JP2023010039A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁性体の熱を効率良く放熱すること。【解決手段】回転電機は、伝熱部材50を備える。伝熱部材50は、樹脂部51と、高熱伝導部52と、を有する。高熱伝導部52は、ステータコア16の軸線方向に延びるとともに、ステータコア16の第1端面16a及び第2端面16bから突出するように延びる。ステータコア16の熱が第3樹脂部51cに伝達されるとともに、第3樹脂部51cに伝達された熱が第1高熱伝導部52aに伝達される。第1高熱伝導部52aに伝達された熱は、軸線方向において、周方向で隣り合うティース同士の間から第2ハウジング構成体13の端面130に向けて伝達される。これにより、永久磁石21から伝達された熱が、ティースに留まり難くなる。そのため、ステータコア16に生じた熱が、ティースの先端部から、隙間G1に存在する空気に放熱され難くなる。【選択図】図4
Description
本発明は、回転電機に関する。
特許文献1に記載の回転電機は、ステータと、ロータと、を備えている。ステータは、ハウジングに固定されるとともに、筒状のステータコアを有している。ロータは、ステータの内側に配置されるとともに、磁性体を有している。ステータコアは、筒状のヨークと、ヨークからステータコアの径方向内側に延びるとともに、ステータコアの周方向に間隔を空けて並んで配置される複数のティースと、を有している。
ところで、このような回転電機においては、磁性体に渦電流が生じることにより、磁性体に熱が生じる。磁性体に生じた熱は、ステータとロータとの間の隙間に存在する空気に放熱される。
また、例えば、鉄損によりステータコアにも熱が生じる場合がある。ここで、ステータコアに生じた熱は、ティースの先端から、ステータとロータとの間の隙間に存在する空気に放熱される場合がある。この場合、ステータとロータとの間の隙間に存在する空気の温度が上昇するため、磁性体から生じた熱が、ステータとロータとの間の隙間に存在する空気に放熱され難くなってしまう。
上記課題を解決するための回転電機は、ハウジングに固定されるとともに、筒状のステータコアを有するステータと、前記ステータの内側に配置されるとともに、磁性体を有するロータと、を備え、前記ステータコアは、筒状のヨークと、前記ヨークから前記ステータコアの径方向内側に延びるとともに、前記ステータコアの周方向に間隔を空けて並んで配置される複数のティースと、を有する回転電機であって、前記ステータコアと熱的に結合された伝熱部材を備え、前記伝熱部材は、前記ステータと前記ロータとの間に少なくとも一部が配置される樹脂部と、前記樹脂部に保持されるとともに、前記樹脂部よりも熱伝導率が高い高熱伝導部と、を有し、前記高熱伝導部は、前記周方向で隣り合う前記ティース同士の間から前記ハウジングにおける前記ステータコアの端面に対向する部位である対向部に向けて延びるとともに、前記ステータコアの端面から突出するように配置される。
これによれば、ステータコアの熱が樹脂部に伝達されるとともに、樹脂部に伝達された熱が高熱伝導部に伝達される。高熱伝導部は、樹脂部よりも熱伝導率が高いため、ステータコアから樹脂部に伝達された熱が高熱伝導部へ伝達され易い。そして、高熱伝導部は、周方向で隣り合うティース同士の間から対向部に向けて延びるとともに、ステータコアの端面から突出するように配置されている。そのため、高熱伝導部に伝達された熱は、ステータコアの軸線方向において、周方向で隣り合うティース同士の間から対向部に向けて伝達される。つまり、高熱伝導部に伝達された熱がステータコアの軸線方向外側に伝達され易くなる。よって、磁性体から伝達された熱が、ティースに留まり難くなる。そのため、ステータコアに生じた熱が、ティースの先端から、ステータとロータとの間に存在する空気に放熱され難くなる。よって、ステータとロータとの間の隙間に存在する空気の温度が、ステータコアに生じる熱によって上昇し難くなる。したがって、磁性体の熱がステータとロータとの間の隙間に存在する空気に放熱され易くなる。その結果、磁性体の熱を効率良く放熱することができる。
上記回転電機において、前記高熱伝導部は、前記ステータコアの端面に接触しているとよい。
これによれば、ステータコアの熱がステータコアの端面から高熱伝導部に伝達される。そのため、高熱伝導部がステータコアの端面に接触していない場合に比べて、ステータコアの熱を高熱伝導部に放熱し易い。したがって、ステータコアの熱をさらに効率良く放熱することができる。その結果、磁性体の熱をさらに効率良く放熱することができる。
これによれば、ステータコアの熱がステータコアの端面から高熱伝導部に伝達される。そのため、高熱伝導部がステータコアの端面に接触していない場合に比べて、ステータコアの熱を高熱伝導部に放熱し易い。したがって、ステータコアの熱をさらに効率良く放熱することができる。その結果、磁性体の熱をさらに効率良く放熱することができる。
上記回転電機において、前記ティースと前記樹脂部とは、隙間なく接触しているとよい。
これによれば、ティースと樹脂部とが接触していない場合に比べて、ティースの熱を樹脂部に放熱し易くすることができる。したがって、ステータコアに生じた熱を、ティースにさらに留まり難くすることができる。その結果、磁性体の熱をさらに効率良く放熱することができる。
これによれば、ティースと樹脂部とが接触していない場合に比べて、ティースの熱を樹脂部に放熱し易くすることができる。したがって、ステータコアに生じた熱を、ティースにさらに留まり難くすることができる。その結果、磁性体の熱をさらに効率良く放熱することができる。
上記回転電機において、前記高熱伝導部は、前記対向部に接触しているとよい。
これによれば、ステータコアの熱が樹脂部を介して高熱伝導部に伝達され、高熱伝導部からハウジングの対向部へ放熱される。そのため、熱がステータとロータとの間の隙間に放熱され難くなる。したがって、磁性体の熱をさらに効率良く放熱することができる。
これによれば、ステータコアの熱が樹脂部を介して高熱伝導部に伝達され、高熱伝導部からハウジングの対向部へ放熱される。そのため、熱がステータとロータとの間の隙間に放熱され難くなる。したがって、磁性体の熱をさらに効率良く放熱することができる。
この発明によれば、磁性体の熱を効率良く放熱することができる。
以下、回転電機を具体化した一実施形態を図1~図4にしたがって説明する。
<回転電機10の全体構成>
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、筒状の第1ハウジング構成体12と、第1ハウジング構成体12に連結される板状の第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。
<回転電機10の全体構成>
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、筒状の第1ハウジング構成体12と、第1ハウジング構成体12に連結される板状の第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。
第1ハウジング構成体12は、板状の端壁12aと、端壁12aの外周部から筒状に延びる周壁12bと、を有している。第2ハウジング構成体13は、周壁12bにおける端壁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。
第1ハウジング構成体12の端壁12aの端面120には、円筒状のボス部12cが突出した状態で設けられている。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。また、第2ハウジング構成体13の端面130には、円筒状のボス部13aが突出した状態で設けられている。ボス部13a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,13aの軸線は一致している。
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、第1ハウジング構成体12の周壁12bの内周面に固定される円筒状のステータコア16と、ステータコア16に巻回されるコイル17と、を有している。コイル17は、ステータコア16の軸線方向の両端に第1コイルエンド17a及び第2コイルエンド17bを有している。第1コイルエンド17aは、コイル17のうちステータコア16の端面である第1端面16aから突出した部位である。第1コイルエンド17aは、ステータコア16の第1端面16aから第2ハウジング構成体13に向けて突出している。したがって、第2ハウジング構成体13は、ハウジング11におけるステータコア16の第1端面16aに対向する部位である対向部である。第2コイルエンド17bは、コイル17のうちステータコア16の端面である第2端面16bから突出した部位である。第2コイルエンド17bは、ステータコア16の第2端面16bから第1ハウジング構成体12の端壁12aに向けて突出している。したがって、第1ハウジング構成体12の端壁12aは、ハウジング11におけるステータコア16の第2端面16bに対向する部位である対向部である。なお、以下の説明において、ステータコア16の軸線L1が延びる方向を、「ステータコア16の軸線方向」と記載する。ロータ15は、ハウジング11内において、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。
<ロータ15の構成>
ロータ15は、筒部材20と、磁性体である永久磁石21と、第1軸部材22と、第2軸部材23と、を有している。本実施形態では、筒部材20は、例えば、チタン合金製である。筒部材20は、筒部材20の軸線が直線状に延びる筒状である。
ロータ15は、筒部材20と、磁性体である永久磁石21と、第1軸部材22と、第2軸部材23と、を有している。本実施形態では、筒部材20は、例えば、チタン合金製である。筒部材20は、筒部材20の軸線が直線状に延びる筒状である。
永久磁石21は、中実円柱状である。永久磁石21は、筒部材20内に配置されている。永久磁石21の軸線は、筒部材20の軸線と一致している。永久磁石21は、永久磁石21の径方向に着磁されている。永久磁石21は、筒部材20の内周面に圧入されている。永久磁石21における軸線が延びる方向の長さは、筒部材20における軸線が延びる方向の長さよりも短い。永久磁石21の軸線方向両側に位置する両端面21aは、永久磁石21の軸線方向に対して直交する方向に延びる平坦面である。永久磁石21の両端面21aは、筒部材20の内側に位置している。よって、筒部材20の軸線方向に位置する第1端面20a及び第2端面20bそれぞれは、永久磁石21の両端面21aそれぞれに対して軸線方向へ突出している。
第1軸部材22及び第2軸部材23は、筒部材20の軸線方向の両端部にそれぞれ設けられている。第1軸部材22及び第2軸部材23は、例えば、鉄製である。第1軸部材22は、第1圧入部22aと、第1軸部22bと、を有している。第1圧入部22aは、円柱状である。第1圧入部22aは、筒部材20の内周面における軸線方向の一端部に圧入されている。よって、第1軸部材22は、筒部材20の内周面に固定されている。第1軸部22bは、円柱状である。第1軸部22bの外径は、第1圧入部22aの外径よりも大きい。
第2軸部材23は、第2圧入部23aと、第2軸部23bと、を有している。第2圧入部23aは、円柱状である。第2圧入部23aは、筒部材20の内周面における軸線方向の他端部に圧入されている。よって、第2軸部材23は、筒部材20の内周面に固定されている。第2軸部23bは、円柱状である。第2軸部23bの外径は、第2圧入部23aの外径よりも大きい。
第1圧入部22aの外径と第2圧入部23aの外径とは等しい。第1軸部22bの外径と第2軸部23bの外径とは等しい。第1軸部材22及び第2軸部材23は、第1軸部材22の軸線及び第2軸部材23の軸線が筒部材20の軸線と一致した状態で、筒部材20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22の軸線及び第2軸部材23の軸線は、永久磁石21の軸線と一致している。
筒部材20の軸線方向の長さは、ステータコア16の軸線方向の長さよりも長い。筒部材20の第1端面20a及び第2端面20bは、第1コイルエンド17a及び第2コイルエンド17bに対してステータコア16の径方向内側にそれぞれ位置している。そして、第1軸部22bにおける第1圧入部22a側の端部は、第1コイルエンド17aに対してステータコア16の径方向内側に位置している。また、第2軸部23bにおける第2圧入部23a側の端部は、第2コイルエンド17bに対してステータコア16の径方向内側に位置している。
回転電機10は、第1軸受24と、第2軸受25と、を備えている。第1軸受24及び第2軸受25は、それぞれ円筒状である。第1軸受24は、第2ハウジング構成体13のボス部13aに支持されている。第2軸受25が、第1ハウジング構成体12のボス部12cに支持されている。
<ステータコア16の構成>
図2に示すように、ステータコア16は、円筒状のヨーク30と、複数のティース31と、を有している。本実施形態では、ステータコア16は、6つのティース31を有している。ヨーク30の外周面300は、第1ハウジング構成体12の周壁12bの内周面120bに固定されている。これにより、ステータコア16は、ハウジング11に固定されている。
図2に示すように、ステータコア16は、円筒状のヨーク30と、複数のティース31と、を有している。本実施形態では、ステータコア16は、6つのティース31を有している。ヨーク30の外周面300は、第1ハウジング構成体12の周壁12bの内周面120bに固定されている。これにより、ステータコア16は、ハウジング11に固定されている。
各ティース31は、ヨーク30の内周面301からステータコア16の軸線L1に向けて延びるティース本体部32と、ティース本体部32におけるヨーク30とは反対側に設けられた先端部33と、を有している。よって、各ティース31は、ヨーク30の内周面301からステータコア16の軸線L1に向けて延びている。したがって、各ティース31は、ヨーク30からステータコア16の径方向内側に延びている。6つのティース31は、ステータコア16の周方向に間隔を空けて並んで配置されている。6つのティース31は、ステータコア16の周方向に60度置きに配置されている。各ティース31におけるヨーク30とは反対側に位置する面である先端面302は、弧状に湾曲する円弧面である。各ティース31の先端面302は、ステータコア16の軸線L1を中心とした同心円上に位置している。各ティース31の先端面302は、筒部材20の外周面に沿って延びている。各ティース31の先端面302は、筒部材20の外周面に対して離間している。したがって、各ティース31の先端面302とロータ15との間には、隙間G1が存在する。
図1に示すように、ステータコア16は、複数の電磁鋼板40が軸線方向に積層されることによって構成されている。図2に示すように、各電磁鋼板40は、環状のヨーク構成部41と、ヨーク構成部41よりも内側に位置する複数のティース構成部42と、をそれぞれ有している。本実施形態では、各電磁鋼板40は、6つのティース構成部42をそれぞれ有している。
複数の電磁鋼板40がステータコア16の軸線方向に積層されることにより、複数のヨーク構成部41がステータコア16の軸線方向に積層される。同様に、複数の電磁鋼板40がステータコア16の軸線方向に積層されることにより、複数のティース構成部42がステータコア16の軸線方向に積層される。したがって、積層された複数のヨーク構成部41によって、ステータコア16のヨーク30が構成されている。積層された複数のティース構成部42によって、ステータコア16のティース31が構成されている。
<伝熱部材50の構成>
図2、図3、及び図4に示すように、回転電機10は、伝熱部材50を備えている。伝熱部材50は、樹脂部51と、高熱伝導部52と、を有している。樹脂部51は、高熱伝導部52を保持している。
図2、図3、及び図4に示すように、回転電機10は、伝熱部材50を備えている。伝熱部材50は、樹脂部51と、高熱伝導部52と、を有している。樹脂部51は、高熱伝導部52を保持している。
<樹脂部51の構成>
樹脂部51は、コイル17よりもステータコア16の径方向内側に位置している。樹脂部51は、略円筒状である。樹脂部51は、第1樹脂部51a、第2樹脂部51b、及び第3樹脂部51cを有している。
樹脂部51は、コイル17よりもステータコア16の径方向内側に位置している。樹脂部51は、略円筒状である。樹脂部51は、第1樹脂部51a、第2樹脂部51b、及び第3樹脂部51cを有している。
図3及び図4に示すように、第1樹脂部51aは、ステータコア16の第1端面16aから突出している。第1樹脂部51aは、略円筒状である。第1樹脂部51aの軸線は、ステータコア16の軸線L1と一致している。第1樹脂部51aにおける軸線方向の一方に位置する端面510aは、ステータコア16の第1端面16aに接触している。第1樹脂部51aは、ステータコア16の第1端面16aからステータコア16に対して離間する方向へ延びている。第1樹脂部51aの軸線方向の長さは、第1コイルエンド17aにおけるステータコア16の第1端面16aから突出する長さよりも長い。第1樹脂部51aにおける軸線方向の一方に位置する端面511aは、第2ハウジング構成体13の端面130に接触している。
第2樹脂部51bは、ステータコア16の第2端面16bから突出している。第2樹脂部51bは、円筒状である。第2樹脂部51bの軸線は、ステータコア16の軸線L1と一致している。第2樹脂部51bにおける軸線方向の一方に位置する端面510bは、ステータコア16の第2端面16bに接触している。第2樹脂部51bは、ステータコア16の第2端面16bからステータコア16に対して離間する方向へ延びている。第2樹脂部51bの軸線方向の長さは、第2コイルエンド17bにおけるステータコア16の第2端面16bから突出する長さよりも長い。第2樹脂部51bにおける軸線方向の他方に位置する端面511bは、第1ハウジング構成体12の端面120に接触している。
図2及び図4に示すように、第3樹脂部51cは、ステータコア16の径方向内側に配置されるとともに、第1樹脂部51aと第2樹脂部51bとを接続している。したがって、樹脂部51は、ステータ14とロータ15との間に少なくとも一部が配置されている。第3樹脂部51cは、柱状である。第3樹脂部51cは、ステータコア16の周方向に隣り合うティース31同士の間にそれぞれ設けられている。本実施形態では、第3樹脂部51cは、6つ設けられている。したがって、各第3樹脂部51cは、ステータコア16の周方向に等間隔置きに並んで配置されている。ステータ14と第3樹脂部51cとは、隙間なく接触している。第3樹脂部51cの軸線方向は、ステータコア16の軸線方向と一致している。第3樹脂部51cにおけるステータコア16の径方向内側に位置する端部は、ティース31の先端面302と面一になっている。
<高熱伝導部52の構成>
高熱伝導部52は、例えば、アルミニウム製である。したがって、高熱伝導部52は、樹脂部51よりも熱伝導性が高い。高熱伝導部52は、繊維状である。高熱伝導部52は、第1高熱伝導部52aと、第2高熱伝導部52bと、第3高熱伝導部52cと、を有している。
高熱伝導部52は、例えば、アルミニウム製である。したがって、高熱伝導部52は、樹脂部51よりも熱伝導性が高い。高熱伝導部52は、繊維状である。高熱伝導部52は、第1高熱伝導部52aと、第2高熱伝導部52bと、第3高熱伝導部52cと、を有している。
第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の軸線方向で第1樹脂部51a、第3樹脂部51c、及び第2樹脂部51bをこの順に貫通するように配置されている。第1高熱伝導部52aは、第1樹脂部51a、第2樹脂部51b、及び第3樹脂部51cに保持されている。第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士の間を通過している。第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士の間から第2ハウジング構成体13の端面130に向けて延びている。第1高熱伝導部52aにおける軸線方向の一方に位置する端部は、第2ハウジング構成体13の端面130に接触している。よって、第1高熱伝導部52aは、第2ハウジング構成体13と熱的に結合されている。第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士の間から第1ハウジング構成体12の端壁12aの端面120に向けて延びている。第1高熱伝導部52aにおける軸線方向の他方に位置する端部は、第1ハウジング構成体12の端壁12aの端面120に接触している。よって、第1高熱伝導部52aは、第1ハウジング構成体12と熱的に結合されている。
第2高熱伝導部52bは、ステータコア16の軸線方向で第1樹脂部51aのみを貫通するように配置されている。第2高熱伝導部52bは、第1樹脂部51aに保持されている。第2高熱伝導部52bにおける軸線方向の一方に位置する端部は、第2ハウジング構成体13の端面130に接触している。よって、第2高熱伝導部52bは、第2ハウジング構成体13と熱的に結合されている。第2高熱伝導部52bにおける軸線方向の他方に位置する端部は、ステータコア16の第1端面16aに接触している。よって、第2高熱伝導部52bは、ステータコア16と熱的に結合されている。
第3高熱伝導部52cは、ステータコア16の軸線方向で第2樹脂部51bのみを貫通するように配置されている。第3高熱伝導部52cは、第2樹脂部51bに保持されている。第3高熱伝導部52cにおける軸線方向の一方に位置する端部は、ステータコア16の第2端面16bに接触している。よって、第3高熱伝導部52cは、ステータコア16と熱的に結合されている。第3高熱伝導部52cにおける軸線方向の他方に位置する端部は、第1ハウジング構成体12の端壁12aの端面120に接触している。よって、第3高熱伝導部52cは、第1ハウジング構成体12と熱的に結合されている。以上から、伝熱部材50は、ステータコア16と熱的に結合されている。なお、「熱的に結合されている」とは、2つの部材が互いに空気よりも高い熱伝導率で熱交換することができる状態であることを意味する。
本実施形態では、伝熱部材50は、第1樹脂部51a、第2樹脂部51b、及び第3樹脂部51cが、樹脂モールドにより一体成形されることにより構成されている。樹脂部51は、例えば、ステータ14、第1軸受24、及び第2軸受25が金型内における予め定められた位置に配置された状態で、樹脂を金型内に注入して硬化させることにより形成されている。
<作用>
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17に供給されると、永久磁石21が回転しようとする。これにより、筒部材20が永久磁石21と一体的に回転する。そして、筒部材20と第1軸部材22及び第2軸部材23との固定部分においてトルクが筒部材20から第1軸部材22及び第2軸部材23に伝達されることにより、第1軸部材22及び第2軸部材23も永久磁石21と一体的に回転する。このようにして、永久磁石21、第1軸部材22、及び第2軸部材23が一体となって回転する。
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17に供給されると、永久磁石21が回転しようとする。これにより、筒部材20が永久磁石21と一体的に回転する。そして、筒部材20と第1軸部材22及び第2軸部材23との固定部分においてトルクが筒部材20から第1軸部材22及び第2軸部材23に伝達されることにより、第1軸部材22及び第2軸部材23も永久磁石21と一体的に回転する。このようにして、永久磁石21、第1軸部材22、及び第2軸部材23が一体となって回転する。
このような回転電機10のロータ15においては、永久磁石21に渦電流が発生すると、永久磁石21に熱が生じる。永久磁石21に生じた熱は、隙間G1に存在する空気に放熱される。また、例えば、鉄損によりステータコア16にも熱が生じる場合がある。
ここで、ステータコア16の熱が第3樹脂部51cに伝達されるとともに、第3樹脂部51cに伝達された熱が第1高熱伝導部52aに伝達される。第1高熱伝導部52aは、第3樹脂部51cよりも熱伝導率が高いため、ステータコア16から第3樹脂部51cに伝達された熱が第1高熱伝導部52aへ伝達され易い。そして、第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士の間から第2ハウジング構成体13及び第1ハウジング構成体12の端壁12aに向けて、ステータコア16の第1端面16a及び第2端面16bから突出するように延びている。そのため、第1高熱伝導部52aに伝達された熱は、ステータコア16の軸線方向において、周方向で隣り合うティース31同士の間から第2ハウジング構成体13及び第1ハウジング構成体12の端壁12aに向けて伝達される。よって、永久磁石21から伝達された熱が、ティース31に留まり難くなる。そのため、ステータコア16に生じた熱が、ティース31の先端部33から、隙間G1に存在する空気に放熱され難くなる。よって、隙間G1に存在する空気の温度が、ステータコア16に生じる熱によって上昇し難くなる。したがって、永久磁石21の熱がステータ14とロータ15との間の空気に放熱され易くなる。その結果、永久磁石21の熱が効率良く放熱される。
また、第2高熱伝導部52bは、ステータコア16の第1端面16aに接触しており、第2ハウジング構成体13にも接触している。よって、ステータコア16の熱がステータコア16の第1端面16aから第2高熱伝導部52bに伝達され、第2高熱伝導部52bから第2ハウジング構成体13へ放熱される。また、第3高熱伝導部52cは、ステータコア16の第2端面16bに接触しており、第1ハウジング構成体12の端壁12aにも接触している。よって、ステータコア16の熱がステータコア16の第2端面16bから第3高熱伝導部52cに伝達され、第3高熱伝導部52cから第1ハウジング構成体12の端壁12aへ放熱される。したがって、ステータコア16の熱がさらに効率良く放熱される。
<効果>
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)回転電機10は、伝熱部材50を備えている。伝熱部材50は、樹脂部51と、高熱伝導部52と、を有している。第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の軸線方向に延びるとともに、ステータコア16の第1端面16a及び第2端面16bから突出するように延びている。これによれば、ステータコア16の熱が第3樹脂部51cに伝達されるとともに、第3樹脂部51cに伝達された熱が第1高熱伝導部52aに伝達される。第1高熱伝導部52aは、第3樹脂部51cよりも熱伝導率が高いため、ステータコア16から第3樹脂部51cに伝達された熱が第1高熱伝導部52aへ伝達され易い。そして、第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士の間から第2ハウジング構成体13の端面130に向けて、ステータコア16の第1端面16aから突出するように延びている。そのため、第1高熱伝導部52aに伝達された熱は、ステータコア16の軸線方向において、周方向で隣り合うティース31同士の間から第2ハウジング構成体13の端面130に向けて伝達される。また、第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士の間から第1ハウジング構成体12の端壁12aの端面120に向けて、ステータコア16の第2端面16bから突出するように延びている。そのため、第1高熱伝導部52aに伝達された熱は、ステータコア16の軸線方向において、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士の間から第1ハウジング構成体12の端壁12aの端面120に向けて伝達される。つまり、第1高熱伝導部52aに伝達された熱がステータコア16の軸線方向外側に伝達され易くなる。よって、永久磁石21から伝達された熱が、ティース31に留まり難くなる。そのため、ステータコア16に生じた熱が、ティース31の先端部33から、隙間G1に存在する空気に放熱され難くなる。よって、隙間G1に存在する空気の温度が、ステータコア16に生じる熱によって上昇し難くなる。したがって、永久磁石21の熱がステータ14とロータ15との間の空気に放熱され易くなる。その結果、永久磁石21の熱を効率良く放熱することができる。
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)回転電機10は、伝熱部材50を備えている。伝熱部材50は、樹脂部51と、高熱伝導部52と、を有している。第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の軸線方向に延びるとともに、ステータコア16の第1端面16a及び第2端面16bから突出するように延びている。これによれば、ステータコア16の熱が第3樹脂部51cに伝達されるとともに、第3樹脂部51cに伝達された熱が第1高熱伝導部52aに伝達される。第1高熱伝導部52aは、第3樹脂部51cよりも熱伝導率が高いため、ステータコア16から第3樹脂部51cに伝達された熱が第1高熱伝導部52aへ伝達され易い。そして、第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士の間から第2ハウジング構成体13の端面130に向けて、ステータコア16の第1端面16aから突出するように延びている。そのため、第1高熱伝導部52aに伝達された熱は、ステータコア16の軸線方向において、周方向で隣り合うティース31同士の間から第2ハウジング構成体13の端面130に向けて伝達される。また、第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士の間から第1ハウジング構成体12の端壁12aの端面120に向けて、ステータコア16の第2端面16bから突出するように延びている。そのため、第1高熱伝導部52aに伝達された熱は、ステータコア16の軸線方向において、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士の間から第1ハウジング構成体12の端壁12aの端面120に向けて伝達される。つまり、第1高熱伝導部52aに伝達された熱がステータコア16の軸線方向外側に伝達され易くなる。よって、永久磁石21から伝達された熱が、ティース31に留まり難くなる。そのため、ステータコア16に生じた熱が、ティース31の先端部33から、隙間G1に存在する空気に放熱され難くなる。よって、隙間G1に存在する空気の温度が、ステータコア16に生じる熱によって上昇し難くなる。したがって、永久磁石21の熱がステータ14とロータ15との間の空気に放熱され易くなる。その結果、永久磁石21の熱を効率良く放熱することができる。
(2)第2高熱伝導部52bは、ステータコア16の第1端面16aに接触している。これによれば、ステータコア16の熱がステータコア16の第1端面16aから第2高熱伝導部52bに伝達される。そのため、第2高熱伝導部52bがステータコア16の第1端面16aに接触していない場合に比べて、ステータコア16の熱を第2高熱伝導部52bに放熱し易い。したがって、ステータコア16の熱をさらに効率良く放熱することができる。また、第3高熱伝導部52cは、ステータコア16の第2端面16bに接触している。これによれば、ステータコア16の熱がステータコア16の第2端面16bから第3高熱伝導部52cに伝達される。そのため、第3高熱伝導部52cがステータコア16の第2端面16bに接触していない場合に比べて、ステータコア16の熱を第3高熱伝導部52cに放熱し易い。したがって、ステータコア16の熱をさらに効率良く放熱することができる。その結果、永久磁石21の熱をさらに効率良く放熱することができる。
(3)ティース31と第3樹脂部51cとは、隙間なく接触している。これによれば、ティース31と第3樹脂部51cとが接触していない場合に比べて、ティース31の熱を第3樹脂部51cに放熱し易くすることができる。したがって、ステータコア16に生じた熱を、ティース31にさらに留まり難くすることができる。その結果、永久磁石21の熱をさらに効率良く放熱することができる。
(4)第1高熱伝導部52a及び第2高熱伝導部52bは、第2ハウジング構成体13に接触している。これによれば、ステータコア16の熱が樹脂部51を介して第1高熱伝導部52a及び第2高熱伝導部52bに伝達され、第1高熱伝導部52a及び第2高熱伝導部52bから第2ハウジング構成体13へ放熱される。そのため、熱が隙間G1に放熱され難くなる。また、第1高熱伝導部52a及び第3高熱伝導部52cは、第1ハウジング構成体12の端壁12aに接触している。これによれば、ステータコア16の熱が樹脂部51を介して第1高熱伝導部52a及び第3高熱伝導部52cに伝達され、第1高熱伝導部52a及び第3高熱伝導部52cから第1ハウジング構成体12の端壁12aへ放熱される。そのため、熱が隙間G1に放熱され難くなる。したがって、永久磁石21の熱をさらに効率良く放熱することができる。
(5)ステータコア16は、複数の電磁鋼板40が軸線方向に積層されることにより構成されている。このように、ステータコア16で生じた熱がステータコア16の軸線方向へ伝達され難い構成であっても、ティース31の先端面302から伝熱部材50に放熱することができる。そのため、複数の電磁鋼板40が積層されることにより構成されたステータコア16を用いる回転電機10として好適である。
(6)第3樹脂部51cは、ステータコア16の周方向でティース31同士の間に配置されている。これによれば、ステータコア16の周方向で隣り合うティース31同士が第3樹脂部51cを介してステータコア16の周方向で固定される。したがって、回転電機10の駆動に伴う騒音や振動を低減することができる。
(7)樹脂部51は、第1樹脂部51a、第2樹脂部51b、及び第3樹脂部51cが樹脂モールドで一体成形されることにより構成されている。例えば、第1樹脂部51a、第2樹脂部51b、及び第3樹脂部51cがそれぞれ別々の部材である場合に比べて、樹脂部同士の間に隙間が生じ難い。そのため、ステータコア16に生じた熱が各部材同士の間の隙間によって、放熱され難くなることを抑制することができる。
(8)第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の第1端面16aから突出するとともに、ステータコア16の第2端面16bから突出している。これによれば、第1高熱伝導部52aは、ステータコア16の第1端面16a及び第2端面16bの一方のみから突出する場合に比べて、ティース31から伝達された熱を、ステータコア16の軸線方向外側へ放熱し易い。
<変更例>
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。
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。
○ 実施形態において、伝熱部材50は、ハウジング11内の空間における第1コイルエンド17a及び第2コイルエンド17bよりもステータコア16の軸線方向外側に位置する部位に配置されていてもよい。
○ 実施形態において、伝熱部材50は、ハウジング11内の空間における第1コイルエンド17a及び第2コイルエンド17bよりもステータコア16の径方向外側に位置する部位に配置されていてもよい。
○ 実施形態において、伝熱部材50は、複数の部材から構成されていてもよい。例えば、第1コイルエンド17a側に位置する第1伝熱部材と、第2コイルエンド17b側に位置する第2伝熱部材と、から構成されていてもよい。
○ 実施形態において、第3樹脂部51cは、6つ別々に設けられた状態で、第1樹脂部51aと第2樹脂部51bとを接続していたが、これに限らない。例えば、第3樹脂部51cは、各ティース31の先端面302よりもステータコア16の径方向内側に突出する突出部をそれぞれ有し、突出部同士がステータコア16の周方向で連続するように設けられていてもよい。つまり、ロータ15が回転可能な状態であれば、第3樹脂部51cの形状については、特に限定されない。
○ 実施形態において、樹脂部51は、第1樹脂部51aを有していなくてもよい。
○ 実施形態において、樹脂部51は、第2樹脂部51bを有していなくてもよい。
○ 実施形態において、高熱伝導部52は、繊維状でなくてもよく、例えば、ステータコア16の軸線方向に延びるとともに、ステータコア16の周方向に延びていてもよい。要は、高熱伝導部52は、ステータコア16の軸線方向に延びるように樹脂部51に保持されていればよい。
○ 実施形態において、樹脂部51は、第2樹脂部51bを有していなくてもよい。
○ 実施形態において、高熱伝導部52は、繊維状でなくてもよく、例えば、ステータコア16の軸線方向に延びるとともに、ステータコア16の周方向に延びていてもよい。要は、高熱伝導部52は、ステータコア16の軸線方向に延びるように樹脂部51に保持されていればよい。
○ 実施形態において、高熱伝導部52は、アルミニウム製であったが、これに限らない。高熱伝導部52は、例えば、銅製や炭素繊維強化プラスチック製であってもよい。要は、高熱伝導部52は、樹脂部51よりも熱伝導率が高ければよい。
○ 実施形態において、高熱伝導部52は、樹脂製であってもよい。この場合、高熱伝導部52は、樹脂部51よりも熱伝導率が高い。
○ 実施形態において、第1高熱伝導部52aは、第1ハウジング構成体12の端壁12aに対して離間していてもよい。
○ 実施形態において、第1高熱伝導部52aは、第1ハウジング構成体12の端壁12aに対して離間していてもよい。
○ 実施形態において、第1高熱伝導部52aは、第2ハウジング構成体13に対して離間していてもよい。
○ 実施形態において、第2高熱伝導部52bは、ステータコア16の第1端面16aに対して離間していてもよい。
○ 実施形態において、第2高熱伝導部52bは、ステータコア16の第1端面16aに対して離間していてもよい。
○ 実施形態において、第3高熱伝導部52cは、ステータコア16の第2端面16bに対して離間していてもよい。
○ 実施形態において、ステータコア16は、複数の電磁鋼板40が積層されることにより構成されるものでなくてもよい。
○ 実施形態において、ステータコア16は、複数の電磁鋼板40が積層されることにより構成されるものでなくてもよい。
○ 実施形態において、第1軸受24及び第2軸受25は、ロータ15のうち筒部材20を支持するように設けられていてもよい。
○ 実施形態において、ロータ15は、第1軸受24及び第2軸受25によって、ハウジング11に回転可能な状態で支持されていたが、第1軸受24又は第2軸受25のみによって、ハウジング11に回転可能な状態で支持されていてもよい。
○ 実施形態において、ロータ15は、第1軸受24及び第2軸受25によって、ハウジング11に回転可能な状態で支持されていたが、第1軸受24又は第2軸受25のみによって、ハウジング11に回転可能な状態で支持されていてもよい。
○ 実施形態において、ロータ15の構成としては、例えば、電磁鋼板が複数積層されて構成されるロータコアと、ロータコアを貫通する軸部材と、を備えたロータであってもよい。
○ 実施形態において、筒部材20は、例えば、ニッケル合金のような金属製であってもよいし、炭素繊維強化プラスチック製であってもよい。
○ 実施形態において、第1軸部材22及び第2軸部材23は、鉄製であったが、これに限らない。第1軸部材22及び第2軸部材23は、例えば、非磁性の金属製であってもよい。
○ 実施形態において、第1軸部材22及び第2軸部材23は、鉄製であったが、これに限らない。第1軸部材22及び第2軸部材23は、例えば、非磁性の金属製であってもよい。
○ 実施形態において、磁性体としては、永久磁石21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、永久磁石21は、例えば、サマリウム・コバルト磁石、フェライト磁石などであってもよい。
○ 実施形態において、永久磁石21は、例えば、サマリウム・コバルト磁石、フェライト磁石などであってもよい。
○ 実施形態において、永久磁石21は、例えば、中実四角柱状であってもよい。また、第1軸部材22及び第2軸部材23は、例えば、四角柱状であってもよい。そして、例えば、永久磁石21が中実四角柱状であるとともに、第1軸部材22及び第2軸部材23が四角柱状である場合、筒部材20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20の形状は、永久磁石21、第1軸部材22、及び第2軸部材23の形状によって適宜変更してもよい。
10…回転電機、11…ハウジング、12a…対向部である端壁、13…対向部である第2ハウジング構成体、14…ステータ、15…ロータ、16…ステータコア、30…ヨーク、31…ティース、50…伝熱部材、51…樹脂部、52…高熱伝導部。
Claims (4)
- ハウジングに固定されるとともに、筒状のステータコアを有するステータと、
前記ステータの内側に配置されるとともに、磁性体を有するロータと、を備え、
前記ステータコアは、
筒状のヨークと、
前記ヨークから前記ステータコアの径方向内側に延びるとともに、前記ステータコアの周方向に間隔を空けて並んで配置される複数のティースと、を有する回転電機であって、
前記ステータコアと熱的に結合された伝熱部材を備え、
前記伝熱部材は、
前記ステータと前記ロータとの間に少なくとも一部が配置される樹脂部と、
前記樹脂部に保持されるとともに、前記樹脂部よりも熱伝導率が高い高熱伝導部と、を有し、
前記高熱伝導部は、前記周方向で隣り合う前記ティース同士の間から前記ハウジングにおける前記ステータコアの端面に対向する部位である対向部に向けて延びるとともに、前記ステータコアの端面から突出するように配置されることを特徴とする回転電機。 - 前記高熱伝導部は、前記ステータコアの端面に接触していることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記ティースと前記樹脂部とは、隙間なく接触していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転電機。
- 前記高熱伝導部は、前記対向部に接触していることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の回転電機。
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