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1、(10)申请公布号 CN 102884716 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 4 7 1 6 A *CN102884716A* (21)申请号 201080066745.8 (22)申请日 2010.05.12 H02K 1/30(2006.01) H02K 11/00(2006.01) H02K 15/02(2006.01) (71)申请人松下电器产业株式会社 地址日本大阪府 (72)发明人水上裕文 渡边彰彦 长谷川武彦 角治彦 (74)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事 务所(普通合伙) 11277 代理人刘新宇 张会华 (54) 发明名称 电动。
2、马达和包括该电动马达的电动装置 (57) 摘要 提供了一种定子、转子、轴承和导电性支架。 定子具有卷绕有绕组的定子铁芯。转子具有：转 动体，用于以永磁体与定子相对的方式将该永磁 体保持在圆周方向上；以及轴，以所述轴贯穿该 转动体的中央的方式使该转动体紧固至所述轴。 输出轴侧的轴承以及与输出轴侧相对的轴承支撑 该轴。这些支架其中之一固定输出轴侧的轴承，并 且另一个固定与输出轴侧相对的轴承。这些支架 彼此电连接，并且在转动体的外周和轴之间形成 有介电层。 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.11.12 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2010/003203 2010.05.12 。
3、(87)PCT申请的公布数据 WO2011/141957 EN 2011.11.17 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书14页 附图10页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 14 页 附图 10 页 1/1页 2 1.一种电动马达，包括： 定子，其具有定子铁芯，其中所述定子铁芯上卷绕有绕组； 转子，其包括： 转动体，用于以永磁体与所述定子相对的方式将所述永磁体保持在圆周方向上；以及 轴，以所述轴贯穿所述转动体的中央的方式使所述转动体紧固至所述轴； 轴承，用于支撑所述轴；以及 导电性的两个支架，用于固定所述轴承， 其中，所述两个支。
4、架彼此电连接，并且在所述转动体的外周和所述轴之间形成有介电 层。 2.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述两个支架彼此电连接，并且与所述定子 铁芯绝缘。 3.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述两个支架至少之一以及卷绕有所述绕 组的所述定子铁芯与绝缘树脂进行一体模制。 4.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述两个支架在所述电动马达的内部电连 接。 5.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述介电层是用于抑制电解腐蚀的绝缘体。 6.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述介电层是绝缘树脂。 7.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述介电层以环绕所述轴的外周的方式形 成在所述轴和所述。
5、转动体之间。 8.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述介电层以环绕所述轴的外周的方式形 成在所述转动体的内周侧和外周侧之间。 9.根据权利要求1所述的电动马达，其中， 所述转动体具有构成外周部的外铁芯、构成紧固至所述轴的内周部的内铁芯、以及所 述介电层，以及 所述外铁芯和所述内铁芯经由所述介电层彼此固定。 10.根据权利要求9所述的电动马达，其中，所述介电层具有组合了径向宽度不同的多 种类型的弧的形状。 11.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述介电层被配置成以绝缘方式使所述介 电层的内侧和外侧分离。 12.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述转子能够转动地配置在所述定子的内 周侧。
6、。 13.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述介电层是为了增加所述转子的阻抗而 形成的。 14.一种电动装置，包括根据权利要求1至13中任一项所述的电动马达。 权 利 要 求 书CN 102884716 A 1/14页 3 电动马达和包括该电动马达的电动装置 技术领域 0001 本发明涉及一种电动马达，尤其涉及一种为了抑制轴承内发生电解腐蚀而进行了 改进的电动马达。 背景技术 0002 近年来，在大多数情况下，已使用脉冲宽度调制系统(以下适当称为PWM系统)的 逆变器对电动马达进行了驱动。在使用这种PWM系统的逆变器对电动马达进行驱动的情况 下，绕组的中性点电位不为0，这导致在轴承的外环和。
7、内环之间出现电位差(以下称为轴电 压)。该轴电压包括由于切换所引起的高频成分。在该轴电压达到轴承内部的油膜的介电 击穿电压的情况下，微电流流入该轴承并且导致该轴承内部发生电解腐蚀。在该电解腐蚀 继续存在的情况下，在轴承内环、轴承外环或轴承滚珠上可能发生波状磨损现象，从而产生 异常声响。这是电动马达发生故障的主要原因之一。 0003 用于使用PWM系统的逆变器来驱动电动马达的驱动电路(包括控制电路)的电源 电路与该电源电路的主电路和该主电路侧的接地端电绝缘。 0004 被视为抑制电解腐蚀的传统措施包括如下： 0005 (1)在轴承内环和轴承外环之间提供电气连续性； 0006 (2)在轴承内环和轴。
8、承外环之间提供电气绝缘性；以及 0007 (3)降低轴电压。 0008 针对(1)的具体方法的示例包括在轴承内使用导电性润滑剂。然而，该导电性润 滑剂的导电性随着时间的经过而劣化，并且缺少滑动可靠性。可选地，考虑了用于在转动轴 上配置刷以提供电气连续性的方法。然而，该方法产生了刷磨损粉末并且需要空间。 0009 针对(2)的具体方法的示例包括将轴承内的铁珠改变为非导电性陶瓷珠。该方法 在抑制电解腐蚀方面高度有效，但所需成本较高。因而，该方法无法用于通用电动马达。 0010 作为针对(3)的具体方法，传统上已知有以下方法。使定子铁芯和导电性金属支 架发生电短路以改变电容并降低轴电压(例如，参见专。
9、利文献1)。此外，就模制电机的结构 而言，传统上已知在定子铁芯和导电性金属支架之间提供电气连续性的结构(例如，参见 专利文献2)。此外，所公开的用于抑制电动马达的轴承内的电解腐蚀的很多传统技术包括 该电动马达的定子铁芯电连接至接地端的结构(例如，参见专利文献3)。 0011 通过以下关系式来表示电容并联连接至电阻时的阻抗。 0012 Z=1/jwC+R 0013 其中，Z是阻抗，j是虚数，w是角频率，C是电容，并且R是电阻。如通过该表达式 显而易见，在电容大或电阻小的情况下，阻抗低。作为对比，在电容小或电阻大的情况下，阻 抗高。 0014 在专利文献1中，使定子铁芯和支架发生短路导致定子侧的阻。
10、抗降低，由此抑制 了轴承内的电解腐蚀。 0015 也就是说，通常，除充电部的绝缘(基本绝缘)以外，例如安装在潮湿场所的洗衣 说 明 书CN 102884716 A 2/14页 4 机或洗碗机/干燥机中所使用的并且由此可能引起电击穿的电动马达还需要独立绝缘(以 下称为附加绝缘)。另一方面，除了上述电器以外的例如空调室内单元、空调室外单元、热水 供给器和空气净化器等电器所使用的电动马达不会引起电击穿，因而无需附加绝缘。由于 该原因，在空调室内单元、空调室外单元、热水供给器和空气净化器所使用的电动马达中， 其转子不具有绝缘结构。因而，转子侧(轴承内环侧)的阻抗处于较低状态。作为对比，定 子侧(轴承外。
11、环侧)具有绝缘结构，因而该阻抗处于较高状态。在这种情况下，尽管轴承内 环侧的电位较高，但轴承外环侧的电位较低。该不平衡状态可能产生高的轴电压。这种高 的轴电压可能会导致轴承内发生电解腐蚀。 0016 为了避免这种状态，在专利文献1中，使定子铁芯和支架发生短路以消除这两者 之间的电容成分。由此，定子侧(轴承外环侧)的阻抗减少并且近似为转子侧(轴承内环 侧)的阻抗。 0017 近年来，已提出了模制电机。在这类马达中，利用模具材料对诸如定子侧的定子铁 芯等的固定构件进行模制以提高可靠性。之后，可以认为代替金属支架，利用这种绝缘性模 具材料对轴承进行了固定，从而抑制了轴承外环侧上所产生的不必要的高频电。
12、压或者轴承 的内环和外环之间流动的不必要的高频电流。然而，由于这种模具材料由树脂构成，因此其 强度对于固定轴承而言不够高。此外，树脂模制所提供的尺寸精度低，因而轴承内有可能发 生蠕变失效(creep failure)。也就是说，通常在轴承内，例如在外环和壳体的内周面之间 存在间隙的情况下，由于传递负荷而使得向着轴施加径向上的力。在产生了这种力的情况 下，径向上的相对差异很可能导致滑动现象。这种滑动现象被称为蠕变。通常，可以通过使 外环牢固地固定至诸如支架等的壳体来抑制这种蠕变。此外，随着近来电动马达的输出的 增加，需要更加牢固地固定至轴承。因而，采取诸如使用根据尺寸精度高的钢板预制得到的 金属。
13、支架来固定轴承等的蠕变防止措施是必要的。 0018 特别地，通常轴承在两个点处支撑转动轴。由于上述的强度和易于实现的原因，优 选利用金属支架来固定两个轴承。 0019 然而，专利文献1所述的传统方法存在以下问题。首先，由于该传统方法是短路方 法，因此无法进行阻抗调整。在转子的某些磁性材料或结构中，轴电压可能增加。其次，由 于该方法使阻抗降低，因此需要使轴承内环和轴承外环之间的平衡始终保持在高电位。在 这种状态下，可以考虑以下情况：在阻抗因电动马达的使用环境或者定子和转子的组装精 度的变化而不平衡的情况下，轴电压反而增加，这样容易发生电解腐蚀。 0020 此外，在由于上述强度的原因而使用金属支架。
14、的情况下，定子侧的阻抗可能低于 利用诸如绝缘树脂等模具材料来固定轴承的情况下的阻抗。树脂壳体具有高的绝缘性能， 由此防止了电流在轴承的内环和外环之间流动。作为对比，导电性支架具有低的绝缘性能， 并且允许电流在轴承的内环和外环之间流动。可以认为存在如下情况：由于上述原因，很可 能发生电解腐蚀。此外，导电性支架的使用使定子的阻抗降低，由此使轴承内环和轴承外环 的电位都增加。这会导致与专利文献1的问题相同的问题。 0021 在存在本发明要解决的问题的结构中，如上所述，用于使用PWM系统的逆变器来 驱动电动马达的驱动电路(包括控制电路)的电源电路与该电源电路的主电路和该主电路 侧的接地端电绝缘。由于该。
15、原因，在使用传统技术中电动马达的定子铁芯电连接至接地端 的结构来解决上述问题的情况下，考虑在电动马达的规格和特性方面所产生的附加问题。 说 明 书CN 102884716 A 3/14页 5 因而，该解决方案是困难的。 0022 引文列表 0023 专利文献 0024 专利文献1：日本特开2007-159302 0025 专利文献2：日本专利3775370 0026 专利文献3：日本特开2004-242412 发明内容 0027 本发明旨在提供一种能够抑制轴承内发生电解腐蚀的电动马达以及包括该电动 马达的电动装置。 0028 本发明的电动马达包括以下元件： 0029 定子，其具有定子铁芯，其中。
16、所述定子铁芯上卷绕有绕组； 0030 转子，其包括： 0031 转动体，用于以永磁体与所述定子相对的方式将所述永磁体保持在圆周方向上； 以及 0032 轴，以所述轴贯穿所述转动体的中央的方式使所述转动体紧固至所述轴； 0033 轴承，用于支撑所述轴；以及 0034 导电性的两个支架，用于固定所述轴承。 0035 所述两个支架彼此电连接，并且在所述转动体的外周和所述轴之间形成有介电 层。 0036 该介电层是用于抑制电解腐蚀的绝缘体。 0037 利用该结构，在阻抗低的转子内，由转动体的外周和轴之间形成的介电层所引起 的电容等效串联连接。因而，可以增加转子侧的阻抗。在转子侧的阻抗由此增加的情况下，。
17、 可以使增加后的阻抗近似为作为高阻抗的定子侧的阻抗。结果，可以使轴承内环侧和轴承 外环侧上的高频电位均等并且平衡。由于定子侧和转子侧的阻抗处于较高状态，因此可以 使轴承内环侧和轴承外环侧的电位在低状态下平衡。因而，例如，可以在没有使用环境的任 何影响的情况下抑制轴电压。 0038 本发明的电动装置包括上述的电动马达。 0039 如上所述，在本发明的电动马达中，使两个支架的阻抗在没有显著下降的情况下 相等。此外，使转子侧(轴承内环侧)的阻抗增加从而近似为定子侧(轴承外环侧)的两 个支架的阻抗。因而，在本发明的电动马达中，可以使轴承内环侧和轴承外环侧的高频电位 平衡。利用该结构，可以提供能够抑制轴。
18、承内发生电解腐蚀的电动马达以及包括该电动马 达的电动装置。 附图说明 0040 图1是示出根据本发明第一典型实施例的无刷马达的一部分的结构图。 0041 图2是示意性示出该马达的主要部分的图。 0042 图3是示出该马达的转动体的具体结构示例的图。 0043 图4是示出该马达的转子的另一结构示例的图。 说 明 书CN 102884716 A 4/14页 6 0044 图5是示出示例1中的用于测量轴电压的方法的图。 0045 图6是示出完全波形变形的示例的图。 0046 图7是示出部分波形变形的示例的图。 0047 图8是示出无波形变形的示例的图。 0048 图9是示出在电流方向是从轴承外环向着。
19、轴承内环的方向时的轴电压的波形的 图。 0049 图10是示出示例1和比较例14的评价结果的表。 0050 图11是示出作为根据第一典型实施例的另一结构示例的外转子型电动马达的一 部分的结构图。 0051 图12是根据本发明第二典型实施例的电动装置(空调室内单元)的结构图。 0052 图13是根据本发明第三典型实施例的电动装置(空调室外单元)的结构图。 0053 图14是根据本发明第四典型实施例的电动装置(热水供给器)的结构图。 0054 图15是根据本发明第五典型实施例的电动装置(空气净化器)的结构图。 具体实施方式 0055 在下文，将参考附图来对根据本发明的电动马达和包括该电动马达的电动。
20、装置进 行说明。 0056 实施例1 0057 图1是示出根据本发明第一典型实施例的电动马达的一部分的结构图。在本典型 实施例中，作为示例，对作为电动装置的空调中所包括的用于驱动鼓风机的电动马达即无 刷马达进行说明。在本典型实施例中，作为示例，对转子可转动地配置在定子的内周侧上的 内转子型电动马达进行说明。 0058 参考图1，定子绕组12卷绕在定子铁芯11上，而在该定子铁芯和该绕组之间插入 有用于使定子铁芯11绝缘的作为绝缘体的树脂21。与作为成形材料的绝缘树脂13连同其 它固定构件一起对这种定子铁芯11进行模制。在本典型实施例中，以这种方式对这些构件 进行一体模制，以形成轮廓大致呈圆筒状的。
21、定子10。 0059 在定子10的内侧上，转子14以在定子10和转子14之间设置有间隙的状态进行 配置。转子14具有包括转子铁芯31的盘状转动体30，并且具有以贯穿转动体30的中央的 方式紧固转动体30的轴16。转动体30以铁氧体树脂磁体32、即永磁体与定子10的内周 面侧相对的方式将该磁体保持在圆周方向上。以下将给出详细说明。如图1所示，转动体 30被构造成从最外周部的铁氧体树脂磁体32向着内周侧的轴16顺次具有外铁芯31a、介 电层50和内铁芯31b。外铁芯31a构成转子铁芯31的外周部；内铁芯31b构成转子铁芯 31的内周部。图1示出一体化地包括转子铁芯31、介电层50和铁氧体树脂磁体3。
22、2的转动 体30的结构示例。这样，定子10的内周侧与转动体30的外周侧相对。 0060 用于支撑轴16的两个轴承15安装至转子14的轴16。各轴承15是包括多个铁 珠的圆筒形轴承，并且轴承15的内环侧固定至轴16。参考图1，在轴16从无刷马达本体突 出的输出轴侧上，轴承15a支撑轴16。在相对侧(以下称为与输出轴侧相对的侧)上，轴 承15b支撑轴16。在各轴承15中，利用导电性金属支架来固定轴承15的外环侧。在图1 中，利用支架17来固定输出轴侧上的轴承15a，并且利用支架19来固定与输出轴侧相对的 说 明 书CN 102884716 A 5/14页 7 轴承15b。利用上述结构，轴16由两个。
23、轴承15支撑，以使得转子14可转动。 0061 此外，无刷马达包含安装有包括控制电路的驱动电路的印刷电路板18。在安装了 该印刷电路板18之后，支架17被压装至定子10。因而，形成了无刷马达。此外，将包括用 于施加绕组的电源电压Vdc、控制电路的电源电压Vcc和控制转数用的控制电压Vsp的引线 以及控制电路的地线的连接线20连接至印刷电路板18。 0062 安装有驱动电路的印刷电路板18上的零电位点与接地端和主(电源)电路绝缘， 并且相对于接地端和主电源电路的电位浮动。这里，零电位点是印刷电路板18上的作为基 准电位的0V电位的布线，并且表示通常被称为接地端的接地布线。连接线20中所包括的地 。
24、线连接至该零电位点、即接地布线。例如，用于供给绕组的电源电压的电源电路、用于供给 控制电路的电源电压的电源电路、用于施加控制电压的引线、以及控制电路的地线连接至 安装有驱动电路的印刷电路板18，并且与接地端电绝缘。也就是说，这些电源电路例如与如 下的电路或接地端中的任意一个电绝缘并且独立地接地：相对于用于供给绕组的电源电压 的电源电路的主(电源)电路、相对于用于供给控制电路的电源电压的电源电路的主(电 源)电路、以及连接至这些主(电源)电路的接地端。简言之，安装在印刷电路板18上的 驱动电路与主(电源)电路和接地端的电位电绝缘。因而，驱动电路的电位是浮动的。该 状态还被表示为众所周知的浮动电位。
25、。由于该原因，用于供给绕组的电源电压的电源电路 和用于供给要连接至印刷电路板18的控制电路的电源电压的电源电路各自的结构还被称 为同样作为众所周知的表述的浮动电源。 0063 各电源电压和控制信号经由连接线20被供给至如上所构造的无刷马达。由此，定 子绕组12由印刷电路板18上的驱动电路所驱动。在定子绕组12被驱动的情况下，驱动电 流流经定子绕组12，并且定子铁芯11生成磁场。然后，来自定子铁芯11的磁场和来自铁氧 体树脂磁体32的磁场根据这些磁场的极性而产生吸引力和排斥力。利用这些力，转子14 绕位于中央的轴16转动。 0064 接着，说明无刷马达的详细结构。 0065 首先，在无刷马达中，。
26、如上所述，轴16由两个轴承15支撑，并且各轴承15由支架 固定并支撑。此外，在本典型实施例中，为了抑制如上所述因蠕变所引起的失效，各轴承15 由导电性金属支架所固定。也就是说，在本典型实施例中，使用根据尺寸精度高的钢板预制 得到的导电性支架来固定轴承15。特别在要求电动马达的较高输出的情况下，该结构更为 优选。 0066 具体地，与输出轴侧相对的轴承15b是通过外周与轴承15b的外周大致相等的支 架19来进行固定。将该支架19与绝缘树脂13进行一体模制。也就是说，如图1所示，与 输出轴侧相对的绝缘树脂13被成形为具有相对于无刷马达本体在与输出轴相对的方向上 突出的体突出部13a。在体突出部13。
27、a的内侧上，支架19被配置为内支架并且与绝缘树脂 13进行一体模制。支架19具有被形成为中空圆筒形的杯状。更具体地，该支架的圆筒部 19a在一侧上开口，并且其环状凸缘部19b从开口侧的圆筒端略微在向外方向上延伸。圆 筒部19a的内周与轴承15b的外周大致相等。轴承15b被压装至圆筒部19a内，由此轴承 15b还经由支架19固定至绝缘树脂13。利用该结构，使轴承15b的外环侧固定至金属支架 19，从而可以抑制因蠕变所引起的失效。凸缘部19b的外周略大于轴承15b的外周。也就 是说，凸缘部19b的外周大于轴承15b的外周并且小于转动体30的外周。例如，使支架19 说 明 书CN 102884716。
28、 A 6/14页 8 形成为这种形状，这使得与凸缘部向着定子10延伸超过转动体30的外周的结构相比，减少 了成本高的金属材料的使用。除了这样减少金属支架19的面积以外，还对绝缘树脂13进 行一体模制从而覆盖支架19的外壳。因而，还可以抑制从轴承15b产生的噪声。 0067 接着，通过外周与定子10的外周大致相等的支架17来固定输出轴侧的轴承15a。 支架17大致呈盘状，并且在该盘状支架的中央具有直径与轴承15a的外周的直径大致相等 的突出部。该突出部的内部呈中空。在安装了印刷电路板18之后，如此形成的支架17的 突出部的内部被压装至轴承15a。此外，支架17被压装至定子10，以使得形成在支架1。
29、7的 外周上的连接端装配至定子10的连接端。因而，形成了无刷马达。利用这种结构，便于进 行组装工作并且使轴承15a的外环侧固定至金属支架17。因而，抑制了由于蠕变所引起的 失效。 0068 导电销22预先电连接至支架19。也就是说，如图1所示，导电销22的一端22a连 接至支架19的凸缘部19b。导电销22配置在绝缘树脂13的内部，并且与支架19相同，该 导电销22与绝缘树脂13进行一体化模制。导电销22配置在绝缘树脂13的内部、即电动 马达的内部。利用该结构，防止了导电销22生锈和遭受外力，并且提供了对于使用环境和 外部应力而言高度可靠的电气连接。导电销22在绝缘树脂13的内部从凸缘部19b。
30、向着无 刷马达的外周一直延伸，并且进一步从无刷马达的外周附近向着输出轴侧以与轴16大致 平行的方式延伸。导电销22的另一端22b从绝缘树脂13在输出轴侧的端面暴露。此外， 用于使导电销22电连接至支架17的导电销23与端22b相连接。也就是说，在支架17被 压装至定子10的情况下，使导电销23接触支架17并且在支架17和导电销23之间确保了 电气连续性。利用这种结构，支架17和支架19这两个支架经由导电销22电连接。此外， 在利用绝缘树脂13使支架17和支架19与定子铁芯11绝缘的情况下，这两个支架彼此电 连接。 0069 此外，在本典型实施例中，在转动体30中，在轴16和转动体30的外周之间。
31、形成有 介电层50。 0070 图2是示意性示出图1的无刷马达的主要部分的图。如图2所示，支架17和支架 19彼此电连接，并且没有连接至定子铁芯11。 0071 在支架17和支架19没有相连接的情况下，由于这两个支架的形状和配置不同，因 此这两个支架具有不同的阻抗。这使得支架17内感应的电位和支架19内感应的电位不平 衡。可以认为，该电位不平衡使得高频电流有可能经由轴16从输出轴侧向着与该输出轴侧 相对的一侧流动，反之亦然。 0072 在本典型实施例中，电连接的支架17和支架19使这两个支架处于等电位，抑制了 电位不平衡，并且防止了高频电流流经轴16。 0073 在用于使支架17和支架19相连。
32、接的导电销22还连接至定子铁芯11的情况下， 定子侧的阻抗减少。如上所述，在该阻抗变低的情况下，定子侧、即轴承的外环侧的电位变 高。为了解决该问题，在本典型实施例中，导电销22与定子铁芯11绝缘。该结构抑制了阻 抗的减少并且使轴承外环侧的电位保持为低。如以下所述，该结构能够容易使定子侧的阻 抗和转子侧的阻抗平衡。此外，在本典型实施例中，如上所述，简单地使支架17压装至定子 10使得可以在确保了支架17和支架19与定子铁芯11之间的绝缘的情况下使这两个支架 电连接。因而，在制造过程中，可以在抑制定子侧的阻抗减少的情况下容易地使这两个支架 说 明 书CN 102884716 A 7/14页 9 处。
33、于等电位。 0074 接着，如图2所示，在转动体30中，在最外周部中形成铁氧体树脂磁体32。此外， 向着内周侧顺次形成构成转子铁芯31的外铁芯31a、介电层50和构成转子铁芯31的内铁 芯31b。介电层50是由绝缘树脂形成的层。在本典型实施例中，这种介电层50是为了抑 制电解腐蚀所形成的。图2示出如下示例：介电层50以环绕轴16的环形形成在转动体30 的内周侧和外周侧之间。这样，转动体30由铁氧体树脂磁体32、外铁芯31a、构成介电层50 的绝缘树脂、以及内铁芯31b一体形成。在内铁芯31b的内周上的紧固部51中，使转动体 30紧固至轴16。因而，形成了利用轴承15支撑的转子14。 0075 。
34、在转动体30中，介电层50是由绝缘树脂、即绝缘体构成的层，并且使外铁芯31a 和内铁芯31b以绝缘方式顺次分开。另一方面，介电层50由具有预定介电常数的绝缘树脂 构成，并且高频电流可以在外铁芯31a和内铁芯31b之间流动。 0076 如上所述，在没有形成这种介电层50的情况下，这些支架之间相对于定子铁芯的 阻抗较高，并且作为对比，电连接至转动体的轴之间的阻抗较低。例如，从定子铁芯产生的 PWM高频电流流入具有这些阻抗成分的等效电路。该高频电流可能导致与支架电连接的外 环和轴承内环侧的轴之间出现电位差。 0077 在本典型实施例中，如图2所示的介电层50形成在阻抗低的转子的转动体中。由 此，使转。
35、子14的阻抗增加从而近似为支架侧的阻抗。也就是说，在外铁芯31a和内铁芯31b 之间形成介电层50，这使得转子14具有因介电层50所引起的电容等效串联连接的结构。 因而，可以增加转子14的阻抗。增加后的转子14的阻抗使从转子14向着轴16流动的高 频波的电压下降增加，由此降低了因高频电流而在轴16内产生的电位。根据这种原理，在 本典型实施例的无刷马达中，由于高频电流而在与支架17和支架19电连接的轴承15的外 环以及轴承15的内环侧上的轴16之间所产生的电位差得以降低。此外，如上所述，在本典 型实施例中，支架17和19与定子铁芯11绝缘。该状态抑制了支架17和19的阻抗下降并 且使支架17和1。
36、9的阻抗保持在高状态。因而，使轴承内环和轴承外环的电位平衡，以使该 电位在电位差低的情况下保持在低电位。该状态抑制了轴承内发生电解腐蚀。 0078 此外，在本典型实施例中，支架17和支架19经由导电销22电连接。这使得这两 个支架处于等电位并且抑制了高频电流经由轴的流动。此外，通过使这两个支架处于等电 位，使轴承15a的内环和外环之间的电位差近似为或等于轴承15b的内环和外环之间的电 位差。在该结构中，使用介电层50来适当调整转子侧的阻抗可以减少轴承15a和15b各自 的内环和外环之间的电位差、即轴电压。因而，可以防止电解腐蚀在一个轴承中得以抑制但 在另一轴承中发生的失效。这样，在利用导电支架。
37、所固定的两个轴承的每一个中，可以减少 相应轴承的内环和外环之间的电位差。由此，在确保了轴承的固定强度的情况下，可以抑制 例如由于PWM所引起的高频波而导致在轴承内发生电解腐蚀。 0079 此外，可以通过改变介电层50的宽度或材料来改变电容。因而，可以最佳地设置 转子14侧的阻抗。也就是说，例如可以通过以下方法来降低因介电层50所引起的电容：降 低构成介电层50的绝缘树脂的介电常数；增加绝缘树脂的厚度(电极间距)；或者缩小电 极面积。通过以这样的方式来降低因介电层50所引起的电容，可以增加转子14的阻抗。 0080 使用对位性聚苯乙烯(以下称为SPS)树脂作为构成介电层50的绝缘树脂，这可 以降。
38、低介电常数。因而，即使在厚度较小的绝缘树脂的情况下，也可以增加转子14的阻抗。 说 明 书CN 102884716 A 8/14页 10 通常，作为电动马达所使用的绝缘树脂，例如，利用诸如玻璃纤维等的无机填料来增强聚对 苯二甲酸丁二醇酯(以下称为PBT)树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为PET)树脂。 这种材料的介电常数约为3.5。作为对比，SPS树脂的介电常数低于一般树脂的介电常数： 介电常数对于非增强制品而言为2.6，并且对于增强制品而言为2.8。因此，在绝缘树脂的 厚度的上限值受结构所限制并且PB T树脂无法提供充分高的阻抗的情况下，使用SPS树脂 可以降低电容。 0081 此外，如图。
39、2所示，转动体30被构造成介电层50使外铁芯31a和内铁芯31b分离。 利用该结构，在制造过程中，可以在没有安装轴16的情况下一体地形成转子铁芯和绝缘树 脂。因而，在图2的结构中，可以在没有安装轴的情况下形成转动体30，由此与在轴和转子 铁芯之间形成介电层的结构相比可以提高生产率。此外，在图2的结构中，不同类型的轴16 甚至可以通过嵌塞或压装来固定。因而，该结构可以便于切换类型，并且提高生产率。 0082 图3是示出根据本发明第一典型实施例的无刷马达的转动体的具体结构示例的 图。图3示出从顶部观看该转动体的结构示例。图3的转动体沿着径向在外铁芯31a和内 铁芯31b之间具有如下形状的介电层50。
40、，其中在该形状中，组合了径向宽度不同的多种弧。 也就是说，介电层50在外周侧和内周侧至少任一侧上具有凸状突起和凹状突起以圆形重 复的形状。外铁芯31a和内铁芯31b以这种形状与介电层50嵌合。 0083 在如图2所示使介电层50的形状形成为完整环形的情况下，在转动期间可能发生 滑动。作为对比，在使介电层50形成为图3的形状的情况下，在介电层50和铁芯之间插入 防滑突起。该结构不仅防止了滑动还增强了转动强度。更具体地，这些防滑突起以相应的 突起彼此相对的方式各自形成在外铁芯31a和内铁芯31b中。 0084 图4是示出根据本发明第一典型实施例的无刷马达的转子的另一结构示例的图。 0085 在图4。
41、的转动体30中，在最外周部中形成铁氧体树脂磁体32。此外，向着内周侧 依次形成转子铁芯31和绝缘树脂的介电层50。这样，图4的转动体30由铁氧体树脂磁体 32、转子铁芯31和构成介电层50的绝缘树脂一体形成。在介电层50的内周上的紧固部51 中，使转动体30紧固至轴16。也就是说，使转动体30经由介电层50紧固至轴16。转子14 也可以具有这种结构。在该结构中，因介电层50所引起的电容在转子铁芯31和轴16之间 串联连接，并且可以增加转子14的阻抗。 0086 以下将参考示例来具体说明本发明。本发明不限于以下示例。本发明不受这些示 例所限制，只要本发明的要点没有改变即可。 0087 示例1 0。
42、088 使用介电常数为3.6的PBT树脂和介电常数为2.8的SPS树脂作为介电层来制造 如图3所示进行构造的转子，以使得最小树脂厚度为2.5mm。制造包括这些转子并且如图1 所示进行构造的无刷马达，并且测量这些无刷马达的轴电压。 0089 在该测量中，使用一个定子，并且各转子交换位置。作为轴承，使用(具有稠度为 239的润滑脂的)Minebea 608。 0090 图5是示出用于测量示例1的轴电压的方法的图。在轴电压的测量期间，使用直 流稳定电源。在与以下相同的工作条件下进行该测量：绕组的电源电压Vdc被设置为391V； 控制电路的电源电压Vcc被设置为15V；并且转数被设置为1000r/mi。
43、n。在控制电压Vsp下 调整转数，并且工作期间各无刷马达的轴呈水平。 说 明 书CN 102884716 A 10 9/14页 11 0091 为了测量轴电压，利用数字示波器130(Tektronix DPO7104)和高电压差分探头 120(Tektronix P5205)来监视电压波形，并且检查任何波形变形。将各峰之间测量得到的 电压确定为轴电压。 0092 该波形变形被分类成以下三种类型：完全波形变形；部分波形变形；以及无波形 变形。 0093 图6图8是示出这种波形变形的示例的图。图6示出完全波形变形的波形，图7 示出部分波形变形的波形，并且图8示出无波形变形的波形。在图6图8中，测量。
44、期间沿 着横轴的时间处于50ms/div的相同条件下。利用隔离变压器140使数字示波器130隔离。 0094 高电压差分探头120的正侧120a采用以下方式经由约为30cm长的引线110电连 接至轴16。该引线的导管被形成为直径约为15mm的环形，并且使该环的内周与轴16的外 周导电接触。通过使约为30cm长的引线111的端部经由导电带112与支架17导电接触， 使高电压差分探头120的负侧120b经由引线111电连接至支架17。利用这种结构，对支架 17和轴16之间的电压、即输出轴侧的轴承15a的轴电压进行测量。 0095 同样，测量与输出轴侧相对的轴承15b的轴电压。高电压差分探头120的。
45、正侧120a 采用以下方式经由约为30cm长的引线110电连接至轴16。该引线的导管被形成为直径约 为15mm的环形，并且使该环的内周与轴16的外周导电接触。高电压差分探头120的负侧 120b采用以下方式经由约为30cm长的引线111电连接至支架19。对树脂部进行部分切割 以使支架19的一部分露出，并且使引线111的端部经由导电带112与支架19的露出部分 导电接触。 0096 根据轴电压波形的方向来确定电流方向。图6图8的电压波形在零电压线以上。 这表示轴16(轴承内环)侧的电位高于支架17或支架19(轴承外环)侧的电位。因此，关 于电流方向，判断为电流从轴承内环侧向着轴承外环侧流动。作为。
46、对比，在如图9所示电压 波形为零电压线以下的情况下，判断为电流从轴承外环侧向着轴承内环侧流动。 0097 采用以下方式，使用NF株式会社的LCR测试仪ZM2353和测试线2325A来测量阻 抗。在连接线20中，用于施加绕组的电源电压Vdc、控制电路的电源电压Vcc和对转数进行 控制所用的控制电压Vsp的引线以及控制电路的地线发生短路并且相结合。对如下各种阻 抗进行测量：这些结合线(以下称为电源引线)和输出轴侧的支架17之间的阻抗(以下称 为输出轴侧的支架的阻抗)；电源引线和与输出轴侧相对的支架19之间的阻抗(以下称为 与输出轴侧相对的支架的阻抗)；以及电源引线和轴16之间的阻抗(以下称为转子侧。
47、的阻 抗)。以无刷马达的轴呈水平的方式，在电压为1V且频率为10kHz的情况下进行该测量。 在没有转动的情况下进行该测量，由此在轴和支架之间提供了电气连续性。为了防止该情 况，针对阻抗的测量，以模拟方式在轴和支架之间提供绝缘。具体地，使用代替金属珠即导 体而包括陶瓷珠即绝缘体的轴承来进行阻抗测量。 0098 此外，为了使根据上述规格来抑制电解腐蚀的效果有效，准备了各无刷马达，并且 在电解腐蚀测试中使电解腐蚀抑制效果有效。 0099 在以下条件下进行电解腐蚀测试：绕组的电源电压Vdc被设置为391V；控制电路 的电源电压Vcc被设置为15V；转数被设置为(以控制电压Vsp进行调整得到的)1000。
48、r/ min；无刷马达的轴被配置成水平；环境温度被设置为10度；并且无负载。 0100 此外，为了使电解腐蚀与通常相比加速，安装如下的特殊轴承，其中在各特殊轴承 说 明 书CN 102884716 A 11 10/14页 12 中，七个铁珠中仅留下一个并且其余铁珠被陶瓷珠所代替。 0101 关于电解腐蚀的判断，在确认了轴承内部的声音异常和波状磨损的情况下判断耐 受电解腐蚀的寿命。 0102 比较例1 0103 使用外铁芯31a和内铁芯31b没有绝缘的、在形状上与图3中的转子相同的转子。 利用该转子，以支架17和支架19没有电连接的方式制造在形状上与图1的无刷马达相同 的无刷马达。以与示例1相同。
49、的方式对该无刷马达进行评价。 0104 比较例2 0105 使用外铁芯31a和内铁芯31b没有绝缘的、在形状上与图3中的转子相同的转子。 利用该转子，以支架17和支架19电连接的方式制造在形状上与图1的无刷马达相同的无 刷马达。以与示例1相同的方式对无刷马达进行评价。 0106 比较例3 0107 使用PBT树脂作为介电层50来制造在形状上与图3的转子相同的转子。利用该 转子，以支架17和支架19没有电连接的方式制造在形状上与图1的无刷马达相同的无刷 马达。以与示例1相同的方式对无刷马达进行评价。 0108 比较例4 0109 使用SPS树脂作为介电层50来制造在形状上与图3的转子相同的转子。利用该 转子，以支架17和支架19没有电连接的方式制造在形状上与图1的无刷马达相同的无刷 马达。以与示例1相同的方式对无刷马达进行评价。 0110 图1。