CN203933187U - 永磁式旋转电机及电梯驱动提升机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供抑制制造成本上升且具备降低转矩脉动的构造的永磁式旋转电机，并提供抑制成本上升且能进行平滑的升降动作的电梯驱动提升机。在形成转子的多个单位转子铁芯的两侧配置永磁铁，在单位转子铁芯设置单位转子铁芯比该永磁铁的外周端部更突出的伸出部分，该伸出部分的一方的面形成作为与接触一方的永磁铁的面相同的面并在外周侧延伸的平面部，该伸出部分的另一方的面形成有突出部，其相对于与另一方的永磁铁接触的面以覆盖另一方的永磁铁的外周部的一部分的方式在圆周方向延伸并突出。转子在旋转轴的轴向上被分成两层，构成一个转子的转子铁芯的突出部与构成另一个转子的转子铁芯的突出部的突出方向在转子的圆周方向上反向突出。

Description

永磁式旋转电机及电梯驱动提升机

技术领域

本实用新型涉及永磁式旋转电机，具体地涉及转子的磁铁部与磁性材料部(转子铁芯)交替地成放射状配置的永磁式旋转电机以及使用该永磁式旋转电机的电梯驱动提升机。

背景技术

作为在各种工业领域中使用的电动机，一般较多地使用永磁式旋转电机。该永磁式旋转电机为在转子的磁场(磁极)中使用永磁铁的同步电动机。而为了提高永磁式旋转电机的性能，已知只需增强所使用的永磁铁的磁力，因此较多地使用以钕磁铁为代表的稀土类磁铁作为磁力强的磁铁。由此能够获得小型、高输出的永磁式旋转电机。

而作为使用这样的旋转电机的代表性的工业领域有设置在建筑物内的电梯系统。该电梯系统以在电梯驱动提升机中使用永磁式旋转电机、由其提升运送乘客的轿厢的方式构成。

要求小型、轻量、低振动的电梯驱动提升机使用高转矩密度和低转矩脉动兼顾的永磁式同步电机。如上所述该永磁式同步电机中采用具有高能量密度的钕磁铁。作为钕磁铁的主要原料的钕和为了提高钕磁铁的矫顽力而使用的镝为稀土元素。

然而，由于现在稀土类元素价格高涨，使用钕磁铁的永磁式旋转电机的总成本中磁铁成本所占比例增加，近年来永磁式旋转电机追求少使用稀土元素的永磁铁或者不使用稀土元素的永磁铁。因此，与钕磁铁相比稀土元素含量更少的铁氧体磁铁再次受到关注。

铁氧体磁铁的磁力为钕磁铁的1/3左右。如果从钕磁铁换到铁氧体磁铁，由于需要通过增加磁铁表面积的增加来弥补磁力的下降，电动机的体积增大。这对于设置空间限制严格的电梯驱动提升机是严重问题。因此，追求能够以类似铁氧体磁铁的低磁力磁铁实现高转矩密度的永磁式旋转电机。

电梯驱动提升机中使用的永磁式旋转电机主要为将永磁铁贴附在转子表面的表面磁铁型旋转电机(SPM，Surface Permanent Magnet Motor)。但该构造无法将磁铁表面积增大超过气隙(air-gap)面积(转子与定子的相向面积)，气隙中磁通密度难以超过磁铁的剩余磁通密度。因此，在这样的构造中，难以使用类似铁氧体磁铁的低磁力永磁铁实现高转矩密度。

对此，作为实现了高转矩密度的永磁式旋转电机，代表性的例如有日本特开2000-217286号公报(专利文献1)以及日本特开昭63-140645号公报(专利文献2)中公开的无刷式直流电动机。该电动机的转子中磁铁部和磁性材料部(转子铁芯)交替地成放射状地配置。即，这些专利文献的永磁式旋转电机为放射状地配置磁铁使得转子磁铁的磁化与径向垂直的构造。通过这样配置磁铁，由于能够沿径向增大磁铁表面积，能够增大转子与定子间的气隙中的磁通密度。

如上所述，在表面磁铁型的转子的情况下，气隙中的磁通密度无法超过磁铁的剩余磁通密度。而通过优化转子铁芯的纵横比(aspect ratio)，专利文献中公开的永磁式旋转电机的气隙中的磁通密度超过磁铁的剩余磁通密度变得可能。因此，在使用像铁氧体这样的磁铁的低磁力的磁铁的情况下，也能够实现与钕磁铁相同程度的转矩密度。

已有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-217286号公报

专利文献2：日本特开昭63-140645号公报

实用新型内容

在实现了高转矩密度的上述专利文献的永磁式旋转电机中，为了降低转矩脉动而使转子偏斜。一般地已知可通过在转子轴向两端，在旋转方向附加电角度(机械角度与极对数的乘积)30度或对应齿槽转矩(cogging torque)的半周期的电角度(electrical angle)的相位差来消除脉动成分。因此，在制造转子时需要将电磁钢板在旋转方向上错开地层叠。

专利文献1中公开了将电磁钢板在旋转方向上错开地层叠使得在 轴向上磁极形状平滑的所谓连续偏斜型转子。此外，专利文献2中公开了将转子在轴向上分成六段在并旋转方向上错开地层叠的所谓分段偏斜型转子。

作为这些转子的问题可列举因构造复杂使得转子制造困难的问题。具体地，专利文献1的连续偏斜型对电磁钢板的层叠作业(易操作性和组装等)负担较大，进一步地，永磁铁的形状变得复杂，磁铁加工困难。此外，专利文献2的分段偏斜型由于需要将永磁铁在轴向上分割，部件数目增加，对组装作业的负担增大。这些都导致制造成本的上升。

如上，从兼顾转矩脉动的降低和制造成本的降低方面，专利文献中记载的永磁式旋转电机仍有改善的需要。此外，如果将这样的永磁式旋转电机用于电梯驱动提升机则制造成本变高。

本实用新型的目的为提供抑制制造成本的上升且具备降低转矩脉动的构造的永磁式旋转电机。进一步地，由此提供抑制成本上升且能够进行平滑的升降动作的电梯驱动提升机。

本实用新型的特征为：在形成转子的多个单位转子铁芯的两侧配置永磁铁，在单位转子铁芯设置单位转子铁芯比该永磁铁的外周端部更突出的伸出部分，在该伸出部分的一侧的面形成平面部，该平面部作为与一侧的永磁铁接触的面相同的面在外周侧延伸，此外，该伸出部分的另一侧的面形成了突出部，该突出部相对于与另一侧的永磁铁接触的面以覆盖另一侧永磁铁的外周部的一部分的方式向圆周方向延伸地突出。

并且为：转子在旋转轴的轴向上至少被分成两层，构成一方的转子的转子铁芯的突出部与构成另一方的转子的转子铁芯的突出部的突出方向在转子的圆周方向上为相反方向。

本实用新型的第一方面的永磁式旋转电机，包括：定子，其由具有向径向内周突出的多个凸极的电磁钢板层叠构成的定子铁芯与卷挂在所述凸极的定子绕组形成；转子，隔着气隙配置在所述定子的内周侧，由电磁钢板层叠的多个单位转子铁芯和以夹着所述单位转子铁芯的方式配置的多个永磁铁形成；和固定于所述转子的旋转轴，其中，在所述单位转子铁芯设置所述单位转子铁芯比所述永磁铁的外周端部 更突出的伸出部分，所述伸出部分的一侧的面形成平面部，该平面部作为与所述永磁铁接触的面相同的面在外周侧延伸，所述伸出部分的另一侧的面形成突出部，该突出部相对于与所述永磁铁接触的面以覆盖所述永磁铁的外周部的一部分的方式在圆周方向延伸地突出。

本实用新型的第二方面的永磁式旋转电机，其在第一方面的永磁式旋转电机中，所述永磁铁为铁氧体磁铁。

本实用新型的第三方面的永磁式旋转电机，其在第一或第二方面的永磁式旋转电机中，所述转子在所述旋转轴的轴向上至少被分成两层，构成其中一方的转子的所述单位转子铁芯的所述突出部的突出方向与构成另一方的转子的所述单位转子铁芯的所述突出部的突出方向，在所述转子的圆周方向上为相反方向。

本实用新型的第四方面的永磁式旋转电机，其在第三方面的永磁式旋转电机中，组装于构成所述一方的转子的所述单位转子铁芯，与组装于构成所述另一方的转子的所述单位转子铁芯的所述永磁铁是共用的。

本实用新型的第五方面的永磁式旋转电机，其在第三方面的永磁式旋转电机中，构成所述一方的转子的所述单位转子铁芯与构成所述另一方的转子的所述单位转子铁芯为相同形状，用于所述另一方的转子的所述单位转子铁芯相对于用于所述一方的转子的所述单位转子铁芯翻转地使用。

本实用新型的第六方面的永磁式旋转电机，其在第一至第五方面的永磁式旋转电机中，形成于所述单位转子铁芯的突出部的突出量为所述突出部所延伸的所述永磁铁的圆周方向长度的一半以下。

本实用新型的第七方面的永磁式旋转电机，其在第六方面的永磁式旋转电机中，当将从连接所述单位转子铁芯的圆周方向的中点与所述旋转轴的中心的基准线A-A看的极距角的角度的一半设为角度a、从所述基准线A-A看的所述突出部的前端的张角为角度b、从所述基准线A-A看的所述突出部的底部的、与所述永磁铁的接触面的张角为角度c时，所述单位转子铁芯的突出量满足条件b/a≒0.75和c/b≒0.71。

本实用新型的第八方面的永磁式旋转电机，其在第三方面的永磁式旋转电机中，所述突出部与所述永磁铁接触。

本实用新型的第九方面的永磁式旋转电机，其在第三方面的永磁式旋转电机中，所述突出部的前端侧的上表面角部被施以倒角而形成有圆度。

本实用新型的第十方面的永磁式旋转电机，其在第三方面的永磁式旋转电机中，所述转子在所述旋转轴的轴向上被分成四层，构成位于最外端的两个转子的所述单位转子铁芯的所述突出部的突出方向与构成被位于最外端的两个转子夹着的两个转子的所述单位转子铁芯的所述突出部的突出方向，在所述转子的圆周方向上为相反方向。

本实用新型的第十一方面的永磁式旋转电机，其在第三方面的永磁式旋转电机中，使用块状单位转子铁芯代替层叠电磁钢板的所述单位转子铁芯。

本实用新型的第十二方面的永磁式旋转电机，其在第三方面的永磁式旋转电机中，在所述转子铁芯与所述旋转轴之间固定有非磁性体环，在所述非磁性体环形成有燕尾槽，并且将形成在所述单位转子铁芯的燕尾嵌入所述燕尾槽来将所述单位转子铁芯固定于非磁性体环。

本实用新型的第十三方面的电梯驱动提升机，包括：收纳定子和定子绕组的机壳主体；一端固定在所述机壳主体、另一端为自由端的固定主轴；经由轴承以能够旋转的方式安装在所述固定主轴的自由端侧的、卷挂主缆索的索轮；和与所述索轮一体地形成的、与所述定子协作形成电动机部的转子，其中，所述电动机部由本实用新型的第一至第十二方面的永磁式旋转电机形成。

通过本实用新型，通过以共用的单位转子铁芯形成两个转子，能够抑制制造成本的上升，并且通过将构成两个转子的单位转子铁芯的突出部设定为相反方向，能够有效地消除齿槽转矩的脉动成分。

附图说明

图1是表示本实用新型适用的永磁式旋转电机的径向剖面的剖面图。

图2是截取本实用新型的第一实施方式的永磁式旋转电机的径向剖面的一部分并放大后的放大剖面图。

图3是截取图2所示的转子铁芯的剖面的一部分并放大后的放大 剖面图。

图4是用于说明图3所示的转子铁芯形成的突出部的合适的长度的放大剖面图。

图5是截取图2所示的永磁式旋转电机的转子的一部分并斜视观察的放大立体图。

图6是表示本实用新型的第一实施方式的永磁式旋转电机的齿槽转矩的模拟结果的特性图。

图7是表示将图6的齿槽转矩波形进行傅里叶级数(Fourier series)展开后的结果的说明图。

图8是截取本实用新型的第二实施方式的永磁式旋转电机的转子的一部分并斜视观察的放大立体图。

图9是截取本实用新型的第三实施方式的永磁式旋转电机的径向剖面的一部分并放大后的放大剖面图。

图10是使用本实用新型的永磁式旋转电机的电梯驱动提升机的轴向剖面图。

图11是截取以往的永磁式旋转电机的转子的一部分并斜视观察的放大立体图。

具体实施方式

针对本实用新型的实施方式利用附图详细地进行说明，但本实用新型并不限定于以下的实施方式，在本实用新型的技术概念中各种变形例和应用例也包含在其范围内。

(实施例1)

利用图1至图7说明本实用新型的第一实施方式，图1是表示本实用新型适用的永磁式旋转电机的径向剖面的剖面图，图2是截取图1所示的永磁式旋转电机的径向剖面的一部分并放大后的放大剖面图，图3是截取图2所示的转子铁芯的剖面的一部分并放大后的放大剖面图，图4是用于说明图3所示的转子铁芯上形成的突出部的合适的长度的放大剖面图，图5是截取图2所示的永磁式旋转电机的转子的一部分并斜视观察的放大立体图。

在图1中，一般，永磁式旋转电机1由定子2和转子3构成，定 子2和转子3隔着规定的气隙G其表面圆周状地相向。并且，定子2上每隔规定角度设有多个定子凸极42，每个定子凸极42上卷绕有定子绕组5。

此外，在转子3配备有中空的旋转轴10、配置在该旋转轴10周围的非磁性体环9、和固定在其外周的环状转子铁芯7，在转子铁芯7放射状地每隔规定角度设有多个永磁铁6。向定子绕组5供应电力后，转子3与其相应地开始旋转，给予旋转轴10规定的转矩。这样的旋转电机的基本结构和动作已众所周知，故省略进一步的说明。

下面基于截取永磁式旋转电机的径向剖面的一部分并放大后的图2详细地说明本实用新型的第一实施方式。

在图2中，定子2具有定子铁芯4和定子绕组5。定子铁芯4层叠多片由冲裁模冲裁的电磁钢板而构成。定子铁芯4由位于外周部、构成定子磁路的定子铁芯背41和以规定角度间隔从定子铁心背41向定子2的内周放射状地延伸设置的定子凸极(定子齿)42构成。相邻的定子凸极42之间与定子铁芯背41所构成的空间为槽部43，为收纳定子绕组5的空间。在此，在各定子凸极42的一极卷绕一个定子绕组5，在图2中，为在一个槽部43内分别配置相邻定子凸极42所使用的定子绕组5的结构。

另一方面，转子3由转轴10、配置在转轴10的外周面的如不锈钢等的非磁性体环9、固定地设于非磁性体9的外周面的形成转子3的单位转子铁芯(以下简称为转子铁芯)7、和配置在相邻的一对转子铁芯7之间的永磁铁6构成。并且该转子3由未图示的轴承所支承，隔着径向的气隙G可旋转地配置在定子2的内周。在此，永磁铁6和定子铁芯7分别向着转子2的外周以规定角度间隔放射状地配置。

转子铁芯7层叠多片由冲裁模冲裁的电磁钢板而构成，每极分离并沿着转子3的圆周方向以规定角度间隔并列设置，该转子铁芯7的外侧前端起到构成转子磁路的转子磁极71的作用。

此外，相邻的一对转子铁芯7与非磁性体隔片(spacer)75所形成的空间即磁铁插入空间74中收纳有例如由铁氧体磁铁组成的永磁铁6。此时永磁铁6的磁化相对于转子3的径向垂直，转子铁芯7沿着转子3的圆周方向以N-S-N-S…交替的方式配置。这些永磁铁6通过类似 环氧树脂等粘合剂紧固于磁铁插入空间74内。非磁性体环9和非磁性体隔片75用于减小向转子铁芯7的内周侧和外周侧的漏磁通而设置。

如果定子铁芯2的定子绕组5中流过电流，则转子铁芯7中产生旋转力，作用于转子铁芯7的转矩经由非磁性体环9传递到旋转轴10。此外，作为非磁性体环9的替代可设置空隙。此时，需要在旋转轴10的轴向端部相向地设置一对圆盘，将转子铁芯7通过螺栓紧固定于该圆盘，作用于转子铁芯7的转矩传递到旋转轴10。

本实施例中在转子铁芯7的形状上具有特征。如图2所示，在一个转子铁芯7的两侧配置有永磁铁6，转子铁芯7的磁极71的前端比永磁铁6的外周端部更伸出。

该伸出部分的一方的面形成作为与接触一方的永磁铁6的面相同的面并向外周侧延伸的平面部73。此外，该伸出部分的另一方的面形成有突出部72，该突出部相对于与另一方的永磁铁6接触的面以覆盖另一方的永磁铁6的外周部的一部分的方式在圆周方向上延伸并突出。

此外，在本实施例中，为了降低齿槽转矩的脉动，使转子3在旋转轴10的轴向上成为两个转子3，如图5所示分成两层并层叠。以形成一方的转子3的转子铁芯7设置的突出部72的突出方向与形成另一方的转子3的转子铁芯7设置的突出部72的突出方向在相反方向上延伸的方式形成。此外，转子铁芯7的突出部72的前端侧的上表面角部被施以倒角(倒棱)77而形成有圆度。该倒角77具有降低气隙G中的磁通密度的空间谐波成分、实现转矩脉动的降低的功能。

如上，由于本实施例的转子铁芯7层叠由冲裁模冲裁的、具有上述突出部72和平面部73的电磁钢板而构成，能够抑制制造成本的上升。此外，本实施例中需要两层转子3，但由于另一方的转子3能够将转子铁芯7翻转来使用，因此在该点上也能够抑制制造成本的上升。此外，针对转矩脉动(齿槽转矩)的降低方法及其效果利用图5至图7在后面说明。

下面基于图3至图5针对本实施例的转子铁芯7的更详细的结构进行说明。在图3中，转子铁芯7以从旋转轴10的旋转中心经过转子铁芯7的圆周方向的中点延伸的基准线A-A为界成非对称的方式，在转子磁极71的一侧具有在圆周方向延伸的突出部72。

即，突出部72相对于转子铁芯7与永磁铁6接触的面以覆盖永磁铁6的外周侧的一部分的方式在圆周方向延伸。该突出部72的突出量定在从基准线A-A观察不越过永磁铁6的圆周方向的中心线○-○的范围内。此外，针对该范围的优选值在后面说明。另一方面，该突出部72的相反侧形成了作为与接触永磁铁6的面相同的面并在外周侧延伸的平面部73。

在此，基准线A-A，与将从旋转轴10的中心到永磁铁6的磁化方向厚度的一半的位置P画的中心线O-O以磁极距τp(＝2π/P，P：磁极数)的1/2的角度(τp/2)在旋转方向旋转的等价。

进一步地，已经说明了突出部72的突出量定在从基准线A-A观察不越过永磁铁6的圆周方向的中心线O-O的范围内，针对突出部72的突出量更合适的值进行说明。如图4所示，从基准线A-A观察极距角(夹着转子铁芯7的两个永磁铁6之间的张角)的一半的角度为角度a、从基准线A-A观察突出部72的前端的张角为角度b、从基准线A-A观察突出部72的底部(与永磁铁的接触面)的张角为角度c时，则期望满足条件(1)b/a≒0.75和(2)c/b≒0.71。

下面针对转矩脉动(齿槽转矩)的降低方法及其效果利用图5至图7进行说明。

在图5中，将一方的转子3中突出部72a在该转子3的旋转方向(向右旋转)延伸的第一转子铁芯7a，和另一方的转子3中突出部72b在转子3的旋转方向的相反方向(向左旋转)延伸的第二转子铁芯7b在旋转轴10的轴向层叠，使得转子铁芯7的形状在旋转轴10的轴向上发生变化。在这些转子铁芯7a和转子铁芯7b分别形成有磁极71a和71b。此外，转子铁芯7a和转子铁芯7b的轴向厚度定为实质上相同的厚度。此外，重要的是永磁铁6在转子铁芯7a和转子铁芯7b中共用。

通过这样构成转子3，能够在转子3轴向两端，在旋转方向附加电角度(机械角度与极对数的乘积)30度或对应齿槽转矩的半周期的电角度的相位差，能够有效地消除齿槽转矩的脉动成分。

此外，第一转子铁芯7a和第二转子铁芯7b能够使用相同的铁芯。即，由于能够将第一转子铁芯7a翻转后作为第二转子铁芯7b使用， 因此用于制造第一转子铁芯7a和第二转子铁芯7b的电磁钢板的模具只需一个，效率更高。进一步地，由于永磁铁6不在轴向上分割而能够在第一转子铁芯7a和第二转子铁芯7b中共用，能够不增加部件数目，抑制制造成本的上升。

此外，对第一转子铁芯7a和第二转子铁芯7b为层叠所得进行了说明，但也能够使用不层叠的块状铁芯。由于这种情况下适用的旋转电机为低速旋转型、涡流损失较少的电动机，作为块状铁芯可使用压粉铁芯等。

为了展示本实施例的效果，对具有图5所示的构造的转子3的永磁式旋转电机与具有图11所示的现有构造的转子3的永磁式旋转电机的齿槽转矩进行比较。在此如图11所示，转子3沿转子铁芯7的磁极71的圆周方向形成整个轴向上的一对突出部72。

图6表示永磁式旋转电机的齿槽转矩的模拟结果，图7表示齿槽转矩波形进行傅里叶级数展开后的结果。齿槽转矩的计算中使用边元有限元法。作为计算条件，输出将转子3从外部旋转电角度360度(机械角度11.2度)时的转矩。由于计算对象的永磁式旋转电机中磁极数为64、凸极数为48，齿槽转矩在感应电压的1/6周期上产生。

根据图6的计算结果，由于齿槽转矩的周期为电角度60度，可认为本计算结果大致合理。通过采用像本实施例这样的结构，可知相对于以往的永磁式旋转电机，本实施例的永磁式旋转电机中齿槽转矩大幅度地降低。此外，如图7所示，观察各次数的振幅，作为齿槽转矩的基波成分的6次成分约降低到1/4。由此可知本实施例的永磁式旋转电机的有效性。

在以上说明的本实施例中，如图5所示，由于转子铁芯7a和第二转子铁芯7b的永磁铁6能够共用，能够抑制部件数目的增加，能够实现制造成本的降低。

此外，如图2所示，通过对转子铁芯7的磁极71施以倒角77，能够降低气隙8中的磁通密度的空间谐波成分，能够实现转矩脉动的降低。

此外，如图3所示，通过使在转子7的磁极71形成的突出部72与永磁铁6相接触，能够防止旋转时永磁铁6因离心力而飞散，因此 能够实现固定永磁铁6和转子铁芯7的粘合剂的减少。

此外，通过使图5的第一转子铁芯7a和第二转子铁芯7b为块状铁芯，能够省略铁芯的紧固作业，能够实现制造成本的削减。

概括本实施例，转子铁芯7只需分别正反地使用将具有突出部72和平面部73的电磁钢板层叠构成的相同形状的转子铁芯7a、7b即可，能够抑制制造成本的上升。

此外，通过相反地安装具有突出部72和平面部73的电磁钢板，使其成为两层的转子铁芯7a、7b，能够在转子3轴向两端在旋转方向附加电角度30度或对应齿槽转矩的半周期的电角度的相位差，能够有效地消除齿槽转矩的脉动成分。

这样，通过本实施例能够提供抑制制造成本的上升且具备实现高转矩密度和低转矩脉动的构造的永磁式旋转电机。

(实施例2)

下面基于图8针对本实用新型的第二实施方式的永磁式旋转电机进行说明。在图8中，转子铁芯7由第一转子铁芯7a、第二转子铁芯7b、第三转子铁芯7c、和第四转子铁芯7d构成，其分别层叠成四层。

而在图8中，最下侧的转子铁芯7a的突出部72a和最上侧的转子铁芯7d的突出部72d向与转子3的旋转方向一致的方向突出，位于其间的转子铁芯7b的突出部72b和转子铁芯7c的突出部72c向与转子3的旋转方向相反的方向突出。

通过这样的结构，能够增大转子3的转矩，并且通过使转子7的磁极71的形状相对于连接面成左右对称的方式进行连结，能够降低作用于转子3的轴向推力，由此能够缓和制造时的负担。此外，作为这种结构的转子3的连结方法，有在转子铁芯开螺孔利用螺栓轴向连结的方法、和在转子铁芯7形成燕尾(燕尾接合)并与其内周侧的非磁性环9固定来进行连结的方法。采用哪个固定方法只需根据永磁式旋转电机的规格进行合适地选择即可。

(实施例3)

下面基于图9针对本实用新型的第三实施方式的永磁式旋转电机进行说明，该实施例提出了转子铁芯7的固定方法、非磁性体环9、定子铁芯4的固定方法等。

在图9中，转子铁芯7的燕尾76在轴向上嵌入非磁性体环9的外周侧的燕尾槽91中，将转子铁芯7固定在非磁性体环9。由此，能够有效地将作用于转子磁极71的转矩传递到非磁性体环9。进一步地，通过利用燕尾76将转子铁芯7固定在非磁性体环9，由于能够提高转子铁芯7的外径侧的圆度，可期待有减小因制造误差产生的齿槽转矩的效果。

此外，非磁性体环9设有用于嵌入螺栓93的螺孔92。由此，能够将传递到非磁性体环9的转矩通过螺栓93传递到外部。同样地，定子铁芯4中由于也产生反作用转矩，因此设有用于利用螺栓45将定子铁芯4固定在外部的螺孔44，由此能够有效地抑制定子铁芯4因反作用转矩而移动。此外，不必在所有的螺孔44、92嵌入螺栓45、93，可在能够维持螺栓45、93的机械强度的范围内决定螺栓个数。

(实施例4)

下面基于图10针对本实用新型的第四实施方式的使用永磁式旋转电机的电梯驱动提升机的结构进行说明

在电梯驱动提升机100中，机壳主体101的中心部形成了固定主轴，索轮102通过轴承105可旋转地被支承在该固定主轴的自由端侧。此外，位于机壳主体101的外周侧的圆环状的收纳凹部中收纳有构成电动机部的定子铁芯4和定子绕组5等电机部件。该定子铁芯4通过螺栓45固定在机壳主体101。

进一步地如上所述，与索轮102一体地形成的索轮外壳103通过轴承105可旋转地被支承在固定主轴的自由端侧，该索轮壳体103与索轮102以及构成电动机部的转子铁芯7等电机部分一体地构成。固定在转子铁芯7的非磁性体环9通过螺栓93被固定在索轮外壳103，进一步地，非磁性体环9被压入旋转轴10。

如上所述，转子铁芯7隔着规定的间隔与定子铁芯4相向地配置，在该转子铁芯7的内周面固定有多个永磁铁6。在此，索轮外壳103的外周一体地形成有制动鼓104，该制动鼓104为通过制动装置106制动的结构。此外机壳主体101配置了检测旋转轴10的旋转的编码器107。

当该转子3产生转矩，则经由索轮外壳103传递到索轮102，驱动 卷挂在索轮102上的多根主缆索上下地升降轿厢。此外，图10中未展示制动装置104的细节，在使轿厢升降运行时通过来自未图示的控制装置的信号使制动衬片(brake lining)从制动鼓104分离，解除制动动作，在停止轿厢并维持其位置时，通过来自控制装置的信号将制动衬片按压向制动鼓104，给予制动鼓104制动力，进行制动动作。此外，本实施例中为使用常温下约0.45T左右的铁氧体磁铁的结构。

在这样构成的电梯驱动提升机中，特别地通过使用实施例1说明的永磁式旋转电机，转子铁芯7只需分别正反地使用将具有突出部72和平面部73的电磁钢板层叠构成的相同形状的转子铁芯7a、7b即可，能够抑制制造成本的上升，并且，通过相反地安装具有突出部72和平面部73的电磁钢板，使其成为两层的转子铁芯7a、7b，能够在转子3轴向两端在旋转方向附加电角度30度或对应齿槽转矩的半周期的电角度的相位差，能够有效地消除齿槽转矩的脉动成分，因此能够成为抑制制造成本的上升并且进行平滑的升降动作的电梯驱动提升机。

如上所述，通过本实用新型能够提供抑制制造成本的上升且具备降低转矩脉动的构造的永磁式旋转电机。进一步地，能够由此提供抑制成本上升且能够进行平滑的升降动作的电梯驱动提升机。

此外，本实用新型展示了永磁式旋转电机及使用其的电梯驱动提升机，但也应用于其它伺服系或电动助力转向等要求高转矩密度和低转矩脉动的旋转电机。

符号说明：

1：永磁式旋转电机

2：定子

3：转子

4：定子铁芯

41：定子铁芯背

42：定子凸极

43：槽部

44：螺孔

45：螺栓

5：定子绕组

6：永磁铁

7：转子铁芯

9：非磁性体环

10：旋转轴

71：转子磁极

72a、72b、72c、72d：突出部

73：平面部

74：磁铁插入空间

75：非磁性体隔片

76：燕尾

77：倒角

91：燕尾槽

92：螺孔

93：螺栓

100：电梯驱动提升机

101：机壳主体

102：索轮

103：索轮外壳

104：制动鼓

105：轴承

106：制动器

107：编码器

G：气隙

Claims (13)

1.一种永磁式旋转电机，其特征在于，包括：

定子，其由具有向径向内周突出的多个凸极的电磁钢板层叠构成的定子铁芯与卷挂在所述凸极的定子绕组形成；

转子，隔着气隙配置在所述定子的内周侧，由电磁钢板层叠的多个单位转子铁芯和以夹着所述单位转子铁芯的方式配置的多个永磁铁形成；和

固定于所述转子的旋转轴，其中，

在所述单位转子铁芯设置所述单位转子铁芯比所述永磁铁的外周端部更突出的伸出部分，所述伸出部分的一侧的面形成平面部，该平面部作为与所述永磁铁接触的面相同的面在外周侧延伸，所述伸出部分的另一侧的面形成突出部，该突出部相对于与所述永磁铁接触的面以覆盖所述永磁铁的外周部的一部分的方式在圆周方向延伸地突出。

2.如权利要求1所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

所述永磁铁为铁氧体磁铁。

3.如权利要求1或2所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

所述转子在所述旋转轴的轴向上至少被分成两层，构成其中一方的转子的所述单位转子铁芯的所述突出部的突出方向与构成另一方的转子的所述单位转子铁芯的所述突出部的突出方向，在所述转子的圆周方向上为相反方向。

4.如权利要求3所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

组装于构成所述一方的转子的所述单位转子铁芯，与组装于构成所述另一方的转子的所述单位转子铁芯的所述永磁铁是共用的。

5.如权利要求3所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

构成所述一方的转子的所述单位转子铁芯与构成所述另一方的转子的所述单位转子铁芯为相同形状，用于所述另一方的转子的所述单位转子铁芯相对于用于所述一方的转子的所述单位转子铁芯翻转地使用。

6.如权利要求1～5中任一项所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

形成于所述单位转子铁芯的突出部的突出量为所述突出部所延伸的所述永磁铁的圆周方向长度的一半以下。

7.如权利要求6所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

当将从连接所述单位转子铁芯的圆周方向的中点与所述旋转轴的中心的基准线A-A看的极距角的角度的一半设为角度a、从所述基准线A-A看的所述突出部的前端的张角为角度b、从所述基准线A-A看的所述突出部的底部的、与所述永磁铁的接触面的张角为角度c时，所述单位转子铁芯的突出量满足条件b/a≒0.75和c/b≒0.71。

8.如权利要求3所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

所述突出部与所述永磁铁接触。

9.如权利要求3所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

所述突出部的前端侧的上表面角部被施以倒角而形成有圆度。

10.如权利要求3所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

所述转子在所述旋转轴的轴向上被分成四层，构成位于最外端的两个转子的所述单位转子铁芯的所述突出部的突出方向与构成被位于最外端的两个转子夹着的两个转子的所述单位转子铁芯的所述突出部的突出方向，在所述转子的圆周方向上为相反方向。

11.如权利要求3所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

使用块状单位转子铁芯代替层叠电磁钢板的所述单位转子铁芯。

12.如权利要求3所述的永磁式旋转电机，其特征在于：

在所述转子铁芯与所述旋转轴之间固定有非磁性体环，在所述非磁性体环形成有燕尾槽，并且将形成在所述单位转子铁芯的燕尾嵌入所述燕尾槽来将所述单位转子铁芯固定于非磁性体环。

13.一种电梯驱动提升机，其特征在于，包括：

收纳定子和定子绕组的机壳主体；

一端固定在所述机壳主体、另一端为自由端的固定主轴；

经由轴承以能够旋转的方式安装在所述固定主轴的自由端侧的、卷挂主缆索的索轮；和

与所述索轮一体地形成的、与所述定子协作形成电动机部的转子，其中，

所述电动机部由权利要求1～12中任一项所述的永磁式旋转电机形成。