JPH04255440A - モータのマグネットロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コギングトルクを小さ
くすることができるモータのマグネットロータに関する
。

【０００２】

【従来の技術】モータのコギングトルクが大きいと回転
が不円滑となるので、コギングトルク低減のための工夫
がなされている。マグネットロータの磁極にスキュー（
傾き）を設けるのもその一つである。図１１ないし図１
３はインナーロータ型ブラシレスモータにおいてマグネ
ットロータにスキューを設けたものの例を示す。図１１
ないし図１３において、円筒形のコア１の内周側には適
宜数の突極１ａが回転軸中心に向かって形成されており
、各突極１ａには駆動コイル４が巻かれている。各突極
１ａの端面は共通の円筒面上に位置していて、各突極１
ａの端面で形成される円筒状空間内にはリング状のマグ
ネットロータ２が配置されている。マグネットロータ２
はヨーク３の外周に固着され、ヨーク３は図示されない
回転軸の外周に固着されることにより、マグネットロー
タ２及びヨーク３が回転軸と一体に回転自在に支持され
ている。

【０００３】図１３に示すように、上記マグネットロー
タ２は、周方向に交互に異極着磁されて適宜数の磁極が
形成されると共に、磁極の境界線が中心軸線に対し傾け
られてスキューが設けられている。従って、一つの磁極
とこれに隣接する磁極との境界線の軸方向両端部は軸方
向から見て一致せず、周方向に広がりをもっている。こ
の磁極の境界線の中心軸線からの広がり角度θをスキュ
ー角度と定義する。図示の従来例では、コア１の突極１
ａ相互間のスロットピッチ角度の１／２をθ０としたと
き、スキュー角度θ≒θ０となるような寸法関係になっ
ている。

【０００４】上記従来例におけるマグネットローラ２の
スキュー角度θを０°から順次大きくした場合、コギン
グトルクが順次小さくなり、これに伴ってモータ出力も
順次小さくなる。従って、コギングトルクを小さくしよ
うとしてマグネットロータ２の磁極のスキュー角度θを
大きくすると、モータの出力は低下する。

【０００５】上記従来例におけるマグネットローラ２の
各磁極は、予め所定の向きに着磁した複数の磁極片をヨ
ーク３の外周に所定のスキュー角度を付けて貼付ること
によって形成されている。実開昭６２−１４５４７２号
公報、実公平２−２９７９４号公報記載のものはその例
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のマグネットロー
タのように、予め所定の向きに着磁した複数の磁極片を
ヨークの外周に貼付ることによって磁極にスキューを設
ける場合、多数の磁極片を用意しておき、これを個々に
所定の向きに着磁した上で一つ一つヨークに貼付なけれ
ばならないので、組立作業が極めて面倒であると共に、
各磁極の貼り付け位置精度が悪く、スキュー角度のばら
つきも大きくなるという難点があった。

【０００７】本発明は、かかる従来技術の問題点を解消
するためになされたもので、各磁極に実質的にスキュー
を設けたのと同じモータのグネットロータを極めて簡単
な構成で、かつ、極めて簡単な組立作業で得ることを目
的とする。本発明はまた、磁極のスキュー角度を、十分
小さなコギングトルクにすることができる角度にしなが
ら、モータの出力の低下を防止し、又は誘起電圧波形を
正弦波様にすることができるモータのマグネットロータ
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、周方向に交互
に異極着磁されたリング状のマグネットロータであって
、軸方向に区分された複数の着磁部からなり、各着磁部
相互が周方向にずらされて、各着磁部の同極部分が階段
状に続いていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】リング状マグネットロータの各着磁部相互を周
方向へずらすことにより磁極にスキューを設けたのと実
質的に同一になる。各着磁部相互の周方向へのずらし量
を適宜設定することにより、コギングトルクを小さく出
力を大きくすることができ、誘起電圧を正弦波様にする
ことができる。

【００１０】

【実施例】以下、図１ないし図１０を参照しながら本発
明にかかるモータのマグネットロータの実施例について
説明する。図１、図２において、符号２０はリング状の
マグネットロータを示している。マグネットロータ２０
は、周方向に交互に異極着磁された複数の磁極を有して
いるが、軸方向に同じ寸法に区分された二つの着磁部２
０ａ，２０ｂからなり、各着磁部２０ａ，２０ｂはそれ
ぞれ周方向に交互に異極着磁されて互いに同数の磁極を
同ピッチで有している。各着磁部２０ａ，２０ｂに形成
された各磁極には角度θ２のスキュー角がつけられてい
る。また、各着磁部２０ａ，２０ｂは相互に周方向にず
らされ、これによって各着磁部２０ａ，２０ｂの同極部
分が階段状に続いている。各着磁部２０ａ，２０ｂのず
らし方向は、各磁極のスキュー方向に対して逆行する方
向であり、これによって各着磁部２０ａ，２０ｂの同極
部分が稲妻形の階段状に続いている。

【００１１】各磁極のピッチをθ１とし、図１１につい
て説明したようにコアのスロットピッチをθ０としたと
き、 θ１＝（０．８〜１．０５）θ０ θ２＝（０．２〜０．６）θ１ となるようにマグネットロータ２０の各部の寸法条件が
設定されている。

【００１２】モータの誘起電圧はモータの出力と比例関
係にあるため、モータの誘起電圧を比較することによっ
てモータ出力を比較することができる。図４は、図１１
ないし図１３に示した従来のモータのモータの誘起電圧
の実測値を、図５は、図１及び図２に示したマグネット
ロータ２０を組み込んだモータの誘起電圧の実測値を示
す。マグネットロータの体格、コアの体格、極数、駆動
コイルの巻き回数など、基礎的な条件は同じである。図
４と図５を比較すれば明らかなように、本発明の実施例
の方が誘起電圧が約１３％高くなっており、これに応じ
てモータの出力が大きくなっていることがわかる。換言
すれば、同じ出力を得るのにモータの体格を小さくする
ことができることになる。

【００１３】また、図６は、前記従来のモータと上記本
発明の実施例にかかるマグネットロータを用いたモータ
とのコギングトルクを比較して示すもので、線Ａが従来
例の場合を、線Ｂが本発明の実施例の場合を示す。線Ａ
と線Ｂを比較してもコギングトルクに関しては顕著な差
はなく、何れの場合もコギングトルクは小さく押さえら
れている。このことは、本発明の実施例のように各着磁
部２０ａ，２０ｂ相互を周方向にずらしてもコギングト
ルクが大きくなることはないともいえる。

【００１４】図３は、上記実施例にかかるマグネットロ
ータの製造方法の一例を示す。この例では、同一形状の
複数のリング状マグネット２２ａ，２２ｂ，２２ｃを用
意し、各マグネット２２ａ，２２ｂ，２２ｃごとに周方
向に所定ピッチで着磁することにより同一パターンの磁
極を形成する。次に、各マグネット２２ａ，２２ｂ，２
２ｃ相互を周方向に所定角度ずらして一体に組み立てる
。図３では３個のマグネットが示されているが、図１、
図２の例の場合は２個のマグネットを用いる。２個のマ
グネット２２ａ，２２ｂを用いて組み立てた場合、２個
のマグネット２２ａ，２２ｂが前記各着磁部２０ａ，２
０ｂに相当することになる。

【００１５】図３に示すようなマグネットロータの製造
方法のようにマグネットを分割することなく、着磁方法
を工夫することによって前記実施例にかかるマグネット
ロータを製造することも可能である。例えば、マグネッ
トロータの各着磁部ごとに着磁することができる着磁ヘ
ッドを用い、一つの着磁部の着磁が終了したあと別の着
磁部を着磁するようにする。このとき着磁部の同極部分
が階段状にずれるように、着磁部相互間を周方向にずら
して着磁することはいうまでもない。

【００１６】このように、図１，図２に示す実施例によ
れば、各磁極にスキューを設けると共に、軸方向に区分
された複数の着磁部２０ａ，２０ｂ相互を周方向にずら
して各磁極部の同極部分が階段状に続くようにしたため
、スキューを大きくすることによりモータ出力が低下す
るという弊害を回避することが可能になり、コギングト
ルクを小さくしながらモータ出力を大きくすることがで
きるという効果を得ることができる。また、従来のよう
に複数の磁極片をヨークに貼付ることなく、リング状の
マグネットに対して着磁操作により磁極を形成すること
ができるため、構成が極めて簡単で組み立て作業も極め
て簡単なモータのマグネットロータを得ることができる
。

【００１７】図７、図８は本発明にかかるモータのマグ
ネットロータの別の実施例を示す。図１、図２に示す実
施例では各着磁部２０ａ，２０ｂのずらし方向が、各磁
極のスキュー方向に対して逆行する方向であり、これに
よって各着磁部２０ａ，２０ｂの同極部分が稲妻形の階
段状に続いていたのに対し、図７、図８に示す実施例で
は、マグネットロータ３０の各着磁部３０ａ，３０ｂの
ずらし方向が、各磁極のスキュー方向と同じ方向であり
、これによって、各着磁部３０ａ，３０ｂの同極部分が
より一層周方向にずれている。

【００１８】図７、図８に示す実施例によれば、各磁極
のスキューが実質的により一層大きくかけられたのと同
じ形になっているため、必ずしもモータ出力の増大効果
はない。しかし、誘起電圧波形を実測すると、図１０に
示すように正弦波様の整った波形が得られる。これに対
して従来のモータの誘起電圧波形を実測すると図９のよ
うになり、正弦波様の誘起電圧波形を得ることはできな
い。モータの用途によっては、回転が滑らかでトルクリ
ップルが小さく、回転むらが少ないことが要求されるが
、そのためには誘起電圧波形が正弦波様のものが望まれ
るので、図７，図８に示す実施例はそのような用途に適
している。また、コギングトルクに関しては、各磁極に
スキューをかけた従来のモータの場合と同等の小さなコ
ギングトルクに押さえることができる。

【００１９】なお、以上説明した何れの実施例でも、マ
グネットロータの各磁極自体にスキューがかけられてい
たが、必ずしも各磁極自体にスキューをかける必要はな
く、単に、軸方向に区分された複数の着磁部相互を周方
向にずらすだけでもよい。こうすることによって実質的
にスキューがかけられたのと同一になり、コギングトル
クの低減を図ることができるし、マグネットロータの構
成及び組み立て作業を極めて簡単化することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、軸方向に区分された複
数の着磁部相互を周方向にずらすことにより、各着磁部
の同極部分を階段状に連続させたため、スキューがかけ
られたのと実質同一のマグネットロータを極めた簡単な
構成で、かつ、極めて簡単な組み立て作業で得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるモータのマグネットロータの一
実施例を示す斜視図。

【図２】同上展開正面図。

【図３】同上実施例にかかるロータの製造方法の例を簡
単に示す斜視図。

【図４】従来のマグネットロータを用いたモータの誘起
電圧を示す波形図。

【図５】上記本発明の実施例にかかるマグネットロータ
を用いたモータの誘起電圧を示す波形図。

【図６】従来のマグネットロータを用いたモータと上記
本発明の実施例にかかるマグネットロータを用いたモー
タのコギングトルクを比較して示す線図。

【図７】本発明にかかるモータのマグネットロータの別
の実施例を示す斜視図。

【図８】同上展開正面図。

【図９】従来のモータの誘起電圧を示す波形図。

【図１０】上記別の実施例にかかるマグネットロータを
用いたモータの誘起電圧を示す波形図。

【図１１】従来のモータの例を示す平面図。

【図１２】同上断面正面図。

【図１３】同上従来例中のマグネットロータの斜視図。

【符号の説明】

２０，３０　　マグネットロータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　周方向に交互に異極着磁されたリング
   状のマグネットロータであって、軸方向に区分された複
   数の着磁部からなり、各着磁部相互が周方向にずらされ
   ることにより、各着磁部の同極部分が階段状に続いてい
   ることを特徴とするモータのマグネットロータ。