JPH08340665A - スイッチドリラクタンスモ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スロット内の空間の大きさに対する電気コイ
ルの空間占有率を改善し、比較的小型のＳＲモ−タで大
きな出力が得られるように構成する。 【構成】 固定子の各々のスロットに配置する電気コイ
ルをそれぞれ１つのみに限定し、電気コイルを設置した
歯と、電気コイルを巻回しない歯とを交互に並べる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチドリラクタン
スモ−タ（以下、ＳＲモ−タという）に関し、特に固定
子の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＳＲモ−タは、例えば図４に示す
ように、非常に単純な構造になっている。ＳＲモ−タの
回転子Ｒは、単に鉄板を積層して構成した鉄心であり、
その外周を囲む固定子に向かって突出するように形成さ
れた複数の歯（極部）Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・を有し
ている。また固定子Ｓは、鉄板を積層して構成した鉄心
の各々の歯Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，・・・に、それぞれ電気
コイルＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，・・・を集中巻して構
成されている。固定子の歯は、その内側に存在する回転
子に向かって突出するように内周面に形成されている。
この種のＳＲモ−タは、固定子Ｓの各極部Ｓａ，Ｓｂ，
Ｓｃ，・・・が電磁石として動作し、回転子Ｒの各極部
Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・を固定子の磁力で吸引するこ
とによって回転子が回転する。従って、回転子の各極部
の回転位置に応じて、固定子の各極に巻回されたコイル
Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，・・・の通電状態を順次に切換える
ことによって、回転子を希望する方向に回転させること
ができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４に示す
ように、電気コイルＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，・・・は
固定子の歯Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，・・・のそれぞれについ
て、それを包囲するように巻回されているので、互いに
隣接する歯の間に形成された空間であるスロット１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，・・・には、それぞれ互
いに隣接する２つの電気コイルが設置されている。

【０００４】このように１つのスロットに２つの電気コ
イルを配置する場合には、少なくとも２つの電気コイル
を互いに絶縁するために、これらの境界に隙間を設けな
ければならない。また実際には、２つの電気コイルをそ
れぞれスロット内で巻回したり、あるいは予め電気コイ
ルの形で形成されたものを、スロット内に挿入する際に
２つの電気コイルが機械的に互いに干渉するのを避ける
ために、スロットの大きさを２つの電気コイルよりも充
分大きく形成して、電気コイル間に無駄な空間を形成せ
ざるを得ない。

【０００５】従って、スロット内の空間の大きさに対す
る電気コイルの空間占有率が比較的小さくなるのは避け
られない。各電気コイルが発生できる磁界は、電気コイ
ルの断面積（流すことのできる電流の上限値）に応じて
制限されるので、前記空間占有率が小さいと、電気モ−
タの出力は小さくなる。大きな出力を得るためには、電
気モ−タを大型にしてスロットを大型にせざるを得な
い。

【０００６】従って本発明は、スロット内の空間の大き
さに対する電気コイルの空間占有率を改善し、比較的小
型のＳＲモ−タで大きな出力が得られるように構成する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１では、それが接続される電源の相数をｍと
し、ｎを２以上の整数とし、固定子の歯数及びスロット
数が（２×ｍ×ｎ）で表わされ、回転子の歯数が（２×
（ｍ−１）×ｎ）で表わされるスイッチドリラクタンス
モ−タにおいて：固定子の各々のスロットに配置する電
気コイルをそれぞれ１つのみに限定し、全体でｍ×ｎ個
の電気コイルを固定子のスロットに設置するように構成
する。

【０００８】また請求項２では、それが接続される電源
の相数をｍとし、ｎを２以上の整数とし、固定子の歯数
及びスロット数が（２×ｍ×ｎ）で表わされ、回転子の
歯数が（２×（ｍ−１）×ｎ）で表わされるスイッチド
リラクタンスモ−タにおいて：（２×ｍ×ｎ）個の前記
固定子の歯に関し、それを周回する形で電気コイルを設
置した歯と、電気コイルを巻回しない歯とを交互に並べ
るように構成する。

【０００９】

【作用】請求項１および請求項２のいずれにおいても、
固定子の各々のスロットにはそれぞれ１つの電気コイル
が配置され、ｍ×ｎ個の電気コイルが、（２×ｍ×ｎ）
個の前記固定子の歯に、１つおきに巻回され、各々の電
気コイルは２つのスロットの空間を占有する。従って、
固定子については電気コイルが巻回された歯と、電気コ
イルが巻回されない歯とが交互に並べられる。

【００１０】例えば、相数ｍが３、ｎが２の場合には、
ＳＲモ−タの固定子の歯数及びスロット数が１２、回転
子の歯数が８であり、固定子のスロットに配置される電
気コイルの数は全体で６個になる。そして、６個の電気
コイルが、前記固定子の歯に１つおきに巻回される。

【００１１】また例えば、相数ｍが２、ｎが２の場合に
は、ＳＲモ−タの固定子の歯数及びスロット数が８、回
転子の歯数が４であり、固定子のスロットに配置される
電気コイルの数は全体で４個になる。そして、４個の電
気コイルが、前記固定子の歯に１つおきに巻回される。

【００１２】このような構成であっても、１つのスロッ
トに２つの電気コイルを配置した従来のＳＲモ−タと同
様に、効率良く回転子を駆動することができる。しか
も、本発明においては、固定子の各々のスロットに電気
コイルが１つしか存在しないので、スロット内の無駄な
空間の大きさを減らしても、電気コイルをスロット内に
無理なく設置することができる。これにより、スロット
内の空間に対する電気コイルの空間占有率を高めること
ができるので、ＳＲモ−タを大型化することなく、従来
より大きな出力が得られる。

【００１３】

【実施例】一実施例のＳＲモ−タの縦断面図を図１に示
す。また、図１のＳＲモ−タの磁気回路の一例を図２に
示し、各電気コイルの結線状態を図３に示す。まず図１
を参照して説明する。このＳＲモ−タは、三相の電源に
よって駆動されるものであり、互いに同軸上に配置され
た固定子２０および回転子３０を有している。固定子２
０には、６個の電気コイル４１，４２，４３，４４，４
５及び４６が設置されている。固定子２０および回転子
３０は、各々、鉄板を積層して構成した鉄心である。回
転子３０は、その外周を囲む固定子２０に向かって突出
するように形成された８個の歯３１，３２，３３，３
４，３５，３６，３７及び３８を有しており、固定子２
０は、回転子３０に向かって内周面に突出した１２個の
歯２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，
２９，２Ａ，２Ｂ及び２Ｃを有している。

【００１４】固定子２０の電気コイル４１，４２，４
３，４４，４５及び４６は、それぞれ、歯２１，２３，
２５，２７，２９及び２Ｂの外側を周回する形で巻回さ
れている。残りの歯２２，２４，２６，２８，２Ａ及び
２Ｃには電気コイルは巻回されていない。従って、電気
コイル４１は、歯２１，２２の間の空間であるスロット
５１、および歯２１，２Ｃの間の空間であるスロット５
Ｃに配置されており、同様に、電気コイル４２はスロッ
ト５２および５３に配置され、電気コイル４３はスロッ
ト５４および５５に配置され、電気コイル４４はスロッ
ト５６および５７に配置され、電気コイル４５はスロッ
ト５８および５９に配置され、電気コイル４６はスロッ
ト５Ａおよび５Ｂに配置されている。即ち、スロット５
１〜５Ｃには、それぞれ単一の電気コイルのみが配置さ
れている。

【００１５】従来の電気モ−タでは、例えば図４に示す
ように、固定子の歯（Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｄ，・・・）の全
てに、それぞれ電気コイル（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，
・・・）が巻回されるため、スロット（１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄ，・・・）の空間には、それぞれ２
つの電気コイルが配置されている。しかし、互いに隣接
する２つの電気コイル同志を絶縁しなければならない
し、予めコイル状に形成された電気コイルをスロットに
挿入する場合や、各スロット内で歯の外周に電線をコイ
ル状に巻き付ける際に、２つのコイルが互いに干渉する
のを避ける必要があるので、スロットの空間に比べてコ
イルが占有する空間（断面積）を充分小さくしなければ
ならず、スロット内に形成される空き空間（無駄な空
間）が大きくなる。その結果、電気モ−タが大型化す
る。

【００１６】しかし、この実施例においては、各々のス
ロットに単一の電気コイルのみが配置されるので、互い
に隣接する電気コイル同士の干渉を考慮する必要がな
い。従って、スロットの大きさに比べて、その空間に配
置する電気コイルの大きさ（断面積）を比較的大きくす
ることができる。即ち、小さいスロットに大型の電気コ
イルを配置できるので、小型の電気モ−タであっても、
電気コイルに大電力を供給し、大きな出力を得ることが
できる。

【００１７】図３に示すように、電気コイル４１と電気
コイル４４は互いに直列に接続されてＡ相の端子６１と
接続されており、電気コイル４２と電気コイル４５は互
いに直列に接続されてＢ相の端子６２と接続されてお
り、電気コイル４３と電気コイル４６は互いに直列に接
続されてＣ相の端子６３と接続されている。端子６１，
６２及び６３に、固定子２０の歯の位置と回転子３０の
歯の位置との位置関係に応じた所定の三相電力を供給す
ることによって、回転子３０を希望する方向に回転させ
ることができる。例えば、図３において電気コイル４１
に通電すると、固定子の歯２１にＮ極又はＳ極の磁極が
形成され、その部分が電磁石として機能するため、該電
磁石に回転子３０の歯３１が吸引される。電気コイル４
１〜４６の通電状態を順次に切換えることによって、形
成される電磁石の位置が切換り、該電磁石に歯３１〜３
８が吸引されて回転子３０が回転する。

【００１８】例えば、図２の状態において、電気コイル
４１及び４４に通電し、固定子の歯２１及び２７にＳ極
を形成すると、回転子３０との間隙が小さい歯２４及び
２Ａの部分にＮ極が形成されるので、磁束は主として、
図２中に矢印で示すような磁路を通る。電気コイル４１
〜４６の通電状態を切換えると、それに応じて磁路も切
換る。従って、固定子の歯２１〜２Ｃの全てにそれぞれ
電気コイルを巻回する場合と同様に、効率良く、回転子
３０を回転駆動することができる。しかも、スロット５
１〜５Ｃの各々にそれぞれ単一の電気コイルのみが配置
されるので、各スロット内の空き空間が小さくなり、比
較的小型の電気モ−タで大出力を得ることができる。

【００１９】ＳＲモ−タに供給される電源の相数，固定
子の歯数及びスロット数，及び回転子の歯数は、必要に
応じて変更することができる。但し、次の関係を満足す
る必要がある。電源の相数をｍとし、ｎを２以上の整数
とする場合に、固定子の歯数及びスロット数は（２×ｍ
×ｎ）に決定され、回転子の歯数は（２×（ｍ−１）×
ｎ）に決定される。

【００２０】例えば、相数ｍが２、ｎが２の場合には、
ＳＲモ−タの固定子の歯数及びスロット数が８、回転子
の歯数が４であり、固定子のスロットに配置される電気
コイルの数は全体で４個になる。そして、４個の電気コ
イルが、前記固定子の歯に１つおきに巻回される。従っ
てその場合、図５に示すような構成になる。

【００２１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明では、各々のスロ
ットに単一の電気コイルのみが配置されるので、互いに
隣接する電気コイル同士の干渉を考慮する必要がない。
従って、スロットの大きさに比べて、その空間に配置す
る電気コイルの大きさ（断面積）を比較的大きくするこ
とができる。即ち、小さいスロットに大型の電気コイル
を配置できるので、小型の電気モ−タであっても、電気
コイルに大電力を供給し、大きな出力を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例のＳＲモ−タをその回転軸に直交す
る方向から見た縦断面図である。

【図２】 図１のＳＲモ−タの磁気回路の一例を示す縦
断面図である。

【図３】 図１のＳＲモ−タの電気コイルの接続状態を
示す結線図である。

【図４】 ＳＲモ−タの従来例を示す縦断面図である。

【図５】 変形実施例のＳＲモ−タを示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，・・・：スロット ２０：固定子 ２１〜２Ｃ：歯 ３０：回転子 ３１〜３８：歯 ４１〜４６：電気コイル ５１〜５Ｃ：スロッ
ト ６１：Ａ相の端子 ６２：Ｂ相の端子 ６３：Ｃ相の端子 Ｒ：回転子 Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，
・・・：歯（極部） Ｓ：固定子 Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，
・・・：歯 Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，・・・：電気コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それが接続される電源の相数をｍとし、
   ｎを２以上の整数とし、固定子の歯数及びスロット数が
   （２×ｍ×ｎ）で表わされ、回転子の歯数が（２×（ｍ
   −１）×ｎ）で表わされるスイッチドリラクタンスモ−
   タにおいて：固定子の各々のスロットに配置する電気コ
   イルをそれぞれ１つのみに限定し、全体でｍ×ｎ個の電
   気コイルを固定子のスロットに設置した、ことを特徴と
   するスイッチドリラクタンスモ−タ。
2. 【請求項２】 それが接続される電源の相数をｍとし、
   ｎを２以上の整数とし、固定子の歯数及びスロット数が
   （２×ｍ×ｎ）で表わされ、回転子の歯数が（２×（ｍ
   −１）×ｎ）で表わされるスイッチドリラクタンスモ−
   タにおいて：（２×ｍ×ｎ）個の前記固定子の歯に関
   し、それを周回する形で電気コイルを設置した歯と、電
   気コイルを巻回しない歯とを交互に並べた、ことを特徴
   とするスイッチドリラクタンスモ−タ。