JP5235912B2 - Reluctance motor - Google Patents
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Description
この発明は、空気調和機や自動車等に用いられる、リラクタンストルクを利用するリラクタンスモータに関する。詳しくは、リラクタンスモータのロータコアの構成に関する。 The present invention relates to a reluctance motor that uses reluctance torque and is used in an air conditioner, an automobile, and the like. In detail, it is related with the structure of the rotor core of a reluctance motor.
リラクタンスモータは、インダクションモータ(誘導電動機)と比較して回転子の2次銅損が発生しないという特徴があるため、電気自動車や工作機械等の駆動用モータとして注目されている。しかし、この種のモータは一般に力率が悪く、産業用として利用するには、ロータコアの構造あるいは駆動方法等の改善が必要であった。 Reluctance motors are attracting attention as drive motors for electric vehicles, machine tools, and the like because they have a feature that secondary copper loss of the rotor does not occur as compared to induction motors (induction motors). However, this type of motor generally has a low power factor, and in order to use it for industrial purposes, it is necessary to improve the structure of the rotor core or the driving method.
従来のリラクタンスモータは、例えば、q軸インダクタンスを低減するために、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、シャフト挿通用の中心孔を有しダイカスト法によって形成された非磁性体からなるボス部と、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軸で分割された所定形状のコアシートを前記中心孔の軸方向に積層してなり、前記ロータコアの外周に沿って当該リラクタンスモータの極数分だけ所定の間隔をもって前記ボス部の周りに配置される複数個の分割磁路部とを備え、前記各分割磁路部には、前記d軸方向に長い孔からなる係止用の孔が形成され、前記各分割磁路部は、前記ボス部が前記ダイカスト法により成形される際に、前記係止用の孔の部分が前記ボス部内に含まれるように前記ボス部に一体的に固着されて構成されている(例えば、特許文献1参照)。 A conventional reluctance motor is, for example, a reluctance motor having a rotor core in a stator core that generates a rotating magnetic field in order to reduce q-axis inductance. The rotor core has a center hole for shaft insertion and is formed by a die casting method. A core sheet having a predetermined shape having a boss portion made of a nonmagnetic material and a slit along a magnetic flux path from one d-axis to the other d-axis, and divided by the d-axis. A plurality of divided magnetic path portions arranged around the boss portion at a predetermined interval corresponding to the number of poles of the reluctance motor along the outer periphery of the rotor core. The split magnetic path portion is formed with a locking hole that is a long hole in the d-axis direction, and each of the split magnetic path portions has the boss portion formed by the die casting method. When the portion of the hole for the locking is constituted by integrally fixed to the boss portion to be included within the boss portion (e.g., see Patent Document 1).
しかしながら、例えば、上記特許文献1記載のようなd軸方向にスリットを設けた従来のリラクタンスモータでは、スリット(フラックスバリア)によりq軸磁束(一方のq軸から他方のq軸への磁束)が通りにくくしても、ロータ外周部とスリットの間の鉄心部が磁路となってしまうため、磁束の漏れが生じ、q軸インダクタンスを小さくするのには限界があった。
However, for example, in a conventional reluctance motor provided with slits in the d-axis direction as described in
一方で、ロータ外周部とスリットの間の鉄心部には遠心力による応力が働くため、十分な強度を得るためには、ある程度の間隔(径方向)が必要であり、また、コアシート(電磁鋼板)の打ち抜き製造上の理由から、上記間隔をコアシートの厚さより小さくすることができず、q軸インダクタンスを十分に小さくできなかった。 On the other hand, since stress due to centrifugal force acts on the iron core between the rotor outer periphery and the slit, a certain distance (radial direction) is required to obtain sufficient strength, and the core sheet (electromagnetic) For reasons of punching manufacture of the (steel plate), the interval cannot be made smaller than the thickness of the core sheet, and the q-axis inductance could not be made sufficiently small.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、回転子外周部とスリットの間にq軸磁束を通さないようにして、q軸インダクタンスを低減し、高トルク、高効率を実現することができるリラクタンスモータを提供する。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and prevents q-axis magnetic flux from passing between the outer peripheral portion of the rotor and the slit, thereby reducing q-axis inductance, high torque, and high efficiency. A reluctance motor capable of realizing the above is provided.
この発明に係るリラクタンスモータは、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、
回転子の回転子鉄心は、
q軸方向の磁束の流れを妨げるように、一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って分割され、分割された分割鉄心が連結部で連結された第1のコアシートと、
d軸方向に分割されていない第2のコアシートと、を備え、
第1のコアシートと第2のコアシートとを適宜積層配置して構成されることを特徴とする。
A reluctance motor according to the present invention is a reluctance motor having a rotor in a stator that generates a rotating magnetic field.
The rotor core of the rotor
a first core sheet that is divided along a magnetic path from one d-axis to the other d-axis so as to prevent the flow of magnetic flux in the q-axis direction, and the divided divided cores are connected by a connecting portion;
a second core sheet that is not divided in the d-axis direction,
The first core sheet and the second core sheet are appropriately stacked and arranged.
この発明に係るリラクタンスモータは、第1のコアシートが、q軸方向の磁束の流れを妨げるように、一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って分割されて構成されているため、d軸磁束は通しやすくq軸磁束を通しにくくすると共に、外周鉄心部にq軸磁束が流れる磁路が存在しないため、q軸インダクタンスをd軸インダクタンスに対して十分小さくすることができ、リラクタンストルクを大きくできる。 The reluctance motor according to the present invention is configured such that the first core sheet is divided along a magnetic path from one d-axis to the other d-axis so as to prevent the flow of magnetic flux in the q-axis direction. Therefore, the d-axis magnetic flux is easy to pass and makes it difficult to pass the q-axis magnetic flux, and since there is no magnetic path through which the q-axis magnetic flux flows in the outer peripheral core portion, the q-axis inductance can be made sufficiently smaller than the d-axis inductance, Reluctance torque can be increased.
実施の形態1.
先ず、比較のために、一般的なリラクタンスモータ500について、図1乃至図11を参照しながら説明する。
First, for comparison, a
図1乃至図11は比較のために示す図で、図1は一般的なリラクタンスモータ500の横断面図、図2は一般的なリラクタンスモータ500の固定子510の横断面図、図3は一般的なリラクタンスモータ500の回転子520の横断面図、図4は図3のA−A断面図、図5は一般的なリラクタンスモータ500の回転子520の横断面図、図6は図5のB−B断面図、図7は一般的なリラクタンスモータ500の磁束線図(d軸磁束)、図8は図7の部分拡大図、図9は一般的なリラクタンスモータ500の磁束線図(q軸磁束)、図10は図9の部分拡大図、図11はq軸における磁束の漏れを示す図である。
1 to 11 are diagrams for comparison, FIG. 1 is a cross-sectional view of a
図1に示す一般的なリラクタンスモータ500は、円筒状の固定子510と、この円筒状の固定子510の内周部に設けられる回転子520と、を備える。
A
固定子510は、回転子に永久磁石を用いる永久磁石型モータもしくは誘導電動機の固定子と同様の構成である。図2に示すように、固定子510は、円筒状の固定子鉄心511と、この固定子鉄心511のスロット515に絶縁部材(図示せず)を介して挿入される巻線513と、を備える。
The
固定子鉄心511は、外周部が円筒状のコアバック512で、このコアバック512から内側にティース514(歯部)が複数径方向に放射状に形成されている。図2の例は、スロット515の数が24であり、ティース514の数も、スロット515の数と同じ24である。
The
巻線513は、例えば、分布巻もしくは集中巻の三相の巻線(例えば、Y結線)である。 The winding 513 is, for example, a three-phase winding (for example, Y connection) of distributed winding or concentrated winding.
固定子510の内周部に所定の空隙(径方向の寸法が略一定の空間)を介して、回転子520が配置される。
The
図3乃至図10を参照しながら、回転子520について説明する。回転磁界を発生する固定子510の内周部に所定の空隙を介して配置される回転子520は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して構成される回転子鉄心521と、この回転子鉄心521の軸方向両端部に設けられる端板525(例えば、図4、図6参照)と、回転子鉄心521及び端板525に嵌合する回転軸524と、を備える。
The
回転子鉄心521を構成する電磁鋼板には、第1のスリット部522a、第2のスリット部522bが設けられる。この第1のスリット部522a、第2のスリット部522bは、回転軸524が嵌合する軸孔に頂点を向け、一方のd軸から他方のd軸へ向かう円弧形状(逆円弧形状)で、回転子鉄心521の外周方向に形成される。かつ、この第1のスリット部522a、第2のスリット部522bは、当該極数分(図3では4極)だけ回転子鉄心521の外周に沿って周方向に所定の間隔で形成されている。
The electromagnetic steel plate constituting the
回転子鉄心521を構成する電磁鋼板は、例えば、カシメ523により積層される。さらに、カシメ523により積層された回転子鉄心521の軸方向両端部に、端板525が固定される。
For example, the electromagnetic steel plates constituting the
複数の第1のスリット部522a、第2のスリット部522bは、フラックスバリアとして機能する。そのため、固定子鉄心511からのq(quadrature)軸磁束(一方のq軸から他方のq軸への磁束)を通りにくくし(q軸磁路が小さい)、一方、第1のスリット部522a、第2のスリット部522bの間の磁路は固定子鉄心511からのd(direct)軸磁束(一方のd軸から他方のd軸への磁束)を通す(d軸磁路が大きい)。
The plurality of
上記のように構成されたリラクタンスモータ500は、固定子510の複数の界磁部より、固定子鉄心511に回転磁界が与えられる。これにより、リラクタンストルクTが発生する。このリラクタンストルクTは次式で表される。
T=Pn(Ld−Lq)id×iq………………………(1)
ここで、Pnは極対数、Ldはd軸インダクタンス、Lqはq軸インダクタンス、idはd軸の電流、iqはq軸の電流である。
In the
T = Pn (Ld−Lq) id × iq (1)
Here, Pn is the number of pole pairs, Ld is a d-axis inductance, Lq is a q-axis inductance, id is a d-axis current, and iq is a q-axis current.
上記(1)式より、このモータ(リラクタンスモータ500)の性能を左右するのは、d軸インダクタンスとq軸インダクタンスの差(Ld−Lq)の大きさであることが分かる。そこで、この差(Ld−Lq)を大きくするために、第1のスリット部522a、第2のスリット部522b(フラックスバリア)を設けることにより、第1のスリット部522a、第2のスリット部522bを横切るq軸方向の磁路に抵抗を与える一方、第1のスリット部522a、第2のスリット部522b間に挟まれたd軸方向の磁路を確保していた。
From the above equation (1), it can be seen that it is the magnitude of the difference (Ld−Lq) between the d-axis inductance and the q-axis inductance that affects the performance of the motor (reluctance motor 500). Therefore, in order to increase the difference (Ld−Lq), the
即ち、図7、図8に示すように、d軸磁束(図7の実線矢印)は、円弧状のスリット(図8の拡大図に示すように、ここでは、1極に6本のスリットが設けられる)の間の磁路を通る。 That is, as shown in FIGS. 7 and 8, the d-axis magnetic flux (solid arrow in FIG. 7) has an arc-shaped slit (here, as shown in the enlarged view of FIG. 8, there are six slits in one pole. Pass through the magnetic path between
また、図9、図10に示すように、q軸磁束(図9の実線矢印)は、円弧状のスリット(図10の拡大図に示すように、ここでは、1極に6本のスリットが設けられる)がフラックスバリアとして存在するため、通りにくい。q軸磁束は、d軸磁束よりも小さいため、図9の実線矢印は、図7の実線矢印よりも細い線で示している。 Also, as shown in FIGS. 9 and 10, the q-axis magnetic flux (solid arrow in FIG. 9) has an arc-shaped slit (here, six slits per pole as shown in the enlarged view of FIG. 10). Provided) as a flux barrier, it is difficult to pass. Since the q-axis magnetic flux is smaller than the d-axis magnetic flux, the solid line arrow in FIG. 9 is indicated by a line thinner than the solid line arrow in FIG.
従って、d軸インダクタンスLdは、q軸インダクタンスLqよりも大きくなり、リラクタンスモータ500は、d軸インダクタンスLdとq軸インダクタンスLqとの差に比例したリラクタンストルクを発生する。
Accordingly, the d-axis inductance Ld becomes larger than the q-axis inductance Lq, and the
しかしながら、一般的なリラクタンスモータ500では、円弧状のスリットによりフラックスバリアを設けても、回転子鉄心521外周部とスリットとの間の鉄心部から磁束の漏れが発生するという課題がある。
However, the
図11に示すように、q軸において、主たるq軸磁束q1の他に、回転子鉄心521外周部と第1のスリット部522a、第2のスリット部522bとの間の鉄心部から漏れる漏れ磁束q2が存在する。この漏れ磁束q2があるため、q軸インダクタンスを小さくするのには限界があった。
As shown in FIG. 11, in the q-axis, in addition to the main q-axis magnetic flux q <b> 1, the leakage magnetic flux leaking from the core portion between the outer periphery of the
回転子鉄心521外周部と第1のスリット部522a、第2のスリット部522bとの間の鉄心部の径方向寸法を小さくすれば、図11の漏れ磁束q2を減らすことができるが、以下に示す理由によりそれにも限界がある。
(1)回転子鉄心521外周部と第1のスリット部522a、第2のスリット部522bとの間の鉄心部には、回転子520が回転すると遠心力による応力が発生する。この遠心力による応力に耐えるようにするためには、回転子鉄心521外周部と第1のスリット部522a、第2のスリット部522bとの間の鉄心部は所定の径方向寸法が必要となる。
(2)回転子鉄心521を構成する電磁鋼板は、所定の形状に打ち抜かれる。このとき、回転子鉄心521外周部と第1のスリット部522a、第2のスリット部522bとの間の鉄心部の径方向寸法は、電磁鋼板の板厚より小さくすることは難しい。電磁鋼板の板厚は、通常0.3〜0.7mm程度である。
If the radial dimension of the core part between the outer periphery of the
(1) Stress due to centrifugal force is generated in the iron core portion between the outer periphery of the
(2) The electrical steel sheet constituting the
そこで、本実施の形態では、回転子鉄心外周部とスリットとの間の鉄心部をなくして、q軸における漏れ磁束q2が発生しないようにする。それにより、q軸インダクタンスLqを小さくすることができる。以下、図面を参照しながら、本実施の形態のリラクタンスモータ100について、説明する。
Therefore, in the present embodiment, the core part between the outer periphery of the rotor core and the slit is eliminated so that the leakage flux q2 in the q axis is not generated. Thereby, the q-axis inductance Lq can be reduced. Hereinafter, the
図12乃至図59は実施の形態1を示す図で、図12はリラクタンスモータ100の横断面図、図13は図12のC−C断面図、図14はリラクタンスモータ100の固定子110の横断面図、図15はリラクタンスモータ100の固定子鉄心111の横断面図、図16は図15のスロット115付近の拡大図、図17はリラクタンスモータ100の回転子120の横断面図、図18は図17のD−D断面図、図19は第1のコアシート121aの平面図、図20は第2のコアシート121bの平面図、図21は変形例1のリラクタンスモータ200の横断面図、図22は図21の部分拡大図、図23は変形例1のリラクタンスモータ200の回転子220の横断面図、図24は図23のE−E断面図、図25は変形例1の第1のコアシート221aの平面図、図26は変形例1の第2のコアシート221bの平面図、図27は変形例2のリラクタンスモータ300の横断面図、図28は図27の部分拡大図、図29は変形例2のリラクタンスモータ300の回転子320の横断面図、図30は図29のF−F断面図、図31は変形例2の第1のコアシート321aの平面図、図32は変形例2の第2のコアシート321bの平面図、図33は変形例3のリラクタンスモータ400の横断面図、図34は図33の部分拡大図、図35は変形例3のリラクタンスモータ400の回転子420の横断面図、図36は図35のG−G断面図、図37は変形例3の第1のコアシート421aの平面図、図38は変形例3の第2のコアシート421bの平面図、図39は変形例4のリラクタンスモータ600の横断面図、図40は図39の部分拡大図、図41は変形例4のリラクタンスモータ600の回転子620の横断面図、図42は図41のH−H断面図、図43は変形例4の第1のコアシート621aの平面図、図44は変形例4の第2のコアシート621bの平面図、図45は変形例5のリラクタンスモータ700の横断面図、図46は図45の部分拡大図、図47は変形例5のリラクタンスモータ700の回転子720の横断面図、図48は図47のI−I断面図、図49は変形例5の第1のコアシート721aの平面図、図50は変形例5の第2のコアシート721bの平面図、図51は補強部材727を挿入前の回転子720の縦断面図、図52は補強部材727を挿入のイメージ図、図53は変形例6のリラクタンスモータ800の横断面図、図54は図53の部分拡大図、図55は変形例6のリラクタンスモータ800の回転子820の横断面図、図56は図55のJ−J断面図、図57は変形例6の第1のコアシート821aの平面図、図58は変形例6の第2のコアシート821bの平面図、図59は変形例6の別の第2のコアシート921bの平面図である。
12 to 59 show the first embodiment. FIG. 12 is a cross-sectional view of the
図12に示すように、リラクタンスモータ100(以下、単にモータと呼ぶ場合もある)は、円筒状の固定子110と、この円筒状の固定子110の内周に、所定の径方向寸法の空隙116(図13参照)を介して配置される回転子120と、を備える。リラクタンスモータ100は、例えば、4極のモータである。但し、これは一例であって、リラクタンスモータ100の極数は、任意の極数でよい。
As shown in FIG. 12, a reluctance motor 100 (hereinafter also simply referred to as a motor) includes a
空隙116の径方向の長さは、例えば、0.5mm(0.2〜1mm)程度である。
The length of the
リラクタンスモータ100の固定子110は、図13、図14に示すように、固定子鉄心111と、図示しない絶縁部材を介して固定子鉄心111のスロット115(図14参照)に挿入される巻線113と、を備える。巻線113は、固定子鉄心111の両軸方向端面より軸方向に突出している。この巻線113の固定子鉄心111の両軸方向端面より軸方向に突出している部分を、コイルエンド113aと呼ぶ。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
リラクタンスモータ100の固定子鉄心111は、図15に示すように、外周部が円筒状のコアバック112であり、このコアバック112の内側に複数のティース114が放射状に形成されている。そして、隣接するティース114の間の空間をスロット115と呼ぶ。図15に示す例では、24個のスロット115が、コアバック112の内側に周方向に略等間隔に形成される。スロット115の数は、24個に限定されるものではなく、任意でよい。ティース114は、周方向の長さ(幅)が略一定である。そのため、スロット115の周方向の長さ(幅)は、コアバック112側が回転子120側よりも長くなる形状である。
As shown in FIG. 15, the
図16の拡大図に示すように、ティース114は、コアバック112から径方向に平行に回転子120側に伸びて形成される。ティース114の先端114aは、周方向の両端が、例えば傘状に周方向に突出している。スロット115は、コアバック112側から回転子120側に向かって、周方向の長さ(幅)が短くなるが、ティース114の先端114aが傘状に周方向に突出しているために、回転子120側の終端において、スロット115内部よりも狭くなっている。スロット115は内周部に開口しているが、この開口部を、例えば、スロット開口部117(スロットオープニング)と呼ぶ。このスロット開口部117から、巻線113が挿入される。
As shown in the enlarged view of FIG. 16, the
巻線113には、銅線に絶縁が施されたマグネットワイヤが用いられる。巻線113は、例えば、三相(U相、V相及びW相)の分布巻であるが、集中巻でもよい。 As the winding 113, a magnet wire in which a copper wire is insulated is used. The winding 113 is, for example, a three-phase (U phase, V phase, and W phase) distributed winding, but may be a concentrated winding.
スロット115に設けられる絶縁部材(図示せず)には、スロットセルやウエッジが用いられる。
A slot cell or a wedge is used as an insulating member (not shown) provided in the
次に、本実施の形態の特徴部分である回転子120について説明する。図17、図18に示すように、回転子120は、二種類のコアシート(第1のコアシート121a、第2のコアシート121b)を積層した回転子鉄心121と、回転子鉄心121の軸方向両端面に固定される端板125と、回転子鉄心121及び端板125の略中心部に嵌合する回転軸124と、を備える。
Next, the
回転子鉄心121は、二種類のコアシート(第1のコアシート121a、第2のコアシート121b)を使用している。図19に示すように、第1のコアシート121aは、外周部の鉄心部がないので、外側分割鉄心121a−1(分割鉄心)と、内側分割鉄心121a−2と(分割鉄心)が、連結していない(ばらばらである)。
The
第1のコアシート121a、第2のコアシート121bは、高透磁率を有する厚さt=0.5mm(0.1〜1mm)程度の電磁鋼板を所定の形状にプレスで打ち抜き、積層してカシメ123で固定している。加工はレーザーカットでもよい。
The
外側分割鉄心121a−1は、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心121の中心に向いている。また、外側分割鉄心121a−1は、d軸磁束の流れに沿うような円弧形状をなしている。そして、外側分割鉄心121a−1の周方向の中心は、q軸に略一致する。リラクタンスモータ100は、4極であるから、4個の外側分割鉄心121a−1が、周方向に略等間隔に配置されている。外側分割鉄心121a−1の円弧形状と仮想外周円との間は、空間であって第1のスリット部122aになっている。この第1のスリット部122aが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
The outer divided
4個の外側分割鉄心121a−1は、それぞれ二箇所のカシメ123で固定されて積層される。カシメ123が一箇所だと位置決めが難しいので、カシメ123は二箇所以上が好ましい。
The four outer divided
4個の外側分割鉄心121a−1の内側に、略十字形状の内側分割鉄心121a−2が設けられる。内側分割鉄心121a−2は、中心部に回転軸124が嵌合する軸孔126が形成されている。内側分割鉄心121a−2の外周の外側分割鉄心121a−1に対向する部分は、外側分割鉄心121a−1と同様に、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心121の中心に向いている。そして、内側分割鉄心121a−2の外周の円弧は、外側分割鉄心121a−1の円弧と略同心円をなしている。外側分割鉄心121a−1と対向する内側分割鉄心121a−2の円弧部は、外側分割鉄心121a−1の数(4個)と同数(4箇所)形成されている。
A substantially cross-shaped inner divided
内側分割鉄心121a−2は、外側分割鉄心121a−1に対向する円弧部に沿う鉄心部がd軸磁束の磁路になっている。また、外側分割鉄心121a−1と内側分割鉄心121a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部122bが存在する。内側分割鉄心121a−2の円弧部及び第2のスリット部122bの中心は、q軸と略一致している。
In the inner divided
外側分割鉄心121a−1と内側分割鉄心121a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部122bが存在するので、この第2のスリット部122bが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
Since the arc-shaped
内側分割鉄心121a−2は、十字の4箇所あるd軸方向に突出する鉄心部の外周近傍でカシメ123により固定されている。
The inner divided
第1のコアシート121aの構成について別の表現をすると、第1のコアシート121aは、q軸方向の磁束の流れを妨げるように、一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って、外側分割鉄心121a−1と内側分割鉄心121a−2とに分割されている。
In another expression for the configuration of the
ここでは、外側分割鉄心121a−1が一つの例を示したが、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心121の中心に向いている複数の略同心円の円弧形状の分割鉄心で構成されるものでもよい。第1のコアシート121aの分割は、1層以上であればよい。
Here, the outer divided
第1のコアシート121aの分割された外側分割鉄心121a−1、内側分割鉄心121a−2、及び分割された第1のスリット部122a、第2のスリット部122b(空気層)は、磁束の流れる方向を考慮すると、上記のように一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って円弧状とするのが好ましいが、V字型やU字型の形状としてもよい。
The outer divided
図18に示すように、回転子鉄心121は、第1のコアシート121aで積層される主たる鉄心部が中央に位置し、その両端部(軸方向両端部)を第2のコアシート121bで挟持している。第1のコアシート121aで積層される主たる鉄心部の軸方向の長さを、固定子鉄心111の軸方向の長さよりも長くなるように構成するのが好ましい(図13参照)。q軸インダクタンスLqを小さくするためである。
As shown in FIG. 18, in the
次に、第2のコアシート121bについて説明する。第2のコアシート121bは第1のコアシート121aの位置決めを行い、且つ固定するともに、支える土台のような役割をもつ。
Next, the
第2のコアシート121bは、図20に示すように、略中心部に軸孔126を有する円板である。第2のコアシート121bは、主に、分割された外側分割鉄心121a−1及び内側分割鉄心121a−2で構成される第1のコアシート121aで積層される主たる鉄心部を固定するために設けられる。外側分割鉄心121a−1をカシメ123で積層した鉄心部と、内側分割鉄心121a−2をカシメ123で積層した鉄心部とは、ばらばらの状態であり、円板状の第2のコアシート121bにカシメ123で固定することにより、はじめて一体化される。但し、第2のコアシート121bは、円板状であるからq軸磁束を通す(q軸方向に磁路が構成され、q軸インダクタンスLqが大きくなる)。従って、第1のコアシート121aの分割部(外側分割鉄心121a−1、内側分割鉄心121a−2)を固定するのに必要な強度を保てる範囲で、第2のコアシート121bの枚数はできるだけ少ない方が好ましい。且つ、q軸磁束が通りにくいように、固定子鉄心111の軸方向端面から外側に位置する方が好ましい(図13、図18を参照)。
As shown in FIG. 20, the
第2のコアシート121bには、第1のコアシート121aと連結するカシメ123が、全部で12箇所に設けられる。
The
このように構成された回転子鉄心121は、回転子鉄心121の両端を端板125で挟まれ、回転軸124に圧入、焼嵌等で固定される。
The thus configured
次に動作について説明する。上記のように構成された回転子120は、d軸方向に沿って第1のコアシート121aを外側分割鉄心121a−1と内側分割鉄心121a−2とに分割することで、d軸方向には磁束が通りやすく、q軸方向には磁束が通りにくくすることができる。比較例の一般的な回転子520では、回転子鉄心521外周と第1のスリット部522a、第2のスリット部522bとの間に鉄心部があるため、この外周鉄心部を通る漏れ磁束q1(図11)がありq軸インダクタンスLqの低減に限界があった。本実施の形態の回転子120は、外側分割鉄心121a−1と内側分割鉄心121a−2とが分離していて外周鉄心部が存在しないため、回転子鉄心121外周と第1のスリット部122a及び第2のスリット部122bとの間をq軸磁束が流れる(漏れる)ようなことがなく、q軸インダクタンスを、一般的な回転子520よりも小さくできる。
Next, the operation will be described. The
第2のコアシート121bには、q軸方向の磁路が形成されてしまうため、第1のコアシート121aのd軸方向の分割部(外側分割鉄心121a−1、内側分割鉄心121a−2)に沿った形状でスリット(第1のスリット部122a、第2のスリット部122b)を設ける、もしくは、固定子110からの鎖交磁束が回転子鉄心121の第1のコアシート121aを主に流れるよう、回転子鉄心121の軸方向の長さ(コア幅)を固定子鉄心111の軸方向の長さ(コア幅)よりも大きく構成し、特に第1のコアシート121aが構成する鉄心部の軸方向の長さが、固定子鉄心111の軸方向の長さ(コア幅)よりも大きくなるように構成すると好ましい。また、第2のコアシート121bは、固定子鉄心111の軸方向端面よりも外側に位置するのが好ましい。そうすることで、第2のコアシート121bにq軸磁束が通りにくくなる。
Since the magnetic path in the q-axis direction is formed in the
以上のように、本実施の形態の回転子120は、回転子鉄心121を、第1のコアシート121aと第2のコアシート121bとで構成し、第1のコアシート121aは、d軸方向に沿って分割された外側分割鉄心121a−1、内側分割鉄心121a−2からなり、第1のコアシート121aを積層して構成される鉄心部の軸方向の長さを、固定子110の軸方向の長さ(コア幅)よりも長くすることにより、q軸磁束が第1のコアシート121aで構成される主たる鉄心部を通りにくくなり、q軸インダクタンスLqを小さくすることができる。特に、第1のコアシート121aで構成される鉄心部には、鉄心外周部にq軸磁束が漏れる外周鉄心部が存在しないため、一般的なリラクタンスモータ500よりもd軸インダクタンスLdと、q軸インダクタンスLqとの差を大きくすることができ、少ない電流で大きなトルクを発生することができる。電流が小さいことで、巻線113で発生する銅損が低減し、且つ、巻線113の発熱を抑制し、高効率で信頼性の高いリラクタンスモータ100が得られる。
As described above, in the
第1のコアシート121aは、外側分割鉄心121a−1と内側分割鉄心121a−2とにd軸方向に沿って分割されていてばらばらであるが、両端の円板状の第2のコアシート121bにそれぞれ(外側分割鉄心121a−1、内側分割鉄心121a−2)が、所定の個数のカシメ123により固定されるので、強度的にも優れた一体化された回転子鉄心121が得られる。
The
また、外側分割鉄心121a−1と内側分割鉄心121a−2とに分割された第1のコアシート121aを、第2のコアシート121b上に位置決めを行いながら積層し、カシメ123により固定するため、プレスの歯を、第1のコアシート121aと第2のコアシート121bで切り替えるだけで、作業性良く容易に回転子鉄心121を構成することができる。
Further, the
以上の説明では、回転子鉄心121が、第1のコアシート121aの軸方向両端に第2のコアシート121bを設ける例を説明したが、第1のコアシート121aの間にも第2のコアシート121bを設けるようにしてもよい。
In the above description, the
次に、図21乃至図26を参照しながら、変形例1のリラクタンスモータ200について説明する。変形例1のリラクタンスモータ200は、回転子220の構成がリラクタンスモータ100と異なる。リラクタンスモータ100の回転子120は、第1のコアシート121aと第2のコアシート121bとをカシメ123により積層固定していたが、変形例1のリラクタンスモータ200の回転子220は、リベットを用いて第1のコアシート221aと第2のコアシート221bとを積層固定する。
Next, a
図21に示すように、リラクタンスモータ200(以下、単にモータと呼ぶ場合もある)は、円筒状の固定子210と、この円筒状の固定子210の内周に、所定の径方向寸法の空隙216(図22参照)を介して配置される回転子220と、を備える。リラクタンスモータ200は、例えば、4極のモータである。
As shown in FIG. 21, a reluctance motor 200 (hereinafter sometimes simply referred to as a motor) includes a
空隙216の径方向の長さは、例えば、0.5mm(0.2〜1mm)程度である。
The length of the
リラクタンスモータ200の固定子210は、図13、図14に示す固定子110と同様の構成であるので、説明は省略する。
The
図23に示すように、回転子220は、二種類のコアシート(第1のコアシート221a、第2のコアシート221b)を積層した回転子鉄心221と、回転子鉄心221の軸方向両端面に固定される端板225(図24参照)と、回転子鉄心221及び端板225の略中心部に嵌合する回転軸224と、を備える。
As shown in FIG. 23, the
回転子鉄心221は、二種類のコアシート(第1のコアシート221a、第2のコアシート221b)を使用している。図25に示すように、第1のコアシート221aは、外周部の鉄心部がないので、外側分割鉄心221a−1(分割鉄心)と、内側分割鉄心221a−2(分割鉄心)とが、連結していない(ばらばらである)。
The
第1のコアシート221a、第2のコアシート221bは、高透磁率を有する厚さt=0.5mm(0.1〜1mm)程度の電磁鋼板を所定の形状にプレスで打ち抜き積層し、リベット孔223にリベット(図示せず)を通して固定している。加工はレーザーカットでもよい。
The
外側分割鉄心221a−1は、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心221の中心に向いている。また、外側分割鉄心221a−1は、d軸磁束の流れに沿うような円弧形状をなしている。そして、外側分割鉄心221a−1の周方向の中心は、q軸に略一致する。リラクタンスモータ200は、4極であるから、4個の外側分割鉄心221a−1が、周方向に略等間隔に配置されている。外側分割鉄心221a−1の円弧形状と仮想外周円との間は、空間であって第1のスリット部222aになっている。この第1のスリット部222aが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
The outer divided
4個の外側分割鉄心221a−1は、それぞれ二箇所のリベット孔223でリベットにより固定されて積層される。リベット孔223が一箇所だと位置決めが難しいので、リベット孔223は二箇所以上が好ましい。
The four outer divided
4個の外側分割鉄心221a−1の内側に、略十字形状の内側分割鉄心221a−2が設けられる。内側分割鉄心221a−2は、中心部に回転軸224が嵌合する軸孔226が形成されている。内側分割鉄心221a−2の外周の外側分割鉄心221a−1に対向する部分は、外側分割鉄心221a−1と同様に、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心221の中心に向いている。そして、内側分割鉄心221a−2の外周の円弧は、外側分割鉄心221a−1の円弧と略同心円をなしている。外側分割鉄心221a−1と対向する内側分割鉄心221a−2の円弧部は、外側分割鉄心221a−1の数(4個)と同数(4箇所)形成されている。
A substantially cross-shaped inner divided
内側分割鉄心221a−2は、外側分割鉄心221a−1に対向する円弧部に沿う鉄心部がd軸磁束の磁路になっている。また、外側分割鉄心221a−1と内側分割鉄心221a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部222bが存在する。内側分割鉄心221a−2の円弧部及び第2のスリット部222bの中心は、q軸と略一致している。
In the inner divided
外側分割鉄心221a−1と内側分割鉄心221a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部222bが存在するので、この第2のスリット部222bが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
Since the arc-shaped
内側分割鉄心221a−2は、十字の4箇所あるd軸方向に突出する鉄心部の外周近傍で、リベット孔223にリベットを通して固定されている。
The inner divided
第1のコアシート221aの構成について別の表現をすると、第1のコアシート221aは、q軸方向の磁束の流れを妨げるように、一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って、外側分割鉄心221a−1と内側分割鉄心221a−2とに分割されている。
In another expression for the configuration of the
ここでは、外側分割鉄心221a−1が一つの例を示したが、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心221の中心に向いている複数の略同心円の円弧形状の分割鉄心で構成されるものでもよい。第1のコアシート221aの分割は、1層以上であればよい。
Here, the outer divided
第1のコアシート221aの分割された外側分割鉄心221a−1、内側分割鉄心221a−2、及び分割された第1のスリット部222a、第2のスリット部222b(空気層)は、磁束の流れる方向を考慮すると、上記のように一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って円弧状とするのが好ましいが、V字型やU字型の形状としてもよい。
The outer divided
図24に示すように、回転子鉄心221は、第1のコアシート221aで積層される主たる鉄心部が中央に位置し、その両端部(軸方向両端部)を第2のコアシート221bで挟持している。第1のコアシート221aで積層される主たる鉄心部の軸方向の長さを、固定子鉄心211の軸方向の長さよりも長くなるように構成するのが好ましい。q軸インダクタンスLqを小さくするためである。
As shown in FIG. 24, in the
次に、第2のコアシート221bについて説明する。第2のコアシート221bは第1のコアシート221aの位置決めを行い、且つ固定するともに、支える土台のような役割をもつ。
Next, the
第2のコアシート221bは、図26に示すように、略中心部に軸孔226を有する円板である。第2のコアシート221bは、主に、分割された外側分割鉄心221a−1及び内側分割鉄心221a−2で構成される第1のコアシート221aで積層される主たる鉄心部を固定するために設けられる。外側分割鉄心221a−1と、内側分割鉄心221a−2とは、ばらばらの状態であり、円板状の第2のコアシート221bとともにリベット孔223にリベットを通して固定することにより、はじめて一体化される。但し、第2のコアシート221bは、円板状であるからq軸磁束を通す(q軸方向に磁路が構成され、q軸インダクタンスLqが大きくなる)。従って、第1のコアシート221aの分割部(外側分割鉄心221a−1、内側分割鉄心221a−2)を固定するのに必要な強度を保てる範囲で、第2のコアシート221bの枚数はできるだけ少ない方が好ましい。且つ、q軸磁束が通りにくいように、固定子鉄心211の軸方向端面から外側に位置する方が好ましい。
As shown in FIG. 26, the
第2のコアシート221bには、第1のコアシート121aと連結するリベット孔223が、全部で12箇所に設けられる。
The
このように構成された回転子鉄心221は、回転子鉄心221の両端を端板225(端板125と同じ、図示せず)で挟まれ、回転軸224に圧入、焼嵌等で固定される。
The
以上の説明では、回転子鉄心221が、第1のコアシート221aの軸方向両端に第2のコアシート221bを設ける例を説明したが、第1のコアシート221aの間にも第2のコアシート221bを設けるようにしてもよい。
In the above description, the example in which the
次に、図27乃至図32を参照しながら、変形例2のリラクタンスモータ300について説明する。変形例2のリラクタンスモータ300は、回転子320の構成がリラクタンスモータ100と異なる。リラクタンスモータ100の回転子120は、第2のコアシート121bが、スリットのない円板で構成されていたが、変形例2のリラクタンスモータ300では、第2のコアシート321bにも第1のスリット部322a(スリット)、第2のスリット部322b(スリット)を設ける。
Next, a
図27に示すように、リラクタンスモータ300(以下、単にモータと呼ぶ場合もある)は、円筒状の固定子310と、この円筒状の固定子310の内周に、所定の径方向寸法の空隙316(図28参照)を介して配置される回転子320と、を備える。リラクタンスモータ300は、例えば、4極のモータである。
As shown in FIG. 27, a reluctance motor 300 (hereinafter also simply referred to as a motor) includes a
空隙316の径方向の長さは、例えば、0.5mm(0.2〜1mm)程度である。
The length of the
リラクタンスモータ300の固定子310は、図13、図14に示す固定子110と同様の構成であるので、説明は省略する。
The
図29に示すように、回転子320は、二種類のコアシート(第1のコアシート321a、第2のコアシート321b)を積層した回転子鉄心321と、回転子鉄心321の軸方向両端面に固定される端板325(図30参照)と、回転子鉄心321及び端板325の略中心部に嵌合する回転軸324と、を備える。
As shown in FIG. 29, the
回転子鉄心321は、二種類のコアシート(第1のコアシート321a、第2のコアシート321b)を使用している。図31に示すように、第1のコアシート321aは、外周部の鉄心部がないので、外側分割鉄心321a−1と、内側分割鉄心321a−2とが、連結していない(ばらばらである)。
The
第1のコアシート321a、第2のコアシート321bは、高透磁率を有する厚さt=0.5mm(0.1〜1mm)程度の電磁鋼板を所定の形状にプレスで打ち抜き、積層してカシメ323で固定している。加工はレーザーカットでもよい。
The
外側分割鉄心321a−1は、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心321の中心に向いている。また、外側分割鉄心321a−1は、d軸磁束の流れに沿うような円弧形状をなしている。そして、外側分割鉄心321a−1の周方向の中心は、q軸に略一致する。リラクタンスモータ300は、4極であるから、4個の外側分割鉄心321a−1が、周方向に略等間隔に配置されている。外側分割鉄心321a−1の円弧形状と仮想外周円との間は、空間であって第1のスリット部322aになっている。この第1のスリット部322aが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
The outer divided
4個の外側分割鉄心321a−1は、それぞれ二箇所のカシメ323により固定されて積層される。カシメ323が一箇所だと位置決めが難しいので、カシメ323は二箇所以上が好ましい。
The four outer divided
4個の外側分割鉄心321a−1の内側に、略十字形状の内側分割鉄心321a−2が設けられる。内側分割鉄心321a−2は、中心部に回転軸324が嵌合する軸孔326が形成されている。内側分割鉄心321a−2の外周の外側分割鉄心321a−1に対向する部分は、外側分割鉄心321a−1と同様に、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心321の中心に向いている。そして、内側分割鉄心321a−2の外周の円弧は、外側分割鉄心321a−1の円弧と略同心円をなしている。外側分割鉄心321a−1と対向する内側分割鉄心321a−2の円弧部は、外側分割鉄心321a−1の数(4個)と同数(4箇所)形成されている。
A substantially cross-shaped inner divided
内側分割鉄心321a−2は、外側分割鉄心321a−1に対向する円弧部に沿う鉄心部がd軸磁束の磁路になっている。また、外側分割鉄心321a−1と内側分割鉄心321a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部322bが存在する。内側分割鉄心321a−2の円弧部及び第2のスリット部322bの中心は、q軸と略一致している。
In the inner divided
外側分割鉄心321a−1と内側分割鉄心321a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部322bが存在するので、この第2のスリット部322bが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
Between the outer divided
内側分割鉄心321a−2は、十字の4箇所あるd軸方向に突出する鉄心部の外周近傍で、カシメ323により固定されている。
The inner divided
第1のコアシート321aの構成について別の表現をすると、第1のコアシート321aは、q軸方向の磁束の流れを妨げるように、一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って、外側分割鉄心321a−1と内側分割鉄心321a−2とに分割されている。
In another expression for the configuration of the
ここでは、外側分割鉄心321a−1が一つの例を示したが、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心321の中心に向いている複数の略同心円の円弧形状の分割鉄心で構成されるものでもよい。 第1のコアシート321aの分割は、1層以上であればよい。
Here, the outer divided
第1のコアシート321aの分割された外側分割鉄心321a−1、内側分割鉄心321a−2、及び分割された第1のスリット部322a、第2のスリット部322b(空気層)は、磁束の流れる方向を考慮すると、上記のように一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って円弧状とするのが好ましいが、V字型やU字型の形状としてもよい。
The outer divided
図30に示すように、回転子鉄心321は、第1のコアシート321aで積層される主たる鉄心部が中央に位置し、その両端部(軸方向両端部)を第2のコアシート321bで挟持している。第1のコアシート321aで積層される主たる鉄心部の軸方向の長さを、固定子鉄心311の軸方向の長さよりも長くなるように構成するのが好ましい。q軸インダクタンスLqを小さくするためである。
As shown in FIG. 30, in the
次に、第2のコアシート321bについて説明する。第2のコアシート321bは第1のコアシート321aの位置決めを行い、且つ固定するともに、支える土台のような役割をもつ。
Next, the
第2のコアシート321bは、図32に示すように、略中心部に軸孔326を有するとともに、第1のコアシート321aと同様に、第1のスリット部322a、第2のスリット部322b(空気層)が形成されている。但し、第2のコアシート321bは、外周部と第1のスリット部322a、第2のスリット部322b(空気層)との間に、外周鉄心部があり、分割されていない。図5に示した一般的なリラクタンスモータ500の回転子鉄心521のコアシートと同じような構成である。
As shown in FIG. 32, the
第2のコアシート321bは、主に、分割された外側分割鉄心321a−1及び内側分割鉄心321a−2で構成される第1のコアシート321aで積層される主たる鉄心部を固定するために設けられる。外側分割鉄心321a−1と、内側分割鉄心321a−2とは、ばらばらの状態であり、分割されていない一体形状の第2のコアシート321bとともにカシメ323で固定することにより、はじめて一体化される。
The
また、第2のコアシート321bには、第1のコアシート321aと同様に、第1のスリット部322a、第2のスリット部322b(空気層)が形成されているので、回転子120の第2のコアシート121b、回転子220の第2のコアシート221bに比べ、q軸磁束が通りにくい利点がある。
In addition, since the
但し、第2のコアシート321bは、外周部と第1のスリット部322a、第2のスリット部322b(空気層)との間に外周鉄心部があり、この外周鉄心部をq軸磁束が漏れて流れるので、第1のコアシート321aの分割部(外側分割鉄心321a−1、内側分割鉄心321a−2)を固定するのに必要な強度を保てる範囲で、第2のコアシート321bの枚数はできるだけ少ない方が好ましい。且つ、q軸磁束が通りにくいように、固定子鉄心311の軸方向端面から外側に位置するのが好ましい。
However, the
第2のコアシート321bには、第1のコアシート321aと連結するカシメ323が、全部で12箇所に設けられる。
The
このように構成された回転子鉄心321は、回転子鉄心321の両端を端板325(図30参照)で挟まれ、回転軸324に圧入、焼嵌等で固定される。
The thus configured
以上の説明では、回転子鉄心321が、第1のコアシート321aの軸方向両端に第2のコアシート321bを設ける例を説明したが、第1のコアシート321aの間にも第2のコアシート321bを設けるようにしてもよい。
In the above description, the example in which the
次に、図33乃至図38を参照しながら、変形例3のリラクタンスモータ400について説明する。変形例3のリラクタンスモータ400は、回転子420の構成がリラクタンスモータ100と異なる。リラクタンスモータ100の回転子120は、第2のコアシート121bが、スリットのない円板で構成されていたが、変形例3のリラクタンスモータ400では、第2のコアシート421bにも第1のスリット部422a、第2のスリット部422bが設けられるとともに、回転子鉄心421はリベットにより積層固定される。
Next, a
図33に示すように、リラクタンスモータ400(以下、単にモータと呼ぶ場合もある)は、円筒状の固定子410と、この円筒状の固定子410の内周に、所定の径方向寸法の空隙416(図34参照)を介して配置される回転子420と、を備える。リラクタンスモータ400は、例えば、4極のモータである。
As shown in FIG. 33, a reluctance motor 400 (hereinafter sometimes simply referred to as a motor) includes a
空隙416の径方向の長さは、例えば、0.5mm(0.2〜1mm)程度である。
The length of the
リラクタンスモータ400の固定子410は、図13、図14に示す固定子110と同様の構成であるので、説明は省略する。
The
図35に示すように、回転子420は、二種類のコアシート(第1のコアシート421a、第2のコアシート421b)を積層した回転子鉄心421と、回転子鉄心421の軸方向両端面に固定される端板425(図36参照)と、回転子鉄心421及び端板425の略中心部に嵌合する回転軸424と、を備える。
As shown in FIG. 35, the
回転子鉄心421は、二種類のコアシート(第1のコアシート421a、第2のコアシート421b)を使用している。図37に示すように、第1のコアシート421aは、外周部の鉄心部がないので、外側分割鉄心421a−1と、内側分割鉄心421a−2とが、連結していない(ばらばらである)。
The
第1のコアシート421a、第2のコアシート421bは、高透磁率を有する厚さt=0.5mm(0.1〜1mm)程度の電磁鋼板を所定の形状にプレスで打ち抜き積層し、リベット孔423にリベット(図示せず)を通して固定している。加工はレーザーカットでもよい。
The
外側分割鉄心421a−1は、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心421の中心に向いている。また、外側分割鉄心421a−1は、d軸磁束の流れに沿うような円弧形状をなしている。そして、外側分割鉄心421a−1の周方向の中心は、q軸に略一致する。リラクタンスモータ400は、4極であるから、4個の外側分割鉄心421a−1が、周方向に略等間隔に配置されている。外側分割鉄心421a−1の円弧形状と仮想外周円との間は、空間であって第1のスリット部422aになっている。この第1のスリット部422aが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
The outer divided
4個の外側分割鉄心421a−1は、それぞれ二箇所のリベット孔423でリベットにより固定されて積層される。リベット孔423が一箇所だと位置決めが難しいので、リベット孔423は二箇所以上が好ましい。
The four outer divided
4個の外側分割鉄心421a−1の内側に、略十字形状の内側分割鉄心421a−2が設けられる。内側分割鉄心421a−2は、中心部に回転軸424が嵌合する軸孔426が形成されている。内側分割鉄心421a−2の外周の外側分割鉄心421a−1に対向する部分は、外側分割鉄心421a−1と同様に、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心421の中心に向いている。そして、内側分割鉄心421a−2の外周の円弧は、外側分割鉄心421a−1の円弧と略同心円をなしている。外側分割鉄心421a−1と対向する内側分割鉄心421a−2の円弧部は、外側分割鉄心421a−1の数(4個)と同数(4箇所)形成されている。
A substantially cross-shaped inner divided
内側分割鉄心421a−2は、外側分割鉄心421a−1に対向する円弧部に沿う鉄心部がd軸磁束の磁路になっている。また、外側分割鉄心421a−1と内側分割鉄心421a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部422bが存在する。内側分割鉄心421a−2の円弧部及び第2のスリット部422bの中心は、q軸と略一致している。
In the inner divided
外側分割鉄心421a−1と内側分割鉄心421a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部422bが存在するので、この第2のスリット部422bが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
Between the outer divided
内側分割鉄心421a−2は、十字の4箇所あるd軸方向に突出する鉄心部の外周近傍で、リベット孔423にリベットを通して固定されている。
The inner divided
第1のコアシート421aの構成について別の表現をすると、第1のコアシート421aは、q軸方向の磁束の流れを妨げるように、一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って、外側分割鉄心421a−1と内側分割鉄心421a−2とに分割されている。
In other words, regarding the configuration of the
ここでは、外側分割鉄心421a−1が一つの例を示したが、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心421の中心に向いている複数の略同心円の円弧形状の分割鉄心で構成されるものでもよい。第1のコアシート421aの分割は、1層以上であればよい。
Here, the outer divided
第1のコアシート421aの分割された外側分割鉄心421a−1、内側分割鉄心421a−2、及び分割された第1のスリット部422a、第2のスリット部422b(空気層)は、磁束の流れる方向を考慮すると、上記のように一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って円弧状とするのが好ましいが、V字型やU字型の形状としてもよい。
The outer divided
図36に示すように、回転子鉄心421は、第1のコアシート421aで積層される主たる鉄心部が中央に位置し、その両端部(軸方向両端部)を第2のコアシート421bで挟持している。第1のコアシート421aで積層される主たる鉄心部の軸方向の長さを、固定子鉄心411の軸方向の長さよりも長くなるように構成するのが好ましい。q軸インダクタンスLqを小さくするためである。
As shown in FIG. 36, in the
次に、第2のコアシート421bについて説明する。第2のコアシート421bは第1のコアシート421aの位置決めを行い、且つ固定するともに、支える土台のような役割をもつ。
Next, the
第2のコアシート421bは、図38に示すように、略中心部に軸孔426を有するとともに、第1のコアシート421aと同様に、第1のスリット部422a、第2のスリット部422b(空気層)が形成されている。但し、第2のコアシート421bは、外周部と第1のスリット部422a、第2のスリット部422b(空気層)との間に、外周鉄心部があり、分割されていない。図5に示した一般的なリラクタンスモータ500の回転子鉄心521のコアシートと同じような構成である(但し、リベット孔423を除く)。
As shown in FIG. 38, the
第2のコアシート421bは、主に、分割された外側分割鉄心421a−1及び内側分割鉄心421a−2で構成される第1のコアシート421aで積層される主たる鉄心部を固定するために設けられる。外側分割鉄心421a−1と、内側分割鉄心421a−2とは、ばらばらの状態であり、分割されていない一体形状の第2のコアシート421bとともにリベット孔423にリベットを通して固定することにより、はじめて一体化される。
The
また、第2のコアシート421bには、第1のコアシート421aと同様に、第1のスリット部422a、第2のスリット部422b(空気層)が形成されているので、回転子120の第2のコアシート121b、回転子220の第2のコアシート221bに比べ、q軸磁束が通りにくい利点がある。
In addition, since the
但し、第2のコアシート421bは、外周部と第1のスリット部422a、第2のスリット部422b(空気層)との間に外周鉄心部があり、この外周鉄心部をq軸磁束が漏れて流れるので、第1のコアシート421aの分割部(外側分割鉄心421a−1、内側分割鉄心421a−2)を固定するのに必要な強度を保てる範囲で、第2のコアシート421bの枚数はできるだけ少ない方が好ましい。且つ、q軸磁束が通りにくいように、固定子鉄心411の軸方向端面から外側に位置するのが好ましい。
However, the
第2のコアシート421bには、第1のコアシート421aと連結するリベット孔423が、全部で12箇所に設けられる。
The
このように構成された回転子鉄心421は、回転子鉄心421の両端を端板425(図36参照)で挟まれ、回転軸424に圧入、焼嵌等で固定される。
The thus configured
以上の説明では、回転子鉄心421が、第1のコアシート421aの軸方向両端に第2のコアシート421bを設ける例を説明したが、第1のコアシート421aの間にも第2のコアシート421bを設けるようにしてもよい。
In the above description, the example in which the
次に、図39乃至図44を参照しながら変形例4のリラクタンスモータ600について説明する。変形例4のリラクタンスモータ600は、回転子620の構成がリラクタンスモータ100と異なる。リラクタンスモータ100の回転子120は、第1のコアシート121aが、外側分割鉄心121a−1と内側分割鉄心121a−2とに分割されていたが、変形例4のリラクタンスモータ600の第1のコアシート621aは、外側分割鉄心621a−1と内側分割鉄心621a−2とがリブ(連結部)で連結している。
Next, a
図39に示すように、リラクタンスモータ600(以下、単にモータと呼ぶ場合もある)は、円筒状の固定子610と、この円筒状の固定子610の内周に、所定の径方向寸法の空隙616(図40参照)を介して配置される回転子620と、を備える。リラクタンスモータ600は、例えば、4極のモータである。
As shown in FIG. 39, a reluctance motor 600 (hereinafter sometimes simply referred to as a motor) includes a
空隙616の径方向の長さは、例えば、0.5mm(0.2〜1mm)程度である。
The length of the
リラクタンスモータ600の固定子610は、図13、図14に示す固定子110と同様の構成であるので、説明は省略する。
The
図41に示すように、回転子620は、二種類のコアシート(第1のコアシート621a、第2のコアシート621b)を積層した回転子鉄心621と、回転子鉄心621の軸方向両端面に固定される端板625(図42参照)と、回転子鉄心621及び端板625の略中心部に嵌合する回転軸624と、を備える。
As illustrated in FIG. 41, the
回転子鉄心621は、二種類のコアシート(第1のコアシート621a、第2のコアシート621b)を使用している。図43に示すように、第1のコアシート621aは、外周部の鉄心部がないが、外側分割鉄心621a−1と、内側分割鉄心621a−2とは、q軸方向に沿って形成されるリブ621a−3(連結部)で連結している(ばらばらではない)。
The
第1のコアシート621a、第2のコアシート621bは、高透磁率を有する厚さt=0.5mm(0.1〜1mm)程度の電磁鋼板を所定の形状にプレスで打ち抜き、積層してカシメ623で固定している。加工はレーザーカットでもよい。
The
外側分割鉄心621a−1は、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心621の中心に向いている。また、外側分割鉄心621a−1は、d軸磁束の流れに沿うような円弧形状をなしている。そして、外側分割鉄心621a−1の周方向の中心は、q軸に略一致する。リラクタンスモータ600は、4極であるから、4個の外側分割鉄心621a−1が、周方向に略等間隔に配置されている。外側分割鉄心621a−1の円弧形状と仮想外周円との間は、空間であって第1のスリット部622aになっている。この第1のスリット部622aが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
The outer divided
4個の外側分割鉄心621a−1の内側に、略十字形状の内側分割鉄心621a−2が設けられる。内側分割鉄心621a−2は、中心部に回転軸624が嵌合する軸孔626が形成されている。内側分割鉄心621a−2の外周の外側分割鉄心621a−1に対向する部分は、外側分割鉄心621a−1と同様に、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心621の中心に向いている。そして、内側分割鉄心621a−2の外周の円弧は、外側分割鉄心621a−1の円弧と略同心円をなしている。外側分割鉄心621a−1と対向する内側分割鉄心621a−2の円弧部は、外側分割鉄心621a−1の数(4個)と同数(4箇所)形成されている。
A substantially cross-shaped inner divided
内側分割鉄心621a−2は、外側分割鉄心621a−1に対向する円弧部に沿う鉄心部がd軸磁束の磁路になっている。また、外側分割鉄心621a−1と内側分割鉄心621a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部622bが存在する。内側分割鉄心621a−2の円弧部及び第2のスリット部622bの中心は、q軸と略一致している。
In the inner divided
外側分割鉄心621a−1と内側分割鉄心621a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部622bが存在するので、この第2のスリット部622bが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
Between the outer divided
内側分割鉄心621a−2は、十字の4箇所あるd軸方向に突出する鉄心部の外周近傍で、カシメ623により固定されている。
The inner divided
第1のコアシート621aに設けられたリブ621a−3は、d軸方向に分割されたコア(外側分割鉄心621a−1、内側分割鉄心621a−2)の略中心部にq軸方向に沿って設けられている。リブ621a−3は、外側分割鉄心621a−1の円弧状の内周面の略中心部と、内側分割鉄心621a−2の外側分割鉄心621a−1に対向する円弧状の外周面の略中心部とを連結している。
The
リブ621a−3の周方向幅は、電磁鋼板の厚さ(0.1〜1mm)程度にしており、例えば、0.5mmである。リブ621a−3は、q軸方向に形成されているので、q軸磁束の磁路となる。従って、リブ621a−3の周方向幅は、出来るだけ狭い方が良く、回転子鉄心621内径側に構成した方が磁気抵抗が高くなり好ましい。
The circumferential width of the
図43に示すように、第1のコアシート621aのリブ621a−3のq軸方向延長線上に、第1のコアシート621aを積層固定するカシメ623が設けられている。カシメ623は、鉄心部を圧入して固定するため、カシメ623の鉄心部に応力、歪が生じ、鉄心の透磁率を劣化させ、磁束を通りにくくする。従って、カシメ623をリブ621a−3のq軸方向延長線上に設けることでリブ621a−3を通過するq軸磁束を通しにくくでき、Lqを小さくすることができる。
As shown in FIG. 43, a
ここでは、外側分割鉄心621a−1が一つの例を示したが、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心621の中心に向いている複数の略同心円の円弧形状の分割鉄心で構成されるものでもよい。その場合、それぞれの外側分割鉄心は、隣接する他の外側分割鉄心、もしくは内側分割鉄心621a−2とリブで連結している。第1のコアシート621aの分割は、1層以上であればよい。
Here, the outer divided
第1のコアシート621aの分割された外側分割鉄心621a−1、内側分割鉄心621a−2、及び分割された第1のスリット部622a、第2のスリット部622b(空気層)は、磁束の流れる方向を考慮すると、上記のように一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って円弧状とするのが好ましいが、V字型やU字型の形状としてもよい。
The outer divided
図42に示すように、回転子鉄心621は、第1のコアシート621aで積層される主たる鉄心部が中央に位置し、その両端部(軸方向両端部)を第2のコアシート621bで挟持している。第1のコアシート621aで積層される主たる鉄心部の軸方向の長さを、固定子鉄心611の軸方向の長さよりも長くなるように構成するのが好ましい。q軸インダクタンスLqを小さくするためである。
As shown in FIG. 42, in the
次に、第2のコアシート621bについて説明する。第2のコアシート621bは第1のコアシート621aの位置決めを行い、且つ補強するともに、支える土台のような役割をもつ。
Next, the
第2のコアシート621bは、図44に示すように、略中心部に軸孔626を有する円板である。第1のコアシート621aは、リブ621a−3によって一応一体化されているが、リブ621a−3は周方向の幅が電磁鋼板の厚さ(0.1〜1mm)程度であるから、強度的に弱い。第1のコアシート621aを積層した主たる鉄心部の軸方向両端部を第2のコアシート621bで固定することにより、はじめて剛性のある回転子鉄心621となる。
As shown in FIG. 44, the
第2のコアシート621bには、第1のコアシート621aと連結するカシメ623が、全部で8箇所に設けられる。即ち、第1のコアシート621aの4個の外側分割鉄心621a−1に1個設けられるカシメ623が全部で4個、第1のコアシート621aの内側分割鉄心621a−2に設けられるカシメ623が4個である。
The
このように構成された回転子鉄心621は、回転子鉄心621の両端を端板625(図42参照)で挟まれ、回転軸624に圧入、焼嵌等で固定される。
The thus configured
また、このように構成された回転子鉄心621は、第1のコアシート621aにおいてリブ621a−3により分割部(外側分割鉄心621a−1、内側分割鉄心621a−2)を支えているため、機械的強度が向上し、且つ、リブ621a−3により分割された外側分割鉄心621a−1、内側分割鉄心621a−2の位置決めができるため、位置決めに用いていたカシメ623の数を減らすことができ、d軸磁束を通しやすくし、生産性の良い回転子鉄心621が得られる。
Further, the
尚、変形例4のリラクタンスモータ600においても、コアシートの積層に、リベットを用いてもよいことは言うまでもない。
Needless to say, in the
また、第2のコアシート621bに、第1のコアシート621aの第1のスリット部622a、第2のスリット部622bと同形状のスリット部を設けてもよい。
Moreover, you may provide the slit part of the same shape as the 1st slit
以上の説明では、回転子鉄心621が、第1のコアシート621aの軸方向両端に第2のコアシート621bを設ける例を説明したが、第1のコアシート621aの間にも第2のコアシート621bを設けるようにしてもよい。
In the above description, the example in which the
次に、図45乃至図52を参照しながら、変形例5のリラクタンスモータ700について説明する。回転子120〜620は、鉄心部が分割された、もしくは鉄心部が細いリブで連結された第1のコアシート121a〜621aを、鉄心部が分割されていない第2のコアシート121b〜621bで一体化、もしくは補強している。変形例5のリラクタンスモータ700は、補強部材727により回転子720の強度をさらに上げる。
Next, a
図45に示すように、リラクタンスモータ700(以下、単にモータと呼ぶ場合もある)は、円筒状の固定子710と、この円筒状の固定子710の内周に、所定の径方向寸法の空隙716(図46参照)を介して配置される回転子720と、を備える。リラクタンスモータ700は、例えば、4極のモータである。
As shown in FIG. 45, a reluctance motor 700 (hereinafter sometimes simply referred to as a motor) includes a
空隙716の径方向の長さは、例えば、0.5mm(0.2〜1mm)程度である。
The length of the
リラクタンスモータ700の固定子710は、図13、図14に示す固定子110と同様の構成であるので、説明は省略する。
The
図47に示すように、回転子720は、二種類のコアシート(第1のコアシート721a、第2のコアシート721b)を積層した回転子鉄心721と、回転子鉄心721の軸方向両端面に挿入固定される補強部材727と、回転子鉄心721及び補強部材727の略中心部に嵌合する回転軸724と、を備える。
As shown in FIG. 47, the
回転子鉄心721は、二種類のコアシート(第1のコアシート721a、第2のコアシート721b)を使用している。図49に示すように、第1のコアシート721aは、外周部の鉄心部がないので、外側分割鉄心721a−1と、内側分割鉄心721a−2とが、連結していない(ばらばらである)。
The
第1のコアシート721a、第2のコアシート721bは、高透磁率を有する厚さt=0.5mm(0.1〜1mm)程度の電磁鋼板を所定の形状にプレスで打ち抜き、積層してカシメ723で固定している。加工はレーザーカットでもよい。
The
外側分割鉄心721a−1は、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心721の中心に向いている。また、外側分割鉄心721a−1は、d軸磁束の流れに沿うような円弧形状をなしている。そして、外側分割鉄心721a−1の周方向の中心は、q軸に略一致する。リラクタンスモータ700は、4極であるから、4個の外側分割鉄心721a−1が、周方向に略等間隔に配置されている。外側分割鉄心721a−1の円弧形状と仮想外周円との間は、空間であって第1のスリット部722aになっている。この第1のスリット部722aが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
The outer divided
4個の外側分割鉄心721a−1は、それぞれ二箇所のカシメ723により固定されて積層される。カシメ723が一箇所だと位置決めが難しいので、カシメ723は二箇所以上が好ましい。
The four outer divided
4個の外側分割鉄心721a−1の内側に、略十字形状の内側分割鉄心721a−2が設けられる。内側分割鉄心721a−2は、中心部に回転軸724が嵌合する軸孔726が形成されている。内側分割鉄心721a−2の外周の外側分割鉄心721a−1に対向する部分は、外側分割鉄心721a−1と同様に、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心721の中心に向いている。そして、内側分割鉄心721a−2の外周の円弧は、外側分割鉄心721a−1の円弧と略同心円をなしている。外側分割鉄心721a−1と対向する内側分割鉄心721a−2の円弧部は、外側分割鉄心721a−1の数(4個)と同数(4箇所)形成されている。
Inside the four outer divided
内側分割鉄心721a−2は、外側分割鉄心721a−1に対向する円弧部に沿う鉄心部がd軸磁束の磁路になっている。また、外側分割鉄心721a−1と内側分割鉄心721a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部722bが存在する。内側分割鉄心721a−2の円弧部及び第2のスリット部722bの中心は、q軸と略一致している。
In the inner divided
外側分割鉄心721a−1と内側分割鉄心721a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部722bが存在するので、この第2のスリット部722bが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
Between the outer divided
内側分割鉄心721a−2は、十字の4箇所あるd軸方向に突出する鉄心部の外周近傍で、カシメ723により固定されている。
The inner divided
第1のコアシート721aの構成について別の表現をすると、第1のコアシート721aは、q軸方向の磁束の流れを妨げるように、一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って、外側分割鉄心721a−1と内側分割鉄心721a−2とに分割されている。
In other words, regarding the configuration of the
ここでは、外側分割鉄心721a−1が一つの例を示したが、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心721の中心に向いている複数の略同心円の円弧形状の分割鉄心で構成されるものでもよい。第1のコアシート721aの分割は、1層以上であればよい。
Here, the outer divided
第1のコアシート721aの分割された外側分割鉄心721a−1、内側分割鉄心721a−2、及び分割された第1のスリット部722a、第2のスリット部722b(空気層)は、磁束の流れる方向を考慮すると、上記のように一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って円弧状とするのが好ましいが、V字型やU字型の形状としてもよい。
The outer divided
図48に示すように、回転子鉄心721は、第1のコアシート721aで積層される主たる鉄心部が中央に位置し、その両端部(軸方向両端部)を第2のコアシート721bで挟持している。さらに、回転子鉄心721の軸方向両端部に、補強部材727(非磁性体)が挿入固定される。補強部材727は、円板状の端板部727a(図52参照)から、第1のスリット部622a及び第2のスリット部622bと略同形状の挿入部727b(図52参照)が立設している。補強部材727の挿入部727bが、回転子鉄心721(第1のコアシート721a、第2のコアシート721b)の第1のスリット部622a及び第2のスリット部622b(図51も参照)に挿入固定される。補強部材727の円板状の端板部727a(図52参照)は、例えば、回転子120の端板125と略同等の機能を有する。
As shown in FIG. 48, in the
第1のコアシート721aで積層される主たる鉄心部の軸方向の長さを、固定子鉄心711の軸方向の長さよりも長くなるように構成するのが好ましい。q軸インダクタンスLqを小さくするためである。
It is preferable that the axial length of the main core portion laminated by the
次に、第2のコアシート721bについて説明する。第2のコアシート721bは第1のコアシート721aの位置決めを行い、且つ固定するともに、支える土台のような役割をもつ。
Next, the
第2のコアシート721bは、図50に示すように、略中心部に軸孔726を有するとともに、第1のコアシート721aと同様に、第1のスリット部722a、第2のスリット部722b(空気層)が形成されている。但し、第2のコアシート721bは、外周部と第1のスリット部722a、第2のスリット部722b(空気層)との間に、外周鉄心部があり、分割されていない。図5に示した一般的なリラクタンスモータ500の回転子鉄心521のコアシートと同じような構成である。
As shown in FIG. 50, the
第2のコアシート721bは、主に、分割された外側分割鉄心721a−1及び内側分割鉄心721a−2で構成される第1のコアシート721aで積層される主たる鉄心部を固定するために設けられる。外側分割鉄心721a−1と、内側分割鉄心721a−2とは、ばらばらの状態であり、分割されていない一体形状の第2のコアシート721bとともにカシメ723で固定することにより、はじめて一体化される。
The
また、第2のコアシート721bには、第1のコアシート721aと同様に、第1のスリット部722a、第2のスリット部722b(空気層)が形成されているので、回転子120の第2のコアシート121b、回転子220の第2のコアシート221bに比べ、q軸磁束が通りにくい利点がある。
In addition, since the
但し、第2のコアシート721bは、外周部と第1のスリット部722a、第2のスリット部722b(空気層)との間に外周鉄心部があり、この外周鉄心部をq軸磁束が漏れて流れるので、第1のコアシート721aの分割部(外側分割鉄心721a−1、内側分割鉄心721a−2)を固定するのに必要な強度を保てる範囲で、第2のコアシート721bの枚数はできるだけ少ない方が好ましい。且つ、q軸磁束が通りにくいように、固定子鉄心711の軸方向端面から外側に位置するのが好ましい。
However, the
第2のコアシート721bには、第1のコアシート721aと連結するカシメ723が、全部で12箇所に設けられる。
In the
回転子鉄心721は、回転子鉄心321の軸方向両端に補強部材727が挿入固定されるとともに、回転軸324が圧入、焼嵌等で固定される。回転子鉄心321の軸方向両端に補強部材727が挿入固定されることにより、回転子鉄心721の強度が大幅に向上する。
The
尚、変形例5のリラクタンスモータ700においても、コアシートの積層に、リベットを用いてもよいことは言うまでもない。
Needless to say, in the
以上の説明では、回転子鉄心721が、第1のコアシート721aの軸方向両端に第2のコアシート721bを設ける例を説明したが、第1のコアシート721aの間にも第2のコアシート721bを設けるようにしてもよい。
In the above description, the
次に、図53乃至図58を参照しながら、変形例6のリラクタンスモータ800について説明する。変形例5のリラクタンスモータ700は、補強部材727により回転子720の強度を向上させたが、変形例6のリラクタンスモータ800は、モールド樹脂により一体成形するものである。
Next, a
図53に示すように、リラクタンスモータ800(以下、単にモータと呼ぶ場合もある)は、円筒状の固定子810と、この円筒状の固定子810の内周に、所定の径方向寸法の空隙816(図54参照)を介して配置される回転子820と、を備える。リラクタンスモータ800は、例えば、4極のモータである。
As shown in FIG. 53, a reluctance motor 800 (hereinafter sometimes simply referred to as a motor) includes a
空隙816の径方向の長さは、例えば、0.5mm(0.2〜1mm)程度である。
The length of the
リラクタンスモータ800の固定子810は、図13、図14に示す固定子110と同様の構成であるので、説明は省略する。
The
図55に示すように、回転子820は、二種類のコアシート(第1のコアシート821a、第2のコアシート821b)を積層した回転子鉄心821と、回転子鉄心821を一体成形するモールド樹脂828と、回転子鉄心821の略中心部に嵌合する回転軸824と、を備える。
As shown in FIG. 55, the
回転子鉄心821は、二種類のコアシート(第1のコアシート821a、第2のコアシート821b)を使用している。図57に示すように、第1のコアシート821aは、外周部の鉄心部がないので、外側分割鉄心821a−1と、内側分割鉄心821a−2とが、連結していない(ばらばらである)。
The
第1のコアシート821a、第2のコアシート821bは、高透磁率を有する厚さt=0.5mm(0.1〜1mm)程度の電磁鋼板を所定の形状にプレスで打ち抜き、積層してカシメ823で固定している。加工はレーザーカットでもよい。
The
外側分割鉄心821a−1は、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心821の中心に向いている。また、外側分割鉄心821a−1は、d軸磁束の流れに沿うような円弧形状をなしている。そして、外側分割鉄心821a−1の周方向の中心は、q軸に略一致する。リラクタンスモータ800は、4極であるから、4個の外側分割鉄心821a−1が、周方向に略等間隔に配置されている。外側分割鉄心821a−1の円弧形状と仮想外周円との間は、空間であって第1のスリット部822aになっている。この第1のスリット部822aが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
The outer divided
4個の外側分割鉄心821a−1は、それぞれ二箇所のカシメ823により固定されて積層される。カシメ823が一箇所だと位置決めが難しいので、カシメ823は二箇所以上が好ましい。
The four outer divided
4個の外側分割鉄心821a−1の内側に、略十字形状の内側分割鉄心821a−2が設けられる。内側分割鉄心821a−2は、中心部に回転軸824が嵌合する軸孔826が形成されている。内側分割鉄心821a−2の外周の外側分割鉄心821a−1に対向する部分は、外側分割鉄心821a−1と同様に、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心821の中心に向いている。そして、内側分割鉄心821a−2の外周の円弧は、外側分割鉄心821a−1の円弧と略同心円をなしている。外側分割鉄心821a−1と対向する内側分割鉄心821a−2の円弧部は、外側分割鉄心821a−1の数(4個)と同数(4箇所)形成されている。
A substantially cross-shaped inner divided
内側分割鉄心821a−2は、外側分割鉄心821a−1に対向する円弧部に沿う鉄心部がd軸磁束の磁路になっている。また、外側分割鉄心821a−1と内側分割鉄心821a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部822bが存在する。内側分割鉄心821a−2の円弧部及び第2のスリット部822bの中心は、q軸と略一致している。
In the inner divided
外側分割鉄心821a−1と内側分割鉄心821a−2との間に、空間である円弧形状の第2のスリット部822bが存在するので、この第2のスリット部822bが、q軸磁束の流れの抵抗になり、q軸インダクタンスLqを小さくしている。
Since the arc-shaped
内側分割鉄心821a−2は、十字の4箇所あるd軸方向に突出する鉄心部の外周近傍で、カシメ823により固定されている。
The inner divided
第1のコアシート821aの構成について別の表現をすると、第1のコアシート821aは、q軸方向の磁束の流れを妨げるように、一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って、外側分割鉄心821a−1と内側分割鉄心821a−2とに分割されている。
In other words, regarding the configuration of the
ここでは、外側分割鉄心821a−1が一つの例を示したが、外周円とは逆向きの円弧形状をなして形成されるとともに、円弧の頂点が回転子鉄心821の中心に向いている複数の略同心円の円弧形状の分割鉄心で構成されるものでもよい。 第1のコアシート821aの分割は、1層以上であればよい。
Here, the outer divided
第1のコアシート821aの分割された外側分割鉄心821a−1、内側分割鉄心821a−2、及び分割された第1のスリット部822a、第2のスリット部822b(空気層)は、磁束の流れる方向を考慮すると、上記のように一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って円弧状とするのが好ましいが、V字型やU字型の形状としてもよい。
The outer divided
図56に示すように、回転子鉄心821は、第1のコアシート821aで積層される主たる鉄心部が中央に位置し、その両端部(軸方向両端部)を第2のコアシート821bで挟持している。さらに、回転子鉄心821は、回転軸824とともに、モールド樹脂828で一体成形される。モールド樹脂828は、第1のコアシート821a及び第2のコアシート821bのスリット部(第1のスリット部822a、第2のスリット部822b)に充填され、且つ回転子鉄心821の軸方向両端面を覆う。回転軸824とともにモールド樹脂828で一体成形されるので、回転子鉄心821の強度が、格段に向上する。
As shown in FIG. 56, in the
第1のコアシート821aで積層される主たる鉄心部の軸方向の長さを、固定子鉄心811の軸方向の長さよりも長くなるように構成するのが好ましい。q軸インダクタンスLqを小さくするためである。
It is preferable that the axial length of the main core portion laminated by the
次に、第2のコアシート821bについて説明する。第2のコアシート821bは第1のコアシート821aの位置決めを行い、且つ固定するともに、支える土台のような役割をもつ。
Next, the
第2のコアシート821bは、図58に示すように、略中心部に軸孔826を有するとともに、第1のコアシート821aと同様に、第1のスリット部822a、第2のスリット部822b(空気層)が形成されている。但し、第2のコアシート821bは、外周部と第1のスリット部822a、第2のスリット部822b(空気層)との間に、外周鉄心部があり、分割されていない。図5に示した一般的なリラクタンスモータ500の回転子鉄心521のコアシートと同じような構成である。
As shown in FIG. 58, the
第2のコアシート821bは、主に、分割された外側分割鉄心821a−1及び内側分割鉄心821a−2で構成される第1のコアシート821aで積層される主たる鉄心部を固定するために設けられる。外側分割鉄心821a−1と、内側分割鉄心821a−2とは、ばらばらの状態であり、分割されていない一体形状の第2のコアシート821bとともにカシメ823で固定することにより、はじめて一体化される。
The
また、第2のコアシート821bには、第1のコアシート821aと同様に、第1のスリット部822a、第2のスリット部822b(空気層)が形成されているので、回転子120の第2のコアシート121b、回転子220の第2のコアシート221bに比べ、q軸磁束が通りにくい利点がある。
In addition, since the
但し、第2のコアシート821bは、外周部と第1のスリット部822a、第2のスリット部822b(空気層)との間に外周鉄心部があり、この外周鉄心部をq軸磁束が漏れて流れるので、第1のコアシート821aの分割部(外側分割鉄心821a−1、内側分割鉄心821a−2)を固定するのに必要な強度を保てる範囲で、第2のコアシート821bの枚数はできるだけ少ない方が好ましい。且つ、q軸磁束が通りにくいように、固定子鉄心811の軸方向端面から外側に位置するのが好ましい。
However, the
第2のコアシート821bには、第1のコアシート821aと連結するカシメ823が、全部で12箇所に設けられる。
The
回転子鉄心821は、回転軸824とともにモールド樹脂828で一体成形されるので、回転子鉄心821の強度が、格段に向上する。
Since the
尚、変形例5のリラクタンスモータ700においても、コアシートの積層に、リベットを用いてもよいことは言うまでもない。
Needless to say, in the
また、第1のコアシート821aは、変形例4の第1のコアシート621aのように、外側分割鉄心621a−1と内側分割鉄心621a−2とがリブ(連結部)で連結していてもよい。
Moreover, the
以上の説明では、回転子鉄心821が、第1のコアシート821aの軸方向両端に第2のコアシート821bを設ける例を説明したが、第1のコアシート821aの間にも第2のコアシート821bを設けるようにしてもよい。
In the above description, the
また、第2のコアシート821bは、図59に示すように、第1のスリット部822a、第2のスリット部822b(空気層)の代わりに、樹脂注入孔929a,929bを有する第2のコアシート921bでもよい。このとき、樹脂注入孔929aは、第1のコアシート821aの第1のスリット部822aに連通し、樹脂注入孔929bは、第1のコアシート821aの第2のスリット部822bに連通する。第2のコアシート921bのカシメ923、軸孔926は、第2のコアシート821bのカシメ823、軸孔826と同じである。
As shown in FIG. 59, the
本発明のリラクタンスモータの活用例として、例えば、空気調和機の圧縮機モータ等として利用すれば、コストアップすることなく、空気調和機の性能アップを図ることができる。 As an application example of the reluctance motor of the present invention, for example, when used as a compressor motor of an air conditioner, the performance of the air conditioner can be improved without increasing the cost.
100 リラクタンスモータ、110 固定子、111 固定子鉄心、112 コアバック、113 巻線、113a コイルエンド、114 ティース、114a 先端、115 スロット、116 空隙、117 スロット開口部、120 回転子、121 回転子鉄心、121a 第1のコアシート、121a−1 外側分割鉄心、121a−2 内側分割鉄心、121b 第2のコアシート、122a 第1のスリット部、122b 第2のスリット部、123 カシメ、124 回転軸、125 端板、126 軸孔、200 リラクタンスモータ、210 固定子、211 固定子鉄心、216 空隙、220 回転子、221 回転子鉄心、221a 第1のコアシート、221a−1 外側分割鉄心、221a−2 内側分割鉄心、221b 第2のコアシート、222a 第1のスリット部、222b 第2のスリット部、223 リベット孔、224 回転軸、225 端板、226 軸孔、300 リラクタンスモータ、310 固定子、311 固定子鉄心、316 空隙、320 回転子、321 回転子鉄心、321a 第1のコアシート、321a−1 外側分割鉄心、321a−2 内側分割鉄心、321b 第2のコアシート、322a 第1のスリット部、322b 第2のスリット部、323 カシメ、324 回転軸、325 端板、326 軸孔、400 リラクタンスモータ、410 固定子、411 固定子鉄心、416 空隙、420 回転子、421 回転子鉄心、421a 第1のコアシート、421a−1 外側分割鉄心、421a−2 内側分割鉄心、421b 第2のコアシート、422a 第1のスリット部、422b 第2のスリット部、423 リベット孔、424 回転軸、425 端板、426 軸孔、500 リラクタンスモータ、510 固定子、511 固定子鉄心、512 コアバック、513 巻線、514 ティース、515 スロット、520 回転子、521 回転子鉄心、522a 第1のスリット部、522b 第2のスリット部、523 カシメ、524 回転軸、525 端板、600 リラクタンスモータ、610 固定子、611 固定子鉄心、616 空隙、620 回転子、621 回転子鉄心、621a 第1のコアシート、621a−1 外側分割鉄心、621a−2 内側分割鉄心、621a−3 リブ、621b 第2のコアシート、622a 第1のスリット部、622b 第2のスリット部、623 カシメ、624 回転軸、625 端板、626 軸孔、700 リラクタンスモータ、710 固定子、711 固定子鉄心、716 空隙、720 回転子、721 回転子鉄心、721a 第1のコアシート、721a−1 外側分割鉄心、721a−2 内側分割鉄心、721b 第2のコアシート、722a 第1のスリット部、722b 第2のスリット部、723 カシメ、724 回転軸、726 軸孔、727 補強部材、800 リラクタンスモータ、810 固定子、811 固定子鉄心、816 空隙、820 回転子、821 回転子鉄心、821a 第1のコアシート、821a−1 外側分割鉄心、821a−2 内側分割鉄心、821b 第2のコアシート、822a 第1のスリット部、822b 第2のスリット部、823 カシメ、824 回転軸、826 軸孔、828 モールド樹脂、921b 第2のコアシート、923 カシメ、926 軸孔、929a 樹脂注入孔、929b 樹脂注入孔。 100 reluctance motor, 110 stator, 111 stator core, 112 core back, 113 winding, 113a coil end, 114 teeth, 114a tip, 115 slot, 116 gap, 117 slot opening, 120 rotor, 121 rotor core 121a 1st core sheet, 121a-1 outer divided iron core, 121a-2 inner divided iron core, 121b second core sheet, 122a first slit part, 122b second slit part, 123 caulking, 124 rotating shaft, 125 end plate, 126 shaft hole, 200 reluctance motor, 210 stator, 211 stator core, 216 gap, 220 rotor, 221 rotor core, 221a first core sheet, 221a-1 outer divided core, 221a-2 Inner split iron core, 221b 2nd Core sheet, 222a 1st slit part, 222b 2nd slit part, 223 rivet hole, 224 rotation shaft, 225 end plate, 226 shaft hole, 300 reluctance motor, 310 stator, 311 stator core, 316 gap, 320 Rotor, 321 Rotor core, 321a first core sheet, 321a-1 outer divided core, 321a-2 inner divided core, 321b second core sheet, 322a first slit, 322b second slit, 323 Caulking, 324 Rotating shaft, 325 End plate, 326 Shaft hole, 400 Reluctance motor, 410 Stator, 411 Stator core, 416 Air gap, 420 Rotor, 421 Rotor core, 421a First core sheet, 421a-1 Outer split iron core, 421a-2 Inner split iron core, 421b 2nd Core sheet, 422a 1st slit part, 422b 2nd slit part, 423 rivet hole, 424 rotation shaft, 425 end plate, 426 shaft hole, 500 reluctance motor, 510 stator, 511 stator core, 512 core back, 513 Winding, 514 Teeth, 515 Slot, 520 Rotor, 521 Rotor Core, 522a First Slit, 522b Second Slit, 523 Caulking, 524 Rotating Shaft, 525 End Plate, 600 Reluctance Motor, 610 Fixed 611 stator core, 616 gap, 620 rotor, 621 rotor core, 621a first core sheet, 621a-1 outer split core, 621a-2 inner split core, 621a-3 rib, 621b second core Sheet, 622a First slit, 622b Second slit portion, 623 caulking, 624 rotation shaft, 625 end plate, 626 shaft hole, 700 reluctance motor, 710 stator, 711 stator core, 716 gap, 720 rotor, 721 rotor core, 721a first Core sheet, 721a-1 outer divided iron core, 721a-2 inner divided iron core, 721b second core sheet, 722a first slit part, 722b second slit part, 723 caulking, 724 rotation shaft, 726 shaft hole, 727 Reinforcing member, 800 Reluctance motor, 810 Stator, 811 Stator core, 816 Air gap, 820 Rotor, 821 Rotor core, 821a First core sheet, 821a-1 Outer split core, 821a-2 Inner split core, 821b Second core sheet, 822a First slit, 822b Second slit portion, 823 crimp, 824 rotation shaft, 826 shaft hole, 828 mold resin, 921b Second core sheet, 923 crimp, 926 shaft hole, 929a resin injection hole, 929b resin injection hole.
Claims (7)
前記回転子の回転子鉄心は、
q軸方向の磁束の流れを妨げるように、一方のd軸から他方のd軸への磁路に沿って複数の分割鉄心に分割され、前記複数の分割鉄心が連結部で連結された第1のコアシートと、
前記第1のコアシートの前記複数の分割鉄心の間に存在する空間の形状に沿ってスリットが設けられ、前記スリットと外周部との間に外周鉄心部が存在する第2のコアシートと、を備え、
前記第1のコアシートと前記第2のコアシートとが積層され、
円板状の端板部から、前記第1のコアシートの前記複数の分割鉄心の間に存在する空間と前記第2のコアシートの前記スリットとに挿入される挿入部が立設している非磁性体の補強部材を有することを特徴とするリラクタンスモータ。 In reluctance motor having a rotor in a stator which Ru is generated a rotating magnetic field,
The rotor core of the rotor is
to prevent the flow of magnetic flux in the q-axis direction and from one d-axis along the magnetic path to the other d-axis is divided into a plurality of divided cores, a first of the plurality of divided cores are connected by a connecting portion Core sheet,
A slit is provided along a shape of a space existing between the plurality of divided cores of the first core sheet, and a second core sheet in which an outer peripheral core part exists between the slit and the outer peripheral part , With
And said first core sheet and said second core sheet is a product layer,
From the disc-shaped end plate portion, an insertion portion to be inserted into the space existing between the plurality of divided cores of the first core sheet and the slit of the second core sheet is erected. reluctance motor, characterized in Rukoto to have a reinforcing member of non-magnetic material.
前記第1のコアシートの前記複数の分割鉄心では、前記カシメもしくは前記リベットが前記連結部のq軸方向延長線上に設けられることを特徴とする請求項3記載のリラクタンスモータ。 The connecting portion of the first core sheet is formed along the q-axis direction;
In the plurality of divided cores of the first core sheet, said caulking or reluctance motor according to claim 3, wherein said rivet is characterized Rukoto provided on the q-axis direction extension line of the connecting portion.
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JP2011147259A (en) | 2011-07-28 |
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