JP2023019709A - 回転電機 - Google Patents
回転電機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023019709A JP2023019709A JP2021124649A JP2021124649A JP2023019709A JP 2023019709 A JP2023019709 A JP 2023019709A JP 2021124649 A JP2021124649 A JP 2021124649A JP 2021124649 A JP2021124649 A JP 2021124649A JP 2023019709 A JP2023019709 A JP 2023019709A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- magnetic body
- fixing portion
- bearing fixing
- rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 54
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 14
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 abstract description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 20
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
【課題】軸受の発熱を抑制できる回転電機の提供にある。【解決手段】回転電機10は、ロータ100と、ステータコア151、およびステータコア151の軸方向の両端にコイルエンド部160を有するコイル152、を備えるステータ150と、ロータ100の径方向外側に配置される筒状の軸受固定部20を有するハウジング11と、軸受30と、を備える。軸受固定部20は、ロータ100の径方向において、コイルエンド部160よりも内側に配置され、軸受30は、ロータ100の径方向において、少なくとも一部が前記コイルエンド部160と重なっており、軸受固定部20に第2磁性体120が配置されている。【選択図】図1
Description
この発明は、回転電機に関する。
回転電機の一例としては、例えば、特許文献1に開示されている高速回転電機が挙げられる。特許文献1に開示されている高速回転電機は、回転子と固定子とで形成されている。回転子は、軸線方向の中央部にロータ部を有する。固定子は、ロータ部と所定の間隙を有して直径方向に対向するステータ部と、ステータ部に格納された固定子巻線とを有する。固定子巻線は、ステータ部の両端部から突出するコイルエンド部を有する。また、固定子は、各コイルエンド部の内方の空間に空間部を有する。各空間部には、回転子を支持する軸受が配置されている。これにより、軸受間の長さを短くできるため、回転子の安定性を向上させることができる。
しかしながら、特許文献1に開示されている高速回転電機では、コイルエンド部と軸受との直径方向への距離が短くなるとともに、軸受とロータ部との軸線方向への距離も短くなっている。このため、軸受には、高速回転電機から発生した磁束が流れやすくなる。その結果、軸受に渦電流損が発生しやすい。この渦電流損の発生によって軸受が発熱する。
上記課題を解決するための回転電機は、第1磁性体を備えるロータと、前記第1磁性体を外側から囲むように設けられる筒状のステータコア、および前記ステータコアに巻回されるとともに、前記ステータコアの軸方向の両端にコイルエンド部を形成するコイル、を備えるステータと、前記ステータが固定されるハウジングであって、前記ロータの周面よりも前記ロータの径方向外側に配置される筒状の軸受固定部を有する前記ハウジングと、前記軸受固定部の内周面に固定され、前記ロータを回転可能に前記ハウジングに支持する軸受と、を備え、前記軸受固定部は、前記ロータの径方向において、前記コイルエンド部よりも内側に配置され、前記軸受は、前記ロータの径方向において、少なくとも一部が前記コイルエンド部と重なっており、前記軸受固定部に第2磁性体が配置されていることを特徴とする回転電機。
これにより、回転電機から発生する磁束により第2磁性体に渦電流損が発生する。このため、軸受固定部に第2磁性体が配置されていない場合と比べて、軸受で発生する渦電流損が減少する。その結果、軸受での発熱を抑制できる。
また、回転電機について、前記軸受固定部と前記第2磁性体との間に介在する断熱材、及び前記軸受固定部と前記軸受との間に介在する断熱材の少なくとも一方を有してもよい。
これにより、断熱材がない場合と比べて、第2磁性体で発生した熱が軸受に伝達されにくくなる。
また、回転電機について、前記第2磁性体は、内表面から凹む凹部を備えてもよい。
また、回転電機について、前記第2磁性体は、内表面から凹む凹部を備えてもよい。
これにより、凹部がない場合と比べて、第2磁性体で発生した熱が軸受に伝達されにくくなる。
また、回転電機について、前記第2磁性体は、前記軸受固定部の径方向の外表面、および前記軸受固定部の軸方向の先端面に配置されてもよい。
また、回転電機について、前記第2磁性体は、前記軸受固定部の径方向の外表面、および前記軸受固定部の軸方向の先端面に配置されてもよい。
これにより、コイルエンド部から発生する磁束の一部により、軸受固定部の径方向の外表面に配置された第2磁性体に渦電流損が発生する。また、ロータから発生する磁束の一部により、軸受固定部の軸方向の先端面に配置された第2磁性体に渦電流損が発生する。その結果、軸受固定部の径方向の外表面に配置された第2磁性体と、軸方向の先端面に配置された第2磁性体の両方により、軸受での発熱を効率良く抑制できる。
また、回転電機について、前記軸受固定部の軸方向の先端面に配置される前記第2磁性体は、前記軸受固定部の径方向において、前記軸受固定部から内側に向けて延在し、前記軸受の軸方向の端面に配置されてもよい。
これにより、ロータから発生する磁束の一部により、軸受の軸方向の端面に配置された第2磁性体に渦電流損が発生する。その結果、第2磁性体が軸受の軸方向の端面に配置されていない場合と比べて、軸受での発熱を効率よく抑制できる。
本発明によれば、軸受の発熱を抑制できる。
以下、回転電機を具体化した一実施形態を図面を参照して説明する。
<回転電機の全体構成>
図1に示すように、回転電機10は、ハウジング11と、ロータ100と、ステータ150と、タービン200と、を備えている。ロータ100の一部およびステータ150は、ハウジング11に収容されている。
<回転電機の全体構成>
図1に示すように、回転電機10は、ハウジング11と、ロータ100と、ステータ150と、タービン200と、を備えている。ロータ100の一部およびステータ150は、ハウジング11に収容されている。
<ハウジング>
ハウジング11は、第1ハウジング部材12と、第2ハウジング部材13と、を備えている。第1ハウジング部材12は、筒状の周壁14と、周壁14に連結される平板状の底壁15とを備えている。第2ハウジング部材13は、周壁14における底壁15とは反対側の開口を閉塞している。第2ハウジング部材13は、第1ハウジング部材12に連結されている。第1ハウジング部材12および第2ハウジング部材13は、非磁性材料の一例であるアルミニウム製である。
ハウジング11は、第1ハウジング部材12と、第2ハウジング部材13と、を備えている。第1ハウジング部材12は、筒状の周壁14と、周壁14に連結される平板状の底壁15とを備えている。第2ハウジング部材13は、周壁14における底壁15とは反対側の開口を閉塞している。第2ハウジング部材13は、第1ハウジング部材12に連結されている。第1ハウジング部材12および第2ハウジング部材13は、非磁性材料の一例であるアルミニウム製である。
ハウジング11は、底壁15の内面及び第2ハウジング部材13の内面に軸受固定部20を備えている。なお、以下の説明では、場合によっては、底壁15の内面に設けられた軸受固定部20を第1軸受固定部201と記載し、第2ハウジング部材13の内面に設けられた軸受固定部20を第2軸受固定部202と記載する。2つの軸受固定部20の各々は、ハウジング11の内部に向けて円筒状に突出している。2つの軸受固定部20の軸線は一致している。各軸受固定部20の内周面には、軸受30が固定されている。2つの軸受30は、ロータ100を回転可能にハウジング11に支持する。
<軸受固定部>
図2に示すように、軸受固定部20は、第1突出部21と、第2突出部22と、を備えている。軸受固定部20の中心軸線Lの延びる方向を、軸受固定部20、第1突出部21及び第2突出部22の軸方向とするとともに、中心軸線Lに直交する方向を、軸受固定部20、第1突出部21及び第2突出部22の径方向とする。
図2に示すように、軸受固定部20は、第1突出部21と、第2突出部22と、を備えている。軸受固定部20の中心軸線Lの延びる方向を、軸受固定部20、第1突出部21及び第2突出部22の軸方向とするとともに、中心軸線Lに直交する方向を、軸受固定部20、第1突出部21及び第2突出部22の径方向とする。
第1突出部21は、底壁15又は第2ハウジング部材13から軸方向に円筒状に突出している。第1突出部21は、軸方向の先端に位置する第1端面21Aと、第1外周面21Bと、第2内周面21Cと、を備えている。
第2突出部22は、第1突出部21の第1端面21Aの第1外周面21B側から円筒状に突出している。第2突出部22は、軸方向の先端に位置する第2端面22Aと、第2外周面22Bと、第2内周面22Cと、を備えている。第2突出部22の第2端面22Aは、軸受固定部20の軸方向の先端面である。
第2突出部22の外径は、第1突出部21の外径と同じである。第2突出部22の内径は、第1突出部21の内径より大きい。なお、第1突出部21及び第2突出部22を軸方向に見た場合の外形形状は、円形に限らず、例えば、四角形であってもよい。軸受固定部20の内周面に軸受30を固定できるとともに、後述するコイルエンド部160と絶縁距離を担保できるのであれば、第1突出部21及び第2突出部22を軸方向に見た場合の外形形状は変更してもよい。
<軸受>
軸受30は、軸受外周面31と、軸受内周面32と、を備えている。軸受30は、軸方向の両端面のうち、第1突出部21の第1端面21Aに近い端面に第1軸受端面33を備えるとともに、第2突出部22の第2端面22Aに近い端面に第2軸受端面34を備えている。なお、以下の説明では、場合によっては、第1軸受固定部201に固定された軸受30を第1軸受301と記載し、第2軸受固定部202に固定された軸受30を第2軸受302と記載する。
軸受30は、軸受外周面31と、軸受内周面32と、を備えている。軸受30は、軸方向の両端面のうち、第1突出部21の第1端面21Aに近い端面に第1軸受端面33を備えるとともに、第2突出部22の第2端面22Aに近い端面に第2軸受端面34を備えている。なお、以下の説明では、場合によっては、第1軸受固定部201に固定された軸受30を第1軸受301と記載し、第2軸受固定部202に固定された軸受30を第2軸受302と記載する。
軸受30は、第2突出部22の径方向内側に配置される。軸受外周面31は第2突出部22の第2内周面22Cに圧接している。そして、軸受30は、軸受固定部20の内周面に固定されている。第1軸受端面33は、第1突出部21の第1端面21Aに接触している。第2軸受端面34は、第2突出部22の第2端面22Aと面一である。
<ステータ>
ステータ150は、第1ハウジング部材12の周壁14の内周面に固定される円筒状のステータコア151と、ステータコア151に巻回されるコイル152と、を有する。したがって、ハウジング11は、ステータ150が固定されるといえる。
ステータ150は、第1ハウジング部材12の周壁14の内周面に固定される円筒状のステータコア151と、ステータコア151に巻回されるコイル152と、を有する。したがって、ハウジング11は、ステータ150が固定されるといえる。
ステータコア151は、軸方向の両端のうち、第1軸受301に近い端に第1端面151Aを備えるとともに、第2軸受302に近い端に第2端面151Bを備えている。
図2に示すように、コイル152は、ステータコア151の第1端面151A及び第2端面151Bの各々から突出するコイルエンド部160を形成する。なお、以下の説明では、場合によっては、第1端面151Aから突出するコイルエンド部160を第1コイルエンド部161と記載し、第2端面151Bから突出するコイルエンド部160を第2コイルエンド部162と記載する。
図2に示すように、コイル152は、ステータコア151の第1端面151A及び第2端面151Bの各々から突出するコイルエンド部160を形成する。なお、以下の説明では、場合によっては、第1端面151Aから突出するコイルエンド部160を第1コイルエンド部161と記載し、第2端面151Bから突出するコイルエンド部160を第2コイルエンド部162と記載する。
第1コイルエンド部161は、ステータコア151の軸方向において、底壁15に向けて円筒状に突出している。第2コイルエンド部162は、ステータコア151の軸方向において、第2ハウジング部材13に向けて円筒状に突出している。
コイルエンド部160は、端部160Aを備えている。端部160Aは、ステータコア151からの突出方向の先端部である。
第1コイルエンド部161は、第1軸受固定部201の第2突出部22の第2外周面22Bよりも径方向外側に位置している。第2コイルエンド部162は、第2軸受固定部202の第2突出部22の第2外周面22Bよりも径方向外側に位置している。言い換えると、軸受固定部20は、後に詳述するロータ100の径方向において、コイルエンド部160よりも内側に配置されている。コイルエンド部160は、軸受固定部20との絶縁距離を少なくとも担保できる距離だけ、軸受固定部20から離間している。軸受30は、後に詳述するロータ100の径方向において、コイルエンド部160よりも内側に配置されている。また、軸受30は、軸方向において、第1突出部21よりもステータ150に近い側の一部が、ロータ100の径方向において、コイルエンド部160と重なっている。なお、コイルエンド部160、軸受固定部20および軸受30が、ロータ100の径方向に重なって配置されていれば、重なり量は変更してもよい。
第1コイルエンド部161は、第1軸受固定部201の第2突出部22の第2外周面22Bよりも径方向外側に位置している。第2コイルエンド部162は、第2軸受固定部202の第2突出部22の第2外周面22Bよりも径方向外側に位置している。言い換えると、軸受固定部20は、後に詳述するロータ100の径方向において、コイルエンド部160よりも内側に配置されている。コイルエンド部160は、軸受固定部20との絶縁距離を少なくとも担保できる距離だけ、軸受固定部20から離間している。軸受30は、後に詳述するロータ100の径方向において、コイルエンド部160よりも内側に配置されている。また、軸受30は、軸方向において、第1突出部21よりもステータ150に近い側の一部が、ロータ100の径方向において、コイルエンド部160と重なっている。なお、コイルエンド部160、軸受固定部20および軸受30が、ロータ100の径方向に重なって配置されていれば、重なり量は変更してもよい。
<ロータ>
ロータ100は、円筒状の筒部材101と、円柱状の第1磁性体としての永久磁石102と、円柱状の第1軸部材103および第2軸部材104と、を備えている。ロータ100は、ステータコア151の径方向内側に回転可能な状態で配置されている。したがって、ステータコア151は、永久磁石102を外周側から囲むように回転電機10に設けられている。
ロータ100は、円筒状の筒部材101と、円柱状の第1磁性体としての永久磁石102と、円柱状の第1軸部材103および第2軸部材104と、を備えている。ロータ100は、ステータコア151の径方向内側に回転可能な状態で配置されている。したがって、ステータコア151は、永久磁石102を外周側から囲むように回転電機10に設けられている。
永久磁石102は、筒部材101に挿入されている。永久磁石102の一端に第1軸部材103が接触するとともに、永久磁石102の他端に第2軸部材104が接触している。永久磁石102は、ステータコア151の径方向内側に位置している。永久磁石102は、ネオジウム磁石である。なお、永久磁石102は、ネオジウム磁石以外でもよく、例えば、サマリウム・コバルト磁石、又はフェライト磁石であってもよい。
2つの軸受固定部20の各々は、ロータ100の周面よりもロータ100の径方向外側、かつロータ100の径方向においてコイルエンド部160よりも内側に配置されている。そして、第1軸部材103は、第1軸受固定部201に固定された第1軸受301によって回転可能にハウジング11に支持されている。第2軸部材104は、第2軸受固定部202に固定された第2軸受302によって回転可能にハウジング11に支持されている。
<第2磁性体>
図3に示すように、第2磁性体120は、円筒状の第1シールド部121と、第1シールド部121の軸方向の一方の端面から延出する円板状の第2シールド部131と、を備えている。第1シールド部121の中心軸線Pの延びる方向を第2磁性体120の軸方向とする。また、中心軸線Pに直交する方向を第2磁性体120の径方向とする。第1シールド部121は、端面122、外周面123および内周面124を備えている。端面122は、第2磁性体120の軸方向において第2シールド部131と反対に位置する。
図3に示すように、第2磁性体120は、円筒状の第1シールド部121と、第1シールド部121の軸方向の一方の端面から延出する円板状の第2シールド部131と、を備えている。第1シールド部121の中心軸線Pの延びる方向を第2磁性体120の軸方向とする。また、中心軸線Pに直交する方向を第2磁性体120の径方向とする。第1シールド部121は、端面122、外周面123および内周面124を備えている。端面122は、第2磁性体120の軸方向において第2シールド部131と反対に位置する。
第2シールド部131は、第1面132、第2面133、及び内周面134を備えている。第1面132は、第2磁性体120の軸方向における一方の面であるとともに、第2面133は、第2磁性体120の軸方向における他方の面である。第1シールド部121は、第2シールド部131の第1面132から第2磁性体120の軸方向に延出している。第2磁性体120は、磁性材料の一例としての鉄材である。なお、第2磁性体120は、鉄材以外でもよく、例えば鋼材であってもよい。
図2に示すように、第1シールド部121の内周面124は、軸受固定部20の第2突出部22の第2外周面22Bに圧接している。このため、第2磁性体120は、軸受固定部20の径方向の外表面に配置されている。第2シールド部131の第1面132のうち、ロータ100の径方向において、ロータ100よりも第1シールド部121に近い側の一部は、軸受固定部20の第2突出部22の第2端面22Aに接触している。このため、第2磁性体120は、軸受固定部20の軸方向の先端面に配置されている。
また、第2シールド部131は、軸受固定部20の径方向において、軸受固定部20の第2突出部22から内側に向けて延在している。第2シールド部131の第1面132のうち、ロータ100の径方向において、軸受30に近い側の一部は、軸受30の第2軸受端面34に接触している。このため、第2磁性体120は、軸受30の軸方向の端面に配置されている。
第1軸受固定部201に配置された第2磁性体120において、第2シールド部131の内周面134は、第1軸部材103の周面から離れているとともに、第1シールド部121の端面122は、底壁15に対向している。第1軸受固定部201に配置された第2磁性体120において、第2シールド部131の第2面133は、ステータコア151の第1端面151Aに対向し、かつ、離間している。
第2軸受固定部202に配置された第2磁性体120において、第2シールド部131の内周面134は、第2軸部材104の周面から離れているとともに、第1シールド部121の端面122は、第2ハウジング部材13に対向している。第2軸受固定部202に配置された第2磁性体120において、第2シールド部131の第2面133は、ステータコア151の第2端面151Bに対向し、かつ、離間している。
なお、第1シールド部121の端面122は、底壁15又は第2ハウジング部材13に接触してもよいし、離間していてもよい。また、第2シールド部131の第1面132は、軸受30の第2軸受端面34に接触していなくてもよい。
第1シールド部121は、ロータ100の径方向において、軸受30と重なっている。例えば、第1シールド部121は、ロータ100の径方向において、軸受30に対して、軸受30の軸方向長さと同じ長さだけ重なっている。
コイルエンド部160は、ロータ100の径方向において、軸受30と重なっている。本実施形態では、第1コイルエンド部161の端部160Aは、ロータ100の軸方向において、第1軸受301の第2軸受端面34よりも底壁15に近い位置にある。第2コイルエンド部162の端部160Aは、ロータ100の軸方向において、第2軸受302の第2軸受端面34よりも第2ハウジング部材13に近い位置にある。そして、本実施形態では、コイルエンド部160は、ロータ100の径方向において、軸受30に対して、軸受30の軸方向長さの1/3程度だけ重なっている。
第2シールド部131は、ロータ100の軸方向において、軸受30と重なっている。例えば、第2シールド部131は、軸受30に対して、軸受30の径方向長さだけ重なっている。
第2磁性体120の径方向への第1シールド部121の寸法は、コイルエンド部160と絶縁距離を担保できる寸法であればよい。例えば、第2磁性体120の径方向への第1シールド部121の寸法は、軸受固定部20の径方向への第1突出部21の寸法よりも小さい。第2磁性体120の軸方向への第2シールド部131の寸法は、ステータコア151と絶縁距離を担保できる寸法であればよい。例えば、第2磁性体120の軸方向への第2シールド部131の寸法は、第1シールド部121と同程度であり、軸受固定部20の径方向への第1突出部21の寸法よりも小さい。
第1シールド部121は、ロータ100の径方向において、コイルエンド部160、軸受固定部20の第2突出部22および軸受30と重なっている。軸受30、軸受固定部20の第2突出部22、第1シールド部121、およびコイルエンド部160は、ロータ100の径方向の内側から外側に向かって上記と同じ順番に配置されている。第2シールド部131は、ロータ100の軸方向において、軸受30と永久磁石102との間に位置している。
ただし、第2磁性体120は、軸方向から見ると円形の外周面123を備えているとしたが、これに限らず、例えば、軸方向から見ると多角形の外周面123を備えていてもよい。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図示しない駆動回路によって制御された電力がコイル152に供給されると、筒部材101、第1軸部材103、第2軸部材104、および永久磁石102が一体となって回転する。
図示しない駆動回路によって制御された電力がコイル152に供給されると、筒部材101、第1軸部材103、第2軸部材104、および永久磁石102が一体となって回転する。
図2に示すように、コイルエンド部160から発生する第1磁束Gの一部は、第2磁性体120の第1シールド部121に吸収される。言い換えると、コイルエンド部160から発生して軸受30に向かう第1磁束Gの一部は、第2磁性体120によって遮断される。永久磁石102から発生する第2磁束Hの一部は、第2磁性体120の第2シールド部131に吸収される。言い換えると、永久磁石102から発生して軸受30に向かう第2磁束Hの一部は、第2磁性体120の第2シールド部131に遮断される。また、永久磁石102から発生する第2磁束Hの一部は、第2磁性体120の第1シールド部121に吸収される。言い換えると、永久磁石102から発生する第2磁束Hの一部は、第2磁性体120の第1シールド部121に遮断される。これにより、第1磁束G及び第2磁束Hによって第2磁性体120に渦電流損が生じるため、第2磁性体120がない場合と比較して、軸受30で発生する渦電流損が減少する。
本実施形態によれば以下の効果を奏する。
(1)第2磁性体120は、軸受固定部20に配置される。これにより、コイルエンド部160から発生する第1磁束G及び永久磁石102から発生する第2磁束Hにより第2磁性体120に渦電流損が発生する。このため、軸受固定部20に第2磁性体120が配置されていない場合と比べて、軸受30で発生する渦電流損を減少させることができる。その結果、軸受30での発熱を抑制できる。
(1)第2磁性体120は、軸受固定部20に配置される。これにより、コイルエンド部160から発生する第1磁束G及び永久磁石102から発生する第2磁束Hにより第2磁性体120に渦電流損が発生する。このため、軸受固定部20に第2磁性体120が配置されていない場合と比べて、軸受30で発生する渦電流損を減少させることができる。その結果、軸受30での発熱を抑制できる。
(2)第1シールド部121は、ロータ100の径方向において、軸受30およびコイルエンド部160に重なっている。これにより、コイルエンド部160から発生する第1磁束Gの一部および永久磁石102から発生する第2磁束Hの一部により、第1シールド部121に渦電流損が発生する。また、第2シールド部131は、ロータ100の軸方向において軸受30および永久磁石102の間に位置している。これにより、永久磁石102から発生する第2磁束Hの一部により、第2シールド部131に渦電流損が発生する。その結果、第1シールド部121及び第2シールド部131の両方により、軸受30での発熱を効率よく抑制できる。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 図4に示すように、回転電機10は断熱材220を有していてもよい。断熱材220は、ロータ100の径方向における軸受固定部20の第2突出部22と第1シールド部121との間、および、ロータ100の軸方向における軸受固定部20の第2突出部22と第2シールド部131との間に介在する。断熱材220は、例えば、樹脂製である。断熱材220は、筒状の第1断熱部221と、第1断熱部221の内周縁から径方向内側に延出する円板状の第2断熱部222と、を備えている。第1断熱部221は、軸受固定部20の第2突出部22の第2外周面22Bと第2磁性体120の第1シールド部121の内周面124との間に位置している。
○ 図4に示すように、回転電機10は断熱材220を有していてもよい。断熱材220は、ロータ100の径方向における軸受固定部20の第2突出部22と第1シールド部121との間、および、ロータ100の軸方向における軸受固定部20の第2突出部22と第2シールド部131との間に介在する。断熱材220は、例えば、樹脂製である。断熱材220は、筒状の第1断熱部221と、第1断熱部221の内周縁から径方向内側に延出する円板状の第2断熱部222と、を備えている。第1断熱部221は、軸受固定部20の第2突出部22の第2外周面22Bと第2磁性体120の第1シールド部121の内周面124との間に位置している。
第2断熱部222は、軸受固定部20の第2突出部22の第2端面22Aと第2シールド部131の第1面132との間に位置している。なお、断熱材220は、第2磁性体120で発生した熱が軸受30に伝達することを抑制できれば、その形状は変更してもよい。
○ 断熱材220は、第1断熱部221及び第2断熱部222のいずれか一方のみであってもよい。
○ 断熱材220は、軸受外周面31と、軸受固定部20の第2突出部22の第2内周面22Cとの間に配置されていてもよい。これにより、第2磁性体120で発生した熱が、断熱材220によって軸受30に伝達されることが抑制される。
○ 断熱材220は、軸受外周面31と、軸受固定部20の第2突出部22の第2内周面22Cとの間に配置されていてもよい。これにより、第2磁性体120で発生した熱が、断熱材220によって軸受30に伝達されることが抑制される。
○ 図5に示すように、第2磁性体120は、第1凹部125、および第2凹部126を備えてもよい。
例えば、第1凹部125は、第2磁性体120の内表面としての第1シールド部121の内周面124から凹む。第1シールド部121は、第1凹部125によって第2外周面22Bから離間する部位を有している。
例えば、第1凹部125は、第2磁性体120の内表面としての第1シールド部121の内周面124から凹む。第1シールド部121は、第1凹部125によって第2外周面22Bから離間する部位を有している。
第2凹部126は、第2シールド部131の第1面132から凹む。第2シールド部131は、第2凹部126によって第2突出部22の第2端面22Aおよび軸受30の第2軸受端面34から離間する部位を有している。なお、第1シールド部121の内周面124、および第2シールド部131の第1面132の少なくとも一方が、軸受固定部20から離間していてもよい。
第2磁性体120が第1凹部125及び第2凹部126を有することにより、第2磁性体120が軸受固定部20に接触する面積が小さくなる。これにより、第2磁性体120で発生した熱が軸受30に伝達されることが抑制される。
なお、軸受固定部20に、第1凹部125及び第2凹部126を有する第2磁性体120を配置しつつ、断熱材220を配置してもよい。これにより、第2磁性体120で発生した熱が軸受30に伝達されることがより一層抑制される。
○ 図6に示すように、第2磁性体120は、第1シールド部121のみであってもよい。
○ 図7に示すように、第2磁性体120は、第3シールド部140を備えてもよい。第3シールド部140は、第2シールド部131の第1面132から第2磁性体120の軸方向に円筒状に延出している。第3シールド部140の外周面142は、軸受固定部20の第2突出部22の第2内周面22Cに接触している。
○ 図7に示すように、第2磁性体120は、第3シールド部140を備えてもよい。第3シールド部140は、第2シールド部131の第1面132から第2磁性体120の軸方向に円筒状に延出している。第3シールド部140の外周面142は、軸受固定部20の第2突出部22の第2内周面22Cに接触している。
これにより、コイルエンド部160から発生した第1磁束Gの一部、および永久磁石102から発生した第2磁束Hの一部により、第3シールド部140に渦電流損が発生する。その結果、第2磁性体120に第3シールド部140がない場合に比べて、軸受30に発生する渦電流損を減少させることができるため、軸受30での発熱を効率よく抑制できる。
図8、図9および図10に示すように、第2磁性体120は、流入口127、流出口128、および流入口127と流出口128に連通する流路129を備えてもよい。流入口127は、流路129に対する流体の入口である。流路129は、流入口127から流入した流体が流れる流路であるとともに、第2磁性体120の内部に形成される空間である。流出口128は、流路129に対する流体の出口である。
例えば、流入口127および流出口128は、第1シールド部121の端面122に形成される。流路129は、第1シールド部121の内部に形成される。
流入口127、および流出口128には、循環路130が接続されている。循環路130と流路129は一繋がりである。循環路130には、図示しないポンプが設けられる。図示しないポンプにより、循環路130及び流路129を流体としての冷却水が循環する。冷却水は、循環路130を通過して、流入口127から第2磁性体120に流入し、流路129を流れる。流路129を流れた冷却水は、流出口128から循環路130に流入する。
流入口127、および流出口128には、循環路130が接続されている。循環路130と流路129は一繋がりである。循環路130には、図示しないポンプが設けられる。図示しないポンプにより、循環路130及び流路129を流体としての冷却水が循環する。冷却水は、循環路130を通過して、流入口127から第2磁性体120に流入し、流路129を流れる。流路129を流れた冷却水は、流出口128から循環路130に流入する。
これにより、第2磁性体120は、冷却水によって冷却される。その結果、第2磁性体120から軸受30への伝熱が抑制される。
○ 上記の実施例では、第1シールド部121が、軸受固定部20の第2突出部22の第2外周面22Bに配置されるとしたが、この限りではない。例えば、第1シールド部121は、軸受固定部20の第2突出部22の第2内周面22Cと軸受30の軸受外周面31との間に配置されてもよい。この場合、第1シールド部121の外周面123は、軸受固定部20の第2突出部22の第2内周面22Cに圧接する。第1シールド部121の内周面124は、軸受30の軸受外周面31に接触する。
○ 上記の実施例では、第1シールド部121が、軸受固定部20の第2突出部22の第2外周面22Bに配置されるとしたが、この限りではない。例えば、第1シールド部121は、軸受固定部20の第2突出部22の第2内周面22Cと軸受30の軸受外周面31との間に配置されてもよい。この場合、第1シールド部121の外周面123は、軸受固定部20の第2突出部22の第2内周面22Cに圧接する。第1シールド部121の内周面124は、軸受30の軸受外周面31に接触する。
○ 第2磁性体120は、軸受固定部20の第2突出部22の第2端面22Aに配置される第2シールド部131のみであってもよい。
○ 第2磁性体120の第1シールド部121は、第1突出部21の第2外周面22B及び第2突出部22の第1外周面21Bの両方に亘って配置されていてもよい。
○ 第2磁性体120の第1シールド部121は、第1突出部21の第2外周面22B及び第2突出部22の第1外周面21Bの両方に亘って配置されていてもよい。
○ 第1磁性体は、永久磁石102に限らず、例えば、積層コア、アモルファスコア、又は圧粉コアといった磁性体であってもよい。
10…回転電機、11…ハウジング、20…軸受固定部、22A…第2端面、22B…第2外周面、22C…第2内周面、30…軸受、34…第2軸受端面、100…ロータ、102…第1磁性体としての永久磁石、120…第2磁性体、125…第1凹部、126…第2凹部、150…ステータ、151…ステータコア、152…コイル、160…コイルエンド部、220…断熱材。
Claims (5)
- 第1磁性体を備えるロータと、
前記第1磁性体を外側から囲むように設けられる筒状のステータコア、および前記ステータコアに巻回されるとともに、前記ステータコアの軸方向の両端にコイルエンド部を形成するコイル、を備えるステータと、
前記ステータが固定されるハウジングであって、前記ロータの周面よりも前記ロータの径方向外側に配置される筒状の軸受固定部を有する前記ハウジングと、
前記軸受固定部の内周面に固定され、前記ロータを回転可能に前記ハウジングに支持する軸受と、を備え、
前記軸受固定部は、前記ロータの径方向において、前記コイルエンド部よりも内側に配置され、
前記軸受は、前記ロータの径方向において、少なくとも一部が前記コイルエンド部と重なっており、
前記軸受固定部に第2磁性体が配置されていることを特徴とする回転電機。 - 前記軸受固定部と前記第2磁性体との間に介在する断熱材、及び前記軸受固定部と前記軸受との間に介在する断熱材の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記第2磁性体は、内表面から凹む凹部を備え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。
- 前記第2磁性体は、前記軸受固定部の径方向の外表面、および前記軸受固定部の軸方向の先端面に配置され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。
- 前記軸受固定部の軸方向の先端面に配置される前記第2磁性体は、前記軸受固定部の径方向において、前記軸受固定部から内側に向けて延在し、前記軸受の軸方向の端面に配置されることを特徴とする請求項4に記載の回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021124649A JP2023019709A (ja) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021124649A JP2023019709A (ja) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | 回転電機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023019709A true JP2023019709A (ja) | 2023-02-09 |
Family
ID=85159117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021124649A Pending JP2023019709A (ja) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | 回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023019709A (ja) |
-
2021
- 2021-07-29 JP JP2021124649A patent/JP2023019709A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180205294A1 (en) | Cooling structure for dynamo-electric machine | |
US11451102B2 (en) | Rotary electric machine | |
JP2009303378A (ja) | 回転機 | |
JP2010213495A (ja) | トロイダル巻線モータ | |
JP2011172375A (ja) | 回転電機用ロータ | |
JP6247555B2 (ja) | 回転電機 | |
JP2017192201A (ja) | 回転電機のステータ | |
WO2019159522A1 (ja) | 回転電機の冷却構造 | |
JP7289717B2 (ja) | 回転電機 | |
US10784748B2 (en) | Cooling structure of rotary electric machine and rotary electric machine | |
JP2023019709A (ja) | 回転電機 | |
JP2020188560A (ja) | 回転電機 | |
JP2020202705A (ja) | 回転電機 | |
JP5330860B2 (ja) | 回転電機 | |
JP2023000723A (ja) | 回転電機用ケース、及び回転電機 | |
JP6796095B2 (ja) | 回転電機の冷却構造、および回転電機 | |
JP2012161126A (ja) | 電動機、圧縮機、機器 | |
WO2018131197A1 (ja) | モータ | |
JP2006094664A (ja) | アキシャルギャップ型回転電機のステータ構造 | |
JP2006087244A (ja) | 回転電機 | |
JP2019154197A (ja) | 回転電機 | |
JP2023158515A (ja) | 回転電機のロータ | |
WO2021117896A1 (ja) | 回転装置 | |
JP6263564B2 (ja) | 回転電機のロータ及び回転電機 | |
JP2023010038A (ja) | 回転電機のロータ |