JPH04308492A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は家庭用エアコン等の送風
ファン駆動源として用いられるブラシレスモータに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭用エアコン等空調機器におい
ては、コンプレッサの能力制御をすることが主流となっ
ている。そしてこれに対応して熱交換機への送風量も幅
広く多段階に調整することが要求され、これら要望を満
たすものとして従来から使われてきたファン駆動源とし
ての誘導電動機に代わって、速度調整の容易なブラシレ
スモータを直流電源で運転する方式が採用されている。 一方、この種モータに対しても軽薄短小化への要望は強
いものがある。

【０００３】従来のブラシレスモータの駆動システムは
、図６のブロック図に示すような構成をとり、駆動回路
を内蔵したブラシレスモータＡをスイッチング電源等の
直流電源Ｂで運転し、直流電源Ｂの出力電圧を可変する
ことによりブラシレスモータの回転速度を可変する方式
を採用している。このようなシステムにより駆動される
ブラシレスモータの例としては、特開昭６１−２５１４
６２号公報があげられる。なお、５は回転子位置を検出
する位置センサである。

【０００４】以下、従来のブラシレスモータの例につい
て図面に基づき説明する。図７は特開昭６１−２５１４
６２号公報記載のブラシレスモータの縦断面図である。 固定子鉄心１４に絶縁層１５を介して固定子巻線３を施
し、一方プリント基板１３には駆動回路用部品２８と位
置センサ５とを同一面に装着するとともに駆動回路用部
品の一部または全部を、固定子鉄心１４の歯部と歯部の
間すなわち巻線と巻線の間の空間に位置するように配置
し、プリント基板１３の駆動回路用部品を装着した面を
固定子鉄心端面に対向して保持するとともに、固定子鉄
心１４，巻線３，プリント基板１３を熱硬化性樹脂２７
で一体的に成形固化して固定子２３を形成している。こ
のようにして得た固定子２３に永久磁石回転子４を軸受
け装置２４ａ，２４ｂによって回転自在に支持してブラ
シレスモータが構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな従来のブラシレスモータにおいては、モータの速度
を変えるためにはこれを駆動するための電圧可変直流電
源が必要不可欠であった。このことは、システムとして
見た場合に直流電源の分だけスペースを必要とし、さら
にコストの面でも直流電源の分だけ割高となり、従来の
誘導電動機に比べて高価なものとなってしまう。そして
これが結果としてブラシレスモータの普及を妨げる大き
な要因である。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決しシス
テムコストを低減して省スペースに貢献できるブラシレ
スモータを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のブラシレスモータは、位置センサの出力を合
成して得られた回転速度信号と外部より入力される回転
速度指令信号とを比較してその速度誤差信号を出力する
速度誤差信号発生手段と、この速度誤差信号に応じてス
イッチングパワー素子のオンデューティを制御するＰＷ
Ｍ（パルス幅変調）制御手段とを備えている。

【０００８】

【作用】上記の構成とすることにより、モータ駆動電源
電圧が一定であってもモータの回転速度は速度指令信号
に応じてスイッチング素子のＰＷＭ制御のオンデューテ
ィを制御することにより可変できる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１０】図１は本発明の実施例のブラシレスモータ
のシステムブロック図である。図１において、１は整流
平滑回路部で、ブリッジダイオードＤ１と平滑コンデン
サＣ１からなる。２はスイッチングパワー素子群で、６
個のスイッチングパワー素子とそれぞれに逆並列接続さ
れた６個のダイオードからなる。３は３相結線された固
定子巻線、４は永久磁石回転子、５は位置センサである
。６は駆動制御回路部でスイッチングパワー素子駆動手
段７と、転流信号発生手段８と、速度誤差信号発生手段
９と、ＰＷＭ制御手段１０からなる。この駆動制御回路
部６はプリドライバＩＣとして１チップＩＣ化されてい
る。

【００１１】以上の構成により、位置センサ５の出力信
号を転流信号発生手段８によりロジック処理し、その出
力信号をスイッチングパワー素子駆動手段７に伝えてス
イッチングパワー素子群２へ転流信号を出力するととも
に、速度誤差信号発生手段９により外部から受けた速度
指令信号と前記位置センサ５の出力信号を合成してえら
れた回転速度信号とを比較して速度誤差信号を得、ＰＷ
Ｍ制御手段１０により前記速度誤差信号に応じてスイッ
チングパワー素子のオンデューティを制御することによ
り整流平滑回路部１の出力電圧は一定でブラシレスモー
タを可変速制御するものである。

【００１２】図２は本発明の実施例のブラシレスモータ
のプリント基板組立状態の側面図である。図２において
、１１はプリドライバＩＣ、１２はスイッチングパワー
素子のベアチップ、１２ｃはスイッチングパワー素子の
ベアチップ１２をステータ樹脂成形時の熱と圧力から保
護するためのポッティング樹脂、１３はプリント基板で
ある。プリント基板１３は熱放散の面からは金属基材ま
たは焼結基材を用いるのが有利である。そしてプリドラ
イバＩＣ１１はプリント基板１３に面実装されている。

【００１３】図３は本発明の実施例のブラシレスモータ
のステータ組立状態図である。図３において、固定子鉄
心１４に鉄心絶縁１５を介して固定子巻線３が施されて
いる。一方プリント基板１３は略ドーナツ状に形成して
あり、これに対してプリドライバＩＣ１１、樹脂ポッテ
ィングが施されたスイッチングパワー素子のベアチップ
群１２ａおよび１２ｂの主要部品が略等分ピッチでかつ
略放射状に配置されている。

【００１４】位置センサ５は電気角１２０°のピッチと
なるようプリント基板１３に面実装される。また、固定
抵抗器１６やジャンパ線１７，コンデンサ１８，巻線端
結線用のピン１９等もそれぞれプリント基板１３を固定
子鉄心１４に装着したとき、固定子巻線３やシュラウド
部１５ａや１５ｂに接触あるいは干渉しない位置に面実
装される。

【００１５】プリント基板１３には樹脂成形時に金型内
でプリント基板１３を定位置に保持するとともに、成形
後のモータ組立時に通しボルトあるいはリベット等を挿
通するための穴を成形する金型ピンを挿通するための穴
１３ｃが設けられている。

【００１６】さらにプリント基板１３には電源供給ある
いは速度指令信号伝達のためのリード線群２０も取りつ
けられており、樹脂成形時にリード線群２０を熱と圧力
から保護するための口出しブッシュ２１がリード線群２
０に固定される。この時、鉄心絶縁１５との位置決め用
の溝１３ｄも設けられる。

【００１７】以上のように構成した巻線済み固定子鉄心
１４と部品実装済みのプリント基板１３は、図４のステ
ータ巻線完成側面図に示すようにシュラウド部と隣のシ
ュラウド部との間にプリドライバＩＣ１１やスイッチン
グパワー素子のベアチップ群１２ａ，１２ｂが位置し、
シュラウド部１５ａ，１５ｂの軸方向線端がプリント基
板面に当接されるように組み合わされてステータ巻線完
成品２２となる。

【００１８】図５はこの状態の斜視図で、巻線端３ａは
巻線結線用のピン１９に巻きつけられ、はんだ等で導電
的に固定されている。以上のように構成されたステータ
巻線完成品を樹脂成形し、永久磁石ロータと複合してモ
ータ完成品となる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明のブ
ラシレスモータは、次のような利点を持っている。

【００２０】（１）駆動用直流電源は一定電圧でよいの
で電圧を可変するためのＤＣ−ＤＣコンバータ部を必要
としなく、電源部分が低コストとなり、システムの省ス
ペース，低コスト化が実現できる。

【００２１】（２）駆動回路を実装構成するプリント基
板として金属基材または焼結基材を用い、駆動回路部品
と位置センサを面実装することにより駆動回路部の省ス
ペース化を図られ、さらに回路部品のリードがプリント
基板の反部品実装面に突出しないためモータの体格を従
来と同様以下にでき、システムの省スペース化が実現で
きる。

【００２２】（３）速度制御回路を内蔵しているため、
モータ外部に速度制御回路を設ける必要がなく、低コス
トにて高精度のモータ回転数制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるブラシレスモータのシ
ステムブロック図

【図２】本発明の実施例におけるブラシレスモータのプ
リント基板組立状態の側面図

【図３】本発明の実施例におけるブラシレスモータのス
テータ組立状態図

【図４】本発明の実施例におけるブラシレスモータのス
テータ巻線完成側面図

【図５】本発明の実施例におけるブラシレスモータのス
テータ巻線完成斜視図

【図６】従来のブラシレスモータのシステムブロック図

【図７】従来のブラシレスモータの縦断面図

【符号の説明】

２　　　　　　スイッチングパワー素子群３　　　　　
　固定子巻線 ４　　　　　　永久磁石ロータ ５　　　　　　位置センサ ６　　　　　　駆動制御回路部（駆動回路）７　　　　
　　スイッチングパワー素子駆動手段８　　　　　　転
流信号発生手段 ９　　　　　　速度誤差信号発生手段 １０　　　　ＰＷＭ制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　固定子巻線と位置センサと駆動回路を
   実装したプリント基板とを電気絶縁性を有する合成樹脂
   で一体に成形固化した固定子に、永久磁石ロータを軸受
   け装置により回転自在に保持してなるブラシレスモータ
   において、前記駆動回路は、固定子巻線に流す駆動電流
   を切り替えるスイッチングパワー素子群と、位置センサ
   の出力をロジック処理してスイッチングパワー素子群の
   転流信号を発生する転流信号発生手段と、転流信号によ
   りスイッチングパワー素子群を駆動するスイッチングパ
   ワー素子駆動手段と、位置センサの出力を合成して得ら
   れた回転速度信号と外部より入力される回転速度指令信
   号を比較してその速度誤差信号を出力する速度誤差信号
   発生手段と、速度誤差信号に応じて前記スイッチングパ
   ワー素子群のオンデューティを制御するＰＷＭ（パルス
   幅変調）制御手段とを備えているブラシレスモータ。
2. 【請求項２】　　駆動回路を実装するプリント基板とし
   て金属基材または焼結基材を用いかつ駆動回路部品と位
   置センサを面実装した請求項１記載のブラシレスモータ
   。
3. 【請求項３】　　スイッチングパワー素子をベアチップ
   状態で実装し配線した請求項２記載のブラシレスモータ
   。