1.リラクタンスモータの構造
 図1は、本発明にかかるリラクタンスモータ 1を概念的に示す。リラクタンスモータ1は、� ��転子11と固定子12とを備える。

 回転子11は、所定の軸91を中心として回転 可能であって、自身の外周側にのみ突出する 部分111の複数を有する磁性体である。図1で� �、部分111が8つ設けられている。

 固定子12は、第1の巻線121の複数と、第2の 巻線122の複数と、第3の巻線123の複数とを有� �、回転子11に対して外周側から対向して設け られる。図1では、第1乃至第3の巻線が4組設� �られている。

 第1乃至第3の巻線121~123は、この順に、所� ��の軸91の回りで周方向92に沿って繰り返し配 置される。

 第1の巻線121にはU相の電流が、第2の巻線1 22にはV相の電流が、第3の巻線123にはW相の電� ��がそれぞれ流される。周方向92において隣� �する巻線121~123のそれぞれに流れる電流の、� ��周側から外周側へ向かって見たときの流れ� ��向きは、互いに異なる。

 具体的に図1を用いて説明する。図1では� �U相、V相及びW相の電流について、内周側か� �外周側へ向かって見て時計回りの方向と反� �方向へと流れる電流をそれぞれ、符号U,V,Wで 示す。他方、内周側から外周側へ向かって見 て時計回りの方向に流れる電流をそれぞれ、 符号U',V',W'で示されている(以下、これらをU'� ��、V'相及びW'相の電流という。)。そして、� �方向92に沿って順に繰り返し配置された第1� �至第3の巻線のそれぞれには、U相、V'相、W相 、U'相、V相及びW'相の電流がそれぞれ流され� ��。

 回転子11は、自身の内周側にのみ突出す� �部分111の複数を有する磁性体であっても良� �。この場合、固定子12は、回転子11に対して� ��周側から対向して設けられる。

 以下では、図1で示されるリラクタンスモ ータについての制御方法について説明する。

 2.リラクタンスモータの制御方法
 本発明にかかるリラクタンスモータの制御� ��法では、第1乃至第6の制御が実行される。� �こで、まず第1乃至第6の制御のそれぞれにつ いて説明する。

 第1の制御では、第1の巻線121にのみ電流� �流される。第2の制御では、第2の巻線122にの み電流が流される。第3の制御では、第3の巻� ��123にのみ電流が流される。第1乃至第3の制� �は「1相励磁」と通称されている。

 第4の制御では、第1の巻線121と第2の巻線1 22にのみ並行して電流が流される。第5の制御 では、第2の巻線122と第3の巻線123にのみ並行� ��て電流が流される。第6の制御では、第3の� �線123と第1の巻線121にのみ並行して電流が流� ��れる。第4乃至第6の制御は「2相励磁」と通� ��されている。

 図2は、リラクタンスモータ1に生じるリ� �クタンストルクTの、回転角θに対する変化� �グラフ101~103で示す。グラフ101は、第1の制御 のみを実行した場合を示す。グラフ102は、第 2の制御のみを実行した場合を示す。グラフ10 3は、第3の制御のみを実行した場合を示す。

 ここで、回転子11の回転位置と回転角θと の関係については次のとおりである。回転角 θが0°のときには、ある部分111が、周方向92� �おいて隣接する第1の巻線121と第2の巻線122と の中間に位置する。回転角θが15°のときには 、ある部分111が、周方向92において隣接する� ��2の巻線122と第3の巻線123との中間に位置す� �。回転角θが30°のときには、ある部分111が� �周方向92において隣接する第3の巻線123と第1� ��巻線121との中間に位置する。後述する図3に おいても同様である。

 グラフ101で表されるリラクタンストルク� ��、回転角θに対して45°の周期を有する。こ� ��は、回転子11が45°回転するごとに、部分111� ��第1の巻線121とが対向するからである。グラ フ102,103で表されるリラクタンストルクも同� �に、回転角θに対して45°の周期を有する。

 そして、グラフ101では、回転角θが0°か� �回転方向へとずれた角度θ1のときに、リラ� �タンストルクTが最大となる。グラフ102では� ��回転角θが15°から回転方向へとずれた角度� �2のときに、リラクタンストルクTが最大とな る。グラフ103では、回転角θが30°から回転方 向へとずれた角度θ3のときに、リラクタンス トルクTが最大となる。

 グラフ101で表されるリラクタンストルク� ��グラフ102で表されるリラクタンストルクと� ��位相差δθ1、及びグラフ102で表されるリラ� �タンストルクとグラフ103で表されるリラク� �ンストルクとの位相差δθ2はそれぞれ、約15� �である。

 図3は、リラクタンスモータ1に生じるリ� �クタンストルクTの、回転角θに対する変化� �グラフ201~203で示す。グラフ201は、第4の制御 のみを実行した場合を示す。グラフ202は、第 5の制御のみを実行した場合を示す。グラフ20 3は、第6の制御のみを実行した場合を示す。

 グラフ201~203で表されるリラクタンストル クのいずれにおいても、グラフ101~103と同様� �、回転角θに対して45°の周期を有する。グ� �フ203では、回転角θが0°から回転方向とは反 対方向へとずれた角度θ4のときに、リラクタ ンストルクTが最大となる。グラフ201では、� �転角θが15°から回転方向とは反対方向へと� �れた角度θ5のときに、リラクタンストルクT� ��最大となる。グラフ202では、回転角θが30°� ��ら回転方向とは反対方向へとずれた角度θ6� ��ときに、リラクタンストルクTが最大となる 。

 グラフ203で表されるリラクタンストルク� ��グラフ201で表されるリラクタンストルクと� ��位相差δθ3、及びグラフ201で表されるリラ� �タンストルクとグラフ202で表されるリラク� �ンストルクとの位相差δθ4はそれぞれ、約15� �である。

 次に、本発明にかかるリラクタンスモー� ��の制御方法において、第1乃至第6の制御が� �れぞれどのような関係で実行されるかにつ� �て説明する。

 かかるリラクタンスモータの制御方法は� ��リラクタンスモータ1に対して、第1乃至第6� ��制御のうちから、その生じさせるリラクタ� ��ストルクTが最大となる制御が、回転子11の� ��転角θごとに一つ選択されて実行される。

 具体的に図4を用いて説明する。図4は、� �ラフ101~103を一点鎖線で、グラフ201~203を破線 でそれぞれ示し、本発明にかかるリラクタン スモータの制御方法を実行した場合に生じる リラクタンストルクTの、回転角θに対する変 化を表すグラフ301を実線で示す。

 まず、予め第1乃至第6の制御をそれぞれ� �行することで、回転角θに対するリラクタン ストルクTを測定する(グラフ101~103,201~203)。

 そして、グラフ101~103,201~203を対比して、� ��1乃至第6の制御のうちから、リラクタンス� �ルクTが最大となる制御を回転角θごとに一� �選択して実行する。

 すなわち、回転角θが角度D1~D2の範囲にあ るときには、グラフ203で表されるリラクタン ストルクTが最大となるので、第6の制御が選� ��して実行される。回転角θが角度D2~D3の範囲 にあるときには、グラフ101で表されるリラク タンストルクTが最大となるので、第1の制御� ��選択して実行される。回転角θが角度D3~D4の 範囲にあるときには、グラフ201で表されるリ ラクタンストルクTが最大となるので、第4の� ��御が選択して実行される。回転角θが角度D4 ~D5の範囲にあるときには、グラフ102で表され るリラクタンストルクTが最大となるので、� �2の制御が選択して実行される。回転角θが� �度D5~D6の範囲にあるときには、グラフ202で表 されるリラクタンストルクTが最大となるの� �、第5の制御が選択して実行される。回転角� �が角度D6~D7の範囲にあるときには、グラフ103 で表されるリラクタンストルクTが最大とな� �ので、第3の制御が選択して実行される。

 かかる制御方法によれば、第1乃至第3の� �御だけではリラクタンストルクTを高めるこ� ��が困難な回転角θの範囲においても、第4乃� ��第6の制御を選択的に実行することでリラク タンストルクTを高めることができる。よっ� �、リラクタンスモータ1の出力が高まる。

 具体的に図5を用いて説明する。図5は、� �ラフ301とグラフ302とを示す。グラフ302は、� �1乃至第3の制御だけを実行した場合に生じる リラクタンストルクTの、回転角θに対する変 化を表す。グラフ302によれば、第1乃至第3の� ��御だけでは、回転角θが角度D1~D2の範囲、角 度D3~D4の範囲、及び角度D5~D6の範囲にあると� �には、リラクタンストルクTを高めることが� ��きないことがわかる。

 しかし、本発明にかかる制御方法を実行� ��ることで、回転角θが角度D1~D2の範囲、角度 D3~D4の範囲、及び角度D5~D6の範囲にあるとき� �あっても、リラクタンストルクTが高められ� ��ことが、グラフ301とグラフ302との比較によ� ��わかる。

 上述した制御方法では、回転角θが角度D2 のときに第6の制御から第1の制御への切替え� ��実行される。また、回転角θが角度D4のとき に第4の制御から第2の制御への切替えが実行� ��れ、回転角θが角度D6のときに第5の制御か� �第3の制御への切替えが実行される。この内� ��は、次のように把握することができる。

 つまり、角度D2は、第6の制御によって生� ��るリラクタンストルクTが最大となる角度θ4 と、第6の制御の直後に実行される第1の制御� ��よって生じるリラクタンストルクTが最大と なるときの角度θ1との間に選定される。角度 D4は、第4の制御によって生じるリラクタンス トルクTが最大となる角度θ5と、第4の制御の� ��後に実行される第2の制御によって生じるリ ラクタンストルクTが最大となるときの角度θ 2との間に選定される。角度D6は、第5の制御� �よって生じるリラクタンストルクTが最大と� ��る角度θ6と、第5の制御の直後に実行される 第3の制御によって生じるリラクタンストル� �Tが最大となるときの角度θ3との間に選定さ� ��る。

 特に、図1に示されるリラクタンスモータ 1の場合、すなわち回転子11が部分111を8つ有� �、固定子12が第1乃至第3の巻線121~123を4組有� �る場合には、角度D2,D4,D6のそれぞれを次のよ うに選定することが望ましい。すなわち、角 度D2は回転角θが0°のときを基準(0°)として-3. 75°以上3.75°以下の範囲に選定される。角度D4 は、回転角θが15°のときを基準(0°)として、- 3.75°以上3.75°以下の範囲に選定される。角度 D6は、回転角θが30°のときを基準(0°)として� �-3.75°以上3.75°以下の範囲に選定される。

 図6は、第1乃至第3の巻線に流れる電流の� ��に対するリラクタンストルクTの変化をグラ フ401~403で示す。グラフ401は、本発明にかか� �制御方法を実行した場合を示す。グラフ402� �、第1乃至第3の制御(1相励磁)だけを実行した 場合を示す。グラフ403は、第4乃至第6の制御( 2相励磁)だけを実行した場合を示す。

 グラフ401とグラフ402,403との比較により、 本発明にかかる制御方法を実行することで、 いずれの電流の値においても、1相励磁だけ� �実行した場合や2相励磁だけを実行した場合� ��りも、リラクタンストルクTを高めることが できることがわかる。

 上述したリラクタンスモータの制御方法� ��、部分111の個数A1と、第1乃至第3の巻線の組 数A2とが(A1,A2)=(8,4)の場合(図1)に限らず、他の 組合せを有するリラクタンスモータにも適用 することができる。

 3.リラクタンスモータの制御部
 図7は、リラクタンスモータ1を制御する制� �部2を概念的に示す。制御部2は、入力端子241 ,242と、出力端子211,212,221,222,231,232と、スイッ チS1~S6と、ダイオードDi1~Di6とを有する。図7� �は、制御部2に電源を供給する直流電源Vも示 されている。

 スイッチS1,S3,S5はそれぞれ、出力端子211,2 21,231と入力端子241との間に接続される。スイ ッチS2,S4,S6はそれぞれ、出力端子212,222,232と� �力端子242との間に接続される。なお図1では� ��スイッチS1~S6のそれぞれにトランジスタを� �用した場合が示されている。

 ダイオードDi1,Di3,Di5はそれぞれ、カソー� �が出力端子211,221,231に接続され、アノードが 入力端子242に接続される。ダイオードDi2,Di4,D i6はそれぞれ、アノードが出力端子212,222,232� �接続され、カソードが入力端子241に接続さ� �る。

 制御部2に対して、直流電源V及び第1乃至� ��3の巻線121~123は次のように接続される。直� �電源Vは、入力端子241,242の間に接続される。 第1の巻線121は、出力端子211,212の間に接続さ� ��る。第2の巻線122は、出力端子221,222の間に� �続される。第3の巻線123は、出力端子231,232の 間に接続される。

 図8は、制御部2の制御を概念的に示す。� �かる制御は、上述した「2.リラクタンスモー タの制御方法」に基づく。具体的には、回転 角θが角度D1~D2の範囲にあるときには、スイ� �チS1,S2及びスイッチS5,S6をそれぞれオンにす� ��ことで、第1の巻線121と第3の巻線123にのみ� �流を流す(第6の制御)。回転角θがD2~D3の範囲� ��あるときには、スイッチS1,S2のそれぞれを� �ンにすることで、第1の巻線121にのみ電流を� ��す(第1の制御)。

 回転角θがD3~D4の範囲にあるときには、ス イッチS1,S2及びスイッチS3,S4のそれぞれをオ� �にすることで、第1の巻線121と第2の巻線122に のみ電流を流す(第4の制御)。回転角θがD4~D5� �範囲にあるときには、スイッチS3,S4のそれぞ れをオンにすることで、第2の巻線122にのみ� �流を流す(第2の制御)。

 回転角θがD5~D6の範囲にあるときには、ス イッチS3,S4及びスイッチS5,S6のそれぞれをオ� �にすることで、第2の巻線122と第3の巻線123に のみ電流を流す(第5の制御)。回転角θがD6~D7� �範囲にあるときには、スイッチS5,S6のそれぞ れをオンにすることで、第3の巻線にのみ電� �を流す(第3の制御)。

 この発明は詳細に説明されたが、上記し� ��説明は、すべての局面において、例示であ� ��て、この発明がそれに限定されるものでは� ��い。例示されていない無数の変形例が、こ� ��発明の範囲から外れることなく想定され得� ��ものと解される。