JPH10117469A - 永久磁石界磁直流モータ - Google Patents
永久磁石界磁直流モータInfo
- Publication number
- JPH10117469A JPH10117469A JP28742596A JP28742596A JPH10117469A JP H10117469 A JPH10117469 A JP H10117469A JP 28742596 A JP28742596 A JP 28742596A JP 28742596 A JP28742596 A JP 28742596A JP H10117469 A JPH10117469 A JP H10117469A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- motor
- field
- harmonic
- magnetic field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 永久磁石界磁の改善によって空隙磁束の３次
空間高調波等を消し、回転むら、コッギング、振動、騒
音等の問題を解決する。 【構成】 ２ｎ極の永久磁石を界磁とする小型直流モー
タにおいて、永久磁石界磁を軸と直角な平面で磁気的に
２等分し、機械的方法を含めて、磁気的にθ゜（θ゜＝
３６０゜／６ｎ〜３６０゜／８ｎ）の角度シフトを設け
た永久磁石界磁を特徴とする永久磁石界磁直流モータと
した。
空間高調波等を消し、回転むら、コッギング、振動、騒
音等の問題を解決する。 【構成】 ２ｎ極の永久磁石を界磁とする小型直流モー
タにおいて、永久磁石界磁を軸と直角な平面で磁気的に
２等分し、機械的方法を含めて、磁気的にθ゜（θ゜＝
３６０゜／６ｎ〜３６０゜／８ｎ）の角度シフトを設け
た永久磁石界磁を特徴とする永久磁石界磁直流モータと
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次高調波等を相
殺して正弦波に非常に近い磁束分布を得ることが出来る
ような、永久磁石界磁直流モータに関するものである。
殺して正弦波に非常に近い磁束分布を得ることが出来る
ような、永久磁石界磁直流モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石を界磁とする小型直流モータの
歴史は古い。昨今、オートメ化、コンピュータ化、省力
化、軽薄短小などの時流に乗り、またＡＶ、ＯＡ、ＦＡ
機器、ゲーム機器、車両搭載など広い分野での需要を得
て、その生産量は飛躍的に増大している。永久磁石が比
較的格安で入手出来るようになったことや、至極強力な
永久磁石の出現で小型化に成功したことなどが、大いに
寄与して居るのも事実である。
歴史は古い。昨今、オートメ化、コンピュータ化、省力
化、軽薄短小などの時流に乗り、またＡＶ、ＯＡ、ＦＡ
機器、ゲーム機器、車両搭載など広い分野での需要を得
て、その生産量は飛躍的に増大している。永久磁石が比
較的格安で入手出来るようになったことや、至極強力な
永久磁石の出現で小型化に成功したことなどが、大いに
寄与して居るのも事実である。
【０００３】需要の拡大と共に、直流モータへの技術的
要求も多様化され、ただ「安くて、丈夫で、廻れば良
い」という従来観念から離れて、電地寿命を長くしたい
ので電流を少なくとか、ブラシ・ノイズをなくしたい、
或いは回転ムラを減らしたい、振動を抑えたい、騒音を
減らしたいなどと言うような、多種多様な要求が出て居
る。これ等の要求に応ずるためにコアレスモータ、或い
はブラシレスモータなど特殊モータで対応されて居るの
であるが、あくまでコスト上昇が許される範囲のこと
で、特定の技術要求にマッチ出来る分野に限られる。
要求も多様化され、ただ「安くて、丈夫で、廻れば良
い」という従来観念から離れて、電地寿命を長くしたい
ので電流を少なくとか、ブラシ・ノイズをなくしたい、
或いは回転ムラを減らしたい、振動を抑えたい、騒音を
減らしたいなどと言うような、多種多様な要求が出て居
る。これ等の要求に応ずるためにコアレスモータ、或い
はブラシレスモータなど特殊モータで対応されて居るの
であるが、あくまでコスト上昇が許される範囲のこと
で、特定の技術要求にマッチ出来る分野に限られる。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】多様化する小型永久
磁石直流モータへの技術要求のうち、回転ムラ、コッギ
ング・トルク、振動、騒音の改善は、大多数の需要家の
要求で、しかも強い要求にも拘らず、逆にコスト上昇を
強く抑えるので、その改善の決定的手段を見出だせずこ
とが出来ず、小型直流モータに取り残された改善ポイン
トであった。
磁石直流モータへの技術要求のうち、回転ムラ、コッギ
ング・トルク、振動、騒音の改善は、大多数の需要家の
要求で、しかも強い要求にも拘らず、逆にコスト上昇を
強く抑えるので、その改善の決定的手段を見出だせずこ
とが出来ず、小型直流モータに取り残された改善ポイン
トであった。
【０００５】ところで図５で示したものは、従来の小型
永久磁石直流モータの一例であり、符号３は電機子、４
は整流子、５は刷子、６はハウジング、また符号７は前
記電機子３に対する永久磁石界磁である。当該永久磁石
界磁７の実際の空隙磁束分布は図６の実線で示すもの
で、基本正弦波を変形させて実線で表わされた界磁を作
る多量の３次空間高調波が含まれることが知られてい
る。空隙の磁気分布に多量の空間高調波を含むと云うこ
とは、回転子１回転中に何度もトルクの増減が発生し、
振動の原因となり、或いは回転子１回転中の場所によっ
て相違した逆起電力が発生する。逆起電力の変動は、そ
のまま回転ムラとなる。
永久磁石直流モータの一例であり、符号３は電機子、４
は整流子、５は刷子、６はハウジング、また符号７は前
記電機子３に対する永久磁石界磁である。当該永久磁石
界磁７の実際の空隙磁束分布は図６の実線で示すもの
で、基本正弦波を変形させて実線で表わされた界磁を作
る多量の３次空間高調波が含まれることが知られてい
る。空隙の磁気分布に多量の空間高調波を含むと云うこ
とは、回転子１回転中に何度もトルクの増減が発生し、
振動の原因となり、或いは回転子１回転中の場所によっ
て相違した逆起電力が発生する。逆起電力の変動は、そ
のまま回転ムラとなる。
【０００６】本発明は、永久磁石界磁の改善によって空
隙磁束の３次空間高調波等を消し、回転むら、コッギン
グ、振動、騒音等の問題を解決しようとするものであ
る。
隙磁束の３次空間高調波等を消し、回転むら、コッギン
グ、振動、騒音等の問題を解決しようとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、２ｎ極の永
久磁石を界磁とする小型直流モータにおいて、永久磁石
界磁を軸と直角な平面で磁気的に２等分し、機械的方法
を含めて磁気的にθ゜（θ゜＝３６０゜／６ｎ〜３６０
゜／８ｎ）の角度シフトを設けた永久磁石界磁を特徴と
する永久磁石界磁直流モータとすることにより解決され
る。
久磁石を界磁とする小型直流モータにおいて、永久磁石
界磁を軸と直角な平面で磁気的に２等分し、機械的方法
を含めて磁気的にθ゜（θ゜＝３６０゜／６ｎ〜３６０
゜／８ｎ）の角度シフトを設けた永久磁石界磁を特徴と
する永久磁石界磁直流モータとすることにより解決され
る。
【０００８】尚、小型直流モータと云う場合、ブラシ付
き、ブラシレス、或いはアウターロータ型、インナーロ
ータ型を問わない。
き、ブラシレス、或いはアウターロータ型、インナーロ
ータ型を問わない。
【０００９】
【実施例】一例として上げた図１は、最も一般的な永久
磁石界磁直流モータの分解図である。極の対の数ｎ＝
１、つまり２極の構造である。図のほぼ中央に、Ｎ、Ｓ
一対の２個の永久磁石界磁１，２がある。
磁石界磁直流モータの分解図である。極の対の数ｎ＝
１、つまり２極の構造である。図のほぼ中央に、Ｎ、Ｓ
一対の２個の永久磁石界磁１，２がある。
【００１０】本実施例では、図２に示されている通り、
界磁は軸に直角な平面Ｚで磁気的に２等分されて２個の
永久磁石界磁１，２と成って居り、当該２等分された両
者間に３６０°／６ｎ〜３６０°／８ｎ、この場合には
ｎ＝１の２極構造であるから３６０°／６〜３６０°／
８、つまり６０°〜４５°のシフトが行われている。
界磁は軸に直角な平面Ｚで磁気的に２等分されて２個の
永久磁石界磁１，２と成って居り、当該２等分された両
者間に３６０°／６ｎ〜３６０°／８ｎ、この場合には
ｎ＝１の２極構造であるから３６０°／６〜３６０°／
８、つまり６０°〜４５°のシフトが行われている。
【００１１】この結果、３次高調波が相殺され図４の示
すような正弦波に非常に近い磁束分布を得ることが出来
る。
すような正弦波に非常に近い磁束分布を得ることが出来
る。
【００１２】尚、図３の永久磁石界磁１０，２０では、
Ｎ・Ｓの２個のマグネットを使用せず、１個の環状マグ
ネットに２ｎ個の極磁を設けて使用される場合もあるた
め、この界磁構造を示した。
Ｎ・Ｓの２個のマグネットを使用せず、１個の環状マグ
ネットに２ｎ個の極磁を設けて使用される場合もあるた
め、この界磁構造を示した。
【００１３】即ち、界磁を軸に直角な平面Ｚで磁気的に
等量になるよう２分し、２分された両者間は３６０°／
６ｎ〜３６０°／８ｎの角度シフトして着磁される。
等量になるよう２分し、２分された両者間は３６０°／
６ｎ〜３６０°／８ｎの角度シフトして着磁される。
【００１４】この角度シフトが行われる場合、１個のマ
グネットを着磁によって角度シフトを行うか、長手方向
の寸法が１／２の環状マグネット２ｎ極着磁して、機械
的に角度シフトを行うかは問題外で、結果としての磁気
的な角度シフトがポイントである。
グネットを着磁によって角度シフトを行うか、長手方向
の寸法が１／２の環状マグネット２ｎ極着磁して、機械
的に角度シフトを行うかは問題外で、結果としての磁気
的な角度シフトがポイントである。
【００１５】尚又、永久磁石界磁による磁束分布は３次
高調波と断定し話を進めてきたが、必ずしも３次高調波
だけとは限らない。弧状永久磁石の角度幅、環状マグネ
ットにあっては着磁角度幅や、空隙寸法、着磁治具など
の影響を受ける。例えば図７に示されるように４次高調
波に近いピッチで歪む場合もある。従って、本発明の角
度シフトのピッチは、３６０°／６ｎ〜３６０°／８ｎ
と云う幅を設定した。
高調波と断定し話を進めてきたが、必ずしも３次高調波
だけとは限らない。弧状永久磁石の角度幅、環状マグネ
ットにあっては着磁角度幅や、空隙寸法、着磁治具など
の影響を受ける。例えば図７に示されるように４次高調
波に近いピッチで歪む場合もある。従って、本発明の角
度シフトのピッチは、３６０°／６ｎ〜３６０°／８ｎ
と云う幅を設定した。
【００１６】
【発明の効果】本発明による永久磁石界磁の構造では、
２分された界磁が磁気的に３６０°／６ｎの角度シフト
が行われているので、３次高調波が相殺されて図４で示
すような正弦波に非常に近い磁束分布を得ることが出来
る。正弦波分布を施されて直流モータの回転むらの少な
いこと、振動騒音の低いことは云うまでもない。高調波
によって生じていたコッギングも消えて、モータは低速
であっても滑らかな回転を行う。
２分された界磁が磁気的に３６０°／６ｎの角度シフト
が行われているので、３次高調波が相殺されて図４で示
すような正弦波に非常に近い磁束分布を得ることが出来
る。正弦波分布を施されて直流モータの回転むらの少な
いこと、振動騒音の低いことは云うまでもない。高調波
によって生じていたコッギングも消えて、モータは低速
であっても滑らかな回転を行う。
【００１７】尚、本発明による永久磁石界磁の改善は、
モータ生産コストに影響しないこともつけ加えて置く。
モータ生産コストに影響しないこともつけ加えて置く。
【図１】本発明になる永久磁石界磁直流モータの分解斜
視図。
視図。
【図２】本発明になる永久磁石界磁の構成図。
【図３】本発明になる環状マグネット界磁の構成図。
【図４】本発明になる界磁の、高調波相殺の原理図。
【図５】従来型の永久磁石界磁直流モータの分解斜視
図。
図。
【図６】従来型の永久磁石界磁の高調波磁束分布図。
【図７】従来型の３次高調波以外の波形歪み図。
１ 永久磁石界磁 １０ 永久磁石界磁 ２ 永久磁石界磁 ２０ 永久磁石界磁 ３ 電機子 ４ 整流子 ５ 刷子 ６ ハウジング
Claims (1)
- 【請求項１】 ２ｎ極の永久磁石を界磁とする小型直流
モータにおいて、永久磁石界磁を軸と直角な平面で磁気
的に２等分し、機械的方法を含めて磁気的にθ゜（θ゜
＝３６０゜／６ｎ〜３６０゜／８ｎ）の角度シフトを設
けた永久磁石界磁を特徴とする永久磁石界磁直流モー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28742596A JPH10117469A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 永久磁石界磁直流モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28742596A JPH10117469A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 永久磁石界磁直流モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10117469A true JPH10117469A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17717168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28742596A Pending JPH10117469A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 永久磁石界磁直流モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10117469A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100853588B1 (ko) * | 2000-05-08 | 2008-08-21 | 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드 | 다위상 ｄｃ 모터를 작동시키는 방법 및 회로와, 다위상 ｄｃ 모터 작동시 음향 노이즈 저감 방법과, 다위상 ｄｃ 모터를 포함하는 디스크 드라이브 제품 |
| JP2010136541A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Minebea Co Ltd | 直流モータ |
| JP2013099111A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Taiho Kogyo Co Ltd | モータ |
| CN106329783A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-11 | 沈阳工程学院 | 磁通高效利用型直流电机 |
-
1996
- 1996-10-09 JP JP28742596A patent/JPH10117469A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100853588B1 (ko) * | 2000-05-08 | 2008-08-21 | 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드 | 다위상 ｄｃ 모터를 작동시키는 방법 및 회로와, 다위상 ｄｃ 모터 작동시 음향 노이즈 저감 방법과, 다위상 ｄｃ 모터를 포함하는 디스크 드라이브 제품 |
| JP2010136541A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Minebea Co Ltd | 直流モータ |
| JP2013099111A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Taiho Kogyo Co Ltd | モータ |
| CN106329783A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-11 | 沈阳工程学院 | 磁通高效利用型直流电机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050726 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050809 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060110 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |