【事件の表示】
　特許第２９８８１０９号「回転電機用ロータシャフト及びそれを用いた回転電機」の請求項１ないし７に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９８８１０９号の請求項１ないし７に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第２９８８１０９号の請求項１〜請求項７に係る発明についての出願は、平成４年３月１７日になされ、平成１１年１０月８日に、その発明について特許の設定登録がなされ、その後、その特許について特許異議の申立てがなされ、平成１３年６月１２日に取消理由通知（平成１３年５月３１日付け）がなされ、その指定期間内に意見書が提出され、さらに、平成１３年１１月２２日に取消理由通知（平成１３年１１月１５日付け）の手交がなされると同時に訂正請求がなされたものである。
２．訂正の適否についての判断
2-1.訂正の内容
　ａ．特許請求の範囲の
　「【請求項１】コイルを埋込む軸方向のスロットを有する胴部、動力の伝達を授受するフランジ部及び軸受部を備えた回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である低合金鋼からなることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。」を、
　「【請求項１】コイルを埋込む軸方向のスロットを有する胴部、動力の伝達を授受するフランジ部及び軸受部を備えた回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeであるNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含むNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下であることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。」
と訂正する。
　ｂ．特許請求の範囲の
　「【請求項５】コイルが埋込まれた積層鉄心からなる固定子、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備え、容量９００ＭＶＡ以上の大容量回転電機であって、前記回転子は、室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である高強度Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフト胴部直径が１．１５ｍ以上、該胴部長さが胴部直径の５．５〜６．５倍であり、３０００rpm又は３６００rpmの回転を受けることを特徴とする大容量回転電機。」を、
　「【請求項５】コイルが埋込まれた積層鉄心からなる固定子、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備え、容量９００ＭＶＡ以上の大容量回転電機であって、前記回転子は重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeである高強度Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含む前記Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である前記低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフト胴部直径が１．１５ｍ以上、該胴部長さが胴部直径の５．５〜６．５倍であり、３０００rpm又は３６００rpmの回転を受けることを特徴とする大容量回転電機。」
と訂正する。
　ｃ．特許請求の範囲の
　「【請求項６】発電機容量９００ＭＶＡ以上、固定子電流が前記回転電機容量１ＭＶＡ当り１９〜２４Ａ、前記固定子が直接水冷、回転子が容量１ＭＶＡ当り０．００３〜０．００６kg/cm2・ｇの水素圧力にて冷却され、前記回転子は室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である高強度Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．０ｍ以上であることを特徴とする大容量回転電機。」を、
　「【請求項６】発電機容量９００ＭＶＡ以上、固定子電流が前記回転電機容量１ＭＶＡ当り１９から２４Ａ、前記固定子が直接水冷、回転子が容量１ＭＶＡ当り０．００３〜０．００６kg/cm2・ｇの水素圧力にて冷却され、前記回転子は重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeである高強度Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含むNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である前記低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．０ｍ以上であることを特徴とする大容量回転電機。」と訂正する。
　ｄ．特許請求の範囲の
　「【請求項７】発電機定格容量が1,120,000ＫＶＡであり、固定子と、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備えた発電機であって、前記固定子は直接水冷され、前記回転子は水素ガス冷却され、該回転子は室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である高強度Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．１５〜１．３５ｍ及び（(胴部直径)2×(胴部長さ)）によって求められるマシンサイズが９〜１０m3、前記回転子が３６００rpmの回転を受けることを特徴とする大容量発電機。」を、
　「【請求項７】発電機定格容量が1,120,000ＫＶＡであり、固定子と、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備えた発電機であって、前記固定子は直接水冷され、前記回転子は水素ガス冷却され、該回転子は重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeである高強度Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含むNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である前記低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．１５〜１．３５ｍ及び（(胴部直径)2×(胴部長さ)）によって求められるマシンサイズが９〜１０m3、前記回転子が３６００rpmの回転を受けることを特徴とする大容量発電機。」
と訂正する。
　ｅ．明細書の段落【００１３】における
　「・・・回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは室温引張強さ１００kg／mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下・・・」を、
　「・・・回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeであるNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含むNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温引張強さ１００kg／mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下・・・」
と訂正する。
　ｆ．明細書の段落【００１７】における
　「・・・大容量回転電機であって、前記回転子は室温の引張強さ１００kg／mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である高強度Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフト胴部にコイルが埋込まれ、・・・」を、
　「・・・大容量回転電機であって、前記回転子は重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeであるNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含むNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００kg／mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下であり、前記シャフト胴部にコイルが埋込まれ、・・・」
と訂正する。
　ｇ．明細書の段落【００２０】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.1％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.0〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％及び残部が実質的にFeからなる鋼が好ましい。」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeからなる鋼が好ましい。」
と訂正する。
　ｈ．明細書の段落【００２１】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.35％、Si0.1％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr1.5〜3.5％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％及び残部が実質的にFeであり、前記（Ni／Cr）比が１．２〜２．０である鋼が好ましい。」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeであり、前記（Ni／Cr）比が１．２〜２．０である鋼が好ましい。」
と訂正する。
　ｉ．明細書の段落【００２２】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.3％以下、・・・」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、・・・」
と訂正する。
　ｊ．明細書の段落【００２７】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.1〜0.3％以下、Mn0.5％以下、Ni3.25〜4.5％、Cr2.05〜2.60％、Mo0.25〜0.60％、Ｖ0.05〜0.20％、Al0.01％以下及び残部が実質的にFeであり、・・・」を、
　「・・・重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn0.5％以下、Ni3.25〜4.5％、Cr2.05〜2.60％、Mo0.25〜0.60％、Ｖ0.03〜0.20％、Al0.006％以下及び残部が・・・」
と訂正する。
　ｋ．明細書の段落【００２８】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.3％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.0〜3.0％、Mo0.1〜1％及びＶ0.03〜0.35％を含有する合金鋼を・・・」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeであるNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含むNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼を・・・」
と訂正する。
　ｌ．明細書の段落【００２９】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.3％以下、・・・、Cr2.0〜3.5％、・・・」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、・・・、Cr2.05〜3.0％、・・・」
と訂正する。
　ｍ．明細書の【００３０】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、・・・Cr2.0〜3.5％・・・」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、・・・Cr2.05〜3.0％、・・・」
と訂正する。
　ｎ．明細書の段落【００３１】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.3％以下、Mn0.5％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.0〜3.5％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.010％以下、Ｐ，Ｓ，Sn，Ｓｂ及びAsの総量0.025％以下、前記（Ni／Cr）比２．３以下である低合金鋼が好ましい。」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn0.5％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下、Ｐ，Ｓ，Sn，Ｓｂ及びAsの総量0.025％以下、残部が実質的にFeであり、前記（Ni／Cr）比２．３以下である低合金鋼が好ましい。」
と訂正する。
　ｏ．明細書の段落【００３２】における
　「Ｃは強度の向上になくてはならないもので、・・・（Ni／Cr）比を・・・とすれば、0.15〜0.35とすることができる。・・・」を、
　「Ｃは強度の向上になくてはならないもので、・・・（Ni／Cr）比を・・・とすれば、0.15〜0.30とすることができる。・・・」
と訂正する。
　ｐ．明細書の段落【００３３】における
　「・・・Si及びMnは低めが好ましく、それぞれ0.1％及び1.0％以下が好ましい。・・・」を、
　「・・・Si及びMnは低めが好ましく、Siを0.05％以下とし、Mnは1.0％以下が好ましい。・・・」
と訂正する。
　ｑ．明細書の段落【００８８】における
　「・・・厚さ３０mm、幅９０mmに熱間鍛造した。試料No.２〜６及び15は本発明に係るロータシャフト材として好適なものである。・・・」を、
　「・・・厚さ３０mm、幅９０mmに熱間鍛造した。試料No.２〜４、６及び15は本発明に係るロータシャフト材として好適なものである。・・・」
と訂正する。
　ｒ．明細書の段落【００９２】における
　「本発明に係るロータシャフト材として好適なNi-Cr-Mo-Ｖ鋼のNo.２〜６及び15はいずれも・・・」を、
　「本発明に係るロータシャフト材として好適なNi-Cr-Mo-Ｖ鋼のNo.２〜４、６及び15はいずれも・・・」
と訂正する。
　ｓ．明細書の段落【００９５】における
　「・・・本発明に係るロータシャフト材として好適な低合金鋼No.２〜６及び15は引張強さが・・・」を、
　「・・・本発明に係るロータシャフト材として好適な低合金鋼No.２〜４、６及び15は引張強さが・・・」
と訂正する。
2-2.訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　ａ〜ｄの訂正は、訂正前の特許請求の範囲の請求項１、５〜７に係るロータシャフト及び回転子のシャフトを構成する低合金鋼の化学成分を限定するものであり、Ｃ，Mn，Ni，Mo及びＶの含有量については、明細書の段落【００２０】の記載に基づき、「Si0.05％以下」は、【００３３】の「特にSi≦0.05％・・・が好ましい。」、【０１００】の「図６は同じくＦＡＴＴに及ぼすSi量の影響を示す線図である。Si量を下げることによってＦＡＴＴは低くなり高靱性が得られる。・・・Cr2.2％を越え、Ni3.5％以上のものでは0.05％以下で−５０℃以下とすることが可能である。」、【０１０２】の「図８は磁化力とSi量との関係を示すものである。図に示すようにSi量の増加は磁化力を高めるので、低い方がよい。特に、Cr1.5〜2.5％及びNi2.5〜4.5％付近ではSi量を0.05％以下とすることにより２１ｋＧにおける磁化力５００ＡＴ／cm以下とすることができる。」等の記載に基づき、「Cr2.05〜3.0％」については、【００２２】の「・・・Cr2.05〜3.0％・・・である鋼が好ましい。」という記載に基づき、「Al0.006％以下」については、【００２２】の「・・・Al0.006％以下・・・である鋼が好ましい。」、【００２９】の「・・・Al0.006％以下・・・である低合金鋼が好ましい。」等の記載に基づき、また、「IIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含む」については、【００４１】及び【００４２】の「IIａ元素（Be，Mg，Ca）、IIIａ族元素（Sc，Ｙ，ランタノイド元素）の少なくとも１種又は２種以上を0.1％以下含有させることが好ましい。」及び「IVａ族元素（Ti，Zr，Hf）、Nb，Ta，Ｗの炭化物形成元素は少なくとも１つを0.2％以下含有させることにより靱性を低めることなく強度を高めるので好ましい。」という記載の基づき、それぞれ限定するものである。
　したがって、これらの訂正は、特許法第１２０条の４第２項ただし書第１号の特許請求の範囲の減縮に該当し、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内のものであり、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　ｅ〜ｓの訂正は、前記ａ〜ｄの特許請求の範囲の訂正に伴い、発明の詳細な説明の対応するロータシャフト及び回転子のシャフトについての記載を整合するように訂正するものであるから、特許法第１２０条の４第２項ただし書第３号の明りょうでない記載の釈明に該当し、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内のものであり、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
2-3.訂正の適否についての結論
  したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議申立てについての判断
3-1.本件発明
　上記２で示したとおり、上記訂正が認められるから、本件請求項１〜７に係る発明（以下、「本件第１〜７発明」という。）は、上記訂正請求に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜７に記載された次のとおりのものである。
　「【請求項１】コイルを埋込む軸方向のスロットを有する胴部、動力の伝達を授受するフランジ部及び軸受部を備えた回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeであるNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含むNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下であることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
【請求項２】請求項１において、前記シャフトは前記胴部直径が１ｍ以上及び胴部長さが前記胴部直径の5.5〜6.5倍であることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
【請求項３】請求項１又は２において、前記シャフトは胴部直径Ｄ(mm)と回転数Ｒ(rpm)との関係から求められる（D2×R2）の値が1.0〜3.0×107となるように前記回転数に対して前記胴部直径を設定してなることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
【請求項４】請求項１又は２において、前記胴部直径Ｄ(mm)は発電機容量１ＭＶＡ当り0.2mmに1000mmを加えた値以下及び前記発電機容量１ＭＶＡ当り0.2mmに900mmを加えた値とすることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
【請求項５】コイルが埋込まれた積層鉄心からなる固定子、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備え、容量９００ＭＶＡ以上の大容量回転電機であって、前記回転子は重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeである高強度Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含む前記Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である前記低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフト胴部直径が１．１５ｍ以上、該胴部長さが胴部直径の５．５〜６．５倍であり、３０００rpm又は３６００rpmの回転を受けることを特徴とする大容量回転電機。
【請求項６】発電機容量９００ＭＶＡ以上、固定子電流が前記回転電機容量１ＭＶＡ当り１９から２４Ａ、前記固定子が直接水冷、回転子が容量１ＭＶＡ当り０．００３〜０．００６kg/cm2・ｇの水素圧力にて冷却され、前記回転子は重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeである高強度Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含むNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である前記低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．０ｍ以上であることを特徴とする大容量回転電機。
【請求項７】発電機定格容量が1,120,000ＫＶＡであり、固定子と、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備えた発電機であって、前記固定子は直接水冷され、前記回転子は水素ガス冷却され、該回転子は重量で、Ｃ0.15〜0.30％、Si0.05％以下、Mn１％以下、Ni3.0〜5.0％、Cr2.05〜3.0％、Mo0.1〜1.0％、Ｖ0.03〜0.35％、Al0.006％以下及び残部が実質的にFeである高強度Ni-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にIIａ及びIIIａ族元素の１種以上0.1％以下とIVａ族元素、Nb，Ta及びＷの１種以上0.2％以下との少なくとも一方を含むNi-Cr-Mo-Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００kg/mm2以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／cm以下である前記低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．１５〜１．３５ｍ及び（(胴部直径)2×(胴部長さ)）によって求められるマシンサイズが９〜１０m3、前記回転子が３６００rpmの回転を受けることを特徴とする大容量発電機。」
3-2.異議申立て理由及び取消理由の概要
　特許異議申立人は、本件第１〜７発明は、本件出願前に頒布された刊行物である甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件第１〜７発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、取り消すべきものである（平成１３年５月３１日付けの取消理由の〔理由１〕と同じ）、と主張している。
　また、平成１３年１１月１５日付けの取消理由は、本件請求項１、５〜７に低合金鋼の成分が記載されていないから、本件特許は、特許法第３６条第５項に規定する要件を満たしてない特許出願に対してなされたものである、というものである。
3-3.刊行物に記載された発明
　当審が通知した平成１３年５月３１日付けの取消理由に引用された（渡辺達郎編「電力機器講座２　同期機」昭和40年10月25日、日刊工業新聞社発行、第107頁、甲第１号証と同じ）には、発電機の回転子の構造について記載され、図4.21には、完成した回転子の外形が示されている。
　同じく引用された刊行物２（EPRI GS-6921 prepared for the Electric Power Reseach Institute：Superclean Rotor Steels：Workshop Proceedings Sapporo，Japan 30-31 August 1989、p.229-240、甲第２号証と同じ）には、
　ＬＰロータシャフトについて記載され、
　その第233頁のTable１には、Ｂ材、Ｃ材は、化学成分がwt％で、それぞれ、Ｃ：0.28，0.26；Si：0.06，0.09；Mn：0.27，0.35；Ｐ：0.005，0.005；Ｓ：0.006，0.002；Ni：3.87，3.57；Cr：1.70，1.78；Mo：0.41，0.41；Ｖ：0.13，0.09；Cu：0.05，0.07；Al：0.005，0.005；Sn：0.005，0.002；As：0.005，0.007；Sb：0.0014，0.0012であること、また、Table２には、その機械的特性は、Strength levelが100kgf/mm2の場合、Ｂ材、Ｃ材は、シャルピー衝撃試験における50％FATTが、それぞれ-82℃、-68℃であることが示されている。
　同じく引用された刊行物３（「三菱電機技報」Vol.38、No.２、1964、p.70〜77、甲第３号証と同じ）には、
　「タービン発電機軸材の磁性に及ぼす合金元素の影響」と題し、
　「図7.1には、大形軸材の事例で、0.3％前後の炭素量をもつNi-Cr-Mo-Ｖ合金鋼と、Ni-Mo-Ｖ合金鋼の高磁界特性を示す。図によれば、真空鋳造適用の有無はあるが、炭素量が低く、Cr量をほとんど含まないＡ軸がもっともよい。」（第76頁右欄下から３行〜第77頁左欄１行）
と記載され、
　図7.1には、大形軸材としての３タイプのNi-Cr-Mo-Ｖ合金鋼とNi-Mo-Ｖ合金鋼の磁気特性が示され、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸は、化学成分が、それぞれＣ：0.28％，0.29％，0.31％；Si：0.29％，0.28％，0.29％；Mn：0.52％，0.53％，0.46％；Ni：3.02％，2.90％，2.85％；Cr：0.06％，0.45％，0.52％；Mo：0.42％，0.47％，0.33％；Ｖ：0.10％，0.08％，0.10％であり、これらＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸について磁束密度B(kG)と磁化力H(Oe)との関係が示されている。
3-4.当審の判断
　本件第１発明は、スロットを有する胴部、フランジ部及び軸受部を備えた回転電機用ローターシャフトにおいて、そのシャフトを構成する低合金鋼を化学成分で限定するとともに、室温の引張強さ、５０％破面遷移温度及び２１ｋＧにおける磁化力で限定した発明である。
　これに対し、刊行物１には、スロットを有する胴部、フランジ部及び軸受部を有する回転電機用ロータシャフトが示されているにすぎず、そのシャフトを構成する鋼の化学成分、特性については、何ら記載されていない。
　刊行物２には、Ｂ材、Ｃ材として、引張強さ100kg/mm2以上、50％破面遷移温度（50％FATT）-44℃以下（-82℃、-68℃）の低合金鋼が示されているが、この低合金鋼は、低圧蒸気タービン用ロータシャフト（ＬＰロータ）に用いるものであり、本件第１発明の回転電機用ロータシャフトとは用途が相違し、その化学成分も、Siの含有量が、本件第１発明においては、「0.05％以下」であるのに対し、刊行物２に記載された発明においては、「0.06％，0.09％」である点、Crの含有量が、本件第１発明においては、「2.05〜3.0％」であるのに対し、刊行物２に記載された発明においては、「1.50〜2.00％」である点で相違する。
　刊行物３には、タービン発電機に用いる大形軸材について磁束密度と磁化力の関係が示され、本件第１発明の「21kGにおける500AT／cm以下」の条件を満たす低合金鋼（Ａ軸）が記載されているが、そのＡ軸の化学成分は、Crの含有量が、0.06％（なお、Ｂ軸、Ｃ軸については、0.45％、0.52％）であり、本件第１発明の「2.05〜3.0％」より少なく、Siの含有量が、0.29％であり、本件第１発明の「0.05％以下」より多い点で相違する。
　上記相違点について検討する。
　本件明細書には、「図２は引張強さに及ぼすCr含有量の影響を示す線図である。図に示すようにNi量2.60〜4.15％においてCr量の増加によって引張強さは高くなる。・・・2.0％を越えると引張強さが100kg/mm2以上の高い値が得られる。」（段落【００９６】）、「図４は同じくSi量との関係を示すもので、Si量の増加によって強度が高められることがわかる。・・・Cr2％を越えるものでは0.1％以下の低Siでは100kg/mm2以上が得られる。」（段落【００９８】）、「図５は50％破面遷移温度に及ぼすNi又はCr量の影響を示す線図である。図に示すようにNi及びCrのいずれもその含有量の増加によってFATTが低くなり、特に、低Siの0.1％以下ではCr量を2.0％以上含有させれば-50℃以下のFATTが得られる。」（段落【００９９】）、「図６は同じくFATTに及ぼすSi量の影響を示す線図である。図に示す如く、Si量を下げることによってFATTは低くなり高靱性が得られる。・・・Cr2.2％を越え、Ni3.5％以上のものでは0.05％以下で-50℃以下とすることが可能である。」（段落【０１００】）、「図８は磁化力とSi量との関係を示すものである。図に示すようにSi量の増加は磁化力を高めるので、低い方がよい。特に、Cr1.5〜2.5％及びNi2.5〜4.5％付近ではSi量を0.05％以下とすることにより21kGにおける磁化力500AT／cm以下とすることができる。」（段落【０１０２】）と記載されているように、本件第１発明の回転電機用ロータシャフトに用いる低合金鋼においては、Siの含有量が「0.05％以下」と少ないので、50％破面遷移温度-44℃以下及び21kGにおける磁化力が500AT／cm以下という特性が得られ、また、Siの含有量が「0.05％以下」と少ない場合でも、Crの含有量を「2.05〜3.0％」と多くすることにより、引張強さ100kg/mm2以上という特性が得られるものである。
　これに対して、刊行物１〜３には、低合金鋼におけるSi、Crの含有量と引張強さ、50％破面遷移温度及び21kGにおける磁化力との関係については何ら示唆がなく、この関係が周知であるとも認められないから、回転電機用ロータシャフトに用いる「室温の引張強さ100kg/mm2以上、50％破面遷移温度-44℃以下及び21kGにおける磁化力が500AT／cm以下」という特性の低合金鋼を得るために、刊行物２及び３に記載された低合金鋼のSiの含有量を「0.05％以下」と少なくすると共に、Crの含有量を「2.05〜3.0％」と多くすることを当業者が容易に想到し得たとはいえない。
　したがって、本件第１発明は、刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　本件第２〜４発明は、請求項１を引用する発明であり、上記相違点に示した構成は本件第１発明と共通であるから、本件第１発明と同様の理由により、刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
　本件第５及び６発明は、固定子と回転子を備えた容量９００ＭＶＡ以上の大容量回転電機についての発明であるが、前記回転子のシャフトを構成する低合金鋼は、その化学成分及び特性が本件第１発明の回転電機用ロータシャフトを構成する低合金鋼と共通であるから、本件第１発明と同様の理由により、刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　本件第７発明は、発電機定格容量が1,120,000ＫＶＡで、固定子と回転子を備えた大容量発電機の発明であるが、前記回転子のシャフトを構成する低合金のは、その化学成分及び特性が本件第１発明の回転電機用ロータシャフトを構成する低合金鋼と共通であるから、本件第１発明と同様の理由により、刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　なお、訂正により請求項１、５〜７のロータシャフト及び回転子のシャフトを構成する低合金鋼の化学成分は限定されたから、特許法第３６条第５項についての取消理由は解消した。
3-5.むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては、本件第１〜７発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件第１〜７発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年２月６日（２００２．２．６）
【訂正の要旨】
　特許請求の範囲の減縮を目的として、以下のａ〜ｄの訂正をする。
　ａ．特許請求の範囲の
　「【請求項１】コイルを埋込む軸方向のスロットを有する胴部、動力の伝達を授受するフランジ部及び軸受部を備えた回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下である低合金鋼からなることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。」を、
　「【請求項１】コイルを埋込む軸方向のスロットを有する胴部、動力の伝達を授受するフランジ部及び軸受部を備えた回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅであるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下であることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。」
と訂正する。
　ｂ．特許請求の範囲の
　「【請求項５】　コイルが埋込まれた積層鉄心からなる固定子、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備え、容量９００ＭＶＡ以上の大容量回転電機であって、前記回転子は、室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下である高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフト胴部直径が１．１５ｍ以上、該胴部長さが胴部直径の５．５〜６．５倍であり、３０００ｒｐｍ又は３６００ｒｐｍの回転を受けることを特徴とする大容量回転電機。」を、
　「【請求項５】コイルが埋込まれた積層鉄心からなる固定子、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備え、容量９００ＭＶＡ以上の大容量回転電機であって、前記回転子は重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅである高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含む前記Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下である前記低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフト胴部直径が１．１５ｍ以上、該胴部長さが胴部直径の５．５〜６．５倍であり、３０００ｒｐｍ又は３６００ｒｐｍの回転を受けることを特徴とする大容量回転電機。」
と訂正する。
　ｃ．特許請求の範囲の
　「【請求項６】発電機容量９００ＭＶＡ以上、固定子電流が前記回転電機容量１ＭＶＡ当り１９〜２４Ａ、前記固定子が直接水冷、回転子が容量１ＭＶＡ当り０．００３〜０．００６ｋｇ／ｃｍ２・ｇの水素圧力にて冷却され、前記回転子は室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下である高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．０ｍ以上であることを特徴とする大容量回転電機。」を、
　「【請求項６】発電機容量９００ＭＶＡ以上、固定子電流が前記回転電機容量１ＭＶＡ当り１９から２４Ａ、前記固定子が直接水冷、回転子が容量１ＭＶＡ当り０．００３〜０．００６ｋｇ／ｃｍ２・ｇの水素圧力にて冷却され、前記回転子は重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅである高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下である前記低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．０ｍ以上であることを特徴とする大容量回転電機。」と訂正する。
　ｄ．特許請求の範囲の
　「【請求項７】発電機定格容量が１，１２０，０００ＫＶＡであり、固定子と、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備えた発電機であって、前記固定子は直接水冷され、前記回転子は水素ガス冷却され、該回転子は室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下である高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．１５〜１．３５ｍ及び（（胴部直径）２×（胴部長さ））によって求められるマシンサイズが９〜１０ｍ３、前記回転子が３６００ｒｐｍの回転を受けることを特徴とする大容量発電機。」を、
　「【請求項７】発電機定格容量が１，１２０，０００ＫＶＡであり、固定子と、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備えた発電機であって、前記固定子は直接水冷され、前記回転子は水素ガス冷却され、該回転子は重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅである高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下である前記低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．１５〜１．３５ｍ及び（（胴部直径）２×（胴部長さ））によって求められるマシンサイズが９〜１０ｍ３、前記回転子が３６００ｒｐｍの回転を受けることを特徴とする大容量発電機。」
と訂正する。
　明りょうでない記載の釈明を目的として、以下のｅ〜ｓの訂正をする。
　ｅ．明細書の段落【００１３】における
　「・・・回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは室温引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下・・・」を、
　「・・・回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅであるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下・・・」
と訂正する。
　ｆ．明細書の段落【００１７】における
　「・・・大容量回転電機であって、前記回転子は室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下である高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフト胴部にコイルが埋込まれ、・・・」を、
　「…大容量回転電機であって、前記回転子は重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅであるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上、５０％破面遷移温度−４４℃以下及び２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下であり、前記シャフト胴部にコイルが埋込まれ、・・・」
と訂正する。
　ｇ．明細書の段落【００２０】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．１％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％及び残部が実質的にＦｅからなる鋼が好ましい。」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅからなる鋼が好ましい。」
と訂正する。
　ｈ．明細書の段落【００２１】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３５％、Ｓｉ０．１％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ１．５〜３．５％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％及び残部が実質的にＦｅであり、前記（Ｎｉ／Ｃｒ）比が１．２〜２．０である鋼が好ましい。」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅであり、前記（Ｎｉ／Ｃｒ）比が１．２〜２．０である鋼が好ましい。」
と訂正する。
　ｉ．明細書の段落【００２２】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．３％以下、・・・」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、・・・」と訂正する。
　ｊ．明細書の段落【００２７】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．１〜０．３％以下、Ｍｎ０．５％以下、Ｎｉ３．２５〜４．５％、Ｃｒ２．０５〜２．６０％、Ｍｏ０．２５〜０．６０％、Ｖ０．０５〜０．２０％、Ａｌ０．０１％以下及び残部が実質的にＦｅであり、・・・」を、
　「・・・重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ０．５％以下、Ｎｉ３．２５〜４．５％、Ｃｒ２．０５〜２．６０％、Ｍｏ０．２５〜０．６０％、Ｖ０．０３〜０．２０％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が・・・」
と訂正する。
　ｋ．明細書の段落【００２８】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．３％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１％及びＶ０．０３〜０．３５％を含有する合金鋼を・・・」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅであるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼を・・・」
と訂正する。
　ｌ．明細書の段落【００２９】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．３％以下、・・・、Ｃｒ２．０〜３．５％、・・・」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、・・・、Ｃｒ２．０５〜３．０％、・・・」
と訂正する。
　ｍ．明細書の【００３０】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、・・・Ｃｒ２．０〜３．５％・・・」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、・・・Ｃｒ２．０５〜３．０％、・・・」と訂正する。
　ｎ．明細書の段落【００３１】における
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．３％以下、Ｍｎ０．５％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０〜３．５％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．０１０％以下、Ｐ，Ｓ，Ｓｎ，Ｓｂ及びＡｓの総量０．０２５％以下、前記（Ｎｉ／Ｃｒ）比２．３以下である低合金鋼が好ましい。」を、
　「本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ０．５％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下、Ｐ，Ｓ，Ｓｎ，Ｓｂ及びＡｓの総量０．０２５％以下、残部が実質的にＦｅであり、前記（Ｎｉ／Ｃｒ）比２．３以下である低合金鋼が好ましい。」
と訂正する。
　ｏ．明細書の段落【００３２】における
　「Ｃは強度の向上になくてはならないもので、・・・（Ｎｉ／Ｃｒ）比を・・・とすれば、０．１５〜０．３５とすることができる。・・・」を、
　「Ｃは強度の向上になくてはならないもので、・・・（Ｎｉ／Ｃｒ）比を・・・とすれば、０．１５〜０．３０とすることができる。・・・」
と訂正する。
　ｐ．明細書の段落【００３３】における
　「・・・Ｓｉ及びＭｎは低めが好ましく、それぞれ０．１％及び１．０％以下が好ましい。・・・」を、
　「・・・Ｓｉ及びＭｎは低めが好ましく、Ｓｉを０．０５％以下とし、Ｍｎは１．０％以下が好ましい。・・・」
と訂正する。
　ｑ．明細書の段落【００８８】における
　「・・・厚さ３０ｍｍ、幅９０ｍｍに熱間鍛造した。試料Ｎｏ．２〜６及び１５は本発明に係るロータシャフト材として好適なものである。…」を、
　「・・・厚さ３０ｍｍ、幅９０ｍｍに熱間鍛造した。試料Ｎｏ．２〜４、６及び１５は本発明に係るロータシャフト材として好適なものである。・・・」
と訂正する。
　ｒ．明細書の段落【００９２】における
　「本発明に係るロータシャフト材として好適なＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼のＮｏ．２〜６及び１５はいずれも・・・」を、
　「本発明に係るロータシャフト材として好適なＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼のＮｏ．２〜４、６及び１５はいずれも・・・」
と訂正する。
　ｓ．明細書の段落【００９５】における
　「・・・本発明に係るロータシャフト材として好適な低合金鋼Ｎｏ．２〜６及び１５は引張強さが・・・」を、
　「・・・本発明に係るロータシャフト材として好適な低合金鋼Ｎｏ．２〜４、６及び１５は引張強さが・・・」
と訂正する。
（５４）【発明の名称】
回転電機用ロータシャフト及びそれを用いた回転電機
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　コイルを埋込む軸方向のスロットを有する胴部，動力の伝達を授受するフランジ部及び軸受部を備えた回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは
重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅであるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼
るこ
　【請求項２】
　請求項１において、前記シャフトは前記胴部直径が１ｍ以上及び胴部長さが前記胴部直径の５．５〜６．５倍であることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
　【請求項３】
　請求項１又は２において、前記該シャフトは胴部直径Ｄ（ｍｍ）と回転数Ｒ（ｒｐｍ）との関係から求められる（Ｄ２×Ｒ２）の値が１．０〜３．０×１０７となるように前記回転数に対して前記胴部直径を設定してなることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
　【請求項４】
　請求項１又は２において、前記胴部直径Ｄ（ｍｍ）は発電機容量１ＭＶＡ当り０．２ｍｍに１０００ｍｍを加えた値以下及び前記発電機容量１ＭＶＡ当り０．２ｍｍに９００ｍｍを加えた値とすることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
　【請求項５】
　コイルが埋込まれた積層鉄心からなる固定子，該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備え、容量９００ＭＶＡ以上の大容量回転電機であって、前記回転子は
重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅである高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の
前記
　【請求項６】
　発電機容量９００ＭＶＡ以上、固定子電流が前記回転電機容量１ＭＶＡ当り１９〜２４Ａ、前記固定子が直接水冷、回転子が容量１ＭＶＡ当り０．００３〜０．００６ｋｇ／ｃｍ２・ｇの水素圧力にて冷却され、前記回転子は
重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅである高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の
　【請求項７】
　発電機定格容量が１，１２０，０００ＫＶＡであり、固定子と、該固定子内を回転し、導体コイルが埋込まれた回転子を備えた発電機であって、前記固定子は直接水冷され、前記回転子は水素ガス冷却され、該回転子は
重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅである高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は新規な回転電機用ロータシャフト及びそれを用いた回転電機に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　容量８００ＭＶＡまでのタービン発電機のロータシャフト材としては、ＡＳＴＭ規格材Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼（Ａ４６９−８８，Ｃｌａｓｓ６〜８）が使用されている。近年、エネルギ多様化の観点から石油代替エネルギである石炭火力への移行並びに電源立地面積の有効活用の要求から、タービン発電機は大容量化の傾向にある。
　【０００３】
　タービン発電機の大容量化に伴って、ロータシャフトの使用条件も厳しくなり、上記の現用ＡＳＴＭ規格材では強度不足になってきた。
　【０００４】
　一般に、強度を高めれば靭性が低下する傾向にあるので、現用材よりも高強度高靭性のロータシャフト材の出現が望まれている。
　【０００５】
　ＡＳＴＭ規格クラス６〜８はＣ０．２８％以下，Ｍｎ０．６０％以下，Ｐ０．０１５％以下，Ｓ０．０１５％以下，Ｓｉ０．１５〜０．３０％，Ｎｉ３．２５〜４．００％，Ｃｒ１．２５〜２．００％，Ｍｏ０．３０〜０．６０％，Ｖ０．０５〜０．１５％，残部が実質的にＦｅからなり、クラス８が最も高い強度を有するもので、引張強さ８４ｋｇ／ｍｍ２以上、０．０２％耐力７０．４ｋｇ／ｍｍ２以上，伸び率１６％以上，絞り率４５％以上，５０％破面遷移温度４℃以下等が規定されている。
　【０００６】
　特公昭４７−２５２４８号公報には、Ｃ０．１４〜０．２０％，Ｓｉ０．０５〜０．４％，Ｍｎ０．１〜０．６％，Ｎｉ１．５〜２．８％，Ｃｒ０．７５〜１．８％，Ｍｏ０．１〜０．５％，Ｖ０．０１〜０．１２％及び残部Ｆｅからなる発電機ロータシャフト用低合金鋼が示されている。
　【０００７】
　特公昭６０−２３０９６５号公報には、Ｃ０．１３〜０．３０％，Ｓｉ０．１０％以下，Ｍｎ０．６０〜２．００％，Ｐ０．０１０％以下，Ｃｒ０．４０〜２．００％，Ｎｉ０．２０〜２．５０％，Ｍｏ０．１０〜０．５０％，Ｖ０．０５〜０．１５％，Ａｌ０．００５〜０．０４％，Ｎ０．００５０〜０．０１５０％，Ｎｉ＋２Ｍｎ＋２Ｃｒが４〜８％、残部Ｆｅからなるタービン発電機軸用低合金鋼が示されている。
　【０００８】
　【発明が解決しようとする課題】
　容量９００ＭＶＡ以上の発電機のロータシャフト材としては、引張強さ９３ｋｇ／ｍｍ２以上，０．０２％耐力７４ｋｇ／ｍｍ２以上，破面遷移温度（以下ＦＡＴＴと略称する）０℃以下の機械的性質と２１０００ガウスにおける磁化力９９０ＡＴ／ｃｍ以下の磁気特性が要求される。
　【０００９】
　更に、１２００ＭＶＡ級発電機のロータシャフト材としては、引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上１３００ＭＶＡ級発電機のロータシャフト材としては、引張強さ１０４ｋｇ／ｍｍ２以上が要求される。
　【００１０】
　ＡＳＴＭ規格材（Ａ４６９−Ｃｌａｓｓ８）及び従来技術で開示されたものでは、引張強さ≧８４．１ｋｇ／ｍｍ２，０．０２％耐力≧７０．４ｋｇ／ｍｍ２，ＦＡＴＴ≦４℃であり、９００ＭＶＡ以上の発電機用ロータシャフト材としては強度及び靭性が不足であり、破壊に対する安全性が確保できない。
　【００１１】
　更に、従来強度を高めると靭性が低下し、強度と靭性との両方を満足するものが得られなかった。
　【００１２】
　本発明の目的は、高強度，高靭性で高い磁気特性を備えた回転電機用ロータシャフト及びそれを用いた大容量回転電機を提供することにある。
　【００１３】
　【課題を解決するための手段】
　本発明は、コイルを埋込む軸方向スロットを有する胴部，動力の伝達を授受するフランジ部及び軸受部を備えた回転電機用ロータシャフトにおいて、該シャフトは
重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅであるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の
　【００１４】
　本発明の前述のシャフトは前記胴部直径が１ｍ以上、胴部長さが前記胴部直径の５．５〜６．５倍である前述の高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ合金鋼よりなり、前記胴部直径Ｄ（ｍｍ）は電機容量１ＭＶＡ当り０．２ｍｍに１０００ｍｍを加えた値以下及び前記発電機容量１ＭＶＡ当り０．２ｍｍに９００ｍｍを加えた値以上とすることが好ましい。
　【００１５】
　本発明の前述のシャフトは前述の高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ合金鋼よりなり、その前記胴部直径Ｄ（ｍｍ）が１ｍ以上、胴部長さが前記胴部直径の５．５〜６．５倍が好ましく、該シャフトの回転数Ｒ（ｒｐｍ）との関係から求められる（Ｄ２×Ｒ２）の値が１．０×１０７〜３．０×１０７となるように前記回転数に対して前記胴部直径を設定するのが好ましい。
　【００１６】
　本発明は、室温引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上，５０％破面遷移温度−４４℃以下，２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下，更に好ましくは２０ｋＧにおける磁化力４００ＡＴ／ｃｍ以下を有する高強度高靭性Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ合金鋼よりなり、一体中実シャフトによって構成されるのが好ましい。
　【００１７】
　本発明は、コイルが埋込まれた積層鉄心からなる固定子，該固定子内を回転する回転子を備え容量９００ＭＶＡ以上の大容量回転電機であって、前記回転子は
重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．０５％以下、Ｍｎ１％以下、Ｎｉ３．０〜５．０％、Ｃｒ２．０５〜３．０％、Ｍｏ０．１〜１．０％、Ｖ０．０３〜０．３５％、Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅであるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼からなり、該鋼の
り、前記
　【００１８】
　本発明は、電機容量９００ＭＶＡ以上，固定子電流が前記電機容量１ＭＶＡ当り１９．０〜２４Ａ、前記固定子が直接水冷、回転子が電機容量１ＭＶＡ当り０．００３〜０．００６ｋｇ／ｃｍ２の水素圧力にて冷却され、前記回転子は前述の低合金鋼よりなるシャフトによって構成され、該シャフトの胴部直径が１．０ｍ以上である高強度Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ合金鋼よりなることを特徴とする大容量回転電機にある。
　【００１９】
　本発明は、定格容量１，１２０，０００ＫＶＡである発電機において、固定子を直接水冷，回転子を水素冷却とし、回転子を前述の低合金鋼からなるシャフトによって構成し、その胴部直径を１．１５〜１．３５ｍとし、胴部長さを胴部直径の５．５〜６．５倍であり、３６００ｒｐｍの回転を受けていることを特徴とするものである。特に、マシンサイズとして９〜１０ｍ３とするのが好ましい。
　【００２０】
　本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％，Ｓｉ
０．０５
２．０５
、Ａｌ０．００６％以下
　【００２１】
　本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３
０
０．０５
２．０５
０
、Ａｌ０．００６％以下
　【００２２】
　本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％，Ｓｉ
０．０５
　【００２３】
　本発明に係る前述したＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼はその室温の引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上，５０％破面遷移温度−４４℃以下、及び焼戻ベーナイト組織を有するものが好ましい。
　【００２４】
　本発明は、前述の鋼にＩＩａ族元素及びＩＩＩａ族元素の少なくとも１つを０．００１〜０．１％含有することが好ましい。
　【００２５】
　本発明は、前述の鋼に更にＩＶａ族元素，Ｎｂ，Ｔａ及びＷの少なくとも１つの元素を０．２％以下含有することが好ましい。
　【００２６】
　本発明に係る前述の鋼は、２１ｋＧにおける磁化率５００ＡＴ／ｃｍ以下及び焼戻ベーナイト組織を有するものが好ましい。
　【００２７】
　本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％，Ｓｉ
０．０５
０．００６
　【００２８】
　本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％、Ｓｉ０．
０５
２．０５
％、Ｖ
Ａｌ０．００６％以下及び残部が実質的にＦｅであるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低
、又は、該鋼にＩＩａ及びＩＩＩａ族元素の１種以上０．１％以下とＩＶａ族元素、Ｎｂ，Ｔａ及びＷの１種以上０．２％以下との少なくとも一方を含むＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ低合金鋼
　【００２９】
　本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％，Ｓｉ
０．０５
２．０５
０
　【００３０】
　本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％，Ｓｉ０．０１〜０．０５％，Ｍｎ０．０５〜０．５％，Ｎｉ３．０〜５．０％，Ｃｒ
２．０５
０
　【００３１】
　本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、重量で、Ｃ０．１５〜０．３０％，Ｓｉ
０．０５
２．０５
０
０．００６
残部が実質的にＦｅであり、
　【００３２】
　【作用】
　Ｃは強度の向上になくてはならないもので、十分な焼入性と、ロータ中心に軟らかいフェライト組織をなくし、十分な引張強さ及び耐力を得るには０．１５％以上とし、靭性の低下を防ぐには０．１５〜０．３％が好ましい。（Ｎｉ／Ｃｒ）比を１．２〜２．０とすれば、０．１５〜０．３
０
　【００３３】
　Ｓｉ及びＭｎは従来、脱酸材として添加していたが、真空取鍋精錬によるＣ脱酸法及びエレクトロスラグ再溶解法などの製鋼技術により、特に添加しなくとも健全なロータが溶製可能である。焼もどし脆化防止の点から、Ｓｉ及びＭｎは低めが好ましく、
Ｓｉを０．０５
以下とし、Ｍｎは
　【００３４】
　Ｎｉは焼入性を向上させ、靭性を向上させるのに不可欠の元素である。３．０％未満では靭性向上効果には３％以上が好ましいが、多量添加は有害な残留オーステナイト組織が出て、均一な焼もどしベーナイト組織が得られにくいので、５％以下が好ましい。特に、３．２５％以上、より３．５％を越え４．５％までの範囲が好ましい。
　【００３５】
　Ｃｒは焼入性を向上させ、靭性を顕著に向上させる効果がある。また、耐食性も向上させる効果があり、
２．０５
とする
とし
　【００３６】
　Ｍｏは０．１〜１．０％焼もどし処理中に結晶粒内に微細炭化物を析出させ、炭化物分散強化作用により、引張強さ及び０．０２％耐力を高める効果がある。また、焼もどし中に不純物元素が結晶粒界に偏析するのを抑制する作用があるので焼もどし脆化防止効果がある。特に、０．２５〜０．６％、より０．３５〜０．４５％が好ましい。
　【００３７】
　Ｖは０．０３〜０．３５％で焼もどし処理中に結晶粒界に微細炭化物を析出させ、炭化物分散強化作用により引張強さ及び０．０２％耐力を高める効果がある。特に、０．０５〜０．２％、より０．１０〜０．１５％の範囲が好ましい。
　【００３８】
　Ａｌは靭性，磁気特性を低下させるので、低めにすべきである。Ａｌの低減は靭性、及び磁気特性向上効果が大きい。Ａｌは特に、靭性確保の点から０．００６％以下
とする
　【００３９】
　更に、不純物としてＰ，Ｓ，Ｓｎ，Ｓｂ及びＡｓがあり、これらは靭性，磁気的特性を低下させるので、これらの元素を低める必要がある。特に、これらの元素はＳｉとの相関があり、Ｓｉ量とこれら元素の総和とを乗算した値を３０×１０−４以下とするのが好ましい。特に１５×１０−４以下が好ましい。また、Ｓｉを除くこれらの元素の総和量を０．０３０％以下、より０．０２５％以下が好ましい。これらの不純物を皆無にすることは困難であり、特に総量として０．００１％以上、上限として０．０１０％が好ましい。
　【００４０】
　（Ｎｉ／Ｃｒ）比は引張強さに関係し、その値を２．１以下とすることにより高い強度が得られる。その値が同じ場合にはＮｉ量が高いほど強度が高く、３％を越えるＮｉ量ではより高い強度が得られる。特に、３％以上のＮｉ含有量に対して（Ｎｉ／Ｃｒ）比を１．２〜２．０、より１．４〜１．９とすることが好ましい。
　【００４１】
　ＩＩａ族元素（Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ），ＩＩＩａ族元素（Ｓｃ，Ｙ，ランタノイド元素）の少なくとも１種又は２種以上を０．１％以下含有させることが好ましい。これらの元素は強力な脱酸剤として作用し、靭性の向上，磁気特性の向上に顕著な効果が得られる。特に、０．００１〜０．０５％とするのが好ましい。これらは非放射性元素であり、放射性元素は取扱い上好ましくない。
　【００４２】
　ＩＶａ族元素（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ），Ｎｂ，Ｔａ，Ｗの炭化物形成元素は少なくとも１つを０．２％以下含有させることにより靭性を低めることなく強度を高めるので好ましい。特に、０．０２〜０．１％が好ましい。ＷはＭｏと同等の作用をするので、Ｍｏの一部をＷで置換することができる。従って、Ｍｏ＋Ｗ量を０．１〜１．０％として、Ｗ量の上限を０．５％とし、Ｍｏ量の半分以下とするのがよい。
　【００４３】
　本発明に係る低合金鋼は焼戻ベーナイト組織を有するもので、５％以下のフェライトを含むことができるが、全ベーナイト組織とすることが強度及び靭性の点で好ましい。
　【００４４】
　本発明に係る低合金鋼はＳｉ不純物を顕著に少なくすることによって強度，靭性を高めるとともに磁気特性を高めることができるもので、そのために大気溶解後エレクトロスラグ再溶解又は大気中溶解した後真空取鍋精錬によって溶湯を形成するものである。溶湯は金型にて鋳造され、熱間鍛造により所定の形状にされる。その後８００〜９００℃で焼入れが施され、次いで５５０〜６５０℃にて１０ｈ以上の焼戻しを施すのが好ましい。焼入温度は鋼のＡｃ３点より３０〜７０℃高い温度で行われ、特に、Ａｃ３より５０℃高い温度で行うのが好ましい。焼戻は靭性を高めるもので、５５０〜６５０℃、特に、５６０〜６００℃が好ましく、１０〜６０ｈ保持するのが好ましい。焼戻後切削加工によって最終形状となるが、その切削加工によって内部応力が発生するので、応力除去焼純が焼戻温度より低い温度で行われる。また、鍛造後均一化焼純が行われ、焼入温度より約５０℃高い温度で行い、除冷される。焼入時の冷却速度はシャフト中心部で５０〜１５０℃／ｈが好ましい。これによってベーナイト組織が得られ、特に全ベーナイト組織が得られる。
　【００４５】
　また、Ｓｉ量は前述のＡｌ量を
０．００６
と共に、０．０５％以下とすること、
り良
　【００４６】
　前述の合金鋼を用いることにより回転電機用ロータシャフトはコイルが埋込まれる胴部の直径を１ｍ以上とし、その胴部長さを直径の５．５〜６．５倍とすることにより装置全体をコンパクトにできる。５．５未満及び６．５を越える比率にする回転子の振動感度上好ましくない。特に、５．６〜６．０が好ましい。
　【００４７】
　その胴部直径は発電機容量に応じて大きくする必要があるが、容量１ＭＶＡ当り０．２ｍｍに１０００ｍｍが加えた値以下とし、１ＭＶＡ当り０．２ｍｍに９００ｍｍを加えた値以上とすることが必要である。
　【００４８】
　更に、胴部直径Ｄ（ｍ）は回転子の回転数Ｒ（ｒｐｍ）とによっても設定されるべきもので、（Ｄ２×Ｒ２）の値を１．０×１０７以上となるように設定すべきである。特に、上限は３．０×１０７とするのが好ましい。特に１．５〜２．２×１０７が好ましく、１．８〜２．０×１０７がよい。
　【００４９】
　発電機及び電動機は容量の増加により大型化するのが、前述の如く高強度合金鋼を用いることによりコンパクトな装置とすることができ、特に床面積として容量１ＭＶＡ当り０．０８〜０．１２ｍ２とすることができる。そしてエネルギー損失が小さくできるので、効率がより高められる。その固定子電流も容量当り小さくできるので、電動機又は発電機容量１ＭＶＡ当り１９．０〜２４Ａとすることができ、特に容量の増大につれて単位容量当りの電流を小さくできる。容量２０００ＭＶＡに対しては約１９．０〜２０．０Ａでできる。そのときの回転子は水素によって冷却されるが、発電機出力に応じて水素圧力を高める必要があるが、その圧力を１ＭＶＡ当り０．００３〜０．００６ｋｇ／ｃｍ２・ｇとすることができる。特に、０．００４〜０．００５ｋｇ／ｃｍ２・ｇが好ましい。
　【００５０】
　本発明は、発電機及び電動機に適用されるが、電動機としては同期電動機，同期発電電動機，誘導同期電動機がある。電動機及び発電機の構造はほぼ同じものである。特に、電動機として５０００〜６０００ｒｐｍの回転数を有する高速回転のモータにおいて好ましいものである。
　【００５１】
　本発明におけるロータシャフトの引張強さは１００ｋｇ／ｍｍ２以上で、特に１０４ｋｇ／ｍｍ２以上を得るように成分調整するのが好ましい。同時に、５０％破面遷移温度を−４４℃以下，好ましくは−５０℃以下とするものである。結晶粒の大きさはＡＳＴＭの結晶粒度番号で４以上とすることが好ましい。更に、磁気特性として磁束密度２１ｋＧにおける磁化力５００ＡＴ／ｃｍ以下とすること、好ましくは２０ｋＧにおける磁化力を４００ＡＴ／ｃｍ以下とするものである。
　【００５２】
　【実施例】
　図１２は本発明に係る固定子コイル直接水冷却形タービン発電機の一例である。
　【００５３】
（固定子）
　固定子わくは溶接構造鋼板などでつくられ通風路を形成し、鉄心を支えるとともに振動を防ぐように強固につくられる。磁気吸引力により鉄心はだ円に変形し、回転子の回転に伴い二倍周波数の振動が発生する。この振動は大形機ほど大きくなるので、鉄心と固定子わくとをばねを介して取り付ける弾性支持構造とする。
　【００５４】
　固定子鉄心２には、０．３５または０．５ｍｍ厚のけい素鋼板が用いられ、方向性けい素鋼板が使用される。鉄心は軸方向に５０〜６０ｍｍ程度ずつ積層され、間に通風ダクトを形成するようにＩ形鋼の間隔片を入れる。
　【００５５】
　固定子巻線７は通常２層巻が用いられるが、２極機の場合、特に巻線端部が長くなるため強固に保持しなければならない。漂遊負荷損が大きくなるので、端部の構造物には非磁性材を使用する。
　【００５６】
（回転子）
　タービン発電機の大きな特徴は高速回転することであり、遠心力が大きくなるので回転子直径が制限される。回転子構造材料に機械的強度を確保するとともに、危険速度を避け振動を抑えるため一体鍛造され、図１４に示すスロット１６を加工し、その中に界磁巻線がおさめられる。回転子１の形状を図１３に示す。
　【００５７】
　主軸の材料は本発明に係るＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼からなる。図中には示されていないが、フランジ１５とセンタリング１８との間にファン２０の取付け用リング１７が設けられる。
　【００５８】
　界磁巻線３は銅帯を平巻きに成形してティース１２間に形成された回転子鉄心スロット内に分布巻きし、導体の１ターンごとに層間絶縁を注入する。巻線の端部は保持環（リティニングリング）９で押える。コイルには通常の銅の代りにクリープ特性の良好な銀入銅が使用される。
　【００５９】
　保持環９はＣ０．１％以下，Ｎ０．４％以上，１０〜２５％Ｍｎ，１５〜２０％Ｃｒを含む非磁性ステンレス鋼が用いられる。巻線３がスロット１６に埋込まれた後、スロット１６の最も広い部分に超ジュラルミン合金によるウェッジ１３がはめ込まれることによって固定される。エンドダンパリング１４には端部又は全長ダンパが用いられ、端部Ａｌ合金，胴部銀入銅合金が用いられる。８はシャフト、１１は磁極、１５はカップリングである。
　【００６０】
（通風方式）
　１０００ＭＶＡ級以上の大形機で鉄心長が長くなると均一に冷却することがむずかしいため、複式通風方式をとる。
　【００６１】
　この方式では、鉄心背後の固定子わく内に数区分の給気室および排気室が軸方向に交互に配列されており、冷却空気は発電機両端より固定子わく内の風胴を経て各給気室に集められ、これより固定子鉄心を冷却し、回転子内部を冷却した気体とともに外径側に流れ、冷却器を経てファンの吸気側に至り循環する。
　【００６２】
　水素冷却のガス圧は間接水素冷却機で２ａｔｇ、直接水素冷却機で２〜５ａｔｇが使用される。水素ガス圧を上げた場合、熱伝達率が向上するとともにガスの熱容量が密度に比例して増加するので、ガス自身の温度上昇がガスの絶対圧力に逆比例して減少し、冷却効果が増大する。同一寸法の機械の出力は一般に間接冷却形０．０５ａｔｇのときの出力を１００とすれば１ａｔｇで１１５、２ａｔｇで１２５の出力となる。
　【００６３】
　水素冷却方式は、空気と混合した場合水素の容積が１０〜７０％の範囲では爆発性になる。これを防ぐため自動的に水素純度を約９０％以上に維持するようにしているが、このため機内水素ガスが軸に沿って機外に漏れないように軸受の内側に油膜による密封装置を備えている。軸の狭いすき間に機内の水素ガスより高い圧力の油を流すことにより、機内からのガス漏れを防いでいる。
　【００６４】
　水素冷却タービン発電機において固定子を間接冷却とする場合でも、回転子は直接冷却とする場合が多い。
　【００６５】
（直接冷却）
　発電機コイルの導体最高温度が出力を制限する場合、その温度上昇中に大きな割合を占める絶縁物内での温度差を除くために、導体を直接冷却媒体で冷却する。
　【００６６】
　冷却媒体としては、水素ガスや油・水などの液体がある。水は空気の場合の約５０倍の熱伝達能力を有し、冷却媒体として優れている。
　【００６７】
　（１）水素ガス直接冷却固定子コイルの例を示し、素線の間にはさんだ四角なベントチューブの内部にガスを通して導体を直接冷却する。導体の発生熱量の一部は熱抵抗の大きな主絶縁を通って鉄心に伝わり冷却されるが、大部分は熱抵抗の小さな冷却管を通って水素ガスが持ち去る。
　【００６８】
　液体冷却には、比熱が大きく、かつ対流による熱伝達率も非常に大きい純水が使用される。
　【００６９】
　液体通路となる配管には、ステンレス鋼が使用され、コイルおよびコイル端部のクリップなどには無酸素銅または脱酸銅が使用される。絶縁接続管には機械的強度が高く、たわみ性に富み、絶縁性の良いテフロン管が普通使用される。固定子コイルの断面は素線を中空とし、この中を液体が流れるようにしている。
　【００７０】
　（２）回転子の冷却媒体としては水素ガス又は水が使用され、次の方式がある。
　【００７１】
　エンドフィード方式には回転子端部より回転子コイル内に押し込まれた水素ガスは、回転子中央部にあけられた穴よりエアギャップに放出される。また、回転子の一端よりコイル銅帯に入り他端より出る方式も好ましい。
　【００７２】
　回転子コイルの断面形状は側路式と中空銅帯式とのいずれでもよい。この方式をとった場合は、固定子コイルにもガス直接冷却が採用し、高圧のブロワが回転子の一端に取り付けられる。
　【００７３】
　エアギャップピックアップ方式においては回転子表面に吸入および排出の穴部を交互に設けて、回転による風速を利用して、エアギャップ部における水素ガスをコイルウェッジ表面より吸入し、コイル銅帯内を一定距離流して発生熱を奪い、排気穴を通ってエアギャップ部に出る方式、或いは回転子の水冷却技術において回転体中に水を通す方式がある。
　【００７４】
　水冷却方式は、水素ガス冷却方式に比較して構造が複雑であるために、信頼性上は不利となるが、発電機の重量が１５〜２５％程度軽くなり、また部分負荷での効率を向上させることができる。
　【００７５】
　図中、１５はタービンに結合されるフランジ、２０はファン、２１は固定子コイル、２２はブラシ、２３はスリップリングである。
　【００７６】
　図１は本発明に係るタービン出力１０００ＭＷ級（発電機容量１１２０ＭＶＡ級）以上の大型タービン発電機用ロータシャフトの斜視図である。本発明に係るロータシャフトを次の様に製造した。
　【００７７】
　表１に記載のＮｏ．２とほぼ同じ組成を目標に大気溶解後真空取鍋精錬によって製造した約１５０ｔの溶湯を金型に鋳造した。次いで、プレスによる熱間鍛造を行い、据込み（鍛造比１／２Ｕ）後鍛伸（鍛造比３Ｓ）を行った。更に、９００℃で均一化焼純を行い、所定の形状に切削加工した後、８４０℃で全体を２０時間たて型炉で加熱保持した後、水噴霧によって中心孔で１００℃／ｈの冷却速度で冷却する焼入をした。次いで５８０℃で６０ｈ加熱保持後１５℃／ｈの速度で冷却する焼戻処理を施した。その後、図１に示す最終形状に切削加工を施した。本実施例は２極用で、１１は磁極、１２はティース、１７はファン取付用リング、１８はリティニングリング取付け用センタリングリング、１９は中心孔である。この部分で材料の機械的性質，電気的性質，磁気的性質を検査するための試料を採取した。センタリングリング１８はシャフト形成時一体となっているが、リング状に切削された後リティニングリングが焼ばめされる。
　【００７８】
　本実施例では全長約１５ｍ，ティース１２が設けられる胴部直径が１．２ｍ，胴部長さが約７ｍで、胴部直径約５．７倍である。このもののマシンサイズは約１０ｍ３で、このようにすることにより回転子の振動感度を低くし、同相アンバランス感度を低く押えることができるとともに、軸のフレキシビリティが低下し軸受安定性が高いものが得られる。
　【００７９】
　マシンサイズは（回転子胴部外径）２×（回転子胴長）で表わされる。
　【００８０】
　本発明におけるロータシャフトのマシンサイズと発電機容量（ＭＶＡ）との関係は次式数１と数２の範囲内が好ましい。
　【００８１】
　マシンサイズ（ｍ３）＝４．７＋３．２×１０−３×発電機容量（ＭＶＡ）　…（１）
　マシンサイズ（ｍ３）＝４．５＋５．７×１０−３×発電機容量（ＭＶＡ）　…（２）
　本実施例における機械的特性，磁気的特性及び電気的特性は実施例１のＮｏ．２の合金の値と同等のものであった。
　【００８２】
　本実施例における仕様は次の通りである。
　【００８３】
　発電機容量：１１２０ＭＶＡ，固定子電流：発電機容量１ＭＶＡ当り２２Ａ，力率：０．９，回転数３６００ｒｐｍ，周波数６０Ｈｚ，固定子：直接水冷却，回転子：直接水素冷却（発電機容量１ＭＶＡ当り０．００４７ｋｇ／ｃｍ２・ｇ），ケーシング材：ＳＭ４１鋼，鉄心材：方向性ケイ素鋼板，コイル：電気銅，絶縁材料，エポキシレジン及びマイカ，コイル埋込み部の胴長／胴径＝５．８３，リティニング材：Ｃ０．１％以下，Ｎ０．７以上，Ｓｉ１％以下の１８％Ｍｎ−１８％Ｃｒ鋼，全長ダンパ，回転子コイル：銀入銅，軸受：炭素鋼鋳鋼，全体寸法：長さ１６ｍ，幅６ｍ，床面積９６ｍ２。
　【００８４】
　以上の構造とすることにより、１０００ＭＷ級のタービン出力に対し、発電機容量１１２０ＭＶＡが得られ、１ＭＶＡ当りの発電機の床面積が０．０８６ｍ２であり、従来の７００ＭＷ級タービンの発電機（容量８００ＭＶＡ）の１ＭＶＡ当りの床面積０．０９８ｍ２より約１３％コンパクト化できる。この床面積は発電機容量１ＭＶＡ当り０．０８〜０．０９ｍ２とすることができる。
　【００８５】
　また、本実施例の低合金鋼によれば、胴部直径は上限及び下限を前述のマシンサイズの値から求められる値とし、更に上限の直径Ｄ（ｍｍ）を次の数３によって求められる値及び下限の直径を数４によって求められる値とすることが好ましい。胴部長さはその直径の５．５〜６．５倍が好ましい。
　【００８６】
　胴部直径Ｄ（ｍｍ）＝０．２×発電機容量（ＭＶＡ）＋１０００　　　　　…（３）
　胴部直径Ｄ（ｍｍ）＝０．２×発電機容量（ＭＶＡ）＋９００　　　　　　…（４）
　以上の構造とすることにより回転子の振動感度が小さく、発電機全体をコンパクトにできる。
　【００８７】
　前述の発電機用ロータシャフト材として各種組成について検討した。
　【００８８】
　表１はその化学組成（重量％）を示す。試料は高周波溶解炉で各２０ｋｇ造塊し、温度８５０〜１１５０℃厚さ３０ｍｍ，幅９０ｍｍに熱間鍛造した。試料Ｎｏ．２〜
４、
　【００８９】
　Ｎｏ．７〜１２は比較鋼で、８２０℃で１６〜３４時間加熱保持後同じく１００℃／ｈの速度で焼入した後、６２５〜６３５℃で４０〜５０時間加熱保持後、１５℃／ｈの速度の炉冷による焼戻し処理を行った。
　【００９０】
　Ｎｏ．１３及び１４は比較鋼で、９００℃で２時間加熱後炉冷の均一化焼純を行い、次いで８５０℃で２時間加熱後１２０℃／ｈの速度で冷却する焼入を行い、更に５７５℃で６０時間加熱保持後４０℃／ｈの速度で冷却する焼戻しを行った。
　【００９１】
　【表１】
　【００９２】
　本発明に係るロータシャフト材として好適なＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼のＮｏ．２〜
４、
　【００９３】
　表２は引張試験，衝撃試験，磁気特性，電気特性結果を示すものである。表中、磁化力は２０ｋＧ及び２１ｋＧにおけるものを求めた。表に記載のものは２１ｋＧにおけるものである。
　【００９４】
　【表２】
　【００９５】
　表に示すように、本発明に係るロータシャフト材として好適な低合金鋼Ｎｏ．２〜
４、
　【００９６】
　図２は引張強さに及ぼすＣｒ含有量の影響を示す線図である。図に示すようにＮｉ量２．６０〜４．１５％においてＣｒ量の増加によって引張強さは高くなる。特に、Ｃｒ量が１．４％を越えると急激に高くなり、Ｃｒの効果が大きい。２．０％を越えると引張強さが１００ｋｇ／ｍｍ２以上の高い値が得られる。
　【００９７】
　図３は同じく（Ｎｉ／Ｃｒ）比との関係を示す線図である。図に示すように（Ｎｉ／Ｃｒ）比が大きくなるほど引張強さが低下する。特に、（Ｎｉ／Ｃｒ）比が２．１以下とすることにより高い強度が得られる。Ｎｉ量との関係もあり、３．５０％以上の高Ｎｉとすることにより１００ｋｇ／ｍｍ２以上の高強度のものが得られる。
　【００９８】
　図４は同じくＳｉ量との関係を示すもので、Ｓｉ量の増加によって強度が高められることがわかる。Ｓｉ量を０．１７％以上にすれば９３ｋｇ／ｍｍ２以上がＣｒ１．３〜１．８％，Ｎｉ２．６〜３．５％で得られが、Ｃｒ２％を越えるものでは
０．０５
も
　【００９９】
　図５は５０％破面遷移温度に及ぼすＮｉ又はＣｒ量の影響を示す線図である。図に示すようにＮｉ及びＣｒのいずれもその含有量の増加によってＦＡＴＴが低くなり、特に、低Ｓｉの０．１％以下ではＣｒ量を２．０％以上含有させれば−５０℃以下のＦＡＴＴが得られる。特に０．１％を越えるＳｉ量ではＮｉ及びＣｒを高めても０℃以下のＦＡＴＴは得られにくい。
　【０１００】
　図６は同じくＦＡＴＴに及ぼすＳｉ量の影響を示す線図である。図に示す如く、Ｓｉ量を下げることによってＦＡＴＴは低くなり高靭性が得られる。特に、Ｎｉ２．５〜３．０％及びＣｒ１．３〜１．８％付近ではＳｉ量を０．０８％以下、Ｎｉ３．５〜４．０％及びＣｒ１．５〜２．２％付近では０．１３％以下とすることにより０℃以下とすることができる。Ｃｒ２．２％を越え、Ｎｉ３．５％以上のものでは０．０５％以下で−５０℃以下とすることが可能である。
　【０１０１】
　図７は同じくＦＡＴＴとＡｌ量との関係を示す線図である。Ａｌの含有もＦＡＴＴを高める元素であるので、Ｃｒ２．０５〜２．２％及びＮｉ３〜４％付近、及びＣｒ２．２〜２．５％及びＮｉ３．５〜４．５％付近でいずれも０．００５％以下で−５０℃以下とすることができる。Ｃｒ１．６５％付近ではＮｉ量が３．５％と高くてもＡｌ量を下げても０℃以下は得られにくい。
　【０１０２】
　図８は磁化力とＳｉ量との関係を示すものである。図に示すようにＳｉ量の増加は磁化力を高めるので、低い方がよい。特に、Ｃｒ１．５〜２．５％及びＮｉ２．５〜４．５％付近ではＳｉ量を０．０５％以下とすることにより２１ｋＧにおける磁化力５００ＡＴ／ｃｍ以下とすることができる。
　【０１０３】
　図９に同じく磁化力とＰ，Ｓ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ａｓの総量との関係を示す線図である。これらの不純物は磁化力を高めるので好ましくなく、５００ＡＴ／ｃｍ以下にするにはＮｏ．４の０．０２１７％以下が好ましい。
　【０１０４】
　図１０は同じく磁化力とＡｌ量との関係を示すものである。図に示す如く、Ａｌは磁化力を高めるので好ましくないものである。前述のＣｒ，Ｎｉ量及びＳｉ
０．０５
　【０１０５】
　図１１は同じく磁化力に及ぼすＳｉと（Ｐ，Ｓ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ａｓの総量）と乗算した値の影響を示すもので、この値の高いものほど磁化力を高めるのでまずい。好ましくはＮｏ．４の８．６８×１０−４以下の値にすれば５００ＡＴ／ｃｍ以下とすることができる。
　【０１０６】
　表３は、本発明に係るロータシャフト材として好適なＮｏ．２〜４，６を高強度化した（前述の焼戻し温度よりも５℃低くした）試料の引張試験，衝撃試験及び磁気特性試験結果を示す。
　【０１０７】
　表から明らかなようにＮｏ．２〜４，６は、引張強さ１０５ｋｇ／ｍｍ２以上，０．０２％耐力８２ｋｇ／ｍｍ２以上，ＦＡＴＴ−４４℃以下，磁化力４００ＡＴ／ｃｍ以下で、１２００ＭＶＡ級及び１３００ＭＶＡ級発電機ロータシャフト材に要求される機械的性質及び磁気特性を十分満足する。従って、本発明材に係るロータシャフト材として好適な材料を用いることにより１２００ＭＶＡ以上の大容量発電機が達成できる極めて顕著な効果が得られるものであると言える。
　【０１０８】
　【表３】
　【０１０９】
　本実施例における回転電機は以下に適用される。
　【０１１０】
　火力、または原子力によって駆動される交流のタービン発電機は、通常２極または４極の円筒回転界磁形同期発電機である。
　【０１１１】
　火力用タービン発電機はほとんどが２極の高速機であり、回転速度は５０Ｈｚで３，０００ｒｐｍ，６０Ｈｚで３，６００ｒｐｍとなる。これは高速のほうがタービンの効率が良く小形となるためである。１軸で出力を出すタンデムコンパウンド形がほとんどであるが、大容量機では２軸で出力を出すクロスコンパウンド形も採用される。
　【０１１２】
　原子力用タービン発電機は通常４極で１，５００ｒｐｍまたは１，８００ｒｐｍで使用される。原子炉の発生蒸気が火力に比べて多量・低温・低圧で、タービンが長翼・低回転速度となるためである。
　【０１１３】
　尚、タービン発電機の冷却方式としては前述したように間接冷却方式と直接冷却方式があり、冷却媒体には、空気・水素・水が主として使用される。また、水素冷却は大容量で用いられ、間接・直接両方式があり、すべてガス冷却器が発電機本体内に組み込まれた防爆密閉構造となる。一方、水冷却の場合は直接冷却方式となり、大容量機では固定子・回転子の両方を水冷却方式とすることもある。
　【０１１４】
　【発明の効果】
　本発明によれば、室温引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ２以上，５０％破面遷移温度−４４℃以下，２１ｋＧにおける磁化力が５００ＡＴ／ｃｍ以下の特性が得られ、発電機容量９００ＭＶＡ以上の大容量発電機或いは回転数５０００ｒｐｍ以上の同期電動機がコンパクトに製造できる。これにより、設置面積の有効活用ができ、特に発電においては石油，石炭，原子力のエネルギの多様化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】　本発明に係る回転電機用ロータシャフトの斜視図。
　【図２】　引張強さとＣｒとの関係を示す図。
　【図３】　引張強さと（Ｎｉ／Ｃｒ）比との関係を示す図。
　【図４】　引張強さとＳｉとの関係を示す図。
　【図５】　ＦＡＴＴとＮｉ又はＣｒとの関係を示す図。
　【図６】　ＦＡＴＴとＳｉとの関係を示す図。
　【図７】　ＦＡＴＴとＡｌとの関係を示す図。
　【図８】　磁化力とＳｉとの関係を示す図。
　【図９】　磁化力とＰ＋Ｓ＋Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓとの関係を示す図。
　【図１０】　磁化力とＡｌとの関係を示す図。
　【図１１】　磁化力とＳｉ×（Ｐ＋Ｓ＋Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ）との関係を示す図。
　【図１２】　タービン発電機の断面図。
　【図１３】　タービン発電機用回転子の斜視図。
　【図１４】　回転子のスロット断面図。
　【符号の説明】
　１…回転子、２…固定子、３…界磁巻線、４…軸受ブラケット、５…固定子フレーム、６…軸受、８…シャフト、９…リティニングリング、１０…クロス・スロット、１１…磁極、１２…ティース、１３…ウェッジ、１４…エンドタンパリング、１５…カップリング、１６…スロット、１７…ファン取付け用リング、１８…センタリングリング、１９…中心孔、２０…ファン、２１…固定子コイル、２２…ブラシ（黒鉛）、２３…スリップリング。