JP5373882B2 - Electric motor - Google Patents

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Description

本発明は、主として電気自動車用の電動モーターに適した電動モーターであって、特に電気二輪自動車に最適のものである。 The present invention is an electric motor mainly suitable for an electric motor for an electric vehicle, and is particularly suitable for an electric motorcycle.

現在、各方面での環境保護の面から、ハイブリッドカーや電気自動車の開発が進められ、二輪車についても、現在すでに、小型の電動二輪車が発売されており、将来は自動二輪車の電動モーター駆動の製品も普及して行くと思われる。 Currently, hybrid cars and electric vehicles are being developed from the viewpoint of environmental protection in various areas. As for motorcycles, small electric motorcycles are already on the market, and in the future, electric motor drive products for motorcycles will be available. It seems that it will also become popular.

現在、電動モーターのほとんどは、その構造から、回転軸が1回転する間に、駆動のために配列されたコイルや永久磁石に起因する何度かのトルクの変動(以後、脈動と呼ぶ)を起こすことが多い。 Currently, most electric motors, due to their structure, undergo several torque fluctuations (hereinafter referred to as pulsation) caused by coils and permanent magnets arranged for driving during one rotation of the rotating shaft. Often wakes up.

一般に、ほとんどの分野では、モーターの回転に脈動を含む回転ムラなどがより小さく目立たないほうが高性能とされる場合が多く、特願2008−216863号や特願2009−233022号などの、脈動を減らす発明が数多く存在するが、脈動を増やす、または利用する発明は、ほとんど進んでいない。 In general, in most fields, it is often considered that the rotation unevenness including the pulsation in the rotation of the motor is smaller and inconspicuous, and the higher performance is often obtained, and the pulsation such as Japanese Patent Application Nos. There are many inventions to reduce, but few inventions to increase or use pulsation.

しかし、たとえばレシプロエンジンを用いた二輪自動車においても、かつてはエンジンの脈動が目立たず、出力が高く、高回転特性の良好な4気筒や6気筒などの多気筒エンジンが高性能とされていたが、単気筒や2気筒なども、その体感できる脈動や、そこから発生する振動など、趣味として好んでこれらを求めるユーザーも多い。 However, for example, even in a two-wheeled vehicle using a reciprocating engine, a multi-cylinder engine such as a 4-cylinder or a 6-cylinder engine having high output performance and excellent high rotation characteristics has been considered to have high performance. Many single-cylinder and two-cylinder users prefer these as hobbies, such as the pulsation that they can experience and the vibrations generated from them.

また、昨今では、そのエンジンの脈動は、走行中にタイヤが路面で滑ってしまうのを防ぐ効果も確認され、特許公開2007−85285号や実用新案出願平8−3712号のようにのように、多気筒エンジンの爆発を複数同時、または近い間隔で行い、エンジンの脈動をあえて大きく、間隔を広げる発明や考案がなされ、実際にオートバイレース世界選手権などで同種の技術が使用されていたことからも、二輪車におけるエンジンの脈動の大きさや間隔の長さは、二輪車のタイヤのグリップ性能などを向上させる側面を持っていることがわかってきている。 In recent years, the pulsation of the engine has also been confirmed to prevent the tire from slipping on the road surface while traveling, as in Japanese Patent Publication No. 2007-85285 and Utility Model Application No. 8-3712. Because multiple cylinder engines exploded at the same time or at close intervals, the invention was devised to widen the pulsation of the engine and widen the intervals, and the same kind of technology was actually used in motorcycle racing world championships etc. However, it has been found that the magnitude of the engine pulsation and the distance between the two-wheeled vehicles have aspects that improve the grip performance of the motorcycle tires.

グリップ性能の向上は、加速などの駆動力が脈動により断続的に路面との間に発生するのが影響し、これは、純粋に急な加速時のタイヤのスリップを防ぐ効果も含まれている。この性能は四輪車など、その他の車両にも有効な性能となるため、二輪車以外の多くの電動モーター駆動を備えた自動車やその他の車両に有効な可能性を持つ。 The improvement of grip performance is affected by the fact that driving force such as acceleration is intermittently generated between the road surface due to pulsation, which also includes the effect of preventing tire slippage during purely sudden acceleration . Since this performance is also effective for other vehicles such as four-wheeled vehicles, there is a possibility of being effective for automobiles and other vehicles having many electric motor drives other than two-wheeled vehicles.

また、このモーターの構造は、回転そのものに脈動を伴う振動を生む構造のため、バイブレーターなどの振動を必要とする器具や、脈動を有効に活かすことが出来る駆動力伝達装置など、他の分野にも利用できる可能性を持つ。 In addition, the structure of this motor generates vibration accompanied by pulsation in the rotation itself, so that it can be used in other fields such as devices that require vibration such as vibrators and driving force transmission devices that can make effective use of pulsation. Also have the potential to use.

特願2008−216863号Japanese Patent Application No. 2008-216863 特願2009−233022号Japanese Patent Application No. 2009-233022 特許公開2007−85285Patent Publication 2007-85285 実用新案出願平8−3712号Utility Model Application No. 8-3712 特願2007−214255号Japanese Patent Application No. 2007-214255 特開2009−50093号JP 2009-50093

これまで電気自動車に用いられてきた電動モーターは、複数の極数を持つ永久磁石及びコイルを、それぞれが回転軸を中心とした360度に均等配置されていることで、スムーズに回転しつつ大きな脈動を感じない回転が可能になっているが、自動二輪車を電動化する際、この脈動を感じにくい電動モーターを使用したのではその脈動間隔の短さと脈動の小ささから、モーターの脈動によるタイヤのグリップ力向上を期待することが難しい。 Electric motors that have been used in electric vehicles so far have a large number of permanent magnets and coils having a plurality of poles that are evenly arranged at 360 degrees around the rotation axis, so that they rotate smoothly. Rotation without feeling pulsation is possible, but when using an electric motor for a motorcycle, if you use an electric motor that hardly feels pulsation, because of the short pulsation interval and small pulsation, tires due to motor pulsation It is difficult to expect improved grip strength.

モーターの脈動の発生方法については、コイルと永久磁石を使ったモーターの場合、その極数を減らすことで脈動の時間的間隔を広げて、体感できる脈動を強調することが考えられるが、通常のモーターでは脈動回数はコイル極数と永久磁石極数によって決まるため、回転部1回転に付き6回や8回などととても多く、まれに脈動が1回転に2回といった電動モーターも存在するが、コイル極数も永久磁石極数もともに2極しかないモーターでは、コイルと永久磁石の数から、回転する力を充分に得るのが難しい。 Regarding the method of generating motor pulsation, in the case of a motor using a coil and permanent magnet, it is possible to increase the time interval of pulsation by reducing the number of poles and emphasize the pulsation that can be experienced. In motors, the number of pulsations is determined by the number of coil poles and the number of permanent magnets, so there are very many electric motors such as 6 or 8 times per rotation of the rotating part. In a motor having only two coil poles and two permanent magnet poles, it is difficult to obtain sufficient rotating force from the number of coils and permanent magnets.

また、レシプロエンジンで脈動特性には定評のある4サイクル2気筒エンジンの場合が、クランクシャフト2回転中に2回の爆発と考えると、1回転に1回程度の強い脈動を持つモーターを考案することを課題と考える。 Also, in the case of a 4-cycle 2-cylinder engine that has a well-established pulsation characteristics in a reciprocating engine, a motor with a strong pulsation of about once per revolution is devised when considering two explosions during two revolutions of the crankshaft. Think of it as a challenge.

しかし、通常では4極以上、特に電気自動車の駆動力としては、強い駆動力を必要とするため、もっと極数の多いモーターが使用されるのが望ましいところ、極数を極端に減らすことはむつかしい。 However, it is usually difficult to reduce the number of poles extremely when it is desirable to use a motor with a larger number of poles because it usually requires four or more poles, especially as the driving force of an electric vehicle requires a strong driving force. .

そこで、直流モーターを例に、回転角度の1周分360度の中で特定の角度のみ強いトルクを発生させるため、多極分の駆動力を使用しつつ、1方向で最大の回転トルクを発生し、回転トルクが最低となる方向とのトルク差が大きいモーターの製作を課題とする。 Therefore, taking a direct current motor as an example, to generate a strong torque only at a specific angle within a rotation angle of 360 degrees, the maximum rotation torque is generated in one direction while using multipolar driving force. The problem is to manufacture a motor having a large torque difference from the direction in which the rotational torque is minimized.

さらに実際には、単純にトルクの変動が大きければいいというものではなく、二輪車の車体やタイヤ、その他の条件に合わせて、トルク発生のピークと最小値の差やそのほかの、脈動の特性の調整できる設計の自由度が必要となる。 Furthermore, in reality, it is not simply that the torque fluctuation is large, but the difference between the peak and minimum torque generation and other pulsation characteristics are adjusted according to the body and tires of the motorcycle and other conditions. A degree of design freedom is required.

従来、電動モーターは、ほとんどの分野で極数から発生する脈動が少なく、均一なほど高性能とされる分野が多く、回転軸に対して均等な角度で配置された永久磁石、及びコイルは、その配置方法について、メリットになることこそあるが、デメリットになることはあまり無かった。 Conventionally, electric motors have few pulsations generated from the number of poles in most fields, and there are many fields where higher performance is obtained as they are uniform. Permanent magnets and coils arranged at an equal angle with respect to the rotation axis are: There are some advantages to the placement method, but there are not many disadvantages.

一部、「特開2009−50093」の「振動モーター」ように、振動を発生させる用途のために、回転のバランスを崩すことを目的として、あえてコイルを偏った配置にした例外的なモーターもあるが、このモーターの場合は永久磁石の配置が均等な角度となるため、回転部の重量バランスからくる振動の発生をねらったもので、トルク変動については、通常モーターと同様に、永久磁石の極数分の回転トルクの変動をもつモーターとなる。 Some exception motors with a biased coil arrangement for the purpose of breaking the balance of rotation, such as the “vibration motor” of “JP 2009-50093”. However, in this motor, since the permanent magnets are arranged at an even angle, the aim is to generate vibrations due to the weight balance of the rotating parts. The motor has a fluctuation in rotational torque for the number of poles.

トルクの変動による大きな脈動の発生は、コイルの配置の偏りのみではなく、永久磁石の配置も偏った配置を行うことで可能になる。 Generation of large pulsations due to torque fluctuations can be achieved not only by biasing the coil arrangement but also by arranging the permanent magnets in a biased manner.

従来の一般的なモーターでは、1回転の回転角度である360度に対し、コイルの配置には、この360度をコイルの極数で割り算した値となる角度の間隔でコイルを配置されている。また、永久磁石についても、同じく360度を永久磁石の極数で割り算した値となる角度の間隔で永久磁石を配置するというのが、コイルと永久磁石の配置位置の一般的な基準である。 In the conventional general motor, the coil is arranged at an angular interval that is a value obtained by dividing 360 degrees by the number of poles of the coil with respect to 360 degrees that is a rotation angle of one rotation. . As for the permanent magnets, it is a general standard for the arrangement positions of the coils and the permanent magnets to arrange the permanent magnets at an angular interval that is a value obtained by dividing 360 degrees by the number of poles of the permanent magnets.

本発明では、不均一で偏った大きな脈動を発生させる手段として、あえて1部またはすべてのコイル及び永久磁石の配置角度を均等ではない角度とすることで、配置する角度の差に応じた脈動を発生させることが出来る。 In the present invention, as means for generating a large uneven and biased pulsation, the pulsation according to the difference in the angle of arrangement is made by deliberately setting the arrangement angle of one or all of the coils and the permanent magnets as non-uniform angles. Can be generated.

この配置を偏らせることで、駆動トルクを偏らせて、脈動を大きくした状態をここでは「偏駆動」と呼び、この構造のモーターを「偏駆動モーター」と呼ぶ。 By biasing this arrangement, the drive torque is biased and the pulsation is increased, here called “bias drive”, and the motor of this structure is called “bias drive motor”.

ここで記述にされる永久磁石とは、一般のモーターに使用される通常の永久磁石と同等か、それより強い磁力をもつ永久磁石を指し、これ以降も「永久磁石」と呼び、永久磁石、弱磁石ともに、働きとして電動モーターが動作中、常に同一の極性を示す磁石であれば、極性を固定した電磁石を代用に使用した場合も永久磁石、弱磁石として使用できる。 The permanent magnet described here refers to a permanent magnet having a magnetic force equal to or stronger than that of a normal permanent magnet used in a general motor, and is hereinafter referred to as a “permanent magnet”. If both the weak magnets are magnets that always have the same polarity during operation of the electric motor, they can be used as permanent magnets and weak magnets even when an electromagnet with a fixed polarity is used instead.

ここで記述にされるコイルとは、一般のモーターに使用される通常のコイルと同等か、それより強い通電時の磁力をもつコイルを指し、これ以降も「コイル」と呼ぶ。 The coil described here refers to a coil having a magnetic force at the time of energization that is equal to or higher than that of a normal coil used in a general motor, and is hereinafter referred to as a “coil”.

「一般のモーターに使用される通常の永久磁石」とは、最低限、モーターが回転する際に必要な磁力の強さを持ったもので、使用するコイルとの組み合わせで最低限、モーターを回転させる能力を有するもの。 "Normal permanent magnets used for general motors" means that at least the strength of the magnetic force required when the motor rotates, and the motor rotates at the minimum in combination with the coil used. Have the ability to

「一般のモーターに使用される通常のコイルとは、最低限、通電時にモーターか回転する際に必要な磁力の強さを持ったもので、使用する永久磁石との組み合わせで最低限、モーターを回転させる能力を有するもの。 “A normal coil used for a general motor has at least the strength of the magnetic force required to rotate the motor when it is energized. Ability to rotate.

標準的な磁力の永久磁石より磁力が弱い磁石を「弱磁石」と呼び、通常のコイルより通電時の磁力が弱いコイルを「弱コイル」という名称で説明する。 A magnet having a weaker magnetic force than a standard permanent magnet is called a “weak magnet”, and a coil having a weaker magnetic force when energized than a normal coil is referred to as a “weak coil”.

この「弱磁石」はあくまでも補助的な働きに使われるため、モーターを回転させるだけの能力を持たなくても良い。 Since this “weak magnet” is used only for auxiliary functions, it does not have to have the ability to rotate the motor.

また、この「弱コイル」はあくまでも補助的な働きに使われるため、通電時にモーターを回転させるだけの能力を持たなくても良い。 Further, since this “weak coil” is used only for an auxiliary function, it does not have to have the ability to rotate the motor when energized.

それぞれの特性に合わせた区別を行うため、「永久磁石」と説明される磁石の中に、「弱磁石」は含まず、「コイル」と説明されたコイルの中に「弱コイル」は含まない。 In order to make a distinction according to each characteristic, the magnet described as “permanent magnet” does not include “weak magnet”, and the coil described as “coil” does not include “weak coil”. .

「弱磁石」と「永久磁石」をあわせて称する場合は「全磁石」と呼び、「弱コイル」と「コイル」をあわせて称する場合は「全コイル」と呼ぶ。 The term “weak magnet” and “permanent magnet” are collectively referred to as “all magnets”, and the term “weak coil” and “coil” are collectively referred to as “all coils”.

コイル及び永久磁石を偏らせて配置させる配置の基準として、基本部分として以下のような方法が考えられる。 The following method can be considered as a basic part as a reference for arranging the coils and the permanent magnets in a biased manner.

弱磁石は磁力を弱くする方法として、コイルとの距離を遠くする方法や、磁石そのものの磁力を材質や製造方法を変えて弱くしたものなどを使用して、磁力の弱さを実現することができる。 Weak magnets can be used to weaken the magnetic force by using a method such as increasing the distance from the coil or using a magnet that weakens the magnet itself by changing the material or manufacturing method. it can.

弱コイルは、通電時の磁力を弱くする方法として、永久磁石との距離遠くする方法やコアの材質を変えて通電時の磁力を弱くする、またはコイルの巻き数を少なくして通電時の磁力を弱くする。通電させる電圧を低くしたり、電流を少なくすることで、磁力を弱くすることができる。 Weak coils use a method to weaken the magnetic force during energization, such as increasing the distance from the permanent magnet or changing the core material to weaken the magnetic force during energization, or reducing the number of coil turns to reduce the magnetic force during energization. To weaken. The magnetic force can be weakened by lowering the voltage to be energized or reducing the current.

これらの弱磁石や弱コイルについては、本来、脈動特性の設計に合わせて、磁力の強さを調整して使用することができるが、本発明の説明の記述では、説明上の具体例として、永久磁石とコイルに対して、それぞれ2分の1程度の磁力として説明している。 These weak magnets and weak coils can be used by adjusting the strength of the magnetic force according to the design of the pulsation characteristics, but in the description of the present invention, as a specific example for explanation, It is described as a magnetic force of about a half for each of the permanent magnet and the coil.

電動モーターとしての動作を行うために、全コイルの配置位置は、回転軸を中心とした、1平面上の円周上を基準にして配置する。 In order to perform an operation as an electric motor, the arrangement positions of all the coils are arranged with reference to a circumference on one plane with the rotation axis as the center.

全磁石の配置位置は、電動モーターの回転力を発生させるため、コイルに充分に磁力の影響を与えることができる距離とし、回転軸を中心とした、1平面上の円周上を基準にして配置する。ただし、全磁石のうちの弱磁石については、前記の磁力の調整の理由で、基準にする前記円周上より、少しコイルより遠い位置に配置することを可能とする。 The arrangement position of all magnets is a distance that can sufficiently affect the coil to generate the rotational force of the electric motor, and is based on the circumference on one plane with the rotation axis as the center. Deploy. However, the weak magnets among all the magnets can be disposed at a position slightly further from the coil than the reference circle on the basis of the adjustment of the magnetic force.

請求項1は回転軸を中心として、配置される隣りあったコイルどうしの角度それぞれのうち、どちらかの隣に配置されるコイルとの間の角度が1箇所以上異なる角度で配置された複数のコイルと、回転軸を中心として、配置される隣りあった永久磁石どうしの角度それぞれのうちどちらかの隣に配置される永久磁石との間の角度が1箇所以上異なる角度で配置された複数の永久磁石を持つ In the first aspect of the present invention, a plurality of adjacent coils arranged at one or more different angles around one of the adjacent coils arranged around the rotation axis. A plurality of coils arranged at different angles of one or more positions between the coil and the permanent magnet arranged next to either of the adjacent permanent magnets arranged around the rotation axis. With permanent magnet

請求項2はコイルを配置しない第1ブロックと、複数のコイルを配置する第2ブロックを持ち、且つ永久磁石を配置しない第3ブロックと複数の永久磁石を配置する第4ブロックを持ち、第1ブロックは回転軸を中心とした1周360度を第2ブロックに配置する複数のコイルの極数で割った角度より広い角度の範囲を持つブロックで、第2ブロックは回転軸を中心とした1周360度の範囲から第1ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲で、この範囲に配置したいコイルをすべて、その基準となる中心点を任意の角度で配置して、第3ブロックは回転軸を中心とした1周360度を第4ブロックに配置する複数の永久磁石の極数で割った角度より広い角度の範囲を持つブロックで第4ブロックは回転軸を中心とした1周360度の範囲から第3ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲で、この範囲に配置したい永久磁石をすべて、その基準となる中心点を任意の角度で配置している。 Claim 2 has a first block in which no coil is disposed, a second block in which a plurality of coils are disposed, a third block in which no permanent magnet is disposed, and a fourth block in which a plurality of permanent magnets are disposed, The block is a block having an angle range wider than an angle obtained by dividing 360 degrees around the rotation axis by the number of poles of a plurality of coils arranged in the second block, and the second block is 1 centered on the rotation axis. With the remaining angle range obtained by subtracting the angle range of the first block from the 360 ° range, all the coils that you want to place in this range are placed at the center point that is the reference, and the third block rotates. A block having a wider angle range than the angle obtained by dividing 360 degrees around the axis by the number of poles of a plurality of permanent magnets arranged in the fourth block. The fourth block is 360 degrees around the rotation axis. The remaining angular range obtained by subtracting the angular range of the third block of range, all of the permanent magnets to be placed in this range, are arranged the center point serving as the reference at any angle.

請求項3は弱コイルを任意で配置できる第1ブロックとコイルを配置する第2ブロックを持ち、且つ弱磁石を任意で配置できる第3ブロックと永久磁石を配置する第4ブロックを持ち、第1ブロックは回転軸を中心とした1周360度を第2ブロックに配置する複数のコイルの極数で割った角度より広い角度の範囲を持ち、第2ブロックは回転軸を中心とした1周360度の範囲から第1ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲で、この範囲に配置したいコイルをすべて、その基準となる中心点を任意の角度で配置して、第3ブロックは回転軸を中心とした1周360度を第4ブロックに配置する複数の永久磁石の極数で割った角度より広い角度の範囲を持ち、第4ブロックは回転軸を中心とした1周360度の範囲から第3ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲で、この範囲に配置したい永久磁石をすべて、その基準となる中心点を任意の角度で配置している。 A third block has a first block in which a weak coil can be arbitrarily arranged, a second block in which a coil is arranged, a third block in which a weak magnet can be arbitrarily arranged, and a fourth block in which a permanent magnet is arranged. The block has a range of angles wider than an angle obtained by dividing 360 degrees around the rotation axis by the number of poles of a plurality of coils arranged in the second block, and the second block has one rotation 360 around the rotation axis. In the remaining angle range obtained by subtracting the angle range of the first block from the range of degrees, all the coils that you want to place in this range are placed at the center point that is the reference, and the third block has the rotation axis It has a range of angles wider than the angle obtained by dividing 360 degrees around the center by the number of poles of the plurality of permanent magnets arranged in the fourth block, and the fourth block is within a range of 360 degrees around the rotation axis. 3rd block The remainder obtained by subtracting the angular range of the angle range, all the permanent magnets to be placed in this range, are arranged the center point serving as the reference at any angle.

さらにこの請求項3の構造では、上記内容の構造に対して、第2ブロックのコイルが配置された後の空きスペースに、弱コイルを任意に配置することができ、且つ、第4ブロックの永久磁石が配置された後の空きスペースに、弱磁石を任意に配置することができる。 Furthermore, in the structure according to claim 3, the weak coil can be arbitrarily arranged in the empty space after the coil of the second block is arranged with respect to the structure of the above contents, and the permanent of the fourth block. A weak magnet can be arbitrarily arranged in an empty space after the magnet is arranged.

上記にあげた3つの請求項の基本的な配置方法を単独で、または以下にあげる4番乃至6番の3つの配置方法と併せて配置方法とすることができる。 The basic arrangement methods of the three claims mentioned above can be used alone or in combination with the following three arrangement methods Nos. 4 to 6.

請求項4では第1ブロックか第2ブロック、またはその両方に弱コイルを配置する。 In claim 4, weak coils are arranged in the first block, the second block, or both.

請求項5では第3ブロックか第4ブロック、またはその両方に弱磁石を配置する。 In claim 5, weak magnets are arranged in the third block, the fourth block, or both.

請求項6では第1ブロックか第2ブロック、またはその両方に弱コイルを配置し、第3ブロックか第4ブロック、またはその両方に弱磁石を配置する。 According to the sixth aspect, a weak coil is arranged in the first block, the second block, or both, and a weak magnet is arranged in the third block, the fourth block, or both.

上記の請求項1乃至請求項3の条件、または請求項2及び請求項3に、請求項4乃至請求項6の条件を追加したものをここでは「偏駆動モーターの構造条件」と呼ぶ The above-described conditions of claims 1 to 3 or those obtained by adding the conditions of claims 4 to 6 to claims 2 and 3 are referred to herein as “structural conditions of a bias drive motor”.

さらにここまでのコイルと永久磁石の配置方法を使用したさまざまな種類のモーターが製作できる。例として、上記の「偏駆動モーターの構造条件」を持ち、固定部分に取り付けられた永久磁石と固定部分に取り付けられたブラシと回転部分に取り付けられたコイルと回転部分に取り付けられた整流子を持つブラシ付きDCモーターや、上記の「偏駆動モーターの構造条件」を持ち、固定部分に取り付けられたコイルと、固定部分に取り付けたれたホール素子と回転部に取り付けられた永久磁石を持つブラシレスDCモーターなどが考えられる。 Furthermore, various types of motors using the arrangement method of the coil and permanent magnet so far can be manufactured. As an example, we have the above-mentioned “Structural conditions of the eccentric drive motor”, and a permanent magnet attached to the fixed part, a brush attached to the fixed part, a coil attached to the rotating part, and a commutator attached to the rotating part. A brushless DC motor having a brushed DC motor having the above-mentioned "structural conditions of the bias drive motor", having a coil attached to a fixed part, a Hall element attached to the fixed part, and a permanent magnet attached to the rotating part A motor can be considered.

回転軸を中心としたコイル及び永久磁石の配置角度が均等ではない電動モーターの構造により、モーターの回転による駆動トルクを回転軸の回転角度によって変化する特性を作ることは出来るが、さらに弱コイルと弱磁石を、コイルと永久磁石の配置をあえて均等にならないように配置したモーターの構造に追加することにより、さらにモーターの回転軸の回転角度による駆動トルクの特性について設計変更の自由度を高めることが出来る。 The structure of the electric motor with a non-uniform arrangement angle of the coil and the permanent magnet around the rotation axis can create a characteristic that changes the driving torque due to the rotation of the motor depending on the rotation angle of the rotation axis. By adding weak magnets to the structure of the motor so that the arrangement of coils and permanent magnets is not evenly distributed, the degree of freedom in design changes for the characteristics of drive torque depending on the rotation angle of the motor's rotation shaft is further increased. I can do it.

具体的なコイルと永久磁石の配置角度の基準として、コイル、永久磁石ともに、詳細な説明を行っている以下の記述のように配置することにより、モーター回転に不均一な脈動を発生させることが出来る。 As a reference for the arrangement angle of a specific coil and permanent magnet, non-uniform pulsation can be generated in the motor rotation by arranging both the coil and the permanent magnet as described in detail below. I can do it.

請求項1の構造として、隣り合ったコイル同士の回転軸を中心とした角度がすべての組み合わせの中で、通常モーターの場合はすべての角度が同じ角度になるが、脈動を発生させる構造の場合、1組以上、角度の異なる部分ができるように配置する。 In the structure of claim 1, the angle around the rotation axis of adjacent coils is the same for all motors in the case of a normal motor. Arrange one or more sets so that there are portions with different angles.

これにより、コイルの配置される間隔が「360度÷コイルの極数」で計算した角度より広い「コイルが広い範囲で配置されないスペース」が1箇所以上存在することになる。 As a result, there are one or more “spaces in which the coils are not arranged in a wide range” that is wider than the angle calculated by “360 degrees ÷ the number of poles of the coil”.

さらに、永久磁石の配置される間隔が、「360度÷永久磁石の極数」で計算した角度より広い「永久磁石が広い範囲で配置されないスペース」が1箇所以上存在することになる。 Furthermore, there are one or more “spaces where permanent magnets are not arranged in a wide range” where the interval between the permanent magnets is wider than the angle calculated by “360 degrees ÷ the number of permanent magnet poles”.

コイルが存在しないスペースと永久磁石が存在しないスペースがモーターの回転の中でもっとも遠ざかる位置に来たとき、引き合おうとする、または反発しようとするコイルを永久磁石のくみあわせの数が最も少なくなり、回転のための磁力の発生が弱くなり、または無くなり、回転力が落ちる部分が存在することになる。 When the space where the coil does not exist and the space where the permanent magnet does not exist come to the farthest position in the rotation of the motor, the number of coupling of the permanent magnet to the coil which tries to attract or repel is minimized. The generation of the magnetic force for rotation becomes weak or disappears, and there is a portion where the rotational force falls.

請求項2の構造として、不均一で偏った大きな脈動を発生させるため、偏ったコイルと永久磁石の配置を行うには、コイルを配置しない第1ブロックと複数のコイルを配置する第2ブロックを持ち、第1ブロックと第2ブロックについては、以下のとおりの構造となる。 As a structure of claim 2, in order to generate uneven and biased large pulsation, in order to arrange the biased coil and the permanent magnet, a first block without a coil and a second block with a plurality of coils are arranged. The first block and the second block have the following structure.

この第1ブロックは回転軸を中心とした1周360度を第2ブロックに配置する複数のコイルの極数で割った角度より広い角度の範囲を持つブロック。 This first block is a block having a wider angle range than the angle obtained by dividing 360 degrees around the rotation axis by the number of poles of a plurality of coils arranged in the second block.

そして第2ブロックは。回転軸を中心とした360度の範囲から第1ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲で、この範囲に配置したいコイルをすべて、回転軸を基準として、そのコイルの基準となる中心を任意の角度で配置する。 And the second block. In the remaining angle range obtained by subtracting the angle range of the first block from the 360 degree range centering on the rotation axis, all the coils that you want to place in this range can be set to the center that is the reference for that coil, with the rotation axis as the reference Arrange at the angle of.

そして永久磁石を配置しない第3ブロックと複数の永久磁石を配置する第4ブロックを持ち、第3ブロックと第4ブロックについては、以下のとおりの構造となる。 And it has the 3rd block which does not arrange | position a permanent magnet, and the 4th block which arrange | positions a some permanent magnet, and becomes the following structures about a 3rd block and a 4th block.

第3ブロックは第4ブロックに配置する複数の永久磁石の極数を回転軸を中心として360度の範囲に均等に配置する場合の配置間隔より広い角度範囲を持つ範囲を持つブロック。 The third block is a block having a range having an angular range wider than the arrangement interval when the number of poles of the plurality of permanent magnets arranged in the fourth block is evenly arranged in the range of 360 degrees around the rotation axis.

第4ブロックは回転軸を中心とした1周360度の範囲から第3ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲で、この範囲に配置したい永久磁石をすべて、その基準となる中心点を任意の角度で配置する。 The fourth block is the remaining angle range obtained by subtracting the angle range of the third block from the range of 360 degrees around the rotation axis. All the permanent magnets to be placed in this range can be arbitrarily set as the reference center point. Arrange at the angle of.

コイルを配置しない第1ブロックが「360度÷コイルの極数」の値以上の角度で、また永久磁石を配置しない第3ブロックが「360度÷永久磁石の極数」の値以上の角度で存在することで、第1ブロックと永久磁石、第3ブロックとコイルの間、第1ブロックと第3ブロックの間で引き合う磁力が無く、モーター回転軸が1回転する間に、回転力が落ちる角度が存在することとなる。 The first block without the coil is at an angle greater than the value of “360 degrees ÷ the number of poles of the coil”, and the third block without the permanent magnet is at an angle greater than the value of “360 degrees ÷ the number of poles of the permanent magnet”. The angle at which the rotational force falls between the first block and the permanent magnet, the third block and the coil, the magnetic force attracting between the first block and the third block, and the motor rotating shaft makes one rotation. Will exist.

請求項3の構造として、不均一で偏った大きな脈動を持ち、さらにその脈動の強さ等を幅広く設計変更できる状態で発生させるために、偏ったコイルと永久磁石の配置を行うには、請求項2として説明した構造で作られたモーターに、さらにコイルを配置しないとした第1ブロックと、コイルが配置してある第2ブロックの中でさらに弱コイルを配置できる空きスペースのいずれか、またはその双方に、弱コイルを配置し、永久磁石を配置しないとした第3ブロックと、永久磁石が配置してある第4ブロックの中でさらに弱磁石を配置できる空きスペースのいずれか、またはその双方に、弱磁石を配置した構造とすることで、脈動の強さなどを細かく設計できる構造となる。 The structure of claim 3 has a nonuniform and biased large pulsation, and in order to generate the pulsation strength in a state where the design can be widely changed, in order to arrange the biased coil and permanent magnet, Either a first block in which a coil is not further arranged in a motor made with the structure described as item 2 and an empty space in which a weak coil can be further arranged in a second block in which a coil is arranged, or Either one of the third block in which the weak coil is arranged and the permanent magnet is not arranged in both of them, and the empty space in which the weak magnet can be further arranged in the fourth block in which the permanent magnet is arranged, or both of them. In addition, the structure in which the weak magnets are arranged makes it possible to finely design the strength of pulsation and the like.

この請求項3の構造として、不均一で偏った大きな脈動の発生の大きさをコントロールするため、偏ったコイルと永久磁石の配置を行うには、弱コイルを任意で配置できる第1ブロックと複数のコイルと必要に応じて弱コイルを任意で配置できる第2ブロックを持ち、第1ブロックと第2ブロックについては、以下のとおりの構造となる。 In order to control the magnitude of the occurrence of uneven and biased large pulsation, the structure according to claim 3 can be arranged with a biased coil and a permanent magnet. And a second block in which a weak coil can be arbitrarily arranged as necessary. The first block and the second block have the following structure.

この第1ブロックは回転軸を中心とした1周360度を第2ブロックに配置する複数のコイルの極数で割った角度より広い角度の範囲を持つブロック。 This first block is a block having a wider angle range than the angle obtained by dividing 360 degrees around the rotation axis by the number of poles of a plurality of coils arranged in the second block.

そして第2ブロックは。回転軸を中心とした360度の範囲から第1ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲で、第2ブロックに配置したいコイルをすべて、任意の角度で配置するブロック。 And the second block. A block in which all the coils to be arranged in the second block are arranged at an arbitrary angle in the remaining angle range obtained by subtracting the angle range of the first block from the range of 360 degrees around the rotation axis.

そして磁力の弱磁石を任意で配置できる第3ブロックと複数の永久磁石と必要に応じて弱磁石を任意で配置できる第4ブロックを持ち、第3ブロックと第4ブロックについては、以下のとおりの構造となる。 And it has the 4th block which can arrange | position the 3rd block which can arrange | position a weak magnet arbitrarily as needed, the 3rd block which can arrange | position a weak magnet arbitrarily, and the 3rd block and the 4th block as follows. It becomes a structure.

第1ブロックが「360度÷コイルの極数」の値以上の角度で、また弱磁石のみ配置する第3ブロックが「360度÷永久磁石の極数」の値以上の角度で存在することで、第1ブロックと永久磁石、第3ブロックとコイルの間で、回転に必要な磁力が弱い、または無となり、モーター回転軸が1回転する間に、回転力が弱くなる角度が存在することとなる。 The first block exists at an angle greater than the value of “360 degrees ÷ the number of poles of the coil”, and the third block where only weak magnets are arranged has an angle greater than the value of “360 degrees ÷ the number of poles of the permanent magnet”. There is an angle between the first block and the permanent magnet, the third block and the coil, where the magnetic force required for rotation is weak or absent, and there is an angle at which the rotational force decreases during one rotation of the motor rotation shaft. Become.

このように、磁石やコイルを回転軸に対して均等な角度で配置するのではなく、意図的にずらす事で1回転に対し、1方向のみでトルクを発生するようにして、トルク変動の大きな脈動を発生させることが可能となる。 In this way, instead of arranging magnets and coils at an equal angle with respect to the rotation axis, torque is generated in only one direction for one rotation by intentionally shifting it, resulting in large torque fluctuations. Pulsation can be generated.

しかし、脈動が大きすぎる場合にも、たとえば二輪車に使用した場合に、運転操作が困難になる場合があるため、脈動の大きさを設計で調整することが出来ることが望ましい。これを実現するため、脈動の大きさや特性を調整する方法も必要と考えられることから、弱コイルと、弱磁石を利用することで、これを調整する手段とする。 However, even when the pulsation is too large, for example, when used in a two-wheeled vehicle, the driving operation may be difficult. Therefore, it is desirable that the magnitude of the pulsation can be adjusted by design. In order to realize this, a method for adjusting the magnitude and characteristics of the pulsation is considered necessary. Therefore, a weak coil and a weak magnet are used as means for adjusting this.

請求項4の構造として、不均一で偏った大きな脈動の発生を変化させるために、請求項2、または請求項3の構造を元として、弱コイルを配置する構造となる。 The structure of claim 4 is a structure in which weak coils are arranged based on the structure of claim 2 or claim 3 in order to change the generation of uneven and biased large pulsations.

請求項2の構造を元として請求項4の構造を考えた場合、コイルを配置した領域の空き領域に弱コイルを配置する構造となる。 When the structure of claim 4 is considered based on the structure of claim 2, the structure is such that the weak coil is arranged in the empty area of the area where the coil is arranged.

請求項3の構造を元として請求項4の構造を考えた場合、第1ブロックと、第2ブロックのコイルを配置しているところを避けた空き領域のいずれか、またはその双方に弱コイルを配置する構造となる。 When the structure of claim 4 is considered based on the structure of claim 3, weak coils are provided in either or both of the first block and the empty area where the coils of the second block are disposed. It becomes a structure to arrange.

請求項5の構造として、不均一で偏った大きな脈動の発生を変化させるために、請求項2、または請求項3の構造を元として、弱磁石を配置する構造となる。 The structure of claim 5 is a structure in which weak magnets are arranged based on the structure of claim 2 or claim 3 in order to change the generation of uneven and biased large pulsations.

請求項2の構造を元として請求項5の構造を考えた場合、永久磁石を配置した領域の空き領域に弱磁石を配置する構造となる。 When the structure of claim 5 is considered based on the structure of claim 2, the structure is such that the weak magnet is arranged in the empty area of the area where the permanent magnet is arranged.

請求項3の構造を元として請求項4の構造を考えた場合、第3ブロックと、第4ブロックの永久磁石を配置しているところを避けた空き領域のいずれか、またはその双方に弱磁石を配置する構造となる。 When the structure of claim 4 is considered based on the structure of claim 3, the weak magnet is provided in one or both of the third block and the empty area avoiding the place where the permanent magnets of the fourth block are arranged. It becomes the structure which arranges.

請求項6の構造として、不均一で偏った大きな脈動の発生をさらに変化させるために、請求項2、または請求項3の構造を元として、弱コイル、及び弱磁石を配置する構造となる。 The structure of claim 6 is a structure in which weak coils and weak magnets are arranged based on the structure of claim 2 or claim 3 in order to further change the generation of uneven and biased large pulsations.

請求項2の構造を元として請求項4の構造を考えた場合、コイルを配置した領域の空き領域に弱コイルを配置し、さらに永久磁石を配置した領域の空き領域に弱磁石を配置する構造となる。 When considering the structure of claim 4 based on the structure of claim 2, a structure in which a weak coil is arranged in an empty area in which the coil is arranged and a weak magnet is arranged in an empty area in which the permanent magnet is arranged It becomes.

請求項3の構造を元として請求項4の構造を考えた場合、第1ブロックと、第2ブロックのコイルを配置しているところを避けた空き領域のいずれか、またはその双方に弱コイルを配置し、かつ第3ブロックと、第4ブロックの永久磁石を配置しているところを避けた空き領域のいずれか、またはその双方に弱磁石を配置する構造となる。 When the structure of claim 4 is considered based on the structure of claim 3, weak coils are provided in either or both of the first block and the empty area where the coils of the second block are disposed. The weak magnets are arranged in one or both of the empty areas avoiding the arrangement of the permanent magnets of the third block and the fourth block.

コイルや永久磁石の配置や強さの設計により、脈動を持つことができた電動モーターは、二輪車だけではなく、四輪車など二輪車以外の自動車の加速時のグリップ力にも有効と考えられるため、他の自動車への応用や、脈動や回転部のバランスの悪さから発生する振動などは、振動を発生するバイブレーターなどを必要とするゲーム機や携帯電話、など、他の分野でも利用できる可能性を持つ。 Electric motors that can have pulsation due to the arrangement and strength design of coils and permanent magnets are considered to be effective not only for two-wheeled vehicles but also for gripping power when accelerating vehicles other than two-wheeled vehicles such as four-wheeled vehicles. , Vibrations caused by pulsation and imbalance in the rotating part may be used in other fields such as game machines and mobile phones that require vibrators that generate vibrations. have.

請求項1に記載の発明によれば、モーターが1回転する360度の角度の中でコイル及び永久磁石の配置の間隔の偏りにより生まれる、1箇所以上の駆動トルクが弱くなる角度を持ち、一般的なコイルや永久磁石が等間隔で配置される通常のモーターと比較して、時間的間隔にムラのある脈動を発生させることができる。 According to the first aspect of the present invention, there is an angle at which one or more driving torques are weakened due to a deviation in the arrangement interval of the coil and the permanent magnet within an angle of 360 degrees in which the motor makes one rotation. Compared with a normal motor in which typical coils and permanent magnets are arranged at equal intervals, it is possible to generate pulsations with unevenness in time intervals.

請求項2に記載の発明によれば、発生する回転トルクの強さの変動が360度均等にコイルや永久磁石が配置された通常のモーターの構造を持った電動モーターに比べて、強く且つ時間的に長い間隔で回転トルクに脈動を発生させることができる。 According to the second aspect of the present invention, fluctuations in the strength of the generated rotational torque are stronger and time-consuming than an electric motor having a normal motor structure in which coils and permanent magnets are arranged evenly at 360 degrees. Therefore, pulsation can be generated in the rotational torque at long intervals.

請求項3に記載の発明によれば、請求項2の発明のモーターの特徴に加え、回転トルクのピークと最小値の差を変化させることができる。 According to the third aspect of the invention, in addition to the characteristics of the motor of the second aspect, the difference between the peak and the minimum value of the rotational torque can be changed.

請求項4に記載の発明によれば、請求項2または請求項3の脈動の大きい電動モーターの脈動の強さを変化させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the pulsation intensity of the electric motor having a large pulsation according to the second or third aspect can be changed.

請求項5に記載の発明によれば、請求項2または請求項3の脈動の大きい電動モーターの脈動の強さを変化させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the strength of the pulsation of the electric motor having a large pulsation according to the second or third aspect can be changed.

請求項6に記載の発明によれば、請求項2または請求項3の脈動の大きい電動モーターの脈動の強さを請求項4及び請求項5よりもさらに広く変化させることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the pulsation strength of the electric motor having a large pulsation according to the second or third aspect can be changed more widely than the fourth and fifth aspects.

請求項7に記載の発明によれば、請求項1乃至6で可能となる回転トルクの変動を、ブラシ付きDCモーターで実現することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the fluctuation of the rotational torque that is possible in the first to sixth aspects can be realized by the brushed DC motor.

請求項8に記載の発明によれば、請求項1乃至6で可能となる回転トルクの変動を、ブラシレスDCモーターで実現することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the fluctuation of the rotational torque that can be achieved by the first to sixth aspects can be realized by the brushless DC motor.

コイル6極、磁極6極の等間隔配置の直流モーター構造図である。It is a DC motor structure diagram of equidistant arrangement of 6 poles of coils and 6 poles of magnetic poles. 請求項2の回転トルクの変動する(以下偏駆動式と呼ぶ)のモーターの図である。It is a figure of the motor of the fluctuation | variation of the rotational torque of Claim 2 (henceforth called a partial drive type). 図1直流モーターで数えた回転力の合計数グラフである。1 is a total number graph of the rotational force counted by the DC motor. 図2偏駆動式直流モーターで数えた回転力の合計数グラフである。2 is a graph of the total number of rotational forces counted by the partial drive DC motor. 「図3」のグラフ内容の3回転図分のグラフである。FIG. 4 is a graph corresponding to three rotations of the graph contents of “FIG. 3”. 「図4」のグラフ内容の3回転図分のグラフである。FIG. 5 is a graph corresponding to three rotations of the graph contents of “FIG. 4”. 偏駆動式直流モーターの構造図である。It is a structural diagram of a partial drive type DC motor. 図7のモーターで数えた回転力の合計数グラフである。FIG. 8 is a graph showing the total number of rotational forces counted by the motor of FIG. 偏駆動式直流モーターの構造図である。It is a structural diagram of a partial drive type DC motor. 図9のモーターで数えた回転力の合計数グラフである。10 is a graph showing the total number of rotational forces counted by the motor of FIG. 偏駆動式直流モーターの構造図である。It is a structural diagram of a partial drive type DC motor. バランサーを装着した場合の装着図である。It is a wearing figure at the time of wearing a balancer. 偏駆動範囲を狭くした図である。It is the figure which narrowed the partial drive range. 図13のモーターで数えた回転力の合計数のグラフである。14 is a graph of the total number of rotational forces counted by the motor of FIG. 同軸2モーターの片方の構造図である。It is a structure figure of one side of a coaxial 2 motor. 同軸2モーターの図15に対するもう1つの構造図である。FIG. 16 is another structural diagram of the coaxial two motor with respect to FIG. 15. 同軸2モーター例の側面図である。It is a side view of a coaxial 2 motor example. 偏駆動モーターの一例の図である。It is a figure of an example of a partial drive motor. 同軸2モーター側面図である。It is a coaxial 2 motor side view. 回転力の合計数グラフの数え方の図である。It is a figure of how to count the total number graph of a rotational force. 回転力の合計数グラフの数え方の図である。It is a figure of how to count the total number graph of a rotational force. 回転力の合計数グラフの数え方の図である。It is a figure of how to count the total number graph of a rotational force. コイルにかかる電圧のグラフである。It is a graph of the voltage concerning a coil. コイルにかかる電圧のグラフである。It is a graph of the voltage concerning a coil. コイルにかかる電圧のグラフである。It is a graph of the voltage concerning a coil. 磁極とコイル数の異なる場合の図である。It is a figure in case a magnetic pole differs from the number of coils. 補助的なコイルと永久磁石を取り付けた場合の図である。It is a figure at the time of attaching an auxiliary coil and a permanent magnet. 整流子を2組付けた場合の図である。It is a figure at the time of attaching two commutators.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図11に示すように、回転部分に取り付ける極数3極のコイルのうち2つを360度に3極均等に配置する場合の角度120度より広い240度の間隔をあけて配置し、残りの1極のコイルを残っている角度120度の範囲の中央である60度の位置に取り付けたコイルの配置で、さらにモーターの固定部分に配置する永久磁石を3極とし、そのうち2つを360度に3極均等に配置する場合の角度120度より広い240度の間隔をあけて配置し、残りの1極の永久磁石を残っている角度120度の範囲の中央である60度の位置に取り付けた永久磁石の配置を持つ構造の電動モーター。 As shown in FIG. 11, two of the three-pole coils attached to the rotating part are arranged with an interval of 240 degrees wider than an angle of 120 degrees when three poles are uniformly arranged at 360 degrees, and the rest An arrangement of coils with a 1-pole coil attached at a position of 60 degrees, which is the center of the remaining 120-degree angle range, and the permanent magnets arranged in the fixed part of the motor are 3 poles, 2 of which are 360 degrees In the case of three poles evenly arranged, they are arranged with an interval of 240 degrees wider than the angle of 120 degrees, and the remaining one pole permanent magnet is mounted at a position of 60 degrees, which is the center of the remaining 120 degree angle range. An electric motor with a permanent magnet arrangement.

この構造により、従来のモーターにあった、図4や図6のグラフが示すように、1回転の間に、極数と同じ回数の小さなトルクの脈動ではなく、1回だけの大きな脈動のピークを持つ回転時のトルク特性を実現できる。 With this structure, as shown in the graphs of FIGS. 4 and 6 of the conventional motor, the peak of the large pulsation of only one time, not the small pulsation of the same number of times as the number of poles, during one rotation. Torque characteristics during rotation can be realized.

この構造を例として、回転する角度によって発生する、回転しようとする力の量をグラフで説明する場合、図11と図2はほぼ同一の構造である為、図4のグラフが該当する。 Taking this structure as an example, when the amount of force to be rotated generated by the rotation angle is described with a graph, FIG. 11 and FIG. 2 are almost the same structure, so the graph of FIG.

モーターが回転する力をグラフにした物について、その力を数で数える方法として、以下のように磁石とコイルが引き合う力と反発する力が発生している組み合わせの数を数えて加算したものである。 As a method of counting the force that the motor rotates in a graph, the number of the force that attracts the magnet and the coil and the repulsive force are counted and added as follows. is there.

このグラフは図20の状態の時にグラフで表したコイルと永久磁石の引き合う力と反発する力を説明する図である。コイル34はN極、コイル33とコイル35はS極、現在向かい合っている、または遠ざかって行く永久磁石の組み合わせでは「30と33」、「31と34」、「32と35」の3組が反発し、回転方向に隣の極では、「30と34」、「31と35」の2組が引き合うため、回転方向に引き合う力と反発する力の数の合計は「5」となる。 This graph is a diagram for explaining the attractive force and the repulsive force of the coil and the permanent magnet represented in the graph in the state of FIG. Coil 34 is N pole, coil 33 and coil 35 are S pole, and the combination of permanent magnets facing each other or moving away from each other includes three sets of “30 and 33”, “31 and 34”, and “32 and 35”. In the poles that are repelled and are adjacent to each other in the rotation direction, two sets of “30 and 34” and “31 and 35” are attracted, so the total number of forces attracting and repelling in the rotation direction is “5”.

そこから反時計回りに30度回転した図21の状態のときにグラフで表したコイルと永久磁石の引き合う力と反発する力を説明する図である。コイル34はN極、コイル33とコイル35はS極、現在向かい合っている、または遠ざかって行く永久磁石の組み合わせでは「30と33」、「31と34」、「32と35」の3組が反発し、回転方向に隣の極では、「30と34」、「31と35」の2組が引き合うため、回転方向に引き合う力と反発する力の数の合計は「5」となる。 It is a figure explaining the repulsive force and the attractive force of the coil and permanent magnet which were represented with the graph in the state of Drawing 21 rotated 30 degrees counterclockwise from there. Coil 34 is N pole, coil 33 and coil 35 are S pole, and the combination of permanent magnets facing each other or moving away from each other includes three sets of “30 and 33”, “31 and 34”, and “32 and 35”. In the poles that are repelled and are adjacent to each other in the rotation direction, two sets of “30 and 34” and “31 and 35” are attracted, so the total number of forces attracting and repelling in the rotation direction is “5”.

さらにそこから反時計回りに30度回転した図22の状態のときにとグラフで表したコイルと永久磁石の引き合う力と反発する力を説明する図である。コイル34はS極、コイル33とコイル35はN極、現在向かい合っている、または遠ざかって行く永久磁石の組み合わせでは「30と34」、「31と35」の2組が反発し、回転方向に隣の極では、「30と35」、の1組が引き合うため、回転方向に引き合う力と反発する力の数の合計は「3」となる。 Furthermore, it is a figure explaining the force and repulsive force which the coil and permanent magnet which were represented in the graph in the state of FIG. 22 rotated 30 degree | times counterclockwise from there, and a permanent magnet. Coil 34 is S pole, coil 33 and coil 35 are N pole, and the combination of permanent magnets facing each other or moving away from each other is repelled by two sets of “30 and 34” and “31 and 35”. In the adjacent pole, one set of “30 and 35” attracts, so the total number of forces attracting and repelling in the rotational direction is “3”.

図20を例にの状態を回転角度0度とした場合を例に、整流子の構造を見ると図23、図24、図25のグラフどおりとなる。 Taking the state of FIG. 20 as an example and the case where the rotation angle is 0 degree as an example, the structure of the commutator is as shown in the graphs of FIGS. 23, 24, and 25.

図23は図22の偏駆動直流モーターの例で、15Vの電圧をかけた時、コイル33で永久磁石に最も近い部分の磁極が「N極」となるときの電圧を「+」(プラス)と考えた場合の、コイル33にかかる電圧と回転角度の状態をグラフにしたもの。図22の状態を0(ゼロ)度とする。 FIG. 23 shows an example of the partial drive DC motor shown in FIG. 22. When a voltage of 15 V is applied, the voltage when the magnetic pole closest to the permanent magnet in the coil 33 becomes “N pole” is “+” (plus). This is a graph showing the voltage applied to the coil 33 and the state of the rotation angle. The state in FIG. 22 is assumed to be 0 (zero) degree.

図24は図22の偏駆動直流モーターの例で、15Vの電圧をかけた時、コイル34で永久磁石に最も近い部分の磁極が「N極」となるときの電圧を「+」(プラス)と考えた場合の、コイル34にかかる電圧と回転角度の状態をグラフにしたもの。図22の状態を0(ゼロ)度とする。 FIG. 24 shows an example of the partial drive DC motor shown in FIG. 22. When a voltage of 15 V is applied, the voltage when the magnetic pole in the coil 34 closest to the permanent magnet becomes “N pole” is “+” (plus). The graph shows the voltage applied to the coil 34 and the state of the rotation angle when considered. The state in FIG. 22 is assumed to be 0 (zero) degree.

図25は図22の偏駆動直流モーターの例で、15Vの電圧をかけた時、コイル35で永久磁石に最も近い部分の磁極が「N極」となるときの電圧を「+」(プラス)と考えた場合の、コイル35にかかる電圧と回転角度の状態をグラフにしたもの。図22の状態を0(ゼロ)度とする。 FIG. 25 shows an example of the partial drive DC motor shown in FIG. 22. When a voltage of 15 V is applied, the voltage when the magnetic pole of the portion closest to the permanent magnet in the coil 35 becomes “N pole” is “+” (plus). This is a graph showing the voltage applied to the coil 35 and the state of the rotation angle. The state in FIG. 22 is assumed to be 0 (zero) degree.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例1のモーターでは図11のように故意にコイルを配置していない部分にあたる「240度の範囲からコイルの幅の半分を両側分で合計2箇所分を差し引いた範囲」としてこの図11では180度程度となっている範囲に、図7のように他のコイルより巻き数の少ないコイルを任意の位置に取り付けた構造の電動モーター。 In the motor of the first embodiment, as shown in FIG. 11, “a range obtained by subtracting a total of two portions of the width of the coil from the range of 240 degrees on both sides” corresponds to a portion where the coil is not intentionally arranged as shown in FIG. 11. An electric motor having a structure in which a coil having a smaller number of turns than other coils is attached to an arbitrary position within a range of about 180 degrees as shown in FIG.

この場合、回転角度による脈動の中で、駆動トルクのピーク時とトルクの少ない時のトルクの変動の差を少し少なくする調整が可能となり、さらに、どの回転角度でも多少の駆動力が発生するため、図1の構造では単独でモーターの起動が難しいという特徴を改善できる。 In this case, in the pulsation due to the rotation angle, it is possible to adjust to slightly reduce the difference in torque fluctuation at the time when the driving torque is peak and when the torque is low, and a certain amount of driving force is generated at any rotation angle. The structure of FIG. 1 can improve the feature that it is difficult to start the motor alone.

この構造で、標準の巻き数のコイルから発生する磁力の5割の磁力を発生するように巻き数の少ないコイルの巻き数を決定した場合に、回転するための磁力とコイルの回転しようとする力の合計とモーターの回転角度は図8のようになり、実施例1の磁力とコイルの回転しようとする力の合計が図4であったことと最大値と最小値の差が少し小さくなっているが、さらに巻き数の少ないコイルの巻き数を調整することで、脈動の大きさを調整できるという効果がある。 With this structure, when the number of turns of a coil with a small number of turns is determined so as to generate a magnetic force that is 50% of the magnetic force generated from a coil with a standard number of turns, the magnetic force to rotate and the coil will try to rotate. The total force and the rotation angle of the motor are as shown in FIG. 8, and the difference between the maximum value and the minimum value is a little smaller than that of FIG. However, there is an effect that the magnitude of the pulsation can be adjusted by adjusting the number of turns of the coil having a smaller number of turns.

図8のグラフで表されている回転しようとする力の合計の数の数え方については、実施例1で説明されている「モーターが回転する力をグラフにした物について、その力を数で数える方法」と同じ方法で数えられている。 For the method of counting the total number of forces to be rotated shown in the graph of FIG. 8, as described in the first embodiment, “the force for which the motor rotates is graphed. It is counted in the same way as “Counting”.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例1のモーターでは図11のように故意に永久磁石を配置していない部分にあたる「240度の範囲から永久磁石の幅の半分を両側分で合計2箇所分を差し引いた範囲」がこの図11では180度程度となっている範囲に、図9のように他の永久磁石より磁力の小さい永久磁石を任意の位置に取り付けた構造の電動モーター。図9では実施例2の巻き数の少ないコイルを巻く部分がついているが実施例3ではコイルを巻かないものとしている。 In the motor of the first embodiment, as shown in FIG. 11, “a range obtained by subtracting a total of two portions of the width of the permanent magnet from both sides of the range of 240 degrees” corresponds to a portion where no permanent magnet is intentionally arranged. In FIG. 9, an electric motor having a structure in which a permanent magnet having a smaller magnetic force than other permanent magnets is attached at an arbitrary position within a range of about 180 degrees in FIG. In FIG. 9, a portion for winding a coil with a small number of turns in Example 2 is attached, but in Example 3, no coil is wound.

この場合、回転角度による脈動の中でトルクのピークとトルクの少ない時の変動の差を少し少なく設定が可能となり、また、どの回転角度でも多少の駆動力が発生するため、図1の構造では単独でモーターの起動が難しいという特徴を改善できる。 In this case, it is possible to set the difference between the fluctuation of the torque peak and the fluctuation when the torque is small in the pulsation due to the rotation angle, and a slight driving force is generated at any rotation angle. The characteristic that it is difficult to start the motor alone can be improved.

この構造で、標準の永久磁石から発生する磁力の5割の磁力を発生するように巻き数の少ないコイルの巻き数を決定した場合に、回転するための磁力とコイルの回転しようとする力の合計とモーターの回転角度は図10のようになり、実施例1の磁力とコイルの回転しようとする力の合計が図4であったことと最大値と最小値の差が少し小さくなっているが、さらに巻き数の少ないコイルの巻き数を調整することで、脈動の大きさを少し小さくできるという効果がある。 With this structure, when the number of turns of a coil with a small number of turns is determined so as to generate 50% of the magnetic force generated from a standard permanent magnet, the magnetic force for rotation and the force to rotate the coil The total and the rotation angle of the motor are as shown in FIG. 10, and the difference between the maximum value and the minimum value is slightly smaller than that of FIG. However, there is an effect that the magnitude of pulsation can be slightly reduced by adjusting the number of turns of the coil having a smaller number of turns.

図10のグラフで表されている回転しようとする力の合計の数の数え方については、実施例1で説明されている「モーターが回転する力をグラフにした物について、その力を数で数える方法」と同じ方法で数えられている。 For the method of counting the total number of forces to be rotated shown in the graph of FIG. 10, as described in the first embodiment, “the force for which the motor rotates is graphed. It is counted in the same way as “Counting”.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例1のモーターでは図11のように故意にコイルを配置していない部分にあたる「240度の範囲からコイルの幅の半分を両側分で合計2箇所分を差し引いた範囲」がこの図11では180度程度となっている範囲に、図12のように、回転時にコイルの重さに対して重さのバランスの偏りを改善するバランサーを取り付けた構造の電動モーター。 In the motor of the first embodiment, as shown in FIG. 11, “a range obtained by subtracting a total of two portions of the coil width half from both sides from the range of 240 degrees”, which corresponds to a portion where no coil is intentionally arranged, is shown in FIG. 11. An electric motor having a structure in which a balancer for improving the balance of the weight balance with respect to the weight of the coil at the time of rotation is attached within a range of about 180 degrees as shown in FIG.

この場合、回転時に発生する重さのバランスの崩れから発生する振動や回転ムラの大きさを小さくすることが出来るため、耐久性が向上し、回転性能に大きな影響を与える。 In this case, since the magnitude of vibration and rotation unevenness generated due to the imbalance of the weight generated during rotation can be reduced, durability is improved and the rotation performance is greatly affected.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図13に示すように、回転部分に取り付ける極数3極のコイルのうち2つを、360度に3極均等に配置する場合の角度120度より広い、300度の間隔をあけて配置し、残りの1極のコイルを残っている角度60度の範囲の中央である30度の位置に取り付けたコイルの配置で、さらにモーターの固定部分に配置する永久磁石を3極とし、そのうち2つを360度に3極均等に配置する場合の角度120度より広い300度の間隔をあけて配置し、残りの1極の永久磁石を残っている角度60度の範囲の中央である30度の位置に取り付けた永久磁石の配置を持つ構造の電動モーター。 As shown in FIG. 13, two of the three-pole coils attached to the rotating part are arranged with an interval of 300 degrees wider than an angle of 120 degrees when three poles are uniformly arranged at 360 degrees, The arrangement of the coil with the remaining one-pole coil attached at the position of 30 degrees, which is the center of the remaining 60-degree angle range, further comprises three permanent magnets arranged in the fixed part of the motor, two of which are Position at 30 degrees, which is the center of the range of 60 degrees where the remaining one pole permanent magnets are arranged at an interval of 300 degrees wider than the angle of 120 degrees when three poles are evenly arranged at 360 degrees Electric motor with a structure of permanent magnets attached to the.

この構造により、従来のモーターにあった、1回転の間に極数と同じ回数の小さなトルクの脈動ではなく、図14のグラフが示すように、1回だけの大きな脈動のピークを持ち、さらに実施例1よりコイルの配置角度を狭くしたことで、脈動の元となる回転のトルクが最小、または発生しない時間を長く取った特性のトルク特性を実現できる。 This structure does not have the same small number of torque pulsations as the number of poles during one rotation, as in the conventional motor, but has a single large pulsation peak as shown in the graph of FIG. By making the arrangement angle of the coil narrower than in the first embodiment, it is possible to realize a torque characteristic having a characteristic in which the rotation torque that causes pulsation is minimized or a long time is not generated.

図14のグラフで表されている回転しようとする力の合計の数の数え方については、実施例1で説明されている「モーターが回転する力をグラフにした物について、その力を数で数える方法」と同じ方法で数えられている。 For the method of counting the total number of forces to be rotated shown in the graph of FIG. 14, as described in the first embodiment, “the force for which the motor rotates is graphed. It is counted in the same way as “Counting”.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図15のモーターは実施例5のモーターの仕様と同様なもの。図16は実施例5のモーターの仕様とほぼ同様で、回転部分を90度回転させたところで停止させたもの。これら2つの状態のように、永久磁石と回転部分の位置関係が異なる状態の2つの回転部分を図17の状態に連結した構造の電動モーター。 The motor of FIG. 15 has the same specifications as the motor of Example 5. FIG. 16 is almost the same as the specification of the motor of Example 5, and is stopped when the rotating part is rotated 90 degrees. An electric motor having a structure in which two rotating parts in a state where the positional relationship between the permanent magnet and the rotating part is different as in these two states are connected to the state shown in FIG.

2組のモーター回転部を連結することにより、レシプロエンジンで例える2気筒エンジンのように、複数の回転特性を加算することができる効果があり、モーターの脈動の元となるトルク特性の調整範囲を広くすることができる。 By connecting two sets of motor rotating parts, there is an effect that a plurality of rotational characteristics can be added like a two-cylinder engine like a reciprocating engine, and the adjustment range of torque characteristics that causes the pulsation of the motor is reduced. Can be wide.

また、同じ角度状態の複数の回転部分を連結させることで、特性をより強調したり、駆動力をより強力にすることも可能になる。 In addition, by connecting a plurality of rotating parts having the same angle state, it becomes possible to emphasize the characteristics more and make the driving force stronger.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図18に示すように、回転部分に取り付ける極数3極のコイルのうち2つを360度に3極均等に配置する場合の角度120度より広い、360度から21の角度と22の角度を引いた角度の間隔をあけて配置し、残りの1極のコイルを残っている角度の範囲で、位置としては2時の方向にあるコイルから22の角度となる位置に取り付けたコイルの配置で、さらにモーターの固定部分に配置する永久磁石を3極とし、そのうち2つを360度に3極均等に配置する場合の角度120度より広い360度から19の角度と20の角度を引いた角度の間隔をあけて配置し、、残りの1極の永久磁石を残っている角度の範囲で、位置としては2時の方向にある永久磁石から20の角度となる位置に取り付けた永久磁石の配置を持つ構造の電動モーター。 As shown in FIG. 18, 360 degrees to 21 angles and 22 angles are wider than 120 degrees when two of the three-pole coils attached to the rotating part are equally arranged at 360 degrees. The arrangement of the coils attached at a position where the remaining one-pole coil is located at an angle of 22 from the coil in the 2 o'clock direction as the position within the range of the remaining angle. In addition, the permanent magnet to be arranged in the fixed part of the motor has 3 poles, and when two of them are arranged 3 poles uniformly at 360 degrees, an angle obtained by subtracting 19 and 20 angles from 360 degrees wider than 120 degrees The arrangement of the permanent magnets which are arranged at a distance of, and the remaining one-pole permanent magnets are attached within the range of the remaining angles, and the positions are 20 degrees from the permanent magnets in the 2 o'clock direction. Electric motor with structure Over.

2組のモーター回転部を連結することにより、レシプロエンジンで例える2気筒エンジンのように、複数の回転特性を加算することができる効果があり、モーターの脈動の元となるトルク特性の調整範囲を広くすることができる。 By connecting two sets of motor rotating parts, there is an effect that a plurality of rotational characteristics can be added like a two-cylinder engine like a reciprocating engine, and the adjustment range of torque characteristics that causes the pulsation of the motor is reduced. Can be wide.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例1、実施例2、実施例3、実施例4、実施例5、実施例7のモーターに対し、図1のようなモーターを含む、360度均等にコイルや永久磁石が配置された通常のモーターの構造を持った回転部分を図19の状態に連結した構造の電動モーター。または、同様に実施例6のような連結したモーターに対して図1のようなモーターを含む、360度均等にコイルや永久磁石が配置された通常のモーターの構造を持った回転部分を連結した構造の電動モーター。 In general, the coils and permanent magnets including the motor as shown in FIG. 1 are uniformly arranged at 360 degrees with respect to the motors of the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, and the seventh embodiment. The electric motor of the structure which connected the rotation part with the structure of the motor of the state of FIG. Alternatively, a rotating part having the structure of a normal motor in which coils and permanent magnets are equally arranged at 360 degrees including the motor as shown in FIG. 1 is connected to the connected motor as in the sixth embodiment. Structure electric motor.

2組のモーター回転部を連結することにより、モーター停止時の回転開始が困難となることを防ぐことや、脈動の元となる回転角度によるトルクのピークとトルクの少ない時の変動の差を少し少なくすることが可能となり、さらにその特性を、2つの回転部分毎のコイルにかかる電圧に差をつけ、その差を調整することにより、さらにその特性をモーターを運転した状態のまま調整することも可能となる。 By connecting two sets of motor rotating parts, it is possible to prevent difficulty in starting rotation when the motor is stopped, and to slightly reduce the difference between the torque peak due to the rotation angle that causes pulsation and the fluctuation when the torque is low. It is possible to reduce the characteristics, and further, by adjusting the difference between the voltages applied to the coils for each of the two rotating parts, the characteristics can be adjusted while the motor is running. It becomes possible.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図18に示すように回転部分に取り付ける極数3極のコイルの取り付け角度の、角度22と角度23の値が異なる状態に配置し、さらに固定部分に取り付ける極数3極の永久磁石の取り付け角度の、角度19と角度20の値が異なる状態で配置をもつ構造の電動モーター。 As shown in FIG. 18, the mounting angle of the coil with 3 poles attached to the rotating part is arranged in a state where the values of the angle 22 and the angle 23 are different, and the mounting angle of the permanent magnet with 3 poles attached to the fixed part. The electric motor having a structure in which the values of the angle 19 and the angle 20 are different.

この構造により、3つそれぞれの永久磁石と3つそれぞれのコイルが、回転部分の位置関係により、永久磁石はコイルと、コイルは永久磁石と引き合う力のタイミングがそれぞれ異なることで、回転部が1回転するの間に、複雑な駆動トルクの変動が発生し、これが脈動となる。 With this structure, each of the three permanent magnets and each of the three coils has different rotation timings due to the positional relationship between the rotating parts, and the permanent magnets are different from each other in the timing of the force with which the coils attract the permanent magnets. During the rotation, a complicated driving torque fluctuation occurs, which becomes a pulsation.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図26に示すように、回転部分に取り付ける極数8極のコイル3とコイル4のうち、2つを回転軸を中心とした360度に8極均等に配置する場合の角度45度より広い150度の間隔をあけて配置し、残りの6極のコイル3とコイル4を回転軸を中心として残っている角度210度の範囲に均等な角度で配置し、さらにモーターの固定部分に配置する永久磁石1と永久磁石2を7極とし、そのうち2つを回転軸を中心とした360度に7極均等に配置する場合の角度約52度より広い180度の間隔をあけて配置し、残りの5極の永久磁石1と永久磁石2を残っている角度180度の範囲に均等な角度で取り付けた永久磁石の配置を持つ構造の電動モーター。 As shown in FIG. 26, 150 of the coils 8 and 8 having 8 poles attached to the rotating portion are wider than 45 degrees when two poles are equally arranged at 360 degrees around the rotation axis. Permanently arranged at intervals of degrees, the remaining 6-pole coil 3 and coil 4 are arranged at an angle equal to the remaining angle of 210 degrees with the rotation axis as the center, and further arranged at the fixed part of the motor The magnet 1 and the permanent magnet 2 are 7 poles, and two of them are arranged at an interval of 180 degrees wider than the angle of about 52 degrees when the 7 poles are uniformly arranged at 360 degrees around the rotation axis, and the rest An electric motor having a structure in which a permanent magnet 1 and a permanent magnet 2 having a permanent magnet 1 and a permanent magnet 2 are attached at an equal angle in the remaining 180 degrees.

この構造により、回転に必要な磁力を発生している永久磁石1と永久磁石2の極数とコイル1とコイル2の極数を増やした構造の電動モーターを設計することができる。また、永久磁石1と永久磁石2とコイル1とコイル2の極数を必ずしも同じ数に合わせる必要も無く、脈動特性を最適に設計するために、自由に設計することができる。 With this structure, it is possible to design an electric motor having a structure in which the number of poles of the permanent magnet 1 and the permanent magnet 2 generating the magnetic force necessary for rotation and the number of poles of the coil 1 and the coil 2 are increased. Further, the number of poles of the permanent magnet 1, the permanent magnet 2, the coil 1, and the coil 2 is not necessarily matched to the same number, and can be freely designed in order to optimally design the pulsation characteristics.

以下、本発明を具体化した形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図27に示すように、回転部分に取り付ける極数7極としたコイル3とコイル4のうちコイル3の2つを、回転軸を中心とした360度に7極均等に配置する場合の角度約52度より広い180度の間隔をあけて配置し、残りの5極のコイルを、回転軸を中心として残っている角度180度の範囲に均等な角度となる30度間隔で配置し、さらにモーターの固定部分に配置する永久磁石1と永久磁石2を合わせて7極とし、そのうち永久磁石1の2つを回転軸を中心とした360度に7極均等に配置する場合の角度約52度より広い180度の間隔をあけて配置し、残りの5極の永久磁石1と永久磁石2を残っている角度180度の範囲に均等な角度となる30度間隔で配置した偏駆動モーターに以下の内容の構造を追加したブラシ付きDCモーターの構造を持つ電動モーター。 As shown in FIG. 27, when the coil 3 and the coil 4 having 7 poles attached to the rotating portion are arranged at 360 degrees around the rotation axis, the coil 3 and the coil 4 are arranged at an angle of about 7 degrees. Arranged at intervals of 180 degrees wider than 52 degrees, the remaining five-pole coils are arranged at intervals of 30 degrees with an angle equal to the range of 180 degrees remaining around the rotation axis, and the motor When the permanent magnet 1 and the permanent magnet 2 arranged in the fixed part of the magnet are combined into seven poles, and two of the permanent magnets 1 are equally arranged at 360 degrees around the rotation axis, the angle is about 52 degrees. The following is an example of a partial drive motor in which the remaining five-pole permanent magnet 1 and the permanent magnet 2 are arranged at an interval of 30 degrees which is an even angle in the remaining angle range of 180 degrees. Brushed DC with added content structure Electric motor with a structure of Ta.

前記のとおり30度間隔で7極を配置したコイル3とコイル4は等間隔配置で12極モーターのコイルと同等な配置間隔であり、5極分配置されていない状態と同等でであるため、その5極分に、偏駆動モーターとして動作する際には使用しない補助駆動用コイル38とコイル39を配置する。 As described above, the coil 3 and the coil 4 having 7 poles arranged at intervals of 30 degrees are arranged at equal intervals and are equivalent to the coils of a 12 pole motor, and are equivalent to a state in which 5 poles are not arranged. Auxiliary drive coil 38 and coil 39 that are not used when operating as a bias drive motor are arranged for the five poles.

補助駆動用コイル38と補助駆動用コイル39には通電時の磁力が偏駆動モーターのコイルと同等のコイルを使用し、図28を例として、前記偏駆動モーター用のコイル3とコイル4に電源供給を行うための整流子41とは別に補助駆動用コイルの整流子42を用意して、偏駆動モーターとしての性能を必要としているときには、補助駆動用コイル38と補助駆動用コイル39には電源供給を行わず、必要時のみ、個別に電源供給を行う。 As the auxiliary drive coil 38 and the auxiliary drive coil 39, a coil having a magnetic force equivalent to that of the bias drive motor is used for energization, and the coils 3 and 4 for the drive motor are powered by taking FIG. 28 as an example. When the auxiliary drive coil commutator 42 is prepared separately from the commutator 41 for supplying the power and the performance as the partial drive motor is required, the auxiliary drive coil 38 and the auxiliary drive coil 39 are supplied with power. Do not supply power but supply power individually only when necessary.

前記の30度間隔で7極を配置した永久磁石1と永久磁石2は等間隔配置で12極モーターの永久磁石と同等な配置間隔であり、5極分配置されていない状態と同等でであるため、その5極分に、偏駆動モーターとして動作する際には使用しない補助駆動用磁石36と補助駆動用磁石37を配置する。 The permanent magnet 1 and the permanent magnet 2 having 7 poles arranged at intervals of 30 degrees are arranged at equal intervals and equivalent to the permanent magnets of a 12 pole motor, which is equivalent to a state in which 5 poles are not arranged. For this reason, auxiliary driving magnets 36 and auxiliary driving magnets 37 that are not used when operating as a bias driving motor are arranged for the five poles.

補助駆動用磁石36と補助駆動用磁石37には永久磁石の代用として電磁石を使用する方法で、使用時に通電、未使用時に非通電とする方法などを使用して、偏駆動モーターとしての性能を必要としているときには、磁力を発生しない状態を維持してこの磁石を使用しない。 The auxiliary drive magnet 36 and the auxiliary drive magnet 37 use an electromagnet as a substitute for a permanent magnet, and use a method of energizing when not in use and de-energizing when not in use. When necessary, this magnet is not used while maintaining a state where no magnetic force is generated.

補助駆動用磁石36と補助駆動用磁石37は他にも永久磁石を機械的にコイルから遠ざけて磁力の影響範囲から外す方法なども考えられる。 In addition to the auxiliary driving magnet 36 and the auxiliary driving magnet 37, a method of mechanically moving the permanent magnet away from the coil and removing it from the influence range of the magnetic force may be considered.

補助駆動用磁石36と補助駆動用磁石37を使用しているときに回転部のコイル及び、補助駆動用コイルに与える磁力の強さは、永久磁石1及び永久磁石2と同等の磁力を持つ。 When the auxiliary drive magnet 36 and the auxiliary drive magnet 37 are used, the strength of the magnetic force applied to the rotating part coil and the auxiliary drive coil has the same magnetic force as the permanent magnet 1 and the permanent magnet 2.

このように、偏駆動モーターに任意で使用、非使用を切り替えられるコイルと電磁石などを持たせる構造により、通常は偏駆動モーターとして機能し、偏駆動モーターよりも通常の電動モーターとして動作させたいときには通常の電動モーターとして動作する2種類の動作するモーターが設計できる。 In this way, the structure that has a coil and an electromagnet that can be switched between use and non-use in the bias drive motor normally functions as a bias drive motor, and when you want to operate as a normal electric motor rather than a bias drive motor Two types of motors can be designed that operate as normal electric motors.

例として、もっとも回転のための駆動力が小さい位置で停止している状態からのモーター起動が困難な場合にも、この構造で、容易にモーター起動ができる性能を持つことなどが可能となる。 As an example, even when it is difficult to start the motor from a state where it is stopped at the position where the driving force for rotation is the smallest, with this structure, it is possible to have the performance of easily starting the motor.

本発明は電気自動車、特に2輪車の電動モーターに関するものである。 The present invention relates to an electric motor, particularly an electric motor for a two-wheeled vehicle.

1 永久磁石N極
2 永久磁石S極
3 コイルA
4 コイルB
5 コイルC
6 コイルD
8 弱永久磁石N極
9 弱永久磁石S極
10 コイルなし
11 バランサー。
12 回転軸。
13 コイル部A
15 コイル部B
17 コイル部A用整流子。
18 コイル部B用整流子。
23 モーター回転軸。
24 コイル部A
26 コイル部B
28、コイル部A用整流子。
29、コイル部B用整流子。
30、グラフ値説明図、永久磁石1
31、グラフ値説明図、永久磁石2
32、グラフ値説明図、永久磁石3
33、グラフ値説明図、コイル1
34、グラフ値説明図、コイル2
35、グラフ値説明図、コイル3
36 補助用電磁石N極
37 補助用電磁石S極
38 補助用コイルA
39 補助用コイルB
40 コイル部
41 偏駆動コイル用整流子
42 補助駆動コイル用整流子
1 Permanent magnet N pole 2 Permanent magnet S pole 3 Coil A
4 Coil B
5 Coil C
6 Coil D
8 Weak permanent magnet N pole 9 Weak permanent magnet S pole 10 No coil 11 Balancer.
12 Axis of rotation.
13 Coil part A
15 Coil part B
17 Commutator for coil part A
18 A commutator for coil part B.
23 Motor rotation axis.
24 Coil part A
26 Coil part B
28, commutator for coil part A.
29, commutator for coil part B.
30, graph value explanatory drawing, permanent magnet 1
31, graph value explanatory drawing, permanent magnet 2
32, graph value explanatory diagram, permanent magnet 3
33, graph value explanatory diagram, coil 1
34, graph value explanatory diagram, coil 2
35, graph value explanatory diagram, coil 3
36 Auxiliary electromagnet N pole 37 Auxiliary electromagnet S pole 38 Auxiliary coil A
39 Auxiliary coil B
40 Coil portion 41 Commutator for bias drive coil 42 Commutator for auxiliary drive coil

Claims (8)

回転軸を中心として、いずれか一方に隣接して配置されるコイルとの間の角度が1箇所以上異なるように配置された複数のコイルを持ち、前記回転軸を中心として、いずれか一方に隣接して配置される永久磁石との間の角度が1箇所以上異なるように配置された複数の永久磁石を持つことを特徴とした電動モーター。         Having a plurality of coils arranged so that an angle between the coils arranged adjacent to one of the rotation axes is different by one or more places around the rotation axis, and adjacent to one of the rotation axes An electric motor having a plurality of permanent magnets arranged so that an angle between the permanent magnets and one or more places is different at one or more places. コイルを配置しない第1ブロックと、複数のコイルを配置する第2ブロックを持ち、且つ永久磁石を配置しない第3ブロックと複数の永久磁石を配置する第4ブロックを持つ、回転部分と固定部分で構成された電動モーターであり、さらに、回転軸を中心とした1周360度を第2ブロックに配置する複数のコイルの極数で割った角度より広い角度の範囲を持つ第1ブロックと、回転軸を中心とした1周360度の範囲から第1ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲をもつ第2ブロックと、回転軸を中心とした1周360度を第4ブロックに配置する複数の永久磁石の極数で割った角度より広い角度の範囲を持つ第3ブロックと、回転軸を中心とした1周360度の範囲から第3ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲をもつ第4ブロックと、からなることを特徴とした電動モーター。         A rotating part and a fixed part having a first block in which no coils are arranged, a second block in which plural coils are arranged, and a third block in which permanent magnets are not arranged and a fourth block in which plural permanent magnets are arranged. A first block having an angle range wider than an angle obtained by dividing 360 degrees of one rotation around the rotation axis by the number of poles of a plurality of coils arranged in the second block; A second block having a remaining angle range obtained by subtracting the angle range of the first block from a range of 360 degrees around the axis, and a plurality of blocks arranged at 360 degrees around the rotation axis in the fourth block. A third block having an angle range wider than the angle divided by the number of poles of the permanent magnet, and a remaining angle range obtained by subtracting the angle range of the third block from a range of 360 degrees around the rotation axis. And a fourth block. 弱コイルのみを任意に配置可能な第1ブロックと複数のコイルを配置する第2ブロックを持ち、且つ弱磁石のみを任意で配置可能な第3ブロックと複数の永久磁石を配置する第4ブロックを持つ、回転部分と固定部分で構成された電動モーターであり、さらに、回転軸を中心とした1周360度を第2ブロックに配置する複数のコイルの極数で割った角度より広い角度の範囲を持つ第1ブロックと、回転軸を中心とした1周360度の範囲から第1ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲をもつ第2ブロックと、回転軸を中心とした1周360度を第4ブロックに配置する複数の永久磁石の極数で割った角度より広い角度の範囲を持つ第3ブロックと、回転軸を中心とした1周360度の範囲から第3ブロックの角度範囲を差し引いた残りの角度範囲をもつ第4ブロックと、からなることを特徴とした電動モーター。 A first block in which only weak coils can be arranged arbitrarily and a second block in which plural coils are arranged, and a third block in which only weak magnets can be arranged arbitrarily and a fourth block in which plural permanent magnets are arranged An electric motor composed of a rotating part and a fixed part, and having a wider angle range than the angle divided by the number of poles of a plurality of coils arranged in a second block at 360 degrees per rotation around the rotation axis A second block having a remaining angle range obtained by subtracting the angle range of the first block from a range of 360 degrees around the rotation axis, and 360 degrees around the rotation axis. The third block having an angle range wider than the angle divided by the number of poles of the plurality of permanent magnets arranged in the fourth block, and the angle range of the third block from a range of 360 degrees around the rotation axis Deduct A fourth block having a remaining angular range, an electric motor that is characterized in that it consists of. 第1ブロックのブロック内と第2ブロックのコイルを配置した後の空き領域の範囲のいずれか一方、またはその両方のブロックに弱コイルを配置した請求項2または請求項3の電動モーター。 The electric motor according to claim 2 or 3, wherein the weak coil is disposed in one of the block of the first block and the range of the empty area after the coil of the second block is disposed, or both of the blocks. 第3ブロックのブロック内と第4ブロックの永久磁石を配置した後の空き領域のいずれか一方、またはその両方のブロックに弱磁石を配置した請求項2または請求項3の電動モーター。 The electric motor according to claim 2 or 3, wherein weak magnets are arranged in either one of the empty area after the third block and the permanent magnet of the fourth block are arranged, or both of the blocks. 第1ブロックのブロック内と第2ブロックのコイル配置後の空き領域のいずれか一方、またはその両方に弱コイルを配置し、かつ第3ブロックのブロック内と第4ブロックの永久磁石配置後の空き領域のいずれか一方、またはその両方に弱磁石を配置した請求項2または請求項3の電動モーター。 A weak coil is placed in one or both of the first block and the second block after placement of the coil, and the third block and the fourth block are placed after permanent magnet placement. The electric motor according to claim 2 or 3, wherein a weak magnet is arranged in one or both of the regions. 固定部分に取り付けられたすべての全磁石と固定部分に取り付けられたブラシと回転部分に取り付けられた全コイルと回転部分に取り付けられた整流子を持ち、且つ請求項1乃至6の電動モーターの特徴を持つブラシ付きDCモーターの構造を持つ電動モーター。         All the magnets attached to the fixed part, the brushes attached to the fixed part, all the coils attached to the rotating part, and the commutator attached to the rotating part, and the features of the electric motor according to claim 1-6 Electric motor with brushed DC motor structure. 固定部分に取り付けられた全コイルと、固定部分に取り付けられたホール素子と回転部に取り付けられた全磁石を持ち、且つ請求項1乃至6の電動モーターの特徴を持つブラシレスDCモーターの構造を持つ電動モーター。 7. A brushless DC motor having the characteristics of the electric motor according to claim 1 and having all the coils attached to the fixed part, the Hall element attached to the fixed part, and all the magnets attached to the rotating part. Electric motor.
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