(57)【要約】【課題】簡易な構成で強度を確保することができるとともに、リラクタンストルクを維持することができるシンクロナスリラクタンスモータ用ロータを提供する。【解決手段】シンクロナスリラクタンスモータ１１用のロータ１５は、回転子鉄心を形成する円盤状の第１プレート１７と第２プレート１８が交互に多数積層されて構成されている。各プレート１７，１８には、その外周部に弧の頂部がプレート１７，１８の中心に向くように円弧状をなす複数のスリット１９，２０が同心状に形成されている。スリット１９，２０の両端部には開口部２２と非開口部２１とが設けられている。帯状部２３は、非開口部２１により連続するように構成されている。第１プレート１７のスリットが第２プレート１８のスリット２０に重ね合され、第１プレート１７のスリット１９の開口部２２が第２プレート１８のスリット２０の非開口部２１に重ね合されるようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子鉄心を形成するプレートが積層されて構成されたシンクロナスリラクタンスモータ用ロータであって、
前記プレートには、両端が外周部に位置するスリットを透設し、該スリットの一端を閉じるとともに、他端を開放したことを特徴とするシンクロナスリラクタンスモータ用ロータ。
【請求項２】
前記スリットは、弧の頂部がプレートの中心に向くように形成された円弧状であることを特徴とする請求項１に記載のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータ。
【請求項３】
前記スリットは、同心状に複数形成され、少なくとも１つのスリットの一端を開放したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータ。
【請求項４】
前記スリットを複数形成し、スリット間の帯状部が一筆書き状に連続するように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータ。
【請求項５】
前記スリットはプレートの内周側のものほど幅広に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータ。
【請求項６】
前記スリットの開口部に、その開口部が幅狭になるように突極部を形成したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータ。
【請求項７】
少なくとも１つのスリットの両端部を閉じたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を用いることなく駆動力を得ることができるシンクロナスリラクタンスモータに用いられるロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
シンクロナスリラクタンスモータは、リラクタンス（磁気抵抗）が小さく、磁束の通りやすい部分、及びリラクタンスが大きく、磁束の通りにくい部分をそれぞれ形成したロータ（回転子）とステータ（固定子）との間の空隙磁束密度の差を利用してリラクタンストルクを発生させるものである。
【０００３】
このようなリラクタンストルクを増大させることができるリラクタンスモータが特許文献１に開示されている。すなわち、このリラクタンスモータのロータは円板形をなし、溝状の孔を形成した第１の打ち抜き板と第２の打ち抜き板とが積層されて構成されている。前記第１の打ち抜き板は、孔の両端の縁部分が閉じて橋絡部となっている。一方、第２の打ち抜き板は、孔の両端が開放され、その結果複数の分離島部が分断されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載されている従来構成のリラクタンスモータにおいては、ロータを構成する第２の打ち抜き板には孔の形成によって、複数の分離島部が主部から切り離されている。このため、第２の打ち抜き板の離間空隙部によりロータの強度が低下するという問題があった。さらに、分離島部をロータに固定するためにピン等の部品が必要になるとともに、分離島部がばらばらにならないように固定して積層する工程が煩雑になり、コストが嵩むという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的とするところは、簡易な構成で強度を確保することができるとともに、リラクタンストルクを維持することができるシンクロナスリラクタンスモータ用ロータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータは、回転子鉄心を形成するプレートが積層されて構成されたシンクロナスリラクタンスモータ用ロータであって、前記プレートには、両端が外周部に位置するスリットを透設し、該スリットの一端を閉じるとともに、他端を開放したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータは、請求項１に係る発明において、前記スリットは、弧の頂部がプレートの中心に向くように形成された円弧状であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータは、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記スリットは、同心状に複数形成され、少なくとも１つのスリットの一端を開放したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータは、請求項１から請求項３のいずれか一項に係る発明において、前記スリットを複数形成し、スリット間の帯状部が一筆書き状に連続するように構成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータは、請求項１から請求項４のいずれか一項に係る発明において、前記スリットはプレートの内周側のものほど幅広に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータは、請求項１から請求項５のいずれか一項に係る発明において、前記スリットの開口部に、その開口部が幅狭になるように突極部を形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータは、請求項１から請求項６のいずれか一項に係る発明において、少なくとも１つのスリットの両端部を閉じたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
本発明のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータにおいては、回転子鉄心を形成するプレートには、両端が外周部に位置するスリットが設けられ、該スリットの一端が閉じられるとともに、他端が開放されている。
【００１５】
このように、スリットの一端が閉じられ、その一端部でプレートが連続して構成されていることから、プレートは分離されず、しかも強度が保たれる。さらに、スリットの他端が開放されていることから、その開放部の両側の部分が突極部となって磁束が流れ込みやすくなり、シンクロナスリラクタンスモータのリラクタンストルクが高められる。
【００１６】
従って、本発明のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータによれば、簡易な構成で組付けが容易であるとともに、強度を確保することができるとともに、良好なリラクタンストルクを維持することができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態におけるシンクロナスリラクタンスモータ用ロータを示す分解斜視図。
【図２】（ａ）は第１プレートを示す平面図、（ｂ）は第２プレートを示す平面図。
【図３】（ａ）は第１プレートの要部を示す部分拡大平面図、（ｂ）は第２プレートの要部を示す部分拡大平面図。
【図４】シンクロナスリラクタンスモータを示す概略断面図。
【図５】第２実施形態におけるシンクロナスリラクタンスモータ用ロータの一部を示す分解斜視図。
【図６】（ａ）はその第１プレートを示す平面図、（ｂ）はその第２プレートを示す平面図。
【図７】第３実施形態のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータを示す図であって、（ａ）は第１プレートの要部を示す部分拡大平面図、（ｂ）は第２プレートの要部を示す部分拡大平面図。
【図８】第４実施形態のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータを示す図であって、（ａ）は第１プレートの要部を示す部分拡大平面図、（ｂ）は第２プレートの要部を示す部分拡大平面図。
【図９】第５実施形態のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータを示す図であって、（ａ）及び（ｂ）は第１プレートの要部を示す部分拡大平面図。
【図１０】第６実施形態のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータを示す図であって、（ａ）及び（ｂ）は第１プレートの要部を示す部分拡大平面図。
【図１１】第７実施形態のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータを示す図であって、第１プレートの要部を示す部分拡大平面図。
【図１２】第８実施形態のシンクロナスリラクタンスモータ用ロータを示す図であって、第１プレートを示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。
図４に示すように、シンクロナスリラクタンスモータ１１において、円筒状に形成されたステータ１２（固定子）には固定子巻線（コイル）２６が巻装されている。該ステータ１２の内側には、空隙を隔ててロータ１５（回転子）が回転軸１６により回転可能に支持されている。ステータ１２は固定子巻線２６による電磁石で構成され、磁力（磁界）を発生させるようになっている。図１に示すように、ロータ１５は回転子鉄心を形成し、電磁鋼板を打ち抜き加工して形成された円盤状の第１プレート１７及び第２プレート１８が交互に多数積層されて構成されている。
【００１９】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、軸孔１７ａ，１８ａを形成した第１、第２プレート１７、１８の外周部には弧の頂部が第１プレート１７の中心に向くように形成された４本の円弧状をなすスリット１９が同心状に形成されている。この４本のスリット１９群は第１プレート１７の周方向の８箇所に均等間隔で設けられ、８極構造を有している。
【００２０】
前記第１プレート１７のスリット１９群について説明すると、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、最外周の第１スリット１９ａにおいては、その両端部が閉じられて外部に開口されない非開口部２１となっている。第１スリット１９ａの内周側に位置する第２スリット１９ｂでは、一端が閉じられた非開口部２１、他端が開放された開口部２２となっている。第２スリット１９ｂの内周側に位置する第３スリット１９ｃでは、第２スリット１９ｂの非開口部２１側の端部が開口部２２、反対側の端部が非開口部２１となっている。最内周の第４スリット１９ｄでは、第３スリット１９ｃの非開口部２１側の端部が開口部２２、反対側の端部が非開口部２１となっている。
【００２１】
前記第１プレート１７及び第２プレート１８において、各スリット１９，２０における第１〜第４スリット１９ａ〜１９ｄ及び第１〜第４スリット２０ａ〜２０ｄはそれぞれ第１プレート１７及び第２プレート１８の内周側ほど順に幅広になるように形成されている。そして、第１プレート１７及び第２プレート１８において、第１〜第４スリット１９ａ〜１９ｄ及び第１〜第４スリット２０ａ〜２０ｄの各スリット１９，２０間に形成された帯状部２３が非開口部２１を介して一筆書き状に連続するように形成されている。また、前記各プレート１７，１８の非開口部２１における開口部２２に臨む部分が突極部２４となり、磁気的な突極性が高められるようになっている。
【００２２】
図４に示すように、前記第１プレート１７と第２プレート１８は、開口部２２及び非開口部２１の向きが異なるものが上下に隣接するように交互に積層されるとともに、各プレート１７，１８の第１〜第４スリット１９ａ〜１９ｄ及び第１〜第４スリット２０ａ〜２０ｄは上下方向に連通される。そして、その連通された空間部にポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）等のモールド樹脂２５が充填されている。
【００２３】
次に、上記のように構成されたシンクロナスリラクタンスモータ１１用のロータ１５について作用を説明する。
さて、ステータ１２から所定の磁界（磁束）が発生し、その磁界がステータ１２の内側に位置するロータ１５を通過する。すなわち、この磁界がロータ１５を構成する第１プレート１７と第２プレート１８の外周部を通過する。このとき、スリット１９，２０の開口部２２を形成する帯状部２３のコーナ部が突極部２４となってその部分には磁束が流れ込みやすくなる。そのため、ステータ１２と各プレート１７，１８の開口部２２の両側との間における空隙磁束密度を、ステータ１２と各プレート１７，１８の他の部分との間における空隙磁束密度と比較すると、前者が大きくなって後者が小さくなる。言い換えれば、第１プレート１７及び第２プレート１８の非開口部２１のコーナ部分により形成される突極部２４の極性を向上させることができ、リラクタンストルクを高めることができる。
【００２４】
さらに、ロータ１５は第１プレート１７と第２プレート１８が交互に多数積層されて構成されている。その結果、ロータ１５全体としての突極性を均等化させることができ、一層大きなリラクタンストルクを発生させることができる。
【００２５】
また、第１プレート１７及び第２プレート１８は、それらの帯状部２３が非開口部２１により連続して構成されていることから、各プレート１７，１８の一体性をそれぞれ維持することができるとともに、各プレート１７，１８の強度を保持することができる。このため、第１プレート１７及び第２プレート１８を積層する組付作業において、ピン等の別部材を用いることなく、各プレート１７，１８を積層状態に保持しながら速やかに行うことができる。
【００２６】
加えて、図４に示すように、第１プレート１７及び第２プレート１８の各スリット１９，２０により形成された空間部にはモールド樹脂２５としてＰＥＴ樹脂が充填されている。このため、ロータ１５の機械的強度を向上させることができ、ロータ１５の回転時における振動を抑えることができるとともに、その振動音を抑制することができる。
【００２７】
以上の第１実施形態により得られる効果を以下にまとめて説明する。
（１）この第１実施形態におけるシンクロナスリラクタンスモータ１１用のロータ１５のプレート１７，１８には、スリット１９，２０に非開口部２１が設けられ、その非開口部２１でプレート１７，１８が連続して構成されていることから、プレート１７，１８の強度が保たれる。しかも、スリット１９，２０には開口部２２が設けられていることから、その開口部２２を形成する帯状部２３のコーナ部において磁束が流れ込みやすくなり、シンクロナスリラクタンスモータ１１のリラクタンストルクが高められる。
【００２８】
従って、本実施形態のシンクロナスリラクタンスモータ１１用のロータ１５によれば、簡易な構成で強度を確保することができるとともに、良好なリラクタンストルクを発揮することができるという効果を奏する。
（２）前記スリット１９，２０を複数形成し、スリット１９，２０間の帯状部２３が一筆書き状に連続するように構成されている。そのため、プレート１７，１８の一体性が保持され、プレート１７，１８の強度を維持することができるとともに、特許文献１とは異なり、一枚のプレート１７，１８を取扱えばよく、プレート１７，１８の組付け作業性を向上させることができる。
（３）前記スリット１９，２０はプレート１７，１８の内周側ほど幅広に形成されている。このため、ステータ１２からの磁界が弱くなる各プレート１７，１８の内周側においても十分に磁束の漏洩防止を図ることができ、リラクタンストルクを維持することができる。
（４）前記プレート１７，１８は、円周方向に隣接するスリット１９，２０群の向きが反対方向になるように交互に形成されている。従って、プレート１７，１８として同一形状のものを成形し、それらをスリット１９，２０群の一配列ピッチ分円周方向にずらせて積層すればよい。このため、プレート１７，１８として一種類のプレート１７，１８を打ち抜くだけでよく、製造容易である。
（５）プレート１７，１８のスリット１９，２０群の向きが円周方向において交互になっているため、ロータ１５の正方向及び逆方向の回転トルクを等しくすることができる。このため、この実施形態のロータ１５は、正逆回転するモータ用に適する。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。この第２実施形態以降の各実施形態及び変更例では主に前記第１実施形態とは異なる部分について説明する。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、第１プレート１７においては、第１〜第４スリット１９ａ〜１９ｄが第１プレート１７の周方向に並ぶように形成されている。一方、第２プレート１８においては、第１〜第４スリット２０ａ〜２０ｄが第２プレート１８の周方向に並ぶように形成されている。そして、図５に示すように、第１プレート１７と第２プレート１８が交互に重ね合わされ、多数枚のプレート１７，１８が積層されることにより、ロータ１５が構成されている。
【００３０】
この第２実施形態では、以下の効果が得られる。
（６）プレート１７，１８のスリット１９，２０の構成が８極全てに同一構成となっている。このため、第１プレート１７と第２プレート１８を重ね合せる場合には、プレート１７，１８のスリット１９，２０をそれぞれ確認して積層方向に向きが交互になるように位置合わせする必要がなく、同一形状のプレートの半数を表裏反転すれば第１プレート１７又は第２プレート１８となる。従って、プレート１７，１８を交互に積層する作業を円滑に、しかも迅速に行うことができる。
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図７に基づいて説明する。
【００３１】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート１７，１８の第３スリット１９ｃ、２０ｃ及び第４スリット１９ｄ、２０ｄの開口部２２に突極部２４を張り出すように形成し、その結果開口部２２の幅が第１実施形態に比べて狭い幅狭部２２ａとなっている。
【００３２】
従って、この第３実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（７）各プレート１７，１８の第３スリット１９ｃ、２０ｃ及び第４スリット１９ｄ、２０ｄの開口部２２に突極部２４を形成したことから、リラクタンストルクを十分に発揮することができる。
（第４実施形態）
次に、本発明を具体化した第４実施形態を図８に基づいて説明する。
【００３３】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート１７，１８の第４スリット１９ｄ、２０ｄの開口部２２が閉鎖されて非開口部２１となっている。
従って、この第４実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（８）各プレート１７，１８の第４スリット１９ｄ、２０ｄの両端を閉鎖して非開口部２１としたことから、その部分におけるプレート１７，１８の強度を向上させることができる。
（第５実施形態）
次に、本発明を具体化した第５実施形態を図９に基づいて説明する。この第５実施形態以降の各実施形態においては、第２プレート１８のスリット２０は図示をせず、説明を省略するが、いずれも第１プレート１７のスリット１９とは開口部２２及び非開口部２１が左右逆に配置されている。
【００３４】
図９（ａ）に示すように、第１プレート１７のスリット１９は、前記第１スリット１９ａ及び第４スリット１９ｄが省略され、第２スリット１９ｂ及び第３スリット１９ｃで構成されている。さらに、第１スリット１９ａの部分がえぐられて円弧状の凹部１９ｅが形成されている。また、図９（ｂ）に示すように、スリット１９は、前記第３スリット１９ｃ及び第４スリット１９ｄが省略され、第１スリット１９ａ及び第２スリット１９ｂで構成されている。
【００３５】
従って、第５実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（９）各プレート１７，１８のスリット１９，２０を各々２つで構成したことから、スリット１９，２０の構成を簡易にできるとともに、プレート１７，１８の強度を高め、製作を容易にすることができる。また、図９（ａ）の構成においては、凹部１９ｅの形成により、その両端に突極部２４となるコーナが形成されるため、回転トルクの向上に有効である。
（第６実施形態）
次に、本発明を具体化した第６実施形態を図１０に基づいて説明する。
【００３６】
図１０（ａ）に示すように、第１プレート１７のスリット１９を第１〜第３スリット１９ａ〜１９ｃの３つで構成し、それらの形状は、外周側ほど広がる台形状に形成されている。また、図１０（ｂ）に示すように、スリット１９の形状が、Ｖ字状に形成されている。
【００３７】
この第６実施形態では各プレート１７，１８のスリット１９，２０を各々３つで構成するとともに、スリット１９，２０の平面形状を円弧状とは異なる形状としたが、第１実施形態とほぼ同等の効果を得ることができる。
（第７実施形態）
次に、本発明を具体化した第７実施形態を図１１に基づいて説明する。
【００３８】
図１１に示すように、第１プレート１７の第１スリット１９ａを省略し、第２〜第４スリット１９ｂ〜１９ｄを、全て一端に開口部２２、他端に非開口部２１を有するように構成した。
【００３９】
この第７実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１０）開口部２２が同一方向を向いているため、第１プレート１７又は第２プレート１８のみでロータ１５を構成すれば、ロータ１５全体の突極部２４が一方向を向くことになる。このため、一方向のみに回転するモータ用のロータ１５として好適である。
（第８実施形態）
次に、本発明を具体化した第８実施形態を図１２に基づいて説明する。
【００４０】
図１２に示すように、第１プレート１７を平面略八角形状（４極構造）に形成し、各極間の外周が円弧凹状に形成されるとともに、各極から隣接極に向かってその外周縁に沿うようにそれぞれ１本の同一方向に向かって延びる円弧状のスリット１９が形成されている。
【００４１】
このため、第８実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１１）第１プレート１７が４極で、各極間が凹状であるため、軽量化が可能となり、プレート１７，１８の極構成及びスリット１９，２０の構成を簡易化することができる。
【００４２】
なお、前記各実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・  第１プレート１７及び第２プレート１８の各々について、スリット１９，２０の数を６つ（６極構造）等の偶数、或いは５つ（５極構造）、７つ（７極構造）等の奇数に変更してもよい。
【００４３】
・  前記第１〜第４スリット１９ａ〜１９ｄ又は第１〜第４スリット２０ａ〜２０ｄの幅が全て同一になるように構成してもよい。或いは、一部のスリット１９，２０の幅が同一になるように構成してもよい。
【００４４】
・  前記各プレート１７，１８のスリット１９，２０の開口部２２を幅広に形成してもよい。
・  前記各スリット１９，２０によって形成される空間部に充填されるモールド樹脂２５に代えて磁性材料を充填したり、モールド樹脂２５に磁性粉を混合したりしてもよい。
【００４５】
・  前記スリット１９，２０内のモールド樹脂２５を省略し、スリット１９，２０内を空隙にしてもよい。この場合、プレート１７，１８間の固定のために、プレート１７，１８を貫通する固定ピンを設けたり、プレート１７，１８に相互に固定しあう凹凸（ダボ）を形成したりしてもよい。
【００４６】
・  前記スリット１９，２０が同一方向を向く第１プレート１７のみ、或いは第２プレート１８のみによってロータ１５を構成してもよい。
・  前記プレート１７，１８をそれぞれ複数枚連続して積層し、その積層プレート群を交互に積層してもよい。
【００４７】
・  ロータ１５の両端に積層されてプレート１７，１８を挟持するためのエンドプレートを設けてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１１…シンクロナスリラクタンスモータ、１５…ロータ、１７…第１プレート、１８…第２プレート、１９…スリット、１９ａ…第１スリット、１９ｂ…第２スリット、１９ｃ…第３スリット、１９ｄ…第４スリット、２０…スリット、２０ａ…第１スリット、２０ｂ…第２スリット、２０ｃ…第３スリット、２０ｄ…第４スリット、２１…非開口部、２２…開口部、２２ａ…幅狭部、２３…帯状部、２４…突極部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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