特許 6999522 表面磁石型電動機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-24

(45)【発行日】2022-01-18

(54)【発明の名称】表面磁石型電動機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/278 20220101AFI20220111BHJP

【ＦＩ】

H02K1/278

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018155494

(22)【出願日】2018-08-22

(65)【公開番号】P2020031487

(43)【公開日】2020-02-27

【審査請求日】2020-11-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100109058

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 敏郎

(72)【発明者】

【氏名】森田 晋也

(72)【発明者】

【氏名】北山 巧

(72)【発明者】

【氏名】千葉 政道

【審査官】池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０１４１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４５１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０９５４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１５５５４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－０１０９０９７（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を回転させるための電動機であって、
前記回転軸とともに回転するように当該回転軸に固定されるロータと、
前記回転軸を中心に前記ロータを取り囲むように配置され、前記ロータを電磁力によって回転させるステータと、を備え、
前記ロータは、前記回転軸に固定され、かつ、前記回転軸を中心とする円筒状の外周面を有するロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の外周面に配置されて前記ロータ鉄心の周方向に並ぶ複数の永久磁石であって、それぞれがネオジム磁石からなるものと、を含み、
前記ロータ鉄心は、前記回転軸に固定され、所定の外径を有する鉄心本体と、前記鉄心本体の外周部から前記ロータ鉄心の軸方向の一方である第１軸方向に突出し、前記鉄心本体の外径よりも小さな内径を有するとともに、前記鉄心本体と同じ外径を有する第１環状壁であって、前記第１軸方向に開口し且つ前記周方向に全周に亘って連続する第１環状溝を囲む第１内周面を有する第１環状壁と、前記鉄心本体の外周部から前記ロータ鉄心の軸方向の他方である第２軸方向に突出し、前記鉄心本体の外径よりも小さな内径を有するとともに、前記鉄心本体と同じ外径を有する第２環状壁であって、前記第２軸方向に開口し且つ前記周方向に全周に亘って連続する第２環状溝を囲む第２内周面を有する第２環状壁と、を含み、
前記ロータ鉄心の実際の体積である実体積は、前記ロータ鉄心の実体積と前記第１環状溝及び前記第２環状溝の各々の容積とを加算することで得られる前記ロータ鉄心の仮想体積の８０％以下であり、
前記第１環状壁及び前記第２環状壁が互いに同じ厚みｔを有するとともに当該厚みｔが０．５ｍｍ以上であり、
前記第１環状壁の高さｄ１と前記第２環状壁の高さｄ２とが同等であり、前記第１環状壁の突出高さｄ１と前記第２環状壁の突出高さｄ２の合計である合計高さｄと前記厚みｔとが、当該合計高さｄ及び当該厚みｔの単位をｍｍとしたとき、以下の式（１）を満たす、電動機。
ｄ≦５．１９ｔ^２＋１．９３ｔ＋３．４１ （１）

【請求項2】

請求項１記載の電動機であって、前記回転軸を回転可能に支持する軸受を備え、当該軸受の少なくとも一部が前記第１環状溝内に位置するように当該軸受が配置されている、電動機。

【請求項3】

請求項１または２記載の電動機であって、前記ロータ鉄心のうち前記第１環状溝を画定する面及び前記第２環状溝を画定する面の少なくとも一部に凹凸が形成されている、電動機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機に関し、詳しくは、回転軸に固定されたロータ鉄心及びその外周面上に配置される複数の永久磁石を有するロータを備えた表面磁石型の電動機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動機の一種として、表面磁石型の電動機が知られている。このような表面磁石型の電動機は、例えば特許文献１に記載されるように、回転軸に固定されたロータ鉄心と、ロータ鉄心の周方向に並ぶようにしてロータ鉄心の外周面上に固定された複数の永久磁石と、を有するロータを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－０４０９９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記のような電動機では、ロータの軽量化が求められている。そのための方策として、例えばロータ鉄心に溝等を形成してその体積を減少させることが考えられるが、当該溝等の形成はロータにおける表面磁束密度の著しい低下を招くおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、回転軸に固定されたロータ鉄心と、ロータ鉄心の周方向に並ぶようにしてロータ鉄心の外周面に固定された複数の永久磁石と、を有するロータを備える電動機であって、前記ロータにおける表面磁束密度の著しい低下を招くことなく前記ロータの軽量化が可能な電動機を提供することを目的とする。

【0006】

提供されるのは、回転軸を回転させるための電動機であって、前記回転軸とともに回転するように当該回転軸に固定されるロータと、前記回転軸を中心に前記ロータを取り囲むように配置され、前記ロータを電磁力によって回転させるステータと、を備える。前記ロータは、前記回転軸に固定され、かつ、前記回転軸を中心とする円筒状の外周面を有するロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の外周面に配置され、前記ロータ鉄心の周方向に並ぶ複数の永久磁石であってそれぞれがネオジム磁石からなるものと、を含む。前記ロータ鉄心は、前記回転軸に固定され、所定の外径を有する鉄心本体と、前記鉄心本体の外周部から前記ロータ鉄心の軸方向の一方である第１軸方向に突出し、前記鉄心本体の外径よりも小さな内径を有するとともに、前記鉄心本体と同じ外径を有する第１環状壁であって、前記第１軸方向に開口し且つ前記周方向に全周に亘って連続する第１環状溝を囲む第１内周面を有する第１環状壁と、前記鉄心本体の外周部から前記ロータ鉄心の軸方向の他方である第２軸方向に突出し、前記鉄心本体の外径よりも小さな内径を有するとともに、前記鉄心本体と同じ外径を有する第２環状壁であって、前記第２軸方向に開口し且つ前記周方向に全周に亘って連続する第２環状溝を囲む第２内周面を有する第２環状壁と、を含む。前記ロータ鉄心の実際の体積である実体積は、前記ロータ鉄心の実体積と前記第１環状溝及び前記第２環状溝の各々の容積とを加算することで得られる前記ロータ鉄心の仮想体積の８０％以下である。前記第１環状壁及び前記第２環状壁が互いに同じ厚みｔを有するとともに当該厚みｔが０．５ｍｍ以上である。さらに、前記鉄心本体２２０からの前記第１環状壁の突出高さｄ１及び前記第２環状壁の突出高さｄ２が互いに同等であり、かつ、前記第１環状壁の高さｄ１と前記第２環状壁の高さｄ２との合計である合計高さｄと前記厚みｔとが、当該合計高さｄ及び当該厚みｔの単位をｍｍとしたとき、以下の式（１）を満たす。

【0007】

ｄ≦５．１９ｔ^２＋１．９３ｔ＋３．４１ （１）
このような電動機においては、前記第１及び第２環状溝の形成によって、当該第１及び第２環状溝を含む仮想体積に対して実体積を８０％以下にすることにより、ロータの著しい軽量化が可能である。しかも、前記第１及び第２環状壁が前記式（１）を満たすことにより、特定の形状及び大きさを有することにより、表面磁束密度の著しい低下を招くことなく前記軽量化を実現することが可能である。その理由は後に詳述する。

【0008】

前記電動機が、前記回転軸を回転可能に支持する軸受を備える場合、当該軸受の少なくとも一部が前記第１環状溝内に配置されていることが、好ましい。このことは、当該軸受と前記ロータ鉄心とが軸方向にオーバーラップすることを可能にし、これにより電動機の軸方向の長さを小さくすることを可能にする。

【0009】

前記電動機において、前記ロータ鉄心のうち前記第１環状溝を画定する面及び前記第２環状溝を画定する面の少なくとも一部に凹凸が形成されていることが、好ましい。当該凹凸は、前記第１及び第２環状溝を画定する面の表面積をさらに増やすことによりロータ鉄心の放熱性を有効に高めることができる。

【発明の効果】

【0010】

以上のように、本発明によれば、ロータにおける著しい表面磁束密度の低下を招くことなく当該ロータの軽量化が可能な表面磁石型電動機が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態に係る電動機の断面正面図である。

【図2】前記電動機のロータ及び当該ロータが固定される回転軸を示す断面正面図である。

【図3】前記ロータ及び前記回転軸の平面図である。

【図4】前記ロータにおけるロータ鉄心の形状と前記ロータにおける表面磁束密度との関係について行われたシミュレーションの結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳述する。

【0013】

図１は、本発明の実施の形態に係る電動機１０を示す断面正面図である。当該電動機１０は、回転軸１２を回転させるためのものであり、軸方向、径方向及び周方向を有する。これらの方向は、回転軸１２の軸方向、径方向及び周方向とそれぞれ一致する。

【0014】

前記電動機１０は、いわゆる表面磁石型のもので、ロータ２０と、ステータ３０と、ロータ２０及びステータ３０を収容するケース４０と、を備える。

【0015】

前記ロータ２０は、前記回転軸１２とともに周方向に回転するように当該回転軸１２に外嵌されて固定されている。前記ロータ２０は、前記回転軸１２を全周にわたって囲むように周方向に連続する。前記ロータ２０は、前記回転軸１２と同心的に配置されている。

【0016】

ロータ２０は、ロータ鉄心２２と、複数の永久磁石２４と、を有する。

【0017】

前記ロータ鉄心２２は、円筒状の外周面２２Ｓを有しており、全体として円環形状を呈している。ロータ鉄心２２は、磁性材料によって形成されている。磁性材料は、例えば、鉄である。ロータ鉄心２２は、例えば、圧粉磁心を用いた鍛造加工によって形成されてもよいし、断面が円形の棒状鋼材に適当な加工を施すことによって形成されてもよい。当該適当な加工は、例えば切削加工、鍛造加工、あるいは鍛造加工と切削加工の組合せである。ロータ鉄心２２の詳細については後述する。

【0018】

前記複数の永久磁石２４は、前記ロータ鉄心２２の外周面２２Ｓ上で互いに間隔をおいて周方向に並ぶ位置で当該外周面２２Ｓ上に固定されている。当該複数の永久磁石２４のそれぞれは、径方向内側面及び径方向外側面を有してこれらの面が着磁されている。具体的に、前記ロータ鉄心２２の外周面２２Ｓに固定された複数の永久磁石２４のうち、周方向で隣り合う２つの永久磁石２４の一方の径方向外側面にはＮ極が着磁され、他方の径方向外側面にはＳ極が着磁されている。前記複数の永久磁石２４のそれぞれは、ネオジム磁石により構成される。当該ネオジム磁石は、ネオジム、鉄及びホウ素を主成分とする希土類磁石である。

【0019】

前記ロータ鉄心２２は３０ｍｍ以下の半径ｒ及び６０ｍｍ以下の全高（軸方向全長）Ｈを有する。その形状について後に詳述する。

【0020】

前記ステータ３０は、回転軸１２の回転中心軸線を中心に前記ロータ２０を取り囲むように配置され、当該ロータ２０を電磁力によって回転させる。前記ステータ３０は、ステータ本体３２と、複数のティース３４と、複数のステータコイル３６と、を有する。前記ステータ本体３２は、前記ロータ２０を囲む環状をなす。前記複数のティース３４は、前記ステータ本体３２の周方向に並ぶ複数の位置で当該ステータ本体３２から径方向内側に向かって突出する。前記複数のステータコイル３６は、電動機径方向に延びるコイル中心軸回りに前記複数のティース３４の各々に巻き回されたコイル素線により構成される。

【0021】

前記ケース４０は、ケース本体４２と、ケース蓋４４と、を有する。前記ケース本体４２は、円板状の底４２１と、当該底４２１の外周縁につながる円筒状の周壁４２２と、を含む。前記ケース本体４２全体は、前記電動機１０の軸方向の一方（図１では上方）に開口する形状、詳しくは前記周壁４２２の中心軸と前記回転軸１２の中心軸とが一致する形状、を有している。

【0022】

前記ケース本体４２は、前記ロータ２０及び前記ステータ３０を収容する。前記ステータ３０のステータ本体３２の外周面は、前記ケース本体４２の周壁４２２の内側面に固定されている。前記ケース蓋４４は、前記ケース本体４２の開口を塞ぐように当該ケース本体４２の軸方向の端面に固定されている。前記複数のステータコイル３６は、この実施の形態では、前記ケース本体４２の底４２１または前記ケース蓋４４に接触している。

【0023】

続いて、図２及び図３を参照しながら、ロータ鉄心２２の詳細について説明する。図２及び図３は、前記回転軸及びこれに固定される前記ロータ２０を示す断面正面図及び平面図である。

【0024】

前記ロータ鉄心２２は、鉄心本体２２０と、第１環状壁２２１と、第２環状壁２２２と、を含む。

【0025】

前記鉄心本体２２０は、前記回転軸１２を囲む円環状をなす。当該鉄心本体２２０は、前記回転軸１２の軸方向中間部分に固定されている。つまり、鉄心本体２２０は、その内周面が回転軸１２の外周面に接する状態で、当該回転軸１２と一体に回転するように当該回転軸１２に固定されている。

【0026】

前記第１環状壁２２１は、前記鉄心本体２２０の外周部から軸方向の一方である第１軸方向（図２では下方向）に延びている。前記第２環状壁２２２は、前記鉄心本体２２０の外周部から軸方向の他方である第２軸方向（図２では上方向）に延びている。前記第１及び第２環状壁２２１は互いに同一の形状、具体的には円筒形状、を有している。

【0027】

第１及び第２環状壁２２１，２２２は、それぞれ、鉄心本体２２０の外径と等しい外径を有する。前記第１及び第２環状壁２２１，２２２は、前記鉄心本体２２０の外径よりも小さく、かつ、前記回転軸１２の外径よりも大きい内径を有する。つまり、前記第１及び第２環状壁２２１，２２２は、前記回転軸１２の外周面から径方向外側に離れた第１内周面２２３及び第２内周面２２４をそれぞれ有する。

【0028】

前記第１内周面２２３は第１環状溝２５を囲み、前記第２内周面２２４は第２環状溝２６を囲む。前記第１環状溝２５は、前記回転軸１２の外周面と前記第１内周面２２３との間において全周にわたり周方向に連続する環状をなし、前記第１軸方向（図２では下向き）に開口する。前記第２環状溝２６は、前記回転軸１２の外周面と前記第２内周面２２４との間において全周にわたり周方向に連続する環状をなし、前記第２軸方向（図２では上向き）に開口する。つまり、前記第１及び第２環状壁２２１，２２２の第１及び第２内周面２２３，２２４は、それぞれ、前記第１環状溝２５及び前記第２環状溝２６の外周面を画定している。また、前記鉄心本体２２０の軸方向両端面は、それぞれ、前記第１環状溝２５及び前記第２環状溝２６の底面を画定している。

【0029】

この実施の形態に係る前記電動機１０は、前記回転軸１２を回転可能に支持するための複数の軸受、具体的には、図１に示すような第１軸受５１及び第２軸受５２、をさらに備える。

【0030】

前記第１軸受５１は、その一部（図１では上側部分）が前記第１環状溝２５内に入り込む位置で前記ケース４０に固定されている。詳しくは、前記ケース本体４２が、前記底４２１の中心部の上面から上向きに突出する筒状の軸受保持部４２３をさらに有し、当該軸受保持部４２３に前記第１軸受５１が嵌め込まれ、固定されることにより、当該軸受保持部４２３に当該第１軸受５１が保持されている。

【0031】

同様に、前記第２軸受５２は、その一部（図１では下側部分）が前記第２環状溝２６内に入り込む位置で前記ケース４０に固定されている。詳しくは、前記蓋４４の中心部が他の部分よりも下向きに凹む軸受保持部４４２を構成しており、当該軸受保持部４４２に前記第２軸受５２が嵌め込まれ、固定されることにより、当該軸受保持部４４２に当該第２軸受５２が保持されている。

【0032】

前記第１及び第２環状溝２５，２６の形成は、前記ロータ鉄心２２の大幅な体積の減少を可能にする。具体的に、当該ロータ鉄心２２の実際の体積（実体積）Ｖｒは、当該ロータ鉄心２２の仮想体積Ｖｖの８０％以下である（Ｖｒ≦０．８Ｖｖ）。前記仮想体積Ｖｖは、当該ロータ鉄心２２の実体積Ｖｒに前記第１環状溝２５及び第２環状溝２６の各々の容積Ｃ１，Ｃ２を加算したもの（Ｖｖ＝Ｖｒ＋Ｃ１＋Ｃ２）である。換言すれば、当該仮想体積は、前記第１環状溝２５及び前記第２環状溝２６が形成されていない（つまり第１環状溝２５及び第２環状溝２６が埋められた）と仮定した場合）におけるロータ鉄心２２の体積である。

【0033】

第１環状壁２２１及び第２環状壁２２２は、互いに同じ厚みであって０．５ｍｍ以上の厚みｔ（≧０．５ｍｍ）を有している。当該厚みｔは、電動機１０の径方向の寸法である。当該厚みｔが０．５ｍｍ以上であることは、前記複数の永久磁石２４の安定した保持を可能にする。

【0034】

前記第１及び第２環状壁２２１，２２２は、互いに等しい突出高さｄ１，ｄ２をそれぞれ有する。当該突出高さｄ１，ｄ２は前記電動機１０の軸方向に沿った寸法であって、前記鉄心本体２２０から突出する寸法である。前記突出高さｄ１，ｄ２の合計である合計高さｄ及び厚みｔの単位をそれぞれｍｍとしたとき、これらは以下の式（１）を満たす。

【0035】

ｄ≦５．１９ｔ^２＋１．９３ｔ＋３．４１ …（１）
前記合計高さｄ及び前記厚みｔが前記式（１）を満たすことは、ロータ２０における表面磁束密度の著しい低下を招くことなく前記第１及び第２環状溝２５，２６の形成によりロータ鉄心２２の大幅な軽量化を図ることを可能にする。以下、その理由を、図１～図３に示される前記電動機１０について行われたシミュレーションの結果を参照しながら説明する。

【0036】

前記ステータ３０の構造や、ステータ３０に用いられる磁性材料、及びステータ３０の励磁状態条件を一定に設定した場合、電動機１０のトルクはロータ２０の表面磁束密度に依存する。そこで、本発明者らは、ロータ鉄心２２の形状がロータ２０における表面磁束密度にどのような影響を与えるかについての検証を行った。具体的には、磁場解析ソフト（ＪＳＯＬ社の電磁界解析ソフトＪＭＡＧ（ｖｅｒ１４．０））を用いて、電動機１０のロータ２０の表面における磁束密度分布を解析した。

【0037】

前記シミュレーションの実行のために想定された条件は、以下のとおりである。

【0038】

前記複数の永久磁石２４の総数は８であって、互いに間隔をおいて周方向に並ぶ配列で前記ロータ鉄心２２の外周面２２Ｓ上に貼り付けられる。各永久磁石２４は、前記ロータ鉄心２２の軸方向全長にわたって、つまり前記鉄心本体２２０、第１環状壁２２１及び第２環状壁２２２に軸方向にまたがって、配置される。換言すれば、各永久磁石２４は、ロータ鉄心２２の全高（軸方向の全長）Ｈと等しい長さを有する。各永久磁石２４は約１０ｍｍの幅寸法（周方向に沿う長さ）を有し、互いに隣接する永久磁石２４の間には約１．５ｍｍの間隔が設けられる。また、各永久磁石２４は約１ｍｍの厚みを有する。

【0039】

前記ロータ鉄心２２は、炭素含有量区分「４５」の機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）であってかつ純鉄系軟磁性材料（ＥＬＣＨ２）からなる。一方、前記ステータ３０におけるティース３４の数は１２である。当該ステータ３０のステータ本体３２及び複数のティース３４は、互いに積層された複数の電磁鋼板（５０Ｈ６００）により構成される。

【0040】

前記ロータ鉄心２２のサイズについて、その直径（＝２ｒ）は３０ｍｍ、全高Ｈは３０ｍｍである。鉄心本体２２０の１／２高さ（鉄心本体２２０の軸方向の長さの１／２）をｈとすると、前記合計高さｄ（＝ｄ１＋ｄ２）は、ｄ＝Ｈ－２ｈで与えられる。

【0041】

電動機の磁束密度分布の解析のために解析モデルが用いられる。当該解析モデルは、前記電動機１０を前記ロータ２０の回転方向において４つに分割し、そのうちの１つをロータ２０の軸方向において２つに分割としたうちの１つである。

【0042】

前記シミュレーションでは、前記厚みｔ及び１／２高さｈを変化させた際のロータ表面の平均磁束密度が解析され、前記第１及び第２環状溝２５，２６が形成されていない場合（つまり、両環状壁２５，２６の容積Ｃ１，Ｃ２が０であってロータ鉄心２２の実体積Ｖｒが仮想体積Ｖｖと等しい場合）と比較される。

【0043】

表１は、前記第１及び第２環状溝２５，２６が形成されていない場合を「１」としたときの平均磁束密度Ｂａｖｅの解析結果、具体的には前記厚みｔ及び前記合計高さｄに対する平均磁束密度Ｂａｖｅの依存性についての解析結果、を示す。この結果は、前記合計高さｄ（＝ｄ１＋ｄ２）が大きいほど、また厚さｔが小さいほど、前記平均磁束密度Ｂａｖｅが減少することを示している。電動機１０のトルクは平均磁束密度Ｂａｖｅが高いほど大きくなるので、当該平均磁束密度Ｂａｖｅをトルクの指標にして解析結果を評価することが可能である。図４は、このような評価の結果を示している。図４において、第１及び第２環状溝２５，２６が形成されていない場合を「１」としたときに、前記指標が「０．９５」以上の場合が「○」、「０．９５」未満を「×」でそれぞれ表されている。

【0044】

【表1】

【0045】

図４の結果によれば、「○」の領域と「×」の領域との境界を画定する曲線を以下の式（２）に相当する２次曲線に近似することができる。

【0046】

ｄ＝５．１９ｔ^２＋１．９３ｔ＋３．４１ （２）
つまり、図４において前記式（２）により与えられる前記２次曲線の下側の領域では、平均磁束密度Ｂａｖｅについて「○」の評価を得ることができる一方、当該２次曲線の上側の領域では「×」の評価となる。このことは、当該式（２）に対応する前記式（１）が、第１及び第２環状溝２５，２６を形成しながらも十分な平均磁束密度Ｂａｖｅを確保するための条件であることを示している。ただし、実体積が仮想体積の８０％を超えるものは軽量化の達成という条件を満たさないものとして除外される。その除外される範囲は例えば回転軸１２の径に依存するが、当該回転軸１２の径によっては例えば図４において破線で囲まれた領域が好適な例から除外される。

【0047】

総じて、前記電動機１０における表面磁束密度Ｂａｖｅの低下を十分に抑えながらその軽量化を図るためには、当該電動機１０が以下の条件１～３を満たせばよい。

【0048】

条件１：ロータ鉄心２２の実体積Ｖｒがロータ鉄心２２の仮想体積Ｖｖの８０％以下である（Ｖｒ≦０．８Ｖｖ）。

【0049】

条件２：厚みｔが０．５ｍｍ以上である（ｔ≧０．５ｍｍ）。

【0050】

条件３：合計高さｄ及び厚みｔ（ともに単位はｍｍ）が前記式（１）を満たす（ｄ≦５．１９ｔ^２＋１．９３ｔ＋３．４１）。

【0051】

また、前記ロータ鉄心２２における前記第１及び第２環状溝２５，２６の形成は、当該ロータ鉄心２２の軽量化に加え、当該ロータ鉄心２２の表面積を増やしてその放熱性を高めることを可能にする。換言すれば、前記条件１～３を満たすことは、平均磁束密度Ｂａｖｅの著しい低下を招くことなくロータ鉄心２２の軽量化及び放熱性の向上の双方を実現することを可能にする。

【0052】

また、図１に示される前記電動機１０では、前記複数のステータコイル３６のそれぞれが前記ケース４０に対して軸方向に接触しているので、複数のステータコイル３６の各々への通電に起因して発生する熱を高い効率でケース４０に逃がすことができる。

【0053】

さらに、前記電動機１０においては、回転軸１２を回転可能に支持するための前記第１軸受５１の少なくとも一部（図１では上側部分）がロータ鉄心２２の第１環状溝２５内に入り込むように当該第１軸受５１が配置されているので、当該第１軸受５１と当該ロータ鉄心２２との軸方向のオーバーラップにより、前記電動機１０の軸方向の長さを小さくすることができる。

【0054】

同様に、前記電動機１０においては、回転軸１２を回転可能に支持するための前記第２軸受５２の少なくとも一部（図１では下側部分）がロータ鉄心２２の第２環状溝２６内に入り込むように当該第２軸受５２が配置されているので、当該第２軸受５２と当該ロータ鉄心２２との軸方向のオーバーラップにより、前記電動機１０の軸方向の長さを小さくすることができる。

【0055】

前記ロータ鉄心２２の放熱性をさらに向上させるために、第１環状溝２５及び第２環状溝２６の少なくとも一方についてこれを画定するロータ鉄心２２の内面に凹凸が形成されてもよい。当該凹凸は、第１内周面２２３または第２内周面２２４であってもよいし、前記第１及び第２環状溝２５，２６のうちの一方の底面、つまり鉄心本体２２０のうち軸方向を向く端面、に形成されてもよい。

【0056】

前記ロータ鉄心２２において第１及び第２環状溝２５，２６を画定する面の少なくとも一部に形成される凹凸は、当該凹凸を形成すべき面を凹ませて複数の凹部を形成すること、あるいは逆に、当該凹凸を形成すべき面に複数の凸部を与えること、のいずれによっても実現されることが可能である。後者の場合、前記凸部はロータ鉄心２２の径方向の外側に移行するにつれて回転方向下流側に延びる曲線状、例えば渦巻き羽根状、であることが好ましい。このような形状を有する凸部は、ロータの回転に伴ってロータ鉄心の内側に気流を発生させることができる。このことは、ロータ鉄心の放熱性のさらなる向上を可能にする。

【0057】

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されない。本発明は、例えば次のような態様を包含する。
（Ａ）回転軸及び軸受について
本発明において、回転軸及びこれを回転可能に支持するための軸受の具体的な配置は限定されない。例えば、本発明に係る複数の電動機が共通の長尺の回転軸の周囲にその軸方向に沿って並ぶように配置されてもよい。また、当該回転軸を支持する軸受は本発明に係る電動機に必須の要素ではない。例えば、当該軸受は当該電動機から離れた位置に設けられてもよい。
（Ｂ）複数の永久磁石について
本発明に係る電動機に含まれる永久磁石の総数及びその具体的な形状は限定されない。当該複数の永久磁石は、その周囲に配置されたステータが生成する電磁力の作用によって当該複数の永久磁石及びロータがともに回転するようにロータ鉄心の外周面上に周方向に配列されるものであればよい。

【符号の説明】

【0058】

１０ 電動機
２０ ロータ
２２ ロータ鉄心
２２Ｓ ロータ鉄心の外周面
２２０ 鉄心本体
２２１ 第１環状壁
２２２ 第２環状壁
２２３ 第１内周面
２２４ 第２内周面
２４ 永久磁石
２５ 第１環状溝
２６ 第２環状溝
３０ ステータ
５１ 第１軸受
５２ 第２軸受

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】