特開 2015-115973 回転電機の回転子及び回転電機

(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】特開2015-115973(P2015-115973A)

(43)【公開日】2015年6月22日

(54)【発明の名称】回転電機の回転子及び回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/32 20060101AFI20150526BHJP

   H02K 1/27 20060101ALI20150526BHJP

   H02K 21/16 20060101ALI20150526BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20150526BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/32 C

   H02K1/27 501Z

   H02K21/16 G

   H02K21/16 M

   H02K1/22 A

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-253880(P2013-253880)

(22)【出願日】2013年12月9日

(71)【出願人】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100104503

【弁理士】

【氏名又は名称】益田 博文

(74)【代理人】

【識別番号】100191112

【弁理士】

【氏名又は名称】益田 弘之

(72)【発明者】

【氏名】津曲 宏

(72)【発明者】

【氏名】森下 大輔

【テーマコード（参考）】

5H601

5H621

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H601AA16

5H601BB16

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD28

5H601DD30

5H601EE25

5H601GE03

5H601GE17

5H621JK11

5H622AA06

5H622CA02

5H622CB03

5H622CB05

5H622DD02

(57)【要約】

【課題】冷却性能の優れたＩＰＭ型の回転電機の回転子及び回転電機を実現する。
【解決手段】回転電機１の回転子３であって、複数の鉄心ブロック２１を備えた回転子鉄心２０と、複数の鉄心ブロック２１の相互間に配置され、円板状のダクト板２８及びダクト板２８上に放射状に配置された複数のダクトピース２９，３０を備えたダクト部材２２と、ダクト部材２２を軸方向に貫通して鉄心ブロック２１に埋め込まれた複数の永久磁石２３と、ダクト板２８に形成され、永久磁石２３を挿通可能な複数の貫通孔３１とを有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機の回転子であって、
複数の鉄心ブロックを備えた回転子鉄心と、
前記複数の鉄心ブロックの相互間に配置され、円板状のダクト板及び前記ダクト板上に放射状に配置された複数のダクトピースを備えたダクト部材と、
前記鉄心ブロックに埋め込まれた複数の永久磁石と、
前記ダクト板に形成され、前記永久磁石を挿通可能な複数の貫通孔と、を有する
ことを特徴とする回転電機の回転子。

【請求項2】

前記複数のダクトピースは、
周方向において前記複数の貫通孔の相互間に位置し、半径方向に沿って前記ダクト板の縁部近傍まで延びる第１ダクトピースと、
前記周方向において前記貫通孔と同じ領域に位置し、半径方向に沿って前記貫通孔の内周側まで延びる第２ダクトピースと、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の回転子。

【請求項3】

前記第１ダクトピースは、
前記貫通孔の外周側の領域で前記半径方向に対して傾斜した傾斜部を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機の回転子。

【請求項4】

前記第１ダクトピースは、
前記半径方向に対して前記周方向一方側及び他方側の各々に向けて傾斜した２つの前記傾斜部を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の回転電機の回転子。

【請求項5】

前記回転子鉄心内における前記永久磁石の外周側の領域に前記複数の鉄心ブロック及び前記ダクト部材を軸方向に貫通して配置された、導体で構成された複数の棒部材をさらに有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。

【請求項6】

前記ダクト部材は、
非磁性体で構成される
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。

【請求項7】

前記複数の永久磁石は、
軸方向から見て実質的にＶ字状に配置された一対の前記永久磁石を複数組有する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。

【請求項8】

固定子と、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の回転子と、
前記回転子が固定されたシャフトと、を有する
ことを特徴とする回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、回転電機の回転子及び回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、内部を軸方向に延びた複数の軸方向通風路とこの軸方向通風路に連通しかつこの軸方向通風路から放射方向外方に延びた複数の放射方向通気ダクトとを有する回転子鉄心を備えた回転電機が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実公昭６３−２１１７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、永久磁石の高特性化と低価格化に伴い、電気自動車用モータや鉄道用モータ、風力発電機等の大型の回転電機にも永久磁石が使われており、特に永久磁石の機械的強度の面で優れたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）型の回転電機が使用されている。しかしながら、永久磁石に含まれる希土類金属が高価なため、永久磁石が大きくなることでコストアップの要因となる。また、永久磁石が高温の中に配置されると減磁の問題が生じ、さらに高価な希土類金属を含む磁石が必要となる。このため、冷却性能の優れたＩＰＭ型の回転電機が切望されている。

【0005】

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、冷却性能の優れたＩＰＭ型の回転電機の回転子及び回転電機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、回転電機の回転子であって、複数の鉄心ブロックを備えた回転子鉄心と、前記複数の鉄心ブロックの相互間に配置され、円板状のダクト板及び前記ダクト板上に放射状に配置された複数のダクトピースを備えたダクト部材と、前記鉄心ブロックに埋め込まれた複数の永久磁石と、前記ダクト板に形成され、前記永久磁石を挿通可能な複数の貫通孔と、を有する回転電機の回転子が適用される。

【0007】

また、本発明の別の観点によれば、固定子と、上記回転子と、前記回転子が固定されたシャフトと、を有する回転電機が適用される。

【0008】

また、本発明のさらに別の観点によれば、固定子と回転子を備えた回転電機であって、複数の鉄心ブロックを備えた回転子鉄心と、前記複数の鉄心ブロックの相互間に配置され、円板状のダクト板及び前記ダクト板上に放射状に配置された複数のダクトピースを備えたダクト部材と、前記鉄心ブロックに埋め込まれた複数の永久磁石と、前記ダクト板に形成され、前記永久磁石を挿通可能な複数の貫通孔と、前記ダクト部材により形成された通風ダクトの前記貫通孔の外周側の領域で両側の前記鉄心ブロックの端面を突っ張る手段と、を有する回転電機が適用される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、冷却性能の優れたＩＰＭ型の回転電機の回転子及び回転電機が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る回転電機及び空気冷却器の軸方向断面図である。

【図2】回転電機の回転子の上半部を表す軸方向断面図である。

【図3】図２のＡ−Ａ断面による回転子の横断面図である。

【図4】鉄心ブロックの端面が押圧力により通風ダクト内に膨らむように変形する様子を表す説明図である。

【図5】第１ダクトピースの傾斜部の変形例を表す説明図である。

【図6】永久磁石の外周側に導体の棒部材を貫通して設置する変形例における回転子の横断面図である。

【図7】Ｌ字状の傾斜部を有する第１ダクトピースと導体の棒部材を設置した変形例における回転子の横断面図である。

【図8】傾斜部を有さない第１ダクトピースと導体の棒部材を設置した変形例における回転子の横断面図である。

【図9】屋内配置用の空気冷却器の変形例を表す説明図である。

【図10】通風ダクトの位置を固定子と回転子とでずらす変形例における回転電機及び空気冷却器の軸方向断面図である。

【図11】棒部材の外周側に切り欠きを設ける変形例における回転子の横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

【0012】

＜回転電機及び空気冷却器の構成＞
まず、本実施形態に係る回転電機１及び空気冷却器５の構成について説明する。図１に示すように、回転電機１は、固定子３の内側に回転子２を備えたインナーロータ型の発電機である。回転電機１は、回転子２及び固定子３と、回転子２及び固定子３を収容した円筒状の本体フレーム４と、回転子２及び固定子３を冷却する空気冷却器５と、回転子２が固定されたシャフト１０と、を備えている。

【0013】

固定子３は、本体フレーム４の内周側に配置された固定子リブ４１に設けられる。固定子３と回転子２とは、半径方向に所定間隙を空けて配置されている。回転子２は回転子鉄心２０を備え、固定子３は固定子鉄心４０を備える。回転子２及び固定子３には、回転子鉄心２０及び固定子鉄心４０内を径方向に貫通する通風ダクト１８が設けられている。また、回転子鉄心２０の内周面側には、図３に示すように、周方向の複数個所にシャフト１０との間に軸方向の空気通路１９が設けられている。シャフト１０は、本体フレーム４の負荷側（図１中右側）に設けられた負荷側ブラケット１２ａに外輪が嵌合された負荷側軸受１３ａと、本体フレーム４の反負荷側（図１中左側）に設けられた反負荷側ブラケット１２ｂに外輪が嵌合された反負荷側軸受１３ｂとにより回転自在に支持されている。

【0014】

空気冷却器５は、シャフト１０の反負荷側の端部に取り付けられた外部ファン１４と、シャフト１０の反負荷側ブラケット１２ｂと回転子２との間に取り付けられた内部ファン１５と、本体フレーム４の上部に配置された複数本の冷却パイプ１６と、外部ファン１４の反負荷側に空気吸入口１７ａを有し、外部ファン１４から冷却パイプ１６の負荷側端部までを覆う冷却器フレーム１７とを備えている。

【0015】

空気冷却器５は、シャフト１０の回転により外部ファン１４及び内部ファン１５を回転させる。外部ファン１４は、空気吸入口１７ａから外部空気を取り入れて、取り入れた外部空気を冷却パイプ１６内に送り込む。また、内部ファン１５は、本体フレーム４内の内部空気を冷却風として空気通路１９（図３参照）内を通して負荷側から軸方向に吸引し、冷却風を遠心力によって空気通路１９から通風ダクト１８に送り込んで、通風ダクト１８内を径方向外側に向けて流し、回転子２及び固定子３を冷却する。回転子２及び固定子３を冷却した内部空気は、固定子３の径方向外側を本体フレーム４に沿って反負荷側に流れ、内部ファン１５により冷却パイプ１６の設置領域に送風される。これにより、内部空気は冷却パイプ１６内を流れる外部空気との熱交換により冷却されて、再び本体フレーム４内に循環される。

【0016】

以上のように、本実施形態の空気冷却器５は、外部より取り入れる外部空気と回転電機１を冷却する内部空気とを別系統とした冷却器であり、例えば屋外で使用する場合に適したものであるが、回転電機１の空気冷却器はこれに限定されるものではない。

【0017】

＜回転子の構成＞
図２及び図３に示すように、回転子２は、シャフト１０の軸方向に配列された複数の鉄心ブロック２１を有する上記回転子鉄心２０と、鉄心ブロック２１の相互間に配置された複数のダクト部材２２と、各鉄心ブロック２１に埋め込まれた複数の永久磁石２３とを備える。永久磁石２３は、ダクト部材２２を軸方向に貫通して鉄心ブロック２１内に挿入される。

【0018】

複数の鉄心ブロック２１及びダクト部材２２は、シャフト１０の周囲を囲む環状に形成される。図３に示すように、シャフト１０には、周方向の複数箇所（図３に示す例では例えば９０°間隔の４箇所）に軸方向のシャフトリブ２４が立設される。このシャフトリブ２４により、鉄心ブロック２１及びダクト部材２２とシャフト１０との間に、軸方向の上記空気通路１９が形成される。また図２に示すように、複数の鉄心ブロック２１及びダクト部材２２は、シャフトリブ２４の外周に設けられた２つの締め金２５によって軸方向内側に押圧された状態で、シャフトリブ２４を介してシャフト１０に固定されている。シャフトリブ２４とダクト部材２２との間には、シャフト１０に対しダクト部材２２を周り止めするためのキー２６が設けられている。

【0019】

＜ダクト部材の構成＞
ダクト部材２２は、例えばオーステナイト系ＳＵＳ等の非磁性体で構成されている。図３に示すように、ダクト部材２２は、円板状のダクト板２８と、ダクト板２８の一方側（負荷側又は反負荷側）の面上に放射状に配置された複数の第１ダクトピース３０Ａ，３０Ｂ及び第２ダクトピース２９とを備える。ダクト部材２２は、複数の鉄心ブロック２１の相互間に配置され、複数の鉄心ブロック２１の相互間に上記通風ダクト１８を形成している。

【0020】

ダクト板２８の外周部には、永久磁石２３を挿通可能な複数の貫通孔３１が設けられている。複数の貫通孔３１は、軸方向から見て実質的にＶ字状に配置された一対の永久磁石２３を１組として複数組の永久磁石２３が周方向に沿って配列されるように、ダクト板２８の外周部に設けられている。

【0021】

第１ダクトピース３０Ａ，３０Ｂは、周方向において複数の貫通孔３１の相互間に位置し、ダクト板２８の内周側の縁部近傍から半径方向に沿って外周側の縁部近傍まで延びるように設置される。第２ダクトピース２９は、周方向において貫通孔３１と同じ領域に位置し、ダクト板２８の内周側の縁部近傍から半径方向に沿って貫通孔３１の内周側まで延びるように設置される。つまり、第２ダクトピース２９は、第１ダクトピース３０Ａ，３０Ｂよりも短く形成される。そして、複数の第１ダクトピース３０Ａ，３０Ｂのうち、Ｖ字状に配置された一対の貫通孔３１の間に位置する第１ダクトピース３０Ａは、貫通孔３１の外周側の領域において２つの傾斜部３０ａを有する。２つの傾斜部３０ａは、半径方向に対して周方向一方側及び他方側の各々に向けて（この例では直角以下の角度で）傾斜しており、その結果、第１ダクトピース３０Ａは半径方向外側が拡開してＹ字状に形成されている。

【0022】

なお、複数の第１ダクトピース３０Ａは、上記Ｙ字状の拡開部を形成するために２つの板部材を併設して構成されているが、これに限定するものではなく、他のダクトピースと同様に１つの板部材で構成してもよい。この場合、先端の拡開部を別の板部材で形成すればよい。

【0023】

一方、複数の第１ダクトピース３０Ａ，３０Ｂのうち、Ｖ字状に配置された一対の貫通孔３１と他の一対の貫通孔３１との間に位置する第１ダクトピース３０Ｂは、傾斜部を備えておらず、ダクト板２８の内周側の縁部近傍から半径方向に沿って外周側の縁部近傍まで直線的に延びるように設置される。これにより、通風抵抗の増大を抑制し、冷却風を通風ダクト１８から径方向外側に向けて円滑に流出させることができる。なお、以下において第１ダクトピース３０Ａと３０Ｂの区別が不要なときは、単に「第１ダクトピース３０」又は「ダクトピース３０」と略記する。

【0024】

なお、詳細な説明は省略するが、固定子３は、固定子鉄心４０に備えられた複数の鉄心ブロックに、永久磁石の設置がなく固定子コイル４２が巻回される点を除き、上述の回転子鉄心２０と同様に構成されている。すなわち、固定子鉄心４０は固定子リブ４１に軸方向の空気通路を形成するように取り付けられており、固定子鉄心４０の複数の鉄心ブロックの相互間にダクト部材が配置され、固定子鉄心４０内を径方向に貫通する通風ダクト１８が形成される。

【0025】

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の回転電機１は、複数の永久磁石２３がダクト部材２２を軸方向に貫通して鉄心ブロック２１に埋め込まれた、いわゆるＩＰＭ型の回転電機である。

【0026】

そして、回転電機１の回転子２は、複数の鉄心ブロック２１の相互間に配置されたダクト部材２２を有する。ダクト部材２２は、円板状のダクト板２８と、このダクト板２８上に放射状に配置された複数のダクトピース２９，３０とを備えており、複数の鉄心ブロック２１の相互間に通風ダクト１８を形成する。これにより、シャフト１０の外周面と回転子鉄心２０の内周面との間の空気通路１９を軸方向に流通した冷却風を、遠心力によって通風ダクト１８内を径方向外側に向けて流通させることができる。このとき、ダクト板２８やダクトピース２９，３０が放熱面として機能するのみならず、ダクトピース２９，３０のファン作用により強制的に冷却風を流通させることができるので、回転子２を効果的に冷却できる。したがって、冷却性能の優れたＩＰＭ型の回転電機１を実現することができる。

【0027】

なお、通風ダクトを有するＩＰＭ型の回転電機の構成としては、例えばダクト部材２２に磁石挿入用の貫通孔が設けられておらず、ダクト部材２２の配設部分で分断された複数の永久磁石を各鉄心ブロック２１に埋設した構成が考えられる。このような構成では、各鉄心ブロック２１ごとに永久磁石２３を挿入する必要がある。これに対し、本実施形態の回転電機１では永久磁石２３を挿入するための貫通孔３１をダクト部材２２に貫通して設けるので、複数の鉄心ブロック２１を含む回転子鉄心２０全体の積層後に永久磁石２３を挿入することができる。したがって、回転子２の製造工程を簡略化できる。

【0028】

また、本実施形態では特に、ダクト部材２２のダクト板２８に複数の貫通孔３１が形成されており、この貫通孔３１を貫通して永久磁石２３が挿入される。このため、ダクト部材２２は挿入される永久磁石２３とダクトピース２９，３０との干渉を防止する必要がある。

【0029】

そこで、本実施形態では、周方向において複数の貫通孔３１の相互間に位置する第１ダクトピース３０については、半径方向に沿ってダクト板２８の内周側の縁部近傍から外周側の縁部近傍まで延びるように設置し、それ以外の周方向において貫通孔３１と同じ領域に位置する第２ダクトピース２９については、半径方向に沿ってダクト板２８の内周側の縁部近傍から貫通孔３１の内周側まで延びるように設置する。これにより、挿入される永久磁石２３とダクトピース２９，３０との干渉を防止しつつ、通風ダクト１８の形成に必要な最低限のダクトピースを配置することができる。

【0030】

また、本実施形態では特に、第１ダクトピース３０Ａは、貫通孔３１の外周側の領域で半径方向に対して傾斜した傾斜部３０ａを有する。これにより、次の効果を得る。すなわち、前述のように、複数の鉄心ブロック２１の相互間にダクト部材２２が配置された回転子鉄心２０は、両端部を締め金２５等の押さえ部材により押圧しつつ固定される。このため、ダクト部材２２を挟む両側の鉄心ブロック２１は相互に近づく方向に押圧されているが、ダクト部材２２のダクトピース２９，３０が突っ張り部材となり、各鉄心ブロック２１における積層された電磁鋼板の間隔が保持される。

【0031】

しかしながら、ダクト部材２２の周方向における貫通孔３１と同じ領域では、第２ダクトピース２９が貫通孔３１の内周側までしか延ばせないので、貫通孔３１の外周側はダクトピースが設置されない。このため、貫通孔３１の外周側の領域では、突っ張り部材の不在により、図４に示すように、鉄心ブロック２１の端面２１ａが上記押圧力により通風ダクト１８内に膨らむように変形する可能性がある。この場合、積層された電磁鋼板の間隔に開きが生じ、回転振動による電磁鋼板の破損を招く可能性がある。

【0032】

本実施形態では、第１ダクトピース３０Ａが、貫通孔３１の外周側の領域で半径方向に対して傾斜した傾斜部３０ａを有するので、第１ダクトピース３０Ａの傾斜部３０ａを上記変形の可能性がある領域に向かって延びるように設置することができる。その結果、突っ張り部材が不在の領域を縮小できるので、上記鉄心ブロック２１の端面の変形を防止することができる。つまり、第１ダクトピース３０Ａは、ダクト部材により形成された通風ダクトの貫通孔３１の外周側の領域で両側の鉄心ブロックの端面を突っ張る手段の一例である。

【0033】

また、本実施形態では特に、第１ダクトピース３０Ａが、半径方向に対して周方向一方側及び他方側の各々に向けて傾斜した２つの傾斜部３０ａを有する。これにより、２つの傾斜部３０ａを、周方向において第１ダクトピース３０Ａの両側に位置する貫通孔３１の各々の外周側の領域に向かって延びるように設置することができる。その結果、突っ張り部材が不在の領域をさらに縮小することができるので、上記鉄心ブロック２１の端面の変形防止効果をより高めることができる。なお、本実施形態のように第１ダクトピース３０Ａの外周側の端部がＹ字型となるように２つの傾斜部３０ａを設けることにより、（例えばＴ字型とする場合よりも）通風抵抗を低減できる効果もある。

【0034】

また、本実施形態では特に、ダクト部材２２が非磁性体で構成される。これにより、永久磁石２３の漏れ磁束が発生するのを防止することができる。

【0035】

また、本実施形態では特に、軸方向から見て実質的にＶ字状に配置された一対の永久磁石２３が、回転子鉄心２０の周方向に沿って複数組配置される。複数の永久磁石２３をこのようなＶ字状の配置とすることにより、隣接する永久磁石２３の磁力を回転子２の外周部に集中させ、固定子３での鎖交磁束密度の高密度化を図ることができる。

【0036】

＜変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。

【0037】

（１）第１ダクトピースの傾斜部をＴ字状等に形成する場合
上記実施形態では、第１ダクトピース３０Ａを、貫通孔３１の外周側の領域において半径方向に対して周方向一方側及び他方側に向けて直角以下の角度で各々傾斜した２つの傾斜部３０ａを有するＹ字状に形成したが、傾斜部３０ａの形状はこれに限定されない。第１ダクトピース３０Ａの傾斜部３０ａの変形例の一例を図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す。

【0038】

図５（ａ）に示す場合は、傾斜部３０ａが貫通孔３１の外周側の領域において半径方向に対して周方向一方側及び他方側に向けて直角に傾斜されることで、第１ダクトピース３０Ａの外周側先端が実質的にＴ字状に形成されている。図５（ｂ）に示す場合は、傾斜部３０ａが貫通孔３１の外周側の領域において半径方向に対して周方向一方側又は他方側に向けて直角に傾斜されることで、第１ダクトピース３０Ａの外周側先端が実質的にＬ字状に形成されている。

【0039】

第１ダクトピース３０Ａの外周側先端の形状が図５（ａ）及び図５（ｂ）のいずれの場合であっても、貫通孔３１の外周側の領域に傾斜部３０ａを延びるように設置できるので、上記実施形態と同様、鉄心ブロック２１に対する突っ張り部材が不在の領域を縮小でき、鉄心ブロック２１の端面の変形を防止することができる。

【0040】

（２）永久磁石の外周側に導体の棒部材を貫通して設置する場合
本変形例の一例を図６に示す。図６に示すように、本変形例では、回転子鉄心２０内における各組の永久磁石２３の外周側の領域に、複数の鉄心ブロック２１及びダクト部材２２を軸方向に貫通した導体で構成された複数（この例では一対の永久磁石２３の各組ごとに３本。但し本数は限定されない）の棒部材３３が配置されている。棒部材３３は、第１ダクトピース３０Ａの２つの傾斜部３０ａの周方向両側及びその中間部近傍にそれぞれ位置している。これら複数の棒部材３３は、その軸方向端部がそれぞれ図示しない短絡片によって電気的に接続されており、回転電機１の運転中に何らかの原因で回転速度が不安定となった場合に、制動トルクを発生させ、回転速度を安定化させるいわゆる制動巻線として機能する。

【0041】

棒部材３３は、複数の鉄心ブロック２１及びダクト部材２２に対し貫通した状態で、例えば接着剤により固定される。つまり、本変形例では、ダクトピース２９，３０に加えて複数の棒部材３３についても突っ張り部材として機能させることができるので、鉄心ブロック２１の端面の変形防止効果をより高めることができる。つまり、棒部材３３は、ダクト部材により形成された通風ダクトの貫通孔３１の外周側の領域で両側の鉄心ブロックの端面を突っ張る手段の一例である。

【0042】

また本変形例によれば、固定子３と回転子２とのギャップ間の磁束密度に高調波成分が含まれる場合、回転子２の表面に渦電流を誘起し、発熱による渦電流損が生じる可能性があるが、電流が棒部材３３に流れることにより、渦電流損を低減することが可能である。

【0043】

また、回転電機１において何らかの原因で三相突発短絡が生じた場合、定格電流の数倍の電流が流れ、その大電流により永久磁石２３が減磁する可能性があるが、電流が棒部材３３に流れることにより、永久磁石２３の減磁を軽減することが可能である。

【0044】

（３）Ｌ字状の傾斜部と導体の棒部材とを組み合わせた場合
本変形例の一例を図７に示す。本変形例では、図７に示すように、ダクト部材２２の第１ダクトピース３０Ａは、貫通孔３１の外周側の領域において半径方向に対して周方向一方側に向けて直角に傾斜した傾斜部３０ａを有しており、外周側の先端が略Ｌ字状に形成される。また、各組の永久磁石２３の外周側の領域に、複数の鉄心ブロック２１及びダクト部材２２を軸方向に貫通した導体で構成された１本（複数でもよい）の棒部材３３が配置されている。棒部材３３は、貫通孔３１の外周側の領域におけるＬ字状の傾斜部３０ａの延出方向とは反対側に配置されている。

【0045】

本変形例によっても、第１ダクトピース３０Ａの傾斜部３０ａ及び棒部材３３が突っ張り部材となり、鉄心ブロック２１の端面の変形を防止することができる。また、回転電機１の回転速度を安定化させる等の制動巻線の機能も発揮させることができる。

【0046】

（４）傾斜部を有しない第１ダクトピースと導体の棒部材とを組み合わせた場合
本変形例の一例を図８に示す。本変形例では、図８に示すように、ダクト部材２２の第１ダクトピース３０Ａは、Ｖ字状に配置された一対の永久磁石２３（貫通孔３１）の間に位置し、傾斜部を備えずに半径方向にダクト板２８の外周側の縁部近傍まで直線的に延びている。また、各組の永久磁石２３の外周側の領域には、複数の鉄心ブロック２１及びダクト部材２２を軸方向に貫通した導体で構成された複数（この例では２本。但し３本以上としてもよい）の棒部材３３が配置されている。棒部材３３は、第１ダクトピース３０Ａの周方向両側に配置されている。

【0047】

本変形例によっても、第１ダクトピース３０Ａ及び棒部材３３が突っ張り部材となり、鉄心ブロック２１の端面の変形を防止することができる。また、制動巻線の機能も発揮させることができる。

【0048】

（５）屋内配置用の回転電機の場合
上記実施形態では、屋外配置に適した空気冷却器５を用いる場合を一例として説明したが、屋内配置用の空気冷却器を用いてもよい。本変形例の一例を図９に示す。本変形例の空気冷却器５Ａは、図１に示す外部ファン１４及び冷却パイプ１６を具備しておらず、シャフト１０に取り付けられた内部ファン１５を用いて、本体フレーム４内に外部空気を直接取り入れる。そして、空気冷却器５Ａは、取り入れた外部空気を冷却風として回転子２及び固定子３を冷却し、冷却後の空気は本体フレーム４から外部に排気する。

【0049】

図９に示すように、回転子２及び固定子３を収容した本体フレーム４の外周面には、負荷側及び反負荷側の位置に、空気吸入口３５ａ及び３５ｂが設けられている。また、本体フレーム４の上部には排気塔３６が設けられている。なお、図示は省略するが、本変形例の回転電機１では、内部ファン１５がシャフト１０の回転子２の軸方向両側に配置されている。それ以外の回転電機１の構成は、前述の実施形態と同様である。

【0050】

空気冷却器５Ａは、本体フレーム４内でシャフト１０の負荷側及び反負荷側の位置に取り付けられた内部ファン１５が回転することにより、空気吸入口３５ａ及び３５ｂから外部の空気を取り入れる。そして、空気冷却器５Ａは、取り入れた空気を冷却風として空気通路１９内を通して軸方向に吸引し、冷却風を遠心力によって空気通路１９から通風ダクト１８に送り込んで、通風ダクト１８内を径方向外側に向けて流し、回転子２及び固定子３を冷却する。冷却後の空気は、通風ダクト１８から排気塔３６に流入し、排気塔３６から外部に排気される。このように、空気冷却器５Ａは、外部の空気を直接回転電機１の冷却に使用するので、例えば屋内で使用する場合に適している。

【0051】

本変形例の空気冷却器５Ａは、外部の空気を直接回転電機１の冷却に使用するので、冷却器フレーム１７や外部ファン１４、冷却パイプ１６等が不要となり、装置を小型化することができる。

【0052】

（６）通風ダクトの位置を固定子と回転子でずらす場合
上記実施形態では、図１に示すように、通風ダクト１８の位置を固定子３と回転子２とで一致させる場合を一例として説明したが、必ずしも一致させる必要はない。例えば図１０に示すように、通風ダクト１８の位置を固定子３と回転子２とでずれた位置としてもよい。

【0053】

（７）導体の棒部材の外周に切り欠きを設ける場合
例えば図１１に示すように、回転子鉄心２０内における各組の永久磁石２３の外周側の領域に導体で構成された複数の棒部材３３を設置する場合に、各棒部材３３の外周側に切り欠き３７を形成してもよい。この切り欠き３７は、回転子鉄心２０に棒部材３３の挿通孔を打ち抜いて形成する際に併せて形成すればよい。

【0054】

（８）その他
以上では、回転電機が発電機である場合を一例として説明したが、本実施形態は、回転電機がモータである場合にも適用することができる。

【0055】

また、以上の説明における「直角」とは、厳密な意味での垂直ではない。すなわち、「直角」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に直角」という意味である。

【0056】

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

【0057】

その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

【符号の説明】

【0058】

１ 回転電機
１Ａ 回転電機
２ 回転子
３ 固定子
１０ シャフト
１８ 通風ダクト
２０ 回転子鉄心
２１ 鉄心ブロック
２２ ダクト部材
２３ 永久磁石
２８ ダクト板
２９ 第２ダクトピース（ダクトピース）
３０Ａ 第１ダクトピース（ダクトピース、突っ張る手段）
３０Ｂ 第１ダクトピース（ダクトピース）
３０ａ 傾斜部
３１ 貫通孔
３３ 棒部材（突っ張る手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】