JP2002335658A - Motor - Google Patents

Motor

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JP2002335658A
JP2002335658A JP2001137093A JP2001137093A JP2002335658A JP 2002335658 A JP2002335658 A JP 2002335658A JP 2001137093 A JP2001137093 A JP 2001137093A JP 2001137093 A JP2001137093 A JP 2001137093A JP 2002335658 A JP2002335658 A JP 2002335658A
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JP
Japan
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stator core
stator
rotor
magnet body
magnetic
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Application number
JP2001137093A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuyoshi Kawasaki
勝義 川崎
Itsuo Watanabe
逸男 渡辺
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor which reduces cogging torque caused by the magnetic force of a permanent magnet. SOLUTION: This motor has a rotor (20) including a magnetic body (22) in which positive and negative poles are alternately formed around a rotating shaft, a stator including a plurality of stator cores (12a, 12b) arranged so as to face the poles of the magnetic body, and in which windings (13a, 13b) for forming rotating fields are wound, and a bearing (15) for rotatably retaining the rotor (20) at the stator. The magnetic body (22) is disc-shaped or annular- shaped (or cylindrical), and generates a magnaflux from the respective poles formed at the front surface and the back surface. The stator cores (12a, 12b) include a first stator core layout (12a) facing the respective poles on the surface of the magnetic body (22) and arranged in an annular-shape with the rotating shaft centered, and a second stator core layout (12b) facing the respective poles on the back surface of the magnetic body and arranged in an annular-shape with the rotating shaft centered. The cogging torque can thus be offset, by using the magnetic force of the poles on both surfaces of the disc-shaped or annular-shaped magnetic body for the generation of torque.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石を使用するモ
ータの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a motor using a permanent magnet.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は、回転子の磁石に円筒型磁石を
用いたブラシレスモータの従来例を説明する一部断面図
である。同図に示すように、モータ1の筒状のベース1
1の内周には、環状に形成された固定子コア12が取り
付けられている。固定子コア12は複数の半径方向内方
に突出した磁極片121を備え、それぞれの磁極片12
1には、磁束を発生する巻線13が巻回されている。こ
の複数の巻線13を順番に励磁することによって回転磁
界を発生することができる。ベース11の円筒の軸心部
には固定軸14が配置される。この固定軸14に、固定
軸15の軸心を回転の中心軸とする回転子20が、軸受
15を介して回転自在に取り付けられる。回転子20
は、軸受15が嵌入された円筒状の基部21と、この基
部21に取り付けられた円筒状(あるいは環状)の永久
磁石部22とによって構成されている。筒状永久磁石部
22の外周には、径方向に着磁により、N極及びS極が
交互に回転方向に形成されている。各磁極は固定子コア
12の磁極片121と一定間隔を置いて対向している。
回転子20の回転角度は、回転検出器30によって検出
され、図示しないモータの制御装置に供給される。回転
検出器30は、例えば、回転子基部21の外周に設けら
れた、透過孔などのマーカが形成された回転板31と、
この回転板31を挟むようにしてベース11に設けられ
た発光器及び受光器からなるセンサ32とによって構成
される。モータの制御装置は、回転検出器30の出力を
監視し、回転子20の磁石部22の磁極221の回転位
置に応じて界磁巻線13の励磁を順次切り替えることに
よって磁界を回転させ、回転子20を回動させる。
2. Description of the Related Art FIG. 11 is a partial sectional view illustrating a conventional example of a brushless motor using a cylindrical magnet as a rotor magnet. As shown in FIG.
A stator core 12 formed in an annular shape is attached to an inner periphery of the stator core 1. The stator core 12 includes a plurality of radially inwardly projecting pole pieces 121, each of which has a pole piece 12.
1, a winding 13 for generating a magnetic flux is wound. A rotating magnetic field can be generated by sequentially exciting the plurality of windings 13. A fixed shaft 14 is arranged at the axis of the cylinder of the base 11. A rotor 20 having the axis of the fixed shaft 15 as the center axis of rotation is rotatably mounted on the fixed shaft 14 via a bearing 15. Rotor 20
Is composed of a cylindrical base 21 in which the bearing 15 is fitted, and a cylindrical (or annular) permanent magnet 22 attached to the base 21. An N pole and an S pole are alternately formed in the rotation direction on the outer periphery of the cylindrical permanent magnet portion 22 by magnetization in the radial direction. Each magnetic pole faces the magnetic pole piece 121 of the stator core 12 at a fixed interval.
The rotation angle of the rotor 20 is detected by a rotation detector 30 and supplied to a motor control device (not shown). The rotation detector 30 includes, for example, a rotation plate 31 provided on the outer periphery of the rotor base 21 and having a marker such as a transmission hole formed thereon,
It is composed of a sensor 32 composed of a light-emitting device and a light-receiving device provided on the base 11 with the rotating plate 31 interposed therebetween. The motor control device monitors the output of the rotation detector 30 and rotates the magnetic field by sequentially switching the excitation of the field winding 13 according to the rotation position of the magnetic pole 221 of the magnet unit 22 of the rotor 20 to rotate the magnetic field. The child 20 is rotated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転子
20に永久磁石22を使用し、固定子コア12には一般
に珪素鋼板を使用するので、両者間に磁気吸引力が作用
する。また、回転子20、固定子コア12の組立形状に
ばらつきも生じ得る。この結果、回転子を回転させる
と、磁気吸引力に起因するトルクの変動、いわゆるコギ
ングが発生する。コギングトルクが大きいと、モータの
振動・騒音等の原因となる。
However, since a permanent magnet 22 is used for the rotor 20 and a silicon steel plate is generally used for the stator core 12, magnetic attraction acts between the two. Further, variations may occur in the assembled shapes of the rotor 20 and the stator core 12. As a result, when the rotor is rotated, fluctuations in torque due to magnetic attraction, so-called cogging, occur. When the cogging torque is large, it causes vibration and noise of the motor.

【0004】また、回転子20の筒状の磁石部22は、
N極及びS極(正及び負の極)対の磁極を外周のみなら
ず内周にも形成するが、従来構成では、外周側の磁極2
21の磁力しか回転子20のトルク発生に利用できな
い。
[0004] The cylindrical magnet portion 22 of the rotor 20 is
The magnetic poles of the N and S poles (positive and negative poles) are formed not only on the outer periphery but also on the inner periphery.
Only the magnetic force of 21 can be used to generate the torque of the rotor 20.

【0005】よって、本発明は、永久磁石の磁力による
コギングトルクを軽減したモータを提供することを目的
とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a motor in which cogging torque due to the magnetic force of a permanent magnet is reduced.

【0006】また、本発明は、永久磁石の正負の磁極の
各磁力を有効に使用するようにしたモータを提供するこ
とを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a motor that effectively uses the magnetic forces of the positive and negative magnetic poles of a permanent magnet.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のモータは、回転軸周りに正負の磁極が交互に形
成された磁石体を含む回転子と、上記磁石体の磁極に対
向するように配置され、回転磁界を形成する巻線が施さ
れた複数の固定子コアを含む固定子と、上記回転子を上
記固定子に回転自在に保持する軸受と、を備え、上記磁
石体は円板状又は環状(あるいは円筒状)であってその
表裏に形成された各磁極から磁束を発生し、上記固定子
コアは、上記磁石体の表側の各磁極に対向し、上記回転
軸を中心として環状に配列される第1の固定子コア配列
と、上記磁石体の裏側の各磁極に対向し、上記回転軸を
中心として環状に配列される第2の固定子コア配列と、
を含む。
In order to achieve the above object, a motor according to the present invention comprises a rotor including a magnet body having positive and negative magnetic poles alternately formed around a rotation axis, and a rotor facing the magnetic pole of the magnet body. And a bearing that rotatably holds the rotor to the stator, the stator including a plurality of stator cores provided with windings forming a rotating magnetic field, and the magnet body is A magnetic flux is generated from each of the magnetic poles formed in a disk shape or an annular shape (or a cylindrical shape) on the front and back surfaces. A first stator core array arranged annularly as a second stator core array opposed to each magnetic pole on the back side of the magnet body and annularly arranged around the rotation axis;
including.

【0008】かかる構成とすることによって、円板状又
は環状の磁石体の両面の磁極の磁力をトルクの発生に用
いることが可能となる。
With this configuration, it is possible to use the magnetic force of the magnetic poles on both surfaces of the disk-shaped or annular magnet body for generating torque.

【0009】好ましくは、上記円板状の磁石体は、各磁
極が径方向に延在し、かつ正及び負の磁極が周方向に交
互に配列される。また、上記環状の磁石体は、各磁極が
回転軸方向に延在しかつ正及び負の磁極が周方向に交互
に配列される。
Preferably, in the disk-shaped magnet body, each magnetic pole extends in a radial direction, and positive and negative magnetic poles are alternately arranged in a circumferential direction. In the annular magnet body, each magnetic pole extends in the rotation axis direction, and positive and negative magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction.

【0010】好ましくは、上記第1及び第2の固定子コ
ア配列が上記磁石体を挟みこむ構造である。それにによ
って、上記磁石体を両側から回転駆動することが可能と
なる。
[0010] Preferably, the first and second stator core arrangements sandwich the magnet body. Thereby, the magnet body can be driven to rotate from both sides.

【0011】好ましくは、上記回転子及び上記固定子は
筒状に形成される。それによって、環状あるいは円筒状
に形成される回転子と固定子とを同心円状の配置として
組み立てることができる。
Preferably, the rotor and the stator are formed in a cylindrical shape. Thereby, the rotor and the stator formed in an annular or cylindrical shape can be assembled in a concentric arrangement.

【0012】好ましくは、同心円状に配置される上記第
1及び第2の固定子コア配列は同じ数の固定子コアから
なり、かつ上記第1の固定子コア配列の各固定子コアの
角度位置とこれに対応する上記第2の固定子コア配列の
各固定子コアの角度位置とをずらしてコギングトルクを
減少する。
Preferably, the first and second stator core arrangements arranged concentrically comprise the same number of stator cores, and the angular position of each stator core of the first stator core arrangement And the angular position of each stator core of the second stator core arrangement corresponding thereto is shifted to reduce the cogging torque.

【0013】かかる構成とすることによって、第1の固
定子コア配列によって生ずるコギングトルクと第2の固
定子コア配列によって生ずるコギングトルクとに位相差
が生じ、それらの合成値は単一の固定子コア配列よりも
低い値のコギングトルクとなる。
With this configuration, a phase difference occurs between the cogging torque generated by the first stator core arrangement and the cogging torque generated by the second stator core arrangement, and their combined value becomes a single stator. The cogging torque is lower than that of the core arrangement.

【0014】好ましくは、上記第1の固定子コア配列の
各巻線と上記第2の固定子コア配列の各巻線とを互いに
直列接続又は並列接続に切替可能とする。それにより、
モータのトルク発生特性を変えることが可能となる。
Preferably, each of the windings of the first stator core arrangement and each of the windings of the second stator core arrangement can be switched between series connection or parallel connection. Thereby,
It is possible to change the torque generation characteristics of the motor.

【0015】好ましくは、各ステータコアの巻線の終端
が外部に取り出し可能になされている。それにより、巻
線の接続態様を変えて、トルク制御等を行いことが可能
となる。
Preferably, the end of the winding of each stator core can be taken out to the outside. This makes it possible to perform torque control and the like by changing the connection mode of the windings.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明の第1の実施例を示してお
り、同図において図11と対応する部分には同一符号を
付している。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which parts corresponding to those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.

【0018】同図に示すように、モータ1の筒状のベー
ス11の内周には、環状に形成された第1の固定子コア
12aが配列され、取り付けられている。固定子コア1
2aは、例えば、珪素鋼板によって構成される。固定子
コア12aは、複数の半径方向内方に突出した磁極片1
21aを備え、それぞれの磁極片121aには、磁束を
発生する巻線13aが巻回されている。この複数の巻線
13aを順番に励磁することによって回転磁界を発生す
ることができる。ベース11の円筒の軸心部には固定軸
14が形成されている。固定軸14はモータ1の回転の
中心軸となっている。この固定軸14の外周に、第2の
固定子コア12bが環状に配列され、取り付けられてい
る。この複数の巻線13aを順番に励磁することによっ
て回転磁界を発生することができる。
As shown in FIG. 1, an annular first stator core 12a is arranged and mounted on the inner periphery of a cylindrical base 11 of the motor 1. Stator core 1
2a is made of, for example, a silicon steel plate. The stator core 12a includes a plurality of radially inwardly projecting pole pieces 1.
21a, and a winding 13a for generating a magnetic flux is wound around each magnetic pole piece 121a. A rotating magnetic field can be generated by sequentially exciting the plurality of windings 13a. A fixed shaft 14 is formed at the axis of the cylinder of the base 11. The fixed shaft 14 is a central axis of rotation of the motor 1. A second stator core 12b is annularly arranged and attached to the outer periphery of the fixed shaft 14. A rotating magnetic field can be generated by sequentially exciting the plurality of windings 13a.

【0019】固定軸14に軸受15を介して回転子20
が取り付けられる。軸受15としては、本実施の形態で
はアンギュラ玉軸受2コを組み合わせたものを用いてい
るが、これに限らず、例えば、円錐コロ軸受を2個組み
合わせたものや、クロスローラ軸受など、用途等に応じ
て各種軸受(転がり軸以外も含む。)を使用しても良
い。回転子20は、軸受15が嵌入された円筒状の基部
21と、この基部21に取り付けられた環状あるいは円
筒状の永久磁石部22とによって構成されている。ここ
で、環状あるいは円筒状は同種形状であることを意味す
る。なお、後述するように、永久磁石部22を円板状に
形成することとしても良い。永久磁石は、各種のものが
使用可能であるが、特に、高い磁束密度を得ることがで
きる、例えば、サマリウム−コバルト磁石、ネオジム−
鉄−ボロン磁石などの、希土類磁石が好ましい。永久磁
石は、接着あるいは永久磁石を軸方向に貫通させてボル
トにより固定する等、適宜な手段により固定されてい
る。
The rotor 20 is mounted on the fixed shaft 14 via the bearing 15.
Is attached. In this embodiment, as the bearing 15, a combination of two angular ball bearings is used. However, the present invention is not limited to this. For example, a combination of two conical roller bearings, a cross roller bearing, or the like is used. Various bearings (including those other than the rolling shaft) may be used according to the requirements. The rotor 20 includes a cylindrical base 21 in which the bearing 15 is fitted, and an annular or cylindrical permanent magnet 22 attached to the base 21. Here, an annular shape or a cylindrical shape means the same kind of shape. In addition, as described later, the permanent magnet portion 22 may be formed in a disk shape. Various types of permanent magnets can be used, and in particular, a high magnetic flux density can be obtained. For example, a samarium-cobalt magnet, neodymium-
Rare earth magnets, such as iron-boron magnets, are preferred. The permanent magnet is fixed by an appropriate means such as bonding or fixing the permanent magnet with a bolt by penetrating the permanent magnet in the axial direction.

【0020】永久磁石部22の外周には、径方向着磁に
より、N極及びS極の磁極が交互に回転方向に形成され
ている。これに対応して永久磁石部22の内周には、外
周とは反対極性でS極及びN極の磁極が交互に回転方向
に形成されている。
N-poles and S-poles are alternately formed in the rotation direction on the outer periphery of the permanent magnet portion 22 by radial magnetization. Correspondingly, S-poles and N-poles having the opposite polarity to the outer circumference are formed alternately in the rotation direction on the inner circumference of the permanent magnet portion 22.

【0021】永久磁石部22の外周の各磁極は第1の固
定子コア12aの列の磁極片121aと一定間隔を置い
て対向している。また、永久磁石部22の内周の各磁極
は第2の固定子コア12bの列の磁極片121bと一定
間隔を置いて対向している。このように、回転する磁石
部22を固定子コア12a及び12bで両側から挟み込
むことによって、磁石部22の磁束の有効利用が図られ
る。
Each magnetic pole on the outer periphery of the permanent magnet portion 22 faces the magnetic pole piece 121a in the row of the first stator core 12a at a constant interval. Further, each magnetic pole on the inner periphery of the permanent magnet portion 22 faces the magnetic pole piece 121b in the row of the second stator core 12b at a constant interval. As described above, by sandwiching the rotating magnet portion 22 from both sides between the stator cores 12a and 12b, the magnetic flux of the magnet portion 22 can be effectively used.

【0022】従って、永久磁石部22は、第1及び第2
の固定子コア12a及び12bによる略2倍の磁力によ
って回転力を発生する。これは、同じトルクを得る場合
には、モータの厚み(径方向の幅)を相対的に減らすこ
とを可能とする。また、永久磁石の両側に磁極片(珪素
鋼板)を配置することにより磁気吸引力が相殺され、磁
気吸引力がバランスしてばらつきが減少する。
Therefore, the permanent magnet section 22 is composed of the first and second magnets.
A rotating force is generated by a magnetic force approximately doubled by the stator cores 12a and 12b. This makes it possible to relatively reduce the thickness (radial width) of the motor when obtaining the same torque. Further, by disposing the magnetic pole pieces (silicon steel plates) on both sides of the permanent magnet, the magnetic attraction force is canceled out, and the magnetic attraction force is balanced to reduce variation.

【0023】ここで、第1及び第2の固定子コア12a
及び12bの相互の配置について図2及び図3を参照し
て説明する。図2及び図3は、図1のA−A’部分のモ
ータの回転軸に垂直な面を示す断面図である。両図にお
いて、図1と対応する部分には同一符号を付している。
Here, the first and second stator cores 12a
And 12b will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. FIG. 2 and FIG. 3 are cross-sectional views showing a plane perpendicular to the rotation axis of the motor in the AA ′ part of FIG. 1. In both figures, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0024】図2に示す例では、第1のコア列の単位の
固定子コア12aの中心位置と、第2のコア列の単位の
固定子コア12bの中心位置とをθだけずらした構成と
している。また、図3に示す例では、第1のコア列の単
位の固定子コア12aの磁極片の幅と、第2のコア列の
単位の固定子コア12bの幅とをガンマだけずらした構
成としている。それにより、磁石部22と固定子コア1
2との反発・吸引力によるコギングトルクを減少せんと
するものである。
In the example shown in FIG. 2, the center position of the stator core 12a in the unit of the first core row and the center position of the stator core 12b in the unit of the second core row are shifted by θ. I have. Further, in the example shown in FIG. 3, the width of the pole piece of the stator core 12a in the unit of the first core row and the width of the stator core 12b in the unit of the second core row are shifted by gamma. I have. Thereby, the magnet part 22 and the stator core 1
2 to reduce the cogging torque due to the repulsion / suction force.

【0025】図4及び図5は、上記第1及び第2のコア
列相互間の位置をずらした構成によるコギングトルクの
減少を説明する説明図である。図4は、従来構成による
コギングトルクの例を示している。モータの回転角度に
対するコギングトルクfの変化は、f=Asinωtで
表され、回転子20と固定子11の位置関係で定まる。
FIGS. 4 and 5 are explanatory diagrams for explaining a reduction in cogging torque due to a configuration in which the positions of the first and second core rows are shifted from each other. FIG. 4 shows an example of cogging torque according to a conventional configuration. The change in the cogging torque f with respect to the rotation angle of the motor is represented by f = Asinωt, and is determined by the positional relationship between the rotor 20 and the stator 11.

【0026】これに対し、実施例の構成では、モータが
約2倍のトルクを発生するので従来構成と同じトルクを
得ることを前提とすれば、永久磁石の磁力は1/2で済
む。従って、図5(a)及び同(b)に示すように、永
久磁石22と第1の固定子コア12aの配列とによる第
1のコギングトルクf1と、永久磁石22と第2の固定
子コア12bの配列とによる第2のコギングトルクf2
との合成となる。第1のコギングトルクf1を、f1=
(1/2)Asinωt、第2のコギングトルクf2
を、f2=(1/2)Asin(ωt−θ)と表すと、
合成のコギングトルクftは、図5(c)に示すよう
に、ft=Asin(ωt−(1/2)θ)cos(1
/2)θとなる。ここで、θは上述の第1の固定子コア
12aの配列と第2の固定子コア12bの配列とのずれ
による位相差である。|f|=A、|ft|<Aである
ので、|ft|<|f|となって、2列の固定子コアの
配列をシフトすることによってコギングトルクを減少す
ることができることがわかる。位相差が図3に示すγの
場合にも同様の傾向となる。
On the other hand, in the configuration of the embodiment, since the motor generates about twice the torque, the magnetic force of the permanent magnet can be reduced to half if it is assumed that the same torque as in the conventional configuration is obtained. Accordingly, as shown in FIGS. 5A and 5B, the first cogging torque f1 due to the arrangement of the permanent magnets 22 and the first stator cores 12a, the permanent magnet 22 and the second stator cores 12b and the second cogging torque f2
And synthesis. The first cogging torque f1 is calculated as f1 =
(1/2) Asinωt, second cogging torque f2
Is expressed as f2 = (1/2) Asin (ωt−θ).
As shown in FIG. 5C, the combined cogging torque ft is ft = Asin (ωt− (1 /) θ) cos (1)
/ 2) θ. Here, θ is a phase difference due to a shift between the arrangement of the first stator cores 12a and the arrangement of the second stator cores 12b. Since | f | = A and | ft | <A, | ft | <| f |, which indicates that the cogging torque can be reduced by shifting the arrangement of the two rows of stator cores. A similar tendency occurs when the phase difference is γ shown in FIG.

【0027】回転子20の回転角度は、回転検出器30
によって検出され、図示しないモータの制御装置に供給
される。回転検出器30は、例えば、回転子基部21の
外周に設けられた、透過孔などのマーカが形成された回
転板31と、この回転板31を挟むようにしてベース1
1に設けられた発光器及び受光器からなるセンサ32と
によって構成される。モータの制御装置は、回転検出器
30の出力を監視し、回転子20の磁石部22の磁極の
回転位置に応じて界磁巻線13a及び13bの励磁を順
次切り替えることによって磁界を回転させ、回転子20
を回動させて速度制御を行う。速度制御は無整流子モー
タに使用される公知の速度制御を適用できる。
The rotation angle of the rotor 20 is determined by the rotation detector 30.
And supplied to a motor control device (not shown). The rotation detector 30 includes, for example, a rotating plate 31 provided on the outer periphery of the rotor base 21 and having a marker such as a transmission hole formed thereon, and the base 1 sandwiching the rotating plate 31 therebetween.
1 and a sensor 32 composed of a light emitting device and a light receiving device. The motor control device monitors the output of the rotation detector 30 and rotates the magnetic field by sequentially switching the excitation of the field windings 13a and 13b according to the rotation position of the magnetic pole of the magnet unit 22 of the rotor 20, Rotor 20
Is rotated to perform speed control. As the speed control, a known speed control used for a non-commutator motor can be applied.

【0028】上記モータ制御装置は、二重に形成された
固定子巻線の接続を切り替えることによってモータの速
度対トルク特性を変えることができる。
The motor control device can change the speed-torque characteristic of the motor by switching the connection between the stator windings formed twice.

【0029】図6は、各固定子の巻線を三相巻線によっ
て構成されている例を示している。勿論、三相巻線に限
定されるものではない。この例では、制御装置から供給
される三相電源の端子に対して、第1の固定子コア12
aの列に形成されるY結線された固定子巻線U1、V1
及びW1と、第2の固定子コア12bの列に形成される
Y結線された固定子巻線U2、V2及びW2とが並列に
接続されている。
FIG. 6 shows an example in which the winding of each stator is constituted by a three-phase winding. Of course, it is not limited to the three-phase winding. In this example, the first stator core 12 is connected to a terminal of a three-phase power supply supplied from the control device.
a, V-shaped stator windings U1, V1
And W1, and the Y-connected stator windings U2, V2 and W2 formed in the row of the second stator cores 12b are connected in parallel.

【0030】また、図7の例では、制御装置から供給さ
れる三相電源の端子に対して、第1の固定子コア12a
の列に形成されるY結線された固定子巻線U1、V1及
びW1と、第2の固定子コア12bの列に形成されるY
結線された固定子巻線U2、V2及びW2とが直列に接
続されている。
In the example of FIG. 7, the terminals of the three-phase power supply supplied from the control device are connected to the first stator core 12a.
And the Y-connected stator windings U1, V1, and W1 formed in the row of the second stator core 12b.
The connected stator windings U2, V2 and W2 are connected in series.

【0031】これ等の並列接続と直列接続の切替はモー
タ制御装置によって図示しないリレースイッチ機構を切
り替えることによって行われる。また、モータの外部に
各巻線の端子を引き出し、これ等を適宜に接続して使用
することとしても良い。いずれにしても、上述したよう
に、それぞれのコイルは分離することなく外部に引き出
された各巻線の端部を適宜繋ぎ替えれば済むので容易に
直列、並列の切替が行える。
The switching between the parallel connection and the series connection is performed by switching a relay switch mechanism (not shown) by the motor control device. Alternatively, the terminals of each winding may be drawn out of the motor, and these may be appropriately connected and used. In any case, as described above, the coils can be easily switched between series and parallel because the respective coils need only be appropriately connected to the ends of the respective windings drawn out without being separated.

【0032】図8は、2つの固定子巻線を並列接続した
場合と、直列接続した場合の各トルク特性を示すグラフ
である。同図に示すように、並列接続することによって
より高い回転数を得やすくなる。また、直列接続するこ
とによってより低い回転数で高いトルクを得やすくな
る。
FIG. 8 is a graph showing torque characteristics when two stator windings are connected in parallel and when two stator windings are connected in series. As shown in the figure, it is easier to obtain a higher rotation speed by connecting in parallel. Further, by connecting in series, it becomes easy to obtain a high torque at a lower rotation speed.

【0033】図9は、本発明の第2の実施例を示してい
る。同図において、図1と対応する部分には同一符号を
付し、かかる部分の説明は省略する。
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG.

【0034】この例では、2つの軸受15、15を使用
して回転子20を回転自在に保持している。回転子20
の保持を回転軸方向に離間した2つの軸受で保持するこ
とによってより大きいスラスト荷重に耐え、軸心のぶれ
が少ない。軸受15としては、各種玉軸受、円筒コロ軸
受、円錐コロ軸受等、用途等も考慮し、各種軸受(転が
り軸受以外も含む。)を用いることができる。
In this example, the rotor 20 is rotatably held by using two bearings 15 and 15. Rotor 20
Is held by two bearings spaced apart in the direction of the rotation axis, thereby withstanding a larger thrust load and less deviation of the shaft center. As the bearing 15, various bearings (including those other than rolling bearings) can be used in consideration of applications, such as various ball bearings, cylindrical roller bearings, and conical roller bearings.

【0035】図10は、本発明の第3の実施例を示して
いる。同図において、図1と対応する部分には同一符号
を付し、かかる部分の説明は省略する。
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description of such parts is omitted.

【0036】この例では、回転子20の磁石部22が円
板状に形成されている。円板状の磁石部22には径方向
に延在し、周方向に配列された複数の磁極が形成され
る。この円板の両側にそれぞれ磁極に対向するようにし
て固定子コア12a及び12bが2列に配列される。従
って、図1に示す構成と同様の効果が得られる。このよ
うな構成とすることによって、回転軸方向の寸法の短い
モータが得られる。また、2つの軸受15、15を使用
して回転子20を回転自在に保持している。回転子20
の保持を回転軸方向に離間した2つの軸受で保持するこ
とによって軸心のぶれが少ない。
In this example, the magnet part 22 of the rotor 20 is formed in a disk shape. A plurality of magnetic poles extending in the radial direction and arranged in the circumferential direction are formed in the disk-shaped magnet portion 22. The stator cores 12a and 12b are arranged in two rows on both sides of the disk so as to face the magnetic poles. Therefore, the same effect as that of the configuration shown in FIG. 1 can be obtained. With such a configuration, a motor having a short dimension in the rotation axis direction can be obtained. Further, the rotor 20 is rotatably held by using two bearings 15 and 15. Rotor 20
Is held by two bearings spaced apart in the direction of the rotation axis, the deviation of the shaft center is reduced.

【0037】このように、本発明の実施例によれば、円
筒(あるいは環状)磁石の内周側及び外周側に、あるい
は円板状磁石の両側に、それぞれ磁極に対向するように
界磁巻線列を配置し、界磁巻線列を2重に形成する構成
としているので、永久磁石の磁気吸引力が径方向の外側
及び内側に向かって発生し、磁気吸引力が互いに相殺さ
れ、磁気吸引力が減少する。これにより、回転子軸に作
用する力による軸の偏倚が減少する。コギングトルクも
減少する。更に、内外の固定子コアの中心位置あるいは
磁極片の幅をずらすことにより、更にコギングトルクを
減少させることができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the field winding is provided on the inner and outer peripheral sides of the cylindrical (or annular) magnet or on both sides of the disc-shaped magnet so as to face the magnetic poles. Since the line arrays are arranged and the field winding arrays are formed in a double structure, the magnetic attraction of the permanent magnets is generated radially outward and inward, and the magnetic attraction is canceled out with each other, and the magnetic attraction is canceled. The suction power decreases. This reduces shaft deflection due to forces acting on the rotor shaft. Cogging torque also decreases. Further, the cogging torque can be further reduced by shifting the center position of the inner and outer stator cores or the width of the pole pieces.

【0038】また、回転子の円筒磁石や円板磁石の両側
の磁力が有効に活用され、トルクが増加するので、相対
的にモータの軸方向の長さを短くしても所要のトルクを
確保可能となり、扁平なモータを形成可能となる。
Further, since the magnetic force on both sides of the cylindrical magnet and the disk magnet of the rotor is effectively used and the torque increases, the required torque is secured even if the axial length of the motor is relatively shortened. This makes it possible to form a flat motor.

【0039】また、二重の界磁巻線を備えるので、これ
等の接続態様を変えることによって、異なる特性でモー
タを動作させることが可能となる。
Further, since the double field winding is provided, it is possible to operate the motor with different characteristics by changing these connection modes.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明しように、本発明のモータによ
れば、永久磁石モータにおいて生ずるコギングが少ない
ので振動などの生じにくく、トルクの大きいモータを得
ることが可能となる。
As described above, according to the motor of the present invention, since the cogging generated in the permanent magnet motor is small, it is possible to obtain a motor having a small torque and a large torque.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の第1の実施例を説明する一部
断面図である。
FIG. 1 is a partial sectional view illustrating a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、第1の実施例のA−A’部断面を示す
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA ′ of the first embodiment.

【図3】図3は、第1の実施例のA−A’部断面(他の
構成例)を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line AA ′ (another configuration example) of the first embodiment.

【図4】図4は、従来構成のモータのコギングトルクの
例を説明するグラフである。
FIG. 4 is a graph illustrating an example of a cogging torque of a motor having a conventional configuration.

【図5】図5(a)乃至同図(c)は、本実施例による
コギングトルクの改善を説明するグラフである。
FIGS. 5A to 5C are graphs illustrating the improvement of the cogging torque according to the present embodiment.

【図6】図6は、実施例の二重固定子巻線を並列接続し
た例を説明する回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an example in which the double stator windings of the embodiment are connected in parallel.

【図7】図7は、実施例の二重固定子巻線を直列接続し
た例を説明する回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an example in which the double stator windings of the embodiment are connected in series.

【図8】図8は、二重固定子巻線を並列接続した場合と
直列接続した場合のモータのトルク特性を説明するグラ
フである。
FIG. 8 is a graph illustrating torque characteristics of a motor when a double stator winding is connected in parallel and when a double stator winding is connected in series.

【図9】図9は、本発明の第2の実施例を説明する説明
図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【図10】図10は、本発明の第3の実施例を説明する
説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a third embodiment of the present invention.

【図11】図11は、従来のモータの例を説明する説明
図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a conventional motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ 11 ベース 15 軸受 12、12a、12b 固定子コア 13、13a、13b 巻線 20 回転子 21 回転子基部 22 磁石部 30 回転検出器 Reference Signs List 1 motor 11 base 15 bearing 12, 12a, 12b stator core 13, 13a, 13b winding 20 rotor 21 rotor base 22 magnet unit 30 rotation detector

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転軸周りに正負の磁極が交互に形成され
た磁石体を含む回転子と、 前記磁石体の磁極に対向するように配置され、回転磁界
を形成する巻線が施された複数の固定子コアを含む固定
子と、 前記回転子を前記固定子に回転自在に保持する軸受と、
を備え、 前記磁石体は円板状又は環状であってその表裏に形成さ
れた各磁極から磁束を発生し、 前記固定子コアは、前記磁石体の表側の各磁極に対向
し、前記回転軸を中心として環状に配列される第1の固
定子コア配列と、前記磁石体の裏側の各磁極に対向し、
前記回転軸を中心として環状に配列される第2の固定子
コア配列と、を含む、モータ。
1. A rotor including a magnet body having positive and negative magnetic poles alternately formed around a rotation axis, and a winding arranged to face the magnetic poles of the magnet body and forming a rotating magnetic field. A stator including a plurality of stator cores; a bearing rotatably holding the rotor on the stator;
The magnet body is disk-shaped or annular and generates magnetic flux from each magnetic pole formed on the front and back thereof, and the stator core faces each magnetic pole on the front side of the magnet body, and the rotating shaft A first stator core array arranged in a ring around the center, and opposed to each magnetic pole on the back side of the magnet body;
A second stator core array arranged annularly about the rotation axis.
【請求項2】前記円板状の磁石体は、各磁極が径方向に
延在し、かつ正及び負の磁極が周方向に交互に配列され
る、請求項1記載のモータ。
2. The motor according to claim 1, wherein each magnetic pole of the disk-shaped magnet body extends in a radial direction, and positive and negative magnetic poles are alternately arranged in a circumferential direction.
【請求項3】前記環状の磁石体は、各磁極が回転軸方向
に延在しかつ正及び負の磁極が周方向に交互に配列され
る、請求項1記載のモータ。
3. The motor according to claim 1, wherein each magnetic pole of the annular magnet body extends in a rotation axis direction, and positive and negative magnetic poles are alternately arranged in a circumferential direction.
【請求項4】前記第1及び第2の固定子コア配列が前記
磁石体を挟みこむ構造である、請求項1乃至3のいずれ
かに記載のモータ。
4. The motor according to claim 1, wherein said first and second stator core arrangements have a structure sandwiching said magnet body.
【請求項5】前記回転子及び前記固定子は、筒状に形成
される、請求項1乃至4のいずれかに記載のモータ。
5. The motor according to claim 1, wherein said rotor and said stator are formed in a cylindrical shape.
【請求項6】同心円状に配置される前記第1及び第2の
固定子コア配列は同じ数の固定子コアからなり、かつ前
記第1の固定子コア配列の各固定子コアの角度位置とこ
れに対応する前記第2の固定子コア配列の各固定子コア
の角度位置とをずらしてコギングトルクを減少する、請
求項1乃至5のいずれかに記載のモータ。
6. The first and second stator core arrangements which are arranged concentrically comprise the same number of stator cores, and each of the stator cores of the first stator core arrangement has an angular position and The motor according to any one of claims 1 to 5, wherein a cogging torque is reduced by shifting a corresponding angular position of each stator core of the second stator core arrangement.
【請求項7】前記第1の固定子コア配列の各巻線と前記
第2の固定子コア配列の各巻線とを互いに直列接続又は
並列接続に切替可能である、請求機構1乃至6のいずれ
かに記載のモータ。
7. The mechanism according to claim 1, wherein each of the windings of the first stator core arrangement and each of the windings of the second stator core arrangement can be connected to each other in series or in parallel. A motor according to claim 1.
【請求項8】各ステータコアの巻線の終端が外部に取り
出し可能になされている、請求項7記載のモータ。
8. The motor according to claim 7, wherein the ends of the windings of each stator core can be taken out to the outside.
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