JP2012228137A

JP2012228137A - 軸受け放電防止機構、及び電動機ユニット

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Publication number: JP2012228137A
Application number: JP2011096199A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Osawa; 康彦大澤; Hideki Fujii; 秀樹藤井; Satoshi Tsukamoto; 聡塚本; Masanori Masuda; 正典増田; Akira Matsuoka; 晃松岡; Norio Kagimura; 紀雄鍵村; Motonobu Ikeda; 基伸池田; Hiroyuki Miyajima; 広行宮島
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: JP5482723B2

Abstract

【課題】軸受け部材での放電を確実に抑制できる軸受け放電防止機構、及びこの軸受け放電防止機構を備えた電動機ユニットを提供する。
【解決手段】軸受け放電防止機構（70）は、固定部材（23,92,93）と別体に構成され、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間の静電容量と並列な静電容量を形成するように外輪部（52,62）と電気的に接続する静電容量形成部材（71）を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸受け部材の放電を抑制する軸受け放電防止機構、及びこの軸受け放電防止機構を備えた電動機ユニットに係るものである。

従来より、圧縮機やファン等を駆動する電動機が知られている。この電動機として、インバータ装置によって駆動されて回転速度（運転周波数）が可変なものがある。特許文献１には、この種の電動機が開示されている。

この電動機は、フレームに支持されるステータと、ステータの内部に挿通されて駆動軸と連結するロータとを有している。フレームには、ブラケット（固定部材）が固定され、このブラケットの内部に軸受け部材が支持されている。駆動軸は、この軸受け部材によって回転自在に支持されている。

電動機が所定のキャリア周波数でインバータ駆動されると、インバータ装置のスイッチング動作に伴い、装置内でコモンモード電圧が発生する。このコモンモード電圧が電動機の各構造部品間に存在する浮遊容量により分圧されることで、軸受け部材の内輪部と外輪部との間に電圧（いわゆるベアリング電圧）が発生する。このようにしてベアリング電圧が大きくなると、軸受け部材の内輪部と外輪部との間の隙間において、絶縁破壊に伴い放電現象が生じることがある。そこで、特許文献１では、フレームに固定されたブラケットの内縁部を軸方向に延ばし、この延出部と駆動軸との間に僅かな隙間を形成するようにしている。その結果、特許文献１では、フレームと駆動軸との間の静電容量が大きくなり、上記のベアリング電圧が低減されて軸受け部材での放電が抑制される。

特開２００３−１９９２８５号公報

特許文献１では、フレームを接地するとともに、このフレームに固定されたブラケットを上記の形状とすることで、フレームと駆動軸との間の電位差を低減し、軸受け部材での放電を抑制している。しかしながら、この構成では、フレームの接地状態やブラケットの形状に依存してベアリング電圧が変化するため、軸受け部材での放電を確実に抑制できない、という問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受け部材での放電を確実に抑制できる軸受け放電防止機構、及びこの軸受け放電防止機構を備えた電動機ユニットを提供することである。

第１の発明は、フレーム（20,90）に支持されるステータ（31）、及び該ステータ（31）の内側に挿通されて駆動軸（36）と連結するロータ（35）を有しインバータ駆動される電動機（30）と、上記フレーム（20,90）に固定部材（23,92,93）を介して支持される外輪部（52,62）、及び該外輪部（52,62）に内嵌して上記駆動軸（36）を回転自在に支持する内輪部（51,61）を有する軸受け部材（50,60）とを備えた電動機ユニット（5）にける上記軸受け部材（50,60）での放電を抑制する軸受け放電防止機構を対象とする。そして、この軸受け放電防止機構は、上記固定部材（23,92,93）と別体に構成され、上記外輪部（52,62）と上記内輪部（51,61）との間の静電容量と並列な静電容量を形成するように上記外輪部（52,62）と電気的に接続する静電容量形成部材（71）を備えていることを特徴とする。

第１の発明では、軸受け放電防止機構が、静電容量形成部材（71）を有する。この静電容量形成部材（71）は、固定部材（23,92,93）と別体に構成され、且つ外輪部（52,62）と電気的に接続する。これにより、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間では、本来の静電容量に加えて、静電容量形成部材（71）によって形成される静電容量が並列的に付加される。このように外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間に直接的に静電容量を付加すると、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間の電圧（いわゆるベアリング電圧）を確実に低減できる。その結果、フレーム（20,90）の接地状態や固定部材（23,92,93）の形状の影響を受けずに、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間での放電を確実に抑制できる。

第２の発明は、第１の発明において、上記静電容量形成部材（71）は、上記外輪部（52,62）と同電位となるように該外輪部（52,62）と電気的に接続されて上記該駆動軸（36）の外周面を覆う導電性部材（72）と、該駆動軸（36）と該導電性部材（72）との間に静電容量を付与する誘電部（74,79,100）とを有していることを特徴とする。

第２の発明では、駆動軸（36）の外周面が導電性部材（72）によって覆われる。この導電性部材（72）と駆動軸（36）との間には、誘電部（74,79,100）によって所定の静電容量が付与される。ここで、導電性部材（72）は軸受け部材（50,60）の外輪部（52,62）と同電位となっている。このため、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間には、誘電部（74,79,100）の静電容量が、本来の静電容量と並列的に付加される。その結果、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との電位差を確実に低減できる。

第３の発明は、第２の発明において、上記導電性部材（72）は、上記駆動軸（36）の全周面を覆う筒状部材（72）で構成されていることを特徴とする。

第３の発明では、導電性部材を構成する筒状部材（72）によって駆動軸（36）の全周面が覆われる。そして、筒状部材（72）と駆動軸（36）との間に、所定の静電容量を付与する誘電部（74,79,100）が設けられる。これにより、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間に、比較的大きな静電容量を付与できる。

第４の発明は、第３の発明において、上記誘電部（74）は、グリース又は冷凍機油から成る潤滑油を含んでいることを特徴とする。

第４の発明の誘電部（74）は、グリース又は冷凍機油から成る潤滑油を含んでいる。このため、誘電部（74）では、所定の静電容量が付与されるだけでなく、駆動軸（36）の潤滑も図られる。

第５の発明は、第４の発明において、上記筒状部材（72）の軸方向開口端部と上記駆動軸（36）との隙間を封止する封止部（73）を備えていることを特徴とする。

第５の発明では、封止部（73）によって筒状部材（72）の軸方向開口端部と駆動軸（36）との隙間が封止される。このため、誘電部（74）のグリースや冷凍機油や、筒状部材（72）の外部へ漏れてしまうことが抑制され、所望とする静電容量が維持される。

第６の発明は、第３の発明において、上記誘電部（74,79）は、比誘電率が２．０以上の固体誘電体（79）で構成されていることを特徴とする。

第６の発明の誘電部では、２．０以上の比誘電率を有する固体誘電体（79）によって静電容量が付与される。

第７の発明は、第３の発明において、上記誘電部（100）は、気体は液体の冷媒を含んでおり、上記筒状部材（72）の内側には、流体軸受け機構（102）が形成されることを特徴とする。

第７の発明の誘電部（100）では、気体又は液体の冷媒によって静電容量が付与される。また、筒状部材（72）の内側には、流体軸受け機構（102）が形成される。これにより、筒状部材（72）の内側に駆動軸（36）が回転自在に支持される。

第８の発明は、フレーム（20,90）に支持されるステータ（31）、及び該ステータ（31）の内側に挿通されて駆動軸（36）を駆動するロータ（35）を有しインバータ駆動される電動機（30）と、上記フレーム（20,90）に固定部材（23,92,93）を介して支持される外輪部（52,62）、及び該外輪部（52,62）に内嵌して上記駆動軸（36）を回転自在に支持する内輪部（51,61）を有する軸受け部材（50,60）と、該軸受け部材（50,60）での放電を抑制する軸受け放電防止機構（70）とを備えた電動機ユニットを対象とする。そして、この電動機ユニットは、上記軸受け放電防止機構（70）が、第１乃至第５のいずれか１つの発明の静電容量形成部材（71）を備えていることを特徴とする。

第８の発明の電動機ユニットは、電動機（30）と軸受け部材（50,60）と軸受け放電防止機構（70）とを備えている。軸受け放電防止機構（70）は、第１乃至第５のいずれか１つの発明の静電容量形成部材（71）を有している。このため、軸受け部材（50,60）では、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間に、並列的に静電容量が付加される。その結果、電動機ユニットでは、フレームの接地状態や固定部材（23,92,93）の形状に依らず、軸受け部材（50,60）での放電が効果的に抑制される。

本発明では、静電容量形成部材（71）によって、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間に並列的に静電容量を付加するようにしている。よって、本発明によれば、フレーム（20,90）の接地状態や固定部材（23,92,93）の形状等の影響を受けずに、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間の電圧（いわゆるベアリング電圧）を確実に低減できる。その結果、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間での放電を確実に防止できる。仮に、軸受け部材（50,60）で放電が生じると、その表面に融解痕（微小な凹凸）が形成され、運転時に異常音が発生したり、運転状態が不安定となったりする虞がある。これに対し、本発明では、軸受け部材（50,60）での放電を確実に防止できるので、このような不具合の発生を未然に回避できる。

また、本発明のように、静電容量形成部材（71）を固定部材（23,92,93）と別体に構成すると、静電容量形成部材（71）の配置の自由度も高くなる。このため、静電容量形成部材（71）が他の部品と干渉することも防止でき、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間に、所望とする静電容量を付与できる。さらに、静電容量形成部材（71）と駆動軸（36）との距離を調整することで、この静電容量を最大限に稼ぐこともできる。

第２の発明によれば、外輪部（52,62）と同電位となる導電性部材（72）によって、駆動軸（36）を覆い、駆動軸（36）と導電性部材（72）との間に誘電部（74,79,100）を設けることで、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間に並列的な静電容量を容易に付加できる。特に、第３の発明によれば、駆動軸（36）の全周面を筒状部材（72）で覆うことで、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間に付加される静電容量を増大できる。

第４の発明によれば、誘電部（74）にグリースや冷凍機油からなる潤滑油を設けるようにしている。このため、誘電部（74）において、グリースや冷凍機油の有する静電容量を付加するとともに、駆動軸（36）を潤滑できる。第５の発明によれば、この潤滑油が筒状部材（72）の外部へ漏洩してしまうことを、封止部（73）によって確実に防止できる。

第６の発明では、２．０以上の比誘電率を有する固体誘電体（79）によって、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間に付加される静電容量を、確実に増大できる。第７の発明では、気体又は流体によって、外輪部（52,62）と内輪部（51,61）との間に付加される静電容量を増大できる。また、流体軸受け機構（）によって、筒状部材（72）の内部に駆動軸（36）を支持でき、他の軸受け部材（50,60）の軸受け負荷も低減できる。

第８の発明では、電動機（30）と軸受け部材（50,60）とを有する電動機ユニットにおいて、第１から第７の発明の作用効果を奏することができる。従って、信頼性に優れた電動機ユニットを提供することができる。

図１は、実施形態１に係る圧縮機の概略構成を示す縦断面図である。図２は、静電容量形成部材を拡大した縦断面図である。図３は、電動機ユニットの大略の等価回路図である。図４は、実施形態２に係るファンユニットの概略構成を示す縦断面図である。図５は、実施形態２の変形例に係るファンユニットの概略構成を示す縦断面図である。図６は、その他の実施形態に係る第１の例の静電容量形成部材の斜視図である。図７は、その他の実施形態に係る第２の例の静電容量形成部材を拡大した縦断面図である。図８は、その他の実施形態に係る第３の例の出遺伝容量形成部材を拡大した縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
実施形態１は、本発明に係る電動機ユニット（5）を圧縮機（10）に適用したものである。圧縮機（10）の構成について、図１を参照しながら説明する。

圧縮機（10）は、空気調和機や冷凍機等の冷凍装置の冷媒回路に接続されている（図示省略）。冷媒回路では、圧縮機（10）で圧縮された冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。つまり、圧縮機（10）では、低圧冷媒が吸入され、この低圧冷媒が高圧冷媒にまで圧縮される。なお、冷媒回路の冷媒中には、圧縮機（10）の各摺動部を潤滑するための冷凍機油が含まれている。

圧縮機（10）は、フレーム（20）、電動機（30）、及び圧縮機構（40）を備えている。

フレーム（20）は、横長の密閉状のケーシングを構成している。フレーム（20）は、略筒状の胴部（21）と、該胴部（21）の軸方向の一端側（前側）の端部を閉塞する第１閉塞部（22）と、該胴部（21）の軸方向の他端側（後側）の端部を閉塞する第２閉塞部（23）とを有している。フレーム（20）は、接地状態となっている。

第１閉塞部（22）の内部には、圧縮機構（40）の収容空間（24）が形成されている。また、第１閉塞部（22）の内側には、その軸心部前端に第１軸受け部材（50）が内嵌している。第２閉塞部（23）の内側には、その軸心部後端に第２軸受け部材（60）が内嵌している。第２閉塞部（23）は、第２軸受け部材（60）を支持する固定部材を構成している。

電動機（30）は、ステータ（31）とロータ（35）とを有している。ステータ（31）は、フレーム（20）の胴部（21）の内壁に固定されている。ステータ（31）は、電磁鋼板が積層されて構成されるステータコア（32）と、該ステータコア（32）に絶縁部材を介して巻回される巻線部（33）とを有している。ロータ（35）は、ステータコア（32）の内部に挿通されて駆動軸（36）と連結している。

電動機（30）は、インバータ装置（図示省略）によって駆動される、インバータ駆動式の電動機である。つまり、電動機（30）は、インバータ装置のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングが制御されることで、電動機（30）の出力電圧の周波数が可変となっている。即ち、圧縮機（10）は、圧縮機構（40）の運転周波数が可変なインバータ式の圧縮を構成している。

駆動軸（36）は、電動機（30）によって回転駆動される。駆動軸（36）は、フレーム（20）の内部を軸方向（本実施形態では、略水平方向）に延びている。駆動軸（36）の前端部は、第１軸受け部材（50）によって枢支されている。駆動軸（36）の後端部は、第２軸受け部材（60）によって枢支されている。駆動軸（36）の後方寄りの部位に電動機（30）が連結し、駆動軸（36）の前方寄りの部位に圧縮機構（40）が連結している。

圧縮機構（40）は、例えば一つ以上のスクリューロータが回転して流体（冷媒）を圧縮する、スクリュー式の圧縮機構で構成される。しかしながら、圧縮機構（40）は、これに限らず、例えばターボ式、スクロール式、ローリングピストン式、スイング式等、他の方式であってもよい。

第１軸受け部材（50）及び第２軸受け部材（60）は、玉軸受けやころ軸受け等の転がり軸受けで構成されている。具体的に、第１軸受け部材（50）は、第１内輪部（51）、第１外輪部（52）、及び第１転動体（53）を有している。第１内輪部（51）は、第１軸受け部材（50）の内側に設けられ、駆動軸（36）に固定されている。第１外輪部（52）は、第１軸受け部材（50）の外側に設けられ、第１閉塞部（22）に固定されている。第１転動体（53）は、第１内輪部（51）と第１外輪部（52）との間に自転可能に配置されている。これにより、第１軸受け部材（50）では、第１外輪部（52）の内側に第１内輪部（51）が回転自在に保持されている。

同様にして、第２軸受け部材（60）は、第２内輪部（61）、第２外輪部（62）、及び第２転動体（63）を有している。第２内輪部（61）は、第２軸受け部材（60）の内側に設けられ、駆動軸（36）に固定されている。第２外輪部（62）は、第２軸受け部材（60）の外側に設けられ、第２閉塞部（23）に固定されている。第２転動体（63）は、第２内輪部（61）と第２外輪部（62）との間に自転可能に配置されている。これにより、第２軸受け部材（60）では、第２外輪部（62）の内側に第２内輪部（61）が回転自在に保持されている。

圧縮機（10）は、軸受け放電防止機構（70）を備えている。この軸受け放電防止機構（70）について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の軸受け放電防止機構（70）は、１つの静電容量形成部材（71）と、１つの導電保持部材（75）とを備えている。本実施形態では、静電容量形成部材（71）及び導電保持部材（75）は、第２軸受け部材（60）に対応して設けられている。なお、静電容量形成部材（71）及び導電保持部材（75）を、第１軸受け部材（50）のみに対応させて設けてもよいし、第１軸受け部材（50）と第２軸受け部材（60）との双方に対応させて設けてもよい。

静電容量形成部材（71）は、第２軸受け部材（60）の第２内輪部（61）と第２外輪部（62）との間に、所定の静電容量Ｃ_sを付与するものである。静電容量形成部材（71）は、筒状のスリーブ（72）と、該スリーブ（72）の軸方向両端にそれぞれ設けられる一対のオイルシール部（73）と、スリーブ（72）の内部に封止される油層（74）とを有している。

スリーブ（72）は、駆動軸（36）の周囲に外嵌する筒状の筒状部材を構成している。スリーブ（72）は、駆動軸（36）と所定のピッチ間隔の隙間を置きながら、該駆動軸（36）の全周面を覆っている。スリーブ（72）は、導電性の材料で構成されている。

導電保持部材（75）は、スリーブ（72）と第２外輪部（62）との間に介設される導電性の部材で構成されている。つまり、導電保持部材（75）は、スリーブ（72）を上記の位置で保持するとともに、このスリーブ（72）と第２外輪部（62）とを電気的に接続している。これにより、スリーブ（72）は、実質的に第２外輪部（62）と同電位となる。

スリーブ（72）と駆動軸（36）との間には、潤滑油としてのグリースが充填されている。スリーブ（72）の軸方向の両端部位には、封止部としてのオイルシール部（73）が設けられている。これにより、スリーブ（72）の内部に油層（74）が形成される。なお、潤滑油としての冷凍機油をスリーブ内に供給して油槽（74）を形成してもよい。この場合には、オイルシール部（73）を省略した構成にできる。油層（74）を構成する潤滑油は、２．０以上の比誘電率を有する誘電材料を構成している。その結果、スリーブ（72）と駆動軸（36）との間には、第２内輪部（61）と第２外輪部（62）との間の本来の静電容量Ｃ_ＢＲＧと並列的に静電容量Ｃ_Ｓが付与される。つまり、油層（74）は、上記静電容量Ｃ_ＢＲＧと並列な静電容量Ｃ_Ｓを付与するための誘電部を構成している。

−運転動作−
圧縮機（10）の運転時には、電動機（30）が通電状態となる。電動機（30）には、インバータ装置のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングが制御され、所定周波数の電圧が入力される。これにより、電動機（30）は、駆動軸（36）を所定の回転速度で回転駆動する。駆動軸（36）が回転駆動されると、圧縮機構（40）には、冷媒回路の低圧ラインのガス冷媒が流入する。このガス冷媒は、圧縮機構（40）に吸入されて所定の圧力まで圧縮される。圧縮された高圧のガス冷媒は、吐出管を経由して冷媒回路へ送られる。この冷媒は、凝縮器で凝縮し、膨張弁で減圧される。減圧された冷媒は、蒸発器で蒸発し、圧縮機（10）に吸入される。

〈軸受け放電防止機構の作用〉
上記のような圧縮機（10）の運転時には、インバータ装置において、比較的高いキャリア周波数でスイッチング動作が行われる。このようにして、コモンモード電圧（零相電圧ともいえる）が発生すると、このコモンモード電圧が、電動機（30）の各構造部品間に存在する浮遊容量により分圧され、フレーム（20）と駆動軸（36）との間の電位差が大きくなってしまう。その結果、軸受け部材における外輪部と内輪部との間の電位差が大きくなり、外輪部と内輪部との間で放電現象が生じることがある。このようにして放電が生じると、軸受け部材の外輪部や内輪部の表面に融解痕（微小な凹凸）が形成されてしまう。その結果、駆動軸の回転音が大きくなったり、駆動軸の回転が不安定になったりする、という不具合を招く。そこで、本実施形態では、このような不具合を抑制するために、軸受け放電防止機構（70）を設けている。

具体的に、本実施形態では、駆動軸（36）の周囲にスリーブ（72）を設け、このスリーブ（72）を第２外輪部（62）と電気的に接続して第２外輪部（62）と同電位としている。そして、スリーブ（72）と駆動軸（36）との間に、誘電部としての油層（74）を形成している。これにより、圧縮機（10）では、第２外輪部（62）と第２内輪部（61）との間に並列的な静電容量Ｃ_ＢＲＧ、及び静電容量Ｃ_Ｓが付与される。その結果、第２外輪部（62）と第２内輪部（61）との間の電圧（以下、ベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧという）を低減することができる。この点について図３を参照しながら更に詳細に説明する。

図３は、巻線部（33）、ステータコア（32）、ロータ（35）、駆動軸（36）、第２軸受け部材（60）、及び接地状態のフレーム（20）との各相互間での電位差及び静電容量を大略的に表した等価回路図である。図３において、ステータコア（32）とフレーム（20）との間の静電容量Ｃst、及び第２外輪部（62）とフレーム（20）との間の静電容量Ｃoを、便宜上、無いものとみなすと、フレーム（20）、ステータコア（32）、及び第２外輪部（62）が接地電位となる。この条件において、仮に軸受け放電防止機構（70）を省略した構成とすると、第２軸受け部材（60）のベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧは、以下の（１）式で表すことができる。

Ｖ_ＢＲＧ＝（Ｃ_ＷＲ／（Ｃ_ＷＲ＋Ｃ_ＢＲＧ＋Ｃ_ｇａｐ＋Ｃ_ｌｏａｄ））×Ｖ_ｃｏｍ・・・・（１）
これに対し、軸受け放電防止機構（70）を設けて、第２内輪部（61）と第２外輪部（62）との間に静電容量Ｃ_sを並列的に付加すると、ベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧは、以下の（２）式で表すことができる。

Ｖ_ＢＲＧ＝（Ｃ_ＷＲ／（Ｃ_ＷＲ＋Ｃ_ＢＲＧ＋Ｃ_ｇａｐ＋Ｃ_ｌｏａｄ＋Ｃ_s）×Ｖ_ｃｏｍ・・・・（２）
従って、本実施形態では、静電容量Ｃ_sを付加することにより、ベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧが低減される。ここで、軸受け放電防止機構（70）によって付加される静電容量Ｃ_sは、フレーム（20）の接地状態や、第２外輪部（62）の取り付け状態、あるいは第２閉塞部（23）の形状等に依らず、概ね一定の値となる。このため、ベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧが確実に低減され、第２軸受け部材（60）での放電が抑制される。

−実施形態１の効果−
実施形態１では、静電容量形成部材（71）によって、第２外輪部（62）と第２内輪部（61）との間に並列的に静電容量を付加するようにしている。よって、本発明によれば、フレーム（20）の接地状態や第２閉塞部（23）の形状等の影響を受けずに、第２軸受け部材（60）のベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧを確実に低減できる。その結果、このベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧの増大に伴い、第２軸受け部材（60）で放電が生じるのを確実に防止できる。従って、放電に伴って第２軸受け部材（60）の表面に融解痕が形成されるのを防止できる。よって、圧縮機（10）の運転に伴い異常音が生じたり、圧縮機（10）の運転状態が不安定となったりすることを未然に回避でき、圧縮機（10）の信頼性を確保できる。

また、本実施形態では、スリーブ（72）を他の部品と別体に構成している。このため、スリーブ（72）の配置の自由度が高くなり、スリーブ（72）が他の部品と干渉することも防止できる。加えて、スリーブ（72）を他の部品と別体にすることで、駆動軸（36）とスリーブ（72）との間の隙間（油層（74））の間隔を容易に調整できる。従って、圧縮機（10）のコモンモード電圧Ｖ_ＣＯＭに応じて、軸受け部材（60）に付加する静電容量Ｃ_Ｓを容易に調整でき、ベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧを所望とする値まで確実に低減できる。

さらに、本実施形態では、静電容量Ｃ_Ｓを付加するための誘電部を、潤滑油からなる油層（74）によって構成している。このため、ベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧを低減することに加えて、駆動軸（36）の摺動部の潤滑を促すことができる。

《発明の実施形態２》
実施形態２は、本発明に係る電動機ユニット（5）をファンユニット（80）に適用したものである。ファンユニット（80）の構成について、図４を参照しながら説明する。

ファンユニット（80）は、空気を送風する送風手段であり、例えば空気調和機などに用いられる。ファンユニット（80）は、外側ケーシング（85）、フレーム（90）、電動機（30）、及び４つの送風部（101,102,103,104）を備えている。なお、送風部（101〜104）の数量は、これに限られるものではない。

外側ケーシング（85）は、横長の中空箱状に形成されている。外側ケーシング（85）の内部には、ファンユニット（80）の各構成部品が収容されている。外側ケーシング（85）は、導電性の材料で構成され、接地状態となっている。

フレーム（90）は、外側ケーシング（85）の内部に収容されている。フレーム（90）は、筒状の胴部（91）と、該胴部（91）の軸方向の一端側（前側）の端部を閉塞する第１閉塞板（92）と、該胴部（91）の軸方向の他端側（後側）の端部を閉塞する第２閉塞板（93）とを有している。また、フレーム（90）は、一対の支持部材（94,94）に支持されている。

第１閉塞板（92）の内側には、その軸心部前端に第１軸受け部材（50）が内嵌している。第２閉塞板（93）の内側には、その軸心部後端に第２軸受け部材（60）が内嵌している。第１閉塞板（92）及び第２閉塞板（93）は、対応する各軸受け部材（50,60）を支持する固定部材を構成している。

電動機（30）は、ステータ（31）及びロータ（35）を有している。電動機（30）では、ステータ（31）がステータコア（32）及び巻線部（33）を有し、ロータ（35）は駆動軸（36）と連結している。電動機（30）は、実施形態１と同様、インバータ装置によって駆動される。

駆動軸（36）は、実施形態１と同様、水平方向に延び、２つの軸受け部材（50,60）によって回転自在に支持されている。駆動軸（36）の前側部位には、第１送風部（101）と第２送風部（102）とが連結している。駆動軸（36）の後側部位には、第３送風部（103）と第４送風部（104）とが連結している。これらの送風部（101,102,103,104）は、例えば複数の羽根が駆動軸（36）を中心として旋回する、遠心送風式のファンを構成している。なお、送風部（101〜104）の方式はこれに限らず、電動機（30）によって回転駆動されて空気を送風するものであれば如何なる方式であってもよい。

第１軸受け部材（50）及び第２軸受け部材（60）は、実施形態１と同様の構成となっている。即ち、両者の軸受け部材（50,60）は、転がり軸受けで構成され、内輪部（51,61）、外輪部（52,62）、及び転動体（53,63）をそれぞれ有している。

実施形態２の軸受け放電防止機構（70）は、２つの静電容量形成部材（71）と、２つの導電保持部材（75）とを有している。各静電容量形成部材（71）は、実施形態１と同様にして、スリーブ（72）、オイルシール部（73）、及び油層（74）を有している（図２を参照）。また、２つの導電保持部材（75）は、前側のスリーブ（72）と第１外輪部（52）とを電気的に接続する第１導電保持部材（75a）と、後側のスリーブ（72）と第２外輪部（62）とを電気的に接続する第２導電保持部材（75b）とで構成される。

実施形態２では、各軸受け部材（50,60）に対応するように、２つの静電容量形成部材（71）が設けられる。このため、各軸受け部材（50,60）では、各内輪部（51,61）と各外輪部（52,62）との間において、本来の静電容量Ｃ_ＢＲＧと並列的に静電容量Ｃ_sが付加される。その結果、各軸受け部材（50,60）では、それぞれのベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧが低減され、各軸受け部材（50,60）での放電が抑制される。

〈実施形態２の変形例〉
図５に示す変形例は、実施形態２のファンユニット（80）において、軸受け放電防止機構（70）の構成が異なるものである。以下には、主として実施形態２と異なる点について説明する。

変形例の軸受け放電防止機構（70）は、４つの静電容量形成部材（71）を有している。つまり、この変形例では、第１送風部（101）と第２送風部（102）との間に第１静電容量形成部材（71a）が設けられ、第２送風部（102）と電動機（30）との間に第２静電容量形成部材（71b）が設けられている。電動機（30）と第３送風部（103）との間に第３静電容量形成部材（71c）が設けられ、第３送風部（103）と第４送風部（104）との間に第４静電容量形成部材（71d）が設けられている。各静電容量形成部材（71）の構成は、実施形態１と同様である（図２を参照）。

変形例の軸受け放電防止機構（70）は、第１導電体（76）と第２導電体（77）とを有している。第１導電体（76）は、第１軸受け部材（50）の第１外輪部（52）と外側ケーシング（85）とを電気的に接続している。これにより、第１外輪部（52）と外側ケーシング（85）とは、同電位（接地電位）となっている。また、第２導電体（77）は、第２軸受け部材（60）の第２外輪部（62）と外側ケーシング（85）とを電気的に接続している。これにより、第２外輪部（62）と外側ケーシング（85）とは、同電位（接地電位）となっている。

変形例の軸受け放電防止機構（70）は、４つの導電保持部材（75）を有している。各導電保持部材（75）は、各々が対応するスリーブ（72）と、外側ケーシング（85）とを電気的に接続している。これにより、４つのスリーブ（72）は、対応する外輪部（52,62）と同電位（接地電位）となる。

変形例においては、第１及び第２静電容量形成部材（71a,71b）を設けることにより、第１軸受け部材（50）の第１外輪部（52）と第１内輪部（51）との間に、２つの静電容量が並列的に付加される。その結果、第１軸受け部材（50）のベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧを実施形態２よりも更に低減でき、第１軸受け部材（50）の放電を抑制できる。また、変形例においては、第３及び第４静電容量形成部材（71c,71d）を設けることにより、第２軸受け部材（60）の第２外輪部（62）と第２内輪部（61）との間に、２つの静電容量が並列的に付加される。その結果、第２軸受け部材（60）のベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧを実施形態２よりも更に低減でき、第２軸受け部材（60）の放電を抑制できる。

《その他の実施形態》
上記実施形態（実施形態１、２及びその変形例も含む）については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態の軸受け放電防止機構（70）では、駆動軸（36）の全周を導電性部材としての筒状のスリーブ（72）で覆うようにしている。しかしながら、この導電性部材は、例えば駆動軸（36）の全周のうちの一部のみを覆うカバー状の部材であってもよい。

また、例えば図６に示すように、スリーブ（72）の軸方向端部に、フランジ部（78）を形成してもよい。この構成では、フランジ部（78）を所定の支持部材によって支持することで、スリーブ（72）の取り付け強度を増大できる。

また、例えば図７に示すように、スリーブ（72）と駆動軸（36）との間に、２．０以上の比誘電率を有する固体誘電体（79）を介設してもよい。この固体誘電体（79）は、例えば高誘電性の樹脂材料で構成され、スリーブ（72）に内嵌している。固体誘電体（79）としては、例えばチタン酸バリウム等の高比誘電率の複合材料や、フッ素樹脂等の高比誘電率の単一材料があげられる。また、固体誘電体（79）は、高誘電材料をスリーブ（72）の内側に塗布又は蒸着又は貼り付けることで構成される。この構成においても、軸受け部材（50,60）の静電容量Ｃ_ｓと並列的に静電容量Ｃ_ＢＲＧを付加できる。その結果、ベアリング電圧Ｖ_ＢＲＧを低減して軸受け部材（50,60）での放電を抑制できる。

また、例えば図８に示すように、スリーブ（72）と駆動軸（36）との間に、誘電部としての冷媒空間（100）を形成してもよい。この冷媒空間（100）には、冷媒回路の冷凍サイクルに用いられるガス冷媒や液冷媒が含まれる。このガス冷媒や液冷媒は、２．０以上の比誘電率を有するのが好ましい。また、図８の例では、スリーブ（72）の内側において、駆動軸（36）の表面に複数のヘリングボーン溝（101,101,…）が形成される。これにより、スリーブ（72）の内側には、流体軸受け機構である動圧軸受け機構（102）が形成される。なお、スリーブ（72）の内周面にヘリングボーン溝（101,101,…）を形成してもよい。また、スリーブ（71）の内側に所定の流体を供給して昇圧させることで静圧軸受け機構を形成してもよい。この図８例では、スリーブ（72）が軸受け部材として機能するため、他の軸受け部材（50,60）の軸受け負荷を軽減できる。

また、上記実施形態では、電動機ユニット（5）を圧縮機（10）やファンユニット（80）に適用しているが、これに限らず回転式の動力機械であれば、他のものに適用することもできる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、軸受け部材の放電を抑制する軸受け放電防止機構、及びこの軸受け放電防止機構を備えた電動機ユニットについて有用である。

5 電動機ユニット
10 圧縮機
20 フレーム
23 第２閉塞部（固定部材）
30 電動機
31 ステータ
35 ロータ
36 駆動軸
50 第１軸受け部材（軸受け部材）
51 第１内輪部（内輪部）
52 第１外輪部（外輪部）
60 第２軸受け部材（軸受け部材）
61 第２内輪部（内輪部）
62 第２外輪部（外輪部）
70 軸受け放電防止機構
71 静電容量形成部材
72 スリーブ（導電性部材）
73 オイルシール部（封止部）
74 油層（誘電部）
79 誘電部材（誘電部）
80 ファンユニット
90 フレーム
92 第１閉塞板（固定部材）
93 第２閉塞板（固定部材）
100 冷媒空間（誘電部）
102 動圧軸受け機構（流体軸受け機構）

Claims

フレーム（20,90）に支持されるステータ（31）、及び該ステータ（31）の内側に挿通されて駆動軸（36）と連結するロータ（35）を有しインバータ駆動される電動機（30）と、上記フレーム（20,90）に固定部材（23,92,93）を介して支持される外輪部（52,62）、及び該外輪部（52,62）に内嵌して上記駆動軸（36）を回転自在に支持する内輪部（51,61）を有する軸受け部材（50,60）とを備えた電動機ユニット（5）における上記軸受け部材（50,60）での放電を抑制する軸受け放電防止機構であって、
上記固定部材（23,92,93）と別体に構成され、上記外輪部（52,62）と上記内輪部（51,61）との間の静電容量と並列な静電容量を形成するように上記外輪部（52,62）と電気的に接続する静電容量形成部材（71）を備えていることを特徴とする軸受け放電防止機構。
請求項１において、
上記静電容量形成部材（71）は、上記軸受け部材（50,60）の外輪部（52,62）と同電位となるように該外輪部（52,62）と電気的に接続されて上記該駆動軸（36）の外周面を覆う導電性部材（72）と、該駆動軸（36）と該導電性部材（72）との間に上記静電容量を付与する誘電部（74,79,100）とを有していることを特徴とする軸受け放電防止機構。
請求項２において、
上記導電性部材（72）は、上記駆動軸（36）の全周面を覆う筒状部材（72）で構成されていることを特徴とする軸受け放電防止機構。
請求項３において、
上記誘電部は、グリース又は冷凍機油から成る潤滑油（74）を含んでいることを特徴とする軸受け放電防止機構。
請求項４において、
上記筒状部材（72）の軸方向開口端部と上記駆動軸（36）との隙間を封止する封止部（73）を備えていることを特徴とする軸受け放電防止機構。
請求項３において、
上記誘電部は、比誘電率が２．０以上の固体誘電体（79）で構成されていることを特徴とする軸受け放電防止機構。
請求項３において、
上記誘電部（100）は、気体又は液体の冷媒を冷媒を含んでおり、
上記筒状部材（72）の内側には、流体軸受け機構（102）が形成されることを特徴とする軸受け放電防止機構。
フレーム（20,90）に支持されるステータ（31）、及び該ステータ（31）の内側に挿通されて駆動軸（36）を駆動するロータ（35）を有しインバータ駆動される電動機（30）と、
上記フレーム（20,90）に固定部材（23,92,93）を介して支持される外輪部（52,62）、及び該外輪部（52,62）に内嵌して上記駆動軸（36）を回転自在に支持する内輪部（51,61）を有する軸受け部材（50,60）と、
上記軸受け部材（50,60）での放電を抑制する軸受け放電防止機構（70）とを備えた電動機ユニットであって、
上記軸受け放電防止機構（70）は、請求項１乃至５のいずれか１つの静電容量形成部材（71）を備えていることを特徴とする電動機ユニット。