JP2012060772A - Rotor of motor, motor, air handling unit, and manufacturing method of rotor of motor - Google Patents

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JP2012060772A JP2010201446A JP2010201446A JP2012060772A JP 2012060772 A JP2012060772 A JP 2012060772A JP 2010201446 A JP2010201446 A JP 2010201446A JP 2010201446 A JP2010201446 A JP 2010201446A JP 2012060772 A JP2012060772 A JP 2012060772A
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Hiroyuki Ishii
博幸 石井
Kazunori Sakanobe
和憲 坂廼邊
Mineo Yamamoto
峰雄 山本
Hiroki Aso
洋樹 麻生
Tomoyuki Hasegawa
智之 長谷川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor of a motor where electric corrosion of a bearing is suppressed by a cheap method.SOLUTION: In a rotor of a motor according to this invention, a magnet and shaft of the rotor are integrated by a resin part, and roller bearings are arranged on both edge-faces in an axis direction of the resin part formed in an outer circumference of the shaft. The roller bearing comprises: an inner ring which is pressed and fitted into the shaft; an outer ring which is supported by a bearing support part of a stator; and a rolling element which rolls between the inner ring and the outer ring. Either of the roller bearings is a ceramic bearing where at least one of the inner ring, the outer ring, and the rolling element is constituted by an insulating material of ceramics or the like.

Description

この発明は、転がり軸受けを用いる電動機の回転子に係り、インバータにて駆動する電動機に好適な電動機の回転子に関する。また、その電動機の回転子を用いる電動機及びその電動機を搭載した空気調和機及びその電動機の回転子の製造方法に関する。   The present invention relates to an electric motor rotor using a rolling bearing, and more particularly to an electric motor rotor suitable for an electric motor driven by an inverter. The present invention also relates to an electric motor using the rotor of the electric motor, an air conditioner equipped with the electric motor, and a method for manufacturing the rotor of the electric motor.

従来、電動機をインバータ駆動する場合、パワー回路内のトランジスタのスイッチングに伴って発生する電動機の騒音の低減を図る目的から、インバータのキャリア周波数を高く設定するようにしている。キャリア周波数を高く設定するに伴って、電動機のシャフトに高周波誘導に基づいて発生する軸電圧が増大し、シャフトを支持している転がり軸受けの内輪と外輪との間に存在する電位差が大きくなるので、転がり軸受けに電流が流れ易くなる。この転がり軸受けに流れる電流は、内輪、外輪両軌道並びに転動体(内外輪の間を転がる玉やころ)の転動面に電食と呼ばれる腐食を発生させて、転がり軸受けの耐久性を悪化させるという課題があった。   Conventionally, when an electric motor is driven by an inverter, the carrier frequency of the inverter is set to be high for the purpose of reducing the noise of the electric motor generated due to switching of the transistors in the power circuit. As the carrier frequency is set higher, the shaft voltage generated on the shaft of the motor based on the high frequency induction increases, and the potential difference existing between the inner ring and the outer ring of the rolling bearing supporting the shaft increases. This makes it easier for current to flow through the rolling bearing. The current flowing through the rolling bearings causes corrosion called electro-corrosion on the rolling surfaces of both the inner and outer ring raceways and the rolling elements (balls and rollers that roll between the inner and outer rings), thereby deteriorating the durability of the rolling bearings. There was a problem.

そこで、シャフトとモータケースとの間に設けた転がり軸受けに電流が流れるのを防止し、転がり軸受けに電食が発生するのを防止できる、簡便な構成で組み立ての容易な電動機を得るために、コイルが巻回されてなる固定子と、この固定子を固定するフレームと、固定子とわずかな空隙を介して対向する回転子と、この回転子が固着され、転がり軸受けを介して回転自在に支承されるシャフトと、絶縁材を介して転がり軸受けを支持する軸受ブラケットとを有する電動機において、軸受ブラケットの絶縁材と接触する側に凹部を設け、軸受ブラケットの凹部に対応する凸部を設けた絶縁材の凸部を、軸受ブラケットの凹部に嵌合し固定するようにした電動機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, in order to obtain an electric motor that is easy to assemble with a simple configuration that can prevent electric current from flowing through the rolling bearing provided between the shaft and the motor case and prevent electric corrosion from occurring in the rolling bearing. A stator around which a coil is wound, a frame for fixing the stator, a rotor facing the stator with a slight gap, and the rotor are fixed, and can be freely rotated via a rolling bearing. In an electric motor having a shaft to be supported and a bearing bracket that supports a rolling bearing via an insulating material, a concave portion is provided on a side of the bearing bracket that contacts the insulating material, and a convex portion corresponding to the concave portion of the bearing bracket is provided. There has been proposed an electric motor in which a convex portion of an insulating material is fitted and fixed to a concave portion of a bearing bracket (for example, see Patent Document 1).

また、転がり軸受けの内輪はめあい面または外輪はめあい面、あるいは内輪はめあい面と外輪はめあい面の両はめあい面に絶縁被膜が形成された電食防止形転がり軸受けにおいて、内輪はめあい面の周面または外輪はめあい面の周面と面取り部との境界面はゆるいテーパ面あるいは曲率半径の大きい円弧面を呈し、少なくとも一方のはめあい面に溶射による無機化合物の絶縁被膜を有する電食防止形転がり軸受けが提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In the case of an electric corrosion prevention type rolling bearing in which an insulating coating is formed on the inner ring fitting surface or the outer ring fitting surface of the rolling bearing, or both the inner ring fitting surface and the outer ring fitting surface, the peripheral surface of the inner ring fitting surface or the outer ring fitting surface. An anti-corrosion-type rolling bearing has been proposed in which the boundary surface between the peripheral surface and the chamfered portion exhibits a loosely tapered surface or an arc surface with a large curvature radius, and at least one fitting surface has an insulating coating of an inorganic compound by thermal spraying. (For example, refer to Patent Document 2).

特開2000−156952号公報JP 2000-156952 A 特開昭59−103023号公報JP 59-103023 A

しかしながら、上記特許文献1の電動機は、軸受ブラケットの絶縁材と接触する側に凹部を設け、軸受ブラケットの凹部に対応する凸部を設けた絶縁材の凸部を、軸受ブラケットの凹部に嵌合し固定するようにした構成であるので、簡便な構成で組み立てが容易ではあるが、その反面軸受ブラケットから絶縁材から外れやすいという課題があった。   However, the electric motor disclosed in Patent Document 1 has a concave portion provided on the side of the bearing bracket that contacts the insulating material, and the convex portion of the insulating material provided with a convex portion corresponding to the concave portion of the bearing bracket is fitted into the concave portion of the bearing bracket. However, since it is configured to be fixed, it is easy to assemble with a simple configuration, but on the other hand, there is a problem that it is easily detached from the insulating material from the bearing bracket.

また、上記特許文献2の電食防止形転がり軸受けは、内輪はめあい面の周面または外輪はめあい面の周面と面取り部との境界面はゆるいテーパ面あるいは曲率半径の大きい円弧面を呈し、少なくとも一方のはめあい面に溶射による無機化合物の絶縁被膜を形成しているので、コストが高くなるという課題があった。   Further, the electric corrosion prevention type rolling bearing of Patent Document 2 has a loosely tapered surface or an arc surface having a large curvature radius at the peripheral surface of the inner ring fitting surface or the boundary surface between the peripheral surface of the outer ring fitting surface and the chamfered portion, and at least On the other hand, since an insulating coating of an inorganic compound is formed by thermal spraying on the fitting surface, there is a problem that the cost increases.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、軸受けの電食が抑制される安価な電動機の回転子及び電動機及び空気調和機及び電動機の回転子の製造方法を提供する。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an inexpensive electric motor rotor, electric motor, air conditioner, and electric motor rotor manufacturing method in which electric corrosion of a bearing is suppressed. .

この発明に係る電動機の回転子は、回転子のマグネット及びシャフトが樹脂部により一体化され、シャフトの外周に形成される樹脂部の軸方向両端面に転がり軸受けが配置される電動機の回転子であって、
転がり軸受けは、シャフトに圧入される内輪と、固定子の軸受け支持部で支持される外輪と、内輪と外輪との間で転動する転動体とを備え、
転がり軸受けのいずれか一方が、内輪、外輪、転動体の少なくとも一つがセラミック等の絶縁材で構成されるセラミック製軸受けであることを特徴とする。
The rotor of the electric motor according to the present invention is a rotor of an electric motor in which a magnet and a shaft of the rotor are integrated by a resin portion, and rolling bearings are disposed on both axial end surfaces of the resin portion formed on the outer periphery of the shaft. There,
The rolling bearing includes an inner ring press-fitted into the shaft, an outer ring supported by the bearing support portion of the stator, and a rolling element that rolls between the inner ring and the outer ring.
One of the rolling bearings is a ceramic bearing in which at least one of an inner ring, an outer ring, and a rolling element is made of an insulating material such as ceramic.

この発明に係る電動機の回転子は、転がり軸受けのいずれか一方が、内輪、外輪、転動体の少なくとも一つがセラミック等の絶縁材で構成されるセラミック製軸受けであることにより、軸受けの電食が抑制され、且つ安価な電動機の回転子が得られる。   In the rotor of the electric motor according to the present invention, any one of the rolling bearings is a ceramic bearing in which at least one of the inner ring, the outer ring, and the rolling element is made of an insulating material such as ceramic. An electric motor rotor that is suppressed and inexpensive can be obtained.

実施の形態1を示す図で、電動機100の断面図。FIG. 3 shows the first embodiment and is a cross-sectional view of the electric motor 100. 実施の形態1を示す図で、モールド固定子10の断面図。FIG. 3 shows the first embodiment and is a cross-sectional view of the mold stator 10. 実施の形態1を示す図で、モールド固定子10に回転子20が挿入された状態を示す断面図。FIG. 3 shows the first embodiment, and is a cross-sectional view showing a state where a rotor 20 is inserted into a mold stator 10. 実施の形態1を示す図で、ブラケット30の断面図。FIG. 5 shows the first embodiment, and is a cross-sectional view of the bracket 30. 実施の形態1を示す図で、固定子40の斜視図。FIG. 5 shows the first embodiment, and is a perspective view of a stator 40. 実施の形態1を示す図で、回転子20の断面図。FIG. 3 shows the first embodiment and is a cross-sectional view of a rotor 20. 実施の形態1を示す図で、負荷側転がり軸受け21a及び反負荷側転がり軸受け21bを取り外した回転子樹脂組立20−1の断面図。FIG. 5 shows the first embodiment, and is a cross-sectional view of the rotor resin assembly 20-1 with the load side rolling bearing 21a and the anti-load side rolling bearing 21b removed. 実施の形態1を示す図で、負荷側から見た回転子樹脂組立20−1の側面図。FIG. 5 shows the first embodiment, and is a side view of the rotor resin assembly 20-1 viewed from the load side. 実施の形態1を示す図で、回転子樹脂組立20−1の反負荷側端部の拡大断面図。FIG. 5 shows the first embodiment, and is an enlarged cross-sectional view of an end portion on the side opposite to the load of the rotor resin assembly 20-1. 実施の形態1を示す図で、回転子20の反負荷側端部の拡大断面図。FIG. 5 shows the first embodiment, and is an enlarged cross-sectional view of an end portion on the counterload side of the rotor 20. 実施の形態1を示す図で、回転子の樹脂マグネット22を示す図((a)は左側面図、(b)は(a)のC−C断面図、(c)は右側面図)。FIG. 3 is a diagram illustrating the first embodiment and is a diagram illustrating a resin magnet 22 of a rotor ((a) is a left side view, (b) is a CC cross-sectional view of (a), and (c) is a right side view). 実施の形態1を示す図で、位置検出用樹脂マグネット25を示す図((a)は左側面図、(b)は正面図、(c)は(b)のD部拡大図)。FIG. 5 is a diagram illustrating the first embodiment and is a diagram illustrating a position detection resin magnet 25 ((a) is a left side view, (b) is a front view, and (c) is an enlarged view of a portion D in (b)). 実施の形態1を示す図で、電動機100に内蔵された電動機内蔵駆動回路1の回路図。FIG. 3 shows the first embodiment, and is a circuit diagram of an electric motor built-in drive circuit 1 incorporated in the electric motor 100. 実施の形態1を示す図で、回転子20の製造工程を示す図。FIG. 5 shows the first embodiment, and shows a manufacturing process of the rotor 20. 実施の形態2を示す図で、空気調和機300の構成図。FIG. 5 shows the second embodiment and is a configuration diagram of an air conditioner 300.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。図1は実施の形態1を示す図で、電動機100の断面図である。図1に示す電動機100は、モールド固定子10と、回転子20(電動機の回転子と定義する)と、モールド固定子10の軸方向一端部に取り付けられる金属製のブラケット30とを備える。電動機100は、例えば、回転子20に永久磁石を有し、インバータで駆動されるブラシレスDCモータである。尚、図1には、モールド固定子10、回転子20を構成する各要素に符号を付しているが、ここでは説明しない。それらの符号については、後述する。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the first embodiment and is a cross-sectional view of an electric motor 100. An electric motor 100 shown in FIG. 1 includes a mold stator 10, a rotor 20 (defined as a rotor of the electric motor), and a metal bracket 30 attached to one axial end of the mold stator 10. The electric motor 100 is, for example, a brushless DC motor having a permanent magnet in the rotor 20 and driven by an inverter. In FIG. 1, the elements constituting the mold stator 10 and the rotor 20 are denoted by reference numerals, but are not described here. Those codes will be described later.

図2は実施の形態1を示す図で、モールド固定子10の断面図である。モールド固定子10は、軸方向一端部(図2の右側)が開口していて、ここに開口部10bが形成されている。回転子20がこの開口部10bから挿入される(図2の矢印参照)。モールド固定子10の軸方向他端部(図2の左側)には、回転子20のシャフト23の径より若干大きい孔11aが開けられている。モールド固定子10のその他の構成については、後述する。   FIG. 2 is a diagram showing the first embodiment, and is a cross-sectional view of the mold stator 10. The mold stator 10 is open at one axial end (the right side in FIG. 2), and an opening 10b is formed here. The rotor 20 is inserted from the opening 10b (see the arrow in FIG. 2). A hole 11a that is slightly larger than the diameter of the shaft 23 of the rotor 20 is formed in the other axial end portion of the mold stator 10 (left side in FIG. 2). Other configurations of the mold stator 10 will be described later.

図3は実施の形態1を示す図で、モールド固定子10に回転子20が挿入された状態を示す断面図である。モールド固定子10の軸方向一端部の開口部10b(図2参照)から挿入された回転子20は、シャフト23の負荷側がモールド固定子10の軸方向他端部の孔11a(図2参照)から外部(図3の左側)に出る。そして、回転子20の負荷側転がり軸受け21a(転がり軸受けの一例)が、モールド固定子10の反開口部側の軸方向端部の軸受け支持部11に当接するまで押し込まれる。このとき、負荷側転がり軸受け21aは、モールド固定子10の反開口部側の軸方向端部に形成された軸受け支持部11で支持される。   FIG. 3 shows the first embodiment, and is a cross-sectional view showing a state where the rotor 20 is inserted into the mold stator 10. In the rotor 20 inserted from the opening 10b (see FIG. 2) at one axial end of the mold stator 10, the load side of the shaft 23 is a hole 11a at the other axial end of the mold stator 10 (see FIG. 2). To the outside (left side of Fig. 3). Then, the load-side rolling bearing 21 a (an example of a rolling bearing) of the rotor 20 is pushed in until it comes into contact with the bearing support portion 11 at the axial end portion on the side opposite to the opening of the mold stator 10. At this time, the load-side rolling bearing 21 a is supported by the bearing support portion 11 formed at the axial end of the mold stator 10 on the side opposite to the opening.

回転子20は、シャフト23の反負荷側(図1の右側)に反負荷側転がり軸受け21b(転がり軸受けの一例)が取り付けられる(一般的には、圧入による)。   The rotor 20 has an anti-load-side rolling bearing 21b (an example of a rolling bearing) attached to the anti-load side (right side in FIG. 1) of the shaft 23 (generally by press-fitting).

図4は実施の形態1を示す図で、ブラケット30の断面図である。モールド固定子10の開口部10bを閉塞するとともに、反負荷側転がり軸受け21bを支持するブラケット30をモールド固定子10に圧入する。ブラケット30は、軸受け支持部30aで反負荷側転がり軸受け21bを支持する。ブラケット30のモールド固定子10への圧入は、ブラケット30の略リング状で、断面がコの字状の圧入部30bを、モールド固定子10の内周部10a(モールド樹脂部)の開口部10b側に圧入することでなされる。ブラケット30の圧入部30bの外径は、モールド固定子10の内周部10aの内径よりも、圧入代の分だけ大きくなっている。ブラケット30の材質は、金属製で、例えば、亜鉛メッキ鋼板である。但し、亜鉛メッキ鋼板に限定されない。   FIG. 4 shows the first embodiment, and is a cross-sectional view of the bracket 30. The opening 10b of the mold stator 10 is closed, and the bracket 30 that supports the anti-load-side rolling bearing 21b is press-fitted into the mold stator 10. The bracket 30 supports the anti-load-side rolling bearing 21b with a bearing support portion 30a. The bracket 30 is press-fitted into the mold stator 10 by using a press-fit portion 30b having a substantially ring shape of the bracket 30 and a U-shaped cross section as an opening 10b in the inner peripheral portion 10a (mold resin portion) of the mold stator 10. This is done by press-fitting to the side. The outer diameter of the press-fit portion 30b of the bracket 30 is larger than the inner diameter of the inner peripheral portion 10a of the mold stator 10 by the press-fit allowance. The material of the bracket 30 is made of metal, for example, a galvanized steel plate. However, it is not limited to galvanized steel sheet.

本実施の形態は、回転子20の構造に特徴があるので、モールド固定子10については簡単に説明する。   Since the present embodiment is characterized by the structure of the rotor 20, the mold stator 10 will be briefly described.

図2に示すモールド固定子10は、固定子40と、モールド成形用のモールド樹脂50とからなる。モールド樹脂50には、例えば、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を使用する。固定子40は、後述する基板等が取り付けられ、強度的に弱い構造であるため低圧成形が望ましい。そのため、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。   A mold stator 10 shown in FIG. 2 includes a stator 40 and a mold resin 50 for molding. For the mold resin 50, for example, a thermosetting resin such as an unsaturated polyester resin is used. The stator 40 is attached to a substrate and the like which will be described later, and has a weak structure. Therefore, thermosetting resins such as unsaturated polyester resins are used.

図5は実施の形態1を示す図で、固定子40の斜視図である。図5に示す固定子40は、以下に示す構成である。
(1)厚さが0.1〜0.7mm程度の電磁鋼板が帯状に打ち抜かれ、かしめ、溶接、接着等で積層された帯状の固定子鉄心41を製作する。帯状の固定子鉄心41は、複数個のティース(図示せず)を備える。後述する集中巻のコイル42が施されている内側がティースである。
(2)ティースには、絶縁部43が施される。絶縁部43は、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の熱可塑性樹脂を用いて、固定子鉄心41と一体に又は別体で成形される。
(3)絶縁部43が施されたティースに集中巻のコイル42が巻回される。複数個の集中巻のコイル42を接続して、例えば、三相のシングルY結線の巻線を形成する。但し、分布巻でもよい。
(4)三相のシングルY結線(スター結線)であるので、絶縁部43の結線側には、各相(U相、V相、W相)のコイル42が接続される端子44(電源が供給される電源端子44a及び中性点端子44b)が組付けられる。電源端子44aは3個、中性点端子44bは3個である。
(5)基板45が結線側の絶縁部43(端子44が組付けられる側)に取り付けられる。リード線47を口出しするリード線口出し部品46が組付けられた基板45を絶縁部43に組付け、固定子40となる。固定子鉄心41に形成された絶縁部43の面取りされた角柱48(図5では見えていないが、本体部は角柱である)が、基板45が備える角柱挿入穴(図示せず)に挿入されることにより、回転方向の位置決めがなされ、且つ絶縁部43の基板設置面(図示せず)に基板45が設置されることにより軸方向の位置が決められる。また、基板45より突出する角柱48を熱溶着することで基板45と絶縁部43が固定され、且つ、固定子40が備える端子44の基板45より突出した部分を半田付けすることにより電気的にも接合される。基板45には、電動機100(例えば、ブラシレスDCモータ)を駆動するIC49a(駆動素子)、回転子20の位置を検出するホールIC49b(位置検出素子:図3参照)等が実装されている。IC49aやホールIC49b等を電子部品と定義する。
FIG. 5 is a perspective view of the stator 40 showing the first embodiment. The stator 40 shown in FIG. 5 has the following configuration.
(1) An electromagnetic steel sheet having a thickness of about 0.1 to 0.7 mm is punched into a strip shape, and a strip-shaped stator core 41 is manufactured by laminating by caulking, welding, bonding, or the like. The strip-shaped stator core 41 includes a plurality of teeth (not shown). The inside of which concentrated coil 42 described later is applied is a tooth.
(2) The insulating portion 43 is applied to the teeth. The insulating portion 43 is formed integrally with or separately from the stator core 41 using, for example, a thermoplastic resin such as PBT (polybutylene terephthalate).
(3) Concentrated winding coil 42 is wound around the teeth provided with insulating portion 43. A plurality of concentrated winding coils 42 are connected to form, for example, a three-phase single Y-connection winding. However, distributed winding may be used.
(4) Since it is a three-phase single-Y connection (star connection), a terminal 44 (power supply is connected) to each phase (U-phase, V-phase, W-phase) coil 42 is connected to the connection side of the insulating portion 43. The supplied power supply terminal 44a and neutral point terminal 44b) are assembled. There are three power terminals 44a and three neutral point terminals 44b.
(5) The board | substrate 45 is attached to the insulation part 43 (side in which the terminal 44 is assembled | attached) on the connection side. A substrate 45 on which a lead wire lead-out component 46 that leads out the lead wire 47 is assembled is assembled to the insulating portion 43 to form the stator 40. A chamfered prism 48 (not shown in FIG. 5 but the main body is a prism) of the insulating part 43 formed in the stator core 41 is inserted into a prism insertion hole (not shown) provided in the substrate 45. Thus, positioning in the rotational direction is performed, and the position in the axial direction is determined by installing the substrate 45 on the substrate installation surface (not shown) of the insulating portion 43. Further, by thermally welding the prisms 48 protruding from the substrate 45, the substrate 45 and the insulating portion 43 are fixed, and the portions protruding from the substrate 45 of the terminals 44 of the stator 40 are electrically soldered. Are also joined. On the substrate 45, an IC 49a (drive element) for driving the electric motor 100 (for example, a brushless DC motor), a Hall IC 49b (position detection element: see FIG. 3) for detecting the position of the rotor 20, and the like are mounted. IC 49a, Hall IC 49b, etc. are defined as electronic components.

次に、本実施の形態の特徴部分である回転子20の構成を説明する。図6乃至図8は実施の形態1を示す図で、図6は回転子20の断面図、図7は負荷側転がり軸受け21a及び反負荷側転がり軸受け21bを取り外した回転子樹脂組立20−1の断面図、図8は負荷側から見た回転子樹脂組立20−1の側面図である。   Next, the structure of the rotor 20 which is the characteristic part of this Embodiment is demonstrated. 6 to 8 show the first embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view of the rotor 20. FIG. 7 is a rotor resin assembly 20-1 with the load side rolling bearing 21a and the anti-load side rolling bearing 21b removed. FIG. 8 is a side view of the rotor resin assembly 20-1 viewed from the load side.

図6に示すように、回転子20は、回転子樹脂組立20−1と、負荷側転がり軸受け21aと、反負荷側転がり軸受け21bとを備える。   As shown in FIG. 6, the rotor 20 includes a rotor resin assembly 20-1, a load-side rolling bearing 21a, and an anti-load-side rolling bearing 21b.

図7に示すように、回転子樹脂組立20−1、は、ローレット23aが施されたシャフト23、リング状の回転子の樹脂マグネット22(回転子のマグネットの一例)、リング状の位置検出用樹脂マグネット25(位置検出用マグネットの一例)、そしてこれらを一体成形する樹脂部24で構成される。   As shown in FIG. 7, the rotor resin assembly 20-1 includes a shaft 23 provided with a knurl 23 a, a ring-shaped rotor resin magnet 22 (an example of a rotor magnet), and a ring-shaped position detection device. A resin magnet 25 (an example of a position detection magnet) and a resin portion 24 that integrally molds the resin magnet 25 are included.

リング状の回転子の樹脂マグネット22と、シャフト23と、位置検出用樹脂マグネット25とを、縦型成形機により射出された樹脂部24で一体化する。このとき、樹脂部24は、シャフト23の外周に形成される、後述する中央筒部24g(回転子の樹脂マグネット22の内側に形成される)と、回転子の樹脂マグネット22を中央筒部24gに連結する、シャフト23を中心として半径方向に放射状に形成された軸方向の複数のリブ24j(図8参照)を有する。リブ24j間には、軸方向に貫通した空洞24k(図8参照)が形成される。   A resin magnet 22 of a ring-shaped rotor, a shaft 23, and a position detection resin magnet 25 are integrated by a resin portion 24 injected by a vertical molding machine. At this time, the resin part 24 is formed on the outer periphery of the shaft 23, and a central cylinder part 24g (formed inside the rotor resin magnet 22), which will be described later, and the rotor resin magnet 22 are arranged in the central cylinder part 24g. And a plurality of axial ribs 24j (see FIG. 8) radially formed in the radial direction with the shaft 23 as a center. A cavity 24k (see FIG. 8) penetrating in the axial direction is formed between the ribs 24j.

樹脂部24に使用される樹脂には、PBT (ポリブチレンテレフタレート)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の熱可塑性樹脂が用いられる。これらの樹脂に、ガラス充填剤を配合したものも好適である。   A thermoplastic resin such as PBT (polybutylene terephthalate) or PPS (polyphenylene sulfide) is used for the resin used for the resin portion 24. Those in which a glass filler is blended with these resins are also suitable.

シャフト23の反負荷側(図6で右側)には、反負荷側転がり軸受け21bが取り付けられる(一般的には、圧入による)。また、ファン等が取り付けられるシャフト23の負荷側(図6で左側)には、負荷側転がり軸受け21aが取り付けられる。   An anti-load-side rolling bearing 21b is attached to the non-load side (right side in FIG. 6) of the shaft 23 (generally by press-fitting). A load-side rolling bearing 21a is attached to the load side (left side in FIG. 6) of the shaft 23 to which a fan or the like is attached.

負荷側転がり軸受け21a及び反負荷側転がり軸受け21bは、公知の転がり軸受けであり詳細な説明は省略するが、シャフト23に圧入される内輪21a−1と、モールド固定子10の軸受け支持部11で支持される外輪21a−2と、内輪21a−1と外輪21a−2との間で転動する転動体21a−3とを備える。転動体21a−3には、球又はころが用いられる。   The load-side rolling bearing 21a and the anti-load-side rolling bearing 21b are well-known rolling bearings and will not be described in detail, but the inner ring 21a-1 press-fitted into the shaft 23 and the bearing support portion 11 of the mold stator 10 are omitted. An outer ring 21a-2 to be supported, and a rolling element 21a-3 that rolls between the inner ring 21a-1 and the outer ring 21a-2 are provided. A ball or a roller is used for the rolling element 21a-3.

負荷側転がり軸受け21aの内輪21a−1、外輪21a−2、転動体21a−3は転がり軸受け用鋼製で導電性なので、内輪21a−1、外輪21a−2、転動体21a−3は絶縁されない(導通する)。   Since the inner ring 21a-1, the outer ring 21a-2, and the rolling element 21a-3 of the load side rolling bearing 21a are made of rolling bearing steel and are conductive, the inner ring 21a-1, the outer ring 21a-2, and the rolling element 21a-3 are not insulated. (Conducts).

反負荷側転がり軸受け21bの内輪21b−1、外輪21b−2は、転がり軸受け用鋼製で負荷側転がり軸受け21aと同様に導電性である。   The inner ring 21b-1 and the outer ring 21b-2 of the anti-load-side rolling bearing 21b are made of rolling bearing steel and are conductive like the load-side rolling bearing 21a.

反負荷側転がり軸受け21bの転動体21b−3は、セラミック製で絶縁性を有する。転動体21b−3をセラミックで構成した反負荷側転がり軸受け21bを、以下、「セラミック製転動体軸受け」(広義には、「セラミック製軸受け」とする)と呼ぶ。内輪21b−1、外輪21b−2はセラミック製で絶縁性を有する転動体21b−3で絶縁される。   The rolling element 21b-3 of the anti-load side rolling bearing 21b is made of ceramic and has an insulating property. The anti-load-side rolling bearing 21b in which the rolling element 21b-3 is made of ceramic is hereinafter referred to as “ceramic rolling element bearing” (in a broad sense, “ceramic bearing”). The inner ring 21b-1 and the outer ring 21b-2 are made of ceramic and insulated by a rolling element 21b-3 having insulating properties.

本実施の形態は、リング状の回転子の樹脂マグネット22及びシャフト23を樹脂部24により一体化し回転子の樹脂マグネット22とシャフト23の間が絶縁されること、及び、金属製(導電性を有する)のブラケット30で支持される反負荷側転がり軸受け21bを、「セラミック製転動体軸受け」とし内輪21b−1と外輪21b−2が絶縁されることで軸電流を抑制することにより、負荷側転がり軸受け21a及び反負荷側転がり軸受け21bの電食の発生を抑制する点に特徴がある。   In the present embodiment, the resin magnet 22 and the shaft 23 of the ring-shaped rotor are integrated by the resin portion 24 to insulate the rotor from the resin magnet 22 and the shaft 23, and metal (conductive) The anti-load-side rolling bearing 21b supported by the bracket 30 is “ceramic rolling element bearing”, and the inner ring 21b-1 and the outer ring 21b-2 are insulated to suppress the shaft current, thereby reducing the load side. It is characterized in that the occurrence of electrolytic corrosion of the rolling bearing 21a and the anti-load side rolling bearing 21b is suppressed.

負荷側転がり軸受け21aを流れる軸電流は、反負荷側転がり軸受け21bを、「セラミック製転動体軸受け」とし、内輪21b−1と外輪21b−2が絶縁され反負荷側転がり軸受け21bを流れる軸電流が小さくなることに伴って小さくなるため、負荷側転がり軸受けをセラミック製転導体軸受けとし、内輪21a−1と外輪21a−2を絶縁しなくても良い。   The shaft current flowing through the load-side rolling bearing 21a is the shaft current flowing through the anti-load-side rolling bearing 21b with the inner ring 21b-1 and the outer ring 21b-2 insulated from each other with the anti-load-side rolling bearing 21b as a "ceramic rolling element bearing". Therefore, the load-side rolling bearing is a ceramic rolling conductor bearing, and the inner ring 21a-1 and the outer ring 21a-2 do not have to be insulated.

尚、反負荷側転がり軸受け21bの転動体21b−3を絶縁性のあるセラミックとしたが、内輪21b−1、外輪21b−2、転動体21b−3の少なくとも一つをセラミック等の絶縁材にすることで同様の効果を得られる。   Although the rolling element 21b-3 of the anti-load side rolling bearing 21b is made of an insulating ceramic, at least one of the inner ring 21b-1, the outer ring 21b-2, and the rolling element 21b-3 is made of an insulating material such as ceramic. By doing so, the same effect can be obtained.

また、絶縁材はセラミックだけでなく、他の絶縁材でも同様の効果が得られる。さらに、反負荷側転がり軸受け21bを、「セラミック製軸受け」とする例を示したが、負荷側転がり軸受け21aを、「セラミック製軸受け」としても同様である。即ち、負荷側転がり軸受け21a、反負荷側転がり軸受け21bのいずれか一方を、「セラミック製軸受け」にすることで同様の効果が得られる。尚、本実施の形態は、リング状の位置検出用樹脂マグネット25を持たない回転子20も含む。   The same effect can be obtained not only with ceramics but also with other insulating materials. Furthermore, although the example which makes the anti-load side rolling bearing 21b "ceramic bearing" was shown, it is the same when the load side rolling bearing 21a is made "ceramic bearing". That is, the same effect can be obtained by setting one of the load side rolling bearing 21a and the anti-load side rolling bearing 21b to “ceramic bearing”. The present embodiment also includes a rotor 20 that does not have the ring-shaped position detecting resin magnet 25.

図9乃至図10は実施の形態1を示す図で、図9は回転子樹脂組立20−1の反負荷側端部の拡大断面図、図10は回転子20の反負荷側端部の拡大断面図である。   FIGS. 9 to 10 are diagrams showing the first embodiment. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the end portion on the anti-load side of the rotor resin assembly 20-1, and FIG. It is sectional drawing.

図9において、樹脂部24には、反負荷側転がり軸受け21bのシャフト23の反負荷側端部23dへの挿入時の軸方向の位置決めとなる軸受け当接面24dが、シャフト23のローレット部を中心とした外周に形成される樹脂部24の中央筒部24g(樹脂部)の反負荷側端部に形成されている。   In FIG. 9, the resin portion 24 has a bearing abutment surface 24 d for positioning in the axial direction when the anti-load-side rolling bearing 21 b is inserted into the anti-load-side end 23 d of the shaft 23. It is formed at the opposite end portion of the central cylindrical portion 24g (resin portion) of the resin portion 24 formed on the outer periphery with the center.

そして、シャフト23のローレット部を軸方向の中心とした外周に形成される樹脂部24の中央筒部24gには、中央筒部24gの外周部と軸受け当接面24dとの間に段差部24eが設けられる。   The central cylindrical portion 24g of the resin portion 24 formed on the outer periphery with the knurled portion of the shaft 23 as the center in the axial direction has a stepped portion 24e between the outer peripheral portion of the central cylindrical portion 24g and the bearing contact surface 24d. Is provided.

段差部24eの直径d3は、反負荷側転がり軸受け21bの外輪21b−2の内径d4よりも小さいことが必須である。図10に示す回転子20では、段差部24eの直径d3は、反負荷側転がり軸受け21bの内輪21b−1の外径d5と略同じか、若干小さくしている。   It is essential that the diameter d3 of the stepped portion 24e is smaller than the inner diameter d4 of the outer ring 21b-2 of the anti-load side rolling bearing 21b. In the rotor 20 shown in FIG. 10, the diameter d3 of the stepped portion 24e is substantially the same as or slightly smaller than the outer diameter d5 of the inner ring 21b-1 of the anti-load side rolling bearing 21b.

一般的に、転がり軸受けは、転がり軸受けの内部からグリースが外に漏れないように、もしくは外部からごみ等が浸入しないように外輪と内輪との間にカバーを設けている。このカバーは、転がり軸受けの両端面より内側に位置する。   Generally, a rolling bearing is provided with a cover between an outer ring and an inner ring so that grease does not leak out from the inside of the rolling bearing or dust does not enter from the outside. This cover is located inside the both end faces of the rolling bearing.

従って、段差部24eの直径d3を、反負荷側転がり軸受け21bの内輪21b−1の外径d5よりも大きくしても、内輪21b−1の外径d5よりも大きい部分は、反負荷側転がり軸受け21bに接触しない。従って、段差部24eの直径d3は、反負荷側転がり軸受け21bの内輪21b−1の外径d5と略同じか、若干小さくする程度が実用的である。   Accordingly, even if the diameter d3 of the stepped portion 24e is larger than the outer diameter d5 of the inner ring 21b-1 of the anti-load side rolling bearing 21b, the portion larger than the outer diameter d5 of the inner ring 21b-1 is anti-load side rolling. It does not contact the bearing 21b. Therefore, it is practical that the diameter d3 of the stepped portion 24e is substantially the same as or slightly smaller than the outer diameter d5 of the inner ring 21b-1 of the anti-load-side rolling bearing 21b.

段差部24eを設けることにより、シャフト23、回転子の樹脂マグネット22及び位置検出用樹脂マグネット25を樹脂で一体成形する際に、樹脂部24の中央筒部24gの軸受け当接面24dをイレコで形成する場合、段差部24eまで前記イレコで形成する。そのため、金型の合わせ面は中央筒部24gの反負荷側端面24hになるので、金型の合わせ面にバリが発生しても反負荷側転がり軸受け21bは金型の合わせ面となる反負荷側端面24hに対して段差部24eの分だけ離れているので、バリは反負荷側転がり軸受け21bに当接しない。そのため、反負荷側転がり軸受け21bに悪影響を及ぼす恐れが少ない。   By providing the stepped portion 24e, when the shaft 23, the resin magnet 22 of the rotor and the resin magnet 25 for position detection are integrally formed of resin, the bearing contact surface 24d of the central cylindrical portion 24g of the resin portion 24 is erected. In the case of forming, the step portion 24e is formed by the above-mentioned eroko. Therefore, since the mating surface of the mold is the anti-load side end surface 24h of the central cylinder portion 24g, the anti-load side rolling bearing 21b is the anti-load that becomes the mating surface of the mold even if burrs occur on the mating surface of the mold. Since the stepped portion 24e is separated from the side end surface 24h, the burr does not come into contact with the anti-load side rolling bearing 21b. Therefore, there is little possibility of adversely affecting the anti-load side rolling bearing 21b.

また、回転子20が、熱衝撃を受けると樹脂部24の中央筒部24gが割れる場合もある。そのような場合でも、中央筒部24gに段差部24eを設け、段差部24eの径方向の寸法を一定とし、両端の段差部24e(負荷側と反負荷側)間の中央筒部24gの径方向の厚さを大きくして対処することができる。   Further, when the rotor 20 receives a thermal shock, the central cylindrical portion 24g of the resin portion 24 may break. Even in such a case, the step portion 24e is provided in the central cylindrical portion 24g, the radial dimension of the step portion 24e is constant, and the diameter of the central cylindrical portion 24g between the step portions 24e (the load side and the anti-load side) at both ends. The thickness of the direction can be increased to cope with it.

段差部24eの直径d3を、負荷側転がり軸受け21a及び反負荷側転がり軸受け21bの外輪21a−2,21b−2の内径d4よりも小さくしているので、段差部24e間の中央筒部24gの直径d6を、外輪21a−2,21b−2の内径よりも大きくすることも可能である。   Since the diameter d3 of the stepped portion 24e is smaller than the inner diameter d4 of the outer rings 21a-2 and 21b-2 of the load side rolling bearing 21a and the anti-load side rolling bearing 21b, the central cylindrical portion 24g between the stepped portions 24e It is also possible to make the diameter d6 larger than the inner diameter of the outer rings 21a-2 and 21b-2.

図11は回転子の樹脂マグネット22を示す図で、図11(a)は左側面図、図11(b)は(a)のC−C断面図、図11(c)は右側面図である。図11を参照しながら、リング状の回転子の樹脂マグネット22の構成を説明する。回転子の樹脂マグネット22には、その内径の軸方向一端部(図11(b)では右側)に、樹脂成形時の型締め時にシャフト23と回転子の樹脂マグネット22との同軸を確保するための切欠き22aが形成されている。図11の例では、切欠き22aは周方向に略等間隔で8箇所に形成されている(図11(c))。   FIG. 11 is a view showing the resin magnet 22 of the rotor, FIG. 11 (a) is a left side view, FIG. 11 (b) is a sectional view taken along the line CC of FIG. 11 (a), and FIG. is there. The structure of the resin magnet 22 of the ring-shaped rotor will be described with reference to FIG. The rotor resin magnet 22 has an axial end of the inner diameter (on the right side in FIG. 11B) to ensure that the shaft 23 and the rotor resin magnet 22 are coaxial with each other during mold clamping during resin molding. The notch 22a is formed. In the example of FIG. 11, the notches 22a are formed at eight locations at substantially equal intervals in the circumferential direction (FIG. 11 (c)).

また、回転子の樹脂マグネット22には、軸方向他端部(図11(b)では左側)の端面に、位置検出用樹脂マグネット25を据える台座22bが、周方向に略等間隔で形成されている。   In addition, on the resin magnet 22 of the rotor, pedestals 22b for placing the position detection resin magnet 25 are formed at substantially equal intervals in the circumferential direction on the end surface of the other axial end portion (left side in FIG. 11B). ing.

台座22bは、回転子の樹脂マグネット22の内径付近から外径に向かって形成され、台座22bの先端から位置決め用突起22cが径方向に回転子の樹脂マグネット22の外周部に向かって、その近くまで延びている。位置決め用突起22cは、樹脂部24による回転子の樹脂マグネット22、位置検出用樹脂マグネット25及びシャフト23の一体成形時に、回転子の樹脂マグネット22の周方向(回転方向)の位置決めに利用される。   The pedestal 22b is formed from the vicinity of the inner diameter of the resin magnet 22 of the rotor toward the outer diameter, and the positioning projection 22c is radially directed from the tip of the pedestal 22b toward the outer periphery of the resin magnet 22 of the rotor. It extends to. The positioning projection 22c is used for positioning the rotor resin magnet 22 in the circumferential direction (rotation direction) when the resin magnet 22 of the rotor, the resin magnet 25 for position detection, and the shaft 23 are integrally formed by the resin portion 24. .

図12は実施の形態1を示す図で、位置検出用樹脂マグネット25を示す図((a)は左側面図、(b)は正面図、(c)は(b)のD部拡大図)である。図12を参照しながら、リング状の位置検出用樹脂マグネット25の構成を説明する。   FIGS. 12A and 12B are diagrams showing the first embodiment, and are diagrams showing the position detection resin magnet 25 ((a) is a left side view, (b) is a front view, and (c) is an enlarged view of a portion D in (b)). It is. The configuration of the ring-shaped position detection resin magnet 25 will be described with reference to FIG.

位置検出用樹脂マグネット25は、内径側の軸方向両端部に段差25bを備える。この段差25bは、回転子20の軸方向端部側となる段差25bに樹脂部24の一部が充填されて、位置検出用樹脂マグネット25の軸方向の抜け止めとなるために必要である。   The position detecting resin magnet 25 includes steps 25b at both axial end portions on the inner diameter side. The step 25b is necessary to prevent the position detecting resin magnet 25 from coming off in the axial direction by filling the step 25b on the axial end portion side of the rotor 20 with a part of the resin portion 24.

図12では、両端部に段差25bを備えるものを示したが、いずれか一方の端部に段差25bがあり、それが回転子20の軸方向端部側に位置すればよい。但し、両端部に段差25bを備えるものは、回転子20の樹脂部24による一体成形時に、金型(下型)に位置検出用樹脂マグネット25をセットする際に、裏表を気にせずにセットできるので作業性に優れる。   In FIG. 12, the step provided with the step 25 b at both ends is shown, but the step 25 b may be provided at either one of the end portions, and it may be positioned on the axial end portion side of the rotor 20. However, when both ends are provided with a step 25b, the position detection resin magnet 25 is set without worrying about the front and back when the resin magnet 24 for position detection is set on the mold (lower mold) when the resin portion 24 of the rotor 20 is integrally formed. Excellent workability because it can.

また、位置検出用樹脂マグネット25は、段差25bに樹脂部24に埋設されると周方向の回り止めとなるリブ25a(断面が略三角)を周方向に略等間隔に8個備える。但し、リブ25aの数、形状、配置間隔は任意でよい。   Further, the position detecting resin magnet 25 includes eight ribs 25a (substantially triangular in cross section) that are circumferentially detented when embedded in the resin portion 24 in the step 25b at substantially equal intervals in the circumferential direction. However, the number, shape, and arrangement interval of the ribs 25a may be arbitrary.

尚、図6に示すように、樹脂部24には、位置検出用樹脂マグネット25の内径を保持する金型の内径押さえ部24a、位置検出用樹脂マグネット25を金型(下型)にセットしやすくするためのテーパ部24b、樹脂成形時の樹脂注入部24cが樹脂成形後に形成される。   As shown in FIG. 6, in the resin portion 24, a mold inner diameter holding portion 24a for holding the inner diameter of the position detecting resin magnet 25 and the position detecting resin magnet 25 are set in a mold (lower mold). A taper part 24b for facilitating and a resin injection part 24c at the time of resin molding are formed after resin molding.

回転子の樹脂マグネット22は熱可塑性樹脂に磁性材が混合され成形されたもので、図11に示す通り、内径に軸方向一端面からテーパ状に切欠き22aを設け、また、切欠き22aのある軸方向一端面の反対側の軸方向他端面に、位置検出用樹脂マグネット25を据える台座22bを備えている。   The rotor resin magnet 22 is formed by mixing a thermoplastic material with a magnetic material. As shown in FIG. 11, the inner diameter is provided with a notch 22a tapered from one end surface in the axial direction. A pedestal 22b on which the position detecting resin magnet 25 is placed is provided on the other axial end surface opposite to one axial end surface.

シャフト23と一体に成形される回転子の樹脂マグネット22の台座22bにより、位置検出用樹脂マグネット25を回転子の樹脂マグネット22の端面から離すことが可能となる。それにより、位置検出用樹脂マグネット25の肉厚を最小、且つ任意の位置に配置することが可能となり、回転子の樹脂マグネット22より安価な熱可塑性樹脂を充填することで、コストの低減が可能となる。   The pedestal 22b of the rotor resin magnet 22 formed integrally with the shaft 23 enables the position detection resin magnet 25 to be separated from the end surface of the rotor resin magnet 22. As a result, the thickness of the position detecting resin magnet 25 can be minimized and disposed at an arbitrary position, and the cost can be reduced by filling a cheaper thermoplastic resin than the resin magnet 22 of the rotor. It becomes.

位置検出用樹脂マグネット25は、図12に示す通り、厚み方向の両側に段差25bを持ち、且つ、樹脂で埋設されると回り止めとなるリブ25aを両側の段差25bに備えている。また、位置検出用樹脂マグネット25の内径と位置検出用樹脂マグネット25の外径との同軸度は精度良く作られている。   As shown in FIG. 12, the position detecting resin magnet 25 has steps 25b on both sides in the thickness direction, and ribs 25a that prevent rotation when embedded in resin. Further, the coaxiality between the inner diameter of the position detecting resin magnet 25 and the outer diameter of the position detecting resin magnet 25 is made with high accuracy.

尚、シャフト23と一体に成形される際には、位置検出用樹脂マグネット25の外周にはテーパ状に樹脂(樹脂部24)が充填され、位置検出用樹脂マグネット25の外径のばらつきにも対応し、充填される樹脂は位置検出用樹脂マグネット25の片側の軸方向端面(外側)と回転子の樹脂マグネット22の軸方向両端面でせき止めるため、回転子の樹脂マグネット22の外径にバリが発生するのを抑えることが可能となり、品質の向上が図られている。   When molded integrally with the shaft 23, the outer periphery of the position detection resin magnet 25 is filled with a taper-shaped resin (resin portion 24). Correspondingly, the resin to be filled is blocked by the axial end face (outer side) on one side of the position detection resin magnet 25 and the axial end faces of the rotor resin magnet 22, so that the outer diameter of the rotor resin magnet 22 is variable. It is possible to suppress the occurrence of the problem, and the quality is improved.

また、シャフト23との一体成形時のゲート口を回転子の樹脂マグネット22の内径よりもさらに内側に配置し、樹脂注入部24cを凸形状で配置することで、圧力の集中を緩和し、樹脂の充填が容易に、また、樹脂注入部24cの凸部を位置決めに利用することも可能となっている。   Further, by arranging the gate port at the time of integral molding with the shaft 23 further inside than the inner diameter of the resin magnet 22 of the rotor and arranging the resin injection portion 24c in a convex shape, the concentration of pressure is alleviated, and the resin Can be easily filled, and the convex portion of the resin injection portion 24c can be used for positioning.

尚、図1に示す電動機100は、モールド固定子10側が負荷側で、ブラケット30側が反負荷側になるものを示したが、その逆でもよい。   In addition, although the electric motor 100 shown in FIG. 1 showed what the mold stator 10 side becomes a load side and the bracket 30 side becomes an anti-load side, the reverse may be sufficient.

また、図6に示す回転子20は、永久磁石に熱可塑性樹脂に磁性材を混合して成形された回転子の樹脂マグネット22、を使用したが、その他の永久磁石(希土類磁石(ネオジム、サマリウム鉄)、フェライト焼結等)を用いてもよい。   The rotor 20 shown in FIG. 6 uses a rotor resin magnet 22 formed by mixing a permanent magnet with a thermoplastic resin and a magnetic material, but other permanent magnets (rare earth magnets (neodymium, samarium) are used. Iron), sintered ferrite, etc.) may be used.

また、位置検出用樹脂マグネット25も同様に、その他の永久磁石(希土類磁石(ネオジム、サマリウム鉄)、フェライト焼結等)を用いてもよい。   Similarly, other permanent magnets (rare earth magnets (neodymium, samarium iron), sintered ferrite, etc.) may be used for the position detecting resin magnet 25.

既に述べたように、電動機がインバータを用いて運転される場合、パワー回路内のトランジスタのスイッチングに伴って発生する電動機の騒音の低減を図る目的から、インバータのキャリア周波数を高く設定するようにしている。キャリア周波数を高く設定するに伴って、電動機のシャフトに高周波誘導に基づいて発生する軸電圧が増大し、シャフトを支持している転がり軸受けの内輪と外輪との間に存在する電位差が大きくなるので、転がり軸受けに電流が流れ易くなる。この転がり軸受けに流れる電流は、内輪、外輪両軌道並びに転動体(内外輪の間を転がる玉やころ)の転動面に電食と呼ばれる腐食を発生させて、転がり軸受けの耐久性を悪化させる。   As already mentioned, when the electric motor is operated using an inverter, the carrier frequency of the inverter should be set high for the purpose of reducing the noise of the electric motor generated due to the switching of the transistors in the power circuit. Yes. As the carrier frequency is set higher, the shaft voltage generated on the shaft of the motor based on the high frequency induction increases, and the potential difference existing between the inner ring and the outer ring of the rolling bearing supporting the shaft increases. This makes it easier for current to flow through the rolling bearing. The current flowing through the rolling bearings causes corrosion called electro-corrosion on the rolling surfaces of both the inner and outer ring raceways and the rolling elements (balls and rollers rolling between the inner and outer rings), thereby deteriorating the durability of the rolling bearings. .

従って、本実施の形態の回転子20は、電動機100がインバータにより運転される場合の軸電流の低減に特に有効である。   Therefore, the rotor 20 of the present embodiment is particularly effective for reducing the shaft current when the electric motor 100 is operated by an inverter.

図13は実施の形態1を示す図で、電動機100の電動機内蔵駆動回路1の回路図である。図13を参照しながら、電動機内蔵駆動回路1について説明する。図13に示すように、電動機100の外部に設けられた商用交流電源2から交流の電力が電動機内蔵駆動回路1に供給される。商用交流電源2から供給される交流電圧は整流回路3で直流電圧に変換される。整流回路3で変換された直流電圧は、インバータ主回路4で可変周波数の交流電圧に変換されて電動機100に印加される。電動機100はインバータ主回路4から供給される可変周波数の交流電力により駆動される。尚、整流回路3には商用交流電源2から印加される電圧を昇圧するチョッパー回路や整流した直流電圧を平滑にする平滑コンデンサなどを有する。   FIG. 13 is a diagram showing the first embodiment, and is a circuit diagram of the motor built-in drive circuit 1 of the motor 100. The motor built-in drive circuit 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 13, AC power is supplied to a drive circuit 1 with a built-in motor from a commercial AC power supply 2 provided outside the motor 100. The AC voltage supplied from the commercial AC power supply 2 is converted into a DC voltage by the rectifier circuit 3. The DC voltage converted by the rectifier circuit 3 is converted to an AC voltage having a variable frequency by the inverter main circuit 4 and applied to the electric motor 100. The electric motor 100 is driven by variable frequency AC power supplied from the inverter main circuit 4. The rectifier circuit 3 includes a chopper circuit that boosts the voltage applied from the commercial AC power supply 2 and a smoothing capacitor that smoothes the rectified DC voltage.

インバータ主回路4は3相ブリッジのインバータ回路であり、インバータ主回路4のスイッチング部はインバータ主素子となる6つのIGBT6a〜6f(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、単にトランジスタと定義する)と6つのフライホイルダイオード(FRD)としてシリコンカーバイド(SiC)を用いたSiC−SBD7a〜7f(ショットキーバリアダイオード、単にダイオードと定義する)を備えている。FRDであるSiC−SBD7a〜7fはIGBT6a〜6fが電流をONからOFFする時に生じる逆起電力を抑制する逆電流防止手段である。   The inverter main circuit 4 is a three-phase bridge inverter circuit, and the switching section of the inverter main circuit 4 has six IGBTs 6a to 6f (insulated gate bipolar transistors, simply defined as transistors) and six flywheel diodes serving as inverter main elements. SiC-SBDs 7a-7f (Schottky barrier diodes, simply defined as diodes) using silicon carbide (SiC) as (FRD) are provided. The SiC-SBDs 7a to 7f, which are FRDs, are reverse current prevention means for suppressing the counter electromotive force generated when the IGBTs 6a to 6f turn the current from ON to OFF.

尚、本実施の形態1ではIGBT6a〜6fとSiC−SBD7a〜7fは同一リードフレーム上に各チップが実装されエポキシ樹脂でモールドされてパッケージされたICモジュールとする。IGBT6a〜6fはシリコンを用いたIGBT(Si−IGBT)に代えてSiC、GaNを用いたIGBTとしてもよく、またIGBTに代えてSiもしくはSiC、GaNを用いたMOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)などの他のスイッチング素子を使用してもよい。   In the first embodiment, the IGBTs 6a to 6f and the SiC-SBDs 7a to 7f are IC modules in which each chip is mounted on the same lead frame and molded with epoxy resin and packaged. The IGBTs 6a to 6f may be IGBTs using SiC or GaN instead of IGBTs using silicon (Si-IGBT), and MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-) using Si, SiC, or GaN instead of IGBTs. Other switching elements such as Effect Transistor may be used.

整流回路3とインバータ主回路4の間には直列に接続された2つの分圧抵抗8a,8bが設けられており、この分圧抵抗8a,8bによる分圧回路にて高圧直流電圧を低圧化した電気信号をサンプリングし保持する直流電圧検出部8が設けられている。   Two voltage-dividing resistors 8a and 8b connected in series are provided between the rectifier circuit 3 and the inverter main circuit 4, and the high-voltage DC voltage is reduced by the voltage-dividing circuit using the voltage-dividing resistors 8a and 8b. A DC voltage detector 8 is provided for sampling and holding the electrical signal.

また、電動機100は、回転子20(図6)とモールド固定子10(図1)とを備えており、インバータ主回路4から供給される交流電力により回転子20が回転する。モールド固定子10の回転子20に近傍には、位置検出用樹脂マグネット25を検出するホールIC49bが設けられており、そのホールIC49bからの電気信号を処理して回転子20の位置情報に変換する回転子位置検出部110が設けられている。   In addition, the electric motor 100 includes a rotor 20 (FIG. 6) and a mold stator 10 (FIG. 1), and the rotor 20 is rotated by AC power supplied from the inverter main circuit 4. A Hall IC 49b for detecting the position detecting resin magnet 25 is provided in the vicinity of the rotor 20 of the mold stator 10, and an electric signal from the Hall IC 49b is processed and converted into position information of the rotor 20. A rotor position detection unit 110 is provided.

回転子位置検出部110が検出する回転子20の位置情報は出力電圧演算部120に出力される。この出力電圧演算部120は電動機内蔵駆動回路1の外部から与えられる目標回転数Nの指令若しくは装置の運転条件の情報と回転子20の位置情報に基づいて電動機100に加えられるべき最適なインバータ主回路4の出力電圧を演算する。出力電圧演算部120はその演算した出力電圧をPWM信号生成部130に出力する。PWMは、Pulse Width Modulationの略語である。   The position information of the rotor 20 detected by the rotor position detection unit 110 is output to the output voltage calculation unit 120. The output voltage calculation unit 120 is an optimum inverter main unit to be applied to the electric motor 100 based on the command of the target rotational speed N given from the outside of the electric motor built-in drive circuit 1 or information on the operating condition of the apparatus and the positional information of the rotor 20. The output voltage of the circuit 4 is calculated. The output voltage calculation unit 120 outputs the calculated output voltage to the PWM signal generation unit 130. PWM is an abbreviation for Pulse Width Modulation.

PWM信号生成部130は出力電圧演算部120から与えられた出力電圧となるようなPWM信号をインバータ主回路4のそれぞれのIGBT6a〜6fを駆動する主素子駆動回路4aに出力し、インバータ主回路4のIGBT6a〜6fはそれぞれ主素子駆動回路4aによってスイッチングされる。   The PWM signal generation unit 130 outputs a PWM signal that becomes the output voltage given from the output voltage calculation unit 120 to the main element drive circuit 4a that drives each of the IGBTs 6a to 6f of the inverter main circuit 4, and the inverter main circuit 4 Each of the IGBTs 6a to 6f is switched by the main element drive circuit 4a.

尚、本実施の形態1ではインバータ主回路4を3相ブリッジとしているが単相など他のインバータ回路でもよい。   In the first embodiment, the inverter main circuit 4 is a three-phase bridge, but another inverter circuit such as a single phase may be used.

ここでワイドバンドギャップ半導体について説明する。ワイドバンドギャップ半導体はSiよりもバンドギャップが大きい半導体の総称であって、SiC−SBD7a〜7fに使用しているSiCはワイドバンドギャップ半導体の一つであり、その他には窒化ガリウム(GaN)、ダイヤモンドなどがある。さらにワイドバンドギャップ半導体、特にSiCはSiに比べて耐熱温度や絶縁破壊強度や熱伝導率が大きい。尚、本実施の形態1ではSiCをインバータ回路のFRDに用いる構成としているが、SiCに代えてその他のワイドバンドギャップ半導体を用いてもよい。   Here, the wide band gap semiconductor will be described. A wide band gap semiconductor is a generic term for semiconductors having a larger band gap than Si, and SiC used in the SiC-SBDs 7a to 7f is one of the wide band gap semiconductors, in addition to gallium nitride (GaN), There are diamonds. Furthermore, wide band gap semiconductors, particularly SiC, have higher heat resistance temperature, dielectric breakdown strength, and thermal conductivity than Si. In the first embodiment, SiC is used for the FRD of the inverter circuit, but other wide band gap semiconductors may be used instead of SiC.

図14は実施の形態1を示す図で、回転子20の製造工程を示す図である。図14により、回転子20の製造工程について説明する。
(1)位置検出用樹脂マグネット25及び回転子の樹脂マグネット22の成形、脱磁。シャフト23の加工を行う(ステップ1)。
(2)位置検出用樹脂マグネット25を段差25bを有する端部を下にして下型にセットし、下型に設けられた内径押え部に位置検出用樹脂マグネット25の内径を保持させる(ステップ2)。
(3)回転子の樹脂マグネット22の位置決め用突起22cを下型に設けられた位置決め用突起挿入部に嵌め合わせて下型にセットする(ステップ3)。
(4)挿入したシャフト23を下型にセットし、回転子の樹脂マグネット22の切欠き22aを、上型の切欠き押さえ部で押し当てるように型締めする(ステップ4)。
(5)樹脂(樹脂部24)成形する(ステップ5)。回転子の樹脂マグネット22、位置検出用樹脂マグネット25及びシャフト23を樹脂部24により一体に成形する。
(6)位置検出用樹脂マグネット25及び回転子の樹脂マグネット22の着磁を行う(ステップ6)。
(7)シャフト23に、負荷側転がり軸受け21a及び反負荷側転がり軸受け21bを組付ける(ステップ7)。反負荷側転がり軸受けは、「セラミック製転動体軸受け」とする。
FIG. 14 is a diagram illustrating the first embodiment, and is a diagram illustrating a manufacturing process of the rotor 20. The manufacturing process of the rotor 20 will be described with reference to FIG.
(1) Forming and demagnetizing the resin magnet 25 for position detection and the resin magnet 22 of the rotor. The shaft 23 is processed (step 1).
(2) The position detection resin magnet 25 is set in the lower mold with the end portion having the step 25b facing downward, and the inner diameter pressing portion provided in the lower mold holds the inner diameter of the position detection resin magnet 25 (step 2). ).
(3) The positioning projection 22c of the resin magnet 22 of the rotor is fitted into the positioning projection insertion portion provided in the lower mold and set in the lower mold (step 3).
(4) The inserted shaft 23 is set in the lower mold, and the mold is clamped so that the notch 22a of the resin magnet 22 of the rotor is pressed by the notch pressing portion of the upper mold (step 4).
(5) Resin (resin portion 24) is molded (step 5). The resin magnet 22 of the rotor, the resin magnet 25 for position detection, and the shaft 23 are integrally formed by the resin portion 24.
(6) The position detecting resin magnet 25 and the rotor resin magnet 22 are magnetized (step 6).
(7) The load-side rolling bearing 21a and the anti-load-side rolling bearing 21b are assembled to the shaft 23 (step 7). The anti-load side rolling bearing shall be a “ceramic rolling element bearing”.

上述の製造工程によれば、回転子の樹脂マグネット22、シャフト23、及び位置検出用樹脂マグネット25を樹脂(樹脂部24)にて一体にする際、全ての部品を金型にセットして樹脂成形することから、作業工程の低減により回転子20のコストの低減が図られる。   According to the manufacturing process described above, when the resin magnet 22 of the rotor, the shaft 23, and the position detection resin magnet 25 are integrated with the resin (resin portion 24), all the parts are set in the mold and the resin. Since the molding is performed, the cost of the rotor 20 can be reduced by reducing the work process.

また、回転子の樹脂マグネット22の台座22bにより、位置検出用樹脂マグネット25を回転子の樹脂マグネット22の端面から離すことが可能となり、位置検出用樹脂マグネット25の肉厚を最小、且つ、任意の位置に配置することが可能となり、回転子の樹脂マグネット22より安価な熱可塑性樹脂を充填することで、コストの低減が可能となる。   Further, the pedestal 22b of the rotor resin magnet 22 enables the position detection resin magnet 25 to be separated from the end surface of the rotor resin magnet 22, and the thickness of the position detection resin magnet 25 is minimized and can be arbitrarily set. The cost can be reduced by filling a thermoplastic resin that is cheaper than the resin magnet 22 of the rotor.

また、位置検出用樹脂マグネット25は厚み方向に対称であるため、向きを合わせることなく金型にセットすることが可能である。   Further, since the position detecting resin magnet 25 is symmetrical in the thickness direction, it can be set in the mold without matching the orientation.

また、下型の位置検出用樹脂マグネット25をセットの際に外径が通過する部分を開口部が広くなるテーパにしているため(樹脂部24のテーパ部24b)、下型に引っ掛かることなくセットが可能なため、作業工程が簡素化により生産性の向上に伴いコストの低減が可能となっている。   In addition, since the portion through which the outer diameter passes when setting the lower mold position detection resin magnet 25 is tapered (tapered portion 24b of the resin portion 24), the lower die position detecting resin magnet 25 is set without being caught by the lower die. Therefore, the cost can be reduced with the improvement of productivity by simplifying the work process.

また、位置検出用樹脂マグネット25は下型にセットされた時、下型に備える内径押え部に内径を保持されることにより、シャフト23及び回転子の樹脂マグネット22との同軸度の精度が確保される。   Further, when the position detecting resin magnet 25 is set in the lower mold, the inner diameter is held by the inner diameter pressing portion provided in the lower mold, thereby ensuring the accuracy of the coaxiality between the shaft 23 and the resin magnet 22 of the rotor. Is done.

また、上型に備える切欠き押さえ部が、回転子の樹脂マグネット22の内径に備える切欠き22aを押し当てることにより、シャフト23と回転子の樹脂マグネット22との同軸度の精度が確保される。   Further, the notch holding portion provided in the upper mold presses the notch 22a provided in the inner diameter of the resin magnet 22 of the rotor, so that the accuracy of the coaxiality between the shaft 23 and the resin magnet 22 of the rotor is ensured. .

以上のように、本実施の形態は、リング状の回転子の樹脂マグネット22と、シャフト23とを、縦型成形機により射出された樹脂部24で一体化し、回転子の樹脂マグネット22とシャフト23の間が絶縁されること、及び、金属製(導電性を有する)のブラケット30で支持される反負荷側転がり軸受け21bを、「セラミック製転動体軸受け」とすることで内輪21b−1と外輪21b−2とが絶縁され、軸電流を抑制する。それにより、負荷側転がり軸受け21a、及び、反負荷側転がり軸受け21bの電食の発生を抑制することができる。但し、リング状の位置検出用樹脂マグネット25を、シャフト23、リング状の回転子の樹脂マグネット22とともに樹脂部24で一体化するものでも、同様の効果が得られる。   As described above, in this embodiment, the resin magnet 22 of the ring-shaped rotor and the shaft 23 are integrated by the resin portion 24 injected by the vertical molding machine, and the resin magnet 22 of the rotor and the shaft are integrated. 23 is insulated, and the anti-load-side rolling bearing 21b supported by the metal (conductive) bracket 30 is a "ceramic rolling element bearing", so that the inner ring 21b-1 The outer ring 21b-2 is insulated and the shaft current is suppressed. Thereby, generation | occurrence | production of the electrolytic corrosion of the load side rolling bearing 21a and the anti-load side rolling bearing 21b can be suppressed. However, the same effect can be obtained by integrating the ring-shaped position detecting resin magnet 25 with the resin portion 24 together with the shaft 23 and the resin magnet 22 of the ring-shaped rotor.

また、シャフト23の外周に形成される樹脂部24の中央筒部24gと軸受け当接面24dとの間に、段差部24eを設けることにより、シャフト23、回転子の樹脂マグネット22及び位置検出用樹脂マグネット25を樹脂で一体成形する際に、樹脂部24の中央筒部24gの軸受け当接面24dをイレコで形成する場合、段差部24eまで前記イレコで形成する。そのため、金型の合わせ面は中央筒部24gの反負荷側端面24hになるので、金型の合わせ面にバリが発生しても反負荷側転がり軸受け21bは金型の合わせ面となる反負荷側端面24hに対して段差部24eの分離れているので、バリは反負荷側転がり軸受け21bに当接しない。そのため、反負荷側転がり軸受け21bに悪影響を及ぼす恐れが少ない。   Further, by providing a step portion 24e between the central cylindrical portion 24g of the resin portion 24 formed on the outer periphery of the shaft 23 and the bearing contact surface 24d, the shaft 23, the resin magnet 22 of the rotor, and position detection are provided. When the resin magnet 25 is integrally formed of resin, when the bearing contact surface 24d of the central cylinder portion 24g of the resin portion 24 is formed of ileco, the step portion 24e is formed of the eleco. Therefore, since the mating surface of the mold is the anti-load side end surface 24h of the central cylinder portion 24g, the anti-load side rolling bearing 21b is the anti-load that becomes the mating surface of the mold even if burrs occur on the mating surface of the mold. Since the stepped portion 24e is separated from the side end face 24h, the burr does not contact the anti-load side rolling bearing 21b. Therefore, there is little possibility of adversely affecting the anti-load side rolling bearing 21b.

また、回転子20が、熱衝撃を受けると樹脂部24の中央筒部24gが割れる場合もあるが、中央筒部24gに段差部24eを設け、段差部24e間の中央筒部24gの径方向の厚さを大きくして対処することができる。   Further, when the rotor 20 receives a thermal shock, the central cylindrical portion 24g of the resin portion 24 may break, but a stepped portion 24e is provided in the central cylindrical portion 24g, and the radial direction of the central cylindrical portion 24g between the stepped portions 24e. Can be dealt with by increasing the thickness.

また、電動機をインバータ駆動する場合、電動機の騒音の低減を図る目的から、インバータのキャリア周波数を高く設定するようにしているが、キャリア周波数を高く設定するに伴って、電動機のシャフトに高周波誘導に基づいて発生する軸電圧が増大し、シャフトを支持している転がり軸受けの内輪と外輪との間に存在する電位差が大きくなるので、転がり軸受けに流れる電流も増加する。   In addition, when the motor is driven by an inverter, the carrier frequency of the inverter is set higher for the purpose of reducing the noise of the motor. However, as the carrier frequency is set higher, high frequency induction is applied to the shaft of the motor. The shaft voltage generated based on this increases, and the potential difference existing between the inner ring and the outer ring of the rolling bearing supporting the shaft increases, so that the current flowing through the rolling bearing also increases.

従って、本実施の形態の回転子20は、電動機100をインバータを用いて運転を行う場合の軸電流の低減に特に有効である。ここでは回転子20の位置検出用樹脂マグネット25の磁極を検出するためのセンサであるホールIC49bを用いて検出する方法を述べたが、位置検出用樹脂マグネット25、ホールIC49bを用いず、コイルを流れる電流を電流検出器(図示せず)にて検出して、電動機を運転するセンサレス駆動方式においても同様の効果があることは言うまでもない。   Therefore, the rotor 20 of the present embodiment is particularly effective for reducing the shaft current when the electric motor 100 is operated using an inverter. Here, the detection method is described using the Hall IC 49b which is a sensor for detecting the magnetic pole of the position detection resin magnet 25 of the rotor 20. However, the coil is not used without using the position detection resin magnet 25 and the Hall IC 49b. It goes without saying that the same effect can be obtained in a sensorless drive system in which a flowing current is detected by a current detector (not shown) and the motor is operated.

また、図14に示す製造工程によれば、回転子の樹脂マグネット22、シャフト23、及び位置検出用樹脂マグネット25を樹脂(樹脂部24)にて一体にする際、全ての部品を金型にセットして樹脂成形することから、作業工程の低減により回転子20のコストの低減が図られる。   Further, according to the manufacturing process shown in FIG. 14, when the resin magnet 22 of the rotor, the shaft 23, and the position detection resin magnet 25 are integrated with the resin (resin portion 24), all the parts are molded into the mold. Since it is set and molded with resin, the cost of the rotor 20 can be reduced by reducing the work process.

また、回転子の樹脂マグネット22の台座22bにより、位置検出用樹脂マグネット25を回転子の樹脂マグネット22の端面から離すことが可能となり、位置検出用樹脂マグネット25の肉厚を最小、且つ、任意の位置に配置することが可能となり、回転子の樹脂マグネット22より安価な熱可塑性樹脂を充填することで、コストの低減が可能となる。   Further, the pedestal 22b of the rotor resin magnet 22 enables the position detection resin magnet 25 to be separated from the end surface of the rotor resin magnet 22, and the thickness of the position detection resin magnet 25 is minimized and can be arbitrarily set. The cost can be reduced by filling a thermoplastic resin that is cheaper than the resin magnet 22 of the rotor.

また、位置検出用樹脂マグネット25は厚み方向に対称であるため、向きを合わせることなく金型にセットすることが可能である。   Further, since the position detecting resin magnet 25 is symmetrical in the thickness direction, it can be set in the mold without matching the orientation.

また、下型の位置検出用樹脂マグネット25をセットの際に外径が通過する部分を開口部が広くなるテーパにしているため(樹脂部24のテーパ部24b)、下型に引っ掛かることなくセットが可能なため、作業工程が簡素化により生産性の向上に伴いコストの低減が可能となっている。   In addition, since the portion through which the outer diameter passes when setting the lower mold position detection resin magnet 25 is tapered (tapered portion 24b of the resin portion 24), the lower die position detecting resin magnet 25 is set without being caught by the lower die. Therefore, the cost can be reduced with the improvement of productivity by simplifying the work process.

また、位置検出用樹脂マグネット25は下型にセットされた時、下型に備える内径押え部に内径を保持されることにより、シャフト23及び回転子の樹脂マグネット22との同軸度の精度が確保される。   Further, when the position detecting resin magnet 25 is set in the lower mold, the inner diameter is held by the inner diameter pressing portion provided in the lower mold, thereby ensuring the accuracy of the coaxiality between the shaft 23 and the resin magnet 22 of the rotor. Is done.

また、上型に備える切欠き押さえ部が、回転子の樹脂マグネット22の内径に備える切欠き22aを押し当てることにより、シャフト23と回転子の樹脂マグネット22との同軸度の精度が確保される。   Further, the notch holding portion provided in the upper mold presses the notch 22a provided in the inner diameter of the resin magnet 22 of the rotor, so that the accuracy of the coaxiality between the shaft 23 and the resin magnet 22 of the rotor is ensured. .

実施の形態2.
図15は実施の形態2を示す図で、空気調和機300の構成図である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 15 is a diagram showing the second embodiment and is a configuration diagram of the air conditioner 300.

空気調和機300は、室内機310と、室内機310と接続される室外機320とを備える。室内機310には室内機用送風機(図示せず)、室外機320には室外機用送風機330を搭載している。   The air conditioner 300 includes an indoor unit 310 and an outdoor unit 320 connected to the indoor unit 310. The indoor unit 310 is equipped with an indoor unit blower (not shown), and the outdoor unit 320 is equipped with an outdoor unit blower 330.

そして、室外機用送風機330及び室内機用送風機は、駆動源として上記実施の形態1の電動機100を備える。   The outdoor unit blower 330 and the indoor unit blower include the electric motor 100 of the first embodiment as a drive source.

上記実施の形態1の電動機100を、空気調和機300の主用部品である室外機用送風機330及び室内機用送風機に搭載することにより、空気調和機300の耐久性が向上する。   The durability of the air conditioner 300 is improved by mounting the electric motor 100 of the first embodiment on the outdoor unit blower 330 and the indoor unit blower that are main components of the air conditioner 300.

本発明の電動機100の活用例として、換気扇、家電機器、工作機などに搭載して利用することができる。   As an application example of the electric motor 100 of the present invention, the electric motor 100 can be used by being mounted on a ventilation fan, a home appliance, a machine tool, or the like.

1 電動機内蔵駆動回路、2 商用交流電源、3 整流回路、4 インバータ主回路、4a 主素子駆動回路、6a〜6f IGBT、7a〜7f SiC−SBD、8 直流電圧検出部、8a 分圧抵抗、8b 分圧抵抗、10 モールド固定子、10a 内周部、10b 開口部、11 軸受け支持部、11a 孔、20 回転子、20−1 回転子樹脂組立、21a 負荷側転がり軸受け、21a−1 内輪、21a−2 外輪、21a−3 転動体、21b 反負荷側転がり軸受け、21b−1 内輪、21b−2 外輪、21b−3 転動体、22 回転子の樹脂マグネット、22a 切欠き、22b 台座、22c 位置決め用突起、23 シャフト、23a ローレット、24 樹脂部、24a 内径押さえ部、24b テーパ部、24c 樹脂注入部、24d 当接面、24e 段差部、24f 嵌合部、24g 中央筒部、24h 反負荷側端面、24j リブ、24k 空洞、25 位置検出用樹脂マグネット、25a リブ、25b 段差、30 ブラケット、30a 軸受け支持部、30b 圧入部、40 固定子、41 固定子鉄心、42 コイル、43 絶縁部、44 端子、44a 電源端子、44b 中性点端子、45 基板、46 リード線口出し部品、47 リード線、48 角柱、49a IC、49b ホールIC、50 モールド樹脂、100 電動機、110 回転子位置検出部、120 出力電圧演算部、130 PWM信号生成部、300 空気調和機、310 室内機、320 室外機、330 室外機用送風機。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor built-in drive circuit, 2 Commercial AC power supply, 3 Rectifier circuit, 4 Inverter main circuit, 4a Main element drive circuit, 6a-6f IGBT, 7a-7f SiC-SBD, 8 DC voltage detection part, 8a Voltage dividing resistor, 8b Voltage divider resistor, 10 Mold stator, 10a Inner peripheral part, 10b Opening part, 11 Bearing support part, 11a Hole, 20 Rotor, 20-1 Rotor resin assembly, 21a Load side rolling bearing, 21a-1 Inner ring, 21a -2 Outer ring, 21a-3 Rolling element, 21b Anti-load side rolling bearing, 21b-1 Inner ring, 21b-2 Outer ring, 21b-3 Rolling element, 22 Rotor resin magnet, 22a Notch, 22b Pedestal, 22c For positioning Projection, 23 Shaft, 23a Knurl, 24 Resin part, 24a Inner diameter pressing part, 24b Taper part, 24c Resin injection part 24d Contact surface, 24e Stepped portion, 24f Fitting portion, 24g Center tube portion, 24h Anti-load side end surface, 24j Rib, 24k Cavity, 25 Position detecting resin magnet, 25a Rib, 25b Stepped, 30 Bracket, 30a Bearing Support part, 30b Press-fit part, 40 Stator, 41 Stator core, 42 Coil, 43 Insulating part, 44 terminal, 44a Power supply terminal, 44b Neutral point terminal, 45 Substrate, 46 Lead wire lead-out part, 47 Lead wire, 48 Prism, 49a IC, 49b Hall IC, 50 mold resin, 100 motor, 110 rotor position detector, 120 output voltage calculator, 130 PWM signal generator, 300 air conditioner, 310 indoor unit, 320 outdoor unit, 330 outdoor Blower for machine.

Claims (6)

回転子のマグネット及びシャフトが樹脂部により一体化され、シャフトの外周に形成される樹脂部の軸方向両端面に転がり軸受けが配置される電動機の回転子であって、
前記転がり軸受けは、前記シャフトに圧入される内輪と、固定子の軸受け支持部で支持される外輪と、前記内輪と前記外輪との間で転動する転動体とを備え、
前記転がり軸受けのいずれか一方が、前記内輪、前記外輪、前記転動体の少なくとも一つがセラミック等の絶縁材で構成されるセラミック製軸受けであることを特徴とする電動機の回転子。
A rotor of an electric motor in which a magnet and a shaft of a rotor are integrated by a resin portion, and rolling bearings are disposed on both axial end surfaces of the resin portion formed on the outer periphery of the shaft,
The rolling bearing includes an inner ring press-fitted into the shaft, an outer ring supported by a bearing support portion of a stator, and a rolling element that rolls between the inner ring and the outer ring,
One of the said rolling bearings is a ceramic bearing in which at least one of the said inner ring | wheel, the said outer ring | wheel, and the said rolling element is comprised with insulating materials, such as a ceramic, The rotor of the motor characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の電動機の回転子を用いることを特徴とする電動機。   An electric motor using the rotor of the electric motor according to claim 1. 当該電動機の回転子は、位置検出用マグネットを備え、
以下の要素を備えた電動機内蔵駆動回路により駆動されることを特徴とする請求項2記載の電動機,
(1)当該電動機に可変周波数の交流電力を供給して当該電動機を駆動する、トランジスタとダイオードとからなるインバータ主回路;
(2)前記位置検出用マグネットを位置検出素子により検出し、前記回転子の位置を検出する回転子位置検出部;
(3)当該電動機内蔵駆動回路の外部から与えられる目標回転数の指令若しくは装置の運転条件の情報と、前記回転子位置検出部の前記回転子の位置情報に基づいて当該電動機に加えられるべき最適な前記インバータ主回路の出力電圧を演算する出力電圧演算部;
(4)前記出力電圧演算部から与えられる前記出力電圧となるようなPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成するPWM信号生成部;
(5)前記インバータ主回路の前記トランジスタを駆動する主素子駆動回路。
The rotor of the electric motor includes a position detection magnet,
The electric motor according to claim 2, wherein the electric motor is driven by an electric motor built-in drive circuit including the following elements:
(1) An inverter main circuit composed of a transistor and a diode that drives the motor by supplying AC power of variable frequency to the motor;
(2) A rotor position detection unit that detects the position of the rotor by detecting the position detection magnet with a position detection element;
(3) Optimum to be applied to the motor based on the target rotational speed command or information on the operating condition of the device given from outside the motor built-in drive circuit and the rotor position information of the rotor position detector An output voltage calculation unit for calculating the output voltage of the inverter main circuit;
(4) A PWM signal generation unit that generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal to be the output voltage given from the output voltage calculation unit;
(5) A main element driving circuit for driving the transistor of the inverter main circuit.
前記ダイオードに、SiC(シリコンカーバイド)を用いたショットキーバリアダイオードを用いることを特徴とする請求項3に記載の電動機。   The electric motor according to claim 3, wherein a Schottky barrier diode using SiC (silicon carbide) is used as the diode. 請求項2乃至4のいずれかに記載の電動機を、送風機用電動機に用いることを特徴とする空気調和機。   An air conditioner using the electric motor according to any one of claims 2 to 4 as an electric motor for a blower. 回転子のマグネット及びシャフトが樹脂部により一体化され、前記シャフトの外周に形成される前記樹脂部の軸方向両端面に転がり軸受けが配置される電動機の回転子の製造方法であって、
前記転がり軸受けは、前記シャフトに圧入される内輪と、固定子の軸受け支持部で支持される外輪と、前記内輪と前記外輪との間で転動する転動体とを備え、
前記内輪、前記外輪、前記転動体の少なくとも一つがセラミック等の絶縁材で構成されるセラミック製軸受けを、前記転がり軸受けのいずれか一方に組付けることを特徴とする電動機の回転子の製造方法。
A method of manufacturing a rotor of an electric motor in which a magnet and a shaft of a rotor are integrated by a resin portion, and rolling bearings are disposed on both axial end surfaces of the resin portion formed on the outer periphery of the shaft,
The rolling bearing includes an inner ring press-fitted into the shaft, an outer ring supported by a bearing support portion of a stator, and a rolling element that rolls between the inner ring and the outer ring,
A method for manufacturing a rotor of an electric motor, wherein a ceramic bearing in which at least one of the inner ring, the outer ring, and the rolling element is made of an insulating material such as ceramic is assembled to one of the rolling bearings.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014230363A (en) * 2013-05-21 2014-12-08 三菱電機株式会社 Motor and air conditioner
CN104682646A (en) * 2013-11-28 2015-06-03 日本电产高科电机株式会社 Motor and method for manufacturing the same
WO2021171554A1 (en) * 2020-02-28 2021-09-02 三菱電機株式会社 Electric motor, fan, and air conditioner

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06341445A (en) * 1991-10-14 1994-12-13 Shojiro Miyake Rolling bearing
JPH0712129A (en) * 1993-06-29 1995-01-17 Koyo Seiko Co Ltd Electrolytic corrosion preventing type rolling bearing
JP2001245479A (en) * 2000-02-29 2001-09-07 Mitsubishi Electric Corp Power semiconductor module
JP2002017065A (en) * 2000-06-30 2002-01-18 Minebea Co Ltd Spindle motor
JP2005261001A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Mitsubishi Electric Corp Rotor of motor, motor, air conditioner, refrigerator and fan
JP2006121807A (en) * 2004-10-21 2006-05-11 Mitsubishi Electric Corp Manufacturing method for rotor of motor, the rotor of motor, motor, air-conditioning apparatus, refrigerator, ventilation fan, and resin-molded metal mold of rotor of motor
JP2008219954A (en) * 2007-02-28 2008-09-18 Hitachi Ltd Synchronous motor driving apparatus and method thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06341445A (en) * 1991-10-14 1994-12-13 Shojiro Miyake Rolling bearing
JPH0712129A (en) * 1993-06-29 1995-01-17 Koyo Seiko Co Ltd Electrolytic corrosion preventing type rolling bearing
JP2001245479A (en) * 2000-02-29 2001-09-07 Mitsubishi Electric Corp Power semiconductor module
JP2002017065A (en) * 2000-06-30 2002-01-18 Minebea Co Ltd Spindle motor
JP2005261001A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Mitsubishi Electric Corp Rotor of motor, motor, air conditioner, refrigerator and fan
JP2006121807A (en) * 2004-10-21 2006-05-11 Mitsubishi Electric Corp Manufacturing method for rotor of motor, the rotor of motor, motor, air-conditioning apparatus, refrigerator, ventilation fan, and resin-molded metal mold of rotor of motor
JP2008219954A (en) * 2007-02-28 2008-09-18 Hitachi Ltd Synchronous motor driving apparatus and method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014230363A (en) * 2013-05-21 2014-12-08 三菱電機株式会社 Motor and air conditioner
CN104682646A (en) * 2013-11-28 2015-06-03 日本电产高科电机株式会社 Motor and method for manufacturing the same
JP2015106944A (en) * 2013-11-28 2015-06-08 日本電産テクノモータ株式会社 Motor, and method for manufacturing the same
WO2021171554A1 (en) * 2020-02-28 2021-09-02 三菱電機株式会社 Electric motor, fan, and air conditioner

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