JPH11146615A - リラクタンスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大掛かりな始動用制御装置を必要とせずに迅速
に同期状態に立ち上がるよう起動できるとともに、容易
な組立てにより堅牢な構造を得られるリラクタンスモー
タの提供。 【解決手段】多数枚のコアシート１４をロータ軸２４方
向に積層したロータコア１５をロータ軸２４に固定す
る。ロータコア１５に対しコアシート１４の積層方向に
挿通した複数本の棒状導体２２と、ロータコア１５の積
層方向の両端面にそれぞれ配設され、各棒状導体２２の
ロータコア１５から導出した両端面にそれぞれ電気的接
続状態に連結した一対の短絡環２３とを有する。各棒状
導体２２と一対の短絡環２３とにより、かご型二次導体
１７を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リラクタンストル
クを利用することによって高速回転が可能なリラクタン
スモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】かかるリラクタンスモータは、インダク
ションモータと比較して回転子の２次銅損が発生しない
という特徴があるため、電気自動車や工作機械等の駆動
用モータとして注目されている。ところが、この種のモ
ータは一般に力率が悪く、産業用として利用するには、
ロータ構造あるいは駆動方法等の改善が必要であった。

【０００３】この改良されたリラクタンスモータとして
は、特開平９−１９１６１８号公報に記載のものが知ら
れている。このリラクタンスモータは、図１３（ａ）に
示すような電磁鋼板製のコアシート２が、同図（ｂ）に
示すようにロータ軸３の方向に数十枚積層されてロータ
コア５が形成され、このロータコア５がその両側から固
定部材４により挟み付けられた状態でロータ軸３に固定
されてロータ１が構成されている。コアシート２には、
外周円に対し逆方向に湾曲する円弧状であってロータ軸
３を挿通するための軸芯孔８に対し逆円弧状となる複数
のスリット７が、ロータコア５の半径方向に一定間隔の
配置でプレス加工により形成されており、隣接する各ス
リット７の間にそれぞれ磁束通路部９が設けられてい
る。

【０００４】上記のようなコアシート２を積層してなる
ロータコア５では、円弧状のスリット７の配設方向であ
るｑ軸方向のインダクタンスＬｑが空気層であるスリッ
ト７によって磁束が殆ど通らないことから小さいのに対
し、ｑ軸と電気角が直交するｄ軸方向のインダクタンス
Ｌｄが前記磁束通路部９を介して磁束が通り易いことに
よって大きい。すなわち、このロータ１は、上述のよう
に両インダクタンスＬｄ，Ｌｑの差を大きくできること
から、磁気的突極性を有する。したがって、このロータ
１をステータ内にセットしてなるリラクタンスモータ
は、ステータの複数の界磁部によりロータ１に回転磁界
が与えられると、ロータ１が上記の磁気的突極性を有し
ていることにより、有効にリラクタンストルクを発生す
ることができて、高出力で高速回転を得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記リ
ラクタンスモータでは、この種のモータが本質的に自起
動ができない同期モータであることから、ｄ軸の磁束が
各磁束通路部９に対し通り易い状態となるようにステー
タの電機子への駆動タイミングを調整して同期速度に到
達させるために、コントローラなどの複雑で高価な構成
を有する制御装置を必要とする欠点がある。

【０００６】また、リラクタンスモータは、原理的にロ
ータの発熱が少なく、且つ整流子が不要である等の長所
や利点を有することから、超高速、高効率および高応答
性を有するモータとして期待されているが、それを達成
するためには、ロータ１が高速回転した場合の遠心力に
抗して各コアシート２の磁束通路部９の位置を安定に保
持できる強度を必要とする。そこで、従来のリラクタン
スモータでは、図１３（ａ）に示すように、コアシート
２における磁束通路部９の数箇所にコアシート２を積層
したときに相互に固定するための多数の凹凸部１０を設
けるとともに、積層状態のコアシート２を両側からロー
タ軸３に固定するための固定部材４に凹凸部（図示せ
ず）を設けている。ところが、金属薄板からコアシート
２に凹凸部１０を形成するのが困難である上に、ロータ
１の組み立てが面倒である。

【０００７】そこで、本発明は、大掛かりな起動制御装
置を必要とせずに迅速に同期状態に立ち上がるよう起動
できるとともに、容易な組立てにより堅牢な構造を得ら
れるリラクタンスモータを提供することを目的とするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のリラクタンスモータは、多数枚のコアシー
トをロータ軸方向に積層したロータコアを前記ロータ軸
に固定してなるロータを備えたものにおいて、前記ロー
タコアに対し積層方向に挿通された複数本の棒状導体
と、前記ロータコアの積層方向の両端面にそれぞれ配設
され、且つ前記各棒状導体の前記ロータコアから導出し
た両端部にそれぞれ電気的接続状態に連結された一対の
短絡環とを有し、前記各棒状導体と前記一対の短絡環と
により、かご型二次導体が形成されていることを特徴と
する。

【０００９】このリラクタンスモータは、固定子側の固
定子巻線を３相交流電源に接続すると、かご形二次導体
に電磁誘導による誘起起電力が生じ、その起電力により
棒状導体と短絡環とを循環して流れる渦電流と回転磁界
との電磁力によりロータが回転し始める。ロータの回転
数が上昇して固定子とロータコアとからなるリラクタン
スモータ本体の同期速度に達すると、回転磁界からの磁
束が同期状態でロータコアに流れ始めて十分なリラクタ
ンストルクを得ることができる状態となり、以後は、主
としてリラクタンストルクによって同期速度で回転する
定常状態を継続する。

【００１０】したがって、このリラクタンスモータは、
回転始動をロータコアと一体化してロータに組み込んだ
かご形二次導体を利用したインダクション作用により行
うことにより、既存の大掛かりな起動用制御装置を不要
にできる。それに加えて、リラクタンスモータにおける
ロータの本体である多数のコアシートを積層してなるロ
ータコアは、かご形二次導体の一対の短絡環と複数本の
棒状導体とを利用してロータ軸に固定できる。そのた
め、簡単な構成によって容易に組立てでき、しかも、各
コアシートをこれに挿通した複数本の棒状導体により高
速回転時の遠心力に抗して確実に保持できる。

【００１１】上記発明において、各コアシートは、外周
円に対して逆方向に湾曲する弧状の複数のスリットがロ
ータコアの半径方向に並ぶ配置で形成されて、前記各ス
リットの間に形成される磁束通路部が前記ロータコアの
中心側に向け凸となるように前記半径方向に列設されて
いるように構成すると好適である。これにより、ロータ
コアは有効にリラクタンストルクを発生し、高速回転や
高トルクを発生することができる上に、各コアシートの
磁束通路部は、かご形二次導体によって高速回転時の遠
心力に抗して安定に保持される。

【００１２】上記発明において、各コアシートは、外周
端部に沿って設けた複数のロード挿通孔を相互に位置決
めして積層され、棒状導体は、前記各コアシートの位置
決めされた複数のロッド挿通孔にそれぞれ挿通されてい
る構成とすることができる。

【００１３】これにより、コアシートにおけるスリット
が未形成の外周端部に沿ったロード挿通孔をプレス加工
などにより容易に形成できる利点がある。

【００１４】また、上記構成において、各コアシートの
ロッド挿通孔は、外周端部における磁束が入出力する箇
所に設けることが望ましい。これにより、磁束の入出力
部の箇所は、ロータコアにおける高速回転時に応力が集
中する部分であるから、この箇所にロッド挿通孔を集中
的に形成して棒状導体を挿通することにより、ロータコ
アの強度がより一層向上する。

【００１５】また、上記発明において、棒状導体は、各
コアシートのスリットの両端部にそれぞれ挿通されてい
る構成とすることができる。これにより、コアシートの
磁束通路部は、各スリットの両端部を挿通した複数本の
棒状導体により高速回転時の遠心力に抗して極めて効果
的に保持されるから、高速回転に対し極めて強い構造と
なる。

【００１６】また、上記発明において、棒状導体は、ロ
ータコアにおける外周部とロータ軸との中間部分に挿通
されている構成とすることができる。これにより、コア
シートにおける最も内周側のスリットが他のものに比較
して大きな幅に形成されるのが通常であるから、このス
リットには、ロッド挿入孔などを特に形成しなくても、
そのままで棒状導体を挿入でき、その分だけ製造が容易
となる。

【００１７】さらに、上記発明において、ダイカスト法
により棒状導体をロータコアに一体に成形した構成とす
ることができる。これにより、製造の高能率化を図るこ
とができるとともに、ロータコアとかご型二次導体の一
体化が強化され、堅牢性に優れたロータを得ることがで
きる。

【００１８】さらにまた、上記発明において、ロータコ
アを、複数のコアシートがロータ軸の方向に向けて該ロ
ータ軸回りに位置を徐々にずらして積層する構成とする
ことが望ましい。これにより、ｄ軸方向の磁路に対する
抵抗がロータコアの周方向において均一化されるため、
ステータからロータコアに入ったり、ロータコアからス
テータに出るｄ軸方向の磁束が均一化され、磁束の不均
一に起因するトルクリップルを低減して脈動音を抑制で
き、モータ性能をさらに向上させることができる。

【００１９】本発明の他構成に係るリラクタンスモータ
は、多数枚のコアシートをロータ軸方向に積層したロー
タコアを前記ロータ軸に固定してなるロータを備えたも
のにおいて、一対の短絡環の間に複数本の棒状導体を架
け渡して電気的接続状態に連結してなるかご形二次導体
を有し、前記ロータは、前記ロータコアと前記かご形二
次導体とが前記ロータ軸の方向に沿った配置で絶縁体を
介在して互いに連結され、且つ前記ロータ軸に固定され
て構成されていることを特徴とする。

【００２０】この構成のリラクタンスモータにおいて
も、かご形二次導体をロータコアと一体化してロータを
構成する場合と同様に、回転始動をかご形二次導体を利
用したインダクション作用により行うことができ、既存
の大掛かりな起動用制御装置を不要にできる。

【００２１】上記発明において、かご形二次導体の内方
側に永久磁石が配設されている構成とすることができ
る。これにより、永久磁石によって鎖交磁束を増大で
き、ロータを同期速度まで迅速に立ち上がらせることが
できる利点があるのに加えて、同期速度に達したのちも
永久磁石により発生するマグネットトルクにより回転力
を付与できる。

【００２２】また上記発明において、かご形二次導体の
外方側に永久磁石が配設されている構成とすることもで
きる。これにより、棒状導体の内方側に永久磁石を配置
したかご形二次導体に比較して永久磁石により発生する
マグネットトルクが大きくなるので、同期速度に達した
のちの磁石モータとしての機能が向上する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本
発明の第１の実施の形態に係るリラクタンスモータを示
す断面図、図２は同モータにおけるロータ１１の一部破
断した斜視図である。図１において、このリラクタンス
モータの固定子側は、ステータ鉄心１２に等間隔で配設
されたスロット１３に固定子巻線（図示せず）が巻回さ
れた周知の構成になっており、固定子巻線を３相交流電
源に接続することによって回転磁界が発生する。ロータ
１１は、多数枚のコアシート１４を積層したロータコア
１５をかご形二次導体１７により固定されている。

【００２４】図３（ａ）はコアシート１４の正面図を示
す。このコアシート１４には、その周方向に９０°の角
度内で分割した４箇所にそれぞれ、外周円に対して逆方
向に湾曲する円弧状であって、最も内周側を除き各々同
一幅に設定された複数のスリット１８が半径方向に多層
に形成されており、これにより、隣接する各二つのスリ
ット１８により磁気的に絶縁されて中心の軸芯孔２０に
向け凸状となる複数の帯状の磁束通路部１９ａ〜１９ｅ
が、半径方向に列設されている。ロータコア１５はこの
コアシート１４をロータ軸２４の軸方向に数十枚積層す
ることにより構成されるが、このロータ１１は、図１に
示すＰ１〜Ｐ４で示す界磁磁極の方向を有し、例えば、
Ｐ１の界磁磁極の方向のロータ磁極は、ＰＷで示す範囲
の角度となる。

【００２５】また、固定子巻線により回転磁界が与えら
れたときにロータ１１に発生するリラクタンストルクＴ
は次式で与えられる。

【００２６】 Ｔ＝Ｐｎ（Ｌｄ−Ｌｑ）ｉｄ×ｉｑ…………（１） ただし、Ｐｎは極対数、Ｌｄ，Ｌｑはｄ軸インダクタン
スおよびｑ軸インダクタンス、ｉｄ，ｉｑはｄ軸電流お
よびｑ軸電流である。上記（１）式から明らかなよう
に、リラクタンスモータの性能を左右するのは、ｄ，ｑ
軸インダクタンスの差Ｌｄ−Ｌｑである。

【００２７】そこで、上記ロータ１１は、ｑ軸方向の磁
路に空気層であるスリット１８により抵抗を与えて磁束
が殆ど通らないようにすることにより、ｑ軸インダクタ
ンスＬｑを小さく設定し、ｄ軸方向にはスリット１８に
挟まれた磁束通路部１９ａ〜１９ｅにより磁束が通り易
い磁路を確保することにより、ｄ軸インダクタンスＬｄ
が大きくなるよう設定してある。このように、このロー
タ１１は、両インダクタンスＬｄ，Ｌｑの差を大きくで
きることから、磁気的突極性を有し、有効にリラクタン
ストルクＴを発生することができる。また、各磁束通路
部１９ａ〜１９ｅの幅は、ロータ中心側の磁束通路部１
９ａが最も大きく、外側の磁束通路部１９ｂ〜１９ｅに
向かうにしたがって徐々に小さくなっている。これの機
能については後述する。

【００２８】つぎに、本発明の特徴の一つとして、図３
（ａ）に示すように、各スリット１８の各々の両端部に
はロッド挿通孔２１が連設されている。これらロッド挿
通孔２１はプレス加工またはレーザ加工等によるスリッ
ト１８の形成時に同時に形成される。なお、磁束通路部
１９ａ〜１９ｅの形状としては、磁路の形状やコアシー
ト１４の加工を考慮すれば、図示の円弧状が好適である
が、Ｖ字型やＵ字型の形状としても支障は生じない。

【００２９】図４はロータ１１に組み込まれているかご
形二次導体１７を抽出して示した斜視図である。このか
ご形二次導体１７は、既存のインダクションモータの回
転子とほぼ同様の形態であって、以下のようにして組み
立てられる。すなわち、上記のコアシート１４を各々の
対応するロッド挿通孔２１が合致するよう位置決めして
数十枚積層してロータコア１５を形成したのちに、図
１、図２および図３（ｂ）に示すように、例えばアルミ
ニウムからなる棒状導体２２を、各コアシート１４の合
致したロッド挿通孔２１に挿通させて、それら棒状導体
２２の両端部を外部に導出させる。つぎに、２枚の円環
板状の短絡環２３を、これの連結孔２３ａにそれぞれ棒
状導体２２の導出端部を挿入されて各ロータコア１５の
両端面に押し付ける。この状態を保持しながら各棒状導
体２２の端部と短絡環２３とを溶接により固定すると、
図４に示すような一対の短絡環２３と多数の棒状導体２
２とによるかご形二次導体１７がロータ１１内に組み込
まれる。

【００３０】つぎに、上記リラクタンスモータの動作に
ついて説明する。固定子側のスロット１３に巻回された
固定子巻線を３相交流電源に単に接続すると、それによ
り回転磁界が発生してかご形二次導体１７に電磁誘導に
より誘起起電力が生じ、その起電力による渦電流が棒状
導体２２と短絡環２３とを循環して流れる。この電流と
回転磁界との電磁力によりロータ１１が回転し始める。
すなわち、回転始動時には、固定子とかご形二次導体１
７とによって恰もインダクションモータとして機能す
る。したがって、固定子と各ロータコア１５により構成
されるリラクタンスモータの本体部には自起動機能が存
在しないにも拘わらず、このリラクタンスモータには既
存の起動用制御装置を設けていない。

【００３１】ロータ１１の回転数が上昇して固定子によ
る回転磁界の回転数に達すると、つまりロータ１１の回
転数がリラクタンスモータ自体の同期速度に達すると、
回転磁界の磁束が各磁束通路部１９ａ〜１９ｅに効果的
に流れ、ロータ１１の各界磁磁極Ｐ〜Ｐ４の方向への起
磁力の作用により界磁磁束ができ、十分なリラクタンス
トルクＴが発生する。以後は、主としてリラクタンスト
ルクによって同期速度で回転する定常状態を継続する。

【００３２】したがって、このリラクタンスモータで
は、ロータ１１に一体的に組み込んだかご形二次導体１
７を利用したインダクション作用により回転始動を行う
ことにより、既存の大掛かりな起動用制御装置を不要に
できる。それに加えて、リラクタンスモータにおけるロ
ータ１１の本体である多数のコアシート１４を積層して
なるロータコア１５は、かご形二次導体１７を構成する
一対の短絡環２３と多数本の棒状導体２２とを利用する
ことにより、積層方向の両端面から挟み込んでロータ軸
２４に強固に固定されるため、簡単な構成によって容易
に組立てでき、しかも、各コアシート１４は、各スリッ
ト１８の両端部を挿通した多数の棒状導体２２により高
速回転時の遠心力に抗して効果的に保持されるから、高
速回転に対し極めて強い構造となる。

【００３３】また、このロータコア１５では、上述のよ
うにコアシート１４の各磁束通路部１９ａ〜１９ｅの幅
をロータ中心側の磁束通路部１９ａが最も大きく、且つ
外側の磁束通路部１９ｂ〜１９ｅに向かうにしたがって
徐々に小さくなるように設定している。そのため、固定
子側からの磁束を各磁束通路部１９ａ〜１９ｅに適正に
分配して、一部の磁束通路部で磁気飽和が生じることを
防ぐことができる結果、リラクタンストルクＴを大きく
設定して効率よく回転駆動できるようになっている。

【００３４】図５（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の第
２の実施の形態に係るリラクタンスモータに用いる２種
のコアシート２７，２８を示す正面図である。この両コ
アシート２７，２８は、第１の実施の形態のコアシート
１４と比較して、ほぼ同形状のスリット１８および磁束
通路部１９ａ〜１９ｅが形成されているが、スリット１
８が周端部の手前までしか延びていない点において異な
る。そして、（ａ）のコアシート２７は、スリット１８
が未形成の周端部における全体にわたり一定ピッチでロ
ッド挿通孔２９が形成されている。これにより、図１な
いし図４の実施の形態のように幅１ｍｍ程度のスリット
１８に連通したロッド挿通孔２１を形成する場合に比較
して、ロッド挿通孔２９のプレス加工などによる形成が
容易となる利点がある。一方、（ｂ）のコアシート２８
は、スリット１８が未形成の周端部におけるｄ軸に対応
する磁束入出力部の箇所にのみロッド挿通孔２９を集中
的に形成している。ｄ軸に対応する磁束入出力部の箇所
は、ロータコア１５における回転時に応力が集中する部
分であるから、この箇所にロッド挿通孔２９を集中的に
形成することにより、ロータコア１５の強度がより一層
向上する利点がある。

【００３５】図６は本発明の第３の実施の形態に係るリ
ラクタンスモータに用いるコアシート３０を示す正面図
である。このコアシート３０は、第１の実施の形態のコ
アシート１４と比較して、ほぼ同形状のスリット１８お
よび磁束通路部１９ａ〜１９ｅが形成されているが、ス
リット１８にロッド挿通孔２１が連設されていない点で
相違する。この実施の形態では、上記コアシート３０が
積層してあるロータコアに、棒状導体２２および一対の
短絡環２３をダイカスト法により成形して一体的に組み
込むものである。

【００３６】すなわち、上記のコアシート３０を位置決
めして所要枚数積層したロータコアをダイカスト金型内
に型締めして、ダイカスト金型内にアルミニウムなどの
溶融金属を注入する。次に、ダイカスト金型を高速回転
させて、その遠心力によって各スリット１８内の溶融金
属を両端部に集中させながら冷却することにより、各コ
アシート３０の各々のスリット１８の両端部内を挿通す
る棒状導体２２とロータコア１５をその両端面から挟み
付ける一対の短絡環２３とを一体成形する。このダイカ
スト法による棒状導体２２と一対の短絡環２３の形成手
段は、第１の実施の形態のようにスリット１８に連通す
るロッド挿通孔２１を形成し、且つ棒状導体２２と一対
の短絡環２３とを溶接等による連結手段で一体化する場
合に比較して、製造が極めて容易であるとともに堅牢性
に優れたロータ１１を得ることができる。

【００３７】図７（ａ）は本発明の第４の実施の形態に
係るリラクタンスモータにおけるロータ１１の正面図、
（ｂ）はそのコアシート１４に棒状導体２２を挿入した
状態の正面図をそれぞれ示す。この実施の形態では、第
１の実施の形態と同一のコアシート１４を用いて、この
コアシート１４における最も内周側のスリット１８にお
ける中央寄りの箇所にそれぞれ２本ずつの棒状導体２２
を挿入し、この各棒状導体２２の両端部を、第１の実施
の形態の短絡環２３よりも径の小さい短絡環３２に連結
してロータ１１を構成している。

【００３８】コアシート１４は、図示のように最も内周
側のスリット１８が他のものに比較して大きな幅に形成
されるのが通常であるから、このスリット１８には、第
１の実施の形態のようなロッド挿通孔２１を形成しなく
ても棒状導体２２を挿入できるから、その分だけ製造が
容易となる。また、このリラクタンスモータは、かご形
二次導体１７の形状が小さくなる分だけインダクション
作用による回転始動性が若干劣るが、ロータコア１５と
固定子側とによるリラクタンス作用については既存のも
のと同様に良好に保つことができる。

【００３９】図８（ａ）〜（ｃ）は本発明の第５の実施
の形態のリラクタンスモータを示す概略側面図である。
この実施の形態では、上述の各実施の形態の各コアシー
ト１４，２７，２８，３０のうちの何れかを積層する際
に、その各コアシートの取り付け位置をロータ軸２４の
方向に向けてロータ軸回りの位置を少しずつずらしてス
キューをかけるものである。図８（ａ）は、例えばコア
シート１４の取り付け位置をロータ軸２４の方向に向け
て一直線状にずらしてスキュー３３をかけた場合を示
し、ｄ軸方向の磁路に対する抵抗がロータコア１５の周
方向において均一化されるため、ステータからロータコ
ア１５に入ったり、ロータコア１５からステータに出る
ｄ軸方向の磁束が均一化され、磁束の不均一に起因する
トルクリップルが低減して脈動音を抑制でき、モータ性
能をさらに向上させることができる。この場合、棒状導
体２２はロータ軸２４の方向に対して傾斜した状態で両
短絡環２３間に架け渡される状態となる。

【００４０】また、前記スキュー３３を、同図（ｂ）に
示すように、階段状としたり、或いは、同図（ｃ）に示
すように、ロータ軸２４の方向の途中で折れ曲がったよ
うなＶ字形状としてもよい。特に、この（ｂ），（ｃ）
のスキュー３３をかける場合には、第３の実施の形態に
おけるダイカスト法を用いることにより、階段状または
Ｖ字形状の棒状導体２２を容易に形成することができ
る。なお、前記スキュー３３は、ステータ鉄心１２のス
ロット１３のピッチ以下のスキュー量とすることが望ま
しい。

【００４１】図９ないし図１１は、本発明の第６の実施
の形態に係るリラクタンスモータにおける３種のロータ
１１をそれぞれ示す概略側面図である。上述の第１ない
し第５の各実施の形態では、何れもリラクタンスモータ
のロータコア１５とかご形二次導体１７とを一体化して
ロータ１１を構成したのに対し、この第６の実施形態の
ロータ１１は、かご形二次導体１７をロータコア１５と
に分離して、これらをロータ軸２４の方向に配置して連
結した構成とする。したがって、ロータコア１５は、第
１の実施の形態からかご形二次導体１７を除外して既存
のリラクタンスモータのロータとほぼ同じ構成になって
おり、かご形二次導体１７は、図４に示したとほぼ同様
の構造である。

【００４２】図９のロータ11は、ロータコア１５とかご
形二次導体１７とがほぼ同じ大きさの外形を有し、これ
らロータコア１５とかご形二次導体１７とが、ロータ軸
２４の方向に配置され、且つそれらの間に絶縁体３４を
介在して連結された状態でロータ軸２４に固定されてい
る。図１０のロータ１１は、二つに分割したかご形二次
導体１７をロータコア１５の両端面に絶縁体３４を介在
してそれぞれ連結した構成になっている。さらに、図１
１のロータ１１は、二つに分割したロータコア１５をか
ご形二次導体１７の両端部に絶縁体３４を介在してそれ
ぞれ連結した構成になっている。いずれのロータ１１を
備えたリラクタンスモータにいても、かご形二次導体１
７のインダクション作用により回転始動を行い、回転磁
界の回転数に対応する所定の同期速度に達した同期状態
となった時点で、ロータコア１５に発生するリラクタン
ストルクＴにより同期速度で回転を継続する。したがっ
て、何れの実施形態においても、既存の起動用制御装置
が不要である。

【００４３】図１２（ａ）〜（ｃ）は、上記のかご形二
次導体１７の三種の例を示す縦断面図である。（ａ）の
かご形二次導体１７Ａは、一対の短絡環間２３間に多数
本の棒状導体２２を架け渡したものであって、上述の各
実施の形態でロータコア１５と一体化した構成のものと
同様である。したがって、電磁誘導による誘起起電力に
よって棒状導体２２と短絡環２３を循環して流れる渦電
流と回転磁界との電磁力によりロータ１１を回転始動さ
せる機能を有する。

【００４４】（ｂ）のかご形二次導体１７Ｂは、（ａ）
のかご形二次導体における各棒状導体２２の内部に、２
種４個の断面弧状の永久磁石３７，３８を円形に配列し
て設けた構成になっている。このかご形二次導体１７Ｂ
は、回転始動させるときに、磁石３７，３８によって自
体に鎖交する磁束が増大し、同期速度まで迅速に立ち上
がらせる利点がある。さらに、同期速度に達したのち
も、永久磁石３７，３８により発生するマグネットトル
クにより回転力を付与できる。

【００４５】（ｃ）のかご形二次導体１７Ｃは、（ａ）
のかご形二次導体における各棒状導体２２の外部に、２
種４個の断面弧状の永久磁石３７，３８を円形に配列し
て設けた構成になっている。このかご形二次導体１７Ｃ
は、自体に鎖交する磁束が減少してインダクション作用
の性能が低下するが、（ｂ）のかご形二次導体１７Ｂに
比較して永久磁石３７，３８により発生するマグネット
トルクが大きくなるので、同期速度に達したのちのモー
タとしての機能は向上する。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明のリラクタンスモー
タによれば、かご形二次導体をロータコアと一体化して
ロータに組み込んだ構成としたので、かご形二次導体を
利用したインダクション作用により回転始動を行うこと
ができ、既存の大掛かりな起動用制御装置を不要にでき
る。さらに、リラクタンスモータにおけるロータの本体
である多数のコアシートを積層してなるロータコアは、
かご形二次導体の一対の短絡環と複数本の棒状導体とを
利用してロータ軸に固定できるから、簡単な構成によっ
て容易に組立てでき、しかも、各コアシートをこれに挿
通した複数本の棒状導体により高速回転時の遠心力に抗
して確実に保持できる。

【００４７】本発明の他の構成に係るリラクタンスモー
タによれば、ロータは、ロータコアとかご形二次導体と
をロータ軸の方向へ沿った配置で絶縁体を介在して互い
に連結した構成としたので、かご形二次導体をロータコ
アと一体化して設けた場合と同様に、回転始動をかご形
二次導体を利用したインダクション作用により行うこと
ができ、既存の大掛かりな起動用制御装置を不要にでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るリラクタンス
モータを示す断面図。

【図２】同上リラクタンスモータにおけるロータの一部
破断した斜視図。

【図３】（ａ）は同上モータにおけるコアシートの正面
図、（ｂ）はそのコアシートを用いたロータコアの正面
図。

【図４】同上モータにおけるかご形二次導体を示す斜視
図。

【図５】（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係るリラ
クタンスモータに用いるコアシートの正面図、（ｂ）は
他のコアシートの正面図。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係るリラクタンス
モータに用いるコアシートの正面図。

【図７】（ａ）は本発明の第４の実施の形態に係るリラ
クタンスモータのロータの正面図、（ｂ）はそのロータ
における短絡環を除外した状態の正面図。

【図８】（ａ）〜（ｂ）はいずれも本発明の第５の実施
の形態に係るリラクタンスモータにおける３種のロータ
を示す概略側面図。

【図９】本発明の第６の実施の形態に係るリラクタンス
モータにおけるロータを示す概略側面図。

【図１０】同上実施の形態に係るリラクタンスモータに
おける他の形態のロータを示す概略側面図。

【図１１】同上実施の形態に係るリラクタンスモータに
おけるさらに他の形態のロータを示す概略側面図。

【図１２】（ａ）〜（ｂ）はいずれも同上実施の形態に
係るリラクタンスモータにおける異なるかご形二次導体
を示す縦断面図。

【図１３】（ａ）は従来のリラクタンスモータに用いる
コアシートの正面図、（ｂ）は同モータのロータの概略
側面図。

【符号の説明】

１１ ロータ １４，２７，２８，３０ コアシート １５ ロータコア １７ かご形二次導体 １８ スリット １９ａ〜１９ｅ 磁束通路部 ２１，２９ ロッド挿通孔 ２２ 棒状導体 ２３，３２ 短絡環 ２４ ロータ軸 ３７，３８ 永久磁石

フロントページの続き (72)発明者 吉岡 卓 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数枚のコアシートをロータ軸方向に積
   層したロータコアを前記ロータ軸に固定してなるロータ
   を備えたリラクタンスモータにおいて、 前記ロータコアに対し前記コアシートの積層方向に挿通
   された複数本の棒状導体と、 前記ロータコアの積層方向の両端面にそれぞれ配設さ
   れ、且つ前記各棒状導体の前記ロータコアから導出した
   両端部にそれぞれ電気的接続状態に連結された一対の短
   絡環とを有し、 前記各棒状導体と前記一対の短絡環とにより、かご型二
   次導体が形成されていることを特徴とするリラクタンス
   モータ。
2. 【請求項２】 各コアシートは、外周円に対して逆方向
   に湾曲する弧状の複数のスリットがロータコアの半径方
   向に並ぶ配置で形成されて、前記各スリットの間に形成
   される磁束通路が前記ロータコアの中心側に向け凸とな
   るように前記半径方向に列設されている請求項１に記載
   のリラクタンスモータ。
3. 【請求項３】 各コアシートは、外周端部に沿って設け
   た複数のロード挿通孔を相互に位置決めして積層され、
   棒状導体は、前記各コアシートの位置決めされた複数の
   ロッド挿通孔にそれぞれ挿通されている請求項１または
   ２に記載のリラクタンスモータ。
4. 【請求項４】 各コアシートのロッド挿通孔は、外周端
   部における磁束が入出力する箇所に設けられている請求
   項３に記載のリラクタンスモータ。
5. 【請求項５】 棒状導体は、各コアシートのスリットの
   両端部にそれぞれ挿通されている請求項２に記載のリラ
   クタンスモータ。
6. 【請求項６】 棒状導体は、ロータコアにおける外周部
   とロータ軸との中間部分に挿通されている請求項１また
   は２に記載のリラクタンスモータ。
7. 【請求項７】 ダイカスト法により棒状導体をロータコ
   アに一体に成形した請求項１または２記載のリラクタン
   スモータ。
8. 【請求項８】 ロータコアは、複数のコアシートがロー
   タ軸の方向に向けて該ロータ軸回りの位置を徐々にずら
   して積層されて構成されている請求項１ないし７のいず
   れかに記載のリラクタンスモータ。
9. 【請求項９】 多数枚のコアシートをロータ軸方向に積
   層したロータコアを前記ロータ軸に固定してなるロータ
   を備えたリラクタンスモータにおいて、 一対の短絡環の間に複数本の棒状導体を架け渡して電気
   的接続状態に連結してなるかご形二次導体を有し、 前記ロータは、前記ロータコアと前記かご形二次導体と
   が前記ロータ軸の方向に沿った配置で絶縁体を介在して
   互いに連結され、且つ前記ロータ軸に固定されて構成さ
   れていることを特徴とするリラクタンスモータ。
10. 【請求項１０】 かご形二次導体の内方側に永久磁石が
    配設されている請求項９に記載のリラクタンスモータ。
11. 【請求項１１】 かご形二次導体の外方側に永久磁石が
    配設されている請求項９に記載のリラクタンスモータ。