(57)【要約】  電動機（１）は、フレーム（２）に収容されるシャフト（３）、シャフト（３）に取り付けられて、シャフト（３）と一体に回転する回転子（４）、フレーム（２）に取り付けられる固定子（７）、および、シャフト（３）を回転可能に支持する軸受（１３，１４）を備える。シャフト（３）の内、回転子（４）の端面から回転子（４）の外側へ延びる部分に、少なくとも１つの貫通孔が形成される。貫通孔の貫通方向は、シャフト（３）の回転軸（ＡＸ）とねじれの位置の関係にある、または、回転軸（ＡＸ）と交差する。
2019202692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸まわりに回転可能に支持されるシャフトと、
前記シャフトの径方向の外側に設けられ、前記シャフトと一体に回転する回転子と、
前記回転子と、径方向に間隔を空けて対向する固定子と、
前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
を備え、
前記シャフトの内、前記回転子の端面から前記回転子の外側へ延びる部分に、少なくとも１つの貫通孔が形成され、
前記少なくとも１つの貫通孔のそれぞれの貫通方向は、前記回転軸とねじれの位置の関係にある、または、前記回転軸と交差する、
電動機。
【請求項２】
前記回転軸を通る平面に対して対称な形状を有する２つの前記貫通孔が形成される、
請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記貫通方向は、前記回転軸と直交する面に平行である、
請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記貫通方向は、前記回転軸と直交する面と交差する、
請求項１または２に記載の電動機。
【請求項５】
前記シャフトの外周面において、前記貫通孔の径より径が大きい凹部が形成される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記少なくとも１つの貫通孔のそれぞれにおいて、一端の開口面積は、他端の開口面積より小さい、
請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記シャフトの一端が継手および歯車を介して鉄道車両の車軸に連結されることで、前記鉄道車両を駆動し、
前記少なくとも１つの貫通孔は、前記シャフトの内、前記回転子の端面から、前記シャフトの他端を回転可能に支持する前記軸受に向かって延びる部分に形成される、
請求項１から６のいずれか１項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機は、シャフトに取り付けられてシャフトと一体に回転する回転子、および、回転子と径方向に間隔を空けて対向する固定子を備える。電動機の高出力化による発熱量の増大または小型化による発熱密度の増大によって、固定子が有する固定子鉄心および固定子コイル、ならびに、回転子が有する回転子鉄心および回転子導体の温度が上昇する。そこで、特許文献１に開示される電動機は、回転子を冷却するため、回転子の外周と固定子の内周との間に形成される環状空隙に空気を吹き込む空気ノズルを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２５３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転子鉄心はシャフトに取り付けられているため、回転子鉄心の温度が上昇すると、シャフトの温度も上昇する。しかしながら、特許文献１に開示される電動機のように、回転子を冷却するだけでは、シャフトの冷却が十分にできない。シャフトの温度が上昇すると、シャフトを回転可能に支持する軸受の温度、および、軸受に充填される潤滑油の温度が上昇する。軸受および潤滑油の温度が上昇すると、軸受内部の空間の大きさの変化、潤滑剤の劣化等が生じてしまう。特許文献１に開示される電動機は、回転子が固定子の径方向の内側に設けられるインナーロータ式であるが、回転子が固定子の径方向の外側に設けられるアウターロータ式においても、同様の問題が生じ得る。【０００５】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、電動機のシャフトの冷却効率を高めることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の電動機は、シャフト、回転子、固定子、および軸受を備える。シャフトは、回転軸まわりに回転可能に支持される。回転子は、シャフトの径方向外側に設けられ、シャフトと一体に回転する。固定子は、回転子と、径方向に間隔を空けて対向する。軸受は、シャフトを回転可能に支持する。シャフトの内、回転子の端面から回転子の外側へ延びる部分に、少なくとも１つの貫通孔が形成される。少なくとも１つの貫通孔のそれぞれの貫通方向は、回転軸とねじれの位置の関係にある。あるいは、少なくとも１つの貫通孔のそれぞれの貫通方向は、回転軸と交差する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転軸とねじれの位置の関係にある、または、回転軸と交差する少なくとも１つの貫通孔をシャフトに形成することで、シャフトの冷却効率を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動機の断面図
【図２】実施の形態１に係るシャフトの正面図
【図３】実施の形態１に係るシャフトの断面図
【図４】実施の形態１に係るシャフトの上面図
【図５】遠心ファンの断面図
【図６】実施の形態１に係るシャフトの断面図
【図７】実施の形態１に係るシャフトの断面図
【図８】実施の形態１に係るシャフトの断面図
【図９】本発明の実施の形態２に係るシャフトの断面図
【図１０】実施の形態２に係るシャフトの上面図
【図１１】本発明の実施の形態３に係るシャフトの正面図
【図１２】実施の形態３に係るシャフトの断面図
【図１３】実施の形態３に係るシャフトの上面図
【図１４】本発明の実施の形態４に係るシャフトの正面図
【図１５】実施の形態４に係るシャフトの断面図
【図１６】実施の形態４に係るシャフトの上面図
【図１７】本発明の実施の形態５に係るシャフトの正面図
【図１８】実施の形態５に係るシャフトの断面図
【図１９】本発明の実施の形態６に係るシャフトの正面図
【図２０】実施の形態６に係るシャフトの断面図
【図２１】実施の形態６に係るシャフトの上面図
【図２２】本発明の実施の形態７に係るシャフトの正面図
【図２３】本発明の実施の形態８に係るシャフトの正面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態に係る電動機について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【００１０】
（実施の形態１）
図１に示すように、電動機１は、フレーム２、フレーム２に収容されるシャフト３、シャフト３と一体に回転する回転子４、および、フレーム２に取り付けられる固定子７を備える。図１において、Ｚ軸が鉛直方向であり、Ｙ軸は、シャフト３の回転軸ＡＸと平行であり、Ｘ軸はＹ軸およびＺ軸に直交する方向である。図１において、回転軸ＡＸを一点鎖線で示す。電動機１は、鉄道車両の駆動用電動機として用いられる。この場合、フレーム２は、鉄道車両の台車に固定され、シャフト３の一端は、継手および歯車を介して鉄道車両の車軸に連結される。回転子４は、シャフト３の径方向外側に設けられる。回転子４は、シャフト３に嵌合する回転子鉄心５および回転子鉄心５の外周面に形成された溝に挿入される回転子導体６を有する。また固定子７は、フレーム２に取り付けられた固定子鉄心８、および固定子鉄心８に形成された溝に挿入される固定子導体９を有する。回転子鉄心５の外周面と、固定子鉄心８の内周面は、間隔を空けて対向する。
【００１１】
電動機１はさらに、シャフト３に取り付けられて、シャフト３と一体に回転するファン１０を備える。また電動機１は、フレーム２に取り付けられる軸受箱１１，１２を備える。軸受箱１１は、軸受１３を保持する。また軸受箱１２は、軸受１４を保持する。軸受１３，１４は、シャフト３を回転可能に支持する。フレーム２には、吸気口２１および排気口２２が形成される。ファン１０の回転によって、吸気口２１から流入した空気は、回転子４と固定子７の間の隙間、および、回転子鉄心５に形成された通風路を通り、排気口２２から排気される。なお吸気口２１には、塵埃の侵入を防ぐカバー２３が設けられる。
【００１２】
シャフト３の内、回転子４の端面から回転子４の外側へ延びる部分に、後述する少なくとも１つの貫通孔が形成される。実施の形態１では、シャフト３の内、回転子４の端面から軸受１３に向かって延びる部分に、貫通孔が形成される。図１において二点鎖線で示す部分Ｒｅ１の拡大図を図２に示す。また図３は、図２におけるＡ−Ａ線での断面図である。図４は、シャフト３の上面図である。図２から図４に示すように、シャフト３に、断面形状が円形の貫通孔３１が形成される。貫通孔３１の貫通方向は、シャフト３の回転軸ＡＸとねじれの位置の関係にある。また貫通孔３１の貫通方向は、回転軸ＡＸと直交するＸＺ平面に平行である。
【００１３】
上述の構成を有する電動機１が通電されると、固定子導体９が回転磁界を形成し、回転磁界によって、回転子導体６に誘導電流が流れ、トルクが発生する。その結果、回転子鉄心５およびシャフト３が一体に回転する。シャフト３の軸受箱１２に近い一端は、図示しない継手および歯車を介して鉄道車両の車軸に連結されており、シャフト３が回転することで、鉄道車両は動力を得る。車軸に連結されるシャフト３の一端を駆動側、他端を反駆動側と呼ぶ。また電動機１が通電されると、固定子鉄心８および固定子導体９、ならびに、回転子鉄心５および回転子導体６の温度が上昇する。回転子鉄心５の温度が上昇することで、回転子鉄心５が嵌合しているシャフト３の温度も上昇する。
【００１４】
実施の形態１に係る電動機１では、上述のように、シャフト３に貫通孔３１が形成されることで、シャフト３の表面積が増大するため、シャフト３からシャフト３の周囲の空気に伝達される熱量が増大する。その結果、電動機１が通電される際のシャフト３の温度上昇を抑制することができる。また電動機１が通電され、図３において白抜きの矢印で示す方向にシャフト３が回転すると、貫通孔３１の内部において、黒色の矢印で示す方向に空気が流れる。シャフト３に形成された貫通孔３１の内部に空気が流れるため、貫通孔３１の内周面から熱を伝達された空気は、貫通孔３１の内部に滞留することなく、貫通孔３１の開口から排気される。そのため、シャフト３の冷却効率を向上させることが可能である。換言すれば、電動機１が通電される際のシャフト３の温度上昇を抑制することができる。なおシャフト３が図３において白抜きの矢印で示す方向と反対方向に回転する場合、黒色の矢印で示す方向と反対方向に、貫通孔３１の内部に空気が流れる。
【００１５】
シャフト３の回転時に貫通孔３１の内部に空気の流れが生じる原理について、一般的な遠心ファンを用いて説明する。図５に示すように、一般的な遠心ファンの羽根車５１は、ハブ５２、およびハブ５２から径方向に延びる翼５３を有する。羽根車５１は、回転軸ＡＸ’まわりに回転する。ハブ５２の半径をｒ１とし、羽根車５１の半径をｒ２とする。すなわち、翼５３の内径を２・ｒ１とし、外径を２・ｒ２とする。遠心ファンが、図５の白抜き矢印で示すように、反時計回りに回転するものとする。遠心ファンにおいては、径方向の外側に向かって空気の流れが発生し、翼５３の内周側から外周側に向かうにつれて、静圧が上昇する。翼５３の内周側における周速度をベクトルｕ１、相対速度をベクトルω１、絶対速度をベクトルｃ１で表す。また翼５３の外周側における周速度をベクトルｕ２、相対速度をベクトルω２、絶対速度をベクトルｃ２で表す。この場合、翼５３の内周側から外周側に向かう際の静圧上昇量ΔＰは、下記（１）式で表される。下記（１）式におけるρは空気密度である。
ΔＰ＝ρ・（ｕ２・ｃ２−ｕ１・ｃ１）      ・・・（１）
【００１６】
翼５３の内周側における速度と翼５３の外周側における速度の差が大きくなるにつれて、静圧上昇量ΔＰは大きくなる。換言すれば、翼５３の内径と外径の差が大きくなるにつれて、静圧上昇量ΔＰは大きくなる。静圧上昇量ΔＰが大きくなると、遠心ファンが発生させる風量は大きくなる。
【００１７】
上述の遠心ファンにおける静圧上昇の原理を実施の形態１に係る電動機１が有するシャフト３に適用する。シャフト３は、図６の白抜き矢印で示すように、反時計回りに回転するものとする。この場合に、図６において太い実線で示す貫通孔３１の内周面の一部が翼３２を形成するものとする。また図６において太い点線で示す貫通孔３１の内周面の一部が翼３３を形成するものとする。翼３２の内径を２・ｒ１、外径を２・ｒ２とする。また翼３３の内径を２・ｒ３、外径を２・ｒ２とする。貫通孔３１の貫通方向は、回転軸ＡＸとねじれの位置にあり、ｒ１＜ｒ３が成立する。図７に示すように、翼３２の内周側における周速度をベクトルｕ１、相対速度をベクトルω１、絶対速度をベクトルｃ１で表す。また翼３２の外周側における周速度をベクトルｕ２、相対速度をベクトルω２、絶対速度をベクトルｃ２で表す。図８に示すように、翼３３の内周側における周速度をベクトルｕ１’、相対速度をベクトルω１’、絶対速度をベクトルｃ１’で表す。また翼３３の外周側における周速度をベクトルｕ２’、相対速度をベクトルω２’、絶対速度をベクトルｃ２’で表す。この場合、翼３２の内周側から外周側に向かう際の静圧上昇量ΔＰは上記（１）式で表される。また翼３３の内周側から外周側に向かう際の静圧上昇量ΔＰ’は下記（２）式で表される。
ΔＰ’＝ρ・（ｕ２’・ｃ２’−ｕ１’・ｃ１’）      ・・・（２）
【００１８】
ｒ１＜ｒ３であるため、翼３２の内周側における速度と翼３２の外周側における速度の差は、翼３３の内周側における速度と翼３３の外周側における速度の差より大きい。したがって、ΔＰ＞ΔＰ’が成立する。翼３２が発生させる風量は翼３３が発生させる風量より大きいため、図３に示す矢印の方向に、貫通孔３１の内部に空気が流れる。貫通孔３１の内部に空気が流れることで、シャフト３から、貫通孔３１の内部を流れる空気に熱を伝達することができる。その結果、電動機１が通電される際のシャフト３の温度上昇を抑制することができる。上述のように、シャフト３に貫通孔３１を形成することで、シャフト３の冷却効率を高めることができる。
【００１９】
以上説明したとおり、実施の形態１に係る電動機１によれば、回転軸ＡＸとねじれの位置の関係にある貫通孔３１をシャフト３に形成することで、シャフト３の冷却効率を高めることが可能である。
【００２０】
（実施の形態２）
実施の形態１においては、１つの貫通孔３１がシャフト３に形成されたが、２つの貫通孔がシャフト３に形成されてもよい。実施の形態２に係る電動機１は、シャフト３の形状を除いて、図１に示す実施の形態１に係る電動機１と同様である。図９は、図２におけるＡ−Ａ線での断面図である。図１０は、シャフト３の上面図である。図９および図１０に示すように、シャフト３に、断面形状が円形の貫通孔３１，３４が形成される。貫通孔３１，３４のそれぞれの貫通方向は、シャフト３の回転軸ＡＸとねじれの位置の関係にある。また貫通孔３１，３４の貫通方向は、回転軸ＡＸと直交するＸＺ平面に平行である。なお図９において、回転軸ＡＸを通る面Ｐ１を一点鎖線で示す。貫通孔３１，３４は、回転軸ＡＸを通る面Ｐ１に対して対称な形状を有する。
【００２１】
図９において白抜きの矢印で示す方向にシャフト３が回転する場合、黒色の矢印で示す方向に貫通孔３１，３４の内部に空気の流れが生じる。シャフト３に形成された貫通孔３１，３４のそれぞれの内部に空気の流れが生じることで、シャフト３から、貫通孔３１，３４の内部を流れる空気に熱を伝達することができる。その結果、電動機１が通電される際のシャフト３の温度上昇を抑制することができる。なおシャフト３が図９において白抜きの矢印で示す方向と反対方向に回転する場合、黒色の矢印で示す方向と反対方向に、貫通孔３１の内部に空気の流れが生じる。
【００２２】
以上説明したとおり、実施の形態２に係る電動機１によれば、シャフト３の回転軸ＡＸとねじれの位置の関係にある貫通孔３１，３４をシャフト３に形成することで、シャフト３の冷却効率を高めることが可能である。また貫通孔３１，３４の形状は、回転軸ＡＸを通る平面に対して対称であり、回転軸ＡＸに対してシャフト３の質量の偏りが生じない。そのため、シャフト３の回転時に、貫通孔３１，３４を形成することによる振動が発生しない。
【００２３】
（実施の形態３）
実施の形態１においては、１つの貫通孔３１がシャフト３に形成され、実施の形態２においては、２つの貫通孔３１，３４がシャフト３に形成されたが、３つ以上の貫通孔がシャフト３に形成されてもよい。実施の形態３に係る電動機１は、シャフト３の形状を除いて、図１に示す実施の形態１に係る電動機１と同様である。図１において二点鎖線で示す部分Ｒｅ１の拡大図を図１１に示す。図１２は、図１１におけるＢ−Ｂ線での断面図である。図１３は、シャフト３の上面図である。図１１から図１３に示すように、シャフト３に、貫通孔３６，３７，３８が形成される。貫通孔３６，３７，３８のそれぞれの貫通方向は、シャフト３の回転軸ＡＸとねじれの位置の関係にある。また貫通孔３６，３７，３８の貫通方向は、回転軸ＡＸと直交するＸＺ平面に平行である。さらに貫通孔３６，３７，３８それぞれの貫通方向が成す角の大きさは互いに一致する。すなわち、貫通孔３６，３７それぞれの貫通方向が成す角の大きさ、貫通孔３７，３８それぞれの貫通方向が成す角の大きさ、および貫通孔３６，３８それぞれの貫通方向が成す角の大きさは、互いに一致する。
【００２４】
図１２において白抜きの矢印で示す方向にシャフト３が回転する場合、黒色の矢印で示す方向に貫通孔３６，３７，３８の内部に空気の流れが生じる。シャフト３に形成された貫通孔３６，３７，３８のそれぞれの内部に空気の流れが生じることで、シャフト３から、貫通孔３６，３７，３８の内部を流れる空気に熱を伝達することができる。その結果、電動機１が通電される際のシャフト３の温度上昇を抑制することができる。なおシャフト３が図１２において白抜きの矢印で示す方向と反対方向に回転する場合、黒色の矢印で示す方向と反対方向に、貫通孔３６，３７，３８の内部に空気の流れが生じる。
【００２５】
以上説明したとおり、実施の形態３に係る電動機１によれば、シャフト３の回転軸ＡＸとねじれの位置の関係にある貫通孔３６，３７，３８をシャフト３に形成することで、シャフト３の冷却効率を高めることが可能である。また貫通孔３６，３７，３８のそれぞれの貫通方向が成す角の大きさを互いに一致させて貫通孔３６，３７，３８を形成することで、回転軸ＡＸに対してシャフト３の質量の偏りが生じない。そのため、シャフト３の回転時に、貫通孔３６，３７，３８を形成することによる振動が発生しない。
【００２６】
（実施の形態４）
シャフト３の外周面において、貫通孔３１の周りに座繰り部を形成してもよい。実施の形態４に係る電動機１は、シャフト３の形状を除いて、図１に示す実施の形態１に係る電動機１と同様である。図１において二点鎖線で示す部分Ｒｅ１の拡大図を図１４に示す。図１５は、図１４におけるＣ−Ｃ線での断面図である。図１６は、シャフト３の上面図である。シャフト３に形成される貫通孔３１の形状は、実施の形態１と同様である。実施の形態４に係る電動機１においては、図１４から図１６に示すように、シャフト３の外周面において、貫通孔３１の周りに凹部３５が形成される。凹部３５の径は、貫通孔３１の径より大きい。凹部３５の中心軸は、貫通孔３１の中心軸と比べて、回転軸ＡＸを通るＹＺ平面から遠くに位置する。
【００２７】
シャフト３が回転する場合に、貫通孔３１の内部に生じる空気の流れは、実施の形態１と同様である。貫通孔３１の径より径が大きい凹部３５が形成されることで、静圧上昇量ΔＰが増大する。凹部３５の中心軸は、貫通孔３１の中心軸と比べて、回転軸ＡＸを通るＹＺ平面から遠くに位置することで、さらに静圧上昇量ΔＰを増大させることができる。静圧上昇量ΔＰが増大すると、貫通孔３１の内部に流れる空気の量が増大するため、シャフト３の冷却効率をさらに向上させることができる。
【００２８】
以上説明したとおり、実施の形態４に係る電動機１によれば、シャフト３の外周面において貫通孔３１の周りに凹部３５を形成することで、シャフト３の冷却効率を高めることが可能である。
【００２９】
（実施の形態５）
貫通孔３１，３４，３６，３７，３８のそれぞれにおいて、貫通方向に直交する断面の面積は一定であるが、貫通方向に直交する断面の面積は一定でなくともよい。実施の形態５に係る電動機１においては、断面の面積が一定でない貫通孔３９がシャフト３に形成される。図１において二点鎖線で示す部分Ｒｅ１の拡大図を図１７に示す。図１８は、図１７におけるＤ−Ｄ線での断面図である。図１７および図１８に示すように、シャフト３に、貫通孔３９が形成される。貫通孔３９の貫通方向は、シャフト３の回転軸ＡＸとねじれの位置の関係にある。また貫通孔３９の貫通方向は、回転軸ＡＸと直交するＸＺ平面に平行である。貫通孔３９の一端の開口面積は、他端の開口面積より小さい。シャフト３が回転する場合に、貫通孔３１の内部に生じる空気の流れは、実施の形態１と同様である。電動機１の回転方向が一定である場合に、空気が流入する貫通孔３９の一端の開口の面積を、他端の開口の面積より小さくすることで、風量が増大する。
【００３０】
以上説明したとおり、実施の形態５に係る電動機１によれば、断面の面積が一定でない貫通孔３９をシャフト３に形成することで、シャフト３の冷却効率を高めることが可能である。
【００３１】
（実施の形態６）
貫通孔３１，３４，３６，３７，３８，３９のそれぞれにおいて、貫通方向は、回転軸ＡＸとねじれの位置の関係にあるが、貫通孔の貫通方向は、回転軸ＡＸと交差してもよい。図１において二点鎖線で示す部分Ｒｅ１の拡大図を図１９に示す。図２０は、図１９におけるＥ−Ｅ線での断面図である。図２１は、シャフト３の上面図である。図１９から図２１に示すように、シャフト３に、貫通孔４０が形成される。貫通孔４０の貫通方向は、シャフト３の回転軸ＡＸと交差する。また貫通孔４０の貫通方向は、回転軸ＡＸと直交するＸＺ平面に平行である。貫通孔４０を形成することで、シャフト３の表面積が増大し、電動機１が通電される際のシャフト３の温度上昇を抑制することができる。
【００３２】
以上説明したとおり、実施の形態６に係る電動機１によれば、貫通孔４０をシャフト３に形成することで、シャフト３の冷却効率を高めることが可能である。
【００３３】
（実施の形態７）
貫通孔は、回転軸ＡＸの方向に並んで設けられてもよい。図１において二点鎖線で示す部分Ｒｅ１の拡大図を図２２に示す。実施の形態７に係る電動機１においては、実施の形態１に係る電動機１のシャフト３に形成される貫通孔３１に加えて、貫通孔３１と同じ形状の貫通孔４１がシャフト３に形成される。貫通孔３１，４１を形成することで、シャフト３の表面積が増大し、電動機１が通電される際のシャフト３の温度上昇を抑制することができる。またシャフト３が回転する際は、実施の形態１と同様に、貫通孔３１，４１の内部に空気の流れが生じる。シャフト３に形成された貫通孔３１，４１のそれぞれの内部に空気の流れが生じることで、シャフト３から、貫通孔３１，４１の内部を流れる空気に熱を伝達することができる。その結果、電動機１が通電される際のシャフト３の温度上昇を抑制することができる。
【００３４】
以上説明したとおり、実施の形態７に係る電動機１によれば、貫通孔３１，４１をシャフト３に形成することで、シャフト３の冷却効率を高めることが可能である。
【００３５】
（実施の形態８）
貫通孔の貫通方向は、回転軸ＡＸと直交する面と交差してもよい。図１において二点鎖線で示す部分Ｒｅ１の拡大図を図２３に示す。実施の形態８に係る電動機１においては、貫通孔４２が形成される。貫通孔４２の貫通方向は、ＸＺ平面と交差する。貫通方向がＸＺ平面と交差する貫通孔４２を形成することで、貫通方向がＸＺ平面に直交する面に平行な貫通孔よりも、貫通孔の内周面の面積を増大させることができる。その結果、シャフト３の表面積が増大し、電動機１が通電される際のシャフト３の温度上昇を抑制することができる。またシャフト３が回転する際は、実施の形態１と同様に、貫通孔４２の内部に空気の流れが生じる。シャフト３に形成された貫通孔４２のそれぞれの内部に空気の流れが生じることで、シャフト３から、貫通孔４２の内部を流れる空気に熱を伝達することができる。その結果、電動機１が通電される際のシャフト３の温度上昇を抑制することができる。
【００３６】
以上説明したとおり、実施の形態８に係る電動機１によれば、貫通孔４２をシャフト３に形成することで、シャフト３の冷却効率を高めることが可能である。
【００３７】
本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。貫通孔３１，３４，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２の断面形状は、円形に限られず、任意の形状である。一例として、楕円形、同一の直径の円の外縁を直線で繋いだ形状等でもよい。実施の形態２に係る電動機１のシャフト３に形成される貫通孔３１，３４に加えて、貫通孔３１，３４と同じ形状の２つの貫通孔をさらに形成してもよい。また実施の形態２に係る電動機１のシャフト３に形成される貫通孔３１，３４の貫通方向は、ＸＺ平面と交差してもよい。実施の形態４に係る電動機１において、貫通孔３１の中心軸と凹部３５の中心軸とが一致する位置に、凹部３５を形成してもよい。
【００３８】
上述の実施の形態においては、シャフト３の内、回転子４の端面から軸受１３に延びる部分に貫通孔が形成されているが、さらに、シャフト３の内、回転子４の端面から軸受１４に延びる部分に貫通孔を形成してもよい。
【００３９】
なお上述の実施の形態の内、複数の実施の形態を任意に組み合わせてもよい。例えば、実施の形態２に係る電動機１のシャフト３の外周面において、貫通孔３１，３４の周りに貫通孔３１，３４の径より径が大きい凹部３５を形成してもよい。また実施の形態４に係る電動機１のシャフト３の外周面において、貫通孔３６，３７，３８の周りに貫通孔３６，３７，３８の径より径が大きい凹部３５を形成してもよい。また貫通孔３１，３４，３６，３７，３８の一端の開口面積を他端の開口面積より小さくしてもよい。
【００４０】
電動機１は、ファン１０を備えずに、外部ブロワから送られる冷却風を内部に取り入れて内部を冷却してもよい。また上述の実施の形態においては、電動機１は外気を取り入れて内部を冷却する自己通風型の電動機であるが、電動機１は、全閉型の電動機でもよい。上述の実施の形態においては、電動機１は、回転子４が固定子７の径方向の内側に設けられるインナーロータ式であるが、本願発明は、回転子が固定子の径方向の外側に設けられるアウターロータ式にも適用可能である。
【００４１】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００４２】
１  電動機、２  フレーム、３  シャフト、４  回転子、５  回転子鉄心、６  回転子導体、７  固定子、８  固定子鉄心、９  固定子導体、１０  ファン、１１，１２  軸受箱、１３，１４  軸受、２１  吸気口、２２  排気口、２３  カバー、３１，３４，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２  貫通孔、３２，３３，５３  翼、３５  凹部、５１  羽根車、５２  ハブ。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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