[发明专利]模制电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用树脂使定子与托架一体成型的模制电动机(molded motor)。特别是涉及一种改良成抑制轴承处发生的电腐蚀的产生的模制电动机。

背景技术

近年来，关于电动机的驱动方式，大多采用使用脉宽调制(Pulse Width Modulation)方式(以下称为“PWM方式”。)的逆变器控制，以实现电动机的可变速性、高效化。

然而，在使用PWM方式的逆变器控制的情况下，绕组的中性点的电位不会为零。因而，在轴承的外轮与轴承的内轮之间产生电位差(以下称为“轴电压”。)。轴电压包含由于开关动作(switching)而产生的高频成分。当轴电压达到存在于轴承内部的油膜发生绝缘破坏的电压时，微小的电流流过轴承内部。当该微小的电流流过时，在轴承内部产生电腐蚀。若电腐蚀发展，则会在轴承的内轮、轴承的外轮或者轴承球处产生波状的磨损现象。当产生波状的磨损现象时，有时会从轴承产生异常音。该异常音的产生成为电动机的不良状况的主要原因之一。

对于主要用于驱动家电设备的送风机的电动机，强烈要求其为低噪音和低振动。响应于该要求，利用合成树脂使定子芯和绕组一体成型的模制电动机成为主流。在该模制电动机中，还存在在模制电动机内部具有搭载电子部件的电路基板等的模制电动机。

将树脂用作模制材料的模制电动机的强度对于为了固定轴承而所需的强度来说不充分。将树脂用作模制材料的模制电动机由于利用树脂来成型，因此尺寸的精度差。当模制电动机的尺寸的精度差时，会由于径向的力而在轴承与托架(bracket)之间容易产生滑动现象所引起的蠕变(creep)，其中，该径向的力是由于所传递的负荷而产生的。为了改善这种不良状况，模制电动机一般使用预先用钢板加工出的金属制托架来固定轴承。金属制托架的尺寸精度良好。

可是，使用金属制托架的模制电动机的定子与托架相绝缘。当定子与托架相绝缘时，定子侧的阻抗变高，轴承的外轮与轴承的内轮的电压差变大。换言之，轴电压变得更高。并且，使用金属制托架的模制电动机的定子与托架相独立。当定子与托架相独立时，根据安装电动机的外部环境不同，轴电压容易发生变动。

电腐蚀是指轴承的材料由于电弧放电而受到损伤的现象。其原因如下：由于在轴承的内轮与轴承的外轮之间产生的轴电压，轴电流沿轴承的内轮-球-轴承的外轮这个路径流动。为了抑制电腐蚀，考虑了如下的对策。

(1)降低轴承的内轮与轴承的外轮之间的轴电压。

(2)降低轴承的内轮-球-轴承的外轮之间的轴电流。

在上述(1)的具体方法中，通过使定子铁芯与具有导电性的金属制托架电短路，来改变静电电容以降低轴电压(例如参照专利文献1)。

另外，从模制电动机的构造上的观点出发，还存在使定子铁芯与具有导电性的金属制托架电导通的结构(例如参照专利文献2)。

在上述(2)的具体方法中，将位于轴承内部的铁球变更为非导电性的陶瓷球。该方法的抑制电腐蚀的产生的效果非常高。但是，该方法成本高，难以在通用的电动机中采用。

除此以外，还存在以下的方法：在具有金属框架和金属托架的钢板电动机中，在转子-轴承-金属框架的连接部分的任一个上涂敷绝缘材料。这种结构会将涂层的静电电容与轴承的静电电容串联连接。因而，施加于轴承的轴电压降低(例如参照专利文献3)。

在此，在将静电电容与电阻并联连接的情况下，以Z=1/jωC+R的关系式来表现阻抗。在此，Z表示阻抗，j表示虚数，ω表示角频率，C表示静电电容，R表示电阻。根据该式可知，若静电电容变大或者电阻变小则阻抗变低。另外，根据该式可知，若静电电容变小或者电阻变大则阻抗变高。

然而，如专利文献1那样的以往方法由于使定子铁芯与具有导电性的金属制托架短路，因此不能调整阻抗。根据转子中使用的磁体的材质、磁体的构造不同，轴电压有时会变高。

另外，如专利文献1那样的以往方法会降低阻抗。因此，轴承的内轮与轴承的外轮之间需要始终以电位高的状态保持平衡。但是，根据使用电动机的环境、将定子与转子进行组装时所产生的精度偏差等不同，有时阻抗的平衡会崩溃。在这种情况下，轴电压会变得过高，因此还认为变得容易产生电腐蚀。

如专利文献3那样的以往方法在如钢板电动机那样整体的阻抗小的电动机中是有效的。但是，在如模制电动机那样整体的阻抗大的电动机中，无法充分防止轴电流，因此有时会产生电腐蚀。并且，在利用涂层来构成电介质的情况下，在制造时会产生偏差。当在制造时产生偏差时，存在以下的情况：阻抗产生偏差，或者在组装时涂层从电介质剥落。