特開 2024-57272 鉄心ユニット、および、回転子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024057272

(43)【公開日】2024-04-24

(54)【発明の名称】鉄心ユニット、および、回転子

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/02 20060101AFI20240417BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20240417BHJP

【ＦＩ】

H02K1/02 A

H02K1/22

【審査請求】有

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022163885

(22)【出願日】2022-10-12

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】井野元 誠

(72)【発明者】

【氏名】岡部 良次

【テーマコード（参考）】

5H601

【Ｆターム（参考）】

5H601AA16

5H601CC01

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD18

5H601GA02

5H601GC12

5H601GE11

5H601HH05

(57)【要約】

【課題】圧粉磁心の形状を維持できると共に鉄心の冷却性能を向上した鉄心ユニット、および、回転子を提供する。
【解決手段】鉄心ユニットは、少なくとも１つの鉄心と、パイプとを備える。少なくとも１つの鉄心にはそれぞれ、第１方向に貫通された圧粉磁心孔が形成される。パイプは第１方向に延在する。さらに、パイプは圧粉磁心孔に差し込まれる。これにより、圧粉磁心の形状を維持できると共に鉄心の冷却性能を向上した鉄心ユニットが実現される。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に貫通された圧粉磁心孔が形成された少なくとも１つの圧粉磁心を含む鉄心と、
前記第１方向に延在し、前記圧粉磁心孔に差し込まれるパイプと、
を備える鉄心ユニット。

【請求項2】

前記パイプは、
周壁と、
前記周壁を径方向に貫通すると共に前記第１方向に沿って延在するスリットと、
を含む、
請求項１に記載の鉄心ユニット。

【請求項3】

前記パイプのパイプ外周面と前記圧粉磁心孔を規定する前記圧粉磁心の圧粉磁心内周面との間に介在する接着剤をさらに備える、
請求項１または２に記載の鉄心ユニット。

【請求項4】

前記パイプ外周面は、外周面凹部または外周面凸部の少なくとも一方を有する、
請求項３に記載の鉄心ユニット。

【請求項5】

前記鉄心の前記第１方向における端部に積み重なるように配置される絶縁体であって、前記第１方向に貫通された絶縁体孔が形成される絶縁体をさらに備え、
前記パイプは、前記絶縁体孔に差し込まれる、
請求項１または２に記載の鉄心ユニット。

【請求項6】

前記第１方向の一方側における前記パイプの一端は、前記一方側における前記絶縁体の端よりも、前記一方側とは反対側に位置する、
請求項５に記載の鉄心ユニット。

【請求項7】

前記鉄心は、前記第１方向に積層された複数の前記圧粉磁心を含み、
前記パイプは、各々の前記圧粉磁心の前記圧粉磁心孔に差し込まれる、
請求項１または２に記載の鉄心ユニット。

【請求項8】

前記鉄心は、
前記第１方向に積層される複数の鋼板を有する鋼板積層体と、
前記鋼板積層体よりも前記第１方向の一方側に配置される前記圧粉磁心であって、前記鉄心の前記一方側における端部を形成する一方側圧粉磁心と、
をさらに含む、
請求項１または２に記載の鉄心ユニット。

【請求項9】

前記パイプは、前記第１方向において前記鉄心よりも長く、且つ、前記鉄心の前記第１方向における一方側の端部から他方側の端部に亘って差し込まれる、
請求項１または２に記載の鉄心ユニット。

【請求項10】

前記パイプは、非磁性材料によって形成される、
請求項１または２に記載の鉄心ユニット。

【請求項11】

前記パイプは、非磁性金属材料によって形成される、
請求項１０に記載の鉄心ユニット。

【請求項12】

前記鉄心は、
前記第１方向に積層される複数の鋼板であって、前記第１方向に貫通された鋼板孔がそれぞれに形成される複数の鋼板を含み、
前記鉄心ユニットは、前記パイプのパイプ外周面と前記鋼板孔を規定する前記鋼板の鋼板内周面との間に介在する絶縁部材をさらに備える、
請求項１または２に記載の鉄心ユニット。

【請求項13】

前記パイプは、
パイプ内周面と、
前記パイプ内周面に設けられる内周面凸部または内周面凹部の少なくとも一方と、
をさらに備える、
請求項１または２に記載の鉄心ユニット。

【請求項14】

請求項１または２に記載の複数の鉄心ユニットと、前記第１方向と直交する方向である周方向において前記複数の鉄心ユニットと交互に配置される複数の非磁性体とを含むリングユニットと、
前記リングユニットの前記第１方向の両端部にそれぞれ連結される一対のフランジであって、前記第１方向に延在する回転軸に連結されるようにそれぞれ構成される一対のフランジと、
を備え、
前記各々のフランジには、前記複数の鉄心ユニットの各々の前記パイプの内側空間と連通する少なくとも１つのフランジ孔が形成される、
回転子。

【請求項15】

各々の前記非磁性体は繊維強化複合材料によって形成され、
前記リングユニットは、前記鉄心と前記非磁性体との間に介在する可撓性部材をさらに備える、
請求項１４に記載の回転子。

【請求項16】

前記可撓性部材は、エラストマーによって形成される、
請求項１５に記載の回転子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、鉄心ユニット、および、回転子に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、圧粉磁心を含む鉄心ユニットが知られている。例えば特許文献１は、圧粉磁心によって構成されるステータコアを鉄心ユニットの一例として開示する（同文献の図２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２７１７１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の鉄心ユニットの圧粉磁心にて例えば引張り応力が発生すると、圧粉磁心の欠損が発生し、鉄心ユニットの形状を維持することが困難になるおそれがある。また、例えば鉄損などに起因して鉄心ユニットの温度は上昇するおそれがある。

【0005】

本開示の目的は、圧粉磁心の形状を維持できると共に鉄心の冷却性能を向上した鉄心ユニット、および、回転子を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の少なくとも一実施形態に係る鉄心ユニットは、
第１方向に貫通された圧粉磁心孔が形成された少なくとも１つの圧粉磁心を含む鉄心と、
前記第１方向に延在し、前記圧粉磁心孔に差し込まれるパイプと、
を備える。

【0007】

本開示の一実施形態に係る回転子は、
上記の複数の鉄心ユニットと、前記第１方向と直交する方向である周方向において前記複数の鉄心ユニットと交互に配置される複数の非磁性体とを含むリングユニットと、
前記リングユニットの前記第１方向の両端部にそれぞれ連結される一対のフランジであって、前記第１方向に延在する回転軸に連結されるようにそれぞれ構成される一対のフランジと、
を備え、
前記各々のフランジには、前記複数の鉄心ユニットの各々の前記パイプの内側空間と連通する少なくとも１つのフランジ孔が形成される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、圧粉磁心の形状を維持できると共に鉄心の冷却性能を向上した鉄心ユニット、および、回転子を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係る鉄心ユニットの概略図である。

【図2A】一実施形態に係る鉄心を示す概略図である。

【図2B】他の実施形態に係る鉄心を示す概略図である。

【図3】一実施形態に係る鉄心とパイプとの接合構造を示す概略図である。

【図4】一実施形態に係るパイプの詳細構造を示す概略図である。

【図5】他の実施形態に係る鉄心とパイプとの接合構造を示す概略図である。

【図6A】一実施形態に係るパイプを示す概略図である（第１の例示）。

【図6B】一実施形態に係るパイプを示す概略図である（第２の例示）。

【図6C】一実施形態に係るパイプを示す概略図である（第３の例示）。

【図7】一実施形態に係る回転子の概略図である。

【図8】一実施形態に係るリングユニットの構成の一部を示す概略図である。

【図9】一実施形態に係る磁気ギヤード電気機械の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。

【0011】

＜１．鉄心ユニット１０の概要＞
図１は、本開示の一実施形態に係る鉄心ユニット１０の概略的な分解斜視図である。電機子に組み込まれてもよい鉄心ユニット１０は、第１方向に延在する鉄心６０を備える。
電機子の一例としての固定子に鉄心ユニット１０が組み込まれる場合には、鉄心６０に電機子コイルが巻かれてもよい。電機子の一例としての回転子３０（図７参照）に鉄心ユニット１０が組み込まれる場合には、鉄心６０に電機子コイルが巻かれなくてもよい。第１方向はどのような方向であってもよく、鉛直方向であってもよいし、水平方向であってもよいし、鉛直方向及び水平方向と交差する方向であってもよい。

【0012】

鉄心６０の中心部には差込穴６８が形成されている。図１で例示される差込穴６８は第１方向に貫通された貫通孔であるが、本開示はこれに限定されず、第１方向の片側において差込穴６８は閉塞され、もう片側においてのみ開放されていてもよい（詳細は後述する）。鉄心ユニット１０は第１方向に延在するパイプ８０をさらに備えており、パイプ８０は鉄心６０の差込穴６８に差し込まれている。パイプ８０と差込穴６８との篏合は締まり嵌め、中間嵌め、または、隙間嵌めのいずれであってもよい。いずれの篏合が採用される場合であっても、差込穴６８を規定する内周面とパイプ８０との間に接着剤９（図３参照）が介在してもよい。差込穴６８に差し込まれたパイプ８０（図１参照）は鉄心６０を支持する。

【0013】

図１の例では、差込穴６８は第１方向視において円形状であり、かつ、パイプ８０は円筒状であるが、本開示はこれに限定されない。他の実施形態では、差込穴６８は第１方向視において矩形状であってもよく、この場合、パイプ８０は四角筒状に形成される。以下の説明では、円形状の単一の差込穴６８にパイプ８０が差し込まれる例を主として説明する。

【0014】

また図１の例では、単一の差込穴６８が形成されているが、本開示はこれに限定されない。他の実施形態では、第１方向と直交する方向に間隔を空けて２つの差込穴６８が配置されてもよい（図示は省略する）。この場合、２つの差込穴６８はいずれも第１方向に貫通された貫通孔であってもよい。あるいは、２つの差込穴６８が第１方向に間隔を空けて配置されてもよい。いずれの実施形態においても、２つのパイプ８０がそれぞれ２つの差込穴６８に差し込まれてもよい。

【0015】

＜２．鉄心６０の構造の詳細＞
図２Ａ、図２Ｂは、本開示の幾つかの実施形態に係る鉄心６０Ａ，６０Ｂ（６０）を示す概略図である。鉄心６０Ａ，６０Ｂ（６０）は、少なくとも１つの圧粉磁心７０を含む。図２Ａで例示される鉄心６０Ａは、第１方向に連続して積層された複数の圧粉磁心７０を含む。図２Ｂで例示される鉄心６０Ｂは、第１方向に連続して積層される複数の鋼板７７を含む鋼板積層体７９と、鋼板積層体７９の第１方向の両側にそれぞれ配置される一対の圧粉磁心７０とを含む。

【0016】

図２Ａ、図２Ｂで例示される各圧粉磁心７０の中央部には第１方向に貫通された圧粉磁心孔７５が形成されている。圧粉磁心孔７５は差込穴６８の構成要素である。図２Ａの例において、複数の圧粉磁心孔７５によって形成される差込穴６８Ａ（６８）は、第１方向に貫通された貫通孔である。図２Ｂの例において、各鋼板７７の中央部には鋼板孔７８が形成されており、差込穴６８は、複数の鋼板孔７８と２つの圧粉磁心孔７５とによって形成される。図２Ｂの例においても、差込穴６８は第１方向に貫通された貫通孔である。

【0017】

上記構成によれば、パイプ８０が差し込まれるための圧粉磁心孔７５が圧粉磁心７０に形成されることで、パイプ８０の内側空間を流れる空気が鉄心６０を冷却できる。これにより、例えば渦電流の発生などに起因する鉄心６０の温度上昇を抑制できる。また、圧粉磁心７０は、例えば第１方向における引張応力が発生すると欠損するおそれがある。この点、上記構成によれば、パイプ８０が圧粉磁心孔７５に差し込まれるため、圧粉磁心７０の欠損が起きても、片状の圧粉磁心７０が鉄心６０から落ちるのを抑制できる。よって、圧粉磁心７０の形状を維持できると共に鉄心６０の冷却性能を向上した鉄心ユニット１０が実現される。

【0018】

なお、鉄心６０の温度上昇は渦電流の発生に限定されない。例えば、鉄心６０に電機子コイルが巻かれる実施形態においては、電機子コイルにおける通電によって生じた熱が鉄心６０に伝わり、鉄心６０の温度が上昇することもある。当該実施形態においても、圧粉磁心孔７５に差し込まれたパイプ８０の内側空間を空気が流れることで、鉄心６０の冷却性能の向上が期待できる。また、差込穴６８は、第１方向に貫通された貫通孔であることに限定されない。より具体的には、図２Ｂの鋼板７７に鋼板孔７８が形成されていなくてもよい。この場合、鋼板積層体７９の両側にそれぞれ配置される２つの圧粉磁心７０によって２つの差込穴６８が形成される。つまり、２つの差込穴６８が第１方向に間隔を空けて配置される。２つの差込穴６８はいずれも鋼板積層体７９によって閉塞される（つまり、各差込穴６８の第１方向における片側は鋼板積層体７９によって閉塞される。）。当該実施形態においては、２つのパイプ８０がそれぞれ２つの圧粉磁心孔７５に差し込まれる。この場合でも、パイプ８０の内側空間を空気が流れることができるため、鉄心６０の冷却性能の向上は期待できる。また、片状の圧粉磁心７０が鉄心６０から落ちるのを抑制することもできる。

【0019】

本開示の必須の構成ではないが、図２Ａ、図２Ｂの例では、鉄心６０Ａ，６０Ｂ（６０）よりも第１方向に長い単一のパイプ８０が、鉄心６０における一方側の端部から他方側の端部に亘って差し込まれている。上記構成によれば、鉄心６０を貫通するようにパイプ８０が差し込まれるため、パイプ８０は鉄心６０をより強固に支持することができ、鉄心ユニット１０の機械的強度を向上できる。

【0020】

また、図２Ａの例では上述のように、鉄心６０Ａ（６０）は第１方向に連続して積層された複数の圧粉磁心７０を含み、単一のパイプ８０が各々の圧粉磁心孔７５に差し込まれる。また、図２Ｂの例では、鉄心６０Ｂ（６０）は、鋼板積層体７９を挟んで第１方向に積層された２つの圧粉磁心７０を含み、単一のパイプ８０が各々の圧粉磁心孔７５に差し込まれる。上記構成によれば、鉄心６０が複数の圧粉磁心７０を含むことで、鉄心６０を形成する各圧粉磁心７０の小型化が実現される。これにより、鉄心６０の組立工程において各圧粉磁心７０をパイプ８０に差し込む作業を簡易にできる。また、圧粉磁心７０の小型化が実現されることによって、圧粉磁心７０の成形工程を担う成形機に求められる成形圧力を低減し、圧粉磁心７０の製造を易化できる。
なお、上述したように、図２Ｂの鋼板７７に鋼板孔７８が形成されていなくてもよく、鉄心６０の両端部に配置される２つの圧粉磁心７０にそれぞれ２本のパイプ８０が差し込まれてもよい。この場合、各パイプ８０は第１方向において鉄心６０よりも短い。当該実施形態においても、鉄心６０が複数の圧粉磁心７０を含むので、各圧粉磁心７０の小型化が実現される。従って、上記利点は得られる。

【0021】

本開示の一実施形態に係るパイプ８０は、非磁性材料によって形成されることが好ましく、非磁性金属材料によって形成されることがさらに好ましい。非磁性金属材料としては、例えばアルミニウム、オーステナイト系ステンレス、または、銅などが挙げられる。上記構成によれば、パイプ８０が非磁性材料によって形成されることで、パイプ８０の磁化に伴うヒステリシス損の発生を抑制できると共に、鉄心６０による磁束の変調機能を維持することができる。また、パイプ８０が非磁性金属材料によって形成されることで、パイプ８０の熱伝導率が向上し、圧粉磁心７０からパイプ８０への熱伝導性を向上できる。なお、パイプ８０は、樹脂材料などの非金属の非磁性材料によって形成されてもよい。この場合であっても、パイプ８０の磁化に伴うヒステリシス損の発生の抑制および鉄心６０による磁束の変調機能の維持という上記利点は得られる。

【0022】

図２Ｂの例において、第１方向における一方側の鉄心６０の端部を形成する圧粉磁心７０は一方側圧粉磁心７１であり、他方側の端部を形成する圧粉磁心７０は他方側圧粉磁心７２である。一方側圧粉磁心７１は鋼板積層体７９よりも第１方向の一方側に配置され、他方側圧粉磁心７２は鋼板積層体７９よりも第１方向の他方側に配置される。上記構成によれば、一方側圧粉磁心７１が設けられることで、鉄心６０の一方側の端部で発生する傾向の高い漏れ磁束を抑制でき、鉄心６０において渦電流が発生するのを抑制できる。よって、鉄心６０の温度上昇を抑制できる。また、他方側圧粉磁心７２が設けられることで、同様の理由により鉄心６０の温度上昇を抑制できる。なお、一方側圧粉磁心７１と鋼板積層体７９との間に少なくとも１つの圧粉磁心７０がさらに配置されてもよい。同様に、他方側圧粉磁心７２と鋼板積層体７９との間に少なくとも１つの圧粉磁心７０がさらに配置されてもよい。いずれの実施形態においても、上記利点は得られる。

【0023】

また、本開示の一実施形態に係るパイプ８０の厚さは、圧粉磁心孔７５の内径の最小値に対して１０％以下である。上記構成によれば、パイプ８０を薄くすることができるので、パイプ８０の内側空間を流れる空気と圧粉磁心７０との熱交換を促進することができ、鉄心ユニット１０の冷却性能の向上が期待できる。

【0024】

＜３．絶縁体１１０＞
図１に戻り、本開示の一実施形態に係る鉄心ユニット１０は、鉄心６０の第１方向の端部に積み重なるように配置された絶縁体１１０をさらに備える。絶縁体１１０は、鉄心ユニット１０の第１方向における端部を形成する。図１で例示される絶縁体１１０は、第１方向に厚さを有する板状である。一例として、絶縁体１１０を形成する材料は繊維強化複合材料（ＦＲＰ；Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）であり、より詳細にはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ；Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）である。絶縁体１１０を形成する材料の他の例として、樹脂材料またはセラミック材料などが採用されてもよい。また、図１の例では、鉄心６０に対して第１方向の両側にそれぞれ絶縁体１１０が配置される。各絶縁体１１０の中央部には第１方向に貫通された絶縁体孔１１５が形成されており、各絶縁体孔１１５は、鉄心６０の差込穴６８と第１方向に対向する。そして、本開示の一実施形態に係るパイプ８０は、差込穴６８のみならず絶縁体孔１１５にも差し込まれている。より具体的には一例として、パイプ８０の第１方向における端部は絶縁体孔１１５に収容されている。つまり、パイプ８０は絶縁体孔１１５から鉄心ユニット１０とは反対側に突出してはいない。パイプ８０と絶縁体孔１１５との篏合は締まり嵌め、中間嵌め、または、隙間嵌めのいずれであってもよい。

【0025】

上記構成によれば、鉄心６０の端部に積み重なるように配置された絶縁体１１０の絶縁体孔１１５にパイプ８０が差し込まれることで、パイプ８０を圧粉磁心孔７５から外れにくくできる。従って、鉄心ユニット１０の機械的強度は向上する。また、絶縁体１１０が設けられることで、鉄心６０の第１方向における端部で発生する傾向の高い漏れ磁束を抑制でき、鉄心６０において渦電流が発生するのを抑制できる。よって、鉄心６０の温度上昇を抑制することもできる。
また、圧粉磁心７０の欠損が生じた場合であっても、鉄心６０の端部に積み重なるように絶縁体１１０は、片状の圧粉磁心７０が鉄心６０から落ちるのを抑制する機能を果たすことができる。

【0026】

また、第１方向の一方側におけるパイプ８０の一端８７は、一方側における絶縁体１１０の端１１１よりも、一方側とは反対側（即ち他方側）に位置してもよい（図３、図５参照）。鉄心ユニット１０が後述の回転子３０（図７参照）に組み込まれる実施形態においては、回転子３０の構成部品であるエンドリング３１と上述の鉄心６０とによって絶縁体１１０は挟まれる。この点、パイプ８０の一端８７が、絶縁体１１０の端１１１よりも他方側に位置することで、絶縁体孔１１５に収容されている一端８７と、金属製であってもよいエンドリング３１との接触は回避される。これにより、鉄心６０とエンドリング３１とが意図せず導通するのを避けることができる。
但し、本開示は、パイプ８０の一端８７と絶縁体１１０の端１１１が、第１方向において互いに同じ位置にある実施形態を除外しない（図４参照）。また、本開示は、パイプ８０の一端８７が絶縁体１１０の端１１１よりも一方側に位置する実施形態を除外しない（図示外）。

【0027】

＜４．鉄心６０Ａ（６０）とパイプ８０との接合構造＞
図３は、本開示の一実施形態に係る鉄心６０Ａ（６０）とパイプ８０との接合構造を示す概略的な断面図である。同図で示される既述の鉄心６０Ａには、絶縁体１１０が第１方向において積み重なっている。

【0028】

圧粉磁心７０は圧粉磁心孔７５を規定する圧粉磁心内周面７６を有し、絶縁体１１０は絶縁体孔１１５を規定する絶縁体内周面１１６を有し、パイプ８０はパイプ外周面８９を有する。図３で例示されるパイプ８０は、圧粉磁心孔７５と絶縁体孔１１５とに差し込まれている。パイプ外周面８９は、圧粉磁心内周面７６と軸方向において重なる部位と、絶縁体内周面１１６と軸方向において重なる部位とを有する。なお、パイプ８０の軸方向は第１方向と一致する。

【0029】

図３の例では、圧粉磁心内周面７６とパイプ外周面８９との間に接着剤９が介在する。同図の例では、鉄心６０Ａの一方向における略全長に亘って接着剤９があり、より詳細には、鉄心６０Ａを構成する全ての圧粉磁心７０の圧粉磁心内周面７６と、パイプ外周面８９との間に接着剤９が介在する。但し、接着剤９は、パイプ外周面８９と圧粉磁心内周面７６との間のみに介在することに本開示は限定されない。同図で例示されるように絶縁体内周面１１６とパイプ外周面８９との間に接着剤９は介在してもよい。また、接着剤９は、絶縁性を有することが好ましく、絶縁性および非磁性を有することがさらに好ましい。

【0030】

上記構成によれば、パイプ外周面８９と圧粉磁心内周面７６との間に接着剤９が介在するので、欠損により生じた片状の圧粉磁心７０が鉄心６０から落ちるのを抑制できる。また、パイプ外周面８９と圧粉磁心内周面７６とが接着剤９を介して密着できるので、圧粉磁心７０からパイプ８０への熱伝導性をさらに向上できる。
なお、鉄心ユニット１０は、絶縁体１１０を備えなくてもよい。また、鉄心６０Ａに代えて鉄心６０Ｂ（図２Ｂ）に接着剤９が配置されてもよい。より具体的には、差込穴６８Ｂを形成する内周面（つまり、圧粉磁心内周面７６と後述の鋼板内周面１７６）とパイプ外周面８９との間に接着剤９が配置されてもよい。当該実施形態においても、上記利点は得られる。

【0031】

図４は、パイプ８０の一例であるパイプ８０Ａ（８０）の詳細構造を示す概略図である。同図のパイプ８０Ａは鉄心６０Ａの差込穴６８Ａに差し込まれている。パイプ８０Ａのパイプ外周面８９Ａ（８９）は、外周面凹部１８１または外周面凸部１８３の少なくとも一方を有する。同図では、外周面凹部１８１と外周面凸部１８３の双方が設けられており、より詳細な一例として、複数の外周面凹部１８１が第１方向に間隔を空けて設けれており、複数の外周面凸部１８３が第１方向に間隔を空けて設けられている。外周面凹部１８１または外周面凸部１８３は、パイプ外周面８９Ａに対してブラスト加工、ローレット加工、または、筋彫り加工などの機械加工を施すことで形成される。なお、外周面凹部１８１または外周面凸部１８３の少なくとも一方は、パイプ外周面８９の全面に亘って形成されてもよいし、パイプ外周面８９Ａのうちで圧粉磁心内周面７６と軸方向に重なる部位のみに形成されてもよい。また、パイプ外周面８９Ａには、外周面凹部１８１または外周面凸部１８３のいずれか一方のみが設けられてもよい。さらに、外周面凸部１８３はパイプ外周面８９とは別体の部材であってもよい。上記構成によれば、外周面凹部１８１または外周面凸部１８３の少なくとも一方が設けられることで、パイプ外周面８９Ａ（８９）と圧粉磁心内周面７６との間に介在する接着剤９の量が増大する。これにより、欠損により生じた片状の圧粉磁心７０が鉄心６０Ａ（６０）から落ちるのをさらに抑制できる。

【0032】

なお本開示の必須の構成要素ではないが、パイプ８０Ａ（８０）は、パイプ内周面８６と、パイプ内周面８６に設けられた内周面凸部８６１または内周面凹部８６３の少なくとも一方とをさらに備えてもよい。図４の例では内周面凸部８６１と内周面凹部８６３の双方が設けられている。内周面凸部８６１は、一例としてパイプ内周面８６とは別体のフィンであり、パイプ８０Ａの周方向の全長に亘って延在する。そして、複数の内周面凸部８６１が軸方向に沿って間隔を空けて配置されている。内周面凹部８６３は、パイプ内周面８６に設けられた溝であり、パイプ８０Ａの周方向の全長に亘って延在する。そして、複数の内周面凹部８６３が軸方向に沿って間隔を空けて配置されている。内周面凸部８６１は、パイプ内周面８６のうち鉄心６０Ａの差込穴６８Ａと軸方向に重なる部位に設けられていることが好ましく、内周面凹部８６３も同様である。なお、パイプ内周面８６には、内周面凸部８６１または内周面凹部８６３のいずれか一方のみが設けられてもよい。また、パイプ内周面８６のうちで、絶縁体内周面１１６と軸方向に重なる部位に内周面凸部８６１または内周面凹部８６３が設けられてもよい（図４の例では、パイプ内周面８６の当該部位に内周面凹部８６３が設けられている）。内周面凸部８６１または内周面凹部８６３の少なくとも一方が設けられるパイプ８０は、例えばライフル管である。

【0033】

上記構成によれば、パイプ内周面８６と空気との熱交換が促進されるので、鉄心６０Ａ（６０）の冷却性能を向上できる。なお、パイプ８０Ａが鉄心６０Ａの差込穴６８Ａに差し込まれていることに本開示は限定されない。パイプ８０Ａは、鉄心６０Ｂ（図２Ｂ参照）の差込穴６８Ｂに差し込まれてもよい。この場合、内周面凸部８６１と内周面凹部８６３は、差込穴６８Ｂを形成する内周面（圧粉磁心内周面７６と後述の鋼板内周面１７６）と軸方向において重なるように配置されてもよい。

【0034】

＜５．鉄心６０Ｂ（６０）とパイプ８０との接合構造＞
図５は、本開示の他の実施形態に係る鉄心６０Ｂ（６０）とパイプ８０との接合構造を示す概略的な断面図である。同図で示される既述の鉄心６０Ｂには、絶縁体１１０が第１方向において積み重なっている。上述の通り、鉄心６０Ｂは、複数の鋼板７７を有する含む鋼板積層体７９を含む。そして、各鋼板７７は、第１方向に貫通された鋼板孔７８を規定する鋼板内周面１７６を有する。

【0035】

パイプ８０は、差込穴６８Ｂ（６８）と絶縁体孔１１５とに差し込まれている。図５で例示されるパイプ８０のパイプ外周面８９は、圧粉磁心内周面７６と軸方向において重なる部位と、鋼板内周面１７６と軸方向において重なる部位と、絶縁体内周面１１６と軸方向において重なる部位とを有する。

【0036】

本例では、パイプ外周面８９と鋼板内周面１７６との間に少なくとも介在する絶縁部材１２０がさらに配置される。同図で例示される絶縁部材１２０は、パイプ外周面８９および鋼板内周面１７６の間と、パイプ外周面８９および圧粉磁心内周面７６の間と、パイプ外周面８９および絶縁体内周面１１６の間とに配置される。絶縁部材１２０は、パイプ外周面８９を絶縁コーティングすることで形成されてもよいし、樹脂材料、セラミック材料、またはゴム材料によって形成される部材であってもよい。

【0037】

一般に、外表面に絶縁被膜が形成された鋼板材（図示外）に打ち抜き加工が実行されることで、鋼板内周面１７６を備える鋼板７７が得られる。従って、鋼板内周面１７６には絶縁被膜が形成されていない。そのため、積層された複数の鋼板７７のいずれかで渦電流が発生すると、電流が鋼板内周面１７６を経由して他の鋼板７７に流れるおそれがある。つまり、電流が鋼板積層体７９を第１方向に流れるおそれがある。この点、上記構成によれば、パイプ外周面８９と鋼板内周面１７６との間に絶縁体１１０が配置されるので、いずれかの鋼板７７で生じた電流が鋼板積層体７９を第１方向に流れるのを抑制できる。

【0038】

＜６．パイプ８０のスリット８５＞
図６Ａ～図６Ｃは、パイプ８０の一例としてのパイプ８１，８２，８３（８０）を示す概略図である。図６Ａ～図６Ｃで例示されるパイプ８１～８３は、周壁８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ（８４）と、パイプ８０の径方向に周壁８４を貫通するスリット８５Ａ，８５Ｂ，８５Ｃ（８５）とを含む。スリット８５Ａ，８５Ｂ，８５Ｃは第１方向に沿って延在する。より詳細には、スリット８５Ａ，８５Ｂは第１方向に沿って直線状に延在し、スリット８５Ｃは第１方向に沿って螺旋状に延在する。

【0039】

また、図６Ａ、図６Ｃで例示されるように、スリット８５Ａ，８５Ｃ（８５）は、パイプ８１，８３（８０）の第１方向における一方側の端部から他方側の端部に亘って形成されてもよる。つまり、スリット８５Ａ，８５Ｃは第１方向の一方側と他方側とに開放される。また、図６Ｂで例示されるように、スリット８５Ｂ（８５）は、第１方向の一方側に開放される一方で、スリット８５Ｂの他方側には開放されない。この場合、スリット８５Ｂの第１方向における他方側の端部は、パイプ８２（８０）の他方側の端部よりも一方側に位置する。また、詳細な図示は省略するが、スリット８５の第１方向における両端部は、第１方向において開放されてなくてもよい。即ち、スリット８５の第１方向における両端部は、パイプ８０の第１方向における両端部に対して、パイプ８０の第１方向の中央側に位置してもよい。また、パイプ８０に形成されるスリット８５の本数は１本であることが好ましく、これによりパイプ８０の構造を簡易にできる。

【0040】

上記構成によれば、スリット８５が設けられているため、鉄心ユニット１０の製造工程において、パイプ８０を軸心側に圧縮した状態で差込穴６８に差し込むことができる。差し込みの完了後、圧縮されていたパイプ８０が軸心から遠ざかるように広がり、パイプ８０の周壁８４の少なくとも一部は差込穴６８を構成する内周面（より詳細には一例として、圧粉磁心内周面７６）に押し当たる。これにより、圧粉磁心７０からパイプ８０への熱伝導性が向上するので、鉄心ユニット１０の冷却性能はさらに向上する。

【0041】

＜７．鉄心ユニット１０が組み込まれた回転子３０の例示＞
図７、図８を参照し、鉄心ユニット１０が組み込まれた回転子３０を例示する。回転子３０は、第１方向と直交する方向である周方向に回転するように構成されており、例えば磁気ギヤード電気機械１（図９参照）を構成する回転軸５に連結される（磁気ギヤード電気機械１の構成の概要は後述する）。第１方向は回転子３０の軸方向と一致し、回転軸５は第１方向に延在する。以下の説明では、回転子３０の軸線を基準とした径方向を単に「径方向」という場合がある。

【0042】

図７は、一実施形態に係る回転子３０の概略図である。回転子３０は、周方向に延在するリングユニット５０を備える。リングユニット５０は、複数の鉄心ユニット１０と、複数の非磁性体５２とを含む。複数の鉄心ユニット１０と複数の非磁性体５２は、周方向に交互に配置されており、各鉄心ユニット１０は、周方向の両側に位置する一対の非磁性体５２によって挟まれている。同図の例では、リングユニット５０の第１方向の両端部にはそれぞれ、回転子３０の構成要素としての一対のエンドリング３１が設けられている。エンドリング３１は、周方向に延在すると共に、第１方向に厚さを有する板状である。

【0043】

回転子３０は、リングユニット５０の第１方向の両端部にそれぞれ連結される一対のフランジ４１をさらに備え、各フランジ４１は回転軸５に連結されるように構成される。フランジ４１の構成の詳細例は、以下の通りである。フランジ４１は、周方向に延在するリング部４２と、リング部４２から径方向の内側に延在する複数の延在部４７と、延在部４７の内側端部に連結する軸連結部４８とを備える。本例のリング部４２は、第１方向に厚さを有する板状であり、エンドリング３１を介してリングユニット５０の端部に連結する（即ち、フランジ４１はリングユニット５０の端部に間接的に連結する。）。軸連結部４８は第１方向に沿った円筒状であり、軸連結部４８の内周面は回転軸５（図９参照）に連結される。

【0044】

さらに、フランジ４１のリング部４２には、鉄心ユニット１０の各々のパイプ８０（図２Ａ、図２Ｂ参照）の内側空間と第１方向に連通する少なくとも１つのフランジ孔４３が形成される。図７の例では、フランジ孔４３は、エンドリング３１に形成された複数のエンドリング孔（図示外）と第１方向に対向しており、複数のエンドリング孔はそれぞれ複数の鉄心ユニット１０の絶縁体孔１１５（図１参照）と第１方向に対向する。これにより、フランジ孔４３はパイプ８０の内側空間に連通し、回転子３０の回転に伴って空気がパイプ８０の内側空間を流れることができる。

【0045】

より詳細な構成例を説明すると、少なくとも１つのフランジ孔４３は、周方向に間隔を空けて配置された複数のフランジ孔４３であり、複数のフランジ孔４３はそれぞれ複数のエンドリング孔と第１方向に対向する。但し本開示は上記構成に限定されない。他の実施形態に係るリング部４２は、周方向に延在する板状のリングであることに代えて、周方向に延在する枠状（換言すると中空状）のリングであってもよい。この場合、枠の内側に形成される単一の開放孔がフランジ孔４３に該当する。従って、フランジ孔４３の個数は１個となる。また、回転子３０は一対のエンドリング３１を備えなくてもよい。この場合、リング部４２がリングユニット５０の端部に直接的に連結してもよい。そして、パイプ８０の一端８７が、絶縁体１１０の端１１１よりも第１方向の他方側に位置する場合（図３、図５参照）、パイプ８０の一端８７と金属製であってもよいリング部４２との接触が回避されることで、鉄心６０とリングユニット５０との意図しない導通を避けることができる。

【0046】

図８は、本開示の一実施形態に係るリングユニット５０の構成の一部を示す概略図である。同図では、周方向が紙面左右方向と一致するに図示される。非磁性体５２は既述のＦＲＰによって形成される。ＦＲＰは、例えば、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ；Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、または、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ；Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）などであってもよい。

【0047】

さらにリングユニット５０は、鉄心６０と非磁性体５２との間に介在する可撓性部材１５０を備える。可撓性部材１５０は、鉄心６０よりもヤング率が小さく、かつ、第１方向に弾性変形可能な部材である。可撓性部材１５０は、例えば、ゴム、樹脂、または、エラストマーによって形成される。可撓性部材１５０はシート状であることが好ましい。また、同図の例では、第１方向における鉄心６０の全長に亘って、可撓性部材１５０は鉄心６０と非磁性体５２との間に介在する。

【0048】

上記構成によれば、非磁性体５２が繊維強化複合材料であることで、非磁性体５２の絶縁性が確保されると共に、回転子３０の軽量化および高剛性化が実現される。他方で、ＦＲＰによって形成される非磁性体５２の線膨張係数は圧粉磁心７０の線膨張係数よりも小さい。このため、圧粉磁心７０と非磁性体５２とが直接的に接触する構成を有する回転子３０の温度が上昇すると、圧粉磁心７０よりも非磁性体５２の方が第１方向に延びる。結果、非磁性体５２の膨張に起因する引張応力が熱応力として圧粉磁心７０にて発生し、機械的な強度が比較的弱い圧粉磁心７０は破損する可能性がある。つまり、圧粉磁心７０の欠損が起こる可能性がある。この点、上記構成によれば、可撓性部材１５０には、非磁性体５２に接触する部位と鉄心６０に接触する部位とがあり、両部位の第１方向における延伸量を違えることが可能となる。つまり、可撓性部材１５０は圧粉磁心７０に発生する熱応力を低減できる。これにより、回転子３０は圧粉磁心７０の破壊を抑制できる。

【0049】

一実施形態に係る可撓性部材１５０は、熱可塑性のエラストマーによって形成される。上記構成によれば、エラストマーに接着機能が含まれるので、鉄心６０、非磁性体５２、および、可撓性部材１５０を接合するための単独の接着材料を用意する必要がない。よって、回転子３０の構成を簡易化できる。

【0050】

さらに、図３の例では、可撓性部材１５０と同一材料によって形成される可撓性部材１５１，１５２が、鉄心ユニット１０の径方向の外側面と内側面にそれぞれ配置される。本例の可撓性部材１５０～１５２は、一体的に形成されたエラストマーからなるシート材であり、鉄心ユニット１０を包むように設けられる。さらに、同図の回転子３０は、リングユニット５０を径方向の外側から覆う外カバー５５Ａと、リングユニット５０を径方向の内側から覆う内カバー５５Ｂとをさらに備える。本例の外カバー５５Ａと内カバー５５Ｂは、ＣＦＲＰ等を繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ材である。外カバー５５Ａと内カバー５５Ｂは接着剤層５９を介して可撓性部材１５１，１５２に密着することで、リングユニット５０に接合される。外カバー５５Ａと内カバー５５Ｂがリングユニット５０の周方向の全長に亘って設けられることで、リングユニット５０を補強することができる。

【0051】

＜８．鉄心ユニット１０が組み込まれた回転子３０の例示＞
図９は、回転子３０を備える磁気ギヤード電気機械１の概略図である。磁気ギヤード電気機械１は第１方向に延在する回転軸５を備え、回転子３０は上述の通り一対のフランジ４１を備える。各フランジ４１は回転軸５に直接的に連結される。磁気ギヤード電気機械１は、さらに、一対のフランジ４１の間において回転軸５によってベアリングを介して支持される磁石回転子１５を備える。磁石回転子１５は、鉄心ユニット１０よりも内側において周方向に並ぶ複数の回転子磁石１９を備える。また、磁気ギヤード電気機械１は、鉄心ユニット１０よりも径方向の外側で固定された固定子２０を備える。固定子２０は、周方向に並ぶ複数の固定子磁石２９と、複数の固定子磁石２９を支持する固定子継鉄２５と、固定子継鉄２５に巻かれた電機子コイルとしてのコイル２７とを含む。そして、コイル２７は電力系統６に電気的に接続される。上記構造を有する磁気ギヤード電気機械１においては、鉄心ユニット１０は磁極片ユニットとして機能し、回転子３０は磁極片回転子として機能する。

【0052】

回転軸５は外部回転機器７に連結されている。磁気ギヤード電気機械１は、例えば、電力系統６から電力の供給を受けて外部回転機器７を駆動する磁気ギヤードモータである。磁気ギヤードモータとしての磁気ギヤード電気機械１の動作原理は以下の通りである。コイル２７の通電によって発生する回転磁界によって、磁石回転子１５が回転する。複数の回転子磁石１９および複数の固定子磁石２９に対する複数の鉄心ユニット１０の相対的な位置関係が変化し、磁石回転子１５と固定子２０の間の磁束が変調されて、回転子３０が回転軸５と共に回転する。回転軸５から外部回転機器７にトルクが伝達されて外部回転機器７は駆動できる。

【0053】

なお、磁気ギヤード電気機械１は磁気ギヤードモータに代えて磁気ギヤード発電機であってもよい。この場合、外部回転機器７が回転軸５を駆動する構成が採用されればよい。回転軸５と共に回転子３０が回転すると、複数の回転子磁石１９および複数の固定子磁石２９に対する複数の鉄心ユニット１０の相対的な位置関係が変化し、磁石回転子１５が回転する。回転子３０と磁石回転子１５の回転に伴って起こる電磁誘導によってコイル２７に電流が発生し、電力系統６に電力が供給される。

【0054】

鉄心ユニット１０を備える回転子３０では、既述の理由によって冷却性能を向上できる。また、磁気ギヤード電気機械１の作動に伴って、遠心力、振動、または電磁力の少なくとも１つが鉄心ユニット１０に作用するため、圧粉磁心７０の欠損が起こるおそれがある。この場合であっても、既述の理由によって、回転子３０は圧粉磁心７０が鉄心ユニット１０から落ちるのを抑制できる。

【0055】

＜９．その他＞
鉄心ユニット１０が回転子３０に組み込まれることに本開示は限定されない。鉄心ユニット１０は上述した磁気ギヤード電気機械１の固定子２０に組み込まれてもよい。あるいは、アキシャルギャップモータを構成する固定子（図示外）に、鉄心ユニット１０が組み込まれてもよい。

【0056】

＜１０．まとめ＞
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0057】

１）本開示の少なくとも一実施形態に係る鉄心ユニット（１０）は、
第１方向に貫通された圧粉磁心孔（７５）が形成された少なくとも１つの圧粉磁心（７０）を含む鉄心（６０）と、
前記第１方向に延在し、前記圧粉磁心孔に差し込まれるパイプ（８０）と、
を備える。

【0058】

上記１）の構成によれば、パイプが差し込まれる圧粉磁心孔が圧粉磁心に形成されることで、パイプの内側空間を流れる空気が鉄心を冷却できる。これにより、例えば渦電流の発生または電機子コイルの通電などに起因する鉄心の温度上昇を抑制できる。また、例えば第１方向における引張応力が発生すると圧粉磁心は欠損するおそれがある。この点、上記１）の構成によれば、パイプが圧粉磁心孔に差し込まれるため、圧粉磁心の欠損が起きても、片状の圧粉磁心が鉄心から落ちるのを抑制できる。よって、圧粉磁心の形状を維持できると共に鉄心の冷却性能を向上した鉄心ユニットが実現される。

【0059】

２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の鉄心ユニットであって、
前記パイプは、
周壁（８４）と、
前記周壁を径方向に貫通すると共に前記第１方向に沿って延在するスリット（８５）と、
を含む。

【0060】

上記２）の構成によれば、スリットが設けられているため、鉄心ユニットの製造工程において、パイプを軸心側に圧縮した状態で差込穴に差し込むことができる。差し込みの完了後、圧縮されていたパイプが軸心から遠ざかるように広がり、パイプの周壁の少なくとも一部は圧粉磁心内周面に押し当たる。これにより、圧粉磁心からパイプへの熱伝導性が向上するので、鉄心ユニットの冷却性能はさらに向上する。

【0061】

３）幾つかの実施形態では、上記１）または２）に記載の鉄心ユニットであって、
前記パイプのパイプ外周面（８９）と前記圧粉磁心孔を規定する前記圧粉磁心の圧粉磁心内周面（７６）との間に介在する接着剤（９）をさらに備える。

【0062】

上記３）の構成によれば、パイプ外周面と圧粉磁心内周面との間に接着剤が介在するので、欠損により生じた片状の圧粉磁心が鉄心から落ちるのを抑制できる。また、パイプ外周面と圧粉磁心内周面が接着剤を介して密着できるので、圧粉磁心からパイプへの熱伝導性をさらに向上できる。

【0063】

４）幾つかの実施形態では、上記３）に記載の鉄心ユニットであって、
前記パイプ外周面は、外周面凹部（１８１）または外周面凸部（１８３）の少なくとも一方を有する。

【0064】

上記４）の構成によれば、パイプ外周面と圧粉磁心内周面との間に介在する接着剤の量が増大するので、欠損により生じた片状の圧粉磁心が鉄心から落ちるのをさらに抑制できる。

【0065】

５）幾つかの実施形態では、上記１）から４）のいずれかに記載の鉄心ユニットであって、
前記鉄心の前記第１方向における端部に積み重なるように配置される絶縁体（１１０）であって、前記第１方向に貫通された絶縁体孔（１１５）が形成される絶縁体をさらに備え、
前記パイプは、前記絶縁体孔に差し込まれる。

【0066】

上記５）の構成によれば、鉄心の端部に積み重なるように配置された絶縁体の絶縁体孔にパイプが差し込まれることで、パイプを圧粉磁心孔から外れにくくできる。従って、鉄心ユニットの機械的強度は向上する。また、絶縁体が設けられることで、鉄心の第１方向における端部で発生する傾向の高い漏れ磁束を抑制でき、鉄心において渦電流が発生するのを抑制できる。よって、鉄心の温度上昇を抑制することもできる。

【0067】

６）幾つかの実施形態では、上記５）に記載の鉄心ユニットであって、
前記第１方向の一方側における前記パイプの一端（８７）は、前記一方側における前記絶縁体の端（１１１）よりも、前記一方側とは反対側に位置する。

【0068】

上記６）の構成によれば、鉄心ユニットが組付けられる他のユニット（例えば回転子３０）の構成部品（例えばエンドリング３１）とパイプの一端が接触することが回避される。これにより、当該構成部品と鉄心とが意図せず導通するのを避けることができる。

【0069】

７）幾つかの実施形態では、上記１）から６）のいずれかに記載の鉄心ユニットであって、
前記鉄心は、前記第１方向に積層された複数の前記圧粉磁心を含み、
前記パイプは、各々の前記圧粉磁心の前記圧粉磁心孔に差し込まれる。

【0070】

上記７）の構成によれば、鉄心が複数の圧粉磁心を含むことで、鉄心を形成する各圧粉磁心の小型化が実現される。これにより、鉄心の組立工程における各圧粉磁心をパイプに差し込む作業を簡易にできる。また、圧粉磁心の小型化が実現されることによって、圧粉磁心の成形工程で使用される成形機の成形圧力を低減し、圧粉磁心の製造を易化できる。

【0071】

８）幾つかの実施形態では、上記１）から７）のいずれかに記載の鉄心ユニットであって、
前記鉄心は、
前記第１方向に積層される複数の鋼板（７７）を有する鋼板積層体（７９）と、
前記鋼板積層体よりも前記第１方向の一方側に配置される前記圧粉磁心であって、前記鉄心の前記一方側における端部を形成する一方側圧粉磁心（７１）と、
をさらに含む。

【0072】

上記８）の構成によれば、鉄心の第１方向における端部が一方側圧粉磁心によって形成されることで、鉄心の一方側の端部で発生する傾向の高い漏れ磁束を抑制でき、鉄心において渦電流が発生するのを抑制できる。よって、鉄心の温度上昇を抑制できる。

【0073】

９）幾つかの実施形態では、上記１）から８）のいずれかに記載の鉄心ユニットであって、
前記パイプは、前記第１方向において前記鉄心よりも長く、且つ、前記鉄心の前記第１方向における一方側の端部から他方側の端部に亘って差し込まれる。

【0074】

上記９）の構成によれば、鉄心を貫通するようにパイプが差し込まれるため、パイプは鉄心をより強固に支持することができ、鉄心ユニットの機械的強度を向上できる。

【0075】

１０）幾つかの実施形態では、上記１）から９）のいずれかに記載の鉄心ユニットであって、
前記パイプは、非磁性材料によって形成される。

【0076】

上記１０）の構成によれば、パイプの磁化に伴うヒステリシス損の発生を抑制できると共に、鉄心による磁束の変調機能を維持できる。

【0077】

１１）幾つかの実施形態では、上記１０）に記載の鉄心ユニットであって、
前記パイプは、非磁性金属材料によって形成される。

【0078】

上記１１）の構成によれば、パイプの熱伝導率が向上するので、圧粉磁心からパイプへの熱伝導性をさらに向上できる。

【0079】

１２）幾つかの実施形態では、上記１）から１１）のいずれかに記載の鉄心ユニットであって、
前記鉄心は、
前記第１方向に積層される複数の鋼板（７７）であって、前記第１方向に貫通された鋼板孔（７８）がそれぞれに形成される複数の鋼板を含み、
前記鉄心ユニットは、前記パイプのパイプ外周面（８９）と前記鋼板孔を規定する前記鋼板の鋼板内周面（１７６）との間に介在する絶縁部材（１２０）をさらに備える。

【0080】

一般に、鋼板内周面には絶縁被膜が形成されていないため、いずれかの鋼板で渦電流が発生すると、該電流は、鋼板内周面を経由して鋼板積層体を第１方向に流れるおそれがある。この点、上記１２）の構成によれば、パイプ外周面と鋼板内周面との間に絶縁部材が配置されるので、いずれかの鋼板で生じた電流が鋼板積層体を第１方向に流れるのを抑制できる。

【0081】

１３）幾つかの実施形態では、上記１）から１２）のいずれかに記載の鉄心ユニットであって、
前記パイプは、
パイプ内周面（８６）と、
前記パイプ内周面に設けられる内周面凸部（８６１）または内周面凹部（８６３）の少なくとも一方と、
をさらに備える。

【0082】

上記１３）の構成によれば、パイプ内周面と空気との熱交換が促進されるので、鉄心の冷却性能を向上できる。

【0083】

１４）本開示の少なくとも一実施形態に係る回転子（３０）は、
上記１）乃至１２）の何れかに記載の複数の鉄心ユニット（１０）と、前記第１方向と直交する方向である周方向において前記複数の鉄心ユニットと交互に配置される複数の非磁性体（５２）とを含むリングユニット（５０）と、
前記リングユニットの前記第１方向の両端部にそれぞれ連結される一対のフランジ（３４）であって、前記第１方向に延在する回転軸に連結されるようにそれぞれ構成される一対のフランジと、
を備え、
前記各々のフランジには、前記複数の鉄心ユニットの各々の前記パイプ（８０）の内側空間と連通する少なくとも１つのフランジ孔（４３）が形成される。

【0084】

上記１４）の構成によれば、上記１）と同様の理由によって、圧粉磁心の形状を維持できると共に鉄心の冷却性能を向上した回転子が実現される。

【0085】

１５）幾つかの実施形態では、上記１４）に記載の回転子（３０）であって、
各々の前記非磁性体は繊維強化複合材料によって形成され、
前記リングユニットは、前記鉄心と前記非磁性体との間に介在する可撓性部材（１５０）をさらに備える。

【0086】

上記１４）の構成によれば、非磁性体が繊維強化複合材料であることで、非磁性体の絶縁性が確保されると共に、回転子の軽量化および高剛性化が実現される。他方で、繊維強化複合材料によって形成される非磁性体の線膨張係数は圧粉磁心の線膨張係数よりも小さい。このため、圧粉磁心と非磁性体とが直接的に接触する構成を有する回転子の温度が上昇すると、圧粉磁心よりも非磁性体の方が第１方向に延びる。結果、非磁性体の膨張に起因する引張応力が熱応力として圧粉磁心に発生し、機械的な強度が比較的弱い圧粉磁心は破損する可能性がある。つまり、圧粉磁心の欠損が起こる可能性がある。この点、上記１５）の構成によれば、可撓性部材には、非磁性体に接触する部位と鉄心に接触する部位とがあり、両部位の第１方向における延伸量を違えることが可能となる。つまり、可撓性部材は圧粉磁心に発生する熱応力を低減できる。これにより、回転子は圧粉磁心の破壊を抑制できる。

【0087】

１６）幾つかの実施形態では、上記１５）に記載の回転子であって、
前記可撓性部材は、エラストマーによって形成される。

【0088】

上記１６）の構成によれば、エラストマーに接着機能が含まれるので、鉄心、非磁性体、および、可撓性部材を接合するための単独の接着材料を用意する必要がない。よって、回転子の構成を簡易化できる。

【符号の説明】

【0089】

５ ：回転軸
９ ：接着剤
１０ ：鉄心ユニット
３０ ：回転子
４１ ：フランジ
４３ ：フランジ孔
５０ ：リングユニット
５２ ：非磁性体
６０ ：鉄心
７０ ：圧粉磁心
７１ ：一方側圧粉磁心
７５ ：圧粉磁心孔
７６ ：圧粉磁心内周面
７７ ：鋼板
７８ ：鋼板孔
７９ ：鋼板積層体
８０（８０Ａ，８１～８３） ：パイプ
８４ ：周壁
８５ ：スリット
８６ ：パイプ内周面
８７ ：一端
８９ ：パイプ外周面
１１０ ：絶縁体
１１１ ：端
１１５ ：絶縁体孔
１２０ ：絶縁部材
１５０ ：可撓性部材
１７６ ：鋼板内周面
１８１ ：外周面凹部
１８３ ：外周面凸部
８６１ ：内周面凸部
８６３ ：内周面凹部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2023-04-20

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に貫通された圧粉磁心孔が形成された少なくとも１つの圧粉磁心を含む鉄心と、
前記第１方向に延在し、前記圧粉磁心孔に差し込まれるパイプと、
を備え、
前記パイプは、
周壁と、
前記周壁を径方向に貫通すると共に前記第１方向に沿って延在するスリットと、
を含み、
前記スリットは、前記第１方向の少なくとも一方側に開放される、
鉄心ユニット。

【請求項2】

前記パイプのパイプ外周面と前記圧粉磁心孔を規定する前記圧粉磁心の圧粉磁心内周面との間に介在する接着剤をさらに備える、
請求項１に記載の鉄心ユニット。

【請求項3】

前記パイプ外周面は、外周面凹部または外周面凸部の少なくとも一方を有する、
請求項２に記載の鉄心ユニット。

【請求項4】

第１方向に貫通された圧粉磁心孔が形成された少なくとも１つの圧粉磁心を含む鉄心と、
前記第１方向に延在し、前記圧粉磁心孔に差し込まれるパイプと、
前記鉄心の前記第１方向における一方側の端部に積み重なるように配置される一方側絶縁体であって、前記第１方向に貫通された絶縁体孔が形成される一方側絶縁体と、
を備え、
前記パイプは、前記第１方向の前記一方側における前記パイプの一端が前記一方側絶縁体の端よりも前記第１方向の他方側に位置するように、前記絶縁体孔に差し込まれる、
鉄心ユニット。

【請求項5】

前記鉄心は、前記第１方向に積層された複数の前記圧粉磁心を含み、
前記パイプは、各々の前記圧粉磁心の前記圧粉磁心孔に差し込まれる、
請求項１または４に記載の鉄心ユニット。

【請求項6】

前記鉄心は、
前記第１方向に積層される複数の鋼板を有する鋼板積層体と、
前記鋼板積層体よりも前記第１方向の一方側に配置される前記圧粉磁心であって、前記鉄心の前記一方側における端部を形成する一方側圧粉磁心と、
をさらに含む、
請求項１または４に記載の鉄心ユニット。

【請求項7】

前記パイプは、前記第１方向において前記鉄心よりも長く、且つ、前記鉄心の前記第１方向における一方側の端部から他方側の端部に亘って差し込まれる、
請求項１または４に記載の鉄心ユニット。

【請求項8】

前記パイプは、非磁性材料によって形成される、
請求項１または４に記載の鉄心ユニット。

【請求項9】

前記パイプは、非磁性金属材料によって形成される、
請求項８に記載の鉄心ユニット。

【請求項10】

前記鉄心は、
前記第１方向に積層される複数の鋼板であって、前記第１方向に貫通された鋼板孔がそれぞれに形成される複数の鋼板を含み、
前記鉄心ユニットは、前記パイプのパイプ外周面と前記鋼板孔を規定する前記鋼板の鋼板内周面との間に介在する絶縁部材をさらに備える、
請求項１または４に記載の鉄心ユニット。

【請求項11】

前記パイプは、
パイプ内周面と、
前記パイプ内周面に設けられる内周面凸部または内周面凹部の少なくとも一方と、
をさらに備える、
請求項１または４に記載の鉄心ユニット。

【請求項12】

第１方向に貫通された圧粉磁心孔が形成された少なくとも１つの圧粉磁心を含む鉄心と、前記第１方向に延在し、前記圧粉磁心孔に差し込まれるパイプとを各々が含む複数の鉄心ユニットと、前記第１方向と直交する方向である周方向において前記複数の鉄心ユニットと交互に配置される複数の非磁性体とを含むリングユニットと、
前記リングユニットの前記第１方向の両端部にそれぞれ連結される一対のフランジであって、前記第１方向に延在する回転軸に連結されるようにそれぞれ構成される一対のフランジと、
を備え、
前記各々のフランジには、前記複数の鉄心ユニットの各々の前記パイプの内側空間と連通する少なくとも１つのフランジ孔が形成される、
回転子。

【請求項13】

各々の前記非磁性体は繊維強化複合材料によって形成され、
前記リングユニットは、前記鉄心と前記非磁性体との間に介在する可撓性部材をさらに備える、
請求項１２に記載の回転子。

【請求項14】

前記可撓性部材は、エラストマーによって形成される、
請求項１３に記載の回転子。