(57)【要約】【課題】モータフレーム２０，２８が鋼板で形成されると共に、インバータ回路によりＰＷＭ制御されるブラシレスＤＣモータ１０の電食対策構造を提供する。【解決手段】ブラシレスＤＣモータ１０の回転軸３２をフッ素系樹脂で形成すると共に、軸受け２２，２４の転動体３８の直径を、軸受け２２，２４の外輪３６の外径から内輪３４の内径を差し引いた寸法の半分以下にするものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路によりＰＷＭ制御されるブラシレスＤＣモータの電食対策構造であって、
前記ブラシレスＤＣモータの回転軸が、高い体積抵抗率と低い誘電率よりなる絶縁物で形成されている
ことを特徴とするブラシレスＤＣモータの電食対策構造。
【請求項２】
前記回転軸が、フッ素系樹脂で形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項３】
インバータ回路によりＰＷＭ制御されるブラシレスＤＣモータの電食対策構造であって、
前記ブラシレスＤＣモータの回転軸を回転自在に支持する軸受けの転動体の直径を、前記軸受けの外輪の外径から内輪の内径を差し引いた寸法の半分以下にする
ことを特徴とするブラシレスＤＣモータの電食対策構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスＤＣモータで発生する電食を防止するための構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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ＰＷＭ制御を行なっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記のようなＰＷＭ制御を行なうブラシレスＤＣモータにおいて、モータフレームが鋼板の場合には軸受けの電食が問題となっている。問題になる理由は、回転磁界の電気的、磁気的な不均衡からモータ内に電位差が発生し、通常、電位差が発生しても絶縁物があるために問題にはならないが、駆動方法として高周波数でＰＷＭ制御をするものは、貫通電流が流れ易くなり、コイル、軸受け、軸、というような回路を形成する。ここで軸受を経由する際にそのエネルギーで傷が付き異音が発生する。
【特許文献１】特開２００４−４８８２９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図３及び図４に基づいて、上記で説明した電食についてさらに詳しく説明する。
【０００５】
電食とは、図３に示すようなブラシレスＤＣモータ１２０において、軸受け（ボールベアリング）１００の外輪１０４、転動体（ボール）１０６、内輪１０２、軸１１０、モータフレーム１１２を経由する回路が構成されて、潤滑油であるグリス１０８の油膜の絶縁を突き抜けて放電することにより転送面が荒れて異音に至る現象をいう。この回路を構成する要因は、インバータ回路による駆動による誘導で軸受け１００の内輪１０２と外輪１０４の間で電位差を生じる。
【０００６】
図４に示すように、軸受け１００の構成は内輪１０２、外輪１０４の間に転動体１０６があり、その潤滑油としてグリス１０８が存在する。グリス１０８は絶縁体であるため、通常は電位差が生じても通電しないが、ＰＷＭ制御による高周波になるとそのインピーダンスが下がり、通電し易い状態となり、内輪１０２と外輪１０４の間で通電することとなる。そして軸受け１００の間で通電が行なわれると、金属製の回転軸１１０、もう一方の軸受け１００、鋼板製のモータフレーム１１２を介して再び軸受け１００に至る回路が形成されることとなる。これにより、軸受け１００が傷つき異音が発生することとなる。
【０００７】
従来、このような電食対策としては、内輪１０２と外輪１０４の間を絶縁するために、セラミックボールよりなる転動体１０６を用いて絶縁を強化し放電をさせなかったり、内輪１０２と外輪１０４の間を低インピーダンス化し、放電エネルギーが転送面を傷つけるほどに大きなエネルギーが溜まる前に電流を流す構造等が挙げられる。
【０００８】
しかしながら、上記のような従来の構造において、前者の場合にはセラミックボールを用いることによりコスト高になり、後者の場合には導電性グリスを使うこととなり、グリスの寿命が短く、また、用途が限定される。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、より簡単にかつ確実に電食対策を施せるブラシレスＤＣモータの電食対策構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、インバータ回路によりＰＷＭ制御されるブラシレスＤＣモータの電食対策構造であって、前記ブラシレスＤＣモータの回転軸が、高い体積抵抗率と低い誘電率よりなる絶縁物で形成されている  ことを特徴とするブラシレスＤＣモータの電食対策構造である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記回転軸が、フッ素系樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータである。
【００１２】
請求項３に係る発明は、インバータ回路によりＰＷＭ制御されるブラシレスＤＣモータの電食対策構造であって、前記ブラシレスＤＣモータの回転軸を回転自在に支持する軸受けの転動体の直径を、前記軸受けの外輪の外径から内輪の内径を差し引いた寸法の半分以下にすることを特徴とするブラシレスＤＣモータの電食対策構造である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１，２に係る発明のブラシレスＤＣモータにおいては、回転軸が高い体積抵抗率と低い体積抵抗率の低い誘電率の絶縁物（例えば、フッ素系樹脂）で形成されているため、軸受けにおいて電流が流れても、回転軸が高い体積抵抗率と低い誘電体で形成されているため電流が流れることがなく、軸受け、回転軸、鋼板製のモータフレームによる回路を形成することがなく、電食が発生しない。
【００１４】
また、請求項３に係る発明のブラシレスＤＣモータにおいては、転動体の直径を軸受けの外輪の外径から内輪の内径を差し引いた寸法の半分以下にすることにより、軸受けに封入されている潤滑油による油膜を形成する量を少なくし、油膜によるコンデンサの役割をなくして、電食に必要なエネルギーのチャージを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態のブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータという）１０の電食対策構造について説明する。
【００１６】
このモータ１０は、インバータ回路によるＰＷＭ制御によってその回転数や正逆回転を制御されるものである。
【００１７】
（１）モータ１０の構造
モータ１０の構造について図１について説明する。
【００１８】
鋼板を積層した回転子鉄心１２にプレモールド等により絶縁層が形成され、その上にコイル１４が巻回され固定子１６を形成している。この固定子１６には、リング状の配線基板１８が取り付けられている。
【００１９】
配線基板１８を取り付けたリング状の固定子１６は、鋼板製のカップ状のモータフレーム本体２０に収納し固定されている。モータフレーム２０のブラケットの位置には、軸受け２２が固定されている。この軸受け２２については後から詳しく説明する。
【００２０】
この軸受け２２と、もう一方の軸受け２４とにより回転子２６が回転自在に支持されている。もう一方の軸受け２４は、モータフレーム本体２０に被せられる金属製のブラケット２８に取り付けられており、この場合に軸受け２４とブラケット２８との間には皿バネ３０が取り付けられている。
【００２１】
（２）第１の電食対策構造
第１の電食対策構造は、回転子２６における回転軸３２が金属製でなく、高い体積抵抗率と低い誘電率の特性を併せ持つ絶縁物で形成されている点にある。例えば、この絶縁物としてはフッ素系樹脂が挙げられ、フッ素系樹脂の体積抵抗率が１０１４（Ω・ｃｍ）であり、誘電率が２〜３％である。
【００２２】
このように回転軸３２を高い抵抗率と低い誘電体よりなる絶縁物で形成することにより、軸受け２２，２４で通電が発生しても、軸受け２２、回転軸３２、軸受け２４、ブラケット２８、モータフレーム本体２０を介する回路が形成されず、電食が発生しない。
【００２３】
（３）第２の電食対策構造
第２の電食対策構造は、軸受け２２及び軸受け２４の構造にある。軸受け２４は軸受け２２と同じ構造であるため、軸受け２２の構造について図２に基づいて説明する。なお、図２において、内輪３４と外輪３６がずれた位置にあるのは、皿バネ３０によって外輪３６が一方向に押圧しているためである。
【００２４】
軸受け２２はボールベアリングであり、内輪３４と外輪３６と、その間に挟まれた転動体（ボール）３８とにより形成されている。また、転動体３８がスムーズに回転するためにグリスよりなる潤滑油４０が封入されている。
【００２５】
従来は、この潤滑油４０の油膜がコンデンサの役割をして、電食に必要なエネルギーをチャージし、それがあるきっかけで放電し、軸受けを傷つけ異音になる。
【００２６】
そこで、この第２の電食対策構造としては、軸受け２２内にある転動体３８の直径を極力小さくし、転動体３８と内輪３４, 外輪３６の接触量を小さくし、潤滑油４０による油膜を形成する量を少なくすることにより、コンデンサの役割を果たさないようにして、放電エネルギーを小さくする。
【００２７】
具体的には、転動体３８の直径Ｒを、外輪３６の外径と内輪３４の差し引いた寸法Ａの半分以下にすることにより、転動体３８の接触量が小さくなり、油膜が形成される量も少なくなり、放電エネルギーも小さくなる。具体的には、放電する際に発生するエネルギーは、油膜によるコンデンサの静電容量をＣ、軸受け２２の内外輪に発生する電位差をＶとした場合に、エネルギーは１／２ＣＶ２  となる。したがって、この静電容量Ｃが小さくなればエネルギーも小さくなるので、電食による軸受け２２の異音を防止することができる。
【００２８】
（変更例）
本発明は上記主旨を逸脱しないかぎり、種々に変更することができる。
【００２９】
例えば、転動体３８の直径Ｒは寸法Ａの半分以下であればよく、１／３であっても１／４であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、モータフレームが鋼板で形成されると共に、インバータ回路によりＰＷＭ制御されるブラシレスＤＣモータに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態を示すモータの縦断面図である。
【図２】同じく本実施形態の軸受けの縦断面図である。
【図３】従来のモータの縦断面図である。
【図４】従来の軸受けの縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  モータ
１６  固定子
２０  モータフレーム本体
２２  軸受け
２４  軸受け
２６  回転子
２８  ブラケット
３０  皿バネ
３２  回転軸
３４  内輪
３６  外輪
３８  転動体
４０  潤滑油
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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