专利名称：电动机和具有该电动机的电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动机，特别是涉及为了抑制发生轴承的电蚀而改良的电动机。
背景技术：
近年来，电动机采用由脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)方式(以下,称为PWM方式)的逆变器驱动的方式的案例逐渐增多。在这样的PWM方式的逆变驱动的情况下，绕组的中性点电位不为零，所以轴承的外轮与内轮之间产生电位差(以下，称为轴电压)。轴电压包含开关的高频成分，如果轴电压达到轴承内部的油膜的绝缘破坏电压，则微小的电流会流经轴承内部，在轴承内部发生电蚀。在电蚀进行的情况下，在轴承内轮、轴承外轮或者轴承滚珠中发生波状磨损现象，以至出现异常声音，成为电动机的故障的ー个主要原因。另外，用PWM方式对电动机进行逆变驱动的驱动电路(包括控制电路等)的电源供 给电路，与该电源供给电路的一次侧电路和一次侧电路侧的接地的地线是电绝缘的结构。现有技术中，为了抑制电蚀，有以下的对策。( I)使轴承内轮和轴承外轮为导通状态。(2)使轴承内轮和轴承外轮为绝缘状态。(3)降低轴电压。作为上述(I)的具体方法，能够举出使轴承的润滑剂为导电性。但是，导电性润滑齐U，存在经过时间导电性逐渐恶化、滑动可靠性差等问题。此外，也可以考虑过在旋转轴设置电刷，成为导通状态的方法，但是该方法存在需要电刷耐磨粉、空间等问题。作为上述(2)的具体方法，能够举出将轴承内部的铁珠变更为非导电性的陶瓷珠的方法。该方法存在的课题是电蚀抑制效果非常好，但是成本高，不能在通用的电动机中使用。作为上述(3)的具体方法，通过使定子鉄心和具有导电性的金属制的托架(bracket)电短路，使静电电容变化而降低轴电压的方法，是现有技术中公知的(例如，參照专利文献I)。此外，在抑制电动机的轴承的电蚀的现有技术中，也公开有许多将电动机的定子铁心等与大地的地线电连接的结构(例如,參照专利文献2)。此外，近年来，提案有定子侧的定子铁心等固定部件由铸模材料铸模，提高可靠性的模制电动机。在此，可以考虑代替金属制的托架，用这样的绝缘性的铸模材料固定轴承，抑制在轴承外轮侧发生的不需要的高频电压和流过轴承内外轮间的不需要的高频电流。但是，这种造型材料是树脂，存在固定轴承的強度不足，或者因树脂成型而尺寸精度差，容易发生轴承的蠕变故障等课题。即，如滚珠轴承这样的轴承，一般而言，例如在外轮与外壳内周面之间有间隙的情况下，因传递负载在轴上产生径向的力。如果产生这样的力，则因径向的相对差而容易发生滑动现象，这种滑动现象被称作蠕变。一般而言，通过将外轮牢固地固定于托架等外壳，能够抑制这样的蠕变。此外，近年来伴随着电动机的高输出化，需要更牢固地固定轴承。因此，例如，轴承的固定采用预先用钢板加工且尺寸精度好的金属制的托架等，必须要实施蠕变对策。特别是，轴承相对于旋转轴在2个位置承受的结构为一般的结构，从此处所述的強度方面和实施的容易性等理由出发，优选用金属制的托架固定于2个轴承。另外，还公开了如下的电动机在转子中，在轴与旋转体的外周之间设置有电介质层，防止在轴承中发生的电蚀(例如，參照专利文献3)。但是，首先，像专利文献I那样的现有的方法存在以下的课题。即，该现有的方法是使其短路的方法，所以有时轴承的外轮与内轮的电压平衡容易受到破坏，导致轴电压增闻。另外，用PWM方式对电动机进行逆变驱动的驱动电路(包括控制电路等)的电源供给电路，与该电源供给电路的一次侧电路和一次侧电路侧的接地的地线是电绝缘的结构，由此能够确保触电的风险等安全性。但是，如专利文献2所述，采用将电动机的定子铁心等与大地的地线电连接的结构，从电动机的规格和特性的观点来看，也考察其他的课题，难以根据添加了该结构的结构来解决课题。 先行技术文献专利文献专利文献I :日本特开2007-159302号公报专利文献2 :日本特开2004-229429号公报专利文献3 :国际公开第2009/113311号
发明内容
本发明的电动机包括包含卷绕有定子绕组的定子铁心的定子；以轴为中心旋转自如地配置的转子；支承轴的轴承；和固定轴承的导电性的托架。转子包括保持永磁铁的旋转体；和以贯通旋转体的中央的方式固接旋转体的轴。而且，轴与旋转体的最外圆周面之间的静电电容，比使轴承旋转时的轴承内轮与轴承外轮之间的静电电容小。根据这种结构，不受使用环境等影响，能够有效地抑制轴电压。即，轴承在旋转过程中因轴承的润滑脂而产生润滑效果，由此在内轮与滚珠、外轮与滚珠之间产生静电电容，产生轴电压。通过赋予旋转体比在该轴承中产生的静电电容小的静电电容，利用分压效果，与现有的方法相比，能够更加有效地抑制轴电压。另外，本发明的电设备装载有上述电动机。根据本发明，能够提供一种有效地抑制在轴承中产生电蚀的电动机和具有该电动机的电设备。
图I是表示本发明的实施方式I的电动机的截面的结构图。图2是该电动机的旋转体的顶视图。图3是该电动机的转子的立体图。图4是用于比较的不设置电介质层的结构的旋转体的顶视图。图5是表示旋转体静电电容Cr的测定方法的图。图6是表示轴承静电电容Cb的测定方法的图。图7是表示轴电压的测定方法的图。
图8是表示完全波形溃散的波形例的图。图9是表示部分波形溃散的波形例的图。图10是表示无波形溃散的波形例的图。图11是表示本发明的实施方式I的測定结果的图。图12是表示旋转体静电电容Cr和轴承静电电容Cb的等效电路的图。图13是表示作为本发明的实施方式I的其他结构例的外转子型的电动机的截面的结构图。图14是表示本发明的实施方式2的电设备(空调室内机)的结构图。图15是表示本发明的实施方式3的电设备( 空调室外机)的结构图。图16是本发明的实施方式4的电设备(热水器)的结构图。图17是本发明的实施方式5的电设备(空气净化器)的结构图。
具体实施例方式
下面，使用附图对本发明的电动机及具有该电动机的电设备进行说明。(实施方式I)图I是表示本发明的实施方式I的电动机的截面的结构图。在本实施方式中，列举作为装载于作为电设备的空调，用于驱动送风风扇的无刷电动机的电动机的一例进行说明。此外，本实施方式中，举出转子旋转自如地配置在定子的内周侧的内转子型的电动机为例进行说明。在图I中，在定子铁心11，间隔有对定子铁心11进行绝缘的作为绝缘体的树脂21，卷绕有定子绕组12。而且，这种定子铁心11，与其他的固定部件一起，用作为铸模材料的绝缘树脂13铸模成型。在本实施方式中，绝缘树脂13使用不饱和聚酯树脂成型材料。本实施方式中，通过将这些部件像这样铸模一体成型，构成外形为大致圆筒形状的定子10。在定子10的内侦彳，隔着空隙插入转子14。转子14具有包括转子铁心31的圆板状的旋转体30 ;和以贯通旋转体30的中央的方式固接旋转体30的轴16。旋转体30与定子10的内周侧相对地，在周方向上保持作为永磁铁的铁氧体树脂磁铁32。另外，以下将对其详细情况进行说明，旋转体30如图I所示具有以下结构从最外周部的铁氧体树脂磁铁32向内周侧的轴16去，依次配置构成转子铁心31的外周部的外侧铁心31a、电介质层50和构成转子鉄心31的内周部的内侧铁心31b。在图I中表示了，作为旋转体30，这些转子鉄心31、电介质层50和铁氧体树脂磁铁32 —体成型的结构例。像这样，以定子10的内周侧与旋转体30的外周侧相对的方式配置。在转子14的轴16安装有支承轴16的2个轴承15。轴承15是具有多个铁珠的圆筒形状的滚珠轴承，轴承15的内轮侧被固定于轴16。图I中，轴16在作为从无刷电动机主体突出的一侧的输出轴侧，轴承15a支承轴16，在其相反侧(以下，称为输出轴相反侧)，轴承15b支承轴16。而且，这些轴承15，分别通过具有导电性的金属制的托架，固定轴承15的外轮侧。图I中，输出轴侧的轴承15a由托架17固定，输出轴相反侧的轴承15b由托架19固定。通过以上结构，轴16由2个轴承15支承，转子14旋转自如地旋转。而且,在该无刷电动机上内置有印刷电路板18,该印刷电路板18安装有包括控制电路的驱动电路。内置该印刷电路板18后，将托架17压入到定子10，由此形成无刷电动机。另外，在印刷电路板18连接有施加绕组的电源电压Vdc、控制电路的电源电压Vcc和控制转速的控制电压Vsp的引线、控制电路的接地线等连接线20。另外，安装有驱动电路的印刷电路板18上的零电位点部，与大地的地线和一次侧(电源)电路绝缘，大地的地线和一次侧电源电路的电位，为浮置状态。此处，零电位点部是指，印刷电路板18上的作为标准电位的O伏电位的配线，通常表示被称作接地的接地配线。包含在连接线20中的接地线与该零电位点部即接地配线连接。此外，供给在安装有驱动电路的印刷电路板18连接的绕组的电源电压的电源电路、供给控制电路的电源电压的电源电路、施加控制电压的引线和控制电路的接地线等，与针对供给绕组的电源电压的电源电路的一次侧(电源)电路、针对供给控制电路的电源电压的一次侧(电源)电路、与这些一次侦れ电源)电路连接的大地的地线和独立接地的大地的地线的任一个都电绝缘。即，对于一次侧(电源)电路电位和大地的地线的电位，安装于印刷电路板18的驱动电路是电绝缘的状态，所以成为电位浮置的状态。众所周知，这也表现为电位浮置的状态。另外，由此可知，供给与印刷电路板18连接的绕组的电源电压的电源电路以及供给控制电路的电源电压的电源电路的结构，也被称作浮置电源，这也是众所周知的表现方式。对以上结构的本无刷电动机，经由连接线20供给各电源电压和控制信号，由此，通过印刷电路板18的驱动电路驱动定子绕组12。当定子绕组12被驱动时，在定子绕组12流动驱动电流，从定子鉄心11产生磁场。然后，通过来自定子铁心11的磁场与来自铁氧体树脂磁铁32的磁场，与这些磁场的极性相应地产生引力和斥力，通过这些力，转子14以轴16为中心旋转。接着，对本无刷电动机的详细结构进行说明。首先，本无刷电动机，如上所述，轴16由2个轴承15支承，并且各个轴承15还由托架固定、支承。进而，为了抑制上述的蠕变造成的问题，在本实施方式中，各个轴承15，通过具有导电性的金属制的托架固定。即，在本实施方式中，轴承15的固定采用预先用钢板加工且尺寸精度好的导电性的托架17和托架19。特别是，在要求电动机的高输出化的情况下，优选这种结构。接着，输出轴侧的轴承15a，被与定子10的外周径大致相等的外周径的托架17固定。托架17为大致圆板形状，在圆板的中央部具有与轴承15a的外周径大致相等的直径的突出部，该突出部的内侧为中空。内置印刷电路板18后，将这样的托架17的突出部的内侧压入到轴承15a。并且，以设置于托架17的外周的连接端部与定子10的连接端部嵌合的方式，将托架17压入到定子10，由此形成本无刷电动机。通过采用这样的结构，能够实现组装作业的容易化，并且由于轴承15a的外轮侧固定于金属制的托架17，所以能够抑制蠕变的问题。此外，在托架19预先电连接有导通销22。即，如图1所示，在托架19的檐部19b连接有导通销22的ー个前端部22a。导通销22配置在绝缘树脂13的内部，与托架19同样，与绝缘树脂13铸模一体成型。此外，将导通销22配置在作为电机内部的绝缘树脂13的内部，由此预防导通销22生锈和外力等的影响，针对使用环境和外部应カ等，形成可靠性高的电连接。导通销22在绝缘树脂13的内部，从檐部19b向本无刷电动机的外周方向延伸，从本无刷电动机的外周附近大致与轴16平行地进ー步向输出轴侧延伸。而且，导通销22的另ー个前端部22b，从绝缘树脂13的输出轴侧的端面露出。此外，在顶端部22b，连接有用于将导通销22与托架17电连接的导通销23。S卩，将托架17压入到定子10时，导通销23与托架17接触，确保托架17和导通销23导通。根据上述结构，托架17和托架19这2个托架，经由导通销22电连接。此外，托架17和托架19，以通过绝缘树脂13与定子铁心11绝缘的状态，这2个托架电连接。在本实施方式中，通过将托架17和托架19电连接，使两个托架为相同电位，形成高频电流难以通过轴16流通的状态，使轴电压稳定。另外，通过形成使各个托架17和托架19与定子铁心11处于绝缘状态，定子铁心11至轴承15的外轮的阻抗增高。下面，对旋转体30的结构进行说明。图2是本实施方式的旋转体30的顶视图。另夕卜，图3是包括旋转体30的转子14的立体图。如图2所示，旋转体30，在最外周部配置铁氧体树脂磁铁32，进而向内周侧依次配置有构成转子铁心31的外侧铁心31a、电介体层50和构成转子铁心31的内侧铁心31b。此外，电介质层50是由绝缘树脂形成的层。本实施方式中，用于电蚀抑制，设置有这样的电介质层50。图2表示了，电介质层50在旋转体30的内周侧与外周侧之间形成为围绕轴16 的周围的环状的一例。像这样，旋转体30是铁氧体树脂磁铁32、外侧铁心31a、形成电介质层50的绝缘树脂和内侧铁心31b —体成型的结构。此外，在内侧铁心31b的内周的固接部51中，旋转体30与旋转轴16固接。由此，构成由轴承15支承的图3所示的转子14。在这种旋转体30中，电介质层50是由作为绝缘物的绝缘树脂形成的层。因此，将外侧铁心31a与内侧铁心31b直流地绝缘分离。另ー方面，就交流而言，由于电介质层50是具有规定的介电常数的绝缘树脂，所以作为外侧鉄心31a与内侧铁心31b之间的具有规定静电电容的电容器起作用。在本实施方式中，通过设置电介质层50的电容器成分，从定子铁心11通过旋转体30和轴16至轴承15的内轮为止的阻抗增高。S卩，在本实施方式中，提高定子鉄心11至轴承15的外轮(轴承外轮侧)的阻抗，并且也提高定子铁心11至轴承15的内轮(轴承内轮侧)的阻杭，降低轴承15的内轮与外轮的电位差(轴电压)，抑制电蚀。然而，轴承15通常在旋转时因轴承15内的润滑脂产生润滑效果，由此，内轮与铁珠之间、外轮与铁珠之间产生微小的非接触的间隙。S卩，在旋转时，在轴承15的外轮与内轮之间，该间隙也作为绝缘层起作用，形成具有规定静电电容的电容器。在本实施方式中，除了抑制轴承外轮侧与轴承内轮侧的高阻抗化引起的电蚀，通过分别适当地设定轴16与旋转体30的最外圆周面之间的静电电容、以及旋转式时的轴承外轮与轴承内轮之间的静电电容，更有效地抑制在轴承15中产生的电蚀。以下，对其详情进行说明。作为具体的例子，在本实施方式中使用的轴承15，使用以1000r/min使轴承单体旋转时的轴承内轮与轴承外轮之间的静电电容(以下适当地称作轴承静电电容Cb)为50pF的轴承。而且，在旋转体30中，调整电介质层50的径向宽度和材料等，轴16与旋转体30的最外圆周面之间的静电电容(以下，适当地称作旋转体静电电容Cr)例如为5. OpF，旋转体静电电容Cr比轴承静电电容Cb小。此外，在将作为旋转体静电电容Cr与轴承静电电容Cb的静电电容的比率的电容比率Re定义为Re = Cr/Cb时，在本实施方式中，从电蚀抑制效果的观点看，使电容比率Re在1/5以下。另外，也考虑电动机的效率，使电容比率Re在1/50至1/5的范围。本发明通过采用这种结构，縮小在轴承15中产生的轴电压，有效地防止电蚀。
以下，列举使用多个样品进行測定的結果，对本发明进行更具体的说明。此外，本发明并不限定于以下的结构，只要不改变本发明的主_，并不限定于这些结构例。制作多个图2所示结构的旋转体30的样品，检验本发明的效果等。以下，对其详细情况进行说明。作为样品的各个旋转体30的电介质层50使用介电常数为2. 8的SPS树月旨(间规聚苯こ烯树脂)。然后，任意调整电介质层50的树脂厚度，制作轴16与旋转体30的最外圆周面之间的静电电容、即旋转体静电电容Cr各不相同的8种图3所示的转子14。具体而言，制作样品 I 至 8 的 O. 5pF、lpF、5pF、10pF、30pF、50pF、100pF、150pF 的转子 14。此外，为了比较，作为样品9，也制作不设置图4所示的电介质层50的结构的旋转体90，进行与样品I至8同样的測定。具体而言，制作旋转体静电电容Cr为1013pF的图5所示的转子94。此处，以如下方式对样品I 9的旋转体静电电容Cr进行測定。图5是表示旋转体静电电容Cr的測定方法的图。在图5中，表示了对作为样品9的转子94的測定方法。旋 转体静电电容Cr的測定如图5所示，在旋转体90的最外圆周面上粘贴铜箔63，用LCR测试仪(LCR meter)60测定铜箔63与轴16之间的静电电容。此时的条件是测定频率10kHz、測定温度20°C、測定电压IV。另外，测定时在厚度为20mm的木板上固定轴16进行測定。对于样品I 8的转子14也同样，在转子14的最外圆周面上粘贴铜箔63，在与样品9相同的条件下，測定铜箔63与轴16之间的静电电容。另外，对于旋转时轴承15的外轮与内轮之间的静电电容，即轴承静电电容Cb，按照以下方式測定。此处，所使用的轴承15是日本美蓓亚MINEBEA制608 (润滑脂使用正好是239)。另外，图6是表示轴承15的轴承静电电容Cb的測定方法的图。測定是通过外部驱动使轴承15以1000r/min旋转，如图6所示，使用LCR测试仪60进行測定。此时的条件是测定频率10kHz、测定温度20°C、测定电压IV。在该状态下，测定轴承外轮61与轴16之间的静电电容，该轴16与轴承内轮62机械且电接触。另外，在测定时，在外部驱动装置与轴16之间使用厚度20mm以上的绝缘树脂制成的联轴器(coupling)。另外,在20mm的木板上设置厚20mm以上的绝缘树脂制底座，在该绝缘树脂底座上配置外部驱动装置、轴16和轴承15。在这样的测定环境下，当使轴承单体以1000r/min旋转时，轴承内轮62与轴承外轮61之间的轴承静电电容Cb为50pF。在这样的样品I 9的转子中，求出旋转体静电电容Cr与轴承静电电容Cb的电容比率Re，并且还对轴电压、轴电压的波形溃散状态、感应电压和耐久试验后的噪音进行了測定。图7是表示对各个样品的轴电压的測定方法的图。轴电压的測定是通过将各个样品的转子组装在无刷电动机中来进行的。测定时使用直流稳定电源，绕组的电源电压Vdc为391V，控制电路的电源电压Vcc为15V，转速为1000r/min的相同的运转条件下进行各个轴电压的測定。此外，在控制电压Vsp下调整转速，运转时的无刷电动机姿势为轴水平。另外，无刷电动机设置在厚20mm的木板上。轴电压的測定根据数字示波器130 (泰克Tektronix制DP07104)与高电压差分探头120 (泰克Tektronix制P5205)来观测电压波形，将峰一峰之间的测定电压作为轴电压。此时，数字示波器130如图7所示，用绝缘变压器140绝缘。此外，高电压差分探头120的+侧120a，经由长约30cm的引线110，将引线的导体形成直径约15mm的环状，其内周与轴16的外周导电接触，由此与轴16电连接。高电压差分探头120的-侧120b，经由长约30cm的引线111，用导电性胶带112使引线111的顶端与托架17导电接触，由此与托架17电连接。在该结构中，测定托架17与轴16之间的电压、即输出轴侧的轴承15a的轴电压。另外，此时，观测电压波形，确认是否发生了波形溃散。对于轴电压的波形溃散，分成完全波形溃散、部分波形溃散、无波形溃散三种。无波形溃散的状态是轴承15内部的油膜未引起绝缘破坏的状态，是能够防止发生电蚀的状态。另外，波形溃散的状态是轴承15内部的油膜引起绝缘破坏的状态，是根据运转时间发生电蚀的状态。图8至图10是表示这种波形例的图，图8表示完全波形溃散的波形例，图9表示部分波形溃散的波形例，图10表示无波形溃散时的波形例。在图8至图10中，测定时的横轴时间是50 μ s/div的相同条件。 另外，对于感应电压，使组入了各个样品的转子的无刷电动机因外部驱动以lOOOr/min旋转，測定中性点与U相之间的感应电压。此时，对于各个转子使用相同的定子10，用替换各个转子的方法来实施測定。另外，为了确认上述各个规格中的电蚀抑制效果，准备组入了各个转子的无刷电动机，在电蚀耐久试验中实施电蚀抑制效果的确认。电蚀耐久试验的条件是绕组的电源电压Vdc为391V，控制电路的电源电压Vcc为15V,转速为1000r/min (在控制电压Vsp下调整),无刷电动机姿势为轴水平,气氛温度为10°C。然后，在无负载的条件下旋转20000小时，根据试验前与试验后的噪音測定，确认轴承15的电蚀发生程度。此外，试验前的噪音測定中，各个样品均大致为29dB。图11是表示样品I至9的各个测定结果的图。在图11的“轴电压的波形溃散状态”中，“完全”如图8所示表示完全波形溃散，“部分”如图9所示表示部分波形溃散，“无”如图10所示表示无波形溃散。由图11可知，通过使旋转体静电电容Cr为50pF以下，S卩，使电容比率Re为I以下，轴电压的波形跳跃的状态不是完全波形跳跃。此外，在电容比率Re为I以下的情况下，耐久试验后的噪音是36dB以下，在实际使用时，并非刺耳的噪音水平，能够无问题地使用。由此，旋转体静电电容Cr优选比轴承静电电容Cb小。另外，通过使电容比率Re为1/5以下，轴电压的波形跳跃的状态变成无波形溃散，且耐久试验后的噪音不到30dB，与试验前的噪音值29dB相比，几乎没有变化。由此，更优选电容比率Re为1/5以下，能够有效地抑制电蚀。此外，在以上的说明中，举了根据旋转体静电电容Cr来调整电容比率Re的例子，但是调整轴承15内的油膜厚度也有效。另外，如果电容比率Re不到1/50，则如图11所示，感应电压明显下降。S卩，这是因为，为了使旋转体静电电容Cr为O. 5pF，采用仅铁氧体树脂磁铁32和电介质层50的结构，不能使用发挥后轭铁(back yoke)的作用的转子铁心31。于是，为了充分确保代表效率的电动机特性，优选使旋转体静电电容Cr为IpF以上，即，使电容比率Re为1/50以上。以上，根据确保电蚀抑制效果和电动机的效率的观点，优选电容比率Re在1/50至1/5的范围。另外，图12是旋转体静电电容Cr和轴承静电电容Cb的等效电路。在图12中，表示设共模电压为V时的轴电压Yb。由图12能够计算，如果减少旋转体静电电容Cr，则轴电压Vb变小，与图11所示的结果的倾向相同。由这些结果也可知，本发明的电动机与现有的电动机相比，轴电压降低，对于抑制电动机的轴承电蚀的发生具有极好的效果。另外，通过将本发明的电动机组装在电设备中，能够提供ー种具有抑制了轴承的电蚀的发生的电动机的电设备。此外，在以上的说明中，举了转子旋转自如地配置在定子的内周侧的内转子型的无刷电动机的电动机例子进行了说明，但是转子配置在定子的外周侧的外转子型的电动机中也能应用本发明。图13是表示本实施方式的其他结构例的外转子型的电动机的截面的结构图。此夕卜，在图13中，与图I同样的构成要素标注相同的符号。在图13中，卷绕有定子绕组12的定子铁心11采用绝缘树脂13铸模成型，构成定子10。此外，在定子10中将托架17和托架19 一体成型，轴承15a固定于托架17，轴承15b固定于托架19。在轴承15a和轴承15b的 内轮侧贯通有轴16，在轴16的一个端部固接有中空圆筒形状的旋转体30。另外，在旋转体30的内周侧中空部配置有定子铁心11。而且，在旋转体30中，以由外侧铁心31a和内侧铁心31b夹着的方式，设置有环状的电介质层50。另外，用导通销22等电连接轴承15a和轴承15b的各个外轮。而且，各个外轮是与定子铁心11绝缘的状态。在这种外转子型的电动机中，也与图I的结构同样，如图13所示设置电介质层50，且设置电连接托架17和托架19的结构，由此能够获得同样的效果。另外，在以上的说明中，设置电介质层50，调整该电介质层材料的相对介电常数和树脂厚度，设定电容比率Re，但是也可以采用调整铁氧体树脂磁铁32的树脂成分的重量比率的方法。另外，如果是粘结磁铁，则有增加树脂成分的体积量，和使用间规聚苯こ烯树脂等低介电常数材料的方法。此外，也可以在图2的固接部51例如设置树脂等的绝缘层，固定轴和旋转体鉄心，并且进行绝缘分离以获得期望的旋转体静电电容Cr，并不限定于设置有电介质层50的方法。另外，在以上的说明中，用铁氧体树脂磁铁的SPM (Surface Permanent Magnet 表面磁铁粘贴型)转子进行了说明，但是铁氧体烧结磁铁和稀土类钕类烧结磁铁也能获得同样的效果。另外，IPM (Interior Permanent Magnet :内部磁铁埋入型)转子也能获得同样的效果。另外，静电电容等的测定优选以与PWM方式的驱动频率匹配的频率进行測定。由近年来的PWM方式的逆变器驱动的电动机的驱动频率大概是ΙΟΚΗζ，与之匹配地，优选例如5KHz至20KHz的范围。在本实施方式中，如上述的测定条件那样，测定频率为ΙΟΚΗζ。另外，轴承的静电电容优选在以1000r/min旋转时进行測定。家电用的电动机大概是以IOOOr/min旋转。在本发明中，测定频率并不限定于IOkHz或转速1000r/min。(实施方式2)作为本发明的电设备的例子，首先，将空调室内机的结构作为实施方式2进行详细的说明。图14中，在空调室内机210的框体211内装载有电动机201。在该电动机201的旋转轴安装有横流式风机(cross-flow fan)212。电动机201由电动机驱动装置213驱动。通过来自电动机驱动装置213的通电，电动机201旋转，随之横流式风机212旋转。通过该横流式风机212的旋转，通过室内机用热交換器(未图示)将经过空气调节的空气送到室内。此处，电动机201例如能够应用上述实施方式I的电动机。本发明的电设备，具有电动机和装载有该电动机的框体，采用上述结构的本发明的电动机作为电动机。(实施方式3)下面，作为本发明的电设备的例子，将空调室外机的结构作为实施方式3进行详细的说明。图15中，空调室外机301，在框体311的内部装载有电动机308。该电动机308在旋转轴安装有风扇312，作为送风用电动机起作用。空调室外机301,通过在框体311的底板302竖立设置的分隔板304,被划分为压 缩机室306和热交換器室309。在压缩机室306配置有压缩机305。在热交換器室309配置有热交換器307和送风用电动机。在分隔板304的上部配置有电气部件箱310。该送风用电动机，伴随着由在电气部件箱310内收纳的电动机驱动装置303驱动的电动机308的旋转，风扇312旋转，通过热交換器307送风到热交換器室309。此处，电动机308例如能够应用上述实施方式I的电动机。本发明的电设备，具有电动机和装载有该电动机的框体，采用上述结构的本发明的电动机作为电动机。(实施方式4)下面，作为本发明的电设备的例子，将热水器的结构作为实施方式4进行详细的说明。图16中，在热水器330的框体331内装载有电动机333。在该电动机333的旋转轴安装有风扇332。电动机333由电动机驱动装置334驱动。通过来自电动机驱动装置334的通电，电动机333旋转，随之风扇332旋转。通过该风扇332的旋转，向燃料气化室(未图示)输送燃烧所需的空气。此处，电动机333例如能够应用上述实施方式I的电动机。本发明的电设备，具有电动机和装载有该电动机的框体，采用上述结构的本发明的电动机作为电动机。(实施方式5)下面，作为本发明的电设备的例子，将空气浄化器的结构作为实施方式5进行详细的说明。图17中，在空气净化器340的框体341内装载有电动机343。在该电动机343的旋转轴安装有空气循环用风扇342。电动机343由电动机驱动装置344驱动。通过来自电动机驱动装置344的通电，电动机343旋转，随之风扇342旋转。通过该风扇342的旋转使空气循环。此处，电动机343例如能够应用上述实施方式I的电动机。本发明的电设备，具有电动机和装载有该电动机的框体，采用上述结构的本发明的电动机作为电动机。在上述说明中，作为本发明的电设备的实施例，列举了装载于空调室外机、空调室内机、热水器、空气净化器等中的电动机，当然也能应用于其他的电动机、以及装载于各种信息设备的电动机和用于产业设备的电动机。另外，本申请发明的实施方式的结构如上所述，用PWM方式逆变驱动电动机的驱动电路(包含控制电路等)的电源供给电路，与该电源供给电路的一次侧电路和一次侧电路侧的大地的地线电绝缘。而且，即使不采用现有技术的将电动机的定子铁心等与大地的地线的电连接的结构，也能够获得抑制轴承的电蚀的效果。产业上的利用可能性本发明的电动机，能够减少轴电压，最适于抑制轴承发生电蚀。因此，对于主要期望电动机的低价格化和高寿命化的设备，装载于例如空调室内机、空调室外机、热水器、空气净化器等的电动机是有效的。符号说明10 定子
11定子铁心12定子绕组13绝缘树脂14 转子15、15a、15b 轴承16 轴17、19 托架18印刷电路板20连接线21 树脂22、23 导通销30旋转体31转子铁心31a外侧铁心31b内侧铁心32铁氧体树脂磁铁50电介质层51固接部60LCR 测试仪61轴承外轮62轴承内轮63 铜箔110、111 引线112导电性胶带120差分探头130数字示波器140绝缘变压器201电动机210空调室内机211 框体
212横流风扇213电动机驱动装置301空调室外机302 底板 303电动机驱动装置304分隔板305压缩机306压缩机室307热交換器308电动机309热交換器室310电气部件箱311 框体312 风扇330热水器331 框体332 风扇333电动机334电动机驱动装置340空气净化器341 框体342 风扇343电动机344电动机驱动装置
权利要求
1.一种电动机，其特征在于，包括 包含卷绕有定子绕组的定子铁心的定子；以轴为中心旋转自如地配置的转子；支承所述轴的轴承；和固定所述轴承的导电性的托架， 所述转子包括保持永磁铁的旋转体；和以贯通所述旋转体的中央的方式固接所述旋转体的所述轴， 所述轴与所述旋转体的最外圆周面之间的静电电容，比使所述轴承旋转时的轴承内轮与轴承外轮之间的静电电容小。
2.如权利要求I所述的电动机，其特征在于 设使所述轴承旋转时的轴承内轮与轴承外轮之间的静电电容为轴承静电电容Cb，且 设所述轴与所述旋转体的最外圆周面之间的静电电容为旋转体静电电容Cr时， 所述旋转体静电电容Cr与所述轴承静电电容Cb的比率(Cr/Cb)为1/50以上1/5以下。
3.如权利要求I所述的电动机，其特征在于 所述轴与所述旋转体的最外圆周面之间的静电电容为50pF以下IpF以上。
4.如权利要求I所述的电动机，其特征在于 具有两个所述托架，并且在各个托架固定所述轴承， 所述两个托架电连接，并且与所述定子铁心绝缘。
5.如权利要求I所述的电动机，其特征在于 具有两个所述托架，并且所述两个托架的至少一个和所述定子铁心用绝缘树脂一体成型。
6.如权利要求I所述的电动机，其特征在于 所述转子旋转自如地配置于所述定子的内周侧。
7.—种电设备,其特征在于 装载有权利要求I至6中任一项所述的电动机。
全文摘要
本发明的电动机包括包含卷绕有定子绕组的定子铁心的定子；以轴为中心旋转自如地配置的转子；支承轴的轴承；和固定轴承的导电性的托架。转子包括保持永磁铁的旋转体；和以贯通旋转体的中央的方式固接旋转体的轴。而且，轴与旋转体的最外圆周面之间的静电电容比使轴承旋转时的轴承内轮与轴承外轮之间的静电电容小。
文档编号H02K5/16GK102859845SQ201280000289
公开日2013年1月2日 申请日期2012年2月2日 优先权日2011年4月27日
发明者渡边彰彦, 前谷达男, 礒村宜典 申请人:松下电器产业株式会社