(57)【要約】【課題】十分なスロット面積を確保しながらも小型化を実現し、駆動電源の容量や負荷試験装置の規模を増大せずに材料使用量を削減すること。【解決手段】鉄心特性評価用モータ１は、円筒形状の固定子２と、固定子２の内周部に固定子２の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の回転子３と、を備える鉄心特性評価用モータであって、固定子２及び回転子３と比重が固定子鉄心２ａ又は回転子鉄心３ａを形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサー４ａ，４ｂとが軸方向に沿って配列された構造を有し、固定子２又は回転子３の軸方向の厚みＤが固定子２の内径Ｒｓ又は回転子３の外径Ｒｒの１/２０以下であり、固定子２又は回転子３の軸方向の厚みＤがスペーサー４ａ，４ｂの軸方向の厚みの１/４以下である。【選択図】図１
2014192989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の固定子と、固定子の内周部に固定子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の回転子と、を備える鉄心特性評価用モータであって、
１つ以上の固定子及び回転子の組と比重が回転子を形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサーとが軸方向に沿って配列された構造を有し、１つ以上の回転子の軸方向の合計厚みが回転子の外径の１/２０以下であり、１つ以上の回転子の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１/４以下であることを特徴とする鉄心特性評価用モータ。
【請求項２】
円筒形状の固定子と、固定子の内周部に固定子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の回転子と、を備える鉄心特性評価用モータであって、
１つ以上の固定子及び回転子の組と比重が固定子を形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサーとが軸方向に沿って配列された構造を有し、１つ以上の固定子の軸方向の合計厚みが固定子の内径の１/２０以下であり、１つ以上の固定子の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１/４以下であることを特徴とする鉄心特性評価用モータ。
【請求項３】
円筒形状の回転子と、回転子の内周部に回転子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の固定子と、を備える鉄心特性評価用モータであって、
１つ以上の回転子及び固定子の組と比重が回転子を形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサーとが軸方向に沿って配列された構造を有し、１つ以上の回転子の軸方向の合計厚みが回転子の内径の１/２０以下であり、１つ以上の回転子の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１/４以下であることを特徴とする鉄心特性評価用モータ。
【請求項４】
円筒形状の回転子と、回転子の内周部に回転子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の固定子と、を備える鉄心特性評価用モータであって、
１つ以上の回転子及び固定子の組と比重が固定子を形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサーとが軸方向に沿って配列された構造を有し、１つ以上の固定子の軸方向の合計厚みが固定子の外径の１/２０以下であり、１つ以上の固定子の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１/４以下であることを特徴とする鉄心特性評価用モータ。
【請求項５】
１つ以上の固定子又は回転子が永久磁石を備え、永久磁石の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１／４以下であることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載の鉄心特性評価用モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁鋼板等の磁性材料のモータ鉄心としての特性を評価するための鉄心特性評価用モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、モータ鉄心は、電磁鋼板等の磁性材料によって形成されている。このため、磁性材料の特性がモータ特性に及ぼす影響を評価するために、特性が異なる磁性材料を鉄心とした種々のモデルモータを作製し、各モデルモータのモータ効率やトルク定数等のモータ特性を評価することが行なわれている（特許文献１，２参照）。最も簡単なモータ特性の評価方法は、実機モータと同じ寸法及び仕様を有するモータの鉄心を特性が異なる磁性材料毎に交換してモデルモータを作製し、モデルモータを利用してモータ特性を評価する方法である。但し、この評価方法では、所有している駆動電源の容量や負荷試験装置の規模が実機モータに対して用いられるものより小さい場合には、実機モータを相似縮小した小型のモデルモータを作製し、小型のモデルモータを用いてモータ特性を評価する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０９０７５号公報
【特許文献２】特開２００９−２７９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実機モータを相似縮小した小型のモデルモータを用いてモータ特性を評価する場合、以下に示すような問題が生じる。すなわち、小型のモデルモータを作製する際、鉄心の寸法を実機モータに対する相似比で縮小すると、巻線が巻回されるスロット部の面積が相似比の２乗で縮小される。このため、巻線に流れる電流に巻線の巻数を乗算した値である巻線のアンペア・ターン（アンペア回数）がスロット部の面積比、すなわち相似比の２乗に比例して減少する。一方、モデルモータの鉄心が実機モータと同じ磁束状態を再現するために必要なアンペア・ターンは相似比の１乗に比例して減少する。
【０００５】
以上のことから、鉄心の寸法を実機モータに対する相似比で縮小して小型のモデルモータを作製した場合、巻線がアンペア・ターン不足になり、実機モータのモータ特性を正確に評価することができなくなる。なお、このような問題を解決するために、小型のモデルモータを作製する際、縮小率に対しスロット面積を大きめに設計する方法が用いることが考えられる。しかしながら、この方法を用いる場合、十分なスロット面積を確保するために縮小率の程度を抑えた設計にせざるを得ない。さらに、この方法を用いる場合には、駆動電源の容量や負荷試験装置の規模を大きくする必要があり、低コストでモータ特性を評価することが困難になると共に実機モータの規模が大きい場合には限界がある。
【０００６】
小型のモデルモータを用いてモータ特性を評価する際、縮小率が大きな小型のモデルモータを作製することができれば、小型のモデルモータを作製するために必要な材料使用量を削減できるために、モータ特性の評価に要する費用を削減できる。しかしながら、現状では、上記の理由により縮小率を抑えざるを得ないために、小型のモデルモータを作製するために必要な材料使用量を削減することができていない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、十分なスロット面積を確保しながらも小型化を実現し、駆動電源の容量や負荷試験装置の規模を増大せずに材料使用量を削減可能な鉄心特性評価用モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る鉄心特性評価用モータは、円筒形状の固定子と、固定子の内周部に固定子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の回転子と、を備える鉄心特性評価用モータであって、１つ以上の固定子及び回転子の組と比重が回転子を形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサーとが軸方向に沿って配列された構造を有し、１つ以上の回転子の軸方向の合計厚みが回転子の外径の１/２０以下であり、１つ以上の回転子の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１/４以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る鉄心特性評価用モータは、円筒形状の固定子と、固定子の内周部に固定子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の回転子と、を備える鉄心特性評価用モータであって、１つ以上の固定子及び回転子の組と比重が固定子を形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサーとが軸方向に沿って配列された構造を有し、１つ以上の固定子の軸方向の合計厚みが固定子の内径の１/２０以下であり、１つ以上の固定子の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１/４以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る鉄心特性評価用モータは、円筒形状の回転子と、回転子の内周部に回転子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の固定子と、を備える鉄心特性評価用モータであって、１つ以上の回転子及び固定子の組と比重が回転子を形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサーとが軸方向に沿って配列された構造を有し、１つ以上の回転子の軸方向の合計厚みが回転子の内径の１/２０以下であり、１つ以上の回転子の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１/４以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の態様に係る鉄心特性評価用モータは、円筒形状の回転子と、回転子の内周部に回転子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の固定子と、を備える鉄心特性評価用モータであって、１つ以上の回転子及び固定子の組と比重が固定子を形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサーとが軸方向に沿って配列された構造を有し、１つ以上の固定子の軸方向の合計厚みが固定子の外径の１/２０以下であり、１つ以上の固定子の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１/４以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る鉄心特性評価用モータは、上記発明において、１つ以上の固定子又は回転子が永久磁石を備え、永久磁石の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１／４以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る鉄心特性評価用モータによれば、十分なスロット面積を確保しながらも小型化を実現し、駆動電源の容量や負荷試験装置の規模を増大せずに材料使用量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態である鉄心特性評価用モータの構成を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図２】図２は、図１に示す鉄心特性評価用モータの変形例の構成を示す図であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図３は、図１に示す鉄心特性評価用モータの変形例の構成を示す図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態である鉄心特性評価用モータの構成を示す図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】図５は、図４に示す鉄心特性評価用モータの変形例の構成を示す図であり、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図６】図６は、図４に示す鉄心特性評価用モータの変形例の構成を示す図であり、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図７】図７は、従来の鉄心特性評価用モータの構成を示す図であり、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図８】図８は、従来の鉄心特性評価用モータの構成を示す図であり、図８（ａ）は斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の発明者らは、上記課題を解決するために、径方向において回転子と固定子との間に空隙を有する、いわゆるラジアルギャップ型のモータについて検討を行った。始めに、本発明の発明者らは、実機モータを縮小した小型のモデルモータを作製する際に十分なスロット面積を確保するためにはモータ鉄心の内径及び外径の縮小の程度を抑える必要があるので、モータ鉄心の軸方向の厚みを薄くする薄型化を検討した。薄型化によれば、相似縮小による小型化とは異なり、十分なスロット面積を確保できるため、実機モータと変わらない巻線条件を確保できる。また、アンペアターンが実機モータと同等であるため、鉄心の磁束の状態も実機モータと同じ状態を再現できる。
【００１６】
電磁鋼板等の板状の磁性材料を積層してモータ鉄心を形成する場合、モータ鉄心の軸方向の厚みは板状の磁性材料の積層枚数を減らすことによって薄くできる。また、圧粉磁心等の塊状の磁性材料を用いてモータ鉄心を形成する場合には、モータ鉄心の軸方向の厚みは塊状の磁性材料を軸方向の厚みが薄くなるように成形することによって薄くできる。
【００１７】
次に、本発明の発明者らは、鉄心をどの程度薄くすることが有効であるか検討した結果、下記の（１）〜（４）の知見を得た。すなわち、本発明の発明者らは、固定子又は回転子の形状を固定子又は回転子の軸方向の厚みが固定子と回転子との間の空隙の外径又は内径の１/２０以下となる薄い円盤形状にすることによって、十分なスロット面積を確保しながらも小型化を実現し、駆動電源の容量や負荷試験装置の規模を増大せずに材料使用量を削減できることを知見した。
【００１８】
（１）円筒形状の固定子と、固定子の内周部に固定子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の回転子と、を備えるモータ、いわゆるインナーロータ型モータの回転子については、回転子の軸方向の厚みが回転子の外径の１/２０以下になるまで回転子の軸方向の厚みを薄くする。
【００１９】
（２）円筒形状の固定子と、固定子の内周部に固定子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の回転子と、を備えるモータ、いわゆるインナーロータ型モータの固定子については、固定子の軸方向の厚みが固定子の内径の１/２０以下になるまで固定子の軸方向の厚みを薄くする。
【００２０】
（３）円筒形状の回転子と、回転子の内周部に回転子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の固定子と、を備えるモータ、いわゆるアウターロータ型モータの回転子については、回転子の軸方向の厚みが回転子の内径の１/２０以下になるまで回転子の軸方向の厚みを薄くする。
【００２１】
（４）円筒形状の回転子と、回転子の内周部に回転子の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の固定子と、を備えるモータ、いわゆるアウターロータ型モータの固定子については、固定子の軸方向の厚みが固定子の外径の１/２０以下になるまで固定子の軸方向の厚みを薄くする。
【００２２】
但し、固定子又は回転子の形状を薄い円盤形状にした場合、円盤面が軸方向に変形しやすくなり、特に回転子と固定子との間の空隙の近傍の領域が変形するとモータ特性が著しく劣化してしまう。そこで、本発明の発明者らは、固定子又は回転子の剛性を高めるために、回転子及び固定子のそれぞれと同一な二次元形状を有し、所定の厚みを有する比重が鉄心材料の０．６倍以下の非磁性材料からなるスペーサーを回転子及び固定子と軸方向に密着して並べるようにして固定した。固定子及び回転子とスペーサーとは、軸方向に一つずつ配置してもよいし、軸方向に複数配置してもよい。スペーサーの固定方法は特に限定されないが、ボルト締め、かしめ、クランプ等の方法を利用することができる。
【００２３】
また、本発明の発明者らは、必要十分な剛性を得るために必要なスペーサーの軸方向の合計厚みを検討した結果、スペーサーの軸方向の合計厚みが固定子又は回転子の軸方向の合計厚みの４倍以上、すなわち固定子又は回転子の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１／４以下であることが必要であるとの知見を得た。なお、固定子と回転子の配置については、軸方向においては互いに同じ位置にあり、互いに対向する配置をとることが望ましい。また、固定子鉄心又は回転子鉄心に永久磁石を配置する場合には、鉄心の軸方向の厚みと永久磁石の軸方向の厚みとがほぼ同じであるべきなので、永久磁石の軸方向の合計厚みがスペーサーの軸方向の合計厚みの１／４以下であることが必要である。
【００２４】
なお、非磁性材料を組み込んだモータ鉄心としては、例えば特開２００６−３２５３６５号公報に固定子の一部に非磁性体を用いて振動低減を図ったものが開示されている。しかしながら、特開２００６−３２５３６５号に開示されている固定子は、本発明のように磁性材料と非磁性材料とが軸方向に沿って交互に配置されている構造ではなく、またその目的も本発明の目的とは異なる。すなわち、鉄心特性評価を目的としてモータ鉄心に非磁性材料を用いた技術は開示、示唆されていない。
【００２５】
以下、上記の考えに基づいて想到された本発明の第１及び第２の実施形態である鉄心特性評価用モータの構成について説明する。
【００２６】
〔第１の実施形態〕
始めに、図１を参照して、本発明の第１の実施形態である鉄心特性評価用モータの構成について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施形態である鉄心特性評価用モータの構成を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【００２８】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の第１の実施形態である鉄心特性評価用モータ１は、インナーロータ型のモータによって構成され、円筒形状の固定子２と、固定子２の内周部に固定子２の内周面に対して間隔をあけて配置された回転子３と、固定子２及び回転子３の軸方向の端面にそれぞれ固定された円筒形状のスペーサー４ａ，４ｂと、を備えている。
【００２９】
固定子２は、磁性材料によって形成された円筒形状の固定子鉄心２ａを備えている。固定子鉄心２ａは、周方向に沿って略等間隔に形成された複数のティース部２ｂ及びスロット部２ｃを備えている。各ティース部２ｂには、励磁駆動用の図示しない巻線が巻回される。
【００３０】
回転子３は、円筒形状の回転子鉄心３ａと、回転子鉄心３ａの内周部に挿通、支持された回転軸３ｂと、回転子鉄心３ａの外周部に設けられた８極の永久磁石３ｃと、を備えている。回転子鉄心３ａは、磁性材料によって形成されている。固定子２又は回転子３（回転子鉄心３ａ及び永久磁石３ｃ）の軸方向の厚みＤは固定子２の内径Ｒｓ又は回転子３の外径Ｒｒの１/２０以下、好ましくは１／３０以下、より好ましくは１／４０以下に設計されている。
【００３１】
スペーサー４ａ，４ｂは、比重が固定子鉄心２ａ又は回転子鉄心３ａを形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成されている。スペーサー４ａ，４ｂの軸方向の厚みは固定子２又は回転子３（回転子鉄心３ａ及び永久磁石３ｃ）の軸方向の厚みＤの４倍以上、好ましくは６倍以上、より好ましくは８倍以上に設計されている。換言すれば、固定子２又は回転子３（回転子鉄心３ａ及び永久磁石３ｃ）の軸方向の厚みＤは、スペーサー４ａ，４ｂの軸方向の厚みの１/４以下、好ましくは１／６以下、より好ましくは１／８以下に設計されている。
【００３２】
以上のように、本発明の第１の実施形態である鉄心特性評価用モータ１は、円筒形状の固定子２と、固定子２の内周部に固定子２の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の回転子３と、を備える鉄心特性評価用モータであって、固定子２及び回転子３と比重が固定子鉄心２ａ又は回転子鉄心３ａを形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサー４ａ，４ｂとが軸方向に沿って配列された構造を有し、固定子２又は回転子３の軸方向の厚みＤが固定子２の内径Ｒｓ又は回転子３の外径Ｒｒの１/２０以下であり、固定子２又は回転子３の軸方向の厚みＤがスペーサー４ａ，４ｂの軸方向の厚みの１/４以下である。これにより、十分なスロット面積を確保しながらも小型化を実現し、駆動電源の容量や負荷試験装置の規模を増大せずに材料使用量を削減することができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、鉄心特性評価用モータ１は、固定子２及び回転子３の組が軸方向に一つ配置された構成を有しているが、図２（ａ），（ｂ）や図３（ａ），（ｂ）に示すように、固定子２及び回転子３の組を軸方向に２つ以上配置し、固定子２及び回転子３の組の間にスペーサー４ａ，４ｂを配置してもよい。但し、この場合においても、固定子２又は回転子３の軸方向の合計厚みＤ１＋Ｄ２，Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３は固定子２の内径Ｒｓ又は回転子３の外径Ｒｒの１/２０以下とし、固定子２又は回転子３の軸方向の合計厚みＤ１＋Ｄ２，Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３は、スペーサー４ａ，４ｂの軸方向の合計厚みの１/４以下とする。また、固定子２及び回転子３の組を軸方向に２つ以上配置する場合には、軸方向の両端部に固定子２及び回転子３の組が配置されていることがのぞましい。さらに、本実施形態では、回転子３が永久磁石３ｃを備えているが、固定子２が永久磁石３ｃを備えていてもよいし、固定子２と回転子３との双方が永久磁石３ｃを備えていなくてもよい。
【００３４】
〔第２の実施形態〕
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施形態である鉄心特性評価用モータの構成について説明する。
【００３５】
図４は、本発明の第２の実施形態である鉄心特性評価用モータの構成を示す図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【００３６】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の第２の実施形態である鉄心特性評価用モータ１は、アウターロータ型のモータによって構成され、円筒形状の回転子３と、回転子３の内周部に回転子３の内周面に対して間隔をあけて配置された固定子２と、固定子２及び回転子３の軸方向の端面にそれぞれ固定された円筒形状のスペーサー４ａ，４ｂと、を備えている。
【００３７】
固定子２は、磁性材料によって形成された円筒形状の固定子鉄心２ａを備えている。固定子鉄心２ａは、周方向に沿って略等間隔に形成された複数のティース部２ｂ及びスロット部２ｃと、固定子鉄心２ａの内周部に挿通、支持された固定軸２ｄと、を備えている。各ティース部２ｂには、励磁駆動用の図示しない巻線が巻回される。
【００３８】
回転子３は、円筒形状の回転子鉄心３ａと、回転子鉄心３ａの内周部に設けられた８極の永久磁石３ｃと、を備えている。固定子２又は回転子３（回転子鉄心３ａ及び永久磁石３ｃ）の軸方向の厚みＤは固定子２の外径Ｒｓ又は回転子３の内径Ｒｒの１/２０以下、好ましくは１／３０以下、より好ましくは１／４０以下に設計されている。
【００３９】
スペーサー４ａ，４ｂは、比重が固定子鉄心２ａ又は回転子鉄心３ａを形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成されている。スペーサー４ａ，４ｂの軸方向の厚みは固定子２又は回転子３（回転子鉄心３ａ及び永久磁石３ｃ）の軸方向の厚みＤの４倍以上、好ましくは６倍以上、より好ましくは８倍以上に設計されている。換言すれば、固定子２又は回転子３（回転子鉄心３ａ及び永久磁石３ｃ）の軸方向の厚みＤは、スペーサー４ａ，４ｂの軸方向の厚みの１/４以下、好ましくは１／６以下、より好ましくは１／８以下に設計されている。
【００４０】
以上のように、本発明の第２の実施形態である鉄心特性評価用モータ１は、円筒形状の回転子３と、回転子３の内周部に回転子３の内周面に対して間隔をあけて配置された円筒形状の固定子２と、を備える鉄心特性評価用モータであって、固定子２及び回転子３と比重が固定子鉄心２ａ又は回転子鉄心３ａを形成する磁性材料の０．６倍以下である非磁性材料によって形成された円筒形状のスペーサー４ａ，４ｂとが軸方向に沿って配列された構造を有し、固定子２又は回転子３の軸方向の厚みＤが固定子２の外径Ｒｓ又は回転子３の内径Ｒｒの１/２０以下であり、固定子２又は回転子３の軸方向の厚みＤがスペーサー４ａ，４ｂの軸方向の厚みの１/４以下である。これにより、十分なスロット面積を確保しながらも小型化を実現し、駆動電源の容量や負荷試験装置の規模を増大せずに材料使用量を削減することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、鉄心特性評価用モータ１は、固定子２及び回転子３の組が軸方向に一つ配置された構成を有しているが、図５（ａ），（ｂ）や図６（ａ），（ｂ）に示すように、固定子２及び回転子３の組を軸方向に２つ以上配置し、固定子２及び回転子３の組との間にスペーサー４ａ，４ｂを配置してもよい。但し、この場合においても、固定子２又は回転子３の軸方向の合計厚みＤ１＋Ｄ２，Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３は固定子２の外径Ｒｓ又は回転子３の内径Ｒｒの１/２０以下とし、固定子２又は回転子３の軸方向の合計厚みＤ１＋Ｄ２，Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３は、スペーサー４ａ，４ｂの軸方向の合計厚みの１/４以下とする。また、固定子２及び回転子３の組を軸方向に２つ以上配置する場合には、軸方向の両端部に固定子２及び回転子３の組が配置されていることがのぞましい。さらに、本実施形態では、回転子３が永久磁石３ｃを備えているが、固定子２が永久磁石３ｃを備えていてもよいし、固定子２と回転子３との双方が永久磁石３ｃを備えていなくてもよい。
【００４２】
〔実施例１〕
回転子の軸方向の合計厚さと回転子の外径との比及び回転子の軸方向の合計厚さとスペーサーの軸方向の合計厚さとの比が異なる以下の表１に示すＮｏ．１〜７の８極の永久磁石付きインナーロータ型モータを作製した。なお、Ｎｏ．１のモータは図７に示すようにスペーサーを有さない構成とし、Ｎｏ．２，３のモータは図１に示す構成とし、Ｎｏ．４，５のモータは図２に示す構成とし、Ｎｏ．６，７のモータは図３に示す構成とした。また、固定子鉄心は電磁鋼板を積層することによって形成し、スペーサーはアルミニウムにより形成し、永久磁石には希土類磁石を用いた。
【００４３】
【表１】
2014192989.tif 000003
【００４４】
Ｎｏ．１〜７の各モータについて、ティース部１箇所にサーチコイルを巻き、最大電流１０［Ａｒｍｓ］の駆動電源を用いてモータを１０００［ｒｐｍ］で回転駆動し、最大トルク５［Ｎｍ］のトルク計測器を用いてトルクを計測した。サーチコイルで計測したティース部の磁束密度が１．５［Ｔ］のときの電流値及びトルクを表１に示す。表１に示すように、本発明例であるＮｏ．２，４，６，７のモータでは、電流値及びトルクがそれぞれ駆動電源の電流上限値（１０［Ａｒｍｓ］）及びトルク計測器の計測上限値（５．０［Ｎｍ］）を超えることは無く、それぞれの上限値よりも十分に小さい余裕のある値を示した。以上のことから、本発明によれば、十分なスロット面積を確保しながらも小型化を実現し、駆動電源の容量や負荷試験装置の規模を増大せずに材料使用量を削減できることが確認された。
【００４５】
〔実施例２〕
固定子の軸方向の合計厚さと回転子の外径との比及び固定子の軸方向の合計厚さとスペーサーの軸方向の合計厚さとの比が異なる以下の表２に示すＮｏ．８〜１４の８極の永久磁石付きアウターロータ型モータを作製した。Ｎｏ．８のモータは図８に示すようにスペーサーを有さない構成とし、Ｎｏ．９，１０のモータは図４に示す構成とし、Ｎｏ．１１，１２のモータは図５に示す構成とし、Ｎｏ．１３，１４のモータは図６に示す構成とした。また、固定子鉄心は電磁鋼板を積層することによって形成し、スペーサーはアルミニウムにより形成し、永久磁石には希土類磁石を用いた。
【００４６】
【表２】
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【００４７】
Ｎｏ．８〜１４の各モータについて、ティース部１箇所にサーチコイルを巻き、最大電流１０［Ａｒｍｓ］の駆動電源を用いてモータを１０００［ｒｐｍ］で回転駆動し、最大トルク５［Ｎｍ］のトルク計測器を用いてトルクを計測した。サーチコイルで計測したティース部の磁束密度が１．５［Ｔ］のときにおける電流値及びトルクを表２に併せて示す。本発明例であるＮｏ．９，１１，１３，１４のモータでは、電流値及びトルクがそれぞれ駆動電源の電流上限値（１０［Ａｒｍｓ］）及びトルク計測器の計測上限値（５．０［Ｎｍ］）を超えることは無く、それぞれの上限値よりも十分に小さい余裕のある値を示した。以上のことから、本発明によれば、十分なスロット面積を確保しながらも小型化を実現し、駆動電源の容量や負荷試験装置の規模を増大せずに材料使用量を削減できることが確認された。
【００４８】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１  鉄心特性評価用モータ
２  固定子
２ａ  固定子鉄心
２ｂ  ティース部
２ｃ  スロット部
２ｄ  固定軸
３  回転子
３ａ  回転子鉄心
３ｂ  回転軸
３ｃ  永久磁石
４ａ，４ｂ  スペーサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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