(57)【要約】【課題】モータ本体を大型化させることなくトルクをアップさせるＳＲモータを提供すること。【解決手段】半径方向内向きに複数の突極１１ａが形成され、各突極に巻線コイル１３が巻回されたステータ１１と、半径方向外向きに複数の突極１２ａが形成され、ステータ１１内に同軸上に配置されたロータ１２とを有し、巻線コイル１３への通電により対向する突極１１ａ，１２ａ間を通る磁束を発生させ、その突極間に生ずる吸引力によって回転トルクを発生させるものであって、ステータ１１の突極１１ａ先端には軸方向に凹面１２ｍが形成され、ロータ１２の突極１２ａ先端には軸方向に凸面１２ｍが形成されたスイッチド・リラクタンス・モータ１。【選択図】        図２
2004364368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向内向きに複数の突極が形成され、各突極に巻線コイルが巻回されたステータと、半径方向外向きに複数の突極が形成され、前記ステータ内に同軸上に配置されたロータとを有し、前記巻線コイルへの通電により対向する前記突極間を通る磁束を発生させ、その突極間に生ずる吸引力によって回転トルクを発生させるスイッチド・リラクタンス・モータにおいて、
前記ステータの突極先端にはステータの軸方向に凹面が形成され、前記ロータの突極先端にはその軸方向に凸面が形成されたことを特徴とするスイッチド・リラクタンス・モータ。
【請求項２】
半径方向内向きに複数の突極が形成され、各突極に巻線コイルが巻回されたステータと、半径方向外向きに複数の突極が形成され、前記ステータ内に同軸上に配置されたロータとを有し、前記巻線コイルへの通電により対向する前記突極間を通る磁束を発生させ、その突極間に生ずる吸引力によって回転トルクを発生させるスイッチド・リラクタンス・モータにおいて、
前記ステータの突極先端にはステータの軸方向に凸面が形成され、前記ロータの突極先端にはその軸方向に凹面が形成されたことを特徴とするスイッチド・リラクタンス・モータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するスイッチド・リラクタンス・モータにおいて、
前記ステータ及びロータの突極先端の軸方向に形成された凹面及び凸面は、湾曲した曲面であることを特徴とするスイッチド・リラクタンス・モータ。
【請求項４】
ステータとロータとに各々半径方向内向き、外向きに複数の突極が形成され、互いの突極間に発生する磁束の吸引力によって回転トルクを発生させるモータであって、
前記ステータ及びロータの突極先端には、一方には軸方向に凹面が形成され他方には軸方向に凸面が形成されたことを特徴とするモータのロータ・ステータ形状。
【請求項５】
請求項４に記載するモータのロータ・ステータ形状において、
前記ステータ及びロータの突極先端に形成された軸方向の凹面及び凸面は、湾曲した曲面であることを特徴とするモータのロータ・ステータ形状。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される各種システムにおけるアクチュエータとして使用可能なスイッチド・リラクタンス・モータ（以下、「ＳＲモータ」と記す）に関し、特にモータ本体を大型化させることなくトルクアップを実現するＳＲモータに関する。また、本発明は、ＳＲモータに限定しないモータのロータ・ステータ形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車には、搭載される各種システム用アクチュエータとしてＳＲモータが多く使われている。その一例として特開２００２−１０５９５号公報には、図９で示すような構成のＳＲモータが記載されている。このＳＲモータ１００は、内向きの突極を有するステータ１１０が固定配置され、その内側には外向きの突極を有するロータ１２０が同軸上に重ねて、かつシャフト１４０によって回転自在に配置されている。
【０００３】
ステータ１１０に巻かれた３個のコイル通電相Ｕ，Ｖ，Ｗは、それぞれステータ１１０の周方向に１８０度の位置にある一対の組コイルＵ１及びＵ２、組コイルＶ１及びＶ２、組コイルＷ１及びＷ２から成っている。そして、それぞれ組コイルＵ１は巻線コイル１３０ａ及び１３０ｄ、組コイルＵ２は巻線コイル１３０ｇ及び１３０ｊ、組コイルＶ１は巻線コイル１３０ｂ及び１３０ｅ、組コイルＶ２は巻線コイル１３０ｈ及び１３０ｋ、組コイルＷ１は巻線コイル１３０ｃ及び１３０ｆ、組コイルＷ２は巻線コイル１３０ｉ及び１３０ｌから構成されている。
【０００４】
そこで、例えばコイル通電相Ｕが通電されると、その組コイルＵ１（巻線コイル１３０ａ及び１３０ｄ）が発生する磁力により突極１１１、突極１２１、突極１２２、突極１１２を通る磁束が発生する。この磁束によりロータ１２０の突極１２１，１２２は、それぞれステータ１１０の突極１１１，１１２に引き寄せられ、図９において右回りに回転してトルクを発生する。同様にして組コイルＵ２が発生する磁力によりステータ１１０及びロータ１２０の所定の突極を通る磁束が発生し、この磁束によって発生する吸引力で更に右回転してトルクを発生する。更にコイル通電相３Ｖ、コイル通電相３Ｗに順次通電し、これを繰り返すことによってロータ１２０は連続して回転する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１０５９５号公報（第２−３頁、図８）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ロータ１２０が回転する場合、例えばステータ１１０の突極１１１とロータ１２０の突極１２１とが向かい合うと、突極１１１，１２１同士が対向する互いの先端面の面積が大きくなって両突極間の磁気抵抗が小さくなるため、そこを通る鎖交磁束が大きくなり、巻線コイル１３０ａのインダクタンスが大きくなる。従って、ＳＲモータ１００ではロータ１２０の突極がステータ１１０の突極にそれぞれ正対した対向状態になったところで、突極間を通る鎖交磁束が増大して最大値に達する。
【０００７】
一方、ＳＲモータ１００は、前述したようにロータ１２０の位置に対応する巻線コイルに順次電流を流すことで、向かい合うステータ１１０の突極とロータ１２０の突極との間で磁束の受渡しが行なわれ、ロータ１２０の突極がステータ１１０の突極に吸引されてロータ１２０が回転し、トルクが発生する。このとき巻線コイルのインダクタンスと巻線コイルに供給する電流及びモータに発生するトルクについては、ステータ１１０のある突極とロータ１２０のある突極が、ロータ１２０の回転に伴って互いに近づくにつれて巻線コイルのインダクタンスが最小値から徐々に増加していく。そのため、ロータ１２０の回転と平行して巻線コイルに変化する電流を流すことでモータのトルクが発生し、ステータ１１０とロータ１２０の突極が正対した対向位置でインダクタンスが最大となる。
【０００８】
従って、ＳＲモータ１００のトルクを大きくするには、ステータ１１０の突極とロータ１２０の突極とが正対した対向状態で両者間に発生する鎖交磁束がより大きくなるように、互いの突極先端の面積を大きくすることが考えられる。しかし、従来のＳＲモータ１００においてロータ１２０及びステータ１１０の突極の対向する面積を大きくすることは、そのままロータ１２０及びステータ１１０を大きくすることにつながり、結果としてＳＲモータ１００が大型化してしまうことになる。そのため、例えば自動車の各種システム用アクチュエータとして搭載する場合に要求される小型化に逆行し、また、トルクは回転半径にも比例するため、ロータ突極の径（実ロータ径）を大きくすることも考えられるが、やはり同じようにＳＲモータが大きくなってしまう。
【０００９】
そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、モータ本体を大型化させることなくトルクをアップさせるＳＲモータを提供することを目的とする。又は、モータを大型化させることなくトルクアップが可能なモータのロータ・ステータ形状を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスイッチド・リラクタンス・モータは、半径方向内向きに複数の突極が形成され、各突極に巻線コイルが巻回されたステータと、半径方向外向きに複数の突極が形成され、前記ステータ内に同軸上に配置されたロータとを有し、前記巻線コイルへの通電により対向する前記突極間を通る磁束を発生させ、その突極間に生ずる吸引力によって回転トルクを発生させるものであって、前記ステータの突極先端にはステータの軸方向に凹面が形成され、前記ロータの突極先端にはその軸方向に凸面が形成されたことを特徴とする。
【００１１】
よって、本発明に係るスイッチド・リラクタンス・モータによれば、ステータとロータの突極先端にそれぞれ軸方向の凹面と凸面とを形成したことで、ステータ及びロータそれ自身を大きくすることなく正対する突極同士の対向面の面積が従来のＳＲモータと比べて大幅に増加した。そのため、互いの突極を通る鎖交磁束が大きくなり、ＳＲモータを大型化させることなくステータの突極に巻回された巻線コイルのインダクタンスを増加させて大きなトルクを出力すことができる。
【００１２】
また、本発明に係るスイッチド・リラクタンス・モータは、半径方向内向きに複数の突極が形成され、各突極に巻線コイルが巻回されたステータと、半径方向外向きに複数の突極が形成され、前記ステータ内に同軸上に配置されたロータとを有し、前記巻線コイルへの通電により対向する前記突極間を通る磁束を発生させ、その突極間に生ずる吸引力によって回転トルクを発生させるものであって、前記ステータの突極先端にはその軸方向に凸面が形成され、前記ロータの突極先端にはその軸方向に凹面が形成されたことを特徴とする。
【００１３】
よって、本発明に係るスイッチド・リラクタンス・モータによれば、ステータとロータの突極先端にそれぞれ軸方向の凹面と凸面とを形成したことで、ステータ及びロータそれ自身を大きくすることなく正対する突極同士の対向面の面積が従来のＳＲモータと比べて増加した。しかし、その一方でロータの突極先端をその軸方向に凹面としたことにより回転半径の縮小によるトルクの低下が生じてしまう。従って、凹面及び凸面の形状がある条件下では従来のＳＲモータと比べてトルクが小さくなってしまう場合があるが、そうした場合でも本発明では、ステータ側に凸面を形成したことによって巻線コイルの巻線数を多くとることができ、またロータが突極の先端部分を削り落として軸方向に凹面を形成したことによって軽量化され、ＳＲモータの応答性を高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係るスイッチド・リラクタンス・モータは、前記ステータ及びロータの突極先端の軸方向に形成された凹面及び凸面が、湾曲した曲面であることが望ましい。
よって、本発明に係るスイッチド・リラクタンス・モータによれば、特にステータの突極先端に軸方向の凹面を形成し、ロータの突極先端にも軸方向の凸面を形成した場合に、凹面及び凸面の対向する面積及び実ロータ径ともに大きくなり、効率良くトルクアップを図ることができる。
【００１５】
一方、本発明に係るモータのロータ・ステータ形状は、ステータとロータとに各々半径方向内向き、外向きに複数の突極が形成され、互いの突極間に発生する磁束の吸引力によって回転トルクを発生させるモータであって、前記ステータ及びロータの突極先端には、一方には軸方向に凹面が形成され他方には軸方向に凸面が形成されたことを特徴とする。
【００１６】
よって、本発明に係るモータのロータ・ステータ形状によれば、ステータとロータの突極にそれぞれ軸方向に凹面と凸面とを形成したことで、ステータ及びロータそれ自身を大きくすることなく正対する突極同士の対向面の面積が従来のモータと比べて大幅に増加した。そのため、互いの突極を通る鎖交磁束が大きくなり、モータを大型化させることなく大きなトルクを出力することができる。特に、ステータ側の突極に軸方向の凹面を形成し、ロータの突極に軸方向の凸面を形成した場合にその効果が大きい。一方、逆にステータ側の突極に軸方向の凸面を形成し、ロータの突極に軸方向の凹面を形成した場合には、凹面及び凸面の形状がある条件の下ではトルクが小さくなる場合もあるが、そうした場合でも応答性の高いモータとすることができる。
【００１７】
また、本発明に係るモータのロータ・ステータ形状は、前記ステータ及びロータの突極先端に形成された軸方向の凹面及び凸面は、湾曲した曲面であることを特徴とする。
よって、本発明に係るモータのロータ・ステータ形状によれば、特にステータの突極先端に軸方向の凹面を形成し、ロータの突極先端に軸方向の凸面を形成した場合に、凹面及び凸面の対向する面積及び実ロータ径ともに大きくなり、効率良くトルクアップを図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るＳＲモータについて一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、ＳＲモータの実施形態を示した平面図である。
【００１９】
ステータ１１は、所定形状にプレス成形された電磁鋼板を軸方向に積層して円筒状とし、その内周には周方向に等間隔で半径方向内向きに６個の突極１１ａが突設されている。これらの突極１１ａには、巻線コイル１３がそれぞれ巻回されている。そして、円筒形状をしたステータ１１内には、所定形状にプレス成形された電磁鋼板を軸方向に積層して形成され、シャフト１５に圧入等によって一体に固定されたロータ１２が同軸上にかつ重ねて回転自在に挿入されている。その外周には等間隔で半径方向外向きに４個の突極１２ａが突設されている。
【００２０】
次に図２は、第１実施形態のＳＲモータ１を示した図１に示すＡ−Ａ部分の断面図である。図１に示すＡ−Ａ部分ではステータ１１とロータ１２との突極１１ａ，１２ａが正対しており、図２はその正対した状態を示した断面図である。
本実施形態のＳＲモータ１は、そのステータ１１とロータ１２との形状に特徴を有し、突極１１ａ，１２ａ先端にそれぞれ軸方向に凹面１１ｍと凸面１２ｍとが形成され、特に正対した状態でほぼ平行になる湾曲した面が形成されている。
【００２１】
一方、図３は、従来のＳＲモータについて、図２と同様にステータとロータとが正対した状態の断面を示した図である。そこでステータ及びロータの形状について本実施形態と従来とのＳＲモータを比較すると、従来のＳＲモータ１００は、突極１１１，１２１の先端が軸方向に平面であるのに対して、本実施形態のＳＲモータ１は、前述したようにステータ１１の突極１１ａ先端を軸方向に凹面１１ｍとし、ロータ１２の突極１２ａ先端を軸方向に凸面１２ｍとして対向する面を曲面としている。
【００２２】
従って、本実施形態のＳＲモータ１は、ステータ１１の突極１１ａ先端部をその軸方向に凹形状とし、ロータ１２の突極１２ａ先端部をその軸方向に凸形状としたことにより、従来のＳＲモータ１００の突極１１１，１１２先端の平面１１１ｍ，１１２ｍに対し、同じ軸方向寸法でも突極１１の凹面１１ｍと突極１２の凸面１２ｍの面積を大幅に拡大することができた。また、ロータ１２は、突極１２ａ先端の凸部がステータ１１の突極１１ａの凹部に入り込んでいるため、ロータ突極の径（実ロータ径）を大きくすることができた。しかし、その一方でモータ本体は、軸方向にも径方向にもほとんど寸法の違いは生じていない。
【００２３】
ところで、ＳＲモータを組み立てる場合にはロータをステータ内に軸方向に挿入する。しかし、本実施形態のＳＲモータ１の場合は、凸面１２ｍの中央部分におけるロータ１２の径がステータ１１の突極１１ａの端部よりも径が大きくなってしまっているため、引っかかってロータ１２をステータ１１内に一方から挿入することができない。そこで、本実施形態のＳＲモータ１を組み立て得る場合には、ステータ１１を上下に２分割してその間にロータ１１を配置させた後に、ステータ１１を一体にする。図４は、そうしたＳＲモータ１について突極部分を抜き出して組み立ての流れを示した断面図である。
【００２４】
先ず、ステータ１１（ステータ部材１１Ｐ，１１Ｑ）及びロータ１２は、共に絶縁被膜が施された電磁鋼板がワニスを含浸させて層状に固着して所定の厚みとし、その厚みをもった積層板がプレスによって図１に示す平面形状に成形される。すなわち、ステータ１１には、等間隔で半径方向内向きに６個の突極１１ａが、そしてロータ１２には等間隔で半径方向外向きに４個の突極１２ａが形成される。ただし、この時点でステータ１１はまだ一対のステータ部材１１Ｐ，１１Ｑによって２分割された状態にあり、一方のロータ１２はすでに一体ものとして形成されている。
【００２５】
ステータ１１は、図４（ａ）に示すように、まだ一体となっていない上下対称のステータ部材１１Ｐ，１１Ｑについて、突極の先端部分がワイヤカッターなどによってカットされ、軸方向に凹面１１ｍが形成される。一方、ロータ１２は、図４（ｂ）に示すように既に一つの部材として電磁鋼板が積層され、突極の先端部分がワイヤカッターなどによってカットされ、軸方向に凸面１２ｍが形成される。そして、こうした一方のステータ部材１１Ｑに対してロータ１２を配置させた後、図４（ｃ）に示すようにもう一方のステータ部材１１Ｐを接着してステータ１１が一体に固定される。
【００２６】
ロータ１２は、前述したようにシャフト１５の圧入等によって一体に固定されて回転自在に取り付けられている。そしてステータ１１には、６個の突極１１ａに巻線コイル１３が２個ずつの組み合わせにより３個の組コイルが形成され、所定回転角度（電気角）だけ回転する毎に、順次通電する通電相を切り替えてロータ１２を回転させる３個の通電相が形成されている。
そこで、３個のコイル通電相に所定回転角度毎に順次通電を繰り返すことにより、湾曲にカットされたロータ１２の凸面１２ｍとステータ１１の凹面１１ｍとの間に発生する磁束によって突極１１ａ，１２ａ同士が吸引され、このＳＲモータ１のロータ２から回転トルクが出力される。
【００２７】
本実施形態のＳＲモータ１では、こうしてステータ１１とロータ１２の突極１１ａ，１２ａにそれぞれ軸方向に湾曲した凹面１１ｍと凸面１２ｍとを形成して対向させるようにしたことで、正対したときの凹面１１ｍと凸面１２ｍの面積が平面である従来のＳＲモータ（図３参照）比べて大幅に増加し、そこを通る鎖交磁束が大きくなった。そのため、ステータ４の突極に巻回された巻線コイルのインダクタンスが増大して大きなトルクが出力されるようになった。図５には、図３に示したＳＲモータ１００に対するＳＲモータ１のトルク比をグラフにして示した。
【００２８】
図５に示したグラフは、横軸に鎖交断面部（凸面１２ｍ）の曲率Ｂ／Ａ値をとり、縦軸には従来のＳＲモータ１００のトルクを１．０とした場合のＳＲモータ１のトルク比をとって表している。曲率Ｂ／Ａ値は、図６に示すように、Ａは突極先端に半円の凸面を形成するときの曲率半径であり、Ｂは実際に形成した凸部の半径方向寸法である。
なお、図５にはステータ１１の突極１１ａに凹面１１ｍを形成し、ロータ１２の突極１２ａに凸面１２ｍを形成した本実施形態のパターンＸ１の他、後述するようにステータ１１の突極１１ａに凸面１１ｎを形成し、ロータ１２の突極１２ａに凹面１２ｎを形成した逆のパターンＸ２を示している。
【００２９】
そこで、先ず図５においてロータ１２の突極１２ａに凸面１２ｍを形成したパターンＸ１について見てみる。Ｂの値を０として突極先端を平面にした場合は、従来のＳＲモータ１００と同じ条件であり、トルク比は１．０である。そして、ステータ１１及びロータ１２の突極先端に軸方向に湾曲した凹面１１ｍ及び凸面１２ｍを形成した場合には、Ｂ／Ａ値を徐々に増加させることで、図示するようにトルク比が上昇する結果が得られた。これは、Ｂ値を増加させることにより凹面１１ｍ及び凸面１２ｍの面積の増加、すなわち突極同士の対向面積の増加によって鎖交磁束が増加したためである。
【００３０】
また、本実施形態ではロータ１２の突極１２ａに凸面１２ｍを形成しているため、その凸部がステータ１１の突極１１ａ先端に形成された凹部に入り込む形になっている。従って、ロータ１２の回転半径（実ロータ径）は従来のものと比べて凸面１２ｍを形成する凸状部分の分だけ大きくなり、この点からも回転半径に比例するトルクが増加する結果となった。
【００３１】
ところで今現在では、ステータとロータの突極先端の凹面及び凸面を形成する場合、製作上の観点などからＢ／Ａ値は０．５程度が適当である。そして、Ｂ／Ａ値０．５ではトルク比が１．２の値を示し、従来のＳＲモータ１００に比べて２割程のトルク増になった。
よって、本実施形態のＳＲモータ１によれば、ステータ１１及びロータ１２の突極１１ａ，１２ａ先端に軸方向に凹面１１ｍ又は凸面１２ｍを形成することで、モータ本体を大型化させることなくトルクの向上を図ることができた。従って、このＳＲモータ１は、小型ながら大きなトルクを出力することができ、自動車の各種システム用アクチュエータなどに好適なものとなった。また、小型でのトルクアップを実現しているため、ステータ１１及びロータ１２を構成する電磁鋼板の積層枚数を増加させることもなく、コストを抑えて前記効果を得ている。
【００３２】
次に、ＳＲモータの第２実施形態について説明する。本実施形態のＳＲモータも前記第１実施形態と同様にその平面形状は（図１参照）、ステータ（１１）が、円筒状をしたその内周に半径方向内向きに６個の突極（１１ａ）が突設され、その突極（１１ａ）に巻線コイル（１３）がそれぞれ巻回されている。そして、ロータ（１２）は、シャフト（１５）が圧入等によって一体に固定され、その外周には半径方向外向きに４個の突極（１２ａ）が突設されている。そして、こうしたステータ（１１）及びロータ（１２）は、ともにプレス成形された電磁鋼板を軸方向に積層して形成されたものである。
【００３３】
図７は、第２実施形態のＳＲモータ２を示した断面図であり、図１におけるＡ−Ａ断面のようにステータとロータとの突極同士が正対した部分を示している。
本実施形態のＳＲモータ２では、前記実施形態とは逆にステータ２１の突極２１ａの先端には軸方向に凸面２１ｍが形成され、ロータ２２の突極２２ａの先端には軸方向に凹面２２ｍが形成されている。ＳＲモータ２でもこうして突極先端を互いに凹凸させることにより、従来のＳＲモータ１００（図３参照）の突極同士が対向する面積を大幅に拡大させることができた。その一方で、ＳＲモータ２のモータ本体は、軸方向にも径方向にもＳＲモータ１００に比べてほとんど寸法の差異はない。
【００３４】
ところで、ＳＲモータはロータをステータ内に軸方向から挿入して組み立てるが、本実施形態のＳＲモータ２の場合も、ロータ２２の突極２２ａ先端に形成した凹部の端がステータ２１の突極２１ａ先端部分に当たってしまい、ロータ２２をステータ２１内に軸方向一方から挿入することができない。そこで、ＳＲモータ２を組み立て得る場合でも前記第１実施形態と同様にして組み立てられる。すなわち、ステータ２１を２分割したステータ部材とし、ロータ２２を配置させた後に接着してステータ２１を一体にする。こうした組立手順を詳細に図示することはしないが、図４をもって説明した前記第１実施形態と同様にして行われる。
【００３５】
具体的には、ステータ２１及びロータ２２は、共に絶縁被膜が施された電磁鋼板がワニスを含浸させて層状に固着して所定の厚みとし、その厚みをもった積層板がプレスによって図１に示す平面形状に成形される。すなわち、ステータ２１には、等間隔で半径方向内向きに６個の突極２１ａが、そしてロータ２２には等間隔で半径方向外向きに４個の突極２２ａが形成される。ただし、この時点でステータ２１はまだ上下に２分割され、ロータ２２は既に一体ものとして形成されている。
【００３６】
そしてステータ２１は、まだ一体となっていない上下対称のステータ部材について、突極の先端部分がワイヤカッターなどによってカットされる。一方、ロータ１４は、既に一つの部材として電磁鋼板が積層され、突極の先端部分がワイヤカッターなどによって上下対称に湾曲してカットされる。こうした一方のステータ部材に対してロータ２２を配置させた後、他方のステータ部材を接着させてステータ２１が一体に固定される。
【００３７】
ロータ２２は、シャフト２５が圧入等によって一体に固定されて回転自在に取り付けられ、ロータ２２の軸方向の凹面２２ｍがステータ２１の軸方向の凸面１２ｍに沿って回転するようになっている。そして、ステータ２１には、６個の突極２１ａに巻線コイルが２個ずつの組み合わせにより３個の組コイルが形成され、所定回転角度（電気角）だけ回転する毎に、順次通電する通電相を切り替えてロータ２２を回転させる３個の通電相が形成されている。そこで、３個のコイル通電相に所定回転角度毎に順次通電を繰り返すことにより、このＳＲモータ２はロータ２２が回転し続ける。
【００３８】
そして、本実施形態のＳＲモータ２では、ステータ２１とロータ２２の突極２１ａ，２２ａにそれぞれ軸方向に湾曲した凸面と凹面とを形成して対向させるようにしたことで、正対したときの凸面１１１ｍ及び凹面１１２ｍの面積が平面である従来のＳＲモータ１００（図３参照）比べて大幅に増加し、そこを通る鎖交磁束の数が増えた。しかし、本実施形態の場合、鎖交磁束の増加分によるトルクアップとともに、ロータ２２の突極２２ａに凹面２２ｍを形成したことにより回転半径（実ロータ径）が縮小してしまいトルクの低下も生じてしまっている。
【００３９】
従って、図５に示したパターンＸ２のグラフから本実施形態のＳＲモータ２のトルク比を見てみると、Ｂ／Ａ値を０．６程度まで大きくすればトルク比１．０を超えて従来のＳＲモータ１００よりもトルクアップとなるが、Ｂ／Ａ値がそれ以下であれば逆にトルクダウンになってしまう。そして、前述したようにステータ２１とロータ２２との突極先端に軸方向の凸面２１ｍ又は凹面２２ｍを形成する場合、今現在におけるＢ／Ａ値の現実的な値は０．５程度であるため、本実施形態の構成ではトルクをやや低下させる結果となる。
【００４０】
しかし、本実施形態のＳＲモータ２は、こうしてトルクを犠牲にする一方で、応答性の高い高回転モータ（使用回転領域が広範）としての別の効果が発揮される。これは、ＳＲモータ２が図７に示すようにステータ２１側に凸面２１ｍを形成したことによって巻線コイルの巻線数を多くとることができ、またロータ２２が突極２２ａの先端部分を削り落として凹面２２ｍを形成したことによって軽量化され、慣性質量が小さくなったからである。
よって、本実施形態のＳＲモータ２によれば、ステータ２１及びロータ２２の突極先端に軸方向の凸面２１ｍ又は凹面２２ｍを形成することによって高応答を実現することができた。
【００４１】
以上、本発明に係るＳＲモータについて実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では突極先端の軸方向に形成した凸面及び凹面を曲面にしたが、図８に示すように、ステータ３１とロータ３２の突極３１ａ，３２ａ先端部をその軸方向に三角形状の凹面３１ｍと凸面３２ｍとしてもよい。こうした構成によっても両突極の対向面積の増加によって鎖交磁束も増えてモータ本体を大型化させることなくトルクアップを図ることができる。または、ステータとロータとの間で凹凸を逆にすれば応答性の高い高回転モータとすることができる。
【００４２】
ただし、前記実施形態１のように湾曲した凹凸面と比較すると、同じＢ／Ａ値をとったとしても図８の三角形状の方が両突極の対向面積及び実ロータ径ともに小さくトルクアップも小さい。従って、トルクアップを図るには突極先端の凹凸面は湾曲したものであることが望ましい。
また、突極先端に凹面及び凸面を形成してトルクアップや高応答性を実現するのは、ステータ及びロータにおける互いの突極間に発生する磁束の吸引力によって回転トルクを発生させるモータであればＳＲモータに限るものではない。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、複数の突極が形成され、各突極に巻線コイルが巻回されたステータと、複数の突極が形成され、ステータに対して同軸上に重ねて配置されたロータとを有し、前記巻線コイルへの通電により対向する前記突極間を通る磁束を発生させ、その突極間に生ずる吸引力によって回転トルクを発生させるものであって、前記ステータの突極先端には軸方向に凹面を形成し、前記ロータの突極先端には軸方向に凸面を形成する構成としたので、大型化させることなくトルクをアップさせるＳＲモータを提供することが可能となった。
【００４４】
本発明は、複数の突極が形成され、各突極に巻線コイルが巻回されたステータと、複数の突極が形成され、ステータに対して同軸上に重ねて配置されたロータとを有し、前記巻線コイルへの通電により対向する前記突極間を通る磁束を発生させ、その突極間に生ずる吸引力によって回転トルクを発生させるものであって、前記ステータの突極先端には軸方向に凸面を形成し、前記ロータの突極先端には軸方向に凹面を形成する構成としたので、応答性の高いＳＲモータを提供することが可能となった。
【００４５】
本発明は、ステータとロータとに複数の突極が形成され、互いの突極間に発生する磁束の吸引力によって回転トルクを発生させるモータであって、前記ステータ及びロータの突極先端には、一方には軸方向に凹面を形成し、他方には軸方向に凸面を形成した構成としたので、モータ本体を大型化させることなく大きなトルクを出力することができるモータのロータ・ステータ形状を、又は応答性の高いモータとするためのモータのロータ・ステータ形状を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳＲモータを示した平面図である。
【図２】第１実施形態のＳＲモータを示した断面図である。
【図３】従来のＳＲモータを示した断面図である。
【図４】第１実施形態のＳＲモータについて突極部分を抜き出して組み立ての流れを示した断面図である。
【図５】従来のＳＲモータに対する実施形態のＳＲモータのトルク比をグラフにして示した図である。
【図６】Ｂ／Ａ値に関する説明図である。
【図７】第２実施形態のＳＲモータを示した断面図である。
【図８】ＳＲモータについて他の実施形態を示した断面図である。
【図９】ＳＲモータを示した平面図である。
【符号の説明】
１    ＳＲモータ
１１  ステータ
１２  ロータ
１１ａ，１２ａ  突極
１１ｍ  凹面
１２ｍ  凸面
【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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【図９】
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