(57)【要約】  外部電源の電圧を高周波電圧に変換してステータ３へ供給する半導体モジュール（インバータＩＣ２）が実装されたプリント基板１を有する電力変換装置６０を内蔵したモータ６１であって、基板には、インバータＩＣ２の高圧主回路系のパワーグランドである高圧回路グランドＧＰと半導体モジュールの低圧回路である制御回路系のグランドである低圧回路グランドＧＳとが設けられ、高圧回路グランドと低圧回路グランドとは、抵抗体Ｒｇを介して一点で接続されている。
2013183168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源の電圧を高周波電圧に変換してステータへ供給する半導体モジュールが実装された基板を有する電力変換装置を内蔵したモータであって、
前記基板には、前記半導体モジュールの高圧回路グランドと、前記半導体モジュールの低圧回路グランドと、が設けられ、
前記高圧回路グランドと低圧回路グランドとは、抵抗体を介して一点で接続されていることを特徴とする電力変換装置内蔵モータ。
【請求項２】
前記抵抗体は、前記基板のステータと対向する面に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置内蔵モータ。
【請求項３】
前記半導体モジュールは、複数の半導体素子が形成された半導体チップを有し、
前記半導体チップは、ワイドバンドギャップ半導体によって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置内蔵モータ。
【請求項４】
調和空気を設置室内に吹き出す室内機と、
この室内機内に設置され、その吹出口から前記調和空気を送り出す室内送風機と、
前記室内機と冷媒配管によって接続され、外気と熱交換を実施する室外機と、
を備え、
前記室内送風機には、請求項１〜３のいずれか１つに記載の電力変換装置内蔵モータが設けられていることを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
調和空気を設置室内に吹き出す室内機と、
前記室内機と冷媒配管によって接続され、外気と熱交換を実施する室外機と、
この室外機内に設置され、外気をこの室外機内に送り込む室外送風機と、
を備え、
前記室外送風機には、請求項１〜３のいずれか１つに記載の電力変換装置内蔵モータが設けられていることを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
冷媒により水を加熱するための送風機に、請求項１〜３のいずれか１つに記載の電力変換装置内蔵モータが設けられていることを特徴とする給湯器。
【請求項７】
冷媒により水を加熱するための流体ポンプに、請求項１〜３のいずれか１つに記載の電力変換装置内蔵モータが設けられていることを特徴とする給湯器。
【請求項８】
室内空気を室外に吹き出す換気送風機器であって、請求項１〜３のいずれか１つに記載の電力変換装置内蔵モータが設けられていることを特徴とする換気送風機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールを用いた電力変換回路基板によって構成された電力変換装置を内蔵したモータ、このモータを内蔵した空気調和機、給湯器、および換気送風機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高圧の電力変換回路とステータとを接続し不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂で成形された駆動回路内蔵モータが空調用送風機に多く用いられている。モータ駆動のための直流電源は、最大３２５Ｖと高圧化している（例えば下記特許文献１）。また、空調機器は、電源事情の悪い地域での利用も多く、上記直流電源の電圧の最大値がさらに増加する方向である。【０００３】
また、集積回路（以下、ＩＣと略す）を封止するパッケージは、小型化が進み、面実装に対応するパッケージも多く使われるようになった。特に、モータ内部の電力変換装置に実装されるＩＣは、小型化の要求から上記の面実装対応のパッケージが使われる例が増えている（例えば下記特許文献２）。ただし、空調用送風モータ等で使われるＩＣには、比較的大きな許容消費電力が要求されるため、この許容消費電力に伴い生じる熱を効果的に放熱するため、実装には工夫が必要となる。【０００４】
また、モータのインバータ回路には、当該回路の高電位（直流電源の正極）側に接続され当該回路に異常電流が発生したときに溶断する抵抗体や、当該回路の低電位（直流電源の負極）側に流れる電流を検出するためのシャント抵抗などが設けられている。ただし、このように構成されたインバータ回路では、異常電流がシャント抵抗にも流れるため、シャント抵抗が異常電流によって焼損（断線）した場合、本来は低抵抗であるシャント抵抗が高抵抗になる可能性がある。そうすると、インバータ回路内では異常電流の原因が解消されていないにも係わらず、シャント抵抗によってインバータ回路の高電位側から低電位側への電流の流れが阻害される。従って、インバータ回路の高電位側に接続されている抵抗体には、当該抵抗体を溶断するような電流が流れなくなり、当該抵抗体が溶断されない状態が続くことになる。すなわち、インバータ回路内で発生する異常電流によって、シャント抵抗が焼損した場合、抵抗体が溶断されないため、インバータ回路には、異常電流に対応する電圧が継続して印加されるため、インバータ回路の構成部品やモータ等に損傷を与える可能性がある。【０００５】
このような問題を解決する手段として、下記特許文献１に示される電力変換装置では、インバータ回路の高電位側に接続される所定以上の異常電流が発生した場合に溶断する抵抗体と、インバータ回路の低電位側に接続されたシャント抵抗と、シャント抵抗に並列に接続され異常電流が流れたときにシャント抵抗をバイパスするバイパス回路と、を有して構成されている。そして、インバータ回路に異常電流が発生した場合、異常電流がバイパス回路に電流が流れるため、シャント抵抗の焼損が防止される。従って、シャント抵抗が焼損して高抵抗になることが抑制され、安価な抵抗体を用いても抵抗体を溶断させることが可能である。その結果、インバータ回路を電源側から遮断することができ、インバータ回路の構成部品やモータなどに異常電圧が印加されることを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−６１９０７号公報（段落「００５９」、図１、図３）
【特許文献２】特開平５−９１７０８号公報（段落「００１１」〜「００１３」、図４）
【特許文献３】特開２０１０−８８２３３号公報（段落「０００６」、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１で示される電力変換装置は、電力変換回路の主要な部分を集積したＩＣがリードタイプであるため、基板実装に人的工程が必要であるといった問題点があった。また、プリント基板上のＩＣの配置位置が反ステータ側であるため、回路が厚くなるといった問題点がある。さらに、ＩＣ内のインバータ回路が上下短絡故障を起こした場合、破損するＩＣの高圧電源端子とその周辺の基板銅箔が反ステータ側に設けられているため、ＩＣ破壊の影響がモータ外部に及ばないよう反ステータ側のモールド樹脂の肉厚を大きく取る必要があり、モータが大型化するという問題があった。【０００８】
また、上記特許文献２で示される電力変換装置は、ＩＣおよび基板が面実装化され半田面積がかせげないため、リード実装に比べてプリント基板との機械的接続強度が弱くなるという問題があった。また、上記特許文献２で示される電力変換装置では、スイッチングパワー素子の半導体チップが直接プリント基板と機械的に接続されることから、チップ放熱のために樹脂基材を用いたプリント基板ではなく、金属や焼結基材を用いた基板を用いる必要があるため、高価になるという問題があった。また、前記の放熱性の高い基板（金属や焼結基材を用いた基板）では一般的に片面配線となることから、両面基板に比べ配線効率が悪く、基板面積が大きくなるといった問題もある。【０００９】
一方、スイッチングパワー素子を含む電力変換主回路に面実装ＩＣを用いて、ＩＣパッケージに配置されたヒートスプレッダからプリント基板上の銅箔を介してＩＣの熱を放熱する場合、ＩＣ端子からの高圧配線をＩＣ下部およびその周辺に配置することができない。この場合、高圧配線の一部をプリント基板の反ステータ側に引き回す必要があるものの、プリント基板の反ステータ側には基板押さえ用の金型穴が配置されているなどの事情により、高圧配線の配線可能領域は非常に狭くなっている。従って、反ステータ側にしか銅箔のないプリント基板では、高圧配線を配置することができない場合があるという問題がある。【００１０】
また、上記特許文献３で示される電力変換装置では、高電位側の抵抗体を溶断しやすくするため抵抗体の抵抗値を高くする必要があり、主電流のラインの抵抗値を大きくした場合、通常運転時の損失が増加するといった課題がある。するわち、インバータ回路の構成部品などに異常電圧が印加されることを防止しながらインバータ回路が正常動作しているとき流れる電流の損失を低減するというニーズに対応することができないという課題があった。【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化を図ることができると共に、インバータ回路の構成部品などに異常電圧が印加されることを防止しながらインバータ回路が正常動作している際に流れる電流の損失を低減可能な電力変換装置を内蔵したモータ、このモータを内蔵した空気調和機、給湯器、および換気送風機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外部電源の電圧を高周波電圧に変換してステータへ供給する半導体モジュールが実装された基板を有する電力変換装置を内蔵したモータであって、前記基板には、前記半導体モジュールの高圧回路グランドと、前記半導体モジュールの低圧回路グランドと、が設けられ、前記高圧回路グランドと低圧回路グランドとは、抵抗体を介して一点で接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、高圧直流電圧が低圧回路に印加された場合でも、小電力容量の抵抗体によって短絡電流が制限されると共に、時間が経過したときにこの抵抗体が断線して高圧直流電圧が遮断されるようにしたので、小型化を図ることができると共に、インバータ回路の構成部品などに異常電圧が印加されることを防止しながらインバータ回路が正常動作している際に流れる電流の損失を低減することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置およびそれを内蔵したモータの側断面図および上面透視図である。
【図２】図２は、本発明実施の形態１に係る抵抗体の内部構造図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に実装されたインバータＩＣの構成図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置のインバータＩＣにおけるＩＣチップの構造図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置のインバータＩＣにおけるＩＣチップ周辺の回路構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置の断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係るプリント基板を１枚の基板から複数枚取り出すときにおけるメリットを説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の全体外観図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機における室内機の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る電力変換装置内蔵モータ、このモータを内蔵した空気調和機、給湯器、および換気送風機器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。
【００１６】
実施の形態１．
（電力変換装置６０およびモータ６１の構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置６０を内蔵したモータ６１の側断面図および上面透視図である。図１の下側には、図１の矢印Ａの方向から見たプリント基板１のステータ３側（以下「ステータ側」）の面が示されている。モータ６１は、主たる構成として、電力変換装置６０と、ステータ３と、ロータ１６と、ベアリング９とを有して構成されている。また電力変換装置６０は、主たる構成として、略１／２円弧状に形成されたプリント基板１と、インバータＩＣ２と、モータ６１の各相の入力端子であるモータ端子５と、ロータ１６の回転位置を検出するホール素子６と、モータ外部接続リード７と、インバータＩＣ２の過熱状態を検知する過熱検知素子１４とを有して構成されている。
【００１７】
モータ６１の内部には、モータ６１を回転駆動させ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。電力変換回路の一部であるインバータＩＣ２は、プリント基板１に実装されている。インバータＩＣ２は、モータ６１のステータ３の銅線またはアルミ線等である巻線に電圧を印加するための電圧型インバータの主回路を内蔵している。また、モータ６１の内部において、プリント基板１のインバータＩＣ２が実装される側の面には、ステータコア（図示せず）に巻線が巻かれた円環状のステータ３が配置されている。そして、ステータ３とプリント基板１は、不飽和ポリエステル等の熱硬化性モールド樹脂４によって機械的に接続されている。プリント基板１の反ステータ側の面には、このモールド樹脂４によって、ベアリングハウジング９ａを構成するモータ６１の外形が形成されている。
【００１８】
モールド樹脂４内のステータ３とプリント基板１の位置関係を正しく保つため、プリント基板１の反ステータ側の面は、符号１００で示される位置に当接する金型（図示せず）で押さえられ、かつ、プリント基板１のステータ側の面は、スタータ３と符号１０１で示される位置に当接する金型とで押さえられる。より具体的には、プリント基板１の反ステータの面は、内周側と外周側の双方（点線の丸で示される符号１００の６箇所）が金型で押さえられる。また、プリント基板１のステータ側の面は、モータ端子５を介してステータ３と機械的に接続がとれているため、プリント基板１の内周側（実線の丸で示される符号１０１の２箇所）のみが金型で押さえられる。その上で金型に樹脂が流されてモールド樹脂４が成形される。この金型は、モールド樹脂４の成形後に取り除かれるため、符号１００、１０１で示される場所には、プリント基板１が直接露出するような穴が形成される。
【００１９】
プリント基板１とステータ３は、プリント基板１からステータ３への電圧が印加されるように、半田付けによりモータ端子５によって電気的に接続されている。プリント基板１のステータ側の面には、ステータ３に囲われるように配置されたホール素子６が実装されると共に、インバータＩＣ２近傍に過熱検知素子１４が設置されている。プリント基板１の反ステータ側の面には、プリント基板１とモータ６１の外部とを電気的に接続するため、モータ外部接続リード７が設置されている。このモータ外部接続リード７から外部側には、高圧入力線１７および低圧入出力線１８が延びている。
【００２０】
ステータ３の内周部には、モールド樹脂４が充填されず円筒状に中空となっているロータ貫通用穴８が設けられ、このロータ貫通用穴８には、モータ６１の回転子であるロータ１６が配置されている。プリント基板１の内周側には、ベアリング貫通穴１０が形成されている。ベアリング貫通穴１０は、ロータ貫通用穴８と連通して、ロータ１６の主軸（図示せず）がプリント基板１に対して略垂直方向にモールド樹脂４内をベアリングハウジング９ａまで貫通している。ベアリング貫通穴１０には、ベアリング９が収納されており、ベアリング９の内輪（図示せず）には、ロータ１６の主軸（図示せず）が貫設されている。
【００２１】
インバータＩＣ２は、主たる構成としてヒートスプレッダ１３、高圧電極１１、および低圧電極１２を有して構成されている。高圧電極１１と低圧電極１２は、インバータＩＣ２のデュアルインライン電極を形成する。高圧電極１１は、モータ６１の外部で商用電源が全波整流あるいは倍電圧整流された高圧直流電圧を入力する。インバータＩＣ２では、この高圧直流電圧が高周波電圧に変換され、高圧電極１１は、この高周波電圧をモータ端子５へ出力する。なお、これらの高圧電極１１は、プリント基板１上の配線（モータ出力配線１０５）が短くなるようにモータ端子５の設置位置を考慮して、例えば図１に示されるようにインバータＩＣ２とプリント基板１の外周側との間に設けられている。
【００２２】
高圧入力線１７は、モータ外部接続リード７を介して、プリント基板１のステータ側の面に設けられた銅箔である銅箔１０４と電気的に接続されている。銅箔１０４の一端は、半田によって高圧入力線１７と電気的に接続され、銅箔１０４の他端は、インバータＩＣ２に設けられた高圧電極１１と半田によって電気的に接続されている。銅箔１０４と近接してプリント基板１の反ステータ側の面に設けられた銅箔であるモータ出力配線１０５は、一端がインバータＩＣ２の高圧電極１１内のモータ出力端子と電気的に接続され、他端がモータ端子５と電気的に接続されている。モータ出力配線１０５の一端は反ステータ側で接続され、モータ出力配線１０５の他端はステータ側で接続されている。
【００２３】
またインバータＩＣ２には、高圧主回路系のグランド（以下「高圧回路グランドＧＰ」）および低圧回路である制御回路系グランド（以下「低圧回路グランドＧＳ」）を有する。制御系回路は、ホール素子６の出力信号に応じ高圧主回路のスイッチングパターンを決定したり、過熱検知素子１４により検知された過熱状態に応じて高圧主回路の出力電流を制限するなどの機能を有する。図１に示される抵抗体Ｒｇは、高圧回路グランドＧＰと低圧回路グランドＧＳとを電気的に接続する抵抗体である。実施の形態１では、一例として抵抗体Ｒｇがプリント基板１のステータ側に配置され、高圧回路グランドＧＰと低圧回路グランドＧＳが抵抗体Ｒｇを介して例えば一点接続されている。抵抗体Ｒｇの詳細に関しては後述する。
【００２４】
このように、電力変換装置６０は、少なくとも、プリント基板１、プリント基板１上に実装されたインバータＩＣ２、モータ端子５、ホール素子６、モータ外部接続リード７、および過熱検知素子１４を有して構成されている。そして、モータ６１は、モールド樹脂４で機械的に結合された電力変換装置６０およびステータ３と、ロータ１６と、ベアリング９と、主軸（図示せず）とを有して構成されている。
【００２５】
なお、インバータＩＣ２及び過熱検知素子１４は、それぞれ本発明の「半導体モジュール」及び「過熱検知手段」に相当する。
【００２６】
図２は、本発明実施の形態１に係る抵抗体の内部構造図である。図２に示される各符号ａ〜ｆは、ａがセラミック基板を表し、ｂが導体、ｃが抵抗体、ｄがオーバーコート、ｅが表示（カラーコードなど）、ｆが金属電極である。
【００２７】
本実施の形態では、抵抗体Ｒｇがプリント基板１に面実装され、その後、このプリント基板１がモールド樹脂４によってモールドされる。抵抗体ｃはセラミック基板ａ、金属電極ｆ、およびオーバーコートｄで取り囲まれ、さらに薄膜のオーバーコートｄの外周面にはモードル樹脂４（主にガラスを基材としたバルクモールドコンパウンド（ＢＭＣ）樹脂）が形成される。そのため、抵抗体ｃが溶断した際の発光や発音が、モータ外部や製品外部に漏洩しにくいという効果を得ることができる。
【００２８】
また、このように構成された抵抗体Ｒｇでは、抵抗体ｃの周囲が、ガラス（ｄ）、セラミック（ａ）、および金属（ｆ）といった不燃物で隙間無く覆われている。そのため、抵抗体ｃが溶断した際の温度による抵抗体Ｒｇ周辺部の変色や変形が最小限に抑えられ、この変色や変形がモータ外部から見えないといった効果を得ることもできる。
【００２９】
（インバータＩＣ２の構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置６０に実装されたインバータＩＣ２の構成図である。図３には、インバータＩＣ２の構成要素であるＩＣパッケージ２３、金属リードフレーム２２、ボンディングワイヤ２１、ヒートスプレッダ１３、高圧電極１１、および低圧電極１２が示されている。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あるＩＣパッケージ２３によって覆われている。ＩＣチップ２０は、シリコンまたはＳｉＣ等のワイドバンドギャップ半導体によって構成されている。このボンディングワイヤ２１は、金、銅もしくはアルミ等の金属線材で構成され、超音波溶融によって、その一端がＩＣチップ２０上の金属電極（後述するアルミ配線２５）と電気的に接続され、その他端が金属リードフレーム２２と電気的に接続されている。ＩＣチップ２０は、熱を効率的に放出するために板厚が厚く形成されたヒートスプレッダ１３上に設けられ、半田付けまたは銀ペーストによって、ヒートスプレッダ１３と熱的および機械的に接続されている。
【００３０】
インバータＩＣ２では、ＩＣチップ２０が板厚の厚いヒートスプレッダ１３上に、半田付け又は銀ペーストによって電気的、熱的、および機械的に接続されている。そのため、ＩＣチップ２０からの発熱のうち過渡的な発熱に関しては、ヒートスプレッダ１３に蓄熱されてＩＣチップ２０の過渡的な温度上昇が抑制される。
【００３１】
また、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、ＩＣパッケージ２３によって覆われて、インバータＩＣ２の本体を形成している。そしてインバータＩＣ２の本体は、その本体から延びている高圧電極１１、低圧電極１２、およびヒートスプレッダ１３によって形成されている。インバータＩＣ２では、ＩＣチップ２０とヒートスプレッダ１３が金属リードフレーム２２に近接配置され、さらにＩＣチップ２０がＩＣパッケージ２３と熱的および機械的に接続されている。そのため、ＩＣチップ２０からの発熱のうち定常的な発熱に関しては、金属リードフレーム２２を介して高圧電極１１および低圧電極１２からＩＣチップ２０の外部に放熱され、さらにＩＣパッケージ２３を介してＩＣチップ２０の外部に放熱される。なお、ＩＣチップ２０およびＩＣパッケージ２３は、それぞれ本発明の「半導体チップ」および「熱伝導性樹脂」に相当する。
【００３２】
（ＩＣチップ２０の構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置６０のインバータＩＣ２におけるＩＣチップ２０の構造図である。ＩＣチップ２０には、スイッチング素子を構成する複数の半導体素子が設けられ、各半導体素子の上部には、半導体素子と外部電極（図２に示される金属リードフレーム２２など）との電気的接続を得るためのアルミ配線２５が複数設けられている。これらのアルミ配線２５は、前述した金属リードフレーム２２と電気的に接続される。ＩＣチップ２０上には、各アルミ配線２５同士の絶縁をとるための絶縁性能の高い酸化シリコン膜２６が形成されている。そのため、実施の形態１に係るＩＣチップ２０は、一般的なＩＣ、すなわち複数の半導体素子を各々金属リードフレーム２２に配置してボンディングワイヤ２１によって各半導体素子間の電気的接続をとるＩＣと比較して、アルミ配線２５の配置に自由度がある。また、ＩＣチップ２０を用いることによって、非常に小さいスペースで高圧電極１１と低圧電極１２とを分離して設けることが可能である。
【００３３】
また、ＩＣチップ２０には、半導体素子を構成する複数の半導体単結晶島２７とその周囲を覆う多結晶シリコン２８との電気的絶縁をとるため、絶縁性の高い絶縁分離層２９（例えば酸化シリコン）が形成されている。多結晶シリコン２８は、前述したヒートスプレッダ１３と熱的および機械的に接続されている。絶縁分離層２９は、例えば薄膜でも絶縁性能が充分確保できる酸化シリコン（ＳｉＯ２）によって構成されている。
【００３４】
このようにＩＣチップ２０は、絶縁性の高い絶縁分離層２９を設けることによって半導体単結晶島２７を同一チップ上に島状に分離して配置することができ、高圧絶縁が必要なスイッチング素子を混載することができる。また、ＩＣチップ２０は、一般的なＩＣ、すなわち複数の半導体素子を所定の絶縁距離をとりながら配置してこれらの半導体素子を各々金属リードフレーム２２に実装して成るＩＣと比較して、小型化を図ることができるため、インバータＩＣ２本体を小型化することができる。さらに、ＩＣチップ２０では、低圧の回路も同一チップ上に構成できることから、外部に制御用低圧チップまたは高低圧分離のためのチップが不要となり、また、それらを金属リードフレーム２２およびプリント基板１上の配線によって電気的に接続させる必要がない。これにより、電力変換回路、延いては、電力変換装置６０全体を著しく小さくすることができる。なお、半導体単結晶島２７は、本発明の「半導体素子」に相当する。
【００３５】
図５は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置６０のインバータＩＣ２におけるＩＣチップ２０周辺の回路構成図である。高圧直流電源３８は、モータ６１の外部で商用電源が全波整流あるいは倍電圧整流された高圧直流電圧であり、この電圧は、ＩＣチップ２０に入力される。ＩＧＢＴ３４は、前述したＩＣチップ２０の半導体単結晶島２７に形成されたスイッチング素子であり、上アーム駆動回路３５ａおよび下アーム駆動回路３５ｂによってＯＮ／ＯＦＦ駆動され、入力された直流電圧を高周波電圧に変換する。なお、図５に示される６つのＩＧＢＴ３４にはそれぞれ還流ダイオードが逆並列に接続されている。ＩＧＢＴ３４からの高周波電圧は、高圧電極１１からモータ端子５を介して、ステータ３の巻線に印加される。
【００３６】
ホール素子６で検出されたロータ１６の回転位置信号は、ＩＣチップ２０内部のロジック回路によって、低圧のパルス信号に変換され、回転数出力線３１から外部に出力される。また、ＩＣチップ２０は、出力電圧指令入力線３２を介して外部から入力される低圧のアナログ信号電圧に基づいて、前述した６個のＩＧＢＴ３４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調整する。このとき、６個のＩＧＢＴ３４によって構成されるインバータのうち、上アームのＩＧＢＴ３４を駆動させる上アーム駆動回路３５ａの電源は、チャージポンプダイオード３３並びに外部コンデンサーＣ１およびＣ２によって生成される。また、モータ端子５（図１参照）と接続されるステータ３の巻線の反対側は、中性点結線３９によって電気的に接続され、スター結線モータを形成する。
【００３７】
過熱検知素子１４には、温度に対する抵抗特性が急峻な正特性の温度抵抗素子が用いられ、過熱検知素子１４は、検出した温度を抵抗値に変換する。この抵抗値は、過電流保護端子に入力される。過熱検知素子１４は、過電流保護レベルに温度特性を持たせることによって、インバータＩＣ２の過熱状態を検知して、インバータＩＣ２およびステータ３が過熱状態になったことを検出する。この場合、インバータＩＣ２は、高圧電極１１を介してステータ３に供給される電流を制限または停止して、過熱によるインバータＩＣ２等の破壊を防止する。
【００３８】
また図５に示される低圧回路グランドＧＳは、低圧回路である制御回路系のグランドであり、例えばプリント基板１のステータ側に設けられている。この制御系回路は、ホール素子６の出力信号に応じて高圧主回路のスイッチングパターンを決定する機能や、過熱検知素子１４により検知された過熱状態に応じて高圧主回路の出力電流を制限する機能などを有する。また高圧回路グランドＧＰは、インバータＩＣ２の高圧主回路系のパワーグランドであり、例えばプリント基板１のステータ側に設けられている。高圧回路グランドＧＰと低圧回路グランドＧＳは、抵抗体Ｒｇを介して例えば一点接続される。図５の例では、ＩＣチップ２０の「ＧＬ」端子がグランド（ＧＳ）に接続されているが、抵抗体Ｒｇの一端はこのグランドに接続され、抵抗体Ｒｇの他端は高圧回路グランドＧＰに接続されている。また、図４に示されるＲｓは、電流検出用のシャント抵抗であり、そのサイズは、３２１６（電力定格：１／４Ｗ）タイプ、その並列配置もしくはリードタイプ（例えば１／２Ｗ〜２Ｗタイプ）である。
【００３９】
本実施の形態で用いられる抵抗体Ｒｇは、１６０８（１／１６Ｗ）〜２１２５（1／８Ｗ）タイプのチップ抵抗であり、シャント抵抗Ｒｓに対してサイズおよび電力定格の小さいものを用いる。また抵抗体Ｒｇの抵抗値は、高圧直流電源３８からＩＣチップ２０の高圧電源入力Ｖｓ１、Ｖｓ２に至る高圧電力配線の抵抗値、ＩＣチップ２０内部のリードフレーム（図示せず）抵抗値、もしくはボンディングワイヤ２１の抵抗値と、同等もしくは大きい値とする。
【００４０】
ここで、異電圧投入やサージ電圧発生等によりＩＣチップ２０のＩＧＢＴ３４が上下短絡故障モードとなったとき、電力変換回路では、まず電力配線上で最も抵抗値の高いシャント抵抗Ｒｓがオープン故障となる。その場合、高圧直流電源３８の電圧がＩＣチップ２０に集中し、ＩＣチップ２０内部で高圧直流電源３８と低圧回路が導通する。この場合、低圧回路に高圧直流電圧が印加され、低圧回路に電力集中が発生する。そのため、低圧回路に接続される部品（ホール素子・過熱保護回路等）が破壊されるなどして、その破壊時の発音や発光が懸念される。
【００４１】
本実施の形態では、低圧回路グランドＧＳと高圧回路グランドＧＰとが、通常の電力ラインの抵抗値と同等もしくはそれ以上の抵抗値を持ち、かつ、小電力容量の抵抗体Ｒｇを介して、一点接続されている。そのため、前述した低圧回路が破壊される前に抵抗体Ｒｇが短絡電流を制限する。さらに時間が経過したとき、電力集中が発生した抵抗体Ｒｇが断線し、高圧直流電圧が遮断される。
【００４２】
また本実施の形態では、図１に示すように抵抗体Ｒｇをプリント基板１のステータ側に、面実装部品として配置することで、他の面実装部品と同時に抵抗体Ｒｇを実装でき、かつ、モールド表面から遠い位置に抵抗体Ｒｇを配置することができる。すなわち、反ステータ面に抵抗体Ｒｇを実装されている場合におけるモールド樹脂４の表面から抵抗体Ｒｇまでの距離と、ステータ面に抵抗体Ｒｇが実装されている場合におけるモールド樹脂４の表面から抵抗体Ｒｇまでの距離とを比較したとき、後者の距離は前者の距離よりも長くなり、相対的にモールド樹脂４の肉厚が厚くなる。従って、抵抗体Ｒｇが溶断した際の発音や発光がモータの外部からわかりにくくなる、という効果を得る事が可能である。
【００４３】
また抵抗体Ｒｇは、インバータ回路が正常動作しているとき流れる電流（以下「通常時の電流」）の電流値は５〜５０ｍＡ程度である。このような電流が低圧回路のグランドラインに流れることから、同一の抵抗値の抵抗体を高圧配線側に設ける場合に比べて、低電力容量の抵抗体Ｒｇを用いることができる。
【００４４】
また高圧側に高い抵抗値の抵抗体を挿入する必要がないため、通常時の電流が流れているときにおける電力変換回路の損失を低減することも可能である。
【００４５】
このように実施の形態１にかかる電力変換装置６０では、低圧回路グランドＧＳと高圧回路グランドＧＰとが、小電力容量、かつ、通常の電力ラインの抵抗値と同等もしくはそれ以上の抵抗値の抵抗体Ｒｇを介して、一点で接続されている。そのため、破壊モードにおける改善効果が大きいことがわかる。
【００４６】
なお、ＩＧＢＴ３４を構成する半導体単結晶島２７は、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、またはダイヤモンド等のワイドバンドギャップ半導体によって構成してもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、耐熱性および耐電圧が高く、許容電流密度も高いので、ＩＣチップ２０上に成形されるＩＧＢＴ３４を小型化することができ、インバータＩＣ２の小型化を図ることができる。また、ワイドバンドギャップ半導体は、電力損失が小さいため、高効率に動作が可能なＩＧＢＴ３４を構成することができる。
【００４７】
（電力変換装置６０におけるプリント基板１上の各素子の配置構成）
図６は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置６０の断面図である。図６に示される銅箔５０は、プリント基板１上の回路配線パターン、または、プリント基板１と部品とを半田により電気的、熱的、および機械的に接続させるためのランドによって形成されている。プリント基板１のステータ側の面には、銅箔５０を介してホール素子６、過熱検知素子１４、およびインバータＩＣ２が配置されている。インバータＩＣ２は、高圧電極１１および低圧電極１２を介して半田によって銅箔５０に接続されている。また、過熱検知素子１４は、この銅箔５０を介して低圧電極１２と電気的および熱的に接続されている。
【００４８】
スルーホール５１は、プリント基板１のステータ側の面から反ステータ側の面に貫通する穴である。この穴の表面にはメッキが施され、プリント基板１のステータ側の面における銅箔５０とプリント基板１の反ステータ側の面における銅箔５０とは、スルーホール５１に施されたメッキによって電気的および熱的に接続されている。
【００４９】
モータ端子５は、スルーホール５１を通じてプリント基板１のステータ側の面から反ステータ側の面に貫設されている。モータ端子５は、プリント基板１の反ステータ側の面に設けられた銅箔５０から糸状の半田を溶融し、スルーホール５１を介してステータ側の銅箔５０と電気的に接続されている。このステータ側の銅箔５０は、インバータＩＣ２の高圧電極１１と接続されるため、モータ端子５は、高圧電極１１と電気的に接続される。
【００５０】
高圧入力線１７は、プリント基板１のステータ側の面に設けられた銅箔１０４の一端と半田によって電気的に接続されている。銅箔１０４の他端は、インバータＩＣ２に設けられた高圧電極１１と半田によって電気的に接続されている。なお、プリント基板１のステータ側の面において、モータ端子５の周囲に示される銅箔１０４と銅箔５０は、図示の関係上、一つの高圧電極１１に接続されているように表されているが、銅箔１０４と銅箔５０は、各々別の高圧電極１１に接続されているものとする。
【００５１】
モータ外部接続リード７は、外部電源（高圧直流電圧など）とインバータＩＣ２とを電気的に接続するため、プリント基板１の反ステータ側の面に、コネクタ式ではなくリード線式として実装されている。例えばモータ６１が空気調和機等に搭載された場合、モータ６１の外郭に水分が付着する可能性がある。モータ外部接続リード７がコネクタ式の場合、この水分がコネクタ内の高低圧電極間に付着した際、これらの電極がショートする可能性がある。モータ外部接続リード７がリード線式の場合、このようなショートを回避することができ、モータ６１の信頼性を確保することができる。
【００５２】
ヒートスプレッダ１３は、高圧電極１１および低圧電極１２と同様に、銅箔５０と半田によって電気的、熱的、および機械的に接続されている。さらに、ヒートスプレッダ１３は、スルーホール５１に施された銅箔５０を介して、プリント基板１の反ステータ側の面に設けられた銅箔５０と熱的に接続されている。ここで、面実装のインバータＩＣ２は、そのパッケージサイズがホール素子６および過熱検知素子１４と比較して大きいことから、周囲のモールド樹脂４の成形時および成形後の熱収縮応力を大きく受けて半田切れが発生しやすい。しかしながら、ヒートスプレッダ１３を半田によって銅箔５０と機械的に強く接続することによって、インバータＩＣ２は、モールド樹脂４の熱収縮応力の影響を受け難くなる。従って、実施の形態１に係るインバータＩＣ２は、通常の回路電極（高圧電極１１および低圧電極１２等）のみの半田によって接続されるＩＣと比べて、プリント基板１との機械的接続強度が飛躍的に向上し、半田切れが軽減する。その結果、モールド樹脂４で成形されたモータ６１に電力変換装置６０を内蔵させることが可能となる。
【００５３】
また、ヒートスプレッダ１３は、プリント基板１のステータ側の面において銅箔５０と半田によって熱的に接続され、さらに、スルーホール５１を介して反ステータ側の銅箔５０にも熱的に接続されている。これにより、インバータＩＣ２で発生した熱をプリント基板１の反ステータ側に放熱することができる。
【００５４】
また、ホール素子６が配設されたプリント基板１のステータ側の面には、過熱検知素子１４およびインバータＩＣ２が面実装されている。このように、プリント基板１のステータ側の面に部品を面実装することによって、これらの部品は、銅箔５０に塗布されたクリーム半田の再溶融による接続（リフロー半田）で、一度に電気的および機械的に接続可能である。また、プリント基板１のステータ側の面に部品を面実装することによって、プリント基板１の分割後（図７で詳説する）に半田を施す必要があるモータ外部接続リード７およびモータ端子５の接続用ランドに、半田を塗布しないこと（メタルマスクで半田の塗布を防ぐこと）が可能となる。
【００５５】
また、過熱検知素子１４の温度検知性能の向上によって、プリント基板１の実装部品のうち、もっとも厚さのあるヒートスプレッダ１３を伴ったインバータＩＣ２を、ステータ側のプリント基板上に面実装させることが可能である。これによって、プリント基板１の反ステータ側の面におけるモールド空間に余裕ができるので、その余裕分だけステータ３を厚くして出力の大きいモータ６１を得ることができ、あるいは、その余裕分を薄肉化することによって同一出力で薄型のコンパクトなモータ６１を得ることができる。
【００５６】
なお、上記説明では、プリント基板１に対して、ホール素子６、過熱検知素子１４、およびインバータＩＣ２等の面実装部品を、リフロー半田によって半田付けする例を説明したが、フロー半田（半田槽の上にプリント基板１を流して部品と基板の接合部に半田付けを行なう手法）によって実装するものとしてもよい。
【００５７】
（プリント基板１の材料取りについて）
図７は、本発明の実施の形態１に係るプリント基板１を１枚の基板から複数枚取り出すときにおけるメリットを説明するための図であり、図７には、一例として１枚の基板上に、実施の形態１に係るプリント基板１を成形した例が示されている。
【００５８】
実施の形態１に係るプリント基板１は、ステータ３の中性点結線３９（図５参照）を実装しないこと、および、１チップ半導体であるＩＣチップ２０上に複数の高圧素子が集積されたインバータＩＣ２を用いることによって、そのパッケージを小型化している。これによって、断面積が１／２以下となる半円弧状のプリント基板１を形成することができる。このとき、プリント基板１の内径部は、ベアリング（図示せず）を設けることができるよう、半円弧状に形成されている。
【００５９】
従来のプリント基板は、円環状に形成されているため、プリント基板の内周部（ベアリング直径に相当する部分）にインバータＩＣ２などの部品を配設することができない。従って、プリント基板の内周部は廃棄されていた。これに対し、実施の形態１に係るプリント基板１は、プリント基板１の内径部が半円弧状に形成されている。そのため、１枚の基板に複数のプリント基板１を成形する場合、各プリント基板１の内径部を対向させ、かつ、内径部の円弧中心を互いにオフセットさせて配置することによって、プリント基板１のプリント基板１の内周部が有効活用できる。換言すれば、１枚の基板に複数のプリント基板１を高密度で成形することができ、プリント基板１を成形するための基板の利用効率を向上させることができる。
【００６０】
また、従来のプリント基板は、プリント基板の内周部が円環状に形成されているため、フロー半田を用いてこのプリント基板に電子部品を接続させるとき、半田槽の半田がこの貫通部を通して吹き上がる。この吹き上がりを防止するためには、フロー半田工程前に貫通部を塞ぐための板を施す工程が必要であり、また半田工程後にはこの板を外す工程も必要となる。これに対し、実施の形態１に係るプリント基板１は、円環状の内周部ではなく半円弧状の内径部を有するため、フロー半田により半田付けする場合、前述の工程を削減することができ、安価に製造することが可能である。
【００６１】
以上に説明したように実施の形態１にかかる電力変換装置内蔵モータは、外部電源の電圧を高周波電圧に変換してステータ３へ供給する半導体モジュール（インバータＩＣ２）が実装された基板（プリント基板１）を有する電力変換装置６０を内蔵したモータ６１であって、基板には、半導体モジュールの高圧回路グランド（高圧回路グランドＧＰ）と半導体モジュールの低圧回路グランド（低圧回路グランドＧＳ）とが設けられ、高圧回路グランドＧＰと低圧回路グランドＧＳとは、抵抗体Ｒｇを介して一点で接続されているので、高圧直流電力の主配線上にシャント抵抗Ｒｓ以外に新たな抵抗体を入れなくとも、電圧サージ等の異常電圧が投入された際の発音や発光をモータ外部に漏れに難くすることができる。また、電力ラインに抵抗体を入れる場合に比べ、小さい電力容量の抵抗体でよい事からプリント基板１およびモータ６１の小型化を図ることが可能である。また抵抗体Ｒｇの溶断により電力を遮断できることから、ＩＣ内部のボンディングワイヤ２１の溶断を抑制可能である。例えばインバータＩＣ２が反ステータ側に配置されている場合（すなわち高圧配線のためのボンディングワイヤ２１が反ステータ側に配置されている場合）であっても、抵抗体Ｒｇによりボンディングワイヤ２１の溶断が抑制されるため、ボンディングワイヤ２１の溶断に伴う発光がモータ外部を漏れに難くすることができる。
【００６２】
また、実施の形態１にかかる抵抗体Ｒｇは、プリント基板１のステータ３と対向する面に実装されているため、インバータＩＣ２と同時に抵抗体Ｒｇを実装できるため一回のリフロー半田で基板を製造することができ、コスト低減を図ることが可能である。また、モールド表面から遠い位置に抵抗体Ｒｇを配置することができる。そのため、抵抗体Ｒｇが溶断した際の発音や発光が、モータの外部に伝わりにくく、使用者への不安感を軽減することができる。
【００６３】
実施の形態２．
（空気調和機２００の構成）
図８は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機２００の全体外観図であり、図９は、同空気調和機２００における室内機７０の横断面図である。
【００６４】
図８に示される空気調和機２００において、室内の壁に掛けられた室内機７０は、冷媒配管９０を介して、屋外に設置された室外機８０に接続されている。また、室内機７０には、後述する室内送風機７１が内蔵されており、室外機８０には、室外送風機８１が設置されている。
【００６５】
図９において、室内機７０は、主たる構成として、室内機７０の上面に備えられた吸込口７３と、室内熱交換器７２と、室内送風機７１と、吹出風路７４と、吹出口７５とを有して構成されている。室内熱交換器７２は、室内空気と冷媒との間で熱交換を行い、室内送風機７１は、吸込口７３からの室内空気を吸込み、この空気を室内熱交換器７２に通過させて熱交換した調和空気とした上で室内に吹出す。室内熱交換器７２は、室内機７０の背面上部から前面中段付近に延設され、かつ、室内機７０の前面中段付近から前面下部に向けて折り曲げられ、室内送風機７１の前面側を囲うように設置されている。室内送風機７１は、室内機７０の長手方向に延びる態様で回転可能に設けられたラインフローファンである。そして、室内送風機７１の長手方向の端部には、室内送風機７１を回転駆動させるために、実施の形態１に係る電力変換装置６０が内蔵されたモータ６１（図１参照）が連結されている。また、室内送風機７１の下部には、調和空気が流通する吹出風路７４が形成されている。吹出口７５は、その吹出風路７４を流通してきた調和空気を外部に排出するために、室内機７０の下部に設けられている。
【００６６】
（空気調和機２００の室内機７０の基本動作）
次に、室内機７０の基本的な動作について説明する。使用者がリモコン等を操作することによって空気調和機２００の運転が開始されたとき、室内送風機７１に連結されたモータ６１が回転駆動し、その回転に連動して室内送風機７１が回転駆動する。この室内送風機７１の回転によって室内空気が吸込口７３から吸い込まれる。吸い込まれた室内空気は、室内送風機７１の連続的な回転によってさらに室内熱交換器７２を通過し、この室内熱交換器７２内部を流通する冷媒と熱交換される。室内熱交換器７２は、空気調和機２００が冷房運転を実施している場合には蒸発器として機能し、室内熱交換器７２の内部の冷媒が蒸発するため、通過する室内空気は冷却される。一方、空気調和機２００が暖房運転を実施している場合、室内熱交換器７２は、凝縮器として機能し、通過する室内空気は加熱される。このように、室内機７０に吸い込まれた室内空気は、室内熱交換器７２を通過する際に、室内熱交換器７２によって熱交換され、使用者が要求する調和空気となる。室内熱交換器７２を通過した調和空気は、室内送風機７１の連続的な回転によって、吹出風路７４を通過して吹出口７５から室内に吹き出される。また、この室内送風機７１に連結されたモータ６１の回転数が変化することによって、吹き出される調和空気の風量が調整される。
【００６７】
（実施の形態２の効果）
以上に説明したように、実施の形態２に係る空気調和機２００は、特に室内送風機７１へ実施の形態１に係るモータ６１を搭載することによって、モータ６１が小型化された分だけ室内熱交換器７２のサイズを大きくすることができると共に、電圧サージ等の異常電圧が投入された際の発音や発光がモータ外部に漏れに難くすることができる。そのため、省エネ性能が高く、かつ、異常発生時における使用者への不安感を軽減することができる空気調和機を得ることができる。
【００６８】
また、実施の形態２に係る空気調和機２００は、特に室内送風機７１へ実施の形態１に係るモータ６１を搭載することによって、立ち上がり時の熱交換性能を高く取ることができ、短時間で設定温度に到達し、使用者の快適性を向上させるとができる。また、モータ６１の高出力化によって風速が上げられるので、室内の温度ムラを解消でき、使用者の快適性をより向上させることができると同時に、異常発生時における使用者への不安感を軽減することができる。
【００６９】
なお、上記で説明した図８および図９で示される空気調和機２００、特に室内機７０の構成は一例であり、これらによってその構成が限定されるものではない。実施の形態２の説明では、実施の形態１に係るモータ６１を室内機７０の室内送風機７１に用いた例に関して説明したが、実施の形態２に係る空気調和機２００は、これに限定されるものではなく、室外機８０の室外送風機８１にモータ６１を用いるように構成してもよい。
【００７０】
また、実施の形態１に係る電力変換装置６０は、全波整流あるいは倍電圧整流された高圧直流電圧を高圧直流電源３８として用いている。そのため、降圧電源を用いた３０Ｖ以下の低圧電源を用いた回路内蔵モータと比較して、ＳｉやＳｉＣ素子チップ短絡故障の時のワイヤとその周辺の破壊エネルギーは、桁違いに大きい。短絡故障時の高圧配線系の抵抗値をＲ、直流電源電圧をＶとすると、破壊時の発生熱量はＶ２／Ｒとなる。短絡故障時の抵抗は、チップ断面積の大きな高圧パワー素子の方が小さくなる方向であり、仮に同じとしても電源電圧は、５〜１０倍以上の差があり、破壊のエネルギーは、２５〜１００倍以上となる。その結果、モータや機器の外部で発光や発音がしやすく、使用者に不安感を与えやすい。このような不安感を解消するためには、まず熱破壊を起こさないことが求められる。また、万が一素子破壊が発生した場合にも、機器の外部にいる使用者に発光や発音を認知されない構造にすることが望ましい。
【００７１】
本実施の形態１に係るプリント基板１では抵抗体Ｒｇがステータ側に配置されている。そのため、高圧直流電圧３８で駆動する高耐圧のＩＣチップ２０が破壊された際のエネルギーにより発生する発生する音や光、すなわち樹脂穴（図１の符号１００で示される金型穴など）の表面からプリント基板１までの厚みが薄い反ステータ側のモールド樹脂４を介して発生する音や光が低減され、使用者への不安感を軽減することができる。
【００７２】
また、上記実施の形態では、インバータの主回路に１チップインバータＩＣを用いているが、高圧面実装タイプのマルチチップのインバータＩＣおよびディスクリート主素子を用いても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００７３】
また、ワイドバンドギャップ半導体としては、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドがある。このようなワイドバンドギャップ半導体によって形成されたスイッチング素子やダイオード素子は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、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、これら小型化されたスイッチング素子やダイオード素子を用いることにより、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。またこれらの素子では、上下短絡時のＯＮ抵抗がナローギャップのＳｉ半導体より低いため多く短絡電流が流れ、ワイヤとその周辺の損傷の度合いが大きく、銅箔をステータ面に配置した効果がより高くなる。
【００７４】
また、ワイドバンドギャップ半導体は、耐熱性も高いため、ヒートスプレッダ１３の小型化が可能であり、また、例えば冷却方式を水冷から空冷化することも可能であるので、半導体モジュールの一層の小型化が可能になる。そのため金属リードフレーム２２は、Ｓｉ素子の場合に比べ短くなることから、ワイヤとその周辺の損傷の度合いが大きく、銅箔１０４をステータ面に配置した効果が高くなる。
【００７５】
なお、スイッチング素子やダイオード素子の両方がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることが望ましいが、いずれか一方の素子がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていてもよく、この実施の形態に記載の効果を得ることができる。
【００７６】
実施の形態１、２において、素子と各金属との熱的、電気的、および機械的接続を半田により行う場合について説明したが、他の金属や導電性樹脂等の素材を用いても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００７７】
また、実施の形態１、２において、プリント基板１に銅箔５０を用いた両面スルーホール基板を用いたが、他金属や絶縁素材で構成された基材や、エッチング等により回路を構成しない基板を用いても、両面配線可能であれば同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００７８】
また、実施の形態１、２において、モータ搭載機器として空気調和機について説明したが、モータ６１は、換気送風機器に用いてもよい。例えば、室内空気を室外に吹き出す換気送風機器のモータとしてモータ６１を用いることにより、機器の薄型化や送風性能の向上等の上述同様の効果が得られることはいうまでもない。送風性能の向上は、浴室やトイレ等において短時間で湿気や臭気を排出したい場合等に特に有効である。
【００７９】
また、これまでの実施の形態において、モータ搭載機器として空気調和機について説明したが、モータ６１は、給湯器に用いてもよい。例えば、冷媒により水を加熱するための給湯器内送風機または給湯器内流体ポンプにモータ６１を用いることにより、機器の薄型化や送風性能の向上等の上述同様の効果が得られることはいうまでもない。高温高負荷性能の向上は、モータ周囲温度を高める要因となる高温の湯をポンピングする場合に特に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明は、主に電力変換装置を内蔵したモータ、このモータを内蔵した空気調和機、給湯器、および換気送風機器に適用可能であり、特に、小型化を図ることができると共に、インバータ回路の構成部品などに異常電圧が印加されることを防止しながらインバータ回路が正常動作している際に流れる電流の損失を低減可能な発明として有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１  プリント基板、２  インバータＩＣ（半導体モジュール）、３  ステータ、４  モールド樹脂、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、９  ベアリング、９ａ  ベアリングハウジング、１０  ベアリング貫通穴、１１  高圧電極、１２  低圧電極、１３  ヒートスプレッダ、１４  過熱検知素子、１６  ロータ、１７  高圧入力線、１８  低圧入出力線、２０  ＩＣチップ（半導体チップ）、２１  ボンディングワイヤ、２２  金属リードフレーム（外部電極）、２３  ＩＣパッケージ、２５  アルミ配線、２６  酸化シリコン膜、２７  半導体単結晶島（半導体素子）、２８  多結晶シリコン、２９  絶縁分離層、３１  回転数出力線、３２  出力電圧指令入力線、３３  チャージポンプダイオード、３４  ＩＧＢＴ、３５ａ  上アーム駆動回路、３５ｂ  下アーム駆動回路、３８  高圧直流電源、３９  中性点結線、５０  銅箔、５１  スルーホール、６０  電力変換装置、６１  モータ、７０  室内機、７１  室内送風機、７２  室内熱交換器、７３  吸込口、７４  吹出風路、７５  吹出口、８０  室外機、８１  室外送風機、９０  冷媒配管、１０４  銅箔、１０５  モータ出力配線、２００  空気調和機、ＧＰ  高圧主回路系グランド（高圧回路グランド）、ＧＳ  低圧の制御回路系グランド（低圧回路グランド）、Ｒｇ  抵抗体、Ｒｓ  シャント抵抗
【図１】
2013183168.tif 000003
【図２】
2013183168.tif 000004
【図３】
2013183168.tif 000005
【図４】
2013183168.tif 000006
【図５】
2013183168.tif 000007
【図６】
2013183168.tif 000008
【図７】
2013183168.tif 000009
【図８】
2013183168.tif 000010
【図９】
2013183168.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月15日(2014.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧をステータへ供給する半導体モジュールが実装された基板を有する電力変換装置を内蔵したモータであって、
前記基板には、前記半導体モジュールの高圧回路グランドと、前記半導体モジュールの低圧回路グランドと、が設けられ、
前記高圧回路グランドと低圧回路グランドとは、抵抗体を介して一点で接続されている電力変換装置内蔵モータ。
【請求項２】
前記抵抗体は、前記基板のステータ側に配置されている請求項１に記載の電力変換装置内蔵モータ。
【請求項３】
前記半導体モジュールは、複数の半導体素子が形成された半導体チップを有し、
前記半導体チップは、ワイドバンドギャップ半導体によって構成されている請求項１または２に記載の電力変換装置内蔵モータ。
【請求項４】
調和空気を設置室内に吹き出す室内機と、
前記室内機内に設置され、前記室内機の吹出口から前記調和空気を送り出す室内送風機と、
前記室内機と冷媒配管によって接続され、外気と熱交換を実施する室外機と、
を備え、
前記室内送風機には、請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換装置内蔵モータが設けられている空気調和機。
【請求項５】
調和空気を設置室内に吹き出す室内機と、
前記室内機と冷媒配管によって接続され、外気と熱交換を実施する室外機と、
前記室外機内に設置され、外気を前記室外機内に送り込む室外送風機と、
を備え、
前記室外送風機には、請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換装置内蔵モータが設けられている空気調和機。
【請求項６】
冷媒により水を加熱するための送風機に、請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換装置内蔵モータが設けられている給湯器。
【請求項７】
冷媒により水を加熱するための流体ポンプに、請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換装置内蔵モータが設けられている給湯器。
【請求項８】
室内空気を室外に吹き出す換気送風機器であって、請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換装置内蔵モータが設けられている換気送風機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電力変換装置内蔵モータは、電圧をステータへ供給する半導体モジュールが実装された基板を有する電力変換装置を内蔵したモータであって、前記基板には、前記半導体モジュールの高圧回路グランドと、前記半導体モジュールの低圧回路グランドと、が設けられ、前記高圧回路グランドと低圧回路グランドとは、抵抗体を介して一点で接続されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
モールド樹脂４内のステータ３とプリント基板１の位置関係を正しく保つため、プリント基板１の反ステータ側の面は、符号１００で示される位置に当接する金型（図示せず）で押さえられ、かつ、プリント基板１のステータ側の面は、ステータ３と符号１０１で示される位置に当接する金型とで押さえられる。より具体的には、プリント基板１の反ステータの面は、内周側と外周側の双方（点線の丸で示される符号１００の６箇所）が金型で押さえられる。また、プリント基板１のステータ側の面は、モータ端子５を介してステータ３と機械的に接続がとれているため、プリント基板１の内周側（実線の丸で示される符号１０１の２箇所）のみが金型で押さえられる。その上で金型に樹脂が流されてモールド樹脂４が成形される。この金型は、モールド樹脂４の成形後に取り除かれるため、符号１００、１０１で示される場所には、プリント基板１が直接露出するような穴が形成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本実施の形態では、抵抗体Ｒｇがプリント基板１に面実装され、その後、このプリント基板１がモールド樹脂４によってモールドされる。抵抗体ｃはセラミック基板ａ、金属電極ｆ、およびオーバーコートｄで取り囲まれ、さらに薄膜のオーバーコートｄの外周面にはモールド樹脂４（主にガラスを基材としたバルクモールドコンパウンド（ＢＭＣ）樹脂）が形成される。そのため、抵抗体ｃが溶断した際の発光や発音が、モータ外部や製品外部に漏洩しにくいという効果を得ることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
本実施の形態１に係るプリント基板１では抵抗体Ｒｇがステータ側に配置されている。そのため、高圧直流電源３８で駆動する高耐圧のＩＣチップ２０が破壊された際のエネルギーにより発生する音や光、すなわち樹脂穴（図１の符号１００で示される金型穴など）の表面からプリント基板１までの厚みが薄い反ステータ側のモールド樹脂４を介して発生する音や光が低減され、使用者への不安感を軽減することができる。
【国際調査報告】
2013183168.tif 000012
2013183168.tif 000013