(57)【要約】  インバータ等の駆動回路にて駆動する電動機は、電流が軸受を流れて電食が発生し、軸受の耐久性を悪化させるという課題があった。この発明に係る電動機１００は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して構成される固定子鉄心４１に、絶縁部４３を介して巻線４２が施された固定子と、軸２３に、回転子２０ａと、転がり軸受で構成される軸受２１ａ，２１ｂとを嵌合した回転子組立２０と、固定子の軸方向端部に配置され、駆動回路が搭載されたプリント配線板４５と、少なくともプリント配線板４５が配置される固定子の軸方向端部に組み付けられるブラケット３０と、プリント配線板４５とブラケット３０との間に設けられる導電性シート６０と、を備えたものである。
2010122642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して構成される固定子鉄心に、絶縁部を介して巻線が施された固定子と、
軸に、回転子と、転がり軸受で構成される軸受とを嵌合した回転子組立と、
前記固定子の軸方向端部に配置され、駆動回路が搭載されたプリント配線板と、
少なくとも前記プリント配線板が配置される前記固定子の軸方向端部に組み付けられるブラケットと、
前記プリント配線板と前記ブラケットとの間に設けられる導電性シートと、を備えたことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記導電性シートと前記固定子鉄心とを電気的に接続することを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項３】
導電性の接続ピンにより、前記導電性シートと前記固定子鉄心とを電気的に接続することを特徴とする請求項２記載の電動機。
【請求項４】
前記接続ピンを、前記絶縁部に固定することを特徴とする請求項３記載の電動機。
【請求項５】
前記プリント配線板は、前記接続ピンを貫通させる貫通孔を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の電動機。
【請求項６】
前記導電性シートに、少なくとも導電層と、絶縁層とを有するフレキシブル配線板を用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電動機。
【請求項７】
前記導電性シートは、前記プリント配線板に実装した部品を貫通させる貫通孔を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電動機。
【請求項８】
前記導電性シートを、前記プリント配線板と略同等の面積とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電動機。
【請求項９】
前記駆動回路は、少なくとも、
前記回転子の磁極を検出する位置検出回路と、
前記回転子の回転速度を指令する速度指令信号、前記位置検出回路からの位置検出信号に基づいて、インバータ駆動するためのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成する波形生成回路と、
前記波形生成回路の出力により駆動信号を生成するプリドライバ回路と、
トランジスタとダイオードとを並列接続し、これらを直列接続したアームを有するパワー回路と、を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電動機。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の電動機を搭載したことを特徴とする電気機器。
【請求項１１】
請求項１記載の電動機の製造方法であって、
前記軸に前記回転子、前記軸受を取り付け、前記回転子のマグネットを着磁して前記回転子組立を形成する工程と、
前記固定子鉄心に前記絶縁部を施し、前記絶縁部に前記巻線を施し固定子組立を形成し、前記固定子組立の前記絶縁部に接続ピンを取付けて固定子を形成する工程と、
前記固定子に、前記回転子組立を挿入する工程と、
前記駆動回路が搭載された前記プリント配線板を、前記固定子の軸方向端部に配置して巻線端子と前記プリント配線板を半田にて接続する工程と、
前記導電性シートを、前記プリント配線板の軸方向の外側に配置する工程と、
前記固定子の軸方向端部に、前記ブラケットを圧入する工程と、を備えたことを特徴とする電動機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動回路を実装したプリント配線板を搭載し、転がり軸受を用いるとともに、インバータにて駆動される電動機に関する。また、その電動機の製造方法及びその電動機を搭載した空気調和機等の電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インバータを用いて電動機を運転する場合、トランジスタのスイッチングに伴って発生する電動機の騒音の低減を図る目的から、インバータのキャリア周波数を高く設定するようにしている。キャリア周波数を高く設定したり、あるいは電源電圧が高い場合には、軸を支持している転がり軸受の内輪と外輪との間に存在する電位差が大きくなるので、転がり軸受に電流が流れ易くなる。この転がり軸受に流れる電流は、内輪、外輪両軌道並びに転動体（内外輪の間を転がる玉やころ）の転動面に電食と呼ばれる腐食を発生させて、転がり軸受の耐久性を悪化させるという課題があった。また、電食の発生により、電動機から大きな騒音が発生するなどの課題があった。これらの課題を解決する電動機が種々提案されている。【０００３】
例えば、固定子鉄心と、その固定子鉄心に巻装した固定子巻線とを絶縁樹脂にてモールド一体成形してなる固定子と、軸を備えた回転子と、軸を支持するための第１の軸受及び第２の軸受と、固定子に結合されるとともに、第１の軸受又は第２の軸受の少なくともどちらか一方を保持する金属性ブラケットと、固定子鉄心と金属性ブラケットとを短絡する導通部材を備える構造の電動機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、フレームに取り付けられた出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導電性テープによって短絡し、この導電性テープがフレームの外部に貼り付けられている電動機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５２６１７５号公報
【特許文献２】特開２００７−０２０３４８号公報
【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、上記特許文献１の電動機は、駆動回路と金属性ブラケットを近接して配置するので、駆動回路から金属性ブラケットを介して軸受側と、固定子鉄心と金属性ブラケット間を短絡する導通部材側とに電流が流れ、軸受に電食を発生させるという課題があった。【０００７】
また、上記特許文２の電動機は、フレームに取り付けられた出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導電性テープによって短絡し、この導電性テープをフレームの外部に貼り付けるものであるが、回転子に電位が発生した場合、軸受に電流が流れ電食を発生させるという課題があった。【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、軸受の異常磨耗の原因となる軸受を流れる電流を低減し、生産性及び品質を損なうことなく軸受の電食を抑制することができる電動機及び電動機の製造方法及び電気機器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】
【０００９】
この発明に係る電動機は、
所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して構成される固定子鉄心に、絶縁部を介して巻線が施された固定子と、
軸に、回転子と、転がり軸受で構成される軸受とを嵌合した回転子組立と、
固定子の軸方向端部に配置され、駆動回路が搭載されたプリント配線板と、
少なくともプリント配線板が配置される固定子の軸方向端部に組み付けられるブラケットと、
プリント配線板とブラケットとの間に設けられる導電性シートと、を備えたものである。【００１０】
この発明に係る電動機は、導電性シートと固定子鉄心とを電気的に接続することを特徴とする。【００１１】
この発明に係る電動機は、導電性の接続ピンにより、導電性シートと固定子鉄心とを電気的に接続することを特徴とする。【００１２】
この発明に係る電動機は、接続ピンを絶縁部に固定することを特徴とする。【００１３】
この発明に係る電動機は、プリント配線板が接続ピンを貫通させる貫通孔を備えることを特徴とする。【００１４】
この発明に係る電動機は、導電性シートに少なくとも導電層と、絶縁層とを有するフレキシブル配線板を用いることを特徴とする。【００１５】
この発明に係る電動機は、導電性シートがプリント配線板に実装した部品を貫通させる貫通孔を備えたことを特徴とする。【００１６】
この発明に係る電動機は、導電性シートをプリント配線板と略同等の面積とすることを特徴とする。【００１７】
この発明に係る電動機は、
駆動回路は、少なくとも、
回転子の磁極を検出する位置検出回路と、
回転子の回転速度を指令する速度指令信号、位置検出回路からの位置検出信号に基づいて、インバータ駆動するためのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成する波形生成回路と、
波形生成回路の出力により駆動信号を生成するプリドライバ回路と、
トランジスタとダイオードとを並列接続し、これらを直列接続したアームを有するパワー回路と、を備えることを特徴とする。【００１８】
この発明に係る電気機器は、上記電動機を搭載したことを特徴とする。【００１９】
この発明に係る電動機の製造方法は、上記電動機の製造方法であって、
軸に回転子、軸受を取り付け、回転子のマグネットを着磁して回転子組立を形成する工程と、
固定子鉄心に絶縁部を施し、絶縁部に巻線を施し固定子組立を形成し、固定子組立の絶縁部に接続ピンを取付けて固定子を形成する工程と、
固定子に、前記回転子組立を挿入する工程と、
駆動回路が搭載されたプリント配線板を、固定子の軸方向端部に配置して巻線端子とプリント配線板を半田にて接続する工程と、
導電性シートを、プリント配線板の軸方向の外側に配置する工程と、
固定子の軸方向端部に、ブラケットを圧入する工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係る電動機は、金属製ブラケットと、プリント配線板とブラケットとの間に設けられる導電性シートを配置するので、軸受を流れる電流を低減し、異常磨耗による異常音を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１を示す図で、電動機１００の断面図。
【図２】実施の形態１を示す図で、接続ピン６１の周辺部の部分拡大断面図。
【図３】実施の形態１を示す図で、モールド固定子１０に回転子組立２０を挿入後、プリント配線板４５を装着した状態を示す平面図。
【図４】実施の形態１を示す図で、導電性シート６０の断面図。
【図５】実施の形態１を示す図で、導電性シート６０の平面図。
【図６】実施の形態１を示す図で、電動機１００を駆動する駆動回路２００のブロック図。
【図７】実施の形態１を示す図で、インバータＩＣ４９ａの外観を示す斜視図。
【図８】実施の形態１を示す図で、電動機１００の製造工程図。
【図９】実施の形態２を示す図で、空気調和機３００の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態１．
図１乃至図８は実施の形態１を示す図で、図１は電動機１００の断面図、図２は接続ピン６１の周辺部の部分拡大断面図、図３はモールド固定子１０に回転子組立２０を挿入後、プリント配線板４５を装着した状態を示す平面図、図４は導電性シート６０の断面図、図５は導電性シート６０の平面図、図６は電動機１００を駆動する駆動回路２００のブロック図、図７はインバータＩＣ４９ａの外観を示す斜視図、図８は電動機１００の製造工程図である。
【００２３】
図１を参照しながら電動機１００の構成を説明するが、先ず、電動機１００の構成を説明する前に、電動機１００の組立手順について述べる。
【００２４】
先ず、固定子鉄心４１のティースに絶縁部４３を施し、さらに集中巻線方式の巻線４２を巻回して、固定子組立４０を形成する。
【００２５】
次に、巻線４２が完了した固定子組立４０をモールド樹脂５０にてモールド成形して、モールド固定子１０（固定子の一例）を形成する。モールド樹脂５０には、例えば、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を使用する。
【００２６】
モールド固定子１０は、軸方向の一方の端部が開口している。モールド固定子１０の軸方向の他方の端部は、閉じていてもよいし、軸２３を通すことができる程度の孔を開けてもよい。孔を開けることにより、例えば、ファン等の負荷を設ける位置の自由度が増す。
【００２７】
モールド固定子１０に、その開口部から回転子組立２０を挿入する。回転子組立２０は、少なくとも回転子２０ａと、軸受２１ａ，２１ｂ（転がり軸受）と、軸２３とを備える。
【００２８】
モールド固定子１０の軸方向一端部から挿入された回転子組立２０は、軸受２１ｂ（転がり軸受で、一般的には圧入により軸２３に固定される）が、モールド固定子１０の反開口部側の軸方向端部の軸受支持部１１に当接するまで押し込まれ、モールド固定子１０の反開口部側の軸方向端部に形成された軸受支持部１１で支持される。軸受支持部１１は、モールド樹脂５０で形成される。
【００２９】
インバータ等の駆動回路２００（図６参照）が搭載され、リード線４７が組み付けられたプリント配線板４５を、回転子組立２０の軸２３、軸受２１ａをくぐらせて挿入し、モールド固定子１０の開口部側の軸方向端部に配置し、巻線端子４４ａ，４４ｂ，４４ｃ（図３参照）とプリント配線板４５を半田にて接続する。
【００３０】
平面視略円形の導電性シート６０を、回転子組立２０の軸２３、軸受２１ａをくぐらせて挿入し、固定子鉄心４１から軸方向（モールド固定子１０の開口部側）に延びる接続ピン６１に半田付する。導電性シート６０は、プリント配線板４５の軸方向の外側に位置する。接続ピン６１は導体で構成される。
【００３１】
最後に、軸受２１ａを支持する金属製のブラケット３０をモールド固定子１０の開口部側端部に圧入し、モールド固定子１０の開口部を閉塞することで、電動機１００が完成する。ブラケット３０は、軸受支持部３０ａにて回転子組立２０に取り付けられた軸受２１ａを支持する。
【００３２】
図１に示す電動機１００は、少なくともモールド固定子１０と、回転子組立２０と、プリント配線板４５と、導電性シート６０と、モールド固定子１０の軸方向一端部に取り付けられる金属製のブラケット３０とを備える。電動機１００は、例えば、回転子２０ａに永久磁石を有し、インバータで駆動されるブラシレスＤＣモータである。
【００３３】
固定子組立４０は、以下に示す構成である。
（１）厚さが０．１〜０．７ｍｍ程度の電磁鋼板が帯状に打ち抜かれ、かしめ、溶接、接着等で積層された帯状の固定子鉄心４１を製作する。帯状の固定子鉄心４１は、複数個のティース（図示せず）を備える。後述する集中巻の巻線４２が施されている内側がティースである。
（２）ティースには、絶縁部４３が施される。絶縁部４３は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂を用いて、固定子鉄心４１と一体に又は別体で成形される。
（３）絶縁部４３が施されたティースに集中巻の巻線４２が巻回される。複数個の集中巻のコイルを接続して、三相のシングルＹ結線の巻線を形成する。但し、分布巻でもよい。
（４）三相のシングルＹ結線であるので、絶縁部４３の結線側（モールド固定子１０では、開口部側）には、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線が接続される巻線端子４４ａ，４４ｂ，４４ｃ（図３参照）が組付けられる。
【００３４】
モールド固定子１０は、巻線４２が完了した固定子組立４０がモールド樹脂５０にてモールド成形されることで構成される。モールド樹脂５０には、例えば、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を使用する。
【００３５】
回転子組立２０は、少なくとも回転子２０ａと、軸受２１ａ，２１ｂ（転がり軸受）と、軸２３とを備える。
【００３６】
回転子２０ａは、樹脂マグネット２２で、熱可塑性樹脂に磁性材を混合して成形されたリング状の磁石である。但し、樹脂マグネット２２に限定されるものではなく、焼結磁石を用いることもできる。磁石は、フェライト、希土類（ネオジウム、サマリウムコバルト等）でもよい。
【００３７】
軸受２１ａ，２１ｂは、転がり軸受であり、軸２３に圧入される内輪と、軸受支持部で支持される外輪と、内輪と外輪との間で転動する転動体とを備える。
【００３８】
軸受２１ａ，２１ｂは、回転子２０ａの両側に配置されて、軸２３に圧入される。
【００３９】
モールド固定子１０の反開口部側の軸受支持部１１に、軸受２１ｂの外輪が支持される。
【００４０】
軸受２１ａの外輪は、ブラケット３０の軸受支持部３０ａで支持される。
【００４１】
駆動回路２００が搭載されたプリント配線板４５は、リード線４７がリード線固定部品６３を介してモールド樹脂５０に組付けられる。モールド固定子１０の開口部側端部は、一部が切欠かれている（図示せず）。この切欠き部に、リード線固定部品６３が組付けられる。
【００４２】
プリント配線板４５は、モールド固定子１０の開口部側端部のプリント配線板設置面に設置されて軸方向の位置が決められる。固定子組立４０が備える巻線端子４４ａ，４４ｂ，４４ｃのプリント配線板４５より軸方向に突出した部分を半田付けすることにより電気的に接続される（図３参照）。
【００４３】
プリント配線板４５には、電動機１００（例えば、ブラシレスＤＣモータ）を駆動するインバータＩＣ４９ａ、回転子２０ａの磁極位置を検出するホールＩＣ（位置検出素子、図示せず）等が実装されている。
【００４４】
導電性シート６０については後述する。
【００４５】
図２は実施の形態１を示す図で、接続ピン６１の周辺部の部分拡大断面図である。図２を参照しながら接続ピン６１の周辺部の構成を説明する。接続ピン６１は、固定子組立４０の絶縁部４３（結線側）に組み付けられて、固定子鉄心４１に電気的に接続している。
【００４６】
接続ピン６１は、プリント配線板４５の第１の貫通孔４５ａ（貫通孔の一例、図３参照）を貫通し、導電性シート６０の導電層６０ａ（図４参照）と半田等にて接続されることにより、固定子鉄心４１と導電性シート６０は電気的に接続される。
【００４７】
ここで、接続ピン６１は、プリント配線板４５上の配線や電子部品などの導電部から、安全上必要となる絶縁距離を確保している。
【００４８】
導電性シート６０は、第１の貫通孔６０ｄ（貫通孔の一例、図５参照）にインバータＩＣ４９ａが納まるよう配置される。
【００４９】
インバータＩＣ４９ａとブラケット３０との間に、熱伝導性の良好なシリコン等の放熱部材６２を配置するので、インバータＩＣ４９ａの熱は、放熱部材６２等を介して放熱される。インバータＩＣ４９ａの放熱フィン（後述）に熱伝導性の良好な放熱部材６２等を接するよう配置すれば、放熱性が良好であることは言うまでもない。
【００５０】
ブラケット３０、導電性シート６０、インバータＩＣ４９ａ等の駆動回路２００はそれぞれ絶縁されている。導電性シート６０、プリント配線板４５は略円形、略同等の大きさ（面積）としている。
【００５１】
導電性シート６０にインバータＩＣ４９ａの第１の貫通孔６０ｄを設けたが、その他にもプリント配線板４５の垂直方向に高い部品を実装する場合は、同じように導電性シート６０に貫通孔を設ければ良い。
【００５２】
ここでは、接続ピン６１はストレート形状のものを示しているが、接続ピン６１の導電性シート６０の取付位置に段差部を設けることにより位置を固定するようにしてもよい。
【００５３】
導電性シート６０を使用しない場合は、軸受２１ａを流れる電流は、軸受２１ｂを流れる電流に対して非常に大きく、プリント配線板４５の駆動回路２００、金属製のブラケット３０、軸受２１ａ、軸２３、固定子鉄心４１、巻線４２、駆動回路２００の経路で多く流れていた。
【００５４】
駆動回路２００と、ブラケット３０との間に、固定子鉄心４１に電気的に接続された導電性シート６０を挿入することにより、軸受２１ａを流れる電流は、駆動回路２００、導電性シート６０、固定子鉄心４１、巻線４２、駆動回路２００の経路で多く流れ、電食の原因となる軸受２１ａを流れる電流は大幅に低減する。
【００５５】
実験によると、例えば、数百ｍＡの電流が、導電性シート６０を挿入することで初期値の１５％程度まで低減する。更に、導電性シート６０を固定子鉄心４１に電気的に接続することで初期値の３％程度まで低減することを確認できた。
【００５６】
駆動回路２００と巻線４２間は接続されているが、駆動回路２００とブラケット３０との間、軸受２１ａ内の外輪と内輪間、軸２３と固定子鉄心４１との間、固定子鉄心４１と巻線４２との間は、浮遊容量で結合されているため、インバータ駆動によりこれらの浮遊容量を介して電流が流れる。電流は、キャリア周波数を高く、また、後述の直流電源入力部を高く設定するに伴って増加する。ここでの駆動回路２００は、プリント配線板４５に実装した部品及び回路配線（図示せず）である。
【００５７】
図３は実施の形態１を示す図で、モールド固定子１０に回転子組立２０を挿入後、プリント配線板４５を装着した状態を示す平面図である。モールド固定子１０の開口部側端部に駆動回路２００を実装したプリント配線板４５を配置している。
【００５８】
巻線４２が接続されたそれぞれの巻線端子４４ａ，４４ｂ，４４ｃがプリント配線板４５に設けられたランド部（図示せず）で半田付けされている。
【００５９】
接続ピン６１は、プリント配線板４５に設けられた第１の貫通孔４５ａを貫通している。第１の貫通孔４５ａは接続ピン６１を貫通させるのに必要最小限の面積とする。
【００６０】
ここでは、プリント配線板４５に第１の貫通孔４５ａを設ける例を示したが、プリント配線板４５の外周部に切り欠き等を設けて、切り欠きより外側に接続ピン６１を配置するようにしてもよい。
【００６１】
プリント配線板４５の略中央部には、軸受２１ａの外径よりも内径が大きい第２の貫通孔４５ｂが設けられている。第２の貫通孔４５ｂにより、モールド固定子１０に回転子組立２０を挿入後に、プリント配線板４５を軸受２１ａをくぐらせてモールド固定子１０に装着することができる。
【００６２】
図４は実施の形態１を示す図で、導電性シート６０の断面図である。導電性シート６０には、一般的に利用されているフレキシブル配線板を用いている。導電層６０ａの両側に接着層６０ｃを介して絶縁層６０ｂが設けられている。導電層６０ａには、例えば、銅などが用いられる。絶縁層６０ｂには、例えば、ポリイミドなどが用いられる。
【００６３】
図５は実施の形態１を示す図で、導電性シート６０の平面図である。導電性シート６０には、インバータＩＣ４９ａが貫通する第１の貫通孔６０ｄと、接続ピン６１が貫通する第２の貫通孔６０ｅと、軸２３及び軸受２１ａが貫通する第３の貫通孔６０ｆを設けている。
【００６４】
導電層６０ａは、外周部と、第１の貫通孔６０ｄと、第３の貫通孔６０ｆとにおいては絶縁層６０ｂに覆われているため、導電層６０ａとプリント配線板４５や実装部品の導電部と確実に絶縁される。第２の貫通孔６０ｅは半田付け可能な半田付部６０ｇ（ランド）が設けられ、絶縁層６０ｂから露出している。
【００６５】
導電層６０ａの厚みは数１０μｍ程度である。絶縁層６０ｂの厚みは数十μｍ〜数百μｍ程度で、電動機１００に要求される耐圧（電圧）を確保できれば良い。
【００６６】
尚、図４、図５に示す導電性シート６０の変形例として、接着層６０ｃを廃止した構成でもよい。この場合、導電層６０ａをポリエステル等で構成される絶縁層６０ｂにて挟み込む構成になる。
【００６７】
図６は実施の形態１を示す図で、電動機１００を駆動する駆動回路２００のブロック図である。電動機１００は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によるインバータで駆動される。駆動回路２００は、位置検出回路１１０、波形生成回路１２０、プリドライバ回路１３０、パワー回路１４０から構成される。
【００６８】
位置検出回路１１０は、回転子２０ａの磁石（樹脂マグネット２２）の磁極をホールＩＣ等にて検出する。
【００６９】
波形生成回路１２０は、回転子２０ａの回転速度を指令する速度指令信号、位置検出回路１１０からの位置検出信号に基づいて、インバータを駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、プリドライバ回路１３０に出力する。
【００７０】
プリドライバ回路１３０は、パワー回路１４０のトランジスタ１４１（６個）を駆動するトランジスタ駆動信号を出力する。
【００７１】
パワー回路１４０は、直流電源入力部、インバータ出力部を備え、トランジスタ１４１とダイオード１４２とを並列接続し、更にこれらを直列接続したアームからなる。直流電源入力部の片側には電流検出回路（図示せず）を備え、電流検出信号を出力する。
【００７２】
電動機１００は三相のため、３アームのインバータ出力部が夫々の巻線に接続されている。直流電源入力部には、商用電源の交流、例えば、１００Ｖ、又は２００Ｖ、又は２３０Ｖを整流して得られる１４１Ｖ、又は２８２Ｖ、又は３２５Ｖの直流電源＋、−が接続される。
【００７３】
速度指令信号が駆動回路２００に入力されると、波形生成回路１２０は位置検出信号に応じて三相の各巻線４２への通電タイミングを設定するとともに速度指令信号の入力に応じたＰＷＭ信号を生成、出力する。波形生成回路１２０が出力したＰＷＭ信号を入力したプリドライバ回路１３０はパワー回路１４０内のトランジスタ１４１を駆動する。
【００７４】
インバータ出力部は、トランジスタ１４１を駆動することで巻線４２に電圧を印加し、巻線４２に電流が流れ、トルクが発生して回転子組立２０が回転する。速度指令信号に応じた電動機１００の回転速度となる。電動機１００の停止も速度指令信号にて行う。
【００７５】
また、図１に示す回転子２０ａは、永久磁石（樹脂マグネット２２）を軸２３に一体成形した構成であるが、軸２３の外周部に積層した電磁鋼板を配置し、電磁鋼板の外周部にリング状磁石を取り付けた構成、または電磁鋼板の内部に磁石を埋め込んだ構成でもよい。
【００７６】
また、図６に示す駆動回路２００のブロック図の位置検出回路１１０は、回転子２０ａの磁石の磁極をホールＩＣ等にて検出する例を示したが、直流電源入力部またはインバータ出力部を流れる電流と、波形生成回路１２０における出力電圧等から、回転子２０ａの磁石の位置を推定する方法でもよく、ホールＩＣ等のセンサを用いないセンサレス駆動を用いてもよい。
【００７７】
既に述べたように、インバータを用いて電動機１００を運転する場合、パワー回路１４０内のトランジスタ１４１のスイッチングに伴って発生する電動機１００からの騒音の低減を図る目的から、インバータのキャリア周波数を高く設定するようにしている。キャリア周波数を高く、また直流電源入力部を高く設定するに伴って、軸受２１ａ，２１ｂ（転がり軸受）に電流が流れ易くなる。この軸受２１ａ，２１ｂ（転がり軸受）に流れる電流は、内輪、外輪両軌道並びに転動体（内外輪の間を転がる玉やころ）の転動面に電食と呼ばれる腐食を発生させて、軸受２１ａ，２１ｂ（転がり軸受）の耐久性を悪化させる。
【００７８】
従って、本実施の形態の電動機１００は、駆動回路２００とブラケット３０との間に固定子鉄心４１に電気的に接続された導電性シート６０を挿入することにより、軸受２１ａを流れる電流は、駆動回路２００、導電性シート６０、固定子鉄心４１、巻線４２、駆動回路２００の経路で流れ、電食の原因となる軸受２１ａを流れる電流は大幅に低減するので、インバータを用いて電動機１００を運転する場合の軸受を流れる電流の低減に特に有効である。
【００７９】
図７は実施の形態１を示す図で、インバータＩＣ４９ａの外観を示す斜視図である。インバータＩＣ４９ａは、図６のパワー回路１４０、波形生成回路１２０をパッケージ４９ａ−１に内蔵し、これらの回路と接続されたリード４９ａ−３がパッケージ４９ａ−１の外部に突出し、内蔵した回路の熱を放熱するための放熱フィン４９ａ−２を備える。
【００８０】
図８は実施の形態１を示す図で、電動機１００の製造工程図である。電動機１００の製造工程は、以下の通りである。ステップ１とステップ２の順番はどちらが先でもよい。
（１）軸２３に回転子２０ａ（樹脂マグネット２２からなる）、軸受２１ａ及び軸受２１ｂを取り付け、回転子２０ａの樹脂マグネット２２を着磁して回転子組立２０を組み立てる（ステップ１）。
（２）固定子鉄心４１に絶縁部４３を施し、絶縁部４３に集中巻の巻線４２を施し固定子組立４０を形成する（ステップ２）。
（３）巻線４２を施した固定子組立４０の絶縁部４３に接続ピン６１を取付ける。このとき、接続ピン６１が固定子鉄心４１に接触するようにする（ステップ３）。
（４）モールド樹脂５０にてモールド成形してモールド固定子１０とする（ステップ４）。尚、モールド固定子１０成形後に、接続ピン６１を取り付けることも可能である。
（５）モールド固定子１０に、その開口部から回転子組立２０を挿入し、軸受２１ｂがモールド固定子１０の軸受支持部１１に当接するまで回転子組立２０を挿入する（ステップ５）。
（６）駆動回路２００が搭載され、リード線４７が組み付けられたプリント配線板４５を、回転子組立２０の軸２３、軸受２１ａをくぐらせて挿入し、モールド固定子１０の開口部側の軸方向端部に配置し、巻線端子４４ａ，４４ｂ，４４ｃとプリント配線板４５を半田にて接続する（ステップ６）。
（７）平面視略円形の導電性シート６０を、回転子組立２０の軸２３、軸受２１ａをくぐらせて挿入し、固定子鉄心４１から軸方向（モールド固定子１０の開口部側）に延びる接続ピン６１に半田付する（ステップ７）。
（８）インバータＩＣ４９ａに放熱部材６２を配置する（ステップ８）。
（９）モールド固定子１０に金属製のブラケット３０を圧入する（ステップ９）。
【００８１】
以上のように、本実施の形態は、モールド固定子１０に圧入した金属製のブラケット３０（導電性を有する）と、駆動回路２００が搭載されたプリント配線板４５との間に導電性シート６０を配置することにより、軸受２１ａを流れる電流が低減し、電食の発生を抑制することができる。
【００８２】
また、導電性シート６０を固定子鉄心４１と電気的に接続することにより、軸受２１ａを流れる電流が大幅に低減し、電食の発生をさらに抑制することができる。
【００８３】
また、モールド固定子１０に圧入した金属製のブラケット３０とプリント配線板４５との間に配置した導電性シート６０との接続に接続ピン６１を用いたので、接続部材が少なく済み、容易に接続することができる。
【００８４】
また、接続ピン６１を絶縁部４３に固定したので、導電性シート６０の接続位置が固定され、容易に接続することができる。
【００８５】
また、プリント配線板４５に接続ピン６１を貫通するための最小限の面積を有する第１の貫通孔４５ａを備えたので、プリント配線板４５の利用可能な面積を大きくできる。接続ピン６１を配置する位置の制約が少なくなる。
【００８６】
また、導電性シート６０にフレキシブル配線板を用いたので形状に自由度がある。フレキシブル配線板は、一般的に用いられているため容易に製作でき、入手性もよい。また、フレキシブル配線板は、軽量なため、接続ピン６１との接続に用いた半田への応力が少なく、信頼性が高くなる。
【００８７】
また、プリント配線板４５に実装した部品を貫通させるようにしたので、部品とブラケット間の熱抵抗が増加することなく  部品のブラケット３０への放熱が可能となり、実装部品の制約が少なくなる。
【００８８】
また、導電性シート６０は、プリント配線板４５と略同等面積にしたため、軸受２１ａを流れる電流をより抑制することが出来る。
【００８９】
また、駆動回路２００はＰＷＭ方式によるインバータ駆動であるため、スイッチングに同期して軸受２１ａを流れる電流を抑制できる。
【００９０】
上述の製造工程によれば、モールド固定子１０に導電性シート６０を固定する際、設置した接続ピン６１が第２の貫通孔６０ｅを貫通し、導電性シート６０が接続ピン６１に半田のみで固定されることから、作業工程が容易であり電動機１００のコストの増加が最小限に抑えられる。
【００９１】
また、夫々の巻線端子４４ａ，４４ｂ，４４ｃとプリント配線板４５、接続ピン６１と導電性シート６０との半田による接続を同一の半田を用いて同一工程にて行うことが可能となり、設備投資の重複がなく、製造コストの低減が可能となる。
【００９２】
図５に示す導電性シート６０の変形例として、接着層６０ｃを廃止した構成でもよく、導電層６０ａをポリエステル等で構成される絶縁層６０ｂにて挟み込む構成にすることでも、軸受２１ａを流れる電流を低減することができる。
【００９３】
インバータを用いて電動機１００を運転する場合、電動機１００の騒音の低減を図る目的から、インバータのキャリア周波数を高く設定するようにしているが、キャリア周波数を高く設定するに伴って、電動機１００の軸２３に高周波誘導に基づいて発生する軸電圧が増大し、軸２３を支持している転がり軸受の内輪と外輪との間に存在する電位差が大きくなるので、転がり軸受に電流が流れ易くなる。従って、本実施の形態の電動機１００は、電動機１００をインバータを用いて運転を行う場合の転がり軸受を流れる電流の低減に特に有効である。
【００９４】
実施の形態２．
図９は実施の形態２を示す図で、空気調和機３００の構成図である。
【００９５】
空気調和機３００は、室内機３１０と、室内機３１０と接続される室外機３２０とを備える。室内機３１０には室内機用送風機（図示せず）、室外機３２０には室外機用送風機３３０を搭載している。
【００９６】
そして、室外機用送風機３３０及び室内機用送風機は、駆動源として上記実施の形態１の電動機１００を備える。
【００９７】
上記実施の形態１の電動機１００を、空気調和機３００の主要部品である室外機用送風機３３０及び室内機用送風機の駆動源として用いることにより、空気調和機３００の耐久性が向上する。
【００９８】
ここでは、回転子２０ａに永久磁石を備える電動機１００を示したが、回転子２０ａに永久磁石を備えない、例えば誘導電動機でもよい。
【００９９】
また、モールド固定子１０を用いる電動機１００について説明したが、鋼板フレームとブラケットを外郭とする電動機にも本実施の形態は適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の電動機の活用例として、換気扇、家電機器、工作機などの電気機器に搭載して利用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  モールド固定子、１１  軸受支持部、２０  回転子組立、２０ａ  回転子、２１ａ  軸受、２１ｂ  軸受、２２  樹脂マグネット、２３  軸、３０  ブラケット、３０ａ  軸受支持部、４０  固定子組立、４１  固定子鉄心、４２  巻線、４３  絶縁部、４４ａ  巻線端子、４４ｂ  巻線端子、４４ｃ  巻線端子、４５  プリント配線板、４５ａ  第１の貫通孔、４５ｂ  第２の貫通孔、４７  リード線、４９ａ  インバータＩＣ、４９ａ−１  パッケージ、４９ａ−２  放熱フィン、４９ａ−３  リード、５０  モールド樹脂、６０  導電性シート、６０ａ  導電層、６０ｂ  絶縁層、６０ｃ  接着層、６０ｄ  第１の貫通孔、６０ｅ  第２の貫通孔、６０ｆ  第３の貫通孔、６０ｇ  半田付部、６１  接続ピン、６２  放熱部材、６３  リード線固定部品、１００  電動機、１１０  位置検出回路、１２０  波形生成回路、１３０  プリドライバ回路、１４０  パワー回路、１４１  トランジスタ、１４２  ダイオード、２００  駆動回路、３００  空気調和機、３１０  室内機、３２０  室外機、３３０  室外機用送風機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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