JP3944664B2 - リラクタンスモータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機や自動車等に用いられるリラクタンスモータに係り、さらに詳しく言えば、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。
【０００２】
【従来の技術】
この種のリラクタンスモータには、例えば図１０および図１１に示す構成のものが知られている。
【０００３】
図１０および図１１において、回転磁界を発生する固定子１内には、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の磁性鋼板を複数枚積層した磁性鋼板部２を当該リラクタンスモータの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、つまりリラクタンス不均一化として突極部を形成する。
【０００４】
具体的には、ｄ軸とｑ軸リラクタンスＸｄ，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。
【０００５】
ところで、リラクタンスモータとしてはリラクタンスの比（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。したがって、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。なお、図１０および図１１において、回転子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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記リ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の加工に手間がかかり、つまり加工コストが高価になってしまうという欠点がある。また、磁性鋼板を重ねた磁性鋼板部２の外径寸法のバラツキが生じ、特に突極部となる磁性鋼板部２の両端部が不揃いとなり、これによりモータ性能にバラツクが生じ、ひいてはモータ製造の歩留まりが悪く、製造コストが高くなってしまうという欠点がある。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、回転子の加工コストの低減を図るとともに、モータ性能の向上を図り、かつ低製造コスト化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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載されているように、回転磁界を発生する固定子内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に孔を有するとともに、外周が凹凸状となるように自動プレスにより打ち抜かれた鋼板を金型内で自動積層してなる機構部と、複数枚の磁性鋼板を重ねて前記孔と同形の断面形状として前記孔内に埋設される磁性鋼板部とを備え、前記磁性鋼板部は、平たい磁性鋼板を複数枚重ねて断面台形状として、同断面台形状の底辺側をシャフト挿通用の中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周は、前記断面台形状の上辺に対応する部分をｑ軸に配して凹形となし、前記断面台形状の側辺に対応する部分をｄ軸に配して凸形にしてなることを特徴としている。
【０００９】
この場合、請求項２に記載されているように、前記磁性鋼板部と中心孔との間の領域にはフラックスバリアを形成し、前記回転子の外周のｑ軸近傍の凹部をフラックスバリアにするとよい。
【００１０】
また、本発明は、請求項３に記載されているように、回転磁界を発生する固定子内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に孔を有するとともに、ｄ軸部で前記回転子の外周からシャフト挿通用の中心孔に向けて所定幅の長孔を有するように自動プレスにより打ち抜かれた鋼板を金型内で自動積層してなる機構部と、複数枚の磁性鋼板を重ねて前記孔と同形の断面形状として前記孔内に埋設される磁性鋼板部とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
前記請求項３の発明には、請求項４に記載されているように、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、同断面扇状の頂点側を前記中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面扇状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面扇状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされている態様が含まれる。
【００１２】
また、前記請求項３の発明には、請求項５に記載されているように、前記磁性鋼板部は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板を複数枚重ねて断面バスタブ曲線状として、同断面バスタブ曲線状の底面側を前記中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面バスタブ曲線状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面バスタブ曲線状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされている態様が含まれる。
【００１３】
また、前記請求項３の発明には、請求項６に記載されているように、前記磁性鋼板部は断面Ｖ字状の磁性鋼板を複数枚重ねて断面Ｖ字状として、同断面Ｖ字状の頂角側を前記中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面Ｖ字状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面Ｖ字状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされている態様が含まれる。
【００１４】
本発明において、前記磁性鋼板部を構成する磁性鋼板は、方向性電磁鋼板，無方向性電磁鋼板もしくは冷間圧延鋼板のいずれかであり、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ことが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず、図１ないし図５により本発明の参考例を説明したうえで、図６ないし図９により本発明の実施形態について説明する。なお、図中、図１０と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００１６】
本発明のリラクタンスモータは、外周を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めば、磁性鋼板部を固定するボス部の加工コストが削減されるとともに、磁性鋼板部の寸法のバラツキを解消し、ひいてはモータ性能にバラツキが生じないことに着目したものである。
【００１７】
図１は本発明の第１参考例で、このリラクタンスモータの回転子１０は磁性鋼板を折り曲げて断面円孤状とし、これら磁性鋼板を複数枚重ねた断面扇状の磁性鋼板部１１を当該リラクタンスモータの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み、この回転子１０の外周を断面扇状の磁性鋼板部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する。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。
【００１８】
また、中心孔６と各扇状の磁性鋼板部１１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フラックスバリア（インナーの）１２を形成し、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。
【００１９】
なお、このリラクタンスモータは２４スロットの固定子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。
【００２０】
図２および図３を参照して第１参考例を具体的に説明すると、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。
【００２１】
このプレス加工工程において、図２に示すように、中心孔６、扇状の磁性鋼板部１１の孔１１ａおよびフラックスバリア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を固定するスケルトン（機構部；従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分はｑ軸近傍のフラックスバリア（アウターの）となり、凸部分は突極部に対応することになる。
【００２２】
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。一方、断面扇状の磁性鋼板部１１は、図３に示すように、断面円弧状の磁性鋼板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１１ａに埋め込めば、当該回転子１０が完成する。
【００２３】
このように、磁性鋼板部１１を固定するボス部は、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にボス部の加工コストが安価に済む。また、磁性鋼板部１１をスケルトンの孔１１ａ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１１ａの範囲内に納まり、つまり外形寸法のバラツキを解消し、特に両端部の面が揃い（つまり突極部となる端部の精度が向上し）、モータ性能にバラツキが生じない。さらに、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよびｄ軸部のフラックスバリア１２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。なお、磁性鋼板部１１は５層（５枚）になっているが、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。
【００２４】
図４は第２参考例としてのリラクタンスモータを示す概略的な平面図である。なお、図中、図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２５】
図４に示す第２参考例おいて、回転子２０は磁性鋼板を２カ所折り曲げて断面バスタブ曲線状とし、これら磁性鋼板を複数枚重ねた磁性鋼板部２１を当該リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に、かつその底部を中心孔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み、この回転子２０の外周は磁性鋼板部２１の内側に沿った形状（つまりバスタブ曲線の内側面凹部およびその上面凸部の形状）とし、磁性鋼板部２１の両端部に突極部を形成する。なお、磁性鋼板部２１の両端部は回転子２０の外周に沿った円弧状である。また、中心孔６と各磁性鋼板部２１との間の領域には磁束の短絡、漏洩を防止するためのフラックスバリア２２を形成し、このフラックスバリア２２の端部側で、かつｄ軸上には自動積層時に形成するかしめ部２３，２４を設けている。
【００２６】
この場合、第１参考例と同様に、回転子２０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部２１の孔２１ａおよびフラックスバリア２２を打ち抜くとともに、回転子２０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部２１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、凸部分は突極部に対応することになる。
【００２７】
また、その積層時にはかしめ部２３，２４を形成し、打ち抜いた各鋼板をかしめる。一方、磁性鋼板部２１は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板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２１をスケルトンの所定孔２１ａに埋め込めば、当該回転子２０が完成する。
【００２８】
したがって、この第２参考例にあっても、第１参考例と同じ効果を発揮する。また、断面バスタブ曲線状の鋼板を重ねて磁性鋼板部２１としていることから、積層枚数をより多くすることができ、突極比（Ｘｄ／Ｘｑ）を大きくすることが可能となる。さらに、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよびフラックスバリア２２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。なお、磁性鋼板部２１は５層（５枚）になっているが、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。
【００２９】
図５は第３参考例としてのリラクタンスモータの回転子のみを示す概略的な平面図である。なお、図中、図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３０】
この第３参考例おいて、回転子３０は磁性鋼板を１カ所折り曲げて断面Ｖ字状とし、これら磁性鋼板を複数枚重ねた磁性鋼板部３１を当該リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に、かつその閉じている部分（頂点角）を中心孔６に向けて等間隔に埋め込み、この回転子３０の外周は磁性鋼板部３１の内側に沿った形状（つまりＶ字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３１の両端部に突極部を形成する。なお、磁性鋼板部３１の両端部は回転子３０の外周に沿った円弧状である。また、中心孔６と各磁性鋼板部３１との間の領域でｄ軸部には磁束の短絡、漏洩を防止するためにほぼ三角形のフラックスバリア３２を形成し、このフラックスバリア３２の間で、かつｑ軸上には自動積層時にかしめ部３３を設け、また同様にフラックスバリア３２の端部側で、かつｄ軸上にはかしめ部３４を設ける。
【００３１】
この場合、前記第１，第２参考例と同様に、回転子３０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部３１の孔３１ａおよびフラックスバリア３２を打ち抜くとともに、回転子３０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部３１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、凸部分は突極部に対応することになる。
【００３２】
また、その積層時にはかしめ部３３，３４を形成し、打ち抜いた各鋼板をかしめる。一方、磁性鋼板部３１は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板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３１をスケルトンの所定孔３１ａに埋め込めば、当該回転子３０が完成する。
【００３３】
したがって、この第３参考例にあっても、前記第１，第２参考例と同じ効果を発揮する。また、Ｖ字状の鋼板を重ねて磁性鋼板部３１としていることから、積層枚数を図４の回転子よりも多くすることができ、突極比（Ｘｄ／Ｘｑ）をより大きくすることが可能となる。さらに、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよびフラックスバリア３２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。なお、磁性鋼板部３１は５層（５枚）になっているが、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。
【００３４】
次に、図６ないし図９により、本発明の第１ないし第４実施形態について説明する。なお、これらの図においては回転子のみが示され、固定子は図示が省略されている。固定子は図１，図４の各参考例に示されている固定子１と同じ構成であってよい。
【００３５】
図６に示す第１実施形態おいて、回転子４０は平らな磁性鋼板を複数枚重ねてほぼ断面台形状とした磁性鋼板部４１を当該リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に、かつその底辺部分を中心孔６に向けて埋め込み、この回転子４０の外周は磁性鋼板部４１の内側に沿った形状（つまり断面台形の上辺面凹部およびその両側辺面凸部の形状）とし、磁性鋼板部４１の両端部に突極部を形成する。なお、磁性鋼板部４１の両側面部は回転子４０の外周に沿った円弧状である。また、中心孔６と各磁性鋼板部４１との間の領域には磁束の短絡、漏洩を防止するためにほぼ三角形のフラックスバリア４２を形成し、このフラックスバリア４２の側面端部側で、かつｄ軸上には自動積層時にかしめ部４３，４４を設ける。
【００３６】
この場合、前記各参考例と同様に、回転子４０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部４１の孔４１ａおよびフラックスバリア４２を打ち抜くとともに、回転子４０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部４１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、凸部分は突極部に対応することになる。
【００３７】
また、その積層時にはかしめ部４３，４４を形成し、打ち抜いた各鋼板をかしめる。一方、磁性鋼板部４１は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板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４１をスケルトンの所定孔４１ａに埋め込めば、当該回転子４０が完成する。
【００３８】
したがって、この第１実施形態にあっても、前記各参考例と同じ効果を発揮するが、平らな鋼板を重ねて磁性鋼板部４１としていることから、磁性鋼板４１の製造コストが前記各参考例に比べて安価に済むことになる。さらに、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよびフラックスバリア４２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。なお、磁性鋼板部４１は４層（４枚）になっているが、これに限らず２層（２枚）以上であればよく、好ましくは４層以上にするとよい。また、磁性鋼板部４１の磁性鋼板としては、方向性電磁鋼板，無方向性電磁鋼板もしくは冷間圧延鋼板のいずれかを用いることが好ましく、この磁性鋼板部４１を埋め込むためのロータのスケルトンの機構部としては、無方向性電磁鋼板あるいは冷間圧延鋼板を用いるとよい。
【００３９】
次に、図７に示す第２実施形態おいて、このリラクタンスモータの回転子５０は、図１に示した第１参考例と同様に、円弧状の鋼板を重ねた断面扇状の磁性鋼板部５１を用いているが、隣接する磁性鋼板部５１の間にフラックスバリアを設けたことに特徴がある。つまり、ｑ軸近傍のフラックスバリアに加え、隣接する磁性鋼板部５１の間にフラックスバリアを設け、ｑ軸とｄ軸リラクタンスの比を大きくすることにある。この場合、図１に示示した第１参考例と同様に、磁性鋼板５１を製造することができ、その磁性鋼板部５１を埋め込むロータのスケルトンもプレス加工によって得ることができる。
【００４０】
具体的には、断面円弧状の鋼板を重ねて断面扇状の磁性鋼板部５１を得る一方、回転子５０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部５１の孔５１ａおよびｄ軸上で中心孔６に向けて延びた所定幅の長孔５２を打ち抜くとともに、回転子５０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部５１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分（断面扇の内側部分）はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、また長孔５２の部分がフラックスバリアとなり、凸部分（断面扇の両端部）は突極部に対応することになる。
【００４１】
一方、磁性鋼板部５１は、断面円弧状の磁性鋼板を所定寸法に加工して積み重ねて形成し、かつその両端部を回転子６０の外周に沿った円弧状に形成する。この磁性鋼板部５１をスケルトンの所定孔５１ａに埋め込めば、当該回転子５０が完成する。したがって、この第２実施形態にあっても、図１に示した第１参考例と同様の効果を発揮するが、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよび長孔５２のフラックスバリアにより、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。
【００４２】
図８に示す第３実施形態において、このリラクタンスモータの回転子６０は、図４に示した第２参考例と同様に、断面バスタブ曲線状の鋼板を重ねた磁性鋼板部６１を用いているが、隣接する磁性鋼板部６１の間にフラックスバリアを設けたことに特徴がある。つまり、ｑ軸近傍のフラックスバリアに加え、隣接する磁性鋼板部５１の間のフラックスバリアを設け、ｑ軸とｄ軸リラクタンスの比を大きくすることにある。この場合、図４に示した第２参考例と同様に、磁性鋼板６１を製造することができ、その磁性鋼板部６１を埋め込むロータのスケルトンもプレス加工によって得ることができる。
【００４３】
具体的には、断面バスタブ曲線状の鋼板を重ねて磁性鋼板部６１を得る一方、回転子６０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部６１の孔６１ａおよびｄ軸上で中心孔６に向けて延びた所定幅の長孔６２を打ち抜くとともに、回転子６０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部６１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分（断面バスタブ曲線の内側部分）はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、また長孔５２の部分がフラックスバリアとなり、凸部分（断面バスタブ曲線の両端部）は突極部に対応することになる。
【００４４】
一方、磁性鋼板部６１は、断面円弧状の磁性鋼板を所定寸法に加工して積み重ねて形成し、かつその両端部を回転子６０の外周に沿った円弧状に形成する。この磁性鋼板部６１をスケルトンの所定孔６１ａに埋め込めば、当該回転子６０が完成する。したがって、この第３実施形態にあっても、図４に示した第２参考例と同じ効果を発揮するが、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよび長孔６２のフラックスバリアにより、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。
【００４５】
また、図９に示す第４実施形態おいて、このリラクタンスモータの回転子７０は、図５に示した第３参考例と同様に、断面Ｖ字状の鋼板を重ねて断面Ｖ字のた磁性鋼板部７１を用いているが、隣接する磁性鋼板部７１の間にフラックスバリアを設けたことに特徴がある。つまり、ｑ軸近傍のフラックスバリアに加え、隣接する磁性鋼板部６１の間のフラックスバリアを設け、ｑ軸とｄ軸リラクタンスの比を大きくすることにある。この場合、図５に示した第３参考例と同様に、磁性鋼板７１を製造することができ、その磁性鋼板部７１を埋め込むロータのスケルトンもプレス加工によって得ることができる。
【００４６】
具体的には、断面Ｖ字状の鋼板を重ねて磁性鋼板部７１を得る一方、回転子７０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部７１の孔７１ａおよびｄ軸上で中心孔６に向けて延びた所定幅の長孔７２を打ち抜くとともに、回転子７０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部７１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分（断面Ｖ字の内側部分）はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、また長孔７２の部分がフラックスバリアとなり、凸部分（断面Ｖ字の両端部）は突極部に対応することになる。
【００４７】
一方、磁性鋼板部７１は、断面円弧状の磁性鋼板を所定寸法に加工して積み重ねて形成し、かつその両端部を回転子７０の外周に沿った円弧状に形成する。この磁性鋼板部７１をスケルトンの所定孔７１ａに埋め込めば、当該回転子７０が完成する。したがって、この第４実施形態にあっても、図５に示した第３参考例と同じ効果を発揮するが、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよび長孔７２のフラックスバリアにより、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。
【００４８】
なお、磁性鋼板部５１，６１，７１の磁性鋼板としては、方向性電磁鋼板，無方向性電磁鋼板もしくは冷間圧延鋼板のいずれかわを用いることが好ましく、また、この磁性鋼板部５１，６１，７１を埋め込むためのロータのスケルトンの機構部としては無方向性電磁鋼板あるいは冷間圧延鋼板を用いるとよい。また、磁性鋼板部５１，６１，７１を構成する磁性鋼板の枚数は上記実施形態の図と異なってもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、回転磁界を発生する固定子内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に孔を有するとともに、外周が凹凸状となるように自動プレスにより打ち抜かれた鋼板を金型内で自動積層してなる機構部と、複数枚の磁性鋼板を重ねて前記孔と同形の断面形状として前記孔内に埋設される磁性鋼板部とを備え、前記磁性鋼板部は、平たい磁性鋼板を複数枚重ねて断面台形状として、同断面台形状の底辺側をシャフト挿通用の中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周は、前記断面台形状の上辺に対応する部分をｑ軸に配して凹形となし、前記断面台形状の側辺に対応する部分をｄ軸に配して凸形にしてなることにより、回転子の構造部を従来の自動プレス（プレスワーク）で得れば、回転子の加工コストを低減することができ、また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を生じることがないため、モータ性能にバラツキが生じることもなく、ひいてはモータ性能の向上を図ることができるという効果に加え、磁性鋼板部を構成する磁性鋼板の端部を加工すればよく、つまりより加工コストの低下が図れるという効果が奏される。
【００５０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１において、前記磁性鋼板部と中心孔との間の領域には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）をフラックスバリアとしてなるので、請求項１の効果に加え、それらフラックスバリアによりｄ軸とｑ軸リラクタンス比を大きくすることができるという効果がある。
【００５１】
請求項３に記載の発明によれば、回転磁界を発生する固定子内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に孔を有するとともに、ｄ軸部で前記回転子の外周からシャフト挿通用の中心孔に向けて所定幅の長孔を有するように自動プレスにより打ち抜かれた鋼板を金型内で自動積層してなる機構部と、複数枚の磁性鋼板を重ねて前記孔と同形の断面形状として前記孔内に埋設される磁性鋼板 部とを備えている構成としたことにより、自動プレスが従来方式の自動プレスで機構部を形成し、またフラックスバリアとなる長孔を形成することができることから、回転子の低加工コスト化を実現することができる。また、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を生じることがないため、モータ性能にバラツキが生じることもなく、ひいてはモータ性能の向上を図ることができるという効果が奏される。
【００５２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３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、同断面扇状の頂点側を前記中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面扇状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面扇状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされていることにより、請求項３の効果に加え、磁性鋼板部を固定子からの磁気の路に沿った形にでき、しかもフラックスバリアの効果もあいまって突極比を大きくすることができるという効果が奏される。
【００５３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３における磁性鋼板部は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板を複数枚重ねて断面バスタブ曲線状として、同断面バスタブ曲線状の底面側を前記中心孔に向けて配置した状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面バスタブ曲線状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面バスタブ曲線状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされていることにより、請求項３の効果に加え、鋼板を２カ所折り曲げた形状（断面バスタブ曲線状）としていることから、磁性鋼板部を構成する磁性鋼板の枚数を多くすることができ、しかもフラックスバリアの効果もあいまって突極比を大きくすることができるという効果が奏される。
【００５４】
請求項６に記載の発明によれば、請求項３における磁性鋼板部は、断面Ｖ字状の磁性鋼板を複数枚重ねて断面Ｖ字状として、同断面Ｖ字状の頂角側を前記中心孔に向けて配置した状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面Ｖ字状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面Ｖ字状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされていることにより、請求項３の効果に加え、鋼板を１カ所折り曲げた形状（断面Ｖ字状）としていることから、磁性鋼板部を構成する磁性鋼板の枚数をより多くすることができ、しかもフラックスバリアの効果もあいまって突極比を大きくすることができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１参考例を示すリラクタンスモータの概略的な平面図。
【図２】上記第１参考例のリラクタンスモータの回転子のスケルトン（機構部）を示す概略的な平面図。
【図３】上記第１参考例のリラクタンスモータの回転子に埋め込む磁性鋼板部を示す概略的な平面図。
【図４】本発明の第２参考例としてのリラクタンスモータを示す概略的な平面図。
【図５】本発明の第３参考例としてのリラクタンスモータにおける回転子を示す概略的な平面図。
【図６】本発明のリラクタンスモータにおける回転子の第１実施形態を示す概略的な平面図。
【図７】本発明のリラクタンスモータにおける回転子の第２実施形態を示す概略的な平面図。
【図８】本発明のリラクタンスモータにおける回転子の第３実施形態を示す概略的な平面図。
【図９】本発明のリラクタンスモータにおける回転子の第４実施形態を示す概略的な平面図。
【図１０】従来のリラクタンスモータを示す概略的な平面図。
【図１１】上記従来のリラクタンスモータの回転子を示す概略的な平面図。
【符号の説明】
１ 固定子
６ 中心孔（シャフト用）
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０ 回転子
１１ 磁性鋼板部（断面扇状）
１１ａ 孔（磁性鋼板部１１の埋め込み用）
１２，２２，３２，４２ フラックスバリア
１３，２３，２４，３３，３４，４３，４４ かしめ部
２１ 磁性鋼板部（断面バスタブ状）
２１ａ 孔（磁性鋼板部２１の埋め込み用）
３１ 磁性鋼板部（断面Ｖ字状）
３１ａ 孔（磁性鋼板部３１の埋め込み用）
４１ 磁性鋼板部（断面台形状）
４１ａ 孔（磁性鋼板部４１の埋め込み用）
５１ 磁性鋼板部（断面扇状）
５２，６２，７２ 長孔（フラックスバリア用）
６１ 磁性鋼板部（断面バスタブ状）
７１ 磁性鋼板部（断面Ｖ字状）
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機や自動車等に用いられるリラクタンスモータに係り、さらに詳しく言えば、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。
【０００２】
【従来の技術】
この種のリラクタンスモータには、例えば図１０および図１１に示す構成のものが知られている。
【０００３】
図１０および図１１において、回転磁界を発生する固定子１内には、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の磁性鋼板を複数枚積層した磁性鋼板部２を当該リラクタンスモータの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、つまりリラクタンス不均一化として突極部を形成する。
【０００４】
具体的には、ｄ軸とｑ軸リラクタンスＸｄ，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。
【０００５】
ところで、リラクタンスモータとしてはリラクタンスの比（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。したがって、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。なお、図１０および図１１において、回転子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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記リ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の加工に手間がかかり、つまり加工コストが高価になってしまうという欠点がある。また、磁性鋼板を重ねた磁性鋼板部２の外径寸法のバラツキが生じ、特に突極部となる磁性鋼板部２の両端部が不揃いとなり、これによりモータ性能にバラツクが生じ、ひいてはモータ製造の歩留まりが悪く、製造コストが高くなってしまうという欠点がある。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、回転子の加工コストの低減を図るとともに、モータ性能の向上を図り、かつ低製造コスト化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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載されているように、回転磁界を発生する固定子内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に孔を有するとともに、外周が凹凸状となるように自動プレスにより打ち抜かれた鋼板を金型内で自動積層してなる機構部と、複数枚の磁性鋼板を重ねて前記孔と同形の断面形状として前記孔内に埋設される磁性鋼板部とを備え、前記磁性鋼板部は、平たい磁性鋼板を複数枚重ねて断面台形状として、同断面台形状の底辺側をシャフト挿通用の中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周は、前記断面台形状の上辺に対応する部分をｑ軸に配して凹形となし、前記断面台形状の側辺に対応する部分をｄ軸に配して凸形にしてなることを特徴としている。
【０００９】
この場合、請求項２に記載されているように、前記磁性鋼板部と中心孔との間の領域にはフラックスバリアを形成し、前記回転子の外周のｑ軸近傍の凹部をフラックスバリアにするとよい。
【００１０】
また、本発明は、請求項３に記載されているように、回転磁界を発生する固定子内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に孔を有するとともに、ｄ軸部で前記回転子の外周からシャフト挿通用の中心孔に向けて所定幅の長孔を有するように自動プレスにより打ち抜かれた鋼板を金型内で自動積層してなる機構部と、複数枚の磁性鋼板を重ねて前記孔と同形の断面形状として前記孔内に埋設される磁性鋼板部とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
前記請求項３の発明には、請求項４に記載されているように、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、同断面扇状の頂点側を前記中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面扇状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面扇状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされている態様が含まれる。
【００１２】
また、前記請求項３の発明には、請求項５に記載されているように、前記磁性鋼板部は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板を複数枚重ねて断面バスタブ曲線状として、同断面バスタブ曲線状の底面側を前記中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面バスタブ曲線状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面バスタブ曲線状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされている態様が含まれる。
【００１３】
また、前記請求項３の発明には、請求項６に記載されているように、前記磁性鋼板部は断面Ｖ字状の磁性鋼板を複数枚重ねて断面Ｖ字状として、同断面Ｖ字状の頂角側を前記中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面Ｖ字状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面Ｖ字状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされている態様が含まれる。
【００１４】
本発明において、前記磁性鋼板部を構成する磁性鋼板は、方向性電磁鋼板，無方向性電磁鋼板もしくは冷間圧延鋼板のいずれかであり、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ことが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず、図１ないし図５により本発明の参考例を説明したうえで、図６ないし図９により本発明の実施形態について説明する。なお、図中、図１０と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００１６】
本発明のリラクタンスモータは、外周を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めば、磁性鋼板部を固定するボス部の加工コストが削減されるとともに、磁性鋼板部の寸法のバラツキを解消し、ひいてはモータ性能にバラツキが生じないことに着目したものである。
【００１７】
図１は本発明の第１参考例で、このリラクタンスモータの回転子１０は磁性鋼板を折り曲げて断面円孤状とし、これら磁性鋼板を複数枚重ねた断面扇状の磁性鋼板部１１を当該リラクタンスモータの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み、この回転子１０の外周を断面扇状の磁性鋼板部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する。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。
【００１８】
また、中心孔６と各扇状の磁性鋼板部１１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フラックスバリア（インナーの）１２を形成し、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。
【００１９】
なお、このリラクタンスモータは２４スロットの固定子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。
【００２０】
図２および図３を参照して第１参考例を具体的に説明すると、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。
【００２１】
このプレス加工工程において、図２に示すように、中心孔６、扇状の磁性鋼板部１１の孔１１ａおよびフラックスバリア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を固定するスケルトン（機構部；従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分はｑ軸近傍のフラックスバリア（アウターの）となり、凸部分は突極部に対応することになる。
【００２２】
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。一方、断面扇状の磁性鋼板部１１は、図３に示すように、断面円弧状の磁性鋼板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１１ａに埋め込めば、当該回転子１０が完成する。
【００２３】
このように、磁性鋼板部１１を固定するボス部は、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にボス部の加工コストが安価に済む。また、磁性鋼板部１１をスケルトンの孔１１ａ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１１ａの範囲内に納まり、つまり外形寸法のバラツキを解消し、特に両端部の面が揃い（つまり突極部となる端部の精度が向上し）、モータ性能にバラツキが生じない。さらに、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよびｄ軸部のフラックスバリア１２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。なお、磁性鋼板部１１は５層（５枚）になっているが、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。
【００２４】
図４は第２参考例としてのリラクタンスモータを示す概略的な平面図である。なお、図中、図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２５】
図４に示す第２参考例おいて、回転子２０は磁性鋼板を２カ所折り曲げて断面バスタブ曲線状とし、これら磁性鋼板を複数枚重ねた磁性鋼板部２１を当該リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に、かつその底部を中心孔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み、この回転子２０の外周は磁性鋼板部２１の内側に沿った形状（つまりバスタブ曲線の内側面凹部およびその上面凸部の形状）とし、磁性鋼板部２１の両端部に突極部を形成する。なお、磁性鋼板部２１の両端部は回転子２０の外周に沿った円弧状である。また、中心孔６と各磁性鋼板部２１との間の領域には磁束の短絡、漏洩を防止するためのフラックスバリア２２を形成し、このフラックスバリア２２の端部側で、かつｄ軸上には自動積層時に形成するかしめ部２３，２４を設けている。
【００２６】
この場合、第１参考例と同様に、回転子２０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部２１の孔２１ａおよびフラックスバリア２２を打ち抜くとともに、回転子２０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部２１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、凸部分は突極部に対応することになる。
【００２７】
また、その積層時にはかしめ部２３，２４を形成し、打ち抜いた各鋼板をかしめる。一方、磁性鋼板部２１は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板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２１をスケルトンの所定孔２１ａに埋め込めば、当該回転子２０が完成する。
【００２８】
したがって、この第２参考例にあっても、第１参考例と同じ効果を発揮する。また、断面バスタブ曲線状の鋼板を重ねて磁性鋼板部２１としていることから、積層枚数をより多くすることができ、突極比（Ｘｄ／Ｘｑ）を大きくすることが可能となる。さらに、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよびフラックスバリア２２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。なお、磁性鋼板部２１は５層（５枚）になっているが、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。
【００２９】
図５は第３参考例としてのリラクタンスモータの回転子のみを示す概略的な平面図である。なお、図中、図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３０】
この第３参考例おいて、回転子３０は磁性鋼板を１カ所折り曲げて断面Ｖ字状とし、これら磁性鋼板を複数枚重ねた磁性鋼板部３１を当該リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に、かつその閉じている部分（頂点角）を中心孔６に向けて等間隔に埋め込み、この回転子３０の外周は磁性鋼板部３１の内側に沿った形状（つまりＶ字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３１の両端部に突極部を形成する。なお、磁性鋼板部３１の両端部は回転子３０の外周に沿った円弧状である。また、中心孔６と各磁性鋼板部３１との間の領域でｄ軸部には磁束の短絡、漏洩を防止するためにほぼ三角形のフラックスバリア３２を形成し、このフラックスバリア３２の間で、かつｑ軸上には自動積層時にかしめ部３３を設け、また同様にフラックスバリア３２の端部側で、かつｄ軸上にはかしめ部３４を設ける。
【００３１】
この場合、前記第１，第２参考例と同様に、回転子３０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部３１の孔３１ａおよびフラックスバリア３２を打ち抜くとともに、回転子３０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部３１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、凸部分は突極部に対応することになる。
【００３２】
また、その積層時にはかしめ部３３，３４を形成し、打ち抜いた各鋼板をかしめる。一方、磁性鋼板部３１は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板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３１をスケルトンの所定孔３１ａに埋め込めば、当該回転子３０が完成する。
【００３３】
したがって、この第３参考例にあっても、前記第１，第２参考例と同じ効果を発揮する。また、Ｖ字状の鋼板を重ねて磁性鋼板部３１としていることから、積層枚数を図４の回転子よりも多くすることができ、突極比（Ｘｄ／Ｘｑ）をより大きくすることが可能となる。さらに、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよびフラックスバリア３２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。なお、磁性鋼板部３１は５層（５枚）になっているが、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。
【００３４】
次に、図６ないし図９により、本発明の第１ないし第４実施形態について説明する。なお、これらの図においては回転子のみが示され、固定子は図示が省略されている。固定子は図１，図４の各参考例に示されている固定子１と同じ構成であってよい。
【００３５】
図６に示す第１実施形態おいて、回転子４０は平らな磁性鋼板を複数枚重ねてほぼ断面台形状とした磁性鋼板部４１を当該リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に、かつその底辺部分を中心孔６に向けて埋め込み、この回転子４０の外周は磁性鋼板部４１の内側に沿った形状（つまり断面台形の上辺面凹部およびその両側辺面凸部の形状）とし、磁性鋼板部４１の両端部に突極部を形成する。なお、磁性鋼板部４１の両側面部は回転子４０の外周に沿った円弧状である。また、中心孔６と各磁性鋼板部４１との間の領域には磁束の短絡、漏洩を防止するためにほぼ三角形のフラックスバリア４２を形成し、このフラックスバリア４２の側面端部側で、かつｄ軸上には自動積層時にかしめ部４３，４４を設ける。
【００３６】
この場合、前記各参考例と同様に、回転子４０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部４１の孔４１ａおよびフラックスバリア４２を打ち抜くとともに、回転子４０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部４１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、凸部分は突極部に対応することになる。
【００３７】
また、その積層時にはかしめ部４３，４４を形成し、打ち抜いた各鋼板をかしめる。一方、磁性鋼板部４１は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板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４１をスケルトンの所定孔４１ａに埋め込めば、当該回転子４０が完成する。
【００３８】
したがって、この第１実施形態にあっても、前記各参考例と同じ効果を発揮するが、平らな鋼板を重ねて磁性鋼板部４１としていることから、磁性鋼板４１の製造コストが前記各参考例に比べて安価に済むことになる。さらに、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよびフラックスバリア４２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。なお、磁性鋼板部４１は４層（４枚）になっているが、これに限らず２層（２枚）以上であればよく、好ましくは４層以上にするとよい。また、磁性鋼板部４１の磁性鋼板としては、方向性電磁鋼板，無方向性電磁鋼板もしくは冷間圧延鋼板のいずれかを用いることが好ましく、この磁性鋼板部４１を埋め込むためのロータのスケルトンの機構部としては、無方向性電磁鋼板あるいは冷間圧延鋼板を用いるとよい。
【００３９】
次に、図７に示す第２実施形態おいて、このリラクタンスモータの回転子５０は、図１に示した第１参考例と同様に、円弧状の鋼板を重ねた断面扇状の磁性鋼板部５１を用いているが、隣接する磁性鋼板部５１の間にフラックスバリアを設けたことに特徴がある。つまり、ｑ軸近傍のフラックスバリアに加え、隣接する磁性鋼板部５１の間にフラックスバリアを設け、ｑ軸とｄ軸リラクタンスの比を大きくすることにある。この場合、図１に示示した第１参考例と同様に、磁性鋼板５１を製造することができ、その磁性鋼板部５１を埋め込むロータのスケルトンもプレス加工によって得ることができる。
【００４０】
具体的には、断面円弧状の鋼板を重ねて断面扇状の磁性鋼板部５１を得る一方、回転子５０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部５１の孔５１ａおよびｄ軸上で中心孔６に向けて延びた所定幅の長孔５２を打ち抜くとともに、回転子５０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部５１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分（断面扇の内側部分）はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、また長孔５２の部分がフラックスバリアとなり、凸部分（断面扇の両端部）は突極部に対応することになる。
【００４１】
一方、磁性鋼板部５１は、断面円弧状の磁性鋼板を所定寸法に加工して積み重ねて形成し、かつその両端部を回転子６０の外周に沿った円弧状に形成する。この磁性鋼板部５１をスケルトンの所定孔５１ａに埋め込めば、当該回転子５０が完成する。したがって、この第２実施形態にあっても、図１に示した第１参考例と同様の効果を発揮するが、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよび長孔５２のフラックスバリアにより、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。
【００４２】
図８に示す第３実施形態において、このリラクタンスモータの回転子６０は、図４に示した第２参考例と同様に、断面バスタブ曲線状の鋼板を重ねた磁性鋼板部６１を用いているが、隣接する磁性鋼板部６１の間にフラックスバリアを設けたことに特徴がある。つまり、ｑ軸近傍のフラックスバリアに加え、隣接する磁性鋼板部５１の間のフラックスバリアを設け、ｑ軸とｄ軸リラクタンスの比を大きくすることにある。この場合、図４に示した第２参考例と同様に、磁性鋼板６１を製造することができ、その磁性鋼板部６１を埋め込むロータのスケルトンもプレス加工によって得ることができる。
【００４３】
具体的には、断面バスタブ曲線状の鋼板を重ねて磁性鋼板部６１を得る一方、回転子６０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部６１の孔６１ａおよびｄ軸上で中心孔６に向けて延びた所定幅の長孔６２を打ち抜くとともに、回転子６０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部６１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分（断面バスタブ曲線の内側部分）はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、また長孔５２の部分がフラックスバリアとなり、凸部分（断面バスタブ曲線の両端部）は突極部に対応することになる。
【００４４】
一方、磁性鋼板部６１は、断面円弧状の磁性鋼板を所定寸法に加工して積み重ねて形成し、かつその両端部を回転子６０の外周に沿った円弧状に形成する。この磁性鋼板部６１をスケルトンの所定孔６１ａに埋め込めば、当該回転子６０が完成する。したがって、この第３実施形態にあっても、図４に示した第２参考例と同じ効果を発揮するが、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよび長孔６２のフラックスバリアにより、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。
【００４５】
また、図９に示す第４実施形態おいて、このリラクタンスモータの回転子７０は、図５に示した第３参考例と同様に、断面Ｖ字状の鋼板を重ねて断面Ｖ字のた磁性鋼板部７１を用いているが、隣接する磁性鋼板部７１の間にフラックスバリアを設けたことに特徴がある。つまり、ｑ軸近傍のフラックスバリアに加え、隣接する磁性鋼板部６１の間のフラックスバリアを設け、ｑ軸とｄ軸リラクタンスの比を大きくすることにある。この場合、図５に示した第３参考例と同様に、磁性鋼板７１を製造することができ、その磁性鋼板部７１を埋め込むロータのスケルトンもプレス加工によって得ることができる。
【００４６】
具体的には、断面Ｖ字状の鋼板を重ねて磁性鋼板部７１を得る一方、回転子７０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。このプレス加工工程において、中心孔６、磁性鋼板部７１の孔７１ａおよびｄ軸上で中心孔６に向けて延びた所定幅の長孔７２を打ち抜くとともに、回転子７０の外周を凹凸状に打ち抜き（自動的にプレスし）、積層して磁性鋼板部７１を固定するスケルトン（従来のボス部に相当）を形成する。その凹部分（断面Ｖ字の内側部分）はｑ軸近傍のフラックスバリアとなり、また長孔７２の部分がフラックスバリアとなり、凸部分（断面Ｖ字の両端部）は突極部に対応することになる。
【００４７】
一方、磁性鋼板部７１は、断面円弧状の磁性鋼板を所定寸法に加工して積み重ねて形成し、かつその両端部を回転子７０の外周に沿った円弧状に形成する。この磁性鋼板部７１をスケルトンの所定孔７１ａに埋め込めば、当該回転子７０が完成する。したがって、この第４実施形態にあっても、図５に示した第３参考例と同じ効果を発揮するが、ｑ軸近傍のフラックスバリアおよび長孔７２のフラックスバリアにより、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。
【００４８】
なお、磁性鋼板部５１，６１，７１の磁性鋼板としては、方向性電磁鋼板，無方向性電磁鋼板もしくは冷間圧延鋼板のいずれかわを用いることが好ましく、また、この磁性鋼板部５１，６１，７１を埋め込むためのロータのスケルトンの機構部としては無方向性電磁鋼板あるいは冷間圧延鋼板を用いるとよい。また、磁性鋼板部５１，６１，７１を構成する磁性鋼板の枚数は上記実施形態の図と異なってもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、回転磁界を発生する固定子内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に孔を有するとともに、外周が凹凸状となるように自動プレスにより打ち抜かれた鋼板を金型内で自動積層してなる機構部と、複数枚の磁性鋼板を重ねて前記孔と同形の断面形状として前記孔内に埋設される磁性鋼板部とを備え、前記磁性鋼板部は、平たい磁性鋼板を複数枚重ねて断面台形状として、同断面台形状の底辺側をシャフト挿通用の中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周は、前記断面台形状の上辺に対応する部分をｑ軸に配して凹形となし、前記断面台形状の側辺に対応する部分をｄ軸に配して凸形にしてなることにより、回転子の構造部を従来の自動プレス（プレスワーク）で得れば、回転子の加工コストを低減することができ、また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を生じることがないため、モータ性能にバラツキが生じることもなく、ひいてはモータ性能の向上を図ることができるという効果に加え、磁性鋼板部を構成する磁性鋼板の端部を加工すればよく、つまりより加工コストの低下が図れるという効果が奏される。
【００５０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１において、前記磁性鋼板部と中心孔との間の領域には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）をフラックスバリアとしてなるので、請求項１の効果に加え、それらフラックスバリアによりｄ軸とｑ軸リラクタンス比を大きくすることができるという効果がある。
【００５１】
請求項３に記載の発明によれば、回転磁界を発生する固定子内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に孔を有するとともに、ｄ軸部で前記回転子の外周からシャフト挿通用の中心孔に向けて所定幅の長孔を有するように自動プレスにより打ち抜かれた鋼板を金型内で自動積層してなる機構部と、複数枚の磁性鋼板を重ねて前記孔と同形の断面形状として前記孔内に埋設される磁性鋼板 部とを備えている構成としたことにより、自動プレスが従来方式の自動プレスで機構部を形成し、またフラックスバリアとなる長孔を形成することができることから、回転子の低加工コスト化を実現することができる。また、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を生じることがないため、モータ性能にバラツキが生じることもなく、ひいてはモータ性能の向上を図ることができるという効果が奏される。
【００５２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３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、同断面扇状の頂点側を前記中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面扇状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面扇状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされていることにより、請求項３の効果に加え、磁性鋼板部を固定子からの磁気の路に沿った形にでき、しかもフラックスバリアの効果もあいまって突極比を大きくすることができるという効果が奏される。
【００５３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３における磁性鋼板部は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板を複数枚重ねて断面バスタブ曲線状として、同断面バスタブ曲線状の底面側を前記中心孔に向けて配置した状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面バスタブ曲線状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面バスタブ曲線状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされていることにより、請求項３の効果に加え、鋼板を２カ所折り曲げた形状（断面バスタブ曲線状）としていることから、磁性鋼板部を構成する磁性鋼板の枚数を多くすることができ、しかもフラックスバリアの効果もあいまって突極比を大きくすることができるという効果が奏される。
【００５４】
請求項６に記載の発明によれば、請求項３における磁性鋼板部は、断面Ｖ字状の磁性鋼板を複数枚重ねて断面Ｖ字状として、同断面Ｖ字状の頂角側を前記中心孔に向けて配置した状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面Ｖ字状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面Ｖ字状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされていることにより、請求項３の効果に加え、鋼板を１カ所折り曲げた形状（断面Ｖ字状）としていることから、磁性鋼板部を構成する磁性鋼板の枚数をより多くすることができ、しかもフラックスバリアの効果もあいまって突極比を大きくすることができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１参考例を示すリラクタンスモータの概略的な平面図。
【図２】上記第１参考例のリラクタンスモータの回転子のスケルトン（機構部）を示す概略的な平面図。
【図３】上記第１参考例のリラクタンスモータの回転子に埋め込む磁性鋼板部を示す概略的な平面図。
【図４】本発明の第２参考例としてのリラクタンスモータを示す概略的な平面図。
【図５】本発明の第３参考例としてのリラクタンスモータにおける回転子を示す概略的な平面図。
【図６】本発明のリラクタンスモータにおける回転子の第１実施形態を示す概略的な平面図。
【図７】本発明のリラクタンスモータにおける回転子の第２実施形態を示す概略的な平面図。
【図８】本発明のリラクタンスモータにおける回転子の第３実施形態を示す概略的な平面図。
【図９】本発明のリラクタンスモータにおける回転子の第４実施形態を示す概略的な平面図。
【図１０】従来のリラクタンスモータを示す概略的な平面図。
【図１１】上記従来のリラクタンスモータの回転子を示す概略的な平面図。
【符号の説明】
１ 固定子
６ 中心孔（シャフト用）
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０ 回転子
１１ 磁性鋼板部（断面扇状）
１１ａ 孔（磁性鋼板部１１の埋め込み用）
１２，２２，３２，４２ フラックスバリア
１３，２３，２４，３３，３４，４３，４４ かしめ部
２１ 磁性鋼板部（断面バスタブ状）
２１ａ 孔（磁性鋼板部２１の埋め込み用）
３１ 磁性鋼板部（断面Ｖ字状）
３１ａ 孔（磁性鋼板部３１の埋め込み用）
４１ 磁性鋼板部（断面台形状）
４１ａ 孔（磁性鋼板部４１の埋め込み用）
５１ 磁性鋼板部（断面扇状）
５２，６２，７２ 長孔（フラックスバリア用）
６１ 磁性鋼板部（断面バスタブ状）
７１ 磁性鋼板部（断面Ｖ字状）
Claims (6)
- 回転磁界を発生する固定子内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に孔を有するとともに、外周が凹凸状となるように自動プレスにより打ち抜かれた鋼板を金型内で自動積層してなる機構部と、複数枚の磁性鋼板を重ねて前記孔と同形の断面形状として前記孔内に埋設される磁性鋼板部とを備え、
前記磁性鋼板部は、平たい磁性鋼板を複数枚重ねて断面台形状として、同断面台形状の底辺側をシャフト挿通用の中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周は、前記断面台形状の上辺に対応する部分をｑ軸に配して凹形となし、前記断面台形状の側辺に対応する部分をｄ軸に配して凸形にしてなることを特徴とするリラクタンスモータ。 - 前記磁性鋼板部と前記中心孔との間の領域にはフラックスバリアを形成し、前記回転子の外周の前記ｑ軸近傍の凹部をフラックスバリアとしてなる請求項１に記載のリラクタンスモータ。
- 回転磁界を発生する固定子内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に孔を有するとともに、ｄ軸部で前記回転子の外周からシャフト挿通用の中心孔に向けて所定幅の長孔を有するように自動プレスにより打ち抜かれた鋼板を金型内で自動積層してなる機構部と、複数枚の磁性鋼板を重ねて前記孔と同形の断面形状として前記孔内に埋設される磁性鋼板部とを備えていることを特徴とするリラクタンスモータ。 - 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、同断面扇状の頂点側を前記中心孔に向けた状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面扇状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面扇状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされている請求項３記載のリラクタンスモータ。
- 前記磁性鋼板部は、断面バスタブ曲線状の磁性鋼板を複数枚重ねて断面バスタブ曲線状として、同断面バスタブ曲線状の底面側を前記中心孔に向けて配置した状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面バスタブ曲線状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面バスタブ曲線状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされている請求項３記載のリラクタンスモータ。
- 前記磁性鋼板部は、断面Ｖ字状の磁性鋼板を複数枚重ねて断面Ｖ字状として、同断面Ｖ字状の頂角側を前記中心孔に向けて配置した状態で、前記リラクタンスモータの極数分だけ円周方向に等間隔に配置され、前記回転子の外周には、前記断面Ｖ字状の内側に対応するｑ軸近傍にフラックスバリア用の凹部が形成され、前記断面Ｖ字状の端部側に対応するｄ軸近傍が凸部にされている請求項３記載のリラクタンスモータ。
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