(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023021030
(43)【公開日】2023-02-09
(54)【発明の名称】電動機及びそれを備えた電気機器
(51)【国際特許分類】
H02K 5/16 20060101AFI20230202BHJP
H02K 11/40 20160101ALI20230202BHJP
【ＦＩ】
H02K5/16 A
H02K11/40
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022119441
(22)【出願日】2022-07-27
(31)【優先権主張番号】P 2021125272
(32)【優先日】2021-07-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】514036900
【氏名又は名称】ＷＯＬＯＮＧモーター制御技術株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100480
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 隆
(72)【発明者】
【氏名】前谷 達男
(72)【発明者】
【氏名】磯村 宣典
(72)【発明者】
【氏名】フ フェン
【テーマコード（参考）】
5H605
5H611
【Ｆターム（参考）】
5H605AA12
5H605CC04
5H611QQ07
5H611TT06
(57)【要約】
【課題】本開示は、電動機における軸受の電食の発生を抑制することを図る。
【解決手段】本開示に係る電動機は、固定子巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、前記固定子に対向して周方向に複数のマグネットを保持する、又は、中央からスポーク状に複数のマグネットを保持する回転体と、前記回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、前記回転体を支持する第１の軸受と第２の軸受と、前記第１の軸受を固定する第１の金属ブラケットと、前記第２の軸受を固定する第２の金属ブラケットとを備え、前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか一方のブラケットと前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材を設けたものである。
【選択図】図１
【解決手段】本開示に係る電動機は、固定子巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、前記固定子に対向して周方向に複数のマグネットを保持する、又は、中央からスポーク状に複数のマグネットを保持する回転体と、前記回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、前記回転体を支持する第１の軸受と第２の軸受と、前記第１の軸受を固定する第１の金属ブラケットと、前記第２の軸受を固定する第２の金属ブラケットとを備え、前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか一方のブラケットと前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材を設けたものである。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定子巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、
前記固定子に対向して周方向に複数のマグネットを保持する、又は、中央からスポーク状に複数のマグネットを保持する回転体と、
前記回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、
前記回転体を支持する第１の軸受及び第２の軸受と、
前記第１の軸受を固定する第１の金属ブラケットと、前記第２の軸受を固定する第２の金属ブラケットとを備えた電動機であって、
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか一方のブラケットと、前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材を設け、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記一方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ１と定義し、
前記固定子巻線と前記固定子鉄心との間の静電容量Ｃｉと、前記固定子鉄心と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｇと、前記固定子巻線と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｓｍと、前記マグネットの静電容量Ｃｍを含む回転子側の静電容量を合成静電容量Ｂ１と定義し、
前記駆動回路のゼロ基準電位と前記シャフト間との間の静電容量をＣｎｓと定義し、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか他方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ２と定義し、
前記他方のブラケットと前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間の静電容量をＣｎｂ２と定義する時、
前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と、前記合成静電容量Ｂ１と前記静電容量Ｃｎｓの比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とが近似し、又は一致し、
前記静電容量Ｃｓｂ２と前記静電容量Ｃｎｂ２の比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と、前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とが近似し、又は一致している電動機。
前記固定子に対向して周方向に複数のマグネットを保持する、又は、中央からスポーク状に複数のマグネットを保持する回転体と、
前記回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、
前記回転体を支持する第１の軸受及び第２の軸受と、
前記第１の軸受を固定する第１の金属ブラケットと、前記第２の軸受を固定する第２の金属ブラケットとを備えた電動機であって、
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか一方のブラケットと、前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材を設け、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記一方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ１と定義し、
前記固定子巻線と前記固定子鉄心との間の静電容量Ｃｉと、前記固定子鉄心と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｇと、前記固定子巻線と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｓｍと、前記マグネットの静電容量Ｃｍを含む回転子側の静電容量を合成静電容量Ｂ１と定義し、
前記駆動回路のゼロ基準電位と前記シャフト間との間の静電容量をＣｎｓと定義し、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか他方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ２と定義し、
前記他方のブラケットと前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間の静電容量をＣｎｂ２と定義する時、
前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と、前記合成静電容量Ｂ１と前記静電容量Ｃｎｓの比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とが近似し、又は一致し、
前記静電容量Ｃｓｂ２と前記静電容量Ｃｎｂ２の比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と、前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とが近似し、又は一致している電動機。
【請求項2】
前記一方のブラケットが前記第１の金属ブラケットであり、前記他方のブラケットが前記第２の金属ブラケットである請求項１に記載の電動機。
【請求項3】
前記比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と前記比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）の比（ＲＸ２／ＲＸ１）の値が、０．７５以上１．２５以下である請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項4】
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットは、絶縁樹脂又は空間により、前記固定子鉄心と絶縁されている請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項5】
前記容量性部材が、前記電動機の内部に設けられた請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項6】
前記容量性部材が、前記電動機の外部に設けられた請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項7】
前記駆動回路を備えたプリント基板が、前記電動機の内部に設けられた請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項8】
前記駆動回路を備えたプリント基板が、前記電動機の外部に設けられた請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項9】
請求項１又は２に記載の電動機と前記電動機により駆動される送風ファンとを搭載した電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電動機及びその電動機を備えた電気機器に関し、軸受の電食の発生を抑制するように改良された電動機及びその電動機を備えた電気機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、ブラシレス電動機は、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式（以下、適宜、ＰＷＭ方式という）のインバータにより駆動する方式を採用するケースが多くなってきている。こうしたＰＷＭ方式のインバータ駆動の場合、固定子巻線の中性点電位がパワー素子のスイッチングによって変動する。この中性点電位の変動が、電動機の静電容量分布により、軸受の外輪側と軸受の内輪側に分圧される。
【0003】
固定子巻線と軸受の外輪側の固定子側の静電容量分布と固定子巻線と軸受の内輪側の静電容量の回転子側の静電容量分布とが異なるため、軸受の外輪と軸受の内輪との間に電位差（以下、軸電圧という）が発生する。軸電圧は、スイッチングによる高周波成分を含んでおり、この軸電圧が軸受内部のグリースの油膜の絶縁破壊電圧に達すると、軸受内部において、グリースの油膜の絶縁破壊による微小電流が流れ、軸受内部の金属表面に荒れを生じて、電食が発生することが知られている（例えば、非特許文献１及び特許文献１－４参照）。
又、電食が進行した場合、軸受の内輪、軸受の外輪又は軸受のボールに波状摩耗現象が発生して異常音に至ることがあり、電動機における不具合の主要因の１つとなっている。
又、電食が進行した場合、軸受の内輪、軸受の外輪又は軸受のボールに波状摩耗現象が発生して異常音に至ることがあり、電動機における不具合の主要因の１つとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１０－１５８１５２号公報
【特許文献2】特許第４９３５９３４号公報
【特許文献3】特開２００７－１５９３０２号公報
【特許文献4】ＷＯ２０１５／００１７８２
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】「インバータ駆動ブラシレスＤＣモータの非接地コモンモード等価回路に基づく軸電圧抑制」電気学会論文誌Ｄ,２０１２年，Ｖｏｌ.１３２,Ｎｏ６,ｐｐ．６６６－６７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本開示は、電動機及びその電動機を備えた電気機器における軸受の電食の発生を抑制することを図る。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様に係る電動機は、
固定子巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、
前記固定子に対向して周方向に複数のマグネットを保持する、又は、中央からスポーク状に複数のマグネットを保持する回転体と、
前記回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、
前記回転体を支持する第１の軸受及び第２の軸受と、
前記第１の軸受を固定する第１の金属ブラケットと、前記第２の軸受を固定する第２の金属ブラケットとを備えた電動機であって、
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか一方のブラケットと、前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材を設け、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記一方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ１と定義し、
前記固定子巻線と前記固定子鉄心との間の静電容量Ｃｉと、前記固定子鉄心と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｇと、前記固定子巻線と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｓｍと、前記マグネットの静電容量Ｃｍを含む回転子側の静電容量を合成静電容量Ｂ１と定義し、
前記駆動回路のゼロ基準電位と前記シャフト間との間の静電容量をＣｎｓと定義し、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか他方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ２と定義し、
前記他方のブラケットと前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間の静電容量をＣｎｂ２と定義する時、
前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と、前記合成静電容量Ｂ１と前記静電容量Ｃｎｓの比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とが近似し、又は一致し、
前記静電容量Ｃｓｂ２と前記静電容量Ｃｎｂ２の比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と、前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とが近似し、又は一致している。
固定子巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、
前記固定子に対向して周方向に複数のマグネットを保持する、又は、中央からスポーク状に複数のマグネットを保持する回転体と、
前記回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、
前記回転体を支持する第１の軸受及び第２の軸受と、
前記第１の軸受を固定する第１の金属ブラケットと、前記第２の軸受を固定する第２の金属ブラケットとを備えた電動機であって、
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか一方のブラケットと、前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材を設け、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記一方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ１と定義し、
前記固定子巻線と前記固定子鉄心との間の静電容量Ｃｉと、前記固定子鉄心と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｇと、前記固定子巻線と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｓｍと、前記マグネットの静電容量Ｃｍを含む回転子側の静電容量を合成静電容量Ｂ１と定義し、
前記駆動回路のゼロ基準電位と前記シャフト間との間の静電容量をＣｎｓと定義し、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか他方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ２と定義し、
前記他方のブラケットと前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間の静電容量をＣｎｂ２と定義する時、
前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と、前記合成静電容量Ｂ１と前記静電容量Ｃｎｓの比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とが近似し、又は一致し、
前記静電容量Ｃｓｂ２と前記静電容量Ｃｎｂ２の比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と、前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とが近似し、又は一致している。
【発明の効果】
【0008】
本開示の一態様によれば、電動機及びその電動機を備えた電気機器における軸受の電食の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の一態様である実施形態１における電動機の断面の概略構成図である。
【図2】実施形態１の電動機の静電容量分布のモデル図である。
【図3】実施形態１の電動機の容量性部材の静電容量と、軸電圧と、分圧比ＲＸ１と分圧比ＲＹ１の比（ＲＸ１／ＲＹ１）と、分圧比ＲＸ２と分圧比ＲＸ１の比（ＲＸ２／ＲＸ１）との関係を示すグラフである。
【図4】実施形態１の変形例を示す電動機の断面の概略構成図である。
【図5】実施形態１の電動機を用いた電気機器の一態様の斜視図である。
【図6】実施形態１の電動機を用いた別の電気機器の一態様の斜視図である。
【図7】実施形態１の電動機を用いた別の電気機器の一態様の斜視図である。
【図8】本開示の別の一態様である実施形態１における電動機の断面の概略構成図である。
【図9】従来の電動機の断面の概略構成図である。
【図11】従来の別の電動機の断面の概略構成図である。
【図13】従来の別の電動機の断面の概略構成図である。
【図14】従来の別の電動機の静電容量分布のモデル図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
（本開示の基礎となった知見）
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。
従来、以下に示す文献に、軸受の電食を抑制するために、軸電圧を低減することで、軸受内部のグリースの油膜を絶縁破壊電圧以下にして、軸受のグリースの油膜の絶縁破壊を起こさない対策が、考案されている。又、軸電圧を低減することで軸受内部のグリースの油膜の絶縁破壊による放電エネルギーを小さくして、軸受内部の金属表面の損傷を小さくする対策が、以下の文献に考案されている。
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。
従来、以下に示す文献に、軸受の電食を抑制するために、軸電圧を低減することで、軸受内部のグリースの油膜を絶縁破壊電圧以下にして、軸受のグリースの油膜の絶縁破壊を起こさない対策が、考案されている。又、軸電圧を低減することで軸受内部のグリースの油膜の絶縁破壊による放電エネルギーを小さくして、軸受内部の金属表面の損傷を小さくする対策が、以下の文献に考案されている。
【0011】
以下、上記文献について、詳細に説明する。
図９は、特許文献１のインナーロータ型でブラシレスラジアル型の電動機５０の断面の概略構成図である。特許文献１と非特許文献１とは、同じ構成である。
図９に示すように、電動機５０は、第１の金属ブラケット１と、第２の金属ブラケット２と、第１の軸受５ａと、第２の軸受５ｂと、シャフト４、回転子１０と、固定子１８とを有する。
回転体９は、回転子鉄心８と永久磁石であるマグネット１１とを有する。回転子１０は、回転体９とシャフト４とを有する。固定子１８は、固定子鉄心６と固定子巻線３とを有する。
図９は、特許文献１のインナーロータ型でブラシレスラジアル型の電動機５０の断面の概略構成図である。特許文献１と非特許文献１とは、同じ構成である。
図９に示すように、電動機５０は、第１の金属ブラケット１と、第２の金属ブラケット２と、第１の軸受５ａと、第２の軸受５ｂと、シャフト４、回転子１０と、固定子１８とを有する。
回転体９は、回転子鉄心８と永久磁石であるマグネット１１とを有する。回転子１０は、回転体９とシャフト４とを有する。固定子１８は、固定子鉄心６と固定子巻線３とを有する。
【0012】
図９に示すように、第１の軸受５aの外輪は第１の金属ブラケット１に接続され、第２の軸受５ｂの外輪は第２の金属ブラケット２に接続されている。第１の軸受５aの内輪と第２の軸受５ｂの内輪とは、シャフト４によって接続され、電気的に導通している。導通部材１３で、第１の金属ブラケット１と第２の金属ブラケット２とを電気的に短絡している。
【0013】
特許文献１（図９）は、導通部材１３で、第１の金属ブラケット１と第２の金属ブラケット２とを電気的に短絡させ、第１の金属ブラケット１と第２の金属ブラケット２との静電容量を一致させている。さらに、特許文献１（図９）は、回転体９に誘電体層２０を設け、回転体９の静電容量を変化させて軸電圧を低減する方法である。
【0014】
図１０は、図９について、本発明者らが詳細に考えたものであり、特許文献１の電動機５０の静電容量分布のモデル図である。特許文献１の電動機５０においては、固定子鉄心６を基準に静電容量分布を考察するに当たり、電動機５０の電圧分布は、インピーダンスにおいて逆数となる容量性リアクタンスの影響が支配的であるため、非特許文献１の図５に記載されているように、静電容量分布のモデルにて説明を行う。
固定子巻線３と第１の金属ブラケット１との間の静電容量Ｃｓｂ１は、第１の軸受５ａの電荷が貯まり、第１の軸電圧Ｖｓｈ１が上がることを模式的に表現している。第１の軸電圧Ｖｓｈ１が上がり、軸受内部のグリース油膜の絶縁破壊電圧に達すると、絶縁破壊が発生する。固定子巻線３と第２の金属ブラケット２との間の静電容量Ｃｓｂ２も静電容量Ｃｓｂ１同様、第２の軸受５ｂの電荷が貯まり、第２の軸電圧Ｖｓｈ２が上がることを模式的に表現している。第２の軸電圧Ｖｓｈ２が上がると、絶縁破壊が発生する。
固定子巻線３と第１の金属ブラケット１との間の静電容量Ｃｓｂ１は、第１の軸受５ａの電荷が貯まり、第１の軸電圧Ｖｓｈ１が上がることを模式的に表現している。第１の軸電圧Ｖｓｈ１が上がり、軸受内部のグリース油膜の絶縁破壊電圧に達すると、絶縁破壊が発生する。固定子巻線３と第２の金属ブラケット２との間の静電容量Ｃｓｂ２も静電容量Ｃｓｂ１同様、第２の軸受５ｂの電荷が貯まり、第２の軸電圧Ｖｓｈ２が上がることを模式的に表現している。第２の軸電圧Ｖｓｈ２が上がると、絶縁破壊が発生する。
【0015】
第１の軸受５ａの外輪側（図１０の１の箇所）と駆動回路のゼロ電位基準Ｎ（１２）とに生じる電圧は、駆動回路のゼロ基準電位Ｎと固定子巻線３の中性点電位Ｓとの間に発生する電圧Ｖｃｏｍに対して、固定子側の静電容量分布により分圧された値となる。
又、第２の軸受５ｂの外輪側（図１０の２の箇所）と駆動回路のゼロ電位基準Ｎ（１２）とに生じる電圧は、駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）と固定子巻線３の中性点電位Ｓとの間に発生する電圧Ｖｃｏｍに対して、固定子側の静電容量分布により分圧された値となる。
第１の軸受５ａの内輪側及び第２の軸受５ｂの内輪側（図１０の４の箇所）と駆動回路のゼロ電位基準Ｎ（１２）とに生じる電圧は、駆動回路のゼロ電位基準Ｎ（１２）と固定子巻線３の中性点電位Ｓとの間に発生する電圧Ｖｃｏｍに対して、回転子側の静電容量分布により分圧された値となる。
又、第２の軸受５ｂの外輪側（図１０の２の箇所）と駆動回路のゼロ電位基準Ｎ（１２）とに生じる電圧は、駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）と固定子巻線３の中性点電位Ｓとの間に発生する電圧Ｖｃｏｍに対して、固定子側の静電容量分布により分圧された値となる。
第１の軸受５ａの内輪側及び第２の軸受５ｂの内輪側（図１０の４の箇所）と駆動回路のゼロ電位基準Ｎ（１２）とに生じる電圧は、駆動回路のゼロ電位基準Ｎ（１２）と固定子巻線３の中性点電位Ｓとの間に発生する電圧Ｖｃｏｍに対して、回転子側の静電容量分布により分圧された値となる。
【0016】
本発明者らは、図１０の静電容量分布のモデル図を考案し、これを考察することで、以下の知見を見出した。第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２は、第１の軸受５ａの外輪側及び第２の軸受５ｂの外輪側に発生する電圧と内輪側に発生する電圧の差となる。従って、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２を低減するには、固定子側の静電容量分布と回転子側の静電容量分布を一致もしくは近似させることが有効であるということを見出した。
【0017】
第１の軸受５ａの外輪側及び第２の軸受５ｂの外輪側と駆動回路のゼロ電位基準Ｎ（１２）とに生じる電圧は、固定子巻線３と第１の金属ブラケット１との間の静電容量Ｃｓｂ１及び固定子巻線３と第２の金属ブラケット２との間の静電容量Ｃｓｂ２の合成静電容量Ａ２と、駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）と第１の金属ブラケット１間の静電容量Ｃｎｂ２との分圧比ＲＡ２（合成静電容量Ａ２／Ｃｎｂ２）の逆数に電圧Ｖｃｏｍを掛けた電圧となる。
又、第１の軸受５ａの内輪側及び第２の軸受５ｂの内輪側と駆動回路のゼロ電位基準Ｎ（１２）とに生じる電圧は、固定子巻線３と固定子鉄心６との間の静電容量Ｃｉ、固定子鉄心６とマグネット１１との間の静電容量Ｃｇ、固定子巻線３とマグネット１１との間の静電容量Ｃｓｍ及びマグネット１１の静電容量Ｃｍの合成静電容量Ｂ２と、駆動回路のゼロ基準電位Ｎとシャフト４間の静電容量Ｃｎｓとの分圧比ＲＢ２（合成静電容量Ｂ２／Ｃｎｓ）の逆数に電圧Ｖｃｏｍを掛けた電圧となる。
又、第１の軸受５ａの内輪側及び第２の軸受５ｂの内輪側と駆動回路のゼロ電位基準Ｎ（１２）とに生じる電圧は、固定子巻線３と固定子鉄心６との間の静電容量Ｃｉ、固定子鉄心６とマグネット１１との間の静電容量Ｃｇ、固定子巻線３とマグネット１１との間の静電容量Ｃｓｍ及びマグネット１１の静電容量Ｃｍの合成静電容量Ｂ２と、駆動回路のゼロ基準電位Ｎとシャフト４間の静電容量Ｃｎｓとの分圧比ＲＢ２（合成静電容量Ｂ２／Ｃｎｓ）の逆数に電圧Ｖｃｏｍを掛けた電圧となる。
【0018】
本発明者らは、鋭意考察した結果、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２を低減するには、この分圧比ＲＡ２（合成静電容量Ａ２／Ｃｎｂ２）と分圧比ＲＢ２（合成静電容量Ｂ２／Ｃｎｓ）とを一致もしくは近似させることが必要であることを見出した。この分圧比ＲＡ２と分圧比ＲＢ２とを一致もしくは近似させることを、以下、単に整合と呼ぶ。
特許文献１では、結果として、静電容量Ｃｓｂ１、Ｃｓｂ２、Ｃｎｓは、合成静電容量Ｂ２より小さいため、静電容量を整合させるために、合成静電容量Ｂ２の静電容量が小さくなっていることが分かった。
特許文献１では、結果として、静電容量Ｃｓｂ１、Ｃｓｂ２、Ｃｎｓは、合成静電容量Ｂ２より小さいため、静電容量を整合させるために、合成静電容量Ｂ２の静電容量が小さくなっていることが分かった。
【0019】
特許文献１では、図９において、回転子１０側の静電容量分布を回転体９に誘電体層２０を設け、静電容量Ｃｄを形成している。この誘電体の静電容量Ｃｄは、静電容量分布のモデル図である図１０において、マグネット１１の静電容量Ｃｍに、直列に静電容量Ｃｄが挿入されたことになり、合成静電容量Ｂ２を小さくすることで、固定子側の静電容量分布と整合をとり、結果的に、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２が低くなっていることが分かった。
【0020】
誘電体層２０の静電容量Ｃｄは、誘電体層２０の厚み方向の距離（図９における誘電体層２０の短い方向の距離）に反比例し、長さ（図９における誘電体層２０の長手方向の距離）に比例する。従って、静電容量Ｃｄを下げるには、誘電体層２０の幅（誘電体層２０の厚み方向の距離）を広げる必要がある。
【0021】
しかしながら、特許文献１では、図９に示す様に、誘電体層２０には回転トルクとして応力がかかるため、その強度の確保のために誘電体層２０の幅の制約を受ける場合が生じる。その場合、必要とされる静電容量が得られず、軸電圧が下がらないということが考察された。又、特許文献１では、径方向で中央からスポーク状に複数の永久磁石（マグネット）を保持する回転体９を用いた電動機５０においては、誘電体層２０の幅を取ることによって永久磁石（マグネット）１１の長さを短くする必要が生じ、電動機５０の性能が悪化するという課題があった。
【0022】
次に、特許文献２について、説明する。
図１１は、特許文献２の電動機５０の断面の概略構成図である。図１２は、図１１の電動機５０について本発明者らが考えた静電容量分布のモデル図である。
図１１に示す様に、第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２が、導通部材１３にて短絡している。固定子鉄心６と、第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２のいずれか一方との間にインピーダンス調整部材１４を挿入した構成である。図１１は、固定子鉄心６と第２の金属ブラケット２との間に、インピーダンス調整部材１４を挿入した構成である。
図１１は、特許文献２の電動機５０の断面の概略構成図である。図１２は、図１１の電動機５０について本発明者らが考えた静電容量分布のモデル図である。
図１１に示す様に、第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２が、導通部材１３にて短絡している。固定子鉄心６と、第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２のいずれか一方との間にインピーダンス調整部材１４を挿入した構成である。図１１は、固定子鉄心６と第２の金属ブラケット２との間に、インピーダンス調整部材１４を挿入した構成である。
【0023】
インピーダンス調整部材１４として、静電容量を持ったキャパシタを用いた場合、静電容量Ｃｉ、Ｃｓｂ１及びＣｓｂ２の合成静電容量に対して、インピーダンス調整用キャパシタンスであるインピーダンス調整部材１４は、並列に接続される。そして、静電容量Ｃｉ、Ｃｓｂ１及びＣｓｂ２の合成静電容量を大きくすることで、回転子側の静電容量と整合性を取っている。そのことにより、特許文献２では、結果的に、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２が低くなっていることが分かった。
【0024】
しかしながら、固定子鉄心６にインピーダンス調整部材１４を接続する工法の確立が難しい。又、上記接続後にモールドされるため、生産工程過程で、上記の接続箇所が外れるという課題が考察された。
次に、特許文献３について、説明する。
図１３は、特許文献３の電動機５０の断面の概略構成図である。
特許文献３では、固定子鉄心６と第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２のいずれか一方とを短絡部材２５で短絡させている。図１３では、固定子鉄心６と第２の金属ブラケット２とを短絡させて、第１の軸電圧の低減を図っている。
次に、特許文献３について、説明する。
図１３は、特許文献３の電動機５０の断面の概略構成図である。
特許文献３では、固定子鉄心６と第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２のいずれか一方とを短絡部材２５で短絡させている。図１３では、固定子鉄心６と第２の金属ブラケット２とを短絡させて、第１の軸電圧の低減を図っている。
【0025】
特許文献３の構成は、特許文献２の図１０に、同様の構成が記載されている。そして、特許文献３の構成は、特許文献２の比較例３で、軸電圧に波形崩れが発生している問題があることが開示されている。
このことは、固定子鉄心６と短絡された第２の金属ブラケット２との静電容量は大きくなるが、固定子鉄心６と短絡されていない第１の金属ブラケット１との間の静電容量は変わらないためと推察される。よって、第１の軸受５ａの軸電圧は下がらず、電食抑制効果は少ないことが考察された。
このことは、固定子鉄心６と短絡された第２の金属ブラケット２との静電容量は大きくなるが、固定子鉄心６と短絡されていない第１の金属ブラケット１との間の静電容量は変わらないためと推察される。よって、第１の軸受５ａの軸電圧は下がらず、電食抑制効果は少ないことが考察された。
【0026】
最後に、特許文献４について、説明する。
図１４は、特許文献４に示す電動機５０について本発明者らが考えた静電容量分布のモデル図である。
図１４に示す様に、第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２を電気的に絶縁し、固定子鉄心６と第１の金属ブラケット１との間の静電容量Ｃｓｂ１と、固定子鉄心６と第２の金属ブラケット２との間の静電容量Ｃｓｂ２とを近似あるいは一致するように設定し、軸電圧を低減する方法が開示されている。
図１４は、特許文献４に示す電動機５０について本発明者らが考えた静電容量分布のモデル図である。
図１４に示す様に、第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２を電気的に絶縁し、固定子鉄心６と第１の金属ブラケット１との間の静電容量Ｃｓｂ１と、固定子鉄心６と第２の金属ブラケット２との間の静電容量Ｃｓｂ２とを近似あるいは一致するように設定し、軸電圧を低減する方法が開示されている。
【0027】
しかしながら、特許文献４においては、静電容量Ｃｓｂ１と静電容量Ｃｓｂ２との比の調整に当たって、部材の寸法調整および部材間の距離等の調整を必要とするため電動機の外形寸法・形状が大きくなるという懸念が考察された。
又、回転子側の静電容量分布に対して、静電容量の整合調整機能が不十分であり、第１の軸電圧及び第２の軸電圧が下がりきることができない。そのため、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂのグリースの絶縁破壊現象である第１の軸電圧及び第２の軸電圧の波形崩れが発生し、長期の運転において電食寿命に課題があることが考察された。
又、回転子側の静電容量分布に対して、静電容量の整合調整機能が不十分であり、第１の軸電圧及び第２の軸電圧が下がりきることができない。そのため、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂのグリースの絶縁破壊現象である第１の軸電圧及び第２の軸電圧の波形崩れが発生し、長期の運転において電食寿命に課題があることが考察された。
【0028】
本発明者らは、上記した課題を見出し、その課題解決について鋭意研究を図り、その課題解決を図る本質を見出した。
図１は、本開示の電動機５０の断面の概略構成図である。
図１に示すように、電動機５０は、電動機５０の両端に配置された第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２と、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂ、シャフト４、回転子１０と、固定子１８とを有する。
第１の金属ブラケット１の中央部には、第１の金属ブラケット１に固定された第１の軸受５ａが配置されている。第２の金属ブラケット２の中央部には、第２の金属ブラケット２に固定された第２の軸受５ｂが配置されている。シャフト４は、第１の軸受５ａと第２の軸受５ｂとにより、支持され回転する。
回転体９は、回転子鉄心８と永久磁石であるマグネット１１とを有する。回転子１０は、回転体９とシャフト４とを有する。固定子１８は、固定子鉄心６と固定子巻線３とを有する。
第１の金属ブラケット１と固定子巻線３に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に、静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５が設けられている。
ここでは、第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２のいずれか一方のブラケットとは、第１の金属ブラケット１として、他方のブラケットとは、第２の金属ブラケット２として説明する。
図１は、本開示の電動機５０の断面の概略構成図である。
図１に示すように、電動機５０は、電動機５０の両端に配置された第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２と、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂ、シャフト４、回転子１０と、固定子１８とを有する。
第１の金属ブラケット１の中央部には、第１の金属ブラケット１に固定された第１の軸受５ａが配置されている。第２の金属ブラケット２の中央部には、第２の金属ブラケット２に固定された第２の軸受５ｂが配置されている。シャフト４は、第１の軸受５ａと第２の軸受５ｂとにより、支持され回転する。
回転体９は、回転子鉄心８と永久磁石であるマグネット１１とを有する。回転子１０は、回転体９とシャフト４とを有する。固定子１８は、固定子鉄心６と固定子巻線３とを有する。
第１の金属ブラケット１と固定子巻線３に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に、静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５が設けられている。
ここでは、第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２のいずれか一方のブラケットとは、第１の金属ブラケット１として、他方のブラケットとは、第２の金属ブラケット２として説明する。
【0029】
図２は、図１の電動機５０の静電容量分布のモデルを示した図である。
左側の固定子１８側において、第１の金属ブラケット１とゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５が設けられている。固定子巻線３と第１の金属ブラケット１との間の静電容量は、Ｃｓｂ１である。第１の軸受５ａの固定子１８側において、静電容量Ｃｓｂ１と静電容量Ｃｎｂ１とは、直列回路ＸＸ１を構成する。固定子１８側の直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１は、静電容量Ｃｓｂ１／静電容量Ｃｎｂ１である。分圧比ＲＸ１のことを、単に、静電容量Ｃｓｂ１と静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と呼んでもよい。
固定子巻線３と第２の金属ブラケット２との間の静電容量は、Ｃｓｂ２である。第２の金属ブラケット２と固定子巻線３に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間の静電容量は、Ｃｎｂ２である。静電容量Ｃｓｂ２と静電容量Ｃｎｂ２とは、直列回路ＸＸ２を構成する。固定子１８側の直列回路ＸＸ２の分圧比ＲＸ２は、静電容量Ｃｓｂ２／静電容量Ｃｎｂ２である。分圧比ＲＸ２のことを、単に、静電容量Ｃｓｂ２と静電容量Ｃｎｂ２の比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と呼んでもよい。
固定子１８側において、直列回路ＸＸ１と直列回路ＸＸ２とは、並列回路を構成している。直列回路ＸＸ１及び直列回路ＸＸ２には、固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍが引加される。
右側の回転子１０側において、固定子巻線３と固定子鉄心６との間の静電容量Ｃｉと、固定子鉄心６とマグネット１１との間の静電容量Ｃｇと、固定子巻線３とマグネット１１間の静電容量Ｃｓｍと、マグネット１１の静電容量Ｃｍとは、直列及び／又は並列に回路構成され、直列並列合成回路が構成される。直列並列合成回路の静電容量は、直列並列合成静電容量Ｂ１（以下、単に、合成静電容量Ｂ１と言う）である。
シャフト４と駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間の静電容量は、Ｃｎｓである。 第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂの回転子１０側において、合成静電容量Ｂ１と静電容量Ｃｎｓとは、直列回路ＹＹ１を構成する。回転子１０側の直列回路ＹＹ１の分圧比ＲＹ１は、合成静電容量Ｂ１／静電容量Ｃｎｓである。分圧比ＲＹ１のことを、単に、合成静電容量Ｂ１と静電容量Ｃｎｓの比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）と呼んでもよい。
直列回路ＹＹ１は、直列回路ＸＸ１及び直列回路ＸＸ２と並列回路を構成する。直列回路ＹＹ１には、固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍが引加される。
上記したように、本発明者らは、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２を低減するには、固定子側の静電容量分布と回転子側の静電容量分布を一致もしくは近似させることが有効であるということを見出した。
本開示においては、第１の金属ブラケット１と固定子巻線３に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に、静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５を設け、比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とを近似、又は一致させる。さらに、比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とを近似、又は一致させることで、固定子側の静電容量分布と、回転子側の静電容量分布との整合をとり（一致もしくは近似させる）、軸電圧を低減するものである。
以上の考察に基づき、本発明者らは、以下に説明する本開示の態様に想到した。
左側の固定子１８側において、第１の金属ブラケット１とゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５が設けられている。固定子巻線３と第１の金属ブラケット１との間の静電容量は、Ｃｓｂ１である。第１の軸受５ａの固定子１８側において、静電容量Ｃｓｂ１と静電容量Ｃｎｂ１とは、直列回路ＸＸ１を構成する。固定子１８側の直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１は、静電容量Ｃｓｂ１／静電容量Ｃｎｂ１である。分圧比ＲＸ１のことを、単に、静電容量Ｃｓｂ１と静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と呼んでもよい。
固定子巻線３と第２の金属ブラケット２との間の静電容量は、Ｃｓｂ２である。第２の金属ブラケット２と固定子巻線３に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間の静電容量は、Ｃｎｂ２である。静電容量Ｃｓｂ２と静電容量Ｃｎｂ２とは、直列回路ＸＸ２を構成する。固定子１８側の直列回路ＸＸ２の分圧比ＲＸ２は、静電容量Ｃｓｂ２／静電容量Ｃｎｂ２である。分圧比ＲＸ２のことを、単に、静電容量Ｃｓｂ２と静電容量Ｃｎｂ２の比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と呼んでもよい。
固定子１８側において、直列回路ＸＸ１と直列回路ＸＸ２とは、並列回路を構成している。直列回路ＸＸ１及び直列回路ＸＸ２には、固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍが引加される。
右側の回転子１０側において、固定子巻線３と固定子鉄心６との間の静電容量Ｃｉと、固定子鉄心６とマグネット１１との間の静電容量Ｃｇと、固定子巻線３とマグネット１１間の静電容量Ｃｓｍと、マグネット１１の静電容量Ｃｍとは、直列及び／又は並列に回路構成され、直列並列合成回路が構成される。直列並列合成回路の静電容量は、直列並列合成静電容量Ｂ１（以下、単に、合成静電容量Ｂ１と言う）である。
シャフト４と駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間の静電容量は、Ｃｎｓである。 第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂの回転子１０側において、合成静電容量Ｂ１と静電容量Ｃｎｓとは、直列回路ＹＹ１を構成する。回転子１０側の直列回路ＹＹ１の分圧比ＲＹ１は、合成静電容量Ｂ１／静電容量Ｃｎｓである。分圧比ＲＹ１のことを、単に、合成静電容量Ｂ１と静電容量Ｃｎｓの比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）と呼んでもよい。
直列回路ＹＹ１は、直列回路ＸＸ１及び直列回路ＸＸ２と並列回路を構成する。直列回路ＹＹ１には、固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍが引加される。
上記したように、本発明者らは、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２を低減するには、固定子側の静電容量分布と回転子側の静電容量分布を一致もしくは近似させることが有効であるということを見出した。
本開示においては、第１の金属ブラケット１と固定子巻線３に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に、静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５を設け、比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とを近似、又は一致させる。さらに、比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とを近似、又は一致させることで、固定子側の静電容量分布と、回転子側の静電容量分布との整合をとり（一致もしくは近似させる）、軸電圧を低減するものである。
以上の考察に基づき、本発明者らは、以下に説明する本開示の態様に想到した。
【0030】
本開示の一態様に係る電動機は、
固定子巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、
前記固定子に対向して周方向に複数のマグネットを保持する、又は、中央からスポーク状に複数のマグネットを保持する回転体と、
前記回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、
前記回転体を支持する第１の軸受及び第２の軸受と、
前記第１の軸受を固定する第１の金属ブラケットと、前記第２の軸受を固定する第２の金属ブラケットとを備えた電動機であって、
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか一方のブラケットと、前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材を設け、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記一方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ１と定義し、
前記固定子巻線と前記固定子鉄心との間の静電容量Ｃｉと、前記固定子鉄心と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｇと、前記固定子巻線と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｓｍと、前記マグネットの静電容量Ｃｍを含む回転子側の静電容量を合成静電容量Ｂ１と定義し、
前記駆動回路のゼロ基準電位と前記シャフト間との間の静電容量をＣｎｓと定義し、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか他方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ２と定義し、
前記他方のブラケットと前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間の静電容量をＣｎｂ２と定義する時、
前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と、前記合成静電容量Ｂ１と前記静電容量Ｃｎｓの比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とが近似し、又は一致し、
前記静電容量Ｃｓｂ２と前記静電容量Ｃｎｂ２の比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と、前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とが近似し、又は一致している。
上記態様によれば、容量性部材の静電容量Ｃｎｂ１を調整して、前記比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と前記比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とを近似、又は一致させ、さらに、前記比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と前記比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とを近似、又は一致させることで、固定子側の静電容量分布と回転子側の静電容量分布を近似、又は一致させ、電動機における軸受の電食の発生を抑制することができる。
固定子巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、
前記固定子に対向して周方向に複数のマグネットを保持する、又は、中央からスポーク状に複数のマグネットを保持する回転体と、
前記回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、
前記回転体を支持する第１の軸受及び第２の軸受と、
前記第１の軸受を固定する第１の金属ブラケットと、前記第２の軸受を固定する第２の金属ブラケットとを備えた電動機であって、
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか一方のブラケットと、前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材を設け、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記一方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ１と定義し、
前記固定子巻線と前記固定子鉄心との間の静電容量Ｃｉと、前記固定子鉄心と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｇと、前記固定子巻線と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｓｍと、前記マグネットの静電容量Ｃｍを含む回転子側の静電容量を合成静電容量Ｂ１と定義し、
前記駆動回路のゼロ基準電位と前記シャフト間との間の静電容量をＣｎｓと定義し、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか他方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ２と定義し、
前記他方のブラケットと前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間の静電容量をＣｎｂ２と定義する時、
前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と、前記合成静電容量Ｂ１と前記静電容量Ｃｎｓの比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とが近似し、又は一致し、
前記静電容量Ｃｓｂ２と前記静電容量Ｃｎｂ２の比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と、前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とが近似し、又は一致している。
上記態様によれば、容量性部材の静電容量Ｃｎｂ１を調整して、前記比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と前記比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とを近似、又は一致させ、さらに、前記比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と前記比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とを近似、又は一致させることで、固定子側の静電容量分布と回転子側の静電容量分布を近似、又は一致させ、電動機における軸受の電食の発生を抑制することができる。
【0031】
以下、本開示のより具体的な実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する構成要素については、同じ参照符号を付している。
【0032】
（実施形態１）
以下、本開示の一態様を示す電動機について図面を用いて説明する。
以下、本開示の一態様を示す電動機について図面を用いて説明する。
【0033】
図１は、本開示の一態様を示すインナーロータ型でブラシレスラジアル型の電動機５０の断面の概略構成図である。
図１に示すように、電動機５０の両端には、導電性を有する第１の金属ブラケット１と導電性を有する第２の金属ブラケット２とが配置されている。第２の金属ブラケット２の外径は、第１の金属ブラケット１の外径と同じか、又は大きい。そのことにより、安定に軸受が支承されシャフト４を回転できる。
第１の金属ブラケット１と第２の金属ブラケット２の中央部には、第１の金属ブラケット１に固定された第１の軸受５ａと、第２の金属ブラケット２に固定された第２の軸受５ｂが配置されている。シャフト４は、第１の軸受５ａと第２の軸受５ｂとにより、支持され回転する。シャフト４は、第２の金属ブラケット２から突出している。
固定子１８は、回転磁界を発生させ、回転磁界により回転子１０を回転させるものである。固定子１８の内側には、固定子１８と空隙を介して回転子１０が挿入されている。
固定子１８は、固定子鉄心６と巻線である固定子巻線３とを有する。固定子鉄心６には、固定子鉄心６を絶縁するための樹脂７が介在して、固定子巻線３が巻装されている。そして、固定子１８は、第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２等の他の固定部材ともに樹脂でモールド成型されている。実施形態１では、これらの部材をモールド一体成型することにより、外形が概略円筒形状をなす固定子１８が構成されている。モールド一体成型したものは、電動機５０の筐体としての機能としても働く。第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２は、固定子鉄心６と、空間とにより絶縁されていてもよい。
回転子１０は、電動機５０において回転するもので、シャフト４と回転体９とを有する。回転体９は、回転子鉄心８とフェライト磁石である永久磁石のマグネット１１とを有する。回転子１０は、回転子鉄心８の外周に複数のマグネット１１を保持し、回転子鉄心８の中央を貫通するようにシャフト４を有する。又、回転子１０は、固定子１８に対向し、中央からスポーク状に配置される複数のマグネット１１を保持していてもよい。
図１に示すように、電動機５０の両端には、導電性を有する第１の金属ブラケット１と導電性を有する第２の金属ブラケット２とが配置されている。第２の金属ブラケット２の外径は、第１の金属ブラケット１の外径と同じか、又は大きい。そのことにより、安定に軸受が支承されシャフト４を回転できる。
第１の金属ブラケット１と第２の金属ブラケット２の中央部には、第１の金属ブラケット１に固定された第１の軸受５ａと、第２の金属ブラケット２に固定された第２の軸受５ｂが配置されている。シャフト４は、第１の軸受５ａと第２の軸受５ｂとにより、支持され回転する。シャフト４は、第２の金属ブラケット２から突出している。
固定子１８は、回転磁界を発生させ、回転磁界により回転子１０を回転させるものである。固定子１８の内側には、固定子１８と空隙を介して回転子１０が挿入されている。
固定子１８は、固定子鉄心６と巻線である固定子巻線３とを有する。固定子鉄心６には、固定子鉄心６を絶縁するための樹脂７が介在して、固定子巻線３が巻装されている。そして、固定子１８は、第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２等の他の固定部材ともに樹脂でモールド成型されている。実施形態１では、これらの部材をモールド一体成型することにより、外形が概略円筒形状をなす固定子１８が構成されている。モールド一体成型したものは、電動機５０の筐体としての機能としても働く。第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２は、固定子鉄心６と、空間とにより絶縁されていてもよい。
回転子１０は、電動機５０において回転するもので、シャフト４と回転体９とを有する。回転体９は、回転子鉄心８とフェライト磁石である永久磁石のマグネット１１とを有する。回転子１０は、回転子鉄心８の外周に複数のマグネット１１を保持し、回転子鉄心８の中央を貫通するようにシャフト４を有する。又、回転子１０は、固定子１８に対向し、中央からスポーク状に配置される複数のマグネット１１を保持していてもよい。
【0034】
シャフト４には、シャフト４を支持する第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂが取り付けられている。第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂは、複数の鉄ボールを有した円筒形状のベアリングであり、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂの内輪側が、シャフト４に固定されている。
【0035】
そして、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂは、それぞれ導電性を有した第１の金属ブラケット１及び第２の金属ブラケット２により、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂの外輪側が固定されている。図１では、第１の金属ブラケット１に第１の軸受５ａが固定され、第２の金属ブラケット２に第２の軸受５ｂが固定され、シャフト４は、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂに支持され、回転子１０が回転自在に回転する。シャフト４と、第１の軸受５ａの内輪と、第２の軸受５ｂの内輪とは、電気的に導通している。
【0036】
さらに、この電動機５０の内部に、回転磁界を発生させる駆動回路（図示せず）を実装したプリント基板１２が、回転子１０と第２の金属ブラケット２との間に配置されている。例えば、駆動回路には、固定子巻線３に電圧を印加するためにインバータ回路等が実装されている。
【0037】
以上のように構成された電動機５０に対して、駆動回路より電圧を固定子巻線３に印加することにより、固定子巻線３に電流が流れ、固定子鉄心６から磁界が発生する。そして、固定子鉄心６からの回転磁界とマグネット１１から磁界とにより、それらの磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じ、これらの力によってシャフト４を中心に回転子１０が回転する。
【0038】
そして、図１に示すように、第１の金属ブラケット１と駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に、静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５が設けられている。
容量性部材１５の両端には、導線である導通部材１３が接続されている。
容量性部材１５の右側に接続している導通部材１３の一方の端部が、第１の金属ブラケット１と電気的に接続され、導通部材１３の他方の端部が、容量性部材１５と電気的に接続されている。容量性部材１５の左側に接続している導通部材１３の一方の端部が、容量性部材１５と電気的に接続され、導通部材１３の他方の端部が駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）と電気的に接続されている。
容量性部材１５の両端には、導線である導通部材１３が接続されている。
容量性部材１５の右側に接続している導通部材１３の一方の端部が、第１の金属ブラケット１と電気的に接続され、導通部材１３の他方の端部が、容量性部材１５と電気的に接続されている。容量性部材１５の左側に接続している導通部材１３の一方の端部が、容量性部材１５と電気的に接続され、導通部材１３の他方の端部が駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）と電気的に接続されている。
【0039】
容量性部材１５は、例えば、セラミックコンデンサである。容量性部材１５は、例えば、ＰＢＴ等の樹脂の両側に電極を設けた成型品である。容量性部材１５は、電荷を蓄えるものであればよく、特に形態は限定されない。容量性部材１５の静電容量は、Ｃｎｂ１である。
容量性部材１５は、電動機５０の内部であればどこに配置されていてもよく、例えば、電動機５０の筐体と固定子１８との間に配置され、筐体の内壁に配置されている。
容量性部材１５は、電動機５０の内部であればどこに配置されていてもよく、例えば、電動機５０の筐体と固定子１８との間に配置され、筐体の内壁に配置されている。
【0040】
図２は、実施形態１の電動機５０の静電容量分布のモデル図である。
図２において、中央に位置する第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂを境にして、左側が固定子１８側の静電容量分布を表し、右側が回転子１０側の静電容量分布を表している。
駆動回路により固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍは、中性点電位Ｓ（３）とゼロ基準電位Ｎ（１２）との電位差である。
左側の固定子１８側において、第１の金属ブラケット１とゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５が設けられている。固定子巻線３と第１の金属ブラケット１との間の静電容量は、Ｃｓｂ１である。第１の軸受５ａの固定子１８側において、静電容量Ｃｓｂ１と静電容量Ｃｎｂ１とは、直列回路ＸＸ１を構成する。固定子１８側の直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１は、静電容量Ｃｓｂ１／静電容量Ｃｎｂ１である。
固定子巻線３と第２の金属ブラケット２との間の静電容量は、Ｃｓｂ２である。第２の金属ブラケット２と固定子巻線３に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間の静電容量は、Ｃｎｂ２である。静電容量Ｃｓｂ２と静電容量Ｃｎｂ２とは、直列回路ＸＸ２を構成する。固定子１８側の直列回路ＸＸ２の分圧比ＲＸ２は、静電容量Ｃｓｂ２／静電容量Ｃｎｂ２である。
図２において、中央に位置する第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂを境にして、左側が固定子１８側の静電容量分布を表し、右側が回転子１０側の静電容量分布を表している。
駆動回路により固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍは、中性点電位Ｓ（３）とゼロ基準電位Ｎ（１２）との電位差である。
左側の固定子１８側において、第１の金属ブラケット１とゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５が設けられている。固定子巻線３と第１の金属ブラケット１との間の静電容量は、Ｃｓｂ１である。第１の軸受５ａの固定子１８側において、静電容量Ｃｓｂ１と静電容量Ｃｎｂ１とは、直列回路ＸＸ１を構成する。固定子１８側の直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１は、静電容量Ｃｓｂ１／静電容量Ｃｎｂ１である。
固定子巻線３と第２の金属ブラケット２との間の静電容量は、Ｃｓｂ２である。第２の金属ブラケット２と固定子巻線３に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間の静電容量は、Ｃｎｂ２である。静電容量Ｃｓｂ２と静電容量Ｃｎｂ２とは、直列回路ＸＸ２を構成する。固定子１８側の直列回路ＸＸ２の分圧比ＲＸ２は、静電容量Ｃｓｂ２／静電容量Ｃｎｂ２である。
【0041】
固定子１８側において、直列回路ＸＸ１と直列回路ＸＸ２とは、並列回路を構成している。直列回路ＸＸ１及び直列回路ＸＸ２には、固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍが引加される。
右側の回転子側において、固定子巻線３と固定子鉄心６との間の静電容量Ｃｉと、固定子鉄心６とマグネット１１との間の静電容量Ｃｇと、固定子巻線３とマグネット１１間の静電容量Ｃｓｍと、マグネット１１の静電容量Ｃｍとは、直列及び／又は並列に回路構成され、直列並列合成回路が構成される。直列並列合成回路の静電容量は、合成静電容量Ｂ１である。
右側の回転子側において、固定子巻線３と固定子鉄心６との間の静電容量Ｃｉと、固定子鉄心６とマグネット１１との間の静電容量Ｃｇと、固定子巻線３とマグネット１１間の静電容量Ｃｓｍと、マグネット１１の静電容量Ｃｍとは、直列及び／又は並列に回路構成され、直列並列合成回路が構成される。直列並列合成回路の静電容量は、合成静電容量Ｂ１である。
【0042】
シャフト４と駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間の静電容量は、Ｃｎｓである。 第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂの回転子１０側において、合成静電容量Ｂ１と静電容量Ｃｎｓとは、直列回路ＹＹ１を構成する。回転子１０側の直列回路ＹＹ１の分圧比ＲＹ１は、合成静電容量Ｂ１／静電容量Ｃｎｓである。
直列回路ＹＹ１は、直列回路ＸＸ１及び直列回路ＸＸ２と並列回路を構成する。直列回路ＹＹ１には、固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍが引加される。
直列回路ＹＹ１は、直列回路ＸＸ１及び直列回路ＸＸ２と並列回路を構成する。直列回路ＹＹ１には、固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍが引加される。
【0043】
固定子１８側の静電容量分布と回転子１０側の静電容量分布を整合（近似、又は一致）させるためには、下記条件１及び条件２を満たすように、容量性部材１５の静電容量Ｃｎｂ１を調整する。
（条件１） 直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と直列回路ＹＹ１の分圧比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とを近似、又は一致させる。
（条件２） 直列回路ＸＸ２の分圧比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とを近似、又は一致させる。
（条件１） 直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と直列回路ＹＹ１の分圧比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とを近似、又は一致させる。
（条件２） 直列回路ＸＸ２の分圧比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とを近似、又は一致させる。
【0044】
図３は、容量性部材１５の静電容量Ｃｎｂ１の値を変えて、第１の軸受５aの軸電圧Ｖｓｈ１（以下、第１の軸電圧Ｖｓｈ１と言う）及び第２の軸受５ｂの第２の軸電圧Ｖｓｈ２（以下、第２の軸電圧Ｖｓｈ２と言う）を測定した実験結果である。
実験において、マグネット１１の静電容量Ｃｍが２１ｐＦ、回転子１０の直径が５１ｍｍ、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂには、ミネベア製６０８を使用した。この時の回転体９の静電容量は、１０ｐＦである。
第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂのグリースは、ちょう度が２３９のものを使用した。固定子巻線３の中性点電位Ｓ（３）の電源電圧を３９１Ｖとし、回転数１０００ｒ／ｍｉｎにて、回転子１０を回転させた。
実験において、マグネット１１の静電容量Ｃｍが２１ｐＦ、回転子１０の直径が５１ｍｍ、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂには、ミネベア製６０８を使用した。この時の回転体９の静電容量は、１０ｐＦである。
第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂのグリースは、ちょう度が２３９のものを使用した。固定子巻線３の中性点電位Ｓ（３）の電源電圧を３９１Ｖとし、回転数１０００ｒ／ｍｉｎにて、回転子１０を回転させた。
【0045】
図３において、横軸は、容量性部材１５の静電容量Ｃｎｂ１の値である。図３の左側の縦軸は、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２である。図３の右側の縦軸は、分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と分圧比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）の比（ＲＸ１／ＲＹ１）、及び分圧比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）の比（ＲＸ２／ＲＸ１）である。
第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２の測定は、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂの外輪を基準に内輪の電圧を測定し、外輪に対し内輪の電圧が高い場合をプラス、外輪に対し内輪の電圧が低い場合をマイナスとした。
第１の軸電圧Ｖｓｈ１のグラフは、実線の黒丸のグラフであり、第２の軸電圧Ｖｓｈ２のグラフは、実線の黒い四角のグラフである。比（ＲＸ１／ＲＹ１）のグラフは、点線の黒い四角のグラフであり、比（ＲＸ２／ＲＸ１）のグラフは、点線の黒丸のグラフである。
第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２の測定は、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂの外輪を基準に内輪の電圧を測定し、外輪に対し内輪の電圧が高い場合をプラス、外輪に対し内輪の電圧が低い場合をマイナスとした。
第１の軸電圧Ｖｓｈ１のグラフは、実線の黒丸のグラフであり、第２の軸電圧Ｖｓｈ２のグラフは、実線の黒い四角のグラフである。比（ＲＸ１／ＲＹ１）のグラフは、点線の黒い四角のグラフであり、比（ＲＸ２／ＲＸ１）のグラフは、点線の黒丸のグラフである。
【0046】
図３より、第１の軸電圧Ｖｓｈ１のグラフ（実線の黒丸のグラフ）は、図３の左下から右上に延びるグラフである。第２の軸電圧Ｖｓｈ２のグラフ（実線の黒い四角のグラフ）は、図３の左上から右下に延びるグラフである。
図３から明らかなように、静電容量Ｃｎｂ１の値が小さい場合は、第１の軸電圧Ｖｓｈ１はマイナスの小さな電圧となり、第２の軸電圧Ｖｓｈ２はプラスの大きな電圧となる。静電容量Ｃｎｂ１の値を大きくしていくと、第１の軸電圧Ｖｓｈ1は徐々に大きな値となり、第２の軸電圧Ｖｓｈ２は徐々に小さな値となることが分かる。
第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２は、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂの外輪の電圧と内輪の電圧との間の電位差である。
図３に示す様に、静電容量Ｃｎｂ１を調整することで、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２は、一般的な軸受のグリースの絶縁破壊の目安とされる±５Ｖ以下（｜５Ｖ｜以下）まで減少させることができた。この時、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂのグリース油膜の絶縁破壊の現象である軸電圧波形の波形崩れが、生じないことも確認した。
図３から明らかなように、静電容量Ｃｎｂ１の値が小さい場合は、第１の軸電圧Ｖｓｈ１はマイナスの小さな電圧となり、第２の軸電圧Ｖｓｈ２はプラスの大きな電圧となる。静電容量Ｃｎｂ１の値を大きくしていくと、第１の軸電圧Ｖｓｈ1は徐々に大きな値となり、第２の軸電圧Ｖｓｈ２は徐々に小さな値となることが分かる。
第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２は、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂの外輪の電圧と内輪の電圧との間の電位差である。
図３に示す様に、静電容量Ｃｎｂ１を調整することで、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２は、一般的な軸受のグリースの絶縁破壊の目安とされる±５Ｖ以下（｜５Ｖ｜以下）まで減少させることができた。この時、第１の軸受５ａ及び第２の軸受５ｂのグリース油膜の絶縁破壊の現象である軸電圧波形の波形崩れが、生じないことも確認した。
【0047】
図３において、例えば、回転体９の静電容量が１０ｐＦの時、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２が｜５Ｖ｜以下を満たす容量性部材１５の静電容量Ｃｎｂ１の範囲は、１０．０ｐＦ以上１６．３ｐＦ以下である。
この時、図３の比（ＲＸ１／ＲＹ１）のグラフより、比（ＲＸ１／ＲＹ１）の範囲は、０．６以上１．０以下である。つまり、静電容量Ｃｎｂ１を調整して、比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とを近似、又は一致させることができる。図３の比（ＲＸ２／ＲＸ１）のグラフより、比（ＲＸ２／ＲＸ１）の範囲は、０．７５以上１．２５以下である。つまり、静電容量Ｃｎｂ１を調整して、比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とを近似、又は一致させることができる。
尚、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２が｜５Ｖ｜以下を満たす容量性部材１５の静電容量Ｃｎｂ１の範囲は、回転体９の静電容量によって変化する。
この時、図３の比（ＲＸ１／ＲＹ１）のグラフより、比（ＲＸ１／ＲＹ１）の範囲は、０．６以上１．０以下である。つまり、静電容量Ｃｎｂ１を調整して、比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とを近似、又は一致させることができる。図３の比（ＲＸ２／ＲＸ１）のグラフより、比（ＲＸ２／ＲＸ１）の範囲は、０．７５以上１．２５以下である。つまり、静電容量Ｃｎｂ１を調整して、比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とを近似、又は一致させることができる。
尚、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２が｜５Ｖ｜以下を満たす容量性部材１５の静電容量Ｃｎｂ１の範囲は、回転体９の静電容量によって変化する。
【0048】
上記のメカニズムについて、図２を用いて詳細に説明する。
図２に示すように、本開示は、第１の金属ブラケット１と駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に静電容量Ｃｎｂ１を有する容量性部材１５が設けられている。
直列回路ＸＸ１、直列回路ＸＸ２及び直列回路ＹＹ１は、並列回路を構成し、固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍが引加される。
図３に示すように、静電容量Ｃｎｂ１を増加させていくと、点線の黒い四角のグラフである比（ＲＸ１／ＲＹ１）が、左上から右下に変化する。そして、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２の電圧が｜５Ｖ｜の範囲に入る比（ＲＸ１／ＲＹ１）の領域は、０．６以上１．０以下であることが分かる。よって、静電容量Ｃｎｂ１を調整して、分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と分圧比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とについて整合させることができる。
図３に示すように、静電容量Ｃｎｂ１を増加させていくと、点線の黒丸のグラフである比（ＲＸ２／ＲＸ１）が、左下から右上に変化する。そして、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２の電圧が｜５Ｖ｜の範囲に入る比（ＲＸ２／ＲＸ１）の領域は、０．７５以上１．２５以下であることが分かる。よって、静電容量Ｃｎｂ１を調整して、分圧比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）とについて整合させることができる。
図２に示すように、本開示は、第１の金属ブラケット１と駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に静電容量Ｃｎｂ１を有する容量性部材１５が設けられている。
直列回路ＸＸ１、直列回路ＸＸ２及び直列回路ＹＹ１は、並列回路を構成し、固定子巻線３に印加される電圧Ｖｃｏｍが引加される。
図３に示すように、静電容量Ｃｎｂ１を増加させていくと、点線の黒い四角のグラフである比（ＲＸ１／ＲＹ１）が、左上から右下に変化する。そして、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２の電圧が｜５Ｖ｜の範囲に入る比（ＲＸ１／ＲＹ１）の領域は、０．６以上１．０以下であることが分かる。よって、静電容量Ｃｎｂ１を調整して、分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と分圧比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とについて整合させることができる。
図３に示すように、静電容量Ｃｎｂ１を増加させていくと、点線の黒丸のグラフである比（ＲＸ２／ＲＸ１）が、左下から右上に変化する。そして、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２の電圧が｜５Ｖ｜の範囲に入る比（ＲＸ２／ＲＸ１）の領域は、０．７５以上１．２５以下であることが分かる。よって、静電容量Ｃｎｂ１を調整して、分圧比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）とについて整合させることができる。
【0049】
以上まとめると、容量性部材１５の静電容量Ｃｎｂ１を調整して、下記の条件１及び条件２を満たすことで、固定子１８側の静電容量分布と回転子１０側の静電容量分布を整合（近似、又は一致）させることができる。その結果、第１の軸電圧Ｖｓｈ１及び第２の軸電圧Ｖｓｈ２が低減され、電食を抑制する効果が得られる。
（条件１） 直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と直列回路ＹＹ１の分圧比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とを近似、又は一致させる。
（条件２） 直列回路ＸＸ２の分圧比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とを近似、又は一致させる。
（条件１） 直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と直列回路ＹＹ１の分圧比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とを近似、又は一致させる。
（条件２） 直列回路ＸＸ２の分圧比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と直列回路ＸＸ１の分圧比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とを近似、又は一致させる。
【0050】
実施形態１に係る電動機５０は、電動機５０の内部の空いた箇所に、容量性部材１５を容易に取り付けることができるので、製造性に優れている。
又、実施形態１に係る電動機５０は、容量性部材１５がコンパクトであるため、電動機５０の外径寸法、形状が大きくなることもない。
（変形例）
図４は、変形例を示す電動機５０の断面の概略構成図である。
図１と異なる点は、図４に示すように、第１の金属ブラケット１と固定子巻線３との間に、プリント基板１２を配置した点である。そして、第２の金属ブラケット２と、固定子巻線３に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に、静電容量Ｃｎｂ２の容量性部材１５を配置した点である。
図４の電動機５０の静電容量分布のモデル図は、図２の静電容量Ｃｎｂ２を静電容量Ｃｎｂ２の容量性部材１５に置き換えたものとなる。又、図２の静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５は、単なる静電容量Ｃｎｂ１となる。
（実施形態２）
本開示にかかる電気機器の例として、エアコン室内機の構成を実施形態２として、詳細に説明する。本開示にかかる電気機器は、必ずしもこれらの一例に限定されるものではない。
又、実施形態１に係る電動機５０は、容量性部材１５がコンパクトであるため、電動機５０の外径寸法、形状が大きくなることもない。
（変形例）
図４は、変形例を示す電動機５０の断面の概略構成図である。
図１と異なる点は、図４に示すように、第１の金属ブラケット１と固定子巻線３との間に、プリント基板１２を配置した点である。そして、第２の金属ブラケット２と、固定子巻線３に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）との間に、静電容量Ｃｎｂ２の容量性部材１５を配置した点である。
図４の電動機５０の静電容量分布のモデル図は、図２の静電容量Ｃｎｂ２を静電容量Ｃｎｂ２の容量性部材１５に置き換えたものとなる。又、図２の静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材１５は、単なる静電容量Ｃｎｂ１となる。
（実施形態２）
本開示にかかる電気機器の例として、エアコン室内機の構成を実施形態２として、詳細に説明する。本開示にかかる電気機器は、必ずしもこれらの一例に限定されるものではない。
【0051】
図５において、エアコン室内機１１０の筐体１１１内には、ブラシレスモータ１０１が備えられている。そのブラシレスモータ１０１の回転軸には、送風ファンであるクロスフローファン１１２が取り付けられている。ブラシレスモータ１０１は、モータ駆動装置１１３によって駆動される。モータ駆動装置１１３からの通電により、ブラシレスモータ１０１が回転し、それに伴いクロスフローファン１１２が回転する。そのクロスフローファン１１２の回転により、室内機用熱交換器（図示せず）によって、空気調和された空気を室内に送風する。ブラシレスモータ１０１に、上記した実施形態１の電動機５０が適用できる。
【0052】
本開示の電気機器は、ブラシレスモータと、そのブラシレスモータが搭載された筐体とを備え、ブラシレスモータとして、上記した実施形態１の電動機５０を採用したものである。
（実施形態３）
本開示にかかる電気機器の例として、エアコン室外機の構成を実施形態３として、詳細に説明する。
（実施形態３）
本開示にかかる電気機器の例として、エアコン室外機の構成を実施形態３として、詳細に説明する。
【0053】
図６において、エアコン室外機２０１は、筐体２１１の内部にブラシレスモータ２０８を備えている。そのブラシレスモータ２０８は、回転軸に送風ファン２１２を取り付けている。
【0054】
エアコン室外機２０１は、筐体２１１の底板２０２に立設した仕切り板２０４により、圧縮機室２０６と熱交換器室２０９とに区画されている。圧縮機室２０６には、圧縮機２０５が設けられている。熱交換器室２０９には、熱交換器２０７及び送風ファンモータが配設されている。仕切り板２０４の上部には電装品箱２１０が設けられている。
【0055】
その送風用ファンモータは、電装品箱２１０内に収容されたモータ駆動装置により、駆動されるブラシレスモータ２０８の回転に伴い、送風ファン２１２が回転し、熱交換器２０７を通して熱交換器室２０９に送風する。ブラシレスモータ２０８に、上記した実施形態１の電動機５０が適用できる。
【0056】
本開示の電気機器は、ブラシレスモータと、そのブラシレスモータが搭載された筐体とを備え、ブラシレスモータとして、上記した実施形態１の電動機５０を採用したものである。
（実施形態４）
本開示にかかる電気機器の例として、給湯器の構成を実施形態４として、詳細に説明する。
（実施形態４）
本開示にかかる電気機器の例として、給湯器の構成を実施形態４として、詳細に説明する。
【0057】
図７において、給湯器３３０の筐体３３１内には、ブラシレスモータ３３３を備えている。そのブラシレスモータ３３３の回転軸には、送風ファン３３２が取り付けられている。
【0058】
ブラシレスモータ３３３は、モータ駆動装置３３４によって駆動される。モータ駆動装置３３４からの通電により、ブラシレスモータ３３３が回転し、それに伴い送風ファン３３２が、回転する。その送風ファン３３２の回転により、燃料気化室（図示せず）に対して燃焼に必要な空気を送風する。ブラシレスモータ３３３に、上記した実施形態１の電動機５０が適用できる。
【0059】
本開示の電気機器は、ブラシレスモータと、そのブラシレスモータが搭載された筐体とを備え、ブラシレスモータとして、上記した実施形態１の電動機５０を採用したものである。
【0060】
尚、実施形態１の図１において、容量性部材１５を電動機５０の内部に配置したが、図８に示すように、容量性部材１５は、電動機５０の外部に配置してもよい。容量性部材１５は、電動機５０の外部であればどこに配置されていてもよく、例えば、電動機５０の筐体の外壁に配置されている。又、容量性部材１５は、例えば、電動機５０から離れた位置に設けられてもよい。
図８において、左側の導通部材１３は、プリント基板１２に備えられた駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）と容量性部材１５とを電気的に接続するものである。左側の導通部材１３は、電動機５０の筐体の設けられた開口部（図示せず）を通って、電動機５０の内部から電動機５０の外部に至る。右側の導通部材１３は、容量性部材１５と第１の金属ブラケット１とを電気的に接続するもので、電動機５０の筐体の外部に配置される。
このことにより、さらに電動機５０をコンパクトにできる。図８の態様は、実施形態１に限られることなく、実施形態２～４にも適用可能である。
尚、実施形態１の図１において、駆動回路を備えたプリント基板１２を電動機５０の内部に設けたが、駆動回路を備えたプリント基板１２を電動機５０の外部に設けてもよい。その場合、電動機５０をコンパクトにできる。
尚、実施形態２～４に、電動機５０が回転するものとして、送風ファンを使用したが、電動機５０で回転されるものであればよく、特に限定されない。
尚、実施形態１～４に係る発明は、矛盾が生じない限り、置き換えたり、組合せたりすることができる。
図８において、左側の導通部材１３は、プリント基板１２に備えられた駆動回路のゼロ基準電位Ｎ（１２）と容量性部材１５とを電気的に接続するものである。左側の導通部材１３は、電動機５０の筐体の設けられた開口部（図示せず）を通って、電動機５０の内部から電動機５０の外部に至る。右側の導通部材１３は、容量性部材１５と第１の金属ブラケット１とを電気的に接続するもので、電動機５０の筐体の外部に配置される。
このことにより、さらに電動機５０をコンパクトにできる。図８の態様は、実施形態１に限られることなく、実施形態２～４にも適用可能である。
尚、実施形態１の図１において、駆動回路を備えたプリント基板１２を電動機５０の内部に設けたが、駆動回路を備えたプリント基板１２を電動機５０の外部に設けてもよい。その場合、電動機５０をコンパクトにできる。
尚、実施形態２～４に、電動機５０が回転するものとして、送風ファンを使用したが、電動機５０で回転されるものであればよく、特に限定されない。
尚、実施形態１～４に係る発明は、矛盾が生じない限り、置き換えたり、組合せたりすることができる。
【0061】
以上のように、本開示は、以下の項目に記載の電動機及びその電動機を備えた電気機器を含む。
【0062】
〔項目１〕
固定子巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、
前記固定子に対向して周方向に複数のマグネットを保持する、又は、中央からスポーク状に複数のマグネットを保持する回転体と、
前記回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、
前記回転体を支持する第１の軸受及び第２の軸受と、
前記第１の軸受を固定する第１の金属ブラケットと、前記第２の軸受を固定する第２の金属ブラケットとを備えた電動機であって、
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか一方のブラケットと、前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材を設け、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記一方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ１と定義し、
前記固定子巻線と前記固定子鉄心との間の静電容量Ｃｉと、前記固定子鉄心と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｇと、前記固定子巻線と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｓｍと、前記マグネットの静電容量Ｃｍを含む回転子側の静電容量を合成静電容量Ｂ１と定義し、
前記駆動回路のゼロ基準電位と前記シャフト間との間の静電容量をＣｎｓと定義し、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか他方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ２と定義し、
前記他方のブラケットと前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間の静電容量をＣｎｂ２と定義する時、
前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と、前記合成静電容量Ｂ１と前記静電容量Ｃｎｓの比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とが近似し、又は一致し、
前記静電容量Ｃｓｂ２と前記静電容量Ｃｎｂ２の比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と、前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とが近似し、又は一致している電動機。
固定子巻線を巻装した固定子鉄心を含む固定子と、
前記固定子に対向して周方向に複数のマグネットを保持する、又は、中央からスポーク状に複数のマグネットを保持する回転体と、
前記回転体と、前記回転体の中央を貫通するように前記回転体を締結したシャフトとを含む回転子と、
前記回転体を支持する第１の軸受及び第２の軸受と、
前記第１の軸受を固定する第１の金属ブラケットと、前記第２の軸受を固定する第２の金属ブラケットとを備えた電動機であって、
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか一方のブラケットと、前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間に静電容量Ｃｎｂ１の容量性部材を設け、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記一方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ１と定義し、
前記固定子巻線と前記固定子鉄心との間の静電容量Ｃｉと、前記固定子鉄心と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｇと、前記固定子巻線と前記マグネットとの間の静電容量Ｃｓｍと、前記マグネットの静電容量Ｃｍを含む回転子側の静電容量を合成静電容量Ｂ１と定義し、
前記駆動回路のゼロ基準電位と前記シャフト間との間の静電容量をＣｎｓと定義し、
前記固定子側の前記固定子巻線と、前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットのいずれか他方のブラケットとの間の静電容量をＣｓｂ２と定義し、
前記他方のブラケットと前記固定子巻線に電圧を加える駆動回路のゼロ基準電位との間の静電容量をＣｎｂ２と定義する時、
前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）と、前記合成静電容量Ｂ１と前記静電容量Ｃｎｓの比ＲＹ１（Ｂ１／Ｃｎｓ）とが近似し、又は一致し、
前記静電容量Ｃｓｂ２と前記静電容量Ｃｎｂ２の比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と、前記静電容量Ｃｓｂ１と前記静電容量Ｃｎｂ１の比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）とが近似し、又は一致している電動機。
【0063】
〔項目２〕
前記一方のブラケットが前記第１の金属ブラケットであり、前記他方のブラケットが前記第２の金属ブラケットである項目１に記載の電動機。
前記一方のブラケットが前記第１の金属ブラケットであり、前記他方のブラケットが前記第２の金属ブラケットである項目１に記載の電動機。
【0064】
〔項目３〕
前記比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と前記比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）の比（ＲＸ２／ＲＸ１）の値が、０．７５以上１．２５以下である項目１又は２に記載の電動機。
前記比ＲＸ２（Ｃｓｂ２／Ｃｎｂ２）と前記比ＲＸ１（Ｃｓｂ１／Ｃｎｂ１）の比（ＲＸ２／ＲＸ１）の値が、０．７５以上１．２５以下である項目１又は２に記載の電動機。
【0065】
〔項目４〕
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットは、絶縁樹脂又は空間により、前記固定子鉄心と絶縁されている項目１乃至３のいずれかに記載の電動機。
前記第１の金属ブラケット及び前記第２の金属ブラケットは、絶縁樹脂又は空間により、前記固定子鉄心と絶縁されている項目１乃至３のいずれかに記載の電動機。
【0066】
〔項目５〕
前記容量性部材が、前記電動機の内部に設けられた項目１乃至４のいずれかに記載の電動機。
前記容量性部材が、前記電動機の内部に設けられた項目１乃至４のいずれかに記載の電動機。
【0067】
〔項目６〕
前記容量性部材が、前記電動機の外部に設けられた項目１乃至４のいずれかに記載の電動機。
前記容量性部材が、前記電動機の外部に設けられた項目１乃至４のいずれかに記載の電動機。
【0068】
〔項目７〕
前記駆動回路を備えたプリント基板が、前記電動機の内部に設けられた項目１乃至６のいずれかに記載の電動機。
前記駆動回路を備えたプリント基板が、前記電動機の内部に設けられた項目１乃至６のいずれかに記載の電動機。
【0069】
〔項目８〕
前記駆動回路を備えたプリント基板が、前記電動機の外部に設けられた項目１乃至６のいずれかに記載の電動機。
前記駆動回路を備えたプリント基板が、前記電動機の外部に設けられた項目１乃至６のいずれかに記載の電動機。
【0070】
〔項目９〕
項目１乃至８のいずかに記載の電動機と前記電動機により駆動される送風ファンとを搭載した電気機器。
項目１乃至８のいずかに記載の電動機と前記電動機により駆動される送風ファンとを搭載した電気機器。
【符号の説明】
【0071】
１ 第１の金属ブラケット
２ 第２の金属ブラケット
３ 固定子巻線
４ シャフト
５ａ 第１の軸受
５ｂ 第２の軸受
６ 固定子鉄心
７ 樹脂
８ 回転子鉄心
９ 回転体
１０ 回転子
１１ マグネット
１２ プリント基板
１３ 導通部材
１４ インピーダンス調整部材
１５ 容量性部材
１８ 固定子
２０ 誘電体層
５０ 電動機
２ 第２の金属ブラケット
３ 固定子巻線
４ シャフト
５ａ 第１の軸受
５ｂ 第２の軸受
６ 固定子鉄心
７ 樹脂
８ 回転子鉄心
９ 回転体
１０ 回転子
１１ マグネット
１２ プリント基板
１３ 導通部材
１４ インピーダンス調整部材
１５ 容量性部材
１８ 固定子
２０ 誘電体層
５０ 電動機
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】