JP3943532B2 - 焼結リング磁石 - Google Patents
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Description
上記複数個のリングはラジアル配向され、その外周に所定間隔で磁極が交互に配置されたもので、
上記複数個のリングの少なくとも1つは、円筒状の外周面を有し、上記リング軸の方向に延在する溝状の第1の凹部が、その外周面上円周方向に周期的に設けられ、
上記複数個のリングの他の少なくとも1つは、上記第1の凹部を持たない円筒状で、
上記複数個のリングが積み重ねられたリング全体は、軸方向に平行な上記第1の凹部の中心線を共通の磁極の境界線とするものである。
上記複数個のリングはラジアル配向され、その外周に所定間隔で磁極が交互に配置されたもので、
上記複数個のリングの少なくとも1つは、円筒状の外周面を有し、上記リング軸の方向に延在する溝状の第1の凹部が、その外周面上円周方向に周期的に設けられ、上記第1の凹部の、上記リング軸方向に平行な方向の中心線が磁極の境界線である第1のリングで、
上記複数個のリングの他の少なくとも1つは、円筒状の外周面を有し、上記リング軸方向に延在する溝状の、上記第1の凹部と幅が異なる第3の凹部が、その外周面上円周方向に周期的に設けられ、上記第3の凹部の、上記リング軸方向に平行な方向の中心線が磁極の境界線である第3のリングで、
上記第1の凹部と上記第3の凹部の上記中心線が略一致するように積み重ねられた上記第1のリングと上記第3のリングとを含む上記複数個のリング全体は、上記略一致した中心線を磁極境界線とする磁極が形成されているものである。
図1は、この発明に係る焼結リング磁石の実施の形態1を示す平面図(a)及び側面図(b)であり、4極の磁石の例を示している。同図に示したように、リング磁石1は、軸方向に2つのリング2,3を積み重ね、焼結によって一体化されており、リング2は、周方向に周期的に4箇所の凹部2a(第1の凹部)が設けられ、リング3は、凹部がない円筒状である。凹部2aは軸方向に延在する溝形状であり、凹部2aは磁極の境界部となり、着磁等で、凹部2a間の中間部が磁極となるように磁極を形成する。
図3は、この発明に係る焼結リング磁石の実施の形態2を示す平面図(a)及び側面図(b)であり、4極の磁石の例を示している。同図において、上記実施の形態1と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
このように、溝の幅を1つの極の幅に相当する中心角の2/3、2/5、2/7とすることによって、3次、5次及び7次の高調波を打ち消し、コギングトルクをなくすことができる。
また、溝の幅を1つの極の幅に相当する中心角の2/3ないし2/7とすることによって、3次、5次及び7次の高調波を低減し、コギングトルクを減らすことができる。
図4は、この発明に係る焼結リング磁石の実施の形態3を示す平面図(a)及び側面図(b)であり、4極の磁石の例を示している。同図において、上記実施の形態1と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
図5は、この発明に係る焼結リング磁石の実施の形態4を示す平面図(a)及び側面図(b)、図6は、図5の溝形状を拡大して示す平面図であり、4極の磁石の例を示している。同図において、上記実施の形態1と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
コギングトルクは、上述のように、起磁力分布の高調波成分で発生することから、凹部2aを構成する溝の幅Wや深さdを正確に規定するには、起磁力分布を回転角に対してフーリエ変換で周波数変換して得られる各成分毎の振幅として評価することが必要ではあるが、実際の溝の幅及び深さであっても大きな誤差にならない。
図7は、この発明に係る焼結リング磁石の実施の形態5を示す平面図(a)及び側面図(b)であり、6極の磁石の例を示している。同図において、上記実施の形態1と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
図8は、凹部2aを有するリングにおける凹凸部の厚さと高調波抑制との関係を説明するための図である。
Lc/Lb=1−2×(mb/mr)
の関係を有することによってリング3で発生した5次高調波は打ち消される。
(Lc/Lb)×(1−α)≦1−2×(mb/mr)+α
(Lc/Lb)×(1+α)≧1−2×(mb/mr)−α
となる。ここで、(1−α)は5次高調波が減衰される割合を示している。
ここで、α=0.3とすると、下記式(1)になる。
1.9−2.9×(mb/mr)≧(Lc/Lb)
≧0.54−1.5×(mb/mr) …(1)
この式(1)の条件によって5次高調波は0.3倍になり、コギングトルクはその2乗となるので、0.1すなわち10%に低減することができる。
図10は、凹部を有するリングにおける凹凸部の厚さと高調波抑制との関係を説明するための図であり、上記実施の形態6において、磁極に溝状の凹部2bを設けた場合について説明するものである。
Lc/Lb=2−3×(mb/mr)
の関係を有することによってリング3で発生した5次高調波は打ち消される。
(Lc/Lb)×(1−α)≦2−3×(mb/mr)+α
(Lc/Lb)×(1+α)≧2−3×(mb/mr)−α
となる。ここで、ここで、(1−α)は5次高調波が減衰される割合を示している。
ここで、α=0.3とすると、下記式(2)になる。
3.3−4.3×(mb/mr)≧(Lc/Lb)
≧1.3−2.3×(mb/mr) …(2)
この式(2)の条件によって5次高調波は0.3倍になり、コギングトルクはその2乗となるので、0.1すなわち10%に低減することができる。
図12は、この発明に係る焼結リング磁石の実施の形態8を示す平面図(a)及び側面図(b)である。
図13は、この発明に係る焼結リング磁石の実施の形態9を示す平面図(a)及び側面図(b)である。
図14は、この発明に係る焼結リング磁石の実施の形態10を示す平面図(a)及び側面図(b)である。
2a,2b,4a,11a,12a 凹部。
Claims (9)
- 複数個のリングが軸の方向に積み重ねられて焼結により一体化された焼結リング磁石において、
上記複数個のリングはラジアル配向され、その外周に所定間隔で磁極が交互に配置されたもので、
上記複数個のリングの少なくとも1つは、円筒状の外周面を有し、上記リング軸の方向に延在する溝状の第1の凹部が、その外周面上円周方向に周期的に設けられ、
上記複数個のリングの他の少なくとも1つは、上記第1の凹部を持たない円筒状で、
上記複数個のリングが積み重ねられたリング全体は、軸方向に平行な上記第1の凹部の中心線を共通の磁極の境界線とするものであることを特徴とする焼結リング磁石。 - 複数個のリングがリング軸の方向に積み重ねられて焼結により一体化された焼結リング磁石において、
上記複数個のリングはラジアル配向され、その外周に所定間隔で磁極が交互に配置されたもので、
上記複数個のリングの少なくとも1つは、円筒状の外周面を有し、上記リング軸の方向に延在する溝状の第1の凹部が、その外周面上円周方向に周期的に設けられ、上記第1の凹部の、上記リング軸方向に平行な方向の中心線が磁極の境界線である第1のリングで、
上記複数個のリングの他の少なくとも1つは、円筒状の外周面を有し、上記リング軸方向に延在する溝状の、上記第1の凹部と幅が異なる第3の凹部が、その外周面上円周方向に周期的に設けられ、上記第3の凹部の、上記リング軸方向に平行な方向の中心線が磁極の境界線である第3のリングで、
上記第1の凹部と上記第3の凹部の上記中心線が略一致するように積み重ねられた上記第1のリングと上記第3のリングとを含む上記複数個のリング全体は、上記略一致した中心線を磁極境界線とする磁極が形成されていることを特徴とする焼結リング磁石。 - 上記複数個のリングの少なくとも1つは、外周面に凹部を持たない円筒状であることを特徴とする請求項2記載の焼結リング磁石。
- 上記凹部が設けられたリングの各磁極ごとに、既設の凹部と干渉しない、上記リング軸の方向に延在する溝状の第2の凹部が設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の焼結リング磁石。
- 上記磁極に設けた第2の凹部における溝の幅が、上記第1の凹部における溝の幅の1/2であることを特徴とする請求項4記載の焼結リング磁石。
- 上記第1の凹部における溝幅は、上記リング軸を中心とした中心角で表した場合、隣り合う上記境界線間の中心角の2/3ないし2/7程度であることを特徴とする請求項1または2記載の焼結リング磁石。
- 上記第3の凹部における溝幅を、上記第1の凹部における溝幅の5/7としたことを特徴とする請求項2記載の焼結リング磁石。
- 上記第1の凹部におけるリングの厚さをmb、上記第1の凹部間におけるリングの厚さをmr、上記第1の凹部を有するリングのリング軸方向長さをLb、上記凹部を持たないリングのリング軸方向長さをLcとしたときに、下記式(1)が成立することを特徴とする請求項1記載の焼結リング磁石。
1.9−2.9×(mb/mr)≧(Lc/Lb)
≧0.54−1.5×(mb/mr)…(1) - 外周に凹部を持たない円筒状のリングを備え、上記第1の凹部におけるリングの厚さをmb、上記第1の凹部間におけるリングの厚さをmr、上記第1の凹部を有するリングのリング軸方向長さをLb、上記凹部を持たないリングのリング軸方向長さをLcとしたときに、下記式(2)が成立することを特徴とする請求項1記載の焼結リング磁石。
3.3−4.3(mb/mr)≧(Lc/Lb)
≧1.3−2.3×(mb/mr)…(2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003288482A JP3943532B2 (ja) | 2003-08-07 | 2003-08-07 | 焼結リング磁石 |
Publications (2)
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JP2005057945A JP2005057945A (ja) | 2005-03-03 |
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JP2003288482A Expired - Lifetime JP3943532B2 (ja) | 2003-08-07 | 2003-08-07 | 焼結リング磁石 |
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