JP4853572B2 - 電動機およびそれを備えた電気機器 - Google Patents
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Description
(1)軸受内輪と外輪を導通状態にする。
(2)軸受内輪と外輪を絶縁状態にする。
(3)軸電圧を低減する。
図1は、本発明の実施の形態1における電動機の構造を示す断面図である。本実施の形態では、電気機器としてのエアコン用に搭載され、送風ファンを駆動するためのブラシレスモータである電動機の一例を挙げて説明する。また、本実施の形態では、回転子が固定子の内周側に回転自在に配置されたインナロータ型の電動機の例を挙げて説明する。
図1に示したブラシレスモータを使用し、ブラケット17と接続ピン42との間に直列に、10pF、47pF、100pF、330pFおよび560pFの誘電素子をそれぞれキャパシタ40として接続し、軸電圧および軸電流の測定を実施した。なお、誘電素子には、ラジアルリード形のプラスチックフィルムコンデンサを使用した。
キャパシタ40を接続せず、かつブラケット17と固定子鉄心11とを短絡しない状態で、実施例1と同様に軸電圧および軸電流を測定した。
キャパシタ40を接続せず、かつブラケット17と固定子鉄心11とを短絡した状態で、実施例1と同様に軸電圧および軸電流を測定した。
実施例1と同一仕様のブラシレスモータを使用し、ブラケット17と接続ピン42との間に直列に、470kΩ、220kΩ、170kΩ、100kΩ、56kΩの抵抗素子をそれぞれ接続して、実施例1と同様な方法で、軸電圧および軸電流の測定を実施した。なお、抵抗素子には、リードタイプの炭素皮膜固定抵抗器を使用した。
図10は、本発明の実施の形態2における電動機の構造を示す断面図である。実施の形態1との比較において、本実施の形態では、キャパシタ40、貫通孔41および接続ピン42を設けていない。さらに、本実施の形態では、固定子鉄心11を絶縁するための樹脂であるインシュレータを、誘電率が3.0以下であるインシュレータ211としている。なお、図10において、図1と同一の構成要素については同一の符号を付しており詳細な説明は省略する。
実施例1と同一仕様のブラシレスモータを使用し、インシュレータ211の材料のみ誘電率2.8に変更したものを使用し、ブラケット17と固定子鉄心11とを短絡した状態にして、実施例1と同様な方法で、軸電圧および軸電流を測定した。インシュレータ211の材料には、出光石油化学製シンジオタクチックポリスチレン(SPS)樹脂(ザレックS120)を使用した。
実施例1と同一仕様のブラシレスモータを使用し、インシュレータ211の材料のみ誘電率5.8に変更したものを使用し、ブラケット17と固定子鉄心11とを短絡した状態にして、実施例1と同様な方法で、軸電圧および軸電流を測定した。インシュレータ211の材料には、ウィンテックポリマー製ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂(ジュラネックス6302T)を使用した。
実施例1と同一仕様のブラシレスモータを使用し、モールド材13のみ誘電率2.1に変更したものを使用し、ブラケット17と固定子鉄心11とを短絡した状態にして、実施例1と同様な方法で、軸電圧および軸電流を測定した。モールド材13は、不飽和ポリエステル(UP)樹脂に、ガラスバルーンを充填剤として添加し、低誘電率化している。
実施例1と同一仕様のブラシレスモータを使用し、モールド材13のみ誘電率5.7に変更したものを使用し、ブラケット17と固定子鉄心11とを短絡した状態にして、実施例1と同様な方法で、軸電圧および軸電流を測定した。モールド材13は、不飽和ポリエステル(UP)樹脂に、酸化チタンを充填剤として添加し、高誘電率化している。
図11は、本発明の実施の形態3における電動機の構造を示す断面図である。実施の形態1との比較において、本実施の形態では、キャパシタ40、貫通孔41および接続ピン42を設けていない。さらに、本実施の形態では、回転子鉄心31とシャフト16との間にインピーダンス成分を有した絶縁樹脂311を介在させている。実施の形態1では固定子巻線12と軸受15の外輪との間のインピーダンスを調整したのに代えて、本実施の形態では、絶縁樹脂311を介在させ、固定子巻線12と軸受15の内輪との間のインピーダンスを調整するような構成としている。なお、図11において、図1と同一の構成要素については同一の符号を付しており詳細な説明は省略する。
実施例1と同一の固定子仕様のブラシレスモータで、回転子をシャフト16とシャフト外径よりも2mm大きい内径の回転子鉄心31を一体成形し、シャフト16と回転子鉄心31との間に絶縁樹脂を1mm介在させた仕様としている。このような回転子の仕様のブラシレスモータを、ブラケット17と固定子鉄心11とを短絡しない状態にして、実施例1と同様な方法で、軸電圧および軸電流を測定した。一体成形に使用した材料には、誘電率が2.8の出光石油化学製シンジオタクチックポリスチレン(SPS)樹脂(ザレックS120)および誘電率が3.6のポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂を使用した。また、回転子鉄心31の外周には、希土類磁石粉末に約3wt%のエポキシ樹脂を混合し、リング状に成形、加熱硬化した希土類樹脂磁石を接着している。
実施例1と同一の固定子仕様のブラシレスモータで、回転子は回転子鉄心31の内径にシャフト16を圧入したもので、シャフト16と回転子鉄心31との間に樹脂はない状態である。また、回転子鉄心31の外周には、フェライト樹脂磁石を回転子鉄心31の外径に接着した仕様としている。このような回転子の仕様のブラシレスモータを、ブラケット17と固定子鉄心11とを短絡しない状態にして、実施例1と同様な方法で、軸電圧および軸電流を測定した。フェライト樹脂磁石は、フェライト磁石に約10wt%のポリアミド樹脂を混合し、リング状に成形したもので、上述の希土類樹脂磁石よりも約4倍の厚みを有している。
11 固定子鉄心
12 固定子巻線
13 絶縁樹脂(モールド材)
14 回転子
15 軸受
16 シャフト
17 ブラケット
18 プリント基板
20 グランド線
21,211 樹脂(インシュレータ)
30 回転体
31 回転子鉄心
32 フェライト樹脂磁石
40 キャパシタ
41 貫通孔
42 接続ピン
110,111 リード線
112 導電性テープ
120 プローブ
121 プローブの先端
122 プローブのグランド
130 デジタルオシロスコープ
140 絶縁トランス
150 リークカレントハイテスタ
311 絶縁樹脂
Claims (18)
- 巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、
前記固定子に対向して周方向に複数の永久磁石を保持した回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、
前記シャフトを支持する軸受と、
前記軸受を固定するブラケットとを備え、
前記巻線と前記軸受の内輪との間のインピーダンス、および前記巻線と前記軸受の外輪との間のインピーダンスの少なくともいずれかのインピーダンスを調整するインピーダンス調整部材を含み、
前記インピーダンス調整部材は、前記固定子鉄心と前記軸受の内輪との間のインピーダンスと、前記固定子鉄心と前記軸受の外輪との間のインピーダンスとを近似あるいは一致させる整合部材であることを特徴とする電動機。 - 前記整合部材は、前記固定子鉄心と前記ブラケットとの間に設けたインピーダンス成分を有する部材であることを特徴とする請求項1に記載の電動機。
- 前記固定子鉄心と前記ブラケットとの間が、前記インピーダンス成分を有する部材によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の電動機。
- 前記インピーダンス成分を有する部材は、誘電素子と抵抗素子との少なくともいずれかであることを特徴とする請求項2に記載の電動機。
- 前記固定子鉄心と前記軸受の内輪との間のインピーダンスを基準としたとき、前記固定子鉄心と前記軸受の外輪との間のインピーダンスは、前記基準に対して+10%から−75%までの範囲内としたことを特徴とする請求項1に記載の電動機。
- 前記固定子鉄心を巻装する前記巻線を絶縁樹脂にてモールド一体成形したハウジング部を設け、
前記軸受は一対の軸受で構成され、
一方の前記軸受を前記ハウジング部の内部に設け、他方の前記軸受を前記ブラケットに固定したことを特徴とする請求項1に記載の電動機。 - 前記整合部材は、前記固定子鉄心と前記ブラケットとの間に設けたインピーダンス成分を有する素子であることを特徴とする請求項6に記載の電動機。
- 前記固定子鉄心と前記ブラケットとの間が、前記インピーダンス成分を有する部材によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項7に記載の電動機。
- 前記インピーダンス成分を有した素子は、誘電素子と抵抗素子との少なくともいずれかであることを特徴とする請求項7に記載の電動機。
- 前記固定子鉄心と前記軸受の内輪との間のインピーダンスを基準としたとき、前記固定子鉄心と前記軸受の外輪との間のインピーダンスは、前記基準に対して+10%から−75%の範囲内としたことを特徴とする請求項6に記載の電動機。
- 前記固定子は、樹脂にて絶縁された前記固定子鉄心に前記巻線を巻装し、
前記樹脂を前記インピーダンス調整部材として、前記樹脂の誘電率を3.0以下としたことを特徴とする請求項1に記載の電動機。 - 前記固定子鉄心を巻装する前記巻線を絶縁樹脂にてモールド一体成形したハウジング部を設け、
前記軸受は一対の軸受で構成され、
一方の前記軸受を前記ハウジング部の内部に設け、他方の前記軸受を前記ブラケットに固定したことを特徴とする請求項11に記載の電動機。 - 前記固定子は、樹脂にて絶縁された前記固定子鉄心に前記巻線を巻装し、
前記固定子鉄心を巻装する前記巻線を絶縁樹脂にてモールド一体成形したハウジング部を設け、
前記軸受は一対の軸受で構成され、
一方の前記軸受を前記ハウジング部の内部に設け、他方の前記軸受を前記ブラケットに固定し、
前記絶縁樹脂を前記インピーダンス調整部材として、前記絶縁樹脂の誘電率を3.0以下としたことを特徴とする請求項1に記載の電動機。 - 前記整合部材は、前記回転体の外周と前記シャフトとの間に設けたインピーダンス成分を有する部材であることを特徴とする請求項1に記載の電動機。
- 前記インピーダンス成分を有する部材は、前記回転体の外周と前記シャフトとを絶縁分離することを特徴とする請求項14に記載の電動機。
- 前記インピーダンス成分を有する部材は、前記回転体の外周と前記シャフトとを絶縁分離する絶縁樹脂であることを特徴とする請求項15に記載の電動機。
- 前記固定子鉄心に巻装した前記巻線を駆動するパルス幅変調方式のインバータを備えたことを特徴とする請求項1から請求項16までのいずれか一項に記載の電動機。
- 請求項1から請求項16までのいずれか一項に記載の電動機を搭載したことを特徴とする電気機器。
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