(57)【要約】【課題】回転子鉄心部の磁極間部分に回転子軸方向に延びる非磁性の隙間部を設けて漏れ磁束を低減させ、発電機体格および重量低減を図る。【解決手段】回転子鉄心部１２の外周部に楔状スロット１５を設け、楔状スロット１５に永久磁石１３を直接または磁石ベース１６を介して嵌合することにより回転子磁極を形成した回転電機の永久磁石型回転子において、回転子磁極間に前記回転子鉄心部１２の軸方向に延びるスリット１７を形成したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子鉄心部の外周部に回転子の軸方向に沿って楔状スロットを設け、前記楔状スロットに永久磁石を嵌合固定して回転子磁極を形成するようにした永久磁石型回転子を有する回転電機において、
前記回転子磁極間に前記回転子鉄心部の軸方向に延びる非磁性領域を形成したことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記永久磁石は、磁性材料で構成された磁石ベースを介して前記楔状スロットに嵌合固定されることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記楔状スロットは、前記永久磁石もしくは前記磁石ベースの下方の一部を嵌合固定する幅に形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の回転電機。
【請求項４】
前記楔状スロットは、前記磁石ベースの底部の幅よりも狭く、かつ、前記磁石ベースの底面から前記回転子鉄心側に向って突出するダブテールを嵌合固定する幅に形成された狭小楔状スロットであることを特徴とする請求項１または２記載の回転電機。
【請求項５】
前記回転子鉄心部の外周部に形成されたスリットによって前記非磁性領域を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の回転電機。
【請求項６】
前記磁石ベース相互間と前記回転子鉄心部の外周部とで囲まれた空間部で前記非磁性領域を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の回転電機。
【請求項７】
前記回転子鉄心部に設けられた前記スリットの深さを前記永久磁石の内径位置とほぼ同一としたことを特徴とする請求項５記載の回転電機。
【請求項８】
前記回転子磁極間に位置する回転子鉄心部に非磁性楔を配置し、前記非磁性楔を軸方向に任意の間隔で回転子径方向に非磁性材のネジで締結したことを特徴とする請求項６記載の回転電機。
【請求項９】
前記永久磁石の回転子軸方向の両端部が、前記磁石ベース内で周方向にずれていることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項記載の回転電機。
【請求項１０】
前記ダブテールの中心線の位置と、前記回転子鉄心部の外周部に形成された狭小楔状スロットの中心線の位置とを相対的にずらして前記磁石ベースに嵌合固定される前記永久磁石を回転軸の周方向にスキューさせたことを特徴とする請求項４記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石型回転子を有する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力などの自然エネルギーを動力源とする風力発電システムは、風車翼（タービン翼とも呼ぶ）により自然エネルギーを回転エネルギーに変換し、発電機から電気エネルギーを取り出すものである。風力発電システムには、風車翼によって得られた回転エネルギーを増速ギアを介して発電機を駆動する形式のものと、発電機の回転中に増速ギアが発生する騒音や損失を低減するために、風車翼によって得られた回転エネルギーを増速ギアを介さずに直接発電機に伝達する形式のものがある。
【０００３】
発電機の回転数ｎ、磁極数ｐおよび電圧周波数ｆの間には以下の関係式が成立しており、電圧周波数ｆを一定にしようとすると、回転数ｎと磁極数ｐとは逆比例の関係になる。
ｎ＝（１２０×ｆ）／ｐ
【０００４】
増速ギアを装備していない風力発電システムで、電圧周波数ｆを商用周波数（５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）に設定して発電しようとした場合、風車翼すなわち、発電機が低回転速度のために磁極数ｐを多極化する必要がある。この結果、増速ギアを装備していない風力発電システムの体格は、増速ギアを装備して高速回転する同一発電容量の発電機に比べて大型化する。
【０００５】
大型の風力発電システムでは、タワーで風車翼、発電機およびナセルを支えているため、発電機の重量および体格の大小がナセルやタワーの製造・建設費用に影響を与える。ナセルやタワーの製造費・建設費用を抑制しようとすれば、発電機を小型・軽量化する必要がある。
【０００６】
図１０は大型の風力発電システムの概念図である。この風力発電システムは主な構成要素として、土台１と、この土台１の上に垂直に設置されたタワー２と、このタワー２の頂部に設置されたナセル３と、このナセル３に対して水平に設置された風車翼４とを備えている。風車翼４は水平の翼軸（ブレード軸とも呼ぶ）４Ａと、この翼軸４Ａの外周部に等間隔で取り付けられた複数の風車翼本体４Ｂとを備えている。
【０００７】
図１１はナセル３の内部構成の一例を示す図である。このナセル３は、回転軸５を介して風車翼４の翼軸４Ａに連結される発電機６を収容するほか、当該発電機６が発電した電圧の調整や周波数の調整を行う電力調整部７等も収容している。
【０００８】
このように構成された風力発電システムにおいて、風力により風車翼４が回転すると、その回転力は翼軸４Ａからナセル３内に設置された回転軸５へ伝達され、発電機６により発電が行なわれる。発電機６で発生した電力は、電力調整部７により電圧および周波数が調整された後、ケーブル８によってタワー２の内側を通って下方に導かれ、土台１近傍からタワー２の外側へと導かれ、図示しない電力系統（電源、負荷を含む）と連系されるようになっている。  
なお、図１１の例では電力調整部７をナセル３内に配置しているが、ナセル３またはタワー２の構造上、電力調整部７を地上に配置する場合もある。
【０００９】
図１２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ従来の異なる構造の永久磁石型回転子の一部を水平方向に展開して示す軸方向断面図である。  
図１２（ａ）〜（ｃ）の永久磁石型回転子に共通していることは、スポーク１１に固定された環状の回転子鉄心部１２の外周部に、断面が台形状に形成された複数個の永久磁石１３を円周方向に配置して構成されていることである。
【００１０】
次に、図１２（ａ）〜（ｃ）の相違点について説明する。  
図１２（ａ）で示す永久磁石型回転子１０は、回転子鉄心部１２の平坦な外周部に対して、永久磁石１３を周方向に所定間隔でかつ、軸方向に平行するようにエポキシ樹脂などの接着剤１４で固定し、回転子磁極を構成するようにしたものである。なお、永久磁石１３の高さを（Ｈ１）、回転子鉄心部１２の回転中心から外周部表面までの径を（Ｄ１）とする。
【００１１】
一般に、風力発電機の寿命は２０〜３０年とされており、永久磁石１３は通常運転時や短絡事故時における電磁振動や電磁力の影響を受けるので、接着剤１４の経年変化により接着力が低下して永久磁石１３が回転子鉄心部１２から脱落する可能性があり、長期信頼性が劣るという問題がある。
【００１２】
また、図１２（ｂ）で示す永久磁石型回転子１０は、図１２（ａ）の場合に比べ永久磁石１３の固定方法が異なり、接着剤１４で貼り付けて固定する代わりに、回転子鉄心部１２の外周部に永久磁石１３の底部側の一部である下半部（例えば、下底部分から約半分の高さ（Ｈ２）までの部分）の形状に合わせた楔状スロット（開口部の幅が底部の幅よりも狭くなるように全体をテーパー状に形成されたスロット）１５を形成し、この楔状スロット１５に台形状の永久磁石１３を直接嵌合し、回転子磁極を構成するようにしたものである。
【００１３】
なお、この場合、楔状スロット１５の深さ（Ｈ２）は永久磁石１３の高さ（Ｈ１）の半分以下にしてあり、永久磁石１３は、高さ（Ｈ１）から楔状スロット１５の深さ（Ｈ２）を差し引いた分（Ｈ１−Ｈ２）が回転子鉄心部１２の外周部表面から突出する。なお、回転子鉄心部１２の回転中心部から外周部表面までの径（Ｄ１）は図１２（ａ）の場合と同じである。  
この構成の永久磁石型回転子１０は、図１２（ａ）の永久磁石型回転子１０に比べて電磁振動や電磁力の影響による永久磁石１３の脱落が発生する可能性は低いという長所を有する。
【００１４】
さらに、図１２（ｃ）で示す永久磁石型回転子１０は、回転子鉄心部１２の外周部に形成した楔状スロット１５に永久磁石１３を直接嵌合させて固定する代わりに、永久磁石１３の下半部（Ｈ１の約半分の高さＨ２）を予め磁石ベース１６に嵌合固定しておき、さらに磁石ベース１６を楔状スロット１５に嵌合固定して回転子磁極を構成するようにしたものである。なお、磁石ベース１６は例えばＳＳ４００等の圧延鋼材によって下底部分および両側部を厚み（ｔ）に形成されている。
【００１５】
なお、この場合、永久磁石１３が回転子鉄心部１２の外周部から突出する高さ（Ｈ３）が図１２（ｂ）の永久磁石型回転子１０と同じ寸法になるように、楔状スロット１５は磁石ベース１６の厚み（ｔ）分だけ深さ方向、幅方向に大きく形成されている。
【００１６】
この磁石ベース１６を採用した永久磁石型回転子１０は、図１２（ｂ）の永久磁石型回転子１０が有する長所に加え、回転子の組立時に永久磁石１３を磁石ベース１６に嵌合固定させておく作業と、磁石ベース１６を楔状スロット１５に嵌合固定する作業とに分けることができるため、組立時の作業性が高まるという長所を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２０１２−３９８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述した図１２（ｂ）または図１２（ｃ）に示す永久磁石型回転子１０の場合、図１２（ａ）のように回転子鉄心部１２の外周部に接着剤１４で永久磁石１３を貼りつけた場合に比べ、永久磁石１３の脱落防止効果が向上する反面、永久磁石１３の下半部が回転子鉄心部１２の外周部に穿設した楔状スロット１５に埋め込まれるため、永久磁石１３の磁束の一部が漏れ磁束となり、固定子の電機子コイルと鎖交する主磁束が低下する欠点がある。
【００１９】
この主磁束の低下を補うために、回転子鉄心部１２の外周部に取り付ける永久磁石の数を増やすと、発電機の体格（Ｄｉ２×Ｌ、Ｄｉ；固定子鉄心内径、Ｌ；固定子軸長）が大きくなるという欠点が生じる。また、永久磁石１３間の漏れ磁束が流れる経路に位置する回転子鉄心部１２の鉄損が増加するという欠点がある。
【００２０】
そこで、本発明は回転子鉄心部の回転子磁極間部分に回転子鉄心部の軸方向に延びる非磁性領域を形成してこの部分の磁気抵抗を高めることにより、漏れ磁束を低減させて電機子巻線に鎖交する主磁束量を増加させ、発電機体格および重量低減を図り、回転子磁極間の鉄損を低減するようにした永久磁石型回転子を有する回転電機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的を達成するため、本実施形態は、回転子鉄心部の外周部に回転子の軸方向に沿った楔状スロットを設け、前記楔状スロットに永久磁石を直接または間接的に嵌合固定して回転子磁極を形成するようにした永久磁石型回転子を有する回転電機において、前記回転子磁極間に前記回転子鉄心部の軸方向に延びる非磁性領域を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、回転子鉄心部の外周部に形成された回転子磁極間に軸方向に延びる非磁性領域を形成したので、回転子磁極間の磁気抵抗を高めることができ、漏れ磁束を低減して電機子巻線に鎖交する主磁束量を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部を水平方向に展開して示す軸方向断面図。
【図２】第２実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部を水平方向に展開して示す軸方向断面図。
【図３】第３実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部を水平方向に展開して示す軸方向断面図。
【図４】第４実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部を水平方向に展開して示す軸方向断面図。
【図５】第５実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部を水平方向に展開して示す軸方向断面図。
【図６】第６実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部を水平方向に展開して示す軸方向断面図。
【図７】第６実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部を示す平面図。
【図８】第７実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部を水平方向に展開して示す軸方向断面図。
【図９】第７実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部を示す平面図。
【図１０】風力発電システムの概略構成の一例を示す斜視図。
【図１１】図１０の風力発電システムにおけるナセルの内部構成の一例を示す概念図。
【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は従来の回転電機の永久磁石型回転子の一部を水平方向に展開して示す軸方向断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図を通して共通する部分には同一符号もしくは同一符号に添字を付与して、重複する説明は適宜省略するものとする。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部を水平方向に展開して示す軸方向断面図である。  
本実施形態の永久磁石型回転子１０Ａは、図１２（ｂ）で説明した構造の永久磁石型回転子１０をベースにし、これを改良したものである。
【００２６】
すなわち、本実施形態の永久磁石型回転子１０Ａは、図示しない回転軸に対して放射状に取り付けられたスポーク１１、このスポーク１１に固定され圧延鋼材などの磁性材で形成された環状の回転子鉄心部１２およびこの環状の回転子鉄心部１２の外周部に回転子の軸方向に沿って形成された楔状スロット１５に、上底が外側となるように配置した台形状の永久磁石１３を直接嵌合固定して回転子磁極を構成した点については図１２（ｂ）の永久磁石型回転子１０と同じである。
【００２７】
しかし、本実施形態の永久磁石型回転子１０Ａは、回転子鉄心部１２の外周部に永久磁石１３によって形成した回転子磁極間に、前述した楔状スロット１５と平行状態に非磁性領域１７を形成し、この部分の磁気抵抗を大きくしたことが、図１２（ｂ）の永久磁石型回転子１０とは構成的にも機能的にも異なる。ここで、非磁性領域とは、空気で満たされたスリットや空間部、さらには銅やアルミニューム、ステンレス鋼等の非磁性材料で形成された領域の総称である。なお、（Ｄ１）は回転子鉄心部１２の外径寸法である。
【００２８】
本実施形態では、永久磁石１３で構成した回転子磁極間に軸方向に穿設したスリット１７で非磁性領域を形成している。スリット１７内の透磁率は空気と同じであるため、回転子鉄心部１２の透磁率に比べて極めて小さく、その分磁気抵抗は回転子鉄心部１２に比べて格段に大きい。このため、永久磁石１３間、すなわち回転子磁極間の漏れ磁束を低減させることができ、その分、図示しない固定子側に配置された電機子巻線と鎖交する主磁束量を増加させることができる。なお、スリット１７の深さは、深いほど漏れ磁束を低減させる効果は大きいが、その反面、回転子鉄心部１２の機械的強度が低下するので、永久磁石１３の埋め込み深さ（Ｈ２）と同程度がよい。
【００２９】
以上述べたように、本実施形態は、回転子鉄心部１２の回転子磁極間に位置する部位に軸方向に延びるスリット１７を穿設して非磁性領域を形成したので、回転子磁極間の磁気抵抗を従来機種に比べて高めることができる。
【００３０】
この結果、回転子磁極の漏れ磁束量を低減させて、固定子側の電機子巻線と鎖交する主磁束量を増加させることができる。また、電機子巻線に鎖交する主磁束量の増加により、回転子磁極の小型化が可能となるので、発電機体格及び重量の低減を図ることが可能となる。  
さらに、電機子巻線が作る磁束や電機子鉄心構造の影響で発生する回転子磁極間での鉄損を従来構造に比べ低減させることが可能となる。
【００３１】
（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子を水平方向に展開して示す軸方向断面図である。  
本実施形態の永久磁石型回転子１０Ｂは図１２（ｃ）で説明した構造の永久磁石型回転子１０をベースにし、これを改良したものである。
【００３２】
すなわち、本実施形態の永久磁石型回転子１０Ｂは、回転子の組立工程における作業性を改善するために、回転子鉄心部１２に永久磁石１３を挿入する前段階にて、台形状の永久磁石１３の下半部を磁石ベース１６に嵌合固定し、その後この磁石ベース１６を楔状スロット１５に嵌合するように構成した点まで同じである。また、寸法（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｄ１）等は第１実施形態と同じ寸法である。
【００３３】
しかし、本実施形態の永久磁石型回転子１０Ｂは、永久磁石１３および磁石ベース１６からなる回転子磁極間に位置する回転子鉄心部１２にスリット１７を形成して、この部分の磁気抵抗を大きくした点が前述した図１２（ｃ）の永久磁石型回転子１０とは構成的にも機能的にも異なる。
【００３４】
本実施形態の場合も、第１実施形態と同様に磁石ベース１６間の回転子鉄心部１２に設けたスリット１７によって隣接する回転子磁極間の漏れ磁束を低減させることができ、回転子磁極の小型化による発電機体格及び重量の低減を図ることができ、さらに、回転子磁極間での鉄損を従来機種に比べて低減させることが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態は、磁石ベース１６に永久磁石１３を嵌合固定したあとで回転子鉄心部１２に磁石ベース１６を嵌合するようにしたので、第１実施形態に比べて永久磁石１３の取付け取外しが容易となり、回転電機の組立工程における作業性が向上する利点がある。
【００３６】
（第３実施形態）
図３は本発明の第３実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子を水平方向に展開して示す軸方向断面図である。
【００３７】
本実施形態の永久磁石型回転子１０Ｃが第２実施形態の永久磁石型回転子１０Ｂと異なるところは、回転子鉄心部１２に設けた楔状スロット１５の深さを、磁石ベース１６の厚み（ｔ）分まで浅くして回転子磁極が回転子鉄心部１２の外周部から突出する高さを高め、これにより磁石ベース１６間および回転子鉄心部１２の外周部に囲まれた空間部１８で非磁性領域を形成し、この非磁性領域の磁気抵抗を大きくしたことを特徴とするものである。
【００３８】
回転子磁極を嵌合固定する楔状スロット１５の深さを、磁石ベース１６の厚み（ｔ）分とすることにより、回転子磁極の回転子鉄心部１２内に埋め込まれる量が減少する。この結果、回転子鉄心部１２の外径寸法（Ｄ１´）を第２実施形態の外径寸法（Ｄ１）よりも小さくすることができる。
【００３９】
因みに、第２実施形態の永久磁石型回転子１０Ｂの場合、回転子磁極の（Ｈ２＋ｔ）の部分が回転子鉄心部１２に埋め込まれるが、本実施形態の永久磁石型回転子１０Ｃの場合では、磁石ベース１６の厚み分（ｔ）しか回転子鉄心部１２に埋め込まれない。つまり、本実施形態では永久磁石１３が磁石ベース１６に覆われる高さ（Ｈ２）の分だけ回転子磁極間の外径寸法（Ｄ１´）が第２実施形態の外径寸法（Ｄ１）よりも小さくなって、隣接する磁石ベース１６相互間と回転鉄心部１２の外周部とに囲まれた非磁性領域の空間部１８が形成される。
【００４０】
なお、回転子鉄心部１２の外径寸法（Ｄ１´）と回転中心点から永久磁石１３の下底部までの径（Ｄ２）と同一寸法（Ｄ１´＝Ｄ２）であり、磁石ベース１６の最外径寸法（Ｄ３）は永久磁石１３の下底部の位置（Ｄ２）よりも大きい（Ｄ２＜Ｄ３）。
【００４１】
以上述べたように、本実施形態は、回転子鉄心部１２の外径部と隣接する磁石ベース１６相互間に空間部１８を形成するようにしたので、回転子磁極間の磁気抵抗を増加させることができる。この結果、第１実施形態や第２実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、回転子磁極間の外径寸法（Ｄ１´）を第１実施形態および第２実施形態の回転子磁極間の外径寸法（Ｄ１）に比べて小さくできる分、発電機の体格及び重量を一層低減することができる。
【００４２】
さらに、本実施形態では磁石ベース１６相互間および回転鉄心部１２の外周部で囲まれた部分に空間部１８を設けたことにより、第１実施形態や第２実施形態に比べて通風面積を広くすることができるので、その分冷却性能を高めることが可能となり、永久磁石型回転子および電機子の温度上昇を抑制することができると共に通風損失を低減させることができる。
【００４３】
（第４実施形態）
図４は本発明の第４実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子を水平方向に展開して示す軸方向断面図である。
【００４４】
本実施形態の永久磁石型回転子１０Ｄが第３実施形態の永久磁石型回転子１０Ｃと異なるところは、磁石ベース１６の底部から幅方向の両側部までの部分が楔状スロット１５に嵌合固定される代わりに、磁石ベース１６の内径部に磁石ベースの底部の幅よりも小さく、かつ、前記磁石ベース１６の底面から前記回転子鉄心側に向って突出するダブテール１９を一体的に形成し、回転子鉄心部１２の外径部にダブテール１９を嵌合固定する狭小の楔状スロット２０を設けた点である。なお、狭小楔状スロット２０は回転子鉄心部１２の周方向に等間隔で設けてある。
【００４５】
このように、回転子鉄心部１２の外周部に設けた狭小楔状スロット２０で磁石ベース１６の底面に設けたダブテール１９を嵌合固定するようにしたので、永久磁石１３とともに磁石ベース１６全体も回転子鉄心部１２の外周部表面から突出する。この結果、本実施形態では、磁石ベース１６相互間および回転鉄心部１２の外周部で囲まれた部分に第３実施形態の空間部１８に比べて大きな空間部１８´が形成される。また、本実施形態の場合、回転子鉄心部１２の外径（Ｄ１´´）は、第３実施形態の回転子鉄心部１２の外径（Ｄ１´）と比べて、磁石ベース１６の厚み（ｔ）だけ小さい（Ｄ１´´＝Ｄ１´−ｔ）。
【００４６】
以上述べたように、本実施形態は、永久磁石１３とともに磁石ベース１６自体までが回転子鉄心部１２の外周部表面から突出するようにしたので、回転子磁極間に大きな空間部１８´を形成することができ、磁気抵抗をさらに高めることができる。また、空間部１８´が大きい分、一層の冷却効果が期待できる。
【００４７】
また、本実施形態の場合、回転子鉄心部１２の外径（Ｄ１´´）は、第３実施形態の回転子鉄心部１２の外径（Ｄ１´）と比べて、磁石ベース１６の厚み（ｔ）だけ小さい（Ｄ１´´＝Ｄ１´−ｔ）ので、より一層の発電機体格及び重量低減を図ることができる。
【００４８】
（第５実施形態）
図５は本発明の第５実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部拡大図を水平方向に展開した図である。
【００４９】
本実施形態の永久磁石型回転子１０Ｅが第３実施形態の永久磁石型回転子１０Ｃと異なるところは、磁石ベース１６相互間および回転子鉄心部１２外周部で囲まれて形成された空間部１８と適合する逆台形状の非磁性楔２１を配置し、この非磁性楔２１を回転子軸方向に任意の間隔で径方向に非磁性ネジ２２で締結した構成とした点である。この場合、非磁性楔２１および非磁性ネジ２２自体が非磁性領域を形成する。
【００５０】
この非磁性楔２１および非磁性ネジ２２の構成材料は、例えば、銅、アルミニューム、ステンレス鋼等を用いることができる。なお、非磁性楔２１の外側面は磁石ベース１６の最外径部（Ｄ３）と同一径に選定してあり、さらに、回転子鉄心部１２の外径寸法（Ｄ１´）は第３実施形態の外径寸法（Ｄ１´）と同じ寸法にしてある。
【００５１】
以上述べたように、本実施形態は、第３実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、磁石ベース１６の側面を非磁性楔２１で押えて非磁性ネジ２２で固定するため、第３実施形態よりも永久磁石１３および磁石ベース１６の機械的保持力を向上させることができる。
【００５２】
（第６実施形態）
図６は本発明の第６実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部拡大図を水平方向に展開した図であり、図７は永久磁石型回転子の一部を示す平面図である。
【００５３】
本実施形態の永久磁石型回転子１０Ｆが第２実施形態の永久磁石型回転子１０Ｂと異なるところは、回転子磁極を構成する永久磁石１３を回転軸中心線に対して斜めに配置、すなわち、スキューさせた点にあり、その他の点は第２実施形態の永久磁石型回転子１０Ｂと同じである。
【００５４】
回転子磁極を斜めに配置（スキュー）する方法としては、１本の永久磁石１３を回転子鉄心部１２の外周部で回転中心線に平行な線に対して適当な角度だけ傾けるという方法と、永久磁石を軸方向に複数個に分割し、この分割された永久磁石を円周方向に少しずつずらしながら配置することにより、段階的に永久磁石を斜めに配置する方法とがある。
【００５５】
本実施形態は、後者の段階的に永久磁石を斜めに配置する方法を採用したもので、図２と同様に回転子鉄心部１２の外周部に複数の楔状スロット１５を等間隔でかつ、平行状態に形成する。ただし、楔状スロット１５の幅寸法は、段階的に斜めに配置する永久磁石を収容できるように第２実施形態の場合よりも幅広にしてある。
【００５６】
一方、この楔状スロット１５に嵌合される磁石ベース１６およびこの磁石ベース１６に予め嵌合される永久磁石１３は、図７で示すようにそれぞれ軸方向に２分割されて分割永久磁石１３１、１３２および分割磁石ベース１６１、１６２となっている。
【００５７】
分割永久磁石１３１と１３２とを円周方向に僅かにずれた状態で軸方向に接続するために、一方の分割磁石ベース１６１は、図示左側の厚みＷaを図示右側の厚みＷbよりも狭くし、他方の分割磁石ベース１６２は、図示左側の厚みＷaを図示右側の厚みＷbよりも広くする。
【００５８】
この結果、楔状スロット１５に分割磁石ベース１６１および１６２を嵌合すると、分割永久磁石１３１と１３２とが段階的にずれた状態になり、回転子磁極が斜めに配置（スキュー）された状態になる。
【００５９】
なお、本実施形態では永久磁石１３および磁石ベース１６を軸方向に２分割したが、３分割以上の複数に分割しても良いことは勿論である。永久磁石を段階的に斜めに配置する場合、分割数を多くするほど、永久磁石１３の傾斜を段階的な傾斜から滑らかな傾斜にすることができる。
【００６０】
以上述べたように、本実施形態は、第２実施形態と同様の作用効果が得られることに加え、回転子磁極を軸方向に斜めに配置（スキュー）することで電機子電流位相または電機子スロット形状に起因するトルク脈動を低減することが可能となる。
【００６１】
（第７実施形態）
図８は本発明の第７実施形態に係る回転電機の永久磁石型回転子の一部拡大図を水平方向に展開した図であり、図９は永久磁石型回転子の一部を示す平面図である。
【００６２】
本実施形態の永久磁石型回転子１０Ｇが第４実施形態の永久磁石型回転子１０Ｄと異なるところは、永久磁石１３および磁石ベース１６をそれぞれ軸方向に複数個に分割するとともに、分割した各磁石ベース１６のダブテール位置を周方向にずらすことにより、永久磁石１３を段階的に斜めに配置（スキュー）するようにしたものである。この場合、永久磁石１３の幅方向の中心線１３Ｃと磁石ベース１６の幅方向の中心線とは一致し、左右の厚み（ｔ）は同一値である。
【００６３】
本実施形態の場合、狭小楔状スロット２０の位置は回転子鉄心部１２の外周部に周方向に均等に設けてあるが、磁石ベース１６の内径面に設けられたダブテール１９の位置は、図８および図９で示すように、軸方向に２分割された一方と他方とでは磁石ベース１６の中心部すなわち、永久磁石１３の幅方向の中心線１３Ｃからずらしてある。例えば、図９で示すように、一方の磁石ベース１６１の場合、ダブテール中心線１９Ｃは永久磁石中心線１３Ｃから図示左側に間隔Ｗcだけずらしてあり、他方の磁石ベース１６２の場合、ダブテール中心線１９Ｃは永久磁石中心線１３Ｃから図示右側に間隔Ｗcだけずらしてある。
【００６４】
この結果、磁石ベース１６１に嵌合された永久磁石１３１の中心位置と、磁石ベース１６２に嵌合された永久磁石１３２の中心位置とにずれが生じ、その分だけ回転子磁極を段階的に斜めに配置することができる。
【００６５】
以上述べたように、本実施形態は、第４実施形態が奏する作用効果に加え、回転子磁極を斜めに配置することで電機子電流位相または電機子スロット形状起因などによるトルク脈動を低減することが可能となる。
【００６６】
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって発明の範囲を限定することは意図していない。これらの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。これらの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ものである。
【符号の説明】
【００６７】
１…土台、２…タワー、３…ナセル、４…風車翼、４Ａ…翼軸（ブレード軸）、４Ｂ…風車翼本体、５…回転軸、６…発電機、７…電力調整部、８…ケーブル、１０Ａ〜１０Ｇ…永久磁石型回転子、１１…スポーク、１２…回転子鉄心部、１３…永久磁石、１４…接着剤、１５…楔状スロット、１６…磁石ベース、１７…スリット、１８…空間部、１９…ダブテール、２０…狭小楔状スロット、２１…非磁性楔、２２…非磁性ネジ。
【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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