JP4655692B2 - Motor and pump equipped with the same - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a motor in which a rotor is rotationally driven by a stator and a pump including the motor.
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)。 For example, a brushless motor includes a rotor and a stator, and a switching element is connected to the stator. The motor further includes a position detector that detects the position of the rotor and a controller that drives the switching element. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
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)。
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。 However, in the motor described in (Patent Document 1) of the prior art, when a signal for controlling the speed or the rotational speed input from the outside is input to the control unit before the voltage applied to the switching element. When the control unit starts controlling the switching element first and a voltage is applied to the switching element in that state, the load on the switching element may increase.
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。 The present invention solves such a conventional problem, and an object thereof is to provide a motor that can reduce the burden on the switching element and can be driven accurately at all times, and a pump including the motor.
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とに基づく制御信号をスイッチング素子に出力して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、前記ロータの回転駆動を開始する際に前記電圧検出手段で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。 In order to achieve the above object, the present invention includes a rotor on which magnets are arranged, a stator that drives the rotor, and a switching element that is connected to the stator and energizes the stator, and detects the position of the rotor. position detecting means for a control unit for controlling the switching element to output a control signal based on the speed command signal input from the position and the outside of the rotor detected in the switching element by the position detection means, to the switching element and a voltage detecting means for detecting a voltage applied, the speed command signal for transmitting a speed command signal to the controller upon detection of a voltage applied to the switching element by the voltage detecting means at the start of rotation of said rotor It is characterized by providing a transmission means.
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。 As a result, it is possible to achieve the effect of transmitting the speed command signal to the control unit when the voltage detecting means for detecting the voltage application to the switching element detects the voltage application to the switching element.
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。 The present invention has an effect that a brushless motor can be driven accurately at all times with less burden on the switching element.
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とに基づく制御信号をスイッチング素子に出力して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、前記ロータの回転駆動を開始する際に電圧検出手段で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。 An embodiment of the present invention includes a rotor on which a magnet is disposed, a stator that drives the rotor, and a switching element that is connected to the stator and energizes the stator, and detects the position of the rotor. a control unit for controlling the switching element to output a control signal based on the speed command signal input from the position and the outside of the rotor detected by the position detecting means to the switching element, for detecting a voltage applied to the switching element and a voltage detecting means, so as to provide a speed command signal transmitting means for transmitting the speed command signal to the controller upon detection of a voltage applied to the switching element by the voltage detection means at the start of rotation of said rotor It is a thing.
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。 As a result, when the voltage detecting means for detecting the voltage application to the switching element detects the voltage application to the switching element, the speed command signal can be transmitted to the control unit, and the burden on the switching element is small and accurate at all times. Can drive a brushless motor.
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。 In addition, the stator, the switching element, the position detection unit, the control unit, the voltage detection unit, and the speed command signal transmission unit may be integrally formed with a thermosetting resin.
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。 In this case, it is possible to realize a dustproof / waterproof structure without using an integrally molded resin part as an outer shell or using special dustproof / waterproof means, and further adopt a heat dissipation structure using the integrally molded resin as a heat dissipation material. be able to.
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。 Furthermore, if the motor of this invention is used for a pump, the usability of a pump can be improved greatly.
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(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。
Example 1
As shown in the block diagram of the motor shown in FIG. 1 of the present invention, there is a
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。
The position detecting means 4 for detecting the position of the
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。
Between the
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。 With the above configuration, the operation of the motor in the first embodiment will be described with reference to FIG.
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。
When a voltage is applied from the
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。
The speed command signal transmission means 7 disposed between the
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。
The
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。
As described above, according to the first embodiment, it is possible to detect that a voltage is applied to the
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。
Therefore, it is possible to provide a brushless motor that can start controlling the
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。
In the above embodiment, the position detecting means 4 is used for detecting the position of the
(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。
(Example 2)
As shown in the cross-sectional view of the stator portion of the motor integrally molded with the thermosetting resin shown in the second embodiment of the present invention in FIG. 2, the
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。
The
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。
With the
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。
With the above configuration, by integrally molding the
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。
Further, since the outer portion is formed of the
(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。
(Example 3)
As shown in the cross-sectional view of the pump shown in
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。
The partition plate 16 made of PPS resin is inserted into the mold, and the
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。 A bearing portion for fixing a shaft 17 made of ceramic is provided inside the partition plate 16, and a minute gap is provided in the outer diameter of the shaft 17 so that the bearing 18 is rotatably installed.
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。
A
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。
A
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。 In the above configuration, the operation of the pump including the motor in the third embodiment will be described with reference to FIG.
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。
The liquid storage tank and the suction port 22 of the
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。
Next, a liquid is injected into the pump chamber surrounded by the inside of the partition plate 16 and the inside of the
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。
When the power supply and
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。
As a result, the liquid in the pump chamber is stirred by the
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。 Thus, the liquid in a liquid storage tank is pressurized by a pump, and the liquid is transferred.
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。
As described above, according to the third embodiment, since the pump can be configured by using the brushless motor 11 that can be driven accurately at all times without a sudden load on the
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。 In the above embodiment, PPS resin is used as the material of the partition plate, but stainless steel, carbon-containing PPS resin, or the like may be used.
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。 The motor of the present invention and the pump equipped therewith can be used as a fuel cell and cogeneration motor and pump.
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
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JP2005065286A JP4655692B2 (en) | 2005-03-09 | 2005-03-09 | Motor and pump equipped with the same |
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2005
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