(57)【要約】【課題】リラクタンスモータの回転子１であって、平面視したときに円形の回転子１を構成する、積層される鋼板２に形成される、板厚方向に非貫通の溝４の群であって、平面視したときに、円の外周から始まり、円の外周に抜けるような、複数条並んだ、円弧などの滑らかな曲線状、あるいはそれを模した直線状の溝４の群を、回転子１の磁極の数に対応して、形成するに際し、積層される各鋼板２に歪が入って、鉄損などの特性が悪化するのを防止できるリラクタンスモータの回転子１を提供する。【解決手段】溝４の群の形成を、エッチングにより、行う。【選択図】図１
2009247096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リラクタンスモータの回転子であって、
平面視したときに円形の前記回転子を構成する、積層される鋼板に形成される、板厚方向に非貫通の溝の群であって、平面視したときに、前記円の外周から始まり、前記円の外周に抜ける、複数条並んだ、滑らかな曲線状あるいはそれを模した直線状の溝の群を、
前記回転子の磁極の数に対応して、形成するに際し、
前記溝の群の形成を、エッチングにより行った
ことを特徴とするリラクタンスモータの回転子。
【請求項２】
リラクタンスモータの回転子であって、
平面視したときに円形の前記回転子を構成する、積層される鋼板に形成される、板厚方向に非貫通の溝の群であって、平面視したときに、前記円の外周から始まり、前記円の外周に抜ける、複数条並んだ、滑らかな曲線状あるいはそれを模した直線状の溝の群を、
前記回転子の磁極の数に対応して、形成するに際し、
前記溝の群の形成を、エッチングにより、
前記鋼板を平面視したときに円形になるように成形するのと同時に、行った
ことを特徴とするリラクタンスモータの回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼板を積層してつくられるリラクタンスモータの回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
リラクタンスモータは、永久磁石を使わずに、回転子の形状に起因するリラクタンストルクにより駆動力を得ることを特徴とするモータであり、その種類として突極構造をもつ回転子からなるスイッチトリラクタンスモータと、スリット構造をもつ円筒型回転子からなるシンクロナスリラクタンスモータがある。リラクタンスモータは固定子、回転子とも鋼板を積層して製作される場合が多く、その鋼板としては電磁鋼板が用いられる。このようなリラクタンスモータの利点としては、永久磁石を用いないことにより安価であり、量産に適していることや、その簡便な構造ゆえ、高速回転や高温の環境下で強度的に有利であることが挙げられる。なお、以下の記載では、本発明で対象とするシンクロナスリラクタンスモータを、単にリラクタンスモータとも称する。
【０００３】
シンクロナスリラクタンスモータは、例えば、特許文献１などが対象にしている、図６および図７に示すもののように、平面視したときに円形の回転子を構成する、積層される鋼板に形成される、板厚方向に貫通する孔（以下、スリット）の群であって、平面視したときに、円の外周側から始まり、円の外周側に向かうような、複数条並んだ、円弧などの滑らかな曲線状、あるいはそれを模した直線状の溝の群を、回転子の磁極の数に対応して、形成したものである。なお、図６および図７中に示す、１は回転子、２は鋼板、３はスリット、５は端板、６は軸穴であり、端板５にはスリット３は設けられていない。
【０００４】
さて、リラクタンスモータに設けられたスリットは、その外側に沿うように、スリット間の鋼板部分に磁束を誘導する役割を果たし、磁束を誘導しやすくするため、細長い形状とされるが、このスリットは、回転子の円形の輪郭を金型によって打ち抜いて形成する際、同時に形成される場合が多い。
【０００５】
しかしながら、細長い形状のスリットを複数条打ち抜くと、その際に鋼板に蓄積される歪が多くなり、鉄損などの特性がそれだけ悪化し、モータの特性にも影響する。また、回転子の強度も低下し、モータの寿命にも影響する。
【０００６】
特許文献１、特許文献２、特許文献３などでは、細長い形状のスリットを複数条有する、鋼板を積層した構造をもつ回転子のスリットに、異物を充填することで補強しており、回転子の構造と製造工程が複雑化している。異物を充填しないようにすれば、スリットの寸法や数などが制約される。
【０００７】
また、多くの場合、スリットは、平面視したときに円形の回転子の、円の外周から始まり、外周に抜けるようにはせず、外周よりも内側から始まり、外周よりも内側で終わる、閉じた形状とされる。
【０００８】
外周から始まり、外周に抜ける形状とされる場合は、スリットを短くせざるを得ない。外周に抜けるスリットがある程度以上長くなると、回転子の強度が低下するためである。さらに、高速回転になるほど遠心力が強くなるため、強度が必要になることも加味せねばならない。
【０００９】
このように、リラクタンスモータの回転子においては、板厚方向に貫通するスリットの形状にある一定の制約があることから、あまり複雑な構造はとれなかった。特に、平面視したときに円形の回転子の、積層される鋼板に、スリットを、円の外周から始まり、円の外周に抜けるように形成することも、回転子の強度確保上、難しかった。
【００１０】
そこで、特許文献４では、回転子の、積層される各鋼板に、板厚方向に貫通するスリットにかわり、板厚方向に非貫通の溝を設けることを提案している。
【特許文献１】特開平０９−２８５０８７号公報
【特許文献２】特開２００２−０９５２２７号公報
【特許文献３】特開２００２−１９９６７４号公報
【特許文献４】特開平１０−１１２９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献４では、回転子の、積層される各鋼板への溝の形成方法については、特に言及していない。
【００１２】
プレス加工、切削加工、レーザー加工など、通常考えられる方法では、いずれも、積層される各鋼板に歪が入ってしまうため、鉄損などの特性がそれだけ悪化し、モータの特性にも影響する。
【００１３】
歪の影響を緩和するためには、熱処理が必要となり、製造工数が増える分、製造コストが嵩む。また、打ち抜きと溝の形成を相異なる製造工程で行うとなると、これも、製造工数が増える分、製造コストが嵩む。
【００１４】
本発明は、従来技術のかような問題を解決するべくなされたものであり、リラクタンスモータの回転子であって、平面視したときに円形の回転子を構成する、積層される鋼板に形成される、板厚方向に非貫通の溝の群であって、平面視したときに、円の外周から始まり、円の外周に抜けるような、複数条並んだ、円弧などの滑らかな曲線状、あるいはそれを模した直線状の溝の群を、回転子の磁極の数に対応して、形成するに際し、積層される各鋼板に歪が入って、鉄損などの特性が悪化するのを防止できるリラクタンスモータの回転子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
すなわち、本発明は、以下の通りである。
（１）リラクタンスモータの回転子であって、
平面視したときに円形の前記回転子を構成する、積層される鋼板に形成される、板厚方向に非貫通の溝の群であって、平面視したときに、前記円の外周から始まり、前記円の外周に抜ける、複数条並んだ、滑らかな曲線状あるいはそれを模した直線状の溝の群を、
前記回転子の磁極の数に対応して、形成するに際し、
前記溝の群の形成を、エッチングにより行った
ことを特徴とするリラクタンスモータの回転子。
（２）リラクタンスモータの回転子であって、
平面視したときに円形の前記回転子を構成する、積層される鋼板に形成される、板厚方向に非貫通の溝の群であって、平面視したときに、前記円の外周から始まり、前記円の外周に抜ける、複数条並んだ、滑らかな曲線状あるいはそれを模した直線状の溝の群を、
前記回転子の磁極の数に対応して、形成するに際し、
前記溝の群の形成を、エッチングにより、
前記鋼板を平面視したときに円形になるように成形するのと同時に、行った
ことを特徴とするリラクタンスモータの回転子。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リラクタンスモータの回転子であって、平面視したときに円形の回転子を構成する、積層される鋼板に形成される、板厚方向に非貫通の溝の群であって、平面視したときに、円の外周から始まり、円の外周に抜けるような、複数条並んだ、円弧などの滑らかな曲線状、あるいはそれを模した直線状の溝の群を、回転子の磁極の数に対応して、形成するに際し、積層される各鋼板に歪が入って、鉄損などの特性が悪化するのを防止できるリラクタンスモータの回転子を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明では、リラクタンスモータの回転子であって、平面視したときに円形の前記回転子を構成する、積層される鋼板に形成される、板厚方向に非貫通の溝の群であって、平面視したときに、円の外周から始まり、円の外周に抜けるような、複数条並んだ、滑らかな曲線状、あるいはそれを模した直線状の溝の群を、回転子の磁極の数に対応して、形成するに際し、前記溝の群の形成を、エッチングにより、行う。
【００１８】
回転子の磁極の数は、例えば、後述の図１に示すようなものの場合、上下方向に一対と、左右方向に一対の計二つであるが、それに対応して、溝４の群は、上から始まり左に抜けるもの、同右に抜けるもの、下から始まり左に抜けるもの、同右に抜けるもの、の計四つを設ける。
【００１９】
平面視したときに円形の前記回転子を構成する鋼板上、該鋼板に形成される、板厚方向に非貫通の溝の群以外の部分について、エッチング液に浸漬しても溶解しない物質を塗布してマスキングした上で、該鋼板をエッチング液にある一定の時間浸漬することにより、平面視したときに円形の回転子を構成する鋼板に、板厚方向に非貫通の溝の群が形成される。
【００２０】
溝の群の形状は、平面視したときに、円の外周から始まり、外周に抜けるような、複数条並んだ、滑らかな曲線状、あるいはそれを模した直線状とするが、それ以外の部分について、予めマスキングした上で、エッチングを行うことにより、そのような複雑な形状の溝の群であっても、容易に形成できる。
【００２１】
しかも、そのような溝の形成を、エッチングにより行えば、鋼板に加わる力も実質的にゼロとなることから、鋼板の鉄損などの特性が悪化するのを防止できる。
【００２２】
エッチング液の成分は、塩化第二鉄水溶液が代表的であるが、浸漬する時間を調整することで、溝の深さを調整することができるものであれば、濃度も含め、成分も、特に限る必要はない。
【００２３】
さらに、本発明では、打ち抜きと溝の形成を相異なる製造工程で行うとなると、製造工数が増える分、製造コストが嵩む問題に鑑み、溝の群の形成を、エッチングにより行うのを、鋼板を、平面視したときに円形になるように成形するのと同時に行うようにしてもよい。
【実施例】
【００２４】
（実施例１）
従来の打ち抜きによる方法で、図７に示すような形状に、板厚方向に貫通した、一極あたり４条のスリット３を設けた、回転子１（図７（ａ）：ケース１）、および一極あたり１０条のスリット３を設けた、回転子１（図７（ｂ）：ケース２）を、本発明のエッチングによる方法で、図１に示すような形状に、板厚方向に非貫通の溝の群であって、平面視したときに、円の外周から始まり、外周に抜けるような、複数条並んだ、滑らかな曲線状の溝の群を、一極あたり１０条設けたもの（図１（ａ）：ケース３）や、同２０条設けたもの（図１（ｂ）：ケース４）に、変えて運転してみた。
【００２５】
それらのモータ全体での鉄損を、図２に比較して示す。トルク１Ｎｍ、回転数２０００乃至１００００ｒｐｍの条件下での鉄損であり、ケース１の場合を１として規格化した。
【００２６】
同様に、トルク８Ｎｍ、回転数５００乃至２５００ｒｐｍの条件下でのモータ全体での鉄損を、図３に比較して示す。同じくケース１の場合を１として規格化した。
【００２７】
同様に、トルク１乃至５Ｎｍ、回転数４０００ｒｐｍの条件下でのモータ全体での鉄損を、図４に比較して示す。同じくケース１の場合を１として規格化した。
【００２８】
スリットあるいは溝、いずれの場合も、スリットあるいは溝の数が多くなるに従って、鉄損が小さくなることがわかる。すなわち、多くの溝を形成可能な本発明の回転子の方が、モータ全体での鉄損を低減できる。
【００２９】
また、スリットの数と溝の数が同じ、ケース２とケース３を比較した場合、本発明に相当するケース３の方が、モータ全体での鉄損を低減できた。これは、本発明の回転子を構成する、積層される鋼板には歪が入っていないことと、本発明の、平面視したときに円形の回転子を構成する、積層される鋼板に形成される、円の外周から始まり、円の外周に抜ける、複数条並んだ、円弧などの滑らかな曲線状、あるいはそれを模した直線状の溝の群によって、磁束の誘導が促進されることによる。
【００３０】
（実施例２）
図５に、上記実施例１と同じケース１，２，３，４について、トルク１Ｎｍ、回転数６０００ｒｐｍの条件下での運転を、多くの回数繰り返した場合に、モータ全体での鉄損がどのように変化するかを示す。毎回、回転数とトルクをゼロから上昇させ、トルク１Ｎｍ、回転数６０００ｒｐｍに達したら、１分間保持して、モータ全体での鉄損を測定し、その後、回転数とトルクをゼロに戻し、これを繰り返した。
【００３１】
各ケースでの初回測定値を１として、各回のデータを規格化して示した。従来のスリットを設けた回転子を用いたケース１とケース２では、スリットの数の多いケース２の方が、モータ全体での鉄損が運転回数とともに大きくなった。本発明の回転子を用いたケース３とケース４では、モータ全体での鉄損は、ほとんど変化が見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の効果を説明するための線図
【図２】本発明の効果を説明するための線図
【図３】本発明の効果を説明するための線図
【図４】本発明の効果を説明するための線図
【図５】本発明の効果を説明するための線図
【図６】従来技術について説明するための線図
【図７】従来技術について説明するための線図
【符号の説明】
【００３３】
１  回転子
２  鋼板
３  スリット
４  溝
５  端板
６  軸穴
【図１】
2009247096.tif 000003
【図２】
2009247096.tif 000004
【図３】
2009247096.tif 000005
【図４】
2009247096.tif 000006
【図５】
2009247096.tif 000007
【図６】
2009247096.tif 000008
【図７】
2009247096.tif 000009