JP2002136010A - Ａｃサーボモータのロータヨーク - Google Patents
ＡｃサーボモータのロータヨークInfo
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- JP2002136010A JP2002136010A JP2000321531A JP2000321531A JP2002136010A JP 2002136010 A JP2002136010 A JP 2002136010A JP 2000321531 A JP2000321531 A JP 2000321531A JP 2000321531 A JP2000321531 A JP 2000321531A JP 2002136010 A JP2002136010 A JP 2002136010A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来は、空隙磁束分布中に高調波成分が多
く、各巻線係数効果による誘起電圧波形の正弦波化も不
十分で、結果としてトルク脈動、回転リップルが発生し
滑らかな動作を追求する手段としては不適切であった。 【解決手段】 ロータ磁性体ヨーク２表面にリング状あ
るいはセグメント形状の永久磁石１を装着してロータを
形成し、ステータ側を電機子として構成したＡＣサーボ
モータにおいて、１が装着される２の外周表面上に、各
磁極の境界と各磁極の中央部との中間部付近に磁気的な
空孔８を設け、その空隙寸法Ｌs は Ｌs ＝ [ｔmg( ｔmg＋Ｌg)−ｔmg・ｔmg・cos θ−Ｌg
・ｔmg・cos θ] ／ [ｔmg・cos θ] ただし、ｔmgは永
久磁石１の厚み、θは電気角、Ｌg は永久磁石１とステ
ターヨーク４の間隙とし、磁極境界付近におけるフル着
磁されていない部分は滑らかな曲線で形成されるＡＣサ
ーボモータのロータヨークから成る。
く、各巻線係数効果による誘起電圧波形の正弦波化も不
十分で、結果としてトルク脈動、回転リップルが発生し
滑らかな動作を追求する手段としては不適切であった。 【解決手段】 ロータ磁性体ヨーク２表面にリング状あ
るいはセグメント形状の永久磁石１を装着してロータを
形成し、ステータ側を電機子として構成したＡＣサーボ
モータにおいて、１が装着される２の外周表面上に、各
磁極の境界と各磁極の中央部との中間部付近に磁気的な
空孔８を設け、その空隙寸法Ｌs は Ｌs ＝ [ｔmg( ｔmg＋Ｌg)−ｔmg・ｔmg・cos θ−Ｌg
・ｔmg・cos θ] ／ [ｔmg・cos θ] ただし、ｔmgは永
久磁石１の厚み、θは電気角、Ｌg は永久磁石１とステ
ターヨーク４の間隙とし、磁極境界付近におけるフル着
磁されていない部分は滑らかな曲線で形成されるＡＣサ
ーボモータのロータヨークから成る。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、ＡＣサーボモータを使用
した各種装置の性能を向上させ、特にトルク脈動、回転
リップルの少ない滑らかな動作を追求したＡＣサーボモ
ータのロータヨークに関する。
した各種装置の性能を向上させ、特にトルク脈動、回転
リップルの少ない滑らかな動作を追求したＡＣサーボモ
ータのロータヨークに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術の一般的な例としては図４，
図５に示すＡＣサーボモータにおけるロータヨークがあ
る[ 以下、「従来例１」という] 。図４は従来例１の正
面から見た断面図であり、図５はそのロータの回転電気
角に対応する１相分の誘起電圧ならびに発生トルクの特
性図を示し、併せてそのときの空隙磁束分布の特性図を
表す。そして、図４はそれぞれ磁性体ロータヨーク２の
外周面に、リング形状の永久磁石１を装着した６極９ス
ロットモータ正断面を示している。ここで、リング形状
の永久磁石１の場合、磁極境界付近がフル着磁されない
ため、図５に示すような高調波成分を多く含んだ上辺部
分の広い台形状の磁束分布となっており、６極スロット
による短節係数効果だけでは、高調波成分が十分低減で
きないため、スキューを施しスキュー係数効果を加味し
てできる限りの正弦波化を行うのが一般的であり、ここ
では０．５スロットスキュー付きの例を示している。し
かし、各巻線係数効果による高調波低減効果にも限界が
あり、特に空隙磁束分布中に３の倍数以外の高調波が多
い場合は、図５に示すとおり誘起電圧波形つまりトルク
定数波形を十分に正弦波化できず、トルク脈動を発生さ
せてしまう場合も多々あると言うのが実情である。
図５に示すＡＣサーボモータにおけるロータヨークがあ
る[ 以下、「従来例１」という] 。図４は従来例１の正
面から見た断面図であり、図５はそのロータの回転電気
角に対応する１相分の誘起電圧ならびに発生トルクの特
性図を示し、併せてそのときの空隙磁束分布の特性図を
表す。そして、図４はそれぞれ磁性体ロータヨーク２の
外周面に、リング形状の永久磁石１を装着した６極９ス
ロットモータ正断面を示している。ここで、リング形状
の永久磁石１の場合、磁極境界付近がフル着磁されない
ため、図５に示すような高調波成分を多く含んだ上辺部
分の広い台形状の磁束分布となっており、６極スロット
による短節係数効果だけでは、高調波成分が十分低減で
きないため、スキューを施しスキュー係数効果を加味し
てできる限りの正弦波化を行うのが一般的であり、ここ
では０．５スロットスキュー付きの例を示している。し
かし、各巻線係数効果による高調波低減効果にも限界が
あり、特に空隙磁束分布中に３の倍数以外の高調波が多
い場合は、図５に示すとおり誘起電圧波形つまりトルク
定数波形を十分に正弦波化できず、トルク脈動を発生さ
せてしまう場合も多々あると言うのが実情である。
【０００３】また、従来の技術の他の例[ 以下、「従来
例２」という] として前述の不具合を改善する目的で、
空隙磁束分布の高調波成分を低減するようなポールシュ
を永久磁石表面に装着し、誘起電圧の正弦波対策を図っ
た手段も見られるが、電機子インダクタンスが増大し、
力率が悪化し、製造工程の増加を来たすという、他の諸
問題が発生していた。
例２」という] として前述の不具合を改善する目的で、
空隙磁束分布の高調波成分を低減するようなポールシュ
を永久磁石表面に装着し、誘起電圧の正弦波対策を図っ
た手段も見られるが、電機子インダクタンスが増大し、
力率が悪化し、製造工程の増加を来たすという、他の諸
問題が発生していた。
【０００４】さらに、従来例３として実用新案登録第25
52595 号公報がある。これは、「モータ軸、或いはモー
タヨークの外周面にリング状の永久磁石が接着され、前
記モータ軸、或いはモータヨークの外周と前記リング磁
石の内側との間のギャップ量がロータの円周方向位置で
異なる電動機のロータにおいて、前記ギャップ量が前記
リング磁石の磁極中心近辺において最も小さく構成され
たことを特徴とする電機子のロータ」としている。本考
案は、本質的にモータ軸或いはロータヨークの外周と、
リング磁石の内周との接着剤によって固着させるため
に、接着剤の塗布するギャップ量をリング磁石の磁極中
心近辺において最も小さくすることから、リング磁石の
芯出しと接着剤の塗布が円滑化されるという手段であっ
て、本発明が解明する高調波対策の考えは何ら表示され
ていない。
52595 号公報がある。これは、「モータ軸、或いはモー
タヨークの外周面にリング状の永久磁石が接着され、前
記モータ軸、或いはモータヨークの外周と前記リング磁
石の内側との間のギャップ量がロータの円周方向位置で
異なる電動機のロータにおいて、前記ギャップ量が前記
リング磁石の磁極中心近辺において最も小さく構成され
たことを特徴とする電機子のロータ」としている。本考
案は、本質的にモータ軸或いはロータヨークの外周と、
リング磁石の内周との接着剤によって固着させるため
に、接着剤の塗布するギャップ量をリング磁石の磁極中
心近辺において最も小さくすることから、リング磁石の
芯出しと接着剤の塗布が円滑化されるという手段であっ
て、本発明が解明する高調波対策の考えは何ら表示され
ていない。
【０００５】そして、特願平11-313453 号公報[ 以下、
「従来例４」という] も見られる。それの目的とすると
ころは、「ロータマグネットのバックヨークの形状を変
えることにより、コギングを小さくして低騒音、低振動
のモータを提供する」であり、その解決手段は、「リン
グマグネットの内周にバックヨークを位置させ一体化し
てロータマグネットを構成する。上記バックヨークの外
周には、磁極分岐点を含む周辺部に切欠き部を設けて、
リングマグネットの内径とバックヨークの外径との間に
隙間を設けて、バックヨークの形状を変えることによ
り、マグネットの波形を正弦波に近づける。」としてい
る。こにょうにして、従来例４はコギングが大きくなり
音、振動に悪影響を与えることの解決手段として、リン
グマグネットの内径とバックヨークの外径との間に三日
月形状の隙間を設ける手段であり、本発明の高調波低減
・阻止の隙間を設ける箇所が電気角で90°違う手段であ
って、本発明とは全く正反対の手法を用いる発明と言う
ことができる。
「従来例４」という] も見られる。それの目的とすると
ころは、「ロータマグネットのバックヨークの形状を変
えることにより、コギングを小さくして低騒音、低振動
のモータを提供する」であり、その解決手段は、「リン
グマグネットの内周にバックヨークを位置させ一体化し
てロータマグネットを構成する。上記バックヨークの外
周には、磁極分岐点を含む周辺部に切欠き部を設けて、
リングマグネットの内径とバックヨークの外径との間に
隙間を設けて、バックヨークの形状を変えることによ
り、マグネットの波形を正弦波に近づける。」としてい
る。こにょうにして、従来例４はコギングが大きくなり
音、振動に悪影響を与えることの解決手段として、リン
グマグネットの内径とバックヨークの外径との間に三日
月形状の隙間を設ける手段であり、本発明の高調波低減
・阻止の隙間を設ける箇所が電気角で90°違う手段であ
って、本発明とは全く正反対の手法を用いる発明と言う
ことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来技術
[従来例１，２] においては、空隙磁束分布中に高調波
成分が多く、各巻線係数効果による誘起電圧波形の正弦
波化も不十分で、結果としてトルク脈動、回転リップル
が発生し滑らかな動作を追求する手段としては不適切で
あった。そこで、本発明は以上のような課題を解決し、
トルク脈動が小さく滑らかな運転が可能で、かつ力率が
予行で製造が簡便なＡＣサーボモータのロータを実現す
ることを目的とする。
[従来例１，２] においては、空隙磁束分布中に高調波
成分が多く、各巻線係数効果による誘起電圧波形の正弦
波化も不十分で、結果としてトルク脈動、回転リップル
が発生し滑らかな動作を追求する手段としては不適切で
あった。そこで、本発明は以上のような課題を解決し、
トルク脈動が小さく滑らかな運転が可能で、かつ力率が
予行で製造が簡便なＡＣサーボモータのロータを実現す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１の発明は、ロータの磁性体ヨーク表
面にリング状あるいはセグメント形状の永久磁石を装着
してロータを形成し、ステータ側を電機子として構成し
たＡＣサーボモータにおいて、前記永久磁石が装着され
るロータの磁性体ヨークの外周表面上に、各磁極の境界
と各磁極の中央部との中間部付近に磁気的な空孔を設け
ることを特徴とするＡＣサーボモータのロータヨークで
ある。このようにして、本発明の請求項１の発明によれ
ば、空隙磁束分布中、特に３の倍数以外の高調波成分が
低減し、更に各巻線係数効果が作用して一段ときれいに
正弦波化された誘起電圧波形が得られるという特段の効
果を奏する。また、それまでスキューを施行していた場
合であればスキューレスでも十分な誘起電圧波形を得る
ことが可能となる。さらに、ポールシュを装着した時の
ような力率の悪化、製造工数の増大も発生しない。
に本発明の請求項１の発明は、ロータの磁性体ヨーク表
面にリング状あるいはセグメント形状の永久磁石を装着
してロータを形成し、ステータ側を電機子として構成し
たＡＣサーボモータにおいて、前記永久磁石が装着され
るロータの磁性体ヨークの外周表面上に、各磁極の境界
と各磁極の中央部との中間部付近に磁気的な空孔を設け
ることを特徴とするＡＣサーボモータのロータヨークで
ある。このようにして、本発明の請求項１の発明によれ
ば、空隙磁束分布中、特に３の倍数以外の高調波成分が
低減し、更に各巻線係数効果が作用して一段ときれいに
正弦波化された誘起電圧波形が得られるという特段の効
果を奏する。また、それまでスキューを施行していた場
合であればスキューレスでも十分な誘起電圧波形を得る
ことが可能となる。さらに、ポールシュを装着した時の
ような力率の悪化、製造工数の増大も発生しない。
【０００８】本発明の請求項２の発明は、スキュを施し
たモータにおいて、前記各磁極の境界と各磁極の中央部
との中間部付近に磁気的な空孔を設けることを特徴とす
る請求項１に記載のＡＣサーボモータのロータヨークで
ある。かくして本発明の請求項２の発明によれば、スキ
ュ効果と本発明の効果が相乗的に作用し、全ての高調波
を抑制するという顕著な効果が得られる。
たモータにおいて、前記各磁極の境界と各磁極の中央部
との中間部付近に磁気的な空孔を設けることを特徴とす
る請求項１に記載のＡＣサーボモータのロータヨークで
ある。かくして本発明の請求項２の発明によれば、スキ
ュ効果と本発明の効果が相乗的に作用し、全ての高調波
を抑制するという顕著な効果が得られる。
【０００９】本発明の請求項３の発明は、前記永久磁石
がフル着磁された部分（磁極中心を０とし、１磁極分を
180 °とする) における空隙寸法Ｌs は Ｌs ＝ [ｔmg( ｔmg＋Ｌg)−ｔmg・ｔmg・cos θ−Ｌg
・ｔmg・cos θ] ／[ｔmg・cos θ] ただし、ｔmgは永久磁石１の厚み、θは電気角、 Ｌg は永久磁石１とステターヨーク４の間隙 を目安とし、磁極境界付近におけるフル着磁されていな
い部分は滑らかな曲線で形成されることを特徴とする請
求項１に記載のＡＣサーボモータのロータヨークであ
る。本発明の請求項３の発明によれば、その空隙寸法の
形状が特定され、その再現性・有用性は大である。
がフル着磁された部分（磁極中心を０とし、１磁極分を
180 °とする) における空隙寸法Ｌs は Ｌs ＝ [ｔmg( ｔmg＋Ｌg)−ｔmg・ｔmg・cos θ−Ｌg
・ｔmg・cos θ] ／[ｔmg・cos θ] ただし、ｔmgは永久磁石１の厚み、θは電気角、 Ｌg は永久磁石１とステターヨーク４の間隙 を目安とし、磁極境界付近におけるフル着磁されていな
い部分は滑らかな曲線で形成されることを特徴とする請
求項１に記載のＡＣサーボモータのロータヨークであ
る。本発明の請求項３の発明によれば、その空隙寸法の
形状が特定され、その再現性・有用性は大である。
【００１０】本発明の請求項４の発明は、前記永久磁石
の各磁極中心から電気角にして約60°付近までをフル着
磁し、そのときの前記各磁極の内周面は、前記電気角０
°付近で前記ロータの磁性体ヨークに接触し、前記電気
角約20°付近では最大空隙の略５％前後で、それまでは
殆ど間隙がないようにして空隙を漸増し、前記電気角約
40°付近では、最大空隙の略30％前後で、それからは少
しく増加率を上げ、曲線を形成しながら前記電気角を進
み、そこから進展し前記電気角約60°付近では、最大空
隙の略95％前後とし、それからは、増加率を上げながら
曲線的に空隙を増加させ、前記電気角約60°付近から
は、緩やかではあるが少しく増加率を下げながら曲線を
形成し、前記電気角60°〜70°付近で前記空隙を最大と
し、前記空隙を最大としてから、緩やかに空隙を減少さ
せて前記電気角75°付近で最大空隙の略95％前後とし、
前記電気角75°〜90°付近までは、滑らかに曲線的に空
隙を減少させ、前記各磁極の境界の電気角90°付近に
て、前記ロータの磁性体ヨークに接触させることを特徴
とする請求項３に記載のＡＣサーボモータのロータヨー
クである。本発明の請求項４の発明によれば、その空隙
寸法の形状の鮮明化ができ、工業的生産に益するところ
多い。
の各磁極中心から電気角にして約60°付近までをフル着
磁し、そのときの前記各磁極の内周面は、前記電気角０
°付近で前記ロータの磁性体ヨークに接触し、前記電気
角約20°付近では最大空隙の略５％前後で、それまでは
殆ど間隙がないようにして空隙を漸増し、前記電気角約
40°付近では、最大空隙の略30％前後で、それからは少
しく増加率を上げ、曲線を形成しながら前記電気角を進
み、そこから進展し前記電気角約60°付近では、最大空
隙の略95％前後とし、それからは、増加率を上げながら
曲線的に空隙を増加させ、前記電気角約60°付近から
は、緩やかではあるが少しく増加率を下げながら曲線を
形成し、前記電気角60°〜70°付近で前記空隙を最大と
し、前記空隙を最大としてから、緩やかに空隙を減少さ
せて前記電気角75°付近で最大空隙の略95％前後とし、
前記電気角75°〜90°付近までは、滑らかに曲線的に空
隙を減少させ、前記各磁極の境界の電気角90°付近に
て、前記ロータの磁性体ヨークに接触させることを特徴
とする請求項３に記載のＡＣサーボモータのロータヨー
クである。本発明の請求項４の発明によれば、その空隙
寸法の形状の鮮明化ができ、工業的生産に益するところ
多い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて、図１、図２に基づいて説明する。全ての図面にお
いて、同一符号は同一若しくは相当手段を示す。図１は
本発明の一つの実施の形態における正面から見た断面図
であり、図２はそのロータの回転電気角に対応する１相
分の誘起電圧ならびに発生トルクの特性図を示し、併せ
てそのときの空隙磁束分布の特性図を表す。これらは、
従来例の図４，図５に対応して掲記している。ロータは
シャフトに取り付けた磁性体ヨーク２にリング状の永久
磁石１を装着し構成され、僅かな空隙３を介して電機子
部としてのステータ内側に配置される。ここで、永久磁
石１より発生する磁束５は空隙３、ステータヨーク４を
経由して隣り合う永久磁石１へ入り、ロータの磁性体ヨ
ーク２を通って、元の永久磁石１へ戻る。ロータの磁性
体ヨーク２には空孔８が設けてあり、Ｂ部を通過する磁
束については全く影響が無いが、Ａ部を通過する分につ
いては磁気抵抗として作用するため、この部分の永久磁
石１の起磁力ならびに空隙磁束量はＢ部に比較して減少
する。
いて、図１、図２に基づいて説明する。全ての図面にお
いて、同一符号は同一若しくは相当手段を示す。図１は
本発明の一つの実施の形態における正面から見た断面図
であり、図２はそのロータの回転電気角に対応する１相
分の誘起電圧ならびに発生トルクの特性図を示し、併せ
てそのときの空隙磁束分布の特性図を表す。これらは、
従来例の図４，図５に対応して掲記している。ロータは
シャフトに取り付けた磁性体ヨーク２にリング状の永久
磁石１を装着し構成され、僅かな空隙３を介して電機子
部としてのステータ内側に配置される。ここで、永久磁
石１より発生する磁束５は空隙３、ステータヨーク４を
経由して隣り合う永久磁石１へ入り、ロータの磁性体ヨ
ーク２を通って、元の永久磁石１へ戻る。ロータの磁性
体ヨーク２には空孔８が設けてあり、Ｂ部を通過する磁
束については全く影響が無いが、Ａ部を通過する分につ
いては磁気抵抗として作用するため、この部分の永久磁
石１の起磁力ならびに空隙磁束量はＢ部に比較して減少
する。
【００１２】なお、ロータの磁性体ヨーク２の空孔８に
ついては空隙磁束分布中、特に３の倍数以外の高調波成
分 [例えば第５，７，１１，…次高調波] ができる限り
小さくなるような形状をとるものとし、この時の空隙磁
束分布中、誘起電圧波形は図２に示すとおりである。こ
こで、図２は従来技術の図５とは異なりスキューレスの
場合を示すが、この状態でも誘起電圧波形は十分正弦波
に近くなり、トルク脈動も低減される。また、点線は従
来技術における空隙磁束分布を示し、Ｃ部は従来技術に
対しての磁束の減少分を表しており、この減少分だけ磁
気回路の飽和が緩和されることで、より高い磁束密度特
性の永久磁石が使用でき、結果として従来技術によるモ
ータよりも基本的性能の向上が可能なる。さらに、本例
ではリング形状の永久磁石にて説明したが、セグメント
形状のものについても同様である。
ついては空隙磁束分布中、特に３の倍数以外の高調波成
分 [例えば第５，７，１１，…次高調波] ができる限り
小さくなるような形状をとるものとし、この時の空隙磁
束分布中、誘起電圧波形は図２に示すとおりである。こ
こで、図２は従来技術の図５とは異なりスキューレスの
場合を示すが、この状態でも誘起電圧波形は十分正弦波
に近くなり、トルク脈動も低減される。また、点線は従
来技術における空隙磁束分布を示し、Ｃ部は従来技術に
対しての磁束の減少分を表しており、この減少分だけ磁
気回路の飽和が緩和されることで、より高い磁束密度特
性の永久磁石が使用でき、結果として従来技術によるモ
ータよりも基本的性能の向上が可能なる。さらに、本例
ではリング形状の永久磁石にて説明したが、セグメント
形状のものについても同様である。
【００１３】図３は、本発明におけるロータ磁性体ヨー
クの空隙寸法の説明図である。磁気回路構成（磁石の磁
気配向、着磁等の影響を含む）により多少の変化はある
が、大略以下の関係となる。永久磁石１がフル着磁され
た部分（磁極中心を０とし、１磁極分を180 °とする)
における空隙寸法Ｌs は Ｌs ＝ [ｔmg( ｔmg＋Ｌg)−ｔmg・ｔmg・cos θ−Ｌg ・ｔmg・cos θ] ／ [ｔmg・cos θ] …………（１式） ただし、ｔmgは永久磁石１の厚み、θは電気角、Ｌg は
永久磁石１とステターヨーク４の間隙である。そして、
磁極境界付近におけるフル着磁されていない部分は図３
のように、滑らかな曲線で形成される。ここでの曲線
は、誘起電圧波形を確認しながら、その軌跡を決定すれ
ばよい。さらに、本発明がモータにスキュを形成されて
いる場合は、ロータ磁性体ヨーク２の空隙が、スキュに
沿った形で形成される。このときの空隙寸法は（１式）
で述べた通りであって、スキュ形成で第３高調波の倍数
高調波が抑制され、本発明で第５，７，１１，…次高調
波が低減され、より円滑なモータの運転が可能になる。
クの空隙寸法の説明図である。磁気回路構成（磁石の磁
気配向、着磁等の影響を含む）により多少の変化はある
が、大略以下の関係となる。永久磁石１がフル着磁され
た部分（磁極中心を０とし、１磁極分を180 °とする)
における空隙寸法Ｌs は Ｌs ＝ [ｔmg( ｔmg＋Ｌg)−ｔmg・ｔmg・cos θ−Ｌg ・ｔmg・cos θ] ／ [ｔmg・cos θ] …………（１式） ただし、ｔmgは永久磁石１の厚み、θは電気角、Ｌg は
永久磁石１とステターヨーク４の間隙である。そして、
磁極境界付近におけるフル着磁されていない部分は図３
のように、滑らかな曲線で形成される。ここでの曲線
は、誘起電圧波形を確認しながら、その軌跡を決定すれ
ばよい。さらに、本発明がモータにスキュを形成されて
いる場合は、ロータ磁性体ヨーク２の空隙が、スキュに
沿った形で形成される。このときの空隙寸法は（１式）
で述べた通りであって、スキュ形成で第３高調波の倍数
高調波が抑制され、本発明で第５，７，１１，…次高調
波が低減され、より円滑なモータの運転が可能になる。
【００１４】かくして本発明は図３から、このように言
うことができる。つまり、各永久磁石１磁極中心から電
気角にして約60°付近までをフル着磁し、そのときの各
永久磁石１の磁極の内周面はのような軌跡を辿る。電気
角０°付近でロータの磁性体ヨーク２に接触し、前記電
気角約20°付近では最大空隙の略５％前後で、それまで
は殆ど間隙がないようにして空隙を漸増する。さらに、
電気角約40°付近では、最大空隙の略30％前後で、それ
からは少しく増加率を上げ、曲線を形成しながら電気角
を進み、そこから進展し前記電気角約60°付近では、最
大空隙の略95％前後とする。そしてそこからは、増加率
を上げながら、曲線的に空隙を増加させ、電気角約60°
付近より、緩やかではあるが少しく増加率を下げなが
ら、曲線を形成する。電気角60°〜70°付近で前記空隙
を最大としている。このように空隙を最大としてから、
緩やかに空隙を減少させて電気角75°付近で最大空隙の
略95％前後とし、電気角75°〜90°付近までは、滑らか
に曲線的に空隙を減少させる。終りに、各磁極の境界の
電気角90°付近にて、ロータの磁性体ヨーク２の外周面
に接触させている。従って本発明における空隙寸法の形
状が鮮明化できる。
うことができる。つまり、各永久磁石１磁極中心から電
気角にして約60°付近までをフル着磁し、そのときの各
永久磁石１の磁極の内周面はのような軌跡を辿る。電気
角０°付近でロータの磁性体ヨーク２に接触し、前記電
気角約20°付近では最大空隙の略５％前後で、それまで
は殆ど間隙がないようにして空隙を漸増する。さらに、
電気角約40°付近では、最大空隙の略30％前後で、それ
からは少しく増加率を上げ、曲線を形成しながら電気角
を進み、そこから進展し前記電気角約60°付近では、最
大空隙の略95％前後とする。そしてそこからは、増加率
を上げながら、曲線的に空隙を増加させ、電気角約60°
付近より、緩やかではあるが少しく増加率を下げなが
ら、曲線を形成する。電気角60°〜70°付近で前記空隙
を最大としている。このように空隙を最大としてから、
緩やかに空隙を減少させて電気角75°付近で最大空隙の
略95％前後とし、電気角75°〜90°付近までは、滑らか
に曲線的に空隙を減少させる。終りに、各磁極の境界の
電気角90°付近にて、ロータの磁性体ヨーク２の外周面
に接触させている。従って本発明における空隙寸法の形
状が鮮明化できる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により空隙
磁束分布が高調波の少ない分布となり、モータの誘起電
圧波形つまりトルク定数波形も正弦波に近い波形を得る
ことができる。以上の効果により、力率の悪化、製造工
程の増大を発生すること無く、ＡＣサーボモータのトル
ク脈動、回転リップルが改善され、滑らかな運転が実現
できる。さらに、二次効果として、空隙磁束分布が正弦
波に近いため、無効磁束量が減少し、磁気回路の飽和が
緩和される。これより、電流に対するトルクの直線性が
改善されたり、高特性の永久磁石を使用することが可能
となり、結果としてモータの基本特性が向上する。
磁束分布が高調波の少ない分布となり、モータの誘起電
圧波形つまりトルク定数波形も正弦波に近い波形を得る
ことができる。以上の効果により、力率の悪化、製造工
程の増大を発生すること無く、ＡＣサーボモータのトル
ク脈動、回転リップルが改善され、滑らかな運転が実現
できる。さらに、二次効果として、空隙磁束分布が正弦
波に近いため、無効磁束量が減少し、磁気回路の飽和が
緩和される。これより、電流に対するトルクの直線性が
改善されたり、高特性の永久磁石を使用することが可能
となり、結果としてモータの基本特性が向上する。
【図１】本発明の一つの実施の形態における正面から見
た断面図
た断面図
【図２】図１のロータの回転電気角に対応する１相分の
誘起電圧ならびに発生トルクの特性図とそのときの空隙
磁束分布の特性図
誘起電圧ならびに発生トルクの特性図とそのときの空隙
磁束分布の特性図
【図３】本発明におけるロータ磁性体ヨークの空隙寸法
の説明図
の説明図
【図４】従来例１の正面から見た断面図
【図５】図４のロータの回転電気角に対応する１相分の
誘起電圧ならびに発生トルクの特性図とそのときの空隙
磁束分布の特性図
誘起電圧ならびに発生トルクの特性図とそのときの空隙
磁束分布の特性図
１ 永久磁石 ２ 磁性体ヨーク ３ 空隙 ４ ステータヨーク ５ 磁束 ６ コイル ７ シャフト ８ 空孔
Claims (4)
- 【請求項１】 ロータの磁性体ヨーク表面にリング状あ
るいはセグメント形状の永久磁石を装着してロータを形
成し、ステータ側を電機子として構成したＡＣサーボモ
ータにおいて、 前記永久磁石が装着されるロータの磁性体ヨークの外周
表面上に、 各磁極の境界と各磁極の中央部との中間部付近に磁気的
な空孔を設けることを特徴とするＡＣサーボモータのロ
ータヨーク。 - 【請求項２】 スキュを施したモータにおいて、 前記各磁極の境界と各磁極の中央部との中間部付近に磁
気的な空孔を設けることを特徴とする請求項１に記載の
ＡＣサーボモータのロータヨーク。 - 【請求項３】 前記永久磁石がフル着磁された部分（磁
極中心を０とし、１磁極分を180 °とする) における空
隙寸法Ｌs は Ｌs ＝ [ｔmg( ｔmg＋Ｌg)−ｔmg・ｔmg・cos θ−Ｌg
・ｔmg・cos θ] ／[ｔmg・cos θ] ただし、ｔmgは永久磁石１の厚み、θは電気角、 Ｌg は永久磁石１とステターヨーク４の間隙 を目安とし、磁極境界付近におけるフル着磁されていな
い部分は滑らかな曲線で形成されることを特徴とする請
求項１に記載のＡＣサーボモータのロータヨーク。 - 【請求項４】 前記永久磁石の各磁極中心から電気角に
して約60°付近までをフル着磁し、 そのときの前記各磁極の内周面は、 前記電気角０°付近で前記ロータの磁性体ヨークに接触
し、 前記電気角約20°付近では最大空隙の略５％前後で、そ
れまでは殆ど間隙がないようにして空隙を漸増し、 前記電気角約40°付近では、最大空隙の略30％前後で、
それからは少しく増加率を上げ、曲線を形成しながら前
記電気角を進み、 そこから進展し前記電気角約60°付近では、最大空隙の
略95％前後とし、それからは、増加率を上げながら曲線
的に空隙を増加させ、 前記電気角約60°付近からは、緩やかではあるが少しく
増加率を下げながら曲線を形成し、 前記電気角60°〜70°付近で前記空隙を最大とし、 前記空隙を最大としてから、緩やかに空隙を減少させて
前記電気角75°付近で最大空隙の略95％前後とし、 前記電気角75°〜90°付近までは、滑らかに曲線的に空
隙を減少させ、 前記各磁極の境界の電気角90°付近にて、前記ロータの
磁性体ヨークに接触させることを特徴とする請求項３に
記載のＡＣサーボモータのロータヨーク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000321531A JP2002136010A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | Ａｃサーボモータのロータヨーク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000321531A JP2002136010A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | Ａｃサーボモータのロータヨーク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002136010A true JP2002136010A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18799642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000321531A Pending JP2002136010A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | Ａｃサーボモータのロータヨーク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002136010A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005287138A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Kyosho Cho | モータ回転子の構造 |
| WO2019049613A1 (ja) * | 2017-09-07 | 2019-03-14 | 株式会社ミツバ | ブラシレスモータ |
| CN113014013A (zh) * | 2019-12-20 | 2021-06-22 | 新疆金风科技股份有限公司 | 转子支架、转子、电机及风力发电机组 |
-
2000
- 2000-10-20 JP JP2000321531A patent/JP2002136010A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005287138A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Kyosho Cho | モータ回転子の構造 |
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| CN111033951A (zh) * | 2017-09-07 | 2020-04-17 | 株式会社美姿把 | 无刷电机 |
| EP3681015A4 (en) * | 2017-09-07 | 2021-05-19 | Mitsuba Corporation | BRUSHLESS MOTOR |
| CN113014013A (zh) * | 2019-12-20 | 2021-06-22 | 新疆金风科技股份有限公司 | 转子支架、转子、电机及风力发电机组 |
| US11764656B2 (en) | 2019-12-20 | 2023-09-19 | Xinjiang Goldwind Science & Technology Co., Ltd. | Rotor support, rotor, motor, and wind turbine |
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