(57)【要約】 【課題】  より簡単に低コストで製造でき、且つ高効率、高性能で小型化された構造の永久磁石用モータを得る。【解決手段】  永久磁石を有する回転子と、この回転子の周囲に配置され、電磁力により回転子を回転させる固定子と、で構成され、固定子はコイル集中巻が施されたティース部を有する複数の固定子ブロックの連結体であり、固定子ブロックは２種類の形状の電磁鋼板が一定枚数毎に交互に積層固定されて形成され、電磁鋼板が斜め方向に積層固定されていることでティース部にスキューが施される。【選択図】  図３
2007049807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を有する回転子と、
この回転子の周囲に配置され、電磁力により前記回転子を回転させる固定子と、
で構成され、
前記固定子はコイル集中巻が施されたティース部を有する複数の固定子ブロックの連結体であり、当該固定子ブロックは２種類の形状の電磁鋼板が一定枚数毎に交互に積層固定されて形成され、当該電磁鋼板が垂直方向に対し斜め方向に積層固定されていることで前記ティース部にスキューが施されることを特徴とする永久磁石式モータ。
【請求項２】
電磁鋼板の斜め方向の積層固定は当該電磁鋼板のティース部に設けられた固定ピン用穴を斜め方向に挿通する固定ピンによりなされていることを特徴とする請求項１記載の永久磁石式モータ。
【請求項３】
固定子ブロックの連結手段は、当該固定子ブロックを構成する電磁鋼板の２種類いずれか一方が有し前記固定子ブロックのコアバック部の両端に設けられる連結ピン用リングと、隣接する前記固定子ブロック同士の前記連結ピン用リングを合わせて挿通する連結ピンとで構成されることにより隣接する前記固定子ブロック同士は可動に連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の永久磁石式モータ。
【請求項４】
連結ピン用リングはリング面が水平方向に対し角度を持つように折り曲げられ、連結ピンは前記連結ピン用リングを斜め方向に挿通することにより隣接する前記固定子ブロック同士は可動に連結されていることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかに記載の永久磁石式モータ。  
【請求項５】
固定ピン及び連結ピンは磁性体の材料であることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の永久磁石式モータ。
【請求項６】
固定子はティース部にコイル集中巻が施され且つ固定子ブロックが一円に連結されている全体をモールドされていることを特徴とする請求項１〜請求項５いずれかに記載の永久磁石式モータ。
【請求項７】
エレベータ用であることを特徴とする請求項１〜請求項６いずれかに記載の永久磁石式モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石式モータの固定子ブロック及び固定子の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、永久磁石式モータにおいては、近年の機械室レスエレベータや省エネルギー化の動向に伴う小型化且つ高効率化の要求に応えるため、可動部を持つ固定子鉄心構造を採用し、ティース部への巻線作業を容易とし巻線占積率の向上を図っている。その構造として、プレス打ち抜きにより形成された２種類のコア部材を交互に積層することでコア片を成形し、コア部材には各コア片間の連結手段となる凸部と凹部が係合する嵌合部を設け、この嵌合部にて各コア片間を回動可能とし、環状の固定子鉄心とするものがある。（例えば特許文献１）。またエレベータ乗り心地向上のため、回転子に永久磁石をずらして貼り付けることにより磁石スキューを施す、もしくは固定子側の固定子コア側にスロットスキューを施しトルクリップルを低減させていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０１４５８号公報（第５〜６項、第１〜６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の永久磁石のモータでは、回転子に磁石スキューを施す場合には一極あたり少なくとも２個の磁石を貼り付ける必要があり、部品点数の削減、貼り付け工程の簡素化に不利という問題があった。また磁石スキューを施すには回転子の磁石をずらして貼り付けなくてはいけないため、位置決め工程が複雑、且つ多工程になり、製造コストの削減に不利な構造であった。また固定子側にスロットスキューを施した場合、可動部を持たない固定子鉄心構造であり、スキュースロットの型に巻いたコイルを挿入する構造としていたため、巻き線作業、コイル挿入作業が困難であり、それに加え、巻き線線積率を向上するのに不利な構造であった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、より簡単に低コストで製造でき、且つ高効率、高性能で小型化された構造の永久磁石用モータを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る永久磁石式モータにおいては、永久磁石を有する回転子と、この回転子の周囲に配置され、電磁力により回転子を回転させる固定子と、で構成され、固定子はコイル集中巻が施されたティース部を有する複数の固定子ブロックの連結体であり、固定子ブロックは２種類の形状の電磁鋼板が一定枚数毎に交互に積層固定されて形成され、電磁鋼板が斜め方向に積層固定されていることでティース部にスキューが施されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明により、高効率且つ小型化された永久磁石式モータをより簡単に低コストで製造することができ、更にはトルクリップルを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１． 
図1はこの発明の実施の形態1における永久磁石式モータの固定子の平面図、図２は図１の固定子を構成する複数の固定子ブロック同士の接続部を示す拡大図、図３は図１の斜視図、図４は図３のA方向からみた背面図、図５は２種類の電磁鋼板を示す平面図、図６は図５の連結ピン用リング付きの電磁鋼板を示す正面図、図７は分割された２種類の固定子ブロックの積層固定方法を示す斜視図、図８は分割された２種類の固定子ブロック同士の接続方法を示す斜視図、図９は複数の接続された２種類固定子ブロックを示す斜視図、である。
図において、１は永久磁石式モータの固定子、１ａは永久磁石を有する回転子（図示せず）の嵌合部である。２ａ及び２ｂは２種類の分割型で打ち抜きされた互いに同等な形状の２種類の電磁鋼板で、図５で示すようにＴ字型の形状で頭部は円弧状であり、胴部には固定ピン用穴３が等間隔で複数設けられるものである。４は電磁鋼板２ａの頭部両端外周側それぞれに一体的に連結された一対の連結ピン用リングで、図６で示すように正面から見たとき、水平方向に対しそれぞれのリング面が角度θとなるように折り曲げられているものである。また電磁鋼板２ｂには連結ピン用リング４は設けられておらず、この箇所はＬ字型の切欠きとなっており、これにより図１及び図２で示すように相隣り合う電磁鋼板２ａと２ｂが頭部両端で嵌合する構成となっている。５ａ及び５ｂはそれぞれが交互に連結される２種類の固定子ブロックで、電磁鋼板２ａ及び２ｂを一定枚数毎に交互に積層固定されたものでコアバック部６、及びティース部７で構成される。コアバック部６、及びティース部７は積層固定された電磁鋼板２ａ及び２ｂの円弧状の頭部、及び胴部で構成されるものである。ここで図４に示すようにコアバック部６の両端部側面は固定子ブロック５ａと５ｂの連結面となり、また電磁鋼板２ａ及び２ｂが垂直方向に対して角度θとなるように斜めにずらされて積層固定されており、これによりティース部７にスキューが施されている。またティース部７には図１で示すコイル集中巻線１３が施され電流が流されることで固定子ブロック５ａ及び５ｂが電磁石となり、永久磁石を有する回転子を回転させるものである。ここで２種類の固定子ブロック５ａ及び５ｂは電磁鋼板２ａ及び２ｂを積層する順序により種類分けされている。つまり固定子ブロック５ａは最上段もしくは最下段から、電磁鋼板２ａを２枚、電磁鋼板２ｂを４枚の順で繰り返し積層されたものであり、固定子ブロック５ｂは最上段もしくは最下段から、電磁鋼板２ｂを３枚、電磁鋼板２ａを２枚、電磁鋼板２ｂを１枚の順で繰り返し積層されたものである。８は固定子ブロック５ａ及び５ｂを固定する固定部で、複数の電磁鋼板２ａ及び２ｂの固定ピン用穴３によって構成され垂直方向に対し斜めとなる通し穴である。９は固定部８に挿通される磁性体の材料からなる固定ピンで、両端部それぞれにリング状の板１０が溶接され、上述のように積層された固定子ブロック５ａ及び５ｂの形状を保持固定するものである。１１ａ及び１１ｂはコアバック部６の両端部側面の外周側に設けられ、複数の電磁鋼板２ａの連結ピン用リング４で構成される２種類の形状からなる連結体であり、その形状は上述の固定子ブロック５ａ及び５ｂを構成する電磁鋼板２ａ及び２ｂの積層順序により決まっている。１２は磁性体の材料からなる連結ピンで、連結体１１ａ及び１１ｂの連結ピン用リング４と係合するものである。ここで図４に示すように、連結ピン用リング４には角度θが設けられ、それにより連結ピン用リング４のリング面は固定子ブロック５ａと５ｂの連結面に対し垂直であり、これらに加え、上述の連結体１１ａ及び１１ｂの形状により、固定子ブロック５ａと５ｂの連結面が互いに接したとき、連結体１１ａと１１ｃは噛合い、連結ピン用リング４は全て平行に対向し、穴向きは全て一列となり、これらに連結ピン１２が垂直方向に対し角度θで挿通しているものである。また、これにより隣接する固定子ブロック５ａと５ｂは連結ピン１２を軸とした回転方向に可動に連結されており、ティース部６が開いた状態にする事が可能である。また、連結された複数の固定子ブロック５ａ及び５ｂは図３に示すように一円に連結されており永久磁石式モータの固定子１を構成する。また一円とされた固定子コア１はモールド（図示せず）されている。
【０００９】
次に永久磁石式モータの固定子１の組立方法を説明する。先ず2種類の分割型で電磁鋼板２ａ及び２ｂを打ち抜き複数作成する。次に電磁鋼板２ａ及び２ｂを固定子ブロック５ａ及び５ｂとなるように積層し作成する。次に複数の固定部８全てに固定ピン９を挿通し、固定ピン９の両端にリング状の板１０を嵌め込み、これを押圧しながら固定ピン９とリング状の板１０を溶接し、固定子ブロック５ａ及び５ｂを連結固定する（図７参照）。次に連結体１１ａ及び１１ｂを噛合わせ複数の連結穴に連結ピン１２を挿入し（図８参照）、これにより固定子ブロック５ａと５ｂを交互に連続接続し固定子コア１とする。次に連結ピン１２を中心に固定子ブロック５a及び５ｂを回転させ、ティース部７が開いた状態にし（図９参照）、この状態でティース部７にコイル巻線１３を施す。次に再び連結ピン１２を中心に固定子ブロック５a及び５ｂを逆回転させ一円とし、対向する両端の連結体１１ａ及び１１ｂを連結させて固定する（図３参照）。次に固定子コア１をモールドする。
【００１０】
ここで、固定子ブロック５ａ及び５ｂは連結した連結ピン１２が斜めに挿通されているため、ティース部７が開いた状態ではらせん状となるが、コイルの巻線作業に問題はない。
【００１１】
以上のように構成された永久磁石式モータにおいては、２種類の分割型で打ち抜きされた電磁鋼板２ａ及び２ｂを交互に積層した構成で作成し、且つティース部７にスキューを施すことで部品点数の削減、貼付け工程の簡素化、回転子の加工工程簡素化が実現できる。
【００１２】
また、電磁鋼板間を固定ピン９で固定するため、電磁鋼板間を強固に固定できる。
【００１３】
また同時に、固定子ブロック１のティース部７にスキュー角度を保持することができるためにトルクリップル低減効果を実現できる。
【００１４】
また従来回転子の磁石をずらして貼り付けることにより磁石スキューを施してトルクリップルを低減していたが、その必要がなくなり磁石を回転子に貼り付ける工程が簡素化できる。また従来は上記の理由により１極あたり少なくとも２個の磁石を貼り付ける必要があったが１個の磁石で充分となる。
【００１５】
また固定用ピン９及び連結用ピン１２を磁性体とすることでティース部７及びコアバック部６の磁束の流れをスムーズにすることによってもトルクリップルの低減を実現できる。
【００１６】
更に、固定子ブロック５ａ及び５ｂのコアバック部６の連結部を連結ピンで連結し、可動とすることで、コイル巻き線作業の向上、巻き線占積率の向上を実現できる。
【００１７】
また固定子１を一円とした後にモールドすれば、モールド材の放熱効果による巻き線部の温度上昇抑制が期待できる。
【００１８】
ところで、上記説明ではこの発明の固定子ブロック５ａ及び５ｂにおいては、構成する電磁鋼板２ａ及び２ｂの積層順序を上記の通りとしたが、これ以外の積層順序を使用し実施可能なことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】永久磁石式モータの固定子の平面図である。
【図２】図１の固定子を構成する複数の固定子ブロック同士の接続部を示す拡大図である。
【図３】図１の斜視図である。
【図４】図３のA方向からみた背面図である。
【図５】２種類の電磁鋼板を示す平面図である。
【図６】連結ピン用リング付きの電磁鋼板を示す正面図である。
【図７】分割された２種類の固定子ブロックの固定方法を示す斜視図である。
【図８】分割された２種類の固定子ブロックの連結方法を示す斜視図である。
【図９】連結された複数の2種類の固定子ブロックを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  固定子、
２ａ、２ｂ  電磁鋼板、
３  固定ピン用穴、
４  連結ピン用リング、
５ａ、５ｂ  固定子ブロック、
６  コアバック部、    
７  ティース部、
８  固定部、
９  固定ピン、
１０  リング状の板、
１１ａ、１１ｂ  連結体、
１２  連結ピン、
１３  コイル集中巻線。
【図１】
2007049807.tif 000003
【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】
2007049807.tif 000008
【図７】
2007049807.tif 000009
【図８】
2007049807.tif 000010
【図９】
2007049807.tif 000011