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公開番号2024165482
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023081723
出願日2023-05-17
発明の名称回転電機
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02K 11/01 20160101AFI20241121BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】フレームへの漏洩磁界を低減し、フレームを小型化できるようにする。
【解決手段】実施形態の回転電機は、磁界を発生する界磁部を有する回転子と、前記回転子の外径側に設けられ、前記界磁部で発生する磁界と相互作用する磁界を発生する固定子コイルを有する固定子とを具備し、前記回転子は、前記界磁部の回転子軸方向両側に配置される2つの磁性シールドを備えている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
磁界を発生する界磁部を有する回転子と、
前記回転子の外径側に設けられ、前記界磁部で発生する磁界と相互作用する磁界を発生する固定子コイルを有する固定子と、
を具備する回転電機において、
前記回転子は、
前記界磁部の回転子軸方向両側に配置される２つの磁性シールドを備えている、
回転電機。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記２つの磁性シールドは、前記回転子の回転軸に取り付けられている、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記固定子は、金属製のフレームを備え、
前記フレームは、少なくとも前記２つの磁性シールド、前記界磁部、および前記固定子コイルを取り囲むように配置されている、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記フレームは、当該回転電機の軸方向両側に位置する２つのフレーム部を含み、
前記２つの磁性シールドは、前記２つのフレーム部と前記界磁部との間の空間にそれぞれ配置されている、
請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記２つの磁性シールドの各々は、回転子軸方向から見たときの形が円環形状を成す１枚のプレートで形成されている、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記２つの磁性シールドの各々は、回転子軸方向から見たときの形が複数の扇形状もしくは四角形状を成す複数枚のプレートで形成されている、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記２つの磁性シールドの各々は、回転子軸方向に配列された複数枚のプレートで形成されている、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記２つの磁性シールドの各々は、回転子軸方向に配列された複数枚のプレートで形成されている、
請求項６に記載の回転電機。
【請求項９】
前記２つの磁性シールドの各々は、中心位置から外径側端部までの径方向長さが、前記回転子の回転軸中心から外周側端部までの径方向長さの１／３倍以上で且つ１倍以下である、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転電機に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
回転電機は、種々の産業分野において、小型化・軽量化が求められている。回転電機は、騒音防止や回転電機内への異物混入阻止の観点から、金属製のフレームで本体が覆われていることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２００６－５１８１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ある特定の分野では、回転電機の小型化・軽量化のために、強磁界化による出力密度の増加が求められている。回転電機の強磁界化に際しては、フレームが界磁部に近いと、フレーム側へ漏洩する磁界により損失が発生しやすくなる。フレームが導電体で構成される場合は、漏洩する磁界によってフレームに渦電流が流れ、過熱が生ずることがある。
このようなことから、界磁部とフレームとの間に一定以上の距離を確保せざるをえず、このことがフレームの小型化を困難にしている。
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、フレームへの漏洩磁界を低減し、フレームを小型化することを可能にする回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の回転電機は、磁界を発生する界磁部を有する回転子と、前記回転子の外径側に設けられ、前記界磁部で発生する磁界と相互作用する磁界を発生する固定子コイルを有する固定子とを具備し、前記回転子は、前記界磁部の回転子軸方向両側に配置される２つの磁性シールドを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フレームへの漏洩磁界を低減し、フレームを小型化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係る回転電機の一部の断面形状（回転軸に垂直な断面の形状）の一例を示す図である。
図２は、同回転電機の一部の断面形状（回転軸に平行な断面の形状）の一例を示す図である。
図３Ａは、同回転電機の回転子コイル３から発生する磁界を模式的に示す図（図１の中に磁界を描いた図）である。
図３Ｂは、同回転電機の回転子コイル３から発生する磁界を模式的に示す図（図２の中に磁界を描いた図）である。
図４は、磁性シールド５が設けられていない回転電機の回転子コイル３から発生する磁界を模式的に示す図である。
図５は、実施形態に係る回転電機における各部の寸法情報を示す図である。
図６は、磁性シールド５の回転子軸方向の設置位置によって変化する、フレーム部９ｃ上の観測箇所での磁束密度分布を示すグラフである。
図７は、磁性シールド５の回転子軸方向の設置位置によって変化する、固定子コイル７上の観測箇所での磁束密度分布を示すグラフである。
図８は、磁性シールド５の中心から外径側端部までの径方向長さ（磁性シールド半径）Ｒ１によって変化する、フレーム部９ｃ上の観測箇所での磁束密度分布を示すグラフである。
図９は、磁性シールド５の変形例１を示す回転電機の一部の断面形状（回転軸に垂直な断面の形状）の一例を示す図である。
図１０は、磁性シールド５の変形例２を示す回転電機の一部の断面形状（回転軸に平行な断面の形状）の一例を示す図である。
図１１は、２つの磁性シールド５の各々を構成するプレートの枚数によって変化する、フレーム部９ｃ上の観測箇所での磁束密度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
（全体の構成）
図１は、実施形態に係る回転電機の一部の断面形状（回転軸に垂直な断面の形状）の一例を示す図である。また、図２は、同回転電機の一部の断面形状（回転軸に平行な断面の形状）の一例を示す図である。なお、図２では、図示の複雑化を避けるため、回転電機の下半分の図示を省略し、上半分のみを図示している。図１中、一点鎖線で示すＣＬ１は、回転電機の回転軸中心（線）を表している。また、一点鎖線で示すＣＬ２は、回転電機の軸方向中央（面）を表している。
（【００１１】以降は省略されています）

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