JP2000152576A - リラクタンスモータ - Google Patents
リラクタンスモータInfo
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Abstract
コストの低減を図り、またモータ性能の向上、モータ効
率向上を図る。 【解決手段】 リラクタンスモータにおいて、回転磁界
を発生する固定子1の内側に回転子10を有し、この回
転子10の機構部(スケルトン)10aは、固定子1か
らの磁路に対応する部分の孔10bおよびフラックスバ
リア13について鋼板を自動プレスによって打ち抜き、
かつ、機構部10aの外周を凹凸状に打ち抜いて金型内
で自動積層して形成する。磁性鋼板を所定断面形状にプ
レス加工し、このプレス時に突起部12を形成した磁性
鋼板11aを複数枚重ねて磁性鋼板部11とする。この
磁性鋼板部11を、孔10bに埋め込んで回転子10を
得る際、各孔10bに複数の磁性鋼板部11を所定間隔
で埋め込む。
Description
動車等に用いる電動機のリラクタンスモータに係り、特
に詳しくは、回転子の機構に特徴を有するリラクタンス
モータに関するものである。
および図10に示す構成のものがある。
生する固定子1の内側には、リラクタンストルクを発生
するために、断面バスタブ曲線状に折り曲げた磁性鋼板
を複数枚積層した磁性鋼板部2を当該極数分だけ多角形
柱のボス部3にネジ4で固定してなる回転子5が配置さ
れる。この磁性鋼板2は、バスタブ断面形状の底部を中
心孔(シャフト用)6に向けて形成されており、固定子
1の回転磁界による磁気を回転子5内で変えることによ
り、リラクタンスを不均一化として突極部を形成する。
d,Xqの比(Xd/Xq;突極比)に応じてリラクタ
ンストルクが発生し、いわゆる回転子5に回転力が発生
する。この場合、固定子1によって発生する回転磁界に
よる一方(q軸)の磁気の通路に磁性鋼板部2がほぼ直
角に介在し、他方(d軸)の磁気の通路に磁性鋼板部2
が沿って介在する。このd軸の磁気が磁性鋼板部2を通
って突極部を形成し、リラクタンスの比(Xd/Xq)
が大きくなる。
ラクタンスの比(突極比)が大きく、つまり発生トルク
が大きい方がよい。そのために、種々構成の回転子が提
案されているが、図9および図10に示すアキシャルラ
ミネート形が突極比を大きくとれるということが知られ
ており、現状においては、アキシャルラミネート形の回
転子が極めて現実的であるということができる。
5に4層構造の磁性鋼板部2を形成した場合について説
明しているが、2層以上の多層構造の場合であっても同
様である。
ラクタンスモータにおいては、磁性鋼板を折り曲げて積
層し、この積層した磁性鋼板部2を多角形柱のボス部3
にネジ4で止めるが、そのボス部3の加工には手間がか
かるため、加工コストが高価になってしまうという欠点
がある。
径寸法にバラツキが生じ、特に突極部となる磁性鋼板部
2の両端部が不揃いとなることにより、モータ性能にバ
ラツクが生じてしまい、モータ製造の歩留まりが悪く
し、結果、製造コストが高くなってしまうという欠点が
ある。
板は1枚板であることから、固定子1からの磁束に対し
て発生する渦電流損が大きく、これにより突極比が低下
するという問題点もある。
あり、その目的は、回転子の加工コストの低減を図ると
ともに、モータの性能向上を図り、しかも、渦電流損を
抑えて突極比の低下を抑えることにより、リラクタンス
トルクの向上を図ることができるようにしたリラクタン
スモータを提供することにある。
に、この発明は、回転磁界を発生する固定子の内側に回
転子を有するリラクタンスモータにおいて、前記回転子
は、前記固定子からの磁路となる部分と同部分を当該極
数分埋め込む機構部とを有し、該機構部は、鋼板を複数
枚積層し、前記磁路となる部分は、所定断面形状とした
磁性鋼板を複数枚重ねた磁性鋼板部とし、かつ、該磁性
鋼板部を当該中心孔の軸方向に複数に分割してなり、該
複数の磁性鋼板部を所定間隔に前記機構部に埋め込んで
なることを特徴としている。
によって打ち抜く際、前記固定子からの磁路となる部分
に対応する孔を打ち抜くともとに、前記機構部の外周を
凹凸状に打ち抜いて金型内で自動積層して形成し、磁性
鋼板を所定断面形状に自動プレスした後、複数枚重ねた
複数の磁性鋼板部を所定間隔で前記孔に埋め込むと好ま
しい。
側に回転子を有するリラクタンスモータにおいて、前記
回転子は、前記固定子からの磁路となる部分と同部分を
当該極数分埋め込む機構部とを有し、該機構部は、鋼板
を複数枚積層し、前記磁路となる部分は所定断面形状と
した磁性鋼板を複数枚重ねた磁性鋼板部とし、かつ、該
磁性鋼板部を当該中心孔の軸方向に複数に分割してな
り、該複数の磁性鋼板部と同磁性鋼板部の断面形状に合
わせた形状の絶縁体板とを前記機構部に交互に埋め込ん
でなることを特徴としている。
によって打ち抜く際、前記固定子からの磁路となる部分
に対応する孔を打ち抜くともとに、前記機構部の外周を
凹凸状に打ち抜いて金型内で自動積層して形成し、磁性
鋼板を所定断面形状に自動プレスした後、複数枚重ねた
複数の磁性鋼板部と前記絶縁体とを前記孔に交互に埋め
込むと好ましい。
の磁性鋼板を複数枚重ねて断面扇状として同断面円弧状
の頂点を当該中心孔に向け、かつ当該極数分だけ円周方
向に等間隔の位置とし、前記回転子の外周は前記断面扇
状の内側に対応する部分を凹部にし、前記断面扇状の端
部側に対応する部分を凸部にするとよい。
でd軸部にはインナーフラックスバリアを形成し、前記
回転子の外周の凹部(q軸近傍)をアウターフラックス
バリアにするとよい。
性鋼板は、方向性電磁鋼板あるいは無方向性電磁鋼板も
しくは冷間圧延鋼板であり、前記機構部は無方向性電磁
鋼板あるいは冷間圧延鋼板であるとよい。
でなる回転子を組み込んでリラクタンスモータにすると
よい。
1ないし図8を参照して詳しく説明する。なお、図中、
図9と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。
凹凸状にした鋼板を自動プレスで打ち抜き、同時に、磁
性鋼板を重ねた磁性鋼板部の形の孔を極数分打ち抜いて
自動積層し、これら孔にその磁性鋼板部を埋め込みむと
ともに、この埋め込む磁性鋼板部を当該中心孔の軸方向
(シャフトの軸方向)に複数に分割し、かつ、この複数
の磁性鋼板部を所定間隔に配置すれば、磁性鋼板部を固
定するボス部の加工コストが安価に済む一方、磁性鋼板
部の寸法のバラツキが解消され、モータの性能にバラツ
キが生じることがないだけでなく、渦電流損を抑えて突
極比の低下が抑えられることに着目したものである。
このリラクタンスモータの回転子10は、断面円孤状の
磁性鋼板11aを複数枚重ねてなる断面扇状の磁性鋼板
部11を当該極数分だけ円周方向に、かつ扇の頂点を中
心孔6に向けて固定子1からの磁路となる部分に等間隔
に埋め込んでなる。
鋼板部11の内側に沿った形状(つまり円弧の内側面凹
部およびその両端面凸部の形状)とし、磁性鋼板部11
の両端部に突極部を形成してなる。なお、断面円弧状の
磁性鋼板部11の両端部は回転子10の外周に沿って円
弧状である。
方向(シャフトの軸方向)に複数に分割し、つまり同じ
形状のものをその軸方向に所定間隔に配置し、かつ、磁
性鋼板部11の間に空気層aが介在するようになってい
る。
1との間の領域で、極間のd軸部には磁束の短絡、漏洩
を防止するためのインナーフラックスバリア12を形成
し、このインナーフラックスバリア12の端部側(回転
子10の外周側端部)で、かつd軸上には後述する自動
積層時に形成するかしめ部13を設けている。
ロットの固定子1に三相(U相、V相およびW相)の電
機子巻線を有し、例えば外径側の巻線をU相、内径側の
巻線をW相、その中間の巻線をV相としているが、スロ
ット数や電機子巻線数が異なっていてもよい。
ると、回転子10の製造においては、金型を用いて自動
プレスで鋼板を打ち抜き、金型内でかしめてロータのス
ケルトンを一体的に形成する自動積層方式を採用する。
ように、中心孔6、扇状の磁性鋼板部11の孔10bお
よびインナーフラックスバリア12を打ち抜くととも
に、回転子10の外周を凹凸状に打ち抜き(自動的にプ
レスし)、積層して断面扇状の磁性鋼板部11を埋設す
るための機構部(スケルトン;従来のボス部に相当)1
0aを形成する。なお、その凹部分はq軸近傍のアウタ
ーフラックスバリア14となり、凸部分は突極部に対応
することになる。また、その積層時にはかしめ部13を
形成し、打ち抜いた各鋼板をかしめる。
および図5に示すように、断面円弧状の磁性鋼板11a
を所定寸法に加工して積み重ねて形成する。この磁性鋼
板部11を機構部であるスケルトンの所定孔10bに複
数個埋め込み、かつ、この埋め込み時には各磁性鋼板1
1を所定間隔(空気層a)として当該回転子10を完成
する。
ス部を従来の自動積層方式で製造することができ、つま
りプレスワークのため、ボス部の加工コストが安価に済
む。
定孔10bに埋め込むことから、その磁性鋼鉄板部11
の外形寸法が孔10bの範囲内に納まることによって外
形寸法のバラツキが解消され、特に両端部の面が揃うこ
とから(つまり突極部となる端部の精度が向上し)、モ
ータの性能にバラツキが生じることがない。
ア12およびq軸近傍のアウターフラックスバリア14
により、d軸とq軸のリラクタンス比(突極比)を大き
くすることができる。
と、渦電流が生じ、いわゆる渦電流損が発生するが、図
2および図5から明かなように、埋設する磁性鋼板部1
1が磁束の流れを妨げない方向に分割され(シャフトの
軸方向に分割され)、つまり複数個で構成されており、
しかもその間には空気層aが介在している。したがっ
て、固定子1から磁束に対し、磁性鋼板部11に発生す
る渦電流損を低減することができる。
性鋼板部11の間に絶縁体20を介在させるようにして
もよい。なお、図中、図2および図5と同一部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。
の断面形状(扇形状)に合わせた板状のものとする(図
7参照)。そして、図3に示す機構部10aの所定孔1
0bには、磁性鋼板11と絶縁体20とを交互に埋め込
めばよい。したがって、磁性鋼板部11を容易に、しか
も正確に機構部10aの所定孔10bに埋め込むことが
できる。
っているが、これに限らず2層(2枚)以上であればよ
く、好ましくは5層以上にするとよい。
11aとしては、方向性磁性鋼板あるいは無方向性電磁
鋼板もしくは冷間圧延鋼板等を用いるとよく、この磁性
鋼板部11を埋め込むためのロータのスケルトンの機構
部10aとしては無方向性電磁鋼板あるいは冷間圧延鋼
板等を用いるとよい。これにより、リラクタンストルク
の大きさやコストを踏まえ、それぞれの用途に適した材
料を選択することができ、つまり適応的なモータを実現
することができる。
み込み、例えば、空気調和機のモータ等として利用すれ
ば、コストをアップすることなく、空気調和機の性能ア
ップ(運転効率の上昇、振動や騒音の低下)を図ること
ができる。
モータの請求項1記載の発明によると、回転磁界を発生
する固定子の内側に回転子を有するリラクタンスモータ
において、前記回転子は、前記固定子からの磁路となる
部分と同部分を当該極数分埋め込む機構部とを有し、こ
の機構部は、鋼板を複数枚積層し、前記磁路となる部分
は、所定断面形状とした磁性鋼板を複数枚重ねた磁性鋼
板部とし、かつ、この磁性鋼板部を当該中心孔の軸方向
に複数に分割してなり、この複数の磁性鋼板部を所定間
隔に前記機構部に埋め込んでなるので、突極部を形成す
る磁性鋼板部を構造部に埋め込むことから、磁性鋼板部
の外形寸法にバラツキが生じることがなく、つまり、モ
ータの性能にバラツキが生じることもない。したがっ
て、モータの性能向上を図ることができるとともに、磁
性鋼板部をシャフトの軸方向に分割し、かつ、その間に
空気層が存在することから、突極比が大きくなってリラ
クタンストルクがより大きなものとなり、モータの効率
向上を図ることができるという効果がある。
おける回転子の機構部は、鋼板を自動プレスによって打
ち抜く際、前記固定子からの磁路となる部分に対応する
孔を打ち抜くともとに、前記機構部の外周を凹凸状に打
ち抜いて金型内で自動積層して形成し、磁性鋼板を所定
断面形状に自動プレスした後、複数枚重ねた複数の磁性
鋼板部を所定間隔で前記孔に埋め込んでなるので、請求
項1の効果に加え、自動プレスは従来の方式で済むこと
により、回転子の低加工コスト化が実現され、モータの
コストアップにならずに済むという効果がある。
発生する固定子の内側に回転子を有するリラクタンスモ
ータにおいて、前記回転子は、前記固定子からの磁路と
なる部分と同部分を当該極数分埋め込む機構部とを有
し、この機構部は、鋼板を複数枚積層し、前記磁路とな
る部分は所定断面形状とした磁性鋼板を複数枚重ねた磁
性鋼板部とし、かつ、この磁性鋼板部を当該中心孔の軸
方向に複数に分割してなり、この複数の磁性鋼板部と同
磁性鋼板部の断面形状に合わせた形状の絶縁体板とを前
記機構部に交互に埋め込んでなるので、突極部を形成す
る磁性鋼板部を構造部に埋め込むことから、磁性鋼板部
の外形寸法にバラツキが生じることがなく、つまり、モ
ータの性能にバラツキが生じることもない。したがっ
て、モータ性能の向上を図ることができるとともに、磁
性鋼板部をシャフトの軸方向に分割し、かつ、その間に
絶縁体を介在させていることから、突極比が大きくなっ
てりリラクタンストルクをより大きなものとし、モータ
の効率向上を図ることができる。
おける回転子の機構部は、鋼板を自動プレスによって打
ち抜く際、前記固定子からの磁路となる部分に対応する
孔を打ち抜くともとに、前記機構部の外周を凹凸状に打
ち抜いて金型内で自動積層して形成し、磁性鋼板を所定
断面形状に自動プレスした後、複数枚重ねた複数の磁性
鋼板部と前記絶縁体とを前記孔に交互に埋め込んでなる
ので、請求項3の効果に加え、自動プレスが従来の方式
で済むことにより、回転子の低加工コスト化を実現し、
モータのコストアップにならずに済むという効果があ
る。
2,3または4における磁性鋼板部は断面円弧状の磁性
鋼板を、複数枚重ねて断面扇状として同断面円弧状の頂
点を当該中心孔に向け、かつ、当該極数分だけ円周方向
に等間隔の位置とし、前記回転子の外周は前記断面扇状
の内側に対応する部分を凹部にし、前記断面扇状の端部
側に対応する部分を凸部にしてなるので、請求項1,
2,3または4の効果に加え、磁性鋼板部は固定子から
の磁路に沿った形状となり、また、その凹部はアウター
フラックスバリアとなることから、d軸とq軸のリラク
タンスXd,Xqの比が大きく、つまり突極比を大きく
することができるという効果がある。
おいて、前記磁性鋼板部と当該中心孔との間の領域でd
軸部にはインナーフラックスバリアを形成し、前記回転
子の外周の凹部(q軸近傍)をアウターフラックスバリ
アとしてなるので、請求項5の効果に加え、d軸とq軸
のリラクタンスXd,Xqの比がより大きく、つまり突
極比をより大きくすることができるという効果がある。
2,3,4,5または6おける磁性鋼板部を構成する鋼
板あるいは磁性鋼板は、方向性電磁鋼板あるいは無方向
性電磁鋼板もしくは冷間圧延鋼板であり、前記機構部は
無方向性電磁鋼板あるいは冷間圧延鋼板であるので、請
求項1,2,3,4,5または6の効果に加え、回転子
を構成する機構部と磁性鋼板部の材質を選択し、例え
ば、磁性鋼板部に方向性電磁鋼板を選択すればモータ性
能のよいものを得ることができ、また、機構部に冷間圧
延鋼板を選択すればモータのコストダウンが図れ、つま
り用途やコストを勘案して適応的に選択することができ
るという効果がある。
2,3,4,5,6または7前記磁性鋼板部を、前記機
構部に埋め込んでなる回転子を組み込んだので、請求項
1,2,3,4,5,6または7の効果に加え、例え
ば、空気調和機のモータ等として利用すれば、コストを
アップすることなく、空気調和機の性能アップ(運転効
率の上昇、振動や騒音の低下)を図ることができる。
ータの概略的平面図。
するための概略的側断面図。
ルトン(機構部)を説明するための概略的平面図。
込む磁性鋼板部を説明するための概略的平面図。
込む磁性鋼板部を説明するための概略的斜視図。
モータの回転子を説明するための概略的側断面図。
めの概略的平面図。
絶縁体を説明するための概略的斜視図。
明する概略的側面図。
Claims (8)
- 【請求項1】 回転磁界を発生する固定子の内側に回転
子を有するリラクタンスモータにおいて、前記回転子
は、前記固定子からの磁路となる部分と同部分を当該極
数分埋め込む機構部とを有し、該機構部は、鋼板を複数
枚積層し、前記磁路となる部分は、所定断面形状とした
磁性鋼板を複数枚重ねた磁性鋼板部とし、かつ、該磁性
鋼板部を当該中心孔の軸方向に複数に分割してなり、該
複数の磁性鋼板部を所定間隔に前記機構部に埋め込んで
なることを特徴とするリラクタンスモータ。 - 【請求項2】 前記回転子の機構部は、鋼板を自動プレ
スによって打ち抜く際、前記固定子からの磁路となる部
分に対応する孔を打ち抜くともとに、前記機構部の外周
を凹凸状に打ち抜いて金型内で自動積層して形成し、磁
性鋼板を所定断面形状に自動プレスした後、複数枚重ね
た複数の磁性鋼板部を所定間隔で前記孔に埋め込んでな
る請求項1記載のリラクタンスモータ。 - 【請求項3】 回転磁界を発生する固定子の内側に回転
子を有するリラクタンスモータにおいて、前記回転子
は、前記固定子からの磁路となる部分と同部分を当該極
数分埋め込む機構部とを有し、該機構部は、鋼板を複数
枚積層し、前記磁路となる部分は所定断面形状とした磁
性鋼板を複数枚重ねた磁性鋼板部とし、かつ、該磁性鋼
板部を当該中心孔の軸方向に複数に分割してなり、該複
数の磁性鋼板部と同磁性鋼板部の断面形状に合わせた形
状の絶縁体板とを前記機構部に交互に埋め込んでなるこ
とを特徴とするリラクタンスモータ。 - 【請求項4】 前記回転子の機構部は、鋼板を自動プレ
スによって打ち抜く際、前記固定子からの磁路となる部
分に対応する孔を打ち抜くともとに、前記機構部の外周
を凹凸状に打ち抜いて金型内で自動積層して形成し、磁
性鋼板を所定断面形状に自動プレスした後、複数枚重ね
た複数の磁性鋼板部と前記絶縁体とを前記孔に交互に埋
め込んでなる請求項3記載のリラクタンスモータ。 - 【請求項5】 前記磁性鋼板部は、断面円弧状の磁性鋼
板を複数枚重ねて断面扇状として同断面円弧状の頂点を
当該中心孔に向け、かつ、当該極数分だけ円周方向に等
間隔の位置とし、前記回転子の外周は、前記断面扇状の
内側に対応する部分を凹部にし、前記断面扇状の端部側
に対応する部分を凸部にしてなる請求項1,2,3また
は4記載のリラクタンスモータ。 - 【請求項6】 前記磁性鋼板部と当該中心孔との間の領
域で、d軸部にはインナーフラックスバリアを形成し、
前記回転子の外周の凹部(q軸近傍)をアウターフラッ
クスバリアとしてなる請求項5記載のリラクタンスモー
タ。 - 【請求項7】 前記磁性鋼板部を、構成する鋼板あるい
は磁性鋼板は方向性電磁鋼板あるいは無方向性電磁鋼板
もしくは冷間圧延鋼板であり、前記機構部は無方向性電
磁鋼板あるいは冷間圧延鋼板である請求項1,2,3,
4,5または6記載のリラクタンスモータ。 - 【請求項8】 前記磁性鋼板部を前記機構部に埋め込ん
でなる回転子を組み込んだ請求項1,2,3,4,5,
6または7記載のリラクタンスモータ。
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JP31416598A JP3931938B2 (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | リラクタンスモータ |
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Family
ID=18050037
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JP31416598A Expired - Fee Related JP3931938B2 (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | リラクタンスモータ |
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JP (1) | JP3931938B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005184957A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Toshiba Corp | 永久磁石式リラクタンス型回転電機 |
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-
1998
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---|---|
JP3931938B2 (ja) | 2007-06-20 |
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