JP7379011B2 - 回転機器 - Google Patents
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Description
前記軸部材に対して回転可能な筒状の回転体と、
前記回転体を前記軸部材に対して支持する第1軸受及び第2軸受と、
前記回転体の内側にある単一または複数のステータと、
前記回転体の内周面に固定された単一または複数の筒状のマグネットと、
を備え、
前記マグネットは樹脂で形成されており、
前記回転体は、径方向における長さが、軸方向における長さより小さく、
前記第1軸受及び前記第2軸受の外周面は、前記回転体の内周面に接触しており、
前記第1軸受及び前記第2軸受の内周面は、前記軸部材の外周面に接触しており、
前記軸部材及び前記回転体は、それぞれ単一の部材で形成されており、
軸方向において、前記軸部材の外径は、前記第1軸受に対向する部分から、前記第2軸受に対向する部分にかけて、実質的に同じであり、
軸方向において、前記回転体の内径及び外径は、前記第1軸受側における当該回転体の端部から、前記第2軸受側における当該回転体の端部にかけて、それぞれ実質的に同じであり、
前記単一のステータ又は前記複数のステータの1つは、軸方向において、前記軸部材の中央部に配置されており、
前記単一のマグネット又は前記複数のマグネットの1つは、軸方向において、前記回転体の中央部に配置されており、
前記回転体の両端部側には、前記第1軸受及び前記第2軸受が配置されている。
本発明の回転機器の上記一態様においては、前記複数のステータ及び前記複数のマグネットの数がそれぞれ奇数であり、
軸方向において、前記複数のステータが前記軸部材に等間隔で並んで配置され、前記複数のステータの1つが前記軸部材の中央部に配置され、
軸方向において、前記複数のマグネットが前記回転体に等間隔で並んで配置され、前記複数のマグネットの1つが前記回転体の中央部に配置されていてもよい。
また、本発明の回転機器の上記一態様においては、前記ステータの数が複数であり、
これら複数の前記ステータが有するコイルは並列に電気接続されていてもよい。
また、本発明の回転機器の上記一態様においては、前記第1軸受及び前記第2軸受のいずれか一方の軸受における、前記軸部材に固定される内周輪に対して、他方の軸受の方向への予圧が作用していてもよい。
前記軸部材に対して回転可能な筒状の回転体と、
前記回転体を前記軸部材に対して支持する第1軸受及び第2軸受と、
前記回転体の内側にある複数のステータと、
前記回転体の内周面に固定された複数の筒状のマグネットと、
を備え、
前記筒状のマグネットは樹脂で形成されており、
前記回転体は、径方向における長さが、軸方向における長さより小さく、
前記第1軸受及び前記第2軸受の外周面は、前記回転体の内周面に接触しており、
前記第1軸受及び前記第2軸受の内周面は、前記軸部材の外周面に接触しており、
前記軸部材及び前記回転体は、それぞれ単一の部材で形成されており、
軸方向において、前記軸部材の外径は、前記第1軸受に対向する部分から、前記第2軸受に対向する部分にかけて、実質的に同じであり、
軸方向において、前記回転体の内径及び外径は、前記第1軸受側における当該回転体の端部から、前記第2軸受側における当該回転体の端部にかけて、それぞれ実質的に同じであり、
前記複数のステータの内の2つは、軸方向において、前記軸部材の中央部の両側に配置され、
前記複数のマグネットの内の2つは、軸方向において、前記回転体の中央部の両側に配置されており、
前記回転体の両端部側には、前記第1軸受及び前記第2軸受が配置されている。
本発明の回転機器の上記他の一態様において、前記複数のステータ及び前記複数のマグネットの数がそれぞれ偶数であり、
軸方向において、前記複数のステータが前記軸部材に等間隔で並んで配置され、
軸方向において、前記複数のマグネットが前記回転体に等間隔で並んで配置されていてもよい。
また、本発明の回転機器の上記他の一態様においては、前記ステータの数が複数であり、
これら複数の前記ステータが有するコイルは並列に電気接続されていてもよい。
また、本発明の回転機器の上記他の一態様においては、前記第1軸受及び前記第2軸受のいずれか一方の軸受における、前記軸部材に固定される内周輪に対して、他方の軸受の方向への予圧が作用していてもよい。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の一例である第1の実施形態にかかる回転機器1の縦断面図である。
なお、本実施形態の説明において、上方乃至下方と云う時は、図1における上下関係を意味し、重力方向における上下関係とは、必ずしも一致しない。
また、本実施形態の説明において、回転機器1内で回転する部分を「回転側」と、当該回転側の部材を支持して、固定される部分を「固定側」あるいは「静止部」と、それぞれ称する場合がある。なお、静止部は回転側の部材に対して相対的に静止していればよい。
また、ステータコア21は、珪素鋼板等の積層体となっており、軸部材5を取り囲むように同軸上に配された円環部24と、円環部24から外周側cへ向かって放射状に延びるように形成された複数の磁極部23と、からなる。
軸線x方向において上側a(第1軸受41側)に設けられている開口部(以下、「上部開口部」と称する。)33は、マグネット31と第1軸受41との間にあり、回転体32の外周面に等間隔で6個、周方向に一列に設けられた、長方形の孔である。
一方、軸線x方向において下側bに設けられている開口部(以下、「下部開口部」と称する。)34は、マグネット31と第2軸受42との間にあり、上部開口部33と同様、回転体32の外周面に等間隔で6個、周方向に一列に設けられた、長方形の孔である。
本実施形態において、下部開口部34は、軸方向において、マグネット31と第2軸受42との間にあるため、マグネット31の近傍に下部開口部34があることになるので、マグネット31の劣化を抑制することができる。
なお、動翼6,6’の形状としては、軸線x方向において上側aから下側bへ向けた空気の流れを生じさせる形状以外に、上部開口部33から空気を吸い込む作用をする形状であっても構わない。
なお、このスペーサ43,44は、任意的構成要素である。また、スペーサ43,44を動翼6,6’の一部分として形成しても構わない。
回転体32を複数の部材で形成した場合には、回転体32を構成する複数の部材と、第1軸受41及び第2軸受42に対する公差を複数勘案する場合がある。しかし、回転体32を単一の部材で形成することで、勘案する公差の数を低減でき、第1軸受41、第2軸受42の中心軸を軸部材5に対して同軸上に合わせることが容易になる。このように同軸度が向上することで、回転機器1の高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
また、回転力を取り出すための軸部材を回転機器から突出させる必要が無い場合には、さらに小型化乃至省スペース化を実現することができる。
以上のように、本実施形態にかかる回転機器1は、ロータ3の回転にブレが生じ難く、高精度の安定化を達成することができる。
ロータ3の回転の安定化は、回転ムラが生じ難くなることを意味するため、回転機器1の高トルク化を実現することもできる。即ち、本実施形態にかかる回転機器1は、小型化を実現しながら、回転機器としての基本特性に優れたものを提供することができる。
次に、本発明の一例である第2の実施形態にかかる回転機器1aについて、図面を参照しながら説明する。
図2は、本発明の一例である第2の実施形態にかかる回転機器1aの縦断面図である。当該図2は、図1と略同じ位置の断面にかかる縦断面図である。本実施形態の説明において、上記実施形態と同一の機能及び構造の部材乃至部品については、上記実施形態と同一となる符号を図2に付して、その詳細な説明を省略している(ただし、特に説明を加えている場合はこの限りではない。)。
また、本実施形態において、下部開口部34は、軸方向において、第3マグネット31a-3と第2軸受42との間にあるため、第3マグネット31a-3の近傍に下部開口部34があることになるので、第3マグネット31a-3の劣化を抑制することができる。
次に、本発明の一例である第3の実施形態にかかる回転機器1bについて、図面を参照しながら説明する。
図3は、本発明の一例である第3の実施形態にかかる回転機器1bの縦断面図である。当該図3は、図1と略同じ位置の断面にかかる縦断面図である。本実施形態の説明において、上記実施形態と同一の機能及び構造の部材乃至部品については、上記実施形態と同一となる符号を図3に付して、その詳細な説明を省略している(ただし、特に説明を加えている場合はこの限りではない。)。
また、本実施形態において、下部開口部34は、軸方向において、第2マグネット31b-2と第2軸受42との間にあるため、第2マグネット31b-2近傍に下部開口部34があることになるので、第2マグネット31b-2の劣化を抑制することができる。
したがって、本実施形態では、両方のマグネット31b-1,31b-2を効率よく冷却でき、劣化を抑制することができる。
動翼を複数備える場合には、軸部材の軸方向において、複数の動翼の間にステータが配置されていることが好ましい。複数の動翼の間にステータを配置することで、ステータの冷却効率を向上させることができる。
Claims (16)
- 静止部としての軸部材と、
前記軸部材に対して回転可能な筒状の回転体と、
前記回転体を前記軸部材に対して支持する第1軸受及び第2軸受と、
前記回転体の内側にある単一または複数のステータと、
前記回転体の内周面に固定された単一または複数の筒状のマグネットと、
を備え、
前記マグネットは樹脂で形成されており、
前記回転体は、径方向における長さが、軸方向における長さより小さく、
前記第1軸受及び前記第2軸受の内周面は、前記軸部材の外周面に固定されており、
前記軸部材及び前記回転体は、それぞれ単一の部材で形成されており、
軸方向において、前記軸部材の外径は、前記第1軸受に対向する部分から、前記第2軸受に対向する部分にかけて、実質的に同じであり、
軸方向において、前記回転体の内径及び外径は、前記第1軸受側における当該回転体の端部から、前記第2軸受側における当該回転体の端部にかけて、それぞれ実質的に同じであり、
前記単一のステータ又は前記複数のステータの1つは、軸方向において、前記軸部材の中央部に配置されており、
前記単一のマグネット又は前記複数のマグネットの1つは、軸方向において、前記回転体の中央部に配置されており、
前記回転体の両端部側には、前記第1軸受及び前記第2軸受が配置されており、
軸方向において、前記回転体の一部分には、1又は複数の動翼と、1又は複数の開口部が設けられ、
前記1又は複数の動翼は、前記回転体の一部分の内側にあり、
前記1又は複数の開口部は、前記回転体の一部分の内外を貫通している、回転機器。 - 静止部としての軸部材と、
前記軸部材に対して回転可能な筒状の回転体と、
前記回転体を前記軸部材に対して支持する第1軸受及び第2軸受と、
前記回転体の内側にある単一または複数のステータと、
前記回転体の内周面に固定された単一または複数のマグネットと、
を備え、
軸方向において、前記回転体の一部分には、1又は複数の動翼と、1又は複数の開口部が設けられ、
前記1又は複数の動翼は、前記回転体の一部分の内側にあり、
前記1又は複数の開口部は、前記回転体の一部分の内外を貫通している、回転機器。 - 前記軸部材の軸方向において、前記複数の動翼の間に前記ステータが配置されている、請求項1又は2に記載の回転機器。
- 前記軸部材の軸方向において、前記単一の動翼又は前記複数の動翼のいずれかと前記第1軸受とが、少なくとも一部で対向する、請求項1から3のいずれかに記載の回転機器。
- 前記軸部材の軸方向において、前記動翼が、前記第1軸受と前記第2軸受との間に配置されている、請求項1から4のいずれかに記載の回転機器。
- 前記第1軸受及び前記第2軸受の外周面は、前記回転体の内周面に固定されている、請求項1から5のいずれかに記載の回転機器。
- 前記回転体は、非磁性材料の部材で形成されている、請求項1から6のいずれかに記載の回転機器。
- 前記回転体は、金属の部材で形成されている、請求項1から7のいずれかに記載の回転機器。
- 前記複数のステータ及び前記複数のマグネットの数がそれぞれ奇数であり、
軸方向において、前記複数のステータが前記軸部材に等間隔で並んで配置され、前記複数のステータの1つが前記軸部材の中央部に配置され、
軸方向において、前記複数のマグネットが前記回転体に等間隔で並んで配置され、前記複数のマグネットの1つが前記回転体の中央部に配置されている、請求項1から8のいずれかに記載の回転機器。 - 前記ステータの数が複数であり、
これら複数の前記ステータが有するコイルは並列に電気接続されている、請求項1から9のいずれかに記載の回転機器。 - 前記複数の開口部の少なくとも1つは、軸方向において、前記マグネットと前記第1軸受との間にある、請求項1から10のいずれかに記載の回転機器。
- 前記複数の開口部の少なくとも1つは、軸方向において、前記マグネットと前記第2軸受との間にある、請求項11に記載の回転機器。
- 前記第1軸受及び前記第2軸受のいずれか一方の軸受における、前記軸部材に固定される内周輪に対して、他方の軸受の方向への予圧が作用している、請求項1から12のいずれかに記載の回転機器。
- 前記複数のステータの内の2つは、軸方向において、前記軸部材の中央部の両側に配置され、
前記複数のマグネットの内の2つは、軸方向において、前記回転体の中央部の両側に配置されており、
前記回転体の両端部側には、前記第1軸受及び前記第2軸受が配置されている、請求項1から13のいずれかに記載の回転機器。 - 複数の前記ステータが有するコイルは並列に電気接続されている、請求項14に記載の回転機器。
- 前記回転体の外周面に取り付けられた羽根を備える、請求項1から15のいずれかに記載の回転機器。
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