据电枢5a、第l及第2电磁铁4a、 6a和 第1及第2铁心7a、 8a的相对位置关系来进行第1及第2旋转磁场的控 制，不过也可以根据箱体2或第1 第3定子4 6的任意部位和轴3或第 l及第2转子7、 8的任意部位的相对位置关系来进行。
图9示出第1实施方式的第1变形例。在该第1变形例中，第1及第 2电磁铁4e、 6e具有可使其铁芯4b、 6b磁化的永久磁铁4f及6f。这些永 久磁铁4f及6f的一个面被安装到铁芯4b、 6b上，另一个面与第1及第2 转子7、 8对置。另外，永久磁铁4f及6f的极性在周方向相同的位置上彼 此间为相同极性，在周方向上邻接的各两个极性为互不相同。从而，可同 样地获得上述第1实施方式的效果。
另外，即使在产生第l及第2电磁铁4e、 6e的线圈4c、 6c的断线及 可变电源15的故障时，也能够通过永久磁铁4f、 6f的磁力来确保电动机 1的输出。此外，即使采用比较小的磁力的永久磁铁4f、 6f，还可以通过 线圈4c、 6c的磁力来补给，适当地进行励磁，所以通过采用这样的永久 磁铁4f、 6f，可不进行前述的部件间的接触防止操作，从而能够容易地进 行电动机1的装配操作。另外，在该第1变形例中，第1及第2电磁铁4e、 6e相当于第1及第2磁极。
图10示出第1实施方式的第2变形例。在该第2变形例中设有第1 及第2永久磁铁4g、 6g来取代第1及第2电磁铁4a、 6a。第1及第2永 久磁铁4g、 6g与第l及第2电磁铁4a、 6a同样地进行配置，所以能够同 样地取得第1实施方式的效果。另外，与第1实施方式及第1变形例不同， 不需要可变电源15及线圈4c。从而，可以使电动机1小型化，并且能够 使结构简单化。另外，在该第2变形例中，第1及第2永久磁铁4g、 6g 相当于第1及第2磁极。
接着， 一边参照图ll， 一边对本发明第2实施方式的电动机20进行 说明。前述的第1实施方式的电动机1是在轴方向上配置有第1定子4等 的类型，与此相对，本实施方式的电动机20是在径方向上配置有定子等 的类型。在该图内，在电动机20的构成要素中，对与前述第1实施方式 的电动机l相同的结构标注相同符号。以下，以与第l实施方式不同的点为中心进行说明。
如图11所示，电动机20具有第1轴21及第2轴22，其分别被旋 转自如地支撑在轴承9及IO上；第1转子23，其被设置在箱体2内；定
子24，其被设置在箱体2内，使其与第1转子23对置；以及第2转子25， 其以在两者23、 24之间存在规定间隔的状态进行设置。在第1轴21的径 方向上从内侧开始按顺序排列第1转子23、第2转子25及定子24。另外， 第1及第2轴21、 22被配置为同心状，并且通过推力轴承(未图示)，使第 l及第2轴21、 22在其轴线方向上几乎不能移动。
第1转子23具有2n个第1永久磁铁23a及第2永久磁铁23b，第1 及第2永久磁铁23a、23b分别在第1轴21的周方向(以下仅称为「周方向」) 上以等间隔进行排列。各第1永久磁铁23a中，与第1轴21的轴线方向(以 下仅称为「轴线方向」)正交的剖面为扇形状，并在轴线方向上稍微延伸。 各第2永久磁铁23b，第1永久磁铁23a相同形状及尺寸有。另外，第l 及第2永久磁铁23a、 23b以在轴线方向上排列、并相互连接的状态安装 到环状的固定部23c的外周面。固定部23c由软磁体例如铁构成，其内周 面被安装到与第1轴21 —体同心状地设置的圆板状的法兰23d的外周面。 通过以上结构，第1及第2永久磁铁23a、 23b与第1轴21—体地自由旋 转。
另外，如图12所示，将第1轴21作为中心，在周方向上邻接的各两 个第1及第2永久磁铁23a、 23b所构成的中心角为规定角度6。另外， 关于第1及第2永久磁铁23a、 23b的极性，在轴线方向上排列的彼此间 的极性是相同极性，在周方向上邻接的各两个极性都互不相同。以下，将 第1及第2永久磁铁23a、 23b的磁极分别称为「第1磁极」及「第2磁 极」。
另外，在本实施方式中，箱体2相当于第1及第4部件，第1轴21 相当于第2及第5部件，第2轴22相当于第3及第6部件，第1转子23 相当于第1及第2磁极列，第1及第2永久磁铁23a、 23b相当于第1及 第2磁极。
定子24与前述的第2定子5同样，产生第1及第2旋转磁场，该定 子24具有在周方向上以等间隔排列的3n个电枢24a。各电枢24a与前述的电枢5a同样，由铁芯24b和在铁芯24b上集中巻绕的线圈24c等构成。 铁芯24b中与轴线方向正交的剖面为扇形状，该铁芯24b在轴线方向上具 有第l永久磁铁23a的约2倍长度。在铁芯24b的内周面的轴线方向的中 央部形成有在周方向上延伸的沟24d。 3n个线圈24c构成n组U相、V相 及W相的三相线圈(参照图12)。另外，在圆周壁2a的内周面上经由环状 的固定部24e安装有电枢24a。因为如上所述的电枢24a、第1及第2永久 磁铁23a、 23b的数量和配置，所以当某一个电枢24a的中心与第1及第2 永久磁铁23a、 23b的中心在周方向上一致时，相对于该电枢24a隔着两 个的电枢24a的中心和相对于该第1及第2永久磁铁23a、 23b隔着一个 的第1及第2永久磁铁23a、 23b的中心在周方向上一致。
此外，电枢24a与可变电源16连接，当供给电力时构成为，在铁芯 24b的第1及第2永久磁铁23a、 23b侧的端部分别产生互不相同的极性的 磁极。另外，伴随着这些磁极的产生，这些磁极分别产生在与第1转子23 的第1永久磁铁23a侧的部分之间及与第2永久磁铁23b侧的部分之间， 以使第l及第2旋转磁场在周方向上旋转。以下，将在铁芯24b的第l及 第2永久磁铁23a、 23b侧的端部所产生的磁极分别称为「第1电枢磁极J 及「第2电枢磁极」。另外，这些第1及第2电枢磁极的数量分别与第1 永久磁铁23a的磁极数量相同、即2n。
另外，在本实施方式中，定子24相当于第l及第2电枢列，电枢24a 相当于第1及第2电枢，线圈24c相当于三相励磁绕组。
第2转子25具有多个第1铁心25a及第2铁心25b。第1及第2铁心 25a、 25b分别在周方向上以等间隔排列，两者25a、 25b的数量都设定为 与第1永久磁铁23a相同、即2n。各第1铁心25a层叠有软磁体例如多个 钢板，该第l铁心25a的与轴线方向正交的剖面为扇形状，并在轴线方向 上以规定的长度延伸。各第2铁心25b与第l铁心25a同样，层叠有多个 钢板，该第2铁心25b的与轴线方向正交的剖面为扇形状，并在轴线方向 上以规定的长度延伸。
第1及第2铁心25a、 25b分别经由在轴线方向上稍微延伸的棒状连 结部25c、 25d安装到圆板状的法兰25e的外端部。法兰25e被设置为与第 2轴22—体同心状。通过该结构，第l及第2铁心25a、 25b与第2轴22
32一体地自由旋转。
另外，在轴线方向中，第1铁心25a配置在第1转子23的第1永久 磁铁23a侧的部分和定子24之间，第2铁心25b配置在第1转子23的第 2永久磁铁23b侧的部分和定子24之间。此外，第2铁心25b相对于第l 铁心25a在周方向上互不相同地进行排列，其中心相对于第1铁心25a的 中心偏移规定角度e的1/2。
另外，在本实施方式中，第2转子25相当于第1及第2软磁体列， 第1铁心25a相当于第1软磁体，第2铁心25b相当于第2软磁体。
另外，在电动机20上设有第l及第2旋转位置传感器50a、 50b(第l 相对位置关系检测装置，第2相对位置关系检测装置)，两者50a、 50b分 别将表示第1及第2轴21、 22的旋转位置的检测信号输出给ECU17。
ECU17根据检测到的第1及第2轴21、22的旋转位置，求出电枢24a、 第1及第2永久磁铁23a、 23b和第1及第2铁心25a、 25b的相对位置关 系，根据该位置关系控制向电枢5a的三相线圈5c的通电，由此来控制第 l及第2旋转磁场。
以上结构的电动机20构成为，在固定第1及第2轴21、 22中的一个、 或者对其中的一个输入动力的状态下，使其另一个旋转。
另外，如图12所示，在第1及第2旋转磁场的产生中，当各第l电 枢磁极的极性和与其对置(最近)的各第1磁极的极性不同时，各第2电枢 磁极的极性和与其对置(最近)的各第2磁极的极性相同。另外，在各第1 铁心25a位于各第l磁极与各第1电枢磁极之间时，各第2铁心25b位于 在周方向上邻接的各两组的第2电枢磁极及第2磁极之间。另外，虽然未 图示，但在第1及第2旋转磁场的产生中，.当各第2电枢磁极的极性和与 其对置(最近)的各第2磁极的极性不同时，各第1电枢磁极的极性和与其 对置(最近)的各第1磁极的极性相同。另外，在各第2铁心25b位于各第 2磁极和各第2电枢磁极之间时，各第1铁心25a位于在周方向上邻接的 各两组第1电枢磁极及第1磁极之间。
另夕卜，因为在图12中作为展开图进行了表示，所以虽然示出电枢24a 及固定部24e被分为两个，但实际上这些是一个，所以能够如图13所示 的那样将图12的结构作为与其等价的结构示出。对该图13和前述的图2进行比较可知，第1及第2永久磁铁23a、 23b、电枢24a、第1及第2铁 心25a、 25b之间的位置关系与前述的第1及第2电磁铁4a、 6a、电枢5a、 第l及第2铁心7a、 8a之间的位置关系相同。
因此，以下如图13所示地配置第1及第2永久磁铁23a、 23b、电枢 24a、第l及第2铁心25a、 25b，由此来说明电动机20的动作。另外，该 动作说明与前述的电动机1的动作说明同样，将第1及第2旋转磁场的动 作置换为虚拟磁铁18的物理性动作。
在固定了第1轴21的状态下使第2轴22旋转时的电动机20的动作 与前述的电动机l的动作相同，所以省略其说明。另外，在该情况下，第 2轴22的旋转速度(以下称为「第2轴旋转速度」)V2与前述电动机1的 轴3相同，成为第1及第2旋转磁场的旋转速度(以下称为「磁场旋转速 度」)V0的l/2大小，使V2二V0/2成立。艮卩，该情况下的第1轴21的旋 转速度(以下「第1轴旋转速度」)Vl、第2轴旋转速度V2以及磁场旋转 速度VO的关系如图14(a)所示。
接着，参照图15及图16，对在固定了第2轴22的状态下使第1轴 21旋转时的电动机20的动作进行说明。另外，在以下的说明中，分别将 虚拟磁铁18的第1及第2永久磁铁23a、 23b侧的磁极作为第1及第2电 枢磁极进行说明，将在与第1永久磁铁23a之间及与第2永久磁铁23b之 间分别产生的旋转磁场作为第1及第2旋转磁场进行说明。
第1铁心25a如前所述地进行配置，所以通过第1磁极和第1电枢磁 极来进行磁化，并且磁力线(以下称为「第1磁力线」)Gl'产生于第1 磁极、第1铁心25a及第1电枢磁极之间。同样，第2铁心25b如前所述 地进行配置，所以通过第2电枢磁极及第2磁极进行磁化，并且，磁力线 (以下称为「第2磁力线」)G2'产生于第2电枢磁极、第2铁心25b及第 2磁极之间。
首先，如图15(a)所示，在各第1铁心25a与第1永久磁铁23a对置、 并且各第2铁心25a位于邻接的各两个第2永久磁铁23b之间的状态下， 产生第1及第2旋转磁场，使其向该图的下方旋转。在幵始产生该磁场时， 使各第1电枢磁极的极性和与其对置的各第1磁极的极性不同，并且使各 第2电枢磁极的极性和与其对置的各第2磁极的极性相同。在该状态下，当虚拟磁铁18旋转至图15(b)所示的位置时，随着第l
铁心25a和第l电枢磁极之间的第1磁力线G1'成为弯曲的状态，使第2 电枢磁极接近于第2铁心25b，由此产生如连接第2电枢磁极、第2铁心 25b及第2磁极的第2磁力线G2'。结果，在第l及第2永久磁铁23a、 23b、虚拟磁铁18和第1及第2铁心25a、 25b中，构成如前述的图6(b) 所示的磁路。 ； 在该状态下，虽然第1磁极和第1铁心25a之间的第1磁力线Gl' 的总磁通量高，但由于该第1磁力线Gl'是笔直的，所以相对于第1铁 心25a不产生如使第l永久磁铁23a旋转的磁力。另外，第2磁极和与其 极性不同的第2电枢磁极之间的距离比较长，由此虽然第2铁心25b和第 2磁极之间的第2磁力线G2'的总磁通量比较少，但其弯曲程度大，由此 在第2永久磁铁23b上作用如使其接近第2铁心25b的磁力。由此，第2 永久磁铁23b和第1永久磁铁23a —起沿着与虚拟磁铁18的旋转方向即 磁场旋转方向相反的方向(图15的上方)进行驱动，向图15(c)所示的位置 旋转。另外，伴随于此，第1轴21以与磁场旋转方向相反的方向进行旋 转。
然后，在第1及第2永久磁铁23a、23b从图15(b)所示的位置向图15(c) 所示的位置旋转的期间，虚拟磁铁18向图15(d)所示的位置旋转。如以上 那样，第2永久磁铁23b接近第2铁心25b，由此虽然第2铁心25b和第 2磁极之间的第2磁力线G2'的弯曲程度变小，但伴随着虚拟磁铁18进 一步接近第2铁心25b，第2磁力线G2'的总磁通量变多。结果，在该情 况下，对第2永久磁铁23b作用如使其接近第2铁心25b侧的磁力，由此， 将第2永久磁铁23b与第1永久磁铁23a —起向与磁场旋转方向相反的方 向进行驱动。 '
另外，随着第l永久磁铁23a向与磁场旋转方向相反的方向旋转，铕 1磁极和第1铁心25a之间的第1磁力线G1'弯曲，由此对第1永久磁铁 23a作用如使其接近第1铁心25a的磁力。但是在该状态下，由于第1磁 力线G1'的弯曲程度小于第2磁力线G2'，因此第1磁力线G1'所产 生的磁力弱于上述的第2磁力线G2'所产生的磁力。结果，通过与两磁 力的差相当的磁力，将第2永久磁铁23b与第1永久磁铁23a —起向与磁
35场旋转方向相反的方向驱动。
然后，如图15(d)所示，在第1磁极与第1铁心25a之间的距离、和 第2铁心2!5b与第2磁极之间的距离相互为近似相等时，第1磁极与第1 铁心25a之间的第1磁力线Gl'的总磁通量及弯曲程度、和第2铁心25b 与第2磁极之间的第2磁力线G2'的总磁通量及弯曲程度为近似相等。' 结果，这些第1及第2磁力线G1' 、 G2'所产生的磁力相互大致抵消， 由此成为暂时没有驱动第1及第2永久磁铁23a、 23b的状态。
在该状态下，当虚拟磁铁18旋转到图16(a)所示的位置时，第1磁力 线G1'的产生状态发生变化，构成如图16(b)所示的磁路。由此，为了使 第1永久磁铁23a接近于第1铁心25a，而几乎未作用第1磁力线Gl'所 产生的磁力，所以通过第2磁力线G2'所产生的磁力，第2永久磁铁23b 和第1永久磁铁23a—起沿着与磁场旋转方向相反的方向被驱动到图16(c) 所示的位置。
然后，当虚拟磁铁18从图16(c)所示的位置稍微旋转时，'与以上情况 相反，由第1磁极和第1铁心25a之间的第1磁力线Gl'所产生的磁力 作用于第1永久磁铁23a，使其接近第1铁心25a，由此，第1永久磁铁 23a与第2永久磁铁23b —起向与磁场旋转方向相反的方向驱动，第1轴 21向与磁场旋转方向相反的方向旋转。并且，当虚拟磁铁18进一步旋转 时，通过与由第l磁极和第l铁心25a之间的第l磁力线Gl'所产生的 磁力、以及第2铁心25b与第2磁极之间的第2磁力线G2'所产生的磁 力的差相当的磁力，将第1永久磁铁23a与第2永久磁铁23b —起向与磁 场旋转方向相反的方向驱动。然后，当为了使第2永久磁铁23b接近于第 2铁心25b而几乎未作用第2磁力线G2'所产生的磁力时，通过第1磁力 线G1'所产生的磁力，将第1永久磁铁23a与第2永久磁铁23b—起进 行驱动。
如以上那样，随着第1及第2旋转磁场的旋转，由第1磁极和第1铁 心25a之间的第1磁力线G1'产生的磁力、由第2铁心25b和第2磁被 之间的第2磁力线G2'产生的磁力以及与这些磁力的差相当的磁力交互 地作用于第1及第2永久磁铁23a、 23b、即第1轴21，由此，第1轴21 向与磁场旋转方向相反的方向进行旋转。另外，磁力即驱动力如上地交互作用于第1轴21，因此第1轴21的转矩为大致恒定。
在该情况下，如图14(b)所示，第1轴21以与第1及第2旋转磁场相
同的速度进行逆旋转，且V1二一V0成立。这是因为，通过由第1及第2 磁力线G1' 、 G2'产生的磁力的作用，第l及第2铁心25a、 25b保持分 别位于第1磁极和第1电枢磁极中间及第2磁极和第2电枢磁极中间的状 态，并且第l及第2永久磁铁23a、 23b旋转。 i
另外，使第1轴21及第2轴22为可旋转，在对两者21、 22中的一 个输入动力的状态下、使另一个旋转时，在磁场旋转速度V0、第1轴旋 转速度V1及第2轴旋转速度V2之间，如下的关系成立。即，如前所述， 通过第1及第2磁力线Gl 、 G2所产生的磁力的作用，第1及第2铁心7a， 8a在保持分别位于第1磁极与第1电枢磁极中间、以及第2磁极与第2电 枢磁极中间的状态的同时进行旋转。该情况也同样适用于第1及第2铁心 25a、 25b。第1及第2铁心25a、 25b如此地进行旋转，因此与两者25林 及25b —体的第2轴22的旋转角度为第1及第2旋转磁场的旋转角度、 和第1及第2磁极的旋转角度即第1轴21的旋转角度的平均值。
从而，对第1及第2轴21、 22中的一个输入动力、使另一个旋转曰t 的磁场旋转速度V0、第1及第2轴的旋转速度VI、 V2的关系，可如以 下公式(3)所表示。
V2二(V0+V1)/2 ......(3)
在此情况下，可通过控制磁场旋转速度VO、和第1及第2轴21、 22 中的一个的旋转速度，来控制另一个旋转速度。图14(c)是使第1及第2 轴21、 22都向磁场旋转方向旋转的例子，图14(d)是使第1轴21逆旋转 的例子。
如以上所述，在本实施方式中，在使第1及第2轴21、 22的某一个 旋转的情况下，也能够根据第1及第2轴21、 22的相对旋转位置，来改 变第l及第2铁心25a、 25b的磁化状态，从而可不产生滑动地进行旋转， 作为同步机来发挥作用，所以能够提高效率。另外，第l电枢磁极、第l 磁极及第1铁心25a的数量被设定为相互相同，并且第2电枢磁极、第2 磁极及第2铁心25b的数量被设定为相互相同，所以在驱动第1及第2轴 21、 22的某一个的情况下，可充分地获得电动机20的转矩。
37此外，电枢24a被固定在箱体2上，所以与构成为例如可旋转电枢24a 的情况不同，不需要用于向电枢24a供给电力的集电环。从而，可使电动 机20相应地小型化，并且没有产生集电环及电刷的接触电阻的发热，可 进一步提高效率。
另外，因为使用了第l及第2永久磁铁23a、 23b，所以与采用电磁铁 来取代两者23a、 23b的情况不同，与第1实施方式的第2变形例相同， 不需要可变电源15，这样可使结构简单化，并且能够使电动机20进一歩 小型化。此外，基于相同理由，与采用了电磁铁来取代第l及第2永久磁 铁23a、 23b的情况不同，不需要用于向电磁铁供给电力的集电环，这样 能够使电动机20进一步小型化，并且效率得到进一步提高。
另外，因为采用一般的U相、V相及W相的三相线圈24c，所以与第 1实施方式相同，无需准备特别的励磁绕组，就能够容易且廉价地构成电 动机20。而且，由单个定子24来构成产生第1及第2旋转磁场的定子， 将第1及第2永久磁铁23a、 23b安装到单个第1轴21上，将第1及第2 铁心25a、 25b安装到单个第2轴22上。因此，由两个定子来构成用于产 生第1及第2旋转磁场的定子，并且与将第1及第2永久磁铁23a、 23b 和第1及第2铁心25a、 25b分别安装到其他部件上的情况相比，和第1 实施方式相同，可削减部件数，由此，能够削减制造成本，并且使电动机 20小型化。
另外，求出电枢24a、第1及第2永久磁铁23a、 23b和第1及第2铁 心25a、 25b的相对位置关系，并且根据该位置关系来控制第1及第2旋 转磁场。而且，由图14可知，控制磁场旋转速度VO，使其在第1及第2 轴旋转速度V1、 V2之间满足共线关系。通过以上内容，可确保电动机20 的适当的动作。
另外，配置定子24、第1及第2转子23、 25,使其在第1轴21的径 方向上排列，所以能够縮小电动机20的轴线方向的尺寸。
另外，可采用第1及第2电磁铁4a、 6a或4e、 6e来取代第1及第2 永久磁铁23a、 23b。在此情况下，可同样取得第1实施方式的第1或第2 变形例的前述的效果。另外，定子24构成为可旋转，在对定子24和第1 及第2转子23、 25的一个输入了动力的状态下，可以使两者23、 25的另一个旋转。在此情况下，因为可作为同步机来发挥作用，所以能够提高效 率。
此外，根据电枢24a、第1及第2永久磁铁23a、 23b和第1及第2铁 心25a、 25b的相对位置关系来进行第1及第2旋转磁场的控制，不过也 可以根据箱体2或定子24的任意部位、第1轴21或第1转子23的任意 部位和第2轴22或第2转子25的任意部位的相对位置关系来迸行。
接着，参照图17及图18，对本发明第3实施方式的电动机30进行谏 明。相对于前述的第1及第2实施方式的电动机1、 20构成为旋转机，该 电动机30构成为直线电动机。另外，在图17及图18中，对电动机30的 构成要素中的与前述第1实施方式的电动机1相同的构成要素标注相同符 号。以下，以与第1实施方式不同的点为中心来进行说明。
电动机30的箱体31—体地具有板状的底壁31a，其将前后方向(设 图17的里侧为前，面前侧为后)作为长边方向；以及侧壁31b及31c，其 从底壁31a的左右两端部分别向上方延伸，并相互对置。
如图18所示，电枢5a、第1及第2电磁铁4a、 6a在前后方向上排列， 仅有这点与第1实施方式不同，这些的数量、螺距及配置与第1实施方式 相同。
第1及第2电磁铁4a、 6a经由固定部4h及6h分别安装到底壁31a 上表面的左端部及右端部。另外，两者4a、 6a的铁芯4b、 6b分别安装到 侧壁31b、 31c的内面。电枢5a经由固定部5e安装到底壁31a上表面的中 央部。另外，当对电枢5a供给电力时，在第1定子4之间及第3定子^ 之间分别产生第1及第2移动磁场，使其前后方向移动。
另外，电动机30具有第1及第2转子32、 33来取代前述的第1及第 2转子7、 8。第1及第2转子32、 33分别具有在前后方向上排列的多个 例如3个第1及第2铁心7a、 8a。第1及第2铁心7a、 8a分别在前后方 向上以与第1电磁铁4a等间距等间隔、且互不相同地进行配置。
另外，在第1及第2铁心7a、 8a的底部分别设有车轮32a、 33a。经 由车轮32a、33a底壁31a上表面的轨道(未图示)来载置第1及第2铁心7a、 8a，由此，使第l及第2铁心7a、 8a在前后方向上自由移动，并且不能在 左右方向上移动。而且，第1及第2铁心7a、 8a经由设置在其上端部的连结部32b、 33b与可动板34连结。
另外，在本实施方式中，箱体31相当于第1、第2、第4及第5部件, 可动板34相当于第3及第6部件，第1及第2转子32、 33相当于第1及 第2软磁体列。
另外，在电动机30中设有位置传感器50c(第1相对位置关系检测装 置，第2相对位置关系检测装置)，位置传感器50c将表示可动板34相对 于箱体31的位置(以下称为「可动板位置」)的检测信号输出到ECU17n ECU17根据检测出的可动板位置来求出电枢5a、第1及第2电磁铁4a、 6a和第1及第2铁心7a、 8a的相对位置关系，根据该位置关系来控制， 电枢5a的三相线圈5c的通电，由此来控制第1及第2移动磁场。另外，； ECU17根据可动板位置来算出可动板34的移动速度(以下称为「可动板移 动速度」)，算出可动板移动速度，并且根据提供到电枢5a、第i及第2 电磁铁4a、 6a的电流，来算出电动机l的负载，并且根据算出的负载，， 与第1实施方式同样地控制供给到电枢5a、第1及第2电磁铁4a、 6a的 电流。
由图18与图2的比较可知，第l及第2电磁铁4a、 6a、电枢5a、第 l及第2铁心7a、 8a与第1实施方式同样地进行配置。因此，随着第1及 第2移动磁场的产生，通过前述的第1及第2磁力线G1、 G2所引起的磁 力作用，而使可动板34向第1及第2移动磁场的移动方向移动。在该情 况下，根据可动板位置，来改变第1及第2铁心7a、 8a的磁化状态，这 样能够使可动板34不产生滑动地进行移动，因为电动机30作为同步机籴 发挥作用，所以与第l实施方式相同，能够提高效率。另外，能够同样地 取得第l实施方式的效果。
另外，可如下地构成电动机30。 g卩，利用与可动板34不同的第2可 动板来连结第1及第2电磁铁4a、 6a，并且构成为与第2可动板一体地布 前后方向上自由移动。并且，如第2实施方式那样，可驱动该第2可动板 及可动板34的一个。在此情况下，在驱动第2可动板及可动板34的某十 个时，与第2实施方式同样因为作为同步机来发挥作用，所以能够提高效 率。除此之外，利用第3可动板来连结电枢5a，并且可构成为与第3可动 板一体且在前后方向上自由移动。在此情况下也因为是作为同步机来发挥
40作用，所以能够提高效率。
另外，可使用第1及第2电磁铁4e、 6e或第1及第2永久磁铁4g、 6g来取代第1及第2电磁铁4a、 6a。在此情况下，可同样地获得第1实 施方式的第1或第2变形例中的前述效果。
而且，根据电枢5a、第1及第2电磁铁4a、 6a和第1及第2铁心7al、 8a的相对位置关系来进行第1及第2移动磁场的控制，不过也可以根据箱 体31或第1 第3的定子4 6的任意部位和可动板34或第1及第2转子 32、 33的任意部位的相对位置关系来进行。
接着，参照图19,对本发明第4实施方式的电动机40进行说明。该 电动机40将第1实施方式的电动机1分割为两个电动机分割，并且利用 齿轮机构来连结两者。在该图中，对电动机40的构成要素中的与第1实 施方式的电动机l相同的构成要素标注相同符号。以下，以与第l实施方 式不同的点为中心进行说明。
该电动机40具有第1电动机41、第2电动机42及齿轮部43。第1 电动机41由第1实施方式的电动机1的第2定子6和第2转子8以外的 构成要素构成，与电枢5a的各铁芯5c的第1转子7相反侧的端部被安装 到侧壁2c上。另外，电枢5a与第1可变电源16a连接，和第1实施方式 不同，仅产生第1电枢磁极及第1旋转磁场。而且，第1电动机41的车|〗 41a与齿轮部43连结。
第2电动机42由电动机1的第1定子4及第1转子7以外的构成要 素构成，与电枢5a的各铁芯5c的第2转子8相反侧的端部被安装到侧塗 2b上。另外，电枢5a和与第1可变电源16a不同的第2可变电源16b连 接，仅在与第1旋转磁场的旋转方向相同的方向上产生第2电枢磁极及第 2旋转磁场。另外，第2电动机42的轴42a与齿轮部43连结。另外，电 枢5a、第2电磁铁6a及第2铁心8a分别与第1电动机41的电枢5a、第 1电磁铁4a以及第l铁心7a进行比较，其数量为m倍，螺距为1/m。通 过以上结构，第2电动机42的轴42a以第1电动机41的轴41a的1/m的 旋转速度在相同方向上进行旋转。另外，第2电动机42的轴42a与齿轮 部43连结。
另外，在本实施方式中，第1电动机41的箱体2相当于第1及第2部件，第2电动机42的箱体2相当于第4及第5部件，轴41a及42a相 当于第3及第6部件，第1及第2电动机41、 42的第2定子5相当于第1 及第2电枢列，第1及第2电动机4K 42的电枢5a相当于第l及第2电 枢。
齿轮部43组合有多个齿轮，其构成为使轴42a的旋转以m倍增速， 并传递给轴41a。
在第1及第2电动机41、 42中设有第1及第2旋转位置传感器50d; 50e(第l相对位置关系检测装置，第2相对位置关系检测装置)，这些传f 器50d、 50e分别将表示轴41a、 42a的旋转位置的检测信号输出至ECU17b ECU17根据检测出的轴41a、 42a的旋转位置，求出第1电磁铁4a及电枢 5a与第1铁心7a的相对位置关系、和第2电磁铁6a及电枢5a与第2铢 心8a的相对位置关系，并且根据这些位置关系，来控制对电枢5a的三相 线圈5c的通电，由此来控制第1及第2旋转磁场。
另外，ECU17与第1实施方式相同，算出轴41a、 42a的旋转速度和 第1及第2电动机41、 42的负载，并且根据算出的这些参数，来控制提 供到电枢5a、第l及第2电磁铁4a、 6a的电流。
如以上那样，电动机40将第1实施方式的电动机1分割为两个第1 及第2电动机41、 42，并通过齿轮部43来连结两者41、 42。另外，第2 电动机42的轴42a以第1电动机41的轴41a的1/m的速度进行旋转，并 且利用齿轮部43将轴42a的旋转以增速m倍的状态传递给轴41a。通过 以上结构，根据本实施方式可以同样获得第1实施方式的效果。
另外，使第2电动机42构成为以第1电动机41的1/m的旋转速度进 行旋转，与此相反，使第1电动机41构成为以第2电动机42的1/m的旋 转速度进行旋转。另外，可采用第1及第2电磁铁4e、 6e或第1及第2 永久磁铁4g、 6g来取代第1及第2电磁铁4a、 6a。而且，不一定必需将 轴41a、 42a配置为同心状、例如可配置为相互正交，并通过齿轮部43来 连结两者41a、 42a。
另外，根据第1电磁铁4a及电枢5a与第1铁心7a的相对位置关系、 和第2电磁铁6a及电枢5a与第2铁心8a的相对位置关系来进行第1及第 2旋转磁场的控制，不过也可以根据第1电动机41的箱体2或第1及第&定子4、 5的任意部位与轴41a或第1转子7的任意部位的相对位置关系， 和第2电动机42的箱体2或第2及第3定子5、 6的任意部位与轴42a或 第2转子8的任意部位的相对位置关系来进行。
接着，参照图20，对本发明第5实施方式的电动机60进行说明。该 电动机60与第4实施方式同样，利用齿轮机构来连结分割电动机1后辯 到的两个电动机。在该图中，对电动机60的构成要素中的与第4实施方 式的电动机40相同的构成要素标注相同符号。以下，以与第4实施方式 不同的点为中心进行说明。
该电动机60具有第1电动机61、第2电动机71及齿轮部81。第1 电动机61与上述的第4实施方式的第1电动机41相比主要不同是，具, 第1轴62及第2轴63来取代轴41a;具有磁铁转子64来取代第1定子4。
第1轴62的两端部分别旋转自如地支撑在轴承9、 65上，在第1轴 62上设有齿轮62a。第2轴63为圆筒状的，从而可旋转自如地支撑在轴 承10上，并与第1轴62同心且旋转自如地嵌合。另外，在第2轴63上 设有前述的第l转子7的法兰7b和齿轮63a。由此，第l铁心7a可与第 2轴63 —体地自由旋转。
.磁铁转子64具有多个第1电磁铁4a，这些第1电磁铁4a被安装到在 第1轴62上设置的法兰64a上，并在周方向上排列。由此，第1电磁铁 4a可与第l轴62—体地自由旋转。另外，第1电磁铁4a的数量及配置与 第1实施方式相同。另外，第1电磁铁4a经由集电环(未图示)与可变电源 15连接。
第2电动机71构成为与第1电动机61对称，且与第4实施方式的第 2电动机42相比主要不同点是，具有第1轴72及第2轴73来取代轴42a'; 具有磁铁转子74来取代第3定子6;电枢5a及第2铁心8a以分别与第1 实施方式相同的数量来进行同样的配置。
第1轴72的两端部分别旋转自如地支撑在轴承10、 75上，在第1轴 72中设有齿轮72a。第2轴73与前述的第2轴63相同为圆筒状，从而可 旋转自如地支撑到轴承9上，并与第l轴72旋转自如地嵌合。另外，布 第2轴73上设有前述的第2转子8的法兰8b和齿轮73a。由此，第2铁 心8a可与第2轴73 —体地自由旋转。
43磁铁转子74具有多个第2电磁铁6a，这些第2电磁铁6a被安装到在 第l轴72上设置的法兰74a上，并以周方向进行排列。通过该结构，第2 电磁铁6a与第1轴72 —体自由旋转。第2电磁铁6a的数量及配置与第； 实施方式相同。另外，第2电磁铁6a与第1电磁铁4a相同，经由集电环 (未图示)与可变电源15连接。
齿轮部81具有第1及第2齿轮轴82、 83有。第1齿轮轴82的第1 及第2齿轮82a、 82b分别与第l轴62、 72的齿轮62a及72a啮合。由此， 第1轴62及72在相互以相同方向相同速度进行旋转。另外，第2齿轮绅 83的第1及第2齿轮83a、 83b分别与第2轴63、 73的齿轮63a及73a啮 合。由此，第2轴63及73相互以相同方向相同速度进行旋转。
另外，在第l电动机61上设有第1及第2旋转位置传感器91、 92(第 l相对位置关系检测装置，第2相对位置关系检测装置)。两者91、 92分 别将表示第1及第2轴62、 72、 63、 73的旋转位置的检测信号输出到 ECU17。 ECU17与第2实施方式相同根据检测出的这些旋转位置，求出第 1及第2电动机61、 71的电枢5a、第1及第2电磁铁4a、 6a和第1及第 2铁心7a、 8a的相对位置关系，并且根据该位置关系来控制对第1及第2 电动机61、 71的电枢5a的三相线圈5c的通电，由此来分别控制第1及 第2旋转磁场。
另外，在本实施方式中，第1及第2电动机61、 71的箱体2相当于 第1及第4部件，第1轴62及72相当于第2及第5部件，第2轴63及 73相当于第3及第6部件。另外，第1及第2电动机61、 71的第2定子 5相当于第1及第2电枢列，第1及第2电动机61、 71的电枢5a相当于 第1及第2电枢，磁铁转子64、 74相当于第1及第2磁极列。
以上结构的电动机60与第2实施方式相同，其构成为在固定第1鄉 62、 72及第2轴63、 73的一个或者对这些中的一个输入了动力的状态下'， 使这些中的另一个旋转。通过以上结构，根据本实施方式，可同样地获得 第2实施方式的效果。
另外，如第4实施方式那样，例如，构成为使第l及第2电动机6h 71的一个以另一个的1/m的旋转速度进行旋转，并且还可以构成齿轮部 81，使第1及第2电动机61、 71的一个的旋转以m倍增速的状态传递室另一个。另外，还可以采用第1及第2电磁铁4e、 6e或第1及第2永久 磁铁4g、 6g来取代第1及第2电磁铁4a、 6a。而且，第1及第2轴62、 63和第1及第2轴72、 73不一定必需配置为同心状、例如可配置为相互 正交，并利用齿轮部81来连结第1及第2轴62、 63和第1及第2轴72、 73。
另外，根据第1及第2电动机61、 71的电枢5a、第1及第2电磁铁 4a、 6a和第1及第2铁心7a、 8a的相对位置关系来进行第1及第2旋转 磁场的控制，不过也可以根据第1及第2电动机61、 71的箱体2或第2 定子5的各个任意部位、第1轴62、 72或磁铁转子64、 74的各个任意部 位和第2轴63、 73或第1及第2转子7、 8的各个任意部位的相对位置关 系来进行。
接着，参照图21，对本发明第6实施方式的电动机100进行说明。该 电动机100具有电动机主体101，该电动机主体101与采用图11等来说明 的第2实施方式的电动机20的结构完全相同。在该图中，对电动机100 的构成要素中的与第2实施方式相同的构成要素标注相同符号。以下，以 与第2实施方式不同的点为中心进行说明。在本实施方式中，ECU17相当 于相对位置关系检测装置及控制装置。
如图21所示，在电动机主体101上设有第1 第3的电流传感器102 104和第1及第2旋转位置传感器105、 106(相对位置关系检测装置)。第 1 第3的电流传感器102 104分别将表示各自流入定子24(参照图11) 的U相 W相的线圈24c的电流(以下分别称为「U相电流Iu」「V相电 流Iv」「W相电流Iw」)的检测信号输出至ECU17。另外，第l旋转位置 传感器105检测与定子24的任意一个电枢24a(以下称为「基准电枢」)相 对的第1转子23的任意一个第1永久磁铁23a的旋转角度位置(以下称为 「第1转子旋转角e 1」)，并将该检测信号输出至ECU17。此外，第2 旋转位置传感器106检测与上述基准电枢相对的第2转子25的任意一个 第1铁心25a的旋转角度位置(以下称为「第2转子旋转角e 2」)，并将 该检测信号输出至ECU17。
ECU17根据来自上述各种传感器102 106的检测信号来控制对电动 机主体101的通电，由此控制利用前述的定子24来产生的第1及第2旋转磁场。根据电动机主体101的电压方程式来进行该控制。
该电动机主体101的电压方程式按以下方式求出。g卩，电动机主体101与一般的一个转子类型的无刷直流电动机相比，其定子24的结构是相同
的，与此相对在不仅具有由永久磁铁等构成的第1转子23、还具有由软磁体等构成的第2转子25这样的点上是不同的。因此，与U相 W相的电流Iu、 Iv、 Iw相对的电压和一般的无刷直流电动机的情况大致相同，与此相对，随着第1及第2转子23、 25的旋转而在U相 W相的线圈24c中产生的反电动势电压与一般的无刷直流电动机的情况不同。
该反电动势电压按以下的方式求出。图22示出与第1永久磁铁23a、'第1铁心25a及定子24相当的等价电路。另外，该图为了方便而示出极数=2的情况，不过电动机主体101的极数与前述电动机20同样为2n。，在该情况下，不经由第l铁心25a、分别直接通过U相 W相线圈24c印第1永久磁铁23a的磁通Wual、 Wval、 Wwal以如下公式(4) (6)进行表示。
数3
物al,b.cos(0el) ..... (4)
Yval二Vfb.cos(0e1 —"I"7C) ' ..〔 (5)
Vwal=Vfb.cos(0el + i7r) (6)
这里，Wfb是直接通过各相线圈24c的第1永久磁铁23a的磁通的最大值，e el是第1转子电气角。该第1转子电气角e el是将作为所谓机械角的第1转子旋转角e1换算为电角度位置的值，具体地说是使第1转
子旋转角e i乘以极数的1/2所得的值。 i
另外，经由第l铁心25a、各自通过U相 W相线圈24c的第l永久磁铁23a的磁通^ua2、 Wva2、 Wwa2以如下公式(7) (9)进行表示。数4她2Ka.cos(0e2-0el)cos(0e2) ..... (7)
Yva2=Vfa'cos We2 —0el)cos(6>e2—j兀) .....(8)
Vwa2=^fa'cos(ee2 —6el)cos(0e2+4"兀) (9)
这里，Wfa是经由第1铁心25a通过各相线圈24c的第1永久磁铁23^的磁通的最大值，6e2是第2转子电气角。该第2转子电气角0e2与上述第l转子电气角6el同样，是将作为机械角的第2转子旋转角92，算为电角度位置的值，具体地说是使第2转子旋转角6 2乘以极数的1/ 所得的值。 :
各自通过U相 W相线圈24c的第1永久磁铁23a的磁通Wua、 Wva、^wa，分别利用直接通过上述U相 W相线圈24c的磁通Wual、 Wval、Wwal与经由第1铁心25a通过的磁通Wua2、 Wva2、 Wwa2的和、即(Wual十Wua2)、(Wval + Wva2)及(Wwal + Wwa2)来表示。因此，这些磁通Wua、Wva、 Wwa分别基于上述公式(4) (9)以如下公式(10) (12)来进行表示。
数5
物a:lfa.cos(0e2-0el)cos(0e2)+^fb'cos(0el) ..... (10)
Vva:市fa'cos(0e2 —0eOcos(6e2—I"7t)+^fb.cos(0e卜l7r)
……(11)
Vwa=Yfa'cos(0e2 —0el)cos(0e2 + + K) + ^fb.cos(0el + + 7C)
……(12)
另外，当对这些公式(10) (12)进行变形时，可获得如下的公式(13)
(15)。
数6^ua:^^[cos(20e2—0el) + cos(-0el)]+市fb.cos(0el) ..... (1 3)
Yva = ^~[cos(20e2—0e卜+7T) + cos(-0el + +7r)]+Wfb'cos(0eh- + ")
.....(14)
Vwa = ^"[cos(20e2—0el + +7r) + cos(—0e卜"l"7t)]+Vfb-cos (0eH +兀)
……(15)
此外，对分别通过U相 W相线圈24c的第1永久磁铁23a的磁通Wua、 Wva、 Wwa进行时间微分，由此来获得随着第1永久磁铁23a及/或第l铁心25a的旋转而在U相 W相线圈24c中产生的反电动势电压(以下，分别称为「第lU相反电动势电压Vcul」「第lV相反电动势电压Vcvl,」「第1W相反电动势电压Vcwl」)。因此，这些第1U相 W相的反电动势电压Vcul、 Vcvl、 Vcwl分别以对公式(13) (15)进行时间微分而得出的如下公式(16) (18)来表示。数7
Vcul=-(2cue2-wel)^^.sin(20e2-0e1) —coel (^"+市fb)sin(0el)
……"6)
Ycvl = —(2we2—coel)^^.sin(20e2 —0e1 —|~兀)
一wel(平+ Vfb)sin(ee卜+兀) ……(17)
Vcwl = —(2coe2—coel)^".sin(20e2-0el + l-兀)
-coel(，+Vfb)si"0el + + 7r) ……'(18)
这里，coe2是9e2的时间微分值、即将第2转子25的角速度换算为电气角速度的值(以下称为「第2转子电气角速度」)，"el是9el的时间微分值、即将第1转子23的角速度换算为电气角速度的值(以下称为「第1转子电气角速度」)。另外，图23示出与第2永久磁铁23b、第2铁心25b及定子24相当的等价电路。在此情况下，随着第2永久磁铁23b及/或第2铁心25b的旋转而在U相 W相线圈24c中产生的反电动势电压，与上述第1永久磁铁23a及第l铁心25a的情况相同，以如下方式来求出。以下，将在这些U相 W相线圈24c中产生的反电动势电压分别称为「第2U相反电动势电压Vcu2」「第2V相反电动势电压Vcv2」「第2W相反电动势电压Vcw2」。
艮口，如前所述，因为第1及第2永久磁铁23a、 23b相互为一体，所以直接通过各相线圈24c的第2永久磁铁23b的磁通的最大值与直接通过各相线圈24c的第1永久磁铁23a的磁通的最大值相等，而且，经由第2铁心25b通过各相线圈24c的第2永久磁铁23b的磁通的最大值与经由第1铁心25a通过各相线圈24c的第1永久磁铁23a的磁通的最大值相等。另外，如前所述，第2铁心25b针对第l铁心25a在周方向上互不相同地进行排列，其中心相对于第1铁心25a的中心偏移规定角度e的1/2。即，第1及第2铁心25a、25b的电角度位置相互偏移了 n /2来作为电气角，(参照图23)。根据以上结构，分别通过U相 W相线圈24c的第2永久磁铁23b的磁通Wub、 Wvb、 Wwb(即经由第2铁心25b通过的磁通与不经由而直接通过的磁通的和)，以如下的公式(19) (21)来表示。
数8
Yub=^fa.sin(Se2 —0el)sin(0e2)+Vfb.cos(0el)^ ..... (19)
市vb:卞fa'sin(0e2 —0el)sin(0e2—+7t)+Yfb.cos(0el —
……(2 Q )
Vwb=Vfa'sin(0e2 —0el)sin(0e2 + |7i)+^fb.cos(0el + + 7r)
......(21)
另外，当对这些公式(19) (21)进行变形时，可取得如下的公式(22)
(24)。
数9
49物b:-平[cos加e2-0el)-cos(-0el)]+TO'cos(0el)……(2 2)
Vvb =—平[cos(20e2 —Se卜+兀)—cos(-0el+"l"7T)]+Vfb,cos(0e卜+ 7i:)
……(2 3)
畅=-^!^[cos We2-0el+J"兀)-cos (-0e卜j兀)]+Yfb'cos (SeH +兀)
……(24)
而且，对各自通过U相 W相线圈24c的第2永久磁铁23b的磁逍甲ub、屮vb、 ？wb进行时间微分，由此分别取得上述第2U相 W相的反电动势电压Vcu2、 Vcv2、 Vcw2。从而，这些反电动势电压Vcu2、 Vcv2、Vcw2以对公式(22) (24)进行时间微分而得出的如下公式(25) (27)来表
不o
数10
Vcu2= (2we2-wel)华.sin(20e2-0el)-coel (平+畅)sin(0el)
……(2 5)
Vcv2= (2a)e2-wel)平.sin(20e2 —0el—+兀)
-wel(平+顿sin(0e卜l"7T) ……(2 6)
Vcw2= (2we2—coel)^".sin(20e2 —0eH +兀)
-wel (平+WsinWel + l"7r) ..... (2 7)
另外，如前所述，定子24构成为，在其铁芯24b的第1及第2永久磁铁23a、 23b侧的端部产生互不相同的极性的磁极。而且，第1及第'2永久磁铁23a、 23b中的在轴线方向上排列的永久磁铁彼此间的极性相同;。由这些可知，在轴线方向上排列的第1及第2永久磁铁23a、 23b的、*前述的基准电枢相对的电角度位置相互偏移兀来作为电气角。因此，随着
50第1及/或第2转子23、25的旋转而在U相 W相线圈24c上产生的反电动势电压Vcu、 Vcv、 Vcw，分别为前述的第1U相 W相的反电动势电压Vcul、 Vcvl、 Vcwl与第2U相 W相的反电动势电压Vcu2、 Vcv2、Vcw2的差、艮卩(Vcua—Vcub)、 (Vcva—Vcvb)及(Vcwa—Vcwb)。从而，这些反电动势电压Vcu、 Vcv、 Vcw基于公式(16) (18)及公式(25) (27)以如下公式(28) (30)来表示。数ll
Vcu = -(2o>e2-coeima-sin(20e2-6el) ……(2 8)Vcv = —(2coe2—a)el)^fa.sin(20e2 —0e1 —"l"兀) .....(2 9)
Vcw = -(2we2-o;eima'siii(20e2-0el + +k) ……'(3 0 )
这里，U相 W相线圈24c的电压(以下分别称为「U相电压Vu」「V相电压Vu」「W相电压Vw」)，分别利用与U相 W相的电流Iu、 Iv、 Iw相对的电压以及U相 W相线圈24c的反电动势电压Vcu、 Vcv、 Vcw的和来表示。从而，电动机主体101的电压方程式以如下的公式(31沐表示:。数12
<formula>formula see original document page 51</formula>
这里，如前所述，Ru、 Rv及Rw分别是U相 W相线圈24c的电阻，Lu、 Lv及Lw分别是U相 W相线圈24c的自身电感，都是规定值。'另外，Muv是U相线圈24c与V相线圈24c之间的相互电感，Mvw是V相线圈24c与W相线圈24c之间的相互电感，Mwu是W相线圈24c与U相线圈24C之间的相互电感，都是规定值。而且，S为微分运算符。
另一方面，如前所述， 一般的无刷直流电动机的电压方程式用公式(2)
来表示。对比上述公式(31)和公式(2)可知，当分别将(2ee2 — eel)及(2coe2 一coel)置换为转子的电角度位置0e及电气角速度coe时，电动机主体101 的电压方程式与一般的无刷直流电动机的电压方程式相同。由此可知，为 了使电动机主体101动作，可将前述第1及第2旋转磁场的矢量的电角度 位置控制为以(26e2 — eel)表示的电角度位置。另外，该情况是否成立与极 数和线圈24c的相数无关，并且即使在作为前述第3实施方式的直线电动 机而构成的电动机30中也同样成立。
ECU17根据这样的观点来控制第1及第2旋转磁场。具体地说，如^ 21所示，ECU17具有目标电流算出部17a、电气角变换器17b、电流座标 变换器17c、偏差算出部17d、电流控制器17e以及电压座标变换器17f， 通过矢量控制来对U相 W相的电流Iu、 Iv、 Iw进行控制，由此来控制 第1及第2旋转磁场。
上述目标电流算出部17a算出后述的d轴电流Id及q轴电流Iq的E 标值(以下分别称为「目标d轴电流Id—tar」「目标q轴电流Iq—tar」)， 并且将算出的目标d轴电流Id及目标q轴电流Iq输出到偏差算出部17d, 另外，根据例如电动机主体101的负载等来算出这些目标d轴电流Id及目 标q轴电流Iq。 ；
对电气角变换器17b输入由第1及第2旋转位置传感器105、 106分 别检测出的第1及第2转子旋转角01、 02。电气角变换器17b通过使已输 入的第1及第2转子旋转角01、 92乘以极数的1/2，来算出前述的第1及 第2转子电气角0el、 0e2。另外，将算出的第1及第2转子电气角6el、 0e2 输出至电流座标变换器17c及电压座标变换器17f。
除了第1及第2转子电气角0el、 0e2之外，还对电流座标变换器17c 输入分别由第1 第3的电流传感器102 104检测出的U相 W相的电 流Iu、 Iv、 Iw。电流座标变换器17c根据第1及第2转子电气角0el、 0e2i， 将已输入的三相交流座标上的U相 W相的电流Iu、 Iv、 Iw变换为dq座 标上的d轴电流Id及q轴电流Iq。该dq座标中将(20e2 — 9el)作为d轴、 将与该d轴正交的轴作为q轴、以(2coe2 — coel)来进行旋转。具体地说，由如下公式(32)来算出d轴电流Id及q轴电流Iq。数13
<formula>formula see original document page 53</formula>
(3 2)
另外，电流座标变换器17c将算出的d轴电流Id及q轴电流Iq输出 到偏差算出部17d。
偏差算出部17d算出已输入的目标d轴电流Id—tar和d轴电流Id的 偏差(以下称为「d轴电流偏差dld」)，并且算出己输入的目标q轴电流lll 一tar和q轴电流Iq的偏差(以下称为「q轴电流偏差dlq」)。另外，将铢 出的d轴电流偏差did及q轴电流偏差dlq输出至电流控制器17e。
电流控制器17e根据已输入的d轴电流偏差did及q轴电流偏差dlq, 通过规定的反馈控制算法例如PI控制算法来算出d轴电压Vd及q轴电压 Vq。由此，算出d轴电压Vd，使d轴电流Id成为目标d轴电流Id—tan 算出q轴电压Vq，使9轴电流^1成为目标9轴电流19_>1:。另外，将算 出的d轴及q轴的电压Vd、 Vq输出至电压座标变换器17f。
电压座标变换器17f根据已输入的第1及第2转子电气角eel、 9e2， 将已输入的d轴电压Vd及q轴电压Vq变换为三相交流座标上的U相 W相的电压Vu、 Vv、 Vw的指令值(以下分别称为「U相电压指令值Vu —cmd」「V相电压指令值Vv—cmd」「W相电压指令值Vw—cmd」)。具 体地说，由如下的公式(33)来算出U相 W相的电压指令值Vu—cmd、' Vv—cmd、 Vw—cmd。数14Vti——cradcos (20e2- 0el)-s in加e2H)Vd
Vv—_cind- A" 一V 3cos(20e2-0e卜lvc)-sin(20e2-0el -|"兀)
Vw——cmdcos(20e2-0el +如)-sin(20e2-0el ++兀)
另外，电压座标变换器17f将算出的U相 W相的电压指令值Vu—— cmd、 Vv—cmd、 Vw—cmd输出至前述的可变电源16。
伴随于此，可变电源16对电动机主体101施加U相 W相的电压Vu、 Vv、 Vw,以使U相 W相的电压Vu、 Vv、 Vw分别成为U相 W相的 电压指令值Vu—cmd、 Vv—cmd、 Vw—cmd。由此来控制U相 W相的 电流Iu Iw。在此情况下，分别以如下的公式(34) (36)来表示这些电流 Iu Iw。
数15
Iu二I'sin加e2-0el) Iv=I'sin(29e2-0el-+
Iw=I.sin(26>e2-0el + + 7r)
(3 4) :3 5)
(3 6)
这里，I是根据目标d轴电流Id—tar及目标q轴电流Iq—tar来决定 的各相电流的振幅。
通过如上所述的电流控制，将第1及第2旋转磁场的矢量的电角度位 置控制为由(2ee2—eel)表示的电角度位置，并且将第1及第2旋转磁场的 电气角速度(以下称为「磁场电气角速度 MF」)控制为由(2coe2 — coel)表 示的电气角速度。结果，以如下的公式(37)来表示磁场电气角速度coMF、1 第l及第2转子电气角速度coel、 coe2的关系，并且例如图24所示、并如 该图所示地成为共线关系。数16
54we2)M，el) .....(")
另外，当去除磁阻部分时，流过U相 W相的电流Iu、 Iv、 Iw而产 生的机械的输出W，以如下公式(38)来表示。数17
W = Vcu.Iu+Vcv'Iv+Vcw'Iw ..... (3 8)
当将公式(28) (30)及公式(34) (36)代入该公式(38)并进行整理时，得 到如下的公式(39)。数18
W二we"-+,a.I) + we2(2 + Vfa'I) ……(3 9)
利用如下的公式(40)来表示该机械的输出W、第1及第2转子23、 的转矩(以下分别称为「第1转子转矩T1」「第2转子转矩T2」)和第l及 第2转子电气角速度coel、 coe2的关系。数19
W二wel.Tl+coe2.T2 ……(4 0)
由这些公式(39)和公式(40)可知，分别以如下的公式(41)及(42)来表示 第1及第2转子转矩T1、 T2。 数20说明书第51/54页
……(4 1) ……(4 2)
艮P，在第1转子转矩Tl和第2转子转矩T2之间，I Tl I : I T2 1( =1: 2成立。
另外，在将第1及第2转子电气角速度coel、 coe2都控制为恒定的定 速控制中，无需检测第1及第2转子旋转角01、 02和第1及第2转子电 气角速度coel、o)e2，将磁场电气角速度coeF控制为由(2 we2REF—。elREF;) 表示的电气角速度。这里，coe2REF是第2转子电气角速度coe2的规定值， coelREF是第1转子电气角速度coel的规定值。
如以上那样，根据本实施方式，将第l及第2旋转磁场的矢量的电角 度位置控制为由(2ee2 —0el)表示的电角度位置，并且将磁场电气角速度 O)MF控制为在第1及第2转子电气角速度coel、 coe2之间满足共线关系， 所以能够确保电动机主体101适当的动作。另外，因为可仅检测第l永久 磁铁23a及第1铁心25a的旋转角度位置，所以与分别利用单个传感器来 检测第1及第2永久磁铁23a、 23b和第1及第2铁心25a、 25b的旋转角 度位置的情况相比，可削减部件数，由此，能够削减制造成本，并且使电 动机100小型化。
此外，作为控制转矩及转速用的图，以实验的方式来求出表示(2coe2 一coel)、转矩和电压的关系的图，并可根据这样的图来控制第l及第2旋 转磁场，所以不需要按照第1及第2转子23、 25来准备图，该控制是非 常容易的，从而可削减ECU17的存储器及降低运算负荷。 .
另外，本实施方式的控制方法可如下所述地适用第1 第5的实施方 式的电动机1、 20， 30， 40， 60。首先，在第1实施方式的电动机1的情 况下，可如下地控制第l及第2旋转磁场。g卩，利用传感器等来检测与基 准电枢相对的第1铁心7a的电角度位置，并使用该电角度位置来第2转 子电气角6e2。另外，与第l及第2永久磁铁23a、 23b对应的第l及第12 电磁铁4a、 6a被固定在如前所述的位置上，所以将第1转子电气角0el 设为值0，并将第1及第2旋转磁场的矢量的电角度位置控制为由29e2表示的电角度位置，并且还可将磁场电气角速度(oMF控制为由2coe2表示的 电气角速度。在第2实施方式的情况下，与本实施方式完全相同，所以省
略其说明。
在第3实施方式的电动机30的情况下，与上述第1实施方式的情况 相同，利用传感器等来检测与基准电枢相对的第1铁心7a的电角度位置； 使用该电角度位置来作为第2转子电气角0e2，可将第1及第2移动磁场 的矢量的电角度位置控制为由2ee2表示的电角度位置，并且将第l及第2 移动磁场的电气角速度控制为由2coe2表示的电气角速度。另外，在第i 实施方式中，如前所述，当构成为能够使第l及第2电磁铁4a、 6a与第2 可动板一体地移动时，检测与基准电枢相对的第1电磁铁4a的电角度餘 置，使用该电角度位置来作为第1转子电气角0el，可将第1及第2移一 磁场的矢量的电角度位置控制为由(20e2 —0el)表示的电角度位置，将第1 及第2移动磁场的电气角速度控制为由(2coe2 — coel)表示的电气角速度。'
在第4实施方式的电动机40的情况下，第l及第2电磁铁4a、 6a被 固定在如前所述的位置上，与第1实施方式的情况相同，将第l转子电气 角0el设为值0。另外，虽然将电动机40分割成第1及第2电动机41、 42，但由于后者的极数与前者处于m倍关系，所以与第1电动机41的电 枢5a相对的第1铁心7a的电角度位置、和与第2电动机42的电枢5a相 对的第2铁心8a的电角度位置相互偏移兀/2来作为电气角，这点与第1 实施方式相同。因此，利用传感器等来检测第1铁心7a的电角度位置，， 使用该电角度位置来作为第2转子电气角9e2，并且能够与第1实施方式 的情况同样地控制第1及第2旋转磁场。 ！
另外，第5实施方式的电动机60与第4实施方式不同，虽然构成第:l 及第2电磁铁4a、 6a为可旋转，但由于两者的数量及位置与第1实施方 式相同，所以与第1电动机61的电枢5a相对的第1电磁铁4a的电角度 位置、和与第2电动机71的电枢5a相对的第2电磁铁6a的电角度位置 相互相同。根据以上内容，在该电动机60的情况下，检测第l电磁铁i 的电角度位置，使用该电角度位置来作为第1转子电气角eel，利用传感 器等来检测第1铁心7a的电角度位置，使用该电角度位置来作为第2转 子电气角9e2，并且能够与第2实施方式的情况同样地控制第1及第2 *
57转磁场。
另外，在本实施方式中，使用与基准电枢相对的第l永久磁铁23a的 旋转角度位置来作为第1转子旋转角91 ，不过还可使用第2永久磁铁23b 的旋转角度位置，或者可使用与箱体2或定子24的任意部位相对的第1 轴21或第1转子23的任意部位的旋转角度位置。另外，在本实施方式中， 使用与基准电枢相对的第1铁心25a的旋转角度位置来作为第2转子旋转 角02，不过还可使用第2铁心25b的旋转角度位置，或者，可使用与箱体 2或定子24的任意部位相对的第2轴22或第2转子25的任意部位的旋转 角度位置。而且，在极数二2的情况下，显然不用将第l及第2转子旋转 角ei、 e2变换为电角度位置，可直接使用第l及第2旋转磁场的控制。
另外，在本实施方式中，通过U相 W相的电流Iu、 Iv、 Iw的矢量 控制来进行第1及第2旋转磁场的控制，不过只要将第1及第2旋转磁场 的矢量的电角度位置控制为由(20e2 —eel)表示的电角度位置、并且将磁场 电气角速度coMF控制为由(2coe2 —(oel)表示的电气角速度，就可以利用其 他任意的方法来进行。例如，可利用U相 W相的电压Vu、 Vv、 Vw的 控制来进行第1及第2旋转磁场的控制。以上内容还同样适合在第1 第 5实施方式的电动机1、 20、 30、 40、 60中应用了本实施方式的控制方法 的情况。
另外，本发明并不被限定在所说明的实施方式中，能够以各种方式夹 实施。例如，在本实施方式中，将第l及第2电磁铁4a、 4e、 6a、 6e、电 枢5a、 24a、第1及第2铁心7a、 25a、 8a、 25b、第1及第2永久磁铁4g、 23a、 6g、 23b分别等间隔地进行配置，不过也可以不等间隔地进行配置L 另外，本实施方式在电动机l、 20及40中，将第l铁心7a、 25a的数蚩 设定为与第1电枢磁极及第1磁极的数量相同，将第2铁心8a、 25b的数 量设定为与第2电枢磁极及第2磁极的数量相同，不过还可以将第1铁心 7a、 25a的数量及第2铁心8a、 25b的数量设定为更小的值。
此外，在本实施方式中，由U相、V相及W相的三相线圈来构成电 枢5a、 24a的线圈5c、 24c，不过显然这些相数不限于此。另外，在本实 施方式中，将线圈5c、 24c集中巻绕在铁芯5b、 24b上，不过不仅限于返 巻绕方法，例如可以是波状绕法。而且，在本实施方式中，作为控制电动
58机K 20、 30、 40、 60及电动机主体101的控制装置采用了 ECU17，不过 不限于此，例如，还可以采用安装有微型计算机的电气电路等。另外，布 本发明主旨的范围内，可适当变更细微部件的结构。 产业上的可利用性
本发明的电动机能够提高效率，因此是极有用的。
权利要求
1.一种电动机，其特征在于，具有第1部件，其设有第1电枢列，该第1电枢列由在第1规定方向上排列的多个第1电枢构成，并通过伴随功率的供给而在该多个第1电枢中发生的磁极，产生沿着上述第1规定方向移动的第1移动磁场；第2部件，其设有第1磁极列，该第1磁极列由在上述第1规定方向上排列的多个第1磁极构成，邻接的各两个上述第1磁极具有互不相同的极性，并被配置为与上述第1电枢列对置；第3部件，其设有第1软磁体列，该第1软磁体列由相互以规定的间隔在上述第1规定方向上排列的多个第1软磁体构成，并配置在上述第1电枢列和上述第1磁极列之间；第4部件，其设有第2电枢列，该第2电枢列由在第2规定方向上排列的多个第2电枢构成，并通过伴随功率的供给而在该多个第2电枢中发生的磁极，产生沿着上述第2规定方向移动的第2移动磁场；第5部件，其与上述第2部件连结，并且设有第2磁极列，该第2磁极列由在上述第2规定方向上排列的多个第2磁极构成，邻接的各两个上述第2磁极具有互不相同的极性，并被配置为与上述第2电枢列对置；以及第6部件，其与上述第3部件连结，并且设有第2软磁体列，该第2软磁体列由相互以规定的间隔在上述第2规定方向上排列的多个第2软磁体构成，并配置在上述第2电枢列和上述第2磁极列之间，在上述第1电枢的各磁极以及上述各第1磁极位于相互对置的第1对置位置时，上述第2电枢的各磁极以及上述各第2磁极位于相互对置的第2对置位置，在位于上述第1对置位置的上述第1电枢的各磁极和上述各第1磁极为互不相同的极性时，位于上述第2对置位置的上述第2电枢的各磁极和上述各第2磁极呈相互相同的极性，在位于上述第1对置位置的上述第1电枢的各磁极和上述各第1磁极为相互相同的极性时，位于上述第2对置位置的上述第2电枢的各磁极和上述各第2磁极呈互不相同的极性，在上述第1电枢的各磁极和上述各第1磁极位于上述第1对置位置的情况下，当上述各第1软磁体位于上述第1电枢的磁极和上述第1磁极之间时，上述各第2软磁体位于在上述第2规定方向上邻接的两组上述第2电枢的磁极和上述第2磁极之间，并且当上述各第2软磁体位于上述第2电枢的磁极和上述第2磁极之间时，上述各第1软磁体位于在上述第1规定方向上邻接的两组上述第1电枢的磁极和上述第1磁极之间。
2. 根据权利要求l所述的电动机，其特征在于，上述第1和第4部件不能移动，上述第2和第3部件以及上述第5和 第6部件能移动。
3. 根据权利要求l所述的电动机，其特征在于，上述第1、第2、第4和第5部件都不能移动，上述第3和第6部件 能移动。
4. 根据权利要求1至3的任一项所述的电动机，其特征在于， 上述第1及第2磁极由永久磁铁的磁极构成。
5. 根据权利要求1至3的任一项所述的电动机，其特征在于， 上述第1及第2磁极由电磁铁的磁极构成。
6. 根据权利要求1至3的任一项所述的电动机，其特征在于， 上述第1和第2磁极由电磁铁的磁极构成，该电磁铁具有铁芯和可磁化该铁芯的永久磁铁。
7. 根据权利要求5或6所述的电动机，其特征在于， 该电动机还具有调整上述电磁铁的磁力的磁力调整单元。
8. 根据权利要求1至7的任一项所述的电动机，其特征在于， 采用3相的励磁绕组来作为用于上述第1和第2电枢列的绕组。
9. 根据权利要求1至8的任一项所述的电动机，其特征在于， 上述第1和第2电枢列由相互共用的单个电枢列构成， 上述第1和第4部件相互构成为一体，上述第2和第5部件相互构成为一体， 上述第3和第6部件相互构成为一体。
10. 根据权利要求1至9的任一项所述的电动机，其特征在于， 上述第1电枢的磁极、上述第1磁极和上述第1软磁体的数量被设定为相互相同，上述第2电枢的磁极、第2磁极和第2软磁体的数量被设定为相互相同。
11. 根据权利要求1至10的任一项所述的电动机，其特征在于， 该电动机是旋转机。
12. 根据权利要求1至9的任一项所述的电动机，其特征在于， 该电动机是直线电动机。
13. 根据权利要求1至12的任一项所述的电动机，其特征在于，还具有第1相对位置关系检测装置，其检测上述第1部件、上述第2部件和 上述第3部件的相对位置关系；第2相对位置关系检测装置，其检测上述第4部件、上述第5部件和 上述第6部件的相对位置关系；以及控制装置，其根据上述检测出的上述第1 第3部件的相对位置关系 和上述第4 第6部件的相对位置关系来控制上述第1和第2移动磁场。
14. 根据权利要求1至12的任一项所述的电动机，其特征在于， 还具有控制装置，其控制上述第1和第2移动磁场，以使上述第1移动磁场、上述第2部件和上述第3部件的速度相互满足共线关系，且上述 第2移动磁场、上述第5部件和上述第6部件的速度相互满足共线关系。
15. 根据权利要求1至12的任一项所述的电动机，其特征在于， 上述第1和第4部件相互连结，该电动机还具有相对位置关系检测装置，其检测上述第l部件、上述第2部件和上述 第3部件的相对位置关系以及上述第4部件、上述第5部件和上述第6部 件的相对位置关系中的一方；以及控制装置，其根据上述检测出的上述一方的相对位置关系来控制上述 第1和第2移动磁场。
16. 根据权利要求15所述的电动机，其特征在于， 上述相对位置关系检测装置，检测出上述第2和第3部件相对于上述第1部件的电角度位置、或上述第5和第6部件相对于上述第4部件的电角度位置，作为上述一方的相对位置关系，上述控制装置根据上述检测出的第3或第6部件的电角度位置的2倍 的值与上述检测出的第2或第5部件的电角度位置的偏差来控制上述第1 和第2移动磁场。
全文摘要
提供一种可提高效率的电动机。电动机(1)具备都分别具有在周方向上排列的多个第1电磁铁(4a)、电枢(5a)、第2电磁铁(6a)、第1铁心(7a)以及第2铁心(8a)的第1～第3定子(4～6)、第1转子(7)和第2转子(8)。在电枢(5a)的第1电枢磁极的极性和与其对置的第1电磁铁(4a)的第1磁极的极性不同时，电枢(5a)的第2电枢磁极的极性和与其对置的第2电磁铁(6a)的第2磁极的极性相同。另外，当第1铁心(7a)位于第1磁极和第1电枢磁极之间时，第2铁心(8a)位于在周方向上邻接的两组第2电枢磁极及第2磁极之间。
文档编号H02K16/00GK101496262SQ20078002844
公开日2009年7月29日 申请日期2007年8月3日 优先权日2006年8月9日
发明者圷重光, 笠冈广太, 阿部典行 申请人:本田技研工业株式会社