JPS6169360A - 永久磁石機 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、永久磁石機に係り、特に、コギングトルクを
低減するようにした突極磁極構成の永久磁石機に関する
ものである。

〔発明の背景〕

突極磁極を有する永久磁石機で、特にブラシレスモータ
等では、突極構造に基づき、コギング１−ルクが発生す
る。

このコギングトルクを低減する方法として、突極磁極の
表面に、補助溝と巻線用溝とを等間隔に設け、コギング
トルクの次数を高くしてコギングトルクを低減する方法
が特公昭５！ｌ−４２７０８号公報に記載されている。

第３図は、その従来例に係る永久磁石機の略示断面図、
第４図は、そのコキングトルクの発生例示説明図である
。

以下、図の構成について説明する。図において、回転子
である永久磁石界磁１は、８極に着磁されたリング状永
久磁石２とヨーク部３とで構成される。電機子４Δは、
いずれも突極磁極に係る巻線用突極５１．Ｆｉ２Ａ、５
３Ａ、５４Ａ、５５゜５６には、それぞれ電機子巻線７
１〜７（３が巻回されている。

本永久磁石機に係るモータは、一般に７ラシレスモータ
として運転される場合においては、電機子巻線７１〜７
６への通電を永久磁石ｖｌ磁１と電機子４Ａの位置に応
して順次切り換えるものである。

−・方、図中、巻線用突極５１，５２Δ〜５４Ａ。

５５．５６と補助突極６１〜６６との間には、巻線用の
溝８４．〜８１，２が設けられ、かつ、巻線用突極５１
，５２Ａ〜５４　Ａ　、　５５　、５６の列表面には、
補助ｉにＩ　８ｂｌ〜８　ｂ、Ｉ、が設けられている。

イ　　　　　　ここで、巻線用の溝８１．〜８６１．と
補助溝８．。

〜８，１Ｒとは等間隔に配置されるものである。

この巻線用の溝８．１〜８．，２と補助溝８５、〜８□
８とが、磁気的に、はぼ等価なパーミアンスを持ってい
ると考えると、一般に、永久磁石界磁１と電機子４Ａと
の間に作用するコギングトルクの次数は、永久磁石の極
数、ここでは８と１巻線用の溝と補助溝の総数、ここで
は３０との最大公倍数、ここでは１２０で表わされる。

一般に、コギング１−ルクの次数が増加すれば、コギン
グ１−ルクは減少する。つまり、巻線用突極５１．５２
Ａ〜５４Ａ、　５５．５６上の補助溝がない場合、２４
次の次数のコギング１〜ルクが発生するものであるが、
十記の補助１ｇの効果により１２０次にまで次数が増加
してコキングトルクは減少する。

このような従来例において、１２０次成分力発生要因は
、図中の中心線で対称に左半分と右半分とに分けられる
。

つまり、巻線用突極５１，５５．５６と補助突極６５，
６６と同６．］、、６４の１／２の電機子部と、巻線用
突極５２Ａ、５３Ａ、５４Ａと補助突極６２，６３と同
６１．，６４の１／２の電機子部どに分けられる。

これらは、それぞれ、永久磁石磁極の４極節分を古め、
個々の組と永久磁石界磁Ｉｎ＋のコギングトルクの次数
は１２０である。

第４図は、そのコギング１〜ルクを示したもので、（イ
）は前虐（ロ）は後者を示し、　（ハ）は、その合成を
表わすものである。

ここで、（イ）、（ロ）は、共に１２０次のコギング１
〜ルクの次数を有し、その位相も同じであるために、合
成のコギングトルク（ハ）が増加するという問題点があ
る。

従来、この種、同一のコギングトルクの次数を発生する
２絹の電機子部によって構成される永久磁石機では、１
−記のような、さらに改善すべき点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記のような従来例に係るものの問題点を解
消し、コギングトルクの小さな永久磁石機の提供を、そ
の目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る永久磁石機の構成は、複数の磁極を有する
永久磁石界磁部と、突極磁極の全て、もしくは一部に電
機子巻線を備えて形成した電機子部とからなり、かつ前
記の突極磁極の表面にコギングトルク低減のための補助
溝を有するようにした永久磁石機において、突極磁極の
周方向長さの合計が極節の整数倍に等しくなるように選
択した複数の突極ａ極の複数の紐のうち、少なくとも１
組を、他の組と異なる補助溝配置とするようにしたもの
である。

さらに補足すると、次のとおりである。

本発明は、突極磁極の周方向の長さの合計が、極節の整
数倍に等しくなるように選択した複数の突極磁極の組の
うち、少なくとも］組が、他の組と異なる溝装置をした
ことを特徴とする永久磁石機である。

［発明の実施例〕 本発明に係る各実施例を、第１．２図および第５図を参
照して説明する。

まず、第１図は本発明の一実施例に係る永久磁石（幾の
略示断面図、第２図は、そのコギング１−ルクの発生例
示説明図である。

しかして、第３図と同一符号は、同等部分を示し、４は
電機子、５２，５３．５４は巻線用突極である・ また、本実施例は、後述するＰ＝８、ｍ　＝　６の場合
である。

すなわち、第１図で、永久磁石界磁部に係る永久磁石界
磁１は８極に着磁し、電機子部に係る電機子４は、６ケ
の巻線用突極５１〜５６と６ケの補助突極６１〜６６と
で構成し、これらの巻線突極に電機子巻線７１〜７６を
巻回するものである。

ここで、巻線用突極５１〜５６の外表面には、補助溝８
，１〜８，２４が設けられており、その配置は、図中に
示すように、左半面の巻線用突極５１゜５６．５５には
、それぞれ３ケの補助溝が、また右半分の巻線用突極５
２〜５４には、それぞれ５、　　　　　′（７）補助溝
”゛設けｈ　′：ｔ；°１・そ４′ぞ４゛・パ溝間隔は
、巻線用の溝８□、〜８．，２を含めて、右半面もしく
は左半面で、それぞれ等ピッチとする。

このような構成において、コギング１〜ルクは、まず、
左半面のリング状永久磁石２の４極と１５ケの巻線用溝
、補助溝とによって生しる１２０次（１回転に１．２（
１サイクル）の成分と、右半面の同一にの４極と２１ケ
の巻線用溝、補助溝とによって生じる１６８次の成分と
からなるものである。

第２図の（イ）、（ロ）は、以上の成分を示すものであ
り、同図の（ハ）は、その合成を示すものであって、さ
きの第４図との対比で明らかなように、第４図の（ハ）
の従来例に対して平均的にコギングトルクは減少するも
のである。

次に第５図は、本発明の他の実施例に係る永久磁石機の
略示断面図である。

図において、第１，３図と同一符号は同等部分を示し、
４−１は電機ｒ、５６−１は巻線用突極である。

すなわち、本実施例に係るものにおいては、３ケの補助
溝を有する巻線用突極５１，５３Ａ。

５５と、５ケの補助溝を有する巻線用突極５２゜５４．
５６−１とを交互に配置した構成であり、その効果は、
さきの第１図のものと同一である。

つまり、３３ケの補助溝を有する巻線用突極の空間分布
がリング状永久磁石２の４極分で、５ケの補助溝を有す
る巻線用突極の空間分布が他の４極分となり、それぞれ
の組が１２０次、１６８次成分力コギング１〜ルクを生
じるものである。

以１−４の各実施例においては、８極について述べたが
、一般的には、Ｔ）（４の倍数）個の磁極を持−）永久
磁石界磁部と、突棒の全て、もしくは一部にｍ（３の倍
数）個の電機子巻線？備えた巻線用突極で構成した電機
子部とからなる永久磁石機において、突極磁極の周方向
長さの合計が横筒の整数倍に等しくなるように選択した
複数の突極磁極の組のうち、少なくとも一組の溝装置を
、他の組と異ならせ、それによって、コキングトルクの
平均値を低減するようにしたものである。

しかして、図中で、溝の配置が等間隔になるように配置
する場合に、溝による磁束分布に対して部分的な飽和が
なく、か−〕、磁石と巻線用突極との数の比が、１；述
のととく４：３の比の構成となる永久磁石機においては
、特に、−・巻線突極当りの補助溝と巻線用溝との和が
、それぞれ奇数の場合に効果が大である。

すなわち、第１図の実施例でいえば、たとえば１巻線用
突極５１．．５２当りの補助溝３ヶ、５ケと、その両側
の巻線用溝２ケとで、それぞれ合計が奇数の場合である
。

これにだいし、偶数の場合には、次数の最大公倍数の関
係からコギングの次数が下がり、コギングトルクが犬と
なるものである。

また、異なったコギング次数を有する絹の巻線用溝、な
らびに補助溝とそれぞれの絹に合わせたピッチでスキュ
ーすることによって、コギング１−ルクはさらに低減で
きるものである。

そして、本発明に係る上記各実施例は、半径方向空隙の
回転機について示したものであるが、面対向の回転機に
ついても同様の効果を奏するものである。

しかして、−１一記実施例によりいては、補助突極を設
けたものであるが、これは設けなくてもよいもので、本
発明に係るものは、補助溝を有し、あるいは有しないよ
うにした補助突極の有無とは関係なく奏効するものであ
る。

また、直線モータ、すなわち、直線形の永久磁石機にた
いしても適用できる汎用的なものである。

ｆ発明の効果〕 本発明によれば、コギング１〜ルクの少ない永久磁石機
を提供しうるちのであって、実用的効果にすぐれた発明
ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る永久磁石機の略示断
面図、第２図は、そのコギング１〜ルクの発生例示説明
図、第３図は、ｆＩｔ来例に係る永久磁石機の呻示断面
図、第４図は、そのコギングトルクの発生例示説明図、
第５図は、本発明の他の実施例に係る永久磁石機のｌｌ
ｌ８示断面図である。 】・・永久磁石界磁、２・・・リング状永久磁石、３・
・ｆ（ヨーク部、４．４−．１・・・電機子、５１．．
５２゜！”１３．５３Ａ、５４，５５，５６．５６−．
１・・・巻線用突極、６１〜６６・・・補助突極、７１
〜７６・・・電機子値゛線、８，１〜８．１２　巻線用
の：ｌＩＳ！　、　Ｂ　、　、〜８５，４　・補助溝。 代理人　弁理士　福［ｌ′Ｉ幸作 （ばか１名） 猶　ｌ　２ 第２図 第３２ 第４２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の磁極を有する永久磁石界磁部と、突極磁極の
   全て、もしくは一部に電機子巻線を備えて形成した電機
   子部とからなり、かつ前記の突極磁極の表面にコギング
   トルク低減のための補助溝を有するようにした永久磁石
   機において、突極磁極の周方向長さの合計が極節の整数
   倍に等しくなるように選択した複数の突極磁極の複数の
   組のうち、少なくとも１組を、他の組と異なる補助溝配
   置とするようにしたことを特徴とする永久磁石機。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、電機子
   巻線用の溝と補助溝とを、それぞれ等ピッチに設けるよ
   うにしたものである永久磁石機。 ３、特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、１巻線
   用突極磁極当りの補助溝と両側の巻線用溝との和を全て
   奇数で構成するようにしたものである永久磁石機。 ４、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、突極磁
   極群の中の各組を、それぞれ、コキングトルクのピッチ
   で、個々にスキューさせたものである永久磁石機。