WO2012105193A1 - モールドモータ - Google Patents

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WO2012105193A1
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shaft
stator
rotor
dielectric layer
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誠治 黒住
圭策 中野
暢謙 森田
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パナソニック株式会社
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    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1732—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Definitions

  • the present invention relates to a molded motor in which a stator is molded integrally with a bracket with resin.
  • the present invention relates to a molded motor improved so as to suppress the occurrence of electrolytic corrosion generated in a bearing.
  • inverter control using a pulse width modulation method (hereinafter referred to as a “PWM method”) is often adopted as a motor drive method in order to achieve variable speed and high efficiency of the motor. .
  • PWM method pulse width modulation method
  • shaft voltage a potential difference
  • the shaft voltage includes a high-frequency component due to switching.
  • a minute current flows inside the bearing.
  • electrolytic corrosion occurs inside the bearing.
  • a wavy wear phenomenon occurs on the inner ring of the bearing, the outer ring of the bearing, or the bearing ball.
  • abnormal noise may be generated from the bearing. The occurrence of this abnormal noise is one of the main causes of malfunctions in the motor.
  • the motor that drives the blower of home appliances is strongly required to be low noise and low vibration.
  • a molded motor in which a stator core and a winding are integrally formed of a synthetic resin has become mainstream.
  • Some of the mold motors include a circuit board on which electronic components are mounted inside the mold motor.
  • ⁇ Mold motors using resin as the molding material do not have sufficient strength to fix the bearings.
  • a mold motor in which resin is used as a molding material is molded with resin, so that the dimensional accuracy is poor. If the dimensional accuracy of the molded motor is poor, the radial force generated by the transmitted load tends to cause creep due to a slip phenomenon between the bearing and the bracket. In order to improve such a problem, it is common for a molded motor to fix a bearing using a metal bracket previously processed with a steel plate. The metallic bracket has good dimensional accuracy.
  • the stator in a molded motor using a metal bracket, the stator is insulated from the bracket.
  • the impedance on the stator side increases, and the voltage difference between the outer ring of the bearing and the inner ring of the bearing increases. In other words, the shaft voltage is higher.
  • the stator and the bracket are independent. If the stator and the bracket are independent, the shaft voltage is likely to fluctuate depending on the external environment in which the motor is attached.
  • a specific method of the above (1) is to electrically reduce the shaft voltage by changing the capacitance by electrically short-circuiting the stator core and the metal bracket having conductivity (for example, , See Patent Document 1).
  • the specific method of (2) above is to change the iron ball located inside the bearing to a non-conductive ceramic ball. This method has a very high effect of suppressing the occurrence of electrolytic corrosion. However, this method is costly and difficult to adopt for a general-purpose motor.
  • Z is an impedance
  • j is an imaginary number
  • ⁇ is an angular frequency
  • C is a capacitance
  • R is a resistance. From this equation, it can be seen that the impedance decreases as the capacitance increases or the resistance decreases. From this equation, it can be seen that the impedance increases as the capacitance decreases or the resistance increases.
  • Patent Document 1 cannot adjust the impedance because the stator core and the metal bracket having conductivity are short-circuited.
  • the shaft voltage may increase depending on the material of the magnet used for the rotor and the structure of the magnet.
  • Patent Document 1 lowers the impedance. Therefore, it is necessary to keep a balance between the inner ring of the bearing and the outer ring of the bearing with a high potential at all times. However, the balance of impedance may be lost due to the environment in which the motor is used or variations in accuracy that occur when assembling the stator and rotor. In such a case, since the shaft voltage becomes too high, it is conceivable that galvanic corrosion is likely to occur.
  • Patent Document 3 The conventional method such as Patent Document 3 is effective for a motor having a small overall impedance such as a steel plate motor.
  • a motor having a large overall impedance such as a molded motor cannot sufficiently prevent the shaft current, and thus may cause electrolytic corrosion.
  • the dielectric is formed by coating, variations occur during manufacturing. If variations occur during manufacturing, the impedance may vary, and the coating may peel from the dielectric during assembly.
  • the molded motor according to the present invention includes a stator that molds a stator iron core wound with a winding with a mold resin, a rotating body that has a permanent magnet in the circumferential direction facing the stator, and a shaft center of the rotating body that passes through the stator motor.
  • a rotor including a shaft to be supported, a bearing that supports the pair of shafts, a conductive bracket that fixes the pair of bearings, and a connection portion that electrically connects the pair of brackets.
  • the rotor has a first dielectric layer between the shaft and the outer peripheral surface of the rotating body, and a second dielectric layer between the shaft and the bearing.
  • the capacitance of the first dielectric layer and the capacitance of the second dielectric layer Is equal to the configuration connected in series.
  • the rotor side impedance can be increased. If the impedance on the rotor side is increased, it can be approximated to the impedance on the stator side which is high impedance. As a result, a balance can be achieved between the inner ring side of the bearing and the outer ring side of the bearing so that the high-frequency potentials are equal.
  • FIG. 1 is a structural diagram showing a cross section of a brushless motor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the shaft voltage waveform of the brushless motor in Example 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing the shaft voltage waveform of the brushless motor in Comparative Example 1.
  • FIG. 1 is a structural diagram showing a cross section of the brushless motor according to the first embodiment of the present invention.
  • the brushless motor in Embodiment 1 of this invention is demonstrated and illustrated about the case where it uses for a ventilation fan.
  • This blower fan is mounted on an air conditioner or the like, which is an electrical device.
  • an inner rotor type motor in which the rotor is rotatably arranged on the inner peripheral side of the stator will be described as an example.
  • the stator 10 is molded with an insulating resin 13, which is a mold resin, in a stator core 11 around which a stator winding 12 is wound.
  • the stator core 11 includes a resin 21 that is an insulator that insulates the stator core 11 and the stator winding 12.
  • the stator winding 12 is wound around the stator core 11 via the resin 21.
  • the stator core 11 is molded with an insulating resin 13 together with other fixing members. These members are integrally formed of mold resin. As a result, the stator 10 whose outer shape is substantially cylindrical is configured.
  • Rotator 14 is inserted inside stator 10 through a gap.
  • the rotor 14 includes a rotating body 30 and a shaft 16 that passes through the axis of the rotating body 30.
  • the rotating body 30 has a ferrite resin magnet 32 that is a permanent magnet in the circumferential direction facing the inner peripheral side of the stator 10.
  • the rotating body 30 has a disk shape including a rotor core 31. This will be described in detail with reference to FIG.
  • the rotating body 30 includes an outer core 31a, a first dielectric layer 50, and a rotor core 31 that constitute the outer periphery of the rotor core 31 from the ferrite resin magnet 32 at the outermost periphery toward the shaft 16 on the inner periphery.
  • the rotor core 31, the first dielectric layer 50, and the ferrite resin magnet 32 are integrally formed.
  • the inner peripheral side of the stator 10 and the outer peripheral side of the rotating body 30 are arranged to face each other.
  • the pair of bearings 15 support the shaft 16.
  • Two bearings 15 that support the shaft 16 are attached to the shaft 16 of the rotor 14.
  • the bearing 15 is a cylindrical bearing having a plurality of iron balls.
  • the inner ring side of the bearing 15 is fixed to the shaft 16.
  • the side from which the shaft 16 protrudes from the brushless motor main body is the output shaft side, and the opposite side is the opposite output shaft side.
  • the output shaft side shows the left side in FIG. 1, and the non-output shaft side shows the right side in FIG.
  • the shaft 16 is supported by the bearing 15a on the output shaft side and supported by the bearing 15b on the non-output shaft side.
  • the outer ring side of the bearing 15 is fixed to metal brackets 17 and 19.
  • the output shaft side bearing 15 a is fixed by a bracket 17
  • the non-output shaft side bearing 15 b is fixed by a bracket 19.
  • connection pins 22 and 23 which are connecting portions electrically connect the pair of brackets 17 and 19.
  • a conduction pin 22 is electrically connected to the bracket 19 in advance.
  • One end 22 a of the conduction pin 22 is connected to the collar portion 19 b of the bracket 19.
  • the conduction pin 22 is disposed inside the insulating resin 13. Similar to the bracket 19, the conduction pin 22 is formed integrally with the insulating resin 13. Inside the insulating resin 13, the conduction pin 22 extends from the collar portion 19b toward the outer periphery of the brushless motor. In the vicinity of the outer periphery of the brushless motor, the conduction pin 22 is bent in a direction substantially parallel to the shaft 16. The conduction pin 22 extends toward the output shaft side of the shaft 16.
  • the other tip 22b of the conductive pin 22 is exposed from the end surface of the insulating resin 13 on the output shaft side.
  • a conduction pin 23 is connected to the tip 22b.
  • the conduction pin 23 electrically connects the conduction pin 22 and the bracket 17. When the bracket 17 is press-fitted into the stator 10, the conduction pin 23 comes into contact with the bracket 17, and conduction between the bracket 17 and the conduction pin 23 is ensured.
  • the rotor 14 includes a first dielectric layer 50 and a second dielectric layer 51 (51a, 51b).
  • the first dielectric layer 50 is located between the shaft 16 and the outer peripheral surface of the rotating body 30.
  • the second dielectric layer 51a is located between the shaft 16 and the bearing 15a.
  • the second dielectric layer 51b is located between the shaft 16 and the bearing 15b.
  • the shaft 16 is supported by the two bearings 15, so the rotor 14 rotates freely.
  • the bracket 17 and the bracket 19 which are two brackets are electrically connected via the conduction pins 22 and 23.
  • the bracket 17 and the bracket 19 are insulated from the stator core 11 by the insulating resin 13.
  • the conduction pin 22 when the conduction pin 22 is disposed inside the motor, that is, inside the insulating resin 13, the conduction pin 22 can be prevented from rust and external force. Therefore, the electrical connection between the two brackets 17 and 19 is highly reliable against the use environment and external stress.
  • the low-impedance rotor 14 includes the first dielectric layer 50 and the second dielectric layer 51, whereby the capacitance of the first dielectric layer 50 and the second dielectric layer are provided.
  • the electrostatic capacity 51 has the same configuration as that connected in series. In other words, the impedance on the rotor 14 side can be increased. When the impedance on the rotor 14 side is increased, it can be approximated to the impedance on the stator 10 side which is high impedance. As a result, a balance can be achieved between the inner ring side of the bearing 15 and the outer ring side of the bearing so that the high-frequency potentials are equal.
  • the molded motor according to Embodiment 1 of the present invention can obtain the following effects. That is, the impedances of the two brackets 17 and 19 are the same without being greatly reduced.
  • the impedance on the rotor 14 side (bearing inner ring side) is increased.
  • the impedance on the rotor 14 side and the impedance of the two brackets 17 and 19 on the stator 10 side (bearing outer ring side) are approximate.
  • a high-frequency potential between the inner ring side of the bearing 15 and the outer ring side of the bearing can be balanced.
  • a motor in which the occurrence of electrolytic corrosion in the bearing 15 is suppressed is provided.
  • the printed circuit board 18 is built into the brushless motor according to the first embodiment.
  • the printed circuit board 18 is mounted with a drive circuit including a control circuit.
  • the bracket 17 is press-fitted into the stator 10.
  • a brushless motor is formed.
  • connection line 20 is connected to the printed circuit board 18.
  • Connection line 20 includes a lead wire for applying power supply voltage Vdc of the winding, power supply voltage Vcc of the control circuit, and control voltage Vsp for controlling the number of revolutions to printed board 18.
  • the connection line 20 includes a ground line of the control circuit.
  • the zero potential point on the printed circuit board 18 on which the drive circuit is mounted is insulated from the earth ground and the primary side (power supply) circuit.
  • the zero potential point portion is in a floating state with respect to the earth ground and the potential of the primary side (power supply) circuit.
  • the zero potential point portion is a wiring with a 0 volt potential serving as a reference potential on the printed circuit board 18.
  • the zero potential point portion indicates a ground wiring called a ground.
  • the ground line included in the connection line 20 is connected to the zero potential point, that is, the ground wiring.
  • a drive circuit is mounted on the printed circuit board 18.
  • a power supply circuit that supplies a power supply voltage of a winding connected to the printed circuit board 18, a power supply circuit that supplies a power supply voltage of a control circuit, a lead wire that applies a control voltage, a ground wire of the control circuit, etc.
  • the potential is in a floating state.
  • This state is also known as a state where the potential is floated and is well known.
  • the power supply circuit for supplying the power supply voltage of the winding connected to the printed circuit board 18 and the power supply circuit for supplying the power supply voltage of the control circuit are also called floating power supplies, and are well known.
  • a drive current supplied to the stator winding 12 is generated by a drive circuit mounted on the printed circuit board 18 based on each supplied power supply voltage and control signal.
  • a drive current is supplied to the stator winding 12
  • a magnetic field is generated from the stator core 11.
  • the magnetic field generated from the stator core 11 and the magnetic field generated from the ferrite resin magnet 32 generate an attractive force and a repulsive force corresponding to the polarities of these magnetic fields.
  • the rotor 14 rotates around the shaft 16 by these suction force and repulsive force.
  • the impedance between the shaft 16 and the bearing 15 is larger than the impedance between the shaft 16 and the outer peripheral surface of the rotating body 30. That is, the impedance on the stator 10 side and the impedance on the rotor 14 side are high. Therefore, a balance is achieved in a state where the potential on the inner ring side of the bearing 15 and the potential on the outer ring side of the bearing 15 are low. As a result, the shaft voltage can be suppressed and the generation of shaft current can be prevented without being affected by the environment in which the molded motor is used.
  • At least one of the first dielectric layer 50 and the second dielectric layer 51 is made of a resin-molded dielectric.
  • the first dielectric layer 50 is provided between the shaft 16 and the outer peripheral surface of the rotating body 30.
  • the second dielectric layer 51 is provided between the shaft 16 and the bearing 15 that supports the shaft 16.
  • the brushless motor has the shaft 16 supported by the two bearings 15.
  • Each bearing 15 is fixed and supported by brackets 17 and 19.
  • each bearing 15 is set as the structure fixed by the metal-made brackets which have electroconductivity. That is, in order to fix the bearing 15, a conductive bracket that is previously processed with a steel plate and has good dimensional accuracy is used. In particular, when the motor is required to have a high output, such a configuration is more preferable.
  • a bracket 19 having an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the bearing 15b is used.
  • the bracket 19 is formed integrally with the insulating resin 13.
  • the shape of the insulating resin 13 on the side opposite to the output shaft is a shape having a main body protruding portion 13 a that protrudes from the brushless motor main body in the direction opposite to the output shaft.
  • a bracket 19 is disposed as an inner bracket on the inner side of the main body protrusion 13a.
  • the bracket 19 is formed integrally with the insulating resin 13.
  • the bracket 19 has a cup shape that is hollow and cylindrical. More specifically, the bracket 19 has a cylindrical portion 19a and a collar portion 19b.
  • the collar portion 19b has an annular shape that slightly extends from the opening end of the cylindrical portion 19a in the outer circumferential direction.
  • the inner peripheral diameter of the cylindrical portion 19a is substantially equal to the outer peripheral diameter of the bearing 15b.
  • the outer diameter of the collar portion 19b is slightly larger than the outer diameter of the bearing 15b. That is, the outer diameter of the collar portion 19 b is configured to be larger than the outer diameter of the bearing 15 b and at least smaller than the outer diameter of the rotating body 30.
  • the bracket 19 in such a shape, for example, compared to a structure in which the collar portion 19b extends beyond the outer periphery of the rotating body 30 to the stator 10, use of a metal material that increases costs is suppressed. .
  • the outer surface of the bracket 19 is integrally formed so as to be covered with the insulating resin 13 while suppressing the area of the metal bracket 19. Therefore, noise generated from the bearing 15b is suppressed.
  • the output shaft side bearing 15 a is fixed to the brushless motor main body by the bracket 17.
  • the outer diameter of the bracket 17 is substantially equal to the outer diameter of the stator 10.
  • the bracket 17 has a substantially circular plate shape.
  • the bracket 17 has a protrusion having a diameter substantially equal to the outer diameter of the bearing 15a at the center of the disk. The inside of this protrusion is hollow.
  • the brushless motor in the embodiment of the present invention is formed. According to the brushless motor in the embodiment of the present invention, assembly work can be facilitated. Furthermore, according to this brushless motor, since the outer ring side of the bearing 15a is fixed to the metal bracket 17, it is possible to suppress problems due to creep.
  • Example 1 A specific brushless motor for the above-described configuration is shown in FIG.
  • This brushless motor has the following configuration.
  • the rotor 14 includes a rotating body 30 and a shaft 16 that passes through the axis of the rotating body 30.
  • the rotor 14 includes a first dielectric layer 50 and a second dielectric layer 51 (51a, 51b).
  • the first dielectric layer 50 is located between the shaft 16 and the outer peripheral surface of the rotating body 30.
  • the first dielectric layer 50 is made of PBT resin.
  • the first dielectric layer 50 has a resin thickness of 2.5 mm.
  • the second dielectric layer 51 (51a, 51b) is located between the shaft 16 and the bearing 15 (15a, 15b) that supports the shaft 16. Epoxy resin is used for the second dielectric layer 51.
  • the second dielectric layer 51 has a resin thickness of 0.5 mm.
  • the brushless motor is configured by combining such a rotor 14 and a stator molded with resin. The shaft voltage was measured using such a
  • Reference numeral 608 denotes a ball bearing defined in JIS standards (Japan Industrial Standards). This ball bearing has an inner ring diameter of 8 mm, an outer ring diameter of 22 mm, and a width of 7 mm. The grease used had a consistency of 240.
  • the same stator was used in Example 1 and Comparative Example 1 when measuring the shaft voltage. That is, the measurement of axial voltage replaced the stator described in Example 1 and the rotor described in Comparative Example 1 described later.
  • the inner ring and the outer ring of the bearing 15 are insulated with lubricating oil.
  • the brushless motor is controlled by PWM drive that forms a drive waveform from a high carrier frequency.
  • An induced voltage derived from the high frequency carrier is generated in the brackets 17 and 19 and the shaft 16 of the brushless motor. If the insulation of the bearing 15 can be maintained, this induced voltage is observed. On the other hand, when the insulation of the bearing 15 cannot be maintained, arc discharge occurs between the inner ring and the outer ring of the bearing 15 and electric corrosion occurs. That is, when no induced voltage is observed, it can be seen that the inner ring and the outer ring of the bearing 15 are short-circuited.
  • FIG. 2 shows a shaft voltage waveform of a brushless motor using the stator described in the first embodiment. From this shaft voltage waveform, it was confirmed that there was no disturbance in the carrier voltage waveform serving as a reference for PWM driving, and no shaft current was flowing. Therefore, it can be seen that the insulation of the bearing can be maintained.
  • the rotor used in Comparative Example 1 has the same outer dimensions as the rotor used in Example 1.
  • the rotor used in Comparative Example 1 is not insulated between the outer iron core 31a and the inner iron core 31b. There is no insulation between the shaft and the bearing that supports the shaft.
  • the shaft and bearing used in Comparative Example 1 have the same outer dimensions as the shaft and bearing used in Example 1.
  • the brushless motor used in Comparative Example 1 uses such a rotor, a shaft, and a bearing.
  • the brushless motor used in Comparative Example 1 was evaluated in the same manner as the brushless motor used in Example 1.
  • FIG. 3 shows the shaft voltage waveform of the brushless motor described in Comparative Example 1. From this shaft voltage waveform, it was confirmed that the carrier voltage waveform serving as a reference for PWM drive was disturbed and the shaft current was flowing. Therefore, it can be seen that the insulation of the bearing could not be maintained.
  • the molded motor according to the first embodiment of the present invention has a stator that molds a stator core around which a winding is wound with a mold resin, and a permanent magnet in the circumferential direction facing the stator.
  • a rotor including a rotating body, a shaft that passes through the axis of the rotating body, a bearing that supports the pair of shafts, a conductive bracket that fixes the pair of bearings, and the pair of brackets are electrically connected.
  • a connection unit is electrically connected.
  • the rotor has a first dielectric layer between the shaft and the outer peripheral surface of the rotating body, and a second dielectric layer between the shaft and the bearing.
  • the impedance on the rotor side can be increased by the first dielectric layer provided between the shaft and the outer peripheral surface of the rotor. If the impedance of the rotor is increased, a balance can be achieved so that the high-frequency potentials are equal between the inner ring side of the bearing and the outer ring side of the bearing. Furthermore, in the stator, the impedance between the shaft and the bearing is higher than that between the shaft and the iron core of the stator. Therefore, even if the impedance of the load connected to the output side of the shaft changes, it is not easily affected.
  • a molded motor is provided in which the occurrence of electrolytic corrosion on the bearing is suppressed.
  • the electrical device including the molded motor in which the occurrence of electrolytic corrosion in the bearing is suppressed can be provided.
  • the motor of the present invention can reduce the shaft voltage and can suppress the occurrence of electrolytic corrosion in the bearing. Therefore, it is effective for a motor mounted on an electrical device that is mainly required to reduce the motor price and increase the service life.
  • Main electrical equipment includes air conditioner indoor units, air conditioner outdoor units, water heaters, and air purifiers.

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Abstract

本発明のモールドモータは、固定子巻線（１２）を巻装した固定子鉄心（１１）をモールド樹脂によってモールドする固定子（１０）と、固定子（１０）に対向して周方向に永久磁石であるフェライト樹脂磁石（３２）を有する回転体（３０）と、回転体（３０）の軸心を貫通するシャフト（１６）とを含む回転子（１４）と、一対のシャフト（１６）を支持する軸受（１５）と、一対の軸受（１５）を固定する導電性のブラケット（１７、１９）と、一対のブラケット（１７、１９）を電気的に接続する接続部である導通ピン（２２、２３）と、を備える。回転子（１４）は、シャフト（１６）と回転体（３０）の外周面との間に、第１の誘電体層（５０）を有するとともに、シャフト（１６）と軸受（１５）との間には第２の誘電体層（５１）を備える。

Description

モールドモータ
　本発明は、固定子を樹脂でブラケットと一体に成形したモールドモータに関する。特に、軸受に生じる電食の発生を抑制するように改良されたモールドモータに関する。
　近年、モータの駆動方式は、モータの可変速性や高効率化のために、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式（以下、「ＰＷＭ方式」という。）を用いたインバータ制御が多く採用される。
　しかしながら、ＰＷＭ方式のインバータ制御を用いた場合、巻線の中性点の電位が零とならない。従って、軸受の外輪と軸受の内輪との間には、電位差（以下、「軸電圧」という。）が発生する。軸電圧は、スイッチングによる高周波成分を含んでいる。軸電圧が軸受の内部に存在する油膜の絶縁破壊が生じる電圧に達すると、軸受の内部には微小な電流が流れる。この微小な電流が流れると、軸受の内部には電食が発生する。電食が進行した場合、軸受の内輪、軸受の外輪または軸受ボールには、波状の摩耗現象が発生する。波状の摩耗現象が発生すると、軸受から異常音が発生することがある。この異常音の発生が、モータにおける不具合の主要因の１つとなっている。
　主に、家電機器の送風機を駆動するモータは、低騒音かつ低振動であることが強く要求される。この要求に応えるため、ステータコア及び巻線を合成樹脂で一体に成形したモールドモータが主流となっている。このモールドモータは、モールドモータ内部に電子部品が搭載された回路基板等を有するものも存在する。
　モールド材として樹脂が用いられたモールドモータは、軸受を固定するために必要とされる強度が十分ではない。モールド材として樹脂が用いられたモールドモータは、樹脂で成形されるため、寸法の精度が悪い。モールドモータの寸法の精度が悪いと、伝達された負荷で発生したラジアル方向の力によって、軸受とブラケットとの間で滑り現象によるクリープが発生しやすくなる。このような不具合を改善するために、モールドモータは、予め鋼板で加工された金属製のブラケットを用いて軸受を固定することが一般的である。金属性のブラケットは、寸法精度が良好である。
　ところで、金属性のブラケットが用いられたモールドモータは、固定子がブラケットから絶縁される。固定子がブラケットから絶縁されると、固定子側のインピーダンスが高くなり、軸受の外輪と軸受の内輪との電圧差が大きくなる。換言すると、軸電圧はより高くなる。更に、金属性のブラケットが用いられたモールドモータは、固定子とブラケットとが独立する。固定子とブラケットとが独立すると、モータが取り付けられる外部環境によって、軸電圧が変動しやすくなる。
　電食とは、軸受の材料がアーク放電によって損傷を受ける現象である。その理由は、軸受の内輪と軸受の外輪との間に発生した軸電圧によって、軸受の内輪－玉－軸受の外輪という経路で軸電流が流れることによる。電食を抑制するために、以下のような対策が考えられる。
（１）軸受の内輪と軸受の外輪との間の軸電圧を低減する。
（２）軸受の内輪－玉－軸受の外輪との間の軸電流を低減する。
　上記（１）の具体的な方法は、固定子鉄心と導電性を有する金属製のブラケットとを電気的に短絡させることで、静電容量を変化させて軸電圧を低減するものがある（例えば、特許文献１参照）。
　また、モールドモータの構造的な観点において、固定子鉄心と導電性を有する金属製のブラケットとを電気的に導通させる構成もある（例えば、特許文献２参照）。
　上記（２）の具体的な方法は、軸受の内部に位置する鉄ボールを非導電性のセラミックボールへ変更するものである。この方法は、電食の発生を抑制する効果が非常に高い。しかし、この方法は、コストが高く、汎用的なモータへ採用することは困難である。
　その他、金属フレームと金属ブラケットとを有する鋼板モータにおいて、回転子－軸受－金属フレームに繋がる部分のいずれかに絶縁材をコーティングする方法もある。このような構成は、軸受の静電容量と直列にコーティングの静電容量を接続することになる。従って、軸受に加わる軸電圧は低減される（例えば、特許文献３参照）。
　ここで、静電容量と抵抗とを並列に接続した場合、インピーダンスは、Ｚ＝１／ｊωＣ＋Ｒの関係式で表される。ここで、Ｚはインピーダンス、ｊは虚数、ωは角周波数、Ｃは静電容量、Ｒは抵抗を示す。この式から、静電容量が大きくなる、または抵抗が小さくなるとインピーダンスは低くなることがわかる。また、この式から、静電容量が小さくなる、または抵抗が大きくなるとインピーダンスは高くなることがわかる。
　しかしながら、特許文献１のような従来の方法は、固定子鉄心と導電性を有する金属製のブラケットとを短絡させるため、インピーダンスの調整が不可能である。回転子に用いられる磁石の材質や、磁石の構造によっては、軸電圧が高くなることがある。
　また、特許文献１のような従来の方法は、インピーダンスを低くすることになる。よって、軸受の内輪と軸受の外輪との間は、常に電位が高い状態でバランスを保つ必要がある。しかし、モータが使用される環境や、固定子と回転子とを組み立てる際に生じる精度ばらつきなどによって、インピーダンスのバランスが崩れることがある。このような場合、軸電圧が高くなり過ぎるため、電食が発生しやすくなることも考えられる。
　特許文献３のような従来の方法は、鋼板モータのように全体のインピーダンスが小さなモータでは効果的である。しかし、モールドモータのように全体のインピーダンスが大きなモータでは、十分に軸電流を防止することができないため、電食を発生することがあった。更に、コーティングで誘電体を構成する場合、製造時にばらつきが発生する。製造時にばらつきが発生すると、インピーダンスにばらつきが生じたり、組み立て時に誘電体からコーティングが剥離したりすることがある。
特開２００７－１５９３０２号公報 特許第３７７５３７０号公報 特開２００５－１９８３７４号公報
　本発明のモールドモータは、巻線を巻装した固定子鉄心をモールド樹脂によってモールドする固定子と、固定子に対向して周方向に永久磁石を有する回転体と、回転体の軸心を貫通するシャフトとを含む回転子と、一対のシャフトを支持する軸受と、一対の軸受を固定する導電性のブラケットと、一対のブラケットを電気的に接続する接続部と、を備える。
　回転子は、シャフトと回転体の外周面との間に第１の誘電体層を有するとともに、シャフトと軸受との間には第２の誘電体層を備える。
　低インピーダンスの回転子において、第１の誘電体層と第２の誘電体層とを備えることにより、第１の誘電体層が有する静電容量と第２の誘電体層が有する静電容量とは直列に接続された構成と等しくなる。換言すると、回転子側のインピーダンスを高くすることが可能となる。回転子側のインピーダンスを高くすると、高インピーダンスである固定子側のインピーダンスに近似させることができる。その結果、軸受の内輪側と軸受の外輪側との間において、高周波的な電位が等しくなるようにバランスをとることができる。
図１は本発明の実施の形態１におけるブラシレスモータの断面を示す構造図である。 図２は本発明の実施例１におけるブラシレスモータの軸電圧波形を示すグラフである。 図３は比較例１におけるブラシレスモータの軸電圧波形を示すグラフである。
　以下、本発明のモータについて、図面を用いて説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１におけるブラシレスモータの断面を示す構造図である。以下、本発明の実施の形態１におけるブラシレスモータについて、送風ファンへ用いられる場合を例示して説明する。この送風ファンは、電気機器であるエアコン等に搭載される。本実施の形態１では、回転子が、固定子の内周側へ回転自在に配置されるインナロータ型のモータを例示して説明する。
　図１において、固定子１０は、固定子巻線１２を巻装した固定子鉄心１１がモールド樹脂である絶縁樹脂１３によってモールドされる。固定子鉄心１１は、固定子鉄心１１と固定子巻線１２とを絶縁するインシュレータである樹脂２１を有する。固定子巻線１２は、樹脂２１を介して固定子鉄心１１へ巻装される。固定子鉄心１１は、他の固定部材とともに絶縁樹脂１３によってモールド成形される。これらの部材は、モールド樹脂により一体に成形される。その結果、外形が概ね円筒形状をなす固定子１０が構成される。
　固定子１０の内側には、空隙を介して回転子１４が挿入される。回転子１４は、回転体３０と、この回転体３０の軸心を貫通するシャフト１６とを含む。回転体３０は、固定子１０の内周側に対向して周方向に永久磁石であるフェライト樹脂磁石３２を有する。回転体３０は、回転子鉄心３１を含む円板状である。図１を用いて詳細に説明する。回転体３０は、最外周部のフェライト樹脂磁石３２から内周側のシャフト１６に向かって、回転子鉄心３１の外周部を構成する外側鉄心３１ａ、第１の誘電体層５０、回転子鉄心３１の内周部を構成する内側鉄心３１ｂの順に配置される。つまり、本実施の形態１における回転体３０は、回転子鉄心３１と、第１の誘電体層５０と、フェライト樹脂磁石３２とが一体に成形される。このように、固定子１０の内周側と回転体３０の外周側とは、対向して配置される。
　一対の軸受１５は、シャフト１６を支持する。回転子１４のシャフト１６には、シャフト１６を支持する２つの軸受１５が取り付けられる。軸受１５は、複数の鉄ボールを有する円筒形状のベアリングである。軸受１５の内輪側は、シャフト１６に固定される。シャフト１６がブラシレスモータ本体から突出した側を出力軸側とし、その反対側を反出力軸側とする。出力軸側は図１において左側を示し、反出力軸側は図１において右側を示す。シャフト１６は、出力軸側を軸受１５ａによって支持され、反出力軸側を軸受１５ｂによって支持される。
　一対の導電性のブラケット１７、１９は、軸受１５（１５ａ、１５ｂ）を固定する。軸受１５は、軸受１５の外輪側が金属製のブラケット１７、１９へ固定される。図１では、出力軸側の軸受１５ａはブラケット１７により固定され、反出力軸側の軸受１５ｂはブラケット１９により固定される。
　接続部である導通ピン２２、２３は、一対のブラケット１７、１９を電気的に接続する。図１に示すように、ブラケット１９には、予め導通ピン２２が電気的に接続される。導通ピン２２の一方の先端部２２ａは、ブラケット１９のつば部１９ｂへ接続される。導通ピン２２は絶縁樹脂１３の内部に配置される。導通ピン２２は、ブラケット１９と同様に、絶縁樹脂１３により一体に成形される。絶縁樹脂１３の内部において、導通ピン２２は、つば部１９ｂからブラシレスモータの外周方向へと延伸される。ブラシレスモータの外周近辺において、導通ピン２２は、シャフト１６とほぼ平行した方向へ折り曲げられる。導通ピン２２は、シャフト１６の出力軸側へと延伸される。導通ピン２２の他方の先端部２２ｂは、絶縁樹脂１３の出力軸側の端面から露出している。先端部２２ｂには、導通ピン２３が接続される。導通ピン２３は、導通ピン２２とブラケット１７とを電気的に接続する。ブラケット１７が固定子１０へ圧入されると、導通ピン２３はブラケット１７と接触し、ブラケット１７と導通ピン２３との導通が確保される。
　回転子１４は、第１の誘電体層５０と第２の誘電体層５１（５１ａ、５１ｂ）とを備える。第１の誘電体層５０は、シャフト１６と回転体３０の外周面との間に位置する。第２の誘電体層５１ａは、シャフト１６と軸受１５ａとの間に位置する。第２の誘電体層５１ｂは、シャフト１６と軸受１５ｂとの間に位置する。
　以上のような構成により、シャフト１６は２つの軸受１５に支承されるため、回転子１４は回転自在に回転する。２つのブラケットであるブラケット１７とブラケット１９とは、導通ピン２２、２３を介して電気的に接続される。ブラケット１７とブラケット１９とは、絶縁樹脂１３により固定子鉄心１１と絶縁される。なお、導通ピン２２がモータ内部、つまり絶縁樹脂１３の内部へ配置されると、導通ピン２２を錆や外力などから予防できる。よって、２つのブラケット１７、１９の電気的接続は、使用環境や外部応力などに対して、信頼性が高くなる。
　また、低インピーダンスの回転子１４において、第１の誘電体層５０と第２の誘電体層５１とを備えることにより、第１の誘電体層５０が有する静電容量と第２の誘電体層５１が有する静電容量とは直列に接続された構成と等しくなる。換言すると、回転子１４側のインピーダンスを高くすることが可能となる。回転子１４側のインピーダンスを高くすると、高インピーダンスである固定子１０側のインピーダンスに近似させることができる。その結果、軸受１５の内輪側と軸受の外輪側との間において、高周波的な電位が等しくなるようにバランスをとることができる。
　この結果、本発明の実施の形態１におけるモールドモータは、つぎの効果を得ることができる。すなわち、２つのブラケット１７、１９のインピーダンスは、大きく低下することなく、同一となる。回転子１４側（軸受の内輪側）のインピーダンスは、高くなる。回転子１４側のインピーダンスと固定子１０側（軸受外輪側）の２つのブラケット１７、１９のインピーダンスとは、近似する。軸受１５の内輪側と軸受の外輪側との高周波的な電位は、バランスが取れる。こうして、軸受１５における電食の発生が抑制されたモータが提供される。
　さらに、本実施の形態１におけるブラシレスモータは、プリント基板１８が内蔵される。このプリント基板１８は、制御回路を含む駆動回路が実装される。プリント基板１８をモータへ内蔵したのち、ブラケット１７は固定子１０へ圧入される。こうして、ブラシレスモータが形成される。
　プリント基板１８には、接続線２０が接続される。接続線２０は、プリント基板１８へ、巻線の電源電圧Ｖｄｃ、制御回路の電源電圧Ｖｃｃおよび回転数を制御する制御電圧Ｖｓｐを印加するリード線を含む。接続線２０は、制御回路のグランド線を含む。
　駆動回路が実装されたプリント基板１８上のゼロ電位点部は、大地のアースおよび１次側（電源）回路と絶縁される。ゼロ電位点部は、大地のアースおよび１次側（電源）回路の電位に対してフローティングされた状態となる。ゼロ電位点部とは、プリント基板１８上において、基準電位となる０ボルト電位の配線である。通常、ゼロ電位点部は、グランドと呼ばれるグランド配線を示す。接続線２０に含まれるグランド線は、このゼロ電位点部、すなわちグランド配線に接続される。
　プリント基板１８には、駆動回路が実装される。プリント基板１８と接続される巻線の電源電圧を供給する電源回路や、制御回路の電源電圧を供給する電源回路、あるいは、制御電圧を印加するリード線および制御回路のグランド線などは、巻線の電源電圧を供給する電源回路に対する１次側（電源）回路や、制御回路の電源電圧を供給する電源回路に対する１次側（電源）回路、あるいは、これら１次側（電源）回路と接続された大地のアースおよび独立して接地された大地のアースのいずれとも電気的に絶縁される。つまり、１次側（電源）回路電位および大地のアースの電位に対して、プリント基板１８に実装された駆動回路は、電気的に絶縁された状態である。よって、電位は浮いた状態となる。この状態は、電位がフローティングされた状態とも表現され、よく知られている。また、プリント基板１８に接続される巻線の電源電圧を供給する電源回路および制御回路の電源電圧を供給する電源回路は、フローティング電源とも呼称され、これもよく知られている。
　以上のような構成に係るブラシレスモータに対して、接続線２０を介して各電源電圧および制御信号が供給される。供給された各電源電圧および制御信号に基いて、固定子巻線１２へ供給される駆動電流が、プリント基板１８上に実装された駆動回路により生成される。固定子巻線１２へ駆動電流が流されると、固定子鉄心１１から磁界が発生する。固定子鉄心１１から生じた磁界とフェライト樹脂磁石３２から生じた磁界は、これら磁界の極性に応じた吸引力および反発力を発生する。これらの吸引力および反発力によって、回転子１４はシャフト１６を中心に回転する。
　また、本実施の形態１におけるモールドモータは、シャフト１６と軸受１５との間のインピーダンスが、シャフト１６と回転体３０の外周面との間のインピーダンスよりも大きい。つまり、固定子１０側のインピーダンスと回転子１４側のインピーダンスは高い状態である。よって、軸受１５の内輪側の電位と軸受１５の外輪側の電位とが低い状態でバランスを取ることになる。その結果、モールドモータが使用される環境などに影響されることなく、軸電圧を抑制し、軸電流の発生を防止できる。
　また、本実施の形態１におけるモールドモータは、第１の誘電体層５０と第２の誘電体層５１の少なくともいずれか一方を、樹脂成形した誘電体で構成する。第１の誘電体層５０は、シャフト１６と回転体３０の外周面との間に設けられる。第２の誘電体層５１は、シャフト１６とシャフト１６を支持する軸受１５との間に設けられる。本構成とすれば、回転体３０は、容易かつ安定的に製造が可能な構造となる。よって、回転子１４側のインピーダンスを高めた回転子１４の生産性が向上する。
　次に、本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータについて、より詳細な構成を説明する。
　上述したように、ブラシレスモータは、２つの軸受１５によりシャフト１６が支持される。それぞれの軸受１５は、ブラケット１７、１９により固定され、支持される。本実施の形態１において、クリープによる不具合を抑制するために、それぞれの軸受１５は、導電性を有した金属製のブラケットにより固定される構成としている。すなわち、軸受１５を固定するために、予め鋼板で加工された、寸法精度が良好な導電性のブラケットが用いられる。特に、モータが高出力を要求される場合、このような構成とすることがより好ましい。
　具体的には、反出力軸側の軸受１５ｂを固定するために、軸受１５ｂの外周径とほぼ等しい外周径のブラケット１９が用いられる。このブラケット１９は、絶縁樹脂１３と一体に成形される。図１に示すように、反出力軸側における絶縁樹脂１３の形状は、ブラシレスモータ本体から反出力軸方向へと突出する本体突出部１３ａを有する形状となる。この本体突出部１３ａの本体内部側に、インナーブラケットとしてブラケット１９が配置される。ブラケット１９は、絶縁樹脂１３と一体に成形される。ブラケット１９は、中空で円筒状となるカップ形状を有する。より具体的には、ブラケット１９は、円筒部１９ａとつば部１９ｂとを有する。円筒部１９ａは、一方が開かれている。つば部１９ｂは、この円筒部１９ａの開口端部から外周方向へ少しだけ広がった環状の形状である。円筒部１９ａの内周径は、軸受１５ｂの外周径とほぼ等しい。軸受１５ｂが円筒部１９ａに圧入されると、軸受１５ｂはブラケット１９を介するようにして絶縁樹脂１３にも固定される。このような構成により、軸受１５ｂの外輪側は金属製のブラケット１９に固定されるため、ブラシレスモータはクリープによる不具合を抑制できる。
　つば部１９ｂの外周径は、軸受１５ｂの外周径よりも少しだけ大きい。すなわち、つば部１９ｂの外周径は、軸受１５ｂの外周径よりも大きく、かつ、少なくとも回転体３０の外周径よりも小さく構成される。ブラケット１９をこのような形状とすることで、例えば、つば部１９ｂが回転体３０の外周を超えて固定子１０まで広がるような構造に比べて、コスト高となる金属材料の使用が抑制される。また、金属製のブラケット１９の面積を抑制して、ブラケット１９の外郭は絶縁樹脂１３で覆われるように一体に成形される。よって、軸受１５ｂから発生する騒音は、抑制される。
　出力軸側の軸受１５ａは、ブラケット１７によりブラシレスモータ本体へ固定される。ブラケット１７の外周径は、固定子１０の外周径とほぼ等しい。ブラケット１７は概略円をした板形状である。ブラケット１７は、円板の中央部に軸受１５ａの外周径とほぼ等しい直径の突出部を有する。この突出部の内側は中空である。プリント基板１８が固定子１０の近傍へ配置された後、上述したブラケット１７が有する突出部の内側へ、軸受１５ａが圧入される。ブラケット１７の外周に設けられた接続端部と固定子１０の接続端部とが嵌合するように、ブラケット１７は固定子１０へ圧入される。
　以上の構成により、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータが形成される。本発明の実施の形態におけるブラシレスモータによれば、組立作業が容易化できる。さらに、このブラシレスモータによれば、軸受１５ａの外輪側は金属製のブラケット１７に固定されるため、クリープによる不具合も抑制できる。
　（実施例１）
　上述した構成について、具体的なブラシレスモータを図１に示す。このブラシレスモータは、以下の構成を有する。回転子１４は、回転体３０と、この回転体３０の軸心を貫通するシャフト１６とを含む。回転子１４は、第１の誘電体層５０と第２の誘電体層５１（５１ａ、５１ｂ）とを備える。第１の誘電体層５０は、シャフト１６と回転体３０の外周面との間に位置する。第１の誘電体層５０は、ＰＢＴ樹脂が用いられる。第１の誘電体層５０は、樹脂の厚みが２．５ｍｍである。第２の誘電体層５１（５１ａ、５１ｂ）は、シャフト１６とシャフト１６を支持する軸受１５（１５ａ、１５ｂ）との間に位置する。第２の誘電体層５１は、エポキシ樹脂が用いられる。第２の誘電体層５１は、樹脂の厚みが０．５ｍｍである。ブラシレスモータは、このような回転子１４と、樹脂でモールド成形された固定子とを組み合わせて構成される。このようなブラシレスモータを用いて、軸電圧を測定した。
　軸受１５は６０８を使用した。６０８とは、ＪＩＳ規格（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）に定められた玉軸受である。この玉軸受は、内輪径が８ｍｍ、外輪径が２２ｍｍ、幅が７ｍｍである。グリースはちょう度２４０のものを使用した。軸電圧の測定時には、実施例１と比較例１とで同じ固定子を使用した。すなわち、軸電圧の測定は、実施例１に記載された固定子と後述する比較例１に記載された回転子とを入れ替えた。軸受１５が回転すると、軸受１５の内輪と外輪との間は潤滑油で絶縁される。
　ブラシレスモータは、高周波のキャリア周波数から駆動波形を形成するＰＷＭ駆動で制御される。ブラシレスモータのブラケット１７、１９やシャフト１６には、高周波キャリアに由来する誘導電圧が発生する。軸受１５の絶縁が維持できていれば、この誘導電圧が観測される。一方、軸受１５の絶縁が維持できない場合、軸受１５の内輪と外輪との間にアーク放電が発生し、電食が発生する。つまり、誘導電圧が観測されない場合、軸受１５の内輪と外輪との間が短絡したことがわかる。
　図２に、実施例１に記載された固定子を用いたブラシレスモータの軸電圧波形を示す。この軸電圧波形より、ＰＷＭ駆動の基準となるキャリア電圧波形に乱れはなく、軸電流が流れていないことが確認できた。よって、軸受の絶縁は維持できていることがわかる。
　（比較例１）
　比較例１で用いられた回転子は、実施例１で用いられた回転子と同一の外形寸法を有する。比較例１で用いられた回転子は、外側の鉄心３１ａと内側の鉄心３１ｂとの間が絶縁されていない。シャフトとシャフトを支持する軸受との間は、絶縁されていない。比較例１で用いられたシャフトと軸受は、実施例１で用いられたシャフトと軸受と同一の外形寸法を有する。比較例１で用いられたブラシレスモータは、このような回転子と、シャフトと、軸受とが用いられる。比較例１で用いられたブラシレスモータは、実施例１で用いられたブラシレスモータと同様な方法で評価が行われた。
　図３に、比較例１に記載されたブラシレスモータの軸電圧波形を示す。この軸電圧波形より、ＰＷＭ駆動の基準となるキャリア電圧波形に乱れがあり、軸電流が流れていることが確認できた。よって、軸受の絶縁が維持できなかったことがわかる。
　以上説明したように、本発明の実施の形態１におけるモールドモータは、巻線を巻装した固定子鉄心をモールド樹脂によってモールドする固定子と、固定子に対向して周方向に永久磁石を有する回転体と、回転体の軸心を貫通するシャフトとを含む回転子と、一対のシャフトを支持する軸受と、一対の軸受を固定する導電性のブラケットと、一対のブラケットを電気的に接続する接続部と、を備える。
　回転子は、シャフトと回転体の外周面との間に第１の誘電体層を有するとともに、シャフトと軸受との間には第２の誘電体層を備える。
　このため、シャフトと回転体の外周面との間に設けられた第１の誘電体層により、回転子側のインピーダンスを高くすることができる。回転子のインピーダンスを高くすれば、軸受の内輪側と軸受の外輪側との間において、高周波的な電位が等しくなるようにバランスをとることができる。さらに、固定子内において、シャフト－軸受間のインピーダンスは、シャフト－固定子の鉄心間よりも高い。よって、シャフトの出力側に接続された負荷のインピーダンスが変化しても、その影響を受けにくい。また、ブラシレスモータの外部負荷やブラシレスモータが使用される環境に変化が生じても、軸受に電食の発生が抑制されるモールドモータが提供される。また、本発明の実施の形態１におけるモールドモータが、電気機器に組み込まれると、軸受における電食の発生が抑制されたモールドモータが備えられた電気機器を提供できる。
　本発明のモータは、軸電圧を減少させることが可能であり、軸受において電食が発生することを抑制できる。よって、主にモータの低価格化および高寿命化が要望される電気機器に搭載されるモータに有効である。主な電気機器は、エアコン室内機、エアコン室外機、給湯機、空気清浄機などがある。
　１０　　固定子
　１１　　固定子鉄心
　１２　　固定子巻線
　１３　　絶縁樹脂
　１３ａ　　本体突出部
　１４　　回転子
　１５，１５ａ，１５ｂ　　軸受
　１６　　シャフト
　１７　　ブラケット（出力軸側）
　１８　　プリント基板
　１９　　ブラケット（反出力軸側）
　１９ａ　　円筒部
　１９ｂ　　つば部
　２０　　接続線
　２１　　樹脂（インシュレータ）
　２２　　導通ピン（ブラケット（反出力軸側）側）
　２２ａ，２２ｂ　　先端部
　２３　　導通ピン（ブラケット（出力軸側）側）
　３０　　回転体
　３１　　回転子鉄心
　３１ａ　　外側鉄心
　３１ｂ　　内側鉄心
　３２　　フェライト樹脂磁石（永久磁石）
　５０　　第１の誘電体層
　５１，５１ａ，５１ｂ　　第２の誘電体層

Claims (3)

  1. 巻線を巻装した固定子鉄心をモールド樹脂によってモールドする固定子と、
    前記固定子に対向して周方向に永久磁石を有する回転体と、前記回転体の軸心を貫通するシャフトとを含む回転子と、
    一対の前記シャフトを支持する軸受と、
    一対の前記軸受を固定する導電性のブラケットと、
    前記一対のブラケットを電気的に接続する接続部と、を備え、
    前記回転子は、前記シャフトと前記回転体の外周面との間に第１の誘電体層を有するとともに、前記シャフトと前記軸受との間には第２の誘電体層を備えるモールドモータ。
  2. 前記シャフトと前記軸受との間のインピーダンスを、前記シャフトと前記回転体の外周面との間のインピーダンスよりも大きくした請求項１記載のモールドモータ。
  3. 前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層の少なくともいずれか一方は、樹脂成形した誘電体である請求項１または請求項２のいずれか1項に記載のモールドモータ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140074835A (ko) * 2012-12-07 2014-06-18 니혼 덴산 테크노 모터 가부시키가이샤 모터
JP2014132818A (ja) * 2012-12-07 2014-07-17 Nidec Techno Motor Corp モータ
WO2015001782A1 (ja) * 2013-07-04 2015-01-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電動機およびそれを備えた電気機器
CN114024391A (zh) * 2020-12-09 2022-02-08 卧龙电气驱动集团股份有限公司 电动机以及具备该电动机的电气设备

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2975743B1 (en) * 2013-03-15 2018-07-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electric motor and electrical device equipped with electric motor
CN109906543B (zh) * 2016-10-26 2021-12-10 日本电产三协株式会社 马达
DE102019117948B3 (de) * 2019-07-03 2020-06-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrische Maschine
EP4002651A4 (en) * 2019-07-17 2022-08-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. CAST ENGINE
CN112311127B (zh) * 2019-07-26 2021-10-01 广东威灵电机制造有限公司 无刷电机及电器设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008263698A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Daikin Ind Ltd 電動機
WO2010098123A1 (ja) * 2009-02-26 2010-09-02 パナソニック株式会社 電動機およびそれを備えた電気機器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4126933A (en) * 1977-07-14 1978-11-28 Carrier Corporation Method for assembling a permanent magnet rotor
US7332841B2 (en) * 2005-07-05 2008-02-19 Sam Hsu Computer cooler with light emitting arrangement
WO2009001546A1 (ja) * 2007-06-25 2008-12-31 Panasonic Corporation 電動機およびそれを備えた電気機器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008263698A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Daikin Ind Ltd 電動機
WO2010098123A1 (ja) * 2009-02-26 2010-09-02 パナソニック株式会社 電動機およびそれを備えた電気機器

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140074835A (ko) * 2012-12-07 2014-06-18 니혼 덴산 테크노 모터 가부시키가이샤 모터
JP2014132818A (ja) * 2012-12-07 2014-07-17 Nidec Techno Motor Corp モータ
KR101708968B1 (ko) * 2012-12-07 2017-02-21 니혼 덴산 테크노 모터 가부시키가이샤 모터
CN103872833B (zh) * 2012-12-07 2017-07-14 日本电产高科电机株式会社 马达以及空调机
WO2015001782A1 (ja) * 2013-07-04 2015-01-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電動機およびそれを備えた電気機器
CN105264751A (zh) * 2013-07-04 2016-01-20 松下知识产权经营株式会社 电动机以及具备该电动机的电气设备
CN114024391A (zh) * 2020-12-09 2022-02-08 卧龙电气驱动集团股份有限公司 电动机以及具备该电动机的电气设备
CN114024391B (zh) * 2020-12-09 2023-01-03 卧龙电气驱动集团股份有限公司 电动机以及具备该电动机的电气设备

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