JP5063651B2 - 電動機及び電気機器及び電動機の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、駆動回路を実装したプリント配線板を搭載し、転がり軸受を用いるとともに、インバータにて駆動される電動機に関する。また、その電動機の製造方法及びその電動機を搭載した空気調和機等の電気機器に関する。

従来、インバータを用いて電動機を運転する場合、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したり、あるいは電源電圧が高い場合には、軸を支持している転がり軸受の内輪と外輪との間に存在する電位差が大きくなり、軸受内のグリスが絶縁破壊を起こして大きな電流が流れる。この転がり軸受に流れる電流は、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、転がり軸受の耐久性を悪化させるという課題があった。また、電食の発生により、電動機から大きな騒音が発生するなどの課題があった。これらの課題を解決する電動機が種々提案されている。

例えば、固定子鉄心と、その固定子鉄心に巻装した固定子巻線とを絶縁樹脂にてモールド一体成形してなる固定子と、軸を備えた回転子と、軸を支持するための第１の軸受及び第２の軸受と、固定子に結合されるとともに、第１の軸受又は第２の軸受の少なくともどちらか一方を保持する金属性ブラケットと、固定子鉄心と金属性ブラケットとを短絡する導通部材を備える構造の電動機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、フレームに取り付けられた出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導電性テープによって短絡し、この導電性テープがフレームの外部に貼り付けられている電動機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特表２００８−５２６１７５号公報 特開２００７−０２０３４８号公報

しかしながら、上記特許文献１の電動機は、駆動回路と金属性ブラケットを近接して配置するので、駆動回路から金属性ブラケットを介して軸受側と、固定子鉄心と金属性ブラケット間を短絡する導通部材側とに電流が流れ、軸受に電食を発生させるという課題があった。

また、上記特許文２の電動機は、フレームに取り付けられた出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導電性テープによって短絡し、この導電性テープをフレームの外部に貼り付けるものであるが、回転子に電位が発生した場合、軸受に電流が流れ電食を発生させるという課題があった。

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、軸受の異常磨耗の原因となる軸受を流れる電流を低減し、生産性及び品質を損なうことなく軸受の電食を抑制することができる電動機及び電動機の製造方法及び電気機器を提供することを目的とする。

この発明に係る電動機は、
所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して構成される固定子鉄心に、絶縁部を介して巻線が施された固定子と、
軸に、回転子と、転がり軸受で構成される軸受とを嵌合した回転子組立と、
固定子の軸方向端部に配置され、駆動回路が搭載されたプリント配線板と、
固定子に組み付けられるブラケットと、
プリント配線板に設けられ、駆動回路と電気的に絶縁された非充電部の配線パターンと、
固定子鉄心と非充電部の配線パターンとを電気的に接続する接続ピンと、を備えたものである。

この発明に係る電動機は、駆動回路と電気的に絶縁された非充電部の配線パターンをプリント配線板に設け、導電体の接続ピンで非充電部の配線パターンと固定子鉄心間とを電気的に接続するので、軸受を流れる電流が低減し、軸受の異常磨耗による異常音を防止する効果がある。

実施の形態１を示す図で、電動機１００の断面図。 実施の形態１を示す図で、第１の軸受２１ａの部分縦断面図。 実施の形態１を示す図で、接続ピン６１等が接続されたプリント配線板４５の断面図。 実施の形態１を示す図で、接続ピン６１等が接続されたプリント配線板４５の平面図。 実施の形態１を示す図で、接続ピン６１の正面外観図。 実施の形態１を示す図で、駆動回路２００のブロック図。 実施の形態１を示す図で、インバータＩＣ４９ａの外観図。 実施の形態１を示す図で、電動機１００における浮遊容量を介して流れる電流の経路を示す図。 実施の形態１を示す図で、電動機１００の製造工程を示す図。 実施の形態２を示す図で、電動機２５０の断面図。 実施の形態２を示す図で、電動機２５０における浮遊容量を介して流れる電流の経路を示す図。 実施の形態３を示す図で、空気調和機３００の構成図。 比較のために示す図で、従来の電動機４００における浮遊容量を介して流れる電流の経路を示す図。 比較のために示す図で、従来の別の電動機５００における浮遊容量を介して流れる電流の経路を示す図。

実施の形態１．
図１乃至図９は実施の形態１を示す図で、図１は電動機１００の断面図、図２は第１の軸受２１ａの部分縦断面図、図３は接続ピン６１等が接続されたプリント配線板４５の断面図、図４は接続ピン６１等が接続されたプリント配線板４５の平面図、図５は接続ピン６１の正面外観図、図６は駆動回路２００のブロック図、図７はインバータＩＣ４９ａの外観図、図８は電動機１００における浮遊容量を介して流れる電流の経路を示す図、図９は電動機１００の製造工程を示す図である。

図１を参照しながら電動機１００の構成を説明するが、先ず、電動機１００の構成を説明する前に、電動機１００の組立手順について述べる。

先ず、固定子鉄心４１のティースに絶縁部４３を施し、さらに集中巻線方式の巻線を巻回して、固定子組立４０を形成する。

固定子組立４０に導体で構成される接続ピン６１（図５参照）と、リード線４７が組み付けられるとともに駆動回路２００（図６参照）を備えたプリント配線板４５とを搭載する。

接続ピン６１は、軸２３に略平行に設けられ、固定子組立４０の固定子鉄心４１と、プリント配線板４５の配線パターン（非充電部）７０（図３参照）とを電気的に接続する。

プリント配線板４５は、モールド固定子１０の反開口部側の軸方向端部に配置される。

固定子組立４０の巻線４２とプリント配線板４５の配線パターン（充電部）８０（図３参照）とが半田にて接続される。

また、接続ピン６１とプリント配線板４５の配線パターン（非充電部）７０（図３参照）とが半田にて接続される。

次に、接続ピン６１及びプリント配線板４５の搭載が完了した固定子組立４０を、モールド樹脂にてモールド成形して、モールド固定子１０（固定子の一例）を形成する。

モールド固定子１０は、軸方向の一方の端部が開口している（図１参照、ブラケット３０側）。後述するが、このモールド固定子１０の開口部から、回転子組立２０が挿入される。

モールド固定子１０の、軸方向の他方の端部（軸受支持部１１側）は、図１に示す例では、軸２３を通すことができる程度の孔が開けられている。そして、孔から突出する軸２３にファン等の負荷が設けられる。

但し、モールド固定子１０の、軸方向の他方の端部（軸受支持部１１側）は、閉じていてもよい。その場合は、軸２３が、モールド固定子１０の、軸方向の一方の端部に組み付けられているブラケット３０の孔から突出し、ファン等の負荷が設けられる。

モールド固定子１０に、その開口部側（図１参照、ブラケット３０側）から回転子組立２０を挿入する。

回転子組立２０は、少なくとも回転子２０ａと、第１の軸受２１ａ（転がり軸受）、第２の軸受２１ｂ（転がり軸受）と、軸２３とを備える。

モールド固定子１０の軸方向一端部（図１のブラケット３０側）から挿入された回転子組立２０は、第１の軸受２１ａ（転がり軸受で、一般的には圧入により軸２３に固定される）が、モールド固定子１０の反開口部側（軸受支持部１１側）の軸方向端部の軸受支持部１１に当接するまで押し込まれ、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支持部１１で支持される。軸受支持部１１は、モールド樹脂で形成される。

最後に、第２の軸受２１ｂを支持する金属製のブラケット３０を、モールド固定子１０の開口部側端部（図１参照）に圧入してモールド固定子１０の開口部を閉塞することで、電動機１００が完成する。

ブラケット３０は、その軸受支持部３０ａにより回転子組立２０に取り付けられた第２の軸受２１ｂを支持する。

図１に示す電動機１００は、少なくとも接続ピン６１及び駆動回路２００（図６）が搭載されたプリント配線板４５が取り付けられたモールド固定子１０と、回転子組立２０と、モールド固定子１０の軸方向一端部に取り付けられるブラケット３０とを備える。

電動機１００は、例えば、回転子２０ａに永久磁石２２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。

固定子組立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。後述する集中巻の巻線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巻線４２が巻回される。複数個の集中巻のコイルを接続して、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結線であるので、絶縁部４３の結線側（モールド固定子１０では、反開口部側、図１の上側）には、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線４２が接続される巻線端子（図示せず）などを介して駆動回路２００（図６）が搭載されたプリント配線板４５に接続される。

モールド固定子１０は、巻線４２が完了した固定子組立４０がモールド樹脂にてモールド成形されることで構成される。モールド樹脂には、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。

既に述べたように、回転子組立２０は、少なくとも回転子２０ａと、第１の軸受２１ａ（転がり軸受）、第２の軸受２１ｂ（転がり軸受）と、軸２３とを備える。

回転子２１ａの永久磁石２２は、熱可塑性樹脂に磁性材を混合して成形されたリング状の樹脂マグネットである。

但し、樹脂マグネットに限定されるものではなく、焼結磁石を用いることもできる。

また、永久磁石２２は、フェライト、希土類（ネオジウム、サマリウムコバルト等）でもよい。

第１の軸受２１ａ、第２の軸受２１ｂは、転がり軸受である。図２に示すように、第１の軸受２１ａ（転がり軸受）は、軸２３に圧入される内輪２１ａ−２と、軸受支持部１１で支持される外輪２１ａ−１と、内輪２１ａ−２と外輪２１ａ−１との間で転動する転動体２１ａ−３とを備える。第２の軸受２１ｂも、同様の構成である。

プリント配線板４５は、モールド固定子１０に設置される。プリント配線板４５には、固定子組立４０が備える巻線端子（図示せず）のほか、リード線固定部品６３（図１参照）を介してリード線４７（図１参照）が、半田付けにより電気的に接続される。

プリント配線板４５には、電動機１００（例えば、ブラシレスＤＣモータ）を駆動するインバータＩＣ４９ａ（図７参照）、回転子２０ａの磁極位置を検出するホールＩＣ（位置検出素子、図示せず）等が実装され駆動回路２００（図６参照）を構成する。

図３に示すように、プリント配線板４５は、両面基板で、電子部品９０、インバータＩＣ４９ａが電気的に接続される配線パターン（充電部）８０と、配線パターン（充電部）８０の反対面に配置され、接続ピン６１が接続される配線パターン（非充電部）７０とを備える。

電子部品９０、インバータＩＣ４９ａが電気的に接続される配線パターン（充電部）８０は、プリント配線板４５の固定子組立４０側に設けられる。

接続ピン６１が接続される配線パターン（非充電部）７０は，固定子組立４０の反対側に設けられる。即ち、巻線４２と反対側、第１の軸受２１ａに近い側に設けられている。

プリント配線板４５は、接続ピン６１を通すための最小限の面積を有する第１の貫通孔４５ａ（図４参照）を備えている。配線パターン（非充電部）７０と、接続ピン６１とが半田（半田付部７１）にて接続されている。

ここでは、配線パターン（配線パターン（充電部）８０、配線パターン（非充電部）７０）を両面に配置するプリント配線板４５の例を示したが、プリント配線板４５内部に配線パターンを有する多層のプリント配線板を用いても良い。

また、プリント配線板４５の夫々の面に、電子部品９０を実装した配線パターン（充電部）８０と、接続ピン６１とを接続した配線パターン（非充電部）７０を設ける例を示したが、プリント配線板４５の両面に電子部品９０を実装し、両面に配線パターン（非充電部）７０を設けても良い。

図４に示すように、プリント配線板４５は、インバータＩＣ４９ａ、その他の電子部品（図示せず）、及び接続ピン６１が半田付けされ、中心部に第１の軸受２１ａ、軸２３が貫通する第２の貫通孔４５ｂを備える。また、インバータＩＣ４９ａと、第２の貫通孔４５ｂとを除いた部分（一点鎖線囲み部分）に配線パターン（非充電部）７０を備えている。

配線パターン（非充電部）７０は、非充電部であるから、インバータＩＣ４９ａ等の充電部、プリント配線板４５の外周及び第２の貫通孔４５ｂから絶縁のための距離を確保している。

図５に示すように、導電体である接続ピン６１は、固定子鉄心４１とプリント配線板４５との間の部分が、径が太い部分６１ａ（φＡ）になっている。また、プリント配線板４５の第１の第１の貫通孔４５ａに挿入される部分が、径が細い部分６１ｂ（φＢ）になっている。
φＡ＞φＢ
の関係を満たす。

径が太い部分６１ａと径が細い部分６１ｂとの境には、プリント配線板４５を支持するプリント配線板支持部６１ｃが形成される。

接続ピン６１は、径が太い部分６１ａと径が細い部分６１ｂとで段差部を設けてプリント配線板４５の取付け位置を固定しているが、ストレート形状のものでもよい。

接続ピン６１は、固定子組立４０の絶縁部４３に組み付けられて、固定子鉄心４１に電気的に接続される。更に、接続ピン６１は、プリント配線板４５の配線パターン（非充電部）７０と接続されているので、固定子鉄心４１と配線パターン（非充電部）７０との間は電気的に接続される。

ここで、接続ピン６１は、配線パターン（充電部）８０、電子部品９０、インバータＩＣ４９ａなどの導電部から、安全面で必要となる絶縁距離を確保している。

ここでは、接続ピン６１は、プリント配線板４５に設けられた第１の貫通孔４５ａに挿入する例を示したが、プリント配線板４５の外周部に設けられた切り欠きの外側に配置するようにしてもよい。

図６は実施の形態１を示す図で、電動機１００を駆動する駆動回路２００のブロック図である。電動機１００は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によるインバータで駆動される。駆動回路２００は、位置検出回路１１０、波形生成回路１２０、プリドライバ回路１３０、パワー回路１４０から構成される。

位置検出回路１１０は、回転子２０ａの位置検出用マグネット２５（図１参照）の磁極をホールＩＣ５３（図１参照）等にて検出する。

波形生成回路１２０は、回転子２０ａの回転速度を指令する速度指令信号、位置検出回路１１０からの位置検出信号に基づいて、インバータを駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、プリドライバ回路１３０に出力する。

プリドライバ回路１３０は、パワー回路１４０のトランジスタ１４１（６個）を駆動するトランジスタ駆動信号を出力する。

パワー回路１４０は、直流電源入力部、インバータ出力部を備え、トランジスタ１４１とダイオード１４２とを並列接続し、更にこれらを直列接続したアームからなる。直流電源入力部の片側には電流検出回路（図示せず）を備え、電流検出信号を出力する。

電動機１００は三相のため、３アームのインバータ出力部が夫々の巻線に接続されている。直流電源入力部には、商用電源の交流、例えば、１００Ｖ、又は２００Ｖ、又は２３０Ｖを整流して得られる１４１Ｖ、又は２８２Ｖ、又は３２５Ｖの直流電源＋、−が接続される。

速度指令信号が駆動回路２００に入力されると、波形生成回路１２０は位置検出信号に応じて三相の各巻線４２への通電タイミングを設定するとともに速度指令信号の入力に応じたＰＷＭ信号を生成、出力する。波形生成回路１２０が出力したＰＷＭ信号を入力したプリドライバ回路１３０はパワー回路１４０内のトランジスタ１４１を駆動する。

インバータ出力部は、トランジスタ１４１を駆動することで巻線４２に電圧を印加し、巻線４２に電流が流れ、トルクが発生して回転子組立２０が回転する。速度指令信号に応じた電動機１００の回転速度となる。電動機１００の停止も速度指令信号にて行う。

図７に示すように、インバータＩＣ４９ａは、図６のパワー回路１４０、波形生成回路１２０をパッケージ４９ａ−１に内蔵し、これらの回路と接続されたリード４９ａ−３がパッケージ４９ａ−１の外部に突出し、内蔵した回路の熱を放熱するための放熱フィン４９ａ−２を備える。

図８は電動機１００における浮遊容量を介して流れる電流の経路を示している。配線パターン（充電部）８０と巻線４２との間は電気的に接続されている。

配線パターン（非充電部）７０と第１の軸受２１ａとの間、第１の軸受２１ａの外輪２１ａ−１と内輪２１ａ−２との間、軸２３と固定子鉄心４１との間、固定子鉄心４１と巻線４２との間等は、夫々浮遊容量で結合されている。

電動機１００の運転時は、これらの浮遊容量を介して電流が流れ、第１の軸受２１ａの内輪２１ａ−２と外輪２１ａ−１との間に電位差が生じ、この電位差が大きくなると第１の軸受２１ａ内のグリスが絶縁破壊を起こして大きな電流が流れるので、内輪２１ａ−２、外輪２１ａ−１両軌道並びに転動体２１ａ−３の転動面は腐食する。

接続ピン６１により固定子鉄心４１と配線パターン（非充電部）７０を電気的に接続したことにより、配線パターン（非充電部）７０、接続ピン６１、固定子鉄心４１、巻線４２、配線パターン（非充電部）７０の電流経路５ａで流れることになり、電食の原因となる第１の軸受２１ａを流れる電流は大幅に低減する。

図１３は比較のために示す図で、従来の電動機４００における浮遊容量を介して流れる電流の経路を示す図である。図１３に示す従来の電動機４００における浮遊容量を介して流れる電流の経路では、プリント配線板４５、第１の軸受２１ａ、軸２３、固定子鉄心４１、巻線４２、プリント配線板４５の電流経路５ｂにて電流が流れる。

プリント配線板４５と第１の軸受２１ａとの間、第１の軸受２１ａの外輪２１ａ−１と内輪２１ａ−２との間、軸２３と固定子鉄心４１との間、固定子鉄心４１と巻線４２との間は、夫々浮遊容量で結合されているため、第１の軸受２１ａの内輪２１ａ−２と外輪２１ａ−１との間に電位差が生じ、この電位差が大きいと第１の軸受２１ａ内のグリスが絶縁破壊を起こして大きな電流が流れるので、内輪２１ａ−２、外輪２１ａ−１両軌道並びに転動体２１ａ−３の転動面は腐食する。

図９を参照しながら、電動機１００の製造工程を説明する。電動機１００の製造工程は、以下の通りである。回転子組立２０と、モールド固定子１０との順番はどちらが先でもよく、並行して製造してもよい。
（１）軸２３に回転子２０ａ、第１の軸受２１ａ及び第２の軸受２１ｂを取り付ける（ステップ１）。
（２）回転子２０ａの永久磁石２２等を着磁して回転子組立２０を組み立てる（ステップ２）。
（３）固定子鉄心４１に樹脂を用いて絶縁部４３を施す（ステップ３）。
（４）絶縁部４３に集中巻の巻線４２を施し固定子組立４０を形成する（ステップ４）。
（５）巻線４２を施した固定子組立４０の絶縁部４３に接続ピン６１を取付ける。このとき、接続ピン６１が固定子鉄心４１に電気的に接触するようにする。リード線４７が組み付けられ、駆動回路２００が搭載されたプリント配線板４５を、固定子組立４０の絶縁部４３に配置する（ステップ５）。
（６）巻線４２とプリント配線板４５の配線パターン（充電部）８０とを半田にて接続する。併せて、接続ピン６１とプリント配線板４５の配線パターン（非充電部）７０とを半田にて接続する（ステップ６）。
（７）固定子組立４０をモールド樹脂にてモールド成形してモールド固定子１０とする（ステップ７）。
（８）モールド固定子１０に、その開口部から回転子組立２０を挿入し、第１の軸受２１ａがモールド固定子１０の軸受支持部１１に当接するまで回転子組立２０を挿入する（ステップ８）。
（９）モールド固定子１０にブラケット３０を圧入する（ステップ９）。

以上のように、本実施の形態は、固定子鉄心４１とプリント配線板４５の配線パターン（非充電部）７０とを、導電体の接続ピン６１にて接続することにより、第１の軸受２１ａを流れる電流を低減し、電食による第１の軸受２１ａの異常磨耗及び異常音の発生を防止するので、信頼性の高い電動機１００を提供することができる。

特に、インバータを用いて電動機１００を運転する場合の軸受を流れる電流の低減に特に有効である。

また、プリント配線板４５に接続ピン６１を貫通するための最小限の面積を有する第１の貫通孔４５ａを設ける、もしくはプリント配線板４５の外周部に接続ピン６１を配置するための切り欠き（図示せず）を設けることにより、プリント配線板４５の利用可能な面積を大きくできる。また、接続ピン６１を配置する位置の制約が少なくなる。

また、プリント配線板４５に多層基板を用いることにより、配線パターン（配線パターン（非充電部）７０、配線パターン（充電部）８０）の確保、電子部品９０の実装面積を小さくすることができるので、電動機１００の小型化に有効となる。

また、駆動回路２００は、ＰＷＭ方式によるインバータ駆動であり、スイッチングに同期して第１の軸受２１ａ，２１ｂを流れる電流を抑制できる。

また、モールド固定子１０とプリント配線板４５との接続に接続ピン６１を用いたので、接続部材が少なく済み、容易に接続することができる。

また、接続ピン６１を絶縁部４３に固定したので、プリント配線板４５（配線パターン（非充電部）７０）と容易に接続することができる。

また、図１に示す回転子２０ａは、永久磁石２２（樹脂マグネット）を軸２３に樹脂により一体成形した構成であるが、軸２３の外周部に積層した電磁鋼板を配置し、電磁鋼板の外周部にリング状磁石を取り付けた構成、または電磁鋼板の内部に磁石を埋め込んだ構成でもよい。

また、図６に示す駆動回路２００のブロック図における位置検出回路１１０は、回転子２０ａの位置検出用マグネット２５の磁極をホールＩＣ５３等にて検出する例を示したが、直流電源入力部またはインバータ出力部を流れる電流と、波形生成回路１２０における出力電圧等から、回転子２０ａの永久磁石２２の位置を推定する方法でもよく、ホールＩＣ５３等のセンサを用いないセンサレス駆動を用いてもよい。

上述の製造工程によれば、絶縁部４３に接続ピン６１を取付けることから、作業工程が容易であり電動機１００のコストの増加が最小限に抑えられる。

ここでは、絶縁部４３に接続ピン６１を取付けたが、固定子鉄心４１に接続ピン６１を取付け、その後絶縁部４３を施しても同様の効果が得られる。

また、夫々の巻線４２とプリント配線板４５、接続ピン６１とプリント配線板４５との接続を、同一の半田を用いて同一工程にて行うことが可能であり、設備投資の重複がなく、製造コストの低減できる。

実施の形態２．
図１０、図１１は実施の形態２を示す図で、図１０は電動機２５０の断面図、図１１は電動機２５０における浮遊容量を介して流れる電流の経路を示す図である。

詳細には、図１０はモールド固定子１０に回転子組立２０を挿入後、接続ピン６１と駆動回路２００を搭載したプリント配線板４５とを配置し、プリント配線板４５（配線パターン（非充電部）７０）と接続ピン６１を接続し、ブラケット３０を取付けた状態を示す電動機２５０の断面図である。

電動機２５０では、駆動回路２００を搭載したプリント配線板４５は、モールド固定子１０とブラケット３０間に配置される。

駆動回路２００を搭載したプリント配線板４５が、モールド樹脂内部に配置される実施の形態１の電動機１００とは構造が異なる。電動機２５０の製造工程は、絶縁部４３へ巻線４２を施し固定子組立４０を形成する工程（ステップ４、図９）まで同一工程となる。

巻線４２は、直接または巻線端子などを介してプリント配線板４５の配線パターン（充電部）８０に半田付けされる。

接続ピン６１は、プリント配線板４５を貫通している。プリント配線板の第１の貫通孔４５ａは接続ピン６１を貫通させるのに必要最小限の面積とする。

ここでは、プリント配線板４５に第１の貫通孔４５ａを設ける例を示したが、実施の形態１と同様に、プリント配線板４５の外周部に切り欠き（図示せず）等を設けて、切り欠きより外側に接続ピン６１を配置するようにしてもよい。

プリント配線板４５の略中央部には、軸受２１の外径よりも内径が大きい第２の貫通孔４５ｂが設けられている。第２の貫通孔４５ｂにより、モールド固定子１０に回転子組立２０を挿入後に、プリント配線板４５を、第１の軸受２１ａをくぐらせてモールド固定子１０に装着することができる。

電動機２５０において、プリント配線板４５の配線パターン（非充電部）７０と固定子鉄心４１間は電気的に接続されている。また、配線パターン（非充電部）７０と巻線４２との間は、絶縁部４３が介在するため所定の浮遊容量で結合されている。

接続ピン６１により固定子鉄心４１とプリント配線板４５の配線パターン（非充電部）７０とを電気的に接続することにより、電流は、プリント配線板４５、接続ピン６１、固定子鉄心４１、巻線４２、プリント配線板４５の電流経路５ａで流れることになり、電食の原因となる第１の軸受２１ａを流れる電流は大幅に低減する。

図１４は比較のために示す図で、従来の電動機５００における浮遊容量を介して流れる電流の経路を示す図である。図１４に示す従来の電動機５００における浮遊容量を介して流れる電流の経路では、プリント配線板４５、ブラケット３０、第１の軸受２１ａ、軸２３、固定子鉄心４１、巻線４２、プリント配線板４５の電流経路５ｃにて電流が流れる。

プリント配線板４５とブラケット３０との間、ブラケット３０と第１の軸受２１ａとの間、第１の軸受２１ａの外輪２１ａ−１と内輪２１ａ−２との間、軸２３と固定子鉄心４１との間、固定子鉄心４１と巻線４２との間は、夫々浮遊容量で結合されている。そのため、第１の軸受２１ａの内輪２１ａ−２と外輪２１ａ−１との間に電位差が生じ、この電位差が大きいと第１の軸受２１ａ内のグリスが絶縁破壊を起こして大きな電流が流れるので、内輪２１ａ−２、外輪２１ａ−１両軌道並びに転動体２１ａ−３の転動面は腐食する。

実施の形態３．
図１２は実施の形態３を示す図で、空気調和機３００の構成図である。

空気調和機３００（電気機器の一例）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。

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又は上記実施の形態２の電動機２５０を備える。

上記実施の形態１の電動機１００又は上記実施の形態２の電動機２５０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。

以上の実施の形態において、回転子２０ａに永久磁石２２を備える電動機１００，２００を示したが、回転子２０ａに永久磁石２２を備えない、例えば誘導電動機でもよい。

また、モールド固定子１０を用いる電動機１００，２００について説明したが、鋼板フレームとブラケットを外郭とする電動機にも本実施の形態は適用可能である。

本発明の電動機の活用例として、換気扇、家電機器、工作機などの電気機器に搭載して利用することができる。

５ａ 電流経路、５ｂ 電流経路、１０ モールド固定子、１１ 軸受支持部、２０ 回転子組立、２０ａ 回転子、２１ａ 第１の軸受、２１ａ−１ 外輪、２１ａ−２ 内輪、２１ａ−３ 転動体、２１ｂ 第２の軸受、２２ 永久磁石、２３ 軸、２５ 位置検出用マグネット、３０ ブラケット、３０ａ 軸受支持部、４０ 固定子組立、４１ 固定子鉄心、４２ 巻線、４３ 絶縁部、４４ａ 巻線端子、４４ｂ 巻線端子、４４ｃ 巻線端子、４５ プリント配線板、４５ａ 第１の貫通孔、４５ｂ 第２の貫通孔、４７ リード線、４９ａ インバータＩＣ、４９ａ−１ パッケージ、４９ａ−２ 放熱フィン、４９ａ−３ リード、５０ モールド樹脂、５３ ホールＩＣ、６１ 接続ピン、６１ａ 径が太い部分、６１ｂ 径が細い部分、６１ｃ プリント配線板支持部、６３ リード線固定部品、７０ 配線パターン（非充電部）、７１ 半田付部、８０ 配線パターン（充電部）、９０ 電子部品、１００ 電動機、１１０ 位置検出回路、１２０ 波形生成回路、１３０ プリドライバ回路、１４０ パワー回路、１４１ トランジスタ、１４２ ダイオード、２００ 駆動回路、２５０ 電動機、３００ 空気調和機、３１０ 室内機、３２０ 室外機、３３０ 室外機用送風機、４００ 電動機、５００ 電動機。

Claims (6)

1. 所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して構成される固定子鉄心に、絶縁部を介して巻線が施された固定子と、
   軸に、回転子と、転がり軸受で構成される軸受とを嵌合した回転子組立と、
   前記固定子の軸方向端部に配置され、駆動回路が搭載されたプリント配線板と、
   前記固定子に組み付けられるブラケットと、
   前記プリント配線板に設けられ、前記駆動回路と電気的に絶縁された非充電部の配線パターンと、
   前記固定子鉄心と前記非充電部の配線パターンとを電気的に接続する接続ピンと、を備え、
   前記プリント配線板には、前記接続ピンが貫通する貫通孔が設けられ、
   前記接続ピンは、前記固定子鉄心及び前記プリント配線板の間の、前記貫通孔より径が太い部分と、前記貫通孔を貫通して前記プリント配線板の前記固定子鉄心側と反対側に突出する、前記太い部分より径が細い部分とを有し、前記径が太い部分と前記径が細い部分との境にある段差部で前記プリント配線板を支持するとともに、前記径が細い部分が前記非充電部の配線パターンに半田付されたことを特徴とする電動機。
2. 前記接続ピンを、前記絶縁部に固定することを特徴とする請求項１記載の電動機。
3. 前記プリント配線板の導電層を多層とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動機。
4. 前記駆動回路は、少なくとも、
   前記回転子の磁極を検出する位置検出回路と、
   前記回転子の回転速度を指令する速度指令信号と、前記位置検出回路からの位置検出信号とに基づいて、インバータ駆動するためのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成する波形生成回路と、
   前記波形生成回路の出力により駆動信号を生成するプリドライバ回路と、
   トランジスタとダイオードとを並列接続し、これらを直列接続したアームを有するパワー回路と、を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動機。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の電動機を搭載したことを特徴とする電気機器。
6. 請求項１乃至４のいずれかに記載の電動機の製造方法であって、
   前記軸に、前記回転子、前記軸受を取り付ける工程と、
   前記回転子が備える永久磁石を着磁して前記回転子組立を形成する工程と、
   前記固定子鉄心に前記絶縁部を施し、前記絶縁部に前記巻線を施す工程と、
   前記絶縁部に前記接続ピンを取り付けるとともに、前記駆動回路が搭載された前記プリント配線板とを取り付けて固定子を形成する工程と、
   前記接続ピンと前記プリント配線板の前記非充電部の配線パターンとを半田付する工程と、
   前記固定子に、前記回転子組立を挿入する工程と、
   前記固定子の軸方向端部に、前記ブラケットを圧入する工程と、を備えたことを特徴とする電動機の製造方法。

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