特開 2024-10828 バーニアモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024010828

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】バーニアモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 21/12 20060101AFI20240118BHJP

   H02K 21/04 20060101ALI20240118BHJP

   H02K 21/16 20060101ALI20240118BHJP

   H02K 21/22 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

H02K21/12 M

H02K21/04

H02K21/16 M

H02K21/22 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022112358

(22)【出願日】2022-07-13

(71)【出願人】

【識別番号】000203634

【氏名又は名称】多摩川精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100221729

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭介

(74)【代理人】

【識別番号】100188514

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 隆裕

(72)【発明者】

【氏名】川上 克之

【テーマコード（参考）】

5H621

【Ｆターム（参考）】

5H621BB10

5H621GA06

5H621HH01

(57)【要約】

【課題】連続出力トルクを向上させたバーニアモータを提供する。
【解決手段】バーニアモータ１は、所定角度間隔で径方向へ沿って突出する複数の第１ステータ突出磁極２１に巻回されたステータ巻線２３と、各第１ステータ突出磁極２１の先端部２７に形成された複数の第２ステータ突出磁極２４と、各第２ステータ突出磁極２４に隣接して形成された突出磁極溝部２５と、各突出磁極溝部２５に、径方向に対する磁極の方向が同一方向であるように設けられたステータ磁石２６とを有する輪状ステータ２０と、各第１ステータ突出磁極２１の先端部に対向して形成された複数のロータ突出磁極３１と、各ロータ突出磁極３１に隣接したロータ溝部３２と、各ロータ溝部３２に、径方向に対する磁極の方向が同一方向且つステータ磁石２６と同方向であるロータ磁石３３とを有する輪状ロータ３０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定角度間隔で径方向へ沿って突出する複数の第１ステータ突出磁極（２１）と、
前記各第１ステータ突出磁極（２１）に巻回されたステータ巻線（２３）と、
前記各第１ステータ突出磁極（２１）の先端部（２７）に所定角度間隔で径方向に沿って形成された複数の第２ステータ突出磁極（２４）と、
前記各第２ステータ突出磁極（２４）に隣接して形成された突出磁極溝部（２５）と、
前記各突出磁極溝部（２５）に、径方向に対する磁極の方向が同一方向であるように設けられた永久磁石であるステータ磁石（２６）と
を有する輪状ステータ（２０）と、
前記各第１ステータ突出磁極（２１）の先端部（２７）に対向して所定角度間隔で径方向に沿って形成された複数のロータ突出磁極（３１）と、
前記各ロータ突出磁極（３１）に隣接して形成されたロータ溝部（３２）と、
前記各ロータ溝部（３２）に、径方向に対する磁極の方向が同一方向且つ前記ステータ磁石（２６）と同方向であるように設けられた永久磁石であるロータ磁石（３３）と
を有する輪状ロータ（３０）と
を備え、
極数が少なくとも２極であるバーニアモータ。

【請求項2】

前記第１ステータ突出磁極（２１）の数がｎｓ個であり、
前記ロータ突出磁極（３１）の数がＮｒ個であるときに、
前記第１ステータ突出磁極（２１）の数ｎｓと前記ロータ突出磁極（３１）の数Ｎｒとの関係が、下記（１）式を満たす請求項１に記載のバーニアモータ。
Ｎｒ＝（ｎ±０．５）×ｎｓ±１ ・・・（１）
但し、前記（１）式において、ｎは１以上の整数である。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明はバーニアモータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のバーニアモータとして、例えば特許文献１に記載されているようなバーニアモータが知られている。特許文献１に記載されたバーニアモータは、複数のスロットにそれぞれ収容されたステータ巻線を有するステータと、ステータの内側に設けられたロータとを有している。ロータは、ステータに対向している外周面の周方向に沿って配置された、複数の永久磁石を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－２９８９２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載されているようなバーニアモータは、一般的なＰＭモータ等と比較すると、モータが連続駆動する場合の連続出力トルクが小さいという問題点があった。

【0005】

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、連続出力トルクを向上させたバーニアモータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、この発明に係るバーニアモータは、所定角度間隔で径方向へ沿って突出する複数の第１ステータ突出磁極と、各第１ステータ突出磁極に巻回されたステータ巻線と、各第１ステータ突出磁極の先端部に所定角度間隔で径方向に沿って形成された複数の第２ステータ突出磁極と、各第２ステータ突出磁極に隣接して形成された突出磁極溝部と、各突出磁極溝部に、径方向に対する磁極の方向が同一方向であるように設けられた永久磁石であるステータ磁石とを有する輪状ステータと、各第１ステータ突出磁極の先端部に対向して所定角度間隔で径方向に沿って形成された複数のロータ突出磁極と、各ロータ突出磁極に隣接して形成されたロータ溝部と、各ロータ溝部に、径方向に対する磁極の方向が同一方向且つステータ磁石と同方向であるように設けられた永久磁石であるロータ磁石とを有する輪状ロータとを備え、極数が少なくとも２極である。

【0007】

また、第１ステータ突出磁極の数がｎｓ個であり、ロータ突出磁極の数がＮｒ個であるときに、第１ステータ突出磁極の数ｎｓとロータ突出磁極の数Ｎｒとの関係が、下記（１）式を満たしてもよい。
Ｎｒ＝（ｎ±０．５）×ｎｓ±１ ・・・（１）
但し、（１）式において、ｎは１以上の整数である。

【発明の効果】

【0008】

この発明に係るバーニアモータは、所定角度間隔で径方向へ沿って突出する複数の第１ステータ突出磁極と、各第１ステータ突出磁極に巻回されたステータ巻線と、各第１ステータ突出磁極の先端部に所定角度間隔で径方向に沿って形成された複数の第２ステータ突出磁極と、各第２ステータ突出磁極に隣接して形成された突出磁極溝部と、各突出磁極溝部に、径方向に対する磁極の方向が同一方向であるように設けられた永久磁石であるステータ磁石とを有する輪状ステータと、各第１ステータ突出磁極の先端部に対向して所定角度間隔で径方向に沿って形成された複数のロータ突出磁極と、各ロータ突出磁極に隣接して形成されたロータ溝部と、各ロータ溝部に、径方向に対する磁極の方向が同一方向且つステータ磁石とは逆方向であるように設けられた永久磁石であるロータ磁石とを有する輪状ロータとを備え、極数が少なくとも２極であるため、連続出力トルクを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態に係るバーニアモータの概略図である。

【図2】図１に示す第１ステータ突出磁極の先端部と輪状ロータとの部分拡大図である。

【図3】動作原理説明のためのバーニアモータの第１の状態を示す部分概略図である。

【図4】動作原理説明のためのバーニアモータの第２の状態を示す部分概略図である。

【図5】動作原理説明のためのバーニアモータの第３の状態を示す部分概略図である。

【図6】動作原理説明のためのバーニアモータの第４の状態を示す部分概略図である。

【図7】図３～図６に示す輪状ロータの回転角と、ステータ巻線の鎖交磁束との関係を示すグラフである。

【図8】モータトルクの最大トルク条件を説明するためのバーニアモータの概略図である。

【図9】図１に示すバーニアモータの回転角と、バーニアモータ１の各相の回転トルクとの関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態に係るバーニアモータを添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態に係るバーニアモータの構成を示す概略図である。バーニアモータ１は、輪状ステータ２０と、輪状ステータ２０の径方向外側に設けられた輪状ロータ３０とを有している。輪状ステータ２０は、約３０度ずつの等角度間隔で径方向へ沿って外側に突出している合計１２本の第１ステータ突出磁極２１を有している。第１ステータ突出磁極２１にはステータ巻線２３が巻回されており、このステータ巻線２３は各第１ステータ突出磁極２１の間に形成されたステータ溝部２２に収容されている。

【0011】

各第１ステータ突出磁極２１の先端部２７には、約５度ずつの角度間隔で径方向に沿って外側に突出している５本の第２ステータ突出磁極２４がそれぞれ形成されている。すなわち、第１ステータ突出磁極２１は輪状ステータ２０の大歯部を構成し、第２ステータ突出磁極２４は輪状ステータ２０の小歯部を構成している。また、各第１ステータ突出磁極２１の先端部２７には、各第２ステータ突出磁極２４に隣接して突出磁極溝部２５が６本形成されている。各第１ステータ突出磁極２１に設けられた各突出磁極溝部２５のうち、周方向において最外側の２本の突出磁極溝部２５は、各第１ステータ突出磁極２１の先端部２７の周方向端部にそれぞれ設けられている。各突出磁極溝部２５には、永久磁石であるステータ磁石２６がそれぞれ挿入されている。

【0012】

輪状ロータ３０の内径部には、第２ステータ突出磁極２４及び突出磁極溝部２５の角度間隔とほぼ等しい約５度ずつの等角度間隔で径方向に沿って内側に突出している合計６７本のロータ突出磁極３１が形成されている。ロータ突出磁極３１は、輪状ロータ３０の歯部を構成している。各ロータ突出磁極３１には、これに隣接してロータ溝部３２がそれぞれ形成されている。各ロータ溝部３２には永久磁石であるロータ磁石３３がそれぞれ挿入されている。

【0013】

図２は、図１に示す第１ステータ突出磁極２１の先端部２７と輪状ロータ３０との部分拡大図である。第１ステータ突出磁極２１の先端部２７に形成された第２ステータ突出磁極２４と輪状ロータ３０のロータ突出磁極３１とは、エアギャップを挟んで配置されている。輪状ステータ２０の各突出磁極溝部２５に挿入されている各ステータ磁石２６は、径方向外側にＮ極が位置し、径方向内側にＳ極が位置するように配置されている。すなわち、各ステータ磁石２６は、径方向に対する磁極の方向が同一方向であるように設けられている。なお、図２においてはステータ磁石２６及び後述するロータ磁石３３の磁極を、Ｎ極をＮ、Ｓ極をＳとして示している。

【0014】

輪状ロータ３０の各ロータ溝部３２に挿入されている各ロータ磁石３３は、径方向外側にＮ極が位置し、径方向内側にＳ極が位置するように配置されている。すなわち、各ロータ磁石３３は、径方向に対する磁極の方向が同一方向であり且つステータ磁石２６と磁極の方向が同方向であるように設けられている。

【0015】

次に、本実施の形態のバーニアモータ１の動作原理を、バーニアモータの動作原理説明のためのモデルである、バーニアモータ１ａの動作を図３～図６を参照して説明する。なお、図３～図６において図１及び図２の参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるのでその詳細な説明は省略する。

【0016】

図３は、動作原理説明のためのバーニアモータ１ａの第１の状態を示す部分概略図である。バーニアモータ１ａは、輪状ステータ２０ａと輪状ロータ３０ａとを有している。なお、説明の便宜のために輪状ステータ２０ａ及び輪状ロータ３０ａは、直線状に記載している。すなわち、図３～図６における第２ステータ突出磁極２４及びロータ突出磁極３１に対して垂直な長手方向は、実際には輪状ステータ２０ａ及び輪状ロータ３０ａの周方向である。

【0017】

輪状ステータ２０ａには、第１ステータ突出磁極２１ａ，２１ｂと、各第１ステータ突出磁極２１ａ，２１ｂに巻回されたステータ巻線２３と、各第１ステータ突出磁極２１ａ，２１ｂの先端部２７に等角度間隔に形成された２本の第２ステータ突出磁極２４と、第２ステータ突出磁極２４に隣接して形成された３本の突出磁極溝部２５と、突出磁極溝部２５に設けられたステータ磁石２６とが設けられている。第１ステータ突出磁極２１ａ，２１ｂは、第１ステータ突出磁極２１ａ，２１ｂの間の電気角が約１８０度位置であるように配置されている。

【0018】

輪状ロータ３０ａには、等角度間隔に形成されたロータ突出磁極３１と、ロータ溝部３２と、ロータ溝部３２に設けられたロータ磁石３３が設けられている。第２ステータ突出磁極２４のピッチと、ロータ突出磁極３１とのピッチとは、同じ角度間隔となるように形成されているため、図３～図６においては輪状ステータ２０ａ及び輪状ロータ３０ａの長手方向において同じ長さとして示している。

【0019】

第１ステータ突出磁極２１ａの各第２ステータ突出磁極２４の位置はロータ突出磁極３１と一致しているのに対し、第１ステータ突出磁極２１ｂの第２ステータ突出磁極２４の位置はロータ突出磁極３１に対して１／２ピッチ分異なっている。このときの、ステータ巻線２３の鎖交磁束の向きを矢印Ｍで示す。

【0020】

図４は、動作原理説明のためのバーニアモータ１ａの第２の状態を示す部分概略図であり、図３に示す輪状ロータ３０ａを矢印Ａ方向に、ロータ突出磁極３１の１／４ピッチ分の角度移動させた状態を示している。

【0021】

図５は、動作原理説明のためのバーニアモータ１ａの第３の状態を示す部分概略図であり、図４に示す輪状ロータ３０ａを矢印Ａ方向に、ロータ突出磁極３１の１／４ピッチ分の角度移動させた状態を示している。なお、図５に示す状態では、第１ステータ突出磁極２１ａの第２ステータ突出磁極２４の位置はロータ突出磁極３１に対して１／２ピッチ分異なっており、第１ステータ突出磁極２１ｂの第２ステータ突出磁極２４の位置はロータ突出磁極３１に対して一致している。このときの、ステータ巻線２３の鎖交磁束の向きを矢印Ｍで示す。図３に示す第１の状態と比較すると、図５に示す第３の状態においては矢印Ｍで示しているステータ巻線２３の鎖交磁束の向きが逆方向となる。

【0022】

図６は、動作原理説明のためのバーニアモータ１ａの第４の状態を示す部分概略図であり、図５に示す輪状ロータ３０ａを矢印Ａ方向に、ロータ突出磁極３１の１／４ピッチ分の角度移動させた状態を示している。

【0023】

図７は、図３～図６に示すバーニアモータ１ａの輪状ロータ３０ａの回転角と、ステータ巻線２３の鎖交磁束との関係を示すグラフである。輪状ロータ３０ａの回転角とステータ巻線２３の鎖交磁束との関係は、図３に示す輪状ロータ３０ａの回転角の場合は図７において符号ａ、図４に示す輪状ロータ３０ａの回転角の場合は図７において符号ｂ、図５に示す輪状ロータ３０ａの回転角の場合は図７において符号ｃ、図６に示す輪状ロータ３０ａの回転角の場合は図７において符号ｄとして示している。上述したように、ステータ巻線２３の鎖交磁束の向きは、図３に示す第１の状態の矢印Ｍの方向に対して、図５に示す第３の状態の矢印Ｍの方向は逆方向である。そして、輪状ロータ３０ａの回転角が、図３～図６に示すように矢印Ａ方向に移動することで、図７に示すように符号ａ、符号ｂ、符号ｃ、符号ｄの順にステータ巻線の鎖交磁束が正弦波状に変化する。このような輪状ステータ２０ａ及び輪状ロータ３０ａの構成を多相化することによりバーニアモータ１ａがモータとして機能する。図１に示す本実施の形態に係るバーニアモータ１は、このような動作原理により動作する。

【0024】

次に、本実施の形態に係るバーニアモータ１のモータトルクを最大とするための最大トルク条件を説明する。モータトルクの最大トルク条件は輪状ロータ３０を回転させたときに、第１ステータ突出磁極２１を通過する鎖交磁束量が最大となる条件である。この条件では、隣り合う各第１ステータ突出磁極２１の電気角の位相が約１８０度異なる位置となるように構成される。また、この条件では、１つの第１ステータ突出磁極２１の径方向中心位置に対して輪状ロータ３０のロータ突出磁極３１の径方向中心位置が一致するときに、これに隣り合う第１ステータ突出磁極２１の径方向中心位置に対して輪状ロータ３０のロータ磁石３３の径方向中心位置が一致する。すなわち、この条件では、一方の第１ステータ突出磁極２１の第２ステータ突出磁極２４の径方向位置に対してロータ突出磁極３１の径方向位置が一致するときに、これに隣り合う第１ステータ突出磁極２１の第２ステータ突出磁極２４の径方向位置に対してロータ突出磁極３１の径方向位置が１／２ピッチ分異なる。

【0025】

このとき、各第１ステータ突出磁極２１の角度間隔をθｔ１、各第２ステータ突出磁極２４の角度間隔をθｔ２とし、ｎ=θｔ１／θｔ２（ｎは１以上の整数）の関係であって、１つの第１ステータ突出磁極２１の第２ステータ突出磁極２４の径方向中心位置とロータ突出磁極３１の径方向中心位置を一致させたとき、隣り合う第１ステータ突出磁極２１の第２ステータ突出磁極２４の径方向中心位置に対して輪状ロータのロータ磁石３３の径方向中心位置が一致する条件は、
θｔ２＝(ｎ±０．５)×θｔ１・・・（２）
である。
ここで、輪状ステータ２０の第１ステータ突出磁極２１の数をｎｓとし、輪状ロータ３０のロータ突出磁極３１の数をＮｒとすると、
ｎｓ＝３６０／θｔ２・・・（３）
Ｎｒ＝３６０／θｔ１・・・（４）
であり、式（３）及び式（４）を式（２）に代入すると、
３６０／ｎｓ＝（ｎ±０．５）×３６０／Ｎｒ・・・（５）
であり、式（５）を変形して、
Ｎｒ＝（ｎ±０．５）×ｎｓ・・・（６）
が得られる。
すなわち、この式（６）が、バーニアモータのモータトルクの最大トルク条件である。

【0026】

式（６）の条件をこの実施の形態のバーニアモータに適用すると、第１ステータ突出磁極２１の数が１２本のときのロータ突出磁極３１の数を例えば６６本とすることができる。図８は、バーニアモータのモータトルクの最大トルク条件を説明するために、この式（６）の条件を適用してロータ突出磁極３１の数を６６として構成したバーニアモータ１ｂの概略図である。このバーニアモータ１ｂは、輪状ステータ２０に設けられた１２本の第１ステータ突出磁極２１と、輪状ロータ３０ｂに設けられた６６本のロータ突出磁極３１とを有している。

【0027】

しかしながら、式（３）の条件を本実施の形態のバーニアモータに適用して図８に示すバーニアモータ１ｂを構成した場合、第１ステータ突出磁極２１に巻回されたステータ巻線２３の鎖交磁束が全て図７に示す同位相の波形となる。そのため、図８に示すバーニアモータ１は有限角モータとしては機能するが、回転モータとしては機能しない。

【0028】

よって、本実施の形態に係るバーニアモータを回転モータとして機能させるために、図１に示すバーニアモータ１を採用する。なお、図１の各第１ステータ突出磁極２１には、説明のためにそれぞれ、各第１ステータ突出磁極２１に巻回されたステータ巻線２３の鎖交磁束の位相を示す符号Ｕ１～Ｕ４、Ｖ１～Ｖ４、Ｗ１～Ｗ４を付している。図１に示すバーニアモータ１は、図８に示すバーニアモータ１ｂと比較して、輪状ロータ３０のロータ突出磁極３１の数を１本増加させて６７本とした点が相違点である。この図１に示すバーニアモータ１は、下記の式（１）の条件を適用して構成されている。
Ｎｒ＝（ｎ±０．５）×ｎｓ±１ ・・・（１）
この式（１）は、式（６）に対して、輪状ロータ３０のロータ突出磁極３１の数を１本変更したものである。

【0029】

図１に示すように、式（１）の条件を適用して、バーニアモータ１の第１ステータ突出磁極２１の本数を１２本とし、ロータ突出磁極３１の数を６７本とすることより、各第１ステータ突出磁極２１に巻回されたステータ巻線２３の鎖交磁束が異なる位相となる。

【0030】

図９は、図１に示すバーニアモータ１の、輪状ロータ３０の回転角と、バーニアモータ１の各相の回転トルクとの関係を示すグラフである。図１に示す符号Ｕ１～Ｕ４、Ｖ１～Ｖ４、Ｗ１～Ｗ４の各第１ステータ突出磁極２１のステータ巻線２３に鎖交する各位相の鎖交磁束により、各第１ステータ突出磁極２１に図９に示すように符号Ｕ１及び符号Ｕ３、符号Ｕ２及び符号Ｕ４、符号Ｖ１及び符号Ｖ３、符号Ｖ２及び符号Ｖ４、符号Ｗ１及び符号Ｗ３、符号Ｗ２及び符号Ｗ４で示すトルク波形が発生する。このトルク波形について、符号Ｕ１、Ｕ３と符号Ｕ２，Ｕ４とのトルク波形をＵ相のトルク波形とみなし、符号Ｖ１、Ｖ３と符号Ｖ２，Ｖ４とのトルク波形をＶ相のトルク波形とみなし、符号Ｗ１、Ｗ３とＷ２、Ｗ４とのトルク波形をＷ相のトルク波形とみなすことで、バーニアモータ１に生じるトルク波形がＵ、Ｖ、Ｗ相の１２０度位相差の３相の正弦波波形となるため、図１に示すバーニアモータ１はＵ、Ｖ、Ｗ相の３相の回転モータとして機能する。また、図１に示すバーニアモータは２極のモータであるため、単一極のバーニアモータと比較して連続出力トルクが向上する。

【0031】

このように、本実施の形態に係るバーニアモータ１は、所定角度間隔で径方向へ沿って突出する複数の第１ステータ突出磁極２１と、各第１ステータ突出磁極２１に巻回されたステータ巻線２３と、各第１ステータ突出磁極２１の先端部２７に所定角度間隔で径方向に沿って形成された複数の第２ステータ突出磁極２４と、各第２ステータ突出磁極２４に隣接して形成された突出磁極溝部２５と、各突出磁極溝部２５に、径方向に対する磁極の方向が同一方向であるように設けられた永久磁石であるステータ磁石２６とを有する輪状ステータ２０と、各第１ステータ突出磁極２１の先端部２７に対向して所定角度間隔で径方向に沿って形成された複数のロータ突出磁極３１と、各ロータ突出磁極３１に隣接して形成されたロータ溝部３２と、各ロータ溝部３２に、径方向に対する磁極の方向が同一方向且つステータ磁石２６と同方向であるように設けられた永久磁石であるロータ磁石３３とを有する輪状ロータ３０とを備え、極数が２極であるため、バーニアモータ１の連続出力トルクを向上することができる。

【0032】

また、本実施の形態に係るバーニアモータ１は、第１ステータ突出磁極２１の数がｎｓ個であり、ロータ突出磁極３１の数がＮｒ個であるときに、第１ステータ突出磁極２１の数ｎｓとロータ突出磁極３１の数Ｎｒとの関係が、下記（１）式を満たし、
Ｎｒ＝（ｎ±０．５）×ｎｓ±１ ・・・（１）
但し、（１）式において、ｎは１以上の整数であるため、バーニアモータ１は回転モータとして機能する。

【0033】

なお、本実施の形態に係るバーニアモータ１は、径方向内側に輪状ステータ２０が設けられ、径方向外側に輪状ロータ３０が設けられているアウターロータ型モータのバーニアモータであったが、径方向外側に輪状ステータ２０が設けられ、径方向内側に輪状ロータ３０が設けられるインナーロータ型のバーニアモータであってもよい。

【0034】

また、本実施の形態に係るバーニアモータ１は、図１に示すように第１ステータ突出磁極２１の本数を１２本とし、ロータ突出磁極３１の数を６７本として構成されていたが、これに限定されるものではない。上述した式（１）の条件が適用されていれば、バーニアモータ１の第１ステータ突出磁極２１の数のｎｓと、ロータ突出磁極３１の数のＮｒとは任意の数であってもよい。また、本実施の形態に係るバーニアモータ１は、各第１ステータ突出磁極２１に５本の第２ステータ突出磁極２４と６本の突出磁極溝部２５とを有していたが、第２ステータ突出磁極２４及び突出磁極溝部２５の角度間隔がモータ突出磁極３１及びロータ溝部３２の角度間隔とほぼ等しければ、第２ステータ突出磁極２４及び突出磁極溝部２５はこれ以外の任意の数であってもよい。

【0035】

また、本実施の形態に係るバーニアモータ１は、最大トルク条件を示す式（１）に基づいて構成されていたが、この式（１）に代えて、下記の式（１’）に基づいて構成されてもよい。
Ｎｒ＝（ｎ±０．５）×ｎｓ±２ ・・・（１’）
この式（１’）は、式（６）に対して、輪状ロータ３０のロータ突出磁極３１の数を２本変更したものである。この条件であっても、図１に示すバーニアモータ１はＵ、Ｖ、Ｗ相の３相２極の回転モータとして機能する。

【0036】

また、本実施の形態に係るバーニアモータ１は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３相２極の回転モータとして機能するようにステータ巻線２３を構成していたが、ステータ巻線２３の構成はこれに限定されるものではない。ステータ巻線２３の構成を適宜調整することにより、３相以外の相数を有するバーニアモータを構成してもよいし、少なくとも２極以上であればこれ以上の極数を有するバーニアモータを構成してもよい。

【0037】

また、本実施の形態に係るバーニアモータ１は、径方向に沿って設けられ径方向外側にＮ極を有し径方向内側にＳ極を有するステータ磁石２６及びロータ磁石３３を有していたが、ステータ磁石２６及びロータ磁石３３の方向は逆であってもよい。すなわち、径方向に沿って設けられ径方向外側にＳ極を有し径方向内側にＮ極を有するステータ磁石２６及びロータ磁石３３を有していてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明のバーニアモータ１によると、所定角度間隔で径方向へ沿って突出する複数の第１ステータ突出磁極２１と、各第１ステータ突出磁極２１に巻回されたステータ巻線２３と、各第１ステータ突出磁極２１の先端部２７に所定角度間隔で径方向に沿って形成された複数の第２ステータ突出磁極２４と、各第２ステータ突出磁極２４に隣接して形成された突出磁極溝部２５と、各突出磁極溝部２５に、径方向に対する磁極の方向が同一方向であるように設けられた永久磁石であるステータ磁石２６とを有する輪状ステータ２０と、各第１ステータ突出磁極２１の先端部２７に対向して所定角度間隔で径方向に沿って形成された複数のロータ突出磁極３１と、各ロータ突出磁極３１に隣接して形成されたロータ溝部３２と、各ロータ溝部３２に、径方向に対する磁極の方向が同一方向且つステータ磁石２６と同方向であるように設けられた永久磁石であるロータ磁石３３とを有する輪状ロータ３０とを備えるため、バーニアモータの連続出力トルクを向上させることができ、連続出力トルクを要求される用途のバーニアモータにおいて使用する用途に適している。

【符号の説明】

【0039】

２０ 輪状ステータ
２１ 第１ステータ突出磁極
２３ ステータ巻線
２４ 第２ステータ突出磁極
２５ 突出磁極溝部
２６ ステータ磁石
２７ 先端部
３０ 輪状ロータ
３１ ロータ突出磁極
３２ ロータ溝部
３３ ロータ磁石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】