高速回転体の風損を低減する軸スパイラル溝を用いた自己減圧機構の開発

摘要

近年，電気自動車用モータやフライホイールバッテリといった各種回 転体において，小型化や高出力化を目的とした高速回転化が推し進めら れている．しかし，回転数の増加に伴い，回転体と空気の摩擦による エネルギー損失（風損）が著しく増大するという問題が存在する． 風損を低減する方法として，軸スパイラル溝を用いた減圧機構が提案 されている．吉本らは，軸スパイラル溝空気軸受を減圧ポンプとして使 用することで，レーザスキャナ用ポリゴンミラーの風損低減が可能であ ることを示した． また，山内らは回転体の外径を80 mm，回転体と外壁の隙間を10 数μ m以下に維持することにより，軸スパイラル溝を用いた減圧機構を電気 自動車用モータなどの中·大型の回転体に対して適用できることを示し た．これより，軸スパイラル溝を用いた減圧機構においては10 数μm の微小隙間の維持が課題であると考えられる. 以上の事から，高速回転体の風損を低減する軸スパイラル溝を用いた 自己減圧機構の実現のためには，振動，熱膨張，回転体の遠心力による 膨張が発生する環境下において，10 数μm以下の微小隙間を維持する機 構が必要と考えられる．そこで，本研究の目的は，微小隙間を維持する 機構の開発とする．