JPH09228986A - タイミングを調整できる送風機モータ - Google Patents
タイミングを調整できる送風機モータInfo
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- JPH09228986A JPH09228986A JP9017966A JP1796697A JPH09228986A JP H09228986 A JPH09228986 A JP H09228986A JP 9017966 A JP9017966 A JP 9017966A JP 1796697 A JP1796697 A JP 1796697A JP H09228986 A JPH09228986 A JP H09228986A
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/004—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
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- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ空洞内のガスの循環に使用されるファ
ンを駆動するブラシレスＤＣモータを提供する。 【解決手段】 タイミングを調整できるブラシレスＤＣ
モータが提供される。タイミングの調整は、ロータ位置
センサの特性及びそれらの位置の個々の変動を補償する
ことにより特定のモータ性能を最適化することができ
る。ロータ位置センサは、モータハウジングの一部分内
でヒートシンクに固定される。ヒートシンクの冷却効率
を改善するために、ヒートシンクが熱接続されたモータ
ハウジングの少なくとも一部分は、能動的又は受動的な
冷却により冷却される。ロータ位置センサは、熱的及び
電気的分離を改善する構造体により包囲される。モータ
の速度を監視及び制御する手段も設けられる。
ンを駆動するブラシレスＤＣモータを提供する。 【解決手段】 タイミングを調整できるブラシレスＤＣ
モータが提供される。タイミングの調整は、ロータ位置
センサの特性及びそれらの位置の個々の変動を補償する
ことにより特定のモータ性能を最適化することができ
る。ロータ位置センサは、モータハウジングの一部分内
でヒートシンクに固定される。ヒートシンクの冷却効率
を改善するために、ヒートシンクが熱接続されたモータ
ハウジングの少なくとも一部分は、能動的又は受動的な
冷却により冷却される。ロータ位置センサは、熱的及び
電気的分離を改善する構造体により包囲される。モータ
の速度を監視及び制御する手段も設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にブラシレスＤ
Ｃモータに係り、より詳細には、レーザ空洞内でガスを
循環するのに使用されるブラシレスＤＣモータ駆動の送
風機型軸流ファンに係る。
Ｃモータに係り、より詳細には、レーザ空洞内でガスを
循環するのに使用されるブラシレスＤＣモータ駆動の送
風機型軸流ファンに係る。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の所望の特徴サイズが小さくな
るにつれて、光学リソグラフィー技術の需要が増大して
いる。これらの需要から、近回折制限光学投影システム
が開発されると共に、種々の照明光源が調査されてい
る。同等の光学システムが与えられた場合に、短い波長
で動作する照明光源の方が、小さな特徴を形成できるた
めに、長い波長で動作する照明光源よりも望ましい。ガ
ス放電レーザ、特にエキシマレーザは、短い放電波長と
高い電力とが組み合わされたものであるため、このよう
な用途に特に適している。例えば、ＫｒＦエキシマレー
ザの波長は、約２４８．４ナノメータである。
るにつれて、光学リソグラフィー技術の需要が増大して
いる。これらの需要から、近回折制限光学投影システム
が開発されると共に、種々の照明光源が調査されてい
る。同等の光学システムが与えられた場合に、短い波長
で動作する照明光源の方が、小さな特徴を形成できるた
めに、長い波長で動作する照明光源よりも望ましい。ガ
ス放電レーザ、特にエキシマレーザは、短い放電波長と
高い電力とが組み合わされたものであるため、このよう
な用途に特に適している。例えば、ＫｒＦエキシマレー
ザの波長は、約２４８．４ナノメータである。
【０００３】エキシマレーザは、一般に、パルスモード
で動作する。放電領域内のガスに、基底即ち初期熱状態
に復帰させるに充分な時間を与えるためにパルス動作が
必要とされる。静的なガスシステムでは、ガスがこの状
態に到達するのにほぼ１秒の時間を必要とし、従って、
繰り返し率を甚だしく制限する。近代的なレーザシステ
ムは、通常、ガスを循環するための接線方向送風機ファ
ンを用いて、ガス放電領域内のガスを能動的に循環する
ことにより、高い繰り返し率を得ている。
で動作する。放電領域内のガスに、基底即ち初期熱状態
に復帰させるに充分な時間を与えるためにパルス動作が
必要とされる。静的なガスシステムでは、ガスがこの状
態に到達するのにほぼ１秒の時間を必要とし、従って、
繰り返し率を甚だしく制限する。近代的なレーザシステ
ムは、通常、ガスを循環するための接線方向送風機ファ
ンを用いて、ガス放電領域内のガスを能動的に循環する
ことにより、高い繰り返し率を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特定の繰り返し率を維
持するのに必要なガスの流量は、次の式を用いて決定す
ることができる。 クリア比＝（流量）／〔（放電巾）（繰り返し率）〕 一般に、安定した放電を得るには、クリア比は、３で充
分であると考えられる。しかしながら、パルス対パルス
のエネルギー安定性を保証するためには、クリア比は、
５ないし６であるのが好ましい。約１０００ないし２０
００Ｈｚの繰り返し率を維持するに必要なクリア比を得
るためには、高いガス流量、ひいては、高い送風機ファ
ン速度が必要とされる。送風機ファンの速度が２倍にな
ると、モータへの入力電力が８倍増加するので、大きな
送風機ファン速度は、一般に、モータ及びモータ連結部
の複雑さを高めると共に、モータの寿命を短くする。モ
ータの予想寿命を短縮する要因となる第１のファクタ
は、モータの運転による発熱の増加である。
持するのに必要なガスの流量は、次の式を用いて決定す
ることができる。 クリア比＝（流量）／〔（放電巾）（繰り返し率）〕 一般に、安定した放電を得るには、クリア比は、３で充
分であると考えられる。しかしながら、パルス対パルス
のエネルギー安定性を保証するためには、クリア比は、
５ないし６であるのが好ましい。約１０００ないし２０
００Ｈｚの繰り返し率を維持するに必要なクリア比を得
るためには、高いガス流量、ひいては、高い送風機ファ
ン速度が必要とされる。送風機ファンの速度が２倍にな
ると、モータへの入力電力が８倍増加するので、大きな
送風機ファン速度は、一般に、モータ及びモータ連結部
の複雑さを高めると共に、モータの寿命を短くする。モ
ータの予想寿命を短縮する要因となる第１のファクタ
は、モータの運転による発熱の増加である。
【０００５】以上の説明から、高い速度で効率的に動作
することのできる改良された送風機ファンモータが要望
されることが明らかである。
することのできる改良された送風機ファンモータが要望
されることが明らかである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、調整可能なタ
イミング特徴を備えたブラシレスＤＣモータを提供す
る。タイミングの調整は、ロータ位置センサの動作特性
の個々の変化及び／又はそれらの位置の変化を補償する
ことにより特定のモータ性能を最適化できるようにす
る。
イミング特徴を備えたブラシレスＤＣモータを提供す
る。タイミングの調整は、ロータ位置センサの動作特性
の個々の変化及び／又はそれらの位置の変化を補償する
ことにより特定のモータ性能を最適化できるようにす
る。
【０００７】本発明の１つの実施形態において、ステー
タハウジングのエンドキャップは、３つのロータ位置セ
ンサを備えている。エンドキャップは、ロータの中心軸
の周りで回転することができ、これにより、ステータに
対してセンサの位置を変更することができる。センサの
位置が最適なものとされると、ステータハウジングに対
する組立体の位置を固定することができる。
タハウジングのエンドキャップは、３つのロータ位置セ
ンサを備えている。エンドキャップは、ロータの中心軸
の周りで回転することができ、これにより、ステータに
対してセンサの位置を変更することができる。センサの
位置が最適なものとされると、ステータハウジングに対
する組立体の位置を固定することができる。
【０００８】本発明の別の実施形態では、ロータ位置セ
ンサがモータハウジングの一部分内でヒートシンクに固
定される。ヒートシンクの冷却効率を改善するために、
少なくともヒートシンクが熱的に結合されたモータハウ
ジングの部分が冷却される。冷却は、能動的であっても
受動的であってもよい。能動的な冷却技術は、熱電冷却
装置の使用を含む。受動的な冷却技術は、好ましくは冷
却フィンの使用により組立体の冷却領域を増加すること
を含む。
ンサがモータハウジングの一部分内でヒートシンクに固
定される。ヒートシンクの冷却効率を改善するために、
少なくともヒートシンクが熱的に結合されたモータハウ
ジングの部分が冷却される。冷却は、能動的であっても
受動的であってもよい。能動的な冷却技術は、熱電冷却
装置の使用を含む。受動的な冷却技術は、好ましくは冷
却フィンの使用により組立体の冷却領域を増加すること
を含む。
【０００９】本発明の更に別の実施形態では、ロータ位
置センサを包囲する構造体を用いてセンサの熱的及び電
気的分離が改善される。
置センサを包囲する構造体を用いてセンサの熱的及び電
気的分離が改善される。
【００１０】本発明の更に別の実施形態では、２つのブ
ラシレスＤＣモータが単一の駆動シャフトに結合され
る。単一のコマンド信号が両方のモータに同時に送ら
れ、このコマンド信号は、モータに付与される駆動電流
を制御する。両方のモータに同じ信号を送ることによ
り、モータ間の負荷の分割がほぼ同じになる。コマンド
信号は、所望の駆動シャフト速度を得るように自動的に
変更される。
ラシレスＤＣモータが単一の駆動シャフトに結合され
る。単一のコマンド信号が両方のモータに同時に送ら
れ、このコマンド信号は、モータに付与される駆動電流
を制御する。両方のモータに同じ信号を送ることによ
り、モータ間の負荷の分割がほぼ同じになる。コマンド
信号は、所望の駆動シャフト速度を得るように自動的に
変更される。
【００１１】本発明の更に別の実施形態では、駆動シャ
フト速度が連続的に監視され、そしてプリセット最大限
界と比較される。駆動シャフト速度がプリセット限界に
等しいか又はそれを越える場合には、モータが一時的に
ディスエイブルされる。
フト速度が連続的に監視され、そしてプリセット最大限
界と比較される。駆動シャフト速度がプリセット限界に
等しいか又はそれを越える場合には、モータが一時的に
ディスエイブルされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の特徴及び効果は、添付図
面を参照した以下の詳細な説明より容易に明らかとなろ
う。ブラシレスＤＣモータは、ガスレーザシステムを含
む種々の用途に使用される。図１は、レーザ空洞内のガ
スを循環するファンを付勢するのにブラシレスＤＣモー
タが使用されたコンパクトなエキシマレーザを示してい
る。この形式のレーザの詳細な説明については、本発明
の譲受人に譲渡された参考としてここに取り上げる米国
特許第４，９５９，８４０号を参照されたい。本発明を
完全に理解するために、本発明の詳細な説明に入る前
に、この特定のレーザ設計の幾つかの設計特徴について
簡単に述べる。しかしながら、本発明は、特にエキシマ
レーザシステムのみに又は一般にレーザシステムのみに
適用されるものではない。
面を参照した以下の詳細な説明より容易に明らかとなろ
う。ブラシレスＤＣモータは、ガスレーザシステムを含
む種々の用途に使用される。図１は、レーザ空洞内のガ
スを循環するファンを付勢するのにブラシレスＤＣモー
タが使用されたコンパクトなエキシマレーザを示してい
る。この形式のレーザの詳細な説明については、本発明
の譲受人に譲渡された参考としてここに取り上げる米国
特許第４，９５９，８４０号を参照されたい。本発明を
完全に理解するために、本発明の詳細な説明に入る前
に、この特定のレーザ設計の幾つかの設計特徴について
簡単に述べる。しかしながら、本発明は、特にエキシマ
レーザシステムのみに又は一般にレーザシステムのみに
適用されるものではない。
【００１３】図１は、特定設計のエキシマレーザの端面
図である。レーザ空洞１００は、２つのハウジング半部
分１０１及び１０３で形成される。これらハウジング半
部分１０１及び１０３は、フッ素又は塩素に耐える材料
のＯリング１０５でシールされる。空洞１００内にはカ
ソード１０７及びアノード１０９がある。これら電極に
またがって高電圧が印加されると、一般に、クリプトン
（Ｋｒ）のような希ガス、フッ素（Ｆ）のようなハロゲ
ン、及びヘリウム（Ｈｅ）又はネオン（Ｎｅ）のような
緩衝ガスより成るガスの混合物にわたり領域１１１内に
放電が形成される。希ガス及びハロゲンの励起の結果と
して形成されるエキシマ分子の減衰のために高エネルギ
ーの紫外線パルスが発生するのは、領域１１１内であ
る。これらパルスは、カソード１０７とアノード１０９
との間に位置する軸に沿って発生される。絶縁体１１３
及び１１５は、カソード１０７及び高電圧ライン１１７
を空洞１００の壁１０１から絶縁する。
図である。レーザ空洞１００は、２つのハウジング半部
分１０１及び１０３で形成される。これらハウジング半
部分１０１及び１０３は、フッ素又は塩素に耐える材料
のＯリング１０５でシールされる。空洞１００内にはカ
ソード１０７及びアノード１０９がある。これら電極に
またがって高電圧が印加されると、一般に、クリプトン
（Ｋｒ）のような希ガス、フッ素（Ｆ）のようなハロゲ
ン、及びヘリウム（Ｈｅ）又はネオン（Ｎｅ）のような
緩衝ガスより成るガスの混合物にわたり領域１１１内に
放電が形成される。希ガス及びハロゲンの励起の結果と
して形成されるエキシマ分子の減衰のために高エネルギ
ーの紫外線パルスが発生するのは、領域１１１内であ
る。これらパルスは、カソード１０７とアノード１０９
との間に位置する軸に沿って発生される。絶縁体１１３
及び１１５は、カソード１０７及び高電圧ライン１１７
を空洞１００の壁１０１から絶縁する。
【００１４】エキシマレーザにおいては、パルス率が通
常はかなり低い。ガスが静的である場合には、放電領域
内のガス体積に、レーザパルスとレーザパルスとの間に
その初期の熱的状態に復帰させるに充分な時間を与えね
ばならない。一般的に、この復帰時間は１秒程度であ
り、従って、静的ガスシステムのパルス率は約１パルス
／秒に制限される。ガスが循環される場合には、パルス
率を増加することができる。レーザを放電できる繰り返
し率は、循環速度と、放電体積内のガス体積が交換され
る率とに基づく。従って、循環速度が高いほど、達成で
きる繰り返し率が高くなる。
常はかなり低い。ガスが静的である場合には、放電領域
内のガス体積に、レーザパルスとレーザパルスとの間に
その初期の熱的状態に復帰させるに充分な時間を与えね
ばならない。一般的に、この復帰時間は１秒程度であ
り、従って、静的ガスシステムのパルス率は約１パルス
／秒に制限される。ガスが循環される場合には、パルス
率を増加することができる。レーザを放電できる繰り返
し率は、循環速度と、放電体積内のガス体積が交換され
る率とに基づく。従って、循環速度が高いほど、達成で
きる繰り返し率が高くなる。
【００１５】図１に示すようなレーザシステムでは、ガ
スが、ガス流線１１９に従って空洞１００の全体を通し
て循環される。ファン軸１２５に平行に延びる複数のフ
ァンブレード１２３より成るファン１２１は、流線１１
９に沿ってガスを強制的に循環させる。ガスが放電領域
１１１において励起された後に、循環するガスは、熱交
換機１２７を用いて冷却される。ガスの方向性の流れ
は、１つ以上の制御翼１２９を用いて制御される。任意
であるが、循環するガスの一部分をサイフォンで吸い出
してフィルタ（図示せず）で純化し、空洞１００内に収
容されたガスの寿命を延ばすことができる。
スが、ガス流線１１９に従って空洞１００の全体を通し
て循環される。ファン軸１２５に平行に延びる複数のフ
ァンブレード１２３より成るファン１２１は、流線１１
９に沿ってガスを強制的に循環させる。ガスが放電領域
１１１において励起された後に、循環するガスは、熱交
換機１２７を用いて冷却される。ガスの方向性の流れ
は、１つ以上の制御翼１２９を用いて制御される。任意
であるが、循環するガスの一部分をサイフォンで吸い出
してフィルタ（図示せず）で純化し、空洞１００内に収
容されたガスの寿命を延ばすことができる。
【００１６】腐食性のレーザガスにより生じるファンモ
ータの損傷を最小にし、ひいては、このシステム要素の
寿命を延長するために、図１に示すようなエキシマレー
ザにおいてファン１２１を駆動するのに用いられるモー
タは、空洞１００の外部に取り付けられるのが好まし
い。図２は、ファン１２１を駆動するための外部ＤＣブ
ラシレスモータ２００を取り付けるための公知解決策を
示している。
ータの損傷を最小にし、ひいては、このシステム要素の
寿命を延長するために、図１に示すようなエキシマレー
ザにおいてファン１２１を駆動するのに用いられるモー
タは、空洞１００の外部に取り付けられるのが好まし
い。図２は、ファン１２１を駆動するための外部ＤＣブ
ラシレスモータ２００を取り付けるための公知解決策を
示している。
【００１７】ファン１２１は、駆動シャフト２０１に接
続される。駆動シャフト２０１の端にロータ２０３があ
る。シャフト２０１は、空洞壁１０３に取り付けられた
ベアリング構造体２０５を通過する。ロータ２０３の周
囲には、一連の翼より成るステータ２０７がある。空洞
１００内の腐食性ガスがベアリング構造体２０５を経て
ステータ組立体２０７へ通過するのを防止するために、
シール組立体２０９がロータ２０３を完全に包囲してい
る。シール組立体２０９は、ステンレススチールのよう
な防食性材料で構成され、そして防食性Ｏリング２１１
で空洞壁１０３にシールされる。
続される。駆動シャフト２０１の端にロータ２０３があ
る。シャフト２０１は、空洞壁１０３に取り付けられた
ベアリング構造体２０５を通過する。ロータ２０３の周
囲には、一連の翼より成るステータ２０７がある。空洞
１００内の腐食性ガスがベアリング構造体２０５を経て
ステータ組立体２０７へ通過するのを防止するために、
シール組立体２０９がロータ２０３を完全に包囲してい
る。シール組立体２０９は、ステンレススチールのよう
な防食性材料で構成され、そして防食性Ｏリング２１１
で空洞壁１０３にシールされる。
【００１８】ロータ２０３の至近においてシール組立体
２０９の次に取り付けられているのは、ホールセンサの
ような少なくとも１つのロータ位置センサ２１３であ
る。これらのホールセンサは、磁界を感知して、磁界の
強度に比例する出力信号を発生する。ホールセンサは、
本発明への使用について述べるように、Ｈｏｎｅｙｗｅ
ｌｌ（登録商標）のような会社から入手できるものであ
る。このようなセンサの動作は、当業者に良く知られて
いる。ホールセンサ２１３は、ロータ２０３内の磁石の
回転位置を検出することができ、この検出器の出力信号
は、回路板２１５へフィードバックされる。回路板２１
５は、電力入力コネクタ２１７からステータ２０７へ電
力を向ける。モータ組立体は、ステータハウジング２１
０及びエンドプレート２２１と共に位置保持される。
２０９の次に取り付けられているのは、ホールセンサの
ような少なくとも１つのロータ位置センサ２１３であ
る。これらのホールセンサは、磁界を感知して、磁界の
強度に比例する出力信号を発生する。ホールセンサは、
本発明への使用について述べるように、Ｈｏｎｅｙｗｅ
ｌｌ（登録商標）のような会社から入手できるものであ
る。このようなセンサの動作は、当業者に良く知られて
いる。ホールセンサ２１３は、ロータ２０３内の磁石の
回転位置を検出することができ、この検出器の出力信号
は、回路板２１５へフィードバックされる。回路板２１
５は、電力入力コネクタ２１７からステータ２０７へ電
力を向ける。モータ組立体は、ステータハウジング２１
０及びエンドプレート２２１と共に位置保持される。
【００１９】図３は、本発明によるＤＣブラシレスモー
タを示す。この構成により与えられる放熱性及び保護性
の改善により、モータ及びそれに関連した電子回路は、
１つの実施形態では、４０００ＲＰＭ以上の速度を持続
することができる。公知のモータ組立体の場合と同様
に、このシステムは、駆動シャフト３０１、ロータ３０
３、シャフトベアリング３０５、ステータ３０７、シー
ル素子３０９、ホールセンサ３１１、回路板３１３、及
びステータハウジング３１５の主要要素を有している。
この構成において、ホールセンサ３１１は、回路板３１
３に直接取り付けられ、回路板３１３は、エンドキャッ
プ３１９のヒートシンク部分３１７に取り付けられる。
エンドキャップ３１９及びそれに関連したヒートシンク
部分３１７は、銅又はアルミニウムのような熱伝導率の
高い材料で構成されて、回路板３１３及びその一体的な
センサ３１１から熱を効率的に引き出すのが好ましい。
回路板３１３及びセンサ３１１は、電気的な短絡を回避
しながら熱接触を最大にするための公知技術を用いて部
分３１７に取り付けられる。
タを示す。この構成により与えられる放熱性及び保護性
の改善により、モータ及びそれに関連した電子回路は、
１つの実施形態では、４０００ＲＰＭ以上の速度を持続
することができる。公知のモータ組立体の場合と同様
に、このシステムは、駆動シャフト３０１、ロータ３０
３、シャフトベアリング３０５、ステータ３０７、シー
ル素子３０９、ホールセンサ３１１、回路板３１３、及
びステータハウジング３１５の主要要素を有している。
この構成において、ホールセンサ３１１は、回路板３１
３に直接取り付けられ、回路板３１３は、エンドキャッ
プ３１９のヒートシンク部分３１７に取り付けられる。
エンドキャップ３１９及びそれに関連したヒートシンク
部分３１７は、銅又はアルミニウムのような熱伝導率の
高い材料で構成されて、回路板３１３及びその一体的な
センサ３１１から熱を効率的に引き出すのが好ましい。
回路板３１３及びセンサ３１１は、電気的な短絡を回避
しながら熱接触を最大にするための公知技術を用いて部
分３１７に取り付けられる。
【００２０】ステータ３０７、ロータ３０３及びシール
素子３０９から回路板３１３及びセンサ３１１への熱の
流れを最小にするために、本発明の好ましい実施形態に
は、絶縁体ギャップ３２１が含まれる。この絶縁体キャ
ップ３２１は、部分３１７の区分に嵌合し、回路板及び
センサの両方を包囲する。好ましい実施形態では、絶縁
体キャップ３２１は、良好な電気絶縁特性及び良好な熱
絶縁特性を有するＵｌｔｅｍ（登録商標）１０００樹脂
のようなポリイミド材料で作られる。それ故、この実施
形態では、絶縁体キャップ３２１は、回路板３１３及び
センサ３１１により吸収される熱の量を減少するだけで
なく、回路板３１３の短絡のおそれも抑制する。
素子３０９から回路板３１３及びセンサ３１１への熱の
流れを最小にするために、本発明の好ましい実施形態に
は、絶縁体ギャップ３２１が含まれる。この絶縁体キャ
ップ３２１は、部分３１７の区分に嵌合し、回路板及び
センサの両方を包囲する。好ましい実施形態では、絶縁
体キャップ３２１は、良好な電気絶縁特性及び良好な熱
絶縁特性を有するＵｌｔｅｍ（登録商標）１０００樹脂
のようなポリイミド材料で作られる。それ故、この実施
形態では、絶縁体キャップ３２１は、回路板３１３及び
センサ３１１により吸収される熱の量を減少するだけで
なく、回路板３１３の短絡のおそれも抑制する。
【００２１】図４は、好ましい実施形態の分解図であ
る。この図には、回路板３１３及びホールセンサ３１１
が明確に示されている。この実施形態では、３つのホー
ルセンサがあり、従って、ロータの位置が独特に定めら
れる。回路板３１３は、ヒートシンク部分３１７にボル
ト４０１で取り付けられる。絶縁体キャップ３２１は、
部分３１７に嵌合し、リップ４０３にのせられ、そして
ボルト４０５で位置保持される。
る。この図には、回路板３１３及びホールセンサ３１１
が明確に示されている。この実施形態では、３つのホー
ルセンサがあり、従って、ロータの位置が独特に定めら
れる。回路板３１３は、ヒートシンク部分３１７にボル
ト４０１で取り付けられる。絶縁体キャップ３２１は、
部分３１７に嵌合し、リップ４０３にのせられ、そして
ボルト４０５で位置保持される。
【００２２】エンドキャップ３１９及びそれに関連した
ヒートシンク３１７の冷却容量を最大にするために、キ
ャップ３１９の区分４０７がフィン状にされる。これら
のフィンは、キャップ３１９の表面積を増加し、周囲の
空気へと通り抜ける熱流を増加させる。それ以上の冷却
が必要な場合には、キャップ３１９を、例えば、熱電冷
却装置（図示せず）又は強制対流により能動的に冷却す
ることができる。
ヒートシンク３１７の冷却容量を最大にするために、キ
ャップ３１９の区分４０７がフィン状にされる。これら
のフィンは、キャップ３１９の表面積を増加し、周囲の
空気へと通り抜ける熱流を増加させる。それ以上の冷却
が必要な場合には、キャップ３１９を、例えば、熱電冷
却装置（図示せず）又は強制対流により能動的に冷却す
ることができる。
【００２３】ロータの位置は、非接触センサ、好ましく
は、少なくとも３つのホールセンサを用いて決定され
る。この位置情報は、ステータへの電力の付与を適切に
タイミングどりし、ひいては、モータの効率を最大にす
るために重要である。しかしながら、最適なモータ制御
を達成するためには、システムを校正しなければならな
い。
は、少なくとも３つのホールセンサを用いて決定され
る。この位置情報は、ステータへの電力の付与を適切に
タイミングどりし、ひいては、モータの効率を最大にす
るために重要である。しかしながら、最適なモータ制御
を達成するためには、システムを校正しなければならな
い。
【００２４】校正は、種々の理由で必要とされる。第１
に、ホールセンサは、製造公差により僅かな性能変動を
有する。第２に、これらセンサの動作及び解除特性は、
温度変化の結果としてシフトする。このシフトが図５の
グラフに示されている。曲線５０１及び５０３は、各々
温度が上昇するときの最大及び公称動作特性のシフトを
示している。同様に、曲線５０５及び５０７は、各々温
度が上昇するときの公称及び最小解除特性のシフトを示
している。
に、ホールセンサは、製造公差により僅かな性能変動を
有する。第２に、これらセンサの動作及び解除特性は、
温度変化の結果としてシフトする。このシフトが図５の
グラフに示されている。曲線５０１及び５０３は、各々
温度が上昇するときの最大及び公称動作特性のシフトを
示している。同様に、曲線５０５及び５０７は、各々温
度が上昇するときの公称及び最小解除特性のシフトを示
している。
【００２５】ホールセンサの性能変動の影響は、特定の
用途に対しセンサの取付位置によって更に悪化する。例
えば、既に述べたように、エキシマレーザシステムにお
いて送風機ファンを駆動するのに使用されるモータは、
レーザ空洞の外部にしばしば取り付けられる。モータ部
品に対するガスの腐食作用を減少するために、図２、３
に示したように、ロータとステータとの間にシール素子
が挿入される。不都合なことに、シール素子は、センサ
３１１とロータ３０３との間の分離距離を増加し、従っ
て、センサの位置における磁界強度を減少させる。この
分離距離は、絶縁キャップ３２１により更に増加され
る。又、磁界強度は、センサをロータの端に配置するこ
とによっても減少される。更に、センサ３１１及び回路
板３１３の取り付けのばらつきも、性能特性の変動を招
くことがある。
用途に対しセンサの取付位置によって更に悪化する。例
えば、既に述べたように、エキシマレーザシステムにお
いて送風機ファンを駆動するのに使用されるモータは、
レーザ空洞の外部にしばしば取り付けられる。モータ部
品に対するガスの腐食作用を減少するために、図２、３
に示したように、ロータとステータとの間にシール素子
が挿入される。不都合なことに、シール素子は、センサ
３１１とロータ３０３との間の分離距離を増加し、従っ
て、センサの位置における磁界強度を減少させる。この
分離距離は、絶縁キャップ３２１により更に増加され
る。又、磁界強度は、センサをロータの端に配置するこ
とによっても減少される。更に、センサ３１１及び回路
板３１３の取り付けのばらつきも、性能特性の変動を招
くことがある。
【００２６】センサの動作特性の変動は、ステータへの
電力の位相を制御する回路を変更することにより考慮す
ることができる。しかしながら、本発明の好ましい実施
形態では、このような変動は、ステータ３０７の位置に
対するセンサ３１１の位置を物理的に調整することによ
り考慮される。前記したように、センサ３１１は、回路
板３１３にしっかりと固定され、そして回路板は、エン
ドキャップ３１９にしっかりと固定される。一方、ステ
ータ３０７は、外壁１０３にしっかりと保持される。こ
の実施形態では、ステータ３０７は、ステータハウジン
グ３１５にしっかりと固定される。ハウジング３１５
は、シール素子３０９のフランジに嵌合する。ハウジン
グ３１５の縁にあるスロット４０９は、素子３０９のフ
ランジにあるピン（図示せず）に嵌合する。
電力の位相を制御する回路を変更することにより考慮す
ることができる。しかしながら、本発明の好ましい実施
形態では、このような変動は、ステータ３０７の位置に
対するセンサ３１１の位置を物理的に調整することによ
り考慮される。前記したように、センサ３１１は、回路
板３１３にしっかりと固定され、そして回路板は、エン
ドキャップ３１９にしっかりと固定される。一方、ステ
ータ３０７は、外壁１０３にしっかりと保持される。こ
の実施形態では、ステータ３０７は、ステータハウジン
グ３１５にしっかりと固定される。ハウジング３１５
は、シール素子３０９のフランジに嵌合する。ハウジン
グ３１５の縁にあるスロット４０９は、素子３０９のフ
ランジにあるピン（図示せず）に嵌合する。
【００２７】図３及び４に示す構成では、エンドキャッ
プ３１９及びステータ３０７／ステータハウジング３１
５は、単一の組立ボルト４１１及び圧縮スプリング４１
３によりレーザ空洞に固定される。ボルト４１１は、エ
ンドキャップ３１９の中心を通過し、シール素子３０９
の端部にねじ込まれる。シール素子３０９は、８本のボ
ルト（図示せず）により空洞の外壁１０３に取り付けら
れる。エンドキャップ３１９は、モータ組立体の中心軸
の周りでこれを回転して、モータのタイミングを変えら
れるようにする３つのスロット４１５を含む。各々のス
ロット４１５にはボルト４１７が通過し、これらボルト
は、ハウジング３１５にねじ込まれる。
プ３１９及びステータ３０７／ステータハウジング３１
５は、単一の組立ボルト４１１及び圧縮スプリング４１
３によりレーザ空洞に固定される。ボルト４１１は、エ
ンドキャップ３１９の中心を通過し、シール素子３０９
の端部にねじ込まれる。シール素子３０９は、８本のボ
ルト（図示せず）により空洞の外壁１０３に取り付けら
れる。エンドキャップ３１９は、モータ組立体の中心軸
の周りでこれを回転して、モータのタイミングを変えら
れるようにする３つのスロット４１５を含む。各々のス
ロット４１５にはボルト４１７が通過し、これらボルト
は、ハウジング３１５にねじ込まれる。
【００２８】モータのタイミングを調整するために、ボ
ルト４１１及び４１７は、キャップ３１９をステータハ
ウジング３１５に対して回転できるに充分なほど緩めら
れねばならない。スロット４１５の長さは、許容回転度
を決定する。エンドキャップ３１９の外縁は、ゼロ指示
マーク４１９を含む。ゼロマーク４１９の各側における
許容回転度は、約１０°以内であるのが好ましい。マー
ク４１９を、ハウジング３１５の外縁に含まれた１組の
回転度マーク４２１と比較することにより、オペレータ
は、モータを適切にタイミングどりするのに必要な回転
度を決定することができる。もちろん、調整のための他
の機構も、この説明に基づいて容易に開発されよう。
ルト４１１及び４１７は、キャップ３１９をステータハ
ウジング３１５に対して回転できるに充分なほど緩めら
れねばならない。スロット４１５の長さは、許容回転度
を決定する。エンドキャップ３１９の外縁は、ゼロ指示
マーク４１９を含む。ゼロマーク４１９の各側における
許容回転度は、約１０°以内であるのが好ましい。マー
ク４１９を、ハウジング３１５の外縁に含まれた１組の
回転度マーク４２１と比較することにより、オペレータ
は、モータを適切にタイミングどりするのに必要な回転
度を決定することができる。もちろん、調整のための他
の機構も、この説明に基づいて容易に開発されよう。
【００２９】図６は、取り付けの準備ができた組み立て
られたモータを示す。この図では、タイミングスロット
４１５／ボルト４１７の組合せが、マーク４１９及び４
２１と同様に明確に見ることができる。この実施形態で
は、キャップ３１９の端部のみが冷却フィン４０７を含
んでいる。
られたモータを示す。この図では、タイミングスロット
４１５／ボルト４１７の組合せが、マーク４１９及び４
２１と同様に明確に見ることができる。この実施形態で
は、キャップ３１９の端部のみが冷却フィン４０７を含
んでいる。
【００３０】図７は、本発明の好ましい実施形態をタイ
ミングどりするのに使用されるフローチャートである。
第１のステップは、モータ組立体に適当な負荷を与える
ことである（ステップ７０１）。この負荷は、予想され
る負荷に等しいものでなければならない。この負荷は、
例えば、図１に示すようなエキシマレーザを動作するこ
とにより生じる実際の負荷であってもよいし、又は負荷
を模擬してもよい。図３ないし５に示されたモータ組立
体は、多くの理由で模擬負荷の使用に理想的に適してい
る。先ず第１に、ステータ、ステータハウジング、エン
ドキャップ及びそれに関連した全ての電子回路及びセン
サは、単一の組立体内に収容される。第２に、このモー
タの「非接触」設計により、外部のモータ組立体をテス
ト組立体に容易に取り付けることができる。テスト組立
体は、外側の組立体を取り付けることのできる実際のモ
ータ組立体に使用されるものと同じロータ及びシール素
子を必要とするだけである。第３に、モータのタイミン
グは、ロータとは比較的独立しており、従って、外側の
モータ組立体を同じ負荷条件のもとでロータ／シール素
子組合体と共にタイミングどりしそして使用することが
できる。本発明の好ましい実施形態では、適当な速度及
び負荷条件のもとで動作するＭａｇｔｒｏｌ動力計モデ
ルＨＤ−７１０を用いて負荷が模擬される。
ミングどりするのに使用されるフローチャートである。
第１のステップは、モータ組立体に適当な負荷を与える
ことである（ステップ７０１）。この負荷は、予想され
る負荷に等しいものでなければならない。この負荷は、
例えば、図１に示すようなエキシマレーザを動作するこ
とにより生じる実際の負荷であってもよいし、又は負荷
を模擬してもよい。図３ないし５に示されたモータ組立
体は、多くの理由で模擬負荷の使用に理想的に適してい
る。先ず第１に、ステータ、ステータハウジング、エン
ドキャップ及びそれに関連した全ての電子回路及びセン
サは、単一の組立体内に収容される。第２に、このモー
タの「非接触」設計により、外部のモータ組立体をテス
ト組立体に容易に取り付けることができる。テスト組立
体は、外側の組立体を取り付けることのできる実際のモ
ータ組立体に使用されるものと同じロータ及びシール素
子を必要とするだけである。第３に、モータのタイミン
グは、ロータとは比較的独立しており、従って、外側の
モータ組立体を同じ負荷条件のもとでロータ／シール素
子組合体と共にタイミングどりしそして使用することが
できる。本発明の好ましい実施形態では、適当な速度及
び負荷条件のもとで動作するＭａｇｔｒｏｌ動力計モデ
ルＨＤ−７１０を用いて負荷が模擬される。
【００３１】適当な負荷条件が与えられた後に、モータ
は、上記したセンサの動作／解除特性のシフトを考慮す
るために、その通常の動作温度までウオームアップしな
ければならない（ステップ７０３）。上記したエキシマ
レーザ送風機ファンの場合には、ステータハウジングに
おいて測定した７０℃の動作温度が通常の動作温度と考
えられる。タイミング調整の間に、与えられた負荷が監
視され、それが一定に保たれるようにする（ステップ７
０５）と同時に、ステータへの入力電力が監視される
（ステップ７０７）。次いで、電力入力を最小にするこ
とにより（ステップ７１１）モータのタイミングが調整
される（ステップ７０９）。最小のステータ電力入力が
得られたときにタイミング手順が完了となる（ステップ
７１３）。好ましい実施形態では、タイミング調整は、
ボルト４１７を緩め、ステータハウジング３１５に対し
てエンドキャップ３１９を回転し、そしてボルト４１７
を締め直して更に別のテストを行えるようにすることに
より実行される。次いで、生産品質の制御の目的で整列
マーク４１９及び４２１の位置が記録される。
は、上記したセンサの動作／解除特性のシフトを考慮す
るために、その通常の動作温度までウオームアップしな
ければならない（ステップ７０３）。上記したエキシマ
レーザ送風機ファンの場合には、ステータハウジングに
おいて測定した７０℃の動作温度が通常の動作温度と考
えられる。タイミング調整の間に、与えられた負荷が監
視され、それが一定に保たれるようにする（ステップ７
０５）と同時に、ステータへの入力電力が監視される
（ステップ７０７）。次いで、電力入力を最小にするこ
とにより（ステップ７１１）モータのタイミングが調整
される（ステップ７０９）。最小のステータ電力入力が
得られたときにタイミング手順が完了となる（ステップ
７１３）。好ましい実施形態では、タイミング調整は、
ボルト４１７を緩め、ステータハウジング３１５に対し
てエンドキャップ３１９を回転し、そしてボルト４１７
を締め直して更に別のテストを行えるようにすることに
より実行される。次いで、生産品質の制御の目的で整列
マーク４１９及び４２１の位置が記録される。
【００３２】図８は、２つのブラシレスＤＣモータを使
用してエキシマレーザ空洞内の単一の送風機ファンを付
勢する本発明の実施形態を示す。この実施形態では、フ
ァン１２１の駆動シャフト３０１が、その各端におい
て、ステータハウジング３１５／エンドキャップ３１９
の組立体内のロータ３０３に直結される。両方のモータ
が同じファンシャフトに直結されているので、一方又は
両方のモータの過剰負荷を回避するためにモータ制御回
路が重要となる。
用してエキシマレーザ空洞内の単一の送風機ファンを付
勢する本発明の実施形態を示す。この実施形態では、フ
ァン１２１の駆動シャフト３０１が、その各端におい
て、ステータハウジング３１５／エンドキャップ３１９
の組立体内のロータ３０３に直結される。両方のモータ
が同じファンシャフトに直結されているので、一方又は
両方のモータの過剰負荷を回避するためにモータ制御回
路が重要となる。
【００３３】図９は、図８に示すような二重モータ駆動
のファンを制御する公知解決策を示すブロック図であ
る。第１モータ９０１はモータ駆動回路９０３により駆
動されそして第２モータ９０５は第２モータ駆動回路９
０７により駆動される。モータ９０１及び９０５は単一
のファン９０９を駆動する。又、システムはコントロー
ラ９１１も含んでいる。レーザ動作中に、コントローラ
９１１は、両モータ９０１及び９０２の電流と、ファン
９０９の速度を監視する。ファンの速度は、いずれかの
モータ９０１又は９０５の速度を監視することにより監
視できる。というのは、両モータが同じファンに直結さ
れているからである。
のファンを制御する公知解決策を示すブロック図であ
る。第１モータ９０１はモータ駆動回路９０３により駆
動されそして第２モータ９０５は第２モータ駆動回路９
０７により駆動される。モータ９０１及び９０５は単一
のファン９０９を駆動する。又、システムはコントロー
ラ９１１も含んでいる。レーザ動作中に、コントローラ
９１１は、両モータ９０１及び９０２の電流と、ファン
９０９の速度を監視する。ファンの速度は、いずれかの
モータ９０１又は９０５の速度を監視することにより監
視できる。というのは、両モータが同じファンに直結さ
れているからである。
【００３４】送風機ファン９０９がその所定の動作速度
に到達した後に、コントローラ９１１は、モータ９０１
及び９０５の動作電流を監視する。各モータの動作電流
は、その動作負荷に正比例する。２つのモータの動作電
流がアンバランスであることがコントローラ９１１によ
り決定されると、コントローラ９１１により一方又は両
方のモータ駆動回路９０３及び９０７へ速度制御信号が
送られる。異なる速度制御信号をモータへ付与すること
により、個々のモータの負荷が変化し、これにより、一
方のモータが他方のモータより大きな負荷をもつことが
防止される。コントローラ９１１がモータ９０１及び９
０５の動作電流を所定の動作裕度内に合致させると、フ
ァンの速度が再びチェックされる。ファンの速度が所定
の動作裕度内にまだある場合には、モータが選択された
速度で動作を続けることが許されそして３つのパラメー
タ全部が周期的にチェックされてそれらが裕度内に留ま
るよう確保する。ファンの速度が所定の動作裕度内にな
い場合には、コントローラ９１１は、２つのモータの速
度を調整し、そして２つのモータの動作電流を合致させ
る動作の試みを繰り返す。
に到達した後に、コントローラ９１１は、モータ９０１
及び９０５の動作電流を監視する。各モータの動作電流
は、その動作負荷に正比例する。２つのモータの動作電
流がアンバランスであることがコントローラ９１１によ
り決定されると、コントローラ９１１により一方又は両
方のモータ駆動回路９０３及び９０７へ速度制御信号が
送られる。異なる速度制御信号をモータへ付与すること
により、個々のモータの負荷が変化し、これにより、一
方のモータが他方のモータより大きな負荷をもつことが
防止される。コントローラ９１１がモータ９０１及び９
０５の動作電流を所定の動作裕度内に合致させると、フ
ァンの速度が再びチェックされる。ファンの速度が所定
の動作裕度内にまだある場合には、モータが選択された
速度で動作を続けることが許されそして３つのパラメー
タ全部が周期的にチェックされてそれらが裕度内に留ま
るよう確保する。ファンの速度が所定の動作裕度内にな
い場合には、コントローラ９１１は、２つのモータの速
度を調整し、そして２つのモータの動作電流を合致させ
る動作の試みを繰り返す。
【００３５】図１０は、本発明による送風機速度制御の
実施形態を示す。公知技術の場合と同様に、このシステ
ムは、第１モータ１００１、第１モータ駆動回路１００
３、第２モータ１００５、第２モータ駆動回路１００
７、ファン１００９、及びコントローラ１０１１を有し
ている。このシステムにおいて、コントローラ１０１１
は、いずれかのモータ１００１又は１００５の速度を監
視することによりファンの速度を監視する。ファンの速
度が正しくない場合には、コントローラ１０１１がモー
タの駆動電流を増加又は減少させる単一の駆動電流コマ
ンドを送出する。それ故、両方のモータの駆動電流は同
時に変更され、これにより、公知技術のようにモータ負
荷を合致させる必要性が排除される。更に、コントロー
ラ１０１１は単一の駆動電流コマンドを送出するので、
同じ回路を、図３ないし５のような単一送風機モータに
使用することもできるし又は図８のような二重モータシ
ステムに使用することもできる。
実施形態を示す。公知技術の場合と同様に、このシステ
ムは、第１モータ１００１、第１モータ駆動回路１００
３、第２モータ１００５、第２モータ駆動回路１００
７、ファン１００９、及びコントローラ１０１１を有し
ている。このシステムにおいて、コントローラ１０１１
は、いずれかのモータ１００１又は１００５の速度を監
視することによりファンの速度を監視する。ファンの速
度が正しくない場合には、コントローラ１０１１がモー
タの駆動電流を増加又は減少させる単一の駆動電流コマ
ンドを送出する。それ故、両方のモータの駆動電流は同
時に変更され、これにより、公知技術のようにモータ負
荷を合致させる必要性が排除される。更に、コントロー
ラ１０１１は単一の駆動電流コマンドを送出するので、
同じ回路を、図３ないし５のような単一送風機モータに
使用することもできるし又は図８のような二重モータシ
ステムに使用することもできる。
【００３６】図１１は、図１０に示す送風機速度制御シ
ステムの別の実施形態を示す。２つのシステムは同一で
あるが、図１１のシステムは、モータがあまりに高い速
度で動作することによるダメージを防止する送風機ファ
ン保護回路１１０１を有している。この実施形態では、
保護回路１１０１は、ファンの速度をプリセット最大限
界と連続的に比較する。ファンの速度がプリセット限界
を越えた場合には、ディスエイブル信号がモータ駆動回
路へ送られ、この駆動回路は、ディスエイブル信号が除
去されるまでモータのそれ以上の動作を防止する。好ま
しい実施形態では、ディスエイブル信号が所定の時間中
送られ、その後、モータの動作を再開することができ
る。又、保護回路は、単一モータシステムにも使用でき
る。
ステムの別の実施形態を示す。２つのシステムは同一で
あるが、図１１のシステムは、モータがあまりに高い速
度で動作することによるダメージを防止する送風機ファ
ン保護回路１１０１を有している。この実施形態では、
保護回路１１０１は、ファンの速度をプリセット最大限
界と連続的に比較する。ファンの速度がプリセット限界
を越えた場合には、ディスエイブル信号がモータ駆動回
路へ送られ、この駆動回路は、ディスエイブル信号が除
去されるまでモータのそれ以上の動作を防止する。好ま
しい実施形態では、ディスエイブル信号が所定の時間中
送られ、その後、モータの動作を再開することができ
る。又、保護回路は、単一モータシステムにも使用でき
る。
【００３７】図１２ないし１９は、本発明の送風機ファ
ンを制御するのに使用されるレーザ制御回路の部分を示
している。コネクタ１２０１に見られるタコメータ入力
信号（テストポイント１２０３）は、送風機コントロー
ラからのＴＴＬレベルのパルス列である。周波数は、モ
ータ速度に比例する。ＩＣ１２０５は、ピン１０のパル
スをピン１３のＤＣ電圧に変換する周波数／電圧コンバ
ータである。このＤＣ電圧は、システムが発振するのを
防止するために、抵抗１２０７及びキャパシタ１２０９
の組合せによりほぼ１秒遅延される。比較器１２１１の
ピン４の遅延された電圧は、ポテンショメータ１２１３
により送られたピン５の別の電圧と比較される。
ンを制御するのに使用されるレーザ制御回路の部分を示
している。コネクタ１２０１に見られるタコメータ入力
信号（テストポイント１２０３）は、送風機コントロー
ラからのＴＴＬレベルのパルス列である。周波数は、モ
ータ速度に比例する。ＩＣ１２０５は、ピン１０のパル
スをピン１３のＤＣ電圧に変換する周波数／電圧コンバ
ータである。このＤＣ電圧は、システムが発振するのを
防止するために、抵抗１２０７及びキャパシタ１２０９
の組合せによりほぼ１秒遅延される。比較器１２１１の
ピン４の遅延された電圧は、ポテンショメータ１２１３
により送られたピン５の別の電圧と比較される。
【００３８】送風機の速度がこの設定点より高くなると
きは、比較器１２１１の出力のピン２が低レベルとな
り、速度オーバー信号を発生する。この信号はコントロ
ーラにより感知され、コントローラは、次いで、送風機
を遮断し、システムをスタンバイ状態にする。又、この
出力は、単安定タイマーであるＩＣ１２１５をトリガー
する。このタイマーのピン３は、通常は、低レベルであ
り、これは、ナンドゲート１２１７により高いＴＴＬレ
ベルに反転される。
きは、比較器１２１１の出力のピン２が低レベルとな
り、速度オーバー信号を発生する。この信号はコントロ
ーラにより感知され、コントローラは、次いで、送風機
を遮断し、システムをスタンバイ状態にする。又、この
出力は、単安定タイマーであるＩＣ１２１５をトリガー
する。このタイマーのピン３は、通常は、低レベルであ
り、これは、ナンドゲート１２１７により高いＴＴＬレ
ベルに反転される。
【００３９】タイマーが速度オーバー信号によりトリガ
ーされたときは、タイマーのピン３が、ポテンショメー
タ１２１９により調整できる時間中、高レベルとなる。
好ましい実施形態では、この時間は３０秒にセットされ
る。タイマーのピン３が高レベルになると、ナンドゲー
ト１２１７のピン３が低レベルになり、これは、ゲート
１２２１のピン３を低レベルにする。これは、次いで、
ゲート１２２３のピン８を低レベルに切り換え、送風機
を３０秒間オフにする。この時間中に、コンピュータ
は、送風機をオンにすることができない。３０秒のオフ
周期は、ウオッチドッグタイマーとして働き、コントロ
ーラが速度オーバー状態の後に送風機をオンに切り換え
るのを防止する。
ーされたときは、タイマーのピン３が、ポテンショメー
タ１２１９により調整できる時間中、高レベルとなる。
好ましい実施形態では、この時間は３０秒にセットされ
る。タイマーのピン３が高レベルになると、ナンドゲー
ト１２１７のピン３が低レベルになり、これは、ゲート
１２２１のピン３を低レベルにする。これは、次いで、
ゲート１２２３のピン８を低レベルに切り換え、送風機
を３０秒間オフにする。この時間中に、コンピュータ
は、送風機をオンにすることができない。３０秒のオフ
周期は、ウオッチドッグタイマーとして働き、コントロ
ーラが速度オーバー状態の後に送風機をオンに切り換え
るのを防止する。
【００４０】ソフトウェアは、コネクタ１２２５を経て
制御電圧を送ることにより送風機モータの速度を制御す
る。この電圧は、抵抗１２２９及びキャパシタ１２３１
により比較器１２２７のピン１２においてほぼ２秒間遅
延される。この制御電圧は、次いで、ＩＣ１２０５のピ
ン１２からの電圧と比較される。この比較の結果、比較
器１２３３のピン７にコマンド電圧が発生する。送風機
の速度は、ポテンショメータ１２３５を調整することに
より調整できる。送風機の速度が設定値よりも低下する
と、比較器１２３３のピン６が比例的に低レベルとな
り、ピン７に増加を生じさせる。これは、送風機の速度
を上昇させ、ポテンショメータ１２３５及びコンピュー
タからのアナログ制御信号によりセットされた所望の速
度を維持する。送風機の速度が高くなる場合には、同じ
変化が逆方向に生じ、これは、ピン６が高くなりそして
ピン７が低くなることを意味し、送風機の速度を低下さ
せ、システムの変化を補償し、送風機の速度を調整す
る。それ故、速度はソフトウェアによりセットされる
が、速度の制御はハードウェアにより達成される。コン
ピュータからのアナログ制御電圧が、例えば、システム
の機能不良又は送風機の過負荷により増加し、そして送
風機の速度が比例的に増加しない場合には、比較器１２
３３のピン５の電圧がピン６よりも高くなり、要素１２
３７のピン６の電圧を増加させる。この電圧は、ポテン
ショメータ１２３９でセットされた別の電圧と比較され
る。要素１２３７のピン６の電圧が設定値より高くなる
ときは、ピン１が低くなり、アンドゲート１２２３のピ
ン９を低くさせ、コネクタ１２４１を低レベルにもって
いく。これは送風機をオフにする。又、ソフトウェア
は、要素１２３７のピン１において過剰トルク信号を感
知する。システムが発振するのを防止するために要素１
２３７のピン６には１秒の遅延が与えられる。抵抗１２
４３及びキャパシタ１２４５がこの遅延を与える。又、
要素１２３３のピン７には５．１ボルトツェナーダイオ
ード１２４７も設けられ、これは、送風機の速度オーバ
ーを防止する。送風機を始動するために、ソフトウェア
は、コネクタ１２５１の送風機スタート電圧を高いＴＴ
Ｌレベルにもっていき、これは、要素１２２１のピン２
へ送られる。
制御電圧を送ることにより送風機モータの速度を制御す
る。この電圧は、抵抗１２２９及びキャパシタ１２３１
により比較器１２２７のピン１２においてほぼ２秒間遅
延される。この制御電圧は、次いで、ＩＣ１２０５のピ
ン１２からの電圧と比較される。この比較の結果、比較
器１２３３のピン７にコマンド電圧が発生する。送風機
の速度は、ポテンショメータ１２３５を調整することに
より調整できる。送風機の速度が設定値よりも低下する
と、比較器１２３３のピン６が比例的に低レベルとな
り、ピン７に増加を生じさせる。これは、送風機の速度
を上昇させ、ポテンショメータ１２３５及びコンピュー
タからのアナログ制御信号によりセットされた所望の速
度を維持する。送風機の速度が高くなる場合には、同じ
変化が逆方向に生じ、これは、ピン６が高くなりそして
ピン７が低くなることを意味し、送風機の速度を低下さ
せ、システムの変化を補償し、送風機の速度を調整す
る。それ故、速度はソフトウェアによりセットされる
が、速度の制御はハードウェアにより達成される。コン
ピュータからのアナログ制御電圧が、例えば、システム
の機能不良又は送風機の過負荷により増加し、そして送
風機の速度が比例的に増加しない場合には、比較器１２
３３のピン５の電圧がピン６よりも高くなり、要素１２
３７のピン６の電圧を増加させる。この電圧は、ポテン
ショメータ１２３９でセットされた別の電圧と比較され
る。要素１２３７のピン６の電圧が設定値より高くなる
ときは、ピン１が低くなり、アンドゲート１２２３のピ
ン９を低くさせ、コネクタ１２４１を低レベルにもって
いく。これは送風機をオフにする。又、ソフトウェア
は、要素１２３７のピン１において過剰トルク信号を感
知する。システムが発振するのを防止するために要素１
２３７のピン６には１秒の遅延が与えられる。抵抗１２
４３及びキャパシタ１２４５がこの遅延を与える。又、
要素１２３３のピン７には５．１ボルトツェナーダイオ
ード１２４７も設けられ、これは、送風機の速度オーバ
ーを防止する。送風機を始動するために、ソフトウェア
は、コネクタ１２５１の送風機スタート電圧を高いＴＴ
Ｌレベルにもっていき、これは、要素１２２１のピン２
へ送られる。
【００４１】当業者であれば、本発明の精神及び範囲か
ら逸脱せずに、本発明を上記とは別の形態で実施できる
ことが明らかであろう。従って、以上の説明は、単に本
発明を示すものに過ぎず、本発明の範囲は、特許請求の
範囲のみによって限定されるものとする。
ら逸脱せずに、本発明を上記とは別の形態で実施できる
ことが明らかであろう。従って、以上の説明は、単に本
発明を示すものに過ぎず、本発明の範囲は、特許請求の
範囲のみによって限定されるものとする。
【図１】レーザ空洞内のガスを循環するファンを付勢す
るのにブラシレスＤＣモータが使用された公知のコンパ
クトなエキシマレーザを示す図である。
るのにブラシレスＤＣモータが使用された公知のコンパ
クトなエキシマレーザを示す図である。
【図２】公知のエキシマレーザの外側に取り付けられた
ファンモータを示す図である。
ファンモータを示す図である。
【図３】本発明のＤＣブラシレスモータを示す図であ
る。
る。
【図４】本発明の好ましい実施形態の分解図である。
【図５】温度に対するホールセンサの動作及び解除特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図６】本発明の組み立てられたモータの外観図であ
る。
る。
【図７】本発明の好ましい実施形態のタイミングどりに
使用する手順を示すフローチャートである。
使用する手順を示すフローチャートである。
【図８】２つのブラシレスＤＣモータが単一の送風機フ
ァン駆動シャフトに結合された本発明の実施形態を示す
図である。
ァン駆動シャフトに結合された本発明の実施形態を示す
図である。
【図９】図８に示すような二重モータ駆動ファンを制御
する公知解決策を示すフローチャートである。
する公知解決策を示すフローチャートである。
【図１０】本発明による送風機速度制御システムの実施
形態を示す図である。
形態を示す図である。
【図１１】図１０に示す送風機速度制御システムの別の
実施形態を示す図である。
実施形態を示す図である。
【図１２】本発明の送風機ファンを制御するのに用いら
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
【図１３】本発明の送風機ファンを制御するのに用いら
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
【図１４】本発明の送風機ファンを制御するのに用いら
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
【図１５】本発明の送風機ファンを制御するのに用いら
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
【図１６】本発明の送風機ファンを制御するのに用いら
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
【図１７】本発明の送風機ファンを制御するのに用いら
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
【図１８】本発明の送風機ファンを制御するのに用いら
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
【図１９】本発明の送風機ファンを制御するのに用いら
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
れるレーザ制御回路の一部分を示す図である。
【図２０】図１２ないし１９の配置を示す図である。
【符号の説明】 １００ レーザ空洞 ２００ ＤＣブラシレスモータ ３０１ 駆動シャフト ３０３ ロータ ３０５ シャフトベアリング ３０７ ステータ ３０９ シール素子 ３１１ ホールセンサ ３１３ 回路板 ３１５ ステータハウジング ３１７ ヒートシンク部分 ３１９ エンドキャップ ３２１ 絶縁体キャップ ４０７ 冷却フィン ４１９、４２１ タイミングマーク
Claims (26)
- 【請求項１】 ロータと、該ロータの中心軸を取り巻く
ステータと、これらロータ及びステータの付近の位置に
調整可能に取り付けられた少なくとも１つの非接触のセ
ンサとを備え、該センサはロータ情報を与え、該ロータ
情報がモータの位相タイミングを制御するのに使用さ
れ、上記センサ位置の調整は、上記ステータに対する上
記センサの位置を変更し、そして上記調整は、上記位相
タイミングを変えることを特徴とするブラシレスＤＣモ
ータ。 - 【請求項２】 上記センサ位置の調整は、上記モータの
運転中に行うことができる請求項１に記載のブラシレス
ＤＣモータ。 - 【請求項３】 上記センサは、ホールセンサである請求
項１に記載のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項４】 ３つのホールセンサが使用され、それら
ホールセンサの各々が独立したロータ位置情報を与え、
上記センサの位置情報は、上記ロータ位置を独特に定め
るように組み合わせることができる請求項３に記載のブ
ラシレスＤＣモータ。 - 【請求項５】 回転可能なエンドキャップを更に備え、
上記センサは、このエンドキャップに接続され、上記セ
ンサ位置の調整は、上記ステータに対してこのエンドキ
ャップを回転することにより行われる請求項１に記載の
ブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項６】 上記ステータに直結された少なくとも１
つの位置ピンを更に備え、この位置ピンは、上記エンド
キャップ内のスロットに相補的に適合される請求項５に
記載のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項７】 上記位置ピンは、ボルトである請求項６
に記載のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項８】 ステータハウジングを更に備え、このス
テータハウジングはその周囲に複数のタイミングマーク
を有し、これらのタイミングマークは、上記エンドキャ
ップの単一の指示マークに隣接する請求項５に記載のブ
ラシレスＤＣモータ。 - 【請求項９】 上記ロータとステータとの間に挿入され
たシール部材を更に備え、このシール部材は、上記ロー
タを部分的に包囲する請求項１に記載のブラシレスＤＣ
モータ。 - 【請求項１０】 上記シール部材は、ステンレススチー
ルである請求項９に記載のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項１１】 レーザ空洞内でガスを循環するための
ファンを更に備え、このファンは上記ロータに接続され
る請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項１２】 上記ロータとステータとの間に挿入さ
れたシール部材を更に備え、このシール部材は、上記ロ
ータを部分的に包囲し、このシール部材は、上記レーザ
空洞の壁にシールされ、そしてこのシール部材は、上記
ステータが上記ガスに露出されるのを防止する請求項１
１に記載のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項１３】 レーザ空洞と、 上記レーザ空洞内に取り付けられて、レーザ放電領域を
定める少なくとも２つの放電電極と、 上記レーザ空洞内に取り付けられて、駆動シャフトに接
続されたファンであって、上記駆動シャフトは、上記レ
ーザ空洞の外面を通して延び、上記ファンは、上記レー
ザ放電領域を通して上記レーザ空洞内のガスを循環する
ファンと、 上記レーザ空洞の上記外面に取り付けられたブラシレス
ＤＣモータとを備え、該モータは、 上記ファンの駆動シャフトに接続されたロータと、 上記ロータの中心軸を取り巻くステータと、 上記ロータとステータとの間に挿入されたシール部材で
あって、このシール部材は、上記ロータを部分的に包囲
し、上記レーザ空洞の外壁にシールされ、そして上記ス
テータが上記ガスに露出されるのを防止するようなシー
ル部材と、 上記ロータ及びステータの付近の位置に調整可能に取り
付けられた少なくとも１つの非接触のセンサとを備え、
該センサはロータ情報を与え、該ロータ情報がモータの
位相タイミングを制御するのに使用され、上記センサ位
置の調整は、上記ステータに対する上記センサの位置を
変更し、そして上記調整は上記位相タイミングを変える
ことを特徴とするレーザガス循環システム。 - 【請求項１４】 ブラシレスＤＣモータの位相タイミン
グを調整する方法において、 上記ブラシレスＤＣモータに負荷を与え、この負荷は、
所望のモータ速度において予想される負荷状態に等し
く、 上記ブラシレスＤＣモータが動作温度に到達するのを許
し、 上記ブラシレスＤＣモータへの入力電力レベルを監視
し、そして上記入力電力レベルを減少するように上記位
相タイミングを調整する、という段階を備えたことを特
徴とする方法。 - 【請求項１５】 上記ブラシレスＤＣモータはファンに
接続され、該ファンは、レーザ空洞内でガスを循環する
請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 上記負荷は、動力計を用いて与えられ
る請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１７】 ロータと；上記ロータの中心軸を取り
巻くステータと；上記ステータを取り巻くステータハウ
ジングと；上記ステータハウジングの端部に解除可能に
取り付けられたステータハウジングエンドキャップであ
って、内部熱経路を有しているエンドキャップと；上記
ロータ及びステータの付近の位置で上記エンドキャップ
の上記熱経路に取り付けられた少なくとも１つのセンサ
であって、ロータ位置情報を与えるセンサと；上記セン
サと上記ロータ及びステータとの間の絶縁体とを備えた
ことを特徴とするブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項１８】 上記ブラシレスＤＣモータはファンに
接続され、該ファンはレーザ空洞と一体的であり、そし
て該ファンは上記レーザ空洞内のガスを循環する請求項
１７に記載のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項１９】 上記エンドキャップは、冷却性を向上
するためにフィン状にされている請求項１７に記載のブ
ラシレスＤＣモータ。 - 【請求項２０】 上記絶縁体は、上記ロータ及びステー
タにより発生された熱から上記センサを熱絶縁する請求
項１７に記載のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項２１】 上記絶縁体は、上記ステータに印加さ
れる電圧から上記センサを電気的に絶縁する請求項１７
に記載のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項２２】 上記絶縁体は、上記エンドキャップに
しっかりと取り付けられたカップであり、このカップ
は、上記センサを上記ロータ及びステータから分離し、
そしてこのカップは、ポリイミド材料より成る請求項１
７に記載のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項２３】 レーザ空洞と、 上記レーザ空洞内に取り付けられて、レーザ放電領域を
定める少なくとも２つの放電電極と、 上記レーザ空洞内に取り付けられて、駆動シャフトに接
続されたファンであって、上記駆動シャフトは、上記レ
ーザ空洞の外面を通して延び、上記ファンは、上記レー
ザ放電領域を通して上記レーザ空洞内のガスを循環する
ファンと、 上記レーザ空洞の上記外面に取り付けられたブラシレス
ＤＣモータとを備え、該モータは、 上記ファンの駆動シャフトに接続されたロータと、 上記ロータの中心軸を取り巻くステータと、 上記ロータとステータとの間に挿入されたシール部材で
あって、このシール部材は、上記ロータを部分的に包囲
し、上記レーザ空洞の外壁にシールされ、そして上記ス
テータが上記ガスに露出されるのを防止するようなシー
ル部材と、 上記ステータを取り巻くステータハウジングと、 上記ステータハウジングの端部に解除可能に取り付けら
れたステータハウジングエンドキャップであって、冷却
性を向上するためにフィン状にされているエンドキャッ
プと、 上記ロータ及びステータの付近の位置で上記エンドキャ
ップに取り付けられた少なくとも１つのセンサであっ
て、ロータ位置情報を与えるセンサと、 上記センサと上記ロータ及びステータとの間の絶縁体で
あって、上記エンドキャップにしっかりと取り付けられ
る絶縁体とを備えたことを特徴とするレーザガス循環シ
ステム。 - 【請求項２４】 レーザ空洞内のガスを循環するための
送風機ファンの速度を制御する方法において、 駆動電流信号を発生し、この駆動電流信号は、第１及び
第２のブラシレスＤＣモータに付与される電流を同時に
制御し、上記第１のブラシレスＤＣモータは、駆動シャ
フトの第１端に接続され、そして上記第２のブラシレス
ＤＣモータは、駆動シャフトの第２端に接続され、上記
駆動シャフトは上記送風機ファンに接続され、 上記送風機ファンの速度を監視し、そして上記送風機フ
ァンの速度が所定の速度範囲内になるまで上記駆動電流
信号を調整する、という段階を備えたことを特徴とする
方法。 - 【請求項２５】 上記送風機ファンの速度をプリセット
最大速度と比較し、そして上記送風機ファンの速度が上
記プリセット最大速度を越える場合に、上記第１及び第
２のブラシレスＤＣモータを所定時間中ディスエイブル
する、という段階を更に備えた請求項２４に記載の方
法。 - 【請求項２６】 上記ディスエイブル段階は、上記第１
及び第２のブラシレスＤＣモータへの駆動イネーブル信
号を遮断することより成り、この駆動イネーブル信号
は、上記第１及び第２のモータが上記駆動電流信号に応
答するために必要とされる請求項２５に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US59457196A | 1996-01-31 | 1996-01-31 | |
| US08/594571 | 1996-01-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09228986A true JPH09228986A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=24379450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9017966A Pending JPH09228986A (ja) | 1996-01-31 | 1997-01-31 | タイミングを調整できる送風機モータ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5770933A (ja) |
| EP (1) | EP0788215B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09228986A (ja) |
| KR (2) | KR100322861B1 (ja) |
| CA (1) | CA2190697C (ja) |
| DE (1) | DE69720309T2 (ja) |
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