電動(dòng)機(jī)及電氣設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種電動(dòng)機(jī)及電氣設(shè)備。該電動(dòng)機(jī)具有：定子，其卷裝有繞組；轉(zhuǎn)子，其包含與定子相面對(duì)地在周向保持有永磁體的旋轉(zhuǎn)體和與旋轉(zhuǎn)體相連接的轉(zhuǎn)軸；球軸承，其以轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如的方式支承轉(zhuǎn)軸；以及止推板，其與轉(zhuǎn)軸相連接。而且，球軸承具有與其外圈電連接的防塵板，止推板與球軸承的內(nèi)圈電連接，且具有與球軸承的防塵板的平面部相面對(duì)的相對(duì)面。通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，能夠抑制軸承的電腐蝕噪音。
【專利說(shuō)明】電動(dòng)機(jī)及電氣設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)及電氣設(shè)備，特別是涉及為了抑制軸承發(fā)生電腐蝕而改良的電動(dòng)機(jī)以及具備該電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，在基于正弦波的對(duì)稱三相交流電路中，在使各相的電路條件相同時(shí)，Y結(jié)線的中性點(diǎn)始終表示為恒定的值，在電源側(cè)的Y結(jié)線的中性點(diǎn)與負(fù)載側(cè)的Y結(jié)線的中性點(diǎn)之間不產(chǎn)生電位差。此外，此時(shí)的三相電源的正弦波是不含有高次諧波成分的無(wú)失真的正弦波，作為前提自不待言。
[0003]另外，在三相電路的各相的環(huán)路電路的條件不平衡時(shí)，Y結(jié)線的負(fù)載側(cè)的中性點(diǎn)不是零電位，而是表示為某個(gè)值的電位。這些情況如例如專利文獻(xiàn)I等那樣被廣泛知曉。此夕卜，接下來(lái)要說(shuō)明的軸電壓的觀測(cè)如以下這樣需要花些功夫，即，對(duì)三相交流電路的某一個(gè)電路部位、為了方便而設(shè)定的分壓電路的中點(diǎn)作為虛擬的中性點(diǎn)等的電位差進(jìn)行測(cè)量等。
[0004]在實(shí)際的對(duì)稱三相交流電路中，由于各種原因，導(dǎo)致三相電源不平衡、三相電源的正弦波包含若干高次諧波成分，可以觀測(cè)到在電源側(cè)的Y結(jié)線的中性點(diǎn)以及負(fù)載側(cè)的Y結(jié)線的中性點(diǎn)處產(chǎn)生了些許電位。而且，由于該中性點(diǎn)的電位變化，而在發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸、電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上感應(yīng)出的電壓值，即所謂的軸電壓被觀測(cè)。該軸電壓也施加于用于將旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸承的內(nèi)圈。
[0005]另一方面，軸承的外圈與發(fā)電機(jī)或者電動(dòng)機(jī)的外廓、接地部位電連接，因此，軸承的外圈變?yōu)榕c軸承的內(nèi)圈的電位不同的電位，在軸承的內(nèi)圈與外圈之間產(chǎn)生電位差。而且，借助軸承的滾動(dòng)體，在外圈、滾動(dòng)體以及內(nèi)圈這些構(gòu)件之間發(fā)生放電。在該放電部位產(chǎn)生放電痕，將該放電痕稱為電腐蝕。而且，該放電痕，即電腐蝕導(dǎo)致軸承在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生不良情況。
[0006]例如，像專利文獻(xiàn)2?4等所記載的那樣，在三相電源的發(fā)電機(jī)中，由發(fā)電機(jī)的組裝不規(guī)則而引起的磁路的不平衡，導(dǎo)致無(wú)法得到對(duì)稱三相交流而產(chǎn)生不平衡的三相交流，從而產(chǎn)生由中性點(diǎn)產(chǎn)生電位而引起的軸電壓。
[0007]另外，在發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電源為采用了晶閘管等的勵(lì)磁裝置的情況下，對(duì)勵(lì)磁繞組施加包含大量高次諧波的非正弦波波形的電壓。該非正弦波波形的電壓借助由發(fā)電機(jī)的除勵(lì)磁繞組以外的構(gòu)成構(gòu)件產(chǎn)生的等效阻抗成分，產(chǎn)生由上述的勵(lì)磁裝置的勵(lì)磁電力引起的軸電壓。
[0008]另外，如上述專利文獻(xiàn)等所記載的那樣，作為發(fā)電機(jī)特有的現(xiàn)象，與蒸汽渦輪的葉片碰撞的蒸汽的一部分發(fā)生離子化而帶電。而且，公知有由蒸汽的離子化所產(chǎn)生的電荷借助發(fā)電機(jī)的構(gòu)成構(gòu)件產(chǎn)生的等效阻抗成分向旋轉(zhuǎn)軸傳遞，并表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)的軸電壓，從而導(dǎo)致軸承的電腐蝕。
[0009]另一方面，例如專利文獻(xiàn)5等所記載的那樣，公知有在三相交流電路中的負(fù)載側(cè)的電動(dòng)機(jī)中，也發(fā)生由三相交流的不平衡引起的軸電壓所導(dǎo)致的軸承的電腐蝕。另外，如該文獻(xiàn)等所記載的那樣，在使用逆變器裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的情況下，由每次電源轉(zhuǎn)換引起瞬時(shí)的電壓不平衡，導(dǎo)致中性點(diǎn)電位以非常高的頻率成分(數(shù)MHz)發(fā)生變動(dòng)，從而產(chǎn)生軸電壓(軸電流)，并產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)的軸承的電腐蝕。
[0010]最近，在電動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域內(nèi)，利用逆變器裝置的驅(qū)動(dòng)技術(shù)非常盛行。利用該逆變器裝置的驅(qū)動(dòng)與利用無(wú)失真的正弦波電壓源的驅(qū)動(dòng)完全不同，利用該逆變器裝置的驅(qū)動(dòng)構(gòu)成矩形波狀的電壓源，從而實(shí)現(xiàn)虛擬的三相驅(qū)動(dòng)。在利用逆變器裝置的驅(qū)動(dòng)中，如上述的專利文獻(xiàn)5那樣，產(chǎn)生由于中性點(diǎn)電位的變動(dòng)所引起的軸電流(軸電壓)，并且容易產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)的軸承的電腐蝕。
[0011]眾所周知，利用逆變器裝置的驅(qū)動(dòng)不是由無(wú)失真的正弦波產(chǎn)生的三相交流的驅(qū)動(dòng)。因此，顯然可知，在電動(dòng)機(jī)的Y結(jié)線的中性點(diǎn)處，不會(huì)存在各相的電壓值彼此抵消而始終成為零電平的情況，而是產(chǎn)生某個(gè)電壓值的情況。
[0012]例如，如非專利文獻(xiàn)I等所記載的那樣，在利用逆變器裝置驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的Y結(jié)線的中性點(diǎn)處產(chǎn)生表示由凸?fàn)畈ㄐ尾ê头叫尾óa(chǎn)生的周期性且較大振幅的電壓變化的電壓值，該凸?fàn)畈ㄐ尾ê头叫尾ǖ淖畲笾的苓_(dá)到逆變器裝置的電源電壓值。而且，如該非專利文獻(xiàn)等所記載的那樣，該中性點(diǎn)的電位變化作為由其所引起的旋轉(zhuǎn)軸的軸電壓被觀察。
[0013]也如非專利文獻(xiàn)I等所記載的那樣，來(lái)自逆變器裝置的各相的驅(qū)動(dòng)電壓自電動(dòng)機(jī)的定子的定子繞組經(jīng)過(guò)定子構(gòu)成構(gòu)件的阻抗成分，作為電能向定子的外部傳遞。該電能的傳遞是借助電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子之間的分布電容成分向電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子傳遞，并進(jìn)一步經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子構(gòu)成構(gòu)件的阻抗成分，到達(dá)旋轉(zhuǎn)軸。在此，旋轉(zhuǎn)軸位于三相交流電路的等效的Y結(jié)線的中性點(diǎn)，因此，能夠在該旋轉(zhuǎn)軸處觀測(cè)一些電位的變化。如上所述，將該電位的變化稱為軸電壓。
[0014]然而，眾所周知，三相交流電路的各相的3次諧波成分不會(huì)彼此抵消，而能在Y結(jié)線的中性點(diǎn)處被觀測(cè)到。另外，眾所周知，在Y結(jié)線的中性點(diǎn)處還能觀測(cè)到各相的不平衡成分。
[0015]另夕卜，具體而言，作為逆變器驅(qū)動(dòng)，大多采用利用脈寬調(diào)制(Pulse WidthModulat1n)方式(以下稱為PWM方式)的逆變器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式。在這樣的PWM方式的逆變器驅(qū)動(dòng)的情況下，繞組的中性點(diǎn)的電位不會(huì)成為零而是會(huì)產(chǎn)生一些電壓，理由如上所述。
[0016]另外，針對(duì)上述的中性點(diǎn)的電位變化，在從將電動(dòng)機(jī)的各構(gòu)成要素的電等效阻抗成分產(chǎn)生的等效電路作為三相交流電路的視點(diǎn)進(jìn)行了解析的情況下，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸也可以認(rèn)為是上述的等效電路的等效的Y結(jié)線的中性點(diǎn)，在旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一些電位變化的情況自不待言。
[0017]以由該電動(dòng)機(jī)的各構(gòu)成要素的電等效阻抗成分產(chǎn)生的等效電路的視點(diǎn)，來(lái)解析軸電壓的產(chǎn)生，謀求電腐蝕的抑制，關(guān)于這樣的記載在上述的專利文獻(xiàn)5等公知文獻(xiàn)中隨處可見(jiàn)。電動(dòng)機(jī)的等效電路分為很多種，如從分布定數(shù)電路的視點(diǎn)的解析得到的，從分布定數(shù)電路向集中定數(shù)電路模型化了的視點(diǎn)的解析得到的等效電路等。
[0018]由電動(dòng)機(jī)的逆變器驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致產(chǎn)生軸電壓，從而在軸承的外圈與內(nèi)圈之間產(chǎn)生電位差。而且，在軸電壓中包含由切換所產(chǎn)生的高頻成分。當(dāng)由軸電壓引起的電位差達(dá)到軸承內(nèi)部的油膜的絕緣破壞電壓時(shí),在軸承的內(nèi)部有高頻電流流動(dòng)，而在軸承內(nèi)部產(chǎn)生電腐蝕。在該電腐蝕發(fā)展了的情況下，在軸承內(nèi)圈或者外圈的內(nèi)部產(chǎn)生波狀磨損現(xiàn)象，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生異常音，電腐蝕作為電動(dòng)機(jī)的有代表性的不良現(xiàn)象，其解決方法一直在被尋求。
[0019]如上所述，該電腐蝕是軸承材料因電弧放電而受到損傷的現(xiàn)象，由軸電壓引起在軸承的內(nèi)圈與軸承的外圈之間產(chǎn)生電位差，因此，軸電流在軸承的內(nèi)圈-滾珠-軸承的外圈這樣的路徑中流動(dòng)。因此，為了抑制電動(dòng)機(jī)的電腐蝕，提出如下對(duì)策。
[0020](I)使軸承內(nèi)圈和外圈之間處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0021](2)使軸承內(nèi)圈和外圈之間處于絕緣狀態(tài)。
[0022](3)降低軸電壓。
[0023]而且，作為上述(I)的具體方法，例舉出使軸承的潤(rùn)滑劑具有導(dǎo)電性。但是，存在導(dǎo)電性潤(rùn)滑劑經(jīng)過(guò)一段時(shí)間其導(dǎo)電特性會(huì)變差、滑動(dòng)可靠性欠缺等課題。另外，還可考慮在旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置電刷，來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)的方法，該方法也存在會(huì)產(chǎn)生電刷磨損粉、需要電刷設(shè)置空間等課題。
[0024]另外，作為上述(I)的其他方法，也研究將滑動(dòng)軸承作為軸承的結(jié)構(gòu)。例如，通過(guò)采用燒結(jié)金屬含油軸承，能夠使軸承部處于導(dǎo)通狀態(tài)。眾所周知，在近年的PWM方式的逆變器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)中，采用一對(duì)球軸承的電動(dòng)機(jī)成為主流，但也看到以前使用一對(duì)滑動(dòng)軸承的電動(dòng)機(jī)。
[0025]例如，專利文獻(xiàn)6、專利文獻(xiàn)7等所記載的情況為一個(gè)例子。軸承部處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此沒(méi)有放電產(chǎn)生，也就不產(chǎn)生電腐蝕，但轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)精度與使用了球軸承的情況相比劣化。另外，眾所周知，軸承損耗較大，因此，與使用了球軸承的情況相比，電動(dòng)機(jī)的效率降低了。
[0026]而且，作為上述(2)的具體方法，例舉出將軸承內(nèi)部的滾動(dòng)體的材質(zhì)從導(dǎo)電性材料的鐵等金屬材料轉(zhuǎn)換成絕緣體的陶瓷材料等方法。該方法在防止電腐蝕的方面非常有效，但使用陶瓷材料的情況成本變高，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)方面的問(wèn)題。
[0027]另外，作為上述(2)的其他方法，也研究將絕緣性的滑動(dòng)軸承作為軸承的結(jié)構(gòu)。例如，采用使用了專利文獻(xiàn)8等記載的樹(shù)脂的絕緣性滑動(dòng)軸承，從而能夠使軸承部處于絕緣狀態(tài)。在具有絕緣性的軸承部上不產(chǎn)生電腐蝕。但是，與上述情況一樣，轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)精度與使用球軸承的情況相比劣化，另外，眾所周知，軸承損耗較大，因此，與使用了球軸承的情況相比，電動(dòng)機(jī)的效率降低了。
[0028]另外，作為上述(3)的具體方法，公知有通過(guò)使定子鐵芯與具有導(dǎo)電性的金屬制的端蓋之間電短路，使電動(dòng)機(jī)的等效電路變化，且使靜電容量成分的貢獻(xiàn)度變化，從而降低軸電壓的方法(例如專利文獻(xiàn)9等)。另外，也公知有電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯等與大地的地線電連接的結(jié)構(gòu)(例如專利文獻(xiàn)10等)。
[0029]但是，專利文獻(xiàn)9那樣的以往的方法是使定子鐵芯與金屬制的端蓋之間短路的方法，因此，電動(dòng)機(jī)的等效電路的靜電容量分布將整體變高，導(dǎo)致軸電壓變高。
[0030]另外，在構(gòu)成為以PWM方式對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行逆變器驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路(包含控制電路等)的電源供給電路與該電源供給電路的I次側(cè)電路以及I次側(cè)電路側(cè)的向大地連接的地線之間電絕緣的情況下，如專利文獻(xiàn)10所示，即使采用電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯等與大地的地線電連接的結(jié)構(gòu)，軸電壓的降低也較困難。
[0031]另外，如果軸電壓不是與軸承單體的絕緣破壞耐電壓相比足夠小的電壓值，則難以長(zhǎng)期地防止軸承內(nèi)產(chǎn)生的電短路現(xiàn)象，從而難以抑制電腐蝕。其原因在于，在長(zhǎng)期向軸承施加軸電壓的情況下，由潤(rùn)滑脂的劣化、軸承表面的損傷引起軸承單體的絕緣破壞耐電壓降低。
[0032]因此，在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)初期，與軸電壓相比，軸承的絕緣破壞耐電壓較高，不產(chǎn)生短路現(xiàn)象，即使在這種情況下，在進(jìn)行長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)時(shí)，軸承單體的絕緣破壞耐電壓降低，與軸電壓相比，軸承單體的絕緣破壞耐電壓變小，從而引起短路現(xiàn)象，其結(jié)果是產(chǎn)生電腐蝕。
[0033]軸承的絕緣破壞耐電壓能夠通過(guò)加厚潤(rùn)滑脂的油膜來(lái)增加，通常采用使?jié)櫥幕A(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度增加的方法。但是，當(dāng)使?jié)櫥幕A(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度增加時(shí)，軸承損耗增力口，并且電動(dòng)機(jī)的效率降低，因此，使油膜厚度增加是存在限度的。
[0034]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平8-340637號(hào)公報(bào)
[0035]專利文獻(xiàn)2:日本特公昭47-41121號(hào)公報(bào)
[0036]專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)昭50-76547號(hào)公報(bào)
[0037]專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)昭57-16549號(hào)公報(bào)
[0038]專利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)平10-32953號(hào)公報(bào)
[0039]專利文獻(xiàn)6:日本特公昭61-52618號(hào)公報(bào)
[0040]專利文獻(xiàn)7:日本特開(kāi)平8-214488號(hào)公報(bào)
[0041]專利文獻(xiàn)8:日本特開(kāi)2011-47495號(hào)公報(bào)
[0042]專利文獻(xiàn)9:日本特開(kāi)2007-159302號(hào)公報(bào)
[0043]專利文獻(xiàn)10:日本特開(kāi)2004-229429號(hào)公報(bào)
[0044]非專利文獻(xiàn)1:【富士時(shí)報(bào)第72卷、第2號(hào)(1999年2月)】、4 >八一夕駆動(dòng)誘導(dǎo)電動(dòng)機(jī)O軸電圧(一種逆變器驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的軸電壓)P.144?P.149
實(shí)用新型內(nèi)容
[0045]本實(shí)用新型提供一種能夠抑制軸承產(chǎn)生電腐蝕的電動(dòng)機(jī)以及具備該電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。
[0046]本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)具有:定子，其卷裝有繞組；轉(zhuǎn)子，其包含與定子相面對(duì)地在周向保持有永磁體的旋轉(zhuǎn)體和與旋轉(zhuǎn)體相連接的轉(zhuǎn)軸；球軸承，其以軸旋轉(zhuǎn)自如的方式支承轉(zhuǎn)軸；以及止推板(Thrust plate)，其與轉(zhuǎn)軸相連接。而且，球軸承具有與其外圈電連接的防塵板，止推板與球軸承的內(nèi)圈電連接，且具有與球軸承的防塵板的平面部相面對(duì)的相對(duì)面。
[0047]另外，本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)還包含如下結(jié)構(gòu):止推板的外徑大于球軸承的防塵板的平面部的外徑。
[0048]另外，本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)還包含如下結(jié)構(gòu):止推板同與球軸承的外圈連接通電的防塵板之間的距離為50μηι?100 μ m。
[0049]另外，本實(shí)用新型的電氣設(shè)備搭載有上述的電動(dòng)機(jī)。
[0050]采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠提供一種抑制了軸承的電腐蝕噪音的電動(dòng)機(jī)以及具備該電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0051]圖1是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的剖面的構(gòu)造圖。
[0052]圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的軸承附近的構(gòu)造剖視圖。
[0053]圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的止推板的立體圖。
[0054]圖4是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的軸承的內(nèi)圈與外圈之間的靜電容量、和軸電壓之間的關(guān)系的圖。
[0055]圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的軸承附近的構(gòu)造剖視圖。
[0056]圖6是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的E型止推板的立體圖。
[0057]圖7是作為本實(shí)用新型的實(shí)施方式2的電氣設(shè)備的例子的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0058]以下，參照附圖和表說(shuō)明本實(shí)用新型。此外，本實(shí)用新型并不限于以下的實(shí)施方式和實(shí)施例。
[0059](實(shí)施方式I)
[0060]圖1是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的電動(dòng)機(jī)的剖面的構(gòu)造圖。在本實(shí)施方式中，例舉了無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100作為電動(dòng)機(jī)的一個(gè)例子來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，該無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100搭載于作為電氣設(shè)備的空調(diào)上，用于驅(qū)動(dòng)送風(fēng)扇。此外，在本實(shí)施方式中，列舉轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)自如地配置在定子內(nèi)周側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)子型的電動(dòng)機(jī)的例子來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0061]在圖1中，在定子鐵芯11上隔著作為用于將定子鐵芯11絕緣的絕緣體的樹(shù)脂21卷繞安裝有定子繞組12。而且，這樣的定子鐵芯11利用作為模制材料的絕緣樹(shù)脂13來(lái)與其他的固定構(gòu)件一起模制成形。在本實(shí)施方式中，通過(guò)這樣地將這些構(gòu)件模制一體成形，而能夠構(gòu)成外形是大致圓筒形狀的定子10。
[0062]在定子10的內(nèi)側(cè)隔著空隙插入轉(zhuǎn)子14。轉(zhuǎn)子14具有包含轉(zhuǎn)子鐵芯31的圓板狀的旋轉(zhuǎn)體30和以貫穿旋轉(zhuǎn)體30中央的方式連接旋轉(zhuǎn)體30的轉(zhuǎn)軸16。旋轉(zhuǎn)體30面對(duì)定子10的內(nèi)周側(cè)地在周向保持有作為永磁體的鐵氧體樹(shù)脂的磁體32。
[0063]在圖1中，作為旋轉(zhuǎn)體30，示出了將上述轉(zhuǎn)子鐵芯31和鐵氧體樹(shù)脂的磁體32 —體成形的結(jié)構(gòu)例。這樣一來(lái)，定子10的內(nèi)周側(cè)與旋轉(zhuǎn)體30的外周側(cè)以相面對(duì)方式配置。
[0064]作為用于支承轉(zhuǎn)軸16的軸承15，在轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)軸16上安裝有輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b。輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b是具有多個(gè)鐵球的圓筒形狀的軸承，輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b的內(nèi)圈側(cè)固定于轉(zhuǎn)軸16。
[0065]在圖1中，在成為轉(zhuǎn)軸16自無(wú)刷電動(dòng)機(jī)本體突出的一側(cè)的輸出軸側(cè)，輸出軸側(cè)軸承15a支承轉(zhuǎn)軸16，在其相反一側(cè)(輸出軸相反側(cè))，輸出軸相反側(cè)軸承15b支承轉(zhuǎn)軸16。
[0066]而且，上述輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b分別借助具有導(dǎo)電性的金屬制的端蓋，將輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b的外圈側(cè)固定。在圖1中，輸出軸側(cè)軸承15a由輸出軸側(cè)端蓋17固定，輸出軸相反側(cè)軸承15b由輸出軸相反側(cè)端蓋19固定。利用以上這樣的結(jié)構(gòu)，將轉(zhuǎn)軸16支承于輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b，并使轉(zhuǎn)子14旋轉(zhuǎn)自如地旋轉(zhuǎn)。
[0067]此外，輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b填充有在其軸承內(nèi)部的內(nèi)部空間的局部填滿的潤(rùn)滑脂。上述作為本實(shí)施方式中的軸承15的輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b是被稱為“兩側(cè)防塵型的球軸承”，在軸承領(lǐng)域中以“代號(hào)”的項(xiàng)目標(biāo)記為“ZZ”，被廣泛知曉的軸承。針對(duì)這樣的軸承15的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，將在下面進(jìn)一步說(shuō)明。
[0068]另外，在本實(shí)施方式中，配置有靠近這樣的軸承15，并且連接在轉(zhuǎn)軸上的圓盤(pán)狀的止推板。該止推板的詳細(xì)結(jié)構(gòu)將在下面進(jìn)行說(shuō)明。
[0069]而且，本實(shí)施方式的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100內(nèi)置有安裝了驅(qū)動(dòng)電路的印刷基板18，該驅(qū)動(dòng)電路包含控制電路。在內(nèi)置了該印刷基板18后，通過(guò)將輸出軸側(cè)端蓋17壓入定子10而形成無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100。
[0070]另外，在印刷基板18上連接有連接線20，該連接線20是用于施加繞組的電源電壓Vdc、控制電路的電源電壓Vcc以及控制轉(zhuǎn)速的控制電壓Vsp的導(dǎo)線、控制電路的接地線等。
[0071]另外，安裝有驅(qū)動(dòng)電路的印刷基板18上的零電位點(diǎn)部與大地的地線以及I次側(cè)(電源)電路絕緣，大地的地線和I次側(cè)電源電路的電位處于浮動(dòng)狀態(tài)。
[0072]在這里，零電位點(diǎn)部是指在印刷基板18上作為基準(zhǔn)電位的O伏電位的布線，表示通常被稱為地的地布線。連接線20所包含的地線與該零電位點(diǎn)部，即地布線連接。
[0073]另外，安裝有驅(qū)動(dòng)電路的印刷基板18上連接的用于供給繞組的電源電壓的電源電路、用于供給控制電路的電源電壓的電源電路、用于施加控制電壓的導(dǎo)線以及控制電路的地線等與針對(duì)供給繞組的電源電壓的電源電路的I次側(cè)(電源)電路、針對(duì)供給控制電路的電源電壓的電源電路的I次側(cè)(電源)電路、以及上述I次側(cè)(電源)電路連接的大地的地線和獨(dú)立接地的大地的地線中的任一者之間都電絕緣。
[0074]S卩，對(duì)于I次側(cè)(電源)電路電位和大地的地線的電位，安裝在了印刷基板18的驅(qū)動(dòng)電路處于電絕緣狀態(tài)，因此，電位為懸浮狀態(tài)。
[0075]這也表現(xiàn)為電位浮動(dòng)的狀態(tài)，是廣為人知的。另外，由此，與印刷基板18連接的用于供給繞組的電源電壓的電源電路和用于供給控制電路的電源電壓的電源電路的結(jié)構(gòu)也被稱為浮動(dòng)電源，這也是廣為人知的表現(xiàn)。
[0076]對(duì)于以上那樣構(gòu)成的本無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100，借助連接線20供給各電源電壓和控制信號(hào)，從而利用印刷基板18的驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)定子繞組12。當(dāng)定子繞組12被驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流在定子繞組12流動(dòng)，自定子鐵芯11產(chǎn)生磁場(chǎng)。
[0077]而且，利用來(lái)自定子鐵芯11的磁場(chǎng)和來(lái)自鐵氧體樹(shù)脂的磁體32的磁場(chǎng)，與上述磁場(chǎng)的極性相應(yīng)地產(chǎn)生引力和斥力，利用上述力使轉(zhuǎn)子14以轉(zhuǎn)軸16為中心旋轉(zhuǎn)。
[0078]接著，對(duì)本無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。首先,本無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100，如上所述，轉(zhuǎn)軸16由輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b支承，并且各輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b也分別被端蓋17、端蓋19固定、支承。
[0079]而且，在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為各輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b分別被具有導(dǎo)電性的金屬制的端蓋17、端蓋19固定。即，在本實(shí)施方式中，對(duì)于輸出軸側(cè)軸承15a和輸出軸相反側(cè)軸承15b的固定，采用預(yù)先由鋼板加工而成的尺寸精度良好的導(dǎo)電性的端蓋17、19。特別是，在要求電動(dòng)機(jī)的高輸出化的情況下，更加優(yōu)選這樣的結(jié)構(gòu)。
[0080]具體而言，首先，對(duì)于輸出軸相反側(cè)軸承15b，利用外周徑與輸出軸相反側(cè)軸承15b的外周徑大致相等的輸出軸相反側(cè)的端蓋19進(jìn)行固定。另外，該輸出軸相反側(cè)的端蓋19與絕緣樹(shù)脂13模制一體成形。
[0081]輸出軸相反側(cè)的端蓋19具有呈中空?qǐng)A筒狀的杯子形狀，更具體而言，具有:端蓋的圓筒部19a，其在一側(cè)開(kāi)口 ；以及端蓋的環(huán)狀的凸緣部1%，其從開(kāi)口側(cè)的圓筒端部向外周方向稍微擴(kuò)展而成。端蓋的圓筒部19a的內(nèi)周徑與輸出軸相反側(cè)軸承15b的外周徑大致相等,通過(guò)將輸出軸相反側(cè)軸承15b壓入端蓋的圓筒部19a，從而輸出軸相反側(cè)軸承15b借助輸出軸相反側(cè)的端蓋19也固定在絕緣樹(shù)脂13上。
[0082]通過(guò)這樣構(gòu)成，輸出軸相反側(cè)軸承15b的外圈側(cè)部分牢固地固定在金屬制的輸出軸相反側(cè)的端蓋19，因此，能夠抑制例如被稱為蠕變(Creep)的現(xiàn)象所引起的不良狀況。另夕卜，端蓋的凸緣部1%的外周徑比輸出軸相反側(cè)軸承15b的外周徑稍大。
[0083]S卩，端蓋的凸緣部19b的外周徑比輸出軸相反側(cè)軸承15b的外周徑大，并且至少比旋轉(zhuǎn)體30的外周徑小。將輸出軸相反側(cè)的端蓋19形成為這樣的形狀，由此，例如與凸緣部超過(guò)旋轉(zhuǎn)體30的外周擴(kuò)展到定子10的構(gòu)造相比，能夠抑制成本高的金屬材料的使用。
[0084]接著，對(duì)于輸出軸側(cè)軸承15a，利用外周徑與定子10的外周徑大致相等的輸出軸側(cè)的端蓋17進(jìn)行固定。輸出軸側(cè)的端蓋17為大致圓板形狀，在圓板的中央部具有直徑與輸出軸側(cè)軸承15a的外周徑大致相等的突出部，該突出部的內(nèi)側(cè)為中空。內(nèi)置了印刷基板18后，以如下的方式將輸出軸側(cè)的端蓋17壓入定子10而形成本無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，即，這樣的輸出軸側(cè)的端蓋17的突出部的內(nèi)側(cè)部分壓入輸出軸側(cè)軸承15a，并且使在輸出軸側(cè)的端蓋17的外周設(shè)置的連接端部和定子10的連接端部相嵌合。
[0085]利用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)組裝作業(yè)的容易化，并且輸出軸側(cè)軸承15a的外圈側(cè)部分固定在金屬制的輸出軸側(cè)的端蓋17，因此也能夠抑制蠕變帶來(lái)的問(wèn)題。
[0086](實(shí)施例1)
[0087]圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的軸承15附近的構(gòu)造剖視圖。軸承15使用了JIS (Japanese Industrial Standards,日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))編號(hào)為608的單列深溝球軸承。而且，如上所述，軸承15是兩側(cè)防塵型。
[0088]另外，圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的止推板60組裝于發(fā)動(dòng)機(jī)之前的外觀立體圖。
[0089]如圖2所示,軸承15是所謂的球軸承,具有:內(nèi)圈41 ;滾動(dòng)體42,其配置于該內(nèi)圈41的外周部；以及外圈43，其與內(nèi)圈41夾持該滾動(dòng)體42。而且，軸承15具有覆蓋滾動(dòng)體42兩側(cè)部的一對(duì)防塵板44。另外，在轉(zhuǎn)子14的軸承15所處的一側(cè)具有圖3所示那樣的圓環(huán)狀的形狀的止推板60。如圖2所示，止推板60固定于轉(zhuǎn)軸16，借助轉(zhuǎn)軸16與內(nèi)圈41電連接。而且，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100構(gòu)成為防塵板44和止推板60在軸向相面對(duì)。
[0090]在軸承15中，內(nèi)圈41固定并支承轉(zhuǎn)軸16。另一方面,夕卜圈43固定于端蓋17、端蓋19。另外，滾動(dòng)體42是滾珠，以圓周狀地包圍轉(zhuǎn)軸16的方式沿著周向配置有多個(gè)滾動(dòng)體42。上述多個(gè)滾動(dòng)體42在設(shè)置于內(nèi)圈41和外圈43的軌道的槽中滾動(dòng)，由此，固定于內(nèi)圈41的轉(zhuǎn)軸16自由地旋轉(zhuǎn)。而且，在作為單列深溝球軸承的軸承15中，該軌道的槽具有半徑比滾動(dòng)體42的半徑稍大的圓弧的橫截面。而且，在滾動(dòng)體42的軸向兩側(cè)分別配置有形成為圓環(huán)狀的形狀的防塵板44。
[0091]如圖2的形狀那樣，防塵板44由平面形狀部44a和平面形狀部44a的外徑部的漩渦部44b構(gòu)成，該平面形狀部44a是形成為自軸向觀察為圓環(huán)狀形狀的平面部。而且，平面形狀部44a的環(huán)狀面與止推板60的環(huán)狀面相面對(duì)。另外，利用漩渦部44b將防塵板44與外圈43之間電連接。此外，在圖2中，將成為平面形狀部44a外周的部位設(shè)為外周50。SP，如從圖2所知曉的那樣，與防塵板44的外周50的直徑相比，止推板60的外徑較大。另外，防塵板44和止推板60之間相面對(duì)的間隔為50 μ mo利用以上這樣的結(jié)構(gòu),使防塵板44和止推板60之間在未電連接的狀態(tài)下相面對(duì)。
[0092]這樣一來(lái)，防塵板44和止推板60是彼此非電接觸的狀態(tài)，此時(shí)的防塵板44和止推板60之間的靜電容量是15pF。在本實(shí)施例中，I個(gè)電動(dòng)機(jī)使用2個(gè)軸承15和2個(gè)止推板60，因此，防塵板44和止推板60之間的總計(jì)靜電容量為30pF。
[0093]本實(shí)施例所使用的軸承15在內(nèi)圈41和外圈43之間的靜電容量為2個(gè)軸承15總計(jì)80pF。在使用了本實(shí)用新型的止推板60的情況下，再加上防塵板44和止推板60之間的總計(jì)靜電容量30pF，2個(gè)軸承15的內(nèi)圈41和外圈43之間的靜電容量達(dá)到了 llOpF。
[0094]圖4表示本實(shí)施方式的軸承15的內(nèi)圈41與外圈43之間的靜電容量的變化、和軸電壓的變化之間的關(guān)系。在未使用本實(shí)用新型的止推板60的情況下，軸電壓是5.5V，軸承15的內(nèi)圈41與外圈43之間的靜電容量是80pF。
[0095]如圖4所示，通過(guò)使用實(shí)施例1的止推板60，軸承15的內(nèi)圈41與外圈43之間的靜電容量達(dá)到IlOpF,因此，軸電壓變成4.0V，能夠使軸電壓降低1.5V。而且，如果降低軸電壓，在軸承內(nèi)部導(dǎo)致產(chǎn)生電腐蝕的能量變小,從而能夠防止產(chǎn)生由電腐蝕弓丨起的噪音。
[0096]另外，止推板60被固定保持于軸承15的內(nèi)圈41和轉(zhuǎn)軸16，也具有承受施加于軸承15的推力負(fù)載的功能。通常，這些電動(dòng)機(jī)軸承使用被稱為E環(huán)的E型形狀的金屬板，來(lái)支承軸承的推力負(fù)載。然而，通常的E環(huán)是這樣的構(gòu)造，即，與防塵板44的平面形狀部44a的外周50相比，外徑相當(dāng)小，并且E環(huán)與防塵板之間離開(kāi)的間隔是200 μ m以上。因此，E環(huán)與防塵板之間的靜電容量非常小。
[0097]軸承15的防塵板44與止推板60之間的間隔在50 μ m?100 μ m之間最合適。在防塵板44與止推板60的間隔比100 μ m大的情況下，與通常的E環(huán)一樣，防塵板44和止推板60之間的靜電容量變小，難以獲得降低軸電壓的效果。
[0098]另外，在防塵板44與止推板60之間的間隔比50 μ m小的情況下，在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，防塵板44與止推板60接觸的可能性變大，容易產(chǎn)生噪音、接觸磨損等異常。
[0099]另外，作為將防塵板44與止推板60之間的間隔調(diào)整到50 μ m?100 μ m的部件，存在使防塵板44的平面形狀部44a接近止推板60來(lái)進(jìn)行調(diào)整的部件、以與防塵板44相面對(duì)的方式在止推板60上設(shè)置突起部并利用止推板60的形狀進(jìn)行調(diào)整的部件等。
[0100](實(shí)施例2)
[0101]圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的軸承15附近的構(gòu)造剖視圖。另外，圖6是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的E型止推板61組裝于電動(dòng)機(jī)之前的立體圖。在實(shí)施例2中，除了將實(shí)施例I的止推板60替換為E型止推板61以外，其他的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。即，在本實(shí)施例2中，作為無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100的結(jié)構(gòu)，與實(shí)施例1 一樣是圖1所示的結(jié)構(gòu)，軸承15也與實(shí)施例1一樣是兩側(cè)防塵型的單列深溝球軸承。
[0102]E型止推板61形成為圖6所示的E型形狀，E型止推板61的外徑與止推板60 —樣，比軸承15的防塵板44的平面形狀部44a的外周50的外徑大。此時(shí)的防塵板44和E型止推板61之間的靜電容量是10pF。在本實(shí)施例中，I個(gè)電動(dòng)機(jī)使用2個(gè)軸承15和2個(gè)止推板61，因此，防塵板44與E型止推板61之間的總計(jì)靜電容量是20pF。實(shí)施例2使用的軸承15與實(shí)施例1 一樣，內(nèi)圈41和外圈43之間的靜電容量為2個(gè)軸承15總計(jì)80pF。因此，在使用了止推板61的情況下的2個(gè)軸承15的內(nèi)圈41與外圈43之間的靜電容量是
10pFo
[0103]如圖4所示，使用實(shí)施例2的E型止推板61，軸承15的內(nèi)圈41與外圈43之間的靜電容量是10pF,因此軸電壓是4.5V，能夠使軸電壓降低IV。由此，能減小在軸承內(nèi)部導(dǎo)致產(chǎn)生電腐蝕的能量，從而能夠防止產(chǎn)生由電腐蝕弓丨起的噪音。
[0104]E型止推板61因其形狀，與軸承15的防塵板44相面對(duì)的面積比止推板60與軸承15的防塵板44相面對(duì)的面積小。
[0105]因此，與使用止推板60的情況相比，E型止推板61與防塵板44之間的靜電容量變小，但是作為E型止推板61向轉(zhuǎn)軸16的連接方法，通過(guò)從相對(duì)于轉(zhuǎn)軸16垂直的方向?qū)型止推板61向轉(zhuǎn)軸加壓，從而能夠?qū)型止推板61與轉(zhuǎn)軸連接起來(lái)，因此，止推板的組裝方法較簡(jiǎn)便。
[0106](實(shí)施方式2)
[0107]以下，參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的實(shí)施方式2。在本實(shí)施方式中，作為本實(shí)用新型的電氣設(shè)備的例子，對(duì)空調(diào)室內(nèi)機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0108]圖7是表示作為本實(shí)用新型的實(shí)施方式2的電氣設(shè)備的例子的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0109]在圖7中，在空調(diào)室內(nèi)機(jī)200的殼體211內(nèi)搭載有無(wú)刷電動(dòng)機(jī)201。在該無(wú)刷電動(dòng)機(jī)201的旋轉(zhuǎn)軸上安裝有作為送風(fēng)扇的橫流風(fēng)扇212。無(wú)刷電動(dòng)機(jī)201由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置213驅(qū)動(dòng)。由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置213通電，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)201旋轉(zhuǎn)，橫流風(fēng)扇212伴隨著無(wú)刷電動(dòng)機(jī)201的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。通過(guò)該橫流風(fēng)扇212的旋轉(zhuǎn)，將利用室內(nèi)機(jī)用換熱器(未圖示)進(jìn)行空氣調(diào)和后的空氣送風(fēng)到室內(nèi)。在這里，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)201例如能夠適用上述實(shí)施方式所示的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100。
[0110]本實(shí)用新型的電氣設(shè)備具有無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和該無(wú)刷電動(dòng)機(jī)所搭載的殼體，作為無(wú)刷電動(dòng)機(jī)采用上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)。
[0111]在以上的說(shuō)明中，作為本實(shí)用新型的電氣設(shè)備的實(shí)施例，舉出了搭載于空調(diào)室內(nèi)機(jī)的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，但是，搭載于空調(diào)室外機(jī)的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、，搭載于其他的電氣設(shè)備的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，例如各種家電用設(shè)備所使用的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、各種信息設(shè)備搭載的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、工業(yè)設(shè)備所使用的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)也能夠適用是自不待言的。
[0112]像以上說(shuō)明的那樣，本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)具有:定子，其卷裝有繞組；轉(zhuǎn)子，其包含與定子相面對(duì)地在周向保持有永磁體的旋轉(zhuǎn)體和與旋轉(zhuǎn)體相連接的轉(zhuǎn)軸；球軸承，其以軸旋轉(zhuǎn)自如的方式支承轉(zhuǎn)軸；以及止推板，其與轉(zhuǎn)軸相連接。而且，球軸承具有與其外圈電連接的防塵板，止推板與球軸承的內(nèi)圈電連接，且具有與球軸承的防塵板的平面部相面對(duì)的相對(duì)面。
[0113]另外，本實(shí)用新型的電氣設(shè)備搭載有上述的電動(dòng)機(jī)。
[0114]本實(shí)用新型具有這樣的結(jié)構(gòu)，能夠降低軸電壓，因此，能夠提供抑制了軸承的電腐蝕噪音的電動(dòng)機(jī)和具有該電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。
[0115]而且，本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)是能夠抑制軸承發(fā)生電腐蝕的電動(dòng)機(jī)，對(duì)主要要求電動(dòng)機(jī)的廉價(jià)化和高壽命化的空調(diào)室內(nèi)機(jī)等設(shè)備所搭載的電動(dòng)機(jī)是有用的。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)機(jī)，其具有:定子，其卷裝有繞組；轉(zhuǎn)子，其包含與上述定子相面對(duì)地在周向保持有永磁體的旋轉(zhuǎn)體和與上述旋轉(zhuǎn)體相連接的轉(zhuǎn)軸；球軸承，其以上述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如的方式支承上述轉(zhuǎn)軸；以及止推板，其與上述轉(zhuǎn)軸相連接，該電動(dòng)機(jī)的特征在于， 上述球軸承具有與其外圈電連接的防塵板， 上述止推板與上述球軸承的內(nèi)圈電連接，且具有與上述球軸承的防塵板的平面部相面對(duì)的相對(duì)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于， 包含如下結(jié)構(gòu):上述止推板的外徑大于上述球軸承的防塵板的平面部的外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于， 包含如下結(jié)構(gòu):上述球軸承的防塵板與上述止推板之間的距離為50 μ m?100 μ m。
4.一種電氣設(shè)備,其特征在于， 搭載有權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02K5/173GK203967881SQ201420401245
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】中野圭策, 黑住誠(chéng)治, 從野知子 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社