JP2002186204A - 回転電機の固定子およびそれを用いた回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】振動および騒音の低減を十分に図ること。 【解決手段】固定子枠２と、当該固定子枠２に固定され
た固定子鉄心３とを備えて構成される回転電機の固定子
１において、固定子枠２の軸方向に直交する方向の断面
の外周を、１を除く奇数（好ましくは、回転電機の極数
に応じて適宜選択される、３，５，７のうちいずれか一
つの次数）正弦波形状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電動機、発
電機、同期機等の回転電機において、特に振動および騒
音の低減を十分に図れるようにした回転電機の固定子お
よびそれを用いた回転電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、回転電機の一つとして、例え
ば誘導電動機が知られている。

【０００３】図３５（ａ）および（ｂ）は、この種の従
来の誘導電動機の構成例を示す断面図である。

【０００４】図３５において、固定子１は、固定子枠２
と、当該固定子枠２に嵌合固定された固定子鉄心３とか
ら構成されている。

【０００５】また、回転子４は、軸受５を介して支承さ
れた回転軸６に、回転子鉄心７を取り付けて構成されて
いる。

【０００６】ところで、最近では、このような誘導電動
機を、インバータにより速度制御することが多くなって
きている。

【０００７】しかしながら、インバータによる速度制御
運転においては、速度が変化することから、電磁力の周
波数と誘導電動機の構造系の固有振動数とが一致して共
振現象となり、大きな騒音が発生するという問題点があ
る。そして、速度が変化することから、共振点を避ける
ことができない。

【０００８】そこで、このような共振現象による騒音を
低減するための手段として、例えば“実開昭５５−１０
９３５３号公報”に示されるものが知られている。

【０００９】図３６は、この種の従来の誘導電動機の構
成例を示す断面図である。

【００１０】図３６において、弾性体１２を介して弾性
はり１３を設け、当該弾性はり１３に、固定子鉄心３と
固定子枠２を弾性支持するようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の誘導電動機では、固定子枠２に対して固定
子鉄心３の振動を伝達し難くするためには、弾性はり１
３の剛性を小さくしなければならない。

【００１２】固定子鉄心３は、回転子７の駆動トルクの
反力として、周方向のトルクも受けており、弾性はり１
３は、固定子鉄心３の重量およびその周方向の力も支持
しなければならず、その弾性はり１３の剛性を小さくす
ることは困難である。

【００１３】したがって、固定子１から外部への振動伝
達の低減を十分には図れないことから、騒音の低減を十
分に図ることができない。

【００１４】本発明の目的は、振動および騒音の低減を
十分に図ることが可能な回転電機の固定子およびそれを
用いた回転電機を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明では、固定子枠と、当該
固定子枠に固定された固定子鉄心とを備えて構成される
回転電機の固定子において、固定子枠の軸方向に直交す
る方向の断面の外周を、外周平均半径ｒと当該外周平均
半径ｒからの変形量Ａとの比が０．０５≦Ａ／ｒ≦０．
５の範囲にあって、機械角をθとした場合に、下記式で
表わされる略正弦波形状Ｄに形成し、当該略正弦波形状
の次数ｎを、１を除く奇数次数としている。

【００１６】

【数３】

【００１７】また、請求項２に対応する発明では、上記
請求項１に対応する発明の回転電機の固定子において、
１を除く奇数次数としては、回転電機の極数に応じて適
宜選択される３，５，７のうちいずれか一つの次数とし
ている。

【００１８】従って、請求項１および請求項２に対応す
る発明の回転電機の固定子においては、固定子枠の軸方
向に直交する方向の断面の外周を、外周平均半径ｒと当
該外周平均半径ｒからの変形量Ａとの比が０．０５≦Ａ
／ｒ≦０．５の範囲にあって、機械角をθとした場合
に、上記式で表わされる略正弦波形状Ｄに形成し、当該
略正弦波形状の次数ｎを、１を除く奇数次数（好ましく
は、回転電機の極数に応じて適宜選択される、３，５，
７のうちいずれか一つの次数）とすることにより、固定
子枠には、電磁力モード次数Ｍと固有振動モード次数Ｎ
とが異なる（Ｍ≠Ｎ）ために、共振状態においても固定
子枠の外形に発生する振動が打ち消され、固定子で発生
する振動および騒音を極めて効果的に低減することがで
きる。

【００１９】一方、請求項３に対応する発明では、固定
子枠と、当該固定子枠に固定された固定子鉄心とを備え
て構成される回転電機の固定子において、固定子枠の軸
方向に直交する方向の断面の外周を、１を除く略奇数角
形に形成している。

【００２０】また、請求項４に対応する発明では、上記
請求項３に対応する発明の回転電機の固定子において、
１を除く略奇数角形としては、回転電機の極数に応じて
適宜選択される略三角形、略五角形、略七角形のうちい
ずれか一つの奇数角形としている。

【００２１】従って、請求項３および請求項４に対応す
る発明の回転電機の固定子においては、固定子枠の軸方
向に直交する方向の断面の外周を、１を除く略奇数角形
（好ましくは、回転電機の極数に応じて適宜選択され
る、略三角形、略五角形、略七角形のうちいずれか一つ
の奇数角形）に形成することにより、共振状態にあって
も固定子枠には電磁力モード次数Ｍの偶数に対して、三
角形、五角形、七角形の奇数角形であることから、固有
振動モードＮが奇数として発生し易くなり得るために、
固定子枠の外形に発生する振動が打ち消され、固定子で
発生する振動および騒音を極めて効果的に低減すること
ができる。

【００２２】一方、請求項５に対応する発明では、上記
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に対応する発明の
回転電機の固定子において、固定子枠を、固定子鉄心の
軸方向の両端部に分割して取り付けている。

【００２３】従って、請求項５に対応する発明の回転電
機の固定子においては、固定子枠を、固定子鉄心の軸方
向の両端部に分割して取り付けることにより、固定子で
発生する振動および騒音を極めて効果的に低減すること
ができる。すなわち、電動機等の回転電機の軽量化のニ
ーズに対応して、固定子枠を分割したものにおいては、
電磁力に対して、固定子枠が半径方向に打つ勝つだけの
機械的剛性を有していればよいことから、両端部に分割
した固定子枠であっても、電磁力モード次数Ｍと固有振
動モードＮとが異なるために、固定子鉄心と固定子枠の
外形に発生する振動が打ち消され、固定子で発生する振
動および騒音を極めて効果的に低減することができる。

【００２４】また、請求項６に対応する発明では、上記
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に対応する発明の
回転電機の固定子において、固定子枠を、固定子鉄心の
軸方向の両端部および略中央部に少なくとも１個取り付
けている。

【００２５】従って、請求項６に対応する発明の回転電
機の固定子においては、固定子鉄心の積厚さＬに対して
固定子鉄心の外形φＤがＬ≧Ｄの場合に、固定子枠を、
固定子鉄心の軸方向の両端部および略中央部に少なくと
も１個取り付けることにより、固定子で発生する振動お
よび騒音を極めて効果的に低減することができる。すな
わち、電磁力に対して、固定子枠が打ち勝つだけの機械
的剛性を有していればよいことから、両端部および中央
部に分割した固定子枠であっても、電磁力モード次数Ｍ
と固有振動モードＮとが異なるために、固定子鉄心と固
定子枠の外形に発生する振動が打ち消され、固定子で発
生する振動および騒音を極めて効果的に低減することが
できる。

【００２６】さらに、請求項７に対応する発明では、上
記請求項５に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を略
ｎ角形（ｎは１を除く奇数）とし、一方の固定子枠を基
準として、他方の固定子枠を周方向に（３６０／２ｎ）
度回転させている。

【００２７】従って、請求項７に対応する発明の回転電
機の固定子においては、固定子枠の軸方向に直交する方
向の断面の外周を略ｎ角形（ｎは１を除く奇数）とし、
一方の固定子枠を基準として、他方の固定子枠を周方向
に（３６０／２ｎ）度回転させることにより、固定子で
発生する振動および騒音を極めて効果的に低減すること
ができる。すなわち、電磁力の分布が、固定子鉄心の積
厚方向（軸方向）には一様の楕円であることから、固定
子鉄心の両端部の固定子枠が周方向に機械的剛性を変化
させることによって、電磁力による振動が分散すること
になるため、振動および騒音を低減することができる。
そして、固定子枠にはモード２（楕円）の変形が発生し
難くなり、固定子外形に生じる振動が打ち消し合い、こ
れにより固定子で発生する振動および騒音を極めて効果
的に低減することができる。

【００２８】さらにまた、請求項８に対応する発明で
は、上記請求項５に対応する発明の回転電機の固定子に
おいて、固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の角部
と固定子鉄心の内径中心点とを結ぶ延長線上に角でない
部分がくるような断面の多角形としている。

【００２９】従って、請求項８に対応する発明の電力変
換装置においては、固定子枠の軸方向に直交する方向の
断面の角部と固定子鉄心の内径中心点とを結ぶ延長線上
に角でない部分がくるような断面の多角形とすることに
より、固定子で発生する振動および騒音を極めて効果的
に低減することができる。すなわち、多角形の構造は、
電磁力の楕円モードを周方向に分散させることになるた
め、振動および騒音を低減することができる。そして、
固定子枠にはモード２（楕円）の変形が発生し難くな
り、固定子外形に生じる振動が打ち消し合い、これによ
り固定子の振動および騒音を極めて効果的に低減するこ
とができる。

【００３０】一方、請求項９に対応する発明では、上記
請求項５または請求項６に対応する発明の回転電機の固
定子において、それぞれの固定子枠を軸方向に結合する
リブを取り付けている。

【００３１】従って、請求項９に対応する発明の回転電
機の固定子においては、両端部のみ、もしくは両端部と
中央部に固定子枠を取り付けたものにおいて、それぞれ
の固定子枠を軸方向に結合するリブを取り付けることに
より、それぞれの固定子枠を結合するリブで結合するこ
とによって、両端部の固定子枠の機械的剛性が増して強
固され、軸方向の固定子鉄心の積厚が長くなっても、電
磁力に打ち勝つ剛性が確保できる。そして、固定子枠に
はモード２（楕円）の変形が発生し難くなり、固定子外
形に生じる振動が打ち消し合い、これにより固定子で発
生する振動および騒音を極めて効果的に低減することが
できる。

【００３２】また、請求項１０に対応する発明では、上
記請求項９に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、リブと固定子鉄心の外周とを、溶接、接着、ボルト
等の機械的結合手段で結合している。

【００３３】従って、請求項１０に対応する発明の回転
電機の固定子においては、リブと固定子鉄心の外周と
を、溶接、接着、ボルト等の機械的結合手段で結合する
ことにより、固定子鉄心の振動が直接にリブを介して固
定子枠に伝達され、軸方向の固定子鉄心の積厚が長くな
っても、電磁力に打ち勝つ構造系の剛性が確保できる。
また、固定子枠を結合するリブの位置を、固定子枠の角
と角および辺の中心と辺の中心を結ぶことにより、固定
子鉄心の変形が直接にリブを介して固定子枠に伝達され
るため、軸方向の固定子鉄心の積厚が長くなっても、電
磁力に打ち勝つ構造系の剛性が確保できる。そして、固
定子枠にはモード２（楕円）の変形が発生し難くなり、
固定子外形に生じる振動が打ち消し合い、これにより固
定子で発生する振動および騒音を極めて効果的に低減す
ることができる。

【００３４】一方、請求項１１に対応する発明では、固
定子枠を設けない固定子鉄心のみで構成される回転電機
の固定子において、固定子鉄心の軸方向に直交する方向
の断面の外周を、外周平均半径ｒ１と当該外周平均半径
ｒ１からの変形量Ｂとの比が０．０５≦Ｂ／ｒ１≦０．
５の範囲にあって、機械角をθとした場合に、下記式で
表わされる略正弦波形状Ｅに形成し、当該略正弦波形状
の次数ｎを、１を除く奇数次数としている。

【００３５】

【数４】

【００３６】また、請求項１２に対応する発明では、上
記請求項１１に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、１を除く奇数次数としては、回転電機の極数に応じ
て適宜選択される３，５，７のうちいずれか一つの次数
としている。

【００３７】従って、請求項１１および請求項１２に対
応する発明の回転電機の固定子においては、固定子鉄心
の軸方向に直交する方向の断面の外周を、外周平均半径
ｒ１と当該外周平均半径ｒ１からの変形量Ｂとの比が
０．０５≦Ｂ／ｒ１≦０．５の範囲にあって、機械角を
θとした場合に、上記式で表わされる略正弦波形状Ｅに
形成し、当該略正弦波形状の次数ｎを、１を除く奇数次
数（好ましくは、回転電機の極数に応じて適宜選択され
る、３，５，７のうちいずれか一つの次数）とすること
により、固定子枠がないものは、軸受と固定子鉄心とが
分離して別置きになっている機種であることから、固定
子枠がない機種でも、固定子鉄心の内径に作用した電磁
力は、固定子鉄心の外形に振動伝播した時には、モード
２（楕円）の変形が発生し難くなり、固定子鉄心の外形
に生じる振動が打ち消し合い、これにより固定子で発生
する振動および騒音を極めて効果的に低減することがで
きる。

【００３８】一方、請求項１３に対応する発明では、固
定子枠を設けない固定子鉄心のみで構成される回転電機
の固定子において、固定子鉄心の軸方向に直交する方向
の断面の外周を、１を除く略奇数角形に形成している。

【００３９】また、請求項１４に対応する発明では、上
記請求項１３に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、１を除く略奇数角形としては、回転電機の極数に応
じて適宜選択される略三角形、略五角形、略七角形のう
ちいずれか一つの奇数角形としている。

【００４０】従って、請求項１３および請求項１４に対
応する発明の回転電機の固定子においては、固定子鉄心
の軸方向に直交する方向の断面の外周を、１を除く略奇
数角形（好ましくは、回転電機の極数に応じて適宜選択
される、略三角形、略五角形、略七角形のうちいずれか
一つの奇数角形）に形成することにより、固定子枠がな
い場合でも、固定子鉄心の内径に作用した電磁力は、固
定子鉄心の外形に振動伝播した時には、モード２（楕
円）の変形が発生し難くなり、固定子鉄心の外形に生じ
る振動が打ち消し合い、これにより固定子で発生する振
動および騒音を極めて効果的に低減することができる。

【００４１】一方、請求項１５に対応する発明では、上
記請求項４に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、略三角形または略五角形の固定子枠の軸方向に直交
する断面における角部の固定子枠の厚さをｈ２とし、角
部と固定子鉄心の内径中心点とを結ぶ延長線上にある固
定子枠の厚さをｈ１とした場合に、ｈ２とｈ１との比
が、ｈ２／ｈ１＝２．５〜４．５の範囲内にあるように
している。

【００４２】従って、請求項１５に対応する発明の回転
電機の固定子においては、略三角形または略五角形の固
定子枠の軸方向に直交する断面における角部の固定子枠
の厚さをｈ２とし、角部と固定子鉄心の内径中心点とを
結ぶ延長線上にある固定子枠の厚さをｈ１とした場合
に、ｈ２とｈ１との比が、ｈ２／ｈ１＝２．５〜４．５
の範囲内にあるようにすることにより、固定子枠の厚さ
によるｈ２／ｈ１に関する剛性比のバランスから電磁力
が作用しにくくなるために、共振状態においても固定子
枠の外形に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で
発生する騒音を効果的に低減することができる。

【００４３】また、請求項１６に対応する発明では、上
記請求項１５に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、ｈ２とｈ１との比が、ｈ２／ｈ１＝３．０〜４．０
の範囲内にあるようにしている。

【００４４】従って、請求項１６に対応する発明の回転
電機の固定子においては、ｈ２とｈ１との比が、ｈ２／
ｈ１＝３．０〜４．０の範囲内にあるようにすることに
より、固定子枠の厚さによるｈ２／ｈ１に関する剛性比
のバランスから電磁力が作用しにくくなるために、共振
状態においても固定子枠の外形に発生する振動が打ち消
され、回転電機全体で発生する騒音をより一層効果的に
低減することができる。

【００４５】さらに、請求項１７に対応する発明では、
上記請求項１６に対応する発明の回転電機の固定子にお
いて、ｈ２とｈ１との比が、ｈ２／ｈ１＝３．５となる
ようにしている。

【００４６】従って、請求項１７に対応する発明の回転
電機の固定子においては、ｈ２とｈ１との比が、ｈ２／
ｈ１＝３．５となるようにすることにより、固定子枠の
厚さによるｈ２／ｈ１に関する剛性比のバランスから電
磁力が作用しにくくなるために、共振状態においても固
定子枠の外形に発生する振動が打ち消され、回転電機全
体で発生する騒音をさらにより一層効果的に低減するこ
とができる。

【００４７】一方、請求項１８に対応する発明では、上
記請求項４に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、略五角形の固定子枠の軸方向に直交する断面におけ
る角部の固定子枠の厚さをｈ２とし、固定子鉄心の継鉄
（ヨーク）厚さをｈ３とした場合に、ｈ３とｈ２との比
が、ｈ３／ｈ２≦０．８の範囲内にあるようにしてい
る。

【００４８】従って、請求項１８に対応する発明の回転
電機の固定子においては、略五角形の固定子枠の軸方向
に直交する断面における角部の固定子枠の厚さをｈ２と
し、固定子鉄心の継鉄（ヨーク）厚さをｈ３とした場合
に、ｈ３とｈ２との比が、ｈ３／ｈ２≦０．８の範囲内
にあるようにすることにより、共振状態にあってもその
固定子枠には電磁力モード次数Ｍに対して、固定子鉄心
との固定子枠とのｈ３／ｈ２に関する剛性比のバランス
から電磁力が作用しにくくなるために、固定子枠の外形
に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で発生する
騒音を効果的に低減することができる。

【００４９】また、請求項１９に対応する発明では、上
記請求項１８に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、ｈ３とｈ２との比が、０．２≦ｈ３／ｈ２≦０．４
の範囲内にあるようにしている。

【００５０】従って、請求項１９に対応する発明の回転
電機の固定子においては、ｈ３とｈ２との比が、０．２
≦ｈ３／ｈ２≦０．４の範囲内にあるようにすることに
より、共振状態にあってもその固定子枠には電磁力モー
ド次数Ｍに対して、固定子鉄心との固定子枠とのｈ３／
ｈ２に関する剛性比のバランスから電磁力が作用しにく
くなるために、固定子枠の外形に発生する振動が打ち消
され、回転電機全体で発生する騒音をより一層効果的に
低減することができる。

【００５１】さらに、請求項２０に対応する発明では、
上記請求項４に対応する発明の回転電機の固定子枠にお
いて、固定子枠に用いる材料の機械特性である縦弾性係
数をＥ２とし、固定子鉄心を構成する電気鉄板の縦弾性
係数をＥ１とした場合に、Ｅ２とＥ１との比が、Ｅ１／
Ｅ２＝２．５〜８０の範囲内にあるようにしている。

【００５２】従って、請求項２０に対応する発明の回転
電機の固定子においては、固定子枠に用いる材料の機械
特性である縦弾性係数をＥ２とし、固定子鉄心を構成す
る電気鉄板の縦弾性係数をＥ１とした場合に、Ｅ２とＥ
１との比が、Ｅ１／Ｅ２＝２．５〜８０の範囲内にある
ようにすることにより、固定子枠の材料がアルミ材、高
分子材のモールド材等に値する縦弾性率以上の材料であ
れば、固定子鉄心と固定子枠の外形に発生する振動が打
ち消され、回転電機全体で発生する騒音を効果的に低減
することができる。

【００５３】一方、請求項２１に対応する発明では、上
記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に対応する発明
の回転電機の固定子において、固定子枠に冷却フィンを
取り付け、冷却フィンの取り付け位置を、固定子枠の軸
方向に直交する方向の断面の角部を除く固定子枠の外周
上になるように冷却フィンを配置し、冷却フィンの高さ
を、角部の頂点を半径として略円形を形成するようにし
ている。

【００５４】従って、請求項２１に対応する発明の回転
電機の固定子においては、固定子枠に冷却フィンを取り
付け、冷却フィンの取り付け位置を、固定子枠の軸方向
に直交する方向の断面の角部を除く固定子枠の外周上に
なるように冷却フィンを配置し、冷却フィンの高さを、
角部の頂点を半径として略円形を形成することにより、
冷却フィンは、固定子枠の曲げ剛性に影響を有していな
いが、付加重量として作用する。すなわち、固定子枠の
厚さの薄い部分に冷却フィンの高さを調整することによ
り、重量バランスが円周上で均等になり、当該重量のバ
ランスの均等が良くなると、回転子の機械的アンバラン
スからくる振れ廻りによる振動成分が小さくなり、固定
子枠の全体に発生する振動が打ち消され、回転電機全体
で発生する騒音を効果的に低減することができる。さら
に、冷却フィンを円形に配列することにより、据え付け
面積をより小さくすることができる。

【００５５】また、請求項２２に対応する発明では、上
記請求項３または請求項４に対応する発明の回転電機の
固定子において、一方の略五角形の固定子枠を基準とし
て、他方の略五角形の固定子枠を周方向に３０度〜４２
度の間のいずれかの角度で回転させるようにしている。

【００５６】従って、請求項２２に対応する発明の回転
電機の固定子においては、一方の略五角形の固定子枠を
基準として、他方の略五角形の固定子枠を周方向に３０
度〜４２度の間のいずれかの角度で回転させるようにす
ることにより、電磁力の分布が鉄心の積厚方向（軸方
向）には一様の楕円分布であることから、固定子鉄心の
両端の固定子枠が周方向に機械的剛性を調整することに
より、電磁力による振動が分散する。この結果、固定子
枠にはモード２（楕円）の変形が発生しにくくなり、固
定子枠に生じる振動が打ち消し合い、これにより回転電
機全体の振動と騒音を低減することができる。

【００５７】さらに、請求項２３に対応する発明では、
上記請求項２２に対応する発明の回転電機の固定子にお
いて、他方の略五角形の固定子枠を周方向に３６度の角
度で回転させるようにしている。

【００５８】従って、請求項２３に対応する発明の回転
電機の固定子においては、他方の略五角形の固定子枠を
周方向に３６度の角度で回転させるようにすることによ
り、電磁力の分布が鉄心の積厚方向（軸方向）には一様
の楕円分布であることから、固定子鉄心の両端の固定子
枠が周方向に機械的剛性を調整することにより、電磁力
による振動が分散する。この結果、固定子枠にはモード
２（楕円）の変形が発生しにくくなり、固定子枠に生じ
る振動が打ち消し合い、これにより回転電機全体の振動
と騒音をより一層低減することができる。

【００５９】一方、請求項２４に対応する発明では、固
定子枠と、当該固定子枠に固定された固定子鉄心とを備
えて構成される回転電機の固定子において、固定子枠の
軸方向に直交する方向の断面の外周を、略円形、略四角
形、略台形、略長方形、正方形のうちいずれか一つの形
状とし、固定子鉄心の中心点に対して、略円形の固定子
枠の中心点、または略四角形、略台形、略長方形、正方
形のいずれかの形状の固定子枠の対角線の交点を、偏心
させるようにしている。

【００６０】従って、請求項２４に対応する発明の回転
電機の固定子においては、固定子枠の軸方向に直交する
方向の断面の外周を、略円形、略四角形、略台形、略長
方形、正方形のうちいずれか一つの形状とし、固定子鉄
心の中心点に対して、略円形の固定子枠の中心点、また
は略四角形、略台形、略長方形、正方形のいずれかの形
状の固定子枠の対角線の交点を、偏心させることによ
り、固定子枠の厚さによる剛性比ｈ２／ｈ１のバランス
から電磁力が作用しにくくなるために、共振状態におい
ても固定子枠の外形に発生する振動が打ち消され、回転
電機全体で発生する騒音を効果的に低減することができ
る。

【００６１】また、請求項２５に対応する発明では、上
記請求項２０に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を略
円形とし、固定子鉄心の外径をｄとし、略円形の固定子
枠の外径をＤとし、偏心量をε１とした場合に、ε１＝
（０．２５〜０．８）（Ｄ−ｄ）／２の範囲内で偏心さ
せるようにしている。

【００６２】従って、請求項２５に対応する発明の回転
電機の固定子においては、固定子枠の軸方向に直交する
方向の断面の外周を略円形とし、固定子鉄心の外径をｄ
とし、略円形の固定子枠の外径をＤとし、偏心量をε１
とした場合に、ε１＝（０．２５〜０．８）（Ｄ−ｄ）
／２の範囲内で偏心させることにより、固定子枠の厚さ
による剛性比ｈ２／ｈ１のバランスから電磁力が作用し
にくくなるために、共振状態においても固定子枠の外形
に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で発生する
騒音を効果的に低減することができる。

【００６３】さらに、請求項２６に対応する発明では、
上記請求項２５に対応する発明の回転電機の固定子にお
いて、ε１＝（０．７〜０．８）（Ｄ−ｄ）／２の範囲
内で偏心させるようにしている。

【００６４】従って、請求項２６に対応する発明の回転
電機の固定子においては、ε１＝（０．７〜０．８）
（Ｄ−ｄ）／２の範囲内で偏心させるようにすることに
より、固定子枠の厚さによる剛性比ｈ２／ｈ１のバラン
スから電磁力が作用しにくくなるために、共振状態にお
いても固定子枠の外形に発生する振動が打ち消され、回
転電機全体で発生する騒音をより一層効果的に低減する
ことができる。

【００６５】さらにまた、請求項２７に対応する発明で
は、上記請求項２６に対応する発明の回転電機の固定子
において、ε１＝０．８（Ｄ−ｄ）／２で偏心させるよ
うにしている。

【００６６】従って、請求項２７に対応する発明の回転
電機の固定子においては、ε１＝０．８（Ｄ−ｄ）／２
で偏心させるようにすることにより、固定子枠の厚さに
よる剛性比ｈ２／ｈ１のバランスから電磁力が作用しに
くくなるために、共振状態においても固定子枠の外形に
発生する振動が打ち消され、回転電機全体で発生する騒
音をさらにより一層効果的に低減することができる。

【００６７】一方、請求項２８に対応する発明では、上
記請求項２０に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を、
略長方形、略正方形のうちいずれか一つの形状とし、固
定子鉄心の外径をｄとし、略長方形の固定子枠の短辺、
もしくは略正方形の固定子枠の一辺の長さをｘとし、偏
心量をε２とした場合に、略長方形の固定子枠または略
正方形の固定子枠の対角線の交点から固定子鉄心の中心
を、ε２＝（ｘ−ｄ）／２．５〜（ｘ−ｄ）／８の範囲
内で偏心させるようにしている。

【００６８】従って、請求項２８に対応する発明の回転
電機の固定子においては、固定子枠の軸方向に直交する
方向の断面の外周を、略長方形、略正方形のうちいずれ
か一つの形状とし、固定子鉄心の外径をｄとし、略長方
形の固定子枠の短辺、もしくは略正方形の固定子枠の一
辺の長さをｘとし、偏心量をε２とした場合に、略長方
形の固定子枠または略正方形の固定子枠の対角線の交点
から固定子鉄心の中心を、ε２＝（ｘ−ｄ）／２．５〜
（ｘ−ｄ）／８の範囲内で偏心させることにより、全体
の重量が大きくなることなく、固定子枠の厚さによる剛
性比ｈ２／ｈ１のバランスから電磁力が作用しにくくな
るために、共振状態においても固定子枠の外形に発生す
る振動が打ち消され、回転電機全体で発生する騒音を効
果的に低減することができる。

【００６９】また、請求項２９に対応する発明では、上
記請求項２０に対応する発明の回転電機の固定子におい
て、固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を略
台形とし、固定子鉄心の外径をｄとし、略台形の固定子
枠の高さをｈとし、偏心量をε３とした場合に、略台形
の固定子枠の高さのｈ／２から固定子鉄心の中心を、ε
３＝（ｈ−ｄ）／２．５〜（ｈ−ｄ）／８の範囲内で偏
心させるようにしている。

【００７０】従って、請求項２９に対応する発明の回転
電機の固定子においては、固定子枠の軸方向に直交する
方向の断面の外周を略台形とし、固定子鉄心の外径をｄ
とし、略台形の固定子枠の高さをｈとし、偏心量をε３
とした場合に、略台形の固定子枠の高さのｈ／２から固
定子鉄心の中心を、ε３＝（ｈ−ｄ）／２．５〜（ｈ−
ｄ）／８の範囲内で偏心させることにより、固定子枠の
厚さによるに関する剛性比のバランスから電磁力が作用
しにくくなるために、共振状態においても固定子枠の外
形に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で発生す
る騒音を効果的に低減することができる。

【００７１】一方、請求項３０に対応する発明では、固
定子と回転子とを備えて構成される回転電機において、
固定子として、上記請求項１乃至請求項２３のいずれか
１項に対応する発明の固定子を備えている。

【００７２】従って、請求項３０に対応する発明の回転
電機の固定子においては、固定子として、上記請求項１
乃至請求項２３のいずれか１項に対応する発明の固定子
を備えることにより、回転電機全体で発生する振動およ
び騒音を極めて効果的に低減することができる。

【００７３】

【発明の実施の形態】初めに、本発明の考え方の前提と
なる騒音の発生メカニズムについて説明する。

【００７４】図２７は、騒音発生のメカニズムを説明す
るための図である。

【００７５】図２７に示すように、回転子鉄心と固定子
鉄心とのエアギャップに働く電磁力の周波数と、固定子
鉄心の固有振動数とが共振した場合、固定子枠（フレー
ム）が著しく振動し、その振動が空気中に放射されて騒
音として発生する。

【００７６】この電磁力による固定子枠の変形モード
は、一般的に、円環振動モードの楕円形状（ｎ＝２）で
ある。

【００７７】この円環振動モードとは、図２８に示すよ
うな半径方向に外形が変形するモードであり、膨張収縮
（モードｎ＝０）、並進（モードｎ＝１）、楕円（モー
ドｎ＝２）、三角形（モードｎ＝３）、四角形（モード
ｎ＝４）、五角形（モードｎ＝５）等で表わされる。

【００７８】従来において、誘導電動機における固定子
鉄心３、およびこれを収容する固定子枠２の横断面（回
転軸に直角）の外周は、前記図３５に示したように、円
筒状あるいは四角形である場合が多い。

【００７９】この場合に、騒音を測定した結果を図２９
に示す。

【００８０】図２９において、横軸は騒音レベル、横軸
は運転周波数を示している。

【００８１】図２９から、誘導電動機の運転周波数が４
０Ｈｚから６０Ｈｚの間に、大きなピークが見られる。
これが、共振の影響で発生した騒音である。

【００８２】次に、騒音発生の原理について、具体的に
説明する。

【００８３】電磁力は、回転磁界であることから、固定
子鉄心のある位置から見ると、図３０に示すように、固
定子鉄心の内径に強制振動として、主にｎ＝２（楕円）
で時間的に回転して変化していくモードが発生する。

【００８４】上記の電磁力モードを式で表わしたもの
を、式（１）に示す。

【００８５】

【数５】

【００８６】ここで、ｆ_M ：電磁力、Ａ：電磁力の振
幅、ω：電磁力の角振動数、Ｍ：電磁力のモード次数、
θ：機械角、ｔ：時間。

【００８７】一方、固定子枠の固有振動モードφ_N は、
図２８に示すように、円環の面内振動のみを考えると、
式（２）に示すようになる。

【００８８】

【数６】

【００８９】ここで、φ_N ：円環の固有振動モード、Φ
_N ：固有振動モードの振幅、Ｎ：固有振動モード次数、
α：位相。

【００９０】上記式（１）と式（２）とから、誘導電動
機に働く電磁力による振動振幅をｚとすると、式（３）
で表わすことができる。

【００９１】

【数７】

【００９２】これは、ある角度θにおける振動であるか
ら、円環全体の振動振幅Ｚは、θについて円環を全円周
で積分することによって、式（４）により求めることが
できる。

【００９３】この式（４）から、振動は、電磁力モード
と固有モードとの積によって求めることができる。

【００９４】

【数８】

【００９５】次に、具体的な数値を代入して計算する。

【００９６】電磁力モードＭ＝２と固有振動モードＮ＝
２の発生する振動Ｚは、図３１（ａ）に示すように、ベ
クトル積から求めることができる。

【００９７】ここで、半径方向の外向きがプラス、内向
きがマイナスとする。

【００９８】計算する点数は、概略計算として、代表点
として円周上に８点とする。

【００９９】図３１（ａ）において、電磁力モードＭ＝
２、固有ベクトルＮ＝２の場合、以下のベクトル積の行
列式（５）で示すように計算することができる。

【０１００】行列式の数値は、図３１（ａ）に示す各８
点のモード形のベクトル量として示している。

【０１０１】

【数９】

【０１０２】電磁力モードＭ＝２と固有振動モードＮ＝
２との組み合わせは、ベクトル積の値がＺ＝４となる大
きさの振動が発生する。

【０１０３】次に、電磁力モードＭ＝２と固有振動モー
ドＮ＝３との組み合わせで発生する振動Ｚは、図３１
（ｂ）に示すように、ベクトル積の計算で求めることが
できる。

【０１０４】

【数１０】

【０１０５】電磁力モードＭ＝２と固有モードＮ＝３と
の組み合わせでは、Ｚ＝０となり、振動が発生しない。

【０１０６】次に、電磁力モードＭ＝２と固有振動モー
ドＮ＝５との発生する振動Ｚは、図３１（ｃ）に示すよ
うに、ベクトル積の計算で求めることができる。

【０１０７】

【数１１】

【０１０８】電磁力モードＭ＝２と固有モードＮ＝５で
は、Ｚ＝０となり、この条件でも振動が発生しない。

【０１０９】以上のような関係から、電磁力モード次数
２に対して、固有振動数の次数を３と５にすることが、
振動を発生させない条件である。

【０１１０】上記電磁力による強制モードがＭ＝２（楕
円）であると、固定子枠の外形を、円環振動モードｎ＝
３，５，７にすることにより、電磁力モードと固有モー
ドとのベクトル関係から振動が打ち消し合い、振動が低
減できる。

【０１１１】これは、固定子鉄心に誘起する電磁加振力
に対して固定子鉄心が共振しても、確実に振動が低減で
きることを意味する。

【０１１２】固定子鉄心に誘起する電磁加振力の強制モ
ードＭは、円環振動モードＭ＝２，４，６，８の偶数で
あるから、固定子鉄心、および固定子枠の断面の外周
を、円環振動モードｎ＝３，５，７の奇数とすることに
より、モードが一致しない。

【０１１３】上記理論を証明するために、固定子枠の外
形の形状を変えて製作し、実験によって検証した。

【０１１４】実際の誘導電動機において、電磁強制の励
振力モード次数を把握することは困難である。

【０１１５】そこで、固定子鉄心の内径に加振器を取り
付け、多点励振試験法による実験で検証を行なった。

【０１１６】強制力は、加振器を１２個用意して等間隔
で配置し、それぞれの加振器の加振力は一定とし、隣り
合う加振器の位相を４５度ずらすことによって、固定子
鉄心の内径の円周上に強制力モードＭ＝２で与えること
ができる。

【０１１７】加振器の周波数を０〜２５００Ｈｚまで変
化させ、振動加速度で評価した。

【０１１８】図３２（ａ）に示すように、横断面（回転
軸に直角）の外周が円形の場合、ｎ＝２が特に大きく発
生し、次数ｎ＝４、６が続いて大きく発生している。

【０１１９】ｎ＝３，５は、ｎ＝２，４，６に比較する
と小さいことが確認できる。

【０１２０】図３２（ｂ）の断面の外周が四角形の場合
には、ｎ＝２とｎ＝４が大きいことが分かる。また、ｎ
＝３，５は、小さいことが分かる。

【０１２１】また、図３３（ａ）に示すように、断面の
外周がｎ＝２の場合には、ｎ＝２が特に大きく発生し、
ｎ＝４，６が続いて大きい。

【０１２２】図３３（ｂ）の断面の外周がｎ＝４の場合
においても、ｎ＝４は大きくなっていることが認められ
る。

【０１２３】図３３（ｃ）においては、断面の外周がｎ
＝６の場合には、ｎ＝６が特に大きくなっていることが
認められる。

【０１２４】さらに、図３４（ａ）に示す断面の外周が
ｎ＝３の場合には、加速度が全体的に小さいことが認め
られる。

【０１２５】図３４（ｂ）の断面の外周がｎ＝５の場合
においても、加速度が全体的に小さいことが認められ
る。

【０１２６】図３４（ｃ）においては、断面の外周がｎ
＝７の場合には、図３４（ａ），（ｂ）に比較してやや
大きくなってきているが、加速度のレベルは小さいとい
える。

【０１２７】これは、次数が大きくなると、断面の外周
が円形に近づくからである。次数ｎの上限を、ｎ＝７の
範囲とした理由である。

【０１２８】以上のような実験結果からも認められるよ
うに、電磁力モード次数Ｍ＝２に対して、断面の外周が
奇数であり、振動モードの次数Ｎが一致しなければ、振
動が大きくならないことが明らかとなった。

【０１２９】ここで、固定子断面の外周と固有モードと
の関係は、断面の外周をどのような形状にしたとして
も、円環の固有モードは存在する。

【０１３０】しかしながら、固定子枠の断面の外周をｎ
＝３にすることにより、固有モードＮ＝２の振動振幅が
抑制されて発生しなくなる。

【０１３１】逆に、断面の外周をｎ＝３とすることによ
り、固有モードＮ＝３の振動振幅は大きくなることを意
味する。

【０１３２】すなわち、振動の大きさは、加振力モード
Ｍと固有モードＮのモード次数の関係によって決まり、
振動を効果的に低減するめには、組み合わせを一致させ
ないことが要件となる。

【０１３３】以上のような点から、本発明では、固定子
枠または固定子鉄心の軸方向に直交する方向の断面の外
周を、１を除く奇数（好ましくは、回転電機の極数に応
じて適宜選択される、３，５，７のうちいずれか一つの
次数）正弦波形状、または１を除く略奇数角形（好まし
くは、回転電機の極数に応じて適宜選択される、略三角
形、略五角形、略七角形のうちいずれか一つの奇数角
形）に形成するものである。

【０１３４】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明す
る。

【０１３５】（第１の実施の形態：請求項１、請求項２
に対応）図１（ａ）（ｂ）は、本実施の形態による回転
電機の固定子の構成例を示す縦断面図および横断面（固
定子枠の軸方向に直交する方向の断面）図である。

【０１３６】なお、回転電機の全体構成は、図３５およ
び図３６の従来と同様の構成であるので、同一要素には
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【０１３７】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図１に示すように、固定子枠２と、当該固
定子枠２に嵌合固定された固定子鉄心３とを備えて構成
されるものにおいて、固定子枠２の軸方向に直交する方
向の断面の外周を、外周平均半径ｒと当該外周平均半径
ｒからの変形量Ａとの比が０．０５≦Ａ／ｒ≦０．５の
範囲にあって、機械角をθとした場合に、下記式で表わ
される略正弦波形状Ｄに形成し、当該略正弦波形状の次
数ｎを、１を除く奇数次数として構成している。

【０１３８】

【数１２】

【０１３９】ここで、１を除く奇数次数ｎとしては、回
転電機の極数に応じて適宜選択される、３，５，７のう
ちいずれか一つの次数とすることが好ましい。

【０１４０】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１の作用について説明する。

【０１４１】回転電機の運転が開始されると、回転軸６
が回転するようになる。

【０１４２】この時、回転電機における固定子鉄心３と
回転子鉄心７との間のギャップに発生する電磁力によっ
て、固定子鉄心３が半径方向に変形振動するようにな
り、この振動が固定子枠２に伝達されるようになる。そ
して、共振状態になると、大きな振動と騒音になって問
題となる。

【０１４３】この点、本実施の形態の回転電機の固定子
においては、固定子枠２の軸方向に直交する方向の断面
の外周を、外周平均半径ｒと当該外周平均半径ｒからの
変形量Ａとの比が０．０５≦Ａ／ｒ≦０．５の範囲にあ
って、機械角をθとした場合に、上記式で表わされる略
正弦波形状Ｄに形成し、当該略正弦波形状の次数ｎを、
１を除く奇数次数（好ましくは、回転電機の極数に応じ
て適宜選択される、３，５，７のうちいずれか一つの次
数）としていることにより、固定子枠２には、電磁力モ
ード次数Ｍと固有振動モード次数Ｎとが異なる（Ｍ≠
Ｎ）ために、共振状態においても固定子枠２の外形に発
生する振動が打ち消され、固定子１で発生する振動およ
び騒音を極めて効果的に低減することができる。

【０１４４】ここで、０．０５≦Ａ／ｒ≦０．５におけ
る、０．０５と０．５の値は、正弦波を形成する断面の
最小と最大の限界を示している。

【０１４５】すなわち、正弦波の次数をｎとした場合、
ｎ＝３，５，７の奇数とした回転電機の固定子としてい
るので、前記で説明した電磁力モードＭと固有モードＮ
とが一致していないことから、電磁力モード次数Ｍ＝２
に対して、固有振動モード次数Ｎ＝３，５，７の条件に
すると、固定子枠２にはモード２（楕円）の変形が発生
し難くなり、固定子１外形に生じる振動が打ち消し合
い、これにより固定子１の振動および騒音を低減するこ
とができる。

【０１４６】図２は、実験による回転電機の運転周波数
と騒音との関係を示す特性図である。

【０１４７】従来の固定子枠１の軸方向に直交する方向
の断面の形状が円形では、図２９に示した結果と比較し
てみると、共振点でピークが大きく発生していたもの
が、固定子枠１の外形がｎ＝３およびｎ＝５では、図２
に示すように共振点にあってもピークが消滅している。

【０１４８】よって、このような構成とすることによ
り、電磁力モードと固有モードとが異なることによって
打ち消し合い、振動および騒音を十分に低減できること
ができる。

【０１４９】図３は、次数ｎと騒音レベルとの関係を示
す特性図である。

【０１５０】図３において、横軸に次数ｎを３〜２５次
まで、縦軸に騒音レベルの最大値を示している。

【０１５１】この図３は、図２と図２９の回転電機の運
転周波数と騒音との関係から得られたものを整理し、騒
音レベルの最大ピーク値を拾い上げてグラフ化したもの
である。

【０１５２】図３から明らかなように、次数ｎ＝３，
５，７の条件において、騒音が低いことがわかる。従っ
て、本実施の形態では、騒音低減に効果があった次数ｎ
を３，５，７としているものである。

【０１５３】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、固定子枠２の軸方向に直交する方向
の断面の外周を、ｎ＝３，５，７の奇数正弦波形状に形
成するようにしているので、電磁力モードと固有モード
とが異なることによって打ち消し合い、固定子１で発生
する振動および騒音を極めて効果的に低減することが可
能となる。

【０１５４】（第２の実施の形態：請求項３、請求項４
に対応）図４（ａ）は、本実施の形態による回転電機の
固定子の構成例を示す縦断面図および横断面（固定子枠
の軸方向に直交する方向の断面）図である。

【０１５５】なお、回転電機の全体構成は、図３５およ
び図３６の従来と同様の構成であるので、同一要素には
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【０１５６】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図４に示すように、固定子枠２と、当該固
定子枠２に嵌合固定された固定子鉄心３とを備えて構成
されるものにおいて、固定子枠２の軸方向に直交する方
向の断面の外周を、１を除く略奇数角形に形成して構成
している。

【０１５７】ここで、１を除く略奇数角形としては、回
転電機の極数に応じて適宜選択される、略三角形、略五
角形、略七角形のうちいずれか一つの奇数角形とするこ
とが好ましい。

【０１５８】また、略というのは、角が丸まっていた
り、辺が曲がっていたり、あるいは図４（ｂ）に示すよ
うに、星形であってもよいということである。

【０１５９】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２の軸
方向に直交する方向の断面の外周を、１を除く略奇数角
形（好ましくは、回転電機の極数に応じて適宜選択され
る、略三角形、略五角形、略七角形のうちいずれか一つ
の奇数角形）に形成していることにより、共振状態にあ
っても固定子枠２には電磁力モード次数Ｍの偶数に対し
て、三角形、五角形、七角形の奇数角形であることか
ら、固有振動モードＮが奇数として発生し易くなり得る
ために、固定子枠２の外形に発生する振動が打ち消さ
れ、固定子１で発生する振動および騒音を極めて効果的
に低減することができる。

【０１６０】すなわち、電磁力モード２（楕円）の円周
上のものを一直線状に表現すると、２波の正弦波である
ことから、その強制力を打ち消すためには、固定子枠２
の外形は、前記第１の実施の形態に示した円環振動モー
ドの３波の正弦波形状が最も効果的に振動を打ち消す。

【０１６１】しかしながら、実際の製造上の作り易さの
面から見ると、曲面（正弦波）加工よりも、直線の角形
の方が有利となる。さらに、据え付け時の安定性が向上
する。

【０１６２】そこで、前記第１の実施の形態と比較する
ために、実験によって確認して見ると、固定子枠２の半
径方向の振動では、第１の実施の形態と比較して、第２
の実施の形態の方は５％の振動が大きくなるが、騒音レ
ベルでは、２ｄＢ（Ａ）程度しか変化がないことを確認
できた。

【０１６３】よって、このような構成としても、角形に
おいても、前記第１の実施の形態と同様に、モードが異
なることによって打ち消し合う作用効果が得られ、振動
および騒音を十分に低減することができる。

【０１６４】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、固定子枠２の軸方向に直交する方向
の断面の外周を、略三角形、略五角形、略七角形に形成
するようにしているので、電磁力モードと固有モードと
が異なることによって打ち消し合い、固定子１で発生す
る振動および騒音を極めて効果的に低減することが可能
となる。

【０１６５】（第３の実施の形態：請求項５に対応）図
５（ａ）（ｂ）は、本実施の形態による回転電機の固定
子の構成例を示す斜視図であり、図１および図４と同一
要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。

【０１６６】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図５に示すように、前記第１または第２の
実施の形態において、固定子枠２を、固定子鉄心３の軸
方向の両端部に分割して取り付けて構成している。

【０１６７】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２を、
固定子鉄心３の軸方向の両端部に分割して取り付けてい
ることにより、固定子１で発生する振動および騒音を極
めて効果的に低減することができる。

【０１６８】すなわち、前記第１または第２の実施の形
態のように、固定子枠２を固定子鉄心３の全体に嵌合固
定していないため、電磁力の力の大きさは、軸方向に均
一である。

【０１６９】両端部のみに、二つの固定子枠２で半径方
向の剛性を有していれば、電磁力を十分に打ち消すこと
ができる。

【０１７０】また、この両端部のみ二つの固定子枠２を
取り付けていることにより、回転電機の全体の重量を、
１０％程度軽量化することができる。

【０１７１】したがって、固定子枠２の外形には、モー
ド２（楕円）の変形が発生し難くなり、固定子１外形に
生じる振動が打ち消し合い、これにより固定子１の振動
および騒音が低減できる。

【０１７２】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子１では、固定子枠２を、固定子鉄心３の軸
方向の両端部に分割して取り付けるようにしているの
で、固定子１で発生する振動および騒音を極めて効果的
に低減することが可能となる。

【０１７３】（第４の実施の形態：請求項６に対応）図
６は、本実施の形態による回転電機の固定子の構成例を
示す斜視図であり、図１および図４と同一要素には同一
符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。

【０１７４】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図６に示すように、前記第１または第２の
実施の形態において、固定子枠２を、固定子鉄心３の軸
方向の両端部および略中央部に少なくとも１個（図では
１個）取り付けて構成している。

【０１７５】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２を、
固定子鉄心３の軸方向の両端部および略中央部に少なく
とも１個取り付けていることにより、固定子１で発生す
る振動および騒音を極めて効果的に低減することができ
る。

【０１７６】すなわち、固定子枠２を、固定子鉄心３の
軸方向の両端部および中央部に取り付けることは、前記
第３の実施の形態に対して、軸方向に固定子鉄心３が長
い場合に有効となる。

【０１７７】例えば、固定子鉄心３の外形寸法をφＤ、
軸方向の固定子鉄芯の積厚長さＬとした場合に、φＤ＜
Ｌの条件で適用する場合に有効となる。

【０１７８】回転電機によっては、固定子鉄心３の積厚
が長い場合には、両端部の固定子枠２だけでは、固定子
鉄心３の変形を打ち消すことができない。

【０１７９】そこで、本実施の形態では、電磁力の大き
さに対して両端部のみの二つの固定子枠２で力を打ち消
すことができない積厚の長い固定子鉄心３に対して、中
央部に複数の固定子枠２を取り付けていることにより、
剛性の釣り合いをとることができる。

【０１８０】したがって、固定子枠２の外形には、モー
ド２（楕円）の変形が発生し難くなり、固定子１外形に
生じる振動が打ち消し合い、これにより固定子１の振動
および騒音が低減できる。

【０１８１】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子１では、固定子枠２を、固定子鉄心３の軸
方向の両端部および略中央部に少なくとも１個取り付け
るようにしているので、固定子１で発生する振動および
騒音を極めて効果的に低減することが可能となる。

【０１８２】（第５の実施の形態：請求項７に対応）図
７は、本実施の形態による回転電機の固定子の構成例を
示す断面図であり、図５と同一要素には同一符号を付し
てその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ
述べる。

【０１８３】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図７に示すように、前記第３の実施の形態
において、固定子枠２の軸方向に直交する方向の断面の
外周を略ｎ角形（ｎは１を除く奇数）とし、一方の固定
子枠２を基準として、他方の固定子枠２を周方向に（３
６０／２ｎ）度回転させて構成している。

【０１８４】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２の軸
方向に直交する方向の断面の外周を略ｎ角形（ｎは１を
除く奇数）とし、一方の固定子枠２を基準として、他方
の固定子枠２を周方向に（３６０／２ｎ）度回転させて
いることにより、固定子１で発生する振動および騒音を
極めて効果的に低減することができる。

【０１８５】すなわち、両端部のみに二つの固定子枠２
を取り付けものにおいて、次数ｎまたはｎ角形とした場
合、一方の固定子枠２を基準として、他方の固定子枠２
を周方向に（３６０／２ｎ）度回転させ、軸方向から見
て角と角もしくは円環モードの山と山が一致しない固定
子枠２を取り付けていることにより、電磁力の分布が固
定子鉄心３の積厚方向（軸方向）には均一の楕円である
ことから、固定子鉄心３の両端の固定子枠２がねじれ周
方向に剛性を変化させることになるため、より一層の電
磁力による振動が分散することになり、振動および騒音
を低減することができる。

【０１８６】したがって、固定子枠２の外形には、モー
ド２（楕円）の変形が発生し難くなり、固定子１外形に
生じる振動が打ち消し合い、これにより固定子１の振動
および騒音が低減できる。

【０１８７】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子１では、固定子枠２の軸方向に直交する方
向の断面の外周を略ｎ角形とし、一方の固定子枠２を基
準として、他方の固定子枠２を周方向に（３６０／２
ｎ）度回転させるようにしているので、固定子１で発生
する振動および騒音を極めて効果的に低減することが可
能となる。

【０１８８】（第６の実施の形態：請求項８に対応）図
８は、本実施の形態による回転電機の固定子の構成例を
示す断面図であり、図５と同一要素には同一符号を付し
てその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ
述べる。

【０１８９】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図８に示すように、前記第３の実施の形態
において、固定子枠２の軸方向に直交する方向の断面の
角部と固定子鉄心３の内径中心点とを結ぶ延長線上に角
でない部分がくるような断面の多角形として構成してい
る。

【０１９０】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２の軸
方向に直交する方向の断面の角部と固定子鉄心３の内径
中心点とを結ぶ延長線上に角でない部分がくるような断
面の多角形としていることにより、固定子１で発生する
振動および騒音を極めて効果的に低減することができ
る。

【０１９１】すなわち、図中で示す線ＡとＡ、ＢとＢお
よびＣとＣで、固定子枠２の断面の角部と固定子鉄心３
内径の中心点Ｏを通る延長上に対をなす断面の辺が対と
なるようにしていることにより、非正多角形の構造は、
電磁力の楕円モードを周方向に分散させる作用が働くこ
とによって、振動および騒音を低減させることができ
る。

【０１９２】したがって、固定子枠２の外形には、モー
ド２（楕円）の変形が発生し難くなり、固定子１外形に
生じる振動が打ち消し合い、これにより固定子１の振動
および騒音が低減できる。

【０１９３】なお、断面の外周は、正多角形でなければ
いけないというものではなく、非正多角形でもよい。

【０１９４】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子１では、固定子枠２の軸方向に直交する方
向の断面の角部と固定子鉄心３の内径中心点とを結ぶ延
長線上に角でない部分がくるような断面の多角形とする
ようにしているので、固定子１で発生する振動および騒
音を極めて効果的に低減することが可能となる。

【０１９５】（第７の実施の形態：請求項９に対応）図
９は、本実施の形態による回転電機の固定子の構成例を
示す断面図であり、図５または図６と同一要素には同一
符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。

【０１９６】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図８に示すように、前記第３または第４の
実施の形態において、それぞれの固定子枠２を軸方向に
結合するリブ８を取り付けて構成している。

【０１９７】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、両端部のみ、も
しくは両端部と中央部に固定子枠２を取り付けたものに
おいて、それぞれの固定子枠２を軸方向に結合するリブ
８を取り付けていることにより、それぞれの固定子枠２
を結合するリブ８で結合することによって、両端部の固
定子枠２の機械的剛性が増して強固され、軸方向の固定
子鉄心３の積厚が長くなっても、電磁力に打ち勝つ剛性
が確保できる。そして、固定子枠２にはモード２（楕
円）の変形が発生し難くなり、固定子１外形に生じる振
動が打ち消し合い、これにより固定子１で発生する振動
および騒音を極めて効果的に低減することができる。

【０１９８】すなわち、前記第３の実施の形態に対し
て、それぞれの固定子枠２を結合するリブ８で結合して
いることにより、両端の固定子枠２の剛性がアップして
強固となるため、軸方向の固定子鉄心３の積厚が長くな
っても、電磁力に打ち勝つ剛性が確保できる。

【０１９９】また、前記第４の実施の形態のように、固
定子鉄心３の中央に固定子枠２が不要となる。

【０２００】したがって、固定子枠２の外形には、モー
ド２（楕円）の変形が発生し難くなり、固定子１外形に
生じる振動が打ち消し合い、これにより固定子１の振動
および騒音が低減できる。

【０２０１】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子１では、それぞれの固定子枠２を軸方向に
結合するリブ８を取り付けるようにしているので、固定
子１で発生する振動および騒音を極めて効果的に低減す
ることが可能となる。

【０２０２】（第８の実施の形態：請求項１０に対応）
図１０は、本実施の形態による回転電機の固定子の構成
例を示す断面図であり、図９と同一要素には同一符号を
付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について
のみ述べる。

【０２０３】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図１０に示すように、前記第７の実施の形
態において、リブ８と固定子鉄心３の外周とを、溶接、
接着、ボルト等の機械的結合手段で結合して構成してい
る。

【０２０４】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、リブ８と固定子
鉄心３の外周とを、溶接、接着、ボルト等の機械的結合
手段で結合していることにより、固定子鉄心３の振動が
直接にリブ８を介して固定子枠２に伝達され、軸方向の
固定子鉄心の積厚が長くなっても、電磁力に打ち勝つ構
造系の剛性が確保できる。

【０２０５】さらに、図１１に示すように、固定子枠２
を結合するリブ８の位置を、固定子枠２の角と角および
辺の中心と辺の中心を結ぶ位置としていることにより、
固定子鉄心３の変形が直接にリブ８を介して固定子枠２
に伝達されるため、軸方向の固定子鉄心３の積厚が長く
なっても、電磁力に打ち勝つ構造系の剛性が確保でき
る。

【０２０６】したがって、固定子枠２の外形には、モー
ド２（楕円）の変形が発生し難くなり、固定子１外形に
生じる振動が打ち消し合い、これにより固定子１の振動
および騒音が低減できる。

【０２０７】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子１では、リブ８と固定子鉄心３の外周と
を、溶接、接着、ボルト等の機械的結合手段で結合する
ようにしているので、固定子１で発生する振動および騒
音を極めて効果的に低減することが可能となる。

【０２０８】（第９の実施の形態：請求項１１、請求項
１２に対応）図１２は、本実施の形態による回転電機の
固定子の構成例を示す斜視図である。

【０２０９】なお、回転電機の全体構成は、図３５およ
び図３６の従来と同様の構成であるので、同一要素には
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【０２１０】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図１２に示すように、固定子枠２を設けな
い固定子鉄心３のみで構成される回転電機の固定子１に
おいて、固定子鉄心３の軸方向に直交する方向の断面の
外周を、外周平均半径ｒ１と当該外周平均半径ｒ１から
の変形量Ｂとの比が０．０５≦Ｂ／ｒ１≦０．５の範囲
にあって、機械角をθとした場合に、下記式で表わされ
る略正弦波形状Ｅに形成し、当該略正弦波形状の次数ｎ
を、１を除く奇数次数として構成している。

【０２１１】

【数１３】

【０２１２】ここで、１を除く奇数次数ｎとしては、回
転電機の極数に応じて適宜選択される、３，５，７のう
ちいずれか一つの次数とすることが好ましい。

【０２１３】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子鉄心３の
軸方向に直交する方向の断面の外周を、外周平均半径ｒ
１と当該外周平均半径ｒ１からの変形量Ｂとの比が０．
０５≦Ｂ／ｒ１≦０．５の範囲にあって、機械角をθと
した場合に、上記式で表わされる略正弦波形状Ｅに形成
し、当該略正弦波形状の次数ｎを、１を除く奇数次数
（好ましくは、回転電機の極数に応じて適宜選択され
る、３，５，７のうちいずれか一つの次数）としている
ことにより、固定子枠２がないものは、軸受５と固定子
鉄心３とが分離して別置きになっている機種であること
から、固定子枠２がない機種でも、固定子鉄心３の内径
に作用した電磁力は、固定子鉄心３の外形に振動伝播し
た時には、モード２（楕円）の変形が発生し難くなり、
固定子鉄心３の外形に生じる振動が打ち消し合い、これ
により固定子１で発生する振動および騒音を極めて効果
的に低減することができる。

【０２１４】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、固定子鉄心３の軸方向に直交する方
向の断面の外周を、ｎ＝３，５，７の奇数正弦波形状に
形成するようにしているので、電磁力モードと固有モー
ドとが異なることによって打ち消し合い、固定子１で発
生する振動および騒音を極めて効果的に低減することが
可能となる。

【０２１５】（第１０の実施の形態：請求項１３、請求
項１４に対応）図１３は、本実施の形態による回転電機
の固定子の構成例を示す斜視図である。

【０２１６】なお、回転電機の全体構成は、図３５およ
び図３６の従来と同様の構成であるので、同一要素には
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【０２１７】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図１３に示すように、固定子枠２を設けな
い固定子鉄心３のみで構成される回転電機の固定子１に
おいて、固定子鉄心３の軸方向に直交する方向の断面の
外周を、１を除く略奇数角形に形成して構成している。

【０２１８】ここで、１を除く略奇数角形としては、回
転電機の極数に応じて適宜選択される、略三角形、略五
角形、略七角形のうちいずれか一つの奇数角形とするこ
とが好ましい。

【０２１９】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子鉄心３の
軸方向に直交する方向の断面の外周を、１を除く略奇数
角形（好ましくは、回転電機の極数に応じて適宜選択さ
れる、略三角形、略五角形、略七角形のうちいずれか一
つの奇数角形）に形成していることにより、固定子枠２
がない場合でも、固定子鉄心３の内径に作用した電磁力
は、固定子鉄心３の外形に振動伝播した時には、モード
２（楕円）の変形が発生し難くなり、固定子鉄心３の外
形に生じる振動が打ち消し合い、これにより固定子１で
発生する振動および騒音を極めて効果的に低減すること
ができる。

【０２２０】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、固定子鉄心３の軸方向に直交する方
向の断面の外周を、略三角形、略五角形、略七角形に形
成するようにしているので、電磁力モードと固有モード
とが異なることによって打ち消し合い、固定子１で発生
する振動および騒音を極めて効果的に低減することが可
能となる。

【０２２１】（第１１の実施の形態：請求項１５乃至請
求項１７に対応）図１４および図１５は、本実施の形態
による回転電機の固定子の構成例をそれぞれ示す横断面
図であり、図４と同一要素には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【０２２２】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図１４および図１５に示すように、前記第
２の実施の形態において、略三角形または略五角形の固
定子枠２の軸方向に直交する断面における角部の固定子
枠２の厚さをｈ２とし、角部と固定子鉄心３の内径中心
点とを結ぶ延長線上にある固定子枠２の厚さをｈ１とし
た場合に、ｈ２とｈ１との比が、ｈ２／ｈ１＝２．５〜
４．５の範囲内にあるように構成している。

【０２２３】ここで、特にｈ２とｈ１との比が、ｈ２／
ｈ１＝３．０〜４．０の範囲内にあるようにすることが
より好ましく、またｈ２とｈ１との比が、ｈ２／ｈ１＝
３．５となるようにすることがさらにより好ましい。

【０２２４】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、略三角形または
略五角形の固定子枠２の軸方向に直交する断面における
角部の固定子枠２の厚さをｈ２とし、角部と固定子鉄心
３の内径中心点とを結ぶ延長線上にある固定子枠２の厚
さをｈ１とした場合に、ｈ２とｈ１との比が、ｈ２／ｈ
１＝２．５〜４．５の範囲内にあるようにしていること
により、固定子枠２の厚さによるｈ２／ｈ１に関する剛
性比のバランスから電磁力が作用しにくくなるために、
共振状態においても固定子枠２の外形に発生する振動が
打ち消され、回転電機全体で発生する騒音を効果的に低
減することができる。

【０２２５】以下、かかる点について詳細に述べる。

【０２２６】固定子枠２は、実際の製品で実用面におい
て、略三角形では設置面積が大きくなる。略七角形で
は、円形に近づくことにより、略五角形よりも騒音の低
減効果が僅かに小さい。

【０２２７】したがって、実用面では略五角形状とし、
角を丸めたり、面カットを施す形状とすることが好まし
い。

【０２２８】固定子枠２の厚さを決定するには、固定子
鉄心３と固定子枠２を、図１６に縦断面図および横断面
図を示すように、締め代２δで、圧入もしくは焼きばめ
した場合の固定子枠２に働く応力で判断する。

【０２２９】固定子鉄心３と固定子枠２のそれぞれの材
料の縦弾性係数およびポアソン比をそれぞれＥ_１，Ｅ
_２およびυ_１，υ_２とした場合、接触面の面圧Ｐ_ｍは、
下記の式（８）で与えられる。

【０２３０】

【数１４】

【０２３１】ここで、ａは固定子枠２の外形半径、ｂは
固定子枠２の内径の半径、ｃは固定子鉄心３のスロット
底の半径である。

【０２３２】これらの締め代によって生じる各円環の接
線方向の応力は、最大の締め代２δにおいて応力降伏点
以下の固定子枠３の板厚さとしている。

【０２３３】次に、前記した式（３）より、振動は電磁
力モードと固有モードとの積によって求めることができ
る。

【０２３４】前記式（３）で、固有モードは、下記の式
（９）および式（１０）に示すように、固定子枠２と固
定子鉄心３とが結合した固定子１として固有振動数を計
算する。

【０２３５】

【数１５】

【０２３６】ここで、Ｒは円環の半径、ρは単位長さの
重量、Ｅは縦弾性係数、Ｉは断面二次モーメントであ
る。

【０２３７】ｎは円環モードの次数であり、楕円の場合
はｎ＝２とする。

【０２３８】ＥＩは曲げ剛性を表わすものであり、曲げ
モーメントが作用した時の変形のしやすさを示す指標で
ある。

【０２３９】Ｅは材料による変形のしやすさを、Ｉは断
面形状による変形しやすさを表わしている。

【０２４０】図１７に横断面図および縦断面図を示すよ
うに、固定子鉄心３と固定子枠２を断面二次モーメント
がそれぞれの円環の重心Ｇ_１，Ｇ_２を通り、断面二次モ
ーメントＩは下記の式（１０）で表わすことができる。

【０２４１】

【数１６】

【０２４２】ここで、Ｂ１とＢ２は軸方向の長さである
ため同一である。

【０２４３】曲げ剛性は、式（９）から、固定子枠２の
板厚さｈ１とｈ２の３乗で作用することが分かる。

【０２４４】このことから、曲げ剛性でもってｈ１とｈ
２との比を最適にすることにより、固定子枠２と固定子
鉄心３の変形の抑制が可能であると考え、以下のような
実験を試みた。

【０２４５】その結果、略五角形に対して、固定子枠２
厚さのｈ２／ｈ１の比の最適値を見出した。

【０２４６】図１８は、ｈ２／ｈ１の比をパラメータに
して、騒音測定結果をまとめて示す騒音特性図である。

【０２４７】図１８において、円形とは、図３５（ａ）
に示す従来の回転電機であり、略五角形の固定子枠と重
量を同じとしたものを表わす。

【０２４８】Ａゾーンのｈ２／ｈ１＞４．５は、ｈ１の
板厚さが薄いために膜板振動が発生したといえる。

【０２４９】また、Ｂゾーンｈ２／ｈ１＜２．５は、ｈ
２とｈ１の剛性比が小さく、円形の固定子枠に近づいた
ものであり、固定子枠の板厚さによる質量効果といえ
る。

【０２５０】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、ｈ２とｈ１との比がｈ２／ｈ１＝
２．５〜４．５の範囲にあるようにしているので、固定
子枠２の厚さによる剛性比ｈ２／ｈ１のバランスから電
磁力が作用しにくくなるために、共振状態においても固
定子枠２の外形に発生する振動が打ち消され、回転電機
全体で発生する騒音を効果的に低減することが可能とな
る。

【０２５１】（第１２の実施の形態：請求項１８、請求
項１９に対応）図１９は、本実施の形態による回転電機
の固定子の構成例を示す横断面図であり、図４と同一要
素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。

【０２５２】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図１９に示すように、前記第２の実施の形
態において、略五角形の固定子枠２の軸方向に直交する
断面における角部の固定子枠２の厚さをｈ２とし、固定
子鉄心３の継鉄（ヨーク）厚さをｈ３とした場合に、ｈ
３とｈ２との比が、ｈ３／ｈ２≦０．８の範囲内にある
ように構成している。

【０２５３】ここで、特にｈ３とｈ２との比が、０．２
≦ｈ３／ｈ２≦０．４の範囲内にあるようにすることが
より好ましい。

【０２５４】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、略五角形の固定
子枠２の軸方向に直交する断面における角部の固定子枠
２の厚さをｈ２とし、固定子鉄心３の継鉄（ヨーク）厚
さをｈ３とした場合に、ｈ３とｈ２との比が、ｈ３／ｈ
２≦０．８の範囲内にあるようにしていることにより、
共振状態にあってもその固定子枠２には電磁力モード次
数Ｍに対して、固定子鉄心３との固定子枠２とのｈ３／
ｈ２に関する剛性比のバランスから電磁力が作用しにく
くなるために、固定子枠２の外形に発生する振動が打ち
消され、回転電機全体で発生する騒音を効果的に低減す
ることができる。

【０２５５】以下、かかる点について詳細に述べる。

【０２５６】固定子鉄心３の継鉄（ヨーク）厚さｈ３
は、極数によって異なり、極数が大きくなるほど、ｈ３
は小さくなる。

【０２５７】電磁力は、固定子鉄心３の内径に働くた
め、固定子鉄心３から固定子枠２に振動が伝搬する。そ
こで、曲げ剛性は、固定子鉄心３の変形に対抗する固定
子枠２の剛性が必要である。

【０２５８】図２０は、固定子鉄心３の継鉄（ヨーク）
厚さｈ３とした場合、ｈ３／ｈ２の比をパラメータとし
て示す騒音特性図である。

【０２５９】図２０に示すように、ｈ３／ｈ２＝０．８
以上にすることにより、固定子鉄心３との固定子枠２と
の剛性比のバランスから電磁力が作用しにくくなるため
に、固定子枠２の外形に発生する振動が打ち消され、回
転電機全体で発生する騒音を効果的に低減することがで
きる。

【０２６０】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、ｈ３とｈ２との比が、ｈ３／ｈ２≦
０．８の範囲内にあるようにしているので、固定子鉄心
３との固定子枠２との剛性比のバランスから電磁力が作
用しにくくなるために、固定子枠２の外形に発生する振
動が打ち消され、回転電機全体で発生する騒音を効果的
に低減することが可能となる。

【０２６１】（第１３の実施の形態：請求項２０に対
応）本実施の形態では、前記第２の実施の形態におい
て、固定子枠２に用いる材料の機械特性である縦弾性係
数をＥ２とし、固定子鉄心３を構成する電気鉄板の縦弾
性係数をＥ１とした場合に、Ｅ２とＥ１との比が、Ｅ１
／Ｅ２＝２．５〜８０の範囲内にあるように構成してい
る。

【０２６２】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２に用
いる材料の機械特性である縦弾性係数をＥ２とし、固定
子鉄心３を構成する電気鉄板の縦弾性係数をＥ１とした
場合に、Ｅ２とＥ１との比が、Ｅ１／Ｅ２＝２．５〜８
０の範囲内にあるようにしていることにより、固定子枠
２の材料がアルミ材、高分子材のモールド材等に値する
縦弾性率以上の材料であれば、固定子鉄心３と固定子枠
２の外形に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で
発生する騒音を効果的に低減することができる。

【０２６３】すなわち、固定子枠２に用いる材料の機械
特性である縦弾性係数Ｅ２と、固定子鉄心３の電気鉄板
の縦弾性係数Ｅ１＝２１０００ｋｇ／ｍｍ^２との比が、
Ｅ１／Ｅ２＝２．５〜８０の場合、例えば固定子枠３の
材料がアルミ材の縦弾性係数Ｅ２＝７０００ｋｇ／ｍｍ
^２（Ｅ１／Ｅ２＝３）、高分子材のモールド材である縦
弾性係数Ｅ２＝３００ｋｇ／ｍｍ^２（Ｅ１／Ｅ２＝８
０）であれば、固定子鉄心３と固定子枠２の外形に発生
する振動が打ち消され、回転電機全体で発生する騒音を
効果的に低減することができる。

【０２６４】固定子枠２の材料が、例えば樹脂、ゴム材
の縦弾性係数Ｅ２＝１００ｋｇ／ｍｍ^２（Ｅ１／Ｅ２＝
２１０）であると、固定子鉄心３の変形力に対して固定
子枠２の変形が打ち勝てず、回転電機全体で発生する騒
音の低減効果が小さいといえる。

【０２６５】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、Ｅ２とＥ１との比が、Ｅ１／Ｅ２＝
２．５〜８０の範囲内にあるようにしているので、固定
子鉄心３と固定子枠２の外形に発生する振動が打ち消さ
れ、回転電機全体で発生する騒音を効果的に低減するこ
とが可能となる。

【０２６６】（第１４の実施の形態：請求項２１に対
応）図２１は、本実施の形態による回転電機の固定子の
構成例を示す横断面図であり、図１および図４と同一要
素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。

【０２６７】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図２１に示すように、前記第１または第２
の実施の形態において、固定子枠２に冷却フィン９を取
り付け、当該冷却フィン９の取り付け位置を、固定子枠
２の軸方向に直交する方向の断面の角部を除く固定子枠
２の外周上になるように冷却フィン９を配置し、冷却フ
ィン９の高さを、角部の頂点ｇ半径ｒ＝ｊとして略円形
を形成するように構成している。

【０２６８】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２に冷
却フィン９を取り付け、冷却フィン９の取り付け位置
を、固定子枠２の軸方向に直交する方向の断面の角部を
除く固定子枠２の外周上になるように冷却フィン９を配
置し、冷却フィン９の高さを、角部の頂点ｇを半径とし
て略円形を形成するようにしていることにより、冷却フ
ィン９は、固定子枠２の曲げ剛性に影響を有していない
が、付加重量として作用する。

【０２６９】すなわち、固定子枠２の厚さの薄い部分に
冷却フィン９の高さを調整することにより、重量バラン
スが円周上で均等になる。当該重量のバランスの均等が
良くなると、回転子の機械的アンバランスの原因で発生
する振れ廻りによる振動成分が小さくなり、固定子枠２
の全体に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で発
生する騒音を効果的に低減することができる。

【０２７０】さらに、冷却フィン９を円形に配列してい
ることにより、据え付け面積をより小さくすることがで
きる。

【０２７１】なお、本実施の形態においては、略五角形
の辺に対して、直角に冷却フィン９を取り付ける構成と
しているが、放射状の半径方向に冷却フィン９を取り付
ける構成としても良い。

【０２７２】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、固定子枠２に取り付ける冷却フィン
９の取り付け位置を、固定子枠２の軸方向に直交する方
向の断面の角部を除く固定子枠２の外周上になるように
冷却フィン９を配置し、冷却フィン９の高さを、角部の
頂点ｇ半径ｒ＝ｊとして略円形を形成するようにしてい
るので、固定子枠２の全体に発生する振動が打ち消さ
れ、回転電機全体で発生する騒音を効果的に低減するこ
とが可能となる。

【０２７３】（第１５の実施の形態：請求項２２、請求
項２３に対応）図２２および図２３は、本実施の形態に
よる回転電機の固定子の構成例をそれぞれ示す横断面図
および透視図であり、図４と同一要素には同一符号を付
してその説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。

【０２７４】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図２２および図２３に示すように、前記第
２の実施の形態において、一方の略五角形の固定子枠２
を基準として、他方の略五角形の固定子枠２を周方向に
３０度〜４２度の間のいずれかの角度で回転させるよう
に構成している。

【０２７５】ここで、特に他方の略五角形の固定子枠２
を周方向に３６度（略五角形であるので、（３６０度／
５）／２＝３６度）の角度で回転させるようにすること
がより好ましい。

【０２７６】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、一方の略五角形
の固定子枠２を基準として、他方の略五角形の固定子枠
２を周方向に３０度〜４２度の間のいずれかの角度で回
転させるようにしていることにより、電磁力の分布が固
定子鉄心３の積厚方向（軸方向）には一様の楕円である
ことから、固定子鉄心３の両端の固定子枠２が周方向に
機械的剛性を変化させることにより、電磁力による振動
が分散する。

【０２７７】この結果、固定子枠２にはモード２（楕
円）の変形が発生しにくくなり、固定子枠２の外形に生
じる振動が打ち消し合い、これにより回転電機全体の振
動と騒音を低減することができる。

【０２７８】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、一方の略五角形の固定子枠２を基準
として、他方の略五角形の固定子枠２を周方向に３０度
〜４２度の間のいずれかの角度で回転させるようにして
いるので、固定子枠２に生じる振動が打ち消し合い、回
転電機全体の振動と騒音を低減することが可能となる。

【０２７９】（第１６の実施の形態：請求項２４に対
応）図２４は、本実施の形態による回転電機の固定子の
構成例を示す横断面（固定子枠の軸方向に直交する方向
の断面）図である。

【０２８０】なお、回転電機の全体構成は、図３５およ
び図３６の従来と同様の構成であるので、同一要素には
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【０２８１】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図２４に示すように、固定子枠２と、当該
固定子枠２に嵌合固定された固定子鉄心３とを備えて構
成されるものにおいて、固定子枠２の軸方向に直交する
方向の断面の外周を、略円形、略四角形、略台形、略長
方形、正方形のうちいずれか一つの形状とし、固定子鉄
心３の中心点に対して、略円形の固定子枠２の中心点、
または略四角形、略台形、略長方形、正方形のいずれか
の形状の固定子枠２の対角線の交点を、偏心させるよう
に構成している。

【０２８２】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２の軸
方向に直交する方向の断面の外周を、略円形、略四角
形、略台形、略長方形、正方形のうちいずれか一つの形
状とし、固定子鉄心３の中心点に対して、略円形の固定
子枠２の中心点、または略四角形、略台形、略長方形、
正方形のいずれかの形状の固定子枠２の対角線の交点
を、偏心させるようにしていることにより、固定子枠２
の厚さによる剛性比ｈ２／ｈ１のバランスから電磁力が
作用しにくくなるために、共振状態においても固定子枠
２の外形に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で
発生する騒音を効果的に低減することができる。

【０２８３】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、共振状態においても固定子枠２の外
形に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で発生す
る騒音を効果的に低減することが可能となる。

【０２８４】（第１７の実施の形態：請求項２５乃至請
求項２７に対応）本実施の形態では、前記第１６の実施
の形態において、固定子枠２の軸方向に直交する方向の
断面の外周を略円形とし、固定子鉄心３の外径をｄと
し、略円形の固定子枠２の外径をＤとし、偏心量をε１
とした場合に、ε１＝（０．２５〜０．８）（Ｄ−ｄ）
／２の範囲内で偏心させるように構成している。

【０２８５】ここで、特にε１＝（０．７〜０．８）
（Ｄ−ｄ）／２の範囲内で偏心させるようにすることが
より好ましく、またε１＝０．８（Ｄ−ｄ）／２で偏心
させるようにすることがさらにより好ましい。

【０２８６】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２の軸
方向に直交する方向の断面の外周を略円形とし、固定子
鉄心３の外径をｄとし、略円形の固定子枠２の外径をＤ
とし、偏心量をε１とした場合に、ε１＝（０．２５〜
０．８）（Ｄ−ｄ）／２の範囲内で偏心させるようにし
ていることにより、固定子枠２の厚さによる剛性比ｈ２
／ｈ１のバランスから電磁力が作用しにくくなるため
に、共振状態においても固定子枠の外形に発生する振動
が打ち消され、回転電機全体で発生する騒音を効果的に
低減することができる。

【０２８７】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、共振状態においても固定子枠の外形
に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で発生する
騒音を効果的に低減することが可能となる。

【０２８８】（第１８の実施の形態：請求項２８に対
応）図２５は、本実施の形態による回転電機の固定子の
構成例を示す横断面図であり、図２４と同一要素には同
一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分
についてのみ述べる。

【０２８９】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図２５に示すように、前記第１６の実施の
形態において、固定子枠２の軸方向に直交する方向の断
面の外周を、略長方形、略正方形のうちいずれか一つの
形状とし、固定子鉄心３の外径をｄとし、略長方形の固
定子枠２の短辺、もしくは略正方形の固定子枠２の一辺
の長さをｘとし、偏心量をε２とした場合に、略長方形
の固定子枠２または略正方形の固定子枠２の対角線の交
点から固定子鉄心３の中心を、ε２＝（ｘ−ｄ）／２．
５〜（ｘ−ｄ）／８の範囲内で偏心させるように構成し
ている。

【０２９０】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２の軸
方向に直交する方向の断面の外周を、略長方形、略正方
形のうちいずれか一つの形状とし、固定子鉄心３の外径
をｄとし、略長方形の固定子枠２の短辺、もしくは略正
方形の固定子枠２の一辺の長さをｘとし、偏心量をε２
とした場合に、略長方形の固定子枠２または略正方形の
固定子枠２の対角線の交点から固定子鉄心３の中心を、
ε２＝（ｘ−ｄ）／２．５〜（ｘ−ｄ）／８の範囲内で
偏心させるようにしていることにより、略長方形の固定
子枠２または略正方形の固定子枠２において、全体の重
量が大きくなることなく、固定子枠２の厚さによる剛性
比ｈ２／ｈ１のバランスから電磁力が作用しにくくなる
ために、共振状態においても固定子枠２の外形に発生す
る振動が打ち消され、回転電機全体で発生する騒音を効
果的に低減することができる。

【０２９１】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、共振状態においても固定子枠２の外
形に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で発生す
る騒音を効果的に低減することが可能となる。

【０２９２】（第１９の実施の形態：請求項２９に対
応）図２６は、本実施の形態による回転電機の固定子の
構成例を示す横断面図であり、図２４と同一要素には同
一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分
についてのみ述べる。

【０２９３】すなわち、本実施の形態による回転電機の
固定子１は、図２６に示すように、前記第１６の実施の
形態において、固定子枠２の軸方向に直交する方向の断
面の外周を略台形とし、固定子鉄心３の外径をｄとし、
略台形の固定子枠２の高さをｈとし、偏心量をε３とし
た場合に、略台形の固定子枠２の高さのｈ／２から固定
子鉄心３の中心を、ε３＝（ｈ−ｄ）／２．５〜（ｈ−
ｄ）／８の範囲内で偏心させるように構成している。

【０２９４】次に、以上のように構成した本実施の形態
による回転電機の固定子１においては、固定子枠２の軸
方向に直交する方向の断面の外周を略台形とし、固定子
鉄心３の外径をｄとし、略台形の固定子枠２の高さをｈ
とし、偏心量をε３とした場合に、略台形の固定子枠２
の高さのｈ／２から固定子鉄心３の中心を、ε３＝（ｈ
−ｄ）／２．５〜（ｈ−ｄ）／８の範囲内で偏心させる
ようにしていることにより、台形形状は、高さ方向の形
状効果を利用するだけでよく、（ｈ−ｄ）／２．５〜
（ｈ−ｄ）／８の範囲内で偏心させることにより、固定
子枠２の厚さによるに関する剛性比ｈ２／ｈ１のバラン
スから電磁力が作用しにくくなるために、共振状態にお
いても固定子枠２の外形に発生する振動が打ち消され、
回転電機全体で発生する騒音を効果的に低減することが
できる。

【０２９５】上述したように、本実施の形態による回転
電機の固定子では、共振状態においても固定子枠２の外
形に発生する振動が打ち消され、回転電機全体で発生す
る騒音を効果的に低減することが可能となる。

【０２９６】（第２０の実施の形態：請求項３０に対
応）本実施の形態では、固定子１と回転子４とを備えて
構成される回転電機において、固定子１として、前記第
１乃至第１９のいずれか１つの実施の形態の固定子を備
えて回転電機を構成している。

【０２９７】これにより、回転電機全体で発生する振動
および騒音を極めて効果的に低減することが可能とな
る。

【０２９８】（その他の実施の形態）尚、本発明は、上
記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階で
はその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施す
ることが可能である。また、各実施の形態は可能な限り
適宜組合わせて実施してもよく、その場合には組合わせ
た作用効果を得ることができる。さらに、上記各実施の
形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される
複数の構成要件における適宜な組合わせにより、種々の
発明を抽出することができる。例えば、実施の形態に示
される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されて
も、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の
少なくとも一つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べら
れている効果（の少なくとも一つ）が得られる場合に
は、この構成要件が削除された構成を発明として抽出す
ることができる。

【０２９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転電機
の固定子によれば、固定子枠または固定子鉄心の軸方向
に直交する方向の断面の外周を、１を除く奇数（好まし
くは、回転電機の極数に応じて適宜選択される、３，
５，７のうちいずれか一つの次数）正弦波形状、または
１を除く略奇数角形（好ましくは、回転電機の極数に応
じて適宜選択される、略三角形、略五角形、略七角形の
うちいずれか一つの奇数角形）に形成するようにしてい
るので、電磁力モードと固有モードとが異なることによ
って打ち消し合い、振動および騒音の低減を十分に図る
ことが可能となる。

【０３００】また、本発明の回転電機の固定子によれ
ば、固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を、
略円形、略四角形、略台形、略長方形、正方形のうちい
ずれか一つの形状とし、固定子鉄心の中心点に対して、
略円形の固定子枠の中心点、または略四角形、略台形、
略長方形、正方形のいずれかの形状の固定子枠の対角線
の交点を、偏心させるようにしているので、共振状態に
おいても固定子枠の外形に発生する振動が打ち消され、
回転電機全体で発生する騒音を効果的に低減することが
可能となる。

【０３０１】さらに、本発明の回転電機によれば、上記
構成の固定子を備えるようにしているので、固定子鉄心
自体が変形し難く、固定子枠に楕円モードの変形が発生
し難くなり、これにより回転電機全体での振動および騒
音を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転電機の固定子の第１の実施の
形態を示す縦断面図および横断面図。

【図２】同第１の実施の形態における実験による回転電
機の運転周波数と騒音との関係を示す特性図。

【図３】次数ｎと騒音レベルとの関係を示す特性図。

【図４】本発明による回転電機の固定子の第２の実施の
形態を示す縦断面図および横断面図。

【図５】本発明による回転電機の固定子の第３の実施の
形態を示す斜視図。

【図６】本発明による回転電機の固定子の第４の実施の
形態を示す斜視図。

【図７】本発明による回転電機の固定子の第５の実施の
形態を示す断面図。

【図８】本発明による回転電機の固定子の第６の実施の
形態を示す断面図。

【図９】本発明による回転電機の固定子の第７の実施の
形態を示す断面図。

【図１０】本発明による回転電機の固定子の第８の実施
の形態を示す断面図。

【図１１】本発明による回転電機の固定子の第８の実施
の形態を示す断面図。

【図１２】本発明による回転電機の固定子の第９の実施
の形態を示す斜視図。

【図１３】本発明による回転電機の固定子の第１０の実
施の形態を示す斜視図。

【図１４】本発明による回転電機の固定子の第１１の実
施の形態を示す横断面図。

【図１５】本発明による回転電機の固定子の第１１の実
施の形態を示す横断面図。

【図１６】本発明による回転電機の固定子の第１１の実
施の形態を示す縦断面図および横断面図。

【図１７】本発明による回転電機の固定子の第１１の実
施の形態を示す横断面図および縦断面図。

【図１８】騒音特性を示す特性図。

【図１９】本発明による回転電機の固定子の第１２の実
施の形態を示す横断面図。

【図２０】騒音特性を示す特性図。

【図２１】本発明による回転電機の固定子の第１４の実
施の形態を示す横断面図。

【図２２】本発明による回転電機の固定子の第１５の実
施の形態を示す横断面図。

【図２３】本発明による回転電機の固定子の第１５の実
施の形態を示す透視図。

【図２４】本発明による回転電機の固定子の第１６およ
び第１７の実施の形態をそれぞれ示す横断面図。

【図２５】本発明による回転電機の固定子の第１８の実
施の形態を示す横断面図。

【図２６】本発明による回転電機の固定子の第１９の実
施の形態を示す横断面図。

【図２７】騒音発生のメカニズムを説明するための図。

【図２８】円環モードを説明するための図。

【図２９】従来の騒音特性を説明するための図。

【図３０】電磁力モードを説明するための図。

【図３１】電磁力と固有モードの関係から振動を発生す
るしくみを説明するための図。

【図３２】振動特性を説明するための図。

【図３３】振動特性を説明するための図。

【図３４】振動特性を説明するための図。

【図３５】従来の誘導電動機の一構成例を示す断面図。

【図３６】従来の誘導電動機の他の構成例を示す断面
図。

【符号の説明】

１…固定子、 ２…固定子枠、 ３…固定子鉄心、 ４…回転子、 ５…軸受、 ６…回転軸、 ７…回転子鉄心、 ８…リブ、 ９…冷却フィン、 １１…固定子枠、 １２…弾性体、 １３…弾性はり、 ｇ…角部頂点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 伸 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 尾崎 圭史 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 松浦 忠 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 長谷川 寿克 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 Ｆターム(参考） 5H002 AA04 AA08 AB06 AC06 AE08 5H605 AA04 CC01 CC02 CC03 CC10 DD01 DD05 EA02 EA15 EA18 FF01 GG02

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子枠と、当該固定子枠に固定された
   固定子鉄心とを備えて構成される回転電機の固定子にお
   いて、 前記固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を、 外周平均半径ｒと当該外周平均半径ｒからの変形量Ａと
   の比が０．０５≦Ａ／ｒ≦０．５の範囲にあって、機械
   角をθとした場合に、下記式で表わされる略正弦波形状
   Ｄに形成し、当該略正弦波形状の次数ｎを、１を除く奇
   数次数としたことを特徴とする回転電機の固定子。 【数１】
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の回転電機の固定子
   において、前記１を除く奇数次数としては、前記回転電
   機の極数に応じて適宜選択される３，５，７のうちいず
   れか一つの次数としたことを特徴とする回転電機の固定
   子。
3. 【請求項３】 固定子枠と、当該固定子枠に固定された
   固定子鉄心とを備えて構成される回転電機の固定子にお
   いて、 前記固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を、
   １を除く略奇数角形に形成したことを特徴とする回転電
   機の固定子。
4. 【請求項４】 前記請求項３に記載の回転電機の固定子
   において、 前記１を除く略奇数角形としては、前記回転電機の極数
   に応じて適宜選択される略三角形、略五角形、略七角形
   のうちいずれか一つの奇数角形としたことを特徴とする
   回転電機の固定子。
5. 【請求項５】 前記請求項１乃至請求項４のいずれか１
   項に記載の回転電機の固定子において、 前記固定子枠を、前記固定子鉄心の軸方向の両端部に分
   割して取り付けたことを特徴とする回転電機の固定子。
6. 【請求項６】 前記請求項１乃至請求項４のいずれか１
   項に記載の回転電機の固定子において、 前記固定子枠を、前記固定子鉄心の軸方向の両端部およ
   び略中央部に少なくとも１個取り付けたことを特徴とす
   る回転電機の固定子。
7. 【請求項７】 前記請求項５に記載の回転電機の固定子
   において、 前記固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を略
   ｎ角形（ｎは１を除く奇数）とし、 前記一方の固定子枠を基準として、前記他方の固定子枠
   を周方向に（３６０／２ｎ）度回転させたことを特徴と
   する回転電機の固定子。
8. 【請求項８】 前記請求項５に記載の回転電機の固定子
   において、 前記固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の角部と前
   記固定子鉄心の内径中心点とを結ぶ延長線上に角でない
   部分がくるような断面の多角形としたことを特徴とする
   回転電機の固定子。
9. 【請求項９】 前記請求項５または請求項６に記載の回
   転電機の固定子において、 前記それぞれの固定子枠を軸方向に結合するリブを取り
   付けたことを特徴とする回転電機の固定子。
10. 【請求項１０】 前記請求項９に記載の回転電機の固定
    子において、 前記リブと前記固定子鉄心の外周とを、溶接、接着、ボ
    ルト等の機械的結合手段で結合したことを特徴とする回
    転電機の固定子。
11. 【請求項１１】 固定子枠を設けない固定子鉄心のみで
    構成される回転電機の固定子において、 前記固定子鉄心の軸方向に直交する方向の断面の外周
    を、 外周平均半径ｒ１と当該外周平均半径ｒ１からの変形量
    Ｂとの比が０．０５≦Ｂ／ｒ１≦０．５の範囲にあっ
    て、機械角をθとした場合に、下記式で表わされる略正
    弦波形状Ｅに形成し、当該略正弦波形状の次数ｎを、１
    を除く奇数次数としたことを特徴とする回転電機の固定
    子。 【数２】
12. 【請求項１２】 前記請求項１１に記載の回転電機の固
    定子において、 前記１を除く奇数次数としては、前記回転電機の極数に
    応じて適宜選択される３，５，７のうちいずれか一つの
    次数としたことを特徴とする回転電機の固定子。
13. 【請求項１３】 固定子枠を設けない固定子鉄心のみで
    構成される回転電機の固定子において、 前記固定子鉄心の軸方向に直交する方向の断面の外周
    を、１を除く略奇数角形に形成したことを特徴とする回
    転電機の固定子。
14. 【請求項１４】 前記請求項１３に記載の回転電機の固
    定子において、 前記１を除く略奇数角形としては、前記回転電機の極数
    に応じて適宜選択される略三角形、略五角形、略七角形
    のうちいずれか一つの奇数角形としたことを特徴とする
    回転電機の固定子。
15. 【請求項１５】 前記請求項４に記載の回転電機の固定
    子において、 前記略三角形または略五角形の固定子枠の軸方向に直交
    する断面における角部の固定子枠の厚さをｈ２とし、 前記角部と前記固定子鉄心の内径中心点とを結ぶ延長線
    上にある前記固定子枠の厚さをｈ１とした場合に、 前記ｈ２とｈ１との比が、 ｈ２／ｈ１＝２．５〜４．５ の範囲内にあるようにしたことを特徴とする回転電機の
    固定子。
16. 【請求項１６】 前記請求項１５に記載の回転電機の固
    定子において、 前記ｈ２とｈ１との比が、 ｈ２／ｈ１＝３．０〜４．０ の範囲内にあるようにしたことを特徴とする回転電機の
    固定子。
17. 【請求項１７】 前記請求項１６に記載の回転電機の固
    定子において、 前記ｈ２とｈ１との比が、 ｈ２／ｈ１＝３．５ となるようにしたことを特徴とする回転電機の固定子。
18. 【請求項１８】 前記請求項４に記載の回転電機の固定
    子において、 前記略五角形の固定子枠の軸方向に直交する断面におけ
    る角部の固定子枠の厚さをｈ２とし、 前記固定子鉄心の継鉄（ヨーク）厚さをｈ３とした場合
    に、 前記ｈ３とｈ２との比が、 ０．２≦ｈ３／ｈ２≦０．８ の範囲内にあるようにしたことを特徴とする回転電機の
    固定子。
19. 【請求項１９】 前記請求項１８に記載の回転電機の固
    定子において、 前記ｈ３とｈ２との比が、 ０．２≦ｈ３／ｈ２≦０．４ の範囲内にあるようにしたことを特徴とする回転電機の
    固定子。
20. 【請求項２０】 前記請求項４に記載の回転電機の固定
    子枠において、 前記固定子枠に用いる材料の機械特性である縦弾性係数
    をＥ２とし、 前記固定子鉄心を構成する電気鉄板の縦弾性係数をＥ１
    とした場合に、 前記Ｅ２とＥ１との比が、 Ｅ１／Ｅ２＝２．５〜８０ の範囲内にあるようにしたことを特徴とする回転電機の
    固定子。
21. 【請求項２１】 前記請求項１乃至請求項４のいずれか
    １項に記載の回転電機の固定子において、 前記固定子枠に冷却フィンを取り付け、 前記冷却フィンの取り付け位置を、前記固定子枠の軸方
    向に直交する方向の断面の角部を除く前記固定子枠の外
    周上になるように前記冷却フィンを配置し、 前記冷却フィンの高さを、前記角部の頂点を半径として
    略円形を形成するようにしたことを特徴とする回転電機
    の固定子。
22. 【請求項２２】 前記請求項３または請求項４に記載の
    回転電機の固定子において、 前記一方の略五角形の固定子枠を基準として、前記他方
    の略五角形の固定子枠を周方向に３０度〜４２度の間の
    いずれかの角度で回転させるようにしたことを特徴とす
    る回転電機の固定子。
23. 【請求項２３】 前記請求項２２に記載の回転電機の固
    定子において、 前記他方の略五角形の固定子枠を周方向に３６度の角度
    で回転させるようにしたことを特徴とする回転電機の固
    定子。
24. 【請求項２４】 固定子枠と、当該固定子枠に固定され
    た固定子鉄心とを備えて構成される回転電機の固定子に
    おいて、 前記固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を、
    略円形、略四角形、略台形、略長方形、正方形のうちい
    ずれか一つの形状とし、 前記固定子鉄心の中心点に対して、 前記略円形の固定子枠の中心点、 または前記略四角形、前記略台形、前記略長方形、前記
    正方形のいずれかの形状の固定子枠の対角線の交点を、 偏心させるようにしたことを特徴とする回転電機の固定
    子。
25. 【請求項２５】 前記請求項２４に記載の回転電機の固
    定子において、 前記固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を略
    円形とし、 前記固定子鉄心の外径をｄとし、 前記略円形の固定子枠の外径をＤとし、 前記偏心量をε１とした場合に、 ε１＝（０．２５〜０．８）（Ｄ−ｄ）／２ の範囲内で偏心させるようにしたことを特徴とする回転
    電機の固定子。
26. 【請求項２６】 前記請求項２５に記載の回転電機の固
    定子において、 ε１＝（０．７〜０．８）（Ｄ−ｄ）／２ の範囲内で偏心させるようにしたことを特徴とする回転
    電機の固定子。
27. 【請求項２７】 前記請求項２６に記載の回転電機の固
    定子において、 ε１＝０．８（Ｄ−ｄ）／２ で偏心させるようにしたことを特徴とする回転電機の固
    定子。
28. 【請求項２８】 前記請求項２４に記載の回転電機の固
    定子において、 前記固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を、
    略長方形、略正方形のうちいずれか一つの形状とし、 前記固定子鉄心の外径をｄとし、 前記略長方形の固定子枠の短辺、もしくは前記略正方形
    の固定子枠の一辺の長さをｘとし、 前記偏心量をε２とした場合に、 前記略長方形の固定子枠または前記略正方形の固定子枠
    の対角線の交点から前記固定子鉄心の中心を、 ε２＝（ｘ−ｄ）／２．５〜（ｘ−ｄ）／８ の範囲内で偏心させるようにしたことを特徴とする回転
    電機の固定子。
29. 【請求項２９】 前記請求項２４に記載の回転電機の固
    定子において、 前記固定子枠の軸方向に直交する方向の断面の外周を略
    台形とし、 前記固定子鉄心の外径をｄとし、 前記略台形の固定子枠の高さをｈとし、 前記偏心量をε３とした場合に、 前記略台形の固定子枠の高さのｈ／２から前記固定子鉄
    心の中心を、 ε３＝（ｈ−ｄ）／２．５〜（ｈ−ｄ）／８ の範囲内で偏心させるようにしたことを特徴とする回転
    電機の固定子。
30. 【請求項３０】 固定子と回転子とを備えて構成される
    回転電機において、 前記固定子として、前記請求項１乃至請求項２３のいず
    れか１項に記載の固定子を備えて成ることを特徴とする
    回転電機。