[發明專利]模制電動機

無效

• 申請號: 201280007378.3
• 申請日: 2012-01-26
• 公開（公告）號: CN103339837A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 黑住誠治;中野圭策;森田暢謙
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H02K5/16
• 分類號: H02K5/16;F16C19/06;F16C19/52;H02K5/08
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及一種利用樹脂使定子與托架一體成型的模制電動機(molded?motor)。特別是涉及一種改良成抑制軸承處發生的電腐蝕的產生的模制電動機。

背景技術

近年來，關于電動機的驅動方式，大多采用使用脈寬調制(Pulse?Width?Modulation)方式(以下稱為“PWM方式”。)的逆變器控制，以實現電動機的可變速性、高效化。

然而，在使用PWM方式的逆變器控制的情況下，繞組的中性點的電位不會為零。因而，在軸承的外輪與軸承的內輪之間產生電位差(以下稱為“軸電壓”。)。軸電壓包含由于開關動作(switching)而產生的高頻成分。當軸電壓達到存在于軸承內部的油膜發生絕緣破壞的電壓時，微小的電流流過軸承內部。當該微小的電流流過時，在軸承內部產生電腐蝕。若電腐蝕發展，則會在軸承的內輪、軸承的外輪或者軸承球處產生波狀的磨損現象。當產生波狀的磨損現象時，有時會從軸承產生異常音。該異常音的產生成為電動機的不良狀況的主要原因之一。

對于主要用于驅動家電設備的送風機的電動機，強烈要求其為低噪音和低振動。響應于該要求，利用合成樹脂使定子芯和繞組一體成型的模制電動機成為主流。在該模制電動機中，還存在在模制電動機內部具有搭載電子部件的電路基板等的模制電動機。

將樹脂用作模制材料的模制電動機的強度對于為了固定軸承而所需的強度來說不充分。將樹脂用作模制材料的模制電動機由于利用樹脂來成型，因此尺寸的精度差。當模制電動機的尺寸的精度差時，會由于徑向的力而在軸承與托架(bracket)之間容易產生滑動現象所引起的蠕變(creep)，其中，該徑向的力是由于所傳遞的負荷而產生的。為了改善這種不良狀況，模制電動機一般使用預先用鋼板加工出的金屬制托架來固定軸承。金屬制托架的尺寸精度良好。

可是，使用金屬制托架的模制電動機的定子與托架相絕緣。當定子與托架相絕緣時，定子側的阻抗變高，軸承的外輪與軸承的內輪的電壓差變大。換言之，軸電壓變得更高。并且，使用金屬制托架的模制電動機的定子與托架相獨立。當定子與托架相獨立時，根據安裝電動機的外部環境不同，軸電壓容易發生變動。

電腐蝕是指軸承的材料由于電弧放電而受到損傷的現象。其原因如下：由于在軸承的內輪與軸承的外輪之間產生的軸電壓，軸電流沿軸承的內輪-球-軸承的外輪這個路徑流動。為了抑制電腐蝕，考慮了如下的對策。

(1)降低軸承的內輪與軸承的外輪之間的軸電壓。

(2)降低軸承的內輪-球-軸承的外輪之間的軸電流。

在上述(1)的具體方法中，通過使定子鐵芯與具有導電性的金屬制托架電短路，來改變靜電電容以降低軸電壓(例如參照專利文獻1)。

另外，從模制電動機的構造上的觀點出發，還存在使定子鐵芯與具有導電性的金屬制托架電導通的結構(例如參照專利文獻2)。

在上述(2)的具體方法中，將位于軸承內部的鐵球變更為非導電性的陶瓷球。該方法的抑制電腐蝕的產生的效果非常高。但是，該方法成本高，難以在通用的電動機中采用。

除此以外，還存在以下的方法：在具有金屬框架和金屬托架的鋼板電動機中，在轉子-軸承-金屬框架的連接部分的任一個上涂敷絕緣材料。這種結構會將涂層的靜電電容與軸承的靜電電容串聯連接。因而，施加于軸承的軸電壓降低(例如參照專利文獻3)。

在此，在將靜電電容與電阻并聯連接的情況下，以Z=1/jωC+R的關系式來表現阻抗。在此，Z表示阻抗，j表示虛數，ω表示角頻率，C表示靜電電容，R表示電阻。根據該式可知，若靜電電容變大或者電阻變小則阻抗變低。另外，根據該式可知，若靜電電容變小或者電阻變大則阻抗變高。

然而，如專利文獻1那樣的以往方法由于使定子鐵芯與具有導電性的金屬制托架短路，因此不能調整阻抗。根據轉子中使用的磁體的材質、磁體的構造不同，軸電壓有時會變高。

另外，如專利文獻1那樣的以往方法會降低阻抗。因此，軸承的內輪與軸承的外輪之間需要始終以電位高的狀態保持平衡。但是，根據使用電動機的環境、將定子與轉子進行組裝時所產生的精度偏差等不同，有時阻抗的平衡會崩潰。在這種情況下，軸電壓會變得過高，因此還認為變得容易產生電腐蝕。

如專利文獻3那樣的以往方法在如鋼板電動機那樣整體的阻抗小的電動機中是有效的。但是，在如模制電動機那樣整體的阻抗大的電動機中，無法充分防止軸電流，因此有時會產生電腐蝕。并且，在利用涂層來構成電介質的情況下，在制造時會產生偏差。當在制造時產生偏差時，存在以下的情況：阻抗產生偏差，或者在組裝時涂層從電介質剝落。