WO1990004875A1 - Permanent-magnet synchronous motor - Google Patents

Description

明 細 書 永久磁石形同期電動機 技 術 分 野

本発明はコギングトルクの低減可能な永久磁石形同期電動 機に関する。 背 景 技 術

ステータ ス σ ッ トの存在とロータ上のマグネッ トの形犹と によって、 所謂、 コギングトルクが生ずる。 即ち、 電動機に 通電を行い、 実際に口一タを回転させた際には上記コギング ト ルク に基づく ト ルク変動を生じ、 特に、 工作機械において 主軸の回転や送り機構用の駆動源として用いるとワークの加 工面に上記トルク変動に対応した加工跡が残り、 中でも、 仕 上:!:程においては大きな問題となる。

そこで、 従来においては、 マグネッ トの平面視的形状をェ 夫して、 コギングトルクの低減を図っていた。

然しながら、 マグネッ トの平面視的形状の工夫のみではコ ギングトルクの低減にも限界があり、 更に円滑な トルクを得 るための工夫が要求されていた。 発明の開示

依って本発明は斯かる課題の解決を図るべく、 マグネッ ト の平面視的形状以外の工夫によってコギングトルクを低減さ せることを目的とする。

上記目的に鑑みて本発明は、 ロータコアの表面に複数の、 マグネッ トを固定したタイプの同期電動機において、 口ータ の円周方向における前記マグネッ トの両端部の各々とステー タとのギヤ ップ寸法が前記マグネッ トの中央部におけるギヤ 'グプ寸法よりも大きく、 前記マグネッ トとステ一夕とのギヤ ッ、プ寸法が前記中央部から前記各端部へ向かって漸増するこ とを特徵とするロータ構造を有する永久磁石形同期電動機を 提供する。

π—夕とステ一夕とのギャップは、 マグネッ トから発生さ せる磁束の抵抗となる。 従って、 円周方向におけるマグネッ トの中央位置から端部位置へ向かってギヤップが徐々に大き くなる様に構成すると、 ステータを通過する鎖交磁束の変化 が滑らかになり、 コギングトルクが低減される。 図面の簡単な説明

第 1図は本発明に係る電動機のロータとステータ内周のみ の略示撗断面図、

第 2図は第 1図の部分拡大図、

第 3図は本発明に係る電動機の他の実施例を示す部分拡大 図、

第 4図は第 3図のマグネッ トの平面図である。 発明を実施するための最良の態様

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図は本発明に係る永久磁石形同期電動機の口 —夕の横断面を、 破線により略示したステータ内周線と共に 図示しており、 簡略化のためスロッ トは省略してある （他図 においても同様である） 。 電磁鐦板を積層して構成したロー タコァ 10の外周形状は、 第 2図にも示す様に口一夕の回転中 心線 （点） C Lから半径方向に偏心した中心 Pを有し、 適宜 な半径寸法 R 1を有する円弧 18を円周方向に 8個等配した形 状に形成してある。 この円弧 18の数 8は本実施例が界磁極が 8個の場合を図示していることに対応し、 本発明がこの実施 例の場合に限られないことは明らかである。

このロータコァ 10の中心孔 16は出力軸を挿入するために設 けられている。 上記半径 R 1 はステ一タの内周を表す破線 14 の半径 R 3よりも小さい。 ロータコァ 10の各円弧 18上には界 磁極としてのマグネッ ト 12が接着固定されており、 該各マグ ネッ ト 12の横断面形状は前記円弧 18の曲率中心を中心とした 半径 R 2の外周曲線と、 半径 R 1の内周曲線とを有している。 該半径 R 2 は半径 R 1 よりも大きく、 ステ一夕内周半径 R 3 より も小さい。 従って、 マグネッ ト 12の外表面とステ一タの 内周面 14とのギヤ ップ寸法 ^は、 口一タの中心点 C Lと前記 の中心 Pを結ぶ直線上の点 P 1、 即ちマグネッ ト 12の円周方 向の中心位置を示す点 P 1 において最少であって、 両端 P 2 に近づく に従って漸増している。

上記の如くマグネッ ド 12とステータ内周面 14とのギャップ 寸法 £がその位置によつて漸変するので、 ロータが回転した 際に、 界磁極であるマグネッ ト 12から発生する磁束に対する 磁気抵抗は滑らかに変化し、 結局ステータの鎖交磁束の変化 が滑らかになり、 コギングトルクが低減される。 更に上記の 実施例においては、 マグネッ ト 12の板厚 t 1 は一定に構成さ れており、 焼結法によるマグネッ トの製造が容易であると共 に、 減磁界に対する抵抗も均一であり、 マグネッ ト 12の局部 的な減磁が回避可能である。

上記実施例では、 ステ一夕が外周側に、 ロータが内側に配 設された電動機について図示説明してあるが、 ステータが内 側に、 ロータが外周側に配設された場合にも、 ギャップ寸法 が滑らかに変化する様にマグネッ トの断面形状を形成すれば 同様の効果を生ずる。

更に、 第 3図と第 4図とを参照しながら、 本発明に係る他 の実施例を説明する。 ロータコア 10' はその外周形状を 1つ の円で形成しており、 従ってステータの内周 14に対して同心 状に設定される。 該口ータコア 10' の外周上に平面視形状が 第 4図に示される略矩形の δ角形マグネッ ト 12' を貼り付け、 固定する。 このマグネッ ト 12' を第 4図の矢視線 Αの方向か ら見た板厚寸法 t 2は、 マグネッ ト 12' の対称線&置 P 1 に おいて最大であり、 両端部方向の点 P 3、 点 P 4へと移動す るに従って漸減している。 このマグネッ ト 12' の外形曲線は 円弧でもよく、 また他の曲線でもよい。 第 1図と第 2図に示 した第 1の実施例においても、 必ずしも円弧状に形成する必 要はない。 この第 2の実施例の場合においても、 局部的を耐 減磁性に弱点を有するものの、 コギングトルクの低減に寄与 する。 以上の説明から明らかな様に本発明によれば、 ステ一夕の 鎖交磁束の変化が滑らかになり、 コギングトルクの低減が可 能となる。

Claims

請 求 の 範 囲

1. ロータコアの表面に複数のマグネッ トを固定したタイ プの同期電動機において、 ロータの円周方向における前記マ グネッ トの両端部の各々とステータとのギヤップ寸法が前記 マグネッ トの中央部におけるギヤップ寸法よりも大きく、 前 記マグネッ トとステータとのギヤ ップ寸法が前記中央部から 前記各端部へ向かって漸増することを特徵とするロータ構造 を有する永久磁石形同期電動機。

2. 前記ロータコアの外周は、 滑らかな曲線から成る突部 を円周方向に複数個等配して形成され、 該各突部上に扳厚寸 法が一定のマグネッ トを固定して成る請求の範囲第 1項に記 載の永久磁石形同期電動機。

3. 前記ロータコアの外周が 1個の円で形成され、 板厚が 中央位置において最大であり、 その両端部へ向かって漸減す るマグネッ トを前記口一タコァの外周に固定して成る請求の 範囲第 1項に記載の永久磁石形同期電動機。