JPH04207945A - モータ - Google Patents

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１ この発明は、コア型で実質的に偶数個の突極を有するモ
ータにおいて、そのコギングトルクを局限まで減少させ
たものである。

［従来の技術］ 第３図（ａ）、（ｂ）は従来のモータの一例を示す断面
略図と永久磁石表面の磁束分布図である。この図で、１
はリング状の永久磁石からなる界磁部で、Ｎ極とＳ極を
有し、磁気ヨーク２に固着され、回転軸３を備えている
。４は突極４ａを有するアーマチュアで、コイル５を備
え（１個所のみ表示し、他は省略しである）、界磁部１
とギャップｇをおいて対向配置されている。回転軸３は
、図示していない支持部材によってアーマチュア４や界
磁部１とともに支持されている。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来のモータで、トリクリップルの大きな問
題となるコギングトルクを減少させるために、界磁部１
の磁束分布を正弦波的になるようにしたり、＠磁角度を
制御したり（特開昭６１−２５４０４５号公報参照）す
る方法が考えられてきたが、いずれも完全にコギングト
ルクをなくするような技術ではなかった。

この発明は、このような問題を解決するためになされた
もので、突極数と永久磁石の極数に対応して、前記永久
磁石の磁束発生領域において、ある特定の高次の補助磁
極を加えることによりコギングトルクがほとんどないモ
ータを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明にがかるモータは、ｍ個の磁極を有する永久磁
石と、これに相対する実質上磁気的に等価なＰ個の突極
を有するモータであり、前記磁極のＮ、Ｓ極１対をモー
タ回転角方向に対して１周期Ｔとした場合、 ｎ＝２ｘ（ｆｉＸ　ｊ）±１）　　（ｊ＝１．２，３．
　・１０１で表される極数の補助磁極を有する界磁部か
らなるようにしたものである。

ただし、ｉはｑをｍ／２の最大公約数としたとき、ｐ／
ｑで表される整数である。

また、突極は偶数個で構成されたものである。

［イ乍用１ この発明においては、界磁部である永久磁石の磁束発生
部分にある特定の高次の補助磁極を設けたので、コギン
グトルクが極めて小さ（なる。

［実施例］ この発明の基本原理にっては本発明者らが先に提案した
特願平１−１８７５２１〜１８７５２４の中で詳しく説
明した。

これらの説明では界磁部１の磁束分布の内、基本波に３
次モードの高調波磁束成分が含まれる場合、ｎ次モード
単独のコギングトルクが発生するのではな（、（ｎ±１
）／２単独波によるのと同じコギングトルクが発生し、
基本モードと高調波との関係は非線形的であることを示
した。

これは第３図（ｂ）に示すように、通常のモータにおけ
る永久磁石が持っている磁束分布が１次基本モードが大
部分であることによる。

この発明は、これらの高次モードを主磁極に対して補助
的な磁極を付加することにより行うものである。

第３図（ａ）はＡＣす〜ボモータによく利用される分散
巻き線を有する２極の永久磁石からなる界磁部１．１８
個の突極４ａを有するアーマチュア４を備えた従来のモ
ータを示したものである。

通常の永久磁石を用いた場合のコギングトルクを第２図
（ａ）に示した。この場合のコギングトルクの周期は２
０度のものが最も大きい。

上記モータにこの発明を適用する場合、ｍ＝２　　　　
磁極数 ｐ＝１８　　突極数 ｑ＝１　　　　ｍ／２とｐの最大公約数１＝１８　　　
ｐ／ｑ ｊ＝１　　　　　（ｊ＝１．２，３．・・・・・・、１
０のうち１をとる。） このモータで、コギングトルクが周期２０度をもつ単独
の磁束モードは９次であるため、このコギングトルクを
減少させるためには、ｊの値としては基本モードの１を
とればよい。したがって、ｎ＝２ｘ（（ｉ　Ｘ　ｊｌ　
）±１） ＝２ｘ（（１８Ｘ　１）±１）＝３４　ｏｒ　３８この
ようにして、補助磁極の極数は３４または３８極にすれ
ばよ（、またそれら補助磁極の強さまたは幅方向の距離
はモータのコギングトルク特性によって決定する。

第２図（ｂ）は永久磁石の幅方向（幅と同じ方向）に対
し３４極および３８極の補助磁極を磁極の幅方向距離に
対してそれぞれ１０％入れた場合のコギングトルク特性
を示したものである。この場合、補助磁極の極性として
は主磁極と同じ符号で入れた。３４極の補助磁極を設け
たものは位相が逆転し、コギングトルクが大幅に減少し
ているが、３８極の補助磁極を設けたものは逆に大きく
なっている。

これは、３４極と３８極の補助磁極が主磁極の磁束と非
線形的に加算されることによって、それぞれ逆の位相の
コギングトルクを発生するためである。このモータの場
合、第２図（Ｃ）に示すように３４極の補助磁極を磁極
の幅方向距離に対して７％入れた場合にコギングトルク
が極めて小さい値となり、現れたのは１０度周期の非常
に小さなコギングトルクであった。このコギングトルク
をさらに消すためには７０，７４極（ｊ＝２）の補助磁
極を適当に界磁部１に追加すればよいが、通常はこれだ
けで十分である。３４極の補助磁極１０を加えた場合の
磁石を第１図（ａ）に示した。

このように、発生しているコギングトルクのモードに対
応する磁束分布の高次モードを加えるために、主磁極に
高次の補助磁極１０を加える（つまり、ｊの値を適当に
選択する）ことにより、コギングトルクを実質上無視し
える程度まで減少できる。

また、コギングトルクにおいて複数のモードを含むとき
は、磁束分布もそれに応じて複数のモードを界磁部１に
加えればよい。この場合、磁束分布の高次モードの入れ
方としては、例えば、第１図（ｂ）に示すように永久磁
石の界磁部１の両側にそれぞれ独立に加えてもよい。こ
の場合３４極補助磁極１０の方は正、７０極の補助磁極
２ｏは符号が負で示されている。補助磁極１０．２０の
正、負もコギングトルクの特性によって決めればよい。

また、補助磁極１０．２０を主磁極幅の中間部に設けて
も差し支えない。

な８、前言己補助Ｅｒｆ極１０，２０は第１図（ａ）、
（ｂ）に示すような極性が完全にＮ、Ｓて表されるもの
が原則であるか、第３図に示すモータにおいていえば、
例えば永久磁石の幅方向距離全面を通常の２極の着磁を
行い、つづいて、前記永久磁石の全面、または一部分に
対して３４極の着磁を弱い磁界で行なっても同様の効果
を得ることができる。この場合、第１図で示されるよう
な各高次モードの磁極部分は極性としてはＮ、Ｓ極にな
る必要がな（、例えば低次の磁極（２極）のＮ極におい
て、Ｎ極が高次モードで強弱がついていればよい。この
発明における補助磁極１０゜２０とはこうした磁極をも
含むものとする。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明は、ｍ個の磁極を
有する永久磁石からなる界磁部と、これに相対するＰ個
の突極、より好ましくは偶数からなるｐ個の突極をもつ
モータにおいて、前記６Ｒ極のＮ、Ｓ極１対をモータ回
転角方向に対して１周期丁とした場合、 ｎ＝２ｘ（（ｉ　Ｘ　ｊｌ±ｌ）　　　（ｊＪ、ｚ、３
．−ｔｏｌで表される極数の補助磁極を主の磁極に付加
したので、コギングトルクが極めて小さい高品質のモー
タにすることができる利点があり、工業的意義の大きい
ものである。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）、（ｂ）はこの発明の一実施例をそれぞれ
示す界磁部の永久磁石の斜視図、第２図（ａ）〜（Ｃ）
は高次モードとの関係を説明するための図、第３図（ａ
）、（ｂ）は従来のモータの断面略図とその表面の磁束
密度分布図である。 図中、１は界磁部、２は磁気ヨーク、３は回転軸、４は
アーマチュア、４ａは突極、５はコイル、１０．２０は
補助磁極である。 １、、）、、Ｉ＋−一 第１図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｍ個の磁極を有する永久磁石からなる界磁部と、
   これに相対するｐ個の突極をもつモータにおいて、前記
   磁極のＮ，Ｓ極１対をモータ回転角方向に対して１周期
   Ｔとした場合、 ｎ＝２ｘ｛（ｉ×ｊ）±１｝（ｊ＝１，２，３，・・・
   １０）で表される極数の補助磁極を有することを特徴と
   するモータ。 ただし、ｉはｑをｍ／２の最大公約数としたとき、ｐ／
   ｑで表される整数である。
2. （２）突極数Ｐが偶数であることを特徴とする請求項（
   １）に記載のモータ。