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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-24
(45)【発行日】2025-01-08
(54)【発明の名称】磁気ギアード回転機械、発電システム、および磁極片回転子
(51)【国際特許分類】
H02K 16/02 20060101AFI20241225BHJP
F16H 49/00 20060101ALI20241225BHJP
【ＦＩ】
H02K16/02
F16H49/00 A
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2021058461
(22)【出願日】2021-03-30
(65)【公開番号】P2022155119
(43)【公開日】2022-10-13
【審査請求日】2024-02-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】508317402
【氏名又は名称】マグノマティックス リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＭＡＧＮＯＭＡＴＩＣＳ ＬＩＭＩＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】Ｐａｒｋ Ｈｏｕｓｅ， Ｂｅｒｎａｒｄ Ｒｏａｄ， Ｓｈｅｆｆｉｅｌｄ， Ｓｏｕｔｈ Ｙｏｒｋｓｈｉｒｅ Ｓ２ ５ＢＱ Ｇｒｅａｔ Ｂｒｉｔａｉｎ
(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】池見 健
(72)【発明者】
【氏名】松下 崇俊
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 幹人
(72)【発明者】
【氏名】カルバリー、 スチュアート
(72)【発明者】
【氏名】パウエル、 デビッド
【審査官】尾家 英樹
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１９３６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２０５３４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／１１４３６８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２６９７７０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｋ １６／０２
Ｆ１６Ｈ ４９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
周方向に並ぶように配置される複数の固定子磁石を含む固定子と、前記周方向に並ぶように配置され、磁極数が前記複数の固定子磁石よりも少ない複数の回転子磁石を含む回転子と、
前記固定子と前記回転子との間の径方向位置において前記周方向に並ぶように配置される複数の磁極片を含む磁極片回転子と、
を備える磁気ギアード回転機械であって、
各々の前記磁極片は、前記磁気ギアード回転機械の径方向断面において、
第１エアギャップを隔てて前記回転子と対向する前記磁極片の第１面、及び、第２エアギャップを隔てて前記固定子と対向する前記磁極片の第２面を形成する外側縁と、
前記外側縁に囲まれるように径方向にて前記第１面と前記第２面との間に位置し、前記磁極片の内部の１以上の空隙を画定する１以上の内側縁と、
を含み、
前記径方向断面において、前記第１面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第１距離は、前記第２面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第２距離よりも短い
磁気ギアード回転機械。
【請求項2】
各々の前記磁極片は、前記磁気ギアード回転機械の軸方向に積層された複数の電磁鋼板を含み、前記内側縁は、前記径方向断面において前記空隙を挟んで対向する一対の直線部を含み、
前記一対の直線部間の前記空隙の幅は、各々の前記電磁鋼板の厚さの４倍以下である
請求項１に記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項3】
各々の前記磁極片は、前記磁気ギアード回転機械の軸方向に積層された複数の電磁鋼板を含み、前記内側縁は、前記径方向断面において前記空隙を挟んで対向する一対の直線部を含み、
前記一対の直線部間の前記空隙の幅は、各々の前記電磁鋼板の厚さの２倍以上である
請求項１または２に記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項4】
前記第１距離が、前記回転子から前記外側縁までの最短の径方向距離よりも短い請求項１から３のいずれかに記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項5】
各々の前記磁極片は、前記内側縁により画定される前記空隙の少なくとも一部を形成する１以上のスリットを含む請求項１から４のいずれかに記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項6】
前記スリットは、前記第１面に開口する１以上の開口スリットを含む請求項５に記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項7】
前記磁極片回転子は、前記複数の磁極片を挟んで軸方向の両側にそれぞれ位置する一対のエンドリングと、
前記一対のエンドリング間で前記軸方向に延びる複数の連結バーと
を備え、
各々の前記連結バーは、前記空隙の一部として各々の前記磁極片に形成される軸方向孔内に配置される
請求項１から６のいずれかに記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項8】
各々の前記磁極片は、前記内側縁により画定される前記空隙の少なくとも一部を形成する１以上のスリットを含み、前記スリットは、前記軸方向孔に連通する１以上の連通スリットを含む請求項７に記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項9】
前記連通スリットは、前記第１面に開口し、前記スリットは、前記連通スリットから前記周方向にてずれた位置で前記第１面に開口する１以上の開口スリットを含む請求項８に記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項10】
前記スリットは、１つの前記連通スリットを挟んで互いに対称な位置に配置される２つの前記開口スリットを含む請求項９に記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項11】
前記連通スリットは、前記第１面に開口する第１連通スリットと、
前記第１連通スリットに対して前記周方向にてずれた位置、且つ前記第１面に対して前記径方向にてずれた位置に配置される１以上の第２連通スリットと
を含む請求項８に記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項12】
前記連通スリットは、１つの前記第１連通スリットを挟んで互いに対称な位置に配置される２つの前記第２連通スリットを含む請求項１１に記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項13】
前記スリットは、前記軸方向孔に対して前記周方向にてずれた位置に配置され、前記周方向における前記磁極片の端面に開口する１以上の端面開口スリットをを含む請求項８に記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項14】
前記スリットは、１つの前記連通スリットを挟んで互いに対称な位置に配置される２つの前記端面開口スリットを含む請求項１３に記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項15】
各々の前記磁極片は、前記磁気ギアード回転機械の軸方向における全範囲にわたって、前記空隙を画定する前記内側縁を含む請求項１から１４のいずれかに記載の磁気ギアード回転機械。
【請求項16】
原動機と、前記原動機からの入力によって駆動されて発電するための磁気ギア発電機としての、請求項１から１５のいずれかに記載の磁気ギアード回転機械と
を備える発電システム。
【請求項17】
周方向に並ぶように配置された複数の磁極片と、複数の前記磁極片と前記周方向に交互に配置される複数のホルダと
を備え、
前記磁極片は、径方向断面において、
径方向の一方側を向く第１面、及び、前記径方向の他方側を向く第２面を形成する外側縁と、
前記外側縁に囲まれるように前記径方向にて前記第１面と前記第２面との間に位置し、前記磁極片の内部の１以上の空隙を画定する１以上の内側縁と、
を含み、
前記径方向断面において、前記第１面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第１距離は、前記第２面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第２距離よりも短い
磁極片回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、磁気ギアード回転機械、発電システム、および磁極片回転子に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、２つの回転子の間で回転数を変換してトルクを伝達する磁気ギアード回転機械が公知である。例えば、特許文献１で開示される磁気ギアード回転機械は、径方向内側から順に、複数の永久磁石を支持する内部回転子、複数の磁極片を含む外部回転子、および固定子を備える。固定子には、複数の巻線と複数の固定子磁石とが設けられる。巻線で流れる三相交流に応じて生じる回転磁界によって内部回転子が回転すると、内部回転子の永久磁石で生じる磁束が磁極片によって変調される。変調された磁場と固定子磁石の磁場とによって、外部回転子は回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第５６４３８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
磁気ギアード回転機械の稼働時、軸方向に流れる磁束が磁極片を通過すると、磁極片では渦電流が流れる結果、渦電流損失が発生する。渦電流損失を低減させるための対策が求められるが、この対策が複数の固定子磁石における磁路になるべく影響を与えないことが好ましい。
【0005】
本開示は、固定子磁石の磁路への影響を抑制しつつ、渦電流損失を低減できる磁気ギアード回転機械、発電システム、磁極片回転子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】
本発明の少なくとも一実施形態に係る磁気ギアード回転機械は、
周方向に並ぶように配置される複数の固定子磁石を含む固定子と、
前記周方向に並ぶように配置され、磁極数が前記複数の固定子磁石よりも少ない複数の回転子磁石を含む回転子と、
前記固定子と前記回転子との間の径方向位置において前記周方向に並ぶように配置される複数の磁極片を含む磁極片回転子と、
を備える磁気ギアード回転機械であって、
各々の前記磁極片は、前記磁気ギアード回転機械の径方向断面において、
第１エアギャップを隔てて前記回転子と対向する前記磁極片の第１面、及び、第２エアギャップを隔てて前記固定子と対向する前記磁極片の第２面を形成する外側縁と、
前記外側縁に囲まれるように径方向にて前記第１面と前記第２面との間に位置し、前記磁極片の内部の１以上の空隙を画定する１以上の内側縁と、
を含み、
前記径方向断面において、前記第１面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第１距離は、前記第２面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第２距離よりも短い。
周方向に並ぶように配置される複数の固定子磁石を含む固定子と、
前記周方向に並ぶように配置され、磁極数が前記複数の固定子磁石よりも少ない複数の回転子磁石を含む回転子と、
前記固定子と前記回転子との間の径方向位置において前記周方向に並ぶように配置される複数の磁極片を含む磁極片回転子と、
を備える磁気ギアード回転機械であって、
各々の前記磁極片は、前記磁気ギアード回転機械の径方向断面において、
第１エアギャップを隔てて前記回転子と対向する前記磁極片の第１面、及び、第２エアギャップを隔てて前記固定子と対向する前記磁極片の第２面を形成する外側縁と、
前記外側縁に囲まれるように径方向にて前記第１面と前記第２面との間に位置し、前記磁極片の内部の１以上の空隙を画定する１以上の内側縁と、
を含み、
前記径方向断面において、前記第１面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第１距離は、前記第２面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第２距離よりも短い。
【0007】
本発明の少なくとも一実施形態に係る発電システムは、
原動機と、
前記原動機からの入力によって駆動されて発電するための磁気ギア発電機としての上記磁気ギアード回転機械と
を備える。
原動機と、
前記原動機からの入力によって駆動されて発電するための磁気ギア発電機としての上記磁気ギアード回転機械と
を備える。
【0008】
本発明の少なくとも一実施形態に係る磁極片回転子は、
周方向に並ぶように配置された複数の磁極片と、
複数の前記磁極片と前記周方向に交互に配置される複数のホルダと
を備え、
前記磁極片は、径方向断面において、
径方向の一方側を向く第１面、及び、前記径方向の他方側を向く第２面を形成する外側縁と、
前記外側縁に囲まれるように前記径方向にて前記第１面と前記第２面との間に位置し、前記磁極片の内部の１以上の空隙を画定する１以上の内側縁と、
を含み、
前記径方向断面において、前記第１面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第１距離は、前記第２面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第２距離よりも短い。
周方向に並ぶように配置された複数の磁極片と、
複数の前記磁極片と前記周方向に交互に配置される複数のホルダと
を備え、
前記磁極片は、径方向断面において、
径方向の一方側を向く第１面、及び、前記径方向の他方側を向く第２面を形成する外側縁と、
前記外側縁に囲まれるように前記径方向にて前記第１面と前記第２面との間に位置し、前記磁極片の内部の１以上の空隙を画定する１以上の内側縁と、
を含み、
前記径方向断面において、前記第１面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第１距離は、前記第２面と前記空隙との間の前記径方向における最短距離である第２距離よりも短い。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、固定子磁石の磁路への影響を抑制しつつ、渦電流損失を低減できる磁気ギアード回転機械、発電システム、磁極片回転子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1A】一実施形態に係る磁気ギアード回転機械を示す概略図である。
【図1B】他の実施形態に係る磁気ギアード回転機械を示す概略図である。
【図2】一実施形態に係る磁気ギアード回転機械の径方向断面図である。
【図3】一実施形態に係る磁極片回転子の斜視図である。
【図4A】一実施形態に係る磁極片を示す断面図である。
【図4B】他の実施形態に係る磁極片を示す断面図である。
【図4C】他の実施形態に係る磁極片を示す断面図である。
【図4D】他の実施形態に係る磁極片を示す断面図である。
【図4E】他の実施形態に係る仕切部材を示す断面図である。
【図4F】他の実施形態に係る仕切部材を示す断面図である。
【図4G】他の実施形態に係る仕切部材を示す断面図である。
【図5】一実施形態に係る渦電流損失の低減効果を示す図ある。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して本発明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、本発明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。
【0012】
（磁気ギアード回転機械の概要）
図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、磁気ギアード回転機械の例を示す概略図である。ここで、図１Ａ及び図１Ｂにおいて、「軸方向」は磁気ギアード回転機械１０の磁極片回転子３０および回転子４０の回転軸（rotational axis）に平行な方向であり、「径方向」は磁極片３２および回転子４０の回転軸（rotational axis）に直交する方向である。
一実施形態では、図１Ａに示すように、磁気ギアード回転機械１０は、原動機２からの入力によって駆動されて発電するための磁気ギアード発電機１０Ａである。磁気ギアード発電機１０Ａは、発電により生成した電力Ｐを例えば電力系統であってもよい電力供給先４に向けて供給するように構成される。
他の実施形態では、図１Ｂに示すように、磁気ギアード回転機械１０は、例えば電力系統であってもよい電力供給源６からの電力Ｐの供給を受けて、回転機械８を駆動するように構成される磁気ギアードモータ１０Ｂである。
図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、磁気ギアード回転機械の例を示す概略図である。ここで、図１Ａ及び図１Ｂにおいて、「軸方向」は磁気ギアード回転機械１０の磁極片回転子３０および回転子４０の回転軸（rotational axis）に平行な方向であり、「径方向」は磁極片３２および回転子４０の回転軸（rotational axis）に直交する方向である。
一実施形態では、図１Ａに示すように、磁気ギアード回転機械１０は、原動機２からの入力によって駆動されて発電するための磁気ギアード発電機１０Ａである。磁気ギアード発電機１０Ａは、発電により生成した電力Ｐを例えば電力系統であってもよい電力供給先４に向けて供給するように構成される。
他の実施形態では、図１Ｂに示すように、磁気ギアード回転機械１０は、例えば電力系統であってもよい電力供給源６からの電力Ｐの供給を受けて、回転機械８を駆動するように構成される磁気ギアードモータ１０Ｂである。
【0013】
図１Ａに示す実施形態では、磁気ギアード発電機１０Ａは、発電システム１の一部を構成する。発電システム１は、例えば、風力発電システムや潮流発電システムのような再生可能エネルギー発電システムであってもよい。発電システム１が風力発電システムである場合、原動機２は風車ロータである。発電システム１が潮流発電システムである場合、原動機２は水車ロータである。
磁気ギアード発電機１０Ａは、固定子磁石２２及び固定子巻線２４を含む固定子２０と、磁極片３２を含む磁極片回転子３０と、回転子磁石４２を含む回転子４０とを備える。図１Ａに示す例では、固定子２０は、軸受Ｂ１を介して原動機２の回転シャフト３を支持するハウジング２１の内部に配置される。磁極片回転子３０は、原動機２の回転シャフト３とともに回転するように構成される。磁極片回転子３０の磁極片３２は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板３５を含む。磁極片回転子３０は、磁極片３２の軸方向両端にそれぞれ設けられるエンドリング３４を含み、各々のエンドリング３４が回転シャフト３に連結される。回転子４０は、回転子磁石４２の軸方向両端にそれぞれ設けられるエンドプレート４４を含む。各々のエンドプレート４４は、回転子４０が回転シャフト３及び磁極片回転子３０よりも高速で回転することを許容するように、軸受Ｂ２を介して回転シャフト３（又は回転シャフト３とともに回転する磁極片回転子３０）に取り付けられる。回転子４０は、磁極片３２及びエンドリング３４を含む磁極片回転子３０と回転シャフト３とによって囲まれる領域内に設けられる。
なお、図１Ａに示す実施形態では、磁気ギアード発電機１０Ａは、径方向の内側に向かって、固定子２０、磁極片回転子３０、及び回転子４０の順に配置された構成を有する。別の実施形態では、磁気ギアード発電機１０Ａは、径方向の内側に向かって、回転子４０、磁極片回転子３０、及び固定子２０の順に配置された構成を有する。この場合、円筒状の回転シャフト３の径方向内側に、回転子４０、磁極片回転子３０及び固定子２０が配置される。
磁気ギアード発電機１０Ａは、固定子磁石２２及び固定子巻線２４を含む固定子２０と、磁極片３２を含む磁極片回転子３０と、回転子磁石４２を含む回転子４０とを備える。図１Ａに示す例では、固定子２０は、軸受Ｂ１を介して原動機２の回転シャフト３を支持するハウジング２１の内部に配置される。磁極片回転子３０は、原動機２の回転シャフト３とともに回転するように構成される。磁極片回転子３０の磁極片３２は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板３５を含む。磁極片回転子３０は、磁極片３２の軸方向両端にそれぞれ設けられるエンドリング３４を含み、各々のエンドリング３４が回転シャフト３に連結される。回転子４０は、回転子磁石４２の軸方向両端にそれぞれ設けられるエンドプレート４４を含む。各々のエンドプレート４４は、回転子４０が回転シャフト３及び磁極片回転子３０よりも高速で回転することを許容するように、軸受Ｂ２を介して回転シャフト３（又は回転シャフト３とともに回転する磁極片回転子３０）に取り付けられる。回転子４０は、磁極片３２及びエンドリング３４を含む磁極片回転子３０と回転シャフト３とによって囲まれる領域内に設けられる。
なお、図１Ａに示す実施形態では、磁気ギアード発電機１０Ａは、径方向の内側に向かって、固定子２０、磁極片回転子３０、及び回転子４０の順に配置された構成を有する。別の実施形態では、磁気ギアード発電機１０Ａは、径方向の内側に向かって、回転子４０、磁極片回転子３０、及び固定子２０の順に配置された構成を有する。この場合、円筒状の回転シャフト３の径方向内側に、回転子４０、磁極片回転子３０及び固定子２０が配置される。
【0014】
上述の磁気ギアード発電機１０Ａは、磁気ギアと発電機とを一体化したものであり、高調波型磁気ギア原理および電磁誘導を利用することで、原動機２からの機械的入力を電力に変換するものである。
例えば、磁気ギアード発電機１０Ａにおける発電は以下の原理により行われてもよい。原動機２の回転シャフト３とともに回転する磁極片回転子（低速ロータ）３０の磁極片３２によって、固定子磁石２２の磁束が変調され、変調された磁場から回転子磁石４２が磁力を受けて回転子（高速ロータ）４０が回転する。このとき、磁極片回転子３０に対する回転子４０の回転数の比（増速比）は、回転子磁石４２の極対数ＮＨに対する磁極片３２の磁極数ＮＬの比（＝ＮＬ／ＮＨ）で表される。回転子４０が回転することで、電磁誘導によって固定子巻線２４に電流が発生する。なお、磁極片３２の磁極数ＮＬは、固定子磁石２２の極対数ＮＳよりも多い。
磁気ギアード発電機１０Ａの稼働時、磁気ギアード発電機１０Ａの内部では、ＮＨ次の磁束（主磁束）、及び、ＮＨ次よりも高次な高調波磁束（例えば、ＮＨ＋ＮＳ次の磁束）など種々の磁束が生じ得る。これらの磁束の一部は、例えば固定子磁石２２を避けるために、磁極片３２を軸方向に通過する漏れ磁束Ｌｆになる。漏れ磁束Ｌｆが生じると、各電磁鋼板３５では、面内方向に渦電流が発生し得る。磁極片３２のうち例えば軸方向両端部にある電磁鋼板３５では、比較的大きな渦電流が発生し得る。
例えば、磁気ギアード発電機１０Ａにおける発電は以下の原理により行われてもよい。原動機２の回転シャフト３とともに回転する磁極片回転子（低速ロータ）３０の磁極片３２によって、固定子磁石２２の磁束が変調され、変調された磁場から回転子磁石４２が磁力を受けて回転子（高速ロータ）４０が回転する。このとき、磁極片回転子３０に対する回転子４０の回転数の比（増速比）は、回転子磁石４２の極対数ＮＨに対する磁極片３２の磁極数ＮＬの比（＝ＮＬ／ＮＨ）で表される。回転子４０が回転することで、電磁誘導によって固定子巻線２４に電流が発生する。なお、磁極片３２の磁極数ＮＬは、固定子磁石２２の極対数ＮＳよりも多い。
磁気ギアード発電機１０Ａの稼働時、磁気ギアード発電機１０Ａの内部では、ＮＨ次の磁束（主磁束）、及び、ＮＨ次よりも高次な高調波磁束（例えば、ＮＨ＋ＮＳ次の磁束）など種々の磁束が生じ得る。これらの磁束の一部は、例えば固定子磁石２２を避けるために、磁極片３２を軸方向に通過する漏れ磁束Ｌｆになる。漏れ磁束Ｌｆが生じると、各電磁鋼板３５では、面内方向に渦電流が発生し得る。磁極片３２のうち例えば軸方向両端部にある電磁鋼板３５では、比較的大きな渦電流が発生し得る。
【0015】
図１Ｂに示す実施形態において、磁気ギアードモータ１０Ｂの基本構成は、図１Ａに示す磁気ギアード発電機１０Ａと共通する。
すなわち、磁気ギアードモータ１０Ｂは、固定子磁石２２及び固定子巻線２４を含む固定子２０と、磁極片３２を含む磁極片回転子３０と、回転子磁石４２を含む回転子４０とを備える。図１Ｂに示す例では、固定子２０は、軸受Ｂ１を介して回転機械８の回転シャフト９を支持するハウジング２１の内部に固定される。磁極片回転子３０の磁極片３２は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板３５を含む。磁極片回転子３０は、磁極片３２の軸方向両端にそれぞれ設けられるエンドリング３４を含み、各々のエンドリング３４が回転シャフト９に連結される。回転子４０は、回転子磁石４２の軸方向両端にそれぞれ設けられるエンドプレート４４を含む。各々のエンドプレート４４は、回転子４０が回転シャフト９及び磁極片回転子３０よりも高速で回転することを許容するように、軸受Ｂ２を介して回転シャフト９（又は回転シャフト９とともに回転する磁極片回転子３０）に取り付けられる。回転子４０は、磁極片３２及びエンドリング３４を含む磁極片回転子３０と回転シャフト９とによって囲まれる領域内に設けられる。
図１Ｂに示す実施形態では、磁気ギアードモータ１０Ｂは、径方向の内側に向かって、固定子２０、磁極片回転子３０、及び回転子４０の順に配置された構成を有する。別の実施形態では、磁気ギアードモータ１０Ｂは、径方向の内側に向かって、回転子４０、磁極片回転子３０、固定子２０の順に配置された構成を有する。この場合、円筒状の回転シャフト９の径方向内側に、回転子４０、磁極片回転子３０及び固定子２０が配置される。
すなわち、磁気ギアードモータ１０Ｂは、固定子磁石２２及び固定子巻線２４を含む固定子２０と、磁極片３２を含む磁極片回転子３０と、回転子磁石４２を含む回転子４０とを備える。図１Ｂに示す例では、固定子２０は、軸受Ｂ１を介して回転機械８の回転シャフト９を支持するハウジング２１の内部に固定される。磁極片回転子３０の磁極片３２は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板３５を含む。磁極片回転子３０は、磁極片３２の軸方向両端にそれぞれ設けられるエンドリング３４を含み、各々のエンドリング３４が回転シャフト９に連結される。回転子４０は、回転子磁石４２の軸方向両端にそれぞれ設けられるエンドプレート４４を含む。各々のエンドプレート４４は、回転子４０が回転シャフト９及び磁極片回転子３０よりも高速で回転することを許容するように、軸受Ｂ２を介して回転シャフト９（又は回転シャフト９とともに回転する磁極片回転子３０）に取り付けられる。回転子４０は、磁極片３２及びエンドリング３４を含む磁極片回転子３０と回転シャフト９とによって囲まれる領域内に設けられる。
図１Ｂに示す実施形態では、磁気ギアードモータ１０Ｂは、径方向の内側に向かって、固定子２０、磁極片回転子３０、及び回転子４０の順に配置された構成を有する。別の実施形態では、磁気ギアードモータ１０Ｂは、径方向の内側に向かって、回転子４０、磁極片回転子３０、固定子２０の順に配置された構成を有する。この場合、円筒状の回転シャフト９の径方向内側に、回転子４０、磁極片回転子３０及び固定子２０が配置される。
【0016】
なお、磁気ギアードモータ１０Ｂは、磁気ギアとモータとを一体化したものであり、固定子巻線２４の通電によって発生する回転磁界によって回転子（高速ロータ）４０を回転させる。回転子４０から磁極片回転子（低速ロータ）３０への動力伝達は高調波磁気ギアの原理を利用するものである。
磁気ギアードモータ１０Ｂの稼働時、磁気ギアード発電機１０Ａと同様、磁極片３２では軸方向の漏れ磁束Ｌｆが発生し得る。この場合、各磁極片３２では、面内方向に渦電流が発生し得る。磁極片３２のうち例えば軸方向両端部にある電磁鋼板３５では、比較的大きな渦電流が発生し得る。
磁気ギアードモータ１０Ｂの稼働時、磁気ギアード発電機１０Ａと同様、磁極片３２では軸方向の漏れ磁束Ｌｆが発生し得る。この場合、各磁極片３２では、面内方向に渦電流が発生し得る。磁極片３２のうち例えば軸方向両端部にある電磁鋼板３５では、比較的大きな渦電流が発生し得る。
【0017】
（磁気ギアード電気機械の内部構造）
続けて、図２を参照して、上述した磁気ギアード回転機械１０（１０Ａ，１０Ｂ）の内部構造について説明する。
図２は、一実施形態に係る磁気ギアード回転機械１０の径方向断面図である。図２では、図面を見易くする都合、磁気ギアード回転機械１０の一部の構成要素にのみ、ハッチングを施している。図２において、「周方向」は、既述の「軸方向」（図１Ａ、図１Ｂ参照）を基準とした周方向である。ｓ
図２に示すように、磁気ギアード回転機械１０の固定子２０は、周方向に並ぶように配置された複数の固定子磁石２２と固定子巻線２４とを含む。固定子磁石２２及び固定子巻線２４は、ステータコア２３に取り付けられる。
続けて、図２を参照して、上述した磁気ギアード回転機械１０（１０Ａ，１０Ｂ）の内部構造について説明する。
図２は、一実施形態に係る磁気ギアード回転機械１０の径方向断面図である。図２では、図面を見易くする都合、磁気ギアード回転機械１０の一部の構成要素にのみ、ハッチングを施している。図２において、「周方向」は、既述の「軸方向」（図１Ａ、図１Ｂ参照）を基準とした周方向である。ｓ
図２に示すように、磁気ギアード回転機械１０の固定子２０は、周方向に並ぶように配置された複数の固定子磁石２２と固定子巻線２４とを含む。固定子磁石２２及び固定子巻線２４は、ステータコア２３に取り付けられる。
【0018】
固定子磁石２２は、永久磁石により構成され、径方向において固定子巻線２４と磁極片回転子３０との間を軸方向に通過するように周方向に複数設けられる。本例の複数の固定子磁石２２は、周方向に交互に配置される磁極の異なる複数の固定子磁石２２Ｎ、２２Ｓによって構成される。図２に示す例では、各々の固定子磁石２２は、矩形断面を有する軸方向に長尺なロッド状部材である。
図２には、固定子磁石２２がステータコア２３の表面に取り付けられた表面磁石型（ＳＰＭ；Surface Permanent Magnet）の構造を有する固定子２０を示している。他の実施形態では、固定子２０は、固定子磁石２２がステータコア２３に埋め込まれた埋込磁石型（ＩＰＭ；Interior Permanent Magnet）の構造を有していてもよい。
図２には、固定子磁石２２がステータコア２３の表面に取り付けられた表面磁石型（ＳＰＭ；Surface Permanent Magnet）の構造を有する固定子２０を示している。他の実施形態では、固定子２０は、固定子磁石２２がステータコア２３に埋め込まれた埋込磁石型（ＩＰＭ；Interior Permanent Magnet）の構造を有していてもよい。
【0019】
固定子巻線２４は、ステータコア２３に設けられた複数のスロット２５内に設けられる。複数のスロット２５は周方向に複数設けられ、各々のスロット２５は軸方向に延在する。各々のスロット２５の軸方向両端は開放されており、ステータコア２３の軸方向の両端において、スロット２５に収まらない固定子巻線２４のコイルエンドがステータコア２３から突出してもよい。
【0020】
上記構成の固定子２０から径方向にずれた位置に設けられる回転子４０は、周方向に並ぶように配置された複数の回転子磁石４２を含む。複数の回転子磁石４２は、周方向に交互に配置された磁極が互いに異なる複数の永久磁石である。複数の回転子磁石４２の磁極数は、複数の固定子磁石２２の磁極数よりも少ない。各々の回転子磁石４２は、矩形断面を有する長尺なロッド部材であってもよい。
【0021】
図２には、回転子磁石４２がロータコア４３の表面に取り付けられた表面磁石型（ＳＰＭ；Surface Permanent Magnet）の構造を有する回転子４０を示している。他の実施形態では、回転子４０は、回転子磁石４２がロータコア４３に埋め込まれた埋込磁石型（ＩＰＭ；Interior Permanent Magnet）の構造を有していてもよい。
【0022】
回転子４０は、回転子磁石４２及びロータコア４３以外にも、図１Ａ及び図１Ｂを参照して上述したエンドプレート４４を含んでいてもよい。エンドプレート４４は、軸受Ｂ２の取付け位置からロータコア４３に向かって径方向に沿って延在する環状プレートである。
【0023】
磁極片回転子３０は、上記構成の固定子２０と回転子４０との間の径方向位置において周方向に並ぶように配置された複数の磁極片３２を含む。各々の磁極片３２は、第１エアギャップＧ１を隔てて回転子４０と対向し、第２エアギャップＧ２を隔てて固定子２０と対向する。例えば、回転子４０と固定子２０がいずれも埋込磁石型の構造を有する実施形態では、磁極片回転子３０は、回転子磁石４２と第１エアギャップＧ１を隔てて対向し、且つ、固定子磁石２２と第２エアギャップＧ２を隔てて対向する。別の実施形態では、磁極片回転子３０は、ステータコア２３とロータコア４３のそれぞれと対向してもよい。
さらに磁極片回転子３０は、複数の磁極片３２と周方向に交互に配置される複数のホルダ３９を含む。一実施形態に係る各々のホルダ３９は非磁性材料によって形成される。別の実施形態では、ホルダ３９は磁性体材料によって形成されてもよい。各々の磁極片３２は、周方向両側にある２つのホルダ３９によって挟まれて保持される。
各々の磁極片３２は、軸方向に積層された既述の複数の電磁鋼板３５（図１Ａ、図１Ｂ参照）を含む。
さらに磁極片回転子３０は、複数の磁極片３２と周方向に交互に配置される複数のホルダ３９を含む。一実施形態に係る各々のホルダ３９は非磁性材料によって形成される。別の実施形態では、ホルダ３９は磁性体材料によって形成されてもよい。各々の磁極片３２は、周方向両側にある２つのホルダ３９によって挟まれて保持される。
各々の磁極片３２は、軸方向に積層された既述の複数の電磁鋼板３５（図１Ａ、図１Ｂ参照）を含む。
【0024】
続いて、図３を参照し、磁極片回転子３０の更なる構成の詳細を説明する。
図３は、一実施形態に係る磁極片回転子３０の斜視図である。
図３に示すように、磁極片回転子３０は、複数の磁極片３２と複数のホルダ３９を挟んで軸方向の両側にそれぞれ位置する一対のエンドリング３４を含む。一対のエンドリング３４の一方を二点鎖線によって図示する。
図３で例示される実施形態では、磁極片回転子３０は、一対のエンドリング３４の間で軸方向に延びる複数の連結バー３６を備える。各々の連結バー３６は、各々の磁極片３２に形成される軸方向孔８６に配置され、一対のエンドリング３４によって保持される。複数の連結バー３６が配置されることで、磁極片回転子３０は複数の磁極片３２の集合体を形成することができる。また、複数の連結バー３６が配置されることで、磁極片回転子３０の回転時に磁極片３２が径方向外側にずれることを抑制できる。なお、各々の連結バー３６は、例えばチタンまたはステンレス鋼などの非磁性材料によって形成される。
他の実施形態では、磁極片回転子３０は、複数の連結バー３６を備えなくてもよい。この場合、磁極片３２には軸方向孔８６が形成されなくてもよい。このような実施形態であっても、磁極片回転子３０は複数の磁極片３２の集合体を形成することができる。
図３は、一実施形態に係る磁極片回転子３０の斜視図である。
図３に示すように、磁極片回転子３０は、複数の磁極片３２と複数のホルダ３９を挟んで軸方向の両側にそれぞれ位置する一対のエンドリング３４を含む。一対のエンドリング３４の一方を二点鎖線によって図示する。
図３で例示される実施形態では、磁極片回転子３０は、一対のエンドリング３４の間で軸方向に延びる複数の連結バー３６を備える。各々の連結バー３６は、各々の磁極片３２に形成される軸方向孔８６に配置され、一対のエンドリング３４によって保持される。複数の連結バー３６が配置されることで、磁極片回転子３０は複数の磁極片３２の集合体を形成することができる。また、複数の連結バー３６が配置されることで、磁極片回転子３０の回転時に磁極片３２が径方向外側にずれることを抑制できる。なお、各々の連結バー３６は、例えばチタンまたはステンレス鋼などの非磁性材料によって形成される。
他の実施形態では、磁極片回転子３０は、複数の連結バー３６を備えなくてもよい。この場合、磁極片３２には軸方向孔８６が形成されなくてもよい。このような実施形態であっても、磁極片回転子３０は複数の磁極片３２の集合体を形成することができる。
【0025】
図４Ａ～図４Ｇを参照し、磁極片３２の更なる構成の詳細を説明する。
図４Ａ～図４Ｇは、一実施形態に係る磁極片３２Ａ～３２Ｇ（３２）を示す断面図である。図４Ａ～図４Ｇでは、一例として、回転子４０と固定子２０がいずれも表面磁石型の構造を有する実施形態を示す。また、図面を見易くする都合、図示される構成要素にはハッチングを施しておらず、且つホルダ３９（図３参照）の図示を省略している。
図４Ａ、図４Ｂでは、複数の連結バー３６（図３参照）が設けられていない実施形態を例示し、図４Ｃ～図４Ｇでは、複数の連結バー３６（図３参照）が設けられた実施形態を例示する。
図４Ａ～図４Ｇは、一実施形態に係る磁極片３２Ａ～３２Ｇ（３２）を示す断面図である。図４Ａ～図４Ｇでは、一例として、回転子４０と固定子２０がいずれも表面磁石型の構造を有する実施形態を示す。また、図面を見易くする都合、図示される構成要素にはハッチングを施しておらず、且つホルダ３９（図３参照）の図示を省略している。
図４Ａ、図４Ｂでは、複数の連結バー３６（図３参照）が設けられていない実施形態を例示し、図４Ｃ～図４Ｇでは、複数の連結バー３６（図３参照）が設けられた実施形態を例示する。
【0026】
図４Ａ～図４Ｇに示すように、磁極片３２Ａ～３２Ｇ（３２）は、径方向断面において、外側縁６０と１以上の内側縁７０Ａ～７０Ｇ（７０）を含む。外側縁６０は、第１エアギャップＧ１を隔てて回転子４０と対向する磁極片３２の第１面５１、及び、第２エアギャップＧ２を隔てて固定子２０と対向する磁極片３２の第２面５２を形成する。第１面５１は径方向の一方側を向き、第２面５２は径方向の他方側を向く。
内側縁７０は、外側縁６０に囲まれるように径方向にて第１面５１と第２面５２との間に位置し、磁極片３２の内部の１以上の空隙８０Ａ～８０Ｇ（８０）を画定する。漏れ磁束Ｌｆ（図１Ａ、図１Ｂ参照）によって各々の磁極片３２で生じ得る渦電流は、磁極片３２の縁に沿って流れる傾向にある。この点、１以上の空隙８０を画定する１以上の内側縁７０が設けられることにより、渦電流経路７が内側縁７０に沿った経路５Ａ～５Ｇ（５）を含むので、磁極片３２は渦電流経路７Ａ～７Ｇ（７）を長くできる。
また、径方向断面において、第１面５１と空隙８０Ａ～８０Ｇ（８０）との間の径方向における最短距離である第１距離Ｌ１は、第２面と空隙８０の径方向における最短距離である第２距離Ｌ２よりも小さい。従って、内側縁７０は磁極片３２において回転子４０側に配置され、空隙８０を固定子磁石２２から径方向に遠ざけることができる。よって、複数の固定子磁石２２から生じる周方向に流れる磁束の磁路が空隙８０によって遮断されることが抑制される。なお、固定子磁石２２から生じる該磁束によって、トルクが磁極片３２に付与される。
磁気ギアード回転機械１０が磁気ギアード発電機１０Ａである幾つかの実施形態では、磁極片３２に付与される上記トルクは、回転シャフト３と共に回転する磁極片回転子３０を制動するためのトルクである。一方、磁気ギアード回転機械１０が磁気ギアードモータ１０Ｂである幾つかの実施形態では、磁極片３２に付与される上記トルクは、磁極片回転子３０の回転を補助するためのトルクである。
内側縁７０は、外側縁６０に囲まれるように径方向にて第１面５１と第２面５２との間に位置し、磁極片３２の内部の１以上の空隙８０Ａ～８０Ｇ（８０）を画定する。漏れ磁束Ｌｆ（図１Ａ、図１Ｂ参照）によって各々の磁極片３２で生じ得る渦電流は、磁極片３２の縁に沿って流れる傾向にある。この点、１以上の空隙８０を画定する１以上の内側縁７０が設けられることにより、渦電流経路７が内側縁７０に沿った経路５Ａ～５Ｇ（５）を含むので、磁極片３２は渦電流経路７Ａ～７Ｇ（７）を長くできる。
また、径方向断面において、第１面５１と空隙８０Ａ～８０Ｇ（８０）との間の径方向における最短距離である第１距離Ｌ１は、第２面と空隙８０の径方向における最短距離である第２距離Ｌ２よりも小さい。従って、内側縁７０は磁極片３２において回転子４０側に配置され、空隙８０を固定子磁石２２から径方向に遠ざけることができる。よって、複数の固定子磁石２２から生じる周方向に流れる磁束の磁路が空隙８０によって遮断されることが抑制される。なお、固定子磁石２２から生じる該磁束によって、トルクが磁極片３２に付与される。
磁気ギアード回転機械１０が磁気ギアード発電機１０Ａである幾つかの実施形態では、磁極片３２に付与される上記トルクは、回転シャフト３と共に回転する磁極片回転子３０を制動するためのトルクである。一方、磁気ギアード回転機械１０が磁気ギアードモータ１０Ｂである幾つかの実施形態では、磁極片３２に付与される上記トルクは、磁極片回転子３０の回転を補助するためのトルクである。
【0027】
図４Ａ、図４Ｇで示すように、磁極片３２Ａ、３２Ｇ（３２）の空隙８０Ａ、８０Ｇ（８０）は、第１距離Ｌ１が０よりも大きくなるように配置されてもよい。この場合、内側縁７０Ａ、７０Ｇ（７０）は外側縁６０と接続しない。渦電流経路７Ａ、７Ｇ（７）は、内側縁７０Ａ、７０Ｇに沿った経路５Ａ、５Ｇ（５）に加えて、空隙８０Ａ、８０Ｇと第１面５１との間にある中間経路１１Ａ、１１Ｇを含んでもよい。
一方、図４Ｂ～図４Ｆで示すように、空隙８０Ｂ～８０Ｆ（８０）は、第１距離Ｌ１が０になるように配置されてもよい。この場合、内側縁７０Ｂ～７０Ｆ（７０）の少なくとも１つが外側縁６０に接続されるので、内側縁７０に沿った経路５Ｂ～５Ｆ（５）に誘導される渦電流の割合が増大する。
また、図４Ｂ～図４Ｇに示すように、空隙８０Ａ～８０Ｇ（８０）は、回転子４０から外側縁６０までの最短の径方向距離Ｌ３よりも第１距離Ｌ１が短くなるように配置されてもよい。この場合、内側縁７０が回転子４０側にある外側縁６０に近接するので、内側縁７０に沿った経路５Ｂ～５Ｇに誘導される渦電流の割合が増大する。なお、図４Ａで示すように、第１距離Ｌ１は、回転子４０から外側縁６０までの最短の径方向距離Ｌ３よりも長くてもよい。
一方、図４Ｂ～図４Ｆで示すように、空隙８０Ｂ～８０Ｆ（８０）は、第１距離Ｌ１が０になるように配置されてもよい。この場合、内側縁７０Ｂ～７０Ｆ（７０）の少なくとも１つが外側縁６０に接続されるので、内側縁７０に沿った経路５Ｂ～５Ｆ（５）に誘導される渦電流の割合が増大する。
また、図４Ｂ～図４Ｇに示すように、空隙８０Ａ～８０Ｇ（８０）は、回転子４０から外側縁６０までの最短の径方向距離Ｌ３よりも第１距離Ｌ１が短くなるように配置されてもよい。この場合、内側縁７０が回転子４０側にある外側縁６０に近接するので、内側縁７０に沿った経路５Ｂ～５Ｇに誘導される渦電流の割合が増大する。なお、図４Ａで示すように、第１距離Ｌ１は、回転子４０から外側縁６０までの最短の径方向距離Ｌ３よりも長くてもよい。
【0028】
図４Ａ～図４Ｆで示すように、磁極片３２Ａ～３２Ｆ（３２）は、内側縁７０Ａ～７０Ｆ（７０）により画定される空隙８０Ａ～８０Ｆ（８０）の少なくとも一部を形成する１以上のスリット８５Ａ～８５Ｆ（８５）を含んでもよい。回転子磁石４２から生じる径方向に流れる磁束の磁路は、なるべく遮断されないことが好ましい。この点、スリット８５Ａ～８５Ｆが空隙８０Ａ～８０Ｆの少なくとも一部を形成することで、回転子磁石４２から生じる磁束の磁路が空隙８０によって遮断されることが、スリット８５の幅方向において抑制される。
【0029】
図４Ｂ、図４Ｄで示すように、スリット８５Ｂ、８５Ｄ（８５）はいずれも、第１面５１に開口する１以上の開口スリット８２を含んでもよい。この場合、内側縁７０Ｂ、７０Ｄ（７０）の少なくとも一部が外側縁６０に接続されるので、内側縁７０に沿った経路５Ｂ、５Ｄ（５）に誘導される渦電流の割合がさらに増大する。
図４Ｄ、図４Ｆに示すように、内側縁７０Ｄ、７０Ｆ（７０）は複数設けられてもよい。例えば、図４Ｄで示される３つの内側縁７０Ｄは、第１面５１を介して互いに接続される。また、図４Ｆで示される３つの内側縁７０Ｆのうち中央側の内側縁７０Ｆは、残る２つの内側縁７０Ｆに対して、第１面５１と、磁極片３２Ｆの周方向における端面５３とを介して接続される。なお、図４Ｄ、図４Ｆでは、空隙８０Ｄ、８０Ｆ（８０）の個数はいずれも３個である。内側縁７０と空隙８０の個数はいずれも、例えば２個または４個以上であってもよい。
図４Ｄ、図４Ｆに示すように、内側縁７０Ｄ、７０Ｆ（７０）は複数設けられてもよい。例えば、図４Ｄで示される３つの内側縁７０Ｄは、第１面５１を介して互いに接続される。また、図４Ｆで示される３つの内側縁７０Ｆのうち中央側の内側縁７０Ｆは、残る２つの内側縁７０Ｆに対して、第１面５１と、磁極片３２Ｆの周方向における端面５３とを介して接続される。なお、図４Ｄ、図４Ｆでは、空隙８０Ｄ、８０Ｆ（８０）の個数はいずれも３個である。内側縁７０と空隙８０の個数はいずれも、例えば２個または４個以上であってもよい。
【0030】
図４Ｃ～図４Ｇに示すように、磁極片３２Ｃ～３２Ｇ（３２）には、空隙８０Ｃ～８０Ｇ（８０）の一部として軸方向孔８６Ｃ～８６Ｇ（８６）が形成されてもよい。この場合、既述した各々の連結バー３６（図３参照）は、空隙８０Ｃ～８０Ｇの一部として形成される軸方向孔８６Ｃ～８６Ｇ内に配置されてもよい。
また、図４Ｃ～図４Ｆに示すように、上述したスリット８５Ａ～８５Ｆは、軸方向孔８６Ｃ～８６Ｆ（８６）と連通する１以上の連通スリット８４を含んでもよい。連通スリット８４が軸方向孔８６に連通することで、軸方向孔８６が磁極片３２の中央領域に形成される場合であっても渦電流経路７を効果的に延長できる。
また、図４Ｄに示すように、上述の１以上の開口スリット８２は、連通スリット８４から周方向にてずれた位置で第１面５１に開口してもよい。即ち、スリット８５Ｄ（８５）は、連通スリット８４と、連通スリット８４から周方向にてずれた位置で第１面５１に開口する１以上の開口スリット８２を含んでもよい。この場合、磁極片３２Ｄでは、軸方向孔８６Ｄ及び連通スリット８４を画定する内側縁７０と、該内側縁７０に第１面５１を介して接続される別の内側縁７０とが配置される。これにより、内側縁７０に沿った渦電流の経路５Ｄを効果的に延長できる。
なお、図４Ｄで示される磁極片３２Ｄでは、連通スリット８４の個数は１個でもよく、開口スリット８２の個数は２個以上であってもよい。より具体的な一例として、スリット８５Ｄ（８５）は、１つの連通スリット８４を挟んで互いに対称な位置に配置される２つの開口スリット８２を含んでもよい。この場合、連通スリット８４に対して周方向の一方側と他方側の各々に内側縁７０Ｄに沿った渦電流の経路５Ｄが形成される。磁極片３２Ｄのうち渦電流が生じる部位が周方向において偏ることが抑制されるので、磁極片３２Ｄの特定の部位だけが過度に温度上昇することを抑制できる。
また、図４Ｅに示すように、軸方向孔８６Ｅ（８６）と連通する連通スリット８４は複数設けられてもよい。例えば、連通スリット８４は、第１面５１に開口する第１連通スリット８４Ａと、第１連通スリット８４Ａに対して周方向にてずれた位置、且つ第１面５１に対して径方向にてずれた位置に配置される１以上の第２連通スリット８４Ｂとを含んでもよい。この場合、軸方向孔８６Ｅ、第１連通スリット８４Ａ、及び第２連通スリット８４Ｂを画定する１つの内側縁７０Ｅに沿った渦電流の経路５Ｅを効果的に延長できる。
なお、図４Ｅで示される磁極片３２Ｅでは、第１連通スリット８４Ａの個数は１個でもよく、第２連通スリット８４Ｂの個数は２個以上であってもよい。より具体的な一例として、スリット８５Ｅ（８５）は、１つの第１連通スリット８４Ａを挟んで互いに対称な位置に配置される２つの第２連通スリット８４Ｂを含んでもよい。この場合、第１連通スリット８４Ａに対して周方向の一方側と他方側の各々に内側縁７０Ｅに沿った渦電流の経路５Ｅが形成される。磁極片３２Ｅのうち渦電流が生じる部位が周方向に偏ることが抑制されるので、磁極片３２Ｅの特定の部位だけが過度に温度上昇することを抑制できる。
また、図４Ｆに示すように、スリット８５Ｆ（８５）は、１以上の端面開口スリット８３を含んでもよい。端面開口スリット８３は、軸方向孔８６Ｆ（８６）に対して前記周方向にてずれた位置に配置され、周方向における磁極片３２Ｆ（３２）の端面５３に開口する。この場合、軸方向孔８６Ｆ及び連通スリット８４を画定する内側縁７０と、該内側縁７０に第１面５１及び端面５３を介して接続される別の内側縁７０とが配置される。これにより、内側縁７０に沿った渦電流の経路５Ｆを効果的に延長できる。なお、端面５３は、磁極片３２Ｆの周方向の一端面であってもよいし、磁極片３２Ｆの周方向の両端面であってもよい。
なお、図４Ｆで示される磁極片３２Ｆでは、連通スリット８４の個数は１個でもよく、端面開口スリット８３の個数は２個以上であってもよい。より具体的な一例として、スリット８５Ｆ（８５）は、１つの連通スリット８４を挟んで互いに対称な位置に配置される２つの端面開口スリット８３を含んでもよい。この場合、連通スリット８４に対して周方向の一方側と他方側の各々に内側縁７０Ｆに沿った経路５Ｆが形成される。磁極片３２Ｆのうち渦電流が生じる部位が周方向に偏ることが抑制されるので、磁極片３２Ｄの特定の部位だけが過度に温度上昇することを抑制できる。
また、内側縁７０Ｃ、７０Ｄ（７０）は、磁気ギアード回転機械１０の軸方向における全範囲にわたって空隙８０Ｃ、８０Ｄ（８０）を画定してもよい（図５参照）。より具体的な一例として、磁極片３２Ｃ、３２Ｄに含まれる全ての電磁鋼板３５が、空隙８０Ｃ、８０Ｄを画定する内側縁７０Ｃ、７０Ｄを含んでもよい。
別の実施形態では、内側縁７０Ｃ、７０Ｄは、磁気ギアード回転機械１０の軸方向における一部において空隙８０Ｃ、８０Ｄを画定してもよい。より具体的な一例として、磁極片３２Ｃ、３２Ｄに含まれる一部の電磁鋼板３５が、空隙８０Ｃ、８０Ｄを画定する内側縁７０Ｃ、７０Ｄを含んでもよい。
また、図４Ｃ～図４Ｆに示すように、上述したスリット８５Ａ～８５Ｆは、軸方向孔８６Ｃ～８６Ｆ（８６）と連通する１以上の連通スリット８４を含んでもよい。連通スリット８４が軸方向孔８６に連通することで、軸方向孔８６が磁極片３２の中央領域に形成される場合であっても渦電流経路７を効果的に延長できる。
また、図４Ｄに示すように、上述の１以上の開口スリット８２は、連通スリット８４から周方向にてずれた位置で第１面５１に開口してもよい。即ち、スリット８５Ｄ（８５）は、連通スリット８４と、連通スリット８４から周方向にてずれた位置で第１面５１に開口する１以上の開口スリット８２を含んでもよい。この場合、磁極片３２Ｄでは、軸方向孔８６Ｄ及び連通スリット８４を画定する内側縁７０と、該内側縁７０に第１面５１を介して接続される別の内側縁７０とが配置される。これにより、内側縁７０に沿った渦電流の経路５Ｄを効果的に延長できる。
なお、図４Ｄで示される磁極片３２Ｄでは、連通スリット８４の個数は１個でもよく、開口スリット８２の個数は２個以上であってもよい。より具体的な一例として、スリット８５Ｄ（８５）は、１つの連通スリット８４を挟んで互いに対称な位置に配置される２つの開口スリット８２を含んでもよい。この場合、連通スリット８４に対して周方向の一方側と他方側の各々に内側縁７０Ｄに沿った渦電流の経路５Ｄが形成される。磁極片３２Ｄのうち渦電流が生じる部位が周方向において偏ることが抑制されるので、磁極片３２Ｄの特定の部位だけが過度に温度上昇することを抑制できる。
また、図４Ｅに示すように、軸方向孔８６Ｅ（８６）と連通する連通スリット８４は複数設けられてもよい。例えば、連通スリット８４は、第１面５１に開口する第１連通スリット８４Ａと、第１連通スリット８４Ａに対して周方向にてずれた位置、且つ第１面５１に対して径方向にてずれた位置に配置される１以上の第２連通スリット８４Ｂとを含んでもよい。この場合、軸方向孔８６Ｅ、第１連通スリット８４Ａ、及び第２連通スリット８４Ｂを画定する１つの内側縁７０Ｅに沿った渦電流の経路５Ｅを効果的に延長できる。
なお、図４Ｅで示される磁極片３２Ｅでは、第１連通スリット８４Ａの個数は１個でもよく、第２連通スリット８４Ｂの個数は２個以上であってもよい。より具体的な一例として、スリット８５Ｅ（８５）は、１つの第１連通スリット８４Ａを挟んで互いに対称な位置に配置される２つの第２連通スリット８４Ｂを含んでもよい。この場合、第１連通スリット８４Ａに対して周方向の一方側と他方側の各々に内側縁７０Ｅに沿った渦電流の経路５Ｅが形成される。磁極片３２Ｅのうち渦電流が生じる部位が周方向に偏ることが抑制されるので、磁極片３２Ｅの特定の部位だけが過度に温度上昇することを抑制できる。
また、図４Ｆに示すように、スリット８５Ｆ（８５）は、１以上の端面開口スリット８３を含んでもよい。端面開口スリット８３は、軸方向孔８６Ｆ（８６）に対して前記周方向にてずれた位置に配置され、周方向における磁極片３２Ｆ（３２）の端面５３に開口する。この場合、軸方向孔８６Ｆ及び連通スリット８４を画定する内側縁７０と、該内側縁７０に第１面５１及び端面５３を介して接続される別の内側縁７０とが配置される。これにより、内側縁７０に沿った渦電流の経路５Ｆを効果的に延長できる。なお、端面５３は、磁極片３２Ｆの周方向の一端面であってもよいし、磁極片３２Ｆの周方向の両端面であってもよい。
なお、図４Ｆで示される磁極片３２Ｆでは、連通スリット８４の個数は１個でもよく、端面開口スリット８３の個数は２個以上であってもよい。より具体的な一例として、スリット８５Ｆ（８５）は、１つの連通スリット８４を挟んで互いに対称な位置に配置される２つの端面開口スリット８３を含んでもよい。この場合、連通スリット８４に対して周方向の一方側と他方側の各々に内側縁７０Ｆに沿った経路５Ｆが形成される。磁極片３２Ｆのうち渦電流が生じる部位が周方向に偏ることが抑制されるので、磁極片３２Ｄの特定の部位だけが過度に温度上昇することを抑制できる。
また、内側縁７０Ｃ、７０Ｄ（７０）は、磁気ギアード回転機械１０の軸方向における全範囲にわたって空隙８０Ｃ、８０Ｄ（８０）を画定してもよい（図５参照）。より具体的な一例として、磁極片３２Ｃ、３２Ｄに含まれる全ての電磁鋼板３５が、空隙８０Ｃ、８０Ｄを画定する内側縁７０Ｃ、７０Ｄを含んでもよい。
別の実施形態では、内側縁７０Ｃ、７０Ｄは、磁気ギアード回転機械１０の軸方向における一部において空隙８０Ｃ、８０Ｄを画定してもよい。より具体的な一例として、磁極片３２Ｃ、３２Ｄに含まれる一部の電磁鋼板３５が、空隙８０Ｃ、８０Ｄを画定する内側縁７０Ｃ、７０Ｄを含んでもよい。
【0031】
図４Ａ～図４Ｆに示すように、内側縁７０Ａ～７０Ｆ（７０）は、径方向断面において空隙８０Ａ～８０Ｆ（８０）を挟んで対抗する一対の直線部８７Ａ～８７Ｆ（８７）を含んでもよい。
一対の直線部８７間の空隙８０Ａ～８０Ｆの幅（寸法Ｗ）は、各々の電磁鋼板３５（図１参照）の厚さの４倍以下であってもよい。これにより、空隙８０Ａ～８０Ｆの幅を狭くできるので、回転子磁石４２から生じる磁束の磁路が空隙８０Ａ～８０Ｆによって遮断されることを抑制できる。
また、一対の直線部８７間の空隙８０Ａ～８０Ｆの幅（寸法Ｗ）は、各々の電磁鋼板３５（図１参照）の厚さの２倍以上であってもよい。空隙８０Ａ～８０Ｆの幅（寸法Ｗ）が電磁鋼板３５の厚さよりも十分に大きいので、電磁鋼板３５を安定的に加工できる。
一対の直線部８７間の空隙８０Ａ～８０Ｆの幅（寸法Ｗ）は、各々の電磁鋼板３５（図１参照）の厚さの４倍以下であってもよい。これにより、空隙８０Ａ～８０Ｆの幅を狭くできるので、回転子磁石４２から生じる磁束の磁路が空隙８０Ａ～８０Ｆによって遮断されることを抑制できる。
また、一対の直線部８７間の空隙８０Ａ～８０Ｆの幅（寸法Ｗ）は、各々の電磁鋼板３５（図１参照）の厚さの２倍以上であってもよい。空隙８０Ａ～８０Ｆの幅（寸法Ｗ）が電磁鋼板３５の厚さよりも十分に大きいので、電磁鋼板３５を安定的に加工できる。
【0032】
図５は、一実施形態に係る渦電流損失の低減効果を示す図である。
図５では、比較例３７と、磁極片３２Ｃ、３２Ｄとの各々を用いて磁気ギアードモータ１０Ｂを規定の条件で駆動したときの渦電流損失をシミュレーションにより求めた結果を示す。
比較例３７と磁極片３２Ｃ、３２Ｄとにおいて採用される、電磁鋼板３５の材質、外形寸法、及び積層枚数は同じである。比較例３７で示される磁極片は、中央部に軸方向孔８６が形成される。
図５で示される通り、スリット８５が設けられる本数が多くなる程、渦電流損失は低減することが判る。これは、スリット８５の本数が多くなるほど、内側縁７０に沿った経路５が長くなる結果、磁極片３２における渦電流の抵抗が増え、渦電流が低減したためと考えられる。
なお、漏れ磁束Ｌｆが生じる原理は、磁気ギアードモータ１０Ｂと磁気ギアード発電機１０Ａとにおいて同様である。従って、磁気ギアードモータ１０Ｂに代えて磁気ギアード回転機械１０が稼働した場合の渦電流のシミュレーションにおいても、図５と同様の結果が得られる。即ち、磁気ギアード発電機１０Ａにおいても、比較例３７と磁極片３２Ｃ、３２Ｄとのうちで磁極片３２Ｄが採用された場合に渦電流損失は最も低い。
図５では、比較例３７と、磁極片３２Ｃ、３２Ｄとの各々を用いて磁気ギアードモータ１０Ｂを規定の条件で駆動したときの渦電流損失をシミュレーションにより求めた結果を示す。
比較例３７と磁極片３２Ｃ、３２Ｄとにおいて採用される、電磁鋼板３５の材質、外形寸法、及び積層枚数は同じである。比較例３７で示される磁極片は、中央部に軸方向孔８６が形成される。
図５で示される通り、スリット８５が設けられる本数が多くなる程、渦電流損失は低減することが判る。これは、スリット８５の本数が多くなるほど、内側縁７０に沿った経路５が長くなる結果、磁極片３２における渦電流の抵抗が増え、渦電流が低減したためと考えられる。
なお、漏れ磁束Ｌｆが生じる原理は、磁気ギアードモータ１０Ｂと磁気ギアード発電機１０Ａとにおいて同様である。従って、磁気ギアードモータ１０Ｂに代えて磁気ギアード回転機械１０が稼働した場合の渦電流のシミュレーションにおいても、図５と同様の結果が得られる。即ち、磁気ギアード発電機１０Ａにおいても、比較例３７と磁極片３２Ｃ、３２Ｄとのうちで磁極片３２Ｄが採用された場合に渦電流損失は最も低い。
【0033】
（まとめ）
以下、幾つかの実施形態に係る磁気ギアード回転機械１０及びこれを用いた発電システム１について概要を記載する。
以下、幾つかの実施形態に係る磁気ギアード回転機械１０及びこれを用いた発電システム１について概要を記載する。
【0034】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る磁気ギアード回転機械（１０）は、
周方向に並ぶように配置される複数の固定子磁石（２２）を含む固定子（２０）と、
前記周方向に並ぶように配置され、磁極数が前記複数の固定子磁石（２２）よりも少ない複数の回転子磁石（４２）を含む回転子（４０）と、
前記固定子（２０）と前記回転子（４０）との間の径方向位置において前記周方向に並ぶように配置される複数の磁極片（３２）を含む磁極片回転子（３０）と、
を備える磁気ギアード回転機械（１０）であって、
各々の前記磁極片（３２）は、前記磁気ギアード回転機械（１０）の径方向断面において、
第１エアギャップ（Ｇ１）を隔てて前記回転子（４０）と対向する前記磁極片（３２）の第１面（５１）、及び、第２エアギャップ（Ｇ２）を隔てて前記固定子（２０）と対向する前記磁極片（３２）の第２面（５２）を形成する外側縁（６０）と、
前記外側縁（６０）に囲まれるように径方向にて前記第１面（５１）と前記第２面（５２）との間に位置し、前記磁極片（３２）の内部の１以上の空隙（８０）を画定する１以上の内側縁（７０）と、
を含み、
前記径方向断面において、前記第１面（５１）と前記空隙（８０）との間の前記径方向における最短距離である第１距離（Ｌ１）は、前記第２面（５２）と前記空隙（８０）との間の前記径方向における最短距離である第２距離（Ｌ２）よりも短い。
周方向に並ぶように配置される複数の固定子磁石（２２）を含む固定子（２０）と、
前記周方向に並ぶように配置され、磁極数が前記複数の固定子磁石（２２）よりも少ない複数の回転子磁石（４２）を含む回転子（４０）と、
前記固定子（２０）と前記回転子（４０）との間の径方向位置において前記周方向に並ぶように配置される複数の磁極片（３２）を含む磁極片回転子（３０）と、
を備える磁気ギアード回転機械（１０）であって、
各々の前記磁極片（３２）は、前記磁気ギアード回転機械（１０）の径方向断面において、
第１エアギャップ（Ｇ１）を隔てて前記回転子（４０）と対向する前記磁極片（３２）の第１面（５１）、及び、第２エアギャップ（Ｇ２）を隔てて前記固定子（２０）と対向する前記磁極片（３２）の第２面（５２）を形成する外側縁（６０）と、
前記外側縁（６０）に囲まれるように径方向にて前記第１面（５１）と前記第２面（５２）との間に位置し、前記磁極片（３２）の内部の１以上の空隙（８０）を画定する１以上の内側縁（７０）と、
を含み、
前記径方向断面において、前記第１面（５１）と前記空隙（８０）との間の前記径方向における最短距離である第１距離（Ｌ１）は、前記第２面（５２）と前記空隙（８０）との間の前記径方向における最短距離である第２距離（Ｌ２）よりも短い。
【0035】
上記（１）の構成によれば、磁気ギアード回転機械（１０）の稼働に伴い磁極片（３２）で生じる渦電流の経路である渦電流経路（７）が、１以上の内側縁（７０）に沿った経路（５）を含むので、磁気ギアード回転機械（１０）は渦電流経路（７）を長くできる。従って、磁極片（３２）における渦電流抵抗が増加し、渦電流は低減する。また、第１距離（Ｌ１）が第２距離（Ｌ２）よりも短いので、１以上の内側縁（７０）は回転子（４０）側に配置され、１以上の空隙（８０）を固定子（２０）から径方向に遠ざけることができる。従って、複数の固定子磁石（２２）から生じる周方向に流れる磁束の磁路が１以上の空隙（８０）によって遮断されることが抑制される。これにより、磁極片回転子（３０）の回転が阻害されることが抑制される。以上より、固定子磁石（２２）の磁路を遮断することを抑制しつつ、渦電流損失を低減できる磁気ギアード回転機械（１０）が実現する。
【0036】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
各々の前記磁極片（３２）は、前記磁気ギアード回転機械（１０）の軸方向に積層された複数の電磁鋼板（３５）を含み、
前記内側縁（７０）は、前記径方向断面において前記空隙（８０）を挟んで対向する一対の直線部（８７）を含み、
前記一対の直線部（８７）間の前記空隙（８０）の幅（寸法Ｗ）は、各々の前記電磁鋼板（３５）の厚さの４倍以下である。
各々の前記磁極片（３２）は、前記磁気ギアード回転機械（１０）の軸方向に積層された複数の電磁鋼板（３５）を含み、
前記内側縁（７０）は、前記径方向断面において前記空隙（８０）を挟んで対向する一対の直線部（８７）を含み、
前記一対の直線部（８７）間の前記空隙（８０）の幅（寸法Ｗ）は、各々の前記電磁鋼板（３５）の厚さの４倍以下である。
【0037】
上記（２）の構成によれば、磁気ギアード回転機械（１０）は、空隙（８０）の幅（寸法Ｗ）を狭くできるので、回転子磁石（４２）から生じる径方向に流れる磁束の磁路が空隙（８０）によって遮断されることを抑制できる。
【0038】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）または（２）の構成において、
各々の前記磁極片（３２）は、前記磁気ギアード回転機械（１０）の軸方向に積層された複数の電磁鋼板（３５）を含み、
前記内側縁（７０）は、前記径方向断面において前記空隙（８０）を挟んで対向する一対の直線部（８７）を含み、
前記一対の直線部（８７）間の前記空隙（８０）の幅（寸法Ｗ）は、各々の前記電磁鋼板（３５）の厚さの２倍以上である。
各々の前記磁極片（３２）は、前記磁気ギアード回転機械（１０）の軸方向に積層された複数の電磁鋼板（３５）を含み、
前記内側縁（７０）は、前記径方向断面において前記空隙（８０）を挟んで対向する一対の直線部（８７）を含み、
前記一対の直線部（８７）間の前記空隙（８０）の幅（寸法Ｗ）は、各々の前記電磁鋼板（３５）の厚さの２倍以上である。
【0039】
上記（３）の構成によれば、空隙（８０）の幅が電磁鋼板（３５）の厚さによりも十分に大きいので、電磁鋼板（３５）を安定的に加工できる。例えば、プレス加工によって電磁鋼板（３５）を作製する実施形態においては、空隙（８０）の幅（寸法Ｗ）が大きいことで、加工時に使用されるパンチを大きくできる。従って、パンチの耐久性が向上するので、電磁鋼板（３５）を安定的にプレス加工することができる。
【0040】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）のいずれかの構成において、
前記第１距離（Ｌ１）が、前記回転子（４０）から前記外側縁（６０）までの最短の径方向距離（Ｌ３）よりも短い。
前記第１距離（Ｌ１）が、前記回転子（４０）から前記外側縁（６０）までの最短の径方向距離（Ｌ３）よりも短い。
【0041】
上記（３）の構成によれば、内側縁（７０）が回転子（４０）側にある外側縁（６０）に近接するので、内側縁（７０）に沿った経路（５）に誘導される渦電流の割合が増大する。従って、磁気ギアード回転機械（１０）は渦電流をさらに低減できる。
【0042】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（４）のいずれかの構成において、
各々の前記磁極片（３２）は、前記内側縁（７０）により画定される前記空隙（８０）の少なくとも一部を形成する１以上のスリット（８５）を含む。
各々の前記磁極片（３２）は、前記内側縁（７０）により画定される前記空隙（８０）の少なくとも一部を形成する１以上のスリット（８５）を含む。
【0043】
上記（５）の構成によれば、磁極片（３２）が空隙（８０）の少なくとも一部を形成するスリット（８５）を含むことで、回転子磁石（４２）から生じる径方向に流れる磁束の磁路が空隙（８０）によって遮断されることを、スリット（８５）の幅方向において抑制できる。
【0044】
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
前記スリット（８５）は、前記第１面（５１）に開口する１以上の開口スリット（８２）を含む。
前記スリット（８５）は、前記第１面（５１）に開口する１以上の開口スリット（８２）を含む。
【0045】
上記（６）の構成によれば、内側縁（７０）が外側縁（６０）に接続されるので、内側縁（７０）に沿った経路（５）に誘導される渦電流の割合がさらに増大する。従って、磁気ギアード回転機械（１０）は渦電流をさらに低減できる。
【0046】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）から（６）のいずれかの構成において、
前記磁極片回転子（３０）は、
前記複数の磁極片（３２）を挟んで軸方向の両側にそれぞれ位置する一対のエンドリング（３４）と、
前記一対のエンドリング（３４）間で前記軸方向に延びる複数の連結バー（３６）と
を備え、
各々の前記連結バー（３６）は、前記空隙（８０）の一部として各々の前記磁極片（３２）に形成される軸方向孔（８６）内に配置される。
前記磁極片回転子（３０）は、
前記複数の磁極片（３２）を挟んで軸方向の両側にそれぞれ位置する一対のエンドリング（３４）と、
前記一対のエンドリング（３４）間で前記軸方向に延びる複数の連結バー（３６）と
を備え、
各々の前記連結バー（３６）は、前記空隙（８０）の一部として各々の前記磁極片（３２）に形成される軸方向孔（８６）内に配置される。
【0047】
上記（７）の構成によれば、磁極片回転子（３０）は、複数の磁極片（３２）の集合体を形成することができる。また、連結バー（３６）を装着するための磁極片（３２）の軸方向孔（８６）の内壁を、渦電流経路（７）を長くするための内側縁（７０）として利用できる。これにより、磁気ギアード回転機械（１０）は渦電流の経路をさらに低減できる。
【0048】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
各々の前記磁極片（３２）は、前記内側縁（７０）により画定される前記空隙（８０）の少なくとも一部を形成する１以上のスリット（８５）を含み、
前記スリット（８５）は、前記軸方向孔（８６）に連通する１以上の連通スリット（８４）を含む。
各々の前記磁極片（３２）は、前記内側縁（７０）により画定される前記空隙（８０）の少なくとも一部を形成する１以上のスリット（８５）を含み、
前記スリット（８５）は、前記軸方向孔（８６）に連通する１以上の連通スリット（８４）を含む。
【0049】
上記（８）の構成によれば、軸方向孔（８６）は連結バー（３６）によって磁極片（３２）を確実に支持する観点から磁極片（３２）の中央領域に形成される傾向にあるため、渦電流経路（７）の延長効果はあまり期待できない。そこで、軸方向孔（８６）に連通する連通スリット（８４）が配置されることで、渦電流経路（７）を効果的に延長できる。
【0050】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記連通スリット（８４）は、前記第１面に開口し、
前記スリット（８５）は、前記連通スリット（８４）から前記周方向にてずれた位置で前記第１面に開口する１以上の開口スリット（８２）を含む。
前記連通スリット（８４）は、前記第１面に開口し、
前記スリット（８５）は、前記連通スリット（８４）から前記周方向にてずれた位置で前記第１面に開口する１以上の開口スリット（８２）を含む。
【0051】
上記（９）の構成によれば、内側縁（７０）の少なくとも一部が外側縁（６０）に接続されるので、内側縁（７０）に沿った経路（５）に誘導される渦電流の割合がさらに増大する。
【0052】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、
前記スリット（８５）は、１つの前記連通スリット（８４）を挟んで互いに対称な位置に配置される２つの前記開口スリット（８２）を含む。
前記スリット（８５）は、１つの前記連通スリット（８４）を挟んで互いに対称な位置に配置される２つの前記開口スリット（８２）を含む。
【0053】
上記（１０）の構成によれば、軸方向孔（８６）及び連通スリット（８４）を画定する内側縁（７０）と、該内側縁（７０）に第１面（５１）を介して接続される別の内側縁（７０）とが配置される。これにより、内側縁（７０）に沿った渦電流の経路（５）を効果的に延長できる。
【0054】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記連通スリット（８５）は、
前記第１面（５１）に開口する第１連通スリット（８５Ａ）と、
前記第１連通スリット（８５Ａ）に対して前記周方向にてずれた位置、且つ前記第１面（５１）に対して前記径方向にてずれた位置に配置される１以上の第２連通スリット（８５Ｂ）と
を含む。
前記連通スリット（８５）は、
前記第１面（５１）に開口する第１連通スリット（８５Ａ）と、
前記第１連通スリット（８５Ａ）に対して前記周方向にてずれた位置、且つ前記第１面（５１）に対して前記径方向にてずれた位置に配置される１以上の第２連通スリット（８５Ｂ）と
を含む。
【0055】
上記（１１）の構成によれば、軸方向孔（８６）、第１連通スリット（８５Ａ）、及び第２連通スリット（８５Ｂ）を画定する１つの内側縁（７０）に沿った渦電流の経路（５）を効果的に延長できる。
【0056】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の構成において、
前記連通スリットは、１つの前記第１連通スリットを挟んで互いに対称な位置に配置される２つの前記第２連通スリット（８４Ｂ）を含む。
前記連通スリットは、１つの前記第１連通スリットを挟んで互いに対称な位置に配置される２つの前記第２連通スリット（８４Ｂ）を含む。
【0057】
上記（１２）の構成によれば、第１連通スリット（８４Ａ）に対して周方向の一方側と他方側の各々に内側縁（７０）に沿った渦電流の経路（５）が形成される。磁極片（３２）のうち渦電流が生じる部位が周方向において偏ることが抑制されるので、磁極片（３２）の特定の部位だけが過度に温度上昇することを抑制できる。
【0058】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記スリット（８５）は、前記軸方向孔（８６）に対して前記周方向にてずれた位置に配置され、前記周方向における前記磁極片（３２）の端面（５３）に開口する１以上の端面開口スリット（８３）を含む。
前記スリット（８５）は、前記軸方向孔（８６）に対して前記周方向にてずれた位置に配置され、前記周方向における前記磁極片（３２）の端面（５３）に開口する１以上の端面開口スリット（８３）を含む。
【0059】
上記（１３）の構成によれば、軸方向孔（８６）及び連通スリット（８４）を画定する内側縁（７０）と、該内側縁（７０）に第１面（５１）及び端面（５３）を介して接続される別の内側縁（７０）とが配置される。これにより、内側縁（７０）に沿った渦電流の経路（５）を効果的に延長できる。
【0060】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の構成において、
前記スリット（８５）は、１つの前記連通スリット（８４）を挟んで互いに対称な位置に配置される２つの前記端面開口スリット（８３）を含む。
前記スリット（８５）は、１つの前記連通スリット（８４）を挟んで互いに対称な位置に配置される２つの前記端面開口スリット（８３）を含む。
【0061】
上記（１４）の構成によれば、連通スリット（８４）に対して周方向の一方側と他方側の各々に内側縁（７０）に沿った経路（５）が形成される。磁極片（３２）のうち渦電流が生じる部位が周方向に偏ることが抑制されるので、磁極片（３２）の特定の部位だけが過度に温度上昇することを抑制できる。
【0062】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（１４）のいずれかの構成において、
各々の前記磁極片（３２）は、前記磁気ギアード回転機械（１０）の軸方向における全範囲にわたって、前記空隙（８０）を画定する前記内側縁（７０）を含む。
各々の前記磁極片（３２）は、前記磁気ギアード回転機械（１０）の軸方向における全範囲にわたって、前記空隙（８０）を画定する前記内側縁（７０）を含む。
【0063】
上記（１５）の構成によれば、磁気ギアード回転機械（１０）の軸方向における全範囲にわたって、磁気ギアード回転機械（１０）は磁極片（３２）で生じる渦電流を低減できる。
【0064】
（１６）本発明の少なくとも一実施形態に係る発電システム（１）は、
原動機（２）と、
前記原動機（２）からの入力によって駆動されて発電するための磁気ギア発電機（１０Ａ）としての、上記（１）から（１５）のいずれかに記載の磁気ギアード回転機械（１０）と
を備える。
原動機（２）と、
前記原動機（２）からの入力によって駆動されて発電するための磁気ギア発電機（１０Ａ）としての、上記（１）から（１５）のいずれかに記載の磁気ギアード回転機械（１０）と
を備える。
【0065】
上記（１６）の構成によれば、上記（１）で記載した理由によって、固定子磁石（２２）の磁路を遮断することを抑制しつつ、渦電流損失を低減できる発電システム（１）が実現する。
【0066】
（１７）本発明の少なくとも一実施形態に係る磁極片回転子（３０）は、
周方向に並ぶように配置された複数の磁極片（３２）と、
複数の前記磁極片（３２）と前記周方向に交互に配置される複数のホルダ（３９）と
を備え、
前記磁極片（３２）は、径方向断面において、
径方向の一方側を向く第１面（５１）、及び、前記径方向の他方側を向く第２面（５２）を形成する外側縁（６０）と、
前記外側縁に囲まれるように前記径方向にて前記第１面（５１）と前記第２面（５２）との間に位置し、前記磁極片（３２）の内部の１以上の空隙（８０）を画定する１以上の内側縁（７０）と、
を含み、
前記径方向断面において、前記第１面（５１）と前記空隙（８０）との間の前記径方向における最短距離である第１距離（Ｌ１）は、前記第２面（５２）と前記空隙（８０）との間の前記径方向における最短距離である第２距離（Ｌ２）よりも短い。
周方向に並ぶように配置された複数の磁極片（３２）と、
複数の前記磁極片（３２）と前記周方向に交互に配置される複数のホルダ（３９）と
を備え、
前記磁極片（３２）は、径方向断面において、
径方向の一方側を向く第１面（５１）、及び、前記径方向の他方側を向く第２面（５２）を形成する外側縁（６０）と、
前記外側縁に囲まれるように前記径方向にて前記第１面（５１）と前記第２面（５２）との間に位置し、前記磁極片（３２）の内部の１以上の空隙（８０）を画定する１以上の内側縁（７０）と、
を含み、
前記径方向断面において、前記第１面（５１）と前記空隙（８０）との間の前記径方向における最短距離である第１距離（Ｌ１）は、前記第２面（５２）と前記空隙（８０）との間の前記径方向における最短距離である第２距離（Ｌ２）よりも短い。
【0067】
上記（１７）の構成によれば、上記（１）で記載した理由によって、固定子磁石（２２）の磁路を遮断することを抑制しつつ、渦電流損失を低減できる磁極片回転子（３０）が実現する。
【0068】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【0069】
本明細書において、「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。
また、本明細書において、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。
また、本明細書において、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。
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。
また、本明細書において、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。
また、本明細書において、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。
【符号の説明】
【0070】
１ ：発電システム
２ ：原動機
１０ ：磁気ギアード回転機械
２０ ：固定子
２２ ：固定子磁石
３０ ：磁極片回転子
３２ ：磁極片
３４ ：エンドリング
３５ ：電磁鋼板
３６ ：連結バー
３９ ：ホルダ
４０ ：回転子
４２ ：回転子磁石
５１ ：第１面
５２ ：第２面
６０ ：外側縁
７０ ：内側縁
８０ ：空隙
８２ ：開口スリット
８３ ：端面開口スリット
８４ ：連通スリット
８４Ａ ：第１連通スリット
８４Ｂ ：第２連通スリット
８５ ：スリット
８６ ：軸方向孔
８７ ：直線部
Ｇ１ ：第１エアギャップ
Ｇ２ ：第２エアギャップ
Ｌ１ ：第１距離
Ｌ２ ：第２距離
Ｌ３ ：径方向距離
２ ：原動機
１０ ：磁気ギアード回転機械
２０ ：固定子
２２ ：固定子磁石
３０ ：磁極片回転子
３２ ：磁極片
３４ ：エンドリング
３５ ：電磁鋼板
３６ ：連結バー
３９ ：ホルダ
４０ ：回転子
４２ ：回転子磁石
５１ ：第１面
５２ ：第２面
６０ ：外側縁
７０ ：内側縁
８０ ：空隙
８２ ：開口スリット
８３ ：端面開口スリット
８４ ：連通スリット
８４Ａ ：第１連通スリット
８４Ｂ ：第２連通スリット
８５ ：スリット
８６ ：軸方向孔
８７ ：直線部
Ｇ１ ：第１エアギャップ
Ｇ２ ：第２エアギャップ
Ｌ１ ：第１距離
Ｌ２ ：第２距離
Ｌ３ ：径方向距離
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図5】