JP2960754B2 - ファン駆動用電動機 - Google Patents
ファン駆動用電動機Info
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- JP2960754B2 JP2960754B2 JP2177453A JP17745390A JP2960754B2 JP 2960754 B2 JP2960754 B2 JP 2960754B2 JP 2177453 A JP2177453 A JP 2177453A JP 17745390 A JP17745390 A JP 17745390A JP 2960754 B2 JP2960754 B2 JP 2960754B2
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- circuit
- case
- monolithic
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ルームエアコンのフアン駆動用電動機に係
り、特に、可変速制御を可能としたインバータを内蔵し
たブラシレスの電動機に関する。
り、特に、可変速制御を可能としたインバータを内蔵し
たブラシレスの電動機に関する。
［従来の技術］ 100（Ｖ）の商用交流電圧を整流・平滑して得られる
電圧を直接電源電圧として利用し、電動機の回転数を制
御する高電圧のワンチツプ化された３相インバータ（以
下、ワンチツプ３相インバータという）が開発された
（たとえば、平成２年３月22日付日本電波新聞）。この
ワンチツプ３相インバータは、従来のインバータに比
べ、極端に小形なものであつて、電動機への内蔵を可能
とした。
電圧を直接電源電圧として利用し、電動機の回転数を制
御する高電圧のワンチツプ化された３相インバータ（以
下、ワンチツプ３相インバータという）が開発された
（たとえば、平成２年３月22日付日本電波新聞）。この
ワンチツプ３相インバータは、従来のインバータに比
べ、極端に小形なものであつて、電動機への内蔵を可能
とした。
この３相ワンチツプインバータの素子構造は、第４図
（ａ）に示すように、ポリシリコンをベースとし、誘電
体分離の手段により、すなわち、SiO2相によつて高耐圧
に各相のエリアを仕切り、各エリアに１相分の回路を形
成したものである。
（ａ）に示すように、ポリシリコンをベースとし、誘電
体分離の手段により、すなわち、SiO2相によつて高耐圧
に各相のエリアを仕切り、各エリアに１相分の回路を形
成したものである。
また、第４図（ｂ）はこのワンチツプ３相インバータ
の各素子のレイアウトを示す平面図である。この図から
明らかなように、主素子としての６個のスイツチングト
ランジスタ２と、各スイツチングトランジスタ２のコレ
クタ・エミツタ間に接続されたスイツチングトランジス
タ２をターンオフさせるダイオード１と、各スイツチン
グトランジスタ２をオン，オフさせるためのスイツチン
グ信号を形成するロジツク回路６と、このスイツチング
信号で各スイツチングトランジスタ２をオン，オフ駆動
するドライブ回路と、スイツチングトランジスタ２に流
れる電流を検出し過電流によるICの破壊を防止するため
の過電流保護回路５と、内部電源４とがワンチツプでIC
化されている。このワンチツプ３相インバータのIC素子
の大きさは、縦4.3mm、横5.8mmである。
の各素子のレイアウトを示す平面図である。この図から
明らかなように、主素子としての６個のスイツチングト
ランジスタ２と、各スイツチングトランジスタ２のコレ
クタ・エミツタ間に接続されたスイツチングトランジス
タ２をターンオフさせるダイオード１と、各スイツチン
グトランジスタ２をオン，オフさせるためのスイツチン
グ信号を形成するロジツク回路６と、このスイツチング
信号で各スイツチングトランジスタ２をオン，オフ駆動
するドライブ回路と、スイツチングトランジスタ２に流
れる電流を検出し過電流によるICの破壊を防止するため
の過電流保護回路５と、内部電源４とがワンチツプでIC
化されている。このワンチツプ３相インバータのIC素子
の大きさは、縦4.3mm、横5.8mmである。
かかるワンチツプ３相インバータにおいては、スイツ
チングトランジスタ２として横型のIGBT（Insulated Ga
te Bipolar Transistor）を開発、採用することによ
り、従来のパワーMOSFETによるものに比べて占有面積を
大幅に縮小し、ダイオードも横型IGBTと同じプロセスで
実現できる新たに開発された高速ダイオードが採用さ
れ、送回復電流を大幅に低減して逆回復電流によるスイ
ツチングトランジスタ２のスイツチング損失を大幅に低
減できるようにしている。また、電源回路を内蔵するこ
とにより、パワー素子であるスイツチングトランジスタ
２の駆動のための外部電源が１個ですむようにし、過電
流保護回路５を内蔵することにより、負荷短絡などで発
生する過大電流によるICの破壊が防止できるようにして
いる。さらに、インバータ周波数を可聴周波数よりも高
い20kHzとし、モータの騒音を大幅に低減できるように
している。
チングトランジスタ２として横型のIGBT（Insulated Ga
te Bipolar Transistor）を開発、採用することによ
り、従来のパワーMOSFETによるものに比べて占有面積を
大幅に縮小し、ダイオードも横型IGBTと同じプロセスで
実現できる新たに開発された高速ダイオードが採用さ
れ、送回復電流を大幅に低減して逆回復電流によるスイ
ツチングトランジスタ２のスイツチング損失を大幅に低
減できるようにしている。また、電源回路を内蔵するこ
とにより、パワー素子であるスイツチングトランジスタ
２の駆動のための外部電源が１個ですむようにし、過電
流保護回路５を内蔵することにより、負荷短絡などで発
生する過大電流によるICの破壊が防止できるようにして
いる。さらに、インバータ周波数を可聴周波数よりも高
い20kHzとし、モータの騒音を大幅に低減できるように
している。
第５図はかかるワンチツプ３相インバータを用いたブ
ラシレスの電動機の一従来例を示すブロツク図であつ
て、7A,7B,7Cはホール素子センサ、８はセンサ増幅器、
９は回転数信号形成回路、10は速度補正回路、11はPWM
（パルス幅変調）信号形成回路、12は起動電流制限回
路、13は発振回路、14はステータ、15は上記のワンチツ
プ３相インバータ、16は外部電源である。
ラシレスの電動機の一従来例を示すブロツク図であつ
て、7A,7B,7Cはホール素子センサ、８はセンサ増幅器、
９は回転数信号形成回路、10は速度補正回路、11はPWM
（パルス幅変調）信号形成回路、12は起動電流制限回
路、13は発振回路、14はステータ、15は上記のワンチツ
プ３相インバータ、16は外部電源である。
同図において、外部電源16に100（Ｖ）の商用交流電
圧を投入すると、この外部電源16から各回路に直流電源
電圧が印加される。これにより、発振回路13が起動し、
PWM信号形成回路11が所定周期でPWM信号を発生する。ロ
ジツク回路６はこのPWM信号から３相のスイツチング信
号を形成し、このスイツチング信号に応じてドライブ回
路３が各スイツチングトランジスタ２を順番にオン，オ
フ駆動する。これにより、ステータ14に設けられた各コ
イルに所定方向に電流が流れ、図示しないロータが回転
し始めて電動機が起動する。
圧を投入すると、この外部電源16から各回路に直流電源
電圧が印加される。これにより、発振回路13が起動し、
PWM信号形成回路11が所定周期でPWM信号を発生する。ロ
ジツク回路６はこのPWM信号から３相のスイツチング信
号を形成し、このスイツチング信号に応じてドライブ回
路３が各スイツチングトランジスタ２を順番にオン，オ
フ駆動する。これにより、ステータ14に設けられた各コ
イルに所定方向に電流が流れ、図示しないロータが回転
し始めて電動機が起動する。
この電動機の起動時、起動電流制限回路12は、過電流
保護回路５の検出結果にもとづいて、各スイツチングト
ランジスタ２に流れる起動電流が過大とならないよう
に、PWM信号形成回路11を制御してPWM信号のデユーテイ
比を調整する。
保護回路５の検出結果にもとづいて、各スイツチングト
ランジスタ２に流れる起動電流が過大とならないよう
に、PWM信号形成回路11を制御してPWM信号のデユーテイ
比を調整する。
６個のスイツチングトランジスタ２を夫々Q1,Q2,Q3,Q
4,Q5,Q6とし、夫々に接続されるダイオード１をD1,D2,D
3,D4,D5,D6とすると、スイツチングトランジスタQ1〜Q3
のコレクタは外部電源16の＋端子に、スイツチングトラ
ンジスタQ4〜Q6のエミツタは外部電源16の−端子に夫々
接続されている。また、スイツチングトランジスタQ1の
エミツタとスイツチングトランジスタQ4のコレクタとが
ステータ14に設けられた第１のコイルに接続され、以
下、スイツチングトランジスタQ2のエミツタとスイツチ
ングトランジスタQ5のコレクタが第２のコイルに、スイ
ツチングトランジスタQ3のエミツタとスイツチングトラ
ンジスタQ6のコレクタが第３のコイルに夫々接続されて
いる。
4,Q5,Q6とし、夫々に接続されるダイオード１をD1,D2,D
3,D4,D5,D6とすると、スイツチングトランジスタQ1〜Q3
のコレクタは外部電源16の＋端子に、スイツチングトラ
ンジスタQ4〜Q6のエミツタは外部電源16の−端子に夫々
接続されている。また、スイツチングトランジスタQ1の
エミツタとスイツチングトランジスタQ4のコレクタとが
ステータ14に設けられた第１のコイルに接続され、以
下、スイツチングトランジスタQ2のエミツタとスイツチ
ングトランジスタQ5のコレクタが第２のコイルに、スイ
ツチングトランジスタQ3のエミツタとスイツチングトラ
ンジスタQ6のコレクタが第３のコイルに夫々接続されて
いる。
ドライブ回路３は、電気角で120゜ずつ順番にスイツ
チングトランジスタQ1,Q2,Q3をオンし、また、同じく電
気角で120゜ずつPWM信号でチヨツピングして順番にスイ
ツチングトランジスタQ4,Q5,Q6をオンする。このスイツ
チングトランジスタQ1〜Q6の駆動タイミングを第６図に
Q1〜Q6として示す。同図において、スイツチングトラン
ジスタQ4はスイツチングトランジスタQ2のオン期間の後
半からスイツチングトランジスタQ3のオン期間の前半ま
での期間PWM信号と同じ周期、デユーテイ比でオン，オ
フし、スイツチングトランジスタQ5はスイツチングトラ
ンジスタQ3のオン期間の後半からスイツチングトランジ
スタQ1のオン期間の前半までの期間同じくオン，オフ
し、スイツチングトランジスタQ6はスイツチングトラン
ジスタQ1のオン期間の後半からスイツチングトランジス
タQ2のオン期間の前半までの期間同じくオン，オフす
る。
チングトランジスタQ1,Q2,Q3をオンし、また、同じく電
気角で120゜ずつPWM信号でチヨツピングして順番にスイ
ツチングトランジスタQ4,Q5,Q6をオンする。このスイツ
チングトランジスタQ1〜Q6の駆動タイミングを第６図に
Q1〜Q6として示す。同図において、スイツチングトラン
ジスタQ4はスイツチングトランジスタQ2のオン期間の後
半からスイツチングトランジスタQ3のオン期間の前半ま
での期間PWM信号と同じ周期、デユーテイ比でオン，オ
フし、スイツチングトランジスタQ5はスイツチングトラ
ンジスタQ3のオン期間の後半からスイツチングトランジ
スタQ1のオン期間の前半までの期間同じくオン，オフ
し、スイツチングトランジスタQ6はスイツチングトラン
ジスタQ1のオン期間の後半からスイツチングトランジス
タQ2のオン期間の前半までの期間同じくオン，オフす
る。
上記のようにして電動機が起動すると、ホール素子セ
ンサ7A,7B,7Cがロータの回転を検出し、第６図で7A,7B,
7Cとして示すように、ロータの回転を電気角360゜とし
て、電気角で120゜ずつ位相が異なり、かつ電気角で180
゜の幅のロータ位置信号を発生する。これらロータ位置
信号は所定ゲインに調整されたセンサ増幅器８で増幅、
波形整形などの処理がなれ、ワンチツプ３相インバータ
15のロジツク回路６に供給されるとともに、これらロー
タ位置信号の１つ、たとえばホール素子センサ7Aで発生
したロータ位置信号が回転数信号形成回路９に供給さ
れ、その周波数もしくは周期により、ロータの回転数を
表わす回転数信号が形成される。この回転数信号は速度
補正回路10に供給され、外部からの速度指令による回転
数と比較されてこれらの差に応じた速度補正信号が形成
される。この速度補正信号により、PWM信号形成回路11
から出力されるPWM信号のデユーテイ比が制御される。
ンサ7A,7B,7Cがロータの回転を検出し、第６図で7A,7B,
7Cとして示すように、ロータの回転を電気角360゜とし
て、電気角で120゜ずつ位相が異なり、かつ電気角で180
゜の幅のロータ位置信号を発生する。これらロータ位置
信号は所定ゲインに調整されたセンサ増幅器８で増幅、
波形整形などの処理がなれ、ワンチツプ３相インバータ
15のロジツク回路６に供給されるとともに、これらロー
タ位置信号の１つ、たとえばホール素子センサ7Aで発生
したロータ位置信号が回転数信号形成回路９に供給さ
れ、その周波数もしくは周期により、ロータの回転数を
表わす回転数信号が形成される。この回転数信号は速度
補正回路10に供給され、外部からの速度指令による回転
数と比較されてこれらの差に応じた速度補正信号が形成
される。この速度補正信号により、PWM信号形成回路11
から出力されるPWM信号のデユーテイ比が制御される。
ロジツク回路６は、センサ増幅器８から供給される３
相のロータ位置信号から、電気角120゜で同じく120゜ず
つ位相がずれたスイツチングトランジスタQ1〜Q3を順次
オン，オフするための転流信号（スイツチング信号）
と、この転流電流に対して第６図で説明したタイミング
関係のPWM信号形成回路11からのPWM信号と同一周期、同
一デユーテイのスイツチング信号とを形成し、ドライブ
回路３に送る。
相のロータ位置信号から、電気角120゜で同じく120゜ず
つ位相がずれたスイツチングトランジスタQ1〜Q3を順次
オン，オフするための転流信号（スイツチング信号）
と、この転流電流に対して第６図で説明したタイミング
関係のPWM信号形成回路11からのPWM信号と同一周期、同
一デユーテイのスイツチング信号とを形成し、ドライブ
回路３に送る。
これにより、速度補正回路10からの速度補正信号で補
正されたPWM信号のデユーティ比に応じてステータに設
けられた各コイルの通電時間が制御され、ロータの回転
数が外部からの速度指令による回転数に一致するように
制御される。ロータの回転数が変化するとホール素子セ
ンサ7A,7B,7Cの周期もこれに応じて変化するから、スイ
ツチングトランジスタQ1,Q2,Q3は夫々ロータの1/3回転
期間ずつオンする。
正されたPWM信号のデユーティ比に応じてステータに設
けられた各コイルの通電時間が制御され、ロータの回転
数が外部からの速度指令による回転数に一致するように
制御される。ロータの回転数が変化するとホール素子セ
ンサ7A,7B,7Cの周期もこれに応じて変化するから、スイ
ツチングトランジスタQ1,Q2,Q3は夫々ロータの1/3回転
期間ずつオンする。
このようにして、ロータの回転数はPWM信号のデユー
テイ比によつて決まり、このデユーテイ比を変化させる
ことにより、電動機の回転数を変化させることができ
る。
テイ比によつて決まり、このデユーテイ比を変化させる
ことにより、電動機の回転数を変化させることができ
る。
第７図は第５図に示した回路構成をとり、ワンチツプ
３相インバータを内部に実装した従来の電動機の一例を
示す分解斜視図であつて、17は上ケース、18はステータ
コア、19はコイル、20は開孔、21A,21B,21Cは支持具、2
2はシヤフト、23A,23Bは軸受、24はロータ、25はプリン
ト配線基板、26は周辺回路、27A,27B,27Cはネジ、28は
リード線、29は下ケース、30A,30B,30C,30Dは開孔、31
は引出し口、32は開孔、33はネジ、34A,34B,34Cはネジ
孔である。
３相インバータを内部に実装した従来の電動機の一例を
示す分解斜視図であつて、17は上ケース、18はステータ
コア、19はコイル、20は開孔、21A,21B,21Cは支持具、2
2はシヤフト、23A,23Bは軸受、24はロータ、25はプリン
ト配線基板、26は周辺回路、27A,27B,27Cはネジ、28は
リード線、29は下ケース、30A,30B,30C,30Dは開孔、31
は引出し口、32は開孔、33はネジ、34A,34B,34Cはネジ
孔である。
同図において、上ケース17の内部に、内面に設けられ
たスロツトによつて巻回されたコイル19を有する円筒状
のステータコア18が嵌め込まれる。この上ケース17の上
面中心には開孔20が設けられ、また、その外周面の下端
からは鍔部が形成されており、この鍔部に等間隔に４つ
のネジ孔34A,34B,34C（残りの１つは図示せず）が設け
られている。さらに、ステータコア18の下面外周部に
は、下方に突出する棒状の支持具21A,21B,21Cが等間隔
に固定されている。
たスロツトによつて巻回されたコイル19を有する円筒状
のステータコア18が嵌め込まれる。この上ケース17の上
面中心には開孔20が設けられ、また、その外周面の下端
からは鍔部が形成されており、この鍔部に等間隔に４つ
のネジ孔34A,34B,34C（残りの１つは図示せず）が設け
られている。さらに、ステータコア18の下面外周部に
は、下方に突出する棒状の支持具21A,21B,21Cが等間隔
に固定されている。
ロータ24は外周面が約2mmの厚さのフエライト系磁性
体で被覆されており、その中心を貫通するシヤフト22が
一体化されている。このシヤフト22のロータ24より上の
部分に軸受23Aが固定され、また、このシヤフト22の下
端部にも軸受23Bが固定されている。ロータ24と軸受23B
との間には、シヤフト22が貫通したプリント配線基板25
が配置される。
体で被覆されており、その中心を貫通するシヤフト22が
一体化されている。このシヤフト22のロータ24より上の
部分に軸受23Aが固定され、また、このシヤフト22の下
端部にも軸受23Bが固定されている。ロータ24と軸受23B
との間には、シヤフト22が貫通したプリント配線基板25
が配置される。
下ケース29は、その底面中央に開孔32が、側面に貫通
した引出し口31が夫々設けられ、また、上端部には外方
に突出した鍔部が設けられ、この鍔部に等間隔に開孔30
A,30B,30C,30Dが設けられている。
した引出し口31が夫々設けられ、また、上端部には外方
に突出した鍔部が設けられ、この鍔部に等間隔に開孔30
A,30B,30C,30Dが設けられている。
プリント配線基板25の上面には、第５図に示した回路
構成に対する回路導体パターンが形成され、ホール素子
センサ7A,7B,7C、ワンチツプ３相インバータ15や、セン
サ増幅器８、回転数信号形成回路９などの周辺回路26が
搭載されており、この回路導体パターンの端子がプリン
ト配線基板25の下面に導かれてこれにリード線28が接続
されている。
構成に対する回路導体パターンが形成され、ホール素子
センサ7A,7B,7C、ワンチツプ３相インバータ15や、セン
サ増幅器８、回転数信号形成回路９などの周辺回路26が
搭載されており、この回路導体パターンの端子がプリン
ト配線基板25の下面に導かれてこれにリード線28が接続
されている。
ロータ24はシヤフト22とともにステータコア18の内部
に挿入され、軸受23Aが上ケース17の内部上面に固定さ
れる。このロータ24の取りつけにより、シヤフト22の上
部が上ケース17の開孔20を通つて外部に突き出る。プリ
ント配線基板25は、ネジ27A,27B,27Cにより、ステータ
コア18の下面から突出した支持具21A,21B,21Cに固定さ
れる。下ケース29は、プリント配線基板25やステータコ
ア18などを密蔽するように、上ケース17に取りつけられ
る。この取りつけは、上ケース17の鍔部のネジ孔34A,34
B,34C,34D（図示せず）に下ケース29の鍔部の開孔30A,3
0B,30C,30Dを一致させ、これら開孔30A,30B,30C,30Dを
通してネジ33をネジ孔34A,34B,34C,34Dに締めつけるこ
とによつてなされる。この場合、シヤフト22の下端の軸
受23Bは下ケース29の開孔32内に固定され、また、リー
ド線28は下ケース29の内部から引出し口31も介して外部
に導出される。
に挿入され、軸受23Aが上ケース17の内部上面に固定さ
れる。このロータ24の取りつけにより、シヤフト22の上
部が上ケース17の開孔20を通つて外部に突き出る。プリ
ント配線基板25は、ネジ27A,27B,27Cにより、ステータ
コア18の下面から突出した支持具21A,21B,21Cに固定さ
れる。下ケース29は、プリント配線基板25やステータコ
ア18などを密蔽するように、上ケース17に取りつけられ
る。この取りつけは、上ケース17の鍔部のネジ孔34A,34
B,34C,34D（図示せず）に下ケース29の鍔部の開孔30A,3
0B,30C,30Dを一致させ、これら開孔30A,30B,30C,30Dを
通してネジ33をネジ孔34A,34B,34C,34Dに締めつけるこ
とによつてなされる。この場合、シヤフト22の下端の軸
受23Bは下ケース29の開孔32内に固定され、また、リー
ド線28は下ケース29の内部から引出し口31も介して外部
に導出される。
なお、第８図はかかる電動機をフアンモータとして用
いたルームエアコンの一部展開図を示すものである。こ
のルームエアコンは室内に配置される屋内ユニツト35
と、屋外に配置される屋外ユニツト36と、これら間のパ
イプ37とからなり、屋内ユニツト35にタンゼンシヤルフ
ローフアン38Aが、屋外ユニツト36にプロペラフアン38B
が夫々設けられている。これらフアン38A,38Bの駆動用
電動機39A,39Bとして、上記の電動機を用いることがで
きる。通常、電動機の３相インバータは電動機本体と同
程度の大きさであるが、上記の電動機では、ワンチツプ
化された３相インバータが内蔵されるものであるから、
その分屋内ユニツト36の制御部が小型化できるので、屋
外ユニツト36も小型化できる。このことは、屋内ユニツ
ト35についても同様である。
いたルームエアコンの一部展開図を示すものである。こ
のルームエアコンは室内に配置される屋内ユニツト35
と、屋外に配置される屋外ユニツト36と、これら間のパ
イプ37とからなり、屋内ユニツト35にタンゼンシヤルフ
ローフアン38Aが、屋外ユニツト36にプロペラフアン38B
が夫々設けられている。これらフアン38A,38Bの駆動用
電動機39A,39Bとして、上記の電動機を用いることがで
きる。通常、電動機の３相インバータは電動機本体と同
程度の大きさであるが、上記の電動機では、ワンチツプ
化された３相インバータが内蔵されるものであるから、
その分屋内ユニツト36の制御部が小型化できるので、屋
外ユニツト36も小型化できる。このことは、屋内ユニツ
ト35についても同様である。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、ワンチツプ３相インバータ内のスイツチン
グトランジスタなどの高電力素子は発熱体であるため、
ワンチツプ３相インバータが高温になつて特性の劣化、
信頼性の低下などの悪影響がある。このために、ワンチ
ツプ３相インバータに放熱フアンを設ける必要がある。
グトランジスタなどの高電力素子は発熱体であるため、
ワンチツプ３相インバータが高温になつて特性の劣化、
信頼性の低下などの悪影響がある。このために、ワンチ
ツプ３相インバータに放熱フアンを設ける必要がある。
しかしながら、第７図で説明したように、プリント配
線基板25上には、ワンチツプ３相インバータ15やホール
素子センサ7A,7B,7Cばかりでなく、その周辺回路26も多
数搭載されることになり、ワンチツプ３相インバータ15
に放熱フアンを取りつけるスペースがなかつた。このた
めに、電動機の出力としても、20（Ｗ）程度が限界であ
つた。
線基板25上には、ワンチツプ３相インバータ15やホール
素子センサ7A,7B,7Cばかりでなく、その周辺回路26も多
数搭載されることになり、ワンチツプ３相インバータ15
に放熱フアンを取りつけるスペースがなかつた。このた
めに、電動機の出力としても、20（Ｗ）程度が限界であ
つた。
本発明の目的は、かかる問題点を解消し、大型化を抑
えながら、ワンチップインバータを放熱可能に配置する
ことができ、高出力化を実現したルームエアコンのファ
ン駆動用電動機を提供することにある。
えながら、ワンチップインバータを放熱可能に配置する
ことができ、高出力化を実現したルームエアコンのファ
ン駆動用電動機を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、ロータやステ
ータ，該ロータの回転を検出するセンサ，電動機の回転
数を制御するワンチップインバータ，及び該センサの出
力信号及び速度指令信号が供給されてPWM形成回路を含
む周辺回路を収納したケース内に該センサを搭載したプ
リント配線基板が、該ステータ側に固定されて、収納さ
れ、該プリント配線基板に接続されたリード線が、該ケ
ースの側壁に設けられた引出口を介して、外部に引き出
され、かつ該ケース内での該プリント配線基板と該ケー
スの底面との間のスペースに該ワンチップインバータと
該周辺回路とを一体化したモノリシックICを配置した構
成とする。
ータ，該ロータの回転を検出するセンサ，電動機の回転
数を制御するワンチップインバータ，及び該センサの出
力信号及び速度指令信号が供給されてPWM形成回路を含
む周辺回路を収納したケース内に該センサを搭載したプ
リント配線基板が、該ステータ側に固定されて、収納さ
れ、該プリント配線基板に接続されたリード線が、該ケ
ースの側壁に設けられた引出口を介して、外部に引き出
され、かつ該ケース内での該プリント配線基板と該ケー
スの底面との間のスペースに該ワンチップインバータと
該周辺回路とを一体化したモノリシックICを配置した構
成とする。
［作用］ ケース内では、ここに収納されたプリント配線基板か
らこのケースの側壁に設けられた引出口を介してリード
線が外部に引き出されているために生ずる、このプリン
ト配線基板とこのケースの底面との間のスペースにモノ
リシックICを配置することにより、従来では使用されて
いなかったこのスペースを有効に利用することができる
ものであり、ケース、従って、電動機を大型化すること
なしに、モノリシックICの配置が容易となる。また、か
かる配置によると、ケースをモノリシックICの放熱手段
としても利用できるようになり、特別にモノリシックIC
の放熱手段を別途設ける必要がない。
らこのケースの側壁に設けられた引出口を介してリード
線が外部に引き出されているために生ずる、このプリン
ト配線基板とこのケースの底面との間のスペースにモノ
リシックICを配置することにより、従来では使用されて
いなかったこのスペースを有効に利用することができる
ものであり、ケース、従って、電動機を大型化すること
なしに、モノリシックICの配置が容易となる。また、か
かる配置によると、ケースをモノリシックICの放熱手段
としても利用できるようになり、特別にモノリシックIC
の放熱手段を別途設ける必要がない。
以下、本発明の実施例を図面によつて説明する。
第１図および第２図は本発明によるファン駆動用電動
機の基本概念を示す図であって、第１図はその分解斜視
図、第２図はその回路構成を示すブロツク図である。但
し、第１図および第２図において、15′は３相インバー
タ、21D,21Eは支持具、40はモノリシツクIC、41は放熱
板であり、第７図，第５図に対応する部分には同一符号
をつけて重複する説明を省略する。
機の基本概念を示す図であって、第１図はその分解斜視
図、第２図はその回路構成を示すブロツク図である。但
し、第１図および第２図において、15′は３相インバー
タ、21D,21Eは支持具、40はモノリシツクIC、41は放熱
板であり、第７図，第５図に対応する部分には同一符号
をつけて重複する説明を省略する。
まず、第２図について説明する。
先に説明した従来技術では、一点鎖線で囲んだ３相イ
ンバータ15′のみをワンチツプIC化してワンチツプ３相
インバータとしたが、この実施例では、破線で囲んで示
すように、この３相インバータ15′と、これの周辺回路
である回転数信号形成回路９、速度補正回路10、PWM信
号形成回路11、起動電流形成回路12および発振回路13と
を、第４図（ａ）で説明したようにして、同一ベースに
高耐圧モノリシツクIC化する。このモノリシツクIC40の
IC素子の大きさは、従来のワンチツプ３相インバータ15
のIC素子に比べ、約10％拡大するにすぎず、このため
に、モノリシツクIC40のIC素子を格納するパツケージと
しては、従来のワンチツプ３相インバータ15と同一形
状、大きさのものを使用することができる。
ンバータ15′のみをワンチツプIC化してワンチツプ３相
インバータとしたが、この実施例では、破線で囲んで示
すように、この３相インバータ15′と、これの周辺回路
である回転数信号形成回路９、速度補正回路10、PWM信
号形成回路11、起動電流形成回路12および発振回路13と
を、第４図（ａ）で説明したようにして、同一ベースに
高耐圧モノリシツクIC化する。このモノリシツクIC40の
IC素子の大きさは、従来のワンチツプ３相インバータ15
のIC素子に比べ、約10％拡大するにすぎず、このため
に、モノリシツクIC40のIC素子を格納するパツケージと
しては、従来のワンチツプ３相インバータ15と同一形
状、大きさのものを使用することができる。
なお、センサ増幅器８はゲイン調整可能として抵抗8a
などのゲイン調整手段が設けられ、電動機組立時にこの
ゲインが調整できるようにするために、モノリシツクIC
40とは別体とする。
などのゲイン調整手段が設けられ、電動機組立時にこの
ゲインが調整できるようにするために、モノリシツクIC
40とは別体とする。
次に、第１図について説明する。
上記のモノリシツクIC40を用いると、先の従来技術に
比べ、プリント配線基板25上での実装部品点数は約1/2
0、実装面積は約1/2となる。そこで、第１図では、プリ
ント配線基板25を半円板状とし、残りの半円部をモノリ
シツクIC40の放熱手段とするものである。
比べ、プリント配線基板25上での実装部品点数は約1/2
0、実装面積は約1/2となる。そこで、第１図では、プリ
ント配線基板25を半円板状とし、残りの半円部をモノリ
シツクIC40の放熱手段とするものである。
すなわち、プリント配線基板25は半円状をなしてステ
ータコア18の支持具21A,21Dに固定され、また、このプ
リント配線基板25に対向して、アルミニウムからなる半
円状の放熱板41が同じくステータコア18の支持具21B,21
Eに固定される。プリント配線基板25には、ホール素子
センサ7A,7B,7Cとこれらの出力が供給されるセンサ増幅
器８とが搭載され、放熱板41上には、第２図で示したモ
ノリシツクIC40が、その背面のヒートシンクが放熱板41
と密着するように、搭載されている。モノリシツクIC40
の各ピンはプリント配線基板25上の回路導体パターンの
所定の端子に接続されている。
ータコア18の支持具21A,21Dに固定され、また、このプ
リント配線基板25に対向して、アルミニウムからなる半
円状の放熱板41が同じくステータコア18の支持具21B,21
Eに固定される。プリント配線基板25には、ホール素子
センサ7A,7B,7Cとこれらの出力が供給されるセンサ増幅
器８とが搭載され、放熱板41上には、第２図で示したモ
ノリシツクIC40が、その背面のヒートシンクが放熱板41
と密着するように、搭載されている。モノリシツクIC40
の各ピンはプリント配線基板25上の回路導体パターンの
所定の端子に接続されている。
これ以外については、第７図に示した従来技術と同様
である。
である。
以上のように、第１図においては、３相インバータを
その周辺回路も含めてモノリシツクIC化し、従来のワン
チツプ３相インバータと同一形状、同一大きさのパツケ
ージに収納するものであるから、プリント配線基板25に
搭載される部品数やその占有スペースを低減させること
ができ、その低減したスペース分、モノリシツクIC40の
搭載部材をアルミニウム板で構成して放熱部材とするこ
とができる。したがつて、モノリシツクIC40の放熱効果
が充分に得られることになる。この結果、電動機の出力
容量も、従来の20（Ｗ）程度に対し、50（Ｗ）程度にま
で高めることができるようになる。
その周辺回路も含めてモノリシツクIC化し、従来のワン
チツプ３相インバータと同一形状、同一大きさのパツケ
ージに収納するものであるから、プリント配線基板25に
搭載される部品数やその占有スペースを低減させること
ができ、その低減したスペース分、モノリシツクIC40の
搭載部材をアルミニウム板で構成して放熱部材とするこ
とができる。したがつて、モノリシツクIC40の放熱効果
が充分に得られることになる。この結果、電動機の出力
容量も、従来の20（Ｗ）程度に対し、50（Ｗ）程度にま
で高めることができるようになる。
また、プリント配線基板25の搭載部品点数が削減する
から、半田付け点数も減少し、基板実装の回路系の信頼
性も向上する。この場合、半田付け点数は従来技術での
約1/100となる。
から、半田付け点数も減少し、基板実装の回路系の信頼
性も向上する。この場合、半田付け点数は従来技術での
約1/100となる。
第３図は本発明によるフアン駆動用電動機の一実施例
を示すものであつて、同図（ａ）は全体の分解斜視図、
同図（ｂ）は同図（ａ）のＰ部分の拡大斜視図である。
但し、同図において、29Aは突出部であり、第７図，第
２図に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明
を省略する。
を示すものであつて、同図（ａ）は全体の分解斜視図、
同図（ｂ）は同図（ａ）のＰ部分の拡大斜視図である。
但し、同図において、29Aは突出部であり、第７図，第
２図に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明
を省略する。
第３図（ａ）において、円板状のプリント配線基板25
上には、第２図で示したホール素子センサ7A,7B,7Cとこ
れらの出力が供給されるセンサ増幅器８とが搭載されて
いる。また、第２図に示したモノリシツクIC40は下ケー
ス29内でのプリント配線基板25とこの下ケース29の底面
との間のスペース内の内側壁に取りつけられており、そ
の各ピンはプリント配線基板25上に形成されている回路
導体パターンの所定の端子に接続されている。
上には、第２図で示したホール素子センサ7A,7B,7Cとこ
れらの出力が供給されるセンサ増幅器８とが搭載されて
いる。また、第２図に示したモノリシツクIC40は下ケー
ス29内でのプリント配線基板25とこの下ケース29の底面
との間のスペース内の内側壁に取りつけられており、そ
の各ピンはプリント配線基板25上に形成されている回路
導体パターンの所定の端子に接続されている。
モノリシツクIC40の下ケース29への取りつけについて
詳細に説明すると、第３図（ａ）のＰ部分を拡大して示
す同図（ｂ）において、下ケース29の内側壁の一部に表
面が平坦な突出部29Aが設けられており、モノリシツクI
C40が、この背面部のヒートシンクが突出部29Aの表面に
密着するように、この表面にネジで固定されている。
詳細に説明すると、第３図（ａ）のＰ部分を拡大して示
す同図（ｂ）において、下ケース29の内側壁の一部に表
面が平坦な突出部29Aが設けられており、モノリシツクI
C40が、この背面部のヒートシンクが突出部29Aの表面に
密着するように、この表面にネジで固定されている。
これ以外の構成は第７図に示した従来例と同様であ
る。
る。
以上のように、この実施例では、プリント配線基板25
は下ケース20内に収納され、このプリント配線基板25の
回路配線に接続されたリード線28がこのプリント配線基
板25の下面から下ケース29の側壁に設けられている引出
口31から外部に引き出される構成をなしているため、こ
のプリント配線基板25と下ケース29の底面との間に所定
のスペースが設けられているが、このスペース内にモノ
リシックIC40が設けられることにより、従来使用されず
に無駄となっていたこのスペースが有効に利用されるこ
とになって、このモノリシックIC40をプリント配線基板
25とは別体に設けても、下ケース29の構造を変更する必
要がなくてモノリシックIC40の取付け位置を設定できる
ことになる。
は下ケース20内に収納され、このプリント配線基板25の
回路配線に接続されたリード線28がこのプリント配線基
板25の下面から下ケース29の側壁に設けられている引出
口31から外部に引き出される構成をなしているため、こ
のプリント配線基板25と下ケース29の底面との間に所定
のスペースが設けられているが、このスペース内にモノ
リシックIC40が設けられることにより、従来使用されず
に無駄となっていたこのスペースが有効に利用されるこ
とになって、このモノリシックIC40をプリント配線基板
25とは別体に設けても、下ケース29の構造を変更する必
要がなくてモノリシックIC40の取付け位置を設定できる
ことになる。
しかも、このようなスペースにモノリシックIC40を配
置したことにより、下ケース29がモノリシツクIC40の支
持体であるとともに放熱部材ともなり、モノリシツクIC
40の放熱効果が充分得られ、電動機の出力容量も先の実
施例と同様に高められる。また、半田付けについても、
第１図に示した構成の場合と同様である。
置したことにより、下ケース29がモノリシツクIC40の支
持体であるとともに放熱部材ともなり、モノリシツクIC
40の放熱効果が充分得られ、電動機の出力容量も先の実
施例と同様に高められる。また、半田付けについても、
第１図に示した構成の場合と同様である。
なお、上記実施例において、センサ増幅器８として
は、ゲイン固定のものであつてもよいが、ゲイン可変の
場合、そのゲイン調整手段もプリント配線基板25に搭載
する。
は、ゲイン固定のものであつてもよいが、ゲイン可変の
場合、そのゲイン調整手段もプリント配線基板25に搭載
する。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ケース内での
プリント配線基板とこのケースの底面との間に生ずるス
ペースを利用してワンチップインバータとその周辺回路
とを一体化したモノリシックICを配置するものであるか
ら、リード線の引出口の位置を含めたケースの構造を変
更することなく、モノリシックICの取付け位置を容易に
決めることができるものである。
プリント配線基板とこのケースの底面との間に生ずるス
ペースを利用してワンチップインバータとその周辺回路
とを一体化したモノリシックICを配置するものであるか
ら、リード線の引出口の位置を含めたケースの構造を変
更することなく、モノリシックICの取付け位置を容易に
決めることができるものである。
また、本発明によれば、モノリシックICのかかる配置
により、ケースをこのモノリシックICの放熱手段として
も兼用可能とするものであるから、放熱手段を新たに設
けることなくモノリシツクICの放熱が可能となり、さら
に構成部品点数や半田付け点数を削減することができ
る。
により、ケースをこのモノリシックICの放熱手段として
も兼用可能とするものであるから、放熱手段を新たに設
けることなくモノリシツクICの放熱が可能となり、さら
に構成部品点数や半田付け点数を削減することができ
る。
第１図は本発明によるフアン駆動用電動機の基本概念を
示す分解斜視図、第２図は本発明によるフアン駆動用電
動機の回路系を示すブロツク図、第３図は本発明による
フアン駆動用電動機の一実施例を示す分解斜視図、第４
図（ａ）はワンチツプ３相インバータのIC素子の部分断
面図、同図（ｂ）は同じくこのIC素子でのレイアウトを
示す平面図、第５図はこのワンチツプ３相インバータを
用いた従来の電動機の回路系を示すブロツク図、第６図
はこの電動機の動作説明図、第７図はこの電動機の分解
斜視図、第８図はルームエアコンの構成図である。 7A,7B,7C……ホール素子センサ、８……センサ増幅器、
９……回転数信号形成回路、10……速度補正回路、11…
…PWM信号形成回路、12……起動電流制限回路、13……
発振器、14……ステータ、15′……３相インバータ、17
……上ケース、18……ステータコア、19……コイル、22
……シヤフト、24……ロータ、25……プリント配線基
板、28……リード線、29……下ケース、29A……突出
部、40……モノリシツクIC、41……放熱板。
示す分解斜視図、第２図は本発明によるフアン駆動用電
動機の回路系を示すブロツク図、第３図は本発明による
フアン駆動用電動機の一実施例を示す分解斜視図、第４
図（ａ）はワンチツプ３相インバータのIC素子の部分断
面図、同図（ｂ）は同じくこのIC素子でのレイアウトを
示す平面図、第５図はこのワンチツプ３相インバータを
用いた従来の電動機の回路系を示すブロツク図、第６図
はこの電動機の動作説明図、第７図はこの電動機の分解
斜視図、第８図はルームエアコンの構成図である。 7A,7B,7C……ホール素子センサ、８……センサ増幅器、
９……回転数信号形成回路、10……速度補正回路、11…
…PWM信号形成回路、12……起動電流制限回路、13……
発振器、14……ステータ、15′……３相インバータ、17
……上ケース、18……ステータコア、19……コイル、22
……シヤフト、24……ロータ、25……プリント配線基
板、28……リード線、29……下ケース、29A……突出
部、40……モノリシツクIC、41……放熱板。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−130514（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−21112（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 29/00,21/00 H02K 5/04,11/00 H02P 5/00,7/00
Claims (3)
- 【請求項１】ロータ及びステータと、該ロータの回転を
検出するセンサと、該センサの出力信号及び速度指令信
号が供給されてPWM形成回路を含む周辺回路と、商用交
流電圧を整流・平滑して得られる電圧を電源電圧として
該周辺回路の出力信号に応じて該ロータの回転数を制御
するワンチップインバータとをケース内に収納して備え
たルームエアコンのファン駆動用電動機において、 該ケース内に該センサを搭載したプリント配線基板が、
該ケース内の該ステータ側に固定されて、収納され、 該プリント配線基板に接続されたリード線が、該ケース
の側壁に設けられた引出口を介して、外部に引き出さ
れ、 かつ該ケース内での該プリント配線基板と該ケースの底
面との間のスペースに該ワンチップインバータと該周辺
回路とを一体化したモノリシックICを配置したことを特
徴とするファン駆動用電動機。 - 【請求項２】請求項１において、 前記ケースを前記モノリシックICの放熱手段としたこと
を特徴とするファン駆動用電動機。 - 【請求項３】請求項１または２において、 前記センサの検出出力を増幅する増幅器と該増幅器のゲ
イン調整手段とを前記プリント配線基板に載置したこと
を特徴とするファン駆動用電動機。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2177453A JP2960754B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | ファン駆動用電動機 |
| ES91110576T ES2077723T5 (es) | 1990-07-06 | 1991-06-26 | Motor sin escobillas que incorpora un circuito integrado que tiene un circuito periferico monochip. |
| DE69113528T DE69113528T2 (de) | 1990-07-06 | 1991-06-26 | Bürstenloser Motor mit eingebautem integriertem Schaltkreis, welcher einen peripheren Schaltkreis mit einem Chip beinhaltet. |
| EP19910110576 EP0464644B2 (en) | 1990-07-06 | 1991-06-26 | Brushless motor incorporating an integrated circuit having a one-chipped peripheral circuit |
| MYPI91001157A MY107328A (en) | 1990-07-06 | 1991-06-26 | Brushless motor incorporating an integrated circuit having a one-chipped peripheral circuit. |
| KR1019910011157A KR940010066B1 (ko) | 1990-07-06 | 1991-07-02 | 원칩화한 주변회로를 갖는 집적회로를 내장한 무브러시 모터 |
| US08/092,575 US5327064A (en) | 1990-07-06 | 1993-07-16 | Brushless motor incorporating an integrated circuit having a single chip peripheral circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2177453A JP2960754B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | ファン駆動用電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0467759A JPH0467759A (ja) | 1992-03-03 |
| JP2960754B2 true JP2960754B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=16031215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2177453A Expired - Lifetime JP2960754B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | ファン駆動用電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2960754B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011041471A (ja) * | 2010-11-15 | 2011-02-24 | Panasonic Corp | モータ駆動装置、モータ、ファン駆動モータ、ルームエアコン、給湯器、空気清浄機 |
| JP2011223794A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | モータ、換気扇、熱交換ユニット |
| KR20160014877A (ko) * | 2014-07-29 | 2016-02-12 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 모터 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2579791Y2 (ja) * | 1992-10-01 | 1998-08-27 | 特殊電装株式会社 | ブラシレスモータ |
| JP4557360B2 (ja) * | 2000-04-03 | 2010-10-06 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置及びそのモータ駆動制御回路 |
| JP2009261041A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Hitachi Ltd | 同期モータおよび同期モータの制御方法 |
| JP5485591B2 (ja) * | 2009-06-24 | 2014-05-07 | 株式会社デンソー | 駆動装置及び半導体モジュール |
| JP5389101B2 (ja) | 2011-04-26 | 2014-01-15 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| JP5766302B2 (ja) * | 2011-12-13 | 2015-08-19 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置内蔵モータ、このモータを内蔵した空気調和機、給湯器、および換気送風機器 |
| US10193412B2 (en) * | 2014-05-22 | 2019-01-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric motor controller |
-
1990
- 1990-07-06 JP JP2177453A patent/JP2960754B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011223794A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | モータ、換気扇、熱交換ユニット |
| JP2011041471A (ja) * | 2010-11-15 | 2011-02-24 | Panasonic Corp | モータ駆動装置、モータ、ファン駆動モータ、ルームエアコン、給湯器、空気清浄機 |
| KR20160014877A (ko) * | 2014-07-29 | 2016-02-12 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 모터 장치 |
| KR102088265B1 (ko) | 2014-07-29 | 2020-03-13 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 모터 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0467759A (ja) | 1992-03-03 |
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