(57)【要約】【課題】リラクタンスモータの回転子１であって、例えば、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、円の外周から始まり、あるいは、円の外周に抜けるような、スリット群を形成する場合に、それと同様の効果を得られ、しかも回転子１の強度不足の懸念も払拭できる、リラクタンスモータの回転子を提供する。【解決手段】回転子１を構成する、積層される鋼板２に、磁束を誘導したい方向に伸びる網目４を形成する。【選択図】図１
2009247095.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、
前記回転子を構成する、積層される鋼板に、磁束を誘導したい方向に伸びる網目を形成した
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】
平面視したときに円形の前記回転子を構成する、前記積層される鋼板に形成される、前記網目は、
前記円の外周から始まり、あるいは、前記円の外周に抜けるものとした
ことを特徴とする請求項１のリラクタンスモータの回転子。
【請求項３】
前記網目は、平面視したときに複数の円形または楕円形の孔から構成され、前記孔の直径または長径が板厚の０．５倍以上１．５倍以下、隣接する孔の外周間の最短距離が板厚の０．３倍以上１．２倍以下であることを特徴とする請求項１または請求項２のリラクタンスモータの回転子。
【請求項４】
前記網目は、平面視したときに複数の多角形の孔から構成され、前記多角形の孔の対角または対辺の最大距離が板厚の０．５倍以上１．５倍以下、隣接する孔の角または辺の間の最短距離が板厚の０．３倍以上１．２倍以下であることを特徴とする請求項１または請求項２のリラクタンスモータの回転子。
【請求項５】
前記孔の形成を、エッチングにより行った
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のリラクタンスモータの回転子。
【請求項６】
前記積層される鋼板の輪郭の形成を、エッチングにより行った
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のリラクタンスモータの回転子。
【請求項７】
リラクタンスモータの回転子を構成する、積層される鋼板に、
磁束を誘導したい方向に伸びる網目を、エッチングにより形成する
ことを特徴とするリラクタンスモータの回転子用鋼板の成形方法。
【請求項８】
前記鋼板の輪郭の形成を、エッチングにより行う
ことを特徴とする請求項７のリラクタンスモータの回転子用鋼板の成形方法。
【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およびリラクタンスモータの回転子用鋼板の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シンクロナスリラクタンスモータ（以下、リラクタンスモータ）は、例えば、特許文献１、特許文献２などが対象にしている、図１０（ａ）、（ｂ）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スリットの群を、回転子の磁極の数に対応して、形成したものである。
【０００３】
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、多くの場合、図１０に示す、（ａ）特許文献１の実施例、（ｂ）特許文献２の実施例のごとく、円の外周から始まり、あるいは、外周に抜ける、というようにはせず、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。
【０００４】
外周から始まり、あるいは、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。外周から始まり、あるいは、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。
【０００５】
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、あるいは、円の外周に抜ける、というように形成することも、回転子の強度確保上、難しかった。
【０００６】
特許文献３では、この点、図１１に示すごとく、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いる。
【０００７】
なお、図１１中に示す、１は回転子、２は鋼板、５は端板、６は軸穴、７はスリットであり、スリット７には異物（充填材）が充填されている。なお、端板５にはスリット７は設けられていない。
【特許文献１】特開２００２−０９５２２７号公報
【特許文献２】特開２００２−１９９６７４号公報
【特許文献３】特開平０９−２８５０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３のように、異物を充填することで、平面視したときに、円の外周から始まり、あるいは、円の外周に抜けるような、スリット群を形成したとしても、回転子の強度不足に不安が残ることは否めない。異物の充填に伴い、製造工程も複雑化する。異物を充填しないようにすれば、先述のように、スリットの寸法や数などが制約される。
【０００９】
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、例えば、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、円の外周から始まり、あるいは、円の外周に抜けるような、スリット群を形成する場合に、それと同様の効果を得られ、しかも回転子の強度不足の懸念も払拭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】
【００１０】
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、
前記回転子を構成する、積層される鋼板に、磁束を誘導したい方向に伸びる網目を形成した
ことを特徴とするリラクタンスモータの回転子。
（２）平面視したときに円形の前記回転子を構成する、前記積層される鋼板に形成される、前記網目は、
前記円の外周から始まり、あるいは、前記円の外周に抜けるものとした
ことを特徴とする（１）のリラクタンスモータの回転子。
（３）前記網目は、平面視したときに複数の円形または楕円形の孔から構成され、前記孔の直径または長径が板厚の０．５倍以上１．５倍以下、隣接する孔の外周間の最短距離が板厚の０．３倍以上１．２倍以下であることを特徴とする（１）または（２）のリラクタンスモータの回転子。
（４）前記網目は、平面視したときに複数の多角形の孔から構成され、前記多角形の孔の対角または対辺の最大距離が板厚の０．５倍以上１．５倍以下、隣接する孔の角または辺の間の最短距離が板厚の０．３倍以上１．２倍以下であることを特徴とする（１）または（２）のリラクタンスモータの回転子。
（５）前記孔の形成を、エッチングにより行った
ことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のリラクタンスモータの回転子。
（６）前記積層される鋼板の輪郭の形成を、エッチングにより行った
ことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載のリラクタンスモータの回転子。
（７）リラクタンスモータの回転子を構成する、積層される鋼板に、
磁束を誘導したい方向に伸びる網目を、エッチングにより形成する
ことを特徴とするリラクタンスモータの回転子用鋼板の成形方法。
（８）前記鋼板の輪郭の形成を、エッチングにより行う
ことを特徴とする（７）のリラクタンスモータの回転子用鋼板の成形方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、リラクタンスモータの回転子であって、例えば、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、円の外周から始まり、あるいは、円の外周に抜けるような、スリット群を形成する場合に、それと同様の効果を得られ、しかも回転子の強度不足の懸念も払拭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】
【００１２】
本発明では、図１に示すように、積層される鋼板２に、磁束を誘導したい方向に伸びる網目４を形成する。図１（ａ）は一極あたり１０条の網目４、図１（ｂ）は一極あたり２０条の網目４をそれぞれ設けた例である。
【００１３】
本発明によれば、例えば、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、磁束を誘導したい方向に伸びる網目４を形成した場合、網目４を、円形の回転子１の円の外周から始まり、あるいは、円の外周に抜けるようにしても、回転子１の強度不足の懸念を相当程度払拭でき、しかも、同様な形状のスリット７の群を形成したのと同等の効果を得られる。
【００１４】
ところで、網目４は図５の従来のスリット７に相当し、スリット７がその外側に沿うように磁束を誘導するのと同様に、網目４がその外側に沿うように磁束を誘導できるようにするためには、網目４の内部に磁路が形成されるのを抑えることが必要になる。
【００１５】
網目４の内部に磁路が形成されるのを抑え、且つ回転子１の強度を十分に確保するためには、以下に説明するような形態とするのが好ましい。
【００１６】
すなわち、網目４が、図２（ａ）や図２（ｂ）に示すように平面視したときに円形、または、図３（ａ）や図３（ｂ）に示すように、平面視したときに楕円形の孔３から構成されるようにし、孔３の直径または長径ａが板厚ｔの０．５倍以上１．５倍以下となるようにしたり、網目４が、図４（ａ）や図４（ｂ）に示すように、多角形の孔３から構成されるようにし、孔３の対角または対辺の最大距離ｂが板厚の０．５倍以上１．５倍以下となるようにするのが好ましく、また、図２（ａ）や図２（ｂ）、図３（ａ）や図３（ｂ）にて、網目４の、隣接する孔３の外周間の最短距離ｃが板厚ｔの０．３倍以上１．２倍以下、あるいは、図４（ａ）や図４（ｂ）にて、隣接する孔３の角または辺の間の最短距離ｄが板厚ｔの０．３倍以上１．２倍以下となるようにするのが好ましい。
【００１７】
孔３の直径または長径ａが板厚ｔの０．５倍未満、あるいは、対角または対辺の最大距離ｂが板厚ｔの０．５倍未満であったり、隣接する孔３の外周間の最短距離ｃが板厚ｔの１．２倍超、あるいは、隣接する孔３の角または辺の間の最短距離ｄが板厚ｔの１．２倍超の場合には、網目４を形成している孔３の間の地鉄部分に誘導される磁束が多くなり、網目４の形成されている部分の外側に沿うように磁束を誘導する作用が薄れてしまう。
【００１８】
また、網目４を形成している孔３の間の地鉄部分に関しては、孔３が円形または楕円形の場合には、孔３の直径または長径ａが板厚ｔの１．５倍超、孔３が多角形の場合には、孔３の対角または対辺の最大距離ｂが板厚ｔの１．５倍超、または、隣接する孔３の外周間の最短距離ｃが板厚ｔの０．３倍未満、あるいは、隣接する孔３の角または辺の間の最短距離ｄが板厚ｔの０．３倍未満の場合には、回転子の強度が不足する。
【００１９】
さらに、本発明のリラクタンスモータの回転子は、網目４を構成する孔３の形成を、エッチングにより行うのが好ましく、また、積層される鋼板２の輪郭の形成も、エッチングにより行うのが好ましい。
【００２０】
リラクタンスモータに設けられた、孔３により構成される網目４は、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、この網目４は、金型によって打ち抜き加工するなどして形成すると、その際に鋼板２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、また、回転子の強度も低下し、モータの特性や寿命にも影響するからである。
【００２１】
なお、例えば、先述の図１に示すように、網目４の群を、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、の計四つ設けると、それに対応して、回転子の磁極の数は、上下方向に一対と、左右方向に一対の計二対になる。
【００２２】
平面視したときに円形の回転子１を構成する鋼板２上、該鋼板２に形成される、網目４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２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２に、網目４の群が形成される。
【００２３】
網目４の形状は、平面視したときに、円の外周から始まり、あるいは、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のが好ましいが、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網目４であっても、容易に形成できる。
【００２４】
しかも、そのような網目４の形成を、エッチングにより行えば、鋼板２に加わる力も実質的にゼロになることから、鋼板２の鉄損などの特性が悪化するのを防止できる。
【００２５】
この点、積層される鋼板２の輪郭の形成についても、同じことがいえることから、本発明では、積層される鋼板２の輪郭の形成についても、エッチングにより行うようにしてもよい。
【００２６】
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、腐食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。
【００２７】
さらに、本発明では、積層される鋼板２の輪郭の形成と、網目４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、網目４の形成を、エッチングにより行うのを、鋼板２を、積層される鋼板２の輪郭の形成と同時に行うようにしてもよい。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
従来の打ち抜きによる方法で成形した、図５に示すような形状の、板厚方向に貫通した、一極あたり４条のスリット７を設けた回転子１（ケース１：図５（ａ））、および、一極あたり１０条のスリット７を設けた回転子１（ケース２：図５（ｂ））、また、エッチングにより成形した、図１に示すような、平面視したときに円形の回転子を構成する、磁束を誘導したい方向に伸びる網目であって、円の外周から始まり、外周に抜けるような、複数条並んだ、滑らかな曲線状の網目の群を、一極あたり１０条設けた回転子１（ケース３：図１（ａ））、さらに、同２０条設けた回転子１（ケース４：図１（ｂ））、などに回転子１を種々変更して運転してみた。
【００２９】
それらのモータ全体での鉄損を、図６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。
【００３０】
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７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。
【００３１】
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８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。
【００３２】
スリットあるいは網目、いずれの場合も、スリットあるいは網目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、スリットのかわりに網目とし、多くの本数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。
【００３３】
また、スリットの数と網目の数が同じ、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る。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、あるいは、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網目の群によって、磁束の誘導が促進されることによる。
【００３４】
（実施例２）
図９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。
【００３５】
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。
【００３６】
（実施例３）
表１、表２に、孔が円形または楕円形の場合の、孔の直径または長径ａと、板厚ｔを種々変更した場合や、孔が多角形の場合の、孔の対角または対辺の最大距離ｂと、板厚ｔを種々変更した場合、あるいは、隣接する孔の外周間の最短距離ｃと、板厚ｔを種々変更した場合や、隣接する孔の角または辺の間の最短距離ｄと、板厚ｔを種々変更した場合の、鉄損とその変化について、測定した結果をまとめた。
【００３７】
【表１】
2009247095.tif 000003
【００３８】
【表２】
2009247095.tif 000004
【００３９】
なお、鉄損の変化は、実施例と同じようにトルクを上昇させてはゼロに戻す一連のプロセスを繰り返し、５００回繰り返した後での値の、１０回繰り返した後での値に対する比を測定した結果を示している。
【００４０】
以上の通りであるが、本発明は以上説明した実施の形態に限られるものではなく、本発明の作用を逸脱しない限りにおいて、種々の変化形をとりうる。
【００４１】
例えば、以上説明した実施の形態は、網目は円の外周から始まり、あるいは、外周に抜けるようにしてあるが、本発明はこれに限られるものではなく、外周よりも内側から始まり、外周よりも内側で終わる、閉じた形状の網目としても、何らこれを妨げる事情はない。
【００４２】
また、本発明にて、網目に異物を充填したとしても、何らこれを妨げる事情はない。
【００４３】
さらに、本発明において、網目を構成する孔の形状は、平面視したときに円形、楕円形、正方形、菱形、長方形に限られるものではなく、多角形その他の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態について説明するための線図
【図２】本発明の実施の形態について説明するための線図
【図３】本発明の実施の形態について説明するための線図
【図４】本発明の実施の形態について説明するための線図
【図５】本発明の比較例について説明するための線図
【図６】本発明の効果を説明するための線図
【図７】本発明の効果を説明するための線図
【図８】本発明の効果を説明するための線図
【図９】本発明の効果を説明するための線図
【図１０】従来技術について説明するための線図
【図１１】従来技術について説明するための線図
【符号の説明】
【００４５】
１  回転子
２  鋼板
３  孔
４  網目
５  端板
６  軸穴
７  スリット
【図１】
2009247095.tif 000005
【図２】
2009247095.tif 000006
【図３】
2009247095.tif 000007
【図４】
2009247095.tif 000008
【図５】
2009247095.tif 000009
【図６】
2009247095.tif 000010
【図７】
2009247095.tif 000011
【図８】
2009247095.tif 000012
【図９】
2009247095.tif 000013
【図１０】
2009247095.tif 000014
【図１１】
2009247095.tif 000015