WO2013145684A1 - 回転電機 - Google Patents

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axial direction
groove
rotor
electrical machine
pedestal
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慶亮 津房
英伸 槌本
雄一 坪井
将也 石川
貴陽 藤川
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東芝三菱電機産業システム株式会社
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    • H02K2205/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to casings, enclosures, supports
    • H02K2205/09—Machines characterised by drain passages or by venting, breathing or pressure compensating means

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine having a rotor to which a permanent magnet is attached.
  • the rotating electrical machine includes a rotor, a stator that surrounds the rotor from the outside in the radial direction, and a stator frame that accommodates the stator.
  • the rotor rotates around a predetermined axis (rotation center axis).
  • Some rotors have permanent magnets attached, for example.
  • Some of such rotors have a base fixed to the outer periphery of an annular member, and a permanent magnet fixed to the base.
  • Some rotors and stators are provided with ventilation paths for cooling them (for example, Patent Document 1).
  • the stator has a stator core and a stator winding. Some of the stator cores are provided with ventilation paths for cooling the stator core. The cooling iron flows through this ventilation path, whereby the stator core is cooled. In this ventilation path, air flows in one direction in which the rotation center axis extends.
  • the cooling of the rotor of the permanent magnet type rotating electrical machine is performed by air flowing through the gap between the rotor and the stator, the circumferential gap between the permanent magnets, and the like.
  • the temperature of the leeward permanent magnet is higher than that of the leeward side, and it is often difficult to cool the leeward side magnet.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to efficiently cool the rotor.
  • a rotating electrical machine includes a rotating shaft that rotates around a predetermined axis, and a rotor that surrounds the rotating shaft from the outside in the radial direction and is fixed to the rotating shaft and rotates together with the rotating shaft. And a stator that surrounds the stator core from the outside in the radial direction and a stator frame that surrounds the stator core from the outside in the radial direction.
  • An annular member disposed so as to surround from the outside in the direction, and can be rotated coaxially around the axis, and each of the annular members extends in the axial direction so as to form a circumferential gap with each other.
  • the groove that opens radially and axially extends in the axial direction are formed, characterized by.
  • the rotor can be efficiently cooled.
  • FIG. 1 is a schematic front view schematically showing a rotary electric machine according to a first embodiment of the present invention. It is the fragmentary perspective view which looked at a part of rotor of FIG. 1 from the axial direction outer side.
  • FIG. 3 is a partial side view of a part of the rotor of FIG. It is the partial side view which looked at a part of rotor of the rotary electric machine of 2nd Embodiment which concerns on this invention from the axial direction outer side. It is the partial side view which looked at a part of rotor of the rotary electric machine of 3rd Embodiment which concerns on this invention from the axial direction outer side.
  • FIG. 1 is a schematic front view schematically showing the rotating electrical machine of the present embodiment.
  • FIG. 1 only the uppermost and lowermost radiating fins 45 are shown, and the other radiating fins 45 are not shown.
  • FIG. 2 is a partial perspective view of a part of the rotor 20 of FIG. 1 viewed from the outside in the axial direction.
  • FIG. 3 is a partial side view of a part of the rotor 20 of FIG. 2 as viewed from the outside in the axial direction. In FIG. 3, one set of the base 23 and the permanent magnet 25 are shown.
  • the rotating electrical machine of the present embodiment is a permanent magnet type synchronous generator, and includes a rotating shaft 10, a rotor 20, a stator 30, a stator frame 40, heat radiation fins 45, and an internal fan 38.
  • a rotating shaft 10 is rotated by wind power, and the rotating force can be taken out as electric power.
  • the rotary shaft 10 is a member that extends horizontally and has a circular axial cross section, is rotatably supported by a bearing (not shown), and rotates around a horizontal rotation center shaft.
  • the rotor 20 has a ring shape as a whole and surrounds the rotary shaft 10, and includes an annular member 21, a plurality of support members 22, a plurality of pedestals 23, and a plurality of permanent magnets 25.
  • a plurality of support members 22 are fixed to each of the three axial positions of the rotary shaft 10 and can be rotated together with the rotary shaft 10.
  • the support members 22 fixed at the respective axial positions extend radially from the respective axial positions to the inner peripheral surface of the annular member 21 to support the annular member 21.
  • the annular member 21 is an annular member that is supported by the support member 22 and is rotatable, and surrounds the rotating shaft 10 from the outside in the radial direction.
  • Each pedestal 23 is a plate-like member in which a long rectangle is formed in the axial direction, and a seating surface 23a is formed on the outer side in the radial direction.
  • a permanent magnet 25 is attached to the seat surface 23a by adhesion.
  • a plurality of pedestals 23 are arranged on the outer peripheral surface of the annular member 21 in the circumferential direction. These pedestals 23 are arranged so as to form a circumferential gap 29 with respect to each other.
  • a first groove 24 extending in the axial direction is formed in the seating surface 23a of each pedestal 23.
  • the first groove 24 opens radially outward and extends from one axial end to the opposite axial end.
  • a cross section perpendicular to the axial direction of the first groove 24 is a substantially semicircle.
  • the permanent magnet 25 is a substantially rectangular parallelepiped member extending in the axial direction, and is attached to each seating surface 23a by adhesion.
  • a second groove 26 is formed on the inner surface in the radial direction of each permanent magnet 25, that is, on the adhesive surface 25a with the seat surface 23a.
  • the second groove 26 extends in the axial direction, opens radially outward, and extends from one axial end to the opposite axial end.
  • a cross section perpendicular to the axial direction of the second groove 26 is a substantially semicircle.
  • the first groove 24 and the second groove 26 are formed to face each other.
  • an axial through hole 28 that penetrates in the axial direction is formed by the first groove 24 and the second groove 26.
  • the axial through hole 28 has a substantially circular cross section perpendicular to the axial direction.
  • the stator 30 is an annular member that surrounds from the outside in the radial direction with a predetermined radial interval (gap 32) outside the rotor 20 in the radial direction. Although detailed illustration is omitted, a ventilation hole (not shown) that penetrates in the axial direction and through which cooling air can flow is formed.
  • the stator frame 40 is configured to surround the stator 30 from the outside in the radial direction.
  • the inner periphery of the stator frame 40 is in contact with the outer periphery of the stator 30.
  • a plurality of long radiating fins 45 in the axial direction are attached to the outer peripheral surface of the stator frame 40. These radiating fins 45 are attached to each other in the circumferential direction at intervals.
  • This stator frame 40 is not shown in detail but has a bearing fixed thereto. Further, an intake port (not shown) for taking in outside air and an exhaust port (not shown) through which the air circulated in the stator frame 40 is exhausted are formed.
  • the internal fan 38 is attached to the rotating shaft 10 and rotates with the rotation of the rotating shaft 10 to blow air.
  • the stator 30 and the rotor 20 are cooled by this air blowing.
  • the right side in FIG. 1 is the upstream side
  • the left side is the downstream side. The air flow for cooling will be described later.
  • the air sucked from the intake port of the stator frame 40 is a gap 32, a ventilation hole provided in the stator, a circumferential gap 29 between the permanent magnets 25 of the rotor 20, and an axial direction formed in the rotor 20. It flows into the through hole 28.
  • the rotor 20 is cooled by the air flowing through the air gap 32, the circumferential gap 29 between the permanent magnets 25 of the rotor 20, and the axial through hole 28 formed in the rotor 20.
  • the temperature of the permanent magnet 25 is higher on the downstream side than on the upstream side.
  • the permanent magnet 25 flows on the radially outer side and the circumferential surface.
  • the cooling air flows in the axial through hole 28 in addition to the radially outer side and the circumferential surface of the permanent magnet 25. Cooling air is blown onto the inner surface. Thereby, the cooling effect of the permanent magnet 25 improves. Further, the cooling air flowing through the axial through hole 28 can also contribute to the cooling of the pedestal 23. Moreover, since the temperature rise of the permanent magnet 25 on the leeward side is suppressed, the deviation of the magnetic flux density in the axial direction is improved.
  • the rotor 20 can be efficiently cooled.
  • FIG. 4 is a partial side view of a part of the rotor 20 of the rotating electrical machine of the present embodiment as viewed from the outside in the axial direction. Note that this embodiment is a modification of the first embodiment (FIGS. 1 to 3), and the same reference numerals are given to the same or similar parts as those in the first embodiment, and redundant description will be given. Omitted. Further, the overall configuration of the rotating electrical machine of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • the axial through hole 28 of the present embodiment is formed in a racetrack shape in which a cross section perpendicular to the axial direction is long in the circumferential direction.
  • the cross-sectional area perpendicular to the axial direction of the axial through hole 28 is increased, so that the area where the cooling air is blown onto the radially inner surface of the permanent magnet 25 is increased.
  • the cooling effect of the permanent magnet 25 becomes large.
  • FIG. 5 is a partial side view of a part of the rotor 20 of the rotating electrical machine of the present embodiment as viewed from the outside in the axial direction.
  • this embodiment is a modification of the first embodiment (FIGS. 1 to 3), and the same reference numerals are given to the same or similar parts as those in the first embodiment, and redundant description will be given. Omitted.
  • the overall configuration of the rotating electrical machine of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • the axial through hole 28 of the present embodiment is formed such that two axial through holes 28 described in the first embodiment are arranged in the circumferential direction.
  • the axial through holes 28 are formed so as to be parallel to each other.
  • the cross-sectional area perpendicular to the axial direction of the axial through-hole 28 is increased, and thus the area where the cooling air is blown onto the radially inner surface of the permanent magnet 25 is increased. Thereby, the cooling effect of the permanent magnet 25 becomes large.
  • FIG. 6 is a partial side view of a part of the rotor 20 of the rotating electrical machine of the present embodiment as viewed from the outside in the axial direction. Note that this embodiment is a modification of the first embodiment (FIGS. 1 to 3), and the same reference numerals are given to the same or similar parts as those in the first embodiment, and redundant description will be given. Omitted. Further, the overall configuration of the rotating electrical machine of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • the cross section perpendicular to the axial direction of the first groove 24 of the present embodiment is a triangle such that one vertex is the groove bottom.
  • the cross section perpendicular to the axial direction of the second groove 26 is also a triangle.
  • a cross section perpendicular to the axial direction of the axial through hole 28 including the first groove 24 and the second groove 26 is substantially square. At this time, you may form so that the cross-sectional shape of each groove bottom may become a partial arc, respectively.
  • FIG. 7 is a partial side view of a part of the rotor 20 of the rotating electrical machine of the present embodiment as viewed from the outside in the axial direction.
  • this embodiment is a modification of the first embodiment (FIGS. 1 to 3), and the same reference numerals are given to the same or similar parts as those in the first embodiment, and redundant description will be given. Omitted.
  • the overall configuration of the rotating electrical machine of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • the axial through hole 28 of the present embodiment is formed only by the first groove 24 described in the first embodiment. Since the permanent magnet 25 is not grooved, the manufacturing cost can be reduced as compared with the first embodiment.
  • the axial through hole 28 may be formed only by the second groove 26.
  • FIG. 8 is a schematic partial front view of a set of permanent magnets 25, a pedestal 23, and the like of the rotor 20 of the rotating electrical machine of the present embodiment.
  • this embodiment is a modification of the first embodiment (FIGS. 1 to 3), and the same reference numerals are given to the same or similar parts as those in the first embodiment, and redundant description will be given. Omitted.
  • the overall configuration of the rotating electrical machine of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • a radial through hole 28a penetrating in the radial direction is formed on the left side in FIG.
  • One of the radial through holes 28 a opens at the groove bottom of the second groove 26, and the opposite side opens at the gap 32.
  • the internal fan 38 (FIG. 1) described in the first embodiment is attached to the rotating shaft 10 and rotates with the rotation of the rotating shaft 10 to blow air.
  • the stator 30 and the rotor 20 are cooled by this air blowing.
  • the right side in FIG. 1 is the upstream side, and the left side is the downstream side.
  • the right side in FIG. 8 is the upstream side, and the left side is the downstream side. That is, the part where the radial through hole 28a is formed is on the downstream side.
  • a part of the air that is blown by the internal fan 38 and flows in the axial through hole 28 can flow into the radial through hole 28a.
  • the amount of air in contact with the permanent magnet 25 increases, and the cooling effect of the permanent magnet 25 increases.
  • the cross section perpendicular to the axial direction of the axial through hole 28 has been described with respect to the circular shape and the racetrack shape, but the present invention is not limited thereto, and may be an ellipse or the like.
  • three or more axial through holes 28 may be formed in one set of pedestal 23 and permanent magnet 25.
  • first groove 24 and the second groove 26 are formed so as to face each other, the present invention is not limited thereto, and may be shifted in the circumferential direction.
  • annular member 21 of the rotor 20 is supported by the support member 22, but is not limited thereto. It may be supported by a disk or the like, and it is not necessary to form a cavity in the ring.
  • the outer periphery of the stator and the inner periphery of the stator frame 40 are in contact with each other, but the present invention is not limited to this.
  • a predetermined radial interval may be provided.
  • the rotary shaft 10 is rotatably supported by the bearing, but is not limited thereto.
  • the shaft member may be fixed, a bearing may be attached to the shaft member, and the support member 22 may be fixed to the outer periphery of the bearing.
  • the center of rotation can be used as a ventilation path.
  • the bearing in this case is configured such that the side in contact with the shaft member is fixed and the radially outer side (outer peripheral surface) rotates.
  • the features of the first to sixth embodiments may be combined with each other.
  • the cross section perpendicular to the axial direction of the first groove 24 may be a semicircle
  • the cross section of the second groove 26 may be a triangle.

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Abstract

回転電機の回転子は、回転軸の周りを回転する円環部材（２１）と、軸方向に延びて、互いに周方向間隙を形成するように円環部材（２１）の外周面に固定されて、半径方向外側面（２３ａ）には軸方向に延びて半径方向外側および軸方向外側に開口する第１溝（２４）が形成された複数の台座（２３）と、各台座（２３）の半径方向外側に固定されて、台座（２３）に接する半径方向内側面（２５ａ）に第２溝（２６）が形成された永久磁石（２５）と、を有する。これにより、回転電機の回転子を効率よく冷却できる。

Description

回転電機
　本発明は、永久磁石が取り付けられた回転子を有する回転電機に関する。
　回転電機は、回転子と、この回転子を半径方向外側から取り囲む固定子と、この固定子を収容する固定子枠と、を有する。
　回転子は、所定の軸（回転中心軸）の周りを回転する。回転子には、例えば永久磁石が取り付けられたものがある。このような回転子は、円環状の部材の外周に台座が固定されて、この台座に永久磁石が固定されるものがある。回転子や固定子には、これらを冷却するための通風路が形成されるものがある（例えば、特許文献１）。
　固定子は、固定子鉄心および固定子巻線等を有する。固定子鉄心には、固定子鉄心を冷却するための通風路が形成されるものがある。この通風路に冷却用の空気が流れることによって、固定子鉄心が冷却される。この通風路には、回転中心軸が延びる方向の一方向に空気が流れる。
特開２０１１－１４２７３５号公報
　永久磁石型回転電機の回転子の冷却は、回転子および固定子の間の空隙や、永久磁石同士の周方向間隙等を空気が流れることにより行われる。
　軸長が長くなるタイプでは、風下側の永久磁石は風上側よりも温度が上昇し、風下側の磁石を冷却することが困難になることが多い。
　本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転子を効率よく冷却することである。
　上記目的を達成するための本発明に係る回転電機は、所定の軸周りを回転する回転軸と、前記回転軸を半径方向外側から取り囲み前記回転軸に固定されて前記回転軸と共に回転する回転子と、前記回転子を半径方向外側から取り囲む固定子と、前記固定子鉄心を半径方向外側から取り囲むように構成された固定子枠と、を有する回転電機において、前記回転子は、前記軸を半径方向外側から取り囲むように配置された円環状で、前記軸の周りを同軸に回転可能な円環部材と、それぞれが軸方向に延びて、互いに周方向間隙を形成するように前記円環部材の半径方向外側の外周面に固定された複数の台座と、前記各台座の半径方向外側にそれぞれ固定された複数の永久磁石と、を有し、前記各台座の半径方向外側面および前記各永久磁石の前記台座に接する半径方向内側面のうち少なくとも一方に、軸方向に延びて半径方向および軸方向に開口する溝が形成されていること、を特徴とする。
　本発明によれば、回転子を効率よく冷却することが可能になる。
本発明に係る第１の実施形態の回転電機を模式的に示した概略正面図である。 図１の回転子の一部を軸方向外側から見た部分斜視図である。 図２の回転子の一部を軸方向外側から見た部分側面図である。 本発明に係る第２の実施形態の回転電機の回転子の一部を軸方向外側から見た部分側面図である。 本発明に係る第３の実施形態の回転電機の回転子の一部を軸方向外側から見た部分側面図である。 本発明に係る第４の実施形態の回転電機の回転子の一部を軸方向外側から見た部分側面図である。 本発明に係る第５の実施形態の回転電機の回転子の一部を軸方向外側から見た部分側面図である。 本発明に係る第６の実施形態の回転電機の回転子の一組の永久磁石および台座の概略正面図である。
　以下、本発明に係る回転電機の実施形態について図面を参照して説明する。
　　［第１の実施形態］
　第１の実施形態について、図１～図３を用いて説明する。図１は、本実施形態の回転電機を模式的に示した概略正面図である。なお、図１では、最上部と最下部の放熱フィン４５のみが示され、他の放熱フィン４５の図示は省略している。
　図２は、図１の回転子２０の一部を軸方向外側から見た部分斜視図である。図３は、図２の回転子２０の一部を軸方向外側から見た部分側面図である。図３では、１組の台座２３および永久磁石２５を示している。
　先ず、本実施形態の回転電機の構成について説明する。
　本実施形態の回転電機は、永久磁石式の同期発電機で、回転軸１０と、回転子２０と、固定子３０と、固定子枠４０と、放熱フィン４５と、内部ファン３８と、を有する。この同期発電機は、例えば風力により回転軸１０が回転し、その回転させる力を電力として取り出すことができるものである。
　回転軸１０は、水平に延びて軸方向断面が円形の部材で、図示しない軸受で回転可能に支持されて、水平な回転中心軸の周りを回転する。
　回転子２０は、全体で円環状をなし、回転軸１０を取り囲む部材で、円環部材２１と、複数の支持部材２２と、複数の台座２３と、複数の永久磁石２５と、を有する。
　支持部材２２は、回転軸１０の三箇所の軸方向位置それぞれに複数本ずつ固定されて、回転軸１０と共に回転可能である。各軸方向位置に固定される支持部材２２は、それぞれの軸方向位置から放射状に円環部材２１の内周面まで延びて、円環部材２１を支持する。
　円環部材２１は、支持部材２２に支持されて回転自在で、回転軸１０を半径方向外側から取り囲む円環状の部材である。
　各台座２３は、軸方向に長い長方形が形成される板状の部材で、半径方向外側に座面２３ａが形成されている。この座面２３ａには永久磁石２５が接着により取り付けられる。
　各台座２３は、円環部材２１の外周面に周方向に複数配列されている。これらの台座２３は、互いに周方向間隙２９を形成するように配列される。
　各台座２３の座面２３ａには、軸方向に延びる第１溝２４が形成されている。この第１溝２４は、半径方向外側に開口し、一方の軸方向端部から反対側の軸方向端部まで延びる。この第１溝２４の軸方向に垂直な断面は、略半円である。
　永久磁石２５は、軸方向に延びる略直方体状の部材で、各座面２３ａに接着により取り付けられる。各永久磁石２５の半径方向内側面、すなわち座面２３ａとの接着面２５ａには、第２溝２６が形成される。
　この第２溝２６は、軸方向に延びて、半径方向外側に開口し、一方の軸方向端部から反対側の軸方向端部まで延びる。この第２溝２６の軸方向に垂直な断面は、略半円である。
　座面２３ａに永久磁石２５が接着されているときに、第１溝２４および第２溝２６は互いに対向するように形成される。このとき、第１溝２４および第２溝２６で軸方向に貫通する軸方向貫通穴２８を形成する。この軸方向貫通穴２８は、軸方向に垂直な断面は略円形である。
　固定子３０は、回転子２０の半径方向外側に所定の半径方向間隔（空隙３２）をあけて半径方向外側から取り囲む円環状の部材である。詳細な図示は省略するが、軸方向に貫通し、冷却用の空気が流通可能な通風孔（図示せず）が形成される。
　固定子枠４０は、固定子３０を半径方向外側から取り囲むように構成される。固定子枠４０の内周は、固定子３０の外周に接している。
　固定子枠４０の外周面には、軸方向に長い放熱フィン４５が複数取り付けられている。これらの放熱フィン４５は、周方向に互いに間隔をあけて取り付けられている。
　この固定子枠４０は、詳細な図示は省略しているが、軸受を固定している。また、外気を取り込むための吸気口（図示せず）および固定子枠４０内を循環した空気が排気される排気口（図示せず）が形成されている。
　内部ファン３８は、回転軸１０に取り付けられて、回転軸１０の回転と共に回転して送風する。この送風により、固定子３０および回転子２０等を冷却する。この例では、図１における右側が上流側で、左側が下流側となる。冷却のための空気の流れについては後で説明する。
　続いて、本実施形態の作用について説明する。
　固定子枠４０の吸気口から吸気された空気は、空隙３２、固定子に設けられた通風孔、回転子２０の永久磁石２５同士の周方向間隙２９、および回転子２０に形成された軸方向貫通穴２８に流れ込む。回転子２０は、空隙３２、回転子２０の永久磁石２５同士の周方向間隙２９、および回転子２０に形成された軸方向貫通穴２８を流れる空気により冷却される。
　軸長が比較的長いタイプの同期発電機では、下流側は上流側に比べて永久磁石２５の温度が高くなる。軸方向貫通穴２８を設けない場合には、永久磁石２５の半径方向外側および周方向面に流れることとなる。
　これに対して、上述したように軸方向貫通穴２８を形成することで、永久磁石２５の半径方向外側および周方向面に加えて、軸方向貫通穴２８にも冷却空気が流れるため、半径方向内側の面に冷却空気が吹き付けられることとなる。これにより、永久磁石２５の冷却効果が向上する。また、軸方向貫通穴２８を流れる冷却空気は、台座２３の冷却にも寄与することができる。また、風下側の永久磁石２５の温度上昇が抑えられるため、軸方向の磁束密度の偏りが改善される。
　以上の説明からわかるように本実施形態によれば、回転子２０を効率よく冷却することが可能になる。
　　［第２の実施形態］
　第２の実施形態について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の回転電機の回転子２０の一部を軸方向外側から見た部分側面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態（図１～図３）の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。また、本実施形態の回転電機の全体の構成は、第１の実施形態で説明した図１と同様である。
　本実施形態の軸方向貫通穴２８は、軸方向に垂直な断面が周方向に長いレーストラック状に形成される。これにより、第１の実施形態に比べて、軸方向貫通穴２８の軸方向に垂直な断面積が大きくなるため、永久磁石２５の半径方向内側の面に冷却空気が吹き付けられる面積が大きくなる。これにより、永久磁石２５の冷却効果が大きくなる。
　　［第３の実施形態］
　第３の実施形態について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態の回転電機の回転子２０の一部を軸方向外側から見た部分側面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態（図１～図３）の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。また、本実施形態の回転電機の全体の構成は、第１の実施形態で説明した図１と同様である。
　本実施形態の軸方向貫通穴２８は、第１の実施形態で説明した軸方向貫通穴２８が周方向に二つ並ぶように形成されている。軸方向貫通穴２８同士は、互いに平行になるように形成される。
　これにより、第１の実施形態に比べて、軸方向貫通穴２８の軸方向に垂直な断面積が大きくなるため、永久磁石２５の半径方向内側の面に冷却空気が吹き付けられる面積が大きくなる。これにより、永久磁石２５の冷却効果が大きくなる。
　　［第４の実施形態］
　第４の実施形態について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態の回転電機の回転子２０の一部を軸方向外側から見た部分側面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態（図１～図３）の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。また、本実施形態の回転電機の全体の構成は、第１の実施形態で説明した図１と同様である。
　本実施形態の第１溝２４の軸方向に垂直な断面は、一つの頂点が溝底になるような三角形である。第２溝２６の軸方向に垂直な断面も、第１溝２４と同様に、三角形である。第１溝２４および第２溝２６からなる軸方向貫通穴２８の軸方向に垂直な断面は、略正方形となる。このとき、各溝底の断面形状が、それぞれ部分円弧になるように形成してもよい。
　これにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この場合、第１溝２４および第２溝２６の断面形状を三角形にすることで、三角形の辺に相当する部分が軸方向に広がることで溝に平面が形成されることとなる。断面を円形とするよりも溝加工をしやすくなる。
　　［第５の実施形態］
　第５の実施形態について図７を用いて説明する。図７は、本実施形態の回転電機の回転子２０の一部を軸方向外側から見た部分側面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態（図１～図３）の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。また、本実施形態の回転電機の全体の構成は、第１の実施形態で説明した図１と同様である。
　本実施形態の軸方向貫通穴２８は、第１の実施形態で説明した第１溝２４のみで形成されている。永久磁石２５に溝加工をしないため、第１の実施形態に比べて、製作コストを低減できる。
　なお、当該軸方向貫通穴２８は、第２溝２６のみで形成してもよい。
　　［第６の実施形態］
　第６の実施形態について図８を用いて説明する。図８は、本実施形態の回転電機の回転子２０の一組の永久磁石２５および台座２３等の概略部分正面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態（図１～図３）の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。また、本実施形態の回転電機の全体の構成は、第１の実施形態で説明した図１と同様である。
　本実施形態の第２溝２６のうち、図８における左側には、半径方向に貫通する半径方向貫通穴２８ａが形成されている。この半径方向貫通穴２８ａの一方は第２溝２６の溝底に開口し、反対側は空隙３２に開口する。
　第１の実施形態で説明した内部ファン３８（図１）は、回転軸１０に取り付けられて、回転軸１０の回転と共に回転して送風する。この送風により、固定子３０および回転子２０等を冷却する。図１における右側が上流側で、左側が下流側となる。
　本実施形態では、図８における右側が上流側で、左側が下流側となる。すなわち、半径方向貫通穴２８ａが形成される部位は、下流側となる。
　内部ファン３８により送風されて軸方向貫通穴２８内を流れる空気の一部は、半径方向貫通穴２８ａに流れることができる。その結果、永久磁石２５の下流側では、永久磁石２５に接する空気の量が増えることとなり、永久磁石２５の冷却効果が増大する。
　　［その他の実施形態］
　上記実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
　上述した実施形態では、軸方向貫通穴２８の軸方向に垂直な断面を円形状およびレーストラック形状について説明したがこれに限らず、楕円等でもよい。
　また、軸方向貫通穴２８は、１組の台座２３および永久磁石２５に３個以上形成してもよい。
　また、第１溝２４および第２溝２６が互いに対向するように形成されているがこれに限らず、周方向にずれていてもよい。
　また、回転子２０の円環部材２１は、支持部材２２で支持されているが、これに限らない。円板等により支持されてもよく、円環内の空洞を形成しなくてもよい。
　また、上述した実施形態では、固定子の外周と固定子枠４０の内周が接しているが、これに限らない。所定の半径方向間隔をあけてもよい。
　また、上記実施形態では、回転軸１０は、軸受に回転可能に支持されているが、これに限らない。例えば、軸部材を固定して、この軸部材に軸受を取り付けて、この軸受の外周に支持部材２２を固定してもよい。この場合、回転中心を通風路として用いることも可能になる。この場合の軸受は、軸部材に接する側が固定されて、半径方向外側（外周面）が回転するように構成されている。
　また、第１の実施形態～第６の実施形態それぞれの特徴を互いに組み合わせてもよい。例えば、第１溝２４の軸方向に垂直な断面を半円として、第２溝２６の当該断面を三角形としてもよい。
　１０…回転軸
　２０…回転子
　２１…円環部材
　２２…支持部材
　２３…台座
　２３ａ…座面
　２４…第１溝
　２５…永久磁石
　２５ａ…接着面
　２６…第２溝
　２８…軸方向貫通穴
　２８ａ…半径方向貫通穴
　２９…周方向間隙
　３０…固定子
　３２…空隙
　３８…内部ファン
　４０…固定子枠
　４５…放熱フィン

Claims (6)

  1. 　所定の軸周りを回転する回転軸と、
    　前記回転軸を半径方向外側から取り囲み前記回転軸に固定されて前記回転軸と共に回転する回転子と、
    　前記回転子を半径方向外側から取り囲む固定子と、
    　前記固定子鉄心を半径方向外側から取り囲むように構成された固定子枠と、
    　を有する回転電機において、
    　前記回転子は、
    　前記軸を半径方向外側から取り囲むように配置された円環状で、前記軸の周りを同軸に回転可能な円環部材と、
    　それぞれが軸方向に延びて、互いに周方向間隙を形成するように前記円環部材の半径方向外側の外周面に固定された複数の台座と、
    　前記各台座の半径方向外側にそれぞれ固定された複数の永久磁石と、
    　を有し、
    　前記各台座の半径方向外側面および前記各永久磁石の前記台座に接する半径方向内側面のうち少なくとも一方に、軸方向に延びて半径方向および軸方向に開口する溝が形成されていること、を特徴とする回転電機。
  2. 　前記溝が、前記各台座の半径方向外側面および前記各永久磁石の前記台座に接する半径方向内側面の両方に形成されていて、
    　前記各台座の半径方向外側面に形成された前記溝と、前記各永久磁石の前記台座に接する半径方向内側面に形成された前記溝とが、互いに対向するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
  3. 　前記溝は、それぞれの軸方向に垂直な断面が略半円であること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
  4. 　前記溝は、それぞれの軸方向に垂直な断面が略三角形であること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
  5. 　前記溝の軸方向の一方の側から反対側に送風可能なファン装置が設けられて、
    　前記各永久磁石の前記台座に接する半径方向内側面に形成された前記溝のうち、前記ファン装置による送風の下流側には、半径方向に貫通する貫通穴が形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の回転電機。
  6. 　前記回転軸には、回転軸と共に回転して送風可能なファン部材が取り付けられて、前記ファン部材により前記溝に空気が流れるように構成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の回転電機。
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