JP2012200117A - キャンド型の回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維強化樹脂製のキャンが実用可能であるキャンド型の回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機は、筒状に形成された繊維強化樹脂製のキャン６０を有している。キャン６０の一端部分６１の少なくとも一部は、第１端部材７０の接着部７３の半径方向外側に位置し、それらの隙間には樹脂系の接着剤５１が充填されている。また、キャン６０の他端部分６２の少なくとも一部は、第２端部材８０の接着部８３の半径方向外側に位置し、それらの隙間には樹脂系の接着剤５１が充填されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動機や発電機などの回転電機に関し、特に固定子と回転子が隔離されたキャンド型の回転電機に関する。

キャンド型の回転電機は、回転子と固定子との間の雰囲気を隔離したいような場合に用いられる。キャンド型の回転電機では、筒状のキャンと呼ばれる部材によって固定子と回転子を格納する雰囲気を隔離することができる。

ところで、キャンド型の回転電機に用いられるキャンには、磁束の透過性を考慮すると非磁性材料を使用する必要がある（金属であれば、例えばＳＵＳ３１６）。ただし、金属製のキャンを用いた場合には、固定子の磁界回転に伴って生じる渦電流によりキャンに熱が発生し、エネルギ損失（キャンロス）が生じる。特に回転速度が高い場合には、このエネルギ損失による影響は顕著であり、無視することができない。このため、キャンの材料としては、非磁性かつ電気絶縁材料である繊維強化樹脂を使用することが望ましい。

特許文献１では、キャンを電気的絶縁性や耐食性に優れた合成樹脂製にすることも検討されている（段落０００６）と説明した上で、さらに「確かに前記樹脂は錆がなく、金属に比して熱膨張の少ないのが利点であるが、前記固定子鉄心の内周及び前記補強筒に溶接により固設することが不可能であるため、結局、キャンの両端部でＯリングによる封止構造によらざるを得ず、又合成樹脂ではＯリングの封止構造にした場合、真円度等の問題で而も、前記炭素系の合成樹脂は未だ開発途上であり、大口径で真円度の高い薄肉キャンを構成するのは中々困難であり、現状ではやはり金属製キャンに頼らざるを得ない。」（段落０００７）と説明している。

特開平６−１０５５０１号公報

特許文献１の説明を補足すると、繊維強化樹脂製のキャンを製造する場合、熱硬化工程での変形量を均一にすることは困難であるなどの理由から、キャンの外縁を真円に形成することは実質的に不可能である。他方、Ｏリングは、真円でない凹凸表面の部分に用いられると十分な封止能力を発揮することができない。よって、繊維強化樹脂製のキャンとＯリングの組み合わせでは、完全なシール（封止）を行うことは困難であった。このように、キャンド型の回転電機において、キャンを繊維強化樹脂で形成することの利点は従来から知られていたものの、確実なシール方法が見つかっていないなどの製造上の問題から実用化までには至っていなかった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、繊維強化樹脂製のキャンが実用可能であるキャンド型の回転電機を提供することを目的とする。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、本発明に係るキャンド型の回転電機は、固定子から回転子を隔離する隔離ユニットを備えたキャンド型の回転電機であって、前記隔離ユニットは、前記回転子と前記固定子の間に位置し、筒状に形成された繊維強化樹脂製のキャンと、前記キャンの一端部分側に位置する金属製の第１端部材と、前記キャンの他端部分側に位置する金属製の第２端部材と、を有し、前記第１端部材及び前記第２端部材は、ケーシングに固定するための円環状の固定部と、前記キャンと接着するための円筒状の接着部と、をそれぞれ有し、前記キャンの前記一端部分の少なくとも一部は、前記第１端部材の前記接着部の半径方向外側に位置し、それらの隙間には樹脂系の接着剤が充填されており、前記キャンの前記他端部分の少なくとも一部は、前記第２端部材の前記接着部の半径方向外側に位置し、それらの隙間には樹脂系の接着剤が充填されている。

かかる構成によれば、キャンと第１端部材の隙間及びキャンと第２端部材との隙間に接着剤が充填されているため、接着剤がキャンの表面の凹凸を埋めながら上記の各隙間をシールすることができる。また、熱膨張率が小さい繊維強化樹脂製のキャンが熱膨張率の大きい金属製の第１端部材及び第２端部材の半径方向外側に位置しているため、接着剤を熱硬化させるための熱を全体に加えると、キャンと第１端部材の隙間及びキャンと第２端部材との隙間が次第に小さくなる。その結果、行き場が無くなった接着剤が、キャンの表面に存在する小さな凹凸や隙間にまで侵入し、接着剤によるシール性を高めることができる。このように、上記の構成によれば、キャンと第１端部材の隙間及びキャンと第２端部材との隙間における高いシール性を確保することができる。

また、上記のキャンド型の回転電機において、前記第１端部材には、軸方向に貫通するとともに直径が前記回転子の外径よりも大きい貫通孔が形成されており、組み立ての際、前記回転子を前記貫通孔から挿入して前記キャンの内側に配置できるように構成されていてもよい。かかる構成によれば、回転子を貫通孔から挿入できるため、接着剤によってキャンと第１端部材及びキャンと第２端部材が予め固定されていても、回転電機の組み立てを問題なく行うことができる。

また、上記のキャンド型の回転電機において、前記キャンの前記一端部分は、前記回転子及び前記固定子よりも軸方向外側に位置し、前記回転子及び前記固定子に挟まれた中央部分よりも内径及び外径が大きく形成されていてもよい。かかる構成によれば、キャンの中央部分の内径及び外径を小さく形成して回転電機の性能を維持しつつも、第１端部材と連結する一端部分の内径及び外径を大きく形成して回転電機の組み立てを問題なく行えるようにすることができる。

また、上記のキャンド型の回転電機において、前記キャンは炭素繊維強化樹脂製であることが望ましい。かかる構成によれば、キャンは炭素繊維強化樹脂製であるため、剛性が高く、キャンの厚みを小さくすることができる。その結果、固定子と回転子の距離を小さく形成することができ、回転電機の効率を向上させることができる。

また、上記のキャンド型の回転電機において、前記第１端部材及び前記第２端部材のうちの少なくとも一方は、前記固定部と前記接着部の間に軸方向に伸縮可能な伸縮継手を有し、前記伸縮継手の両側の前記固定部と前記接着部との距離が変化可能に構成してもよい。隔離ユニットとケーシングとは熱膨張率に差があるため、回転電機の運転により両者に熱が加わると、隔離ユニットには軸方向へ引っ張ろうとする力又は圧縮しようとする力がケーシングからかかる。ただし、上記構成によれば、隔離ユニットはケーシングからの力を伸縮継手で吸収することができるため、熱膨張に起因する破損が生じることもない。

上記のように、本発明に係るキャンド型の回転電機によれば、キャンと第１端部材の隙間及びキャンと第２端部材との隙間における高いシール性を確保することができる。そのため、繊維強化樹脂製のキャンが実用可能である回転電機を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る回転電機の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発電部の模式図である。 本発明の第１実施形態に係るキャンの一端部分の拡大図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係るキャンの一端部分の拡大図である。 本発明の第１実施形態に係る発電部の分解図である。 本発明の第２実施形態に係るキャンの断面図である。

以下、本発明に係る回転電機の実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
はじめに、図１から図５を参照して、第１実施形態に係るキャンド型の回転電機１００について説明する。

［回転電機の構成］
まず、図１を参照して、本実施形態に係るキャンド型の回転電機１００の構成について説明する。本実施形態に係る回転電機１００は、バイナリーサイクル発電に用いられるタービン発電機である。バイナリーサイクル発電とは、温度が低いためにエネルギとしての利用価値が低かった８０℃〜１２０℃の温水（蒸気）などの熱を利用して発電を行うものである。バイナリーサイクル発電では動作媒体として代替フロンなどの低沸点媒体が使用されており、この低沸点媒体が回転子側から固定子側へ漏れないようにキャンド型のタービン発電機が用いられている。

図１は、本実施形態に係る回転電機１００の断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る回転電機１００は、第１タービン部１０、第２タービン部２０、及び発電部３０から主に構成されている。第１タービン部１０と第２タービン部２０は、発電部３０を挟んで対象に配置されており、基本的に同じ構成を有している。第１タービン部１０及び第２タービン部２０は、それぞれインペラ１１、２１を有している。図中の矢印で示すように、気化した低沸点媒体が蒸気室１２、２２からインペラ１１、２１に流入した後に軸方向外側へ流れ出ることによって、インペラ１１、２１を回転させる。本実施形態では、回転電機１００が２つのタービン部１０、２０を有しているが、回転電機１００が例えば第１タービン部１０のみを有するような構成であってもよい。さらに、発電部３０は、第１タービン部１０と第２タービン部２０の間に位置しており、第１タービン部１０及び第２タービン部２０から入力された回転運動のエネルギによって発電を行う。発電部３０の詳細は次のとおりである。

［発電部の構成］
以下では図２を参照して、本実施形態に係る発電部３０の構成について説明する。図２は本実施形態に係る発電部３０の模式図である。図２に示すように、本実施形態に係る発電部３０は、回転子３１と、固定子３２と、ケーシング４０と、隔離ユニット５０と、を備えている。以下、これらの各構成要素について順に説明する。

回転子３１は、発電部３０の内部において回転可能に構成された部材である。本実施形態に係る回転子３１は、内部を通って軸方向に延びる入力軸３３を有しており、入力軸３３の両端にはそれぞれインペラ１１、２１が取り付けられている。かかる構成により、回転子３１は各インペラ１１、２１の回転に伴って回転する。その他、本実施形態に係る回転子３１は、一般的な回転子と同じ構造を有している。

固定子３２は、回転子３１の半径方向外側に固定された部材である。固定子３２には回転子３１の回転に伴って起電力が発生し、これにより発電が行われる。その他、本実施形態に係る固定子３２は、一般的な固定子と同じ構造を有している。

ケーシング４０は、発電部３０の外殻を形成する部材である。本実施形態に係るケーシング４０は、固定子３２の半径方向外側に位置する筒状部４１と、筒状部４１の一端側（紙面左側）に位置する円盤状（又は筒状）の第１側部４２と、筒状部４１の他端側（紙面右側）に位置する円盤状（又は筒状）の第２側部４３と、を有している。第１側部４２には第１開口孔４４が形成されており、第２側部４３には第２開口孔４５が形成されている。また、第１開口孔４４は、その直径が第２開口孔４５の直径よりも大きく形成されている。なお、ケーシング４０は、金属材料によって形成されている。

隔離ユニット５０は、回転子３１と固定子３２とを隔離する構成要素である。図２に示すように、隔離ユニット５０はケーシング４０の半径方向内側に位置している。そして、隔離ユニット５０とケーシング４０により固定子３２全体を覆っている。換言すれば、ケーシング４０と隔離ユニット５０とによって内部に固定子３２を含む環状の空間を形成している。隔離ユニット５０の詳細は次のとおりである。

［隔離ユニットの構成］
以下では図２を引続き参照し、本実施形態に係る隔離ユニット５０について説明する。図２に示すように、本実施形態に係る隔離ユニット５０は、キャン６０と、第１端部材７０と、第２端部材８０とを備えている。以下、これらの各構成要素について順に説明する。

［キャンの構成］
キャン６０は、回転子３１と固定子３２の間に位置しており、筒状に形成された部材である。キャン６０の軸方向寸法は回転子３１や固定子３２の軸方向寸法よりも大きい。そのため、キャン６０のうち一端部分６１（紙面左側の部分）及び他端部分６２（紙面右側の部分）は、いずれも回転子３１及び固定子３２よりも軸方向外側に位置している。さらに、本実施形態に係るキャン６０は、繊維強化樹脂（以下、「ＦＲＰ」と称す。）によって形成されている。なお、キャン６０をＦＲＰによって形成することの利点は、既に説明したとおり、金属製のキャンであれば固定子の磁界回転によって生じ得るエネルギ損失が生じないことにある。

ここで、キャン６０の厚みは可能な限り小さいことが望ましい。なぜならば、キャン６０の厚みが小さければ、回転子３１と固定子３２の距離（エアギャップ）が小さくなるよう両者を配置することができ、発電効率を向上させることができるからである。ただし、必要な強度を有するには一定以上の厚みを有している必要がある。そのため、キャン６０のうち特に回転子３１と固定子３２に対向する中央部分６３は、その厚みが一定となるように、かつ、必要な強度を有する最小限の厚みとなるように設定することが望ましい。本実施形態のキャン６０は、中央部分６３のみならず一端部分６１及び他端部分６２も全て同じ厚みとなるように形成されているが、例えば、一端部分６１及び他端部分６２についてはそれらの厚みを中央部分６３の厚みよりも大きくなるように又は小さくなるように形成してもよい。

また、キャン６０の内径に関し、中央部分６３から他端部分６２にかけては、内径が一定になるよう形成されている。さらにキャン６０の中央部分６３（他端部分６２）では、内径が可能な限り小さく形成されている。これは、回転子３１と上記の中央部分６３の距離を小さくすることにより、回転子３１と固定子３２の距離（エアギャップ）を小さくするためである。一方、キャン６０の一端部分６１は、中央部分６３及び他端部分６２に比べて内径が大きくなるよう形成されている。これは、詳しくは後述するが、第１端部材７０に形成された第１貫通孔７１の直径を大きく形成するためである。なお、キャン６０の一端部分６１は、内径を大きくしても、回転子３１及び固定子３２よりも軸方向外側に位置しているため、エアギャップの問題は生じない。

また、キャン６０の一端部分６１は、その外径がケーシング４０に形成された第１開口孔４４の直径よりも小さくなるように形成されている。別の言い方をすれば、ケーシング４０の第１開口孔４４は、その直径がキャン６０の一端部分６１の外径よりも大きくなるように形成されている。このように構成されているのは、回転電機１００を組み立てる際に、キャン６０が第１開口孔４４を通り抜けられるようにするためである。なお、回転電機１００（発電部３０）の組立方法の概要については、後述する。

また、本実施形態に係るキャン６０がＦＲＰ製であることは上述したとおりであり、ＦＲＰに挿入する繊維としてはガラス繊維やアラミド繊維などが採用可能である。ただし、ＦＲＰに挿入する繊維としては炭素繊維が望ましい。つまり、キャン６０は炭素繊維強化樹脂（以下、「ＣＦＲＰ」と称す。）製であることが望ましい。ＣＦＲＰは、他のＦＲＰに比べて剛性が高く、キャン６０の厚みをより小さくすることができ、ひいては発電効率をより向上させることができるからである。

また、本実施形態に係るキャン６０は、繊維材料に樹脂を含浸させたシート状のプリプレグを円柱状の芯型に巻き付けて積層し、加熱して硬化させることで製造することができる。このとき、図３に示すように、キャン６０の中央部分６３と一端部分６１で共通のプリプレグを用いれば、中央部分６３から一端部分６１にまで繊維が切れることなくキャン６０を形成できるため、キャン６０の軸方向の強度を高めることができる。また、図３に示す積層方法に代えて、図４に示すように、中央部分６３（及び他端部分６２）を径が一律の円筒で形成し、一端部分６１の近傍から一端部分６１にかけて他のプリプレグを階段状に積層するようにしてもよい。なお、シート状のプリプレグとしては、一方向プリプレグと織物プリプレグを単独あるいは組み合わせて使用することができる。本実施形態では積層の容易さからシート状のプリプレグを使用しているが、プリプレグはテープ状のものでも使用することができる。テープ状のプリプレグにより筒状の部材を形成するには芯型に少しずつ巻き付ける必要があるが、幅が小さいため複雑な形状を成形しやすいという利点がある。

［第１端部材の構成］
第１端部材７０は、キャン６０の一端部分６１側に位置する部材である。第１端部材７０は金属材料によって形成されている。本実施形態に係る第１端部材７０は、いわゆるフランジである。また、第１端部材７０には、軸方向に貫通する第１貫通孔７１が形成されている。第１端部材７０は、第１固定部７２と、第１接着部７３とを有している。

第１固定部７２は、フランジのつばの部分にあたり、円環状の形状を有し、ケーシング４０の外側に位置している。第１固定部７２は、その外径がケーシング４０に形成された第１開口孔４４の直径よりも大きくなるよう形成されているため、第１固定部７２が第１開口孔４４を通り抜けることはできない。また、第１固定部７２は、ケーシング４０（第１側部４２）の外面に溶接又はボルトとナットによって固定されている。

第１接着部７３は、フランジの管の部分にあたり、円筒状の形状を有しており、ケーシング４０の内側に位置している。第１接着部７３は、外周面が断面円状に形成されている。第１接着部７３の半径方向外側には、キャン６０の一端部分６１が位置している。そして、第１接着部７３とキャン６０の一端部分６１との隙間には樹脂系の接着剤５１が充填されている。接着剤５１は特に限定されないが、エポキシ樹脂系接着剤、シリコーン系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、およびポリイミド系接着剤などを使用できる。

上記のように、キャン６０と第１端部材７０の外周面との隙間に接着剤５１を充填することにより、ＦＲＰ製のキャン６０の表面の凹凸を接着剤５１が埋めるようにして、キャン６０と第１端部材７０との隙間をシールすることができる。そして、第１接着部７３の半径方向外側にキャン６０の一端部分６１が位置するという配置により、シール性がさらに向上する。その理由は次のとおりである。つまり、金属製の第１端部材７０はＣＦＲＰ製のキャン６０よりも熱膨張率が高い。そのため、接着剤５１を熱硬化させる際の熱がキャン６０及び第１端部材７０に加わると、両者の隙間が次第に小さくなり、接着剤５１がキャン６０の表面の微細形状によくなじみ、その結果、接着剤５１による高いシール性を確保することができるのである。また、接着剤５１は、軸方向に所定の幅を有する帯状に充填されている。これにより、より高いシール性を確保するとともに、接着剤５１が充填されている部分の耐久性を向上させることができる。

このように本実施形態では接着剤５１をシール材として用いているが、この場合、Ｏリングをシール材として用いる場合とは異なり、第１端部材７０及び第２端部材８０が固定された状態のキャン６０に回転子３１を挿入しなければならないという組み立て上の問題が生じる。特に、本実施形態では、第１端部材７０の半径方向外側にキャン６０が位置していることを考慮しなければならない。具体的にいうと、例えば、回転子３１が通過できる程度に第１端部材７０を大きくすると、これに伴ってキャン６０の内径及び外径が大きくなりエアギャップも増加し回転電機１００の性能が低下しかねない。そこで、本実施形態では、上述したようにキャン６０の中央部分６３では内径を小さくしてエアギャップを小さく抑え、一転、キャン６０の一端部分６１では内径を大きくすることで回転子３１の挿入を可能にしている。これにより、回転電機１００の性能を低下させることなく、回転電機１００の組み立てが可能となる。

［第２端部材の構成］
第２端部材８０は、キャン６０の他端部分６２側に位置する部材である。第２端部材８０は金属材料によって形成されている。本実施形態に係る第２端部材８０は、いわゆるフランジである。また、第２端部材８０には、軸方向に貫通する第２貫通孔８１が形成されている。第２端部材８０は、第２固定部８２と、第２接着部８３と、第２固定部８２及び第２接着部８３の間に位置する伸縮継手８４とを有している。

第２固定部８２は、フランジのつばの部分にあたり、円環状の形状を有し、ケーシング４０の内側に位置している。第２固定部８２の外径はケーシング４０に形成された第１開口孔４４の直径よりも小さいため、第２固定部８２（第２端部材８０）は第１開口孔４４を通り抜けることができる。一方、第２固定部８２の外径はケーシング４０に形成された第２開口孔４５の直径よりも大きいため、第２固定部８２（第２端部材８０）は第２開口孔４５を通り抜けることはできない。第２固定部８２は、ケーシング４０（第２側部４３）の内面に溶接又はボルトとナットによって固定されている。

第２接着部８３は、フランジの管の部分にあたり、円筒状の形状を有し、ケーシング４０の内側に位置している。第２接着部８３は、外周面が断面円状に形成されている。第２接着部８３の半径方向外側には、キャン６０の他端部分６２が位置している。第２接着部８３の半径方向外側にキャン６０の他端部分６２が位置することの効果については、第１接着部７３の半径方向外側にキャン６０の一端部分６１が位置する場合と同じである。そして、第２接着部８３とキャン６０の隙間には樹脂系の接着剤５１が充填されており、接着剤５１は軸方向に所定の幅を有する帯状に充填されている。金属製の第２端部材８０とＦＲＰ製のキャン６０との隙間にシール材として接着剤５１を用いることの効果についても上述したとおりである。

伸縮継手８４は、軸方向に伸縮可能に形成された部材である。本実施形態に係る伸縮継手８４は、環状に形成されており、第２固定部８２と第２接着部８３とを連結している。伸縮継手８４は金属製の薄板を曲げて断面がＵ字状になるよう形成したものであり、この伸縮継手８４が変形して軸方向に伸縮することにより第２固定部８２と第２接着部８３との軸方向の距離が変化する。さらに言えば、伸縮継手８４が伸縮することにより、隔離ユニット５０全体の軸方向寸法が変化する。なお、伸縮継手８４としては、上記の構成に限定されず、例えば断面Ｕ字状の部材を複数重ねたような蛇腹形状のものの他、軸方向に伸縮可能な構成であれば使用することができる。

第２端部材８０が伸縮継手８４を有することによって奏する作用効果は次のとおりである。つまり、金属製のケーシング４０はＦＲＰ製のキャン６０を含む隔離ユニット５０よりも熱膨張率が高いため、回転電機１００の運転が始まって各構成要素に熱が伝わると、隔離ユニット５０にはケーシング４０から軸方向に引っ張ろうとする力又は圧縮しようとする力が加わる。そのため、仮に伸縮継手８４が無い場合には、接着剤５１が充填されている部分に大きなせん断応力が発生し、接着剤５１が剥がれてしまうおそれがある。一方、本実施形態によれば、隔離ユニット５０に軸方向へ引っ張ろうとする力又は圧縮しようとする力がかかっても、伸縮継手８４が伸びて又は縮んでその力を吸収するため、接着剤５１が剥がれることはない。

［組立方法］
次に、図５を参照して、本実施形態に係る発電部３０の組立方法について簡単に説明する。図５は、本実施形態に係る発電部３０の分解図である。図５に示すように、まず、ケーシング４０に固定子３２を取り付けたもの、第１端部材７０とキャン６０と第２端部材８０が一体となった隔離ユニット５０、及び入力軸３３を含む回転子３１を予め製造しておく。

その後、隔離ユニット５０をケーシング４０の第１開口孔４４からケーシング４０の内部に挿入する。上述のように、隔離ユニット５０のうち第１端部材７０の第１固定部７２以外は、第１開口孔４４の直径よりも小さいため、隔離ユニット５０を第１開口孔４４からケーシング４０の内部に挿入することができる。その後、第１端部材７０の第１固定部７２をケーシング４０（第１側部４２）の外面に溶接又はボルトとナットによって固定するとともに、第２端部材８０の第２固定部８２をケーシング４０（第２側部４３）の内面に溶接又はボルトとナットによって固定する。

その後、回転子３１を第１端部材７０の第１貫通孔７１から挿入し、回転子３１をキャン６０の内側に位置させる。上述のように、回転子３１の外径は、第１端部材７０に形成された第１貫通孔７１の直径よりも小さいため、回転子３１を第１端部材７０の第１貫通孔７１から挿入することができる。以上のような手順を経ることにより発電部３０を組み立てることができる。

このように、本実施形態によれば、接着剤５１によってキャン６０と第１端部材７０及びキャン６０と第２端部材８０が固定された後であっても、キャン６０の内側に回転子３１を挿入することができる。つまり、本実施形態によれば、キャン６０と第１端部材７０の隙間及びキャン６０と第２端部材８０の隙間をシールするために接着剤５１を用いたとしても、発電部３０の組み立てを問題なく行うことができ、ひいては回転電機１００の組み立てを問題なく行うことができる。

以上が本実施形態に係る回転電機１００の説明である。以上のように、本実施形態に係るキャンド型の回転電機１００によれば、ＦＲＰ製のキャン６０を使用しながらも第１端部材７０との隙間及び第２端部材８０との隙間を確実にシールできるとともに、回転電機１００の組み立ても問題なく行うことができる。よって、本実施形態に係る回転電機１００によれば、ＦＲＰ製のキャン６０が実用可能である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るキャンド型の回転電機２００について説明する。本実施形態に係る回転電機２００はキャン６０の一端部分６１の形状が、第１実施形態に係る回転電機１００の構成と異なる。その他の構成については、基本的に同じである。以下では、第1実施形態に係る回転電機１００との相違点であるキャン６０の形状について説明する。

図６は、本実施形態に係るキャン６０の断面図である。図６に示すように、本実施形態に係るキャン６０の一端部分６１は二重に形成されている。一端部分６１のうち内側に位置する内周部６４は第１接着部７３の半径方向内側に位置しており、外側に位置する外周部６５は第１接着部７３の外側に位置している。そして、第1接着部７３と内周部６４の間、及び第1接着部７３と外周部６５の間には、接着剤５１が充填されている。なお、本実施形態に係るキャン６０のうち、一端部分６１の内周部６４、中央部分６３、及び他端部分６２が、軸方向に繊維材料がつながった円筒状の部材によって形成されている。このような円筒状の部材は、軸方向の高い強度を確保することができ、また、形状が単純であるから製造を比較的容易に行うことができる。そして、この円筒状の部材を第1端部材７０の内側に接着剤５１で固定し、その際に第1端部材７０の外側から接着剤５１を挟んでシート状のプリプレグを覆うように積層し、加熱して硬化させれば、その覆うように積層したプリプレグが一端部分６１の外周部６５として形成される。

以上が、本実施形態に係る回転電機２００の説明である。本実施形態の場合であっても、キャン６０の一端部分６１の一部（外周部６５）ではあるが、その部分が第１端部材７０の半径方向外側に位置し、それらの隙間には樹脂系の接着剤５１が充填されている。つまり、本実施形態に係る回転電機２００によれば、第1実施形態に係る回転電機１００の場合と同様に、ＦＲＰ製のキャン６０を使用しながらも第１端部材７０との隙間及び第２端部材８０との隙間を確実にシールできるとともに、回転電機１００の組み立ても問題なく行うことができる。よって、本実施形態に係る回転電機２００によれば、ＦＲＰ製のキャン６０が実用可能である。

以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図を参照して説明したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、第１実施形態及び第２実施形態に係る回転電機１００、２００は発電機であったが、動電機や発電動電機など、他の回転電機であっても本発明に含まれる。

また、以上では、第２端部材８０のみが伸縮継手８４を有する場合について説明したが、第１端部材７０及び第２端部材８０のうち一方又は両方が伸縮継手８４を有するように構成しても本発明に含まれる。

本発明によれば、繊維強化樹脂製のキャンが実用可能であるキャンド型の回転電機を提供することができるため、回転電機の技術分野において有益である。

３１ 回転子
３２ 固定子
４０ ケーシング
４４ 第１開口孔
５０ 隔離ユニット
５１ 接着剤
６０ キャン
６１ 一端部分
６２ 他端部分
６３ 中央部分
７０ 第１端部材
７１ 第１貫通孔
７２ 第１固定部
７３ 第１接着部
８０ 第２端部材
８１ 第２貫通孔
８２ 第２固定部
８３ 第２接着部
８４ 伸縮継手
１００、２００ 回転電機

Claims (5)

1. 固定子から回転子を隔離する隔離ユニットを備えたキャンド型の回転電機であって、
   前記隔離ユニットは、
   前記回転子と前記固定子の間に位置し、筒状に形成された繊維強化樹脂製のキャンと、
   前記キャンの一端部分側に位置する金属製の第１端部材と、
   前記キャンの他端部分側に位置する金属製の第２端部材と、を有し、
   前記第１端部材及び前記第２端部材は、ケーシングに固定するための円環状の固定部と、前記キャンと接着するための円筒状の接着部と、をそれぞれ有し、
   前記キャンの前記一端部分の少なくとも一部は、前記第１端部材の前記接着部の半径方向外側に位置し、それらの隙間には樹脂系の接着剤が充填されており、
   前記キャンの前記他端部分の少なくとも一部は、前記第２端部材の前記接着部の半径方向外側に位置し、それらの隙間には樹脂系の接着剤が充填されている、キャンド型の回転電機。
2. 前記第１端部材には、軸方向に貫通するとともに直径が前記回転子の外径よりも大きい貫通孔が形成されており、
   組み立ての際、前記回転子を前記貫通孔から挿入して前記キャンの内側に配置できるように構成されている、請求項１に記載のキャンド型の回転電機。
3. 前記キャンの前記一端部分は、前記回転子及び前記固定子よりも軸方向外側に位置し、前記回転子及び前記固定子に挟まれた中央部分よりも内径及び外径が大きく形成されている、請求項２に記載のキャンド型の回転電機。
4. 前記キャンは炭素繊維強化樹脂製である、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載のキャンド型の回転電機。
5. 前記第１端部材及び前記第２端部材のうちの少なくとも一方は、前記固定部と前記接着部の間に軸方向に伸縮可能な伸縮継手を有し、
   前記伸縮継手の両側の前記固定部と前記接着部との距離が変化可能に構成されている、請求項１乃至４のうちいずれか一の項に記載のキャンド型の回転電機。

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