室内机、具备该室内机的空调机及室内机的组装方法与流程

本发明涉及一种室内机、具备该室内机的空调机及室内机的组装方法。

背景技术：

例如，为了实现高效率化，关于空调机用的风扇马达，以pwm(pulsewidthmodulation：脉冲宽度调制)方式逆变驱动dc无刷马达已成为主流，线圈的中性点电位根据开关状态而发生变动，由此旋转轴的轴承的外圈与内圈之间产生电位差(以下，称为“轴电压”)。轴电压包含由开关控制引起的高频分量，当轴电压达到轴承内部的油膜的绝缘击穿电压时，微小电流流入轴承内部，轴承内部产生电腐蚀。当电腐蚀进行时，可能在轴承内圈、轴承外圈或轴承内圈与轴承外圈之间所设置的轴承滚珠产生波状磨损现象而导致发出异常声音的情况，而该情况成为风扇马达中的缺陷因素之一。

作为用于防止这种电腐蚀的方法，已知有将轴承内圈与轴承外圈设为导通状态、或将轴承内圈与轴承外圈设为绝缘状态、或降低轴电压的方法。

在下述专利文献1中，公开了如下技术：通过阻抗元件将具有电动机所具有的导电性的结构部件与输出轴侧的轴承的外圈、输出轴相反侧的轴承的外圈或外圈导通部之间进行电连接，并控制轴电压。

在下述专利文献2中，公开了如下技术：一对电动机支承框体通过一对防振橡胶及一对托架使一对滚动轴承电短路，从而控制轴承内的放电。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-56970号公报

专利文献2：日本专利第5538259号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

然而，作为将上述轴承内圈和轴承外圈设为导通状态的方法有在旋转轴上设置刷子等方法，但刷子的磨损粉末或其空间、寿命成为问题。并且，可考虑使定子及轴承托架短路，然后连接到地面，从而抑制轴电压，但这在使用金属框体的大容量马达中为主流方法，在家庭等中所使用的小容量马达中，未接地的树脂模具框体为主流，因此存在维修需要费用之类的问题。并且，作为将内外圈设为绝缘状态的方法，也能够在内外圈内部使用陶瓷滚珠规格的轴承，但存在成本大幅增加的问题。

并且，为了降低轴电压，可以想到使两侧的轴承短路或使用绝缘转子。然而，这种方法或上述专利文献1、上述专利文献2的方法为使定子与转子的阻抗平衡来调整电容的方法，因此存在如下问题：将风扇马达搭载于室内机单元主体时，单元主体或风扇马达固定托架、地面之间产生电容，在风扇马达单体的状态下调整的电容的平衡被破坏而轴电压发生变动，轴电压变高而导致轴承内产生电腐蚀。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在将风扇马达固定于室内机单元的状态下，也降低成本，并尽可能地抑制轴承电压，从而降低电腐蚀的产生的室内机、具备该室内机的空调机及室内机的组装方法。

用于解决技术课题的手段

本发明的第1方式为一种室内机，其具有驱动风扇的马达，其中，所述马达具有轴承及覆盖所述轴承的轴承托架，所述轴承具有支承旋转体的旋转轴的轴承内圈、形成于该轴承内圈的外周的轴承外圈及所述轴承内圈与所述轴承外圈之间的滚动体而配置，并能够旋转地支承所述旋转轴，所述室内机具备：第1固定托架，用于将所述马达固定于该室内机的框体且设置于该室内机；第2固定托架，用于将所述马达固定于所述第1固定托架；及片状绝缘体，分别配置于所述轴承托架与所述第1固定托架之间及所述轴承托架与所述第2固定托架之间。

根据本发明的第1方式，轴承被轴承托架覆盖的马达隔着片状绝缘体通过设置于室内机的第1固定托架及用于将马达固定于第1固定托架的第2固定托架被固定，所述轴承具有支承旋转体的旋转轴的轴承内圈、轴承内圈的外周的轴承外圈及在轴承内圈与轴承外圈之间的滚动体而配置。由于隔着绝缘体，因此即使连接固定托架，也可抑制轴承托架部分的寄生电容(c成分)的增加，轴承托架-负直流线(n)之间的阻抗不会降低。由此，即使旋转体的旋转轴旋转，也能够抑制轴承外侧的电位的降低，从而能够抑制轴承内圈与轴承外圈(即，电容的两端)之间的轴电压的上升，因此能够减少马达的电腐蚀的产生。另外，片状绝缘体例如为介电常数较小的部件即具有绝缘性的树脂、橡胶或纸材等。

上述室内机可具备设置于所述轴承托架与所述第1固定托架之间及所述轴承托架与所述第2固定托架之间且介电常数为4以下的橡胶材料。

由此，能够在不损害马达的防振特性的状态下降低轴承托架与基准电位之间的电容，并能够进一步抑制轴电压。

本发明的第2方式为一种室内机，其具有驱动风扇的马达，其中，所述马达具有轴承及覆盖所述轴承的轴承托架，所述轴承具有支承旋转体的旋转轴的轴承内圈、形成于该轴承内圈的外周的轴承外圈及所述轴承内圈与所述轴承外圈之间的滚动体而配置，并能够旋转地支承所述旋转轴，所述室内机具备：第1固定托架，用于将所述马达固定于该室内机的框体且设置于该室内机；第2固定托架，用于将所述马达固定于所述第1固定托架；及橡胶材料，设置于所述轴承托架与所述第1固定托架之间及所述轴承托架与所述第2固定托架之间且介电常数为4以下。

根据本发明的第2方式，轴承被轴承托架覆盖的马达通过设置于室内机的第1固定托架及用于将马达固定于第1固定托架的第2固定托架被固定，并通过在轴承托架与第1固定托架之间及轴承托架与第2固定托架之间配置介电常数为4以下的橡胶材料来进行防振，所述轴承具有支承旋转体的旋转轴的轴承内圈、轴承内圈的外周的轴承外圈及在轴承内圈与轴承外圈之间的滚动体而配置。即使连接固定托架，由于隔着有介电常数小的橡胶，也可抑制轴承托架部分的寄生电容(c成分)的增加，轴承托架-负直流线(n)之间的阻抗也不会降低。

由此，即使旋转体的旋转轴旋转，也可抑制轴承外侧的电位的降低，并能够抑制轴承内圈与轴承外圈(即，电容的两端)之间的轴电压的上升，因此能够减少马达的电腐蚀的产生。

本发明的第3方式为一种空调机，其具备上述任一项中记载的室内机及与所述室内机连接的室外机。

本发明的第4方式为一种室内机的组装方法，所述室内机具有驱动风扇的马达，所述马达具有轴承及覆盖所述轴承的轴承托架，所述轴承具有支承旋转体的旋转轴的轴承内圈、形成于该轴承内圈的外周的轴承外圈及所述轴承内圈与所述轴承外圈之间的滚动体而配置，并能够旋转地支承所述旋转轴，所述组装方法具有如下工序：通过设置于所述室内机的第1固定托架而将所述马达固定于该室内机的框体的工序；分别在所述轴承托架与所述第1固定托架之间及所述轴承托架与第2固定托架之间配置片状绝缘体的工序；及通过所述第2固定托架而将所述马达固定于所述第1固定托架的工序。

本发明的第5方式为一种室内机的组装方法，所述室内机具有驱动风扇的马达，所述马达具有轴承及覆盖所述轴承的轴承托架，所述轴承具有支承旋转体的旋转轴的轴承内圈、形成于该轴承内圈的外周的轴承外圈及所述轴承内圈与所述轴承外圈之间的滚动体而配置，并能够旋转地支承所述旋转轴，所述组装方法具有如下工序：通过设置于所述室内机的第1固定托架而将所述马达固定于该室内机的框体的工序；分别在所述轴承托架与所述第1固定托架之间及所述轴承托架与第2固定托架之间配置介电常数为4以下的橡胶材料的工序；及通过所述第2固定托架而将所述马达固定于所述第1固定托架的工序。

发明效果

本发明起到如下效果：即使在将风扇马达固定于室内机单元的状态下，也降低成本，并尽可能地抑制轴承电压，从而能够降低电腐蚀的产生。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的空调机的概略结构图。

图2中，图2(a)是从室内机的正下方观察的主视图，图2(b)是拆卸了图2(a)的吸入侧的装饰板的主视图。

图3中，图3(a)是室内机的立体图，图3(b)是拆卸了图3(a)的装饰板的立体图。

图4是图3(b)所示的a区域的分解立体图。

图5表示本发明所涉及的空调机的风扇马达的纵剖视图。

图6是示意地表示在图5的马达的内部产生的电容的图。

图7中，图7(a)表示将本发明所涉及的风扇马达组装于室内机时的室内机单元/风扇马达等效电路，图7(b)表示风扇马达周边的示意图。

图8是本发明的第2实施方式所涉及的空调机的风扇马达周边区域的分解立体图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明所涉及的室内机、具备该室内机的空调机及室内机的组装方法的实施方式进行说明。

〔第1实施方式〕

参考图1至图7对本发明所涉及的第1实施方式进行说明。

图1中示出本发明的实施方式所涉及的空调机100的概略结构图。空调机100具备室外机10及室内机20，室外机10与室内机20经由制冷剂配管11连接。另外，图1所示的室内机20为一个，但这仅是一例，与室外机10连接的室内机20的台数可以是2台以上。

图2(a)示出室内机20安装于顶棚时从正下方仰视室内机20时的室内机20。图2(b)示出拆卸了安装于图2(a)的空气吸入口侧的装饰板21的状态。

如图2(b)所示，室内机20在相当于装饰板21的吸入口22的位置具备风扇24及驱动风扇24的风扇马达(马达)23。

图3(a)示出以吸入口22成为上面的方式(即，安装于顶棚的面成为底面的方式)放置的室内机20的立体图。图3(b)示出拆卸了图3(a)的装饰板21的状态。

图4是将图3(b)所示的风扇马达周边的a区域放大并分解而示出的立体图。

如图4所示，a区域设置有风扇马达23、第1固定托架40、第2固定托架41。

第1固定托架40设置于室内机20侧，且为用于将风扇马达23固定于室内机20的框体的基础(base)部件。

第2固定托架41为用于固定配置于第1固定托架40上的风扇马达23的按压部件。

轴承托架33上，在与第1固定托架40及第2固定托架41接触的面配置橡胶绝缘材料50，而成为风扇马达23的防振件。橡胶绝缘材料50例如为cr(氯丁橡胶)。

将风扇马达23固定于室内机20的框体时，在轴承托架33与第1固定托架40之间及轴承托架33与第2固定托架41之间分别配置片状绝缘体42a、42b。具体而言，在第1固定托架40中与轴承托架33接触的面(图4中箭头表示的位置)及第2固定托架41中与轴承托架33接触的面(图4中箭头表示的位置)分别插入片状绝缘体42a、42b。片状绝缘体42a、42b例如为介电常数较小的部件即具有绝缘性的树脂、橡胶或纸材料等。

图5至图7中例示出单轴的风扇马达23。风扇马达23无论是单轴还是双轴，情况都一样。

图5示出单轴的风扇马达23的纵剖视图。本实施方式的风扇马达23举例说明dc无刷马达。

风扇马达23具备卷绕有线圈38的定子37及沿与定子37的外周面对置的内周面安装有磁铁36的转子35。风扇马达23通过根据的开关状态而产生的旋转磁场来使转子35旋转，所述开关状态基于功率晶体管等开关元件的pwm控制。

并且，风扇马达23具有轴承34及覆盖轴承34的轴承托架33，所述轴承34具有支承旋转体32的轴(旋转轴)31的轴承内圈34a、形成于轴承内圈34a的外周的轴承外圈34b及轴承内圈34a与轴承外圈34b之间的滚珠(滚动体)39而配置，并能够旋转地支承轴31。在本实施方式中，将滚动体例示为滚珠(球)，但并不限定于此。

图6示意地图示马达内部的电容量。

图6的cs表示线圈-定子之间的寄生电容，cm表示线圈-磁铁之间的寄生电容，cg表示定子-转子之间的寄生电容，cmg表示磁铁寄生电容，cd表示绝缘转子寄生电容，csn表示轴-n之间的寄生电容，cb1、cb2表示轴承寄生电容，csb表示线圈-托架之间的寄生电容，cn表示托架-n之间的寄生电容。并且，符号60为逆变器电路基板。

图7(a)示出将风扇马达23固定并组装于室内机20时的等效电路。关于图7(a)所示的各符号，与图6相同的符号省略说明。vcom表示共模电压(风扇马达内)，cbe表示托架-地面之间的电容，cse表示轴-地面之间的电容，cne表示n-地面之间的电容(y电容器)，cpe表示p-地面之间的电容(y电容器)，cpn表示p-n之间的电容(平滑电容器)。p表示正直流线，n表示负直流线。

图7(b)为风扇马达周边的示意图，且为用于说明相当于图7(a)的部位的图。符号cne、cpe、cpn分别为设置于室内机20的室内控制器(省略图示)的室内基板上产成的电容。

如图7(a)所示，在室内机20单元搭载了风扇马达23时，推断为电容cne、cbe与轴承托架-n之间的电容cn并列相连，因此轴承托架-n之间的阻抗降低，与轴承的分压相应地轴电压vsh有所增加。

因此，在本实施方式中，当轴承托架33固定于室内机20时，在轴承托架33与固定风扇马达23的部分(即，第1固定托架40及第2固定托架41)之间设置绝缘体42a、42b，从而降低轴承托架-框体地面之间的电容cbe。具体而言，将绝缘体42a、42b配置于上述部位时，在图7(a)上，相当于在电容cbe与接地之间的x的位置配置绝缘体42a、42b。

以下对本实施方式所涉及的室内机20的组装方法进行说明。

在室内机20的框体的规定位置配置并固定第1固定托架40，从而确定风扇马达23的配置位置。在轴承托架33与第1固定托架40之间配置片状绝缘体(例如纸材)42a，在配置有绝缘体42a的第1固定托架40上配置风扇马达23，从而将风扇马达23固定于该室内机20的框体的规定位置。然后，在轴承托架33与第2固定托架41之间配置片状绝缘体(例如纸材)42b，通过第2固定托架41按压风扇马达23的轴承托架33，并将风扇马达23固定于第1固定托架40。

当不使用本实施方式的片状绝缘体42a、42b时，使转子35旋转，则风扇马达23的内部或固定风扇马达23的部分(例如，第1固定托架、第2固定托架等)存在较多的寄生电容(c成分)。风扇马达23的线圈中性点的电压通过基于pwm的高频(例如为约20[khz])的开关而发生变动，并产生共模电压vcom，从而出现如图5的箭头所示那样的轴电流的路径。

并且，当不使用本实施方式的片状绝缘体42a、42b时，作为共模电压的分压，轴承内圈34a与轴承外圈34b之间的电压即轴电压vsh增大。若轴电压vsh达到将轴承内部(轴承34与滚珠39之间)的润滑油膜绝缘击穿的绝缘击穿电压，则放电电路流入轴承内部，轴承34上产生电腐蚀痕迹。若经长期产生放电现象，则电腐蚀痕迹增大，以至于对异常噪声不满。

因此，在本实施方式中，在轴承托架33与固定风扇马达23的部分(即，第1固定托架40及第2固定托架41)之间分别设置绝缘体42a、42b。这样，当轴承托架33固定于室内机20单元的框体上时，通过降低轴承托架33-框体接地之间的电容cbe来防止轴电压vsh的增大，从而抑制电腐蚀的产生。

如以上说明，根据本实施方式所涉及的室内机20、具备该室内机的空调机100及室内机20的组装方法，具有支承旋转体的轴31的轴承内圈34a、轴承外圈34b及滚珠39而配置的轴承34被轴承托架33覆盖的风扇马达23通过设置于室内机20的第1固定托架40和第2固定托架41隔着片状绝缘体42a、42b而被固定。

如此配置片状绝缘体42a、42b，因此在室内机20内组装了风扇马达23时轴电压vsh不会增大，即使旋转体32的轴31旋转，轴承托架33-直流n线之间的电容也不会增加(阻抗不会降低)，因此能够抑制轴承内圈34a与轴承外圈34b的两端的轴电压vsh增大。由此，接近马达单体状态的特性，并能够抑制通过在室内机20单元固定(搭载)风扇马达23而增大的轴电压vsh，从而能够降低电腐蚀的产生。

并且，能够通过插入片状绝缘体42a、42b的这样的简单的工序来抑制轴电压vsh。

〔第2实施方式〕

接着，利用图8对本发明的第2实施方式进行说明。在第1实施方式中配置了片状绝缘体，但取而代之，在本实施方式中使用介电常数为4以下的设置于轴承托架上的橡胶绝缘材料。以下，在本实施方式中，省略关于与第1实施方式相同点的说明，主要对不同点进行说明。

设置于轴承托架上的橡胶绝缘材料在第1实施方式中使用了cr(氯丁橡胶：介电常数7.5)，但在本实施方式中改变该材质。

如图8所示，在本实施方式中，轴承托架33与第1固定托架40之间及轴承托架33与第2固定托架41之间具备介电常数为4以下的橡胶绝缘材料(橡胶材料)50’。

具体而言，在轴承托架33中与第1固定托架40接触的面及轴承托架33中与第2固定托架41接触的面配置介电常数为4以下的橡胶绝缘材料50’。

另外，使用介电常数具体为3.5以下的橡胶绝缘材料。介电常数为3.5以下的橡胶绝缘材料例如为epdm(乙烯/丙烯/二烯橡胶：介电常数3.1～3.4)。

并且，室内机单元/风扇马达的等效电路与第1实施方式中说明的图7(a)相同，使用介电常数为4以下的橡胶绝缘材料的情况相当于在图7(a)的室内机单元/风扇马达等效电路中改变电容cbe的大小。

这样，通过橡胶绝缘材料的原材料采用介电常数为4以下的材料，不会使风扇马达的防振特性等劣化，就能够抑制轴电流，并降低马达电腐蚀的产生。并且，与如第1实施方式那样配置片状绝缘体的情况相比，能够轻松地应对批量生产。

另外，本发明不限定于上述实施方式，能够在本发明的范围内适当地进行变更。例如，也可以设为将第1实施方式与第2实施方式组合而将风扇马达固定于室内机的结构，此时，能够进一步抑制轴电压，因此能够进一步可靠地降低马达的电腐蚀的产生。

符号说明

10-室外机，20-室内机，23-马达，31-旋转轴，32-旋转体，33-轴承托架，34a-轴承内圈，34b-轴承外圈，34-轴承，39-滚珠(滚动体)，40-第1固定托架，41-第2固定托架，42a、42b-片状绝缘体，50,50’-橡胶绝缘材料(橡胶材料)，100-空调机。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(补正后)一种室内机，其具有驱动风扇的马达，其中，

所述马达具有轴承及覆盖所述轴承且具备橡胶绝缘材料的轴承托架，所述轴承具有支承旋转体的旋转轴的轴承内圈、形成于该轴承内圈的外周的轴承外圈及所述轴承内圈与所述轴承外圈之间的滚动体而配置，并能够旋转地支承所述旋转轴，

所述室内机具备：

第1固定托架，用于将所述马达固定于该室内机的框体且设置于该室内机；

第2固定托架，用于将所述马达固定于所述第1固定托架；及

片状绝缘体，分别配置于所述轴承托架上所设置的所述橡胶绝缘材料与所述第1固定托架之间及所述轴承托架上所设置的所述橡胶绝缘材料与所述第2固定托架之间。

2.根据权利要求1所述的室内机，其具备设置于所述轴承托架与所述第1固定托架之间及所述轴承托架与所述第2固定托架之间且介电常数为4以下的橡胶材料。

3.一种室内机，其具有驱动风扇的马达，其中，

所述马达具有轴承及覆盖所述轴承的轴承托架，所述轴承具有支承旋转体的旋转轴的轴承内圈、形成于该轴承内圈的外周的轴承外圈及所述轴承内圈与所述轴承外圈之间的滚动体而配置，并能够旋转地支承所述旋转轴，

所述室内机具备：

第1固定托架，用于将所述马达固定于该室内机的框体且设置于该室内机；

第2固定托架，用于将所述马达固定于所述第1固定托架；及

橡胶材料，设置于所述轴承托架与所述第1固定托架之间及所述轴承托架与所述第2固定托架之间且介电常数为4以下。

4.一种空调机，其具备：

根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的室内机；及

与所述室内机连接的室外机。

5.(补正后)一种室内机的组装方法，所述室内机具有驱动风扇的马达，所述马达具有轴承及覆盖所述轴承且具备橡胶绝缘材料的轴承托架，所述轴承具有支承旋转体的旋转轴的轴承内圈、形成于该轴承内圈的外周的轴承外圈及所述轴承内圈与所述轴承外圈之间的滚动体而配置，并能够旋转地支承所述旋转轴，

所述组装方法具有如下工序：

通过设置于所述室内机的第1固定托架而将所述马达固定于该室内机的框体的工序；

分别在所述轴承托架上所设置的所述橡胶绝缘材料与所述第1固定托架之间及所述轴承托架上所设置的所述橡胶绝缘材料与第2固定托架之间配置片状绝缘体的工序；及

通过所述第2固定托架而将所述马达固定于所述第1固定托架的工序。

6.一种室内机的组装方法，所述室内机具有驱动风扇的马达，所述马达具有轴承及覆盖所述轴承的轴承托架，所述轴承具有支承旋转体的旋转轴的轴承内圈、形成于该轴承内圈的外周的轴承外圈及所述轴承内圈与所述轴承外圈之间的滚动体而配置，并能够旋转地支承所述旋转轴，

所述组装方法具有如下工序：

通过设置于所述室内机的第1固定托架而将所述马达固定于该室内机的框体的工序；

分别在所述轴承托架与所述第1固定托架之间及所述轴承托架与第2固定托架之间配置介电常数为4以下的橡胶材料的工序；及

通过所述第2固定托架而将所述马达固定于所述第1固定托架的工序。