JP2002533048A - 電気的に整流されたステータと、永久磁石を備えたロータとを備えたモータ - Google Patents
電気的に整流されたステータと、永久磁石を備えたロータとを備えたモータInfo
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Abstract
Description
ロータとを有するモータであって、ステータとロータとの間の領域の空隙面が、
係止モーメント(Rastmoment)を減じるために微細歯列を備えている形式のものに
関する。
公知のモータの場合、インナロータとして形成された電気的に励起されたロータ
が周面側で一様の蛇行状(メアンダ状)の微細歯列を支持していて、ロータはこ
のような方向において対称的に構成されている。ステータの磁極は永久磁石から
形成されている。しかしながらこれらの磁極は、周方向においては均一に配置さ
れていない。それというのは、磁極が交互に360°/ηよりも小さい角度と大
きな角度とを成しているからである(この場合ηは磁極の数を示している)。こ
こではこの異なる角度は、周方向でロータとステータとの間に均一な磁界分布が
生ぜしめられるように選択されている。このことにより、ロータとステータとの
間の係止モーメントが減じられる。永久磁石のこのようなずれがなければ、磁極
数に起因してロータとステータとの間に複数の係止個所が生じてしまう。このよ
うな係止個所はロータを手によって回転させるときにロックされ、モータの静寂
でない、騒音を伴う運転を生ぜしめるおそれがある。
組み込みという、複雑なステータの構造を生ぜしめる。さらにモータのこのよう
な構造により、係止モーメントの減少がある程度制限される。
び補償の可能性を著しく改善するような、係止モーメントの補償手段を備えたモ
ータを提供することである。
。
れた永久磁石ロータが生ぜしめられる。この永久磁石ロータは製造が簡単で、周
方向において規定の磁界特性をもたらす。このような磁界特性には、ステータに
配置された微細歯列を介して多種多様に影響を与えることができる。この場合、
ステータはほぼ対称的に構成可能であり続ける。係止モーメントの補償は、微細
歯列の構成に制限され続ける。この微細歯列は、磁極を形成するとともに「ソリ
ッドアーマチュア(Massivanker)」を簡単に打ち抜くことにより製造することが
できる。従って、係止モーメント補償を簡単にモータの製造経過内に組み入れる
ことによりさらに改善することもできる。それというのは、ただ打ち抜き過程を
相応に変更すればいいからである。さらに、スライドコンタクトを介した給電が
省かれる。それというのはこの給電は簡単な電子制御回路によって行うことがで
きるからである。
相当させることによりもたらされる。この場合特に、ステータはインナステータ
として、ロータはアウタロータとして形成されている。
列のずれが同一に、有利には微細歯列の半分のピッチに相当することにより行わ
れる。
ロータの周面にわたって均一に分配された個別永久磁石によって形成されており
、これらの個別永久磁石は周方向で交互の極性を有している。この場合個別永久
磁石は単極で磁化されていてもよい。
て均一に分配された所定の数の2極のリングセグメント永久磁石によって形成さ
れており、これらのリングセグメント永久磁石が周方向で同一方向に配置されて
いてよい。この場合永久磁石極は多極のリングセグメント永久磁石によって形成
されていてもよい。
成される。最も簡単な構成の場合、微細歯列の歯と歯溝とが同一幅および同一深
さとを有している。
いるがしかし同一の深さを有しており、磁極対において互いに補足し合うことに
より行われるか、または、微細歯列の磁極対の一方の極の歯の幅と他方の極の歯
溝の幅とが少なくとも部分周面領域において同様に変化することにより行われる
。微細歯列の歯および歯溝の数は、形成された磁極対の数の整数倍であると有利
である。
は直径方向に配置された磁極から形成された、ステータの磁極対の微細歯列がそ
れぞれ互いにずらされるように行うことができ、他方では、それぞれ2つの磁極
ピッチ分だけずらされた磁極から形成された、ステータの磁極対の微細歯列がそ
れぞれ互いにずらされるように行うことができる。これら2つの場合、磁極対の
微細歯列の歯は周面側で逆相(gegenphasig)にずらされている。しかしながら、
ロータの停止時または回転時の偏心性が生じる場合には、補償作用は制限される
。
二重の磁極ピッチを介して逆相に配置することが有利である。
ロータとの間の空隙幅と同一かまたはそれよりも大きいように構成されていると
有利である。
れ8つの磁極P1〜P8と、ロータRに設けられた8つの永久磁石極M1〜M8
とを備えたモータの構造について説明する。図面には、スリーブ状のアウタロー
タとして形成されたロータRのそれぞれ1つの回転方向が示されている。
トが形成される。これらの90°セグメントには、ロータRのそれぞれ2つの永
久磁石極M1およびM2、M3およびM4、M5およびM6、ならびに、M7お
よびM8と、それぞれ2つの磁極P1およびP2、P3およびP4、P5および
P6、ならびに、P7およびP8とが収納されるようになっている。このことは
図3および図4から明らかである。磁極対形成部は、それぞれ2つの磁極ピッチ
分だけずらされた、ステータStの磁極対にわたって延びるようになっているの
で、本発明によれば、磁極P1およびP3、P2およびP4、P5およびP7、
ならびに、P6およびP8は、係止モーメントを補償するために、それぞれ互い
にずらされた微細歯列を備えていなければならない。
全体にわたって延びており、同一かつ不変の歯ピッチを備えるように構成されて
いる。すなわち微細歯列の歯および歯溝の幅が同一の大きさを有している訳であ
る。
8に向いた90°セグメントに、図1に示したような微細歯列Vz1が施される
。1つの歯の前側面(Vorderflanke)は軸線A1に向けられている。永久磁石極M
3およびM4に対応配置された微細歯列Vz3は、軸線A3に向けられた、1つ
の歯の前側面が示すように相応に構成される。
z2を支持しており、永久磁石極M5およびM6に対応配置された90°セグメ
ントは、微細歯列Vz4を支持している。これらの微細歯列Vz2,Vz4は軸
線A2およびA4に対して歯ピッチの半分だけずらされている。歯Zと歯溝ZL
とが均一な幅aを有している場合、ずれはaに等しい。すなわち微細歯列Vz2
およびVz4は、図2から判るように、1つの前側面で軸線A2およびA4に向
けられている。従って、ずれaは、磁極対P1およびP3、P2およびP4、P
5およびP7、ならびに、P6およびP8において発生する。従って磁極対形成
は、ステータStの2つの磁極ピッチ分だけずらされた磁極を介して行われる。
この場合90°セグメント相互間の突き合わせ個所には、より幅広の歯と、より
幅広の歯溝とが交互に発生する。
抜かれると、図4に示した磁極P1〜P8が形成される。微細歯列Vz1,Vz
2,Vz3,Vz4はそれぞれ2つの同一の(部分)微細歯列Vz11およびV
z12、Vz21およびVz22、Vz31およびVz32、ならびに、Vz4
1およびVz42に分割される。微細歯列Vz11およびVz21、Vz12お
よびVz22、Vz31およびVz41、ならびに、Vz32およびVz42相
互間のずれaは維持され、全周にわたって、係止モーメントの補償に貢献する。
石によって形成される。これらの環状セグメント永久磁石は、これらのニュート
ラルな中心軸線が軸線A1〜A4に向けられており、周方向で環状セグメント永
久磁石の磁極が同一方向に整列させられているので、ロータRの磁極ギャップに
おいて、環状セグメント永久磁石のそれぞれ異なる磁極が互いに突き合わされて
いる。ロータ構造は多極(2つよりも多い)の環状セグメント永久磁石で構成す
ることもできる。
いる。この磁極の数は、より少なくとも多くてもよく、ただ偶数であればよい。
ステータStの磁極の数はロータRの磁極の数と異なっていてもよい。ロータR
の永久磁石極M1〜M8は、単極で磁化された個別永久磁石によって形成されて
もよい。
1の微細歯列Vz21と磁極P3の微細歯列Vz31との間のずれaを示す。こ
れらの磁極P1およびP3は、永久磁石極M1,M3に関連して示されている。
永久磁石極M1およびM3が個別永久磁石として形成されている場合、微細歯列
Vz31の1つの歯Zの前側面が永久磁石極M3の端縁部に向けられており、微
細歯列Vz21の1つの歯溝ZLの前側面が永久磁石極M1の端縁部に向けられ
ており、微細歯列Vz21およびVz31は磁極P1およびP3の磁極幅、なら
びに、永久磁石極M1およびM3の磁極幅と合致している。
号n=1または2であり、符号γは磁極ピッチである。
ていてもよい。この場合磁極対の部分周面領域は通常、互いに調和されている、
すなわち磁極対の磁極で同じように選択されている。
償可能性を高めるために、磁極対の微細歯列において歯および歯溝の一部だけが
互いにずらされていてよい。さらに、微細歯列における歯および歯溝の幅は、少
なくとも部分的に変更を加えられてよい。この場合、一方の磁極の歯列の歯Zを
その磁極対の他方の磁極の微細歯列の歯溝ZLで補足すると有利である。このこ
とから明らかなように、係止モーメントに対して影響を与えるための可能性が多
数もたらされる。このことは図3に示された、ステータStの打ち抜き過程によ
るだけで行うことができる。この場合、ステータStの対称的な基本構造はほぼ
保たれ続ける。磁極P1〜P8の空隙面の微細歯列だけが変化する。
で示したように、直径方向に配置された磁極対によって行うこともできる。微細
歯列Vz21およびVz41が歯ピッチの半分だけ互いにずらされている。この
ことは永久磁石M1およびM5の走出縁部(Auslaufkante)に対する、微細歯列の
前側面から明らかである。
された磁極によって、例えば磁極P1およびP2〜P7およびP8によって行う
こともできる。この磁極対形成も、図3から明らかな打ち抜き過程によるだけで
実現することができる。微細歯列の歯の数はステータStの磁極の数よりも多い
と有利であり、半径方向における歯Zおよび歯溝ZLの深さは、空隙幅と同じか
、またはこの空隙幅よりも大きい。
止モーメントの補償のためには、種々異なる作用を伴う多数の可能性がある。い
ずれの場合にもモータの一様な、騒音の少ない運転が達成される。
Claims (16)
- 【請求項1】 複数の磁極(P1〜P8)を備えたステータ(St)と、調
和された数の永久磁石極(M1〜M8)を備えたロータ(R)とを有するモータ
であって、ステータ(St)とロータ(R)との間の領域の空隙面が、係止モー
メントを減じるために微細歯列(Vz11,Vz12…Vz41,Vz42)を
備えており、ステータ(St)およびロータ(R)の磁極構造が周方向でほぼ対
称的に構成されており、ステータ(St)の磁極(P1〜P8)が、少なくとも
空隙面の部分領域にわたって微細歯列(Vz11,Vz12…Vz41,Vz4
2)を備えており、ステータ(St)の磁極(P1〜P8)が磁極対(P1,P
3;P2,P4;P5,P7;P6,P8、もしくは、P1,P5;P2,P6
;P3,P7;P4,P8)を形成しており、該磁極対において、微細歯列(V
z11,Vz12…Vz41,Vz42)が少なくとも、互いに対応する部分周
面領域内でそれぞれ互いにずらされていることを特徴とする、複数の磁極を備え
たステータと、調和された数の永久磁石極を備えたロータとを有するモータ。 - 【請求項2】 ステータ(St)の磁極(P1〜P8)の数が、ロータ(R
)の永久磁石極(M1;M8)の数に相当している、請求項1記載のモータ。 - 【請求項3】 磁極対(P1,P3;P2,P4;P5,P7;P6,P8
、もしくは、P1,P5;P2,P6;P3,P7;P4,P8)の微細歯列(
Vz11,Vz12…Vz41,Vz42)のずれが同一であり、有利には微細
歯列(Vz11,Vz12…Vz41,Vz42)のピッチの半分に相当する、
請求項1または2記載のモータ。 - 【請求項4】 ステータ(St)がインナステータとして形成されており、
ロータ(R)がアウタロータとして形成されている、請求項1から3までのいず
れか1項記載のモータ。 - 【請求項5】 ロータ(R)の永久磁石極(M1〜M8)が、ロータ(R)
の全周にわたって均一に分配された個別永久磁石によって形成されており、該個
別永久磁石が、周方向に交互の極性を有している、請求項1から4までのいずれ
か1項記載のモータ。 - 【請求項6】 個別永久磁石が単極に磁化されている、請求項5記載のモー
タ。 - 【請求項7】 ロータ(R)の永久磁石極(M1〜M8)が、ロータ(R)
の全周にわたって均一に分配された、所定の数の2極のリングセグメント永久磁
石によって形成されており、該リングセグメント永久磁石の磁極が周方向で同一
方向に配置されている、請求項1から4までのいずれか1項記載のモータ。 - 【請求項8】 ロータ(R)の永久磁石極(M1〜M8)が多極のリングセ
グメント永久磁石によって形成されている、請求項7記載のモータ。 - 【請求項9】 微細歯列(Vz11,Vz12…Vz41,Vz42)がメ
アンダ状に形成されている、請求項1から8までのいずれか1項記載のモータ。 - 【請求項10】 微細歯列(Vz11,Vz12…Vz41,Vz42)の
歯列(Z)および歯溝(ZL)が同一幅と同一深さとを有している、請求項9記
載のモータ。 - 【請求項11】 微細歯列(Vz11,Vz12…Vz41,Vz42)の
歯(Z)および歯溝(ZL)が、異なる幅を有しているがしかし同一深さを有し
ており、磁極対で互いに補い合っている、請求項9記載のモータ。 - 【請求項12】 微細歯列(Vz11,Vz12…Vz41,Vz42)の
磁極対の一方の磁極の歯(Z)の幅と、他方の磁極の歯溝(ZL)の幅とが少な
くとも部分周面領域で同じように変化している、請求項9または10記載のモー
タ。 - 【請求項13】 微細歯列(Vz11,Vz12…Vz41,Vz42)の
歯(Z)および歯溝(ZL)の数が、形成された磁極対の数の整数倍である、請
求項1から12までのいずれか1項記載のモータ。 - 【請求項14】 それぞれ隣り合う、または、直径方向に配置された磁極(
P1,P2;P3,P4;P5,P6;P7,P8)から形成された、ステータ
(St)の磁極対の微細歯列(Vz11,Vz12…Vz41,Vz42)がそ
れぞれ互いにずらされている、請求項1記載のモータ。 - 【請求項15】 それぞれ2つの磁極ピッチ分だけずらされた磁極(P1,
P3;P2,P4;P5,P7;P6,P8)から形成されたステータ(St)
の磁極対の微細歯列(Vz11,Vz12…Vz41,Vz42)がそれぞれ互
いにずらされている、請求項1記載のモータ。 - 【請求項16】 歯列(Z)および歯溝(ZL)の深さが、ステータ(St
)とロータ(R)との間の空隙幅に対してほぼ等しいかまたはより大きい、請求
項1から15までのいずれか1項記載のモータ。
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