JPH1189199A - 軸方向空隙形同期モータ - Google Patents
軸方向空隙形同期モータInfo
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- JPH1189199A JPH1189199A JP9256025A JP25602597A JPH1189199A JP H1189199 A JPH1189199 A JP H1189199A JP 9256025 A JP9256025 A JP 9256025A JP 25602597 A JP25602597 A JP 25602597A JP H1189199 A JPH1189199 A JP H1189199A
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- stator
- teeth
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】トルクを低下させることなく、コギングトルク
を低減することができる軸方向空隙形モータを提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 円周方向にＮ，Ｓの極性が交互に位置す
るように軸方向に着磁され、両面に複数の磁極対を形成
した円板状の永久磁石から成るロータ３と、ロータ３の
両面に空隙を介して対向するそれぞれ複数のステータ歯
部１１、２１を有する第１ステータ１および第２ステー
タ２と、を備えた軸方向空隙形モータにおいて、第１ス
テータ１および第２ステータ２の外周に対向して設けた
非磁性体の第１フレーム１２および第２フレーム２２
と、第１フレーム１２および第２フレーム２２との間に
配設された周方向に移動自在な磁性体の中間フレーム４
とを具備し、中間フレーム４は、円周上にロータ３の径
方向に向かって空隙を介して移動可能な複数のフレーム
歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを有する。
を低減することができる軸方向空隙形モータを提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 円周方向にＮ，Ｓの極性が交互に位置す
るように軸方向に着磁され、両面に複数の磁極対を形成
した円板状の永久磁石から成るロータ３と、ロータ３の
両面に空隙を介して対向するそれぞれ複数のステータ歯
部１１、２１を有する第１ステータ１および第２ステー
タ２と、を備えた軸方向空隙形モータにおいて、第１ス
テータ１および第２ステータ２の外周に対向して設けた
非磁性体の第１フレーム１２および第２フレーム２２
と、第１フレーム１２および第２フレーム２２との間に
配設された周方向に移動自在な磁性体の中間フレーム４
とを具備し、中間フレーム４は、円周上にロータ３の径
方向に向かって空隙を介して移動可能な複数のフレーム
歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石を備えた
軸方向空隙形同期モータに関し、特にコギングトルクを
低減するものに関する。
軸方向空隙形同期モータに関し、特にコギングトルクを
低減するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術では、軸方向空隙形モータは、
図３の(a) 、(b) に示すように、円周方向にＮ，Ｓの極
性が交互に位置するように軸方向に着磁され、両面にそ
れぞれｍ（ｍは正数）個の磁極対を形成した円板状の永
久磁石から成るロータ３と、ロータ３の両面に空隙を介
して対向するそれぞれｎ（ｎは正数）個のステータ歯部
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ．．．．）、２１（２１
ａ、２１ｂ、２１ｃ．．．．）を有する第１ステータ１
と第２ステータ２と、各ステータ１、２に巻回した電機
子コイル５、ロータ３の表面に垂直に配設したシャフト
６、第１ステータ１と第２ステータ２の間に配設された
両ステータを接続するリング状のフレーム７を備えてお
り、ロータ３を挟み第１ステータ１および第２ステータ
２間で発生するコギングトルクを相殺するために、第１
ステータ１および第２ステータ２のステータ歯部１１、
２１の位置を互いに周方向に１８０／（ｍ×ｎ）度ずら
して配置するようにしたものが提案されている（例え
ば、特開平７ー３３６９６７号公報）。
図３の(a) 、(b) に示すように、円周方向にＮ，Ｓの極
性が交互に位置するように軸方向に着磁され、両面にそ
れぞれｍ（ｍは正数）個の磁極対を形成した円板状の永
久磁石から成るロータ３と、ロータ３の両面に空隙を介
して対向するそれぞれｎ（ｎは正数）個のステータ歯部
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ．．．．）、２１（２１
ａ、２１ｂ、２１ｃ．．．．）を有する第１ステータ１
と第２ステータ２と、各ステータ１、２に巻回した電機
子コイル５、ロータ３の表面に垂直に配設したシャフト
６、第１ステータ１と第２ステータ２の間に配設された
両ステータを接続するリング状のフレーム７を備えてお
り、ロータ３を挟み第１ステータ１および第２ステータ
２間で発生するコギングトルクを相殺するために、第１
ステータ１および第２ステータ２のステータ歯部１１、
２１の位置を互いに周方向に１８０／（ｍ×ｎ）度ずら
して配置するようにしたものが提案されている（例え
ば、特開平７ー３３６９６７号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、図４に示す第１、第２ステータ間の位置ずれ角度に
対するトルクとコギングトルクの関係から、位置ずれ角
度が大きくなるにつれコギングトルクは減少し、ある角
度にて最小となり、つぎに大きくなっていく。したがっ
て位置ずれをコギングトルクが最小となるよう設定して
いた。一方トルクは位置ずれが大きくなるにつれ減少し
ていく。そのため、従来技術ではコギングトルクは低減
するが、トルクも低減するという問題があった。また、
図５に示すロータの回転角度に対する軸方向のギャップ
吸引力の関係からわかるように、ロータの回転角度が変
化するごとに軸方向のギャップ吸引力が変動するためモ
ータが振動する問題もあった。そこで、本発明はトルク
を低下させることなく、コギングトルクを低減すること
ができる軸方向空隙形モータを提供することを目的とす
る。
は、図４に示す第１、第２ステータ間の位置ずれ角度に
対するトルクとコギングトルクの関係から、位置ずれ角
度が大きくなるにつれコギングトルクは減少し、ある角
度にて最小となり、つぎに大きくなっていく。したがっ
て位置ずれをコギングトルクが最小となるよう設定して
いた。一方トルクは位置ずれが大きくなるにつれ減少し
ていく。そのため、従来技術ではコギングトルクは低減
するが、トルクも低減するという問題があった。また、
図５に示すロータの回転角度に対する軸方向のギャップ
吸引力の関係からわかるように、ロータの回転角度が変
化するごとに軸方向のギャップ吸引力が変動するためモ
ータが振動する問題もあった。そこで、本発明はトルク
を低下させることなく、コギングトルクを低減すること
ができる軸方向空隙形モータを提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は、円周方向にＮ，Ｓの極性が交互に位置す
るように軸方向に着磁され、両面にそれぞれｍ（ｍは整
数）個の磁極対を形成した円板状の永久磁石から成るロ
ータと、前記ロータの両面に空隙を介して垂直方向に対
向するそれぞれｎ（ｎは整数）個のステータ歯部を有す
る第１ステータおよび第２ステータと、前記第１ステー
タと前記第２ステータの間に配設された両ステータを接
続するリング状のフレームと、を備えた軸方向空隙形モ
ータにおいて、前記フレームは、前記第１ステータおよ
び第２ステータの外周に対向して設けた非磁性体からな
る第１フレームおよび第２フレームと、この第１フレー
ムおよび第２フレームとの間に挟まれて配設された周方
向に移動自在な磁性体からなる中間フレームとより構成
され、前記中間フレームは、円周上に前記ロータの径方
向に向かって空隙を介して設けたｎ（ｎは整数）個のフ
レーム歯部を有することを特徴とするものである。ま
た、前記フレーム歯部は、個別に前記中間フレーム内を
空隙方向に向かって移動自在としたものである。また、
前記フレーム歯部の位置を前記中間フレームの周方向に
１８０／（ｍ×ｎ）度ずつずらして配置したものであ
る。上記手段により、第１フレームおよび第２フレーム
との間において、ロータの径方向に向かってフレーム歯
部を有する周方向に移動自在な磁性体からなる中間フレ
ームを配設し、各フレーム歯部は、個別に中間フレーム
内を空隙方向に向かって移動自在とすることで、第１、
第２ステータとロータ間に発生するコギングトルクを、
ロータの磁石と中間フレーム間に逆位相のコギングトル
クを発生させ相殺するので、トルクを低下させることな
くコギングトルクを低減することができる。
に、本発明は、円周方向にＮ，Ｓの極性が交互に位置す
るように軸方向に着磁され、両面にそれぞれｍ（ｍは整
数）個の磁極対を形成した円板状の永久磁石から成るロ
ータと、前記ロータの両面に空隙を介して垂直方向に対
向するそれぞれｎ（ｎは整数）個のステータ歯部を有す
る第１ステータおよび第２ステータと、前記第１ステー
タと前記第２ステータの間に配設された両ステータを接
続するリング状のフレームと、を備えた軸方向空隙形モ
ータにおいて、前記フレームは、前記第１ステータおよ
び第２ステータの外周に対向して設けた非磁性体からな
る第１フレームおよび第２フレームと、この第１フレー
ムおよび第２フレームとの間に挟まれて配設された周方
向に移動自在な磁性体からなる中間フレームとより構成
され、前記中間フレームは、円周上に前記ロータの径方
向に向かって空隙を介して設けたｎ（ｎは整数）個のフ
レーム歯部を有することを特徴とするものである。ま
た、前記フレーム歯部は、個別に前記中間フレーム内を
空隙方向に向かって移動自在としたものである。また、
前記フレーム歯部の位置を前記中間フレームの周方向に
１８０／（ｍ×ｎ）度ずつずらして配置したものであ
る。上記手段により、第１フレームおよび第２フレーム
との間において、ロータの径方向に向かってフレーム歯
部を有する周方向に移動自在な磁性体からなる中間フレ
ームを配設し、各フレーム歯部は、個別に中間フレーム
内を空隙方向に向かって移動自在とすることで、第１、
第２ステータとロータ間に発生するコギングトルクを、
ロータの磁石と中間フレーム間に逆位相のコギングトル
クを発生させ相殺するので、トルクを低下させることな
くコギングトルクを低減することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１の（ａ）は、本発明の実施例を示す
軸方向空隙形モータの側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ’線に沿う断面図である。本発明の軸方向空隙形モー
タは、６極４スロットの第１ステータと第２ステータと
からなるものであって、従来例と同じ構成要素には同一
符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素には新
たな符号を付している。従来例と異なるのは、第１ステ
ータ１および第２ステータ２の外周に対向して非磁性体
からなる第１フレーム１２および第２フレーム２２が設
けられ、この第１フレーム１２および第２フレーム２２
との間に周方向に移動自在な磁性体からなる中間フレー
ム４を挟んで配設しており、この中間フレーム４は、円
周上にロータ３の径方向に向かって空隙を介してｎ（ｎ
は整数）個のフレーム歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４
１ｄを設けてある点である。また、中間フレーム４内に
は、フレーム歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが配
設される位置に図示しない雌ねじを設け、一方、フレー
ム歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの外周にはそれ
ぞれ図示しない雄ねじを設けて、各フレーム歯部をネジ
部により個別に対向するロータの空隙方向に向かって微
小に移動自在としたものである。ここで、特にフレーム
歯部の移動手段は上記のように限定されるものではな
い。さらに、フレーム歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４
１ｄの位置を中間フレーム４の周方向に１８０／（ｍ×
ｎ）度ずつずらして配置したものである。このような構
成において、コギングトルクはロータ１回転あたり、ロ
ータとステータ歯部の吸引力により磁極数（６）とスロ
ット数（４）の最小公倍数である１２周期の山をもつ波
形となる。また、ロータ３と中間フレーム４のフレーム
歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ間にも同様に磁気
吸引力による１２周期の山をもつコギングトルクを発生
２する。したがって、第１ステータ１のステータ歯部１
１、第２ステータ２のステータ歯部２１とフレーム歯部
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを両者のコギングトル
クが相殺するように配置する。次に動作について説明す
る。図２の（ａ）はステータ歯部とフレーム歯部の位置
ずれ角度に対するトルク、コギングトルクの関係を示す
図、（ｂ）はステータ歯部とフレーム歯部の位置ずれ角
度の関係を示す説明図である。コギングトルクが最小に
なる配置でもピークトルクは減少しない。なおロータ３
の着磁むら、第１、第２ステータ１、２の加工誤差、組
立誤差のためにコギングトルク波形が基本波形からずれ
る場合がある。この場合は中間フレーム４と第１、第２
ステータ１、２の周方向配置の微調整、およびフレーム
歯部４１a 〜４１d の径方向ギャップ長を個別に調整す
ることによりコギングトルクを低減することができる。
実際に実機を用いてその特性の確認をしたところ、コギ
ングトルクは従来例と同等に低減し（定格トルクの３％
以下）、且つ、トルクは１２０％増の結果が得られた。
また図５に示すように、軸方向の吸引力は一定となり、
モータが振動する問題も解決した。
いて説明する。図１の（ａ）は、本発明の実施例を示す
軸方向空隙形モータの側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ’線に沿う断面図である。本発明の軸方向空隙形モー
タは、６極４スロットの第１ステータと第２ステータと
からなるものであって、従来例と同じ構成要素には同一
符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素には新
たな符号を付している。従来例と異なるのは、第１ステ
ータ１および第２ステータ２の外周に対向して非磁性体
からなる第１フレーム１２および第２フレーム２２が設
けられ、この第１フレーム１２および第２フレーム２２
との間に周方向に移動自在な磁性体からなる中間フレー
ム４を挟んで配設しており、この中間フレーム４は、円
周上にロータ３の径方向に向かって空隙を介してｎ（ｎ
は整数）個のフレーム歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４
１ｄを設けてある点である。また、中間フレーム４内に
は、フレーム歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが配
設される位置に図示しない雌ねじを設け、一方、フレー
ム歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの外周にはそれ
ぞれ図示しない雄ねじを設けて、各フレーム歯部をネジ
部により個別に対向するロータの空隙方向に向かって微
小に移動自在としたものである。ここで、特にフレーム
歯部の移動手段は上記のように限定されるものではな
い。さらに、フレーム歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４
１ｄの位置を中間フレーム４の周方向に１８０／（ｍ×
ｎ）度ずつずらして配置したものである。このような構
成において、コギングトルクはロータ１回転あたり、ロ
ータとステータ歯部の吸引力により磁極数（６）とスロ
ット数（４）の最小公倍数である１２周期の山をもつ波
形となる。また、ロータ３と中間フレーム４のフレーム
歯部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ間にも同様に磁気
吸引力による１２周期の山をもつコギングトルクを発生
２する。したがって、第１ステータ１のステータ歯部１
１、第２ステータ２のステータ歯部２１とフレーム歯部
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを両者のコギングトル
クが相殺するように配置する。次に動作について説明す
る。図２の（ａ）はステータ歯部とフレーム歯部の位置
ずれ角度に対するトルク、コギングトルクの関係を示す
図、（ｂ）はステータ歯部とフレーム歯部の位置ずれ角
度の関係を示す説明図である。コギングトルクが最小に
なる配置でもピークトルクは減少しない。なおロータ３
の着磁むら、第１、第２ステータ１、２の加工誤差、組
立誤差のためにコギングトルク波形が基本波形からずれ
る場合がある。この場合は中間フレーム４と第１、第２
ステータ１、２の周方向配置の微調整、およびフレーム
歯部４１a 〜４１d の径方向ギャップ長を個別に調整す
ることによりコギングトルクを低減することができる。
実際に実機を用いてその特性の確認をしたところ、コギ
ングトルクは従来例と同等に低減し（定格トルクの３％
以下）、且つ、トルクは１２０％増の結果が得られた。
また図５に示すように、軸方向の吸引力は一定となり、
モータが振動する問題も解決した。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ステ
ータとロータ間に発生するコギングトルクを、ロータの
磁石と中間フレーム間に逆位相のコギングトルクを発生
させ相殺することにより、トルクを低下させることなく
コギングトルクを低減できる効果がある。
ータとロータ間に発生するコギングトルクを、ロータの
磁石と中間フレーム間に逆位相のコギングトルクを発生
させ相殺することにより、トルクを低下させることなく
コギングトルクを低減できる効果がある。
【図１】（ａ）は本発明の実施例を示す軸方向空隙形同
期モータの側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿
う断面図である。
期モータの側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿
う断面図である。
【図２】（ａ）はステータ歯部とフレーム歯部の位置ず
れ角度に対するトルク、コギングトルクの関係を示す
図、（ｂ）はステータ歯部とフレーム歯部の位置ずれ角
度の関係を示す説明図である。
れ角度に対するトルク、コギングトルクの関係を示す
図、（ｂ）はステータ歯部とフレーム歯部の位置ずれ角
度の関係を示す説明図である。
【図３】（ａ）は従来例を示す軸方向空隙形同期モータ
の側断面図、（ｂ）は（ａ）のロータとステータの周方
向展開図である。
の側断面図、（ｂ）は（ａ）のロータとステータの周方
向展開図である。
【図４】従来例の第１、第２ステータ間の位置ずれ角度
に対するトルク、コギングトルクの関係を示す図であ
る。
に対するトルク、コギングトルクの関係を示す図であ
る。
【図５】ロータ回転角度に対する軸方向吸引力を示す図
である。
である。
１：第１ステータ １１：ステータ歯部 １２：第１フレーム ２：第２ステータ ２１：ステータ歯部 ２２：第２フレーム ３：ロータ ４：中間フレーム ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ：フレーム歯部 ５：電機子コイル ６：シャフト
Claims (3)
- 【請求項１】 円周方向にＮ，Ｓの極性が交互に位置す
るように軸方向に着磁され、両面にそれぞれｍ（ｍは整
数）個の磁極対を形成した円板状の永久磁石から成るロ
ータと、前記ロータの両面に空隙を介して垂直方向に対
向するそれぞれｎ（ｎは整数）個のステータ歯部を有す
る第１ステータおよび第２ステータと、前記第１ステー
タと前記第２ステータの間に配設された両ステータを接
続するリング状のフレームと、を備えた軸方向空隙形モ
ータにおいて、 前記フレームは、前記第１ステータおよび第２ステータ
の外周に対向して設けた非磁性体からなる第１フレーム
および第２フレームと、この第１フレームおよび第２フ
レームとの間に挟まれて配設された周方向に移動自在な
磁性体からなる中間フレームとより構成され、 前記中間フレームは、円周上に前記ロータの径方向に向
かって空隙を介して設けたｎ（ｎは整数）個のフレーム
歯部を有することを特徴とする軸方向空隙形同期モー
タ。 - 【請求項２】 前記フレーム歯部は、個別に前記中間フ
レーム内を空隙方向に向かって移動自在とした請求項１
記載の軸方向空隙形同期モータ。 - 【請求項３】 前記フレーム歯部の位置を前記中間フレ
ームの周方向に１８０／（ｍ×ｎ）度ずつずらして配置
した請求項１または２に記載の軸方向空隙形同期モー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25602597A JP4026199B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 軸方向空隙形同期モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25602597A JP4026199B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 軸方向空隙形同期モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1189199A true JPH1189199A (ja) | 1999-03-30 |
| JP4026199B2 JP4026199B2 (ja) | 2007-12-26 |
Family
ID=17286878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25602597A Expired - Fee Related JP4026199B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 軸方向空隙形同期モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4026199B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1414140A1 (en) * | 2002-10-14 | 2004-04-28 | Deere & Company | Electric machine, in particular an axial gap brushless DC motor |
| US6995494B2 (en) | 2002-10-14 | 2006-02-07 | Deere & Company | Axial gap brushless DC motor |
| JP2006060879A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石式回転電機及び永久磁石式回転電機の製造方法 |
| JP2008172918A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Daikin Ind Ltd | アキシャルギャップ型モータおよび圧縮機 |
| US7501733B2 (en) | 2004-05-18 | 2009-03-10 | Seiko Epson Corporation | Electric machine |
-
1997
- 1997-09-03 JP JP25602597A patent/JP4026199B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1414140A1 (en) * | 2002-10-14 | 2004-04-28 | Deere & Company | Electric machine, in particular an axial gap brushless DC motor |
| US6995494B2 (en) | 2002-10-14 | 2006-02-07 | Deere & Company | Axial gap brushless DC motor |
| US7501733B2 (en) | 2004-05-18 | 2009-03-10 | Seiko Epson Corporation | Electric machine |
| US7884517B2 (en) | 2004-05-18 | 2011-02-08 | Seiko Epson Corporation | Electric machine |
| JP2006060879A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石式回転電機及び永久磁石式回転電機の製造方法 |
| JP2008172918A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Daikin Ind Ltd | アキシャルギャップ型モータおよび圧縮機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4026199B2 (ja) | 2007-12-26 |
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