JP6080734B2 - 回転電機及びエレベータ用巻上機 - Google Patents

Description

この発明は、例えばモータや発電機等として用いられ、ステータに対して回転するロータに永久磁石が含まれている回転電機及びこの回転電機を備えたエレベータ用巻上機に関するものである。

従来、ロータヨークに複数の永久磁石用の穴を設け、永久磁石を各永久磁石用の穴に挿入することにより、複数の永久磁石をロータヨーク内に埋め込んだ回転電機（埋め込み磁石型回転電機）が知られている（例えば特許文献１）。また、複数のヨークを継ぎ合わせて円環状のロータヨークを構成し、ロータヨークに複数の永久磁石を埋めてロータを構成した回転電機も提案されている（例えば特許文献２）。

特開２０１０−１４２０３２号公報 特開２００８−２５９３５９号公報

特許文献１、２に示されている従来の埋め込み磁石型ロータを用いた回転電機では、ステータの反磁界による永久磁石の減磁は緩和されるが、ロータヨークに永久磁石用の穴を設ける必要がある。特に、ロータヨークが鋳物である場合には、例えば永久磁石が矩形状を呈している場合には永久磁石を埋め込む穴を永久磁石形状に合わせて切削加工を行うことが困難であり、加工時間が大幅に増える（穴幅が小さかったり、内角の半径が小さい場合には、小さな刃物で加工する必要がある）。また、放電加工で行う場合についても同様に加工の手間が極端に大きくなってしまうという課題があった。

また、各永久磁石がロータヨーク内に埋められているので（埋め込み磁石型）、各磁極間の漏れ磁束が多くなり、回転電機の出力トルクが低下するという課題もあった。

また、これらの回転電機の場合、各永久磁石をロータヨークに埋め込んで固定してから永久磁石への着磁を行なうことが各永久磁石の埋め込み作業の安全性と信頼性を確保するために一般的となっている。このために、複数の磁極を形成する各永久磁石に対して着磁を行なう必要があり、個々の永久磁石の着磁が不完全になる場合があった。これは未着磁領域から進む永久磁石の減磁要因となり、回転電機の信頼性が低下するという課題があった。

また、着磁する際に用いる着磁ヨークの構造が複雑で、高価なものとなり、回転電機の製造コストを押し上げる要因となった。さらに、特許文献２に示されている回転電機では、ロータヨークを製造するときに、複数のヨークを継ぎ合わせる工程が生じてしまい、回転電機の製造の手間がさらにかかってしまうという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、永久磁石の減磁を抑制できるとともに、信頼性、生産性の高い回転電機、及びエレベータ用巻上機を得ることを目的とする。

この発明に係る回転電機は、
円環状のバックヨーク部から前記バックヨーク部の径方向内周側に突出した複数の磁極ティース部を有するステータ鉄心と前記ステータ鉄心に設けられた電機子コイルとを有するステータと、
複数の前記磁極ティース部の内周側先端と対向するように回転可能に設けられたロータヨーク及び、前記ロータヨークの軸方向に延在し、各前記磁極ティース部と対向して、それぞれ１つの磁極を形成するように前記ロータヨークの周方向に配置された、複数の永久磁石とを有するロータとからなる回転電機において、
前記ロータの磁極を構成する単位磁極ユニットは、前記永久磁石と、前記永久磁石を収納して保持する磁石収納穴を有し、前記ロータヨークとは別体の磁性材料からなる磁極ヨークとで構成し、
前記単位磁極ユニットは、前記ロータヨークの周方向に所定の間隔で離間して、前記ロータヨークの外周面に保持され、
前記単位磁極ユニットは、２個の前記磁石収納穴を有し、
２個の前記永久磁石は、前記ロータの回転中心と前記単位磁極ユニットの中心を通る径方向の軸線に対して対称に、かつ、それぞれの前記永久磁石の前記単位磁極ユニットの周方向の端部側の一端が他端より、前記ロータの外周側に位置するように配置されており、
一つの前記単位磁極ユニットの２個の前記磁石収納穴の間には、前記単位磁極ユニットの取付面に開口し、前記磁石収納穴間において前記ロータの軸方向に延在し、２個の前記永久磁石の間を前記ロータの径方向に半分未満仕切る溝部を有するものである。
また、この発明に係る回転電機は、
円環状のバックヨーク部から前記バックヨーク部の径方向内周側に突出した複数の磁極ティース部を有するステータ鉄心と前記ステータ鉄心に設けられた電機子コイルとを有するステータと、
複数の前記磁極ティース部の内周側先端と対向するように回転可能に設けられたロータヨーク及び、前記ロータヨークの軸方向に延在し、各前記磁極ティース部と対向して、それぞれ１つの磁極を形成するように前記ロータヨークの周方向に配置された、複数の永久磁石とを有するロータとからなる回転電機において、
前記ロータの磁極を構成する単位磁極ユニットは、前記永久磁石と、前記永久磁石を収納して保持する磁石収納穴を有し、前記ロータヨークとは別体の磁性材料からなる磁極ヨークとで構成し、
前記単位磁極ユニットは、前記ロータヨークの周方向に所定の間隔で離間して、前記ロータヨークの外周面に保持され、
前記単位磁極ユニットは、２個の前記磁石収納穴を有し、
２個の前記永久磁石は、前記ロータの回転中心と前記単位磁極ユニットの中心を通る径方向の軸線に対して対称に、かつ、それぞれの前記永久磁石の前記単位磁極ユニットの周方向の端部側の一端が他端より、前記ロータの内周側に位置するように配置されており、
一つの前記単位磁極ユニットの２個の前記磁石収納穴の間には、前記単位磁極ユニットの取付面に開口し、前記磁石収納穴間において前記ロータの軸方向に延在し、２個の前記永久磁石の間を前記ロータの径方向に半分以上仕切る溝部を有するものである。

この発明に係るエレベータ用巻上機は、エレベータの籠を駆動する上述の回転電機を備えたものである。

この発明による回転電機、エレベータ用巻上機によれば、ロータの各磁極として、磁極ヨークに永久磁石を埋め込んだ単位磁極ユニットを用いるので、永久磁石埋め込み型のロータ構造でありながらステータと対向する側の磁極間が空気を介して離間しているので、磁極間の漏れ磁束が低減でき、回転電機、エレベータ用巻上機の効率を向上できる。

また、各永久磁石への着磁は、単位磁極ユニット毎に行うことができるので、各永久磁石への着磁を確実に実施できる。これにより、各永久磁石の未着磁領域を無くすことが可能であり、回転電機の効率の向上とステータの反磁界による永久磁石の減磁を抑制でき、信頼性の高い高性能な回転電機、エレベータ用巻上機が得られる。

さらに、ロータヨークの材料として、鋳物が使用されていても埋め込み磁石型のロータ構造を容易に構成できるので、リラクタンストルクの活用が容易となり回転電機、エレベータ用巻上機の効率を向上できる。また、磁極ヨークをプレス成形する場合、磁極ヨークを単位磁極ユニットの小さなサイズで打ち抜くことができるので、円環状や円弧状で打ち抜く場合に比べて材料歩留りを向上できる。また、表面磁石型ロータ構造の永久磁石を単位磁極ユニットに置き替えることにより埋め込み磁石型ロータ構造に変更可能なので、ロータ構造のバリエーションを容易に変えることができ、容易に磁石配置構造の異なるロータの生産が可能となる。

本発明の実施の形態１に係る回転電機の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る回転電機を図１のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。 図１、２のロータの構成を示す平面図である。 図３の要部拡大平面図である。 本発明の実施の形態１に係る単位磁極ユニットを示す平面図と側面図である。 本発明の実施の形態２に係るロータの要部拡大平面図である。 本発明の実施の形態３に係る永久磁石の変形例を示す平面図である。 本発明の実施の形態４に係るロータの要部拡大平面図である。 本発明の実施の形態５に係るロータの要部拡大平面図である。 本発明の実施の形態５に係るロータの要部拡大平面図の他の例である。 本発明の実施の形態６に係るロータの要部拡大平面図である。 単位磁極ユニットの着磁時の磁束の流れを示す模式図である。 本発明の実施の形態７に係る、ロータの要部拡大平面図である。 本発明の実施の形態８に係る、ロータの他の例を示す要部拡大平面図である。 単位磁極ユニットの着磁時の磁束の流れを示す模式図である。 本発明の実施の形態９に係るロータの要部拡大平面図である。 本発明の実施の形態９に係るロータの要部拡大平面図である。 本発明の実施の形態１０に係るロータの側面図と要部拡大平面図である。 本発明の実施の形態１１に係るエレベータ用巻上機の断面図である。

実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態１に係る回転電機を、図を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機１００の断面図である。
図２は、回転電機１００を図１のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。
図３は、図１、２に示すロータ３の構成を示す平面図である。
図４は、図３の要部拡大図である。
図５は、実施の形態１に係る単位磁極ユニット３２を示す平面図と側面図である。
以下の説明内で、単に「周方向」「径方向」「軸方向」という時は、ロータ３の周方向、径方向、軸方向をいうものとする。

回転電機１００は、ステータ２とロータ３からなる。ステータ２のステータ鉄心２１は、環状のバックヨーク部２１ａとこのバックヨーク部２１ａから径方向内側に突出した磁極ティース部２１ｂからなる。磁極ティース部２１ｂにはインシュレータ２３を介して設けられた駆動コイル２４を備える。そして、ステータ２は、中央部に支軸７１を有する筐体７に嵌め込まれている。この支軸７１にベアリング９を介して回転可能にロータ３が取り付けられている。

ロータ３は、磁極ティース先端部２１ｂｓと対向するように、ステータ２の内側に配置されている。ロータ３は、フライホイル形状を有するロータヨーク３１と、このロータヨーク３１が磁極ティース先端部２１ｂｓと対向する外周面に、交互に極性が異なるように所定の間隔を開けてロータヨーク３１の軸方向に延在するように配置された単位磁極ユニット３２で構成されている。

単位磁極ユニット３２は、ロータヨーク３１とは別体として、磁極ヨーク３２ａと永久磁石４１〜４４（永久磁石４１と永久磁石４２のセット、又は永久磁石４３と永久磁石４４のセットのいずれかのセット）とで構成されている。磁極ヨーク３２ａには、永久磁石４１〜４４を収納する磁石収納穴３２ｈ１、３２ｈ２が設けられており、その中に２本の永久磁石のセットが収納固定されている。磁極ヨーク３２ａは、例えば電磁鋼板からプレス成形したコアを複数枚積層固定したものである。磁極ティース先端部２１ｂｓと対向する側が円弧状外周面３２ａ１であり、円弧状外周面３２ａ１の裏側の面が、ロータヨーク３１への固定部である平面状の取付面３２ａ２である。

永久磁石４１、４２は、ロータ３の回転中心である支軸７１の軸心と単位磁極ユニット３２の中心を通る径方向の軸線Ａ−Ａに対して対称、かつ、磁極ティース部２１ｂ側から見た場合に、ロータ３の軸方向に垂直な断面が、ハの字状を呈するように例えば２個配置されている。すなわち、図４に示すように、２つの永久磁石４１、４２の単位磁極ユニットの周方向の端部側の一端である端部４１ａ、４２ａが、内側の他端である端部４１ｂ、４２ｂより、ロータ３の外周側に位置するように配置されている。永久磁石４３、４４についても同様である。

単位磁極ユニット３２の極性はロータ３の周方向に交互に反対になる。すなわち、図４の左端の単位磁極ユニット３２では、永久磁石４１、４２は、ロータ３の内側がＮ極となるように配置されており、中央の単位磁極ユニット３２では、永久磁石４３、４４は、ロータ３の内側がＳ極となるように配置されている。そして右側の単位磁極ユニット３２では、永久磁石４１、４２は、ロータ３の内側がＮ極となるように配置されている。

ロータヨーク３１には、単位磁極ユニット３２を周方向に位置決めするための位置決め突起部３１Ｔが、周方向に等間隔に軸方向に延在するように設けられている。なお、単位磁極ユニット３２は、ロータヨーク３１に接着剤によって固定されている。

このように、ロータ３の単位磁極ユニット３２は、磁極ヨーク３２ａに永久磁石４１、４２又は永久磁石４３、４４を埋め込んで各磁極を構成し、それぞれの単位磁極ユニット３２（磁極）の間は、空気を介して離間しているので、各単位磁極ユニット３２間の漏れ磁束が低減でき、回転電機１００の効率を向上できる。

また、永久磁石４１〜４４への着磁を、単位磁極ユニット３２単位で行うことができるので、ステータ２を着磁ヨークとして着磁する場合よりも、永久磁石４１〜４４への着磁を確実に実施でき、未着磁領域を無くすことが可能となる。これにより回転電機１００の効率の向上とステータ２の反磁界による永久磁石４１〜４４の減磁を抑制でき（永久磁石に未着磁領域があると反磁界により未着磁領域から減磁するから）、信頼性の高く高性能な回転電機１００が得られる。さらに、単位磁極ユニット３２単位で永久磁石４１〜４４への着磁ができるので、例えば空芯コイル等を用いた簡単な着磁装置で着磁可能となり、安価に回転電機１００を製造できる。

さらに、ロータヨーク３１の材料として、例えば鋳物が使用されていても、永久磁石を埋め込む穴を別途加工する必要がないので、埋め込み磁石型のロータ３を容易に構成できる。これにより、リラクタンストルクの活用が容易となり、回転電機１００の効率を更に向上できる。

さらに、磁極ヨーク３２ａのヨーク片をプレス成形し、これを積層して磁極ヨーク３２ａを構成する場合は、各ヨーク片を小さなサイズで打ち抜くことができるので、円環状や円弧状で打ち抜く場合に比べて材料歩留りを向上できる。

さらに、永久磁石を直接ロータヨークに貼り付けていた従来の表面磁石型ロータ構造の永久磁石を、本発明に係る単位磁極ユニット３２に置き替えることにより埋め込み磁石型ロータ構造に簡単に変更可能となる。これにより、ロータ構造のバリエーションを容易に変えることができ、磁石配置構造の異なるロータの生産が容易になる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図６は、本発明の実施の形態２に係るロータ２０３の要部拡大平面図であり、実施の形態１の図４に相当する図である。
実施の形態１との違いは、単位磁極ユニット２３２の中で、各永久磁石４１〜４４が、磁極ヨーク２３２ａの取付面２３２ａ２側に寄せて設けられている点である。これにより、磁極ヨーク部の永久磁石４１〜４４より外周側に相当する部分２３２ｄの面積を増やすことができるので、当該部分２３２ｄを通る横軸（ｑ軸）磁束φｑが通り易くなり横軸（ｑ軸）インダクタンスLｑが大きくなる。よって横軸（ｑ軸）インダクタンスLｑと直軸（ｄ軸）インダクタンスLｄとの差Lｑ−Lｄが大きくなるため、Lｑ−Lｄに比例するリラクタンストルクが大きくなる。このため、突極性が向上し、リラクタンストルクを活用し易くなり、モータの駆動力を向上できる。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図７は、本発明の実施の形態３に係るロータ３０３の要部拡大平面図である。
図７に示すように、永久磁石３４１〜３４４の磁極ヨーク３３２ａ取付面３３２ａ２側に、径方向に垂直な面取り３４１ｂ〜３４４ｂを設けて軸方向断面が５角形となるように形成し、磁石収納穴３３２ｈ１、３３２ｈ２もその形状に合わせると、さらに各永久磁石３４１〜３４４を取付面３３２ａ２側に寄せることが可能となり、磁極ヨーク部の永久磁石３４１〜３４４より外周側に相当する部分３３２ｄの面積を増やすことができるので、当該部分３３２ｄを通る横軸（ｑ軸）磁束φｑが通り易くなり横軸（ｑ軸）インダクタンスLｑが大きくなる。よって横軸（ｑ軸）インダクタンスLｑと直軸（ｄ軸）インダクタンスLｄとの差Lｑ−Lｄが大きくなるため、Lｑ−Lｄに比例するリラクタンストルクが大きくなる。このため、リラクタンストルクを活用し易くなる。

実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図８は、本発明の実施の形態４に係るロータ４０３の要部拡大平面図であり、実施の形態１の図４に相当する図である。実施の形態１との違いは、各永久磁石４１〜４４は、ロータ４０３の回転中心である支軸７１の軸心と単位磁極ユニット４３２の中心を通る径方向の軸線Ａ−Ａに対して対称、かつ、ロータ４０３の回転中心側から見た場合に、ロータ４０３の軸方向に垂直な断面が、ハの字状を呈するように例えば２個配置されている点である。すなわち、図８に示すように、２つの永久磁石４１、４２の単位磁極ユニット４３２の周方向の端部側の一端である端部４１ａ、４２ａが、内側の他端である端部４１ｂ、４２ｂより、ロータ４０３の内周側に位置するように配置されている点である。

各永久磁石４１、４２をこのように配置すると、単位磁極ユニット４３２の磁束分布を円弧状外周面３２ａ１に沿うようにできるので磁束密度分布が略矩形波状となり、回転電機の駆動トルクを向上できる。

実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図９は、本発明の実施の形態５に係るロータ５０３Ｘの要部拡大平面図であり、実施の形態１の図４に相当する図である。
図１０は、本発明の実施の形態５に係るロータ５０３Ｙの要部拡大平面図であり、実施の形態４の図８に相当する図である。

各図において磁極ヨーク５３２Ｘａ、５３２Ｙａの取付面５３２Ｘａ２、５３２Ｙａ２の中央に、凹部５３２Ｘａ３、５３２Ｙａ３が軸方向に設けられている。これらの凹部５３２Ｘａ３、５３２Ｙａ３は、単位磁極ユニット５３２Ｘ、５３２Ｙをロータヨーク３１に接着固定する際の接着剤塗布用の領域である。このように、凹部５３２Ｘａ３、５３２Ｙａ３を設けることによって、接着層の厚みを所定の厚さ分だけ確保できるので、単位磁極ユニット５３２Ｘ、５３２Ｙをロータヨーク３１に強固に接着可能となる。

凹部５３２Ｘａ３、５３２Ｙａ３の厚さＤｙは、使用する接着剤に依存するが、約０．０３〜０．１５ｍｍ程度に設定すると接着強度が安定するとともに、凹部５３２Ｘａ３、５３２Ｙａ３による磁束密度の低下も無視できる程度となる。また、凹部５３２Ｘａ３、５３２Ｙａ３を設けることにより、永久磁石４１〜４４を通る直軸（ｄ軸）磁束が通りにくくなり直軸（ｄ軸）インダクタンスLｄが小さくなる。よって横軸（ｑ軸）インダクタンスLｑと直軸（ｄ軸）インダクタンスLｄとの差Lｑ−Lｄが大きくなるため、Lｑ−Lｄに比例するリラクタンストルクが大きくなる。このため、突極性が向上しリラクタンストルクを活用し易くなるので、回転電機の駆動力を向上できる。

実施の形態６．
以下、本発明の実施の形態６に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１１は、本発明の実施の形態６に係るロータ６０３の要部拡大平面図であり、実施の形態４の図８に相当する図である。
単位磁極ユニット６３２を構成する磁極ヨーク６３２ａの取付面６３２ａ２側に、凹部６３２ａ３に繋がり、永久磁石４１、４２間の磁性部材を分断し、永久磁石４１、４２のステータ２側の面の近傍までに渡る溝部６３２ａ４を設けている。溝部６３２ａ４は、永久磁石４１、４２の間を半分以上仕切っていれば良い。

図１２（ａ）は、溝部６３２ａ４を設けた場合の、単位磁極ユニット６３２の着磁時の磁束の流れを示す模式図である。
図１２（ｂ）は、溝部３２ａ４を設けない場合（図１０参照）の、単位磁極ユニット５３２Ｙの着磁時の磁束の流れを示す模式図である。
空芯コイルを用いて単位磁極ユニット６３２単位で永久磁石に着磁を行う場合、このように溝部６３２ａ４を設けることによって、磁極ヨーク６３２ａ内でのパーミアンス変化により着磁時の磁束の流れφを永久磁石４１、４２の近傍で永久磁石４１、４２を磁化したい方向（永久磁石４１、４２の図における上下面に垂直）に合わせることができ、永久磁石４１、４２の着磁を効率良く行うことができる。また、左右に２個設けられている永久磁石４１、４２間の漏れ磁束も低減可能となるので、回転電機の効率を向上できる。
なお、説明の都合上、上述の説明では、着磁の前後、共に「永久磁石４１、４２」との表現を使用した。

実施の形態７．
以下、本発明の実施の形態７に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１３は、本発明の実施の形態７に係る、ロータ７０３の要部拡大平面図である。単位磁極ユニットのロータヨークへの取付面の形状を、これまでの説明では平面状としていたが、図１３に示すように曲面状の取付面７３２ａ２としても良い。この場合、単位磁極ユニット７３２を位置決めする位置決め突起部を省略すると、ロータヨーク７３１の加工を容易に行うことができる。

実施の形態８．
以下、本発明の実施の形態８に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１４は、本発明の実施の形態８に係るロータ８０３の要部拡大平面図であり、実施の形態１の図４に相当する図である。

単位磁極ユニット８３２を構成する磁極ヨーク８３２ａの取付面８３２ａ２側に、凹部８３２ａ３に繋がり、永久磁石４１、４２間に頂部が位置するように溝部８３２ａ４を設けている。
実施の形態６の溝部６３２ａ４とは、溝部の深さが異なる。溝部８３２ａ４は、永久磁石４１、４２の間を半分未満仕切っていれば良い。

図１５（ａ）は、溝部８３２ａ４を設けた場合の、単位磁極ユニット８３２の着磁時の磁束の流れを示す模式図である。
図１５（ｂ）は、溝部８３２ａ４を設けない場合（図９参照）の、単位磁極ユニット５３２Ｘの着磁時の磁束の流れを示す模式図である。
空芯コイルを用いて単位磁極ユニット８３２単位で永久磁石４１、４２に着磁を行う場合、このように溝部８３２ａ４を設けることによって、磁極ヨーク８３２ａ内でのパーミアンス変化により着磁時の磁束の流れφを永久磁石４１，４２近傍で永久磁石４１、４２を磁化したい方向（永久磁石４１、４２の図における上下面に垂直）に合わせることができ、永久磁石４１、４２の着磁を効率良くに行うことができる。また、左右に設けられている永久磁石４１、４２間の漏れ磁束も低減可能となるので、回転電機の効率を向上できる。

実施の形態９．
以下、本発明の実施の形態９に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１６は、本発明の実施の形態９に係るロータ９０３Ｘの要部拡大平面図であり、実施の形態１の図４に相当する図である。
図１７は、本発明の実施の形態９に係るロータ９０３Ｙの要部拡大平面図であり、実施の形態４の図８に相当する図である。

単位磁極ユニット９３２Ｘ、９３２Ｙの磁極ヨーク９３２Ｘａ、９３２Ｙａの、それぞれのロータの周方向両端面には、端部切り欠き部３２ｅ（スリット）を設けている。端部切り欠き部３２ｅを設けることによって、永久磁石４１〜４４の、端部切り欠き部３２ｅ側の漏れ磁束を低減できるので、回転電機の効率を向上できる。また図示していないが、端部切り欠き部３２ｅは、ロータ９０３Ｘ、９０３Ｙの軸方向全てにある必要は無く、例えば単位磁極ユニット９３２Ｘ、９３２Ｙの軸方向端部が図４の断面から成り、それ以外の部分が図１６のような端部切り欠き部を有していても良い。

実施の形態１０．
以下、本発明の実施の形態１０に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１８（ａ）は、本発明の実施の形態１０に係るロータ１００３の側面図である。
図１８（ｂ）は、ロータ１００３の要部拡大平面図である。
図１８（ａ）に示すように、ロータ１００３外周面には軸方向に並ぶ２つの単位磁極ユニット１０３２が、周方向に所定の角度だけずらされた状態（スキューして）で配置され、これらがペアで一磁極を形成する。

このように、２つの単位磁極ユニット１０３２をスキューさせて用いることによって、ロータ１００３の磁極の段スキュー構造を容易に構成することができ、回転電機のトルクリップルを低減できる。なお、段スキュー構造を採用しても実施の形態１と同様に単位磁極ユニット１０３２単位で着磁を行うので、従来の永久磁石埋め込み型の回転子のように着磁が不完全になることがなく、反磁界により未着磁領域から減磁して駆動力が低下することもない。また、空芯コイル等の簡単な着磁装置で着磁可能であることは他の実施の形態と同様である。

実施の形態１１．
以下、本発明の実施の形態１１に係る回転電機を、図を用いて説明する。
図１９は、これまで説明した各実施の形態に係る回転電機１００を使用するエレベータ用巻上機１０の断面図である。エレベータ用巻上機１０は、エレベータの籠を駆動するために使用する。

ロータヨーク１１３１にはエレベータの籠を牽引するロープを巻きつける綱車１１３１ａを設け、ロータヨーク１１３１の内側にはロータ１１０３の回転を制動するブレーキ５０が設けられている。なお、ロータヨーク１１３１には鋳鉄が用いられている。このように、ロータヨーク１１３１として、鋳物が使用されていても埋め込み磁石型のロータ１１０３を容易に構成できるので、リラクタンストルクの活用が可能となり回転電機の効率を向上できる。

なお、実施の形態１及び実施の形態１１では、一つの駆動コイル２４を一つの磁極ティース部に設けた集中巻の形態のステータ構造としているが、駆動コイル２４が複数の磁極ティース部を跨ぐ分布巻の形態のステータ構造としても良い。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００ 回転電機、２ ステータ、２１ ステータ鉄心、２１ａ バックヨーク部、
２１ｂ 磁極ティース部、２１ｂｓ 磁極ティース先端部、２３ インシュレータ、
２４ 駆動コイル、
３，２０３，３０３，４０３，５０３Ｘ，５０３Ｙ，６０３，７０３，８０３，９０３Ｘ，９０３Ｙ，１００３，１１０３ ロータ、
３１，７３１，１１３１ ロータヨーク、３１Ｔ 突起部、
３２，２３２，４３２，５３２Ｘ，５３２Ｙ，６３２，７３２，８３２，９３２Ｘ，１０３２ 単位磁極ユニット、
３２ａ，２３２ａ，３３２ａ，５３２Ｘａ，６３２ａ，８３２ａ，９３２Ｘａ 磁極ヨーク、
３２ａ１ 円弧状外周面、
３２ａ２，２３２ａ２，３３２ａ２，５３２Ｘａ２，６３２ａ２，７３２ａ２，８３２ａ２ 取付面、
３２ａ３，５３２Ｘａ３，８３２ａ３ 凹部、
３２ａ４，６３２ａ４，８３２ａ４ 溝部、３２ｅ 端部切り欠き部、
３２ｈ１，３２ｈ２，３３２ｈ１，３３２ｈ２ 磁石収納穴、
４１〜４４，３４１〜３４４ 永久磁石、７ 筐体、７１ 支軸、９ ベアリング、
１０ エレベータ用巻上機、５０ ブレーキ、１１３１ａ 綱車。

Claims (9)

1. 円環状のバックヨーク部から前記バックヨーク部の径方向内周側に突出した複数の磁極ティース部を有するステータ鉄心と前記ステータ鉄心に設けられた電機子コイルとを有するステータと、
   複数の前記磁極ティース部の内周側先端と対向するように回転可能に設けられたロータヨーク及び、前記ロータヨークの軸方向に延在し、各前記磁極ティース部と対向して、それぞれ１つの磁極を形成するように前記ロータヨークの周方向に配置された、複数の永久磁石とを有するロータとからなる回転電機において、
   前記ロータの磁極を構成する単位磁極ユニットは、前記永久磁石と、前記永久磁石を収納して保持する磁石収納穴を有し、前記ロータヨークとは別体の磁性材料からなる磁極ヨークとで構成し、
   前記単位磁極ユニットは、前記ロータヨークの周方向に所定の間隔で離間して、前記ロータヨークの外周面に保持され、
   前記単位磁極ユニットは、２個の前記磁石収納穴を有し、
   ２個の前記永久磁石は、前記ロータの回転中心と前記単位磁極ユニットの中心を通る径方向の軸線に対して対称に、かつ、それぞれの前記永久磁石の前記単位磁極ユニットの周方向の端部側の一端が他端より、前記ロータの外周側に位置するように配置されており、
   一つの前記単位磁極ユニットの２個の前記磁石収納穴の間には、前記単位磁極ユニットの取付面に開口し、前記磁石収納穴間において前記ロータの軸方向に延在し、２個の前記永久磁石の間を前記ロータの径方向に半分未満仕切る溝部を有する回転電機。
2. 円環状のバックヨーク部から前記バックヨーク部の径方向内周側に突出した複数の磁極ティース部を有するステータ鉄心と前記ステータ鉄心に設けられた電機子コイルとを有するステータと、
   複数の前記磁極ティース部の内周側先端と対向するように回転可能に設けられたロータヨーク及び、前記ロータヨークの軸方向に延在し、各前記磁極ティース部と対向して、それぞれ１つの磁極を形成するように前記ロータヨークの周方向に配置された、複数の永久磁石とを有するロータとからなる回転電機において、
   前記ロータの磁極を構成する単位磁極ユニットは、前記永久磁石と、前記永久磁石を収納して保持する磁石収納穴を有し、前記ロータヨークとは別体の磁性材料からなる磁極ヨークとで構成し、
   前記単位磁極ユニットは、前記ロータヨークの周方向に所定の間隔で離間して、前記ロータヨークの外周面に保持され、
   前記単位磁極ユニットは、２個の前記磁石収納穴を有し、
   ２個の前記永久磁石は、前記ロータの回転中心と前記単位磁極ユニットの中心を通る径方向の軸線に対して対称に、かつ、それぞれの前記永久磁石の前記単位磁極ユニットの周方向の端部側の一端が他端より、前記ロータの内周側に位置するように配置されており、
   一つの前記単位磁極ユニットの２個の前記磁石収納穴の間には、前記単位磁極ユニットの取付面に開口し、前記磁石収納穴間において前記ロータの軸方向に延在し、２個の前記永久磁石の間を前記ロータの径方向に半分以上仕切る溝部を有する回転電機。
3. 前記磁石収納穴は、前記磁極ヨークの内部で、前記ロータヨーク側に寄せられて配置されている請求項１に記載の回転電機。
4. 前記永久磁石は、前記ロータの軸方向に垂直な断面が５角形であり、前記ロータの回転軸と平行な前記永久磁石の５面の内、前記回転軸に一番近い面は、前記ロータの径方向に対して垂直に形成されている請求項３に記載の回転電機。
5. 前記単位磁極ユニットの前記ロータヨークへの取付面には、前記ロータヨークの軸方向に延在する凹部が設けられている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 前記磁極ヨークの前記ロータヨークの周方向の端面には、前記ロータヨークの軸方向に延在し前記磁石収納穴に連通するスリットが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記単位磁極ユニットは、前記ロータの軸方向に複数に分割され、周方向にスキューして配置されている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機。
8. 前記ロータヨークの外周面には、前記単位磁極ユニットを前記ロータヨーク上で位置決めする、周方向に等間隔に軸方向に延在するように設けられた位置決め突起部を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転電機。
9. エレベータの籠を駆動する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転電機を備えたエレベータ用巻上機。

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