ロータコアとは？モーターにおけるロータコアの構造から役割まで解説！

積層モーターコア

ロータコアとは、モーターの回転子部分であるローターを構成する部品の一つです。モーターが正常に動作するためには、ローターとステーターの協調が不可欠です。今回は、ロータコアの概要から、ローターの構造や種類について詳しく解説します！

ロータとは？

ロータ（回転子）は、モーターの回転する部分であり、機械を動かす動力源となります。ロータにはコイル（巻線）が施され、回転運動を通じてトルクや運動を外部に伝達します。

ロータは、モーター内部で磁場の影響を受けて回転することで、機械的な動力を生み出します。この回転運動は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するために非常に重要な役割を果たします。そのため、ロータの中の鉄心に当たるロータコアの精度や品質はモーター全体の性能に大きな影響を与えます。

ロータの構造

ロータは、シャフト、ロータコア、巻線、ファンで構成されています。ロータコアに巻線（コイル）が施され、電気エネルギーから機械エネルギーに変換され、シャフト部分がトルク・運動を外部に伝達することで、回転を生み出します。

ロータの種類

ロータは、その構造により様々な種類に分類されますが、一般的に以下の10種類に分類されます。

かご型ロータ（squirrel-cage rotor）
突（凸）型かご型ロータ（salient-poled squirrel-cage rotor）
半硬磁鋼ロータ（semi-hard steel rotor）
軟鋼ロータ（solid-steel rotor）
凸極型珪素鋼鈑ロータ（salient-poled lamination rotor）
微細歯条型軟鋼ロータ（solid-steel rotor with fine teeth）
永久磁石型ロータ（permanent-magnet rotor）
誘導子型ロータ（inductor rotor）
巻線型ロータ（winding rotor）
整流子型ロータ（commutator rotor）

これらのロータは、シャフト、ロータコア、ロータ巻線、ファンで構成されており、特にロータコアは厚さ0.5mmの珪素鋼板を円筒状に重ね、中央にシャフトを圧入して作られています。ロータの外側の円形表面には、ロータ巻線が配置される均等に分散されたスロットがあり、この構造によりロータは効率的に機械的エネルギーを生成します。

ロータコアに電磁鋼板を使用する理由とは？

電磁鋼板とは、安価な鉄鋼材料であると同時に、磁気的性質を持ち、電気機器の鉄芯材料として使用される機能材料です。そのため、電磁鋼板には「絶縁被膜」と呼ばれるコーティングが施されます。

また、軟鋼にケイ素を添加することで、磁気特性に悪影響を及ぼす不純物（炭素や窒素など）を取り除き、鉄損なども極限まで低減しています。この際に、添加するケイ素の量を増やすと、結晶磁気異方性および磁気ひずみが小さくなり、電気抵抗が大きくなるので、結果的に鉄損を低減させる利点がありますが、飽和磁束密度が小さくなってしまうという欠点もあるため、含有率には注意が必要となります。

＞＞電磁鋼板とは？電磁鋼板の定義から特性・種類までご紹介

ロータコアで電磁鋼板を積層する理由とは？

ロータコアを積層する目的は、絶縁した板を積層しなければロータとして成り立たないためです。積層しなければ、渦電流が発生していまい、ロスが大きくなってしまいます。そのため電磁鋼板のような絶縁板を積層して積層モーターコアとすることで、渦電流の発生を防止します。積層すればするほど、鉄損失が減り、モーターの効率が良くなります。

積層鉄心の構造