JPH09163646A - モータ - Google Patents
モータInfo
- Publication number
- JPH09163646A JPH09163646A JP7311476A JP31147695A JPH09163646A JP H09163646 A JPH09163646 A JP H09163646A JP 7311476 A JP7311476 A JP 7311476A JP 31147695 A JP31147695 A JP 31147695A JP H09163646 A JPH09163646 A JP H09163646A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- slots
- motor
- slot
- cogging torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コギングトルクが少なくて回転精度が高くか
つモータ効率の高いモータを提供する。 【解決手段】 ２ｎ極のスロットを有するコア１と、２
ｍ極の着磁を有してコアと磁気回路を構成するマグネッ
トとを有するモータにおいて、コア１のスロットの幅を
一定とし、コア１の突極の幅を変えることにより、スロ
ットのピッチが、全周を２ｎ等分した角度に対して、９
０／ｋ°（ｋはｎ、ｍの最小公倍数）の前後±１０％の
範囲の一定角度だけ小さいスロットと、同じ角度だけ大
きいスロットが交互になるようにスロットを配置するこ
とにより、単一のモータ内部に１８０°位相が異なる２
つのコギングトルクを発生させ、コギングトルクを互い
に打ち消してコギングトルクを極めて小さく抑える。
つモータ効率の高いモータを提供する。 【解決手段】 ２ｎ極のスロットを有するコア１と、２
ｍ極の着磁を有してコアと磁気回路を構成するマグネッ
トとを有するモータにおいて、コア１のスロットの幅を
一定とし、コア１の突極の幅を変えることにより、スロ
ットのピッチが、全周を２ｎ等分した角度に対して、９
０／ｋ°（ｋはｎ、ｍの最小公倍数）の前後±１０％の
範囲の一定角度だけ小さいスロットと、同じ角度だけ大
きいスロットが交互になるようにスロットを配置するこ
とにより、単一のモータ内部に１８０°位相が異なる２
つのコギングトルクを発生させ、コギングトルクを互い
に打ち消してコギングトルクを極めて小さく抑える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器あるいは
映像・音響機器等に使用されるモータに関するものであ
る。
映像・音響機器等に使用されるモータに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、モータは情報機器あるいは映像・
音響機器の高密度記録化により、回転精度の高いモータ
への要求が高まりつつある。
音響機器の高密度記録化により、回転精度の高いモータ
への要求が高まりつつある。
【０００３】以下に従来のモータについて説明する。図
５は従来のモータのコアの形状及びマグネットの着磁の
構成を示すものである。従来のモータは、図５（ａ）に
示すように、均等に配置された６極の突極を有するコア
１１と、８極の着磁を有してコア１１と磁気回路を構成
するマグネット１２とを備えた構成となっている。ま
た、マグネット１２の着磁は、図５（ｂ）に示すように
均等に着磁された構成となっている。
５は従来のモータのコアの形状及びマグネットの着磁の
構成を示すものである。従来のモータは、図５（ａ）に
示すように、均等に配置された６極の突極を有するコア
１１と、８極の着磁を有してコア１１と磁気回路を構成
するマグネット１２とを備えた構成となっている。ま
た、マグネット１２の着磁は、図５（ｂ）に示すように
均等に着磁された構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、機器の高密度記録化が進み、回転精度の
高いモータが要求されるようになってきた今日では、コ
アとマグネットの間に発生する吸引力による影響を受け
て発生するコギングトルクのために、回転精度が悪化す
るという問題があった。
来の構成では、機器の高密度記録化が進み、回転精度の
高いモータが要求されるようになってきた今日では、コ
アとマグネットの間に発生する吸引力による影響を受け
て発生するコギングトルクのために、回転精度が悪化す
るという問題があった。
【０００５】また、このような問題点に対する対策とし
て、着磁にスキューをかけ、あるいはコアの突極の先端
部分の幅を調整する等の方法によりコギングトルクを低
減する手段が提案されているが、モータの効率が悪化
し、効率とコギングトルクの低減が両立しないという問
題があった。
て、着磁にスキューをかけ、あるいはコアの突極の先端
部分の幅を調整する等の方法によりコギングトルクを低
減する手段が提案されているが、モータの効率が悪化
し、効率とコギングトルクの低減が両立しないという問
題があった。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、コギ
ングトルクが少なくて回転精度が高くかつモータ効率の
高いモータを提供することを目的としている。
ングトルクが少なくて回転精度が高くかつモータ効率の
高いモータを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のモータは、２ｎ
極のスロットを有するコアと、２ｍ極の着磁を有してコ
アと磁気回路を構成するマグネットとを有するモータに
おいて、コアのスロットの幅を一定とし、コアの突極の
幅を変えることにより、スロットのピッチが、全周を２
ｎ等分した角度に対して、９０／ｋ°（ｋはｎ、ｍの最
小公倍数）の前後±１０％の範囲の一定角度だけ小さい
スロットと、同じ角度だけ大きいスロットが交互になる
ようにスロットを配置することにより、単一のモータ内
部に１８０°位相が異なる２つのコギングトルクを発生
させて、一方のコギングトルクにより他方のコギングト
ルクを打ち消すことによりコギングトルクを極めて小さ
く抑え、回転精度の高いモータを提供できるようにして
いる。
極のスロットを有するコアと、２ｍ極の着磁を有してコ
アと磁気回路を構成するマグネットとを有するモータに
おいて、コアのスロットの幅を一定とし、コアの突極の
幅を変えることにより、スロットのピッチが、全周を２
ｎ等分した角度に対して、９０／ｋ°（ｋはｎ、ｍの最
小公倍数）の前後±１０％の範囲の一定角度だけ小さい
スロットと、同じ角度だけ大きいスロットが交互になる
ようにスロットを配置することにより、単一のモータ内
部に１８０°位相が異なる２つのコギングトルクを発生
させて、一方のコギングトルクにより他方のコギングト
ルクを打ち消すことによりコギングトルクを極めて小さ
く抑え、回転精度の高いモータを提供できるようにして
いる。
【０００８】また、ｎ極の突極を有するコアと、ｍ極の
着磁を有してコアと磁気回路を構成するマグネットとを
有するモータにおいて、マグネットのコア突極に対向す
る部分の着磁を、回転軸芯方向に２分してその両半分を
１８０／ｋ°（ｋはｎ、ｍの最小公倍数）の前後±１０
％の範囲で回転方向にずらせても同様の作用が得られ、
さらにその際に中間部分の着磁を反対部分に食い込むよ
うにＳ字状に湾曲させることにより、上下の磁気の干渉
を打ち消して磁束の波形が理想に近い形になるようにし
ている。
着磁を有してコアと磁気回路を構成するマグネットとを
有するモータにおいて、マグネットのコア突極に対向す
る部分の着磁を、回転軸芯方向に２分してその両半分を
１８０／ｋ°（ｋはｎ、ｍの最小公倍数）の前後±１０
％の範囲で回転方向にずらせても同様の作用が得られ、
さらにその際に中間部分の着磁を反対部分に食い込むよ
うにＳ字状に湾曲させることにより、上下の磁気の干渉
を打ち消して磁束の波形が理想に近い形になるようにし
ている。
【０００９】
（第１の実施形態）以下、本発明の第１の実施形態につ
いて、図１、図２を参照して説明する。
いて、図１、図２を参照して説明する。
【００１０】図１は、スロット６極、着磁８極の場合の
コア１の形状を示している。本実施形態のコア１では、
コアのスロット幅を一定し、突極の幅を変えることによ
り、スロットピッチが６０−α°と６０＋α°のスロッ
トを交互に配置して構成している。
コア１の形状を示している。本実施形態のコア１では、
コアのスロット幅を一定し、突極の幅を変えることによ
り、スロットピッチが６０−α°と６０＋α°のスロッ
トを交互に配置して構成している。
【００１１】コキングトルクは、スロットを基準に考え
ると、スロット数と着磁極数の最小公倍数の繰り返し波
形となるが、本実施形態の場合、コギングトルクは、ス
ロットＵ１、Ｖ１、Ｗ１によるコギングルクと、Ｕ２、
Ｖ２、Ｗ２によるコギンクトルクの合成として考えるこ
とができる。スロットＵ１、Ｖ１、Ｗ１によるコギング
トルクはスロット数３、着磁極数８よりモータ１回転当
たり、その最小公倍数である２４回の繰り返し波形とな
る。また、スロットＵ２、Ｖ２、Ｗ２によるコギングト
ルクも同様にモータ１回転当たり、２４回の繰り返し波
形となる。ここで、スロットＵ１、Ｖ１、Ｗ１とスロッ
トＵ２、Ｖ２、Ｗ２のマグネットに対する相対位置に着
目すると、スロットＵ１、Ｖ１、Ｗ１とスロットＵ２、
Ｖ２、Ｗ２ではマグネットに対する相対位置がα°ずれ
ていることが分かる。ここで、α°にコギングトルク半
周期分に当たる７．５°を選ぶことにより、スロットＵ
１、Ｖ１、Ｗ１によるコギングトルクとスロットＵ２、
Ｖ２、Ｗ２によるコギングトルクは１８０°位相が異な
り、両者のコギングトルクが打ち消し合い、コギングト
ルクが小さく抑えられる。
ると、スロット数と着磁極数の最小公倍数の繰り返し波
形となるが、本実施形態の場合、コギングトルクは、ス
ロットＵ１、Ｖ１、Ｗ１によるコギングルクと、Ｕ２、
Ｖ２、Ｗ２によるコギンクトルクの合成として考えるこ
とができる。スロットＵ１、Ｖ１、Ｗ１によるコギング
トルクはスロット数３、着磁極数８よりモータ１回転当
たり、その最小公倍数である２４回の繰り返し波形とな
る。また、スロットＵ２、Ｖ２、Ｗ２によるコギングト
ルクも同様にモータ１回転当たり、２４回の繰り返し波
形となる。ここで、スロットＵ１、Ｖ１、Ｗ１とスロッ
トＵ２、Ｖ２、Ｗ２のマグネットに対する相対位置に着
目すると、スロットＵ１、Ｖ１、Ｗ１とスロットＵ２、
Ｖ２、Ｗ２ではマグネットに対する相対位置がα°ずれ
ていることが分かる。ここで、α°にコギングトルク半
周期分に当たる７．５°を選ぶことにより、スロットＵ
１、Ｖ１、Ｗ１によるコギングトルクとスロットＵ２、
Ｖ２、Ｗ２によるコギングトルクは１８０°位相が異な
り、両者のコギングトルクが打ち消し合い、コギングト
ルクが小さく抑えられる。
【００１２】図２は、このコア１によるコギングトルク
の低減効果を、従来のコアの場合とで比較したものであ
る。横軸はコア１の突極幅を電気角で表したものであ
る。従来の場合、突極幅を選ぶことによりコギングトル
クはある程度低減できるが、最も効率の良い１８０°付
近ではコギングトルクは極大となり、効率とコギングト
ルクの低減が両立しない。しかし、本実施形態のコアを
用いた場合、コギングトルクはコアの突極幅によらず非
常に低いレベルで安定しており、効率の最も良い１８０
°付近では従来の場合の８分の１以下に抑えられてお
り、効率とコギングトルクの低減が両立している。
の低減効果を、従来のコアの場合とで比較したものであ
る。横軸はコア１の突極幅を電気角で表したものであ
る。従来の場合、突極幅を選ぶことによりコギングトル
クはある程度低減できるが、最も効率の良い１８０°付
近ではコギングトルクは極大となり、効率とコギングト
ルクの低減が両立しない。しかし、本実施形態のコアを
用いた場合、コギングトルクはコアの突極幅によらず非
常に低いレベルで安定しており、効率の最も良い１８０
°付近では従来の場合の８分の１以下に抑えられてお
り、効率とコギングトルクの低減が両立している。
【００１３】なお、上記説明ではα°を７．５°とした
が、実際は磁気飽和、ヒステリシス特性等により、この
角度から僅かにずれた位置に、コギングトルクが最小に
なるポイントが存在する場合が多く、このずれを考慮に
入れることにより、さらにコギングルクの小さいモータ
を得ることができる。
が、実際は磁気飽和、ヒステリシス特性等により、この
角度から僅かにずれた位置に、コギングトルクが最小に
なるポイントが存在する場合が多く、このずれを考慮に
入れることにより、さらにコギングルクの小さいモータ
を得ることができる。
【００１４】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態について、図３、図４を参照して説明する。
実施形態について、図３、図４を参照して説明する。
【００１５】図３（ａ）は、突極６極、着磁８極の場合
のコア１とマグネット２の構成を示している。マグネッ
ト２は、図３（ｂ）にその着磁展開図を示すように、マ
グネット２の上半分と下半分とでα°ずつずらして着磁
されている。
のコア１とマグネット２の構成を示している。マグネッ
ト２は、図３（ｂ）にその着磁展開図を示すように、マ
グネット２の上半分と下半分とでα°ずつずらして着磁
されている。
【００１６】さらに、図３（ｂ）において、マグネット
２の中間部分の着磁は互いに相手側に食い込むようにＳ
字状に湾曲させている。これは、着磁を鋭角的に切り替
えた場合、コア１とマグネット２の間に発生する磁束分
布が中間部分で上下の磁極の影響を受けて着磁通りにな
らずになまった形となるため、図３（ｃ）に詳細に示す
ように、中間部分の着磁を互いに相手側に食い込むよう
にＳ字状に湾曲させてその影響を打ち消し、破線で示す
ように磁束分布が丁度鋭角的に切り変わるように調整す
るためのものであり、こうすることによってより理想に
近い磁束分布が得られる。
２の中間部分の着磁は互いに相手側に食い込むようにＳ
字状に湾曲させている。これは、着磁を鋭角的に切り替
えた場合、コア１とマグネット２の間に発生する磁束分
布が中間部分で上下の磁極の影響を受けて着磁通りにな
らずになまった形となるため、図３（ｃ）に詳細に示す
ように、中間部分の着磁を互いに相手側に食い込むよう
にＳ字状に湾曲させてその影響を打ち消し、破線で示す
ように磁束分布が丁度鋭角的に切り変わるように調整す
るためのものであり、こうすることによってより理想に
近い磁束分布が得られる。
【００１７】本実施形態の場合、コギングトルクは突極
６極、着磁８より、モータ１回転当たり、その最小公倍
数である２４回の繰り返し波形となる。ここで、マグネ
ット２の上半分と下半分で分けて考えると、上下に発生
するコギングトルクは、α°分だけずれた波形となる。
ここで、α°として、コギングトルクの半周期分に当た
る７．５°を選ぶことにより、上下では１８０°位相の
違うコギングトルクが発生することになり、上下のコギ
ングトルクが打ち消し合い、コギングトルクを小さく抑
えることができる。
６極、着磁８より、モータ１回転当たり、その最小公倍
数である２４回の繰り返し波形となる。ここで、マグネ
ット２の上半分と下半分で分けて考えると、上下に発生
するコギングトルクは、α°分だけずれた波形となる。
ここで、α°として、コギングトルクの半周期分に当た
る７．５°を選ぶことにより、上下では１８０°位相の
違うコギングトルクが発生することになり、上下のコギ
ングトルクが打ち消し合い、コギングトルクを小さく抑
えることができる。
【００１８】図４は、このようなマグネット着磁の有利
性を示す。従来のモータでは、コギングトルクの低減対
策としてスキュー着磁が用いられているが、スキュー着
磁の場合、スキュー角度を大きくすることにより急激に
コギングが低下しているが、同時に効率も低下してしま
う。本実施形態の場合、従来のモータに比較して同一コ
ギングトルクの場合でも効率が良く、効果的にコギング
トルクを低減することができる。
性を示す。従来のモータでは、コギングトルクの低減対
策としてスキュー着磁が用いられているが、スキュー着
磁の場合、スキュー角度を大きくすることにより急激に
コギングが低下しているが、同時に効率も低下してしま
う。本実施形態の場合、従来のモータに比較して同一コ
ギングトルクの場合でも効率が良く、効果的にコギング
トルクを低減することができる。
【００１９】なお、上記説明では、α°を７．５°とし
たが、実際は上下間の磁気の干渉により、この角度から
僅かにずれた位置に、コギングトルクが最小になるポイ
ントが存在する場合が多く、このずれを考慮に入れるこ
とにより、さらにコギングルクの小さいモータを得るこ
とができる。
たが、実際は上下間の磁気の干渉により、この角度から
僅かにずれた位置に、コギングトルクが最小になるポイ
ントが存在する場合が多く、このずれを考慮に入れるこ
とにより、さらにコギングルクの小さいモータを得るこ
とができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明のモータによれば、以上の説明か
ら明らかなように、コアの突極、あるいはマグネットの
着磁の形状を工夫することにより、単一のモータ内部に
１８０°位相が異なる２つのコギングトルクを発生させ
るようにしているので、一方のコギングトルクにより他
方のコギングトルクが打ち消され、コギングトルクを極
めて小さく抑えることができ、回転精度の高いモータを
提供できる。
ら明らかなように、コアの突極、あるいはマグネットの
着磁の形状を工夫することにより、単一のモータ内部に
１８０°位相が異なる２つのコギングトルクを発生させ
るようにしているので、一方のコギングトルクにより他
方のコギングトルクが打ち消され、コギングトルクを極
めて小さく抑えることができ、回転精度の高いモータを
提供できる。
【図１】本発明の第１の実施形態のモータにおけるコア
の形状を示す正面図である。
の形状を示す正面図である。
【図２】同実施形態のモータの特性を従来例と比較して
示した図であり、（ａ）は突極幅とコギングトルクの関
係の説明図、（ｂ）は突極幅と効率の関係の説明図であ
る。
示した図であり、（ａ）は突極幅とコギングトルクの関
係の説明図、（ｂ）は突極幅と効率の関係の説明図であ
る。
【図３】本発明の第２の実施形態のモータを示し、
（ａ）はコアとマグネットの構成図、（ｂ）はマグネッ
トの着磁展開図、（ｃ）は着磁とコア、マグネット間の
磁束分布を示す説明図である。
（ａ）はコアとマグネットの構成図、（ｂ）はマグネッ
トの着磁展開図、（ｃ）は着磁とコア、マグネット間の
磁束分布を示す説明図である。
【図４】同実施形態におけるコギングトルクと効率を従
来のスキュー角を設ける場合と比較して示した説明図で
ある。
来のスキュー角を設ける場合と比較して示した説明図で
ある。
【図５】従来例のモータを示し、（ａ）はコアとマグネ
ットの構成図、（ｂ）はマグネットの着磁展開図であ
る。
ットの構成図、（ｂ）はマグネットの着磁展開図であ
る。
１ コア １ａ 突極 ２ マグネット Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１ スロット Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２ スロット
Claims (2)
- 【請求項１】 ２ｎ極のスロットを有するコアと、２ｍ
極の着磁を有してコアと磁気回路を構成するマグネット
とを有するモータにおいて、コアのスロットの幅を一定
とし、コアの突極の幅を変えることにより、スロットの
ピッチが、全周を２ｎ等分した角度に対して、９０／ｋ
°（ｋはｎ、ｍの最小公倍数）の前後±１０％の範囲の
一定角度だけ小さいスロットと、同じ角度だけ大きいス
ロットが交互になるようにスロットを配置したことを特
徴とするモータ。 - 【請求項２】 ｎ極の突極を有するコアと、ｍ極の着磁
を有してコアと磁気回路を構成するマグネットとを有す
るモータにおいて、マグネットのコア突極に対向する部
分の着磁を、回転軸芯方向に２分してその両半分を１８
０／ｋ°（ｋはｎ、ｍの最小公倍数）の前後±１０％の
範囲で回転方向にずらせ、かつ中間部分の着磁を反対部
分に食い込むようにＳ字状に湾曲させたことを特徴とす
るモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7311476A JPH09163646A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7311476A JPH09163646A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09163646A true JPH09163646A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18017685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7311476A Pending JPH09163646A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09163646A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002218717A (ja) * | 2001-01-15 | 2002-08-02 | Minebea Co Ltd | Ｄｃモータ |
| WO2003105321A1 (ja) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | 豊田工機株式会社 | 電気モータ |
| US6710493B2 (en) | 2001-06-29 | 2004-03-23 | Asmo Co., Ltd. | Dynamo-electric machine having tapered magnets secured to yoke |
| JP2007028868A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機の固定子 |
| CN102801234A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-11-28 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 在电动机中不对称的转子槽 |
| CN104052172A (zh) * | 2013-03-15 | 2014-09-17 | 株式会社安川电机 | 旋转电机 |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP7311476A patent/JPH09163646A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002218717A (ja) * | 2001-01-15 | 2002-08-02 | Minebea Co Ltd | Ｄｃモータ |
| US6710493B2 (en) | 2001-06-29 | 2004-03-23 | Asmo Co., Ltd. | Dynamo-electric machine having tapered magnets secured to yoke |
| WO2003105321A1 (ja) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | 豊田工機株式会社 | 電気モータ |
| JP2007028868A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機の固定子 |
| CN102801234A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-11-28 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 在电动机中不对称的转子槽 |
| CN104052172A (zh) * | 2013-03-15 | 2014-09-17 | 株式会社安川电机 | 旋转电机 |
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