JPH11127560A - ロータコア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本願発明はｄ軸磁束を増やしても磁気飽和が
生ぜず、かつｑ軸インダクタンスを低くしなくとも各ス
トリップで磁気飽和が生じないようにすることを目的と
しております。 【解決手段】 本願発明のロータコアは、中心側に凸と
なるようにストリップ２を半径方向に列設したコアシー
ト１をロータ軸方向に積層してなるロータコアにおい
て、ストリップ２の半径方向の幅がロータ中心側のスト
リップ２が、ロータ外側のストリップより幅広い構成で
あり、ティースからの多量に流れる磁束はロータ中心側
に集中しやすいが、ロータ中心側のストリップは太いた
め磁気飽和は生ぜず、電動機のトルクを大きくすること
が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リラクタンストル
クを利用するリラクタンスモータのロータコア構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】リラクタンスモータは、インダクション
モータ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
ア構造あるいは駆動方法等の改善が必要であった。近
年、ロータコアのコアシートに多層のフラックスバリア
を設けることにより力率を向上させる技術が開発された
（平成８年電気学会全国大会誌、１０２９、本田ら著
「マルチフラックスバリアタイプ シンクロナスリラク
タンスモータの検討」参照）。

【０００３】図１０にこの従来の改良されたリラクタン
スモータのロータコア構造の一例を示す。図１０（ａ）
において、電磁鋼板製の円板状のコアシート１０１に
は、多層のフラックスバリア１０２がコアシート１０１
の軸芯１０３に対し逆円弧状に形成されている。フラッ
クスバリア１０２は幅１mm程度のスリット（貫通溝）か
らなり、プレス加工されたものである。また、コアシー
ト１０１の外周には回転時にかかる遠心力に対する強度
を持たせるため、一定幅のスリット外周端部１０４を設
けている。

【０００４】コアシート１０１をロータ軸１０５の方向
に数十枚積層することにより、図１０（ｂ）に示すよう
なロータコア１０６が完成する。そして、このロータコ
ア１０６を、図１０（ｃ）に示すようなステータ１０７
内にセットすれば、ステータ１０７の複数の界磁部１０
８より、ロータコア１０６に回転磁界が与えられ、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。

【０００５】 Ｔ＝Ｐｎ（Ｌｄ−Ｌｑ）ｉｄ ｉｑ ……………………………………（１） ただし、Ｐｎは極対数、Ｌｄ，Ｌｑはｄ，ｑ軸インダク
タンス、ｉｄ，ｉｑはｄ，ｑ軸電流である。上記（１）
式より、このモータの性能を左右するのはｄ，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、上
記フラックスバリアを設けることにより、スリットを横
切るｑ軸方向の磁路に抵抗を与える一方、スリット間に
挟まれたｄ軸方向の磁路を確保していた。

【０００６】上記従来の構成では、幅１mm程度のスリッ
トをプレス加工により打ち抜き、幅３mm程度で同一幅の
ストリップを形成している。このように形成されたロー
タコアのストリップには、ステータからの磁束が流れ、
ストリップを通過した後、ステータに戻っていく。この
時の通過する磁束にストリップが追従していくことを利
用して、ステータからの磁束が動いていくように制御
し、この磁束に追従してロータを回転していく。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ティースから流れる磁
束は、図１１に示す磁界分析図からわかるようにロータ
の中心側のストリップほど多量の磁束が流れるようにス
テータを制御しています。ステータとロータ間隔での磁
束ギャップ密度は、図１２に示すような正弦波になって
います。

【０００８】ここで、ロータの回転速度、回転トルクを
大きくするために、ステータからの磁束を大きくする
と、特にロータ中心側のストリップには多量の磁束が流
れ込みます。ロータコアのストリップの幅が同一である
と各ストリップを流すことができる磁束は同一量であ
り、ストリップの外側に特に多量の磁束が流れ込んでし
まうため、ロータ外側のストリップで磁気飽和が生じて
しまいます。したがって、磁束を多量に流すことができ
ず、高トルクでリラクタンスモータを駆動することがで
きません。

【０００９】そこで、スリット数を減らしてストリップ
の幅を大きくし、ティースからの磁束量を増やしても、
磁気飽和が生じないような構成にすることは可能であり
ますが、ｑ軸インダクタンスＬｑの大きさは、スリット
数が少くなるため小さくなってしまいます。つまり、リ
ラクタンスモータの回転トルクは（１）式によって決定
するように、ｑ軸抵抗が小さい、突極比が小さくなると
トルクが低くなってしまいます。

【００１０】本願発明はｄ軸磁束を増やしても磁気飽和
が生ぜず、かつｑ軸インダクタンスを低くしなくとも各
ストリップで磁気飽和が生じないようにすることを目的
としております。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明のロータコア
は、中心側に凸となるようにストリップを半径方向に列
設し、各ストリップ間にスリットを配置したコアシート
をロータ軸方向へ積層してなるロータコアにおいて、ス
トリップの半径方向の幅はロータ中心側のストリップ
が、ロータ外側のストリップより広く、且つスリットの
半径方向の幅はロータ中心側のスリットが、ロータ外側
のスリットより広い、または同じ幅である構成であり、
ティースからの多量に流れる磁束はロータ中心側に集中
しやすいが、ロータ中心側のストリップは太いため磁気
飽和は生ぜず、電動機のトルクを大きくすることが可能
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本願請求項１記載の発明は、中心
側に凸となるようにストリップを半径方向に列設したコ
アシートをロータ軸方向に積層してなるロータコアにお
いて、ストリップの透磁率はロータ中心側のストリップ
が大きく、ロータ外側のストリップが小さいロータコア
であり、ロータ中心側のストリップに入ってくる磁束が
大きくても、ロータ中心側のストリップほど透磁率が高
いので、ロータ外側のストリップで磁気飽和することが
なく、効率よくモータを回転駆動することができる。こ
のようなロータは、透磁率が異なる材料からなるストリ
ップにより構成されている。

【００１３】また、請求項２記載のロータコアは、中心
側に凸となるようにストリップを半径方向に列設し、各
ストリップ間にスリットを配置したコアシートをロータ
軸方向へ積層してなるロータコアにおいて、ストリップ
の半径方向の幅はロータ中心側のストリップが、ロータ
外側のストリップより広く、且つスリットの半径方向の
幅はロータ中心側のスリットが、ロータ外側のスリット
より広い、または同じ幅であり、ステータからの磁束は
ロータ中心側の磁束量が多く、ロータ外側は磁束量が少
ないので、中心側のストリップで磁気飽和することな
く、外側のストリップでも磁気飽和することがないの
で、磁束量が多く流すことができる。

【００１４】また、請求項３記載のロータコアは、各ス
トリップはスリット外周端部により連結しており、前記
スリット外周端部は０．２＜ｗ＜０．６mmである。ま
た、請求項４記載のロータコアは、すべてのストリップ
はロータ中心角９０度以内の範囲で湾曲した構成であ
る。また、請求項５記載のロータコアは、円周方向に隣
合うロータコア片の挟角は、同じ大きさであり、バラン
スのすぐれた構成である。

【００１５】また、請求項６記載のロータコアは、ロー
タ外径に接し、且つ垂直に交わる２つの直線の交点が、
スリット円弧中心となる構成であり、磁路の長さの短い
ストリップを提供することができる。また、請求項７記
載のロータコアはロータ半径方向にストリップを５層積
層した構成である。

【００１６】また、請求項８記載のロータコアは、隣接
するストリップの半径方向の幅はロータ中心側のストリ
ップが、ロータ外側のストリップより広くてもよい。ま
た、請求項９記載のロータコアは、ストリップの幅は中
心側から外側へ徐々に広い構成である。また、請求項１
０記載のロータコアは、ストリップの端部は隣接するス
トリップと連結しています。

【００１７】また、請求項１１記載のロータコアは、ス
トリップの幅は層ごとに一定であり、磁束通路を大きく
取ることができます。また、請求項１２記載のロータコ
アは最もロータ中心側のストリップの幅が最も広い。ま
た、請求項１３記載の電動機は、ロータコアとステータ
コアとの間の、磁束ギャップ密度が正弦波形状である。

【００１８】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。なお、以下の実施例は本発明を具体化
した１例であって、本発明の技術的範囲を限定するもの
ではない。 （実施例１）図１において、１は電磁鋼板等の高透磁率
材からなる円板状のコアシートであって、その周方向に
は等間隔置きの４箇所に、中心側に凸となるように湾曲
する円弧状のストリップ２が半径方向にスリット３を挟
んで列設されている。このようなコアシート１はプレス
加工もしくはレーザ加工等により形成される。ストリッ
プ２の形状としては、磁路の形状やコアシート１の加工
等を考慮すれば、円弧状とするのが好適であるが、Ｖ字
型やＵ字型の形状としてもよいのは勿論である。そし
て、コアシート１を軸方向に数十枚積み重ねて積層体５
となした後、ロータ軸４が挿入されることによりロータ
コア６が完成される。このようなコアシート１同士は必
要に応じて接着剤等で一体固着される。

【００１９】このように完成されたロータコア６を（図
示しない）ステータ内にセットすれば、ステータの複数
の歯からなる界磁部より、ロータコア６に回転磁界が与
えられ、リラクタンストルクが発生する。このようなロ
ータコア６を有するリラクタンスモータにおいては、ス
トリップ２を横切るｑ軸方向のインダクタンスＬｑと、
ストリップ２に沿ったｄ軸方向のインダクタンスＬｄと
を比較すると、次のようになる。すなわち、ｑ軸方向に
は電磁鋼板に比べて透磁率が約１／１０００である空気
層よりなるスリット３で磁路に抵抗を与えているため、
磁束がほとんど通らず、インダクタンスＬｑは小さくな
る。一方、ｄ軸方向には、ストリップ２が磁路を形成し
ているため、磁束が通り易く、インダクタンスＬｄは大
きくなる。

【００２０】図２により、コアシート１を詳細に説明す
る。コアシート１のストリップ２の幅はロータ中心側程
大きく、ロータ外側程小さくしており、ストリップの最
も中心側に備えたストリップ２ａの幅がもっとも広く、
外側のストリップに向かうに従い少しずつ狭くなってい
る。つまり、ｄ軸方向の磁束通路はロータ内側程大き
く、ロータ外側へ行くに従い磁束通路は小さくなる。

【００２１】ステータからの磁束は、同一時にすべての
ティースから同一量の磁束を発生しているという訳では
なく、磁束の中心側のストリップに入力される磁束が多
量になるように制御されている。したがって、図３に示
すようにロータ中心側のストリップ程、多量の磁束が流
れ込んだような磁界分析図を見ることができる。本願の
ロータコアは高トルクとするために、ステータからの磁
束量を大きくして、中心側のストリップに入り込む磁束
量が大きくしても、ロータコア中心側のストリップの幅
２ａは他のストリップより広いので、多量の磁束が流れ
込んでも磁気飽和が生じることがなく、多量の磁束を流
すことができる。また、ロータ外側のストリップ２ｅに
流れ込む磁束量は中心側のストリップに流れ込む磁束量
と比較すると少ないので、ロータ外側のストリップを小
さくして、ロータ中心側のストリップを広くしても磁気
飽和になり難い。つまり、本願のロータはステータから
の磁束量に合わせてロータのストリップの形状を構成し
たものであります。一方、従来の図１０に示すような従
来ロータコアの磁界分析図１１は、各ストリップの幅は
同一幅であるためロータ中心側の磁束路は磁界密度が高
いが、ロータ外側の磁界密度は疎になっている。ここ
で、高トルクを出すために電流値を大きくして全体の磁
束量を大きくすると、ロータ中心側で磁気飽和を生じて
しまい、モータを高トルク回転することができなくなっ
てしまいます。

【００２２】本実施例は図２に示すようにコアシート１
の半径は３８．７±０．０１mmであり、スリット３に介
在したストリップ２は最も中心側のストリップ２ａから
最も外側のストリップ２ｅへ行くに従い、ロータ半径方
向の幅が狭くなっている。このときのストリップ幅は、
最も中心側のストリップ２ａをＬ＝１とすると、ストリ
ップ２ａの幅は３．１±０．０５mm、ストリップ２ｂの
幅は２．９±０．０５mm、ストリップ２ｃの幅は２．６
±０．０５mm、ストリップ２ｃの幅は２．２±０．０５
mm、ストリップ２ｄの幅は１．７±０．０５mmである。
このようなストリップは、図１に示すようにロータ中心
角９０度以内の範囲でロータ中心を凸とする湾曲した構
成をしており、ひとつのロータ内に４個所のフラックス
バリアとなすスリット群を設けている。これらのスリッ
トの幅は最も中心側のスリット３ａのみスリット幅が広
く、他のスリットの幅は同一幅である。そして、それぞ
れのスリット群の隣接する間隔、ロータの最も中心側の
それぞれスリット３ａ、３ａとの間隔は２．８±０．０
５mmである。また、ロータの外周端は０．２〜０．６mm
の間隔である。

【００２３】このように、コアシート１を積層して設け
たロータコアは、ストリップ２の幅をロータ中心側より
大きく、ロータ外側程小さくしたので、ｄ軸方向の磁束
通路は、ロータ内側程大きく、ロータ外側へ行くに従い
ｄ軸方向の磁束通路は小さくなっている。なお、上記記
載のロータコアはストリップの幅が最も中心のストリッ
プ２ａが幅広く、ロータ外側へ行くに従い、徐々にスト
リップの幅が小さくなっていく（ストリップ幅の関係は
２ａ＞２ｂ＞２ｃ＞２ｄ＞２ｅ）ことが記載されている
が、この関係が最も好ましい関係である。いずれかのス
トリップの関係で中心側のストリップが、ロータ外側の
ストリップの幅より大きい（ｅｘ：２ｂ＞２ｅ、２ａ＞
２ｂ＝２ｃ＝２ｄ、ｅｔｃ）という関係が成り立てば、
本願発明の効果は得られる。

【００２４】また、ストリップの幅はｄ軸方向に一定幅
であることが優れている。なぜならば、ストリップの磁
束通過量は、ストリップ幅の最も小さい部分で決まりま
す。よって、ストリップ幅を広く取っていたとしてもど
こか一箇所でストリップ幅が小さくなると、その個所の
幅で磁束通過量が決定してしまうので、磁束通路の一部
を小さくすれば、他の部分が広いとしても磁束通路が小
さい個所で決定してしまいます。なお、ここでストリッ
プが一定幅であるという意味は、ロータ外周部端部を連
結していたり、各ストリップを補強のため連結した場
合、このような部分は除いた意味である。

【００２５】また、スリットは空隙であるが、空隙でな
くともにスリットの中に樹脂をつめロータコアの強度の
補強を行ってもよいし、ストリップを成形するために、
透磁率の低い材質を介在してもよい。また、ストリップ
の層数は５層のものが記載されているが、本願発明は５
層に限定されるものではなく、複数層であればストリッ
プの幅をロータ中心側の方を大きくすれば本発明の効果
は得られる。

【００２６】なお、図１３に示すよう従来のロータコア
の中には、特開平７−２７４４６０号公報に示すよう
に、ロータ中心側のストリップが、ロータ外側のストリ
ップより広いものも見られる。しかしながら、従来図１
３のようなロータコアでは、ロータ外側のストリップよ
りロータ中心側のストリップを太くするものが記載され
ている。しかしながら、図１３に示すような構成ではロ
ータ中心側のストリップが広く、隣接するロータ中心側
のスリット幅は狭い。

【００２７】このような構成であると、外側のストリッ
プは幅が広くなるのでロータ外側のストリップで生じる
磁気飽和を抑えることができるが、ロータ外側のストリ
ップが広くなるのに対応し、隣接するスリットの幅がロ
ータ内側のスリット幅に比較して狭くなってしまう。よ
って、ロータ中心側のスリットは幅が狭くなり、ロータ
中心側のスリットで切断できる磁束の大きさは小さくな
ってしまう。ｑ軸磁束を切断する大きさは、ロータ外側
のスリットよりロータ中心側のスリットの方が大きいの
で、ｑ軸磁束を切断する量が大きい。よって、ロータ中
心側のスリットの幅を小さくすると、Ｌｑが大きくなり
（Ｌｄ−Ｌｑ）は小さくなってしまい、発生するトルク
量が小さくなる。

【００２８】本願のロータコアはストリップの半径方向
の幅はロータ中心側のストリップが、ロータ外側のスト
リップより広く、且つスリットの半径方向の幅はロータ
中心側のスリットがロータ外側のスリットより広い、ま
たは同じ幅とした。このように、ロータコアのストリッ
プの幅を中心側のストリップを外側のストリップより太
くすることにより、ストリップの外側では磁束が流れや
すくなり、且つスリットの幅もロータ中心側のスリット
をロータ外側のスリットより太くすることによりｑ軸磁
束の切断が大きくなるので高率のよいモータを提供する
ことができる。

【００２９】また、ストリップの幅をロータ外側よりロ
ータ中心側を太くすると、高速回転をしてもストリップ
の外周端部の幅を小さくすることができる。なぜなら
ば、ロータコアが回転する場合、ロータ中心側のスリッ
ト外周端部に、ロータ外側のストリップの重さがかかる
ので、ストリップを等間隔でなく、ロータ外側のストリ
ップを小さくすると、ロータ外側にかかる重さは少なく
なる。つまり、ストリップの厚みをロータ外側で薄く、
ロータ中心側で太くするとスリット外周端部の厚みを薄
くすることができ、磁束漏れを防ぎ、ｑ軸インダクタン
スを大きくして、高効率のモータを提供することができ
る。

【００３０】実験によれば、ロータコアの半径が３０mm
〜４５mmの場合、外周端部は０．２＜ｗ＜０．６mmで６
０００回転をすることができた。また、図１４に示すよ
うに、同一方向に湾曲した複数のスリット３と複数のス
トリップ２群からなるロータコア片はロータ中心角９０
度以内の範囲に収まっており、隣接するロータコア片の
挟角を、すべて同じ角度とする。そしてロータコアの中
心を中点として、各ロータコア片は対称形となる。この
ように構成することで、複数個のストリップの釣り合い
が取れ、ロータコアにアンバランスが生じないので、高
速回転であっても安定した回転駆動を行うことができ
る。

【００３１】また、ロータコアをロータ外径に接し、且
つ垂直に交わる２つの直線の交点ｃが、スリット円弧中
心となるような構成とすることにより、十分なパスの幅
を持ち、磁路長さの短いストリップを構成することがで
きる。このようなストリップの構成は、ストリップの磁
気抵抗と、パスの幅が適しており、高効率のモータを提
供することができる。

【００３２】(実施例２）図４に実施例２のコアシート
１１の正面の部分拡大図を示す。ストリット１２に挟ま
れたストリップ１３は、ロータ外側からロータ中心側へ
向かって徐々にストリップ幅が広くなるように列設され
ている。このロータコアは、半径１７．５mmであり、ロ
ータコア端部は各ストリップを連結している。この時の
ロータコア端部の幅Ｌはロータの最も中心側のロータコ
ア端部が０．６mm、他のロータコア端部は０．３５mmで
ある。このように、応力集中部１４となすロータの最も
中心側のロータコア端部を他のロータコア端部より太く
することにより、ティースから入る磁束量を落とすこと
なくロータの強度を大きくすることができる。なお、応
力集中部とはロータの最も中心側のロータ外周端部のみ
というわけではなく、ロータ径などの条件により応力集
中部は最も中心側、２番目のロータコア端部であった
り、最も中心側、２番目、３番目のロータコア端部であ
ってもよい。

【００３３】このようなロータコア構成でトリップ幅を
変え、ストリップの幅をロータ外側より、ロータ中心側
のストリップを大きくすることにより、大量の磁束を流
しても、磁気飽和することがなく、電動機を高トルク回
転駆動させることができる。 （実施例３）図５に実施例３のコアシート２１の正面図
を示す。スリット２３はロータの中心側に向かって列設
されており、この複数のスリット２３中で、最も中心側
に位置するスリット２３を第１スリット２７とする。こ
の第１スリット２７は、最もロータの中心側に位置し、
このスリット幅は、他のスリット幅よりも広い。

【００３４】応力集中部となす、最も内周側のスリット
外周端部２４ａと２番目の内周側のスリット外周端部２
４ｂは、他のスリット外周端部の幅よりも短い。そし
て、スリット外周端部の幅２４ａは、スリット外周端部
２４ｂの幅よりも大きい。さらに、各ストリップ２２を
連結するようにブリッジ部２５を各ストリップ間に設け
た。このように応力集中部のスリット外周端部の幅を大
きくし、ブリッジ部２５を設けることにより、ロータを
高速回転した場合により発生する遠心力が生じても、ロ
ータの強度が増しているので、ロータの高速回転に耐え
ることができる。

【００３５】具体的には、コアシートが励磁されたとき
に、このコアシート２１のストリップ２２とブリッジ部
２５とで蛇行状の磁路が形成されるように前記ストリッ
プ２２とブリッジ部とを連結する。コアシートの内周側
ほど、ストリップ２２とブリッジ部２５との連結点間の
距離が長くなるように各ブリッジ部２５を形成する。隣
り合うストリップ２２間で、ストリップ２２とブリッジ
部２５との連結点が交互となるように各ブリッジ部２５
を形成する。これらにより、コアシート２１の回転強度
を確保でき、かつ、コアシート２１が励磁されたとき
に、このコアシート２１に発生するｑ軸方向の磁路を細
長くして、ｑ軸方向の磁路に対する抵抗を大きくするこ
とができる。

【００３６】ここで、１枚のコアシート４１内で前記蛇
行状の磁路が形成されるようにすれば平面的にｑ軸方向
の磁路を長くしてｑ軸方向の磁路に対する抵抗を大きく
することができるが、場合によっては１枚のコアシート
２１内では、磁束が飽和し前記蛇行状の磁路が形成され
なくなることがある。コアシート２１をロータ軸方向に
積層してコアシート２１間でロータ軸方向に前記蛇行状
の磁路が形成されるようにすれば、磁束が飽和しにくく
なり前記蛇行状の磁路を立体的に形成することができる
ため、ｑ軸方向の磁路を長くしてｑ軸方向の磁路に対す
る抵抗を大きくすることができる。

【００３７】さらに、ブリッジ部２５の幅がストリップ
２２の幅よりも小さくなるように、各ブリッジ部２５を
形成すれば、ｑ軸方向の磁路を細くすることができる。
この場合もｑ軸方向の磁路に対する抵抗が大きくなるた
め、上記と同様の作用効果を得ることができる。ブリッ
ジ部２５の幅がコアシート２１の内周側ほど太くなるよ
うに、各ブリッジ部２５を形成すれば、コアシート２１
の回転時の遠心力の分布状態に応じた強度を確保するこ
とができる。

【００３８】上記のロータコア構成でトリップ幅を変
え、ストリップの幅をロータ外側より、ロータ中心側の
ストリップを大きくすることにより、大量の磁束を流し
ても、磁気飽和することがなく、ロータ外側のストリッ
プで電動機を高トルク駆動することができる。 （実施例４）図６，図７に実施例４のロータの正面図を
示す。透磁率材製のコアシートをロータ軸方向に積層し
てなるリラクタンスモータのロータコア構造において、
ｑ軸方向と同一方向の外周部を備えた応力集中部のスリ
ット外周部の幅を他のスリット外周端部の幅より広くし
たコアシートＡ３１と、ｑ軸方向と同一方向の外周部を
切り欠いたコアシートＢ３２からなり、前記コアシート
Ａの間に、コアシートＢを挟み込むことを特徴とするも
のである。

【００３９】上記構成によれば、コアシートが励磁され
たときに、このコアシートＡ３１に発生する磁路のｑ軸
方向と同一方向の外周部を切り欠いたコアシートＢ３２
を、コアシート間に挟み込むことにより、このコアシー
トに発生するｑ軸方向の磁路はこの切り欠いた部分を横
切るためｑ軸方向の磁路に対する抵抗が大きくなるが、
ｄ軸方向の磁路はコアシートＢ３２内にも確保されるた
め、ｄ軸方向の磁路に対する抵抗はほとんど変わらな
い。したがって、ｄ，ｑ軸インダクタンスの比ＬｄＬｑ
を大きくすることができるので、リラクタンストルクを
大きくとることができる。このように十分なリラクタン
ストルクを得て、モータ性能の向上を図ることができ
る。

【００４０】具体的には、コアシートＡ３１とコアシー
トＢ３２とを交互に配置しているが、あるいは、複数枚
のコアシートＡごとにコアシートＢ３２を挟み込んでも
よい。図８（ａ），（ｂ）に示すように、コアシート３
２を、コアシート３１間に挟み込んでいることを特徴と
するコアシートの形状は、コアシート３１が励磁された
ときに、このコアシート３１に発生する磁路のｑ軸方向
と同一方向の外周部３３を切り欠いたものを用いる。コ
アシート３２の配置は図８（ａ）に示すように、コアシ
ート３１とコアシート３２とを交互に配置したり、ある
いは図８（ｂ）に示すように、コアシートＡ３１のグル
ープごとにコアシート３１を挟み込んだりすればよい。

【００４１】このように、コアシートＢ３２をコアシー
トＡ３１間に挟み込むことにより、コアシートＡ３１が
励磁されたときにこのコアシートＡ３１に発生するｑ軸
方向磁路は外周部の切り欠いた部分を横切るため、ｑ軸
方向の磁路に対する抵抗が大きくなるが、ｄ軸方向の磁
路はコアシートＢ３２内にも確保されるため、ｄ軸方向
の磁路に対する抵抗はほとんど変わらない。したがっ
て、ｄ，ｑ軸インダクタンスの比Ｌｄ／Ｌｑを大きくす
ることができるので、リラクタンストルクを大きくとる
ことができる。

【００４２】上記のロータコア構成でトリップ幅を変え
たとしても、ストリップの幅をロータ外側より、ロータ
中心側のストリップを大きくすることにより、大量の磁
束を流しても、ロータ外側のストリップで磁気飽和する
ことがなく、電動機を高トルク駆動することができる。 （実施例５）図９に実施例５の断面図を示す。半径方向
に列設したスリットを備え、最も内側のスリット外周端
部の幅が、他のスリット外周端部の幅より広い複数枚の
コアシートを積層する際に、各コアシートの取り付け位
置をロータ軸方向でずらしてスキューをかければ、ｄ軸
方向の磁路に対する抵抗がロータ周方向において均一化
されるため、ステータからロータに入ったり、ロータか
らステータに出るｄ軸方向の磁束が均一化され、磁束の
不均一に起因するトルクリップルを低減して、モータ性
能をさらに向上させることができる。

【００４３】この場合、前記スキューを階段状とした
り、あるいは、前記スキューが、ステータの歯のピッチ
以下のスキュー量よりなるものとしてもよい。複数枚の
コアシートを積層する際に、図９（ａ）に示すように、
各コアシート４１の取り付け位置をロータ軸方向でずら
してスキュー４７をかければ、ｄ軸方向の磁路に対する
抵抗がロータ周方向において均一化されるため、ステー
タからロータコア４６に入ったり、ロータコア４６から
ステータに出るｄ軸方向の磁束が均一化され、磁束の不
均一に起因するトルクリップルを低減して、モータ性能
をさらに向上させることができる。

【００４４】この場合、図９（ｂ）に示すように、前記
スキュー４７を階段状としたり、あるいは、図９（ｃ）
に示すように、ロータ軸４４方向の途中で折れ曲がった
ようなＶ字状としてもよい。本発明者らの経験によれ
ば、前記スキュー４７は、ステータの歯４２のピッチ以
下のスキュー量よりなるものとするのが望ましい。この
ようにロータコア４６側に適当なスキュー４７をかけて
モータ性能をさらに向上させることができる。ステータ
側にスキューをかけても、上記と同様にトルクリップル
を低減して、モータ性能をさらに向上させることができ
ることは周知の通りである。

【００４５】上記のロータコア構成でトリップ幅を変え
たとしても、ストリップの幅をロータ外側より、ロータ
中心側のストリップを大きくすることにより、大量の磁
束を流しても、ロータ外側のストリップで磁気飽和する
ことがなく、電動機を高トルク駆動することができる。

【００４６】

【発明の効果】本願請求項１記載の発明は、ストリップ
の透磁率はロータ中心側のストリップが、ロータ外側の
ストリップより大きいので磁束量を多くしてもストリッ
プ外側で磁気飽和することなく効率的に電動機を回転駆
動することができる。本願請求項２、７、８〜１３記載
の発明は、ロータコアのストリップの構成はストリップ
中心側程ストリップ幅が広くなっているので、高トルク
を出すために、磁束量を多くしてもストリップ外側で磁
気飽和することなく効率的に電動機を回転駆動すること
ができる。

【００４７】請求項３記載の発明は、高速回転（６００
０回転）であってもスリット外周端部が薄く、高率よく
ロータコアを回転することができる。請求項４、５記載
の発明は、ロータコア片がバランスより釣り合っている
ので、高速回転であっても安定した回転駆動を行うこと
ができる。請求項６の発明はストリップの磁気抵抗を最
小にして、高効率のモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のリラクタンスモータの全体
構成を示す図

【図２】同コアシートの平面断面図

【図３】同電動機の磁界分析図

【図４】同実施例２のコアシートの部分拡大図

【図５】同実施例３のコアシートの平面図

【図６】同実施例４のコアシートＡの平面図

【図７】同コアシートＢの平面図

【図８】（ａ）同ロータコアの断面図 （ｂ）同ロータコアの断面図

【図９】（ａ）同実施例５のロータコアの断面図 （ｂ）同ロータコアの断面図 （ｃ）同ロータコアの断面図

【図１０】（ａ）従来のコアシートの平面図 （ｂ）同ロータコアの断面図 （ｃ）同電動機の断面図

【図１１】同電動機の磁界分析図

【図１２】電動機のステータとロータ間での磁束ギャッ
プ密度を示す図

【図１３】従来のロータコアを示す図

【図１４】本実施例の交点Ｃを示す図

【符号の説明】

１ コアシート ２ ストリップ ３ スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 典禎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 澤田 裕之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心側に凸となるようにストリップを半
   径方向に列設したコアシートをロータ軸方向に積層して
   なるロータコアにおいて、ストリップの透磁率はロータ
   中心側のストリップが、ロータ外側のストリップより大
   きいロータコア。
2. 【請求項２】 中心側に凸となるようにストリップを半
   径方向に列設し、各ストリップ間にスリットを配置した
   コアシートをロータ軸方向へ積層してなるロータコアに
   おいて、ストリップの半径方向の幅はロータ中心側のス
   トリップが、ロータ外側のストリップより広く、且つス
   リットの半径方向の幅はロータ中心側のスリットが、ロ
   ータ外側のスリットより広い、または同じ幅であるロー
   タコア。
3. 【請求項３】 各ストリップはスリット外周端部により
   連結しており、前記スリット外周端部は０．２＜ｗ＜
   ０．６mmである請求項２記載のロータコア。
4. 【請求項４】 すべてのストリップはロータ中心角９０
   度以内の範囲で湾曲した請求項２記載のロータコア。
5. 【請求項５】 円周方向に隣合うロータコア片の挟角
   は、同じ大きさである請求項４記載のロータコア。
6. 【請求項６】 ロータ外径に接し、且つ垂直に交わる２
   つの直線の交点が、スリット円弧中心となる請求項２記
   載のロータコア。
7. 【請求項７】 ロータ半径方向にストリップを５層積層
   した請求項２記載のロータコア。
8. 【請求項８】 隣接するストリップの半径方向の幅はロ
   ータ中心側のストリップが、ロータ外側のストリップよ
   り広い請求項２記載のロータコア。
9. 【請求項９】 ストリップの幅は外側から中心側へ徐々
   に広くなった請求項２記載のロータコア。
10. 【請求項１０】 ストリップの端部は隣接するストリッ
    プと連結している請求項２記載のロータコア。
11. 【請求項１１】 ストリップの幅は層ごとに一定である
    請求項２記載のロータコア。
12. 【請求項１２】 最もロータ中心側のストリップの幅が
    最も幅広い請求項２記載のロータコア。
13. 【請求項１３】 請求項１または２記載のロータコアを
    備え、このロータコアとステータコアとの間の磁束ギャ
    ップ密度が正弦波形状である電動機。