JP2001268868A

JP2001268868A - スイッチトリラクタンスモータ

Info

Publication number: JP2001268868A
Application number: JP2000084739A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Takeda; 洋次武田; Masayuki Sanada; 雅之真田; Shigeo Morimoto; 茂雄森本; Nobuyuki Matsui; 信行松井; Kensho Okabe; 憲昭岡部
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】低騒音・低振動化を達成する構造を提供す
る。【解決手段】複数個の極２１を有する回転子２と、複
数個の極１１を有するとともに、固定子巻線を有する固
定子１とを含むスイッチトリラクタンスモータにおい
て、回転子２もしくは固定子１の各極１１の先端に複数
個の小歯１２を設けた。または回転子２の各極２１に、
回転子２の中心軸線と各極２１の中心とを通る仮想的な
平面を基準とする対称な磁気的な空隙を設けた。または
前記空隙は、極２１の円周方向の幅の１／３の幅を有す
るとともに、極２１の高さの１／３の高さを有するもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数個の極を有
する回転子と、複数個の極を有するとともに、固定子巻
線を有する固定子とを含むスイッチトリラクタンスモー
タ（以下、ＳＲモータと略称する）に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＲモータは、誘導モータや永久磁石同
期モータに比べ構造が簡単なため、堅牢で安価なモータ
として期待されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＳＲモータで
は、固定子と回転子の突極に起因するトルクリプルや騒
音に問題があり、汎用化の妨げとなっている。具体的に
は、トルクに対するラジアル力が大きく、この力による
固定子の変形量が大きく、ひいては振動・騒音の増大を
招いている。

【０００４】そして、トルクリプルの低減策として、励
磁相の切り替えタイミングを微妙に調整する方法｛Ｃｈ
ａｒｌｅｓＰｏｌｌｏｃｋ，Ｃｈｉ−ＹａｏＷ
ｕ：”ＡｃｏｕｓｔｉｃＮｏｉｓｅＣａｎｃｅｌｌ
ａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＳｗｉｔ
ｃｈｅｄＲｅｌｕｃｔａｎｃｅＤｒｉｖｅｓ：Ａｔ
ｔｅｎｔｉｏｎｔｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＢｅｈ
ａｖｉｏｕｒ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＩ．
Ａ．，Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．２，ｐｐ．４７７−
４８４（１９９３）参照｝が提案されているが、汎用性
に問題があり、広く採用されるには至っていない。

【０００５】このほか、インダクタンスの空間高調波を
考慮して駆動電流に適当な割合の第３高調波を重畳する
ことにより、トルクリプルの改善ばかりでなく、トルク
／アンペア²を向上させる方法｛落合，小坂，松井：
「ＲＭの電流−トルク特性改善の考察」，電気学会回転
機研究会ＲＭ−９７−１５（１９９７）参照｝も報告
されている。

【０００６】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、低騒音・低振動化を達成することができ
る構造のＳＲモータを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１のＳＲモータ
は、複数個の極を有する回転子と、複数個の極を有する
とともに、固定子巻線を有する固定子とを含むものであ
って、回転子もしくは固定子の各極の先端に複数個の小
歯を設けたものである。

【０００８】請求項２のＳＲモータは、複数個の極を有
する回転子と、複数個の極を有するとともに、固定子巻
線を有する固定子とを含むものであって、回転子の各極
に、回転子の中心軸線と各極の中心とを通る仮想的な平
面を基準とする対称な磁気的な空隙を有しているもので
ある。

【０００９】請求項３のＳＲモータは、前記空隙とし
て、極の円周方向の幅の１／３の幅を有するとともに、
極の高さの１／３の高さを有するものを採用するもので
ある。

【００１０】請求項４のＳＲモータは、前記空隙とし
て、極の円周方向の幅の１／３の幅を有するとともに、
極の高さの２／３の高さを有するものを採用するもので
ある。

【００１１】請求項５のＳＲモータは、前記空隙とし
て、極の円周方向の幅の２／３の幅を有するとともに、
極の高さの１／３の高さを有するものを採用するもので
ある。

【００１２】

【作用】請求項１のＳＲモータであれば、回転子もしく
は固定子の各極の先端に複数個の小歯を設けているの
で、ラジアル力の最大値を余り変化させることなくトル
クを増大させることができ、この結果、トルク／ラジア
ル力の比を極大化することができ、ひいては、ＳＲモー
タの低騒音・低振動化を達成することができる。

【００１３】さらに説明する。

【００１４】ＳＲモータを励磁すると、トルクと共にラ
ジアル力が発生する。そして、ラジアル力が固定子を縮
ませ、励磁を切り換えるたびにＳＲモータが変形し、騒
音を発生させる。また、ラジアル力は励磁している固定
子極と回転子極が対向している全部分に発生し、トルク
は固定子極と回転子極のエッジ部分に集中して発生す
る。つまり、ラジアル力は固定子極とラジアル極の対向
面積が小さいほど小さくなる。

【００１５】そして、小歯の数の増加に比例して、後に
定義する騒音の評価関数を改善することができる。

【００１６】したがって、回転子もしくは固定子の各極
の先端に複数個の小歯を設けることにより、エッジ部分
を増加させてトルクを増加させ、トルク／ラジアル力の
比を極大化することができる。この結果、ＳＲモータの
低騒音・低振動化を達成することができる。

【００１７】ただし、小歯の増加に比例して回転に必要
な駆動周波数が上昇するので、目的に応じて最適な小歯
数を選択することが好ましい。

【００１８】請求項２のＳＲモータであれば、回転子の
各極に、回転子の中心軸線と各極の中心とを通る仮想的
な平面を基準とする対称な磁気的な空隙を有しているの
で、ＳＲモータの騒音・振動を増大させる主要因である
ラジアル力を低減し、ＳＲモータの低騒音・低振動化を
達成することができる。

【００１９】さらに説明する。

【００２０】ＳＲモータを励磁すると、トルクと共にラ
ジアル力が発生する。そして、ラジアル力が固定子を縮
ませ、励磁を切り換えるたびにＳＲモータが変形し、騒
音を発生させる。また、ラジアル力は励磁している固定
子極と回転子極が対向している全部分に発生し、トルク
は固定子極と回転子極のエッジ部分に集中して発生す
る。つまり、ラジアル力は固定子極とラジアル極の対向
面積が小さいほど小さくなる。

【００２１】そして、回転子極に空隙を設ければ、等価
的に磁気的な対向面積を減少させることができ、回転に
必要な駆動電源の出力周波数を上昇させることなくトル
ク／ラジアル力の比を改善することができる。この結
果、ＳＲモータの低騒音・低振動化を達成することがで
きる。

【００２２】請求項３のＳＲモータであれば、前記空隙
として、極の円周方向の幅の１／３の幅を有するととも
に、極の高さの１／３の高さを有するものを採用するの
であるから、請求項２の作用に加え、トルクリプルを極
小化することができるとともに、ラジアル力を３０％程
度低減することができる。

【００２３】請求項４のＳＲモータであれば、前記空隙
として、極の円周方向の幅の１／３の幅を有するととも
に、極の高さの２／３の高さを有するものを採用するの
であるから、請求項２の作用に加え、トルクリプルを極
小化することができるとともに、ラジアル力を３０％程
度低減することができ、しかも、回転子を軽量化し、ひ
いてはイナーシャを小さくしてＳＲモータの応答性を向
上させることができる。

【００２４】請求項５のＳＲモータであれば、前記空隙
として、極の円周方向の幅の２／３の幅を有するととも
に、極の高さの１／３の高さを有するものを採用するの
であるから、請求項２の作用に加え、ラジアル力を７０
％程度低減することができ、トルクリプルに比べ、特に
ラジアル力に起因する騒音低減が望まれる用途の動力源
として採用することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明のＳＲモータの実施の態様を詳細に説明する。

【００２６】図１はこの発明のＳＲモータの一実施態様
を示す概略縦断面図、図２はこの発明のＳＲモータの他
の実施態様を示す概略縦断面図、図３はこの発明のＳＲ
モータのさらに他の実施態様を示す概略縦断面図であ
る。また、図４は従来のＳＲモータの一例を示す概略縦
断面図である。

【００２７】図４に示すＳＲモータは、回転子２の突極
数が４であるとともに、固定子１の突極数が６である。

【００２８】これに対して、図１に示すＳＲモータは、
固定子１の６つの突極１１のそれぞれの先端に２つづつ
の小歯１２を設けているとともに、回転子２の突極２１
の数を１０に設定している。

【００２９】また、図２に示すＳＲモータは、固定子１
の６つの突極１１のそれぞれの先端に３つづつの小歯１
２を設けているとともに、回転子２の突極２１の数を１
６に設定している。

【００３０】さらに、図３に示すＳＲモータは、固定子
１の６つの突極１１のそれぞれの先端に４つづつの小歯
１２を設けているとともに、回転子２の突極２１の数を
２２に設定している。

【００３１】そして、以下の説明および図面において、
図４に示すＳＲモータを「小歯数１」もしくは「６−
４」で表し、図１に示すＳＲモータを「小歯数２」もし
くは「１２−１０」で表し、図２に示すＳＲモータを
「小歯数３」もしくは「１８−１６」で表し、図３に示
すＳＲモータを「小歯数４」もしくは「２４−２２」で
表す。

【００３２】図１から図３のそれぞれに示すＳＲモータ
の作用を説明する。

【００３３】先ず、騒音の評価関数ＮＦを次のように定
義する。

【００３４】評価関数ＮＦ＝平均最大トルク／ラジアル力の最大値・・・（１）この値が大きい程、同一トルクでの低騒音が期待でき
る。

【００３５】次いで、この評価関数ＮＦの妥当性を説明
する。

【００３６】６−４タイプのＳＲモータについて励磁し
ている固定子極に発生するラジアル力ｆ_Rと接線力ｆ_Tと
を有限要素法で解析した結果、図５に示す解析結果が得
られた。解析の範囲は機械角−３０°〜＋３０°、総起
磁力は６００Ａ（３００Ａ×２極）である。図５の上方
の太い網線は固定子極の位置を、下方の太い網線は回転
子極の位置を示している。なお、ラジアル力と接線力を
区別しやすくするため、接線力の値を反転させて表して
いる。

【００３７】なお、回転子の基準位置（θ＝０°）は、
固定子極の中心と回転子極の凹部の中心とが一致した状
態を、また、回転子位置４５°（機械角）は固定子極と
回転子極とが完全に重なった状態を示している。

【００３８】ラジアル力は励磁している固定子極と回転
子極の対向している全部分に発生し、接線力は固定子極
と回転子極が重なるエッジ部分に集中して発生している
ことが分かる。

【００３９】このラジアル力ｆ_Rを積分したものが、こ
の固定子極に発生するラジアル力Ｆ_Rであり、この回転
方向の接線力ｆ_Tを積分し、回転子半径（＝Ｄ_r／２）お
よび励磁極数（＝２極）をかけたものが静トルクＴであ
る。

【００４０】図６にラジアル力Ｆ_Rと静トルクＴを示
す。図６から、静トルクの測定値と計算値がよく合って
いることが分かる。ラジアル力については回転機の構造
上の問題で測定できなかったが、静トルクもマクスウェ
ルの応力より計算しており、静トルクが精度よく計算さ
れていることから、ラジアル力も精度よく計算されてい
るものと推測できる。

【００４１】放射音のパワーレベルは、放射面の振動速
度ｕの自乗に比例する｛福田他：「（社）日本機械学会
編機械騒音ハンドブック」，産業図書（１９９１）参
照｝。振動速度の主要因はラジアル力であることから、
トルク一定条件のもとで、振動速度を測定し、評価関数
の妥当性を検討する。比較には６−４タイプ（固定子突
極数が６、回転子突極数が４のタイプ）｛図８中（Ａ）
参照｝と１２−８タイプ（固定子突極数が１２、回転子
突極数が８のタイプ）｛図８中（Ｂ）参照｝を用いた。

【００４２】測定装置は図７に示すとおりであり、定盤
３０上において、ＳＲモータ３１の出力軸をトルク変換
器３２を介して負荷３３に接続し、ＳＲモータ３１に圧
電型加速度ピックアップ３４を設け、圧電型加速度ピッ
クアップ３４からの出力をチャージアンプ３５を通して
ＦＦＴ３６に供給している。そして、トルク変換器３２
に対して動ひずみ測定器３７を接続している。

【００４３】また、測定ポイントは、図８中（Ａ）、
（Ｂ）に示す６０°の範囲を図８中（Ｃ）に示すように
１ｃｍ角に分割した各部の中央１５箇所である。そし
て、回転数２０ｒｐｓ、トルク１５ｋｇ・ｃｍとして各
測定ポイントの振動速度を測定した。何れの測定ポイン
トにおいても大差は認められなかったが、測定値の平均
値は表１に示すとおりであった。

【００４４】

【表１】

【００４５】振動速度比は、６−４タイプが１２−８タ
イプの２．３０倍になっている。放射音のパワーレベル
は振動速度ｕの自乗に比例することから、騒音レベルは
振動速度比より、１０ｌｏｇ（２．３０）²≒７．２３
となり、１２−８タイプの方が約７ｄＢ低いと予想でき
る。

【００４６】ここではトルクを１５ｋｇ・ｃｍ一定とし
て比較しているので、６−４タイプについては総起磁力
１２００Ａのときの計算値を用いる。また、１２−８タ
イプの１２００Ａでは、平均最大トルクが１５ｋｇ・ｃ
ｍの約半分であり、飽和を無視した場合のトルクは起磁
力の２乗に比例することから、総起磁力を２^1/2倍の１
２００×２^1/2Ａとして比較した。計算値を表２および
図９に示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】表１の振動速度比と表２の評価関数の逆数
（１／評価関数）比を比べるとほぼ同じ値になってお
り、評価関数の妥当性が分かる。

【００４９】次いでＳＲモータの作用を説明する。

【００５０】図５に示すように、トルクは回転子と固定
子の各エッジ部分で発生するため、多極にすることはト
ルクを増やすためには極めて効果的である。ここでは、
ラジアル力との関連も含めて定量的に検証する。

【００５１】一般に集中巻ＳＲモータの固定子の歯数に
対する回転子の歯数は次の条件を考慮して求められる。

【００５２】（１）中心を対称に２つの極を励磁する
ため、回転子歯数は偶数である。

【００５３】（２）回転子と固定子が全極かみ合って
しまう極数の約数、倍数はとらない。

【００５４】（３）（１極当たりに必要な角度）×
（極数）が３６０°を越えてはならない。

【００５５】（４）（回転子歯の１凹部の幅）＞（回
転子歯の１凸部の幅）でなければならない。

【００５６】以上のことを考慮して、実際に今回検討す
る固定子６極のＳＲモータにおける回転子歯数を求め
る。

【００５７】固定子１極当たりの小歯数をｎ、求める回
転子歯数をｍとする。

【００５８】固定子１極当たりの歯幅の合計θ（０＜θ
＜６０°）を一定とし、条件（３）（４）より、３６０ｎ・（ｎ−１）／（６０ｎ−θ）＜ｍ＜１８０ｎ／θ ・・・（２）したがって、この例ではθ＝３０°とし、条件（１）
（２）のもとで式（１）を満たすｍ、ｎを求めればよ
い。これより、固定子歯幅δ_s、回転子極幅δ_rが求ま
る。

【００５９】そして、図１から図４に示すＳＲモータの
機器定数は表３に示すとおりである。

【００６０】

【表３】

【００６１】また、起磁力６００Ａの場合における、図
１から図４に示すＳＲモータのトルク、ラジアル力特
性、評価関数、ベクトル図は図１０中（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）（Ｄ）に示すとおりである。

【００６２】小歯数を増やすとトルク発生区間は狭くな
りトルクは増加する。しかし、ラジアル力の最大値はあ
まり変化しないことが分かる。

【００６３】次に起磁力６００Ａにおける、１２−１０
モデルのトルクとラジアル力の各部における発生状況は
図１１に示すとおりである。トルクは固定子および回転
子のエッジの部分で発生し、ラジアル力は固定子歯と回
転子歯との重なり合った部分で発生していることが分か
る。なお、トルクは見やすいように反転して示してい
る。

【００６４】小歯数が増加するとエッジ部分が増え、ト
ルクが増加する。これに対しラジアル力は、小歯が増え
ても総対向面積は変わらないため、その最大値は殆ど変
化しない。

【００６５】また、最大ラジアル力については、起磁力
一定で固定子の小歯数を増やしていくとやや減少する傾
向がある。

【００６６】以上の結果から、トルクに関しては、固定
子極の小歯数にほぼ比例して増加し、ラジアル力に関し
てはほぼ同様の力が発生するので、固定子の小歯数を増
やすメリットとしては、ラジアル力減少よりも、トルク
増加の方に効果がある。したがって、同じトルクの条件
では小歯数が多い方が騒音の低いモータとなることが分
かる。ただし、小歯に比例してトルク発生区間が回転子
の歯幅と共に短くなり回転に必要な駆動電源の出力周波
数が上昇するため、目的に応じて最適な小歯数を選択す
る必要がある。

【００６７】上述のように小歯を設けると評価関数ＮＦ
は改善されるが、駆動電源の出力周波数が高くなる。そ
こで、トルクはエッジ部分で発生し、ラジアル力は固定
子歯と回転子歯の対向部分で発生することをふまえ、例
として６−４モデルのＳＲモータの回転子歯の中央に空
隙を設けることによりエッジ付近の磁束路を確保しつつ
等価的に磁気的な対向面積を減少させる方法について検
討する。

【００６８】検討の手順として、（１）空隙形状の大き
さ、（２）位置、（３）高さと幅の３段階で検討する。

【００６９】設ける空隙の形状は幾何学的に幾つもの寸
法が考えられるが、ここでは概略の方向を得るため、基
本的な形状について検討する。

【００７０】図１２はＳＲモータの回転子歯の先端の形
状を示す拡大図であり、６−４モデルのＳＲモータの仕
様を表４に示す。

【００７１】

【表４】

【００７２】ただし、固定子極内径、回転子極外径、ヨ
ークの厚みは図４に示す６−４モデルのＳＲモータと同
一仕様である。そして、図１２中（Ａ）の空隙２２（Ｔ
ｙｐｅＡ）の高さｙ１を基準とし、図１２中（Ｂ）の
空隙２２（ＴｙｐｅＢ）は２倍、図１２中（Ｃ）の空
隙２２（ＴｙｐｅＣ）は３倍の極端な例まで大きくし
た。なお、何れの場合にも、空隙は、回転子２の中心軸
線と回転子極２１の中心とを通る仮想的な平面を基準と
して対称な形状を有している。

【００７３】起磁力６００Ａの場合の、各回転子形状に
おけるトルク、ラジアル力特性、評価関数、ベクトル図
は図１３中（Ａ）〜（Ｄ）に示すとおりである。

【００７４】図１３中（Ａ）（Ｂ）から分かるように、
ＴｙｐｅＢ、Ｃの空隙２２を形成した場合のトルクは
基本モデルＴｙｐｅＡと比較してリプルが大きい。ま
た、最大ラジアル力は各モデルＴｙｐｅＢ、Ｃとも基
本モデルＴｙｐｅＡの約６０〜７０％程度に低減され
ている。中でも、基本モデルＴｙｐｅＡは回転子が最
大ラジアル力発生位置から移動するにつれ、ラジアル力
が滑らかに変化している。

【００７５】一般に、図１３中（Ｄ）に示すように、ベ
クトルが右下に近づく程低騒音化が期待できるが、トル
クリプル等を総合的に考慮すると、基本モデルＴｙｐｅ
ＡあるいはモデルＴｙｐｅＢが低騒音化に適してい
る。

【００７６】次いで、基本モデルＴｙｐｅＡを例に空
隙２２の形状は変化させず、ラジアル方向にｒだけ移動
させた時のトルク、ラジアル力の関係を検討する。な
お、ＳＲモータの回転子歯の先端の形状を拡大して図１
４に示しているとともに、仕様を表５に示している。

【００７７】

【表５】

【００７８】起磁力６００Ａの場合の、各回転子形状に
おけるトルク、ラジアル力特性、評価関数、ベクトル図
は図１５中（Ａ）〜（Ｄ）に示すとおりである。

【００７９】図１５中（Ａ）（Ｂ）から分かるように、
空隙を回転子極の先端部に配置するほどトルクリプルが
増加するが、ラジアル力が減少する。

【００８０】図１５中（Ｃ）（Ｄ）から分かるように、
回転子極内部の空隙が先端に近づくほど、最大ラジアル
力が低減し、騒音の評価関数も改善されるが、磁気飽和
の影響も考慮すると、極先端に配置するのは問題があ
る。

【００８１】図１５中（Ａ）のトルクプロファイルも考
慮して、ｒ＝３［ｍｍ］の場合について以下に説明す
る。

【００８２】図１６中（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、ｒ＝３
［ｍｍ］に設定し、空隙２２のサイズ、形状を変化させ
た状態における回転子極２１の先端形状を示す概略図で
ある。図１６中（Ａ）（ＴｙｐｅＤ）においては、空
隙の幅Ｘ₁をＬ／３に、高さｙ₁をｄ／３に設定してお
り、図１６中（Ｂ）（ＴｙｐｅＥ）においては、空隙
の幅Ｘ₁をＬ／３に、高さｙ₁を２ｄ／３に設定してお
り、図１６中（Ｃ）（ＴｙｐｅＦ）においては、空隙
の幅Ｘ₁を２Ｌ／３に、高さｙ₁をｄ／３に設定してい
る。

【００８３】そして、起磁力６００Ａの場合の、各回転
子極内の空隙形状を採用した場合におけるトルク、ラジ
アル力特性、評価関数、ベクトル評価を得たところ、図
１７中（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すとおりであっ
た。

【００８４】図１７中（Ａ）（Ｂ）から分かるように、
トルク、ラジアル力に対する空隙高さの影響はあまり見
られず、ＴｙｐｅＤ、Ｅ共に評価関数、ベクトル図は
ほぼ同じである。しかし、空隙幅の影響は大きく、Ｔｙ
ｐｅＦのトルク、ラジアル力は共に減少し、評価関数
は良くなっているものの、同一励磁電流でのトルクの減
少が著しい。

【００８５】また、図１７中（Ｃ）（Ｄ）から分かるよ
うに、ＴｙｐｅＤとＴｙｐｅＥの評価関数はほぼ同
じであることが分かる。ただし、回転子の軽量化の面で
は、ＴｙｐｅＥが優れている。

【００８６】以上には、小歯、空隙の何れかを設ける場
合についてのみ説明したが、両者を併用することによ
り、さらに低騒音のＳＲモータを得ることができると思
われる。

【００８７】なお、本発明の手法により例示しなかった
他の極数の組み合せ、例えば、８−６タイプについても
同様の低騒音効果を得ることができるとともに、回転子
の強度を増すために、空隙中に非磁性の例えば、樹脂を
充填しても同様の低騒音効果を得ることができる。

【００８８】

【発明の効果】請求項１の発明は、ラジアル力の最大値
を余り変化させることなくトルクを増大させることがで
き、この結果、トルク／ラジアル力の比を極大化するこ
とができ、ひいては、ＳＲモータの低騒音・低振動化を
達成することができるという特有の効果を奏する。

【００８９】請求項２の発明は、ＳＲモータの騒音・振
動を増大させる主要因であるラジアル力を低減し、ＳＲ
モータの低騒音・低振動化を達成することができるとい
う特有の効果を奏する。

【００９０】請求項３の発明は、請求項２の効果に加
え、トルクリプルを極小化することができるとともに、
ラジアル力を３０％程度低減することができるという特
有の効果を奏する。

【００９１】請求項４の発明は、請求項２の効果に加
え、トルクリプルを極小化することができるとともに、
ラジアル力を３０％程度低減することができ、しかも、
回転子を軽量化し、ひいてはイナーシャを小さくしてＳ
Ｒモータの応答性を向上させることができるという特有
の効果を奏する。

【００９２】請求項５の発明は、請求項２の効果に加
え、ラジアル力を７０％程度低減することができ、トル
クリプルに比べ、特にラジアル力に起因する騒音低減が
望まれる用途の動力源として採用することができるとい
う特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のＳＲモータの一実施態様を示す概略
縦断面図である。

【図２】この発明のＳＲモータの他の実施態様を示す概
略縦断面図である。

【図３】この発明のＳＲモータのさらに他の実施態様を
示す概略縦断面図である。

【図４】従来のＳＲモータの一例を示す概略縦断面図で
ある。

【図５】励磁している固定子極に発生するラジアル力ｆ
_Rと接線力ｆ_Tとを有限要素法で解析した結果を示す図で
ある。

【図６】ラジアル力Ｆ_Rと静トルクＴを示す図である。

【図７】振動加速度と動ひずみを測定する装置を示す概
略図である。

【図８】測定ポイントを説明する概略図である。

【図９】評価関数とベクトル図の計算結果を示す図であ
る。

【図１０】図１〜図４のＳＲモータのトルク、ラジアル
力特性、評価関数、ベクトル図を示す図である。

【図１１】ラジアル力とトルクの分布を示す図である。

【図１２】回転子極に空隙を設けた状態を示す図であ
る。

【図１３】図１２の各空隙に対応するＳＲモータのトル
ク、ラジアル力特性、評価関数、ベクトル図を示す図で
ある。

【図１４】回転子極内の空隙位置を説明する図である。

【図１５】回転子極先端から空隙までの距離を変化させ
た場合におけるＳＲモータのトルク、ラジアル力特性、
評価関数、ベクトル図を示す図である。

【図１６】回転子極先端から空隙までの距離を３ｍｍに
設定した状態における空隙の形状を示す図である。

【図１７】図１６の各空隙に対応するＳＲモータのトル
ク、ラジアル力特性、評価関数、ベクトル図を示す図で
ある。

【符号の説明】

１固定子２回転子１１突極１２小歯２１突極２２空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森本茂雄和歌山県橋本市三石台１−５−２−２− 407 (72)発明者松井信行愛知県春日井市押沢台７−12−３ (72)発明者岡部憲昭大阪府堺市大野芝町23 至誠寮Ａ−７Ｆターム(参考） 5H002 AA04 AE07 5H619 AA10 BB01 BB15 PP01 PP02 PP05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の極（２１）を有する回転子
（２）と、複数個の極（１１）を有するとともに、固定
子巻線を有する固定子（１）とを含むスイッチトリラク
タンスモータにおいて、回転子（２）もしくは固定子（１）の各極（１１）の先
端に複数個の小歯（１２）を設けたことを特徴とするス
イッチトリラクタンスモータ。
【請求項２】複数個の極（２１）を有する回転子
（２）と、複数個の極（１１）を有するとともに、固定
子巻線を有する固定子（１）とを含むスイッチトリラク
タンスモータにおいて、回転子（２）の各極（２１）に、回転子（２）の中心軸
線と各極（２１）の中心とを通る仮想的な平面を基準と
する対称な磁気的な空隙（２２）を有していることを特
徴とするスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項３】前記空隙（２２）は、極（２１）の円周
方向の幅の１／３の幅を有するとともに、極（２１）の
高さの１／３の高さを有するものである請求項２に記載
のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項４】前記空隙（２２）は、極（２１）の円周
方向の幅の１／３の幅を有するとともに、極（２１）の
高さの２／３の高さを有するものである請求項２に記載
のスイッチトリラクタンスモータ。
【請求項５】前記空隙（２２）は、極（２１）の円周
方向の幅の２／３の幅を有するとともに、極（２１）の
高さの１／３の高さを有するものである請求項２に記載
のスイッチトリラクタンスモータ。