JP2003018774A - Dc brushless motor - Google Patents
Dc brushless motorInfo
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- JP2003018774A JP2003018774A JP2001198500A JP2001198500A JP2003018774A JP 2003018774 A JP2003018774 A JP 2003018774A JP 2001198500 A JP2001198500 A JP 2001198500A JP 2001198500 A JP2001198500 A JP 2001198500A JP 2003018774 A JP2003018774 A JP 2003018774A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は直流ブラシレスモー
タの係り、特に周方向にN極とS極が交互に着磁された
永久磁石よりなるロータを有する直流ブラシレスモータ
に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の一例である直流ブラシレ
スモータ1を示している。直流ブラシレスモータ1は、
大略するとステータ2とロータ3とにより構成されてい
る。
【0003】ステータ2は、ベース4上にステータヨー
ク5が固定された構成とされている。このステータヨー
ク5には、例えば12極のコアスロット6が形成されて
おり、各コアスロット6にはコイル7が巻回された構成
とされている。
【0004】ロータ3はブシュ状のロータ出力部9を有
しており、このロータ出力部9がベース4に立設された
ステータシャフト14に軸承されることにより、ステー
タ2に対して回転自在な構成とされている。また、ロー
タ3は環状のマグネット8が設けられており、このマグ
ネット8は前記したステータヨーク5のコアスロット6
と対峙するよう構成されている。
【0005】マグネット8は、周方向にN極とS極が交
互に着磁された永久磁石である。図5に示す例では、N
極,S極が合計16極となるよう着磁されている。よっ
て、図示しない駆動制御回路から各コイル7に駆動電流
を流すことにより、コアスロット6は所定のタイミング
で励磁される。これによりマグネット8は回転付勢さ
れ、この回転はロータ出力部9から出力される。
【0006】図7は、マグネット8を着磁するための着
磁装置10を示している。着磁装置10は、筒状ベース
13に着磁コイル11及び着磁ヨーク12を設けた構成
とされている。
【0007】筒状ベース13は、円筒形状を有した鉄よ
りなる部材である。着磁前のマグネット8(以下、これ
をマグネット基材8Aという)は、筒状ベース13の内
周部に配設される。着磁コイル11及び着磁ヨーク12
は、筒状ベース13内に埋設された構成となっている。
しかしながら、着磁ヨーク12のマグネット基材8Aと
対峙する面は露出しており、マグネット基材8Aに対し
磁界を印加できる構成とされている。
【0008】着磁コイル11及び着磁ヨーク12は、マ
グネット8に対し着磁する極数だけ設けられている。即
ち、マグネット基材8Aに対し16極の着磁を行なうに
は、着磁装置10には16個の着磁コイル11及び着磁
ヨーク12が設けられている。
【0009】そして、マグネット基材8Aに対し着磁を
行なう場合には、隣り合う各着磁ヨーク12の磁界方向
が互い逆となるよう着磁コイル11に対して電流印加を
行なう。これにより、マグネット基材8Aは周方向にN
極とS極が交互に16極着磁され、マグネット8が製造
される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図6は、従来おける直
流ブラシレスモータ1に適用されていたマグネット8の
着磁分布を説明するための図である。同図では、縦軸に
磁束密度を取り、横軸にロータ角度を取っている。ま
た、同図ではS極とN極の1着磁周期T0(45deg)を
示している。
【0011】同図示すように、従来の直流ブラシレスモ
ータ1に配設さたれマグネット8の着磁分布は、N極と
S極との境界位置(図中、矢印P0で示すロータ角度が
22.5degの位置)を中心とし、磁束密度が急激に変化し
ている。具体的には、この境界位置P0を中心とした磁
束密度の極小値PLと極大値P Hとの間隔をT2(以
下、極大極小間隔T2という)とすると、磁束密度は短
い極大極小間隔T2の間に極小値PLから極大値PHに
急激に変化している。
【0012】いま、1着磁周期T0に対する極大極小間
隔T2の比(T2/T0)を求めると、図6に示す例で
はこの比(T2/T0)は約1/10である。また、従
来の一般的な直流ブラシレスモータ1の場合、通常この
比(T2/T0)の値は1/5以下のものが殆どであっ
た。
【0013】しかしながら、マグネット8に図6に示し
たような短いロータ角度間隔T2内に磁束密度が大きく
変化する領域(以下、この領域T2を磁束密度変化領域
という)が存在すると、ロータ3が回転する際に大きな
回転トルクの変動が発生してしまう。この回転トルク変
動はコギングトルクとなり、直流ブラシレスモータ1の
回転精度及び回転安定性が阻害されるという問題点があ
った。
【0014】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、コギングトルクの低減を図り得る直流ブラシレス
モータを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、コイルが巻回された複数のコイル巻き
線部を備えたステータと、該ステータと対峙した状態で
回転可能に配設されており、周方向にN極とS極が交互
に着磁された永久磁石よりなるロータとを具備してなる
直流ブラシレスモータにおいて、前記N極とS極との境
界位置を中心とした磁束密度の極大値と極小値との間隔
をT1とし、一組のN極とS極との着磁周期をT0とし
たとき、前記間隔T1と前記着磁周期T0の比(T1/
T0)が、1/3以上1/2未満となるよう、前記永久
磁石の着磁分布を設定したことを特徴とするものであ
る。
【0016】上記のように、磁束密度の極大値と極小値
との間隔T1と、一組のN極とS極との着磁周期T0と
の比(T1/T0)を1/3以上1/2未満となるよう
着磁分布を設定したことにより、N極とS極との境界位
置における磁束密度の変化を滑らかにすることができ
る。これにより、相対的にN極とS極との境界位置をコ
アが通過した際、コギングトルクが発生することを抑制
することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。
【0018】図1は本発明の一実施例である直流ブラシ
レスモータ20の斜視図であり、図2は直流ブラシレス
モータ20のステータ22とマグネット28を拡大して
示す図である。
【0019】直流ブラシレスモータ20は、大略すると
ステータ22とロータ23とにより構成されている。ス
テータ22は、ベース24上にステータヨーク25が固
定された構成とされている。
【0020】ベース24は金属製の平板状基板であり、
ステータヨーク25が配設される位置には、プリント配
線部34が形成されている。このプリント配線部34
は、フルフラットケーブル(FFC)35によりベース
24の外部に引き出される構成とされている。後述する
コイル27の端線は、プリント配線部34に電気的に接
続されると共に、FFC35から引き出される構成とれ
されている。FFC35は、直流ブラシレスモータ20
の回転制御を行なう駆動制御装置(図示せず)に接続さ
れる。
【0021】ステータヨーク25は、本実施例では12
極のコアスロット26が形成されており、各コアスロッ
ト26のコイル巻回部33にはコイル27が巻回されて
いる(図2では、コイル27の図示を省略している)。
このステータヨーク25は、薄いヨーク基材を複数枚積
層した構成とされている。即ち、コアスロットル26は
積層コアとされており、よって渦電流損の発生が抑制さ
れている。また、コアスロットル26に巻回されたコイ
ル27の端線は、前記のようにベース24に配設されて
いるプリント配線部34に接続されている。尚、本実施
例に係る直流ブラシレスモータ20は、3相モータ構造
とされている。
【0022】ロータ23は、ステータ22の内部に配設
された構成とされている。即ち、本実施例に係る直流ブ
ラシレスモータ20は、インナーロータ構造のモータで
ある。しかしながら、後の説明から明らかなように、本
発明の適用はインナーロータ構造のモータに限定されも
のではなく、アウターロータ構造のモータに対しても適
用できるものである。
【0023】ステータ22は、大略するとマグネット2
8,ロータ出力部29,及びロータベース30等により
構成されている。ロータベース30は、例えば圧延鋼板
よりなる有底皿状の部材であり、環状のマグネット28
の内周部に固定された構成とされている。
【0024】また、ロータベース30の中心位置にはブ
シュ状のロータ出力部29が配設されており、このロー
タ出力部29はベース24に立設されたステータシャフ
ト31に軸承される構成とされている。また、ステータ
シャフト31とロータ出力部29との間には、ベアリン
グ32が配設されている。これにより、ロータ23はス
テータ22に対して回転自在な構成とされている。
【0025】マグネット28は、前記したステータヨー
ク25のコアスロット26と対峙するよう構成されてい
る。このマグネット28は、周方向にN極とS極が交互
に着磁された永久磁石である。本実施例に係るマグネッ
ト28では、N極,S極が合計16極となるよう着磁さ
れている。尚、本発明の要部となるマグネット28の着
磁分布については、説明の便宜上、後述するものとす
る。
【0026】上記構成とされた直流ブラシレスモータ2
0において、図示しない駆動制御回路からFFC35及
びプリント配線部34を介して各コイル27に駆動電流
が供給されると、コアスロット26は所定のタイミング
で励磁され、これによりマグネット28は回転付勢され
てロータ23は回転する。このロータ23の回転は、ロ
ータ出力部29を介して外部の被駆動機器に伝達され
る。
【0027】図4は、マグネット28を着磁するための
着磁装置40を示している。着磁装置40の基本構成
は、図7に示した着磁装置10と大きく変わるところは
なく、筒状ベース43に着磁コイル41及び着磁ヨーク
42を設けた構成とされている。
【0028】筒状ベース43は円筒形状を有した鉄より
なる部材であり、着磁前のマグネット28(マグネット
基材28A)は、着磁処理の際にその内周部に配設され
る。着磁コイル41及び着磁ヨーク42は、筒状ベース
43内に埋設された構成となっている。しかしながら、
着磁ヨーク42のマグネット基材28Aと対峙する面は
露出しており、マグネット基材28Aに対し磁界を印加
できる構成とされている。
【0029】着磁コイル41及び着磁ヨーク42は、マ
グネット28に対し着磁する極数だけ設けられている。
即ち、マグネット基材28Aに対し16極の着磁を行な
うには、着磁装置40には16個の着磁コイル41及び
着磁ヨーク42が設けられている。
【0030】そして、マグネット基材28Aに対し着磁
を行なう場合には、隣り合う各着磁ヨーク42の磁界方
向が互い逆となるよう着磁コイル41に対して電流印加
を行なう。これにより、マグネット基材28Aは周方向
にN極とS極が交互に16極着磁され、マグネット28
が製造される。
【0031】この際、本実施例で用いるマグネット28
を製造する着磁装置40は、隣接する着磁ヨーク42の
離間距離(即ち、着磁ヨーク42が配設されていない部
分の距離。この距離を図中矢印W1で示す)が従来の着
磁装置10に短くて広くなるよう設定されている。即
ち、図7に示すように、従来の着磁装置10における隣
接する着磁ヨーク12の離間距離をW2(矢印で示す距
離)とした場合、W2>W1の関係が成立するよう構成
されている。
【0032】図3は、上記構成とされた着磁装置40で
着磁された、本実施例に係るマグネット28の着磁分布
を説明するための図である。同図では、縦軸に磁束密度
を取り、横軸にロータ角度を取っている。また、同図に
おいてもS極とN極の1着磁周期T0(45deg)を示し
ている。
【0033】同図示すように、本実施例に係るマグネッ
ト28の着磁分布は、滑らかな正弦曲線状の分布特性を
示している。この点において、図6に示した矩形波状を
呈する従来のマグネット8の分布特性と大きく異なって
いる。
【0034】いま、図3において、N極とS極との境界
位置(図中、矢印P0で示すロータ角度が22.5degの位
置)を中心とした磁束密度の極小値PLと極大値PHと
の間隔をT1(極大極小間隔T1)とすると、磁束密度
は比較的長い極大極小間隔T 1の間に極小値PLから極
大値PHに、従来に比べて滑らかに変化している。
【0035】いま、1着磁周期T0に対する極大極小間
隔T1の比(T1/T0)を求めると、図3に示す例で
はこの比(T1/T0)は約3/8であった。そして、
この直流ブラシレスモータ20を駆動させたところ、図
5乃至図7を用いて説明した従来の直流ブラシレスモー
タ1に比べ、コギングトルクが30%〜50%低減する
ことができた。
【0036】これは、本実施で用いているマグネット2
8は、図3に示したように磁束密度の極小値PLから極
大値PHに至るまでのロータ角度間隔T1が長いため、
磁束密度の変化が滑らかな変化となることによる。よっ
て、ロータ23が回転する際、ステータ22とロータ2
3に大きな回転トルク変動が発生するようなことはな
く、コギングトルクの発生を抑制することができる。こ
れにより、直流ブラシレスモータ20の回転精度及び回
転安定性を向上させることができる。
【0037】上記のように、1着磁周期T0に対する極
大極小間隔T1を従来に比べ長くなるよう設定すること
により、コギングトルクの発生を抑制することができ
る。しかしながら、1着磁周期T0に対する極大極小間
隔T1を過剰に長く設定すると、直流ブラシレスモータ
20として被駆動機器を駆動するトルク(出力トルク)
が低下してしまう。
【0038】本発明者は、1着磁周期T0に対する極大
極小間隔T1を可変させる実験を実施した。その結果、
1着磁周期T0に対する極大極小間隔T1の比(T1/
T0)が1/3未満であるとコギングトルクの発生を有
効に抑制することができない。また、1着磁周期T0に
対する極大極小間隔T1の比(T1/T0)が1/2以
上となると、コギングトルクの発生を有効に抑制できる
ものの、直流ブラシレスモータ20の出力トルクが著し
く低下してしまう。
【0039】よって、極大極小間隔T1と、一組のN極
とS極との着磁周期T0との比(T 1/T0)を1/3
以上1/2未満となるようマグネット28の着磁分布を
設定することにより、コギングトルクの発生を有効に抑
制できると共に、出力トルクの著しい低下を抑制するこ
とができる。
【0040】尚、極大極小間隔T1を可変するのは、先
に図4を用いて説明した隣接する着磁ヨーク42の離間
距離W1を変更することにより、容易に可変することが
できる。即ち、離間距離W1を長くするほど極大極小間
隔T1は短くなり、逆に離間距離W1を短くするほど極
大極小間隔T1は長くなる。
【0041】これは、着磁ヨーク42の離間距離W1が
短くなると(即ち着磁ヨーク42が周方向に長くな
る)、着磁時における磁界が分散され磁束密度が低下す
るため、図3に示すように着磁分布は滑らかなものとな
り、逆に着磁ヨーク42の離間距離W1が長くなる(即
ち着磁ヨーク42が周方向に短くなる)と、着磁時にお
ける磁界が集中され磁束密度が高くなるため、図3に示
すように急激に変化する着磁分布が形成されるからであ
る。
【0042】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、N極とS極
との境界位置における磁束密度の変化を滑らかにするこ
とができ、これにより相対的にN極とS極との境界位置
をコアが通過した際にコギングトルクが発生することを
抑制でき、モータの回転の安定化を図ることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a DC brushless motor.
N pole and S pole were alternately magnetized in the circumferential direction
DC brushless motor having a rotor composed of permanent magnets
About.
[0002]
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional DC brushless device.
1 shows a motor 1. DC brushless motor 1
Generally, it is composed of a stator 2 and a rotor 3.
You.
[0003] The stator 2 has a stator yaw on a base 4.
The lock 5 is fixed. This stator yaw
The core 5 has, for example, a 12-pole core slot 6 formed therein.
Each core slot 6 has a coil 7 wound around it
It has been.
The rotor 3 has a bush-shaped rotor output section 9.
The rotor output section 9 is erected on the base 4
By being supported by the stator shaft 14, the stay
It is configured to be rotatable with respect to the table 2. Also low
The magnet 3 is provided with an annular magnet 8.
The net 8 is the core slot 6 of the stator yoke 5 described above.
It is configured to confront with.
The magnet 8 has a north pole and a south pole which alternate in the circumferential direction.
Permanent magnets magnetized with each other. In the example shown in FIG.
The poles and S poles are magnetized so that the total is 16 poles. Yo
Drive current from the drive control circuit (not shown) to each coil 7
, The core slot 6 has a predetermined timing.
Excited by As a result, the magnet 8 is biased to rotate.
This rotation is output from the rotor output unit 9.
FIG. 7 shows a magnet for magnetizing the magnet 8.
The magnetic device 10 is shown. The magnetizing device 10 has a cylindrical base.
13 provided with a magnetizing coil 11 and a magnetizing yoke 12
It has been.
The cylindrical base 13 is made of iron having a cylindrical shape.
Member. Magnet 8 before magnetization (hereinafter, this
Is referred to as a magnet base material 8A).
It is arranged on the periphery. Magnetizing coil 11 and magnetizing yoke 12
Are embedded in the cylindrical base 13.
However, the magnet base 8A of the magnetized yoke 12
The facing surface is exposed, and
The configuration is such that a magnetic field can be applied.
The magnetizing coil 11 and the magnetizing yoke 12 are
The number of poles for magnetizing the gnet 8 is provided. Immediately
In order to magnetize the magnet substrate 8A with 16 poles,
Indicates that the magnetizing device 10 has 16 magnetized coils 11 and magnetized
A yoke 12 is provided.
Then, magnetization is applied to the magnet substrate 8A.
When performing, the magnetic field direction of each adjacent magnetized yoke 12
Are applied to the magnetized coil 11 so that
Do. As a result, the magnet base material 8A becomes N
Pole and S pole are alternately magnetized to 16 poles, producing magnet 8
Is done.
[0010]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional method.
Of the magnet 8 applied to the brushless brushless motor 1
It is a figure for explaining magnetization distribution. In the figure, the vertical axis
The magnetic flux density is taken, and the rotor axis is taken on the horizontal axis. Ma
In the same figure, one magnetization period T of the S pole and the N pole is shown.0(45deg)
Is shown.
As shown in FIG.
The magnetized distribution of the magnet 8 disposed on the
Boundary position with S pole (arrow P in the figure0The rotor angle indicated by
22.5deg), the magnetic flux density changes rapidly
ing. Specifically, the boundary position P0Magnetic around
Minimum value of bundle density PLAnd the maximum value P HT2(After
Bottom, local minimum interval T2), The magnetic flux density is short
Large maximum minimum interval T2Minimum value PLFrom the maximum value PHTo
It is changing rapidly.
Now, one magnetization cycle T0Maxima and minima for
Interval T2Ratio (T2/ T0) Is obtained by the example shown in FIG.
Is the ratio (T2/ T0) Is about 1/10. In addition,
In the case of the conventional DC brushless motor 1,
Ratio (T2/ T0In most cases, the value of
Was.
However, the magnet 8 shown in FIG.
Short rotor angle interval T2Large magnetic flux density inside
The changing area (hereinafter, this area T)2The magnetic flux density change area
) Is present when the rotor 3 rotates.
The fluctuation of the rotation torque occurs. This rotation torque change
The movement becomes cogging torque, and the DC brushless motor 1
There is a problem that rotation accuracy and rotation stability are impaired.
Was.
The present invention has been made in view of the above points.
Yes, DC brushless that can reduce cogging torque
An object is to provide a motor.
[0015]
Means for Solving the Problems To solve the above problems,
In the present invention, a plurality of coil windings in which a coil is wound
A stator having a wire portion, and in a state facing the stator,
Rotatably arranged, N pole and S pole alternate in the circumferential direction
And a rotor made of permanent magnets magnetized
In a DC brushless motor, the boundary between the N pole and the S pole
The distance between the maximum and minimum values of the magnetic flux density around the boundary position
To T1And the magnetization period of a set of N and S poles is T0age
The interval T1And the magnetization period T0Ratio (T1/
T0) Is 1/3 or more and less than 1/2.
It is characterized in that the magnetization distribution of the magnet is set.
You.
As described above, the maximum value and the minimum value of the magnetic flux density
Interval T1And the magnetization period T of a set of N and S poles0When
Ratio (T1/ T0) To be at least 1/3 and less than 1/2
By setting the magnetization distribution, the boundary position between the N pole and the S pole
Magnetic flux density changes in
You. As a result, the boundary position between the north pole and the south pole is relatively controlled.
Suppresses the occurrence of cogging torque when passing
can do.
[0017]
Next, an embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a DC brush according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the motor 20 and FIG.
Enlarge the stator 22 and magnet 28 of the motor 20
FIG.
The DC brushless motor 20 is roughly
It is composed of a stator 22 and a rotor 23. S
The stator 22 has a stator yoke 25 fixed on a base 24.
The configuration is fixed.
The base 24 is a metal plate-like substrate,
A print arrangement is provided at a position where the stator yoke 25 is arranged.
A line portion 34 is formed. This printed wiring section 34
Is based on full flat cable (FFC) 35
24 is drawn out. See below
The end line of the coil 27 is electrically connected to the printed wiring portion 34.
Continue and draw from FFC35
Have been. The FFC 35 is a DC brushless motor 20
Connected to a drive control device (not shown)
It is.
In this embodiment, the stator yoke 25 is 12
A core slot 26 is formed for each core slot.
The coil 27 is wound around the coil winding portion 33 of the
2 (illustration of the coil 27 is omitted in FIG. 2).
The stator yoke 25 is formed by stacking a plurality of thin yoke base materials.
It has a layered configuration. That is, the core throttle 26
As a laminated core, eddy current loss is suppressed.
Have been. The coil wound around the core throttle 26
The end line of the screw 27 is disposed on the base 24 as described above.
Connected to the printed wiring section 34. In addition, this implementation
The DC brushless motor 20 according to the example has a three-phase motor structure.
It has been.
The rotor 23 is disposed inside the stator 22.
It is the configuration which was done. That is, the DC power supply according to the present embodiment
The brushless motor 20 is an inner rotor motor.
is there. However, as will be clear from the description below,
The application of the invention is limited to motors having an inner rotor structure.
But also for motors with an outer rotor structure.
It can be used.
The stator 22 is generally a magnet 2
8, rotor output section 29, rotor base 30, etc.
It is configured. The rotor base 30 is, for example, a rolled steel plate.
And a ring-shaped magnet 28
Is fixed to the inner peripheral portion of the.
The rotor base 30 has a center
A brush-shaped rotor output section 29 is provided.
The data output section 29 is a stator shuff
, And is configured to be supported by the bearing 31. Also, the stator
A bearing is provided between the shaft 31 and the rotor output portion 29.
A tag 32 is provided. As a result, the rotor 23
It is configured to be rotatable with respect to the theta 22.
The magnet 28 is provided with the above-described stator yaw.
Is configured to face the core slot 26 of the
You. This magnet 28 has an N pole and an S pole alternately arranged in the circumferential direction.
It is a permanent magnet that is magnetized. The magnet according to the present embodiment
At 28, the magnetic poles are magnetized so that the N and S poles are 16 poles in total.
Have been. The attachment of the magnet 28, which is an essential part of the present invention, is performed.
The magnetic distribution will be described later for convenience of explanation.
You.
DC brushless motor 2 constructed as described above
0, the drive control circuit (not shown)
Drive current to each coil 27 via the printed wiring section 34
Is supplied, the core slot 26 has a predetermined timing.
And the magnet 28 is energized by rotation.
Thus, the rotor 23 rotates. The rotation of the rotor 23
Transmitted to an external driven device via the data output unit 29.
You.
FIG. 4 is a view showing a state in which the magnet 28 is magnetized.
The magnetizing device 40 is shown. Basic configuration of magnetizing device 40
Differs greatly from the magnetizing device 10 shown in FIG.
No magnetizing coil 41 and magnetizing yoke are mounted on the cylindrical base 43.
42 are provided.
The cylindrical base 43 is made of iron having a cylindrical shape.
And a magnet 28 (magnet 28) before magnetization.
The base material 28A) is disposed on the inner peripheral portion during the magnetization process.
You. The magnetized coil 41 and the magnetized yoke 42 have a cylindrical base.
43 is embedded. However,
The surface of the magnetized yoke 42 facing the magnet substrate 28A is
Exposed, applying magnetic field to magnet substrate 28A
It is a configuration that can be done.
The magnetizing coil 41 and the magnetizing yoke 42 are
The number of poles for magnetizing the gnet 28 is provided.
That is, the magnet base material 28A is magnetized with 16 poles.
In other words, 16 magnetizing coils 41 and
A magnetized yoke 42 is provided.
Then, the magnet 28A is magnetized.
Is performed, the magnetic field direction of each adjacent magnetized yoke 42
Apply current to magnetized coil 41 so that directions are opposite to each other
Perform As a result, the magnet base material 28A moves in the circumferential direction.
The N and S poles are alternately magnetized to 16 poles, and the magnet 28
Is manufactured.
At this time, the magnet 28 used in this embodiment is
The magnetizing device 40 that manufactures the
The separation distance (that is, the portion where the magnetized yoke 42 is not provided)
Minute distance. This distance is indicated by an arrow W1 in the figure).
The magnetic device 10 is set to be short and wide. Immediately
That is, as shown in FIG.
The separation distance of the magnetized yoke 12 in contact is W2 (the distance indicated by the arrow).
In this case, the relationship W2> W1 is satisfied.
Have been.
FIG. 3 shows a magnetizing device 40 constructed as described above.
Magnetization distribution of magnetized magnet 28 according to the present embodiment
FIG. In the figure, the vertical axis indicates the magnetic flux density
And the horizontal axis represents the rotor angle. Also, in the same figure
In addition, one magnetization period T of S pole and N pole0(45deg)
ing.
As shown in FIG.
The magnetization distribution of G28 has a smooth sinusoidal distribution characteristic.
Is shown. At this point, the rectangular wave shape shown in FIG.
Significantly different from the distribution characteristics of the conventional magnet 8 presented
I have.
Now, in FIG. 3, the boundary between the N pole and the S pole
Position (arrow P in the figure)0The rotor angle indicated by is about 22.5deg
Minimum value P of the magnetic flux density aroundLAnd the maximum value PHWhen
The interval of T1(Maximum minimum interval T1), The magnetic flux density
Is a relatively long local minimum interval T 1Minimum value PLFrom pole
Large value PHIn addition, it changes more smoothly than before.
Now, one magnetization cycle T0Maxima and minima for
Interval T1Ratio (T1/ T0) Is obtained by the example shown in FIG.
Is the ratio (T1/ T0) Was about 3/8. And
When this DC brushless motor 20 was driven, FIG.
5 to FIG.
30% to 50% reduction in cogging torque compared to
I was able to.
This is the magnet 2 used in this embodiment.
8 is the minimum value P of the magnetic flux density as shown in FIG.LFrom pole
Large value PHRotor angle interval T up to1Is long,
This is because the change in the magnetic flux density becomes a smooth change. Yo
When the rotor 23 rotates, the stator 22 and the rotor 2
No large rotation torque fluctuation occurs in 3
In addition, generation of cogging torque can be suppressed. This
As a result, the rotation accuracy and the rotation of the DC brushless motor 20 are improved.
The rolling stability can be improved.
As described above, one magnetization cycle T0Poles against
Large minimum interval T1Is set to be longer than before
Can suppress the occurrence of cogging torque
You. However, one magnetization cycle T0Maxima and minima for
Interval T1If the DC brushless motor is set
20 is the torque for driving the driven equipment (output torque)
Will decrease.
The present inventor has determined that one magnetization cycle T0Maximum against
Minimum interval T1An experiment was carried out to change. as a result,
One magnetization cycle T0The local minimum interval T for1Ratio (T1/
T0) Is less than 1/3, cogging torque may be generated.
Cannot be effectively controlled. Also, one magnetization cycle T0To
Maximum local minimum interval T1Ratio (T1/ T0) Is less than 1/2
Above, the generation of cogging torque can be effectively suppressed
However, the output torque of the DC brushless motor 20 is significant.
It will be much lower.
Therefore, the local minimum interval T1And a set of N poles
Period T between S and S pole0And the ratio (T 1/ T0) To 1/3
The magnetization distribution of the magnet 28 is set to be less than 1/2.
By setting, the generation of cogging torque is effectively suppressed.
Control the output torque.
Can be.
The maximum and minimum intervals T1To change the
Of the adjacent magnetized yokes 42 described with reference to FIG.
It can be easily changed by changing the distance W1.
it can. In other words, the longer the distance W1 is, the larger the local minimum is.
Interval T1Becomes shorter, and conversely, the shorter the separation distance W1 is,
Large minimum interval T1Becomes longer.
This is because the separation distance W1 of the magnetized yoke 42 is
If it becomes shorter (that is, the magnetized yoke 42 becomes longer in the circumferential direction).
), The magnetic field during magnetization is dispersed, and the magnetic flux density decreases.
Therefore, the magnetization distribution becomes smooth as shown in FIG.
On the contrary, the separation distance W1 of the magnetized yoke 42 becomes longer (immediately.
(The magnetized yoke 42 becomes shorter in the circumferential direction).
Since the magnetic field is concentrated and the magnetic flux density increases,
This is because a rapidly changing magnetization distribution is formed as
You.
[0042]
As described above, according to the present invention, the N pole and the S pole
The change in magnetic flux density at the boundary between
And the relative position of the boundary between the north pole and the south pole
Cogging torque is generated when the core passes through
Thus, the rotation of the motor can be stabilized.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
の斜視図である。
【図2】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
におけるステータとマグネットを拡大して示す図であ
る。
【図3】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
に設けられるマグネットの着磁分布を説明するための図
である。
【図4】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
に設けられるマグネットを着磁する着磁装置を説明する
ための図である。
【図5】従来の一例である直流ブラシレスモータの斜視
図である。
【図6】従来の一例である直流ブラシレスモータに設け
られるマグネットの着磁分布を説明するための図であ
る。
【図7】従来の一例である直流ブラシレスモータに設け
られるマグネットを着磁する着磁装置を説明するための
図である。
【符号の説明】
20 直流ブラシレスモータ
22 ステータ
23 ロータ
24 ベース
25 ステータヨーク
26 コアスロットル
27 コイル
28 マグネット
28A マグネット基材
29 ロータ出力部
30 ロータベース
31 ステータシャフト
32 ベアリング
33 コイル巻回部
40 着磁装置
41 着磁コイル
42 着磁ヨーク
43 筒状ベースBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a DC brushless motor according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view showing a stator and a magnet in the DC brushless motor according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram for explaining a magnetization distribution of a magnet provided in a DC brushless motor according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining a magnetizing device for magnetizing a magnet provided in a DC brushless motor according to one embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of a conventional brushless DC motor. FIG. 6 is a diagram for explaining a magnetization distribution of a magnet provided in a DC brushless motor as an example of the related art. FIG. 7 is a diagram for explaining a magnetizing device that magnetizes a magnet provided in a DC brushless motor as an example of the related art. [Description of Signs] 20 DC brushless motor 22 Stator 23 Rotor 24 Base 25 Stator yoke 26 Core throttle 27 Coil 28 Magnet 28A Magnet base material 29 Rotor output unit 30 Rotor base 31 Stator shaft 32 Bearing 33 Coil winding unit 40 Magnetizer 41 Magnetizing coil 42 Magnetizing yoke 43 Cylindrical base
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H002 AA01 AA09 AB06 5H621 AA02 BB07 BB10 GA01 GA04 HH01 5H622 AA02 CA05 CA11 PP03 QB02 QB09 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page F-term (reference) 5H002 AA01 AA09 AB06 5H621 AA02 BB07 BB10 GA01 GA04 HH01 5H622 AA02 CA05 CA11 PP03 QB02 QB09
Claims (1)
部を備えたステータと、 該ステータと対峙した状態で回転可能に配設されてお
り、周方向にN極とS極が交互に着磁された永久磁石よ
りなるロータとを具備してなる直流ブラシレスモータに
おいて、 前記N極とS極との境界位置を中心とした磁束密度の極
大値と極小値との間隔をT1とし、一組のN極とS極と
の着磁周期をT0としたとき、前記間隔T1と前記着磁
周期T0の比(T1/T0)が、1/3以上1/2未満
となるよう、前記永久磁石の着磁分布を設定したことを
特徴とする直流ブラシレスモータ。Claims: 1. A stator having a plurality of coil winding portions around which coils are wound, and a rotatably disposed face to face with the stator, the N pole being disposed in a circumferential direction. And a rotor made of permanent magnets having S poles alternately magnetized, wherein a maximum value and a minimum value of a magnetic flux density centered on a boundary position between the N pole and the S pole are provided. the interval is T 1, when the Chaku磁周life of a set of N and S poles was T 0, the ratio of the said interval T 1 wearing磁周period T 0 (T 1 / T 0 ) is 1 / A DC brushless motor, wherein the magnetization distribution of the permanent magnet is set to be 3 or more and less than 1/2.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001198500A JP2003018774A (en) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Dc brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001198500A JP2003018774A (en) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Dc brushless motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003018774A true JP2003018774A (en) | 2003-01-17 |
Family
ID=19035941
Family Applications (1)
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JP2001198500A Pending JP2003018774A (en) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Dc brushless motor |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2003018774A (en) |
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2001
- 2001-06-29 JP JP2001198500A patent/JP2003018774A/en active Pending
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