JP2546636B2 - モ−タ− - Google Patents
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- JP2546636B2 JP2546636B2 JP60037523A JP3752385A JP2546636B2 JP 2546636 B2 JP2546636 B2 JP 2546636B2 JP 60037523 A JP60037523 A JP 60037523A JP 3752385 A JP3752385 A JP 3752385A JP 2546636 B2 JP2546636 B2 JP 2546636B2
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- magnetized
- armature
- motor
- poles
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2786—Outer rotors
- H02K1/2787—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/2788—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
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- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
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- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ラジアル方向に着磁されている磁石、特
に環状でラジアル方向に多極着磁されている磁石と、そ
の内側または外側に配置されている突極とを有するアー
マチュアを備えたモーターに関する。
に環状でラジアル方向に多極着磁されている磁石と、そ
の内側または外側に配置されている突極とを有するアー
マチュアを備えたモーターに関する。
近年、種々の新しい機械装置、電気および電子機器の
開発に伴い、コギングが少なく、かつ、大きなトルクを
有する高品質の小型モーターが強く望まれるようになっ
た。
開発に伴い、コギングが少なく、かつ、大きなトルクを
有する高品質の小型モーターが強く望まれるようになっ
た。
コギングの解消策としてはコアレスモーター等が用い
られていたが、コアレスモーターは大きなトルクが得ら
れず、トルクを大にするためには大型化しなければなら
なかった。
られていたが、コアレスモーターは大きなトルクが得ら
れず、トルクを大にするためには大型化しなければなら
なかった。
これに対して、アーマチュアを有するモーターでは、
大きなトルクが得られるがコギングが発生するという不
都合があった。
大きなトルクが得られるがコギングが発生するという不
都合があった。
この発明は、上記従来のモーターそれぞれの欠点を解
消し、コギングがなく、しかもトルクの大きなモーター
を提供しようとするものである。
消し、コギングがなく、しかもトルクの大きなモーター
を提供しようとするものである。
この発明者等は上記問題点を解決するためにラジアル
方向に着磁されている磁石、特に環状でラジアル方向に
多極着磁されている磁石を用いたモーターについて種々
研究を重ねた結果、コギングの少ない着磁方法を見い出
したものである。
方向に着磁されている磁石、特に環状でラジアル方向に
多極着磁されている磁石を用いたモーターについて種々
研究を重ねた結果、コギングの少ない着磁方法を見い出
したものである。
すなわち、この発明の構成は、突極を有するアーマチ
ュアと、それに相対するラジアル方向に着磁された多極
磁石を有するモーターにおいて、この多極磁石が回転軸
方向の長さが同じ偶数段の磁石からなり、アーマチュア
の突極の数と磁石の極数の最小公倍数をｎとした場合
に、この多極磁石の一対が回転方向において、 式 θ＝360゜／（２×ｎ） で規定されるθなる角度だけ回転軸の長さ方向に段階的
にずらした着磁が施されているモーターである。
ュアと、それに相対するラジアル方向に着磁された多極
磁石を有するモーターにおいて、この多極磁石が回転軸
方向の長さが同じ偶数段の磁石からなり、アーマチュア
の突極の数と磁石の極数の最小公倍数をｎとした場合
に、この多極磁石の一対が回転方向において、 式 θ＝360゜／（２×ｎ） で規定されるθなる角度だけ回転軸の長さ方向に段階的
にずらした着磁が施されているモーターである。
図面を参照して具体的に説明すると、第２図は通常の
環状磁石を用いたモーターの例であって、このモーター
は突極を６個有するアーマチュア１と極数が４個ある環
状磁石２および磁気ヨーク３を主要部としているもので
ある。
環状磁石を用いたモーターの例であって、このモーター
は突極を６個有するアーマチュア１と極数が４個ある環
状磁石２および磁気ヨーク３を主要部としているもので
ある。
コギングとは、回転時に発生する回転むらであり、そ
の原因は突極１と環状磁石２の各磁極との間の相対的な
回転位置によって、磁石の動作点が変化し、磁極各部に
作用する力が回転軸に対して対称とならない場合に発生
する力（コギング力）によって生じる。
の原因は突極１と環状磁石２の各磁極との間の相対的な
回転位置によって、磁石の動作点が変化し、磁極各部に
作用する力が回転軸に対して対称とならない場合に発生
する力（コギング力）によって生じる。
アーマチュアの突極数をｑ、多極磁石の磁極数をｐと
すると、アーマチュアの円周方向での位置は360゜/q毎
に等価（同じ状態）となり、また、多極磁石に対する円
周方向での位置も360゜/p毎に等価となる。したがっ
て、突極を有するアーマチュアと多極磁石からなるモー
ターにおいては、アーマチュアの突極と多極磁石の円周
方向における相対的な位置関係は、360゜/qと360゜/pの
最小公倍数、すなわち、ｑとｐの最小公倍数をｎとして
360゜/n毎に等価となる。したがって、コギングトルク
はアーマチュアの回転位置によって静磁エネルギが変化
することによって発生するレラクタンストルクであり、
アーマチュアの突極と多極磁石の磁極の幾何学的位置に
よって決まる。アーマチュアの突極と磁極の円周方向
（回転方向）の相対的位置関係は360゜/n毎に等価とな
るので、コギングトルクは360゜/n毎に同じになる。す
なわち、第２図に示した６突極、４磁極の場合のコギン
グトルクの周期は30゜であり、そのトルクパターンを第
３図（ａ）で示す。
すると、アーマチュアの円周方向での位置は360゜/q毎
に等価（同じ状態）となり、また、多極磁石に対する円
周方向での位置も360゜/p毎に等価となる。したがっ
て、突極を有するアーマチュアと多極磁石からなるモー
ターにおいては、アーマチュアの突極と多極磁石の円周
方向における相対的な位置関係は、360゜/qと360゜/pの
最小公倍数、すなわち、ｑとｐの最小公倍数をｎとして
360゜/n毎に等価となる。したがって、コギングトルク
はアーマチュアの回転位置によって静磁エネルギが変化
することによって発生するレラクタンストルクであり、
アーマチュアの突極と多極磁石の磁極の幾何学的位置に
よって決まる。アーマチュアの突極と磁極の円周方向
（回転方向）の相対的位置関係は360゜/n毎に等価とな
るので、コギングトルクは360゜/n毎に同じになる。す
なわち、第２図に示した６突極、４磁極の場合のコギン
グトルクの周期は30゜であり、そのトルクパターンを第
３図（ａ）で示す。
このコギングトルクを減少させるために、従来は回転
軸方向に連続的にアーマチュアや磁石の着磁位置をずら
すようにして、スキューを施すことが一般的に行われて
きた。
軸方向に連続的にアーマチュアや磁石の着磁位置をずら
すようにして、スキューを施すことが一般的に行われて
きた。
しかし、この場合、軸方向に長いモーターの場合には
スキュー角が小さい角度でもネジリとしては大きくな
り、実際の製作上では困難となる問題があった。
スキュー角が小さい角度でもネジリとしては大きくな
り、実際の製作上では困難となる問題があった。
この発明ではこの問題を解決するために、より容易な
方法で同等の効果を奏する方法を見い出した。
方法で同等の効果を奏する方法を見い出した。
その具体的方法は、着磁する時のＮ極とＳ極を回転軸
の長さ方向に段階的にずらす方法である。
の長さ方向に段階的にずらす方法である。
具体的に説明すると、アーマチュアの突極の数と磁石
の極数の最小公倍数をｎとした場合、回転方向にθ＝36
0゜／（２×ｎ）で規定されるθなる角度だけ回転軸の
長さ方向に段階的にずらした着磁がなされている。
の極数の最小公倍数をｎとした場合、回転方向にθ＝36
0゜／（２×ｎ）で規定されるθなる角度だけ回転軸の
長さ方向に段階的にずらした着磁がなされている。
第２図の例では、ｎ＝12であるから、 θ＝360゜／（２×ｎ）＝15゜ である。
本願発明の第１の具体例としては第１図のような着磁
になる。第１図（ａ）では、多極磁石は回転軸の長さ方
向が同じ２段の磁石からなり、各段の磁石がラジアル方
向に４極に着磁されている。そして、この一対の磁石の
着磁において、Ｎ極とＳ極の境界がθ＝15゜だけずれて
着磁されている。
になる。第１図（ａ）では、多極磁石は回転軸の長さ方
向が同じ２段の磁石からなり、各段の磁石がラジアル方
向に４極に着磁されている。そして、この一対の磁石の
着磁において、Ｎ極とＳ極の境界がθ＝15゜だけずれて
着磁されている。
この方法で着磁した磁石を用い、コギングトルクを測
定すると第３図（ａ）の線ｂで示すように明らかにコギ
ングトルクが減少した。これは、第１図（ａ）および第
１図（ｂ）において、a1とa2の磁石の磁極を15゜ずらし
て着磁しているために、a1の磁石によるコギングトルク
（第３図（ｂ）の線a1）とa2の磁石によるコギングトル
ク（第３図（ｂ）の線a2）の位相は15゜だけずれること
になり、その結果、線a1と線a2を重ねたトルク曲線（第
３図（ａ）の線ｂ）になるからである。a1およびa2の磁
石によるコギングトルク（線a1および線a2）は一般的に
は正弦波にはならず歪んだ波形をしている。したがっ
て、線a1と線a2を重ねたトルク曲線（線ｂ）は完全に基
線に重ならず、周期がさらに1/2になった小さなトルク
が残った曲線になる。いうまでもなく、着磁をずらして
生じた対の数は第１図（ａ）では１としているが、第１
図（ｂ）で示すように２、あるいはそれ以上でも同様な
効果を奏する。
定すると第３図（ａ）の線ｂで示すように明らかにコギ
ングトルクが減少した。これは、第１図（ａ）および第
１図（ｂ）において、a1とa2の磁石の磁極を15゜ずらし
て着磁しているために、a1の磁石によるコギングトルク
（第３図（ｂ）の線a1）とa2の磁石によるコギングトル
ク（第３図（ｂ）の線a2）の位相は15゜だけずれること
になり、その結果、線a1と線a2を重ねたトルク曲線（第
３図（ａ）の線ｂ）になるからである。a1およびa2の磁
石によるコギングトルク（線a1および線a2）は一般的に
は正弦波にはならず歪んだ波形をしている。したがっ
て、線a1と線a2を重ねたトルク曲線（線ｂ）は完全に基
線に重ならず、周期がさらに1/2になった小さなトルク
が残った曲線になる。いうまでもなく、着磁をずらして
生じた対の数は第１図（ａ）では１としているが、第１
図（ｂ）で示すように２、あるいはそれ以上でも同様な
効果を奏する。
本願発明の第２の具体例としては第４図に示したもの
がある。これは、a1とa2とはθだけずれており、b1とb2
も同じくθだけずれている。更に、これらの対A1,A2が
お互いにθ/2だけずれて着磁されている。この場合の対
の数は２である。
がある。これは、a1とa2とはθだけずれており、b1とb2
も同じくθだけずれている。更に、これらの対A1,A2が
お互いにθ/2だけずれて着磁されている。この場合の対
の数は２である。
この例ではθだけずらしたコギングトルクを更にθ/2
だけずらすことによって、周期1/2の減少したトルクに
するものである。この考え方を繰り返すと第５図（ａ）
に示したように、更にこの部分Ａと同じように着磁され
た部分Ｂが互いにθ/4だけずれて着磁されてもコギング
トルクが減少できるのは明らかである。この場合の対の
数は４である。
だけずらすことによって、周期1/2の減少したトルクに
するものである。この考え方を繰り返すと第５図（ａ）
に示したように、更にこの部分Ａと同じように着磁され
た部分Ｂが互いにθ/4だけずれて着磁されてもコギング
トルクが減少できるのは明らかである。この場合の対の
数は４である。
これを更に繰り返して第５図（ｂ）のαと、このαと
同じように着磁された部分βとが互いにθ/8だけずれて
着磁してもよい。この場合の対の数は８である。
同じように着磁された部分βとが互いにθ/8だけずれて
着磁してもよい。この場合の対の数は８である。
結局、一般的に θ/i（ｉは対の数） だけずらして着磁された磁石を用いれば一層コギングト
ルクが減少できるのは明らかである。
ルクが減少できるのは明らかである。
以上、図面に示した具体例は、互いにθだけずれてい
る対（a1とa2、b1とb2）が互いに隣合っている図面を例
に説明したがこれが隣合っていなくてもよい。
る対（a1とa2、b1とb2）が互いに隣合っている図面を例
に説明したがこれが隣合っていなくてもよい。
以上の説明は、環状の磁石を使用したモーターを例に
して説明したが、Ｃ型の磁石を使用したモーターの場合
にもこの発明はそのまま適用できる。第６図はＣ型の２
極の例であり環状磁石と同様に、回転方向に着磁部を段
階的にずらすことによってコギング力を減らすことがで
きる。
して説明したが、Ｃ型の磁石を使用したモーターの場合
にもこの発明はそのまま適用できる。第６図はＣ型の２
極の例であり環状磁石と同様に、回転方向に着磁部を段
階的にずらすことによってコギング力を減らすことがで
きる。
また、金型を使用して、磁性粉末を配向させるときに
も適用できる。
も適用できる。
以上、説明したように、この発明によれば磁石の着磁
位置を回転軸方向に連続的にずらしてスキューを施すよ
うな複雑な方法をとらずに、磁石の着磁を回転軸の長さ
方向に段階的にずらせるだけの容易な着磁方法によって
コギング力が減少できるのでトルクが大でしかも回転が
安定した小さいモーターを提供することができる。
位置を回転軸方向に連続的にずらしてスキューを施すよ
うな複雑な方法をとらずに、磁石の着磁を回転軸の長さ
方向に段階的にずらせるだけの容易な着磁方法によって
コギング力が減少できるのでトルクが大でしかも回転が
安定した小さいモーターを提供することができる。
第１図、第４図、第５図は、環状磁石を用いたこの発明
のモーターの着磁状態の例を示す説明図。 第２図は環状磁石を用いたモーターのアーマチュアの突
極と環状磁石の極の関係を示す断面略図。 第３図は従来のモーターとこの発明のモーターにおける
各回転角とコギングトルクの関係を示すグラフ。 第６図はＣ型磁石を用いたこの発明のモーターの着磁状
態の例を示す説明図である。 １……アーマチュア、 ２……環状磁石、 ３……磁気ヨーク。
のモーターの着磁状態の例を示す説明図。 第２図は環状磁石を用いたモーターのアーマチュアの突
極と環状磁石の極の関係を示す断面略図。 第３図は従来のモーターとこの発明のモーターにおける
各回転角とコギングトルクの関係を示すグラフ。 第６図はＣ型磁石を用いたこの発明のモーターの着磁状
態の例を示す説明図である。 １……アーマチュア、 ２……環状磁石、 ３……磁気ヨーク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神野 公行 調布市染地３丁目１ 多摩川住宅ト―６ ―406 (56)参考文献 実開 昭59−92580（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−142109（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】突極を有するアーマチュアと、それに相対
する、ラジアル方向に着磁された多極磁石を有するモー
ターにおいて、この多極磁石が回転軸方向の長さが同じ
偶数段の磁石からなり、アーマチュアの突極数と、磁石
の極数の最小公倍数をｎとした場合に、この多極磁石の
一対が回転方向において 式 θ＝360゜／（２×ｎ） で規定されるθなる角度だけ回転軸の長さ方向に段階的
にずらした着磁が施されていることを特徴とするモータ
ー。 - 【請求項２】θなる角度だけ回転軸の長さ方向に段階的
にずらした複数の対が、互いに一般的にθ/i（ｉは対の
数）だけずらして着磁されている磁石を有している上記
特許請求の範囲（１）記載のモーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037523A JP2546636B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | モ−タ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037523A JP2546636B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | モ−タ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61199446A JPS61199446A (ja) | 1986-09-03 |
| JP2546636B2 true JP2546636B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=12499901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60037523A Expired - Lifetime JP2546636B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | モ−タ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546636B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63178750A (ja) * | 1987-01-17 | 1988-07-22 | Fanuc Ltd | 同期型交流サ−ボモ−タのロ−タ構造 |
| FR2640828A1 (fr) * | 1988-07-21 | 1990-06-22 | Seiko Epson Corp | Actionneur electromagnetique |
| JP2672178B2 (ja) * | 1990-05-15 | 1997-11-05 | ファナック株式会社 | 同期電動機のロータ構造 |
| JP3340607B2 (ja) * | 1995-11-28 | 2002-11-05 | 松下電器産業株式会社 | ブラシレスモータ |
| US6707209B2 (en) | 2000-12-04 | 2004-03-16 | Emerson Electric Co. | Reduced cogging torque permanent magnet electric machine with rotor having offset sections |
| US6597078B2 (en) | 2000-12-04 | 2003-07-22 | Emerson Electric Co. | Electric power steering system including a permanent magnet motor |
| DE102012021048A1 (de) | 2011-10-31 | 2013-05-02 | Asmo Co., Ltd. | Rotor und Motor |
| JP2013099163A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Asmo Co Ltd | ロータ及びモータ |
| DE102012021109B4 (de) | 2011-10-31 | 2023-04-27 | Denso Corporation | Rotor und Motor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51142109U (ja) * | 1975-05-12 | 1976-11-16 | ||
| JPS5992580U (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-23 | 三菱電機株式会社 | 同期機 |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP60037523A patent/JP2546636B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61199446A (ja) | 1986-09-03 |
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| JP2587608B2 (ja) | モ−タ− | |
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