(57)【要約】【課題】効率を低下させずに回転電機の冷却性能を確保する。【解決手段】回転電機は、ロータシャフトと回転子鉄心１１０と複数の回転子導体１６とを有する回転子と、固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、２つの軸受とを備える。回転子鉄心１１０には、回転子導体１６が軸方向に貫通する貫通孔導体収納部１１１ａとその径方向内側の貫通孔軸方向通気部１１１ｂとを有する複数の環状配列貫通孔１１１が形成されるとともに、当該回転子鉄心１１０の外周に周方向に互いに間隔をおいて配されて環状配列貫通孔１１１から径方向外側に通じる複数の鉄心径方向通気孔１１２が軸方向に互いに間隔をおいて形成されている。複数の回転子導体１６のそれぞれには、少なくとも鉄心径方向通気孔１１２が形成されている位置において、回転子導体１６を径方向に貫通する導体通気孔が形成されている。【選択図】図５
2020010510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心と、前記回転子鉄心内を貫通し互いに周方向に間隔をおいて配された複数の回転子導体とを有する回転子と、
前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
前記回転子鉄心を挟んで前記ロータシャフトの軸方向の両側で前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、
を備える回転電機であって、
前記回転子鉄心には、前記複数の回転子導体のそれぞれが軸方向に貫通する貫通孔導体収納部と前記貫通孔導体収納部の径方向内側の貫通孔軸方向通気部とを有する複数の環状配列貫通孔が形成されるとともに、当該回転子鉄心の外周に周方向に互いに間隔をおいて配されて前記環状配列貫通孔から径方向外側に通じる複数の鉄心径方向通気孔が軸方向に互いに間隔をおいて形成されており、
前記複数の回転子導体のそれぞれには、少なくとも前記鉄心径方向通気孔が形成されている位置において、当該回転子導体を径方向に貫通する導体通気孔が形成されている、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記回転子鉄心は、
軸方向に積層されて、前記貫通孔導体収納部を形成する第１鋼板開口導体収納部と前記貫通孔軸方向通気部を形成する第１鋼板開口軸方向通気部とを有する複数の第１鋼板環状配列開口と、前記鉄心径方向通気孔を形成する径方向通気用切り欠きと、が形成された円板状の複数の第１電磁鋼板と、
軸方向に積層されて、前記貫通孔導体収納部を形成する第２鋼板開口導体収納部と前記貫通孔軸方向通気部を形成する第２鋼板開口軸方向通気部とを有する複数の第２鋼板環状配列開口が形成された円板状の複数の第２電磁鋼板と、
を具備し、
軸方向に積層された前記複数の第１電磁鋼板を有する第１鋼板グループと軸方向に積層された前記複数の第２電磁鋼板を有する第２鋼板グループが、軸方向に交互に配されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記複数の回転子導体のそれぞれにおける前記導体通気孔は、前記鉄心径方向通気孔が形成されている範囲に対応した軸方向位置に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記複数の回転子導体のそれぞれには、前記導体通気孔が、前記鉄心径方向通気孔の軸方向位置となるように位置決めするためのストッパが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記複数の回転子導体のそれぞれにおける前記導体通気孔は、前記鉄心径方向通気孔が形成されている範囲を複数含む範囲で長手方向に連続して形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項６】
円筒状の固定子鉄心および前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線を有する固定子と、２つの軸受と、を備える回転電機の回転子であって、
回転軸方向に延びて前記２つの軸受により回転可能に支持されたロータシャフトと、
前記固定子鉄心の径方向内側に配されて、前記ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心と、
前記回転子鉄心内を貫通し互いに周方向に間隔をおいて配された複数の回転子導体と、
を有し、
前記回転子鉄心には、前記複数の回転子導体のそれぞれが軸方向に貫通する貫通孔導体収納部と前記貫通孔導体収納部の径方向内側の貫通孔軸方向通気部とを有する複数の環状配列貫通孔が形成されるとともに、当該回転子鉄心の外周に周方向に互いに間隔をおいて配されて前記環状配列貫通孔から径方向外側に通じる複数の鉄心径方向通気孔が軸方向に互いに間隔をおいて形成されており、
前記複数の回転子導体のそれぞれには、少なくとも前記鉄心径方向通気孔が形成されている位置において、当該回転子導体を径方向に貫通する導体通気孔が形成されている、
ことを特徴とする回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機およびその回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の回転子鉄心および固定子鉄心においては、運転中に生ずる渦電流等による鉄損が発熱の一因となり、効率の低下の要因となる。したがって、回転子鉄心および固定子鉄心それぞれの内部における渦電流の流れを低減することが、回転電機の効率確保の上で有効である。
【０００３】
このため、回転電機における回転子鉄心および固定子鉄心には、それぞれ、強磁性体製で中央に開口を有する円板状の電磁鋼板を軸方向に積層した積層構造を用いることが一般に行われている。電磁鋼板には、たとえば、透磁率が比較的高く低価格であるケイ素鋼板などが用いられている。
【０００４】
かご形誘導電動機の場合には、固定子巻線を流れる交流により生じた誘導起電力により、回転子内を貫通する回転子導体バー中に電流が流れる。同期回転電機の場合は、外部から供給される電力により回転子巻線に電流が流れる。また、空隙を介して、回転子鉄心の径方向の外側に回転子鉄心を囲むように配された固定子鉄心が設けられているが、この固定子鉄心を軸方向に貫通する固定子巻線には、外部から供給される電力により電流が流れる。
【０００５】
通常、回転子鉄心および固定子はフレーム内に収納されている。フレーム内では冷却用気体が循環し、回転子鉄心、回転子導体バーあるいは回転子巻線、固定子鉄心および固定子巻線等を冷却する。また、回転電機の多くには、通常、冷却器が設けられており、冷却用気体は冷却器において冷却され、冷却された冷却用気体が、回転子および固定子を冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１５８３９８号公報
【特許文献２】特開２０１７−１８４５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
回転子巻線は多くの部材と機械的に接触、あるいは結合している。が、電気的には、絶縁が維持されている必要がある。このため、回転子コイルや回転子導体バーおよびその周辺の部材には、多くの絶縁材が使用されている。
【０００８】
絶縁材料は、それぞれの材質等に応じて使用温度に耐熱性能上の制限がある。一方、近年の回転電機の単機容量の増大化とともに、回転子コイル内の電流密度は上昇する傾向にある。このため、回転子巻線をはじめとして回転子の各部の冷却が重要である。また、固定子についても同様に各部の冷却が重要である。
【０００９】
軸方向に回転子鉄心間の間隙であるダクトを設ける例がある。空気などの回転子の冷却用気体は、回転子鉄心とロータシャフトとの間に形成された軸方向の流路を流れ、方向を転換してダクト内を径方向外向きに流れる（特許文献１参照）。このような場合、冷却用気体の流れによる圧力損失の低減が重要である。回転子をダクトの形成により冷却する場合、軸方向にダクトを形成する数が増えるほど、軸方向に磁気抵抗の大きな空隙が増加するため電磁気的な性能上好ましくない。また、軸方向の長さの増加要因ともなる。
【００１０】
また、たとえば、オープンスロット形すなわち軸方向に連続して形成されたスロットを有する回転子において、回転子導体バーの径方向内側に軸方向の流路を設け、また、回転子導体バーに径方向の流路を設けることにより、冷却用気体による冷却効果を高める例が知られている（特許文献２参照）。オープンスロット形の場合、回転数が増加することによる回転子コイルや回転子導体バーにかかる遠心力が問題となる。また、回転子鉄心の外周面が完全な円筒表面ではない部分が生じることにより風損が増加し、効率低下の要因となる。
【００１１】
そこで、本発明は、回転電機の冷却性能を確保しながら効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明は、軸方向に延びたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心と、前記回転子鉄心内を貫通し互いに周方向に間隔をおいて配された複数の回転子導体とを有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、前記回転子鉄心を挟んで前記ロータシャフトの軸方向の両側で前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、を備える回転電機であって、前記回転子鉄心には、前記複数の回転子導体のそれぞれが軸方向に貫通する貫通孔導体収納部と前記貫通孔導体収納部の径方向内側の貫通孔軸方向通気部とを有する複数の環状配列貫通孔が形成されるとともに、当該回転子鉄心の外周に周方向に互いに間隔をおいて配されて前記環状配列貫通孔から径方向外側に通じる複数の鉄心径方向通気孔が軸方向に互いに間隔をおいて形成されており、前記複数の回転子導体のそれぞれには、少なくとも前記鉄心径方向通気孔が形成されている位置において、当該回転子導体を径方向に貫通する導体通気孔が形成されている、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、円筒状の固定子鉄心および前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線を有する固定子と、２つの軸受と、を備える回転電機の回転子であって、回転軸方向に延びて前記２つの軸受により回転可能に支持されたロータシャフトと、前記固定子鉄心の径方向内側に配されて、前記ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心と、前記回転子鉄心内を貫通し互いに周方向に間隔をおいて配された複数の回転子導体と、を有し、前記回転子鉄心には、前記複数の回転子導体のそれぞれが軸方向に貫通する貫通孔導体収納部と前記貫通孔導体収納部の径方向内側の貫通孔軸方向通気部とを有する複数の環状配列貫通孔が形成されるとともに、当該回転子鉄心の外周に周方向に互いに間隔をおいて配されて前記環状配列貫通孔から径方向外側に通じる複数の鉄心径方向通気孔が軸方向に互いに間隔をおいて形成されており、前記複数の回転子導体のそれぞれには、少なくとも前記鉄心径方向通気孔が形成されている位置において、当該回転子導体を径方向に貫通する導体通気孔が形成されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転電機の冷却性能を確保しながら効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る回転電機の構成を示す立断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る回転電機の回転子導体を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る回転電機の回転子導体を示す図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る回転電機の回転子導体を示す図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る回転電機の回転子鉄心を示す斜視図である。
【図６】第１の実施形態に係る回転電機の回転子鉄心を第１グループ鋼板の部分で回転軸方向に見た断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る回転電機の回転子鉄心を第２グループ鋼板の部分で回転軸方向に見た断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る回転電機の回転子導体を示す斜視図である。
【図９】第２の実施形態に係る回転電機の回転子鉄心を第１グループ鋼板の部分で回転軸方向に見た断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る回転電機の回転子鉄心を第２グループ鋼板の部分で回転軸方向に見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る回転電機およびその回転子について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１７】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る回転電機の構成を示す立断面図である。
【００１８】
回転電機２００は、回転子１０、固定子２０、２つの軸受３０、フレーム４０、２つの軸受ブラケット４５、および冷却器６０を有する。
【００１９】
回転子１０は、水平な回転軸方向に延びたロータシャフト１１、回転子鉄心１１０、および複数の回転子導体１６を有する。ロータシャフト１１は、軸方向の両側を軸受３０により回転可能に支持されている。
【００２０】
回転子鉄心１１０は、円筒状で、ロータシャフト１１に取り付けられている。回転子鉄心１１０の径方向外側表面近傍には、周方向に互いに間隔をおいて、軸方向に貫通する複数の環状配列貫通孔１１１（図５）が形成されている。
【００２１】
複数の回転子導体１６のそれぞれは、棒状で、環状配列貫通孔１１１（図５）の各貫通孔導体収納部１１１ａ（図５）を貫通し、回転子鉄心１１０の軸方向の両側に突出している。回転子鉄心１１０の軸方向の両外側のそれぞれには、短絡環１５が配されている。それぞれの短絡環１５は、すべての回転子導体１６と接続しており、回転子導体１６は、短絡環１５により電気的に短絡している。
【００２２】
ロータシャフト１１には、図１に示すように、一方の軸受３０と回転子鉄心１１０との間に内扇１８が設けられている。なお、内扇は、回転子鉄心１１０を挟んで反対側に設けられてもよい。あるいは、両側に設けられてもよい。なお、機内の冷却の上で、問題がなければ、内扇が設置されていない場合であってもよい。
【００２３】
固定子２０は、固定子鉄心２１および固定子巻線２２を有する。固定子鉄心２１は、円筒状であり、環状の空隙１９を介して、回転子鉄心１１０の径方向外側に配されている。固定子鉄心２１には、軸方向に互いに間隔をおいて、径方向外側への流路である複数の固定子ダクト２１ａが形成されている。固定子鉄心２１の径方向の内表面には、周方向に互いに間隔をおいて軸方向に貫通する複数の溝状の固定子スロット（図示せず）が形成されている。固定子巻線２２は、固定子スロット内を貫通し、固定子鉄心２１の軸方向外側で、互いに接続し、あるいは外部の導体と接続する。
【００２４】
固定子２０の径方向外側には、フレーム４０が設けられており、フレーム４０は、回転子鉄心１１０および固定子２０を収納する。フレーム４０の軸方向の両端には、軸受ブラケット４５がそれぞれ接続され、軸受３０を静止支持している。
【００２５】
フレーム４０の上側には、冷却器６０が設けられている。冷却器６０は、少なくとも１本の冷却管６１と、冷却管６１を収納する冷却器カバー６２を有する。冷却器カバー６２は、フレーム４０および軸受ブラケット４５と相俟って、冷却用気体を内包する閉空間４０ａを形成する。冷却器カバー６２内の空間と、フレーム４０内の空間とは、冷却器入口開口６３および冷却器出口開口６４を介して連通している。
【００２６】
図２は、第１の実施形態に係る回転電機の回転子導体を示す斜視図である。回転子導体１６は、断面が回転子鉄心１１０に形成されたそれぞれの環状配列貫通孔１１１の貫通孔導体収納部１１１ａの形状に対応するほぼ四角形で、回転軸方向を長手方向にして延びている。なお、回転子導体１６の断面形状は、他の多角形、あるいは、たとえば円形あるいは楕円形など、他の形状であってもよい。
【００２７】
回転子導体１６には、長手方向に互いに間隔をあけて、径方向内側から径方向外側に通じる複数の導体通気孔１６ａが形成されている。複数の導体通気孔１６ａが形成されている位置は、回転子鉄心１１０に形成された後述する鉄心径方向通気孔１１２（図５）が形成されている軸方向の位置に対応している。なお、図２では、図示の都合上、互いに隣接する導体通気孔１６ａ間の間隔を短く表示している。
【００２８】
回転子導体１６の一方の端部近傍には、ストッパ１６ｂが形成されている。回転子鉄心１１０が一体化された後に、回転子導体１６を、軸方向の一方から回転子鉄心１１０に形成された環状配列貫通孔１１１の貫通孔導体収納部１１１ａに挿入するが、ストッパ１６ｂは、回転子導体１６の軸方向の位置決めを行う。すなわち、複数の導体通気孔１６ａの位置が、回転子鉄心１１０に形成された鉄心径方向通気孔１１２が形成されている軸方向の位置に対応するような軸方向位置とするためのものである。なお、図２では、ストッパ１６ｂが径方向の内側に突出している場合を示しているが、たとえば径方向外側など、他の方向に突出していてもよい。
【００２９】
図３は、第１の実施形態に係る回転電機の回転子導体を示す図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。また、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【００３０】
それぞれの導体通気孔１６ａには、入口側すなわち径方向内側の部分に入口テーパ部１６ｃが形成されている。また、出口側すなわち径方向外側の部分に出口テーパ部１６ｄが形成されている。この結果、鉄心軸方向通気孔１２ａ（図５）を軸方向に流れる冷却用気体が、それぞれの導体通気孔１６ａに流入する際の圧力損失、およびそれぞれの導体通気孔１６ａから空隙１９に流出する際の圧力損失が低減する。なお、この部分の圧力損失が問題にならない、あるいは、加工の負担を軽減するほうがよい場合は、入口テーパ部１６ｃおよび出口テーパ部１６ｄのいずれか一方のみを形成することでもよいし、いずれも形成しないことでもよい。
【００３１】
図５は、第１の実施形態に係る回転電機の回転子鉄心を示す斜視図である。回転子鉄心１１０は、円板状の複数の第１電磁鋼板１２０および円板状の複数の第２電磁鋼板１３０の２種類の電磁鋼板を有する。なお、回転子鉄心１１０の軸方向の端面においては、本来、回転子導体１６が、軸方向の外側に突出しているが、図５においては図示の都合上、この部分を省略し回転子導体１６の断面を表示している。
【００３２】
回転軸方向に積層された複数の第１電磁鋼板１２０は、１つの第１鋼板グループ１２０ｇを形成する。また、回転軸方向に積層された複数の第２電磁鋼板１３０は、１つの第２鋼板グループ１３０ｇを形成する。回転子鉄心１１０は、複数の第１鋼板グループ１２０ｇと複数の第２鋼板グループ１３０ｇを有し、それぞれの第１鋼板グループ１２０ｇと第２鋼板グループ１３０ｇは、交互に回転軸方向に積層されている。
【００３３】
回転子鉄心１１０に形成された環状配列貫通孔１１１は、前述の貫通孔導体収納部１１１ａと、貫通孔導体収納部１１１ａの径方向内側の溝状の貫通孔軸方向通気部１１１ｂとを有する。貫通孔軸方向通気部１１１ｂは、回転子導体１６の径方向内側に形成された軸方向に貫通する流路となる。
【００３４】
図６は、回転子鉄心を第１グループ鋼板の部分で回転軸方向に見た断面図である。
【００３５】
第１電磁鋼板１２０の外周近傍では、周方向に互いに間隔をおいて、複数の第１鋼板環状配列開口１２１が形成されている。第１鋼板環状配列開口１２１は、第１電磁鋼板１２０が軸方向に積層されることにより、回転子鉄心１１０の環状配列貫通孔１１１を形成する。第１鋼板環状配列開口１２１は、回転子鉄心１１０の環状配列貫通孔１１１のうちの貫通孔導体収納部１１１ａの断面形状に対応する第１鋼板開口導体収納部１２１ａと、貫通孔軸方向通気部１１１ｂの断面形状に対応する第１鋼板開口軸方向通気部１２１ｂとを有する。
【００３６】
第１鋼板環状配列開口１２１の径方向外側には、第１鋼板環状配列開口１２１に続いて、外周の外側に連通する径方向通気用切り欠き１２２が形成されている。径方向通気用切り欠き１２２は、第１電磁鋼板１２０が軸方向に積層されることにより、鉄心径方向通気孔１１２（図５）を形成する。
【００３７】
図７は、回転子鉄心を第２グループ鋼板の部分で回転軸方向に見た断面図である。図７は、第２電磁鋼板１３０および回転子導体１６を示している。
【００３８】
第２電磁鋼板１３０の外周近傍では、周方向に互いに間隔をおいて、複数の第２鋼板環状配列開口１３１が形成されている。第２鋼板環状配列開口１３１は、第２電磁鋼板１３０が軸方向に積層されることにより、回転子鉄心１１０の環状配列貫通孔１１１を形成する。第２鋼板環状配列開口１３１は、第１電磁鋼板１２０に形成された第１鋼板環状配列開口１２１と同一の形状、寸法であり、かつ、軸方向に投影して同一位置に形成されている。
【００３９】
第２鋼板環状配列開口１３１は、第１鋼板環状配列開口１２１と同様に、回転子鉄心１１０の環状配列貫通孔１１１のうちの貫通孔導体収納部１１１ａの断面形状に対応する第２鋼板開口導体収納部１３１ａと、貫通孔軸方向通気部１１１ｂの断面形状に対応する第２鋼板開口軸方向通気部１３１ｂとを有する。
【００４０】
なお、第２電磁鋼板１３０には、第１電磁鋼板１２０に形成されている径方向通気用切り欠き１２２は、形成されていない。
【００４１】
図５を引用しながら説明したように、複数の第１電磁鋼板１２０により形成された第１鋼板グループ１２０ｇと、複数の第２電磁鋼板１３０により形成された第２鋼板グループ１３０ｇは、軸方向に交互に積層されている。
【００４２】
第１鋼板グループ１２０ｇと第２鋼板グループ１３０ｇが回転軸方向に交互に積層されたことにより形成される貫通孔導体収納部１１１ａおよび貫通孔軸方向通気部１１１ｂは、それぞれ軸方向に同一断面となるように形成されている。回転子導体１６は、それぞれの第１鋼板環状配列開口１２１を貫通する。
【００４３】
図５に示すように、第１電磁鋼板１２０が積層されている軸方向の領域、すなわち第１鋼板グループ１２０ｇにおいては、回転子鉄心の外周面に、周方向に幅を持つ複数の鉄心径方向通気孔１１２が、周方向に互いに間隔をおいて形成されている。また、第２電磁鋼板１３０が積層されている軸方向の領域、すなわち第２鋼板グループ１３０ｇにおいては、このような孔は形成されておらず、いわゆるクローズドスロットと同様の形態となっている。
【００４４】
したがって、鉄心径方向通気孔１１２の軸方向の長さは、軸方向の両側を第２電磁鋼板１３０に挟まれた第１電磁鋼板１２０の積層された軸方向の長さ、すなわち第１鋼板グループ１２０ｇの軸方向の厚みとなる。
【００４５】
以上のように構成された本実施形態に係る回転電機は、以下のような作用、効果を有する。
【００４６】
第１に、回転子鉄心１１０内の回転子導体１６の径方向内側部分に形成された軸方向に貫通する貫通孔軸方向通気部１１１ｂと、回転子導体１６に軸方向に互いに間隔をおいて形成された複数の導体通気孔１６ａと、回転子鉄心１１０内の回転子導体１６の径方向外側部分に軸方向に互いに間隔をおいて形成された複数の鉄心径方向通気孔１１２とから構成された回転子鉄心１１０内の流路を設けることにより、冷却用気体による回転子鉄心１１０の冷却効果を確保できる。
【００４７】
第２に、第２電磁鋼板１３０が設けられている範囲は、回転子鉄心１１０の外周に切り欠き部がなく、クローズドスロット形と同様の構成であるため、回転電機２００の回転数が高い場合でも、回転子導体１６にかかる遠心力は、回転子鉄心１１０における回転子導体１６の径方向外側の部分が受けることができる。したがって、遠心力に起因する構造上の懸念は生じない。
【００４８】
第３に、鉄心径方向通気孔１１２が形成されているのは、回転子鉄心１１０の外周の一部のみであることから、回転子鉄心１１０の外周面は円筒表面に近く、オープンスロット形の場合に比べて風損による効率低下は小さく抑えられる。
【００４９】
以上のように、本実施形態によれば、性能を維持しながら回転電機の冷却性能を確保することができる。
【００５０】
［第２の実施形態］
本第２の実施形態は、第１の実施形態の変形である。本第２の実施形態においては、第１の実施形態における回転子導体１６に代えて、これと同様の外形寸法を有する回転子導体１７が設けられている。その他の点においては、第１の実施形態と同様である。
【００５１】
図８は、第２の実施形態に係る回転電機の回転子導体を示す斜視図である。
【００５２】
本実施形態においても、複数の第１電磁鋼板１２０により形成された第１鋼板グループ１２０ｇと、複数の第２電磁鋼板１３０により形成された第２鋼板グループ１３０ｇは、軸方向に交互に積層されている。
【００５３】
回転子導体１７には、１つの導体通気孔１７ａが形成されている。導体通気孔１７ａは、径方向内側から径方向外側に貫通しており、長手方向に連続して延びるように形成されている。このため、軸方向の位置決めが厳密になされなくとも、回転子鉄心１１０に形成された鉄心径方向通気孔１１２が形成されている軸方向の箇所においては、回転子導体１７の径方向内側から径方向外側への流路が存在することになる。
【００５４】
この結果、第１の実施形態における回転子導体１６が有するストッパ１６ｂのような軸方向の位置決めのための部位は不要である。
【００５５】
図９は、回転子鉄心を第１グループ鋼板の部分で回転軸方向に見た断面図である。また、図１０は、回転子鉄心を第２グループ鋼板の部分で回転軸方向に見た断面図である。
【００５６】
図９および図１０に示すように、径方向通気用切り欠き１２２が形成されていない範囲、すなわち、鉄心径方向通気孔１１２が形成されていない軸方向の部分においても、回転子導体１７に導体通気孔１７ａが形成されている。
【００５７】
以上のように、本実施形態においては、回転子導体１７への導体通気孔１７ａの形成に際しては、軸方向の位置決めを厳密に行う必要がなく、加工および組立時の負担が軽減される。また、第１の実施形態における入口テーパ部１６ｃおよび出口テーパ部１６ｄを個別に形成しなくとも、導体通気孔１７ａにおける冷却用気体の方向転換の程度が小さく、また、縮流および拡流がほとんど生じないという利点がある。さらに、鉄心径方向通気孔１１２が形成されていない軸方向の部分においても、回転子導体１７に導体通気孔１７ａが形成されていることから、回転子導体１７の冷却効果がさらに得られる。
【００５８】
なお、本実施形態の変形として、導体通気孔１７ａが１つではなく、鉄心径方向通気孔１１２が形成されている範囲を複数含む範囲で長手方向に連続して形成された導体通気孔が、軸方向に互いに間隔をおいて複数が形成されていることでもよい。また、長手方向に、導体通気孔の幅を変化させてもよい。
【００５９】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、実施形態では、ロータシャフトが水平に延びた場合を例にとって示したが、これに限定されない。たとえば、ロータシャフトが鉛直方向に延びた場合であってもよい。
【００６０】
さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６１】
１０…回転子、１１…ロータシャフト、１５…短絡環、１６…回転子導体、１６ａ…導体通気孔、１６ｂ…ストッパ、１６ｃ…入口テーパ部、１６ｄ…出口テーパ部、１７…回転子導体、１７ａ…導体通気孔、１８…内扇、１９…空隙、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２１ａ…固定子ダクト、２２…固定子巻線、３０…軸受、４０…フレーム、４０ａ…閉空間、４５…軸受ブラケット、６０…冷却器、６１…冷却管、６２…冷却器カバー、６３…冷却器入口開口、６４…冷却器出口開口、１１０…回転子鉄心、１１１…環状配列貫通孔、１１１ａ…貫通孔導体収納部、１１１ｂ…貫通孔軸方向通気部、１１２…鉄心径方向通気孔、１２０…第１電磁鋼板、１２０ｇ…第１鋼板グループ、１２１…第１鋼板環状配列開口、１２１ａ…第１鋼板開口導体収納部、１２１ｂ…第１鋼板開口軸方向通気部、１２２…径方向通気用切り欠き、１３０…第２電磁鋼板、１３０ｇ…第２鋼板グループ、１３１…第２鋼板環状配列開口、１３１ａ…第２鋼板開口導体収納部、１３１ｂ…第２鋼板開口軸方向通気部、２００…回転電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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