(57)【要約】【課題】大容量かつ大回転にして、遠心力によるボルトの折損とポールシュー２の破損を確実に防止可能な突極形回転子を備えた回転電機を提供する。【解決手段】磁極頭部を構成するポールシュー２を、シャフト１ｃと一体に形成されたポールボディ１ａに、複数のボルト３を用いて締結することにより、突極形回転子１を形成する。ポールシュー２の下面には、ボルト３を用いてポールシュー２をポールボディ１ａに締結したとき、ポールシュー２内に生じる等価圧縮領域５の等価円すい領域を規制するための突起２ａ又は凹部６を形成する。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極頭部を構成するポールシューを、シャフトと一体に形成されたポールボディに複数のボルトを用いて締結することにより固定する突極形回転子を備え、
前記ポールシューの下面に、前記ボルトを用いて前記ポールシューを前記ポールボディに締結したとき、前記ポールシュー内に生じる等価圧縮領域の等価円すい領域を規制するための突起又は凹部を形成したことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記ポールシューの下面における長手方向の両端側に、前記ボルトの通し孔を有する同形同大の矩形突起を形成したことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記ポールシューの下面に形成する前記矩形突起の幅寸法を、前記ポールシューの長手方向に関して前記ボルトを１個だけ貫通可能な大きさとしたことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項２に記載の回転電機において、
前記ポールシューの下面に形成する前記矩形突起の幅寸法を、前記ポールシューの長手方向に関して前記ボルトを２個以上貫通可能な大きさとしたことを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項４に記載の回転電機において、
前記ポールシューの下面に形成する前記矩形突起の形状を階段状とし、長手方向の端部における前記矩形突起の高さ寸法を、それよりも内側に配置される前記矩形突起の高さ寸法よりも大きくしたことを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項１に記載の回転電機において、
前記複数のボルトを、前記シャフトの中心軸に沿って少なくとも２列以上平行に配列し、前記凹部を、平行に配列された２列のボルト列の中間部に形成したことを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項１に記載の回転電機において、
前記凹部を、前記シャフトの中心軸に沿って配列された前記複数のボルトからなるボルト列と、前記ポールボディの幅方向の端部との中間部に形成した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】
本発明は、磁極ヘッドと磁極ボディとがボルト締結により固定された回転界磁形の回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期機は、誘導機に比べて大出力を実現する回転電機である。近年では、インバータ駆動方式が開発され、所望する任意の力率で運転できる。このため、水力発電所、石油プラント、ガスプラント向けの同期機などでは、大容量化が特に進んでいる。
【０００３】
同期機には、回転電機子形と回転界磁形の２種類がある。回転界磁形は、界磁極を備えた回転子が電機子巻線を巻装した固定子に対して相対的に回転する方式である。回転電機子形は、スリップリングを用いて電機子電流を取り出すので、接触部の消耗が課題となるのに対し、回転界磁形は、このような課題がなく、配線の引き回しを簡素化できる。さらに、回転界磁形は、直流励磁方式であれば、その界磁電流を直流とし、低電圧でも界磁巻線の起磁力を大きくできる。このため、近年においては、本発明が対象とする回転界磁形が主流になっている。
【０００４】
図１及び図２に、従来知られている回転界磁形の回転子の一例を示す。図１は、従来知られている回転界磁形の回転子の斜視図であり、図２は、従来知られている回転界磁形の回転子の断面図である。本例の回転子１は、シャフト１ｃの周囲に４つの磁極が等分に形成されている。このように、回転界磁形の回転子には、少なくとも２つ以上の偶数個の磁極が形成される。そして、図２から明らかなように、各磁極の先端が磁極数に応じて突出した形状の回転子を、突極形回転子と総称する。
【０００５】
シャフト１ｃの長さ方向の中央部には、断面形状が四角形のシャフトボディ１ｂが形成され、当該シャフトボディ１ｂの上には、磁極の胴部を構成する４個のポールボディ１ａが形成されている。ポールボディ１ａの外面には、磁極の頭部を構成するポールシュー２が、複数のボルト３を用いて締結される。即ち、ポールシュー２にはボルト３の通し穴が複数形成され、ポールボディ１ａには通し穴と対応する部分にネジ穴加工が複数施されていて、通し孔内に挿入されたボルト３をネジ穴に螺合することにより、ポールボディ１ａにポールシュー２が締結される。ポールボディ１ａにポールシュー２を固定する各磁極のボルト締結部は、回転軸１ｃの中心線に対して対称になるように、少なくとも２列以上平行に配置される。また、ポールボディ１ａの外周であって、シャフトボディ１ｂの外面とポールシュー２の内面との間の領域にコイル４が巻装される。
【０００６】
ところで、回転子１の回転時には、回転子１のボルト締結部に遠心力が作用する。図３に示すように、回転子１のボルト締結部に作用する遠心力Ｆ１、Ｆ２、Ｆｃは、ボルト３の軸方向に作用し、かつその遠心力Ｆ１、Ｆ２、Ｆｃの作用位置は、ボルト３の軸中心から偏心しているので、ボルト締結部にはモーメントＭ１、Ｍ２、Ｍｃが作用する。このため、ボルト３には、ボルト３の軸方向への引張応力と、モーメントＭ１、Ｍ２、Ｍｃによる曲げ応力が発生する。
【０００７】
図１に示すように、ポールシュー２は複数のボルト３を用いてポールボディ１ａに締結されるが、ポールシュー２のボルト締結位置よりも外周では、図４に示すように、ポールシュー２が遠心力によりポールボディ１ａから浮き上がり、ポールボディ１ａとポールシュー２との接合面が分離するという現象を生じやすい。このような現象は、回転電機に要求される回転数が高くなるほど、或いは、回転子１に形成されるポールボディ１ａ及びポールシュー２の全長が長くなるほど顕著になる。
【０００８】
即ち、同期機を大容量化する場合、回転軸の長手方向に垂直な断面を大径にするよりも、回転子１を回転軸の長手方向に同断面で伸長させることがある。回転子１の直径に対する軸長の比が大きくなると、図５に示すように、ポールシュー２の中央部から両端部になるほどポールシュー２の曲げ変形が大きくなり、両端部のボルト締結部に発生する曲げ応力が他に比べて大きくなる。
【０００９】
また、突極形回転子では、磁極の外表面を磁極端になるほど磁気ギャップが大きくなるようにし、磁束分布を正弦波に近づける。これにより、誘導起電力中に発生する高調波を低減する効果がある。しかし、図６に太枠線で囲った領域で示すように、軸の両端部の方が中央部に比べて、ボルト締結部１箇所あたりが負担する遠心力は大きくなる。このため、回転軸の両端部のポールシュー２がめくれるように曲げ変形して、同期機の運転中に回転子と固定子の間に形成される磁気ギャップが小さくなる。このような現象が生じると、誘導起電力中の高調波によるトルク脈動の原因にもなるので、出力効率に少なからず影響を及ぼす。
【００１０】
一般に、ボルト締結部は、軸方向への引張力には強いものの、ボルト３の軸中心に対して偏心する力やモーメントに弱い。これは、ボルト３のネジ溝に曲げ応力が集中しやすいためと考えられる。ボルト３の剛性に対してポールシュー２の剛性が十分高い場合、ポールボディ１ａとポールシュー２との接合面が分離するまでは、遠心力Ｆ１、Ｆ２、ＦｃとモーメントＭ１、Ｍ２、Ｍｃのほとんどをポールシュー２が負担する。しかし、回転数が上昇し、分離が生じると、ボルト３の荷重負担率が増大し、ボルト３が折損する場合がある。
【００１１】
回転界磁形の同期機を大容量化するためには、回転子１を大型化する必要があるが、回転子１を大型化すると、遠心力Ｆ１、Ｆ２、Ｆｃ及びモーメントＭ１、Ｍ２、Ｍｃが増大するので、ポールボディ１ａとポールシュー２との接合面が分離しやすくなって、ボルト３の負担が増大する。よって、回転界磁形の同期機の大容量化を図るためには、突極形回転子のボルト締結部の強度信頼性を確保することが重要になる。
【００１２】
このような要請に対処するための方策として、特許文献１の第１図には、励磁頭部の下面に、磁極胴部の長手方向の全長にわたって同じ高さで突出する矩形の突出部を形成させ、この突出部の下面を磁極胴部の全面に接合する技術が開示されている。この方法によると、励磁頭部の曲げ剛性を向上できるので、取付ボルトに作用する曲げ応力を軽減できる。また、特許文献１の第１図には、励磁頭部の長さ方向の両端部を傾斜面とする技術が開示されている。この方法によると、励磁頭部の長さ方向の両端部における質量を低減できるので、その近傍に配置されたボルトに作用する曲げ応力及び曲げモーメントを軽減することができる。
【００１３】
また、特許文献３の第３図〜第５図には、磁極頭部ポールシュー２の下面のボルト締結部の周辺に突出部を形成する技術が開示されている。この方法によると、突出部をボルト締結部の周辺のみに限定したので、特許文献１に記載の回転子よりも、磁極頭部の質量増加を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】実開昭５０−１５５５０５号公報
【特許文献２】実開昭５４−１７５５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、回転軸の長手方向の全長にわたって、磁極頭部の下側を同じ高さで一律に突出させるので、その分だけ自身の質量が増加する。その結果、ボルト締結部がボルト軸方向に負担する遠心力が増大してしまう。これに対し、ボルト本数の増加やボルトサイズの向上なども考えられるが、このような方法によると、ボルト締結部における遠心力の負担は軽減できるものの、ボルト締結部が近接することになるので好ましくない。
【００１６】
即ち、ボルト締結部が近接し過ぎると、図５に示すように、ポールシュー２のボルト締結部ｂ１とｂ２に挟まれた細い部位に、高い応力が発生するので、ポールシュー２の強度低下につながる恐れがある。また、ポールシュー２の端部は、上述したように、遠心力を軽減する目的で薄肉になっているので、大きな応力が発生し、ポールシュー２が破損する可能性が高まる。
【００１７】
本発明の目的は、上記の課題を解決すべく、大容量かつ大回転にして、遠心力によるボルトの折損とポールシュー２の破損を確実に防止可能な突極形回転子を備えた回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するために、本発明は、磁極頭部を構成するポールシューを、シャフトと一体に形成されたポールボディに複数のボルトを用いて締結することにより固定する突極形回転子を備え、前記ポールシューの下面に、前記ボルトを用いて前記ポールシューを前記ポールボディに締結したとき、前記ポールシュー内に生じる等価圧縮領域の等価円すい領域を規制するための突起又は凹部を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ポールシュー全体の質量の増加を抑えることができると共に、ボルトの折損及びポールシューの破損を防止できるので、突極形回転子の高強度化と高寿命化を実現できる。また、ポールシューの曲げ変形を軽減できるので、同期機の運転中のトルク脈動の低減効果も期待でき、出力効率を少なからず改善することができて、大容量で高効率の同期機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】突極形回転子の斜視図である。
【図２】突極形回転子の軸に垂直な面の断面図である。
【図３】回転時に回転子の各重心位置に作用する遠心力の分布を示す図である。
【図４】回転時における回転子の側面方向の変形を模式的に示す図である。
【図５】回転時における回転子の長手方向の変形を模式的に示す図である。
【図６】回転子のポールシューを除いた状態の上面図である。
【図７】回転電機の回転軸に垂直な面の断面図である。
【図８】従来構造の回転電機の第１例を示す図である。
【図９】従来構造の回転電機の第２例を示す図である。
【図１０】ボルト締結により形成される等価圧縮領域の説明図である。
【図１１】実施例１に係る回転電機の要部構成図である。
【図１２】実施例２に係る回転電機の要部構成図である。
【図１３】実施例３に係る回転電機の要部構成図である。
【図１４】実施例４に係る回転電機の要部構成図である。
【図１５】実施例５に係る回転電機の要部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、本発明に係る回転電機の構成を説明する。本発明の回転電機は、突極形回転子を備えた同期機である。
【００２２】
図７に示すように、本発明に係る回転電機は、概略、回転側の回転子１と静止側の固定子７とから構成される。回転子１は、磁極を複数構成する回転界磁形のもので、突極形回転子を対象とする。以下においては、磁極を４極形成にした場合を例にとって説明するが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、４極以外の偶数極で磁極が形成される全ての回転電機に適用することができる。
【００２３】
回転子１は、その外周側に磁極の頭部を形成するポールシュー２が突出した突極形回転子である。磁極の胴部を構成するポールボディ１ａは、シャフトボディ１ｂの上に形成される。ポールボディ１ａからポールシュー２が突出してできた空間に、コイル４が巻装される。銅製のコイル４は、塊状でも薄板を積み重ねたものでもよい。ポールボディ１ａとコイル４の間は、コイル４に流れる界磁電流をポールボディ１ａから絶縁するために、図示しない絶縁材製の薄板で仕切られる。
【００２４】
ポールシュー２は、回転軸に垂直な断面で見ると、回転子１の外表面の形状は円弧上であり、回転軸の長手方向に同断面の構造である。同期機の界磁電流は直流電流の場合もあり、交流電流の場合に比べて損失が少ない。このため、ポールシュー２は、前者の場合、単一な塊状の構造でもよく、後者の場合、回転軸の長手方向に電磁鋼板を重ねた構造の場合もある。
【００２５】
また、ポールシュー２は、図５に示すように、回転軸の両端部においても回転軸の長手方向にポールボディ１ａから突出する。この空間にもコイル４が巻装される。遠心力によってポールシュー２がめくれるような曲げ変形するのを防ぐため、本例においては、ポールシュー２の回転軸の長手方向の両端部は直線的に斜めに切除されて薄肉としている。また、コイル４の幅は、回転軸の長手方向に平行に巻装されたコイル４に比べて幅が短い。
【００２６】
回転子１は、ポールボディ１ａにポールシュー２をボルト締結して組み立てる。ボルト締結する箇所は、図６に一点鎖線で示す回転軸の中心線に対して、左右対称に少なくとも２列以上平行に設ける。特に限定する意図はないが、軸の両端部のみ、ボルト締結部を３列以上に配置する構成も考えられる。回転軸に対して平行に配置されたボルト締結部は、図６のように、お互いのボルト軸中心を結ぶ線が直線になるように配置される。また、図６のｙ軸方向のボルト締結部の配置についても同様に、お互いのボルト軸中心を結ぶ線が直線になるように配置される。
【００２７】
固定子７は、複数枚の電磁鋼板を回転軸の長手方向に積み重ねて製作される。固定子７には、電機子巻線を巻装するための複数の鍵状の突起物が内周側に等間隔で形成される。固定子７と回転子１は、適度な幅の磁気ギャップが形成される空隙があり、概略円筒状の回転子１と固定子７のお互いの円筒軸の中心が一致するように対向して配置される。
【００２８】
次に、本発明に係る回転電機の特徴を明確なものにするため、従来例に係る回転電機の構成について説明する。
【００２９】
図８及び図９は、従来例に係る回転電機のポールボディ１ａとポールシュー２の斜視図と側面図を示す。図９のポールシュー２は、図中の下側にむかって矩形の同断面で突出している。図には、ネジ穴が複数あるポールボディ１ａに、ボルトの通し穴が複数あるポールシュー２が押し当てられる方向を矢印で示している。
【００３０】
図１０（ａ）、（ｂ）に、ポールシュー２が下側に突出していない場合と突出している場合の２パターンについて、回転軸に垂直な面の断面図を示す。ボルトに締付力を付与すると、ボルトは引張状態となる。被締結側のポールシュー２は圧縮状態となり、力学的につり合い状態になる。図中には、締め付けにより生じる圧縮荷重をポールシュー２が負担する領域(以下、「等価圧縮領域５」と記す。)を示す。
【００３１】
等価圧縮領域５は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ボルト座面端部の直下を起点に形成される。圧縮領域はまず円すい状(以下、等価円すい領域５ａ)に広がる。次いで、等価円すい領域がポールボディ１ａの最外形に到達すると、圧縮領域はそれ以上広がらずに円筒状(以下、等価円筒領域体５ｂ)になる。なお、図中には、等価円すい領域５ａを横線で、等価円筒領域５ｂを縦線で示す。図１０（ａ）と図１０（ｂ）の比較から明らかなように、ポールシュー２の下側を突出させた方が、等価圧縮領域５を大きくすることができる。
【００３２】
等価円すい領域５ａから等価円筒領域５ｂに変わる高さは、図１０に示す円すい角度φと、ボルト軸中心からポールシュー１ａの外形までの距離によって決まる。なお、円すい角度φは、ポールシュー２の寸法や剛性から決まる。今回対象とするねじ込みタイプのボルト締結では、角度の最大値は４５゜になる。
【００３３】
回転により発生する遠心力とモーメントが作用したときのボルト３の荷重負担率は、ボルト３の剛性をボルト３とポールシュー２の剛性の和で除した比率になる。遠心力に対してはボルト軸方向の引張剛性、モーメントに対しては曲げ剛性の比率になる。
【００３４】
ボルト３の荷重負担を軽減するためには、ボルト３を長尺にして軸方向の剛性を小さくし、ポールシュー２の剛性を向上させる。モーメントに対する負担率を軽減するには、ポールシュー２に形成される等価圧縮領域５を大きくして、曲げ剛性を大きくすることが有効である。ポールシュー２とポールボディ１ａの接する接合面の高さにおいて、等価円すい領域５ａ、または、等価円筒領域５ｂを最大外径にすればよい。これによりポールシュー２の断面２次モーメントが向上するので、ボルト３に発生する曲げ応力が軽減する。
【００３５】
ポールシュー２の下面側を回転軸の長手方向の全長にわたって同じ高さで突出させると、質量増加が大きくなり、ボルト３が軸方向に負担する遠心力が増大する。これに対し、ボルト本数の増加やボルトのサイズ向上を行うと、ボルト３の１本当りの負担は軽減する。しかし、ボルト締結部がお互いに近接する。図５のポールシュー２のボルト締結部ｂ１とｂ２に挟まれた細い部位には、高い応力が発生し、ポールシュー２の強度低下につながる恐れがある。また、回転軸の両端部のポールシュー２は、遠心力を軽減する目的で薄肉になっているので、中央部に比べて大きな応力が発生する。このため、ポールシュー２の回転軸の長手方向の両端部が破損する可能性が高まる。
【００３６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、以下に本発明に係る回転電機を、実施例毎に説明する。
【００３７】
〈実施例１〉
図１１(ａ)に、実施例１に係る突極形回転子のポールボディ１ａとポールシュー２の斜視図を示す。また、図１１(ｂ)に、その側面図を示す。これらの図から明らかなように、実施例１に係る突極形回転子は、回転軸の長手方向の両端部のみに、中央部に対して矩形の同断面で下側に突出する突起２ａを形成し、ポールシュー２の断面２次モーメントを向上したことを特徴とする。遠心力の偏心によって生じる両端部のボルト３の曲げ応力が軽減し、ボルト３の折損を防ぐことができる。
【００３８】
本実施例では、ポールシュー２を従来構成に比べて軽くすることができる。このため、遠心力の総和が増えるのを抑えることができる。さらに、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、左右対称な構造である。回転軸に平行に配置されたボルト締結部は、お互いの軸中心を結ぶ線が直線になるように配置され、また、図のy軸方向のボルト締結部の配置についても同様に配置される。このため、ポールシュー２はどの軸方向からみても左右対称な構造である。質量の偏りがないため、ポールシュー２自身の曲げやねじれも少ない。
【００３９】
また、本実施例では、ボルト座面の高さからポールシュー２の下側の突出面までの高さ(図１０中のＬｋ)を、ボルト座面直径程度にすることが好ましい。この場合、ボルト軸中心からポールボディ１ａの外形(図１０中の左側)までの距離も、ボルト座面直径程度にすることで、等価円すい領域５ａを最大にすることができる。
【００４０】
また、ボルト軸中心からポールボディ１ａの最外形までの距離を短くしていくと、ポールボディ１ａのネジ穴部の外形側(図１０中の左側)が薄肉になる。しかし、本発明の実施例では、ボルト軸中心からポールボディ１ａの外形(図１０中の左側)までの距離も、ボルト座面直径程度にするので、ネジ穴の局所的な強度が低下する恐れは少ない。
【００４１】
さらに、ポールシュー２を突出させる突起２ａの回転軸の長手方向の寸法は、ポールボディ１ａの回転軸の長手方向の外形位置から、ポールシュー２とポールボディ１ａの接合面の高さでの等価圧縮領域５の最大外径(上記のポールボディ１ａの外形位置から遠い側)まで、とするのが好ましい。しかし、軸端部のボルト締結部ｂ１とそれから１つ中央部よりのボルト締結部ｂ２がお互いに近接すると、それぞれの等価圧縮領域５が一部で重なり合う場合がある。この場合、ボルト締結部ｂ１とｂ２の間のポールシュー２の幅の細い箇所の２等分線(図６中の縦の点線)の位置までを外形とした矩形断面としてもよい。これにより、ボルト締結部ｂ１とｂ２の等価圧縮領域５を最大化できる。
【００４２】
〈実施例２〉
図１２(ａ)に、本発明の他の実施例の突極形回転子のポールボディ１ａとポールシュー２の斜視図を示す。また、図１２(ｂ)に、その側面図を示す。実施例２に係る突極形回転子は、実施例１に係る突極形回転子とは異なり、回転軸の長手方向の両端部のボルト締結部ｂ１の下部だけでなくボルト締結部ｂ２の下側にも突起２ａを突出させたことを特徴とする。
【００４３】
なお、本発明において、突起２ａを突出させる領域に含まれるボルト締結部を２箇所に限定する意図はなく、回転軸の長手方向の両端部からｎ箇所目(ｎ：１以上の整数)のボルト締結部を含む領域まで、突出させてもよい。しかし、突出させる突起２ａが大きくなるほど、ポールシュー２の全体の質量は増えるので、ｎの数については、等価圧縮領域５の拡大による効果と質量増加によるポールシュー２の変形とを比較考量して決定する。
【００４４】
〈実施例３〉
図１３(ａ)に、実施例３に係る突極形回転子のポールボディ１ａとポールシュー２の斜視図を示す。また、図１３(ｂ)に、その側面図を示す。本実施例に係る突極形回転子は、ポールシュー２を下側に突出させる突起２ａの高さ寸法を、回転軸の両端部から中央部になるにつれて段階的に低くしたことを特徴とする。本実施例についても、上記と同様、突起２ａを突出させる領域に含まれるボルト締結部を２箇所に限定する意図はない。回転軸の長手方向の両端部からｎ箇所目（ｎ：１以上の整数) のボルト締結部を含む領域までを突出させ、かつ、ポールシュー２を下側に突出させる高さを、回転軸の両端部から中央部になるにつれて段階的に低くてもよい。
【００４５】
これにより、ポールボディ１ａのｙ軸方向の幅に対する、ポールボディ１ａのｘ軸方向の長さの比が大きいような場合、従来構成に比べてポールシュー２の全体の質量が増加しない。ボルト３に発生する曲げ応力とポールシュー２がめくれるような曲げ変形を、回転軸の長手方向に段階的に調節できる。
【００４６】
〈実施例４〉
図１４（ａ）、（ｂ）に、実施例４に係る突極形回転子のシャフトに垂直な断面の模式図を示す。図１４（ａ）はポールシュー２の下面に矩形突起を形成しない場合の図であり、図１４（ｂ）はポールシュー２の下面に矩形突起を形成した場合の図である。実施例４は、ポールボディ１ａとポールシュー２の接合面において、回転軸の中心に対して隣り合うボルト締結部の間に凹形状６の微小な高さの隙間を形成したことを特徴とする。図中に示す凹部６は、ポールボディ１ａ側とポールシュー２の側のいずれに設けてあっても良い。ポールシュー２の全体の質量の軽減のため、ポールシュー２の方に凹形状６の隙間を設けるのが好ましい。
【００４７】
凹部６の図１４中のｙ軸方向の寸法は、ボルトの座面直下の図中の２本の点線で示す範囲に形成されるのが好ましい。これよりも凹部６のｙ軸方向の寸法を大きくすると、ボルト締結部の等価圧縮領域５が小さくなり、ボルト３に発生する曲げ応力が大きくなる。
【００４８】
〈実施例５〉
図１５（ａ）、（ｂ）に、実施例５に係る突極形回転子のシャフトに垂直な断面の模式図を示す。図１５（ａ）はポールシュー２の下面に矩形突起を形成しない場合の図であり、図１５（ｂ）はポールシュー２の下面に矩形突起を形成した場合の図である。実施例５に係る突極形回転子は、回転軸の中心に対して隣り合うボルト締結部の間にではなく、ボルト軸中心に対してポールボディ１ａの外径側に、凹形状６の微小な高さの隙間を形成したことを特徴とする。この場合の凹部６の図１５中のｙ軸方向の寸法は、それぞれのボルト座面直下の図中の２本の点線で囲われた領域に形成されるのが好ましい。これよりも凹部６のｙ軸方向の寸法を大きくすると、ボルト締結部の等価圧縮領域５が小さくなり、ボルト３に発生する曲げ応力が大きくなる。
【００４９】
実施例４及び実施例５に係る突極形回転子を備えた回転電機は、接合面の高さ位置での面圧を大きくすることができ、接合面の分離の発生を抑えられる。ポールシュー２を突出させたことによって接合面が分離しやすくなった箇所に適用されるのが好ましい。これにより、ボルト３の曲げ応力の軽減と接合面分離の抑制を両立することができる。
【００５０】
以上説明したように、本発明によれば、ポールシュー２の全体質量の増加を防ぐことができ、ボルトの折損とポールシューの破損をともに防止できるようになるので、突極形回転子の高強度化と高寿命化を実現可能になる。また、ポールシュー２がめくれるような曲げ変形を抑制できるので、同期機の出力効率が少なからず改善し、大容量で高効率の同期機を実現できる。
【符号の説明】
【００５１】
１  回転子
１ａ  ポールボディ
１ｂ  シャフトボディ
１ｃ  シャフト
２  ポールシュー
２ａ  突起
３  ボルト
４  コイル
５  ボルト締結部の等価変形領域
５ａ  等価円すい領域
５ｂ  等価円筒領域
６  凹部
７  固定子
【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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【図１５】
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