JPH11220856A - リラクタンス機械およびそのローター構成用円板状薄板の製造方法 - Google Patents
リラクタンス機械およびそのローター構成用円板状薄板の製造方法Info
- Publication number
- JPH11220856A JPH11220856A JP10307394A JP30739498A JPH11220856A JP H11220856 A JPH11220856 A JP H11220856A JP 10307394 A JP10307394 A JP 10307394A JP 30739498 A JP30739498 A JP 30739498A JP H11220856 A JPH11220856 A JP H11220856A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- thin plate
- shaped thin
- disk
- producing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/022—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with salient poles or claw-shaped poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/02—Synchronous motors
- H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
- H02K19/103—Motors having windings on the stator and a variable reluctance soft-iron rotor without windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リラクタンス機械のローターの風損を低減す
る。 【解決手段】 多数枚の薄い電磁鋼板を積層してロータ
ー１７を構成するものにおいて、オーステナイト鋼板か
ら円板状薄板を成形した後、ローターポール部とする部
分の両面に低温シュー部材を押圧してオーステナイト層
をマルテンサイト層に変態させてなる多数枚の円板状薄
板を積層してローターを構成する。
る。 【解決手段】 多数枚の薄い電磁鋼板を積層してロータ
ー１７を構成するものにおいて、オーステナイト鋼板か
ら円板状薄板を成形した後、ローターポール部とする部
分の両面に低温シュー部材を押圧してオーステナイト層
をマルテンサイト層に変態させてなる多数枚の円板状薄
板を積層してローターを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、スイッチ
ドリラクタンスモーター、可変リラクタンス機械、ステ
ッパーモーター、および同期リラクタンスモーター等の
リラクタンス機械およびそのローター構成用円板状薄板
の製造方法に関するものである。
ドリラクタンスモーター、可変リラクタンス機械、ステ
ッパーモーター、および同期リラクタンスモーター等の
リラクタンス機械およびそのローター構成用円板状薄板
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のリラクタンス機械の欠点の１つ
は、例えば米国特許５０５３６６６号明細書および図面
から知られるように、歯付ローター形状によって比較的
に多くの風損が発生することである。この風損の増加は
速度の二乗に比例し、またはそれ以上であり、これによ
ってリラクタンス機械の高速時の効率が低くなり、リラ
クタンス機械が実用できなくなる。
は、例えば米国特許５０５３６６６号明細書および図面
から知られるように、歯付ローター形状によって比較的
に多くの風損が発生することである。この風損の増加は
速度の二乗に比例し、またはそれ以上であり、これによ
ってリラクタンス機械の高速時の効率が低くなり、リラ
クタンス機械が実用できなくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の事項は広く知ら
れており、ローター表面を滑らかにして風損を低減する
ための様々な試みがなされた。例えば、ローター表面を
滑らかにするためにセグメントおよび／またはフィラー
を隣接する歯の間の空隙に詰めるものである。この場
合、ローターの回転中にセグメントおよび／またはフィ
ラーが遠心力によってローターから脱落しないように、
何らかの方法でセグメントおよび／またはフィラーをロ
ーターに保持させることが必要である。加えて、リラク
タンス機械においてはローターが可変リラクタンスでな
いことが要求されるので、セグメントおよび／またはフ
ィラーを非磁性にすることが必要である。
れており、ローター表面を滑らかにして風損を低減する
ための様々な試みがなされた。例えば、ローター表面を
滑らかにするためにセグメントおよび／またはフィラー
を隣接する歯の間の空隙に詰めるものである。この場
合、ローターの回転中にセグメントおよび／またはフィ
ラーが遠心力によってローターから脱落しないように、
何らかの方法でセグメントおよび／またはフィラーをロ
ーターに保持させることが必要である。加えて、リラク
タンス機械においてはローターが可変リラクタンスでな
いことが要求されるので、セグメントおよび／またはフ
ィラーを非磁性にすることが必要である。
【０００４】米国特許４９１８８３１号明細書には、非
磁性で高抵抗のセグメントを歯の間に溶接することが開
示されている。セグメントと積層薄板との溶接は、積層
薄板が互いに電気的に接続されていることに起因する渦
電流損失を増大させる。また、米国特許５１１１０９６
号明細書には、磁性セグメントの周りにアルミニウムを
鋳造してなる非磁性セグメントが開示されている。一般
的に、高強度非磁性鋳造金属、例えばインコネル（Ｉｎ
ｃｏｎｅｌ）は高い溶融点を持ち、このことはセグメン
トの鋳造時にローターの磁気特性および電気特性を悪化
させる。更に、米国特許５０２３５０２号明細書には、
舌状部と端板とによって歯の間にフィラー材料（例え
ば、ベークライト、ナイロン）を保持させることが開示
されている。この舌状部はフィラー材料を完全には支持
できない。リラクタンス機械を長時間駆動した後におい
ては、舌状部の疲労により、フィラー材料の保持の信頼
性が劣る。
磁性で高抵抗のセグメントを歯の間に溶接することが開
示されている。セグメントと積層薄板との溶接は、積層
薄板が互いに電気的に接続されていることに起因する渦
電流損失を増大させる。また、米国特許５１１１０９６
号明細書には、磁性セグメントの周りにアルミニウムを
鋳造してなる非磁性セグメントが開示されている。一般
的に、高強度非磁性鋳造金属、例えばインコネル（Ｉｎ
ｃｏｎｅｌ）は高い溶融点を持ち、このことはセグメン
トの鋳造時にローターの磁気特性および電気特性を悪化
させる。更に、米国特許５０２３５０２号明細書には、
舌状部と端板とによって歯の間にフィラー材料（例え
ば、ベークライト、ナイロン）を保持させることが開示
されている。この舌状部はフィラー材料を完全には支持
できない。リラクタンス機械を長時間駆動した後におい
ては、舌状部の疲労により、フィラー材料の保持の信頼
性が劣る。
【０００５】この出願の発明は、リラクタンス機械のロ
ーターの風損を、セグメントやフィラーを用いることな
く、低減することを目的とする。
ーターの風損を、セグメントやフィラーを用いることな
く、低減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、径方
向において内側に突出しかつ軸方向へ延在する一対のス
テーターポール部を複数対円周方向に等間隔で設けた円
筒状のステーターと、前記一対のステーターポール部に
巻いたコイルと、多数枚の薄板を積層して形成し、径方
向において内側に突出しかつ軸方向へ延在する少なくと
も一対のローターポール部とこれらローターポール部の
間の非磁性部とを設けた円板状のローターと、前記ステ
ーターおよび前記ローターを収容すると共に前記ロータ
ーを回転自在に支承するハウジングとを備えたリラクタ
ンス機械において、前記薄板を、前記非磁性部とするオ
ーステナイト相部分と前記ローターポール部とするマル
テンサイト相部分とからなる１片の円板状薄板としたこ
とを特徴とするリラクタンス機械である。
向において内側に突出しかつ軸方向へ延在する一対のス
テーターポール部を複数対円周方向に等間隔で設けた円
筒状のステーターと、前記一対のステーターポール部に
巻いたコイルと、多数枚の薄板を積層して形成し、径方
向において内側に突出しかつ軸方向へ延在する少なくと
も一対のローターポール部とこれらローターポール部の
間の非磁性部とを設けた円板状のローターと、前記ステ
ーターおよび前記ローターを収容すると共に前記ロータ
ーを回転自在に支承するハウジングとを備えたリラクタ
ンス機械において、前記薄板を、前記非磁性部とするオ
ーステナイト相部分と前記ローターポール部とするマル
テンサイト相部分とからなる１片の円板状薄板としたこ
とを特徴とするリラクタンス機械である。
【０００７】この出願の請求項２の発明は、請求項１に
記載の円板状薄板を製造する方法であって、オーステナ
イト鋼の基材から円板状に成形した後、前記ローターポ
ール部とする部分を急速冷却によりオーステナイト相か
らマルテンサイト相へ変態させることを特徴とするロー
ター構成用円板状薄板の製造方法である。
記載の円板状薄板を製造する方法であって、オーステナ
イト鋼の基材から円板状に成形した後、前記ローターポ
ール部とする部分を急速冷却によりオーステナイト相か
らマルテンサイト相へ変態させることを特徴とするロー
ター構成用円板状薄板の製造方法である。
【０００８】この出願の請求項３の発明は、請求項２に
記載のローター構成用円板状薄板の製造方法であって、
低温媒体を充填した一対の低温シュー部材を前記円板状
薄板の前記ローターポール部とする部分の両面に押圧す
ることを特徴とするローター構成用円板状薄板の製造方
法である。
記載のローター構成用円板状薄板の製造方法であって、
低温媒体を充填した一対の低温シュー部材を前記円板状
薄板の前記ローターポール部とする部分の両面に押圧す
ることを特徴とするローター構成用円板状薄板の製造方
法である。
【０００９】この出願の請求項４の発明は、請求項３に
記載のローター構成用円板状薄板の製造方法であって、
前記低温シュー部材の押圧面の輪郭を前記ローターポー
ル部とする部分の形状に一致させたことを特徴とするロ
ーター構成用円板状薄板の製造方法である。
記載のローター構成用円板状薄板の製造方法であって、
前記低温シュー部材の押圧面の輪郭を前記ローターポー
ル部とする部分の形状に一致させたことを特徴とするロ
ーター構成用円板状薄板の製造方法である。
【００１０】この出願の請求項５の発明は、請求項３ま
たは請求項４に記載のローター構成用円板状薄板の製造
方法であって、前記円板状薄板の前記非磁性部とする部
分の冷却を防止するべく電気的加熱の高温シュー部材を
前記低温シュー部材と組合わせたことを特徴とするロー
ター構成用円板状薄板の製造方法である。
たは請求項４に記載のローター構成用円板状薄板の製造
方法であって、前記円板状薄板の前記非磁性部とする部
分の冷却を防止するべく電気的加熱の高温シュー部材を
前記低温シュー部材と組合わせたことを特徴とするロー
ター構成用円板状薄板の製造方法である。
【００１１】この出願の請求項６の発明は、請求項２に
記載のローター構成用円板状薄板の製造方法であって、
前記円板状薄板の前記非磁性部とする部分の両面を断熱
材で被覆した後、低温媒体に浸漬することを特徴とする
ローター構成用円板状薄板の製造方法である。
記載のローター構成用円板状薄板の製造方法であって、
前記円板状薄板の前記非磁性部とする部分の両面を断熱
材で被覆した後、低温媒体に浸漬することを特徴とする
ローター構成用円板状薄板の製造方法である。
【００１２】この出願の請求項７の発明は、請求項１に
記載の円板状薄板の製造方法であって、マルテンサイト
鋼の基材から円板状に成形した後、前記非磁性部とする
部分を急速加熱してマルテンサイト相からオーステナイ
ト相に変態させることを特徴とするローター構成用円板
状薄板の製造方法である。
記載の円板状薄板の製造方法であって、マルテンサイト
鋼の基材から円板状に成形した後、前記非磁性部とする
部分を急速加熱してマルテンサイト相からオーステナイ
ト相に変態させることを特徴とするローター構成用円板
状薄板の製造方法である。
【００１３】この出願の請求項８の発明は、請求項７に
記載のローター構成用円板状薄板の製造方法であって、
加熱した一対の高温シュー部材を前記円板状薄板の両面
に押圧して前記非磁性部とする部分を加熱することを特
徴とするローター構成用円板状薄板の製造方法である。
記載のローター構成用円板状薄板の製造方法であって、
加熱した一対の高温シュー部材を前記円板状薄板の両面
に押圧して前記非磁性部とする部分を加熱することを特
徴とするローター構成用円板状薄板の製造方法である。
【００１４】この出願の請求項９の発明は、請求項８に
記載のローター構成用円板状薄板の製造方法であって、
前記高温シュー部材の押圧面の輪郭を前記非磁性部とす
る部分の形状に一致させたことを特徴とするローター構
成用円板状薄板の製造方法だる。
記載のローター構成用円板状薄板の製造方法であって、
前記高温シュー部材の押圧面の輪郭を前記非磁性部とす
る部分の形状に一致させたことを特徴とするローター構
成用円板状薄板の製造方法だる。
【００１５】この出願の請求項１０の発明は、請求項２
または請求項７に記載のローター構成用円板状薄板の製
造方法であって、前記基材に窒素を０．５％以上含有さ
せたことを特徴とするローター構成用円板状薄板の製造
方法である。
または請求項７に記載のローター構成用円板状薄板の製
造方法であって、前記基材に窒素を０．５％以上含有さ
せたことを特徴とするローター構成用円板状薄板の製造
方法である。
【００１６】この出願の請求項１１の発明は、請求項２
または請求項７に記載のローター構成用円板状薄板の製
造方法であって、前記基材の厚みを０．０５〜０．１ｍ
ｍにしたことを特徴とするローター構成用円板状薄板の
製造方法である。
または請求項７に記載のローター構成用円板状薄板の製
造方法であって、前記基材の厚みを０．０５〜０．１ｍ
ｍにしたことを特徴とするローター構成用円板状薄板の
製造方法である。
【００１７】この出願の請求項１２の発明は、請求項２
または請求項７に記載のローター構成用円板状薄板の製
造方法であって、前記ローターポール部を、磁性部と、
ローターポール部の外側端に位置しかつマルテンサイト
とオーステナイトの両方の特性を有する中間相部とで構
成したことを特徴とするローター構成用円板状薄板の製
造方法である。
または請求項７に記載のローター構成用円板状薄板の製
造方法であって、前記ローターポール部を、磁性部と、
ローターポール部の外側端に位置しかつマルテンサイト
とオーステナイトの両方の特性を有する中間相部とで構
成したことを特徴とするローター構成用円板状薄板の製
造方法である。
【００１８】この出願の請求項１３の発明は、請求項２
〜請求項１２の何れか１つにに記載の製造方法により製
造された多数枚の円板状薄板を積層して構成されたロー
ターを備えたリラクタンス機械である。
〜請求項１２の何れか１つにに記載の製造方法により製
造された多数枚の円板状薄板を積層して構成されたロー
ターを備えたリラクタンス機械である。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１はこの出願の発明に係るリラ
クタンス機械であるスイッチドリラクタンスモーター１
０を示し、このモーター１０はアルミニウム合金製のハ
ウジング１１を備える。ハウジング１１の内孔１１ａに
は円筒状のステーター１２が配置されている。このステ
ーター１２は多数枚の薄い電磁鋼板を積層することによ
り構成されており、その外周をハウジング１２の内周に
焼き嵌めされて固定されている。
クタンス機械であるスイッチドリラクタンスモーター１
０を示し、このモーター１０はアルミニウム合金製のハ
ウジング１１を備える。ハウジング１１の内孔１１ａに
は円筒状のステーター１２が配置されている。このステ
ーター１２は多数枚の薄い電磁鋼板を積層することによ
り構成されており、その外周をハウジング１２の内周に
焼き嵌めされて固定されている。
【００２０】ステーター１２は３対の対向するステータ
ーポール部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、
１５ｂを備えている。これらステーターポール部のそれ
ぞれは、径方向において内側に突出しかつ軸方向へ延在
している。ステーターポール部の各対、例えば一対のス
テーターポール部１３ａ、１３ｂにはコイル１６ａ、１
６ｂが巻かれており、両コイルは互いに直列に接続され
ている。他の２対のステーターポール部にもコイルが巻
かれ、各対の２つのコイルは互いに直列に接続されてい
る。これらコイルは全て駆動回路２１に接続されてい
る。
ーポール部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、
１５ｂを備えている。これらステーターポール部のそれ
ぞれは、径方向において内側に突出しかつ軸方向へ延在
している。ステーターポール部の各対、例えば一対のス
テーターポール部１３ａ、１３ｂにはコイル１６ａ、１
６ｂが巻かれており、両コイルは互いに直列に接続され
ている。他の２対のステーターポール部にもコイルが巻
かれ、各対の２つのコイルは互いに直列に接続されてい
る。これらコイルは全て駆動回路２１に接続されてい
る。
【００２１】多数枚の薄い電磁鋼板１５を積層して構成
された円板状のローター１７は、ハウジング１２により
回転自在に支承された出力軸１８に固定されており、従
ってハウジング１２内で出力軸１８と一体に回転するこ
とができる。各電磁鋼板１５は完全な円板であることか
ら本質的に高強度を有し、ローターは最小風損とするた
めの滑らかな表面を有する。更に、ローター１７は２対
の対向するローターポール部１９ａ、１９ｂ、２０ａ、
２０ｂを有しており、各ローターポール部は径方向にお
いて外側に突出しかつ軸方向に延在している。ローター
ポール部１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂのそれぞれの
内端は、磁束が各対のローターポール部間を流れ得るよ
うに、中央部２２に一体に連結されている。ローター１
７の回転時、ローターポール部の各対とステーターポー
ル部の各対とが両者間にクリアランスを保ちつつ整列す
る。
された円板状のローター１７は、ハウジング１２により
回転自在に支承された出力軸１８に固定されており、従
ってハウジング１２内で出力軸１８と一体に回転するこ
とができる。各電磁鋼板１５は完全な円板であることか
ら本質的に高強度を有し、ローターは最小風損とするた
めの滑らかな表面を有する。更に、ローター１７は２対
の対向するローターポール部１９ａ、１９ｂ、２０ａ、
２０ｂを有しており、各ローターポール部は径方向にお
いて外側に突出しかつ軸方向に延在している。ローター
ポール部１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂのそれぞれの
内端は、磁束が各対のローターポール部間を流れ得るよ
うに、中央部２２に一体に連結されている。ローター１
７の回転時、ローターポール部の各対とステーターポー
ル部の各対とが両者間にクリアランスを保ちつつ整列す
る。
【００２２】磁性領域４０（ローターポール部１９ａ、
１９ｂ、２０ａ、２０ｂおよび中央部２２）と非磁性領
域（非磁性部）２３は、急速サブ−ゼロ冷却（ｒａｐｉ
ｄｓｕｂ−ｚｅｒｏ ｃｏｏｌｉｎｎｇ）と呼称され
る、オーステナイト相からマルテンサイト相への変態法
によって、円筒状のローター１７に形成される。この変
態法は、図７に示され、冷却によりもたらされる。ロー
ター１７を構成する電磁鋼板１５の基材であるオーステ
ナイト鋼基材は、高強度を備えるように、窒素を０．５
％含有させることが好ましい。電磁鋼板１５は高速での
渦電流損失を低く保つために０．１〜０．０５ｍｍと薄
く、選択領域（磁性部４０、ローターポール部１９ａ、
１９ｂ、２０ａ、２０ｂ、中央部２２）を極めて速く冷
却することができるので、変態は可能な限り速く行う。
これにより、磁性部および非磁性部２３の良好な区分け
がなされる。
１９ｂ、２０ａ、２０ｂおよび中央部２２）と非磁性領
域（非磁性部）２３は、急速サブ−ゼロ冷却（ｒａｐｉ
ｄｓｕｂ−ｚｅｒｏ ｃｏｏｌｉｎｎｇ）と呼称され
る、オーステナイト相からマルテンサイト相への変態法
によって、円筒状のローター１７に形成される。この変
態法は、図７に示され、冷却によりもたらされる。ロー
ター１７を構成する電磁鋼板１５の基材であるオーステ
ナイト鋼基材は、高強度を備えるように、窒素を０．５
％含有させることが好ましい。電磁鋼板１５は高速での
渦電流損失を低く保つために０．１〜０．０５ｍｍと薄
く、選択領域（磁性部４０、ローターポール部１９ａ、
１９ｂ、２０ａ、２０ｂ、中央部２２）を極めて速く冷
却することができるので、変態は可能な限り速く行う。
これにより、磁性部および非磁性部２３の良好な区分け
がなされる。
【００２３】図１にはローター１７の回転の位置および
角度を検出する回転センサーが示されているが、これら
の位置および角度はコイルを介して検出することができ
る。
角度を検出する回転センサーが示されているが、これら
の位置および角度はコイルを介して検出することができ
る。
【００２４】スイッチドリラクタンス型ステーターは、
図１に示すように、磁場が限定された角度ステップだけ
回転させるように構成されかつ励磁される。かかるステ
ーターは、連続回転ではなく、所定の角度ステップを得
るステッパーモーターに使用される。
図１に示すように、磁場が限定された角度ステップだけ
回転させるように構成されかつ励磁される。かかるステ
ーターは、連続回転ではなく、所定の角度ステップを得
るステッパーモーターに使用される。
【００２５】ローターポール部１９ａ、１９ｂ、２０
ａ、２０ｂ を形成する方法を以下に説明する。
ａ、２０ｂ を形成する方法を以下に説明する。
【００２６】第１の方法は、図２に示すように、各低温
シュー部材３１には７７Ｋの液体窒素（低温媒体）を充
填する。各低温シュー部材３１の接触端３１ａの輪郭
は、ローター２０のローターポール部１９ａ、１９ｂ、
２０ａ、２０ｂおよび中央部２２の形状に一致させる。
両低温シュー部材３１、３１をローター２０の両面に同
時に押圧し、ローター２０の部分的オーステナイト相を
マルテンサイト相へ変態させる。図３に示すように、ロ
ーター２０の非磁性（オーステナイト相）領域２３が変
態を起こさせる低温になるのを防止するため、電気的加
熱の高温シュー部材３２を低温シュー部材３１、３１と
組合わせて使用することができる。この結果、ローター
１７の磁性領域４０と非磁性領域２３が得られる。
シュー部材３１には７７Ｋの液体窒素（低温媒体）を充
填する。各低温シュー部材３１の接触端３１ａの輪郭
は、ローター２０のローターポール部１９ａ、１９ｂ、
２０ａ、２０ｂおよび中央部２２の形状に一致させる。
両低温シュー部材３１、３１をローター２０の両面に同
時に押圧し、ローター２０の部分的オーステナイト相を
マルテンサイト相へ変態させる。図３に示すように、ロ
ーター２０の非磁性（オーステナイト相）領域２３が変
態を起こさせる低温になるのを防止するため、電気的加
熱の高温シュー部材３２を低温シュー部材３１、３１と
組合わせて使用することができる。この結果、ローター
１７の磁性領域４０と非磁性領域２３が得られる。
【００２７】第２の方法は、図４に示すように、ロータ
ー１７の非磁性領域２３の両面を断熱材（例えば樹脂）
で被覆した後、ローター１７を液体窒素３４に浸漬して
非被覆領域（磁性領域）の部分的オーステナイト相をマ
ルテンサイト相に変態させる。
ー１７の非磁性領域２３の両面を断熱材（例えば樹脂）
で被覆した後、ローター１７を液体窒素３４に浸漬して
非被覆領域（磁性領域）の部分的オーステナイト相をマ
ルテンサイト相に変態させる。
【００２８】磁性領域４０および非磁性領域２３の形状
は低温シュー部材３１または樹脂被覆３３の形状の設定
を通して任意に設定することができる。図５は一定形状
ではないローターポール部を示す。ローターポール部１
９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂは、磁性部３５ａ、３５
ｂ、３６ａ、３６ｂと外側端の中間相部３７ａ、３７
ｂ、３８ａ、３８ｂとを有する。この中間相部は、図７
に示すように、マルテンサイト相とオーステナイト相の
中間の相である。ローター１７の回転中、磁性部３５
ａ、３５ｂが例えばステーターポール部３７ａ、３７ｂ
と整列する直前に中間相部３７ａ、３７ｂがステーター
ポール部１３ａ、１３ｂと整列する。中間相部がいくら
かのマルテンサイトを含むので、磁性部３５ａ、３５ｂ
がステーターポール部と整列する前にいくらかの磁束が
中間相部３７ａ、３７ｂを通って流れる。而して、磁束
の大きな変化率が防止される。
は低温シュー部材３１または樹脂被覆３３の形状の設定
を通して任意に設定することができる。図５は一定形状
ではないローターポール部を示す。ローターポール部１
９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂは、磁性部３５ａ、３５
ｂ、３６ａ、３６ｂと外側端の中間相部３７ａ、３７
ｂ、３８ａ、３８ｂとを有する。この中間相部は、図７
に示すように、マルテンサイト相とオーステナイト相の
中間の相である。ローター１７の回転中、磁性部３５
ａ、３５ｂが例えばステーターポール部３７ａ、３７ｂ
と整列する直前に中間相部３７ａ、３７ｂがステーター
ポール部１３ａ、１３ｂと整列する。中間相部がいくら
かのマルテンサイトを含むので、磁性部３５ａ、３５ｂ
がステーターポール部と整列する前にいくらかの磁束が
中間相部３７ａ、３７ｂを通って流れる。而して、磁束
の大きな変化率が防止される。
【００２９】図６は、反対２ポールローターと呼称され
るものを示す。磁性領域６１、６２をローターの外周側
に配置することで通常の２ポール歯付ローター形状を反
対にした形状である。矢印６４は磁束を示す。矢印６３
は低リラクタンス特性を有する整列位置を示す。矢印６
５は高リラクタンス特性を有する非整列位置を示す。
るものを示す。磁性領域６１、６２をローターの外周側
に配置することで通常の２ポール歯付ローター形状を反
対にした形状である。矢印６４は磁束を示す。矢印６３
は低リラクタンス特性を有する整列位置を示す。矢印６
５は高リラクタンス特性を有する非整列位置を示す。
【００３０】磁性領域４０および非磁性領域２３は、急
速加熱（ｒａｐｉｄ ｈｅａｔｉｎｇ）と呼称される、
マルテンサイト相からオーステナイト相への変態法によ
って、円筒状のローター１７に形成することができる。
この変態は、ローター１７の基材をマルテンサイト鋼と
し、加熱することによって起こさせる。この場合、図３
に示す高温シュー部材３２を使用し、図２および図３に
示す低温シュー部材３１は使用しない。
速加熱（ｒａｐｉｄ ｈｅａｔｉｎｇ）と呼称される、
マルテンサイト相からオーステナイト相への変態法によ
って、円筒状のローター１７に形成することができる。
この変態は、ローター１７の基材をマルテンサイト鋼と
し、加熱することによって起こさせる。この場合、図３
に示す高温シュー部材３２を使用し、図２および図３に
示す低温シュー部材３１は使用しない。
【００３１】リラクタンス機械の駆動中、トルクがロー
ターポール部１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂに発生す
る。ローターポール部１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ
が非磁性部２３と一体の場合、ローター１７の捻れ剛性
はリラクタンス機械の従来ローターよりも大きい。
ターポール部１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂに発生す
る。ローターポール部１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ
が非磁性部２３と一体の場合、ローター１７の捻れ剛性
はリラクタンス機械の従来ローターよりも大きい。
【００３２】従来、ローターの非磁性部は打ち抜きまた
は切欠きにより除去されていた。これに対して、この出
願の発明では非磁性部２３を除去しないので、円板状薄
板を作る鋼材の無駄が少ない。更に、単純な円板状でる
ためエッジ長さが従来よりも短く、打ち抜きに必要な荷
重が小さく、打ち抜きに起因する磁気特性の劣化が少な
く、打ち抜きのための型の摩耗およびコストが少ない。
は切欠きにより除去されていた。これに対して、この出
願の発明では非磁性部２３を除去しないので、円板状薄
板を作る鋼材の無駄が少ない。更に、単純な円板状でる
ためエッジ長さが従来よりも短く、打ち抜きに必要な荷
重が小さく、打ち抜きに起因する磁気特性の劣化が少な
く、打ち抜きのための型の摩耗およびコストが少ない。
【００３３】上述のローター１７は図８に示す同期モー
ター５０（リラクタンス機械の１つである）に使用する
ことができる。この同期モーター５０は、例えば３相、
４ポール、２層コイルのものである。同期リラクタンス
型ステーターは、磁場がローターを可能な限り円滑に回
転するように構成されかつ励磁される。この型式のステ
ーターは誘導機械用のものと本質的に同じであり、例え
ばステーターはコイルを正弦波電流で励磁されたとき正
弦波磁場を得るように均等に配置する多数のスロットを
有している。このようなステーターは可変リラクタンス
モーターを使用した幾つかの他の型式の機械に適用でき
る。例えば、ローターが磁束の非回転源に対し空隙を介
して励磁されるところのインダクターアンドフラックス
−スイッチ型や、ローターがスリップリングを介して励
磁されるランデル型に適用できる。
ター５０（リラクタンス機械の１つである）に使用する
ことができる。この同期モーター５０は、例えば３相、
４ポール、２層コイルのものである。同期リラクタンス
型ステーターは、磁場がローターを可能な限り円滑に回
転するように構成されかつ励磁される。この型式のステ
ーターは誘導機械用のものと本質的に同じであり、例え
ばステーターはコイルを正弦波電流で励磁されたとき正
弦波磁場を得るように均等に配置する多数のスロットを
有している。このようなステーターは可変リラクタンス
モーターを使用した幾つかの他の型式の機械に適用でき
る。例えば、ローターが磁束の非回転源に対し空隙を介
して励磁されるところのインダクターアンドフラックス
−スイッチ型や、ローターがスリップリングを介して励
磁されるランデル型に適用できる。
【００３４】
【発明の効果】以上に説明したように、この出願の発明
に係るリラクタンス機械は、ローターの表面が滑らかで
あるため風損が少ない。また、この出願の発明に係るロ
ーター構成用円板状薄板の製造方法によれば、表面が滑
らかなロータを容易に製造できる。
に係るリラクタンス機械は、ローターの表面が滑らかで
あるため風損が少ない。また、この出願の発明に係るロ
ーター構成用円板状薄板の製造方法によれば、表面が滑
らかなロータを容易に製造できる。
【図１】この出願の発明に係るスイッチドリラクタンス
モーターの概略構成を示す図である。
モーターの概略構成を示す図である。
【図２】図１中のローターを構成する円板状薄板を製造
する第１の方法を示す図である。
する第１の方法を示す図である。
【図３】図１中のローターを構成する円板状薄板を製造
する第２の方法を示す図である。
する第２の方法を示す図である。
【図４】図１中のローターを構成する円板状薄板を製造
する第３の方法を示す図である。
する第３の方法を示す図である。
【図５】円板状薄板の変形例を示す図である。
【図６】円板状薄板の別の変形例を示す図である。
【図７】温度と磁性層の関係を示す線図である。
【図８】同期リラクタンス機械の概略構成を示す図であ
る。
る。
１０・・・スイッチドリラクタンスモーター １１・・・ハウジング １２・・・ステーター １３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ・・・
ステーターポール部 １６ａ、１６ｂ・・・コイル １７・・・ローター １８・・・出力軸 １９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ・・・ローターポール部 ２２・・・中央部 ３１・・・低温シュー部材 ３２・・・高温シュー部材 ３３・・・断熱材 ３８ａ、３８ｂ・・・中間相部
ステーターポール部 １６ａ、１６ｂ・・・コイル １７・・・ローター １８・・・出力軸 １９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ・・・ローターポール部 ２２・・・中央部 ３１・・・低温シュー部材 ３２・・・高温シュー部材 ３３・・・断熱材 ３８ａ、３８ｂ・・・中間相部
Claims (13)
- 【請求項１】 径方向において内側に突出しかつ軸方向
へ延在する一対のステーターポール部を複数対円周方向
に等間隔で設けた円筒状のステーターと、前記一対のス
テーターポール部に巻いたコイルと、多数枚の薄板を積
層して形成し、径方向において内側に突出しかつ軸方向
へ延在する少なくとも一対のローターポール部とこれら
ローターポール部の間の非磁性部とを設けた円板状のロ
ーターと、前記ステーターおよび前記ローターを収容す
ると共に前記ローターを回転自在に支承するハウジング
とを備えたリラクタンス機械において、前記薄板を、前
記非磁性部とするオーステナイト相部分と前記ローター
ポール部とするマルテンサイト相部分とからなる１片の
円板状薄板としたことを特徴とするリラクタンス機械。 - 【請求項２】 請求項１に記載の円板状薄板を製造する
方法であって、オーステナイト鋼の基材から円板状に成
形した後、前記ローターポール部とする部分を急速冷却
によりオーステナイト相からマルテンサイト相へ変態さ
せることを特徴とするローター構成用円板状薄板の製造
方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載のローター構成用円板状
薄板の製造方法であって、低温媒体を充填した一対の低
温シュー部材を前記円板状薄板の前記ローターポール部
とする部分の両面に押圧することを特徴とするローター
構成用円板状薄板の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載のローター構成用円板状
薄板の製造方法であって、前記低温シュー部材の押圧面
の輪郭を前記ローターポール部とする部分の形状に一致
させたことを特徴とするローター構成用円板状薄板の製
造方法。 - 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載のロータ
ー構成用円板状薄板の製造方法であって、前記円板状薄
板の前記非磁性部とする部分の冷却を防止するべく電気
的加熱の高温シュー部材を前記低温シュー部材と組合わ
せたことを特徴とするローター構成用円板状薄板の製造
方法。 - 【請求項６】 請求項２に記載のローター構成用円板状
薄板の製造方法であって、前記円板状薄板の前記非磁性
部とする部分の両面を断熱材で被覆した後、低温媒体に
浸漬することを特徴とするローター構成用円板状薄板の
製造方法。 - 【請求項７】 請求項１に記載の円板状薄板の製造方法
であって、マルテンサイト鋼の基材から円板状に成形し
た後、前記非磁性部とする部分を急速加熱してマルテン
サイト相からオーステナイト相に変態させることを特徴
とするローター構成用円板状薄板の製造方法。 - 【請求項８】 請求項７に記載のローター構成用円板状
薄板の製造方法であって、加熱した一対の高温シュー部
材を前記円板状薄板の両面に押圧して前記非磁性部とす
る部分を加熱することを特徴とするローター構成用円板
状薄板の製造方法。 - 【請求項９】 請求項８に記載のローター構成用円板状
薄板の製造方法であって、前記高温シュー部材の押圧面
の輪郭を前記非磁性部とする部分の形状に一致させたこ
とを特徴とするローター構成用円板状薄板の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項２または請求項７に記載のロー
ター構成用円板状薄板の製造方法であって、前記基材に
窒素を０．５％以上含有させたことを特徴とするロータ
ー構成用円板状薄板の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項２または請求項７に記載のロー
ター構成用円板状薄板の製造方法であって、前記基材の
厚みを０．０５〜０．１ｍｍにしたことを特徴とするロ
ーター構成用円板状薄板の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項２または請求項７に記載のロー
ター構成用円板状薄板の製造方法であって、前記ロータ
ーポール部を、磁性部と、ローターポール部の外側端に
位置しかつマルテンサイトとオーステナイトの両方の特
性を有する中間相部とで構成したことを特徴とするロー
ター構成用円板状薄板の製造方法。 - 【請求項１３】 請求項２〜請求項１２の何れか１つに
記載の製造方法により製造された多数枚の円板状薄板を
積層して構成されたローターを備えたリラクタンス機
械。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9802130.6 | 1998-01-30 | ||
| GB9802130A GB2333906A (en) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Austenitic/Martensitic rotor for a reluctance machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220856A true JPH11220856A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=10826254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10307394A Pending JPH11220856A (ja) | 1998-01-30 | 1998-10-28 | リラクタンス機械およびそのローター構成用円板状薄板の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11220856A (ja) |
| DE (1) | DE19903324A1 (ja) |
| GB (1) | GB2333906A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017063545A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | リラクタンスモータのロータ |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2491194A (en) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | Norbar Torque Tools | Torque tool with synchronous reluctance motor |
| US11926880B2 (en) * | 2021-04-21 | 2024-03-12 | General Electric Company | Fabrication method for a component having magnetic and non-magnetic dual phases |
| FR3127085B1 (fr) * | 2021-09-14 | 2023-12-08 | Safran Helicopter Engines | Rotor de moteur électrique |
| FR3127086B1 (fr) * | 2021-09-14 | 2023-11-17 | Safran Helicopter Engines | Rotor de moteur électrique |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1464592A (fr) * | 1965-05-06 | 1967-01-06 | Centre Nat Rech Scient | Composés à transition antiferro-ferromagnétique de type carbure mixte de manganèse et de gallium, procédé de préparation et utilisation de ces composés |
| JPS5795169A (en) * | 1980-11-29 | 1982-06-12 | Okuma Mach Works Ltd | Rotor for synchronous motor with permanent magnet |
| SU1198666A1 (ru) * | 1984-06-21 | 1985-12-15 | Yurij V Muravev | Способ изготовления ротора электрической машины |
| EP0596353A3 (en) * | 1992-11-05 | 1994-06-08 | Siemens Ag | Method for manufacturing magnetisable bodies with preferred orientations |
| EP1178123B1 (en) * | 1996-04-26 | 2015-08-19 | Denso Corporation | Method of stress inducing transformation of austenite stainless steel and method of producing composite magnetic members |
-
1998
- 1998-01-30 GB GB9802130A patent/GB2333906A/en not_active Withdrawn
- 1998-10-28 JP JP10307394A patent/JPH11220856A/ja active Pending
-
1999
- 1999-01-28 DE DE1999103324 patent/DE19903324A1/de not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017063545A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | リラクタンスモータのロータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9802130D0 (en) | 1998-04-01 |
| DE19903324A1 (de) | 1999-08-12 |
| GB2333906A (en) | 1999-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6265804B1 (en) | Electric motor with split stator core and method of making the same | |
| US5893205A (en) | Rotor for a reluctance machine, and method of making | |
| US7705503B2 (en) | Rotating electrical machine | |
| US5053666A (en) | Construction of reluctance motors | |
| JP5221966B2 (ja) | 回転電機用コイルアッセンブリ、回転電機用ステータ、及び回転電機 | |
| AU671799B2 (en) | Electrical machines | |
| US5955811A (en) | Electromagnetic rotary machine having magnetic bearing | |
| CA2259794C (en) | Permanent magnet type electrical rotating machine | |
| JP3675074B2 (ja) | ランデルコア型回転電機 | |
| JPH033457B2 (ja) | ||
| US7030534B2 (en) | High frequency electric motor or generator including magnetic cores formed from thin film soft magnetic material | |
| JP2021524725A (ja) | 同期電気機械の巻線型ロータ用のケージ | |
| US7205695B2 (en) | High speed rotor | |
| JP3928297B2 (ja) | 電動機及びその製造方法 | |
| JPH0767272A (ja) | 同期機のステータ構造，その製造方法並びにティース片 | |
| WO2016161509A1 (en) | Switched reluctance machine with toroidal winding | |
| JPH11220856A (ja) | リラクタンス機械およびそのローター構成用円板状薄板の製造方法 | |
| JPH07312837A (ja) | 永久磁石回転電機の回転子 | |
| JP3635912B2 (ja) | 永久磁石式回転電機 | |
| US6924575B2 (en) | Electric machine | |
| JP6416655B2 (ja) | 回転電機の固定子 | |
| JP2007202333A (ja) | 回転電機 | |
| JP3658483B2 (ja) | 回転電機の回転子 | |
| EP1472771B1 (en) | High frequency motor or generator | |
| GB2090479A (en) | Asynchronous electric machines and rotors therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 13 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 13 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 15 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 15 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 16 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140516 Year of fee payment: 17 |