JP2020058194A

JP2020058194A - 回転電機

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Publication number: JP2020058194A
Application number: JP2018188784A
Authority: JP
Inventors: 貴裕貞光; Takahiro Sadamitsu
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-04-09
Anticipated expiration: 2038-10-04
Also published as: US11056949B2; JP7077903B2; CN111009993B; US20200112230A1; CN111009993A

Abstract

【課題】回転電機において、ロータの冷却効率を向上させる。【解決手段】回転電機は、回転軸の外周に配置され回転軸とともに回転可能なロータと、ロータを内包するステータと、ロータの外周に、回転軸の軸方向における一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させる流体制御機構と、を備える。流体制御機構は、回転軸の外周に配置され回転軸とともに回転可能であり、一方側から他方側へ向けて外径が次第に拡大する部位を有し、外周面の形状がロータの軸方向の端部における外周面の形状と連続する第１部材と、第１部材及びロータとギャップを空けてステータの内周に配置された第２部材であって、第１部材における外径が次第に拡大する部位に対向する部分において、一方側から他方側へ向けて内径が次第に拡大する第２部材と、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、回転電機に関する。

特許文献１には、ロータとステータとを備える回転電機が記載されている。この回転電機では、ファンにより、ロータとステータの間における環状のギャップ内にギャップの軸方向開口端に向かう気流を発生させて、ギャップに侵入する冷媒を排出している。

特開２００３−２５０２４８号公報

しかし、気流発生のためにファンを用いずに、ロータとステータとの間に流体の流れを発生させてロータを冷却可能な新たな技術が求められていた。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、回転電機が提供される。この回転電機は、回転軸の外周に配置され前記回転軸とともに回転可能なロータと、前記ロータを内包するステータと、前記ロータの外周に、前記回転軸の軸方向における一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させる流体制御機構と、を備え、前記流体制御機構は、前記回転軸の外周に配置され前記回転軸とともに回転可能であり、前記一方側から前記他方側へ向けて外径が次第に拡大する部位を有し、外周面の形状が前記ロータの前記軸方向の端部における外周面の形状と連続する第１部材と、前記第１部材及び前記ロータとギャップを空けて前記ステータの内周に配置された第２部材であって、前記第１部材における前記外径が次第に拡大する部位に対向する部分において、前記一方側から前記他方側へ向けて内径が次第に拡大する第２部材と、を有する。
この形態によれば、第１部材及びロータの回転による遠心力によって、第１部材及びロータの周囲における流体は、第１部材及びロータとギャップを空けてステータの内周に配置された第２部材へ向かう。第１部材は、軸方向における一方側から他方側へ向けて外径が次第に拡大する部位を有し、第２部材は、第１部材における外径が次第に拡大する部位に対向する部分の内径が、一方側から他方側へ向けて次第に拡大するので、第１部材から第２部材へ向かい第２部材へ衝突した流体には、軸方向一方側から他方側へ向かう速度成分が生じる。一方側から他方側へ向かう速度成分が生じた流体は、第１部材及びロータと、第２部材とへの衝突を繰り返して、一方側から他方側へ向かって、第１部材及びロータと第２部材とのギャップを流れる。したがって、ロータの外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができるので、ロータの冷却効率を高めることができる。
（２）上記形態において、前記ロータと前記第１部材のうち少なくとも一方の外周面と、前記第２部材の内周面と、のうち少なくとも一方には、前記ギャップにおける流体を整流する整流構造が形成されていてもよい。
この形態によれば、ギャップにおける流体を整流することができる。そのため、ロータの冷却効率をより高めることができる。
（３）上記形態において、前記第１部材は、前記ロータにおける前記一方側の端部に接触する第１スペーサを含んでもよい。
この形態によれば、ロータにおける一方側の端部に接触する第１スペーサと第２部材とを用いて、ロータの外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができる。
（４）上記形態において、前記第１部材は、前記ロータにおける前記他方側の端部に接触する第２スペーサを含んでもよい。
この形態によれば、ロータの他方側の端部に接触する第２スペーサと第２部材とを用いて、ロータの外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができる。
（５）上記形態において、前記第１部材は、前記回転軸の径方向に突出するフランジを含んでもよい。
この形態によれば、回転軸のフランジと第２部材とを用いて、ロータの外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができる。
（６）上記形態において、前記第１部材は、前記ロータの一部であってもよい。
この形態によれば、ロータの一部と第２部材とを用いて、ロータの外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができる。
（７）上記形態において、前記ギャップは、前記第１部材における前記一方側の端部の外径の０．５％以上かつ５％以下である、回転電機。
この形態によれば、ロータの冷却効率をより高めることができる。

本開示は、上述した回転電機以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、回転電機を備える圧縮装置、当該圧縮装置を備える燃料電池システム等の形態で実現することができる。

一実施形態としての圧縮装置の概略断面図である。図１に示すモータ部のＩＩ−ＩＩ断面である。図１に示すモータ部のＩＩＩ−ＩＩＩ断面である。図１に示すモータ部のＩＶ−ＩＶ断面である。第１部材と第２部材とのギャップにおける流体の流れを説明するための図である。第１部材とロータと第１部材とを１つの回転体とみなした場合において、回転体の周囲に発生する流体の流れのＣＡＥ解析結果を示す図である。第２実施形態におけるモータ部の備える第１部材の概略図である。図７に示す第１部材のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。第３実施形態における圧縮装置の概略断面図である。第４実施形態における圧縮装置の概略断面図である。第１部材付近の拡大断面図である。第１部材付近の拡大断面図である。

Ａ．第１実施形態
図１は、一実施形態としての圧縮装置２００の概略断面図である。圧縮装置２００は、いわゆる遠心式電動コンプレッサである。本実施形態において、圧縮装置２００は、図示しない燃料電池スタックに、圧縮された空気を供給する。燃料電池スタックは、水素と、圧縮装置により供給された空気中の酸素と、の電気化学反応により発電する。

圧縮装置２００は、第１インペラ部１０と、第２インペラ部２０と、モータ部１００と、を備える。モータ部１００は、回転軸３１と、ロータ３２と、ステータ４０と、第１部材６０、８０と、第２部材７０と、を備える。モータ部１００を「回転電機」とも呼ぶ。本実施形態において、モータ部１００は、更に、ベアリング５１、５２と、ベアリングケース５３、５４と、モータハウジング９０と、を備える。図１には、圧縮装置２００に加え、圧縮装置２００と接続される第１流路１１０及び第２流路１２０が示されている。図１には、相互に略直交するＸＹＺ軸が図示されている。Ｙ軸方向は鉛直方向である。Ｚ軸方向は、モータ部１００の備える回転軸３１の軸方向である。Ｘ軸方向はＹ軸方向及びＺ軸方向に垂直な方向である。なお、図１は、圧縮装置２００の技術的特徴をわかりやすく示すための図であり、各部の寸法を正確に示すものではない。以降、＋Ｚ軸側を「回転軸３１の軸方向における一方側」、あるいは単に「一方側」とも呼び、−Ｚ軸側を「回転軸３１の軸方向における他方側」、あるいは単に「他方側」とも呼ぶ。

第１流路１１０は、大気開放口と燃料電池スタックとを接続し、燃料電池スタックへ供給される空気が流れる流路である。第２流路１２０は、燃料電池スタックと大気開放口とを接続し、燃料電池スタックから排出される排気が流れる流路である。

第１インペラ部１０は、第１インペラ１１と、第１インペラ１１を収容する第１インペラ収容部１２と、を備える。第１インペラ１１は、第１流路１１０に設けられている。第１インペラ１１は、回転軸３１の他方側の端部ｅ１に接続され、回転軸３１とともに回転する。第１インペラ１１は、回転することにより第１インペラ収容部１２内で空気を圧縮して、燃料電池スタックへ送り出す。第１インペラ１１は、コンプレッサホイールとも呼ばれる。

第２インペラ部２０は、第２インペラ２１と、第２インペラ２１を収容する第２インペラ収容部２２と、を備える。第２インペラ２１は、第２流路１２０に設けられている。第２インペラ２１は、回転軸３１の一方側の端部ｅ２に接続されている。第２インペラ２１は、第２流路１２０を流れる排気によって回転されることで、回転軸３１を回転させる。第２インペラ２１は、タービンホイールとも呼ばれる。

モータハウジング９０は、第１インペラ部１０と第２インペラ部２０との間に位置する。モータハウジング９０は、内部に、ロータ３２と、ステータ４０と、ベアリング５１、５２と、ベアリングケース５３、５４と、第１部材６０、８０と、第２部材７０と、を収容する筐体である。モータハウジング９０には、回転軸３１が貫通する貫通孔９３が設けられている。軸方向における一方側の貫通孔９３からは、回転軸３１の一方側の端部ｅ２が、第２インペラ収容部２２に突出している。軸方向における他方側の貫通孔９３からは、回転軸３１の他方側の端部ｅ１が、第１インペラ収容部１２に突出している。モータハウジング９０内において、回転軸３１の外周には、軸方向一方側から他方側へ、ベアリング５２、第１部材６０、ロータ３２、第１部材８０、ベアリング５１が、この順に配置されている。モータハウジング９０には、オイル供給流路９１とオイル排出流路９２とが形成されている。オイル供給流路９１からは、図示しないオイルクーラーによって冷却されたオイルが、図示しないオイルポンプによって、モータハウジング９０内へ供給される。オイル排出流路９２からは、モータハウジング９０内の各部品を冷却したオイルが、オイルポンプによって、モータハウジング９０外へ排出される。

ベアリング５１、５２は、回転軸３１を回転可能に支持する。ベアリングケース５３、５４は、それぞれ、ベアリング５１、５２を収容する。ベアリングケース５３、５４は、モータハウジング９０においてモータハウジング９０内に向かって突出する環状のハウジング凸部９４の内側に嵌め込まれて固定されている。

モータハウジング９０における貫通孔９３の近傍であって、ベアリング５１と第１インペラ１１の間、及び、ベアリング５２と第２インペラ２１の間には、図示しないメカニカルシールが設けられている。メカニカルシールは、回転軸３１と一体に回転する図示しない回転環と、モータハウジング９０に固定された図示しない固定環と、を備えるシール部である。メカニカルシールは、モータハウジング９０内へ供給されたオイルが、モータハウジング９０内から貫通孔９３を介して第１インペラ部１０及び第２インペラ部２０へ流出することを抑制する。

ロータ３２は、回転軸３１の外周に配置され、回転軸３１とともに回転する。ロータ３２は、表面に磁石が設けられた円柱形状を有する。ステータ４０は、ステータコア４１と、コイル４２と、を備える。ステータ４０は、ロータ３２の外周に配置され、ロータ３２を内包する。ステータ４０は、図示しない制御装置により通電制御されることで、ロータ３２を介して回転軸３１を回転させる。

図２は、図１に示すモータ部１００のＩＩ−ＩＩ断面である。図３は、図１に示すモータ部１００のＩＩＩ−ＩＩＩ断面である。図４は、図１に示すモータ部１００のＩＶ−ＩＶ断面である。図２から図４では、モータハウジング９０は図示を省略している。以下、図１から図４を参照しつつ、モータ部１００の備える第１部材６０、８０及び第２部材７０について説明する。第１部材６０、８０及び第２部材７０は、ロータ３２の外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させる。第１部材６０、８０及び第２部材７０を、「流体制御機構」とも呼ぶ。

第１部材６０は、回転軸３１の外周に配置され、回転軸３１とともに回転する。本実施形態では、第１部材６０は、ロータ３２の軸方向における位置を固定するスペーサであり、ロータ３２の一方側の端部に接触している。第１部材６０を「第１スペーサ」とも呼ぶ。第１部材６０の外径は、回転軸３１の軸方向における一方側から他方側へ向けて、次第に拡大している。本実施形態において、第１部材６０は、軸方向における他方側に底面を有する円錐台の形状を有する。図１に示すように、第１部材６０の他方側の端部における外径は、ロータ３２の一方側の端部における外径と略等しい。

第１部材８０は、回転軸３１の外周に配置され、回転軸３１とともに回転する。本実施形態では、第１部材８０は、ロータ３２の軸方向における位置を固定するスペーサであり、ロータ３２の他方側の端部に接触している。第１部材８０を、「第２スペーサ」とも呼ぶ。図１に示すように、第２部材７０と対向する箇所において、第１部材８０の外径は、ロータ３２から軸方向に離れるにつれて次第に拡大する。図１に示すように、第１部材８０の一方側の端部における外径は、ロータ３２の他方側の端部における外径と略等しい。

図１に示すように、第１部材６０、８０は、一方側から他方側に向けて外径が次第に拡大する部位を有し、第１部材６０とロータ３２と第１部材８０とは、外周面の形状が連続するように形成されている。外周面の形状が連続するとは、例えば、第１部材６０とロータ３２との間に、ロータ３２の外径よりも外径が小さい部位が存在しないことである。第１部材６０、８０は、非磁性体材料から形成されている。第１部材６０、８０の材料として、チタンやステンレス鋼を用いることができる。なお、「部材の外径が一方側から他方側へ向けて次第に拡大する」ことは、当該部材において、一方側から他方側へ向けて外径が拡大していく箇所と一定の箇所とが存在することを含んでもよい。

第２部材７０は、第１部材６０、８０及びロータ３２とギャップＧを空けて、ステータ４０の内周に配置され、第１部材６０、８０及びロータ３２を内包する。本実施形態では、第２部材７０は、第１部材６０の一方側の端部から、第１部材６０と、ロータ３２と、第１部材８０の外径が最大になる部位と、までを内包する。本実施形態において、ギャップＧは、第１部材６０の一方側の端部における外径に対して、０．５％以上かつ５％以下の範囲である。第２部材７０において、第１部材６０、８０における外径が次第に拡大する部位に対向する部分の内径は、一方側から他方側へ向けて次第に拡大する。本実施形態では、図２から図４に示すように、第２部材７０は、ステータコア４１内に嵌め込まれている。第２部材７０は、非磁性体材料から形成されている。第２部材７０の材料として、チタン、ステンレス鋼、樹脂等を用いることができる。なお、「部材の内径が一方側から他方側へ向けて次第に拡大する」ことは、当該部材において、一方側から他方側へ向けて内径が拡大していく箇所と一定の箇所とが存在することを含んでもよい。

図５は、第１部材６０と第２部材７０とのギャップＧにおける流体の流れを説明するための図である。図５には、図１におけるＡ部分が拡大して示されている。図６は、第１部材６０とロータ３２と第１部材８０とを１つの回転体３０とみなした場合において、回転体３０の周囲に発生する流体の流れのＣＡＥ解析結果を示す図である。図６の結果は、回転体３０とギャップＧを空けて、回転体３０の外周に第２部材７０が配置されている場合におけるＣＡＥ解析結果である。図６における回転体３０上の矢印は、流体の流れる方向を示す。図６における吹き出し部分は、解析結果の一部を拡大した部分である。以下、図５及び図６を用いて、回転体３０の周囲における流体の流れについて説明する。

図５に示すように、第１部材６０及びロータ３２の回転による遠心力によって、第１部材６０及びロータ３２の周囲における流体は、第２部材７０へ向かう。第１部材６０の外径は、軸方向における一方側から他方側へ向けて次第に拡大し、第１部材６０に対向する箇所における第２部材７０の内径は、一方側から他方側へ向けて次第に拡大する。そのため、第１部材６０から第２部材７０へ向かい第２部材７０へ衝突した流体には、図５に示すように、軸方向一方側から他方側へ向かう速度成分が生じる。軸方向一方側から他方側へ向かう速度成分を有する流体は、第１部材６０及びロータ３２と、第２部材７０とへの衝突を繰り返して、一方側から他方側へ向かって、第１部材６０及びロータ３２と第２部材７０とのギャップＧを流れる。したがって、図６に示すように、ロータ３２の外周には、一方側から他方側へ向かう流体の流れが発生する。本実施形態では、第１部材６０と第２部材７０とは、第１部材６０及び第２部材７０よりも一方側のモータハウジング９０内の空間における流体を、第１部材６０と第２部材７０のギャップＧへ引き寄せて、ロータ３２側へ送り出す。

同様に、ロータ３２の他方側に位置する第１部材８０から第２部材７０へ向かい第２部材７０へ衝突した流体にも、軸方向一方側から他方側へ向かう速度成分が生じる。軸方向一方側から他方側へ向かう速度成分を有する流体は、第１部材８０と第２部材７０とへの衝突を繰り返して、一方側から他方側へ向かって、第１部材８０と第２部材７０とのギャップＧを流れる。したがって、第１部材８０の外周にも、一方側から他方側へ向かう流体の流れが発生する。本実施形態では、第１部材８０と第２部材７０とは、ロータ３２の外周を流れる流体を第１部材８０側へ引き寄せて、第１部材８０と第２部材７０とのギャップＧから、第１部材８０と第２部材７０よりも他方側のモータハウジング９０内の空間へ排出する。

この形態によれば、ロータ３２の外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができる。そのため、ロータ３２の冷却効率を高めることができる。

この形態によれば、ロータ３２の一方側の端部に接触する第１スペーサとして機能する第１部材６０と、第２部材７０と、を用いて、ロータ３２の外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができる。そのため、上記流体の流れを発生させるためにファン等を用いる場合と比較して、構成を簡易化できる。

この形態によれば、ロータ３２の他方側の端部に接触する第２スペーサとして機能する第１部材８０と、第２部材７０と、を用いて、ロータ３２の外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができる。そのため、第１部材８０を用いない場合と比較して、流体における一方側から他方側へ向かう速度成分をより大きくすることができる。したがって、ロータ３２の冷却効率をより高めることができる。また、上記流体の流れを発生させるためにファン等を用いる場合と比較して、構成を簡易化できる。

Ｂ．第２実施形態
図７は、第２実施形態におけるモータ部１００ａの備える第１部材６０ａの概略図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。以降の説明では、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を用い、説明を省略する。本実施形態におけるモータ部１００ａが第１実施形態におけるモータ部１００と異なる点は、第１部材６０ａの外周面６１に、凸部６２が形成されている点である。凸部６２は、図６で示したＣＡＥ解析結果による流体の流れる方向に沿うように、第１部材６０ａの外周面６１に形成されている。第１部材６０ａは、他方側に底面を有する略円錐台の形状を有する。凸部６２を、ギャップＧにおける流体を整流する「整流構造」とも呼ぶ。

この形態によれば、ギャップＧにおける流体を整流することができる。そのため、ロータ３２の冷却効率をより高めることができる。

第２実施形態で説明した整流構造は、第１部材６０ａに限らず、ロータ３２の外周面に設けられていてもよいし、第１部材８０の外周面に設けられていてもよい。整流構造を第１部材６０ａ、ロータ３２、第１部材８０のいずれかに設けることとすれば、これらの運動エネルギーを、流体に直接的に伝えることができる。また、整流構造は、第２部材７０の内周面に設けられていてもよい。また、整流構造として、凸部６２に代えて、流体の流れに沿うように形成された凹部を用いてもよい。

上記形態において、ロータ３２の外周面に整流構造としての凸部６２を設ける場合には、凸部６２は、ロータ３２の熱を放熱するフィンとしても機能する。そのため、ロータ３２の冷却効率を一層高めることができる。

Ｃ．第３実施形態
図９は、第３実施形態における圧縮装置２００ｂの概略断面図である。本実施形態における圧縮装置２００ｂのモータ部１００ｂが第１実施形態におけるモータ部１００と異なる点は、回転軸３１ｂが径方向に突出するフランジ６０ｂを有している点である。フランジ６０ｂの外径は、軸方向における一方側から他方側へ向けて次第に拡大する。フランジ６０ｂの他方側の端部は、ロータ３２の一方側の端部に接触する。本実施形態において、フランジ６０ｂを「第１部材」とも呼ぶ。フランジ６０ｂ及び第２部材７０は、ロータ３２の外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させる。

この形態によれば、回転軸３１のフランジ６０ｂと第２部材７０とを用いて、ロータ３２の外周に一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができる。そのため、ロータ３２の冷却効率を高めることができる。

Ｄ．第４実施形態
図１０は、第４実施形態における圧縮装置２００ｃの概略断面図である。本実施形態における圧縮装置２００ｃのモータ部１００ｃが第１実施形態におけるモータ部１００と異なる点は、ロータ３２ｃが、一方側から他方側へ向けて外径が次第に拡大する部位６０ｃを有する点である。本実施形態において、ロータ３２ｃの一部である部位６０ｃを「第１部材」とも呼ぶ。部位６０ｃ及び第２部材７０は、ロータ３２ｃの外周に、一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させる。

この形態によれば、ロータ３２ｃの部位６０ｃと第２部材７０とを用いて、ロータ３２ｃの外周に一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができる。そのため、ロータ３２ｃの冷却効率を高めることができる。

Ｅ．他の実施形態
Ｅ１．他の実施形態１
上述の実施形態では、第１部材６０、６０ａ、８０は、一方側から他方側へ向けて外径が次第に拡大する部位を有している。これに対し、第１部材６０、６０ａと第１部材８０とのうちいずれか一方が、軸方向一方側から他方側へ向けて外径が次第に拡大する部位を有していれば、ロータ３２の外周に一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させることができる。

Ｅ２．他の実施形態２
図１１は、他の実施形態２におけるモータ部１００ｄが備える第１部材６０ｄ付近の拡大断面図である。図１１に示す第１部材６０ｄは、複数のスペーサ６０ｄ１、６０ｄ２から構成されている。スペーサ６０ｄ１の外径は一方側から他方側へ向けて次第に拡大しており、スペーサ６０ｄ２の外径は一定である。スペーサ６０ｄ２は、ロータ３２と接触する端部における外周面の形状は、ロータ３２の外周面の形状と連続している。この形態によっても、上述の実施形態と同様に、ロータ３２の冷却効率を高めることができる。なお、第１部材８０、第２部材７０も、第１部材６０ｄと同様に、分割された構成であってもよい。

Ｅ３．他の実施形態３
図１２は、他の実施形態３におけるモータ部１００ｅが備える第１部材６０ｅ付近の拡大断面図である。図１２に示す第１部材６０ｅは、一方側の端部から、ロータ３２の端部と接触する他方側の端部に向けて、外径が次第に拡大するように、外周面が湾曲している。このような形状の第１部材６０ｅを用いても、上述の実施形態と同様に、ロータ３２の冷却効率を高めることができる。なお、第２部材７０における第１部材６０ｅに対向する部分も、一方側から他方側へ向けて、内径が次第に拡大するように、内周面が湾曲していてもよい。

Ｅ４．他の実施形態４
上述の実施形態では、第２部材７０は、ステータコア４１内に嵌め込まれた部材である。これに対し、コイル４２をステータコア４１に固定するための樹脂モールドの形状を、第１部材６０、６０ａ、６０ｄ、６０ｅ、８０及びロータ３２、３２ｃの外周面の形状に沿うように形成し、樹脂モールドの一部を、第２部材７０として用いてもよい。

Ｅ５．他の実施形態５
上述の実施形態において、ギャップＧを流れる流体は、モータハウジング９０内にオイル供給流路９１から供給されたオイルに限らず、気体であってもよい。圧縮装置２００、２００ｂ、２００ｃは、空気軸受けを有するオイルフリータイプの圧縮装置であってもよい。

Ｅ６．他の実施形態６
上述の実施形態において、ギャップＧは、第１部材６０の一方側の端部における外径に対して、０．５％以上かつ５％以下の範囲である。これに対し、ギャップＧは、ロータ３２、３２ｃの外周に一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させつつ、一方側から他方側へ向かう速度成分が大きくなるように、第１部材６０の一方側の端部における外径や、ギャップＧを流れる流体の粘度や、ロータ３２、３２ｃの回転数を用いて、実験やシミュレーションによって求められた値であってもよい。また、ギャップＧは、一方側から他方側へ向かって一定でなくともよい。

Ｅ７．他の実施形態７
上述の実施形態で説明した流体制御機構は、ジェネレータに備えられていてもよく、外部装置によって回転されるロータ３２、３２ｃの外周を冷却してもよい。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、他の実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組合せを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…第１インペラ部、１１…第１インペラ、１２…第１インペラ収容部、２０…第２インペラ部、２１…第２インペラ、２２…第２インペラ収容部、３０…回転体、３１、３１ｂ…回転軸、３２、３２ｃ…ロータ、４０…ステータ、４１…ステータコア、４２…コイル、５１、５２…ベアリング、５３、５４…ベアリングケース、６０、６０ａ、６０ｄ、６０ｅ…第１部材、６０ｂ…フランジ、６０ｃ…部位、６１…外周面、６２…凸部、７０…第２部材、８０…第１部材、９０…モータハウジング、９１…オイル供給流路、９２…オイル排出流路、９３…貫通孔、９４…ハウジング凸部、１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ…モータ部、１１０…第１流路、１２０…第２流路、２００、２００ｂ、２００ｃ…圧縮装置、６０ｄ１、６０ｄ２…スペーサ、Ｇ…ギャップ、ｅ１、ｅ２…端部

Claims

回転電機であって、
回転軸の外周に配置され前記回転軸とともに回転可能なロータと、
前記ロータを内包するステータと、
前記ロータの外周に、前記回転軸の軸方向における一方側から他方側へ向かう流体の流れを発生させる流体制御機構と、を備え、
前記流体制御機構は、
前記回転軸の外周に配置され前記回転軸とともに回転可能であり、前記一方側から前記他方側へ向けて外径が次第に拡大する部位を有し、外周面の形状が前記ロータの前記軸方向の端部における外周面の形状と連続する第１部材と、
前記第１部材及び前記ロータとギャップを空けて前記ステータの内周に配置された第２部材であって、前記第１部材における前記外径が次第に拡大する部位に対向する部分において、前記一方側から前記他方側へ向けて内径が次第に拡大する第２部材と、を有する、
回転電機。
請求項１に記載の回転電機であって、
前記ロータと前記第１部材のうち少なくとも一方の外周面と、前記第２部材の内周面と、のうち少なくとも一方には、前記ギャップにおける流体を整流する整流構造が形成されている、回転電機。
請求項１又は請求項２に記載の回転電機であって、
前記第１部材は、前記ロータにおける前記一方側の端部に接触する第１スペーサを含む、回転電機。
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電機であって、
前記第１部材は、前記ロータにおける前記他方側の端部に接触する第２スペーサを含む、回転電機。
請求項１又は請求項２に記載の回転電機であって、
前記第１部材は、前記回転軸の径方向に突出するフランジを含む、回転電機。
請求項１又は請求項２に記載の回転電機であって、
前記第１部材は、前記ロータの一部である、回転電機。
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の回転電機であって、
前記ギャップは、前記第１部材における前記一方側の端部の外径の０．５％以上かつ５％以下である、回転電機。