CN115733285A - 电动机以及具备该电动机的电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动机以及具备该电动机的电气设备，电动机具备：定子，其包括卷绕有定子绕组的定子铁心；转子，其包括旋转体与轴，其中，上述旋转体与上述定子对置，并在周向保持多个磁体或者从中央呈辐条状地保持多个磁体，上述轴贯通上述旋转体的中央；两个轴承，它们对上述旋转体进行支承；第1金属托架，其将上述两个轴承中的一方的轴承固定；第2金属托架，其将上述两个轴承中的另一方的上述轴承固定；以及由树脂构成的壳体，其对上述第1金属托架与上述第2金属托架进行保持，在上述第1金属托架与上述壳体之间配置有电容性部件与第1导通部件。

Description

电动机以及具备该电动机的电气设备

技术领域

本发明涉及电动机以及具备该电动机的电气设备，涉及为了抑制轴承的电蚀的发生而进行了改进的电动机以及具备该电动机的电气设备。

背景技术

近年来，无刷电动机采用通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)方式(以下，适当称为PWM方式)的逆变器进行驱动的方式的情况变多。在这样的PWM方式的逆变器驱动的情况下，定子绕组的中性点电位因功率元件的开关而变动。该中性点电位的变动根据电动机的静电电容分布，被分压到轴承的外圈侧与轴承的内圈侧。

由于包括定子绕组的轴承的外圈侧的定子侧的静电电容分布与包括定子绕组的轴承的内圈侧的静电电容的转子侧的静电电容分布不同，因此在轴承的外圈与轴承的内圈之间产生电位差(以下，称为轴电压)。公知轴电压包括开关产生的高频成分，当该轴电压达到轴承内部的润滑脂的油膜的绝缘破坏电压时，在轴承内部，由于润滑脂的油膜的绝缘破坏而引起的微小电流流过，在轴承内部的金属表面产生粗糙，而发生电蚀(例如，参照专利文献1～4及非专利文献1)。

另外，在电蚀进行的情况下，在轴承的内圈、轴承的外圈或轴承的滚珠发生波状磨损现象而导致异响，这成为电动机的不良情况的主要因素之一。

专利文献1：日本特开2010－158152号公报

专利文献2：日本专利第4935934号公报

专利文献3：日本特开2007－159302号公报

专利文献4：WO2015/001782

专利文献5：日本特开2012－130157号公报

非专利文献1：“逆变器驱动无刷DC马达的基于非接地共模等效电路的轴电压抑制”电气学会论文杂志D,2012年，Vol.132,No6,pp.666－672

发明内容

本发明实现抑制电动机以及具备该电动机的电气设备中的轴承的电蚀的发生。

本发明的一个方式的电动机具备：

定子，其包括卷绕有定子绕组的定子铁心；

转子，其包括旋转体与轴，其中，上述旋转体与上述定子对置，并在周向保持多个磁体或者从中央呈辐条状地保持多个磁体，上述轴贯通上述旋转体的中央；

第1轴承与第2轴承，它们对上述旋转体进行支承；

第1金属托架，其固定上述第1轴承；

第2金属托架，其固定上述第2轴承；以及

由树脂构成的壳体，其对上述第1金属托架进行保持，

上述电动机的特征在于，

具有与上述第1金属托架及上述第2金属托架电连接的静电电容C_sb1sb2的电容性部件，该电容性部件配置于上述第1金属托架与上述壳体之间，

通过上述电容性部件，使上述定子侧的静电电容分布与上述转子侧的静电电容分布一致或近似。

根据本发明的一个方式，能够抑制电动机以及具备该电动机的电气设备中的轴承的电蚀的发生。

附图说明

图1是作为本发明的一个方式的实施方式1中的电动机的外观图。

图2是作为本发明的一个方式的实施方式1中的电动机的剖面的简要结构图。

图3是实施方式1中的壳体周边的简要立体图。

图4是示意地表示实施方式1的电动机的剖面的简要结构图。

图5是实施方式1的电动机的静电电容分布的模型图。

图6是表示实施方式1的电动机的金属托架间的静电电容、轴电压以及分压比的关系的图表。

图7是使用了实施方式1的电动机的电气设备的一个方式的立体图。

图8是使用了实施方式1的电动机的其他电气设备的一个方式的立体图。

图9是使用了实施方式1的电动机的其他电气设备的一个方式的立体图。

图10是现有的电动机的剖面的简要结构图。

图11是图10的电动机的静电电容分布的模型图。

图12是现有的其他电动机的剖面的简要结构图。

图13是图12的电动机的静电电容分布的模型图。

图14是现有的其他电动机的剖面的简要结构图。

图15是现有的其他电动机的静电电容分布的模型图。

图16是现有的其他电动机的剖面的简要结构图。

具体实施方式

(本发明的基础的见解)

在对本发明的实施方式进行说明前，对本发明的基础的见解进行说明。

以往，在以下所示的文献中，提出了为了抑制轴承的电蚀，通过降低轴电压，使轴承内部的润滑脂的油膜为绝缘破坏电压以下，不会引起轴承的润滑脂的油膜的绝缘破坏的对策。另外，在以下的文献中提出了通过降低轴电压来减小轴承内部的润滑脂的油膜的绝缘破坏引起的放电能量，从而减小轴承内部的金属表面的损伤的对策。

以下，对上述文献详细地进行说明。

图10是专利文献1的内转子型且无刷径向型的电动机50的剖面的简要结构图。专利文献1与非专利文献1是相同的结构。

如图10所示，电动机50具有配置在电动机50的两端的第1金属托架1及第2金属托架2、一对轴承(第1轴承5a及第2轴承5b)、轴4、转子10以及定子18。

旋转体9具有转子铁心8和作为永久磁体的磁体11。转子10具有旋转体9和轴4。定子18具有定子铁心6和定子绕组3。

如图10所示，第1轴承5a的外圈与第1金属托架1连接，第2轴承5b的外圈与第2金属托架2连接。第1轴承5a的内圈与第2轴承5b的内圈通过轴4连接，并电导通。通过导通部件13，使第1金属托架1与第2金属托架2电短路。

专利文献1通过导通部件13，使第1金属托架1与第2金属托架2电短路，使第1金属托架1与第2金属托架2的静电电容一致。另外，专利文献1是在旋转体9设置有电介质层20，使旋转体9的静电电容变化而降低轴电压的方法。

图11是专利文献1的电动机50的静电电容分布的模型图。在专利文献1的电动机50中，在以定子铁心6为基准考察静电电容的分布时，电动机50的电压分布由于主要受在阻抗中成为倒数的电容性电抗的影响，因此如非专利文献1的图5所记载的那样，以静电电容分布模型进行说明。

定子绕组3与第1金属托架1之间的静电电容C_sb1示意性地表现蓄积第1轴承5a的电荷，第1轴电压V_sh1上升。当第1轴电压V_sh1上升，达到轴承内部的润滑脂油膜的绝缘破坏电压时，发生绝缘破坏。定子绕组3与第2金属托架2之间的静电电容C_sb2也与静电电容C_sb1同样，示意性地表现蓄积第2轴承5b的电荷，第2轴电压V_sh2上升。当第2轴电压V_sh2上升时，发生绝缘破坏。

在第1轴承5a的外圈侧(图11的1的部位)和驱动电路的零电位基准N(12)产生的电压成为相对于在驱动电路的零基准电位N(12)与定子绕组3的中性点电位S之间产生的电压V_com，根据定子侧的静电电容分布而被分压的值。

另外，在第2轴承5b的外圈侧(图11的2的部位)和驱动电路的零电位基准N(12)产生的电压成为相对于在驱动电路的零基准电位N(12)与定子绕组3的中性点电位S之间产生的电压V_com，根据定子侧的静电电容分布而被分压的值。

在第1轴承5a的内圈侧及第2轴承5b的内圈侧(图11的4的部位)和驱动电路的零电位基准N(12)产生的电压成为相对于在驱动电路的零电位基准N(12)与定子绕组3的中性点电位S之间产生的电压V_com，根据转子侧的静电电容分布而被分压的值。

本发明的发明者们通过考察图11的静电电容分布，发现了以下见解。第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2成为在第1轴承5a的外圈侧及第2轴承5b的外圈侧产生的电压与在内圈侧产生的电压之差。因此，发现为了降低第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2，需要使定子侧的静电电容的分布与转子侧的静电电容的分布一致或近似。

在第1轴承5a的外圈侧及第2轴承5b的外圈侧和驱动电路的零电位基准N(12)产生的电压成为驱动电路的零基准电位N(12)与第1金属托架1之间的静电电容C_nb1同定子绕组3与第1金属托架1之间的静电电容C_sb1以及定子绕组3与第2金属托架2之间的静电电容C_sb2的合成静电电容A2的分压比A2(C_nb1/合成静电电容A2)。

另外，在第1轴承5a的内圈侧及第2轴承5b的内圈侧和驱动电路的零电位基准N(12)产生的电压成为驱动电路的零基准电位N(12)与轴4之间的静电电容C_ns同定子绕组3与定子铁心6之间的静电电容C_i、定子铁心6与磁体11之间的静电电容C_g、定子绕组3与磁体11之间的静电电容C_sm以及磁体11的静电电容C_m的合成静电电容B2的分压比B2(C_ns/合成静电电容B2)。

本发明的发明者们进行了专心考察，结果发现，为了降低第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2，使该分压比A2(C_nb1/合成静电电容A2)与分压比B2(C_ns/合成静电电容B2)一致或近似。以下，将使该分压比A2与分压比B2一致或近似简称为匹配。

在专利文献1中，已知静电电容C_nb1、C_sb2、C_ns比合成静电电容B2小，因此为了使静电电容匹配，采用减小合成静电电容B2的静电电容的方法。

如图10所示，在专利文献1中，在旋转体9设置有电介质层20，形成静电电容C_d。已知如下方法：该电介质的静电电容C_d在图11的静电电容分布的模型图中，对磁体的静电电容C_m串联地插入了静电电容C_d，减小合成静电电容B2，由此取得与定子侧的静电电容分布的匹配，从而降低第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2。

电介质层20的静电电容C_d与电介质层20的厚度方向的距离亦即宽度(图10中的电介质层20的较短的方向的距离)成反比，与长度(图10中的电介质层20的长边方向的距离)成正比。因此，为了降低静电电容C_d，需要扩大电介质层20的宽度。

然而，在专利文献1中，如图10所示，对电介质层20施加应力作为旋转扭矩，因此会产生为了确保其强度，而受到电介质层20的宽度的制约的情况。考察到在该情况下，无法获得所需的静电电容，轴电压不会下降。另外，在专利文献1中，存在如下问题：在使用了在径向上从中央呈辐条状地保持多个永久磁体(磁体)的旋转体9的电动机50中，需要通过增加电介质层20的宽度来缩短永久磁体(磁体)11的长度，导致电动机50的性能变差。

接下来，对专利文献2进行说明。

图12是专利文献2的电动机50的剖面的简要结构图。图13是图12所示的电动机50的静电电容分布的模型图。

如图12所示，第1金属托架1与第2金属托架2通过导通部件13而短路。采用在定子铁心6与第1金属托架1及第2金属托架2中的任一方之间插入阻抗调整部件14的结构。

如图13所示，作为阻抗调整部件14，在使用具有静电电容的电容器的情况下，相对于静电电容C_i、C_sb1及C_sb2的合成静电电容，作为阻抗调整用电容的阻抗调整部件14并联连接。而且，通过增大静电电容C_i、C_sb1及C_sb2的合成静电电容，取得与转子侧的静电电容的匹配性。由此，在专利文献2中，能够降低第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2。

然而，难以确立将阻抗调整部件14连接于定子铁心6的方法。另外，考察到如下问题：由于在上述连接后进行模制，因此在生产工序过程中，上述连接部位脱离。

接下来，对专利文献3进行说明。

图14是专利文献3的电动机50的剖面的简要结构图。

在专利文献3中，通过短路部件25使定子铁心6与第1金属托架1及第2金属托架2中的任一方短路。在专利文献3的图14中，使定子铁心6与第1金属托架1短路，实现第1轴电压V_sh1的降低。

专利文献3的结构记载了与专利文献2的图10相同的结构。而且，公开了专利文献3的结构是专利文献2的比较例3，存在轴电压发生波形溃散的问题。

推测这是因为，定子铁心6与短路的第1金属托架1之间的静电电容变大，但定子铁心6与不短路的第2金属托架2之间的静电电容不变。因此，考察到第2轴承V_sh2的轴电压不下降，电蚀抑制效果小。

对专利文献4进行说明。

图15是专利文献4的电动机50的静电电容分布的模型的图。

如图15所示，公开了如下方法：使第1金属托架1与第2金属托架2电绝缘，将定子铁心6与第1金属托架1之间的静电电容C_sb1、定子铁心6与第2金属托架2之间的静电电容C_sb2设定为近似或一致，从而降低轴电压。

然而，在专利文献4的实施方式中，在调整静电电容C_sb1与静电电容C_sb2之比时，需要进行部件的尺寸调整以及部件间的距离等的调整，因此存在电动机的外形尺寸·形状变大的担心。

另外，相对于转子侧的静电电容分布，考察到如下问题：静电电容的匹配调整功能不充分，第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2不能充分下降。因此，考察到发生作为第1轴承5a及第2轴承5b的润滑脂的绝缘破坏现象的第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2的波形溃散，在长期的运转中电蚀寿命存在问题。

图16是专利文献5的电动机50的剖面的简要结构图。

如图16所示，电动机50具有配置在电动机50的两端的第1金属托架1及第2金属托架2、一对轴承(第1轴承5a及第2轴承5b)、轴4、转子10以及定子18。定子18具有定子铁心6和定子绕组3。

如图16所示，第1轴承5a的外圈与第1金属托架1连接，第2轴承5b的外圈与第2金属托架2连接。第1轴承5a的内圈与第2轴承5b的内圈通过轴4连接，并电导通。轴4从第1轴承5a及第2轴承5b凸出。在轴4的两端配置有负载91、92。

电动机50在第1金属托架1与第2金属托架2之间具有树脂部23，通过树脂部23将第1金属托架1与第2金属托架2固定。第1金属托架1与第2金属托架2被树脂部23绝缘。

安装部件61具备绝缘体611、安装部612、安装部613及安装腿614。第1金属托架1与第2金属托架2被安装部件61绝缘并保持。

第1金属托架1与第2金属托架2之间的树脂部23的距离较长，因此在第1金属托架1与第2金属托架2之间，树脂部23并不作为为了蓄积电荷而使用的电容性部件发挥功能。因此，树脂部23仅仅用于将第1金属托架1与第2金属托架2绝缘。

因此，在专利文献5中，考察到如下问题：通过树脂部23不会使定子侧的静电电容分布与转子侧的静电电容分布一致或近似，因此第1轴电压及第2轴电压不下降，几乎没有电蚀抑制效果。

本发明的发明者们发现上述课题，并针对该课题解决，进行了专心研究，从而完成了以下的发明。

图2是本发明的电动机50的剖面的简要结构图。

如图2所示，电动机50具有配置在两端的第1金属托架1及第2金属托架2、第1轴承5a及第2轴承5b、轴4、转子10以及定子18。旋转体9具有转子铁心8和作为永久磁体的磁体11。转子10具有旋转体9和轴4。电动机50具有保持第1金属托架与第2金属托架的由树脂构成的壳体20。定子18具有定子铁心6和定子绕组3。在第1金属托架1与第2金属托架2之间以与第1金属托架1接触的方式配置有静电电容C_sb1sb2的电容性部件15。

电动机50在第1金属托架1与壳体20之间配置有与第1金属托架1接触的电容性部件15、和与电容性部件15电连接的第1导通部件31，第1导通部件31与第2金属托架2电连接。

电动机50通过电容性部件15使定子18侧的静电电容分布与转子10侧的静电电容分布一致或近似。

图5是表示本发明的电动机50的静电电容分布的模型的图。

通过在第1金属托架1与第2金属托架2之间插入静电电容C_sb1sb2的电容性部件15，形成定子绕组3与第2金属托架2之间的静电电容C_sb2和电容性部件15的静电电容C_sb1sb2串联的电路。另外，形成该串联电路和定子绕组3与第1金属托架1之间的静电电容C_sb1并联的电路。通过调整该电容性部件15的静电电容C_sb1sb2，能够调整合成静电电容A1。这里，合成静电电容A1是静电电容C_sb1、静电电容C_sb2以及静电电容C_sb1sb2的合成静电电容。合成静电电容B1是定子绕组3与定子铁心6之间的静电电容C_i、定子铁心6与磁体11之间的静电电容C_g、定子绕组3与磁体11之间的静电电容C_sm、以及磁体11的静电电容C_m的合成静电电容。

具体而言，本发明的发明者们发现通过增大静电电容C_sb1sb2，来增大合成静电电容A1，使分压比A1(C_nb1/合成静电电容A1)与分压比B1(C_ns/合成静电电容B1)一致或近似。其结果，想到了取得定子侧的静电电容分布与转子侧的静电电容分布的匹配，从而降低轴电压的方法。

基于以上的考察，本发明的发明者们想到以下说明的本发明的方式。

本发明的一个方式的电动机具备：

定子，其包括卷绕有定子绕组的定子铁心；

转子，其包括旋转体与轴，其中，上述旋转体与上述定子对置，并在周向保持多个磁体或者从中央呈辐条状地保持多个磁体，上述轴贯通上述旋转体的中央；

第1轴承与第2轴承，它们对上述旋转体进行支承；

第1金属托架，其固定上述第1轴承；

第2金属托架，其固定上述第2轴承；以及

由树脂构成的壳体，其对上述第1金属托架进行保持，

上述电动机的特征在于，

具有与上述第1金属托架及上述第2金属托架电连接的静电电容C_sb1sb2的电容性部件，该电容性部件配置于上述第1金属托架与上述壳体之间，

通过上述电容性部件，使上述定子侧的静电电容分布与上述转子侧的静电电容分布一致或近似。

根据上述方式，在上述第1金属托架与上述壳体之间配置有与上述第1金属托架接触的电容性部件、和与上述电容性部件电连接的第1导通部件，上述第1导通部件与上述第2金属托架电连接，通过上述电容性部件，使分压比A1(C_nb1/合成静电电容A1)与分压比B1(C_ns/合成静电电容B1)接近，由此能够抑制电动机中的轴承的电蚀的发生。

根据上述方式，在上述第1金属托架与上述壳体之间配置与上述第1金属托架接触的上述电容性部件，因此无需在除上述壳体以外的上述电动机内部配置上述电容性部件，因此能够实现电动机的小型化。另外，在上述第1金属托架与上述壳体之间配置上述电容性部件，因此即便上述转子10振动，也不会引起上述电容性部件的位置偏移。通过改变与上述第1导通部件接触的上述电容性部件的面积或厚度，上述电容性部件能够容易设定任意的静电电容。

另外，在第1金属托架1的“コ”字形的部分(凹部)的表面设置电容性部件15，由此即便将电容性部件15与第1导电部件31电连接，也能够得到与上述效果相同的效果。

以下，对本发明的更具体的实施方式进行说明。但是，有时省略必要以上的详细说明。例如，有时省略已经广为人知的事项的详细说明、对实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，易于本领域技术人员的理解。此外，发明者们为了使本领域技术人员充分理解本发明而提供附图及以下的说明，并非意在通过这些来限定权利要求书所记载的主题。在以下的说明中，对相同或类似的构成要素标注相同的参照附图标记。

(实施方式1)

以下，使用附图对表示本发明的一个方式的电动机进行说明。

图1是表示本发明的一个方式的内转子型且无刷径向型的电动机50的外观图。

电动机50具有盖部件21、壳体20及轴4。盖部件21包括第1金属托架1，壳体20包括第2金属托架2。

图2是表示本发明的一个方式的内转子型且无刷径向型的电动机50的剖面的简要结构图。

如图2所示，在电动机50的两端配置有具有导电性的第1金属托架1和具有导电性的第2金属托架2。第1金属托架1的外径与第2金属托架2的外径相同或者比其大。由此，能够稳定地支承轴承并使轴4旋转。

在第1金属托架1的中央部配置有固定于第1金属托架1的第1轴承5a，在第2金属托架2的中央部配置有固定于第2金属托架2的第2轴承5b。轴4由第1轴承5a和第2轴承5b支承并旋转。轴4从第1金属托架1突出。

定子18产生旋转磁场，通过旋转磁场使转子10旋转。在定子18的内侧与定子18隔着空隙插入有转子10。

定子18具有定子铁心6和作为绕组的定子绕组3。在定子铁心6夹设有用于使定子铁心6绝缘的树脂7，且卷绕有定子绕组3。另外，第1金属托架1及第2金属托架2也可以通过空间与定子铁心6绝缘。

转子10在电动机50中旋转，具有轴4和旋转体9。旋转体9具有转子铁心8和作为铁氧体磁体的永久磁体的磁体11。转子10在转子铁心8的外周保持多个磁体11，以贯通转子铁心8的中央的方式具有轴4。另外，转子10也可以与定子18对置并从中央呈辐条状地保持多个磁体11。

在轴4安装有支承轴4的第1轴承5a及第2轴承5b。第1轴承5a及第2轴承5b是具有多个铁珠的圆筒形状的轴承，第1轴承5a的内圈侧及第2轴承5b的内圈侧固定于轴4。其结果，第1轴承5a的内圈、第2轴承5b的内圈与轴4电导通。

而且，在这些第1轴承5a及第2轴承5b中，分别通过具有导电性的第1金属托架1及第2金属托架2来固定第1轴承5a的外圈侧及第2轴承5b的外圈侧。在图2中，第1轴承5a固定于第1金属托架1，第2轴承5b固定于第2金属托架2，轴4被两个轴承支承，转子10旋转自如地旋转。

另外，在该电动机50的内部，安装有产生旋转磁场的驱动电路的印刷电路基板12配置在转子10与第1金属托架1之间。例如，在驱动电路，为了对定子绕组3施加电压而安装有逆变器电路等。

对于如以上那样构成的电动机50，通过由驱动电路向定子绕组3施加电压，在定子绕组3流过电流，从定子铁心6产生磁场。而且，通过来自定子铁心6的旋转磁场和来自磁体11的磁场，与这些磁场的极性对应地产生吸引力以及排斥力，通过这些力使转子10以轴4为中心旋转。

在图2中，第1金属托架1与第2金属托架2被由树脂构成的壳体20保持。在图2中，利用树脂对第2金属托架2、定子绕组3及定子铁心6进行模制一体成型，而形成壳体20。壳体20在第1金属托架1侧的端部具有突起部22。

图2的左下方的图是图2的电容性部件15的周边的放大图。

第1金属托架1的外侧的端部呈“コ”字形凹陷(凹部)。在第1金属托架1的“コ”字形的部分(凹部)与突起部22(凸部)之间配置有与第1金属托架1接触的电容性部件15、和与电容性部件15接触的第1导通部件31。在被第1金属托架1的凹部围起的区域配置有电容性部件15。即，第1金属托架1的“コ”字形的部分(凹部)与突起部22(凸部)经由电容性部件15及第1导通部件31接合。电容性部件15及第1导通部件31的上下的两侧不与第1金属托架1接触。通过这种结构，第1金属托架1成为电容器的等效电极，电容性部件15成为电容器的等效电介质层，第1导通部件31成为电容器的等效电极，从而形成等效电容器。该等效电容器的静电电容根据电容器的静电电容的式子，成为：

C＝ε₀ε_rS/d (式1)

S：第1金属托架1与第1导通部件31对置的面积[m²]

d：电容性部件15的厚度[m]

ε₀：真空中的介电常数，8.85×10^－12[F/m]

ε_r：电容性部件15的相对介电常数，

通过改变第1导通部件31与第1金属托架1对置的面积S(第1金属托架1与电容性部件15的接触面积，或者电容性部件15与第1导通部件31的接触面积)、电容性部件15的厚度d、电容性部件15的相对介电常数ε_r，能够任意地设计静电电容的值。

配置有电容性部件15的壳体20以外的部位与第1金属托架1的至少一部分嵌合，壳体20保持第1金属托架1。

此外，也可以在第1金属托架1的“コ”字形的部分(凹部)的表面预先设置电容性部件15，使电容性部件15与第1导电部件31电连接。

此外，也可以在第1金属托架1设置凸部，在壳体20设置凹部，在被凹部围起的区域配置电容性部件15。

图3是壳体20的突起部22的周边的立体图。

在突起部22的前端部的平坦部配置有第1导通部件31。在第1导通部件31上配置有电容性部件15。

电动机50具有与第1导通部件31电连接的第2导通部件32。第1导通部件31与第2导通部件32呈L字形连接，第2导通部件32配置于突起部22的内侧的端部。也可以将第1导通部件31弯折成L字形，来制成第2导通部件32。第1导通部件31也可以与突起部22的前端部一体成型。第1导通部件31与第2导通部件32例如是磷青铜、黄铜等金属板。

如图2的放大图所示，第2导通部件32与从壳体20突出的第3导通部件33的一端电连接。第3导通部件33的另一端与第2金属托架2的下方的端部电连接(图2)。

如图2的放大图所示，第3导通部件33的一端是由销构成的端子，该销与第2导通部件32电连接。第3导通部件33的除端子以外的部分例如是金属线。

这样，第1导通部件31、第2导通部件32及第3导通部件33电连接，而使电容性部件15与第2金属托架2电连接。也可以将电连接的第1导通部件31、第2导通部件32及第3导通部件33统称为第1导通部件31。

根据该结构，在电动机50的内部，在第1金属托架1与第2金属托架2之间配置有电容性部件15，第1金属托架1与第2金属托架2经由电容性部件15电连接。

图4是示意地表示图2的电动机50的剖面的简要结构图。

如图4所示，在电动机50的两端配置有具有导电性的第1金属托架1与具有导电性的第2金属托架2。

在第1金属托架1的中央部配置有固定于第1金属托架1的第1轴承5a，在第2金属托架2的中央部配置有固定于第2金属托架2的第2轴承5b。轴4由第1轴承5a和第2轴承5b支承并旋转。轴4从第1金属托架1突出。

对于如以上那样构成的电动机50，通过由驱动电路向定子绕组3施加电压，在定子绕组3流过电流，从定子铁心6产生磁场。而且，通过来自定子铁心6的旋转磁场和来自磁体11的磁场，与这些磁场的极性对应地产生吸引力及排斥力，通过这些力使转子10以轴4为中心旋转。

如图4所示，第1金属托架1与静电电容C_sb1sb2的电容性部件15电连接。导通部件31的一方的端部与电容性部件15电连接，导通部件31的另一方的端部与第2金属托架2电连接。

根据该结构，在电动机50的内部，在第1金属托架1与第2金属托架2之间配置有电容性部件15，能够使第1金属托架1、电容性部件15及第2金属托架2电连接。

图5是实施方式1的静电电容分布的模型图。将插入于第1金属托架1与第2金属托架2之间的电容性部件15的静电电容设为C_sb1sb2。静电电容C_sb1sb2和定子绕组3与第2金属托架2之间的静电电容C_sb2构成串联电路。另外，该串联电路和定子绕组3与第1金属托架1之间的静电电容C_sb1构成并联电路，成为串并联合成静电电容A1(以下，称为合成静电电容A1)。另外，定子绕组3与定子铁心6之间的静电电容C_i、定子铁心6与磁体11之间的静电电容C_g、定子绕组3与磁体11之间的静电电容C_sm、以及磁体11的静电电容C_m串联以及/或者并联地构成电路，成为串并联合成静电电容B1(以下，称为合成静电电容B1)。

为了使定子18侧的静电电容分布与转子10侧的静电电容分布近似，以第1轴承5a及第2轴承5b的内圈及外圈为基准，使驱动电路的零基准电位N(12)与第1金属托架1之间的静电电容C_nb1同合成静电电容A1之比(C_nb1/合成静电电容A1)、和驱动电路的零基准电位N(12)与轴4之间的静电电容C_ns同合成静电电容B1之比(C_ns/合成电容B1)近似。

图6是改变电容性部件15的静电电容C_sb1sb2的值，测定第1轴承5a的轴电压V_sh1(以下，称为第1轴电压V_sh1)以及第2轴承5b的第2轴电压V_sh2(以下，称为第2轴电压V_sh1)的实验结果。

在实验中，磁体11的静电电容C_m为21pF，转子10的直径为51mm，第1轴承5a及第2轴承5b使用Minebea(美蓓亚)制608。第1轴承5a及第2轴承5b的润滑脂使用稠度为239的润滑脂。使定子绕组3的电源电压为391V，使转子10以转速1000r/min旋转。

在图6中，横轴是电容性部件15的静电电容C_sb1sb2的值，左侧的纵轴是第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2。图6的右侧的纵轴是计算作为比(C_nb1/合成静电电容A1)的倒数的比(合成静电电容A1/C_nb1)与作为比(C_ns/合成静电电容B1)的倒数的比(合成静电电容B1/C_ns)之比值(分压比)，表示该分压比的值。

对于第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2的测定而言，以第1轴承5a的外圈及第2轴承5b的外圈为基准测定内圈的电压，将内圈的电压相对于外圈高的情况设为正，将内圈的电压相对于外圈低的情况设为负。

从图6可知，在静电电容C_sb1sb2的值小的情况下，第1轴电压V_sh1成为正的大的电压，第2轴电压V_sh2成为负的大的电压。可知若增大静电电容C_sb1sb2的值，则第1轴电压V_sh1逐渐成为小的值，第1轴电压V_sh1逐渐接近第2轴电压V_sh2。另外，可知若增大静电电容C_sb1sb2的值，则第2轴电压V_sh2也逐渐成为负的小的值。

第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2是第1轴承5a及第2轴承5b的外圈与内圈的电压的电压差，这些电位差逐渐降低。

如图6所示，可知通过调整静电电容C_sb1sb2，第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2能够降低至作为一般的轴承的润滑脂的绝缘破坏的标准的5V以下。另外，还确认了作为第1轴承5a及第2轴承5b的润滑脂油膜的绝缘破坏的现象的轴电压波形的波形溃散不会发生。

如图6所示，可知比(合成静电电容A1/C_nb1)与比(合成静电电容B1/C_ns)之比值在0.7～1.1的范围内，第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2的绝对值能够降低至5V以下。

即，通过使比(合成静电电容A1/C_nb1)与比(合成静电电容B1/C_ns)近似或一致，能够使第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2降低。另外，通过使作为比(合成静电电容A1/C_nb1)的倒数的比(C_nb1/合成静电电容A1)与作为比(合成静电电容B1/C_ns)的倒数的比(C_ns/合成静电电容B1)近似或一致，能够使第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2降低。

电容性部件15只要能够保持电荷，则没有限定，例如优选树脂膜、镀层处理等的电介质。

对电容性部件15的一个方式具体地进行说明。

针对电容性部件15，例如，在第1导通部件的表面进行熔融镀锌处理与磷酸锌处理，在第1导通部件的表面形成作为磷酸锌的结晶覆膜的电容性部件15，制成了以下的两个样本。此时的电容性部件15的厚度d为5×10^－6m(5μm)，电容性部件15的相对介电常数ε_r为3。

(样本1)

电容性部件15的面积S为0.33×10^－4m²，根据式1，电容性部件15的静电电容C为175pF。

(样本2)

电容性部件15的面积S为0.57×10^－4m²，根据式1，电容性部件15的静电电容C为303pF。

从图6可知，在样本1的电容性部件15的静电电容为175pF的情况以及样本2的电容性部件15的静电电容为303pF的情况的任意的情况下，第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2的绝对值都能够降低至5V以下。

使用图5对上述机理详细地进行说明。

由于定子绕组3与第2金属托架2之间的静电电容C_sb2和电容性部件15的静电电容C_sb1sb2是串联电路，因此第2金属托架2的第2电压V_sh2相对于定子绕组3与第1金属托架1之间的第1轴电压V_sh1，施加被分压到电容性部件15的静电电容C_sb1sb2的两端的电压。

若电容性部件15的静电电容C_sb1sb2变大，则被分压到其两端的电压变小，在第2轴承5b的外圈产生的第2轴电压V_sh2接近第1轴电压V_sh1的值，因此第2轴电压V_sh2也能够降低。

即，通过使定子绕组3与第1金属托架1之间的静电电容C_sb1、定子绕组3与第2金属托架2之间的静电电容C_sb2、以及电容性部件15的静电电容C_sb1sb2的合成静电电容A1增大，取得定子18侧的合成性静电电容分布与转子10侧的合成性静电电容分布的匹配性，从而能够降低第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2。

这样，在实施方式1中，通过在第1金属托架1与第2金属托架2之间插入电容性部件15，取得定子18侧的静电电容分布以及转子10侧的静电电容分布的匹配性，能够降低第1轴电压V_sh1及第2轴电压V_sh2，获得抑制电蚀的效果。

实施方式1的电动机50能够在壳体20的突起部22容易地安装电容性部件15，因此制造性优异。

实施方式1的电动机50在第1金属托架1与突起部22之间配置与第1金属托架1接触的电容性部件15。因此，无需在电动机50的内部配置电容性部件15，因此能够实现电动机50的小型化。

另外，在第1金属托架1与突起部22之间配置电容性部件15，因此即便转子10振动，也不会引起电容性部件15的位置偏移。

另外，通过改变第1导通部件31的表面上的电容性部件15的面积或厚度，电容性部件15能够容易设定任意的静电电容。

(实施方式2)

作为本发明的电气设备的例子，将空调室内机的结构作为实施方式2，详细地进行说明。本发明的电气设备不必限定于这一例。

在图7中，在空调室内机110的壳体111内具备无刷马达101。在该无刷马达101的旋转轴安装有作为送风风扇的横流风扇112。无刷马达101由马达驱动装置113驱动。利用来自马达驱动装置113的通电，无刷马达101旋转，伴随于此，横流风扇112旋转。通过该横流风扇112的旋转，将由室内机用热交换器(未图示)进行空气调节后的空气向室内送风。这里，无刷马达101例如能够应用上述实施方式1的电动机50。

本发明的电气设备具备无刷马达和搭载有该无刷马达的壳体，作为无刷马达，采用上述实施方式1的电动机50。

(实施方式3)

作为本发明的电气设备的例子，将空调室外机的结构作为实施方式3，详细地进行说明。

在图8中，空调室外机201在壳体211的内部具备无刷马达208。该无刷马达208在旋转轴安装有送风风扇212。

空调室外机201被立设于壳体211的底板202的分隔板204划分为压缩机室206和热交换器室209。在压缩机室206设置有压缩机205。在热交换器室209配设有热交换器207及无刷马达208。在分隔板204的上部设置有电子部件箱210。

该无刷马达208由收容在电子部件箱210内的马达驱动装置驱动。随着无刷马达208的旋转，送风风扇212旋转，通过热交换器207向热交换器室209送风。这里，无刷马达208例如能够应用上述实施方式1的电动机50。

本发明的电气设备具备无刷马达208和搭载有无刷马达208的壳体，作为无刷马达208，采用上述实施方式1的电动机50。

(实施方式4)

作为本发明的电气设备的例子，将热水器的结构作为实施方式4，详细地进行说明。

在图9中，在热水器330的壳体331内具备无刷马达333。在该无刷马达333的旋转轴安装有送风风扇332。

无刷马达333由马达驱动装置334驱动。利用来自马达驱动装置334的通电，无刷马达333旋转，伴随于此，送风风扇332旋转。通过该送风风扇332的旋转，向燃料汽化室(未图示)输送燃烧所需的空气。这里，无刷马达333例如能够应用上述实施方式1的电动机50。

本发明的电气设备具备无刷马达333和搭载有无刷马达333的壳体，作为无刷马达333，采用上述实施方式1的电动机50。

此外，在实施方式1的图2中，将具备驱动电路的印刷电路基板12设置在电动机50的内部，但也可以将具备驱动电路的印刷电路基板12设置在电动机50的外部。在该情况下，能够使电动机50紧凑。

此外，在实施方式2～4中，作为电动机旋转的装置，使用了送风风扇，但旋转的装置不被特别限定。

此外，实施方式1～4的发明只要不产生矛盾，则能够进行置换或组合。

如以上那样，本发明包括以下项目所记载的电动机以及具备该电动机的电气设备。

〔项目1〕

一种电动机，具备：

定子，其包括卷绕有定子绕组的定子铁心；

转子，其包括旋转体与轴，其中，上述旋转体与上述定子对置，并在周向保持多个磁体或者从中央呈辐条状地保持多个磁体，上述轴贯通上述旋转体的中央；

第1轴承与第2轴承，它们对上述旋转体进行支承；

第1金属托架，其固定上述第1轴承；

第2金属托架，其固定上述第2轴承；以及

由树脂构成的壳体，其对上述第1金属托架进行保持，

上述电动机的特征在于，

具有与上述第1金属托架及上述第2金属托架电连接的静电电容C_sb1sb2的电容性部件，该电容性部件配置于上述第1金属托架与上述壳体之间，

通过上述电容性部件，使上述定子侧的静电电容分布与上述转子侧的静电电容分布一致或近似。

根据上述方式，在上述第1金属托架与上述壳体之间配置有与上述第1金属托架接触的电容性部件、和与上述电容性部件电连接的第1导通部件，上述第1导通部件与上述第2金属托架电连接，通过上述电容性部件，使分压比A1(C_nb1/合成静电电容A1)与分压比B1(C_ns/合成静电电容B1)接近，由此能够抑制电动机中的轴承的电蚀的发生。

根据上述方式，在上述第1金属托架与上述壳体之间配置与上述第1金属托架接触的上述电容性部件，因此无需在除上述壳体以外的上述电动机内部配置上述电容性部件，因此能够实现电动机的小型化。另外，在上述第1金属托架与上述壳体之间配置上述电容性部件，因此即便上述转子振动，也不会引起上述电容性部件的位置偏移。通过改变与上述第1导通部件接触的上述电容性部件的面积或厚度，上述电容性部件能够容易设定任意的静电电容。

〔项目2〕

根据项目1所记载的电动机，在上述壳体的一部分具有凸部或凹部，在上述第1金属托架的、与上述壳体的凸部或凹部对应的位置具有凹部或凸部，在被任意一方的凹部围起的区域配置有上述电容性部件。

根据上述方式，能够以使上述第1金属托架与上述壳体在圆筒形状的上述壳体的某处嵌合并固定的状态，在上述第1金属托架与上述壳体之间配置上述电容性部件。

〔项目3〕

根据项目1或2所记载的电动机，具有与上述电容性部件电连接的第1导通部件，上述第1导通部件与上述第2金属托架电连接。

根据上述方式，具有与上述电容性部件电连接的第1导通部件，使用上述第1导通部件，使上述第1导通部件与上述第2金属托架电连接，由此能够在上述第1金属托架与上述壳体之间配置上述电容性部件。

〔项目4〕

根据项目1～3中任一项所记载的电动机，上述电容性部件形成于上述第1导通部件的表面。

根据上述方式，将上述电容性部件形成于上述第1导通部件的表面，由此上述电容性部件与上述第1导通部件被稳固地连接。另外，通过镀敷法等将上述电容性部件形成为薄膜变得容易。

〔项目5〕

根据项目1～3中任一项所记载的电动机，上述电容性部件形成于上述第1金属托架的表面。

根据上述方式，将上述电容性部件形成于上述第1金属托架的表面，由此上述电容性部件与上述第1金属托架被稳固地连接。另外，能够省空间地形成上述电容性部件。

〔项目6〕

根据项目1～4中任一项所记载的电动机，上述第1导通部件的一部分与上述壳体一体成型。

根据上述方式，上述第1导通部件的一部分与上述壳体一体成型，由此上述第1导通部件被稳固地固定于上述壳体。另外，能够省空间地配置上述第1导通部件。

〔项目7〕

根据项目1～6中任一项所记载的电动机，使定子侧的合成静电电容的值A1增大，而使上述定子侧的合成静电电容A1同对上述定子绕组施加电压的驱动电路的零基准电位与上述第1金属托架之间的静电电容C_nb1之比、和转子侧的合成静电电容B1同上述驱动电路的零基准电位与上述轴之间的静电电容C_ns之比近似或一致，其中，上述定子侧的合成静电电容的值A1包含上述电容性部件的静电电容C_sb1sb2、上述定子绕组与上述第1金属托架之间的静电电容C_sb1、以及上述定子绕组与上述第2金属托架之间的静电电容C_sb2，上述转子侧的合成静电电容B1包含上述定子绕组与上述定子铁心之间的静电电容Ci、上述定子铁心与上述磁体之间的静电电容C_g、上述定子绕组与上述磁体之间的静电电容C_sm、以及上述磁体的静电电容C_m。

根据上述方式，使合成静电电容的值A1增大，而使上述合成静电电容A1同上述静电电容C_nb1之比(合成静电电容A1/C_nb1)、和上述合成静电电容B1同上述静电电容C_ns之比(合成静电电容B1/C_ns)近似或一致，从而能够抑制电动机中的轴承的电蚀的发生。

〔项目8〕

根据项目1～7中任一项所记载的电动机，上述第1金属托架及上述第2金属托架通过绝缘树脂与上述定子的定子铁心绝缘。

根据上述方式，由于被绝缘，所以容易生成转子磁场。

〔项目9〕

一种电气设备，搭载有项目1～8中任一项所记载的电动机和由上述电动机驱动的送风风扇。

根据上述方式，能够抑制具备送风风扇的电气设备的电动机的轴承的电蚀的发生。

Claims (9)

1.一种电动机，具备：

定子，其包括卷绕有定子绕组的定子铁心；

转子，其包括旋转体与轴，其中，所述旋转体与所述定子对置，并在周向保持多个磁体或者从中央呈辐条状地保持多个磁体，所述轴贯通所述旋转体的中央；

第1轴承与第2轴承，它们对所述旋转体进行支承；

第1金属托架，其固定所述第1轴承；

第2金属托架，其固定所述第2轴承；以及

由树脂构成的壳体，其对所述第1金属托架进行保持，

所述电动机的特征在于，

具有与所述第1金属托架及所述第2金属托架电连接的静电电容C_sb1sb2的电容性部件，该电容性部件配置于所述第1金属托架与所述壳体之间，

通过所述电容性部件，使所述定子侧的静电电容分布与所述转子侧的静电电容分布一致或近似。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

在所述壳体的一部分具有凸部或凹部，在所述第1金属托架的、与所述壳体的凸部或凹部对应的位置具有凹部或凸部，在被任意一方的凹部围起的区域配置有所述电容性部件。

3.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，

具有与所述电容性部件电连接的第1导通部件，所述第1导通部件与所述第2金属托架电连接。

4.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，

所述电容性部件形成于所述第1导通部件的表面。

5.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，

所述电容性部件形成于所述第1金属托架的表面。

6.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，

所述第1导通部件的一部分与所述壳体一体成型。

7.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，

使定子侧的合成静电电容的值A1增大，而使所述定子侧的合成静电电容A1同对所述定子绕组施加电压的驱动电路的零基准电位与所述第1金属托架之间的静电电容C_nb1之比、和转子侧的合成静电电容B1同所述驱动电路的零基准电位与所述轴之间的静电电容C_ns之比近似或一致，

其中，所述定子侧的合成静电电容的值A1包含所述电容性部件的静电电容C_sb1sb2、所述定子绕组与所述第1金属托架之间的静电电容C_sb1、以及所述定子绕组与所述第2金属托架之间的静电电容C_sb2，

所述转子侧的合成静电电容B1包含所述定子绕组与所述定子铁心之间的静电电容C_i、所述定子铁心与所述磁体之间的静电电容C_g、所述定子绕组与所述磁体之间的静电电容C_sm、以及所述磁体的静电电容C_m。

8.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，

所述第1金属托架及所述第2金属托架通过绝缘树脂与所述定子的定子铁心绝缘。

9.一种电气设备，其特征在于，

搭载有权利要求1或2所述的电动机与由所述电动机驱动的送风风扇。

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