JPH06217478A - 永久磁石形モータ - Google Patents
永久磁石形モータInfo
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- JPH06217478A JPH06217478A JP50A JP649393A JPH06217478A JP H06217478 A JPH06217478 A JP H06217478A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 649393 A JP649393 A JP 649393A JP H06217478 A JPH06217478 A JP H06217478A
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- center
- magnetic pole
- rotor
- radial thickness
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の永久磁石形モータは、コギングトル
クを抑え得るようにしている。 【構成】 永久磁石９の内面を円弧面に形成し、且つこ
の永久磁石９の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中央
部の径方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定し、
且つこの永久磁石９の外面９ｚの形状を、非円弧面とな
るように形成している。
クを抑え得るようにしている。 【構成】 永久磁石９の内面を円弧面に形成し、且つこ
の永久磁石９の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中央
部の径方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定し、
且つこの永久磁石９の外面９ｚの形状を、非円弧面とな
るように形成している。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コギングトルク対策を
講じた永久磁石形モータに関する。
講じた永久磁石形モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄心付き永久磁石形モータに発生するコ
ギングトルクは、鉄心形状に代表される磁気回路による
パラメーターと永久磁石の起磁力のパラメーターとによ
って支配される。起磁力の分布は、永久磁石と鉄心との
間に発生する空隙磁束密度分布に比例する。よって、こ
の磁束密度分布によりコギングトルクが支配されるとも
いえる。この磁束密度分布は周期的なため、磁極ピッチ
の２倍の機械角を基本周期とする周波数成分の合成とし
てとらえることができる。
ギングトルクは、鉄心形状に代表される磁気回路による
パラメーターと永久磁石の起磁力のパラメーターとによ
って支配される。起磁力の分布は、永久磁石と鉄心との
間に発生する空隙磁束密度分布に比例する。よって、こ
の磁束密度分布によりコギングトルクが支配されるとも
いえる。この磁束密度分布は周期的なため、磁極ピッチ
の２倍の機械角を基本周期とする周波数成分の合成とし
てとらえることができる。
【０００３】まず、第１の従来例について述べる。従
来、永久磁石形モータには、永久磁石を界磁手段とする
回転子と、固定子鉄心を有する固定子とを備え、永久磁
石の径方向の厚さ寸法を一定としたものがある。この種
モータでは、永久磁石における磁束密度は、図１１の曲
線Ｊ１ａで示すように、方形波に近い波形となる。これ
を周波数成分に分解すると、図１２の棒グラフＪ１ｂで
示すように基本波に対し、その次数で除した量に近い量
の高調波を含んでいる。このように磁束密度に高調波成
分が含まれることによりコギングトルクが発生する。
来、永久磁石形モータには、永久磁石を界磁手段とする
回転子と、固定子鉄心を有する固定子とを備え、永久磁
石の径方向の厚さ寸法を一定としたものがある。この種
モータでは、永久磁石における磁束密度は、図１１の曲
線Ｊ１ａで示すように、方形波に近い波形となる。これ
を周波数成分に分解すると、図１２の棒グラフＪ１ｂで
示すように基本波に対し、その次数で除した量に近い量
の高調波を含んでいる。このように磁束密度に高調波成
分が含まれることによりコギングトルクが発生する。
【０００４】このコギングトルクを抑制できるように対
策したモータを、第２の従来例として述べる。このモー
タでは図１３に示すように永久磁石５１の径方向の厚み
寸法が異なるようにしたものがある。このものではその
永久磁石５１の磁極中央部の厚み寸法に対して磁極境界
部の厚み寸法を小さくしており、具体的には、永久磁石
５１の外面を、内面の曲率より小さい円弧形に形成して
いる。このものでは、磁束密度分布を、図１１の曲線Ｊ
２ａで示すように正弦波に近付けることにより、図１２
の棒グラフＪ２ｂに示すように基本波成分以外の高調波
成分を全体的に減少させて、コギングトルクの軽減を図
るようにしている。
策したモータを、第２の従来例として述べる。このモー
タでは図１３に示すように永久磁石５１の径方向の厚み
寸法が異なるようにしたものがある。このものではその
永久磁石５１の磁極中央部の厚み寸法に対して磁極境界
部の厚み寸法を小さくしており、具体的には、永久磁石
５１の外面を、内面の曲率より小さい円弧形に形成して
いる。このものでは、磁束密度分布を、図１１の曲線Ｊ
２ａで示すように正弦波に近付けることにより、図１２
の棒グラフＪ２ｂに示すように基本波成分以外の高調波
成分を全体的に減少させて、コギングトルクの軽減を図
るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第２の上記従来構成では、永久磁石５１の径方向の厚
さ寸法を決定する外面の曲率が一定値であるため、磁束
密度分布を正弦波に近付けるには限界があり、一層のコ
ギングトルク改善が要望されている。
た第２の上記従来構成では、永久磁石５１の径方向の厚
さ寸法を決定する外面の曲率が一定値であるため、磁束
密度分布を正弦波に近付けるには限界があり、一層のコ
ギングトルク改善が要望されている。
【０００６】また、コギングトルク改善に合わせて、モ
ータ出力低下も抑制できれば、なお好ましく、このよう
なニーズも高まっている。
ータ出力低下も抑制できれば、なお好ましく、このよう
なニーズも高まっている。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、第１の目的は、コギングトルクを抑え得る永久磁
石形モータを提供するにあり、第２の目的は、コギング
トルクを抑え得ると共に、モータ出力の減少を最小限に
抑えることができる永久磁石形モータを提供するにあ
る。
あり、第１の目的は、コギングトルクを抑え得る永久磁
石形モータを提供するにあり、第２の目的は、コギング
トルクを抑え得ると共に、モータ出力の減少を最小限に
抑えることができる永久磁石形モータを提供するにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、略リング状に等配した複数の
永久磁石を界磁手段とする回転子を有するものにおい
て、前記永久磁石の内面を円弧面に形成し、且つこの永
久磁石の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中央部の径
方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定し、且つこ
の永久磁石の外面の形状を、下記（５）式および（６）
式のｒ（θ）であらわされる曲面形状に形成したところ
に特徴を有する。
めに、請求項１の発明は、略リング状に等配した複数の
永久磁石を界磁手段とする回転子を有するものにおい
て、前記永久磁石の内面を円弧面に形成し、且つこの永
久磁石の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中央部の径
方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定し、且つこ
の永久磁石の外面の形状を、下記（５）式および（６）
式のｒ（θ）であらわされる曲面形状に形成したところ
に特徴を有する。
【０００９】
【数４】 θは機械角角度位置（各永久磁石の磁極中央でθ＝０
［ｒａｄ］） ｒｃは永久磁石の外面中央部に対する回転中心からの距
離［ｍｍ］ ｒｂは永久磁石の外面磁極境界部に対する回転中心から
の距離［ｍｍ］ Ｐは永久磁石の全磁極数
［ｒａｄ］） ｒｃは永久磁石の外面中央部に対する回転中心からの距
離［ｍｍ］ ｒｂは永久磁石の外面磁極境界部に対する回転中心から
の距離［ｍｍ］ Ｐは永久磁石の全磁極数
【００１０】第２の目的を達成するために、請求項２の
発明は、略リング状に等配した複数の永久磁石を界磁手
段とする回転子を有するものにおいて、前記永久磁石の
内面を円弧面に形成し、且つこの永久磁石の磁極境界部
の径方向厚さ寸法を磁極中央部の径方向厚さの０．３〜
０．７倍の範囲内に設定し、且つこの永久磁石の外面の
形状を、下記（７）式のｒ（θ）であらわされる曲面形
状に形成したところに特徴を有する。
発明は、略リング状に等配した複数の永久磁石を界磁手
段とする回転子を有するものにおいて、前記永久磁石の
内面を円弧面に形成し、且つこの永久磁石の磁極境界部
の径方向厚さ寸法を磁極中央部の径方向厚さの０．３〜
０．７倍の範囲内に設定し、且つこの永久磁石の外面の
形状を、下記（７）式のｒ（θ）であらわされる曲面形
状に形成したところに特徴を有する。
【００１１】
【数５】 θは機械角角度位置（各永久磁石の磁極中央でθ＝０
［ｒａｄ］） ｒｃは永久磁石の外面中央部に対する回転中心からの距
離［ｍｍ］ ｒｂは永久磁石の外面磁極境界部に対する回転中心から
の距離［ｍｍ］ ｇｍｉｎは最小空隙長［ｍｍ］ Ｐは永久磁石の全磁極数
［ｒａｄ］） ｒｃは永久磁石の外面中央部に対する回転中心からの距
離［ｍｍ］ ｒｂは永久磁石の外面磁極境界部に対する回転中心から
の距離［ｍｍ］ ｇｍｉｎは最小空隙長［ｍｍ］ Ｐは永久磁石の全磁極数
【００１２】同じく第２の目的を達成するために、請求
項３の発明は、略リング状に等配した複数の４ｎ（ｎは
自然数）極の永久磁石を界磁手段とする回転子と、９ｎ
個のスロットの固定子鉄心を有する固定子とを備えたも
のにおいて、前記永久磁石の内面を円弧面に形成し、且
つこの永久磁石の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中
央部の径方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定
し、且つこの永久磁石の外面と固定子内面と間の１極分
の空隙長を下記（８）式で表されるｇ（θ）となるよう
に形成したところに特徴を有する。
項３の発明は、略リング状に等配した複数の４ｎ（ｎは
自然数）極の永久磁石を界磁手段とする回転子と、９ｎ
個のスロットの固定子鉄心を有する固定子とを備えたも
のにおいて、前記永久磁石の内面を円弧面に形成し、且
つこの永久磁石の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中
央部の径方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定
し、且つこの永久磁石の外面と固定子内面と間の１極分
の空隙長を下記（８）式で表されるｇ（θ）となるよう
に形成したところに特徴を有する。
【００１３】
【数６】 θは機械角角度位置（各永久磁石の磁極中央でθ＝０
［ｒａｄ］） ｇｍａｘは最大空隙長［ｍｍ］ ｇｍｉｎは最小空隙長［ｍｍ］ ｎは永久磁石の全磁極数／４
［ｒａｄ］） ｇｍａｘは最大空隙長［ｍｍ］ ｇｍｉｎは最小空隙長［ｍｍ］ ｎは永久磁石の全磁極数／４
【００１４】
【作用】永久磁石形モータにおいて、コギングトルクを
減少させる方法としては、２通りがある。まず、磁束密
度分布のすべての高調波成分を減少させる方法がある。
請求項１の発明はこれを考慮してなされている。この発
明では、永久磁石の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極
中央部の径方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定
し、且つ永久磁石の外面形状を、前述の（５）式および
（６）式のｒ（θ）であらわされる曲面形状に形成した
ことで、磁束密度分布のすべての高調波成分を減少し、
コギングトルクが減少する。
減少させる方法としては、２通りがある。まず、磁束密
度分布のすべての高調波成分を減少させる方法がある。
請求項１の発明はこれを考慮してなされている。この発
明では、永久磁石の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極
中央部の径方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定
し、且つ永久磁石の外面形状を、前述の（５）式および
（６）式のｒ（θ）であらわされる曲面形状に形成した
ことで、磁束密度分布のすべての高調波成分を減少し、
コギングトルクが減少する。
【００１５】コギングトルクを減少させる他の方法とし
ては、高調波のうち３次、５次などの比較的低次の高調
波をある程度残留させ、その他の高次の高調波を減少さ
せる方法である。請求項２および３の発明はこれを考慮
してなされている。この場合、固定子鉄心のスロット数
が磁極数の２倍以上の場合に有効である。これは、コギ
ングトルクが磁束密度の高調波の相互作用に発生するた
めである。つまり、低次の高調波と対となる高次の高調
波を減少させ、相互作用を弱めてコギングトルクを低減
させるものである。また永久磁石の磁極中央で磁束密度
の基本波と位相が半周期異なる３次の高調波が残留する
ことにより、基本波の減少を小さく抑え、モータ出力の
減少を抑えることが可能となる。
ては、高調波のうち３次、５次などの比較的低次の高調
波をある程度残留させ、その他の高次の高調波を減少さ
せる方法である。請求項２および３の発明はこれを考慮
してなされている。この場合、固定子鉄心のスロット数
が磁極数の２倍以上の場合に有効である。これは、コギ
ングトルクが磁束密度の高調波の相互作用に発生するた
めである。つまり、低次の高調波と対となる高次の高調
波を減少させ、相互作用を弱めてコギングトルクを低減
させるものである。また永久磁石の磁極中央で磁束密度
の基本波と位相が半周期異なる３次の高調波が残留する
ことにより、基本波の減少を小さく抑え、モータ出力の
減少を抑えることが可能となる。
【００１６】しかして、請求項２の発明においては、永
久磁石の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中央部の径
方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定し、且つこ
の永久磁石の外面の形状を、前述の（７）式のｒ（θ）
であらわされる曲面形状に形成したから、高調波のうち
３次、５次などの比較的低次の高調波をある程度残留さ
せ、その他の高次の高調波を減少させ、もってモータ出
力を低減させることなくコギングトルクを抑制できる。
久磁石の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中央部の径
方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定し、且つこ
の永久磁石の外面の形状を、前述の（７）式のｒ（θ）
であらわされる曲面形状に形成したから、高調波のうち
３次、５次などの比較的低次の高調波をある程度残留さ
せ、その他の高次の高調波を減少させ、もってモータ出
力を低減させることなくコギングトルクを抑制できる。
【００１７】また、請求項３の発明では、永久磁石の磁
極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中央部の径方向厚さの
０．３〜０．７倍の範囲内に設定し、且つこの永久磁石
の外面と固定子内面との１極分の空隙長を前述の（８）
式で表されるｇ（θ）となるように形成したことによ
り、高調波のうち３次、５次などの比較的低次の高調波
をある程度残留させ、その他の高次の高調波を減少さ
せ、もってモータ出力を低減させることなくコギングト
ルクを抑制できる。
極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中央部の径方向厚さの
０．３〜０．７倍の範囲内に設定し、且つこの永久磁石
の外面と固定子内面との１極分の空隙長を前述の（８）
式で表されるｇ（θ）となるように形成したことによ
り、高調波のうち３次、５次などの比較的低次の高調波
をある程度残留させ、その他の高次の高調波を減少さ
せ、もってモータ出力を低減させることなくコギングト
ルクを抑制できる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例につき図１ない
し図４を参照しながら説明する。まず、図２において全
体構成を述べる。フレーム１の内側には、固定子鉄心２
および巻線３を有する固定子４が設けられており、ま
た、この固定子４と空隙５を介して回転子６が配設され
ている。この回転子６は、回転軸７と、この回転軸７に
取着された回転子鉄心８と、この回転子鉄心８の外周面
に略リング状に等配された状態で取着した界磁手段とし
ての複数の永久磁石９とを有して構成されている。
し図４を参照しながら説明する。まず、図２において全
体構成を述べる。フレーム１の内側には、固定子鉄心２
および巻線３を有する固定子４が設けられており、ま
た、この固定子４と空隙５を介して回転子６が配設され
ている。この回転子６は、回転軸７と、この回転軸７に
取着された回転子鉄心８と、この回転子鉄心８の外周面
に略リング状に等配された状態で取着した界磁手段とし
ての複数の永久磁石９とを有して構成されている。
【００１９】この永久磁石９はフェライトにより構成さ
れており、この場合４極あって隣どうしで逆極性となる
ように着磁されている。そして、図１に示すように、こ
の永久磁石９の内面は、回転子６の回転軸７を中心とす
る半径ｒの円弧面に形成され、且つこの永久磁石９の磁
極境界部９ｂの径方向厚さ寸法ｔｂは、磁極中央部９ａ
の径方向厚さ寸法ｔａの０．３〜０．７倍の範囲内に設
定され、且つこの永久磁石の外面９ｚの形状を、下記
（９）式および（１０）式のｒ（θ）であらわされる曲
面形状に形成している。
れており、この場合４極あって隣どうしで逆極性となる
ように着磁されている。そして、図１に示すように、こ
の永久磁石９の内面は、回転子６の回転軸７を中心とす
る半径ｒの円弧面に形成され、且つこの永久磁石９の磁
極境界部９ｂの径方向厚さ寸法ｔｂは、磁極中央部９ａ
の径方向厚さ寸法ｔａの０．３〜０．７倍の範囲内に設
定され、且つこの永久磁石の外面９ｚの形状を、下記
（９）式および（１０）式のｒ（θ）であらわされる曲
面形状に形成している。
【００２０】
【数７】 θは機械角角度位置（各永久磁石の磁極中央でθ＝０
［ｒａｄ］） ｒｃは永久磁石の外面中央部に対する回転中心からの距
離［ｍｍ］ ｒｂは永久磁石の外面磁極境界部に対する回転中心から
の距離［ｍｍ］ Ｐは永久磁石の全磁極数
［ｒａｄ］） ｒｃは永久磁石の外面中央部に対する回転中心からの距
離［ｍｍ］ ｒｂは永久磁石の外面磁極境界部に対する回転中心から
の距離［ｍｍ］ Ｐは永久磁石の全磁極数
【００２１】しかして、今、上記磁極中央部９ａの径方
向厚さ寸法ｔａを５ｍｍとし、また、上記磁極境界部９
ｂの径方向厚さ寸法ｔｂを２．５ｍｍとし、最小空隙長
ｇｍｉｎを０．７ｍｍとし、最大空隙長ｇｍａｘを３．
２ｍｍとしている。このとき、ｒ（θ）の具体的値は表
１に示すようになる。
向厚さ寸法ｔａを５ｍｍとし、また、上記磁極境界部９
ｂの径方向厚さ寸法ｔｂを２．５ｍｍとし、最小空隙長
ｇｍｉｎを０．７ｍｍとし、最大空隙長ｇｍａｘを３．
２ｍｍとしている。このとき、ｒ（θ）の具体的値は表
１に示すようになる。
【００２２】
【表１】 このように構成した本実施例の場合、図３に曲線Ｈ１ａ
で示すような磁束密度分布となり、第１の従来例（曲線
Ｊ１ａ）と第２の従来例（曲線Ｊ２ａ）とのほぼ中間的
な磁束密度分布となる。また、図４の棒グラフＨ１ｂか
ら判るように、すべての高調波成分が減少する。これに
て、図５のＨ１ｃから分かるように、本実施例のコギン
グトルクは、第１の従来例（Ｊ１ｃ）および第２の従来
例（Ｊ２ｃ）に比して、低くなる。
で示すような磁束密度分布となり、第１の従来例（曲線
Ｊ１ａ）と第２の従来例（曲線Ｊ２ａ）とのほぼ中間的
な磁束密度分布となる。また、図４の棒グラフＨ１ｂか
ら判るように、すべての高調波成分が減少する。これに
て、図５のＨ１ｃから分かるように、本実施例のコギン
グトルクは、第１の従来例（Ｊ１ｃ）および第２の従来
例（Ｊ２ｃ）に比して、低くなる。
【００２３】次に、図６は本発明の第２の実施例を示
し、この第２の実施例においては、１極分の永久磁石１
１の外面１１ｚの形状を、下記（１１）式のｒ（θ）で
あらわされる曲面形状に形成している。
し、この第２の実施例においては、１極分の永久磁石１
１の外面１１ｚの形状を、下記（１１）式のｒ（θ）で
あらわされる曲面形状に形成している。
【００２４】
【数８】 θは機械角角度位置（各永久磁石の磁極中央でθ＝０
［ｒａｄ］） ｒｃは永久磁石の外面中央部に対する回転中心からの距
離［ｍｍ］ ｒｂは永久磁石の外面磁極境界部に対する回転中心から
の距離［ｍｍ］ ｇｍｉｎは最小空隙長［ｍｍ］ Ｐは永久磁石の全磁極数 この場合、このｒ（θ）は表２に示すようになり、最大
距離ｒｍａｘは２３．３ｍｍとなり、最小距離ｒｍｉｎ
は２０．８ｍｍとなる。従って、ギャップの差は２．５
ｍｍとなる。なお、この場合永久磁石１１の外面１１ｚ
の形状は放物線形状となる。
［ｒａｄ］） ｒｃは永久磁石の外面中央部に対する回転中心からの距
離［ｍｍ］ ｒｂは永久磁石の外面磁極境界部に対する回転中心から
の距離［ｍｍ］ ｇｍｉｎは最小空隙長［ｍｍ］ Ｐは永久磁石の全磁極数 この場合、このｒ（θ）は表２に示すようになり、最大
距離ｒｍａｘは２３．３ｍｍとなり、最小距離ｒｍｉｎ
は２０．８ｍｍとなる。従って、ギャップの差は２．５
ｍｍとなる。なお、この場合永久磁石１１の外面１１ｚ
の形状は放物線形状となる。
【００２５】
【表２】 この第２の実施例によれば、図３に曲線Ｈ２ａで示すよ
うな磁束密度分布となり、また、図４の棒グラフＨ２ｂ
から判るように、高調波のうち３次、５次などの比較的
低次の高調波がある程度残留し、その他の高次の高調波
は減少している。これにより、相互作用を弱めてコギン
グトルクを低減させることができる。すなわち、本実施
例のコギングトルクは図五のＨ２ｃで示すように、第１
の従来例およびだ２の実施例の場合に比して、低くなっ
ていることがわかる。また永久磁石１１の磁極中央で磁
束密度の基本波と位相が半周期異なる３次の高調波が残
留することにより、基本波の減少を小さく抑え、モータ
出力の減少を抑えることができる。
うな磁束密度分布となり、また、図４の棒グラフＨ２ｂ
から判るように、高調波のうち３次、５次などの比較的
低次の高調波がある程度残留し、その他の高次の高調波
は減少している。これにより、相互作用を弱めてコギン
グトルクを低減させることができる。すなわち、本実施
例のコギングトルクは図五のＨ２ｃで示すように、第１
の従来例およびだ２の実施例の場合に比して、低くなっ
ていることがわかる。また永久磁石１１の磁極中央で磁
束密度の基本波と位相が半周期異なる３次の高調波が残
留することにより、基本波の減少を小さく抑え、モータ
出力の減少を抑えることができる。
【００２６】図７は、本発明の第３の実施例を示してい
る。永久磁石２１の外面２１ｚと固定子内面４ａとの間
の１極分の空隙長を、下記（１２）式で表されるｇ
（θ）となるように形成している。
る。永久磁石２１の外面２１ｚと固定子内面４ａとの間
の１極分の空隙長を、下記（１２）式で表されるｇ
（θ）となるように形成している。
【００２７】
【数９】 θは機械角角度位置（各永久磁石の磁極中央でθ＝０
［ｒａｄ］） ｇｍａｘは最大空隙長［ｍｍ］ ｇｍｉｎは最小空隙長［ｍｍ］ ｎは永久磁石の全磁極数／４
［ｒａｄ］） ｇｍａｘは最大空隙長［ｍｍ］ ｇｍｉｎは最小空隙長［ｍｍ］ ｎは永久磁石の全磁極数／４
【００２８】しかして、今、上記磁極中央部２１ａの径
方向厚さ寸法ｔａを５ｍｍとし、また、上記磁極境界部
２１ｂの径方向厚さ寸法ｔｂを２．５ｍｍとし、最小空
隙長ｇｍｉｎを０．７ｍｍとし、最大空隙長ｇｍａｘを
３．２ｍｍとしている。このとき、空隙長ｇ（θ）の具
体的値は表３に示すようになる。
方向厚さ寸法ｔａを５ｍｍとし、また、上記磁極境界部
２１ｂの径方向厚さ寸法ｔｂを２．５ｍｍとし、最小空
隙長ｇｍｉｎを０．７ｍｍとし、最大空隙長ｇｍａｘを
３．２ｍｍとしている。このとき、空隙長ｇ（θ）の具
体的値は表３に示すようになる。
【００２９】
【表３】 このように構成した本実施例の場合、図８に曲線Ｈ３ａ
で示すような磁束密度分布となり、第１の従来例（曲線
Ａａ）と第２の従来例（曲線Ｂａ）とのほぼ中間的な磁
束密度分布となる。また、図９の棒グラフＨ３ｂから判
るように、高調波のうち３次、５次などの比較的低次の
高調波がある程度残留し、その他の高次の高調波は減少
している。これにより、相互作用を弱めてコギングトル
クを低減させることができる。すなわち、図１０のＨ３
ｃで分かるように、本実施例のコギングトルクは、第１
の従来例および第２の実施例の場合に比して、低くなっ
ている。また永久磁石２１の磁極中央で磁束密度の基本
波と位相が半周期異なる３次の高調波が残留することに
より、基本波の減少を小さく抑え、モータ出力の減少を
抑えることができる。
で示すような磁束密度分布となり、第１の従来例（曲線
Ａａ）と第２の従来例（曲線Ｂａ）とのほぼ中間的な磁
束密度分布となる。また、図９の棒グラフＨ３ｂから判
るように、高調波のうち３次、５次などの比較的低次の
高調波がある程度残留し、その他の高次の高調波は減少
している。これにより、相互作用を弱めてコギングトル
クを低減させることができる。すなわち、図１０のＨ３
ｃで分かるように、本実施例のコギングトルクは、第１
の従来例および第２の実施例の場合に比して、低くなっ
ている。また永久磁石２１の磁極中央で磁束密度の基本
波と位相が半周期異なる３次の高調波が残留することに
より、基本波の減少を小さく抑え、モータ出力の減少を
抑えることができる。
【００３０】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、コギングトル
クを抑えることができ、また請求項２および請求項３の
発明によれば、コギングトルクを抑え得ると共に、モー
タ出力の減少を最小限に抑えることができる。
クを抑えることができ、また請求項２および請求項３の
発明によれば、コギングトルクを抑え得ると共に、モー
タ出力の減少を最小限に抑えることができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す全体の横断平面図
【図２】全体の縦断側面図
【図３】磁束密度分布を示す図
【図４】次数ごとの磁束密度を示す図
【図５】コギングトルクを示す図
【図６】本発明の第２の実施例を示す永久磁石部分の横
断平面図
断平面図
【図７】本発明の第３の実施例を示す永久磁石部分の横
断平面図
断平面図
【図８】磁束密度分布を示す図
【図９】次数ごとの磁束密度を示す図
【図１０】コギングトルクを示す図
【図１１】第１の従来例および第２の従来例を説明する
ための磁束密度分布を示す図
ための磁束密度分布を示す図
【図１２】次数ごとの磁束密度を示す図
【図１３】第２の従来例における永久磁石部分の横断平
面図
面図
２は固定子鉄心、４は固定子、５は空隙、６は回転子、
７は回転軸、８は回転子鉄心、９，１１，２１は永久磁
石、９ｚ，１１ｚ，２１ｚは外面を示す。
７は回転軸、８は回転子鉄心、９，１１，２１は永久磁
石、９ｚ，１１ｚ，２１ｚは外面を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】 略リング状に等配した複数の永久磁石を
界磁手段とする回転子を有するものにおいて、前記永久
磁石の内面を円弧面に形成し、且つこの永久磁石の磁極
境界部の径方向厚さ寸法を磁極中央部の径方向厚さの
０．３〜０．７倍の範囲内に設定し、且つこの永久磁石
の外面の形状を、下記（１）式および（２）式のｒ
（θ）であらわされる曲面形状に形成したことを特徴と
する永久磁石形モータ。 【数１】 θは機械角角度位置（各永久磁石の磁極中央でθ＝０
［ｒａｄ］） ｒｃは永久磁石の外面中央部に対する回転中心からの距
離［ｍｍ］ ｒｂは永久磁石の外面磁極境界部に対する回転中心から
の距離［ｍｍ］ Ｐは永久磁石の全磁極数 - 【請求項２】 略リング状に等配した複数の永久磁石を
界磁手段とする回転子を有するものにおいて、前記永久
磁石の内面を円弧面に形成し、且つこの永久磁石の磁極
境界部の径方向厚さ寸法を磁極中央部の径方向厚さの
０．３〜０．７倍の範囲内に設定し、且つこの永久磁石
の外面の形状を、下記（３）式のｒ（θ）であらわされ
る曲面形状に形成したことを特徴とする永久磁石形モー
タ。 【数２】 θは機械角角度位置（各永久磁石の磁極中央でθ＝０
［ｒａｄ］） ｒｃは永久磁石の外面中央部に対する回転中心からの距
離［ｍｍ］ ｒｂは永久磁石の外面磁極境界部に対する回転中心から
の距離［ｍｍ］ ｇｍｉｎは最小空隙長［ｍｍ］ Ｐは永久磁石の全磁極数 - 【請求項３】 略リング状に等配した複数の４ｎ（ｎは
自然数）極の永久磁石を界磁手段とする回転子と、９ｎ
個のスロットの固定子鉄心を有する固定子とを備えたも
のにおいて、前記永久磁石の内面を円弧面に形成し、且
つこの永久磁石の磁極境界部の径方向厚さ寸法を磁極中
央部の径方向厚さの０．３〜０．７倍の範囲内に設定
し、且つこの永久磁石の外面と固定子内面との間の１極
分の空隙長を下記（４）式で表されるｇ（θ）となるよ
うに形成したことを特徴とする永久磁石形モータ。 【数３】 θは機械角角度位置（各永久磁石の磁極中央でθ＝０
［ｒａｄ］） ｇｍａｘは最大空隙長［ｍｍ］ ｇｍｉｎは最小空隙長［ｍｍ］ ｎは永久磁石の全磁極数／４
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06217478A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 永久磁石形モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06217478A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 永久磁石形モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06217478A true JPH06217478A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=11639997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06217478A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 永久磁石形モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06217478A (ja) |
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- 1993-01-19 JP JP50A patent/JPH06217478A/ja active Pending
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