(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に外挿される回転子を囲う固定子が内側に配置される電動機の液体ジャケット付フレームにおいて、
軸方向に長手の内筒部と、内筒部を囲う外筒部と、軸方向の一端と他端に夫々設けられて内筒部と外筒部との間の中空部を閉塞する一対の端板部とを備え、中空部が、内筒部から放射状にのびて外筒部に一体に連結される、周方向に間隔を存して配置される軸方向に長手の第１、第２及び第３の仕切り板部で複数個の中空通路に仕切られ、
周方向一箇所の第１の仕切り板部が軸方向の一端及び他端の端板部に液密に接し、この第１の仕切り板部から周方向一方に数えて奇数番目の第２の仕切り板部が、軸方向他端に設けられた端板部からのび、軸方向一端に設けられた端板部との間に、これら第２の仕切り板部の周方向両側の中空通路を連通する第１の連通部が形成されると共に、第１の仕切り板部から周方向一方に数えて偶数番目の第３の仕切り板部が、軸方向一端に設けられた端板部からのび、軸方向他端に設けられた端板部との間に、これら第３の仕切り板部の周方向両側の中空通路を連通する第２の連通部が形成されて第１の仕切り板部の周方向両側の中空通路の一方から他方まで軸方向に蛇行しながら連続する冷媒循環通路が構成されるようにし、
各中空通路の径方向に沿う断面形状が四角形または円形であり、同等の通路面積を持つ１６個以上の中空通路が形成されるように第１、第２及び第３の仕切り板部で中空部が分割され、内筒部と外筒部と第１、第２及び第３の仕切り板部と一対の端板部との全てが連結されて一体化して構成されることを特徴とする電動機の液体ジャケット付フレーム。
【請求項２】
請求項１記載の電動機の液体ジャケット付フレームであって、前記中空通路の断面形状が四角形であるものにおいて、
前記四角形の互いに向かい合う一組の対辺が夫々径方向に位置し、残りの他組の対辺が夫々周方向に位置し、一組の対辺の平均長さと他組の対辺の平均長さを同等とし、第１及び第２の連通部の軸方向長さは、一組の対辺の平均長さの１〜３倍の長さに設定されたことを特徴とする電動機の液体ジャケット付フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸に外挿される回転子を囲う固定子が内側に配置される電動機、特に全閉形電動機の液体ジャケット付フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
全閉形電動機は例えば特許文献１で知られている。このものは、軸方向に長手の内筒部と、内筒部を囲う外筒部と、軸方向両端に夫々設けられて内筒部と外筒部との間の中空部を閉塞する一対の端板部とを備えるフレームを有する。フレームの長手方向両端に夫々連結されたブラケットには、一対の軸受を介して回転軸が軸支されている。回転軸には、永久磁石からなる回転子が外挿され、この回転子を囲うようにフレーム内には、ヨークにコイルを巻装して構成される固定子が配置されている。
【０００３】
近年、この種の全閉形電動機には、小形軽量化を図りつつ、高出力（例えば２００ｋｗ以上）で高速回転（例えば２００００ｍｉｎ−１）のものが要望されるようになっている。ここで、ＪＩＳ Ｂ ０９０５−１９９２、回転機械の剛性ロータの釣合い良さの規格によれば、釣合い良さの等級がＧ０．４〜Ｇ４０００まで１１段階で規定されており、選定した釣合い良さの等級において、許容残留不釣り合いをＵｐｅｒ（ｇ・ｍｍ）、釣合いのバランスを図る剛性ロータの半径をＲ（ｍｍ）とすれば、許容不釣合い質量ｍ（ｇ）は、ｍ＝Ｕｐｅｒ／Ｒとなり、例えば、釣合い良さの最も良いＧ０．４を選定して製作したとしても、不釣り合い質量ｍが残存することになる。
【０００４】
上記回転軸回りの不釣合い質量ｍによって誘発されて回転軸に作用する振れ回りの強制外力をＰ、剛体ロータ（回転軸及び回転子）の回転数をｎ（ｍｉｎ―１）とすると、Ｐ＝ｍＲ・（２π×ｎ／６０）２となる。この場合、δは、回転子が設けられた箇所での回転軸周りの撓み変形量、Ｍは、前記箇所での回転軸周りの質量、Ｃは、前記箇所での回転軸周りの減衰係数、Ｋは、前記箇所での回転軸周りの撓み変形ばね定数とすると、Ｍ・ｄ２δ／ｄｔ２＋Ｃ・ｄδ／ｄｔ＋Ｋδ＝ｍＲ・（２π×ｎ／６０）２という振れ回りによる強制振動の運動方程式（１）が成立する。
【０００５】
上記式（１）から、強制外力Ｐに起因する振れ回りの振動の振幅は、不釣り合い質量ｍの１乗に比例し、回転数ｎの２乗に比例して増幅され、振れ回りの振動加速度はこの振動の振幅の増幅度合に比例して増大する。このため、上述したように、高速回転化すればする程、回転子の外挿された回転軸周りの不釣り合い質量により生じる回転軸での振れ回りの振動が増大化すると共に、上記電動機自体の振動も煽られ、誘発されて大きくなり、電動機自体での振動による振幅を所望の値（例えば、３０μｍ以下）に抑制することが困難になるばかりでなく、回転軸を軸支している軸受の破損を招来するという問題が生じる。
【０００６】
また、上記全閉形電動機において、小形軽量化と高出力化とをすればする程、電動機自体での単位容積当りの、特に固定子での銅損や鉄損による発熱量が著しく増加し、ＪＥＣ―２１００−２００８  回転電気機械一般に規定されている絶縁種別（例えばＨ種など）の固定子のコイルの温度上昇を規格限度値以下に抑制することができないという問題がある。
【０００７】
固定子のコイルに生じる熱をフレームに効率良く伝導させてものとして、フレームに液体ジャケットを付設したもので構成することが例えば特許文献２で知られている。このものは、固定子のコイルのコイルエンドと、固定子鉄心の外周を支持する外周スリーブとの間に高熱伝導性の樹脂を充填、固着すると共に、フレーム側の外周スリーブの周囲に通路壁で囲われ、かつ、外周スリーブの周囲を螺旋状に周回する仕切り壁で区切られている冷却液用通路を設け、冷却液を液入口から液出口に循環させて外周スリーブに伝熱された熱を奪うように構成している。
【０００８】
然し、上記特許文献２のものでは、外周スリーブがフレームと独立した部品であり、しかも、冷却液用通路を形成している仕切り壁が外周スリーブの周囲に螺旋状に周回するように設けられている。結果として、回転軸が振動することによって誘発される小形軽量化した電動機自体の振動を抑制して、振動による振れ幅を所望の値以下とするために必要なフレームの曲げ剛性（Ｅ・Ｉ）の値を充足できるレベルまで大きくすることが極めて困難である（Ｅは、縦弾性係数、Ｉは、断面二次モーメント）。なお、冷却性能に関しては具体的な記載が無く、詳細は不明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５３５４５５８号公報
【特許文献２】特開２００２−１９１１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑み、電動機の回転軸が振動することで誘発される、電動機自体の振動を抑制して、振動による振れ幅を小さくできると共に、電動機の損失によって生じる固定子からの発熱量を液体に効率よく熱伝達して固定子を冷却することができる電動機の液体ジャケット付フレームを提供することをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、回転軸に外挿される回転子を囲う固定子が内側に配置される本発明の電動機の液体ジャケット付フレームは、軸方向に長手の内筒部と、内筒部を囲う外筒部と、軸方向の一端と他端に夫々設けられて内筒部と外筒部との間の中空部を閉塞する一対の端板部とを備え、中空部が、内筒部から放射状にのびて外筒部に一体に連結される、周方向に間隔を存して配置される軸方向に長手の第１、第２及び第３の仕切り板部で複数個の中空通路に仕切られ、周方向一箇所の第１の仕切り板部が軸方向の一端及び他端の端板部に液密に接し、この第１の仕切り板部から周方向一方に数えて奇数番目の第２の仕切り板部が、軸方向他端に設けられた端板部からのび、軸方向一端に設けられた端板部との間に、これら第２の仕切り板部の周方向両側の中空通路を連通する第１の連通部が形成されると共に、第１の仕切り板部から周方向一方に数えて偶数番目の第３の仕切り板部が、軸方向一端に設けられた端板部からのび、軸方向他端に設けられた端板部との間に、これら第３の仕切り板部の周方向両側の中空通路を連通する第２の連通部が形成されて第１の仕切り板部の周方向両側の中空通路の一方から他方まで軸方向に蛇行しながら連続する冷媒循環通路が構成されるようにし、各中空通路の径方向に沿う断面形状が四角形または円形であり、同等の通路面積を持つ１６個以上の中空通路が形成されるように第１、第２及び第３の仕切り板部で中空部が分割され、内筒部と外筒部と第１、第２及び第３の仕切り板部と一対の端板部との全てが連結されて一体化して構成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、中空通路の断面形状が四角形または円形となるように内筒部と外筒部とが補強リブとして機能する１６枚以上の仕切り板部で連結して一体化した構成を採用したため、回転軸が強制振動することで誘発される、電動機自体の振動による振幅を効果的に抑制して、振動による振れ幅を所望の値以下とするために必要なフレームの曲げ剛性（Ｅ・Ｉ）の値を充足できるレベルまで大きくすることが可能となる。それに加えて、同等の通路面積を持つ１６個以上の中空通路が形成される構成を採用したため、冷媒循環通路を流れる冷媒（冷却水）の流速が可及的に速くなると共に冷媒循環通路の全長に亘る流速分布が略均等になって、冷媒とフレームとの間の熱伝達率（α）を十分な値まで増大させることができ、その結果、電動機の損失によって生じる固定子からの発熱量を液体に効率よく熱伝達して固定子を冷却することができる。なお、フレームに形成する中空通路の数の上限は、冷媒循環通路に冷媒（冷却水）を供給するポンプの吐出能力（圧力）と内部通路における圧損とに応じて適宜設定される。
【００１３】
本発明において、前記中空通路の断面形状が四角形である場合、前記四角形の互いに向かい合う一組の対辺が夫々径方向に位置し、残りの他組の対辺が夫々周方向に位置し、一組の対辺の平均長さと他組の対辺の平均長さを同等とし、第１及び第２の連通部の軸方向長さは、一組の対辺の平均長さの１〜３倍の長さに設定すればよい。なお、本発明において、「同等」といった場合、長さ等が厳密に一致している場合だけを言うものではなく、上述の技術課題を解決できるものであれば、「同等」に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の液体ジャケット付フレームを備える全閉形電動機の断面図。
【図２】（ａ）は、液体ジャケット付フレームを示す斜視図、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、外筒部を取り外した状態で示すフレームの部分展開図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、図２（ｂ）に対応させた、変形例に係る液体ジャケット付フレームの断面図。
【図４】（ａ）は、比較品の液体ジャケット付フレームの断面図、（ｂ）は、外筒部を取り外した状態で示すフレームの部分展開図。
【図５】本発明の効果を示す実験結果のグラフ。
【図６】本発明の効果を示す熱伝達率の解析結果を示す図。
【図７】図６に示す解析結果に基づく固定子周りの温度分布の態様を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、埋込構造永久磁石電動機タイプの全閉形電動機に本発明の液体ジャケット付きフレームを適用したものを例にその実施形態を説明する。以下において、「上」、「下」、といった方向を示す用語は図１を基準とし、また、回転軸の軸方向を左右方向とし、図１中、電動機の反伝動側である左側を「前」、電動機の伝動側である右側を「後」とする。
【００１６】
図１を参照して、ＥＭは、本実施形態の液体ジャケット付きフレーム１を備えた電動機である。電動機ＥＭのフレーム１の前後には、前側ブラケット２ａと後側ブラケット２ｂとが夫々連結されている。前側及び後側の両ブラケット２ａ，２ｂには、前後一対の軸受３ａ，３ｂを介して回転軸４が軸支されている。回転軸４には、永久磁石からなる回転子５が外挿され、この回転子５を囲うようにフレーム１内には、ヨーク６ａとヨーク６ａに巻装されたコイル６ｂとを有する固定子６が固定配置されている。また、前側ブラケット２ａの外壁面には液冷却装置ＣＭが取り付けられている。電動機ＥＭや、液冷却装置ＣＭ（例えば、特許第５３５４５５８号公報）については、公知のものが利用できるため、ここではこれ以上の詳細な説明は省略する。
【００１７】
図２（ａ）〜図２（ｃ）も参照して、本実施形態の液体ジャケット付きフレーム１は、例えば鋼材で製作され、軸方向に長手であって円筒状の内筒部１１と、内筒部１１を同心に囲う円筒状の外筒部１２と、軸方向両端に夫々設けられて内筒部１１と外筒部１２との間の中空部１３を閉塞する一対の端板部１４ａ，１４ｂとを備える。中空部１３には、内筒部１１から放射状にのびて外筒部１２に一体に連結される、周方向に等間隔で配置される軸方向に長手であって所定の厚さを有する仕切り板部１５で複数個の中空通路１３ａに仕切られている（図２（ｂ）及び（ｃ）参照）。
【００１８】
周方向一箇所の所定の仕切り板部１５を第１の仕切り板部１５ａとし、この仕切り板部１５ａは軸方向両端の端板部１４ａ，１４ｂに液密に夫々接している。そして、第１の仕切り板部１５ａから周方向一方（図２（ｂ）中、時計回り）に数えて奇数番目の仕切り板部を第２の仕切り板部１５ｂとし、第２の仕切り板部１５ｂは、軸方向一端としての後側の端板部１４ｂとの間に、これら第２の仕切り板部１５ｂの周方向両側の中空通路１３ａを連通する第１の連通部としての切欠き部１６ａが形成されている。他方、所定の仕切り板部１５ａから周方向一方に数えて偶数番目の仕切り板部を第３の仕切り板部１５ｃとし、第３の仕切り板部１５ｃは、軸方向他端としての前側の端板部１４ａとの間に、これら第３の仕切り板部１５ｃの周方向両側の中空通路１３ａを連通する第２の連通部としての切欠き部１６ｂが形成されている。
【００１９】
また、各中空通路１３ａの径方向に沿う断面形状は偏倚度合の小さい四角形に形成され、同等の通路面積を持つ１６個以上（本実施形態では、２８個）の中空通路１３ａが形成されるように第１〜第３の仕切り板部１５ａ〜１５ｃで中空部１３が分割されている。この場合、四角形の互いに向かい合う一組の対辺１３１が夫々径方向に位置し、残りの他組の対辺１３２が夫々周方向に位置し、一組の対辺１３１の平均長さと他組の対辺１３２の平均長さとが同等となるように形成している。なお、中空通路１３ａの断面形状が四角形といった場合、各中空通路１３ａを画成する各辺の全てが直線で構成されている必要はなく、例えば径方向に位置する辺１３１を内筒部１１と同心の曲線とすることができる。また、内筒部１１と外筒部１２とを仕切り板部１５ａ〜１５ｃで一体に連結した構造にする場合、鋳込みや溶接などの方法が用いられ、また、筒状部材に中空通路としての孔を穿設するようにしてもよい。更に、切欠き部１６ａ，１６ｂの軸方向の長さＷは、一組の対辺１３２の平均長さの１〜３倍の長さに設定され、連通部において冷媒が円滑に流れるようにしている。
【００２０】
前側のブラケット２ａには、前側の端板部１４ａを貫通して、第１仕切り板部１５ａの周方向一側に位置する中空通路１３ａに連通する流入口１７ａが形成され、更に、前側の端板部１４ａを貫通して、第１仕切り板部１５ａの周方向他側（周方向反対側）に位置する中空通路１３ａに連通する流出口１７ｂが形成されている。これにより、流入口１７ａから、第１の仕切り板部１５ａの周方向両側の中空通路１３ａの一方から他方まで軸方向に蛇行しながら流出口１７ｂまで連続する冷媒循環通路がフレーム１内に形成される。なお、中空通路１３ａの数が偶数である場合には、流入口１７ａと流出口１７ｂとが共に前側の端板部１４ａに開設される一方で、中空通路１３ａの数が奇数である場合には、流入口１７ａが前側の端板部１４ａに開設され、流出口１７ｂが後側の端板部１４ｂに開設される。
【００２１】
上記実施形態では、内筒部１１と外筒部１２とを円筒状にしたものを例に説明したが、これに限定されるものではない。上記実施形態と同一の要素、部材に同一の符号を用いて説明すれば、図３（ａ）に示す変形例に係るフレーム１０ａでは、例えば外筒部１２が多角形状（変形例では、八角形状）の輪郭を持つように形成されている。この場合、一の仕切り板部１５１は、内筒部１１から多角形状の外筒部１２の各頂点に向けて放射状にのびて一体に連結され、中空部１３に形成しようとする中空通路１３ａの数（変形例では、１６個）に応じて、互いに隣接する一の仕切り板部１５１相互の間に他の仕切り板部１５２が設けられている。この場合、上記同様、四角形の互いに向かい合う一組の対辺の平均長さと他組の対辺の平均長さとが同等となるように形成される。
【００２２】
他方で、各中空通路１３ａの径方向に沿う断面形状を偏倚度合の小さい四角形に形成したものを例に説明したが、断面形状はこれに限定されるものではなく、図３（ｂ）に示す更に他の実施形態に係るフレーム１０ｂでは、各中空通路１３ａの径方向に沿う断面形状を円形にしている。この場合、円形には楕円形状や長円形状も含まれる。但し、上記のいずれの場合でも、同等の通路面積を持つ１６個以上（本実施形態では、２８個）の中空通路１３ａが形成されるように第１〜第３の仕切り板部１５ａ〜１５ｃで中空部１３が分割されるようにする必要がある。
【００２３】
ところで、冷媒との熱交換で固定子６を冷却するためのフレーム構造として次のものが考えられる。即ち、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、比較品としてのフレームＦＬは、円筒状の内筒部Ａ１と多角形状の外筒部Ａ２と、軸方向両端に夫々設けられて内筒部Ａ１と外筒部Ａ２との間の中空部Ｂを閉塞する一対の端板部Ｃ１，Ｃ２とを備える。中空部Ｂには、内筒部Ａ１から放射状にのびて外筒部Ａ２に連結される、周方向に等間隔で配置される軸方向に長手であって所定の厚さを有する仕切り板部Ｄで複数個の中空通路Ｂ１に仕切られている。この場合、仕切り板部Ｄの先端を外筒部Ａ２の各辺の略中点に連結して、五角形状の断面形状を持つ８個の中空通路Ｂ１が形成されるように中空部Ｂを分割している。中空通路Ｂ１には、内筒部Ａ１から径方向外側に突出すると共に、両端板部Ｃ１，Ｃ２から夫々間隔を置いて軸方向に線状にのびる突条Ｅが形成され、放熱フィンとしての役割を果たす突条Ｅにより冷媒との接触面積を増加させるようにしている。そして、上記実施形態と同様、流入口Ｆから、第１の仕切り板部Ｄ１の周方向両側の中空通路Ｂ１の一方から他方まで軸方向に蛇行しながら流出口Ｇまで連続する冷媒循環通路がフレームＦＬ内に形成されるようにしている。
【００２４】
上記比較品では、突条Ｅを設けていても、中空通路Ｂ１の数が８個と少なく、しかも、この突条ＥはフレームＦＬの外筒部Ａ２と連結一体化されていない。このため、回転軸４が強制振動することによって誘発される電動機ＥＭ自体での振動を抑制して、振動による振幅をユーザー要求の所定の値以下とするために、必要とするフレームの曲げ剛性(Ｅ・Ｉ)の値を充足できるレベルまで大きくすることが難しく、遂には前側のブラケット２ａと後側のブラケット２ｂとに夫々設けられている軸受３ａ，３ｂを破損する場合があることが判った。
【００２５】
また、上記比較品では、突条Ｅを設けた冷媒循環通路に沿って冷媒を蛇行させて循環させ、このとき、各中空通路Ｂ１の断面形状が偏倚度合の大きな５辺からなるいびつな形状となっていることで、冷媒である液体の内部通路内における流速の分布が不均一で非常に乱れた流れとなる。その結果、冷媒循環通路を流れる冷媒と、突条Ｅを有するフレームＦＬとの相互間での熱伝達率(α)が悪くて小さな値となり、上記電動機ＥＭの損失によって発生する固定子６の発熱量を、フレームＦＬを介して冷媒である液体に効率良く熱伝達して固定子６を冷却し、上記固定子のコイル６ｂの温度上昇を抑制して低下させることが極めて困難であることが判った。
【００２６】
それに対して、上記実施形態によれば、比較品と比べ、フレーム１の曲げ剛性（Ｅ・Ｉ）に寄与する仕切り板部１５の数を少なくとも２倍以上になるように増加させながら、この仕切り板部１５により、中空通路１３ａの断面形状が四角形または円形となるように内筒部１１と外筒部１２とを連結して一体化した構成を採用したため、回転軸が強制振動することで誘発される、電動機自体の振動による振幅を効果的に抑制して、振動による振れ幅を所望の値以下とするために必要なフレームの曲げ剛性（Ｅ・Ｉ）の値を充足できるレベルまで大きくすることが可能となる。なお、仕切り板部１５の厚みは、フレーム１の断面形状に応じて、図２（ｂ）中に示すＸ−Ｘ軸回りの断面二次モーメント(Ｉ)の増大化による曲げ剛性（Ｅ・Ｉ）の向上（縦弾性係数Ｅは材料物性値であり、一定の定数値となるため、断面二次モーメントIの値を大きくする必要がある）と、フレーム１の内筒部１１から仕切り板部１５への熱伝導解析を行い、比較品の突条Ｅの代役としての機能を果すように、冷却性能の向上とを勘案して適宜設定すればよい。
【００２７】
それに加えて、同等の通路面積を持つ１６個以上の中空通路１３ａが形成される構成を採用したため、冷媒循環通路を流れる冷媒（冷却水）の流速が比較品に比べて可及的に速くなると共に冷媒循環通路の全長に亘る流速分布が略均等になって、冷媒循環通路を流れる冷媒と本実施形態に係る発明のフレーム１との間の熱伝達率（α）を十分な値まで増大させることができ、その結果、電動機ＥＭの損失によって生じる固定子６からの発熱量を液体に効率よく熱伝達して固定子６、ひいてはコイル６ｂの温度上昇を抑制できる。なお、フレーム１に形成する中空通路１３ａの数の上限は、流体循環通路に冷媒（冷却水）を供給するポンプの吐出能力（圧力）と内部通路における圧損とに応じて設定すればよい。
【００２８】
次に、本発明の効果を確認するため、次の実験を行った。この場合、２７５ｋｗ、２１５Ｖ／４４０Ｖ, ６０００ｍｉｎ−１／２００００ｍｉｎ−１仕様の埋込構造永久磁石同期電動機タイプの全閉形電動機を用い、フレームの種類をかえて回転軸４の回転数と電動機ＥＭ自体での振動加速度の大きさの相関関係を得た。
【００２９】
図５は、上記比較品のフレームＦＬと、本発明に係るフレーム１、１０ａとを夫々用いた場合において回転軸４の回転数（ｍｉｎ−１）に対する電動機ＥＭ自体での振動加速度（ｍ／ｓ２）の変化を示すグラフであり、図５中、−○−線で示すものが回転軸４の回転数（ｍｉｎ−１）に対する図４（ａ）に示すフレームＦＬ（比較品）での振動加速度（ｍ／ｓ２）の変化、−●−線で示すものが回転軸４の回転数（ｍｉｎ−１）に対するフレームＦＬ（比較品）での振幅（μｍ）の変化を示すグラフである。また、図５中、−□−線で示すものが、図２（ｃ）で示すフレーム１での振動加速度（ｍ／ｓ２）の変化であり（図２（ｃ）で示すフレーム１に係るものを発明品１という）、−△−線で示すものが、図３（ａ）で示すフレーム１０ａでの振動加速度（ｍ／ｓ２）の変化である（図３（ａ）で示すフレーム１０ａに係るものを発明品２という）。
【００３０】
以上によれば、比較品では、回転軸4の回転数を増加させるにつれて上記の強制振動による振動加速度と振幅が概ね同様な傾向を辿って変化し、振動加速度が３０ｍ／ｓ２となる付近で、振動による振幅も２９ｕｍに達した。この場合、回転軸４を軸支している軸受３ａ，３ｂの破損を招来したケースもあった。それに対して、発明品２では、回転軸４の回転数を増加させると、振動加速度が変化するが、最大で１８ｍ／ｓ２となり、発明品１では、最大でも７．１ｍ／ｓ２となっていることが判る。
【００３１】
ここで、比較品と、発明品１，２とのＸ−Ｘ軸回りの断面二次モーメントを比較してみると、比較品では、断面二次モーメント（Ｉ）が２．１×１０ｍｍ４であるのに対して、発明品２では、３．５×１０ｍｍ４、発明品１では、６．２×１０ｍｍ４であり、断面二次モーメント（Ｉ）の大きさに概ね反比例して上記の電動機ＥＭ本体の振動の加速度最大値が抑制低下されて小さくなることが判る。
【００３２】
次に、他の実験として、上記同様の埋込構造永久磁石同期電動機タイプの全閉形電動機を用い、２７５ｋｗ、２１５Ｖ, ６０００ｍｉｎ−１での当該電動機の損失によって発生する固定子の発熱量が１６．４７ｋｗ、冷媒として２５℃の水、流量が５０リットル／ｍｉｎとし、フレームの種類をかえてフレームと冷媒との相互間における熱伝達率(α)の解析を行い、その結果を図６に示す。図６（ａ）は比較品、図６（ｂ）は発明品１、図６（ｃ）は発明品２である。
【００３３】
これによれば、比較品では、冷媒循環通路の全長に亘る平均熱伝達率（α）が２４００ｗ／（ｍ２・Ｋ）となった。それに対して、発明品１では、平均熱伝達率（α）が３６９７ｗ／（ｍ２・Ｋ）となった。これは、冷媒（冷却水）の各内部通路での流速が速く、しかも、各内部通路断面での流速分布が均一で一様な流れになればなるほど、上記熱伝達率(α)の分布にムラが無くなることに起因している。その結果、平均熱伝達率（α）の値は、比較品を１とすると、発明品２で約１．１６倍、発明品１で約１．５４倍と増大化し、フレームを介して冷媒に効率良く熱伝達して固定子を冷却できることが判る。
【００３４】
また、図７は、上記熱伝達率の解析結果を基に、フレーム毎に熱流体解析した固定子周りの温度分布の態様を示す図である。この場合、電動機の損失により発生する固定子の発熱量が１６．４７ｋｗの場合において、温度上昇値が最大となる固定子の内径での夫々の温度上昇の値を比較すると、発明品２の場合は、比較品に比べて温度上昇値を５．６３Ｋ低下させることができ、発明品１では、温度上昇値を９．１２Ｋ低下させることができ、更には水温を同一にしたままで流量を８０リットル／ｍｉｎに増やせば、平均熱伝達率は５２９８ｗ／（ｍ２・Ｋ）まで上昇するので、温度上昇値を１１．２１Ｋまで低下させることも可能となり、固定子コイルの温度上昇を規格限度値以下に抑制することができることが確認された。
【００３５】
なお、図３（ｂ）に示す、四角形の中空通路の断面積とほぼ同面積となるように円形状の穴を穿孔した場合、Ｘ−Ｘ軸回りの断面二次モーメントは６．４５×１０ｍｍ４となり、曲げ剛性（Ｅ・Ｉ）の大きさはほとんど同じであり、しかも冷媒である水温とその流量が同一であれば、冷媒循環通路の全長に亘る平均熱伝達率及び固定子の温度上昇値を発明品１と同等に抑制し低下させることが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
ＥＭ…全閉形電動機（電動機）、１，１０ａ，１０ｂ…液体ジャケット付フレーム、１１…内筒部、１２…外筒部、１３…中空部、１３ａ…中空通路、１４ａ，１４ｂ…端板部、１５…仕切り板部、１５ａ…周方向一箇所の所定の仕切り板部、１５ｂ…所定の仕切り板部から周方向一方に数えて奇数番目の仕切り板部、１５ｃ…所定の仕切り板部から周方向一方に数えて偶数番目の仕切り板部、１６ａ，１６ｂ…切欠き部（連通部）。
【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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