(57)【要約】【課題】スイッチング素子への負荷が低く、常時正確に駆動できるモータおよびそれを備えたポンプを提供する。【解決手段】磁石が配置されたロータ１と、ロータ１を駆動するステータ２と、ステータ２に接続されステータ２への通電を行うスイッチング素子３とを有し、前記ロータ１の位置を検出する位置検出手段４と、位置検出手段４により検出されたロータ１の位置と外部から入力された速度指令信号によりスイッチング素子３を制御する制御部５と、スイッチング素子３への電圧印加を検出する電圧検出手段６とを備え、前記電圧検出手段６がスイッチング素子３への電圧印加を検出したときに制御部５へ速度指令信号８を伝達する速度指令信号伝達手段７を設けるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石が配置されたロータと、ロータを駆動するステータと、ステータに接続されステータへの通電を行うスイッチング素子とを有し、前記ロータの位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出されたロータの位置と外部から入力された速度指令信号によりスイッチング素子を制御する制御部と、スイッチング素子への電圧印加を検出する電圧検出手段とを備え、前記電圧検出手段がスイッチング素子への電圧印加を検出したときに制御部へ速度指令信号を伝達する速度指令信号伝達手段を設けたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記ステータとスイッチング素子と位置検出手段と制御部と電圧検出手段と速度指令信号伝達手段とを熱硬化性樹脂で一体に成型したことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
請求項１または２記載のモータを備えたポンプ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータによりローターが回転駆動されるモータおよびそれを備えたポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータにおいて例えばブラシレスのモータでは、ローターとステータとがあり、そのステータにはスイッチング素子が接続されていて、さらにロータの位置を検出する位置検出器と、スイッチング素子を駆動する制御部を備えたモータが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記モータを用いると、外部から速度または回転数を制御する信号を入力して、ステータへの通電をスイッチング素子により制御することでモーターの速度制御を行う機能を有している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５―２６０７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記従来の技術の（特許文献１）に記載のモータでは、外部から入力される速度または回転数を制御する信号が、スイッチング素子に印加される電圧よりも先に制御部に入力されると、制御部が先にスイッチング素子の制御を開始し、その状態でスイッチング素子に電圧が印加された場合、スイッチング素子への負荷が大きくなってしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、スイッチング素子への負担が少なく、常時正確に駆動できるモータおよびそれを備えたポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、磁石が配置されたロータと、ロータを駆動するステータと、ステータに接続されステータへの通電を行うスイッチング素子とを有し、前記ロータの位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出されたロータの位置と外部から入力された速度指令信号によりスイッチング素子を制御する制御部と、スイッチング素子への電圧印加を検出する電圧検出手段とを備え、前記電圧検出手段がスイッチング素子への電圧印加を検出したときに制御部へ速度指令信号を伝達する速度指令信号伝達手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
これにより、スイッチング素子への電圧印加を検出する電圧検出手段がスイッチング素子への電圧印加を検出したときに制御部へ速度指令信号を伝達するという作用が達成できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、スイッチング素子への負担が少なく、常時正確にブラシレスモータを駆動できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態は、磁石が配置されたロータと、ロータを駆動するステータと、ステータに接続されステータへの通電を行うスイッチング素子とを有し、ロータの位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出されたロータの位置と外部から入力された速度指令信号によりスイッチング素子を制御する制御部と、スイッチング素子への電圧印加を検出する電圧検出手段とを備え、電圧検出手段がスイッチング素子への電圧印加を検出したときに制御部へ速度指令信号を伝達する速度指令信号伝達手段を設けるようにしたものである。
【００１０】
これにより、スイッチング素子への電圧印加を検出する電圧検出手段がスイッチング素子への電圧印加を検出したときに制御部へ速度指令信号を伝達することができ、スイッチング素子への負担が少なく、常時正確にブラシレスモータを駆動できる。
【００１１】
また、ステータとスイッチング素子と位置検出手段と制御部と電圧検出手段と速度指令信号伝達手段とを熱硬化性樹脂で一体に成型してもよい。
【００１２】
この場合は、一体成型した樹脂部を外郭として使用したり、特別な防塵・防水等の手段を用いること無く防塵・防水構造を実現でき、さらには一体成型した樹脂を放熱材として放熱構造をとることができる。
【００１３】
さらに本発明のモータをポンプに使用すれば、ポンプの使い勝手を大いに高めることができる。
【実施例】
【００１４】
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１の本発明の実施例１に示すモータのブロック図に示すように磁石が配置されたロータ１があり、ロータ１を駆動するステータ２が配置されていて、そのステータ２にはステータ２への通電を行うスイッチング素子３が接続されている。
【００１６】
前記ロータ１の位置を検出する位置検出手段４は、その位置検出手段４により検出されたロータ１の位置と外部から入力された速度指令信号８によりスイッチング素子３を制御する制御部５に接続されている。
【００１７】
スイッチング素子３とコンバータ９の間にはスイッチング素子３に電圧が印加されたことを検出するための電圧検出手段６が配置されていて、前記電圧検出手段６がスイッチング素子３への電圧印加を検出したときに制御部５へ速度指令信号８を伝達する速度指令信号伝達手段７が接続されている。
【００１８】
以上の構成において、本実施例１におけるモータの動作を図１を用いて説明する。
【００１９】
コンバータ９よりスイッチング素子３へ電圧が印加されると、スイッチング素子３とコンバータ９の間に配置された電圧検出手段６はスイッチング素子３に電圧が印加されたことを検出し、電圧検出信号を速度指令信号伝達手段７に出力する。
【００２０】
外部より入力される速度指令信号８と制御部５の間に配置された速度指令信号伝達手段７は、電圧検出手段６から出力された電圧検出信号によって速度指令信号８を制御部５へ伝達可能にし、その結果制御部５へ速度指令信号８が入力される。
【００２１】
制御部５はロータ１の位置を検出できる位置に配置された位置検出手段４から出力される位置情報と速度指令信号伝達手段７から伝達された速度指令信号８からスイッチング素子３を制御する制御信号を作り、スイッチング素子３を制御してステータ２への通電を行うことによりロータ１を回転駆動させる。
【００２２】
以上のように本実施例１によれば、スイッチング素子３へ電圧が印加されたことを検知して、スイッチング素子３に電圧が印加されている状態で速度指令信号８を制御部５に入力できる。
【００２３】
よって、必ずスイッチング素子３に電圧が印加されている状態で、スイッチング素子３を制御開始でき、スイッチング素子３への急激な負荷がなく、常時正確に駆動できるブラシレスモータを提供することができる。
【００２４】
なお、上記実施例ではロータ１の位置検出として位置検出手段４を用いているが、ステータ２の巻線電圧、巻線電流からロータ１の位置検出を行うセンサレスタイプの構成でもよい。
【００２５】
（実施例２）
図２の本発明の実施例２に示す熱硬化性樹脂で一体成型したモータのステータ部の横断面図に示すように、駆動装置１２はスイッチング素子３と位置検出手段４と制御部５と電圧検出手段６と速度指令信号伝達手段７とを少なくとも一つの基板上に取りつけている。
【００２６】
駆動装置１２は、ステータ２に設けられた巻線と電気的に接続されたピン１４によってステータ２と接続されている。
【００２７】
これらの駆動装置１２とステータ２とを電気的に接続した状態でステータ２の内径を衝にして樹脂硬化用金型に挿入し、樹脂硬化用上金型を被せて、熱硬化性樹脂１３を射出してステータ完成を作っている。
【００２８】
上記の構成により、駆動装置１２をステータ２と電気的に接続した状態で熱硬化性樹脂１３により一体成型することにより、一体成型した樹脂部をモーター外郭として使用することができ、さらにロータ２を組み合わせることによって堅牢なブラシレスモータを提供することができる。
【００２９】
また、外郭部が熱硬化性樹脂１３で形成されているから、塵や水の浸入に対して耐性があり、防塵・防水機能を持たせることが可能になり、さらには一体成型した熱硬化性樹脂１３を放熱材として放熱構造を持たせることができる。
【００３０】
（実施例３）
図３の本発明の実施例３に示すポンプの横断面図に示すように、ステータ２には駆動装置１２が電気的に接続され、ステータ２の通電を制御している。
【００３１】
ＰＰＳ樹脂で作られた仕切板１６をモールド金型に挿入して、仕切板１６の上に駆動装置１２を接続したステータ２を、内径を衝にして挿入し、熱硬化性樹脂用上金型を被せて、熱硬化性樹脂１３を射出してステーター完成品を形成する。
【００３２】
仕切板１６の内側に、セラミックでできた軸１７を固定する軸受部を設け、軸１７の外径に微小の隙間を設けて軸受１８が回転自在で設置する。
【００３３】
軸受１８には、マグネット１９と羽根車２０が一体で羽根車完成品として成形されていて、その羽根車完成品は、軸１７を衝にして回転自在となっている。
【００３４】
羽根車２０の外側には、ポンプの吸込み口２２とポンプ吐出し口２３を有するポンプケース２１が締付けネジ２４にて、取付けられている。また、仕切板１６とポンプケース２１の嵌合部からの水漏れを防ぐため、Ｏリング２５が設けられている。
【００３５】
以上の構成において、本実施例３におけるモータを備えたポンプの動作を図３を用いて説明する。
【００３６】
液体貯留槽とポンプケース２１の吸込み口２２を配管し、吐出し口２３をポンプで移送したい場所に配管する。
【００３７】
次に仕切板１６内側とポンプケース２１内側で囲まれたポンプ室に液体を注入し、吸込み口２２の液体流路、ポンプ室内を前記液体で充填する。
【００３８】
駆動装置１２の端子に電源及び速度指令信号８を入れると、ステータ２に通電され、マグネットに回転力が働き、羽根車完成品が回転する。
【００３９】
これによりポンプ室内の液体が羽根車２０によってかき回され、液体が遠心力により吐出し口２３から吐出されるとともに、吸込み口２２は負圧となるため、液体貯留槽内の液体が吸込まれ、羽根車２０内に侵入する。
【００４０】
このようにして、液体貯留槽内の液体がポンプにより昇圧されることで、その液体が移送される。
【００４１】
以上のように本実施例３によれば、スイッチング素子３への急激な負荷がなく、常時正確に駆動できるブラシレスモータ１１を使用してポンプを構成することができるために、ポンプの使い勝手を大いに高めることができる。
【００４２】
なお、上記実施例では、仕切板の材料としてＰＰＳ樹脂を用いたがステンレス、カーボン入りＰＰＳ樹脂等を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のモータ及びそれを備えたポンプは燃料電池用及びコジェネ用のモータ及びポンプとして利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１に示すモータのブロック図
【図２】本発明の実施例２に示す熱硬化性樹脂で一体成型したモータのステータ部の横断面図
【図３】本発明の実施例３に示すポンプの横断面図
【符号の説明】
【００４５】
１    ロータ
２    ステータ
３    スイッチング素子
４    位置検出手段
５    制御部
６    電圧検出手段
７    速度指令信号伝達手段
８    速度指令信号
９    コンバータ
１０    電源
１１    ブラシレスモータ
１２    駆動装置
１３    熱硬化性樹脂
１４    ピン
１５    インシュレータ
１６    仕切板
１７    軸
１８    軸受
１９    マグネット
２０    羽根車
２１    ポンプケース
２２    吸込み口
２３    吐出し口
２４    締付けネジ
２５    Ｏリング
【図１】
2006254555.tif 000003
【図２】
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【図３】
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