200945733 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關：被使用在電動機、發電機等的旋轉電 機的旋轉子之層積捲繞芯、旋轉子芯、具備該些構件之永 磁式同步旋轉電機用旋轉子、永磁式同步旋轉電機、及使 用該些之車輛、昇降機、加工機。 φ 【先前技術】 先前，作爲被使用在電動機、發電機等的旋轉電機的 旋轉子之層積捲繞芯，係有第10圖、第11圖所示之物（ 例如：參照專利文獻1 )。 第10圖是將先前技術加以表示之構成有旋轉子的層 積捲繞芯之單位鐵芯，其表示：把環帶材（hoop)加以衝 壓製造而形成之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對接的 狀態之正面圖、第11圖是表示將第10圖的圓弧狀的單位 〇 鐵芯予以折彎之前的狀態之正面圖。 在第10圖、第11圖，10爲層積捲繞芯、11爲單位 鐵芯、12爲磁鐵安裝孔、13爲貫通孔、14a爲凸部、14b 爲凹部、15爲切口凹部、16爲半衝壓突出。 層積捲繞芯10，係圓弧狀的單位鐵芯11是以各單位 鐵芯11a、lib、…llg來構成、同時以形成在作爲旋轉電 機的旋轉子的全周之極數是形成η極（η: 2的倍數）之方 式來進行設定。 第10圖是極數爲20極的事例。 -5- 200945733 另外，在第11圖，圓弧狀的單位鐵芯11係一般是由 矽鋼板等的鋼板帶來衝壓而連續地形成、同時被連接至帶 狀，將磁極數設爲m極（m: η的約數以外的自然數）。 第11圖是磁極數爲3極的事例。 另外，圓弧狀的單位鐵芯11的端部’係一端是形成 半圓形的凸部14a、對應的另一端是相同地形成半圓形的 凹部14b，對應於磁極數m極而形成有用以安裝永久磁鐵 之m個磁石安裝孔12。而且，在圓弧狀的單位鐵芯11’ 0 係形成用以安裝無圖示的嵌合部之貫通孔13。 說明在如此的構成之層積捲繞芯的製造工程。 首先，使被連結至帶狀的各單位鐵芯11a、lib…、 1 1 g相互間密接，在以使各單位鐵芯相互間予以密接之無 圖示的端部托板來挾持之前，一邊進行層積、一邊將無圖 示的嵌合部插入至貫通孔13，將單位鐵芯的端部，以設置 在全周的半衝壓突出16來進行塡隙處理’而被一體化爲 旋轉電機的旋轉子芯，在鐵芯層積後的磁鐵安裝孔12 ’係 〇 插入了無圖示之永久磁鐵。 另外，在圓弧狀的單位鐵芯11，係形成有用來進行鐵 芯捲繞之切口凹部15。此切口凹部15，係被使用在將圓 弧狀的單位鐵芯11進行層積捲繞時，拉入已成爲帶狀之 單位鐵芯列，依序安裝，而設置該切口凹部的位置’是以 不影響到受到了離心力之貫通孔13周圍的強度之方式來 進行，而該離心力是隨著作用於圓弧狀的單位鐵芯I1之 旋轉所產生。 -6- 200945733 上述的旋轉電機的層積捲繞芯構造，是只將圓弧狀的 單位鐵芯11予以捲起，在每個鐵芯分割部位置（對接面 位置）爲捲起時偏移於圓周方向，來實現層積，因爲可以 短時間來進行製造，所以變得可將生產性佳的馬達予以實 現。 專利文獻1 :日本特開2007-683 10。 φ 【發明內容】 〔發明所欲解決的課題〕 如上述般地，專利文獻1係爲了進行單位鐵芯相互間 的正確的定位，維持良好的層積狀態，而且設爲機械強度 高的層積捲繞芯，所以構成爲將複數個半衝壓突出的塡隙 、或是貫通穴配置在單位鐵芯上。 因此，對於單位鐵芯，重要的是在對馬達的磁性特性 上不產生問題的位置上，將必要的半衝壓突出的塡隙、或 參 是貫通穴，配置在最合適的位置。 然而，專利文獻1，係關於對單位鐵芯的永久磁鐵安 裝部之塡隙的配置，係完全沒有記載或暗示著有關於：考 慮了馬達的磁性特性之具體的位置、配列關係。直言之： 由馬達設計上的觀點來看，如果疏於將該塡隙位置，在馬 達上以最適當的方式來配置，則亦變得會影響到有關貫通 穴、切口凹部等的配置關係，而有在馬達的磁性特性上， 產生了層積芯材料的不需要的鐵芯面積、或是有生產性下 降、馬達製造成本上昇之問題。 200945733 本發明係鑑於如此的問題點而爲，其目的爲：可不對 馬達的磁性特性帶來影響、可將必要的層積芯材料變少， 而提供一種旋轉子的層積捲繞芯、旋轉子芯、具備該些構 件之永磁式同步旋轉電機用旋轉子、永磁式同步旋轉電機 、以及使用該些之車輛、昇降機、加工機。 〔用以解決課題的手段〕 爲了解決上述問題，本發明係作爲如下述般的構成。 φ 申請專利範圍第1項的發明，係一種旋轉子的層積捲 繞芯，係具備：圓弧狀的單位鐵芯，是用以將具有配置了 永久磁鐵的永久磁鐵安裝部之旋轉子芯，加以形成、和複 數的塡隙部，是在將前述單位鐵芯以特定片數進行層積捲 繞至螺旋狀時，以藉由相互塡隙結合而進行連結之方式來 形成至前述單位鐵芯，其特徵爲：前述複數的塡隙部，係 以相對於前述永久磁鐵安裝部之方式，於前述單位鐵芯內 ，將在該旋轉子的磁通磁路上受到影響的部位，加以迴避 ❹ 而排列設置爲波狀。 申請專利範圍第2項的發明，係以：在申請專利範圍 第1項所記載的旋轉子的層積捲繞芯中，在配置於前述單 位鐵芯之複數塡隙部之中，配置於由該單位鐵芯的圓弧狀 的中心開始，至該永久磁鐵安裝部的輻射方向之略中心軸 上之塡隙部，係比起配置於由該單位鐵芯的圓弧狀中心開 始，至該永久磁鐵安裝部的輻射方向之略兩端位置之塡隙 部而言，更接近於該永久磁鐵安裝部的內周側而設置，作 -8- 200945733 爲其特徵。 申請專利範圍第3項的發明，係以：在申請專利範圍 第1項或第2項所記載的旋轉子之層積捲繞芯中，前述單 位鐵芯，係具有一種導向孔，其是用以將捲繞層積至該螺 旋狀之單位鐵芯的定位，加以進行，在與前述單位鐵芯的 輻射方向之永久磁鐵安裝部的相反側的面，係具有：在將 該旋轉子芯嵌合至傳動軸時，用以進行定位之轉子鍵槽， 〇 作爲其特徵。 申請專利範圍第4項的發明，係以：在申請專利範圍 第3項所記載的旋轉子之層積捲繞芯中，前述導向孔，係 形成於在前述單位鐵芯之前述永久磁鐵安裝部相互間的略 中心軸上，作爲其特徵。 申請專利範圍第5項的發明，係以：在申請專利範圍 第3項所記載的旋轉子之層積捲繞芯中，前述導向孔，係 形成於在前述單位鐵芯之前述永久磁鐵安裝部的略中心軸 Ο 上，作爲其特徵。 申請專利範圍第6項的發明，係以：在申請專利範圍 第3項所記載的旋轉子之層積捲繞芯中，前述導向孔和前 述轉子鍵槽，係相互在圓周方向上錯開配置，作爲其特徵 〇 申請專利範圍第7項的發明，係以：在申請專利範圍 第1項或第2項所記載的旋轉子之層積捲繞芯中，前述永 久磁鐵安裝部，係形成於在前述單位鐵芯之圓周方向的表 面，作爲其特徵。 -9 - 200945733 申請專利範圍第8項的發明， 第1項或第2項所記載的旋轉子之 久磁鐵安裝部，係以形成於在前述 內部之永久磁鐵插入孔來構成，而 申請專利範圍第9項的發明， 第8項所記載的旋轉子之層積捲繞 久磁鐵插入孔之前述單位鐵芯的磁 單位鐵芯的圓周方向之方式來形成 申請專利範圍第1 〇項的發明 :將申請專利範圍第1項至第9項 積捲繞芯，予以層積捲繞、塡隙結 體而成，來作爲其特徵。 申請專利範圍第11項的發明 轉電機用旋轉子，以具有：申請專 的旋轉子芯、成爲配設於前述旋轉 的界磁之永久磁鐵，來作爲其特徵 申請專利範圍第12項的發明 轉電機，以具有：申請專利範圍第 芯、和介隔著間隙而被相對配置於 來作爲其特徵。 申請專利範圍第1 3項的發明 12項所記載的永磁式同步旋轉電機 用一種固定子芯，其是將層積捲繞 繞芯，以進行塡隙結合之方式來形 係以：在申請專利範圍 層積捲繞芯中，前述永 單位鐵芯之圓周方向的 作爲其特徵。 係以：在申請專利範圍 芯中，僅配置有前述永 極部分，係以突出於該 〇 ，係一種旋轉子芯，以 中之任1項所記載的層 合而形成圓筒狀的層積 ，係一種永磁式同步旋 利範圍第1 0項所記載 子芯的永久磁鐵安裝部 〇 ，係一種永磁式同步旋 11項所記載的旋轉子 前述旋轉子之固定子， ，係在申請專利範圍第 中，前述固定子，係使 至螺旋狀而成的層積捲 成圓筒狀的層積體而成 -10- 200945733 申請專利範圍第14項的發明’是一種車輛’以：將 申請專利範圍第12項所記載的永磁式同步旋轉電機，作 爲將車輪驅動的馬達來使用、或是作爲發電機而使其動作 ，來作爲其特徵。 申請專利範圍第15項的發明，是一種昇降機，以： 將申請專利範圍第12項所記載的永磁式同步旋轉電機， φ 作爲將滑輪車驅動的馬達來使用，而作爲其特徵。 申請專利範圍第16項的發明，是一種加工機，以： 將申請專利範圍第12項所記載的永磁式同步旋轉電機， 作爲驅動源來使用，而作爲其特徵。 〔發明的效果〕 如藉由如申請專利範圍第1、2項所記載的發明，則 對於一種層積捲繞芯，其是將在旋轉子的層積捲繞芯之單 Φ 位鐵芯的塡隙位置，考慮了磁束密度、磁束的流動才進行 配置，而可確保所需的馬達之磁性特性、同時提供旋轉子 芯；而可將芯材料設爲在需要上是最小限度，而且亦可得 生產性佳、廉價的層積捲繞芯。 另外’塡隙的最適配置，係在考慮了磁性特性的影響 之下’而可實現：將朝向馬達輸出性能之影響停留在最小 限度之層積捲繞芯。 另外’如藉由記載於申請專利範圍第3~6項所記載的 發明，則在旋轉子的層積捲繞芯，因爲將導向孔形成在處 -11 - 200945733 於單位鐵芯的永久磁鐵安裝部相互間的略中心軸上、或是 ，將導向孔形成在處於單位鐵芯的前述永久磁鐵安裝部的 略中心軸上、或是，將導向孔和轉子鍵槽，相互在圓周方 向上錯開配置，所以除了申請專利範圍第1、2項的效果 以外，再加上不影響到磁路，作爲電動機的鐵芯而不會使 磁性特性下降。 另外，如藉由記載於申請專利範圍第7~9項所記載的 發明，則在旋轉子的層積捲繞芯，因爲將磁鐵安裝部形成 d 在單位鐵芯的圓周方向的表面（表面磁鐵式同步電動機） 、或是，形成在單位鐵芯的圓周方向的內部（埋入磁鐵式 同步電動機），除了申請專利範圍第1、2項的效果以外 ，再加上可得到：個別使用在表面磁鐵式同步電動機的旋 轉子之層積捲繞芯。 另外，如藉由記載於申請專利範圍第10項的發明， 則可得到：加上申請專利範圍第1 ~9項所記載的效果之旋 轉子芯。 Ο 另外，如藉由記載於申請專利範圍第11項的發明， 則可得到：加上申請專利範圍第1 0項所記載的效果之永 磁式同步旋轉電機用旋轉子。 另外，如藉由記載於申請專利範圍第12、13項的發 明，則可得到：加上申請專利範圍第1 1項所記載的效果 之永磁式问步旋轉電機。 【實施方式】 -12- 200945733 以下，根據圖面而將本發明的實施例加以具體地說明 。另外，在本發明的第1實施例以下，與第1實施例爲相 同記號或是同一符號，係表示相同的構成要素，而省略了 該詳細說明’主要僅在不同點上進行說明。 實施例1 第1圖，是將表示本發明的第1實施例之旋轉子的層 φ 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ hoop )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 在第1圖（a) ' (b)中，1爲層積捲繞芯、2爲單 位鐵芯、3a爲永久磁鐵安裝部、3d爲永久磁鐵定位用突 起、4爲導向孔、5爲狹縫、6爲轉子鍵槽、7爲塡隙部、 8爲橋接部、20爲環帶材。 Φ 本發明的特徵係依照以下所述。 有關本實施例的單位鐵芯2係表示著：在該鐵芯的圓 周方向的外表周面上配設有永久磁鐵之永久磁鐵安裝部3a ，係以等間距來形成之構成，被適用在所謂的表面磁鐵式 馬達（SPM )用的旋轉子芯之狀況。 也就是，其重點是一種旋轉子的層積捲繞芯1，係具 備：用以將具有配置了永久磁鐵的永久磁鐵安裝部3a之 旋轉子芯，加以形成之圓弧狀的單位鐵芯2、和在將單位 鐵芯2以特定片數進行層積捲繞至螺旋狀時，以藉由相互 -13- 200945733 塡隙結合而進行連結之方式來形成至單位鐵芯2之複數的 塡隙部7;複數的塡隙部7,係以相對於永久磁鐵安裝部 3a之方式，於單位鐵芯2內，將在旋轉子的磁通磁路上受 到影響的部位，加以迴避而排列設置爲波狀。在此，單位 鐵芯2係以藉由電磁鋼板所構成的環帶材20所形成。 具體而言，在配置於單位鐵芯2之複數塡隙部7之中 ，配置於由該單位鐵芯2的圓弧狀的中心開始，至該永久 磁鐵安裝部3a的輻射方向之略中心軸上之塡隙部（由圓 @ 弧中心〇開始至半徑R1的位置），係比起配置於由該單 位鐵芯2的圓弧狀中心開始，至該永久磁鐵安裝部3a的 輻射方向之略兩端位置之塡隙部（從圓弧中心Ο開始至半 徑R2的位置）而言，成爲更接近於該永久磁鐵安裝部3a 的內周側而設置（R1>R2 )。 另外，單位鐵芯2，係具有一種導向孔4，其是用以 將捲繞層積至該螺旋狀之單位鐵芯2的定位，加以進行， 在與單位鐵芯2的輻射方向之永久磁鐵安裝部3a的相反 © 側的面，係具有：在將旋轉子芯嵌合至無圖示的傳動軸時 ，用以進行定位之轉子鍵槽6。 在此，導向孔4’係形成在單位鐵芯2的永久磁鐵安 裝部3 a相互間的略中心軸上（永久磁鐵定位用突起3 d ) 。然後，導向孔4與轉子鍵槽6係在圓周方向上相互錯開 配置。 另外，在將單位鐵芯2以特定片數層積捲繞至螺旋狀 時，該單位鐵芯2相互間係以連續對接的方式，從該單位 -14- 200945733 鐵芯2的端部的一側至另一側，先設置有縮窄的狹縫5, 在該狹縫5與該單位鐵芯2的該另一側之間，設置著橋接 部8。 接著，說明關於層積捲繞芯的製作。 層積捲繞芯1，係在各圓弧狀的單位鐵芯2相互間， 一邊以橋接部8作爲中心而進行折彎、同時將狹縫5進行 對接的同時，以特定片數進行層積捲繞至螺旋狀之際，以 φ 在塡隙部7的位置依序進行塡隙結合而一體化至圓筒狀的 層積體。此時，在將單位鐵芯以特定片數層積捲繞至軸方 向時，係事先將棒狀的型架插入至導向孔4，但在層積體 完成後係將型架（jig)從導向孔4中拿出。 . 如此進行，由層積捲繞芯而被一體化爲層積體係構成 爲旋轉子芯，永久磁鐵被插入永久磁鐵安裝部3a，完成後 述的旋轉子。在此，旋轉子，係利用了設置在單位鐵芯的 轉子鍵槽，而被嵌合至傳動軸。另外，關於塡隙，係在將 β 各圓弧狀的單位鐵芯2相互間，一邊進行折彎、一邊將狹 縫部進行對接的同時，以特定片數層積捲繞至螺旋狀之後 ，在最後進行塡隙結合也無妨。 在此，先前技術（專利文獻1)，係將嵌合部安裝在 貫通孔，將該兩端藉由塡隙而在圓弧狀的單位鐵芯相互間 ，進行位置保持動作而構成層積捲繞芯，基本上，先前技 術的貫通孔與本實施例的導向孔的目的、機能爲不同。 因而，第1實施例，係藉由將層積捲繞芯的塡隙位置 ，考慮了磁束密度、磁束的流動才進行配置，而可確保所 -15- 200945733 需的馬達之磁性特性、同時對於提供旋轉子芯之餍積捲繞 芯，可將芯材料設爲在需要上是最小限度，而且亦可得生 產性佳、廉價的層積捲繞芯。另外，塡隙的最適配置，係 在考慮了磁性特性的影響之下，而可實現：將朝向馬達輸 出性能之影響停留在最小限度之層積捲繞芯。 實施例2 第2圖，是將表示本發明的第2實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ hoop )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 在第2圖（a) 、（b) ，3b爲永久磁鐵插入孔、3e 爲鐵芯磁極部。 第2實施例與第1實施例不同之點，係依照以下所述 〇 也就是，有關本實施例的單位鐵芯2，係成爲：插入 永久磁鐵在該鐵芯2的圓周方向的內部之永久磁鐵插入孔 3b，是以等間距來形成的同時，僅在配置有該永久磁鐵插 入孔3b的單位鐵芯2的磁極部分（鐵芯磁極部3e)，係 以突出於該單位鐵芯2的直徑方向之方式來形成之構成。 在本例係表示著：適用於所謂的埋入磁鐵式馬達（IPM ) 之旋轉子用芯的情況。 第2實施例係在埋入磁鐵式馬達的旋轉子用途之情況 -16- 200945733 ，而與第1實施例同樣地，是將在層積捲繞芯的塡隙位置 ’考慮了磁束密度、磁束的流動才進行配置’而可確保所 需的馬達之磁性特性、同時對於層積捲繞芯，可將芯材料 設爲在需要上的最小限度，而且亦可得生產性佳，廉價的 層積捲繞芯。另外，藉由塡隙的最適配置’而可實現：將 朝向馬達輸出性能之影響停留在最小限度之層積捲繞芯。 φ 實施例3 第3圖，是將表示本發明的第3實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ hoop )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 在第3圖（a) 、（b) ，3c爲永久磁鐵插入孔。 第3實施例與第2實施例不同之點，係取代了在突出 ❿ 於單位鐵芯2的直徑方向之鐵芯磁極部3e內部上，具有 永久磁鐵插入孔3b之第2實施例的構成，而是將單位鐵 芯2設爲：在未被設有鐵芯磁極部3e的單位鐵芯2的圓 周方向的內部上，形成了永久磁鐵插入孔3c之構成。在 本實施例亦同樣地表示著：適用於埋入磁鐵式馬達（IPM )之旋轉子用芯的情況。 因而，第3實施例係與第2實施例同樣地，是在埋入 磁鐵式馬達的旋轉子用途之情況，而與第2實施例同樣地 ，是將在層積捲繞芯的塡隙位置，考慮了磁束密度、磁束 -17- 200945733 的流動才進行配置’而可確保所需的馬達之磁性特性、同 時對於層積捲繞芯，可將芯材料設爲在需要上的最小限度 ，而且亦可得生產性佳、廉價的層積捲繞芯。另外，藉由 塡隙的最適配置，而可實現··將朝向馬達輸出性能之影響 停留在最小限度之層積捲繞芯。 實施例4 第4圖，是將表示本發明的第4實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ hoop )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 第4實施例與第1實施例不同點，係導向孔4是被形 成在單位鐵芯2的永久磁鐵安裝部3a之略中心軸上的同 時、導向孔4與轉子鍵槽6係在圓周方向上相互錯開配置 〇 具體而言，本實施例，係取代了存在於最接近第！實 施例的磁鐵安裝部的略中心軸上的位置之塡隙部，而設置 有導向孔4的構成，但在配置於單位鐵芯2的導向孔4, 於複數塡隙部7之中，配置於由該單位鐵芯2的圓弧狀的 中心開始’至該永久磁鐵安裝部3a的輻射方向之略中心 軸上之導向孔（由圓弧中心0開始至半徑R0的位置）， 係比起配置於由該單位鐵芯2的圓弧狀中心開始，至該永 久磁鐵安裝部3a的輻射方向之略兩端位置之塡隙部（從 -18- 200945733 圓弧中心〇開始至半徑R2的位置）而言，成爲更接近於 該永久磁鐵安裝部3a的內周側而設置（R〇>R2)。 另外，被配置在永久磁鐵安裝部3a的輻射方向的略 兩端位置之塡隙部（從圓弧中心0至半徑R2的位置）、 與比起該半徑R2的位置的塡隙部而言，更接近永久磁鐵 安裝部3 a的略中心軸側的位置之塡隙部（從圓弧中心〇 開始至半徑R1的位置）之位置關係，是設爲R1>R2。 φ 因而，第4實施例係因爲導向孔4是形成在單位鐵芯 2的永久磁鐵安裝部3a的略中心軸上，所以是將在層積捲 繞芯的導向孔的位置與塡隙位置，考慮了磁束密度、磁束 的流動才進行配置，而可確保所需的馬達之磁性特性、同 . 時對於層積捲繞芯，可將芯材料設爲在需要上的最小限度 ，而且亦可得生產性佳、廉價的層積捲繞芯。另外，藉由 塡隙的最適配置，而可實現：將朝向馬達輸出性能之影響 停留在最小限度之層積捲繞芯。 實施例5 第5圖，是將表示本發明的第5實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ hoop )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 第5實施例與第2實施例不同點’係導向孔4是被形 成在單位鐵芯2的永久磁鐵插入孔3b之略中心軸上的同 -19- 200945733 時、導向孔4與轉子鍵槽6係在圓周方向上相互錯開配置 〇 > 因而，第5實施例係因爲導向孔4是形成在單位鐵芯 2的永久磁鐵插入孔3b的略中心軸上，所以是將在層積捲 繞芯的導向孔的位置與塡隙位置，考慮了磁束密度、磁束 的流動才進行配置，而可確保所需的馬達之磁性特性、同 時對於層積捲繞芯，可將芯材料設爲在需要上的最小限度 ’而且亦可得生產性佳、廉價的層積捲繞芯。另外，藉由 塡隙的最適配置，而可實現：將朝向馬達輸出性能之影響 停留在最小限度之層積捲繞芯。 實施例6 第6圖，是將表示本發明的第6實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ hoop )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 ® 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 第6實施例與第3實施例不同點，係導向孔4是被形 成在單位鐵芯2的永久磁鐵插入孔3c之略中心軸上的同 時、導向孔4與轉子鍵槽6係在圓周方向上相互錯開配置 〇 因而，第6實施例係因爲導向孔4是形成在單位鐵芯 2的永久磁鐵插入孔3c的略中心軸上’所以是將在層積捲 繞芯的導向孔的位置與塡隙位置，考慮了磁束密度、磁束 -20- 200945733 的流動才進行配置’而可確保所需的馬達之磁性特性、同 時對於層積捲繞芯’可將芯材料設爲在需要上的最小限度 ’而且亦可得生產性佳、廉價的層積捲繞芯。另外，藉由 塡隙的最適配置’而可實現：將朝向馬達輸出性能之影響 ，停留在最小限度之層積捲繞芯。 實施例7 Φ 第7圖是使用了本發明的第7實施例之旋轉子的層積 捲繞芯之電動機的側剖面圖，表示著已安裝在馬達外殼內 的狀態。第8圖是第7圖的電動機的正剖面圖。第9圖是 使用了本實施例的電動機的磁場的解析圖。 在第7圖、第8圖，9爲永久磁鐵、21爲電動機、22 爲固定子、23爲固定子芯、24爲固定子捲材、25爲旋轉 子、26爲旋轉子芯、27爲馬達外殻、28爲傳動軸、29爲 軸承。 Φ 第7圖、第8圖係將在第1實施例〜第6實施例所示 的單位鐵芯，作爲旋轉子芯而適用之永磁式同步電動機的 事例。旋轉子25 (永磁式同步電動機用旋轉子），其構成 係藉由：旋轉子芯26,其是將由層積捲繞芯所構成的各單 位鐵芯，以特定片數進行連結，藉由塡隙結合來作爲層積 體而製作、與永久磁鐵9，其是成爲配設在旋轉子芯26的 永久磁鐵安裝部（無圖示）之激磁。在此，旋轉子芯26, 係藉由將塡隙結合而形成之圓筒狀的層積體，進行嵌合固 定而安裝在傳動軸28。 -21 - 200945733
另外，固定子22，係藉由固定子芯23、與被捲裝在 固定子芯23的固定子捲材24而構成。旋轉子25，係介隔 著間隙而被相對配置在固定子22。在此，固定子，係使用 一種固定子芯，其是與旋轉子相同地，層積捲繞至螺旋狀 而成的層積捲繞芯，以進行塡隙結合之方式來形成圓筒狀 的層積體而成。對固定子而言，當然與旋轉子同樣地，使 用層積捲繞芯而可得到生產性佳、廉價的層積捲繞芯，而 且有關於降低馬達全體之成本。 Q 若藉由在第9圖的本實施例所適用的電動機之磁場解 析圖，則可知：塡隙部的安裝位置，係因爲磁通磁路係變 得比其他的部分還粗，所以被最適配置在不受磁束影響之 處所。 第7實施例’係因爲將塡隙加以最適配置的旋轉子芯 ，適用於永磁式同步電動機用旋轉子，所以可將朝向馬達 輸出性能的影響，停留在最小限度。 另外，作爲本發明的永磁式同步旋轉電機，將層積捲 0 繞芯使用在旋轉子芯之電動機的事例，加以表示，但將本 發明加以實施的情況’係有取代電動機而設爲旋轉電機之 對偶性’亦可設爲將多相輸出予以進行之發電機。 另外，之前表示出：複數的塡隙部，係以相對於永久 磁鐵安裝部的方式’在單位鐵芯內，於旋轉子的磁通磁路 上會受到影饗的部位’加以迴避而排列爲波狀而進行設置 的例子；但若磁鐵形狀或是配置進行變化，則代替波狀而 配列爲V型或W型也無妨。 -22- 200945733 另外，構成層積捲繞芯之單位鐵芯，係使用想定爲： 旋轉子被配置在固定子的內側而進行旋轉的內部轉子之事 例而進行說明；但即使設爲：旋轉子被配置在固定子的外 側而進行旋轉之外部轉子式，也絲毫沒有影響。在外部轉 子式的情況，係成爲：磁鐵安裝部被配置在單位鐵芯的內 周側、塡隙部係被安裝在磁鐵安裝部的外周側。 另外，關於固定子芯，敘述了將層積捲繞芯加以使用 φ 的要點，但不限定於此，以圓環狀一體芯、節段芯之固定 子的組合也沒有關係。 〔產業上的可利用性〕 如藉由本發明，則因爲在旋轉子的層積捲繞芯，將複 數的塡隙部，以相對於永久磁鐵安裝部之方式，在單位鐵 芯內，將在旋轉子的磁通磁路上會受到影響之部位加以迴 避而排列爲波狀設置，所以變得可將朝向馬達輸出性能的 ❿ 影響，保留在最小限。該結果，係因爲可適用在：即使對 於起動時或劇烈的負載變動，亦可得大的轉矩、可將效率 變得良好之永磁式同步旋轉電機，所以作爲驅動車輪的馬 達而使用、或是作爲發電機而使其動作之車輛（例如：混 合動力型汽車、電動車、燃料電池汽車等的車輛）、鐵路 車輛用的驅動用馬達、或發電機、使用在無停電電源用發 電機車輛之發電機上爲有效。另外，將永磁式同步旋轉電 機，作爲將滑輪車加以驅動的馬達來使用之電梯、捲揚機 、立體停車場等的昇降機、或是工作機械、射出成形機、 -23- 200945733 半導體製造裝置等的加工機等的產業用機械之驅動用馬達 ，亦爲有效。 【圖式簡單說明】 [第1圖]是將表示本發明的第1實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ hoop )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b )是藉由環帶材而衝壓的狀態之 @ 圓弧狀的單位鐵芯的正面圖。 [第2圖]是將表示本發明的第2實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ hoop )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 [第3圖]是將表示本發明的第3實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ 〇 hoop )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 [第4圖]是將表示本發明的第4實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ h〇〇p )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 -24- 200945733 [第5圖]是將表示本發明的第5實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ hoop)而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯’予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 [第6圖]是將表示本發明的第6實施例之旋轉子的層 積捲繞芯加以構成之單位鐵芯，（a)是將藉由環帶材（ % hoop )而衝壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對 接的狀態之正面圖、（b)是藉由環帶材而衝壓的狀態之 圓弧狀的單位鐵芯之正面圖。 [第7圖]是使用了本發明的實施例之旋轉子的層積捲 繞芯之電動機的側剖面圖，其表示著已安裝在外殻內的狀 態。 [第8圖]是第8圖的電動機的正剖面圖。 [第9圖]是使用了本實施例的電動機的磁場的解析圖 Φ [第10圖]是將先前技術加以表示之構成有旋轉子的層 積捲繞芯之單位鐵芯，表示了將藉由環帶材（hoop )而衝 壓製造之圓弧狀的單位鐵芯，予以折彎而已對接的狀態之 正面圖。 [第11圖]是表示將第10圖的圓弧狀的單位鐵芯進行 折彎之前的狀態之正面圖。 【主要元件符號說明】 -25- 200945733 1 :層積捲繞芯 2 :單位鐵芯 3a:永久磁鐵安裝部 3b:永久磁鐵插入孔 3 c :永久磁鐵插入孔 3d:永久磁鐵定位用突起 3e :鐵芯磁極部 4 :導向孔 5 :狹縫 6 :轉子鍵槽 7 :塡隙部 8 ·橋接部 9 :永久磁鐵 10 :層積捲繞芯 1 1 :單位鐵芯 11a、lib、11c、lid、lie、Ilf、1 1 g ：單位鐵芯 1 2 :磁鐵安裝孔 1 3 :貫通孔 14a :凸部 14b :凹部 1 5 :切口凹部 16 :半衝壓突出 20:環帶（hoop)材 2 1 :電動機 -26- 200945733 22 :固定子 23 :固定子芯 24 :固定子捲材 25 :旋轉子 26 :旋轉子芯 27 :馬達外殼 2 8 :傳動軸 φ 29 :軸承
-27-