JP3328270B2

JP3328270B2 - 電動機と空気調和機

Info

Publication number: JP3328270B2
Application number: JP2001249200A
Authority: JP
Inventors: 誠石井; 展昭荒川; 裕次川口; 幸一矢島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2002-09-24
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JP2002112508A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機のファン駆
動用等として用いて好適な電動機とこれを用いた空気調
和機に係り、特に、可変速制御可能なインバータを内蔵
したブラシレスの電動機とこれを用いた空気調和機に関
する。

【０００２】

【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ップ化された３相
インバータ（以下、ワンチップ３相インバータという）
が開発された（例えば、平成２年３月２２日付日本電波
新聞）。このワンチップ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って、電動機への
内蔵を可能とした。ワンチップ３相インバータの素子構
造は、図６（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、即ち、ＳｉＯ₂ 層によ
って高耐圧に各層のエリアが仕切られ、各エリアに１相
分の回路が形成されたものである。

【０００３】また、このワンチップ３相インバータの各
素子のレイアウトは、図６（ｂ）に示すように、主素子
としての６個のスイッチングトランジスタ１９と、各ス
イッチングトランジスタ１９のコレクタ、エミッタ間に
接続された還流ダイオード１８と、各スイッチングトラ
ンジスタ１９をオン、オフさせるためのスイッチング信
号を形成するロジック回路２１と、このスイッチング信
号で各スイッチングトランジスタ１９を動作させるドラ
イブ回路２０と、各スイッチングトランジスタ１９に流
れる電流を検出し、過電流によるＩＣ破壊を防止するた
めの過電流保護回路２３と、内部電源２２とがモノリシ
ックでＩＣ化されている。

【０００４】このワンチップ３相インバータの素子の大
きさは、縦４．３ｍｍ、横５．８ｍｍである。かかるワ
ンチップ３相インバータにおいては、スイッチングトラ
ンジスタ１９として、横形のＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔ
ｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ）を開発、採用することにより、従来のパワーＭＯＳ
ＦＥＴによるものに比べて占有面積が大幅に縮小し、還
流ダイオード１８も横形の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、
逆回復電流を大幅に低減して逆回復電流によるスイッチ
ングトランジスタ１９のスイッ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ッチングトランジスタ１
９の駆動のための外部電源が１個で済むようにし、過電
流保護回路２３を内蔵することにより、負荷短絡で発生
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。

【０００５】図７はかかるワンチップ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図であっ
て、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃはホール素子センサ、２５
はセンサ増幅器、２６は回転数信号形成回路、２７は速
度補正回路、２８はＰＷＭ（パルス幅変調）信号形成回
路、２９は起動電流制限回路、３０は発振回路、３１は
ステータ、３２は上記のワンチップ３相インバータ、３
３は外部電源である。

【０００６】同図において、外部電源３３に１００
（Ｖ）の商用交流電圧を投入すると、この外部電源３３
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３０が起動し、ＰＷＭ信号形成回路２８が所定
の周期でＰＷＭ信号を発生する。ロジック回路２１で
は、このＰＷＭ信号から３相のスイッチング信号を形成
し、このスイッチング信号に応じてドライブ回路２０が
各スイッチングトランジスタ１９を順番にオン、オフ駆
動する。これにより、ステータ３１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。

【０００７】この電動機の起動時、起動電流制限回路２
９は、過電流保護回路２３の検出結果に基づいて、各ス
イッチングトランジスタ１９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２８を制御してＰ
ＷＭ信号のデューティ比を調整する。

【０００８】６個のスイッチングトランジスタ１９を夫
々Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃、Ｑ₄、Ｑ₅、Ｑ₆とし、夫々に接続され
る還流ダイオード１８をＤ₁、Ｄ₂、Ｄ₃、Ｄ₄、Ｄ₅、Ｄ₆
とすると、スイッチングトランジスタＱ₁〜Ｑ₃のコレク
タは外部電源３３の＋端子に、スイッチングトランジス
タＱ₄〜Ｑ₆のエミッタは外部電源３３の−端子に夫々接
続されている。また、スイッチングトランジスタＱ₁ の
エミッタとスイッチングトランジスタＱ₄ のコレクタと
がステータ３１に設けられた第１のコイルに接続され、
以下、スイッチングトランジスタＱ₂ のエミッタとスイ
ッチングトランジスタＱ₅ のコレクタとが第２のコイル
に、スイッチングトランジスタＱ₃ のエミッタとスイッ
チングトランジスタＱ₆ のコレクタとが第３のコイルに
夫々接続されている。

【０００９】ドライブ回路２０は、電気角で１２０゜ず
つ順番にスイッチングトランジスタＱ₁〜Ｑ₃をオンし、
同じく電気角で１２０゜ずつＰＷＭ信号でチョッピング
して順番にスイッチングトランジスタＱ₄〜Ｑ₆をオンす
る。このスイッチングトランジスタＱ₁〜Ｑ₆の駆動タイ
ミングを図８にＱ₁〜Ｑ₆として示す。

【００１０】即ち、スイッチングトランジスタＱ₄はス
イッチングトランジスタＱ₂のオン期間の後半からスイ
ッ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、デューティ比でオン、オフし、
スイッチングトランジスタＱ₅はスイッチングトランジ
スタＱ₃ のオン期間の後半からスイッチングトランジス
タＱ₁ のオン期間の前半までの期間同じくオン、オフ
し、スイッチングトランジスタＱ₆はスイッチングトラ
ンジスタＱ₁のオン期間の後半からスイッチングトラン
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。

【００１１】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２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃがロータの回転
を検出し、図８で２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ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
所定のゲインに調整されたセンサ増幅器２５で増幅、波
形整形などの処理がなされ、ワンチップ３相インバータ
３２のロジック回路２１に供給されると共に、これらロ
ータ位置信号の１つ、例えばホール素子センサ２４Ａで
発生したロータ位置信号が回転数信号形成回路２６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２７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２８から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比が
制御される。

【００１２】ロジック回路２１は、センサ増幅器２５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ッチングトラ
ンジスタＱ₁〜Ｑ₃を順次オン、オフするための転流信号
（スイッチング信号）と、この転流信号に応じて図８で
説明したタイミング関係のＰＷＭ信号形成回路２８から
のＰＷＭ信号と同一周期、同一デューティ比のスイッチ
ング信号とを形成し、ドライブ回路２０に送る。

【００１３】これにより、速度補正回路２７からの速度
補正信号で補正されたＰＷＭ信号のデューティ比に応じ
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２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃの周期
もこれに応じて変化するから、スイッチングトランジス
タＱ₁〜Ｑ₃は夫々ロータの１／３回転期間ずつオンす
る。

【００１４】このようにして、ロータの回転数はＰＷＭ
信号のデューティ比によって決まり、このデューティ比
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。図９は図７に示した回路構成をとり、ワ
ンチップ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って、３４は上ケース、３
５はステータコア、３６はコイル、３７は開孔、３８
Ａ、３８Ｂ、３８Ｃは支持具、３９はシャフト、４０
Ａ、４０Ｂは軸受、４１はロータ、４２はプリント配線
基板、４３は周辺回路、４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃはネ
ジ、４５はリード線、４６は下ケース、４７Ａ、４７
Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄは開孔、４８は引出線、４９は開
孔、５０はネジ、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃはネジ穴であ
る。

【００１５】同図において、上ケース３４の内部に、内
面に設けられたスロットによって巻回されたコイル３６
を有する円筒状のステータコア３５が嵌め込まれる。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５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ
（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３５の下面外周部には、下方に突出する棒
状の支持具３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃが等間隔に固定され
ている。

【００１６】ロータ４１は外周面が約２ｍｍの厚さのフ
ェライト系磁性体で被覆されており、その中心を貫通す
るシャフト３９が一体化されている。このシャフト３９
のロータ４１より上の部分に軸受４０Ａが固定され、ま
た、このシャフト３９の下端部にも軸受４０Ｂが固定さ
れている。ロータ４１と軸受４０Ｂとの間には、シャフ
ト３９が貫通したプリント配線基板４２が配置されてい
る。

【００１７】下ケース４６には、その底面中央に開孔４
９が、側面に貫通した引出し口４８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４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄが
設けられている。

【００１８】プリント配線基板４２の上面には、図７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２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、ワンチップ
３相インバータ３２や、センサ増幅器２５、回転数信号
形成回路２６（図７）等の周辺回路４３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４
２の下面に導かれて、これにリード線４５が接続されて
いる。

【００１９】ロータ４１はシャフト３９とともにステー
タコア３５の内部に挿入され、軸受４０Ａが上ケース３
４の内部上面に固定されている。このロータ４１の取付
けにより、シャフト３９の上部が上ケース３４の開孔３
７を通って外部に突き出ている。プリント配線基板４２
は、ネジ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃにより、ステータコア
３５の下面から突出した支持具３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ
に固定されている。下ケース４６は、プリント配線基板
４２やステータコア３５等を密閉するように、上ケース
３４に取付けられている。この取付けは、上ケース３４
の鍔部のネジ孔５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ（図示
せず）に下ケース４６の鍔部の開孔４７Ａ、４７Ｂ、４
７Ｃ、４７Ｄを一致させ、これら開孔４７Ａ、４７Ｂ、
４７Ｃ、４７Ｄを通してネジ５０をネジ孔５１Ａ、５１
Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄに締め付けることによってなされ
る。この場合、シャフト３９の下端の軸受４０Ｂは下ケ
ース４６の開孔４９内に固定され、また、リード線４５
は下ケース４６の内部から引出口４８を介して外部に導
出される。

【００２０】なお、図１０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
ニット５２と、屋外に配置される屋外ユニット５３と、
これら間のパイプ５４とからなり、屋内ユニット５２に
タンゼンシャルフローフアン５５Ａが、屋外ユニット５
３にプロペラフアン５５Ｂが夫々設けられている。これ
らフアン５５Ａ、５５Ｂの駆動用電動機５６Ａ、５６Ｂ
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、ワンチップ化された３相イ
ンバータが内蔵されるものであるから、その分屋外ユニ
ット５３の制御部が小形化できるので、屋外ユニット５
３も小形化できる。このことは、屋内ユニット５２につ
いても同様である。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようなワンチップ３相インバータや周辺回路を空気調和
機に用いると、次のような問題が生ずる。即ち、１．ワ
ンチップ３相インバータを動作させるに際し、１６ｋＨ
ｚ〜２０ｋＨｚの高速スイッチングが行なわれる。これ
は、電磁音によって騒音が大きくなることを防止するた
めであって、スイッチング周波数を可聴領域外の高周波
にするものである。しかし、このように高周波スイッチ
ングを行なうと、これによって生じるノイズの影響でワ
ンチップ３相インバータや周辺回路が誤動作する。図１
１に従来のノイズの影響で誤動作したモータ電流波形と
周辺回路に重畳したノイズ波形を示す。このため、電動
機として安定した回転数が得られず、かかるワンチップ
３相インバータや周辺回路を空気調和機に搭載した場
合、所期の冷房、暖房能力が得られないし、また、使用
者に不快感を与える等空気調和機としての商品価値を著
しく損なうものとなる。

【００２２】２．従来の空気調和機の室内ユニット５２
は図１２に示す構成をなしている。但し、同図（ａ）は
一部で内部を示す正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の分
断線Ａ−Ａ´に沿う断面図であり、５７は化粧パネル、
５８は上下風向板、５９は左右風向板、６０は送風ファ
ン、１６´は室内電気品、１７は室内電気品１６´と一
体となっている表示板、１２は送風ファン６０の端部に
取り付けられた室内ファンモータである。

【００２３】同図（ａ）、（ｂ）において、室内ファン
モータ１２の外周部を包むように室内電気品１６´が配
置されている。このようにするのは、室内ユニットの制
御室のスペースが充分とれず、モータ部が突出した空間
に室内電気品１６´を配置する必要があるためである。
また、室内電気品１６´が大きくなることにもよるもの
である。室内電気品１６´は、図１３に示すように、室
内ファンモータ１２の回転数を制御するためのモータ制
御基板６１と空気調和機を制御する制御基板１３と表示
部を構成するスイッチ基板１４の３枚の制御基板からな
っており、また、これら基板間を電気的に接合するリー
ド線がある等部品点数が多くなり、必然的に室内電気品
１６´は大きくなる。

【００２４】このため、室内電気品１６´が大きくなる
ことと変則的な形状になることによって電気品１６´を
収納するケースが高価になり、また、その組立て作業が
複雑になって加工費の高騰を招くことになる。さらに、
この結果、室内ユニットも大きくなる等の問題がある。

【００２５】本発明の目的は、かかる問題点を解消し、
内蔵したワンチップ３相インバータを安定に駆動するこ
とができるようにした電動機を提供することにある。

【００２６】また、本発明の他の目的は、室内ユニット
の小形化を実現可能とした空気調和機を提供することに
ある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による電動機は、内蔵したインバータと周辺
回路は一体に誘電体分離技術を利用してモノリシックＩ
Ｃ化され、該インバータと該周辺回路の回路グランドラ
インを該モノリシックＩＣのヒートシンク部ともしくは
該ヒートシンク部と密接された状態にある放熱板または
放熱フィンと電気的に接続する。

【００２８】また、上記目的を達成するために、本発明
による空気調和機は、上記本発明による電動機と制御回
路基板を備えており、該制御回路基板を収納するケース
の形状を直方体または立方体とする。

【００２９】本発明による電動機によると、インバータ
と周辺回路の回路接地のために設けられている回路グラ
ンドを誘電体分離技術を利用してこれらインバータと周
辺回路を一体化したモノリシックＩＣのヒートシンク部
にリード線で電気的に接続することにより、該インバー
タの下層部に形成されて該ヒートシンク部に接合してい
る絶縁部（ポリシリコン層）と該ヒートシンク部とを介
して該インバータの回路部と回路グランドが高周波的に
電気結合されることになる。これは、該絶縁層がポリシ
ンコンの誘電体で形成されているため、該インバータの
回路部と回路グランド間に該絶縁層による一定のキャパ
シタンスが生ずるからである。このキャパシタンス効果
により、該インバータの回路部に発生した高周波ノイズ
を回路グランドラインに流すことができ、従って、高周
波ノイズが除かれることになる。

【００３０】放熱板または放熱フィンが該ヒートシンク
部に密接している場合には、該回路グランドを該放熱板
または該放熱フィンにリード線で電気的に接続しても同
様である。

【００３１】また、本発明による空気調和機によると、
上記インバータが室内ユニットのファンモータに内蔵さ
れるから、室内ユニットの室内電気品の点数が大幅に減
少して電気品の収納ケースの形状を単純な直方体もしく
は立方体とすることができから、室内ユニットでのこの
収納ケースの占有面積が減少して室内ユニットの小形化
が可能となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
よって説明する。図１は本発明による電動機の一実施形
態に内蔵されるノイズ対策したワンチップ３相インバー
タと周辺回路の等価回路を示すブロック図であって、１
はワンチップ３相インバータ、２は電源端子、３は電動
機、４は磁極位置検出用センサ、５は等価的に生じるコ
ンデンサ、６はワンチップ３相インバータ１を保護する
パッケージのヒートシンク部である、７はワンチップ３
相インバータ１と周辺回路の回路グランド（接地端子）
をパッケージのヒートシンク部６と電気的に接合するリ
ード線である。

【００３３】また、図２はワンチップ３相インバータ１
や周辺回路（図示せず）を収納したパッケージを示す断
面図であって、１ａはワンチップ３相インバータ１の層
構成をなす回路部、１ｂは同じくポリシリコンからなる
絶縁層、８はモールド樹脂、９はアルミ線、１０はリー
ド端子、１１ははんだであり、図１に対応する部分には
同一符号をつけている。

【００３４】図１、図２において、ヒートシンク部６上
に、はんだ１１により、ワンチップ３相インバータ１と
その周辺回路（図示せず）とが一体となったモノリシッ
クＩＣが接合され、モールド樹脂８で全体が保護されて
いる。そして、アルミ線９によってワンチップ３相イン
バータ１と回路グランド（接地端子）となるリード端子
１０とが電気的に接続されている。これにより、ワンチ
ップ３相インバータ１や周辺回路の接地線が接地される
ことになる。

【００３５】このリード端子１０とヒートシンク部６と
がリード線７で電気的に接続されており、これにより、
ワンチップ３相インバータ１と周辺回路の回路グランド
がパッケージのヒートシンク部６と電気的に接続されて
いる。ワンチップ３相インバータ１の層構成としては回
路部１ａとポリシリコンからなる絶縁層１ｂがあり、こ
の絶縁層１ｂはキャパシタンスを有している。

【００３６】このように、ワンチップ３相インバータ１
と周辺回路との回路グランドとなるリード端子１０がパ
ッケージのヒートシンク部６にリード線７で電気的に接
続されていることにより、ワンチップ３相インバータ１
の下層部に形成されている絶縁層１ｂ及びヒータシンク
部６を介してワンチップ３相インバータ１の回路部１ａ
と周辺回路とが回路グランドに高周波的に電気結合した
ことになる。これは、絶縁層１ｂがポリシリコンの誘電
体で形成されているため、ワンチップ３相インバータ１
の回路部１ａとヒートシンク部６との間に一定のキャパ
シタンス５（図１）が生じるからであり、そのキャパシ
タンス効果によって、ワンチップ３相インバータ１の回
路部１ａで発生した高周波スイッチングによる高周波ノ
イズが回路の接地のために設けられた回路グランドに流
れ込むことになる。これにより、この高周波ノイズは吸
収されて安定した回路動作が得られることになる。この
絶縁部１ｂはワンチップ３相インバータ１の回路部１ａ
と全面にわたって相対しており、従って、ワンチップ３
相インバータ１の回路部１ａのあらゆる回路に対してか
かるキャパシタンス効果が生ずるので、著しい高周波ノ
イズ除去効果が得られることになる。なお、絶縁部１ｂ
の層厚は５〜１０μｍであり、その静電容量は２〜４ｐ
Ｆである。

【００３７】図３はかかるワンチップ３相インバータ１
や周辺回路を内蔵した本発明による電動機の一実施形態
における駆動時のモータ出力電流波形と周辺回路部の信
号波形を示すものであり、この図からノイズがない信号
そのものの波形であることがわかる。

【００３８】図４は上記の電動機を室内フアンモータと
して用いた本発明による空気調和機の一実施形態の室内
ユニットにおける制御回路を示すブロック図であって、
１２は室内フアンモータ、１３は図１３で示した従来と
同じ制御基板、１４は同じく従来と同じスイッチ基板で
ある。

【００３９】また、図５はこの室内ユニットの構成を示
しており、同図（ａ）は一部で内部を示す正面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）の分断線Ｂ−Ｂ´に沿う断面図であ
り、１５はリード線、１６は電気品、１７は表示部であ
り、図１２に対応する部分には同一符号をつけている。

【００４０】図４、図５において、室内ファンモータ１
２には、ワンチップ３相インバータや周辺回路、従来の
図１３に示されるモータ制御基板６１等が内蔵されてい
る。このようにワンチップ３相インバータや周辺回路、
このモータ制御基板６１等の室内電気品が室内ファンモ
ータ１２に内蔵されてしまうため、従来スペースが必要
としたモータ制御基板６１がなくなり、室内電気品１６
を、図１３に示したような室内ファンモータ１２を包む
形状とする必要がなく、小形かつ直方体形状にすること
ができる。なお、表示部１７は、ブロック化することに
より、任意の場所に任意のデザインで配置することがで
き、室内電気品１６とにリード線１５によって接続する
ことにより、室内電気品から表示部１７に表示信号を伝
送するようにする。

【００４１】ここで、図１２に示した従来の空気調和機
と本発明による空気調和機との大きさを比較すると、従
来の空気調和機では、図１２（ａ）において、横１０９
０ｍｍ、高さ２９５ｍｍ、奥行き（図１２（ｂ））１６
２ｍｍであるのに対し、本発明による空気調和機では、
図５（ａ）において、横９９４ｍｍ、高さ２４５ｍｍ、
奥行き（図５（ｂ））１４８ｍｍとすることができた。

【００４２】なお、以上説明した実施形態では、ワンチ
ップ３相インバータや周辺回路の回路グランドをモノリ
シックＩＣのヒートシンク部に接続するようにしたが、
このヒートシンク部に放熱板または放熱フインが密接し
ている場合には、回路グランドをこれらに電気的に接続
するようにしてもよく、上記と同様の効果が得られる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インバータと周辺回路インバータとを一体に誘電体分離
技術を利用してモノリシックＩＣ化し、これらインバー
タと周辺回路の回路グランドを該モノリシックＩＣのヒ
ートシンク部にリード線で電気的に接続しているので、
インバータの回路部と回路グランド間に一定のキャパシ
タンスが生じ、そのキャパシタンス効果によって、イン
バータの回路部に発生する高周波ノイズが回路のグラン
ドに流れることになり、インバータの回路と周辺回路の
接地のために設けられた回路グランドラインを利用して
効果的に高周波ノイズを除くことができる。この結果、
電動機の安定した制御が可能となるし、インバータの回
路周辺に用いるノイズ対策のための部品点数を最小に抑
えることができる。この種の部品点数は約１／３（１５
点⇒５点）にすることができる。

【００４４】また、インバータを室内ユニットのファン
モータ内に内蔵することができるから、室内電気品の大
きさを大幅に縮小することができるし、電気品の形状も
単純な直方体および立方体とすることができる。この結
果、電気品の占有スペースを縮小できて、室内ユニット
も小形化できる。また、電気品の配置スペースがないた
め、一定速ファンモータ（インダクションモータ）を使
用していた２．５ＫＷ以下級の従来の空気調和機でも、
本発明では、インバータを室内ユニットのファンモータ
内に内蔵するものであるから、従来と同規模の制御回路
で設置することができるので、ファンモータの可変速化
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電動機の一実施形態に内蔵される
ワンチップ３相インバータと周辺回路の等価回路を示す
ブロック図である。

【図２】図１に示したワンチップ３相インバータや周辺
回路を収納したパッケージを示す断面図である。

【図３】図１、図２で示されるワンチップ３相インバー
タや周辺回路を内蔵した実施形態の駆動時の各部の波形
を示す図である。

【図４】本発明による空気調和機の一実施形態の室内ユ
ニットにおける制御回路を示すブロック図である。

【図５】本発明による空気調和機の一実施形態の室内ユ
ニットの構成図である。

【図６】ワンチップ３相インバータの素子構造を示す断
面図である。

【図７】図６に示したワンチップ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ック構成図
である。

【図８】図７に示した電動機の動作を示すタイミング図
である。

【図９】図７、図８で示した電動機の構造を示す分解斜
視図である。

【図１０】従来の空気調和機の全体構成図である。

【図１１】図９に示した従来の電動機の駆動時の各部の
波形を示す図である。

【図１２】従来の空気調和機の室内ユニットの構成図で
ある。

【図１３】従来の空気調和機の室内ユニットにおける制
御回路を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ワンチップ３相インバータ１ａワンチップ３相インバータ１の回路部１ｂワンチップ３相インバータ１の絶縁層４磁極位置検出用センサ５等価的に生じるコンデンサ６パッケージのヒートシンク部７リード線８モールド樹脂９アルミ線１０リード端子１１はんだ１２室内フアンモータ１３制御基板１４リード線１６電気品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢島幸一栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所栃木工場内 (56)参考文献特開平３−270677（ＪＰ，Ａ) 特開平１−270795（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−272501（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−102293（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−28655（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 11/00 F24F 1/00 H02K 5/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータの磁極位置を検出するセンサと、
該センサの検出出力を増幅する増幅器と、該増幅器の出
力信号を処理する周辺回路と、該周辺回路の出力信号に
応じて該ロータを回転駆動するインバータとを備え、該
インバータと該周辺回路とを一体に誘電体分離技術を利
用してモノリシックＩＣ化し、該センサと該増幅器と共
に収納した電動機において、該インバータと該周辺回路との回路グランドラインと、
該モノリシックＩＣのヒートシンク部とを電気的に接続
したことを特徴とする電動機。
【請求項２】請求項１において、前記インバータと前記周辺回路との回路グランドライン
と、前記モノリシックＩＣの前記ヒートシンク部に密接
された状態にある放熱板または放熱フィンとを電気的に
接続したことを特徴とする電動機。
【請求項３】請求項１または２記載の電動機と制御回
路等の電気品を備えた空気調和機において、該電気品を収納するケースの形状を直方体または立方体
としたことを特徴とする空気調和機。