(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に絶縁部を介してコイルが巻回された固定子がモールド樹脂でモールド成形されたモールド固定子と、
前記モールド固定子の内側に配置され、マグネット及びシャフトが樹脂部により一体化された回転子と、
前記モールド固定子の軸方向一端部に取り付けられるブラケットと、
前記ブラケットに固定され、前記回転子の軸方向位置を固定するために、前記シャフトと一体化されて回転する回転体と前記回転体を支持する動圧軸受部を構成するハウジングとを有する第１のすべり軸受と、
前記モールド固定子の軸方向他端部に固定され、前記回転子の軸方向位置を自由にするために、前記シャフトとの間に所定の隙間が形成され、前記シャフトが摺動する内周部を有する筒形状の第２のすべり軸受と
を備えたことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記第１のすべり軸受及び前記第２のすべり軸受の内径及び外径寸法は、ボールベアリングの呼び番号にて規定される値と略一致することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記シャフトは、前記モールド固定子の軸方向両端部のうち前記軸方向他端部のみから外側に突出し、この突出した部分に負荷が接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項４】
前記電動機は、商用周波数よりも高いキャリア周波数でスイッチングするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）インバータにて駆動されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動機。
【請求項５】
前記ＰＷＭインバータは、前記電動機に内蔵されていることを特徴とする請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記ＰＷＭインバータは、前記シャフトと前記コイルとの間の浮遊容量を増加させる位置に配置されることを特徴とする請求項５に記載の電動機。
【請求項７】
請求項３に記載の電動機を備えた送風機であって、前記負荷として貫流ファンを備えたことを特徴とする送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インバータを用いる電動機及び送風を行う送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
送風機用モータでは構造的利便性などの観点からインバータを内蔵したものが多く存在する。モータをインバータで駆動する場合、インバータのスイッチングに伴いモータの軸端間ないし巻線・ステータコア間には電圧が誘起されることが知られている。軸受構造がボールベアリングである場合、前記の電圧はベアリング内外輪間に印加されて内部に放電が生じ、電食と呼ばれる不具合を引き起こす恐れがある。このため、インバータ駆動のモータでは、この電食を防止する構造的な対策が種々提案されている。
【０００３】
従来、モータに装着される二つのボールベアリングの外輪を電気的に接続し、軸の巻線・ステータコア間に発生した電圧をボールベアリングに伝えないようにするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、モータに装着されるボールベアリングの外輪と軸の間に絶縁スリーブを介在させることで、ボールベアリング内外輪間の誘起電圧を低減し電食を抑制するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、モータに装着されるボールベアリングの玉（転動体）をセラミックで構成することで、電食の発生を抑制するものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５８１５２号公報
【特許文献２】特許第３６１２８７９号公報
【特許文献３】特開２００９−１９０９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ブラケットおよびフレームの構造を変更する必要があり、従来モータと製造設備の共用化が困難でコストが増大するという課題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載の技術では、軸ないし軸受の外形寸法を変更する必要があり、従来モータと製造設備の共用化が困難であり、コストが増大するという課題があった。
【０００９】
さらに、特許文献３に記載の技術では、ボールベアリングの玉（転動体）の材料であるセラミックが極めて高価であり、モータのコストが増大するという課題があった。
【００１０】
また、一般的な技術として、軸受をボールベアリングからすべり軸受に変更するなどの方法も考えられるが、軸受の形状やスラスト方向の与圧が無いなど構造が異なるので、モータ全体の構造を変更する必要があるという課題があった。
【００１１】
この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、従来モータのブラケット・フレーム・軸の外形寸法を変更することなく、またセラミックなどの高価な材料を使用することなく安価に電食対策を可能とする電動機及びその電動機を用いる送風機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る電動機は、モールド固定子と、回転子と、モールド固定子の軸方向一端部に取り付けられるブラケットとを備える電動機であって、
モールド固定子は、固定子鉄心に絶縁部を介してコイルが巻回された固定子をモールド樹脂で成形したものであり、
回転子は、モールド固定子の内側に配置され、回転子のマグネット及びシャフトが樹脂部により一体化されたものであり、
ブラケットに設けられてシャフトを支持し、回転体と動圧軸受部を構成するハウジングとを有する第１のすべり軸受と、
モールド固定子の軸受け支持部に設けられてシャフトとの間に摺動部を形成する筒形状の第２のすべり軸受と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る電動機は、軸受部以外の構造に手を加えることなく電食に対する耐力の改善を図ることが可能であり、かつセラミックなどの高価な部品を使用しないため安価に製品を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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、電動機１００の分解断面図。
【図３】実施の形態１を示す図で、電動機１００の組立手順（その１）を示す図。
【図４】実施の形態１を示す図で、電動機１００の組立手順（その２）を示す図。
【図５】実施の形態１を示す図で、モールド固定子１０の断面図。
【図６】実施の形態１を示す図で、固定子４０の斜視図。
【図７】実施の形態１を示す図で、第２のすべり軸受２１ａの断面図。
【図８】実施の形態１を示す図で、第１のすべり軸受２１ｂの断面図。
【図９】実施の形態１を示す図で、ブラケット３０の断面図。
【図１０】実施の形態１を示す図で、回転子２０の断面図。
【図１１】実施の形態１を示す図で、負荷側から見た回転子２０の側面図。
【図１２】実施の形態１を示す図で、回転子の樹脂マグネット２２を示す図（（ａ）は左側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は右側面図）。
【図１３】実施の形態１を示す図で、位置検出用樹脂マグネット２５を示す図（（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＤ部拡大図）。
【図１４】実施の形態１を示す図で、電動機１００に内蔵された電動機内蔵駆動回路１の回路図。
【図１５】実施の形態１を示す図で、回転子２０の製造工程を示す図。
【図１６】実施の形態１を示す図で、電動機１００の製造工程を示す図。
【図１７】実施の形態１を示す図で、クロスフローファン２００の正面図。
【図１８】実施の形態１を示す図で、クロスフローファン２００を用いる空気調和機３００の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。図１は実施の形態１を示す図で、電動機１００の断面図である。図１に示す電動機１００は、モールド固定子１０と、回転子２０（電動機の回転子と定義する）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２０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。尚、図１には、モールド固定子１０、回転子２０を構成する各要素に符号を付しているが、ここでは説明しない。それらの符号については、後述する。
【００１６】
図２は実施の形態１を示す図で、電動機１００の分解断面図である。図２に示すように、電動機１００は、以下に示す要素で構成される。
（１）モールド固定子１０；
（２）第２のすべり軸受２１ａ；
（３）回転子２０；
（４）第１のすべり軸受２１ｂ；
（５）ブラケット３０。
本実施の形態は、軸受に、第２のすべり軸受２１ａと第１のすべり軸受２１ｂとを用いる点に特徴がある。軸受に、転がり軸受に代えてすべり軸受を用いることにより、軸電流に起因する電食の発生を抑制するものである。
【００１７】
電動機１００を構成する各要素を説明する前に、詳細は後述するが、電動機１００の組立手順を大まかに説明しておく。
【００１８】
図３、図４は実施の形態１を示す図で、図３は電動機１００の組立手順（その１）を示す図、図４は電動機１００の組立手順（その２）を示す図である。
【００１９】
図３に示すように、先ず、第２のすべり軸受２１ａがモールド固定子１０の軸受け支持部１１に圧入される。また、第１のすべり軸受２１ｂが、ブラケット３０の軸受け支持部３０ａに圧入される。
【００２０】
次に、図４に示すように、回転子２０が、ブラケット３０の軸受け支持部３０ａに圧入された第１のすべり軸受２１ｂに圧入される。
【００２１】
さらに、回転子２０のシャフト２３をモールド固定子１０の孔１１ａに挿入し、ブラケット３０の圧入部３０ｂをモールド固定子１０の内周部１０ａに圧入して、電動機１００が完成する。
【００２２】
図５は実施の形態１を示す図で、モールド固定子１０の断面図である。モールド固定子１０は、軸方向一端部（図５の右側）が開口していて、ここに開口部１０ｂが形成されている。回転子２０がこの開口部１０ｂから挿入される。モールド固定子１０の軸方向他端部（図４の左側）には、回転子２０のシャフト２３の径より若干大きい孔１１ａが開けられている。
【００２３】
図５に示すモールド固定子１０は、固定子４０と、モールド成形用のモールド樹脂５０とからなる。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。固定子４０は、後述する基板等が取り付けられ、強度的に弱い構造であるため低圧成形が望ましい。そのため、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
【００２４】
図６は実施の形態１を示す図で、固定子４０の斜視図である。図６に示す固定子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。後述する集中巻のコイル４２が施されている内側がティースである。図６ではティースは見えていない。
（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コイル４２が巻回される。複数個の集中巻のコイル４２を接続して、例えば、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（スター結線）であるので、絶縁部４３の結線側には、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル４２が接続される端子４４（電源が供給される電源端子４４ａ及び中性点端子４４ｂ）が組付けられる。電源端子４４ａは３個、中性点端子４４ｂは３個である。
（５）基板４５が結線側の絶縁部４３（端子４４が組付けられる側）に取り付けられる。リード線４７を口出しするリード線口出し部品４６が組付けられた基板４５を絶縁部４３に組付け、固定子４０となる。固定子鉄心４１に形成された絶縁部４３の面取りされた角柱４８（図５では見えていないが、本体部は角柱である）が、基板４５が備える角柱挿入穴（図示せず）に挿入されることにより、回転方向の位置決めがなされ、且つ絶縁部４３の基板設置面（図示せず）に基板４５が設置されることにより軸方向の位置が決められる。また、基板４５より突出する角柱４８を熱溶着することで基板４５と絶縁部４３が固定され、且つ、固定子４０が備える端子４４の基板４５より突出した部分を半田付けすることにより電気的にも接合される。基板４５には、電動機１００（例えば、ブラシレスＤＣモータ）を駆動するＩＣ４９ａ（駆動素子）、回転子２０の位置を検出するホールＩＣ４９ｂ（位置検出素子：図１、図５参照）等が実装されている。ＩＣ４９ａやホールＩＣ４９ｂ等を電子部品と定義する。
【００２５】
図７は実施の形態１を示す図で、第２のすべり軸受２１ａの断面図である。図７に示すように、第２のすべり軸受２１ａは、全体形状がドーナッツ状（筒形状）であり、外周部２１ａ−１及び内周部２１ａ−２を有する。第２のすべり軸受２１ａの外周部２１ａ−１が、モールド固定子１０の軸受け支持部１１に固定される。第２のすべり軸受２１ａの内周部２１ａ−２は、回転子２０のシャフト２３との間に所定の隙間が形成される構成になっている。第２のすべり軸受２１ａは、油を含浸した焼結金属等でなる。第２のすべり軸受２１ａは、モールド固定子１０の軸受け支持部１１に固定され、回転子２０のシャフト２３が回転する。第２のすべり軸受２１ａの内周部２１ａ−２と、シャフト２３の外周部とが摺動する。
【００２６】
第２のすべり軸受２１ａの内外径は、ボールベアリングの呼び番号（例えば、６２０１など）で示される寸法となっており、ボールベアリングとの互換性を有した形状となっている。
【００２７】
図８は実施の形態１を示す図で、第１のすべり軸受２１ｂの断面図である。図８に示すように、第１のすべり軸受２１ｂは、以下に示す要素で構成される。
（１）回転体２１ｂ−１；
（２）外側ハウジング２１ｂ−２；
（３）内側ハウジング２１ｂ−３；
（４）スラスト動圧軸受部２１ｂ−４（動圧軸受部）；
（５）ラジアル動圧軸受部２１ｂ−５（動圧軸受部）；
（６）内周部２１ｂ−６。
【００２８】
第１のすべり軸受２１ｂの内外径はボールベアリングの呼び番号（例えば、６０８など）で示される寸法となっており、ボールベアリングとの互換性を有した形状となっている。
【００２９】
回転体２１ｂ−１は、略ドーナッツ状で、焼結金属等で構成される。回転体２１ｂ−１の内周部２１ｂ−６が、シャフト２３に圧入され、回転体２１ｂ−１はシャフト２３と一体化されて回転する。
【００３０】
外側ハウジング２１ｂ−２は、ブラケット３０の軸受け支持部３０ａに圧入される。外側ハウジング２１ｂ−２は、一方のスラスト動圧軸受部２１ｂ−４を構成する。
【００３１】
内側ハウジング２１ｂ−３が、外側ハウジング２１ｂ−２の内側に設けられ、他方のスラスト動圧軸受部２１ｂ−４、ラジアル動圧軸受部２１ｂ−５を構成する。
【００３２】
図９は実施の形態１を示す図で、ブラケット３０の断面図である。ブラケット３０は、軸受け支持部３０ａで第１のすべり軸受２１ｂを支持する。ブラケット３０のモールド固定子１０への圧入は、ブラケット３０の略リング状で、断面がコの字状の圧入部３０ｂを、モールド固定子１０の内周部１０ａ（モールド樹脂部）の開口部１０ｂ側に圧入することでなされる。ブラケット３０の圧入部３０ｂの外径は、モールド固定子１０の内周部１０ａの内径よりも、圧入代の分だけ大きくなっている。ブラケット３０の材質は、金属製で、例えば、亜鉛メッキ鋼板である。但し、亜鉛メッキ鋼板に限定されない。
【００３３】
図１０、図１１は実施の形態１を示す図で、図１０は回転子２０の断面図、図１１は負荷側から見た回転子２０の側面図である。
【００３４】
図１０に示すように、回転子２０、は、ローレット２３ａが施されたシャフト２３、リング状の回転子の樹脂マグネット２２（回転子のマグネットの一例）、リング状の位置検出用樹脂マグネット２５（位置検出用マグネットの一例）、そしてこれらを一体成形する樹脂部２４で構成される。
【００３５】
リング状の回転子の樹脂マグネット２２と、シャフト２３と、位置検出用樹脂マグネット２５とを、縦型成形機により射出された樹脂部２４で一体化する。このとき、樹脂部２４は、シャフト２３の外周に形成される、中央筒部２４ｇ（回転子の樹脂マグネット２２の内側に形成される）と、回転子の樹脂マグネット２２を中央筒部２４ｇに連結する、シャフト２３を中心として半径方向に放射状に形成された軸方向の複数のリブ２４ｊ（図１１参照）を有する。リブ２４ｊ間には、軸方向に貫通した空洞２４ｋ（図１１参照）が形成される。
【００３６】
樹脂部２４に使用される樹脂には、ＰＢＴ  （ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可塑性樹脂が用いられる。これらの樹脂に、ガラス充填剤を配合したものも好適である。
【００３７】
尚、図１０に示すように、樹脂部２４には、位置検出用樹脂マグネット２５の内径を保持する金型の内径押さえ部２４ａ、位置検出用樹脂マグネット２５を金型（下型）にセットしやすくするためのテーパ部２４ｂ、樹脂成形時の樹脂注入部２４ｃが樹脂成形後に形成される。
【００３８】
図１２は実施の形態１を示す図で、回転子の樹脂マグネット２２を示す図（（ａ）は左側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は右側面図）である。
【００３９】
図１２を参照しながら、リング状の回転子の樹脂マグネット２２の構成を説明する。回転子の樹脂マグネット２２は熱可塑性樹脂に磁性材が混合され成形されたものである。回転子の樹脂マグネット２２には、その内径の軸方向一端部（図１２（ｂ）では右側）に、樹脂成形時の型締め時にシャフト２３と回転子の樹脂マグネット２２との同軸を確保するための切欠き２２ａが形成されている。図１２の例では、切欠き２２ａは周方向に略等間隔で８箇所に形成されている（図１２（ｃ））。
【００４０】
また、回転子の樹脂マグネット２２には、軸方向他端部（図１２（ｂ）では左側）の端面に、位置検出用樹脂マグネット２５を据える台座２２ｂが、周方向に略等間隔で形成されている。
【００４１】
台座２２ｂは、回転子の樹脂マグネット２２の内径付近から外径に向かって形成され、台座２２ｂの先端から位置決め用突起２２ｃが径方向に回転子の樹脂マグネット２２の外周部に向かって、その近くまで延びている。位置決め用突起２２ｃは、樹脂部２４による回転子の樹脂マグネット２２、位置検出用樹脂マグネット２５及びシャフト２３の一体成形時に、回転子の樹脂マグネット２２の周方向（回転方向）の位置決めに利用される。
【００４２】
図１３は実施の形態１を示す図で、位置検出用樹脂マグネット２５を示す図（（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＤ部拡大図）である。図１３を参照しながら、リング状の位置検出用樹脂マグネット２５の構成を説明する。
【００４３】
位置検出用樹脂マグネット２５は、内径側の軸方向両端部に段差２５ｂを備える。この段差２５ｂは、回転子２０の軸方向端部側となる段差２５ｂに樹脂部２４の一部が充填されて、位置検出用樹脂マグネット２５の軸方向の抜け止めとなるために必要である。
【００４４】
図１３では、両端部に段差２５ｂを備えるものを示したが、いずれか一方の端部に段差２５ｂがあり、それが回転子２０の軸方向端部側に位置すればよい。但し、両端部に段差２５ｂを備えるものは、回転子２０の樹脂部２４による一体成形時に、金型（下型）に位置検出用樹脂マグネット２５をセットする際に、裏表を気にせずにセットできるので作業性に優れる。
【００４５】
また、位置検出用樹脂マグネット２５は、段差２５ｂに樹脂部２４に埋設されると周方向の回り止めとなるリブ２５ａ（断面が略三角）を周方向に略等間隔に８個備える。但し、リブ２５ａの数、形状、配置間隔は任意でよい。
【００４６】
シャフト２３と一体に成形される回転子の樹脂マグネット２２の台座２２ｂにより、位置検出用樹脂マグネット２５を回転子の樹脂マグネット２２の端面から離すことが可能となる。それにより、位置検出用樹脂マグネット２５の肉厚を最小、且つ任意の位置に配置することが可能となり、回転子の樹脂マグネット２２より安価な熱可塑性樹脂を充填することで、コストの低減が可能となる。
【００４７】
位置検出用樹脂マグネット２５は、図１３に示す通り、厚み方向の両側に段差２５ｂを持ち、且つ、樹脂で埋設されると回り止めとなるリブ２５ａを両側の段差２５ｂに備えている。また、位置検出用樹脂マグネット２５の内径と位置検出用樹脂マグネット２５の外径との同軸度は精度良く作られている。
【００４８】
尚、シャフト２３と一体に成形される際には、位置検出用樹脂マグネット２５の外周にはテーパ状に樹脂（樹脂部２４）が充填され、位置検出用樹脂マグネット２５の外径のばらつきにも対応し、充填される樹脂は位置検出用樹脂マグネット２５の片側の軸方向端面（外側）と回転子の樹脂マグネット２２の軸方向両端面でせき止めるため、回転子の樹脂マグネット２２の外径にバリが発生するのを抑えることが可能となり、品質の向上が図られている。
【００４９】
また、シャフト２３との一体成形時のゲート口を回転子の樹脂マグネット２２の内径よりもさらに内側に配置し、樹脂注入部２４ｃを凸形状で配置することで、圧力の集中を緩和し、樹脂の充填が容易に、また、樹脂注入部２４ｃの凸部を位置決めに利用することも可能となっている。
【００５０】
また、図１０に示す回転子２０は、永久磁石に熱可塑性樹脂に磁性材を混合して成形された回転子の樹脂マグネット２２、を使用したが、その他の永久磁石（希土類磁石（ネオジム、サマリウム鉄）、フェライト焼結等）を用いてもよい。
【００５１】
また、位置検出用樹脂マグネット２５も同様に、その他の永久磁石（希土類磁石（ネオジム、サマリウム鉄）、フェライト焼結等）を用いてもよい。
【００５２】
既に述べたように、電動機がインバータを用いて運転される場合、パワー回路内の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するに伴って、電動機のシャフトに高周波誘導に基づいて発生する軸電圧が増大し、軸電流が流れ易くなる。この軸電流は、軸受けが内輪、外輪両軌道並びに転動体からなる転がり軸受けの場合は、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、転がり軸受けの耐久性を悪化させる。しかし、本実施の形態では、転がり軸受けに代えて、すべり軸受け（第１のすべり軸受２１ｂ、第２のすべり軸受２１ａ）を使用しているので、軸電流が流れても軸受けの電食は発生しない。
【００５３】
電食の発生原因である軸電流は、インバータの電源電圧が高いほど、ＰＷＭ（パルス幅変調、Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）周波数が高いほど、また軸電流が流れる経路のインピーダンスが低いほど顕著に現れる。ここで言う軸電流が流れる経路とは、固定子鉄心４１、巻線（コイル４２）、軸受（第１のすべり軸受２１ｂ、第２のすべり軸受２１ａ）、シャフト２３を介した経路である。さらにそれぞれの部材の間は通常直流的には絶縁されているものの、浮遊容量（コンデンサ）として表せることが知られており、高周波的には導通状態となっている。巻線（コイル４２）と軸受（第１のすべり軸受２１ｂ、第２のすべり軸受２１ａ）間は通常回転子２０の径分だけ離隔しているため極めて浮遊容量が小さいが、特定の形態において浮遊容量が大きくなるケースがあるので以下に説明する。
【００５４】
送風機用モータの一種として、ＤＣブラシレスモータにインバータ回路を内蔵するものがある。本実施の形態の電動機１００もそれらに含まれる。この場合、回転子２０の磁束（位置検出用樹脂マグネット２５の磁束）を検出して通電する方法がとられるため、基板４５は回転子２０の側面に設置されることが多い。このとき基板４５は銅箔パターンを有するので、基板４５が介在した部分の浮遊容量を増加させるよう作用する。このような構造の電動機は特に電食の耐力改善が劣化するため本実施の形態に示した構造による効果が高い。
【００５５】
従って、本実施の形態の回転子２０は、電動機１００がインバータにより運転される場合の軸電流の低減に特に有効である。
【００５６】
図１４は実施の形態１を示す図で、電動機１００の電動機内蔵駆動回路１の回路図である。図１４を参照しながら、電動機内蔵駆動回路１について説明する。図１４に示すように、電動機１００の外部に設けられた商用交流電源２から交流の電力が電動機内蔵駆動回路１に供給される。商用交流電源２から供給される交流電圧は整流回路３で直流電圧に変換される。整流回路３で変換された直流電圧は、インバータ主回路４で可変周波数の交流電圧に変換されて電動機１００に印加される。電動機１００はインバータ主回路４から供給される可変周波数の交流電力により駆動される。尚、整流回路３には商用交流電源２から印加される電圧を昇圧するチョッパー回路や整流した直流電圧を平滑にする平滑コンデンサなどを有する。
【００５７】
インバータ主回路４は３相ブリッジのインバータ回路であり、インバータ主回路４のスイッチング部はインバータ主素子となる６つのＩＧＢＴ６ａ〜６ｆ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、単にトランジスタと定義する）と６つのフライホイルダイオード（ＦＲＤ）としてシリコンカーバイド（ＳｉＣ）を用いたＳｉＣ−ＳＢＤ７ａ〜７ｆ（ショットキーバリアダイオード、単にダイオードと定義する）を備えている。ＦＲＤであるＳｉＣ−ＳＢＤ７ａ〜７ｆはＩＧＢＴ６ａ〜６ｆが電流をＯＮからＯＦＦする時に生じる逆起電力を抑制する逆電流防止手段である。
【００５８】
尚、本実施の形態１ではＩＧＢＴ６ａ〜６ｆとＳｉＣ−ＳＢＤ７ａ〜７ｆは同一リードフレーム上に各チップが実装されエポキシ樹脂でモールドされてパッケージされたＩＣモジュールとする。ＩＧＢＴ６ａ〜６ｆはシリコンを用いたＩＧＢＴ（Ｓｉ−ＩＧＢＴ）に代えてＳｉＣ、ＧａＮを用いたＩＧＢＴとしてもよく、またＩＧＢＴに代えてＳｉもしくはＳｉＣ、ＧａＮを用いたＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの他のスイッチング素子を使用してもよい。
【００５９】
整流回路３とインバータ主回路４の間には直列に接続された２つの分圧抵抗８ａ，８ｂが設けられており、この分圧抵抗８ａ，８ｂによる分圧回路にて高圧直流電圧を低圧化した電気信号をサンプリングし保持する直流電圧検出部８が設けられている。
【００６０】
また、電動機１００は、回転子２０（図１０）とモールド固定子１０（図５）とを備えており、インバータ主回路４から供給される交流電力により回転子２０が回転する。モールド固定子１０の回転子２０に近傍には、位置検出用樹脂マグネット２５を検出するホールＩＣ４９ｂが設けられており、そのホールＩＣ４９ｂからの電気信号を処理して回転子２０の位置情報に変換する回転子位置検出部１１０が設けられている。
【００６１】
回転子位置検出部１１０が検出する回転子２０の位置情報は出力電圧演算部１２０に出力される。この出力電圧演算部１２０は電動機内蔵駆動回路１の外部から与えられる目標回転数Ｎの指令若しくは装置の運転条件の情報と回転子２０の位置情報に基づいて電動機１００に加えられるべき最適なインバータ主回路４の出力電圧を演算する。出力電圧演算部１２０はその演算した出力電圧をＰＷＭ信号生成部１３０に出力する。ＰＷＭは、Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎの略語である。
【００６２】
ＰＷＭ信号生成部１３０は出力電圧演算部１２０から与えられた出力電圧となるようなＰＷＭ信号をインバータ主回路４のそれぞれのＩＧＢＴ６ａ〜６ｆを駆動する主素子駆動回路４ａに出力し、インバータ主回路４のＩＧＢＴ６ａ〜６ｆはそれぞれ主素子駆動回路４ａによってスイッチングされる。
【００６３】
尚、本実施の形態１ではインバータ主回路４を３相ブリッジとしているが単相など他のインバータ回路でもよい。
【００６４】
ここでワイドバンドギャップ半導体について説明する。ワイドバンドギャップ半導体はＳｉよりもバンドギャップが大きい半導体の総称であって、ＳｉＣ−ＳＢＤ７ａ〜７ｆに使用しているＳｉＣはワイドバンドギャップ半導体の一つであり、その他には窒化ガリウム（ＧａＮ）、ダイヤモンドなどがある。さらにワイドバンドギャップ半導体、特にＳｉＣはＳｉに比べて耐熱温度や絶縁破壊強度や熱伝導率が大きい。尚、本実施の形態１ではＳｉＣをインバータ回路のＦＲＤに用いる構成としているが、ＳｉＣに代えてその他のワイドバンドギャップ半導体を用いてもよい。
【００６５】
図１５は実施の形態１を示す図で、回転子２０の製造工程を示す図である。図１５により、回転子２０の製造工程について説明する。
（１）位置検出用樹脂マグネット２５及び回転子の樹脂マグネット２２の成形、脱磁。シャフト２３の加工を行う（ステップ１）。
（２）位置検出用樹脂マグネット２５を段差２５ｂを有する端部を下にして下型にセットし、下型に設けられた内径押え部に位置検出用樹脂マグネット２５の内径を保持させる（ステップ２）。
（３）回転子の樹脂マグネット２２の位置決め用突起２２ｃを下型に設けられた位置決め用突起挿入部に嵌め合わせて下型にセットする（ステップ３）。
（４）挿入したシャフト２３を下型にセットし、回転子の樹脂マグネット２２の切欠き２２ａを、上型の切欠き押さえ部で押し当てるように型締めする（ステップ４）。
（５）樹脂（樹脂部２４）成形する（ステップ５）。回転子の樹脂マグネット２２、位置検出用樹脂マグネット２５及びシャフト２３を樹脂部２４により一体に成形する。
（６）位置検出用樹脂マグネット２５及び回転子の樹脂マグネット２２の着磁を行う（ステップ６）。
【００６６】
上述の製造工程によれば、回転子の樹脂マグネット２２、シャフト２３、及び位置検出用樹脂マグネット２５を樹脂（樹脂部２４）にて一体にする際、全ての部品を金型にセットして樹脂成形することから、作業工程の低減により回転子２０のコストの低減が図られる。
【００６７】
図１６は実施の形態１を示す図で、電動機１００の製造工程を示す図である。図１６により、電動機１００の製造工程について説明する。
（１）モールド固定子１０を製造する。併せて、第１のすべり軸受２１ｂ、第２のすべり軸受２１ａを製造する。併せて、ブラケット３０を製造する。併せて、回転子２０を製造する（ステップ１０）。
（２）第１のすべり軸受２１ｂをモールド固定子１０に圧入する。併せて、第２のすべり軸受２１ａをブラケット３０に圧入する（ステップ１１）。
（３）回転子２０にブラケット３０を圧入する（ステップ１２）。
（４）モールド固定子１０に回転子２０を挿入し、ブラケット３０を圧入する（ステップ１２）。
【００６８】
以上による電動機１００の製造工程において、第１のすべり軸受２１ｂは圧入による大きなスラスト荷重を受けないので製造における歩留まりを改善できるなどの効果がある。
【００６９】
図１７は実施の形態１を示す図で、クロスフローファン２００の正面図である。図１７に示すような軸が水平方向に設置され羽根負荷（貫流ファン２０１）が接続される形態のクロスフローファン２００では、シャフト２３の反負荷側にある軸受は負荷側軸受に対して荷重が小さい。このため、ハウジング（外側ハウジング２１ｂ−２、内側ハウジング２１ｂ−３）による軸受幅の寸法制約があり耐加重の比較的低い第１のすべり軸受２１ｂを反負荷側、耐加重の比較的高い第２のすべり軸受２１ａを負荷側とすることにより、耐久性の高い軸受構造とすることが出来る。
【００７０】
なお対象となる送風機の羽根形状としては、貫流ファン２０１以外にプロペラファンなどがあげられるが、第１のすべり軸受２１ｂは、側面側（ドーナツ形状部分）にも摺動面（スラスト動圧軸受部２１ｂ−４）を持っており、スラスト加重が高い羽根はロストルクが増大し不向きである。したがって、シャフト２３は水平方向で、送風機の羽根形状はクロスフローファン２００か、あるいは流体の入り口面が軸方向であって向きが対向している２つ以上のシロッコファン（図示せず）など、送風動作に伴うスラスト荷重が小さい羽根形状であれば本願の構造を適用してもロストルクが小さく、幸便である。
【００７１】
図１８は実施の形態１を示す図で、クロスフローファン２００を用いる空気調和機３００の縦断面図である。クロスフローファン２００を用いる機器の一例として、例えば、空気調和機３００がある。空気調和機３００は、室内機と室外機とを有するセパレート式のものが、一般に普及している。図１８に示す空気調和機３００は、室内機の縦断面図である。
【００７２】
図１８に示すように、空気調和機３００（室内機）の上面に室内空気を吸い込む吸込口３４８が形成されている。吸込口３４８付近には、フィルタ自動清掃機構のフィルタ（図示せず）が配置され、室内空気の塵埃を除去する。
【００７３】
吸込口３４８に対向するように、略逆Ｖ字形状の室内熱交換器３０５が配置される。
【００７４】
略逆Ｖ字形状の室内熱交換器３０５の内側（吸込口３４８と反対側）に、室内送風機（クロスフローファン２００）が配置される。
【００７５】
空気調和機３００（室内機）の下部には、室内に開口する吹出口３４９が形成され、吹出口３４９には、調和空気の風向を制御する風向制御部３５０が設けられる。図１８に図示している風向制御部３５０は、上下方向の風向を制御する。図示はしないが、左右方向の風向を制御するものも用いられる。
【００７６】
室内熱交換器３０５の下方に、ドレンパン３４３が設けられる。ドレンパン３４３は、室内熱交換器３０５で生じる除霜水を受け、ドレンパン３４３に一時的に貯留された除霜水は、ドレンパン３４３に接続されるドレンホースから室外に排出される。尚、背面にもドレンパンが設けられているが、説明は省略する。
【００７７】
電動機１００は、回転子２０の軸方向位置を固定する第１のすべり軸受２１ｂと、軸方向位置を自由にする第２のすべり軸受２１ａと用いることで、高周波電食による不具合は生じない。
【００７８】
電動機１００は、ボールベアリング呼び番号で規定されるサイズと略同形状であるため、軸受け以外のモータ部材の構造変更がほとんど無く、製造設備の必要の無い安価な電動機１００を提供できる。
【００７９】
電動機１００は、シャフト２３が水平方向に設置され羽根負荷が接続される形態の場合、第１のすべり軸受２１ｂを反負荷側とすることにより、耐久性の高い軸受構造とすることが出来る。
【符号の説明】
【００８０】
１  電動機内蔵駆動回路、２  商用交流電源、３  整流回路、４  インバータ主回路、４ａ  主素子駆動回路、６ａ〜６ｆ  ＩＧＢＴ、７ａ〜７ｆ  ＳｉＣ−ＳＢＤ、８  直流電圧検出部、８ａ  分圧抵抗、８ｂ  分圧抵抗、１０  モールド固定子、１０ａ  内周部、１０ｂ  開口部、１１  軸受け支持部、１１ａ  孔、２０  回転子、２１ａ  第２のすべり軸受、２１ｂ  第１のすべり軸受、２１ｂ−１  回転体、２１ｂ−２  外側ハウジング、２１ｂ−３  内側ハウジング、２１ｂ−４  スラスト動圧軸受部、２１ｂ−５  ラジアル動圧軸受部、２１ｂ−６  内周部、２２  回転子の樹脂マグネット、２２ａ  切欠き、２２ｂ  台座、２２ｃ  位置決め用突起、２３  シャフト、２３ａ  ローレット、２４  樹脂部、２４ａ  内径押さえ部、２４ｂ  テーパ部、２４ｃ  樹脂注入部、２４ｇ  中央筒部、２４ｈ  反負荷側端面、２４ｊ  リブ、２４ｋ  空洞、２５  位置検出用樹脂マグネット、２５ａ  リブ、２５ｂ  段差、３０  ブラケット、３０ａ  軸受け支持部、３０ｂ  圧入部、４０  固定子、４１  固定子鉄心、４２  コイル、４３  絶縁部、４４  端子、４４ａ  電源端子、４４ｂ  中性点端子、４５  基板、４６  リード線口出し部品、４７  リード線、４８  角柱、４９ａ  ＩＣ、４９ｂ  ホールＩＣ、５０  モールド樹脂、１００  電動機、１１０  回転子位置検出部、１２０  出力電圧演算部、１３０  ＰＷＭ信号生成部、２００  クロスフローファン、２０１  貫流ファン、３００  空気調和機、３０５  室内熱交換器、３４３  ドレンパン、３４８  吸込口、３４９  吹出口、３５０  風向制御部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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