特許 7093923 電動機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-23

(45)【発行日】2022-07-01

(54)【発明の名称】電動機

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/18 20060101AFI20220624BHJP

   H02K 3/28 20060101ALI20220624BHJP

   H02K 21/22 20060101ALI20220624BHJP

   H02P 6/08 20160101ALI20220624BHJP

【ＦＩ】

H02K3/18 Z

H02K3/28 Z

H02K21/22 M

H02P6/08

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2018123339

(22)【出願日】2018-06-28

(65)【公開番号】P2020005417

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2021-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】304023318

【氏名又は名称】国立大学法人静岡大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 功治

(72)【発明者】

【氏名】牧田 真治

(72)【発明者】

【氏名】徳永 政男

(72)【発明者】

【氏名】朝間 淳一

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０６１３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－３０１６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２５３１５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／１８

Ｈ０２Ｋ ３／２８

Ｈ０２Ｋ ２１／２２

Ｈ０２Ｐ ６／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１軸線（Ｔａ）に沿って延びる回転軸（３０）と、
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ前記第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、前記複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ～５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
前記回転軸に支持されて、前記複数のティースに対して前記径方向に配置され、かつ前記円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
前記回転軸の前記第１軸線が前記第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
前記複数の相コイルに第１交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記ロータに前記第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
前記電流制御部は、前記複数の相コイルに第２交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記回転軸の前記第１軸線を前記第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
前記複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに前記複数の相コイルは、前記複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、
前記複数のティースのそれぞれには、前記複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれており、
前記複数の磁極の個数は、１０であり、
前記複数のティースの個数は、１２であり、
前記複数の相コイルの個数は、４であり、
前記複数の相コイルのうち、第１の相コイルが前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う３つのティースに巻かれることにより３つの巻線部を形成し、かつ前記３つの巻線部のうち前記円周方向にて隣り合う任意の２つの巻線部は、前記第１の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、
前記複数の相コイルのうち前記第１の相コイル以外の第２の相コイルが、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記第２の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記第２の相コイルが、前記２つのティースから前記円周方向にて３つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している電動機。

【請求項2】

第１軸線（Ｔａ）に沿って延びる回転軸（３０）と、
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ前記第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、前記複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ～５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
前記回転軸に支持されて、前記複数のティースに対して前記径方向に配置され、かつ前記円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
前記回転軸の前記第１軸線が前記第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
前記複数の相コイルに第１交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記ロータに前記第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
前記電流制御部は、前記複数の相コイルに第２交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記回転軸の前記第１軸線を前記第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
前記複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに前記複数の相コイルは、前記複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、
前記複数のティースのそれぞれには、前記複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれており、
前記複数の磁極の個数は、１０であり、
前記複数のティースの個数は、１２であり、
前記複数の相コイルの個数は、４であり、
前記複数の相コイルのうち２つの相コイル（５０Ａ、５０Ｄ）が、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う３つのティースに巻かれることにより３つの巻線部を相コイル毎に形成し、かつ前記３つの巻線部のうち前記円周方向にて隣り合う任意の２つの巻線部は、前記相コイル毎に、前記２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、
前記複数の相コイルのうち前記２つの相コイル以外の２つの相コイル（５０Ｂ、５０Ｃ）が、前記相コイル毎に、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記相コイル毎に、前記残りの２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記残りの２つの相コイルが、前記相コイル毎に、前記２つのティースから前記円周方向にて３つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している電動機。

【請求項3】

第１軸線（Ｔａ）に沿って延びる回転軸（３０）と、
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ前記第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、前記複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ～５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
前記回転軸に支持されて、前記複数のティースに対して前記径方向に配置され、かつ前記円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
前記回転軸の前記第１軸線が前記第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
前記複数の相コイルに第１交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記ロータに前記第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
前記電流制御部は、前記複数の相コイルに第２交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記回転軸の前記第１軸線を前記第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
前記複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに前記複数の相コイルは、前記複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、
前記複数のティースのそれぞれには、前記複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれており、
前記複数の磁極の個数は、１０であり、
前記複数のティースの個数は、１２であり、
前記複数の相コイルの個数は、４であり、
前記複数の相コイルが、前記相コイル毎に、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記相コイル毎に、前記残りの２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、
さらに前記複数の相コイルが、前記相コイル毎に、前記２つのティースから前記円周方向にて３つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している電動機。

【請求項4】

前記複数のティースのうち所定のティースから円周方向に並べられている複数のティースを第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、第６ティース、第７ティース、第８ティース、第９ティース、第１０ティース、第１１ティース、第１２ティースとし、
前記複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えており、
前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、 前記第１ティース、前記第２ティース、および前記第９ティースのそれぞれに、前記Ａ相コイルが巻かれており、 前記第７ティース、前記第８ティース、および前記第３ティースのそれぞれに、前記Ｂ相コイルが巻かれており、 前記第４ティース、前記第１１ティース、および前記第１２ティースのそれぞれに、前記Ｃ相コイルが巻かれており、 前記第５ティース、前記第６ティース、および前記第１０ティースのそれぞれに、前記Ｄ相コイルが巻かれている請求項３に記載の電動機。

【請求項5】

前記複数のティースのうち所定のティースから円周方向に並べられている複数のティースを第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、第６ティース、第７ティース、第８ティース、第９ティース、第１０ティース、第１１ティース、第１２ティースとし、
前記複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えており、
前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、 前記第１ティース、前記第２ティース、および前記第６ティースのそれぞれに、前記Ａ相コイルが巻かれており、 前記第７ティース、前記第８ティース、および前記第３ティースのそれぞれに、前記Ｂ相コイルが巻かれており、 前記第４ティース、前記第１１ティース、および前記第１２ティースのそれぞれに、前記Ｃ相コイルが巻かれており、 前記第５ティース、前記第９ティース、および前記第１０ティースのそれぞれに、前記Ｄ相コイルが巻かれている請求項３に記載の電動機。

【請求項6】

第１軸線（Ｔａ）に沿って延びる回転軸（３０）と、
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ前記第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、前記複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ～５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
前記回転軸に支持されて、前記複数のティースに対して前記径方向に配置され、かつ前記円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
前記回転軸の前記第１軸線が前記第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
前記複数の相コイルに第１交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記ロータに前記第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
前記電流制御部は、前記複数の相コイルに第２交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記回転軸の前記第１軸線を前記第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
前記複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに前記複数の相コイルは、前記複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、
前記複数のティースのそれぞれには、前記複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれており、
前記複数の磁極の個数は、１０であり、
前記複数のティースの個数は、１２であり、
前記複数の相コイルの個数は、４であり、
前記複数の相コイルのうち、第１の相コイルが、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースのそれぞれに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記第１の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記２つのティースから前記円周方向にて３つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに前記第１のコイルが巻かれることにより１つの巻線部を形成し、
前記複数の相コイルのうち前記第１のコイル以外の第２の相コイルは、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記第２の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記第２の相コイルは、前記２つのティースから前記円周方向にて２つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している電動機。

【請求項7】

第１軸線（Ｔａ）に沿って延びる回転軸（３０）と、
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ前記第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、前記複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ～５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
前記回転軸に支持されて、前記複数のティースに対して前記径方向に配置され、かつ前記円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
前記回転軸の前記第１軸線が前記第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
前記複数の相コイルに第１交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記ロータに前記第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
前記電流制御部は、前記複数の相コイルに第２交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記回転軸の前記第１軸線を前記第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
前記複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに前記複数の相コイルは、前記複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、
前記複数のティースのそれぞれには、前記複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれており、
前記複数の磁極の個数は、１０であり、
前記複数のティースの個数は、１２であり、
前記複数の相コイルの個数は、４であり、
前記複数の相コイルのうち１つの相コイル（５０Ｃ）が、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースのそれぞれに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記１つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記２つのティースから前記円周方向にて３つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに前記１つの相コイルが巻かれることにより１つの巻線部を形成し、
前記複数の相コイルのうち前記１つの相コイル以外の３つの相コイル（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ）は、相コイル毎に、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記相コイル毎に、前記３つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記３つの相コイルは、前記相コイル毎に、前記２つのティースから前記円周方向にて２つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している電動機。

【請求項8】

第１軸線（Ｔａ）に沿って延びる回転軸（３０）と、
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ前記第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、前記複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ～５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
前記回転軸に支持されて、前記複数のティースに対して前記径方向に配置され、かつ前記円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
前記回転軸の前記第１軸線が前記第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
前記複数の相コイルに第１交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記ロータに前記第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
前記電流制御部は、前記複数の相コイルに第２交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記回転軸の前記第１軸線を前記第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
前記複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに前記複数の相コイルは、前記複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、
前記複数のティースのそれぞれには、前記複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれており、
前記複数の磁極の個数は、１０であり、
前記複数のティースの個数は、１２であり、
前記複数の相コイルの個数は、４であり、
前記複数の相コイルのうち２つの相コイル（５０Ａ、５０Ｃ）が、相コイル毎に、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースのそれぞれに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記相コイル毎に、前記２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記２つのティースから前記円周方向にて３つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに前記２つの相コイルが巻かれることにより１つの巻線部を前記相コイル毎に形成し、
前記複数の相コイルのうち前記２つの相コイル以外の２つの相コイル（５０Ｂ、５０Ｄ）は、相コイル毎に、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記相コイル毎に、前記２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記２つの相コイルは、前記相コイル毎に、前記２つのティースから前記円周方向にて２つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している電動機。

【請求項9】

第１軸線（Ｔａ）に沿って延びる回転軸（３０）と、
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ前記第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、前記複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ～５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
前記回転軸に支持されて、前記複数のティースに対して前記径方向に配置され、かつ前記円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
前記回転軸の前記第１軸線が前記第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
前記複数の相コイルに第１交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記ロータに前記第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
前記電流制御部は、前記複数の相コイルに第２交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記回転軸の前記第１軸線を前記第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
前記複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに前記複数の相コイルは、前記複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、
前記複数のティースのそれぞれには、前記複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれており、
前記複数の磁極の個数は、１０であり、
前記複数のティースの個数は、１２であり、
前記複数の相コイルの個数は、４であり、
前記複数の相コイルは、相コイル毎に、前記複数のティースのうち前記円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ前記２つの巻線部は、前記相コイル毎に、前記２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに前記２つの相コイルは、前記相コイル毎に、前記２つのティースから前記円周方向にて２つの前記ティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している電動機。

【請求項10】

前記複数のティースのうち所定のティースから円周方向に並べられている複数のティースを第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、第６ティース、第７ティース、第８ティース、第９ティース、第１０ティース、第１１ティース、第１２ティースとし、
前記複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えており、
前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ａ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｂ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、
前記Ｄ相コイルに流れる前記第１交流電流は、前記Ｃ相コイルに流れる前記第１交流電流よりも位相が遅れており、 前記第１ティース、前記第２ティース、および前記第５ティースのそれぞれに、前記Ａ相コイルが巻かれており、 前記第３ティース、前記第４ティース、および前記第７ティースのそれぞれに、前記Ｂ相コイルが巻かれており、 前記第６ティース、前記第９ティース、および前記第１０ティースのそれぞれに、前記Ｃ相コイルが巻かれており、 前記第８ティース、前記第１１ティース、および前記第１２ティースのそれぞれに、前記Ｄ相コイルが巻かれている請求項９に記載の電動機。

【請求項11】

前記電流制御部は、
前記４つの相コイルに流れる交流電流を独立して制御するインバータ回路（７１）と、
前記インバータ回路を制御して、前記第２交流電流の周波数を前記第１交流電流の周波数と異なる周波数とし、かつ前記第１交流電流と前記第２交流電流とを互いに独立して制御する制御回路（７２）と、
を備える請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の電動機。

【請求項12】

前記電流制御部が前記複数の相コイルに前記第１交流電流を流して前記回転軸を１回転させるのに要する時間をＴＮとし、ＴＮを５で割り算した値をＴＡとしたとき、前記第１交流電流は、１／ＴＡを周波数とする交流電流であり、
ＴＮを４で割り算した値をＴＢとしたとき、前記第２交流電流は、１／ＴＢを周波数とする交流電流である請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の電動機。

【請求項13】

第１軸線（Ｔａ）に沿って延びる回転軸（３０）と、
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ前記第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、前記複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ～５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
前記回転軸に支持されて、前記複数のティースに対して前記径方向に配置され、かつ前記円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
前記回転軸の前記第１軸線が前記第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
前記複数の相コイルに第１交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記ロータに前記第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
前記電流制御部は、前記複数の相コイルに第２交流電流を流して前記複数の磁極との間で前記回転軸の前記第１軸線を前記第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
前記複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに前記複数の相コイルは、前記複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、
前記複数のティースのそれぞれには、前記複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれており、
前記電流制御部が前記複数の相コイルに前記第１交流電流を流して前記回転軸を１回転させるのに要する時間をＴＮとし、ＴＮを５で割り算した値をＴＡとしたとき、前記第１交流電流は、１／ＴＡを周波数とする交流電流であり、
ＴＮを４で割り算した値をＴＢとしたとき、前記第２交流電流は、１／ＴＢを周波数とする交流電流である電動機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、電動機のステータでは、相コイルＵｍｓ、Ｖｍｓ、Ｗｍｓと相コイルＵｍｎ、Ｖｍｎ、Ｗｍｎとを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

相コイルＵｍｓ、Ｖｍｓ、Ｗｍｓは、それぞれ、一端が端子Ｕｍ、Ｖｍ、Ｗｍに接続され、他端が端子Ｕｓ、Ｖｓ、Ｗｓに接続されている。相コイルＵｍｎ、Ｖｍｎ、Ｗｍｎは、それぞれ、一端が端子Ｕｍ、Ｖｍ、Ｗｍに接続され、他端が中性点Ｎに接続されている。

【0004】

端子Ｕｍ、Ｖｍ、Ｗｍは、電動機電流Ｉｕｍ、Ｉｖｍ、Ｉｗｍを生成する電動機電流生成部の出力端子が接続されている第１端子である。端子Ｕｓ、Ｖｓ、Ｗｓは、支持電流Ｉｕｓ、Ｉｖｓ、Ｉｗｓを生成する支持電流生成部の出力端子が接続されている第２端子である。

【0005】

電動機電流Ｉｕｍ、Ｉｖｍ、Ｉｗｍは、それぞれ、ロータに回転トルクを発生させる交流電流である。支持電流Ｉｕｓ、Ｉｖｓ、Ｉｗｓは、それぞれ、ロータを回転可能に支持する交流電流である。

【0006】

電動機電流生成部から相コイルＵｍｓを通して支持電流生成部に、電流（０．５Ｉｕｍ－Ｉｕｓ）が流れる。電動機電流生成部から相コイルＶｍｓを通して支持電流生成部に、電流（０．５Ｉｖｍ－Ｉｖｓ）が流れる。電動機電流生成部から相コイルＷｍｓを通して支持電流生成部に、電流（０．５Ｉｗｍ－Ｉｗｓ）が流れる。

【0007】

電動機電流生成部から相コイルＵｍｎを通して中性点Ｎに、電流（０・５Ｉｕｍ＋Ｉｕｓ）が流れる。電動機電流生成部から相コイルＷｍｎを通して中性点Ｎに、電流（０・５Ｉｗｍ＋Ｉｗｓ）が流れる。電動機電流生成部から相コイルＶｍｎを通して中性点Ｎに、電流（０・５Ｉｖｍ＋Ｉｖｓ）が流れる。

【0008】

相コイルＵｍｓは、ステータコア１１の１２個のティースＵ１～Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。相コイルＶｍｓは、１２個のＵ１～Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。相コイルＷｍｓは、１２個のＵ１～Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。

【0009】

相コイルＵｍｎは、１２個のＵ１～Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。相コイルＶｍは、１２個のＵ１～Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。相コイルＷｍｎは、１２個のＵ１～Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて３つの巻線部を構成する。

【0010】

このことにより、相コイルＵｍｓ、Ｕｍｎ、Ｖｍｓ、Ｖｍｎ、Ｗｍｓ、Ｗｍｎのそれぞれに生じる電磁力によって、回転子を回転可能に支持する支持力と回転子の回転トルクを発生させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特開２０１３－１２６２７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

上記特許文献１の電動機では、相コイルＵｍｓ、Ｕｍｎ、Ｖｍｓ、Ｖｍｎ、Ｗｍｓ、Ｗｍｎがそれぞれ、１２個のティースＵ１～Ｕ１２のうち対応する３個のティースに巻かれて１８個の巻線部を構成する。

【0013】

このため、１２個のティースＵ１～Ｕ１２のうちいずれかの１つ以上のティースには、相コイルＵｍｓ、Ｖｍｓ、Ｗｍｓ、Ｕｍｎ、Ｖｍｎ、Ｗｍｎのうち２つ以上の相コイルが巻かれている（図２８、図２９参照）。

【0014】

図２９では、ティースＵ８には、相コイルＵｍｎと相コイルＶｍｓとが巻かれて巻線部１ｃと巻線部１ｈとが形成されている例を示している。

【0015】

したがって、１２個のティースＵ１～Ｕ１２のうちいずれかの１つ以上のティースには、２つ以上の巻線部が構成されることになる。このため、１２個のティースＵ１～Ｕ１２に対する相コイルＵｍｓ、Ｕｍｎ、Ｖｍｓ、Ｖｍｎ、Ｗｍｓ、Ｗｍｎの巻き方が複雑になるので、ステータの構成が複雑になる。

【0016】

本発明は上記点に鑑みて、ステータの構成を簡素にした電動機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１軸線（Ｔａ）に沿って延びる回転軸（３０）と、
第２軸線（Ｔ）を中心とする径方向に突起し、かつ第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティース（５４ａ・・・５４ｌ）を備えるステータコア（５２）と、複数のティースに巻かれている複数の相コイル（５０Ａ～５０Ｄ）とを備えるステータ（３５）と、
回転軸に支持されて、複数のティースに対して径方向に配置され、かつ円周方向に並べられている複数の磁極を形成するロータ（３６）と、を備え、
回転軸の第１軸線が第２軸線から傾くことが可能に構成されている電動機であって、
複数の相コイルに第１交流電流を流して複数の磁極との間でロータに第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる電流制御部（７０）を備え、
電流制御部は、複数の相コイルのうちいずれかコイルに第２交流電流を流して複数の磁極との間で回転軸の第１軸線を第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させ、
複数の相コイルは、４つ以上の相コイルであり、
さらに複数の相コイルは、複数のティースに対して集中巻にて巻かれており、
複数のティースのそれぞれには、複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれており、
複数の磁極の個数は、１０であり、
複数のティースの個数は、１２であり、
複数の相コイルの個数は、４であり、
複数の相コイルのうち、第１の相コイルが複数のティースのうち円周方向にて隣り合う３つのティースに巻かれることにより３つの巻線部を形成し、かつ３つの巻線部のうち円周方向にて隣り合う任意の２つの巻線部は、第１の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、
複数の相コイルのうち第１の相コイル以外の第２の相コイルが、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ２つの巻線部は、第２の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっており、さらに第２の相コイルが、２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。

【0018】

以上により、複数のティースに対する複数の相コイルの巻き方が簡素になるため、ステータの構成を簡素にした電動機を提供することができる。

【0019】

特許請求の範囲において、集中巻を次のように定義する。すなわち、集中巻とは、巻線部が複数のティースのうち対応する１つのティースにのみに相コイルが巻かれて構成されているものである。

【0020】

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態における電動機の軸線Ｔを含む断面で切断した断面構成を示す図である。

【図2】図１中ＩＩ－ＩＩ断面図である。

【図3】図１中ＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。

【図4】第１実施形態において、ステータの軸線ＴをＺ軸とし、軸線Ｔに直交するＸ軸とＹ軸とを設定したＸＹＺ座標において、回転軸の軸線うち軸線方向他方側の端部の座標を示している図である。

【図5】第１実施形態において、ステータの軸線ＴをＺ軸とし、軸線Ｔに直交するＸ軸とＹ軸とを設定したＸＹＺ座標において、Ｚ軸に対する回転軸の軸線の傾斜角度を示している図である。

【図6】第１実施形態における電動機を制御するための電子制御装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図7】第１実施形態において共通接続端子Ｔ１～Ｔ５からＡ相コイル５０Ａに軸支持力が流れたときに、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃおよび複数の永久磁石６１の間に発生する吸引力としての電磁力ＦＡを示す模式図である。

【図8】第１実施形態において共通接続端子Ｔ１～Ｔ５からＢ相コイル５０Ｂに軸支持力が流れたときに、巻線部５６ｌおよび複数の永久磁石６１の間に発生する吸引力としての電磁力ＦＢを示す模式図である。

【図9】第１実施形態において共通接続端子Ｔ１～Ｔ５からＣ相コイル５０Ｃに軸支持力が流れたときに、巻線部５６ｆおよび複数の永久磁石６１の間に発生する吸引力としての電磁力ＦＣを示す模式図である。

【図10】第１実施形態において共通接続端子Ｔ１～Ｔ５からＤ相コイル５０Ｄに軸支持力が流れたときに、巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉおよび複数の永久磁石６１の間に発生する吸引力としての電磁力ＦＤを示す模式図である。

【図11】第１実施形態において制御回路による制御処理を示すフローチャートである。

【図12】図１１の制御処理のうち回転制御処理（ステップＳ１３０）の詳細を示すフローチャートである。

【図13】図１１の制御処理のうち支持制御処理（ステップＳ１２０）の詳細を示すフローチャートである。

【図14】縦軸をホールセンサの出力（すなわち、センサの出力）とし、横軸を時間し、ホールセンサ３７ａ、３７ｃの出力信号Ｈａ、Ｈｃの差分ｄｓの変化と、ホールセンサ３７ｂ、３７ｄの出力信号Ｈｂ、Ｈｄの差分ｄｑの変化とを示すタイミングチャートである。

【図15】図５のＺ軸（すなわち、軸線Ｔ）に対する軸線Ｔａの傾きθと軸支持力Ｆとの関係を示す図である。

【図16】縦軸を電流とし、横軸を時間とし、図６のインバータ回路からＡ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｃ相コイル５０Ｃ、Ｄ相コイル５０Ｄのそれぞれに流れる回転力交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄを示すタイミングチャートである。

【図17】縦軸を電流とし、横軸を時間とし、図３の相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流れる軸支持力交流電流Ｉｚを示すタイミングチャートである。

【図18】（ａ）、（ｂ）を備えるステータ３５を備える電動機１０において、Ａ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｃ相コイル５０Ｃ、Ｄ相コイル５０Ｄに生じる８起磁力ベクトルＹａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄを示す図である。

【図19】（ａ）、（ｂ）の組み合わせによってステータ３５を備える電動機１０において、Ａ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｃ相コイル５０Ｃ、Ｄ相コイル５０Ｄに生じる１０起磁力ベクトルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄを示す図である。

【図20】（ｂ）、（ｃ）を備えるステータ３５を備える電動機１０において、Ａ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｃ相コイル５０Ｃ、Ｄ相コイル５０Ｄに生じる８起磁力ベクトルＹａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄを示す図である。

【図21】（ｂ）、（ｃ）の組み合わせによってステータ３５を備える電動機１０において、Ａ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｃ相コイル５０Ｃ、Ｄ相コイル５０Ｄに生じる１０起磁力ベクトルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄを示す図である。

【図22】第２実施形態における電動機において、ステータの軸線Ｔに直交する断面で切断した断面構成を示した図である。

【図23】第３実施形態における電動機において、ステータの軸線Ｔに直交する断面で切断した断面構成を示した図である。

【図24】第４実施形態における電動機において、ステータの軸線Ｔに直交する断面で切断した断面構成を示した図である。

【図25】第５実施形態における電動機において、ステータの軸線Ｔに直交する断面で切断した断面構成を示した図である。

【図26】第６実施形態における電動機において、ステータの軸線Ｔに直交する断面で切断した断面構成を示した図である。

【図27】第７実施形態における電動機において、ステータの軸線Ｔに直交する断面で切断した断面構成を示した図である。

【図28】対比例における電動機のステータコイルの構成を示す図である。

【図29】対比例における電動機のステータにおいて相コイルＵｍｎ、Ｕｍｓ、Ｖｍｓによって巻線部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｈが形成され、巻線部１ａ、１ｂ～１ｈ以外の巻線部の図示が省略されている状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

【0023】

（第１実施形態）
本実施形態の電動機１０は、図１、図２、および図３に示すように、回転軸３０、センターピース３１、軸受け３２、抑え部３３、永久磁石３４ａ、３４ｂ、ステータ３５、ロータ３６、およびホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを備える。

【0024】

回転軸３０は、軸線（すなわち、第１軸線）Ｔａに沿って延びるように形成されている回転軸である。回転軸３０は、ロータ３６の回転力を被駆動対象に伝える回転軸である。被駆動対象は、回転軸３０の軸線方向他方側端部が嵌合されることにより、被駆動対象に回転軸３０が連結されている。

【0025】

本実施形態では、被駆動対象としては、例えば、遠心ファン等の各種機器が用いられている。

【0026】

センターピース３１は、筒部３１ａ、およびフランジ部３１ｂを備える支持部材である。筒部３１ａは、第２軸線である軸線Ｔを中心とする筒状に形成されている。筒部３１ａの中空部内には、回転軸３０が配置されている。軸線Ｔは、ステータ３５の軸線である。

【0027】

センターピース３１のフランジ部３１ｂは、筒部３１ａのうち軸線方向他方側から径方向外側に突起するように形成されている。センターピース３１は、プレート４０に固定されている。

【0028】

軸受け３２は、回転軸３０の軸線方向一方側を回転自在に支持する機械的軸受けである。軸受け３２は、センターピース３１の筒部３１ａに対して径方向内側に配置されている。軸受け３２は、筒部３１ａにより支持されている。軸受け３２は、センターピース３１および抑え板４１によって軸線方向他方側から支持されている。

【0029】

本実施形態では、軸受け３２として、例えば、転がり軸受が使用されている。

【0030】

永久磁石３４ａ、３４ｂは、回転軸３０のうち軸受け３２に対して軸線方向一方側に配置されている。永久磁石３４ａ、３４ｂは、回転軸３０に固定されている。永久磁石３４ａ、３４ｂは、図２に示すように、それぞれ、円弧状に形成されている。永久磁石３４ａ、３４ｂは、回転軸３０の外周を覆うように組み合わされている。

【0031】

永久磁石３４ａ、３４ｂのうち一方の永久磁石の径方向外側はＳ極を形成し、他方の永久磁石の径方向外側はＮ極を形成する。永久磁石３４ａ、３４ｂは、ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄに磁束を付与する。

【0032】

抑え部３３は、軸受け３２および永久磁石３４ａ、３４ｂの間に配置されている。抑え部３３は、軸線Ｔを中心とするリング状に形成されている。

【0033】

抑え部３３および回転軸３０の間には、隙間が形成されている。抑え部３３は、後述するように、軸線Ｔから回転軸３０の軸線Ｔａ（図５参照）が傾いた状態で回転軸３０を支える支持部である。抑え部３３は、センターピース３１の筒部３１ａによって支持されている。

【0034】

ステータ３５は、図１および図３に示すように、Ａ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｃ相コイル５０Ｃ、Ｄ相コイル５０Ｄ、およびステータコア５２を備える。以下、Ａ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｃ相コイル５０Ｃ、Ｄ相コイル５０Ｄを纏めて相コイル５０Ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄともいう。

【0035】

ステータコア５２は、４つの相コイル５０Ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄから発生する磁束を通過させるものである。具体的には、ステータコア５２は、図３に示すように、リング部５３、およびティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ、５４ｇ、５４ｈ、５４ｉ、５４ｊ、５４ｋ、５４ｌを備える。

【0036】

以下、説明の便宜上、ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ、５４ｇ、５４ｈ、５４ｉ、５４ｊ、５４ｋ、５４ｌを簡素化してティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌと記す。

【0037】

リング部５３は、センターピース３１の筒部３１ａに対して軸線Ｔを中心とする径方向の外側に配置されている。リング部５３は、軸線Ｔを中心とするリング状に形成されている。リング部５３は、筒部３１ａに固定されている。

【0038】

ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌは、リング部５３から軸線Ｔを中心とする径方向外側に突出するように形成されている１２個のティースである。ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌは、それぞれ、軸線Ｔを中心とする円周方向に同一間隔で並べられている。

【0039】

本実施形態のティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌは、それぞれの径方向外側から円周方向一方側および円周方向他方側に突起する先端側突起部を備える略Ｔ字状に形成されている。

【0040】

相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、ロータ３６の回転トルクを発生させる回転トルク発生用励磁巻線と、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づける軸支持力を発生させる磁気軸受け用巻線とを兼ねる。

【0041】

図３に本実施形態の相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの配置を示す。

【0042】

まず、Ａ相コイル５０Ａは、図３に示すように、ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃに巻かれている。このことにより、ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃには、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃがＡ相コイル５０Ａによって形成されている。

【0043】

巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃは、それぞれ、ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃのうち対応する１つのティースにのみＡ相コイル５０Ａが巻かれて形成されている。ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、軸線Ｔを中心とする円周方向に隣り合うように並べられている。

【0044】

ここで、巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。巻線部５６ｂ、５６ｃは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0045】

Ｂ相コイル５０Ｂは、ティース５４ｄ、５４ｅ、５４ｌに、巻かれている。このことにより、ティース５４ｄ、５４ｅ、５４ｌには、巻線部５６ｄ、５６ｅ、５６ｌがＢ相コイル５０Ｂによって形成されている。

【0046】

巻線部５６ｄ、５６ｅ、５６ｌは、それぞれ、ティース５４ｄ、５４ｅ、５４ｌのうち対応する１つのティースにのみＢ相コイル５０Ｂが巻かれて形成されている。

【0047】

ティース５４ｄ、５４ｅは、軸線Ｔを中心とする円周方向に隣り合うように並べられている。ティース５４ｌは、ティース５４ｄ、５４ｅから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃを空けて配置されている。

【0048】

ここで、巻線部５６ｄ、５６ｅは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0049】

Ｃ相コイル５０Ｃは、ティース５４ｆ、５４ｊ、５４ｋに、巻かれている。このことにより、ティース５４ｆ、５４ｊ、５４ｋには、巻線部５６ｆ、５６ｊ、５６ｋがＣ相コイル５０Ｃによって形成されている。

【0050】

巻線部５６ｆ、５６ｊ、５６ｋは、それぞれ、ティース５４ｆ、５４ｊ、５４ｋのうち対応する１つのティースにのみＣ相コイル５０Ｃが巻かれて形成されている。

【0051】

ティース５４ｊ、５４ｋは、軸線Ｔを中心とする円周方向に隣り合うように並べられている。ティース５４ｆは、ティース５４ｊ、５４ｋから円周方向他方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉを空けて配置されている位置に設けられている。

【0052】

ここで、巻線部５６ｆ、５６ｊは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0053】

Ｄ相コイル５０Ｄは、ティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉに、巻かれている。このことにより、ティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉには、巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉがＤ相コイル５０Ｄによって形成されている。

【0054】

巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉは、それぞれ、ティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉのうち対応する１つのティースにのみＤ相コイル５０Ｄが巻かれて形成されている。ティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉは、軸線Ｔを中心とする円周方向に隣り合うように並べられている。

【0055】

ここで、巻線部５６ｇ、５６ｈは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。巻線部５６ｈ、５６ｉは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0056】

このようなティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌには、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち対応する相コイルのみが巻かれている。

【0057】

相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌに対して集中巻にて巻かれている。本実施形態の集中巻とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、・・・・５６ｌがそれぞれティース５４ａ、５４ｂ・・・・５４ｌのうち対応する１つのティースにのみに、１つの相コイルが巻かれて構成されていることである。

【0058】

ここで、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、ステータコア５２を介してセンターピース３１に取り付けられている。相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流れる交流電流は、電子制御装置７０（図６参照）により制御される。なお、電子制御装置７０の詳細については、後述する。

【0059】

ロータ３６は、図１に示すように、ロータケース６０、および複数の永久磁石６１を備える。ロータケース６０は、軸線Ｔを中心とする筒状に形成されている。ロータケース６０のうち軸線方向他方側が蓋部６０ａで塞がれている。

【0060】

蓋部６０ａには、回転軸３０を貫通させる貫通穴６０ｂが設けられている。ロータケース６０の蓋部６０ａが回転軸３０により固定されている。つまり、ロータ３６は、回転軸３０に取り付けられている。

【0061】

複数の永久磁石６１は、それぞれ、軸線Ｔａを中心とする円周方向に並べられている。複数の永久磁石６１は、図１および図３に示すように、ロータケース６０に対して軸線Ｔを中心とする径方向内側に配置されている。複数の永久磁石６１は、それぞれ、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌに対して軸線Ｔを中心とする径方向外側に配置されている。

【0062】

複数の永久磁石６１は、ロータケース６０に固定されている。複数の永久磁石６１は、それぞれの磁極が径方向に向くように配置されている。

【0063】

複数の永久磁石６１のそれぞれの磁極は、Ｓ極、およびＮ極が円周方向で交互に並ぶように複数の永久磁石６１が配置されている。

【0064】

本実施形態の複数の永久磁石６１としては、１０個の永久磁石６１が用いられている。このため、１０個の永久磁石６１によって、１０個の磁極を形成することができる。

【0065】

ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、永久磁石３４ａ、３４ｂに対して、軸線Ｔを中心とする径方向外側に配置されている。ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄと永久磁石３４ａ、３４ｂとの間には、隙間が形成されている。

【0066】

ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、軸線Ｔを中心とする円周方向に同一間隔で並べられている。ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、センターピース３１の筒部３１ａに固定されている。ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、回転軸３０の回転速度、および傾き角度を検出するためのもので、永久磁石３４ａ、３４ｂから生じる磁界を検出する磁気センサとしてのホール素子から構成されている。

【0067】

このように構成されたものにおいて、回転軸３０のうち軸受け３２側を支点として、軸線Ｔから回転軸３０の軸線Ｔａが傾くことが可能に構成される（図４、図５参照）。

【0068】

図４、図５では、前記支点を原点０とし、軸線ＴをＺ軸とし、軸線Ｔに直交するＸ軸とＹ軸とを設定し、Ｚ軸に対して回転軸３０の軸線Ｔａが角度θ傾いた例を示している。図４中の（ｘ０、ｙ０）は、回転軸３０の軸線Ｔａうち軸線方向他方側の端部（以下、回転軸３０の基準位置という）のＸ－Ｙ座標を示している。

【0069】

次に、本実施形態の電動機１０を制御するための電子制御装置７０の構成の詳細について図６を参照して説明する。

【0070】

電子制御装置７０は、図６に示すように、インバータ回路７１、および制御回路７２を備える電流制御部である。

【0071】

インバータ回路７１は、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９、ＳＷ１０を備える。

【0072】

トランジスタＳＷ１、ＳＷ２は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。トランジスタＳＷ３、ＳＷ４は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。トランジスタＳＷ５、ＳＷ６は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。

【0073】

トランジスタＳＷ７、ＳＷ８は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。トランジスタＳＷ９、ＳＷ１０は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。

【0074】

トランジスタＳＷ１、ＳＷ２の間の共通接続端子Ｔ１は、Ａ相コイル５０Ａの一端部に接続されている。トランジスタＳＷ３、ＳＷ４の間の共通接続端子Ｔ２は、Ｂ相コイル５０Ｂの一端部に接続されている。

【0075】

トランジスタＳＷ５、ＳＷ６の間の共通接続端子Ｔ３は、Ｃ相コイル５０Ｃの一端部に接続されている。トランジスタＳＷ７、ＳＷ８の間の共通接続端子Ｔ４は、Ｄ相コイル５０Ｄの一端部に接続されている。

【0076】

トランジスタＳＷ９、ＳＷ１０の間の共通接続端子Ｔ５は、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのそれぞれの他端部の共通接続端子である中性点Ｎに接続されている。相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、スター結線により接続されているステータコイルを構成している。

【0077】

正極母線７１ａは、直流電源ＴＤの正極電極に接続されている。負極母線７１ｂは、直流電源ＴＤの負極電極に接続されている。

【0078】

制御回路７２は、マイクロコンピュータやメモリ等に構成されている。制御回路７２は、メモリに予め記憶されているコンピュータプログラムにしたがって、ロータ３６に回転トルクを発生させるとともに、回転軸３０を支持する軸支持力を発生させる制御処理を実行する。

【0079】

制御回路７２は、制御処理の実行に伴って、ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの出力信号に基づいて、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９、ＳＷ１０をスイッチング制御する。なお、以下、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５を纏めて共通接続端子Ｔ１～Ｔ５とも表記する。

【0080】

このことにより、インバータ回路７１は、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５と相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄとの間に流れる４相の交流電流を独立して制御する。

【0081】

共通接続端子Ｔ１～Ｔ５からＡ相コイル５０Ａに交流電流が流れたときには、巻線部５６ｂ、５６ｃによって発生される磁束Ｇａ（図７参照）に基づいて、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃおよび複数の永久磁石６１の間には吸引力として電磁力ＦＡが発生する。

【0082】

ここで、吸引力は、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃに対してロータ３６を引き付ける力である。

【0083】

共通接続端子Ｔ１～Ｔ５からＢ相コイル５０Ｂに交流電流が流れたときには、巻線部５６ｌおよび複数の永久磁石６１の間には、Ｂ相コイル５０Ｂによって生じる磁束Ｇｂ（図８参照）に基づいて吸引力として電磁力ＦＢが発生する。

【0084】

ここで、吸引力は、巻線部５６ｌに対してロータ３６を引き付ける吸引力である。巻線部５６ｄ、５６ｅには、ロータ３６を引き付ける吸引力が作用しない。

【0085】

共通接続端子Ｔ１～Ｔ５からＣ相コイル５０Ｃに交流電流が出力されたときには、巻線部５６ｆおよび複数の永久磁石６１の間には、Ｃ相コイル５０Ｃによって生じる磁束Ｇｃ（図９参照）に基づいて吸引力として電磁力ＦＣが発生する。

【0086】

ここで、吸引力は、巻線部５６ｆに対してロータ３６を引き付ける吸引力である。巻線部５６ｊ、５６ｋには、ロータ３６を引き付ける吸引力が作用しない。

【0087】

共通接続端子Ｔ１～Ｔ５からＤ相コイル５０Ｄに交流電流が出力されたときには、巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉおよび複数の永久磁石６１の間には、Ｄ相コイル５０Ｄよって生じる磁束Ｇｄ（図１０参照）に基づいて吸引力として電磁力ＦＤが発生する。

【0088】

ここで、吸引力は、巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉに対してロータ３６を引き付ける吸引力である。

【0089】

電磁力ＦＡの方向、電磁力ＦＢの方向、電磁力ＦＣの方向、および電磁力ＦＤの方向は、軸線Ｔを中心とする円周方向に並べられている。すなわち、電磁力ＦＡの方向、電磁力ＦＢの方向、電磁力ＦＣの方向、および電磁力ＦＤの方向は、それぞれ相違する方向に向いている。

【0090】

具体的には、電磁力ＦＡの方向は、電磁力ＦＤの方向に対してほぼ角度９０℃オフセットしている。電磁力ＦＢの方向は、電磁力ＦＡの方向に対してほぼ角度９０℃オフセットしている。電磁力ＦＣの方向は、電磁力ＦＢの方向に対してほぼ角度９０℃オフセットしている。電磁力ＦＤの方向は、電磁力ＦＣの方向に対して角度ほぼ９０℃オフセットしている。

【0091】

ここで、電磁力ＦＡ、ＦＢ、ＦＣ、ＦＤをそれぞれ単位ベクトルとする。

【0092】

このような電磁力ＦＡ、ＦＢ、ＦＣ、ＦＤ、および係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を用いて、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａを近づけるための下記の数式１の軸支持力Ｆを発生する。

【0093】

Ｆ＝Ｋ１・ＦＡ＋Ｋ２・ＦＢ＋Ｋ３・ＦＣ＋Ｋ４・ＦＤ・・・（数式１）
制御回路７２がトランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・ＳＷ１０を制御して共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５および相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの間に流れる交流電流をコイル毎に制御する。このため、係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４が制御されることにより、軸支持力Ｆの大きさ、および方向を制御することができる。

【0094】

以下、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａを近づけるために相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流す第２交流電流を軸支持力交流電流という。

【0095】

制御回路７２がトランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・ＳＷ１０を制御すると、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５から相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのそれぞれに交流電流が流れる。

【0096】

ここで、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのそれぞれに流れる交流電流は、９０度ずつ位相がずれている。このため、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄから回転磁界が順次に発生する。

【0097】

このような回転磁界と複数の永久磁石６１によって生じる磁束とに応じてロータ３６に回転トルクが発生する。

【0098】

以下、回転磁界と複数の永久磁石６１によって生じる磁束とに応じてロータ３６に回転トルクが発生させる第１交流電流を回転力交流電流という。

【0099】

本実施形態の制御回路７２は、インバータ回路７１を制御して、軸支持力交流電流の周波数と回転力交流電流の周波数とを異なる周波数とし、かつ軸支持力交流電流と回転力交流電流とを独立して制御する。

【0100】

次に、本実施形態の制御回路７２の制御処理について図１１～図１３を参照して説明する。

【0101】

制御回路７２は、図１１～図１３のフローチャートにしたがって制御処理を実行する。図１３は制御処理を示すフローチャートである。

【0102】

まず、制御回路７２は、図１１のステップ１００において、ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄにより永久磁石３４ａ、３４ｂによって生じる磁界を検出する。

【0103】

ここで、Ｘ－Ｙ座標において、ホールセンサ３７ａ、３７ｃが並ぶ方向をＸ方向とし、ホールセンサ３７ｂ、３７ｄが並ぶ方向をＹ方向とする。ホールセンサ３７ａの出力信号Ｈａとホールセンサ３７ｃの出力信号Ｈｃとの差分ｄｓ（＝Ｈａ－Ｈｃ：図１４参照）を求める。当該差分ｄｓは、回転軸３０の回転角度情報を示す。

【0104】

そして、制御回路７２は、この差分ｄｓに基づいて、現時刻の回転軸３０の回転角度（すなわち、回転位置）を算出する。

【0105】

次に、制御回路７２は、支持制御処理（ステップ１２０）と回転制御処理（ステップ１３０）とを並列的に実行する。支持制御処理は、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるための制御処理である。回転制御処理は、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔを中心として回転させる制御処理である。なお、支持制御（ステップ１２０）、および回転制御（ステップ１３０）の詳細は後述する。

【0106】

次に、回転軸３０の回転を続行するか否かを判定する（ステップ１４０）。その後、回転軸３０の回転を続行するとして、ステップ１４０でＹＥＳと判定すると、ステップ１１０に戻る。次いで、制御処理を停止させる停止指令が外部から入力されるまで、ステップ１００、１１０、１２０、１３０およびステップ１４０のＹＥＳ判定を繰り返す。

【0107】

その後、停止指令が外部から入力されると、ステップ１４０でＮ０と判定して、制御処理を終了する。

【0108】

次に、回転制御（ステップ１３０）について図１２、図１４を参照して説明する。図１２は図１２中ステップ１３０の詳細を示すフローチャートである。

【0109】

まず、制御回路７２は、ステップ１３１において、上記ステップ１１０で算出される現時刻の回転軸３０の回転角度に基づいて、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち励磁すべきコイルを選択する。

【0110】

これに伴い、制御回路７２は、この選択した相コイルに流す電流を、上記ステップ１１０で算出された現時刻の回転軸３０の回転角度に基づいて算出する（ステップ１３２）。

【0111】

その後、制御回路７２は、この算出した電流を上記選択した相コイルに流すためのトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、・・・ＳＷ１０をスイッチング制御する（ステップ１３３）。 これにより、インバータ回路７１のトランジスタＳＷ２、・・・ＳＷ１０がスイッチングして、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５から上記選択したコイルに交流電流を出力する。ここで、ステップ１３１～１３３の処理は周知の回転制御処理を用いることができる。

【0112】

このようなコイルの選択処理（ステップ１３１）、電流値の算出処理（ステップ１３２）、および電流出力処理（ステップ１３３）と、図１３のホールセンサ検出処理（ステップ１００）、および回転角度算出処理（ステップ１１０）を繰り返す。

【0113】

すると、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・・ＳＷ１０がスイッチングして、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５からコイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに４相交流電流を回転力交流電流として出力する。

【0114】

このため、コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄから回転磁界が発生する。このため、複数の永久磁石６１には、回転磁界に同期して回転する回転トルクが発生する。これに伴い、回転軸３０は、ロータ３６とともに回転する。

【0115】

次に、支持制御（ステップ１２０）について図１３を参照して説明する。図１３は、図１１中ステップ１２０の詳細を示すフローチャートである。

【0116】

まず、ステップ１２１において、ホールセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの出力信号に基づいて、ステータ３５の軸線Ｔ（すなわち、Ｚ軸）に対する回転軸３０の軸線Ｔａの傾きθ（図５参照）を算出する。

【0117】

具体的には、現時刻におけるホールセンサ３７ａの出力信号Ｈａと現時刻におけるホールセンサ３７ｃの出力信号Ｈｃとの間の差分ｄｓ（＝Ｈａ－Ｈｃ）を求める。そして、差分ｄｓの振幅値Ａ１と基準信号ｋ１の振幅値Ａ０の差分ｄＡ（＝Ａ１－Ａ０：図１４）によって、回転軸３０の基準位置のＸ座標（すなわち、回転軸３０の軸線方向他方側端部のＸ座標）を求める。

【0118】

ここで、振幅値Ａ１は、現時刻における差分ｄｓの振幅値を示す。差分ｄｓが零になったタイミングと現時刻との間の時間をΔＴとする。振幅値Ａ０は、基準信号ｋ１が零になるタイミングからΔＴ経過したときの基準信号ｋ１の振幅である。

【0119】

そして、差分（Ａ１－Ａ０）が大きくなるほど、Ｘ座標：Ｘ０が大きくなり、差分（Ａ１－Ａ０）が小さくなるほど、Ｘ座標：Ｘ０が小さくなる。基準信号ｋ１は、ホールセンサ３７ａの出力信号Ｈａの理論値とホールセンサ３７ｃの出力信号Ｈｃの理論値との間の差分である。

【0120】

ホールセンサ３７ａの出力信号Ｈａの理論値とは、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａが一致した状態で回転軸３０が回転した際のホールセンサ３７ａの出力信号Ｈａである。ホールセンサ３７ｃの出力信号Ｈｃの理論値とは、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａが一致した状態で回転軸３０が回転した際のホールセンサ３７ｃの出力信号Ｈｃである。

【0121】

現時刻におけるホールセンサ３７ｂの出力信号Ｈｂと現時刻におけるホールセンサ３７ｄの出力信号Ｈｄとの差分ｄｑ（＝Ｈｂ－Ｈｄ）を求める。この差分ｄｑの振幅値Ｂ１と基準信号ｋ２の振幅値Ｂ０との間の差分ｄＢ（＝Ｂ１－Ｂ０）に基づいて、回転軸３０の基準位置のＹ座標（すなわち、回転軸３０の軸線方向他方側端部のＹ座標）を求める。

【0122】

ここで、基準信号ｋ２は、ホールセンサ３７ｂの出力信号Ｈｂの理論値とホールセンサ３７ｄの出力信号Ｈｄの理論値との間の差分である。

【0123】

ホールセンサ３７ｂの出力信号Ｈｂの理論値とは、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａが一致した状態で回転軸３０が回転した際のホールセンサ３７ｂの出力信号Ｈｂである。
ホールセンサ３７ｄの出力信号Ｈｄの理論値とは、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａが一致した状態で回転軸３０が回転した際のホールセンサ３７ｄの出力信号Ｈｄである。

【0124】

振幅値Ｂ１は、現時刻における差分ｄｑの振幅値を示す。振幅値Ｂ０は、上記基準信号ｋ１が零になるタイミングからΔＴ経過したときの基準信号ｋ２の振幅である。そして、差分ｄＢが大きくなるほど、Ｙ座標：Ｙ０が大きくなる。差分ｄＢが小さくなるほど、Ｙ座標：Ｙ０が小さくなる。

【0125】

このように求められた回転軸３０の基準位置のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいてＺ軸（すなわち、軸線Ｔ）に対する回転軸３０の傾き角度θを算出する。

【0126】

なお、本実施形態では、傾きθは、Ｚ軸および回転軸３０の軸線Ｔａの間でＺ軸から回転軸３０の軸線Ｔａに向けて時計回り方向に形成される角度である。（図５参照）。

【0127】

次に、ステップ１２２において、ファン２０のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいて、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるために励磁すべきコイルを相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄから選択する。

【0128】

つまり、傾いた回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるのに通電すべきコイルを相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄから選択する。以下、このように選択したコイルを選択コイルという。

【0129】

この場合、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるのに必要な軸支持力Ｆを相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃおよび複数の永久磁石６１の間で発生させるために、上記選択コイルに出力するべき電流を、（Ｘ０、Ｙ０）および傾きθに基づいて算出する（ステップ１２２）。

【0130】

ここで、傾きθが大きいほど、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるのに必要な軸支持力Ｆは、大きくなる。これに加えて、回転軸３０の回転速度が高くなる程、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づけるのに必要な軸支持力Ｆは、小さくなる。

【0131】

図１５は、縦軸を軸支持力Ｆとし、横軸を傾きθとしたグラフＰを示す。

【0132】

そこで、図１５の軸支持力Ｆ－傾きθの関係に基づいて、上記選択コイルに出力するべき電流を算出する（ステップ１２３）。

【0133】

このように回転軸３０の回転速度、（Ｘ０、Ｙ０）、および傾きθに基づいて、上記選択コイルに出力するべき電流を軸支持力交流電流として算出する。これに伴い、この算出した軸支持力交流電流を上記選択コイルに出力するために、インバータ回路７１のトランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・・ＳＷ１０を制御する。

【0134】

これにより、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５から上記選択コイルに軸支持力交流電流が流れる。このため、上記選択コイルおよび永久磁石６１の間で軸支持力ＦＡが発生する。よって、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａを近づけることができる。

【0135】

以上のように、インバータ回路７１およびコイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの間において、回転力交流電流と軸支持力交流電流とが重畳されて流れることになる。このため、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃおよび複数の永久磁石６１の間において、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づける軸支持力Ｆと回転軸３０を軸線Ｔを中心として回転させる回転力とを同時に発生させることになる。

【0136】

以上説明した本実施形態によれば、電動機１０は、ステータ３５とロータ３６とを備える。ステータ３５は、軸線Ｔを中心とする径方向の外側に突起し、かつ軸線Ｔを中心とする円周方向に並べられているティース５４ａ・・・５４ｌを備えるステータコア５２を備える。

【0137】

ステータ３５は、ティース５４ａ・・・５４ｌに巻かれている相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを備える。

【0138】

ロータ３６は、回転軸３０に支持されて、ティース５４ａ・・・５４ｌに対して径方向の外側に配置され、かつ円周方向に並べられている複数の磁極を形成する。

【0139】

電動機１０は、回転軸３０の軸線Ｔａが軸受け３２を支点として軸線Ｔから傾くことが可能に構成されている。

【0140】

電子制御装置７０は、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに第１交流電流としての回転力交流電流を流して複数の磁極との間において、ロータ３６に軸線Ｔを中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる。

【0141】

電子制御装置７０は、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうちいずれかコイルに第２交流電流としての軸支持力交流電流を流して複数の磁極との間で回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づける電磁力としての軸支持力を発生させる。

【0142】

相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、４相コイルである。ティース５４ａ・・・５４ｌのそれぞれには、相コイル５０Ａ～５０Ｄのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれている。さらに相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、ティース５４ａ・・・５４ｌに対して集中巻にて巻かれている。

【0143】

以上により、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの巻き方が簡素になるので、ステータ３５の構成を簡素にした電動機１０を提供することができる。

【0144】

ここで、上述の特許文献１では、６個の相コイルＵｍｓ、Ｖｍｓ、Ｗｍｓ、Ｕｍｎ、Ｖｍｎ、Ｗｍｎが用いられている。

【0145】

これに対して、本実施形態では、４個の相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄが用いられている。そして、磁気軸受用巻線と回転トルク発生用巻線とを共用させるためにコイルの配置を工夫することで、コイルの削減と小型化を両立することができる。

【0146】

上述の特許文献１では、１２個のティースＵ１～Ｕ１２のうちいずれかの１つのティースには、２つ以上の相コイルが巻かれている。このため、２つ以上の相コイルに互いに異なる位相の第１、第２交流電流が流れると、第１、第２交流電流が互いに相殺され、回転トルクや支持力の低下を招く恐れがある。

【0147】

これに対して、本実施形態では、ティース５４ａ・・・５４ｌのそれぞれには、相コイル５０Ａ～５０Ｄのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれている。このため、上述の回転トルクや支持力の低下を未然に防ぐことができる。

【0148】

本実施形態の制御回路７２は、インバータ回路７１を制御して、軸支持力交流電流の周波数と回転力交流電流の周波数とを異なる周波数とし、かつ軸支持力交流電流と回転力交流電流とを独立して制御する。このことにより、ロータ３６の回転トルクと、軸線Ｔに回転軸３０の軸線Ｔａを近づける軸支持力とを独立して制御することができる。

【0149】

次に、本実施形態の制御回路７２の制御処理の具体例について図１６、図１７を参照して説明する。

【0150】

例えば、インバータ回路７１は、図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに順次交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄを回転力交流電流として流す。交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄは、それぞれ同一の周期ＴＡの信号である。

【0151】

交流電流Ｉｂは、交流電流Ｉａに対して位相が９０度、遅れている。交流電流Ｉｃは、交流電流Ｉｂに対して位相が９０度、遅れている。交流電流Ｉｄは、交流電流Ｉｃに対して位相が９０度、遅れている。交流電流Ｉａは、交流電流Ｉｄに対して位相が９０度、遅れている。

【0152】

ここで、回転軸３０を一回転させるのに要する時間を時間ＴＮとすると、交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄの周期ＴＡは、周期ＴＡ＝（ＴＮ／５）を満たす時間になっている。

【0153】

一方、回転軸３０の軸線Ｔａを軸線Ｔに近づける軸支持力Ｆを発生させるために、インバータ回路７１が相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流す軸支持力交流電流の周期を周期ＴＢとする。周期ＴＢは、周期ＴＢ＝（ＴＮ／４）を満たす時間になっている。

【0154】

つまり、交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄの周波数は、１／ＴＡであり、軸支持力交流電流の周波数は、１／ＴＢである。交流電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄの周波数と軸支持力交流電流の周波数とは相違する。

【0155】

このような回転力交流電流の周期ＴＡが（ＴＮ／５）に一致し、かつ軸支持力交流電流の周期ＴＢが（ＴＮ／４）に一致した関係を維持した状態で、回転力交流電流の周期ＴＡを軸支持力交流電流の周期ＴＢに連動して変更する。このことにより、ロータ３６の角速度を変更することができる。

【0156】

以下、このように周期ＴＡが（ＴＮ／５）に一致する回転力交流電流を、回転力交流電流Ｉｘとし、周期ＴＢが（ＴＮ／４）に一致する軸支持力交流電流を軸支持力交流電流Ｉｚとする。

【0157】

次に、回転力交流電流Ｉｘおよび軸支持力交流電流Ｉｚを用いて巻線部５６ａ、５６ｂ、・・・５６ｌとロータ３６の軸支持力、回転トルクとの関係について説明する。

【0158】

まず、軸支持力交流電流Ｉｚを相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流した場合に、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに対して相コイル毎に発生する起磁力ベクトル（以下、８起磁力ベクトルという）と軸支持力とは次のような関係を持つ。

【0159】

すなわち、相コイル毎の８起磁力ベクトルの絶対値が大きく、かつ相コイル毎の８起磁力ベクトルの位相差が９０ｄｅｇに近いほど、ロータ３６の軸支持力が大きくなる。

【0160】

回転力交流電流Ｉｘを相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに流した場合に相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに対して相コイル毎に発生する起磁力ベクトル（以下、１０起磁力ベクトルという）と回転トルクとは次のような関係を持つ。

【0161】

すなわち、相コイル毎の１０起磁力ベクトルが大きく、かつ相コイル毎の１０起磁力ベクトルの位相差が９０ｄｅｇに近いほど、ロータ３６の回転トルクが大きくなる。

【0162】

次に、本発明者等は、ロータ３６の軸支持力を発生させる磁気軸受用巻線と回転トルクを発生させる回転トルク発生用巻線とを兼用させる構成について次の通り検討した。

【0163】

具体的には、磁極の個数を１０とし、ティース５４ａ・・・５４ｌの個数であるスロット数を１２とし、相コイルの相数を４とし、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄがそれぞれ３つのティースに巻かれる場合には、以下（ａ）（ｂ）（ｃ）のいずれかに属する。

【0164】

なお、説明の便宜上、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを相コイル５０Ａ～５０Ｄとも記す。

【0165】

（ａ）相コイル５０Ａ～５０Ｄのうちいずれかの相コイルは、ティース５４ａ・・・５４ｌのうち互いに隣接する３つのティースに巻かれて３つの巻線部を構成し、３つの巻線部のうち隣接する２つの巻線は、相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0166】

（ｂ）相コイル５０Ａ～５０Ｄのうちいずれかの相コイルは、ティース５４ａ・・・５４ｌのうち互いに隣接する２つのティースとこれら隣接する２つのティースとから３つのティースを空けて配置されている１つのティースとにそれぞれに巻かれて３つの巻線部を構成する。上記隣接する２つのティースに相コイルが巻かれて構成される２つの巻線部は、
相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0167】

（ｃ）相コイル５０Ａ～５０Ｄのうちいずれかの相コイルは、ティース５４ａ・・・５４ｌのうち互いに隣接する２つのティースとこれら隣接する２つのティースから２つのティースを空けて配置されている１つのティースとのそれぞれに巻かれて３つの巻線部を構成する。上記隣接する２つのティースに相コイルが巻かれて構成される２つの巻線部は、相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0168】

次に、１０極起磁力ベクトルおよび８極起磁力ベクトルの大きさの計算について図１８を参照して説明する。

【0169】

まず、ティース５４ａ・・・５４ｌのうちいずれか３つのティースに１つの相コイルを集中巻にて巻かれて３つの巻線部を構成するパターンとしては、複数のパターンが考えられる。これら複数のパターンのうち（ａ）、（ｂ）は、１０極起磁力ベクトルの大きさが最大となる。（ｃ）は、１０極起磁力ベクトルの大きさが二番目に大きい。

【0170】

（ａ）、（ｂ）の場合には、３つの巻線部に発生する誘起電圧の位相差が互いに３０ｄｅｇとなる。

【0171】

ここで、「３つの巻線部に発生する誘起電圧の位相差がないと仮定したときの３つの誘起電圧のベクトルを合成した値」を理想値とする。そこで、１０極起磁力ベクトルの大きさの理想値を１とすると、（ａ）、（ｂ）の場合における１０極起磁力ベクトルの大きさは、それぞれ「０．９１１」となる。
「０．９１１」とは、「（ａ）、（ｂ）の場合において「これら３つの巻線部に発生する誘起電圧のベクトルを合成した値」と「理想値」との比を示している。

【0172】

（ｃ）の場合において、３つの巻線部に発生する誘起電圧の位相差が３０ｄｅｇと６０ｄｅｇとなる。

【0173】

ここで、「３つの巻線部に発生する誘起電圧の位相差がないと仮定したときの３つの誘起電圧のベクトルを合成した値」を理想値とする。１０極起磁力ベクトルの大きさの理想値を１とすると、（ｃ）の場合における１０極起磁力ベクトルの大きさは、「０．７９８」となる。

【0174】

「０．７９８」は、「これら３つの巻線部に発生する誘起電圧のベクトルを合成した値」と、「理想値」との比を示している。

【0175】

また、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれの場合において、８極起磁力ベクトルの大きさが、同一である。

【0176】

以上により、（ａ）、（ｂ）の組み合わせを含む電動機１０は、（ａ）、（ｂ）の組み合わせを含まない電動機１０に比べて、ロータ３６の回転トルクが大きくなる。

【0177】

これは、（ａ）、（ｂ）の組み合わせは、上記複数のパターンのうち１０極起磁力ベクトルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄの大きさが最大となる組み合わせであり、かつ相コイル毎の１０起磁力ベクトルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄが互いが直交しているためである（図１９参照）。

【0178】

なお、（ｂ）、（ｃ）の組み合わせを含む電動機１０は、１０極起磁力ベクトルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄの大きさが小さく、かつ相コイル毎の１０起磁力ベクトルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄの位相差が９０ｄｅｇから大きくずれている（図２１参照）。

【0179】

ここで、１０起磁力ベクトルＢａは、Ａ相コイル５０Ａに生じる１０起磁力ベクトルである。１０起磁力ベクトルＢｂは、Ｂ相コイル５０Ｂに生じる１０起磁力ベクトルである。１０起磁力ベクトルＢｃは、Ｃ相コイル５０Ｃに生じる１０起磁力ベクトルである。１０起磁力ベクトルＢｄは、Ｄ相コイル５０Ｄに生じる１０起磁力ベクトルである。

【0180】

次に、（ｂ）、（ｃ）の組み合わせを含む電動機１０は、（ｂ）、（ｃ）の組み合わせを含まない電動機１０に比べて、ロータ３６の軸支持力が大きくなる。

【0181】

これは、８極起磁力ベクトルＹａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄの位相差が９０ｄｅｇに近いためである。なお、電動機１０において（ｃ）が含まれることで１０極起磁力ベクトルの大きさが減少するため、ロータ３６の回転トルクはやや低下する（図２０参照）。

【0182】

本実施形態では、Ａ相コイル５０Ａが隣接する３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃを構成している。Ｄ相コイル５０Ｄが隣接する３つのティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉに巻かれて巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｉを構成している。

【0183】

巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。巻線部５６ｂ、５６ｃは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。したがって、Ａ相コイル５０ＡおよびＤ相コイル５０Ｄは、（ａ）に該当することになる。

【0184】

また、Ｃ相コイル５０Ｃが隣接する２つのティース５４ｊ、５４ｋに巻かれて巻線部５６ｊ、５６ｋを構成している。Ｃ相コイル５０Ｃは、ティース５４ｊ、５４ｋから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉを空けて配置されているティース５４ｆに巻かれて巻線部５６ｆを構成している。巻線部５６ｊ、５６ｋは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0185】

さらに、Ｂ相コイル５０Ｂが隣接する２つのティース５４ｄ、５４ｅに巻かれて巻線部５６ｄ、５６ｅを構成している。Ｂ相コイル５０Ｂは、ティース５４ｄ、５４ｅから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃを空けて配置されているティース５４ｌに巻かれて巻線部５６ｌを構成している。巻線部５６ｄ、５６ｅは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0186】

したがって、Ｂ相コイル５０ＢおよびＣ相コイル５０Ｃは、（ｂ）に該当することになる。

【0187】

以上により、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ａ相コイル５０ＡおよびＤ相コイル５０Ｄが（ａ）に該当する。相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ａ相コイル５０ＡおよびＤ相コイル５０Ｄを除いた残りのＢ相コイル５０ＢおよびＣ相コイル５０Ｃは、（ｂ）に該当する。

【0188】

つまり、本実施形態の電動機１０は、（ａ）（ｂ）の組み合わせによってステータ３５が構成されている。このため、本実施形態の電動機１０は、ロータ３６の回転トルクが大きくなる。

【0189】

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、上記（ｂ）を構成するために２つのティース５４ｄ、５４ｅにＢ相コイル５０Ｂが巻かれて巻線部５６ｄ、５６ｅを構成する例について説明した。しかし、これに代えて、上記（ｂ）を構成するために２つのティース５４ｋ、５４ｌにＢ相コイル５０Ｂが巻かれて巻線部５６ｋ、５６ｌを構成する本第２実施形態について図２２を参照して説明する。

【0190】

図２２は、本実施形態の電動機１０の断面構成を示す。図２２において、図３と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。

【0191】

本実施形態と上記第１実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。

【0192】

Ａ相コイル５０Ａは、上記第１実施形態と同様に、隣接する３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃを構成する。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。巻線部５６ｂ、５６ｃは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0193】

Ｂ相コイル５０Ｂは、隣接する２つのティース５４ｋ、５４ｌとティース５４ｄとに巻かれて巻線部５６ｋ、５６ｌ、５６ｄを構成する。ティース５４ｄは、ティース５４ｋ、５４ｌから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、を空けて配置されているティースである。巻線部５６ｋ、５６ｌは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0194】

Ｃ相コイル５０Ｃは、隣接する２つのティース５４ｉ、５４ｊとティース５４ｅとに巻かれて巻線部５６ｉ、５６ｊ、５６ｅを構成する。ティース５４ｅは、ティース５４ｉ、５４ｊから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｈ、５４ｇ、５４ｆ、を空けて配置されているティースである。巻線部５６ｉ、５６ｊは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0195】

Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する３つのティース５４ｈ、５４ｇ、５４ｆに巻かれて巻線部５６ｈ、５６ｇ、５６ｆを構成する。巻線部５６ｈ、５６ｇは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が逆方向になっている。巻線部５６ｇ、５６ｆは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0196】

したがって、Ａ相コイル５０ＡおよびＤ相コイル５０Ｄは、（ａ）に該当することになる。Ｂ相コイル５０ＢおよびＣ相コイル５０Ｃは、（ｂ）に該当することになる。

【0197】

以上により、本実施形態の電動機１０は、上記第１実施形態と同様に、（ａ）（ｂ）の組み合わせによってステータ３５が構成されている。このため、本実施形態の電動機１０は、ロータ３６の回転トルクが大きくなる。

【0198】

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、（ａ）（ｂ）の組み合わせによってステータ３５を構成した例について説明したが、これに代えて、（ｂ）によってステータ３５を構成した本第３実施形態について図２３を参照して説明する。

【0199】

図２３は、本実施形態の電動機１０の断面構成を示す。図２３において、図３と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。

【0200】

本実施形態と上記第１実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。

【0201】

Ａ相コイル５０Ａは、隣接する２つのティース５４ａ、５４ｂとティース５４ｉとに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｉを構成する。ティース５４ｉは、２つのティース５４ａ、５４ｂから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｌ、５４ｋ、５４ｊを空けて配置されているティースである。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0202】

Ｂ相コイル５０Ｂは、隣接する２つのティース５４ｇ、５４ｈとティース５４ｃとに巻かれて巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｃを構成する。ティース５４ｃは、ティース５４ｇ、５４ｈから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）３つのティース５４ｄ、５４ｅ、５４ｆを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｇ、５６ｈは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0203】

Ｃ相コイル５０Ｃは、隣接する２つのティース５４ｌ、５４ｋとティース５４ｄとに巻かれて巻線部５６ｌ、５６ｋ、５６ｄを構成する。ティース５４ｄは、ティース５４ｌ、５４ｋから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｌ、５６ｋは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0204】

Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する２つのティース５４ｅ、５４ｆと、ティース５４ｊとに巻かれて巻線部５６ｅ、５６ｆ、５６ｊを構成する。ティース５４ｊは、ティース５４ｅ、５４ｆから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｅ、５６ｆは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0205】

したがって、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、それぞれ、（ｂ）に該当することになる。

【0206】

（第４実施形態）
上記第３実施形態では、上記（ｂ）を構成するために２つのティース５４ｅ、５４ｆにＤ相コイル５０Ｄが巻かれて巻線部５６ｅ、５６ｆを構成する例について説明した。しかし、これに代えて、上記（ｂ）を構成するために２つのティース５４ｉ、５４ｊにＤ相コイル５０Ｄが巻かれて巻線部５６ｉ、５６ｊを構成する本第４実施形態について図２４を参照して説明する。

【0207】

本実施形態と上記第３実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。

【0208】

Ａ相コイル５０Ａは、隣接する２つのティース５４ａ、５４ｂとティース５４ｆとに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｆを構成する。ティース５４ｆは、２つのティース５４ａ、５４ｂから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ｃ、５４ｄ、５４ｅを空けて配置されているティースである。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0209】

Ｂ相コイル５０Ｂは、上記第３実施形態と同様に、隣接する２つのティース５４ｇ、５４ｈとティース５４ｃとに巻かれて巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｃを構成する。ティース５４ｃは、ティース５４ｇ、５４ｈから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｄ、５４ｅ、５４ｆを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｇ、５６ｈは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0210】

Ｃ相コイル５０Ｃは、上記第３実施形態と同様に、隣接する２つのティース５４ｌ、５４ｋとティース５４ｄとに巻かれて巻線部５６ｌ、５６ｋ、５６ｄを構成する。ティース５４ｄは、ティース５４ｌ、５４ｋから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｌ、５６ｋは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0211】

Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する２つのティース５４ｉ、５４ｊと、ティース５４ｅとに巻かれて巻線部５６ｉ、５６ｊ、５６ｅを構成する。ティース５４ｅは、ティース５４ｉ、５４ｊから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｆ、５４ｇ、５４ｈを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｉ、５６ｊは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0212】

したがって、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、それぞれ、上記第３実施形態と同様に、（ｂ）に該当することになる。

【0213】

（第５実施形態）
上記第１実施形態では、（ａ）（ｂ）の組み合わせによってステータ３５を構成した例について説明したが、これに代えて、（ｂ）（ｃ）の組み合わせによってステータ３５を構成した本第５実施形態について図２５を参照して説明する。

【0214】

本実施形態と上記第１実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。

【0215】

Ａ相コイル５０Ａは、隣接する２つのティース５４ａ、５４ｂとティース５４ｆとに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｆを構成する。ティース５４ｆは、２つのティース５４ａ、５４ｂから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に３つのティース５４ｃ、５４ｄ、５４ｅを空けて配置されているティースである。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0216】

Ｂ相コイル５０Ｂは、隣接する２つのティース５４ｃ、５４ｄとティース５４ｌとに巻かれて巻線部５６ｃ、５６ｄ、５６ｌを構成する。ティース５４ｌは、ティース５４ｃ、５４ｄから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に２つのティース５４ａ、５４ｂを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｃ、５６ｄは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が同方向になっている。

【0217】

Ｃ相コイル５０Ｃは、隣接する２つのティース５４ｉ、５４ｊとティース５４ｅとに巻かれて巻線部５６ｉ、５６ｊ、５６ｅを構成する。ティース５４ｅは、ティース５４ｉ、５４ｊから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｆ、５４ｇ、５４ｈを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｉ、５６ｊは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0218】

Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する２つのティース５４ｇ、５４ｈと、ティース５４ｋとに巻かれて巻線部５６ｇ、５６ｈ、５６ｋを構成する。ティース５４ｋは、ティース５４ｇ、５４ｈから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｉ、５４ｊを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｇ、５６ｈは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0219】

以上により、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ａ相コイル５０ＡおよびＣ相コイル５０Ｃは、それぞれ、（ｂ）に該当することになる。相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ａ相コイル５０ＡおよびＣ相コイル５０Ｃ以外の残りのＢ相コイル５０ＢおよびＤ相コイル５０Ｄは、それぞれ、（ｃ）に該当することになる。

【0220】

つまり、本実施形態の電動機１０は、（ｂ）（ｃ）の組み合わせによってステータ３５が構成されている。この場合、上述の如く、８極起磁力ベクトルＹａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄの位相差が９０ｄｅｇに近くなるため、本実施形態の電動機１０は、ロータ３６の軸支持力が大きくなる。

【0221】

（第６実施形態）
上記第５実施形態では、上記（ｃ）を構成する２つのティース５４ｇ、５４ｈにＤ相コイル５０Ｄが巻かれて巻線部５６ｇ、５６ｈを構成する例について説明した。しかし、これに代えて、上記（ｃ）を構成する２つのティース５４ｈ、５４ｉにＤ相コイル５０Ｄが巻かれて巻線部５６ｈ、５６ｉを構成する本第６実施形態について図２６を参照して説明する。

【0222】

本実施形態と上記第５実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。

【0223】

Ａ相コイル５０Ａは、隣接する２つのティース５４ａ、５４ｂとティース５４ｅとに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｅを構成する。ティース５４ｅは、２つのティース５４ａ、５４ｂから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｃ、５４ｄを空けて配置されているティースである。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が逆方向になっている。

【0224】

Ｂ相コイル５０Ｂは、隣接する２つのティース５４ｃ、５４ｄとティース５４ｇとに巻かれて巻線部５６ｃ、５６ｄ、５６ｇを構成する。ティース５４ｇは、ティース５４ｃ、５４ｄから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｅ、５４ｆを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｃ、５６ｄは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が同方向になっている。

【0225】

Ｃ相コイル５０Ｃは、隣接する２つのティース５４ｊ、５４ｋとティース５４ｆとに巻かれて巻線部５６ｊ、５６ｋ、５６ｆを構成する。ティース５４ｆは、ティース５４ｊ、５４ｋから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に３つのティース５４ｇ、５４ｈ、５４ｉを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｊ、５６ｋは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が同方向になっている。

【0226】

Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する２つのティース５４ｈ、５４ｉと、ティース５４ｌとに巻かれて巻線部５６ｈ、５６ｉ、５６ｌを構成する。ティース５４ｌは、ティース５４ｈ、５４ｉから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｊ、５４ｋを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｈ、５６ｉは、Ｄ相コイル５０Ｄ
が巻かれる方向が逆方向になっている。

【0227】

したがって、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ｃ相コイル５０Ｃは、（ｂ）に該当することになる。相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのうち、Ｃ相コイル５０Ｃを除いた残りのＡ相コイル５０Ａ、Ｂ相コイル５０Ｂ、Ｄ相コイル５０Ｄは、それぞれ、（ｃ）に該当することになる。

【0228】

以上により、本実施形態の電動機１０は、上記第５実施形態と同様に、（ｂ）（ｃ）の組み合わせによってステータ３５が構成されている。このため、本実施形態の電動機１０は、ロータ３６の軸支持力が大きくなる。

【0229】

（第７実施形態）
上記第１実施形態では、（ａ）（ｂ）の組み合わせによってステータ３５を構成した例について説明したが、これに代えて、（ｃ）によってステータ３５を構成した本第７実施形態について図２７を参照して説明する。

【0230】

本実施形態と上記第１実施形態とは、巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルが相違する。このため、以下、本実施形態において巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｌを構成する相コイルについて説明する。

【0231】

Ａ相コイル５０Ａは、隣接する２つのティース５４ａ、５４ｂとティース５４ｅとに巻かれて巻線部５６ａ、５６ｂ、５６ｅを構成する。ティース５４ｅは、２つのティース５４ａ、５４ｂから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｃ、５４ｄを空けて配置されているティースである。巻線部５６ａ、５６ｂは、Ａ相コイル５０Ａが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0232】

Ｂ相コイル５０Ｂは、隣接する２つのティース５４ｃ、５４ｄとティース５４ｇとに巻かれて巻線部５６ｃ、５６ｄ、５６ｇを構成する。ティース５４ｇは、ティース５４ｃ、５４ｄから円周方向一方側（すなわち、反時計回り方向）に２つのティース５４ｅ、５４ｆを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｃ、５６ｄは、Ｂ相コイル５０Ｂが巻かれる方向が互いに同方向になっている。

【0233】

Ｃ相コイル５０Ｃは、隣接する２つのティース５４ｉ、５４ｊとティース５４ｆとに巻かれて巻線部５６ｉ、５６ｊ、５６ｆを構成する。ティース５４ｆは、ティース５４ｉ、５４ｊから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に２つのティース５４ｇ、５４ｈを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｉ、５６ｊは、Ｃ相コイル５０Ｃが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0234】

Ｄ相コイル５０Ｄは、隣接する２つのティース５４ｋ、５４ｌと、ティース５４ｈとに巻かれて巻線部５６ｋ、５６ｌ、５６ｈを構成する。ティース５４ｈは、ティース５４ｋ、５４ｌから円周方向他方側（すなわち、時計回り方向）に２つのティース５４ｉ、５４ｊを空けて配置されているティースである。巻線部５６ｋ、５６ｌは、Ｄ相コイル５０Ｄが巻かれる方向が互いに同方向になっている。

【0235】

したがって、相コイル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、それぞれ、（ｃ）に該当することになる。

【0236】

（他の実施形態）
（１）上記第１～６実施形態では、相コイルとして、４相コイル５０Ａ～５０Ｄを用いた例について説明したが、これに代えて、相コイルとして、５相以上の相コイルを用いてもよい。

【0237】

（２）上記第１～６実施形態では、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌとして、径方向外側に突起するように形成されているものを用いた例について説明した。しかし、これに代えて、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌとして、径方向内側に突起するように形成されているものを用いてもよい。

【0238】

（３）上記第１～６実施形態では、１２個のティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌを用いた例について説明した。しかし、これに代えて、ティースの個数は、１２個未満、或いは１３個以上にしてもよい。

【0239】

（４）上記第１～６実施形態では、ロータ３６は、１０個の磁極を形成した例について説明した。これに代えて、ロータ３６が形成する磁極の個数を１０個未満、或いは１１個以上にしてもよい。

【0240】

（５）上記第１～６実施形態では、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌに対して軸線Ｔを中心とする径方向外側に複数の永久磁石６１を配置した例について説明した。 しかし、これに代えて、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌに対して軸線Ｔを中心とする径方向内側に複数の永久磁石６１を配置してもよい。

【0241】

すなわち、上記第１～６実施形態では、ステータ３５に対して軸線Ｔを中心とする径方向外側にロータ３６を配置した例について説明した。しかし、これに代えて、ステータ３５に対して軸線Ｔを中心とする径方向内側にロータ３６を配置してもよい。

【0242】

（６）上記第１～６実施形態では、回転軸３０のうち軸線方向一方側を回転可能に支持する磁気軸受を構成し、かつ回転軸３０のうち軸線方向他方側を回転可能に支持する機械的な軸受け３２を構成した例について説明した。

【0243】

これに代えて、軸受け３２を削除してもよい。この場合、回転軸３０のうち軸線方向他方側も回転可能に支持する磁気軸受けを構成してもよい。

【0244】

（７）上記第１～６実施形態では、回転軸３０の回転速度、および傾き角度を検出するための磁気センサ（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ）としてホース素子を用いた例について説明した。これに代えて、回転軸３０の回転速度、および傾き角度を検出するための磁気センサとしてホース素子以外の各種のセンサを用いてもよい。

【0245】

（８）上記第１～６実施形態では、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌとしては、それぞれの径方向外側から円周方向一方側および他方側に突起する先端側突起部を備える略Ｔ字状に形成されているものを用いた例について説明した。

【0246】

これに代えて、ティース５４ａ、５４ｂ、・・・５４ｌとしては、上記先端側突起部を削除して、かつリング部５３からそれぞれの径方向に突起して略Ｉ字状に形成されているものを用いてもよい。

【0247】

（９）なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
（まとめ）
上記第１～６実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第１の観点によれば、電動機は、回転軸、ステータ、およびロータを備える。回転軸は、第１軸線に沿って延びるように形成されている。

【0248】

ステータは、第２軸線を中心とする径方向に突起し、かつ第２軸線を中心とする円周方向に並べられている複数のティースを備えるステータコアと、複数のティースに巻かれている複数の相コイルとを備える。

【0249】

ロータは、回転軸に支持されて、複数のティースに対して径方向に配置され、かつ円周方向に並べられている複数の磁極を形成する。電動機は、回転軸の第１軸線が第２軸線から傾くことが可能に構成されている。

【0250】

電流制御部は、複数の相コイルに第１交流電流を流して複数の磁極との間でロータに第２軸線を中心として回転させる回転力としての電磁力を発生させる。

【0251】

電流制御部は、複数の相コイルのうちいずれかコイルに第２交流電流を流して複数の磁極との間で回転軸の第１軸線を第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力を発生させる。

【0252】

複数の相コイルは、４つ以上の相コイルである。さらに複数の相コイルは、複数のティースに対して集中巻にて巻かれている。複数のティースのそれぞれには、複数の相コイルのうち対応する１つの相コイルのみが巻かれている。

【0253】

第２の観点によれば、複数の磁極の個数は、１０であり、複数のティースの個数は、１２であり、複数の相コイルの個数は、４である。

【0254】

第３の観点によれば、複数の相コイルのうち第１の相コイルが複数のティースのうち円周方向にて隣り合う３つのティースに巻かれることにより３つの巻線部を形成する。３つの巻線部のうち円周方向にて隣り合う任意の２つの巻線部は、第１の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0255】

複数の相コイルのうち第１の相コイル以外の第２の相コイルが、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。２つの巻線部は、第２の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに第２の相コイルが、２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。

【0256】

このことにより、ロータの回転トルクが大きい電動機を提供することができる。

【0257】

第４の観点によれば、複数の相コイルのうち２つの相コイルが、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う３つのティースに巻かれることにより３つの巻線部を相コイル毎に形成している。３つの巻線部のうち円周方向にて隣り合う任意の２つの巻線部は、相コイル毎に、２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0258】

複数の相コイルのうち２つの相コイル以外の残りの２つの相コイルが、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。２つの巻線部は、相コイル毎に、残りの２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに残りの２つの相コイルが、相コイル毎に、２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。

【0259】

第５の観点によれば、複数の相コイルが、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ２つの巻線部は、相コイル毎に、残りの２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0260】

さらに複数の相コイルが、相コイル毎に、２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。

【0261】

第６の観点によれば、複数のティースのうち所定のティースから円周方向に並べられている複数のティースを第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、第６ティース、第７ティース、第８ティース、第９ティース、第１０ティース、第１１ティース、第１２ティースとする。

【0262】

複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えている。Ａ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｄ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。Ｂ相コイルに流れる第１交流電流は、Ａ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。

【0263】

Ｃ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｂ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。Ｄ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｃ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。
第１ティース、第２ティース、および第９ティースのそれぞれに、Ａ相コイルが巻かれている。第７ティース、第８ティース、および第３ティースのそれぞれに、Ｂ相コイルが巻かれている。第４ティース、第１１ティース、および第１２ティースのそれぞれに、Ｃ相コイルが巻かれている。第５ティース、第６ティース、および第１０ティースのそれぞれに、Ｄ相コイルが巻かれている。

【0264】

第７の観点によれば、複数のティースのうち所定のティースから円周方向に並べられている複数のティースを第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、第６ティース、第７ティース、第８ティース、第９ティース、第１０ティース、第１１ティース、第１２ティースとする。

【0265】

複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えている。Ａ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｄ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。

【0266】

Ｂ相コイルに流れる第１交流電流は、Ａ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。Ｃ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｂ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。

【0267】

Ｄ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｃ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。第１ティース、第２ティース、および第６ティースのそれぞれに、Ａ相コイルが巻かれている。
第７ティース、第８ティース、および第３ティースのそれぞれに、Ｂ相コイルが巻かれている。第４ティース、第１１ティース、および第１２ティースのそれぞれに、Ｃ相コイルが巻かれている。第５ティース、第９ティース、および第１０ティースのそれぞれに、Ｄ相コイルが巻かれている。

【0268】

第８の観点によれば、複数の相コイルのうち第１相コイルが、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースのそれぞれに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ２つの巻線部は、第１相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに第１相コイルが巻かれることにより１つの巻線部を形成している。

【0269】

複数の相コイルのうち第１相コイル以外の第２相コイルは、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。２つの巻線部は、第２の相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに第２相コイルは、２つのティースから円周方向にて２つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。

【0270】

このことにより、回転軸の第１軸線を第２軸線に近づける電磁力としての軸支持力が大きい電動機を提供することができる。

【0271】

第９の観点によれば、複数の相コイルのうち１つの相コイルが、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースのそれぞれに巻かれることにより２つの巻線部を相コイル毎に形成し、かつ２つの巻線部は、１つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに１つの相コイルが巻かれることにより１つの巻線部を形成している。

【0272】

複数の相コイルのうち１つの相コイル以外の３つの相コイルは、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。２つの巻線部は、相コイル毎に、３つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。

【0273】

さらに３つの相コイルは、相コイル毎に、２つのティースから円周方向にて２つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。

【0274】

第１０の観点によれば、複数の相コイルのうち２つの相コイルが、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースのそれぞれに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。

【0275】

２つの巻線部は、相コイル毎に、２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに２つのティースから円周方向にて３つのティースを空けて配置されている１つのティースに２つの相コイルが巻かれることにより１つの巻線部を相コイル毎に形成している。

【0276】

複数の相コイルのうち２つの相コイル以外の２つの相コイルは、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成している。

【0277】

２つの巻線部は、相コイル毎に、２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに２つの相コイルは、相コイル毎に、２つのティースから円周方向にて２つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。

【0278】

第１１の観点によれば、複数の相コイルは、相コイル毎に、複数のティースのうち円周方向にて隣り合う２つのティースに巻かれることにより２つの巻線部を形成し、かつ２つの巻線部は、相コイル毎に、２つの相コイルが巻かれる方向が互いに逆方向になっている。さらに２つの相コイルは、相コイル毎に、２つのティースから円周方向にて２つのティースを空けて配置されている１つのティースに巻かれることにより１つの巻線部を形成している。

【0279】

第１２の観点によれば、複数のティースのうち所定のティースから円周方向に並べられている複数のティースを第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、第６ティース、第７ティース、第８ティース、第９ティース、第１０ティース、第１１ティース、第１２ティースとする。

【0280】

複数の相コイルが、Ａ相コイル、Ｂ相コイル、Ｃ相コイル、およびＤ相コイルを備えている。Ａ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｄ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。Ｂ相コイルに流れる第１交流電流は、Ａ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。

【0281】

Ｃ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｂ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れており、Ｄ相コイルに流れる第１交流電流は、Ｃ相コイルに流れる第１交流電流よりも位相が遅れている。第１ティース、第２ティース、および第５ティースのそれぞれに、Ａ相コイルが巻かれており、第３ティース、第４ティース、および第７ティースのそれぞれに、Ｂ相コイルが巻かれている。第６ティース、第９ティース、および第１０ティースのそれぞれに、Ｃ相コイルが巻かれており、第８ティース、第１１ティース、および第１２ティースのそれぞれに、Ｄ相コイルが巻かれている。

【0282】

第１３の観点によれば、電流制御部は、４つの相コイルに流れる交流電流を独立して制御するインバータ回路と、インバータ回路を制御して、第２交流電流の周波数を第１交流電流の周波数と異なる周波数とし、かつ第１交流電流と第２交流電流とを互いに独立して制御する制御回路と、を備える。

【0283】

このことにより、回転軸の軸支持力と回転トルクとを独立して制御することができる。

【0284】

第１４の観点によれば、電流制御部が複数の相コイルに第１交流電流を流して回転軸を１回転させるのに要する時間をＴＮとし、ＴＮを５で割り算した値をＴＡとしたとき、第１交流電流は、１／ＴＡを周波数とする交流電流である。ＴＮを４で割り算した値をＴＢとしたとき、第２交流電流は、１／ＴＢを周波数とする交流電流である。

【符号の説明】

【0285】

１０ 電動機
３０ 回転軸
３５ ステータ
３６ ロータ
５０Ａ Ａ相コイル
５０Ｂ Ｂ相コイル
５０Ｃ Ｃ相コイル
５０Ｄ Ｄ相コイル
５４ａ、５４ｂ・・・・５４ｋ、５４ｌ ティース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】