JPH1189147A - アキシャル型モータ - Google Patents
アキシャル型モータInfo
- Publication number
- JPH1189147A JPH1189147A JP24585397A JP24585397A JPH1189147A JP H1189147 A JPH1189147 A JP H1189147A JP 24585397 A JP24585397 A JP 24585397A JP 24585397 A JP24585397 A JP 24585397A JP H1189147 A JPH1189147 A JP H1189147A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- armature winding
- type motor
- axial type
- ratio
- section
- 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
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- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アキシャル型モータの出力が最大となるよう
に電機子巻線の内径を定める。 【解決手段】 界磁マグネット３の各磁極３ａ，３ｂに
対向した電機子巻線４の各区分４ａの内径側周長及び外
径側周長をＬi，Ｌcとするとともに、各区分４ａの導体
部分４ｂの内径側周長及び外径側周長をＬc1，Ｌc2と
し、Ｌc1＝Ｌiとした場合、電機子巻線４の外径と内径
の比を約３0・5とする。
に電機子巻線の内径を定める。 【解決手段】 界磁マグネット３の各磁極３ａ，３ｂに
対向した電機子巻線４の各区分４ａの内径側周長及び外
径側周長をＬi，Ｌcとするとともに、各区分４ａの導体
部分４ｂの内径側周長及び外径側周長をＬc1，Ｌc2と
し、Ｌc1＝Ｌiとした場合、電機子巻線４の外径と内径
の比を約３0・5とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高速電動・発電
機などに用いるアキシャル型モータに関し、特にその電
機子巻線に関するものである。
機などに用いるアキシャル型モータに関し、特にその電
機子巻線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４（ａ），（ｂ）は従来のアキシャル
型モータの縦断側面図及びその界磁マグネットの正面図
を示し、回転子は回転軸１に一対の円盤状のヨーク２を
対向して取り付け、各ヨーク２の内側に永久磁石のＮ磁
極３ａとＳ磁極３ｂを交互に周方向に配置した偏平な円
環状の界磁マグネット３を取り付けて構成し、各界磁マ
グネット３の間に固定子として円環状の電機子巻線４を
配設してアキシャル型モータは構成されており、発生磁
束の方向が矢印５に示すように軸方向であるためにアキ
シャル型と呼ばれている。そして、この電機子巻線４
は、従来鉄心に巻かれている構造のものが多かった。な
お、Ｄi，Ｄoは界磁マグネット３の内径及び外径であ
る。
型モータの縦断側面図及びその界磁マグネットの正面図
を示し、回転子は回転軸１に一対の円盤状のヨーク２を
対向して取り付け、各ヨーク２の内側に永久磁石のＮ磁
極３ａとＳ磁極３ｂを交互に周方向に配置した偏平な円
環状の界磁マグネット３を取り付けて構成し、各界磁マ
グネット３の間に固定子として円環状の電機子巻線４を
配設してアキシャル型モータは構成されており、発生磁
束の方向が矢印５に示すように軸方向であるためにアキ
シャル型と呼ばれている。そして、この電機子巻線４
は、従来鉄心に巻かれている構造のものが多かった。な
お、Ｄi，Ｄoは界磁マグネット３の内径及び外径であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
アキシャル型モータにおいては、電機子巻線４に鉄心を
用いていたが、鉄心のある電機子巻線４では回転速度に
比例した鉄損が生じるため、高速機に適用するためには
鉄心レス電機子巻線４を用いなければならない。
アキシャル型モータにおいては、電機子巻線４に鉄心を
用いていたが、鉄心のある電機子巻線４では回転速度に
比例した鉄損が生じるため、高速機に適用するためには
鉄心レス電機子巻線４を用いなければならない。
【０００４】ところで、アキシャル型モータでは、磁束
が軸方向のために、電機子巻線に流す電流の方向はこの
磁束と直交する径方向としなければならないが、この場
合に電機子巻線４の配置可能な領域は界磁マグネット３
の各磁極３ａ，３ｂと対応した領域であり、その外形寸
法はモータ外径により決まるが、内径寸法は自由に選定
できる。しかし、その決め方が明確になっていなかっ
た。
が軸方向のために、電機子巻線に流す電流の方向はこの
磁束と直交する径方向としなければならないが、この場
合に電機子巻線４の配置可能な領域は界磁マグネット３
の各磁極３ａ，３ｂと対応した領域であり、その外形寸
法はモータ外径により決まるが、内径寸法は自由に選定
できる。しかし、その決め方が明確になっていなかっ
た。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、出力が最大となるように電機
子巻線の内径を決めることができるアキシャル型モータ
を得ることを目的とする。
めに成されたものであり、出力が最大となるように電機
子巻線の内径を決めることができるアキシャル型モータ
を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るアキシャル型モータは、界磁マグネットの各磁極と対
応した電機子巻線の各区分の内径側周長及び外径側周長
をＬi，Ｌoとするとともに、各区分毎の導体部分の内径
側周長及び外径側周長をＬc1，Ｌc2とし、Ｌc1＝Ｌc2＝
Ｌiとした場合に、電機子巻線の外径と内径の比を約３
0・5としたものである。
るアキシャル型モータは、界磁マグネットの各磁極と対
応した電機子巻線の各区分の内径側周長及び外径側周長
をＬi，Ｌoとするとともに、各区分毎の導体部分の内径
側周長及び外径側周長をＬc1，Ｌc2とし、Ｌc1＝Ｌc2＝
Ｌiとした場合に、電機子巻線の外径と内径の比を約３
0・5としたものである。
【０００７】又、請求項２に係るアキシャル型モータ
は、Ｌc1＝Ｌi、Ｌc2＝Ｌoとした場合、電機子巻線の外
径と内径の比を約５0・5としたものである。
は、Ｌc1＝Ｌi、Ｌc2＝Ｌoとした場合、電機子巻線の外
径と内径の比を約５0・5としたものである。
【０００８】請求項３に係るアキシャル型モータは、Ｌ
c1＝Ｌi、Ｌi＜Ｌc2＜Ｌo，とした場合、電機子巻線の
外径と内径の比を約３0・5〜５0・5としたものである。
c1＝Ｌi、Ｌi＜Ｌc2＜Ｌo，とした場合、電機子巻線の
外径と内径の比を約３0・5〜５0・5としたものである。
【０００９】
実施形態１ 以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。
図１は実施形態１によるアキシャル型モータの電機子巻
線４の概念的斜視図を示し、電機子巻線４は界磁マグネ
ット３の各磁極３ａ，３ｂと対応して各区分４ａに概念
的には分かれており、各区分４ａの内径側周長をＬi、
外径側周長をＬoとする。各区分４ａにはもちろん導体
部分４ｂが設けられており（図面処理上１個だけ示
す。）、この場合導体部分４ｂは端面矩形形状である。
即ち、電機子巻線４の内径及び外径を界磁マグネット３
と同じくＤi，Ｄo、導体部分４ｂの内周側周長及び外周
側周長をＬc1，Ｌc2、極数をＰとすると、Ｌc1＝Ｌc2＝
Ｌi＝π×Ｄi／Ｐとなる。矢印６は導体部分４ｂを流れ
る電流の向きを示す。鉄心は設けられてなく、導体部分
４ｂ間は絶縁樹脂等が充填される。
図１は実施形態１によるアキシャル型モータの電機子巻
線４の概念的斜視図を示し、電機子巻線４は界磁マグネ
ット３の各磁極３ａ，３ｂと対応して各区分４ａに概念
的には分かれており、各区分４ａの内径側周長をＬi、
外径側周長をＬoとする。各区分４ａにはもちろん導体
部分４ｂが設けられており（図面処理上１個だけ示
す。）、この場合導体部分４ｂは端面矩形形状である。
即ち、電機子巻線４の内径及び外径を界磁マグネット３
と同じくＤi，Ｄo、導体部分４ｂの内周側周長及び外周
側周長をＬc1，Ｌc2、極数をＰとすると、Ｌc1＝Ｌc2＝
Ｌi＝π×Ｄi／Ｐとなる。矢印６は導体部分４ｂを流れ
る電流の向きを示す。鉄心は設けられてなく、導体部分
４ｂ間は絶縁樹脂等が充填される。
【００１０】又、電機子巻線４に誘起される電圧は、そ
の導線数Ｗ、毎極の磁束数φ、界磁マグネット３の回転
速度ｎ、極数Ｐに比例し、出力Ｐaはこの誘起電圧と電
機子巻線４に流れる電流Ｉに比例する。従って、出力Ｐ
aは（１）式で与えられる。Ｋは常数である。
の導線数Ｗ、毎極の磁束数φ、界磁マグネット３の回転
速度ｎ、極数Ｐに比例し、出力Ｐaはこの誘起電圧と電
機子巻線４に流れる電流Ｉに比例する。従って、出力Ｐ
aは（１）式で与えられる。Ｋは常数である。
【００１１】
【数１】Ｐa＝Ｋ×Ｐ×φ×Ｗ×Ｉ×ｎ ……（１） 又、電機子巻線４の磁束密度（磁気比装荷）Ｂgは、総
磁束数を断面積で除して（２）式で与えられる。
磁束数を断面積で除して（２）式で与えられる。
【００１２】
【数２】 Ｂg＝Ｐ×φ／（π×（Ｄo 2−Ｄi 2）／４） ……（２） 又、電気比装荷（毎極の導線数×電流／毎極の導体部分
周長）ａｃは（３）式で与えられる。
周長）ａｃは（３）式で与えられる。
【００１３】
【数３】 ａｃ＝（Ｗ／Ｐ）×Ｉ／（π×Ｄi／Ｐ）＝Ｗ×Ｉ／（π×Ｄi） ……（３） ここで、α＝Ｄo／Ｄi、Ａ＝Ｋ×（π2／４）×ｎ×Ｂg
×ａｃ×Ｄo 3とすると出力Ｐaは（４）式のようにな
る。
×ａｃ×Ｄo 3とすると出力Ｐaは（４）式のようにな
る。
【００１４】
【数４】Ｐa＝Ａ×（α2−１）α-3 ……（４） 磁気比装荷Ｂg及び電気比装荷ａｃを一定として出力Ｐa
が最大となるのは、（４）式からα＝３0・5のときであ
る。
が最大となるのは、（４）式からα＝３0・5のときであ
る。
【００１５】上記したように実施形態１においては、各
導体部分４ｂの端面を矩形状にした場合、電機子巻線４
の外径Ｄoと内径Ｄiの比を上記のように定めることによ
り、同一外径寸法に対して出力を最大にすることができ
る。
導体部分４ｂの端面を矩形状にした場合、電機子巻線４
の外径Ｄoと内径Ｄiの比を上記のように定めることによ
り、同一外径寸法に対して出力を最大にすることができ
る。
【００１６】実施形態２ 図２は実施形態２によるアキシャル型モータの電機子巻
線４の概念的斜視図を示し、導体部分４ｂは区分４ａと
一致し、端面台形形状となる。即ち、内径側周長Ｌc1＝
Ｌi、外径側周長Ｌc2＝Ｌoとなる。この場合、毎極の導
体部分周長は径によって変わるので、損失が等価的に等
しい径Ｄe＝（Ｄo×Ｄi）0・5を毎極の導体部分周長とす
る。これにより、（３）式に示した電気比装荷ａｃが変
化し、（５）式に示すようになり、出力Ｐaは（６）式
に示すようになる。
線４の概念的斜視図を示し、導体部分４ｂは区分４ａと
一致し、端面台形形状となる。即ち、内径側周長Ｌc1＝
Ｌi、外径側周長Ｌc2＝Ｌoとなる。この場合、毎極の導
体部分周長は径によって変わるので、損失が等価的に等
しい径Ｄe＝（Ｄo×Ｄi）0・5を毎極の導体部分周長とす
る。これにより、（３）式に示した電気比装荷ａｃが変
化し、（５）式に示すようになり、出力Ｐaは（６）式
に示すようになる。
【００１７】
【数５】 ａｃ＝Ｗ／Ｐ×Ｉ／（π×Ｄe／Ｐ） ＝Ｗ×Ｉ／（π×（Ｄo×Ｄi）0・5 ……（５） Ｐa＝Ａ×（α2−１）α-5/2 ……（６） 従って、Ｂg，ａｃが一定で出力Ｐaが最大となるのは
（６）式よりα＝５0・5のときである。このように実施
形態２においても実施形態１と同様の効果を有する。
（６）式よりα＝５0・5のときである。このように実施
形態２においても実施形態１と同様の効果を有する。
【００１８】実施形態３ 図３は実施形態３によるアキシャル型モータの電機子巻
線４の概念的斜視図を示し、導体部分４ｂは端面台形形
状ではあるが、区分４ａとは一致せず、Ｌc1＝Ｌi、Ｌi
＜Ｌc2＜Ｌoとなる。この場合には、α＝３0・3〜５0・5
で出力最大となる。
線４の概念的斜視図を示し、導体部分４ｂは端面台形形
状ではあるが、区分４ａとは一致せず、Ｌc1＝Ｌi、Ｌi
＜Ｌc2＜Ｌoとなる。この場合には、α＝３0・3〜５0・5
で出力最大となる。
【００１９】なお、上記各実施形態においては、界磁マ
グネット３の外径Ｄoと内径Ｄiの比も電機子巻線４と同
一となる。又、導体部分４ｂの導体数がＮ（＝Ｗ／Ｐ）
本の場合、Ｌc1，Ｌc2の代わりにＬc1／Ｎ，Ｌc2／Ｎを
用いても同じ結果が得られる。
グネット３の外径Ｄoと内径Ｄiの比も電機子巻線４と同
一となる。又、導体部分４ｂの導体数がＮ（＝Ｗ／Ｐ）
本の場合、Ｌc1，Ｌc2の代わりにＬc1／Ｎ，Ｌc2／Ｎを
用いても同じ結果が得られる。
【００２０】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、各磁極に対応した各導体部分の端面が矩形形状の電
機子巻線の外径と内径の比を同一外径に対して出力が最
大となるように定めており、出力最大となるように電機
子巻線の内径を定めることができる。
ば、各磁極に対応した各導体部分の端面が矩形形状の電
機子巻線の外径と内径の比を同一外径に対して出力が最
大となるように定めており、出力最大となるように電機
子巻線の内径を定めることができる。
【００２１】請求項２，３によれば、各導体部分の端面
が台形形状の電機子巻線の外径と内径の比を同一外径に
対して出力が最大となるように定めており、出力最大と
なるように電機子巻線の内径を定めることができる。
が台形形状の電機子巻線の外径と内径の比を同一外径に
対して出力が最大となるように定めており、出力最大と
なるように電機子巻線の内径を定めることができる。
【図１】この発明の実施形態１によるアキシャル型モー
タの電機子巻線の概念的斜視図である。
タの電機子巻線の概念的斜視図である。
【図２】実施形態２によるアキシャル型モータの電機子
巻線の概念的斜視図である。
巻線の概念的斜視図である。
【図３】実施形態３によるアキシャル型モータの電機子
巻線の概念的斜視図であ。
巻線の概念的斜視図であ。
【図４】従来のアキシャル型モータの縦断側面図及びそ
の界磁マグネットの正面図である。
の界磁マグネットの正面図である。
３…磁極マグネット ３ａ，３ｂ…磁極 ４…電機子巻線 ４ａ…区分 ４ｂ…導体部分
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｎ，Ｓの磁極を交互に周方向に配置した
円環状の界磁マグネットを一対対向配置して回転子と
し、この界磁マグネット間に固定子として鉄心レスの電
機子巻線を対向配置したアキシャル型モータにおいて、
界磁マグネットの各磁極と対応した電機子巻線の各区分
の内径側周長をＬi、外径側周長をＬoとし、各区分毎の
導体部分の内径側周長をＬc1、外周側周長をＬc2とし、
Ｌc1＝Ｌc2＝Ｌiとした場合、電機子巻線の外径と内径
の比を約３0・5としたことを特徴とするアキシャル型モ
ータ。 - 【請求項２】 Ｎ，Ｓの磁極を交互に周方向に配置した
円環状の界磁マグネットを一対対向配置して回転子と
し、この界磁マグネット間に固定子として鉄心レスの電
機子巻線を対向配置したアキシャル型モータにおいて、
界磁マグネットの各磁極と対応した電機子巻線の各区分
の内径側周長をＬi、外径側周長をＬoとし、各区分毎の
導体部分の内径側周長をＬc1、外形側周長Ｌc2とし、Ｌ
c1＝Ｌi、Ｌc2＝Ｌoとした場合、電機子巻線の外径と内
径の比を約５0・5としたことを特徴とするアキシャル型
モータ。 - 【請求項３】 Ｎ，Ｓの磁極を交互に周方向に配置した
円環状の界磁マグネットを一対対向配置して回転子と
し、この界磁マグネット間に固定子として鉄心レスの電
機子巻線を対向配置したアキシャル型モータにおいて、
界磁マグネットの各磁極と対応した電機子巻線の各区分
の内径側周長をＬi、外径側周長をＬoとし、各区分毎の
導体部分の内径側周長をＬc1、外径側周長をＬc2とし、
Ｌc1＝Ｌi、Ｌi＜Ｌc2＜Ｌoとした場合、電機子巻線の
外径と内径の比を約３0・5〜５0・5としたことを特徴とす
るアキシャル型モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24585397A JPH1189147A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | アキシャル型モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24585397A JPH1189147A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | アキシャル型モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1189147A true JPH1189147A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17139823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24585397A Pending JPH1189147A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | アキシャル型モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1189147A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160006333A1 (en) * | 2013-02-11 | 2016-01-07 | Rausch & Pausch Gmbh | Linear actuator |
-
1997
- 1997-09-11 JP JP24585397A patent/JPH1189147A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160006333A1 (en) * | 2013-02-11 | 2016-01-07 | Rausch & Pausch Gmbh | Linear actuator |
| US10284068B2 (en) * | 2013-02-11 | 2019-05-07 | Rausch & Pausch Gmbh | Linear actuator |
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