JP2001231211A

JP2001231211A - 回路基板

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Publication number: JP2001231211A
Application number: JP2000038416A
Authority: JP
Inventors: Osami Mori; 修身森
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2001-08-24
Also published as: TW506180B

Abstract

(57)【要約】【課題】モータを駆動するための駆動回路を、より小
形に構成することができる回路基板を提供する。【解決手段】６個のトランジスタを内蔵して三相イン
バータ回路が形成されたモジュール３と、プリント基板
６１の裏面との間に、フォトカプラ６２Ｕ〜６２Ｚや過
電圧保護回路６０などを構成するチップ部品６３を表面
実装するようにして、プリント基板６１の表面側には、
オペアンプ３０，ヒューズ４６及びＩＧＢＴ４７等の部
品を挿入実装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータを駆動する
ための駆動回路が形成される回路基板に関する。

【従来の技術】図２は、工業用ミシンのミシンモータを
駆動する駆動装置の電気的構成を示す機能ブロック図で
ある。平滑回路１は、ダイオードブリッジや平滑コンデ
ンサなどで構成されており、商用交流（ＡＣ）電源を整
流平滑して直流（ＤＣ）電源を生成し、駆動回路２に供
給するようになっている。駆動回路２は、複数のスイッ
チング素子を内蔵するトランジスタモジュール３を備え
ている（図３参照）。

【０００２】駆動回路２は、例えばブラシレスＤＣモー
タであるモータ（ミシンモータ）４の図示しない各相巻
線に交流電圧を印加してモータ４を回転駆動する。モー
タ４の回転軸には、ミシン５の主軸（何れも図示せず）
が連結されており、モータ４は、その主軸を回転駆動し
てミシン５に縫製動作を行わせるようになっている。

【０００３】一方、平滑回路１によって生成された直流
電源は、電源回路６にも供給されるようになっている。
電源回路６は、例えばスイッチング電源として構成され
ており、平滑回路１によって生成された直流電源を降圧
して、例えば５Ｖ程度の制御用電源を生成し制御回路７
に供給すると共に、上述したスイッチング素子のゲート
駆動用電源（例えば１５Ｖ程度）をも生成して駆動回路
２に供給するようになっている。

【０００４】制御回路７は、ＣＰＵ８を中心に構成され
ている。その制御回路７には、ユーザが各種の操作入力
を行うための操作キーや各種の情報が表示されるディス
プレイなどが配置されている操作パネル９，モータ４の
回転速度を制御するためにユーザが足で操作するペダル
回路１０などが接続されている。そして、制御回路７に
は、操作パネル９からの操作信号やペダル回路１０から
の速度制御信号が与えられる。また、制御回路７は、操
作パネル９に表示制御信号を出力するようになってい
る。

【０００５】更に、制御回路７には、モータ４に内蔵さ
れている位置センサ或いはエンコーダなどからロータの
回転位置検出信号が与えられると共に、ミシン５に内蔵
されているアクチュエータスイッチのオンオフ状態信号
などが与えられている。そして、制御回路７は、これら
の信号に基づいて、モータ４及びミシン５の駆動状態が
最適となるよう駆動回路２に駆動制御信号を出力するよ
うになっている。

【０００６】ここで、図３及び図４は駆動回路２のより
詳細な電気的構成を示す図であり、図５は、トランジス
タモジュール３の内部構成を示す図である。図５におい
て、トランジスタモジュール３は、三相ブリッジ接続さ
れてインバータを構成している６個のＩＧＢＴ(Insulat
ed Gate Bipolor Transistor，以下、単にトランジスタ
と称す) １１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗ，１１Ｘ，１１Ｙ，１
１Ｚと、各トランジスタ１１Ｕ〜１１Ｚのゲートにゲー
ト電圧を印加するための４つのドライバ１２Ｕ，１２
Ｖ，１２Ｗ及び１２Ｄをも内蔵している。

【０００７】また、各トランジスタ１１Ｕ〜１１Ｚのコ
レクタ−エミッタ間には、フリーホイールダイオード１
３Ｕ〜１３Ｚが逆並列接続されている。そして、ドライ
バ１２Ｕ〜１２Ｗの入力端子ＶinＵ〜ＶinＷと夫々の入
力側グランドＧNDＵ〜ＧNDＷとの間には、ツェナーダイ
オード１４Ｕ〜１４Ｗが夫々接続されており、ドライバ
１２Ｄの入力端子ＶinＸ〜ＶinＺと共通の入力側グラン
ドＧNDとの間には、ツェナーダイオード１４Ｄが夫々接
続されている。

【０００８】そして、平滑回路１より供給される直流電
源は、トランジスタモジュール３の正側，負側直流母線
３Ｐ，３Ｎ間に供給されており、電源回路６により生成
されたゲート駆動用電源は、ドライバ１２Ｕ〜１２Ｄに
供給されている。また、各トランジスタ１１Ｕ〜１１Ｚ
に対応して配置されているダイオード１５Ｕ〜１５Ｚ
は、各トランジスタ１１Ｕ〜１１Ｚが過熱状態となって
破壊されることを防止するため、温度検出用に設けられ
ているものである。即ち、ダイオードの順方向電圧は温
度が上昇すると低下する傾向を示すため、ダイオード１
５の順方向電圧の変化を捉えて、制御回路７側にアラー
ム信号(ALM) を出力するようにしている。

【０００９】図２乃至図４において、駆動回路２には、
５つのコネクタ１６Ａ〜１６Ｅが配置されており、平滑
回路１，電源回路６，制御回路７とは夫々コネクタ１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを介して接続されている。また、駆
動回路２には、コネクタ１６Ｄを介して外付けの放電用
抵抗１７（図２参照）が接続されており、モータ４と
は、コネクタ１６Ｅを介して接続されている。放電用抵
抗１７は、後述する過電圧保護回路の一部を構成するも
のである。

【００１０】制御回路７は、コネクタ１６Ｃを介して各
トランジスタ１１Ｕ〜１１Ｚに対するゲート制御信号Ｓ
Ｕ〜ＳＺを出力する。これらのゲート制御信号ＳＵ〜Ｓ
Ｚ（ロウアクティブ）は、抵抗１８Ｕ〜１８Ｚを介して
フォトカプラ１９Ｕ〜１９Ｚの入力側に供給されてい
る。また、フォトカプラ１９Ｕ〜１９Ｚの入力端子間に
は、抵抗２０Ｕ〜２０Ｚが接続されており、フォトカプ
ラ１９Ｕ〜１９Ｚの入力側電源ＰHCは、コネクタ１６Ｃ
を介して制御回路７より供給されるようになっている。

【００１１】電源回路６により生成されるゲート駆動用
電源は、上述のようにコネクタ１６Ｂを介してフォトカ
プラ１９Ｕ〜１９Ｚ及びモジュール３に供給されてい
る。インバータの上アームに対応するフォトカプラ１９
Ｕ〜１９Ｗについては、電源ＶccＵ〜ＶccＷ及びグラン
ドＧNDＵ〜ＧNDＷは夫々独立になっており、下アームに
対応するフォトカプラ１９Ｘ〜１９Ｚについては、電源
Ｖcc及びグランドＧNDは共通になっている。そして、フ
ォトカプラ１９Ｕ〜１９Ｚの出力端子は、モジュール３
の入力端子ＶinＵ〜ＶinＺに夫々接続されている。

【００１２】また、これらのフォトカプラ１９Ｕ〜１９
Ｗ，１９Ｘ〜１９Ｚの電源−グランド間には、容量が比
較的大なるコンデンサ（例えばアルミ電解）２１Ｕ〜２
１Ｗ，２１Ｄ及び容量が比較的小なるコンデンサ（例え
ば、フィルムコンデンサやセラミックコンデンサなど）
２２Ｕ〜２２Ｗ，２２Ｘ〜２２Ｚが夫々並列に接続され
ており、電源−出力端子間には、抵抗２３Ｕ〜２３Ｚが
夫々接続されている。

【００１３】電源Ｖccとアラーム端子ＡLMとの間には、
フォトカプラ２４の入力側及び抵抗２５が接続されてい
る。そのフォトカプラ２４の出力側の一方（フォトトラ
ンジスタコレクタ側）は（図４参照）、抵抗２６及びコ
ネクタ１６Ｃを介して制御回路７の制御用電源＋Ｖccに
接続されていると共に抵抗内蔵形のトランジスタ２７の
ベースに接続されており、他方（同エミッタ側）は、コ
ネクタ１６Ｃを介して制御回路７の信号用グランドＳ０
Ｖに接続されている。また、それらの出力端子間には、
コンデンサ２８が接続されている。そして、制御用電源
＋Ｖccと信号用グランドＳ０Ｖと間には、コンデンサ２
９が接続されている。以上のフォトカプラ２４を中心と
する回路は、モジュール３より出力されるアラーム信号
ＡLMを制御回路７側に伝達するための回路である。

【００１４】図３において、駆動回路２は、オペアンプ
３０を中心とする過電圧保護回路６０を備えている。即
ち、電源Ｖcc−グランドＧND間には、抵抗３１，３２及
び３３の直列回路が接続されており、抵抗３２及び３３
の共通接続点はオペアンプ３０の反転入力端子に接続さ
れている。また、抵抗３３には、コンデンサ３４が並列
に接続されている。

【００１５】抵抗３１及び３２の共通接続点とグランド
ＧNDとの間には、コンデンサ３５と、シャントレギュレ
ータ３６と、抵抗３７及び３８の直列回路とが夫々並列
に接続されている。抵抗３７及び３８の共通接続点は、
シャントレギュレータ３６の電圧制御端子に接続されて
いる。また、電源Ｖcc−グランドＧND間には、逆方向の
ダイオード３９及びコンデンサ４０の直列回路，コンデ
ンサ４１及び４２が夫々並列に接続されている。ダイオ
ード３９及びコンデンサ４０の共通接続点は、オペアン
プ３０の非反転入力端子に接続されており、コンデンサ
４０には、抵抗４３が並列に接続されている。

【００１６】上述したように、平滑回路１からは、コネ
クタ１６Ａを介してモータ４の駆動用電源が、モジュー
ル３の正側，負側電源端子Ｐ，Ｎに供給されている。電
源端子Ｐ，Ｎ間には、コンデンサ４４が接続されている
と共に、逆方向のダイオード４５，ヒューズ４６及びＩ
ＧＢＴ４７の直列回路が接続されている。ダイオード４
５には、コネクタ１６Ｄを介して放電用抵抗１７が接続
されており、また、ＩＧＢＴ４７のゲート−エミッタ間
にはコンデンサ４８，抵抗４９の並列回路が接続されて
いる。

【００１７】電源端子Ｐは、抵抗５０及び５１の直列回
路を介してオペアンプ３０の非反転入力端子に接続され
ている。そして、オペアンプ３０の出力端子は、抵抗５
２を介してＩＧＢＴ４７のゲートに接続されている。

【００１８】即ち、過電圧保護回路６０は、レギュレー
タ３６により出力される電圧を抵抗３１と抵抗３２及び
３３とで分圧して基準電圧とし、その基準電圧と、モー
タ４の駆動用電源電圧を抵抗５０及び５１と抵抗４３と
で分圧したものとをオペアンプ３０により比較してい
る。そして、前記駆動用電源電圧が基準電圧に相当する
電圧を超えた場合は、オペアンプ３０の出力信号がハイ
レベルとなりＩＧＢＴ４７をオン状態にする。すると、
平滑回路１内部の平滑コンデンサに充電されている電荷
が放電用抵抗１７によって放電されるので、駆動用電源
電圧が低下する。従って、モジュール３のトランジスタ
１１Ｕ〜１１Ｚを過電圧から保護することができる。

【００１９】以上のように構成されたミシンモータの駆
動装置において、制御回路７は、位置センサによってモ
ータ４のロータの回転位置情報を得ると、その回転位置
情報によってスイッチング制御信号の出力タイミングを
決定する。また、制御回路７は、ペダル回路１０からの
速度制御信号に基づいてスイッチング制御信号の出力レ
ベルを決定し、モジュール３内部のトランジスタ１１Ｕ
〜１１Ｚのゲートにスイッチング制御信号として１２０
度通電信号を出力する。すると、モータ４の各相巻線に
は交流電圧が印加されてモータ４が回転することで、ミ
シン５の主軸が回転駆動され縫製動作が行われる。

【００２０】ミシン５の縫製動作中は、作業者がペダル
回路１０のペダル（図示せず）を操作することによって
ミシン５の主軸の回転数を変化させ、縫製速度を調整す
るようになっている。そのため、モータ４は、急加速や
急減速を比較的頻繁に繰り返すように回転駆動される。
従って、モータ４による回生電圧が発生した場合には、
その電圧が駆動回路２，モジュール３の正側，負側直流
母線３Ｐ，３Ｎ間に印加されるので、トランジスタ１１
Ｕ〜１１Ｚが破壊に至るおそれがある。

【００２１】その場合に、上述した過電圧保護回路６０
が動作して放電用抵抗１７により放電を行うことで、ト
ランジスタ１１Ｕ〜１１Ｚを過電圧から保護するように
なっている。

【００２２】また、モジュール３内において、トランジ
スタ１１Ｕ〜１１Ｚの何れかが過熱状態になり、ダイオ
ード１５Ｕ〜１５Ｚの何れかの順方向電圧が低下する
と、モジュール３は、出力端子ＡLMをハイレベルからロ
ウレベルに変化させる。すると、フォトカプラ２４の出
力側フォトトランジスタがオン状態となり、コンデンサ
２８の電荷が放電されて、トランジスタ２７はオフ状態
となる。

【００２３】すると、制御回路７側の入力端子ＡLM（プ
ルアップされている）はロウレベルからハイレベルに変
化するので、制御回路７は、モジュール３内のトランジ
スタ１１Ｕ〜１１Ｚの何れかが過熱状態になったことを
検出して、駆動回路２に対するスイッチング制御信号の
出力を停止するなどの処理を行う。

【００２４】図６は、駆動回路２を構成する電気・電子
部品をプリント基板５２に実装した状態を示す平面図
（ａ）及び側面図（ｂ）である。これらの電気・電子部
品は、何れも挿入実装部品である。プリント基板５２の
裏面側には、ＤＩＰ(Dual In-line Package)タイプのモ
ジュール３が実装されており、その他の周辺回路は全て
表面側に実装されている。モジュール３は、樹脂製のパ
ッケージの内部にトランジスタ１１Ｕ〜１１Ｚ等を内蔵
している。

【００２５】即ち、プリント基板５２の表面側には、主
たる部品として、図６中左側から右側にかけてコネクタ
１６Ｃ及び１６Ｂ，コンデンサ２９及び４２並びに２１
Ｕ〜２１Ｗ，フォトカプラ１９Ｕ〜１９Ｚ，オペアンプ
３０，抵抗５１及び５２，ヒューズ４６，コネクタ１６
Ｄ，ＩＧＢＴ４７，コンデンサ４４などが挿入実装され
ている。尚、図示の都合上、一部の部品については符号
を付すことを省略している。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、駆動回
路２は、６個のトランジスタ１１Ｕ〜１１Ｚを内蔵した
モジュール３を中心に構成されるが、そのモジュール３
に付随して形成される周辺回路の部品点数が比較的多
い。そのため、プリント基板５２の実装面積を多く必要
としており、駆動回路２を小形に構成することに限界が
あった。

【００２７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、モータを駆動するための駆動回路
を、より小形に構成することができる回路基板を提供す
ることにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の回路基板は、モータを駆動するため
の駆動回路が形成されるものであって、前記モータの各
相巻線に交流電圧を供給するようにスイッチングされる
複数のスイッチング素子が内蔵されているモジュール
と、このモジュールに付随して形成される周辺回路とが
実装され、前記周辺回路の少なくとも一部を表面実装部
品で形成して、前記モジュールと基板との間に実装する
ことを特徴とする。

【００２９】即ち、複数のスイッチング素子を内蔵して
いるモジュールは比較的大なる部品サイズを有すること
になるので、そのモジュールが基板に実装されると一定
の面積を占有する。そこで、周辺回路の少なくとも一部
を表面実装部品で形成し、モジュールと基板との間に形
成される空間部分を利用してそれらの表面実装部品を実
装することで、基板の面積を縮小することが可能とな
る。

【００３０】この場合、請求項２に記載したように、前
記モジュールに基板実装用のスペーサを備えることが好
ましい。即ち、スペーサによってモジュールを実装した
場合に基板との間に形成される空間のサイズが常に一定
となるので、その空間部分に配置可能な表面実装部品の
サイズを確実に定めることができ、実装を確実に行うこ
とができる。

【００３１】また、請求項３に記載したように、前記モ
ジュールを、６個のスイッチング素子を内蔵して、それ
ら６個のスイッチング素子により三相インバータ回路を
形成するタイプとすると良い。即ち、６個のスイッチン
グ素子により形成される三相インバータ回路は、モータ
の駆動回路としては一般に高い頻度で利用されるもので
ある。そして、６個のスイッチング素子を内蔵すること
でモジュールのサイズがある程度の大きさになるので、
基板との間に形成される空間部分に比較的多くの表面実
装部品を実装することができる。従って、上記構成のモ
ジュールを使用する回路基板においては、基板面積をよ
り効果的に縮小することができる。

【００３２】更に、請求項４に記載したように、部品を
両面実装すると良く、斯様に構成すれば基板面積の縮小
化を一層進めることができる。そして、例えば請求項２
のように、モジュールがスペーサを備えている場合に
は、モジュールが実装されている基板面と反対側の基板
面に挿入実装部品を配置することもできるので、実装形
態の自由度をより高めることができる。

【００３３】また、請求項５に記載したように、前記周
辺回路の一部を、外部の制御回路より供給されるスイッ
チング制御信号を前記スイッチング素子に対して出力す
るための制御信号出力回路とすると良い。

【００３４】通常、モータの駆動電源電圧は、制御回路
の動作用電源である制御用電源電圧よりも高いことが多
い。そのため、制御回路から駆動回路へスイッチング制
御信号を出力する際には、例えばフォトカプラのような
制御信号出力回路を介すことで両者間の電気的絶縁を図
り、制御回路側を保護することが一般に行われる。即
ち、そのような制御信号出力回路は周辺回路として形成
されることが多いので、表面実装部品で構成してモジュ
ールと基板との間に実装すれば、確実に基板面積の縮小
を図ることができる。

【００３５】加えて、請求項６に記載したように、前記
モータを、ミシンの主軸を回転駆動するミシンモータと
するのが好適である。即ち、ミシンモータは比較的高電
圧，大電流で駆動されるため、それに対応して、モジュ
ールもサイズが比較的大きなものを用いることが多い。
従って、斯様に構成すれば、ミシンモータの駆動回路が
形成される基板の面積を効果的に縮小することができ
る。

【００３６】また、この場合、請求項７に記載したよう
に、前記周辺回路の一部を、前記モジュールに供給され
ている駆動用電源の電圧を検出し、その電源電圧が所定
レベルを超えた場合に過電圧保護動作を行うための保護
回路とするのが好適である。即ち、ミシンモータは、そ
の動作上急加速や急減速が頻繁に行われるため、モータ
によって比較的高いレベルの回生電圧が発生する。従っ
て、駆動回路を過電圧より保護するために、周辺回路と
して保護回路を設けることが好ましく、保護回路を表面
実装部品で構成してモジュールと基板との間に実装すれ
ば、請求項５と同様に、確実に基板面積の縮小を図るこ
とができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図１を参照して説明する。図１は、図２乃至図５に示し
た構成のモータ４の駆動回路について、各電気・電子部
品の実装形式を一部変更して形成した回路基板の平面図
（ａ）及び側面図（ｂ）である。即ち、プリント基板６
１の裏面には、プリント基板５２と同様にモジュール３
が実装されている。そして、コネクタ１６Ａ〜１６Ｅ，
アルミ電解コンデンサ２１Ｕ〜２１Ｗ等、オペアンプ３
０，ヒューズ４６及びＩＧＢＴ４７といった部品は、表
面側に挿入実装されている。

【００３８】一方、フォトカプラ（制御信号出力回路，
周辺回路）１９Ｕ〜１９Ｚに対応するフォトカプラ６２
Ｕ〜６２Ｚは表面実装部品(SMD:Serface Mount Device)
であり、それらは、モジュール３とプリント基板６１の
裏面との間に実装されている。即ち、モジュール３は、
その四隅部分に基板実装用のスペーサ３ａを備えている
ので、実装された場合にプリント基板６１との間に一定
の空間が形成される。その空間部分を利用して、表面実
装部品のフォトカプラ６２Ｕ〜６２Ｚを配置している。

【００３９】また、その他のコンデンサ２２Ｕ〜２２Ｚ
や抵抗２３Ｕ〜２３Ｚ、或いは、過電圧保護回路（周辺
回路）６０を構成する抵抗３１，３２及び３３やコンデ
ンサ３４，４０，ダイオード３９などの部品もチップ部
品（表面実装部品）６３に置き換えられており、それら
のチップ部品６３も、モジュール３とプリント基板６１
の裏面との間に実装されている。尚、モジュール３は、
パッケージ３表面側（図１（ｂ）中において下方側）に
図示しない金属製の放熱板を備えており、その放熱板を
組付け時に筐体に接触させることで放熱を行うようにな
っている。

【００４０】即ち、モジュール３とプリント基板６１と
の間に形成される空間部分に表面実装部品のフォトカプ
ラ６２Ｕ〜６２Ｚやその他のチップ部品６３を配置する
ことにより、プリント基板６１は、モジュール３の外形
よりも若干大きい程度のサイズとなっており、プリント
基板５２のサイズよりも大幅に縮小され小形化されてい
る。尚、都合上、一部の部品については図示を省略して
いる。

【００４１】以上のように本実施例によれば、６個のト
ランジスタ（スイッチング素子）１１Ｕ〜１１Ｚを内蔵
して三相インバータ回路が形成されたモジュール３と、
プリント基板６１の裏面との間に、フォトカプラ６２Ｕ
〜６２Ｚや過電圧保護回路６０などを構成するチップ部
品６３を表面実装するようにして、プリント基板６１の
表面側には、オペアンプ３０，ヒューズ４６及びＩＧＢ
Ｔ４７等の部品を挿入実装した。

【００４２】即ち、６個のトランジスタ１１Ｕ〜１１Ｚ
を内蔵するモジュール３のサイズはある程度の大きさに
なるので、実装時には、プリント基板６１上において一
定の面積を占有し、該基板６１との間には一定の空間が
形成される。従って、その空間部分に、フォトカプラ６
２Ｕ〜６２Ｚや過電圧保護回路６０の一部を表面実装部
品としてモジュール３と基板６１との間に実装すること
で、基板６１の面積を従来よりも縮小することができ
る。

【００４３】また、モジュール３にスペーサ３ａを備え
ることで、モジュール３を実装した場合に基板６１との
間に形成される空間のサイズが常に一定となるので、そ
の空間部分に配置可能な表面実装部品のサイズを確実に
定めることができ、実装を確実に行うことができる。そ
して、基板６１に電気・電子部品を両面実装したので、
基板６１の面積の縮小化を一層進めることができる。加
えて、モジュール３がスペーサ３ａを備えていることに
より、モジュール３が実装されている基板面と反対側の
基板面に挿入実装部品を配置することも可能となり、実
装形態の自由度をより高めることができる。

【００４４】また、モータ４の駆動電源電圧は、制御回
路７の動作用電源である制御用電源電圧よりも高いの
で、制御回路７を高電圧より保護するためフォトカプラ
６２Ｕ〜６２Ｚは通常必要とされる。従って、フォトカ
プラ６２Ｕ〜６２Ｚを表面実装部品としてモジュール３
と基板６１との間に実装することで、確実に基板面積の
縮小を図ることができる。

【００４５】更に、本実施例によれば、モータ４を、工
業用のミシン５の主軸を回転駆動するミシンモータとし
た。即ち、そのようなミシンモータは比較的高電圧，大
電流で駆動されるため、それに対応して、モジュール３
もサイズが比較的大きなものを用いられる。従って、ミ
シンモータの駆動回路２が形成される基板６１の面積を
効果的に縮小することができる。

【００４６】また、ミシンモータは、その動作上急加速
や急減速が頻繁に行われるため、モータ４によって比較
的高いレベルの回生電圧が発生する。従って、駆動回路
２を過電圧より保護するために過電圧保護回路６０を設
けることが好ましく、保護回路６０を表面実装部品で構
成してモジュール３と基板６１との間に実装すれば、確
実に基板面積の縮小を図ることができる。

【００４７】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。スペーサ３ａは必要に応じて設けれ
ば良い。スペーサがない場合でも、例えば、モジュール
のリードのサイズと実装ホール径との寸法差によって、
モジュールの実装時に基板との間に空間が形成されるよ
うになっていれば良い。スイッチング素子は、ＩＧＢＴ
１１Ｕ〜１１Ｚに限ることなく、例えばパワーＭＯＳＦ
ＥＴなどでも良い。モジュール３に内蔵されている過熱
検出用のダイオード１５Ｕ〜１５Ｚ等の回路や、その検
出信号を制御回路７に伝達するためのフォトカプラ２４
などの回路は必要に応じて設ければ良い。

【００４８】モジュール３は、６個のＩＧＢＴ１１Ｕ〜
１１Ｚを内蔵して三相インバータ回路が形成されている
ものに限らず、複数のスイッチング素子を内蔵している
ものであれば良い。必ずしも両面実装を行う回路基板に
限らず、片面実装の回路基板に適用しても良い。制御信
号出力回路は、フォトカプラ６２Ｕ〜６２Ｚに限らず、
例えば、ドライバなどでも良い。モータ４は、ブラシレ
スＤＣモータに限らず、例えば誘導モータなどでも良
く、また、ミシンモータを回転駆動するものに限らな
い。過電圧保護回路６０も、必要に応じて設ければ良
い。

【００４９】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載の回路基板によれ
ば、周辺回路の少なくとも一部を表面実装部品で形成
し、複数のスイッチング素子を内蔵しているモジュール
と基板との間に形成される空間部分を利用してそれらの
表面実装部品を実装するので、基板の面積を縮小するこ
とができる。

【００５０】請求項２記載の回路基板によれば、モジュ
ールに基板実装用のスペーサを備えるので、モジュール
を実装した場合に基板との間に形成される空間のサイズ
が常に一定となり、その空間部分に配置可能な表面実装
部品のサイズを確実に定めることができ、実装を確実に
行うことができる。

【００５１】請求項３記載の回路基板によれば、モジュ
ールを、６個のスイッチング素子を内蔵して三相インバ
ータ回路が形成されるタイプとするので、モータの駆動
回路として一般に高い頻度で利用され、モジュールのサ
イズがある程度の大きさになるものに適用することで、
基板との間に形成される空間部分に多くの表面実装部品
を実装することができる。従って、基板面積をより効果
的に縮小することができる。

【００５２】請求項４記載の回路基板によれば、部品を
両面実装するので、基板面積の縮小化を一層進めること
ができる。そして、例えば請求項２のように、モジュー
ルがスペーサを備えている場合には、モジュールが実装
されている基板面と反対側の基板面に挿入実装部品を配
置することもでき、実装形態の自由度をより高めること
ができる。

【００５３】請求項５記載の回路基板によれば、周辺回
路の一部を、外部の制御回路より供給されるスイッチン
グ制御信号をスイッチング素子に対して出力するための
制御信号出力回路とするので、例えば、モータの駆動電
源電圧から制御回路側を保護するため一般に用いられる
フォトカプラ等を表面実装部品で構成してモジュールと
基板との間に実装することで、確実に基板面積の縮小を
図ることができる。

【００５４】請求項６記載の回路基板によれば、モータ
を、ミシンの主軸を回転駆動するミシンモータとするの
で、比較的高電圧，大電流で駆動されるミシンモータに
適用することで、そのミシンモータの駆動回路が形成さ
れる基板の面積を効果的に縮小することができる。

【００５５】請求項７記載の回路基板によれば、周辺回
路の一部を、モジュールに供給されている駆動用電源の
電圧を検出して過電圧保護動作を行う保護回路とするの
で、、その動作上急加速や急減速が頻繁に行われるミシ
ンモータにおいて発生する回生電圧より、駆動回路を保
護するために必要とされる保護回路を表面実装部品で構
成してモジュールと基板との間に実装することで、確実
に基板面積の縮小を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であり、モータの駆動回路を
構成する各電気・電子部品を回路基板に実装した状態を
示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）

【図２】工業用ミシンのミシンモータを駆動する駆動装
置の電気的構成を示す機能ブロック図

【図３】駆動回路のより詳細な電気的構成を示す図（そ
の１）

【図４】駆動回路のより詳細な電気的構成を示す図（そ
の２）

【図５】トランジスタモジュールの内部構成を示す図

【図６】従来技術を示す図１相当図

【符号の説明】

２は駆動回路、３はトランジスタモジュール、３ａはス
ペーサ、４はモータ（ミシンモータ）、５はミシン、７
は制御回路、１１Ｕ〜１１ＺはＩＧＢＴ（スイッチング
素子）、６０は過電圧保護回路（周辺回路）、６１はプ
リント基板、６２Ｕ〜６２Ｚはフォトカプラ（周辺回
路，制御信号出力回路，表面実装部品）、６３はチップ
部品（表面実装部品，周辺回路）を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータを駆動するための駆動回路が形成
される回路基板であって、前記モータの各相巻線に交流電圧を供給するようにスイ
ッチングされる複数のスイッチング素子が内蔵されてい
るモジュールと、このモジュールに付随して形成される周辺回路とが実装
され、前記周辺回路の少なくとも一部を表面実装部品で形成し
て、前記モジュールと基板との間に実装することを特徴
とする回路基板。
【請求項２】前記モジュールは、基板実装用のスペー
サを備えていることを特徴とする請求項１記載の回路基
板。
【請求項３】前記モジュールは、６個のスイッチング
素子を内蔵しており、それら６個のスイッチング素子に
よって三相インバータ回路が形成されていることを特徴
とする請求項１または２記載の回路基板。
【請求項４】部品が両面実装されていることを特徴と
する請求項１乃至３の何れかに記載の回路基板。
【請求項５】前記周辺回路の一部は、外部の制御回路
より供給されるスイッチング制御信号を前記スイッチン
グ素子に対して出力するための制御信号出力回路である
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の回路
基板。
【請求項６】前記モータは、ミシンの主軸を回転駆動
するミシンモータであることを特徴とする請求項１乃至
５の何れかに記載の回路基板。
【請求項７】前記周辺回路の一部は、前記モジュール
に供給されている駆動用電源の電圧を検出し、その電源
電圧が所定レベルを超えた場合に過電圧保護動作を行う
ための保護回路であることを特徴とする請求項６記載の
回路基板。