JP5370431B2 - Electric motor and electric device including the same - Google Patents

Abstract

A motor discloses in the utility model comprises a stator that has a stator iron core on which a winding is wound, a rotor that consists of a permanent magnet maintained opposite to the stator along a circumferential direction, a shaft penetrating through the center, an outer side iron core contacting with the permanent magnet, an inner side iron core contacting with the shaft, and an dielectric layer disposed between the outer side iron core and the inner side iron core, bearings supporting the shaft, two conductive brackets for fixing the bearings, and a printed circuit board on which a drive circuit for driving the winding is mounted. Furthermore, the two brackets are electrically connected, and the two brackets and the earth wire as the zero potential reference on the printed circuit board are connected through a dielectric element.

Description

本発明は、電動機およびそれを備えた電気機器に関するもので、特に軸受の電食の発生を防止するように改良された電動機およびそれを備えた電気機器に関するものである。   The present invention relates to an electric motor and an electric device including the electric motor, and more particularly to an electric motor improved to prevent the occurrence of electric corrosion of a bearing and an electric device including the electric motor.

近年、電動機はパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式（以下、ＰＷＭ方式という）のインバータにより駆動する方式を採用するケースが多くなってきている。こうしたＰＷＭ方式のインバータ駆動の場合、巻線の中性点電位が零とならないため、軸受の外輪と内輪間に電位差（以下、軸電圧という）を発生させる。   In recent years, electric motors are often used in a system driven by an inverter of a pulse width modulation system (hereinafter referred to as a PWM system). In such PWM inverter drive, the neutral point potential of the winding does not become zero, and therefore a potential difference (hereinafter referred to as shaft voltage) is generated between the outer ring and the inner ring of the bearing.

軸電圧は、スイッチングによる高周波成分を含んでおり、軸電圧が軸受内部の油膜の絶縁破壊電圧に達すると、軸受内部に微小電流が流れ軸受内部に電食が発生する。電食が進行した場合、軸受内輪または軸受外輪または軸受ボールに波状摩耗現象が発生して異常音に至ることがあり、電動機における不具合の主要因の１つとなっている。   The shaft voltage includes a high-frequency component due to switching. When the shaft voltage reaches the dielectric breakdown voltage of the oil film inside the bearing, a minute current flows inside the bearing and electric corrosion occurs inside the bearing. When electrolytic corrosion progresses, a wavy wear phenomenon may occur in the bearing inner ring, the bearing outer ring, or the bearing ball, resulting in abnormal noise, which is one of the main causes of problems in the motor.

なお、電動機をＰＷＭ方式にてインバータ駆動する駆動回路（制御回路などを含む）の電源供給回路と、その電源供給回路の１次側回路および１次側回路側の大地へのアースとは電気的に絶縁された構成であった。   A power supply circuit of a drive circuit (including a control circuit) that drives an electric motor by an inverter by a PWM method, and a primary circuit of the power supply circuit and a ground to the ground on the primary circuit side are electrically Insulated configuration.

従来、電食を防止するためには、以下のような対策が考えられている。
（１）軸受内輪と軸受外輪を導通状態にする。
（２）軸受内輪と軸受外輪を絶縁状態にする。
（３）軸電圧を低減する。 Conventionally, in order to prevent electric corrosion, the following measures have been considered.
(1) Bring the bearing inner ring and bearing outer ring into a conductive state.
(2) Insulate the bearing inner ring and the bearing outer ring.
(3) Reduce the shaft voltage.

上記（１）の具体的方法としては、軸受の潤滑剤を導電性にすることが挙げられる。但し、導電性潤滑剤は、時間経過とともに導電性が悪化することや摺動信頼性に欠けるなどの課題がある。また、回転軸にブラシを設置し、導通状態にする方法も考えられるが、この方法もブラシ摩耗粉やスペースが必要となるなどの課題がある。   As a specific method of the above (1), it is possible to make the bearing lubricant conductive. However, the conductive lubricant has problems such as deterioration of conductivity with time and lack of sliding reliability. Moreover, although the method of installing a brush in a rotating shaft and making it a conduction | electrical_connection state is also considered, this method also has subjects, such as a brush abrasion powder and space being required.

上記（２）の具体的方法としては、軸受内部の鉄ボールを非導電性のセラミックボールに変更することが挙げられる。この方法は、電食防止の効果は非常に高いが、コストが高い課題があり、汎用的な電動機には採用できない。   As a specific method of the above (2), the iron ball in the bearing is changed to a non-conductive ceramic ball. This method is very effective in preventing electrolytic corrosion, but has a problem of high cost and cannot be used for a general-purpose electric motor.

上記（３）の具体的方法としては、固定子鉄心と導電性を有した金属製のブラケットとを短絡させることで、静電容量を変化させて軸電圧を低減する方法が、従来、公知である（例えば、特許文献１参照）。また、電動機の軸受の電食を抑制する従来技術には、電動機の固定子鉄心などを大地のアースへ電気的に接続する構成も多々開示されている。   As a specific method of the above (3), a method of reducing the axial voltage by changing the capacitance by short-circuiting the stator iron core and the conductive metal bracket is conventionally known. Yes (see, for example, Patent Document 1). In addition, in the prior art for suppressing the electric corrosion of the motor bearing, many configurations are disclosed in which the stator core of the motor is electrically connected to the earth ground.

特許文献１では、固定鉄心とブラケットを短絡させることにより、固定子側のインピーダンスを低くし、これによって軸受の電食を防止している。   In Patent Document 1, the impedance on the stator side is lowered by short-circuiting the fixed iron core and the bracket, thereby preventing electrolytic corrosion of the bearing.

すなわち、一般的に、洗濯機や食器洗い乾燥機などの水まわりで使用され、感電のおそれのある電動機は、充電部の絶縁（以下、基礎絶縁という）以外に、独立した絶縁を追加（以下、付加絶縁という）する必要がある。一方、これ以外のエアコン室内機、エアコン室外機、給湯機、空気清浄機などに使用される電動機は、感電のおそれがないため、付加絶縁は必要としない。   That is, in general, electric motors that are used around water such as washing machines and dishwashers and have a risk of electric shock, add independent insulation in addition to the insulation of the charging part (hereinafter referred to as basic insulation) (hereinafter referred to as It is necessary to do additional insulation). On the other hand, motors used for other air conditioner indoor units, air conditioner outdoor units, hot water heaters, air purifiers, and the like do not need an additional insulation because there is no risk of electric shock.

したがって、エアコン室内機、エアコン室外機、給湯機、空気清浄機などに使用される電動機は、回転子を絶縁構造としていないために、回転子側（軸受内輪側）のインピーダンスは、低い状態にある。それに対して、固定子側（軸受外輪側）は、絶縁構造となっているため、インピーダンスは高い状態にある。この場合、インピーダンスによる電圧降下の差が生じ、軸受内輪側の電位は高いのに対して軸受外輪側の電位は低いためアンバランス状態となり、高い軸電圧が発生してしまうこととなる。そして、このような高い軸電圧により軸受に電食が発生する可能性があった。   Therefore, since the motor used for the air conditioner indoor unit, the air conditioner outdoor unit, the water heater, the air purifier, etc. does not have an insulating structure, the rotor side (bearing inner ring side) has a low impedance. . On the other hand, since the stator side (bearing outer ring side) has an insulating structure, the impedance is high. In this case, a difference in voltage drop due to impedance occurs, and the potential on the bearing inner ring side is high, while the potential on the bearing outer ring side is low, so that an unbalanced state occurs and a high shaft voltage is generated. In addition, such high shaft voltage may cause electric corrosion in the bearing.

このような状態を避けるために、特許文献１は、固定子鉄心とブラケットを短絡させることで、上述したように固定子側（軸受外輪側）のインピーダンスを低くし、回転子側（軸受内輪側）のインピーダンスに近似させる方法を採用している。   In order to avoid such a state, Patent Document 1 discloses that the stator iron core and the bracket are short-circuited to reduce the impedance on the stator side (bearing outer ring side) as described above, and the rotor side (bearing inner ring side). ) Is used to approximate the impedance.

また、近年、固定子側の固定子鉄心などの固定部材をモールド材などでモールドして、信頼性を高めたモールドモータが提案されている。そこで、金属製のブラケットに代えてこのような絶縁性のモールド材で軸受を固定し、軸受外輪側に発生する不要な高周波電圧や軸受内外輪間を流れる不要な高周波電流を抑制することが考えられる。ところが、このようなモールド材は樹脂であり軸受を固定するには強度が不十分であったり、樹脂成形のため寸法精度が悪く、軸受のクリープ不具合が発生しやすくなったりするなどの課題があった。   In recent years, a mold motor has been proposed in which a fixing member such as a stator iron core on the stator side is molded with a molding material or the like to improve reliability. Therefore, it is considered to fix the bearing with such an insulating mold material instead of the metal bracket to suppress unnecessary high-frequency voltage generated on the bearing outer ring side and unnecessary high-frequency current flowing between the bearing inner and outer rings. It is done. However, such a molding material is a resin and has problems such as insufficient strength to fix the bearing, poor dimensional accuracy due to resin molding, and easy occurrence of a creep failure of the bearing. It was.

すなわち、ベアリングのような軸受は一般的に、例えば外輪とハウジング内周面との間に隙間がある場合、伝達負荷によってシャフトにラジアル方向の力が発生する。このような力が発生すると、径方向の相対差によって滑り現象が発生しやすくなり、このような滑り現象がクリープと呼ばれている。このようなクリープは、一般的に、外輪をブラケットなどのハウジングに強固に固定することで抑制できる。   That is, a bearing such as a bearing generally generates a radial force on the shaft due to a transmission load when, for example, there is a gap between the outer ring and the inner peripheral surface of the housing. When such a force is generated, a slip phenomenon is likely to occur due to a relative difference in the radial direction, and such a slip phenomenon is called creep. Such creep can be generally suppressed by firmly fixing the outer ring to a housing such as a bracket.

また、近年の電動機の高出力化に伴い、軸受をより強固に固定することが必要となっている。このため、例えば、予め鋼板で加工され寸法精度の良好な金属製のブラケットを軸受の固定に採用するなど、クリープ対策を施すことが必要不可欠となっている。とりわけ、軸受は回転軸に対して２箇所で受ける構造が一般的であるが、ここで述べた強度的な面や実施の容易性などの理由から、２つの軸受に対して金属製のブラケットで固定することが好ましい。   Further, with the recent increase in output of electric motors, it is necessary to more firmly fix the bearings. For this reason, for example, it is indispensable to take a countermeasure against creep, such as adopting a metal bracket that is processed in advance with a steel plate and has good dimensional accuracy for fixing the bearing. In particular, the bearings are generally received at two locations with respect to the rotating shaft, but for reasons such as the strength and ease of implementation described here, metal brackets are used for the two bearings. It is preferable to fix.

特開２００７−１５９３０２号公報JP 2007-159302 A

しかしながら、特許文献１のような従来の方法は、次のような課題があった。すなわち、この従来の方法は短絡させる方法なので、インピーダンスの調整が不可能であり、回転子の磁石材質や構造によっては、軸電圧が高くなってしまう場合があった。また、他の課題として、インピーダンスを低くする方法なので、軸受内輪と軸受外輪との間には常に電位が高い状態でバランスが保たれている状態であることが挙げられる。このような状態の場合、電動機の使用環境や固定子と回転子の組立精度バラツキなどによって、インピーダンスのバランスが崩れてしまうと、逆に軸電圧が高くなり電食が発生しやすくなってしまうというケースも可能性として考察された。   However, the conventional method as disclosed in Patent Document 1 has the following problems. That is, since this conventional method is a method of short-circuiting, the impedance cannot be adjusted, and the shaft voltage may increase depending on the magnet material and structure of the rotor. Another problem is that since the impedance is lowered, the balance between the bearing inner ring and the bearing outer ring is always maintained with a high potential. In such a state, if the balance of impedance is lost due to the usage environment of the motor or variations in the assembly accuracy of the stator and rotor, the shaft voltage becomes high and electric corrosion tends to occur. The case was also considered as a possibility.

また、反出力軸側にも導電性ブラケットを採用することで、従来、絶縁樹脂で固定していた際のインピーダンスよりも低い状態となる課題も懸念される。すなわち、これまでの
樹脂ハウジングは、強固な絶縁性能のため軸受内外輪間には電流が流れない状態であったものが、導電性ブラケットを採用することで、絶縁性能が低下し軸受内外輪間に電流が流れる状態となり、反出力軸側の軸受も電食が発生しやすくなってしまうというケースも可能性として考察された。 In addition, there is a concern that the use of the conductive bracket also on the side opposite to the output shaft may result in a state where the impedance is lower than the impedance when it is conventionally fixed with an insulating resin. In other words, conventional resin housings have been in a state in which no current flows between the inner and outer rings of the bearing due to their strong insulation performance, but the use of a conductive bracket reduces the insulation performance and reduces the distance between the inner and outer rings of the bearing. It was considered as a possibility that current would flow through the bearing on the side opposite to the output shaft and that electric corrosion would easily occur.

本発明の電動機は、上記課題に鑑みなされたものであり、軸受における電食の発生を防止した電動機およびそれを備えた電気機器を提供することを目的とする。   The electric motor of the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an electric motor that prevents the occurrence of electrolytic corrosion in a bearing and an electric device including the electric motor.

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動機は、巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、固定子に対向して周方向に永久磁石を保持した回転体と回転体の中央を貫通するように締結されたシャフトとを含み、かつ外周部を構成する外側鉄心と前記シャフトに締結された内周部を構成する内側鉄心とを有し、前記外側鉄心と前記内側鉄心とが前記誘電体層を介して電気的に絶縁された状態で固着されている回転子と、シャフトを支持する軸受と、軸受を固定する２つの導電性のブラケットと、巻線を駆動する駆動回路を搭載したプリント基板とを備え、回転体の外周とシャフトとの間に誘電体層を設け、２つのブラケットを電気的に接続し、かつ、２つのブラケットとプリント基板上のゼロ電位基準であるグランドとを誘電素子を介して接続した構成である。このような構成により、使用環境などに影響されることなく軸電圧を抑制できる。   In order to solve the above-described conventional problems, an electric motor according to the present invention includes a stator including a stator core around which a winding is wound, and a rotating body and a rotating body that hold a permanent magnet in a circumferential direction facing the stator. A shaft fastened so as to pass through the center of the outer core and an outer iron core constituting the outer peripheral portion and an inner iron core constituting the inner peripheral portion fastened to the shaft, the outer iron core and the inner iron core Are fixed in an electrically insulated state via the dielectric layer, a bearing that supports the shaft, two conductive brackets that fix the bearing, and a drive that drives the windings A printed circuit board on which a circuit is mounted, a dielectric layer is provided between the outer periphery of the rotating body and the shaft, the two brackets are electrically connected, and the two brackets and the printed circuit board are at zero potential reference A certain ground and a dielectric element It is connected Te configuration. With such a configuration, the shaft voltage can be suppressed without being affected by the use environment or the like.

軸電圧は、軸受が回転中に軸受内のグリースで潤滑効果を発生させることにより、内輪と玉、かつ、外輪と玉の間に静電容量が発生し、電動機の中性点電位とアース間に発生するコモンモード電圧が電動機内部に存在する静電容量と軸受けの静電容量との分圧により軸受けの静電容量の両端に軸電圧が発生する。   Axial voltage is generated between the inner ring and the ball and between the outer ring and the ball by generating a lubricating effect with the grease in the bearing while the bearing is rotating. A shaft voltage is generated at both ends of the bearing capacitance due to the common mode voltage generated in the motor divided by the capacitance existing inside the motor and the bearing capacitance.

この軸受に発生する静電容量より小さな静電容量を回転体に付与し、かつ軸受けの外輪と前記プリント基板上のゼロ電位基準であるグランドとを誘電素子を介して接続することで、静電容量による分圧効果により軸電圧を抑制できるとともにグランドと外輪を誘電素子で接続することにより、外輪に誘起される高周波ノイズ電圧を誘電素子を介して前記グランドにて吸収させる、すなわち抑制することにより軸電圧を低減することができる。   Capacitance smaller than that generated in the bearing is applied to the rotating body, and the outer ring of the bearing is connected to the ground, which is a zero potential reference on the printed circuit board, through a dielectric element. The axial voltage can be suppressed by the voltage dividing effect due to the capacitance, and by connecting the ground and the outer ring with a dielectric element, the high-frequency noise voltage induced in the outer ring is absorbed by the ground via the dielectric element, that is, suppressed. The shaft voltage can be reduced.

また、本発明の電動機は、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締結されたシャフトとを含み、かつ外周部を構成する外側鉄心と前記シャフトに締結された内周部を構成する内側鉄心とを有し、前記外側鉄心と前記内側鉄心とが前記誘電体層を介して電気的に絶縁された状態で固着されている回転子と、前記シャフトを支持する軸受と、前記軸受を固定する２つの導電性のブラケットと、前記巻線を駆動する駆動回路を搭載したプリント基板とを備え、前記回転体の外周と前記シャフトとの間に誘電体層を設け、前記２つのブラケットを電気的に接続し、かつ、前記２つのブラケットと前記プリント基板上のゼロ電位基準であるグランドとを並列に構成された誘電素子と抵抗素子を介して接続した構成である。   The electric motor of the present invention includes a stator including a stator core around which a winding is wound, a rotating body that holds a permanent magnet in a circumferential direction facing the stator, and passes through the center of the rotating body. And the outer iron core constituting the outer peripheral part and the inner iron core constituting the inner peripheral part fastened to the shaft, the outer iron core and the inner iron core being the dielectric A rotor fixed in an electrically insulated state through layers, a bearing for supporting the shaft, two conductive brackets for fixing the bearing, and a drive circuit for driving the windings A printed circuit board mounted thereon, a dielectric layer provided between the outer periphery of the rotating body and the shaft, electrically connecting the two brackets, and zeroing on the two brackets and the printed circuit board. Ground as potential reference A was connected through the dielectric element and a resistive element that is configured in parallel configuration.

このような構成により、軸電圧の低減させることに加えて、外輪に誘起される高周波ノイズ電圧を抵抗素子の抵抗成分を介して電流としてグランドにて吸収させることにより更に軸電圧を低減することができる。   With such a configuration, in addition to reducing the axial voltage, the high-frequency noise voltage induced in the outer ring can be further absorbed by the ground as a current through the resistance component of the resistive element, thereby further reducing the axial voltage. it can.

また、本発明の電動機は、固定子鉄心に巻装した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構成である。   In addition, the electric motor of the present invention has a configuration including a pulse width modulation type inverter that drives a winding wound around a stator core.

また、本発明の電気機器は、上述した電動機を搭載している。   Moreover, the electric device of the present invention is equipped with the above-described electric motor.

以上のように、本発明の電動機によれば、軸電圧を低減できるため、軸受における電食の発生を抑制した電動機およびそれを備えた電気機器を提供することができる。   As described above, according to the electric motor of the present invention, since the shaft voltage can be reduced, it is possible to provide an electric motor that suppresses the occurrence of electrolytic corrosion in the bearing and an electric device including the electric motor.

本発明の実施の形態１における電動機の断面図Sectional drawing of the electric motor in Embodiment 1 of this invention 同電動機の回転体の構成を示す図The figure which shows the structure of the rotary body of the same motor 同電動機の要部を示す図The figure which shows the principal part of the same motor 本発明の実施の形態２における電動機の断面図Sectional drawing of the electric motor in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態３におけるエアコン室内機の構造図Structure diagram of air conditioner indoor unit according to Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態４におけるエアコン室外機の構造図Structure diagram of air conditioner outdoor unit according to Embodiment 4 of the present invention 本発明の実施の形態５における給湯機の構造図Structural drawing of a water heater in Embodiment 5 of the present invention 本発明の実施の形態６における空気清浄機の構造図Structure diagram of the air cleaner in Embodiment 6 of the present invention

以下、本発明の電動機およびそれを備えた電気機器について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, an electric motor of the present invention and an electric device including the electric motor will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電動機の断面を示す構造図である。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電動機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。また、この電動機の形態は、回転子に永久磁石を有するブラシレスモータを一例に挙げて説明する。本発明の電動機は、必ずしもこれらの一例に限定されるものではない。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a structural diagram showing a cross section of the electric motor according to Embodiment 1 of the present invention. In this embodiment, an example of an electric motor that is mounted for an air conditioner as an electric device and that is an electric motor for driving a blower fan will be described. In the present embodiment, an example of an inner rotor type motor in which a rotor is rotatably arranged on the inner peripheral side of a stator will be described. In addition, the form of the electric motor will be described by taking a brushless motor having a permanent magnet in the rotor as an example. The electric motor of the present invention is not necessarily limited to these examples.

図１において、固定子鉄心１１には、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２１が介在して、巻線である固定子巻線１２が巻装されている。そして、このような固定子鉄心１１は、他の固定部材とともにモールド材としての絶縁樹脂１３にてモールド成形されている。本実施の形態では、これらの部材をこのようにモールド一体成形することにより、外形が概略円筒形状をなす固定子１０が構成されている。   In FIG. 1, a stator winding 12 that is a winding is wound around a stator core 11 with an insulator 21 that is a resin for insulating the stator core 11 interposed therebetween. Such a stator core 11 is molded with an insulating resin 13 as a molding material together with other fixing members. In the present embodiment, the stator 10 whose outer shape is substantially cylindrical is formed by integrally molding these members in this way.

固定子１０の内側には、空隙を介して回転子１４が挿入されている。回転子１４は、回転子鉄心３１を含む円板状の回転体３０と、回転体３０の中央を貫通するように回転体３０を締結したシャフト１６とを有している。回転体３０は、固定子１０の内周側に対向して周方向にフェライト樹脂磁石である永久磁石３２を保持している。   A rotor 14 is inserted inside the stator 10 through a gap. The rotor 14 includes a disk-shaped rotating body 30 including the rotor core 31 and a shaft 16 to which the rotating body 30 is fastened so as to penetrate the center of the rotating body 30. The rotating body 30 holds a permanent magnet 32 that is a ferrite resin magnet in the circumferential direction facing the inner peripheral side of the stator 10.

図２は、本発明の実施の形態における電動機の回転体３０の構成を示す図である。図２では、回転体３０をシャフト１６の長手方向から見た構成を示している。詳細については以下で説明するが、回転体３０は、図１および図２に示すように、最外周部の永久磁石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、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と順に配置するような構造を有している。また、図１および図２では、回転体３０として、これらの回転子鉄心３１、誘電体層５０および永久磁石３２が一体成形された構成例を示している。このような回転体３０の外周側が、固定子１０の内周側と対向するように配置されている。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the rotating body 30 of the electric motor in the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the structure which looked at the rotary body 30 from the longitudinal direction of the shaft 16 is shown. Although details will be described below, as shown in FIGS. 1 and 2, the rotating body 30 has an outer peripheral portion of the rotor core 31 that extends from the outermost permanent magnet 32 toward the inner peripheral shaft 16. The outer iron core 31a, the dielectric layer 50, and the inner iron core 31b constituting the inner periphery of the rotor iron core 31 are arranged in this order. 1 and 2 show a configuration example in which the rotor core 31, the dielectric layer 50, and the permanent magnet 32 are integrally formed as the rotor 30. Such an outer peripheral side of the rotating body 30 is disposed so as to face the inner peripheral side of the stator 10.

また、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が取り付けられている。軸受１５は、複数の鉄ボールを有した円筒形状のベアリングであり、軸受１５の内輪側がシャフト１６に固定されている。図１では、シャフト１６がブラシレスモータ本体から突出した側となる出力軸側において、軸受１５ａがシャフト１６を支持し
、その反対側（以下、反出力軸側と呼ぶ）において、軸受１５ｂがシャフト１６を支持している。 Further, 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, and the inner ring side of the bearing 15 is fixed to the shaft 16. In FIG. 1, the bearing 15 a supports the shaft 16 on the output shaft side on which the shaft 16 protrudes from the brushless motor main body, and the bearing 15 b supports the shaft 16 on the opposite side (hereinafter referred to as the non-output shaft side). Support.

そして、これらの軸受１５は、それぞれ導電性を有した金属製のブラケットにより、軸受１５の外輪側が固定されている。図１では、出力軸側の軸受１５ａがブラケット１７により固定され、反出力軸側の軸受１５ｂがブラケット１９により固定されている。以上のような構成により、シャフト１６が２つの軸受１５に支承され、回転子１４が回転自在に回転する。   These bearings 15 are fixed on the outer ring side of the bearings 15 by metal brackets having conductivity. In FIG. 1, the output shaft side bearing 15 a is fixed by a bracket 17, and the non-output shaft side bearing 15 b is fixed by a bracket 19. With the configuration as described above, the shaft 16 is supported by the two bearings 15, and the rotor 14 rotates freely.

さらに、外部や固定子鉄心１１から絶縁された導通ピン２２が、ブラケット１９に予め電気的に接続された状態で絶縁樹脂１３にモールド一体成形されている。そして、固定子１０の出力軸側端面には、導通ピン２２の先端が絶縁樹脂１３から露出した状態となっている。また、導通ピン２２の先端には、ブラケット１７と電気接続するための導通ピン２３がさらに接続されており、ブラケット１７を固定子１０に圧入する際にブラケット１７と導通ピン２３の導通が確保される構成となっている。これらの構成により、モータ内部で、ブラケット１７とブラケット１９とが固定子鉄心１１とは絶縁された状態で、ブラケット１７とブラケット１９とは電気的に接続される。   Further, the conduction pins 22 insulated from the outside and the stator core 11 are molded integrally with the insulating resin 13 in a state of being electrically connected to the bracket 19 in advance. The leading end of the conduction pin 22 is exposed from the insulating resin 13 on the output shaft side end surface of the stator 10. Further, a conduction pin 23 for electrical connection with the bracket 17 is further connected to the tip of the conduction pin 22, and the conduction between the bracket 17 and the conduction pin 23 is ensured when the bracket 17 is press-fitted into the stator 10. It is the composition which becomes. With these configurations, the bracket 17 and the bracket 19 are electrically connected in a state where the bracket 17 and the bracket 19 are insulated from the stator core 11 inside the motor.

さらに、このブラシレスモータには制御回路を含めた駆動回路を実装したプリント基板１８が内蔵されている。駆動回路には、固定子巻線１２を駆動するパルス幅変調方式のインバータなどが含まれる。このプリント基板１８を内蔵したのち、ブラケット１７を固定子１０に圧入することにより、ブラシレスモータが形成される。   Further, the brushless motor incorporates a printed circuit board 18 on which a drive circuit including a control circuit is mounted. The drive circuit includes a pulse width modulation type inverter that drives the stator winding 12. After the printed board 18 is built in, the brushless motor is formed by press-fitting the bracket 17 into the stator 10.

また、プリント基板１８には、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やグランド線２０ｇなどを含む接続線２０が接続されている。接続線２０に含まれるグランド線２０ｇは、プリント基板１８上のグランドＧＮＤに接続される。グランドＧＮＤはプリント基板１８において、ゼロボルトとする基準電位を設定しておくためのゼロ電位点部（ゼロ電位基準）であり、プリント基板１８上にグランド配線としての配線パターンが配置されている。   The printed circuit board 18 is connected to a connection line 20 including a lead wire and a ground wire 20g for applying a power supply voltage Vdc of the winding, a power supply voltage Vcc of the control circuit, and a control voltage Vsp for controlling the rotation speed. Yes. The ground line 20 g included in the connection line 20 is connected to the ground GND on the printed circuit board 18. The ground GND is a zero potential point portion (zero potential reference) for setting a reference potential of zero volts on the printed circuit board 18, and a wiring pattern as a ground wiring is arranged on the printed circuit board 18.

すなわち、接続線２０に含まれるグランド線２０ｇは、プリント基板１８上のグランド配線に接続される。そして、本実施の形態のブラシレスモータは、誘電素子であるキャパシタンス４０を介して、電気的に接続されたブラケット１７とブラケット１９をプリント基板１８上のゼロ電位基準であるグランド配線に電気的に接続している。   That is, the ground line 20 g included in the connection line 20 is connected to the ground wiring on the printed board 18. In the brushless motor of the present embodiment, the bracket 17 and the bracket 19 that are electrically connected are electrically connected to the ground wiring that is the zero potential reference on the printed circuit board 18 via the capacitance 40 that is a dielectric element. doing.

なお、駆動回路を実装したプリント基板１８上のグランドＧＮＤは、大地のアースおよび１次側（電源）回路とは絶縁され、大地のアースおよび１次側電源回路の電位とは、フローティングされた状態である。接続線２０に含まれるグランド線２０ｇは、ゼロ電位点部であるグランド配線に接続される。また、駆動回路が実装されたプリント基板１８に接続される巻線の電源電圧を供給する電源回路、制御回路の電源電圧を供給する電源回路、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、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、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ている。   The ground GND 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, and is in a floating state from the earth ground and the potential of the primary side power supply circuit. It is. The ground line 20g included in the connection line 20 is connected to a ground wiring that is a zero potential point portion. In addition, a power supply circuit that supplies a power supply voltage of a winding connected to the printed circuit board 18 on which the drive circuit is mounted, a power supply circuit that supplies a power supply voltage of the control circuit, a lead wire that applies the control voltage, and a ground line of the control circuit Are the primary side (power supply) circuit for the power supply circuit that supplies the power supply voltage of the winding, the primary side (power supply) circuit for the power supply circuit that supplies the power supply voltage of the control circuit, and these primary side (power supply) circuits. It is electrically isolated from both the connected earth ground and the independently grounded earth earth.

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ことから、電位が浮いた状態となっている。これ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、このようなことから、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の構成は、フローティング電源とも
呼称され、これもよく知られた表現である。 That is, since the drive circuit mounted on the printed circuit board 18 is electrically insulated from the primary side (power supply) circuit potential and the ground potential, the potential is floated. Yes. This is also expressed as a state where the potential is floating, and is well known. For this reason, the configuration of the power supply circuit that supplies the power supply voltage of the winding connected to the printed circuit board 18 and the power supply circuit that supplies the power supply voltage of the control circuit is also called a floating power supply, which is also well known. It is an expressed expression.

以上のように構成された本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を供給することにより、プリント基板１８の駆動回路により固定子巻線１２が駆動される。固定子巻線１２が駆動されると、固定子巻線１２に駆動電流が流れ、固定子鉄心１１から磁界が発生する。そして、固定子鉄心１１からの磁界と永久磁石３２からの磁界とにより、それら磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じ、これらの力によってシャフト１６を中心に回転子１４が回転する。   By supplying each power supply voltage and control signal to the brushless motor configured as described above via the connection line 20, the stator winding 12 is driven by the drive circuit of the printed circuit board 18. When the stator winding 12 is driven, a drive current flows through the stator winding 12 and a magnetic field is generated from the stator core 11. The magnetic field from the stator core 11 and the magnetic field from the permanent magnet 32 generate an attractive force and a repulsive force according to the polarities of the magnetic fields, and the rotor 14 rotates about the shaft 16 by these forces.

次に、本ブラシレスモータのより詳細な構成について説明する。まず、本ブラシレスモータは、上述したように、シャフト１６が２つの軸受１５で支持されるとともに、それぞれの軸受１５もブラケットにより固定され、支持されている。さらに、上述したようなクリープによる不具合を抑制するため、本実施の形態では、それぞれの軸受１５が、導電性を有した金属製のブラケットにより固定されるような構成としている。すなわち、本実施の形態では、予め鋼板で加工され寸法精度の良好な導電性のブラケットを軸受１５の固定に採用している。特に、電動機の高出力化が要求される場合には、このような構成とすることがより好ましい。   Next, a more detailed configuration of the brushless motor will be described. First, as described above, in the brushless motor, the shaft 16 is supported by the two bearings 15, and the respective bearings 15 are also fixed and supported by the brackets. Furthermore, in order to suppress the above-described defects due to creep, the present embodiment is configured such that each bearing 15 is fixed by a metal bracket having conductivity. That is, in the present embodiment, a conductive bracket that has been processed in advance with a steel plate and has good dimensional accuracy is employed for fixing the bearing 15. In particular, when a high output of the electric motor is required, such a configuration is more preferable.

具体的には、まず、反出力軸側の軸受１５ｂに対して、軸受１５ｂの外周径とほぼ等しい径のブラケット１９により固定している。また、このブラケット１９は、絶縁樹脂１３とモールド一体成形されている。すなわち、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、本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を有した形状である。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を配置し、絶縁樹脂１３とモールド一体成形している。   Specifically, first, the bearing 15b on the side opposite to the output shaft is fixed by a bracket 19 having a diameter substantially equal to the outer diameter of the bearing 15b. The bracket 19 is integrally molded with the insulating resin 13. That is, as shown in FIG. 1, the shape of the insulating resin 13 on the side opposite to the output shaft is a shape having a main body protruding portion 13a 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 protruding portion 13a, and is integrally molded with the insulating resin 13.

ブラケット１９は中空円筒状となるカップ形状を有しており、より具体的には、一方を開いた円筒部１９ａと、開いた側の円筒端部から外方向に少しだけ広がった環状のつば部１９ｂとを有している。円筒部１９ａの内周径は軸受１５ｂの外周径とほぼ等しく、円筒部１９ａに軸受１５ｂを圧入することにより、軸受１５ｂはブラケット１９を介するようにして絶縁樹脂１３にも固定されることになる。   The bracket 19 has a cup shape having a hollow cylindrical shape, and more specifically, a cylindrical portion 19a that is open on one side, and an annular collar portion that slightly extends outward from the cylindrical end portion on the open side. 19b. The inner diameter of the cylindrical portion 19a is substantially equal to the outer diameter of the bearing 15b, and the bearing 15b is fixed to the insulating resin 13 via the bracket 19 by press-fitting the bearing 15b into the cylindrical portion 19a. .

このように構成することで、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、クリープによる不具合を抑制できる。また、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くしている。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している。   By comprising in this way, since the outer ring | wheel side of the bearing 15b is fixed to the metal bracket 19, the malfunction by creep can be suppressed. 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 larger than the outer diameter of the bearing 15 b and at least smaller than the outer diameter of the rotating body 30.

ブラケット１９をこのような形状とすることにより、例えばつば部が回転体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を抑制している。また、このように金属製のブラケット１９の面積を抑制し、さらに絶縁樹脂１３でブラケット１９の外郭を覆うようにモールド一体成形しているため、軸受１５ｂから発生する騒音を抑制することもできる。   By using the bracket 19 in such a shape, for example, compared to a structure in which the collar portion extends beyond the outer periphery of the rotating body 30 to the stator 10, the use of a metal material that increases the cost is suppressed. In addition, since the area of the metal bracket 19 is suppressed and the mold is integrally formed so as to cover the outline of the bracket 19 with the insulating resin 13, noise generated from the bearing 15b can be suppressed.

次に、出力軸側の軸受１５ａに対しては、固定子１０の外周径とほぼ等しい外周径のブラケット１７により固定している。ブラケット１７は概略円板形状であり、円板の中央部に軸受１５ａの外周径とほぼ等しい径の突出部を有しており、この突出部の内側は中空となっている。プリント基板１８を内蔵したのち、このようなブラケット１７の突出部の内側を軸受１５ａに圧入するとともに、ブラケット１７の外周に設け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を固定子１０に圧入することにより、本ブラシレスモータが形成される。   Next, the bearing 15a on the output shaft side is fixed by a bracket 17 having an outer peripheral diameter substantially equal to the outer peripheral diameter of the stator 10. The bracket 17 has a substantially disc shape, and has a protrusion having a diameter substantially equal to the outer diameter of the bearing 15a at the center of the disk, and the inside of the protrusion is hollow. After the printed circuit board 18 is built in, the inside of the protruding portion of the bracket 17 is press-fitted into the bearing 15a, and the connection end provided on the outer periphery of the bracket 17 and the connection end of the stator 10 are fitted together. In addition, the brushless motor is formed by press-fitting the bracket 17 into the stator 10.

このように構成することで、組立作業の容易化を図るとともに、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している。   With this configuration, the assembling work is facilitated, and the outer ring side of the bearing 15a is fixed to the metal bracket 17, so that problems due to creep are also suppressed.

また、ブラケット１９には、導通ピン２２が予め電気的に接続されている。すなわち、図１に示すように、ブラケット１９のつば部１９ｂに導通ピン２２の一方の先端部が接続されている。導通ピン２２は絶縁樹脂１３の内部に配置され、ブラケット１９と同様に絶縁樹脂１３とモールド一体成形されている。   In addition, a conduction pin 22 is electrically connected to the bracket 19 in advance. That is, as shown in FIG. 1, one end portion of the conduction pin 22 is connected to the collar portion 19 b of the bracket 19. The conductive pin 22 is disposed inside the insulating resin 13 and is integrally molded with the insulating resin 13 in the same manner as the bracket 19.

なお、導通ピン２２を電動機内部として絶縁樹脂１３の内部に配置することで、導通ピン２２を錆や外力などから予防し、使用環境や外部応力などに対して、信頼性の高い電気的接続としている。   In addition, by disposing the conductive pin 22 inside the insulating resin 13 as an electric motor, the conductive pin 22 is prevented from rust and external force, and as a reliable electrical connection against the use environment and external stress. Yes.

導通ピン２２は、絶縁樹脂１３の内部において、つば部１９ｂから本ブラシレスモータの外周方向へと延伸し、本ブラシレスモータの外周近辺からシャフト１６とほぼ平行して出力軸側へとさらに延伸している。そして、絶縁樹脂１３の出力軸側の端面から、導通ピン２２の他方の先端部が露出している。さらに、露出した先端部には、導通ピン２２をブラケット１７に電気接続するための導通ピン２３が接続されている。すなわち、ブラケット１７を固定子１０に圧入したとき、導通ピン２３がブラケット１７に接触し、ブラケット１７と導通ピン２３との導通が確保される。   The conductive pin 22 extends from the collar portion 19b toward the outer periphery of the brushless motor inside the insulating resin 13, and further extends from the vicinity of the outer periphery of the brushless motor to the output shaft side substantially parallel to the shaft 16. Yes. The other end of the conductive pin 22 is exposed from the end surface of the insulating resin 13 on the output shaft side. Further, a conductive pin 23 for electrically connecting the conductive pin 22 to the bracket 17 is connected to the exposed tip portion. That is, 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.

このような構成により、ブラケット１７とブラケット１９との２つのブラケットは、導通ピン２２を介して電気的に接続される。また、ブラケット１７およびブラケット１９は、絶縁樹脂１３により固定子鉄心１１と絶縁された状態で、この２つのブラケットが電気的に接続される。   With such a configuration, the two brackets of the bracket 17 and the bracket 19 are electrically connected via the conduction pin 22. Further, the bracket 17 and the bracket 19 are electrically connected to each other with the insulating resin 13 being insulated from the stator core 11.

次に、回転体３０の詳細について説明する。本実施の形態では、上述したように、回転体３０において、シャフト１６と回転体３０の外周との間に誘電体層５０を設けている。図３は、本発明の実施の形態における電動機の要部を示す図である。図３では、図１に示す本ブラシレスモータの要部を模式的に示している。図３に示すように、ブラケット１７とブラケット１９とは電気的に接続されており、固定子鉄心１１とは接続しない状態となっている。   Next, details of the rotating body 30 will be described. In the present embodiment, as described above, in the rotating body 30, the dielectric layer 50 is provided between the shaft 16 and the outer periphery of the rotating body 30. FIG. 3 is a diagram showing a main part of the electric motor according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, the principal part of this brushless motor shown in FIG. 1 is shown typically. As shown in FIG. 3, the bracket 17 and the bracket 19 are electrically connected and are not connected to the stator core 11.

ここで、ブラケット１７とブラケット１９とを接続しない場合、両ブラケットの形状や配置状態が異なるため、両ブラケットのインピーダンスは異なる。このため、ブラケット１７に誘起される電位とブラケット１９に誘起される電位にアンバランスを発生させる。この電位のアンバランスは、シャフト１６を介して出力軸側から反出力軸側または反出力軸側から出力軸側に高周波電流が流れやすい状態となることが懸念される。   Here, when the bracket 17 and the bracket 19 are not connected, since the shape and arrangement state of both brackets are different, the impedances of both brackets are different. For this reason, an imbalance is generated between the potential induced in the bracket 17 and the potential induced in the bracket 19. There is a concern that this potential imbalance may cause a high-frequency current to easily flow from the output shaft side to the counter-output shaft side or from the counter-output shaft side to the output shaft side via the shaft 16.

本実施の形態では、ブラケット１７とブラケット１９とを電気的に接続することで両ブラケットを同電位とし、電位のアンバランスを抑制して、シャフト１６を介しての高周波電流が流れにくい状態としている。   In the present embodiment, the bracket 17 and the bracket 19 are electrically connected so that both brackets have the same potential, the potential imbalance is suppressed, and the high-frequency current through the shaft 16 is less likely to flow. .

ここで、ブラケット１７とブラケット１９とを接続する導通ピン２２を固定子鉄心１１にも接続すると、固定子側のインピーダンスが低くなる。そして、インピーダンスが低くなると、上述したように、固定子側、すなわち軸受における外輪側の電位が高い状態となる。これに対し、本実施の形態では、導通ピン２２と固定子鉄心１１とを絶縁した状態として、インピーダンスの極端な低下を抑制し、軸受外輪側の電位を低い状態に抑えている。   Here, when the conduction pin 22 for connecting the bracket 17 and the bracket 19 is also connected to the stator core 11, the impedance on the stator side is lowered. When the impedance is lowered, as described above, the potential on the stator side, that is, the outer ring side of the bearing is high. On the other hand, in the present embodiment, the conduction pin 22 and the stator core 11 are insulated from each other, so that an extreme decrease in impedance is suppressed and the potential on the bearing outer ring side is kept low.

なお、これによって、以下で説明するように、固定子側と回転子側とのインピーダンス
のバランスをとりやすい状態としている。また、詳細については以下で説明するが、本実施の形態では、キャパシタンス４０によって、固定子側と回転子側とのインピーダンスの微調整もさらに可能としている。そして、両ブラケットを同電位とすることで、インピーダンス調整はどちらか一方のブラケットだけでよくなるため、一方のブラケットにインピーダンス調整部材を接続するのみで、２つの軸受それぞれに対して軸電圧を低く抑えている。 This makes it easy to balance the impedance between the stator side and the rotor side, as will be described below. Although details will be described below, in the present embodiment, the capacitance 40 further allows fine adjustment of the impedance between the stator side and the rotor side. And by setting both brackets to the same potential, only one of the brackets needs to be adjusted for impedance. Therefore, by simply connecting an impedance adjusting member to one bracket, the shaft voltage can be kept low for each of the two bearings. ing.

図２に示すように、回転体３０は、最外周部に永久磁石３２を配置し、さらに、内周側に向かって、回転子鉄心３１を構成する外側鉄心３１ａ、誘電体層５０、回転子鉄心３１を構成する内側鉄心３１ｂと順に配置されている。また、誘電体層５０は、絶縁樹脂で形成された層である。本実施の形態では、電食抑制用として、このような誘電体層５０を設けている。図２では、誘電体層５０が、回転体３０の内周側と外周側との間でシャフト１６の周りを周回するようなリング状に形成された一例を示している。回転体３０は、このように、永久磁石３２、外側鉄心３１ａ、誘電体層５０を形成する絶縁樹脂、および内側鉄心３１ｂが一体形成された構成である。また、内側鉄心３１ｂの内周の締結部５１において、回転体３０がシャフト１６に締結される。これにより、軸受１５に支承される回転子１４が構成される。   As shown in FIG. 2, the rotating body 30 has a permanent magnet 32 disposed on the outermost peripheral portion, and further toward the inner peripheral side, an outer iron core 31 a constituting the rotor iron core 31, a dielectric layer 50, and a rotor. It arranges in order with the inner side iron core 31b which comprises the iron core 31. FIG. The dielectric layer 50 is a layer formed of an insulating resin. In the present embodiment, such a dielectric layer 50 is provided for suppressing electrolytic corrosion. FIG. 2 shows an example in which the dielectric layer 50 is formed in a ring shape that circulates around the shaft 16 between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the rotating body 30. As described above, the rotating body 30 has a configuration in which the permanent magnet 32, the outer iron core 31a, the insulating resin forming the dielectric layer 50, and the inner iron core 31b are integrally formed. In addition, the rotating body 30 is fastened to the shaft 16 at the fastening portion 51 on the inner periphery of the inner iron core 31b. Thereby, the rotor 14 supported by the bearing 15 is comprised.

回転体３０において、誘電体層５０は、絶縁物である絶縁樹脂で形成された層であり、外側鉄心３１ａと内側鉄心３１ｂとを直列的に絶縁分離している。一方、誘電体層５０は、所定の誘電率を有した絶縁樹脂で形成されており、高周波電流は、外側鉄心３１ａと内側鉄心３１ｂとの間を流れることができる。   In the rotating body 30, the dielectric layer 50 is a layer formed of an insulating resin that is an insulator, and insulates and separates the outer iron core 31a and the inner iron core 31b in series. On the other hand, the dielectric layer 50 is formed of an insulating resin having a predetermined dielectric constant, and a high-frequency current can flow between the outer iron core 31a and the inner iron core 31b.

ところで、このような誘電体層５０を設けない場合、上述したように、固定子鉄心を基準としたブラケット間のインピーダンスは高く、逆に、回転体に電気的に接続されたシャフト間のインピーダンスは低い。このようなインピーダンス成分を有した等価回路に対して、固定子鉄心などから発生したパルス幅変調の高周波電流などが流れ込むことになる。このため、ブラケットに電気的に接続された軸受の外輪と、軸受内輪側のシャフトとの間で、高周波電流による電位差が生じる。   By the way, when such a dielectric layer 50 is not provided, as described above, the impedance between the brackets based on the stator core is high, and conversely, the impedance between the shafts electrically connected to the rotating body is Low. A pulse width modulation high frequency current generated from a stator core or the like flows into an equivalent circuit having such an impedance component. For this reason, a potential difference due to the high-frequency current is generated between the outer ring of the bearing electrically connected to the bracket and the shaft on the bearing inner ring side.

本実施の形態では、インピーダンスの低い回転子の回転体において、図２に示すような誘電体層５０を設けることにより、ブラケット側のインピーダンスに近似するように回転子１４のインピーダンスを高くしている。すなわち、外側鉄心３１ａと内側鉄心３１ｂとの間に誘電体層５０を設けることで、回転子１４は、等価的に誘電体層５０による静電容量が直列接続された構成となり、回転子１４のインピーダンスを高くできる。そして、回転子１４のインピーダンスを高くすることにより、回転体３０からシャフト１６へと流れる高周波の電圧降下が大きくなるため、これによって、高周波電流によりシャフト１６に発生する電位を低くできる。   In the present embodiment, the rotor 14 having a low impedance is provided with a dielectric layer 50 as shown in FIG. 2 to increase the impedance of the rotor 14 so as to approximate the impedance on the bracket side. . That is, by providing the dielectric layer 50 between the outer iron core 31a and the inner iron core 31b, the rotor 14 is equivalently configured in such a manner that the electrostatic capacitance of the dielectric layer 50 is connected in series. Impedance can be increased. Then, by increasing the impedance of the rotor 14, the voltage drop of the high frequency flowing from the rotating body 30 to the shaft 16 increases, so that the potential generated in the shaft 16 by the high frequency current can be lowered.

このような原理に基づき、本実施の形態のブラシレスモータは、ブラケット１７および１９に電気的に接続された軸受１５の外輪と、軸受１５の内輪側のシャフト１６との間での高周波電流による電位差を低くしている。   Based on such a principle, the brushless motor according to the present embodiment has a potential difference due to a high-frequency current between the outer ring of the bearing 15 electrically connected to the brackets 17 and 19 and the shaft 16 on the inner ring side of the bearing 15. Is low.

次に、電気的に接続されたブラケット１７とブラケット１９をプリント基板１８上のグランドＧＮＤに電気的に接続した構成の詳細について説明する。   Next, details of a configuration in which the electrically connected bracket 17 and bracket 19 are electrically connected to the ground GND on the printed circuit board 18 will be described.

本実施の形態では、上述したような構成に加えて、発生した軸電圧の一方の電位であるブラケット１７とブラケット１９に誘起された軸電圧を、キャパシタンス４０を介してプリント基板１８上のグランドＧＮＤで、グランド線２０ｇに電気的に接続している。このような構成とすることにより、ブラケット１７とブラケット１９のＡＣ（交流）成分の高
周波の電位がゼロ電位となり、ブラケット１７とブラケット１９に発生した高周波信号を減衰させることができる。すなわち、軸電圧をさらに抑制でき、電食を発生させるエネルギーを低減できる。 In the present embodiment, in addition to the configuration described above, the shaft voltage induced in the bracket 17 and the bracket 19 which is one potential of the generated shaft voltage is converted to the ground GND on the printed circuit board 18 via the capacitance 40. Thus, it is electrically connected to the ground line 20g. With such a configuration, the high frequency potential of the AC (alternating current) component of the bracket 17 and the bracket 19 becomes zero potential, and the high frequency signal generated in the bracket 17 and the bracket 19 can be attenuated. That is, the shaft voltage can be further suppressed, and the energy for generating electrolytic corrosion can be reduced.

（実施の形態２）
実施の形態１のような、ブラケット１７とブラケット１９を電気的にキャパシタンス４０を介してグランド線２０ｇに接続する構成に代えて、図４に示すように、誘電素子であるキャパシタンス４０と抵抗素子４３を併用して接続するような構成としてもよい。 (Embodiment 2)
Instead of the configuration in which the bracket 17 and the bracket 19 are electrically connected to the ground wire 20g via the capacitance 40 as in the first embodiment, as shown in FIG. It is good also as a structure which connects by using together.

上記の構成により、グランドとブラケット１７および１９がキャパシタンス４０によりＡＣ的な接続がされノイズ等の除去効果はあるが、ブラケット１７および１９の電位が確定しないため輻射ノイズ等は発生があり得る。抵抗素子４３は上記課題に対応するため数ＭΩの抵抗で持ってＤＣ的にグランドとブラケット１７および１９を接続する。それによりブラケット１７および１９がほぼグランドと同電位となり、不要な電圧による輻射ノイズの発生を防止でき、かつキャパシタンス４０の効果である高周波信号を減衰させることも可能となる。   With the above configuration, the ground and the brackets 17 and 19 are AC-connected by the capacitance 40 and have an effect of removing noise or the like. However, since the potential of the brackets 17 and 19 is not fixed, radiation noise or the like may occur. The resistance element 43 has a resistance of several MΩ in order to cope with the above problem, and connects the ground and the brackets 17 and 19 in a DC manner. As a result, the brackets 17 and 19 are almost at the same potential as the ground, so that generation of radiation noise due to unnecessary voltage can be prevented, and a high-frequency signal that is the effect of the capacitance 40 can be attenuated.

なお、上記実施の形態１および２の図１および図４において、キャパシタンス４０と抵抗素子４３は、説明の便宜上、電動機外部（ブラケット１７の外側）に設けているが、電動機内部に収納して設けてもよく、この場合は構成がより簡単になる。   In FIGS. 1 and 4 of the first and second embodiments, the capacitance 40 and the resistance element 43 are provided outside the motor (outside of the bracket 17) for convenience of explanation, but are housed inside the motor. In this case, the configuration is simpler.

（実施の形態３）
上述の実施の形態１および２の電動機を電気機器に適用した例として、まず、エアコン室内機の構成を説明する。 (Embodiment 3)
As an example in which the electric motors of Embodiments 1 and 2 described above are applied to an electric device, the configuration of an air conditioner indoor unit will be described first.

図５において、エアコン室内機２１０の筐体２１１内には電動機２０１が搭載されている。その電動機２０１の回転軸にはクロスフローファン２１２が取り付けられている。電動機２０１は電動機駆動装置２１３によって駆動される。電動機駆動装置２１３からの通電により、電動機２０１が回転し、それに伴いクロスフローファン２１２が回転する。そのクロスフローファン２１２の回転により、室内機用熱交換器（図示せず）によって空気調和された空気を室内に送風する。ここで、電動機２０１は、例えば、上記実施の形態１または２のブラシレスモータが適用できる。   In FIG. 5, the electric motor 201 is mounted in the housing 211 of the air conditioner indoor unit 210. A cross flow fan 212 is attached to the rotating shaft of the electric motor 201. The electric motor 201 is driven by an electric motor driving device 213. By energization from the electric motor drive device 213, the electric motor 201 rotates, and the crossflow fan 212 rotates accordingly. By the rotation of the cross flow fan 212, air conditioned by an indoor unit heat exchanger (not shown) is blown into the room. Here, for example, the brushless motor of the first or second embodiment can be applied to the electric motor 201.

（実施の形態４）
次に、電気機器の例として、エアコン室外機の構成を説明する。図６において、エアコン室外機３０１は、筐体３１１の内部に電動機３０８を搭載している。その電動機３０８は回転軸にファン３１２を取り付けており、送風用電動機として機能する。 (Embodiment 4)
Next, a configuration of an air conditioner outdoor unit will be described as an example of an electric device. In FIG. 6, the air conditioner outdoor unit 301 has a motor 308 mounted inside a housing 311. The electric motor 308 has a fan 312 attached to a rotating shaft and functions as a blower electric motor.

エアコン室外機３０１は、筐体３１１の底板３０２に立設した仕切り板３０４により、圧縮機室３０６と熱交換器室３０９とに区画されている。圧縮機室３０６には圧縮機３０５が配設されている。熱交換器室３０９には熱交換器３０７および上記送風用電動機が配設されている。仕切り板３０４の上部には電装品箱３１０が配設されている。   The air conditioner outdoor unit 301 is partitioned into a compressor chamber 306 and a heat exchanger chamber 309 by a partition plate 304 erected on the bottom plate 302 of the housing 311. A compressor 305 is disposed in the compressor chamber 306. The heat exchanger chamber 309 is provided with a heat exchanger 307 and the blower motor. An electrical component box 310 is disposed above the partition plate 304.

その送風用電動機は、電装品箱３１０内に収容された電動機駆動装置３０３により駆動される電動機３０８の回転に伴い、ファン３１２が回転し、熱交換器３０７を通して熱交換器室３０９に送風する。ここで、電動機３０８は、例えば、上記実施の形態１または２のブラシレスモータが適用できる。   The fan motor 312 rotates with the rotation of the motor 308 driven by the motor driving device 303 housed in the electrical component box 310, and blows the air to the heat exchanger chamber 309 through the heat exchanger 307. Here, for example, the brushless motor of the first or second embodiment can be applied to the electric motor 308.

（実施の形態５）
次に、電気機器の例として、給湯機の構成を説明する。図７において、給湯器３３０の
筐体３３１内には電動機３３３が搭載されている。その電動機３３３の回転軸にはファン３３２が取り付けられている。電動機３３３は電動機駆動装置３３４によって駆動される。電動機駆動装置３３４からの通電により、電動機３３３が回転し、それに伴いファン３３２が回転する。そのファン３３２の回転により、燃料気化室（図示せず）に対して燃焼に必要な空気を送風する。ここで、電動機３３３は、例えば、上記実施の形態１または２のブラシレスモータが適用できる。 (Embodiment 5)
Next, a configuration of a water heater will be described as an example of an electric device. In FIG. 7, an electric motor 333 is mounted in a housing 331 of the water heater 330. A fan 332 is attached to the rotating shaft of the electric motor 333. The electric motor 333 is driven by an electric motor driving device 334. The electric motor 333 is rotated by energization from the electric motor driving device 334, and the fan 332 is rotated accordingly. The rotation of the fan 332 blows air necessary for combustion to a fuel vaporization chamber (not shown). Here, for example, the brushless motor according to the first or second embodiment can be applied to the electric motor 333.

（実施の形態６）
次に、電気機器の例として、空気清浄機の構成を説明する。図８において、空気清浄機３４０の筐体３４１内には電動機３４３が搭載されている。その電動機３４３の回転軸には空気循環用ファン３４２が取り付けられている。電動機３４３は電動機駆動装置３４４によって駆動される。電動機駆動装置３４４からの通電により、電動機３４３が回転し、それに伴いファン３４２が回転する。そのファン３４２の回転により空気を循環する。ここで、電動機３４３は、例えば、上記実施の形態１または２のブラシレスモータが適用できる。 (Embodiment 6)
Next, the structure of an air cleaner is demonstrated as an example of an electric equipment. In FIG. 8, an electric motor 343 is mounted in a housing 341 of the air purifier 340. An air circulation fan 342 is attached to the rotating shaft of the electric motor 343. The electric motor 343 is driven by an electric motor driving device 344. By energization from the motor driving device 344, the motor 343 rotates, and the fan 342 rotates accordingly. Air is circulated by the rotation of the fan 342. Here, for example, the brushless motor of the first or second embodiment can be applied to the electric motor 343.

本発明の電動機は、軸電圧を減少させることが可能であり、軸受の電食発生を防止するのに最適である。このため、主に電動機の低価格化および高寿命化が要望される機器で、例えばエアコン室内機、エアコン室外機、給湯機、空気清浄機などに搭載される電動機に有効である。   The electric motor of the present invention can reduce the shaft voltage and is optimal for preventing the occurrence of electrolytic corrosion of the bearing. For this reason, it is effective for a motor that is mainly mounted on an air conditioner indoor unit, an air conditioner outdoor unit, a water heater, an air purifier, or the like, for a device that requires a reduction in price and long life of the motor.

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
１７，１９ ブラケット
１８ プリント基板
１９ａ 円筒部
２０ 接続線
２０ｇ グランド線
２１ インシュレータ
２２，２３ 導通ピン
３０ 回転体
３１ 回転子鉄心
３１ａ 外側鉄心
３１ｂ 内側鉄心
３２ 永久磁石
４０ キャパシタンス
４３ 抵抗素子
５０ 誘電体層
５１ 締結部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stator 11 Stator iron core 12 Stator coil | winding 13 Insulation resin 13a Main body protrusion part 14 Rotor 15, 15a, 15b Bearing 16 Shaft 17, 19 Bracket 18 Printed circuit board 19a Cylindrical part 20 Connection line 20g Ground line 21 Insulator 22, DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 Conduction pin 30 Rotor 31 Rotor core 31a Outer iron core 31b Inner iron core 32 Permanent magnet 40 Capacitance 43 Resistance element 50 Dielectric layer 51 Fastening part

Claims (4)

巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、
シャフトを中心として前記固定子に対向して配置された回転子と、
前記シャフトを支持する軸受と、
前記軸受を固定する２つの導電性のブラケットと、
前記巻線を駆動する駆動回路を設けたプリント基板とを備え、
前記２つのブラケットを前記固定子鉄心とは絶縁した状態で電気的に接続し、
かつ、前記２つのブラケットを、大地のアースおよび１次側回路とは絶縁され、大地のアースおよび１次側電源回路の電位とはフローティングされた状態にある前記プリント基板のグランドに、誘電素子を介して電気的に接続した電動機。 A stator including a stator core wound with windings;
A rotor disposed opposite to the stator around a shaft;
A bearing that supports the shaft;
Two conductive brackets for fixing the bearing;
A printed circuit board provided with a drive circuit for driving the winding,
Electrically connecting the two brackets in an insulated state from the stator core ;
In addition, a dielectric element is connected to the ground of the printed circuit board in a state where the two brackets are insulated from the earth ground and the primary side circuit and are floating from the ground earth and the potential of the primary power supply circuit. Electric motors connected electrically. 前記回転子は、前記シャフトに接する内側鉄心と、前記内側鉄心の外周に設けた誘電体層と、前記誘電体層の外周に設けた外側鉄心で構成したことを特徴とする請求項１記載の電動機。 2. The rotor according to claim 1, wherein the rotor includes an inner iron core in contact with the shaft, a dielectric layer provided on an outer periphery of the inner iron core, and an outer iron core provided on an outer periphery of the dielectric layer. Electric motor. 前記誘電素子と並列に抵抗素子をさらに接続したことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機。 The electric motor according to claim 1 or 2, characterized by further connecting a resistor element in parallel with the dielectric element. 請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機を搭載した電気機器。 An electric device equipped with the electric motor according to any one of claims 1 to 3.

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