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JPS6158456A - モ−タ− - Google Patents

モ−タ−

Info

Publication number
JPS6158456A
JPS6158456A JP59181233A JP18123384A JPS6158456A JP S6158456 A JPS6158456 A JP S6158456A JP 59181233 A JP59181233 A JP 59181233A JP 18123384 A JP18123384 A JP 18123384A JP S6158456 A JPS6158456 A JP S6158456A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetized
magnet
poles
motor
region
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
Application number
JP59181233A
Other languages
English (en)
Inventor
Tokiteru Takahashi
高橋 常照
Yoji Arita
陽二 有田
Kimiyuki Jinno
神野 公行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Mitsubishi Kasei Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd, Mitsubishi Kasei Corp filed Critical Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority to JP59181233A priority Critical patent/JPS6158456A/ja
Publication of JPS6158456A publication Critical patent/JPS6158456A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2786Outer rotors
    • H02K1/2787Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2789Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2791Surface mounted magnets; Inset magnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

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】 本発明はリング状でラジアル方向に多極着磁されている
磁石と、その内側又は外側に配置されている突極を有す
るコアとを備えたモーターに関し、特に該磁石に着磁領
域と切欠きを有する中間領域を設けることによシ、回転
に発生するコギング全署しく減少せしめtことを特徴と
するモーターに関する。
従来の技術 近年、l々の新しい機械装置、電気及び電子機器の開発
に伴ない、コギングが少なく、且つ大きなトルク全有す
る高品位の小型モーターが強く望まれるようになった。
コギング対策としてはコアレスモーター等が使用されて
いたが、コアレスモーターは充分に大きいトルクが得ら
れず、大きいトルクを得るためには大型化を免れ得なか
った。一方、突極を有するモーターは、大きなトルクが
得られるものの、コギングが発生すると言う不都合があ
った。
従来、突極を有するモーター(以下単にモーターと略称
する)は、コギングを減少させる友めに、例えば特公昭
jr−J?2≠2を号公報に開示されている如く、電機
子鉄心に加工を施す方法が提案されていたが、この方法
は複雑であシ、コギングの減少も、ますます増大する高
品位化への要望に対し十分なものではなかった。
更に最近は、永久磁石に磁力の強い希出類磁石等を用い
るに及んで、小型化は促進されるもののコギングがより
顕著となシ、実用上の不都合が増した。
本発明者等は上記の欠点を解決するために、リング状で
ラジアル方向に多極着磁されている磁石を用いたモータ
ーにおいて、従来上記磁石(以下リング状磁石と略称す
る)が全円周領域を均等に分割し、殆んどすきまのない
様に着磁されていたのに対し、着磁領域相互間に無着磁
領域を設けることによシ、コギングが少なくなる事を見
出し、先にこれを特願昭jターl/6/タタ号にて提案
し念。
しかしながらその後の実験でリング状磁石を工業的レベ
ルで生産する場合、即ち無着磁領域を維持しながら着磁
することは現状の技術では多くの困難が伴うことが見出
された。
本発明者等は上記問題を解決するために更に研究を重ね
た結果、リング状磁石に着磁領域と着磁領域相互間に一
部を切欠いた中間9城を設けることによシ生産上極めて
容易にな9、且つコギングも少なくなることを見出して
本発明に到達した。
問題を解決するための手段 本発明のモーターは、リング状磁石を用いtモーターに
おいて、該磁石がリングの中心軸に垂直な各断面におい
て実質的に均一な組成を有しており、且つN極とB極と
に実質的に同一の幅で交互に着磁されており、各着磁領
域は中間領域によって隔てられており、各中間領域は実
質的に同一の幅を有していて、その突極に面する部分は
切欠かれており、且つこの部分の表面の磁化の強さは着
磁領域の突極に面する部分の表面の磁化の強さに等しい
かまたはそれよりも弱くなっていることf:特徴とする
ものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
@1図は本発明のモーターの一例であるインナーロータ
ー型モーターの断面略図である。このインナーローター
型モーターは、2個の突極l/を有するコア/と、磁石
の極数が≠から成るリング状磁石λ、および磁気ヨーク
3を主要部として構成されている。
このリング状磁石コは、形態的には通常のものと何ら変
るところは無く、リングの中心軸に垂直な各icf面に
おいて実質的に均一な組成を有している。そして着磁領
域と切欠きを有する中間領域とが交互に存在している。
すなわちN極2/とS極22が交互にかつ実質的に同一
の幅で着磁されており、このN極2/とS極22との間
に突極l/に面する部分に切欠き2弘を有する中間領域
23が存在している。各中間領域も実質的に同一の切欠
き形状と幅を有している。
本発明に用いられるり/グ状磁石は、各種の方法によシ
製造することができる。例えばフェライトの粉末や布上
磁石の粉末等の磁性粉末を、第1図のリング状磁石λに
示し友如く切欠きを有する形状に成形し、次いで焼結し
てリング状成形体とするか、又は磁性粉末をゴムやプラ
スチックと練シ合せて上記形状のリング状成形体全作製
する。この様にして得られたリング状成形体に、N極と
S極とが交互に存在、するように着磁器を用いて着磁す
る。この時着磁領域は、着磁ヨークが直接接触して強く
着磁されるが、切欠き2≠のある中間領域23は、切欠
き24tにより着磁ヨークが直接中間領域23の内側に
接触することがないため、中間領域コ3の着磁は通常の
手法では自然に弱くなる。また中間領域23のほぼ中央
から着磁領域λlのN極に近い半分は、N%に着磁し、
着磁領域22のS極に近い半分は、S極に着磁している
なお、本願のプラスチック磁石は、その成形過程におい
て、磁性粉末にラジアル方向への配向全生起させて異方
性を有する成形体とし、これに上記のように着磁するの
が好ましく、これにより強力な磁石を製造することがで
きる。磁性粉末をラジアル方向く配向させるには、特願
昭s r−jIA/ J F ヤ%願昭j 5’−IA
22 A 9 K記載の方法全好適に用いることができ
る。
′l:′fc1 ラジアル方向に配向させるに際し、中
間・須域金配向させずに着磁領域のみを配向させるよう
にすると、着磁に際し中間領域に若干の着磁が行なわれ
る場合でも、その磁束密度を小さくできるので好ましい
また以暑勾ジτル異方性磁石について述べ友が本願発明
がラジアル等方性磁石にも使用出来ることは言うまでも
ない。
着磁は、各着磁領域の全域において、できるだけ均一な
磁束密度が得られるように行なうのが好丑しく、通常は
各着磁領域の磁束密度の平均値に対するその領域の磁束
密度の最大(直が/、2以下、好ましくは/、/以下と
なるように着磁する。着磁領域の全幅にわたって磁束密
度が一定となるように着磁できれば最も好塘しい。
本発明のモーターにおけるコギングとリング状磁石の切
欠きを有する中間領域との関係について説明すると、コ
ギングとは回転時に発生する回転むらであシ、特に起動
初期と停止前に顕著に現われる。その原因は突極//と
リング状磁石2の各磁極との間の相対的な回転位置によ
って、磁石の動作点が変化し、磁極も部に働らく力が回
転軸に対して対称とならない場合に発生する力(コギン
グ力)によってもたらされる。
従ってリング状磁石2の各磁極間に適切な幅の突極に面
する部分に切欠きを有する中間領域が存在すると、磁極
各部に働らく力が回転軸に対してバランス状態に近くな
シ、その結果コギングが減少する。
例えば第2図は、第1図に示しtモーターを、無通電状
態で、かつ第1図の状態を基準として回転させたときの
、回転角度(ψ)に対するトルク(コギング力)%性を
示す図である。
第2図の曲線aは従来の着磁角(θ)がりO″で該中間
領域の無いリング状磁石を用いた場合、曲線す、cおよ
びdはそれぞれ着磁角(θ)が7.26.66@および
j弘0で残部が切欠き七有する中間領域であるリング状
磁石を用い九場合である。第2図よシ明らかなように、
リング状磁石に切欠きの有る中間領域を設けfc場合に
は、モーターに生じるコギングの原因となるトルク(コ
ギング力)は小さくなシ、且つローターの回転角度(ψ
)の変化に対するトルクの変化も小さい。
また、第3図は、突極数が3、磁石の極数がλから成る
インナーローター型モーターの無通電状態における回転
角度(ψ)に対するトルク(コギング力)特性金示す図
である。
第3図の曲線e、fおよびgは、それぞれ着磁角(θ)
が/206、/300および/弘θ°のり/グ状磁石を
用いた場合である。
第≠図および第5図は、それぞれ第一図および第3図に
示したモーターの、コギング力となる最大トルクの絶対
値とリング状磁石の着磁角(θ)との関係を示した図で
ある。第≠図および第5図からも明らかなように、コギ
ング力は、極めて限られt着磁角(θ)、即ち、特定の
範囲の着磁領域と中間領域を有する場合に、著しく小さ
くなることがわかる。各モーターにおいて、最大トルク
が最も小さくなる着磁角(θ)は、突極数が乙、磁石の
極数が≠から成るモーターでは、約44’付近、突極数
が3、磁石の極数が2から成るモーターでは、約33°
付近であシ、さらに突極数が/2、磁石の極数がtから
成るモーターでは、約33°付近にあシ、同様にその他
のそ一ターにおいても、最大トルクの絶対値と着磁角(
θ)の間には、第グ図および第5図に示した特性とほぼ
同様の傾向がある。
従って最大トルクの絶対値が最も小さくなる着磁角は(
3to”/突極数) X /、/付近にあム着出角がこ
れよりも大きくなっても小さくなってもコギングは増大
する。また着磁角が上記の値よりも小さくなると、着磁
領域が減少してモーターの回転トルクが低下するという
不利もち 、−る。従って実用的見地からはN出角は、
(j60゜/突極数) x (t、o s〜/、/ j
 )の範囲にあることが好ましい。
また、本発明のモーターは、コアの突極数と磁石の極数
との比が最も一般的な3:2であることが好ましいが、
これ以外のものであっても −よい。
以上の説明は、磁石の厚みが/閲、磁石と突極間の距離
(La )はo、jrrrm、且つ切欠きの厚さく!!
r)がρ、frranの場合について説明をおこなった
が、本発明においてはly/La値および中間領域の着
磁による磁化の強さの値によってもコギングに関与する
最大トルク値が変化する。
第6図は上記条件における最大コギング力とAylLG
値との関係を示す図である。曲線h、1およびjは切欠
き部で突極に面する部分の表面の磁化の着磁部分に対す
る相対的な強さく工r)が/、O(着磁部分と同一の磁
化の強さ)、o、rおよびO,X Sの場合である。第
2図からも明らを/、0以γとすると最大トルクの低減
効果は極めて大きく、又、工z−: 17.j以下にお
いては、ly/T−a値がO0S以上でその効果が極め
て大きくなる。一般に工rの値いかんにかかわらず、l
y/T−a値がi、o以上においてその効果は大であ域
の突極に面した部分全面にわたって切欠かれたものにつ
いて説明したが、本発明は何等これに限定されるもので
は無く、例えば着磁領域に接した中間領域の近傍のみに
切欠きを設け、中間領域の中央部に切欠きを設けない形
態も推奨される。この様な形態は、特にプラスチック磁
石等で成形する時に有利である。
以上、詳細に説明し友ように1本発明はリング状磁石に
切欠きを有する中間領域を設けるという簡単な手段によ
シ、コギングが少なく、かつ大きなトルクを有する高品
位のモーターを提供するものであり、工業上極めて大き
な価値をなするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のモーターの一例であるインナーロータ
ー型モーターの断面略図、第2図および第3図は本発明
のモーターの回転角度ψに対するトルク(コギング力)
特性を示す図、第弘図および第5図はそれぞれ第2図お
よび第3図に示した本発明のモーターの最大トルクの絶
対値と磁石の着磁角θとの関係金示す図であり、第6図
は切欠きの相対大きさく it/La )と最大トルク
との関係を示した図である。 l:コア      2:リング状磁石3:磁気ヨーク
  //:突極 !/:N極    2λ:S極 23:中間領域   2≠:切欠き 特許出願人  三菱化成工業株式会社 ほか7名 代 理 人  弁理士 良否用   −ほか7名 ン 1 図 第2図 葛3図 晃 4 図 1足急θ(度) 第5図 i互角θ(皮)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)リング状でラジアル方向に多極着磁されている磁
    石と、その内側または外側に配置されている突極を有す
    るコアとを備えたモーターにおいて、該磁石がリングの
    中心軸に垂直な各断面において実質的に均一な組成を有
    しており、且つN極とS極とに実質的に同一の幅で交互
    に着磁されており、各着磁領域は中間領域によつて隔て
    られており、各中間領域は実質的に同一の幅を有してい
    て、その突極に面する部分は切欠かれており、且つこの
    部分の表面の磁化の強さは着磁領域の突極に面する部分
    の表面の磁化の強さに等しいかまたはそれよりも弱くな
    つていることを特徴とするモーター。
  2. (2)上記各着磁領域の幅が、着磁角として(360°
    /突極数)×(1.05〜1.15)の範囲であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のモーター。
  3. (3)上記中間領域の切欠きの部分の最大値が、該磁石
    と該突極間のギャップの大きさよりも大きく肉厚方向に
    切欠いてあることを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
    たは第2項記載のモーター。
  4. (4)上記中間領域の磁化の強さが、上記着磁領域の磁
    化の強さの1/2以下であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項または第2項記載のモーター。
  5. (5)上記切欠きの部分の最大値が、該磁石と該突極間
    のギャップの大きさの1/2以上大きく肉厚方向に切欠
    いてあることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
    モーター。
  6. (6)上記突極の数が3nであり、上記着磁の極数が、
    2n(但し、nは正の整数)であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載のモ
    ーター。
  7. (7)上記磁石が、希土類磁石であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記載の
    モーター。
  8. (8)上記磁石が、プラスチック磁石であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに
    記載のモーター。
  9. (9)上記着磁領域における磁性粉が、ラジアル方向に
    配向している異方性磁石であることを特徴とする特許請
    求の範囲第8項に記載のモーター。
JP59181233A 1984-08-30 1984-08-30 モ−タ− Pending JPS6158456A (ja)

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Cited By (5)

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