JP2009118629A - Ac motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用、家電用及び産業用に用いられる交流モータに関する。 The present invention relates to an AC motor used for automobiles, home appliances, and industries.
従来、自動車用、家電用および産業用等のいろいろな用途で交流モータが利用されている。図１３は、従来例の交流モータ２０１の概略構成を示す横断面図である。従来例の交流モータ２０１は、図１３に示すように、円筒状のステータヨーク部２１６内周に複数のステータ突極部２１１が設けられ、各ステータ突極部２１１に巻線２３３が施されたステータ（固定子）２１０と、その内側に配設されて回転自在に軸支されると共にロータヨーク部２２６外周に複数のロータ突極部２２１が設けられたロータ２２０とを備えている。 Conventionally, AC motors are used in various applications such as automobiles, home appliances, and industrial applications. FIG. 13 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an AC motor 201 of a conventional example. As shown in FIG. 13, the AC motor 201 of the conventional example is provided with a plurality of stator salient pole portions 211 on the inner periphery of a cylindrical stator yoke portion 216, and a winding 233 is applied to each stator salient pole portion 211. It includes a stator (stator) 210 and a rotor 220 that is disposed on the inner side of the stator 210 so as to be rotatably supported and has a plurality of rotor salient pole portions 221 provided on the outer periphery of the rotor yoke portion 226.
また、従来、モータにおける鉄損を低減するために、ステータ突極部とステータヨーク部とを分割し、ステータ突極部では磁化容易方向を径方向に、ステータヨーク部では磁化容易方向を周方向に配置して、それぞれの部分に流れる磁束の方向に合わせた方向性電磁鋼板を用いた交流モータが提案されている（例えば、特許文献１、２等参照。）。図１４は、他の従来例の交流モータにおけるステータ３１０を示す横断面図である。この従来例の交流モータでは、ステータ３１０をステータ突極部３１１とステータヨーク部３１６とに分割し、ステータ突極部３１１では磁化容易方向ＤＴを径方向に、ステータヨーク部３１６では磁化容易方向ＤＹを周方向に配置して、それぞれの部分に流れる磁束の方向に合わせた方向性電磁鋼板を用いている。かかる構成のステータを用いることにより、鉄損を低減することによってモータの効率が向上される。
しかしながら、図１３に示す従来例の交流モータ２０１では、各ステータ突極部２１１間に巻線２３３が存在するためにステータ突極部２１１分の周方向幅が制約され、ステータ２１０若しくはロータ２２０において突極部の磁気飽和により発生トルクの向上が妨げられるという問題がある。 However, in the AC motor 201 of the conventional example shown in FIG. 13, since the winding 233 exists between the stator salient pole portions 211, the circumferential width of the stator salient pole portion 211 is limited. There is a problem that improvement of generated torque is hindered by magnetic saturation of the salient pole portion.
また、特許文献１、２に記載された従来の交流モータや図１４に示す従来例の交流モータでは、高トルク化を図るために巻線起磁力を増加させると磁束が集中する突極部で磁気飽和が起こるために、トルク向上効果が小さくなり、鉄損が増加するという問題がある。 Further, in the conventional AC motors described in Patent Documents 1 and 2 and the AC motor of the conventional example shown in FIG. 14, the salient pole portion where the magnetic flux is concentrated when the winding magnetomotive force is increased to increase the torque. Since magnetic saturation occurs, there is a problem that the torque improvement effect is reduced and the iron loss is increased.
また、同相の突極部間に巻線が存在しない交流モータは、多極化が容易な構造となっているが、発生トルクを増加させるために、突極部数を増やしていくと、同相の突極部間の間隔が狭くなり、漏れ磁束が増加してトルク向上の効果が小さくなる。そこで、漏れ磁束の増加を抑制するために、突極部間の間隔を一定にしながら多極化を行うと、各突極部の円周方向幅が狭くなるため突極部内の磁路断面積も狭くなって磁気飽和が発生しやすくなるという問題がある。 In addition, AC motors that do not have windings between in-phase salient poles have a structure that makes it easy to increase the number of poles. However, if the number of salient poles is increased in order to increase the generated torque, in-phase salient poles The interval between the parts is narrowed, the magnetic flux leakage is increased, and the effect of improving the torque is reduced. Therefore, in order to suppress an increase in leakage magnetic flux, if multipolarization is performed while keeping the interval between the salient pole parts constant, the circumferential width of each salient pole part becomes narrow, so the magnetic path cross-sectional area in the salient pole part is also narrow. Therefore, there is a problem that magnetic saturation is likely to occur.
さらに、三次元的な磁束の流れを持つモータにおいても同様に、起磁力の増加に伴う突極部の磁気飽和によって多極化によるトルク向上効果が得られにくくなり、また、鉄損が増加するという問題があった。 Furthermore, similarly in a motor having a three-dimensional magnetic flux flow, it is difficult to obtain the torque improvement effect due to multipolarization due to the magnetic saturation of the salient pole part accompanying the increase in magnetomotive force, and the iron loss increases. was there.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、低コストで鉄損が少なく且つ高トルク化が可能な交流モータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an AC motor that is low in cost, has low iron loss, and can achieve high torque.
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described with additional effects and the like as necessary.
１．円筒状のステータヨーク部及び前記ステータヨーク部の内周にて周方向に配置された複数のステータ突極部を有するステータと、前記ステータの内周側で回転自在に軸支されたロータと備えた交流モータにおいて、
前記ステータは、前記各ステータ突極部の全体又は一部が、前記ステータヨーク部を形成する軟磁性材料である第１ステータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ステータ材料によって形成されたことを特徴とする交流モータ。
1. A stator having a cylindrical stator yoke portion and a plurality of stator salient pole portions arranged circumferentially on the inner circumference of the stator yoke portion, and a rotor rotatably supported on the inner circumference side of the stator AC motor
In the stator, the whole or a part of each stator salient pole part is a soft magnetic material having a relatively higher saturation magnetic flux density than the first stator material that is a soft magnetic material forming the stator yoke part. An AC motor formed of a stator material.
手段１によれば、ステータは、各ステータ突極部の全体又は一部がステータヨーク部を形成する軟磁性材料である第１ステータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ステータ材料によって形成されているので、ステータヨーク部よりも磁路断面積が小さいために磁束が集中するステータ突極部において磁気飽和の発生を抑制してトルクの向上を図ることができる。また、より少ない起磁力で従来構成と同程度のトルクを得ることができるので、鉄損の低減を図ることができる。さらに、第２ステータ材料として高価な高磁束密度の軟磁性材料を使用する場合でも、ステータ全体でなく突極部にのみ第２ステータ材料を用いることで使用量が抑えられるので、低コストで高トルク化を実現することが可能となる。 According to the means 1, the stator is a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density relatively larger than that of the first stator material, which is a soft magnetic material in which all or a part of each stator salient pole portion forms the stator yoke portion. Since it is formed of the second stator material, the magnetic path cross-sectional area is smaller than that of the stator yoke portion, so that it is possible to improve the torque by suppressing the occurrence of magnetic saturation at the stator salient pole portion where the magnetic flux is concentrated. Moreover, since a torque comparable to that of the conventional configuration can be obtained with a smaller magnetomotive force, iron loss can be reduced. Further, even when an expensive high magnetic flux density soft magnetic material is used as the second stator material, the amount of use can be suppressed by using the second stator material only in the salient pole portion instead of the entire stator, so that the cost is high at low cost. Torque can be realized.
２．前記ステータは、前記各ステータ突極部におけるロータ側先端部の一部が前記第２ステータ材料によって形成されたことを特徴とする手段１に記載の交流モータ。 2. 2. The AC motor according to claim 1, wherein a part of a rotor side tip portion of each stator salient pole portion is formed of the second stator material.
手段２によれば、ステータは、各ステータ突極部におけるロータ側先端部の一部が第２ステータ材料によって形成されているので、各ステータ突極部において回転トルクに寄与するロータ側先端部における磁気飽和の発生を抑制してトルクの向上を図ることができる。尚、第２ステータ材料を各ステータ突極部全体に用いることなく、トルクに作用する部分にのみ用いることで、正の回転トルクに必要な箇所にのみ磁束密度を高めることができ、ステータ突極部とロータ突極部とが完全に対向した後に、負の回転トルクを発生させる原因となる突極内の残留磁束を低減することができる。 According to the means 2, since the stator has a part of the rotor side tip at each stator salient pole portion formed of the second stator material, the stator salient pole portion contributes to the rotational torque at the rotor side tip portion. Torque can be improved by suppressing the occurrence of magnetic saturation. The second stator material is not used for the entire stator salient poles, but is used only for the portions that act on the torque, so that the magnetic flux density can be increased only in the portions necessary for the positive rotational torque. After the part and the rotor salient pole part completely face each other, it is possible to reduce the residual magnetic flux in the salient pole that causes the negative rotational torque to be generated.
３．前記ステータは、前記第１ステータ材料から形成され前記ステータヨーク部を含む第１ステータ部材と、前記第２ステータ材料から形成され前記各ステータ突極部の全体又は一部を含む第２ステータ部材とに分割して形成され、前記第１ステータ部材と前記第２ステータ部材とを結合して構成されることを特徴とする手段１又は２に記載の交流モータ。 3. The stator includes a first stator member formed from the first stator material and including the stator yoke portion, and a second stator member formed from the second stator material and including all or part of the stator salient pole portions. The AC motor according to claim 1 or 2, wherein the AC motor is formed by dividing the first stator member and the second stator member.
手段３によれば、ステータは、第１ステータ材料から形成されステータヨーク部を含む第１ステータ部材と、第２ステータ材料から形成され各ステータ突極部の全体又は一部を含む第２ステータ部材とに分割して形成され、第１ステータ部材と第２ステータ部材とを結合して構成されるので、ステータヨーク部と各ステータ突極部の全体又は一部とが異なる軟磁性材料からなる構造を簡単且つ確実に実現することができる。 According to the means 3, the stator includes a first stator member formed of the first stator material and including the stator yoke portion, and a second stator member formed of the second stator material and including all or part of each stator salient pole portion. Since the first stator member and the second stator member are joined to each other, the stator yoke portion and the stator salient pole portions are made of different soft magnetic materials. Can be realized easily and reliably.
４．前記ステータは、前記第１ステータ部材及び前記第２ステータ部材の一方に設けられた凸部と他方に設けられた凹部とを嵌合することにより結合されたことを特徴とする手段３に記載の交流モータ。 4). 4. The means 3 according to claim 3, wherein the stator is joined by fitting a convex portion provided on one of the first stator member and the second stator member and a concave portion provided on the other. AC motor.
手段４によれば、ステータは、第１ステータ部材及び第２ステータ部材の一方に設けられた凸部と他方に設けられた凹部とを嵌合することにより簡単且つ強固に結合されるので、ステータヨーク部と各ステータ突極部の全体又は一部とが異なる軟磁性材料からなる構造を簡単に実現することができる。 According to the means 4, the stator is easily and firmly coupled by fitting the convex portion provided on one of the first stator member and the second stator member and the concave portion provided on the other, so that the stator The structure which consists of a soft magnetic material from which the yoke part differs from the whole or one part of each stator salient pole part is easily realizable.
５．前記第２ステータ部材は、前記複数のステータ突極部のうち、隣接する二以上の前記ステータ突極部の全体又は一部を一体化して形成されたことを特徴とする手段３又は４に記載の交流モータ。 5). 5. The means 3 or 4, wherein the second stator member is formed by integrating all or a part of two or more adjacent stator salient pole portions among the plurality of stator salient pole portions. AC motor.
手段５によれば、第２ステータ部材は、複数のステータ突極部のうち、隣接する二以上のステータ突極部の全体又は一部を一体化して形成されているので、第２ステータ部材の部品点数を少なくして組み付け工数の低減を図ることができる。 According to the means 5, the second stator member is formed by integrating all or a part of two or more adjacent stator salient pole portions among the plurality of stator salient pole portions. The number of parts can be reduced to reduce the assembly man-hours.
６．前記第２ステータ部材は、前記複数のステータ突極部を連結する円筒状の連結部を備え、前記連結部にて前記第１ステータ部材の内周に嵌合されることを特徴とする手段５に記載の交流モータ。 6). The second stator member includes a cylindrical connecting portion that connects the plurality of stator salient pole portions, and is fitted to the inner periphery of the first stator member at the connecting portion. AC motor described in 1.
手段６によれば、第２ステータ部材は、複数のステータ突極部が円筒状の連結部によって連結され、連結部にて第１ステータ部材の内周に嵌合されるので、第２ステータ部材が単一部材によって構成されることによって組み付け工数の低減をより一層図ることができる。 According to the means 6, the second stator member has the plurality of stator salient pole portions connected by the cylindrical connecting portion and is fitted to the inner periphery of the first stator member at the connecting portion. By being constituted by a single member, it is possible to further reduce the assembly man-hours.
７．前記第１ステータ部材は、前記各ステータ突極部の内部を刳り貫いた貫通孔を有し、
前記第２ステータ部材は、前記各貫通孔に嵌め込まれる嵌め込み片であることを特徴とする手段３に記載の交流モータ。
7). The first stator member has a through-hole penetrating the inside of each stator salient pole portion,
4. The AC motor according to claim 3, wherein the second stator member is a fitting piece fitted into each through hole.
手段７によれば、第１ステータ部材において各ステータ突極部の内部を刳り貫いた貫通孔に、第２ステータ部材である嵌め込み片が嵌め込まれることによって、ステータヨーク部と各ステータ突極部の全体又は一部とが異なる軟磁性材料からなる構造を簡単に実現することができる。 According to the means 7, the fitting piece, which is the second stator member, is fitted into the through-hole penetrating the inside of each stator salient pole portion in the first stator member, whereby the stator yoke portion and each stator salient pole portion are It is possible to easily realize a structure made of a soft magnetic material that is entirely or partially different.
８．前記各ステータ突極部は、前記ステータヨーク部との結合部近傍が前記ステータヨーク部側に向かって周方向幅が拡大する形状に形成されたことを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載の交流モータ。 8). Each of the stator salient pole portions is formed in a shape in which the width in the circumferential direction increases toward the stator yoke portion side in the vicinity of the coupling portion with the stator yoke portion. The described AC motor.
手段８によれば、各ステータ突極部は、ステータヨーク部との結合部近傍がステータヨーク部側に向かって周方向幅が拡大する形状に形成されているので、ステータヨーク部に流れる磁束をステータ突極部により多く集合させて高トルク化を図ると共に、ステータヨーク部とステータ突極部との結合部における機械的強度の増大を図ることができる。 According to the means 8, each stator salient pole portion is formed in a shape in which the vicinity of the coupling portion with the stator yoke portion is enlarged in the circumferential direction toward the stator yoke portion side. It is possible to increase the torque by gathering more in the stator salient pole part, and to increase the mechanical strength in the joint part between the stator yoke part and the stator salient pole part.
９．前記第２ステータ材料としてパーメンジュールを用いたことを特徴とする手段１乃至８のいずれかに記載の交流モータ。 9. The AC motor according to any one of means 1 to 8, wherein permendur is used as the second stator material.
手段９によれば、第２ステータ材料として、軟磁性材料の中で最大の飽和磁束密度を有する材料の一つであるパーメンジュール（飽和磁束密度２．３５テスラ程度）を用いることにより、効果的にステータ突極部における磁気飽和の解消を図ることができる。 According to the means 9, a permendur (saturation magnetic flux density of about 2.35 Tesla) which is one of the soft magnetic materials having the maximum saturation magnetic flux density is used as the second stator material. In particular, the magnetic saturation at the stator salient pole can be eliminated.
１０．前記第２ステータ材料として純鉄を用いたことを特徴とする手段１乃至８のいずれかに記載の交流モータ。 10. The AC motor according to any one of means 1 to 8, wherein pure iron is used as the second stator material.
手段１０によれば、第２ステータ材料として、軟磁性材料の中で最大の飽和磁束密度を有する材料の一つである純鉄（飽和磁束密度２．１５テスラ程度）を用いることにより、ステータ突極部における磁気飽和の解消を効果的に図ることができる。 According to the means 10, by using pure iron (saturation magnetic flux density of about 2.15 Tesla) which is one of the soft magnetic materials having the highest saturation magnetic flux density as the second stator material, It is possible to effectively eliminate magnetic saturation at the pole portion.
１１．前記ロータは、円柱状又は円板状のロータヨーク部及び前記ロータヨーク部の外周にて周方向に配置された複数のロータ突極部を有し、
前記各ロータ突極部の全体又は一部が前記ロータヨーク部を形成する軟磁性材料である第１ロータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ロータ材料によって形成されたことを特徴とする手段１乃至１０のいずれかに記載の交流モータ。
11. The rotor has a columnar or disk-like rotor yoke part and a plurality of rotor salient pole parts arranged in the circumferential direction on the outer periphery of the rotor yoke part,
All or part of each of the rotor salient pole portions is formed of a second rotor material that is a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density relatively higher than that of the first rotor material that is a soft magnetic material forming the rotor yoke portion. The AC motor according to any one of means 1 to 10, characterized in that:
手段１１によれば、ロータは、各ロータ突極部の全体又は一部がロータヨーク部を形成する軟磁性材料である第１ロータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ロータ材料によって形成されているので、ロータヨーク部よりも磁路断面積が小さいために磁束が集中するロータ突極部において磁気飽和の発生を抑制することができる。よって、ステータ及びロータの両方において各々の突極部における磁気飽和の発生が抑制されるので、より一層効果的に高トルク化を図ることができる。 According to the means 11, the rotor is made of a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density relatively larger than that of the first rotor material, which is a soft magnetic material in which all or a part of each rotor salient pole part forms the rotor yoke part. Since it is made of two rotor materials, the magnetic path cross-sectional area is smaller than that of the rotor yoke portion, so that magnetic saturation can be suppressed in the rotor salient pole portion where the magnetic flux is concentrated. Therefore, the occurrence of magnetic saturation at each salient pole portion in both the stator and the rotor is suppressed, so that higher torque can be achieved more effectively.
１２．円筒状のステータと、前記ステータの内周側で回転自在に軸支され、円柱状又は円板状のロータヨーク部及び前記ロータヨーク部の外周にて周方向に配置された複数のロータ突極部を有するロータとを備えた交流モータにおいて、
前記ロータは、前記各ロータ突極部の全体又は一部が前記ロータヨーク部を形成する軟磁性材料である第１ロータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ロータ材料によって形成されたことを特徴とする交流モータ。
12 A cylindrical stator and a plurality of rotor salient poles rotatably supported on the inner peripheral side of the stator and arranged in a circumferential direction on the outer circumference of the columnar or disk-shaped rotor yoke part and the rotor yoke part. In an AC motor comprising a rotor having
The rotor is a second rotor material that is a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density that is relatively larger than that of the first rotor material that is a soft magnetic material in which all or a part of each rotor salient pole part forms the rotor yoke part. An AC motor characterized by being formed by.
手段１２によれば、ロータは、各ロータ突極部の全体又は一部がロータヨーク部を形成する軟磁性材料である第１ロータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ロータ材料によって形成されているので、ロータヨーク部よりも磁路断面積が小さいために磁束が集中するロータ突極部において磁気飽和の発生を抑制してトルクの向上を図ることができる。また、より少ない起磁力で従来構成と同程度のトルクを得ることができるので、鉄損の低減を図ることができる。さらに、第２ロータ材料として高価な高磁束密度の軟磁性材料を使用する場合でも、ロータ全体でなく突極部にのみ第２ロータ材料を用いることで使用量が抑えられるので、低コストで高トルク化を実現することが可能となる。 According to the means 12, the rotor is a soft magnetic material whose saturation magnetic flux density is relatively larger than that of the first rotor material, which is a soft magnetic material in which all or a part of each rotor salient pole part forms the rotor yoke part. Since the magnetic path cross-sectional area is smaller than that of the rotor yoke portion, it is possible to improve the torque by suppressing the occurrence of magnetic saturation in the rotor salient pole portion where the magnetic flux is concentrated. Moreover, since a torque comparable to that of the conventional configuration can be obtained with a smaller magnetomotive force, iron loss can be reduced. Furthermore, even when an expensive high magnetic flux density soft magnetic material is used as the second rotor material, the amount of use can be suppressed by using the second rotor material only in the salient pole portion, not in the entire rotor. Torque can be realized.
１３．前記ロータは、前記各ロータ突極部におけるステータ側先端部の一部が前記第２ロータ材料によって形成されたことを特徴とする手段１１又は１２に記載の交流モータ。 13. 13. The AC motor according to claim 11, wherein a part of the stator side tip portion of each rotor salient pole portion is formed of the second rotor material.
手段１３によれば、ロータは、各ロータ突極部におけるステータ側先端部の一部が第２ロータ材料によって形成されているので、各ロータ突極部において回転トルクに寄与するステータ側先端部における磁気飽和の発生を抑制してトルクの向上を図ることができる。尚、第２ロータ材料を各ロータ突極部全体に用いることなく、トルクに作用する部分にのみ用いることで、正の回転トルクに必要な箇所にのみ磁束密度を高めることができ、ステータ突極部とロータ突極部とが完全に対向した後に、負の回転トルクを発生させる原因となる突極内の残留磁束を低減することができる。 According to the means 13, since the rotor has a portion of the stator-side tip portion of each rotor salient pole portion formed of the second rotor material, the rotor salient pole portion contributes to rotational torque at the stator-side tip portion. Torque can be improved by suppressing the occurrence of magnetic saturation. The second rotor material is not used for the entire rotor salient pole portion, but only for the portion that acts on the torque, so that the magnetic flux density can be increased only at the location required for the positive rotational torque. After the part and the rotor salient pole part completely face each other, it is possible to reduce the residual magnetic flux in the salient pole that causes the negative rotational torque to be generated.
１４．前記ロータは、前記第１ロータ材料から形成され前記ロータヨーク部を含む第１ロータ部材と、前記第２ロータ材料から形成され前記各ロータ突極部の全体又は一部を含む第２ロータ部材とに分割して形成され、前記第１ロータ部材と前記第２ロータ部材とを結合して構成されることを特徴とする手段１１乃至１３のいずれかに記載の交流モータ。 14 The rotor includes a first rotor member formed from the first rotor material and including the rotor yoke portion, and a second rotor member formed from the second rotor material and including all or part of the rotor salient pole portions. The AC motor according to any one of means 11 to 13, wherein the AC motor is formed by being divided and configured by coupling the first rotor member and the second rotor member.
手段１４によれば、ロータは、第１ロータ材料から形成されロータヨーク部を含む第１ロータ部材と、第２ロータ材料から形成され各ロータ突極部の全体又は一部を含む第２ロータ部材とに分割して形成され、第１ロータ部材と第２ロータ部材とを結合して構成されるので、ロータヨーク部と各ロータ突極部の全体又は一部とが異なる軟磁性材料からなる構造を簡単且つ確実に実現することができる。 According to the means 14, the rotor includes a first rotor member formed of a first rotor material and including a rotor yoke portion, and a second rotor member formed of a second rotor material and including all or part of each rotor salient pole portion. Since the first rotor member and the second rotor member are joined and formed, the structure of the rotor yoke portion and each rotor salient pole portion made of different soft magnetic materials can be simplified. And it is realizable reliably.
１５．前記ロータは、前記第１ロータ部材及び前記第２ロータ部材の一方に設けられた凸部と他方に設けられた凹部とを嵌合することにより結合されたことを特徴とする手段１４に記載の交流モータ。 15. 15. The means according to claim 14, wherein the rotor is coupled by fitting a convex portion provided on one of the first rotor member and the second rotor member and a concave portion provided on the other. AC motor.
手段１５によれば、ロータは、第１ロータ部材及び第２ロータ部材の一方に設けられた凸部と他方に設けられた凹部とを嵌合することにより簡単且つ強固に結合されるので、ロータヨーク部と各ロータ突極部の全体又は一部とが異なる軟磁性材料からなる構造を簡単に実現することができる。 According to the means 15, the rotor is easily and firmly coupled by fitting the convex portion provided on one of the first rotor member and the second rotor member and the concave portion provided on the other, so that the rotor yoke The structure which consists of a soft-magnetic material from which a part and the whole or one part of each rotor salient pole part differ can be implement | achieved easily.
１６．前記第２ロータ部材は、前記複数のロータ突極部のうち、隣接する二以上の前記ロータ突極部の全体又は一部を一体化して形成されたことを特徴とする手段１４又は１５に記載の交流モータ。 16. 16. The means 14 or 15, wherein the second rotor member is formed by integrating all or a part of two or more adjacent rotor salient pole portions among the plurality of rotor salient pole portions. AC motor.
手段１６によれば、第２ロータ部材は、複数のロータ突極部のうち、隣接する二以上のロータ突極部の全体又は一部を一体化して形成されているので、第２ロータ部材の部品点数を少なくして組み付け工数の低減を図ることができる。 According to the means 16, the second rotor member is formed by integrating all or a part of two or more adjacent rotor salient pole portions among the plurality of rotor salient pole portions. The number of parts can be reduced to reduce the assembly man-hours.
１７．前記第２ロータ部材は、前記複数のロータ突極部を連結する円筒状の連結部を備え、前記連結部にて前記第１ロータ部材の内周に嵌合されることを特徴とする手段１６に記載の交流モータ。 17. The second rotor member includes a cylindrical connecting portion that connects the plurality of rotor salient pole portions, and is fitted to an inner periphery of the first rotor member at the connecting portion. AC motor described in 1.
手段１７によれば、第２ロータ部材は、複数のロータ突極部が円筒状の連結部によって連結され、連結部にて第１ロータ部材の内周に嵌合されるので、第２ロータ部材が単一部材によって構成されることによって組み付け工数の低減をより一層図ることができる。 According to the means 17, the second rotor member has the plurality of rotor salient pole portions connected by the cylindrical connecting portion, and is fitted to the inner periphery of the first rotor member at the connecting portion. By being constituted by a single member, it is possible to further reduce the assembly man-hours.
１８．前記第１ロータ部材は、前記各ロータ突極部の内部を刳り貫いた貫通孔を有し、
前記第２ロータ部材は、前記各貫通孔に嵌め込まれる嵌め込み片であることを特徴とする手段１４に記載の交流モータ。
18. The first rotor member has a through-hole penetrating the inside of each rotor salient pole part,
15. The AC motor according to claim 14, wherein the second rotor member is a fitting piece that is fitted into each through hole.
手段１８によれば、第１ロータ部材において各ロータ突極部の内部を刳り貫いた貫通孔に、第２ロータ部材である嵌め込み片が嵌め込まれることによって、ロータヨーク部と各ロータ突極部の全体又は一部とが異なる軟磁性材料からなる構造を簡単に実現することができる。 According to the means 18, the rotor yoke portion and the entire rotor salient pole portion are entirely formed by fitting the fitting piece as the second rotor member into the through hole penetrating the inside of each rotor salient pole portion in the first rotor member. Or the structure which consists of a soft-magnetic material from which a part differs can be implement | achieved easily.
１９．前記各ロータ突極部は、前記ロータヨーク部との結合部近傍が前記ロータヨーク部側に向かって周方向幅が拡大する形状に形成されたことを特徴とする手段１２乃至１８のいずれかに記載の交流モータ。 19. Each of the rotor salient pole portions is formed in a shape in which the vicinity of the coupling portion with the rotor yoke portion is widened in the circumferential direction toward the rotor yoke portion side. AC motor.
手段１９によれば、各ロータ突極部は、ロータヨーク部との結合部近傍がロータヨーク部側に向かって周方向幅が拡大する形状に形成されているので、ロータヨーク部に流れる磁束をステータ突極部により多く集合させて高トルク化を図ると共に、ロータヨーク部とロータ突極部との結合部における機械的強度の増大を図ることができる。 According to the means 19, each rotor salient pole part is formed in a shape in which the circumferential width increases toward the rotor yoke part side in the vicinity of the coupling part with the rotor yoke part. It is possible to increase the torque by gathering more parts, and increase the mechanical strength at the joint between the rotor yoke part and the rotor salient pole part.
２０．前記第２ロータ材料としてパーメンジュールを用いたことを特徴とする手段１２乃至１９のいずれかに記載の交流モータ。 20. The AC motor according to any one of means 12 to 19, wherein permendur is used as the second rotor material.
手段２０によれば、第２ロータ材料として、軟磁性材料の中で最大の飽和磁束密度を有する材料の一つであるパーメンジュール（飽和磁束密度２．３５テスラ程度）を用いることにより、効果的にロータ突極部における磁気飽和の解消を図ることができる。 According to the means 20, a permendur (saturation magnetic flux density of about 2.35 Tesla) which is one of the soft magnetic materials having the maximum saturation magnetic flux density is used as the second rotor material. In particular, it is possible to eliminate magnetic saturation at the rotor salient pole.
２１．前記第２ロータ材料として純鉄を用いたことを特徴とする手段１２乃至１９のいずれかに記載の交流モータ。 21. 20. The AC motor according to claim 12, wherein pure iron is used as the second rotor material.
手段２１によれば、第２ロータ材料として、軟磁性材料の中で最大の飽和磁束密度を有する材料の一つである純鉄（飽和磁束密度２．１５テスラ程度）を用いることにより、効果的にロータ突極部における磁気飽和の解消を図ることができる。 According to the means 21, pure iron (saturation magnetic flux density of about 2.15 Tesla), which is one of soft magnetic materials having the highest saturation magnetic flux density, is used as the second rotor material. In addition, the magnetic saturation at the rotor salient pole can be eliminated.
以下、本発明の交流モータを具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。図1は、本発明を適用した一実施形態の交流モータ１の概略構成を示す縦断面図である。図２は、ステータ１０とロータ２０とを軸方向から視た横断面図であり、同図（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線断面図、同図（ｂ）はＮ−Ｎ線断面図、同図（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、同図（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図である。 Hereinafter, an embodiment of an AC motor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an AC motor 1 according to an embodiment to which the present invention is applied. 2 is a cross-sectional view of the stator 10 and the rotor 20 viewed from the axial direction. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line NN. (C) is a cross-sectional view taken along the line BB, and (d) is a cross-sectional view taken along the line CC.
交流モータ１は、３相交流電流によって回転動作するモータであって、磁束の方向がロータ軸方向、ラジアル方向、円周方向と３次元方向へ向かうように構成されたスウィッチトリラクタンスモータである。交流モータ１は、図１に示すように、円筒状の全体形状をなし複数のステータ突極部１１が内周側にて円周方向に配置されたステータ１０と、ステータ１０の内周側に配置され回転自在に軸支されると共に複数のステータ突極部１１に対向して複数のロータ突極部２１が円周方向に配置されたロータ２０とを備えている。 The AC motor 1 is a motor that rotates by a three-phase AC current, and is a switch reluctance motor configured so that the direction of magnetic flux is directed in the rotor axial direction, radial direction, circumferential direction, and three-dimensional direction. As shown in FIG. 1, the AC motor 1 has a cylindrical overall shape, and a stator 10 in which a plurality of stator salient pole portions 11 are arranged in the circumferential direction on the inner peripheral side, and an inner peripheral side of the stator 10. The rotor 20 is disposed and rotatably supported, and a plurality of rotor salient pole portions 21 are arranged in the circumferential direction so as to face the plurality of stator salient pole portions 11.
ステータ１０は、突極形状（ステータ突極部１１）を有するＵ相ステータ磁極１２、Ｖ相ステータ磁極１３、及びＷ相ステータ磁極１４と、突極形状をもたないステータ中性磁極１５とを備えている。また、各相のステータ磁極群は、相毎に分けられて同一円状に配置される。 The stator 10 includes a U-phase stator magnetic pole 12, a V-phase stator magnetic pole 13 and a W-phase stator magnetic pole 14 having a salient pole shape (stator salient pole portion 11), and a stator neutral magnetic pole 15 having no salient pole shape. I have. Moreover, the stator magnetic pole groups of each phase are divided into phases and arranged in the same circle.
また、各相のステータ磁極１２〜１４、及びステータ中性磁極１５は、互いに軸方向位置をずらして配置され、各相のステータ磁極は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、円周方向に互いに電気角で１２０°の位相差を有するような位置関係になっている。 Further, the stator magnetic poles 12 to 14 of each phase and the stator neutral magnetic pole 15 are arranged with their axial positions shifted from each other, and the stator magnetic poles of each phase are as shown in FIGS. The positional relationship is such that they have a phase difference of 120 ° in electrical angle with respect to each other in the circumferential direction.
各相のステータ磁極間には、円周方向に沿ったループ形状の巻線が配置され、Ｕ相巻線３０はＵ相ステータ磁極１２とステータ中性磁極１５との間に設けられ、Ｖ相巻線３１はＶ相ステータ磁極１３とステータ中性磁極１５との間に、Ｗ相巻線３２はＷ相ステータ磁極１４とＶ相ステータ磁極１３との間にそれぞれ設けられる。 Between the stator magnetic poles of each phase, a loop-shaped winding along the circumferential direction is arranged, and the U-phase winding 30 is provided between the U-phase stator magnetic pole 12 and the stator neutral magnetic pole 15, and V-phase The winding 31 is provided between the V-phase stator magnetic pole 13 and the stator neutral magnetic pole 15, and the W-phase winding 32 is provided between the W-phase stator magnetic pole 14 and the V-phase stator magnetic pole 13.
ロータ２０は、突極形状（ロータ突極部２１）を有するＵ相ロータ磁極２２、Ｖ相ロータ磁極２３、及びＷ相ロータ磁極２４と、突極形状をもたないロータ中性磁極２５とを有し、中心にロータ軸４０を備えている。各相のロータ磁極群は、相毎に分けられて各相のステータ磁極と対向して同一円状に配置される。また、同相のステータ磁極数とロータ磁極数とは同一である。交流モータ１では、巻線がループ形状のために成形が容易であり、また、モータコア内に配置されるのでコイルエンドがなく、薄形化が可能な構造となっている。 The rotor 20 includes a U-phase rotor magnetic pole 22 having a salient pole shape (rotor salient pole portion 21), a V-phase rotor magnetic pole 23, and a W-phase rotor magnetic pole 24, and a rotor neutral magnetic pole 25 having no salient pole shape. And a rotor shaft 40 at the center. The rotor magnetic pole group of each phase is divided for each phase and is arranged in the same circle so as to face the stator magnetic pole of each phase. Further, the number of stator magnetic poles in the same phase and the number of rotor magnetic poles are the same. In the AC motor 1, since the winding is loop-shaped, it can be easily formed, and since it is arranged in the motor core, there is no coil end and the structure can be reduced in thickness.
次に、ステータ１０及びロータ２０の構成についてそれぞれ説明する。交流モータのステータコア、ロータコアに用いる磁性材料として、一般的には、電磁鋼板、圧粉磁心やアモルファスなどが用いられるが、本実施形態では、飽和磁束密度の異なる２種類以上の軟磁性材料の組み合わせにより、ステータ１０及びロータ２０をそれぞれ形成することを特徴としている。 Next, the configuration of the stator 10 and the rotor 20 will be described. As a magnetic material used for the stator core and rotor core of an AC motor, generally, a magnetic steel sheet, a dust core, amorphous, or the like is used, but in this embodiment, a combination of two or more types of soft magnetic materials having different saturation magnetic flux densities. Thus, the stator 10 and the rotor 20 are respectively formed.
すなわち、ステータ１０は、円筒状のステータヨーク部１６と各ステータ突極部１１とが分割形成され、ステータヨーク部１６が軟磁性材料である第１ステータ材料によって、各ステータ突極部１１が、第１ステータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ステータ材料によってそれぞれ形成されている。具体的には、第１ステータ材料として、例えば、ケイ素鋼板（飽和磁束密度１．８テスラ程度）や圧粉磁心（飽和磁束密度１．６テスラ程度）を用いることができる。一方、第２ステータ材料として、例えば、パーメンジュール（飽和磁束密度２．３５テスラ程度）や純鉄（飽和磁束密度２．１５テスラ程度）を用いることができる。尚、各ステータ突極部１１は、接着剤によりステータヨーク部１６へ固定する構成としてもよいし、或いはネジ止めにより固定する構成としてもよい。なお、軟磁性材料の組み合わせとして、第１ステータ材料にパーメンジュールを用い、第２ステータ材料にケイ素鋼板を用いることが望ましい。その中でも、無方向性ケイ素鋼板を用いれば材料コストを抑えることができる。 That is, in the stator 10, a cylindrical stator yoke portion 16 and each stator salient pole portion 11 are divided and formed, and each stator salient pole portion 11 is made of the first stator material, which is a soft magnetic material. The second stator material is a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density relatively higher than that of the first stator material. Specifically, for example, a silicon steel plate (saturated magnetic flux density of about 1.8 Tesla) or a dust core (saturated magnetic flux density of about 1.6 Tesla) can be used as the first stator material. On the other hand, as the second stator material, for example, permendur (saturation magnetic flux density of about 2.35 Tesla) or pure iron (saturation magnetic flux density of about 2.15 Tesla) can be used. In addition, each stator salient pole part 11 is good also as a structure fixed to the stator yoke part 16 with an adhesive agent, or good also as a structure fixed by screwing. As a combination of soft magnetic materials, it is desirable to use permendur as the first stator material and silicon steel plate as the second stator material. Among these, material cost can be suppressed if a non-oriented silicon steel plate is used.
一方、ロータ２０は、円柱状又は円板状のロータヨーク部２６と各ロータ突極部２１とが分割形成され、ロータヨーク部２６が軟磁性材料である第１ロータ材料によって形成され、各ロータ突極部２１が、第１ロータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ロータ材料によって形成されている。具体的には、第１ロータ材料として、例えば、ケイ素鋼板や圧粉磁心を用いることができ、第２ロータ材料として、例えば、パーメンジュールや純鉄を用いることができる。尚、各ロータ突極部２１は、ロータヨーク部２６に対して接着剤により固定する構成としてもよいし、或いはネジ止めにより固定する構成としてもよい。なお、軟磁性材料の組み合わせとして、第１ロータ材料にパーメンジュールを用い、第２ロータ材料にケイ素鋼板を用いることが望ましい。その中でも、無方向性ケイ素鋼板を用いれば材料コストを抑えることができる。 On the other hand, the rotor 20 has a columnar or disk-like rotor yoke portion 26 and each rotor salient pole portion 21 formed separately, and the rotor yoke portion 26 is formed of a first rotor material that is a soft magnetic material. The portion 21 is formed of a second rotor material that is a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density relatively higher than that of the first rotor material. Specifically, for example, a silicon steel plate or a powder magnetic core can be used as the first rotor material, and permendur or pure iron can be used as the second rotor material, for example. Each rotor salient pole portion 21 may be fixed to the rotor yoke portion 26 with an adhesive, or may be fixed by screwing. As a combination of soft magnetic materials, it is desirable to use permendur as the first rotor material and silicon steel plate as the second rotor material. Among these, material cost can be suppressed if a non-oriented silicon steel plate is used.
ここで、図３は、交流モータ１のロータコア内における磁路断面積を示す斜視図である。図３に示すように、ロータヨーク部２６における軸方向に垂直な平面で、突極部２１とロータ軸部４０とを含まない断面積をＳＹ、各相のロータ突極部２１における磁束の流れに垂直な平面で、ロータ突極部２１内で最小となる断面積をＳＴ、断面積ＳＴの同相突極数分の総和をΣＳＴとする。 Here, FIG. 3 is a perspective view showing a magnetic path cross-sectional area in the rotor core of the AC motor 1. As shown in FIG. 3, the cross-sectional area that does not include the salient pole portion 21 and the rotor shaft portion 40 in the plane perpendicular to the axial direction in the rotor yoke portion 26 is SY, and the flow of magnetic flux in the rotor salient pole portion 21 of each phase. In the vertical plane, the smallest cross-sectional area in the rotor salient pole portion 21 is ST, and the sum of the cross-sectional areas ST corresponding to the number of in-phase salient poles is ΣST.
ロータヨーク部２６とロータ突極部２１とが同一の磁性材料で形成される従来構成では、ＳＹ＞ΣＳＴという関係が成立すると、ロータヨーク部２６に比べて磁路断面積の狭いロータ突極部２１で磁気飽和が起こってしまい、トルク特性が伸びなくなるという問題がある。尚、図４は、磁束密度をＢ、磁化力をＨとしたときの磁性材料のＢＨ特性を示すグラフであり、磁気飽和とは、図４に示すように、曲線の傾きΔＢ／ΔＨが真空の透磁率４π×１０−７Ｈ／ｍに等しくなるときの磁束密度Ｂｓをいう。 In the conventional configuration in which the rotor yoke portion 26 and the rotor salient pole portion 21 are formed of the same magnetic material, when the relationship SY> ΣST is established, the rotor salient pole portion 21 having a magnetic path cross-sectional area smaller than that of the rotor yoke portion 26 is obtained. There is a problem that magnetic saturation occurs and the torque characteristics cannot be increased. FIG. 4 is a graph showing the BH characteristics of a magnetic material when the magnetic flux density is B and the magnetizing force is H. Magnetic saturation is a curve slope ΔB / ΔH as shown in FIG. The magnetic flux density Bs when the magnetic permeability becomes equal to 4π × 10 −7 H / m.
これに対し、本実施形態では、ＳＹ＞ΣＳＴという関係が成立する場合、ロータ２０において、ロータ突極部２１を第２ロータ材料で形成することにより、ロータ突極部２１における磁気飽和を抑制することができ、多極化による大きなトルク向上効果を得ることができる。また、ステータ１０においても、上述したロータ２０と同様の理由により、ステータ突極部１１を第２ステータ材料で形成することにより、ステータ突極部１１における磁気飽和を抑制することができ、多極化による大きなトルク向上効果を得ることができる。 On the other hand, in this embodiment, when the relationship of SY> ΣST is established, in the rotor 20, the rotor salient pole portion 21 is formed of the second rotor material, thereby suppressing magnetic saturation in the rotor salient pole portion 21. And a large torque improvement effect due to multipolarization can be obtained. In the stator 10 as well, for the same reason as the rotor 20 described above, by forming the stator salient pole part 11 from the second stator material, magnetic saturation in the stator salient pole part 11 can be suppressed, and due to multipolarization. A large torque improvement effect can be obtained.
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、ステータ１０は、各ステータ突極部１１の全体がステータヨーク部１６を形成する軟磁性材料である第１ステータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ステータ材料によって形成されているので、ステータヨーク部１６よりも磁路断面積が小さいために磁束が集中するステータ突極部１１において磁気飽和の発生を抑制してトルクの向上を図ることができる。また、より少ない起磁力で従来構成と同程度のトルクを得ることができるので、鉄損の低減を図ることができる。さらに、第２ステータ材料として高価な高磁束密度の軟磁性材料を使用する場合でも、ステータ１０全体でなく突極部１１にのみ第２ステータ材料を用いることで使用量が抑えられるので、低コストで高トルク化を実現することが可能となる。 As is clear from the above-described details, according to the present embodiment, the stator 10 is more relative to the stator salient pole portion 11 than the first stator material, which is a soft magnetic material forming the stator yoke portion 16. Since the magnetic flux is concentrated in the stator salient pole portion 11 where the magnetic flux is concentrated because the magnetic path cross-sectional area is smaller than that of the stator yoke portion 16. The generation can be suppressed and the torque can be improved. Moreover, since a torque comparable to that of the conventional configuration can be obtained with a smaller magnetomotive force, iron loss can be reduced. Further, even when an expensive high magnetic flux density soft magnetic material is used as the second stator material, the amount of use can be suppressed by using the second stator material only in the salient pole portion 11 instead of the entire stator 10. This makes it possible to achieve a high torque.
また、ロータ２０は、各ロータ突極部２１の全体がロータヨーク部２６を形成する軟磁性材料である第１ロータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ロータ材料によって形成されているので、ロータヨーク部２６よりも磁路断面積が小さいために磁束が集中するロータ突極部２１において磁気飽和の発生を抑制してトルクの向上を図ることができる。また、より少ない起磁力で従来構成と同程度のトルクを得ることができるので、鉄損の低減を図ることができる。さらに、第２ロータ材料として高価な高磁束密度の軟磁性材料を使用する場合でも、ロータ２０全体でなく突極部２１にのみ第２ロータ材料を用いることで使用量が抑えられるので、低コストで高トルク化を実現することが可能となる。 Further, the rotor 20 is made of a second rotor material that is a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density that is relatively higher than that of the first rotor material that is a soft magnetic material in which each rotor salient pole portion 21 forms the rotor yoke portion 26. Since the magnetic path cross-sectional area is smaller than that of the rotor yoke portion 26, the magnetic salient pole portion 21 where the magnetic flux is concentrated can be prevented from generating magnetic saturation and the torque can be improved. Moreover, since a torque comparable to that of the conventional configuration can be obtained with a smaller magnetomotive force, iron loss can be reduced. Further, even when an expensive high magnetic flux density soft magnetic material is used as the second rotor material, the amount of use can be suppressed by using the second rotor material only in the salient pole portion 21 instead of the entire rotor 20. This makes it possible to achieve a high torque.
特に、本実施形態によれば、ステータ１０及びロータ２０の両方において各々の突極部１１，２１における磁気飽和の発生が抑制されるので、より一層効果的に高トルク化を図ることができる。 In particular, according to the present embodiment, the occurrence of magnetic saturation in each of the salient pole portions 11 and 21 is suppressed in both the stator 10 and the rotor 20, so that the torque can be increased more effectively.
次に、上記実施形態に種々の変形を施した各変形例について図面を参照しつつ説明する。尚、上記実施形態と同一の部材には同一符号を付し、それらについての詳細な説明を省略する。 Next, modified examples in which various modifications are made to the above embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the said embodiment, and detailed description about them is abbreviate | omitted.
まず、第１変形例について図５を参照しつつ説明する。図５は第1変形例の交流モータ１０１を示す横断面図である。上記実施形態では、ステータ１０における各ステータ突極部１１とステータヨーク部１６との結合、及びロータ２０における各ロータ突極部２１とロータヨーク部２６との結合を接着剤又はネジ止めにより行う構成であった。これに対し、本変形例では、ステータ１０が、ステータヨーク部１６に設けられた凹部１６ａと各ステータ突極部１１に設けられた凸部１１ａとを嵌合することにより両部材が結合されて一体化されている。よって、ステータヨーク部１６と各ステータ突極部１１とを簡単な構造で強固に結合することができると共に、両部材が異なる軟磁性材料からなる構造を簡単に実現することができる。 First, a first modification will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing an AC motor 101 of a first modification. In the above embodiment, the stator salient pole portions 11 and the stator yoke portions 16 in the stator 10 are coupled to each other, and the rotor salient pole portions 21 and the rotor yoke portion 26 in the rotor 20 are coupled to each other by an adhesive or screwing. there were. On the other hand, in this modification, the stator 10 is coupled to the concave portion 16a provided in the stator yoke portion 16 and the convex portion 11a provided in each stator salient pole portion 11 to couple both members. It is integrated. Therefore, the stator yoke portion 16 and each stator salient pole portion 11 can be firmly coupled with a simple structure, and a structure in which both members are made of different soft magnetic materials can be easily realized.
さらに、本変形例では、ロータ２０が、ロータヨーク部２６に設けられた凹部２６ａと各ロータ突極部２１に設けられた凸部２１ａとを嵌合することにより両部材が結合されて一体化されている。よって、ロータヨーク部２６と各ロータ突極部２１とを簡単な構造で強固に結合することができると共に、両部材が異なる軟磁性材料からなる構造を簡単に実現することができる。 Furthermore, in this modification, the rotor 20 is integrated by coupling the concave portions 26a provided in the rotor yoke portion 26 and the convex portions 21a provided in the respective rotor salient pole portions 21 so that both members are combined. ing. Therefore, the rotor yoke portion 26 and each rotor salient pole portion 21 can be firmly coupled with a simple structure, and a structure in which both members are made of different soft magnetic materials can be easily realized.
次に、第２変形例について図６を参照しつつ説明する。図６は第２変形例の交流モータ１０２を示す横断面図である。上記第１変形例では、ステータ１０において各ステータ突極部１１をそれぞれ別体で形成すると共に、ロータ２０において各ロータ突極部２１をそれぞれ別体で形成した例を示した。これに対し、本変形例では、複数のステータ突極部１１が円筒状の連結部１１ｂによって互いに連結されて一体化され、連結部１１ｂをステータヨーク部１６内周に嵌合することによって、複数のステータ突極部１１とステータヨーク部１６とが結合されている。尚、第１ステータ材料によって形成されたステータヨーク部１６が本発明の第１ステータ部材に、第２ステータ材料によって形成されたステータ突極部１１及び連結部１１ｂが第２ステータ部材をそれぞれ構成するものである。 Next, a second modification will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an AC motor 102 of a second modification. In the first modification, each stator salient pole portion 11 is formed as a separate body in the stator 10, and each rotor salient pole portion 21 is formed as a separate body in the rotor 20. On the other hand, in the present modification, the plurality of stator salient pole portions 11 are connected and integrated with each other by the cylindrical connecting portion 11b, and the connecting portion 11b is fitted to the inner periphery of the stator yoke portion 16 to thereby form a plurality of portions. The stator salient pole part 11 and the stator yoke part 16 are coupled. The stator yoke portion 16 formed of the first stator material constitutes the first stator member of the present invention, and the stator salient pole portion 11 and the connecting portion 11b formed of the second stator material constitute the second stator member. Is.
また、連結部１１ｂ外周に設けられた少なくとも一つの凹部１１ｃとステータヨーク部１６内周に設けられた少なくとも一つの凸部１６ｂとを嵌合することによって両部材の回り止めが図られている。よって、複数のステータ突極部１１が連結部１１ｂにより連結されて単一部材として構成されることにより、部品数を減少させて組み付け工数の低減を図ることができる。尚、ステータ１０を構成する部品数が突極数に依存しないので、多極化を行っても総部品数が増加しないという利点がある。 Further, the at least one concave portion 11c provided on the outer periphery of the connecting portion 11b and the at least one convex portion 16b provided on the inner periphery of the stator yoke portion 16 are fitted to prevent rotation of both members. Therefore, the plurality of stator salient pole portions 11 are connected by the connecting portion 11b and configured as a single member, so that the number of parts can be reduced and the assembly man-hour can be reduced. Since the number of parts constituting the stator 10 does not depend on the number of salient poles, there is an advantage that the total number of parts does not increase even if the number of poles is increased.
さらに、本変形例では、複数のロータ突極部２１が円筒状の連結部２１ｂによって互いに連結され、連結部２１ｂをロータヨーク部２６外周に嵌合することによって、複数のロータ突極部２１とロータヨーク部２６とが結合されている。尚、第１ロータ材料によって形成されたロータヨーク部２６が本発明の第１ロータ部材を、第２ロータ材料によって一体形成されたロータ突極部２１及び連結部２１ｂが第２ロータ部材をそれぞれ構成するものである。 Furthermore, in this modification, the plurality of rotor salient pole portions 21 are connected to each other by a cylindrical connecting portion 21b, and the connecting portion 21b is fitted to the outer periphery of the rotor yoke portion 26, whereby the plurality of rotor salient pole portions 21 and the rotor yoke are connected. The part 26 is coupled. The rotor yoke portion 26 formed of the first rotor material constitutes the first rotor member of the present invention, and the rotor salient pole portion 21 and the connecting portion 21b integrally formed of the second rotor material constitute the second rotor member. Is.
また、連結部２１ｂ内周に設けられた少なくとも一つの凹部２１ｃとロータヨーク部２６外周に設けられた少なくとも一つの凸部２６ｂとを嵌合することによって両部材の回り止めが図られている。よって、複数のロータ突極部２１が連結部２１ｂにより連結されて単一部材として構成されることにより、部品点数を減少させて組み付け工数の低減を図ることができる。尚、ロータ２０を構成する部品数が突極数に依存しないので、多極化を行っても総部品数が増加しないという利点がある。 Further, the at least one concave portion 21c provided on the inner periphery of the connecting portion 21b and the at least one convex portion 26b provided on the outer periphery of the rotor yoke portion 26 are fitted to prevent rotation of both members. Therefore, the plurality of rotor salient pole portions 21 are connected by the connecting portion 21b and configured as a single member, so that the number of parts can be reduced and the assembly man-hour can be reduced. Since the number of parts constituting the rotor 20 does not depend on the number of salient poles, there is an advantage that the total number of parts does not increase even if the number of poles is increased.
次に、第３変形例について図７を参照しつつ説明する。図７は第３変形例の交流モータ１０３を示す横断面図である。本変形例では、ステータ１０においてステータヨーク部１６と各ステータ突極部１１の外周部１１ｄとが第１ステータ材料によって形成されると共に、各ステータ突極部１１の内部を刳り貫いた貫通孔１１ｅに第２ステータ材料からなる嵌め込み片１１ｆを嵌め込む構造となっている。よって、各ステータ突極部１１の内部を第２ステータ材料によって形成することにより、各ステータ突極部１１における磁気飽和を抑制することができる。尚、第１ステータ材料によって一体形成されたステータヨーク部１６及び外周部１１ｄが本発明の第１ステータ部材を、各嵌め込み片１１ｆが第２ステータ部材をそれぞれ構成するものである。 Next, a third modification will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing an AC motor 103 of a third modification. In the present modification, the stator yoke portion 16 and the outer peripheral portion 11d of each stator salient pole portion 11 are formed of the first stator material in the stator 10, and the through holes 11e that penetrate the interior of each stator salient pole portion 11 are used. The fitting piece 11f made of the second stator material is fitted into the structure. Therefore, the magnetic saturation in each stator salient pole part 11 can be suppressed by forming the inside of each stator salient pole part 11 with the second stator material. The stator yoke portion 16 and the outer peripheral portion 11d that are integrally formed of the first stator material constitute the first stator member of the present invention, and each fitting piece 11f constitutes the second stator member.
同様に、ロータ２０においてロータヨーク部２６と各ロータ突極部２１の外周部２１ｄとが第１ロータ材料によって形成されると共に、各ロータ突極部２１の内部を刳り貫いた貫通孔２１ｅに、第２ロータ材料からなる嵌め込み片２１ｆを嵌め込む構造となっている。よって、各ロータ突極部２１の内部を第２ロータ材料によって形成することによりロータ突極部２１における磁気飽和を抑制することができる。尚、第１ロータ材料によって一体形成されたロータヨーク部２６及び外周部２１ｄが本発明の第１ロータ部材を、各嵌め込み片２１ｆが第２ロータ部材をそれぞれ構成するものである。 Similarly, in the rotor 20, the rotor yoke portion 26 and the outer peripheral portion 21 d of each rotor salient pole portion 21 are formed of the first rotor material, and the through-hole 21 e penetrating through the inside of each rotor salient pole portion 21 includes the first A fitting piece 21f made of a two-rotor material is fitted. Therefore, the magnetic saturation in the rotor salient pole portion 21 can be suppressed by forming the interior of each rotor salient pole portion 21 with the second rotor material. The rotor yoke portion 26 and the outer peripheral portion 21d that are integrally formed of the first rotor material constitute the first rotor member of the present invention, and each fitting piece 21f constitutes the second rotor member.
さらに、本変形例においては、ステータ１０及びロータ２０における各突極部１１，２１のエアギャップ側の径方向寸法は、貫通孔１１ｅ、２１ｅに嵌め込み片１１ｆ、２１ｆが嵌め込まれる以前から突極部外周部１１ｄ、２１ｄによって規定されているので、突極部１１，２１の組み付けによる径方向寸法の変化を考慮する必要がないという利点がある。 Further, in the present modification, the radial dimension of the air gap side of each of the salient pole portions 11 and 21 in the stator 10 and the rotor 20 is the salient pole portion before the fitting pieces 11f and 21f are fitted in the through holes 11e and 21e. Since it is prescribed | regulated by the outer peripheral parts 11d and 21d, there exists an advantage that it is not necessary to consider the change of the radial dimension by the assembly | attachment of the salient pole parts 11 and 21. FIG.
次に、第４変形例について図８を参照しつつ説明する。図８（ａ）は第４変形例の交流モータ１０４を示す横断面図であり、同図（ｂ）はロータ２０の回転によりステータ突極部１１とロータ突極部２１とが対向し始めた時の磁束の流れを示す模式図である。上記実施形態では、ステータ１０において各ステータ突極部１１全体を第２ステータ材料によって形成し、ロータ２０において各ロータ突極部２１全体を第２ロータ材料によって形成した。これに対し、本変形例では、各ステータ突極部１１におけるロータ側先端部の一部が第２ステータ材料によって形成されている。より具体的には、各ステータ突極部１１のロータ側先端部においてロータ２０の回転方向における後方側半分が第２ステータ材料からなる材料片１１ｇによって形成されている。尚、第１ステータ材料によって一体形成されたステータヨーク部１６及び各ステータ突極部１１先端のロータ回転方向前方側半分が本発明の第１ステータ部材を、第２ステータ材料によって形成された材料片１１ｇが第２ステータ部材をそれぞれ構成するものである。 Next, a fourth modification will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a transverse sectional view showing the AC motor 104 of the fourth modified example, and FIG. 8B shows that the stator salient pole portion 11 and the rotor salient pole portion 21 have started to face each other due to the rotation of the rotor 20. It is a schematic diagram which shows the flow of the magnetic flux at the time. In the embodiment described above, the entire stator salient pole portion 11 is formed of the second stator material in the stator 10, and the entire rotor salient pole portion 21 is formed of the second rotor material in the rotor 20. On the other hand, in this modification, a part of the rotor side tip portion of each stator salient pole portion 11 is formed of the second stator material. More specifically, the rear half in the rotation direction of the rotor 20 is formed by a material piece 11g made of the second stator material at the rotor side tip of each stator salient pole portion 11. Note that the stator yoke portion 16 and the stator salient pole portion 11 formed integrally with the first stator material, the front half in the rotor rotation direction at the front half of the rotor are the first stator member of the present invention, and the material piece formed of the second stator material. 11 g constitutes the second stator member.
さらに、本変形例では、ロータ２０において、各ロータ突極部２１におけるステータ側先端部の一部が第２ロータ材料によって形成されている。より具体的には、各ロータ突極部２１のステータ側先端部においてロータ２０の回転方向における前方側半分が第２ロータ材料からなる材料片２１ｇによって形成されている。尚、第１ロータ材料によって一体形成されたロータヨーク部２６及び各ロータ突極部２１先端のロータ回転方向後方側半分が本発明の第１ロータ部材を、第２ロータ材料によって形成された材料片２１ｇが第２ロータ部材をそれぞれ構成するものである。 Furthermore, in this modification, in the rotor 20, a part of the stator side tip portion of each rotor salient pole portion 21 is formed of the second rotor material. More specifically, the front half in the rotation direction of the rotor 20 is formed by a material piece 21g made of the second rotor material at the stator side tip of each rotor salient pole portion 21. Incidentally, the rotor yoke portion 26 and the rotor salient pole portion 21 formed integrally with the first rotor material, and the rear half of the rotor rotation direction in the rotor rotational direction are the first rotor member of the present invention, and the material piece 21g formed of the second rotor material. Respectively constitute the second rotor member.
ここで、ステータ突極部１１とロータ突極部２１とが対向し始めた時の磁束の流れについて、図８（ｂ）を参照しつつ説明する。ロータ２０が図８（ｂ）において矢印で示す方向に回転する時、各々のステータ突極部１１及び各々のロータ突極部２１において、ステータ突極部１１とロータ突極部２１とが対向し始める側で、突極部間を磁束φが流れることで磁気吸引力が発生する。このとき、本変形例では磁束の集中する部分が飽和磁束密度の高い軟磁性材料である第２ステータ材料又は第２ロータ材料によりそれぞれ形成されているので、回転トルクに寄与する突極部分の磁気飽和を解消することができ、これにより発生トルクが向上する。 Here, the flow of the magnetic flux when the stator salient pole portion 11 and the rotor salient pole portion 21 start to face each other will be described with reference to FIG. When the rotor 20 rotates in the direction indicated by the arrow in FIG. 8B, the stator salient pole portion 11 and the rotor salient pole portion 21 face each other at each stator salient pole portion 11 and each rotor salient pole portion 21. On the starting side, a magnetic attractive force is generated by the magnetic flux φ flowing between the salient poles. At this time, in this modified example, the magnetic flux concentrating portion is formed by the second stator material or the second rotor material, which is a soft magnetic material having a high saturation magnetic flux density. Saturation can be eliminated, thereby improving the generated torque.
また、第２ステータ材料又は第２ロータ材料を各ステータ突極部１１全体又は各ロータ突極部２１全体に用いることなく、トルクに作用する部分にのみ用いることで、正の回転トルクに必要な箇所にのみ磁束密度を高めることができ、ステータ突極１１とロータ突極２１とが完全に対向した後に、負の回転トルクを発生させる原因となる突極内の残留磁束を低減することができる。 Further, the second stator material or the second rotor material is not used for the entire stator salient pole portion 11 or the entire rotor salient pole portion 21, but only for the portion acting on the torque, which is necessary for the positive rotational torque. The magnetic flux density can be increased only at the location, and after the stator salient pole 11 and the rotor salient pole 21 are completely opposed to each other, the residual magnetic flux in the salient pole that causes negative rotational torque can be reduced. .
尚、第２ステータ材料からなる材料片１１ｇのステータ１０本体への固定や第２ロータ材料からなる材料片２１ｇのロータ２０本体への固定は、接着剤やネジ止めにより行うことができる。 The material piece 11g made of the second stator material can be fixed to the stator 10 body, and the material piece 21g made of the second rotor material can be fixed to the rotor 20 body by an adhesive or screwing.
次に、第５変形例について図９，１０を参照しつつ説明する。図９は、第５変形例の交流モータ１０５を示す縦断面図である。図１０は、第５変形例の交流モータ１０５を示す横断面図である。上記実施形態では、磁束の方向がロータ軸方向、ラジアル方向、円周方向と３次元方向へ向かうように構成されたスウィッチトリラクタンスモータに本発明を適用した例を示したが、本変形例は、磁束の方向が二次元方向に向かうように構成された一般的な交流モータに本発明を適用した例を示している。 Next, a fifth modification will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an AC motor 105 of a fifth modified example. FIG. 10 is a cross-sectional view showing an AC motor 105 of a fifth modification. In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a switched reluctance motor configured such that the direction of magnetic flux is directed to the rotor axial direction, the radial direction, the circumferential direction, and the three-dimensional direction has been described. An example in which the present invention is applied to a general AC motor configured such that the direction of magnetic flux is directed in a two-dimensional direction is shown.
すなわち、交流モータ１０５は、図９，１０に示すように、３相交流電流で動作し、複数の突極が円周方向に配置されたステータ１０と、この突極に対向して複数の突極が円周方向に配置されたロータ２０とを備えている。ステータ１０は突極部に巻回されたステータ巻線３３を有し、ロータ２０は中心にロータ軸４０を有している。ステータ１０において、ステータヨーク部１６が第１ステータ材料により形成され且つ各ステータ突極部１１が第２ステータ材料により形成されると共に、図５に示す第１変形例と同様に、ステータヨーク部１６と各ステータ突極部１１とが分割形成されて凹部１６ａと凸部１１ａとの嵌合により結合されている。尚、第１ステータ材料により形成されたステータヨーク部１６が本発明の第１ステータ部材を、第２ステータ材料により形成された各ステータ突極部１１が第２ステータ部材をそれぞれ構成するものである。 That is, as shown in FIGS. 9 and 10, the AC motor 105 operates with a three-phase AC current, and a plurality of salient poles are opposed to the stator 10 in which a plurality of salient poles are arranged in the circumferential direction. And a rotor 20 having poles arranged in the circumferential direction. The stator 10 has a stator winding 33 wound around a salient pole portion, and the rotor 20 has a rotor shaft 40 at the center. In the stator 10, the stator yoke portion 16 is formed of the first stator material and each stator salient pole portion 11 is formed of the second stator material, and the stator yoke portion 16 is similar to the first modification shown in FIG. 5. And the respective stator salient pole portions 11 are divided and joined by fitting the concave portions 16a and the convex portions 11a. The stator yoke portion 16 formed of the first stator material constitutes the first stator member of the present invention, and each stator salient pole portion 11 formed of the second stator material constitutes the second stator member. .
同様に、ロータ２０において、ロータヨーク部２６が第１ロータ材料により形成され且つ各ロータ突極部２１が第２ロータ材料により形成されると共に、図５に示す第１変形例と同様に、ロータヨーク部２６と各ロータ突極部２１とが分割形成されて凹部２６ａと凸部２１ａとの嵌合により結合されている。尚、第１ロータ材料により形成されたロータヨーク部２６が本発明の第１ロータ部材を、第２ロータ材料により形成された各ロータ突極部１１が第２ロータ部材をそれぞれ構成するものである。 Similarly, in the rotor 20, the rotor yoke portion 26 is formed of the first rotor material and each rotor salient pole portion 21 is formed of the second rotor material, and the rotor yoke portion is the same as in the first modification shown in FIG. 5. 26 and the respective rotor salient pole portions 21 are formed in a divided manner and coupled by fitting the concave portions 26a and the convex portions 21a. The rotor yoke portion 26 made of the first rotor material constitutes the first rotor member of the present invention, and each rotor salient pole portion 11 made of the second rotor material constitutes the second rotor member.
本変形例においても、ステータ突極部１１とロータ突極部２１とにおける磁気飽和を抑制することができるため、より多くの磁束をモータコア内に流すことができる。よって、エアギャップ部の磁束密度を増加させることができ、発生トルクを向上させることができる。尚、ステータ１０及びロータ２０におけるヨーク部１６，２６と突極部１１，２１との結合は、接着剤やネジ止めによる固定を採用してもよいし、或いは第２変形例（図６）や第３変形例（図７）で示した結合方式を採用してもよい。 Also in this modification, since magnetic saturation in the stator salient pole part 11 and the rotor salient pole part 21 can be suppressed, more magnetic flux can be flowed in the motor core. Therefore, the magnetic flux density in the air gap portion can be increased, and the generated torque can be improved. The yokes 16 and 26 and the salient poles 11 and 21 in the stator 10 and the rotor 20 may be joined by fixing with an adhesive or screws, or in the second modified example (FIG. 6) or You may employ | adopt the coupling | bonding system shown in the 3rd modification (FIG. 7).
次に、第６変形例について図１１を参照しつつ説明する。図１１は、第６変形例の交流モータ１０６を示す横断面図である。上記実施形態では、ステータ１０及びロータ２０において各突極部１１，２１の周方向幅を一定とした例を示したが、本変形例では、各ステータ突極部１１及び各ロータ突極部２１の周方向幅が、ヨーク部１６，２６との結合部近傍において、エアギャップ側から各々のヨーク部１６又は２６に近づくに従って徐々に拡大するテーパ形状となっている。各ステータ突極部１１及び各ロータ突極部２１のヨーク部１６，２６との結合部近傍において周方向幅が大きく設定されていることにより、ヨーク部１６又は２６に流れる磁束をより多く突極部１１又は２１にそれぞれ集合させることができ、磁気飽和が生じることなく突極部１１又は２１内の磁束密度が高まることにより発生トルクが向上する。また、各ステータ突極部１１及び各ロータ突極部２１のヨーク部１６又は２６との結合部分において機械的強度を増大させることができる。このステータ突極１１、ロータ突極２１とステータヨーク部１１、ロータヨーク部２１との結合は、図１１に示すような凹部と凸部との嵌合による結合方式以外に、第２変形例（図６）や第３変形例（図７）で示した結合方式や、接着剤やネジ止めによる固定などで構成した場合も同様の効果を得ることができる。 Next, a sixth modification will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing an AC motor 106 according to a sixth modification. In the above embodiment, an example in which the circumferential widths of the salient pole portions 11 and 21 are constant in the stator 10 and the rotor 20 has been described. However, in the present modification, each stator salient pole portion 11 and each rotor salient pole portion 21. In the vicinity of the joint portion with the yoke portions 16 and 26, the circumferential width of the taper shape gradually increases as it approaches each yoke portion 16 or 26 from the air gap side. Since the circumferential width is set large in the vicinity of the coupling portion between each stator salient pole portion 11 and each rotor salient pole portion 21 with the yoke portions 16 and 26, more magnetic flux flows through the yoke portion 16 or 26. The generated torque can be improved by increasing the magnetic flux density in the salient pole portion 11 or 21 without causing magnetic saturation. Further, the mechanical strength can be increased at the joint portion between each stator salient pole portion 11 and each rotor salient pole portion 21 with the yoke portion 16 or 26. The stator salient pole 11 and the rotor salient pole 21 and the stator yoke portion 11 and the rotor yoke portion 21 are coupled to each other in a second modification (see FIG. 11) in addition to the coupling method by fitting the concave and convex portions as shown in FIG. The same effect can be obtained when the coupling method shown in 6) or the third modification (FIG. 7), or by fixing with an adhesive or a screw is used.
次に、第７変形例について図１２を参照しつつ説明する。図１２は、第７変形例の交流モータ１０７を示す横断面図である。上記実施形態では、ステータ１０及びロータ２０の突極部１１，２１が凸状の外形形状を有する例を示したが、本変形例のように、外形形状としては凸状を呈しないが、磁気特性的に凸状部分と同様に作用するステータ突極部１１、ロータ突極部２１を有するステータ１０及びロータ２０に対しても本発明を適用することができる。 Next, a seventh modification will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing an AC motor 107 according to a seventh modification. In the above embodiment, the salient pole portions 11 and 21 of the stator 10 and the rotor 20 have the convex outer shape. However, as in the present modification, the outer shape does not have a convex shape, but the magnetic The present invention can also be applied to the stator 10 and the rotor 20 having the stator salient pole portion 11, the rotor salient pole portion 21, which act in the same manner as the convex portion.
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは云うまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態及び各変形例では、ステータ１０及びロータ２０の両方において、ヨーク部を形成する軟磁性材料である第１ステータ材料又は第１ロータ材料よりも飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ステータ材料又は第２ロータ材料により各突極部１１，２１の全部又は一部を形成する例を示したが、ステータ１０のみについて上記構成を適用してもよく、或いは、ロータ２０のみについて上記構成を適用するようにしてもよい。その場合、発生トルクの向上効果は低下するが、モータの製作が容易になり、製造コストも抑制することができる。 For example, in the above embodiment and each modification, both the stator 10 and the rotor 20 are made of a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density higher than that of the first stator material or the first rotor material that is the soft magnetic material forming the yoke portion. Although the example which forms all or one part of each salient pole part 11 and 21 with a certain 2nd stator material or the 2nd rotor material was shown, the above-mentioned composition may be applied only to stator 10 or only rotor 20 You may make it apply the said structure about. In that case, although the improvement effect of generated torque falls, manufacture of a motor becomes easy and manufacturing cost can also be suppressed.
また、ステータ１０の構造とロータ２０の構造との組み合わせは、任意に選択可能である。例えば、図５に示すステータ１０と図６に示すロータ２０とを組み合わせて交流モータ１を構成してもよい。また、ロータ２０に組み合わせるステータ１０は突極を持つ形状に限らず突極を持たない形状も選択可能である。 Further, the combination of the structure of the stator 10 and the structure of the rotor 20 can be arbitrarily selected. For example, you may comprise AC motor 1 combining the stator 10 shown in FIG. 5, and the rotor 20 shown in FIG. The stator 10 combined with the rotor 20 is not limited to a shape having salient poles, and a shape having no salient poles can be selected.
また、上記第１変形例では、ステータヨーク部１６側又はロータヨーク部２６側に凹部１６ａ、２６ａを設け、ステータ突極部１１側又はロータ突極部２１側に凸部１１ａ、２１ａを設ける構成としたが、ステータヨーク部１６側又はロータヨーク部２６側に凸部をそれぞれ設け、ステータ突極部１１側又はロータ突極部２１側に凹部をそれぞれ設ける構成としてもよい。要するに、ステータ１０が、ステータヨーク部１６を含む第１ステータ部材及びステータ突極部１１を含む第２ステータ部材の一方に設けられた凸部と他方に設けられた凹部とを嵌合することにより結合される構成であればよい。同様に、ロータ２０が、ロータヨーク部２６を含む第１ロータ部材及びロータ突極部２１第２ロータ部材の一方に設けられた凸部と他方に設けられた凹部とを嵌合することにより結合される構成であればよい。 In the first modification, the concave portions 16a and 26a are provided on the stator yoke portion 16 side or the rotor yoke portion 26 side, and the convex portions 11a and 21a are provided on the stator salient pole portion 11 side or the rotor salient pole portion 21 side. However, a configuration may be adopted in which a convex portion is provided on the stator yoke portion 16 side or the rotor yoke portion 26 side, and a concave portion is provided on the stator salient pole portion 11 side or the rotor salient pole portion 21 side. In short, the stator 10 is configured by fitting a convex portion provided on one of the first stator member including the stator yoke portion 16 and the second stator member including the stator salient pole portion 11 with a concave portion provided on the other. What is necessary is just the structure couple | bonded. Similarly, the rotor 20 is coupled by fitting a convex portion provided on one of the first rotor member including the rotor yoke portion 26 and the rotor salient pole portion 21 and a concave portion provided on the other side of the second rotor member. Any configuration can be used.
上記第２変形例では、ステータ１０において、複数のステータ突極部１１の全てを円筒状の連結部１１ｂで連結して一体化する構成としたが、一部のステータ突極部１１のみを連結する構成としてもよい。要するに、複数のステータ突極部１１のうち、隣接する二以上のステータ突極部１１の全体又は一部を一体化して形成すればよい。これにより、ステータ突極部１１を含む第２ステータ部材の部品点数を少なくして組み付け工数の低減を図ることができる。同様に、ロータ２０において、複数のロータ突極部２１の全てを円筒状の連結部２１ｂで連結して一体化する構成としたが、一部のロータ突極部２１のみを連結する構成としてもよい。要するに、複数のロータ突極部２１のうち、隣接する二以上のロータ突極部２１の全体又は一部を一体化して形成すればよい。これにより、ロータ突極部２１を含む第２ロータ部材の部品点数を少なくして組み付け工数の低減を図ることができる。 In the second modified example, in the stator 10, all of the plurality of stator salient pole portions 11 are connected and integrated by the cylindrical connecting portion 11b, but only a part of the stator salient pole portions 11 are connected. It is good also as composition to do. In short, all or a part of two or more adjacent stator salient pole portions 11 among the plurality of stator salient pole portions 11 may be integrally formed. Thereby, the number of parts of the second stator member including the stator salient pole portion 11 can be reduced, and the assembly man-hour can be reduced. Similarly, in the rotor 20, all of the plurality of rotor salient pole portions 21 are connected and integrated by a cylindrical connecting portion 21 b, but only a part of the rotor salient pole portions 21 may be connected. Good. In short, all or a part of two or more adjacent rotor salient pole portions 21 among the plurality of rotor salient pole portions 21 may be integrally formed. Thereby, the number of parts of the 2nd rotor member containing the rotor salient pole part 21 can be decreased, and the assembly man-hour can be reduced.
本発明は、交流モータにおいて低コストで鉄損が少なく且つ高トルク化を図ることが必要な場合に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used when it is necessary to reduce the iron loss and increase the torque in an AC motor.
１,１０１，１０２，１０３，１０６，１０７ 交流モータ
１０ ステータ
１１ ステータ突極部
１１ａ 凸部
１１ｂ 連結部
１１ｃ 凹部
１１ｄ 外周部
１１ｅ 貫通孔
１１ｆ 嵌め込み片
１１ｇ 材料片
１６ ステータヨーク部
１６ａ 凹部
１６ｃ 凸部
２０ ロータ
２１ ロータ突極部
２１ａ 凸部
２１ｂ 連結部
２１ｃ 凹部
２１ｄ 外周部
２１ｅ 貫通孔
２１ｆ 嵌め込み片
２１ｇ 材料片
２６ ロータヨーク部
２６ａ 凹部
２６ｃ 凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101,102,103,106,107 AC motor 10 Stator 11 Stator salient pole part 11a Convex part 11b Connection part 11c Concave part 11d Outer peripheral part 11e Through-hole 11f Insertion piece 11g Material piece 16 Stator yoke part 16a Concave part 16c Convex part 20 Rotor 21 Rotor salient pole part 21a Convex part 21b Connection part 21c Concave part 21d Outer part 21e Through hole 21f Insertion piece 21g Material piece 26 Rotor yoke part 26a Concave part 26c Convex part
Claims (21)
前記ステータは、前記各ステータ突極部の全体又は一部が、前記ステータヨーク部を形成する軟磁性材料である第１ステータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ステータ材料によって形成されたことを特徴とする交流モータ。 A stator having a cylindrical stator yoke portion and a plurality of stator salient pole portions arranged circumferentially on the inner circumference of the stator yoke portion, and a rotor rotatably supported on the inner circumference side of the stator AC motor
In the stator, the whole or a part of each stator salient pole part is a soft magnetic material having a relatively higher saturation magnetic flux density than the first stator material that is a soft magnetic material forming the stator yoke part. An AC motor formed of a stator material.
前記第２ステータ部材は、前記各貫通孔に嵌め込まれる嵌め込み片であることを特徴とする請求項３に記載の交流モータ。 The first stator member has a through-hole penetrating the inside of each stator salient pole portion,
The AC motor according to claim 3, wherein the second stator member is a fitting piece that is fitted into each of the through holes.
前記各ロータ突極部の全体又は一部が前記ロータヨーク部を形成する軟磁性材料である第１ロータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ロータ材料によって形成されたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の交流モータ。 The rotor has a columnar or disk-like rotor yoke part and a plurality of rotor salient pole parts arranged in the circumferential direction on the outer periphery of the rotor yoke part,
All or part of each of the rotor salient pole portions is formed of a second rotor material that is a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density relatively higher than that of the first rotor material that is a soft magnetic material forming the rotor yoke portion. The AC motor according to any one of claims 1 to 10, wherein:
前記ロータは、前記各ロータ突極部の全体又は一部が前記ロータヨーク部を形成する軟磁性材料である第１ロータ材料よりも相対的に飽和磁束密度が大きい軟磁性材料である第２ロータ材料によって形成されたことを特徴とする交流モータ。 A cylindrical stator and a plurality of rotor salient poles rotatably supported on the inner peripheral side of the stator and arranged in a circumferential direction on the outer circumference of the columnar or disk-shaped rotor yoke part and the rotor yoke part. In an AC motor comprising a rotor having
The rotor is a second rotor material that is a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density that is relatively larger than that of the first rotor material that is a soft magnetic material in which all or a part of each rotor salient pole part forms the rotor yoke part. An AC motor characterized by being formed by.
前記第２ロータ部材は、前記各貫通孔に嵌め込まれる嵌め込み片であることを特徴とする請求項１４に記載の交流モータ。 The first rotor member has a through-hole penetrating the inside of each rotor salient pole part,
The AC motor according to claim 14, wherein the second rotor member is a fitting piece fitted into each through hole.
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110234028A1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Hitachi, Ltd. | Rotary electromotor |
| JP2011529682A (en) * | 2008-07-28 | 2011-12-08 | ダイレクト、ドライヴ、システィムズ、インク | Stator for electric machine |
| CN103107669A (en) * | 2013-03-13 | 2013-05-15 | 张家政 | Energy-saving switch reluctance machine with modularized salient poles of stator and rotor |
| CN103390946A (en) * | 2013-07-22 | 2013-11-13 | 江苏银河长征风力发电设备有限公司 | Brushless double-fed wind turbine generator with high power density |
| CN103944293A (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-23 | 林德材料处理有限责任公司 | Truck having synchronous reluctance machine |
| JP2020025377A (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 梨木 政行 | Motor and control device thereof |
| JP6752379B1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-09-09 | 三菱電機株式会社 | Rotor of rotary electric machine and rotary electric machine |
| CN111864922A (en) * | 2019-04-25 | 2020-10-30 | 丰田自动车株式会社 | Motor and method of making the same |
| JP2022007980A (en) * | 2020-04-17 | 2022-01-13 | トヨタ自動車株式会社 | Axial gap motor |
| WO2023060063A1 (en) * | 2021-10-08 | 2023-04-13 | Crs Holdings, Llc | Multi-material segmented stator |
| US12266990B2 (en) | 2020-04-17 | 2025-04-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Axial gap motor with curved rotor and stator cores |
-
2007
- 2007-11-06 JP JP2007288382A patent/JP2009118629A/en active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011529682A (en) * | 2008-07-28 | 2011-12-08 | ダイレクト、ドライヴ、システィムズ、インク | Stator for electric machine |
| JP2011205775A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Hitachi Ltd | Rotary electromotor |
| US20110234028A1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Hitachi, Ltd. | Rotary electromotor |
| US8513842B2 (en) | 2010-03-25 | 2013-08-20 | Hitachi, Ltd. | Heat radiation structure for rotary electromotor |
| CN103944293A (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-23 | 林德材料处理有限责任公司 | Truck having synchronous reluctance machine |
| CN103944293B (en) * | 2013-01-18 | 2017-09-12 | 林德材料处理有限责任公司 | Ground conveying machine with synchronous magnetic resistance motor |
| CN103107669A (en) * | 2013-03-13 | 2013-05-15 | 张家政 | Energy-saving switch reluctance machine with modularized salient poles of stator and rotor |
| CN103390946A (en) * | 2013-07-22 | 2013-11-13 | 江苏银河长征风力发电设备有限公司 | Brushless double-fed wind turbine generator with high power density |
| JP2020025377A (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 梨木 政行 | Motor and control device thereof |
| WO2020031698A1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 梨木政行 | Motor and control device therefor |
| US11923727B2 (en) | 2018-08-06 | 2024-03-05 | Masayuki Nashiki | Motor and control device therefor |
| JP7267564B2 (en) | 2018-08-06 | 2023-05-02 | 政行 梨木 | motor and its controller |
| CN111864922B (en) * | 2019-04-25 | 2023-02-28 | 丰田自动车株式会社 | Motor and its manufacturing method |
| CN111864922A (en) * | 2019-04-25 | 2020-10-30 | 丰田自动车株式会社 | Motor and method of making the same |
| JP6752379B1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-09-09 | 三菱電機株式会社 | Rotor of rotary electric machine and rotary electric machine |
| WO2020261328A1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-12-30 | 三菱電機株式会社 | Rotating electric machine rotor and rotating electric machine |
| JP2022007980A (en) * | 2020-04-17 | 2022-01-13 | トヨタ自動車株式会社 | Axial gap motor |
| JP7537302B2 (en) | 2020-04-17 | 2024-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | Axial Gap Motor |
| US12266990B2 (en) | 2020-04-17 | 2025-04-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Axial gap motor with curved rotor and stator cores |
| WO2023060063A1 (en) * | 2021-10-08 | 2023-04-13 | Crs Holdings, Llc | Multi-material segmented stator |
| JP2024537219A (en) * | 2021-10-08 | 2024-10-10 | シーアールエス・ホールディングス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | Multi-material split stator |
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