JP2019030060A - 回転子及び回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
回転子に装着された保持部材において、CFRPの切断面から繊維の切れ端が露出していると、その切れ端が回転子の回転で生じる風圧により剥離し、その部分を起点として、繊維の剥離が保持部材の全体に広がるおそれがある。このような事象は、永久磁石の外周にCFRPの繊維を螺旋状に巻き付け、その表面に樹脂を塗布することで保持部材を形成した場合等においても同様に起こり得る。
本明細書等においては、回転子30(回転子本体31)の長手方向と平行な方向をX方向、このX方向と直交する方向をY方向とする。
図1は、本実施形態における電動機1の構成を示す断面図である。なお、図1に示す電動機1の構成は一例であり、本実施形態の回転子30を適用可能であれば、どのような構成であってもよい。
フレーム10は、電動機1の外装部材であり、フレーム本体11と、軸穴12と、を備える。
図2は、永久磁石312が取り付けられた回転子本体31を示す側面図である。図3は、保持部材313が取り付けられた回転子本体31を示す側面図である。図2及び図3は、いずれも回転子本体31が回転軸32に嵌合される前の状態を示している。
スリーブ311は、複数の永久磁石312が取り付けられる円筒形状の部材であり、回転軸32と複数の永久磁石312との間に設けられている。複数の永久磁石312は、スリーブ311の周方向に沿って配置されている。スリーブ311は、例えば、炭素鋼等の磁性材料により形成される。内周側にスリーブ311を有する回転子本体31は、回転軸32(図1参照)の外周に、例えば、締り嵌めにより嵌合される。
図4は、治具50に巻き付けられた繊維束Fに含まれる炭素繊維CFの配向方向を示す概念図である。ここでは、図4に示すように、繊維束Fの長手方向D2と、繊維束Fに含まれる炭素繊維CFの配向方向とを略平行として説明する。また、図4は、繊維束Fを筒状の治具50に巻き付けた状態を示している。図4において、保持部材313の長手方向D1(図中、左右方向)は、成形後の保持部材313を回転子本体31に装着した場合に、回転子本体31の長手方向(X方向)と平行となる方向である。
図5は、被覆部材314を装着した回転子本体31を示す側面図である。図5は、図2及び図3と同じく、回転子本体31が回転軸32に嵌合される前の状態を示している。
図5に示すように、被覆部材314は、保持部材313の長手方向D1(X方向)に沿って4箇所に設けられている。具体的には、被覆部材314は、回転子本体31の長手方向(X方向)の両端部(2箇所)と、3分割された保持部材313の繋ぎ目の部分313c(2箇所)にそれぞれ設けられている。
電動機1は、高速で回転する回転軸32を支持するため、軸受13(図1参照)の部分がオイルにより潤滑されている。また、電動機1は、運転中に内部が高温になり、オイルがミスト状に充満した状態となる。このような環境下において、樹脂材料は、その組成によってはオイルによる膨潤の影響を受けやすい。そのため、被覆部材314は、金属材料により形成することが好ましい。
被覆部材314を金属材料により形成した場合において、その厚みは、例えば、数μm〜数100μm程度とすることが好ましい。
被覆部材314を樹脂により形成した場合において、その厚みは、例えば、数μm〜数100μm程度とすることが好ましい。
被覆部材314を、耐油性を有する樹脂により形成した場合には、金属製の被覆部材314に比べて、被覆部材314を保持部材313の外周面により簡単に装着できる。
また、被覆部材314を、耐油性を有する樹脂により形成した場合には、被覆部材314を薄くできるため、固定子20と回転子30(永久磁石312)との間隔を、より狭めることができる。
図6は、変形形態の回転子本体31を示す側面図である。図6では、保持部材313の形状を分かりやすくするため、被覆部材314の図示を省略している。なお、変形形態の説明及び図面においては、前述した実施形態と同様の機能を果たす部分に同一の符号を付して、重複する説明を適宜に省略する。
なお、本形態には、実施形態で説明した金属材料又は耐油性を有する樹脂により形成された被覆部材314を用いることができる。本形態において、被覆部材314を装着する位置は、実施形態と同じである(図5参照)。
また、本形態によれば、永久磁石312が回転子30の外側に露出しないため、回転子30の回転により生じる遠心力により、永久磁石312が半径方向の外側へ飛散することを抑制できる。
保持部材313は、繊維束Fを、永久磁石312(回転子30)の外周面に樹脂と共に直接巻き付けることにより成形してもよいし、樹脂に含浸させた繊維束Fを永久磁石312の外周面に直接巻き付けることにより成形してもよい。
実施形態では、回転子30を構成する回転部材として、回転軸32を例として説明したが、これに限定されない。回転部材は、スリーブ311であってもよい。
Claims (4)
- 回転部材と、
前記回転部材の外周側に配置される複数の永久磁石と、
前記永久磁石の外周面側に設けられ、前記永久磁石を保持する保持部材であって、繊維強化プラスチックにより形成される円筒形状の保持部材と、
少なくとも前記保持部材の長手方向の両端部を被覆する被覆部材と、
を備える回転子。 - 前記繊維強化プラスチックに含まれる繊維の長手方向は、前記保持部材の長手方向と交差する、
請求項1に記載の回転子。 - 前記保持部材は、金属又は耐油性を有する樹脂により形成される、
請求項1又は請求項2に記載の回転子。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の回転子と、
前記回転子の外周側に設けられる固定子と、
を備える回転電機。
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