JPS6245788B2 - - Google Patents

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JPS6245788B2
JPS6245788B2 JP64678A JP64678A JPS6245788B2 JP S6245788 B2 JPS6245788 B2 JP S6245788B2 JP 64678 A JP64678 A JP 64678A JP 64678 A JP64678 A JP 64678A JP S6245788 B2 JPS6245788 B2 JP S6245788B2
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JP
Japan
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salient
poles
salient pole
winding
rotor
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JP64678A
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Japanese (ja)
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Makoto Goto
Kazuji Kobayashi
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS6245788B2 publication Critical patent/JPS6245788B2/ja
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【発明の詳細な説明】 本発明は、多極着磁された永久磁石に電機子鉄
心の突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 salient poles of an armature core are opposed to multipolar magnetized permanent magnets.

従来、電機子鉄心を突極構造とし、突極に巻線
を施した電動機においては、ロータに取付けられ
た永久磁石の全周にわたり突極を対向させた電機
子鉄心を使用することが多かつた。その結果、巻
線個数が多く、作業工数が煩雑となつていた。そ
の改良案として、永久磁石の一部分と対向するよ
うに突極を配置した電機子鉄心を使用して、巻線
個数を少なくし作業工数を減少するようにしたも
のも提案されている。しかし、このような構造の
電動機においては、電流と磁石との相互作用によ
る力(フレミングの左手の法則による力)が、永
久磁石の一部分にしか働かないために、回転力と
共に径方向に力が作用する。この径方向の力は、
永久磁石の回転に伴い、その大きさや向きが変化
するため、ロータの振動を生じる。すなわち、円
滑な回転運動を行なう電動機とはならないという
欠点がある。
Conventionally, in electric motors in which the armature core has a salient pole structure and the salient poles are wound, an armature core with salient poles facing the entire circumference of a permanent magnet attached to the rotor is often used. Ta. As a result, the number of windings is large and the number of man-hours is complicated. As an improvement, an armature core with salient poles arranged to face a part of the permanent magnet has been proposed to reduce the number of windings and the number of man-hours required. However, in a motor with this type of structure, the force due to the interaction between the current and the magnet (force due to Fleming's left hand rule) acts only on a portion of the permanent magnet, so the force in the radial direction is generated along with the rotational force. act. This radial force is
As the permanent magnets rotate, their size and direction change, causing vibrations in the rotor. That is, it has the disadvantage that it does not provide an electric motor that performs smooth rotational motion.

本発明は、以上の点を考慮し、電動機の回転軸
に対して対称位置または、ほぼ対称位置に配置し
た複数個の突極ブロツクからなる電機子鉄心を使
用することにより、径方向の力が作用することを
防止し、振動を小さくするようにしたものであ
る。また、突極ブロツクの間を補助突極によつて
磁気的・機械的に連結して、磁束の流れを均一に
すると共に、突極の位置精度も向上させている。
さらに、少なくとも1個の補助突極の半径方向の
幅を薄くして、電機子鉄心の補助突極の部分にお
ける回転中心からみた半径を突極ブロツクの部分
における半径よりも巻線用突極に相当する程度小
さくして、電動機の回転中心の比較的近くに電動
機部品以外の所用の機構部品が容易に配置できる
ようにしている。以下、本発明を図示の実施例に
基いて説明する。
In consideration of the above points, the present invention utilizes an armature core consisting of a plurality of salient pole blocks arranged at symmetrical or almost symmetrical positions with respect to the rotation axis of the motor, thereby reducing radial force. This is to prevent this from occurring and reduce vibration. In addition, the salient pole blocks are connected magnetically and mechanically by auxiliary salient poles to make the flow of magnetic flux uniform and to improve the positional accuracy of the salient poles.
Furthermore, the radial width of at least one auxiliary salient pole is made thinner, so that the radius of the auxiliary salient pole portion of the armature core as viewed from the center of rotation is made closer to the winding salient pole than the radius of the salient pole block portion. It is made relatively small so that necessary mechanical parts other than the motor parts can be easily placed relatively close to the rotation center of the motor. Hereinafter, the present invention will be explained based on illustrated embodiments.

第1図は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。同図において、円筒状ロータ1に取付けられ
た永久磁石2は等ピツチ間隔(22.5゜)または、
ほぼ等ピツチ間隔に16極着磁された円環状の磁石
である。電機子鉄心3は、3個の巻線用突極4a
,4b1,4c1と2個の補助突極6a1,6b1とから
なる突極ブロツク3Aと、3個の巻線用突極4a
,4b2,4c2と2個の補助突極6a2,6b2とから
なる突極ブロツク3Bと、上記突極ブロツク3A
と3Bの間に設けられた補助突極7および8とか
らなつている。上記突極ブロツク3A,3Bはロ
ータ1の回転軸すなわち中心点Oに対して180゜
または、ほぼ180゜称に配置されており、それら
の各巻線用突極4a1〜4c1,4a2〜4c2および各補
助突極6a1,6b1,6a2,6b2,7,8は所要間隙
離して永久磁石2の着磁面と対向している。
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention. In the same figure, permanent magnets 2 attached to a cylindrical rotor 1 are arranged at equal pitch intervals (22.5°) or
It is an annular magnet with 16 poles magnetized at approximately equal pitches. The armature core 3 has three winding salient poles 4 a
A salient pole block 3A consisting of 1 , 4 b1 , 4 c1 and two auxiliary salient poles 6 a1 , 6 b1 , and three winding salient poles 4 a
A salient pole block 3B consisting of 2 , 4 b2 , 4 c2 and two auxiliary salient poles 6 a2 , 6 b2 , and the salient pole block 3A
and auxiliary salient poles 7 and 8 provided between and 3B. The salient pole blocks 3A, 3B are arranged at 180° or approximately 180° with respect to the rotational axis of the rotor 1, that is, the center point O, and the salient poles 4a1 to 4c1 , 4a2 to 4 c2 and each auxiliary salient pole 6 a1 , 6 b1 , 6 a2 , 6 b2 , 7, 8 are opposed to the magnetized surface of the permanent magnet 2 with a required gap.

また、各巻線用突極4a1〜4c1,4a2〜4c2の永
久磁石2から磁束が流入するピツチ(これを実効
的な対向ピツチと称する)は、突極の先端のピツ
チ(これを対向ピツチと称する)よりも広く、ほ
ぼ22.5゜であり、永久磁石2の1磁極ピツチ
(22.5゜)とほぼ等しくなつている。上記巻線用
突極の間の補助突極6a1,6b1,6a2,6b2の実効
的な対向ピツチはほぼ7.5゜に等しくなつてい
る。また、突極ブロツク3Aと3Bの間に設けら
れた補助突極7および8の実効的な対向ピツチ
は、ほぼ97.5゜となつている。電機子鉄心3は、
たとえば多数枚の硅素鋼板を積層して形成され、
前記各突極を図示のごとく一体的に有している。
In addition, the pitch at which the magnetic flux flows from the permanent magnet 2 of each of the winding salient poles 4 a1 to 4 c1 and 4 a2 to 4 c2 (this is called the effective opposing pitch) is the pitch at the tip of the salient pole (this is called the effective opposing pitch). It is wider than the opposing pitch (referred to as the opposing pitch) and is approximately 22.5 degrees, and is approximately equal to the one magnetic pole pitch (22.5 degrees) of the permanent magnet 2. The effective opposing pitch of the auxiliary salient poles 6 a1 , 6 b1 , 6 a2 , 6 b2 between the winding salient poles is approximately equal to 7.5°. Further, the effective opposing pitch of the auxiliary salient poles 7 and 8 provided between the salient pole blocks 3A and 3B is approximately 97.5°. Armature core 3 is
For example, it is formed by laminating many silicon steel plates,
Each of the salient poles is integrally formed as shown in the figure.

上記各巻線用突極4a1〜4c1,4a2〜4c2には、
それぞれ1個の駆動コイル5a1,5b1,5c1,5a
,5b2,5c2が施されている。なお、それらの
6個の駆動コイルは、永久磁石2の磁極との相対
位置関係について独立な3相のコイル群すなわ
ち、5a1,5a2と5b1,5b2と5c1,5c2とに分
かれている。従つて、たとえば、ホール素子など
の磁気感応素子により永久磁石2の回転位置を検
出し、第2図に例示するごとき半導体スイツチを
使用した駆動回路30により、一定電流を通電す
るコイル群を切換えて行くならば、ロータ1を同
一方向へ連続して回転させ得る。このような駆動
回路30は周知のものを使用し得るので、ここで
の詳細な説明は省略する。
Each of the winding salient poles 4 a1 to 4 c1 and 4 a2 to 4 c2 have the following:
One drive coil each 5 a1 , 5 b1 , 5 c1 , 5 a
2 , 5 b2 , 5 c2 are applied. The six drive coils are divided into independent three-phase coil groups 5a 1 , 5a 2 and 5b 1 , 5b 2 and 5c 1 , 5c 2 with respect to the relative positional relationship with the magnetic poles of the permanent magnet 2. I know. Therefore, for example, the rotational position of the permanent magnet 2 is detected by a magnetic sensing element such as a Hall element, and a group of coils to which a constant current is applied is switched by a drive circuit 30 using a semiconductor switch as illustrated in FIG. If so, the rotor 1 can be rotated continuously in the same direction. Since such a drive circuit 30 may be a well-known one, a detailed explanation thereof will be omitted here.

ここで今、たとえば、駆動コイル5a1と5a2
電流が流れているものとすれば、駆動コイルが施
された巻線用突極4a1,4a2と永久磁石2の磁極
との相対位相関係は等しく(同相である)、かつ
回転軸に対して180゜反対側にあるために、径方
向の力は相殺され、回転力のみが生じる。その結
果、円滑な回転を行なう振動の少ない電動機とな
る。
Now, for example, if current is flowing through the drive coils 5a 1 and 5a 2 , the relative phase between the winding salient poles 4a 1 and 4a 2 to which the drive coils are applied and the magnetic poles of the permanent magnet 2. Since the relationships are equal (in phase) and 180° opposite to the axis of rotation, the radial forces cancel out and only rotational forces occur. As a result, an electric motor that rotates smoothly and has less vibration is obtained.

次に、突極ブロツク3A,3Bの間に設けられ
た補助電極7,8の効果について、第3図を参照
して説明する。第3図は巻線用突極4a1と補助突
極7の間の溝10における磁束の分布を表わした
要部拡大展開図である。同図において、永久磁石
2の磁極から出た磁束は矢印で示すように、大部
分が磁気抵抗の高い溝10部をさけて突極4a1
7に吸いとられる。その結果、巻線用突極4a1
は溝10の中間線Kまでの磁束が流入する。他の
巻線用突極4b1,4c1,4a2,4b2,4c2につい
ても同様である。従つて、各巻線用突極の実効的
な対向ピツチは、ほぼ等しくなり、各駆動コイル
と鎖交する磁束のばらつきは生じない。その結
果、トルクの変動の少ない電動機となる。
Next, the effect of the auxiliary electrodes 7 and 8 provided between the salient pole blocks 3A and 3B will be explained with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged development view of the main part showing the distribution of magnetic flux in the groove 10 between the winding salient pole 4a 1 and the auxiliary salient pole 7. FIG. In the figure, most of the magnetic flux emitted from the magnetic poles of the permanent magnet 2 is absorbed by the salient poles 4a 1 and 7, avoiding the grooves 10 having high magnetic resistance, as indicated by arrows. As a result, the magnetic flux up to the intermediate line K of the groove 10 flows into the winding salient pole 4a1 . The same applies to the other winding salient poles 4b 1 , 4c 1 , 4a 2 , 4b 2 , 4c 2 . Therefore, the effective opposing pitches of the salient poles for each winding are approximately equal, and there is no variation in the magnetic flux interlinking with each drive coil. As a result, an electric motor with less fluctuation in torque is obtained.

これに対し、補助突極7,8を設けない場合に
は、突極ブロツク3A,3Bの両端の巻線用突極
4a1,4c1,4a2,4c2の実効的な対向ピツチは
広がり、各駆動コイルと鎖交する磁束にばらつき
を生じる。その結果、トルク変動を生じる電動機
となる。
On the other hand, when the auxiliary salient poles 7 and 8 are not provided, the effective opposing pitch of the winding salient poles 4a 1 , 4c 1 , 4a 2 , and 4c 2 at both ends of the salient pole blocks 3A and 3B is widened. , causing variations in the magnetic flux interlinking with each drive coil. As a result, the electric motor produces torque fluctuations.

次に、巻線用突極の間に設けた補助突極6a1
6b1,6a2,6b2の効果について説明する。
Next, the auxiliary salient poles 6a 1 provided between the winding salient poles,
The effects of 6b 1 , 6a 2 , and 6b 2 will be explained.

第3図に示したように、永久磁石2から出た磁
束は巻線用突極と補助突極に吸収される。
As shown in FIG. 3, the magnetic flux emitted from the permanent magnet 2 is absorbed by the winding salient pole and the auxiliary salient pole.

本例においては、各巻線用突極の実効的な対向
ピツチは永久磁石2の1磁極ピツチ(22.5゜)と
ほぼ等しくなるように、補助突極を配置してい
る。その結果、各巻線用突極に流入する磁束の最
大値が増大すると共に、一様な増加率(または減
少率)の範囲が広くなり、トルク変動の少ない効
率の良い電動機となる。
In this example, the auxiliary salient poles are arranged so that the effective opposing pitch of each winding salient pole is approximately equal to one magnetic pole pitch (22.5°) of the permanent magnet 2. As a result, the maximum value of the magnetic flux flowing into each winding salient pole increases, and the range of uniform increase rate (or decrease rate) becomes wider, resulting in a highly efficient electric motor with less torque fluctuation.

前述の実施例に示したように、複数個の巻線用
突極を有する突極ブロツクを、ロータの回転軸に
対して180゜または、ほぼ180゜対称位置に配置し
た電機子鉄心を使用するならば、径方向の力が発
生しないために円滑な回転運動を行なう振動の少
ない、かつ巻線個数の少ない電動機となる。一般
に、複数個の突極ブロツクをロータの回転軸に対
して、対称位置または、ほぼ対称位置に配置する
ならば、上述の効果を得ることができる。
As shown in the above embodiment, an armature core is used in which a salient pole block having a plurality of salient poles for windings is arranged at 180° or approximately 180° symmetrical positions with respect to the rotational axis of the rotor. In this case, since no radial force is generated, an electric motor that performs smooth rotational motion, has less vibration, and has a smaller number of windings can be obtained. In general, the above-mentioned effects can be obtained by arranging a plurality of salient pole blocks at symmetrical or nearly symmetrical positions with respect to the rotation axis of the rotor.

さらに、各突極ブロツクの両端の巻線用突極に
不要な磁束が流入しないように、突極ブロツク間
に補助突極を配置し、それらを磁気的に連結する
ならば、各巻線用突極に流入する磁束のバラツキ
はなくなり、トルク変動は少なくなる。前述の実
施例に示したように、突極ブロツク間を補助突極
により磁気的に連結し、たとえば硅素鋼板の積層
体にて各突極を一体的に形成するならば、各突極
の位置精度は良くなり、本発明の効果をより良く
実現できる。しかし、巻線を容易にするために
別々の磁性部材により各突極を形成し、組合わせ
て電機子鉄心を構成しても、上述と同様の効果は
得られる。また、突極ブロツク間に2個以上の補
助突極を設けても、上述の効果に差異はない。
Furthermore, if an auxiliary salient pole is arranged between the salient pole blocks and magnetically connected to prevent unnecessary magnetic flux from flowing into the winding salient poles at both ends of each salient pole block, each winding salient pole can be connected magnetically. Variations in the magnetic flux flowing into the poles are eliminated, and torque fluctuations are reduced. As shown in the above embodiment, if the salient pole blocks are magnetically connected by auxiliary salient poles and each salient pole is formed integrally with a laminate of silicon steel plates, for example, the position of each salient pole is The accuracy is improved and the effects of the present invention can be better realized. However, the same effect as described above can be obtained even if each salient pole is formed from a separate magnetic member and combined to form the armature core in order to facilitate winding. Further, even if two or more auxiliary salient poles are provided between the salient pole blocks, the above-mentioned effect remains the same.

さらに、前述の本発明の実施例においては、突
極ブロツク3A,3Bが有する各巻線用突極4a1
〜4c1,4a2〜4c2の両側に補助突極6a1〜6
b1,6a2,6b2,7,8を配置し、各巻線用突極
の実効的な対向ピツチを、永久磁石2の1磁極ピ
ツチと等しく、または、ほぼ等しくしている。従
つて、巻線用突極4a1〜4c1,4a2〜4c2に流入
する磁束、すなわち、各駆動コイル5a1〜5c1
5a2〜5c2と鎖交する磁束の最大値は大きくな
り、効率の良い電動機となる。
Furthermore, in the embodiment of the present invention described above, each winding salient pole 4a 1 of the salient pole blocks 3A, 3B
Auxiliary salient poles 6a 1 to 6 on both sides of ~4c 1 , 4a 2 ~4c 2
b 1 , 6a 2 , 6b 2 , 7, and 8 are arranged so that the effective opposing pitch of each winding salient pole is equal to or approximately equal to one magnetic pole pitch of the permanent magnet 2. Therefore, the magnetic flux flowing into the winding salient poles 4a 1 to 4c 1 , 4a 2 to 4c 2 , that is, the respective drive coils 5a 1 to 5c 1 ,
The maximum value of the magnetic flux interlinking with 5a 2 to 5c 2 becomes large, resulting in a highly efficient electric motor.

また、トルク・リツプルも減少する。さらに、
各巻線用突極の実効的な対向ピツチを永久磁石の
1磁極ピツチの3以上の奇数倍にするならば、磁
極数に比較して駆動コイルの個数が大幅に少ない
電動機を実現し得る。
Torque ripple is also reduced. moreover,
If the effective opposing pitch of the salient poles for each winding is set to an odd number of three or more times the pitch of one magnetic pole of the permanent magnet, it is possible to realize a motor with a significantly smaller number of drive coils than the number of magnetic poles.

また、前述の第1図の実施例に示すように、永
久磁石ロータの内転型の電動機において、電機子
鉄心3の2の突極ブロツク3A,3Bをロータ1
の回転中心Oに対して180゜、または、ほぼ180゜
対称位置に配置し、突極ブロツク内の隣接する巻
線用突極の中心間のピツチ(30゜)に比較して突
極ブロツク間の隣接する巻線用突極の中心間のピ
ツチ(120゜)を2倍以上に大きくし、突極ブロ
ツクの間を補助突極7,8によつて磁気的・機械
的に連結し、ローラ1の磁極と電機子鉄心3の突
極が全周にわたつてくまなく対向するようにし、
かつ、少なくとも1個の補助突極7,8の半径方
向の幅を薄くして、電機子鉄心の補助突極の部分
における回転中心Oからみた半径を突極ブロツク
の部分における半径よりも巻線用突極に相当する
程度小さくするならば、補助突極7,8の外縁部
に電動機部品以外の機構部分を簡単に配置でき
る。すなわち、回転中心Oに近い位置に所用の機
構部品を配置しながらも、電動機としての実質的
な半径(突極ブロツク部分の外縁半径)を大きく
できる。その結果、本発明を例えばテープレコー
ダなどの直接駆動型電子整流子モータに適用する
ならば、全体の機構設計が容易になると共に、発
生トルクの大きな電動機が得られる。また、フロ
ツピーデイスクやコンパクトデイスクのスピンド
ルモータに適用した場合には、十分な起動トルク
を発生する電動機を構成しながらも、磁気ヘツド
や光学ヘツドの移動範囲を電動機の回転中心近傍
まで確保するのが非常に容易となる。
Further, as shown in the embodiment shown in FIG.
The salient pole blocks are arranged 180° or approximately 180° symmetrically with respect to the rotation center O of the salient pole block, and the distance between the salient pole blocks is The pitch (120°) between the centers of adjacent salient poles for winding is more than doubled, and the salient pole blocks are magnetically and mechanically connected by auxiliary salient poles 7 and 8. The magnetic pole of armature core 3 and the salient pole of armature core 3 are made to face each other all the way around the entire circumference,
In addition, the radial width of at least one of the auxiliary salient poles 7 and 8 is made thinner so that the radius of the auxiliary salient pole part of the armature core as seen from the rotation center O is smaller than the radius of the salient pole block part. If they are made as small as the auxiliary salient poles, mechanical parts other than motor parts can be easily arranged on the outer edges of the auxiliary salient poles 7 and 8. That is, while the required mechanical parts are arranged close to the rotation center O, the substantial radius of the electric motor (the outer edge radius of the salient pole block portion) can be increased. As a result, if the present invention is applied to a direct drive type electronic commutator motor such as a tape recorder, the overall mechanical design becomes easy and an electric motor that generates a large torque can be obtained. In addition, when applied to spindle motors for floppy disks and compact disks, it is possible to configure an electric motor that generates sufficient starting torque while ensuring that the movement range of the magnetic head or optical head is close to the center of rotation of the electric motor. becomes very easy.

第4図に本発明の別の実施例の要部構成図を示
す。同図において、ロータ1に取付けられた永久
磁石2は、前述の実施例と同様に等ピツチ間隔
(22.5゜)または、ほぼ等ピツチ間隔に16極着磁
された円環状の磁石である。電機子鉄心13は、
3個の巻線用突極14a1,14b1,14c1と2個
の補助突極16a1,16b1とからなる突極ブロツ
ク13Aと、3個の巻線用突極14a2,14b2
14c2と2個の補助突極16a2,16b2とからな
る突極ブロツク13Bと、それらの突極ブロツク
13Aと13Bの間に設けられた補助突極17お
よび18とからなつている。上記突極ブロツク1
3Aと13Bはロータ1の回転軸すなわち中心点
Oに対して180゜または、ほぼ180゜対称に配置さ
れており、各巻線用突極14a〜14c1,14a2
〜14c2および各補助突極16a1,16b1,16
a2,16b2,17,18は所要間隙離して永久磁
石2の着磁面と対向している。本例においても、
各巻線用突極14a1〜14c2の実効的な対向ピツ
チは永久磁石2の1磁極ピツチ(22.5゜)とほぼ
等しく、およそ20゜(約0.9倍)となつている。
また、補助突極16a1,16b1,16a2,16b2
の実効的な対向ピツチは、ほぼ10゜であり、補助
突極17,18はほぼ100゜となつている。電機
子鉄心13は、例えば硅素鋼板を積層して形成さ
れ、各突極を一体的に有している。
FIG. 4 shows a main part configuration diagram of another embodiment of the present invention. In the figure, the permanent magnets 2 attached to the rotor 1 are annular magnets with 16 poles magnetized at equal pitch intervals (22.5 degrees) or approximately at equal pitch intervals, as in the previous embodiment. The armature core 13 is
A salient pole block 13A consisting of three winding salient poles 14a 1 , 14b 1 , 14c 1 and two auxiliary salient poles 16a 1 , 16b 1 and three winding salient poles 14a 2 , 14b 2
14c 2 and two auxiliary salient poles 16a 2 and 16b 2 , and auxiliary salient poles 17 and 18 provided between these salient pole blocks 13A and 13B. Salient pole block 1 above
3A and 13B are arranged 180° or approximately 180° symmetrically with respect to the rotation axis of the rotor 1, that is, the center point O, and each salient pole for winding 14a to 14c 1 , 14a 2
~14c 2 and each auxiliary salient pole 16a 1 , 16b 1 , 16
a 2 , 16b 2 , 17, and 18 face the magnetized surface of the permanent magnet 2 with a required gap. Also in this example,
The effective opposing pitch of each of the winding salient poles 14a 1 to 14c 2 is approximately equal to one magnetic pole pitch (22.5°) of the permanent magnet 2, and is approximately 20° (approximately 0.9 times).
In addition, auxiliary salient poles 16a 1 , 16b 1 , 16a 2 , 16b 2
The effective opposing pitch is approximately 10°, and the auxiliary salient poles 17 and 18 are approximately 100°. The armature core 13 is formed by laminating silicon steel plates, for example, and integrally has salient poles.

各巻線用突極14a1,14b1,14c1,14
a2,14b2,14c2には、それぞれ1個の駆動コ
イル15a1,15b1,15c1,15a2,15b2
15c2が巻装され、これらは永久磁石2の磁極と
の相対位置関係について独立な3相のコイル群す
なわち15a1,15a2と15b1,15b2と15
c1,15c2とに分かれている。従つて、前述の第
1図の実施例の場合と同様な駆動回路によりロー
タ1を同一方向に連続して回転させることができ
る。
Salient poles for each winding 14a 1 , 14b 1 , 14c 1 , 14
a 2 , 14b 2 , 14c 2 each have one drive coil 15a 1 , 15b 1 , 15c 1 , 15a 2 , 15b 2 ,
15c 2 is wound, and these are independent three-phase coil groups with respect to the relative positional relationship with the magnetic poles of the permanent magnet 2, namely 15a 1 , 15a 2 and 15b 1 , 15b 2 and 15
It is divided into c 1 and 15c 2 . Therefore, the rotor 1 can be continuously rotated in the same direction using the same drive circuit as in the embodiment shown in FIG. 1 described above.

なお、第4図の実施例においては、電機子鉄心
13の有する突極14a1〜14c1,14a2〜14
c2,17,18の永久磁石2の磁極と対向する部
分に、ロータ1の回転軸心と平行する方向すなわ
ち図面の紙面に対して垂重な方向に補助溝(代表
して21で示している)を設けて、電機子鉄心1
3の磁気的な変動の状態を変化させ、永久磁石2
との相互作用により生じるコギング力を減少させ
るようにしている。以下に、その効果について説
明する。一般に、永久磁石2と電機子鉄心13の
間の磁場に貯えられた磁気エネルギーが、電機子
鉄心の回転位置に応じて変化することにより、コ
ギング力が生じる。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(永久磁石2の発生磁束密度の2乗
に関係する量)を有している。従つて、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
13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。
In the embodiment shown in FIG. 4, the salient poles 14a 1 to 14c 1 , 14a 2 to 14 of the armature core 13
c 2 , 17, 18, in the portions facing the magnetic poles of the permanent magnets 2, are provided with auxiliary grooves (representatively indicated by 21) in a direction parallel to the rotational axis of the rotor 1, that is, in a direction perpendicular to the plane of the drawing. armature core 1)
By changing the state of magnetic fluctuation of 3, permanent magnet 2
The aim is to reduce the cogging force caused by the interaction with the The effect will be explained below. Generally, cogging force is generated when magnetic energy stored in the magnetic field between the permanent magnet 2 and the armature core 13 changes depending on the rotational position of the armature core. Since magnetic energy is a quantity related to the square of the magnetic flux density, the permanent magnet 2 has a basic period of one magnetic pole pitch, and the magnetic fluctuation of its harmonic component (the square of the magnetic flux density generated by the permanent magnet 2) related quantities). Therefore, it is sufficient to consider the magnetic fluctuation of the armature core 13 with one magnetic pole pitch of the permanent magnet 2 as the basic period, and generally,
If the amount of variation is reduced, the cogging force will be reduced.

電機子鉄心13の磁気的な変動(永久磁石2の
表面の各点からみた電機子鉄心3のパーミアンス
に関係する量)は、突極の間の溝20と補助溝2
1により生じる。第3図から明らかなように、永
久磁石2の磁極から出た磁束は磁気抵抗の高い溝
部をさけて突極に吸収される。従つて、第4図に
図示した補助溝21のように、溝の深さが浅くて
も、磁気的には突極の間の溝20とほぼ等価とな
る。この第4図の実施例においては、電機子鉄心
の有する突極間の溝および補助溝からなる溝の全
体を、ロータの回転中心Oに対して等角度間隔
(10゜)または、ほぼ等角度間隔に全周にわたつ
て配置している。その結果、永久磁石2の4個の
磁極(90゜)に対して9個の溝の割合となつてい
る。従つて、以下、電機子鉄心13の角度間隔90
゜にある9個の溝a,b,c,d,e,f,g,
h,iによる磁気的な変動分について補助溝の効
果を説明する。
The magnetic fluctuation of the armature core 13 (the amount related to the permeance of the armature core 3 seen from each point on the surface of the permanent magnet 2) is caused by the groove 20 between the salient poles and the auxiliary groove 2.
1. As is clear from FIG. 3, the magnetic flux emitted from the magnetic poles of the permanent magnet 2 is absorbed by the salient poles, avoiding the grooves with high magnetic resistance. Therefore, even if the depth of the groove is shallow like the auxiliary groove 21 shown in FIG. 4, it is magnetically almost equivalent to the groove 20 between the salient poles. In the embodiment shown in FIG. 4, the entire grooves consisting of the grooves between the salient poles of the armature core and the auxiliary grooves are spaced at equal angular intervals (10°) or at approximately equal angles with respect to the rotation center O of the rotor. They are placed at intervals all around the circumference. As a result, there are nine grooves for four magnetic poles (90 degrees) of the permanent magnet 2. Therefore, below, the angular spacing of the armature core 13 is 90
Nine grooves a, b, c, d, e, f, g,
The effect of the auxiliary groove will be explained regarding the magnetic fluctuation due to h and i.

突極間の溝a〜fによる磁気的な変動分を第5
図aに示す。すなわち、溝aを基準にすれば、溝
bは1磁極ピツチの8/9の位相差があり、変動の
状態(波形)については同等である。同様に溝
c,d,e,fの位相差はそれぞれ1磁極ピツチ
の3/9、2/9、6/9、5/9となつている。その結果、
各溝a〜fによる磁気的な変動分〔第5図aの破
線で示す〕を合成すれば、同図に実線で示すよう
になる。
The magnetic fluctuation due to the grooves a to f between the salient poles is expressed as the fifth
Shown in Figure a. That is, with groove a as a reference, groove b has a phase difference of 8/9 of one magnetic pole pitch, and the fluctuation states (waveforms) are the same. Similarly, the phase differences between grooves c, d, e, and f are 3/9, 2/9, 6/9, and 5/9 of one magnetic pole pitch, respectively. the result,
If the magnetic fluctuations due to each of the grooves a to f (indicated by the broken lines in FIG. 5a) are combined, the results will be as shown by the solid lines in the same figure.

一方、補助溝g,h,iは溝aに対して、それ
ぞれ1磁極ピツチの4/9、7/9、1/9の位相差があ
り、それらの磁気的な変動分を合成すれば、第5
図bの実線のようになる。従つて、突極間の溝a
〜fによる磁気的な変動分と補助溝g〜iによる
磁気的な変動分を合成すれば、第5図cのごとく
となる。これを補助溝を設けない場合の突極間の
溝a〜fによる磁気的な変動分〔第5図a〕と比
較すると、変動周波数は高くなり、かつ変動レベ
ルは小さくなつている。
On the other hand, the auxiliary grooves g, h, and i have a phase difference of 4/9, 7/9, and 1/9 of one magnetic pole pitch, respectively, with respect to the groove a, and if these magnetic fluctuations are combined, Fifth
It will look like the solid line in Figure b. Therefore, the groove a between the salient poles
If the magnetic fluctuations due to ~f and the magnetic fluctuations due to auxiliary grooves g~i are combined, the result is as shown in Fig. 5c. Comparing this with the magnetic fluctuation amount caused by the grooves a to f between the salient poles when no auxiliary grooves are provided [FIG. 5a], the fluctuation frequency becomes higher and the fluctuation level becomes smaller.

従つて、電機子鉄心13の磁気的な変動量が小
さくなり、コギング力は減少する。また、一般
に、変動の周波数が高くなる程、永久磁石2の有
する変動の大きさも小さくなり、電機子鉄心13
と永久磁石2との相互作用によつて生じるコギン
グ力は、さらに小さなものとなる。
Therefore, the amount of magnetic fluctuation of the armature core 13 is reduced, and the cogging force is reduced. In general, the higher the frequency of fluctuation, the smaller the magnitude of fluctuation in the permanent magnet 2, and
The cogging force generated by the interaction between the permanent magnet 2 and the permanent magnet 2 becomes even smaller.

なお、前述の実施例においては、突極の間の溝
と磁気的にほぼ同等な効果を有する補助溝を設
け、突極間の溝および補助溝からなる溝の全体を
回転中心に対して等角間隔となしたが、補助溝の
効果は、そのような場合に限定されるものではな
い。また、巻線用突極および補助突極の両方に補
助溝を設ける必要もない。
In the above embodiment, an auxiliary groove having almost the same magnetic effect as the groove between the salient poles is provided, and the entire groove consisting of the groove between the salient poles and the auxiliary groove is aligned with respect to the center of rotation. Although the auxiliary grooves are arranged at angular intervals, the effect of the auxiliary grooves is not limited to such a case. Further, it is not necessary to provide auxiliary grooves on both the winding salient pole and the auxiliary salient pole.

一般に、電機子鉄心の有する突極の永久磁石と
対向する部分に、上記電機子鉄心の磁気的な変動
の状態を変化させる補助溝を設け、永久磁石の磁
極との相対位置関係について、電機子鉄心の有す
る突極の間の溝によ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し、合成の変動
分を小さくするならば、コギング力は小さくな
る。特に、前述の実施例のように変動の周波数を
高くするように補助溝を設けるならば、容易にコ
ギング力を小さくできる。
Generally, an auxiliary groove for changing the state of magnetic fluctuation of the armature core is provided in the part of the salient pole of the armature core that faces the permanent magnet, and the relative positional relationship with the magnetic pole of the permanent magnet is If the magnetic fluctuations due to the grooves between the salient poles of the iron core are offset by the magnetic fluctuations due to the auxiliary grooves, and the combined fluctuations are reduced, the cogging force will be reduced. In particular, if the auxiliary groove is provided to increase the frequency of fluctuation as in the above embodiment, the cogging force can be easily reduced.

以上の説明から明らかなように、本発明は巻線
の個数が少なくて製造の容易な、しかもコギング
力、トルク変動が小さく振動の極めて少ない電動
機を実現し得る。特に本発明は音響機器用電子整
流子型電動機とした場合に極めて有効なものであ
る。
As is clear from the above description, the present invention can realize an electric motor that has a small number of windings, is easy to manufacture, has small cogging force and torque fluctuations, and has very little vibration. In particular, the present invention is extremely effective when used as an electronic commutator type motor for audio equipment.

なお、前述の本発明の実施例においては、3相
駆動方式の電動機を例にとつて説明したが、本発
明は一般の多相駆動方式の電動機にも実施可能で
ある。
In the above-described embodiments of the present invention, a three-phase drive type electric motor was explained as an example, but the present invention can also be implemented in a general multi-phase drive type electric motor.

従つて、各突極ブロツクの有する巻線用突極の
個数や配置は前述の実施例のごときものに限定さ
れることはない。また、本発明は内転型に限ら
ず、外転型であつても良い。また、電機子鉄心の
各突極は硅素鋼板の積層体に限らず、鉄板を折り
曲げて形成しても良い。その他、本発明の要旨を
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。
Therefore, the number and arrangement of the winding salient poles included in each salient pole block are not limited to those in the above-described embodiments. Further, the present invention is not limited to an adductor type, but may be an abductor type. Further, each salient pole of the armature core is not limited to a laminate of silicon steel plates, and may be formed by bending a steel plate. It goes without saying that various other modifications can be made without changing the gist of the present invention.

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

第1図は本発明の一実施例の要部構成図、第2
図は同実施例における駆動コイル群の接続構成と
駆動回路の例を示す図、第3図は同実施例におけ
る電機子鉄心の突極の間の磁束の分布を示す要部
拡大展開図、第4図は本発明の別の実施例の要部
構成図、第5図a,b,cは第4図の実施例の効
果を説明するための磁気的変動分を示した図であ
る。 1……ロータ、2……永久磁石、3,13……
電機子鉄心、4a1,4b1,4c1,4a2,4b2,4
c2,14a1,14b1,14c1,14a2,14b2
14c2……巻線用突極、5a1,5b1,5c1,5
a2,5b2,5c2,15a1,15b1,15c1,15
a2,15b2,15c2……駆動コイル、7,8,1
7,18,6a1,6b1,6a2,6b2,16a1,1
6b1,16a2,16b2……補助突極、3A,3
B,13A,13B……突極ブロツク、10,2
0a〜f……突極間の溝、21,g〜i……補助
溝。
Fig. 1 is a main part configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2
The figure shows an example of the connection configuration of the drive coil group and the drive circuit in the same embodiment. FIG. 4 is a block diagram of a main part of another embodiment of the present invention, and FIGS. 5a, b, and c are diagrams showing magnetic fluctuations for explaining the effects of the embodiment of FIG. 4. 1...Rotor, 2...Permanent magnet, 3,13...
Armature core, 4a 1 , 4b 1 , 4c 1 , 4a 2 , 4b 2 , 4
c 2 , 14a 1 , 14b 1 , 14c 1 , 14a 2 , 14b 2 ,
14c 2 ... Salient pole for winding, 5a 1 , 5b 1 , 5c 1 , 5
a 2 , 5b 2 , 5c 2 , 15a 1 , 15b 1 , 15c 1 , 15
a 2 , 15b 2 , 15c 2 ... Drive coil, 7, 8, 1
7, 18, 6a 1 , 6b 1 , 6a 2 , 6b 2 , 16a 1 , 1
6b 1 , 16a 2 , 16b 2 ... Auxiliary salient pole, 3A, 3
B, 13A, 13B... Salient pole block, 10, 2
0a to f... Grooves between salient poles, 21, g to i... Auxiliary grooves.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 等ピツチ間隔、または、ほぼ等ピツチ間隔に
N、S極を交互に4極以上配置され、実質的に永
久磁石を円環状の形状に形成されたロータと、そ
れぞれが複数個の巻線用突極を有する2組以上の
突極ブロツク、および前記突極ブロツクの間に設
けられた2個以上の補助突極を有する電機子鉄心
と、前記突極ブロツクの各巻線用突極に巻装され
た複数相の駆動コイルを具備し、前記電機子鉄心
の前記2組以上の突極ブロツクは前記ロータの回
転中心に対して対称、または、ほぼ対称位置に配
置され、前記突極ブロツク内の隣接する前記巻線
用突極の中心間のピツチに比較して前記突極ブロ
ツク間の隣接する前記巻線用突極の中心間のピツ
チを大きくされ、前記突極ブロツクの間は前記補
助突極によつて磁気的・機械的に連結され、前記
ロータの磁極は前記電機子鉄心の突極の内側に配
置され、前記ロータの磁極と前記電機子鉄心の突
極が全周にわたつてくまなく対向するようにさ
れ、かつ、少なくとも1個の前記補助突極の半径
方向の幅を薄くして、前記電機子鉄心の前記補助
突極の部分における前記回転中心からみた半径を
前記突極ブロツクの部分における半径よりも前記
巻線用突極に相当する程度小さくされたことを特
徴とする電動機。 2 等ピツチ間隔、または、ほぼ等ピツチ間隔に
N、S極を交互に4極以上配置され、実質的に永
久磁石を円環状の形状に形成されたロータと、そ
れぞれが複数個の巻線用突極を有する2組以上の
突極ブロツク、および前記突極ブロツクの間に設
けられた2個以上の補助突極を有する電機子鉄心
と、前記突極ブロツクの各巻線用突極に巻装され
た複数相の駆動コイルを具備し、前記電機子鉄心
の前記2組以上の突極ブロツクは前記ロータの回
転中心に対して対称、または、ほぼ対称位置に配
置され、前記突極ブロツク内の隣接する前記巻線
用突極の中心間のピツチに比較して前記突極ブロ
ツク間の隣接する前記巻線用突極の中心間のピツ
チを大きくされ、前記突極ブロツクの間は前記補
助突極によつて磁気的・機械的に連結され、前記
ロータの磁極は前記電機子鉄心の突極の内側に配
置され、前記ロータの磁極と前記電機子鉄心の突
極が全周にわたつてくまなく対向するようにさ
れ、かつ、少なくとも1個の前記補助突極の半径
方向の幅を薄くして、前記電機子鉄心の前記補助
突極の部分における前記回転中心からみた半径を
前記突極ブロツクの部分における半径よりも前記
巻線用突極に相当する程度小さくされ、かつ、前
記電機子鉄心の有する少なくとも1個の前記巻線
用突極の前記ロータの磁極に対向する部分に補助
溝を設け、前記ロータの1磁極ピツチを基本周期
とするときの前記ロータの磁極との相対位置関係
について、前記電機子鉄心の有する突極の間の溝
により生じる磁気的な変動分を前記補助溝による
磁気的な変動分により相殺させたことを特徴とす
る電動機。
[Scope of Claims] 1. A rotor in which four or more N and S poles are alternately arranged at equal pitch intervals or approximately equal pitch intervals, and each of which has a permanent magnet formed in an annular shape; Two or more sets of salient pole blocks having a plurality of salient poles for windings, an armature core having two or more auxiliary salient poles provided between the salient pole blocks, and each winding of the salient pole blocks. a plurality of phase drive coils wound around salient poles, the two or more sets of salient pole blocks of the armature core are arranged at symmetrical or nearly symmetrical positions with respect to the rotation center of the rotor; The pitch between the centers of the adjacent salient poles for winding between the salient pole blocks is made larger than the pitch between the centers of the adjacent salient poles for winding in the salient pole block, and the salient pole blocks The magnetic poles of the rotor are arranged inside the salient poles of the armature core, and the magnetic poles of the rotor and the salient poles of the armature core are connected magnetically and mechanically by the auxiliary salient poles. The auxiliary salient poles are arranged to face each other all around the entire circumference, and have a thin radial width of at least one of the auxiliary salient poles, as viewed from the center of rotation at the auxiliary salient pole portion of the armature core. An electric motor characterized in that the radius of the salient pole block is smaller than the radius of the salient pole block by an amount corresponding to the salient pole for winding. 2. A rotor in which four or more N and S poles are alternately arranged at equal pitch intervals or approximately equal pitch intervals, and a rotor in which permanent magnets are substantially formed in an annular shape, and each rotor is used for a plurality of windings. an armature core having two or more sets of salient pole blocks having salient poles, two or more auxiliary salient poles provided between the salient pole blocks, and winding around each winding salient pole of the salient pole blocks; The two or more sets of salient pole blocks of the armature core are arranged at symmetrical or almost symmetrical positions with respect to the rotation center of the rotor, and the salient pole blocks in the salient pole blocks The pitch between the centers of the adjacent salient poles for winding is made larger than the pitch between the centers of the adjacent salient poles for winding, and the pitch between the centers of the salient poles for winding is made larger between the salient pole blocks. The magnetic poles of the rotor are arranged inside the salient poles of the armature core, and the magnetic poles of the rotor and the salient poles of the armature core extend around the entire circumference. The radial width of at least one of the auxiliary salient poles is made thin so that the radius of the auxiliary salient pole portion of the armature core when viewed from the center of rotation is set to be equal to the radius of the salient pole block. an auxiliary groove is formed in a portion of at least one of the salient winding poles of the armature core that is smaller than the radius at the portion corresponding to the winding salient pole, and that faces the magnetic pole of the rotor; With respect to the relative positional relationship with the magnetic poles of the rotor when one magnetic pole pitch of the rotor is used as a basic period, the magnetic fluctuations caused by the grooves between the salient poles of the armature core are absorbed by the auxiliary grooves. An electric motor characterized in that magnetic fluctuations are offset.
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