(57)【要約】【課題】電気ノイズ抑制のためのコイルやコンデンサの配置が異なる複数のレイアウトを一種類の回路基板で実現する。【解決手段】ノイズ低減回路１００において、プラス側配線６２は、電源およびブラシ４６ａがコイル３２ａを介して電気的に接続される。マイナス側配線６４は、電源およびブラシ４６ｂがコイル３２ｂを介して電気的に接続される。第１接続部５０ａ，５０ｂは、プラス側配線６２のうち電源とコイル３２ａとの間の部分と、マイナス側配線６４のうち電源とコイル３２ｂとの間の部分とを、コンデンサ３８ａ〜３８ｅを介して選択的に接続可能に構成されている。第２接続部５２ａ，５２ｂは、プラス側配線６２のうちコイル３２ａとブラシ４６ａとの間の部分と、マイナス側配線６４のうちコイル３２ｂとブラシ４６ｂとの間の部分とを、コンデンサ３８ａ〜３８ｅを介して選択的に接続可能に構成されている。【選択図】図７
2015106997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源およびプラス側ノイズ発生源がプラス側コイルを介して電気的に接続されたプラス側配線と、
電源およびマイナス側ノイズ発生源がマイナス側コイルを介して電気的に接続されたマイナス側配線と、
前記プラス側配線のうち電源と前記プラス側コイルとの間の部分と、前記マイナス側配線のうち電源と前記マイナス側コイルとの間の部分とを、コンデンサを介して選択的に接続可能に構成されている第１接続部と、
前記プラス側配線のうちプラス側コイルとプラス側ノイズ発生源との間の部分と、前記マイナス側配線のうちマイナス側コイルとマイナス側ノイズ発生源との間の部分とを、コンデンサを介して選択的に接続可能に構成されている第２接続部と、
を備えることを特徴とするノイズ低減回路。
【請求項２】
前記プラス側ノイズ発生源および前記マイナス側ノイズ発生源は、ブラシであることを特徴とする請求項１に記載のノイズ低減回路。
【請求項３】
請求項２に記載のノイズ低減回路と、
前記ノイズ低減回路の、前記プラス側配線および前記マイナス側配線の入力側の端部に設けられている入力端子と、
前記ノイズ低減回路の、前記プラス側配線および前記マイナス側配線の前記ブラシ側の端部に設けられている中継端子と、
前記中継端子と接続されている前記ブラシと、を備え、
前記ノイズ低減回路は、
前記入力端子が前記第１接続部を介して前記コンデンサと導通することで、前記プラス側コイルおよび前記マイナス側コイル、ならびに前記コンデンサの配置が第１パターンの回路となり、
前記中継端子が前記第２接続部を介して前記コンデンサと導通することで、前記プラス側コイルおよび前記マイナス側コイル、ならびに前記コンデンサの配置が前記第１パターンと異なる第２パターンの回路となる、ように構成されているモータ。
【請求項４】
前記ノイズ低減回路は、回路基板を有し、
前記回路基板は、前記プラス側コイル、前記マイナス側コイル、前記コンデンサ、前記プラス側配線、前記マイナス側配線、前記第１接続部および前記第２接続部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記第１接続部は、前記入力端子の凸部が貫通するように前記回路基板に形成された貫通孔と、前記貫通孔の開口縁から絶縁領域を挟んで形成された導電領域と、を有し、
前記第２接続部は、前記中継端子の凸部が貫通するように前記回路基板に形成された貫通孔と、前記貫通孔の開口縁から絶縁領域を挟んで形成された導電領域と、を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
モータのロータと電源との間に配置されるノイズ低減回路であって、
前記ノイズ低減回路は、
複数のノイズ抑制素子と、
前記複数のノイズ抑制素子の回路構成を複数パターンの中から選択できるように、複数箇所が導通していない状態で該複数のノイズ抑制素子が接続配置されている回路と、を備え、
前記回路は、
前記複数箇所のうち第１の箇所を導通することで第１パターンの回路となり、
前記複数箇所のうち前記第１の箇所と異なる第２の箇所を導通することで、前記第１パターンと異なる第２パターンの回路となる、ように構成されていることを特徴とするノイズ低減回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズ低減回路およびモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な装置や製品の駆動源としてモータが用いられている。また、無線技術の発展及び普及により、これらモータが発生する電気ノイズの抑制の要求も高まっている。そのため、電気ノイズを抑制するためのチョークコイルやコンデンサ等の電気素子を備えた回路基板をブラシホルダに搭載したモータも考案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
回路基板に搭載されるチョークコイルやコンデンサの種類や数、レイアウトは様々であり、抑制したい電気ノイズの周波数や、モータが用いられる製品の種類によって適宜設計される。例えば、特許文献１に記載の減速機付モータにおけるプリント基板では、ノイズ消去素子として、チョークコイル、コンデンサ、バリスタ等が搭載されている。また、チョークコイルはコンデンサよりもモータ側（ブラシ側）に配置されている。一方、特許文献２に記載のモータが備えるノイズ防止回路では、コンデンサがチョークコイルよりもモータ側（ブラシ側）に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６０９０７号公報
【特許文献２】特開２００２−７８２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、電気ノイズ抑制のための電気素子の配置は、モータの種類や用途等によって個別に設計されている。そのため、これら電気素子を搭載した回路基板は、モータの種類や用途ごとに製造しなければならない。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電気ノイズ抑制のためのコイルやコンデンサの配置が異なる複数のレイアウトを一種類の回路基板で実現する技術を提供することにある。
【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、本発明のある態様のノイズ低減回路は、電源およびプラス側ノイズ発生源がプラス側コイルを介して電気的に接続されたプラス側配線と、電源およびマイナス側ノイズ発生源がマイナス側コイルを介して電気的に接続されたマイナス側配線と、プラス側配線のうち電源とプラス側コイルとの間の部分と、マイナス側配線のうち電源とマイナス側コイルとの間の部分とを、コンデンサを介して選択的に接続可能に構成されている第１接続部と、プラス側配線のうちプラス側コイルとプラス側ノイズ発生源との間の部分と、マイナス側配線のうちマイナス側コイルとマイナス側ノイズ発生源との間の部分とを、コンデンサを介して選択的に接続可能に構成されている第２接続部と、を備える。
【０００８】
この態様によると、第１接続部を接続することで第１のパターンの回路を実現できる。また、第２接続部を接続することで第２のパターンの回路を実現できる。
【０００９】
プラス側ノイズ発生源およびマイナス側ノイズ発生源は、ブラシであってもよい。これにより、ブラシに起因する電気ノイズを抑制できる。
【００１０】
ノイズ低減回路と、ノイズ低減回路の、プラス側配線およびマイナス側配線の入力側の端部に設けられている入力端子と、ノイズ低減回路の、プラス側配線およびマイナス側配線のブラシ側の端部に設けられている中継端子と、中継端子と接続されているブラシと、を備えてもよい。ノイズ低減回路は、入力端子が第１接続部を介してコンデンサと導通することで、プラス側コイルおよびマイナス側コイル、ならびにコンデンサの配置が第１パターンの回路となり、中継端子が第２接続部を介してコンデンサと導通することで、プラス側コイルおよびマイナス側コイル、ならびにコンデンサの配置が第１パターンと異なる第２パターンの回路となる、ように構成されていてもよい。これにより、第１接続部または第２接続部のいずれかを導通させることで複数のパターンの回路を選択的に実現できる。
【００１１】
ノイズ低減回路は、回路基板を有してもよい。回路基板は、プラス側コイル、マイナス側コイル、コンデンサ、プラス側配線、マイナス側配線、第１接続部および第２接続部が設けられていてもよい。
【００１２】
第１接続部は、入力端子の凸部が貫通するように回路基板に形成された貫通孔と、貫通孔の開口縁から絶縁領域を挟んで形成された導電領域と、を有してもよい。第２接続部は、中継端子の凸部が貫通するように回路基板に形成された貫通孔と、貫通孔の開口縁から絶縁領域を挟んで形成された導電領域と、を有してもよい。
【００１３】
本発明の別の態様は、ノイズ低減回路である。このノイズ低減回路は、モータのロータと電源との間に配置される。また、ノイズ低減回路は、複数のノイズ抑制素子と、複数のノイズ抑制素子の回路構成を複数パターンの中から選択できるように、複数箇所が導通していない状態で該複数のノイズ抑制素子が接続配置されている回路と、を備える。回路は、複数箇所のうち第１の箇所を導通することで第１パターンの回路となり、複数箇所のうち第１の箇所と異なる第２の箇所を導通することで、第１パターンと異なる第２パターンの回路となる、ように構成されている。
【００１４】
この態様によると、導通する箇所を変更するだけで複数のパターンの回路を選択的に実現できる。
【００１５】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電気ノイズ抑制のためのコイルやコンデンサの配置が異なる複数のレイアウトを一種類の回路基板で実現することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係るモータの正面図である。
【図２】本実施の形態に係るモータの断面図である。
【図３】ブラシホルダに設けられた本実施の形態に係るノイズ低減回路の概略構成の模式図である。
【図４】図３に示すブラシホルダを矢印Ａ方向から見た上面図である。
【図５】図３に示すブラシホルダを矢印Ｂ方向から見た一部領域の下面図である。
【図６】図６（ａ）は、第１接続部および第２接続部の概略構成を説明するための上面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図６（ｃ）は、図６（ｂ）の状態で貫通孔に半田を供給した状態を示す模式図である。
【図７】本実施の形態に係るノイズ低減回路の回路図である。
【図８】図８（ａ）は、ノイズ低減回路において第１接続部を導通し第２接続部を導通しない場合の等価回路を示す図、図８（ｂ）、ノイズ低減回路において第２接続部を導通し第１接続部を導通しない場合の等価回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係るモータの正面図である。図２は、本実施の形態に係るモータの断面図である。
【００２０】
本実施の形態に係るＤＣブラシモータ（以下、「モータ」と称する。）１０は、主として、ヨークハウジングとしてのロータハウジング１２と、ロータ１４と、コネクタ付きのブラシホルダ１６と、金属製のカバー部材であるエンドプレート１８と、を備える。ロータハウジング１２は、一端に開口部１２ａが形成され、他端に閉塞された底部１２ｂが設けられている。底部１２ｂは、凹部が形成されており、その凹部に軸受１７が収容されている。また、ロータハウジング１２の内壁には、円弧状のマグネット１９が配置されている。
【００２１】
ロータ１４は、シャフト２０と、コア２２と、巻線２４と、コミテータ（整流子）２６と、を備える。シャフト２０は、軸受１７および軸受２８を介して、ロータ１４を支持する回転軸である。また、シャフト２０は、出力軸としても機能する。軸受２８は、エンドプレート１８の中央部に形成されている凹部に収容されている。コア２２は、複数の鋼板が積層されたものであり、その中心にはシャフト２０が貫通した状態で固定されている。巻線２４は、コア２２の溝２２ａに巻き回されており、電流が流れることで磁力を生じさせる。
【００２２】
コミテータ２６は、コア２２と同様にシャフト２０に固定されている。コミテータ２６は、接触するブラシ（不図示）を通して通電される電流を巻線２４に適切なタイミングで流す接点である。ブラシは、例えば、貴金属等を主成分とするフォーク状の金属ブラシである。なお、ブラシは、カーボンブラシの場合もありうる。
【００２３】
ブラシホルダ１６は、ロータ１４が収納される筒型のロータハウジング１２の開口部１２ａに装着され、ブラシを介したロータ１４への給電経路が設けられている。給電経路の途中には、チョークコイル３２やコンデンサ、バリスタ等のノイズ抑制素子が搭載され、各素子を結ぶ配線が表面に形成された回路基板３４が設けられている。
【００２４】
ブラシホルダ１６は、ロータハウジング１２の開口部１２ａの形状に応じた円形の蓋部１６ａと、蓋部１６ａの外縁部から径方向へ突出した位置に設けられており、外部電源から電流が供給される給電端子が接続されるコネクタ部１６ｂと、を有する。コネクタ部１６ｂの内部には、入力端子（ターミナル）３５ａ，３５ｂが設けられている。
【００２５】
図３は、ブラシホルダ１６に設けられた本実施の形態に係るノイズ低減回路３６の概略構成の模式図である。図４は、図３に示すブラシホルダを矢印Ａ方向から見た上面図である。図５は、図３に示すブラシホルダを矢印Ｂ方向から見た一部領域の下面図である。
【００２６】
主として絶縁体で構成されている回路基板３４は、蓋部１６ａに設けられており、複数のコンデンサ３８ａ〜３８ｅが上面側に搭載されている。コンデンサ３８ａは、配線４０ｂ上に配置されている。複数のコンデンサ３８ｂ〜３８ｅは、配線４０ａ上に直列に配置されている。また、コンデンサ３８ａとコンデンサ３８ｂ〜３８ｅとは並列に配置されている。
【００２７】
回路基板３４の下面側には、チョークコイル３２が配置されており、チョークコイル３２の中心には円柱状のフェライトコア４２が挿入され固定されている。チョークコイル３２は、一端３２ｃが入力端子３５ｂと接続されており、他端３２ｄが中継端子４４と接続されている。中継端子４４は、配線４８を介してブラシ４６と接続されている。
【００２８】
また、回路基板３４の配線４０ｂの途中であって、コンデンサ３８ａの両側には、第１接続部５０ａ，５０ｂが設けられている。また、配線４０において、配線４０ａ，４０ｂとが合流した両端部には、第２接続部５２ａ，５２ｂが設けられている。
【００２９】
図６（ａ）は、第１接続部５０ａ，５０ｂおよび第２接続部５２ａ，５２ｂの概略構成を説明するための上面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図６（ｃ）は、図６（ｂ）の状態で貫通孔に半田を供給した状態を示す模式図である。
【００３０】
回路基板３４は、第１接続部５０ａ，５０ｂおよび第２接続部５２ａ，５２ｂにおいて、それぞれ貫通孔５４が形成されている。第１接続部５０ａの貫通孔５４には、入力端子３５ｂの突起部５６が挿入されている。また、第２接続部５２ａの貫通孔５４には、中継端子４４の突起部５８が挿入されている。各接続部では、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、突起部が貫通孔５４の回路基板３４における内壁３４ａと触れないように配置されている。また、貫通孔５４の配線４０における内壁４０ｃは、回路基板３４の内壁３４ａよりも突起部との距離が大きくなるように形成されている。
【００３１】
これにより、突起部５６（５８）を貫通孔５４に挿入した場合に、突起部５６（５８）の部品公差や位置決め公差によって突起部５６（５８）が内壁３４ａと触れたとしても、配線４０の内壁４０ｃとは直接触れない。つまり、第１接続部５０ａ，５０ｂに突起部５６を挿入し、第２接続部５２ａ，５２ｂに突起部５８を挿入した状態であっても、そのままでは各接続部は導通状態になっていない。
【００３２】
そして、図６（ｃ）に示すように、貫通孔５４に半田６０を充填すると、半田６０を介して突起部５６（５８）と配線４０とが導通状態となる。
【００３３】
図７は、本実施の形態に係るノイズ低減回路の回路図である。図７に示すように、ノイズ低減回路１００は、電源のプラス側と接続される入力端子３５ｂおよびプラス側ノイズ発生源であるブラシ４６ａがプラス側コイル３２ａを介して電気的に接続されたプラス側配線６２と、電源のマイナス側と接続される入力端子３５ｂおよびマイナス側ノイズ発生源であるブラシ４６ｂがマイナス側コイル３２ｂを介して電気的に接続されたマイナス側配線６４と、を備える。
【００３４】
更に、ノイズ低減回路１００は、プラス側配線６２のうち電源とプラス側コイル３２ａとの間の部分と、マイナス側配線６４のうち電源とマイナス側コイル３２ｂとの間の部分とを、コンデンサ３８ａ〜３８ｅを介して選択的に接続可能に構成されている第１接続部５０ａ，５０ｂと、プラス側配線６２のうちプラス側コイル３２ａとブラシ４６ａとの間の部分と、マイナス側配線６４のうちマイナス側コイル３２ｂとブラシ４６ｂとの間の部分とを、コンデンサ３８ａ〜３８ｅを介して選択的に接続可能に構成されている第２接続部５２ａ，５２ｂと、を備える。
【００３５】
図８（ａ）は、ノイズ低減回路１００において第１接続部を導通し第２接続部を導通しない場合の等価回路を示す図、図８（ｂ）、ノイズ低減回路１００において第２接続部を導通し第１接続部を導通しない場合の等価回路を示す図である。
【００３６】
図７に示すノイズ低減回路１００の第１接続部５０ａ，５０ｂに半田６０を充填すると、図８（ａ）に示す第１のパターンの回路を実現できる。また、ノイズ低減回路１００の第２接続部５２ａ，５２ｂに半田６０を充填すると、図８（ｂ）に示す第２のパターンの回路を実現できる。このように、コイル、コンデンサ等の受動素子や、それらを接続する端子や配線等のレイアウトを変更せずに、ノイズ低減回路１００の複数の接続部のうち半田を充填させて導通させる箇所を変更するだけで、複数のパターンの回路を実現できる。つまり、ノイズ低減回路１００は、電気ノイズ抑制のためのコイルやコンデンサの配置が異なる複数のレイアウトを実現できる。
【００３７】
例えば、図８（ａ）、図８（ｂ）に示す各回路パターンは、ブラシに起因する電気ノイズ抑制に効果がある周波数帯が異なる。そのため、一つのノイズ低減回路１００によって、モータ本体の仕様や用途によって変化する異なる周波数パターンの電気ノイズに対応できる。
【００３８】
また、モータ１０は、ノイズ低減回路１００と、ノイズ低減回路１００の、プラス側配線６２およびマイナス側配線６４の入力側の端部に設けられている入力端子３５ｂと、ノイズ低減回路１００の、プラス側配線６２およびマイナス側配線６４のブラシ側の端部に設けられている中継端子４４と、中継端子４４と接続されているブラシ４６と、を備えている。ノイズ低減回路１００は、入力端子３５ｂが第１接続部５０ａ，５０ｂを介してコンデンサと導通することで、プラス側コイル３２ａおよびマイナス側コイル３２ｂ、ならびにコンデンサ３８ａ〜３８ｅの配置が第１パターンの回路となり、中継端子４４が第２接続部５２ａ，５２ｂを介してコンデンサ３８ａ〜３８ｅと導通することで、プラス側コイル３２ａおよびマイナス側コイル３２ｂ、ならびにコンデンサ３８ａ〜３８ｅの配置が第１パターンと異なる第２パターンの回路となる、ように構成されている。このように、第１接続部５０ａ，５０ｂまたは第２接続部５２ａ，５２ｂのいずれかを導通させることで複数のパターンの回路を選択的に実現できる。
【００３９】
また、ノイズ低減回路１００は、回路基板３４を有している。回路基板３４は、プラス側コイル３２ａ、マイナス側コイル３２ｂ、コンデンサ３８ａ〜３８ｅ、プラス側配線６２、マイナス側配線６４、第１接続部５０ａ，５０ｂおよび第２接続部５２ａ，５２ｂが設けられている。このように、複数の部材が搭載された回路基板３４を用いることで生産性が向上する。
【００４０】
また、図６（ａ）、図６（ｂ）に示したように、第１接続部５０ａ，５０ｂは、入力端子３５ｂの突起部５６（凸部）が貫通するように回路基板３４に形成された貫通孔５４と、貫通孔５４の開口縁（内壁３４ａ）から絶縁領域（回路基板３４の露出面３４ｂ）を挟んで形成された導電領域（配線４０）と、を有している。同様に、第２接続部５２ａ，５２ｂは、中継端子４４の突起部５８（凸部）が貫通するように回路基板３４に形成された貫通孔５４と、貫通孔５４の開口縁（内壁３４ａ）から絶縁領域（回路基板３４の露出面３４ｂ）を挟んで形成された導電領域（配線４０）と、を有している。
【００４１】
また、前述のノイズ低減回路１００を以下のように換言することもできる。例えば、本実施の形態に係るノイズ低減回路１００は、モータ１０のロータ１４と電源との間に配置されており、複数のノイズ抑制素子（チョークコイル３２やコンデンサ３８ａ〜３８ｅ）と、複数のノイズ抑制素子の回路構成を複数パターンの中から選択できるように、複数箇所（第１接続部５０ａ，５０ｂおよび第２接続部５２ａ，５２ｂ）が導通していない状態で該複数のノイズ抑制素子が接続配置されている回路（図７参照）と、を備える。回路は、複数箇所のうち第１の箇所を導通することで第１パターンの回路（図８（ａ）参照）となり、複数箇所のうち第１の箇所と異なる第２の箇所を導通することで、第１パターンと異なる第２パターンの回路（図８（ｂ）参照）となる、ように構成されている。このように、本実施の形態に係るノイズ低減回路１００、導通する箇所を変更するだけで複数のパターンの回路を選択的に実現できる。
【００４２】
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００４３】
上述のノイズ低減回路では、導通していない複数の接続部の一部を半田等により導通させることで複数の回路パターンを実現しているが、導通している複数の接続部の一部を切断させることで複数の回路パターンを実現してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０  モータ、  １２  ロータハウジング、  １４  ロータ、  １６  ブラシホルダ、  １８  エンドプレート、  １９  マグネット、  ２０  シャフト、  ２２  コア、  ２４  巻線、  ２６  コミテータ、  ３２  チョークコイル、  ３２ａ  プラス側コイル、  ３２ｂ  マイナス側コイル、  ３４  回路基板、  ３４ａ  内壁、  ３４ｂ  露出面、  ３５ｂ  入力端子、  ３６  ノイズ低減回路、  ３８ａ，３８ｂ  コンデンサ、  ４０  配線、  ４４  中継端子、  ４６  ブラシ、  ５０ａ  第１接続部、  ５２ａ  第２接続部、  ５４  貫通孔、  ５６，５８  突起部、  ６０  半田、  ６２  プラス側配線、  ６４  マイナス側配線、  １００  ノイズ低減回路。
【図１】
2015106997.tif 000003
【図２】
2015106997.tif 000004
【図３】
2015106997.tif 000005
【図４】
2015106997.tif 000006
【図５】
2015106997.tif 000007
【図６】
2015106997.tif 000008
【図７】
2015106997.tif 000009
【図８】
2015106997.tif 000010