JP5110171B2 - 電動機およびそれを備えた電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、電動機に関するもので、特に軸受の電食の発生を抑制するように改良された電動機に関するものである。

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。軸電圧は、スイッチングによる高周波信号を含んでおり、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、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。

従来、電食を抑制するためには、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。

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。

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、電食抑制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。

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方法が、従来、公知である（例えば、特許文献１参照）。

ところで、静電容量と抵抗とを並列接続したときのインピーダンスは、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。この式からわかるように、静電容量が大きくまたは抵抗が小さくなるとインピーダンスは低くなる。また、逆に静電容量が小さくまたは抵抗が大きくなるとインピーダンスは高くなる。

特許文献１では、固定子鉄心とブラケットと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抑制している。

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（基礎絶縁）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。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、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。

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とを短絡させることで、その間の静電容量成分をなくし、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。

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、この従来の方法は固定子側のインピーダンスを変更して軸受内輪と軸受外輪との間の電位バランスを保ち、電食を抑制しようとする方法である。このような方法の場合、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。

特開２００７−１５９３０２号公報

本発明は、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。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部材を絶縁樹脂にてモールド一体成形した固定子と、シャフトを中心として固定子に対向して配置された回転子と、シャフトを回転自在に支持する軸受と、軸受を固定するブラケットと、巻線を駆動する駆動回路を実装した駆動回路基板とを備え、固定子鉄心を、駆動回路基板上のゼロ電位基準であるグランドに、導通部材を介して電気的に接続した構成である。

このような構成により、軸受内輪および軸受外輪に高周波電圧を誘導するその電圧発生源と考えられる固定子鉄心に対し、固定子鉄心は導通部材を介して駆動回路基板上のグランドと接続されるため、固定子鉄心の電位がゼロ電位となり、軸電圧を低減させることができる。

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した構造図である。 図２は、本発明の実施の形態１における電動機の部分展開斜視図である。 図３は、実施例１の軸電圧の測定方法を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態２における電動機に内蔵される駆動回路基板の構成を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態３における電気機器の例としてのエアコン室内機２１０の構成を示した模式図である。

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。

（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した構造図である。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、室内機の送風ファンを駆動するためのブラシレスモータである電動機の一例を挙げて説明する。また、本実施の形態では、回転子が固定子の内周側に回転自在に配置されたインナロータ型の電動機の例を挙げて説明する。

図１において、固定子鉄心１１には、固定子鉄心１１を絶縁する樹脂であるインシュレータ２２が介在して、巻線としての固定子巻線１２が巻装されている。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。

固定子１０の内側には、空隙(図示せず)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して回転体３０を締結したシャフト１６とを有している。回転子鉄心３１は、固定子１０の内周側に対向して周方向に複数の永久磁石を保持している。図１では、回転子鉄心３１と永久磁石であるフェライト樹脂磁石３２とが一体成形された構成例を示している。このように、固定子１０の内周側と回転体３０の外周側とが対向するように配置されている。

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。そして、出力軸側の軸受１５ａは、導電性を有した金属製のブラケット１７により、その外輪側が固定されている。また、反出力軸側の軸受１５ｂは、モールド一体成形する絶縁樹脂１３により、その外輪側が固定されている。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。

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する駆動回路基板１８が内蔵されている。この駆動回路基板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。また、駆動回路基板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４１などを含む接続線４０が接続されている。接続線４０に含まれるグランド線４１は、駆動回路基板１８上のグランドに接続される。グランドは、駆動回路基板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基準であり、駆動回路基板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。すなわち、接続線４０に含まれるグランド線４１は、駆動回路基板１８上のグランド配線に接続される。

なお、駆動回路を実装した駆動回路基板１８上のグランドは、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。駆動回路が実装された駆動回路基板１８に接続される巻線の電源電圧供給する電源回路、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グランド線４１などは、大地のアースと絶縁されている。すなわち、これら電源回路やグランド線４１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。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、駆動回路基板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である。また、このようなことから、駆動回路基板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る。

そして、本実施の形態のブラシレスモータは、固定子鉄心１１を導通部材である導通部材５０を介して、駆動回路基板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たことを特徴としている。

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４０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、駆動回路基板１８の駆動回路によって固定子巻線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からの磁界とフェライト樹脂磁石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。

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、一方の軸受１５ａは金属製のブラケット１７により固定され、他方の軸受１５ｂは絶縁樹脂１３により固定されている。

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絶縁樹脂１３の中空円筒部により固定している。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。本体突出部１３ａの内側は中空円筒状となる形状を有している。この中空円筒状の中空円筒部の径は軸受１５ｂの外周径とほぼ等しく、この中空円筒部に軸受１５ｂを挿入することにより、軸受１５ｂは絶縁樹脂１３に固定される。このようにして、この本体突出部１３ａの本体内部側に、軸受１５ｂを配置している。

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。

駆動回路基板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に挿入する。これとともに、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。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、軸受１５ａを強固に固定できる。

ところで、以上のように構成されたブラシレスモータを電気的にみると、上述したように、回転子側（軸受内輪側）のインピーダンスは低く、固定子側（軸受外輪側）は高い状態にある。すなわち、回転子側のインピーダンスとして、固定子鉄心１１から軸受１５の内輪までの間を考えると、固定子鉄心１１と回転体３０とはわずかな空隙を介して対面しているとともに、回転体３０およびシャフト１６は導電体であるため、この間のインピーダンスは低い状態といえる。さらに、この間のインピーダンスは低いため、固定子鉄心１１から発生した高周波信号は減衰せずに軸受１５の内輪に達し、その結果、軸受１５の内輪には高電位の高周波の電圧が生じるものと考えられる。

これに対し、固定子側のインピーダンスとして、固定子鉄心１１から軸受１５の外輪までの間を考えると、例えば軸受１５ａの外輪に接続されたブラケット１７は固定子鉄心１１からある程度の間隔を持って配置されるため、この間のインピーダンスは高い状態といえる。さらに、この間のインピーダンスは高いため、固定子鉄心１１から発生した高周波信号は減衰して軸受１５の外輪に達し、その結果、軸受１５の外輪には低電位の高周波の電圧が生じるものと考えられる。

このように、回転子側と固定子側とのインピーダンスがアンバランス状態であるため、軸受の内輪と外輪との間に電位差、すなわち軸電圧が生じ、軸受に電食が発生すると考えられる。また、特に、このような軸電圧を発生させる信号の発生源としては、ＰＷＭ方式の高周波のスイッチングで駆動される巻線を巻装した固定子鉄心が主な発生源と考えられる。すなわち、固定子鉄心は、高周波の電流で駆動される巻線を巻装しているため、固定子鉄心には、駆動電流によって発生する磁束とともに駆動高周波による高周波信号も発生し、発生した高周波信号が空間を介して軸受内輪および軸受外輪にも誘導されると考えられる。

本実施の形態のブラシレスモータは、このようにして発生する電食を抑制するため、導通部材５０を介して、固定子鉄心１１を駆動回路基板１８上のグランド配線に電気的に接続している。

すなわち、本実施の形態では、軸電圧を発生させる高周波信号の発生主源である固定子鉄心１１を、駆動回路基板１８のグランド配線と接続することにより、固定子鉄心１１の電位をゼロ電位とし、軸電圧を低くしている。これによって、軸受における電食の発生を抑制している。

図２は、本発明の実施の形態１における電動機であるブラシレスモータの部分展開斜視図である。図２では、固定子鉄心１１に固定子巻線１２を巻装して形成した巻線組立２０、駆動回路基板１８およびそれぞれを接続する導通部材５０としての鉄心接続端子５１の一例を挙げている。

図２に示すように、固定子巻線１２が巻装された固定子鉄心１１は、環状を成しており、固定子鉄心１１と固定子巻線１２との間には、固定子鉄心１１を絶縁するインシュレータ２２が介在している。また、駆動回路基板１８も、中心にシャフト１６を貫通させるための孔を設けた環形状である。

そして、本実施の形態では、鉄心接続端子５１がインシュレータ２２に挿入固定された後、固定子鉄心１１の外周部と接触または溶接される。鉄心接続端子５１は、長手方向の一端側が二股状となっており、また他端側はピン形状となっている。鉄心接続端子５１の二股状部により、インシュレータ２２と固定子鉄心１１の外周部とを挟むように、鉄心接続端子５１の二股状部のインシュレータ２２側をインシュレータ２２に挿入することにより、固定子鉄心１１に鉄心接続端子５１が固定される。鉄心接続端子５１は、このような形状であるため、容易に固定子鉄心１１に固定できる。そして、固定子鉄心１１の外周部に接触する二股状部の一方を、この外周部に溶接することで鉄心接続端子５１が固定子鉄心１１に強固に固定されるとともに、電気的な接続が確保される。なお、鉄心接続端子５１は、バネ性のある素材（例えば、りん青銅）や、溶接、はんだ可能なめっきを施した黄銅などが好ましい。また、図２に示すように鉄心接続端子５１の二股状部のインシュレータ２２側に孔部５１ａを設けるとともに、インシュレータ２２の孔部５１ａに対応した位置に凸部（図示せず）を設けておくことで、容易に位置決めしながら確実に鉄心接続端子５１を固定子鉄心１１に固定できる。

一方、鉄心接続端子５１の固定子鉄心１１に接続されていないピン形状の他端は、駆動回路基板１８のランド５２とはんだにて接続固定される。駆動回路基板１８上には各種の電子部品（図示せず）が実装されており、各電子部品は駆動回路基板１８上に銅箔でパターン形成された配線パターンによって電気的に接続される。図２では、このような配線パターンを代表してグランド配線のためのグランドパターン５３のみを示している。グランドパターン５３の一端には、接続線４０に含まれるグランド線４１が接続される。グランドパターン５３は、グランド線４１との接続部から駆動回路基板１８上を延伸し、グランドパターン５３の他端には孔を有したランド５２が形成されている。このランド５２の孔に鉄心接続端子５１のピン形状の端部を挿入し、このランド５２と鉄心接続端子５１の端部とをはんだにて接続固定することで、鉄心接続端子５１とグランド線４１とが電気的に接続される。すなわち、固定子鉄心１１は、鉄心接続端子５１およびグランドパターン５３を介してグランド線４１に電気的に接続される。

また、本ブラシレスモータは、次のような工程に従って製造される。まず、インシュレータ２２を備えた固定子鉄心１１に固定子巻線１２が巻装され、図２に示すような巻線組立２０が形成される。このように形成された巻線組立２０に鉄心接続端子５１を挿入し、固定子鉄心１１の外周部において鉄心接続端子５１を溶接する。この後、巻線組立２０は絶縁樹脂１３にてモールド成形され、固定子１０が形成される。このとき、鉄心接続端子５１のピン形状となる先端部が絶縁樹脂１３から露出して突出するように、固定子１０を形成する。次に、このように形成した固定子１０に、軸受１５を取り付けた回転子１４を挿入する。すなわち、固定子１０内側の中空円筒部に軸受１５ｂを挿入して、固定子１０に軸受１５ｂを固定する。次に、出力軸側から駆動回路基板１８を挿入する。そして、固定子１０から突出した鉄心接続端子５１に駆動回路基板１８上のランド５２の孔を配置し、はんだにて接続固定する。その後、ブラケット１７の突出部の内側を軸受１５ａに挿入するとともに、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。このようにして、本ブラシレスモータが形成される。

以上、本実施の形態では、軸電圧を発生させる高周波信号の主な発生源である固定子鉄心１１を、上述のように、鉄心接続端子５１およびグランドパターン５３を介してグランド線４１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、簡単な構成にて固定子鉄心１１の電位がゼロ電位となり、固定子鉄心１１に発生した高周波信号を減衰させることができる。したがって、固定子鉄心１１から軸受内輪および軸受外輪に誘導される高周波信号の電位を抑制できるため、軸電圧も抑制でき、これによって、軸受における電食の発生を抑制することが可能となる。

以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、これらの実施例によって限定されるものではない。

（実施例１）
本実施例では図１に示したブラシレスモータの固定子鉄心１１に導通部材５０を介して駆動回路基板１８のグランド配線に接続した場合の軸電圧を測定した。軸受には、ミネベア株式会社製６０８（グリースはちょう度２３９のものを使用）を使用した。

図３は、本実施例の軸電圧の測定方法を示す図である。軸電圧測定時には直流安定化電源を使用し、巻線の電源電圧Ｖｄｃを３９１Ｖ、駆動回路の電源電圧Ｖｃｃを１５Ｖとし、回転数１０００ｒ／ｍｉｎの同一運転条件下で測定を行った。なお、回転数は制御電圧Ｖｓｐにて調整し、運転時のブラシレスモータ姿勢はシャフト水平とした。

軸電圧の測定は、デジタルオシロスコープ１３０（テクトロニクス社製ＤＰＯ７１０４）と高電圧差動プローブ１２０（テクトロニクス社製Ｐ５２０５）により、電圧波形を観測して、ピーク−ピーク間の測定電圧を軸電圧とした。

測定時の横軸時間は、以下いずれの測定条件においても５０μｓ／ｄｉｖの同一条件としている。なお、デジタルオシロスコープ１３０は、絶縁トランス１４０にて絶縁している。

また、高電圧差動プローブ１２０の＋側１２０ａは、長さ約３０ｃｍのリード線１１０を介し、リード線の導体を直径約１５ｍｍのループ状にして、その内周をシャフト１６の外周に導電接触させることで、シャフト１６に電気的に接続している。高電圧差動プローブ１２０の−側１２０ｂは、長さ約３０ｃｍのリード線１１１を介し、ブラケット１７にリード線１１１の先端を導電性テープ１１２にて導電接触させることで、ブラケット１７に電気的に接続している。このような構成で、ブラケット１７とシャフト１６との間の電圧である軸電圧の測定を実施した。

（比較例１）
図１に示すブラシレスモータにおいて、固定子鉄心１１と駆動回路基板１８のグランド配線が接続されていない状態で、実施例１と同様な方法で軸電圧を測定した。

表１に、実施例１と比較例１との測定結果を示す。

表１から明らかなように、固定子鉄心１１と駆動回路基板１８のグランド配線を接続することにより軸電圧を低くすることができる。

これらの結果からもわかるように、本発明の電動機は、従来の電動機に比べて、軸電圧が低減し、電動機の軸受電食の発生抑制に極めて優れた効果がある。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における電動機に内蔵される駆動回路基板の構成を示す図である。なお、図４に示す駆動回路基板１８上においても、実施の形態１の駆動回路基板１８と同様に、各種の電子部品（図示せず）が実装されており、各電子部品は駆動回路基板１８上に銅箔でパターン形成された配線パターンによって電気的に接続される。また、本実施の形態における電動機は、図１に示した構造のブラシレスモータと同様の構成であり詳細な説明は省略する。

実施の形態１との比較において、本実施の形態のブラシレスモータは、固定子鉄心１１を導通部材である鉄心接続端子５１を介し、さらにコンデンサ６０を介して、ゼロ電位基準であるグランド線４１に電気的に接続したことを特徴としている。すなわち、実施の形態１のように、固定子鉄心１１が電気的に直接グランド線４１に接続されるような構成の場合、グランド線４１を介して、本ブラシレスモータが組み込まれる電気機器のグランドとも直接に接続される。この場合、固定子鉄心１１から発生した高周波信号がノイズとして電気機器に伝搬されるおそれがある。このため、本実施の形態では、コンデンサ６０を設けることにより、固定子鉄心１１からグランド線４１を介して電気機器に伝搬される高周波信号の信号レベルを抑えている。

図４において、接続線４０に含まれるグランド線４１は、第１のグランドパターン５５のグランド接続端部５４に接続される。第１のグランドパターン５５はグランド接続端部５４から駆動回路基板１８上を延伸し、コンデンサ６０の一端に接続される。一方、実施の形態１と同様に、鉄心接続端子５１を接続するためのランド５２が駆動回路基板１８上に形成されている。第２のグランドパターン５６はランド５２から駆動回路基板１８上を延伸し、コンデンサ６０の他端に接続される。このように、固定子鉄心１１は、鉄心接続端子５１、第２のグランドパターン５６、コンデンサ６０および第１のグランドパターン５５を介してグランド線４１に電気的に接続される。

このように、本実施の形態のブラシレスモータは、固定子鉄心１１を、鉄心接続端子５１およびコンデンサ６０を介して、グランド線４１に電気的に接続している。このため、コンデンサ６０はノイズフィルタとして機能し、鉄心接続端子５１から発生した高周波信号が電気機器に伝搬されるのを抑制できる。また、このコンデンサ６０は駆動回路基板１８上に実装することができるため、製造が容易となる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明における電気機器の例としてエアコン室内機の構成について説明する。

図５は、本発明の実施の形態３における電気機器の例としてのエアコン室内機２１０の構成を示した模式図である。

図５において、エアコン室内機２１０の筐体２１１内にはブラシレスモータ２０１が搭載されている。そのブラシレスモータ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。ブラシレスモータ２０１はモータ駆動装置２１３によって駆動される。モータ駆動装置２１３からの通電により、ブラシレスモータ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、ブラシレスモータ２０１は、例えば、上記実施の形態で示す電動機が適用できる。

本発明の電気機器は、ブラシレスモータと、そのブラシレスモータが搭載された筐体とを備え、ブラシレスモータとして上記構成の本発明の電動機を採用したものである。

以上の説明では、本発明にかかる電気機器の実施例として、エアコン室内機に搭載されるブラシレスモータを取り上げたが、エアコン室外機に搭載されるブラシレスモータや、その他の電気機器に搭載される電動機、例えば、各種家電用機器に使用されるブラシレスモータや、各種情報機器に搭載されるブラシレスモータ、産業機器に使用されるブラシレスモータにも適用できる。

以上説明したように、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部材を絶縁樹脂にてモールド一体成形した固定子と、シャフトを中心に固定子に対向して配置された回転子と、シャフトを回転自在に支持する軸受と、軸受を固定するブラケットと、巻線を駆動する駆動回路を実装した駆動回路基板とを備え、固定子鉄心を、駆動回路基板上のゼロ電位基準であるグランドに、導通部材を介して電気的に接続した構成である。

このため、固定子鉄心の電位がゼロ電位になり、軸電圧を低減させることができる。さらに、固定子鉄心より発生する高周波ノイズ電圧を、コンデンサを介すことにより、本電動機が組み込まれる電気機器の電源に伝達させないため、電気機器の誤動作を抑制することができる。

したがって、本発明の電動機によれば、軸受における電食の発生を抑制した電動機を提供することができる。また、本発明の電動機を電気機器に組み込むことにより、軸受における電食の発生を抑制した電動機を備えた電気機器を提供することができる。

なお、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したが、回転子が固定子の外周側に配置されたアウタロータ型、さらには内外周両側に回転子を配置したツインロータ型の電動機において上述したように固定子鉄心と駆動回路基板のグランドを接続する構成とすることによっても、同様の効果を得ることができる。

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、軸受の電食発生を抑制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電気機器で、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。

１０ 固定子
１１ 固定子鉄心
１２ 固定子巻線
１３ 絶縁樹脂
１４ 回転子
１５，１５ａ，１５ｂ 軸受
１６ シャフト
１７ ブラケット
１８ 駆動回路基板
２０ 巻線組立
２２ インシュレータ
３０ 回転体
３１ 回転子鉄心
３２ フェライト樹脂磁石
４０ 接続線
４１ グランド線
５０ 導通部材
５１ 鉄心接続端子
５１ａ 孔部
５２ ランド
５３，５５，５６ グランドパターン
５４ グランド接続端部
６０ コンデンサ
１１０，１１１ リード線
１１２ 導電性テープ
１２０ 差動プローブ
１３０ デジタルオシロスコープ
１４０ 絶縁トランス
２０１ ブラシレスモータ
２１０ エアコン室内機
２１２ クロスフローファン
２１３ モータ駆動装置

Claims (5)

1. 固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、
   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、
   前記シャフトを回転自在に支持する軸受と、
   前記軸受を固定するブラケットと、
   前記巻線を駆動する駆動回路を実装した駆動回路基板とを備え、
   前記固定子鉄心を、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にある前記駆動回路基板上のグランドに、導通部材を介して電気的に接続したことを特徴とする電動機。
2. 前記固定子鉄心には前記導通部材としての鉄心接続端子が接続され、前記駆動回路基板に前記鉄心接続端子を挿入することで、前記固定子鉄心と前記グランドとを電気的に接続したことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 前記固定子鉄心と前記グランドとを、前記導通部材に加えて、さらにコンデンサを介して電気的に接続したことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
4. 前記コンデンサは前記駆動回路基板上に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電動機。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機を搭載したことを特徴とする電気機器。

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