JPH10257732A

JPH10257732A - ロータコア

Info

Publication number: JPH10257732A
Application number: JP9058956A
Authority: JP
Inventors: Shinichirou Kawano; 慎一朗川野; Hiroyuki Kiriyama; 博之桐山; Yukio Honda; 幸夫本田; Hiroyuki Sawada; 裕之澤田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1998-09-25
Anticipated expiration: 2017-03-13
Also published as: JP3957807B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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、切り欠いたものである。そして、
スリット外端部は一定の幅でストリップを連結してい
る。しかしながら、このような構成では電動機の回転数
が早くなると、遠心力によりロータ中心側のスリット外
端部に応力集中してしまい、ロータの形状が変形し、電
動機を安定した状態で回転することができないことを解
決すべく創案されたものである。【解決手段】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６において、コアシート１の応力集
中部１１に備えるスリット外周端部１０の幅が、他のス
リット外周端部の幅より広いことを特徴とするロータコ
アであり、ロータの高速回転を可能とした。

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、インダクタンス
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２１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２１（ａ）
において、電磁鋼板製の円板状のコアシート１６１に
は、多層のフラックスバリア１６２がコアシート１６１
の軸芯１６３に対し逆円弧状に形成されている。フラッ
クスバリア１６２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１６１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１６４を設
けている。

【０００４】コアシート１６１をロータ軸１６５の方向
に数十枚積層することにより、図２１（ｂ）に示すよう
なロータコア１６６が完成する。そして、このロータコ
ア１６６を、図２１（ｃ）に示すようなステータ１６７
内にセットすれば、ステータ１６７の複数の界磁部１６
８より、ロータコア１６６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）ｉｄｉｑ ………………………………………（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】

【発明が解決しようとする課題】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、切り欠いた
ものである。そして、スリット外端部は一定の幅でスト
リップを連結している。

【０００７】しかしながら、このような構成では電動機
の回転数が早くなると、遠心力によりロータの内側スリ
ット付近、特に最も内側のスリット外端部に応力集中し
てしまい、ロータの形状が変形する可能性がある。

【０００８】遠心力によりロータの内側のスリット外周
端部にかかる応力が大きくなる理由は、以下の通りであ
る。スリット外周端部が支えるストリップは、ロータ外
側ではストリップ外周端部が支える重さは小さいが、ロ
ータ外側になるほどスリット外周端部が支えるストリッ
プの数が多くなる。つまり、スリット外周端部が支える
ストリップの重さは大きくなる。よって、回転により発
生する遠心力は内側のスリット外周端部ほど大きくな
る。さらに、ロータが回転駆動することにより、ロータ
中心側に突出している各ストリップはロータ外側へ引っ
張られていく。その結果、ロータ内側に突出している各
ストリップはロータ外側に突出しようとし、ストリップ
は外周端部を外側へ押し出そうとしてしまう。この時、
ロータ内側のストリップほどストリップが長いので、ロ
ータ内側のストリップほど外側へ押してしまう力が大き
い。よって、ロータの内側の応力集中部ほど回転駆動す
ると変形しようとする力が飛躍的に大きくなってしま
う。

【０００９】よって、高速回転であってもロータが変形
しないように、外端部の幅を厚くしようとすると、各ス
トリップを接続しているスリップ外周端部も厚くなって
しまい、ストリップ外周端部は磁気飽和されないので、
スリット外周端部を介してｑ軸方向へ磁束が漏れてしま
うので、Ｌｑが大きくなり効率よく回転駆動することが
できない。

【００１０】本発明は、従来構成の課題を解決すべく創
案されたもので、十分なリラクタンストルクを得ること
により、モータの性能の向上を図りうるリラクタンスト
ルクを利用して回転駆動するロータコアを提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本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
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、コアシートの応力集中部に備えるスリット外
周端部が他のスリットの外周端部より幅広い構造であ
り、遠心力がかかる応力集中部のスリット外端部は、広
い幅を備えているので、高速回転をしてもロータの形状
が変形することはない。さらに、応力集中部以外のスリ
ット外端部は薄いので、スリット外端部を流れる磁束は
飽和してしまい、Ｌｄ／Ｌｑの比を下げることなく、ロ
ータの耐久性を保つことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本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、コアシートの応力集中部に備えるスリット外周端部
が他のスリット外周端部より幅が広いことを特徴として
おり、応力集中部に遠心力による力が集中しても、この
力に耐えられるだけのスリット外周端部の幅を備えてい
るので、ロータコアが遠心力による応力で変形すること
はない。さらに、他の外周端部の幅は小さいので磁束が
飽和して、この外周端部に磁束が流れない。よって、Ｌ
ｄ／Ｌｑのインダクタンス比を高く保つことができる。
なお、応力集中部とはロータの半径，材質，回転数など
により決まり、コアシートの最も中心側のスリットであ
ってもよい。また、応力集中部とはコアシートの最も中
心側のスリットと、２番目に中心側のスリットであって
もよい。また、応力集中部とはコアシートの最も中心側
と、２番目と、３番目のスリットであってもよい。

【００１３】さらに、応力集中部のスリット外周端部の
幅は、他の全てのスリット外周端部の幅より広いので応
力集中部以外のストリップ外周端部で磁束の漏れは少な
い。

【００１４】さらに、スリット外周端のみにより応力集
中部のストリップを連結することで、各ストリップを連
結している箇所はスリット外周端部のみとなるので、ｑ
軸方向の磁束の漏れが小さくなる。

【００１５】さらに、応力集中部のスリット端部は曲線
状であるので、スリット端はＲを有し、さらに強度が増
し、スリット外周端部の幅を小さくすることが可能であ
る。

【００１６】さらに、隣接するストリップ間にブリッジ
部を設けることにより、遠心力による大きな力がスリッ
ト外周端部以外に、ブリッジ部にも分散されるため、ス
リット外周端部の幅を小さくすることができる。また、
このブリッジ部はスリット中心に設けてもよい。

【００１７】さらに、コアシートが励磁されたときに、
このコアシートのスリップとブリッジ部とで蛇行状の磁
路が形成することにより、ｑ軸方向の磁路抵抗が大きく
なる。

【００１８】さらに、コアシートの内周側ほど、ストリ
ップとブリッジ部との連結点間の距離が長くなるように
各ブリッジ部を形成してもよい。

【００１９】さらに、隣り合うストリップ間で、ストリ
ップとブリッジ部との連結点が交互となるように各ブリ
ッジ部を形成することにより、ｑ軸方向の磁路抵抗が大
きくなり、Ｌｄが小さくなる。

【００２０】さらに、ロータ軸方向に積層されたとき
に、このコアシート内で蛇行状の磁路が形成されている
ことより、立体的にｑ軸方向の磁路抵抗が大きくなる。

【００２１】さらに、ブリッジ部の幅がストリップの幅
よりも小さくなるように、各ブリッジ部を形成すること
により、ｑ軸方向の磁路抵抗が大きくなる。

【００２２】さらに、ブリッジ部の幅がコアシートの内
周側ほど太くなるように、各ブリッジ部を形成すること
により、ロータを回転することにより発生する遠心力
に、ロータが耐えることができる。

【００２３】さらに、最も中心側のスリットの幅が他の
スリットの幅よりも広くすることで高速回転により発生
する応力であっても、ロータが耐えることができる。

【００２４】さらに、応力集中部のみに外周端部を設
け、その他のスリットのスリット端部は開放端としても
よい。

【００２５】さらに、各ブリッジが直線状に並ぶように
各スリットを連結することにより、各スリット間の結合
を補強することができる。

【００２６】さらに、スリットの中に樹脂をつめること
により、ロータの強度を上げることができる。

【００２７】さらに、ロータコアは、ｑ軸方向と同一方
向の外周部を備えたコアシートＡ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Ｂからなり、前記コ
アシートＡの間に、コアシートＢを挟み込んだことによ
り、このコアシートＢ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Ｂ内に
確保されるため、ｄ軸に対する磁路はほとんど変わらな
い。したがって、ｄ軸，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。また、コアシートＡと、
コアシートＢとを交互に配置してもよい。また、複数枚
のコアシートＡの間にコアシートＢを挟み込んでもよ
い。

【００２８】さらに、複数枚のコアシートを積層する際
に、各コアシートの取付位置をロータ軸方向でずらして
スキューをかけてもよい。また、スキューが階段状であ
ってもよい。また、スキューが、ステータの歯ピッチ以
下のスキュー量よりなるものであってもよい。

【００２９】さらに、ロータコアの半径が３０mm以上の
時、スリット外周端部の幅は０.２mm以上が好適であ
る。

【００３０】さらに、応力集中部のスリット外周端部の
幅は、他のスリット外周端部の幅の１．５倍以上が好適
である。

【００３１】さらに、ロータコアの半径が２０mm以上の
時、スリット外周端部の幅は０.１mm以上が好適であ
る。

【００３２】さらに、隣接するストリップの間ブリッジ
部を設けることにより、遠心力の力を分散し、外周端部
の幅を小さくすることができる。

【００３３】

【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。

【００３４】（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。ただし、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。

【００３５】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、これにより、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。

【００３６】図２，図３により、コアシート１を説明す
る。スリット３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３中で、最も中心側に位置す
るスリットを第１スリット７とする。この第１スリット
７は、他のスリット３よりもスリット幅Ｓが広い。

【００３７】図３には、コアシート１の外周部が示され
ている。スリット３とロータコア６の外側部との間隔が
スリット外周端部１０である。このスリット外周端部１
０のみで、各ストリップ２を連結している。なお、ロー
タコア６が回転している時スリット外周端部１０には遠
心力による応力が加わる。そして、その応力はストリッ
プ２の外側ほど小さく、内側ほど大きい。なぜならば、
ロータ外側のスリット外周端部が支えているストリップ
の総質量より、ロータ内側のスリット外周端部が支えて
いるストリップの総質量の方が大きいし、さらに、ロー
タが回転することで、各ストリップはロータ外側方向へ
引っ張られ、最もストリップが長い最も内側のスリット
の外周端部はロータ外側へ強く押される。よって、ロー
タ内側のスリット外周端部ほど応力は急激に大きくな
る。ここでは、最大の応力がかかる第１スリット７と対
応するスリット外周端部１０を応力集中部とする。

【００３８】よって、各ストリップ２を連結しているス
リット外周端部１０の幅Ｌは、応力集中部１１以外の部
分では同一幅であるが、応力集中部１１では、他のスリ
ット幅よりも幅が広くなっている。このように、応力集
中部１１の外周端部１０の幅Ｌ１を、他の端部の幅Ｌよ
りも幅広にすることでロータの高速回転を可能にする。
つまり、ロータの回転により生ずる応力は、ロータの中
心になるほど大きくなる。しかし、ロータ内側である応
力集中部１１に力が集まっても、応力集中部１１のスリ
ット外周端部１０の幅Ｌ１は広いので、高速回転による
応力にも耐える。また、応力集中部１１以外のスリット
外周端部１０では、ロータの回転により発生する遠心力
は応力集中部よりも小さいので、スリット外周端部の幅
Ｌを小さくすることができる。このように、応力集中部
以外でのスリット外周端部の幅を小さくすれば、隣接す
るストリップ間で磁束が漏れることはない。なぜなら
ば、応力集中部以外のスリット外周端部の幅は、最大応
力に合わせ、広くしなくてもよい。よって、スリット外
周端部の幅を磁気飽和するような大きさにすれば、磁気
飽和によりスリット外周端部を介して、ｄ軸磁束がｑ軸
方向に流れることはない。

【００３９】さらに、スリット外周端部のみでストリッ
プを連結することにより、ｄ軸方向に流れる磁束はスム
ーズに流れ、各ストリップを連結している箇所はスリッ
ト外周端部のみになるのでｄ軸方向の磁束の漏れが少な
くなる。つまり、Ｌｄ／Ｌｑの値は大きくなる。

【００４０】実験により、ロータコアにかかる最大応力
と、スリット外周端部の幅の関係を、図４，図５を用い
て示す。

【００４１】スリット外周端部の幅が異なる４タイプの
ロータコアをロータ径φ７６．４mmのロータコアを回転
数６００rpmで回転駆動し、最大応力を比較した。な
お、最大応力とは、ロータコアが回転した時に発生する
遠心力が集中する部分である。

【００４２】図５に示すように、全てのスリット外周端
のスリット幅が同一であると（タイプ１）、最も内側の
スリット外周端部に応力が集中しています。タイプ２，
タイプ３，タイプ４に見られるように、ロータコア内周
部側のスリット幅ｌ２，ｌ３，ｌ４を広げることによっ
て、応力集中は分散する。よって、同一径、同一回転の
電動機においてスリット外周端部の幅を変えることによ
り、応力集中を分散し最大応力を小さくすることができ
る。ただし、あまりスリット外周端幅を広げていくと、
ｑ軸方向の磁束がスリット外周端幅で飽和せず、ｑ軸方
向の磁束がｄ軸方向へ流れてしまう。よって、回転数，
材質，スリット外周端幅を考慮して応力集中部を最も中
心側のスリット外周端部と２番目に中心側のスリット外
周端部としてもよいし、応力集中部を最も中心側、２番
目に中心側、３番目に中心側のスリット外周端部として
もよいし、応力集中部をさらに多くのスリット外周端部
としてもよい。

【００４３】そして、このようなロータコアを電動機に
用いることにより高回転・高トルクにすることが可能で
あり、電気自動車，コンプレッサ，エアコン等に用いる
ことにより高性能，高出力を可能にする。なお、スリッ
ト外周端部の幅はロータコアの半径が３０mm以上の時は
０．２mm以上が好適である。また、スリット外周端部の
幅はロータコアの半径が２０mm以上の時は０．１mm以上
が好適である。なぜならば、スリット外周端部は磁気飽
和の側面を考えれば、薄いほうがよいが、応力を考慮す
るとこのような値がよい。

【００４４】また、応力集中部のスリット外周部は全て
の応力集中部以外のスリットが、応力集中部のスリット
外周端部より広い方が好ましいが、応力集中部のスリッ
ト外周端部より、応力集中部以外のスリット外周端部が
１，２，３くらいの少数の本数だけ広くとも、Ｌｑの磁
束が小さければよい。

【００４５】さらに、コアシート１の各ストリップ２間
のスリット３を樹脂を封止してもよい。具体的には、コ
アシート１のスリット３に樹脂を入れて固めてもよい。
このようにすれば、コアシート１にブリッジ部を設ける
ことなくその回転強度をより大きくすることができる。
封止剤には、アルミニウム，硬質ゴム等の他の低透磁率
材を用いてもよい。

【００４６】なお、このようなロータコアを用いた電動
機は回転子の２次銅損が発生せず高速回転も可能である
ので、コンプレッサー，冷蔵庫，エアコン，電気自動車
に用いるのが適している。特に、安全性を重視する電気
自動車に用いることは適している。

【００４７】（実施例２）図６，図７は、コアシート２
１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Ｓは、他のスリット幅よりも
広い。

【００４８】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の幅Ｌ１，Ｌ２は、他のスリット外周端部の幅Ｌよ
りも短い。さらに、スリット外周端部２４ａの幅Ｌ１
は、スリット外周端部２４ｂの幅Ｌ２よりも広い。この
ように、応力集中部のスリット外周端部の幅を広くする
ことにより、ロータを高速回転した場合により発生する
遠心力による力は、スリット外周端部２４ａの幅Ｌ１、
スリット外周端部２４ｂにかかるが、他のスリット外周
端部よりも幅を広く取り、回転により耐えれられるよう
にしている。また、他のスリット外周端部の幅は小さい
ので、スリット外周端部では磁束が飽和してしまい、ス
リット外周端部に磁束が流れることはない。

【００４９】なお、図７では、スリット外周端部２４ａ
の幅Ｌ１は、スリット外周端部の内側辺ｒ１とスリット
外周端部の外側辺ｒ２は、ｒ１＝ｒ２の関係であり、ス
リット外周端部２４ｂのスリット外周端部の内側辺ｒ３
とスリット外周端部の外側辺ｒ４は、ｒ３＝ｒ４であ
る。同様に他のスリット外周端部の内側辺と外側辺の幅
は各スリットごとで同じである。つまり、ｒ１＝ｒ２＞
ｒ３＝ｒ４＞ｒ５＝ｒ６＝ｒ７…という関係である。し
かし、スリット外周端の幅が、スリット外周端内側辺が
外側辺より大きい図８に示すようにｒ１＞ｒ２＞ｒ３＞
ｒ４＞ｒ５＝ｒ６＝ｒ７…であってもよい。

【００５０】なお、スリット外周端の幅は隣接するスリ
ット外周端部の幅より広いという関係は、応力集中部の
みではなく、ロータ全体のスリットであってもよい。具
体的には図９に示すように、Ｌ１≧Ｌ２≧Ｌ３≧Ｌ５≧
… … であってもよいし、ｒ１≧＞ｒ２≧ｒ３ｒ≧
４ｒ≧５≧ｒ６≧ … … であってもよい。また、ス
リット端部の形状にＲを持たせることによって、スリッ
トの強度を大きくすることができる。

【００５１】（実施例３）図１０は、コアシート４１の
正面図を示す。スリット４３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４３中で、最も
中心側に位置するスリット４３を第１スリット４７とす
る。この第１スリット４７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。

【００５２】応力集中部となす、最も内周側のスリット
外周端部４４ａと２番目の内周側のスリット外周端部４
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４４ａは、スリット外周端部
４４ｂの幅よりも大きい。さらに、各ストリップ４２を
連結するようにブリッジ部４５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４５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。

【００５３】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４１のストリップ４２とブリッジ部
４５とで蛇行状の磁路が形成されるように前記ストリッ
プ４２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４２とブリッジ部４５との連結点間の
距離が長くなるように各ブリッジ部４５を形成する。隣
り合うストリップ４２間で、ストリップ４２とブリッジ
部４５との連結点が交互となるように各ブリッジ部４５
を形成する。これらにより、コアシート４１の回転強度
を確保でき、かつ、コアシート４１が励磁されたとき
に、このコアシート４１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。

【００５４】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
４１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。図１０に示すようにコアシート４
１をロータ軸方向に積層してコアシート４１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。

【００５５】さらに、ブリッジ部４５の幅がストリップ
４２の幅よりも小さくなるように、各ブリッジ部４５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４５の幅がコアシート４１の内周側ほど太くなるよ
うに、各ブリッジ部４５を形成すれば、コアシート４１
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。

【００５６】ところで、図１１ではコアシート４１が励
磁されたときに、このコアシート４１に発生するｄ軸方
向の磁路が形成される様子を示したが、コアシート４１
のロータ中心から最も内周側のストリップ４２までの間
に位置する第１スリット４７にはほとんどｄ軸方向の磁
路が形成されていない。一方、図１２のｑ軸方向の磁路
はこの第１スリット４７に集まるように形成されてい
る。そこで、第１スリット４７を他のスリット４３の幅
よりも大きくなるようにコアシート４１を形成すれば、
ほとんどｑ軸方向の磁路だけがこの大きなスリット４３
を横切ることとなるため、ｄ軸方向の磁路に対する抵抗
にはほとんど影響せずに、ｑ軸方向の磁路に対する抵抗
のみをより大きくすることができ、より大きな効果を得
ることができる。

【００５７】さらに、図１１よりこのコアシート４１に
発生するｄ軸方向の磁路は、ｑ軸方向の外周部には中心
側に比べてわずかしか形成されていない。そこで、図１
３に示すように、ｑ軸方向の外周部４９を削除すれば、
ほとんどｑ軸方向の磁路だけがこの削除された部分を横
切るため、ｄ軸方向の磁路に対する抵抗にはほとんど影
響せずに、ｑ軸方向の磁路に対する抵抗のみをより大き
くすることができ、より大きな効果を得ることができ
る。

【００５８】ただし、図１４に示すように、このコアシ
ートに発生する磁路のｑ軸方向の外周縁のみを連結する
連結環５０を設ければ、上記のわずかながら形成される
ｄ軸方向の磁路を確保できるため、ｄ軸方向の磁路に対
する抵抗を若干小さくすることができる。ここでの連結
環５０は従来例のスリット外周端部と異なり、強度メン
バーではないので、コアシートの半径方向の幅は加工上
の極限まで薄いものとすることが望ましい。

【００５９】さらに、コアシート４１の回転時の遠心力
に対する強度確保の点からは、このコアシート４１に発
生する磁路のｑ軸方向に列設された各ストリップ４２を
直線的に連結するブリッジ部を設けるのが望ましい。

【００６０】またブリッジ部４５を、コアシート４１の
内側が太く、外周側が細くなるように形成すれば、先端
部のマスが小さくなり、アンバランス強度上も有利であ
る。ブリッジ部４５の幅は、コアシート４１の少なくと
も中心側ではストリップ４２の幅よりも太くなるように
形成すれば、実用上十分な強度を確保できる。ブリッジ
部を複数本設けるときは、アンバランス強度上、左右対
称に設けるのが望ましい。これらにより、コアシート４
１の回転強度をより大きくすることができるため、より
高速回転にも耐えられるモータを実現できる。

【００６１】図１０に示したコアシート４１はこれらの
工夫をすべて適用した例であるが、その一部を適用して
もよいのは勿論である。そのような具体例を図１５
（ａ）〜（ｆ）に示した。

【００６２】（実施例４）図１６は実施例４のロータの
正面断面図を示す。このロータコアシート７１は中心側
に凸となるように湾曲する略円弧状のストリップ７２を
半径方向に列設し内側のスリット外周端部が、他のスリ
ット外周端部より幅の広い高透磁率材製のコアシート７
１をロータ軸方向に積層してなるリラクタンスモータの
ロータコア構造である。このコアシートの中心側の複数
枚のストリップ７２は、ステータの歯の位置に応じた幅
と位置とを有してなることを特徴とするものである。

【００６３】上記構成によれば、コアシートの中心側の
複数枚のストリップ７２が、ステータの歯の位置に応じ
た幅と位置とを有していることにより、コアシート７１
が励磁されたときに、このコアシート７１に発生するｑ
軸方向の磁路は中心側の複数枚のストリップ７２間に形
成された大きな間隙を横切ることになるため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７１の中心側の複数枚のストリップ７２にて十
分に確保できるため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を大きくとることができるので、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。

【００６４】具体的には、コアシートが、応力集中部の
歯を他のスリット外周端部の幅より広くすると共に、相
互に隣接するストリップ間を連結するブリッジ部を設け
れば、ｑ軸方向の磁路を長くすることができるため、ｑ
軸方向の磁路に対する抵抗がより大きくなる。

【００６５】この場合、コアシートの各ストリップ間の
間隙を樹脂で封止すれば、コアシートの回転強度をより
大きくすることができる。

【００６６】（実施例５）図１７，１８に実施例５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Ａ８１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Ｂ８２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。

【００６７】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Ａ８１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Ｂ８２
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Ｂ８２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。

【００６８】具体的には、コアシートＡ８１とコアシー
トＢ８２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Ｂ８２を挟み込んでも
よい。

【００６９】図１９（ａ），（ｂ）に示すように、コア
シート８２を、コアシート８１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、図１４に示すよう
に、コアシート８１が励磁されたときに、このコアシー
ト８１に発生する磁路のｑ軸方向と同一方向の外周部８
３を切り欠いたものを用いる。コアシート８２の配置は
図１９（ａ）に示すように、コアシート８１とコアシー
ト８２とを交互に配置したり、あるいは図１９（ｂ）に
示すように、コアシートＡ８１のグループごとにコアシ
ート８１を挟み込んだりすればよい。

【００７０】このように、コアシートＢ８２をコアシー
トＡ８１間に挟み込むことにより、コアシートＡ８１が
励磁されたときにこのコアシートＡ８１に発生するｑ軸
方向の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Ｂ８２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。

【００７１】（実施例６）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。

【００７２】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。

【００７３】複数枚のコアシートを積層する際に、図２
０（ａ）に示すように、各コアシート９１の取り付け位
置をロータ軸方向でずらしてスキュー９７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９６に入った
り、ロータコア９６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。

【００７４】この場合、図２０（ｂ）に示すように、前
記スキュー９７を階段状としたり、あるいは、図２０
（ｃ）に示すように、ロータ軸９４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９２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。

【００７５】このようにロータコア４６側に適当なスキ
ュー９７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。

【００７６】

【発明の効果】本願請求項１，２，３，４，５，３２，
３３，３４，３５記載の発明は、Ｌｄ／Ｌｑのインダク
タンス比を高く保ちながら、高速回転を駆動することが
できる。よって、高効率・高出力の電動機を提供するこ
とができる。

【００７７】さらに、請求項６記載の発明は、さらに高
効率・高出力の電動機を提供することができる。

【００７８】さらに、請求項７，８記載の発明はｄ軸方
向の磁束の漏れがすくなくなり、Ｌｄ／Ｌｑの比を高く
保つことができるので、さらに高効率の電動機を提供す
ることができる。

【００７９】さらに、請求項９記載の発明は、スリット
の強度が増し、スリット幅をさらに薄くすることができ
るので、さらに、Ｌｄ／Ｌｑの比を高く保つし、高効率
の電動機を提供することができる。

【００８０】さらに、請求項１０，１１記載の発明は、
ブリッジ部を設けることによりさらに高速回転をするこ
とができる。

【００８１】さらに、請求項１２，１３，１４，１５，
１６，１７，１８，１９，２０記載の発明は、ｑ軸方向
の磁路抵抗をさらに大きくすることが可能であり、さら
に高速回転・高効率の電動機を提供することができる。

【００８２】さらに、請求項２１記載の発明はロータの
強度を増すことができる。さらに、請求項２２，２３，
２４記載の発明は異なったコアシートを用いることによ
りさらに、高効率・高出力の電動機を提供することがで
きる。

【００８３】さらに、請求項２５，２６，２７記載の発
明は、コギングトルクを低減することができる。

【００８４】さらに、請求項２８，２９，３０記載の発
明は、ロータ径とスリット外周端部の幅が好適なので、
高効率で回転することができる。

【００８５】さらに、請求項３１記載の発明はｑ軸方向
の磁束をさらに小さくし、高効率の電動機を提供するこ
とができる。

【００８６】さらに、請求項３６記載の発明は、安全性
の高い高速走行が可能な電気自動車を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明は実施例１のリラクタンスモータの全体
構成を示す斜視図

【図２】同コアシートの平面図

【図３】同コアシートの部分拡大図

【図４】同評価例を説明する図

【図５】同評価の結果を説明する図

【図６】同実施例２のコアシートの平面図

【図７】同コアシートの部分拡大図

【図８】同コアシートの平面図

【図９】同コアシートの平面図

【図１０】同実施例３のコアシートの平面図

【図１１】同コアシートのｄ軸方向の磁路を示す説明図

【図１２】同コアシートのｑ軸方向の磁路を示す説明図

【図１３】同要部拡大図

【図１４】同要部拡大図

【図１５】同要部拡大図

【図１６】同実施例４のコアシートの平面図

【図１７】同実施例５のコアシートＡの平面図

【図１８】同コアシートＢの平面図

【図１９】同ロータコアの断面図

【図２０】同実施例６のロータコアの断面図

【図２１】従来のロータコアを示す図

【符号の説明】

１コアシート２ストリップ３スリット５積層体６ロータコア１０スリット外周端部１１応力集中部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

【特許請求の範囲】

【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、コアシートの応力集中部に備え
るスリット外周端部の幅が、他のスリット外周端部の幅
より広いことを特徴とするロータコア。
【請求項２】応力集中部とはコアシートの最も内側のス
リット外周端部である請求項１記載のロータコア。
【請求項３】応力集中部とはコアシートの最も内側のス
リット外周端部と、２番目に内周側のスリット外周端部
である請求項１記載のロータコア。
【請求項４】応力集中部とはコアシートの最も内側と、
２番目に内側と、３番目に内側のスリット外周端部であ
る請求項１記載のロータコア。
【請求項５】応力集中部のスリット外周端部の幅は、他
の全てのスリット外周端部の幅より広い請求項１記載の
ロータコア。
【請求項６】応力集中部の最も内周側のスリット外周端
部の幅は、２番目に内周側のスリット外周端部の幅より
広い請求項３記載のロータコア。
【請求項７】スリット外周端部のみにより各ストリップ
を連結した請求項１記載のロータコア。
【請求項８】スリット外周端部のみにより応力集中部の
ストリップを接続した請求項１記載のロータコア。
【請求項９】応力集中部のスリット端部は曲線状である
請求項１記載のロータコア。
【請求項１０】隣接するストリップ間にブリッジ部を設
けた請求項１記載のロータコア。
【請求項１１】ブリッジ部をスリットの中心に設けた請
求項１０記載のロータコア。
【請求項１２】コアシートが励磁されたときに、このコ
アシートのスリップとブリッジ部とで蛇行状の磁路が形
成されるように前記ストリップとブリッジ部とを連結し
た請求項１０記載のロータコア。
【請求項１３】コアシートの内周側ほど、ストリップと
ブリッジ部との連結点間の距離が長くなるように各ブリ
ッジ部を形成した請求項１０記載のロータコア。
【請求項１４】隣り合うストリップ間で、ストリップと
ブリッジ部との連結点が交互となるように各ブリッジ部
を形成した請求項１０記載のロータコア。
【請求項１５】ロータ軸方向に積層されたときに、この
コアシート内で蛇行状の磁路が形成される請求項１０記
載のロータコア。
【請求項１６】ブリッジ部の幅がストリップの幅よりも
小さくなるように、各ブリッジ部を形成した請求項１０
記載のロータコア。
【請求項１７】ブリッジ部の幅がコアシートの内周側ほ
ど太くなるように、各ブリッジ部を形成した請求項１０
記載のロータコア。
【請求項１８】最も中心側のスリットの幅が他のスリッ
トの幅よりも広い請求項１０記載の電動機。
【請求項１９】各ブリッジが直線状に並ぶように各スリ
ットを連結した請求項１０記載のロータコア。
【請求項２０】応力集中部のみにスリット外周端部を設
け、その他のスリットのスリット端部は開放端とした請
求項１記載のロータコア。
【請求項２１】スリットの中に樹脂をつめた請求項１記
載のロータコア。
【請求項２２】ロータコアは、ｑ軸方向と同一方向の外
周部を備えたコアシートＡ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Ｂからなり、前記コアシー
トＡの間に、コアシートＢを挟み込んだことを特徴とす
る請求項１記載のロータコア。
【請求項２３】コアシートＡと、コアシートＢとを交互
に配置した請求項２２記載のロータコア。
【請求項２４】複数枚のコアシートＡの間にコアシート
Ｂを挟み込んだ請求項２２記載のロータコア。
【請求項２５】複数枚のコアシートを積層する際に、各
コアシートの取付位置をロータ軸方向でずらしてスキュ
ーをかけた請求項１記載のロータコア。
【請求項２６】スキューが階段状である請求項２５記載
のロータコア。
【請求項２７】スキューが、ステータの歯ピッチ以下の
スキュー量よりなるものである請求項２５記載のロータ
コア。
【請求項２８】ロータコアの半径が３０mm以上の時、ス
リット外周端部の幅は０.２mm以上である請求項１記載
のロータコア。
【請求項２９】応力集中部のスリット外周端部の幅は、
他のスリット外周端部の幅の１．５倍以上である請求項
１記載のロータコア。
【請求項３０】ロータコアの半径が２０mm以上の時、ス
リット外周端部の幅は０．１mm以上である請求項１記載
のロータコア。
【請求項３１】最も中心側のスリットのスリット幅が他
のスリット幅よりも広い請求項１記載のロータコア。
【請求項３２】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、コアシートのスリット外周端
部の幅は、隣り合うロータの外側のスリット外周端部よ
り、隣り合うロータ内側の外周端部の幅の方が広いロー
タコア。
【請求項３３】請求項１または請求項３２記載のロータ
コアを用いて構成した電動機。
【請求項３４】請求項３３記載の電動機を用いたコンプ
レッサ。
【請求項３５】請求項３３記載の電動機を用いたエアコ
ン。
【請求項３６】請求項３３記載の電動機を用いた冷蔵
庫。
【請求項３７】請求項３３記載の電動機を車輪の駆動部
に用いた電気自動車。