專利名稱：電動(dòng)機(jī)和包括電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī)和包括該電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。本實(shí)用新型更具體地涉及用于抑制軸承中出現(xiàn)電解腐蝕的改進(jìn)電動(dòng)機(jī)和包括該電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，在很多情況中，利用脈寬調(diào)制系統(tǒng)(下文中稱為PWM系統(tǒng))的逆變器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)利用這種PWM系統(tǒng)的逆變器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，繞組的中點(diǎn)電勢(shì)不是零，這引起在軸承的外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間的出現(xiàn)電勢(shì)差(下文中稱為軸電壓)。軸電壓包括由轉(zhuǎn)換引起的高頻成分。當(dāng)軸電壓達(dá)到軸承內(nèi)部的油膜的電介質(zhì)擊穿電壓時(shí)，微電流在軸承中流動(dòng)，并且在軸承內(nèi)引起電解腐蝕。當(dāng)電解腐蝕進(jìn)行時(shí)，在軸承內(nèi)環(huán)、軸承外環(huán)、或軸承滾珠中可出現(xiàn)波狀磨損現(xiàn)象，從而引起不正常的聲音。這是電動(dòng)機(jī)故障的一個(gè)主要因素。利用PWM系統(tǒng)的逆變器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路(包括控制電路)的電源電路，與電·源電路的主要電路和在主要電路一側(cè)的接地線絕緣。所考慮的抑制電解腐蝕的傳統(tǒng)措施如下( I)提供在軸承內(nèi)環(huán)和軸承外環(huán)之間的電連續(xù)性；(2)提供在軸承內(nèi)環(huán)和軸承外環(huán)之間的電絕緣；以及(3)降低軸電壓。(I)的具體方法的實(shí)例包括利用軸承中的導(dǎo)電性潤(rùn)滑劑。然而，隨著時(shí)間的消逝，導(dǎo)電性潤(rùn)滑劑的導(dǎo)電性會(huì)下降，并且缺少滑動(dòng)可靠性?；蛘撸紤]將電刷布置在旋轉(zhuǎn)軸上從而提供電連續(xù)性的方法。然而，該方法產(chǎn)生電刷磨損粉末且需要空間。(2)的具體方法的實(shí)例包括將軸承中的鐵球改變?yōu)榉菍?dǎo)電的陶瓷球。該方法在抑制電解腐蝕方面非常有效，但是成本較高。因此，該方法無法用于通用電動(dòng)機(jī)。就(3)的具體方法來說，下面的方法傳統(tǒng)上是已知的。使定子鐵芯和導(dǎo)電支架短路，從而改變電容，并且降低軸電壓(例如，參見專利文獻(xiàn)I)。當(dāng)電容并行連接電阻時(shí)，通過下面的關(guān)系表達(dá)式表述阻抗Z=I/ jwC+R其中Z是阻抗，j是虛數(shù)，w是角頻率，C是電容，且R是電阻。根據(jù)該表達(dá)式可以看出，當(dāng)電容較大或電阻較小時(shí)，阻抗較低。相反，當(dāng)電容較小或電阻較大時(shí)，阻抗較高。在專利文獻(xiàn)I中，使定子鐵芯與支架短路會(huì)降低定子端的阻抗，因而抑制軸承中的電解腐蝕。也就是說，一般地，洗衣機(jī)或洗碗機(jī)/干燥機(jī)中使用的電動(dòng)機(jī)，例如，安裝在潮濕的位置且因此可以引起電震，除了在電荷部分中的絕緣(基本絕緣)之外需要獨(dú)立的絕緣(下文中稱為額外的絕緣)。另一方面，用于除了以上電應(yīng)用之外的電動(dòng)機(jī)，例如，空調(diào)室內(nèi)機(jī)組、空調(diào)室外機(jī)組、熱水器、和空氣清潔器，不會(huì)引起電震，因此不需要額外的絕緣。為此，在空調(diào)室內(nèi)機(jī)組、空調(diào)室外機(jī)組、熱水器、和空氣清潔器中使用的電動(dòng)機(jī)中，其轉(zhuǎn)子不具有絕緣結(jié)構(gòu)。因此，轉(zhuǎn)子一側(cè)(軸承內(nèi)環(huán)一側(cè))的阻抗處于較低狀態(tài)。相反，定子一側(cè)(軸承外環(huán)一側(cè))具有絕緣結(jié)構(gòu)，因此，阻抗處于較高的狀態(tài)。在這種情況下，當(dāng)軸承內(nèi)環(huán)一側(cè)的電勢(shì)較高時(shí)，軸承外環(huán)一側(cè)的電勢(shì)較低。這種不平衡的狀態(tài)可以產(chǎn)生較高的軸電壓。該較高的軸電壓可以弓I起軸承中的電解腐蝕。在專利文獻(xiàn)I中，為了避免以上狀態(tài)，使定子鐵芯與支架短路，從而消除它們之間的電容成分。因而，如上所述，降低了定子一側(cè)(軸承外環(huán)一側(cè))的阻抗，并且接近轉(zhuǎn)子一側(cè)(軸承內(nèi)環(huán)一側(cè))的阻抗。用于抑制電動(dòng)機(jī)的軸承中出現(xiàn)電解腐蝕包括許多公開的傳統(tǒng)技術(shù)，包括其中電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯電連接接地的結(jié)構(gòu)。然而，專利文獻(xiàn)I中描述的傳統(tǒng)方法具有以下問題。首先，由于該傳統(tǒng)方法是短路方法，不可能進(jìn)行阻抗調(diào)節(jié)。在轉(zhuǎn)子的某些磁性材料或結(jié)構(gòu)中，軸電壓可以增加。第二，由于該方法降低了阻抗，軸承內(nèi)環(huán)與軸承外環(huán)之間的平衡總是保持在較高的電勢(shì)。在該狀態(tài)中，可以考慮下面的情況當(dāng)因電動(dòng)機(jī)的使用環(huán)境或在裝配定子與轉(zhuǎn)子的精度中出現(xiàn)的變化導(dǎo)致阻抗不平衡時(shí)，相反地，軸電壓會(huì)增加，這會(huì)促使出現(xiàn)電解腐蝕。·如上所述，在具有本實(shí)用新型要處理的問題的結(jié)構(gòu)中，用于利用PMW系統(tǒng)的逆變器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路(包括控制電路)的電源電路與電源電路的主要電路和主要電路一側(cè)的接地電絕緣。為此，當(dāng)在電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯電連接接地的傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)用于處理以上問題時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的規(guī)格和特性方面可能出現(xiàn)額外問題。因此該方法是困難的。引用列表專利文獻(xiàn)PTLl :未經(jīng)審查的日本專利公開第2007-159302號(hào)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供能夠抑制軸承中出現(xiàn)電解腐蝕的電動(dòng)機(jī)，和包括該電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)具有以下元件具有定子鐵芯的定子，該定子鐵芯上纏繞有繞組；具有以下元件的轉(zhuǎn)子延圓周方向保持永磁體以便于該永磁體面對(duì)定子的旋轉(zhuǎn)體；和旋轉(zhuǎn)體固定其上的軸，以便于穿透旋轉(zhuǎn)體的中心；用于可旋轉(zhuǎn)地支撐(journaling)軸的軸承；和用于固定軸承的支架。旋轉(zhuǎn)體具有以下元件形成旋轉(zhuǎn)體的外周部的外部鐵芯；形成固定于軸的內(nèi)周部的內(nèi)部鐵芯；和布置在外部鐵芯與內(nèi)部鐵芯之間的電介質(zhì)層。外部鐵芯和內(nèi)部鐵芯均是通過層壓鋼板形成的。具有該結(jié)構(gòu)，由軸與旋轉(zhuǎn)體的外周之間形成的電介質(zhì)層引起的電容等價(jià)地串聯(lián)在低阻抗轉(zhuǎn)子中。因此，可以增加轉(zhuǎn)子一側(cè)的阻抗。當(dāng)轉(zhuǎn)子一側(cè)的阻抗由此增加時(shí)，增加的阻抗可以近似為定子一側(cè)的阻抗，該阻抗是高阻抗。結(jié)果，使得軸承內(nèi)環(huán)一側(cè)的高頻電勢(shì)和軸承外環(huán)一側(cè)的高頻電勢(shì)能夠相等且平衡。由于軸承內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間的電勢(shì)差可以降低，例如,可以抑制由于PWM導(dǎo)致的高頻波引起軸承內(nèi)出現(xiàn)的電解腐蝕。進(jìn)一步,通過改變電介質(zhì)層的寬度或材料可以改變電容。因此，可以最佳地設(shè)定轉(zhuǎn)子一側(cè)的阻抗。電介質(zhì)層是指有意地改變介電常數(shù)和電介質(zhì)的厚度、或是與電介質(zhì)接觸的導(dǎo)體(電極)的表面面積的層。電介質(zhì)層意欲起作用，就好像電介質(zhì)元件插入到軸與旋轉(zhuǎn)體之間。本實(shí)用新型的電氣設(shè)備包括以上的電動(dòng)機(jī)。如上所述，在本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)中，增加轉(zhuǎn)子一側(cè)(軸承內(nèi)環(huán)一側(cè))的阻抗，以便于近似于定子一側(cè)(軸承外環(huán)一側(cè))的阻抗。因此，可以平衡軸承內(nèi)環(huán)一側(cè)的高頻率電勢(shì)和軸承外環(huán)一側(cè)的高頻率電勢(shì)。因此，本實(shí)用新型可以提供能夠抑制軸承中出現(xiàn)電解腐蝕且具有高導(dǎo)電性與高可靠性的電動(dòng)機(jī)，以及包括該電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。


圖I是示出根據(jù)本實(shí)用新型的第一示例性實(shí)施方式的無刷電動(dòng)機(jī)的截面的結(jié)構(gòu)圖。圖2是示意性地示出電動(dòng)機(jī)的要部的圖。圖3是示意性地示出電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體的部分截面的圖。圖4是示出電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體的特定結(jié)構(gòu)實(shí)例的外部透視圖。圖5是示出電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體的特定結(jié)構(gòu)實(shí)例的展開透視圖。圖6是示出根據(jù)本實(shí)用新型的第二示例性實(shí)施方式的無刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體的特定結(jié)構(gòu)實(shí)例的外部透視圖。圖7是示出電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體的特定結(jié)構(gòu)實(shí)例的展開透視圖。圖8是示出根據(jù)本實(shí)用新型的第三示例性實(shí)施方式的無刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體的特定結(jié)構(gòu)實(shí)例的外部透視圖。圖9是示出電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體的特定結(jié)構(gòu)實(shí)例的展開透視圖。圖10是示出根據(jù)本實(shí)用新型的第四示例性實(shí)施方式的無刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體的特定結(jié)構(gòu)實(shí)例的外部透視圖。圖11是示出電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體的特定結(jié)構(gòu)實(shí)例的展開透視圖。圖12是示出作為根據(jù)本實(shí)用新型的第五示例性實(shí)施方式的電氣設(shè)備實(shí)例的空調(diào)室內(nèi)機(jī)組的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施方式
在下文中，參考附圖，將描述根據(jù)本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)和包括該電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。實(shí)施例I圖I是示出根據(jù)本實(shí)用新型的第一示例性實(shí)施方式的無刷電動(dòng)機(jī)的截面的結(jié)構(gòu)圖。在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中，舉例來說，描述了無刷電動(dòng)機(jī)，即電動(dòng)機(jī)，其包括在作為電氣設(shè)備的空調(diào)中，用于驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)。在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中，舉例來說，描述了內(nèi)轉(zhuǎn)子類型的電動(dòng)機(jī)，其中轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地布置在定子的內(nèi)周一側(cè)。參考圖1，定子繞組12通過作為絕緣定子鐵芯11的絕緣體的樹脂21纏繞在定子鐵芯11上。該定子鐵芯11是通過作為模塑材料的絕緣樹脂13連同要固定的其他構(gòu)件一起模制的。在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中，以此方式整體模制這些構(gòu)件，從而形成具有基本上圓柱形輪廓的定子10。在定子10的內(nèi)側(cè)，定子10以與轉(zhuǎn)子14之間存在間隙而設(shè)置。轉(zhuǎn)子14具有包括轉(zhuǎn)子鐵芯31的圓盤形的旋轉(zhuǎn)體30，并具有軸16，其中旋轉(zhuǎn)體30固定于軸16上，以便于穿透旋轉(zhuǎn)體30的中心。旋轉(zhuǎn)體30延圓周方向保持磁體32,即永磁體,例如鐵氧體樹脂磁體，從而使磁體面向定子10的內(nèi)周一側(cè)。通過層壓鋼板形成轉(zhuǎn)子鐵芯31。下面將給出詳細(xì)的說明。如圖I中所示，將旋轉(zhuǎn)體30構(gòu)造為以如下順序具有外部鐵芯31a、電介質(zhì)層50、和內(nèi)部鐵芯31b :從最外部圓周部中的磁體32朝著內(nèi)周一側(cè)上軸16。外部鐵芯31a形成轉(zhuǎn)子鐵芯31的外周部；內(nèi)部鐵芯31b形成轉(zhuǎn)子鐵芯31的內(nèi)周部。圖I示出了由這些轉(zhuǎn)子鐵芯31、電介質(zhì)層50、和磁體32整體形成的旋轉(zhuǎn)體30的結(jié)構(gòu)實(shí)例。用這種方式，定子10的內(nèi)周一側(cè)面向旋轉(zhuǎn)體30的外周一側(cè)。 用于支撐軸16的兩個(gè)軸承15連接到轉(zhuǎn)子14的軸16。每個(gè)軸承15是包括多個(gè)鐵球的軸承。兩個(gè)軸承15中的一個(gè)軸承通過整體模塑的絕緣樹脂13固定，另一個(gè)軸承通過金屬支架17固定。具有以上結(jié)構(gòu)，通過兩個(gè)軸承15支撐軸16，使得轉(zhuǎn)子14可旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，無刷電動(dòng)機(jī)具有印刷電路板18，其中驅(qū)動(dòng)電路固定于印刷電路板18上。在并入印刷電路板18之后，將支架17壓入配合定子10。因此，形成無刷電動(dòng)機(jī)。進(jìn)一步，連接線20連接印刷電路板18，連接線20包括用于施加繞組的電源電壓、控制電路的電源電壓和用于控制旋轉(zhuǎn)次數(shù)的控制電壓的導(dǎo)線、以及控制電路的地線。例如，用于提供繞組的電源電壓的電源電路、用于提供控制電路的電源電壓的電源電路、用于提供控制電壓的導(dǎo)線、以及控制電路的地線連接至驅(qū)動(dòng)電路所固定的印刷電路板18，并且與大地電絕緣。也就是說，這些電源電路與，例如，相對(duì)于提供繞組電源電壓的電源電路的任何一次(電源)電路、相對(duì)于提供控制電路電源電壓的電源電路的一次(電源)電路、連接這些一次(電源)電路的地線、以及獨(dú)立地地線電絕緣。簡(jiǎn)言之，固定于印刷電路板18上的驅(qū)動(dòng)電路與一次(電源)電路和大地的電勢(shì)電絕緣，因此，電勢(shì)是浮動(dòng)的。該狀態(tài)也表述為眾所周知的浮動(dòng)電勢(shì)。為此，用于提供繞組電源電壓的電源電路和用于提供印刷電路板18要連接的控制電路的電源電勢(shì)的電源電路中的每一個(gè)的結(jié)構(gòu)也被稱為浮動(dòng)電源，這也是眾所周知的表達(dá)。圖2是示意性地示出圖I的無刷電動(dòng)機(jī)的要部的圖。如圖2中所示，在旋轉(zhuǎn)體30中，磁體32在最外周部形成。進(jìn)一步，朝著內(nèi)周一側(cè)以該順序形成組成轉(zhuǎn)子鐵芯31的外部鐵芯31a、電介質(zhì)層50、和組成轉(zhuǎn)子鐵芯31的內(nèi)部鐵芯31b。電介質(zhì)層50是由絕緣樹脂形成的層。在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中，形成該電介質(zhì)層50以抑制電解腐蝕。用這種方式，旋轉(zhuǎn)體30由磁體32、外部鐵芯31a、形成電介質(zhì)層50的絕緣樹脂、和內(nèi)部鐵芯31b整體形成。在內(nèi)部鐵芯31b內(nèi)周上的緊固部51中，將旋轉(zhuǎn)體30固定于軸16。因此，形成由軸承15支撐的轉(zhuǎn)子14。在旋轉(zhuǎn)體30中，電介質(zhì)層50是由絕緣樹脂形成的層，即絕緣體，并且絕緣地分離串聯(lián)的外部鐵芯31a和內(nèi)部鐵芯31b。另一方面，電介質(zhì)層50由具有預(yù)定介電常數(shù)的絕緣樹脂形成，并且高頻電流可以在外部鐵芯31a與內(nèi)部鐵芯31b之間流動(dòng)。如果未形成這種電介質(zhì)層50，支架與定子鐵芯之間的阻抗較高，相比之下，如上所述，在電連接旋轉(zhuǎn)體的軸與定子鐵芯之間的阻抗較低。例如，從定子鐵芯產(chǎn)生的PWM高頻電流流入具有這種阻抗成分的等價(jià)電路中。高頻電流可以在電連接至支架的外環(huán)與軸承內(nèi)環(huán)一側(cè)的軸之間引起電勢(shì)差。在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中，如圖2中所示的電介質(zhì)層50在具有低阻抗的旋轉(zhuǎn)體中形成，并且僅僅由鐵芯形成。因而，增加轉(zhuǎn)子14的阻抗以便近似于支架17 —側(cè)的阻抗。也就是說，在外部鐵芯31a與內(nèi)部鐵芯31b之間形成電介質(zhì)層50使得轉(zhuǎn)子14具有以下結(jié)構(gòu)，其中電介質(zhì)層50引起的電容相等地串聯(lián)。因此，可以增加轉(zhuǎn)子14的阻抗。轉(zhuǎn)子14增加的阻抗增加了從轉(zhuǎn)子14流向軸16的高頻波中的電壓降，因而降低了 軸16中因高頻電流產(chǎn)生的電勢(shì)。根據(jù)該原理，在這個(gè)示例性的實(shí)施方式的無刷電動(dòng)機(jī)中，降低了由電連接至支架17的軸承15的外環(huán)與軸承15內(nèi)環(huán)一側(cè)的軸16之間的高頻電流所引起的電勢(shì)差。因此，軸承內(nèi)環(huán)和軸承外環(huán)總是平衡在具有較小電勢(shì)差的低電勢(shì)。該狀態(tài)抑制軸承中出現(xiàn)的電解腐蝕。進(jìn)一步，通過改變電介質(zhì)層50的寬度或材料可以改變電容。因此，可以最佳地設(shè)定轉(zhuǎn)子14 一側(cè)的阻抗。也就是說，通過下面的方法可以降低電介質(zhì)層50引起的電容例如降低形成電介質(zhì)層50的絕緣樹脂的介電常數(shù)、增加絕緣樹脂的厚度(電極間距離)、或降低電極面積。通過以該方式降低由電介質(zhì)層50引起的電容，可以增加轉(zhuǎn)子14的阻抗。進(jìn)一步，如圖2中所示，電介質(zhì)層50將旋轉(zhuǎn)體30分離成外部鐵芯31a和內(nèi)部鐵芯31b。具有該結(jié)構(gòu)，在制造過程中，可以整體形成轉(zhuǎn)子鐵芯和絕緣樹脂，而無需連接軸16。因此，在圖2的結(jié)構(gòu)中，可以形成旋轉(zhuǎn)體30而無需連接軸，因此，與電介質(zhì)層在軸與轉(zhuǎn)子鐵芯之間形成的結(jié)構(gòu)相比較，可以提高生產(chǎn)性。進(jìn)一步，在圖2的結(jié)構(gòu)中，甚至通過堵縫或壓配合可以固定不同類型的軸16。因此，該結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)不同類型的轉(zhuǎn)換，并且提高生產(chǎn)性。進(jìn)一步，外部鐵芯31a和內(nèi)部鐵芯31b均通過層壓鋼板形成。在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中，該結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了外部鐵芯31a與電介質(zhì)層50之間的連接面的連接強(qiáng)度，以及內(nèi)部鐵芯31a與電介質(zhì)層50之間的連接面的連接強(qiáng)度。圖3是示意性地示出旋轉(zhuǎn)體30的部分截面的圖。圖3是用于促進(jìn)理解旋轉(zhuǎn)體30的狀態(tài)的示意圖。圖3中的尺寸與實(shí)際尺寸不同。如圖3中所示，通過層壓多個(gè)鋼板311a形成外部鐵芯31a，通過層壓多個(gè)鋼板311b形成內(nèi)部鐵芯31b。電介質(zhì)層50布置在外部鐵芯31a和內(nèi)部鐵芯31b之間。在該結(jié)構(gòu)中，層壓鋼板311a和311b在鐵芯一側(cè)的連接面41中由每個(gè)鋼板311a和311b形成極小的凸起和凹陷。另一方面，由樹脂形成電介質(zhì)層50，并由此與鋼板311a和311b相比具有某種程度的彈性。當(dāng)連接有如此結(jié)構(gòu)的芯和電介質(zhì)層50時(shí)，如圖3中所示，電介質(zhì)層50楔入在鐵芯和電介質(zhì)層50之間的連接面41中的鋼板之間形成的凹陷中。這提高了外部鐵芯31a與電介質(zhì)層50之間的粘著性，并且提高了連接強(qiáng)度。特別地，可以提高分離強(qiáng)度和對(duì)抗軸向力的強(qiáng)度。用這種方式，該結(jié)構(gòu)可以提供充足的強(qiáng)度，防止出現(xiàn)電解腐蝕，并且確保足夠的可靠性，即使是在電介質(zhì)層50在旋轉(zhuǎn)體30中形成的結(jié)構(gòu)中。進(jìn)一步，當(dāng)需要更高的連接強(qiáng)度時(shí)，粘合劑可以應(yīng)用于連接面，從而更牢固地連接以上元件。圖4和圖5是示出根據(jù)該示例性實(shí)施方式的無刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體30的具體結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。圖4是旋轉(zhuǎn)體30的外部透視圖；圖5是圖4的旋轉(zhuǎn)體30的展開透視圖。在圖4和圖5的旋轉(zhuǎn)體30中，外部鐵芯31a和內(nèi)部鐵芯31b具有多個(gè)沿著徑向的凸起。具體地，外部鐵芯31a具有基本上環(huán)形形狀。更具體地，外部鐵芯具有在其外周一側(cè)的圓形形狀，以及在其內(nèi)周一側(cè)以規(guī)律的間隔隔開的徑向凸起。內(nèi)部鐵芯31b也具有基本上環(huán)形形狀。更具體地，內(nèi)部鐵芯具有在其內(nèi)周一側(cè)的圓形形狀，以及在其外周一側(cè)以規(guī)律的間隔隔開的徑向凸起。外部鐵芯31a的凸起和內(nèi)部鐵芯31b的凸起布置在彼此相對(duì)的位置。進(jìn)一步，在徑向方向的外部鐵芯31a與內(nèi)部鐵芯31b之間，與轉(zhuǎn)子鐵芯31整體形成的電介質(zhì)層50呈現(xiàn)出一定的形狀，以至于凸?fàn)钔蛊鹦螤詈桶紶钔蛊鹦螤钤趫A圈內(nèi)重復(fù)。如果電介質(zhì)層50形成為完整的環(huán)，那么在旋轉(zhuǎn)期間會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。相反，當(dāng)電介質(zhì)層50形成為圖4和圖5的形狀時(shí)，抑制滑動(dòng)的凸起插入到電介質(zhì)層50與鐵芯之間。因此，除了滑動(dòng)抑制之外，可以提高旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度。圖4和圖5的旋轉(zhuǎn)體30是結(jié)構(gòu)實(shí)例，其中電介質(zhì)層50包括在部分電介質(zhì)中的通氣孔部40，即基本上圓形的通氣孔。為了增加旋轉(zhuǎn)體30的阻抗，優(yōu)選增加電介質(zhì)層50的徑向厚度。然而，當(dāng)電介質(zhì)層 50是由轉(zhuǎn)子鐵芯31整體形成時(shí)，為了降低縮痕，需要使電介質(zhì)層50的徑向厚度較小和均勻。為此，在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中，通風(fēng)孔部40在電介質(zhì)層50的厚部分形成。因而，降低了在形成期間的縮痕。縮痕是冷卻和取出的樹脂與形成期間的熔融狀態(tài)相比縮小的現(xiàn)象。進(jìn)一步，空氣的介電常數(shù)大約是1，因此遠(yuǎn)小于絕緣樹脂的介電常數(shù)。也就是說，在部分絕緣樹脂中形成空氣層或通氣孔可以降低電容。因此，在下面的情況中形成通氣孔部40提供了增加轉(zhuǎn)子一側(cè)(軸承內(nèi)環(huán)一側(cè))的阻抗的優(yōu)勢(shì)，例如因?yàn)榻^緣樹脂的厚度上限由結(jié)構(gòu)限制，所以轉(zhuǎn)子一側(cè)(軸承內(nèi)環(huán)一側(cè))的阻抗較低，因此即使是利用具有較低介電常數(shù)的樹脂，軸電壓也較高；以及使用大量絕緣樹脂的成本較高。在圖5中，外部接觸面積Sa是在外部鐵芯31a和內(nèi)部鐵芯31b之間徑向的距離處于最小值的部分中，電介質(zhì)層50與外部鐵芯31a之間的接觸部分的面積。內(nèi)部接觸面積Sb是在外部鐵芯31a和內(nèi)部鐵芯31b之間徑向的距離處于最小值的部分中，電介質(zhì)層50與內(nèi)部鐵芯31b之間的接觸部分的面積。軸接觸面積Si是在軸16與內(nèi)部鐵芯31b之間的接觸部分的面積。在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中，形成旋轉(zhuǎn)體30以使外部接觸面積Sa和內(nèi)部接觸面積Sb中至少一個(gè)基本等于軸接觸面積Si。也就是說，外部接觸面積Sa和內(nèi)部接觸面積Sb中至少一個(gè)略大于、等于、或小于軸接觸面積Si。具有該結(jié)構(gòu)，與在軸和轉(zhuǎn)子鐵芯之間形成電介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)相似，可以增加旋轉(zhuǎn)體的阻抗。實(shí)施例2圖6和圖7是示出根據(jù)本實(shí)用新型的第二示例性實(shí)施方式的無刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體30的具體結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。圖6是旋轉(zhuǎn)體30的外部透視圖；圖7是圖6的旋轉(zhuǎn)體30的展開透視圖。在圖6和圖7的旋轉(zhuǎn)體30中，外部鐵芯3Ia和內(nèi)部鐵芯3Ib均具有多個(gè)徑向的凸起。具體地，外部鐵芯31a具有基本上環(huán)形形狀。更具體地，外部鐵芯具有在其外周一側(cè)的圓形形狀，和在其內(nèi)周一側(cè)以規(guī)律間隔隔開的徑向凸起。內(nèi)部鐵芯31b也具有基本上環(huán)形形狀。更具體地，內(nèi)部鐵芯具有在其內(nèi)周一側(cè)的圓形形狀，和在其外周一側(cè)以規(guī)律間隔隔開的徑向凸起。外部鐵芯31a的凸起和內(nèi)部鐵芯31b的凹陷布置在彼此相對(duì)的位置。進(jìn)一步，在徑向方向的外部鐵芯31a和內(nèi)部鐵芯31b之間，與轉(zhuǎn)子鐵芯31整體形成的電介質(zhì)層50呈現(xiàn)出一定的形狀，以使凸?fàn)钔蛊鹦螤詈桶紶钔蛊鹦螤钤趫A圈內(nèi)重復(fù)。[0075]而且，在第二示例性實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，與第一示例性實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)相似，防止滑動(dòng)的凸起插入在電介質(zhì)層50與鐵芯之間。該結(jié)構(gòu)可以防止滑動(dòng)并提高旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度。實(shí)施例3圖8和圖9是示出根據(jù)本實(shí)用新型的第三示例性實(shí)施方式的無刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體30的具體結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。圖8是旋轉(zhuǎn)體30的外部透視圖；圖9是圖8的旋轉(zhuǎn)體30的展開透視圖。在圖8和圖9的旋轉(zhuǎn)體30中，外部鐵芯3Ia和內(nèi)部鐵芯3Ib均具有多個(gè)徑向的凸起。具體地，外部鐵芯31a具有基本上環(huán)形形狀。更具體地，外部鐵芯具有在其外周一側(cè)的圓形形狀，和在其內(nèi)周一側(cè)以規(guī)律間隔隔開的徑向凸起。內(nèi)部鐵芯31b具有基本上環(huán)形形狀。更具體地，內(nèi)部鐵芯具有在其內(nèi)周圍一側(cè)的圓形形狀，和在其外周一側(cè)以規(guī)律間隔隔開的徑向凸起。進(jìn)一步，還是在軸向?qū)⑼獠胯F芯和內(nèi)部鐵芯的每一個(gè)劃分為多個(gè)部分(在該示例性的實(shí)施方式中是三個(gè)部分)。外部鐵芯31al的凸起面對(duì)著軸向鄰近外部鐵芯31al的外部鐵芯31a2的凹陷，從而交替地分布凸起。與外部鐵芯31a相似，在軸向?qū)?nèi)部鐵芯31b被劃分為多個(gè)部分。內(nèi)部鐵芯31bl的凸起面對(duì)著軸向鄰近內(nèi)部鐵芯31al的內(nèi)部 鐵芯31a2的凹陷，從而交替地分布凸起。沿軸向劃分的每個(gè)鐵芯部分可以由一個(gè)鋼板形成或由多個(gè)鋼板層壓形成。進(jìn)一步，在徑向與外部鐵芯3Ia和內(nèi)部鐵芯3Ib之間的轉(zhuǎn)子鐵芯31整體形成電介質(zhì)層50，并且電介質(zhì)層50呈現(xiàn)一定的形狀，使得凸?fàn)钔蛊鹦螤詈桶紶钔蛊鹦螤钛刂鴱较蛟趫A圈內(nèi)重復(fù)，并且沿著軸向交替地堆疊。如第一和第二示例性實(shí)施方式所述，該結(jié)構(gòu)防止沿著旋轉(zhuǎn)方向滑動(dòng)，并且提高了旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度。而且，因?yàn)橐惭刂S向形成用于防止分離的凸起，可以提供在軸向負(fù)荷條件下使用時(shí)高度可靠的電動(dòng)機(jī)。實(shí)施例4圖10和圖11是示出根據(jù)本實(shí)用新型的第四示例性實(shí)施方式的無刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)體30的具體結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。圖10是旋轉(zhuǎn)體30的外部透視圖；圖11是圖10的旋轉(zhuǎn)體30的展開透視圖。與第三示例性實(shí)施方式相似，在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中，在軸向?qū)⑿D(zhuǎn)體30的外部鐵芯31a和內(nèi)部鐵芯31b的每一個(gè)也劃分為多個(gè)部分(在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中是三個(gè)部分)。外部鐵芯31a由例如與第三示例性實(shí)施方式相似的方式在徑向具有多個(gè)凸起的外部鐵芯31al、和每個(gè)具有基本上圓形形狀的外部鐵芯31a3形成。在外部鐵芯31a中，外部鐵芯31al和外部鐵芯31a3在軸向交替排列。內(nèi)部鐵芯31b由例如與第三示例性實(shí)施方式相似的方式在徑向具有多個(gè)凸起的內(nèi)部鐵芯31bl、和每個(gè)具有基本上圓形形狀的內(nèi)部鐵芯31b3形成。在內(nèi)部鐵芯31b中，內(nèi)部鐵芯3 Ib I和內(nèi)部鐵芯31b3在軸向交替地排列。通常，轉(zhuǎn)子鐵芯通過利用壓機(jī)對(duì)電磁鋼板沖孔并對(duì)在壓機(jī)中經(jīng)沖孔的鋼板層壓與堵縫而形成。組合這個(gè)示例性的實(shí)施方式中所示的簡(jiǎn)單形狀提供了簡(jiǎn)化沖壓模結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，并且提高了生產(chǎn)性。與第三示例性實(shí)施方式中相似，以上結(jié)構(gòu)包括用于防止在旋轉(zhuǎn)方向滑動(dòng)和提高旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度的凸起，以及防止軸向分離的凸起。因此，可以提供能夠防止在旋轉(zhuǎn)方向滑動(dòng)和軸向分離的高可靠性、并且提高旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度的電動(dòng)機(jī)。實(shí)施例5在這個(gè)示例性的實(shí)施方式中，將空調(diào)室內(nèi)機(jī)組的結(jié)構(gòu)描述為根據(jù)本實(shí)用新型的電氣設(shè)備的實(shí)例。圖12是示出空調(diào)室內(nèi)機(jī)組的結(jié)構(gòu)的示意圖，作為根據(jù)本實(shí)用新型的第五示例性實(shí)施方式的電氣設(shè)備的實(shí)例。參考圖12，無刷電動(dòng)機(jī)201包括在空調(diào)室內(nèi)機(jī)組200的機(jī)箱211內(nèi)。橫流風(fēng)機(jī)212連接無刷電動(dòng)機(jī)201的旋轉(zhuǎn)軸。無刷電動(dòng)機(jī)201由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元213驅(qū)動(dòng)。通過使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元213通電，旋轉(zhuǎn)無刷電動(dòng)機(jī)201，因而旋轉(zhuǎn)橫流風(fēng)機(jī)212。通過旋轉(zhuǎn)橫流風(fēng)機(jī)212，通過室內(nèi)機(jī)組的熱交換器(未示出)調(diào)節(jié)的空氣吹入室內(nèi)。就無刷電動(dòng)機(jī)201來說，可以使用例如以上示例性實(shí)施方式的每個(gè)無刷電動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型的電氣設(shè)備具有無刷電動(dòng)機(jī)、和包括無刷電動(dòng)機(jī)的機(jī)箱。就無刷電動(dòng)機(jī)來說，電氣設(shè)備使用如上構(gòu)造的本實(shí)用新型的無刷電動(dòng)機(jī)。在以上說明中，包括在空調(diào)室內(nèi)機(jī)組內(nèi)的無刷電動(dòng)機(jī)用于本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式的電氣設(shè)備。不用說，本實(shí)用新型可以應(yīng)用于包括在空調(diào)室外機(jī)組的無刷電動(dòng)機(jī)、和包括在其他電氣設(shè)備中的無刷電動(dòng)機(jī)，例如，在各種家用電器中使用的無刷電動(dòng)機(jī)、包括在各種信息技術(shù)設(shè)備中的無刷電動(dòng)機(jī)、和工業(yè)設(shè)備中使用的無刷電動(dòng)機(jī)。如上所述，本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)包括以下元件具有定子鐵芯的定子，在所述定子鐵芯上纏繞有繞組；具有以下元件的轉(zhuǎn)子沿圓周方向保持永磁體以使永磁體面向定子的旋轉(zhuǎn)體；和其上固定有所述旋轉(zhuǎn)體的軸，以便于穿透所述旋轉(zhuǎn)體的中心；用于可旋轉(zhuǎn)地支撐所述軸的軸承；以及用于固定所述軸承的支架。旋轉(zhuǎn)體具有以下元件形成所述旋轉(zhuǎn)體的外周部的外部鐵芯；形成固定于所述軸的內(nèi)周部的內(nèi)部鐵芯；和在所述外部鐵芯與內(nèi)部鐵芯之間形成的電介質(zhì)層。外部鐵芯和內(nèi)部鐵芯均通過層壓鋼板形成。具有該結(jié)構(gòu)，由軸與旋轉(zhuǎn)體的外周之間形成的電介質(zhì)層引起的電容等效地串聯(lián)到低阻抗轉(zhuǎn)子中。因此，可以增加轉(zhuǎn)子一側(cè)的阻抗。結(jié)果，軸承內(nèi)環(huán)一側(cè)的阻抗和軸承外環(huán)一側(cè)的阻抗相近似。這可以平衡軸承內(nèi)環(huán)一側(cè)的高頻電勢(shì)與軸承外環(huán)一側(cè)的高頻電勢(shì)，并且防止在軸承中出現(xiàn)例如因PWM導(dǎo)致的高頻波而引起的電解腐蝕。進(jìn)一步，通過電介質(zhì)層固定外部鐵芯和內(nèi)部鐵芯。因此，旋轉(zhuǎn)體具有容易制造的結(jié)構(gòu)，因此可以提高旋轉(zhuǎn)體的生產(chǎn)性。外部鐵芯和內(nèi)部鐵芯均通過層壓鋼板形成。該結(jié)構(gòu)可以提高在外部鐵芯與電介質(zhì)層之間的連接面的連接強(qiáng)度，以及內(nèi)部鐵芯與電介質(zhì)層之間的連接面的連接強(qiáng)度，并且確保充足的可靠性。進(jìn)一步，外部鐵芯和內(nèi)部鐵芯均具有多個(gè)徑向的凸起，其在電介質(zhì)層和鐵芯之間形成凸起部。該結(jié)構(gòu)可以防止在旋轉(zhuǎn)期間電介質(zhì)層的滑動(dòng)。進(jìn)一步，沿著軸向?qū)㈣F芯劃分為多個(gè)部分。因而，也在軸向在電介質(zhì)層與鐵芯之間形成凸起部。該結(jié)構(gòu)可以提高對(duì)抗軸向力的強(qiáng)度。進(jìn)一步，通氣孔形成為部分電介質(zhì)層中的通氣孔部。當(dāng)與外部鐵芯和內(nèi)部鐵芯整體形成樹脂時(shí)，該結(jié)構(gòu)可以降低形成期間樹脂的縮痕，并且提高轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)性。該結(jié)構(gòu)也可以降低介電常數(shù)，因此增加轉(zhuǎn)子一側(cè)的阻抗。因此，本實(shí)用新型可以提供能夠抑制軸承中出現(xiàn)電解腐蝕的電動(dòng)機(jī)。進(jìn)一步，通過將本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)并入電氣設(shè)備中，本實(shí)用新型可以提供包括能夠抑制軸承中出現(xiàn)電解腐蝕的電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。進(jìn)一步，已經(jīng)利用內(nèi)轉(zhuǎn)子類型的電動(dòng)機(jī)作為實(shí)例進(jìn)行描述，這種類型的電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地布置在定子的內(nèi)周一側(cè)。通過在外轉(zhuǎn)子類型的電動(dòng)機(jī)中和在雙轉(zhuǎn)子類型的電動(dòng)機(jī)中形成如上所述的電介質(zhì)層可以獲得相似的優(yōu)勢(shì)，在外轉(zhuǎn)子類型的電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地布置在定子的外周一側(cè)，在雙轉(zhuǎn)子類型的電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子同時(shí)布置在內(nèi)周一側(cè)和外周一側(cè)。進(jìn)一步，在外部鐵芯和內(nèi)部鐵芯之間徑向的距離處于最小值的部分中，電介質(zhì)層與外部鐵芯之間的接觸面積或電介質(zhì)層與內(nèi)部鐵芯之間的接觸面積略大于、等于、或小于軸與內(nèi)部鐵芯之間的接觸面積。該結(jié)構(gòu)可以增加轉(zhuǎn)子的阻抗?！ぴ诒緦?shí)用新型的每個(gè)示例性實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，如上所述，用于利用PWM系統(tǒng)的逆變器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路(包括控制電路)的電壓電路，與電源電路的一次電路和一次電路一側(cè)的大地電絕緣。即使不利用電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯電連接大地的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也可以獲得抑制軸承中出現(xiàn)電解腐蝕的優(yōu)勢(shì)。工業(yè)實(shí)用性本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)能夠降低軸電壓，并且最適合抑制軸承中出現(xiàn)電解腐蝕。為此，本實(shí)用新型在主要包括在要求電動(dòng)機(jī)成本低和壽命長(zhǎng)的電氣設(shè)備的電動(dòng)機(jī)中是有用的，例如，空調(diào)室內(nèi)機(jī)組、空調(diào)室外機(jī)組、熱水器、和空氣清潔器。參考符號(hào)列表10、定子11、定子鐵芯12、定子繞組13、絕緣樹脂14、轉(zhuǎn)子15、軸承16、軸17、支架18、印刷電路板20、連接線21、樹脂(絕緣體)30、旋轉(zhuǎn)體31、轉(zhuǎn)子鐵芯31a、31al、31a2、31a3、外部鐵芯31b、31bl、31b2、31b3、內(nèi)部鐵芯32、磁體40、通氣孔部[0128]41、連接面50、電介質(zhì)層51、緊固部200、空調(diào)室內(nèi)機(jī)組201、無刷電動(dòng)機(jī)211、機(jī)箱212、橫流風(fēng)機(jī)213、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元 311a、311b、鋼板
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)機(jī),包括 具有定子鐵芯的定子，所述定子鐵芯上面纏繞有繞組； 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括 沿著圓周方向保持永磁體以使所述永磁體面向所述定子的旋轉(zhuǎn)體；和 使所述旋轉(zhuǎn)體固定于其上以便于穿透所述旋轉(zhuǎn)體的中心的軸； 用于可旋轉(zhuǎn)地支撐所述軸的軸承；以及 用于固定所述軸承的支架， 其中所述旋轉(zhuǎn)體包括 形成所述旋轉(zhuǎn)體的外周部的外部鐵芯； 形成固定于所述軸上的內(nèi)周部的內(nèi)部鐵芯；和 在所述外部鐵芯與所述內(nèi)部鐵芯之間布置的電介質(zhì)層，并且 其中所述外部鐵芯和所述內(nèi)部鐵芯均通過層壓鋼板形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述外部鐵芯和所述內(nèi)部鐵芯均具有多個(gè)沿徑向的凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述外部鐵芯的凸起和所述內(nèi)部鐵芯的凸起布置在沿徑向彼此相對(duì)的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)，其中 當(dāng)在所述外部鐵芯和所述內(nèi)部鐵芯之間徑向的距離處于最小值的部分中，所述電介質(zhì)層與所述外部鐵芯之間的接觸面積設(shè)定為外部接觸面積， 在所述外部鐵芯和所述內(nèi)部鐵芯之間徑向的距離處于最小值的部分中，所述電介質(zhì)層與所述內(nèi)部鐵芯之間的接觸面積設(shè)定為內(nèi)部接觸面積，且 所述軸與所述內(nèi)部鐵芯之間的接觸面積設(shè)定為軸接觸面積時(shí)， 形成所述旋轉(zhuǎn)體，使得所述外部接觸面積和所述內(nèi)部接觸面積中的至少一個(gè)基本等于所述軸接觸面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述外部鐵芯的凸起和所述內(nèi)部鐵芯的凸起布置在使得所述凸起和凹陷沿徑向彼此相對(duì)的位置中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)，其中將所述外部鐵芯和所述內(nèi)部鐵芯均沿軸向劃分為多個(gè)部分，并且被劃分為多個(gè)軸向相鄰的部分的一組外部鐵芯部分和一組內(nèi)部鐵芯部分中的至少一組被布置為使得凸起在軸向面對(duì)凹陷。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述電介質(zhì)層具有多個(gè)通氣孔部。
8.—種電氣設(shè)備,包括如權(quán)利要求I至7中任何一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了電動(dòng)機(jī)和包括電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備。包括定子、旋轉(zhuǎn)體、軸、外部鐵芯、內(nèi)部鐵芯、電介質(zhì)層、軸承、和支架。定子具有定子鐵芯，在定子鐵芯上纏繞有繞組。旋轉(zhuǎn)體沿圓周方向保持多個(gè)磁體，使得磁體面向定子。軸具有固定于其上的旋轉(zhuǎn)體，以便于穿透旋轉(zhuǎn)體的中心。外部鐵芯形成旋轉(zhuǎn)體的外周部。內(nèi)部鐵芯形成固定于軸上的內(nèi)周部。電介質(zhì)層布置在外部鐵芯和內(nèi)部鐵芯之間。軸承支撐軸。支架固定軸承。外部鐵芯和內(nèi)部鐵芯均通過層壓鋼板形成。
文檔編號(hào)H02K15/02GK202696316SQ20109000143
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者角治彥, 水上裕文, 渡邊彰彥, 長(zhǎng)谷川武彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社