JP2003018774A - 直流ブラシレスモータ - Google Patents
直流ブラシレスモータInfo
- Publication number
- JP2003018774A JP2003018774A JP2001198500A JP2001198500A JP2003018774A JP 2003018774 A JP2003018774 A JP 2003018774A JP 2001198500 A JP2001198500 A JP 2001198500A JP 2001198500 A JP2001198500 A JP 2001198500A JP 2003018774 A JP2003018774 A JP 2003018774A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pole
- magnet
- stator
- poles
- rotor
- 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
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は周方向にN極とS極が交互に着磁さ
れた永久磁石よりなるロータを有する直流ブラシレスモ
ータに関し、コギングトルクの低減を図ることを課題と
する。 【解決手段】 コイル27が巻回された複数のコアスロ
ットル26を備えたステータヨーク25が設けられてな
るステータ22と、このステータ22と対峙した状態で
回転可能に配設されると共に周方向にN極とS極が交互
に着磁されたマグネット28を有したロータ23とを具
備してなる直流ブラシレスモータにおいて、N極とS極
との境界位置P0を中心とした磁束密度の極大値PHと
極小値PLとの間隔をT1とし、一組のN極とS極との
着磁周期をT0としたとき、前記間隔T1と前記着磁周
期T0の比(T1/T0)が1/3以上1/2未満とな
るようマグネット28の着磁分布を設定する。
れた永久磁石よりなるロータを有する直流ブラシレスモ
ータに関し、コギングトルクの低減を図ることを課題と
する。 【解決手段】 コイル27が巻回された複数のコアスロ
ットル26を備えたステータヨーク25が設けられてな
るステータ22と、このステータ22と対峙した状態で
回転可能に配設されると共に周方向にN極とS極が交互
に着磁されたマグネット28を有したロータ23とを具
備してなる直流ブラシレスモータにおいて、N極とS極
との境界位置P0を中心とした磁束密度の極大値PHと
極小値PLとの間隔をT1とし、一組のN極とS極との
着磁周期をT0としたとき、前記間隔T1と前記着磁周
期T0の比(T1/T0)が1/3以上1/2未満とな
るようマグネット28の着磁分布を設定する。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は直流ブラシレスモー
タの係り、特に周方向にN極とS極が交互に着磁された
永久磁石よりなるロータを有する直流ブラシレスモータ
に関する。 【0002】 【従来の技術】図5は、従来の一例である直流ブラシレ
スモータ1を示している。直流ブラシレスモータ1は、
大略するとステータ2とロータ3とにより構成されてい
る。 【0003】ステータ2は、ベース4上にステータヨー
ク5が固定された構成とされている。このステータヨー
ク5には、例えば12極のコアスロット6が形成されて
おり、各コアスロット6にはコイル7が巻回された構成
とされている。 【0004】ロータ3はブシュ状のロータ出力部9を有
しており、このロータ出力部9がベース4に立設された
ステータシャフト14に軸承されることにより、ステー
タ2に対して回転自在な構成とされている。また、ロー
タ3は環状のマグネット8が設けられており、このマグ
ネット8は前記したステータヨーク5のコアスロット6
と対峙するよう構成されている。 【0005】マグネット8は、周方向にN極とS極が交
互に着磁された永久磁石である。図5に示す例では、N
極,S極が合計16極となるよう着磁されている。よっ
て、図示しない駆動制御回路から各コイル7に駆動電流
を流すことにより、コアスロット6は所定のタイミング
で励磁される。これによりマグネット8は回転付勢さ
れ、この回転はロータ出力部9から出力される。 【0006】図7は、マグネット8を着磁するための着
磁装置10を示している。着磁装置10は、筒状ベース
13に着磁コイル11及び着磁ヨーク12を設けた構成
とされている。 【0007】筒状ベース13は、円筒形状を有した鉄よ
りなる部材である。着磁前のマグネット8(以下、これ
をマグネット基材8Aという)は、筒状ベース13の内
周部に配設される。着磁コイル11及び着磁ヨーク12
は、筒状ベース13内に埋設された構成となっている。
しかしながら、着磁ヨーク12のマグネット基材8Aと
対峙する面は露出しており、マグネット基材8Aに対し
磁界を印加できる構成とされている。 【0008】着磁コイル11及び着磁ヨーク12は、マ
グネット8に対し着磁する極数だけ設けられている。即
ち、マグネット基材8Aに対し16極の着磁を行なうに
は、着磁装置10には16個の着磁コイル11及び着磁
ヨーク12が設けられている。 【0009】そして、マグネット基材8Aに対し着磁を
行なう場合には、隣り合う各着磁ヨーク12の磁界方向
が互い逆となるよう着磁コイル11に対して電流印加を
行なう。これにより、マグネット基材8Aは周方向にN
極とS極が交互に16極着磁され、マグネット8が製造
される。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】図6は、従来おける直
流ブラシレスモータ1に適用されていたマグネット8の
着磁分布を説明するための図である。同図では、縦軸に
磁束密度を取り、横軸にロータ角度を取っている。ま
た、同図ではS極とN極の1着磁周期T0(45deg)を
示している。 【0011】同図示すように、従来の直流ブラシレスモ
ータ1に配設さたれマグネット8の着磁分布は、N極と
S極との境界位置(図中、矢印P0で示すロータ角度が
22.5degの位置)を中心とし、磁束密度が急激に変化し
ている。具体的には、この境界位置P0を中心とした磁
束密度の極小値PLと極大値P Hとの間隔をT2(以
下、極大極小間隔T2という)とすると、磁束密度は短
い極大極小間隔T2の間に極小値PLから極大値PHに
急激に変化している。 【0012】いま、1着磁周期T0に対する極大極小間
隔T2の比(T2/T0)を求めると、図6に示す例で
はこの比(T2/T0)は約1/10である。また、従
来の一般的な直流ブラシレスモータ1の場合、通常この
比(T2/T0)の値は1/5以下のものが殆どであっ
た。 【0013】しかしながら、マグネット8に図6に示し
たような短いロータ角度間隔T2内に磁束密度が大きく
変化する領域(以下、この領域T2を磁束密度変化領域
という)が存在すると、ロータ3が回転する際に大きな
回転トルクの変動が発生してしまう。この回転トルク変
動はコギングトルクとなり、直流ブラシレスモータ1の
回転精度及び回転安定性が阻害されるという問題点があ
った。 【0014】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、コギングトルクの低減を図り得る直流ブラシレス
モータを提供することを目的とする。 【0015】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、コイルが巻回された複数のコイル巻き
線部を備えたステータと、該ステータと対峙した状態で
回転可能に配設されており、周方向にN極とS極が交互
に着磁された永久磁石よりなるロータとを具備してなる
直流ブラシレスモータにおいて、前記N極とS極との境
界位置を中心とした磁束密度の極大値と極小値との間隔
をT1とし、一組のN極とS極との着磁周期をT0とし
たとき、前記間隔T1と前記着磁周期T0の比(T1/
T0)が、1/3以上1/2未満となるよう、前記永久
磁石の着磁分布を設定したことを特徴とするものであ
る。 【0016】上記のように、磁束密度の極大値と極小値
との間隔T1と、一組のN極とS極との着磁周期T0と
の比(T1/T0)を1/3以上1/2未満となるよう
着磁分布を設定したことにより、N極とS極との境界位
置における磁束密度の変化を滑らかにすることができ
る。これにより、相対的にN極とS極との境界位置をコ
アが通過した際、コギングトルクが発生することを抑制
することができる。 【0017】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。 【0018】図1は本発明の一実施例である直流ブラシ
レスモータ20の斜視図であり、図2は直流ブラシレス
モータ20のステータ22とマグネット28を拡大して
示す図である。 【0019】直流ブラシレスモータ20は、大略すると
ステータ22とロータ23とにより構成されている。ス
テータ22は、ベース24上にステータヨーク25が固
定された構成とされている。 【0020】ベース24は金属製の平板状基板であり、
ステータヨーク25が配設される位置には、プリント配
線部34が形成されている。このプリント配線部34
は、フルフラットケーブル(FFC)35によりベース
24の外部に引き出される構成とされている。後述する
コイル27の端線は、プリント配線部34に電気的に接
続されると共に、FFC35から引き出される構成とれ
されている。FFC35は、直流ブラシレスモータ20
の回転制御を行なう駆動制御装置(図示せず)に接続さ
れる。 【0021】ステータヨーク25は、本実施例では12
極のコアスロット26が形成されており、各コアスロッ
ト26のコイル巻回部33にはコイル27が巻回されて
いる(図2では、コイル27の図示を省略している)。
このステータヨーク25は、薄いヨーク基材を複数枚積
層した構成とされている。即ち、コアスロットル26は
積層コアとされており、よって渦電流損の発生が抑制さ
れている。また、コアスロットル26に巻回されたコイ
ル27の端線は、前記のようにベース24に配設されて
いるプリント配線部34に接続されている。尚、本実施
例に係る直流ブラシレスモータ20は、3相モータ構造
とされている。 【0022】ロータ23は、ステータ22の内部に配設
された構成とされている。即ち、本実施例に係る直流ブ
ラシレスモータ20は、インナーロータ構造のモータで
ある。しかしながら、後の説明から明らかなように、本
発明の適用はインナーロータ構造のモータに限定されも
のではなく、アウターロータ構造のモータに対しても適
用できるものである。 【0023】ステータ22は、大略するとマグネット2
8,ロータ出力部29,及びロータベース30等により
構成されている。ロータベース30は、例えば圧延鋼板
よりなる有底皿状の部材であり、環状のマグネット28
の内周部に固定された構成とされている。 【0024】また、ロータベース30の中心位置にはブ
シュ状のロータ出力部29が配設されており、このロー
タ出力部29はベース24に立設されたステータシャフ
ト31に軸承される構成とされている。また、ステータ
シャフト31とロータ出力部29との間には、ベアリン
グ32が配設されている。これにより、ロータ23はス
テータ22に対して回転自在な構成とされている。 【0025】マグネット28は、前記したステータヨー
ク25のコアスロット26と対峙するよう構成されてい
る。このマグネット28は、周方向にN極とS極が交互
に着磁された永久磁石である。本実施例に係るマグネッ
ト28では、N極,S極が合計16極となるよう着磁さ
れている。尚、本発明の要部となるマグネット28の着
磁分布については、説明の便宜上、後述するものとす
る。 【0026】上記構成とされた直流ブラシレスモータ2
0において、図示しない駆動制御回路からFFC35及
びプリント配線部34を介して各コイル27に駆動電流
が供給されると、コアスロット26は所定のタイミング
で励磁され、これによりマグネット28は回転付勢され
てロータ23は回転する。このロータ23の回転は、ロ
ータ出力部29を介して外部の被駆動機器に伝達され
る。 【0027】図4は、マグネット28を着磁するための
着磁装置40を示している。着磁装置40の基本構成
は、図7に示した着磁装置10と大きく変わるところは
なく、筒状ベース43に着磁コイル41及び着磁ヨーク
42を設けた構成とされている。 【0028】筒状ベース43は円筒形状を有した鉄より
なる部材であり、着磁前のマグネット28(マグネット
基材28A)は、着磁処理の際にその内周部に配設され
る。着磁コイル41及び着磁ヨーク42は、筒状ベース
43内に埋設された構成となっている。しかしながら、
着磁ヨーク42のマグネット基材28Aと対峙する面は
露出しており、マグネット基材28Aに対し磁界を印加
できる構成とされている。 【0029】着磁コイル41及び着磁ヨーク42は、マ
グネット28に対し着磁する極数だけ設けられている。
即ち、マグネット基材28Aに対し16極の着磁を行な
うには、着磁装置40には16個の着磁コイル41及び
着磁ヨーク42が設けられている。 【0030】そして、マグネット基材28Aに対し着磁
を行なう場合には、隣り合う各着磁ヨーク42の磁界方
向が互い逆となるよう着磁コイル41に対して電流印加
を行なう。これにより、マグネット基材28Aは周方向
にN極とS極が交互に16極着磁され、マグネット28
が製造される。 【0031】この際、本実施例で用いるマグネット28
を製造する着磁装置40は、隣接する着磁ヨーク42の
離間距離(即ち、着磁ヨーク42が配設されていない部
分の距離。この距離を図中矢印W1で示す)が従来の着
磁装置10に短くて広くなるよう設定されている。即
ち、図7に示すように、従来の着磁装置10における隣
接する着磁ヨーク12の離間距離をW2(矢印で示す距
離)とした場合、W2>W1の関係が成立するよう構成
されている。 【0032】図3は、上記構成とされた着磁装置40で
着磁された、本実施例に係るマグネット28の着磁分布
を説明するための図である。同図では、縦軸に磁束密度
を取り、横軸にロータ角度を取っている。また、同図に
おいてもS極とN極の1着磁周期T0(45deg)を示し
ている。 【0033】同図示すように、本実施例に係るマグネッ
ト28の着磁分布は、滑らかな正弦曲線状の分布特性を
示している。この点において、図6に示した矩形波状を
呈する従来のマグネット8の分布特性と大きく異なって
いる。 【0034】いま、図3において、N極とS極との境界
位置(図中、矢印P0で示すロータ角度が22.5degの位
置)を中心とした磁束密度の極小値PLと極大値PHと
の間隔をT1(極大極小間隔T1)とすると、磁束密度
は比較的長い極大極小間隔T 1の間に極小値PLから極
大値PHに、従来に比べて滑らかに変化している。 【0035】いま、1着磁周期T0に対する極大極小間
隔T1の比(T1/T0)を求めると、図3に示す例で
はこの比(T1/T0)は約3/8であった。そして、
この直流ブラシレスモータ20を駆動させたところ、図
5乃至図7を用いて説明した従来の直流ブラシレスモー
タ1に比べ、コギングトルクが30%〜50%低減する
ことができた。 【0036】これは、本実施で用いているマグネット2
8は、図3に示したように磁束密度の極小値PLから極
大値PHに至るまでのロータ角度間隔T1が長いため、
磁束密度の変化が滑らかな変化となることによる。よっ
て、ロータ23が回転する際、ステータ22とロータ2
3に大きな回転トルク変動が発生するようなことはな
く、コギングトルクの発生を抑制することができる。こ
れにより、直流ブラシレスモータ20の回転精度及び回
転安定性を向上させることができる。 【0037】上記のように、1着磁周期T0に対する極
大極小間隔T1を従来に比べ長くなるよう設定すること
により、コギングトルクの発生を抑制することができ
る。しかしながら、1着磁周期T0に対する極大極小間
隔T1を過剰に長く設定すると、直流ブラシレスモータ
20として被駆動機器を駆動するトルク(出力トルク)
が低下してしまう。 【0038】本発明者は、1着磁周期T0に対する極大
極小間隔T1を可変させる実験を実施した。その結果、
1着磁周期T0に対する極大極小間隔T1の比(T1/
T0)が1/3未満であるとコギングトルクの発生を有
効に抑制することができない。また、1着磁周期T0に
対する極大極小間隔T1の比(T1/T0)が1/2以
上となると、コギングトルクの発生を有効に抑制できる
ものの、直流ブラシレスモータ20の出力トルクが著し
く低下してしまう。 【0039】よって、極大極小間隔T1と、一組のN極
とS極との着磁周期T0との比(T 1/T0)を1/3
以上1/2未満となるようマグネット28の着磁分布を
設定することにより、コギングトルクの発生を有効に抑
制できると共に、出力トルクの著しい低下を抑制するこ
とができる。 【0040】尚、極大極小間隔T1を可変するのは、先
に図4を用いて説明した隣接する着磁ヨーク42の離間
距離W1を変更することにより、容易に可変することが
できる。即ち、離間距離W1を長くするほど極大極小間
隔T1は短くなり、逆に離間距離W1を短くするほど極
大極小間隔T1は長くなる。 【0041】これは、着磁ヨーク42の離間距離W1が
短くなると(即ち着磁ヨーク42が周方向に長くな
る)、着磁時における磁界が分散され磁束密度が低下す
るため、図3に示すように着磁分布は滑らかなものとな
り、逆に着磁ヨーク42の離間距離W1が長くなる(即
ち着磁ヨーク42が周方向に短くなる)と、着磁時にお
ける磁界が集中され磁束密度が高くなるため、図3に示
すように急激に変化する着磁分布が形成されるからであ
る。 【0042】 【発明の効果】上述の如く本発明によれば、N極とS極
との境界位置における磁束密度の変化を滑らかにするこ
とができ、これにより相対的にN極とS極との境界位置
をコアが通過した際にコギングトルクが発生することを
抑制でき、モータの回転の安定化を図ることができる。
タの係り、特に周方向にN極とS極が交互に着磁された
永久磁石よりなるロータを有する直流ブラシレスモータ
に関する。 【0002】 【従来の技術】図5は、従来の一例である直流ブラシレ
スモータ1を示している。直流ブラシレスモータ1は、
大略するとステータ2とロータ3とにより構成されてい
る。 【0003】ステータ2は、ベース4上にステータヨー
ク5が固定された構成とされている。このステータヨー
ク5には、例えば12極のコアスロット6が形成されて
おり、各コアスロット6にはコイル7が巻回された構成
とされている。 【0004】ロータ3はブシュ状のロータ出力部9を有
しており、このロータ出力部9がベース4に立設された
ステータシャフト14に軸承されることにより、ステー
タ2に対して回転自在な構成とされている。また、ロー
タ3は環状のマグネット8が設けられており、このマグ
ネット8は前記したステータヨーク5のコアスロット6
と対峙するよう構成されている。 【0005】マグネット8は、周方向にN極とS極が交
互に着磁された永久磁石である。図5に示す例では、N
極,S極が合計16極となるよう着磁されている。よっ
て、図示しない駆動制御回路から各コイル7に駆動電流
を流すことにより、コアスロット6は所定のタイミング
で励磁される。これによりマグネット8は回転付勢さ
れ、この回転はロータ出力部9から出力される。 【0006】図7は、マグネット8を着磁するための着
磁装置10を示している。着磁装置10は、筒状ベース
13に着磁コイル11及び着磁ヨーク12を設けた構成
とされている。 【0007】筒状ベース13は、円筒形状を有した鉄よ
りなる部材である。着磁前のマグネット8(以下、これ
をマグネット基材8Aという)は、筒状ベース13の内
周部に配設される。着磁コイル11及び着磁ヨーク12
は、筒状ベース13内に埋設された構成となっている。
しかしながら、着磁ヨーク12のマグネット基材8Aと
対峙する面は露出しており、マグネット基材8Aに対し
磁界を印加できる構成とされている。 【0008】着磁コイル11及び着磁ヨーク12は、マ
グネット8に対し着磁する極数だけ設けられている。即
ち、マグネット基材8Aに対し16極の着磁を行なうに
は、着磁装置10には16個の着磁コイル11及び着磁
ヨーク12が設けられている。 【0009】そして、マグネット基材8Aに対し着磁を
行なう場合には、隣り合う各着磁ヨーク12の磁界方向
が互い逆となるよう着磁コイル11に対して電流印加を
行なう。これにより、マグネット基材8Aは周方向にN
極とS極が交互に16極着磁され、マグネット8が製造
される。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】図6は、従来おける直
流ブラシレスモータ1に適用されていたマグネット8の
着磁分布を説明するための図である。同図では、縦軸に
磁束密度を取り、横軸にロータ角度を取っている。ま
た、同図ではS極とN極の1着磁周期T0(45deg)を
示している。 【0011】同図示すように、従来の直流ブラシレスモ
ータ1に配設さたれマグネット8の着磁分布は、N極と
S極との境界位置(図中、矢印P0で示すロータ角度が
22.5degの位置)を中心とし、磁束密度が急激に変化し
ている。具体的には、この境界位置P0を中心とした磁
束密度の極小値PLと極大値P Hとの間隔をT2(以
下、極大極小間隔T2という)とすると、磁束密度は短
い極大極小間隔T2の間に極小値PLから極大値PHに
急激に変化している。 【0012】いま、1着磁周期T0に対する極大極小間
隔T2の比(T2/T0)を求めると、図6に示す例で
はこの比(T2/T0)は約1/10である。また、従
来の一般的な直流ブラシレスモータ1の場合、通常この
比(T2/T0)の値は1/5以下のものが殆どであっ
た。 【0013】しかしながら、マグネット8に図6に示し
たような短いロータ角度間隔T2内に磁束密度が大きく
変化する領域(以下、この領域T2を磁束密度変化領域
という)が存在すると、ロータ3が回転する際に大きな
回転トルクの変動が発生してしまう。この回転トルク変
動はコギングトルクとなり、直流ブラシレスモータ1の
回転精度及び回転安定性が阻害されるという問題点があ
った。 【0014】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、コギングトルクの低減を図り得る直流ブラシレス
モータを提供することを目的とする。 【0015】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、コイルが巻回された複数のコイル巻き
線部を備えたステータと、該ステータと対峙した状態で
回転可能に配設されており、周方向にN極とS極が交互
に着磁された永久磁石よりなるロータとを具備してなる
直流ブラシレスモータにおいて、前記N極とS極との境
界位置を中心とした磁束密度の極大値と極小値との間隔
をT1とし、一組のN極とS極との着磁周期をT0とし
たとき、前記間隔T1と前記着磁周期T0の比(T1/
T0)が、1/3以上1/2未満となるよう、前記永久
磁石の着磁分布を設定したことを特徴とするものであ
る。 【0016】上記のように、磁束密度の極大値と極小値
との間隔T1と、一組のN極とS極との着磁周期T0と
の比(T1/T0)を1/3以上1/2未満となるよう
着磁分布を設定したことにより、N極とS極との境界位
置における磁束密度の変化を滑らかにすることができ
る。これにより、相対的にN極とS極との境界位置をコ
アが通過した際、コギングトルクが発生することを抑制
することができる。 【0017】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。 【0018】図1は本発明の一実施例である直流ブラシ
レスモータ20の斜視図であり、図2は直流ブラシレス
モータ20のステータ22とマグネット28を拡大して
示す図である。 【0019】直流ブラシレスモータ20は、大略すると
ステータ22とロータ23とにより構成されている。ス
テータ22は、ベース24上にステータヨーク25が固
定された構成とされている。 【0020】ベース24は金属製の平板状基板であり、
ステータヨーク25が配設される位置には、プリント配
線部34が形成されている。このプリント配線部34
は、フルフラットケーブル(FFC)35によりベース
24の外部に引き出される構成とされている。後述する
コイル27の端線は、プリント配線部34に電気的に接
続されると共に、FFC35から引き出される構成とれ
されている。FFC35は、直流ブラシレスモータ20
の回転制御を行なう駆動制御装置(図示せず)に接続さ
れる。 【0021】ステータヨーク25は、本実施例では12
極のコアスロット26が形成されており、各コアスロッ
ト26のコイル巻回部33にはコイル27が巻回されて
いる(図2では、コイル27の図示を省略している)。
このステータヨーク25は、薄いヨーク基材を複数枚積
層した構成とされている。即ち、コアスロットル26は
積層コアとされており、よって渦電流損の発生が抑制さ
れている。また、コアスロットル26に巻回されたコイ
ル27の端線は、前記のようにベース24に配設されて
いるプリント配線部34に接続されている。尚、本実施
例に係る直流ブラシレスモータ20は、3相モータ構造
とされている。 【0022】ロータ23は、ステータ22の内部に配設
された構成とされている。即ち、本実施例に係る直流ブ
ラシレスモータ20は、インナーロータ構造のモータで
ある。しかしながら、後の説明から明らかなように、本
発明の適用はインナーロータ構造のモータに限定されも
のではなく、アウターロータ構造のモータに対しても適
用できるものである。 【0023】ステータ22は、大略するとマグネット2
8,ロータ出力部29,及びロータベース30等により
構成されている。ロータベース30は、例えば圧延鋼板
よりなる有底皿状の部材であり、環状のマグネット28
の内周部に固定された構成とされている。 【0024】また、ロータベース30の中心位置にはブ
シュ状のロータ出力部29が配設されており、このロー
タ出力部29はベース24に立設されたステータシャフ
ト31に軸承される構成とされている。また、ステータ
シャフト31とロータ出力部29との間には、ベアリン
グ32が配設されている。これにより、ロータ23はス
テータ22に対して回転自在な構成とされている。 【0025】マグネット28は、前記したステータヨー
ク25のコアスロット26と対峙するよう構成されてい
る。このマグネット28は、周方向にN極とS極が交互
に着磁された永久磁石である。本実施例に係るマグネッ
ト28では、N極,S極が合計16極となるよう着磁さ
れている。尚、本発明の要部となるマグネット28の着
磁分布については、説明の便宜上、後述するものとす
る。 【0026】上記構成とされた直流ブラシレスモータ2
0において、図示しない駆動制御回路からFFC35及
びプリント配線部34を介して各コイル27に駆動電流
が供給されると、コアスロット26は所定のタイミング
で励磁され、これによりマグネット28は回転付勢され
てロータ23は回転する。このロータ23の回転は、ロ
ータ出力部29を介して外部の被駆動機器に伝達され
る。 【0027】図4は、マグネット28を着磁するための
着磁装置40を示している。着磁装置40の基本構成
は、図7に示した着磁装置10と大きく変わるところは
なく、筒状ベース43に着磁コイル41及び着磁ヨーク
42を設けた構成とされている。 【0028】筒状ベース43は円筒形状を有した鉄より
なる部材であり、着磁前のマグネット28(マグネット
基材28A)は、着磁処理の際にその内周部に配設され
る。着磁コイル41及び着磁ヨーク42は、筒状ベース
43内に埋設された構成となっている。しかしながら、
着磁ヨーク42のマグネット基材28Aと対峙する面は
露出しており、マグネット基材28Aに対し磁界を印加
できる構成とされている。 【0029】着磁コイル41及び着磁ヨーク42は、マ
グネット28に対し着磁する極数だけ設けられている。
即ち、マグネット基材28Aに対し16極の着磁を行な
うには、着磁装置40には16個の着磁コイル41及び
着磁ヨーク42が設けられている。 【0030】そして、マグネット基材28Aに対し着磁
を行なう場合には、隣り合う各着磁ヨーク42の磁界方
向が互い逆となるよう着磁コイル41に対して電流印加
を行なう。これにより、マグネット基材28Aは周方向
にN極とS極が交互に16極着磁され、マグネット28
が製造される。 【0031】この際、本実施例で用いるマグネット28
を製造する着磁装置40は、隣接する着磁ヨーク42の
離間距離(即ち、着磁ヨーク42が配設されていない部
分の距離。この距離を図中矢印W1で示す)が従来の着
磁装置10に短くて広くなるよう設定されている。即
ち、図7に示すように、従来の着磁装置10における隣
接する着磁ヨーク12の離間距離をW2(矢印で示す距
離)とした場合、W2>W1の関係が成立するよう構成
されている。 【0032】図3は、上記構成とされた着磁装置40で
着磁された、本実施例に係るマグネット28の着磁分布
を説明するための図である。同図では、縦軸に磁束密度
を取り、横軸にロータ角度を取っている。また、同図に
おいてもS極とN極の1着磁周期T0(45deg)を示し
ている。 【0033】同図示すように、本実施例に係るマグネッ
ト28の着磁分布は、滑らかな正弦曲線状の分布特性を
示している。この点において、図6に示した矩形波状を
呈する従来のマグネット8の分布特性と大きく異なって
いる。 【0034】いま、図3において、N極とS極との境界
位置(図中、矢印P0で示すロータ角度が22.5degの位
置)を中心とした磁束密度の極小値PLと極大値PHと
の間隔をT1(極大極小間隔T1)とすると、磁束密度
は比較的長い極大極小間隔T 1の間に極小値PLから極
大値PHに、従来に比べて滑らかに変化している。 【0035】いま、1着磁周期T0に対する極大極小間
隔T1の比(T1/T0)を求めると、図3に示す例で
はこの比(T1/T0)は約3/8であった。そして、
この直流ブラシレスモータ20を駆動させたところ、図
5乃至図7を用いて説明した従来の直流ブラシレスモー
タ1に比べ、コギングトルクが30%〜50%低減する
ことができた。 【0036】これは、本実施で用いているマグネット2
8は、図3に示したように磁束密度の極小値PLから極
大値PHに至るまでのロータ角度間隔T1が長いため、
磁束密度の変化が滑らかな変化となることによる。よっ
て、ロータ23が回転する際、ステータ22とロータ2
3に大きな回転トルク変動が発生するようなことはな
く、コギングトルクの発生を抑制することができる。こ
れにより、直流ブラシレスモータ20の回転精度及び回
転安定性を向上させることができる。 【0037】上記のように、1着磁周期T0に対する極
大極小間隔T1を従来に比べ長くなるよう設定すること
により、コギングトルクの発生を抑制することができ
る。しかしながら、1着磁周期T0に対する極大極小間
隔T1を過剰に長く設定すると、直流ブラシレスモータ
20として被駆動機器を駆動するトルク(出力トルク)
が低下してしまう。 【0038】本発明者は、1着磁周期T0に対する極大
極小間隔T1を可変させる実験を実施した。その結果、
1着磁周期T0に対する極大極小間隔T1の比(T1/
T0)が1/3未満であるとコギングトルクの発生を有
効に抑制することができない。また、1着磁周期T0に
対する極大極小間隔T1の比(T1/T0)が1/2以
上となると、コギングトルクの発生を有効に抑制できる
ものの、直流ブラシレスモータ20の出力トルクが著し
く低下してしまう。 【0039】よって、極大極小間隔T1と、一組のN極
とS極との着磁周期T0との比(T 1/T0)を1/3
以上1/2未満となるようマグネット28の着磁分布を
設定することにより、コギングトルクの発生を有効に抑
制できると共に、出力トルクの著しい低下を抑制するこ
とができる。 【0040】尚、極大極小間隔T1を可変するのは、先
に図4を用いて説明した隣接する着磁ヨーク42の離間
距離W1を変更することにより、容易に可変することが
できる。即ち、離間距離W1を長くするほど極大極小間
隔T1は短くなり、逆に離間距離W1を短くするほど極
大極小間隔T1は長くなる。 【0041】これは、着磁ヨーク42の離間距離W1が
短くなると(即ち着磁ヨーク42が周方向に長くな
る)、着磁時における磁界が分散され磁束密度が低下す
るため、図3に示すように着磁分布は滑らかなものとな
り、逆に着磁ヨーク42の離間距離W1が長くなる(即
ち着磁ヨーク42が周方向に短くなる)と、着磁時にお
ける磁界が集中され磁束密度が高くなるため、図3に示
すように急激に変化する着磁分布が形成されるからであ
る。 【0042】 【発明の効果】上述の如く本発明によれば、N極とS極
との境界位置における磁束密度の変化を滑らかにするこ
とができ、これにより相対的にN極とS極との境界位置
をコアが通過した際にコギングトルクが発生することを
抑制でき、モータの回転の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
の斜視図である。 【図2】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
におけるステータとマグネットを拡大して示す図であ
る。 【図3】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
に設けられるマグネットの着磁分布を説明するための図
である。 【図4】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
に設けられるマグネットを着磁する着磁装置を説明する
ための図である。 【図5】従来の一例である直流ブラシレスモータの斜視
図である。 【図6】従来の一例である直流ブラシレスモータに設け
られるマグネットの着磁分布を説明するための図であ
る。 【図7】従来の一例である直流ブラシレスモータに設け
られるマグネットを着磁する着磁装置を説明するための
図である。 【符号の説明】 20 直流ブラシレスモータ 22 ステータ 23 ロータ 24 ベース 25 ステータヨーク 26 コアスロットル 27 コイル 28 マグネット 28A マグネット基材 29 ロータ出力部 30 ロータベース 31 ステータシャフト 32 ベアリング 33 コイル巻回部 40 着磁装置 41 着磁コイル 42 着磁ヨーク 43 筒状ベース
の斜視図である。 【図2】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
におけるステータとマグネットを拡大して示す図であ
る。 【図3】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
に設けられるマグネットの着磁分布を説明するための図
である。 【図4】本発明の一実施例である直流ブラシレスモータ
に設けられるマグネットを着磁する着磁装置を説明する
ための図である。 【図5】従来の一例である直流ブラシレスモータの斜視
図である。 【図6】従来の一例である直流ブラシレスモータに設け
られるマグネットの着磁分布を説明するための図であ
る。 【図7】従来の一例である直流ブラシレスモータに設け
られるマグネットを着磁する着磁装置を説明するための
図である。 【符号の説明】 20 直流ブラシレスモータ 22 ステータ 23 ロータ 24 ベース 25 ステータヨーク 26 コアスロットル 27 コイル 28 マグネット 28A マグネット基材 29 ロータ出力部 30 ロータベース 31 ステータシャフト 32 ベアリング 33 コイル巻回部 40 着磁装置 41 着磁コイル 42 着磁ヨーク 43 筒状ベース
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 5H002 AA01 AA09 AB06
5H621 AA02 BB07 BB10 GA01 GA04
HH01
5H622 AA02 CA05 CA11 PP03 QB02
QB09
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 コイルが巻回された複数のコイル巻き線
部を備えたステータと、 該ステータと対峙した状態で回転可能に配設されてお
り、周方向にN極とS極が交互に着磁された永久磁石よ
りなるロータとを具備してなる直流ブラシレスモータに
おいて、 前記N極とS極との境界位置を中心とした磁束密度の極
大値と極小値との間隔をT1とし、一組のN極とS極と
の着磁周期をT0としたとき、前記間隔T1と前記着磁
周期T0の比(T1/T0)が、1/3以上1/2未満
となるよう、前記永久磁石の着磁分布を設定したことを
特徴とする直流ブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001198500A JP2003018774A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 直流ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001198500A JP2003018774A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 直流ブラシレスモータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003018774A true JP2003018774A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=19035941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001198500A Pending JP2003018774A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 直流ブラシレスモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003018774A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7514834B2 (en) | 2002-05-30 | 2009-04-07 | Denso Corporation | Permanent magnet type three-phase ac generator |
JP2010130724A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Minebea Co Ltd | モータ用磁石および直流モータ |
CN101888162A (zh) * | 2009-05-14 | 2010-11-17 | 东京零件工业股份有限公司 | 小型电动机 |
CN108702038A (zh) * | 2016-02-16 | 2018-10-23 | 联宝兴业有限公司 | 盘式电机、电动车辆及其控制方法 |
-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001198500A patent/JP2003018774A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7514834B2 (en) | 2002-05-30 | 2009-04-07 | Denso Corporation | Permanent magnet type three-phase ac generator |
US7791241B2 (en) | 2002-05-30 | 2010-09-07 | Denso Corporation | Permanent magnet type three-phase AC generator |
JP2010130724A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Minebea Co Ltd | モータ用磁石および直流モータ |
CN101888162A (zh) * | 2009-05-14 | 2010-11-17 | 东京零件工业股份有限公司 | 小型电动机 |
JP2010268588A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Tokyo Parts Ind Co Ltd | 小型モータ |
CN101888162B (zh) * | 2009-05-14 | 2014-03-12 | 东京零件工业股份有限公司 | 小型电动机 |
CN108702038A (zh) * | 2016-02-16 | 2018-10-23 | 联宝兴业有限公司 | 盘式电机、电动车辆及其控制方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4745312A (en) | Stepping motor | |
JP2009072010A (ja) | アキシャルギャップ型コアレス回転機 | |
JP2004015906A (ja) | 永久磁石形モータ | |
JPH11355981A (ja) | ラジアルギャップ型小型円筒型回転電機 | |
JPS61254054A (ja) | モ−タ | |
JP3242087B2 (ja) | 単一ホール素子を有する2相bldcモータ | |
JP2002136094A (ja) | ステッピングモータ | |
JP2003018774A (ja) | 直流ブラシレスモータ | |
JPH08126279A (ja) | ブラシレスdcモータ | |
JP2000050543A (ja) | 永久磁石埋め込みモータ | |
CN109617278A (zh) | 盘式电机及其控制方法 | |
JPS5855747B2 (ja) | ブラシレスチヨクリユウモ−タ | |
JPH1094202A (ja) | 永久磁石モータとロータ着磁器 | |
JP4363600B2 (ja) | 平滑電機子形3相ブラシレスモータ | |
JP2912412B2 (ja) | 面対向型モータ | |
JP3038796B2 (ja) | ブラシレスモータ | |
JPS63190544A (ja) | アウタ−ロ−タ型dcブラシレスモ−タ | |
JPS61263206A (ja) | 着磁方法 | |
JPH0649104Y2 (ja) | キヤリツジ駆動用ステツプモ−タ | |
JPH01259748A (ja) | ステッピングモータ | |
JP3096072B2 (ja) | 着磁ヨーク装置 | |
JPH0410655Y2 (ja) | ||
JPS61199455A (ja) | ステツピングモ−タ | |
JPH07118895B2 (ja) | 回転電機 | |
JPH06339241A (ja) | 永久磁石形モータ及びその製造方法 |