JP2719235B2 - 無整流子電動機の回転子位置検出装置 - Google Patents

無整流子電動機の回転子位置検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、無整流子（brushless;ブラシレス）電動機
の回転子位置検出装置に関し、特に、無整流子電動機を
使用する圧縮機における回転子位置検出装置に関する。
背景技術 冷蔵庫や空気調和機または同様な機器には、流体、例
えば、冷媒の状態を変化させるために圧縮機が使用され
るが、一般にこの圧縮機は交流誘導電動機を備えてい
る。このような圧縮機は、内部の圧力の低下を防止する
ために、ハウジングを一体に熔接して緊密に密閉されて
いる。ハウジング内において、電動機がピストン（往復
式圧縮機の場合）に連結されている。ハウジングの本体
に取り付けられたコネクタは複数のターミナルを有し、
これらのターミナルは電動機の各相巻線に電気的に接続
される。相電圧がターミナルに印加されると、電動機の
軸が回転を始める。これにより、軸に連結されたピスト
ンがシリンダ内において往復運動を成す。上述のように
して、冷媒はシリンダ内に取り入れられ、その後圧縮さ
れる。このような密閉型圧縮機は、最高130℃の温度条
件及び数十Psiにおいても正常に動作することが要求さ
れ、更に、耐冷媒性及び耐油性を有しなければならな
い。
交流電動機と比較して、無整流子（brushless）電動
機は、低騒音及び低消費電力であり、かつ、連続的な可
変回転速度で作動することが可能である。この利点に鑑
み、無整流子電動機を使用する密閉型圧縮機が開発され
ている。無整流子電動機は、各々の相巻線に流れる互い
に相の異なる直流電流によって作動される。従って、回
転子の極性を検出する手段が、無整流子電動機に必然的
に要求される。典型的には、一対の発光素子と受光素子
が回転子の極性を検出するために使用されている。
しかしながら、これらの素子は一般に半導体材料にて
造られるので、このような素子を高温・高圧の条件下で
作動する密閉型圧縮機のハウジング内に配置することは
できないという問題がある。その上、素子の信号線はハ
ウジングの外に引出されるので、圧縮機の密閉性が容易
に損われるという問題があった。このような問題を考慮
して、これらの素子によって検出する代わりに、巻線誘
導電圧を利用する方式が開発された。しかし、この方式
においては、巻線の誘電電圧を検出する手段、フィルタ
ー手段及び圧縮機の起動手段が別途に必要となり、更
に、無整流子電動機には適用することができないという
問題があった。
発明の開示 本発明の目的は、無整流子電動機を駆動させるのに必
要な回転子位置検出装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、無整流子電動機において、その
検出性能が向上されるように、光電変換システムを利用
した回転子位置検出装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、無整流子電動機を使用す
る密閉型圧縮機の密閉性を損うことのない簡単な構成の
回転子位置検出装置を提供することにある。
本発明によれば、ハウジング内に密閉された無整流子
電動機の回転子位置検出装置が提供される。この装置
は、回転子の軸に対して対称に配置される複数の光反射
部材と、回転子の軸に対して対称に前記光反射部材と交
互に配置される複数の光非反射部材と、一端部が回転子
の表面と対向するように配置された一対の送信及び受信
用光ファイバと、一対の送信及び受信用光ファイバの他
端部に対向するように配置された一対の発光及び光電変
換素子と、ハウジングの本体に設置されたコネクタとか
らなり、前記コネクタは固定子の位相巻線に接続された
複数のターミナルと、一対の送信及び受信用光ファイバ
を案内するための孔と、一対の送信及び受信用孔ファイ
バを２つに分離する透過窓とを含む。
図面の簡単な説明 添付の図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
第１図は、本発明の装置が適用される圧縮機の平面図
であって、圧縮機の上部カバーを除去した状態を示す。
第２図は、本発明に基づく回転子位置検出装置を説明
するための回路図である。
第３図Ａ〜Ｄは、位相電圧供給及び光ファイバのため
のコネクタを示した断面図であり、第３図Ａはコネクタ
の断面図、第３図Ｂはコネクタの分解断面図、第３図Ｃ
は光ファイバが接続されたコネクタの断面図、第３図Ｄ
はコネクタの右側面図である。
発明を実施するための最良の形態 以下において、本発明に基づく回転子位置検出装置を
用いた密閉型圧縮機の好ましい実施例を詳細に説明す
る。
第１図において、参照符号１は、圧縮機を緊密に密閉
するためのハウジングを示す。巻線21を備えた固定子２
はハウジング１に環状に固定されており、回転子３は固
定子２に取囲まれて回転可能に設置される。この好まし
い実施例においては、圧縮機がバイポーラ２相無整流子
（brushless）電動機を含むものとして説明している
が、電動機の磁極や相巻線の数を適切に増加させること
も可能である。無整流子電動機の駆動制御システムにつ
いては、本願発明者による米国特許第4472664号にすで
に開示されているので、その具体的な説明は省略する。
回転子３の上側表面には、回転子軸を中心にして互いに
対向する２つの90゜アーク状四分円に２個の光反射部材
31が取り付けられている。また、回転子３の上側表面に
は、光反射部材31と交互となる90゜アーク状四分円に２
個の光非反射部材32が取り付けられている。例えば、回
転子３のＮ極に２つの光反射部材31を取り付け、そのＳ
極に２つの光非反射部材32を取付けることができる。光
反射部材31と非反射部材32を上記と逆に配置することも
できる。例えば、回転子３のＳ極に２つの光反射部材31
を取り付け、そのＮ極に２つの光非反射部材32を取付け
ることができる。回転子３の磁極や相巻線の数に従っ
て、光反射部材31と非反射部材32の数を適切に増加せし
めることができる。更に、光反射部材31と非反射部材32
を回転子３の円筒面に取り付けることも可能である。光
を送信及び受信するための一対の光ファイバ41,42の一
端部は、光反射部材31及び非反射部材32が取り付けられ
た回転子３の上側表面に対面するように配置される。参
照符号７は位相巻線21と接地線に電気的に接続されたタ
ーミナル71を含むコネクタを示す。コネクタ７はその中
央部を通して一対の光ファイバ41,42を案内するための
孔を有する。一対の光ファイバ41,42はその孔を介して
ハウジング１の外に引き出され、一対の光ファイバ41,4
2の他端は一対の発光素子８及び光電素子５に対面する
ように配置される。しかしながら、一対の光ファイバ4
1,42が直接ハウジング１の外に引き出される時には、圧
縮機を十分に密閉することはできない。従って、ハウジ
ング１の内部光ファイバは透明窓を介してハウジング１
の外部光ファイバに対面するようにすることが望まし
い。さらに、第３図ＡないしＤを参照しながら以下に詳
細に説明する。
第３図ＡないしＤに図示したように、圧縮機内の圧力
低下を防止するために、シール部材72がターミナル71と
コネクタ７の間の空間に設けられる。コネクタ７の中央
部には、案内孔74,75が形成されている。ハウジング１
の内側に面する案内孔75の直径はハウジング１の外側に
面する案内孔74のものよりも小さくなっている。案内孔
75には、一対の内部光ファイバ41,42の他端部が嵌合さ
れる。案内孔74内には透明窓76が挿入される。その後、
接続部材77は孔74内に緊密に嵌合するものであるが、接
続部材77は一対の外部光ファイバ411,421の一端を案内
するための孔78を有する。一対の外部光ファイバ411,42
1の他端は一対の発光素子８及び光電素子５と正対向す
るように配置される。このように装置を構成することに
より、圧縮機の圧力の低下を効果的に防止することがで
きる。次に、電動機駆動制御部６はハウジング１の外部
に設置される。電動機駆動制御部６は位相巻線21に接続
されたターミナル71に相電圧を供給する。
このように構成された装置において、発光素子８より
放射された光は、光ファイバ41,411に通じて送られ、光
反射部材31及び非反射部材32が取り付けられた回転子３
の上部表面に照射される。このように照射された光は反
射され、光反射部材31が光ファイバ41,42の端部に位置
する時だけ光ファイバ42及び421を通じて送られる。こ
の送られた光は光電変換素子５を介して対応する電気信
号に変換され、電動機駆動制御部６に提供される。電動
機駆動制御部６においては、光電変換素子５からの電気
信号を受けたか否かに基づいて回転子３の磁極の種類を
検出し、これにより位相巻線21に相互に位相の異なる電
圧を供給する。
発光素子８として発光ダイオードを使用することが好
ましく、また、光電変換素子５として光トランジスター
を使用することが好ましい。
産業上の利用可能性 上述のとおり、本発明に基づく回転子位置検出装置は
無整流子電動機、特に、冷蔵庫または空調機において無
整流子電動機によって実行される密閉型圧縮機に好まし
くは適用され、これにより回転子位置の検出性能ばかり
でなく、密閉型圧縮機の密閉性も向上する。
発明の効果 本発明に基づく回転子位置検出装置においては、固定
子の位相巻線に接続された複数のターミナルと一対の送
信及び受信用光ファイバを透明窓を介して連結するため
の案内孔とを一体化させて、電気的ケーブルのコネクタ
と光ファイバのコネクタを兼ねているので、コネクタの
取り付けを容易にすることができる。さらに、一つのコ
ネクタでこれらを取り付けるので、ハウジングの密閉性
も高まる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュン、ヨン チュン 大韓民国 158―097 ソウル市 ヤンチ ュン―グ シンウォル ７―ドン 933 ―10 (56)参考文献 特開 平２−41648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−27704（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−11368（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−129505（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−92903（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】固定子、回転子及び密閉されたハウジング
    を含む電動機の回転子位置検出装置であって、 前記回転子の軸の周りで前記電動機の回転子の表面に設
    置される複数の光反射部材と、 前記回転子の表面に前記光反射部材と交互に設置される
    複数の光非反射部材と、 一端部が前記回転子に対面するように配置される一対の
    送信及び受信用光ファイバと、 前記一対の送信及び受信用光ファイバの他端部に各々対
    面するように設置される一対の発光及び光電変換素子
    と、 前記ハウジングの本体に設置されたコネクタとからな
    り、 前記コネクタは前記固定子の位相巻線に接続された複数
    のターミナルと、前記一対の送信及び受信用光ファイバ
    を案内するための孔と、前記一対の送信及び受信用光フ
    ァイバを互いに分離するための透明窓とを含むことを特
    徴とする回転子位置検出装置。
  2. 【請求項２】前記複数の光反射部材及び非反射部材は、
    前記回転子の上側表面に設置されることを特徴とする請
    求項１記載の回転子位置検出装置。
  3. 【請求項３】前記複数の光反射部材及び非反射部材は、
    前記回転子の円筒面に設置されることを特徴とする請求
    項１記載の回転子位置検出装置。
  4. 【請求項４】前記電動機は無整流子電動機であって、前
    記電動機は密閉型圧縮機の一部を構成することを特徴と
    する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回転子
    位置検出装置。
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