JP2007116839A

JP2007116839A - モータ

Info

Publication number: JP2007116839A
Application number: JP2005306446A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Sawada; 知良澤田
Original assignee: Nidec Shibaura Corp
Current assignee: Nidec Shibaura Corp
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2007-05-10

Abstract

【課題】インナーロータ型のモータをインバータ回路でＰＷＭ制御を行っても、電食が発生しないモータを提供する。
【解決手段】回転軸２８を回転自在に支持するベアリング３２の外輪４０に導電性の保持部４２が設けられ、この保持部４２に磁気シール部４６が設けられ、この磁気シール部４６が回転軸２８と隙間を空けて配され、磁気シール部４６に設けられたマグネット５２によって、隙間に充填された導電性の磁性流体５４を吸着するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、インナーロータ型のモータに関するものである。

従来のブラシレスＤＣモータにおいては、駆動回路としてインバータ回路を用いたＰＷＭ制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。

上記のようなＰＷＭ制御を行うブラシレスＤＣモータにおいて、電食が発生する可能性がある。電食の原因としては、ブラケットの電位がフレームを構成しているモールド樹脂に対し電位が浮いた形になるため、安定しないということに起因している。即ち、ＰＷＭ制御のように高周波で制御する場合には、出力側のボールベアリングの外輪と同電位の出力側のブラケット及び反出力側のボールベアリングの外輪と同電位の反出力側のブラケットの電位が変わると、ボールベアリングの内輪と外輪を介した循環電流が流れ、この循環電流によって電食が発生する。
特開２００４−４８８２９公報

そこで、本発明は、インナーロータ型のモータをインバータ回路でＰＷＭ制御を行っても、電食が発生しないモータを提供する。

請求項１に係る発明は、モータフレームに収納された固定子の内周側に回転子が回転自在に配されたインナーロータ型のモールドモータにおいて、前記モータフレームの出力側と反出力側の両方に金属製のブラケットがそれぞれ設けられ、前記出力側のブラケットと前記反出力側のブラケットには、前記回転子の回転軸を回転自在に支持するベアリングがそれぞれ設けられ、前記出力側、または、前記反出力側の少なくともどちらか一方のベアリングの外輪に導電性部材が設けられ、前記導電性部材が前記回転軸と隙間を開けて配され、前記導電性部材にマグネットが設けられ、前記隙間に導電性を有する磁性流体が充填されると共に、この充填された磁性流体が前記マグネットに吸着されていることを特徴とするモータである。

請求項２に係る発明は、前記導電性部材が、リング状の前記マグネットと、前記リング状のマグネットを挟持する金属製の一対のリング板と、前記外輪に接触している保持部材とからなり、前記一対のリング板の外周部と前記保持部材が接触し、前記一対のリング板の内周部と前記回転軸との間に前記隙間があることを特徴とする請求項１記載のモータである。

請求項３に係る発明は、前記モータがモールドモータであって、前記固定子がモールド樹脂によりモールド成形されて前記モータフレームが形成され、前記出力側のブラケットと前記反出力側のブラケットとが、前記モータフレームの外面に沿って配された導電部材によって短絡されていることを特徴とする請求項１記載のモータである。

請求項４に係る発明は、前記導電部材が、導電性テープであって、前記モータフレームに貼り付けられていることを特徴とする請求項３記載のモータである。

請求項５に係る発明は、前記導電部材が、線材であることを特徴とする請求項３記載のモータである。

請求項６に係る発明は、前記導電部材が、板材であることを特徴とする請求項３記載のモータである。

請求項７に係る発明は、前記出力側のブラケットと前記反出力側のブラケットのどちらか一方の一部が、前記モータフレームに埋設されていることを特徴とする請求項３記載のモータである。

請求項８に係る発明は、前記モータフレームが鋼板製であることを特徴とする請求項１記載のモータである。

請求項９に係る発明は、前記モータがブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項１記載のモータである。

本発明のモータであると、出力側、または、反出力側の少なくともどちらか一方のベアリングの外輪と回転軸とが導電性部材、磁性流体によって導通し、かつ、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとが、導電部材によって接続されているため短絡され同電位となるため、循環電流が発生せず電食が発生することがない。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態のモールドモータ１０について、図１〜図３に基づいて説明する。

（１）モールドモータ１０の構造
図１は、モールドモータの縦断面図である。このモールドモータ１０は、ブラシレスＤＣモータである。

鋼板を積層した固定子鉄心１２にプレモールドを施すことにより絶縁層１４を形成し、この絶縁層１４にコイル１６が巻回されている。これによってリング状の固定子１８が形成される。

固定子１８の出力側の面には、ドーナツ状の配線基板２０が設けられている。この配線基板２０は、絶縁層１４によって構成された支持壁に支持されている。配線基板２０には、モールドモータ１０を駆動する電子部品が取り付けられている。このモールドモータ１０は、ブラシレスＤＣモータであるため、インバータ回路、論理回路等の電子部品が取り付けられ、ＰＷＭ制御を行っている。

上記のように配線基板２０と固定子１８をモールド樹脂によって一体成形され、モータフレーム２２が形成されている。このモータフレーム２２は、円筒状であり、また、出力側の面には、金属製のブラケット２４が一体に埋設されている。この出力側のブラケット２４の内周側は、モータフレーム２２から露出した状態となっている。

上記のようにして形成したモータフレーム２２の内周側に回転子２６が収納される。この回転子２６には、金属性の回転軸２８が貫通している。回転軸２８の出力側は、ベアリング３０を介してブラケット２４に回転自在に固定されている。

回転子２６の反出力側の回転軸２８は、ベアリング３２を介して反出力側の金属製のブラケット３４に取り付けられている。このブラケット３４はモータフレーム２２の反出力側の面に嵌合している。このベアリング３２の構造については、後から詳しく説明する。

出力側のブラケット２４と反出力側のブラケット３４の間には、導電性部材である導電性テープ３６が取り付けられている。具体的には、モータフレーム２２の外部に軸方向に沿って図３に示すような導電性テープ３６が貼り付けられ、一端部が出力側のブラケット２４に貼り付けられ、他端部が反出力側のブラケット３４に貼り付けられている。これによって、両ブラケット２４，３４が短絡されている。この導電性テープ３６としては、例えばアルミニウム製のテープ等がある。

上記のように導電性テープ３６を取り付けたモータフレーム２２の出力側と反出力側に振動防止用のゴム３８，４０を取り付ける。

（２）ベアリング３２の構造
次に、反出力側のベアリング３２の構造について図２に基づいて説明する。

ベアリング３２の内輪３８は、回転軸２８の反出力側の後端部付近に固定され、外輪４０は反出力側のブラケット３４の内周側に固定されている。

この外輪４０には、導電性を有する金属製の保持部４２が接触している。この保持部４２は、ドーナツ状であって、外輪４０とブラケット３４の底部との間に配され、かつ、皿バネ４４によって外輪４０に押圧され接触している。

ドーナツ状の保持部４２の内周側には、ドーナツ状の磁気シール部４６が設けられている。この磁気シール部４６は、リング板状の導電性を有する鋼板製の支持板４８，５０の間にドーナツ状のマグネット５２が挟み付けられ固定されている。この磁気シール部４６の外周部が保持部４２の内周部に接着剤等で固定されている。また、磁気シール部４６の内周側と回転軸２８との間には若干の隙間があり、回転軸２８は磁気シール部４６に接触することなく回転する。この隙間には、導電性を有する磁性流体５４が充填されている。この磁性流体５４は、磁気シール部４６のマグネット５２から金属製の回転軸２８へ向かう磁束によって吸着され、磁性流体５４はこの隙間から漏れ出すことがない。

（３）本実施形態の効果
上記構成のモールドモータ１０であるとＰＷＭ制御し、ベアリング３２の内輪３８と外輪４０との間に電位差が生じても、図２に示すようにその電位差により発生する電流はベアリング３２のボール５６を流れることなく、内輪３８、回転軸２８、磁性流体５４、支持板４８，５０、金属製の保持部４２を介して外輪４０に流れる。そして、外輪４０に流れた電流は、反出力側のブラケット３４から、導電性テープ３６を伝って出力側のブラケット２４に流れ、出力側のブラケット２４から出力側のベアリング３０に流れる。そのため、両ブラケット２４，３４の電位が同じとなり、循環電流が発生することがない。したがって、ベアリング３０，３２において電食が発生することがない。

磁気シール部４６は回転軸２８と接触することがないため、スムーズに回転することができる。

磁性流体５４は磁気シール部４６のマグネット５２に吸着されているため隙間部分から漏れ出すことがなく、常に回転軸２８とシール部４６との導電性を保持している。

、モータフレーム２２の外部にこの導電性テープ３６を貼り付けるだけであるため、他の部材に邪魔にならず、その貼り付けも容易である。

（４）変更例
上記実施形態では、両ブラケット２４，３４を短絡する導電部材として導電性テープ３６を用いたが、これに代えて導電性の線材（例えば、リード線等）や金属板から形成された部材を用いてもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態のモータ１０について図４に基づいて説明する。

本実施形態のモールドモータ１０と第１の実施形態のモールドモータ１０の異なる点は、保持部４２と磁気シール部４６を出力側のベアリング３０に設けた点にある。

このように出力側のベアリング３０に保持部４２及び磁気シール部４６を設けても、同様に回転軸２８からベアリング３０の外輪に向かって電流が流れるため、循環電流を防止することができ電食を防止できる。

なお、出力側のベアリング３０及び反出力側のベアリング３２の両方に、保持部４２と磁気シール部４６を設けてもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態のモールドモータ１０について説明する。

本実施形態のモータ１０と、第１の実施形態のモールドモータ１０の異なる点は、モータフレーム２２の構造にある。第１の実施形態ではモールド樹脂によってモータフレーム２２を構成したが、本実施形態では鋼板によってモータフレーム２２を構成している。

これによって、第１の実施形態のモールドモータ１０とは異なり、導電性テープ３６をを取り付けることなく、両ブラケット２４，３４が鋼板製のモータフレーム２２によって短絡するため、電食を防止することができる。

本発明は、エアーコンディショナーの室内機及び室外機、ブロアーファン、ＦＦＵ等の駆動源としてのモータとして好適である。

本発明の第１の実施形態のモールドモータ１０の縦断面図である。反出力側のベアリング付近の拡大図である。導電性テープの平面図である。第２の実施形態のモールドモータにおける出力側のベアリングの拡大図である。

符号の説明

１０モールドモータ
１８固定子
２２モータフレーム
２４ブラケット
２６回転子
２８回転軸
３０ベアリング
３２ベアリング
３４ブラケット
３６導電性テープ
３８内輪
４０外輪
４２保持部
４４皿バネ
４６磁気シール部
４８支持板
５０支持板
５２マグネット
５４磁性流体
５６ボール

Claims

モータフレームに収納された固定子の内周側に回転子が回転自在に配されたインナーロータ型のモールドモータにおいて、
前記モータフレームの出力側と反出力側の両方に金属製のブラケットがそれぞれ設けられ、
前記出力側のブラケットと前記反出力側のブラケットには、前記回転子の回転軸を回転自在に支持するベアリングがそれぞれ設けられ、
前記出力側、または、前記反出力側の少なくともどちらか一方のベアリングの外輪に導電性部材が設けられ、前記導電性部材が前記回転軸と隙間を開けて配され、
前記導電性部材にマグネットが設けられ、
前記隙間に導電性を有する磁性流体が充填されると共に、この充填された磁性流体が前記マグネットに吸着されている
ことを特徴とするモータ。
前記導電性部材が、リング状の前記マグネットと、前記リング状のマグネットを挟持する金属製の一対のリング板と、前記外輪に接触している保持部材とからなり、
前記一対のリング板の外周部と前記保持部材が接触し、
前記一対のリング板の内周部と前記回転軸との間に前記隙間がある
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記モータがモールドモータであって、前記固定子がモールド樹脂によりモールド成形されて前記モータフレームが形成され、
前記出力側のブラケットと前記反出力側のブラケットとが、前記モータフレームの外面に沿って配された導電部材によって短絡されている
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記導電部材が、導電性テープであって、前記モータフレームに貼り付けられている
ことを特徴とする請求項３記載のモータ。
前記導電部材が、線材である
ことを特徴とする請求項３記載のモータ。
前記導電部材が、板材である
ことを特徴とする請求項３記載のモータ。
前記出力側のブラケットと前記反出力側のブラケットのどちらか一方の一部が、前記モータフレームに埋設されている
ことを特徴とする請求項３記載のモータ。
前記モータフレームが鋼板製である
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記モータがブラシレスＤＣモータである
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。