(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子（７）と誘導子とを有する、永久磁石を用いた電気機械であって、
前記誘導子はリングの内周面または外周面に固定された永久磁石（２）を有する少なくとも２個の前記リング（１）を有しており、
前記リング（１）は誘導子フレーム（３）に取外し可能に取り付けられるか、あるいは誘導子フレーム（３）の取外し可能部分を構成しており、
前記複数のリング（１）は、誘導子の一体性を得るために、固定手段により、該リングの側面が互いに接した状態で固定されており、また
少なくとも二つのリング（１）が長孔（６）を備えており、該長孔に対応する分解工具を使用して前記リングが順次に取り外されることを特徴とする前記電気機械。
【請求項２】
前記リング（１）は、リング（１）の内周部を前記誘導子フレーム（３）の外周部に固定して前記誘導子フレーム（３）に取り付けられ、また前記永久磁石（２）が前記リングの外周面に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械。
【請求項３】
各リング（１）の内周部が、固定要素によって前記リングを回転子に固定するように作用する少なくとも一つのスロット（４）を有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気機械。
【請求項４】
異なる誘導子長さを持つ電気機械のために同一または類似のリング（１）が使用され、該リング一つの長さの倍数に応じて標準の誘導子長さが確定されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の電気機械。
【請求項５】
前記リング（１）は、電気機械のコギング・トルクを低減または除去する磁石のスキュー（ｓｋｅｗ）効果の発生を可能にする適切な磁石ずらし角（α）だけずらされていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気機械。
【請求項６】
前記永久磁石（２）は、電機子（７）の内側半径にしたがって湾曲した１０から１００ｃｍ２の板の形に形成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の電気機械。
【請求項７】
前記誘導子は、エレベータまたは昇降機設備への適用のために、リング（１）の作用面に固定された永久磁石（２）を有する少なくとも二つの前記リング（１）を備える回転子であり、前記リング（１）は回転子フレーム（３）に取外し可能に取り付けられるか、あるいは回転子フレーム（３）の取外し可能部分を構成しており、
前記複数のリング（１）は、回転子の一体性を得るために、スロット（４）を利用して、該リングの側面が互いに接した状態で固定されており、また
前記電気機械は同期式電動機であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の電気機械のための回転子。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載された、電機子（７）と、固定された永久磁石（２）を有するリング（１）を備える誘導子または回転子とを有する、永久磁石を用いた電気機械を組み立てる方法であって、
前記誘導子フレーム（３）に第１のリングを取り付けるステップと、
前記誘導子フレーム（３）に第２のリングを取り付けるステップと、
前記第２のリングを、スロット（４）を利用して所定の位置に位置合わせし、かつ同一極性の永久磁石を有する前記第１のリングの側面に第２のリングの側面が接した状態で、固定するステップと、
このようにして前記誘導子のすべてのリング（１）を順次に取り付けるステップとからなることを特徴とする前記方法。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか一項に記載された、電機子（７）と、固定された永久磁石（２）を有するリング（１）を備える誘導子または回転子とを有する、永久磁石を用いた電気機械の、誘導子または回転子を取り外す方法であって、
取外し手段を利用して、一時に一つずつ順次に前記リング（１）を取り外すステップと、
すべてのリング（１）が取り外されたときに前記誘導子または回転子のフレーム（３）を取り外すステップとからなることを特徴とする前記方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石電気機械に関し、特に請求項１のプリアンブルに記載の、昇降機設備用の永久磁石電気機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘンリー（Ｈｅｎｒｙ）の米国特許第５，８９８，９９０号は、回転子がリングよりも大きな熱膨張係数を持っているときに電動機用または発電機用の回転子ボディー上に１個以上の一体的な永久磁石リングを組み立てる方法を開示している。この方法は、回転子の円筒面に複数の溝を形成するステップと、前記表面に硬化可能な接着剤を塗布するステップと、この接着剤が塗布された円筒面の上に前記一体的永久磁石リングを配置するステップとを含んでいる。この一体的磁石リングは、半径方向に磁化方向を持っている。
【０００３】
スレダーＳｒ（Ｓｌｅｄｅｒ．Ｓｒ）らの米国特許第５，９９８，９０２号は、非磁性リング内に嵌め込まれた複数の永久磁石を含み、内向き半径方向に弾力的に反らせることのできる数個の鎖錠突起を有する磁石回転子組立て品に関する。これらの鎖錠突起が溝の中に跳ね返ると、リングは回転可能な部品内に恒常的に鎖錠され、このリングを変形させてひどく損傷させることなしには取り外せなくなる。これらの鎖錠突起は、リングの外周を巡って円周方向に延長できる。
【０００４】
シミズ（Ｓｈｉｍｉｚｕ）の米国特許第４，８７７，９８６号は、所定の角度間隔でフライホィールの周壁の内面に配置された複数の磁石を含み、外向きフランジと複数の外向き突起とを有する磁石保持円筒を持った磁石発電機の回転子であって、それによって前記磁石は前記磁石保持円筒の軸に平行になるように位置決めされることを特徴とする前記回転子に関する。
【０００５】
特許公報ＤＥ１９５０１７４５Ａ１によれば、電動機または発電機の回転子は、歯の間に磁石が配置されるスロットを有する、互いに締付け接着された多数の金属積層材から構成することができる。これらの金属積層シートは重ねられたシートを正確に心合わせするための孔を持っている。
【０００６】
このタイプの電動機の従来の構成は、回転子フレームの表面に、または積層シートパッケージに、直接磁石を固定することからなる。
【０００７】
最新の技術によるこれらの電動機の一つの欠点は、磁石を保持するボディーの構成が実に複雑であって、これらの磁石を取り付けるために特殊な機械工具が必要とされ、これが製造コストを増大させることである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、改良された電気機械、好適にはエレベータまたは昇降機設備に使用される同期機械あるいは同期電動機を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動機は、請求項１の特徴的記載部分に記載されたことによって特徴付けられる。
【００１０】
本発明の他の実施例は、その他の請求項に示された特徴によって特徴付けられる。
【００１１】
本発明による電動機の利点の一つは、前記機械の回転子が非常に小さな空間、特にエレベータまたは昇降機設備の非常に狭い空間内で容易に、且つ迅速に取付け、および／または取外しができることである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴と利点は、単に例として示した付属図面を参照しながら以下に述べる説明を読めば明らかになるであろう。
【００１３】
図１、２に示すように、本発明の好適な実施例による回転子は、リングの外面に固定された永久磁石２を有する４個のスチール・リング１を有している。図２では、内部側面を有する４個のスチール・リングと外部側面を有する回転子フレーム３とを含む組立て済み回転子システムを明確に見ることができる。しかしながら回転子は、磁石２を有する２個以上のリング１によって構成することもできる。リング１は、鋼または他の適切な強磁性材料で作られており、同一直径を持っている。リング１の内部側面は回転子フレーム３の外部側面に取り付けられる。リング１の内部側面は、アラインメント手段として役立つ、また例えばガセット、プレートまたはブラケットといった鎖錠手段の助けを借りて回転子３にリングを固定するために役立つ少なくとも１個のスロット４を持っている。リング長さの多数の値として標準の鉄の長さを規定して、異なる鉄長さの電動機用に同一または類似のリングを使用することができる。
【００１４】
図３に示すように磁石リング１は、これら磁石リング１が備えているそれぞれの孔６に挿入できるスレッドタイ５の使用によって取り外すことができる。この場合、これらのタイ５は、前記孔６との協同動作でリング１を順次に取り外すための極めて簡単な工具である。軸方向でのこれらのリングの相互固定を補強するために前記タイ５を使用することも可能である。これは可能ではあるが、絶対必要と言うわけではない。その理由は、前記固定がスロット４と、特に接線方向の力に対して極めて効率的に耐える前記ガゼット、プレート、ブラケット等とによって達成されるからである。
【００１５】
図３によれば、これらのリング１は、任意の磁石ずらし角αだけ遅らせることができる。これは、電動機のコギング・トルクを低減または除去する磁石のスキュー効果の発生を可能にする。もし２個の隣接するリングの磁石が図１に示すような同じオーバーラップする仕方で配置されると、第２のリングのスロットは、前方の第１のリングのスロット４に対して前記角度αだけずらされる。しかしながらこれらのリングを組み立てることによって、第１のリングは、前記固定手段あるいは鎖錠手段が前記リング１の全てのスロット４内に導入できるように、両リングのスロットを一直線に揃えるために、軸の中心の周りを回転しなくてはならず、すなわち前記角度αだけ反時計回りにずれなくてはならない。その結果、回転子単一体の複数のスロットは、オーバーラップする仕方で配置され（図２）、磁石は前記角度α、好適には０＜α＜３°の範囲の角度だけ遅らされるであろう。
【００１６】
図３は、回転子の磁石２と固定子７との間にエアギャップを有する電動機を示す。当然ながら固定子７は、固定子コイルを含んでいる。本発明の好適な実施例では、スチール・リング１の円形のリムあるいは縁は、スレッドタイ５またはその他の取外し要素あるいは取外し工具のための長孔６を受け入れるのに十分な厚さを示している。これらの孔６は、リング１の回転軸に平行、すなわちリング１の縁の小さくて平らな面に垂直である。
【００１７】
図４のシステムは、好適にはエレベータまたは昇降機設備のロープをぐるぐる巻くことを意図した駆動輪８を含んでいる。前記駆動輪８は、回転子の心棒１１のための２個の軸受け９、１０間に配置されており、フレーム３は前記心棒１１により固定されている。この軸受け９は、前記エレベータまたは昇降機設備の機械室に配置された台座１３に固定された支持部材１２に取り付けられてもよい。このシステムは、軸受け１０と接続手段１５の助けを借りてさらに固定子７とを支持する固定子フレーム１４を含んでいてもよい。図４に見られるように、フレーム３と固定子７は、回転子の軸受け１０の外側に取り付けることができる。軸受け１０の外側にフレーム３を有するこの片側のみの実施形態は、永久磁石を有する２個以上のリング、例えば図４に示すような３個のリング１６の容易で迅速な設置を容易にする。
【００１８】
電機子７と、磁石２を有するリング１または１６を持つ誘導子または回転子とを含む永久磁石電気機械を取り付ける方法は、接続手段１５の上の固定子フレーム１４に固定子７を取り付けるステップと、回転子の心棒１１に回転子フレーム３を取り付けるステップと、前記誘導子フレーム３に第１のリング１を取り付けるステップと、前記誘導子フレーム３に第２のリング１を取り付けるステップと、前記アラインメント手段４と鎖錠手段との助けを借りて所定のアラインメント位置に、同一極性の磁石を有する前記第１のリング１に横向きに前記第２のリング１を固定するステップと、このようにして順次に誘導子のすべてのリング１を取り付けるステップとからなることができる。この目的のために各リングに数個のスロット、例えばｎ個のリングにｎ−１個のスロットを持つこともできるが絶対に必要というわけではない。便宜上、固定子および／または回転子は、フレーム３内へのリングの導入を容易にするために、好適にはジャッキ、押し上げジャッキ、ネジ止めジャッキ等の形の極めて簡単な工具の両端を支持する肩部を備えることもできる。回転子を組み立てるこの方法は、完成した電動機からは確認可能でない。すなわち、回転子がどの様に組み立てられたかを見るためには分解されるべきである。
【００１９】
この建造方法の一つの利点は、磁石２を取り付ける段階のときに、スチール・リング１の表面に小さな磁石を、すなわち回転子の表面に大きな磁石を組み立てることがより容易であるということである。また単一磁石リング１、すなわち回転子全体を取り扱うこともより容易である。これに加えて各リングは別々に製造することができ、またこれらは例えば標準の鉄管から得ることができる。
【００２０】
本発明による方法の他の利点は、頑丈さの理由から、磁石の長さがある一定の寸法を超えないこと、そうでないと磁石が脆弱になるので代表的には５０ｍｍを超えないことが好都合であろうという結果をもたらすことである。磁石プレートは、必ずしも湾曲していなくてもよい。本発明によれば、磁石間の力のせいで複雑な操作となる通常の構造のように、同一極性の２個以上の磁石を互いに隣り合わせに接着する必要はない。この目的のための特殊な工具は、避けることができる。磁気素子は、例えばネオジム−鉄−ホウ素（ＮｄＦｅＢ）、コバルト、サマリウムと言った希土類永久磁石、または交番磁気極性を持つように配置された安価な硬磁性フェライト永久磁石などの平らな素子であってよい。好適にはリング１は、好適には比較的高い透磁率μｒ＞＞１を有する軟鋼といった軟磁性材料から形成される。磁石はリングに接着することもできる。
【００２１】
本方法の他の利点は、電動機を分解するステップに関する。特に極めて狭い空間に配置された大きな機械に関して、例えば大きな昇降機設備において固定子７の故障の場合、電動機を移動させずに回転子を取り外すことが必要になるとき、これらのリングは、それぞれの孔６内にスレッドタイ５を挿入することによって一時に一つずつ順次に取り外すことができる。便宜上、これらの孔６は、異なるリング１ごとにずれていてもよい。一旦リングが外されると、回転子と固定子との間に磁気力が存在しないので回転子のフレームは容易に取り外すことができ、従来の構造で予想されるような固定子から回転子をガイドするための特殊な装置は必要とされない。
【００２２】
本方法の他の利点は、望ましくない寄生コギング・トルクまたはリップル・トルクを防止あるいは補正することができることである。この効果は、磁石と通常は真っ直ぐな固定子の歯との間の相互作用からくるものである。本発明によれば、磁石を数個の真っ直ぐな小片に分けるという特徴は、前記寄生トルクを補償するために角度αだけリングをずらすことによってスキュー効果を得ることを可能にする。
【００２３】
前述の電動機のタイプは、磁石２がリング１の外面に固定されているので内側回転子機械タイプである。本発明の他の実施例によれば、磁石は外側回転子機械タイプを与えるようにリングの内面に固定することもできる。この場合、固定子は内側のままである。更に一般的に言えば、磁石を有する回転子は誘導子であり得るが、またコイルを有する固定子は電機子であり得る。通常、電機子（固定子）は、ベッドプレートに固定されていて、動かない。しかしながら誘導子（回転子）が動かないで、電機子が誘導子の内側または外側を回転するように心棒に取り付けられているタイプの機械も存在する。この回転子は、３０から９００ｒｐｍの速度になるように設計できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】永久磁石を有するスチール・リングの概略図である。
【図２】本発明の好適な実施例による永久磁石を有する４個のスチール・リングを含む例示的回転子の斜視図である。
【図３】組み立て済の固定子と回転子とを示す斜視図である。
【図４】本発明による機械の好適な実施例の概略図である。
【符号の説明】
１、２  誘導子
３  フレーム
４  締付けアラインメント手段
５  分解工具
６  分解手段
７  固定子
８  駆動輪
９、１０  軸受け
１１  心棒
１２  台座１３に固定された支持部材
１３  台座
１４  固定子フレーム
１５  接続手段
１６  リング
【図１】
0004209627.tif 000002
【図２】
0004209627.tif 000003
【図３】
0004209627.tif 000004
【図４】
0004209627.tif 000005