(57)【要約】【課題】冷却ガスにより固定子鉄心の端部側の領域を効果的に冷却できる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機は、円筒状の固定子鉄心１１を有する固定子１０と、固定子鉄心１１の径方向の内側において固定子鉄心１１と同軸状に配置される回転子２０と、固定子鉄心１１の軸方向における少なくとも一方の端部に設けられ、固定子鉄心１１と回転子２０との間のエアギャップＧを軸方向の外側から部分的に覆うバッフル部材３０と、バッフル部材３０に対してエアギャップＧ側とは反対の側に設けられ、冷却ガスをエアギャップＧ側に向けて流すためのファン２５とを備える。バッフル部材３０は、固定子鉄心１１および回転子２０と同軸状に配置され且つエアギャップＧ側からファン２５に向かって先細り形状となる円錐台形状をなす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の固定子鉄心を有する固定子と、
前記固定子鉄心の径方向の内側において前記固定子鉄心と同軸状に配置される回転子と、
前記固定子鉄心の軸方向における少なくとも一方の端部に設けられ、前記固定子鉄心と前記回転子との間のエアギャップを前記軸方向の外側から部分的に覆うバッフル部材と、
前記バッフル部材に対して前記エアギャップ側とは反対の側に設けられ、冷却ガスを前記エアギャップ側に向けて流すためのファンとを備え、
前記バッフル部材は、前記固定子鉄心および前記回転子と同軸状に配置され且つ前記エアギャップ側から前記ファンに向かって先細り形状となる円錐台形状をなす、回転電機。
【請求項２】
前記バッフル部材は、前記軸方向に沿う断面で見たときに前記エアギャップ側に向けて凹をなす湾曲状の断面を有する、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
円筒状の固定子鉄心を有する固定子と、
前記固定子鉄心の径方向の内側において前記固定子鉄心と同軸状に配置される回転子と、
前記固定子鉄心の軸方向における少なくとも一方の端部に設けられ、前記固定子鉄心と前記回転子との間のエアギャップを前記軸方向の外側から部分的に覆うバッフル部材と、を備え、
前記バッフル部材は、前記エアギャップにおいて周方向に間隔を空けて配置される複数の羽根を有する、回転電機。
【請求項４】
前記羽根の羽根面の少なくとも一部が、前記エアギャップ側に向けて前記軸方向に流れる冷却ガスを前記径方向の外側にガイド可能なように前記径方向の外側を向いている、請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
円筒状の固定子鉄心を有する固定子と、
前記固定子鉄心の内側において前記固定子鉄心と同軸状に配置される回転子と、
前記固定子鉄心に対向する前記回転子に設けられ、前記固定子鉄心と前記回転子との間のエアギャップを軸方向の外側から部分的に覆うバッフル部材と、を備え、
前記バッフル部材は、前記エアギャップにおいて周方向に間隔を空けて配置される複数の羽根を有する、回転電機。
【請求項６】
円筒状の固定子鉄心を有する固定子と、
前記固定子鉄心の径方向の内側において前記固定子鉄心と同軸状に配置される回転子と、
前記固定子鉄心の軸方向における少なくとも一方の端部に設けられ、前記固定子鉄心と前記回転子との間のエアギャップを前記軸方向の外側から部分的に覆うバッフル部材と、を備え、
前記バッフル部材の前記軸方向における一方側および他方側を向く面のうちの少なくともいずれか一方に放熱フィンが設けられる、回転電機。
【請求項７】
前記放熱フィンはリング状であり、前記回転子の回転軸線を中心とする同心円状に複数設けられる、請求項６に記載の回転電機。
【請求項８】
前記放熱フィンは前記バッフル部材から前記軸方向に立ち上がるように設けられる板状部材であり、前記回転子の回転軸線を中心に放射状に複数設けられ、
各前記放熱フィンは、前記軸方向に沿って見たときに、長手方向の一方の端部が他方の端部よりも前記径方向の外側に位置するように設けられる、請求項６に記載の回転電機。
【請求項９】
前記放熱フィンは、前記一方の端部が前記回転子の回転方向で前記他方の端部よりも回転方向進行側に位置するように傾斜している、請求項８に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記放熱フィンは、前記軸方向における高さが前記径方向の外側に向かうに従って小さくなるように形成されている、請求項７乃至９のいずれかに記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機として機能する回転電機は、一般に、円筒状の固定子鉄心を有する固定子と、固定子鉄心の内部に回転自在に配置される回転子とを備える。固定子および回転子のそれぞれには銅などからなる電気導電性のコイルが設けられており、通常、固定子に設けられるコイルは固定子鉄心の内周面に保持され、回転子に設けられるコイルは回転子の外周面に保持される。以下においては、固定子側のコイルを固定子コイルと呼び、回転子側のコイルを界磁コイルと呼ぶ。
【０００３】
このような回転電機では、界磁コイルを励磁した上で回転子をタービンなどの駆動源により回転させることで、回転子からの磁束が固定子コイルを横切る。これにより、固定子コイルに電流が誘起されて、発電が行われる。
【０００４】
上述のようにして発電が行われる際、固定子や回転子には電気的な損失などに起因して熱が発生し、この熱が回転電機の動作や発電効率に悪影響を及ぼし得る。そこで、この種の一般的な回転電機では、固定子や回転子に径方向に延びる冷却用ダクトが設けられるとともに、回転子のシャフト部分にファンが設けられ、ファンの回転によって冷却ガスを冷却用ダクトに通すことで機内が冷却されている。
【０００５】
上記のような一般的な冷却構造では、ファンからの冷却ガスを回転子の内部に導入して回転子内の冷却用ダクトに通し、その後、固定子鉄心の内周面と回転子の外周面との間に存在する空間、いわゆるエアギャップを介して固定子内の冷却用ダクトに送る。したがって、固定子鉄心の内周面と回転子の外周面との間に存在する上記エアギャップも、冷却ガスを径方向に通過させるための冷却ガス通路として使用される。
【０００６】
しかしながら、上記ファンからの冷却ガスは、全てが回転子の内部に導入されるわけではなく、一部がエアギャップに向けて軸方向に流れる。このような一部の冷却ガスがエアギャップに進入した際には、固定子や回転子に形成された冷却用ダクトを通過する冷却ガスの流れが乱れてしまうことがある。この点を考慮し、従来、固定子鉄心のエアギャップ端部側の部分にバッフルプレートを設け、ファンからの冷却ガスの流れ方向および冷却ガスのエアギャップへの流入量を制御することで、冷却の最適化を図る場合があった。このようなバッフルプレートとしては、従来、軸方向に対して垂直に配置されるドーナッツ状の薄板が用いられることが一般的であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−２７１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
バッフルプレートは、通常、固定子鉄心の端部に位置する鉄心押さえ板とも称される端板に固定されている。ここで、バッフルプレートは、その内径寸法が回転子の外径寸法に対してわずかに大きく設定されることで、エアギャップ内への冷却ガスの流入を制限するようになっている。一方で、バッフルプレートは、軸方向に流れる冷却ガスを径方向の外側にガイドすることで、冷却ガスが固定子鉄心の端部側の領域を冷却し得る状態を形成することもできる。具体的には、冷却ガスを鉄心押さえ板から軸方向の外側に延び出す固定子コイルに向けてガイドすることにより、冷却ガスが固定子コイルの延び出し部分などを冷却し得る状態を形成することが可能となっている。
【０００９】
しかしながら、従来のバッフルプレートは軸方向に対して垂直に延びる板体であるため、軸方向に流れる冷却ガスは、バッフルプレートに衝突した際に、急激に流れの向きを径方向に転換され、その結果、冷却ガスの流れにおいて比較的大きい圧力損失が生じ得る。したがって、冷却ガスが固定子鉄心の端部周辺で停滞する状況が生じる虞があるため、冷却をより効果的に行うことに改善の余地がある。
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、エアギャップの外側からエアギャップに向けて冷却ガスが流れる場合に、この冷却ガスにより固定子鉄心の端部側の領域を効果的に冷却できる回転電機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】
【００１１】
一実施の形態に係る回転電機は、円筒状の固定子鉄心を有する固定子と、前記固定子鉄心の径方向の内側において前記固定子鉄心と同軸状に配置される回転子と、前記固定子鉄心の軸方向における少なくとも一方の端部に設けられ、前記固定子鉄心と前記回転子との間のエアギャップを前記軸方向の外側から部分的に覆うバッフル部材と、前記バッフル部材に対して前記エアギャップ側とは反対の側に設けられ、冷却ガスを前記エアギャップ側に向けて流すためのファンとを備える。前記バッフル部材は、前記固定子鉄心および前記回転子と同軸状に配置され且つ前記エアギャップ側から前記ファンに向かって先細り形状となる円錐台形状をなす。
【００１２】
一実施の形態に係る回転電機は、円筒状の固定子鉄心を有する固定子と、前記固定子鉄心の径方向の内側において前記固定子鉄心と同軸状に配置される回転子と、前記固定子鉄心の軸方向における少なくとも一方の端部に設けられ、前記固定子鉄心と前記回転子との間のエアギャップを前記軸方向の外側から部分的に覆うバッフル部材と、を備える。前記バッフル部材は、前記エアギャップにおいて周方向に間隔を空けて配置される複数の羽根を有する。
【００１３】
一実施の形態に係る回転電機は、円筒状の固定子鉄心を有する固定子と、前記固定子鉄心の内側において前記固定子鉄心と同軸状に配置される回転子と、前記固定子鉄心に対向する前記回転子に設けられ、前記固定子鉄心と前記回転子との間のエアギャップを軸方向の外側から部分的に覆うバッフル部材と、を備える。前記バッフル部材は、前記エアギャップにおいて周方向に間隔を空けて配置される複数の羽根を有する。
【００１４】
一実施の形態に係る回転電機は、円筒状の固定子鉄心を有する固定子と、前記固定子鉄心の径方向の内側において前記固定子鉄心と同軸状に配置される回転子と、前記固定子鉄心の軸方向における少なくとも一方の端部に設けられ、前記固定子鉄心と前記回転子との間のエアギャップを前記軸方向の外側から部分的に覆うバッフル部材と、を備える。前記バッフル部材の前記軸方向における一方側および他方側を向く面のうちの少なくともいずれか一方に放熱フィンが設けられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、エアギャップの外側からエアギャップに向けて冷却ガスが流れる場合に、この冷却ガスにより固定子鉄心の端部側の領域を効果的に冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態に係る回転電機の軸方向に沿う断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る回転電機の軸方向に沿う断面図である。
【図３】（Ａ）は、第３の実施の形態に係る回転電機の軸方向に沿う断面図であり、（Ｂ）は、第３の実施の形態に係る回転電機を軸方向に見たときの概略図である。
【図４】（Ａ）は、第４の実施の形態に係る回転電機の軸方向に沿う断面図であり、（Ｂ）は、第４の実施の形態に係る回転電機を軸方向に見たときの概略図である。
【図５】（Ａ）は、第５の実施の形態に係る回転電機の軸方向に沿う断面図であり、（Ｂ）は、第５の実施の形態に係る回転電機を軸方向に見たときの概略図である。
【図６】（Ａ）は、第６の実施の形態に係る回転電機の軸方向に沿う断面図であり、（Ｂ）は、第６の実施の形態に係る回転電機を軸方向に見たときの概略図である。
【図７】第７の実施の形態に係る回転電機を軸方向に見たときの概略図である。
【図８】第８の実施の形態に係る回転電機に設けられる回転電機用バッフル部材の部分的な斜視図である。
【図９】第９の実施の形態に係る回転電機に設けられる回転電機用バッフル部材の部分的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、添付の図面を参照して各実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る回転電機１の軸方向に沿う断面図である。回転電機１は、円筒状の固定子鉄心１１を有する固定子１０と、固定子鉄心１１の径方向の内側において固定子鉄心１１と同軸状に配置される回転子２０と、を備えている。符号Ｃ１は、回転子２０の回転中心軸を示している。固定子１０と回転子２０は、固定子鉄心１１の中心軸線と回転中心軸Ｃ１とを一致させることにより互いに同軸状に配置されている。
【００１９】
以下の説明において、単に軸方向と言う場合、その方向は、回転中心軸Ｃ１上を延びる方向又は回転中心軸Ｃ１に平行な方向を意味する。この軸方向は、言うまでもないが、固定子鉄心１１の軸方向および回転子２０の軸方向と同じ方向又はこれら軸方向に平行な方向である。
【００２０】
また、単に径方向と言う場合、その方向は、回転中心軸Ｃ１に直交する方向を意味する。この径方向は、固定子鉄心１１の径方向および回転子２０の径方向と同じ方向である。また、単に周方向と言う場合、その方向は、回転中心軸Ｃ１を中心として回転する方向を意味する。この周方向は、固定子鉄心１１の周方向および回転子２０の周方向と同じ方向である。
【００２１】
図１は、回転中心軸Ｃ１を挟んで一方側に位置する回転電機１の半分の断面のみが示されている。また、図１においては、説明の便宜上、一部の構成要素に関してハッチングの図示を省略している。
【００２２】
固定子１０は、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に対して径方向の外側に配置される円筒状の固定子フレーム１２と、固定子鉄心１１と固定子フレーム１２との間に介在する図示しない支持装置とを備え、支持装置によって固定子鉄心１１を固定子フレーム１２に支持している。
【００２３】
固定子鉄心１１は、軸方向に積層された複数の円環状の積層鉄心を含んで円筒状をなしており、詳しくは、複数の積層鉄心からなる複数の鉄心ブロック１３を軸方向に配列し、軸方向で隣り合う鉄心ブロック１３の間のそれぞれに間隔片１４を配置するとともに、鉄心ブロック１３および間隔片１４を軸方向の両側から一対の端板１５によって挟み込むことにより円筒状をなしている。端板１５は鉄心押さえ板とも呼ばれる部材であり、図１においては、一対の端板１５のうちの一方のみが示されている。また、本実施の形態では、上述の積層鉄心として電磁鋼板が用いられている。
【００２４】
複数の鉄心ブロック１３のうちの軸方向の端部に位置して端板１５に隣接する鉄心ブロック１３の内周面には、当該鉄心ブロック１３の内周面を軸方向の外側に向かうに従い次第に径方向の外側に落ち込ませる段落とし部１３Ａが形成されている。このような段落とし部１３Ａが形成されることで、鉄心ブロック１３の露出部分すなわち表面積が増加するため、鉄心ブロック１３の放熱能力が増加する。軸方向の端部に位置する鉄心ブロック１３は、回転子２０側から径方向に進む磁束を受けるとともに、回転子２０の後述する界磁コイル２３の端部側から回り込んでくる漏れ磁束を受け易くなっていることで、磁束が集中して渦電流が生じ易く、発熱量が大きくなり易い。ここで、段落とし部１３Ａが形成されることで、軸方向の端部の鉄心ブロック１３における過度の発熱が抑制される。
【００２５】
間隔片１４は、径方向に沿って延びる棒状に形成され、周方向に間隔を空けて複数配置されている。ここで、周方向で隣り合う間隔片１４の間の空間は、冷却ガスを通過させるための空気通路として機能する。すなわち、隣り合う間隔片１４の間の空間は、固定子鉄心１１内において径方向に延びる冷却用ダクト１６を構成している。詳細は後述するが、回転電機１は、その内部において冷却ガスを循環させるようになっており、この冷却ガスは、循環中に冷却用ダクト１６を通過することで固定子鉄心１１を冷却する。
【００２６】
また、図１における符号１７は、固定子鉄心１１の内周面に設けられた固定子コイルを示している。固定子コイル１７は、固定子鉄心１１の軸方向における端部から軸方向に延び出すように保持されている。
【００２７】
回転子２０は、軸方向に延びる回転子シャフト２１と、回転子シャフト２１から径方向の外側に張り出した回転子鉄心２２と、回転子鉄心２２に保持された界磁コイル２３と、界磁コイル２３のうちの回転子鉄心２２から軸方向に延び出した部分を径方向の外側から覆うエンドリング２４と、エンドリング２４に対して回転子鉄心２２側とは反対の側にエンドリング２４から離間した位置、言い換えるとエンドリング２４に対して回転子２０の軸方向端部側の位置において回転子シャフト２１の外周面に設けられたファン２５と、を有している。
【００２８】
図示省略するが、回転子鉄心２２には径方向に延びる冷却用ダクトが形成されている。エンドリング２４は回転子鉄心２２の軸方向の端部から軸方向に延びる筒状部と、筒状部の先端から径方向の内側に延びて界磁コイル２３を軸方向の外側から覆う円板部とを有し、当該円板部と回転子シャフト２１との間に径方向の隙間を形成している。エンドリング２４は、界磁コイル２３のうちの回転子鉄心２２から軸方向に延び出した部分を径方向の外側から覆うようにして支持する。図示の例では、エンドリング２４と界磁コイル２３とは離れているが、実際上は、直接的または間接的に接している。これにより、回転子２０の回転時に界磁コイル２３の延び出した部分が遠心力により径方向の外側に移動することを抑制でき、界磁コイル２３の損傷を抑制できる。エンドリング２４は、例えば回転子鉄心２２の軸方向の端部に焼嵌めによって固定されてもよい。
【００２９】
ファン２５は回転子シャフト２１とともに回転することで、冷却ガスを固定子鉄心１１と回転子２０との間に形成される径方向の隙間であるエアギャップＧ側に向けて軸方向に送るようになっている。この際、冷却ガスの一部は、矢印αに示すように、エンドリング２４と回転子シャフト２１との間に導入され、その後、回転子鉄心２２の冷却用ダクトおよび固定子鉄心１１の冷却用ダクト１６を通過する。また、冷却ガスの他の一部は、矢印βに示すように、エンドリング２４の径方向の外側においてエアギャップＧ側に向けて流れる。
【００３０】
本実施の形態では、エアギャップＧを軸方向の外側から部分的に覆う回転電機用バッフル部材３０（以下、バッフル部材３０）が固定子鉄心１１の軸方向における端部、具体的には端板１５に設けられている。バッフル部材３０は、エアギャップＧを軸方向の外側から部分的に覆うことにより、エアギャップＧに流入しようとする冷却ガスの流量を制御するようになっている。図１においては、固定子鉄心１１の軸方向における両端部のうちの一方（一方の端板１５）に設けられたバッフル部材３０のみが示されているが、バッフル部材３０は、固定子鉄心１１の軸方向における両端部のうちの他方にも設けられる。
【００３１】
ここで、バッフル部材３０は、固定子鉄心１１および回転子２０と同軸状に配置され且つエアギャップＧ側から回転子２０の軸方向端部、すなわち冷却流体の供給元である、バッフル部材３０に対してエアギャップＧ側とは反対の側に位置するファン２５に向かって先細り形状となる円錐台形状をなすテーパー状部分３１を有する。より詳しくは、バッフル部材３０は、テーパー状部分３１と、テーパー状部分３１の大径側の端部に結合された固定板部３２と、テーパー状部分３１の小径側の端部に結合された内径側板部３３と、を有する。テーパー状部分３１、固定板部３２および内径側板部３３のファン２５側を向く部分は、軸方向におけるエアギャップＧ側とは反対の側から他の部材に覆われることなく、ファン２５に対して露出している。
【００３２】
テーパー状部分３１は回転中心軸Ｃ１を軸とする回転体であり、軸方向に沿う断面で見たときに軸方向に対して傾斜する長方形状の断面（傾斜部分）を有し、当該長方形状の断面を周方向の全域に連ねた形状を有している。固定板部３２は、テーパー状部分３１の大径側の端部から径方向の外側に延びるように形成されている。固定板部３２はバッフル部材３０を端板１５に固定するために設けられており、例えばボルトなどの締結部材を通過させ、この締結部材が端板１５に固定されることで、バッフル部材３０を端板１５に保持する。
【００３３】
内径側板部３３は環状をなしており、テーパー状部分３１の小径側の端部から径方向の内側に延びている。内径側板部３３は、径方向の微小隙間を介して回転子２０、より詳しくはエンドリング２４に対向する。内径側板部３３と回転子２０との間の径方向の微小隙間は例えば１０ｍｍである。このように内径側板部３３が径方向の微小隙間を介して回転子２０に対向することで、本実施の形態では、エアギャップＧに流入しようとする冷却ガス又はエアギャップＧから流出しようとする冷却ガスの流量が制限されるようになっている。なお、内径側板部３３を設けずに、テーパー状部分３１の小径側の端部が微小隙間を介して回転子２０に対向してもよい。
【００３４】
次に、第１の実施の形態に係る回転電機１の作用について図１を参照しつつ説明する。
【００３５】
回転電機１では、界磁コイル２３を励磁した上で回転子２０をタービンなどの駆動源により回転させることで、回転子２０からの磁束が固定子コイル１７を横切る。これにより、固定子コイル１７に電流が誘起されて、発電が行われる。
【００３６】
この際、ファン２５が回転子シャフト２１および回転子鉄心２２とともに回転することで、冷却ガスがエアギャップＧ側に向けて軸方向に流れる。ここで、冷却ガスの一部は、矢印αに示すように、エンドリング２４と回転子シャフト２１との間に導入され、その後、回転子鉄心２２の冷却用ダクト、エアギャップＧおよび固定子鉄心１１の冷却用ダクト１６をこの順に径方向に通過する。また、冷却ガスの他の一部は、矢印βに示すように、エンドリング２４の径方向の外側においてエアギャップＧ側に向けて流れる。
【００３７】
矢印βに示すようにエンドリング２４の径方向の外側に流れた冷却ガスは、その後、バッフル部材３０に衝突することでエアギャップＧへの流入を制限される。これにより、エアギャップＧを径方向に通過する冷却ガスの流れが軸方向に流れる冷却ガスによって乱される状況を抑制することができる。
【００３８】
一方で、バッフル部材３０に衝突した冷却ガスは、流れの向きを径方向の外側に転換され、固定子鉄心１１の端部側の領域、具体的には端板１５から延び出した固定子コイル１７や端板１５側にガイドされ、これらを冷却する。ここで、本実施の形態では、バッフル部材３０がテーパー状部分３１を有することで、バッフル部材３０に衝突した冷却ガスは、矢印γに示すようにテーパー状部分３１に沿って径方向の外側に斜めに流れる。これにより、バッフル部材３０との衝突によって生じる冷却ガスの圧力損失は、軸方向に対して垂直に延びる板体で構成される従来のバッフルプレートに衝突する場合に比べて大幅に低減される。その結果、冷却ガスは、端板１５から延び出した固定子コイル１７などへ向けてスムーズにガイドされて、固定子コイル１７などの周辺をスムーズに通過する。よって、固定子コイル１７などを冷却した後の冷却ガスが固定子コイル１７などの周辺で冷却に寄与せずに停滞する状況が抑制される。
【００３９】
したがって、本実施の形態に係る回転電機１によれば、冷却ガスにより固定子鉄心１１の端部側の領域、具体的には端板１５から延び出した固定子コイル１７や端板１５を効果的に冷却できる。
【００４０】
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について図２を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する場合がある。
【００４１】
図２に示すように、本実施の形態に係る回転電機のバッフル部材３０はテーパー状部分３１’を有しており、このテーパー状部分３１’の形状が第１の実施の形態のテーパー状部分３１と相違している。すなわち、テーパー状部分３１’は、軸方向に沿う断面で見たときにエアギャップＧ側に向けて凹をなす湾曲状の断面を有する。より詳しくは、テーパー状部分３１’は回転中心軸Ｃ１を軸とする回転体であり、上記エアギャップＧ側に向けて凹をなす湾曲状の断面を周方向の全域に連ねた形状を有している。
【００４２】
本実施の形態によれば、冷却ガスが第１の実施の形態よりもスムーズに径方向の外側にガイドされることで、圧力損失を効果的に低減することができる。
【００４３】
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について図３を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１および第２の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する場合がある。
【００４４】
図３（Ａ）は、第３の実施の形態に係る回転電機の軸方向に沿う断面図であり、（Ｂ）は、第３の実施の形態に係る回転電機を軸方向に見たときの概略図である。これらの図に示すように、本実施の形態に係る回転電機のバッフル部材３０は端板１５に設けられ、且つ、エアギャップＧにおいて周方向に間隔を空けて配置される複数の羽根４１を有している。
【００４５】
複数の羽根４１は、エアギャップＧのうちの端板１５と当該端板１５に対向するエンドリング２４との間の部分Ｇｅに配置されている。本実施の形態では、バッフル部材３０がいわゆるベーンリングの形態であり、端板１５の内周面に固定されたアウターリング４２の内周面に複数の羽根４１が周方向に並んだ状態で保持されている。したがって、各羽根４１はアウターリング４２を介して端板１５に保持されている。各羽根４１は曲面状の羽根面４１Ａを有しており、図３（Ｂ）に示すように、羽根面４１Ａの少なくとも一部は径方向の外側を向いている。これにより、各羽根４１は、羽根面４１Ａにおける径方向の外側を向く部分に対し軸方向に流れる冷却ガスを当てることで、図３（Ａ）中の矢印δに示すように、冷却ガスを径方向の外側にガイド可能となる。具体的に本実施の形態では、冷却ガスを羽根４１によって段落とし部１３Ａにガイドする。なお、羽根面４１Ａは、羽根４１の前縁と後縁との間に位置する面のことを意味する。
【００４６】
本実施の形態によれば、運転中、すなわち回転子２０の回転中に、隣り合う羽根４１の間に流入した冷却ガスが整流されて且つ段落とし部１３Ａにガイドされる。これにより、固定子鉄心１１の端部側の領域、具体的には固定子鉄心１１の段落とし部１３Ａを効果的に冷却できる。
【００４７】
＜第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態について図４を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第３の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する場合がある。
【００４８】
図４（Ａ）は、第４の実施の形態に係る回転電機の軸方向に沿う断面図であり、（Ｂ）は、第４の実施の形態に係る回転電機を軸方向に見たときの概略図である。本実施の形態に係る回転電機では、固定子鉄心１１の軸方向における一方の端部に径方向で対向する回転子２０の第１部分、および、固定子鉄心１１の軸方向における他方の端部に径方向で対向する回転子２０の第２部分のうちの少なくともいずれ一方にバッフル部材３０が設けられている。具体的に本実施の形態では、バッフル部材３０が、上記第１部分に対応する軸方向の一方側に位置するエンドリング２４に設けられる。そして、バッフル部材３０は、エアギャップＧにおいて周方向に間隔を空けて配置される複数の羽根４１を有している。図示省略するが、本実施の形態におけるバッフル部材３０は、上記第２部分に対応する軸方向の他方側に位置するエンドリング２４にも設けられている。
【００４９】
複数の羽根４１は、エアギャップＧのうちの端板１５と当該端板１５に対向するエンドリング２４との間の部分Ｇｅに配置される。本実施の形態では、エンドリング２４の外周面に固定されたインナーリング４３の内周面に複数の羽根４１が周方向に並んだ状態で保持されている。したがって、各羽根４１はインナーリング４３を介してエンドリング２４に保持されている。各羽根４１は回転子２０の回転とともに回転するため、エアギャップＧ側に向けて軸方向に流れる冷却ガスを径方向の外側にガイドすることができる。具体的に本実施の形態では、冷却ガスを羽根４１によって段落とし部１３Ａ側にガイドすることが可能となっている。
【００５０】
本実施の形態によれば、運転中、すなわち回転子２０の回転中に、隣り合う羽根４１の間に流入した冷却ガスが羽根４１の回転によって段落とし部１３Ａ側にガイドされる。これにより、固定子鉄心１１の端部側の領域、具体的には固定子鉄心１１の段落とし部１３Ａを効果的に冷却できる。
【００５１】
＜第５の実施の形態＞
次に、第５の実施の形態について図５を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第４の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する場合がある。
【００５２】
図５（Ａ）は、第５の実施の形態に係る回転電機の軸方向に沿う断面図であり、（Ｂ）は、第５の実施の形態に係る回転電機を軸方向に見たときの概略図である。本実施の形態に係る回転電機のバッフル部材３０では、その軸方向における一方側および他方側を向く面のうちの少なくともいずれか一方に放熱フィン５１Ａが設けられている。具体的に本実施の形態では、エアギャップＧ側とは反対側を向くバッフル部材３０の軸方向における一方側の面に放熱フィン５１Ａが設けられている。
【００５３】
より詳しくは、本実施の形態におけるバッフル部材３０は中空円板状であり、その板面（主面）が径方向に平行に延びている。図５（Ｂ）に示すように、放熱フィン５１Ａはリング状であり、回転子２０の回転軸線Ｃ１を中心とする同心円状に複数設けられている。本実施の形態では、各放熱フィン５１Ａの軸方向の高さが互いに同一となっている。
【００５４】
本実施の形態によれば、運転中、すなわち回転子２０の回転中に発電の影響で温度上昇した固定子鉄心１１の端部の熱、具体的には端板１５の熱がバッフル部材３０を介して放熱フィン５１Ａに伝わり、放熱フィン５１Ａが冷却ガスによって冷却される。これにより、固定子鉄心１１の端部側の領域、具体的には端板１５およびその周辺の固定子コイル１７などを効果的に冷却することができる。
【００５５】
＜第６の実施の形態＞
次に、第６の実施の形態について図６を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第５の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する場合がある。
【００５６】
図６（Ａ）は、第６の実施の形態に係る回転電機の軸方向に沿う断面図であり、（Ｂ）は、第６の実施の形態に係る回転電機を軸方向に見たときの概略図である。本実施の形態に係る回転電機のバッフル部材３０では、その軸方向における一方側および他方側を向く面のうちの少なくともいずれか一方に放熱フィン５１Ｂが設けられている。具体的に本実施の形態では、エアギャップＧ側とは反対側を向くバッフル部材３０の軸方向における一方側の面に放熱フィン５１Ｂが設けられている。バッフル部材３０は中空円板状であり、その板面（主面）が径方向に平行に延びている。
【００５７】
放熱フィン５１Ｂはバッフル部材３０から軸方向に立ち上がるように設けられる板状部材であり、図６（Ｂ）に示すように、回転子２０の回転軸線Ｃ１を中心に放射状に複数設けられている。また、各放熱フィン５１Ｂは、軸方向に沿って見たときに、長手方向の一方の端部５１１が他方の端部５１２よりも径方向の外側に位置するように設けられている。より詳しくは、各放熱フィン５１Ｂは径方向に沿って延びている。
【００５８】
本実施の形態によれば、運転中、すなわち回転子２０の回転中に発電の影響で温度上昇した固定子鉄心１１の端部の熱、具体的には端板１５の熱がバッフル部材３０を介して放熱フィン５１Ｂに伝わり、放熱フィン５１Ｂが冷却ガスによって冷却される。更には、冷却ガスが隣り合う放熱フィン５１Ｂの間を通って径方向の外側にガイドされることで、端板１５から延び出した固定子コイル１７などを冷却ガスによって冷却することができる。これにより、固定子鉄心１１の端部側の領域、具体的には端板１５およびその周辺の固定子コイル１７などを効果的に冷却できる。
【００５９】
＜第７の実施の形態＞
次に、第７の実施の形態について図７を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第６の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する場合がある。
【００６０】
図７は、第７の実施の形態に係る回転電機を軸方向に見たときの概略図である。図７に示すように、本実施の形態における放熱フィン５１Ｃは、径方向の外側に位置する一方の端部５１１が回転子２０の回転方向Ｒで他方の端部５１２よりも回転方向進行側に位置するように傾斜している。
【００６１】
図６などに示されるファン２５によってバッフル部材３０に向けて送られる冷却ガスは、ファン２５が回転子２０と同じ方向に回転することで、回転方向Ｒへの旋回成分を含み得る。これに対して、本実施の形態における放熱フィン５１Ｃは回転方向Ｒ側に傾斜することで、隣り合う放熱フィン５１Ｃの間を通る冷却ガスにおける圧力損失を第６の実施の形態の構成よりも抑制できる。これにより、冷却ガスを隣り合う放熱フィン５１Ｃの間から径方向の外側に効率的にガイドすることができる。
【００６２】
＜第８の実施の形態＞
次に、第８の実施の形態について図８を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第７の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する場合がある。
【００６３】
図８は、第８の実施の形態に係る回転電機に設けられるバッフル部材３０の部分的な斜視図である。本実施の形態では、第５の実施の形態と同様に、複数の放熱フィン５１Ａが同心円状に設けられる。これら放熱フィン５１Ａは、軸方向の高さが径方向の外側に向かうに従って小さくなるように形成されている。すなわち、図８に示すように、放熱フィン５１Ａの軸方向における高さは、この放熱フィン５１Ａよりも径方向の内側に位置する他の放熱フィン５１Ａの軸方向における高さよりも小さくなっている。
【００６４】
本実施の形態によれば、径方向の外側ガイドされる冷却ガスに対する圧力損失が第５の実施の形態よりも抑制され得る。
【００６５】
＜第９の実施の形態＞
次に、第９の実施の形態について図９を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第８の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する場合がある。
【００６６】
図９は、第９の実施の形態に係る回転電機に設けられるバッフル部材３０の部分的な斜視図である。本実施の形態では、第６の実施の形態と同様に、複数の放熱フィン５１Ｂが放射状に設けられている。そして、各放熱フィン５１Ｂは、軸方向における高さが径方向の外側に向かうに従って小さくなるように形成されている。詳しくは、図９に示すように、各放熱フィン５１Ｂの軸方向における高さは径方向の外側に向かうに従い小さくなる。
【００６７】
本実施の形態によれば、径方向の外側にガイドされる冷却ガスに対する圧力損失が第６の実施の形態よりも抑制され得る。なお、第７の実施の形態における放熱フィン５１Ｃも、軸方向における高さが径方向の外側に向かうに従って小さくなっていてもよい。
【００６８】
以上、各実施の形態を説明したが、上記の各実施の形態は、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。この新規な実施の形態は、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。この実施の形態やその変形は、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。
【００６９】
例えば、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明したテーパー状部分３１，３１’は回転中心軸Ｃ１を軸として周方向の全域に連続する回転体であるが、エアギャップＧ側から軸方向に離れるに従い回転中心軸Ｃ１に近づくように延びる傾斜部分を周方向に部分的に有するものなどでもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１…回転電機、１０…固定子、１１…固定子鉄心、１２…固定子フレーム、１３…鉄心ブロック、１３Ａ…段落とし部、１４…間隔片、１５…端板、１６…冷却用ダクト、１７…固定子コイル、２０…回転子、２１…回転子シャフト、２２…回転子鉄心、２３…界磁コイル、２４…エンドリング、２５…ファン、３０…バッフル部材、３１，３１’…テーパー状部分、３２…固定板部、３３…内径側板部、４１…羽根、４１Ａ…羽根面、４２…アウターリング、４３…インナーリング、５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ…放熱フィン、５１１…一方の端部、５１２…他方の端部、Ｃ１…回転中心軸、Ｇ…エアギャップ
【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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