(57)【要約】【課題】体格の増大を抑制できる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機は、回転軸２０と、回転軸２０に固定されていて回転軸２０よりも外径の大きいロータ３０と、ロータ３０の外周に配置されたステータ５０とを備える。ロータ３０の外周面には、ロータ３０の回転方向Ｘの前側ほど互いに離間するように回転方向Ｘに対して傾斜して延在する一対の動圧発生溝４０が回転方向Ｘに複数形成されている。【選択図】図３
2020162352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、前記回転軸に固定されていて当該回転軸よりも外径の大きいロータと、前記ロータの外周に配置されたステータと、を備える回転電機であって、
前記ロータの外周面及び前記ステータの内周面のいずれか一方には、前記ロータの回転方向の前側ほど互いに離間するように前記回転方向に対して傾斜して延在する一対の動圧発生溝が前記回転方向に複数形成されている、
回転電機。
【請求項２】
前記回転軸は、前記ロータの一端側からのみ突出している、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ロータは、
前記回転軸に固定されたロータ本体と、
前記ロータ本体の外周面に固定された筒部材と、を有しており、
前記動圧発生溝は、前記筒部材の外周面に形成されている、
請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機は、回転軸と、回転軸に固定されたロータと、ロータの外周に配置されたステータとを備えている。特許文献１には、回転軸のうち軸受により支持される両端部の外周面にヘリングボーン状の動圧発生溝が形成された回転電機が開示されている。動圧発生溝は、回転軸の回転方向の前側ほど互いに離間するように当該回転方向に対して傾斜して延びる一対の溝を当該回転方向に複数対有している。
【０００３】
こうした回転電機においては、回転軸の回転に伴い、動圧発生溝に空気や潤滑油などの流体が流入すると、当該流体が圧縮されることでその動圧が増大される。そして、回転軸は、こうして増大された動圧によって軸受の内周面から浮いた状態で、すなわち非接触状態で回転可能に支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６８２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、こうした回転電機においては、より低い回転数において軸受の内周面から回転軸を浮上させる動圧を発生させるために、回転軸の全長を長くしたり、回転軸の外径を大きくしたりすることで、動圧発生溝の形成範囲を拡大する必要がある。しかしながら、これらの場合には、回転軸の体格の増大、ひいては回転電機の体格の増大を招くおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、体格の増大を抑制できる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための回転電機は、回転軸と、前記回転軸に固定されていて当該回転軸よりも外径の大きいロータと、前記ロータの外周に配置されたステータと、を備えるものであり、前記ロータの外周面及び前記ステータの内周面のいずれか一方には、前記ロータの回転方向の前側ほど互いに離間するように前記回転方向に対して傾斜して延在する一対の動圧発生溝が前記回転方向に複数形成されている。
【０００８】
同構成によれば、ロータの外周面及びステータの内周面のいずれか一方に動圧発生溝が形成されている。ここで、ロータの外周面及びステータの内周面は、回転軸の外周面よりも周長が長い。このため、回転軸の外周面に動圧発生溝が形成される構成と比較して、回転軸の体格を増大させることなく動圧発生溝の形成範囲を容易に拡大することができる。これにより、ロータを浮上させるために必要なロータの最小回転数を低くできる。
【０００９】
また、上記構成によれば、回転軸の外周面に形成される動圧発生溝の形成範囲を縮小または無くすことができる。
したがって、回転軸の体格の増大、ひいては回転電機の体格の増大を抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転電機の体格の増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】回転電機の一実施形態について、回転電機の構成を模式的に示す断面図。
【図２】同実施形態の回転軸及びロータ本体と筒部材とを互いに離間して示す分解斜視図。
【図３】同実施形態の回転電機の断面図であって、ロータの動圧発生溝を展開して模式的に示す拡大断面図。
【図４】変更例のロータを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図３を参照して、一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の回転電機は、ハウジング１０と、ハウジング１０の内部に設けられた回転軸２０と、回転軸２０に固定されていて回転軸２０よりも外径の大きい円筒状のロータ３０と、ロータ３０の外周に配置された円筒状のステータ５０とを備えている。
【００１３】
ハウジング１０は、底部１２を有する有底筒状の本体部１１と、本体部１１の開口１３を閉塞する蓋部１４とにより構成されている。本体部１１の底部１２には、貫通孔１２ａが形成されている。
【００１４】
回転軸２０は、軸線方向における一端部２１のみがロータ３０から突出している。同一端部２１は、ハウジング１０の貫通孔１２ａに挿通されており、ハウジング１０から突出している。一端部２１の外周面と貫通孔１２ａの内周面との間には、隙間が設けられている。
【００１５】
図１及び図２に示すように、ロータ３０は、回転軸２０に固定されたロータ本体３１と、ロータ本体３１の外周面に固定された筒部材３２とを備えている。
ロータ本体３１には、複数の永久磁石（図示略）が埋め込まれている。
【００１６】
図２に示すように、筒部材３２は、金属板材を円筒状に丸めることで成形されている。筒部材３２の外周面には、ヘリングボーン状の動圧発生溝４０が、ロータ３０の回転方向に複数形成されている。なお、ロータ３０の回転方向は、図１においてロータ３０を左方から視た場合の時計回りの方向である。また、以降において、ロータ３０の回転方向を回転方向Ｘと称する。
【００１７】
図３に示すように、動圧発生溝４０は、回転方向Ｘの前側ほど互いに離間するように回転方向Ｘに対して傾斜して延在する一対の溝（第１溝４１，第２溝４２）により構成されている。動圧発生溝４０の回転方向Ｘの後側には、第１溝４１と第２溝４２とが合流する合流部４０ａが形成されている。なお、各溝４１，４２の形状は同一である。
【００１８】
図１に示すように、ステータ５０は、ハウジング１０の本体部１１の内面に固定されている。ステータ５０は、ステータ本体５１と、ステータ本体５１に巻き付けられたコイル５２とを備えている。ステータ本体５１及びコイル５２は、モールド樹脂５３により全体が被覆されている。なお、ステータ５０の内周面、すなわち、モールド樹脂５３の内周面は断面円形状をなしている。
【００１９】
本実施形態の作用について説明する。
ロータ３０の回転に伴って、筒部材３２の外周面に設けられた動圧発生溝４０の各溝４１，４２には、回転方向Ｘの前側から周囲の空気が流入する。各溝４１，４２に流入した空気は、各溝４１，４２の延在方向に沿って回転方向Ｘの後側に向かって流れ、合流部４０ａにおいて合流して圧縮されることで動圧が増大される。これにより、合流部４０ａには周囲よりも高い動圧が発生する。こうした動圧は、ロータ３０及びステータ５０の全周にわたって発生する。そして、当該動圧が所定の動圧よりも大きくなることでロータ３０はステータ５０に対して浮上することとなる。これにより、ロータ３０はステータ５０に対して非接触状態で回転可能に支持される。
【００２０】
本実施形態の効果について説明する。
（１）回転電機は、回転軸２０と、回転軸２０に固定されていて回転軸２０よりも外径の大きいロータ３０と、ロータ３０の外周に配置されたステータ５０とを備える。ロータ３０の外周面には、ロータ３０の回転方向Ｘの前側ほど互いに離間するように回転方向Ｘに対して傾斜して延在する一対の動圧発生溝４０が回転方向Ｘに複数形成されている。
【００２１】
こうした構成によれば、ロータの３０外周面に動圧発生溝４０が形成されている。ここで、ロータ３０の外周面は、回転軸２０の外周面よりも周長が長い。このため、回転軸２０の外周面に動圧発生溝４０が形成される構成と比較して、回転軸２０の体格を増大させることなく動圧発生溝４０の形成範囲を容易に拡大することができる。これにより、ロータ３０を浮上させるために必要なロータ３０の最小回転数を低くできる。
【００２２】
また、上記構成によれば、回転軸２０の外周面に形成される動圧発生溝４０の形成範囲を縮小または無くすことができる。
したがって、回転軸２０の体格の増大、ひいては回転電機の体格の増大を抑制できる。
【００２３】
（２）回転軸２０は、ロータ３０の一端側からのみ突出している。
上記作用によれば、ロータ３０とステータ５０との間に発生する動圧によりロータ３０が回転可能に支持されるため、回転軸２０の両端部を軸受によって回転可能に支持する必要がなくなる。
【００２４】
そして、上記構成のように、回転軸２０がロータ３０の一端側からのみ突出されるようにすることで、回転軸２０の全長を短くでき、ひいては回転電機の小型化を図ることができる。
【００２５】
また、回転軸２０を回転可能に支持する軸受を省略することで、回転電機の構成を簡単にすることができる。
（３）ロータ３０は、回転軸２０に固定されたロータ本体３１と、ロータ本体３１の外周面に固定された筒部材３２とを有しており、動圧発生溝４０は、筒部材３２の外周面に形成されている。
【００２６】
こうした構成によれば、ロータ本体３１とは別体の筒部材３２の外周面に動圧発生溝４０が形成されている。このため、例えば、動圧発生溝４０が形成された板材を丸めることで筒部材３２を成形するようにすれば、ロータ本体３１に動圧発生溝４０を直接形成する場合と比較して、ロータ３０の外周面に動圧発生溝を容易に設けることができる。
【００２７】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本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。
・図４に示すように、筒部材３２を省略して、ロータ本体３１の外周面に動圧発生溝４０を直接形成することもできる。
【００２８】
・筒部材３２に代えて、内周面に動圧発生溝４０が形成された筒部材をステータ５０の内周面に内嵌させるようにしてもよい。
・筒部材３２を省略して、ステータ５０のモールド樹脂５３の内周面に動圧発生溝４０を直接形成することもできる。また、モールド樹脂５３を省略して、ステータ本体５１の内周面に動圧発生溝４０を直接形成してもよい。
【００２９】
・筒部材３２は、樹脂材料からなるものであってもよい。
・回転軸２０は、ロータ３０の両端部から突出していてもよい。
・回転軸２０の軸線方向における両端部がハウジング１０から突出していてもよい。
【００３０】
・回転電機は、回転軸２０の軸線方向における一端部及び他端部の少なくとも一方を回転可能に支持する軸受を有するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０…ハウジング、１１…本体部、１２…底部、１２ａ…貫通孔、１３…開口、１４…蓋部、２０…回転軸、２１…一端部、３０…ロータ、３１…ロータ本体、３２…筒部材、４０…動圧発生溝、４０ａ…合流部、４１…第１溝、４２…第２溝、５０…ステータ、５１…ステータ本体、５２…コイル、５３…モールド樹脂。
【図１】
2020162352.tif 000003
【図２】
2020162352.tif 000004
【図３】
2020162352.tif 000005
【図４】
2020162352.tif 000006