JP2022088992A - Rotor of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のロータに関する。 The present invention relates to a rotor of a rotary electric machine.
例えば特許文献1に開示されているように、筒部材と、筒部材内に配置される磁性体と、筒部材の軸方向の両端部の少なくとも一方から突出するとともに筒部材の内周面に固定され、回転による駆動力を伝達し得る軸部材と、を備えた回転電機のロータが知られている。磁性体は、筒部材の内側に覆われている。筒部材は、ロータの回転によって遠心力を受ける磁性体の変形を抑制する。 For example, as disclosed in Patent Document 1, the tubular member, the magnetic material arranged in the tubular member, and the tubular member project from at least one of both ends in the axial direction and are fixed to the inner peripheral surface of the tubular member. A rotor of a rotary electric machine is known to be provided with a shaft member capable of transmitting a driving force due to rotation. The magnetic material is covered inside the tubular member. The tubular member suppresses deformation of the magnetic material that receives centrifugal force due to the rotation of the rotor.
ところで、このような回転電機のロータにおいては、磁性体に渦電流が発生すると、磁性体に熱が生じる。このとき、磁性体が筒部材に覆われているため、磁性体から生じた熱が外部へ放熱され難く、筒部材の内側に熱が篭り易い。そして、磁性体の温度が高くなると、磁性体の熱減磁が生じてしまい、ロータの性能が低下してしまう虞がある。 By the way, in such a rotor of a rotary electric machine, when an eddy current is generated in a magnetic body, heat is generated in the magnetic body. At this time, since the magnetic material is covered with the tubular member, it is difficult for the heat generated from the magnetic material to be dissipated to the outside, and the heat is likely to be trapped inside the tubular member. When the temperature of the magnetic material becomes high, the magnetic material is thermally demagnetized, and the performance of the rotor may be deteriorated.
上記課題を解決する回転電機のロータは、筒部材と、前記筒部材内に配置される磁性体と、前記筒部材の軸方向の両端部の少なくとも一方から突出するとともに前記筒部材の内周面に固定され、回転による駆動力を伝達し得る軸部材と、を備えた回転電機のロータであって、前記軸部材は、第1軸構成部材と、前記第1軸構成部材よりも熱伝導率が高い第2軸構成部材と、を有している。 The rotor of the rotary electric machine that solves the above problems protrudes from at least one of the tubular member, the magnetic material arranged in the tubular member, and both ends of the tubular member in the axial direction, and the inner peripheral surface of the tubular member. It is a rotor of a rotary electric machine provided with a shaft member which is fixed to and can transmit a driving force due to rotation, and the shaft member has a higher thermal conductivity than the first shaft component and the first shaft component. It has a second shaft component having a high value.
これによれば、軸部材が、第1軸構成部材よりも熱伝導率が高い第2軸構成部材を有しているため、磁性体から生じた熱が第2軸構成部材に伝達され易い。したがって、軸部材が、第2軸構成部材を有していない場合に比べると、磁性体から生じる熱を効率良く放熱させることができる。 According to this, since the shaft member has the second shaft component having a higher thermal conductivity than the first shaft component, the heat generated from the magnetic material is easily transferred to the second shaft component. Therefore, the heat generated from the magnetic material can be efficiently dissipated as compared with the case where the shaft member does not have the second shaft constituent member.
上記回転電機のロータにおいて、前記第2軸構成部材は、前記磁性体に接しているとよい。
これによれば、第2軸構成部材が磁性体に接しているため、磁性体から生じた熱が、第2軸構成部材に伝達される。ここで、第2軸構成部材は、第1軸構成部材よりも熱伝導率が高いため、例えば、磁性体が第1軸構成部材のみに接している場合に比べると、磁性体から生じた熱が第2軸構成部材に伝達され易い。したがって、磁性体から生じる熱を効率良く放熱させることができる。
In the rotor of the rotary electric machine, the second shaft component may be in contact with the magnetic body.
According to this, since the second shaft component is in contact with the magnetic body, the heat generated from the magnetic body is transferred to the second shaft component. Here, since the second axis component has a higher thermal conductivity than the first axis component, the heat generated from the magnetic body is higher than, for example, when the magnetic material is in contact with only the first axis component. Is easily transmitted to the second shaft constituent member. Therefore, the heat generated from the magnetic material can be efficiently dissipated.
上記回転電機のロータにおいて、前記第2軸構成部材は、前記第1軸構成部材の内部を前記筒部材の軸線上で貫通して延びるとともに前記磁性体に接する柱状であるとよい。
これによれば、磁性体から生じた熱が、例えば、筒部材の軸線寄りに集中した場合に、筒部材の軸線寄りに集中した熱を、第2軸構成部材に伝達し易くすることができる。したがって、磁性体から生じた熱が、筒部材の内側に篭ってしまうことが抑制され易くなり、磁性体から生じる熱を効率良く放熱させることができる。
In the rotor of the rotary electric machine, the second shaft constituent member may be a columnar shape that extends through the inside of the first shaft constituent member on the axis of the tubular member and is in contact with the magnetic body.
According to this, when the heat generated from the magnetic material is concentrated near the axis of the tubular member, for example, the heat concentrated near the axis of the tubular member can be easily transferred to the second shaft constituent member. .. Therefore, it becomes easy to suppress the heat generated from the magnetic material from being trapped inside the tubular member, and the heat generated from the magnetic material can be efficiently dissipated.
上記回転電機のロータにおいて、前記第2軸構成部材は、前記筒部材の軸方向で前記磁性体と隣り合った状態で前記第2軸構成部材の外周面から突出するフランジ部を有し、前記フランジ部における前記磁性体側の端面は、前記磁性体に接しているとよい。 In the rotor of the rotary electric machine, the second shaft constituent member has a flange portion protruding from the outer peripheral surface of the second shaft constituent member in a state of being adjacent to the magnetic body in the axial direction of the tubular member. The end face of the flange portion on the magnetic body side may be in contact with the magnetic body.
これによれば、第2軸構成部材がフランジ部を有していない構成に比べると、第2軸構成部材における磁性体との接触面積を増やすことができるため、磁性体から生じた熱を第2軸構成部材に伝達させ易くすることができる。したがって、磁性体から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。 According to this, as compared with the configuration in which the second shaft constituent member does not have a flange portion, the contact area of the second shaft constituent member with the magnetic material can be increased, so that the heat generated from the magnetic material can be increased. It can be easily transmitted to the biaxial component. Therefore, the heat generated from the magnetic material can be dissipated more efficiently.
上記回転電機のロータにおいて、前記フランジ部は、環状であるとよい。
これによれば、フランジ部における磁性体との接触面積を極力大きくすることができるため、磁性体から生じた熱を第2軸構成部材にさらに伝達させ易くすることができる。したがって、磁性体から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
In the rotor of the rotary electric machine, the flange portion may be annular.
According to this, since the contact area of the flange portion with the magnetic material can be made as large as possible, the heat generated from the magnetic material can be further easily transferred to the second shaft constituent member. Therefore, the heat generated from the magnetic material can be dissipated more efficiently.
上記回転電機のロータにおいて、前記第2軸構成部材には、前記第2軸構成部材を軸方向に貫通する貫通孔が形成されているとよい。
これによれば、磁性体から第2軸構成部材に伝達された熱が、貫通孔の内部へ放熱されるため、第2軸構成部材に貫通孔が形成されていない場合に比べると、磁性体から生じる熱をさらに効率良く放熱することができる。
In the rotor of the rotary electric machine, it is preferable that the second shaft constituent member is formed with a through hole that penetrates the second shaft constituent member in the axial direction.
According to this, the heat transferred from the magnetic material to the second shaft component is dissipated to the inside of the through hole, so that the magnetic material is compared with the case where the through hole is not formed in the second shaft component. The heat generated from the magnetism can be dissipated more efficiently.
上記回転電機のロータにおいて、前記第2軸構成部材は、前記磁性体を貫通しているとよい。
これによれば、第2軸構成部材が磁性体を貫通していない場合に比べると、第2軸構成部材における磁性体との接触面積を増やすことができるため、磁性体から生じた熱を第2軸構成部材に伝達させ易くすることができる。したがって、磁性体から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
In the rotor of the rotary electric machine, the second shaft component may penetrate the magnetic material.
According to this, as compared with the case where the second shaft component does not penetrate the magnetic body, the contact area of the second shaft component with the magnetic body can be increased, so that the heat generated from the magnetic body can be increased. It can be easily transmitted to the biaxial component. Therefore, the heat generated from the magnetic material can be dissipated more efficiently.
上記回転電機のロータにおいて、前記第1軸構成部材の引張強度は、前記第2軸構成部材の引張強度よりも大きいとよい。
第2軸構成部材が第1軸構成部材の内部を貫通して延びているため、第1軸構成部材は、第2軸構成部材を覆っている。そして、第2軸構成部材を覆う第1軸構成部材の引張強度が、第2軸構成部材の引張強度よりも大きいため、第1軸構成部材が、ロータの回転によって遠心力を受ける第2軸構成部材の変形を抑制することができる。
In the rotor of the rotary electric machine, the tensile strength of the first shaft constituent member may be larger than the tensile strength of the second shaft constituent member.
Since the second axis component extends through the inside of the first axis component, the first axis component covers the second axis component. Since the tensile strength of the first shaft component covering the second shaft component is larger than the tensile strength of the second shaft component, the first shaft component receives centrifugal force due to the rotation of the rotor. Deformation of constituent members can be suppressed.
上記回転電機のロータにおいて、前記第2軸構成部材は、前記第1軸構成部材の周囲を覆う筒状であり、前記筒部材の軸方向の両端部の少なくとも一方に設けられるとともに前記筒部材の軸方向で前記磁性体と隣り合った状態で前記筒部材の内周面に固定され、前記第2軸構成部材における前記磁性体側の端部が前記磁性体に接しているとよい。 In the rotor of the rotary electric machine, the second shaft constituent member has a cylindrical shape that covers the periphery of the first shaft constituent member, and is provided at at least one of both ends of the tubular member in the axial direction and of the tubular member. It is preferable that the cylinder member is fixed to the inner peripheral surface of the cylinder member in a state of being adjacent to the magnetic material in the axial direction, and the end portion of the second shaft component member on the magnetic body side is in contact with the magnetic material.
これによれば、磁性体から生じた熱が、例えば、筒部材の外周寄りに分散された場合に、筒部材の外周寄りに分散された熱を、第2軸構成部材に伝達し易くすることができる。したがって、磁性体から生じる熱を効率良く放熱させることができる。 According to this, when the heat generated from the magnetic material is dispersed toward the outer periphery of the tubular member, for example, the heat dispersed toward the outer periphery of the tubular member can be easily transferred to the second shaft constituent member. Can be done. Therefore, the heat generated from the magnetic material can be efficiently dissipated.
上記回転電機のロータにおいて、前記第2軸構成部材は、前記筒部材の軸方向で前記磁性体と隣り合った状態で前記第2軸構成部材の内周面から突出する突出部を有し、前記突出部における前記磁性体側の端面は、前記磁性体に接しているとよい。 In the rotor of the rotary electric machine, the second shaft constituent member has a protruding portion protruding from the inner peripheral surface of the second shaft constituent member in a state of being adjacent to the magnetic body in the axial direction of the tubular member. The end face of the protruding portion on the magnetic body side may be in contact with the magnetic body.
これによれば、第2軸構成部材が突出部を有していない構成に比べると、第2軸構成部材における磁性体との接触面積を増やすことができるため、磁性体から生じた熱を第2軸構成部材に伝達させ易くすることができる。したがって、磁性体から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。 According to this, as compared with the configuration in which the second shaft constituent member does not have a protruding portion, the contact area of the second shaft constituent member with the magnetic material can be increased, so that the heat generated from the magnetic material can be increased. It can be easily transmitted to the biaxial component. Therefore, the heat generated from the magnetic material can be dissipated more efficiently.
上記回転電機のロータにおいて、前記突出部は、前記第2軸構成部材における前記磁性体側の開口を閉塞しているとよい。
これによれば、突出部における磁性体との接触面積を極力大きくすることができるため、磁性体から生じた熱を第2軸構成部材にさらに伝達させ易くすることができる。したがって、磁性体から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
In the rotor of the rotary electric machine, the protruding portion may close the opening on the magnetic body side of the second shaft constituent member.
According to this, since the contact area of the protruding portion with the magnetic material can be made as large as possible, the heat generated from the magnetic material can be further easily transferred to the second shaft constituent member. Therefore, the heat generated from the magnetic material can be dissipated more efficiently.
この発明によれば、磁性体から生じる熱を効率良く放熱させることができる。 According to the present invention, the heat generated from the magnetic material can be efficiently dissipated.
以下、回転電機のロータを具体化した一実施形態を図1及び図2にしたがって説明する。
図1に示すように、回転電機10は、筒状のハウジング11内に収容されている。ハウジング11は、第1ハウジング構成体12と、第1ハウジング構成体12に連結される第2ハウジング構成体13と、を備えている。第1ハウジング構成体12及び第2ハウジング構成体13は金属製であり、例えば、アルミニウム製である。
Hereinafter, an embodiment in which the rotor of the rotary electric machine is embodied will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the rotary
第1ハウジング構成体12は、板状の底壁12aと、底壁12aの外周部から筒状に延びる周壁12bと、を有する有底筒状である。第2ハウジング構成体13は、板状である。第2ハウジング構成体13は、周壁12bにおける底壁12aとは反対側の開口を閉塞した状態で第1ハウジング構成体12に連結されている。
The
第1ハウジング構成体12は、円筒状のボス部12cを有している。ボス部12cは、第1ハウジング構成体12の底壁12aの内面から突出している。ボス部12cの軸線は、第1ハウジング構成体12の周壁12bの軸線と一致している。第2ハウジング構成体13は、円筒状のボス部13cを有している。ボス部13cは、第2ハウジング構成体13の内面から突出している。ボス部13cの軸線は、第1ハウジング構成体12の周壁12bの軸線と一致している。よって、両ボス部12c,13cの軸線は一致している。
The
回転電機10は、ステータ14と、ロータ15と、を備えている。ステータ14は、円筒状のステータコア14aと、ステータコア14aに巻回されるコイル14bと、を有している。ステータコア14aは、第1ハウジング構成体12の周壁12bの内周面に固定されている。ロータ15は、ハウジング11において、ステータ14の径方向内側に回転可能な状態で配置されている。
The rotary
図2に示すように、ロータ15は、筒部材16と、磁性体である永久磁石17と、軸部材としての第1軸部材18及び第2軸部材19と、を備えている。筒部材16は、例えば、合金材料製である。筒部材16は、筒部材16の軸線が直線状に延びる円筒状である。
As shown in FIG. 2, the
永久磁石17は、中実円柱状である。永久磁石17は、筒部材16内に配置されている。永久磁石17の軸線は、筒部材16の軸線と一致している。永久磁石17は、永久磁石17の径方向に着磁されている。永久磁石17における軸方向の長さは、筒部材16における軸方向の長さよりも短い。永久磁石17の軸方向両側に位置する第1端面17a及び第2端面17bは、永久磁石17の軸方向に対して直交する方向に延びる平坦面である。
The
永久磁石17の第1端面17aは、筒部材16の内側に位置している。よって、筒部材16の軸方向の一方に位置する第1端部16aは、永久磁石17の第1端面17aよりも軸方向へ突出している。また、永久磁石17の第2端面17bは、筒部材16の内側に位置している。よって、筒部材16の軸方向の他方に位置する第2端部16bは、永久磁石17の第2端面17bよりも、軸方向へ突出している。
The
第1軸部材18及び第2軸部材19は、筒部材16の軸方向の両端部にそれぞれ設けられている。第1軸部材18は、筒部材16の内周面に固定された状態で、筒部材16の第1端部16aから突出している。第2軸部材19は、筒部材16の内周面に固定された状態で、筒部材16の第2端部16bから突出している。したがって、本実施形態のロータ15は、筒部材16の軸方向の両端部から突出するとともに筒部材16の内周面に固定される軸部材を備えている。
The
次に、第1軸部材18の具体的な構成を説明する。なお、第2軸部材19の具体的な構成は、第1軸部材18の構成と略同じであるため、第1軸部材18と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
Next, a specific configuration of the
第1軸部材18は、第1軸構成部材31と、第2軸構成部材32と、を有している。第1軸構成部材31は、円筒状である。第1軸構成部材31は、例えば、ステンレス製である。第1軸構成部材31は、固定部31a、当接部31b、及び筒部31cを有している。
The
固定部31aは、円筒状である。当接部31bは、固定部31aに連続するとともに固定部31aよりも外径が大きい円環状である。筒部31cは、当接部31bにおける固定部31aとは反対側の端部に連続する円筒状である。筒部31cの外径は、固定部31aの外径と同じである。第1軸構成部材31は、例えば、固定部31aが筒部材16の第1端部16aの内側に圧入されることにより、筒部材16の内周面に固定されている。固定部31aは、第1軸構成部材31の軸方向における永久磁石17側の端部である。筒部31cにおける当接部31bとは反対側の端部は、第1軸構成部材31の軸方向における永久磁石17とは反対側の端部である。なお、第2軸部材19の第1軸構成部材31も、例えば、固定部31aが筒部材16の第2端部16bの内側に圧入されることにより、筒部材16の内周面に固定されている。第1軸部材18の第1軸構成部材31の軸線、及び第2軸部材19の第1軸構成部材31の軸線は、筒部材16の軸線に一致している。
The fixing portion 31a has a cylindrical shape. The
第1軸部材18及び第2軸部材19は、第1軸部材18の軸線及び第2軸部材19の軸線が筒部材16の軸線と一致した状態で、筒部材16の軸方向の両端部にそれぞれ設けられている。したがって、第1軸部材18の軸線及び第2軸部材19の軸線は永久磁石17の軸線に一致している。
The
固定部31aにおける当接部31bとは反対側の端面31dは、第1軸構成部材31の軸方向に対して直交する方向に延びる平坦面である。第1軸構成部材31の軸方向に対して直交する方向とは、第1軸構成部材31の径方向である。固定部31aの端面31dは、永久磁石17の第1端面17aに面接触している。なお、第2軸部材19の第1軸構成部材31の固定部31aの端面31dも、永久磁石17の第2端面17bに面接触している。また、筒部31cにおける当接部31bとは反対側の端面31eは、第1軸構成部材31の径方向に延びる平坦面である。
The
当接部31bにおける固定部31a側の端面31fは、筒部材16の第1端部16aに当接している。なお、第2軸部材19の第1軸構成部材31の当接部31bにおける固定部31a側の端面31fは、筒部材16の第2端部16bに当接している。そして、第1軸部材18の第1軸構成部材31の当接部31bの端面31fにおける筒部材16の第1端部16aに対する当接、及び第2軸部材19の第1軸構成部材31の当接部31bの端面31fにおける筒部材16の第2端部16bに対する当接によって、筒部材16における軸方向の移動が規制されている。
The
第2軸構成部材32は、円柱状である。第2軸構成部材32は、例えば、アルミニウム製である。したがって、第2軸構成部材32は、第1軸構成部材31よりも熱伝導率が高い。第1軸構成部材31の引張強度は、第2軸構成部材32の引張強度よりも大きい。第2軸構成部材32は、非磁性体である。第2軸構成部材32は、第1軸構成部材31の内側に挿入されている。具体的には、第2軸構成部材32は、第1軸構成部材31の内周面に圧入されている。第2軸構成部材32の軸線は、第1軸構成部材31の軸線に一致している。
The
第2軸構成部材32における永久磁石17側の端面32aは、第1軸構成部材31の固定部31aの端面31dと同一平面上に位置している。第2軸構成部材32の端面32aは、永久磁石17の第1端面17aに面接触している。したがって、第2軸構成部材32は、永久磁石17に接している。なお、第2軸部材19の第2軸構成部材32の端面32aも、永久磁石17の第2端面17bに面接触している。
The
第2軸構成部材32における永久磁石17とは反対側の端面32bは、第1軸構成部材31における筒部31cの端面31eと同一面上に位置している。したがって、第2軸構成部材32の端面32bは、第1軸構成部材31の端面31eから露出している。第2軸構成部材32は、第1軸構成部材31の内部を筒部材16の軸線上で貫通して延びている。第1軸構成部材31は、第2軸構成部材32を覆っている。
The
図1に示すように、第1軸部材18は、ボス部13cの内側を通過するとともに第2ハウジング構成体13を貫通してハウジング11の外へ突出している。ボス部13cの内周面と第1軸部材18の外周面との間には、第1軸受21が設けられている。そして、第1軸部材18は、第1軸受21を介してボス部13cに支持されることにより、ハウジング11に回転可能な状態で支持されている。
As shown in FIG. 1, the
第1軸部材18における永久磁石17とは反対側の端部には、タービン23が取り付けられている。タービン23は、第1軸部材18と一体回転可能である。よって、タービン23は、第1軸部材18の回転が駆動力として伝達されることにより駆動する。したがって、タービン23が取り付けられた第1軸部材18は、回転による駆動力を伝達し得る軸部材である。
A
第2軸部材19は、ボス部12cの内側に挿入されている。ボス部12cの内周面と第2軸部材19の外周面との間には、第2軸受22が設けられている。そして、第2軸部材19は、第2軸部材19が第2軸受22を介してボス部12cに支持されることにより、ハウジング11に回転可能な状態で支持されている。
The
なお、第2軸部材19は、第2軸部材19における永久磁石17とは反対側の端部が、タービンを取り付け可能に構成されている。そして、第2軸部材19における永久磁石17とは反対側の端部にタービンが取り付けられている場合、タービンは、第2軸部材19と一体回転可能であり、第2軸部材19の回転が駆動力として伝達されることにより駆動する。したがって、第2軸部材19は、回転による駆動力を伝達し得る軸部材である。
The
第1軸部材18の第2軸構成部材32は、永久磁石17から第1軸受21の内側を通過するように延びている。したがって、第1軸部材18の第2軸構成部材32は、少なくとも永久磁石17に接している箇所から第1軸受21に対応する箇所まで延びている。第2軸部材19の第2軸構成部材32は、永久磁石17から第2軸受22の内側まで延びている。したがって、第2軸部材19の第2軸構成部材32は、少なくとも永久磁石17に接している箇所から第2軸受22に対応する箇所まで延びている。
The
次に、本実施形態の作用について説明する。
上記構成のロータ15において、図示しない駆動回路によって制御された電力がコイル14bに供給されると、永久磁石17が回転しようとして、永久磁石17を介して筒部材16が永久磁石17と一体的に回転する。そして、筒部材16と第1軸部材18との固定部分においてトルクが筒部材16から第1軸部材18に伝達されるとともに、筒部材16と第2軸部材19との固定部分においてトルクが筒部材16から第2軸部材19に伝達され、第1軸部材18及び第2軸部材19が一体的に回転する。このようにして、筒部材16、第1軸部材18、第2軸部材19、及び永久磁石17が一体となって回転する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In the
ところで、このような回転電機10のロータ15においては、永久磁石17に渦電流が発生すると、永久磁石17に熱が生じる。このとき、第2軸構成部材32が永久磁石17に接しているため、永久磁石17から生じた熱が、第2軸構成部材32に伝達される。ここで、第2軸構成部材32は、第1軸構成部材31よりも熱伝導率が高いため、例えば、永久磁石17が第1軸構成部材31のみに接している場合に比べると、永久磁石17から生じた熱が第2軸構成部材32に伝達され易い。したがって、永久磁石17から生じる熱が効率良く放熱される。
By the way, in the
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)第1軸部材18及び第2軸部材19が、第1軸構成部材31よりも熱伝導率が高い第2軸構成部材32を有しているため、永久磁石17から生じた熱が第2軸構成部材32に伝達され易い。したがって、第1軸部材18及び第2軸部材19が、第2軸構成部材32を有していない場合に比べると、永久磁石17から生じる熱を効率良く放熱させることができる。
In the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the
(2)第2軸構成部材32が永久磁石17に接しているため、永久磁石17から生じた熱が、第2軸構成部材32に伝達される。ここで、第2軸構成部材32は、第1軸構成部材31よりも熱伝導率が高いため、例えば、永久磁石17が第1軸構成部材31のみに接している場合に比べると、永久磁石17から生じた熱が第2軸構成部材32に伝達され易い。したがって、永久磁石17から生じる熱を効率良く放熱させることができる。
(2) Since the second
(3)第2軸構成部材32は、第1軸構成部材31の内部を筒部材16の軸線上で貫通して延びるとともに永久磁石17に接する柱状である。これによれば、永久磁石17から生じた熱が、例えば、筒部材16の軸線寄りに集中した場合に、筒部材16の軸線寄りに集中した熱を、第2軸構成部材32に伝達し易くすることができる。したがって、永久磁石17から生じた熱が、筒部材16の内側に篭ってしまうことが抑制され易くなり、永久磁石17から生じる熱を効率良く放熱させることができる。
(3) The second
(4)第2軸構成部材32を覆う第1軸構成部材31の引張強度が、第2軸構成部材32の引張強度よりも大きいため、第1軸構成部材31が、ロータ15の回転によって遠心力を受ける第2軸構成部材32の変形を抑制することができる。
(4) Since the tensile strength of the first
(5)第2軸構成部材32の端面32bが、第1軸構成部材31の端面31eから露出しているため、永久磁石17から第2軸構成部材32に伝達された熱が、第2軸構成部材32の端面32bから外気に放熱される。したがって、永久磁石17から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
(5) Since the
(6)第2軸構成部材32は、非磁性体であるため、第2軸構成部材32が永久磁石17に接していても、永久磁石17から第2軸構成部材32への磁束漏れが生じ難い。したがって、ロータ15の性能が低下してしまうことを抑制することができる。
(6) Since the
(7)本実施形態によれば、永久磁石17から生じる熱を効率良く放熱させることができるため、永久磁石17の熱減磁が生じてしまうことを抑制することができ、ロータ15の性能が低下してしまうことを抑制することができる。
(7) According to the present embodiment, since the heat generated from the
(8)第1軸部材18の第2軸構成部材32は、少なくとも永久磁石17に接している箇所から第1軸受21に対応する箇所まで延びている。第2軸部材19の第2軸構成部材32は、少なくとも永久磁石17に接している箇所から第2軸受22に対応する箇所まで延びている。これによれば、永久磁石17から第2軸構成部材32に伝達された熱が、第1軸部材18及び第2軸部材19それぞれの軸方向へ放熱され易くなるため、永久磁石17から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
(8) The
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。 The above embodiment can be modified and implemented as follows. The above embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
○ 図3に示すように、第2軸構成部材32は、筒部材16の軸方向で永久磁石17と隣り合った状態で第2軸構成部材32の外周面から突出するフランジ部35を有していてもよい。フランジ部35は、環状である。フランジ部35は、第2軸構成部材32の外周面における永久磁石17側の端部から第2軸構成部材32の径方向外側に突出している。フランジ部35における永久磁石17側の端面35aは、永久磁石17に接している。第1軸部材18の第2軸構成部材32のフランジ部35の端面35aは、永久磁石17の第1端面17aに沿って延びるとともに、永久磁石17の第1端面17aに面接触している。また、第2軸部材19の第2軸構成部材32のフランジ部35の端面35aも、永久磁石17の第2端面17bに沿って延びるとともに、永久磁石17の第2端面17bに面接触している。
○ As shown in FIG. 3, the second
これによれば、第2軸構成部材32がフランジ部35を有していない構成に比べると、第2軸構成部材32における永久磁石17との接触面積を増やすことができるため、永久磁石17から生じた熱を第2軸構成部材32に伝達させ易くすることができる。したがって、永久磁石17から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
According to this, as compared with the configuration in which the second
また、フランジ部35が環状である。これによれば、フランジ部35における永久磁石17との接触面積を極力大きくすることができるため、永久磁石17から生じた熱を第2軸構成部材32にさらに伝達させ易くすることができる。したがって、永久磁石17から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
Further, the
○ 図4に示すように、第2軸構成部材32に、第2軸構成部材32を軸方向に貫通する貫通孔36が形成されていてもよい。貫通孔36は、第2軸構成部材32の軸線上に延びている。貫通孔36の一端は、第2軸構成部材32の端面32aに開口するとともに、貫通孔36の他端は、第2軸構成部材32の端面32bに開口している。
○ As shown in FIG. 4, the second
これによれば、永久磁石17から第2軸構成部材32に伝達された熱が、貫通孔36の内部へ放熱されるため、第2軸構成部材32に貫通孔36が形成されていない場合に比べると、永久磁石17から生じる熱をさらに効率良く放熱することができる。
According to this, the heat transferred from the
○ 図3及び図4に示す実施形態において、フランジ部35が、環状でなくてもよく、例えば、第2軸構成部材32の外周面における周方向の一部分からフランジ部が突出していてもよい。
-In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the
○ 図4に示す実施形態において、第2軸構成部材32が、フランジ部35を有していなくてもよい。
○ 図4に示す実施形態において、貫通孔36が、第2軸構成部材32の軸線に対してずれた位置で第2軸構成部材32の軸方向に延びていてもよい。
-In the embodiment shown in FIG. 4, the
○ In the embodiment shown in FIG. 4, the through
○ 図5に示すように、第2軸構成部材32Aが、永久磁石17を貫通していてもよい。図5に示す実施形態では、第2軸構成部材32Aが、第1軸部材18の第1軸構成部材31、永久磁石17、及び第2軸部材19の第1軸構成部材31を貫通している。第2軸構成部材32Aは、永久磁石17の軸線上を貫通している。第2軸構成部材32Aの外周面は、永久磁石17に接している。第2軸構成部材32Aには、貫通孔36Aが形成されている。貫通孔36Aは、第2軸構成部材32Aの軸線上に延びている。貫通孔36Aの一端は、第2軸構成部材32Aの端面321Aに開口するとともに、貫通孔36Aの他端は、第2軸構成部材32Aの端面322Aに開口している。
○ As shown in FIG. 5, the
これによれば、第2軸構成部材32Aが永久磁石17を貫通していない場合に比べると、第2軸構成部材32Aにおける永久磁石17との接触面積を増やすことができるため、永久磁石17から生じた熱を第2軸構成部材32Aに伝達させ易くすることができる。したがって、永久磁石17から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
According to this, as compared with the case where the
○ 図5に示す実施形態において、第2軸構成部材32Aに貫通孔36Aが形成されていなくてもよい。
○ 図5に示す実施形態において、第2軸構成部材32が、永久磁石17の軸線に対してずれた位置で永久磁石17を貫通していてもよい。
○ In the embodiment shown in FIG. 5, the through
○ In the embodiment shown in FIG. 5, the
○ 図6に示すように、第1軸構成部材41が、円柱状であり、第2軸構成部材42が、円筒状であってもよい。第2軸構成部材42は、第1軸構成部材41の周囲を覆っている。第2軸構成部材42は、固定部42a、当接部42b、及び筒部42cを有している。
○ As shown in FIG. 6, the first
固定部42aは、円筒状である。当接部42bは、固定部42aに連続するとともに固定部42aよりも外径が大きい円環状である。筒部42cは、当接部42bにおける固定部42aとは反対側の端部に連続する円筒状である。筒部42cの外径は、固定部42aの外径と同じである。第2軸構成部材42は、例えば、固定部42aが筒部材16の第1端部16aの内側に圧入されることにより、筒部材16の内周面に固定されている。固定部42aは、第2軸構成部材42の軸方向における永久磁石17側の端部である。筒部42cにおける当接部42bとは反対側の端部は、第2軸構成部材42の軸方向における永久磁石17とは反対側の端部である。なお、第2軸部材19の第2軸構成部材42も、例えば、固定部42aが筒部材16の第2端部16bの内側に圧入されることにより、筒部材16の内周面に固定されている。第1軸部材18の第2軸構成部材42の軸線、及び第2軸部材19の第2軸構成部材42の軸線は、筒部材16の軸線に一致している。
The fixing
固定部42aにおける当接部42bとは反対側の端面42dは、第2軸構成部材42の軸方向に対して直交する方向に延びる平坦面である。固定部42aの端面42dは、永久磁石17の第1端面17aに面接触している。なお、第2軸部材19の第2軸構成部材42の固定部42aの端面42dも、永久磁石17の第2端面17bに面接触している。また、筒部42cにおける当接部42bとは反対側の端面42eは、第2軸構成部材42の径方向に延びる平坦面である。
The
したがって、第2軸構成部材42は、筒部材16の軸方向の両端部に設けられるとともに筒部材16の軸方向で永久磁石17と隣り合った状態で筒部材16の内周面に固定され、第2軸構成部材42における永久磁石17側の端部が永久磁石17に接している。
Therefore, the second
当接部42bにおける固定部42a側の端面42fは、筒部材16の第1端部16aに当接している。なお、第2軸部材19の第2軸構成部材42の当接部42bにおける固定部42a側の端面42fは、筒部材16の第2端部16bに当接している。そして、第1軸部材18の第2軸構成部材42の当接部42bの端面42fにおける筒部材16の第1端部16aに対する当接、及び第2軸部材19の第2軸構成部材42の当接部42bの端面42fにおける筒部材16の第2端部16bに対する当接によって、筒部材16における軸方向の移動が規制されている。
The
第1軸構成部材41は、第2軸構成部材42の内側に挿入されている。具体的には、第1軸構成部材41は、第2軸構成部材42の内周面に圧入されている。第1軸構成部材41の軸線は、第2軸構成部材42の軸線に一致している。
The first
第1軸構成部材41における永久磁石17側の端面41aは、第2軸構成部材42の固定部42aの端面42dと同一平面上に位置している。第1軸構成部材41の端面41aは、永久磁石17の第1端面17aに面接触している。したがって、第1軸構成部材41は、永久磁石17に接している。なお、第2軸部材19の第1軸構成部材41の端面41aも、永久磁石17の第2端面17bに面接触している。
The
第1軸構成部材41における永久磁石17とは反対側の端面41bは、第2軸構成部材42における筒部42cの端面42eと同一面上に位置している。したがって、第1軸構成部材41の端面41bは、第2軸構成部材42の端面42eから露出している。第1軸構成部材41は、第2軸構成部材42の内部を筒部材16の軸線上で貫通して延びている。第2軸構成部材42は、第1軸構成部材41を覆っている。第2軸構成部材42の外周面は、外部に露出している。
The
これによれば、永久磁石17から生じた熱が、例えば、筒部材16の外周寄りに分散された場合に、筒部材16の外周寄りに分散された熱を、第2軸構成部材42に伝達し易くすることができる。したがって、永久磁石17から生じる熱を効率良く放熱させることができる。
According to this, when the heat generated from the
また、第2軸構成部材42の外周面が外部に露出しているため、永久磁石17から第2軸構成部材42に伝達された熱が、第2軸構成部材42の外周面から外気に放熱される。したがって、永久磁石17から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
Further, since the outer peripheral surface of the second
○ 図7に示すように、第2軸構成部材42は、筒部材16の軸方向で永久磁石17と隣り合った状態で第2軸構成部材42の内周面から突出する突出部43を有していてもよい。突出部43は、円板状である。突出部43は、第2軸構成部材42の内周面における永久磁石17側の端部から第2軸構成部材32の径方向内側に延びている。突出部43は、第2軸構成部材42における永久磁石17側の開口を閉塞している。突出部43における永久磁石17側の端面43aは、永久磁石17に接している。第1軸部材18の第2軸構成部材42の突出部43の端面43aは、永久磁石17の第1端面17aに沿って延びるとともに、永久磁石17の第1端面17aに面接触している。また、第2軸部材19の第2軸構成部材42の突出部43の端面43aも、永久磁石17の第2端面17bに沿って延びるとともに、永久磁石17の第2端面17bに面接触している。したがって、突出部43における永久磁石17側の端面43aは、永久磁石17に接している。
○ As shown in FIG. 7, the second
これによれば、第2軸構成部材42が突出部43を有していない構成に比べると、第2軸構成部材42における永久磁石17との接触面積を増やすことができるため、永久磁石17から生じた熱を第2軸構成部材42に伝達させ易くすることができる。したがって、永久磁石17から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
According to this, as compared with the configuration in which the second
また、突出部43が、第2軸構成部材42における永久磁石17側の開口を閉塞している。これによれば、突出部43における永久磁石17との接触面積を極力大きくすることができるため、永久磁石17から生じた熱を第2軸構成部材42にさらに伝達させ易くすることができる。したがって、永久磁石17から生じる熱をさらに効率良く放熱させることができる。
Further, the protruding
○ 図7に示す実施形態において、突出部43が、第2軸構成部材42における永久磁石17側の開口を閉塞していなくてもよく、例えば、第2軸構成部材42の内周面における周方向の一部分から突出部が突出していてもよい。
○ In the embodiment shown in FIG. 7, the
○ 図8に示すように、第2軸構成部材32の端面32bが、第1軸構成部材31の端面31eから露出していなくてもよい。第1軸構成部材31は、第2軸構成部材32の端面32bを被覆する円板状の被覆部31gを有している。被覆部31gは、第1軸構成部材31の内周面における永久磁石17とは反対側の端部から第1軸構成部材31の径方向内側に突出している。したがって、図8に示す実施形態では、第2軸構成部材32は、第1軸構成部材31を貫通していない。このように、第2軸構成部材32の端面32bが、第1軸構成部材31の端面31eから露出していない構成であっても、永久磁石17から第2軸構成部材32に伝達された熱は、第2軸構成部材32から第1軸構成部材31に伝達されて、第1軸構成部材31から外気に放熱される。
○ As shown in FIG. 8, the
○ 図9に示すように、第2軸構成部材52が、例えば、板状であってもよい。第2軸構成部材42は、円板状である。また、第1軸構成部材51が、柱状であってもよい。第1軸構成部材51は、円柱状である。
○ As shown in FIG. 9, the
第1軸構成部材51は、固定部51a、当接部51b、及び筒部51cを有している。固定部51aは、円柱状である。当接部51bは、固定部51aに連続するとともに固定部51aよりも外径が大きい円環状である。筒部51cは、当接部51bにおける固定部51aとは反対側の端部に連続する円筒状である。筒部51cの外径は、固定部51aの外径と同じである。固定部51aにおける当接部51bとは反対側の端面51dは、第1軸構成部材51の軸方向に対して直交する方向に延びる平坦面である。第1軸部材18の第1軸構成部材51は、例えば、固定部51aが筒部材16の第1端部16aの内側に圧入されることにより、筒部材16の内周面に固定されている。なお、第2軸部材19の第1軸構成部材51も、例えば、固定部51aが筒部材16の第2端部16bの内側に圧入されることにより、筒部材16の内周面に固定されている。
The
第2軸構成部材52の外径は、第1軸構成部材51の固定部51aの外径と同じである。第2軸構成部材52は、筒部材16の内側に配置されている。第2軸構成部材52の厚み方向は、筒部材16の軸方向に一致している。第1軸部材18の第2軸構成部材52は、固定部51aの端面51dと永久磁石17の第1端面17aとに挟持されている。第2軸構成部材52における固定部51a側の端面52aは、固定部51aの端面51dに面接触している。第2軸構成部材52における永久磁石17側の端面52bは、永久磁石17の第1端面17aに面接触している。
The outer diameter of the second
なお、第2軸部材19の第2軸構成部材52も、固定部51aの端面51dと永久磁石17の第2端面17bとに挟持され、第2軸構成部材52における固定部51a側の端面52aが、固定部51aの端面51dに面接触するとともに、第2軸構成部材52における永久磁石17側の端面52bが、永久磁石17の第2端面17bに面接触している。したがって、第2軸構成部材52は、永久磁石17に接している。
The
このような構成であっても、永久磁石17から第2軸構成部材52に伝達された熱は、第2軸構成部材52から第1軸構成部材51に伝達されて、第1軸構成部材51から外気に放熱される。
Even with such a configuration, the heat transferred from the
○ 図9に示す実施形態において、第2軸構成部材52は、円板状でなくてもよく、例えば、矩形板状であってもよい。要は、第2軸構成部材52の形状は特に限定されるものではない。
-In the embodiment shown in FIG. 9, the second
○ 実施形態において、第2軸構成部材32が永久磁石17に接していなくてもよい。例えば、第2軸構成部材32と永久磁石17との間に接着剤、又は潤滑剤が介在されていてもよい。この場合であっても、永久磁石17から生じた熱は、接着剤、又は潤滑剤を介して第2軸構成部材32に伝達される。したがって、第2軸構成部材32と永久磁石17との間に接着剤、又は潤滑剤が介在されている場合、接着剤、又は潤滑剤の厚みは、永久磁石17から生じた熱における第2軸構成部材32への伝達を阻害することが無い程度の厚みである必要がある。
○ In the embodiment, the
○ 実施形態において、第2軸構成部材32もステンレス製であってもよい。この場合、第1軸構成部材31は、例えば、オーステナイト系のステンレス製であり、第2軸構成部材32は、第1軸構成部材31よりも熱伝導率が高いステンレス製である。
-In the embodiment, the
○ 実施形態において、第1軸構成部材31の材質は、ステンレスに限らず、例えば、鉄系、チタン合金、又はニッケル合金などであってもよい。
○ 実施形態において、第2軸構成部材32の材質は、アルミニウムに限らず、例えば、銅、銀、タングステン、鉄、又はカーボン等の熱伝導率が比較的高い材質であってもよい。
○ In the embodiment, the material of the
○ In the embodiment, the material of the second
○ 実施形態において、第1軸構成部材31の引張強度が、第2軸構成部材32の引張強度と同じであってもよい。
○ 実施形態において、第1軸構成部材31の引張強度が、第2軸構成部材32の引張強度よりも小さくてもよい。
O In the embodiment, the tensile strength of the first
O In the embodiment, the tensile strength of the first
○ 実施形態において、磁性体としては、永久磁石17に限らず、例えば、積層コア、アモルファスコア、又は、圧粉コア等であってもよい。
○ 実施形態において、ロータ15は、例えば、第2軸部材19が設けられていない構成であってもよい。また、ロータ15は、例えば、第2軸部材19が設けられておらず、第1軸部材18が、永久磁石17を貫通して、筒部材16の第2端部16bから突出している構成であってもよい。要は、ロータ15は、筒部材16の軸方向の両端部の少なくとも一方から軸部材が突出している構成であればよい。例えば、図6に示す実施形態であっても、第2軸構成部材42が、筒部材16の軸方向の両端部の少なくとも一方に設けられている構成であればよい。
○ In the embodiment, the magnetic material is not limited to the
○ In the embodiment, the
○ 実施形態において、永久磁石17が、例えば、中実四角柱状であってもよく、永久磁石17の形状は特に限定されるものではない。例えば、永久磁石17が中実四角柱状である場合、筒部材16が四角筒状に形成されている必要がある。したがって、筒部材16の形状は、永久磁石17の形状によって適宜変更してもよい。
○ In the embodiment, the
○ 実施形態において、筒部材16が、例えば、炭素繊維強化プラスチックから構成されていてもよい。要は、筒部材16の材質は、特に限定されるものではない。
○ 実施形態において、第1軸構成部材31は、当接部31bを有していない構成であってもよい。
○ In the embodiment, the
○ In the embodiment, the first
○ 実施形態において、例えば、第2軸部材19における永久磁石17とは反対側の端部にも、タービンが取り付けられていてもよい。この場合、タービンは、第2軸部材19と一体回転可能であり、第2軸部材19の回転が駆動力として伝達されることにより駆動する。
○ In the embodiment, for example, a turbine may be attached to an end portion of the
10…回転電機、15…ロータ、16…筒部材、17…磁性体である永久磁石、18…軸部材としての第1軸部材、19…軸部材としての第2軸部材、31,41,51…第1軸構成部材、32,32A,42,52…第2軸構成部材、35…フランジ部、36,36A…貫通孔、43…突出部。 10 ... Rotating electric machine, 15 ... Rotor, 16 ... Cylinder member, 17 ... Permanent magnet which is a magnetic material, 18 ... First shaft member as a shaft member, 19 ... Second shaft member as a shaft member, 31, 41, 51 ... 1st shaft constituent member, 32, 32A, 42, 52 ... 2nd shaft constituent member, 35 ... Flange portion, 36, 36A ... Through hole, 43 ... Protruding portion.
Claims (11)
前記筒部材内に配置される磁性体と、
前記筒部材の軸方向の両端部の少なくとも一方から突出するとともに前記筒部材の内周面に固定され、回転による駆動力を伝達し得る軸部材と、を備えた回転電機のロータであって、
前記軸部材は、
第1軸構成部材と、
前記第1軸構成部材よりも熱伝導率が高い第2軸構成部材と、を有していることを特徴とする回転電機のロータ。 With the cylinder member
The magnetic material arranged in the tubular member and
A rotor of a rotary electric machine provided with a shaft member that protrudes from at least one of both ends in the axial direction of the cylinder member and is fixed to the inner peripheral surface of the cylinder member and can transmit a driving force due to rotation.
The shaft member is
1st axis component and
A rotor of a rotary electric machine, characterized by having a second shaft component having a higher thermal conductivity than the first shaft component.
前記フランジ部における前記磁性体側の端面は、前記磁性体に接していることを特徴とする請求項3に記載の回転電機のロータ。 The second shaft constituent member has a flange portion that protrudes from the outer peripheral surface of the second shaft constituent member in a state of being adjacent to the magnetic body in the axial direction of the tubular member.
The rotor of a rotary electric machine according to claim 3, wherein the end face of the flange portion on the magnetic body side is in contact with the magnetic body.
前記突出部における前記磁性体側の端面は、前記磁性体に接していることを特徴とする請求項9に記載の回転電機のロータ。 The second shaft constituent member has a protruding portion protruding from the inner peripheral surface of the second shaft constituent member in a state of being adjacent to the magnetic body in the axial direction of the tubular member.
The rotor of a rotary electric machine according to claim 9, wherein the end face of the protruding portion on the magnetic body side is in contact with the magnetic body.
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