JP2502942B2 - モ―タ - Google Patents
モ―タInfo
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- JP2502942B2 JP2502942B2 JP6013745A JP1374594A JP2502942B2 JP 2502942 B2 JP2502942 B2 JP 2502942B2 JP 6013745 A JP6013745 A JP 6013745A JP 1374594 A JP1374594 A JP 1374594A JP 2502942 B2 JP2502942 B2 JP 2502942B2
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- pole
- magnetic
- poles
- magnetic pole
- motor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石、特にリング
状でラジアル方向に多極着磁されている永久磁石からな
る磁極と、その内側または外側に配置されている突極を
有するコアとを備えたモ−タに関するものである。
状でラジアル方向に多極着磁されている永久磁石からな
る磁極と、その内側または外側に配置されている突極を
有するコアとを備えたモ−タに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、種々の新しい機械装置、電気およ
び電子機器の開発に伴ない、コギングが少なく、かつ大
きなトルクを有する高品位の小型モ−タが強く望まれる
ようになった。
び電子機器の開発に伴ない、コギングが少なく、かつ大
きなトルクを有する高品位の小型モ−タが強く望まれる
ようになった。
【０００３】コギング対策としてはコアレスモ−タ等が
使用されていたが、コアレスモ−タは充分に大きいトル
クが得られず、大きいトルクを得るためには大型化を免
れ得なかった。
使用されていたが、コアレスモ−タは充分に大きいトル
クが得られず、大きいトルクを得るためには大型化を免
れ得なかった。
【０００４】一方、図６に示すような突極を有するモ−
タが大きなトルクを得られるために使用されている。す
なわち、図６において、１はコアで、突極２を有してい
る。なお、巻線は省略してある。３は磁極で、リング状
永久磁石からなりラジアル方向に着磁されており、しか
も円周方向に沿ってＮ極，Ｓ極が交互に形成されてい
る。４は磁気ヨ−クである。そして、コア１側か磁気ヨ
−ク４側の一方がステ−タとなり、他方がロ−タとなる
が、図６の場合はコア１がステ−タ、磁気ヨ−ク４がロ
−タとなっているアウタ−ロ−タ型モ−タである。
タが大きなトルクを得られるために使用されている。す
なわち、図６において、１はコアで、突極２を有してい
る。なお、巻線は省略してある。３は磁極で、リング状
永久磁石からなりラジアル方向に着磁されており、しか
も円周方向に沿ってＮ極，Ｓ極が交互に形成されてい
る。４は磁気ヨ−クである。そして、コア１側か磁気ヨ
−ク４側の一方がステ−タとなり、他方がロ−タとなる
が、図６の場合はコア１がステ−タ、磁気ヨ−ク４がロ
−タとなっているアウタ−ロ−タ型モ−タである。
【０００５】このような突極２を有するモ−タは、大き
なトルクが得られるものの、コギングが発生するという
不都合があった。
なトルクが得られるものの、コギングが発生するという
不都合があった。
【０００６】従来、突極２を有するモ−タ（以下単にモ
−タと略称する）は、コギングを減少させるために、例
えば特公昭５８−５２４２６号公報に開示されているよ
うに、電機子鉄心に加工を施す方法が提案されている。
−タと略称する）は、コギングを減少させるために、例
えば特公昭５８−５２４２６号公報に開示されているよ
うに、電機子鉄心に加工を施す方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した電機子鉄心に
加工を施す方法は複雑であり、コギングの減少も、ます
ます増大する高品位化への要望に対し充分なものでなか
った。
加工を施す方法は複雑であり、コギングの減少も、ます
ます増大する高品位化への要望に対し充分なものでなか
った。
【０００８】さらに、最近は、永久磁石の磁力の強い希
土類磁石等を用いるに至って、小型化は促進されるもの
のコギングがより顕著となり、実用上の不都合が増し
た。
土類磁石等を用いるに至って、小型化は促進されるもの
のコギングがより顕著となり、実用上の不都合が増し
た。
【０００９】本発明者等は上記の点にかんがみ、永久磁
石、特にリング状でラジアル方向に着磁され、円周方向
に交互に多極着磁されている永久磁石を磁極として用い
たモ−タについて種々研究を重ね、その結果、本発明は
なされたもので、小型でトルクが大きく、しかもコギン
グが少ないモ−タを提供することを目的とする。
石、特にリング状でラジアル方向に着磁され、円周方向
に交互に多極着磁されている永久磁石を磁極として用い
たモ−タについて種々研究を重ね、その結果、本発明は
なされたもので、小型でトルクが大きく、しかもコギン
グが少ないモ−タを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るモ−タは、
突極数と磁極数の最小公倍数をｉとすると３６０°／ｉ
で決まる角度θi に対し、３６０°／（磁極の極数）で
規定されるＮ極およびＳ極の各境界を起点として各磁極
毎に、（１／２＋ｎ）θi の位置のうち、ある１つ以上
のｎの値に対応した位置において、コアに相対する磁極
面に永久磁石あるいは軟磁性材料からなる凸部を形成し
たものである。ただし、ｎは０から３６０°／{(磁極の
極数）×θi}−１までの整数とする。
突極数と磁極数の最小公倍数をｉとすると３６０°／ｉ
で決まる角度θi に対し、３６０°／（磁極の極数）で
規定されるＮ極およびＳ極の各境界を起点として各磁極
毎に、（１／２＋ｎ）θi の位置のうち、ある１つ以上
のｎの値に対応した位置において、コアに相対する磁極
面に永久磁石あるいは軟磁性材料からなる凸部を形成し
たものである。ただし、ｎは０から３６０°／{(磁極の
極数）×θi}−１までの整数とする。
【００１１】
【作用】本発明においては、コアに相対する磁極面に、
（１／２＋ｎ）θi の位置に形成した凸部によって着磁
幅を大きくしてもコギングが抑制される。
（１／２＋ｎ）θi の位置に形成した凸部によって着磁
幅を大きくしてもコギングが抑制される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。
る。
【００１３】図１は本発明のモ−タの一実施例であるア
ウタ−ロ−タ型モ−タの断面略図である。このアウタ−
ロ−タ型モ−タは、６個の突極２を有するコア１と、極
数が４から成る磁極３および磁気ヨ−ク４を主要部とし
て構成されている。
ウタ−ロ−タ型モ−タの断面略図である。このアウタ−
ロ−タ型モ−タは、６個の突極２を有するコア１と、極
数が４から成る磁極３および磁気ヨ−ク４を主要部とし
て構成されている。
【００１４】この磁極３は、形態的に通常のものとは異
なり、Ｎ極およびＳ極の境界Ｌを起点としてＮ極とＳ極
の境界を除く（１／２＋ｎ）θi なる位置においてコア
１に相対する磁極面に凸部５を持っている。
なり、Ｎ極およびＳ極の境界Ｌを起点としてＮ極とＳ極
の境界を除く（１／２＋ｎ）θi なる位置においてコア
１に相対する磁極面に凸部５を持っている。
【００１５】ただし、θi はコア１の突極数（この例で
は“６”）と、磁極の極数（この例では“４”）の最小
公倍数をｉ（この例では“１２”）とすると３６０°／
ｉ（この例では３０°）で決まる角度であり、ｎは０ま
たは正の整数である。なお、ｎについては後述する。
は“６”）と、磁極の極数（この例では“４”）の最小
公倍数をｉ（この例では“１２”）とすると３６０°／
ｉ（この例では３０°）で決まる角度であり、ｎは０ま
たは正の整数である。なお、ｎについては後述する。
【００１６】コギングとは回転時に発生する回転むらで
あり、その原因は突極２と磁極３の各極との間の相対的
な回転位置によって、磁極各部に働く力が回転軸に対し
て対称とならない場合に発生する力（コギング力）によ
ってもたらされる。そして、コギングトルクは突極数と
磁極数の最小公倍数をｉとすると３６０°／ｉの周期を
もつ。
あり、その原因は突極２と磁極３の各極との間の相対的
な回転位置によって、磁極各部に働く力が回転軸に対し
て対称とならない場合に発生する力（コギング力）によ
ってもたらされる。そして、コギングトルクは突極数と
磁極数の最小公倍数をｉとすると３６０°／ｉの周期を
もつ。
【００１７】ところで、図６に示す従来のモ−タでは、
突極数が６、磁極数が４であるからｉ＝１２であり、コ
ギングトルクの周期は３０°であり、ロ−タの回転角に
対するトルク特性は磁極３の着磁角度を変えると図８，
図９のような変化を示す。
突極数が６、磁極数が４であるからｉ＝１２であり、コ
ギングトルクの周期は３０°であり、ロ−タの回転角に
対するトルク特性は磁極３の着磁角度を変えると図８，
図９のような変化を示す。
【００１８】すなわち、図８，図９は横軸にロータ回転
角をとり、縦軸にコギングトルク（相対値）をとったも
のである。曲線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇはそれぞれ
着磁角度が９０°，７２°，６６°，５４°，４０°，
２５°，１０°の場合である。
角をとり、縦軸にコギングトルク（相対値）をとったも
のである。曲線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇはそれぞれ
着磁角度が９０°，７２°，６６°，５４°，４０°，
２５°，１０°の場合である。
【００１９】ここで着磁角度とは図７に示すように、例
えばＳ極中に着磁された部分、つまり斜線を施した部分
の中心Ｏに対して張る角度θm をいう。
えばＳ極中に着磁された部分、つまり斜線を施した部分
の中心Ｏに対して張る角度θm をいう。
【００２０】図８，図９からわかるように、トルク特性
が正から負に変化する着磁角度θmでコギングトルクが
小さくなることがわかる。
が正から負に変化する着磁角度θmでコギングトルクが
小さくなることがわかる。
【００２１】図８，図９に示す特性のモ−タで、通常の
肉厚の均一なリング状の永久磁石からなる磁極３を使用
した場合、コギングトルクが減少する最適な着磁角度θ
m は約６６°と２５°付近の２つである。
肉厚の均一なリング状の永久磁石からなる磁極３を使用
した場合、コギングトルクが減少する最適な着磁角度θ
m は約６６°と２５°付近の２つである。
【００２２】着磁角度θm を６６°または２５°に選ぶ
ことによってコギングトルクは減少するわけであるが、
通常永久磁石の有効利用から大きな着磁角度θm が選ば
れる。
ことによってコギングトルクは減少するわけであるが、
通常永久磁石の有効利用から大きな着磁角度θm が選ば
れる。
【００２３】しかし、それにしても９０°の磁石部分に
対し６６°しか利用しておらず、もっと大きな着磁角度
θm に対してコギングトルクが減少するような方法が望
まれる。
対し６６°しか利用しておらず、もっと大きな着磁角度
θm に対してコギングトルクが減少するような方法が望
まれる。
【００２４】図８，図９から明らかなように、着磁角度
θm が非常に広い（６６°以上）場合と狭い（２５°以
上）場合のコギングトルクの位相は同じである。
θm が非常に広い（６６°以上）場合と狭い（２５°以
上）場合のコギングトルクの位相は同じである。
【００２５】したがって、狭い着磁部分を図１のように
Ｎ極とＳ極の境界Ｌを起点として（１／２＋ｎ）θi の
位置に作れれば、逆位相のトルク波を形成させ、全体の
着磁角度θm がより広いところでコギングトルクの減少
が起こることになる。
Ｎ極とＳ極の境界Ｌを起点として（１／２＋ｎ）θi の
位置に作れれば、逆位相のトルク波を形成させ、全体の
着磁角度θm がより広いところでコギングトルクの減少
が起こることになる。
【００２６】このように、Ｎ極，Ｓ極の境界Ｌから（１
／２＋ｎ）θi の位置でコア１に相対する磁極３の磁極
面に凸部５を設けることにより、その部分のみコア１と
のギャップが小さくなり磁極３からの磁束が増加するた
め、あたかもその位置に新たに磁極が生成したかのよう
な効果があり、コギングが抑止される。
／２＋ｎ）θi の位置でコア１に相対する磁極３の磁極
面に凸部５を設けることにより、その部分のみコア１と
のギャップが小さくなり磁極３からの磁束が増加するた
め、あたかもその位置に新たに磁極が生成したかのよう
な効果があり、コギングが抑止される。
【００２７】すなわち、Ｎ極およびＳ極の各境界Ｌを起
点として各磁極毎に（１／２＋ｎ）θi なる位置のう
ち、ある１つ以上のｎの値に対応した位置においてコア
１に相対する磁極角に凸部５を形成するものであり、ｎ
の値は０から３０°／｛（磁石の磁数）×θi ｝−１ま
での整数となる。
点として各磁極毎に（１／２＋ｎ）θi なる位置のう
ち、ある１つ以上のｎの値に対応した位置においてコア
１に相対する磁極角に凸部５を形成するものであり、ｎ
の値は０から３０°／｛（磁石の磁数）×θi ｝−１ま
での整数となる。
【００２８】ただし、図８，図９に示されているように
コギングのトルクリップルは正弦波的な波とは異なり歪
んでいるため、正確に（１／２＋ｎ）θi の位置に凸部
５を合せるよりも多少ずらした方がコギングが減少する
場合がある。また、（１／２＋ｎ）θi の位置と上記凸
部５の中心位置の角度が±（１／４）θi の範囲内で最
適な角度を選ぶことが望ましい。
コギングのトルクリップルは正弦波的な波とは異なり歪
んでいるため、正確に（１／２＋ｎ）θi の位置に凸部
５を合せるよりも多少ずらした方がコギングが減少する
場合がある。また、（１／２＋ｎ）θi の位置と上記凸
部５の中心位置の角度が±（１／４）θi の範囲内で最
適な角度を選ぶことが望ましい。
【００２９】なお、凸部５の１個が占める角度は磁極３
のＮ極およびＳ極の１極が占める角度の２５〜６０％が
適当であることが実験の結果、確認された。
のＮ極およびＳ極の１極が占める角度の２５〜６０％が
適当であることが実験の結果、確認された。
【００３０】また、凸部５の凸出量は磁極３と磁極面と
コア１とのギャップ長の１０〜９０％の間で調節すれば
よい。
コア１とのギャップ長の１０〜９０％の間で調節すれば
よい。
【００３１】図２は図１に示した本発明によるモ−タに
おけるコギングトルクの特性図である。曲線ｈ’，
ｉ’，ｊ’は着磁角度が９０°，７５°，６０°の場合
のコギングトルク（相対値）を示す。この図から通常の
リングマグネットを使用した場合に較べ、コギングトル
ク減少のための最適着磁角度θm が７５°と増大してい
ることがわかる。
おけるコギングトルクの特性図である。曲線ｈ’，
ｉ’，ｊ’は着磁角度が９０°，７５°，６０°の場合
のコギングトルク（相対値）を示す。この図から通常の
リングマグネットを使用した場合に較べ、コギングトル
ク減少のための最適着磁角度θm が７５°と増大してい
ることがわかる。
【００３２】本発明では、上記のように磁極面のＮ極，
Ｓ極の境界Ｌより（１／２＋ｎ）θi の位置に凸部５を
形成するが、ｎのとり得る範囲は０から３６０°／{(磁
極の極数）×θi}−１である。
Ｓ極の境界Ｌより（１／２＋ｎ）θi の位置に凸部５を
形成するが、ｎのとり得る範囲は０から３６０°／{(磁
極の極数）×θi}−１である。
【００３３】図１の実施例の場合、前述したように突極
数は６、磁極数は４であり、最小公倍数ｉ＝１２とな
る。したがってθi ＝３０°であるから、 ３６０°／｛４×３０°｝−１＝３６０°／１２０°−
１＝２ すなわち、ｎ＝０〜２となる。
数は６、磁極数は４であり、最小公倍数ｉ＝１２とな
る。したがってθi ＝３０°であるから、 ３６０°／｛４×３０°｝−１＝３６０°／１２０°−
１＝２ すなわち、ｎ＝０〜２となる。
【００３４】図１はｎ＝０，２の位置に凸部５を形成し
た実施例であり、図３はｎ＝１の位置に凸部５を設けた
実施例である。
た実施例であり、図３はｎ＝１の位置に凸部５を設けた
実施例である。
【００３５】図４は、磁極３にＣ型の永久磁石使った実
施例であり、Ｎ極とＳ極の境界Ｌの部分は空隙となって
いるが、凸部５は（１／２＋ｎ）θi 、すなわち、θi
＝６０°，ｎ＝１として境界Ｌから９０°の位置に設け
られている。
施例であり、Ｎ極とＳ極の境界Ｌの部分は空隙となって
いるが、凸部５は（１／２＋ｎ）θi 、すなわち、θi
＝６０°，ｎ＝１として境界Ｌから９０°の位置に設け
られている。
【００３６】図５（ａ）〜（ｄ）は、凸部５の各種の例
を示すものである。図５（ａ）は凸部５に鉄等の軟磁性
体や永久磁石材料を貼り付けた実施例である。
を示すものである。図５（ａ）は凸部５に鉄等の軟磁性
体や永久磁石材料を貼り付けた実施例である。
【００３７】図５（ｂ）は凸部５を連続的に磁極３の全
面に形成し、凸部５の位置で最も高くした実施例であ
る。さらに、図５（ｃ）は凸部５を磁極３の上部に付
け、コア１の突極２は、図５（ｄ）のように対向させる
実施例である。
面に形成し、凸部５の位置で最も高くした実施例であ
る。さらに、図５（ｃ）は凸部５を磁極３の上部に付
け、コア１の突極２は、図５（ｄ）のように対向させる
実施例である。
【００３８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、（１／２
＋ｎ）・θi の位置の磁極面に凸部を形成させたので、
着磁角度を大きくしてもコギングトルクを小さくするこ
とができ、かつ、凸部の占める角度をより大きくでき
る。
＋ｎ）・θi の位置の磁極面に凸部を形成させたので、
着磁角度を大きくしてもコギングトルクを小さくするこ
とができ、かつ、凸部の占める角度をより大きくでき
る。
【００３９】かように、本発明はコギングトルクが小さ
く、トルクの大きいモ−タが得られるので、各種の用途
に使用でき、その工業的意義は極めて大きいものであ
る。
く、トルクの大きいモ−タが得られるので、各種の用途
に使用でき、その工業的意義は極めて大きいものであ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す断面略図である。
【図２】図１の実施例のコギング特性図である。
【図３】他の実施例を示す断面略図である。
【図４】他の実施例を示す断面略図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明のさらに他の実施例の
凸部の形状例を示す斜視図および側面図である。
凸部の形状例を示す斜視図および側面図である。
【図６】従来のモ−タの一例を示す断面略図である。
【図７】着磁角度の説明図である。
【図８】図６の従来のモ−タのコギング特性図である。
【図９】図６の従来のモ−タのコギング特性図である。
１ コア ２ 突極 ３ 磁極 ４ 磁気ヨ−ク ５ 凸部
Claims (2)
- 【請求項１】 永久磁石からなる磁極と、その内側また
は外側に配置されている突極を有するコアとを備えたモ
−タにおいて、突極数と磁極数の最小公倍数をｉとする
と３６０°／ｉで決まる角度θi に対し、３６０°／
（磁極の極数）で規定されるＮ極およびＳ極の各境界を
起点として前記各磁極毎に、（１／２＋ｎ）θi なる位
置のうち、ある１つ以上のｎの値に対応した位置におい
て前記コアに相対する磁極面に永久磁石あるいは軟磁性
材料からなる凸部を形成したことを特徴とするモ−タ。
ただし、ｎは０から３６０°／{(磁極の極数）×θi}−
１までの整数とする。 - 【請求項２】 凸部１個が占める角度がＮ極およびＳ極
が占める角度の２５〜６０％の間にあることを特徴とす
る特許請求の範囲第 (1)項記載のモ−タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6013745A JP2502942B2 (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | モ―タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6013745A JP2502942B2 (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | モ―タ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60015551A Division JPH0767248B2 (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07135758A JPH07135758A (ja) | 1995-05-23 |
| JP2502942B2 true JP2502942B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=11841798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6013745A Expired - Lifetime JP2502942B2 (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | モ―タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2502942B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4698062B2 (ja) * | 2000-07-07 | 2011-06-08 | 株式会社ジェイテクト | ブラシレスｄｃモータ |
| TWI343689B (en) | 2006-12-28 | 2011-06-11 | Delta Electronics Inc | Permanent magnet rotary structure of electric machinery |
| JP2010178489A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | 同期電動機 |
| JP2016034229A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-10 | 株式会社テクノクラーツ | モータ及び発電機 |
| CN109792174B (zh) * | 2016-10-05 | 2020-11-10 | 三菱电机株式会社 | 电动机以及空气调节装置 |
-
1994
- 1994-02-07 JP JP6013745A patent/JP2502942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07135758A (ja) | 1995-05-23 |
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