(57)【要約】【課題】ブラシレスモータの固定部と回転部とを支持する軸受において、簡便なる手段にて、軸電圧又は／及び軸電圧に起因する電位差を低減し、電食を防止したブラシレスモータを提供すること。【解決手段】回転子５と、回転子５の周囲に配された固定子１２とを備えるブラシレスＤＣモータである。固定子１２は、ステータコア７と、ステータコアの回りにコイル状に巻回された巻線４とを備え、モールド成形により熱硬化性樹脂からなるモールド樹脂１１と一体化して構成している。回転子５は中心の軸１を、固定子１２の両端部に固定した金属製のブラケット２ａ、２ｂの中心部に設けた軸受３ａ，３ｂにより回転自在に支持されている。回転部と固定部間でアーク放電するのを防止するために、潤滑油の動圧を低下させるために、転動体を連続した孔を持つ焼結金属で構成している。【選択図】図１
2015021544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に永久磁石を保持した回転体と、前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、前記回転子に対抗して巻線を巻装した固定子と、前記固定子に回転子を回転自在に支持する軸受と、この軸受を保持するブラケットを備えたモータにおいて、前記軸受は、外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは回転数に応じて発生する潤滑油の動圧を低下させる構成を具備するモータ。
【請求項２】
請求項１記載のモータにおいて、軸受の動圧を減少するために外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは連続気孔を有する焼結金属であるモータ。
【請求項３】
請求項１記載のモータにおいて、軸受の動圧を減少するために外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは複数の溝を有する構成を含むモータ。
【請求項４】
周方向に永久磁石を保持した回転体と、前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、前記回転子に対抗して巻線を巻装した固定子と、前記固定子に回転子を回転自在に支持する軸受と、この軸受を保持するブラケットを備えたモータの軸受において、前記軸受は、外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは回転数に応じて発生する潤滑油の動圧を低下させる構成を具備するモータの軸受。
【請求項５】
請求項４記載のモータの軸受において、軸受の動圧を減少するために外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは連続気孔を有する焼結金属であるモータの軸受。
【請求項６】
請求項４記載のモータの軸受において、軸受の動圧を減少するために外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは複数の溝を有する構成を含むモータの軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ制御を行うブラシレスモータ及びこのモータの軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータは、固定子の電磁コイルの磁力の向きをインバータ制御回路を用いて、電流の向きを切り替えて回転磁界を発生させることで、磁石を備えたロータが回転する。
【０００３】
近年、ブラシレスモータには高効率化及び低振動化の要求が強まっているために、駆動電圧は高電圧化され、また制御の基になるインバータ周波数は高周波化されている。このため、巻線から軸受を保持するブラケット、ステータコア、回転子などを構成する導電体に電圧が誘起され、この電圧の電位の変化によって軸受内で放電が発生して軸受が電食されるという問題が顕在化している。
【０００４】
ブラシレスモータの構成を図１を用いて説明する。ステータコア７に巻線４を巻回してモールド成形したモータの固定子１２が成されている。回転子５が軸１に固定され、モータの固定子１２に相対し回転子５が回転自在に配される。モータの固定子１２に対して回転子５と接続した軸１を回転自在に支持する軸受３ａおよび軸受３ｂを設けている。
【０００５】
巻線４に電流を流すことで、ステータコア７に発生した磁界で回転子５が回転するが、このときモータの固定子１２と回転子５に誘起される電圧が異なるために、軸受の回転部と固定部との間に電位差が生じ、これを軸電圧と定義する。
【０００６】
玉軸受の場合、図１の軸受部内部を拡大した図４に示すように、軸受３ａ及び３ｂは外輪３２と内輪３３の間に転動体３１を挟むように設けられている。玉軸受での軸電圧は、内輪３３および内輪３３に電気的に接続された導体部、外輪３２および外輪３２に電気的に接続された導体部に、それぞれ発生する電位によって生じる電圧である。
【０００７】
玉軸受は停止状態において、外輪３３と内輪３２の間が転動体３１を通して、電気的に接続されているが、回転状態では、軸受内に封入されたグリスで発生した動圧によって、外輪３３と転動体３１の間、または内輪３２と転動体３１の間が絶縁状態と導通状態が発生する。この絶縁状態から導通状態に移行する際に、回転体に蓄積された電荷が瞬間的に電流として流れるので、玉軸受内でアーク放電が発生し、軸受摺動面が損傷して電食が発生する。
【０００８】
転動体３１が鉄等の導体を主原料として成された場合、前記軸電圧は、転動体３１と接する内輪３３または外輪３２の接触箇所にて放電し、転動面の損傷を招く。この転動面の損傷を防ぐために、転動体３１をセラミクスや樹脂といった絶縁体を主原料として成すことにより、電食対策とすることが知られている。
【０００９】
また、軸受をすべり軸受とした場合、すべり軸受を絶縁体である樹脂やセラミクスで構成することにより、電食対策とすることが知られている。
【００１０】
また、例えば、特許文献１などには、内輪と外輪とを金属接触させて、内輪と外輪とを電気的に短絡させて、電食を防止した転がり軸受とすることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２７０６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
インバータ駆動ブラシレスモータに関して上述の玉軸受を用いる場合、転動体３１を挟んで内輪３３と外輪３２の間に軸電圧に起因する電位差が発生する。
【００１３】
例えば、転動体３１を絶縁体とすると以下の問題が生じる。転動体３１の材質を、導電性材料（例えば鉄製）から絶縁性材料（例えばセラミクス製）に変更する場合、高硬度であるため研磨が困難になり、鉄製よりも非常に高価になると共に、生産に時間を要するために安定した供給が難しくなる。また、転動体３１を樹脂材料で成す場合、鉄製等よりも耐荷重性や摩耗に対して弱くなり、軸受としての信頼性が低下する。
【００１４】
ブラシレスモータに関して上述のすべり軸受を用いる場合、軸とすべり軸受のどちらか一方を絶縁体で成す手法が知られているが、絶縁体である樹脂では剛性不足となり、セラミクス系の材料では難加工性が課題となり、最適な手法とはならなかった。
【００１５】
また、例えば特許文献１に示すように、軸受の内輪と外輪とを短絡させる別の転動体を用いる方法では、転動体が軸受の内輪と外輪とを接続している場合は、電食に対して効果があるものの、転動体の摩耗等で内輪と転動体と外輪とが接触することで得られる電気的接触の短絡経路が失われた時に、軸電圧に起因する電位差によって電食を発生する課題があった。
【００１６】
また、軸受を回転させるのに必要な転動体に加えて別の転動体を設けることは、回転時の騒音を発生し、更には部品コストも増加するために、静穏性、低コスト化が求められる家電分野には好適ではないという課題があった。
【００１７】
本発明は、ブラシレスモータの固定部と回転部とを支持する軸受において、簡便なる手段にて、軸電圧又は／及び軸電圧に起因する電位差を低減し、電食を防止したブラシレスモータ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】
【００１８】
第１の発明は、周方向に永久磁石を保持した回転体と、前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、前記回転子に対抗して巻線を巻装した固定子と、前記固定子に回転子を回転自在に支持する軸受と、この軸受を保持するブラケットを備えたモータにおいて、前記軸受は、外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは回転数に応じて発生する潤滑油の動圧を低下させる構成を具備するモータである。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、軸受の動圧を減少するために外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは連続気孔を有する焼結金属であるモータである。
【００２０】
第３の発明は、第１の発明において、軸受の動圧を減少するために外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは複数の溝を有する構成を含むモータである。
【００２１】
第４の発明は、周方向に永久磁石を保持した回転体と、前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、前記回転子に対抗して巻線を巻装した固定子と、前記固定子に回転子を回転自在に支持する軸受と、この軸受を保持するブラケットを備えたモータの軸受において、前記軸受は、外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは回転数に応じて発生する潤滑油の動圧を低下させる構成を具備するモータの軸受である。
【００２２】
第５の発明は、第４の発明において、軸受の動圧を減少するために外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは連続気孔を有する焼結金属であるモータの軸受である。
【００２３】
第６の発明は、第４の発明において、軸受の動圧を減少するために外輪、内輪、転動体のうち、少なくともいずれか一つは複数の溝を有する構成を含むモータの軸受である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のブラシレスモータによれば、回転部を支持する玉軸受を、外輪、内輪、転動体のいずれかあるいは複数に回転数に応じて発生する潤滑油の動圧を低下させる機構を設けているので、電荷の蓄積を防止可能であり、回転部と固定部間でアーク放電することを抑制でき、電食発生を抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１に係るブラシレスモータの断面図
【図２】実施例１の玉軸受の構成の一例を示す図
【図３】実施例２の玉軸受の構成の一例を示す図
【図４】従来例の軸受部内部を拡大した図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明について、図面及び表を参照しながら説明する。なお、以下の実施例によって本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の実施例１に係るブラシレスモータの断面図である。図１に示すように、本発明の実施例１に係るブラシレスモータは、回転子５と、回転子５の周囲に配された固定子１２とを備えるブラシレスＤＣモータである。
【００２８】
固定子１２は、ステータコア７と、ステータコアの回りにコイル状に巻回された巻線４とを備え、モールド成形により熱硬化性樹脂からなるモールド樹脂１１と一体化して構成している。
【００２９】
回転子５は中心の軸１を、固定子１２の両端部に固定した金属製のブラケット２ａ、ブラケット２ｂの中心部に設けた軸受３ａ，３ｂにより回転自在に支持されている。
【００３０】
この玉軸受の概略構成の一例を図２に示す。回転部と固定部間でアーク放電するのを防止するために、潤滑油の動圧を低下させるために、転動体を連続した孔を持つ焼結金属で構成している。ここでは転動体を焼結金属とした例を示しているが、外輪、内輪、転動体のいずれかあるいは複数を焼結金属で構成しても同様な効果が得られる。
【実施例２】
【００３１】
図１は、本発明の実施例１に係るブラシレスモータの断面図である。図１に示すように、本発明の実施例１に係るブラシレスモータは、回転子５と、回転子５の周囲に配された固定子１２とを備えるブラシレスＤＣモータである。
【００３２】
固定子１２は、ステータコア７と、ステータコアの回りにコイル状に巻回された巻線４とを備え、モールド成形により熱硬化性樹脂からなるモールド樹脂１１と一体化して構成している。
【００３３】
回転子５は中心の軸１を、固定子１２の両端部に固定した金属製のブラケット２ａ、２ｂの中心部に設けた軸受３ａ，３ｂにより回転自在に支持されている。
【００３４】
この玉軸受の概略構成の一例を図３に示す。回転部と固定部間でアーク放電するのを防止するために、潤滑油の動圧を低下させるために、外輪３２の転動体３１が接する面に同心円状の溝３４を構成している。ここでは外輪に溝を形成した例を示しているが、外輪、内輪、転動体のいずれかあるいは複数に溝をつけても同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の利用分野は特に制限はなく、軸受の電食が低減されたブラシレスモータとして広範囲に利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  軸
２ａ  ブラケット
２ｂ  ブラケット
３ａ  軸受
３ｂ  軸受
４  巻線
５  回転子
７  ステータコア
１１  モールド樹脂
１２  固定子
【図１】
2015021544.tif 000003
【図２】
2015021544.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015021544.tif 000006