JPS63178750A - 同期型交流サ−ボモ−タのロ−タ構造 - Google Patents

同期型交流サ−ボモ−タのロ−タ構造

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JPS63178750A
JPS63178750A JP62007416A JP741687A JPS63178750A JP S63178750 A JPS63178750 A JP S63178750A JP 62007416 A JP62007416 A JP 62007416A JP 741687 A JP741687 A JP 741687A JP S63178750 A JPS63178750 A JP S63178750A
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rotor
slot
angular position
ripple
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JP62007416A
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Noboru Iwamatsu
岩松　登
Yoshiyuki Hayashi
林　美行
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H02K1/2773—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect consisting of tangentially magnetized radial magnets

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は同期型交流サーボモータのロータ構造に関し、
特にモータ回転時のスロットリップルを取り除くロータ
構造に関する。
〔従来の技術と問題点〕
ロータにマグネットを用い、ステータに巻線用のスロッ
トを有したモータにおいては、該ロータの回転時にはそ
の回転トルクに変動、即ちスロ・ノドリソプルを生じ回
転に滑らかさを欠く。これはロータの回転角度位置に応
して磁束密度が変化するためである。こうしたモータに
よるサーボモータを、例えば工作機械の送りの駆動機構
に使用ずると微少な送りむらを生じ、その結果被加工物
の加工面仕上精度の劣化を生む。
依って本発明は斯る問題点の解決を図るべく、ロータの
回転中のスロットリップルを可及的に低減させるロータ
構造を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上述した発明目的に鑑みて、本発明は同期型交流サーボ
モータのロータ構造であって、該モータの回転時のスロ
ットリップルの波周期に応じて、複数個のロータ要素を
ロータの回転軸線に対して一の角度位置と二の角度位置
とにずらせて並設し、該−と二との２つの角度位置のず
れが前記スロットリップルの半波長に対応する機械角度
であり、前記一の角度位置のロータ要素の合計磁束と前
記二の角度位置のロータ要素の合計磁束とが同じである
様構成して前記スロットリップルを可及的に低減せしめ
たことを特徴とする同期型交流サーボモータのロータ構
造を提供する。
〔作　用〕 本発明に係る上記ロータ構造によれば、回転中に一の角
度位置のロータ要素とステータスロットとの相対回転位
置に基づくスロットリップル波と、二の角度位置のロー
タ要素とステータスロットとの相対回転位置に基づくス
ロットリップル波とは互いに半波製分だけ位相がずれて
おり、各−２二のロータ要素の合計石庄東が同じである
ため各スロットリップル波の大きさく振幅）は同じであ
り、従って両スロットリップル波を重ね合わせると互い
に打ち消し合って消失する。
〔実施例〕
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。第１図は第２図の矢視線入から見た部分破
断図であり、本発明に係るロータ構造の正面を表わし、
第２図は本発明に係るロータ構造の一部破断の側面図で
あって、第１図の矢視線Ｂから見た図、第３図は本発明
に係るロータ構造に基づくスロットリップルの消失作用
説明図である。
まず第１図と第２図とを参照すると、本ロータは８極型
のロータ構造を表わし、扇形の電磁鋼板１４を積層した
ロータコア１６をマグネット１８で挟持した構成の各種
（Ｎ又はＳ極）を円周方向に８組配設した構成となって
いる。前述の複数の電磁鋼板１４をロータコア１６とし
て積層された状態に保持するために、各電磁鋼板１４に
設けられた孔２０に棒部材２２を押入固定している。更
にはロータの長手方向端面にはステンレス鋼から成る端
板２４を取付けてマグネット１８とロータコア１６との
長手方向のずれを防止すると共に、これらを保護してい
る。更には磁場絶縁を行なっている。こうした構成のロ
ータ極部を軸１０に固定して回転中心軸線１２を中心と
して回転させることができる。
従来構造のロータではその回転中心軸線１２の方向に亘
っては変化のない構造となっているが、本発明では第１
図に示す如くその軸線１２方向（厚さ方向）の構造を変
化させている。スロットリップル波の半波長に対応した
機械角度をθ（第３図に基づき後述説明）とすると、一
のロータ要素３０と二のロータ要素３０’とを回転中心
軸線１２（第２図）を中心とした回転角度位置において
角度θだけずらして軸線１２方向に併設している。なお
各ロータ要素３０と３０′とはその磁束密度も磁束量も
同じになるようロータコア１６と１６′及びマグネット
１８と１８′とは同一材料で、かつ同一寸法に構成され
ている。ロータ要素３０′の端板２４′も前記端板２４
と同一目的で設けられている。両ロータ要素３０と３０
′との間の境界板２６は両ロータ要素３０．３０’間の
磁場の干渉が起こらないようにステンレス鋼で磁場絶縁
を行なう目的で配設されている。
こうした構造のロータを採用したモータを回転させると
スロットリップルを無くすることが可能となる。なぜな
らば、スロットリップルはロータとステータスロット（
図示せず）との相対位置関係から生起される変動であり
、一のロータ要素３０とステータスロットとの相対回転
から生ずるスロソトリソプルとこのロータ要素３０′と
ステータスロットとの相対回転から生ずるスロットリッ
プルとは、両ロータ要素３０と３０′が各々のロータ要
素の回転により生起させるスロットリップル波の半波長
（従来構造のロータに基づくスロットリップル波の半波
長と同じ）に対応した機械角度θだけ相対的にずらせで
あるため、互いに位相が半波製分ずれる。更には両ロー
タ要素３０と３０′とは同−磁場強さを生起している。
従って両ローク要素３０と３０′とを併設した本ロータ
では、各ロータ要素３０と３０′とに基づく各スロット
リップルは互いに打ち消し合って消失する。
第３図は上記両ロータ要素３０．３０’に基づく各スロ
ットリップルが消失することを説明している。ステータ
スロッドの１ピッチ間にスロットリップルが２波生起さ
れる場合は、スロットリップルの半波長に対応する機械
角度θはスロットピッチの４分の１である。従って第１
図に示すずれ角度θもステータスロッドの１ピッチの４
分の１の角度に設定すればよい。第３図の各グラフ図の
横軸■は機械角度を表わし、縦軸Ｔ、はロータ要素３０
に基づくスロットリップル（トルク変動と考えてよい。
）を、Ｔ２はロータ要素３０′に基づくスロットリップ
ルを、”ｒ＋　　＋Ｔ２はロータ要素３０と３０′とを
具備した本発明構造のロータに基づくスロットリップル
即ち、スロットリップルの消失したことを示している。
また第１図と第２図とに示す本実施例では、ロータを容
易に、しかも低コストに製作可能なよう一のロータ要素
３０とこのロータ要素３０′の各対応部品に同一部品を
使用している。扇形の電磁鋼板１４には棒部材２２を押
入させる孔２０を形成する必要があるが、該孔２０は鋼
板１４の対称線２８から前記角度θの半分の角度θ／２
だけ一方に偏位させて設けである。この鋼板１４を用い
て一のロータ要素３０とこのロータ要素３０′とを区別
なく同一ロータ要素として製作し、２つのロータ要素を
組立併設する場合に孔２０が各対称線２８．２８’に対
して互いに逆の位置に来るよう、即ち２つのロータ要素
を互いに逆の方向に向けて棒部材２２を押入組立てする
と第１図の様なロータ構造にすることができる。従って
第２図は第１図の矢視ｖＡＢのみならずＣの方向から見
た図であるとも言える。
上記実施例では一の角度位置のロータ要素３０とこの角
度位置のロータ要素３０′とは各々１個ずつから成るが
、更に厚さの薄いロータ要素を各々複数個ずつ組み合わ
せて前記実施例における各ロータ要素３０．　３０’に
置き換えることもできる。更にはこうした薄い複数個の
ロータ要素の並設順序は上述の如く特定されるものでは
なく、例えば一の角度位置のロータ要素と二の角度位置
のロータ要素とを交互に積層することも可能である。
この場合、一の角度位置のロータ要素と二の角度位置の
ロータ要素との間には各要素間の磁場絶縁体としてステ
ンレス鋼等を挟持してもよい。このように多数のロータ
要素を使用する場合は、第１図及び第２図に示す実施例
において述べた様に同−設計部品で同一ロータ要素を構
成しておき、それによりロータを構成することは製作上
及びコスト面からも望ましい。
次にモータの使用中、即ちロータの回転中に電磁作用に
基づく誘起逆起電圧について考察する。
従来構造のロータにおいてその誘起逆起電圧ＥＰは次式
で表わされる。
ＥＦ　＝ＶＰｓｉｎωを 本発明によるロータは一の角度位置のロータ要素群と二
の角度位置のロータ要素群とに分割されているため、そ
の誘起逆起電圧Ｅ１は次式で表わされる。
Ｅ＋　−（ＶＰ／２）　・ｓｉｎ　ωｔ＋　（ＶＰ／２
）　・５ｉｎ（ωを一θ・ｐ）−Ｖ、・ｃｏｓ　（θ・
ｐ／２）・ｓｉｎ　（ωｔ−θ・ｐ／２）ここで、 ２ｐ：モータの極数、 θニスロットリップル波の半波長に対応する機械角度、 である。例えば極数２ｐが８極、角度θが２．５度の場
合ｃｏｓ　（θ・ｐ／２）　−０，９９６２であり、本
発明のロータに基づく誘起逆起電圧Ｅ１の大きさは従来
構造のロータに基づく誘起逆起電圧Ｅ、の大きさＶ。
と略同−と言える。一般にサーボモータを使った機械駆
動部の制御に際しては、上記逆起電圧の大きさは重要な
設計因子である。従って従来のロータを有したサーボモ
ータに替えて本発明によるロータ構造のサーボモータを
置換する場合、モータの大きさはもとより、制御ソフト
等も変更することな〈従来のものがそのまま使用できる
と共にスロットリップルのみを低減させることが可能で
ある。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明によれば、サーボ
モータの制御因子やサイズを変えることなくスロットリ
ップルのみを低減させることの可能なロータ構造を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るロータ構造の正面を表わし、第２
図の矢視線Ａから見た部分破断図、第２図は本発明に係
るロータ構造の一部破断の側面図、第３図は本発明に係
るロータ構造に基づくスロットリップルの消失作用説明
図。 １２・・・ロータの回転中心軸線、 １４・・・扇形電磁鋼板、 １６・・・ロータコア、 １８・・・マグネット、 ２０・・・扇形電磁鋼板内孔であって棒部材の貫入孔、 ２２・・・棒部材、 ２４・・・端板、 ２６・・・電磁絶縁板、 ２８・・・扇形電磁鋼板の中央対称線、３０・・・一の
角度位置のロータ要素、３０’・・・二の角度位置のロ
ータ要素、Ｎ、　Ｓ・・・磁極、 θ・・・スロットリップル波の半波長に対応する機械角
度。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、同期型交流サーボモータのロータ構造であって、該
    モータの回転時のスロットリップルの波周期に応じて、
    複数個のロータ要素をロータの回転軸線に対して一の角
    度位置と二の角度位置とにずらせて並設し、該一と二と
    の２つの角度位置のずれが前述スロットリップルの半波
    長に対応する機械角度であり、前記一の角度位置のロー
    タ要素の合計磁束と前記二の角度位置のロータ要素の合
    計磁束とが同じである様構成して前記スロットリップル
    を可及的に低減せしめたことを特徴とする同期型交流サ
    ーボモータのロータ構造。 ２、前記ロータ要素が同一材料でかつ同一寸法形状から
    成り、前記一の角度位置のロータ要素数と二の角度位置
    のロータ要素数とが同じである特許請求の範囲第１項に
    記載の同期型交流サーボモータのロータ構造。 ３、前記スロットリップルの半波長がステータスロッド
    の４分の１ピッチ機械角度に対応し、前記一の角度位置
    と二の角度位置とのずれが該ステータスロッドの４分の
    １ピッチ機械角度である特許請求の範囲第１項又は第２
    項に記載の同期型交流サーボモータのロータ構造。
JP62007416A 1987-01-17 1987-01-17 同期型交流サ−ボモ−タのロ−タ構造 Pending JPS63178750A (ja)

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