JPS5852426B2 - Electric motor - Google Patents

Electric motor

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Publication number
JPS5852426B2
JPS5852426B2 JP52132864A JP13286477A JPS5852426B2 JP S5852426 B2 JPS5852426 B2 JP S5852426B2 JP 52132864 A JP52132864 A JP 52132864A JP 13286477 A JP13286477 A JP 13286477A JP S5852426 B2 JPS5852426 B2 JP S5852426B2
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magnetic pole
magnetic
auxiliary
poles
permanent magnet
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JP52132864A
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祥晃 五十嵐
誠 後藤
一二 小林
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多数極に着磁されたロータを構成するところ
の永久磁石に電機子鉄心を構成する磁性極を対向させた
構造の電動機に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electric motor having a structure in which magnetic poles forming an armature core are opposed to permanent magnets forming a multi-pole magnetized rotor.

一般に、電機子鉄心lこ磁性極を形威し、それに巻線を
施した電動機においては、永久磁石の極数が多くなると
、磁性極数、巻線数も多くなる。
Generally, in a motor having an armature core with one magnetic pole and windings thereon, as the number of permanent magnet poles increases, the number of magnetic poles and the number of windings also increase.

その結果、極数が多い場合には巻線工数が増え、製造が
煩雑になるという欠点があり、永久磁石の極数を多くす
ることが難かしかった。
As a result, when the number of poles is large, the number of winding steps increases and manufacturing becomes complicated, making it difficult to increase the number of poles of a permanent magnet.

そのため、たとえば巻線【こ誘起される逆起電力を利用
して速度制御をかける場合番こは、逆起電力1こ含まれ
るリップルの周波数が低いため、リップル除去用フィル
タのカットオフ周波数を低くする必要があり、その結果
、制御利得を高くできないというような問題があった。
Therefore, for example, when speed control is performed using the back electromotive force induced in the winding, the ripple frequency included in the back electromotive force is low, so the cutoff frequency of the ripple removal filter is set low. As a result, there was a problem that the control gain could not be increased.

そのような問題を解決するため(こ、電機子鉄心の巻線
用磁性極の対向ピッチを永久磁石の1磁極ピツチの3以
上の奇数倍にすることにより、巻線数を少なくするよう
にした第1図に例示するごとき構造の電動機が提案され
ている(公知ではない)。
In order to solve such problems, the number of windings was reduced by increasing the opposing pitch of the magnetic poles for the winding of the armature core to an odd number of 3 or more times the pitch of one magnetic pole of the permanent magnet. An electric motor having a structure as illustrated in FIG. 1 has been proposed (not publicly known).

これについで説明すると、回転子1に取付けられた永久
磁石2は等角度間隔(36°)または、はぼ等角度間隔
tこ10極着磁された円環状の磁石である。
To explain this further, the permanent magnet 2 attached to the rotor 1 is an annular magnet magnetized with 10 poles at equal angular intervals (36 degrees) or approximately at equal angular intervals t.

電機子鉄心3は3個の巻線用の主磁性極4a、4b、4
cと3個の補助磁性極5a 、 5b5cとを有してい
る。
The armature core 3 has three main magnetic poles 4a, 4b, 4 for windings.
c and three auxiliary magnetic poles 5a, 5b5c.

各巻線用の主磁性極4a。4b、4c)こは、それぞれ
1個の巻線6a、6b。
Main magnetic pole 4a for each winding. 4b, 4c) These are one winding 6a, 6b, respectively.

6cが巻装されている。6c is wrapped.

前記各磁性極4a〜4c5a〜5cの中心は等角度間隔
(600)または、はぼ等角度間隔に配置されており、
各巻線用の主磁性極4a〜4cの永久磁石2からの磁束
を流出入させる実効的な対向ピッチは、永久磁石2の1
磁極ピツチの3倍(108°)lこほぼ等しく約109
.1°であり、各補助磁性極5a〜5cの実効的な対向
ピンチは約10.9°になっている。
The centers of the magnetic poles 4a to 4c 5a to 5c are arranged at equal angular intervals (600) or at approximately equal angular intervals,
The effective opposing pitch of the main magnetic poles 4a to 4c for each winding through which the magnetic flux from the permanent magnet 2 flows in and out is 1 of the permanent magnet 2.
3 times the magnetic pole pitch (108°) is approximately equal to approximately 109
.. 1 degree, and the effective opposing pinch of each of the auxiliary magnetic poles 5a to 5c is about 10.9 degrees.

また、各巻線用の主磁性極4a〜4cの永久磁石2の着
磁面と対向する部分には、前記各磁性極間の溝8と磁気
的にはぼ同等な効果を有する補助溝7が図面の紙面に対
して垂直な方向に9個づつ設けられている。
Further, in the portions of the main magnetic poles 4a to 4c for each winding that face the magnetized surfaces of the permanent magnets 2, there are auxiliary grooves 7 having almost the same magnetic effect as the grooves 8 between the magnetic poles. Nine pieces are provided in each direction perpendicular to the plane of the drawing.

補助溝7と磁性極間の溝8とからなる電機子鉄心3の有
する溝の全体が、電機子鉄心3の中心0に対して等角度
間隔または、はぼ等角度間隔(3600/33中10.
9°)1こ配置されている。
The entire groove of the armature core 3, consisting of the auxiliary groove 7 and the groove 8 between the magnetic poles, is spaced at equal angular intervals or approximately at equal angular intervals (10 out of 3600/33) with respect to the center 0 of the armature core 3. ..
9°) is placed.

なお前記補助溝7の効果iこついては後述する。The effect of the auxiliary groove 7 will be described later.

巻線用の主磁性極4 a 、4 b z 4 cは永久
磁石2の磁極との相対位置関係【こついて独立な3相に
わかれている。
The main magnetic poles 4 a , 4 b z 4 c for winding are divided into three independent phases due to their relative positional relationship with the magnetic poles of the permanent magnet 2.

巻線6a、6bt6cに流入する磁束は、巻線用の磁性
極4a、4b、4cの先端から永久磁石2より流入する
磁束に等しいから、巻線6a、6b、6cが独立な3相
(こわかれていることIこなる。
The magnetic flux flowing into the windings 6a, 6bt6c is equal to the magnetic flux flowing from the permanent magnet 2 from the tips of the winding magnetic poles 4a, 4b, 4c, so the windings 6a, 6b, 6c are independent three-phase (this What I know is this.

従って、たとえばホール素子などの磁気感応素子lこよ
り永久磁石2の回転位置を検出し、トランジスタなどの
半導体スイッチ【こより一定の電流を通電する巻線を順
次切換えるならば、回転子1を同一方向へ回転させるこ
とができる。
Therefore, if the rotational position of the permanent magnet 2 is detected by a magnetically sensitive element such as a Hall element, and the windings carrying a constant current are sequentially switched by a semiconductor switch such as a transistor, the rotor 1 is moved in the same direction. It can be rotated.

次Iここの第1図に例示した電動機のコギング力ならび
に補助溝7の効果Eこついて説明する。
Next, the cogging force of the electric motor and the effect of the auxiliary groove 7 illustrated in FIG. 1 will be explained.

一般に、永久磁石2と電機子鉄心3の間の磁場に貯えら
れた磁気エネルギーが、電磁子鉄心の回転位置Iこ応じ
て変化することにより、コギング力が生じる。
Generally, cogging force is generated when the magnetic energy stored in the magnetic field between the permanent magnet 2 and the armature core 3 changes depending on the rotational position I of the armature core.

磁気エネルギーは磁束密度の2乗に関係する量であるか
ら、永久磁石2は1磁極ピツチを基本周期として、その
高調波成分の磁気的な変動分を有している。
Since magnetic energy is a quantity related to the square of the magnetic flux density, the permanent magnet 2 has a magnetic fluctuation of its harmonic component, with one magnetic pole pitch as a fundamental period.

従って、永久磁石2の1磁極ピツチを基本周期として、
電機子鉄心3の磁気的な変動分を考えれば良く、一般に
その変動量を小さくするならばコギング力は小さくなる
Therefore, with one magnetic pole pitch of the permanent magnet 2 as the fundamental period,
It is only necessary to consider the magnetic variation of the armature core 3, and generally speaking, if the amount of variation is reduced, the cogging force will be reduced.

電機子鉄心3の磁気的な変動は磁性極間の溝8と補助溝
7によって生じ、これらの溝による磁気的な変動は永久
磁石2の表面の各点からみたパーミアンス(磁気抵抗の
逆数)の場所的な変動(こよって表わされる。
Magnetic fluctuations in the armature core 3 are caused by the grooves 8 between the magnetic poles and the auxiliary grooves 7, and the magnetic fluctuations due to these grooves correspond to the permeance (reciprocal of magnetic resistance) seen from each point on the surface of the permanent magnet 2. Locational variation (expressed by this)

これについて、第2図を参照して説明する。This will be explained with reference to FIG.

第2図Aは磁性極間の溝8(こよる磁気的な変動分を示
す。
FIG. 2A shows the magnetic fluctuation caused by the groove 8 between the magnetic poles.

全周に6個ある各溝の変動分(破線)を合成すると、図
示の実線のごとく3個の谷を有する。
When the fluctuations (broken lines) of the six grooves around the entire circumference are combined, there are three valleys as shown by the solid lines in the figure.

補助溝7を有する場合の磁気的な合成変動分を第2図B
に実線で示す。
Figure 2B shows the magnetic composite fluctuation when the auxiliary groove 7 is provided.
is shown by a solid line.

同図の各破線は補助溝7または磁性極間の溝8の各溝に
よる変動分を示している。
Each broken line in the figure indicates a variation due to each groove in the auxiliary groove 7 or the groove 8 between the magnetic poles.

補助溝7と磁性極間の溝8は磁気的lこほぼ同等な効果
を有し、それらの33個の溝が1磁極ピツチの1/33
の位相差を有して配置されている。
The auxiliary groove 7 and the groove 8 between the magnetic poles have almost the same magnetic effect, and the 33 grooves are 1/33 of the pitch of one magnetic pole.
They are arranged with a phase difference of .

すなわち、永久磁石2の1磁極ピツチを基本周期とする
とき、補助溝7の位相は磁性極間の溝8の位相と異なら
せである(ここでは、すべての溝の位相が異なるように
している)。
That is, when the basic period is one magnetic pole pitch of the permanent magnet 2, the phase of the auxiliary groove 7 is different from the phase of the groove 8 between the magnetic poles (here, the phase of all the grooves is made to be different). ).

その結果、第1図の電動機の電機子鉄心の有する磁気的
な変動分は、第2図Bに実線で示すごとくなる。
As a result, the magnetic variation of the armature core of the motor shown in FIG. 1 becomes as shown by the solid line in FIG. 2B.

これを、補助溝7を設けない場合すなわち第2図Aの実
線と比較するならば、変動周波数(磁気的な変動分の谷
と谷のピッチの逆数)は高くなり、かつ大きさは減少し
ている。
If we compare this with the case where the auxiliary groove 7 is not provided, that is, the solid line in Fig. 2A, the fluctuation frequency (the reciprocal of the pitch between the valleys of the magnetic fluctuation) becomes higher and the magnitude decreases. ing.

従って、電機子鉄心3の磁気的な変動量が小さくなり、
コギング力は減少する。
Therefore, the amount of magnetic fluctuation of the armature core 3 is reduced,
The cogging force decreases.

また、一般に、電機子鉄心3の磁気的な変動分の周波数
が高い場合には、永久磁石2の有している磁気的な変化
分の該当成分の大きさは小さくなり、その両者の相互作
用であるコギング力は小さくなるから、本例のコギング
力はさらに小さいものとなる。
Additionally, in general, when the frequency of the magnetic variation of the armature core 3 is high, the magnitude of the corresponding component of the magnetic variation of the permanent magnet 2 becomes small, and the interaction between the two becomes smaller. Since the cogging force becomes smaller, the cogging force in this example becomes even smaller.

なお、第2図において更に具体的データを記載すれば次
のごとくである。
In addition, more specific data in FIG. 2 is as follows.

第2図Aにおいて、 破線の双峰の間隔:2.7mm(中30/11 )3個
の山の間隔 :30間 第2図Bにおいて、 破線の山の数 :33 破線の山の間隔:2.7朋(中90/33)実線の山の
数 :33 実線の山の間隔=2.7朋(中90/33 )以上の説
明から明らかなととく、第1図1こ開示した電動機は、
巻線数が少ないために製造が簡単であり、かつ補助溝の
作用によってコギング力が小さいという点で有利である
In Figure 2A, the distance between the two peaks on the dashed line: 2.7 mm (30/11 in the middle).The distance between the three peaks: 30. In Figure 2B, the number of peaks on the dashed line: 33.The distance between the peaks on the dashed line: 2.7 tomo (middle school 90/33) Number of peaks on the solid line: 33 Interval between peaks in the solid line = 2.7 tomo (middle school 90/33) From the above explanation, it is clear that the electric motor disclosed in FIG. teeth,
It is advantageous in that it is simple to manufacture due to the small number of windings, and the cogging force is small due to the effect of the auxiliary groove.

しかし、巻線用の磁性極の実効的な対向ピッチが、永久
磁石の1磁極ピツチの3以上の寄数倍であるため、巻線
用磁性極に流入する磁束の最大値は高々1磁極から流入
する磁束でしかなく、磁極の利用率が悪い。
However, since the effective opposing pitch of the magnetic poles for the winding is an integer multiple of 3 or more than the pitch of one magnetic pole of the permanent magnet, the maximum value of the magnetic flux flowing into the magnetic pole for the winding is at most from one magnetic pole. It's just magnetic flux flowing in, and the utilization rate of the magnetic poles is poor.

すなわち、効率の悪い電動機となっている。In other words, the electric motor has poor efficiency.

本発明は、そのような点を更に改良した効率の良い電動
機を提供するものである。
The present invention provides an efficient electric motor that is further improved in these respects.

以下、本発明を図示の実施例に基いて説明する。Hereinafter, the present invention will be explained based on illustrated embodiments.

第3図は本発明の一実施例の要部構成図であり、第4図
はその概略平面展開図である。
FIG. 3 is a block diagram of a main part of an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic plan development view thereof.

第3図において、回転子1に取付けられた永久磁石2は
等ピッチ間隔(36°)もしくは、はぼ等ピッチ間隔に
N極、S極を交互【こ偶数極(io極)着磁された円環
状の磁石であり、第1図(こ示した電動機の場合と同様
である。
In Fig. 3, the permanent magnets 2 attached to the rotor 1 are magnetized with alternating north and south poles at equal pitch intervals (36°) or approximately at equal pitch intervals. It is an annular magnet, and is similar to the case of the electric motor shown in FIG.

6個の主磁性極12 al、12a2゜12b1,12
b2,12c1,12C2を有する主磁性極構成体11
と、6個の補助磁性極14a。
6 main magnetic poles 12 al, 12a2゜12b1, 12
Main magnetic pole structure 11 having b2, 12c1, 12C2
and six auxiliary magnetic poles 14a.

14b、14c、14d、14e、14fを有する補助
磁性極構成体13と、それらの磁性極構成体11と13
を磁気的に結合する連結磁性体15とにより電機子鉄心
が構成されている。
Auxiliary magnetic pole arrangement 13 having 14b, 14c, 14d, 14e, 14f and their magnetic pole arrangement 11 and 13
An armature core is constituted by a connecting magnetic body 15 that magnetically couples the two.

上記主磁性極構成体11や補助磁性極構成体13は、た
とえば鉄板を折り曲げることで構成できる。
The main magnetic pole structure 11 and the auxiliary magnetic pole structure 13 can be constructed by, for example, bending an iron plate.

更に2個の主磁性極12a1と12a2に流出入する磁
束を集束された主磁性極の基部に巻線16aが巻装され
ている。
Furthermore, a winding 16a is wound around the base of the two main magnetic poles 12a1 and 12a2, where the magnetic fluxes flowing in and out of the main magnetic poles are focused.

同様に、主磁性極12b1と12b2に巻線16bが、
そして主磁性極12c1と12 C2#こ巻線16cが
施されている。
Similarly, the windings 16b are connected to the main magnetic poles 12b1 and 12b2.
Main magnetic poles 12c1 and 12C2# windings 16c are provided.

上記主磁性極12al 、12a2.12bt、12b
212C,,12C2および補助磁性極14a〜14c
の永久磁石2と対向する部分Iこは、磁性極間の溝17
と磁気的(こほぼ同等の効果を有する補助溝18が設け
てあり、上記磁性極間の溝17と補助溝18とからなる
電機子鉄心の有する溝の全体を、はぼ等角度間隔(36
0’/33中10.9°)に配置している(電機子鉄心
の中心から谷溝の中間部分をみたときの角度間隔が一定
)。
The main magnetic poles 12al, 12a2.12bt, 12b
212C, 12C2 and auxiliary magnetic poles 14a to 14c
The part I facing the permanent magnet 2 is the groove 17 between the magnetic poles.
An auxiliary groove 18 is provided which has almost the same effect as the magnetic pole.
0'/33 (10.9°) (the angular interval is constant when looking from the center of the armature core to the middle part of the valley groove).

これは第1図の電動機と同様である。This is similar to the electric motor shown in FIG.

なお、第4図Aは永久磁石2の表面の焼米密度の分布を
表わe、同図B−は主磁性極12a1.12a2+ 1
2bt 、12b212c1 、12C2を含む主磁性
極構成体11と、補助磁性極14a〜14fを含む補助
磁性極構成体13の配置関係を示した展開図である。
In addition, FIG. 4A shows the distribution of baked rice density on the surface of the permanent magnet 2, and B- in the same figure shows the main magnetic pole 12a1.12a2+1.
2bt, 12b212c1, and 12C2; and an auxiliary magnetic pole structure 13 including auxiliary magnetic poles 14a to 14f. FIG.

巻線16a、16b、16cに鎖交する磁束は、回転角
について1磁極ピツチ(36°)の2/3の位相差を有
している。
The magnetic fluxes interlinking with the windings 16a, 16b, and 16c have a phase difference of 2/3 of one magnetic pole pitch (36°) in terms of rotation angle.

従って、たとえば磁気感応素子によって永久磁石2の回
転位置を検出し、半導体スイッチ(こより一定の電流を
通電する巻線を切換え制御するならば、回転子1を同一
方向へ回転させることができる。
Therefore, if the rotational position of the permanent magnet 2 is detected by, for example, a magnetically sensitive element and a semiconductor switch is used to switch and control the windings that conduct a constant current, the rotor 1 can be rotated in the same direction.

第3図、第4図から明らかな如く、本実施例においては
、不要な磁束が巻線に鎖交しないように主磁性極の間に
補助磁性極を配置している。
As is clear from FIGS. 3 and 4, in this embodiment, the auxiliary magnetic poles are arranged between the main magnetic poles so that unnecessary magnetic flux does not interlink with the windings.

その結果、巻線に鎖交する磁束の最大値は永久磁石のほ
ぼ2極分となり、電動機の効率は良くなる。
As a result, the maximum value of the magnetic flux interlinking with the winding is approximately equal to the two poles of the permanent magnet, and the efficiency of the motor is improved.

また、補助溝18を設けることにより、本実施例の電動
機のコギング力が大幅Eこ小さくなっていることは、第
1図の電動機と同様である。
Further, by providing the auxiliary groove 18, the cogging force of the motor of this embodiment is significantly reduced by E, as in the motor of FIG.

すなわち、永久磁石2の1磁極ピツチを基本周期とする
ときに、補助溝18の位相が磁性極間の溝17の位相と
異なるようになされ、補助溝18を設けない場合の電機
子鉄心の磁気的な変動分′(磁性極間の溝17によって
生じる変動分)を補助溝18による磁気的な変動分Eこ
よって相殺させるようにして、電機子鉄心の有する溝の
全体による合成の磁気的な変動分を補助溝18を設ける
ことにより減少させている。
That is, when one magnetic pole pitch of the permanent magnet 2 is taken as the basic period, the phase of the auxiliary groove 18 is made to be different from the phase of the groove 17 between the magnetic poles, and the magnetic field of the armature core when the auxiliary groove 18 is not provided. By canceling out the magnetic variation E (the variation caused by the groove 17 between the magnetic poles) by the magnetic variation E caused by the auxiliary groove 18, the composite magnetic The variation is reduced by providing the auxiliary groove 18.

従って、本実施例の電動機は、コギング力が小さく効率
の良い電動機となる。
Therefore, the electric motor of this embodiment has a small cogging force and is highly efficient.

本実施例では、電機子鉄心の合成の磁気的な変動分の周
波数が磁性極間の溝による磁気的な変動分の周波数より
も高くなされているために、コギング力はかなり小さく
なっている。
In this embodiment, the frequency of the magnetic fluctuations resulting from the synthesis of the armature core is higher than the frequency of the magnetic fluctuations due to the grooves between the magnetic poles, so the cogging force is considerably small.

合成の磁気的な変動分の周波数を高くするために、磁性
極間の溝17と磁気的にほぼ同等な効果を有する補助溝
18を設け、これらの溝の全体を電機子鉄心の中心に対
して等角度間隔Eこ配置すると共に、溝の総数(33個
)を永久磁石2の磁極数(10個)の整数倍と異ならせ
て、永久磁石2の1磁極ピツチを基本周期とするときの
谷溝の位相ができるだけ異なるように配慮している(本
実施例では、すべての溝の位相が異なっている)。
In order to increase the frequency of the composite magnetic variation, auxiliary grooves 18 having almost the same magnetic effect as the grooves 17 between the magnetic poles are provided, and the entirety of these grooves is aligned with respect to the center of the armature core. The grooves are arranged at equal angular intervals E, and the total number of grooves (33 pieces) is made different from an integral multiple of the number of magnetic poles (10 pieces) of the permanent magnet 2. Care is taken so that the phases of the valley grooves are as different as possible (in this example, the phases of all the grooves are different).

これ【こより、安定かつ確実に合成の磁気的な変動分の
周波数を高くすることができ、本実施例の電動機のコギ
ング力を太幅iこ小さくしている。
As a result, the frequency of the composite magnetic fluctuation can be increased stably and reliably, and the cogging force of the motor of this embodiment can be reduced by a large width i.

第3図、第4図に示した実施例において、巻線16a〜
16cを施した各主磁性極12at。
In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the windings 16a to
16c on each main magnetic pole 12at.

12a2,12b1,12b2,12C1,12c2の
実効的な対向ピッチ、および、それらの主磁性極の間に
位置する補助磁性極14a〜14fの実効的な対向ピン
チを、永久磁石の1磁極ピツチと等しく、もしくは、は
ぼ等しくするならば、各巻線16a〜16cに鎖交する
磁束の最大値はより大きくなる。
The effective opposing pitch of 12a2, 12b1, 12b2, 12C1, 12c2 and the effective opposing pinch of the auxiliary magnetic poles 14a to 14f located between these main magnetic poles are equal to one magnetic pole pitch of the permanent magnet. Or, if they are made approximately equal, the maximum value of the magnetic flux interlinking with each winding 16a to 16c will be larger.

すなわち、効率を更に良くし得る。そのような実施例を
第5図に示す。
In other words, efficiency can be further improved. Such an embodiment is shown in FIG.

すなわち、第5図は本発明の別の実施例の概略平面展開
図である。
That is, FIG. 5 is a schematic plan development view of another embodiment of the present invention.

同図のAは永久磁石2の磁極と表面磁束密度の分布を表
わし、Bは主磁性極、補助磁性極、補助溝の配置関係を
表わしている。
In the figure, A represents the distribution of the magnetic poles and surface magnetic flux density of the permanent magnet 2, and B represents the arrangement relationship of the main magnetic pole, auxiliary magnetic pole, and auxiliary groove.

永久磁石2と対句して、はぼ1磁極ピツチの対向ピッチ
を有する6個の主磁性極22al 、22a2,22b
、。
In contrast to the permanent magnet 2, six main magnetic poles 22al, 22a2, 22b have an opposing pitch of approximately one magnetic pole pitch.
,.

22b2,22c0,22c2を有する主磁性極構成体
21と、はぼ1磁極ピツチの対向ピッチを有する3個の
補助磁性極24a、24b、24cおよび、その1/3
の対向ピッチを有する3個の補助磁性極24d、24e
、24fからなる補助磁性極構成体23とが配置されて
いる。
A main magnetic pole structure 21 having 22b2, 22c0, 22c2, three auxiliary magnetic poles 24a, 24b, 24c having an opposing pitch of approximately 1 magnetic pole pitch, and 1/3 thereof.
Three auxiliary magnetic poles 24d, 24e with an opposing pitch of
, 24f are arranged.

主磁性極構成体21と補助磁性極構成体23とは第3図
の実施例と同様に磁気的に連結されており、電機子鉄心
を構成している。
The main magnetic pole structure 21 and the auxiliary magnetic pole structure 23 are magnetically coupled as in the embodiment shown in FIG. 3, and constitute an armature core.

主磁性極22a1と22 a2Iこは巻線26aが、主
磁性極22b、と22b2には巻線26bが、そして主
磁性極22c1と22c2には巻線26cが巻装されて
いる。
A winding 26a is wound around the main magnetic poles 22a1 and 22a2I, a winding 26b is wound around the main magnetic poles 22b and 22b2, and a winding 26c is wound around the main magnetic poles 22c1 and 22c2.

本実施例の電動機としての動作は第3図、第4図の実施
例と同様であるので、ここでの説明は省略し、コギング
力について説明する。
Since the operation of this embodiment as an electric motor is the same as that of the embodiments shown in FIGS. 3 and 4, the explanation here will be omitted, and the cogging force will be explained.

磁性極間の溝a1〜a4は永久磁石2の磁極との相対位
置関係(1磁極ピツチを基本周期とするときの位相)f
こついて同相であり、同様に、磁性極間の溝b1〜b4
とc1〜c4もそれぞれ同相である。
The grooves a1 to a4 between the magnetic poles have a relative positional relationship with the magnetic poles of the permanent magnet 2 (phase when one magnetic pole pitch is the basic period) f
Similarly, the grooves b1 to b4 between the magnetic poles
and c1 to c4 are also in phase.

また、溝a 1〜a 4と溝b1〜b4と溝C4”−’
C4とは1磁極ピツチの1/3の位相差がある。
In addition, grooves a 1 to a 4, grooves b1 to b4, and groove C4''-'
There is a phase difference with C4 of 1/3 of one magnetic pole pitch.

これらの溝a1〜a4.b1〜b4.c1〜c4による
磁気的な変動分を第6図AIこ示す。
These grooves a1 to a4. b1-b4. FIG. 6 AI shows the magnetic fluctuations due to c1 to c4.

一方、主磁性極22a1〜22c2と補助磁性極24a
〜24cの中心部分に、それぞれ1個の補助溝(または
スリット) d1〜d3 、 e1〜e3 、 fl〜
f3が設けられている。
On the other hand, the main magnetic poles 22a1 to 22c2 and the auxiliary magnetic pole 24a
~ One auxiliary groove (or slit) d1~d3, e1~e3, fl~ in the center part of ~24c, respectively
f3 is provided.

これらの桶型溝IcJ、る磁気的なitb+を第6図B
IC示す。
These bucket-shaped grooves IcJ and magnetic itb+ are shown in Figure 6B.
IC is shown.

従って、合皮の変動分は第6−図Cとなり、補助溝のな
い場合〔第6図A〕と比較して、変動量は小さくなり、
さらに変動周波数(磁気的な変動分の谷と谷のピッチの
逆数)も高くなる。
Therefore, the amount of change in the synthetic leather is as shown in Figure 6-C, and compared to the case without auxiliary grooves [Figure 6A], the amount of fluctuation is smaller.
Furthermore, the fluctuation frequency (the reciprocal of the pitch between the troughs of the magnetic fluctuation) also increases.

その結果、コギング力は小さくなる。本実施例Eこ示す
ごとく、巻線を施した各主磁性極の実効的な対向ピンチ
と、それらの主磁性極の間に位置する補助磁性極の実効
的な対向ピンチを永久磁石の1磁極ピツチに等しく、ま
たは、はぼ等しくするならば、効率の良い電動機となる
As a result, the cogging force becomes smaller. Example E As shown, the effective opposing pinch of each main magnetic pole with windings and the effective opposing pinch of the auxiliary magnetic pole located between these main magnetic poles are defined as one magnetic pole of the permanent magnet. If the pitch is equal to or approximately equal to the pitch, an efficient electric motor will be obtained.

さらに、トルクリップルは小さくなり、トルクの変動の
少ない電動機となる。
Furthermore, the torque ripple is reduced, resulting in an electric motor with less torque fluctuation.

また、磁性極間の溝と補助溝からなる溝の全体が、回転
中心に対して等角度間隔に配置されない場合でも、補助
溝を設けることによりコギング力を小さくできる。
Further, even if the entire groove consisting of the groove between the magnetic poles and the auxiliary groove is not arranged at equal angular intervals with respect to the center of rotation, the cogging force can be reduced by providing the auxiliary groove.

一般に、永久磁石の1磁極ピツチを基本周期としたとき
の主磁性極と補助磁性極の間の溝の位相と補助溝の位相
を異ならせることにより、永久磁石の磁極との相対位置
関係(1磁極ピツチを基本周期とするときの位相)につ
いて磁性極間の溝により生じる磁気的な変動分を補助溝
による磁気的な変動分により相殺させるようにするなら
ば、電機子鉄心の合皮の磁気的変動分は補助溝を設ける
ことlこより減少し、コギング力も小さくなる。
In general, the relative positional relationship (1 If the magnetic fluctuations caused by the grooves between the magnetic poles are offset by the magnetic fluctuations caused by the auxiliary grooves (with respect to the phase when the magnetic pole pitch is the basic period), the magnetic fluctuation of the synthetic skin of the armature core By providing an auxiliary groove, the amount of fluctuation in the amount of vibration is reduced, and the cogging force is also reduced.

特に、変動の周波数を高くするようlこ補助溝を設ける
ならば、容易Iこコギング力を小さくできる。
In particular, if an auxiliary groove is provided to increase the frequency of fluctuation, the cogging force can be easily reduced.

また、本発明の第3図(第4図)または第5図に示した
各実施例において、電機子鉄心fこ設けられた補助磁性
極(こはコギング力の低減の効果もある。
Furthermore, in each of the embodiments shown in FIG. 3 (FIG. 4) or FIG. 5 of the present invention, the auxiliary magnetic pole provided in the armature core also has the effect of reducing cogging force.

これについて説明する。補助磁性極をなくした場合につ
いて考えると、その場所tこ形成される磁性極間の溝の
幅が広くなり、磁気的な変動の大きさが大きくなる。
This will be explained. Considering the case where the auxiliary magnetic pole is eliminated, the width of the groove between the magnetic poles formed at that location becomes wider, and the magnitude of magnetic fluctuation becomes larger.

この広い溝による磁気的な変動を補助溝によって相殺さ
せるためには、広幅の深い補助溝を設けなければならな
い。
In order to offset the magnetic fluctuations caused by this wide groove with the auxiliary groove, it is necessary to provide a wide and deep auxiliary groove.

その結果、電機子鉄心の磁性極tこ設けられる補助溝の
数が著しく少なくなり、電機子鉄心の合皮の磁気的な変
動分を十分に小さくできないばかりでなく、変動の周波
数もあまり高くできないために、コギング力を十分薯こ
小さくすることができない。
As a result, the number of auxiliary grooves provided for the magnetic poles of the armature core is significantly reduced, and not only is it not possible to sufficiently reduce the magnetic fluctuations of the synthetic skin of the armature core, but also the frequency of fluctuations cannot be made very high. Therefore, it is not possible to reduce the cogging force sufficiently.

一方、本発明のように主磁性極の間の所要の場所に補助
磁性極を設けるならば、磁性極の間ζこ形成される溝を
主磁性極の幅に無関係に小さくすることができる。
On the other hand, if the auxiliary magnetic poles are provided at required locations between the main magnetic poles as in the present invention, the grooves formed between the magnetic poles can be made small regardless of the width of the main magnetic poles.

従って、幅の狭い補助溝によって磁性極間の溝と同等ま
たは、はぼ同等の磁気的な効果を得ることができる。
Therefore, the narrow auxiliary groove can provide the same or almost the same magnetic effect as the groove between the magnetic poles.

その結果、多数の補助溝を効果的に配置することが可能
となり、コギング力を容易に低減できる。
As a result, it becomes possible to effectively arrange a large number of auxiliary grooves, and the cogging force can be easily reduced.

なお、前述の説明においては、主磁性極を一体的Eこ有
する主磁性極構成体に巻線を施したが、たとえば第5図
の一点鎖線X、Y、Zにて分断され、各主磁性極ブロッ
クA、B、Cがそれぞれ別々に補助磁性極構成体23と
磁気的に連結された構造であっても、本発明の効果は得
られる。
In the above description, windings were applied to the main magnetic pole structure having an integral main magnetic pole. Even if the pole blocks A, B, and C are each magnetically connected to the auxiliary magnetic pole structure 23 separately, the effects of the present invention can be obtained.

補助磁性極構成体が分断されている場合も同様に本発明
の効果は得られるが、しかし、各主磁性極を一体的に有
する主磁性極構成体と、各補助磁性極を一体的に有する
補助磁性極構成体とにより電機子鉄心を構成するならば
、各磁性極の配置や補助溝の配置精度が良くなり、その
効果は安定する。
The effects of the present invention can be obtained in the same way even when the auxiliary magnetic pole structure is divided; If the armature core is constituted by the auxiliary magnetic pole structure, the arrangement precision of each magnetic pole and the arrangement of the auxiliary grooves will be improved, and the effect will be stable.

また、前述の説明(こおいては、永久磁石を回転子とし
、電機子鉄心を固定子としたが、この関係が逆であって
も良く、また、外転型lこ限らず、内転型としても本発
明の効果は得られ、本発明に含まれることはいうまでも
ない。
In addition, in the above explanation (in this case, the permanent magnet was used as the rotor and the armature iron core was used as the stator), this relationship may be reversed, and it is not limited to the external type, but the internal type. It goes without saying that the effects of the present invention can be obtained even as a mold, and it is included in the present invention.

更に、以上は3相駆動力式の電動機を例fことって説明
したが、本発明は一般の多相駆動方式の電動機iこつい
ても実施可能である。
Further, although the above description has been made using a three-phase drive type electric motor as an example, the present invention can also be implemented using a general multi-phase drive type electric motor.

また、巻線が施される主磁性極の数は2個より多くても
良いし、主磁性極や補助磁性極の数や、補助溝の数なら
びに、それらの配置は図示の実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の主旨を変えずして種々の変形が考
えられることはいうまでもない。
Further, the number of main magnetic poles to which windings are applied may be more than two, and the number of main magnetic poles and auxiliary magnetic poles, the number of auxiliary grooves, and their arrangement are limited to the illustrated embodiments only. It goes without saying that the present invention is not limited, and that various modifications can be made without changing the spirit of the present invention.

以上の説、明から明らかなごとく、本発明の電動機は、
巻線数が少ないために製造が容易であり、かつ磁極の利
用率が良いために効率が良く、かつ補助溝を設けること
によりコギング力の小さい電動機となる。
As is clear from the above explanation and description, the electric motor of the present invention is
The electric motor is easy to manufacture because it has a small number of windings, is efficient because it utilizes the magnetic poles well, and has a small cogging force because of the provision of auxiliary grooves.

従って、本発明lこ基づき、特に音響機器用電子整流子
型電動機を構成するならば、小型、軽量でトルクの太き
い、しかも振動やトルクむらの極少な電動機を安価に提
供することができる。
Therefore, if an electronic commutator type electric motor for audio equipment is constructed based on the present invention, it is possible to provide a small, lightweight, large torque electric motor at low cost with minimal vibration and torque unevenness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の改良として考えられた公知ではない電動
機の一例の要部構成図、第2図A、Bは磁気的変動分を
示す図、第3図は本発明の一実施例の要部構成図、第4
図A、Bは第3図の実施例における磁束密度の分布と各
磁性極構成体の配置関係を平面展開して示した図、第5
図A、Bは本発明の他の実施例1こおける磁束密度の分
布と各磁性極構成体の配置関係を平面展開して示した図
、第6図A、B、Cは本発明の実施例の効果を説明する
ための磁気的変動分を示す図である。 1・・・・・・回転子、2・・・・・・永久磁石、11
,21・・・・・・主磁性極構成体、12a1〜12
C2、22a1〜22c2・・・・・・主磁性極、13
,23・・・・・・補助磁性極構成体、14 a〜14
f 、 24 a〜24 f=−−補助磁性極、15
・・・・・・連結磁性体、16a〜16c。 26a〜26c・・・・・・巻線、17・・・・・・溝
、18・・・・・・補助溝、al〜a4.b1〜b4.
C1〜C4”””溝、d1〜d3 、 el””C3、
f1〜f3−補助溝。
FIG. 1 is a diagram showing the main parts of an example of an electric motor that is not known as an improvement on the conventional motor, FIGS. 2A and B are diagrams showing magnetic fluctuations, and FIG. Part configuration diagram, 4th
Figures A and B are diagrams showing the distribution of magnetic flux density and the arrangement relationship of each magnetic pole structure in the embodiment shown in Figure 3, developed in a plane.
Figures A and B are diagrams showing the distribution of magnetic flux density and the arrangement relationship of each magnetic pole structure in another embodiment 1 of the present invention in plan view, and Figures 6A, B, and C are diagrams showing the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the magnetic fluctuation part for demonstrating the effect of an example. 1...Rotor, 2...Permanent magnet, 11
, 21... Main magnetic pole structure, 12a1-12
C2, 22a1-22c2... Main magnetic pole, 13
, 23... Auxiliary magnetic pole structure, 14 a-14
f, 24 a~24 f=--auxiliary magnetic pole, 15
......Connected magnetic bodies, 16a to 16c. 26a-26c...Winding, 17...Groove, 18...Auxiliary groove, al-a4. b1-b4.
C1-C4""" groove, d1-d3, el""C3,
f1-f3 - auxiliary grooves.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 等ピッチ間隔もしくは、はぼ等ピッチ間隔にN極、
S極を交互tcp極(ここにPは2以上の偶数)着磁さ
れた永久磁石と、上記永久磁石と対向して配置された複
数個の主磁性極および補助磁性極を有する電機子鉄心と
、複数個の電機子巻線を具備し、上記主磁性極と補助磁
性極は互いの磁性極を相対する他方の磁性極の間に非接
触の状態にて位置し、上記電機子巻線は2個以上の上記
主磁性極に対して流出入する磁束を集束させた上記主磁
性極の基部に巻装され、−か2圭起主磁性極と補助磁性
極のうち、少なくとも一方の上記永久磁石と対向する位
置には補助溝が設けられ、上記永久磁石の1磁極ピツチ
(=36007P)を基本周期としたときの上記主磁性
極と上記補助磁性極の間の溝の位相と上記補助溝の位相
を異ならせることにより、上記永久磁石の磁極との相対
位置関係について上記主磁性極と上記補助磁性極の間の
溝により生じる磁気的な変動分を上記補助溝による磁気
的な変動分により相殺させるようにして上記電機子鉄心
の合皮の磁気的な変動分を減少させるように構成したこ
とを特徴とする電動機。 2 電機子巻線が巻装された各主磁性極ならび(こ、そ
れらの主磁性極の間に位置する補助磁性極の実効的な対
向ピッチを、前記永久磁石の1磁極ピツチに等しく、も
しくはほぼ等しくしたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の電動機。 3 主磁性極と補助磁性極の間の溝と補助溝からなる電
機子鉄心の有する溝の総数を永久磁石の磁極数Pの整数
倍と異ならせたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の電動機。
[Claims] 1 N poles at equal pitch intervals or approximately equal pitch intervals,
A permanent magnet magnetized with alternating S poles as TCP poles (here P is an even number of 2 or more), and an armature core having a plurality of main magnetic poles and auxiliary magnetic poles arranged opposite to the permanent magnet. , comprising a plurality of armature windings, the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole are located in a non-contact state between the other magnetic pole facing each other, and the armature winding is The permanent magnet is wound around the base of the main magnetic pole to focus magnetic flux flowing in and out of the two or more main magnetic poles, and is attached to at least one of the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole. An auxiliary groove is provided at a position facing the magnet, and the phase of the groove between the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole and the auxiliary groove when one magnetic pole pitch (=36007P) of the permanent magnet is taken as a basic period. By changing the phase of the magnetic poles of the permanent magnet, the magnetic fluctuation caused by the groove between the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole can be reduced by the magnetic fluctuation caused by the auxiliary groove. An electric motor characterized in that the magnetic fluctuation of the synthetic skin of the armature core is reduced by canceling it out. 2. The effective opposing pitch of each main magnetic pole around which the armature winding is wound (and the auxiliary magnetic pole located between these main magnetic poles) is equal to one magnetic pole pitch of the permanent magnet, or The electric motor according to claim 1, characterized in that the total number of grooves in the armature core consisting of the groove between the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole and the auxiliary groove is the number of magnetic poles of the permanent magnet. 2. The electric motor according to claim 1, wherein the electric motor is different from an integral multiple of P.
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