JP3352717B2 - 電動機 - Google Patents
電動機Info
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- JP3352717B2 JP3352717B2 JP07903492A JP7903492A JP3352717B2 JP 3352717 B2 JP3352717 B2 JP 3352717B2 JP 07903492 A JP07903492 A JP 07903492A JP 7903492 A JP7903492 A JP 7903492A JP 3352717 B2 JP3352717 B2 JP 3352717B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁化の強さが周方向に
略台形波状に変化するマグネットと、突極を有する電機
子コアを備えた電機子とが相対回転自在に構成された電
動機に関する。
略台形波状に変化するマグネットと、突極を有する電機
子コアを備えた電機子とが相対回転自在に構成された電
動機に関する。
【０００２】
【従来の技術及び解決しようとする課題】磁化の強さが
周方向に略台形波状に変化するマグネットと、突極を有
する電機子コアを備えた電機子とが相対回転自在に構成
されたブラシレススピンドルモータ等の電動機において
は、マグネットと電機子との間で相対回転が生ずること
により、電機子付近を通る磁束の変化波形は、基本波に
加えて奇数次高調波を含むものとなる。
周方向に略台形波状に変化するマグネットと、突極を有
する電機子コアを備えた電機子とが相対回転自在に構成
されたブラシレススピンドルモータ等の電動機において
は、マグネットと電機子との間で相対回転が生ずること
により、電機子付近を通る磁束の変化波形は、基本波に
加えて奇数次高調波を含むものとなる。
【０００３】そのため、奇数次高調波に対応する磁束が
突極に捲回された巻線に鎖交して奇数次高調波に対応す
るトルクが発生し、トルクリップルの増大を招くと共
に、回転精度の向上を妨げていた。
突極に捲回された巻線に鎖交して奇数次高調波に対応す
るトルクが発生し、トルクリップルの増大を招くと共
に、回転精度の向上を妨げていた。
【０００４】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、奇数次高調波に対応する磁束によるトルクに起
因するトルクリップルが効果的に低減され、それにより
回転精度も向上させ得る電動機を提供することにある。
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、奇数次高調波に対応する磁束によるトルクに起
因するトルクリップルが効果的に低減され、それにより
回転精度も向上させ得る電動機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電動機は、周方向の磁極の変化に伴う磁化
の強さの変化が略台形波状をなすマグネットと、複数の
突極を有する電機子コアを備えた電機子とが相対回転自
在に構成された電動機であって、前記突極の中心角がそ
れぞれ電気角において実質上（７２ｎ−１０）度乃至７
２ｎ度［ｎは正の整数］であり、且つそれらの突極は回
転対称状をなし、前記マグネットと前記電機子との間で
相対回転することによりその電機子付近を通る磁束の変
化波形における第５高調波に対応するトルクを実質上発
生しないものとしている。
に、本発明の電動機は、周方向の磁極の変化に伴う磁化
の強さの変化が略台形波状をなすマグネットと、複数の
突極を有する電機子コアを備えた電機子とが相対回転自
在に構成された電動機であって、前記突極の中心角がそ
れぞれ電気角において実質上（７２ｎ−１０）度乃至７
２ｎ度［ｎは正の整数］であり、且つそれらの突極は回
転対称状をなし、前記マグネットと前記電機子との間で
相対回転することによりその電機子付近を通る磁束の変
化波形における第５高調波に対応するトルクを実質上発
生しないものとしている。
【０００６】また本発明の電動機は、上記マグネットが
８極の磁極を８回回転対称状に有し、上記電機子コア
が、中心角が機械角において実質上３３．５度乃至３６
度の突極を９回回転対称状に９極有し、各突極には、Ｙ
結線された３相の巻線のうち何れか１相の巻線が捲回さ
れ、各相の巻線は、１極おきの３極の突極に捲回されて
いるものとすることができる。
８極の磁極を８回回転対称状に有し、上記電機子コア
が、中心角が機械角において実質上３３．５度乃至３６
度の突極を９回回転対称状に９極有し、各突極には、Ｙ
結線された３相の巻線のうち何れか１相の巻線が捲回さ
れ、各相の巻線は、１極おきの３極の突極に捲回されて
いるものとすることができる。
【０００７】更に本発明の電動機は、上記マグネットが
４極の磁極を４回回転対称状に有し、上記電機子コア
が、中心角が機械角において実質上３１度乃至３６度の
３極の突極と実質上６７度乃至７２度の３極の突極と
を、周方向に交互且つ等間隔に、而も３回回転対称状に
有し、各突極には、Ｙ結線された３相の巻線のうち何れ
か１相の巻線が捲回され、任意の突極に捲回された巻線
の相はその両側の突極に捲回された巻線の相と異なって
いるものとすることもできる。
４極の磁極を４回回転対称状に有し、上記電機子コア
が、中心角が機械角において実質上３１度乃至３６度の
３極の突極と実質上６７度乃至７２度の３極の突極と
を、周方向に交互且つ等間隔に、而も３回回転対称状に
有し、各突極には、Ｙ結線された３相の巻線のうち何れ
か１相の巻線が捲回され、任意の突極に捲回された巻線
の相はその両側の突極に捲回された巻線の相と異なって
いるものとすることもできる。
【０００８】
【作用】請求項１の発明においては、マグネットの周方
向の磁極変化に伴い、磁化の強さが周方向に略台形波状
に変化するので、マグネットと電機子との間で相対回転
することにより、電機子付近を通る磁束の変化波形は、
基本波に加えて奇数次高調波を含むものとなる。ところ
が、電機子コアの突極の中心角は、それぞれ電気角にお
いて実質上（７２ｎ−１０）度乃至７２ｎ度であって、
第５高調波の１波長のｎ倍に実質的に対応する。そのた
め、第５高調波に対応する磁束は、マグネットの磁極と
電機子コアの突極との相対角度位置の如何に拘らず、各
突極の表面近くを通って短絡し、その総和は実質上０に
なる。従って実質上、第５高調波に対応する磁束は突極
に捲回された巻線に鎖交せず、第５高調波に対応するト
ルクは発生しないこととなる。電機子コアの突極には、
マグネットとの間で磁束の回り込みが生ずるので、突極
の中心角が電気角において実質上７２ｎ度未満（７２ｎ
−１０）度以上であっても、実質的に前記のような作用
が生ずる。
向の磁極変化に伴い、磁化の強さが周方向に略台形波状
に変化するので、マグネットと電機子との間で相対回転
することにより、電機子付近を通る磁束の変化波形は、
基本波に加えて奇数次高調波を含むものとなる。ところ
が、電機子コアの突極の中心角は、それぞれ電気角にお
いて実質上（７２ｎ−１０）度乃至７２ｎ度であって、
第５高調波の１波長のｎ倍に実質的に対応する。そのた
め、第５高調波に対応する磁束は、マグネットの磁極と
電機子コアの突極との相対角度位置の如何に拘らず、各
突極の表面近くを通って短絡し、その総和は実質上０に
なる。従って実質上、第５高調波に対応する磁束は突極
に捲回された巻線に鎖交せず、第５高調波に対応するト
ルクは発生しないこととなる。電機子コアの突極には、
マグネットとの間で磁束の回り込みが生ずるので、突極
の中心角が電気角において実質上７２ｎ度未満（７２ｎ
−１０）度以上であっても、実質的に前記のような作用
が生ずる。
【０００９】請求項２の発明においては、マグネットの
磁極が８極であるから、３３．５乃至３６度機械角であ
る電機子コアの突極の中心角は、１３４乃至１４４度電
気角に相当する。従って実質上、第５高調波に対応する
磁束は突極に捲回された巻線に鎖交せず、第５高調波に
対応するトルクは発生しないこととなる。
磁極が８極であるから、３３．５乃至３６度機械角であ
る電機子コアの突極の中心角は、１３４乃至１４４度電
気角に相当する。従って実質上、第５高調波に対応する
磁束は突極に捲回された巻線に鎖交せず、第５高調波に
対応するトルクは発生しないこととなる。
【００１０】マグネットは８極の磁極を８回回転対称状
に有し、電機子コアは９回回転対称状に９極の突極を有
しており、各突極には、Ｙ結線された３相の巻線のうち
何れか１相の巻線が捲回され、各相の巻線は、１極おき
の３極の突極に捲回されているので、１２０度電気角ず
つ位相の異なる実質上対称な３相の電流を各巻線に流す
ことにより、第３高調波に対応する磁束によるトルクも
発生しないこととなる。
に有し、電機子コアは９回回転対称状に９極の突極を有
しており、各突極には、Ｙ結線された３相の巻線のうち
何れか１相の巻線が捲回され、各相の巻線は、１極おき
の３極の突極に捲回されているので、１２０度電気角ず
つ位相の異なる実質上対称な３相の電流を各巻線に流す
ことにより、第３高調波に対応する磁束によるトルクも
発生しないこととなる。
【００１１】請求項３の発明においては、マグネットの
磁極が４極であるから、３１乃至３６度機械角である電
機子コアの３極の突極の中心角は６２乃至７２度電気角
に相当し、６７乃至７２度機械角である電機子コアの３
極の突極の中心角は１３４乃至１４４度電気角に相当す
る。従って実質上、第５高調波に対応する磁束は突極に
捲回された巻線に鎖交せず、第５高調波に対応するトル
クは発生しないこととなる。
磁極が４極であるから、３１乃至３６度機械角である電
機子コアの３極の突極の中心角は６２乃至７２度電気角
に相当し、６７乃至７２度機械角である電機子コアの３
極の突極の中心角は１３４乃至１４４度電気角に相当す
る。従って実質上、第５高調波に対応する磁束は突極に
捲回された巻線に鎖交せず、第５高調波に対応するトル
クは発生しないこととなる。
【００１２】マグネットは４極の磁極を４回回転対称状
に有し、電機子コアは、３極ずつの２種類の突極を周方
向に交互且つ等間隔に、而も３回回転対称状に有してお
り、各突極には、Ｙ結線された３相の巻線のうち何れか
１相の巻線が捲回され、任意の突極に捲回された巻線の
相はその両側の突極に捲回された巻線の相と異なってい
るので、１２０度電気角ずつ位相の異なる実質上対称な
３相の電流を各巻線に流すことにより、実質上、第３高
調波に対応する磁束によるトルクも発生しないこととな
る。
に有し、電機子コアは、３極ずつの２種類の突極を周方
向に交互且つ等間隔に、而も３回回転対称状に有してお
り、各突極には、Ｙ結線された３相の巻線のうち何れか
１相の巻線が捲回され、任意の突極に捲回された巻線の
相はその両側の突極に捲回された巻線の相と異なってい
るので、１２０度電気角ずつ位相の異なる実質上対称な
３相の電流を各巻線に流すことにより、実質上、第３高
調波に対応する磁束によるトルクも発生しないこととな
る。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を、図１乃至図４を参照しつ
つ説明する。図１乃至図３は、本発明の１実施例として
のアウターロータ型の３相８極モータについてのもので
あって、図１はその模式図である。１０は、ロータを構
成する界磁手段、１２は、ステータを構成する電機子で
あって、界磁手段１０は、電機子１２に対し同軸状に回
転自在に支持されている。
つ説明する。図１乃至図３は、本発明の１実施例として
のアウターロータ型の３相８極モータについてのもので
あって、図１はその模式図である。１０は、ロータを構
成する界磁手段、１２は、ステータを構成する電機子で
あって、界磁手段１０は、電機子１２に対し同軸状に回
転自在に支持されている。
【００１４】界磁手段１０は、円筒状のロータヨーク１
４と、そのロータヨーク１４に内嵌された円筒状のロー
タマグネット１６からなる。ロータマグネット１６は、
半径方向に着磁された８極の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ・・・・Ｓを８
回回転対称状に有しており、周方向に交互に極性が変化
する。従って各磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ・・・・Ｓの中心角は４５度
である。周方向の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ・・・・Ｓの変化に伴う磁
化の強さの変化は、図２に示されるような略台形波状を
なしている。
４と、そのロータヨーク１４に内嵌された円筒状のロー
タマグネット１６からなる。ロータマグネット１６は、
半径方向に着磁された８極の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ・・・・Ｓを８
回回転対称状に有しており、周方向に交互に極性が変化
する。従って各磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ・・・・Ｓの中心角は４５度
である。周方向の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ・・・・Ｓの変化に伴う磁
化の強さの変化は、図２に示されるような略台形波状を
なしている。
【００１５】電機子１２は、主に電機子コア１８と巻線
ｕ、ｖ及びｗからなる。回転軸線方向に直交する面にお
いて、電機子コア１８の形状は、中央部に位置する環状
のコア基部１８ａから半径方向外方へ突出する突極Ｕ
１、Ｗ３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ
２を、９回回転対称状に９極有するものとなっている。
これらの突極の形状は、各外周部１８ｂが周方向に拡開
した略Ｔ字状をなしており、その外周部１８ｂの中心角
は実質上３６度、すなわち１４４度電気角である。従っ
て、各突極Ｕ１、Ｗ３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｗ
１、Ｖ３及びＷ２における外周部１８ｂ同士の間隔の中
心角は４度である。各突極の外周部１８ｂは、ロータマ
グネット１６の内周面と半径方向空隙を隔てて相対して
いる。
ｕ、ｖ及びｗからなる。回転軸線方向に直交する面にお
いて、電機子コア１８の形状は、中央部に位置する環状
のコア基部１８ａから半径方向外方へ突出する突極Ｕ
１、Ｗ３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ
２を、９回回転対称状に９極有するものとなっている。
これらの突極の形状は、各外周部１８ｂが周方向に拡開
した略Ｔ字状をなしており、その外周部１８ｂの中心角
は実質上３６度、すなわち１４４度電気角である。従っ
て、各突極Ｕ１、Ｗ３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｗ
１、Ｖ３及びＷ２における外周部１８ｂ同士の間隔の中
心角は４度である。各突極の外周部１８ｂは、ロータマ
グネット１６の内周面と半径方向空隙を隔てて相対して
いる。
【００１６】各突極Ｕ１、Ｗ３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ
２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ２には、Ｙ結線された３相の巻線
ｕ、ｖ及びｗのうち何れか１相の巻線が捲回され、各相
の巻線は、１極おきの３極の突極に捲回されている。よ
り具体的には、巻線ｕは突極Ｕ１、Ｕ２及びＵ３に、巻
線ｖは突極Ｖ１、Ｖ２及びＶ３に、巻線ｗは、突極Ｗ
１、Ｗ２及びＷ３に、それぞれ同方向に捲回されてい
る。
２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ２には、Ｙ結線された３相の巻線
ｕ、ｖ及びｗのうち何れか１相の巻線が捲回され、各相
の巻線は、１極おきの３極の突極に捲回されている。よ
り具体的には、巻線ｕは突極Ｕ１、Ｕ２及びＵ３に、巻
線ｖは突極Ｖ１、Ｖ２及びＶ３に、巻線ｗは、突極Ｗ
１、Ｗ２及びＷ３に、それぞれ同方向に捲回されてい
る。
【００１７】周方向の磁極の変化に伴うロータマグネッ
ト１６の磁化の強さの変化は略台形波状をなすので、電
機子１２に対しロータマグネット１６が回転すると、電
機子１２付近を通る磁束の変化波形は、基本波に加えて
奇数次高調波を含むものとなる。ところが、電機子コア
１８における突極Ｕ１、Ｗ３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ
２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ２の各外周部１８ｂの中心角は、
それぞれ実質上７２度電気角の２倍に相当するものであ
って、第５高調波の１波長の２倍に対応する。そのた
め、第５高調波に対応する磁束は、ロータマグネット１
６の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ・・・・Ｓと電機子コア１８の突極Ｕ
１、Ｗ３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ
２との相対角度位置の如何に拘らず、各突極Ｕ１、Ｗ
３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ２の表
面近くを通って短絡し、その総和は実質上０になる。従
って実質上、第５高調波に対応する磁束は突極Ｕ１、Ｕ
２、Ｕ３；Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３並びにＷ１、Ｗ２、Ｗ３に
それぞれ捲回された巻線ｕ、ｖ及びｗに鎖交せず、第５
高調波に対応するトルクは発生しないこととなる。
ト１６の磁化の強さの変化は略台形波状をなすので、電
機子１２に対しロータマグネット１６が回転すると、電
機子１２付近を通る磁束の変化波形は、基本波に加えて
奇数次高調波を含むものとなる。ところが、電機子コア
１８における突極Ｕ１、Ｗ３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ
２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ２の各外周部１８ｂの中心角は、
それぞれ実質上７２度電気角の２倍に相当するものであ
って、第５高調波の１波長の２倍に対応する。そのた
め、第５高調波に対応する磁束は、ロータマグネット１
６の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ・・・・Ｓと電機子コア１８の突極Ｕ
１、Ｗ３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ
２との相対角度位置の如何に拘らず、各突極Ｕ１、Ｗ
３、Ｕ２、Ｖ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ２の表
面近くを通って短絡し、その総和は実質上０になる。従
って実質上、第５高調波に対応する磁束は突極Ｕ１、Ｕ
２、Ｕ３；Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３並びにＷ１、Ｗ２、Ｗ３に
それぞれ捲回された巻線ｕ、ｖ及びｗに鎖交せず、第５
高調波に対応するトルクは発生しないこととなる。
【００１８】また、ロータマグネット１６は８極の磁極
Ｎ、Ｓ、Ｎ・・・・Ｓを８回回転対称状に有し、電機子コア
１８は９回回転対称状に９極の突極Ｕ１、Ｗ３、Ｕ２、
Ｖ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ２を有しており、
各突極Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３；Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３並びにＷ
１、Ｗ２、Ｗ３には、それぞれＹ結線された３相の巻線
ｕ、ｖ及びｗのうち何れか１相の巻線ｕ、ｖ及びｗが捲
回され、各相の巻線は、１極おきの３極の突極に捲回さ
れているので、１２０度電気角ずつ位相の異なる実質上
対称な３相の電流を各巻線ｕ、ｖ及びｗに流すことによ
り、実質上、第３高調波に対応する磁束によるトルクも
発生しないこととなる。
Ｎ、Ｓ、Ｎ・・・・Ｓを８回回転対称状に有し、電機子コア
１８は９回回転対称状に９極の突極Ｕ１、Ｗ３、Ｕ２、
Ｖ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｗ１、Ｖ３及びＷ２を有しており、
各突極Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３；Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３並びにＷ
１、Ｗ２、Ｗ３には、それぞれＹ結線された３相の巻線
ｕ、ｖ及びｗのうち何れか１相の巻線ｕ、ｖ及びｗが捲
回され、各相の巻線は、１極おきの３極の突極に捲回さ
れているので、１２０度電気角ずつ位相の異なる実質上
対称な３相の電流を各巻線ｕ、ｖ及びｗに流すことによ
り、実質上、第３高調波に対応する磁束によるトルクも
発生しないこととなる。
【００１９】図３は、このモータのトルク曲線を示す。
これに対し図５は、第５高調波に対応するトルクを含む
トルク曲線を示すものである。このように、このモータ
では、第３高調波に対応するトルク及び第５高調波に対
応するトルクが実質上何れも生じないので、発生するト
ルクにおけるトルクリップルが効果的に低減され、回転
精度の向上にも役立つ。
これに対し図５は、第５高調波に対応するトルクを含む
トルク曲線を示すものである。このように、このモータ
では、第３高調波に対応するトルク及び第５高調波に対
応するトルクが実質上何れも生じないので、発生するト
ルクにおけるトルクリップルが効果的に低減され、回転
精度の向上にも役立つ。
【００２０】図４は、本発明の別の実施例としてのアウ
ターロータ型の３相４極モータについてのものであっ
て、図４はその模式図である。５０は、ロータを構成す
る界磁手段、５２は、ステータを構成する電機子であっ
て、界磁手段５０は、電機子５２に対し同軸状に回転自
在に支持されている。
ターロータ型の３相４極モータについてのものであっ
て、図４はその模式図である。５０は、ロータを構成す
る界磁手段、５２は、ステータを構成する電機子であっ
て、界磁手段５０は、電機子５２に対し同軸状に回転自
在に支持されている。
【００２１】界磁手段５０は、円筒状のロータヨーク５
４と、そのロータヨーク５４に内嵌された円筒状のロー
タマグネット５６からなる。ロータマグネット５６は、
半径方向に着磁された４極の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓを４回
回転対称状に有しており、周方向に交互に極性が変化す
る。従って各磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓの中心角は９０度であ
る。周方向の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓの変化に伴う磁化の強
さの変化は略台形波状をなしている。
４と、そのロータヨーク５４に内嵌された円筒状のロー
タマグネット５６からなる。ロータマグネット５６は、
半径方向に着磁された４極の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓを４回
回転対称状に有しており、周方向に交互に極性が変化す
る。従って各磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓの中心角は９０度であ
る。周方向の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓの変化に伴う磁化の強
さの変化は略台形波状をなしている。
【００２２】電機子５２は、主に電機子コア５８と巻線
ｘ、ｙ及びｚからなる。回転軸線方向に直交する面にお
いて、電機子コア５８の形状は、中央部に位置する環状
のコア基部５８ａから半径方向外方へ突出する突極Ｘ
１、Ｙ２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２を、等間隔且つ３
回回転対称状に６極有するものとなっている。突極Ｘ
１、Ｙ２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２の形状は、外周部
５８ｂが周方向に拡開した略Ｔ字状をなしており、外周
部５８ｂの中心角が実質上３６度機械角（７２度電気
角）の突極Ｘ１、Ｙ１及びＺ１と実質上７２度機械角
（１４４度電気角）の突極Ｘ２、Ｙ２及びＺ２とが、周
方向に交互に３極ずつ設けられている。従って、各突極
Ｘ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２における外周部
５８ｂ同士の間隔の中心角は６度である。突極Ｘ１、Ｙ
２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２の外周部５８ｂは、ロー
タマグネット５６の内周面と半径方向空隙を隔てて相対
している。
ｘ、ｙ及びｚからなる。回転軸線方向に直交する面にお
いて、電機子コア５８の形状は、中央部に位置する環状
のコア基部５８ａから半径方向外方へ突出する突極Ｘ
１、Ｙ２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２を、等間隔且つ３
回回転対称状に６極有するものとなっている。突極Ｘ
１、Ｙ２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２の形状は、外周部
５８ｂが周方向に拡開した略Ｔ字状をなしており、外周
部５８ｂの中心角が実質上３６度機械角（７２度電気
角）の突極Ｘ１、Ｙ１及びＺ１と実質上７２度機械角
（１４４度電気角）の突極Ｘ２、Ｙ２及びＺ２とが、周
方向に交互に３極ずつ設けられている。従って、各突極
Ｘ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２における外周部
５８ｂ同士の間隔の中心角は６度である。突極Ｘ１、Ｙ
２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２の外周部５８ｂは、ロー
タマグネット５６の内周面と半径方向空隙を隔てて相対
している。
【００２３】各突極Ｘ１、Ｘ２；Ｙ１、Ｙ２並びにＺ
１、Ｚ２には、Ｙ結線された３相の巻線ｘ、ｙ及びｚの
うち何れか１相の巻線が捲回され、任意の突極に捲回さ
れた巻線の相はその両側の突極に捲回された巻線の相と
異なっている。巻線ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ、３組の、
互いに実質上１８０度の中心角を隔てた２つの突極Ｘ
１、Ｘ２；Ｙ１、Ｙ２並びにＺ１、Ｚ２に、同方向に捲
回されている。
１、Ｚ２には、Ｙ結線された３相の巻線ｘ、ｙ及びｚの
うち何れか１相の巻線が捲回され、任意の突極に捲回さ
れた巻線の相はその両側の突極に捲回された巻線の相と
異なっている。巻線ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ、３組の、
互いに実質上１８０度の中心角を隔てた２つの突極Ｘ
１、Ｘ２；Ｙ１、Ｙ２並びにＺ１、Ｚ２に、同方向に捲
回されている。
【００２４】周方向の磁極の変化に伴うロータマグネッ
ト５６の磁化の強さの変化は略台形波状をなすので、電
機子５２に対しロータマグネット５６が回転すると、電
機子５２付近を通る磁束の変化波形は、基本波に加えて
奇数次高調波を含むものとなる。ところが、電機子コア
５８における突極Ｘ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ
２の外周部５８ｂの中心角は、実質上７２度電気角及び
７２度電気角の２倍に相当するものであって、第５高調
波の１波長及びその２倍に対応する。そのため、第５高
調波に対応する磁束は、ロータマグネット５６の磁極
Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓと電機子コア５８の突極Ｘ１、Ｙ２、Ｚ
１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２との相対角度位置の如何に拘ら
ず、各突極Ｘ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２の表
面近くを通って短絡し、その総和は実質上０になる。従
って実質上、第５高調波に対応する磁束は突極Ｘ１、Ｘ
２；Ｙ１、Ｙ２並びにＺ１、Ｚ２に捲回された巻線ｘ、
ｙ及びｚに鎖交せず、第５高調波に対応するトルクは発
生しないこととなる。
ト５６の磁化の強さの変化は略台形波状をなすので、電
機子５２に対しロータマグネット５６が回転すると、電
機子５２付近を通る磁束の変化波形は、基本波に加えて
奇数次高調波を含むものとなる。ところが、電機子コア
５８における突極Ｘ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ
２の外周部５８ｂの中心角は、実質上７２度電気角及び
７２度電気角の２倍に相当するものであって、第５高調
波の１波長及びその２倍に対応する。そのため、第５高
調波に対応する磁束は、ロータマグネット５６の磁極
Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓと電機子コア５８の突極Ｘ１、Ｙ２、Ｚ
１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２との相対角度位置の如何に拘ら
ず、各突極Ｘ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｘ２、Ｙ１及びＺ２の表
面近くを通って短絡し、その総和は実質上０になる。従
って実質上、第５高調波に対応する磁束は突極Ｘ１、Ｘ
２；Ｙ１、Ｙ２並びにＺ１、Ｚ２に捲回された巻線ｘ、
ｙ及びｚに鎖交せず、第５高調波に対応するトルクは発
生しないこととなる。
【００２５】また、ロータマグネット５６は４極の磁極
Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓを４回回転対称状に有し、電機子コア５
８は、３極ずつの２種類の突極Ｘ１、Ｙ１及びＺ１並び
にＸ２、Ｙ２及びＺ２を周方向に交互且つ等間隔に、而
も３回回転対称状に有しており、各突極Ｘ１、Ｘ２；Ｙ
１、Ｙ２並びにＺ１、Ｚ２には、Ｙ結線された３相の巻
線ｘ、ｙ及びｚのうち何れか１相の巻線ｘ、ｙ及びｚが
捲回され、任意の突極Ｘ１、Ｘ２；Ｙ１、Ｙ２並びにＺ
１、Ｚ２に捲回された巻線ｘ、ｙ及びｚの相はその両側
の突極Ｘ１、Ｘ２；Ｙ１、Ｙ２並びにＺ１、Ｚ２に捲回
された巻線ｘ、ｙ及びｚの相と異なっているので、１２
０度電気角ずつ位相の異なる実質上対称な３相の電流を
各巻線ｘ、ｙ及びｚに流すことにより、実質上、第３高
調波に対応する磁束によるトルクも発生しないこととな
る。
Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓを４回回転対称状に有し、電機子コア５
８は、３極ずつの２種類の突極Ｘ１、Ｙ１及びＺ１並び
にＸ２、Ｙ２及びＺ２を周方向に交互且つ等間隔に、而
も３回回転対称状に有しており、各突極Ｘ１、Ｘ２；Ｙ
１、Ｙ２並びにＺ１、Ｚ２には、Ｙ結線された３相の巻
線ｘ、ｙ及びｚのうち何れか１相の巻線ｘ、ｙ及びｚが
捲回され、任意の突極Ｘ１、Ｘ２；Ｙ１、Ｙ２並びにＺ
１、Ｚ２に捲回された巻線ｘ、ｙ及びｚの相はその両側
の突極Ｘ１、Ｘ２；Ｙ１、Ｙ２並びにＺ１、Ｚ２に捲回
された巻線ｘ、ｙ及びｚの相と異なっているので、１２
０度電気角ずつ位相の異なる実質上対称な３相の電流を
各巻線ｘ、ｙ及びｚに流すことにより、実質上、第３高
調波に対応する磁束によるトルクも発生しないこととな
る。
【００２６】従ってこのモータでは、第３高調波に対応
するトルク及び第５高調波に対応するトルクが実質上何
れも生じないので、発生するトルクにおけるトルクリッ
プルが効果的に低減され、回転精度の向上にも役立つ。
するトルク及び第５高調波に対応するトルクが実質上何
れも生じないので、発生するトルクにおけるトルクリッ
プルが効果的に低減され、回転精度の向上にも役立つ。
【００２７】上記各モータにおける各突極の中心角は、
電気角において実質上７２ｎ度未満（７２ｎ−１０）度
以上［ｎは正の整数］であっても差し支えない。また上
記各モータは、１２０度ずつの位相差を有する一定周波
数の３相交流により同期電動機として駆動することも可
能であり、１２０度ずつの位相差を有する３相の駆動電
流を、ホール素子の出力やステータコイルの逆起電圧等
を利用して検出したロータマグネットの磁極の角度位置
に応じて転流させることにより駆動することも勿論可能
である。
電気角において実質上７２ｎ度未満（７２ｎ−１０）度
以上［ｎは正の整数］であっても差し支えない。また上
記各モータは、１２０度ずつの位相差を有する一定周波
数の３相交流により同期電動機として駆動することも可
能であり、１２０度ずつの位相差を有する３相の駆動電
流を、ホール素子の出力やステータコイルの逆起電圧等
を利用して検出したロータマグネットの磁極の角度位置
に応じて転流させることにより駆動することも勿論可能
である。
【００２８】また更に、スリップリングなどを使用すれ
ば、界磁手段がステータを構成し、電機子がロータを構
成するものとすることもできる。また、界磁手段を電磁
石などにより構成することも可能である。なお、以上に
説明したモータは、一例に過ぎない。本発明の範囲がこ
れらに限定されるものでないことは云うまでもない。
ば、界磁手段がステータを構成し、電機子がロータを構
成するものとすることもできる。また、界磁手段を電磁
石などにより構成することも可能である。なお、以上に
説明したモータは、一例に過ぎない。本発明の範囲がこ
れらに限定されるものでないことは云うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】請求項１の電動機は、その電機子コアの
突極の中心角がそれぞれ電気角において実質上（７２ｎ
−１０）度乃至７２ｎ度［ｎは正の整数］であって、第
５高調波の１波長の整数倍に対応するので、実質上、第
５高調波に対応する磁束は突極に捲回された巻線に鎖交
せず、第５高調波に対応するトルクは発生しない。それ
ゆえ、発生するトルクにおけるトルクリップルが効果的
に低減され、回転精度の向上にも役立ち得る。
突極の中心角がそれぞれ電気角において実質上（７２ｎ
−１０）度乃至７２ｎ度［ｎは正の整数］であって、第
５高調波の１波長の整数倍に対応するので、実質上、第
５高調波に対応する磁束は突極に捲回された巻線に鎖交
せず、第５高調波に対応するトルクは発生しない。それ
ゆえ、発生するトルクにおけるトルクリップルが効果的
に低減され、回転精度の向上にも役立ち得る。
【００３０】請求項２の電動機は、その電機子コアの突
極の中心角が１３４乃至１４４度電気角に相当するので
第５高調波に対応するトルクは実質上発生せず、而も、
第３高調波に対応する磁束によるトルクも実質上発生し
ない。それゆえ、発生するトルクにおけるトルクリップ
ルが一層効果的に低減され、回転精度の向上にも役立ち
得る。
極の中心角が１３４乃至１４４度電気角に相当するので
第５高調波に対応するトルクは実質上発生せず、而も、
第３高調波に対応する磁束によるトルクも実質上発生し
ない。それゆえ、発生するトルクにおけるトルクリップ
ルが一層効果的に低減され、回転精度の向上にも役立ち
得る。
【００３１】請求項３の電動機は、その電機子コアの突
極の中心角が１３４乃至１４４度電気角或は６２乃至７
２度電気角に相当するので第５高調波に対応するトルク
は実質上発生せず、而も、第３高調波に対応する磁束に
よるトルクも実質上発生しない。それゆえ、発生するト
ルクにおけるトルクリップルが一層効果的に低減され、
回転精度の向上にも役立ち得る。
極の中心角が１３４乃至１４４度電気角或は６２乃至７
２度電気角に相当するので第５高調波に対応するトルク
は実質上発生せず、而も、第３高調波に対応する磁束に
よるトルクも実質上発生しない。それゆえ、発生するト
ルクにおけるトルクリップルが一層効果的に低減され、
回転精度の向上にも役立ち得る。
【図１】アウターロータ型の３相８極モータの模式図で
ある。
ある。
【図２】ロータマグネットの周方向における磁化の強さ
の変化を示すグラフである。
の変化を示すグラフである。
【図３】トルク曲線である。
【図４】アウターロータ型の３相４極モータの模式図で
ある。
ある。
【図５】トルク曲線である。
１２ 電機子 １６ ロータマグネット １８ 電機子コア ５２ 電機子 ５６ ロータマグネット ５８ 電機子コア Ｕ１ 突極 Ｕ２ 突極 Ｕ３ 突極 Ｖ１ 突極 Ｖ２ 突極 Ｖ３ 突極 Ｗ１ 突極 Ｗ２ 突極 Ｗ３ 突極 Ｘ１ 突極 Ｘ２ 突極 Ｙ１ 突極 Ｙ２ 突極 Ｚ１ 突極 Ｚ２ 突極 ｕ 巻線 ｖ 巻線 ｗ 巻線 ｘ 巻線 ｙ 巻線 ｚ 巻線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 21/22 H02K 3/18 H02K 29/00
Claims (3)
- 【請求項１】周方向の磁極の変化に伴う磁化の強さの変
化が略台形波状をなすマグネットと、複数の突極を有す
る電機子コアを備えた電機子とが相対回転自在に構成さ
れた電動機であって、 前記突極の中心角がそれぞれ電気角において実質上（７
２ｎ−１０）度乃至７２ｎ度［ｎは正の整数］であり、
且つそれらの突極は回転対称状をなし、 前記マグネットと前記電機子との間で相対回転すること
によりその電機子付近を通る磁束の変化波形における第
５高調波に対応するトルクを実質上発生しない ことを特
徴とする電動機。 - 【請求項２】上記マグネットは８極の磁極を８回回転対
称状に有し、 上記電機子コアは、中心角が機械角において実質上３
３．５度乃至３６度の突極を９回回転対称状に９極有
し、 各突極には、Ｙ結線された３相の巻線のうち何れか１相
の巻線が捲回され、各相の巻線は、１極おきの３極の突
極に捲回されている請求項１記載の電動機。 - 【請求項３】上記マグネットは４極の磁極を４回回転対
称状に有し、 上記電機子コアは、中心角が機械角において実質上３１
度乃至３６度の３極の突極と実質上６７度乃至７２度の
３極の突極とを、周方向に交互且つ等間隔に、而も３回
回転対称状に有し、 各突極には、Ｙ結線された３相の巻線のうち何れか１相
の巻線が捲回され、任意の突極に捲回された巻線の相は
その両側の突極に捲回された巻線の相と異なっている請
求項１記載の電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07903492A JP3352717B2 (ja) | 1992-02-29 | 1992-02-29 | 電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07903492A JP3352717B2 (ja) | 1992-02-29 | 1992-02-29 | 電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05252706A JPH05252706A (ja) | 1993-09-28 |
| JP3352717B2 true JP3352717B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=13678643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07903492A Expired - Fee Related JP3352717B2 (ja) | 1992-02-29 | 1992-02-29 | 電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3352717B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09285088A (ja) | 1996-04-12 | 1997-10-31 | Hitachi Ltd | 永久磁石回転電機及びそれを用いた電動車両 |
-
1992
- 1992-02-29 JP JP07903492A patent/JP3352717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05252706A (ja) | 1993-09-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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