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公開番号2025108366
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-23
出願番号2024215042
出願日2024-12-10
発明の名称ロータ、及び関連する電気機械、電動圧縮機、電磁継手
出願人ジーイーエナジーパワーコンバージョンテクノロジーリミテッド,GE Energy Power Conversion Technology Ltd.
代理人個人,個人
主分類H02K 1/276 20220101AFI20250715BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ロータ、及び関連する電気機械、電動圧縮機、電磁継手を提供する。
【解決手段】ロータは、第1の磁極(P1)及び第2の磁極(P2)を形成するように配置された少なくとも第1のスロット群(15)及び第2のスロット群(16)を含む、薄層(8)の円柱状積層体(7)を含む。前記ロータは、更に、第1のスロット群及び第2のスロット群の各スロットの各端部に配置された磁束バリア(22)、前記ロータは非貫通シャフトロータである2つのハーフシャフト、2つの非磁性かつ電気絶縁性のエンドディスク、及び前記積層体の薄層を前記2つのハーフシャフトの間に密に詰められるように前記2つのハーフシャフトを接続する第1のタイロッドセット(100)を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ロータ（５）であって、
－薄層（８）の円柱状積層体（７）
を含み、前記積層体（７）は、
○ 第１の磁極（Ｐ１）を形成するように配置された少なくとも第１のスロット群（１５）及び第２のスロット群（１６）であって、第１のスロット群（１５）は、第１のスロット群及び第２のスロット群から生じる磁極の直軸（Ｐ）に沿う磁束を形成するように配置され、第１のスロット群の少なくとも一部のスロットには第１の永久磁石（１２）が含まれ、第２のスロット群は、隣り合う磁極からの磁束を分離し、磁極の横軸（Ｑ）に沿うように配置され、第２のスロット群の少なくとも一部のスロットには第１の永久磁石が含まれる、少なくとも第１のスロット群（１５）及び第２のスロット群（１６）、及び
○ 少なくとも第２の磁極（Ｐ２）
を含み、前記第１の磁極（Ｐ１）及び前記第２の磁極（Ｐ２）は、前記ロータの磁極のペアを形成し、
前記ロータは、更に、
－第１のスロット群及び第２のスロット群の各スロットの各端部に配置された磁束バリア（２２）、
－ロータのシャフトを形成し、薄層の積層体を囲むための２つのハーフシャフト（６）であって、前記ロータは非貫通シャフトロータである、２つのハーフシャフト、
－２つの非磁性かつ電気絶縁性のエンドディスク（９）であって、各非磁性かつ電気絶縁性のエンドディスクは、前記積層体の一端部とハーフシャフトとの間に配置されている、２つの非磁性かつ電気絶縁性のエンドディスク（９）、及び
－前記積層体の薄層を前記２つのハーフシャフトの間に密に詰められるように前記２つのハーフシャフトを接続する第１のタイロッドセット（１００）であって、第１のタイロッドセットの各タイロッドは、第１のスロット群又は第２のスロット群の隣り合う２つのスロットの間に配置される、第１のタイロッドセット（１００）
を含む、ロータ。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記第２のスロット群（１６）のうちの、前記薄層（８）の積層体（７）の周縁部に最も近い少なくとも一部のスロットは、非磁性かつ電気絶縁性のブロック（２３）を含む、請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
各ハーフシャフト（６）は非磁性かつ電気絶縁性のエンドディスク（９）に接触するフランジ（１０）を含み、前記ロータは、更に、薄層（８）の積層体（７）と、前記ハーフシャフトのフランジの一部とを囲む非磁性の保持リング（１３）を含み、前記薄層（８）の直径は、前記フランジの直径よりも短く、前記保持リング（１３）の内面は、前記フランジの外周面と接触し、前記保持リングは非磁性かつ電気絶縁性の材料で作られている、請求項１又は２に記載のロータ、。
【請求項４】
前記保持リング（１３）はステンレス鋼で作られている、請求項３に記載のロータ。
【請求項５】
前記保持リング（１３）は複合ファイバで作られている、請求項３に記載のロータ。
【請求項６】
前記積層体（７）の薄層（８）は、少なくとも１つの非磁性で電気絶縁性の中間ディスク（１４）によって薄層の２つのサブ積層体に分離されており、非磁性で電気絶縁性の中間ディスクの直径は前記フランジ（１０）の直径と等しく、前記保持リングは非磁性で電気絶縁性の中間ディスクの外周面に接触する、請求項３から５のうちのいずれか一項に記載のロータ。
【請求項７】
前記円柱状積層体（７）は、前記ロータの回転軸（Ａ）を含む平面（ＰＬ１）によって、前記積層体の長手方向に沿って、２つの同様の半円柱部（Ｃ１、Ｃ２）に分割されており、前記第１の磁極（Ｐ１）は第１の半円柱部（Ｃ１）に配置され、前記第２の磁極（Ｐ２）は第２の半円柱部（Ｃ２）に配置されており、前記第２の磁極は前記第１の磁極と同様であり、前記第１の磁極（Ｐ１）の第１のスロット群及び第２のスロット群（１５、１６）と、前記第２の磁極（Ｐ２）の第１のスロット群及び第２のスロット群（１５ａ、１６ａ）とが、前記面（ＰＬ１）に対して対称であり、第１のタイロッド群（１００）のタイロッドが、前記第１の磁極と前記第２の磁極との間に配置されている、請求項１～６のうちのいずれか一項に記載のロータ。
【請求項８】
前記第１の磁極（Ｐ１）と同様の第３の磁極（Ｐ３）及び第４の磁極（Ｐ３）を更に含み、前記第２の磁極（Ｐ２）は前記第１の磁極（Ｐ１）と同様の磁極であり、前記円柱状積層体（７）は、前記積層体の長手方向に、４つの同様の円柱の一部分（Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３）に分割され、前記第１の磁極（Ｐ１）は第１の円柱の一部分（Ｃ１０）に配置され、前記第２の磁極（Ｐ２）は第２の円柱の一部分（Ｃ１１）に配置され、前記第３の磁極（Ｐ３）は第３の円柱の一部分（Ｃ１２）に配置され、前記第４の磁極（Ｐ４）は第４の円柱の一部分（Ｃ１３）に配置され、前記第１の磁極（Ｐ１）の第１のスロット群及び第２のスロット群（１５、１６）と、前記第２の磁極（Ｐ２）の第１のスロット群及び第２のスロット群（１５ａ、１６ａ）は、前記ロータの回転軸（Ａ）を含む第１の平面（ＰＬ１０）に対して対称であり、前記第３の磁極及び第４の磁極（Ｐ３、Ｐ４）の第１のスロット群及び第２のスロット群（１５ｂ、１５ｃ、１６ｂ、１６ｃ）と、前記第１の磁極及び前記第２の磁極の第１のスロット群及び第２のスロット群は、前記ロータの回転軸（Ａ）を含み前記第１の平面に対して垂直な第２の対称平面（ＰＬ２０）に対して対称である、請求項１～６のうちのいずれか一項に記載のロータ。
【請求項９】
前記ロータ（５）の回転軸（Ａ）に沿って延在し、第２の永久磁石（２６）を収容する第３のスロット群（２５）を更に含む、請求項８に記載のロータ。
【請求項１０】
スロット（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ）の第４のスロット群を更に含み、前記第４のスロット群の各スロットは、前記ロータの回転軸（Ａ）と前記積層体（７）の外周面との間に延在し、前記第１の面又は第２の面（ＰＬ１０、ＰＬ２０）に従って方向付けられ、第４のスロット群の各スロットは、第３の永久磁石（２８）と、第４のスロット群の各スロットにおける前記積層体の外周面の近くに位置する端部に配置された磁束バリア（２９）とを含む、請求項８又は９に記載のロータ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石ロータ、電磁継手、そのようなロータを含む電気機械、及びそのような電気機械を含む電動圧縮機に関する。
続きを表示（約 710 文字）【背景技術】
【０００２】
電気機械の出力密度は、電気機械のロータ及びステータによって発生する磁束に依存することが知られている。
【０００３】
永久磁石ロータの場合、ロータにより発生する磁束はロータの磁石の体積に比例する。
【０００４】
また、ロータの回転速度を線形的に増加させることにより、電気機械の出力密度が線形的に増加することも知られている。
【０００５】
中心孔を有するロータに複数の永久磁石を配置し、各永久磁石を中心孔とロータの外周部との間に延在させることが知られている。
【０００６】
永久磁石は、磁束が集中するように、ロータ内に規則的に配置されている（磁束集中型ロータ）。
【０００７】
米国特許出願公開第２００９／０２２４６２４号は、永久磁石ロータを開示しており、永久磁石ロータは、永久磁石の多層体を含む磁性体（magnetic mass）を囲むシャフトを含んでいる（多層ロータ型）。
【０００８】
磁性体は、磁極を形成するように配置された第１のスロット群及び第２のスロット群と、ロータシャフトを収容する中央ホールとを含む積層されたロータ薄層を含んでいる。
【０００９】
第１のスロット群は、第１のスロット群及び第２のスロット群から生じる磁極の直軸に沿って磁束を形成するように配置される。
【００１０】
第２のスロット群は、隣接する磁極からの磁束を分離するとともに、当該磁極の横軸に沿って位置するように配置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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