JPH10285838A - 高速回転電機 - Google Patents
高速回転電機Info
- Publication number
- JPH10285838A JPH10285838A JP10055324A JP5532498A JPH10285838A JP H10285838 A JPH10285838 A JP H10285838A JP 10055324 A JP10055324 A JP 10055324A JP 5532498 A JP5532498 A JP 5532498A JP H10285838 A JPH10285838 A JP H10285838A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- magnetic flux
- housing
- bearing
- speed rotating
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/01—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
- H02K11/012—Shields associated with rotating parts, e.g. rotor cores or rotary shafts
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速回転機械において、ロータの良好な高速
回転運動を維持しつつ、簡単な構成にて渦電流損失を低
減すること。 【解決手段】 軸受１７、１１７を介してシャフト１
８、１１８を回転可能に支持するハウジングと、シャフ
トに固定されると共に磁石３２を有するロータ２６と、
磁石の磁束が流れると共にコイル２８が巻回されるステ
ータ２７と、ロータに近接して位置される透磁性材料又
は導電性材料からなる磁束遮蔽手段（偏向板２９、遮蔽
リング３６）を備えてなる構成とした。
回転運動を維持しつつ、簡単な構成にて渦電流損失を低
減すること。 【解決手段】 軸受１７、１１７を介してシャフト１
８、１１８を回転可能に支持するハウジングと、シャフ
トに固定されると共に磁石３２を有するロータ２６と、
磁石の磁束が流れると共にコイル２８が巻回されるステ
ータ２７と、ロータに近接して位置される透磁性材料又
は導電性材料からなる磁束遮蔽手段（偏向板２９、遮蔽
リング３６）を備えてなる構成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電機又は電動機
として作動可能な高速回転電機に関し、更に詳細には磁
束漏れを低減又は防止する構造を有する高速回転電機に
関する。
として作動可能な高速回転電機に関し、更に詳細には磁
束漏れを低減又は防止する構造を有する高速回転電機に
関する。
【０００２】
【従来の技術】第２９回ＩＳＡＴＡ（自動車技術・自動
装置国際シンポジウム、イタリア，フィレンツェ、１９
９６年６月３日〜６日）論文集の第２２９頁〜第２３４
頁に、ハイブリッド式電気自動車用のターボ発電機が開
示されている。このハイブリッド式電気自動車の動力伝
達経路の概略図を図５に示す。図５において、エンジン
７１が電力を生成するために発電機７４を駆動すると同
時に、ターボ発電機７０が電力を生成するためにエンジ
ン７１から排気エネルギーを回収する。タービン７２
は、ターボチャージャーと同様に全排気ガスがタービン
７２を通して流れるように排気管７３中に位置され、高
速回転電機である他の発電機７６を駆動する。この結
果、電動機７５が発電機７４により生成される電力のみ
によってではなく、発電機７６により生成される電力に
もよって駆動され、車軸７７を駆動する。
装置国際シンポジウム、イタリア，フィレンツェ、１９
９６年６月３日〜６日）論文集の第２２９頁〜第２３４
頁に、ハイブリッド式電気自動車用のターボ発電機が開
示されている。このハイブリッド式電気自動車の動力伝
達経路の概略図を図５に示す。図５において、エンジン
７１が電力を生成するために発電機７４を駆動すると同
時に、ターボ発電機７０が電力を生成するためにエンジ
ン７１から排気エネルギーを回収する。タービン７２
は、ターボチャージャーと同様に全排気ガスがタービン
７２を通して流れるように排気管７３中に位置され、高
速回転電機である他の発電機７６を駆動する。この結
果、電動機７５が発電機７４により生成される電力のみ
によってではなく、発電機７６により生成される電力に
もよって駆動され、車軸７７を駆動する。
【０００３】図６に示されるように、発電機７６は、ロ
ータ７８、ステータ７９及びコイル８０から構成されて
いる。ロータ７８は、軸受８２によりハウジング８４に
回転可能に支持されるシャフト８１の一端に固定され
る。タービン７２は、シャフト８１の他端に固定され、
その結果、ロータ７８は例えば、１００，０００ｒｐｍ
以上のような高速で駆動される。軸受８２とロータ７８
の間のシャフト８１上には、オイルスリンガー８３がシ
ャフト８１と一体回転するように設けられている。これ
により、軸受８２を常に潤滑しているオイルが発電機７
６に達することが、オイルスリンガー８３により防止さ
れている。軸受８２の外輪はハウジング８４に固定され
ている。
ータ７８、ステータ７９及びコイル８０から構成されて
いる。ロータ７８は、軸受８２によりハウジング８４に
回転可能に支持されるシャフト８１の一端に固定され
る。タービン７２は、シャフト８１の他端に固定され、
その結果、ロータ７８は例えば、１００，０００ｒｐｍ
以上のような高速で駆動される。軸受８２とロータ７８
の間のシャフト８１上には、オイルスリンガー８３がシ
ャフト８１と一体回転するように設けられている。これ
により、軸受８２を常に潤滑しているオイルが発電機７
６に達することが、オイルスリンガー８３により防止さ
れている。軸受８２の外輪はハウジング８４に固定され
ている。
【０００４】ロータ７８は、図７に示されるように、永
久磁石８５とリテーナ８７とから構成されている。図７
において、矢印は磁束を示している。永久磁石８５の外
周を包囲するリテーナ８７は非磁性材料から成り、永久
磁石８５をシャフト８１上に保持している。その内部に
ロータ７８を収容するように配設されるリング状のステ
ータ７９は、軸方向に積層された透磁性材料から成り、
径方向内方に突出する複数の突起８８を有している。こ
れら突起８８には、図６に示すように複数のコイル８０
が巻回されている。
久磁石８５とリテーナ８７とから構成されている。図７
において、矢印は磁束を示している。永久磁石８５の外
周を包囲するリテーナ８７は非磁性材料から成り、永久
磁石８５をシャフト８１上に保持している。その内部に
ロータ７８を収容するように配設されるリング状のステ
ータ７９は、軸方向に積層された透磁性材料から成り、
径方向内方に突出する複数の突起８８を有している。こ
れら突起８８には、図６に示すように複数のコイル８０
が巻回されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の発電機
においては、非磁性材料製のリテーナ８７が介在するこ
とから、ロータ７８の外周面とステータ７８の突起８８
の内周面との間の隙間は比較的大きくなる。更に、ハウ
ジング８４は鋳鉄のような磁性材料を用いて製造され、
積層されていないため、ロータ７８とハウジング８４間
の距離が小さい時には、図６に矢印８９で示すように、
ロータ７８からハウジング８４への磁束漏れが発生する
（漏れた磁束は、軸受及びシャフトを介してロータへ戻
る）。この磁束漏れ８９は、ロータ７８とハウジング８
４間の相対回転によりハウジング材料内の磁束場が変化
することによって、ハウジング８４内における渦電流損
失を必然的に導く。このことは、渦電流の発生が磁束の
変化比に直接的に関係することから、ターボ発電機のよ
うな高速回転電機においては、特に重大な問題となる。
においては、非磁性材料製のリテーナ８７が介在するこ
とから、ロータ７８の外周面とステータ７８の突起８８
の内周面との間の隙間は比較的大きくなる。更に、ハウ
ジング８４は鋳鉄のような磁性材料を用いて製造され、
積層されていないため、ロータ７８とハウジング８４間
の距離が小さい時には、図６に矢印８９で示すように、
ロータ７８からハウジング８４への磁束漏れが発生する
（漏れた磁束は、軸受及びシャフトを介してロータへ戻
る）。この磁束漏れ８９は、ロータ７８とハウジング８
４間の相対回転によりハウジング材料内の磁束場が変化
することによって、ハウジング８４内における渦電流損
失を必然的に導く。このことは、渦電流の発生が磁束の
変化比に直接的に関係することから、ターボ発電機のよ
うな高速回転電機においては、特に重大な問題となる。
【０００６】この磁束漏れは、ハウジング８４とロータ
７８間の距離を大きくすることにより減らすことは可能
である。しかしながら、磁束漏れを最小にするようにハ
ウジング８４とロータ７８間の距離を出来る限り大きく
した時には、軸受８２からのロータ７８のオーバーハン
グが大きくなり、周知のようにロータの高速回転運動が
妨げられることになるばかりでなく、当該発電機のよう
な高速回転電機の軸長が長くなり大型化を招く。
７８間の距離を大きくすることにより減らすことは可能
である。しかしながら、磁束漏れを最小にするようにハ
ウジング８４とロータ７８間の距離を出来る限り大きく
した時には、軸受８２からのロータ７８のオーバーハン
グが大きくなり、周知のようにロータの高速回転運動が
妨げられることになるばかりでなく、当該発電機のよう
な高速回転電機の軸長が長くなり大型化を招く。
【０００７】尚、上記問題は、上記した従来の発電機の
他、例えば、米国特許第４，８２７，１７０号に示され
るターボチャージャにおいても引き起こされる。
他、例えば、米国特許第４，８２７，１７０号に示され
るターボチャージャにおいても引き起こされる。
【０００８】ゆえに、本発明は、当該高速回転機械にお
いて、ロータの高速回転運動を良好に維持しつつ、簡単
な構成にて渦電流損失を低減することを、その課題とす
る。
いて、ロータの高速回転運動を良好に維持しつつ、簡単
な構成にて渦電流損失を低減することを、その課題とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた本発明の技術的手段は、発電機又は電動機とし
て作動可能な当該高速回転電機を、軸受を介してシャフ
トを回転可能に支持するハウジングと、前記シャフトに
固定されると共に磁石を有するロータと、前記磁石の磁
束が流れると共にコイルが巻回されるステータと、前記
ロータに近接して位置される少なくとも透磁性材料及び
導電性材料の一方からなる磁束遮蔽手段とから構成した
ことである。
に講じた本発明の技術的手段は、発電機又は電動機とし
て作動可能な当該高速回転電機を、軸受を介してシャフ
トを回転可能に支持するハウジングと、前記シャフトに
固定されると共に磁石を有するロータと、前記磁石の磁
束が流れると共にコイルが巻回されるステータと、前記
ロータに近接して位置される少なくとも透磁性材料及び
導電性材料の一方からなる磁束遮蔽手段とから構成した
ことである。
【００１０】上記した手段において、前記磁束遮蔽手段
は、前記ロータと一体回転する偏向板を有し、該偏向板
は前記ロータとステータの他の固定の透磁手段との間に
位置されても良い。この定透磁手段は前記軸受のケース
で構成されても良く、また、前記偏向板の外径は前記ロ
ータの外径と同じであるのが望ましい。
は、前記ロータと一体回転する偏向板を有し、該偏向板
は前記ロータとステータの他の固定の透磁手段との間に
位置されても良い。この定透磁手段は前記軸受のケース
で構成されても良く、また、前記偏向板の外径は前記ロ
ータの外径と同じであるのが望ましい。
【００１１】また、上記手段において、前記磁束遮蔽手
段は、前記ロータと前記ステータ間の空隙を超えて延び
る導電遮蔽リングを有していても良い。
段は、前記ロータと前記ステータ間の空隙を超えて延び
る導電遮蔽リングを有していても良い。
【００１２】上記した手段によれば、ロータからステー
タへ流れる磁束の一部がハウジングへ漏れることが磁束
遮蔽手段により防止されるので、磁束場の変化による渦
電流損失を低減することができる。ゆえに、ハウジング
とロータ間の距離を小さくすることが可能となり、ロー
タの高速回転運動を良好にすることができると共に当該
高速回転電機の小型化を図ることが可能となる。
タへ流れる磁束の一部がハウジングへ漏れることが磁束
遮蔽手段により防止されるので、磁束場の変化による渦
電流損失を低減することができる。ゆえに、ハウジング
とロータ間の距離を小さくすることが可能となり、ロー
タの高速回転運動を良好にすることができると共に当該
高速回転電機の小型化を図ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従った高速回転電
機の実施形態を図面に基づき、説明する。
機の実施形態を図面に基づき、説明する。
【００１４】図１及び図２は、本発明に従った高速回転
電機をターボ発電機に適用した第１実施形態を示す。図
１及び図２において、ターボ発電機のハウジングは、タ
ービンハウジング１１、ベアリングハウジング（後述す
る軸受のケース）１２及び発電機ハウジング１３の３つ
の部分から構成されている。タービンハウジング１１
は、ボルト１４によりベアリングハウジング１２に固定
され、発電機ハウジング１３はリング１５によりベアリ
ングハウジング１２に固定されている。タービンロータ
１６は、シャフト１８を介して２つのボール軸受１７に
回転可能に支持され、タービンハウジング１１内に位置
されている。ボール軸受１７は、空気軸受や他の周知の
軸受に置き換えることができる。各ボール軸受１７の外
輪は、ベアリングハウジング１２に固定され、その内輪
はシャフト１８に固定される。ベアリングハウジング１
２は、定透磁手段或いは導電手段であっても良い。軸受
１７とタービンロータ１６の背面との間には、断熱部材
１９が配設されている。タービンハウジング１１には、
排気入口２０、排気出口２１及びスクロール通路２２が
一体に設けられている。タービンハウジング１１及びベ
アリングハウジング１２を冷却すると共に排気ガスから
軸受１７及び発電機２４への熱伝導を遮断するために、
冷却水通路２３がベアリングハウジング１２に形成され
ている。ベアリングハウジング１２は更にオイル通路２
５が形成されており、オイルにより軸受１７を潤滑する
と共に上記熱伝導を遮断している。
電機をターボ発電機に適用した第１実施形態を示す。図
１及び図２において、ターボ発電機のハウジングは、タ
ービンハウジング１１、ベアリングハウジング（後述す
る軸受のケース）１２及び発電機ハウジング１３の３つ
の部分から構成されている。タービンハウジング１１
は、ボルト１４によりベアリングハウジング１２に固定
され、発電機ハウジング１３はリング１５によりベアリ
ングハウジング１２に固定されている。タービンロータ
１６は、シャフト１８を介して２つのボール軸受１７に
回転可能に支持され、タービンハウジング１１内に位置
されている。ボール軸受１７は、空気軸受や他の周知の
軸受に置き換えることができる。各ボール軸受１７の外
輪は、ベアリングハウジング１２に固定され、その内輪
はシャフト１８に固定される。ベアリングハウジング１
２は、定透磁手段或いは導電手段であっても良い。軸受
１７とタービンロータ１６の背面との間には、断熱部材
１９が配設されている。タービンハウジング１１には、
排気入口２０、排気出口２１及びスクロール通路２２が
一体に設けられている。タービンハウジング１１及びベ
アリングハウジング１２を冷却すると共に排気ガスから
軸受１７及び発電機２４への熱伝導を遮断するために、
冷却水通路２３がベアリングハウジング１２に形成され
ている。ベアリングハウジング１２は更にオイル通路２
５が形成されており、オイルにより軸受１７を潤滑する
と共に上記熱伝導を遮断している。
【００１５】図２に示されるように、発電機ハウジング
１２内に位置される発電機２４は、ロータ２６、ステー
タ２７及びコイル２８を備えている。発電機ハウジング
１２の外周には、冷却フィン３０が形成されている。コ
イル２８には、電気出力線３１の一端が接続されてい
る。ロータ２６は、シャフト１８の端部に固定されてお
り、軸受１７とロータ２６間のシャフト１８上にはシャ
フト１８と一体的に回転するように偏向板２９が設けら
れている。偏向板２９は、高速鋼のような透磁性材料を
用いて製造される。偏向板２９の外径は、ロータ２６の
外径と同じであり、偏向板２９はオイルスリンガーとし
ても機能する。
１２内に位置される発電機２４は、ロータ２６、ステー
タ２７及びコイル２８を備えている。発電機ハウジング
１２の外周には、冷却フィン３０が形成されている。コ
イル２８には、電気出力線３１の一端が接続されてい
る。ロータ２６は、シャフト１８の端部に固定されてお
り、軸受１７とロータ２６間のシャフト１８上にはシャ
フト１８と一体的に回転するように偏向板２９が設けら
れている。偏向板２９は、高速鋼のような透磁性材料を
用いて製造される。偏向板２９の外径は、ロータ２６の
外径と同じであり、偏向板２９はオイルスリンガーとし
ても機能する。
【００１６】図７に示される従来技術と同様に、ロータ
２６はＳｍＣｏやＮｄＦｅＢのような４極の永久磁石３
２と円筒状のリテーナ３３とから成り、磁石３２の外周
面と後述するステータ２７の内周面との間には、空隙３
８が形成されている。リテーナ３３は非磁性材料から成
っているので、リテーナ３３が空隙３８の一部を構成す
ることになる。このリテーナ３３は、磁石３２の外周に
圧入され、磁石３２を保持している。これにより、高速
でターボ発電機が駆動されても、磁石３２に作用する遠
心力に抗してリテーナ３３により磁石３２がシャフト１
８上に良好に保持される。尚、接着のような他の保持手
段がタービンによる高速回転に耐え得るのであれば、リ
テーナ３３に代えてそのような保持手段も適用可能であ
る。接着の場合には、リテーナ３３が不要になるので、
空隙３８が小さくなる。発電機ハウジング１３内には、
その内部にロータ２８を収容する円筒状のステータ２７
が固定されている。ステータ２７はリング状の磁性鋼板
を軸方向に積層されて構成されており、その内周に軸方
向に延在する複数の突起を有している。これら突起に
は、複数、例えば、３相のコイル２８が巻回されてい
る。尚、図２中、矢印３４は磁束を示す。
２６はＳｍＣｏやＮｄＦｅＢのような４極の永久磁石３
２と円筒状のリテーナ３３とから成り、磁石３２の外周
面と後述するステータ２７の内周面との間には、空隙３
８が形成されている。リテーナ３３は非磁性材料から成
っているので、リテーナ３３が空隙３８の一部を構成す
ることになる。このリテーナ３３は、磁石３２の外周に
圧入され、磁石３２を保持している。これにより、高速
でターボ発電機が駆動されても、磁石３２に作用する遠
心力に抗してリテーナ３３により磁石３２がシャフト１
８上に良好に保持される。尚、接着のような他の保持手
段がタービンによる高速回転に耐え得るのであれば、リ
テーナ３３に代えてそのような保持手段も適用可能であ
る。接着の場合には、リテーナ３３が不要になるので、
空隙３８が小さくなる。発電機ハウジング１３内には、
その内部にロータ２８を収容する円筒状のステータ２７
が固定されている。ステータ２７はリング状の磁性鋼板
を軸方向に積層されて構成されており、その内周に軸方
向に延在する複数の突起を有している。これら突起に
は、複数、例えば、３相のコイル２８が巻回されてい
る。尚、図２中、矢印３４は磁束を示す。
【００１７】上記した第１実施形態の作用を以下、説明
する。
する。
【００１８】図１において、タービンハウジング１１の
排気入口２０はエンジンに接続され、排気出口２１は図
示しないサイレンサやマフラーに接続される。エンジン
からの排気ガスは、タービンロータ１６を駆動し、ロー
タ２６をシャフト１８を介して駆動する。この結果、周
知のように、各コイル２８に急激な磁束変化が生じ、電
力が生成される。
排気入口２０はエンジンに接続され、排気出口２１は図
示しないサイレンサやマフラーに接続される。エンジン
からの排気ガスは、タービンロータ１６を駆動し、ロー
タ２６をシャフト１８を介して駆動する。この結果、周
知のように、各コイル２８に急激な磁束変化が生じ、電
力が生成される。
【００１９】この時、磁束の大部分は、図２に矢印３４
で示されるように流れるが、磁束の一部は矢印３５に示
されるように流れる。即ち、ロータ２６の右端におい
て、磁束の一部は磁石３２からステータ２７ではなく、
偏向板２９へ流れ、該偏向板２９を通って磁石３２に戻
る。ここで、ロータ２６（磁石３２）及び偏向板２９は
一体的に回転するので、偏向板２９内において磁束の変
化はなく、渦電流損失は生じない。即ち、ステータ２７
へ流れない磁束の漏れが偏向板２９により回収される。
従って、ベアリングハウジング１２の左端とロータ２６
の右端間の距離を可能な限り小さくして、軸受１７の左
端からのロータ２６のオーバーハングを可能な限り小さ
くすることができ、ロータ２７の高速回転運動を良好に
することが可能となる。
で示されるように流れるが、磁束の一部は矢印３５に示
されるように流れる。即ち、ロータ２６の右端におい
て、磁束の一部は磁石３２からステータ２７ではなく、
偏向板２９へ流れ、該偏向板２９を通って磁石３２に戻
る。ここで、ロータ２６（磁石３２）及び偏向板２９は
一体的に回転するので、偏向板２９内において磁束の変
化はなく、渦電流損失は生じない。即ち、ステータ２７
へ流れない磁束の漏れが偏向板２９により回収される。
従って、ベアリングハウジング１２の左端とロータ２６
の右端間の距離を可能な限り小さくして、軸受１７の左
端からのロータ２６のオーバーハングを可能な限り小さ
くすることができ、ロータ２７の高速回転運動を良好に
することが可能となる。
【００２０】図３は、本発明に従った高速回転電機の第
２実施形態を示す。この第２実施形態と上記第１実施形
態との相違点についてのみを以下に説明する。本第２実
施形態では、第１実施形態のような偏向板を備えておら
ず、銅のような高導電性材料から成る固定の遮蔽リング
３６が、ータ２６とステータ２７間の空隙３８を軸方向
から覆うようにステータ２７の右端に固定されている。
この遮蔽リング３６は、図６に矢印８９で示されるよう
な磁束漏れを防止し、図３に矢印３７に示されるように
遮蔽リング３６に沿って磁束をステータ２７へ流すの
で、磁束３４、３７の全てが正確にステータ２７へ流れ
る。
２実施形態を示す。この第２実施形態と上記第１実施形
態との相違点についてのみを以下に説明する。本第２実
施形態では、第１実施形態のような偏向板を備えておら
ず、銅のような高導電性材料から成る固定の遮蔽リング
３６が、ータ２６とステータ２７間の空隙３８を軸方向
から覆うようにステータ２７の右端に固定されている。
この遮蔽リング３６は、図６に矢印８９で示されるよう
な磁束漏れを防止し、図３に矢印３７に示されるように
遮蔽リング３６に沿って磁束をステータ２７へ流すの
で、磁束３４、３７の全てが正確にステータ２７へ流れ
る。
【００２１】尚、この第２実施形態では、上記した第１
実施形態の偏向板２９は設けられていないが、遮蔽リン
グ３６と偏向板２９の両方を同時に用いることも可能で
ある。
実施形態の偏向板２９は設けられていないが、遮蔽リン
グ３６と偏向板２９の両方を同時に用いることも可能で
ある。
【００２２】図４は、本発明に従った高速回転電機をハ
イブリッドチャージャに適用した第３実施形態を示す。
この第３実施形態と上記第１及び第２実施形態との相違
点についてのみを以下に説明する。図４において、ハイ
ブリッドチャージャのハウジングは、タービンハウジン
グ１１１、ベアリングハウジング１１２、発電機／電動
機ハウジング１１３及びコンプレッサハウジング１１４
の４つの部分から成る。各ハウジング１１１〜１１４
は、例えば、ボルトやスナップリング等の適した手段に
よって互いに固定されている。タービンロータ１１５及
びコンプレッサロータ１１６は、シャフト１１８を介し
て２つのボール軸受１１７に回転可能に支持されてい
る。タービンロータ１１６はシャフト１１８の一端に固
定され、タービンハウジング１１１内に配設されてい
る。コンプレッサロータ１１５はシャフト１１８の他端
に固定され、コンプレッサハウジング１１４内に配設さ
れている。尚、ボール軸受１１７は空気軸受や他の周知
の軸受に置き換えることが可能である。各軸受１１７の
外輪は、ベアリングハウジング１１２に固定され、その
内輪はシャフト１１８に固定されている。軸受１１７と
タービンロータ１１６の背面の間には、断熱部材１１９
が介装されている。タービンハウジング１１１には、排
気入口１２０、排気出口１２１及びスクロール通路１２
２が一体に設けられている。タービンハウジング１１１
及びベアリングハウジング１１２を冷却すると共に排気
ガスから軸受１１７及び発電機−電動機１２４への熱伝
導を遮断するために、冷却水通路１２３がベアリングハ
ウジング１１２に形成されている。ベアリングハウジン
グ１１２は更にオイル通路１２５が形成されており、オ
イルにより軸受１１７を潤滑すると共に上記熱伝導を遮
断している。コンプレッサハウジング１１４には、吸気
入口１４０、吸気出口１４１及びスクロール通路１４２
が一体に設けられている。
イブリッドチャージャに適用した第３実施形態を示す。
この第３実施形態と上記第１及び第２実施形態との相違
点についてのみを以下に説明する。図４において、ハイ
ブリッドチャージャのハウジングは、タービンハウジン
グ１１１、ベアリングハウジング１１２、発電機／電動
機ハウジング１１３及びコンプレッサハウジング１１４
の４つの部分から成る。各ハウジング１１１〜１１４
は、例えば、ボルトやスナップリング等の適した手段に
よって互いに固定されている。タービンロータ１１５及
びコンプレッサロータ１１６は、シャフト１１８を介し
て２つのボール軸受１１７に回転可能に支持されてい
る。タービンロータ１１６はシャフト１１８の一端に固
定され、タービンハウジング１１１内に配設されてい
る。コンプレッサロータ１１５はシャフト１１８の他端
に固定され、コンプレッサハウジング１１４内に配設さ
れている。尚、ボール軸受１１７は空気軸受や他の周知
の軸受に置き換えることが可能である。各軸受１１７の
外輪は、ベアリングハウジング１１２に固定され、その
内輪はシャフト１１８に固定されている。軸受１１７と
タービンロータ１１６の背面の間には、断熱部材１１９
が介装されている。タービンハウジング１１１には、排
気入口１２０、排気出口１２１及びスクロール通路１２
２が一体に設けられている。タービンハウジング１１１
及びベアリングハウジング１１２を冷却すると共に排気
ガスから軸受１１７及び発電機−電動機１２４への熱伝
導を遮断するために、冷却水通路１２３がベアリングハ
ウジング１１２に形成されている。ベアリングハウジン
グ１１２は更にオイル通路１２５が形成されており、オ
イルにより軸受１１７を潤滑すると共に上記熱伝導を遮
断している。コンプレッサハウジング１１４には、吸気
入口１４０、吸気出口１４１及びスクロール通路１４２
が一体に設けられている。
【００２３】発電機−電動機１２４は、図２及び図３に
示される第１及び第２実施形態と同様に、永久磁石及び
リテーナからなるロータ１２６、ステータ１２７及びコ
イル１２８から構成される。この発電機−電動機１２４
においては、第１実施形態と同様に偏向板１２９がロー
タ１２６と軸受１１７との間のシャフト１１８上に設け
られている。
示される第１及び第２実施形態と同様に、永久磁石及び
リテーナからなるロータ１２６、ステータ１２７及びコ
イル１２８から構成される。この発電機−電動機１２４
においては、第１実施形態と同様に偏向板１２９がロー
タ１２６と軸受１１７との間のシャフト１１８上に設け
られている。
【００２４】上記第３実施形態の作用を以下、説明す
る。ハイブリッドチャージャが電動機駆動のコンプレッ
サとして機能する時には、コンプレッサロータ１１６を
駆動するために、電動機としての発電機−電動機１２４
に図示しないバッテリから電力が供給される。これによ
り、所定の過給圧で吸気がエンジンに送り込まれる。一
方、ハイブリッドチャージャが発電機として機能する時
には、シャフト１１８を介して発電機−電動機１２４を
駆動するように、排気ガスがタービンロータ１１５を駆
動する。この結果、急激な磁束変化が生じ、周知のよう
に発電機−電動機１２４のコイル１２８に電力が生成さ
れる。このとき、ロータ１２６からステータ１２７への
磁束の一部がベアリングハウジング１１２へ漏れること
が、上記した第１実施形態と同様に偏向板１２９により
的確に防止される。
る。ハイブリッドチャージャが電動機駆動のコンプレッ
サとして機能する時には、コンプレッサロータ１１６を
駆動するために、電動機としての発電機−電動機１２４
に図示しないバッテリから電力が供給される。これによ
り、所定の過給圧で吸気がエンジンに送り込まれる。一
方、ハイブリッドチャージャが発電機として機能する時
には、シャフト１１８を介して発電機−電動機１２４を
駆動するように、排気ガスがタービンロータ１１５を駆
動する。この結果、急激な磁束変化が生じ、周知のよう
に発電機−電動機１２４のコイル１２８に電力が生成さ
れる。このとき、ロータ１２６からステータ１２７への
磁束の一部がベアリングハウジング１１２へ漏れること
が、上記した第１実施形態と同様に偏向板１２９により
的確に防止される。
【００２５】尚、第３実施形態では、偏向板１２９を用
いてベアリングハウジング１１２への磁束漏れを防止す
るようにしたが、偏向板１２９に代えて上記した第２実
施形態の遮蔽リングを用いることも可能であり、遮蔽リ
ングと偏向板の両方を同時に用いることも可能である。
いてベアリングハウジング１１２への磁束漏れを防止す
るようにしたが、偏向板１２９に代えて上記した第２実
施形態の遮蔽リングを用いることも可能であり、遮蔽リ
ングと偏向板の両方を同時に用いることも可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、ロータか
らステータへ流れる磁束の一部がハウジングへ漏れるこ
とが、磁束遮蔽手段である偏向板又は導電遮蔽リングに
より防止されるので、ハウジングへ漏れた磁束がロータ
とハウジング間の相対回転に伴うハウジング内の磁束場
の変化により招く渦電流損失を低減することができる。
ゆえに、ハウジングとロータ間の距離を小さくすること
が可能となり、ロータの高速回転運動を良好に維持する
ことができると共に、当該高速回転電機の小型化を図る
ことが可能となる。
らステータへ流れる磁束の一部がハウジングへ漏れるこ
とが、磁束遮蔽手段である偏向板又は導電遮蔽リングに
より防止されるので、ハウジングへ漏れた磁束がロータ
とハウジング間の相対回転に伴うハウジング内の磁束場
の変化により招く渦電流損失を低減することができる。
ゆえに、ハウジングとロータ間の距離を小さくすること
が可能となり、ロータの高速回転運動を良好に維持する
ことができると共に、当該高速回転電機の小型化を図る
ことが可能となる。
【図１】本発明に従った高速回転電機をターボ発電機に
適用した第１実施形態の縦断面図である。
適用した第１実施形態の縦断面図である。
【図２】図１の一部拡大断面図である。
【図３】本発明に従った高速回転電機の第２実施形態の
一部拡大断面図である。
一部拡大断面図である。
【図４】本発明に従った高速回転電機をハイブリッドチ
ャージャに適用した第３実施形態の縦断面図である。
ャージャに適用した第３実施形態の縦断面図である。
【図５】ハイブリッド式電気自動車に適用した従来のタ
ーボ発電機の概略図である。
ーボ発電機の概略図である。
【図６】従来の発電機の一部拡大断面図である。
【図７】図６の横断面図である。
１１ タービンハウジング １２ ベアリングハウジング（軸受のケース） １３ 発電機ハウジング（ハウジング） １６ タービンロータ １７ ボール軸受 １８ シャフト ２４ 発電機 ２６ ロータ ２７ ステータ ２８ コイル ２９ 偏向板（磁束遮蔽手段） ３２ 永久磁石 ３３ リテーナ ３６ 遮蔽リング（磁束遮蔽手段）
Claims (5)
- 【請求項１】 発電機又は電動機として作動可能な高速
回転電機であって、軸受を介してシャフトを回転可能に
支持するハウジングと、前記シャフトに固定されると共
に磁石を有するロータと、前記磁石の磁束が流れると共
にコイルが巻回されるステータと、前記ロータに近接し
て位置される少なくとも透磁性材料及び導電性材料の一
方からなる磁束遮蔽手段とを備えてなる高速回転電機。 - 【請求項２】 前記磁束遮蔽手段は、前記ロータと一体
回転する偏向板を有し、該偏向板は前記ロータと前記ス
テータの他の固定の透磁手段との間に位置されることを
特徴とする請求項１に記載の高速回転電機。 - 【請求項３】 前記定透磁手段は、前記軸受のケースで
あることを特徴とする請求項２に記載の高速回転電機。 - 【請求項４】 前記偏向板の外径は前記ロータの外径と
同じであることを特徴とする請求項２又は３に記載の高
速回転電機。 - 【請求項５】 前記磁束遮蔽手段は、前記ロータと前記
ステータ間の空隙を超えて延びる導電遮蔽リングを有す
ることを特徴とする請求項１に記載の高速回転電機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9706648A GB2324913A (en) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | Magnetic shielding in high speed turbo alternator/motor |
| GB9706648.4 | 1997-04-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10285838A true JPH10285838A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=10810136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10055324A Pending JPH10285838A (ja) | 1997-04-02 | 1998-03-06 | 高速回転電機 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5912516A (ja) |
| JP (1) | JPH10285838A (ja) |
| GB (1) | GB2324913A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008118800A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | ハイブリッド車両のモータロータ |
| WO2013146164A1 (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | カヤバ工業株式会社 | モータシャフト |
| JP2019526750A (ja) * | 2016-09-13 | 2019-09-19 | デルタ・モータースポーツ・リミテッド | ガスタービン発電機の改良またはそれに関連する改良 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29901050U1 (de) * | 1998-03-21 | 1999-07-22 | Papst Motoren Gmbh & Co Kg | Elektronisch kommutierter Motor |
| AU4938800A (en) * | 1999-05-25 | 2000-12-12 | David Jonathan Harris | Improvements to alternators and improvements to rotary internal combustion engines |
| GB2350489A (en) * | 1999-05-25 | 2000-11-29 | David Johnathan Harris | Alternator bearing arrangment |
| WO2001001550A1 (de) * | 1999-06-21 | 2001-01-04 | Schroedl Manfred | Elektrische maschine |
| GB2370320A (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-26 | Ingersoll Rand Europ Sales Ltd | Compressor and driving motor assembly |
| GB0302235D0 (en) * | 2003-01-31 | 2003-03-05 | Holset Engineering Co | Electric motor assisted turbocharger |
| US20060046894A1 (en) * | 2004-08-09 | 2006-03-02 | Kyle Ronald L | Hybrid vehicle with exhaust powered turbo generator |
| KR100624730B1 (ko) * | 2005-04-04 | 2006-09-20 | 엘지전자 주식회사 | 모터 |
| US8664812B2 (en) * | 2006-03-17 | 2014-03-04 | Inpro/Seal Llc | Current diverter ring |
| US8604653B2 (en) | 2005-06-25 | 2013-12-10 | Inpro/Seal, LLC | Current diverter ring |
| US20110204734A1 (en) | 2005-06-25 | 2011-08-25 | Orlowski David C | Motor Grounding Seal |
| US8692425B2 (en) | 2011-05-10 | 2014-04-08 | Remy Technologies, Llc | Cooling combinations for electric machines |
| US9831739B2 (en) | 2012-06-18 | 2017-11-28 | Inpro/Seal Llc | Explosion-proof current diverting device |
| CA2877135A1 (en) | 2012-06-18 | 2013-12-27 | Inpro/Seal Llc | Current diverter ring |
| US10938280B2 (en) * | 2013-11-01 | 2021-03-02 | Tesla, Inc. | Flux shield for electric motor |
| FR3043280B1 (fr) * | 2015-10-29 | 2019-03-22 | Valeo Systemes Thermiques | Moteur electrique a commutation electronique et dispositif de pulsion d'air correspondant |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB628018A (en) * | 1947-03-12 | 1949-08-19 | Francis James Allen | Improvements in or relating to dynamo-electric machines |
| DE1588983B1 (de) * | 1967-06-16 | 1971-01-07 | Allianz | Vorrichtung zur Vermeidung oder zumindest Minderung von Unipolarspannungen in umlaufenden Maschinen |
| DE3318362A1 (de) * | 1983-05-20 | 1984-11-22 | SWF Auto-Electric GmbH, 7120 Bietigheim-Bissingen | Elektromotor, insbesondere scheibenwischermotor |
| US4908347A (en) * | 1985-11-20 | 1990-03-13 | Allied-Signal Inc. | Dynamoelectric machine with diamagnetic flux shield |
| JPS62254649A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-06 | Isuzu Motors Ltd | タ−ボチヤ−ジヤ用発電機 |
| US5483113A (en) * | 1992-06-09 | 1996-01-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electric motor for driving a magnetic disk |
| US5465019A (en) * | 1993-09-20 | 1995-11-07 | General Electric Company | High-efficiency, low-noise electronically commutated motor having improved starting capability |
-
1997
- 1997-04-02 GB GB9706648A patent/GB2324913A/en not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-03-06 JP JP10055324A patent/JPH10285838A/ja active Pending
- 1998-03-13 US US09/041,696 patent/US5912516A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008118800A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | ハイブリッド車両のモータロータ |
| WO2013146164A1 (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | カヤバ工業株式会社 | モータシャフト |
| JP2013212009A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Kayaba Ind Co Ltd | モータシャフト |
| JP2019526750A (ja) * | 2016-09-13 | 2019-09-19 | デルタ・モータースポーツ・リミテッド | ガスタービン発電機の改良またはそれに関連する改良 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5912516A (en) | 1999-06-15 |
| GB2324913A (en) | 1998-11-04 |
| GB9706648D0 (en) | 1997-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10285838A (ja) | 高速回転電機 | |
| EP0215589B1 (en) | High-speed rotary electric machine | |
| US8749105B2 (en) | Magnetic inductor rotary machine and fluid transfer apparatus that uses the same | |
| JP3587350B2 (ja) | 発電・電動機を備えたターボチャージャ | |
| KR101164576B1 (ko) | 전동 과급기 | |
| KR101324226B1 (ko) | 유체 과급 장치 | |
| KR910000092B1 (ko) | 터어보챠저용 발전기 | |
| JP2000130176A (ja) | 発電・電動機を備えたターボチャージャ | |
| US10450948B2 (en) | Charger, in particular an exhaust gas turbo charger, for a drive device and corresponding drive device | |
| JPH0567771B2 (ja) | ||
| JP2001078373A (ja) | 車両の推進装置 | |
| WO2008020511A1 (fr) | Dispositif de suralimentation électrique | |
| JPH09215270A (ja) | 電動機の冷却構造 | |
| US4334160A (en) | Rotating electrical machine | |
| US10036393B2 (en) | High speed switch reluctance motor on a turbocharger | |
| EP0156606A2 (en) | Generator device | |
| JP2008295192A (ja) | 回転電機 | |
| JP2014005831A (ja) | Ｄｃコイル付き電気機械を内蔵するターボチャージャ | |
| JP6173064B2 (ja) | 永久磁石付き電気機械を内蔵するターボチャージャ | |
| JPH11311243A (ja) | エアベアリングおよびエアベアリングを備えたハイブリッドチャ―ジャ | |
| GB2335713A (en) | Air bearings and their use in hybrid charger | |
| JP2000145469A (ja) | 発電・電動機を備えたターボチャージャの組立方法 | |
| KR101289800B1 (ko) | 영구 자석 모터 및 이를 구비한 유체 과급 장치 | |
| JP2021158701A (ja) | モータロータおよび過給機 | |
| JPH11187618A (ja) | ターボ発電機 |