JP2000228854A - リラクタンスモータ及び送風機 - Google Patents

リラクタンスモータ及び送風機

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JP2000228854A
JP2000228854A JP11029517A JP2951799A JP2000228854A JP 2000228854 A JP2000228854 A JP 2000228854A JP 11029517 A JP11029517 A JP 11029517A JP 2951799 A JP2951799 A JP 2951799A JP 2000228854 A JP2000228854 A JP 2000228854A
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JP
Japan
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stator
rotor
winding
reluctance motor
motor
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JP11029517A
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English (en)
Inventor
Isato Yoshino
勇人 吉野
Hitoshi Kawaguchi
仁 川口
Osamu Nakasaki
修 中崎
Shuichi Otaka
秀一 尾高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 整流子モータのステータにおけるステータ巻
線を不要にすることにより低コストで信頼性の高いモー
タを提供する。 【解決手段】 電機子巻線4に連結され整流子6を有す
るロータ3と、整流子6に接しながら電力を供給するブ
ラシ5と、磁性体より構成されかつ巻線を有しないステ
ータ1を備える。

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、電動送風機など
に用いられる整流子モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の一般的な整流子モータを示
す断面図である。図5において、1はステータ巻線2が
施されたステータであり、ステータ1の内径側には電機
子巻線4が施されたロータ3がある。また電機子巻線4
は複数の銅子片からなる整流子6に連結されており、整
流子6に接しているブラシ5によって電力を供給されて
いる。
【0003】また、図6は一般的な整流子モータのステ
ータおよびロータの軸方向の断面図である。ロータ3に
施された電機子巻線4にはブラシ5と整流子6によって
図6に示す方向に電流が流れており、その電機子電流に
よって図6中の矢印の向きにロータの磁極が生成され
る。またステータ1にはステータ巻線2が施されてい
る。ロータ3の電機子巻線4と同様にステータ巻線2に
も電流が流れ、図示されているようにN、Sの磁極が生
成される。
【0004】ここでロータ3はステータ1の磁極とつり
合うように時計方向に回転を始める。電機子巻線4に流
れる電流はブラシ5と整流子6を用いて切り替えを行っ
ているため、ロータ3が1スロット分回転すると、電機
子巻線4には図示した向きとまったく同じ方向に電流が
流れ、矢印で示した磁極の向きはまったく変化しない。
【0005】つまりロータが回転しても相対的な位置の
電機子巻線に流れる電流の向きは変化しないので、ロー
タの磁極の向きは変わらず、ロータの磁極がステータの
磁極とつり合うようにロータが時計方向に回転しつづけ
ることができる。このようにステータ巻線とロータの電
機子巻線の双方に電流を流して、それぞれが磁極を生成
し、その磁極がつり合うようにロータが回転している。
【0006】また、巻線を使用しない整流子モータとし
て、例えば、特開平5−292719号公報に記載され
た直流リラクタンスモータでは、ロータの電機子巻線を
不要にしたものがあり、この方式ではステータ巻線に電
流を流して磁極を生成し、非円形状のロータを回転させ
ている。ロータの回転位置に応じてステータ巻線に流す
電流をON−OFFさせて、ステータ磁極の吸引力によ
ってトルクを与え、ロータの慣性によって回転できる構
成になっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
ているので、従来の整流子モータは以下のような問題点
があった。従来の整流子モータはステータにステータ巻
線を有する構成であるため、ステータ巻線の材料費が高
く、またステータ巻線を行う工程の加工費もあるため、
コストの高いモータになるという問題点があった。
【0008】また、巻線を使用しない整流子モータとし
て、例えば、特開平5−292719号公報に記載され
た直流リラクタンスモータでは、ロータの位置に応じて
ステータ巻線に流れる電流のON−OFFを行う装置が
必要になるため、コストが高くなる問題がある。またロ
ータは慣性によって回転しているため、モータの発生ト
ルクは非常に小さく、小さなトルク変動などでもロータ
の回転が停止してしまうなどの問題点があった。
【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ステータ巻線を不要にして低コ
ストで、信頼性の高いリラクタンスモータを得ることを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるリラク
タンスモータは、電機子巻線に連結され整流子を有する
ロータと、前記整流子に接しながら電力を供給するブラ
シと、磁性体より構成されかつ巻線を有しないステータ
とを備えたものである。
【0011】また、前記ステータの歯は、前記ロータに
面する歯先側とコアバック側の幅とをほぼ同じ幅にした
ものである。
【0012】また、前記ステータの歯幅より大きい直径
のロータを備えたものである。
【0013】また、前記ステータの歯の数を4以上にし
たものである。
【0014】また、前記ステータの外周形状を前記ステ
ータの歯の数以上からなる概多角形状としたものであ
る。
【0015】また、この発明に係る送風機は上記何れか
のリラクタンスモータを駆動モータとして備えたもので
ある。
【0016】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、実施の形態
1を図を用いて説明する。図1は実施の形態1であるリ
ラクタンスモータを示す断面図である。図1において、
1は磁性体により構成され、巻線を有しないステータで
あり、ステータ1の内径側には電機子巻線4が施された
ロータ3がある。また電機子巻線4は複数の銅子片から
なる整流子6に連結されており、整流子6に接している
ブラシ5によって電力を供給されている。また図2は実
施の形態1であるリラクタンスモータにおけるステータ
およびロータの軸方向の断面図である。
【0017】ここで図1および図2は従来例を示す図5
および図6の整流子モータのステータ巻線2を不要にし
た構成である。ロータ3には従来の整流子モータと同様
に電機子巻線が施されており、電機子巻線にはブラシと
整流子によって図2に示す方向に電流が流れている。そ
の電機子電流によって図2中の矢印の向きにロータの磁
極が生成される。
【0018】つづいて回転原理について説明する。図2
に図示した矢印の向きに生成されたロータの磁極はステ
ータとの空隙長との関係から磁気的につり合うようにリ
ラクタンストルクが発生し、時計方向に回転を始める。
電機子巻線に流れる電流はブラシと整流子を用いて切り
替えを行っているため、ロータが1スロット分回転する
と、電機子巻線には図示した向きとまったく同じ方向に
電流が流れ、矢印で示したロータの磁極の向きはまった
く変化しない。つまりロータが回転しても相対的な位置
の電機子電流の向きは変化しないので、ロータの磁極の
向きは変わらず、ロータが時計方向に回転しつづけるこ
とができる。
【0019】このようにステータ巻線を不要にしても一
定方向に回転しつづけることができる構成であるため、
ステータ巻線の材料費を削減することができる。またス
テータ巻線を行う工程の加工費も削減することできるた
め、低コストなモータを得ることができる。さらにモー
タを廃棄する際にもステータ巻線が存在しないため、容
易に解体することができ、リサイクル性が高まるという
効果が挙げられる。
【0020】またトルク変動があってもロータの磁極の
位置は変化せず、常に磁気的につり合うように発生する
リラクタンストルクがあるため、トルク変動に対してロ
ータが停止するなどの問題点がなく、信頼性の高いモー
タを得ることができる。さらに電機子巻線に流れる電流
をブラシと整流子によって切り替えているため、電流の
ON−OFFを行う装置が必要なく、低コストになると
いう効果が挙げられる。
【0021】実施の形態2.この発明の実施の形態を図
にて説明する。図3は実施の形態2であるリラクタンス
モータのステータおよびロータの軸方向の断面図であ
り、実施の形態1に示すリラクタンスモータのステータ
の形状を変更したものである。図3において実施の形態
1で示した図2と同一または相当部分には同じ符号を付
し、説明を省略する。
【0022】図3に示すようにステータの歯の形状にお
いて、ロータに面している歯先側1aとコアバック側1
bの歯幅をほぼ同じになるようにすることにより、ロー
タが磁気的につり合おうとするリラクタンストルクが大
きくなり、さらに高トルクを発生するモータを得ること
ができ、高出力および高効率なモータを得ることができ
る。
【0023】また、一般的に電動送風機に用いられる整
流子モータでは図3に示すモータの軸方向断面に対して
直交する方向に風が流れる場合が多い。ステータの歯の
形状を歯先側1aとコアバック側1bとがほぼ同じ歯幅
になるよう改善し、ステータの歯先側1aの歯幅よりロ
ータ3の直径を大きくすることによって、図3のように
隣接する歯の歯先側1a間を結ぶ線Aの外側にロータ3
がはみ出るので、風路の面積を大きくすることができる
と共にロータ3の風路への露出面積が拡大する。風路の
面積が大きくなると、モータの発生トルクを小さくして
も同等の性能を確保することができるため、モータ入力
が低くなり、さらに高効率なモータを得ることができ
る。
【0024】また、風路面積が拡大すると、ロータが風
路に接する面積が拡大し、電機子巻線が施されたロータ
を冷却することができる。ロータの冷却によって電機子
巻線の抵抗が低くなり、さらに高効率なモータを得るこ
とができる。本実施の形態のモータを送風機等の空気流
を発生させる装置の駆動モータに使用することで、モー
タ周辺にも空気の流れが発生するので、上述したモータ
の軸方向断面に対して直交する方向に風が流れ、冷却効
果を発揮するには好適な使い方となる。適用例としては
掃除機、換気扇、空気調和機の室外機、空気清浄機等が
あげられる。
【0025】実施の形態3.この発明の実施の形態を図
にて説明する。図4は実施の形態3であるリラクタンス
モータのステータおよびロータの軸方向の断面図であ
り、実施の形態2に示すリラクタンスモータの形状を変
更したものである。図4において実施の形態1で示した
図2と同一または相当部分には同じ符号を付し、説明を
省略する。
【0026】ロータの電機子巻線の巻線方式を変更し
て、4極の磁極を生成させ、またステータの歯の数を4
個にすることによって発生するリラクタンストルクのリ
ップルが低減し、低振動化および低騒音化を実現するこ
とができ、低振動および低騒音なモータを得ることがで
きる。本発明のリラクタンスモータはステータ巻線が存
在しないため、ステータ巻線加工を容易にする形状にす
る必要がなく、ステータ形状の自由度が高く、自由にス
テータ形状を設計することができるという効果が挙げら
れる。
【0027】なお、この実施の形態では4極のモータに
ついて説明したが、極数は偶数であれば4極以上でも同
等の効果を得ることができる。また、ステータ1の外周
形状をステータ1の歯の数以上からなる概多角形とする
ことで、磁気的なアンバランスを抑制することができ、
低振動で低騒音なモータを得ることができる。
【0028】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
【0029】この発明に係わるリラクタンスモータは電
機子巻線に連結され整流子を有するロータと、前記整流
子に接しながら電力を供給するブラシと、磁性体により
構成されかつ巻線を有しないステータとを備えたので、
低コストなモータを得ることができる。
【0030】また、前記ステータの歯は、前記ロータに
面する歯先側とコアバック側の幅とをほぼ同じ幅にした
ので、リラクタンストルクが大きくなり、高出力で高効
率なモータを得ることができる。
【0031】また、前記ステータの歯幅より大きい直径
のロータを備えたので、ロータがステータの歯外部に露
出して外部空気にさらされ易くなり、ロータの冷却効果
の高いモータが得られる。
【0032】また、前記ステータの歯の数を4以上にし
たので、リラクタンストルクのリップルが小さくなり、
低振動で低騒音なモータを得ることができる。
【0033】また、前記ステータの外周形状を前記ステ
ータの歯の数以上からなる概多角形状としたので、磁気
的なアンバランスを抑制することができ、低振動で低騒
音なモータを得ることができる。
【0034】また、上記のようなモータを送風機の駆動
モータに備えたことにより、モータ周辺に空気の流れが
発生しやすくなり、モータの冷却効果を高めることがで
きる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1のリラクタンスモー
タを示す断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1のリラクタンスモー
タにおけるステータおよびロータの軸方向の断面図であ
る。
【図3】 この発明の実施の形態2のリラクタンスモー
タにおけるステータおよびロータの軸方向の断面図であ
る。
【図4】 この発明の実施の形態3のリラクタンスモー
タにおけるステータおよびロータの軸方向の断面図であ
る。
【図5】 従来の一般的な整流子モータを示す断面図で
ある。
【図6】 一般的な整流子モータにおけるステータおよ
びロータの軸方向の断面図である。
【符号の説明】
1 ステータ、 1a 歯先側、 1b コアバック
側、 2 ステータ巻線、 3 ロータ、 4 電機子
巻線、 5 ブラシ、 6 整流子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 仁 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 中崎 修 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 尾高 秀一 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地1 三菱電機ホーム機器株式会社内 Fターム(参考) 5H623 AA04 AA05 AA08 BB07 GG22 GG23 GG28

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電機子巻線に連結され整流子を有するロ
    ータと、前記整流子に接しながら電力を供給するブラシ
    と、磁性体より構成されかつ巻線を有しないステータと
    を備えたことを特徴とするリラクタンスモータ。
  2. 【請求項2】 前記ステータの歯は、前記ロータに面す
    る歯先側とコアバック側の幅とをほぼ同じ幅にしたこと
    を特徴とする請求項1記載のリラクタンスモータ。
  3. 【請求項3】 前記ステータの歯幅より大きい直径のロ
    ータを備えたことを特徴とする請求項1記載のリラクタ
    ンスモータ。
  4. 【請求項4】 前記ステータの歯の数を4以上にしたこ
    とを特徴とする請求項1記載のリラクタンスモータ。
  5. 【請求項5】 前記ステータの外周形状を前記ステータ
    の歯の数以上からなる概多角形状としたことを特徴とす
    る請求項1記載のリラクタンスモータ。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5の何れか1項に記載のリ
    ラクタンスモータを駆動モータとして備えたことを特徴
    とする送風機。
JP11029517A 1999-02-08 1999-02-08 リラクタンスモータ及び送風機 Pending JP2000228854A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102594074A (zh) * 2011-01-10 2012-07-18 三星电机株式会社 开关磁阻电机

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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