JP2002153027A - 多冗長度永久磁石形電動機 - Google Patents
多冗長度永久磁石形電動機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の永久磁石形電動機部を軸方向に多段に
配設し、その共通出力軸から出力される合成トルク中の
コギングトルクおよび脈動トルクをなくす。 【解決手段】 Ｚ個の溝数を有し、該溝６内に巻線７が
巻装される固定子３と、外周面内に複数個の永久磁石１
２が埋め込まれる回転子１１とからなる永久磁石形電動
機部２Ａであって、ｎ個（ｎは、２以上の整数）の前記
電動機部２Ａ，２Ｂ，‥‥が、軸方向に並べて配設され
るとともに、それぞれの回転軸３を共通にして、ひとつ
のハウジング１０内に収容され、あるひとつの第１の前
記電動機部２Ａの固定子３Ａの位置を基準にして、第
２，第３，‥‥‥第ｎの前記電動機部２Ｂ，３Ｃ，‥‥
固定子３Ｂ、３Ｃののそれぞれの取付位置を、次の式θ
（ただし、θnは、第ｎの固定子の取付位置を示す）に
より、順次、ずつずらせて取り付る。 θn＝
（３６０゜÷Ｚ÷Ｎ）×（ｎ−１）
配設し、その共通出力軸から出力される合成トルク中の
コギングトルクおよび脈動トルクをなくす。 【解決手段】 Ｚ個の溝数を有し、該溝６内に巻線７が
巻装される固定子３と、外周面内に複数個の永久磁石１
２が埋め込まれる回転子１１とからなる永久磁石形電動
機部２Ａであって、ｎ個（ｎは、２以上の整数）の前記
電動機部２Ａ，２Ｂ，‥‥が、軸方向に並べて配設され
るとともに、それぞれの回転軸３を共通にして、ひとつ
のハウジング１０内に収容され、あるひとつの第１の前
記電動機部２Ａの固定子３Ａの位置を基準にして、第
２，第３，‥‥‥第ｎの前記電動機部２Ｂ，３Ｃ，‥‥
固定子３Ｂ、３Ｃののそれぞれの取付位置を、次の式θ
（ただし、θnは、第ｎの固定子の取付位置を示す）に
より、順次、ずつずらせて取り付る。 θn＝
（３６０゜÷Ｚ÷Ｎ）×（ｎ−１）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機やロケット
などに使用され、モータ寸法小型化が要求される、単体
の永久磁石形電動機部が多段に構成される多冗長度永久
磁石形電動機に関し、特に、駆動する多段の電動機部の
共通出力軸から出力される合成トルクにコギングトルク
および脈動トルクがないような該多冗長度永久磁石形電
動機に関する。また、本発明は、ある１段の電動機部が
損傷しても、残りの他の電動機部により継続して運転可
能である多冗長度永久磁石形電動機に関する。
などに使用され、モータ寸法小型化が要求される、単体
の永久磁石形電動機部が多段に構成される多冗長度永久
磁石形電動機に関し、特に、駆動する多段の電動機部の
共通出力軸から出力される合成トルクにコギングトルク
および脈動トルクがないような該多冗長度永久磁石形電
動機に関する。また、本発明は、ある１段の電動機部が
損傷しても、残りの他の電動機部により継続して運転可
能である多冗長度永久磁石形電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、低速高トルクが要求される単体の
電動機としては、永久磁石形電動機がある。該永久磁石
形電動機は、円筒形状の固定子鉄心の内周面に軸方向に
複数個の溝を有し、該溝内に巻線が巻装される固定子
と、前記固定子鉄心内に回動自在に配設される回転子
で、その回転子鉄心の外周面に複数個の永久磁石が埋め
込まれる回転子とからなり、前記固定子巻線に電流を流
して回転磁界を発生させ、前記固定子と回転子との間の
磁気的な吸引力および反発力によって、前記回転子を回
転させている。
電動機としては、永久磁石形電動機がある。該永久磁石
形電動機は、円筒形状の固定子鉄心の内周面に軸方向に
複数個の溝を有し、該溝内に巻線が巻装される固定子
と、前記固定子鉄心内に回動自在に配設される回転子
で、その回転子鉄心の外周面に複数個の永久磁石が埋め
込まれる回転子とからなり、前記固定子巻線に電流を流
して回転磁界を発生させ、前記固定子と回転子との間の
磁気的な吸引力および反発力によって、前記回転子を回
転させている。
【０００３】前記永久磁石形電動機は、鉄心に溝がない
平滑電機子のものに比べて、その出力されるトルクに脈
動トルクが大きいが、構造的に磁気空隙が小さいので、
該空隙に磁束密度を高くできための永久磁石が小さくて
済み、したがって、その形状が大きくならず、しかも、
電動機重量あたりの出力トルクが大きく、小型化を要す
るモータに適している。また、機械的時定数が小さいも
のは、強力な永久磁石を用いて磁束密度を高くし、回転
子イナーシャを小さく設計できる利点がある。
平滑電機子のものに比べて、その出力されるトルクに脈
動トルクが大きいが、構造的に磁気空隙が小さいので、
該空隙に磁束密度を高くできための永久磁石が小さくて
済み、したがって、その形状が大きくならず、しかも、
電動機重量あたりの出力トルクが大きく、小型化を要す
るモータに適している。また、機械的時定数が小さいも
のは、強力な永久磁石を用いて磁束密度を高くし、回転
子イナーシャを小さく設計できる利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の前記永久磁石形電動機を、航空機やロケットなど
に使用するため、該電動機を電動機部として軸方向に多
段に並べて構成したものが待望されていた。その理由
は、多段に構成された前記永久磁石形電動機のうち、あ
る１段の電動機部が損傷しても、残りの他の電動機部に
より継続して運転可能な装置に適用させるためであっ
た。
従来の前記永久磁石形電動機を、航空機やロケットなど
に使用するため、該電動機を電動機部として軸方向に多
段に並べて構成したものが待望されていた。その理由
は、多段に構成された前記永久磁石形電動機のうち、あ
る１段の電動機部が損傷しても、残りの他の電動機部に
より継続して運転可能な装置に適用させるためであっ
た。
【０００５】他方、それぞれの前記電動機部は、円筒形
状の固定子鉄心の軸方向の面に複数個の溝を有するた
め、回転子との空隙が一様でなく、したがって、その磁
気抵抗も一様でない。このため、前記永久磁石の磁束に
よる前記空隙の磁束分布は不平衡となり、前記述のよう
に、トルクが脈動する。この磁石の磁束の不平衡により
発生するトルクの脈動をコギングトルクという。
状の固定子鉄心の軸方向の面に複数個の溝を有するた
め、回転子との空隙が一様でなく、したがって、その磁
気抵抗も一様でない。このため、前記永久磁石の磁束に
よる前記空隙の磁束分布は不平衡となり、前記述のよう
に、トルクが脈動する。この磁石の磁束の不平衡により
発生するトルクの脈動をコギングトルクという。
【０００６】同様に、前記固定子巻線の電流による固定
子鉄心からの磁束も不平衡となる。よって、該固定子巻
線に流す電流により発生されるトルクも脈動する。以上
により、該電動機部は、その出力軸から出力されるトル
クに、コギングトルクおよび脈動トルクが発生するとい
う特性を有するため、これらのコギングトルクおよび脈
動トルクが大きいと出力が円滑でなくなる。
子鉄心からの磁束も不平衡となる。よって、該固定子巻
線に流す電流により発生されるトルクも脈動する。以上
により、該電動機部は、その出力軸から出力されるトル
クに、コギングトルクおよび脈動トルクが発生するとい
う特性を有するため、これらのコギングトルクおよび脈
動トルクが大きいと出力が円滑でなくなる。
【０００７】このような、従来の前記永久磁石形電動機
を多段に構成する場合、通常、多冗長度永久磁石形電動
機としての特性が同じになるように、構成するそれぞれ
の電動機の仕様が同じの電動機を使用する。しかしなが
ら、複数の前記永久磁石形電動機を多段に配設し、その
共通の出力軸から出力される合成トルクは、１台の出力
トルクの複数倍になるが、同時に、前記コギングトルク
および脈動トルクが複数倍になり、該合成トルクに「む
ら」が出るという問題点があった。
を多段に構成する場合、通常、多冗長度永久磁石形電動
機としての特性が同じになるように、構成するそれぞれ
の電動機の仕様が同じの電動機を使用する。しかしなが
ら、複数の前記永久磁石形電動機を多段に配設し、その
共通の出力軸から出力される合成トルクは、１台の出力
トルクの複数倍になるが、同時に、前記コギングトルク
および脈動トルクが複数倍になり、該合成トルクに「む
ら」が出るという問題点があった。
【０００８】本発明はかかる点を鑑みなされたもので、
そのひとつの目的は、複数の前記永久磁石形電動機部を
軸方向に多段に配設し、その共通出力軸から合成トルク
が出力される多冗長度永久磁石形電動機を提供すること
にある。
そのひとつの目的は、複数の前記永久磁石形電動機部を
軸方向に多段に配設し、その共通出力軸から合成トルク
が出力される多冗長度永久磁石形電動機を提供すること
にある。
【０００９】本発明の他の目的は、前記問題点を解消
し、複数の前記永久磁石形電動機部を軸方向に多段に配
設し、その共通出力軸から出力される合成トルク中のコ
ギングトルクおよび脈動トルクをなくするとともに、前
記合成トルクに「むら」が極めて少ない多冗長度永久磁
石形電動機を提供することにある。
し、複数の前記永久磁石形電動機部を軸方向に多段に配
設し、その共通出力軸から出力される合成トルク中のコ
ギングトルクおよび脈動トルクをなくするとともに、前
記合成トルクに「むら」が極めて少ない多冗長度永久磁
石形電動機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、複数個の溝を有し、該溝内に巻線が
巻装される固定子と、外周面内に複数個の永久磁石が埋
め込まれる回転子とからなる永久磁石形電動機部であっ
て、複数個の前記電動機部が、同一軸方向に並べて配設
されるとともに、それぞれの回転子の出力軸を共通にし
て、ひとつのハウジング内に収容され、前記出力軸か
ら、前記電動機部単体のトルクの複数倍のトルクが得る
ようにされる多冗長度永久磁石形電動機である。
の本発明の構成は、複数個の溝を有し、該溝内に巻線が
巻装される固定子と、外周面内に複数個の永久磁石が埋
め込まれる回転子とからなる永久磁石形電動機部であっ
て、複数個の前記電動機部が、同一軸方向に並べて配設
されるとともに、それぞれの回転子の出力軸を共通にし
て、ひとつのハウジング内に収容され、前記出力軸か
ら、前記電動機部単体のトルクの複数倍のトルクが得る
ようにされる多冗長度永久磁石形電動機である。
【００１１】前記電動機部の個数が、３から構成される
多冗長度永久磁石形電動機である。
多冗長度永久磁石形電動機である。
【００１２】Ｚ個の溝数を有し、該溝内に巻線が巻装さ
れる固定子と、外周面内に複数個の永久磁石が埋め込ま
れる回転子とからなる永久磁石形電動機部であって、ｎ
個（ｎは、２以上の整数）の前記電動機部が、同一軸方
向に並べて配設されるとともに、それぞれの回転子の出
力軸を共通にして、ひとつのハウジング内に収容され、
かつ、あるひとつの第１の前記電動機部の固定子の位置
を基準にして、第２，第３，‥‥‥第ｎの前記電動機部
の固定子のそれぞれの取付位置の角度が、順次、 θn＝（３６０゜÷Ｚ÷ｎ）×（ｎ−１） （度） （ただし、θnは、第ｎの電動機部の固定子の取付位置
を示す） ずつずらせて取り付けられる多冗長度永久磁石形電動機
である。
れる固定子と、外周面内に複数個の永久磁石が埋め込ま
れる回転子とからなる永久磁石形電動機部であって、ｎ
個（ｎは、２以上の整数）の前記電動機部が、同一軸方
向に並べて配設されるとともに、それぞれの回転子の出
力軸を共通にして、ひとつのハウジング内に収容され、
かつ、あるひとつの第１の前記電動機部の固定子の位置
を基準にして、第２，第３，‥‥‥第ｎの前記電動機部
の固定子のそれぞれの取付位置の角度が、順次、 θn＝（３６０゜÷Ｚ÷ｎ）×（ｎ−１） （度） （ただし、θnは、第ｎの電動機部の固定子の取付位置
を示す） ずつずらせて取り付けられる多冗長度永久磁石形電動機
である。
【００１３】前記電動機部の個数が、３から構成される
多冗長度永久磁石形電動機である。
多冗長度永久磁石形電動機である。
【００１４】前記回転子の外周面内に埋め込まれる複数
個の永久磁石は、断面が長方形の直方体形状に形成さ
れ、その極性は、前記回転子の半径方向を向くととも
に、周方向に交互に異極になるように配置され、かつ該
永久磁石の軸方向の位置関係は、他の回転子の前記永久
磁石の位置と同一である多冗長度永久磁石形電動機であ
る。
個の永久磁石は、断面が長方形の直方体形状に形成さ
れ、その極性は、前記回転子の半径方向を向くととも
に、周方向に交互に異極になるように配置され、かつ該
永久磁石の軸方向の位置関係は、他の回転子の前記永久
磁石の位置と同一である多冗長度永久磁石形電動機であ
る。
【００１５】本発明の多冗長度永久磁石形電動機の回転
子としては、より高いトルクを得るために、埋込磁石形
の回転子を採用する。この埋込永久磁石形の回転子は、
通常、立方体形状の永久磁石を回転子の外周面中に埋め
込んで配列するものである。該回転子の表面は円柱状の
形状をしているが、その中に断面が長方形の直方体形状
の永久磁石が配列されることとなる、この回転子の形式
は、一般に、表面永久磁石形といわれる、回転子の表面
の周面に沿って磁石を配列する形式に対するものであ
る、この埋込永久磁石形回転子は、前記表面永久磁石形
に比べて、より大きなトルクが得られる。
子としては、より高いトルクを得るために、埋込磁石形
の回転子を採用する。この埋込永久磁石形の回転子は、
通常、立方体形状の永久磁石を回転子の外周面中に埋め
込んで配列するものである。該回転子の表面は円柱状の
形状をしているが、その中に断面が長方形の直方体形状
の永久磁石が配列されることとなる、この回転子の形式
は、一般に、表面永久磁石形といわれる、回転子の表面
の周面に沿って磁石を配列する形式に対するものであ
る、この埋込永久磁石形回転子は、前記表面永久磁石形
に比べて、より大きなトルクが得られる。
【００１６】本発明の多冗長度永久磁石形電動機は、以
上のように構成されているので、航空機やロケットなど
に使用するため、構成された前記永久磁石形電動機のう
ち、ある１段の電動機部が損傷しても、残りの他の電動
機部により継続して運転可能な装置に適用することがで
きる。
上のように構成されているので、航空機やロケットなど
に使用するため、構成された前記永久磁石形電動機のう
ち、ある１段の電動機部が損傷しても、残りの他の電動
機部により継続して運転可能な装置に適用することがで
きる。
【００１７】多段に配設する複数の前記永久磁石形電動
機部のそれぞれの出力軸に、トルクリップルが発生、重
畳されたトルクを合成するとき、それぞれの電動機部が
発生するコギングトルクおよび脈動トルクが、互いに相
殺するように、該それぞれの前記電動機部の固定子の位
置をある所定角だけずらしておくようにする。
機部のそれぞれの出力軸に、トルクリップルが発生、重
畳されたトルクを合成するとき、それぞれの電動機部が
発生するコギングトルクおよび脈動トルクが、互いに相
殺するように、該それぞれの前記電動機部の固定子の位
置をある所定角だけずらしておくようにする。
【００１８】このようにそれぞれの前記固定子の位置を
所定角だけずらして、それぞれの電動機部のトルクを合
成すれば、該合成されたトルクは、前記コギングトルク
および脈動トルクが相殺されて、該トルクリップルがな
いか、極めて少ない合成トルクが得られる。このため、
前記多冗長度永久磁石形電動機から出力される合成トル
クには、「むら」が発生しないか、「むら」が極めて少
なくなる。
所定角だけずらして、それぞれの電動機部のトルクを合
成すれば、該合成されたトルクは、前記コギングトルク
および脈動トルクが相殺されて、該トルクリップルがな
いか、極めて少ない合成トルクが得られる。このため、
前記多冗長度永久磁石形電動機から出力される合成トル
クには、「むら」が発生しないか、「むら」が極めて少
なくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。本発明にお
ける多冗長度永久磁石形電動機は、一般にｎ個（ｎは、
２以上の整数）であるが、本実施の形態では、ｎ＝３個
の永久磁石形電動機部からなる場合について説明する。
適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。本発明にお
ける多冗長度永久磁石形電動機は、一般にｎ個（ｎは、
２以上の整数）であるが、本実施の形態では、ｎ＝３個
の永久磁石形電動機部からなる場合について説明する。
【００２０】［第１実施例］図１は、本発明の多冗長度
永久磁石形電動機の第１実施例を示す構成断面図、図２
で、図２（ａ）は、図１のIIＡ-IIＡ線による第１の電
動機部の断面図、図２（ｂ）は、図１のIIＢ-IIＢ線に
よる第２の電動機部の断面図、図２（ｃ）は、図１のII
Ｃ-IIＣ線による第３の電動機部の断面図である。
永久磁石形電動機の第１実施例を示す構成断面図、図２
で、図２（ａ）は、図１のIIＡ-IIＡ線による第１の電
動機部の断面図、図２（ｂ）は、図１のIIＢ-IIＢ線に
よる第２の電動機部の断面図、図２（ｃ）は、図１のII
Ｃ-IIＣ線による第３の電動機部の断面図である。
【００２１】図１および図２において、多冗長度永久磁
石形電動機１は、単体の永久磁石形電動機２Ａ，２Ｂ，
２Ｃのそれぞれを電動機部として、同一軸方向に３段、
直列に並べて配設し、それぞれの出力用の回転軸３を共
通にして、より大きいトルクを出力させている。
石形電動機１は、単体の永久磁石形電動機２Ａ，２Ｂ，
２Ｃのそれぞれを電動機部として、同一軸方向に３段、
直列に並べて配設し、それぞれの出力用の回転軸３を共
通にして、より大きいトルクを出力させている。
【００２２】前記電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃのそれぞれ
は、円筒形状の固定子鉄心５の内周面に軸方向に複数個
Ｚの溝６を有し、該溝６内に巻線７が巻装される固定子
４と、円筒形状の回転子鉄心１３の外周面内に、偶数で
複数個の永久磁石１２が埋め込まれる回転子１１とから
なる。該回転子１１の前記回転子鉄心１３に埋め込まれ
た前記永久磁石１２は、断面が長方形で同一直方体形状
に形成され、その極性は、前記回転子１１の半径方向に
向くとともに、周方向に交互に異極になるように、かつ
相互に等間隔に、僅かに離間して配設されている。
は、円筒形状の固定子鉄心５の内周面に軸方向に複数個
Ｚの溝６を有し、該溝６内に巻線７が巻装される固定子
４と、円筒形状の回転子鉄心１３の外周面内に、偶数で
複数個の永久磁石１２が埋め込まれる回転子１１とから
なる。該回転子１１の前記回転子鉄心１３に埋め込まれ
た前記永久磁石１２は、断面が長方形で同一直方体形状
に形成され、その極性は、前記回転子１１の半径方向に
向くとともに、周方向に交互に異極になるように、かつ
相互に等間隔に、僅かに離間して配設されている。
【００２３】該電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃのそれぞれ
は、前記固定子４（４Ａ），４（４Ｂ），４（４Ｃ）の
軸方向の位置関係を同一にしながら、同一軸方向に３
段、直列に並べて配設され、ひとつのハウジング１０内
に収容されるとともに、前記それぞれの回転子１１，１
１，１１は、共通の前記回転軸３により軸受１４を介し
て、前記ハウジング１０に回動自在に支持されている。
この場合、それぞれの回転子１１，１１，１１を、前記
回転子鉄心に埋め込まれた前記永久磁石１２の軸方向の
位置関係を同一にしながら、共通な回転軸３上に配設、
固着している。
は、前記固定子４（４Ａ），４（４Ｂ），４（４Ｃ）の
軸方向の位置関係を同一にしながら、同一軸方向に３
段、直列に並べて配設され、ひとつのハウジング１０内
に収容されるとともに、前記それぞれの回転子１１，１
１，１１は、共通の前記回転軸３により軸受１４を介し
て、前記ハウジング１０に回動自在に支持されている。
この場合、それぞれの回転子１１，１１，１１を、前記
回転子鉄心に埋め込まれた前記永久磁石１２の軸方向の
位置関係を同一にしながら、共通な回転軸３上に配設、
固着している。
【００２４】そして、該電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃのそ
れぞれは、前記固定子巻線７に電流を流して回転磁界を
発生させ、前記固定子４と回転子１１との間の磁気的な
吸引力および反発力によって、前記回転子１１を回転さ
せている。このようにして、共通の回転軸３から出力さ
れる合成トルクを、前記電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃのそ
れぞれの出力トルクの３倍にすることができる。
れぞれは、前記固定子巻線７に電流を流して回転磁界を
発生させ、前記固定子４と回転子１１との間の磁気的な
吸引力および反発力によって、前記回転子１１を回転さ
せている。このようにして、共通の回転軸３から出力さ
れる合成トルクを、前記電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃのそ
れぞれの出力トルクの３倍にすることができる。
【００２５】［第２実施例］図３は、本発明の多冗長度
永久磁石形電動機の第２実施例を示す構成断面図、図４
で、図４（ａ）は、図３のIVＡ-IVＡ線による第１の電
動機部の断面図、図４（ｂ）は、図３のIVＢ-IVＢ線に
よる第２の電動機部の断面図、図４（ｃ）は、図３のIV
Ｃ-IVＣ線による第３の電動機部の断面図である。図３
および図４において、図１および図２のなかの構成部材
と同一部材には、同一符号を付して、その説明を省略す
る。
永久磁石形電動機の第２実施例を示す構成断面図、図４
で、図４（ａ）は、図３のIVＡ-IVＡ線による第１の電
動機部の断面図、図４（ｂ）は、図３のIVＢ-IVＢ線に
よる第２の電動機部の断面図、図４（ｃ）は、図３のIV
Ｃ-IVＣ線による第３の電動機部の断面図である。図３
および図４において、図１および図２のなかの構成部材
と同一部材には、同一符号を付して、その説明を省略す
る。
【００２６】前記第１実施例に示される図１および図２
の多冗長度永久磁石形電動機１の共通の回転軸３から出
力される合成トルクは、構成される前記電動機部２Ａ，
２Ｂ，２Ｃのそれぞれの出力トルクの３倍になるが、同
時に、コギングトルクの合計は、図６に示されるよう
に、前記電動機部のそれぞれのほぼ３倍になり、該合成
トルクに「むら」がある。なお、図６の横軸は、回転子
３の回転位置を示し、縦軸は、後記の図５との比較のた
めの数値を示す。
の多冗長度永久磁石形電動機１の共通の回転軸３から出
力される合成トルクは、構成される前記電動機部２Ａ，
２Ｂ，２Ｃのそれぞれの出力トルクの３倍になるが、同
時に、コギングトルクの合計は、図６に示されるよう
に、前記電動機部のそれぞれのほぼ３倍になり、該合成
トルクに「むら」がある。なお、図６の横軸は、回転子
３の回転位置を示し、縦軸は、後記の図５との比較のた
めの数値を示す。
【００２７】このため、図３および図４において、多冗
長度永久磁石形電動機２１は、単体の永久磁石形電動機
２Ａ，２Ｂ，２Ｃのそれぞれを電動機部として、同一軸
方向に３段、直列に並べて配設し、それぞれの出力用の
回転軸３を共通にするとともに、それぞれの回転子１
１，１１，１１を、それぞれの前記回転子鉄心１３に埋
め込まれた前記永久磁石１２の軸方向の位置関係を同一
にしながら、共通な回転軸３上に配設、固着する。
長度永久磁石形電動機２１は、単体の永久磁石形電動機
２Ａ，２Ｂ，２Ｃのそれぞれを電動機部として、同一軸
方向に３段、直列に並べて配設し、それぞれの出力用の
回転軸３を共通にするとともに、それぞれの回転子１
１，１１，１１を、それぞれの前記回転子鉄心１３に埋
め込まれた前記永久磁石１２の軸方向の位置関係を同一
にしながら、共通な回転軸３上に配設、固着する。
【００２８】次いで、前記３個の前記永久磁石形電動機
部２Ａ，２Ｂ，２Ｃを３段、直列に配設し、その共通の
回転軸３から出力される合成トルク中に、コギングトル
クおよび脈動トルクをなくするためには、前記３個の前
記電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち、あるひとつの電動
機部、例えば第１の電動機部２Ａの固定子４（４Ａ）の
位置を基準にして、第２，第３の電動機部２Ｂ，２Ｃの
固定子４，４を、固定子４Ｂ、固定子４Ｃとすると、該
固定子３Ｂ，固定子３Ｃのそれぞれの取付位置を、順
次、下記の所定角、 θ2＝（３６０゜÷Ｚ÷３）×（２−１）度、 θ3＝（３６０゜÷Ｚ÷３）×（３−１）度 ずつずらせて取り付ければよい。
部２Ａ，２Ｂ，２Ｃを３段、直列に配設し、その共通の
回転軸３から出力される合成トルク中に、コギングトル
クおよび脈動トルクをなくするためには、前記３個の前
記電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち、あるひとつの電動
機部、例えば第１の電動機部２Ａの固定子４（４Ａ）の
位置を基準にして、第２，第３の電動機部２Ｂ，２Ｃの
固定子４，４を、固定子４Ｂ、固定子４Ｃとすると、該
固定子３Ｂ，固定子３Ｃのそれぞれの取付位置を、順
次、下記の所定角、 θ2＝（３６０゜÷Ｚ÷３）×（２−１）度、 θ3＝（３６０゜÷Ｚ÷３）×（３−１）度 ずつずらせて取り付ければよい。
【００２９】このようにそれぞれの前記３個の電動機部
２Ａ，２Ｂ，２Ｃの固定子４Ａ，４Ｂ，４Ｃの位置を前
記それぞれの所定角だけずらしておき、前記固定子巻線
７の全てに電流を流して回転磁界を発生させて、前記回
転子１１，１１，１１を回転させ、それぞれの電動機部
２Ａ，２Ｂ，２Ｃのトルクを合成すれば、該合成された
トルクは、前記コギングトルクおよび脈動トルクが相殺
されて、該トルクリップルがないか、極めて少ない合成
トルクが得られる。そのコギングトルクの導出結果の一
例を図５に示し、横軸は、回転子３の回転位置を示し、
縦軸は、前記図５との比較のための数値を示す。この図
５によれば、コギングトルクの最大値の時間がずれるた
め、合計のコギングトルクが低減できることが確認でき
る。
２Ａ，２Ｂ，２Ｃの固定子４Ａ，４Ｂ，４Ｃの位置を前
記それぞれの所定角だけずらしておき、前記固定子巻線
７の全てに電流を流して回転磁界を発生させて、前記回
転子１１，１１，１１を回転させ、それぞれの電動機部
２Ａ，２Ｂ，２Ｃのトルクを合成すれば、該合成された
トルクは、前記コギングトルクおよび脈動トルクが相殺
されて、該トルクリップルがないか、極めて少ない合成
トルクが得られる。そのコギングトルクの導出結果の一
例を図５に示し、横軸は、回転子３の回転位置を示し、
縦軸は、前記図５との比較のための数値を示す。この図
５によれば、コギングトルクの最大値の時間がずれるた
め、合計のコギングトルクが低減できることが確認でき
る。
【００３０】以上、本実施の形態では、ｎ＝３個の永久
磁石形電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃからなる場合について
説明したが、前記ｎが、２以上で、３以外の整数の場合
でも、同様である。前記固定子４Ｂ，４Ｃ，‥‥のそれ
ぞれの所定角については、複数ｎが一般の式に準じて行
えばよい。この場合、前記固定子をずらさずに、前記回
転子の方をずらすこともできるが、回転子鉄心を回転軸
に嵌合する際の位置あわせが困難である。また、前記そ
れぞれ電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃの前記固定子３Ａ，３
Ｂ，３Ｃの所定角の設定については、前記固定子のそれ
ぞれについて、ユニット化しておいて、順次組み立てれ
ばよい。
磁石形電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃからなる場合について
説明したが、前記ｎが、２以上で、３以外の整数の場合
でも、同様である。前記固定子４Ｂ，４Ｃ，‥‥のそれ
ぞれの所定角については、複数ｎが一般の式に準じて行
えばよい。この場合、前記固定子をずらさずに、前記回
転子の方をずらすこともできるが、回転子鉄心を回転軸
に嵌合する際の位置あわせが困難である。また、前記そ
れぞれ電動機部２Ａ，２Ｂ，２Ｃの前記固定子３Ａ，３
Ｂ，３Ｃの所定角の設定については、前記固定子のそれ
ぞれについて、ユニット化しておいて、順次組み立てれ
ばよい。
【００３１】なお、本発明の技術は前記実施の形態にお
ける技術に限定されるものではなく、同様な機能を果た
す他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は
前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能であ
る。
ける技術に限定されるものではなく、同様な機能を果た
す他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は
前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能であ
る。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
多冗長度永久磁石形電動機によれば、複数個の溝を有
し、該溝内に巻線が巻装される固定子と、外周面内に複
数個の永久磁石が埋め込まれる回転子とからなる永久磁
石形電動機部であって、複数個の前記電動機部が、同一
軸方向に並べて配設されるとともに、それぞれの回転子
の出力軸を共通にして、ひとつのハウジング内に収容さ
れ、前記出力軸から、前記電動機部単体のトルクの複数
倍のトルクが得るようにされるので、複数の前記永久磁
石形電動機部を軸方向に多段に配設し、その共通出力軸
から合成トルクを出力することができる。また、航空機
やロケットなどに使用するため、構成された前記永久磁
石形電動機のうち、ある１段の電動機部が損傷しても、
残りの他の電動機部により継続して運転可能な装置に適
用することができる。
多冗長度永久磁石形電動機によれば、複数個の溝を有
し、該溝内に巻線が巻装される固定子と、外周面内に複
数個の永久磁石が埋め込まれる回転子とからなる永久磁
石形電動機部であって、複数個の前記電動機部が、同一
軸方向に並べて配設されるとともに、それぞれの回転子
の出力軸を共通にして、ひとつのハウジング内に収容さ
れ、前記出力軸から、前記電動機部単体のトルクの複数
倍のトルクが得るようにされるので、複数の前記永久磁
石形電動機部を軸方向に多段に配設し、その共通出力軸
から合成トルクを出力することができる。また、航空機
やロケットなどに使用するため、構成された前記永久磁
石形電動機のうち、ある１段の電動機部が損傷しても、
残りの他の電動機部により継続して運転可能な装置に適
用することができる。
【００３３】また、本発明の多冗長度永久磁石形電動機
によれば、永久磁石形電動機部であって、ｎ個（ｎは、
２以上の整数）の前記電動機部が、同一軸方向に並べて
配設されるとともに、それぞれの回転子の出力軸を共通
にして、ひとつのハウジング内に収容され、かつ、ある
ひとつの第１の前記電動機部の固定子の位置を基準にし
て、第２，第３，‥‥‥第ｎの前記電動機部の固定子の
それぞれの取付位置の角度が、順次、所定の角度ずつず
らせて取り付けられるので、複数の前記永久磁石形電動
機部を軸方向に多段に配設し、その共通出力軸から出力
される合成トルク中に、コギングトルクおよび脈動トル
クをなくするとともに、前記合成トルクに「むら」をな
くすか、または極めて少なくすることができるという優
れた効果を奏する。
によれば、永久磁石形電動機部であって、ｎ個（ｎは、
２以上の整数）の前記電動機部が、同一軸方向に並べて
配設されるとともに、それぞれの回転子の出力軸を共通
にして、ひとつのハウジング内に収容され、かつ、ある
ひとつの第１の前記電動機部の固定子の位置を基準にし
て、第２，第３，‥‥‥第ｎの前記電動機部の固定子の
それぞれの取付位置の角度が、順次、所定の角度ずつず
らせて取り付けられるので、複数の前記永久磁石形電動
機部を軸方向に多段に配設し、その共通出力軸から出力
される合成トルク中に、コギングトルクおよび脈動トル
クをなくするとともに、前記合成トルクに「むら」をな
くすか、または極めて少なくすることができるという優
れた効果を奏する。
【図１】本発明の多冗長度永久磁石形電動機の実施の形
態のうちの第１実施例を示す構成断面図である。
態のうちの第１実施例を示す構成断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のIIＡ-IIＡ線による第１
の電動機部の断面図、図２（ｂ）は、図１のIIＢ-IIＢ
線による第２の電動機部の断面図、図２（ｃ）は、図１
のIIＣ-IIＣ線による第３の電動機部の断面図である。
の電動機部の断面図、図２（ｂ）は、図１のIIＢ-IIＢ
線による第２の電動機部の断面図、図２（ｃ）は、図１
のIIＣ-IIＣ線による第３の電動機部の断面図である。
【図３】本発明の多冗長度永久磁石形電動機の第２実施
例を示す構成断面図である。
例を示す構成断面図である。
【図４】図４で、図４（ａ）は、図３のIVＡ-IVＡ線に
よる第１の電動機部の断面図、図４（ｂ）は、図３のIV
Ｂ-IVＢ線による第２の電動機部の断面図、図４（ｃ）
は、図３のIVＣ-IVＣ線による第３の電動機部の断面図
である。
よる第１の電動機部の断面図、図４（ｂ）は、図３のIV
Ｂ-IVＢ線による第２の電動機部の断面図、図４（ｃ）
は、図３のIVＣ-IVＣ線による第３の電動機部の断面図
である。
【図５】本第２実施例における多冗長度永久磁石形電動
機の回転軸の回転位置に対するコギングトルクの導出結
果を示す図で、その縦軸は、図６との比較のための数値
である。
機の回転軸の回転位置に対するコギングトルクの導出結
果を示す図で、その縦軸は、図６との比較のための数値
である。
【図６】第１実施例における多冗長度永久磁石形電動機
の回転軸の回転位置に対するコギングトルクの導出結果
を示す図で、その縦軸は、図５との比較のための数値で
ある。
の回転軸の回転位置に対するコギングトルクの導出結果
を示す図で、その縦軸は、図５との比較のための数値で
ある。
１，２１ 多冗長度永久磁石形電動機 ２Ａ 第１の電動機部（永久磁石形電動機部） ２Ｂ 第２の電動機部（永久磁石形電動機部） ２Ｃ 第３の電動機部（永久磁石形電動機部） ３ 回転軸 ４ 固定子 ４Ａ 第１の電動機部の固定子 ４Ｂ 第２の電動機部の固定子 ４Ｃ 第３の電動機部の固定子 ５ 固定子鉄心 ６ 溝 ７ 巻線 １０ ハウジング １１ 回転子 １２ 永久磁石 １３ 回転子鉄心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 博 愛知県小牧市大字東田中1200番地 三菱重 工業株式会社名古屋誘導推進システム製作 所内 Ｆターム(参考） 5H621 AA03 GA04 GA16 GA17 HH01 JK02 5H622 CA02 CA05 CA14 CB01 PP03 PP10 PP11 PP16 QB05
Claims (5)
- 【請求項１】 複数個の溝を有し、該溝内に巻線が巻装
される固定子と、外周面内に複数個の永久磁石が埋め込
まれる回転子とからなる永久磁石形電動機部であって、
複数個の前記電動機部が、同一軸方向に並べて配設され
るとともに、それぞれの回転子の出力軸を共通にして、
ひとつのハウジング内に収容され、前記出力軸から、前
記電動機部単体のトルクの複数倍のトルクが得るように
されることを特徴とする多冗長度永久磁石形電動機。 - 【請求項２】 前記電動機部の個数が、３から構成され
ることを特徴とする請求項１に記載の多冗長度永久磁石
形電動機。 - 【請求項３】 Ｚ個の溝数を有し、該溝内に巻線が巻装
される固定子と、外周面内に複数個の永久磁石が埋め込
まれる回転子とからなる永久磁石形電動機部であって、 ｎ個（ｎは、２以上の整数）の前記電動機部が、同一軸
方向に並べて配設されるとともに、それぞれの回転子の
出力軸を共通にして、ひとつのハウジング内に収容さ
れ、かつ、あるひとつの第１の前記電動機部の固定子の
位置を基準にして、第２，第３，‥‥‥第ｎの前記電動
機部の固定子のそれぞれの取付位置の角度が、順次、 θn＝（３６０゜÷Ｚ÷ｎ）×（ｎ−１） （度） （ただし、θnは、第ｎの電動機部の固定子の取付位置
を示す） ずつずらせて取り付けられることを特徴とする多冗長度
永久磁石形電動機。 - 【請求項４】 前記電動機部の個数が、３から構成され
ることを特徴とする請求項３に記載の多冗長度永久磁石
形電動機。 - 【請求項５】 前記回転子の外周面内に埋め込まれる複
数個の永久磁石は、断面が長方形の立方体形状に形成さ
れ、その極性は、前記回転子の半径方向を向くととも
に、周方向に交互に異極になるように配置され、かつ該
永久磁石の軸方向の位置関係は、他の回転子の前記永久
磁石の位置と同一であることを特徴とする請求項３また
は請求項４に記載の多冗長度永久磁石形電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346132A JP2002153027A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 多冗長度永久磁石形電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346132A JP2002153027A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 多冗長度永久磁石形電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002153027A true JP2002153027A (ja) | 2002-05-24 |
Family
ID=18820049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000346132A Withdrawn JP2002153027A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 多冗長度永久磁石形電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002153027A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003105319A1 (en) * | 2002-06-04 | 2003-12-18 | Wavecrest Laboratories Llc | Rotary electric motor having a plurality of shifted stator poles and/or rotor poles |
| US7190096B2 (en) * | 2004-06-04 | 2007-03-13 | The Boeing Company | Fault-tolerant electro-mechanical actuator having motor armatures to drive a ram and having an armature release mechanism |
| JP2008099367A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Honda Motor Co Ltd | 電動機 |
| JP2008172990A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Shinyo Sangyo Kk | 発電電動機 |
| JP2008289335A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Honda Motor Co Ltd | 電動モータ |
| WO2009046698A2 (de) * | 2007-10-10 | 2009-04-16 | Mtu Aero Engines Gmbh | Elektrischer antrieb, insbesondere für eine kraftstoffzumesseinheit für ein flugzeugtriebwerk |
| JP2009291031A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | ブラシレスモータ |
| KR100933574B1 (ko) | 2007-12-12 | 2009-12-23 | 기승철 | 수직축 풍력발전기에 사용되는 코일권선체가 결합된적층조립식 고정자 |
| JP2010070036A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Denso Corp | ハイブリッド車両の制御装置 |
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| FR2957207A1 (fr) * | 2010-03-05 | 2011-09-09 | Pascal Chretien | Groupe electromoteur distribue. |
| KR200457901Y1 (ko) * | 2010-08-24 | 2012-01-12 | (주)아진게네시스 | 모터 결합용 브라켓트 |
| KR101224443B1 (ko) * | 2011-05-31 | 2013-02-05 | (주)아진게네시스 | 2개 드라이브의 감속기능을 겸비한 자전거용 드라이브 시스템 |
| FR2979614A1 (fr) * | 2011-09-04 | 2013-03-08 | Eric Chantriaux | Transmission electromagnetique de puissance pour aeronef a voilure tournante ou fixe. |
| FR2979615A1 (fr) * | 2011-09-04 | 2013-03-08 | Eric Chantriaux | Aeronef equipe d'un groupe electromoteur distribue a roues libres. |
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| US20170198701A1 (en) * | 2016-01-13 | 2017-07-13 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Integrated rotor for an electrical machine and compressor |
| US12017764B2 (en) | 2020-10-27 | 2024-06-25 | Wisk Aero Llc | VTOL aircraft fan tilting mechanisms and arrangements |
-
2000
- 2000-11-14 JP JP2000346132A patent/JP2002153027A/ja not_active Withdrawn
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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