JP2000278894A - モータ - Google Patents

モータ

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JP2000278894A
JP2000278894A JP11084791A JP8479199A JP2000278894A JP 2000278894 A JP2000278894 A JP 2000278894A JP 11084791 A JP11084791 A JP 11084791A JP 8479199 A JP8479199 A JP 8479199A JP 2000278894 A JP2000278894 A JP 2000278894A
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JP
Japan
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magnet
pole
motor
rotor
stator
Prior art date
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Pending
Application number
JP11084791A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroichi Sekino
博一 関野
Junichiro Shinozaki
順一朗 篠崎
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁束を効率よく発生する磁石部をロータに設
けることにより、ロータの回転性能が向上されたモータ
を提供することを目的としている。 【解決手段】 環状の磁石部21を設けたロータ2と、
コイル31を設けたステータ3とを備え、ステータ3の
コイル31に転流をもたらしてロータ2を回転するモー
タにおいて、ロータ2の磁石部21は、ステータ3と対
向するN極及びS極をそれぞれ少なくとも2つ有すると
ともに、これらのN極とS極とを通過する磁力線は、磁
石部21内にて連続している構成のモータである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、環状の磁石部を設
けたロータと、コイルを設けたステータとを備え、ステ
ータのコイルに転流をもたらしてロータを回転するモー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ブラシレスDCモータ、ステッピ
ングモータ等においては、ロータに磁石部を設けるとと
もにステータにコイルを設け、コイルに転流をもたらす
ことによりロータを回転するものが知られている。ロー
タは、ステータの内周又は外周を回転するように構成さ
れている。
【0003】そして、このようなモータは、例えばプリ
ンタの紙送り装置やドラム駆動装置等、各種のモータ機
関に利用されている。
【0004】ロータに設けられる磁石部は、界磁束(ト
ルクを発生するのに要する磁束)を発生するためのもの
であり、通常は、ロータに備えられた鉄心部に嵌め込む
等して設けられている。
【0005】或は、このような磁石部としては、例えば
図11に示すように、複数の磁石片4aを組み付けて環
状に形成された磁石部4もある。尚、図中の矢印は各磁
石片4aの磁化方向を示し、Nは磁石部4のN極、Sは
磁石部4のS極を示している。
【0006】同図に示す磁石部4は、該磁石部4におけ
る外周側をN極且つ内周側をS極に着磁された磁石片4
aと、内周側をS極且つ外周側をN極に着磁された磁石
片4aとを交互に2個づつ組み付けて形成されている。
この磁石部4は、ステータの内周を回転するロータに設
けられ、各磁石片4aの外周側のN極及びS極がステー
タと対向する。
【0007】また、磁石部4の内側にはバックヨーク5
が設けられており、各磁石片4aの内周側のS極及びN
極を通過する磁力線は、このバックヨーク5を介して連
続している。
【0008】すなわち、このような磁石部4において
は、バックヨーク5にて磁力線を誘導することにより、
磁束を満足に発生するように構成している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年、モータ
は、より小型で高性能のものが要求される傾向にあり、
ロータに設けられる磁石部にあっては、磁束を効率よく
発生する構成が望まれている。
【0010】例えば、前述した環状の磁石部の場合は、
磁束を満足に発生するにはバックヨークが必要であり、
このバックヨークを設けることによりロータの質量が増
して、ロータの慣性が不要に増大してしまうという不都
合があった。
【0011】そこで本発明は、このような問題を考慮
し、磁束を効率よく発生する磁石部をロータに設けるこ
とにより、ロータの回転性能が向上されたモータを提供
することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願第1請求項に記載し
た発明は、環状の磁石部を設けたロータと、コイルを設
けたステータとを備え、前記ステータのコイルに転流を
もたらして前記ロータを回転するモータにおいて、前記
ロータの磁石部は、前記ステータと対向するN極及びS
極をそれぞれ少なくとも2つ有するとともに、前記N極
と前記S極とを通過する磁力線は、前記磁石部内にて連
続している構成のモータである。
【0013】このように、本請求項のモータによると、
ロータの磁石部は、ステータと対向するN極及びS極を
それぞれ少なくとも2つ有するとともに、これらのN極
とS極とを通過する磁力線は、磁石部内にて連続してい
るので、磁石部では磁束を効率よく発生することがで
き、その結果、ロータの回転性能を向上することができ
る。
【0014】例えば従来では、このような磁石部におい
ては、バックヨークにて磁力線を誘導することにより、
磁束を満足に発生するように構成していたところ、本発
明では、ステータと対向するN極とS極とを通過する磁
力線が、磁石部内にて連続しているので、そのようなバ
ックヨーク等を設けずとも、磁束を満足に発生すること
が可能である。
【0015】本願第2請求項に記載した発明は、請求項
1において、前記磁石部は、複数の磁石片を組み付けて
なる構成のモータである。
【0016】このように、本請求項のモータによると、
磁石部は、複数の磁石片を組み付けてなるので、磁石部
を容易に作成することができる。
【0017】本願第3請求項に記載した発明は、請求項
1又は2において、前記ステータと対向する前記磁石部
のN極及びS極は、それぞれ突状に形成した構成のモー
タである。
【0018】このように、本請求項のモータによると、
ステータと対向する磁石部のN極及びS極は、それぞれ
突状に形成したので、磁石部では磁束を効率よく発生す
ることができる。
【0019】本願第4請求項に記載した発明は、請求項
1乃至3のいずれかにおいて、前記ステータと対向する
記磁石部のN極とS極との間には、非磁性体を設けた構
成のモータである。
【0020】このように、本請求項のモータによると、
ステータと対向する磁石部のN極とS極との間には、非
磁性体を設けたので、磁石部では磁束を効率よく発生す
ることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体例を図面に
基いて詳細に説明する。
【0022】図1に示すように、本例のモータ1は、環
状の磁石部21を設けたロータ2と、複数のコイル31
を設けたステータ3とを備えており、ステータ3の各コ
イル31に転流をもたらすことにより、磁石部21を貫
通した回転軸部22を中心に、ロータ2が回転するよう
に構成されている。
【0023】また、本モータ1の制御は、図示を省略し
た制御装置にて行われており、この制御装置は、逆起電
圧を測定することによりロータ2の位置を検出し、これ
に応じて各コイル31に転流をもたらすように構成され
ている。
【0024】図2乃至図7は、それぞれ、回転子2に設
けられる磁石部21を示す正面図である。これらの図に
示す各磁石部21は、複数の磁石片21aを組み付けて
なり、ステータ3と対向するN極及びS極をそれぞれ2
つ有する。また、各磁石片21aの磁化方向は、磁石部
21のN極と前記S極とを通過する磁力線が、磁石部2
1内にて連続するように設定されている。尚、図中の矢
印は各磁石片21aの磁化方向を示し、Nは磁石部21
のN極、Sは磁石部21のS極を示している。
【0025】また、以下の説明では、図2に示す磁石部
21を設けたモータ1を具体例1、図3に示す磁石部2
1を設けたモータ1を具体例2、図4に示す磁石部21
を設けたモータ1を具体例3、図5に示す磁石部21を
設けたモータ1を具体例4、図6に示す磁石部21を設
けたモータ1を具体例5、図7に示す磁石部21を設け
たモータ1を具体例6とする。
【0026】具体例1の磁石部21(図2参照)は、磁
石部21のN極、S極に位置する4個の磁石片21a
と、これらの内周に配置された8個の磁石片21aとで
構成されている。
【0027】具体例2の磁石部21(図3参照)は、磁
化方向が漸次異なる8個の磁石片21aを4組、すなわ
ち合計32個の磁石片21aを組み付けて構成されてい
る。
【0028】具体例3の磁石部21(図4参照)は、磁
石部21のN極、S極に位置する4個の磁石片21a
と、これらの内周に配置された8個の磁石片21aとで
構成されており、磁石部21のN極とS極との間には、
それぞれ非磁性体21bを設けている。
【0029】具体例4の磁石部21(図5参照)は、磁
石部21のN極、S極に位置する4個の磁石片21a
と、これらの内周に配置された4個の磁石片21aとで
構成されており、磁石部21のN極とS極との間には、
それぞれ非磁性体21bを設けている。
【0030】具体例5の磁石部21(図6参照)は、磁
石部21のN極、S極に位置する4個の磁石片21a
と、これらの内周に配置された4個の磁石片21aとで
構成されており、磁石部21のN極及びS極は、それぞ
れ突状(本例では台形状)に形成している。
【0031】具体例6の磁石部21(図7参照)は、磁
石部21のN極、S極に位置する4個の磁石片21a
と、これらを連結する4個の磁石片21aとで構成され
ており、磁石部21のN極とS極との間には、それぞれ
非磁性体21bを設けている。
【0032】具体例1乃至具体例6のモータ1と、前述
した図11の磁石部4及びバックヨーク5を設けたモー
タ(従来例)について、磁束密度、逆起電圧、及びコギ
ングトルクをそれぞれ磁界解析により確認したところ、
図8、図9、及び図10に示すような結果が得られた。
【0033】図8のグラフから、具体例1乃至具体例6
における磁束密度は、満足に得られることが確認され
た。
【0034】また、図9のグラフから、具体例1乃至具
体例6における逆起電圧も、満足に得られることが確認
された。特に、具体例3、具体例4、具体例5、及び具
体例6においては、従来例と比較して、逆起電圧を広い
範囲で大きく得られるので、制御装置による制御性を向
上することができる。
【0035】更に、具体例1乃至具体例6におけるコギ
ングトルクは、図10のグラフの振幅で表されるよう
に、従来と比較して顕著に低減されていることが確認さ
れた。従って、これらの具体例のモータ1によれば、よ
り静かで滑らかなロータ2の回転が得られる。
【0036】このように各具体例の磁石部21は、それ
ぞれ、磁束を効率よく発生することができるものであ
り、ロータの回転性能は向上される。
【0037】また、モータ1の磁束密度、逆起電圧、コ
ギングトルク等は、磁石部21を構成する磁石片21a
の形状や磁化方向、N極とS極との間の非磁性体、並び
に、N極及びS極の形状等を適宜設定することにより、
それぞれ異ならせることができる。すなわち、これらの
磁束密度、逆起電圧、コギングトルク等は、所望の回転
性能に対応するべく、適宜設定することができる。
【0038】尚、本例では、バックヨークを設けていな
い磁石部21について説明したが、或は、磁石部21
は、N極とS極とを通過する磁力線の一部をバックヨー
クにて誘導するように構成してもよい。この場合、バッ
クヨークとしては、全ての磁力線を誘導する従来のもの
よりも、比較的薄型のものを用いることができる。
【0039】以上説明したように、具体例1乃至具体例
5のモータによると、環状の磁石部を設けたロータと、
コイルを設けたステータとを備え、ステータのコイルに
転流をもたらしてロータを回転するモータにおいて、ロ
ータの磁石部は、ステータと対向するN極及びS極をそ
れぞれ少なくとも2つ有するとともに、これらのN極と
S極とを通過する磁力線は、磁石部内にて連続している
ので、磁石部では磁束を効率よく発生することができ、
その結果、ロータの回転性能を向上することができる。
【0040】例えば従来では、このような磁石部におい
ては、バックヨークにて磁力線を誘導することにより、
磁束を満足に発生するように構成していたところ、本例
では、ステータと対向するN極とS極とを通過する磁力
線が、磁石部内にて連続しているので、そのようなバッ
クヨーク等を設けずとも、磁束を満足に発生することが
できる。
【0041】また、具体例1乃至具体例6のモータによ
ると、磁石部は、複数の磁石片を組み付けてなるので、
磁石部を容易に作成することができる。
【0042】また、具体例3、具体例4、及び具体例6
のモータによると、ステータと対向する磁石部のN極と
S極との間には、非磁性体を設けたので、磁石部では磁
束を効率よく発生することができる。
【0043】また、具体例5のモータによると、ステー
タと対向する磁石部のN極及びS極は、それぞれ突状に
形成したので、磁石部では磁束を効率よく発生すること
ができる。
【0044】
【発明の効果】本願第1請求項のモータによると、環状
の磁石部を設けたロータと、コイルを設けたステータと
を備え、ステータのコイルに転流をもたらしてロータを
回転するモータにおいて、ロータの磁石部は、ステータ
と対向するN極及びS極をそれぞれ少なくとも2つ有す
るとともに、これらのN極とS極とを通過する磁力線
は、磁石部内にて連続しているので、磁石部では磁束を
効率よく発生することができ、その結果、ロータの回転
性能を向上することができる。
【0045】例えば従来では、このような磁石部におい
ては、バックヨークにて磁力線を誘導することにより、
磁束を満足に発生するように構成していたところ、本発
明では、ステータと対向するN極とS極とを通過する磁
力線が、磁石部内にて連続しているので、そのようなバ
ックヨーク等を設けずとも、磁束を満足に発生すること
ができる。
【0046】本願第2請求項のモータによると、請求項
1において、磁石部は、複数の磁石片を組み付けてなる
ので、磁石部を容易に作成することができる。
【0047】本願第3請求項のモータによると、請求項
1又は2において、ステータと対向する磁石部のN極及
びS極は、それぞれ突状に形成したので、磁石部では磁
束を効率よく発生することができる。
【0048】本願第4請求項のモータによると、請求項
1乃至3のいずれかにおいて、ステータと対向する磁石
部のN極とS極との間には、非磁性体を設けたので、磁
石部では磁束を効率よく発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の具体例に係り、モータを示す概要図
である。
【図2】 本発明の具体例に係り、磁石部を示す断面図
である。
【図3】 本発明の具体例に係り、磁石部を示す断面図
である。
【図4】 本発明の具体例に係り、磁石部を示す断面図
である。
【図5】 本発明の具体例に係り、磁石部を示す断面図
である。
【図6】 本発明の具体例に係り、磁石部を示す断面図
である。
【図7】 本発明の具体例に係り、磁石部を示す断面図
である。
【図8】 本発明の具体例に係り、磁束密度特性を示す
グラフである。
【図9】 本発明の具体例に係り、逆起電圧特性を示す
グラフである。
【図10】 本発明の具体例に係り、コギングトルク特
性を示すグラフである。
【図11】 従来例に係り、磁石部及びバックヨークを
示す断面図である。
【符号の説明】
1 モータ 2 ロータ 3 ステータ 21 磁石部 21a 磁石片 21b 非磁性体 22 回転軸部 31 コイル N N極 S S極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H019 AA03 AA04 BB01 BB20 CC03 CC07 CC08 EE14 5H622 AA02 AA03 CA02 CA05 CA10 CA13 CB01 PP01 PP19 QB02 QB05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 環状の磁石部を設けたロータと、コイル
    を設けたステータとを備え、前記ステータのコイルに転
    流をもたらして前記ロータを回転するモータにおいて、 前記ロータの磁石部は、前記ステータと対向するN極及
    びS極をそれぞれ少なくとも2つ有するとともに、前記
    N極と前記S極とを通過する磁力線は、前記磁石部内に
    て連続していることを特徴とするモータ。
  2. 【請求項2】 前記磁石部は、複数の磁石片を組み付け
    てなることを特徴とする請求項1記載のモータ。
  3. 【請求項3】 前記ステータと対向する前記磁石部のN
    極及びS極は、それぞれ突状に形成したことを特徴とす
    る請求項1又は2記載のモータ。
  4. 【請求項4】 前記ステータと対向する前記磁石部のN
    極とS極との間には、非磁性体を設けたことを特徴とす
    る請求項1乃至3のいずれか記載のモータ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7053508B2 (en) 2003-05-22 2006-05-30 Denso Corporation Rotary electric machine and a rotor of the same
WO2007077381A1 (fr) * 2006-01-03 2007-07-12 Moteurs Leroy-Somer Machine electrique tournante comportant des pieces polaires et des aimants permanents
CN109861422A (zh) * 2018-12-04 2019-06-07 上海大学 一种应用于高速永磁电机的新型转子

Cited By (4)

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