电动机以及具有该电动机的电气设备制造技术

本发明专利技术的电动机包括：定子，其在定子铁芯卷装有定子绕组；转子，其以旋转轴为中心具有旋转体；轴承，其用于支承旋转轴；2个导电性的支架，它们用于固定轴承。旋转体与定子相面对而保持有磁铁，旋转轴以贯穿该旋转体的中央的方式固定连接于该旋转体。并且，在旋转体中，在旋转轴与旋转体的外周之间设有电介质层。并且，电介质层以旋转轴为中心形成为多边形。另外，本发明专利技术的电气设备搭载有该种电动机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电动机以及具有该电动机的电气设备，特别是涉及一种为了抑制在内置的电动机的轴承上发生电腐蚀而进行了改良的电动机以及具有该电动机的电气设备。
技术介绍
作为电气设备的一种，进行制冷制热等的空气调节的空调通常具备用于鼓风的风扇，和用于驱动该风扇旋转的电动机。另外，近年来，越来越多地采用所谓的无刷电机作为电动机。该种无刷电机使用脉宽调制(Pulse Width Modulation)方式(以下适当地称作PWM方式)的逆变器。另一方面，PWM方式由于利用高频的脉冲波进行开关，所以容易自无刷电机辐射不必要的高频信号。因此，以往提出了能够降低自该种电动机辐射的高频噪声的空调(例如参照专利文献I)。该种空调采用如下这种方法:利用屏蔽罩覆盖容易辐射噪声的部位，将屏蔽罩连接于空调内部的地线。另外，在电动机是由PWM方式的逆变器驱动的情况下，绕组的中性点电位不是零，所以在轴承的外圈与内圈之间产生电位差(以下称作轴电压)。轴电压含有由开关动作产生的高频成分，当轴电压达到击穿轴承内部的油膜的绝缘电压时，在轴承内部有微小电流流通,从而在轴承内部发生电腐蚀。当电腐蚀蔓延的情况下,在轴承内圈、轴承外圈或轴承球上发生波形磨损现象而有时发出异常声音，成为电动机中的不良的主要原因之一。这样，采用了 PWM方式的电动机存在如下问题，即，容易产生能形成为噪声的那种不必要的高频信号，此外该种不必要的电磁辐射容易使轴承发生电腐蚀。以往，为了抑制电腐蚀，采取以下这样的对策。(I)使轴承内圈和轴承外圈为导通状态。( 2 )使轴承内圈和轴承外圈为绝缘状态。(3)降低轴电压。作为上述(I)的具体方法，可以使轴承的润滑剂具有导电性。但是，导电性润滑剂存在随着长时间使用而导电性劣化以及缺乏滑动可靠性的问题等。另外，也可以采用在旋转轴上设置电刷而使旋转轴成为导通状态的方法，但该方法也存在需要电刷磨损粉以及空间等的问题。作为上述(2)的具体方法，可以将轴承内部的铁球改成非导电性的陶瓷球。该方法对电腐蚀的抑制效果非常高，但存在成本高的问题，在通用的电动机中无法采用。作为上述(3)的具体方法，以往公知使定子铁芯与具有导电性的金属制支架短路，从而改变静电电容而降低轴电压的方法(例如参照专利文献2 )。在专利文献2中，通过使定子铁芯与支架短路来降低定子侧的阻抗，由此抑制轴承发生电腐蚀。S卩，对于通常在洗衣机或餐具清洗干燥机等有水环境中使用而可能触电的电动机，除了需要使充电部绝缘(基本绝缘)之外，还需使电动机独立绝缘(以下称作附加绝缘)。另一方面，空调所使用的电动机由于不可能触电，所以不必进行附加绝缘。因而，通常不使空调所使用的电动机的转子形成为绝缘构造，所以转子侧(轴承内圈侧)的阻抗处于较低状态。相对于此，使定子侧(轴承外圈侧)形成为绝缘构造，所以定子侧的阻抗处于较高状态。在该情况下，阻抗使电压的下降量不同，轴承内圈侧的电位高，而轴承外圈侧的电位低，所以处于不平衡状态，产生较高的轴电压。并且，该种较高的轴电压可能使轴承发生电腐蚀。为了避免该种状态，专利文献2采用如下方法:使定子铁芯和支架短路，从而消除它们之间的静电电容成分，像上述那样降低定子侧(轴承外圈侧)的阻抗而使该阻抗近似于转子侧(轴承内圈侧)的阻抗。特别是在通常的无刷电机的构造的情况下，在将定子铁芯到轴承的外圈之间的阻抗视作定子侧的阻抗时，通常不是将这两者间配置为电连接，而是使二者空开某一程度的间隔，所以可以说这两者间的阻抗处于较高状态。此外，由于这两者间的阻抗高，所以一般认为自定子铁芯产生的高频信号经衰减而到达轴承的外圈，结果在轴承的外圈产生低电位的高频电压。另一方面，在将定子铁芯到轴承的内圈之间的阻抗视作转子侧的阻抗时，由于定子铁芯与转子隔开微小的空隙地相面对，并且转子和旋转轴通常是导电体的金属，所以可以说上述定子铁芯与轴承的内圈之间的阻抗处于较低的状态。此外，由于上述定子铁芯与轴承的内圈之间的阻抗低，所以一般认为自定子铁芯产生的高频信号不衰减就到达轴承的内圈，结果在轴承的内圈产生高电位的高频电压。这样，一般认为根据无刷电机自身的构造不同，转子侧与定子侧的阻抗也容易形成为不平衡状态，在轴承的内圈与外圈之间产生电位差、即轴电压，使轴承发生电腐蚀。另夕卜，作为产生该种轴电压的信号的产生源，一般认为卷装有利用HVM方式的高频的开关动作驱动的绕组的定子铁芯是主要的产生源。即，一般认为由于在定子铁芯上卷装有利用高频电流驱动的绕组，所以定子铁芯产生由驱动电流引发的磁通量，并且也产生由驱动高频引发的高频信号，所产生的高频信号也经由空间被引导到轴承内圈和轴承外圈。另外，近年来，提出了利用模制材料等对定子侧的定子铁芯等的固定构件进行模制而提高了可靠性的模制马达。因此，可以利用该种绝缘性的模制材料代替金属制的支架而固定轴承，抑制在轴承外圈侧产生的不必要的高频电压和/或在轴承内外圈之间流通的不必要的高频电流。但是，该种模制材料是树脂，存在当固定轴承时强度不充分，或者树脂成形用的尺寸精度较差而容易产生轴承的蠕变不良等问题。即，滚动轴承那样的轴承通常在例如外圈与外壳内周面之间存在间隙，则因传递负荷而在旋转轴产生向心方向的力。当产生这种力时，容易因径向的相对差而发生滑动现象，将该种滑动现象称作蠕变。通常，能够通过将外圈牢固地固定于支架等的外壳而抑制该种蠕变。另外，随着近年来电动机的高输出化，需要更加牢固地固定轴承。因此，例如预先使用由钢板加工而成且尺寸精度良好的金属制的支架固定轴承等，必不可少地实施蠕变对策。尤其是通常在旋转轴上以2个轴承来支承该旋转轴，从这里所说的强度方面和实施的容易性等理由出发，优选利用金属制的支架固定2个轴承。作为抑制电腐蚀的方法，专利文献2那样的以往方法存在如下问题。S卩，该以往方法是想要改变定子侧的阻抗而保持轴承内圈与轴承外圈之间的电位平衡，从而抑制电腐蚀的方法。在采用该种方法时，研究了也可能发生的如下情况，即，当根据电动机的使用环境的不同而使阻抗失去平衡时，轴电压反而升高，容易发生电腐蚀。特别是，在作为室内机的空调的情况下，通常由金属形成的换热器占空调内部的比例较大。此外，以与该换热器相面对的方式配置与旋转轴相连接的风扇，所以容易在换热器与风扇之间形成较大的静电电容。因此，在该种空调的情况下，受该静电电容的影响，电动机中的阻抗也失去平衡的可能性增大。即，例如也有如下可能:自定子铁芯辐射的高频信号经由换热器和风扇而作为高频电流流入旋转轴，使轴承内圈侧的电位进一步升高。另外，在出于上述那种强度上的理由而利用金属制的支架分别固定2个轴承的情况下，通常，一个支架与另一个支架的形状和/或配置状态不同，所以两支架的阻抗不同。因此，由一个支架引发的电位与由另一个支架引发的电位不同。所以，2个轴承的轴电压也不同，可能发生以下这种不良，即，即使一个轴承未发生电腐蚀，但却在另一个轴承发生电腐蚀。专利文献1:日本特开2007-198628号公报专利文献2:日本特开2007-159302号公报
技术实现思路
本专利技术的电动机包括:定子，其在定子铁芯卷装有定子绕组；转子，其包括与定子相面对而保持有磁铁的旋转体，和以贯穿旋转体的中央的方式固定连接于旋转体的旋转轴；轴承，其用于支承旋转轴；2个导电性的支架，它们用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.07 JP 2011-0487031.一种电动机，其特征在于， 该电动机包括: 定子，其在定子铁芯卷装有定子绕组； 转子，其包括与上述定子相面对而保持有磁铁的旋转体，和以贯穿上述旋转体的中央的方式固定连接于上述旋转体的旋转轴； 轴承，其用于支承上述旋转轴； 2个导电性的支架，它们用于固定上述轴承， 在上述旋转轴与上述旋转体的外周之间设有电介质层，且上述电介质层以上述旋转轴为中心形成为多边形。2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于， 上述电介质层的多边形的角的个数与被上述旋转体保持的磁铁的磁化极数相同。3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于， 上述电介质层的多边形的角的顶点以上述旋转轴为中心位于被上述旋转体保持的磁铁所磁化的极的中心。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边彰彦，礒村宜典，前谷达男，佐藤弘规，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：