(57)【要約】強磁性部が磁性粉を加圧成型して形成された磁性楔では、渦電流の発生を小さくする一方で、強磁性体の集合具合が十分に密でないので磁気特性が低くなる問題があった。そこで、本発明の磁性楔は、非磁性体の非磁性部と、非磁性部の両側にそれぞれ設けられ各々の端に凸部を有すると共に各々が強磁性体の棒が複数束ねて固定されている一対の強磁性部とを備えることを特徴とした。よって、渦電流を抑えながら磁気特性を向上してモータの性能を高めることができる。
2017170557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体の非磁性部と、
前記非磁性部の両側にそれぞれ設けられ、各々の端に凸部を有すると共に各々が強磁性体の棒が複数束ねて固定されている一対の強磁性部と
を備えた回転電機用磁性楔。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機用磁性楔であって、
前記強磁性体の棒は、断面形状が丸である
ことを特徴とする回転電機用磁性楔。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機用磁性楔であって、
前記強磁性体の棒は、断面形状が三角形以上の多角形である
ことを特徴とする回転電機用磁性楔。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転電機用磁性楔であって、
前記強磁性体の棒は、断面積が異なる複数種類の棒を含む
ことを特徴とする回転電機用磁性楔。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機用磁性楔であって、
前記非磁性部は、非磁性体の棒が複数束ねて固定されている
ことを特徴とする回転電機用磁性楔。
【請求項６】
請求項５に記載の回転電機用磁性楔であって、
前記非磁性体の棒は、熱可塑性樹脂で形成されており、
前記非磁性部は、前記非磁性体の棒が互いに溶着している
ことを特徴とする回転電機用磁性楔。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の回転電機用磁性楔であって、
前記強磁性部は、段スキューを有する
ことを特徴とする回転電機用磁性楔。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の回転電機用磁性楔であって、
前記強磁性部は、スキューを有する
ことを特徴とする回転電機用磁性楔。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の回転電機用磁性楔であって、
前記非磁性部は、凹部を有する
ことを特徴とする回転電機用磁性楔。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかの回転電機用磁性楔と、
前記回転電機用磁性楔の凸部がティースの溝に嵌挿されたステータと、
前記ステータの内部で回転するロータと
を備えた回転電機。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回転電機と、
前記回転電機により回転駆動され、エレベータかごを吊り下げる主索が巻き掛けられた主索巻掛部と
を備えたエレベータ用巻き上げ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機用磁性楔に関する。
【背景技術】
【０００２】
コアの周方向に設けられた複数のティースにコイルを巻装あるいは挿入する構造のコアにおいて、モータの騒音を低減させることやコアの剛性を高める為に、ティースの開口部を閉じるように装着する楔が提案されている。中でも楔の材料に強磁性体を用いて、楔自体に磁気特性を持たせることでモータの磁気特性を向上させるようにしたものを磁性楔という。【０００３】
この磁性楔を成型する場合に、強磁性体の集合体として形成することで渦電流の発生を小さくして、モータの性能を向上することができる。例えば特許文献１では、磁性楔の強磁性部を磁性粉を加圧成型して磁性体の集合体として形成することが開示されている。また、特許文献２では磁性楔を強磁性部が非磁性部を挟むサンドイッチ構造とすることで、磁性楔部分の漏れ磁束を抑制する仕組みが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７‐２２１９１３号公報
【特許文献２】特開平６‐１０５４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、強磁性部が磁性粉を加圧成型して形成された磁性楔では、渦電流の発生を小さくする一方で、強磁性体の集合具合が十分に密でないので磁気特性が低くなる問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、非磁性体の非磁性部と、非磁性部の両側にそれぞれ設けられ各々の端に凸部を有すると共に各々が強磁性体の棒が複数束ねて固定されている一対の強磁性部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
渦電流を抑えながら磁気特性を向上してモータの性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１によるモータのコアを示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるモータのコアに磁性楔を取付けた場合を表す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１による磁性楔を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態１による磁性楔を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１による磁性楔の効果を示すグラフである。
【図６】磁性楔を利用したエレベータ用巻き上げ機の概略図である。
【図７】本発明の実施の形態３による磁性楔を示す断面図である。
【図８】磁性楔の長さを表した概略を示す図である。
【図９】磁性楔を利用したスキューの概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態４による磁性楔を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態５による磁性楔を示す概略図である。
【図１２】本発明の実施の形態６による磁性楔を利用したスキューの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の回転電機用磁性楔の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の回転電機用磁性楔が適用されるモータのコア１を示すものである。コア１の周方向には複数の凸形状のティース２が設けられ、ティース２には回転電機用磁性楔を挿入するための溝３が軸方向に設けられている。各ティース２間には、開口部５がある。ティース２にはコイル４が挿入される。コア１のティース２にコイル４が挿入されたものはステータと呼ばれ、回転電機はステータの内部に回転するロータを有する。
【００１１】
図２は本発明の実施の形態１の回転電機用磁性楔６ａを回転電機であるモータのコア１に取付けた概略図である。回転電機用磁性楔６ａは以降単に磁性楔６ａと呼ぶ。別装置にて巻回されたコイル４をティース２の間の凹部である開口部５に挿入した後、磁性楔６ａに設けられた強磁性部の一部が凸状の形をした凸部７をティース２に設けられた溝３に挿入し、開口部５を閉じるように磁性楔６ａを軸方向に挿入する。このとき磁性楔６ａは凸部７とティース２の溝３の嵌め合いにより位置が決定され保持される。なお、図１および図２ではコイル４をティース２に挿入する場合を説明したが、ティース２にマグネットワイヤを巻回してコイル４を形成するようにしてもよい。
【００１２】
図３は本発明の実施の形態１による磁性楔６ａを示す斜視図である。磁性楔６ａは強磁性体である強磁性部１３と非磁性体である非磁性部１４ａからなる。非磁性部１４ａの両側に強磁性部１３が形成されている。なお、図２に示すように、磁性楔６ａがモータのコア１に取り付けられた状態では、磁性楔６ａの強磁性部１３がティース２のシューとして動作する。一方、非磁性部１４ａはティース２間を磁気的に分離する機能を有している。
【００１３】
図４は本発明の実施の形態１による磁性楔６ａの断面図を示すものである。強磁性部１３は強磁性体である丸棒１０を複数束ねて形成される。磁性楔６ａはティース２の溝３と係合する為の凸部７を有する。強磁性体の丸棒１０とは、強磁性体の棒の断面が丸であるものをいう。
【００１４】
図３および図４に示した磁性楔６ａの両端部の強磁性部１３は強磁性体である丸棒１０の集合体により構成され、コア１のシューを模擬した形状となるよう強磁性体である丸棒１０を複数束ねて固める。例えば、まず強磁性体である丸棒１０を磁性楔６ａの形をした型に束ねて入れて、型に樹脂を流し込むことにより固める。また、両端の強磁性部１３の間を非磁性体の材料となる樹脂などでモールドする。これにより、くさび内部は強磁性体である丸棒１０の束により設けられた強磁性部１３とその両側の層の間を埋める中間の層が非磁性部１４ａにより構成され、磁性楔６ａは三層構造となる。
【００１５】
非磁性部１４ａと強磁性部１３とは非磁性部１４ａをモールドにより先に固めてからあとからつなぎ合わせてもよいし、強磁性体である丸棒１０を型に並べた上で非磁性部１４ａとなる非磁性体の棒を既に並べられた強磁性体である丸棒１０の上から型に嵌め込み、非磁性部１４ａを強磁性部１３と一緒にモールドして形成するようにしてもよい。
【００１６】
強磁性体である丸棒１０は、絶縁塗装や絶縁被膜などにより表面が絶縁されている。絶縁塗装および絶縁被膜により強磁性体である丸棒１０間が絶縁され磁性楔６ａの強磁性部１３を磁束が通過する際の大きな渦電流の経路を絶つため、コア１全体の渦電流の発生を抑制でき、モータの渦電流損を低減させる効果がある。また、渦電流の発生を抑制する目的でコア１が磁性鋼板の積層などで構成されている場合においては、磁性楔６ａ全体を樹脂などの非磁性材で覆うなどしてコア１と磁性楔６ａもまた絶縁することが望ましい。磁性楔６ａとコア１を絶縁することで磁性楔の強磁性部１３とコア１間の導電性が断裂され、またコア１の積層間の導電性の断裂も保つことができるため、大きな渦電流の経路を絶ちモータの渦電流損を低減させる効果がある。
【００１７】
強磁性体である丸棒１０を用いた磁性楔６ａの強磁性部１３は軸方向に伸びる強磁性体である丸棒１０を俵構造に密集させた構造とし、一層に並べる磁性をもつ丸棒の本数を層ごとに変化させることでシュー形状を模擬した形状を作ることができる。また、磁性楔６ａの凸部７はコア１の溝３に嵌め合うような形状に作ることができる。本実施の形態の磁性楔６ａによれば磁性鋼板の幅や磁性丸線の本数を層ごとに変化させることにより、強磁性部を様々な形状に成形できるため、より正確なシュー形状を模擬でき、モータの効率を高めることが可能である。本実施の形態の磁性楔６ａは、コア１のシューに相当する部分を強磁性の丸棒の束により構成することで、擬似的にシューのあるコア１と同形状のコア１をつくり出すものである。
【００１８】
従来のような磁性粉で強磁性部を形成する場合、磁性粉は球形をしており、強磁性部の強磁性体の充填率を考えた場合、理論上は球形が真球とすると最密六方格子での充填率が７４%となる。一方、丸棒での充填率は丸棒の断面が真円とすると丸棒を正方形に並べた平積で７８%となり、さらに六方細密となる俵積では９０％となることから、球体を密に詰めるよりも丸棒を密に詰めるほうが強磁性部１３の強磁性体の充填率を高くできる。つまり、本実施の形態の強磁性体である丸棒１０を積層した強磁性部１３は磁性粉を充填した従来の強磁性部よりも磁気特性が高く効率よく磁束を通すため、強磁性体である丸棒１０により、従来提案されていた磁性粉を用いた磁性楔よりも透磁率の高い強磁性部１３を構成でき、コア１の磁気特性を向上させることができる。その為、磁性粉の加圧成形による磁性楔よりもモータの磁気特性を向上させることができる。なお、丸棒の断面が真円から幾分ずれていても効果が得られるのは言うまでもない。
【００１９】
本実施の形態の磁性楔６ａを挿入する前の状態のとき、シューがないコア１と同様の形状であり、シューのあるコア１よりもコイル４を巻装あるいは挿入しやすく、生産性を向上させる効果もある。また、巻装時の障害をなくし密に巻回できるためコイルの線積率を高め、モータの銅損を低減させる効果もある。コイル４を巻装あるいは挿入した後は、くさびを装着することでコア１の開口部５が塞がり、モータの回転によって生じる空気の流れをスムーズにしモータの騒音を低減させると共にコア１の剛性を高める効果もある。
【００２０】
本実施の形態の磁性楔６ａは強磁性部１３と非磁性部１４ａが設けられているため、磁性楔６ａをティース２の開口部５に入れることでシューのあるコア１を模擬的に実現でき、シューがないコア１よりも、磁石の磁束を効率よく拾いモータの磁気特性を向上させる効果がある。また、従来提案されている楔全体を磁性体で構成した磁性楔を用いたコア１は隣り合うティースの先端部を直接流れる漏れ磁束が発生するのに対し、本実施の形態の磁性楔６ａは中間層の非磁性部により漏れ磁束を防ぐことができ、楔全体が磁性体で構成されているモータよりも漏れ磁束による鉄損を低減させることができる。
【００２１】
図５は実施の形態１による磁性楔６ａの効果を示すグラフである。ティースにシューのあるコア１とシューのないコア１、およびティースにシューのないコア１に本発明の磁性楔６ａを挿入したコア１について、周波数４８ｋＨｚにおける誘起電圧をそれぞれ測定したところ、本発明の磁性楔６ａを挿入したコア１の誘起電圧はティースにシューのあるコア１の誘起電圧と比較すると８．０％低い結果となったが、シューのないコア１よりも４．８％高い結果となった。
【００２２】
この結果は、本実施の形態の磁性楔６ａは楔内部の強磁性部に磁束が通っていることを示すものであり、本実施の形態の磁性楔６ａを挿入したコア１は、ティースにシューのあるコア１と比較すると磁気特性が劣るものの、シューのないコア１と比較すると磁気特性が向上しており、本実施の形態の磁性楔６ａを用いることに対して一定の効果を示すものである。
【００２３】
この計測に用いた磁性楔の強磁性部を構成する強磁性体は断面が円形で径０．５ｍｍの鉄線に絶縁被膜がついたものを用い、片側６３本の束で構成した。磁性楔の両極の強磁性部の間に設けた非磁性部はガラス不織布にエポキシ樹脂を含浸した複合材料で構成した。鉄線の本数や被膜の厚みなどを変えることで磁性楔６ａの磁気特性は変化するため、鉄線の密度を高めるなどして磁性楔６ａの断面における強磁性体の面積を増やすことによりコア１の磁気特性は今回の測定以上に高められると考えられる。
【００２４】
本実施の形態の磁性楔６ａの強磁性部に用いる強磁性体である丸棒１０は、丸棒１０間のギャップをできる限り小さくすることで磁性楔６ａの強磁性部１３の透磁率が高くなりコア１の磁気特性を高めることができるが、丸棒１０間のギャップを変化させ丸棒の面積に対する絶縁体の面積を変えるなどして、磁性楔６ａの断面における強磁性体と非磁性体の面積比や配置を調整することで磁性楔６ａの磁気特性を可変にし、用途に応じて磁気特性を変化させることができる。
【００２５】
また、本実施の形態の強磁性部に用いている強磁性体である丸棒１０の束は、従来提案されている磁性粉の加圧成形により構成される磁性楔よりも剛性が高く、コア１のたわみなどを防止しモータを回転させる際の振動抑制もしくは騒音防止につながる。
【００２６】
図６は、本実施の形態の磁性楔６ａを適用した回転電機であるモータを利用するエレベータ用巻き上げ機の概略図である。エレベータ用巻き上げ機は、ベース２２上に設けられた磁性楔６ａを内部のコア１に取付けたステータとこのステータの内部を回転するロータとを備えたモータ２３、モータ２３のロータに連結された回転軸を両側で保持する軸受台２１、エレベータかごを吊り下げる主索２０を巻き掛ける主索巻掛部２４からなる。本実施の形態１の磁性楔６ａはモータ等の回転電機に利用されモータの効率をあげることができるので、エレベータ等の自動巻き上げ機のモータに本磁性楔を使用したモータを組み込むことで、より高効率のエレベータの自動巻き上げをすることができるようになる。さらに、本実施の形態１の磁性楔６ａでモータ２３の振動抑制による騒音防止ができるので、エレベータ用巻き上げ機の低騒音化が実現できる。
【００２７】
なお、上記では磁性楔６ａの強磁性部は丸棒の束により構成する構造としたが、丸棒以外に三角形以上の多角形、たとえば四角形や六角形などの棒の集合体で構成しても良い。
多角形の構造によれば、強磁性体の磁性棒をより隙間なく密に束ねることができるため、棒間の隙間を低減しエアギャップを低減できる。磁性楔の強磁性部における強磁性体の充填率を高めることができるため、磁性楔６ａの強磁性部の透磁率を向上させモータの磁気特性を向上さすことができる。具体例では、断面形状が正三角形、正方形、正六角形の棒の集合体である場合に、より隙間なく密にたばねることができる。
【００２８】
実施の形態２．
図７は実施の形態２による磁性楔６ｂの断面図を示す。実施の形態１では楔両端の強磁性部１３の間を樹脂などでモールドすることにより非磁性部１４ｂを設けたが、非磁性部１４ｂは非磁性体の棒１８を用いてその集合体により構成しても良い。両極の強磁性部１３を磁性のある丸棒１０により構成し、その間の非磁性部１４ｂを非磁性体の棒１８により構成することで、二つの強磁性部１３の間に非磁性部１４ｂが介在する三層構造の磁性楔６ｂを実現し、磁性楔６ｂ全体を絶縁テープなどの非磁性体で覆う、あるいは樹脂モールドなどで覆うことで楔の形状を維持する。
【００２９】
この構造に依れば、磁性のある丸棒１０と非磁性体の丸棒１８の組み合わせにより磁性楔６ｂを構成でき、磁性のある丸棒１０と非磁性体の丸棒１８の組み合わせを変えることにより、楔の透磁率やシューの形状を用途に合わせて自在に変更できる。また、このとき非磁性体の丸棒１８は強磁性体の丸棒１８と同じ線径にすることで、丸棒の間に隙間を抑制し密な俵形状を構成できる。
【００３０】
図８は磁性楔６ｂの長さを表した概略を示す図である。本実施の形態の磁性楔６ｂの径方向および周方向の寸法は丸棒の径に依って設定しても良い。強磁性体である丸棒１０の径をｄとしたとき、磁性楔６ｂの凸部７の厚みＬ１と磁性楔６ｂの径方向の厚みＬ２は任意の整数ｎを用いて｛√３／２（ｎ−１）＋１｝ｄで表わされる寸法にしても良い。このとき磁性楔６ｂの強磁性部はｎ本の磁性をもつ丸棒を用いて構成する。この構造によれば強磁性部の磁性をもつ丸棒を俵構造に密に構成することができるため、磁性楔６ｂの強磁性部の磁気特性を高める効果がある。
【００３１】
また、コア１の開口部５の幅と磁性楔６ｂの周方向の幅Ｗ２、コア１のティース２に設けられた溝３の最深部から開口部５を挟んで隣のティース２の溝３の最深部の距離、磁性楔６ｂの凸部間の幅Ｗ１の寸法は、磁性をもつ丸棒の径ｄの整数倍としてｎ×ｄとしても良い。ここで、ｎは正の整数である。このとき磁性楔６ｂはｎ本の磁性をもつ丸棒あるいは非磁性の丸棒の組み合わせで構成する。この寸法および構造にすることで、本発明の磁性楔６ｂの強磁性部を強磁性体の棒で隙間なく密に構成することができモータの磁気特性を高めることができる。なお、本実施の形態では実施の形態１と異なる部分を説明した。それ以外の部分については実施の形態１と同様であるとする。
【００３２】
実施の形態２で説明した磁性楔６ｂは、強磁性のある棒と樹脂などの非磁性体の棒の組み合わせにより構成し絶縁テープや樹脂などの非磁性体で全体を覆うことで全体の形状を維持する構造としたが、両端の強磁性部の間の非磁性体の棒を熱可塑性樹脂の非磁性体で構成し熱を加えることで、その樹脂が溶融した後固めて両端の強磁性部とその間の非磁性部を溶着し一体化しても良い。
【００３３】
この製造方法によれば楔全体を加熱して固めるだけで磁性楔６ｂの強磁性部と非磁性部を一体化でき楔の成形を容易にすると共に、強磁性体と非磁性体の棒の組み合わせによりモータのシュー形状を変更できるため、同じ材料で複数の形状の磁性楔６ｂを作り出すことができるためモデルチェンジを容易にする。
【００３４】
また、非磁性部を溶融することにより磁性楔６ｂ内部の強磁性部１３と非磁性部１４ｂを強固に固定できると共に、強磁性部１３の表面も非磁性体で覆われるため、磁性楔６ｂをコア１に挿入した際に磁性楔６ｂの強磁性部１３とコア１の間の絶縁性が確保される。また強磁性体である丸棒１０の隙間に強磁性体である丸棒１０よりも径の小さい非磁性の丸棒を挟み同様に溶融して一体化しても良い。非磁性の丸棒が溶けて強磁性体である丸棒１０の隙間に入り込み、強磁性体間の絶縁性を確保することができモータの渦電流の発生を抑制できると共に、強磁性体である丸棒１０の間を強固に固定でき磁性楔６ｂの剛性を高めることができる。
【００３５】
また、磁性楔６ｂの凸部７の内部には強磁性体である強磁性体である丸棒１０が埋め込まれていることが望ましい。この構造によれば、ティースの溝３にも磁束が通り、ティース内部の磁性の損失を押さえることができる。なお、本実施の形態では実施の形態３と異なる部分を説明した。それ以外の部分については実施の形態３と同様であるとする。なお、実施の形態２の回転電機用磁性楔を適用した回転電機であるモータにおいても、実施の形態１と同様に振動抑制もしくは騒音防止が図られることは言うまでもない。さらに、本実施の形態２の回転電機用磁性楔を適用したモータを備えたエレベータ用巻き上げ機は低騒音化が実現できるのは言うまでもない。
【００３６】
実施の形態３．
図９は実施の形態３による磁性楔６ｃを利用した回転電機のコア１のスキューの概略図を示す。コア１に挿入する磁性楔６ｃを長手方向に複数に分断させ、各磁性楔６ｃの強磁性部１３の強磁性体である丸棒１０の本数を変えることで磁性楔６ｃに段スキューを付ける。つまり、磁性楔６ｃに段を設け、段がかわる度に、磁性楔６ｃの左右の強磁性部１３のうち片側を少しずつ大きくし、反対側の前記強磁性部を少しずつ小さくしていくことで段スキューをつける。この場合、非磁性部１４ｃの大きさは一定としているが、これに限定されるものではなく、非磁性部１４ｃの大きさを段ごとに変えるようにしてもよい。
【００３７】
実施の形態３の磁性楔６ｃは、段スキューを有する点が実施の形態１及び実施の形態２と相違する。段スキューを有することにより、本実施の形態の磁性楔６ｃを適用したモータはトルクリップルが低減されるという効果が得られる。
【００３８】
ここでは一例として３段スキューを付けるときについて詳細に説明する。なお、３段スキューに限られるものではなく、複数の段スキューを設けることでトルクリップルの低減効果が得られるのは言うまでもない。
【００３９】
さて、本実施の形態の磁性楔６ｃは、図９で見ると、左右の強磁性部１３のうち片側の強磁性部１３の強磁性体である丸棒１０の本数を多くし断面における強磁性部１３の面積を片側のみ大きくした上段部と、中段に嵌める磁性楔６ｃは左右の強磁性部１３の強磁性体である丸棒１０の本数を同数にして左右の強磁性部１３の大きさを同じにした中段部と、下段に嵌める磁性楔６ｃは左右の強磁性部１３のうち上段に嵌める磁性楔６ｃと反対側の強磁性部１３の強磁性体である丸棒１０の本数を多くし断面における反対側の強磁性部１３の面積を片側のみ大きくした下段部とを備える。なお、上下関係に意味が無いのは言うまでもない。
【００４０】
この構造によればコア１側にスキューを設ける必要がなく、強磁性部の形状が左右非対称である磁性楔６ｃを嵌めるだけでコア１に容易にスキューを付けることが可能である。
このように、コア１に嵌める磁性楔６ｃを軸方向に複数に分断し、分断した磁性楔６ｃの左右の強磁性部１３の磁性棒の本数を軸方向に対して徐々に変えることで、モータに容易に段スキューを付けることができ、モータのトルクリプルを低減させる効果がある。
【００４１】
なお、実施の形態３の回転電機用磁性楔を適用した回転電機であるモータにおいては、トルクリプルの低減に加えて実施の形態１と同様に振動抑制もしくは騒音防止が図られることは言うまでもない。さらに、本実施の形態３の回転電機用磁性楔を適用したモータを備えたエレベータ用巻き上げ機はなだらかなエレベータ走行に加えて低騒音化が実現できるのは言うまでもない。
【００４２】
実施の形態４．
図１０は本発明の実施の形態４による磁性楔の断面を示す図である。上記実施の形態の磁性楔には同一径の丸棒を用いていたが、異なる径の丸棒を用いることで、大きな径の丸棒で埋めきれなかった空間を小さな径の丸棒で埋めることができ、挿入したコアの磁気特性を高めることができる。図において、磁性楔６ｄは、磁性部を径の異なる磁性丸棒の集合体で磁性楔の磁性部を成形するものである。大きい径の磁性丸棒１９の隙間に小さい径の磁性丸棒１５、１６、及び、１７を配置し、径の大きい丸棒同士の隙間を径の小さい磁性丸棒で埋めることで、磁性楔の磁性部の空隙を狭くすることができ、コアの磁気特性を高める効果がある。
【００４３】
なお、ここでは、小さい径の磁性丸棒１５、１６、１７の例として、３種類の異なる径を有する丸棒について示したが、径の大きさをどの程度段階的に変えていくかについては特に規定しない。もともとある丸棒に対し、小さい径１種類の丸棒を追加する場合であっても、２種類の丸棒を追加する場合であっても、さらに、３種類以上の丸棒を追加する場合でもかまわない。また、断面積が異なる複数種類の棒の組み合わせであれば、丸棒と多角形状の棒、もしくは、同形状で断面積が異なる棒を組み合わせる場合であってもかまわない。このようにより柔軟な組み合わせをすることで、隙間を効率よくなくすことが可能となる。
【００４４】
実施の形態５．
図１１は本発明の実施の形態５による磁性楔の概要を示す図である。上記実施の形態の磁性楔は、凸部を有する側の主面が平面であったが、非磁性部の一部を削り、主面が曲面を有するような構成であってもかまわない。このように構成することにより、磁性くさびをコアに挿入した際、スロットの面積が増え、コイルを密に挿入することができる。
【００４５】
図では、磁性楔６ｅの凸部側で非磁性部に、たとえば円弧形状の凹部９を設けた構造が示されている。磁性楔６ｅの凸部側、つまり非磁性部のコアスロット側の主面に凹部を設けることで、磁性楔をコアに挿入した際に、スロットの面積が増え、コイルを密に挿入することができる。これによりモータを小型化することができる。なお、ここでは、円弧形状の凹部を設けた構成を示したが、断面が方形形状の凹部、三角形、又は、多角形形状の凹部、もしくは、その他の凹部であっても、磁性楔をコアに挿入した際に、スロットの面積が増え、コイルを密に挿入することができる形状の凹部であればよい。
【００４６】
実施の形態６．
図１２は本発明の実施の形態６による磁性楔を用いたコアの概略図である。上記実施の形態３では、３段スキューを付ける場合について述べたが、図１２で示すように、磁性楔内部に備えた両極の強磁性部の磁性丸棒の長さを軸方向に向かって徐々に変え、両極の断面積の比を変えることで周方向に対して斜めにスキューをつけることができる。
【００４７】
このとき両極の磁性丸棒の占める断面積は、左右の合計は変えず、左右の丸棒の断面積を、相互に増減させることで、一方は徐々に増加する構成とし、他方は徐々に減少する構成とする。左右の強磁性部１３の間の非磁性部１４ｅの断面積は軸方向の位置に依らず一定とし、軸方向に向かって傾斜を付けて構成する。この方法によって磁性楔６ｆにスキューをつけることで、磁性楔６ｆを挿入するコア側にスキューを付ける必要がなくなる。
【００４８】
従来、スキューのついたコアを製造する際、軸方向に対して斜めに傾けたティースを設け、ティースにコイルを巻装あるいは挿入する必要があったが、本実施の形態で示したように、磁性楔内部の強磁性部に傾斜の付いた磁性楔を用いれば、コアを軸方向に対して斜めに加工する工程をなくし加工を容易にすると共にコイルの巻装あるいは挿入も容易にする効果がある。以上説明した方法で、スキューを設けることで、モータのトルクリプルを低減する効果がある。
【００４９】
実施の形態７．
上記実施の形態３では、左右の丸棒の数を変えることで段スキューを付ける場合について説明したが、図１０で示したように、異なる径の丸棒を組み合わせることでも段スキューを付けることができる。本発明の実施の形態７における磁性楔は、図９で示したような構成となるが、上記実施の形態３では、左右の強磁性部１３のうち片側の強磁性部１３の強磁性体である丸棒１０の本数を多くし断面における強磁性部１３の面積を片側のみ大きくした上段部と、中段に嵌める磁性楔６ｃは左右の強磁性部１３の強磁性体である丸棒１０の本数を同数にして左右の強磁性部１３の大きさを同じにした中段部と、下段に嵌める磁性楔６ｃは左右の強磁性部１３のうち上段に嵌める磁性楔６ｃと反対側の強磁性部１３の強磁性体である丸棒１０の本数を多くし断面における反対側の強磁性部１３の面積を片側のみ大きくした下段部とを備えるのに対し、左右の強磁性部１３のうち片側の強磁性部１３の強磁性体である丸棒１０の断面積を大きくし断面における強磁性部１３の面積を片側のみ大きくした上段部と、中段に嵌める磁性楔６ｃは左右の強磁性部１３の強磁性体である丸棒１０の断面積を同じにして左右の強磁性部１３の大きさを同じにした中段部と、下段に嵌める磁性楔６ｃは左右の強磁性部１３のうち上段に嵌める磁性楔６ｃと反対側の強磁性部１３の強磁性体である丸棒１０の断面積を大きくし断面における反対側の強磁性部１３の面積を片側のみ大きくした下段部とを備える点が異なる。なお、上下関係に意味が無いのは言うまでもない。
【００５０】
この構造によればコア１側にスキューを設ける必要がなく、強磁性部の形状が左右非対称である磁性楔６ｃを嵌めるだけでコア１に容易にスキューを付けることが可能である。このように、コア１に嵌める磁性楔６ｃを軸方向に複数に分断し、分断した磁性楔６ｃの左右の強磁性部１３の磁性棒の本数を軸方向に対して徐々に変えることで、モータに容易に段スキューを付けることができ、モータのトルクリプルを低減させる効果がある。
【００５１】
なお、実施の形態７の回転電機用磁性楔を適用した回転電機であるモータにおいては、トルクリプルの低減に加えて実施の形態１と同様に振動抑制もしくは騒音防止が図られることは言うまでもない。さらに、本実施の形態７の回転電機用磁性楔を適用したモータを備えたエレベータ用巻き上げ機はなだらかなエレベータ走行に加えて低騒音化が実現できるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５２】
１  コア、２  ティース、３  溝、４  コイル、５  開口部、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ ，６ｆ  磁性楔、７  凸部、９  凹部、１０，１５，１６，１７，１８，１９  丸棒、１３  強磁性部、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ  非磁性部、２０  主索、２１  軸受台、２２  ベース、２３  モータ、２４  主索巻掛部。
【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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【国際調査報告】
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