JP2004229433A - リラクタンスモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】電気的性能としての同期特性を満足し、かつ、危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能な２極機リラクタンスモータの回転子構造を構築する。
【解決手段】複数のフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５によって、回転子本体１ａにおける磁束の流れやすい方向であるｄ軸とこれに直交する磁束の流れにくい方向であるｑ軸とを構成し、ｄ軸とｑ軸との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転する回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータにおいて、回転子本体１ａの中心部に一体に結合される第１の回転軸部材４と、第１の回転軸部材４における端部４ｂ，４ｃの外周部に嵌合によって結合される軸部５ａ，５ｂを有する第２の回転軸部材５とを設けた。
【選択図】 図１
【解決手段】複数のフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５によって、回転子本体１ａにおける磁束の流れやすい方向であるｄ軸とこれに直交する磁束の流れにくい方向であるｑ軸とを構成し、ｄ軸とｑ軸との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転する回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータにおいて、回転子本体１ａの中心部に一体に結合される第１の回転軸部材４と、第１の回転軸部材４における端部４ｂ，４ｃの外周部に嵌合によって結合される軸部５ａ，５ｂを有する第２の回転軸部材５とを設けた。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リラクタンスモータ、特に、フラックスバリアスリットにより突極性を付与された回転子を具備し、回転子位置に応じて変化するリラクタンスによってトルクを発生するようにした２極のシンクロナスリラクタンスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リラクタンスモータは、回転子コア鉄心にリラクタンスが小さく磁束の流れやすい方向であるｄ軸とリラクタンスが大きく磁束の流れにくい方向であるｑ軸とを構成し、ｄ軸とｑ軸との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転するモータである。
リラクタンスモータにおけるｄ軸とｑ軸とが構成され突極性が付与された回転子は、固定子により生成された回転磁界に同期して、その磁気抵抗すなわちリラクタンスが最小になるように回転するものである。
ｄ軸とｑ軸を電気的に作り出すためのフラックスバリアスリットは、１極当りに間隔をおいて複数層配置されている（例えば、特許文献１参照）。
弧状に延在するフラックスバリアスリットの端部と平行する方向にｄ軸が構成され中央部と直交する方向にｑ軸が構成されるのである。
そして、このように構成された回転子コア鉄心の軸穴に回転子軸を焼嵌めすることによって、回転子が作製される。
【０００３】
この従来技術による回転子構造は、４極機に関するものであるが、この発明に係る２極機では特別の問題がある。
２極機リラクタンスモータの場合には、フラックスバリアスリットの配置構成上の理由によって、所要の同期特性を確保するには、積層コア鉄心で構成された回転子本体の軸穴の直径を小さくする必要があり、回転子軸の直径を小さくせざるを得ないのである。
【０００４】
通常、このようなモータを稼動させると回転によるアンバランスから軸振動の共振が発生するが、バランス調整と回転子軸の曲げ剛性確保により実際に稼動する回転数より十分高い回転数で回転しなければ軸振動の共振が起らないようにしている。ここで、軸振動の共振が起る回転数を危険回転数と呼ぶ。
【０００５】
前述したように、同期特性を満足するためには２極機の回転子軸の直径は４極機の回転子軸の直径に比べて小さくなり、軸の曲げ剛性が低くなるため、２極機リラクタンスモータでは、従来のバランス調整基準より更に厳しい基準でバランス調整をしなければ危険回転数が稼動回転数に対して十分に高くとれないという問題が生じる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２５８２２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、電気的性能としての同期特性を満足し、かつ、危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能な回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るリラクタンスモータでは、磁性体部材で構成される回転子本体と、前記回転子本体の内部に延在して前記回転子本体と一体に形成され、前記回転子本体を構成する磁性体部材よりも比較的磁気抵抗の大きい部材で構成されて、互いに並設される複数の磁束制御部分とを備え、前記複数の磁束制御部分により構成されるｄ軸とｑ軸との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転する回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体の中心部に一体に結合される第１の回転軸部材と、前記第１の回転軸部材における端部の外周部に嵌合によって結合される第２の回転軸部材とを設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１および図２について説明する。図１は実施の形態１におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。図２は実施の形態１における２極機として構成されたリラクタンスモータ回転子の構成を示す横断面図、および、これと比較対照するための４極機として構成されたリラクタンスモータ回転子の構成を示す横断面図である。
【００１０】
リラクタンスモータ回転子の構成を示す図１において、回転子１は回転子本体１ａおよびエンドリング３ならびに回転軸部材４および回転軸部材５によって構成されている。
回転子本体１ａは、円形磁性板を積層したて円柱状の積層コア鉄心により構成され、中心部に軸貫通穴１ｂが設けられている。
エンドリング３は、円柱状の積層コア鉄心からなる回転子本体１ａの両端面に回転子本体１ａと一体に設けられている。
【００１１】
回転軸部材４は、その本体貫通軸部４ｂを回転子本体１ａの軸貫通穴１ｂに焼嵌めにより嵌合され、その端部４ｂ，４ｃを回転子本体１ａの端面から突出している。
回転軸部材５は、回転軸部材４における端部４ｂ，４ｃの直径φｄよりも大きな直径φＤをそれぞれ持つ軸部５ａおよび軸部５ｂで構成されている。
回転軸部材５の軸部５ａは、その図示右端面を回転子本体１ａの左端面に接した状態で、回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
また、回転軸部材５の軸部５ｂは、その図示左端面を回転子本体１ａの右端面に接した状態で、回転軸部材４の端部４ｃに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
回転軸部材４の端部４ｂに結合された回転軸部材５の軸部５ａは反駆動側として構成され、回転軸部材４の端部４ｃに結合された回転軸部材５の軸部５ｂは駆動側として構成される。
【００１２】
回転子本体１ａの横断面構成を示す図２（ａ）のように、積層コア鉄心からなる磁性体で構成される回転子本体１ａには、回転子本体１ａの内部に延在して前記回転子本体１ａと一体にフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５が形成され、これらのフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５には回転子本体１ａを構成する磁性体部分よりも比較的リラクタンスが大きく磁気抵抗の大きい銅やアルミなどの部材が充填されている。
フラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５は、紙面と直交する回転子本体１ａの中心軸線から図示上方向に延長する径方向軸線Ｒ１および回転子本体１ａの中心軸線から図示下方向に延長する径方向軸線Ｒ２を線対称として、それぞれ対をなして形成され、径方向軸線Ｒ１，Ｒ２に沿って配設されている。
このようにフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５が配設されていることにより、磁束が流れやすい方向であるｄ軸および磁束が流れにくい方向であるｑ軸が構成され、２極機リラクタンスモータとしての突極性が付与されるものである。
【００１３】
ここで、ｄ軸における磁気抵抗すなわちリラクタンスを十分小さくし、ｑ軸における磁気抵抗すなわちリラクタンスを十分大きくして、リラクタンスモータとしての同期特性を確保するためには、フラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５の延在方向をｄ軸すなわち径方向軸線Ｒ１，Ｒ２に対して、極力、平行に配置する必要があり、回転子本体１ａの中心軸線に設けた軸穴の直径φ２を小さくせざるを得ない結果となる。これによって、回転子本体１ａの軸穴に嵌合により結合される回転子軸の直径もまた小さくなるものである。
【００１４】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す実施の形態１における２極機リラクタンスモータ回転子との比較のための、従来の４極機リラクタンスモータ回転子の構成を示す横断面図である。
図２（ｂ）に示す４極機リラクタンスモータ回転子構成では、フラックスバリアスリットＳｎの配置構成が回転子本体における軸穴の直径φ４を確保するのに都合の良い状況になっている。
この図２（ｂ）において、回転子コア鉄心外直径と軸径の比（軸径／回転子コア鉄心外直径）は４極機で０．３４であり、図２（ａ）に示す実施の形態１における２極機で０．１８である。４極機に比べて２極機の軸径は細いことがわかる。
【００１５】
この実施の形態１においては、直径φｄの回転軸部材４における外周に直径φＤの回転軸部材５ａ，５ｂが焼嵌めによる嵌合により結合され、回転軸部の剛性を向上して、軸振動による共振が起る危険回転数を稼働回転数よりも十分に高くすることができるものである。
【００１６】
この発明は、電気的に必要な性能である同期特性を要求スペック通りに出すために磁束の流れるフラックスバリアスリットを大きくとったことにより回転子コア鉄心に焼嵌めする軸の軸穴を小さくしなければならない２極機のリラクタンスモータに特有な回転子コア鉄心構造について、軸径穴が小さくなったために、焼嵌めされる軸が細くなり、軸の曲げ剛性低下による軸振動が発生する危険回転数が稼動回転数に対して十分に高くとれない回転子構造において、軸振動が発生する危険回転数を稼動回転数に対して十分高くする回転子構造に関するものである。
【００１７】
実施の形態１では、１極当りに間隔をおいて複数層配置されて、アルミや銅などの導電材が射込まれているフラックスバリアスリットを有することにより、磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸を形成し、ｄ軸とｑ軸の間に発生するリラクタンストルクを流用して回転する２極のリラクタンスモータの回転子構造において、回転子コア鉄心に焼嵌めされた軸より更に直径の大きい軸を回転子コア鉄心に焼嵌めされた軸に焼嵌めすることを特徴としたリラクタンスモータを構成したので、軸径の細い軸４を回転子コア鉄心１に焼嵌めし、軸４の両端に軸５を焼嵌めすることにより回転子コア鉄心１に直接焼嵌めされた軸を用いるよりさらに直径の太い軸を形成した回転子構造となり、従来のバランス調整基準で危険回転数を稼動回転数より十分大きくとる効果がある。
【００１８】
この発明による実施の形態１によれば、積層コア鉄心からなる磁性体で構成される回転子本体１ａと、前記回転子本体１ａの内部に延在して前記回転子本体１ａと一体に形成され、前記回転子本体１ａを構成する磁性体部分よりも比較的リラクタンスが大きく磁気抵抗の大きい銅やアルミなどの部材が充填されたフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５で構成され、互いに並設される複数の磁束制御部分とを備え、前記フラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５からなる複数の磁束制御部分によって、前記回転子本体１ａにおける中心部から外径に向かう第１の径方向軸線Ｒ１に沿って流通する磁束および前記第１の径方向軸線Ｒ１と反対方向に向かう第２の径方向軸線Ｒ２に沿って流通する磁束を比較的流れやすくしてｄ軸を構成するとともに、前記第１の径方向軸線Ｒ１と直角方向に向かう第３の径方向軸線Ｒ３に沿って流通する磁束および前記第３の径方向軸線Ｒ３と反対方向に向かう第４の径方向軸線Ｒ４に沿って流通する磁束を比較的流れにくくしてｑ軸を構成し、前記フラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５からなる複数の磁束制御部分によって磁束が比較的流れやすくされたｄ軸を構成する第１および第２の径方向軸線Ｒ１，Ｒ２における突極性により、前記ｄ軸を構成する第１および第２の径方向軸線Ｒ１，Ｒ２と前記ｑ軸を構成する第３および第４の径方向軸線Ｒ３，Ｒ４との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転する回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体１ａの中心部に焼嵌めによる嵌合によって一体に結合される本体貫通軸部４ａを有する第１の回転軸部材４と、前記第１の回転軸部材４における端部４ｂ，４ｃの外周部に焼嵌めによる嵌合によって結合される前記回転子本体１ａにおける本体貫通軸部４ａの直径φｄよりも大きな直径φＤを持つ軸部５ａ，５ｂで構成される第２の回転軸部材５とを設けたので、回転子本体１ａの中心部に一体に結合される第１の回転軸部材４の外周部に嵌合によって結合される第２の回転軸部材５ａ，５ｂを設けることにより、電気的性能である同期特性を満足し、かつ、軸振動による共振が起る危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能な回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ることができる。
【００１９】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図３について説明する。図３は実施の形態２におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２０】
リラクタンスモータ回転子の構成を示す図３において、回転軸部材４は、その本体貫通軸部４ａを回転子本体１ａの軸貫通穴１ｂに焼嵌めにより嵌合され、その端部４ｂ，４ｃを回転子本体１ａの端面から突出している。
回転軸部材５は、回転軸部材４における端部４ｂ，４ｃの直径φｄよりも大きな直径φＤをそれぞれ持つ軸部５ａおよび軸部５ｂで構成されている。
回転軸部材５の軸部５ａは、その図示右端面を回転子本体１ａの左端面に接した状態で、回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
また、回転軸部材５の軸部５ｂは、その図示左端面を回転子本体１ａの右端面に接した状態で、回転軸部材４の端部４ｃに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
回転軸部材４の端部４ｂに結合された回転軸部材５の軸部５ａは反駆動側として構成され、回転軸部材４の端部４ｃに結合された回転軸部材５の軸部５ｂは駆動側として構成される。
【００２１】
そして、稼動時の駆動トルク作用時に焼嵌め嵌合部が滑らないように駆動側の軸部５ｂについては焼嵌め範囲Ｂを十分にとった構造としている。
駆動側の軸部５ｂにおける焼嵌め範囲Ｂは、反駆動側の軸部５ａにおける焼嵌め範囲Ａに比べて十分大きいものである。
【００２２】
実施の形態２では、１極当りに間隔をおいて複数層配置されて、アルミや銅などの導電材が射込まれているフラックスバリアスリットを有することにより、磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸を形成し、ｄ軸とｑ軸の間に発生するリラクタンストルクを流用して回転する２極のリラクタンスモータの回転子構造において、回転子コア鉄心に焼嵌めされた軸より更に直径の大きい軸を回転子コア鉄心に焼嵌めされた軸に焼嵌めすることを特徴としたリラクタンスモータを構成し、かつ、駆動側の軸部５ｂにおける焼嵌め範囲Ｂを十分にとるようにしたので、軸径の細い軸４を回転子コア鉄心１に焼嵌めし、軸４の両端に軸５を焼嵌めすることにより回転子コア鉄心１に直接焼嵌めされた軸を用いるよりさらに直径の太い軸を形成した回転子構造となり、従来のバランス調整基準で危険回転数を稼動回転数より十分大きくとる効果があり、駆動トルクにより軸４と軸部５ｂの焼嵌め嵌合部が滑らない効果がある。
【００２３】
この発明による実施の形態２によれば、前述した実施の形態１に示されるフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５からなる複数の磁束制御部分を含む回転子本体１ａを具備した２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体１ａの中心部に焼嵌めによる嵌合によって一体に結合される本体貫通軸部４ａを有する第１の回転軸部材４と、前記第１の回転軸部材４における端部４ｂ，４ｃの外周部に焼嵌めによる嵌合によって結合される前記回転子本体１ａにおける本体貫通軸部４ａの直径φｄよりも大きな直径φＤを持つ軸部５ａ，５ｂで構成される第２の回転軸部材５とを設け、かつ、駆動側の軸部５ｂにおける焼嵌め範囲Ｂを反駆動側の軸部５ａにおける焼嵌め範囲Ａよりも大きくしたので、回転子本体１ａの中心部に一体に結合される第１の回転軸部材４の外周部に嵌合によって結合される軸部５ａ，５ｂで構成される第２の回転軸部材５を設けるとともに、駆動側の軸部５ｂにおける焼嵌め範囲Ｂを十分にとることにより、電気的性能である同期特性を満足し、かつ、軸振動による共振が起る危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能なばかりでなく、駆動トルクによる回転軸部材４の端部４ｃと回転軸部材５の軸部５ｂとの焼嵌め嵌合部分の滑りを適切に阻止し確実に結合できる回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ることができる。
【００２４】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図４および図５について説明する。図４は実施の形態３におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。図５は実施の形態３におけるリラクタンスモータ回転子に結合する段付回転軸部材の構成を示す側面図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２５】
リラクタンスモータ回転子の構成を示す図４において、回転軸部材４は、本体貫通軸部４ａと、端部４ｂと、段付軸部４ｄとを有するものである。
回転軸部材４は、その本体貫通軸部４ａを回転子本体１ａの軸貫通穴１ｂに焼嵌めにより嵌合されて回転子本体１ａに結合され、その端部４ｂを回転子本体１ａの端面から突出している。回転軸部材４の段付軸部４ｄは、その図示左側の段付端面を回転子本体１ａの図示右側端面に接合した状態で回転子本体１ａに結合されている。
回転軸部材５は、回転軸部材４における本体貫通軸部４ａおよび端部４ｂの直径φｄよりも大きな直径φＤを持つ軸部５ａで構成されている。
回転軸部材５の軸部５ａは、その図示右端面を回転子本体１ａの左端面に接した状態で、回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
回転軸部材４の端部４ｂに結合された回転軸部材５の軸部５ａは反駆動側として構成され、回転軸部材４の段付軸部４ｄは駆動側として構成される。
【００２６】
段付軸部４ｄを有する回転軸部材４は、図５に示されている。
段付軸としての回転軸部材４は、回転子本体１ａの回転子コア鉄心に焼嵌め可能な細い軸径φｄを持つ本体貫通軸部４ａおよび４ｂと太い軸径φＤを持つ段付軸部４ｄを有している。
回転軸部材４の本体貫通軸部４ａと段付軸部４ｄとの境界部分には段付Ｒ部が形成される。
【００２７】
モータの駆動側から段付軸部４ｄを有する回転軸部材４の本体貫通軸部４ａを挿入し、回転子本体１ａの回転子コア鉄心に焼嵌めすることにより駆動側の軸を形成する。
さらに、反駆動側から回転軸部材５の軸部５ａを段付軸部４ｄを有する回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めすることにより回転子軸を構成する。
【００２８】
実施の形態３では、１極当りに間隔をおいて複数層配置されて、アルミや銅などの導電材が射込まれているフラックスバリアスリットを有することにより、磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸を形成し、ｄ軸とｑ軸の間に発生するリラクタンストルクを流用して回転する２極のリラクタンスモータの回転子構造において、回転子コア鉄心に焼嵌め可能な軸径の細い部分と軸径の太い部分を有する段付軸を駆動側から挿入することにより回転子コア鉄心に焼嵌めし、反駆動側に直径の大きい軸を回転子コア鉄心に焼嵌めされた段付軸に焼嵌めすることを特徴としたリラクタンスモータを構成したので、段付軸４を回転子コア鉄心１に駆動側から焼嵌めし、段付軸４に軸５を焼嵌めすることにより回転子コア鉄心１に直接焼嵌めされた軸を用いるよりさらに直径の太い軸を形成した回転子構造となり、従来のバランス調整基準で危険回転数を稼動回転数より十分大きくとる効果があり、さらに、駆動側の軸に作用する駆動トルクによる焼嵌め部分の滑り問題を解消する効果がある。
【００２９】
この発明による実施の形態３によれば、前述した実施の形態１に示されるフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５からなる複数の磁束制御部分を含む回転子本体１ａを具備した２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体の中心部を貫通し前記回転子本体の中心部に焼嵌めによる嵌合により一体に結合される本体貫通軸部４ａおよび前記本体貫通軸部４ａの駆動側に一体に設けられ前記本体貫通軸部４ａよりも直径の大きな段付軸部４ｄで構成される第１の回転軸部材４と、前記回転子本体１ａの中心部から突出した前記第１の回転軸部材４の反駆動側端部４ｂにおける外周部に嵌合によって結合される前記第１の回転軸部材４における本体貫通軸部４ａの直径φｄよりも直径の大きな直径φＤを持つ軸部５ａで構成される第２の回転軸部材５とを設けたので、本体貫通軸部４ａおよび段付軸部４ｄで構成される第１の回転軸部材４と第１の回転軸部材４の反駆動側端部４ｂにおける外周部に嵌合によって結合される軸部５ａで構成される第２の回転軸部材５とを設けることにより、電気的性能としての同期特性を満足し、かつ、危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能なばかりでなく、回転軸部材４の駆動側に作用する駆動トルクを回転軸部材４に一体に構成された段付軸部４ｄによって滑りを生ずることなく確実に伝達し得る回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ることができる。
【００３０】
実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図６および図７について説明する。図６は実施の形態４におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。図７は実施の形態４におけるリラクタンスモータ回転子に結合するフランジを有する段付軸の構成を示す側面図である。図８は実施の形態４におけるリラクタンスモータ回転子に結合するフランジを有する軸の構成を示す側面図である。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００３１】
リラクタンスモータ回転子の構成を示す図６において、回転軸部材４は、本体貫通軸部４ａと、端部４ｂと、フランジ４ｆを有する軸部４ｅとで構成されるものである。
回転軸部材４は、その本体貫通軸部４ａを回転子本体１ａの軸貫通穴１ｂに焼嵌めにより嵌合されて回転子本体１ａに結合され、その端部４ｂを回転子本体１ａの端面から突出している。回転軸部材４のフランジ４ｆを有する軸部４ｅは、フランジ４ｆの図示左側の端面を回転子本体１ａの図示右側端面に設けられたエンドリング３の右側端面に当接しエンドリング３を介して回転子本体１ａに一体に結合された状態で、回転子本体１ａに結合されている。
回転軸部材６は、フランジ６ｆを有し回転軸部材４における本体貫通軸部４ａおよび端部４ｂの直径φｄよりも大きな直径φＤを持つ軸部６ｄで構成されている。
回転軸部材６は、フランジ６ｆの図示右側端面を回転子本体１ａの左側端面に設けられたエンドリング３の左側端面に当接しエンドリング３を介して回転子本体１ａに一体に結合された状態で、その軸部６ｄを回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
回転軸部材４の端部４ｂに結合された回転軸部材６は反駆動側として構成され、回転軸部材４の軸部４ｅは駆動側として構成される。
【００３２】
図７にフランジ４ｆを有する軸部４ｅを備えた回転軸部材４を示し、図８に段付軸部４ｄを有する回転軸部材４に焼嵌め可能な軸部６ｄで構成されたフランジ６ｆを有する回転軸部材６を示している。
段付軸としての回転軸部材４は、回転子本体１ａの回転子コア鉄心に焼嵌め可能な細い軸径φｄを持つ本体貫通軸部４ａと太い軸径φＤを持つ軸部４ｅで構成されフランジ４ｆを有している。
回転軸部材４の本体貫通軸部４ａとフランジ４ｆとの境界部分には段付Ｒ部が形成されている。
【００３３】
モータの駆動側から段付軸部４ｄで構成されたフランジ４ｆを有する回転軸部材４の本体貫通軸部４ａを挿入し、回転子本体１ａの回転子コア鉄心に焼嵌めすることにより駆動側の軸を形成する。
さらに、反駆動側から回転軸部材６を回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めすることにより回転子軸を構成する。
【００３４】
フランジ４ｆを有する回転軸部材４およびフランジ６ｆを有する回転軸部材６は、それぞれフランジを有することにより、フランジを介して曲げモーメントを回転子本体１ａにおける回転子コア全体に分担させて軸に曲げモーメントが全て作用しないようにした。
さらに、図５に示す実施の形態３における段付軸４と異なり、エンドリング３の存在から生じた空間によりフランジ４ｆとの間において段付Ｒ部に十分な大きさの半径のＲ加工が可能となり、応力集中による軸強度の低下を抑制した構造となっている。
【００３５】
実施の形態４では、１極当りに間隔をおいて複数層配置されて、アルミや銅などの導電材が射込まれているフラックスバリアスリットを有することにより、磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸を形成し、ｄ軸とｑ軸の間に発生するリラクタンストルクを流用して回転する２極のリラクタンスモータの回転子構造において、回転子コア鉄心に焼嵌め可能な軸径の細い部分と軸径の太い部分との間にフランジを有する段付軸を駆動側から挿入することにより回転子コア鉄心に焼嵌めし、反駆動側に直径の大きいフランジを有する軸を回転子コア鉄心に焼嵌めされたフランジを有する段付軸に焼嵌めすることを特徴としたリラクタンスモータを構成したので、フランジ４ｆを有する段付軸４を回転子コア鉄心１に焼嵌めし、段付軸４の反駆動側にフランジ６ｆを有する軸６を焼嵌めすることにより回転子コア鉄心１に直接焼嵌めされた軸を用いるよりさらに直径の太い軸を形成した回転子構造となり、従来のバランス調整基準で危険回転数を稼動回転数より十分大きくとる効果があり、さらに軸に作用する曲げモーメントをフランジを介して回転子に分担させることにより軸に曲げモーメントが全て作用しないようにして、さらに段付Ｒ部に十分なＲ加工を施すことにより、応力集中による軸強度の低下を抑制し、軸強度を向上させる効果がある。
【００３６】
この発明による実施の形態４によれば、前述した実施の形態１に示されるフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５からなる複数の磁束制御部分を含む回転子本体１ａを具備した２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体１ａの中心部を貫通し前記回転子本体１ａの中心部に焼嵌めによる嵌合により一体に結合される本体貫通軸部４ａおよび前記本体貫通軸部４ａの駆動側に一体に設けられ前記本体貫通軸部４ａよりも大きな直径を持つ軸部４ｅで構成され前記回転子本体１ａの端面に設けられたエンドリング３の端面に当接してエンドリング３を介して前記回転子本体１ａに一体に結合されるフランジ４ｆを有する第１の回転軸部材４と、前記回転子本体１ａの中心部から突出した前記第１の回転軸部材４の反駆動側端部４ｂにおける外周部に嵌合によって結合される前記第１の回転軸部材４における本体貫通軸部４ａの直径φｄよりも直径の大きな直径φＤを持つ軸部５ｄで構成され前記回転子本体１ａの端面に設けられたエンドリング３の端面に当接してエンドリング３を介して前記回転子本体１ａに一体に結合されるフランジ５ｆを有する第２の回転軸部材５ａとを設けたので、本体貫通軸部４ａおよびフランジ４ｆを有する軸部４ｅで構成される第１の回転軸部材４と第１の回転軸部材４の反駆動側端部４ｂにおける外周部に嵌合によって結合される軸部５ｄで構成されるフランジ５ｆを有する第２の回転軸部材５ａとを設けることにより、電気的性能としての同期特性を満足し、かつ、軸振動による共振が起る危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能なばかりでなく、軸に作用する曲げモーメントをフランジを介して回転子に分担させることにより回転軸部材への曲げモーメントによる荷重を軽減し、かつ、段付Ｒ部に十分な大きさの半径によるＲ加工を施すことによって、応力集中による軸強度の低下を抑制して、軸強度を向上できる回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、電気的性能としての同期特性を満足し、かつ、危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能な回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の形態１におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。
【図２】この発明による実施の形態１における２極機リラクタンスモータと４極機リラクタンスモータとの比較を示す横断面図である。
【図３】この発明による実施の形態２におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。
【図４】この発明による実施の形態３におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。
【図５】この発明による実施の形態３における回転軸部材の構成を示す側面図である。
【図６】この発明による実施の形態４におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。
【図７】この発明による実施の形態４における第１の回転軸部材の構成を示す側面図である。
【図８】この発明による実施の形態４における第２の回転軸部材の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 回転子本体、Ｓ１〜Ｓ５ フラックスバリアスリット、３ エンドリング、４ 回転軸部材、４ａ 本体貫通軸部、４ｂ，４ｃ 端部、４ｄ 段付軸部、５ 回転軸部材、５ａ，５ｄ 軸部、５ｆ フランジ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、リラクタンスモータ、特に、フラックスバリアスリットにより突極性を付与された回転子を具備し、回転子位置に応じて変化するリラクタンスによってトルクを発生するようにした２極のシンクロナスリラクタンスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リラクタンスモータは、回転子コア鉄心にリラクタンスが小さく磁束の流れやすい方向であるｄ軸とリラクタンスが大きく磁束の流れにくい方向であるｑ軸とを構成し、ｄ軸とｑ軸との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転するモータである。
リラクタンスモータにおけるｄ軸とｑ軸とが構成され突極性が付与された回転子は、固定子により生成された回転磁界に同期して、その磁気抵抗すなわちリラクタンスが最小になるように回転するものである。
ｄ軸とｑ軸を電気的に作り出すためのフラックスバリアスリットは、１極当りに間隔をおいて複数層配置されている（例えば、特許文献１参照）。
弧状に延在するフラックスバリアスリットの端部と平行する方向にｄ軸が構成され中央部と直交する方向にｑ軸が構成されるのである。
そして、このように構成された回転子コア鉄心の軸穴に回転子軸を焼嵌めすることによって、回転子が作製される。
【０００３】
この従来技術による回転子構造は、４極機に関するものであるが、この発明に係る２極機では特別の問題がある。
２極機リラクタンスモータの場合には、フラックスバリアスリットの配置構成上の理由によって、所要の同期特性を確保するには、積層コア鉄心で構成された回転子本体の軸穴の直径を小さくする必要があり、回転子軸の直径を小さくせざるを得ないのである。
【０００４】
通常、このようなモータを稼動させると回転によるアンバランスから軸振動の共振が発生するが、バランス調整と回転子軸の曲げ剛性確保により実際に稼動する回転数より十分高い回転数で回転しなければ軸振動の共振が起らないようにしている。ここで、軸振動の共振が起る回転数を危険回転数と呼ぶ。
【０００５】
前述したように、同期特性を満足するためには２極機の回転子軸の直径は４極機の回転子軸の直径に比べて小さくなり、軸の曲げ剛性が低くなるため、２極機リラクタンスモータでは、従来のバランス調整基準より更に厳しい基準でバランス調整をしなければ危険回転数が稼動回転数に対して十分に高くとれないという問題が生じる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２５８２２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、電気的性能としての同期特性を満足し、かつ、危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能な回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るリラクタンスモータでは、磁性体部材で構成される回転子本体と、前記回転子本体の内部に延在して前記回転子本体と一体に形成され、前記回転子本体を構成する磁性体部材よりも比較的磁気抵抗の大きい部材で構成されて、互いに並設される複数の磁束制御部分とを備え、前記複数の磁束制御部分により構成されるｄ軸とｑ軸との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転する回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体の中心部に一体に結合される第１の回転軸部材と、前記第１の回転軸部材における端部の外周部に嵌合によって結合される第２の回転軸部材とを設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１および図２について説明する。図１は実施の形態１におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。図２は実施の形態１における２極機として構成されたリラクタンスモータ回転子の構成を示す横断面図、および、これと比較対照するための４極機として構成されたリラクタンスモータ回転子の構成を示す横断面図である。
【００１０】
リラクタンスモータ回転子の構成を示す図１において、回転子１は回転子本体１ａおよびエンドリング３ならびに回転軸部材４および回転軸部材５によって構成されている。
回転子本体１ａは、円形磁性板を積層したて円柱状の積層コア鉄心により構成され、中心部に軸貫通穴１ｂが設けられている。
エンドリング３は、円柱状の積層コア鉄心からなる回転子本体１ａの両端面に回転子本体１ａと一体に設けられている。
【００１１】
回転軸部材４は、その本体貫通軸部４ｂを回転子本体１ａの軸貫通穴１ｂに焼嵌めにより嵌合され、その端部４ｂ，４ｃを回転子本体１ａの端面から突出している。
回転軸部材５は、回転軸部材４における端部４ｂ，４ｃの直径φｄよりも大きな直径φＤをそれぞれ持つ軸部５ａおよび軸部５ｂで構成されている。
回転軸部材５の軸部５ａは、その図示右端面を回転子本体１ａの左端面に接した状態で、回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
また、回転軸部材５の軸部５ｂは、その図示左端面を回転子本体１ａの右端面に接した状態で、回転軸部材４の端部４ｃに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
回転軸部材４の端部４ｂに結合された回転軸部材５の軸部５ａは反駆動側として構成され、回転軸部材４の端部４ｃに結合された回転軸部材５の軸部５ｂは駆動側として構成される。
【００１２】
回転子本体１ａの横断面構成を示す図２（ａ）のように、積層コア鉄心からなる磁性体で構成される回転子本体１ａには、回転子本体１ａの内部に延在して前記回転子本体１ａと一体にフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５が形成され、これらのフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５には回転子本体１ａを構成する磁性体部分よりも比較的リラクタンスが大きく磁気抵抗の大きい銅やアルミなどの部材が充填されている。
フラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５は、紙面と直交する回転子本体１ａの中心軸線から図示上方向に延長する径方向軸線Ｒ１および回転子本体１ａの中心軸線から図示下方向に延長する径方向軸線Ｒ２を線対称として、それぞれ対をなして形成され、径方向軸線Ｒ１，Ｒ２に沿って配設されている。
このようにフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５が配設されていることにより、磁束が流れやすい方向であるｄ軸および磁束が流れにくい方向であるｑ軸が構成され、２極機リラクタンスモータとしての突極性が付与されるものである。
【００１３】
ここで、ｄ軸における磁気抵抗すなわちリラクタンスを十分小さくし、ｑ軸における磁気抵抗すなわちリラクタンスを十分大きくして、リラクタンスモータとしての同期特性を確保するためには、フラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５の延在方向をｄ軸すなわち径方向軸線Ｒ１，Ｒ２に対して、極力、平行に配置する必要があり、回転子本体１ａの中心軸線に設けた軸穴の直径φ２を小さくせざるを得ない結果となる。これによって、回転子本体１ａの軸穴に嵌合により結合される回転子軸の直径もまた小さくなるものである。
【００１４】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す実施の形態１における２極機リラクタンスモータ回転子との比較のための、従来の４極機リラクタンスモータ回転子の構成を示す横断面図である。
図２（ｂ）に示す４極機リラクタンスモータ回転子構成では、フラックスバリアスリットＳｎの配置構成が回転子本体における軸穴の直径φ４を確保するのに都合の良い状況になっている。
この図２（ｂ）において、回転子コア鉄心外直径と軸径の比（軸径／回転子コア鉄心外直径）は４極機で０．３４であり、図２（ａ）に示す実施の形態１における２極機で０．１８である。４極機に比べて２極機の軸径は細いことがわかる。
【００１５】
この実施の形態１においては、直径φｄの回転軸部材４における外周に直径φＤの回転軸部材５ａ，５ｂが焼嵌めによる嵌合により結合され、回転軸部の剛性を向上して、軸振動による共振が起る危険回転数を稼働回転数よりも十分に高くすることができるものである。
【００１６】
この発明は、電気的に必要な性能である同期特性を要求スペック通りに出すために磁束の流れるフラックスバリアスリットを大きくとったことにより回転子コア鉄心に焼嵌めする軸の軸穴を小さくしなければならない２極機のリラクタンスモータに特有な回転子コア鉄心構造について、軸径穴が小さくなったために、焼嵌めされる軸が細くなり、軸の曲げ剛性低下による軸振動が発生する危険回転数が稼動回転数に対して十分に高くとれない回転子構造において、軸振動が発生する危険回転数を稼動回転数に対して十分高くする回転子構造に関するものである。
【００１７】
実施の形態１では、１極当りに間隔をおいて複数層配置されて、アルミや銅などの導電材が射込まれているフラックスバリアスリットを有することにより、磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸を形成し、ｄ軸とｑ軸の間に発生するリラクタンストルクを流用して回転する２極のリラクタンスモータの回転子構造において、回転子コア鉄心に焼嵌めされた軸より更に直径の大きい軸を回転子コア鉄心に焼嵌めされた軸に焼嵌めすることを特徴としたリラクタンスモータを構成したので、軸径の細い軸４を回転子コア鉄心１に焼嵌めし、軸４の両端に軸５を焼嵌めすることにより回転子コア鉄心１に直接焼嵌めされた軸を用いるよりさらに直径の太い軸を形成した回転子構造となり、従来のバランス調整基準で危険回転数を稼動回転数より十分大きくとる効果がある。
【００１８】
この発明による実施の形態１によれば、積層コア鉄心からなる磁性体で構成される回転子本体１ａと、前記回転子本体１ａの内部に延在して前記回転子本体１ａと一体に形成され、前記回転子本体１ａを構成する磁性体部分よりも比較的リラクタンスが大きく磁気抵抗の大きい銅やアルミなどの部材が充填されたフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５で構成され、互いに並設される複数の磁束制御部分とを備え、前記フラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５からなる複数の磁束制御部分によって、前記回転子本体１ａにおける中心部から外径に向かう第１の径方向軸線Ｒ１に沿って流通する磁束および前記第１の径方向軸線Ｒ１と反対方向に向かう第２の径方向軸線Ｒ２に沿って流通する磁束を比較的流れやすくしてｄ軸を構成するとともに、前記第１の径方向軸線Ｒ１と直角方向に向かう第３の径方向軸線Ｒ３に沿って流通する磁束および前記第３の径方向軸線Ｒ３と反対方向に向かう第４の径方向軸線Ｒ４に沿って流通する磁束を比較的流れにくくしてｑ軸を構成し、前記フラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５からなる複数の磁束制御部分によって磁束が比較的流れやすくされたｄ軸を構成する第１および第２の径方向軸線Ｒ１，Ｒ２における突極性により、前記ｄ軸を構成する第１および第２の径方向軸線Ｒ１，Ｒ２と前記ｑ軸を構成する第３および第４の径方向軸線Ｒ３，Ｒ４との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転する回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体１ａの中心部に焼嵌めによる嵌合によって一体に結合される本体貫通軸部４ａを有する第１の回転軸部材４と、前記第１の回転軸部材４における端部４ｂ，４ｃの外周部に焼嵌めによる嵌合によって結合される前記回転子本体１ａにおける本体貫通軸部４ａの直径φｄよりも大きな直径φＤを持つ軸部５ａ，５ｂで構成される第２の回転軸部材５とを設けたので、回転子本体１ａの中心部に一体に結合される第１の回転軸部材４の外周部に嵌合によって結合される第２の回転軸部材５ａ，５ｂを設けることにより、電気的性能である同期特性を満足し、かつ、軸振動による共振が起る危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能な回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ることができる。
【００１９】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図３について説明する。図３は実施の形態２におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２０】
リラクタンスモータ回転子の構成を示す図３において、回転軸部材４は、その本体貫通軸部４ａを回転子本体１ａの軸貫通穴１ｂに焼嵌めにより嵌合され、その端部４ｂ，４ｃを回転子本体１ａの端面から突出している。
回転軸部材５は、回転軸部材４における端部４ｂ，４ｃの直径φｄよりも大きな直径φＤをそれぞれ持つ軸部５ａおよび軸部５ｂで構成されている。
回転軸部材５の軸部５ａは、その図示右端面を回転子本体１ａの左端面に接した状態で、回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
また、回転軸部材５の軸部５ｂは、その図示左端面を回転子本体１ａの右端面に接した状態で、回転軸部材４の端部４ｃに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
回転軸部材４の端部４ｂに結合された回転軸部材５の軸部５ａは反駆動側として構成され、回転軸部材４の端部４ｃに結合された回転軸部材５の軸部５ｂは駆動側として構成される。
【００２１】
そして、稼動時の駆動トルク作用時に焼嵌め嵌合部が滑らないように駆動側の軸部５ｂについては焼嵌め範囲Ｂを十分にとった構造としている。
駆動側の軸部５ｂにおける焼嵌め範囲Ｂは、反駆動側の軸部５ａにおける焼嵌め範囲Ａに比べて十分大きいものである。
【００２２】
実施の形態２では、１極当りに間隔をおいて複数層配置されて、アルミや銅などの導電材が射込まれているフラックスバリアスリットを有することにより、磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸を形成し、ｄ軸とｑ軸の間に発生するリラクタンストルクを流用して回転する２極のリラクタンスモータの回転子構造において、回転子コア鉄心に焼嵌めされた軸より更に直径の大きい軸を回転子コア鉄心に焼嵌めされた軸に焼嵌めすることを特徴としたリラクタンスモータを構成し、かつ、駆動側の軸部５ｂにおける焼嵌め範囲Ｂを十分にとるようにしたので、軸径の細い軸４を回転子コア鉄心１に焼嵌めし、軸４の両端に軸５を焼嵌めすることにより回転子コア鉄心１に直接焼嵌めされた軸を用いるよりさらに直径の太い軸を形成した回転子構造となり、従来のバランス調整基準で危険回転数を稼動回転数より十分大きくとる効果があり、駆動トルクにより軸４と軸部５ｂの焼嵌め嵌合部が滑らない効果がある。
【００２３】
この発明による実施の形態２によれば、前述した実施の形態１に示されるフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５からなる複数の磁束制御部分を含む回転子本体１ａを具備した２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体１ａの中心部に焼嵌めによる嵌合によって一体に結合される本体貫通軸部４ａを有する第１の回転軸部材４と、前記第１の回転軸部材４における端部４ｂ，４ｃの外周部に焼嵌めによる嵌合によって結合される前記回転子本体１ａにおける本体貫通軸部４ａの直径φｄよりも大きな直径φＤを持つ軸部５ａ，５ｂで構成される第２の回転軸部材５とを設け、かつ、駆動側の軸部５ｂにおける焼嵌め範囲Ｂを反駆動側の軸部５ａにおける焼嵌め範囲Ａよりも大きくしたので、回転子本体１ａの中心部に一体に結合される第１の回転軸部材４の外周部に嵌合によって結合される軸部５ａ，５ｂで構成される第２の回転軸部材５を設けるとともに、駆動側の軸部５ｂにおける焼嵌め範囲Ｂを十分にとることにより、電気的性能である同期特性を満足し、かつ、軸振動による共振が起る危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能なばかりでなく、駆動トルクによる回転軸部材４の端部４ｃと回転軸部材５の軸部５ｂとの焼嵌め嵌合部分の滑りを適切に阻止し確実に結合できる回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ることができる。
【００２４】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図４および図５について説明する。図４は実施の形態３におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。図５は実施の形態３におけるリラクタンスモータ回転子に結合する段付回転軸部材の構成を示す側面図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２５】
リラクタンスモータ回転子の構成を示す図４において、回転軸部材４は、本体貫通軸部４ａと、端部４ｂと、段付軸部４ｄとを有するものである。
回転軸部材４は、その本体貫通軸部４ａを回転子本体１ａの軸貫通穴１ｂに焼嵌めにより嵌合されて回転子本体１ａに結合され、その端部４ｂを回転子本体１ａの端面から突出している。回転軸部材４の段付軸部４ｄは、その図示左側の段付端面を回転子本体１ａの図示右側端面に接合した状態で回転子本体１ａに結合されている。
回転軸部材５は、回転軸部材４における本体貫通軸部４ａおよび端部４ｂの直径φｄよりも大きな直径φＤを持つ軸部５ａで構成されている。
回転軸部材５の軸部５ａは、その図示右端面を回転子本体１ａの左端面に接した状態で、回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
回転軸部材４の端部４ｂに結合された回転軸部材５の軸部５ａは反駆動側として構成され、回転軸部材４の段付軸部４ｄは駆動側として構成される。
【００２６】
段付軸部４ｄを有する回転軸部材４は、図５に示されている。
段付軸としての回転軸部材４は、回転子本体１ａの回転子コア鉄心に焼嵌め可能な細い軸径φｄを持つ本体貫通軸部４ａおよび４ｂと太い軸径φＤを持つ段付軸部４ｄを有している。
回転軸部材４の本体貫通軸部４ａと段付軸部４ｄとの境界部分には段付Ｒ部が形成される。
【００２７】
モータの駆動側から段付軸部４ｄを有する回転軸部材４の本体貫通軸部４ａを挿入し、回転子本体１ａの回転子コア鉄心に焼嵌めすることにより駆動側の軸を形成する。
さらに、反駆動側から回転軸部材５の軸部５ａを段付軸部４ｄを有する回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めすることにより回転子軸を構成する。
【００２８】
実施の形態３では、１極当りに間隔をおいて複数層配置されて、アルミや銅などの導電材が射込まれているフラックスバリアスリットを有することにより、磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸を形成し、ｄ軸とｑ軸の間に発生するリラクタンストルクを流用して回転する２極のリラクタンスモータの回転子構造において、回転子コア鉄心に焼嵌め可能な軸径の細い部分と軸径の太い部分を有する段付軸を駆動側から挿入することにより回転子コア鉄心に焼嵌めし、反駆動側に直径の大きい軸を回転子コア鉄心に焼嵌めされた段付軸に焼嵌めすることを特徴としたリラクタンスモータを構成したので、段付軸４を回転子コア鉄心１に駆動側から焼嵌めし、段付軸４に軸５を焼嵌めすることにより回転子コア鉄心１に直接焼嵌めされた軸を用いるよりさらに直径の太い軸を形成した回転子構造となり、従来のバランス調整基準で危険回転数を稼動回転数より十分大きくとる効果があり、さらに、駆動側の軸に作用する駆動トルクによる焼嵌め部分の滑り問題を解消する効果がある。
【００２９】
この発明による実施の形態３によれば、前述した実施の形態１に示されるフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５からなる複数の磁束制御部分を含む回転子本体１ａを具備した２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体の中心部を貫通し前記回転子本体の中心部に焼嵌めによる嵌合により一体に結合される本体貫通軸部４ａおよび前記本体貫通軸部４ａの駆動側に一体に設けられ前記本体貫通軸部４ａよりも直径の大きな段付軸部４ｄで構成される第１の回転軸部材４と、前記回転子本体１ａの中心部から突出した前記第１の回転軸部材４の反駆動側端部４ｂにおける外周部に嵌合によって結合される前記第１の回転軸部材４における本体貫通軸部４ａの直径φｄよりも直径の大きな直径φＤを持つ軸部５ａで構成される第２の回転軸部材５とを設けたので、本体貫通軸部４ａおよび段付軸部４ｄで構成される第１の回転軸部材４と第１の回転軸部材４の反駆動側端部４ｂにおける外周部に嵌合によって結合される軸部５ａで構成される第２の回転軸部材５とを設けることにより、電気的性能としての同期特性を満足し、かつ、危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能なばかりでなく、回転軸部材４の駆動側に作用する駆動トルクを回転軸部材４に一体に構成された段付軸部４ｄによって滑りを生ずることなく確実に伝達し得る回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ることができる。
【００３０】
実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図６および図７について説明する。図６は実施の形態４におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。図７は実施の形態４におけるリラクタンスモータ回転子に結合するフランジを有する段付軸の構成を示す側面図である。図８は実施の形態４におけるリラクタンスモータ回転子に結合するフランジを有する軸の構成を示す側面図である。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００３１】
リラクタンスモータ回転子の構成を示す図６において、回転軸部材４は、本体貫通軸部４ａと、端部４ｂと、フランジ４ｆを有する軸部４ｅとで構成されるものである。
回転軸部材４は、その本体貫通軸部４ａを回転子本体１ａの軸貫通穴１ｂに焼嵌めにより嵌合されて回転子本体１ａに結合され、その端部４ｂを回転子本体１ａの端面から突出している。回転軸部材４のフランジ４ｆを有する軸部４ｅは、フランジ４ｆの図示左側の端面を回転子本体１ａの図示右側端面に設けられたエンドリング３の右側端面に当接しエンドリング３を介して回転子本体１ａに一体に結合された状態で、回転子本体１ａに結合されている。
回転軸部材６は、フランジ６ｆを有し回転軸部材４における本体貫通軸部４ａおよび端部４ｂの直径φｄよりも大きな直径φＤを持つ軸部６ｄで構成されている。
回転軸部材６は、フランジ６ｆの図示右側端面を回転子本体１ａの左側端面に設けられたエンドリング３の左側端面に当接しエンドリング３を介して回転子本体１ａに一体に結合された状態で、その軸部６ｄを回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めによる嵌合によって結合されている。
回転軸部材４の端部４ｂに結合された回転軸部材６は反駆動側として構成され、回転軸部材４の軸部４ｅは駆動側として構成される。
【００３２】
図７にフランジ４ｆを有する軸部４ｅを備えた回転軸部材４を示し、図８に段付軸部４ｄを有する回転軸部材４に焼嵌め可能な軸部６ｄで構成されたフランジ６ｆを有する回転軸部材６を示している。
段付軸としての回転軸部材４は、回転子本体１ａの回転子コア鉄心に焼嵌め可能な細い軸径φｄを持つ本体貫通軸部４ａと太い軸径φＤを持つ軸部４ｅで構成されフランジ４ｆを有している。
回転軸部材４の本体貫通軸部４ａとフランジ４ｆとの境界部分には段付Ｒ部が形成されている。
【００３３】
モータの駆動側から段付軸部４ｄで構成されたフランジ４ｆを有する回転軸部材４の本体貫通軸部４ａを挿入し、回転子本体１ａの回転子コア鉄心に焼嵌めすることにより駆動側の軸を形成する。
さらに、反駆動側から回転軸部材６を回転軸部材４の端部４ｂに焼嵌めすることにより回転子軸を構成する。
【００３４】
フランジ４ｆを有する回転軸部材４およびフランジ６ｆを有する回転軸部材６は、それぞれフランジを有することにより、フランジを介して曲げモーメントを回転子本体１ａにおける回転子コア全体に分担させて軸に曲げモーメントが全て作用しないようにした。
さらに、図５に示す実施の形態３における段付軸４と異なり、エンドリング３の存在から生じた空間によりフランジ４ｆとの間において段付Ｒ部に十分な大きさの半径のＲ加工が可能となり、応力集中による軸強度の低下を抑制した構造となっている。
【００３５】
実施の形態４では、１極当りに間隔をおいて複数層配置されて、アルミや銅などの導電材が射込まれているフラックスバリアスリットを有することにより、磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸を形成し、ｄ軸とｑ軸の間に発生するリラクタンストルクを流用して回転する２極のリラクタンスモータの回転子構造において、回転子コア鉄心に焼嵌め可能な軸径の細い部分と軸径の太い部分との間にフランジを有する段付軸を駆動側から挿入することにより回転子コア鉄心に焼嵌めし、反駆動側に直径の大きいフランジを有する軸を回転子コア鉄心に焼嵌めされたフランジを有する段付軸に焼嵌めすることを特徴としたリラクタンスモータを構成したので、フランジ４ｆを有する段付軸４を回転子コア鉄心１に焼嵌めし、段付軸４の反駆動側にフランジ６ｆを有する軸６を焼嵌めすることにより回転子コア鉄心１に直接焼嵌めされた軸を用いるよりさらに直径の太い軸を形成した回転子構造となり、従来のバランス調整基準で危険回転数を稼動回転数より十分大きくとる効果があり、さらに軸に作用する曲げモーメントをフランジを介して回転子に分担させることにより軸に曲げモーメントが全て作用しないようにして、さらに段付Ｒ部に十分なＲ加工を施すことにより、応力集中による軸強度の低下を抑制し、軸強度を向上させる効果がある。
【００３６】
この発明による実施の形態４によれば、前述した実施の形態１に示されるフラックスバリアスリットＳ１〜Ｓ５からなる複数の磁束制御部分を含む回転子本体１ａを具備した２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体１ａの中心部を貫通し前記回転子本体１ａの中心部に焼嵌めによる嵌合により一体に結合される本体貫通軸部４ａおよび前記本体貫通軸部４ａの駆動側に一体に設けられ前記本体貫通軸部４ａよりも大きな直径を持つ軸部４ｅで構成され前記回転子本体１ａの端面に設けられたエンドリング３の端面に当接してエンドリング３を介して前記回転子本体１ａに一体に結合されるフランジ４ｆを有する第１の回転軸部材４と、前記回転子本体１ａの中心部から突出した前記第１の回転軸部材４の反駆動側端部４ｂにおける外周部に嵌合によって結合される前記第１の回転軸部材４における本体貫通軸部４ａの直径φｄよりも直径の大きな直径φＤを持つ軸部５ｄで構成され前記回転子本体１ａの端面に設けられたエンドリング３の端面に当接してエンドリング３を介して前記回転子本体１ａに一体に結合されるフランジ５ｆを有する第２の回転軸部材５ａとを設けたので、本体貫通軸部４ａおよびフランジ４ｆを有する軸部４ｅで構成される第１の回転軸部材４と第１の回転軸部材４の反駆動側端部４ｂにおける外周部に嵌合によって結合される軸部５ｄで構成されるフランジ５ｆを有する第２の回転軸部材５ａとを設けることにより、電気的性能としての同期特性を満足し、かつ、軸振動による共振が起る危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能なばかりでなく、軸に作用する曲げモーメントをフランジを介して回転子に分担させることにより回転軸部材への曲げモーメントによる荷重を軽減し、かつ、段付Ｒ部に十分な大きさの半径によるＲ加工を施すことによって、応力集中による軸強度の低下を抑制して、軸強度を向上できる回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、電気的性能としての同期特性を満足し、かつ、危険回転数を稼動回転数より十分高くとることが可能な回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の形態１におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。
【図２】この発明による実施の形態１における２極機リラクタンスモータと４極機リラクタンスモータとの比較を示す横断面図である。
【図３】この発明による実施の形態２におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。
【図４】この発明による実施の形態３におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。
【図５】この発明による実施の形態３における回転軸部材の構成を示す側面図である。
【図６】この発明による実施の形態４におけるリラクタンスモータ回転子の構成を示す側面図である。
【図７】この発明による実施の形態４における第１の回転軸部材の構成を示す側面図である。
【図８】この発明による実施の形態４における第２の回転軸部材の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 回転子本体、Ｓ１〜Ｓ５ フラックスバリアスリット、３ エンドリング、４ 回転軸部材、４ａ 本体貫通軸部、４ｂ，４ｃ 端部、４ｄ 段付軸部、５ 回転軸部材、５ａ，５ｄ 軸部、５ｆ フランジ。
Claims (4)
- 磁性体部材で構成される回転子本体と、前記回転子本体の内部に延在して前記回転子本体と一体に形成され、前記回転子本体を構成する磁性体部材よりも比較的磁気抵抗の大きい部材で構成されて、互いに並設される複数の磁束制御部分とを備え、前記複数の磁束制御部分によって、前記回転子本体における磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸とを互いに直角方向に構成し、前記ｄ軸とｑ軸との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転する回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体の中心部に一体に結合される第１の回転軸部材と、前記第１の回転軸部材における端部の外周部に嵌合によって結合される第２の回転軸部材とを設けたことを特徴とするリラクタンスモータ。
- 磁性体部材で構成される回転子本体と、前記回転子本体の内部に延在して前記回転子本体と一体に形成され、前記回転子本体を構成する磁性体部材よりも比較的磁気抵抗の大きい部材で構成されて、互いに並設される複数の磁束制御部分とを備え、前記複数の磁束制御部分によって、前記回転子本体における磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸とを互いに直角方向に構成し、前記ｄ軸とｑ軸との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転する回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体の中心部を貫通し前記回転子本体の中心部に嵌合により一体に結合される第１の回転軸部材と、前記回転子本体の中心部から突出した前記第１の回転軸部材の両端における外周部に嵌合によって結合される第１の回転軸部材よりも直径の大きな軸部で構成される第２の回転軸部材とを設けたことを特徴とするリラクタンスモータ。
- 磁性体部材で構成される回転子本体と、前記回転子本体の内部に延在して前記回転子本体と一体に形成され、前記回転子本体を構成する磁性体部材よりも比較的磁気抵抗の大きい部材で構成されて、互いに並設される複数の磁束制御部分とを備え、前記複数の磁束制御部分によって、前記回転子本体における磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸とを互いに直角方向に構成し、前記ｄ軸とｑ軸との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転する回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体の中心部を貫通し前記回転子本体の中心部に嵌合により一体に結合される本体貫通軸部および前記本体貫通軸部の駆動側に一体に設けられ前記本体貫通軸部よりも直径の大きな段付軸部で構成される第１の回転軸部材と、前記回転子本体の中心部から突出した前記第１の回転軸部材の反駆動側端部における外周部に嵌合によって結合される前記第１の回転軸部材における本体貫通軸部よりも直径の大きな軸部で構成される第２の回転軸部材とを設けたことを特徴とするリラクタンスモータ。
- 磁性体部材で構成される回転子本体と、前記回転子本体の内部に延在して前記回転子本体と一体に形成され、前記回転子本体を構成する磁性体部材よりも比較的磁気抵抗の大きい部材で構成されて、互いに並設される複数の磁束制御部分とを備え、前記複数の磁束制御部分によって、前記回転子本体における磁束の流れやすい方向であるｄ軸と磁束の流れにくい方向であるｑ軸とを互いに直角方向に構成し、前記ｄ軸とｑ軸との間に発生するリラクタンストルクを利用して回転する回転子構造を構成する２極のリラクタンスモータにおいて、前記回転子本体の中心部を貫通し前記回転子本体の中心部に嵌合により一体に結合される本体貫通軸部および前記本体貫通軸部の駆動側に一体に設けられ前記本体貫通軸部よりも大きな直径を持つ軸部で構成され回転子本体の端面に結合されるフランジを有する第１の回転軸部材と、前記回転子本体の中心部から突出した前記第１の回転軸部材の反駆動側端部における外周部に嵌合によって結合される前記第１の回転軸部材における本体貫通軸部よりも大きな直径を持つ軸部で構成され回転子本体の端面に結合されるフランジを有する第２の回転軸部材とを設けたことを特徴とするリラクタンスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003015455A JP2004229433A (ja) | 2003-01-24 | 2003-01-24 | リラクタンスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003015455A JP2004229433A (ja) | 2003-01-24 | 2003-01-24 | リラクタンスモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004229433A true JP2004229433A (ja) | 2004-08-12 |
Family
ID=32903202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003015455A Pending JP2004229433A (ja) | 2003-01-24 | 2003-01-24 | リラクタンスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004229433A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106961178A (zh) * | 2016-01-08 | 2017-07-18 | 台湾电产科技股份有限公司 | 适用于同步马达的配重结构 |
| CN106961196A (zh) * | 2016-01-08 | 2017-07-18 | 台湾电产科技股份有限公司 | 同步马达的转子的结构 |
| CN112467909A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子、永磁电机和电动汽车 |
-
2003
- 2003-01-24 JP JP2003015455A patent/JP2004229433A/ja active Pending
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