JP2003134772A - 永久磁石式回転電機 - Google Patents
永久磁石式回転電機Info
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- JP2003134772A JP2003134772A JP2001330552A JP2001330552A JP2003134772A JP 2003134772 A JP2003134772 A JP 2003134772A JP 2001330552 A JP2001330552 A JP 2001330552A JP 2001330552 A JP2001330552 A JP 2001330552A JP 2003134772 A JP2003134772 A JP 2003134772A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コギングトルクを小さくすることができ、ま
た製作工数が増えず製作を自動化するのに適する永久磁
石型回転電機を提供する。 【解決手段】 ポール数Ｐが４以上の偶数である永久磁
石式ロータ（１４、５６）と、スロット数ＳがＰの倍数
でないステータ（１０、５０）とを有する永久磁石式回
転電機において、全ての永久磁石（１８、５４）を略同
一形状でかつ周方向に略等間隔に配置すると共に、永久
磁石（１８、５４）がロータ中心に対して張るマグネッ
ト角度をコギング数がスロット数Ｓとポール数Ｐの最小
公倍数の２以上の整数倍になるように設定した。
た製作工数が増えず製作を自動化するのに適する永久磁
石型回転電機を提供する。 【解決手段】 ポール数Ｐが４以上の偶数である永久磁
石式ロータ（１４、５６）と、スロット数ＳがＰの倍数
でないステータ（１０、５０）とを有する永久磁石式回
転電機において、全ての永久磁石（１８、５４）を略同
一形状でかつ周方向に略等間隔に配置すると共に、永久
磁石（１８、５４）がロータ中心に対して張るマグネッ
ト角度をコギング数がスロット数Ｓとポール数Ｐの最小
公倍数の２以上の整数倍になるように設定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の永久磁石
を周方向にその極性が交互に変化するように設けた永久
磁石式ロータを用いた永久磁石式回転電機に関するもの
である。
を周方向にその極性が交互に変化するように設けた永久
磁石式ロータを用いた永久磁石式回転電機に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】複数の永久磁石を固定した永久磁石式ロ
ータを用いるブラシレスＤＣモータや発電機などの回転
電機が公知である。この種のモータでは、固定子（ステ
ータ）の内側あるいは外側に永久磁石式ロータを配設
し、このロータの回転に同期して固定子が形成する回転
磁界を制御することによりロータを回転させるものであ
る。また発電機では、ロータの回転によって固定子コイ
ルに電圧を誘起させるものである。
ータを用いるブラシレスＤＣモータや発電機などの回転
電機が公知である。この種のモータでは、固定子（ステ
ータ）の内側あるいは外側に永久磁石式ロータを配設
し、このロータの回転に同期して固定子が形成する回転
磁界を制御することによりロータを回転させるものであ
る。また発電機では、ロータの回転によって固定子コイ
ルに電圧を誘起させるものである。
【０００３】ここにロータは複数の永久磁石を周方向に
等間隔に配設している。また固定子のスロットも周方向
に等間隔に配設している。発電機として用いる場合に
は、発電出力が０の状態でロータを回転させるのに必要
なトルク（コギングトルクという）が小さいのが望まし
い。このコギングトルクが大きいとロータを回転するエ
ンジンなどの駆動力を大きくする必要が生じ、また振動
も大きくなる。モータとして用いる場合には空転時の駆
動トルクが大きくなり、また回転時の振動が大きくな
る。
等間隔に配設している。また固定子のスロットも周方向
に等間隔に配設している。発電機として用いる場合に
は、発電出力が０の状態でロータを回転させるのに必要
なトルク（コギングトルクという）が小さいのが望まし
い。このコギングトルクが大きいとロータを回転するエ
ンジンなどの駆動力を大きくする必要が生じ、また振動
も大きくなる。モータとして用いる場合には空転時の駆
動トルクが大きくなり、また回転時の振動が大きくな
る。
【０００４】ここにロータの１回転で発生するコギング
数は、ステータのスロット数Ｓと、ロータの永久磁石の
極数（ポール数）Ｐの最小公倍数になる。またコギング
トルクは、このコギング数の２乗の逆数［１／(コギン
グ数)2］に比例する。
数は、ステータのスロット数Ｓと、ロータの永久磁石の
極数（ポール数）Ｐの最小公倍数になる。またコギング
トルクは、このコギング数の２乗の逆数［１／(コギン
グ数)2］に比例する。
【０００５】従って、ロータのコギングトルクや回転変
動を小さくするための第１の方法としては、磁極数を増
やすことが考えられる。例えば固定子のスロット数（コ
イルを入れる溝の数）を９とし、ロータの磁極数（ポー
ル数）を８としたモータや発電機、すなわち９スロット
・８ポール構造としたものが公知である。この場合のコ
ギング周波数は７２／１回転となり充分に高くなる。従
ってコギングトルクも十分に小さくなる。
動を小さくするための第１の方法としては、磁極数を増
やすことが考えられる。例えば固定子のスロット数（コ
イルを入れる溝の数）を９とし、ロータの磁極数（ポー
ル数）を８としたモータや発電機、すなわち９スロット
・８ポール構造としたものが公知である。この場合のコ
ギング周波数は７２／１回転となり充分に高くなる。従
ってコギングトルクも十分に小さくなる。
【０００６】第２の方法はロータの永久磁石やステータ
のスロットを軸方向に対して傾斜させて配置するもので
ある（いわゆるスキューを付与する）。この方法は磁場
の周方向の分布変化を緩やかにすることによってコギン
グトルクを小さくするものである。
のスロットを軸方向に対して傾斜させて配置するもので
ある（いわゆるスキューを付与する）。この方法は磁場
の周方向の分布変化を緩やかにすることによってコギン
グトルクを小さくするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記第１の方法ではポ
ール数Ｐやスロット数Ｓを大きくすることが必要で、こ
れらｎやｍが大きくなるのに伴ってロータやステータの
構造が複雑になり、部品点数の増加と組立工数の増加を
招くことになる。
ール数Ｐやスロット数Ｓを大きくすることが必要で、こ
れらｎやｍが大きくなるのに伴ってロータやステータの
構造が複雑になり、部品点数の増加と組立工数の増加を
招くことになる。
【０００８】また前記第２の方法では、特殊形状の永久
磁石を製作しなければならないため、製作工数が増え、
製作・組立てを自動化するのに適さない、という問題が
ある。
磁石を製作しなければならないため、製作工数が増え、
製作・組立てを自動化するのに適さない、という問題が
ある。
【０００９】この発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、コギングトルクを小さくすることができ、
また製作工数が増えず製作を自動化するのに適する永久
磁石型回転電機を提供することを目的とする。
ものであり、コギングトルクを小さくすることができ、
また製作工数が増えず製作を自動化するのに適する永久
磁石型回転電機を提供することを目的とする。
【００１０】
【発明の構成】発明者はモータのコギングトルクをコン
ピュータ解析した結果、ある条件の下では、ロータ１回
転当たりのコギング数が、スロット数Ｓとポール数Ｐの
最小公倍数の整数倍になることを知った。このようにな
る条件の１つは、永久磁石がロータ中心に対して張る角
度（マグネット角度）であることを知った。この発明は
この解析結果に基づいて、永久磁石のマグネット角度を
適切に調整することによってコギング数を大きくし、コ
ギングトルクを小さくするものである。
ピュータ解析した結果、ある条件の下では、ロータ１回
転当たりのコギング数が、スロット数Ｓとポール数Ｐの
最小公倍数の整数倍になることを知った。このようにな
る条件の１つは、永久磁石がロータ中心に対して張る角
度（マグネット角度）であることを知った。この発明は
この解析結果に基づいて、永久磁石のマグネット角度を
適切に調整することによってコギング数を大きくし、コ
ギングトルクを小さくするものである。
【００１１】この発明によれば前記の目的は、ポール数
Ｐが４以上の偶数である永久磁石式ロータと、スロット
数ＳがＰの倍数でないステータとを有する永久磁石式回
転電機において、全ての前記永久磁石を略同一形状でか
つ周方向に略等間隔に配置すると共に、永久磁石がロー
タ中心に対して張るマグネット角度をコギング数がスロ
ット数Ｓとポール数Ｐの最小公倍数の２以上の整数倍に
なるように設定したことを特徴とする永久磁石式回転電
機、により達成される。
Ｐが４以上の偶数である永久磁石式ロータと、スロット
数ＳがＰの倍数でないステータとを有する永久磁石式回
転電機において、全ての前記永久磁石を略同一形状でか
つ周方向に略等間隔に配置すると共に、永久磁石がロー
タ中心に対して張るマグネット角度をコギング数がスロ
ット数Ｓとポール数Ｐの最小公倍数の２以上の整数倍に
なるように設定したことを特徴とする永久磁石式回転電
機、により達成される。
【００１２】コギング数がスロット数Ｓとポール数Ｐの
最小公倍数の整数倍になる条件は、実際に寸法が異なる
多数の永久磁石を用いて実験することにより求めてもよ
いが、コンピュータ解析により求めるのがよい。このコ
ンピュータ解析を行う場合は、永久磁石のＮ極のみに作
用するトルクとＳ極のみに作用するトルクとを別々に求
められるコンピュータ解析ソフトウェアを用いるのがよ
い。このソフトウェアを用いて、Ｎ極およびＳ極に作用
するトルクが互いにほぼ打消し合うような永久磁石の形
状、特にロータ中心に対する張り角（マグネット角度）
を求めればよい。このような目的で使用できるコンピュ
ータソフトウェアとしては、例えば、「アンソフト・ジ
ャパン株式会社」が提供しているエレクトロメカニカル
設計用電磁場解析ツールであるソフト名「Maxwell 2D F
ield Simulator」を用いることができる。
最小公倍数の整数倍になる条件は、実際に寸法が異なる
多数の永久磁石を用いて実験することにより求めてもよ
いが、コンピュータ解析により求めるのがよい。このコ
ンピュータ解析を行う場合は、永久磁石のＮ極のみに作
用するトルクとＳ極のみに作用するトルクとを別々に求
められるコンピュータ解析ソフトウェアを用いるのがよ
い。このソフトウェアを用いて、Ｎ極およびＳ極に作用
するトルクが互いにほぼ打消し合うような永久磁石の形
状、特にロータ中心に対する張り角（マグネット角度）
を求めればよい。このような目的で使用できるコンピュ
ータソフトウェアとしては、例えば、「アンソフト・ジ
ャパン株式会社」が提供しているエレクトロメカニカル
設計用電磁場解析ツールであるソフト名「Maxwell 2D F
ield Simulator」を用いることができる。
【００１３】この発明はＤＣブラシレスモータやＤＣブ
ラシ付きモータなどのＤＣモータに適用することがで
き、この場合にスロット数Ｓ＝１８、ポール数Ｐ＝４と
して前記のコンピュータ解析を行った結果、永久磁石の
ロータ中心に対して張るマグネット角度θを約６７．５
°とすればよいことが解った。なおθはこの角度以外の
約５７°とした時にも、ほぼ同様の効果が得られること
が解った。
ラシ付きモータなどのＤＣモータに適用することがで
き、この場合にスロット数Ｓ＝１８、ポール数Ｐ＝４と
して前記のコンピュータ解析を行った結果、永久磁石の
ロータ中心に対して張るマグネット角度θを約６７．５
°とすればよいことが解った。なおθはこの角度以外の
約５７°とした時にも、ほぼ同様の効果が得られること
が解った。
【００１４】
【実施態様】図１はこの発明の一実施態様である１８ス
ロット・４ポールのアウタロータ型ブラシレスＤＣモー
タあるいは発電機の構成を示す図である。図２はそのＮ
・Ｓ極の永久磁石に作用するトルクおよびコギングトル
クの変化を示す図である。
ロット・４ポールのアウタロータ型ブラシレスＤＣモー
タあるいは発電機の構成を示す図である。図２はそのＮ
・Ｓ極の永久磁石に作用するトルクおよびコギングトル
クの変化を示す図である。
【００１５】ステータ（固定子）１０は放射状に突出す
る１８個の磁極歯１２を持ち、各磁極歯１２には、Ｕ、
Ｖ、Ｗ相のコイルが巻かれている。図１でＵ（￣付
き）、Ｖ（￣付き）、Ｗ（￣付き）は、Ｕ、Ｖ、Ｗの逆
方向に巻かれたコイルであることを示す。
る１８個の磁極歯１２を持ち、各磁極歯１２には、Ｕ、
Ｖ、Ｗ相のコイルが巻かれている。図１でＵ（￣付
き）、Ｖ（￣付き）、Ｗ（￣付き）は、Ｕ、Ｖ、Ｗの逆
方向に巻かれたコイルであることを示す。
【００１６】ロータ１４は、略有底円筒状のヨーク１６
と、このヨーク１６の内周面に固着された４個の永久磁
石１８とを持つ。ヨーク１６は鉄などの磁性材で作られ
ている。４個の永久磁石１８は同一形状であり周方向に
等間隔に配置される。すなわち各永久磁石１８は９０°
間隔に配置される。
と、このヨーク１６の内周面に固着された４個の永久磁
石１８とを持つ。ヨーク１６は鉄などの磁性材で作られ
ている。４個の永久磁石１８は同一形状であり周方向に
等間隔に配置される。すなわち各永久磁石１８は９０°
間隔に配置される。
【００１７】この結果２つの対称位置の永久磁石１８に
は同一相の磁極歯１２が対向する。すなわち図１に示す
ように、ロータ１４の或る角度位置では、２つのＮ極の
永久磁石１８Ｎ，１８Ｎには、Ｗ（￣付き），Ｕ，Ｖ
（￣付き）相の磁極歯１２が時計回りに順番に対向して
いる。同様にＳ極の永久磁石１８Ｓ，１８Ｓには、Ｗ，
Ｕ（￣付き），Ｕ（￣付き），Ｖ相の磁極歯１２が時計
回りに順番に対向している。
は同一相の磁極歯１２が対向する。すなわち図１に示す
ように、ロータ１４の或る角度位置では、２つのＮ極の
永久磁石１８Ｎ，１８Ｎには、Ｗ（￣付き），Ｕ，Ｖ
（￣付き）相の磁極歯１２が時計回りに順番に対向して
いる。同様にＳ極の永久磁石１８Ｓ，１８Ｓには、Ｗ，
Ｕ（￣付き），Ｕ（￣付き），Ｖ相の磁極歯１２が時計
回りに順番に対向している。
【００１８】各永久磁石１８の形状は前記の通り同一で
あるが、そのロータ中心に対して張る角度（マグネット
角）θは、コンピュータ解析によって決められる。ここ
に用いるコンピュータのソフトウェアとしては、例えば
「アンソフト・ジャパン株式会社」（本社・神奈川県横
浜市港北区新横浜３−１８−２０）が販売しているソフ
ト名「Maxwell 2D Field Simulator」を用いることがで
きる。このソフトウェアはエレクトロメカニカル設計用
電磁場解析ツールの１つであり、ある個所に働くトルク
を知りたい時に、その箇所を選定することによってここ
に作用するトルクを算出することができるものである。
あるが、そのロータ中心に対して張る角度（マグネット
角）θは、コンピュータ解析によって決められる。ここ
に用いるコンピュータのソフトウェアとしては、例えば
「アンソフト・ジャパン株式会社」（本社・神奈川県横
浜市港北区新横浜３−１８−２０）が販売しているソフ
ト名「Maxwell 2D Field Simulator」を用いることがで
きる。このソフトウェアはエレクトロメカニカル設計用
電磁場解析ツールの１つであり、ある個所に働くトルク
を知りたい時に、その箇所を選定することによってここ
に作用するトルクを算出することができるものである。
【００１９】従ってこのソフトウェアを用いて、永久磁
石のマグネット角度θや永久磁石の寸法、配置を始め種
々の条件を入力し、Ｎ極の永久磁石１８Ｎに作用するト
ルクＴNとＳ極の永久磁石１８Ｓに作用するトルクＴSと
を別々に求めることができる。またこれらＮ極およびＳ
極の永久磁石１８Ｎ，１８Ｓに加わるトルクＴN、ＴSを
加算することによってロータ１４に発生するコギングト
ルクＴ（N＋S）を求めることができる。
石のマグネット角度θや永久磁石の寸法、配置を始め種
々の条件を入力し、Ｎ極の永久磁石１８Ｎに作用するト
ルクＴNとＳ極の永久磁石１８Ｓに作用するトルクＴSと
を別々に求めることができる。またこれらＮ極およびＳ
極の永久磁石１８Ｎ，１８Ｓに加わるトルクＴN、ＴSを
加算することによってロータ１４に発生するコギングト
ルクＴ（N＋S）を求めることができる。
【００２０】図２の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は永久磁石
１８のマグネット角度θを６０°，６７．５°，７０°
に変化させ、他の条件を同一として求めたトルクの変化
を示すものである。なおこれらの図においてはトルクＴ
N，ＴS，Ｔ（N＋S）はそれぞれＮ，Ｓ，Ｎ＋Ｓと表示さ
れている。また横軸は機械角（deg）を示し、この機械
角の２０°は電気角の４０°に対応する。
１８のマグネット角度θを６０°，６７．５°，７０°
に変化させ、他の条件を同一として求めたトルクの変化
を示すものである。なおこれらの図においてはトルクＴ
N，ＴS，Ｔ（N＋S）はそれぞれＮ，Ｓ，Ｎ＋Ｓと表示さ
れている。また横軸は機械角（deg）を示し、この機械
角の２０°は電気角の４０°に対応する。
【００２１】このような解析の結果、マグネット角度θ
＝６０°の場合には（図２の（Ａ）参照）、トルクＴN
とＴSの正負の山の位置が機械角で５°（電気角で１０
°）づれているから、これらのトルクの和であるコギン
グトルクＴ（N＋S）は機械角で１０°の中で正負に大き
く変化する。すなわちコギングトルクＴ（N＋S）の山は
ロータ１４の１回転の間に３６回出現し、その山を越え
るためのコギングトルクＴ（N＋S）は約０．０５４Ｎ・
ｍとなっている。
＝６０°の場合には（図２の（Ａ）参照）、トルクＴN
とＴSの正負の山の位置が機械角で５°（電気角で１０
°）づれているから、これらのトルクの和であるコギン
グトルクＴ（N＋S）は機械角で１０°の中で正負に大き
く変化する。すなわちコギングトルクＴ（N＋S）の山は
ロータ１４の１回転の間に３６回出現し、その山を越え
るためのコギングトルクＴ（N＋S）は約０．０５４Ｎ・
ｍとなっている。
【００２２】同様にマグネット角度θ＝７０°とした場
合には（図２の（Ｃ）参照）、ＴNとＴSの山は図２上で
左側へ移動するが、θ＝６０°の場合と同様にロータ１
４の１回転に対して３６回出現している。その山を乗り
越えるためのコギングトルクＴ（N＋S）は約０．０２２
Ｎ・ｍとなっている。
合には（図２の（Ｃ）参照）、ＴNとＴSの山は図２上で
左側へ移動するが、θ＝６０°の場合と同様にロータ１
４の１回転に対して３６回出現している。その山を乗り
越えるためのコギングトルクＴ（N＋S）は約０．０２２
Ｎ・ｍとなっている。
【００２３】一方マグネット角度θ＝６７．５°とした
場合には（図２の（Ｂ）参照）、トルクの様子は大きく
変化している。すなわちＮ極の永久磁石１８Ｎに作用す
るトルクＴNとＳ極の永久磁石１８Ｓに作用するトルク
ＴSとの山が生じる機械角が極めて接近することにな
る。その結果これらの和Ｔ（N＋S）の山は（Ａ）、
（Ｂ）の場合に比べて１／２の周期で表れ、ロータ１４
の１回転に対して７２回出現する。またこの山を乗り越
えるためのコギングトルクＴ（N＋S）は０．００８Ｎ・
ｍとなっている。
場合には（図２の（Ｂ）参照）、トルクの様子は大きく
変化している。すなわちＮ極の永久磁石１８Ｎに作用す
るトルクＴNとＳ極の永久磁石１８Ｓに作用するトルク
ＴSとの山が生じる機械角が極めて接近することにな
る。その結果これらの和Ｔ（N＋S）の山は（Ａ）、
（Ｂ）の場合に比べて１／２の周期で表れ、ロータ１４
の１回転に対して７２回出現する。またこの山を乗り越
えるためのコギングトルクＴ（N＋S）は０．００８Ｎ・
ｍとなっている。
【００２４】以上の解析の結果、マグネット角度θ＝６
７．５°の時には、ロータ１４の１回転内に発生するコ
ギング数は７２回であって、スロット数Ｓ（＝１８）と
ポール数Ｐ（＝４）の最小公倍数３６の２倍となってい
ることが解る。
７．５°の時には、ロータ１４の１回転内に発生するコ
ギング数は７２回であって、スロット数Ｓ（＝１８）と
ポール数Ｐ（＝４）の最小公倍数３６の２倍となってい
ることが解る。
【００２５】この実施態様では、マグネット角度θをθ
＝６７．５°付近に設定するものであるが、θ＝６０°
以下の範囲内にも同様にコギング数が大きくなるマグネ
ット角度θがあり得る。例えばθ＝５７°付近にも好ま
しいマグネット角度θがあることが予想される。この発
明は、アウタロータ型のモータや発電機だけでなく、イ
ンナロータ型のものも包含する。
＝６７．５°付近に設定するものであるが、θ＝６０°
以下の範囲内にも同様にコギング数が大きくなるマグネ
ット角度θがあり得る。例えばθ＝５７°付近にも好ま
しいマグネット角度θがあることが予想される。この発
明は、アウタロータ型のモータや発電機だけでなく、イ
ンナロータ型のものも包含する。
【００２６】
【他の実施態様】図３は他の実施態様であるＤＣブラシ
付きモータの側断面図、図４はそのロータコイルの巻線
仕様図である。
付きモータの側断面図、図４はそのロータコイルの巻線
仕様図である。
【００２７】図３において符号５０はステータであり、
円筒状のヨーク５２と、その内周面に固着された永久磁
石５４とを持つ。永久磁石５４は前記図１に示したモー
タの磁石１８と同様に４個等間隔に配列される。すなわ
ちマグネット角度を約６７．５°としたものを用いる。
円筒状のヨーク５２と、その内周面に固着された永久磁
石５４とを持つ。永久磁石５４は前記図１に示したモー
タの磁石１８と同様に４個等間隔に配列される。すなわ
ちマグネット角度を約６７．５°としたものを用いる。
【００２８】５６はロータであり、ロータ軸５８に固定
されたコア６０を持つ。コア６０は、ステータ５０の内
周面に向かって放射状に等間隔に突出する１８個のロー
タ歯６２（図４参照）を持ち、各ロータ歯６２にはコイ
ル６４がそれぞれ巻付けられている。コイル６４はロー
タ軸５８に固定した１８個のコミュテータ（整流子）６
６に、図４に示すように接続されている。
されたコア６０を持つ。コア６０は、ステータ５０の内
周面に向かって放射状に等間隔に突出する１８個のロー
タ歯６２（図４参照）を持ち、各ロータ歯６２にはコイ
ル６４がそれぞれ巻付けられている。コイル６４はロー
タ軸５８に固定した１８個のコミュテータ（整流子）６
６に、図４に示すように接続されている。
【００２９】ロータ５６は、ステータ５０のコア５２を
両側から挟む一対のケース６８、７０に軸受７２、７４
によって軸支される。一方のケース６８の内面には４個
のブラシホルダ７６が等間隔に保持され、各ブラシホル
ダ７６にそれぞれ保持されたブラシ７８がコミュテータ
６６に摺動可能に弾接している。
両側から挟む一対のケース６８、７０に軸受７２、７４
によって軸支される。一方のケース６８の内面には４個
のブラシホルダ７６が等間隔に保持され、各ブラシホル
ダ７６にそれぞれ保持されたブラシ７８がコミュテータ
６６に摺動可能に弾接している。
【００３０】この実施態様によれば前記図１、２に示し
たものと同様にコギング数が７２回になり、ロータ５６
のスロット数Ｓ（＝１８）とステータ５０のポール数Ｐ
（＝４）の最小公倍数３２の２倍にすることができる。
このためコギングトルクを著しく小さくすることができ
る。
たものと同様にコギング数が７２回になり、ロータ５６
のスロット数Ｓ（＝１８）とステータ５０のポール数Ｐ
（＝４）の最小公倍数３２の２倍にすることができる。
このためコギングトルクを著しく小さくすることができ
る。
【００３１】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、永久磁石のマ
グネット角度θを適切に設定することにより、ロータの
コギング数がスロット数Ｓとポール数Ｐの最小公倍数の
２倍以上の整数倍になるようにしたものであるから、コ
ギングトルクを著しく小さくすることができる。また永
久磁石や磁極歯をロータ軸に対して傾斜させる場合のよ
うに製作工数が増大せず、製作を自動化するのに適す
る。
グネット角度θを適切に設定することにより、ロータの
コギング数がスロット数Ｓとポール数Ｐの最小公倍数の
２倍以上の整数倍になるようにしたものであるから、コ
ギングトルクを著しく小さくすることができる。また永
久磁石や磁極歯をロータ軸に対して傾斜させる場合のよ
うに製作工数が増大せず、製作を自動化するのに適す
る。
【００３２】最適なマグネット角度θを求めるために
は、コンピュータ数値解析を行うのがよい。この場合Ｎ
極とＳ極の永久磁石に作用するトルクＴN，ＴSを別々に
求め、両者の正負の山が接近してこれらＴN，ＴSが互い
にほぼ打ち消し合うようにする（請求項２）。この発明
はＤＣモータに適用することができ、例えばスロット数
Ｓ＝１８，ポール数Ｐ＝４とした場合には、マグネット
角θ＝６７．５°とするのがよい（請求項３）。
は、コンピュータ数値解析を行うのがよい。この場合Ｎ
極とＳ極の永久磁石に作用するトルクＴN，ＴSを別々に
求め、両者の正負の山が接近してこれらＴN，ＴSが互い
にほぼ打ち消し合うようにする（請求項２）。この発明
はＤＣモータに適用することができ、例えばスロット数
Ｓ＝１８，ポール数Ｐ＝４とした場合には、マグネット
角θ＝６７．５°とするのがよい（請求項３）。
【図１】本発明の一実施態様の構成を示す図
【図２】Ｎ極，Ｓ極に作用するトルクおよびコギングト
ルクの変化を示す図
ルクの変化を示す図
【図３】他の実施態様を示す側断面図
【図４】同じくそのコイルの巻線仕様図
１０、５０ 固定子（ステータ）
１４、５６ ロータ
１８、５４ 永久磁石
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H621 AA02 BB07 BB10 GA01 GA04
GA11 HH01
5H622 AA02 CA02 CA05 CA10 CA11
CB06
5H623 AA02 BB07 GG13 GG16 GG28
HH01
Claims (3)
- 【請求項１】 ポール数Ｐが４以上の偶数である永久磁
石式ロータと、スロット数ＳがＰの倍数でないステータ
とを有する永久磁石式回転電機において、 全ての前記永久磁石を略同一形状としかつ周方向に略等
間隔に配置すると共に、永久磁石がロータ中心に対して
張るマグネット角度をコギング数がスロット数Ｓとポー
ル数Ｐの最小公倍数の２以上の整数倍になるように設定
したことを特徴とする永久磁石式回転電機。 - 【請求項２】 ロータのＮ極とＳ極の永久磁石にそれぞ
れ作用するトルクの大きさをコンピュータ数値解析によ
って別々に求め、両者が互いにほぼ打ち消し合ってコギ
ング数がスロット数Ｓとポール数Ｐの最小公倍数の２倍
になるようにした請求項１の永久磁石式回転電機。 - 【請求項３】 回転電機はＤＣモータであり、スロット
数Ｓが１８、ポール数Ｐが４であり、永久磁石がロータ
中心に対して張るマグネット角度を約６７．５°とした
請求項１または２の永久磁石式回転電機。
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