JP2000287419A - 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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- JP2000287419A JP2000287419A JP11088197A JP8819799A JP2000287419A JP 2000287419 A JP2000287419 A JP 2000287419A JP 11088197 A JP11088197 A JP 11088197A JP 8819799 A JP8819799 A JP 8819799A JP 2000287419 A JP2000287419 A JP 2000287419A
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Abstract
トルクを上げ、高効率化を図る。 【解決手段】 リラクタンスモータにおいて、回転磁界
を発生するステータコア1内にロータコア10を有し、
このロータコア10は一方のd軸から他方のd軸への磁
束の路に沿った多層のスリット11を有し、かつ前記d
軸で分割した断面蒲鉾形状の鋼板を当該中心孔の軸方向
に積層してなる分割磁路部12を同ロータコア10の外
周に沿って当該極数分だけ所定間隔に配置し、d軸で分
割磁路12のロータコア10の外周側にかしめ部14を
形成する。しかも、複数の分割磁路部12をダイカス法
で非磁性体のボス部13に一体化し、かつ、その分割磁
路部12に係止用の孔16,17を形成し、その一体化
の際、孔16,17にはボス部13に含まれる。
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、ロータコア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。
図9に示す構成のものがある。図9において、回転磁界
を発生するステータコア1内のロータコア2は複数枚積
層した電磁鋼板からなり、この電磁鋼板には、当該中心
孔3に頂点を向けた円弧形状(逆円弧形状)のスリット
4をロータコア2の外周方向に複数個形成し、かつ、こ
の複数のスリット4を当該極数分だけコア外周に沿って
所定間隔に形成してなる。
して機能するためにステータコア1からの磁束(一方の
q軸から他方のq軸)を通しにくくし、一方、スリット
3の間はステータコア1からの磁束(一方のd軸から他
方のd軸への磁束)を通す。
軸リラクタンスXd,Xqの比(Xd/Xq;突極比)
に応じたリラクタンストルクによりロータコアに回転力
を発生させる。
テータコア1によって発生する回転磁界による一方(q
軸)の磁気の通路にスリット4がほぼ直角に介在し、他
方(d軸)の磁気の通路がスリット4の間となる。した
がって、d軸とq軸インダクタンス比が大きく、つまり
スリット4によりロータコア2内に磁気的な突極性が発
生し、しかもそのリラクタンスの比(Xd/Xq)が大
きくなる。なお、図9においては、ロータコア2に5層
構造のスリット3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、ロータコア2の製造上の理
由からスリット3の幅や間隔をコアシートの厚さより大
きくすることができず、また、スリット3をより多層構
造としても、磁気的な突極性(リラクタンス比)を大き
くするにはどうしても限界があることから、リラクタン
ストルクをそれほど上げることができないという問題点
があった。
あり、その目的は、d軸とq軸インダクタンス比(いわ
ゆるリラクタンス比)を大きくすることができ、低コス
トで高トルク、高効率化を実現す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ステータコア内に
ロータコアを有するリラクタンスモータにおいて、前記
ロータコアは、一方のd軸から他方のd軸への磁束の路
に沿ったスリットを有し、かつ、前記d軸で分割した所
定形状の鋼板を当該中心孔の軸方向に積層してなる分割
磁路部を同ロータコアの外周に沿って当該極数分だけ所
定間隔に配置し、該複数の分割磁路部を非磁性体のボス
部に一体化してなることを特徴としている。
コア内にロータコアを有するリラクタンスモータにおい
て、前記ロータコアは、一方のd軸から他方のd軸への
磁束の路に沿った1層以上のスリットを有するととも
に、q軸付近で同ロータコアの外周部分を前記スリット
に沿った形状にフラックスバリア用の切欠部を有し、か
つ、前記d軸で分割した断面蒲鉾形状の鋼板を当該中心
孔の軸方向に積層してなる分割磁路部を同ロータコアの
外周に沿って当該極数分だけ所定間隔に配置し、つ該複
数の分割磁路部を非磁性体のボス部に一体化してなるこ
とを特徴としている。
あり、かつ、該円弧形状の頂点を前記中心孔に向けてな
り、該分割磁路部を前記ボス部に一体化する際、前記ス
リットが同ボス部に含まれないようにするとよい。
バスタブ形状であり、かつ、該断面バスタブ形状の底辺
を前記中心孔に向けてなり、該分割磁路部を前記ボス部
に一体化する際、前記スリットが同ボス部に含まれない
ようにするとよい。
字形状であり、かつ、該V字形状の下部を前記中心孔に
向けてなり、該分割磁路部を前記ボス部に一体化する
際、前記スリットが同ボス部に含まれないようにすると
よい。
スで打ち抜き、該打ち抜いた電磁鋼板を金型内で自動積
層してなり、該各分割磁路と前記非磁性体とをダイカス
ト法によって一体化するとよい。
アルミ合金、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウムあるいはマ
グネシウム合金の溶融軽金属とするとよい。
ス部内に含まれる係止用の孔を形成し、かつ、d軸付近
でロータコア外周側にかしめ部を形成するとよい。
向に長い孔であると好ましい。
てなるロータコアを組み込むとよい。
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。
d軸から他方のd軸への磁路に沿った多層のスリットを
有する鋼板を自動プレスで打ち抜き、しかも前記ステー
タコアからの磁路を分割する形状に自動ブレスで打ち抜
いて極数分の分割磁路部を自動積層し、この極数分の分
割磁路部を非磁性体のボス部に一体化し、かつ、各分割
磁路を当該ロータコアの円周方向に所定間隔で配置すれ
ば、スリットだけなく、非磁性体や分割磁路部と分割磁
路部との間(磁気的絶縁の隙間)がフラックスバリアと
して発揮し、また、スリットの間には、d軸方向の磁路
を十分確保し、d軸とq軸インダクタンスの比を大きく
することができ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ロータコア10は、一方のd
軸から他方のd軸への磁束の路に沿ったスリット11を
有する断面蒲鉾形状の分割磁路部12を備え、この分割
磁路部12をロータコア10の外周に沿って当該極数分
だけ所定間隔に配置し、かつ、複数の分割磁路部12を
非磁性体のボス部13に一体化してなる。
した断面蒲鉾形状の鋼板(コアシート)12aが当該中
心孔の軸方向に積層してなり、また、各分割磁路部12
にはロータコア10の外周側でd軸付近にかしめ部1
4,15が形成されている。
と一体化した際に同ボス部13内に含まれるように、係
止用の孔(半閉孔)16,17がd軸方向に長く、かつ
q軸と対称に形成されている。さらに、ボス部13は、
ロータコア10の中心になることから、その中心部にシ
ャフトを通す中心孔3を有している。
ると、各分割磁路部12の製造においては、電磁鋼板を
自動プレスで打ち抜いて自動積層金型内で積層して分割
磁路部12を極数分だけ作成する。
ように、分割磁路部12を構成するコアシート12aを
断面蒲鉾形状に打ち抜き、同時にスリット11を打ち抜
くとともに、係止用の孔16,17を打ち抜き、このコ
アシート12aを積層して分割磁路部13を形成する一
方、この積層時にかしめ部14,15も形成する。
が、1層以上であればよい。また、スリット11の間
隔、スリット11とロータコア10の外周との間隔およ
びスリット11とロータコア10の内周(ボス部16ま
での距離)は、少なくともコア12aの厚さ以上とす
る。
の内周に沿って等間隔に位置するように、各分割磁路部
12を非磁性体のボス部13に一体化する。この方法と
しては、非磁性体の軽金属によるダイカストを利用す
る。
合、例えば、アルミニウム等の軽金属をダイカスト金型
で鋳造してボス部13を製造し、各分割磁路部12と一
体化する際、ボス部13がスリット11に重ならないよ
うにし、また、各分割磁路部12の間を所定間隔とし、
つまり各分割磁路部12を磁気的に絶縁する。なお、軽
金属としてはアルミニウムの他に、アルミ合金、亜鉛、
亜鉛合金、マグネシウムあるいはマグネシウム合金の溶
融軽金属を使用してもよい。
の磁路がスリット11の間に確保される一方、q軸方向
の磁路に対してスリット11が介在し、また、各分割磁
路部12の間(磁気的絶縁隙間)aもそのq軸方向の磁
路に対して直角に介在する。したがって、分割磁路部1
2においては、従来と比較して少なくとも磁的絶縁隙間
a分d軸とq軸インダクタンスの比(突極比)が大きく
なり、つまりリタクタンストルクが大きくなる。
に入り込むため、ロータコア10の機械的強度が向上
し、かつ、渦電流損を低減することができる。また、こ
の係止用の孔16,17がd軸方向に細長くなっている
ため、d軸方向の磁束を妨げることがなく、つまり、d
軸とq軸インダクタンスの比が大きくなる。
ア10の外周側に形成されるため、d軸方向の磁路を確
保することができ、d軸インダクタンスが大きくなるこ
とから、d軸とq軸インダクタンスの比が大きくなりば
かりでなく、かしめ部14,15によってコア強度を十
分にもたせることができる。
積層方式で作成するとともに、ボス部13を既に公知の
ダイカスト法で形成し、かつ、この形成時にボス部13
と分割磁路部12とを一体化するため、コストをアップ
することなく容易にモータを得ることができる。しか
も、ボス部13の材質として非磁性体の軽金属を用い、
特に低コストのアルミニウムを用いれば、モータの低コ
スト化が図れる。
である。なお、図中、図1ないし図3と同一部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。また、ステータコ
アは図1を参照されたい。
分割磁路部21は、前実施の形態の分割磁路部12のq
軸付近に、スリット11に沿って同ロータコア10の外
周部分を切り欠き、つまり、フラックスバリア用の切欠
部22を有している。なお、切欠部22の縁(逆円弧の
内側形状)とスリット11との間隔は、前述した理由に
よりコアシート12aの厚さ以上とする。
たスリット11および各分割磁路部12の間が介在する
だけなく、切欠部22が介在することになり、d軸とq
軸インダクタンスの比がより大きくなり、つまり、リタ
クタンストルクが大きくなる。なお、ロータコア20の
製造については、前記ロータコア10と同じでよいこと
から、その説明を省略する。
するリラクタンスモータのロータコアの概略的平面図で
ある。なお、図中、図1ないし図3と同一部分には同一
符号を付して重複説明を省略する。また、ステータコア
は図1を参照されたい。
分割磁路31には断面バスタブ形状のスリット32が底
辺をボス部13に向けて多層に形成されている。なお、
分割磁路部31の他の構成は図3と同じであることか
ら、その説明を省略する。また、スリット32は1つ以
上であればよい。
の効果の他に、スリット32の断面バスタブ形状の底辺
をボス部13に近づければ、前実施の逆円弧形状のスリ
ット11よりも多層化が容易になり、q軸方向の磁路を
より妨げることにができ、図3に示すロータコア10よ
りも、d軸とq軸インダクタンスの比が大きくなり、つ
まり、リタクタンストルクが大きくなる。なお、ロータ
コア30の製造については、前記ロータコア10と同じ
でよいことから、その説明を省略する。
例である。なお、図中、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。またステータコアは図1を
参照されたい。
分割磁路部41は、前記他の実施の形態の分割磁路部3
1のq軸付近にスリット32に沿って同ロータコア10
の外周部分を切り欠き、つまり、フラックスバリア用の
切欠部42を有している。なお、切欠部42の縁(断面
バスタブの内側形状)とスリット32との間隔は、前述
した理由によりコアシート12aの厚さ以上とする。
たスリット32および各分割磁路部41の間が介在する
だけなく、切欠部42が介在することになり、図5に示
すロータコア30よりもd軸とq軸インダクタンスの比
が大きくなり、つまり、リタクタンストルクが大きくな
る。なお、ロータコア40の製造については、前記ロー
タコア10と同じでよいことから、その説明を省略す
る。
するリラクタンスモータのロータコアの概略的平面図で
ある。なお、図中、図1ないし図3と同一部分には同一
符号を付して重複説明を省略する。また、ステータコア
は図1を参照されたい。
分割磁路51にはV字形状のスリット52がその角をボ
ス部13に向けて多層に形成されている。なお、分割磁
路部51の他の構成は図3と同じであることから、その
説明を省略する。また、スリット52は1つ以上であれ
ばよい。
同様の効果を奏する。なお、ロータコア50の製造につ
いては、前記ロータコア10と同じでよいことから、そ
の説明を省略する。
例である。なお、図中、図7と同一部分には同一符号を
付して重複説明を省略する。また、ステータコアは図1
を参照されたい。
分割磁路部61は、前記他の実施の形態の分割磁路部5
1のq軸付近にスリット52に沿って同ロータコア50
の外周部分を切り欠き、つまり、フラックスバリア用の
切欠部62を有している。なお、切欠部62の縁(断面
バスタブの内側形状)とスリット52との間隔は前述し
た理由によりコアシート12aの厚さ以上とする。
たスリット52および各分割磁路部61の間(磁気的隙
間)aが介在するだけなく、切欠部62が介在すること
になり、図7に示すロータコア50よりもd軸とq軸イ
ンダクタンスの比が大きくなり、つまりリタクタンスト
ルクが大きくなる。なお、ロータコア60の製造につい
ては、前記ロータコア10と同じでよいことから、その
説明を省略する。
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。
30,40,50,60を直流ブラシレスモータに組み
込み、例えば、空気調和機の圧縮機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
するステータコア内にロータコアを有するリラクタンス
モータにおいて、前記ロータコアは、一方のd軸から他
方のd軸への磁束の路に沿ったスリットを有し、かつ、
前記d軸で分割した所定形状の鋼板を当該中心孔の軸方
向に積層してなる分割磁路部を同ロータコアの外周に沿
って当該極数分だけ所定間隔に配置し、この複数の分割
磁路部を非磁性体のボス部に一体化してなるので、一方
のd軸から他方のd軸への磁路がスリットの間に確保さ
れる一方、q軸方向の磁路に対してスリットが介在する
だけなく、各分割磁路部12の間(磁気的絶縁隙間)も
そのq軸方向の磁路に対して直角に介在するため、従来
と比較して少なくとも磁的絶縁隙間分d軸とq軸インダ
クタンスの比(突極比)が大きくなる。したがって、リ
タクタンストルクが大きくなり、ひいてはモータの高効
率化を図ることができるという効果がある。
発生するステータコア内にロータコアを有するリラクタ
ンスモータにおいて、前記ロータコアは、一方のd軸か
ら他方のd軸への磁束の路に沿った1層以上のスリット
を有するとともに、q軸付近で同ロータコアの外周部分
を前記スリットに沿った形状にフラックスバリア用の切
欠部を有し、かつ、前記d軸で分割した断面蒲鉾形状の
鋼板を当該中心孔の軸方向に積層してなる分割磁路部を
同ロータコアの外周に沿って当該極数分だけ所定間隔に
配置し、この複数の分割磁路部を非磁性体のボス部に一
体化してなるので、一方のd軸から他方のd軸への磁路
がスリットの間に確保される一方、q軸方向の磁路に対
してスリットが介在するだけなく、各分割磁路部12の
間(磁気的絶縁隙間)およびフラックスバリアがそのq
軸方向の磁路に対して直角に介在するため、従来と比較
して少なくとも磁的絶縁隙間およびフラックスバリア
分、d軸とq軸インダクタンスの比(突極比)が大きく
なりる。したがって、リラクタンストルクが大きくな
り、ひいてはモータの高効率化を図ることができるとい
う効果がある。
たは2における分割磁路部のスリットは、円弧形状であ
り、かつこ、の円弧形状の頂点を前記中心孔に向けてな
り、この分割磁路部を前記ボス部に一体化する際、前記
スリットが同ボス部に含まれないようにしたので、請求
項1または2の効果に加え、スリットの多層化が可能で
あるため、q軸方向の磁束をより防ぐことになる。つま
り、d軸とq軸インダクタンスの比(突極比)がより大
きくなることから、リラクタンストルクがより大きくな
り、ひいてはモータの高効率化を図ることができるとい
う効果がある。
たは2における分割磁路部のスリットは、断面バスタブ
形状であり、かつ、この断面バスタブ形状の底辺を前記
中心孔に向けてなり、この分割磁路部を前記ボス部に一
体化する際、前記スリットが同ボス部に含まれないよう
にしたので、請求項1または2の効果に加え、スリット
の多層化が可能になるとともに、円弧形状のスリットの
場合よりも多層化が可能であるため、q軸方向の磁束を
より防ぐことになる。つまり、d軸とq軸インダクタン
スの比(突極比)がより大きくなることから、リラクタ
ンストルクがより大きくなり、ひいてはモータの高効率
化を図ることができるという効果がある。
たは2における分割磁路部のスリットは、V字形状であ
り、かつ、このV字形状の下部を前記中心孔に向けてな
り、この分割磁路部を前記ボス部に一体化する際、前記
スリットが同ボス部に含まれないようにしたので、請求
項1または2記載の効果に加え、請求項4と同様の効果
を奏する。
2,3,4または5において前記各分割磁路部は、電磁
鋼板を自動プレスで打ち抜き、該打ち抜いた電磁鋼板を
金型内で自動積層してなり、該各分割磁路と前記非磁性
体とをダイカスト法によって一体化するようにしたの
で、請求項1,2,3,4または5の効果に加え、従来
の製造方法や公知の製造方法によってロータコアを製造
することができるため、コストをアップすることなくモ
ータを実現することができる。また、非磁性体のボス部
がスリットに重ならないようにすることで、渦電流損を
抑えることができるという効果がある。
おけるボス部の非磁性体は、アルミニウム、アルミ合
金、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウムあるいはマグネシウ
ム合金の溶融軽金属であるので、請求項6の効果に加
え、金型内に高速、高圧で圧入し、かつ、急速凝固させ
ることにより、製造工程を短時間で済ませることができ
ることから、製造コストの低下、ひいてはモータの低コ
スト化が可能であるという効果がある。
2,3,4,5または6において前記各分割磁路部に
は、前記非磁性体のボス部内に含まれる係止用の孔を形
成し、かつ、d軸付近でロータコア外周側にかしめ部を
形成してなるので、請求項1,2,3,4,5または6
の効果に加え、ロータコアの機械的強度の向上を図るこ
とができ、ひいてはモータの品質向上が図れるという効
果がある。
おける各分割磁路部の係止用の孔は、d軸方向に長い孔
であるので、請求項8の効果に加え、d軸方向の磁束を
妨げないことから、d軸とq軸インダクタンスの比をよ
り大きくすることができる。しだって、リラクタンスト
ルクがより大きくなり、より高効率化を図ることができ
るという効果がある。
磁性部を、前記ボス部に一体化してなるロータコアを組
み込んでDCブラシレスモータとしたので、請求項1,
2,3,4,5,6,7,8または9の効果に加え、例
えば、空気調和機の圧縮機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。
説明するための概略的断面図。
説明するための概略的平面図。
ータコアの変形実施の形態を説明する概略的平面図。
モータのロータコアの概略的平面図。
するロータコアの概略的平面図。
モータのロータコアの概略的平面図。
するロータコアの概略的平面図。
51,61の間)
Claims (10)
- 【請求項1】 回転磁界を発生するステータコア内にロ
ータコアを有するリラクタンスモータにおいて、前記ロ
ータコアは、一方のd軸から他方のd軸への磁束の路に
沿ったスリットを有し、かつ、前記d軸で分割した所定
形状の鋼板を当該中心孔の軸方向に積層してなる分割磁
路部を同ロータコアの外周に沿って当該極数分だけ所定
間隔に配置し、該複数の分割磁路部を非磁性体のボス部
に一体化してなることを特徴とするリラクタンスモー
タ。 - 【請求項2】 回転磁界を発生するステータコア内にロ
ータコアを有するリラクタンスモータにおいて、前記ロ
ータコアは、一方のd軸から他方のd軸への磁束の路に
沿った1層以上のスリットを有するとともに、q軸付近
で同ロータコアの外周部分を前記スリットに沿った形状
にフラックスバリア用の切欠部を有し、かつ、前記d軸
で分割した断面蒲鉾形状の鋼板を当該中心孔の軸方向に
積層してなる分割磁路部を同ロータコアの外周に沿って
当該極数分だけ所定間隔に配置し、該複数の分割磁路部
を非磁性体のボス部に一体化してなることを特徴とする
リラクタンスモータ。 - 【請求項3】 前記分割磁路部のスリットは円弧形状で
あり、かつ該円弧形状の頂点を前記中心孔に向けてな
り、該分割磁路部を前記ボス部に一体化する際、前記ス
リットが同ボス部に含まれないようにした請求項1また
は2記載のリラクタンスモータ。 - 【請求項4】 前記分割磁路部のスリットは断面バスタ
ブ形状であり、かつ、該断面バスタブ形状の底辺を前記
中心孔に向けてなり、該分割磁路部を前記ボス部に一体
化する際、前記スリットが同ボス部に含まれないように
した請求項1または2記載のリラクタンスモータ。 - 【請求項5】 前記分割磁路部のスリットはV字形状で
あり、かつ、該V字形状の下部を前記中心孔に向けてな
り、該分割磁路部を前記ボス部に一体化する際、前記ス
リットが同ボス部に含まれないようにした請求項1また
は2記載のリラクタンスモータ。 - 【請求項6】 前記各分割磁路部は、電磁鋼板を自動プ
レスで打ち抜き、該打ち抜いた電磁鋼板を金型内で自動
積層してなり、該各分割磁路と前記非磁性体とをダイカ
スト法によって一体化するようにした請求項1,2,
3,4または5記載のリラクタンスモータ。 - 【請求項7】 前記ボス部の非磁性体は、アルミニウ
ム、アルミ合金、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウムあるい
はマグネシウム合金の溶融軽金属である請求項6記載の
リラクタンスモータ。 - 【請求項8】 前記各分割磁路部には、前記非磁性体の
ボス部内に含まれる係止用の孔を形成し、かつ、d軸付
近でロータコア外周側にかしめ部を形成してなる請求項
1,2,3,4,5または6記載のリラクタンスモー
タ。 - 【請求項9】 前記各分割磁路部の係止用の孔は、d軸
方向に長い孔である請求項8記載のリラクタンスモー
タ。 - 【請求項10】 前記分割磁性部を前記ボス部に一体化
してなるロータコアを組み込んでDCブラシレスモータ
とした請求項1,2,3,4,5,6,7,8または9
記載の永久磁石電動機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08819799A JP4058576B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | リラクタンスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08819799A JP4058576B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | リラクタンスモータ |
Publications (2)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP08819799A Expired - Fee Related JP4058576B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | リラクタンスモータ |
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