JPH10126982A - 永久磁石モータ - Google Patents
永久磁石モータInfo
- Publication number
- JPH10126982A JPH10126982A JP8281976A JP28197696A JPH10126982A JP H10126982 A JPH10126982 A JP H10126982A JP 8281976 A JP8281976 A JP 8281976A JP 28197696 A JP28197696 A JP 28197696A JP H10126982 A JPH10126982 A JP H10126982A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- teeth
- permanent magnet
- rotor
- stator
- magnet motor
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- Pending
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 円環状の永久磁石がほぼ等間隔に偶数個の磁
極をなすロータと、ティースとヨークを有するステータ
とからなる永久磁石モータにおいて、コギングトルクを
低減し、騒音，振動の少ない永久磁石モータを提供す
る。 【解決手段】 円環状の永久磁石２が、Ｍ個の磁極をな
し、ロータ１を形成し、永久磁石に対向したティース４
がＴ個、不等間隔に位置し、ティースとティースの間の
巻線用溝（スロット）に巻線５が施され、ティースはヨ
ーク６に連結されステータ３をなす。ＭとＴの最小公倍
数をＣとし、Ｎを１よりＴ／２までの整数とすると、こ
のときステータのスロットオープンの中心が、Ｔ等分に
等間隔に配置した位置から±Ｎ×１８０／｛Ｃ（Ｔ／２
＋１）｝°偏倚させる。
極をなすロータと、ティースとヨークを有するステータ
とからなる永久磁石モータにおいて、コギングトルクを
低減し、騒音，振動の少ない永久磁石モータを提供す
る。 【解決手段】 円環状の永久磁石２が、Ｍ個の磁極をな
し、ロータ１を形成し、永久磁石に対向したティース４
がＴ個、不等間隔に位置し、ティースとティースの間の
巻線用溝（スロット）に巻線５が施され、ティースはヨ
ーク６に連結されステータ３をなす。ＭとＴの最小公倍
数をＣとし、Ｎを１よりＴ／２までの整数とすると、こ
のときステータのスロットオープンの中心が、Ｔ等分に
等間隔に配置した位置から±Ｎ×１８０／｛Ｃ（Ｔ／２
＋１）｝°偏倚させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石モータの
構造に関するものである。
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、円環状の永久磁石がほぼ等間
隔に偶数個の磁極をなすロータと、これらの永久磁石と
対向してほぼ等間隔に位置するティースとティースをつ
なぐヨークからなるステータとを有するモータが知られ
ている。
隔に偶数個の磁極をなすロータと、これらの永久磁石と
対向してほぼ等間隔に位置するティースとティースをつ
なぐヨークからなるステータとを有するモータが知られ
ている。
【０００３】図２は、従来のモータを示す断面図であ
る。円環状の永久磁石２が、９０°の等間隔で４個の磁
極をなし、ロータ１を形成している。一方、永久磁石２
に対向したティース４が６個、６０°の等間隔に位置
し、ティースとティースの間の巻線用溝（スロット）に
巻線５が施され、ティース４はヨーク６に保持され、ス
テータ３をなす。巻線５に流れる電流により発生する回
転磁界により、ロータ１はシャフト７を中心に回転す
る。
る。円環状の永久磁石２が、９０°の等間隔で４個の磁
極をなし、ロータ１を形成している。一方、永久磁石２
に対向したティース４が６個、６０°の等間隔に位置
し、ティースとティースの間の巻線用溝（スロット）に
巻線５が施され、ティース４はヨーク６に保持され、ス
テータ３をなす。巻線５に流れる電流により発生する回
転磁界により、ロータ１はシャフト７を中心に回転す
る。
【０００４】一般に、上記構成をとると電流を流さない
とき、ティースとロータの磁極との位置関係によりコギ
ングトルクが発生することが知られている。ロータ１が
図２に示す位置にあるとき、ロータは安定している。ロ
ータが図３に示す位置にあるとき、ロータには反時計方
向に力が働き、図２のロータ位置に戻ろうとする。ロー
タが図４に示す位置にあるとき、ロータには回転方向の
力はかからない。ロータが図５に示す位置にあるとき、
ロータには時計方向に力が働く。ロータが図６に示す位
置にあるとき、ロータは安定している。このように、コ
ギングトルクは、ロータが３０゜回転する間で一周期と
なり、ロータを回転させたときの回転むらとなって現れ
る。
とき、ティースとロータの磁極との位置関係によりコギ
ングトルクが発生することが知られている。ロータ１が
図２に示す位置にあるとき、ロータは安定している。ロ
ータが図３に示す位置にあるとき、ロータには反時計方
向に力が働き、図２のロータ位置に戻ろうとする。ロー
タが図４に示す位置にあるとき、ロータには回転方向の
力はかからない。ロータが図５に示す位置にあるとき、
ロータには時計方向に力が働く。ロータが図６に示す位
置にあるとき、ロータは安定している。このように、コ
ギングトルクは、ロータが３０゜回転する間で一周期と
なり、ロータを回転させたときの回転むらとなって現れ
る。
【０００５】上記問題点を解決するため従来、特公昭６
２−２３５３７号「電動機」に記される例がある。
２−２３５３７号「電動機」に記される例がある。
【０００６】図７は、上記発明にかかるモータの断面図
である。ステータのスロットオープンの中心を、Ｔ等分
し等間隔に配置した位置から（１磁極ピッチ）／２Ｔ以
上離れるようになっている。本例においては、（１磁極
ピッチ）／Ｔだけ離れている。これにより、コギングの
周波数を高次にすることにより、コギングトルクを低減
している。図２に示す従来のモータのコギングトルクが
０．４kgcm、特公昭６２−２３５３７号におけるモータ
のコギングトルクが０．２３kgcmと、約４０％の低下が
図れている。
である。ステータのスロットオープンの中心を、Ｔ等分
し等間隔に配置した位置から（１磁極ピッチ）／２Ｔ以
上離れるようになっている。本例においては、（１磁極
ピッチ）／Ｔだけ離れている。これにより、コギングの
周波数を高次にすることにより、コギングトルクを低減
している。図２に示す従来のモータのコギングトルクが
０．４kgcm、特公昭６２−２３５３７号におけるモータ
のコギングトルクが０．２３kgcmと、約４０％の低下が
図れている。
【０００７】図８に図２に示す従来のモータのコギング
トルクの次数ごとの振幅を、図９に特公昭６２−２３５
３７号を適用したモータのコギングトルクの次数ごとの
振幅を示す。永久磁石の磁極数をＭ個、ステータのティ
ース数をＴ個、ＭとＴの最小公倍数をＣとしたとき、コ
ギングトルクは角度３６０／Ｃに１周期現れる。これを
１次とすると、図９より特公昭６２−２３５３７号を適
用したモータは、コギングトルク１次の振幅が約４分の
１に低下しているが、６次が約４０％増加している。こ
のモータをエアコン用のファンモータとして用いた場
合、概ね８００ｒ／ｍｉｎ〜２０００ｒ／ｍｉｎの回転
速度で運転されるため、コギングトルクの６次は１〜３
ｋHzの音となって現れる。図１１にＩＳ０で採用されて
いる聴感曲線を示す。曲線上に記入のｐｈｏｎ数が音の
大きさのレベルを示す。この図より、１〜６ｋHzの音
は、他の周波数域に比べて同じ音圧レベルでも大きな音
として聞こえる。したがって、この周波数域の音に影響
するコギングトルクの次数を下げることが必要である。
トルクの次数ごとの振幅を、図９に特公昭６２−２３５
３７号を適用したモータのコギングトルクの次数ごとの
振幅を示す。永久磁石の磁極数をＭ個、ステータのティ
ース数をＴ個、ＭとＴの最小公倍数をＣとしたとき、コ
ギングトルクは角度３６０／Ｃに１周期現れる。これを
１次とすると、図９より特公昭６２−２３５３７号を適
用したモータは、コギングトルク１次の振幅が約４分の
１に低下しているが、６次が約４０％増加している。こ
のモータをエアコン用のファンモータとして用いた場
合、概ね８００ｒ／ｍｉｎ〜２０００ｒ／ｍｉｎの回転
速度で運転されるため、コギングトルクの６次は１〜３
ｋHzの音となって現れる。図１１にＩＳ０で採用されて
いる聴感曲線を示す。曲線上に記入のｐｈｏｎ数が音の
大きさのレベルを示す。この図より、１〜６ｋHzの音
は、他の周波数域に比べて同じ音圧レベルでも大きな音
として聞こえる。したがって、この周波数域の音に影響
するコギングトルクの次数を下げることが必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はスロットオー
プンの中心の間隔を最適にし、効果的にコギングトルク
の低減を図り、低振動，低騒音のモータを提供するもの
である。
プンの中心の間隔を最適にし、効果的にコギングトルク
の低減を図り、低振動，低騒音のモータを提供するもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】コギングトルクの１周期
は角度にして３６０／Ｃであり、磁極ピッチによってで
はなく、コギングトルク１周期の角度ピッチによって、
スロットオープンの位置を決めるのが適当である。
は角度にして３６０／Ｃであり、磁極ピッチによってで
はなく、コギングトルク１周期の角度ピッチによって、
スロットオープンの位置を決めるのが適当である。
【００１０】本発明のモータにおいては、コギングトル
クの一周期の角度の半分１８０／Ｃを、±（Ｔ／２＋
１）分割した角度ずつ違えて、スロットオープンの中心
をＴ等分した位置からずらすことにより、出力の低下が
ほとんどなく、コギングトルクを低減することが可能で
ある。
クの一周期の角度の半分１８０／Ｃを、±（Ｔ／２＋
１）分割した角度ずつ違えて、スロットオープンの中心
をＴ等分した位置からずらすことにより、出力の低下が
ほとんどなく、コギングトルクを低減することが可能で
ある。
【００１１】
【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、ほぼ等間
隔にＭ個（Ｍは偶数）の磁極を有する永久磁石を備えた
ロータと不等間隔に配置されたＴ個（Ｔは３Ｍ／４以上
の偶数）のティースと該ティース間に位置するスロット
と、該スロットに施された巻線と、前記ティースを連結
するヨークとより成るステータを具備し、前記永久磁石
とティースが対向する位置に配置された永久磁石モータ
において、Ｎを１よりＴ／２までの整数とすると、前記
スロットの中心位置は、Ｔ等分し等間隔に分割した位置
より±Ｎ×１８０／｛Ｃ（Ｔ／２＋１）｝°ずつ偏倚さ
せたことを特徴とする永久磁石モータであり、コギング
トルクの周波数を高次とすることにより、コギングトル
クを低減するという作用を有する。
隔にＭ個（Ｍは偶数）の磁極を有する永久磁石を備えた
ロータと不等間隔に配置されたＴ個（Ｔは３Ｍ／４以上
の偶数）のティースと該ティース間に位置するスロット
と、該スロットに施された巻線と、前記ティースを連結
するヨークとより成るステータを具備し、前記永久磁石
とティースが対向する位置に配置された永久磁石モータ
において、Ｎを１よりＴ／２までの整数とすると、前記
スロットの中心位置は、Ｔ等分し等間隔に分割した位置
より±Ｎ×１８０／｛Ｃ（Ｔ／２＋１）｝°ずつ偏倚さ
せたことを特徴とする永久磁石モータであり、コギング
トルクの周波数を高次とすることにより、コギングトル
クを低減するという作用を有する。
【００１２】請求項２記載の発明は、ほぼ等間隔にＭ個
（Ｍは偶数）の磁極を有する永久磁石を備えたロータと
不等間隔に配置されたＴ個（Ｔは３Ｍ／４以上の偶数）
のティースと該ティース間に位置するスロットと、該ス
ロットに施された巻線と、前記ティースを連結するヨー
クとより成るステータを具備し、前記永久磁石とティー
スが対向する位置に配置された永久磁石モータにおい
て、Ｎを１よりＴ／２までの整数とすると、前記スロッ
トの中心位置は、Ｔ等分し等間隔に分割した位置より回
転方向側及び反回転方向側にそれぞれ±Ｎ×１８０／
｛Ｃ（Ｔ／２＋１）｝°ずつ偏倚させたことを特徴とす
るものであり、回転力のむらを低減し、低振動化，低騒
音化を図るという作用を有する。
（Ｍは偶数）の磁極を有する永久磁石を備えたロータと
不等間隔に配置されたＴ個（Ｔは３Ｍ／４以上の偶数）
のティースと該ティース間に位置するスロットと、該ス
ロットに施された巻線と、前記ティースを連結するヨー
クとより成るステータを具備し、前記永久磁石とティー
スが対向する位置に配置された永久磁石モータにおい
て、Ｎを１よりＴ／２までの整数とすると、前記スロッ
トの中心位置は、Ｔ等分し等間隔に分割した位置より回
転方向側及び反回転方向側にそれぞれ±Ｎ×１８０／
｛Ｃ（Ｔ／２＋１）｝°ずつ偏倚させたことを特徴とす
るものであり、回転力のむらを低減し、低振動化，低騒
音化を図るという作用を有する。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を用いて
説明する。
説明する。
【００１４】（実施例１）本発明の実施例を示すモータ
の断面図を図１に示す。
の断面図を図１に示す。
【００１５】円環状の永久磁石２が、９０°の等間隔で
４個の磁極をなし、ロータ１を形成している。一方、永
久磁石に対向したティース４が６個、不等間隔に位置
し、ティースとティースの間の巻線用溝（スロット）に
巻線５が施され、ティース４はヨーク６に保持され、ス
テータ３をなす。
４個の磁極をなし、ロータ１を形成している。一方、永
久磁石に対向したティース４が６個、不等間隔に位置
し、ティースとティースの間の巻線用溝（スロット）に
巻線５が施され、ティース４はヨーク６に保持され、ス
テータ３をなす。
【００１６】巻線５に流れる電流により発生する回転磁
界により、ロータ１はシャフト７を中心に回転する。
界により、ロータ１はシャフト７を中心に回転する。
【００１７】ステータのスロットオープンの中心が、Ｔ
等分に等間隔に配置した位置から±３．７５゜，±７．
５゜，±１１．２５゜ずれている。また、回転中心に対
して対向する２個のスロットオープンの、Ｔ等分に等間
隔に配置した位置からのずれ角度は、互いに向きが反対
である。
等分に等間隔に配置した位置から±３．７５゜，±７．
５゜，±１１．２５゜ずれている。また、回転中心に対
して対向する２個のスロットオープンの、Ｔ等分に等間
隔に配置した位置からのずれ角度は、互いに向きが反対
である。
【００１８】本構成により、ステータのスロットオープ
ンの中心の、Ｔ等分に等間隔に配置した位置からのずれ
がコギングトルクの一周期である３０゜（±１５゜）の
範囲内であり、コギングトルクの次数を高次とすること
により、コギングトルクを低減することができる。ま
た、回転中心に対して対向する２個のスロットオープン
のずれが、大きさが同じで向きが反対であるため、ロー
タ位置に対する電流位相は、回転中心に対して対向する
２個のスロットオープンを平均するとゼロとなり、電流
を加えたときの回転むらも少ない。
ンの中心の、Ｔ等分に等間隔に配置した位置からのずれ
がコギングトルクの一周期である３０゜（±１５゜）の
範囲内であり、コギングトルクの次数を高次とすること
により、コギングトルクを低減することができる。ま
た、回転中心に対して対向する２個のスロットオープン
のずれが、大きさが同じで向きが反対であるため、ロー
タ位置に対する電流位相は、回転中心に対して対向する
２個のスロットオープンを平均するとゼロとなり、電流
を加えたときの回転むらも少ない。
【００１９】ステータのスロットオープンの中心の、Ｔ
等分に等間隔に配置した位置からのずれ角度が全ティー
スで異なるため、コギングトルクの特定の次数が高くな
ることもなく、１ｋHz〜３ｋHz付近の音も低下する。
等分に等間隔に配置した位置からのずれ角度が全ティー
スで異なるため、コギングトルクの特定の次数が高くな
ることもなく、１ｋHz〜３ｋHz付近の音も低下する。
【００２０】上記構成により、図２に示す従来のモータ
と比較して、コギングトルクが約３分の１に（０．４kg
cm→０．１４kgcm）低減し、一方トルクは同一入力条件
にて、出力トルクは３％未満の低下（２．４４kgcm→
２．３８kgcm）であった。
と比較して、コギングトルクが約３分の１に（０．４kg
cm→０．１４kgcm）低減し、一方トルクは同一入力条件
にて、出力トルクは３％未満の低下（２．４４kgcm→
２．３８kgcm）であった。
【００２１】図１０に、本発明におけるモータのコギン
グトルクの次数ごとの振幅を示す。従来のモータに比
べ、コギングトルクの１次が約２分の１、６次が約４分
の１に減少し、コギングトルクの高次において、特に際
だって振幅の大きい次数は存在しない。
グトルクの次数ごとの振幅を示す。従来のモータに比
べ、コギングトルクの１次が約２分の１、６次が約４分
の１に減少し、コギングトルクの高次において、特に際
だって振幅の大きい次数は存在しない。
【００２２】なお、本発明においてステータのスロット
オープンの中心の、Ｔ等分に等間隔に配置した位置から
のずれは、±Ｎ×１８０／｛Ｃ（Ｔ／２＋１）｝°とな
っているが、±１゜程度の範囲の誤差であればよい。ま
た、本発明はステータ内部にロータを有する内転型モー
タだけでなく、ステータ外周にロータを有する外転型モ
ータにも適用可能であり、極数，スロット数も、本実施
例に限られるものではない。すなわち本発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づい
て種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から
排除するものではない。
オープンの中心の、Ｔ等分に等間隔に配置した位置から
のずれは、±Ｎ×１８０／｛Ｃ（Ｔ／２＋１）｝°とな
っているが、±１゜程度の範囲の誤差であればよい。ま
た、本発明はステータ内部にロータを有する内転型モー
タだけでなく、ステータ外周にロータを有する外転型モ
ータにも適用可能であり、極数，スロット数も、本実施
例に限られるものではない。すなわち本発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づい
て種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から
排除するものではない。
【００２３】
【発明の効果】本発明により、永久磁石を用いたモータ
において、出力を低下させることなく大幅にコギングト
ルクを低減し、低振動，低騒音のモータを提供すること
ができる。
において、出力を低下させることなく大幅にコギングト
ルクを低減し、低振動，低騒音のモータを提供すること
ができる。
【図１】本発明の実施例を示す永久磁石モータの断面図
【図２】従来のモータを示す断面図
【図３】従来のモータを示す断面図
【図４】従来のモータを示す断面図
【図５】従来のモータを示す断面図
【図６】従来のモータを示す断面図
【図７】従来の他のモータを示す断面図
【図８】従来のモータにおけるコギングトルクの次数ご
との振幅を示す説明図
との振幅を示す説明図
【図９】従来の他のモータにおけるコギングトルクの次
数ごとの振幅を示す説明図
数ごとの振幅を示す説明図
【図１０】本発明におけるコギングトルクの次数ごとの
振幅を示す説明図
振幅を示す説明図
【図１１】従来のモータにおける聴感曲線を示す説明図
１ ロータ ２ 永久磁石 ３，１３ ステータ ４，１４ ステータティース ５，１５ 巻線 ６ ステータヨーク ７ シャフト
Claims (3)
- 【請求項１】ほぼ等間隔にＭ個（Ｍは偶数）の磁極を有
する永久磁石を備えたロータと不等間隔に配置されたＴ
個（Ｔは３Ｍ／４以上の偶数）のティースと該ティース
間に位置するスロットと、該スロットに施された巻線
と、前記ティースを連結するヨークとより成るステータ
を具備し、前記永久磁石とティースが対向する位置に配
置された永久磁石モータにおいて、Ｎを１よりＴ／２ま
での整数とすると、前記スロットの中心位置は、Ｔ等分
し等間隔に分割した位置より±Ｎ×１８０／｛Ｃ（Ｔ／
２＋１）｝°ずつ偏倚させたことを特徴とする永久磁石
モータ。 - 【請求項２】ほぼ等間隔にＭ個（Ｍは偶数）の磁極を有
する永久磁石を備えたロータと不等間隔に配置されたＴ
個（Ｔは３Ｍ／４以上の偶数）のティースと該ティース
間に位置するスロットと、該スロットに施された巻線
と、前記ティースを連結するヨークとより成るステータ
を具備し、前記永久磁石とティースが対向する位置に配
置された永久磁石モータにおいて、Ｎを１よりＴ／２ま
での整数とすると、前記スロットの中心位置は、Ｔ等分
し等間隔に分割した位置より回転方向側及び反回転方向
側にそれぞれ±Ｎ×１８０／｛Ｃ（Ｔ／２＋１）｝°ず
つ偏倚させたことを特徴とする永久磁石モータ。 - 【請求項３】偏倚させる角度は、回転方向側と反回転方
向側にほぼ等角度であることを特徴とする請求項２記載
の永久磁石モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8281976A JPH10126982A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 永久磁石モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8281976A JPH10126982A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 永久磁石モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10126982A true JPH10126982A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17646527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8281976A Pending JPH10126982A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 永久磁石モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10126982A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000031860A1 (de) * | 1998-11-19 | 2000-06-02 | Blocher Motor Gmbh | Blechkörper für eine drehende elektrische maschine |
| WO2002049187A3 (de) * | 2000-12-13 | 2002-10-24 | Bosch Gmbh Robert | Statordesign einer unipolar-transversalflussmaschine |
| WO2004010562A1 (ja) * | 2002-07-22 | 2004-01-29 | Nsk Ltd. | モータ、モータの製造方法及びモータの駆動制御装置 |
| WO2004017498A1 (ja) * | 2002-08-16 | 2004-02-26 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | アキシャルギャップ型回転電機 |
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| EP1746705A2 (en) | 2005-07-20 | 2007-01-24 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Rotary electric machine and electric wheelchair mounted with rotary electric machine |
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-
1996
- 1996-10-24 JP JP8281976A patent/JPH10126982A/ja active Pending
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