JP2003070218A - リラクタンス型電動機 - Google Patents

リラクタンス型電動機

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JP2003070218A
JP2003070218A JP2001314089A JP2001314089A JP2003070218A JP 2003070218 A JP2003070218 A JP 2003070218A JP 2001314089 A JP2001314089 A JP 2001314089A JP 2001314089 A JP2001314089 A JP 2001314089A JP 2003070218 A JP2003070218 A JP 2003070218A
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rotor
positioning means
rotor block
electric motor
type electric
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Hidetoshi Suzuki
秀俊 鈴木
Shinji Makita
真治 牧田
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Asmo Co Ltd
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Asmo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気バリアの位置がずれた2タイプの回転子
ブロックを軸方向に接合してトルクリップルを低減する
技術があるが、2種類の回転子積層板が必要となり、コ
ストが増加する。 【解決手段】 2タイプの回転子ブロック6、7は、フ
ラックスバリア5aの位置がトルクリップル周期の1/
2ずれる。回転子積層板4は、d軸に沿う直径方向の基
準線α上に第1位置決め手段8が設けられ、基準線αに
対して直交する方向βからトルクリップル周期の1/2
ずれた直径方向γの線上で、且つ第1位置決め手段8と
同心円δ上に第2位置決め手段9が設けられる。2タイ
プの回転子ブロック6、7は、同一形状の回転子積層板
4を積層したものであり、他方の回転子ブロック7は、
一方の回転子ブロック6に対して表裏が反転して軸方向
に接合されたものである。同一形状の回転子積層板4の
積層によって2タイプの回転子ブロック6、7を製造で
き、コストが抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定子の起磁力が
回転子の磁性体を吸引する力(リラクタンス力)を利用
して回転力を得るリラクタンス型電動機に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】リラクタンス型電動機は、出力トルクが
大きい、構造が簡単という利点があるが、反面、高トル
クリップルが発生する欠点があり、これまで一部の分野
のみで利用されるにとどまっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】トルクリップルを低減
させる手法として、磁気バリア(SynRMにおいて磁
気抵抗を回転方向で異なるようにするためのフラックス
バリアや、SRMにおける回転子の突極内のスリット)
の位置がずれた2タイプの回転子ブロックを軸方向に接
合する技術がある。この技術を実現する場合、磁気バリ
アの異なる2種類の回転子ブロックを製造するために、
2種類の積層板が必要となってしまい、コストが増加す
る要因になってしまう。この発明は、上記の事情に鑑み
てなされたものであり、その目的は低コストでトルクリ
ップルを低減することのできるリラクタンス型電動機の
提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1の手段を採用
し、積層板に、直径方向の基準線上の第1位置決め手段
と、基準線に対して直交する方向から磁気バリアの位置
ズレ量分ずれた直径方向の線上で、且つ第1位置決め手
段と同心円上の第2位置決め手段とを設けることによ
り、一方の回転子ブロックと他方の回転子ブロックとを
同一形状の積層板を積層して形成することができるとと
もに、一方の回転子ブロックの第1位置決め手段と、表
裏が反転してなる他方の回転子ブロックの第2位置決め
手段とを一致させることにより、一方の回転子ブロック
と他方の回転子ブロックの位置決めもできる。
【0005】このように、同一形状の積層板の積層によ
って一方の回転子ブロックと他方の回転子ブロックを製
造できるため、製造コストを抑えることができるととも
に、一方の回転子ブロックと他方の回転子ブロックの位
置決めも容易にできる。
【0006】請求項2の手段を採用し、第1、第2位置
決め手段を貫通した穴としても良い。
【0007】請求項3の手段を採用し、第1、第2位置
決め手段の一方を積層板の一方の面に突出し、他方の面
に窪んだ第1凹凸部とし、第1、第2位置決め手段の他
方を積層板の他方の面に突出し、一方の面に窪んだ第2
凹凸部としても良い。
【0008】請求項4の手段を採用し、リラクタンス型
電動機がSynRMの場合、第2位置決め手段の位置
を、基準線に対して直交する方向からトルクリップル周
期の1/2ずれた直径方向の線上に設けても良い。
【0009】請求項5の手段を採用し、一方の回転子ブ
ロックおよび他方の回転子ブロックを、軸方向に対称配
置しても良い。このように設けることによって、回転子
における軸方向のトルクバランスの崩れが抑えられる。
このため、リラクタンス型電動機の作動時に回転子が撓
んだり、振動したりする不具合が抑えられる。
【0010】請求項6の手段を採用し、一方の回転子ブ
ロックにおける積層板の総数と、他方の回転子ブロック
における積層板の総数とを、略等しく設けても良い。こ
のように設けることによって、回転子における軸方向の
トルクバランスを整えることができ、リラクタンス型電
動機の作動時における回転子の撓みや振動を抑えること
ができる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、複
数の実施例を用いて説明する。 〔第1実施例〕図1はリラクタンス型電動機の概略図で
ある。この実施例に示すリラクタンス型電動機はいわゆ
るSynRMであり、内周に向けて複数の突極1aを等
間隔に備える固定子1と、この固定子1から見て磁気抵
抗が回転方向で異なる回転子2とを備える。固定子1の
各突極1aの周囲には、各突極1aに起磁力を発生させ
るための図示しないコイルが装着されるものである。
【0012】このリラクタンス型電動機は、回転子2の
磁気抵抗の最も低い磁極方向(d軸)に対し、所定角度
方向の固定子1に起磁力を発生し、回転子2の磁気抵抗
の低い部分を固定子1の起磁方向へ回転移動させて出力
トルクを得るものである。なお、回転子2の磁気抵抗の
最も低い磁極方向(制御上の仮想軸)は、一般にd軸と
称され、回転子2の磁気抵抗の最も大きい磁極方向は、
一般にq軸と称される。
【0013】固定子1は、内周に向く複数の突極1aを
等間隔に備える円環状を呈した磁性体製薄板よりなる固
定子積層板3を複数積層して設けられたものである。回
転子2は、円盤状を呈した磁性体製薄板よりなる回転子
積層板4を複数積層して設けられたものであり、磁気抵
抗を回転方向で異ならせるための磁気絶縁手段5が設け
られている。
【0014】この磁気絶縁手段5は、回転子積層板4に
複数形成されたスリットよりなるフラックスバリア5a
の積層によって構成される。このフラックスバリア5a
は、内側に湾曲した円弧形状を呈するものである。な
お、スリット内に樹脂やアルミ材など非磁性材料を充填
しても良いが、空隙であっても良い。なお、この実施例
における、フラックスバリア5aの外周端は、回転子2
が分解しないように微小な接続部が設けられている。こ
の接続部による磁気短絡は、接続部を薄くすることによ
り実用上無視できる。
【0015】回転子2は、フラックスバリア5a(磁気
バリアに相当する)の位置がずれた2タイプの回転子ブ
ロック(一方の回転子ブロック6と他方の回転子ブロッ
ク7)を軸方向に接合して、トルクリップルを低減する
ように設けられている。具体的にこの実施例では、一方
の回転子ブロック6と他方の回転子ブロック7は、フラ
ックスバリア5aの位置が、トルクリップル周期の1/
2ずれるように設けられる。
【0016】ここで、一方の回転子ブロック6と他方の
回転子ブロック7は、同一形状の回転子積層板4を積層
したものであり、他方の回転子ブロック7は、一方の回
転子ブロック6に対して表裏が反転して軸方向に接合さ
れたものである。回転子積層板4には、d軸に沿う直径
方向の基準線α上に第1位置決め手段8が設けられ、基
準線αに対して直交する方向βから、トルクリップルを
低減するためのフラックスバリア5aの位置ズレ量分
(本実施例ではスロットピッチ角の1/4分)ずれた直
径方向γの線上で、且つ第1位置決め手段8と同心円δ
上に第2位置決め手段9が設けられている。なお、この
実施例の第1、第2位置決め手段8、9は、回転子積層
板4に貫通して形成された穴であり、回転子積層板4の
フラックスバリア5aとともにプレス加工によって打抜
き形成されたものである。
【0017】上述したように、一方の回転子ブロック6
と他方の回転子ブロック7は、同一形状の回転子積層板
4を積層したものであり、他方の回転子ブロック7は、
一方の回転子ブロック6に対して表裏が反転して軸方向
に接合されたものである。一方の回転子ブロック6と他
方の回転子ブロック7の位置決めは、一方の回転子ブロ
ック6の第1位置決め手段8と、表裏が反転してなる他
方の回転子ブロック7の第2位置決め手段9とを一致さ
せたものである。
【0018】一方の回転子ブロック6は、図2の実線A
に示すトルク波形を発生し、他方の回転子ブロック7
は、図2の実線Bに示すトルク波形を発生する。このグ
ラフで示すように、一方の回転子ブロック6が発生する
トルク波形に対して、他方の回転子ブロック7が発生す
るトルク波形は、逆の位相になる。そして、回転子2が
発生するトルクは、一方の回転子ブロック6が発生する
トルクと、他方の回転子ブロック7が発生するトルクと
の足し合わせとなるため、それぞれのトルク変動が相殺
され、結果的に実線A+Bに示すようにトルクリップル
が低減されたトルク出力が得られる。なお、図2中に示
す破線Cは、フラックスバリア5aをずらさない従来の
リラクタンス型電動機のトルク波形を示すものであり、
トルクリップルによるトルク変動が大きいことを示すも
のである。
【0019】この実施例のリラクタンス型電動機は、上
述したように、同一形状の回転子積層板4の積層によっ
て一方の回転子ブロック6と他方の回転子ブロック7の
両方を製造できるため、製造コストを抑えることができ
る。さらに、一方の回転子ブロック6の第1位置決め手
段8と、表裏が反転した他方の回転子ブロック7の第2
位置決め手段9とを一致させることで位置決めが完了す
るため、一方の回転子ブロック6と他方の回転子ブロッ
ク7の位置決めが容易になる。
【0020】〔第2実施例〕上記の実施例では、第1、
第2位置決め手段8、9を貫通穴として設けた例を示し
たが、この第2実施例では、第1、第2位置決め手段
8、9の一方を回転子積層板4の一方の面に突出し、他
方の面に窪んだ第1凹凸部とし、第1、第2位置決め手
段8、9の他方を回転子積層板4の他方の面に突出し、
一方の面に窪んだ第2凹凸部として形成したものであ
る。このように設けることにより、一方の回転子ブロッ
ク6と、表裏が反転してなる他方の回転子ブロック7と
を軸方向に接合する際に、第1位置決め手段8と第2位
置決め手段9とが嵌まり合う。このため、一方の回転子
ブロック6と他方の回転子ブロック7の位置決めを容易
に行うことができる。
【0021】〔第3実施例〕上記の実施例では、Syn
RMタイプのリラクタンス型電動機に本発明を適用した
例を示したが、回転子2の内側に永久磁石を配置したI
PMタイプのリラクタンス型電動機に本発明を適用して
も良い。
【0022】〔第4実施例〕上記の実施例では、回転子
2内にフラックスバリア5aが形成されるリラクタンス
型電動機に本発明を適用した例を示したが、回転子2の
側にも回転子突極(図示しない)を用いたSRMタイプ
のリラクタンス型電動機に本発明を適用しても良い。つ
まり、回転子突極の内部にトルクリップルを低減するた
めのスリット(磁気バリアに相当する)を複数設け、一
方の回転子ブロック6のスリット位置と、他方の回転子
ブロック7のスリット位置とをずらしてトルクリップル
を低減する回転子2に本発明を適用しても良い。
【0023】〔第5実施例〕図3を参照して第5実施例
を説明する。上記の第1実施例ではフラックスバリア5
aの位置がずれた2タイプの回転子ブロック(一方の回
転子ブロック6と他方の回転子ブロック7)を軸方向に
単に接合して回転子2を形成する技術を示した。しか
し、2タイプの回転子ブロックを単に接合しただけで
は、軸方向のトルクバランスが崩れ、撓みや振動が発生
する場合がある。
【0024】そこで、この第5実施例では、図3に示す
ように、一方の回転子ブロック6と他方の回転子ブロッ
ク7を、軸方向に対称配置した。また、一方の回転子ブ
ロック6における回転子積層板4の総数と、他方の回転
子ブロック7における回転子積層板4の総数とを等しく
設けた。
【0025】つまり、一方の回転子ブロック6における
回転子積層板4の総数をA、他方の回転子ブロック7に
おける回転子積層板4の総数をBとした場合、A=Bで
ある。そして、例えば図3に示すように、シャフト10
の一方側より他方側に向けて、1/2のA(一方の回転
子ブロック6)、全部のB(他方の回転子ブロック
7)、残りの1/2のA(一方の回転子ブロック6)を
配置したものである。
【0026】このように、一方の回転子ブロック6と他
方の回転子ブロック7を、軸方向に対称配置したことに
よって、回転子2における軸方向のトルクバランスの崩
れが抑えられる。このため、リラクタンス型電動機の作
動時に回転子2が撓んだり、振動したりする不具合が軽
減される。特にこの実施例では、一方の回転子ブロック
6における回転子積層板4の総数と、他方の回転子ブロ
ック7における回転子積層板4の総数とを等しく設けた
ことによって、回転子2における軸方向のトルクバラン
スが整い、回転子2の撓みや振動を抑えることができ
る。
【0027】この第5実施例では、3つのブロック(一
方の回転子ブロック6、他方の回転子ブロック7、一方
の回転子ブロック6)によって回転子2を構成する例を
示したが、一方の回転子ブロック6と他方の回転子ブロ
ック7が軸方向に対称配置されるものであれば良く、例
えば5つ以上のブロックによって回転子2を構成しても
良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】リラクタンス型電動機の概略図である。
【図2】トルク波形を示すグラフである。
【図3】回転子における2タイプの回転子ブロックの配
置状態を示す概略図である。
【符号の説明】
1 固定子 2 回転子 3 固定子積層板 4 回転子積層板 5a フラックスバリア(磁気バリア) 6 一方の回転子ブロック 7 他方の回転子ブロック 8 第1位置決め手段 9 第2位置決め手段 α 基準線 β 基準線に対して直交する方向 γ 磁気バリアの位置ズレ量分ずれた直径方向 δ 同心円
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧田 真治 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 5H002 AA02 AA05 AB01 AB07 AB08 AC06 AE08 5H619 AA01 AA03 AA07 BB01 BB06 BB15 BB24 PP02 PP04 PP08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気バリアの位置がずれた2タイプの回転
    子ブロックを軸方向に接合してトルクリップルを低減す
    るリラクタンス型電動機であって、 回転子は、磁性体製薄板よりなる積層板を複数積層して
    設けられたものであり、 前記積層板は、直径方向の基準線上に設けられた第1位
    置決め手段と、前記基準線に対して直交する方向から、
    前記磁気バリアの位置ズレ量分ずれた直径方向の線上
    で、且つ前記第1位置決め手段と同心円上に設けられた
    第2位置決め手段とを有し、 一方の回転子ブロックと他方の回転子ブロックは、同一
    形状の前記積層板を積層したものであり、 前記一方の回転子ブロックに対し、前記他方の回転子ブ
    ロックは、表裏が反転したものであり、 前記一方の回転子ブロックの前記第1位置決め手段と、
    表裏が反転した前記他方の回転子ブロックの前記第2位
    置決め手段とが一致するように位置決めされていること
    を特徴とするリラクタンス型電動機。
  2. 【請求項2】請求項1のリラクタンス型電動機におい
    て、 前記第1、第2位置決め手段は、前記積層板に貫通して
    形成された穴であることを特徴とするリラクタンス型電
    動機。
  3. 【請求項3】請求項1のリラクタンス型電動機におい
    て、 前記第1、第2位置決め手段の一方は、前記積層板の一
    方の面に突出し、他方の面に窪んだ第1凹凸部であり、 前記第1、第2位置決め手段の他方は、前記積層板の他
    方の面に突出し、一方の面に窪んだ第2凹凸部であるこ
    とを特徴とするリラクタンス型電動機。
  4. 【請求項4】請求項1ないし請求項3のいずれかのリラ
    クタンス型電動機において、 前記回転子は、前記積層板に形成されたスリットあるい
    は溝よりなるフラックスバリアを積層して磁気抵抗が回
    転方向で異なるように設けられたものであり、 前記第1位置決め手段の位置は、前記回転子の磁気抵抗
    の最も低い磁極方向の線上に設けられ、 前記第2位置決め手段の位置は、前記基準線に対して直
    交する方向からトルクリップル周期の1/2ずれた直径
    方向の線上に設けられていることを特徴とするリラクタ
    ンス型電動機。
  5. 【請求項5】請求項1ないし請求項4のいずれかのリラ
    クタンス型電動機において、 前記一方の回転子ブロックおよび前記他方の回転子ブロ
    ックは、軸方向に対称配置されたことを特徴とするリラ
    クタンス型電動機。
  6. 【請求項6】請求項5のリラクタンス型電動機におい
    て、 前記一方の回転子ブロックにおける前記積層板の総数
    と、前記他方の回転子ブロックにおける前記積層板の総
    数とは、略等しく設けられたことを特徴とするリラクタ
    ンス型電動機。
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