(57)【要約】  電動機は、シャフトを有する回転子と、回転子を囲むように設けられた固定子と、シャフトを回転可能に支持し、シャフトの軸方向に距離をあけて配置された第１の軸受および第２の軸受と、固定子を覆うモールド樹脂部であって、第１の軸受を支持する軸受支持部を有するモールド樹脂部と、モールド樹脂部に取り付けられ、第２の軸受を支持し、且つ導電性を有するブラケットと、軸受支持部およびブラケットの両方に当接するように設けられた導電部材とを備える。
2018008058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを有する回転子と、
前記回転子を囲むように設けられた固定子と、
前記シャフトを回転可能に支持し、前記シャフトの軸方向に距離をあけて配置された第１の軸受および第２の軸受と、
前記固定子を覆うモールド樹脂部であって、前記第１の軸受を支持する軸受支持部を有するモールド樹脂部と、
前記モールド樹脂部に取り付けられ、前記第２の軸受を支持し、且つ導電性を有するブラケットと、
前記軸受支持部および前記ブラケットの両方に当接するように設けられた導電部材と
を備えた電動機。
【請求項２】
前記モールド樹脂部は、前記回転子が挿入される挿入穴を有し、
前記ブラケットは、前記回転子が挿入された前記挿入穴に取り付けられる、
請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記モールド樹脂部の前記軸受支持部は、前記シャフトの中心軸線を中心とする環状の外周面を有し、
前記導電部材は、前記軸受支持部の前記外周面に当接する第１の環状部分を有する、
請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記ブラケットは、前記第２の軸受を支持する円筒部を有し、前記円筒部は、前記シャフトの中心軸線を中心とする環状の外周面を有する、
請求項３に記載の電動機。
【請求項５】
前記導電部材は、前記円筒部の前記外周面に当接する第２の環状部分を有し、
前記導電部材は、前記第１の環状部分と前記第２の環状部分とを連結する連結部を有する、
請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記導電部材の連結部は、前記モールド樹脂部の外周面に沿って延在する、
請求項５に記載の電動機。
【請求項７】
前記導電部材は、前記第１の環状部分から前記ブラケットまで延在し、前記ブラケットの前記円筒部には到達しない、
請求項４に記載の電動機。
【請求項８】
前記導電部材は、前記ブラケットに係合する係合部を有し、
前記ブラケットは、前記導電部材の前記係合部に係合する被係合部を有する、
請求項２から７までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項９】
前記ブラケットは、前記モールド樹脂部の前記挿入穴を塞ぐ円板部を有し、
前記ブラケットの前記被係合部は、前記円板部に形成された溝部である、
請求項８に記載の電動機。
【請求項１０】
前記固定子に取り付けられた基板をさらに備え、
前記モールド樹脂部は、前記固定子および前記基板を覆うように配置されている
請求項１から９までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１１】
前記導電部材は、金属で構成されている、
請求項１から１０までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１２】
前記ブラケットは、金属で構成されている、
請求項１から１１までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１３】
前記モールド樹脂部は、熱硬化性樹脂で構成されている、
請求項１から１２までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１４】
前記回転子は、前記シャフトに取り付けられた樹脂部と、前記樹脂部に支持されたマグネットとを有し、
前記固定子は、前記回転子を囲むように設けられた固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻き付けられたコイルとを有する、
請求項１から１３までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１５】
第１のファンと、前記第１のファンを駆動する第１の電動機とを備えた室外機と、
第２のファンと、前記第２のファンを駆動する第２の電動機とを備えた室内機と、
前記室外機と前記室内機とを連結する冷媒配管と
を備え、
前記第１の電動機および前記第２の電動機の少なくとも一方は、
シャフトを有する回転子と、
前記回転子を囲むように設けられた固定子と、
前記シャフトを回転可能に支持し、前記シャフトの軸方向に距離をあけて配置された第１の軸受および第２の軸受と、
前記固定子を覆うモールド樹脂部であって、前記第１の軸受を支持する軸受支持部を有するモールド樹脂部と、
前記モールド樹脂部に取り付けられ、前記第２の軸受を支持し、且つ導電性を有するブラケットと、
前記軸受支持部および前記ブラケットの両方に当接するように設けられた導電部材と
を備える、
空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機および電動機を備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機をインバータによって制御する場合、一般に、スイッチングに伴う騒音を低減するため、キャリア周波数を高い周波数に設定する。一方、インバータによる制御では、電動機のシャフトに高周波誘導による電圧（軸電圧）が発生することが知られており、この軸電圧は、キャリア周波数が高くなるほど増加する。そのため、シャフトを支持する軸受の外輪と内輪との電位差が大きくなり、軸受に電流が流れやすくなる。これは、軸受の内輪および外輪の軌道面、並びに転動体の転動面の損傷（電食）の原因となり、軸受の耐久性の低下を招く。【０００３】
そこで、特許文献１には、回転子のシャフトを支持する２つの軸受と、これら２つの軸受を固定子に対して固定する２つの導電性のブラケットと、これら２つのブラケットを電気的に接続する導通ピンとを備えた電動機が開示されている。また、回転子は、外側鉄心と内側鉄心とに分割され、両者の間には誘電体層が設けられている。【０００４】
また、特許文献２には、ロータのシャフトを支持する２つのベアリングと、これら２つのベアリングをステータに対して固定する２つの導電性のブラケットと、これら２つのブラケットを電気的に接続する導通板とを備えた電動機（モールドモータ）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５８１５２号公報（図２参照）
【特許文献２】特開２０１２−２１００６４号公報（図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の電動機では、２つのブラケットを固定子に取り付ける構成のため、各ブラケットの取り付け位置精度が低いと、固定子と回転子との同軸度が低下し、騒音および振動を発生させる可能性がある。また、２つのブラケットが必要であるため、部品数が増加し、製造コストの上昇の原因となる。【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、電食の発生を抑制すると共に、騒音および振動の発生を抑制し、製造コストの上昇を抑制することが可能な電動機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電動機は、シャフトを有する回転子と、回転子を囲むように設けられた固定子と、シャフトを回転可能に支持し、シャフトの軸方向に距離をあけて配置された第１の軸受および第２の軸受と、固定子を覆うモールド樹脂部であって、第１の軸受を支持する軸受支持部を有するモールド樹脂部と、モールド樹脂部に取り付けられ、第２の軸受を支持し、且つ導電性を有するブラケットと、軸受支持部およびブラケットの両方に当接するように設けられた導電部材とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１の軸受がモールド樹脂部の軸受支持部に支持され、第２の軸受がブラケットに支持されるため、固定子とシャフトとの同軸度（すなわち固定子と回転子との同軸度）を向上することができ、騒音および振動の発生を抑制することができる。また、導電部材が軸受支持部とブラケットとに当接しているため、第１の軸受および第２の軸受に軸電流が流れにくくなり、電食の発生を抑制することができる。また、固定子に２つのブラケットを取り付けた場合よりも、製造コストを少なく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における電動機の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１における電動機のモールド固定子の構成を示す断面図である。
【図３】実施の形態１における固定子組立体の構成を示す斜視図である。
【図４】実施の形態１における回転子の構成を示す断面図である。
【図５】図４の回転子の構成を示す正面図である。
【図６】実施の形態１における電動機のブラケットの構成を示す断面図（Ａ）および斜視図（Ｂ）である。
【図７】実施の形態１におけるモールド固定子、回転子およびブラケットの関係を示す図である。
【図８】実施の形態１における導電部材の形状を模式的に示す図である。
【図９】電動機における電流経路を説明するための模式図である。
【図１０】実施の形態２における電動機の構成を示す断面図である。
【図１１】実施の形態１，２における電動機が適用される空気調和装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１２】
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１００の構成を示す断面図である。電動機１００は、例えばブラシレスＤＣモータまたはステッピングモータである。電動機１００は、シャフト２７を有する回転子２０と、回転子２０を囲むように設けられた固定子４２と、固定子４２を覆うモールド樹脂部４１と、モールド樹脂部４１に取り付けられる導電性のブラケット３０とを備える。固定子４２およびモールド樹脂部４１は、モールド固定子４０を構成する。
【００１３】
以下の説明では、シャフト２７の回転軸である中心軸線Ｃ１の方向を、単に「軸方向」と称する。また、シャフト２７の中心軸線Ｃ１を中心とする周方向を、単に「周方向」と称し、図面（図３、図５および図６（Ｂ））に矢印Ｒ１で示す。また、シャフト２７の中心軸線Ｃ１に対する固定子４２および回転子２０の半径方向を、単に「径方向」と称する。
【００１４】
シャフト２７は、モールド固定子４０から図１における左側に突出しており、その突出部に形成された取付け部２７ｂには、例えば送風機の羽根車（図１１）が取り付けられる。そのため、以下の説明では、シャフト２７の突出側（図１における左側）を「負荷側」と称し、反対側（図１における右側）を「反負荷側」と称する。
【００１５】
図２は、モールド固定子４０の構成を示す断面図である。モールド固定子４０は、上記の通り、固定子４２とモールド樹脂部４１とを有している。固定子４２は、固定子鉄心４３と、固定子鉄心４３に取り付けられた絶縁部（インシュレータ）４４と、絶縁部４４を介して固定子鉄心４３に巻き付けられたコイル４５とを有する。
【００１６】
固定子鉄心４３は、中心軸線Ｃ１を中心とする周方向に環状に延在するヨーク部４３ａ（図３参照）と、ヨーク部４３ａから径方向内側に（中心軸線Ｃ１に向かって）延在する複数のティース部４３ｂ（図３参照）とを有している。この固定子鉄心４３は、複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して構成される。
【００１７】
絶縁部４４は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の熱可塑性樹脂で構成されている。絶縁部４４は、固定子鉄心４３と一体成形されるか、あるいは熱可塑性樹脂の成形体を固定子鉄心４３に組み付けることによって形成される。コイル４５は、絶縁部４４を介して、固定子鉄心４３のティース部４３ｂの周囲に巻き付けられている。
【００１８】
固定子鉄心４３に絶縁部４４を取り付け（または一体成形し）、さらにコイル４５を巻き付けることにより、上述した固定子４２が構成される。この固定子４２に、次に説明する基板４６を取り付けたものを、固定子組立体５０と称する。
【００１９】
図３は、固定子組立体５０の構成を示す斜視図である。基板４６は、固定子鉄心４３に対して軸方向の一方の側、ここでは負荷側（図３における上方）に配置されている。基板４６の外周に沿って、複数の穴５３が形成されている。絶縁部４４には、基板４６の穴５３に係合する複数の突起５２が形成されている。絶縁部４４の突起５２を基板４６の穴５３に係合させ、突起５２の先端を熱溶着で変形させることにより、基板４６が絶縁部４４に固定される。
【００２０】
基板４６には、コイル４５に電力を供給するための電源リード線と、後述する磁気センサ４７からの信号を伝達するためのセンサリード線とが配線されている。また、基板４６には、電動機１００を駆動するための駆動素子４９と、各リード線を外部に引き出すためのリード線口出し部品４８が組み付けられている。
【００２１】
絶縁部４４には、コイル４５に電気的に接続された複数の端子５４が取り付けられている。基板４６には、端子５４に係合する複数の端子挿入穴５５が形成されている。絶縁部４４に設けられた端子５４は、基板４６の端子挿入穴５５に挿入されて半田付けされることにより、基板４６と電気的に接続される。
【００２２】
基板４６の裏面側には、磁気センサ４７（図１）が設置されている。磁気センサ４７は、回転子２０の回転位置を検出するセンサ回路の一部を構成している。磁気センサ４７は、回転子２０のセンサマグネット２３（後述）に対向するように配置されている。磁気センサ４７は、センサマグネット２３からの磁束（Ｎ／Ｓ）の変化に基づき、回転子２０の周方向における位置（回転位置）を検出し、検出信号を出力する。
【００２３】
磁気センサ４７の検出信号は、基板４６に設けられたセンサリード線を介して、基板４６または電動機１００の外部に設けられた駆動回路に入力される。電動機１００がブラシレスＤＣモータの場合には、駆動回路は、磁気センサ４７からの検出信号に基づき、固定子４２に対する回転子２０の相対的な回転位置に応じてコイル４５に流す電流を制御する。これにより電動機１００を高効率且つ低騒音で駆動することができる。
【００２４】
図２に戻り、モールド樹脂部４１は、固定子４２（固定子鉄心４３、絶縁部４４およびコイル４５）および基板４６の全体を覆うように形成されている。モールド樹脂部４１は、例えば、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂で構成されている。モールド樹脂部４１は、固定子４２の径方向外側に位置する円筒状の外周面４１ｈと、固定子４２の負荷側（図中左側）の端面である負荷側端面４１ｆと、反負荷側（図中右側）の端面である反負荷側端面４１ｇとを有している。
【００２５】
モールド樹脂部４１の負荷側端面４１ｆの径方向中央には、軸方向に突出する第１の軸受支持部としての軸受支持部４１ａが形成されている。軸受支持部４１ａの内側には、中心軸線Ｃ１を中心とする円筒状の内周面４１ｉが形成され、軸受支持部４１ａの外側には、中心軸線Ｃ１を中心とする円筒状の外周面４１ｂが形成されている。軸受支持部４１ａの先端部の径方向中央には、シャフト２７を挿通する穴４１ｊが形成されている。軸受支持部４１ａ内において穴４１ｊの周囲には、軸方向に直交する当接面４１ｋが形成されている。
【００２６】
モールド樹脂部４１は、反負荷側端面４１ｇ側に開口する挿入穴４１ｃを有している。挿入穴４１ｃは、回転子２０を収容する部分であり、回転子２０の外周面に対向する円筒状の内周面４１ｄを有している。挿入穴４１ｃの内側の空間と、軸受支持部４１ａの内側の空間とは、軸方向に連続している。反負荷側端面４１ｇには、挿入穴４１ｃの周囲を囲むように、環状の段差部４１ｅが形成されている。
【００２７】
モールド樹脂部４１を形成する際には、固定子４２（固定子鉄心４３、絶縁部４４およびコイル４５）に基板４６を取り付けた固定子組立体５０（図３）を、モールド金型内に設置する。そして、モールド樹脂部４１の構成材料（例えば不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂）をモールド金型内に注入して加熱し、モールド樹脂部４１を固定子組立体５０と一体に成形する。
【００２８】
なお、基板４６の強度は比較的低いため、低圧成形が望ましい。不飽和ポリエステル樹脂は低圧成形が可能であるため、モールド樹脂部４１の構成材料として特に望ましい。また、不飽和ポリエステルは収縮率が小さい（従って寸法変化が小さい）ため、高い寸法精度を得やすく、軸受支持部４１ａの形成に適している。
【００２９】
モールド金型には、固定子組立体５０をモールド金型に設置して型締めする際に、基板４６の一部に当接する突起を設けることが望ましい。このようにすれば、成形圧力による基板４６の変形を抑制し、基板４６の半田接合部における剥離を防止することができる。
【００３０】
図４は、回転子２０の構成を示す断面図である。回転子２０は、回転軸であるシャフト２７と、シャフト２７に対して径方向外側に配置されたマグネット２２と、マグネット２２に対して軸方向に隣接して配置されたセンサマグネット２３と、マグネット２２およびセンサマグネット２３を支持する樹脂部２１とを有する。シャフト２７は、第１の軸受２８および第２の軸受２９によって回転可能に支持されている。第１の軸受２８および第２の軸受２９は、いずれも転がり軸受であり、軸方向に距離を開けて配置されている。
【００３１】
マグネット２２は、中心軸線Ｃ１を中心とする環状のマグネットであり、磁石粉末を含有する熱可塑性樹脂の成形体で構成されている。マグネット２２は、異なる磁極（Ｎ極とＳ極）が周方向に交互に並ぶように着磁されている。ここでは、マグネット２２の磁極数は８個である。すなわち、回転子２０の磁極数は８極である。但し、磁極数は８極に限定されるものではない。また、マグネット２２は、磁石粉末を含有する熱可塑性樹脂の成形体に限らず、例えば焼結磁石であってもよい。
【００３２】
マグネット２２の軸方向の一端部、ここでは負荷側（図中左側）の端部には、センサマグネット２３を保持する台座２４が設けられている。マグネット２２の軸方向の他端部、ここでは反負荷側（図中右側）の端部には、周方向に等間隔に８個の凹部２２ａが形成されている。凹部２２ａには、マグネット２２を構成する熱可塑性樹脂を注入するための図示しないゲートが形成されている。マグネット２２の反負荷側の端面からの凹部２２ａの深さは、図示しないゲート処理部が突出しない深さに設定される。凹部２２ａは、周方向において磁極間に配置しているが、磁極中心に配置してもよい。
【００３３】
センサマグネット２３は、磁石粉末を含有する熱可塑性樹脂の成形体で構成された環状のマグネットである。センサマグネット２３は、異なる磁極（Ｎ極とＳ極）が周方向に交互に並ぶように着磁されている。センサマグネット２３の磁極数、極性、および周方向の位相は、マグネット２２と同様である。センサマグネット２３は、台座２４に当接し、樹脂部２１によって保持される。なお、センサマグネット２３は、磁石粉末を含有する熱可塑性樹脂の成形体に限らず、例えば焼結磁石であってもよい。
【００３４】
樹脂部２１は、シャフト２７の外周面に取り付けられたスリーブ状の内筒部２１ａと、内筒部２１ａの径方向外側に配置された環状の外筒部２１ｂと、内筒部２１ａと外筒部２１ｂとを連結する複数（例えば８個）のリブ２１ｃとを備えている。樹脂部２１は、熱可塑性樹脂（例えばポリブチレンテレフタレート）の成形体で構成される。
【００３５】
図５は、回転子２０を負荷側から見た正面図である。樹脂部２１の内筒部２１ａには、シャフト２７が貫通している。リブ２１ｃは、シャフト２７の中心軸線Ｃ１を中心とする周方向に等間隔で配置され、内筒部２１ａから径方向外側に放射状に延在している。周方向に隣り合うリブ２１ｃ間には、中空部２１ｅが形成されている。なお、リブ２１ｃの数は８個に限定されない。
【００３６】
図４に戻り、外筒部２１ｂは、マグネット２２の軸方向両端面を覆うように形成されており、マグネット２２を脱落しないように保持している。外筒部２１ｂを構成する樹脂は、マグネット２２の凹部２２ａおよび台座２４の周囲にも入り込む。これにより、中心軸線Ｃ１に直交する面に対するマグネット２２の傾きが抑制される。
【００３７】
シャフト２７の外周面には、ローレット２７ａが形成されている。ローレット２７ａは、樹脂部２１の内筒部２１ａの内周面と接触し、樹脂部２１に対するシャフト２７の滑りを防止する。シャフト２７の負荷側の端部には、例えば送風機の羽根車が取り付けられる取付け部２７ｂが形成されている。
【００３８】
第１の軸受２８は、回転子２０の軸方向の一方の側（負荷側）に配置され、モールド樹脂部４１の軸受支持部４１ａによって支持されている。また、第２の軸受２９は、回転子２０の軸方向の他方の側（反負荷側）に配置され、次に説明するブラケット３０によって支持されている。
【００３９】
ブラケット３０は、図１に示すように、モールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃを塞ぐように設けられている。より具体的には、ブラケット３０は、モールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃに嵌合するように圧入されている。
【００４０】
図６（Ａ）は、実施の形態１におけるブラケット３０の構成を示す断面図である。図６（Ｂ）は、ブラケット３０の構成を示す斜視図である。ブラケット３０は、導電性を有する材料、例えば金属で構成されている。金属の一例としては、例えば亜鉛メッキ鋼板があるが、亜鉛メッキ鋼板に限定されるものではない。
【００４１】
ブラケット３０は、中心軸線Ｃ１を中心とする回転体形状を有している。ブラケット３０は、径方向中央に配置された第２の軸受支持部としての円筒部３１と、この円筒部３１の周囲に延在する円板部３２とを有している。
【００４２】
円筒部３１の内側には、中心軸線Ｃ１を中心とする円筒状の内周面３１ａが形成され、円筒部３１の外側には、中心軸線Ｃ１を中心とする円筒状の外周面が形成されている。円筒部３１の先端部（図６（Ａ）では右端部）を塞ぐように壁部３１ｃが形成されており、この壁部３１ｃの中央には、穴３１ｂが形成されている。
【００４３】
円板部３２は、中心軸線Ｃ１に直交する面内に延在している。この円板部３２には、被係合部としての溝部３３が形成されている。溝部３３は、中心軸線Ｃ１を中心とする周方向に環状に形成されている。溝部３３は、円板部３２からモールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃ側（図６（Ａ）では左側）に突出している。溝部３３は、例えば矩形状の断面を有している。溝部３３の外周部３３ａは、モールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃに圧入される。そのため、溝部３３の外周部３３ａの外径は、挿入穴４１ｃの内径よりも圧入代（圧入による弾性変形量）の分だけ大きい。
【００４４】
円板部３２の溝部３３よりも径方向外側には、環状の外延部３４が形成されている。この外延部３４は、モールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃの周囲に形成された段差部４１ｅ（図２）に当接する部分である。
【００４５】
図７は、モールド固定子４０と、回転子２０と、ブラケット３０との関係を示す図である。回転子２０は、軸方向の一方の側（図７の右側）から、モールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃ内に挿入される。回転子２０のシャフト２７の先端は、モールド樹脂部４１の穴４１ｊを貫通する。第１の軸受２８は、軸受支持部４１ａの当接面４１ｋに当接し、軸受支持部４１ａ内で支持される。また、第１の軸受２８の外輪の外周面は、軸受支持部４１ａの内周面４１ｉに当接する。
【００４６】
回転子２０がモールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃに挿入された状態で、マグネット２２の外周面は、固定子鉄心４３の内周面に径方向に対向する。また、センサマグネット２３は、磁気センサ４７に軸方向に対向する。第２の軸受２９は、モールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃから軸方向に突出する。
【００４７】
ブラケット３０は、溝部３３の外周部３３ａをモールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃに圧入することによって、モールド固定子４０に取り付けられる。このとき、金属製のブラケット３０の弾性力によって、溝部３３の外周部３３ａがモールド樹脂部４１の内周面４１ｄに押し当てられ、ブラケット３０が確実に保持される。このとき、第２の軸受２９は、ブラケット３０の円筒部３１内で支持される。すなわち、第２の軸受２９の外輪の外周面は、円筒部３１の内周面３１ａに当接する。
【００４８】
軸受支持部４１ａを有するモールド樹脂部４１は、固定子４２（固定子鉄心４３、絶縁部４４およびコイル４５）と一体に成形される。そのため、固定子４２と軸受支持部４１ａとの高い同軸度（同芯度）が得られる。その結果、固定子４２と回転子２０との高い同軸度が得られ、騒音および振動の発生が抑制される。また、軸受支持部をモールド樹脂部４１とは別部材で構成した場合と比較して、部品数が低減され、製造コストが低減される。
【００４９】
次に、モールド固定子４０の軸受支持部４１ａとブラケット３０とを接続する導電部材６０について説明する。導電部材６０は、弾性変形可能で導電性を有する部材、例えば金属で構成されている。図８は、導電部材６０の形状を模式的に示す斜視図である。
【００５０】
導電部材６０は、モールド固定子４０の軸受支持部４１ａの外周面４１ｂ（図２）に当接する環状の第１の導電リング（第１の環状部分）６１と、ブラケット３０の円筒部３１の外周面（図６）に当接する第２の導電リング（第２の環状部分）６２と、これらを電気的に接続する連結部６８とを有している。図８に示すように、第１の導電リング６１、第２の導電リング６２および連結部６８は、一体に形成されている。ここでは、導電部材６０は、帯状の部材を折り曲げた連結部６８の両端に、第１の導電リング６１と第２の導電リング６２とが形成された構成を有している。
【００５１】
第１の導電リング６１は、中心軸線Ｃ１を中心とする環状に形成されている。第１の導電リング６１の軸方向長さは、モールド固定子４０の軸受支持部４１ａの軸方向長さと同じか、または僅かに短い。第２の導電リング６２も、中心軸線Ｃ１を中心とする環状に形成されている。第２の導電リング６２の軸方向長さは、ブラケット３０の円筒部３１の軸方向長さと同じか、または僅かに短い。
【００５２】
連結部６８は、第１の導電リング６１から第２の導電リング６２まで、モールド樹脂部４１の両端面４１ｆ，４１ｇおよび外周面４１ｈに沿って延在している。より具体的には、連結部６８は、第１の導電リング６１からモールド樹脂部４１の負荷側端面４１ｆ（図２）に沿って延在する第１連結部６３と、モールド樹脂部４１の外周面４１ｈ（図２）に沿って延在する第２連結部６４と、モールド樹脂部４１の反負荷側端面４１ｇ（図２）に沿って第２の導電リング６２まで延在する第３連結部６５とを有する。第３連結部６５には、ブラケット３０の溝部３３に係合する係合部６６が形成されている。係合部６６は、例えば、第３連結部６５の一部を折り曲げた折り曲げ部であるが、折り曲げ部に限定されるものではない。
【００５３】
図１において、導電部材６０をモールド固定子４０に取り付ける際には、まずブラケット３０をモールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃに圧入し、その後、連結部６８を弾性変形させながら、第１の導電リング６１を軸受支持部４１ａの外周に嵌合させ、次いで、第２の導電リング６２をブラケット３０の円筒部３１の外周に嵌合させる。
【００５４】
第１の導電リング６１をモールド樹脂部４１の軸受支持部４１ａに嵌合させ、第２の導電リング６２をブラケット３０の円筒部３１に嵌合させると、連結部６８はモールド樹脂部４１の外周面４１ｈに押し当てられる。また、導電部材６０の係合部６６がブラケット３０の溝部３３に係合する。さらに、導電部材６０の弾性力により、ブラケット３０の外延部３４がモールド樹脂部４１の段差部４１ｅに押圧される。
【００５５】
導電部材６０の係合部６６がブラケット３０の溝部３３に係合するため、連結部６８をモールド固定子４０から浮き上がらないように取り付けることができ、外観を向上することができる。また、導電部材６０の係合部６６とブラケット３０の溝部３３との係合の深さによって、連結部６８の長さのばらつきを吸収することができる。
【００５６】
次に、この実施の形態１における電食（軸受損傷）の防止効果について説明する。モールド固定子４０の軸受支持部４１ａの外周面４１ｂに第１の導電リング６１が当接することにより、軸受支持部４１ａを流れる高周波電流が第１の導電リング６１に流れる。また、第２の導電リング６２とブラケット３０とが当接することにより、連結部６８を介して、第１の導電リング６１とブラケット３０とが電気的に接続される。
【００５７】
さらに、ブラケット３０、第２の導電リング６２および第２の軸受２９はそれぞれ導電性を有しているため、第２の導電リング６２とブラケット３０とが当接することにより、第２の導電リング６２と第２の軸受２９とが電気的に接続される。第１の導電リング６１と第２の導電リング６２とは連結部６８によって電気的に接続されているため、高周波電流に対し、第１の軸受２８と第２の軸受２９とは導電部材６０を介して互いに電気的に接続される。
【００５８】
電動機１００をインバータによって駆動する場合、スイッチングに伴う騒音を抑制する目的で、インバータのキャリア周波数を可聴周波数よりも高い周波数に設定することが多い。しかしながら、キャリア周波数が高くなると、高周波誘導によって発生する電圧（軸電圧）が増加し、高周波電流（軸電流）が発生する。
【００５９】
図９は、電動機１００における軸電流の経路を説明するための模式図である。ここでは、コイル４５への電流供給源である基板４６を、軸電流の起点として説明する。モールド固定子４０に導電部材６０を設けない場合には、軸電流は、図９に黒色の矢印で示すように、基板４６から、コイル４５、固定子鉄心４３、コイル４５、ブラケット３０、第２の軸受２９、シャフト２７および第１の軸受２８の順に流れて基板４６に戻る。このように、第１の軸受２８および第２の軸受２９に電流が流れるため、電食が発生する可能性がある。
【００６０】
これに対し、モールド固定子４０に導電部材６０を設けた場合には、軸電流は、図９に白色の矢印で示すように、基板４６から、コイル４５、固定子鉄心４３、コイル４５、ブラケット３０および導電部材６０の順に流れて基板４６に戻る。そのため、第１の軸受２８および第２の軸受２９には電流が流れにくくなり、電食の発生が抑制される。
【００６１】
特に、導電部材６０がモールド樹脂部４１の軸受支持部４１ａの外周面４１ｂに当接しているため、軸電流（高周波電流）に対して、第１の軸受２８と第２の軸受２９とが導電部材６０によって電気的に接続された状態となり、第１の軸受２８と第２の軸受２９との電位差が生じにくくなる。その結果、第１の軸受２８および第２の軸受２９にさらに電流が流れにくくなり、電食の発生が抑制される。
【００６２】
以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、固定子４２を覆うモールド樹脂部４１に第１の軸受２８を支持する軸受支持部４１ａを設け、第２の軸受２９を支持するブラケット３０をモールド固定子４０に取り付け、さらに軸受支持部４１ａおよびブラケット３０に当接する導電部材６０を設けたため、第１の軸受２８および第２の軸受２９に流れる電流を少なくすることができる。その結果、第１の軸受２８および第２の軸受２９に流れる電流に起因する電食の発生を抑制することができる。
【００６３】
また、モールド樹脂部４１に軸受支持部４１ａが形成されるため、固定子４２とシャフト２７との高い同軸度が得られる。その結果、固定子４２と回転子２０との高い同軸度が得られ、電動機１００の回転精度を向上し、騒音および振動の発生を抑制することができる。加えて、軸受支持部４１ａをモールド樹脂部４１と別の部材で構成した場合と比較して、部品数を低減し、製造コストを低減することができる。
【００６４】
また、モールド樹脂部４１が回転子２０のための挿入穴４１ｃを有し、挿入穴４１ｃにブラケット３０が取り付けられるため、挿入穴４１ｃに回転子２０を挿入し、続いてブラケット３０を取り付けることにより、電動機１００の組立を簡単に行うことができる。
【００６５】
また、導電部材６０が、軸受支持部４１ａの外周面４１ｂに当接する第１の導電リング６１を有しているため、軸受支持部４１ａと第１の導電リング６１とを十分に当接させることができる。これにより、軸受支持部４１ａを流れる軸電流を、第１の軸受２８ではなく、導電部材６０に流すことができる。
【００６６】
また、導電部材６０は、ブラケット３０の円筒部３１の外周面に当接する第２の導電リング６２を有しているため、円筒部３１と第２の導電リング６２とを十分に当接させることができる。これにより、ブラケット３０を流れる軸電流を、第２の軸受２９ではなく、導電部材６０に流すことができる。
【００６７】
また、導電部材６０が、第１の導電リング６１と第２の導電リング６２とを連結する連結部６８を有しているため、簡単な構成で、第１の導電リング６１と第２の導電リング６２とを電気的に接続することができる。
【００６８】
また、導電部材６０の連結部６８が、モールド樹脂部４１の外周面４１ｈに沿って延在するように設けられているため、導電部材６０をモールド樹脂部４１の外側から取り付けることができ、導電部材６０の取り付けを容易に行うことができる。
【００６９】
また、導電部材６０の係合部６６と、ブラケット３０の溝部３３（被係合部）とが係合するため、導電部材６０をモールド固定子４０から脱落しないように保持することができる。
【００７０】
また、ブラケット３０の溝部３３は、モールド樹脂部４１の挿入穴４１ｃの内部に向かって突出するように形成されているため、ブラケット３０の挿入穴４１ｃへの固定部材も兼ねることができ、ブラケット３０の構成を簡単にすることができる。
【００７１】
また、導電部材６０およびブラケット３０がいずれも金属で構成されているため、第１の軸受２８と第２の軸受２９に流れる電流を効果的に低減することができる。
【００７２】
また、モールド樹脂部４１が熱硬化性樹脂で構成されているため、比較的低い成形圧力で、モールド樹脂部４１を固定子組立体５０（比較的強度の低い基板４６を含む）と一体に成形することができる。
【００７３】
また、回転子２０が、シャフト２７に取り付けられた樹脂部２１と、樹脂部２１に支持されたマグネット２２とを有しているため、電磁鋼板からなる回転子鉄心を用いた場合と比較して、回転子２０を経由した軸電流を抑制することができる。
【００７４】
なお、ここでは、モールド樹脂部４１の軸受支持部４１ａを負荷側に配置し、ブラケット３０を反負荷側に配置したが、このような配置に限定されるものではない。すなわち、モールド樹脂部４１の軸受支持部４１ａを反負荷側に配置し、ブラケット３０を負荷側に配置してもよい。
【００７５】
また、回転子２０は、樹脂部２１にマグネット２２およびセンサマグネット２３を取り付けたものに限らず、樹脂部２１の代わりに、電磁鋼板で形成された回転子鉄心を用いてもよい。但し、樹脂部２１を用いた方が軸電流の経路が少ないため、軸電流の抑制には有利である。
【００７６】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図１０は、実施の形態２の電動機１０１の構成を示す断面図である。実施の形態２の電動機１０１は、導電部材６０Ａの構成において、実施の形態１の電動機１００（図１）と異なっている。図１０において、実施の形態１と同一の構成要素には、同一の符号を付す。
【００７７】
実施の形態２の導電部材６０Ａは、第１の導電リング６１および連結部６８（第１連結部６３、第２連結部６４および第３連結部６５）を有しているが、実施の形態１で説明した第２の導電リング６２（図８）を有していない。導電部材６０Ａの第３連結部６５は、実施の形態１と同様の係合部６６を有しているが、この係合部６６が第３連結部６５の終端となっている。
【００７８】
導電部材６０Ａおよびブラケット３０は、いずれも導電性を有している。そのため、導電部材６０Ａがブラケット３０の円筒部３１まで到達していなくても、ブラケット３０の少なくとも一部に当接していれば、導電部材６０Ａと第２の軸受２９とは電気的に接続される。
【００７９】
そのため、この実施の形態２の導電部材６０Ａを用いても、軸電流は、基板４６から、コイル４５、固定子鉄心４３、コイル４５、ブラケット３０および導電部材６０の順に流れて基板４６に戻る。その結果、第１の軸受２８および第２の軸受２９に流れる電流を少なくすることができ、電食の発生を抑制することができる。また、導電部材６０Ａが、ブラケット３０の溝部３３に係合する係合部６６を有しているため、導電部材６０Ａをモールド固定子４０から脱落しないように固定することができる。他の構成は、実施の形態１で説明したとおりである。
【００８０】
以上説明したように、本発明の実施の形態２によれば、導電部材６０Ａが、モールド樹脂部４１の軸受支持部４１ａに当接する第１の導電リング６１と、第１の導電リング６１とブラケット３０とを接続する連結部６８とを有しているため、第１の軸受２８および第２の軸受２９に流れる電流を少なくすることができ、電食の発生を抑制することができる。また、導電部材６０Ａが第２の導電リング６２を有さないため、導電部材６０Ａの構成を簡単にすることができる。
【００８１】
また、実施の形態１と同様、モールド樹脂部４１が軸受支持部４１ａを有しているため、固定子４２とシャフト２７との高い同軸度が得られ、電動機１００の回転精度を向上し、騒音および振動の発生を抑制することができる。加えて、導電部材６０Ａが、ブラケット３０の溝部３３に係合する係合部６６を有しているため、導電部材６０Ａをモールド固定子４０に確実に取り付けることができる。
【００８２】
なお、導電部材６０（６０Ａ）の形状は、図１，８，１０に示した形状に限らず、モールド樹脂部４１の軸受支持部４１ａおよびブラケット３０に当接する形状であればよい。
【００８３】
＜空気調和装置＞
次に、本発明の実施の形態１および２の電動機１００，１０１が適用可能な空気調和装置の構成例について説明する。図１１は、実施の形態１および２の電動機１００，１０１が適用可能な空気調和装置の構成例３００を示す図である。
【００８４】
空気調和装置３００は、室外機３０１と、室内機３０２と、これらを接続する冷媒配管３０３とを備える。室外機３０１は、第１のファン（送風機）３０５と、第１のファン３０５の羽根車を回転させる第１の電動機３０６とを備える。室内機３０２は、第２のファン３０７と、第２のファン３０７の羽根車を回転させる第２の電動機３０８とを備える。なお、図１１には、室外機３０１において冷媒を圧縮する圧縮機３０９も示されている。
【００８５】
第１の電動機３０６および第２の電動機３０８の少なくとも一方は、実施の形態１で説明した電動機１００または実施の形態２で説明した電動機１０１で構成されている。上記の通り、電動機１００，１０１は、電食の発生を抑制すると共に、騒音および振動の発生を抑制し、製造コストの上昇を抑制することができるため、空気調和装置３００の性能および品質を向上し、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００８６】
実施の形態１および実施の形態２で説明した電動機１００，１０１は、空気調和装置以外の電気機器に搭載することもできる。
【００８７】
以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。
【符号の説明】
【００８８】
２０  回転子、  ２１  樹脂部、  ２１ａ  内筒部、  ２１ｂ  外筒部、  ２１ｃ  リブ、  ２１ｅ  中空部、  ２２  マグネット、  ２２ａ  凹部、  ２３  センサマグネット、  ２４  台座、  ２７  シャフト、  ２７ａ  ローレット、  ２８  第１の軸受、  ２９  第２の軸受、  ３０  ブラケット、  ３１  円筒部、  ３１ａ  内周面、  ３１ｂ  穴、  ３１ｃ  壁部、  ３２  円板部、  ３３  溝部（被係合部）、  ３３ａ  外周部、  ３４  外延部、  ４０  モールド固定子、  ４１  モールド樹脂部、  ４１ａ  軸受支持部、  ４１ｂ  外周面、  ４１ｃ  挿入穴、  ４１ｄ  内周面、  ４１ｅ  段差部、  ４１ｆ  負荷側端面、  ４１ｇ  反負荷側端面、  ４１ｈ  外周面、  ４１ｉ  内周面、  ４１ｊ  穴、  ４１ｋ  当接面、  ４２  固定子、  ４３  固定子鉄心、  ４３ａ  ヨーク部、  ４３ｂ  ティース部、  ４４  絶縁部、  ４５  コイル、  ４６  基板、  ４７  磁気センサ、  ４８  リード線口出し部品、  ４９  駆動素子、  ５０  固定子組立体、  ５２  突起、  ５３  穴、  ５４  端子、  ５５  端子挿入穴、  ６０，６０Ａ  導電部材、  ６１  第１の導電リング（第１の環状部分）、  ６２  第２の導電リング（第２の環状部分）、  ６３  第１連結部、  ６４  第２連結部、  ６５  第３連結部、  ６６  係合部、  ６８  連結部、  １００，１０１  電動機、  ３００  空気調和装置、  ３０１  室外機、  ３０２  室内機、  ３０５  第１のファン（送風機）、  ３０６  第１の電動機、  ３０７  第２のファン（送風機）、  ３０８  第２の電動機、  ３０９  圧縮機。
【図１】
2018008058.tif 000003
【図２】
2018008058.tif 000004
【図３】
2018008058.tif 000005
【図４】
2018008058.tif 000006
【図５】
2018008058.tif 000007
【図６】
2018008058.tif 000008
【図７】
2018008058.tif 000009
【図８】
2018008058.tif 000010
【図９】
2018008058.tif 000011
【図１０】
2018008058.tif 000012
【図１１】
2018008058.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月7日(2018.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを有する回転子と、
前記回転子を囲むように設けられた固定子と、
前記シャフトを回転可能に支持し、前記シャフトの軸方向に距離をあけて配置された第１の軸受および第２の軸受と、
前記固定子を覆うモールド樹脂部であって、前記第１の軸受を支持する軸受支持部を有するモールド樹脂部と、
前記モールド樹脂部に取り付けられ、前記第２の軸受を支持し、且つ導電性を有するブラケットと、
前記軸受支持部および前記ブラケットの両方に当接するように設けられた導電部材と
を備え、
前記モールド樹脂部の前記軸受支持部は、前記シャフトの中心軸線を中心とする環状の外周面を有し、
前記導電部材は、
前記軸受支持部の前記外周面に当接する第１の環状部分と、
前記第１の環状部分から前記ブラケットまで延在して前記ブラケットに接する帯状の連結部と
を有する、
電動機。
【請求項２】
前記モールド樹脂部は、前記回転子が挿入される挿入穴を有し、
前記ブラケットは、前記回転子が挿入された前記挿入穴に取り付けられる、
請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記ブラケットは、前記第２の軸受を支持する円筒部を有し、前記円筒部は、前記シャフトの中心軸線を中心とする環状の外周面を有する、
請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記導電部材は、前記円筒部の前記外周面に当接する第２の環状部分を有し、
前記連結部は、前記第１の環状部分と前記第２の環状部分とを連結する、
請求項３に記載の電動機。
【請求項５】
前記導電部材の前記連結部は、前記モールド樹脂部の外周面に沿って延在する、
請求項１から４までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記導電部材の前記連結部は、前記ブラケットの前記円筒部には到達しない、
請求項３に記載の電動機。
【請求項７】
前記導電部材の前記連結部は、前記ブラケットに係合する係合部を有し、
前記ブラケットは、前記導電部材の前記係合部に係合する被係合部を有する、
請求項１から６までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項８】
前記ブラケットは、前記モールド樹脂部の前記回転子が挿入される挿入穴を塞ぐ円板部を有し、
前記ブラケットの前記被係合部は、前記円板部に形成された溝部である、
請求項７に記載の電動機。
【請求項９】
前記固定子に取り付けられた基板をさらに備え、
前記モールド樹脂部は、前記固定子および前記基板を覆うように配置されている
請求項１から８までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１０】
前記導電部材は、金属で構成されている、
請求項１から９までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１１】
前記ブラケットは、金属で構成されている、
請求項１から１０までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１２】
前記モールド樹脂部は、熱硬化性樹脂で構成されている、
請求項１から１１までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１３】
前記回転子は、前記シャフトに取り付けられた樹脂部と、前記樹脂部に支持されたマグネットとを有し、
前記固定子は、前記回転子を囲むように設けられた固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻き付けられたコイルとを有する、
請求項１から１２までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１４】
第１のファンと、前記第１のファンを駆動する第１の電動機とを備えた室外機と、
第２のファンと、前記第２のファンを駆動する第２の電動機とを備えた室内機と、
前記室外機と前記室内機とを連結する冷媒配管と
を備え、
前記第１の電動機および前記第２の電動機の少なくとも一方は、
シャフトを有する回転子と、
前記回転子を囲むように設けられた固定子と、
前記シャフトを回転可能に支持し、前記シャフトの軸方向に距離をあけて配置された第１の軸受および第２の軸受と、
前記固定子を覆うモールド樹脂部であって、前記第１の軸受を支持する軸受支持部を有するモールド樹脂部と、
前記モールド樹脂部に取り付けられ、前記第２の軸受を支持し、且つ導電性を有するブラケットと、
前記軸受支持部および前記ブラケットの両方に当接するように設けられた導電部材と
を備え、
前記モールド樹脂部の前記軸受支持部は、前記シャフトの中心軸線を中心とする環状の外周面を有し、
前記導電部材は、
前記軸受支持部の前記外周面に当接する第１の環状部分と、
前記第１の環状部分から前記ブラケットまで延在して前記ブラケットに接する連結部と
を有する、
空気調和装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の電動機は、シャフトを有する回転子と、回転子を囲むように設けられた固定子と、シャフトを回転可能に支持し、シャフトの軸方向に距離をあけて配置された第１の軸受および第２の軸受と、固定子を覆うモールド樹脂部であって、第１の軸受を支持する軸受支持部を有するモールド樹脂部と、モールド樹脂部に取り付けられ、第２の軸受を支持し、且つ導電性を有するブラケットと、軸受支持部およびブラケットの両方に当接するように設けられた導電部材とを備える。モールド樹脂部の軸受支持部は、シャフトの中心軸線を中心とする環状の外周面を有する。導電部材は、軸受支持部の外周面に当接する第１の環状部分と、第１の環状部分からブラケットまで延在してブラケットに接する帯状の連結部とを有する。
【国際調査報告】
2018008058.tif 000014
2018008058.tif 000015
2018008058.tif 000016
2018008058.tif 000017