以下本発明を実施するための最良の形態� ��、図面を参照しながら説明する。

 (実施の形態1)
 図1は、本発明の実施の形態1における電動� �の構造を示す断面図である。本実施の形態� �は、電気機器としてのエアコン用に搭載さ� �、送風ファンを駆動するためのブラシレス� �ータである電動機の一例を挙げて説明する� �また、本実施の形態では、回転子が固定子� �内周側に回転自在に配置されたインナロー� �型の電動機の例を挙げて説明する。

 図1において、巻線である固定子巻線12が� ��装された固定子鉄心11は、モールド一体成� �するためのモールド材である絶縁樹脂(以下� ��モールド材という)13にてモールド成形され� ��いる。これによって、固定子10を含むハウ� �ング部が構成されている。また、固定子鉄� �11と固定子巻線12との間には、固定子鉄心11� �絶縁するインシュレータとしての樹脂(以下� ��インシュレータという)21が介在している。

 固定子10の内側には、空隙を介して回転� �14が挿入されている。回転子14は、回転子鉄� ��31を含む円板状の回転体30と、回転体30の中� ��を貫通するようにして回転体30を締結した� �ャフト16とを有している。回転子鉄心31は、� ��定子10の内周側に対向して周方向に複数の� �久磁石を保持している。図1では、回転子鉄� ��31と永久磁石であるフェライト樹脂磁石32と が一体成形された構成例を示している。この ように、固定子10の内周側と回転体30の外周� �とが対向するように配置されている。

 回転子14のシャフト16には、シャフト16を� ��持する2つの軸受15が取り付けられている。� ��受15は、複数の鉄ボールを有したベアリン� �である。2つの軸受15の一方はモールド一体� �形するモールド材13に固定され、他方は金属 製のブラケット17に固定されている。すなわ� ��、軸受15の外輪側がモールド材13およびブラ ケット17に固定され、軸受15の鉄ボールや潤� �剤を介し、軸受15の内輪側において、その内 輪にシャフト16が固着されている。以上のよ� ��な構成により、シャフト16が2つの軸受15に� �承され、回転子14が回転自在に回転する。な お、このような構造により、固定子鉄心11と� ��ラケット17とはモールド材13により絶縁され ている。また、他方の軸受15の外輪側はブラ� ��ット17と直流電気的に接続され、両軸受15の 内輪側はシャフト16および回転子鉄心31と直� �電気的に接続されている。そして、本電動� �が駆動されたとき、軸受15の内輪と外輪との 間において潤滑剤やその油膜などを介した絶 縁状態が生じる。

 さらに、このブラシレスモータには駆動� ��路を実装したプリント基板18が内蔵されて� �る。このプリント基板18にはPWM方式のインバ ータ駆動回路が搭載されている。このインバ ータ駆動回路により固定子巻線12が駆動され� ��。このようなプリント基板18を内蔵したの� �、ブラケット17を固定子10に圧入することに� ��り、ブラシレスモータが形成される。また� ��プリント基板18には、巻線の電源電圧、制� �回路の電源電圧および制御電圧を印加する� �ード線と制御回路のグランド線20とが接続さ れている。

 そして、本実施の形態では、さらに、固� ��子鉄心11とブラケット17との間に誘電素子で あるキャパシタ40を電気的に接続している。� ��のような接続を行うため、具体的には、ま� ��、固定子鉄心11の側面に位置するモールド� �13の一部を切削して貫通孔41を設け、固定子� ��心11の一部を露出させている。そして、貫� �孔41を通して、露出させた固定子鉄心11の一� ��に接続ピン42の一端を接続する。さらに、� �続ピン42の他端にキャパシタ40の一端を接続� ��、キャパシタ40の他端をブラケット17に接続 している。

 本実施の形態では、固定子巻線12と軸受15 の外輪との間のインピーダンスを調整するた め、インピーダンス調整部材としてこのよう なインピーダンス成分を有した素子であるキ ャパシタ40を配置している。より具体的には� ��固定子鉄心11と軸受15の外輪との間のインピ ーダンスが、固定子鉄心11と軸受15の内輪と� �間のインピーダンスに近似あるいは一致す� �ように、それぞれのインピーダンスを整合� �せるため、固定子鉄心11とブラケット17との� ��にキャパシタ40を設けている。すなわち、� �定子鉄心11とブラケット17との間に、それぞ� ��のインピーダンスを整合させるための整合� ��材としてキャパシタ40を設けることにより� �固定子鉄心11と軸受15の外輪との間のインピ� ��ダンスが調整される。そして、このような� ��整により、それぞれのインピーダンスが近� ��あるいは一致する。

 本実施の形態では、それぞれのインピー� ��ンスをこのように整合させることにより、� ��電動機を駆動したとき、高周波電流によっ� ��軸受15の内輪と外輪とに生じる電位を近似� �るいは一致させ、これによって軸受内部に� �生する電食を防止している。

 ここで、電食が発生するメカニズムの一� ��について説明する。

 図2は、図1に示すブラシレスモータの静� �容量の概略分布モデル図である。なお、図2� ��は電食が発生するメカニズムを判りやすく� ��明するため、固定子鉄心11とブラケット17と の間のキャパシタ40を省略している。

 図2において、静電容量C1は、固定子巻線1 2とプリント基板18との間の静電容量である。 静電容量C1の値は、モールド一体成形する絶� ��樹脂13の誘電率および絶縁距離に主に依存� �る。

 静電容量C2は、プリント基板18とブラケッ ト17との間の静電容量である。静電容量C2の� �は、空間絶縁距離に主に依存する。

 静電容量C3は、シャフト16とブラケット17� ��の静電容量である。静電容量C3の値は、軸� �15内部の潤滑剤の誘電率および油膜厚に主に 依存する。

 静電容量C4は、固定子鉄心11と回転子14間� ��静電容量である。静電容量C4の値は、空隙� �離に主に依存する。

 静電容量C5は、固定子鉄心11と固定子巻線 12間の静電容量である。静電容量C5の値は、� �定子鉄心を絶縁する樹脂21の誘電率と厚さに 主に依存する。

 静電容量C6は、固定子の絶縁樹脂13とシャ フト16間の静電容量である。静電容量C6の値� �、静電容量C3と同様に、軸受15内部の潤滑剤� ��誘電率および油膜厚に主に依存する。

 静電容量C7は、固定子巻線12と軸受15間の� ��電容量である。静電容量C7の値は、静電容� �C1と同様に、固定子の絶縁樹脂13の誘電率お� ��び絶縁距離に主に依存する。ここで、図中� ��Vdcは、プリント基板18に印加される電圧で� �る。

 このような構成のブラシレスモータをPWM� ��式のインバータにより駆動した場合、コモ� ��モード電圧が発生し、静電容量C1からC7およ び抵抗成分によって軸電圧が発生する。この 軸電圧に対して特定の条件下では、軸受内部 の油膜の絶縁破壊電圧が発生し、電食に至る ケースがある。

 固定子巻線12をPWM方式のインバータによ� �駆動すると、各構成部材間の静電容量C1から C7および抵抗成分を介して、ループ状の高周� ��の循環電流が発生する。循環電流のルート� ��しては、例えば、固定子鉄心11から固定子� �線12、プリント基板18、ブラケット17、軸受15 、シャフト16、回転子14、そして固定子鉄心11 に戻るというルートがある。そのときに、軸 受15内部で潤滑剤であるグリスの油膜が切れ� ��り、または油膜厚が薄くなったりすると、� ��れに伴い局所的な絶縁破壊による放電現象� ��発生する。この放電現象により軸受15の転� �面に微小の放電痕が形成され、それが長時� �継続することで電食に至ることがある。こ� �放電現象の発生は、コモンモード電圧が静� �容量C1からC7および抵抗成分で分圧されるた� ��、軸受15にかかる軸電圧の大きさに密接に� �係してくる。

 図3は、電食が発生するメカニズムを説明 するための、各構成部材間を等価的な静電容 量および抵抗成分で表した等価回路図である 。図3では、固定子鉄心11とブラケット17とを� ��絡部材90により短絡させた場合の一例を示� �ている。

 また、図3では、固定子巻線12に発生した� ��位により、次のような2つのルートで高周波 の電流が流れるような等価回路を示している 。すなわち、一方のルートは、固定子巻線12� ��ら、固定子鉄心11を絶縁する樹脂21およびモ ールド一体成形する絶縁樹脂13、固定子鉄心1 1、ブラケット17、そして軸受15の外輪までへ� ��ルートである。他方のルートは、固定子巻� ��12から、樹脂21および絶縁樹脂13、固定子鉄� ��11、回転子14の永久磁石、回転子鉄心、シャ フト16、そして軸受15の内輪までへのルート� �ある。

 このようなルートを図3に示すような等価 回路で表している。すなわち、図3において� �コモンモード電圧Eは、固定子巻線12に発生� �た電位に対応する。また、図3に示す等価回� ��は、固定子巻線12と固定子鉄心11との間のイ ンピーダンスZcs、固定子側のインピーダンス Zst8、および回転子側のインピーダンスZrtを� �む。

 インピーダンスZcsは、固定子巻線12から� �脂21および絶縁樹脂13を介して固定子鉄心11� �での共通ルートでのインピーダンスを示す� �図3では、固定子巻線12と固定子鉄心11との間 における静電容量Ccsと抵抗Rcsとを並列接続し た等価回路によるインピーダンスZcsとして示 している。

 固定子側のインピーダンスZst8は、固定子 鉄心11から短絡部材90およびブラケット17を介 して軸受15の外輪まで、前述の一方のルート� ��対応したインピーダンスを示す。図3では、 固定子鉄心11から軸受15の外輪までの抵抗Rsb� �よるインピーダンスZst8として示している。

 回転子側のインピーダンスZrtは、固定子� ��心11から回転子14の永久磁石、回転子鉄心お よびシャフト16を介して軸受15の内輪まで、� �述の他方のルートに対応したインピーダン� �を示す。図3では、2つの並列回路のそれぞれ を直列接続した等価回路のインピーダンスZrt として示している。一方の並列回路は、固定 子鉄心11と回転子14との間の空隙における静� �容量Cgapと抵抗Rgapとを並列接続した回路であ る。また、他方の並列回路は、回転子14の永� ��磁石から軸受15の内輪までにおける静電容� �Cmgと抵抗Rmgとを並列接続した回路である。

 そして、図3に示すように、軸受15の内輪� ��外輪との間を、静電容量Cbbと抵抗Rbbとを並� ��接続した等価回路の構成としている。この� ��列回路両端において、電圧Vsが軸受15の外輪 の電圧を示し、電圧Vrが軸受15の内輪の電圧� �示している。

 ここで、回転子側のインピーダンスZrtは� ��

となる。インピーダンスZrtは、固定子鉄心 および回転子永久磁石の表面積、固定子鉄心 と回転子永久磁石との空隙距離や、回転子に 用いられる永久磁石材質、および回転子鉄心 までの永久磁石の厚さなどにより決まる。

 また、固定子側のインピーダンスZst8は、

となる。

 ここで、固定子側として固定子鉄心11と� �ラケット17とが短絡されているため、(式1)と (式2)とを比較すると、固定子側のインピーダ ンスZst8は、回転子側のインピーダンスZrtよ� �も低い。すなわち、Zrt>Zst8の状態となって いる。つまり、軸受15の内輪の電圧Vrは、Zrt� �インピーダンスが高いため低い電圧となり� �軸受15の外輪の電圧VsはZst8のインピーダンス が低いため高い電圧となる。したがって、軸 受15の内輪と外輪との間には、電圧値(Vs-Vr)と なる軸電圧が発生する。

 そして、軸受15の内輪と外輪との間で生� �るこのような軸電圧により放電現象が発生� �、この放電現象によって電食現象が生じる� �この電食現象が繰り返されることにより、� �受15の転送面が荒れ、波状摩耗現象に至ると 最終的にモータの異常音の発生につながる。 また、軸電圧が高いほどこのような放電現象 が発生しやすくなる。

 また、以上の説明では、固定子側のイン� ��ーダンスZst8は抵抗成分である抵抗Rsbのみと して説明したが、実際には静電容量も含む。 すなわち、抵抗成分に加えて、固定子鉄心11� ��ブラケット17との間のモールド材13やプリン ト基板18、さらにはプリント基板18とブラケ� �ト17との間の空間などによる静電容量が存在 する。図4は、これら固定子側の静電容量も� �慮した等価回路図である。図4での静電容量C sbおよび抵抗Rsbがこれらの静電容量や抵抗成� ��を示している。また、この場合の固定子側� ��インピーダンスZst9は、

となる。

 このような、静電容量Csbを考慮すると、� ��定子側のインピーダンスZst9はより低くなり 、軸受15の外輪の電圧Vsはやはり高い電圧と� �る。

 以上説明したように、固定子鉄心11から� �受15の内輪までのインピーダンスと外輪まで のインピーダンスが異なることにより生じる 軸電圧が電食発生の一要因となる。

 次に、上述のように構成された本実施の� ��態の電動機によって電食が防止できる原理� ��ついて説明する。

 図5は、本実施の形態における電動機を駆 動させた際、各構成部材間を等価的な静電容 量および抵抗成分で表した等価回路図である 。

 図5では、固定子巻線12に発生した電位に� ��り、次のような2つのルートで高周波の電流 が流れるような等価回路を示している。すな わち、一方のルートは、固定子巻線12から、� ��定子鉄心11を絶縁するインシュレータ21およ びモールド材13、固定子鉄心11、キャパシタ40 、ブラケット17、そして軸受15の外輪へのル� �トである。他方のルートは、固定子巻線12か ら、インシュレータ21およびモールド材13、� �定子鉄心11、回転子14の永久磁石、回転子鉄� ��31、シャフト16、そして軸受15の内輪へのル� ��トである。

 このようなルートを図5に示すような等価 回路で表している。図5において、コモンモ� �ド電圧Eは、固定子巻線12に発生した電位に� �応する。また、図5に示す等価回路は、固定� ��巻線12と固定子鉄心11との間のインピーダン スZcs、固定子側のインピーダンスZst1、およ� �回転子側のインピーダンスZrtを含む。

 インピーダンスZcsは、固定子巻線12から� �ンシュレータ21およびモールド材13を介して� ��定子鉄心11までの共通ルートでのインピー� �ンスを示す。図5では、固定子巻線12と固定� �鉄心11との間における静電容量Ccsと抵抗Rcsと を並列接続した等価回路によるインピーダン スZcsとして示している。固定子巻線12と固定� ��鉄心11とはインシュレータ21やモールド材13� ��絶縁されているため、静電容量Ccsがインピ� ��ダンスZcsの主成分となる。

 固定子側のインピーダンスZst1は、固定子 鉄心11からキャパシタ40およびブラケット17を 介して軸受15の外輪まで、前述の一方のルー� ��に対応したインピーダンスを示す。図5では 、固定子鉄心11から軸受15の外輪までの抵抗Rs bと、固定子鉄心11とブラケット17との間に接� ��されたキャパシタ40の静電容量C40との直列� �続によるインピーダンスZst1として示してい� ��。固定子側のインピーダンスZst1は、

となる。固定子鉄心11やブラケット17の抵� �成分である抵抗Rsbは比較的低いため、静電� �量C40がインピーダンスZst1の主成分となる。

 回転子側のインピーダンスZrtは、固定子� ��心11から回転子14の永久磁石、回転子鉄心31� ��よびシャフト16を介して軸受15の内輪まで、 前述の他方のルートに対応したインピーダン スを示す。図5では、2つの並列回路のそれぞ� ��を直列接続した等価回路のインピーダンスZ rtとして示している。一方の並列回路は、固� ��子鉄心11と回転子14との間の空隙における静 電容量Cgapと抵抗Rgapとを並列接続した回路で� ��る。また、他方の並列回路は、回転子14の� �久磁石から軸受15の内輪までにおける静電容 量Cmgと抵抗Rmgとを並列接続した回路である。 インピーダンスZrtは式1となる。固定子鉄心11 と回転子14との間は空隙であり、永久磁石か� ��軸受15の内輪までは金属が接続された構成� �あるため、静電容量Cgapおよび抵抗Rmgがイン� ��ーダンスZrtの主成分となる。

 そして、図5に示すように、軸受15の内輪� ��外輪との間を、静電容量Cbbと抵抗Rbbとを並� ��接続した等価回路の構成としている。この� ��列回路両端において、電圧Vsが軸受15の外輪 の電圧を示し、電圧Vrが軸受15の内輪の電圧� �示している。

 ここで、上述したように固定子鉄心11と� �ラケット17とを短絡した場合、固定子側のイ ンピーダンスは、回転子側のインピーダンス よりも低くなる。これに対して、本実施の形 態では、固定子鉄心11とブラケット17との間� �キャパシタ40を接続している。このような構 成により、固定子側のインピーダンスZst1は� �4で示すようになり、固定子鉄心11とブラケ� �ト17とを短絡した場合に比べて、インピーダ ンスが高くなる。すなわち、キャパシタ40の� ��電容量C40を調整してその容量値を適切に設� ��することで、固定子側のインピーダンスZst1 を回転子側のインピーダンスZrtに近似あるい は一致させ、それぞれのインピーダンスを整 合させることができる。さらに、固定子側の インピーダンスZst1と回転子側のインピーダ� �スZrtとを近似あるいは一致させることによ� �、軸受15の外輪の電圧Vsと内輪の電圧Vrとが� �似あるいは一致する。したがって、軸受15の 内輪と外輪との間に生じる電位差、すなわち 電圧値(Vs-Vr)の軸電圧を低く抑えることが可� �となる。これによって、軸電圧が軸受内部� �油膜の絶縁破壊電圧に達することを抑制で� �るため、軸受内部に発生する電食を防止で� �る。

 なお、以上、固定子側のインピーダンス� ��高くするために、固定子鉄心11とブラケッ� �17との間に誘電素子としてのキャパシタ40を� ��続した構成例を挙げて説明したが、他の構� ��とすることも可能である。

 すなわち、本実施の形態の変形例として� ��固定子鉄心11とブラケット17との間に抵抗素 子を接続するような構成であってもよい。図 6は、固定子鉄心11とブラケット17との間に抵� ��素子を接続したときの等価回路図である。� ��6に示すように、図5での静電容量C40に代え� �、抵抗R41が抵抗Rsbに直列に接続される。ま� �、具体的な構成としては、図1でのキャパシ� ��40に代えて、抵抗器を接続することで実現� �きる。また、このときの固定子側のインピ� �ダンスZst2は、

となる。すなわち、固定子鉄心11とブラケ� ��ト17との間にキャパシタ40を接続した場合と 同様に、抵抗R41を調整してその抵抗値を適切 に設定することで、固定子側のインピーダン スZst2を回転子側のインピーダンスZrtに整合� �せることができる。そして、これにより、� �受15の外輪の電圧Vsと内輪の電圧Vrとを近似� �るいは一致させ、軸受15の内輪と外輪との間 の軸電圧を低く抑えることができる。

 また、以上の説明では、固定子鉄心11と� �ラケット17との間に誘電素子あるいは抵抗素 子を接続するような構成について説明したが 、誘電素子と抵抗素子とを並列接続や直列接 続し、それらを固定子鉄心11とブラケット17� �の間に接続するような構成であってもよい� �また、誘電素子や抵抗素子のような部品を� �固定子鉄心11とブラケット17との間に接続す� ��ような構成に限定されず、例えば、所定の� ��電率を有した樹脂や所定の抵抗値を有した� ��抗体などの部材を固定子鉄心11とブラケッ� �17との間に設けるような構成であってもよい 。

 以下、本実施の形態について実施例を用� ��てより具体的に説明する。

 (実施例1)
 図1に示したブラシレスモータを使用し、ブ ラケット17と接続ピン42との間に直列に、10pF� ��47pF、100pF、330pFおよび560pFの誘電素子をそれ ぞれキャパシタ40として接続し、軸電圧およ� ��軸電流の測定を実施した。なお、誘電素子� ��は、ラジアルリード形のプラスチックフィ� ��ムコンデンサを使用した。

 各部位の静電容量およびインピーダンス� ��、アジレントテクノロジー製LCRメータ4263A� �使用し、測定電圧1V、測定周波数10kHzにて測� ��を実施した。

 図7に、軸電圧の測定方法を示す。軸電圧 測定時には直流安定化電源を使用し、巻線の 電源電圧Vdcを391V、制御回路の電源電圧Vccを15 V、回転数を制御する制御電圧Vspを3Vとし、回 転数を1000r/minとした同一運転条件下で測定を 行った。なお、運転時のブラシレスモータ姿 勢はシャフト水平とした。

 軸受の外輪の電圧Vsと内輪の電圧Vrとは、 デジタルオシロスコープ130(テクトロニクス� �TDS640A)により、図8に示すような電圧波形を� �測し、波高値を測定電圧とした。測定時の� �軸時間は50μs/divの同一条件とした。なお、� �ジタルオシロスコープ130は、絶縁トランス14 0にて絶縁している。

 軸受の外輪の電圧Vsの測定については、� �輪近傍のブラケット17に導電性テープ112にて リード線111を接続し、そのリード線111にプロ ーブ120の先端121を接続し、測定している。こ のとき、プローブ120のグランド122は電源のグ ランドに接続している。内輪の電圧Vrの測定� ��ついては、リード線110の一端での導体を直� ��約8mmのループ状にし、そのループ状にした� ��周を内輪近傍のシャフト16の外周に導電接� �させ、リード線110の他端にプローブ120の先� �121を接続し、測定している。このとき、プ� �ーブ120のグランド122は電源のグランドに接� �している。

 図9に軸電流の測定方法を示す。軸電流の 測定についても、軸電圧の測定と同様の運転 条件およびモータ姿勢にて実施した。電流値 の測定については、日置電機製の3156リーク� �レントハイテスタ150を使用して実施した。� �お、電流値は外装-外装間漏れ電流測定モー� ��でAC電流値を測定している。

 上記測定においては、軸受の外輪と内輪� ��が常に絶縁状態となるセラミックボール仕� ��の軸受を全て使用した。通常の鉄ボール仕� ��では、軸受の外輪と内輪とが導通したりし� ��かったりするため正確な測定ができないた� ��である。

 (比較例1)
 キャパシタ40を接続せず、かつブラケット17 と固定子鉄心11とを短絡しない状態で、実施� ��1と同様に軸電圧および軸電流を測定した。

 (比較例2)
 キャパシタ40を接続せず、かつブラケット17 と固定子鉄心11とを短絡した状態で、実施例1 と同様に軸電圧および軸電流を測定した。

 実施例1、比較例1、比較例2の測定結果を� ��1に示す。

 表1から明らかなように、固定子鉄心11と� ��ラケット17との間にプラスチックフィルム� �ンデンサを直列に接続することによって、� �定子鉄心11とブラケット17(軸受の外輪)との� �のインピーダンスを、固定子鉄心11とシャフ ト16(軸受の内輪)との間のインピーダンスに� �似させることができる。また、表1に示され� ��ように、軸電流についても同様に低減する� ��とができる。特に、固定子鉄心11と軸受の� �輪との間のインピーダンスを基準としたと� �、この基準に対して、固定子鉄心11と軸受の 外輪との間のインピーダンスが、基準の+10%� �から-75%減までの範囲内であれば、軸電圧ま� ��は軸電流を比較例1および比較例2よりも小� �くすることが可能となる。

 (実施例2)
 実施例1と同一仕様のブラシレスモータを使 用し、ブラケット17と接続ピン42との間に直� �に、470kω、220kω、170kω、100kω、56kωの抵抗素 子をそれぞれ接続して、実施例1と同様な方� �で、軸電圧および軸電流の測定を実施した� �なお、抵抗素子には、リードタイプの炭素� �膜固定抵抗器を使用した。

 実施例2、比較例1、比較例2の測定結果を� ��2に示す。

 表2から明らかなように、固定子鉄心11と� ��ラケット17との間に炭素皮膜固定抵抗器を� �列に接続することによって、固定子鉄心11と ブラケット17(軸受の外輪)との間のインピー� �ンスを、固定子鉄心11とシャフト16(軸受の内 輪)との間のインピーダンスに近似させるこ� �ができる。また、表2に示されるように、軸� ��流についても同様に低減することができる� ��特に、固定子鉄心11と軸受の内輪との間の� �ンピーダンスを基準としたとき、この基準� �対して、固定子鉄心11と軸受の外輪との間の インピーダンスが、基準の+10%増から-65%減の� ��囲内であれば、軸電圧または軸電流を比較� ��1および比較例2よりも小さくすることが可� �となる。

 (実施の形態2)
 図10は、本発明の実施の形態2における電動� ��の構造を示す断面図である。実施の形態1と の比較において、本実施の形態では、キャパ シタ40、貫通孔41および接続ピン42を設けてい ない。さらに、本実施の形態では、固定子鉄 心11を絶縁するための樹脂であるインシュレ� ��タを、誘電率が3.0以下であるインシュレー� ��211としている。なお、図10において、図1と� ��一の構成要素については同一の符号を付し� ��おり詳細な説明は省略する。

 本実施の形態では、固定子巻線12と軸受15 の外輪との間のインピーダンスを調整するた め、インピーダンス調整部材としてこのよう な誘電率が3.0以下のインシュレータ211を、固 定子鉄心11と固定子巻線12との間に配置して� �る。本実施の形態では、インシュレータの� �電率を低くすることにより、本電動機を駆� �したとき、高周波電流によって軸受15の内輪 と外輪とに生じる電位を低くし、これによっ て軸受内部に発生する電食を防止している。

 次に、このように構成された本実施の形� ��の電動機によって電食が防止できる原理に� ��いて説明する。

 例えば図5の等価回路図に示すように、コ モンモード電圧Eは、インシュレータを介し� �いるため、インシュレータに対応した静電� �量Ccsと抵抗Rcsは、軸受15の内輪の電圧Vrと外� ��の電圧Vsとのそれぞれに影響を与える。固� �子巻線12と固定子鉄心11との間のインピーダ� ��スZcsは、

となる。

 一般的に電動機に使用されるインシュレ� ��タの誘電率は、1MHzの周波数測定条件下で3.2 ~4.0程度のものである。これに対して、本実� �の形態ではインシュレータ211の誘電率が3.0� �下の低誘電率である材料を選択している。� �なわち、このような選択により、固定子鉄� �11を絶縁するインシュレータの静電容量Ccsを 低減しており、これによって、インシュレー タのインピーダンスZcsを高くしている。また 、インシュレータのインピーダンスZcsは、固 定子側のインピーダンスおよび回転子側のイ ンピーダンスとそれぞれ直列接続となってい る。このため、インシュレータのインピーダ ンスZcsを高くすると、インシュレータでの分 担電圧が高くなる。その結果、軸受15の内輪� ��電圧Vrおよび外輪の電圧Vsは、それぞれ低く なる。すなわち、インピーダンスの高いイン シュレータ211を用いると、電圧Vrおよび電圧V sのそれぞれを低くすることができるため、� �圧Vrと電圧Vsとの電位差である軸電圧も低く� ��ることができる。これによって、軸電圧が� ��受内部の油膜の絶縁破壊電圧に達すること� ��抑制できるため、軸受内部に発生する電食� ��防止できる。

 なお、以上、インシュレータ211を低誘電� ��としたような一例を挙げて説明したが、固� ��子巻線12と固定子鉄心11との間のインピーダ ンスZcsは、実際には絶縁樹脂であるモールド 材13の影響も受ける。すなわち、コモンモー� ��電圧Eは、インシュレータ211およびモールド 材13を介しているため、モールド材13による� �電容量や抵抗成分も、軸受15の内輪の電圧Vr� ��外輪の電圧Vsとに影響を与える。このため� �インピーダンス調整部材として、モールド� �13の誘電率が3.0以下の低誘電率である材料を 選択してもよい。また、インピーダンス調整 部材として、誘電率が3.0以下のインシュレー タおよび誘電率が3.0以下のモールド材を選択 するような構成であってもよい。

 以下、本実施の形態について実施例を用� ��てより具体的に説明する。

 (実施例3)
 実施例1と同一仕様のブラシレスモータを使 用し、インシュレータ211の材料のみ誘電率2.8 に変更したものを使用し、ブラケット17と固� ��子鉄心11とを短絡した状態にして、実施例1� ��同様な方法で、軸電圧および軸電流を測定� ��た。インシュレータ211の材料には、出光石� ��化学製シンジオタクチックポリスチレン(SPS )樹脂(ザレックS120)を使用した。

 なお、比較例2のインシュレータ材料は、 従来から使用している一般的なポリエチレン テレフタレート(PET)樹脂の成形材料で誘電率� ��3.6である。

 (比較例3)
 実施例1と同一仕様のブラシレスモータを使 用し、インシュレータ211の材料のみ誘電率5.8 に変更したものを使用し、ブラケット17と固� ��子鉄心11とを短絡した状態にして、実施例1� ��同様な方法で、軸電圧および軸電流を測定� ��た。インシュレータ211の材料には、ウィン� ��ックポリマー製ポリブチレンテレフタレー� ��(PBT)樹脂(ジュラネックス6302T)を使用した。

 実施例3、比較例2、比較例3の測定結果を� ��3に示す。

 表3から明らかなように、インシュレータ 211の誘電率が3.0以下である低誘電率材料を使 用することによって、固定子巻線12と固定子� ��心11との間の静電容量が低くなり、固定子� �線12と固定子鉄心11との間のインピーダンス� ��高くできる。さらに、これによって、軸受� ��外輪の電圧Vsおよび内輪の電圧Vrをともに低 くでき、結果的に軸電圧を低減することがで きる。また、軸電流についても、軸電圧の低 下に伴い低減することができる。

 (実施例4)
 実施例1と同一仕様のブラシレスモータを使 用し、モールド材13のみ誘電率2.1に変更した� ��のを使用し、ブラケット17と固定子鉄心11と を短絡した状態にして、実施例1と同様な方� �で、軸電圧および軸電流を測定した。モー� �ド材13は、不飽和ポリエステル(UP)樹脂に、� �ラスバルーンを充填剤として添加し、低誘� �率化している。

 なお、比較例2のモールド材13は、従来か� ��使用している一般的なガラス繊維や炭酸カ� ��シウムなどの充填剤を添加した不飽和ポリ� ��ステル(UP)樹脂の成形材料で誘電率は3.9であ る。

 (比較例4)
 実施例1と同一仕様のブラシレスモータを使 用し、モールド材13のみ誘電率5.7に変更した� ��のを使用し、ブラケット17と固定子鉄心11と を短絡した状態にして、実施例1と同様な方� �で、軸電圧および軸電流を測定した。モー� �ド材13は、不飽和ポリエステル(UP)樹脂に、� �化チタンを充填剤として添加し、高誘電率� �している。

 上記、樹脂材料の誘電率の確認は、JIS K� �6911に準拠し、23℃、50%RH、1MHzの条件にて測� �を行った。

 実施例4、比較例2、比較例4の測定結果を� ��4に示す。

 表4から明らかなように、モールド材13の� ��電率が3.0以下である低誘電率材料を使用す� ��ことによって、固定子巻線12と固定子鉄心11 との間の静電容量が低くなり、固定子巻線12� ��固定子鉄心11との間のインピーダンスを高� �できる。さらに、これによって、軸受の外� �の電圧Vsおよび内輪の電圧Vrをともに低くで� ��、結果的に軸電圧を低減することができる� ��また、軸電流についても、軸電圧の低下に� ��い低減することができる。

 (実施の形態3)
 図11は、本発明の実施の形態3における電動� ��の構造を示す断面図である。実施の形態1と の比較において、本実施の形態では、キャパ シタ40、貫通孔41および接続ピン42を設けてい ない。さらに、本実施の形態では、回転子鉄 心31とシャフト16との間にインピーダンス成� �を有した絶縁樹脂311を介在させている。実� �の形態1では固定子巻線12と軸受15の外輪との 間のインピーダンスを調整したのに代えて、 本実施の形態では、絶縁樹脂311を介在させ、 固定子巻線12と軸受15の内輪との間のインピ� �ダンスを調整するような構成としている。� �お、図11において、図1と同一の構成要素に� �いては同一の符号を付しており詳細な説明� �省略する。

 本実施の形態では、固定子巻線12と軸受15 の内輪との間のインピーダンスを調整するた め、インピーダンス調整部材として、回転子 鉄心31とシャフト16との間にインピーダンス� �分を有した絶縁樹脂311を介在させている。� �り具体的には、固定子鉄心11と軸受15の内輪� ��の間のインピーダンスが、固定子鉄心11と� �受15の外輪との間のインピーダンスに近似す るように、それぞれのインピーダンスを整合 させるため、回転子鉄心31とシャフト16との� �に、それぞれを絶縁分離する絶縁樹脂311を� �在させている。このような絶縁樹脂311を整� �部材として介在させることにより、固定子� �心11と軸受15の内輪との間のインピーダンス� ��調整される。

 次に、このように構成された本実施の形� ��の電動機によって電食が防止できる原理に� ��いて説明する。

 図12は、本電動機を駆動させた際、各構� �部材間を等価的な静電容量および抵抗成分� �表した等価回路図である。

 図12において、固定子側のインピーダン� �Zst3は、固定子鉄心11からブラケット17を介し て軸受15の外輪までのインピーダンスを示す� ��図12では、固定子鉄心11から軸受15の外輪ま� ��の抵抗Rsbと、固定子鉄心11とブラケット17と の間の静電容量Csbとの直列接続によるインピ ーダンスZst3として示している。すなわち、� �定子鉄心11とブラケット17との間は電気的な� ��続がないため、図3で示したインピーダンス Zst8に比べて、インピーダンスZst3のほうが高� ��。

 また、回転子側のインピーダンスZrt3は、 固定子鉄心11から回転子14の永久磁石、回転� �鉄心31、インピーダンス調整部材としての絶 縁樹脂311、シャフト16を介して軸受15の内輪� �でのインピーダンスを示す。図12に示すよう に、例えば図5の回転子側のインピーダンスZr tと比較して、インピーダンスZrt3は、絶縁樹� ��311に対応した静電容量Cplと抵抗Rplとをさら� ��含む。回転子側のインピーダンスZrt3は、

となる。すなわち、絶縁樹脂311がない場合 よりも回転子側のインピーダンスを高くする ことが可能となる。

 したがって、固定子鉄心11とブラケット17 との間を短絡しない場合には、固定子側のイ ンピーダンスZst3は高くなる。このため、本� �施の形態では、絶縁樹脂311を回転子鉄心31と シャフト16との間に介在させて回転子側のイ� ��ピーダンスZrt3も高くすることで、それぞれ のインピーダンスを近似あるいは一致させて いる。すなわち、回転子鉄心31とシャフト16� �の間に介在させた絶縁樹脂311による静電容� �を調整して、その容量値を適切に設定する� �とで、回転子側のインピーダンスZrt3を固定� ��側のインピーダンスZst3に近似あるいは一致 させ、それぞれのインピーダンスを整合させ ることができる。さらに、回転子側のインピ ーダンスZrt3と固定子側のインピーダンスZst3� ��を近似あるいは一致させることにより、軸� ��15の外輪の電圧Vsと内輪の電圧Vrとが近似あ� ��いは一致する。このため、軸受15の内輪と� �輪との間に生じる軸電圧を低く抑えること� �可能となる。これによって、軸電圧が軸受� �部の油膜の絶縁破壊電圧に達することを抑� �できるため、軸受内部に発生する電食を防� �できる。

 以下、本実施の形態について実施例を用� ��てより具体的に説明する。

 (実施例5)
 実施例1と同一の固定子仕様のブラシレスモ ータで、回転子をシャフト16とシャフト外径� ��りも2mm大きい内径の回転子鉄心31を一体成� �し、シャフト16と回転子鉄心31との間に絶縁� ��脂を1mm介在させた仕様としている。このよ� ��な回転子の仕様のブラシレスモータを、ブ� ��ケット17と固定子鉄心11とを短絡しない状態 にして、実施例1と同様な方法で、軸電圧お� �び軸電流を測定した。一体成形に使用した� �料には、誘電率が2.8の出光石油化学製シン� �オタクチックポリスチレン(SPS)樹脂(ザレッ� �S120)および誘電率が3.6のポリブチレンテレフ タレート(PBT)樹脂を使用した。また、回転子� ��心31の外周には、希土類磁石粉末に約3wt%の� ��ポキシ樹脂を混合し、リング状に成形、加� ��硬化した希土類樹脂磁石を接着している。

 なお、比較例1の回転子は、回転子鉄心31� ��内径にシャフト16を圧入したもので、シャ� �ト16と回転子鉄心31との間に樹脂はない状態� ��ある。また、回転子鉄心31の外周には、実� �例5と同一の希土類樹脂磁石を回転子鉄心31� �外径に接着している。

 (比較例5)
 実施例1と同一の固定子仕様のブラシレスモ ータで、回転子は回転子鉄心31の内径にシャ� ��ト16を圧入したもので、シャフト16と回転子 鉄心31との間に樹脂はない状態である。また� ��回転子鉄心31の外周には、フェライト樹脂� �石を回転子鉄心31の外径に接着した仕様とし ている。このような回転子の仕様のブラシレ スモータを、ブラケット17と固定子鉄心11と� �短絡しない状態にして、実施例1と同様な方� ��で、軸電圧および軸電流を測定した。フェ� ��イト樹脂磁石は、フェライト磁石に約10wt%� �ポリアミド樹脂を混合し、リング状に成形� �たもので、上述の希土類樹脂磁石よりも約4� ��の厚みを有している。

 実施例5、比較例1、比較例5の測定結果を� ��5に示す。

 表5から明らかなように、回転子鉄心31と� ��ャフト16との間に絶縁樹脂311を介在させる� �とで、固定子鉄心11とシャフト16(軸受の内輪 )との間の静電容量が低くなり、回転子側の� �ンピーダンスZrt3が高くなる。このことで、� ��受15の内輪の電圧Vrが低くなり、結果的に軸 電圧を低減することができる。また、軸電流 についても、軸電圧の低下に伴い低減するこ とができる。また、回転子鉄心31とシャフト1 6との間の絶縁樹脂311に誘電率3.0以下の材料� �選択することで、さらに軸電圧および軸電� �を低減することができる。

 なお、以上の説明では電気機器としての� ��アコン用に搭載されたブラシレスモータで� ��る電動機の一例を挙げて説明したが、この� ��うなエアコン室外機やエアコン室内機に加� ��て、給湯機、空気清浄機、食器洗い乾燥機� ��ど各種情報機器に搭載される電動機や、産� ��機器に使用される電動機にも適用できる。