(57)【要約】【課題】  通風損失を小さくすることのできる回転電機の回転子を提供する。【解決手段】  実施形態によれば、回転に伴う遠心ファン作用により冷却ガスが機内を循環する回転電機の回転子であって、円筒状構造物と、前記円筒状構造物の周囲において周方向に一定の間隔で配置される複数の磁極と、磁極間の空間の回転子軸方向外側にある空間から当該磁極間の空間に冷却ガスが流入する流路を、一部の開口を除いて仕切る仕切り板と、前記開口を通じて磁極間の空間に流入する冷却ガスが回転子軸方向に一定の分散をもって固定子側へ供給されるように当該冷却ガスの流れを調整する通風ガイド部とを具備する、回転電機の回転子が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転に伴う遠心ファン作用により冷却ガスが機内を循環する回転電機の回転子であって、
円筒状構造物と、
前記円筒状構造物の周囲において周方向に一定の間隔で配置される複数の磁極と、
磁極間の空間の回転子軸方向外側にある空間から当該磁極間の空間に冷却ガスが流入する流路を、一部の開口を除いて仕切る仕切り板と、
前記開口を通じて磁極間の空間に流入する冷却ガスが回転子軸方向に一定の分散をもって固定子側へ供給されるように当該冷却ガスの流れを調整する通風ガイド部と
を具備する、回転電機の回転子。
【請求項２】
前記開口は、前記磁極間の空間の回転子軸方向端部の回転子内径側に形成されている、
請求項１に記載の回転電機の回転子。
【請求項３】
前記通風ガイド部は、前記磁極間の空間において前記円筒状構造物の周りに取り付けられた部材を含む、
請求項１又は２に記載の回転電機の回転子。
【請求項４】
前記通風ガイド部は、前記磁極間の空間において前記円筒状構造物の周りに取り付けられた、形状の異なる複数の部材を含む、
請求項１又は２に記載の回転電機の回転子。
【請求項５】
前記円筒状構造物は、当該円筒状構造物の内径側の軸方向外側にある空間と前記磁極間の空間とを連通する流路を備えている、
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】
前記円筒状構造物は、当該円筒状構造物の外径側において軸方向に延在する通風溝を、前記開口と対向する位置に備えている、
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】
固定子側に取り付けられ、前記円筒状構造物の軸方向外側を外径側へ流れる冷却ガスが前記開口へ導かれるように当該冷却ガスの流れを調整する第１のカバー部材を更に具備する、
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】
前記第１のカバー部材は、冷却ガスに旋回流を与える案内羽根を備えている、
請求項７に記載の回転電機の回転子。
【請求項９】
前記円筒状構造物は、冷却ガスに旋回流を与える案内羽根を備えている、
請求項７に記載の回転電機の回転子。
【請求項１０】
前記通風ガイド部の少なくとも一部は、各磁極の側部により実現されている、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転電機の回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却ガスを循環させて冷却する回転電機において、回転子のファン効果により冷却ガスを循環させる方式のものがある。
【０００３】
例えば水車発電機などの回転電機は、冷却ガスが機内を循環する通風冷却構造を有する。水車発電機には定速機と可変速機とがある。以下では定速機の構造を例に説明する。
【０００４】
水車発電機は、発電機と水車とから構成され、発電機は回転子と固定子とを備えている。この発電機の構成の具体例を図１４に示す。
【０００５】
図１４に示されるように、発電機１００は、上部軸受５１ａ、下部軸受５１ｂ、コレクタ５２、風道カバー５３等を備え、風道カバー５３の内側に回転子１１および固定子１２が配置される。
【０００６】
回転子１１は、上部軸受５１ａと下部軸受５１ｂとの間に、上部軸１０ａと下部軸１０ｂとを有する回転子軸（シャフト）１０を備え、この回転子軸に回転子スポーク１０ｃを介して回転子リム７が取り付けられている。この回転子リム７の外径側には、周方向に等間隔で複数の突極型の磁極（ポール）２が配置されている。各磁極２は、磁極鉄心と回転子コイル（界磁コイル）とから構成される。また、回転子リム７には、回転子スポーク１０ｃの内部から各磁極２へ径方向に連通するリムダクト（図示せず）が軸方向および周方向に複数配置されている。
【０００７】
一方、固定子１２は、固定子フレーム３１内に収められた固定子鉄心３、固定子コイル３３、接続銅帯３４等を備える。また、固定子フレーム３１の外側には、冷却器（ガスクーラ）３５も取り付けられている。
【０００８】
このような構成の発電機１００では、回転子コイルが巻かれた磁極鉄心を有する磁極２、固定子鉄心３、固定子コイル３３等が発熱するため、機内に冷却ガスを循環させて冷却する。この冷却ガスの循環は、回転子１１の回転による遠心ファン効果を利用するのが一般的である。
【０００９】
冷却ガスは、回転子１１の遠心ファン効果により、回転子スポーク１０ｃに設けられた給気孔から回転子スポーク１０ｃの内部に取り入れられ、回転子リム７内に設けられたリムダクトを通じて、磁極２間を通り抜ける。磁極２を冷却して高温となった冷却ガスは、回転子１１と固定子１２との間のエアギャップＧに排出される。
【００１０】
エアギャップＧに排出された高温の冷却ガスの一部は、エアギャップＧから回転子軸方向に流出し、残りの冷却ガスは、固定子鉄心３内に設けられた固定子ダクト（図示せず）を通り、固定子鉄心３の外径側にある鉄心背面３６に流出し、固定子フレーム３１の外径側に取り付けられた冷却器３５の冷却水等と熱交換する。冷却器３５との熱交換により温度が低下した冷却ガスは、固定子フレーム３１の外側から回転子１１側に送られ、再び回転子スポーク１０ｃに設けられた給気孔から回転子スポーク１０ｃの内部に取り入れられて循環することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平４−３６８４５０号公報
【特許文献２】特開平９−１１７１００号公報
【特許文献３】特開２００３−３１９６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の回転電機の回転子では、運転時に通風経路の各所で生じる損失が大きいことが問題とされている。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、通風損失を小さくすることのできる回転電機の回転子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
実施形態によれば、回転に伴う遠心ファン作用により冷却ガスが機内を循環する回転電機の回転子であって、円筒状構造物と、前記円筒状構造物の周囲において周方向に一定の間隔で配置される複数の磁極と、磁極間の空間の回転子軸方向外側にある空間から当該磁極間の空間に冷却ガスが流入する流路を、一部の開口を除いて仕切る仕切り板と、前記開口を通じて磁極間の空間に流入する冷却ガスが回転子軸方向に一定の分散をもって固定子側へ供給されるように当該冷却ガスの流れを調整する通風ガイド部とを具備する、回転電機の回転子が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、通風損失を小さくすることのできる回転電機の回転子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る回転電機の構成を概略的に示す縦断面図。
【図２】同実施形態に係る回転電機の回転子に設けられる仕切り板および円筒状構造物の一部を上方から回転子軸方向に見た様子を示す図。
【図３】仕切り板の取付けの一例を示す図。
【図４】仕切り板の取付けの別の例を示す図。
【図５】仕切り板の取付けの別の例を示す図。
【図６】第２の実施形態に係る回転電機の構成を概略的に示す縦断面図。
【図７】第３の実施形態に係る回転電機の回転子に設けられる仕切り板および円筒状構造物の一部を上方から回転子軸方向に見た様子を示す図。
【図８】第４の実施形態に係る回転電機の構成を概略的に示す縦断面図。
【図９】第４の実施形態の変形例に係る回転電機の構成を概略的に示す縦断面図。
【図１０】案内羽根を上方から回転子軸方向に見た様子を示す図。
【図１１】第５の実施形態に係る回転電機の構成を概略的に示す縦断面図。
【図１２】同実施形態に係る回転電機に適用される磁極の形状の一例を示す図。
【図１３】同実施形態に係る回転電機に適用される磁極の形状の別の例を示す図。
【図１４】一般的な回転電機（発電機）の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
最初に、図１〜図５を参照して、第１の実施形態について説明する。なお、前述した図１４と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
図１は、第１の実施形態に係る回転電機の構成を概略的に示す縦断面図である。また、図２は、同実施形態に係る回転電機の回転子に設けられる仕切り板および円筒状構造物の一部を上方から回転子軸方向に見た様子を示す図である。
【００２０】
本実施形態に係る回転電機は、図１に示されるように回転子１１および固定子１２を含む。
【００２１】
回転子１１には、回転子軸１０に固設される円筒状構造物１や、円筒状構造物１の周囲に配置される複数の突極型の磁極（ポール）２などが備えられる。
【００２２】
円筒状構造物１は、回転子軸１０を中心に放射線状に回転子軸１０表面から外側に伸びた回転子スポーク（図示せず）やこの回転子スポークの外周側に配置される回転子リム（図示せず）などから成る。但し、回転子スポークは必ずしも設けられているとは限らない。回転子スポークが無い場合もある。本実施形態においては、冷却ガスを流すための通風ダクトは、筒状構造物１には設けられていなくてもよい。
【００２３】
複数の磁極２は、円筒状構造物１の周囲において周方向に一定の間隔で配置される。各磁極２は、磁極鉄心と回転子コイル（界磁コイル）とから構成される。
【００２４】
固定子１２には、磁極２の外径側に配置される固定子鉄心３や固定子コイルなどが備えられる。固定子鉄心３の内部には、径方向に延在する複数の固定子ダクト３ａが固定子軸方向および周方向に離間して配設される。
【００２５】
本実施形態においては、特に、仕切り板４および複数の形状の異なる通風ガイド部材５が回転子１１に更に備えられる。
【００２６】
仕切り板４は、個々の磁極２の磁極間の空間の回転子軸方向外側にある空間から当該磁極間の空間に冷却ガスＦが流入する流路を、一部の開口を除いて仕切る部材である。上記開口は、磁極間の空間の回転子軸方向端部の回転子内径側に形成される。
【００２７】
複数の形状の異なる通風ガイド部材５は、冷却ガスを所望の方向に導く通風ガイド機能を実現するものであり、上記開口を通じて磁極間の空間に流入する冷却ガスＦが回転子軸方向に一定の分散をもって固定子側へ供給されるように当該冷却ガスの流れを調整する。
【００２８】
仕切り板４を上方から回転子軸方向に見た様子を図２に示す。仕切り板４は、個々の磁極２及び磁極間の空間の上側を覆うように配置される円環状を成した板状部材であり、個々の磁極２の磁極間の空間の回転子内径側に対向する位置に上記開口が形成されるように例えば凹状の切欠き部４ａを備えている。この開口は、例えば図２に示されるように仕切り板４に施された凹状の切欠き部４ａと円筒状構造物１の外周側の壁面とにより実現される。なお、仕切り板４の形状や切欠き部４ａの形状は、この例に限定されるものではなく、適宜変形してもよい。
【００２９】
仕切り板４の取付けの一例を図３に示す。図３は、円筒状構造物１の外径側上部壁面に取り付けた仕切り板４を側方から回転子回転方向に見た様子を示している。図３に示されるように、仕切り板４は、内径側の一部を取付け部４ｂとして円筒状構造物１の外周側上部壁面にねじ等の締付け部材４ｃにより取り付けるようにしてもよい。
【００３０】
仕切り板４の取付けの別の例を図４および図５に示す。図４および図５は、円筒状構造物１の外径側外周部壁面に取り付けた仕切り板４を上方から回転子軸方向に見た様子および側方から回転子回転方向に見た様子をそれぞれ示している。図４および図５に示されるように、磁極間の回転子軸方向端部近傍において仕切り板４を磁極間に挟まれた形に配置すると共に、仕切り板４と円筒状構造物１の外径側外周部壁面との間に部材４ｄを配置し、仕切り板４および部材４ｄを貫通するねじ等の締付け部材４ｅによりこれらを円筒状構造物１の外周側外周部壁面に取り付けるようにしてもよい。
【００３１】
一方、通風ガイド部材５は、図１に示されるように磁極間の空間において円筒状構造物１の周りに取り付けられ、仕切り板４によって形成されている開口から磁極間の空間に流入した冷却ガスＦが固定子鉄心３側へ向かう際の風量が回転子軸方向に均一となるように当該冷却ガスの流れを調整する。具体的には、図１に示されるように回転子径方向の長さの異なる複数の通風ガイド部材５が、磁極間の空間において回転子軸方向に一定の間隔をおいて配置される。この場合、磁極間の空間において回転子軸方向中央部に位置する通風ガイド部材５は、磁極間の空間を上下に仕切る板状部材であってもよい。これ以外の個々の通風ガイド部材５は、磁極間の空間を、外径側の一部の開口を除いて上下に仕切る板状部材であってもよい。また、この場合、磁極間の空間に流入した冷却ガスが固定子鉄心３側へ向かう際の風量が回転子軸方向に均一となるように、仕切り板４により形成されている開口に近い通風ガイド部材５ほど、外径側の開口が大きくなるようにし、仕切り板４により形成されている開口から遠い通風ガイド部材５ほど、外径側の開口が小さくなるようにしてもよい。
【００３２】
なお、通風ガイド部材５の数や形状は、この例に限定されるものではなく、適宜変形してもよい。例えば、上述した形状の異なる複数の通風ガイド部材５の代わりに、単一の通風ガイド部材を設置してもよい。その場合、単一の通風ガイド部材により、磁極間の空間を上下に仕切ると共に、仕切り板４により形成されている開口に近い部分ほど、外径側の開口が大きくなる形状にし、仕切り板４により形成されている開口から遠い部分ほど、外径側の開口が小さくなる形状にしてもよい。このようにすれば、上述した形状の異なる複数の通風ガイド部材５と同様、磁極間の空間に流入した冷却ガスが固定子鉄心３側へ向かう際の風量が回転子軸方向に均一となるようにすることができる。
【００３３】
機内を冷却する方法としては、回転子軸１０と回転子に付随する構造物の回転に伴う遠心ファン作用により冷却ガスを循環するラジアル通風方式が採用される。円筒状構造物１の軸方向外側の空間にある冷却ガスＦは、仕切り板４により形成されている開口を通って磁極間の空間に流入する。磁極間の空間に流入した冷却ガスは、通風ガイド部材５に誘導されながら磁極間の空間を外周方向に移動する。このとき外周方向に移動する冷却ガスの風量分布は回転子軸方向中央部に偏らず、回転子軸方向に均一となる。回転子軸方向に均一となった冷却ガスは、固定子鉄心３に設けられている個々の固定子ダクト３ａに流入して冷却を行う。固定子ダクト３ａから流出した冷却ガスは、冷却器３５と熱交換して温度が下がり、再び円筒状構造物１の軸方向外側の空間に戻る。
【００３４】
第１の実施形態によれば、円筒状構造物１の軸方向外側の空間にある冷却ガスＦは、冷却ガスが円筒状構造物１の内部を通らずに、仕切り板４により形成されている開口を通って磁極間の空間に流入して固定子鉄心３側へ流れるため、円筒状構造物１の内部における通風損失が発生せず、回転子１１全体の通風損失を小さくすることができる。
【００３５】
また、仕切り板４により形成されている開口は、磁極間の空間の回転子軸方向端部の回転子内径側に形成されており、また、仕切り板４により形成されている開口に近い通風ガイド部材５ほど、外径側の開口が大きく、仕切り板４により形成されている開口から遠い通風ガイド部材５ほど、外径側の開口が小さく形成されているため、磁極間の空間に流入した冷却ガスが固定子鉄心３側へ向かう際の流路抵抗を極力小さくし、通風損失を低減できると共に、磁極間の空間に流入した冷却ガスが固定子鉄心３側へ向かう際の風量を回転子軸方向に均一にできる。
【００３６】
また、固定子鉄心３に設けられている複数の固定子ダクト３ａのそれぞれに対して均等な風量の冷却ガスを供給することができるため、回転電機全体の冷却効率を向上させることができる。
【００３７】
［第２の実施形態］
次に、図６を参照して、第２の実施形態について説明する。なお、前述した第１の実施形態と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３８】
図６は、第２の実施形態に係る回転電機の構成を概略的に示す縦断面図である。
【００３９】
この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、円筒状構造物１が、当該円筒状構造物１の内径側の軸方向外側にある空間と個々の磁極２の磁極間の空間とを連通する流路１ａを備えている点である。この構造では、流路１ａでの通風損失が生じるものの、回転子１１全体の通風損失は従来の回転子よりも小さい。また、このような構造は、前述の第１の実施形態の構成において磁極間の空間を流れる冷却ガスの風量が不足する場合に有効となる。
【００４０】
円筒状構造物１の軸方向外側の空間にある冷却ガスＦは、仕切り板４により形成されている開口を通って磁極間の空間に流入するものもあれば、流路１ａに流入するものもある。円筒状構造物１の内径側の軸方向外側から流路１ａに流入した冷却ガスは、円筒状構造物１の外径側より磁極間の空間へ流出され、仕切り板４により形成されている開口を通って磁極間の空間に流入した冷却ガスと同様、固定子鉄心３に設けられている複数の固定子ダクト３ａに流入する。
【００４１】
第２の実施形態によれば、磁極間の空間を流れる冷却ガスの風量が不足する場合にその不足分を補うことができる。
【００４２】
［第３の実施形態］
次に、図７を参照して、第３の実施形態について説明する。なお、前述した第１の実施形態と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００４３】
図７は、第３の実施形態に係る回転電機の回転子に設けられる仕切り板４および円筒状構造物１の一部を上方から回転子軸方向に見た様子を示す図である。
【００４４】
この第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、円筒状構造物１が、当該円筒状構造物１の外径側において軸方向に延在する通風溝１ｂを、仕切り板４に施された凹状の切欠き部４ａと対向する位置に備えている点である。通風溝１ｂは、円筒状構造物１の外径側の外径側において軸方向端部にのみ施されてもよい。なお、通風溝１ｂの形状は、この例に限定されるものではなく、適宜変形してもよい。
【００４５】
上記構成とすることにより、仕切り板４に施された凹状の切欠き部４ａと円筒状構造物１に施された通風溝１ｂとにより、第１の実施形態の場合よりも開口が拡張し面積が増大する。
【００４６】
第３の実施形態によれば、仕切り板４に施された凹状の切欠き部４ａと円筒状構造物１に施された通風溝１ｂとにより、一層広い開口が実現されるため、当該開口を通る冷却ガスの風量を増やすことができると共に通風損失を小さくすることができ、また、磁極間の空間を流れる冷却ガスの風量の不足を解消することができる。
【００４７】
［第４の実施形態］
次に、図８を参照して、第４の実施形態について説明する。なお、前述した第１の実施形態と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００４８】
図８は、第４の実施形態に係る回転電機の構成を概略的に示す縦断面図である。
【００４９】
この第４の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、回転子１１側に、固定子１２側の構造物に取り付けられたカバー部材６が設けられている点である。カバー部材６は、円筒状構造物１の軸方向外側を外径側へ流れる冷却ガスＦが、仕切り板４により形成されている開口へ導かれるように当該冷却ガスの流れを調整するものである。
【００５０】
カバー部材６は、円筒状構造物１の外径側の上側と仕切り板４により形成されている開口の上側とを覆うように配置される円環状を成した板状部材であり、冷却ガスＦに旋回流を与える案内羽根６ａを備えている。このカバー部材６の外径側端部は、上記開口の外径側端部近傍に向かうように下方に折れ曲がった形状（Ｌ字形状）を成している。このような形状を成したカバー部材６は、円筒状構造物１の軸方向外側を外径側へ流れる冷却ガスＦを、上記開口の方へと導く。当該カバー部材６は、固定子１２側の構造物に取り付けられた支持部材６ｂにより支持されている。
【００５１】
案内羽根６ａを上方から回転子軸方向に見た様子を図１０に示す。なお、図１０では、描写の複雑化を避けるため、カバー部材６の図示を省略している。
【００５２】
図１０に示されるように、仕切り板４の切欠き部４ａにより形成されている開口は回転子１１の回転と共に回転するが、案内羽根６ａは回転せずに所定の位置に配置される。
【００５３】
案内羽根６ａは、回転子径方向に弓状を成して延在する板状部材であり、同じものが回転子周方向に一定の間隔でカバー部材６に配置される。個々の案内羽根６ａは、回転子外径側へ向かうほど回転子回転方向Ｒへ反った形状をしており、その形状により、回転子外径側へ流れる冷却ガスＦに旋回流を与える。旋回流を与えられた冷却ガスＦは、仕切り板４の切欠き部４ａにより形成されている開口が図１０に示す位置にあるときに、当該開口の方へ導かれ、磁極間の空間へ流入する。
【００５４】
第３の実施形態によれば、円筒状構造物１の軸方向外側を外径側へ流れる冷却ガスＦが、案内羽根６ａにより予め旋回流を与えられた上でカバー部材６のＬ字形状の構造によって仕切り板４の切欠き部４ａにより形成された開口の方へと導かれるため、磁極間の空間で生じる冷却ガスの流れの剥離や衝突損を低減し、通風損失をより低減させることができる。
【００５５】
［第４の実施形態の変形例］
次に、図９を参照して、第４の実施形態の変形例について説明する。なお、前述した第４の実施形態と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、第４の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００５６】
図９は、第４の実施形態の変形例に係る回転電機の構成を概略的に示す縦断面図である。
【００５７】
この第４の実施形態の変形例が第４の実施形態と異なる点は、カバー部材６’が、前述の案内羽根６ａを備えておらず、代わりに案内羽根６ｃが回転子１１の円筒状構造物１に取り付けられている点である。カバー部材６’および案内羽根６ｃは、円筒状構造物１の軸方向外側を外径側へ流れる冷却ガスＦが、仕切り板４により形成されている開口へ導かれるように当該冷却ガスの流れを調整する。
【００５８】
カバー部材６’は、円筒状構造物１の外径側の上側と仕切り板４により形成されている開口の上側とを覆うように配置される円環状を成した板状部材である。円筒状構造物１は、冷却ガスＦに旋回流を与える案内羽根６ｃを備えている。カバー部材６’の外径側端部は、上記開口の外径側端部近傍に向かうように下方に折れ曲がった形状（Ｌ字形状）を成している。このような形状を成したカバー部材６’および案内羽根６ｃは、円筒状構造物１の軸方向外側を外径側へ流れる冷却ガスＦを、上記開口の方へと導く。
【００５９】
図１０を再び参照して、案内羽根６ｃについて説明する。案内羽根６ｃを上方から回転子軸方向に見た様子を図１０に示す。なお、図１０では、描写の複雑化を避けるため、カバー部材６’の図示を省略している。
【００６０】
図１０に示されるように、仕切り板４の切欠き部４ａにより形成されている開口は回転子１１の回転と共に回転するが、案内羽根６ｃも当然同じように回転する。当該開口と案内羽根６ｃと相対的な位置関係は常に不変である。
【００６１】
案内羽根６ｃは、回転子径方向に弓状を成して延在する板状部材であり、同じものが回転子周方向に一定の間隔で円筒状構造物１に配置される。個々の案内羽根６ｃは、回転子外径側へ向かうほど回転子回転方向Ｒへ反った形状をしており、その形状により、回転子外径側へ流れる冷却ガスＦに旋回流を与える。旋回流を与えられた冷却ガスＦは、仕切り板４の切欠き部４ａにより形成されている開口の方へ導かれ、磁極間の空間へ流入する。
【００６２】
第４の実施形態の変形例によれば、仕切り板４の切欠き部４ａにより形成された開口と案内羽根６ｃと相対的な位置関係は常に不変であり、回転子１１の回転中は常に、円筒状構造物１の軸方向外側を外径側へ流れる冷却ガスＦが、案内羽根６ｃにより予め旋回流を与えられた上でカバー部材６’のＬ字形状の構造によって上記開口の方へと導かれるため、通風損失をより一層低減させることができる。
【００６３】
［第５の実施形態］
次に、図１１〜図１３を参照して、第５の実施形態について説明する。なお、前述した第１の実施形態と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００６４】
図１１は、第５の実施形態に係る回転電機の構成を概略的に示す縦断面図である。また、図１２は、同実施形態に係る回転電機に適用される磁極の形状の一例を示す図である。図１３は、同実施形態に係る回転電機に適用される磁極の形状の別の例を示す図である。図１２および図１３は、磁極を回転子外径側から見た様子を示している。
【００６５】
この第５の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、通風ガイド部材５を設けない点と、磁極２に代えて、冷却ガスを所望の方向に導く通風ガイド機能を側部に備えた磁極２’もしくは２”を設ける点である。この場合において、図１１に示されるように通風ガイド部材５が無くても構わないが、図１に示したように通風ガイド部材５を設けることにより、磁極２’もしくは２”と共に、通風ガイドの機能を高めるようにしてもよい。
【００６６】
図１２に示される磁極２’の例では、磁極間の空間のうち、回転子軸方向の中央部における磁極間の幅が最も広く、回転子軸方向の両端部における磁極間の幅が最も狭くなっている。この形状は、例えば前述したような一般的な形状の磁極２の磁極間の空間の中を回転子外径側へ向かう冷却ガスの風量分布が、磁極間の空間のうち、回転子軸方向の両端部側へ偏ってしまう場合の対策に有効となる。すなわち、図１２に示される形状は、磁極間の空間の中を回転子外径側へ向かう冷却ガスの風量分布が回転子軸方向の両端部側に偏ることを抑制し、当該風量分布が回転子軸方向に均一となるように作用する。
【００６７】
一方、図１３に示される磁極２”の例では、磁極間の空間のうち、回転子軸方向の中央部における磁極間の幅が最も狭く、回転子軸方向の両端部における磁極間の幅が最も広くなっている。この形状は、例えば前述したような一般的な形状の磁極２の磁極間の空間の中を回転子外径側へ向かう冷却ガスの風量分布が、磁極間の空間のうち、回転子軸方向の中央部に偏ってしまう場合の対策に有効となる。すなわち、図１３に示される形状は、磁極間の空間の中を回転子外径側へ向かう冷却ガスの風量分布が回転子軸方向の中央部に偏ることを抑制し、当該風量分布が回転子軸方向に均一となるように作用する。
【００６８】
なお、各磁極の側部形状は、図１２、図１３に示した例に限定されるものではなく、適宜変形してもよい。例えば、各磁極を回転子外径側から見たときの各磁極の側部のラインは、直線状ではなく曲線状であってもよい。
【００６９】
第５の実施形態によれば、各磁極の側部が、磁極間の空間において磁極間の幅が回転子軸方向に変化する形状になっているため、磁極間の空間の中を回転子外径側へ向かう冷却ガスの風量分布の偏りを抑制し、当該風量分布が回転子軸方向に均一となるように補正することができる。
【００７０】
以上詳述したように、各実施形態によれば、通風損失を小さくすることのできる回転電機の回転子を提供することができる。
【００７１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００７２】
１…円筒状構造物、２…磁極（ポール）、３…固定子鉄心、４…仕切板、５…通風ガイド部材、６…カバー部材、１０…回転子軸、１１…回転子、１２…固定子、３５…冷却器。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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