(57)【要約】【課題】  回転子主部の外周に平板永久磁石を長期間安定して固定できるようにして信頼性を十分に確保できるようにした表面磁石貼付型回転電機の回転子と、製造、検査工程に要する時間を極力抑制して生産性を向上できるようにした製造方法を提供する。【解決手段】表面磁石貼付型回転電機の回転子は、円筒状に形成され回転軸に固定される回転子主部、及び、回転子主部の筒表面において回転軸の軸周方向に極数分設けられると共に当該回転子主部の筒表面に裏面が貼付された複数の平板永久磁石、をブロック毎の回転子ブロックに備え、平板永久磁石の配設中心を回転軸の軸周方向にブロック毎に段階的にずらした状態で回転子ブロックを回転軸に複数固定して構成される複数段スキュー型の回転子本体を備える。また、非磁性材料の円筒板が回転軸の径方向に収縮することにより構成され全ブロックの回転子ブロックの外表面を被覆すると共に当該全ブロックの回転子ブロックに設けられる全ての平板永久磁石の外表面に密着するカバーを備える。【選択図】図１
2014072971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成され回転軸に固定される回転子主部、及び、回転子主部の筒表面において回転軸の軸周方向に極数分設けられると共に当該回転子主部の筒表面に裏面が貼付された複数の平板永久磁石、をブロック毎の回転子ブロックに備え、平板永久磁石の配設中心を回転軸の軸周方向にブロック毎に段階的にずらした状態で回転子ブロックを回転軸に複数固定して構成される複数段スキュー型の回転子本体と、
非磁性材料の円筒板が回転軸の径方向に収縮することにより構成され全ブロックの回転子ブロックの外表面を被覆すると共に当該全ブロックの回転子ブロックに設けられる全ての平板永久磁石の外表面に密着するカバーと、
を備えることを特徴とする表面磁石貼付型回転電機の回転子。
【請求項２】
円筒状に形成され回転軸に固定される回転子主部、及び、回転子主部の筒表面において回転軸の軸周方向に極数分設けられると共に当該回転子主部の筒表面に裏面が貼付された複数の平板永久磁石、をブロック毎の回転子ブロックに備え、平板永久磁石の配設中心を回転軸の軸周方向にブロック毎に段階的にずらした状態で回転子ブロックを回転軸に複数固定して構成される複数段スキュー型の回転子本体と、
全ブロックの回転子ブロックの外表面を被覆する円筒状非磁性のカバーと、
回転子本体の回転軸の軸方向両端に設けられカバーを軸方向に挟持する端板と、
を備えることを特徴とする表面磁石貼付型回転電機の回転子。
【請求項３】
カバーは、端板にピンを用いて固定されることを特徴とする請求項２記載の表面磁石貼付型回転電機の回転子。
【請求項４】
平板永久磁石の表側端は面取りされ、
カバーは、その内面部が平板永久磁石の面取り領域に沿って当接することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の表面磁石貼付型回転電機の回転子。
【請求項５】
カバーは、平板を丸めて当該平板の辺部を結合したつなぎ目部を備えて円筒状に形成され、
当該平板の辺部を結合したつなぎ目部は、複数段の回転子ブロックのスキュー形成方向に沿って構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の表面磁石貼付型回転電機の回転子。
【請求項６】
カバーは、平板を丸めて当該平板の辺部を結合したつなぎ目部を備えて円筒状に形成され、
当該平板の辺部を結合したつなぎ目部は、カバーと平板永久磁石とが接触する接触部から離間し、平板永久磁石の中心部の径外方空間に設けられることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の表面磁石貼付型回転電機の回転子。
【請求項７】
回転子主部の少なくとも回転軸の軸方向片端に位置して軸径方向に突設する第１ガイドを備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の表面磁石貼付型回転電機の回転子。
【請求項８】
回転子主部の筒表面に位置して回転軸の軸方向に沿って突設され回転軸の軸周方向に離間して複数設けられる第２ガイドを備え、
第２ガイドは、回転軸の軸方向に沿う中央部分に位置して両面テープ貼付用の溝が形成されることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の表面磁石貼付型回転電機の回転子。
【請求項９】
平板永久磁石を回転子主部の円筒表面に周方向に極数分併設する工程と、
平板永久磁石が筒表面に併設された回転子ブロックをブロック毎に回転軸に設置する工程と、
円筒状非磁性のカバーを加熱して径を拡大する工程と、
径が拡大されたカバーを全ブロックの回転子ブロックの外周を覆うように配設する工程と、
カバーが冷却されることで当該カバーを径方向に収縮させ全ブロックの回転子ブロックの全ての平板永久磁石の外表面に密着させる工程と、
を備えることを特徴とする表面磁石貼付型回転電機の回転子の製造方法。
【請求項１０】
平板永久磁石を回転子主部の円筒表面に周方向に極数分併設する工程と、
平板永久磁石が筒表面に併設された回転子ブロックをブロック毎に回転軸に設置する工程と、
円筒状非磁性のカバーを全ブロックの回転子ブロックの外周を覆うように配設する工程と、
全ブロックの回転子ブロックについて回転軸の軸方向両端から端板によりカバーを挟持する工程と、
を備えることを特徴とする表面磁石貼付型回転電機の回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表面磁石貼付型回転電機の回転子とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、エレベータの巻上機に用いられる回転電機は、従来ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）方式のものが主に用いられている。このＩＰＭ方式の回転電機は内部磁石埋込型回転電機と称され、回転子の内部に永久磁石を埋め込んだ回転電機である。しかしながら、近年の希土類元素の高騰の影響を受け、永久磁石の使用量を削減することが望まれている。そこで、ＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）方式を採用することが検討されている。ＳＰＭ方式の回転電機は、表面磁石貼付型回転電機と称され、回転子の表面に永久磁石を貼り付けた回転電機を示す。
【０００３】
例えば、停電などの緊急時等には、エレベータ巻上機のステータ巻線を短絡することで回転子の回転に応じた制動力を発生させダイナミックブレーキを動作させる。回転子に配設される永久磁石は、ＩＰＭ方式に比較するとＳＰＭ方式の方がステータ内端に近接するためダイナミックブレーキトルクをより大きく生じさせ易い。
【０００４】
従来、ＳＰＭ方式においてはロータ外形に沿う永久磁石を必要とするが例えば円弧形状、所謂かまぼこ形状に成型された永久磁石を用いた技術が供されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、ＩＰＭ方式に用いられる平板磁石に比較して型が複雑になり使用する磁石粉量も多くなってしまうため平板永久磁石を用いると良い。
【０００５】
永久磁石貼付型の回転電機では、回転子は回転子主部の外周面に永久磁石を貼付して製造される。しかし、高速回転時の遠心力、接着剤の劣化等によって接着力を保証できない場合には、永久磁石の一部が離脱してしまう虞もある。
【０００６】
このような技術課題を解消するため、永久磁石を回転子鉄心の周表面に安定して固定する方法が種々提案されている。例えば、プリプレグテープ、熱収縮チューブを外周に巻回する技術が提供されている。また、平板磁石を溝内に接着する技術も提供されている。しかしながら、プリプレグテープ、熱収縮チューブにより被覆する手法を採用すると、年数経過に伴い信頼性を十分に確保できないという問題がある。しかも生産性が低くなってしまう。
【０００７】
永久磁石数が増せば増すほど、当該永久磁石の位置決め、接着等の工程に要する時間も増大してしまい、また品質を保持するための検査工程に要する時間も増大してしまう。また、平板永久磁石を回転子主部に貼付するときには、平板永久磁石が正規位置からずれたり、接着が安定するまで仮固定したりする必要があり、品質、生産性を低下させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−７８２５７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２５０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
回転子主部の外周に平板永久磁石を長期間安定して固定できるようにして信頼性を十分に確保できるようにした表面磁石貼付型回転電機の回転子と、製造、検査工程に要する時間を極力抑制して生産性を向上できるようにした製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態の表面磁石貼付型回転電機の回転子は、円筒状に形成され回転軸に固定される回転子主部、及び、回転子主部の筒表面において回転軸の軸周方向に極数分設けられると共に当該回転子主部の筒表面に裏面が貼付された複数の平板永久磁石、をブロック毎の回転子ブロックに備える。また、平板永久磁石の配設中心を回転軸の軸周方向にブロック毎に段階的にずらした状態で回転子ブロックを回転軸に複数固定して構成される複数段スキュー型の回転子本体を備える。また、非磁性材料の円筒板が回転軸の径方向に収縮することにより構成され全ブロックの回転子ブロックの外表面を被覆すると共に当該全ブロックの回転子ブロックに設けられる全ての平板永久磁石の外表面に密着するカバーを備える。
【００１１】
一実施形態の表面磁石貼付型回転電機の回転子は、円筒状に形成され回転軸に固定される回転子主部、及び、回転子主部の筒表面において回転軸の軸周方向に極数分設けられると共に当該回転子主部の筒表面に裏面が貼付された複数の平板永久磁石、をブロック毎の回転子ブロックに備える。また、平板永久磁石の配設中心を回転軸の軸周方向にブロック毎に段階的にずらした状態で回転子ブロックを回転軸に複数固定して構成される複数段スキュー型の回転子本体を備える。また、全ブロックの回転子ブロックの外表面を被覆する円筒状非磁性のカバーを備える。また、回転子本体の回転軸の軸方向両端に設けられカバーを軸方向に挟持する端板を備える。
【００１２】
一実施形態の表面磁石貼付型回転電機の回転子の製造方法は、平板永久磁石を回転子主部の円筒表面に周方向に極数分併設する工程を備える。また、平板永久磁石が筒表面に併設された回転子ブロックをブロック毎に回転軸に設置する工程を備える。また、円筒状非磁性のカバーを加熱して径を拡大する工程を備える。また、径が拡大されたカバーを全ブロックの回転子ブロックの外周を覆うように配設する工程を備える。また、カバーが冷却されることで当該カバーを径方向に収縮させ全ブロックの回転子ブロックの全ての平板永久磁石の外表面に密着させる工程を備える。
【００１３】
一実施形態の表面磁石貼付型回転電機の回転子の製造方法は、平板永久磁石を回転子主部の円筒表面に周方向に極数分併設する工程を備える。また、平板永久磁石が筒表面に併設された回転子ブロックをブロック毎に回転軸に設置する工程を備える。また、円筒状非磁性のカバーを全ブロックの回転子ブロックの外周を覆うように配設する工程を備える。また、全ブロックの回転子ブロックについて回転軸の軸方向両端から端板によりカバーを挟持する工程を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態について回転子の構造を示す斜視図
【図２】第１実施形態についてエレベータ用巻上機の構成を概略的に示す断面図
【図３】第１実施形態について回転子本体の基本的構成を示す斜視図
【図４】第１実施形態について１つの回転子ブロックを示す斜視図
【図５】第１実施形態について回転子鉄心に設けられるガイドの態様を示す斜視図
【図６】第１実施形態について回転子の一製造段階を示す斜視図（その１）
【図７】第１実施形態について回転子の一製造段階を示す斜視図（その２）
【図８】第１実施形態について回転子の一製造段階を示す斜視図（その３）
【図９】第２実施形態について回転子の一製造段階を示す斜視図（その４）
【図１０】第３実施形態について示す図３相当図
【図１１】第３実施形態について平板永久磁石の構造を示す斜視図
【図１２】第３実施形態について平板永久磁石とカバーの接触領域を拡大して示す断面図
【図１３】第３実施形態についてカバーの構造を示す斜視図
【図１４】第３実施形態について回転子の一製造段階を示す斜視図（その５）
【図１５】第３実施形態について回転子の一製造段階を示す斜視図（その６）
【図１６】第４実施形態について示す（ａ）図１２相当図、（ｂ）図１１相当図
【図１７】第５実施形態について示す図１２相当図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、表面磁石貼付型の回転子を具備する回転電機について、エレベータ巻上機に用いられる電動機に適用した複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する複数の実施形態間では、同一又は類似の構成部分には同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１乃至図８は第１実施形態を示す。図２に示すように、エレベータ用巻上機１は、エレベータのかご（図示せず）の昇降に使用され、電動機（回転電機）２、巻上機用負荷３などを備える。電動機２は、永久磁石形同期電動機により構成されインバータ制御される。この電動機２は固定子４と回転子５とを備える。固定子４は、多数の鋼板を積層して構成された固定子鉄心６と、この固定子鉄心６に巻回された巻線７と、を備える。
【００１７】
回転子５は、固定子４の内周側に隙間を介して配置された多数の鋼板からなる回転子鉄心（回転子主部に相当）８と、この回転子鉄心８の外周面に併設されその裏面が貼付された永久磁石（平板永久磁石に相当）９と、この回転子鉄心８の中心部に挿入固定された回転軸１０と、を備える。
【００１８】
固定子４は、円筒状の胴部１１の内周面に嵌め込み固定され、当該胴部１１の両端に軸受ブラケット１２、１３が配設されている。軸受ブラケット１３は胴部１１の巻上機用負荷３側に位置し、軸受ブラケット１２は胴部１１を挟んで軸受ブラケット１３の反対側に位置して配設されている。
【００１９】
軸受ブラケット１２、１３にはそれぞれ軸受１４、１５が固定されており、これらの軸受１４、１５に回転子５の回転軸１０が支承されている。軸受１４、１５にはそれぞれベアリングが用いられる。回転軸１０の端部１０ａには巻上機用負荷３としてのシーブが連結されている。
【００２０】
回転軸１０の端部１０ａに連結されたシーブの外周には溝１６が形成されており、この溝１６にはエレベータのかごを吊るすためのロープ１７が掛けられる。本実施形態のエレベータ用巻上機１は、例えば回転速度は３００［ｒｐｍ］程度であり、電動機２は３６スロット２８極の構成とされている。
【００２１】
また、巻上機用負荷３から胴部１１を挟んで反対側に配置された軸受ブラケット１２には、回転子５に摩擦力によって制動を加えるディスクブレーキ１８が取付けられている。このディスクブレーキ１８は、内部構成は図示しないが、常には、アマチャが回転軸の反負荷側の端部に固定されたディスクに当接して制動力を加え、電磁石装置が通電されると、アマチャが電磁石装置に吸引されディスクから離間し、回転軸１０が回転可能な状態（制動解除状態）になる周知構成のものとなっている。
【００２２】
さて、図３には回転子５の基本構成となる回転子本体１９を表している。また、図４には１つの回転子ブロック２０を示し、図５には１ブロック分の回転子鉄心８の構成を示す。回転軸１０は、個々の回転子鉄心８の軸孔８ａ（図４参照）に対し圧入、嵌合、又は挿入され回転子鉄心８に固定されている。なお、回転軸１０はその軸方向に沿って軸中心部を中空に形成しても良い。
【００２３】
図３に示すように、回転子本体１９は、回転子ブロック２０を複数ブロック分、回転軸１０の軸方向に積層した構造となっている。前述したように、回転子鉄心８には軸孔８ａが設けられる。この軸孔８ａは回転子鉄心８の内周面に位置して形成されている。この軸孔８ａは、回転軸１０が回転したときに回転子ブロック２０を回転方向に移動規制する軸溝８ｂを含む。この軸溝８ｂは回転軸１０の軸方向に沿って形成され、回転軸１０の外周面に形成される被嵌合部を嵌合するものであり、この軸溝８ｂが回転軸１０に係合し回転軸１０が回転したときに回転子ブロック２０も一体に回転する。
【００２４】
また、図５に示すように、回転子鉄心８は、その外周面にガイド８ｃ（第２ガイド相当）が軸周方向に所定間隔で形成され、永久磁石９の設置スペースを確保している。これらのガイド８ｃは回転軸１０の軸方向に沿って回転子鉄心８の筒表面から突設している。各ガイド８ｃ間の間隔は永久磁石９の幅と同等の間隔であり、ガイド８ｃの個数は永久磁石９の設置個数と同数であり、そして各ガイド８ｃ間における回転子鉄心８の外表面に永久磁石９が貼付される。これにより、永久磁石９の両脇下側端にガイド８ｃを設けることができ、永久磁石９を軸周方向に移動規制できる。
【００２５】
また、図５に示すように、回転子鉄心８は、ガイド８ｄ（第１ガイド相当）が回転軸１０の軸方向両端に位置して回転軸１０の軸周方向に沿って設けられている。このガイド８ｄは永久磁石９の設置面（平面）から回転軸１０の径外方に向けてその外形が円板状に突設される。なお、ガイド８ｄは回転軸１０の軸方向片端のみに設けられていても良い。これは回転子ブロック２０の側面を対向して連接接続して設けるためであり、この連接接続部に少なくとも１つのガイド９ｄを設ければ機能は充足するためである。
【００２６】
永久磁石９として極力強力な磁石を用いるときには、例えばネオジム、鉄、ホウ素などを主成分とし、ネオジムの一部をディスプロシウムで置き換えた耐熱型ネオジム磁石を用いる。また、この種の永久磁石９は、通常、磁石粉を圧縮成形後に焼結するため、成型時には型を必要とする。本実施形態では、型の製造上の容易さを優先し、永久磁石９は３次元的に平板（外形は直方体）に形成されている。
【００２７】
永久磁石９は接着剤を用いて回転子鉄心８の筒表面に着磁前に仮固定される。本実施形態では、回転軸１０の軸周方向両脇に永久磁石９のガイド８ｃを設けると共に軸方向両脇にもガイド８ｄを設けているため、永久磁石９の位置ずれを極力防止して接着剤により容易に仮固定できる。
【００２８】
本実施形態では、図４に示すように、永久磁石９は回転子鉄心８の外周面に沿って２８個並設されており、隣接する永久磁石９の磁極が異なるように配置される。これにより２８極を構成する。なお、永久磁石９の数すなわち磁極の数は一例であり、これに限定されるものではない。上述説明したように、ＳＰＭ型の回転電機の回転子ブロック２０を構成できる。
【００２９】
図３に示すように、１ブロックの回転子ブロック２０は、回転軸１０の軸方向に複数ブロック分積層されている。これらの全てのブロックの回転子鉄心８の外周面にはそれぞれ永久磁石９が極数分だけ並べられているが、これらの全てのブロック間における永久磁石９の固定位置は、相対的に回転軸１０の軸周方向に段階的にずれている。これにより段階的なスキューが形成されている。
【００３０】
図１に示すように、カバー２１は永久磁石９の表面を被覆する。このカバー２１は、例えば０．３ｍｍ厚のステンレス鋼を用いて成型される。このカバー２１は永久磁石９の表面に密着し隣接する永久磁石９間を渡って延設し全ての永久磁石９の表面を覆う。これにより、遠心力が回転子５に加わったとしても外周側から押圧でき永久磁石９を保持できる。全てのブロックの回転子鉄心８の軸方向両端には端板２２が設けられる。これらの端板２２はそれぞれ円環状に構成されており、その内側が回転軸１０の外周に固定される。
【００３１】
回転子５の製造方法を説明する。まず、図５に示すように、回転子鉄心８をブロック毎に鋼板を積層して成形する。このとき、回転子鉄心８の外周面に極数分だけ平坦面を設け、その平坦面の軸周方向端及び軸方向端にそれぞれガイド８ｃ、８ｄを成形する。そして、永久磁石９をガイド８ｃ、８ｄの内側に位置して回転子鉄心８の筒表面に接着剤を用いて貼付し仮固定し、後に永久磁石９に着磁する。
【００３２】
次に、片側の円環状の端板２２（図２の断面参照）を回転軸１０に挿入し、図６に示すように、回転子ブロック２０を回転軸１０に挿入し、回転子鉄心８の軸溝８ｂを回転軸１０に嵌合し軸周方向に位置ずれしないよう固定する。これらの回転子鉄心８の嵌合処理を全ブロック分繰り返す。
【００３３】
全ブロック分繰り返した後、他側の円環状の端版２２を回転軸１０に挿入し、回転軸１０の軸方向外側から２つの端板２２により挟持することで図３に示す構造を製造できる。なお、端版２２により回転子本体１９を挟持するタイミングはこのタイミングに限られない。
【００３４】
次に、図７に示すように、加熱及び拡管機能付きの治具２３を回転軸１０の軸周端を覆うように設置する。このとき治具２３は回転子本体１９に隣接するように配置される。
図７に示される治具２３はその一部のみ示しており、実際には図７に示す回転軸１０の手前方向に制御機構（図示せず）も設けられる。この制御機構は治具２３の加熱片２３ａ〜２３ｃを目標位置に移動制御可能にしている。
【００３５】
治具２３は、回転軸１０の軸径外方の一部を円周状に覆う円弧状の加熱片２３ａ〜２３ｃを備え、加熱片２３ａ〜２３ｃの互いの間にスペース２３ｄが設けられる。これらのスペース２３ｄはそれぞれ回転軸１０の軸方向に沿って設けられる。
【００３６】
加熱片２３ａ〜２３ｃは、図示しない制御装置から温度調整可能であると共に、回転軸１０の軸を中心とした円弧内外径を前記の制御機構により伸縮可能になっている。また、図示しないが、治具２３は円筒状のカバー２１を軸方向に沿って押出可能にする押出片を備える。
【００３７】
まず、治具２３の加熱片２３ａ〜２３ｃの円弧内外径を各回転子ブロック２０の外形より縮小した状態とする。カバー２１をステンレス鋼により円筒状に成形し、当該円筒状のカバー２１を加熱片２３ａ〜２３ｃの外表面に沿って装着する。このとき、カバー２１の内径は各回転子本体１９の外径（外形）より小さいため、そのまま回転子本体１９の外周面にカバー２１を治具２３の押出片によって押出したとしても、この時点では回転子ブロック２０の外周面に装着することはできない。
【００３８】
その後、加熱片２３ａ〜２３ｃを加熱すると共に当該加熱片２３ａ〜２３ｃの円弧径を徐々に拡大することでカバー２１を引延し当該カバー２１の径を徐々に拡張する。このときの拡管量は例えば０．１〜０．２倍とするが倍率はこの範囲に限られない。
【００３９】
次に、図８に示すように、治具２３の押出片（図示せず）をスペース２３ｄに沿って移動させることで、回転軸１０の軸方向に沿ってカバー２１を移動させ、回転子本体１９の外周面を覆うようにカバー２１を設置する。
【００４０】
そして、カバー２１から例えば自然放熱させる。カバー２１は冷却すると径方向に収縮する。前述したように例えば常温においてカバー２１の内径は回転子本体１９の外形（外径）より小さい。このため、カバー２１が冷却すると当該カバー２１は永久磁石９の表面外形に密着すると共に当該隣接する永久磁石９間に引延される。これにより、全ブロックの永久磁石９の表面に沿ってカバー２１を密着して固定でき、永久磁石９を軸中心方向に向けて押圧できる。これにより遠心力による作用が回転子５に加わったとしても永久磁石９の離脱を防止できる。
【００４１】
本実施形態では、カバー２１を永久磁石９の表面に密着して設置しているため、端板２２にカバー２１を固定する必要はないが、例えば後述実施形態に示すように端版２２に例えば固定ピンなどを用いてカバー２１を固定しても良い。エレベータ用巻上機１のその他の構造（固定子４等）の製造方法は従来技術と同様であるためその説明を省略する。
【００４２】
このような固定子４および回転子５を具備するエレベータ用巻上機１は、図示しない駆動回路から駆動信号が各相の固定子４の巻線７に供給される。すると、回転子５に回転力が働くことで回転し、回転軸１０に連結された巻上機用負荷３に動力が伝達される。すると、ロープ１７を動作させることでエレベータのかごを上下動させることができる。
【００４３】
本実施形態によれば、カバー２１を回転子ブロック２０の外周面に密着して設けているため、回転子５に遠心力が加わったとしても永久磁石９の離脱、飛散を防止でき信頼性を向上できる。回転子本体１９の外形に樹脂モールドすることなく構成できる。
【００４４】
本実施形態では、永久磁石９として耐熱型ネオジム磁石を用いているが、レアアースの希少価値を考慮すれば永久磁石の再利用や分別回収を行うことが望ましく、当該永久磁石９を回転子鉄心８との間で容易に着脱可能にする構成が望まれている。本実施形態では、カバー２１を用いて永久磁石９の表面に密着して保持しているため永久磁石９を信頼性良く保持でき、特に再利用、分別回収を極力容易に行うことができる。
【００４５】
永久磁石９を回転子鉄心８の筒表面に接着剤を用いて接着しているが、この場合、接着材のはみ出し等に細心の注意を図る必要がある。本実施形態では、永久磁石９の設置位置の脇にガイド８ｃ、８ｄを設けているため永久磁石９を位置決めできる。
【００４６】
例えば、回転軸１０の軸方向の回転子鉄心８の積層厚を薄くすると、磁石、鉄心材の量、及びコイル長も削減でき経済性を向上できるが性能的にはトルクリップルが増加する。すると、固定子４のスロット数と回転子５の磁極数とを増加したり回転子５に多段スキューをかけたりすることでトルクリップルを抑制でき、これによりエレベータのかごの振動を抑制できる。
【００４７】
回転子５の極数とスキュー段数を増加すると永久磁石９の個数も増加する。本実施形態によれば、カバー２１を永久磁石９の表面に極力密着して設置しているため、磁極数を増加したりスキューを多段にしたりして永久磁石９の個数が増しても永久磁石９の離脱、飛散を防止できる。
【００４８】
エレベータ用巻上機１に表面磁石貼付型の回転子５を用いることができるためダイナミックブレーキトルクを増加できる。本実施形態におけるギアレスタイプのエレベータの巻上機１は、３６スロット、２８極、６段スキュー、回転速度を３００［ｒｐｍ］のものを用いているが、ＩＰＭ方式（埋込磁石内蔵型）の回転電機を適用した場合と比較すると、軸方向長さ及び磁石量を３０％以上削減できることが発明者らにより確認されている。これにより設置スペース、特に軸方向の長さを短縮でき、小型化の要望を満たすことができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図９は第２実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、回転子鉄心に溝を形成して当該溝内に両面テープを貼付し永久磁石の仮固定を行っているところにある。
図９に示すように、回転子鉄心８を成形するときに、永久磁石９の貼付面の下端両脇に位置してガイド９ｃが設けられるが、このガイド９ｃには貼付面に溝９ｃａが形成されている。この溝９ｃａは両面テープ２４を貼付するための溝となり両面テープ２４がこの溝９ｃａ内に埋設することになる。
【００５０】
溝９ｃａは、回転子鉄心８の軸方向中心部に位置して両面テープ２４の幅と同幅に形成されると共に、回転子鉄心８の外周面（円筒面）の円周方向に沿って同一深さで形成されている。回転子鉄心８の外周面は、溝９ｃａにより両面テープ２４の厚みだけ回転子鉄心８の外周面から窪んでおり、両面テープ２４が貼付されると回転子鉄心８の外周面は面一になる。
【００５１】
回転子ブロック２０を製造するときには、両面テープ２４を回転子鉄心８の外周面に沿って例えば軸方向中心面に貼付する。そしてガイド９ｃの内側に位置して永久磁石９を両面テープ２４上に貼付する。すると、永久磁石９を回転子鉄心８に貼付した後剥がれる虞を極力なくすことができ、例えば作業者が回転子ブロック２０の組立作業、各工程間の搬送作業などを行うときに、回転子ブロック２０を取扱いし易くなる。
【００５２】
（第３実施形態）
図１０乃至図１５は第３実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、回転子本体を円筒状のカバーで覆い、当該カバーを端板で固定するところにある。図１０に示すように、カバー２５が回転子鉄心８及び永久磁石９の軸径外方を被覆する。このカバー２５は前述実施形態と同様に例えばステンレス鋼などを用いた非磁性材料で円筒板として成形されるもので、永久磁石９の径方向離脱を防止するための係止具を示す。
【００５３】
回転子本体１９の軸方向端には端板２６、２７がそれぞれ設けられる。この端板２６、２７には、それぞれ、その径方向外縁部の一部にピン挿入用の穴２６ａ、２７ａが１又は複数設けられている。
【００５４】
このカバー２５の軸方向端部には固定用の係止溝２５ｂが設けられる。カバー２５は回転子鉄心８及び永久磁石９の外周面を被覆するよう装着されると、その係止溝２５ｂが端板２６、２７の穴２６ａ、２７ａと同一場所に位置する。よって、カバー２５の係止溝２５ｂ及び端板２６、２７の穴２６ａ、２７ａにピン２８を打込み固定することで、回転子鉄心８及び永久磁石９に対するカバー２５の配設位置が固定され、たとえ回転子５が回転したとしてもカバー２５の位置ずれを防止できる。
【００５５】
円筒状のカバー２５は１枚の平板を用いて製造されるため、図１０に示すように、つなぎ目部２５ａが存在する。つなぎ目部２５ａは平板の両端を溶接することで設けられる。カバー２５の筒外面は研磨し易くつなぎ目部２５ａをカバー２５の筒外面に面一にすることはできるものの、特にカバー２５の筒内面は研磨し難いため、つなぎ目部２５ａをカバー２５の内面では面一にし難く、突片２５ｃ（図１２の断面図参照）が内方に向けて残ることがある。
【００５６】
そこで、図１０に示すように、つなぎ目部２５ａを軸方向から傾斜させ、当該つなぎ目部２５ａの延伸方向をスキューの形成方向に沿う方向に例えば直線に設定している。そして、隣接する永久磁石９間の隙間につなぎ目部２５ａを位置させている。これにより、つなぎ目部２５ａの突片２５ｃがカバー２５の筒内面に存在しても永久磁石９に極力接触することなく、つなぎ目部２５ａを位置させることができ、つなぎ目部２５ａを無理なく配置できる。
【００５７】
特に、図１１に示すように、永久磁石９の軸方向表側端面をＲ面取りして面取り領域９ａを設けると、図１２に要部断面を示すように、隣接する面取り領域９ａ間につなぎ目部２５ａを設けることで、突片２５ｃを永久磁石９に極力接触させることなくつなぎ目部２５ａを位置させることができる。また、カバー２５の内面が永久磁石９の表側端の面取り領域９ａに接触するときに応力を分散できる。
【００５８】
以下、製造方法を説明する。まず、前述実施形態と同様に回転子本体１９を製造する。また他工程にて円筒状のカバー２５を製造する。
この場合、平板の対向する２辺を傾斜状に成形することで長辺及び短辺をそれぞれ平行にした平行四辺形に形成し、その後、図１３に示すように、平板を丸めて両短辺を対向させ、短辺同士を溶接接合することでつなぎ目部２５ａとする。すると、カバー２５を円筒状に形成でき、つなぎ目部２５ａの延設方向についてスキュー角度とほぼ同一方向に傾斜して設けることができる。
【００５９】
次に、図１４に示すように、片側の端板２７を回転軸１０に挿入した後、全ブロックの回転子ブロック２０（回転子本体１９）を回転軸１０に挿入する。次に、全ブロックの回転子鉄心８及びその表面に貼付された永久磁石９を覆うように、筒状のカバー２５を回転軸１０に挿入し、回転子本体１９を覆うように配設する。
【００６０】
続いて他方の側の端板２６を回転軸１０に挿入する。この後、図１４に示すカバー２５の係止溝２５ｂと端板２６、２７の穴２６ａ、２７ａとにピン２８を挿通し（図１５参照）、端板２６、２７とカバー２５とを固定する。このようにして回転子５は製造される。その他は前述実施形態とほぼ同様の構成である。
【００６１】
以上説明したように本実施形態によれば、カバー２５を回転子鉄心８及び永久磁石９の外周面に沿って設けているため、回転子５に遠心力が加わったとしても永久磁石９の離脱を防止でき信頼性を向上できる。
【００６２】
（第４実施形態）
図１６は第４実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、永久磁石の形状を変更したところにある。
本実施形態では、図１６（ｂ）に永久磁石９の斜視図を示すように、永久磁石９は、その表側端が所定の面取り角度で面取りされている（面取り領域９ｂ参照）。永久磁石９の表面は円筒状のカバー２５の内面に接触するため、図１６（ａ）に断面を示すように、個々の永久磁石９とカバー２５との接触領域が広域化され応力集中を緩和できる。なお面取り角度は適宜変更しても良い。
【００６３】
尚、面取り角度を更に急峻にすると、隣接する永久磁石９間の隙間をさらに拡大できる。隣接する永久磁石９間の隙間に図１０に示すつなぎ目部２５ａを位置させると、このつなぎ目部２５ａの配設スペースのマージンを大きくできる。このような実施形態によっても前述実施形態と同様の作用効果が得られると共に、永久磁石９の表面に対する応力集中を緩和できる。
【００６４】
（第５の実施形態）
図１７は第５の実施形態を示すが、前述実施形態と異なるところは、つなぎ目部が平板永久磁石の中心の径外方空間に設けられているところにある。本実施形態では図１７に要部断面を示すように、永久磁石９の中心上方につなぎ目部２５ａを配置している。つなぎ目部２５ａが、カバー２５の筒内方に突片２５ｃを備えたとしても、永久磁石９の表方に位置した回転軸１０の径外方に突片２５ｃを配置できる。
【００６５】
なお、前述において永久磁石９は平板永久磁石としているが、この平板永久磁石は外形が直方体のものを主としている。また、前述実施形態においてはエレベータの巻上機１に適用した各種実施形態を示したが、その他の数百回転の回転数程度の産業機器に適用できる。
【００６６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６７】
図面中、１はエレベータ用巻上機、２は電動機（表面磁石貼付型回転電機）、５は回転子（表面磁石貼付型回転電機の回転子）、８は回転子鉄心（回転子主部）、８ａは軸孔、８ｃ、８ｄはガイド、９は永久磁石（平板永久磁石）、１０は回転軸、１９は回転子本体、２０は回転子ブロック、２１はカバー、２２は端板、２５はカバー、２５ａはつなぎ目部、２８はピンを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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