JP2001320860A - ２相回転電機 - Google Patents
２相回転電機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 起動が容易で、コギングトルク、トルクリッ
プルの小さな２相回転電機を、特殊な形状にすることな
く、かつ、特別な部材を付加することなく、低コストで
得る。 【解決手段】 ｍ本（ｍは正の整数）の突極２を有する
電機子コア１と、突極２に巻き回された２相のコイル３
と、各突極２に対向して配置された２ｎ極（ｎは正の整
数）のマグネット５とを備えた２相回転電機において、
上記ｍは、７以上の奇数である。上記ｍは、７以上の奇
数でありかつ３の倍数でもよい。
プルの小さな２相回転電機を、特殊な形状にすることな
く、かつ、特別な部材を付加することなく、低コストで
得る。 【解決手段】 ｍ本（ｍは正の整数）の突極２を有する
電機子コア１と、突極２に巻き回された２相のコイル３
と、各突極２に対向して配置された２ｎ極（ｎは正の整
数）のマグネット５とを備えた２相回転電機において、
上記ｍは、７以上の奇数である。上記ｍは、７以上の奇
数でありかつ３の倍数でもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２相モータ、２相
発電機等の２相回転電機に関するもので、特に、コギン
グトルクとトルクリップルを小さくして、回転むらを低
減することができる２相回転電機に関するものである。
発電機等の２相回転電機に関するもので、特に、コギン
グトルクとトルクリップルを小さくして、回転むらを低
減することができる２相回転電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】２相モータなどの２相回転電機は、電機
子コアのスロット数すなわち突極数が２×ｍ、この突極
に対向するマグネットの極数が２×ｎとなっているのが
一般的である。
子コアのスロット数すなわち突極数が２×ｍ、この突極
に対向するマグネットの極数が２×ｎとなっているのが
一般的である。
【０００３】回転電機は、電機子コアとマグネットとの
磁気吸引力が最大になる回転位置で停止している。これ
は２相モータでも同じであるが、上記一般的な２相モー
タの場合は、停止位置で各突極の磁気中心位置とマグネ
ットの各磁極の磁気中心位置とが合致するため、停止位
置で安定し、駆動コイルに電流を流して起動しようとす
るとき起動しにくいという難点がある。
磁気吸引力が最大になる回転位置で停止している。これ
は２相モータでも同じであるが、上記一般的な２相モー
タの場合は、停止位置で各突極の磁気中心位置とマグネ
ットの各磁極の磁気中心位置とが合致するため、停止位
置で安定し、駆動コイルに電流を流して起動しようとす
るとき起動しにくいという難点がある。
【０００４】また、従来の２相モータの場合、電機子コ
アの各スロットが存在することによって発生するコギン
グトルクおよびトルクリップルが同位相となり、互いに
打ち消しあうことがないため、コギングトルクおよびト
ルクリップルが大きく、回転むらなどの原因となる。
アの各スロットが存在することによって発生するコギン
グトルクおよびトルクリップルが同位相となり、互いに
打ち消しあうことがないため、コギングトルクおよびト
ルクリップルが大きく、回転むらなどの原因となる。
【０００５】そこで、起動を容易にするとともに、コギ
ングトルクおよびトルクリップルの位相をずらすための
方策として、実公平７−２３０２７号公報記載の発明の
ように電機子コアの形状を非対称にしたり、電機子コア
のあるスロット間に薄板状の磁性体を貼ったり、マグネ
ットの磁極幅を非対称にするなどの工夫が試みられてい
る。
ングトルクおよびトルクリップルの位相をずらすための
方策として、実公平７−２３０２７号公報記載の発明の
ように電機子コアの形状を非対称にしたり、電機子コア
のあるスロット間に薄板状の磁性体を貼ったり、マグネ
ットの磁極幅を非対称にするなどの工夫が試みられてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の試みによれば、電機子コアの形状を特殊な形状にし
なければならないとか、別部材を付加しなければならな
いとか、マグネットの形状を特殊な形にしなければなら
ない、というような問題点があり、コスト面からも不利
であった。本発明は以上のような従来技術の問題点を解
消するためになされたもので、起動が容易で、コギング
トルクおよびトルクリップルの小さな２相回転電機を、
特殊な形状にすることなく、かつ、特別な部材を付加す
ることなく、低コストで提供することを目的とする。
来の試みによれば、電機子コアの形状を特殊な形状にし
なければならないとか、別部材を付加しなければならな
いとか、マグネットの形状を特殊な形にしなければなら
ない、というような問題点があり、コスト面からも不利
であった。本発明は以上のような従来技術の問題点を解
消するためになされたもので、起動が容易で、コギング
トルクおよびトルクリップルの小さな２相回転電機を、
特殊な形状にすることなく、かつ、特別な部材を付加す
ることなく、低コストで提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ｍ本（ｍは正の整数）の突極を有する電機子コアと、上
記突極に巻き回された２相のコイルと、上記各突極に対
向して配置された２ｎ極（ｎは正の整数）のマグネット
とを備えた２相回転電機において、上記ｍは、７以上の
奇数であることを特徴とする。
ｍ本（ｍは正の整数）の突極を有する電機子コアと、上
記突極に巻き回された２相のコイルと、上記各突極に対
向して配置された２ｎ極（ｎは正の整数）のマグネット
とを備えた２相回転電機において、上記ｍは、７以上の
奇数であることを特徴とする。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記ｍは、７以上の奇数でありかつ３の倍
数であることを特徴とする。請求項３記載の発明は、請
求項１または２記載の発明において、突極のうち１本の
突極にはコイルが巻き回されておらず、残りの突極の半
数ずつに第１相目のコイルと第２相目のコイルが巻き回
されていることを特徴とする。
明において、上記ｍは、７以上の奇数でありかつ３の倍
数であることを特徴とする。請求項３記載の発明は、請
求項１または２記載の発明において、突極のうち１本の
突極にはコイルが巻き回されておらず、残りの突極の半
数ずつに第１相目のコイルと第２相目のコイルが巻き回
されていることを特徴とする。
【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、第１相目のコイルが巻き回された
突極の数は、第２相目のコイルが巻き回された突極の数
よりも１本多く、かつ第１相目のコイルと第２相目のコ
イルの巻線抵抗が等しいことを特徴とする。
記載の発明において、第１相目のコイルが巻き回された
突極の数は、第２相目のコイルが巻き回された突極の数
よりも１本多く、かつ第１相目のコイルと第２相目のコ
イルの巻線抵抗が等しいことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる２相回転電機の実施の形態について説明する。
図１において、電機子コア１は９本の突極２を放射状に
有している。各突極の先端は周方向両側に広がって突極
傘部となっていて、各突極傘部はその外側に位置するマ
グネット５の内周面と適宜の間隙をおいて対向してい
る。マグネット５は円筒状のヨーク４の内周側に固着さ
れている。この例ではマグネット５は２極に着磁されて
いる。
にかかる２相回転電機の実施の形態について説明する。
図１において、電機子コア１は９本の突極２を放射状に
有している。各突極の先端は周方向両側に広がって突極
傘部となっていて、各突極傘部はその外側に位置するマ
グネット５の内周面と適宜の間隙をおいて対向してい
る。マグネット５は円筒状のヨーク４の内周側に固着さ
れている。この例ではマグネット５は２極に着磁されて
いる。
【００１１】上記９本の突極２のうち１本を残して他の
８本の突極２のそれぞれにはコイル３が巻き回されてい
る。コイル３はＵ相とＶ相の２相に分かれていて、上記
８本の突極２のうち、半分の突極２にはＵ相のコイル３
が巻き回され、他の半分の突極２にはＶ相のコイル３が
巻き回されている。Ｕ相のコイル３が巻き回された４本
の突極２は順番に隣り合って連続しており、Ｖ相のコイ
ル３が巻き回された４本の突極２も順番に隣り合って連
続している。上記残り１本の突極３１にはコイル３は巻
き回されていない。
８本の突極２のそれぞれにはコイル３が巻き回されてい
る。コイル３はＵ相とＶ相の２相に分かれていて、上記
８本の突極２のうち、半分の突極２にはＵ相のコイル３
が巻き回され、他の半分の突極２にはＶ相のコイル３が
巻き回されている。Ｕ相のコイル３が巻き回された４本
の突極２は順番に隣り合って連続しており、Ｖ相のコイ
ル３が巻き回された４本の突極２も順番に隣り合って連
続している。上記残り１本の突極３１にはコイル３は巻
き回されていない。
【００１２】図１に示す回転電機を２相モータと想定し
て以下説明する。電機子コア１をステータコア、ヨーク
４をロータヨーク、マグネット５をロータマグネットと
すると、アウタロータ型のブラシレスモータとなる。マ
グネット５の回転位置に応じてＵ相およびＶ相のコイル
３への通電を制御すれば、マグネット５およびヨーク４
が一体に回転する。
て以下説明する。電機子コア１をステータコア、ヨーク
４をロータヨーク、マグネット５をロータマグネットと
すると、アウタロータ型のブラシレスモータとなる。マ
グネット５の回転位置に応じてＵ相およびＶ相のコイル
３への通電を制御すれば、マグネット５およびヨーク４
が一体に回転する。
【００１３】図１に示す実施の形態によれば、マグネッ
ト５の極数は「２」であるのに対し、電機子コア１の突
極２の数は「９」の奇数になっているため、回転停止時
において、電機子コア１の各突極２の磁気的中心位置
と、マグネット５の各磁極の磁気的中心位置とがずれる
ことになり、ロータを停止位置に止まらせようとする力
は従来の２相回転電機ほど大きくはならず、起動しよう
としてコイル３に通電したとき、容易に起動させること
ができる。
ト５の極数は「２」であるのに対し、電機子コア１の突
極２の数は「９」の奇数になっているため、回転停止時
において、電機子コア１の各突極２の磁気的中心位置
と、マグネット５の各磁極の磁気的中心位置とがずれる
ことになり、ロータを停止位置に止まらせようとする力
は従来の２相回転電機ほど大きくはならず、起動しよう
としてコイル３に通電したとき、容易に起動させること
ができる。
【００１４】また、マグネット５の極数は偶数で、電機
子コア１の突極数は奇数であることから、電機子コア１
にスロットが存在することによって各スロット対応位置
ごとに生じるコギングトルクの位相およびトルクリップ
ルの位相がずれ、トータルとしてのコギングトルクおよ
びトルクリップルが低減され、ひいては回転むらが低減
することになる。ちなみに、コギングトルクの大きさ
は、電機子コア１の突極数とマグネット５の磁極数の最
小公倍数に反比例するため、図１に示す実施の形態によ
ればコギングトルクを大幅に低減することができる。
子コア１の突極数は奇数であることから、電機子コア１
にスロットが存在することによって各スロット対応位置
ごとに生じるコギングトルクの位相およびトルクリップ
ルの位相がずれ、トータルとしてのコギングトルクおよ
びトルクリップルが低減され、ひいては回転むらが低減
することになる。ちなみに、コギングトルクの大きさ
は、電機子コア１の突極数とマグネット５の磁極数の最
小公倍数に反比例するため、図１に示す実施の形態によ
ればコギングトルクを大幅に低減することができる。
【００１５】図１に示す実施の形態では、電機子コア１
の突極数が３の倍数である「９」になっている。従って
３相構成の回転電機の電機子コアを流用することができ
る。３相構成の回転電機の電機子コアは日常的に用いら
れており、特殊な形状のものではないから、特別に専用
の電機子コアを用いる必要がなく、設計上もコストの面
からも有利である。
の突極数が３の倍数である「９」になっている。従って
３相構成の回転電機の電機子コアを流用することができ
る。３相構成の回転電機の電機子コアは日常的に用いら
れており、特殊な形状のものではないから、特別に専用
の電機子コアを用いる必要がなく、設計上もコストの面
からも有利である。
【００１６】図１に示す実施の形態において、マグネッ
ト５の磁極数は、４、６、８、…のように増やしても差
し支えない。ちなみに、突極数が９で、マグネット５の
磁極数が４の場合、Ｕ相のコイルとＶ相のコイルの配置
は、Ｕ、Ｕ、Ｖ、Ｖ、Ｕ、Ｕ、Ｖ、Ｖ、…の順番にな
る。ブラシレスモータの場合、コイルが巻き回されない
１本の突極３１の位置には、コイルが巻き回されないこ
とによって生じた空間に回転検出用の磁気センサを配置
してもよい。また、上記突極３１に回転検出用のコイル
を巻き回してもよい。
ト５の磁極数は、４、６、８、…のように増やしても差
し支えない。ちなみに、突極数が９で、マグネット５の
磁極数が４の場合、Ｕ相のコイルとＶ相のコイルの配置
は、Ｕ、Ｕ、Ｖ、Ｖ、Ｕ、Ｕ、Ｖ、Ｖ、…の順番にな
る。ブラシレスモータの場合、コイルが巻き回されない
１本の突極３１の位置には、コイルが巻き回されないこ
とによって生じた空間に回転検出用の磁気センサを配置
してもよい。また、上記突極３１に回転検出用のコイル
を巻き回してもよい。
【００１７】上記１本の突極３１には、Ｕ相とＶ相のコ
イルのうち、一方の相のコイルを巻き回してもよい。す
なわち、Ｕ相のコイルが巻き回された突極の数と、Ｖ相
のコイルが巻き回された突極の数とでは、一方の相の突
極数が１本多いことになる。ただし、Ｕ相のコイルとＶ
相のコイルの電気抵抗は同じになるように、各相コイル
の巻回数を同じにするか、または巻回数が異なる場合は
コイルの線径を変える。
イルのうち、一方の相のコイルを巻き回してもよい。す
なわち、Ｕ相のコイルが巻き回された突極の数と、Ｖ相
のコイルが巻き回された突極の数とでは、一方の相の突
極数が１本多いことになる。ただし、Ｕ相のコイルとＶ
相のコイルの電気抵抗は同じになるように、各相コイル
の巻回数を同じにするか、または巻回数が異なる場合は
コイルの線径を変える。
【００１８】図１に示す構成において、電機子コア１と
コイル３をロータ、ヨーク４とマグネット５をステータ
として、インナーロータ型モータを構成しても、所期の
目的を達成することができる。この場合、ブラシ付き２
相モータを構成することになる。ブラシと整流子の構成
は従来一般のブラシ付き２相モータにおけるブラシと整
流子の構成と同じでよい。
コイル３をロータ、ヨーク４とマグネット５をステータ
として、インナーロータ型モータを構成しても、所期の
目的を達成することができる。この場合、ブラシ付き２
相モータを構成することになる。ブラシと整流子の構成
は従来一般のブラシ付き２相モータにおけるブラシと整
流子の構成と同じでよい。
【００１９】電機子コア１の突極数は、図１の実施形態
のように「９」に限定されるものではなく、奇数であれ
ば適宜変更することができる。ただし、突極数が５であ
るとすると、そのうちの１本がいわば遊びの突極となっ
て効率が２０％低下することになり、大幅な効率低下に
なるので、効率が大幅に低下することのないように、突
極数は７以上の奇数であることを条件とする。さらに、
突極数を７以上の奇数で、３の倍数とすれば、前述のよ
うに３相構成の回転電機の電機子コアを流用することが
できるので、設計上あるいはコストの面でより有利にな
る。
のように「９」に限定されるものではなく、奇数であれ
ば適宜変更することができる。ただし、突極数が５であ
るとすると、そのうちの１本がいわば遊びの突極となっ
て効率が２０％低下することになり、大幅な効率低下に
なるので、効率が大幅に低下することのないように、突
極数は７以上の奇数であることを条件とする。さらに、
突極数を７以上の奇数で、３の倍数とすれば、前述のよ
うに３相構成の回転電機の電機子コアを流用することが
できるので、設計上あるいはコストの面でより有利にな
る。
【００２０】以上説明した電機子コアの突極数とマグネ
ットの磁極数との関係を一般的に表すとすれば、請求項
１に記載したとおり、「ｍ本（ｍは正の整数）の突極を
有する電機子コアと、上記突極に巻き回された２相のコ
イルと、上記各突極に対向して配置された２ｎ極（ｎは
正の整数）のマグネットとを備えた２相回転電機におい
て、上記ｍは、７以上の奇数である」ということにな
る。
ットの磁極数との関係を一般的に表すとすれば、請求項
１に記載したとおり、「ｍ本（ｍは正の整数）の突極を
有する電機子コアと、上記突極に巻き回された２相のコ
イルと、上記各突極に対向して配置された２ｎ極（ｎは
正の整数）のマグネットとを備えた２相回転電機におい
て、上記ｍは、７以上の奇数である」ということにな
る。
【００２１】なお、２相モータの場合、電機子コアの突
極間に補極を設ければ、前記コギングトルクおよびトル
クリップル低減効果と合わせて、トルクが向上するとと
もにモータ効率が向上する。また、マグネットの磁極相
互間の境界線を回転中心軸線に対して傾けたいわゆるス
キューをつけることによって、コギングトルクをさらに
低減することができる。本発明は、発電機にも適用する
ことができる。
極間に補極を設ければ、前記コギングトルクおよびトル
クリップル低減効果と合わせて、トルクが向上するとと
もにモータ効率が向上する。また、マグネットの磁極相
互間の境界線を回転中心軸線に対して傾けたいわゆるス
キューをつけることによって、コギングトルクをさらに
低減することができる。本発明は、発電機にも適用する
ことができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、電機子コアの突極数を
７以上の奇数にしたため、回転停止時における電機子コ
アの各突極の磁気的中心位置とマグネットの各磁極の磁
気的中心位置とがずれ、起動が容易で、コギングトルク
およびトルクリップルの小さな２相回転電機を、特殊な
形状にすることなく、かつ、特別な部材を付加すること
なく得ることができる。
７以上の奇数にしたため、回転停止時における電機子コ
アの各突極の磁気的中心位置とマグネットの各磁極の磁
気的中心位置とがずれ、起動が容易で、コギングトルク
およびトルクリップルの小さな２相回転電機を、特殊な
形状にすることなく、かつ、特別な部材を付加すること
なく得ることができる。
【００２３】請求項２記載の発明によれば、電機子コア
の突極数を７以上の奇数でありかつ３の倍数としたた
め、上記の効果に加えて、３相構成の電機子コアを流用
することができ、設計上およびコストの面でも有利な２
相回転電機を得ることができる。
の突極数を７以上の奇数でありかつ３の倍数としたた
め、上記の効果に加えて、３相構成の電機子コアを流用
することができ、設計上およびコストの面でも有利な２
相回転電機を得ることができる。
【図１】本発明にかかる２相回転電機の実施の形態を模
式的に示す正面図である。
式的に示す正面図である。
【符号の説明】 １ 電機子コア ２ 突極 ３ コイル ４ ヨーク ５ マグネット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA04 AA09 AB08 5H603 AA01 BB01 BB09 BB10 BB12 CA01 CA05 CB01 CC11 CD01 CD04 CD21 5H621 AA02 BB07 BB09 GA01 GA04 HH03 5H622 AA02 CA01 CA05 CA10 CA11
Claims (4)
- 【請求項１】 ｍ本（ｍは正の整数）の突極を有する電
機子コアと、上記突極に巻き回された２相のコイルと、
上記各突極に対向して配置された２ｎ極（ｎは正の整
数）のマグネットとを備えた２相回転電機において、 上記ｍは、７以上の奇数であることを特徴とする２相回
転電機。 - 【請求項２】 ｍは、７以上の奇数でありかつ３の倍数
であることを特徴とする請求項１記載の２相回転電機。 - 【請求項３】 突極のうち１本の突極にはコイルが巻き
回されておらず、他の突極の半数ずつに第１相目のコイ
ルと第２相目のコイルが巻き回されていることを特徴と
する請求項１または２記載の２相回転電機。 - 【請求項４】 第１相目のコイルが巻き回された突極の
数は、第２相目のコイルが巻き回された突極の数よりも
１本多く、かつ第１相目のコイルと第２相目のコイルの
巻線抵抗が等しいことを特徴とする請求項１または２記
載の２相回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000135431A JP2001320860A (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | ２相回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000135431A JP2001320860A (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | ２相回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001320860A true JP2001320860A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18643507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000135431A Pending JP2001320860A (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | ２相回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001320860A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006094698A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Bosch Rexroth Ag | 電気機器のステータを製造する装置及び方法 |
-
2000
- 2000-05-09 JP JP2000135431A patent/JP2001320860A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006094698A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Bosch Rexroth Ag | 電気機器のステータを製造する装置及び方法 |
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