JP5766292B2 - Motor, pump equipped with the motor, air conditioner, water heater, and heat source machine - Google Patents
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Description
この発明は、半導体を用いて構成された電力変換回路を内蔵したモータ、ならびにそれを搭載したポンプ、空気調和機、給湯器、および熱源機に関するものである。 The present invention relates to a motor with a built-in power conversion circuit configured using a semiconductor, and a pump, an air conditioner, a water heater, and a heat source device including the motor.
近年、駆動回路内蔵モータにおいて、不飽和ポリエステル樹脂でケース状に成形したステータモールド内に、シャフト、軸受、ヨーク、およびマグネットを設けたロータと、モータ駆動回路基板を収め、その上面に絶縁板を配して、金属ブラケットで蓋をした構造のものが用いられている。ここで、内蔵される駆動回路は、プリドライブIC(集積回路)に発振用コンデンサまたはセラミック発振子を外付けした回路構成により基本クロックを生成し、これを用いてPWM(パルス幅変調)信号を生成している(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, in a motor with a built-in drive circuit, a rotor provided with a shaft, a bearing, a yoke, and a magnet, and a motor drive circuit board are housed in a stator mold molded in a case shape with unsaturated polyester resin, and an insulating plate is provided on the top surface A structure with a metal bracket covered with a lid is used. Here, the built-in drive circuit generates a basic clock with a circuit configuration in which an oscillation capacitor or a ceramic oscillator is externally attached to a pre-drive IC (integrated circuit), and uses this to generate a PWM (pulse width modulation) signal. (For example, refer to Patent Document 1).
ところで、このような駆動回路では、駆動方式に正弦波PWM制御等の高度な制御方式を用いるため、その基本クロック周波数にはPWM周波数よりも充分大きなMHz帯域が用いられるようになってきた。また、プリドライブICの代わりにマイコンを用いる構成のものもあり、クロック周波数は高周波化の傾向にある。 By the way, in such a drive circuit, since an advanced control method such as sine wave PWM control is used as the drive method, an MHz band sufficiently larger than the PWM frequency has been used as the basic clock frequency. There is also a configuration using a microcomputer instead of the pre-drive IC, and the clock frequency tends to be higher.
ただし、プリドライブICやマイコンはチップ開発にコスト・時間がかかるため、できる限り多くのユーザが使用する必要があり、汎用性を持たせるため、クロック周波数は基板設計者がある程度可変にできるように、外付け部品(例えば発振用コンデンサまたはセラミック発振子等)で調整可能とする必要がある。 However, since pre-drive ICs and microcomputers require cost and time for chip development, they need to be used by as many users as possible, and in order to provide versatility, the clock frequency can be varied to some extent by the board designer. It is necessary to be able to adjust with external parts (for example, an oscillation capacitor or a ceramic oscillator).
このようにモータ内蔵の駆動回路は、高周波のクロック信号を生成しているが、これは同時に放射ノイズの発生源ともなる。上記金属ブラケットは、回路基板に対し蓋の役割を果たし、放射ノイズを遮蔽する効果を有するものの、金属ブラケットと大地との間には静電結合容量Csが存在し、金属ブラケットに嵌合された例えば玉軸受けの外輪の電位および電荷を大きくしており、これにより内外輪間に放電が発生した場合、軸受け損傷(電食現象)が生ずるという問題点があった。 As described above, the drive circuit with a built-in motor generates a high-frequency clock signal, which also serves as a source of radiation noise. Although the metal bracket serves as a lid for the circuit board and has an effect of shielding radiation noise, there is an electrostatic coupling capacitance Cs between the metal bracket and the ground, and the metal bracket is fitted to the metal bracket. For example, when the electric potential and electric charge of the outer ring of the ball bearing are increased, and a discharge is generated between the inner and outer rings, there is a problem that bearing damage (electrolytic corrosion phenomenon) occurs.
これを防止するための対策として、玉軸受けの内外輪を電気的に結合し外輪に発生した電荷を逃がすための特別な構造を用いること(例えば、特許文献2参照)、あるいは、玉軸受け内部で放電が発生しないように転動体にセラミックボールを用いることなどが提案されているが、いずれの場合も特別の放電構造が別途必要になることに加え、コストの増加を招いていた。 In order to prevent this, a special structure for electrically connecting the inner and outer rings of the ball bearing to release the charge generated in the outer ring is used (for example, refer to Patent Document 2), or inside the ball bearing. It has been proposed to use ceramic balls for the rolling elements so as not to cause discharge, but in any case, a special discharge structure is required separately, and the cost is increased.
上記のように、特許文献1,2に示される従来のモータでは、金属ブラケットが大地との間に静電結合容量を持つことで、玉軸受けの内外輪間に発生する電圧ならびに電荷の差が大きく、金属材料で構成される玉軸受けでは、金属間が点接触に近い状態となるため、放電が玉の先端部に集中し、放電時のエネルギーが分散されず、放電による金属の傷み(電食)が発生する。電食が発生すると金属面があれて、ロータの回転時に騒音が発生するといった課題がある。これを回避するためには、それを軸受け以外の場所で放電する構造が別途必要であるといった課題があった。
As described above, in the conventional motors shown in
一方、玉軸受けの内外輪間に発生する電圧ならびに電荷の差の低減による放電回避のためには、ブラケットに金属板を用いず、ステータと一体的に樹脂のベアリングハウジングを成形により構成する方法が考えられる。しかし、この場合、内蔵回路の反ステータ側(内蔵回路に対してステータ側とは反対側)に金属製の遮蔽物がなくなり、内蔵回路から発生するノイズがそのまま反ステータ側に放射されるといった課題があった。 On the other hand, in order to avoid discharge by reducing the difference in voltage and electric charge generated between the inner and outer rings of the ball bearing, there is a method of forming a resin bearing housing integrally with the stator by molding without using a metal plate for the bracket. Conceivable. However, in this case, there is no metal shielding on the anti-stator side of the built-in circuit (the side opposite to the stator side with respect to the built-in circuit), and noise generated from the built-in circuit is directly radiated to the anti-stator side. was there.
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、特別な放電構造を用いることなく電食対策を行いつつ、さらには内蔵回路から外部に放射されるノイズを低減することができるモータならびにそれを搭載したポンプおよび機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to reduce the noise radiated from the built-in circuit to the outside while taking measures against electrolytic corrosion without using a special discharge structure, and the motor mounted therein An object of the present invention is to provide a pump and equipment.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモータは、ステータと、このステータの内側で回転可能に配置され中心部にシャフトを有するロータと、前記シャフトを支持する軸受けと、前記ロータを回転駆動するための交流電力を直流電源から変換生成するインバータ回路と、このインバータ回路を制御するための制御信号を出力するとともに、前記制御信号を生成する際に用いられるクロック信号を生成する発振回路部を含む制御回路と、前記シャフトの軸線方向に対して垂直に配置され、前記インバータ回路および前記制御回路が実装されるとともに、前記制御回路が前記ステータ側に配置されたプリント基板と、前記ステータおよび前記プリント基板が埋め込まれて樹脂で一体的に成形され、内部に前記ロータを収納するとともに、前記軸受けを保持するモールド樹脂部と、前記プリント基板に設けられて、前記モールド樹脂部内に埋め込まれ、前記プリント基板の面に対して垂直な方向から平面視したときに、少なくとも前記発振回路部および前記発振回路部に接続された配線を覆うように配置されたプリント基板銅箔と、を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a motor according to the present invention includes a stator, a rotor that is rotatably arranged inside the stator, and that has a shaft in the center, and a bearing that supports the shaft. An inverter circuit that converts AC power for rotationally driving the rotor from a DC power source, and outputs a control signal for controlling the inverter circuit, and a clock signal used for generating the control signal A control circuit including an oscillation circuit unit to be generated, and a printed circuit board that is disposed perpendicularly to the axial direction of the shaft, and on which the inverter circuit and the control circuit are mounted, and the control circuit is disposed on the stator side And the stator and the printed circuit board are embedded and molded integrally with resin, and the rotor is housed inside Rutotomoni, a mold resin part that holds the bearing, the provided on the printed circuit board is embedded in said mold resin portion, when viewed in plan from a direction perpendicular to the plane of the printed circuit board, at least the oscillator a printed circuit board copper foil is disposed so as to cover the wiring connected to the circuit portion and the oscillator circuit unit, Ru comprising a.
この発明によれば、特別な放電構造を用いることなく電食対策を行いつつ、さらには内蔵回路から外部に放射されるノイズを低減することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that noise radiated to the outside from the built-in circuit can be reduced while taking measures against electrolytic corrosion without using a special discharge structure.
以下に、本発明に係るモータならびにそれを搭載したポンプおよび機器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a motor according to the present invention, a pump equipped with the motor, and an apparatus will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係るモータ50の側面断面図である。図1では、モータ50内には、モータ50を駆動するための電力変換回路を実装したプリント基板1が内蔵されている。電力変換回路は、インバータIC(集積回路)2(インバータ回路)およびプリドライブIC11を含んで構成される。インバータIC2は、ステータ3の巻線に電圧を印加する電圧型インバータの主回路を内蔵している。インバータIC2は、ロータ16を回転駆動するための交流電力を直流電源から変換生成してこれをステータ3の巻線に供給する。ステータ3は、ステータコアに巻線を巻いて構成され、概略円環状である。ステータコアは、例えば金属コアを打ち抜き積層した構造を有する。インバータIC2は、例えばプリント基板1のステータ3側と反対側の面上に実装されている。また、ステータ3およびプリント基板1は、モールド樹脂より成るモールド樹脂部4内に埋め込まれている。すなわち、ステータ3およびプリント基板1はモールド樹脂により機械的に結合されて、モールド樹脂部4と一体的に成形されている。モールド樹脂部4はモータ50の外郭を構成するものであり、後述するベアリングハウジング17も構成する。
FIG. 1 is a side sectional view of a
モータ端子5は、プリント基板1とステータ3の巻線とを電気的に接続する端子であり、半田付けによりそれぞれプリント基板1およびステータ3の巻線に接続されている。このモータ端子5により、プリント基板1上に実装されたインバータIC2からステータ3の巻線に電圧が印加される。ホール素子6は、ロータ16の回転速度もしくは回転位置をロータ16が発生する磁束密度変化により検出する。ホール素子6は、プリント基板1のステータ3側の面上に実装されている。モータ外部接続リード7は、プリント基板1とモータ50の外部の回路(図示せず)とを電気的に接続するものである。
The
モールド樹脂部4の内部には、ロータ貫通用穴部8およびこれに連通したベアリング貫通用穴部10が設けられている。ロータ貫通用穴部8内にはロータ16が収納配置されており、ロータ16はステータ3の内側に配置されている。ロータ16は、中心部にシャフト18を有し、回転軸であるシャフト18に固定されている。ロータ16には永久磁石(図示せず)が外周に設けられており、ロータ16はステータ3からの回転磁界によって回転力を得てシャフト18にトルクを伝達する。
Inside the
シャフト18は、その一端部がベアリング9−1(第1の軸受け)により支承され、その他端部がベアリング9−2(第2の軸受け)に支承されている。すなわち、シャフト18は、ベアリング9−1,9−2により回転自在に支持されている。ベアリング9−1は、プリント基板1に対してステータ3と反対側に配置され、ベアリング9−2は、プリント基板1に対して、ステータ3側に配置されている。
One end of the
ベアリング9−1は、ベアリングハウジング17に嵌め込まれている。ここで、ベアリングハウジング17(軸受ハウジング部)はモールド樹脂部4の一部として一体的にモールド樹脂にて形成されている。また、ベアリング9−1は、ベアリング貫通用穴部10を介してベアリングハウジング17内に嵌め込まれている。ベアリング9−1は例えば玉軸受けであり、シャフト18と一体的に回転する内輪9−1aとベアリングハウジング17の内周面に嵌め込まれた外輪9−1cと、内外輪間に配置された複数個の転動体9−1bとを備えて構成されている。なお、シャフト18のベアリング9−1側の一端部は、モールド樹脂部4を貫通して外部に引き出されて図示しない負荷(例えば空気調和機の室内機に内蔵された送風機)に取り付けられる。
The bearing 9-1 is fitted into the bearing
他方、ベアリング9−2は、ロータ貫通用穴部8を塞ぐようにしてロータ貫通用穴部8に嵌め込まれた金属ブラケット13の内側に嵌め込まれて保持されている。ベアリング9−2は例えば玉軸受けであり、シャフト18と一体的に回転する内輪9−2aと金属ブラケット13の内周面に嵌め込まれた外輪9−2cと、内外輪間に配置された複数個の転動体9−2bとを備えて構成されている。
On the other hand, the bearing 9-2 is fitted and held inside the
プリドライブIC11は、クロック信号およびホール素子6の出力信号等に基づきPWM(パルス幅変調)信号を生成する回路である。コンデンサC1は、クロック信号のクロック周波数を決定するための外部部品であり、プリドライブIC11と電気的に接続されている。プリドライブIC11およびコンデンサC1ならびにそれらの配線は、インバータIC2を制御するための制御信号であるPWM信号を生成し出力する制御回路を構成し、この制御回路内にはクロック信号を生成する発振回路部が含まれている。発振回路部は、例えばMHz帯域のクロック周波数の信号を生成する。プリドライブIC11およびコンデンサC1は、いずれもプリント基板1のステータ3側の表面に実装される。
The
プリント基板1は、シャフト18の軸線方向においてステータ3とベアリング9−1との間にて軸線方向に対して略垂直に配置されている。また、プリント基板1のステータ3側とは反対側の面(すなわち、ベアリング9−1側の面)上には、金属遮蔽部材としての例えば銅箔12が配置されている。ここで銅箔12は例えばプリント基板銅箔であり、回路グランドと接続される。なお、本実施の形態では、プリント基板1はその両面に銅箔が形成されたいわゆる両面基板であり、ステータ3側の表面では銅箔は加工されて配線等に利用され、ベアリング9−1側の表面では所定の大きさおよび形状に加工された銅箔12が配置されている。銅箔12は、プリント基板1の面に対して垂直な方向から平面視したときに、プリント基板1を介して高周波の放射ノイズ源となる上記発振回路部および発振回路部に接続された(周辺)配線(以下、「発振回路部配線」という。)を少なくも覆うように配置されている。
The printed
図2は、本実施の形態におけるプリドライブ(波形生成)IC11の内部構造図である。図2において、ICチップ20(半導体チップ)はシリコンもしくはSiC、GaN等のワイドギャップ半導体で構成され、ICチップ20上に形成された金属電極(図示せず)と、金属リードフレーム22によって形成されプリント基板1上に配置された金属電極24とがボンディングワイヤ21により電気的に接続されている。このボンディングワイヤ21は、例えば金またはアルミニウム等の金属線材で構成され、超音波溶融によりICチップ20上の金属電極(図示せず)および金属リードフレーム22にそれぞれ接続されている。なお、金属リードフレーム22は、直接ICチップ20と接触させて電気的結合をとるダイレクトボンディング結合により接続する構成としてもよい。ICチップ20、ボンディングワイヤ21、および金属リードフレーム22は、高熱伝導性の樹脂で構成されるICパッケージ23により覆われている。なお、本実施の形態では、クロック周波数決定用のコンデンサC1をプリドライブIC11の外部に設けるようにしたが、ICチップ20内に搭載することもできる。この場合、反ステータ側への放射に対してはリードフレーム22が遮蔽板の役目を果たすことは言うまでもない。
FIG. 2 is an internal structural diagram of the pre-drive (waveform generation)
図3は、本実施の形態に係るモータ50の電気配線を示す回路図である。図3において、高圧直流電源38は、商用電源をモータ50の外部の全波整流回路(図示せず)もしくは倍電圧整流回路(図示せず)を介して整流した直流電圧を供給する。また、ホール素子6の出力信号(ホール信号)は、プリドライブIC11の内部のロジック回路にて低圧のパルス信号に変換され、回転数出力31としてモータ50の外部に出力される。また、インバータIC2では、低圧のアナログ信号である出力電圧指令32に対して、高圧直流電源38から供給される直流電圧をもとに、6個のIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)34のスイッチングパルス幅を変化させてインバータの出力電圧を可変する。このとき、6個のIGBT34のうち上アームを駆動させる上アーム駆動回路35の電源は、チャージポンプダイオード36ならびに外部コンデンサC1およびC2によって生成される。また、モータ50におけるモータ端子5と接続されるステータ3の巻線の巻線端には中性点結線部39が形成されている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing electrical wiring of the
図4は、本実施の形態に係るモータ50に内蔵されるプリント基板1の平面図であり、(a)はプリント基板1のステータ3側の面(ステータ面)における部品の配置を示したものであり、(b)はプリント基板1をステータ3側から透視してみたときのステータ3側と反対側の面(反ステータ面)における部品の配置を示したものである。
FIG. 4 is a plan view of the printed
図4において、プリント基板1のステータ面にはプリドライブIC11およびクロック周波数決定用のコンデンサC1が表面実装されている。また、プリント基板1の反ステータ面には銅箔12が配置されている。ここで、銅箔12は、プリント基板1の面に対して垂直な方向から平面視したときに、プリント基板1を介して少なくとも上記制御回路の発振回路部および発振回路部配線を覆うような大きさのものであり、これ以上の大きさであればよい。銅箔12は、発振回路部および発振回路部配線から発振させる放射ノイズがベアリング9−1側に放射されないようにこれを遮蔽する。なお、図4では、発振回路部配線の一部を符号27で示している。
In FIG. 4, a
なお、プリント基板1には、コンデンサC1の配置付近に、切り欠き部26が設けられているが、この切り欠き部26は、図3の中性点結線部39とプリント基板1の絶縁をとるためのものである。このような構成とすることで外周部の基板スペースを有効活用し、、遮蔽用の銅箔12をプリント基板1の縁まで広く配置できる。
The printed
図4に示されるように、本実施の形態では、制御回路を構成するプリドライブIC11とコンデンサC1をステータ面に表面実装し、反ステータ面に遮蔽用の銅箔12を配置したことで、反ステータ側(ベアリング9−1側)に遮蔽を目的とした金属ブラケットが不要な構造を取ることができる。すなわち、従来は、樹脂で形成されるベアリングハウジング17の代わりに金属ブラケットが設けられていたが、本実施の形態では、遮蔽用の銅箔12を配置したことで、金属ブラケットを不要の構成とすることができる。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the
また、本実施の形態では、遮蔽用の銅箔12をプリント基板1上に設けたことで、銅箔12とベアリング9−1の外輪9−1cとの間に距離が確保され、絶縁も取れるので、ノイズ遮蔽の効果を得つつ静電誘導による内外輪間の発生電圧および電荷を低減することができる。
Moreover, in this Embodiment, by providing the
また、従来の金属ブラケットの配置箇所よりもノイズ放射源であるプリドライブIC11およびコンデンサC1により近い箇所に遮蔽用の銅箔12を配置することで、同一の面積であれば金属ブラケットによる遮蔽よりも効果が高い。また、同様の遮蔽効果を求めた場合、金属遮蔽部材の面積は小さくてよい。このため、ノイズ放射源であるプリドライブIC11およびコンデンサC1以外の箇所の反ステータ側(ベアリング9−1側)のプリント基板銅箔は、その他の配線に用いることができ、プリント基板1の利用効率を向上でき、コスト的にも優れている。
Further, by arranging the shielding
また、上記説明では、銅箔12は接地されているとしたが、MHz帯域のクロック信号はその高次成分により、FM帯域のノイズを多く発生させるが、この周波数帯域では金属遮蔽部材は特に接地しなくとも充分効果があることから、銅箔12を接地しない構成でもよく、これによりさらにコストの低減が図れる。
In the above description, the
本実施の形態では、例えばMHz帯域の発振回路部を有するプリドライブIC11およびコンデンサC1をプリント基板1のステータ3側の面上に面実装して電気的結合をとり、ステータ3側を例えば金属コアを打ち抜き積層した構造物であるステータコアおよび金属ブラケット13で取り囲み、反ステータ側(ベアリング9−1側)には金属ブラケットを用いずに、金属遮蔽部材である例えば銅箔12で覆うことにより、発振回路部を流れるMHz帯域の高周波電流により発生する磁束をモータ50外部に出にくくすることができる。
In the present embodiment, for example, a
また、ロータ16のバックヨーク(図示せず)には例えば積層鋼板を用いることができる。この場合、プリント基板1に対しステータ3側に配置された金属ブラケット13を小さくしたり、あるいは非金属である樹脂で構成したとしても、ロータ16およびステータ3によりノイズ放射源である発振回路部および発振回路部配線をステータ3側から覆い遮蔽することができるので、放射ノイズを低減することができ、ベアリング9−2の外輪9−2cに発生する電位および電荷を低減することができる。なお、この効果を高めるためには、ロータ16の磁石を薄肉化しロータの金属バックヨークのサイズを大きくしたり、または、ロータ16−ステータ3間のエアギャップを狭くすることで、ロータ16−ステータ3間の金属遮蔽の隙間を小さくすれば良い。磁石の薄肉化は、希土類磁石等の高磁力マグネットを用いることで実現できる。また、本実施の形態ではロータ16に磁石(マグネット)を用いる構成について説明したが、積層鋼板にアルミニウムのバーを用いた誘導電動機でも同様の効果があることはいうまでもない。
Further, for example, a laminated steel plate can be used for the back yoke (not shown) of the
以上説明したように、本実施の形態によれば、特別な放電構造を用いることなく電食対策を行いつつ、さらにはモータ50の内蔵回路から外部に放射されるノイズを低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce noise radiated from the built-in circuit of the
なお、図2で説明したように、プリドライブIC11の主回路チップ(ICチップ20)には、シリコンに比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体によって形成されたものを用いることができる。また、図3の上下アームのスイッチング素子等もワイドギャップ半導体により形成されたものを用いることができる。ワイドギャップ半導体としては、例えば、SiC(シリコンカーバイド)、GaN(窒化ガリウム)、または、ダイヤモンドなどを用いることができる。ワイドバンドギャップ半導体を用いることで耐電圧性が高く、許容電流密度も高くなるため、スイッチング素子やダイオード素子の小型化が可能であり、これらの素子を組み込んだ半導体モジュールの小型化が可能となる。また、ワイドバンドギャップ半導体は、耐熱性も高いため、ヒートシンクの放熱フィンの小型化も可能になる。さらに、ワイドバンドギャップ半導体は、電力損失が低いため、スイッチング素子やダイオード素子の高効率化が可能であり、延いては半導体モジュールの高効率化が可能になる。本実施の形態では、スイッチスピードの速いワイドギャップ半導体を用いることにより、シリコンを用いた場合に比べてノイズが高くなることから、金属遮蔽部材(銅箔12)によるノイズの遮蔽効果が高くなる。
As described with reference to FIG. 2, the main circuit chip (IC chip 20) of the
なお、本実施の形態では、例えば玉軸受けを用いたモータ50について説明を行ったが、軸受けに面接触を用いたスリーブ軸受けを用いたモータにおいても同様の効果が得られることは言うまでもない。ポンプ等の液流体を軸受けに流す場合に、スリーブ軸受けを用いる場合が多いが、流体中に金属片などが混入し、面接触でも軸受け間で放電が発生しやすいものや、メタル軸受けを用いる場合に軸受けの支持材に樹脂を用いる場合等に効果が高い。
In the present embodiment, the
実施の形態2.
図5は、本実施の形態に係るモータ50の側面断面図である。なお、図5では、図1と同一の構成要素には同一の符号を付している。図5に示されるように、プリント基板1のステータ3側とは反対側の面(すなわち、ベアリング9−1側の面)上には、子基板40が実装され、この子基板40のプリント基板1側とは反対側の面(すなわち、ベアリング9−1側の面)上には金属遮蔽部材としての例えば銅箔41が配置されている。ここで銅箔41は例えば子基板40のプリント基板銅箔であり、回路グランドと接続される。銅箔41は、プリント基板1の面に対して垂直な方向から平面視したときに、子基板40およびプリント基板1を介して実施の形態1で説明した発振回路部および発振回路部配線を少なくも覆うように配置されている。なお、図5のその他の構成は図1と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
FIG. 5 is a side cross-sectional view of the
本実施の形態は、プリント基板1のベアリング9−1側の面上に銅箔を基板制約上配置できない場合に好適である。ここで、基板制約上銅箔を配置できない場合とは、例えば、プリント基板1としていわゆる片面基板(片面のみにプリント基板銅箔が形成された基板)を用いた場合であって、ベアリング9−1側の面上にプリント基板銅箔が存在しない場合等である。このような場合は、図5のように、メインのプリント基板1に子基板40を実装し、子基板40上の銅箔41を用いることにより、反ステータ側へのノイズの放射を遮蔽することができる。なお、本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は実施の形態1で説明した通りである。
This embodiment is suitable when the copper foil cannot be disposed on the surface of the printed
実施の形態3.
図6は、本実施の形態に係るモータ50の側面断面図である。なお、図6では、図1と同一の構成要素には同一の符号を付している。図6に示されるように、プリント基板1のステータ3側とは反対側の面(すなわち、ベアリング9−1側の面)上には、板金42を有する部品が実装されている。ここで、板金42は、プリント基板1の面に対して垂直な方向から平面視したときに、プリント基板1を介して実施の形態1で説明した発振回路部および発振回路部配線を少なくとも覆うように配置されている。なお、図6のその他の構成は図1と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is a side sectional view of the
本実施の形態は、実施の形態2と同様に、プリント基板1のベアリング9−1側の面上に銅箔を基板制約上配置できない場合に好適である。このような場合は、図6のように、プリント基板1に板金42を有する部品を実装し、反ステータ側へのノイズの放射を遮蔽することができる。このように板金42を有する部品としては、例えば放熱板を有するインバータICがある。この場合、インバータIC2を、プリント基板1を介してプリドライブIC11およびコンデンサC1と対向するようにしてプリント基板1の面に実装し、このインバータIC2における放熱板を板金42とすればよい。なお、本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は実施の形態1で説明した通りである。
Similar to the second embodiment, the present embodiment is suitable when the copper foil cannot be disposed on the surface of the printed
実施の形態4.
図7は、本実施の形態に係るモータ50の側面断面図である。なお、図7では、図1と同一の構成要素には同一の符号を付している。図7に示されるように、本実施の形態のプリント基板1は、その内層に銅箔43を備えている。ここで、銅箔43は、プリント基板1の面に対して垂直な方向から平面視したときに、実施の形態1で説明した発振回路部および発振回路部配線を少なくとも覆うように配置されている。なお、図7のその他の構成は図1と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
FIG. 7 is a side sectional view of the
本実施の形態は、図7のように、例えば3層以上の内層に銅箔43が配置されたプリント基板1を用いることにより、反ステータ側へのノイズの放射を遮蔽することができる。なお、本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は実施の形態1で説明した通りである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, for example, by using the printed
実施の形態5.
図8は、本実施の形態に係るモータ50の側面断面図である。なお、図8では、図1と同一の構成要素には同一の符号を付している。図8に示されるように、インバータIC2は、プリント基板1のステータ3側の面上に実装されている。また、プリント基板1のステータ3側とは反対側の面(すなわち、ベアリング9−1側の面)上に、金属遮蔽部材としての例えば銅箔12が配置されている。ここで、銅箔12は、プリント基板1の面に対して垂直な方向から平面視したときに、プリント基板1を介して、実施の形態1で説明した発振回路部および発振回路部配線を覆うとともに、インバータIC2およびインバータIC2の接続された(周辺)配線も覆うように配置されている。なお、図8のその他の構成は図1と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
FIG. 8 is a side sectional view of the
実施の形態1〜4では、プリドライブIC11およびコンデンサC1による発振回路部および発振回路部配線が放射ノイズ源であるとしているが、インバータ主素子がFM帯域のノイズ放射源である場合は、インバータIC2とその周辺配線をステータ3側に表面実装し、反ステータ側にそれらを遮蔽するように銅箔12を配置することにより、インバータIC2とその周辺配線から放射されるノイズも遮蔽することができる。なお、本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は実施の形態1で説明した通りである。
In the first to fourth embodiments, the oscillation circuit unit and the oscillation circuit unit wiring by the
実施の形態6.
図9は、本実施の形態に係るモータ50の側面断面図である。なお、図9では、図1と同一の構成要素には同一の符号を付している。図9に示されるように、本実施の形態では、プリント基板1のステータ3側とは反対側の面(すなわち、ベアリング9−1側の面)上には、銅箔は配置されておらず、その代りに、モールド樹脂部4のベアリング9−1側の表面に導電性テープ44が貼着されている。ここで、導電性テープ44は、プリント基板1の面に対して垂直な方向から平面視したときに、実施の形態1で説明した発振回路部および発振回路部配線を少なくとも覆うように配置されている。導電性テープ44は、例えばアルミニウムテープまたは銅テープ等である。実施の形態1〜5では、金属遮蔽部材はいずれもモールド樹脂部4内に配置されているのに対し、本実施の形態では、金属遮蔽部材(導電性テープ44)は、モールド樹脂部4の表面上に配置されている。なお、図9のその他の構成は図1と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
FIG. 9 is a side sectional view of the
本実施の形態は、プリント基板1のベアリング9−1側の面上に銅箔を基板制約上配置できない場合に好適である。ここで、基板制約上銅箔を配置できない場合とは、例えば、プリント基板1がいわゆる片面基板である場合などである。このような場合は、図9のように、モールド後のモータ50の外郭に導電性テープ44などの粘着性導電物を貼り付けることにより、反ステータ側へのノイズの放射を遮蔽することができる。導電性テープ44の貼着箇所はモールド樹脂部4の外表面であることから、図1のようにプリント基板1に銅箔12を配置する場合に比べて、遮蔽位置がノイズ放射源から遠くなることはあるが、すでにプリント基板1を内蔵したモータ50のモールド樹脂部4が成形された後であっても、導電性テープ44を容易に貼着することができるという利点を有する。本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は実施の形態1で説明した通りである。
This embodiment is suitable when the copper foil cannot be disposed on the surface of the printed
実施の形態7.
図10は、本実施の形態に係る壁掛け形空気調和機の構成の一例を示す図である。図10に示されるように、本実施の形態に係る壁掛け形空気調和機は、屋内の壁に掛けられた空気調和機室内機60と、この空気調和機室内機60と冷媒配管64を介して接続され屋外に設置されて吸廃熱を行う空気調和機室外機62とを備えている。ここで、空気調和機室内機60には実施の形態1〜6のいずれかに係るモータが搭載され、このモータにより室内送風機61を回転駆動する。室内送風機61は、空気調和機室内機60から温風または冷風を送風し、屋内の快適性を向上させる。また、空気調和機室外機62は送風機63を備えている。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the wall-mounted air conditioner according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the wall-hanging air conditioner according to the present embodiment includes an air conditioner
図11は、本実施の形態における空気調和機室内機の断面構成の一例を示す図である。図11では、空気調和機室内機60に設けられた室内送風機71、室内熱交換器72、空気吹出口73、吹出風路74、および空気吸込口75等を示している。室内送風機71は、例えばラインフロー送風機である。室内送風機71には、実施の形態1〜6のいずれかに係るモータが連結され、このモータの回転駆動により室内送風機71が駆動される。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of the air conditioner indoor unit according to the present embodiment. FIG. 11 shows an
このように、空気調和機室内機60の室内送風機71に実施の形態1〜6のいずれかで述べた電食信頼性と低ノイズ性を両立した低コストな駆動回路内蔵モータを適用することで、従来のモータを搭載した場合に比べ、低ノイズな空気調和機を得ることができる。
In this way, by applying the low-cost drive circuit built-in motor that achieves both the electric corrosion reliability and the low noise described in any of
また、ノイズレベルが高い駆動回路内蔵モータの場合、従来は空気調和機ではモータの周囲に遮蔽板を配置する必要があった。このような場合に、実施の形態1〜6の何れかで述べた駆動回路内蔵モータを適用した場合、機器の遮蔽物の直材費および取り付けのための加工費が不要となり、低コストな機器が得られる。 Further, in the case of a motor with a built-in drive circuit having a high noise level, conventionally, in an air conditioner, it has been necessary to arrange a shielding plate around the motor. In such a case, when the drive circuit built-in motor described in any one of the first to sixth embodiments is applied, the direct material cost of the shield of the device and the processing cost for mounting are unnecessary, and the device is low in cost. Is obtained.
なお、本実施の形態では、例えば空気調和機について述べてきたが、換気扇や給湯熱源のポンプ等に用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。 In the present embodiment, for example, an air conditioner has been described, but it goes without saying that the same effect can be obtained even if it is used for a ventilation fan, a hot water supply heat source pump, or the like.
実施の形態8.
図12は、本実施の形態に係るモータ一体型のポンプ51の側面断面図である。図12において、ポンプ51内には、モータを駆動するための電力変換回路を実装したプリント基板1が内蔵されている。電力変換回路は、インバータ主素子2a(インバータ回路)およびプリドライブIC11を含んで構成される。インバータ主素子2aは、モータのステータ巻線に電圧を印加する電圧型インバータの主回路を構成する主素子であって、例えば金属ヒートスプレッダ(図示せず)を有する面実装タイプのものである。また、インバータ主素子2aは、例えば反ステータ側(プリント基板1のステータ3側と反対側)に実装されている。インバータ主素子2aは、ロータ16を回転駆動するための交流電力を直流電源から変換生成してこれをステータ3の巻線に供給する。なお、プリドライブ(波形生成)IC11の内部構造については、実施の形態1で図2を参照して説明した通りであり、ここではその説明を省略する。ステータ3は、ステータコアに巻線を巻いて構成され、概略円環状である。ステータコアは、例えば金属コアを打ち抜き積層した構造を有する。ステータ3およびプリント基板1は、モールド樹脂より成るモールド樹脂部4内に埋め込まれている。すなわち、ステータ3およびプリント基板1はモールド樹脂により機械的に結合されて、モールド樹脂部4と一体的に成形されている。また、モールド樹脂部4は軸受けの支持構造を構成する。
FIG. 12 is a side sectional view of the motor-integrated
モータ端子5は、プリント基板1とステータ3の巻線とを電気的に接続する端子であり、半田付けによりそれぞれプリント基板1およびステータ3の巻線に接続されている。このモータ端子5により、プリント基板1上に実装されたインバータ主素子2aからステータ3の巻線に電圧が印加される。ホール素子6は、ロータ16の回転速度もしくは回転位置をロータ16が発生する磁束密度変化により検出する。ホール素子6は、プリント基板1のステータ3側の面上に実装されている。モータ外部接続リード7は、プリント基板1とポンプ51の外部の回路(図示せず)とを電気的に接続するものである。
The
モールド樹脂部4の内側には、椀状隔壁部68が嵌め込まれている。椀状隔壁部68は有底円筒形状であり、その底部には金属製のシャフト65の一端が挿入される軸支持部69aが立設されている。シャフト65の一端は軸支持部69aに挿入されて固定され、その他端はポンプハウジング67に設けられた軸支持部69bに回転自在に挿入される。すなわち、シャフト65は軸支持部69aを介する形でモールド樹脂部4により保持されている。椀状隔壁部68内にはロータ16が配置される。ロータ16にはその内側にスリーブ軸受け110が一体的に設けられ、円筒状のスリーブ軸受け110内にはシャフト65が配置されている。ロータ16は、スリーブ軸受け110を介してシャフト65により摺動自在に支持され、ステータ3の内側で回転可能である。また、ロータ16にはインペラ66が接合されている。椀状隔壁部68はロータ16を収納するためのロータ貫通用穴部8を構成し、このロータ貫通用穴部8を介してロータ16等がモールド樹脂部4の内側に挿入されてモータが構成される。さらに、インペラ66側からポンプハウジング67を組み合わせモールド樹脂部4に固定することによりポンプ51が構成される。ポンプ51には、吸入口111および吐出口112が設けられており、ロータ16が回転すると、流体が吸入口111から流入しインペラ66を介して流体が吐出口111から吐出される。
A saddle-shaped
プリドライブIC11は、クロック信号およびホール素子6の出力信号等に基づきPWM(パルス幅変調)信号を生成する回路である。コンデンサC1は、クロック信号のクロック周波数を決定するための外部部品であり、プリドライブIC11と電気的に接続されている。プリドライブIC11およびコンデンサC1ならびにそれらの配線は、インバータ主素子2aを制御するための制御信号であるPWM信号を生成し出力する制御回路を構成し、この制御回路内にはクロック信号を生成する発振回路部が含まれている。発振回路部は、例えばMHz帯域のクロック周波数の信号を生成する。プリドライブIC11およびコンデンサC1は、いずれもプリント基板1のステータ3側の表面に実装される。
The
プリント基板1は、シャフト65の軸線方向に対して略垂直に配置されている。また、プリント基板1のステータ3側とは反対側の面上には、金属遮蔽部材としての例えば銅箔12が配置されている。ここで銅箔12は例えばプリント基板銅箔であり、回路グランドと接続される。プリント基板1は、例えばその両面に銅箔が形成されたいわゆる両面基板であり、ステータ3側の表面では銅箔は加工されて配線等に利用され、反ステータ側の表面では所定の大きさおよび形状に加工された銅箔12が配置されている。銅箔12は、プリント基板1の面に対して垂直な方向から平面視したときに、プリント基板1を介して高周波の放射ノイズ源となる上記発振回路部および発振回路部に接続された(周辺)配線(「発振回路部配線」)を少なくとも覆うように配置されている。
The printed
ポンプ51では、ロータ16はスリーブ軸受け110の円筒状の面を介してシャフト65に摺動自在に支持され、スリーブ軸受け110ではポンプ51中を流れる流体により潤滑がなされるので、ロータ16の回転時におけるシャフト65との摩擦が低減される。このようにスリーブ軸受け110を用いる構成としたことで、プリント基板1からの電磁界により軸電圧が誘導される金属部品の容積を従来の金属玉軸受けと長軸の金属ブラケットといった構成に比べて低減することが可能となる。また、スリーブ軸受け11では接触面が面形状となることで軸電圧による電界に偏りが少なく、放電が発生しにくい。また、放電による電食でスリーブ軸受け110の表面が損傷しても、非損傷面の割合が大きく確保でき、さらに流体による潤滑により、騒音の発生量は、玉軸受けに比べ小さい。
In the
一方、本実施の形態では、スリーブ軸受け110の周辺構造をモールド樹脂部4により構成したため、従来技術のようにプリドライブIC11およびクロック周波数決定用のコンデンサC1の周辺で発生するMHz帯域の放射ノイズに対する金属ブラケットによる遮蔽効果を期待できない。そのため、本実施の形態では、プリドライブIC11とコンデンサC1をステータ3側のプリント基板1の面上に配置し、プリドライブIC11とコンデンサC1の真下にある金属で構成されるステータ3により、放射ノイズがインペラ66方向に放射することを遮蔽している。また、プリント基板1の反ステータ側の面上に配置した銅箔12により、プリドライブIC11とコンデンサC1からの反ステータ側への放射ノイズを遮蔽しており、金属ブラケットを用いなくともそれと同等のノイズ放射の抑制が可能となる。本実施の形態では、このような構成および部品配置により、騒音の低減と放射ノイズの抑制を両立させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the peripheral structure of the
図13は、本実施の形態に係るモータ一体型のポンプ51のモータの電気配線を示す回路図である。図13に示すように、この回路構成は、図4においてインバータIC2をインバータ主素子2aに置き換えたものであり、実施の形態1で説明した回路構成と同じものであることから、その説明を省略する。
FIG. 13 is a circuit diagram showing electric wiring of the motor of the motor-integrated
本実施の形態では、例えばMHz帯域の発振回路部を有するプリドライブIC11およびコンデンサC1をプリント基板1のステータ3側の面上に面実装して電気的結合をとり、ステータ3側を例えば金属コアを打ち抜き積層した構造物であるステータコアで取り囲み、反ステータ側には金属ブラケットを用いずに、金属遮蔽部材である例えば銅箔12で覆うことにより、発振回路部を流れるMHz帯域の高周波電流により発生する磁束をポンプ51外部に出にくくすることができる。
In the present embodiment, for example, a
また、ロータ16のバックヨーク(図示せず)には例えば積層鋼板を用いることができる。この場合、非金属である樹脂でインペラ66およびポンプハウジング67を構成したとしても、ロータ16およびステータ3によりノイズ放射源である発振回路部および発振回路部配線をステータ3側から覆い遮蔽することができるので、放射ノイズを低減することができる。なお、この効果を高めるためには、ロータ16の磁石を薄肉化しロータ16の金属バックヨークのサイズを大きくしたり、または、ロータ16−ステータ3間のエアギャップを狭くすることで、ロータ16−ステータ3間の金属遮蔽の隙間を小さくすれば良い。磁石の薄肉化は、希土類磁石等の高磁力マグネットを用いることで実現できる。また、本実施の形態ではロータ16に磁石(マグネット)を用いる構成について説明したが、積層鋼板にアルミニウムのバーを用いた誘導電動機でも同様の効果があることはいうまでもない。
Further, for example, a laminated steel plate can be used for the back yoke (not shown) of the
図14は、本実施の形態に係るモータ一体型のポンプ51に内蔵されるプリント基板1の平面図であり、(a)はプリント基板1のステータ3側の面(ステータ面)における部品の配置を示したものであり、(b)はプリント基板1をステータ3側から透視してみたときのステータ3側と反対側の面(反ステータ面)における部品の配置を示したものである。
FIG. 14 is a plan view of the printed
図14において、プリント基板1のステータ面にはプリドライブIC11およびクロック周波数決定用のコンデンサC1が表面実装されている。また、プリント基板1の反ステータ面には銅箔12が配置されている。ここで、銅箔12は、プリント基板1の面に対して垂直な方向から平面視したときに、プリント基板1を介して少なくとも上記制御回路の発振回路部および発振回路部配線を覆うような大きさのものであり、これ以上の大きさであればよい。銅箔12は、発振回路部および発振回路部配線から発振させる放射ノイズが反ステータ側に放射されないようにこれを遮蔽する。なお、図14では、発振回路部配線の一部を符号27で示している。
In FIG. 14, a
プリント基板1には、コンデンサC1の配置付近に、切り欠き部26が設けられているが、この切り欠き部26は、図13の中性点結線部39とプリント基板1の絶縁をとるためのものである。このような構成とすることで外周部の基板スペースを有効活用し、遮蔽用の銅箔12をプリント基板1の縁まで広く配置できる。
The printed
図14に示されるように、本実施の形態では、制御回路を構成するプリドライブIC11とコンデンサC1をステータ面に表面実装し、反ステータ面に遮蔽用の銅箔12を配置したことで、反ステータ側に遮蔽を目的とした金属ブラケットが不要な構造を取ることができる。
As shown in FIG. 14, in the present embodiment, the
ところで、図12では、駆動波形を生成するプリドライブIC11とコンデンサC1はプリント基板1のステータ3側の面上に実装され、さらにこれらはステータコアの直上に配置されている。一方、位置検知精度確保のためホール素子6とロータ16とを近接させる必要があることから、ロータ貫通用穴部8はプリント基板1の直上に配置され、その部分にはプリドライブIC11のように背の高い電子部品を配置することは困難となる。したがって、プリント基板1のステータ3側の面における電子部品の配置スペースは制限される。さらに、ホール素子6もステータ3側に実装する必要があることから、プリント基板1のステータ3側の面における電子部品の配置スペースはより一層制限される。そのため、本実施の形態では、インバータ主素子2aを反ステータ面に実装することで、プリドライブIC11とコンデンサC1のステータ面での実装スペースを確保し、これらをステータコアの直上に配置可能としている。このような部品配置とすることで、金属部品であるステータコアとその巻線によるノイズ遮蔽の効果を高めることができる。
By the way, in FIG. 12, the
なお、インバータ主素子2aの金属ヒートスプレッダをプリドライブIC11とコンデンサC1の直上に配置すれば、別途遮蔽用の銅箔12を設ける必要が無く、さらにプリント基板1の有効実装スペースが確保できる。
If the metal heat spreader of the inverter
また、本実施の形態では、従来の金属ブラケットの配置箇所よりもノイズ放射源であるプリドライブIC11およびコンデンサC1により近い箇所に遮蔽用の銅箔12を配置することで、同一の面積であれば金属ブラケットによる遮蔽よりも効果が高い。また、同様の遮蔽効果を求めた場合、金属遮蔽部材の面積は小さくてよい。このため、ノイズ放射源であるプリドライブIC11およびコンデンサC1以外の箇所の反ステータ側のプリント基板銅箔は、その他の配線に用いることができ、プリント基板1の利用効率を向上でき、コスト的にも優れている。
In the present embodiment, the shielding
また、上記説明では、銅箔12は接地されているとしたが、MHz帯域のクロック信号はその高次成分により、FM帯域のノイズを多く発生させるが、この周波数帯域では金属遮蔽部材は特に接地しなくとも充分効果があることから、銅箔12を接地しない構成でもよく、これによりさらにコストの低減が図れる。
In the above description, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、シャフト65を軸支する軸受けとして例えばスリーブ軸受け110を用い、このスリーブ軸受け110をモールド樹脂部4で保持する構造とし、さらに、プリント基板1の反ステータ面に銅箔12を配置し、プリント基板1の面に対して垂直な方向から平面視したときに、この銅箔12により少なくとも発振回路部および発振回路部に接続された配線を覆うようにしたので、特別な放電構造を用いることなく電食対策を行いつつ、さらにはポンプ51内のモータの内蔵回路から外部に放射されるノイズを低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, for example, the
また、本実施の形態では、ベアリングおよびベアリングハウジングが不要で、さらに金属ブラケットも不要なことから、駆動回路内蔵モータの厚さを薄くでき、ポンプ全体としての小型化が可能となる。さらに金属ブラケットが不要なことから、ポンプ全体の軽量化が図れる。 In the present embodiment, since the bearing and the bearing housing are not required, and the metal bracket is not required, the thickness of the drive circuit built-in motor can be reduced, and the entire pump can be reduced in size. Furthermore, since a metal bracket is unnecessary, the weight of the entire pump can be reduced.
また、本実施の形態は、ポンプ51の配置制約が大きな機器、または取り付けスペースの狭い機器に適用した場合の効果が高い。また、前記の軽量といった特徴は、全体の重量が燃費を左右する自動車またはトラックなどの輸送機器に適用した場合特に効果が高い。
In addition, the present embodiment is highly effective when applied to a device having a large arrangement restriction of the
なお、プリント基板1がいわゆる片面基板である場合などプリント基板1の反ステータ面上に銅箔12を基板制約上配置できない場合は、実施の形態2と同様に、プリント基板1に子基板を実装し、この子基板上の銅箔を用いることにより、反ステータ側へのノイズの放射を遮蔽することも可能であり、本実施の形態と同様の遮蔽効果を奏する。
If the
また、プリント基板1の反ステータ面上に銅箔12を基板制約上配置できない場合は、実施の形態3と同様に、プリント基板1に板金を有する部品(例えば、金属ヒートスプレッダを有するインバータ主素子2a)を実装し、この板金を用いて反ステータ側へのノイズの放射を遮蔽することも可能であり、本実施の形態と同様の遮蔽効果を奏する。
Further, when the
また、プリント基板1の内層に銅箔が配置されている場合は、実施の形態4と同様に、プリント基板1内のその銅箔を用いることにより、反ステータ側へのノイズの放射を遮蔽することも可能であり、本実施の形態と同様の遮蔽効果を奏する。
Further, when a copper foil is disposed on the inner layer of the printed
また、本実施の形態では、プリドライブIC11およびコンデンサC1が放射ノイズ源としているが、インバータ主素子2aがFM帯域のノイズ放射源となる場合は、実施の形態5と同様に、インバータ主素子2aをステータ側に表面実装し、反ステータ側にそれを遮蔽するように銅箔を配置すればよい。
In the present embodiment, the
また、プリント基板1の反ステータ面上に銅箔12を基板制約上配置できない場合は、実施の形態6と同様に、モールド後のポンプ51の外郭に導電性テープなどの粘着性導電物を貼り付けることにより、反ステータ側へのノイズの放射を遮蔽することも可能であり、本実施の形態と同様の遮蔽効果を奏する。
In addition, when the
なお、プリドライブIC11の主回路チップ(ICチップ20)には、シリコンに比べてバンドギャップが大きいワイドギャップ半導体によって形成されたものを用いることができる。また、図13の上下アームのスイッチング素子等もワイドギャップ半導体により形成されたものを用いることができる。ワイドギャップ半導体としては、例えば、SiC(シリコンカーバイド)、GaN(窒化ガリウム)、または、ダイヤモンドなどを用いることができる。ワイドバンドギャップ半導体を用いることで耐電圧性が高く、許容電流密度も高くなるため、スイッチング素子やダイオード素子の小型化が可能であり、これらの素子を組み込んだ半導体モジュールの小型化が可能となる。また、ワイドバンドギャップ半導体は、耐熱性も高いため、ヒートシンクの放熱フィンの小型化も可能になる。さらに、ワイドバンドギャップ半導体は、電力損失が低いため、スイッチング素子やダイオード素子の高効率化が可能であり、延いては半導体モジュールの高効率化が可能になる。本実施の形態では、スイッチスピードの速いワイドギャップ半導体を用いることにより、シリコンを用いた場合に比べてノイズが高くなることから、金属遮蔽部材(銅箔12)によるノイズの遮蔽効果が高くなる。
As the main circuit chip (IC chip 20) of the
なお、本実施の形態では、ポンプ51にスリーブ軸受け110を適用する例について説明したが、実施の形態1と同様に玉軸受けを適用した場合でも、金属ブラケットを用いず、非金属であるモールド樹脂で玉軸受けを保持する構造とすれば、誘起される軸電圧のレベルを低減し、電食を発生しにくくすることができることは言うまでもない。
In the present embodiment, an example in which the
実施の形態9.
図15は、本実施の形態に係るモータ一体型のポンプを搭載した貯湯式給湯器の構成図である。図15では、給湯器は内部に湯水を貯湯する貯湯タンク76を有し、貯湯タンク76の上部には給湯管77が接続され、貯湯タンク76の下部には給水管78が接続されている。また、給水管78は上水道が接続される給水口79から水道圧を減圧させる減圧弁80を介して接続されている。Embodiment 9 FIG.
FIG. 15 is a configuration diagram of a hot water storage type water heater equipped with a motor-integrated pump according to the present embodiment. In FIG. 15, the water heater has a hot
貯湯タンク76内では、比重差からお湯が上部、水が下部に分離して温度層が上下に形成されている。貯湯タンク76内の湯水の沸き上げ時には、貯湯タンク76上部からお湯が貯湯されることで、お湯が押し下げられる形で層を形成して蓄積される。そして、給湯管77の末端にはシャワー84やカラン85などの給湯端末が接続され、給湯端末から湯を出すと、貯湯タンク76の下部には給水管78が接続されているので常時給水圧が掛かっており、給水管78から貯湯タンク76内に水が給水されて、貯湯タンク76内は常に湯水で満たされた状態となる。
In the hot
また、貯湯タンク76には、下部から上部へと連結された沸き上げ配管81が接続されており、その沸き上げ配管81には、沸き上げポンプ82と熱源部83が介在している。ここで、沸き上げポンプ82は、例えば実施の形態8のポンプである。そして沸き上げ時には、沸き上げポンプ82を駆動させて、貯湯タンク76下部の湯水を熱源部83へと供給し、熱源部83によって湯水が加熱した後、貯湯タンク76上部へと戻されることで貯湯されていく。なお、熱源部83は、ヒートポンプサイクル機構を有したヒートポンプ熱源である。
In addition, a boiling
また、給湯管77と給水管78から分岐した給水分岐管100とを接続し適温の湯を生成する給湯混合弁101を備えており、カラン85もしくはシャワー84から出湯する際には、給湯混合弁101で設定温度の湯に混合されて供給される。
In addition, a hot water
また、給湯器は、給湯管77と給水分岐管100とを接続し適温の湯を生成する風呂給湯混合弁87を備え、さらに、風呂給湯混合弁87の下流側に風呂給湯サーミスタ88と、風呂への湯張りを開始/停止する風呂注湯弁89とを備えており、風呂への湯張りが開始されると風呂注湯弁89を開いて、風呂給湯混合弁87で適温に混合された湯を浴槽86へ供給している。なお、風呂給湯混合弁87の制御は、風呂給湯サーミスタ88で検出する温度が、設定した湯張り温度となるように風呂給湯混合弁87を駆動する。
In addition, the water heater includes a hot water hot
また、給湯器は、浴槽86内の湯水を追い焚きするための追い焚き熱交換器91を備えており、追い焚き熱交換器91で浴槽86内の湯水と、貯湯タンク76内の高温水とを熱交換している。そして、給湯器は、浴槽86内の湯水を追い焚き熱交換器91へ供給するための循環ポンプ90を備えており、浴槽86と循環ポンプ90と追い焚き熱交換器91とが給湯配管で環状に接続されている。ここで、循環ポンプ90は、例えば実施の形態8のポンプである。
In addition, the water heater includes a reheating
また、追い焚き熱交換器91の高温水循環側回路には、給湯管77から出湯した高温水が流れ、追い焚き熱交換器91で熱交換した後の温水は貯湯タンク76の底部へ返流されるように構成されている。なお、貯湯タンク76の底部と追い焚き熱交換器91との間には追い焚きポンプ93が配設されており、追い焚きポンプ93を駆動することによって、追い焚き熱交換器91へ高温水を供給するようにしている。ここで、追い焚きポンプ93は、例えば実施の形態8のポンプである。
Further, the hot water discharged from the hot
また、循環ポンプ90と追い焚き熱交換器91との間には、浴槽86内の湯水の水位を検出する水位センサー99と、浴槽86内の湯水の温度を検出する風呂サーミスタ94とが設けられ、追い焚き熱交換器91の浴槽水循環側の下流側には追い焚きサーミスタ92が配設されている。そして浴槽86内の湯水を追い焚きするときには、まず循環ポンプ90を駆動して、風呂サーミスタ94で浴槽水の温度を検出し、検出した浴槽水の温度が設定温度となるまで循環ポンプ90を駆動する。また、安全性の観点から浴槽86へ高温の湯を供給しないために、追い焚きサーミスタ92で検出する温度が例えば60度を超えないように循環ポンプ90を駆動させる。
A
また、浴室には浴室リモコン95が設置されている。浴室リモコン95には、給湯温度を変更するためのUP/DOWNスイッチや、風呂運転の自動を入/切するための風呂自動運転スイッチなどの操作部96が設けられている。また、給湯温度や風呂自動運転中など給湯器の運転状態を表示するための表示部97がある。
A bathroom
次に浴槽86への湯張り運転について説明する。
Next, the hot water filling operation to the
まず、浴室リモコン95の操作部96に配設された風呂自動運転スイッチを入り操作するか、もしくは予め自動湯張り時間を設定している場合には予約時間になると、風呂注湯弁89が開き、風呂給湯混合弁87で混合された湯が浴槽86へ供給される。
First, the
そして、浴室リモコン95もしくは台所などに設置した別の給湯器リモコン(図示せず)で設定した設定水位までお湯はりが完了すると、風呂注湯弁89を閉じて、循環ポンプ90を駆動し、浴槽86内の湯を攪拌し、かつ、追い焚き熱交換器91にて貯湯タンク76の湯水と熱交換をして浴槽温度を設定温度まで沸上げを行う。
When the hot water filling is completed to the set water level set by the bathroom
そして、設定温度まで沸上げが終了すると、浴室リモコン95に設けたスピーカ(図示せず)から報知音を鳴らしたり、表示部97にお風呂が沸きあがったことを知らせる表示を行う。
When the heating to the set temperature is completed, a notification sound is emitted from a speaker (not shown) provided in the bathroom
次に、浴槽86内の温水の保温運転について説明する。
Next, the heat insulation operation of the hot water in the
本来、湯張りが終了した時点で家族全員が入浴すればよいが、家族の生活パターンの違いからふろ湯張りを完了した時間よりも遅い時間帯に入浴する場合も考えられる。この場合、貯湯式給湯器において自動で保温運転を行っている。これは所定時間毎に循環ポンプ90を駆動させることで行う。
Originally, the whole family should bathe at the end of the hot water filling, but due to the difference in family life patterns, there may be a case where bathing takes place at a time later than the time when the hot water filling is completed. In this case, the heat insulation operation is automatically performed in the hot water storage type water heater. This is performed by driving the
なお、保温運転とは浴槽86内の湯水の温度を設定温度に保つ運転をいい、追い焚き熱交換器91で追い焚きを行うだけではなく、浴槽86から湯水があふれない範囲であれば、風呂注湯弁89を開いて貯湯タンク76から高温水を供給して、浴槽86内の温度を上昇させてもよい。
The heat insulation operation refers to an operation in which the temperature of the hot water in the
このような構成の場合、同一本体内に3個のポンプ(沸き上げポンプ82、循環ポンプ90、および追い焚きポンプ93)が必要となる。貯湯タンク76とその周辺の貯湯ユニットで主な磨耗部品はポンプであり、ポンプの磨耗寿命はユニットにとって非常に重要な事項である。また、品質の悪い流体がポンプ内部を流れた場合の故障の発生も懸念されることから、ポンプは交換作業のしやすい外周部に配置される。このため、ユニット内のポンプの配置場所には制約がある。そのため、ポンプの外周部に放射ノイズの遮蔽構造が別途必要な場合、設計が難しかったり、あるいは、遮蔽部品の直接の価格もしくは取り付け価格がポンプ単独で遮蔽する場合よりも高くなりコスト高になることがあり得る。また、別途遮蔽構造が設けられた場合は、ポンプ交換時に、作業時間がかかり、メンテナンス性が劣化する。
In the case of such a configuration, three pumps (boiling
本実施の形態では、軸受けの音響寿命が長く放射ノイズの小さいモータ一体型ポンプを給湯器に搭載したことで、ポンプユニット全体の長寿命化に大きな効果がある。また別途のノイズ遮蔽構造が不要なことから、そのためのコストおよびメンテナンス性もよいものが得られる。さらに本実施の形態では例えば3個のポンプが必要なことから、その効果は非常に大きい。 In the present embodiment, since the motor-integrated pump having a long bearing acoustic life and small radiation noise is mounted on the water heater, there is a great effect on extending the life of the entire pump unit. In addition, since a separate noise shielding structure is not required, it is possible to obtain a product with good cost and maintainability. Furthermore, since this embodiment requires, for example, three pumps, the effect is very large.
実施の形態10.
図16は、ヒートポンプ給湯室外機の全体を示す外観図であり、例えば実施の形態9における貯湯式給湯器のヒートポンプ熱源機(熱源部83)を表している。なお、図16は、ヒートポンプ給湯室外機を表すものであるが、ヒートポンプ空調室外機とも概ね同じ構造、部品配置である。図16に示すように、ヒートポンプ給湯室外機103には、前面から見て左側に、送風機104と送風機104の後面側に配置された空気冷媒熱交換器105と送風機104の下方に配置された水冷媒熱交換器106とを備えた送風機室111cが設けられている。さらに、ヒートポンプ給湯室外機103には、前面から見て右側に、圧縮機107と空気冷媒熱交換器105および圧縮機107と接続して冷媒回路を構成する機能部品と水冷媒熱交換器106と接続して給湯回路を構成する機能部品とその上方に配置され電気部品を収納した電気品収納箱108とを備えた機械室111bが設けられている。そして、送風機室111cと機械室111bとが仕切板111dにより分離されている。ヒートポンプ給湯室外機103では、これらを、送風機室111cの空気冷媒熱交換器105の配置部分を除いて、室外機ベース111a、筐体の前面部111e、筐体の後面部111f、筐体の上面部111g、筐体の右側面部111h、筐体の左側面部111kで覆い、ヒートポンプ給湯室外機103の外郭を構成している。ヒートポンプ給湯室外機103の右側には、図示しない貯湯タンクと接続される水配管用のバルブと電気配線を取り出す端子台があり、それらを保護するため、サービスパネル121を取り付けている。なお、送風機104は、送風機104の後面に設置された空気冷媒熱交換器105側から空気を吸い込み、空気冷媒熱交換器105に熱交換させ、空気冷媒熱交換器105と反対側へ空気は排出される。
FIG. 16 is an external view showing the entire heat pump hot water supply outdoor unit, and represents, for example, the heat pump heat source machine (heat source unit 83) of the hot water storage type hot water supply apparatus in the ninth embodiment. FIG. 16 shows the heat pump hot water supply outdoor unit, but the heat pump air conditioning outdoor unit has substantially the same structure and component arrangement. As shown in FIG. 16, the heat pump hot water supply
実施の形態9では、ポンプは貯湯ユニット内に配置されていたが、本実施の形態では、ヒートポンプ給湯室外機103、すなわち、実施の形態9の熱源部83に例えば実施の形態8のモータ一体型ポンプを搭載する。
In the ninth embodiment, the pump is disposed in the hot water storage unit. However, in this embodiment, the heat pump hot water supply
実施の形態9では、追い炊き機能が必要ない場合ポンプは1つで良いが、その場合貯湯ユニット内にではなく、熱源部83の室外機に磨耗部品のポンプをもってくれば、貯湯ユニットに磨耗部品が無くなり、ポンプメンテナンスの構造等不要になり長寿命化が図れ、さらにポンプメンテナンスの構造も不要となり、対コスト化およびユニットの設置場所の制約条件も緩和される。
In the ninth embodiment, if the additional cooking function is not required, one pump may be used. In that case, if the pump of the wear part is provided not in the hot water storage unit but in the outdoor unit of the
ただし、熱源部83は通常、ヒートポンプエアコンの室外機とできる限り部品共用することで低コスト化を図っているが、ヒートポンプエアコンにはない水冷媒熱交換器106が余分に必要で、スペースの制約が厳しい。また、室外機はガス型の瞬間湯沸し機が設置されていた場所に置き換える場合も多いため、場所は極めて狭く、室外機のサイズアップが受け入れられないユーザも多い。そのため、例えば実施の形態8の小型のモータ一体型のポンプを室外機に適用した場合の効果はきわめて高い。
However, although the
また、狭い場所に施工されるため、室外機の重量が軽いほど施工者の作業性は向上する。このことからも重量の軽い例えば実施の形態8のモータ一体型のポンプを搭載した場合の効果が高い。 Moreover, since it is constructed in a narrow place, the workability of the installer is improved as the weight of the outdoor unit is lighter. For this reason as well, a light weight is effective, for example, when the motor-integrated pump of the eighth embodiment is mounted.
また、本実施の形態では、ヒートポンプ給湯室外機103の送風機104にも、例えば実施の形態8の回路内蔵モータを搭載する。送風機104は軽量化の観点から金属性ではなく樹脂製のプロペラファンが適用される。樹脂製のプロペラファンでは金属に比べ強度が低いため、モータの騒音が共振し増幅される。そのため従来のモータを使用した場合、電食による騒音発生が極めて顕著に現れる。そのため、実施の形態8の回路内蔵モータをファンモータに適用した場合の効果が高い。
Moreover, in this Embodiment, the motor with a built-in circuit of
ヒートポンプ給湯室外機103または給湯器貯湯ユニット内のポンプモータもしくは送風機モータに例えば実施の形態8で述べた電食信頼性と低ノイズを両立した低コストな駆動回路内蔵モータを適用することで、従来のモータを搭載した場合に比べ低ノイズな機器を得ることができる。
By applying a low-cost built-in drive circuit motor that achieves both the electric corrosion reliability and the low noise described in the eighth embodiment to the pump motor or the blower motor in the heat pump hot water supply
また、ノイズレベルが高い回路内蔵モータの場合、従来給湯器ではモータの周囲に遮蔽板を配置する必要があった。このような場合に例えば実施の形態8で述べた回路内蔵モータを適用した場合、機器の遮蔽物の直材費および取り付けのための加工費が不要となり、低コストな機器が得られる。 Further, in the case of a motor with a built-in circuit having a high noise level, it has been necessary to arrange a shielding plate around the motor in a conventional water heater. In such a case, for example, when the circuit built-in motor described in the eighth embodiment is applied, the direct material cost and the processing cost for mounting the shielding object of the device are not necessary, and a low-cost device can be obtained.
なお、実施の形態1〜7で説明したモータまたは実施の形態8で説明したモータ一体型のポンプもしくはそのモータが、空気調和機、給湯器、熱源機以外の機器に適用できることは言うまでもない。 Needless to say, the motor described in the first to seventh embodiments or the motor-integrated pump described in the eighth embodiment or the motor thereof can be applied to devices other than an air conditioner, a water heater, and a heat source device.
本発明は、半導体を用いて構成された電力変換回路を内蔵したモータ、およびこのモータを搭載した機器に適している。 The present invention is suitable for a motor with a built-in power conversion circuit configured using a semiconductor, and a device in which the motor is mounted.
1 プリント基板
2 インバータIC
2a インバータ主素子
3 ステータ
4 モールド樹脂部
5 モータ端子
6 ホール素子
7 モータ外部接続リード
8 ロータ貫通用穴部
9−1,9−2 ベアリング
10 ベアリング貫通用穴部
11 プリドライブIC
12,41,43 銅箔
16 ロータ
17 ベアリングハウジング
18 シャフト
20 ICチップ
21 ボンディングワイヤ
22 金属リードフレーム
23 ICパッケージ
24 金属電極
26 切り欠き部
27 発振回路部配線
31 回転数出力
32 出力電圧指令
34 IGBT
36 チャージポンプダイオード
38 高圧直流電源
39 中性点結線部
40 子基板
42 板金
44 導電性テープ
50 モータ
51 ポンプ
60 空気調和機室内機
61 室内送風機
62 空気調和機室外機
63 送風機
64 冷媒配管
65 シャフト
66 インペラ
67 ポンプハウジング
68 椀状隔壁部
69a,69b 軸支持部
71 室内送風機
72 室内熱交換器
73 空気吹出口
74 吹出風路
75 空気吸込口
76 貯湯タンク
77 給湯管
78 給水管
79 給水口
80 減圧弁
81 配管
82 沸き上げポンプ
83 熱源部
84 シャワー
85 カラン
86 浴槽
87 風呂給湯混合弁
88 風呂給湯サーミスタ
89 風呂注湯弁
90 循環ポンプ
91 追い焚き熱交換器
92 追い焚きサーミスタ
93 追い焚きポンプ
94 風呂サーミスタ
95 浴室リモコン
96 操作部
97 表示部
99 水位センサー
100 給水分岐管
101 給湯混合弁
103 ヒートポンプ給湯室外機
104 送風機
105 空気冷媒熱交換器
106 水冷媒熱交換器
107 圧縮機
108 電気品収納箱
111 吸入口
111a 室外機ベース
111b 機械室
111c 送風機室
111d 仕切板
111e 前面部
111f 後面部
111g 上面部
111h 右側面部
111k 左側面部
112 吐出口
121 サービスパネル1 Printed
2a Inverter
12, 41, 43
36
Claims (15)
このステータの内側で回転可能に配置され中心部にシャフトを有するロータと、
前記シャフトを支持する軸受けと、
前記ロータを回転駆動するための交流電力を直流電源から変換生成するインバータ回路と、
このインバータ回路を制御するための制御信号を出力するとともに、前記制御信号を生成する際に用いられるクロック信号を生成する発振回路部を含む制御回路と、
前記シャフトの軸線方向に対して垂直に配置され、前記インバータ回路および前記制御回路が実装されるとともに、前記制御回路が前記ステータ側に配置されたプリント基板と、
前記ステータおよび前記プリント基板が埋め込まれて樹脂で一体的に成形され、内部に前記ロータを収納するとともに、前記軸受けを保持するモールド樹脂部と、
前記プリント基板に設けられて、前記モールド樹脂部内に埋め込まれ、前記プリント基板の面に対して垂直な方向から平面視したときに、少なくとも前記発振回路部および前記発振回路部に接続された配線を覆うように配置されたプリント基板銅箔と、
を備えるモータ。 A stator,
A rotor that is rotatably arranged inside the stator and has a shaft in the center;
A bearing that supports the shaft;
An inverter circuit that converts AC power for rotating the rotor from a DC power source;
A control circuit that outputs a control signal for controlling the inverter circuit and includes an oscillation circuit unit that generates a clock signal used when generating the control signal;
A printed circuit board disposed perpendicular to the axial direction of the shaft, the inverter circuit and the control circuit are mounted, and the control circuit is disposed on the stator side;
The stator and the printed circuit board are embedded and molded integrally with a resin, the rotor is housed therein, and a mold resin portion that holds the bearing;
Wiring connected to at least the oscillation circuit unit and the oscillation circuit unit when viewed in a plan view from a direction perpendicular to the surface of the printed circuit board provided in the printed circuit board and embedded in the mold resin unit Printed circuit board copper foil arranged to cover,
It makes the chromophore at the distal end over data with a.
前記プリント基板銅箔は、前記子基板の面上に形成されたものである請求項1に記載のモータ。 The printed circuit board has a child board mounted on the surface opposite to the stator side,
The printed circuit board copper foil, the motor according to Der Ru請 Motomeko 1 that is formed on the surface of the child board.
前記プリント基板銅箔は、前記プリント基板の面に対して垂直な方向から平面視したときに、前記インバータ回路も覆うように配置されている請求項1に記載のモータ。 The inverter circuit is mounted on the surface of the printed circuit board on the stator side,
The printed circuit board copper foil, when viewed in plan from a direction perpendicular to the plane of the printed circuit board, the motor according to 請 Motomeko 1 the inverter circuit also being arranged to cover.
前記モールド樹脂部の一部として前記樹脂で形成され、前記第1の玉軸受けを保持する軸受ハウジング部と、
を備え、
前記プリント基板は、前記シャフトの軸線方向において前記ステータと前記第1の玉軸受けとの間にて前記軸線方向に対して略垂直に配置されている請求項1から5のいずれか1項に記載のモータ。 First and second ball bearings provided at both ends of the shaft for rotatably supporting the shaft;
A bearing housing portion formed of the resin as a part of the mold resin portion and holding the first ball bearing;
With
The printed circuit board to any one of 請 Motomeko 1 to 5 that are arranged substantially perpendicular to the axial direction at between the first ball bearing between the stator in the axial direction of the shaft The motor described.
前記ロータのバックヨークには積層鋼板が用いられている請求項6に記載のモータ。 A metal bracket that is fitted into the mold resin portion so as to close the mold resin portion in which the rotor is housed and the second ball bearing is fitted inside;
The motor according to 請 Motomeko 6 laminated steel sheet that has been used for the back yoke of the rotor.
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DE102015203775A1 (en) * | 2015-03-03 | 2016-09-08 | Robert Bosch Gmbh | Drive device, in particular as part of a comfort drive in a motor vehicle |
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DE102017105089A1 (en) * | 2017-03-10 | 2018-09-13 | Kolektor Group D.O.O. | electric motor |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3522340A4 (en) * | 2016-09-28 | 2019-10-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric motor, fan, air conditioner, and method for manufacturing electric motor |
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