JPWO2018088489A1 - 回転電機の電機子、回転電機、エレベータ用巻上機、及び電機子の製造方法 - Google Patents

Abstract

電機子は、周方向へ並ぶ複数の分割鉄心を有する環状の電機子鉄心と、互いに隣り合う分割鉄心同士をまたいで設けられる樹脂製の成形体とを備えている。各分割鉄心は、第１の貫通孔が設けられたバックヨーク部と、バックヨーク部から径方向外側へ突出しているティース部とを有している。成形体は、分割鉄心の軸線方向一端面に設けられた第１の成形部と、分割鉄心の軸線方向他端面に設けられた第２の成形部と、第１の貫通孔に設けられ、第１の成形部及び第２の成形部の間に設けられる連結部とを有している。

Description

この発明は、環状に並べた複数の分割鉄心を有する回転電機の電機子、回転電機、エレベータ用巻上機、及び電機子の製造方法に関するものである。

従来、電機子であるステータを環状のロータの内側に配置したアウタロータ型の回転電機が知られている。アウタロータ型の回転電機では、電機子鉄心のバックヨークから径方向外側へそれぞれ突出する複数のティースにコイルが個別に設けられている。

従来、コイルの導線をティースに巻くときのターン数を増加させるために、電機子鉄心を一体に形成せず、ティースを持つ複数の分割鉄心を個別に作製し、各分割鉄心を環状に連結した電機子鉄心が提案されている。各分割鉄心には、凹部及び凸部が設けられている。互いに隣り合う分割鉄心同士は、一方の分割鉄心の凹部と他方の分割鉄心の凸部とが嵌め合わせられた状態で連結されている。このような従来の電機子鉄心では、各分割鉄心が互いに分離した状態でティースにコイルの導線を巻くことができ、コイルのターン数の増加を図ることができる（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−１５９１７０号公報

しかし、特許文献１に示されている従来の回転電機では、各分割鉄心のティースにコイルを設けた後に、凹部と凸部とを圧入により嵌め合わせて各分割鉄心を連結しなければならず、電機子鉄心の組み立て作業に手間がかかってしまう。

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、容易に製造することができる回転電機の電機子、回転電機、エレベータ用巻上機、及び電機子の製造方法を得ることを目的とする。

この発明による回転電機の電機子は、周方向へ並ぶ複数の分割鉄心を有する環状の電機子鉄心、及び互いに隣り合う分割鉄心同士をまたいで設けられる樹脂製の成形体を備え、各分割鉄心は、バックヨーク部と、バックヨーク部から径方向外側へ突出しているティース部とを有し、各バックヨーク部には、第１の貫通孔が設けられており、成形体は、分割鉄心の軸線方向一端面に設けられた第１の成形部と、分割鉄心の軸線方向他端面に設けられた第２の成形部と、第１の貫通孔に設けられ、第１の成形部及び第２の成形部の間に設けられる連結部とを有している。

この発明による回転電機の電機子、回転電機、エレベータ用巻上機、及び電機子の製造方法によれば、各分割鉄心同士が離れることを成形体によって抑制することができる。従って、複数の分割鉄心同士を繋げる作業の手間を軽減することができる。また、分割鉄心の軸線方向の片方側から樹脂を注入するだけで、第１の貫通孔を通して分割鉄心の軸線方向両側に樹脂を及ばせることができる。これにより、分割鉄心の軸線方向一端面及び軸線方向他端面のそれぞれに成形体を容易に設けることができる。このようなことから、回転電機の電機子、回転電機、及びエレベータ用巻上機を容易に製造することができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータ用巻上機を示す断面図である。 図１のエレベータ用巻上機の要部を示す拡大断面図である。 図１の電機子を示す斜視図である。 図１の電機子を示す正面図である。 図４の電機子鉄心を示す正面図である。 図５の分割鉄心連結体にコイルを設けるときの状態を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるエレベータ用巻上機の電機子の他の例を示す正面図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータ用巻上機の電機子を示す正面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 図９の電機子を示す断面図である。 この発明の実施の形態３によるエレベータ用巻上機の電機子を示す正面図である。 図１１の電機子を示す背面図である。 図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。 図１１の電機子鉄心を示す正面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるエレベータ用巻上機を示す断面図である。また、図２は、図１のエレベータ用巻上機の要部を示す拡大断面図である。図において、エレベータ用巻上機１は、回転電機であるモータ２と、モータ２に設けられているシーブ３とを有している。シーブ３の外周部には、かご及び釣合おもりを吊り下げる複数のロープが巻き掛けられる。また、シーブ３の外周部には、ロープが嵌る複数の溝がシーブ３の周方向に沿って設けられている。

モータ２は、ステータとしての筒状の電機子４と、電機子４に対して回転可能な筒状のロータ５と、電機子４及びロータ５を支持するハウジング６と、ハウジング６に設けられてロータ５に制動力を与えるブレーキ７と、電機子４に対するロータ５の回転位置を検出する回転検出器８とを有している。

ハウジング６は、モータ２の軸線と同軸に配置されている主軸６ａと、主軸６ａの周囲を囲む筒状の外筒部６ｂと、主軸６ａと外筒部６ｂとの間に配置されている筒状の内筒部６ｃとを有している。外筒部６ｂ及び内筒部６ｃは、主軸６ａと同軸に配置されている。

電機子４は、外筒部６ｂと内筒部６ｃとの間の空間に配置されている。電機子４の内周面は、内筒部６ｃの外周面に嵌っている。電機子４は、複数のボルト１０によってハウジング６に固定されている。この例では、ボルト１０として六角穴付きボルトが用いられている。

ロータ５は、主軸６ａにベアリング９を介して回転自在に取り付けられているロータ本体５１と、ロータ本体５１に固定されている複数の永久磁石５２とを有している。

ロータ本体５１は、筒状の小径部５１ａと、小径部５１ａよりも大きな外径を持つ筒状の大径部５１ｂと、小径部５１ａと大径部５１ｂとを繋ぐ繋ぎ部５１ｃとを有している。

ベアリング９は、主軸６ａと小径部５１ａとの間に嵌っている。従って、ベアリング９の内輪は主軸６ａの外周面に嵌っており、ベアリング９の外輪はロータ本体５１の小径部５１ａの内周面に嵌っている。シーブ３は、小径部５１ａの外周面に嵌った状態でロータ本体５１に固定されている。シーブ３は、主軸６ａの軸線を中心としてロータ本体５１と一体に回転する。

大径部５１ｂは、外筒部６ｂと電機子４との間の空間に配置されている。複数の永久磁石５２は、大径部５１ｂの内周面に周方向へ並べて固定されている。これにより、複数の永久磁石５２は、電機子４よりも径方向外側に配置されている。また、複数の永久磁石５２は、電機子４と隙間を介して配置されている。

ブレーキ７は、ロータ本体５１の大径部５１ｂよりも径方向外側に配置されている。また、ブレーキ７は、大径部５１ｂの外周面に接触したり大径部５１ｂの外周面から離れたりする制動部材である図示しないブレーキパッドを有している。ロータ５及びシーブ３の回転を制動する制動力は、ブレーキパッドが大径部５１ｂの外周面に接触することによりロータ５及びシーブ３に付与される。また、ロータ５及びシーブ３に付与されている制動力は、ブレーキパッドが大径部５１ｂの外周面から離れることによりなくなる。

回転検出器８は、主軸６ａに取り付けられている検出器用固定子８１と、ロータ本体５１の小径部５１ａに取り付けられている環状の検出器用回転子８２とを有している。検出器用固定子８１は、検出器用回転子８２の内側に配置されている。また、検出器用固定子８１は、検出器用回転子８２の回転位置をロータ５の回転位置として検出する。ロータ５の回転位置の情報は、回転検出器８から、例えばエレベータの運転を制御する制御装置へ送られる。

図３は、図１の電機子４を示す斜視図である。また、図４は、図１の電機子４を示す正面図である。さらに、図５は、図４の電機子鉄心４１を示す正面図である。なお、図２は、図４のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。電機子４は、環状の電機子鉄心４１と、電機子鉄心４１に設けられている複数のコイル４２と、複数のコイル４２よりも径方向内側で電機子鉄心４１に設けられている樹脂製の成形体４３とを有している。

電機子鉄心４１は、周方向へ並ぶ複数の分割鉄心４５を有している。この例では、図５に示すように、６個の分割鉄心４５を連結することにより分割鉄心連結体４４が構成され、３個の分割鉄心連結体４４を環状に連結することにより環状の電機子鉄心４１が構成されている。従って、この例では、１８個の分割鉄心４５が１つの電機子鉄心４１に含まれている。

各分割鉄心４５は、扁平のバックヨーク部４６と、バックヨーク部４６の中間部から径方向外側へ突出しているティース部４７とを有している。複数の分割鉄心４５は、バックヨーク部４６同士を順次連結させた状態で環状に並んでいる。電機子鉄心４１の内周面は、各分割鉄心４５のバックヨーク部４６によって形成されている。

各ティース部４７には、コイル４２がそれぞれ設けられている。各コイル４２は、コイル４２の導線がティース部４７に巻かれた状態でティース部４７に設けられている。

各分割鉄心４５は、図２及び図３に示すように、主軸６ａの軸線方向へ積層された複数の板状のコア片４５ａを有している。各分割鉄心４５のバックヨーク部４６における各コア片４５ａの周方向両端部は、連結用端部になっている。電機子鉄心４１では、図３に示すように、互いに隣り合う分割鉄心４５のそれぞれのバックヨーク部４６のうち、一方のバックヨーク部４６のコア片４５ａの連結用端部と、他方のバックヨーク部４６のコア片４５ａの連結用端部とが、軸線方向へ交互に重なり、かつ、互いに重なる連結用端部同士が連結軸１０１の軸線を中心に回動可能に連結されている。即ち、互いに隣り合う分割鉄心４５は、コア片４５ａの積層方向に沿った連結軸１０１の軸線を中心に回動可能に連結されている。この例では、複数のコア片４５ａの交互に重なる連結用端部を貫通する連結軸１０１によって、互いに隣り合う分割鉄心４５のそれぞれのバックヨーク部４６が互いに連結されている。

各分割鉄心４５のバックヨーク部４６のそれぞれには、図５に示すように、第１の貫通孔１０３と、第１の貫通孔１０３と異なる第２の貫通孔１０２とが設けられている。第１の貫通孔１０３及び第２の貫通孔１０２は、バックヨーク部４６をコア片４５ａの積層方向に沿って貫通している。この例では、第１の貫通孔１０３が第２の貫通孔１０２から離れている。また、この例では、第１の貫通孔１０３の内径が第２の貫通孔１０２の内径よりも小さくなっている。さらに、この例では、第２の貫通孔１０２が第１の貫通孔１０３よりも径方向内側に位置している。

複数の第２の貫通孔１０２のうち、特定の第２の貫通孔１０２がボルト通し孔になっている。ボルト通し孔としての特定の第２の貫通孔１０２には、ハウジング６に固定されたボルト１０が通されている。この例では、図３及び図４に示すように、各分割鉄心４５に１個ずつ設けられた１８個の第２の貫通孔１０２のうち、６個の第２の貫通孔１０２がボルト通し孔になっている。

複数の分割鉄心４５の少なくともいずれかのバックヨーク部４６には、図３に示すように、複数のコア片４５ａ同士を固定する複数の溶接部４８が複数のコア片４５ａの積層方向に沿って設けられている。各溶接部４８は、電機子鉄心４１の内周面に設けられている。この例では、ボルト通し孔になっている６個の第２の貫通孔１０２の周方向の位置に合わせて６個の溶接部４８が電機子鉄心４１に設けられている。

成形体４３は、モールド成形によって電機子鉄心４１に設けられている。即ち、成形体４３は、電機子鉄心４１と一体になっているモールド成形体である。電機子４の軸線方向に沿って見たときの成形体４３の形状は、図４に示すように、電機子鉄心４１の周方向に沿って連続する環状になっている。また、成形体４３は、互いに隣り合う分割鉄心４５同士をまたいで設けられている。これにより、成形体４３は、互いに隣り合う分割鉄心４５同士を繋いでいる。また、成形体４３は、図２に示すように、分割鉄心４５の軸線方向一端面に設けられた第１の成形部４３ａと、分割鉄心４５の軸線方向他端面に設けられた第２の成形部４３ｂと、第１の貫通孔１０３に設けられて第１の成形部４３ａ及び第２の成形部４３ｂの間に設けられた連結部４３ｃとを有している。

第１の成形部４３ａ及び第２の成形部４３ｂのそれぞれの形状は、電機子鉄心４１の周方向に沿って連続する環状になっている。連結部４３ｃは、各第１の貫通孔１０３のそれぞれに充填されている。これにより、連結部４３ｃは、第１の成形部４３ａ及び第２の成形部４３ｂを互いに繋いでいる。各第１の貫通孔１０３のそれぞれに充填されている複数の連結部４３ｃは、共通の第１の成形部４３ａ及び共通の第２の成形部４３ｂにそれぞれ繋がっている。

成形体４３は、各分割鉄心４５のバックヨーク部４６に第２の貫通孔１０２を避けて設けられている。これにより、成形体４３は、コイル４２よりも径方向内側に配置されている。この例では、電機子４の軸線方向に沿って見たときに、図４に示すように、各コイル４２と各第２の貫通孔１０３との間を通る環状の領域にのみ成形体４３が配置されている。これにより、電機子４がハウジング６に固定されている状態では、図２に示すように、各バックヨーク部４６の表面の一部がハウジング６に接触しており、各バックヨーク部４６のハウジング６に接触する面が、成形体４３で覆われずにハウジング取付面として外部に露出している。また、各分割鉄心４５では、ティース部４７の径方向外側の端面も、成形体４３で覆われずに外部に露出している。

次に、電機子４の製造方法について説明する。まず、鋼板を金型で打ち抜くことにより、複数のコア片４５ａを作製する。各コア片４５ａが形成されたときには、コア片４５ａの連結用端部に突起及び窪みが設けられる。この後、６個のコア片４５ａを並べたコア片配列層を複数重ねて積層する。このとき、各コア片４５ａの連結用端部が積層方向へ交互に重なるように複数のコア片配列層を積層する。この後、交互に重なる連結用端部同士を連結軸１０１で回動可能に連結する。即ち、互いに重なる連結用端部のうち、一方の連結用端部の突起と、他方の連結用端部の窪みとを互いに嵌め合わせることにより、突起を連結軸１０１として連結用端部同士を回動可能に連結する。これにより、６個の分割鉄心４５が連結された分割鉄心連結体４４が完成する。

この後、分割鉄心連結体４４における各分割鉄心４５のティース部４７にコイル４２を設ける。

図６は、図５の分割鉄心連結体４４にコイル４２を設けるときの状態を示す構成図である。分割鉄心連結体４４の各ティース部４７にコイル４２を設けるときには、互いに隣り合うティース部４７間の空間が広がる方向へ連結軸１０１の軸線を中心に分割鉄心４５を回動させて、分割鉄心連結体４４を展開する。この後、巻線機１０４の巻線ノズルを移動させながら、コイル４２の導線をティース部４７に巻く。このようにして、各ティース部４７にコイル４２を個別に設ける。

この後、すべてのティース部４７にコイル４２を設けた３個の分割鉄心連結体４４を環状に並べた状態で、分割鉄心連結体４４同士を連結軸１０１で回動可能に連結する。これにより、１８個のコイル４２が設けられた環状の電機子鉄心４１が完成する。

この後、電機子鉄心４１の内周面に対して、ボルト通し孔になっている特定の第２の貫通孔１０２の周方向の位置に合わせて複数のコア片４５ａの積層方向に沿って溶接を行う。これにより、電機子鉄心４１の内周面に複数の溶接部４８が設けられる。

この後、電機子鉄心４１に対して樹脂によるモールド成形を行う。このとき、電機子鉄心４１の軸線方向一端面及び軸線方向他端面のうち、一方の側からのみ電機子鉄心４１に樹脂を注入する。電機子鉄心４１の一方の側から注入された樹脂は、各第１の貫通孔１０３を通って、電機子鉄心４１の他方の側、即ち注入側と反対側へ出る。これにより、電機子鉄心４１の軸線方向一端面及び軸線方向他端面のそれぞれに成形体４３が設けられる。即ち、成形体４３を電機子鉄心４１と一体でモールド成形する。このようにして、１８個のコイル４２が設けられた電機子鉄心４１に樹脂製の成形体４３が一体に設けられ、電機子４が完成する。

この後、ハウジング６の内筒部６ｃの外周面に電機子４を嵌めた後、ボルト通し孔としての特定の第２の貫通孔１０２に通された複数のボルト１０をハウジング６に取り付ける。これにより、電機子４がハウジング６に固定される。

次に、動作について説明する。各コイル４２への給電が行われると、電機子４に回転磁界が発生する。これにより、ロータ５及びシーブ３が主軸６ａの軸線を中心に回転する。シーブ３が回転すると、かご及び釣合おもりがシーブ３の回転に応じて上下方向へ移動する。

シーブ３及びロータ５が主軸６ａの軸線を中心に回転すると、シーブ３及びロータ５の回転に応じて検出器用回転子８２が検出器用固定子８１に対して回転する。これにより、検出器用回転子８２の回転位置が検出器用固定子８１によってシーブ３及びロータ５の回転位置として検出され、シーブ３及びロータ５の回転位置の情報が検出器用固定子８１から制御装置へ送られる。エレベータの運転は、検出器用固定子８１から制御装置へ送られたシーブ３及びロータ５の回転位置の情報に基づいて制御される。

このような回転電機の電機子４では、互いに隣り合う分割鉄心４５同士を樹脂製の成形体４３がまたいで設けられているので、各分割鉄心４５同士が離れることを成形体４３によって抑制することができる。従って、凹部と凸部とを圧入によって嵌め合わせる作業がなくなることから、凹部及び凸部を精度良く加工する作業をなくすことができるとともに、複数の分割鉄心４５同士を繋げる作業の手間も軽減することができる。また、各分割鉄心４５のバックヨーク部４６に第１の貫通孔１０３が設けられ、成形体４３の連結部４３ｃが第１の貫通孔１０３に設けられているので、分割鉄心４５の軸線方向の片方の側から樹脂を注入するだけで、第１の貫通孔１０３を通して分割鉄心４５の軸線方向の両側に樹脂を及ばせることができる。これにより、分割鉄心４５の軸線方向一端面及び軸線方向他端面のそれぞれに成形体４３を容易に設けることができる。このようなことから、電機子４を容易に製造することができる。

また、第１の貫通孔１０３に設けられた連結部４３ｃを介して第１の成形部４３ａと第２の成形部４３ｂとが繋がっているので、各分割鉄心４５の軸線方向の強度を増加させることができる。これにより、分割鉄心４５が軸線方向に収縮することを抑制することができ、電機子４をハウジング６に固定するボルト１０が緩むことを抑制することができる。

即ち、分割鉄心４５では、複数のコア片４５ａが積層されているので、数μｍ〜数十μｍの積層隙間が各コア片４５ａ間に生じている。従って、通常、分割鉄心４５は、ボルト１０の締結力によってコア片４５ａの積層方向に収縮するとともに時間の経過によってさらに収縮する。分割鉄心４５がコア片４５ａの積層方向に収縮すると、ボルト１０が緩みやすくなってしまい、各コア片４５ａ同士が振動しやすくなってしまう。これにより、電機子４が振動に対して弱くなってしまう。

この発明による電機子４では、各分割鉄心４５の強度が樹脂製の成形体４３によって高くなっているので、分割鉄心４５がコア片４５ａの積層方向に収縮することを抑制することができ、ボルト１０の緩みを抑制することができる。これにより、各コア片４５ａ同士を振動しにくくすることができ、電機子４を振動に対して強くすることができる。

また、成形体４３は、電機子鉄心４１と一体になっているモールド成形体であるので、成形体４３をモールド成形により電機子鉄心４１に設けることができ、電機子４の製造をさらに容易に行うことができる。

また、複数の分割鉄心４５の少なくともいずれかのバックヨーク部４６には、複数のコア片４５ａ同士を固定する溶接部４８がコア片４５ａの積層方向に沿って設けられているので、コア片４５ａの積層方向についての分割鉄心４５の強度を溶接部４８によってさらに増加させることができる。これにより、コア片４５ａの積層方向についての分割鉄心４５の収縮をさらに抑制することができ、第２の貫通孔１０２に通されたボルト１０が緩んで分割鉄心４５が振動しやすくなってしまうことを抑制することができる。また、溶接部４８が電機子鉄心４１の内周面に設けられているので、溶接部４８による分割鉄心４５のひずみがモータ２の効率に与える影響を小さくすることができる。

また、互いに隣り合う分割鉄心４５のそれぞれのバックヨーク部４６のうち、一方のバックヨーク部４６の連結用端部と、他方のバックヨーク部４６の連結用端部とが軸線方向へ交互に重なり、かつ互いに重なる連結用端部同士が連結軸１０１の軸線を中心に回動可能に連結されているので、複数の分割鉄心４５同士を回動可能に連結することができる。これにより、各分割鉄心４５のティース部４７にコイル４２の導線を巻くときに、ティース部４７間の距離が広がる方向へ分割鉄心４５同士を回動させることができる。これにより、各ティース部４７に設けられるコイル４２のターン数を増加させることができる。また、コイル４２をティース部４７に設ける前に複数の分割鉄心４５同士を予め連結しておくことができるので、電機子鉄心４１を組み立てる作業を容易にすることができる。

また、各ティース部４７の径方向外側の端面は、成形体４３に覆われずに外部に露出しているので、ロータ５の各永久磁石５２と電機子４との間の隙間寸法を容易に確保することができる。これにより、電機子４とロータ５との間での組み立て精度が厳しくなることを抑制することができ、モータ２の製造をさらに容易にすることができる。

また、各バックヨーク部４６の表面の一部は、ハウジング取付面として外部に露出しているので、電機子４をハウジング６に固定した状態では、電機子鉄心４１とハウジング６との間に成形体４３を介在させずに電機子鉄心４１をハウジング６に接触させることができる。

ここで、モータ２が駆動している状態では、コイル４２に流れる電流による銅損、及び電機子鉄心４１に流れる磁束による鉄損によって電機子４が発熱する。電機子４が高温になると、モータ２が損傷するおそれがある。本実施の形態では、電機子鉄心４１をハウジング６に接触させることができるので、電機子４で発生する熱をハウジング６へ効果的に放散することができ、モータ２が高温になることを抑制することができる。

また、各分割鉄心４５のティース部４７は、バックヨーク部４６から径方向外側へ突出しているので、環状のロータ５の内側に電機子４を配置したアウタロータ型のモータ２にすることができる。これにより、ロータ５に制動力を与えるブレーキ７をロータ５よりも径方向外側に配置することができ、保守員がブレーキ７のメンテナンス作業を行うときにブレーキ７へのアクセスを容易にすることができる。

ここで、エレベータの保守対象部品としては、例えばシーブ３及びブレーキ７が挙げられる。ブレーキの種類としては、ロータ５よりも径方向外側に配置された外接式のブレーキと、ロータ５よりも径方向内側に配置された内拡式のブレーキとがある。内拡式のブレーキは、ロータ５の内側にブレーキが配置されるため、ブレーキとシーブ３とを逆方向から保守する必要があり、ブレーキに対するメンテナンス作業の負担が大きくなってしまう。これに対して、この発明によるモータ２では、ロータ５よりも径方向外側に配置された外接式のブレーキ７が用いられているので、シーブ３及びブレーキ７に対するメンテナンス作業を同じ方向から行うことができ、モータ２に対するメンテナンス作業の手間を軽減することができる。

また、機械室を設けずに、かごと昇降路壁との間の隙間に薄型の巻上機を設置した機械室レスエレベータでは、建物内でのレイアウトの都合上、巻上機の薄型化の需要がさらに高まっている。

環状の電機子の内側にロータを配置したインナロータ型のモータに、外接式のブレーキ７を適用する場合、ロータの外周面が径方向外側からブレーキ７で押し付けられるようにするために、電機子の端面からロータの外周面が出るまで電機子からロータを軸線方向へ突出させる必要がある。これに対して、この発明によるエレベータ用巻上機１では、環状のロータ５の内側に電機子４を配置したアウタロータ型のモータ２が用いられているので、ブレーキ７を設置するために電機子４の端面からロータ５を軸線方向へ突出させる必要がなくなる。これにより、この発明によるエレベータ用巻上機１では、エレベータ用巻上機１全体の軸線方向の寸法を小さくすることができ、エレベータ用巻上機１の薄型化を図ることができる。

なお、上記の例では、成形体４３の形状が電機子鉄心４１の周方向に沿って連続する環状になっているが、電機子鉄心４１の周方向について成形体４３を複数の分割部分に分割してもよい。例えば、図７に示すように、２個の分割鉄心４５ごとに設けられた複数の分割部分に成形体４３を分割してもよい。

実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２によるエレベータ用巻上機の電機子を示す正面図である。また、図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。さらに、図１０は、図９の電機子４を示す断面図である。各コイル４２は、第１の成形部４３ａ及び第２の成形部４３ａで覆われている。この例では、電機子４の軸線方向に沿って見たときの第１の成形部４３ａ及び第２の成形部４３ｂのいずれの形状も、電機子鉄心４１の周方向に沿って連続する環状になっている。これにより、第１の成形部４３ａ及び第２の成形部４３ｂは、各第１の貫通孔１０３内の連結部４３ｃを介して繋がっているだけでなく、各ティース部４７間及び各コイル４２間のそれぞれの隙間に介在する成形体４３の部分を介しても繋がっている。

第１の成形部４３ａは、第２の貫通孔１０２を避けて各分割鉄心４５の軸線方向一端面に設けられている。第２の成形部４３ｂは、第２の貫通孔１０２を避けて各分割鉄心４５の軸線方向他端面に設けられている。これにより、各分割鉄心４５では、図１０に示すように、ティース部４７の径方向外側の端面４１ｃと、バックヨーク部４６の径方向内側の部分とが成形体４３で覆われずに外部に露出している。電機子４がハウジング６に固定されている状態では、図９に示すように、バックヨーク部４６の径方向内側の部分のうち、分割鉄心４５の軸線方向一端面の部分４１ａと、バックヨーク部４６の径方向内側の端面の部分４１ｂとが、ハウジング取付面としてハウジング６に接触する。他の構成は実施の形態１と同様である。

このような電機子４では、各コイル４２が第１の成形部４３ａ及び第２の成形部４３ｂで覆われているので、各コイル４２を成形体４３によって保護することができる。これにより、電機子鉄心４１が振動したとしても、各コイル４２が損傷することをより確実に防止することができる。

また、各コイル４２が第１の成形部４３ａ及び第２の成形部４３ｂで覆われていることにより、各コイル４２から外部へ直接放熱されることが抑制されてしまうが、各分割鉄心４５の表面の一部がハウジング取付面としてハウジング６に接触するので、電機子４で発生した熱を電機子鉄心４１からハウジング６へ効果的に放散することができ、電機子４が高温になることを抑制することができる。

実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３によるエレベータ用巻上機の電機子を示す正面図である。また、図１２は、図１１の電機子を示す背面図である。さらに、図１３は図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図、図１４は図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。また、図１５は、図１１の電機子鉄心を示す正面図である。各分割鉄心４５では、第１の貫通孔１０３が第２の貫通孔１０２と繋がっている。この例では、第１の貫通孔１０３が電機子鉄心４１の径方向に沿った長穴になっている。これにより、第１の貫通孔１０３が第２の貫通孔１０２と繋がった孔の断面形状は、円形から径方向外側へスリットが延びた形状、即ちだるま穴形状になっている。

各コイル４２は、実施の形態２と同様に、第１の成形部４３ａ及び第２の成形部４３ｂで覆われている。また、各バックヨーク部４６の径方向内側の端面、及び各ティース部４７の径方向外側の端面は、実施の形態２と同様に、成形体４３で覆われずに外部に露出している。

第１の成形部４３ａは、図１２に示すように、連結軸１０１及び第２の貫通孔１０２を避けて分割鉄心４５の軸線方向一端面に設けられている。これにより、分割鉄心４５の軸線方向一端面では、バックヨーク部４６の径方向内側の部分のみが第１の成形部４３ａで覆われずに外部に露出している。

第２の成形部４３ｂは、図１１に示すように、分割鉄心４５の軸線方向他端面の全体を覆った状態で設けられている。第２の成形部４３ｂには、複数の第２の貫通孔１０２のうち、ボルト通し孔になっている特定の第２の貫通孔１０２のみを外部に露出させる複数の露出用孔４３１が設けられている。各露出用孔４３１は、電機子４の軸線方向に沿って第２の成形部４３ｂを貫通している。ボルト通し孔になっている特定の第２の貫通孔１０２は、露出用孔４３１を通して外部に露出している。この例では、６個の露出用孔４３１が、ボルト通し孔になっている６個の第２の貫通孔１０２の位置に合わせて第２の成形部４３ｂにそれぞれ設けられている。

電機子４は、特定の各第２の貫通孔１０２に通された６本のボルト１０によってハウジング６に固定されている。ボルト１０は、露出用孔４３１を通して第２の貫通孔１０２に挿入される。電機子４がハウジング６に固定されている状態では、図１３及び図１４に示すように、バックヨーク部４６の径方向内側の部分のうち、分割鉄心４５の軸線方向一端面の部分と、バックヨーク部４６の径方向内側の端面の部分とが、ハウジング取付面としてハウジング６に接触する。

第１の成形部４３ａと第２の成形部４３ｂとは、各第１の貫通孔１０３に充填されている複数の連結部４３ｃを介して互いに繋がっている。ボルト通し孔になっている特定の第２の貫通孔１０２には、ボルト１０が挿入されるため、図１３に示すように、成形体４３の連結部４３ｃは充填されていない。一方、ボルト通し孔以外の第２の貫通孔１０２には、ボルト１０が挿入されないため、図１４に示すように、成形体４３の連結部４３ｃが充填されて設けられている。即ち、ボルト通し孔以外の第２の貫通孔１０２に繋がる第１の貫通孔１０３に設けられている連結部４３ｃは、第２の貫通孔１０２にも及んでいる。従って、ボルト通し孔以外の第２の貫通孔１０２と第１の貫通孔１０３とで構成された孔には、連結部４３ｃが全体にわたって充填されている。他の構成は実施の形態２と同様である。

このような電機子４では、第１の貫通孔１０３が第２の貫通孔１０２と繋がっているので、モータ２の効率の低下を抑制しながら、コア片４５ａの積層方向についての分割鉄心４５の強度をさらに高めることができる。

即ち、成形体４３によって分割鉄心４５の強度を高めるために、第１の貫通孔１０２の内径を単純に大きくすると、ティース部４７付近を通るバックヨーク部４６の磁路が狭くなってしまい、モータ２の効率が低下してしまう。これに対して、本実施の形態による電機子４では、第１の貫通孔１０３を第２の貫通孔１０２に繋げることにより、ティース部４７付近を通るバックヨーク部４６の磁路の範囲に第１の貫通孔１０３が拡大することなく、第１の貫通孔１０３内の空間の体積を大きくすることができる。これにより、ティース部４７付近を通るバックヨーク部４６の磁路を狭くすることなく、第１の貫通孔１０３に充填する連結部４３ｃの体積を大きくすることができ、第１の成形部４３ａと第２の成形部４３ｂとを連結する力が不十分となる箇所を減らすことができる。従って、モータ２の効率の低下を抑制しながら、コア片４５ａの積層方向についての分割鉄心４５の強度をさらに高めることができ、振動に対する電機子４の信頼性をさらに向上させることができる。

また、各第２の貫通孔１０２のうち、特定の第２の貫通孔１０２がボルト通し孔になっており、第１の貫通孔１０３に設けられた連結部４３ｃが、ボルト通し孔以外の第２の貫通孔１０２にも設けられているので、第１の貫通孔１０３を拡大させることなく、連結部４３ｃの体積を大きくすることができる。これにより、バックヨーク部４６の磁路を狭くすることなく、第１の成形部４３ａと第２の成形部４３ｂとを連結する力が不十分となる箇所を減らすことができる。従って、モータ２の効率の低下を抑制しながら、コア片４５ａの積層方向についての分割鉄心４５の強度をさらに高めることができ、振動に対する電機子４の信頼性をさらに向上させることができる。

なお、上記の例では、各分割鉄心４５において、第１の貫通孔１０３が第２の貫通孔１０２と繋がっているが、実施の形態１及び２と同様に、第１の貫通孔１０３が第２の貫通孔１０２から離れていてもよい。この場合、ボルト通し孔になっている特定の第２の貫通孔１０２には連結部４３ｃは充填されず、ボルト通し孔以外の第２の貫通孔１０２には連結部４３ｃが充填される。

また、各上記実施の形態では、複数のコア片４５ａの交互に重なる連結用端部を貫通する連結軸１０１によって、各分割鉄心４５のバックヨーク部４６が互いに連結されているが、交互に重なる複数のコア片４５ａのそれぞれの連結用端部に、コア片４５ａの積層方向に突出する突起と、コア片４５ａの積層方向に窪む窪みとを設け、突起及び窪みを互いに嵌めることにより、各分割鉄心４５のバックヨーク部４６を互いに連結してもよい。この場合、突起及び窪みは、コア片４５ａの積層方向に沿った仮想の連結軸の軸線上に形成される。これにより、各分割鉄心４５のバックヨーク部４６は、仮想の連結軸の軸線を中心に回動可能に連結される。

また、各上記実施の形態では、互いに隣り合う分割鉄心４５のそれぞれのバックヨーク部４６が連結軸１０１の軸線を中心に回動可能に連結されているが、各分割鉄心４５は成形体４３のみで互いに繋がるようにし、各分割鉄心４５を連結軸１０１で回動可能に連結しなくてもよい。このようにしても、成形体４３によって各分割鉄心４５を繋ぐことができ、電機子４を製造するときの手間を軽減することができる。

また、各上記実施の形態では、この発明による回転電機がモータ２として用いられているが、この発明による回転電機を発電機として用いてもよい。

１ エレベータ用巻上機、２ モータ（回転電機）、３ シーブ、４ 電機子、５ ロータ、６ ハウジング、７ ブレーキ、９ ベアリング、４１ 電機子鉄心、４２ コイル、４３ 成形体、４３ａ 第１の成形部、４３ｂ 第２の成形部、４３ｃ 連結部、４５ 分割鉄心、４５ａ コア片、４６ バックヨーク部、４７ ティース部、４８ 溶接部、５１ 永久磁石、１０１ 連結軸、１０２ 第２の貫通孔、１０３ 第１の貫通孔。

Claims (14)

1. 周方向へ並ぶ複数の分割鉄心を有する環状の電機子鉄心、及び
   互いに隣り合う前記分割鉄心同士をまたいで設けられる樹脂製の成形体
   を備え、
   各前記分割鉄心は、バックヨーク部と、前記バックヨーク部から径方向外側へ突出しているティース部とを有し、
   各前記バックヨーク部には、第１の貫通孔が設けられており、
   前記成形体は、前記分割鉄心の軸線方向一端面に設けられた第１の成形部と、前記分割鉄心の軸線方向他端面に設けられた第２の成形部と、前記第１の貫通孔に設けられ、前記第１の成形部及び前記第２の成形部の間に設けられる連結部とを有している回転電機の電機子。
2. 前記成形体は、前記電機子鉄心と一体になっているモールド成形体である請求項１に記載の回転電機の電機子。
3. 各前記分割鉄心は、軸線方向へ積層された複数のコア片を有し、
   前記複数の分割鉄心の少なくともいずれかの前記バックヨーク部には、前記複数のコア片同士を固定する溶接部が前記複数のコア片の積層方向に沿って設けられている請求項１又は請求項２に記載の回転電機の電機子。
4. 各前記分割鉄心は、軸線方向へ積層された複数のコア片を有し、
   互いに隣り合う前記分割鉄心のそれぞれの前記バックヨーク部うち、一方の前記バックヨーク部の前記コア片の連結用端部と、他方の前記バックヨーク部の前記コア片の連結用端部とが軸線方向へ交互に重なり、かつ互いに重なる前記連結用端部同士が連結軸の軸線を中心に回動可能に連結されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回転電機の電機子。
5. 各前記ティース部に設けられている複数のコイル
   を備え、
   前記複数のコイルは、前記第１の成形部及び前記第２の成形部で覆われている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機の電機子。
6. 各前記ティース部の径方向外側の端面は、外部に露出している請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の回転電機の電機子。
7. 各前記バックヨーク部の表面の一部は、ハウジング取付面として外部に露出している請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の回転電機の電機子。
8. 各前記バックヨーク部には、前記第１の貫通孔と異なる第２の貫通孔が設けられており、
   各前記第１の貫通孔は、前記第２の貫通孔と繋がっており、
   各前記第２の貫通孔のうち、特定の前記第２の貫通孔がボルト通し孔になっている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の回転電機の電機子。
9. 各前記バックヨーク部には、前記第１の貫通孔と異なる第２の貫通孔がそれぞれ設けられており、
   各前記第２の貫通孔のうち、特定の前記第２の貫通孔がボルト通し孔になっており、
   前記ボルト通し孔以外の前記第２の貫通孔には、前記連結部が設けられている請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の回転電機の電機子。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の電機子、
    前記電機子の径方向外側に前記電機子と隙間を介して配置された複数の磁石を有し、前記電機子に対して回転するロータ、
    前記電機子が固定され、前記ロータがベアリングを介して回転可能に支持されたハウジング、及び
    前記ハウジングに設けられ、前記ロータに対して制動力を与えるブレーキ
    を備えている回転電機。
11. 請求項１０に記載の回転電機であるモータ、及び
    前記ロータに固定されているシーブ
    を備えているエレベータ用巻上機。
12. 請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の回転電機の電機子を製造する電機子の製造方法であって、
    前記成形体を、前記電機子鉄心と一体でモールド成形する電機子の製造方法。
13. 請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の回転電機の電機子を製造する電機子の製造方法であって、
    各前記分割鉄心は、軸線方向へ積層された複数のコア片を有し、
    前記複数のコア片の積層方向に沿って溶接することにより、前記複数のコア片同士を固定する溶接部を形成する電機子の製造方法。
14. 請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の回転電機の電機子を製造する電機子の製造方法であって、
    各前記分割鉄心は、軸線方向へ積層された複数のコア片を有し、
    互いに隣り合う前記分割鉄心のそれぞれの前記バックヨーク部うち、一方の前記バックヨーク部の前記コア片の連結用端部と、他方の前記バックヨーク部の前記コア片の連結用端部とが軸線方向へ交互に重なり、かつ互いに重なる前記連結用端部同士が連結軸の軸線を中心に回動可能に連結されており、
    前記コア片を形成したときに設けられる突起及び窪みを互いに嵌めることにより、前記突起を前記連結軸として前記連結用端部同士を連結する電機子の製造方法。

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