(57)【要約】【課題】電源電圧を高くした場合であってもノイズの悪化を抑制するブラシレスモータを提供する。【解決手段】複数相に対応する複数の巻線２を有するブラシレスモータ１は、電源電圧の供給を受ける受電端子１３と、受電端子１３に供給された電源電圧を、所定の電圧に降圧する電圧変換回路７と、電圧変換回路７によって降圧された所定の電圧をスイッチングすることにより複数相の駆動信号を生成し複数の巻線２に供給するインバータ回路６とを備える。【選択図】図２
2019009833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相に対応する複数の巻線を有するブラシレスモータであって、
電源電圧の供給を受ける受電端子と、
前記受電端子に供給された前記電源電圧を、所定の電圧に降圧する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路（７）によって降圧された前記所定の電圧をスイッチングすることにより複数相の駆動信号を生成し前記複数の巻線に供給するインバータ回路とを備える
ブラシレスモータ。
【請求項２】
前記ブラシレスモータは、主機バッテリと補機バッテリとを有する車両に備えられ、
前記受電端子に供給される前記電源電圧は、前記主機バッテリから供給され、前記補機バッテリの電圧よりも高く、
前記所定の電圧は、前記補機バッテリの電圧に対応する
請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記ブラシレスモータは、
前記複数の巻線を有する固定子と、
永久磁石を配した回転子と、
プリント配線板とを有し、
前記受電端子、前記電圧変換回路および前記インバータ回路は前記プリント配線板に実装される
請求項１または２に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記電圧変換回路は、前記受電端子に供給される前記電源電圧をスイッチングにより降圧するためのスイッチ素子を含み、
前記スイッチ素子のスイッチング周波数は、公共放送周波数帯と重ならない周波数である
請求項１から３のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記ブラシレスモータは、
前記固定子、前記回転子および前記プリント配線板を収容するフレームを有し、
前記フレームは、電磁遮蔽材で構成され、前記プリント配線板のグランドと電気的に接続されている
請求項３に記載のブラシレスモータ。
【請求項６】
請求項２に記載のブラシレスモータを備え、
前記主機バッテリを冷却する
ブロア装置。
【請求項７】
請求項６に記載のブロア装置と、
前記主機バッテリと、
前記補機バッテリとを備える
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数相に対応する複数の巻線を有するブラシレスモータ、ブロア装置および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載機器として、バッテリより電力供給を受けるインバータ回路内蔵のブラシレスモータを備えるブロア装置及び車両におけるブロア装置制御方法（例えば、特許文献１）が知られている。
【０００３】
特許文献１は、送風冷却用として車両に搭載されるブロア装置および車両におけるブロア装置の制御方法を開示している。このブロア装置の制御方法は、特に、ハイブリッド車、電気自動車などの車両のイグニッションスイッチをオフにした後も、温度環境などの状況に応じてブラシレスモータの回転動作を継続する機能を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５２２３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のブラシレスモータによれば、ブラシレスモータに供給される電源電圧をより高くする場合には、ノイズが悪化する、つまりノイズ成分が大きくなるという問題がある。電源電圧を高くする場合というのは、例えば、１２Ｖの補機バッテリと１２Ｖより高い電圧の主機バッテリとを有する車両等に備えられるブラシレスモータにおいて、電源供給源（電源供給元）を補機バッテリから、主機バッテリに変更する場合などをいう。
【０００６】
本開示は、電源電圧を高くした場合であっても、ノイズの悪化を抑制するブラシレスモータ、ブロア装置および車両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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るブラシレスモータは、複数相に対応する複数の巻線を有するブラシレスモータであって、電源電圧の供給を受ける受電端子と、前記受電端子に供給された前記電源電圧を、所定の電圧に降圧する電圧変換回路と、前記電圧変換回路によって降圧された前記所定の電圧をスイッチングすることにより複数相の駆動信号を生成し前記複数の巻線に供給するインバータ回路とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一態様に係るブラシレスモータは、受電端子に供給される電源電圧を、より大きな電圧値をもつ電源電圧に変更した場合であっても、ノイズの悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１に係るブラシレスモータの構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るブラシレスモータの回路構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係るブラシレスモータの電圧変換回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るブラシレスモータの動作例における信号波形を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係るブラシレスモータのスペクトラム・アナライザによるノイズ観測事例におけるノイズのスペクトラムを示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係るブラシレスモータに対するスペクトラム・アナライザによるノイズ観測事例におけるノイズのスペクトラム例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態３に係るブラシレスモータの放射ノイズを測定するためのブラシレスモータ、スペクトラム・アナライザおよびアンテナの配置図である。
【図８】図８は、ブラシレスモータを備えるブロア装置の構成例を示す分解斜視図である。
【図９】図９は、図８のブロア装置を搭載した車両用のバッテリ装置の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、図９のバッテリ装置を搭載した車両の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、一般的なブラシレスモータのブロック図である。
【図１２】図１２は、図１１のブラシレスモータの動作例における信号波形を示す図である。
【図１３】図１３は、ノイズのスペクトラム例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本開示の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載したブラシレスモータに関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１１】
図１１は、一般的なモータ装置２１０の主要部の構成を示す図である。モータ装置２１０は、６つのスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６から成るインバータ回路３０１と、３つの巻線２１６を含む。３つの巻線２１６は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相に対応し、固定子を構成する。なお、図１１には、浮遊容量２７９、２８０、２８１、２つの浮遊インダクタンス２８２も図示してある。
【００１２】
インバータ回路３０１は、入力端子２２１ａ、２２１ｂ間に、２個のスイッチ素子をトーテムポール型に直列接続した直列回路を３組備える。直列接続されたスイッチ素子間の接続点は出力端子として巻線２１６の一端に接続される。インバータ回路３０１は、入力端子２２１ａ、２２１ｂ間に印加された直流電圧を、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のＯＮ、ＯＦＦ動作により３相の交流電圧に変換して３つの巻線２１６へ供給する。
【００１３】
以上のインバータ回路３０１において、トーテムポールを構成する２つのスイッチ素子の接続点には、グランドとの間に浮遊容量２７９、２８０、２８１が存在する。スイッチ素子のＯＮ、ＯＦＦ動作により巻線２１６との接続箇所である出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗの電圧に時間的変化ｄｖ／ｄｔを生じると、浮遊容量２７９、２８０、２８１を通じてグランドに電流が漏れることになる。この漏れ電流は、コモンモードノイズとなって周辺機器へ影響を及ぼしうる妨害波になる。
【００１４】
図１２は、スイッチ素子Ｑ４のＯＮ、ＯＦＦ動作に伴うノイズ発生の様子を示した動作例における信号波形を示す図である。
【００１５】
図１２において、横軸は時間を示す。（ａ）は、スイッチ素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦの区間を示す。（ｂ）の縦軸は、電源電圧ＶＢがＶｂ０である場合と、電源電圧ＶＢがＶｂ１である場合のそれぞれにおける、スイッチ素子Ｑ４とＵ相の巻線２１６との接続端子Ｕの電圧ＶＵを示す。Ｖｂ０、Ｖｂ１は、例えば、１２Ｖ、４８Ｖである。（ｃ）の縦軸は、浮遊容量２７９を介してグランドへ流れる漏れ電流Ｉｓｕを示す。ｉｓｕ（１）は、Ｖｂ０に対応し、ｉｓｕ（２）はＶｂ１に対応する。（ｄ）は、電源電圧ＶＢがＶｂ０である場合と、電源電圧ＶＢがＶｂ１である場合のそれぞれにおける、電源ラインの電圧波形を示す。この電圧波形には、漏れ電流Ｉｓｕのｄｉ／ｄｔとして、入力端子２２１ａに接続された電源ラインの浮遊インダクタンス２８２により発生するノイズ成分の電圧ｖｂｎ（１）、ｖｂｎ（２）が重畳されている。ｖｂｎ（１）はＶｂ０に対応し、ｖｂｎ（２）はＶｂ１に対応する。  時刻ｔ＝０でＯＦＦ状態のスイッチ素子Ｑ４は、ｔ＝ｔ１でＯＮへ切り替わるが、実際には遅延時間ΔｔＯＮ経過後にＯＮに至る。ＯＦＦからＯＮに至る間、電圧ＶＵが低下する。
【００１６】
電源電圧ＶＢがＶｂ０である場合のΔｔＯＮにおける電圧変化を説明の都合上ｄＶ／ｄｔ＝−ｄＶ／ｄｔ（１）とする。−ｄＶ／ｄｔ（１）により、Ｃｓｕを介して漏れ電流Ｉｓｕ＝−ｉｓｕ（１）が発生し、前記−ｉｓｕ（１）のｄｉ／ｄｔが電源ラインの等価インダクタンスＬｓに作用して、電源ラインにノイズ成分の電圧ｖｂｎ＝ｖｂｎ（１）が発生する。
【００１７】
電源電圧ＶＢがＶｂ１である場合のΔｔＯＮにおける電圧変化を説明の都合上ｄＶ／ｄｔ＝−ｄＶ／ｄｔ（２）とする。−ｄＶ／ｄｔ（２）により、Ｃｓｕを介して漏れ電流Ｉｓｕ＝−ｉｓｕ（２）が発生し、前記−ｉｓｕ（２）のｄｉ／ｄｔが電源ラインの等価インダクタンスＬｓに作用して、電源ラインにノイズ成分の電圧ｖｂｎ＝ｖｂｎ（２）が発生する。
【００１８】
次に、時刻ｔ＝ｔ２で、Ｑ４はＯＮからＯＦＦへ切り替わるが、同じく遅延時間ΔｔＯＦＦ経過後にＯＦＦに至る。ＯＮからＯＦＦに至る間、電圧ＶＵが増加する。
【００１９】
電源電圧ＶＢがＶｂ０である場合のΔｔＯＦＦにおける電圧変化をｄＶ／ｄｔ＝ｄＶ／ｄｔ（１）とする。ｄＶ／ｄｔ（１）により、Ｃｓｕを介して漏れ電流Ｉｓｕ＝ｉｓｕ（１）が発生し、前記ｉｓｕ（１）のｄｉ／ｄｔが電源ラインの等価インダクタンスＬｓに作用して、電源ラインにノイズ成分の電圧ｖｂｎ＝ｖｂｎ（１）が発生する。
【００２０】
電源電圧ＶＢがＶｂ１である場合のΔｔＯＦＦにおける電圧変化をｄＶ／ｄｔ＝ｄＶ／ｄｔ（２）とする。ｄＶ／ｄｔ（２）により、Ｃｓｕを介して漏れ電流Ｉｓｕ＝ｉｓｕ（２）が発生し、前記ｉｓｕ（２）のｄｉ／ｄｔが電源ラインの等価インダクタンスＬｓに作用して、電源ラインにノイズ成分の電圧ｖｂｎ＝ｖｂｎ（２）が発生する。
【００２１】
図１３は、図１２のノイズのスペクトラム例を示す図である。同図のＭ１、Ｍ２は、上述のノイズを可視化するために入力端子２２１ａに接続された電源ラインとグランド間のノイズをスペクトラム・アナライザで計測したスペクトラムを示す。ノイズのスペクトラムＭ１は、電源電圧ＶＢがｖｂ０である場合に発生する。ノイズのスペクトラムＭ２は、電源電圧ＶＢがｖｂ１である場合に発生する。
【００２２】
以上のように、ノイズは、スイッチ素子のｄＶ／ｄｔにより発生するが、ｄＶ／ｄｔは、ＯＦＦからＯＮ、もしくはＯＮからＯＦＦへの移行時間が同じである場合には、電力供給源である電源電圧が大きいほど、ｄＶ／ｄｔの値大きくなり発生するノイズが悪化する。すなわち、図１２において、電源電圧をＶＢ＝Ｖｂ０からＶｂ１へ変更することで、ｄＶ／ｄｔ、Ｉｓｕ、ｖｂｎが大きくなる。図１３のスペクトラムＭ２もスペクトラムＭ１よりも大きな値になっている。
【００２３】
従って、このようなインバータ回路を備えてブラシレスモータの電力供給源を、電圧値の小さい電源（例えば補機バッテリ）から、電圧の大きい高電圧電源（例えば、主機バッテリやそれに準じる電源）から直接電力供給を受けるように変更した場合には、インバータ回路のスイッチ素子のｄＶ／ｄｔの値が大きくなり発生するノイズが悪化するという課題がある。
【００２４】
このような課題を解決するために、本開示の一態様に係るブラシレスモータは、複数相に対応する複数の巻線を有するブラシレスモータであって、電源電圧の供給を受ける受電端子と、前記受電端子に供給された前記電源電圧を、所定の電圧に降圧する電圧変換回路と、前記電圧変換回路によって降圧された前記所定の電圧をスイッチングすることにより複数相の駆動信号を生成し前記複数の巻線に供給するインバータ回路とを備える。
【００２５】
このブラシレスモータによれば、受電端子に供給される電源電圧を、より大きな電圧値をもつ電源電圧に変更した場合であっても、ノイズの悪化を抑制することができる。なぜなら、高い電圧値の電源電圧は所定の電圧にまで降圧されてから、インバータ回路に入力される。インバータ回路のスイッチング動作において時間的電圧変化率は、高い電源電圧と比較して、所定の電圧のときの方が小さくなる。これにより、スイッチングにより生じるノイズの悪化を抑制することができる。
【００２６】
以下、本開示の一態様に係る画像復号化装置および画像符号化装置の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２７】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本開示のブラシレスモータ１の構成例における断面図である。同図のようにブラシレスモータ１は、固定子３と回転子５とプリント配線板８とを含む。回転子５は、永久磁石４を備えたヨーク１６とシャフト１７から構成される。シャフト１７は、玉軸受１５に保持される。固定子３には、巻線２が巻き回されている。プリント配線板８は、インバータ回路６、電圧変換回路７、受電端子１３、巻線端子１４を備え、固定子３と結合される。巻線端子１４は、プリント配線板８のインバータ回路６の出力と巻線２とを、互いに電気的接続するために設けている。フレーム９は、固定子３、回転子５を納める。プリント配線板８は、基板固定台１０を介して、基板固定部１９を用いてフレーム９に固定される。フレーム９は、ブラケット２０で蓋をされる。リード線１８の一端は、受電端子１３に接続され、リード線保持部１２により、前記フレーム９及び前記ブラケット２０の間に勘合される。リード線１８の他端はコネクタ１１に接続される。
【００２９】
図２は、ブラシレスモータ１の回路構成例を示すブロック図である。同図のようにブラシレスモータ１は、コネクタ１１およびプリント配線板８を有する。プリント配線板８は、受電端子１３、電圧変換回路７、インバータ回路６、巻線端子１４、固定子３を有する。また、インバータ回路６は、６つのスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６を有する。
【００３０】
コネクタ１１は、電源電圧線に接続するコネクタであり、電圧ＶＢ１が入力される電源端子、ＧＮＤ端子の少なくとも２端子を有する。ここでは、例えば１２Ｖよりも高い電圧ＶＢ１（例えば４８Ｖ）がコネクタ１１に入力されるものとする。コネクタ１１は、リード線１８を介してプリント配線板８の受電端子１３へ接続される。
【００３１】
固定子３は、複数相に対応する複数の巻線２を有する。同図では固定子３は、３相に対応する３つの巻線２を有する。
【００３２】
受電端子１３は、コネクタ１１を介して電源電圧ＶＢ１の供給を受ける。
【００３３】
電圧変換回路７は、受電端子１３に供給された電源電圧ＶＢ１を、所定の電圧ＶＢ０に降圧するＤＣ−ＤＣコンバータである。例えば、電源電圧は約４８Ｖ、所定の電圧ＶＢ０は約１２Ｖである。
【００３４】
インバータ回路６は、電圧変換回路７によって降圧された所定の電圧ＶＢ０をスイッチングすることにより複数相の駆動信号を生成し複数の巻線２に供給する。同図のインバータ回路６は、３相の駆動信号を生成するために、トーテムポール型に接続された三対のスイッチ素子を有する。一対のスイッチ素子Ｑ１とスイッチ素子Ｑ４は、所定の電圧ＶＢ０の電源線と接地線との間にトーテムポール接続される。スイッチ素子Ｑ１とスイッチ素子Ｑ４との接続点は、Ｕ相の駆動信号を出力する。一対のスイッチ素子Ｑ２とスイッチ素子Ｑ５、および、一対のスイッチ素子Ｑ３とスイッチ素子Ｑ６についても同様である。ただし、一対のスイッチ素子Ｑ２とスイッチ素子Ｑ５との接続点は、Ｖ相の駆動信号を出力する。一対のスイッチ素子Ｑ３とスイッチ素子Ｑ６との接続点は、Ｗ相の駆動信号を出力する。
【００３５】
巻線端子１４は、三対のスイッチ素子の上記３つの接続点に接続され、三相の駆動信号を固定子３に出力する。
【００３６】
固定子３は、３相の駆動信号に対応する３つの巻線２を有する。３つの巻線２は、例えば回転子５を囲むように回転子５内に配置される。３つの巻線は、三相の駆動信号により回転磁界を発生する。これにより固定子３は回転子５を回転させる。
【００３７】
図２のブラシレスモータ１によれば、受電端子１３に供給される電源電圧が、より大きな電圧値をもつ電源電圧（例えば４８Ｖ）であっても、ノイズの悪化を抑制することができる。なぜなら、高い電圧値の電源電圧は所定の電圧（例えば１２Ｖ）にまで降圧されてから、インバータ回路６に入力される。インバータ回路６のスイッチング動作における時間的電圧変化率は、電源電圧が高いときと比較して、所定の電圧のときの方が小さくなる。これにより、ノイズの悪化を抑制することができる。なお、図２には、図１１と同様に、浮遊容量２７９、２８０、２８１、浮遊インダクタンス２８２を図示してある。
【００３８】
図３は、図２のプリント配線板８に実装される電圧変換回路７の内部構成例を示すブロック図である。同図の電圧変換回路７は、制御ＩＣ２２、スイッチ素子２３、ダイオード２４、インダクタ２５、第１のコンデンサ２６、第２のコンデンサ２７、第３のコンデンサ２８、第１の抵抗２９、第２の抵抗３０および第３の抵抗３１を備える。制御ＩＣ２２は、誤差アンプ３２、リファレンス電圧源３３、コンパレータ３４、ゲートドライバ３５、三角波発振器３６、ＦＢ端子、ＰＧＡＴＥ端子、電源端子ＶＩＮ、接地端子ＧＮＤおよび調整端子ＡＤＪを備える。
【００３９】
電圧変換回路７は、入力される電源電圧ＶＢ１を所定の電圧ＶＢ０に降圧する。つまり、電圧変換回路７は、電源電圧ＶＢ１を、スイッチ素子２３によるスイッチングによって、ダイオード２４およびインダクタ２５に電気エネルギーを蓄積および放出し、さらに第１のコンデンサ２６によって平滑化される。平滑化された電圧は、制御ＩＣ２２におけるフィードバック制御によって、所定の電圧に維持される。
【００４０】
スイッチ素子２３は、例えば、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴであり、そのゲートには制御ＩＣ２２からＰＷＭ信号が入力される。
【００４１】
ダイオード２４およびインダクタ２５は、スイッチ素子２３を介して入力される電気エネルギーを蓄積し、第１のコンデンサ２６側に放出する。
【００４２】
第１の抵抗２９および第２の抵抗３０の直列回路は、平滑化された出力電圧を分圧した分圧値をフィードバック信号として制御ＩＣ２２のＦＢ端子に出力する。第１の抵抗２９の抵抗値および第２の抵抗３０の抵抗値は、出力電圧の電圧値が所定の電圧ＶＢ０（例えば１２Ｖ）の時に、ＦＢ端子の電圧（つまり分圧値）がリファレンス電圧源３３の基準電圧ＶＲＥＦに等しくなるよう設定される。
【００４３】
第３のコンデンサ２８と第３の抵抗３１の並列回路は、三角波発振器３６の発振周波数を調整するための回路である。
【００４４】
制御ＩＣ２２は、フィードバック信号に応じてパルス幅を変化させたＰＷＭ信号を生成し、ＰＧＡＴＥ端子を介してスイッチ素子２３のゲートに供給する。このＰＷＭ信号は、スイッチ素子２３のオンおよびオフを制御する制御信号である。
【００４５】
制御ＩＣ２２において、ＦＢ端子に入力されるフィードバック信号は誤差アンプ３２に入力される。誤差アンプ３２は、リファレンス電圧源３３の基準電圧ＶＲＥＦとフィードバック信号との誤差値をコンパレータ３４に入力する。コンパレータ３４は、三角波発振器３６が出力する三角波と、誤差とを比較することによりＰＷＭ信号を作成する。ＰＷＭ信号は、ゲートドライバ３５を介してＰＧＡＴＥ端子に接続されるスイッチ素子２３の制御端子に入力される。このようにして、制御ＩＣ２２は、スイッチ素子２３のオンおよびオフをフィードバック制御する。
【００４６】
図４は、実施の形態１に係るブラシレスモータの動作例における信号波形を示す図である。図５は、実施の形態１に係るブラシレスモータ１の伝導ノイズをスペアナ２７８で計測したスペクトラムを示す図である。
【００４７】
図４の横軸は時間を示す。（ａ）は、スイッチ素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦの区間を示す。（ｂ）は、スイッチ素子Ｑ４とＵ相の巻線２との接続端子Ｕの電圧変化を示す。Ｖｂ０、は、インバータ回路６に印加される所定の電圧を示す。Ｖｂ０は、例えば、１２Ｖである。（ｃ）は、浮遊容量２７９を介してグランドへ流れる漏れ電流Ｉｓｕを示す。（ｄ）は、電圧変換回路７の入力側の電源ラインの電圧波形（電圧ＶＢ１）と、出力側の電源ラインの電圧波形（電圧ＶＢ０）とを示す。ｖｂｎ（１）は、浮遊インダクタンス２８２により電源ラインに発生するノイズ成分の電圧を示す。
【００４８】
図４の（ａ）〜（ｃ）は、図１２の（ａ）〜（ｃ）と同様である。まず、（ｄ）を用いて、電圧変換回路７の動作を説明する。
【００４９】
図４の（ｄ）において、時刻ｔ＝ｔ０１にて、ブラシレスモータ１に電源投入され、制御ＩＣ２２のＶＩＮに入力される電圧ＶＢ１が増大する。時刻ｔ＝ｔ０２に至ると制御ＩＣ２２は、スイッチ素子２３（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）を導通させる。スイッチ素子２３の導通により、前記電圧変換回路７の出力電圧ＶＢ０が増大を開始する。電圧ＶＢ０の大きさに対応するフィードバック信号が制御ＩＣ２２のＦＢ端子に入力される。制御ＩＣ２２は、フィードバック信号に応じてパルス幅を変化させたＰＷＭ信号を生成し、ＰＷＭ信号を制御信号としてスイッチ素子２３のＯＮ／ＯＦＦをフィードバック制御する。
【００５０】
以上の動作によりＶＢ０は、時刻ｔ＝ｔ０３にて、ＶＢ０＝Ｖｂ０の値に収束する。
【００５１】
続いて、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて、ブラシレスモータ１により発生するノイズの大きさについて、図２記載のスイッチ素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦ動作を例に説明する。
【００５２】
時刻ｔ＝ｔ１にて、スイッチ素子Ｑ４はＯＦＦ状態がＯＮに切り替わる。このとき、スイッチ素子Ｑ４がＯＦＦからＯＮに完全に切り替わるのに所要時間ΔｔＯＮを要する。時刻ｔ１からΔｔＯＮ経過後のｔ＝ｔ１１に至る間、巻線端子Ｕの電圧ＶＵは、所定の電圧に等しい値Ｖｂ０からゼロ電圧へ、−ｄＶ／ｄｔ（１）の変化率で降下する。この電圧変化−ｄＶ／ｄｔ（１）により、浮遊容量Ｃｓｕを介して、漏れ電流−ｉｓｕ（１）が発生する。−ｉｓｕ（１）のｄｉ／ｄｔと浮遊インダクタンス２８２の効果により電圧変換回路７の出力端子に接続された、電圧ＶＢ０の電源ラインには、ノイズ成分の電圧ｖｂｎ（１）が発生する。ノイズ成分の電圧ｖｂｎ（１）は、電圧変換回路７の入力端子に接続された、電圧ＶＢ１の電源ラインにも伝播するが、単なる伝播であるので、ＶＢ１の電源ラインに現れるノイズ成分の電圧ｖｂｎ（１）は、電圧がＶｂ１＞＞Ｖｂ０の関係であってもＶＢ０のノイズと同じである。
【００５３】
続いて、時刻ｔ＝ｔ２にて、ＯＮ状態のスイッチ素子Ｑ４がＯＦＦに切り替わる。このとき、スイッチ素子Ｑ４がＯＮからＯＦＦに切り替わるのに所要時間ΔｔＯＦＦを要する。時刻ｔ２からΔｔＯＦＦ経過後のｔ＝ｔ２１に至る間、巻線端子Ｕの電圧ＶＵは、ゼロに近い値から所定の電圧に等しいＶｂ０へ、ｄＶ／ｄｔ（１）の変化率で昇圧する。この電圧変化ｄＶ／ｄｔ（１）により、浮遊容量Ｃｓｕを介して、漏れ電流ｉｓｕ（１）が発生する。ｉｓｕ（１）のｄｉ／ｄｔと浮遊インダクタンス２８２の効果により電圧変換回路７の出力端子に接続された、電圧ＶＢ０の電源ラインには、ノイズ成分の電圧ｖｂｎ（１）が発生する。ノイズ成分の電圧ｖｂｎ（１）は、電圧変換回路７の入力端子に接続された、電圧ＶＢ１の電源ラインにも伝播するが、単なる伝播であるので、電圧ＶＢ１の電源ラインに現れるノイズ成分の電圧ｖｂｎ（１）は、電圧がＶｂ１＞＞Ｖｂ０の関係であってもＶＢ０のノイズと同じである。図４の（ｄ）では、図１２の（ｄ）に示した大きなノイズ成分の電圧ｖｂｎ（２）のような大きなノイズは見られない。
【００５４】
図５は、図４のノイズ成分の電圧ｖｂｎ（１）のスペクトラム例を示す図である。図５のＭ１は、伝播したノイズを可視化する目的で、電圧変換回路７の入力端子に接続された電圧ＶＢ１の電源ラインのノイズをスペクトル・アナライザにて計測したスペクトラムの例である。ノイズはＭ１（ｄＢ）となり、図１３の従来例の電源電圧が補機バッテリの１２Ｖである場合のノイズＭ１（ｄＢ）と等しい。図５では、図１３のＭ２に示した大きなノイズは見られない。
【００５５】
以上説明してきたように本実施の形態におけるブラシレスモータ１は、複数相に対応する複数の巻線を有するブラシレスモータであって、電源電圧の供給を受ける受電端子１３と、受電端子１３に供給された電源電圧を、所定の電圧に降圧する電圧変換回路７と、電圧変換回路７によって降圧された所定の電圧をスイッチングすることにより複数相の駆動信号を生成し複数の巻線に供給するインバータ回路６とを備える。
【００５６】
この構成によれば、受電端子に供給される電源電圧を、より大きな電圧値をもつ電源電圧に変更した場合であっても、ノイズの悪化を抑制することができる。なぜなら、高い電圧値の電源電圧は所定の電圧にまで降圧されてから、インバータ回路に入力される。インバータ回路のスイッチング動作において時間的電圧変化率は、電源電圧が高いときと比較して、所定の電圧のときの方が小さくなる。これにより、ノイズの悪化を抑制することができる。
【００５７】
言い換えれば、本開示のブラシレスモータ１は、電圧変換回路７の作用により、より高い電源電圧を得る場合であっても、インバータ回路６には、常に所定の電圧が入力されることにより、インバータ回路６のスイッチ素子群のＯＮ／ＯＦＦ動作に伴うノイズを抑えることが出来る。
【００５８】
ここで、ブラシレスモータ１は、主機バッテリと補機バッテリとを有する車両に備えられ、受電端子１３に供給される電源電圧は、主機バッテリから供給され、補機バッテリの電圧よりも高く、所定の電圧は、補機バッテリの電圧に対応してもよい。
【００５９】
この構成によれば、主機バッテリに基づくＤＣ４８Ｖなど高電圧を電力供給源にした場合であっても、電圧変換回路７により、インバータ回路６へ補機バッテリ（１２Ｖ）と同じもしくはそれに準じた低い所定の電圧を供給することで、インバータ回路６内のスイッチ素子の時間的電圧変化率（ｄＶ／ｄｔ）の値を下げることで、発生するノイズを抑制する利点がある。
【００６０】
ここで、ブラシレスモータ１は、複数の巻線２を有する固定子３と、永久磁石４を配した回転子５と、プリント配線板８とを有し、受電端子１３、電圧変換回路７およびインバータ回路６はプリント配線板８に実装されてもよい。
【００６１】
この構成によれば、回路等をプリント配線板８に集約することにより、ブラシレスモータ１をより簡単な構成にすることができる。
【００６２】
なお、電圧変換回路７のスイッチ素子２３として、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴを用いたが、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを用いても良いし、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２個をトーテムポール接続し、交互にＯＮ／ＯＦＦ制御させても良い。又、スイッチ素子２３ではなくシリーズレギュレータを用いても良い。
【００６３】
（実施の形態２）
本実施の形態におけるブラシレスモータ１は実施の形態１と同じであるが、電圧変換回路７の三角波発振器３６の周波数について説明する。
【００６４】
図３に示したように、電圧変換回路７は、受電端子１３に供給される電源電圧をスイッチングにより降圧するためのスイッチ素子２３を含む。このスイッチング動作は、新たなノイズ発生の原因となる。そこで、本実施形態におけるブラシレスモータ１では、スイッチ素子２３のスイッチング周波数、つまり、三角波発振器３６の発振周波数は、公共放送周波数帯と重ならない周波数を用いている。
【００６５】
例えば、電気自動車、ハイブリッド車等の車両はラジオ受信機、テレビ受像機を搭載する場合が多い。ブラシレスモータ１がこのような車両に利用可能である。そこで、スイッチ素子２３のスイッチング周波数は、ラジオ放送、テレビ放送等の公共放送周波数帯以外の周波数としている。
【００６６】
図６は、実施の形態２に係るブラシレスモータ１に対するスペクトラム・アナライザによる観測事例におけるノイズのスペクトラム例を示す図である。ブラシレスモータ１の電圧変換回路７の三角波発振器３６の発振周波数を、公共放送周波数バンドＡ、Ｂの狭間の周波数ｆ１としている。
【００６７】
電圧変換回路７内のスイッチ素子２３のスイッチング周波数ｆ１にノイズＭ３が発生する。ノイズＭ３の大きさは、ノイズ許容限度値Ｌｉｍｉｔ１、Ｌｉｍｉｔ２を超過している場合であっても、公共放送周波数バンドＡ、Ｂから外れているので、公共放送受信機器に対し有害な影響を与えない。
【００６８】
以上説明してきたように本実施の形態におけるブラシレスモータ１において、電圧変換回路７は、受電端子１３に供給される電源電圧をスイッチングにより降圧するためのスイッチ素子２３を含み、スイッチ素子２３のスイッチング周波数は、公共放送周波数帯と重ならない周波数である。これにより、ブラシレスモータ１周辺の公共放送受信機器にノイズを与えない。
【００６９】
（実施の形態３）
本実施の形態におけるブラシレスモータ１は実施の形態１と同じであるが、電源ラインに伝播するノイズ以外の、空間に放射される放射ノイズの抑制について説明する。
【００７０】
図１に示したように、ブラシレスモータ１は、固定子３、回転子５およびプリント配線板８等を収容するフレームを有する。本実施の形態では、図１のフレーム９とブラケット２０とを合わせて単にフレームと呼ぶ。フレーム９は、鋼鈑等の電磁遮蔽材で構成される。また、図１のブラケット２０も鋼鈑等の電磁遮蔽材で構成される。プリント配線板８のグランドとフレームとを電気的に接続される。こうすれば、プリント配線板８上のノイズが外部へ放射されることを抑制することが可能である。
【００７１】
図７は、電源ラインに伝播するノイズではなく、実施の形態３に係るブラシレスモータ１からの放射ノイズを測定するための、ブラシレスモータ１、スペアナ２７８およびアンテナ３７の配置図である。
【００７２】
図７において本開示のブラシレスモータ１の外郭であるフレーム９、及びブラケット２０の材質を、鋼板で構成される。プリント配線板８のグランドとフレーム９とは、基板固定部１９で物理的締結と電気的接続を同時に行っている。基板固定部１９は、金属製ねじを用いても良い。外部から供給される高電圧バッテリ２１（例えば４８Ｖ）により、プリント配線板８上の電圧変換回路７内のスイッチ素子２３、および、インバータ回路６のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のＯＮ／ＯＦＦ動作により電磁波３９が発するが、グランドに接続されたフレーム９、もしくはフレーム９に勘合したブラケット２０により遮蔽され、外部に漏れることは無く、アンテナ３７には、電磁波３９、即ち放射ノイズは観測されない。
【００７３】
以上説明してきたように本実施の形態におけるブラシレスモータ１において、ブラシレスモータ１は、固定子３、回転子５およびプリント配線板８と収容するフレーム９を有し、フレーム９は、電磁遮蔽材で構成され、プリント配線板８のグランドと電気的に接続されている。
【００７４】
これにより、プリント配線板８上のノイズが外部へ漏れることを抑制することができる。
【００７５】
（適用例）
以下、上記の各実施の形態におけるブラシレスモータ１の適用例としてブロア装置および車両について説明する。
【００７６】
図８は、ブラシレスモータ１を備えるブロア装置１００の構成例を示す分解斜視図である。
【００７７】
図８に示すように、ブロア装置１００は、表ケース１０１と裏ケース１０２とが係合部１０８ａ、１０８ｂにより係合されて筐体が構成される。筐体内には裏ケース１０２に固定されたブラシレスモータ１およびその回転軸を介して連結された送風用のファン１０３が収納される。同図のファン１０３は、シロッコファンの例を示している。また、ブロア装置１００は、表ケース１０１に開口した吸気口１０９を備えるとともに、回転軸と直交する方向に開口した噴出口１０４を備えている。
【００７８】
このようなブロア装置１００の構成において、ブラシレスモータ１が備えるコネクタ１１に、外部から電源電圧を供給するとともに制御信号を印加することでブラシレスモータ１の回転軸が回転する。回転軸が回転すると、回転軸を介してファン１０３が回転する。そして、筐体の吸気口１０９から矢印１１２の方向に外気を吸い込み、吸い込まれた外気は噴出口１０４から矢印１１３の方向に噴出する。
【００７９】
このブロア装置は、電気自動車またはハイブリッド車などの車両に搭載された場合、エンジンや主機バッテリなどの冷却対象物を冷却する。
【００８０】
図９は、図８のブロア装置１００を搭載した車両用のバッテリ装置１１０の構成例を示す図である。図１０は、図９のバッテリ装置１１０を搭載した車両の構成例を示す図である。
【００８１】
同図９において、バッテリ装置１１０は、図８のブロア装置１００と、複数の主機バッテリ１１７とを備える。ブロア装置１００は、走行用モータ駆動用の主機バッテリ１１７の冷却に使用される。図９において、ブロア装置１００が回転動作したときに生じる空気の流れを図中、矢印１１２、１１３で示している。
【００８２】
また、図１０に示す車両は、電気自動車やハイブリッド車であって、通常、走行用モータの電力源である主機バッテリ１１７と、車内電装に電力を供給するための補機バッテリ７０とを搭載している。
【００８３】
ブロア装置１００は、主機バッテリ１１７からの電力供給により動作する。なお、１００への電力供給源を、主機バッテリ１１７と補機バッテリ７０とから選択するようにしてもよい。例えば、イグニションキーがオンの場合は、補機バッテリ７０からの供給される電力によって回転動作し、イグニションキーがオフになった直後で主機バッテリ１１７が所定温度を超えている場合には、主機バッテリ１１７から供給される電力によって回転動作するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本開示のブラシレスモータは、複数相に対応する複数の巻線を有するブラシレスモータであって、ブロア装置や車両に利用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１  ブラシレスモータ
２  巻線
３  固定子
４  永久磁石
５  回転子
６  インバータ回路
７  電圧変換回路
８  プリント配線板
９  フレーム
１０  基板固定台
１１  コネクタ
１２  リード線保持部
１３  受電端子
１４  巻線端子
１５  玉軸受
１６  ヨーク
１７  シャフト
１８  リード線
１９  基板固定部
２０  ブラケット
２１  高電圧バッテリ
２２  制御ＩＣ
２３  スイッチ素子
２４  ダイオード
２５  インダクタ
２６  第１のコンデンサ
２７  第２のコンデンサ
２８  第３のコンデンサ
２９  第１の抵抗
３０  第２の抵抗
３１  第３の抵抗
３２  誤差アンプ
３３  リファレンス電圧源
３４  コンパレータ
３５  ゲートドライバ
３６  三角波発振器
３７  アンテナ
３９  電磁波
７０  補機バッテリ
１００  ブロア装置
１１７  主機バッテリ
１１０  バッテリ装置
２７８  スペアナ
２７９、２８０、２８１  浮遊容量
２８２  浮遊インダクタンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2019009833.tif 000011
【図１０】
2019009833.tif 000012
【図１１】
2019009833.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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