(57)【要約】【課題】ＦＭ帯及びＤＡＢ帯のノイズを低減する軽量のモータ装置を提供する。【解決手段】  モータの駆動回路１において、モータブラシ６Ｐ及び６Ｍとヨーク５との間に、ノイズ除去装置として空芯コイル８とコンデンサ９とが接続される。空芯コイル８は、モータブラシ６Ｐ及び６Ｍとヨーク５との間のバスバー１１を螺旋状に巻くことで形成され、コンデンサ９はバスバー１１とヨーク５との間に誘電体１２を配設することで形成される。コンデンサ９の自己共振周波数をＦＭ帯とし、空芯コイル８の自己共振周波数をコンデンサの自己共振周波数よりも大きくすることで、ＦＭ帯及びＤＡＢ帯におけるノイズを低減することができる。【選択図】図１
2012147544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子を収容する導電性の筐体を有して構成され、前記回転子のコンミテータにブラシを接触させて供給される電力により当該回転子が前記筐体に対し回転するモータにおいて、
前記ブラシと電源端子との間に設けられている空芯コイルと、
前記空芯コイルの前記電源端子側の端部と前記筐体との接続経路の間に設けられているコンデンサと、を備え、
前記空芯コイルの自己共振周波数は、前記コンデンサの自己共振周波数よりも高いことを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
前記ブラシと前記電源端子とは、バスバーを介して接続されており、
前記空芯コイルは、螺旋状に巻かれた前記バスバーにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
【請求項３】
前記ブラシと前記筐体とは、バスバーを介して接続されており、
前記コンデンサは、前記筐体と、前記バスバーと、前記筐体と前記バスバーとの間に配設されている誘電体とを有して構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ装置。
【請求項４】
前記筐体の外側に配設されている外部端子群を備え、
前記電源端子は、外部電源端子として前記外部端子群に含まれ、
前記筐体は、前記外部端子群に含まれる外部接地端子に接続され、
前記コンデンサは、前記外部電源端子と前記外部接地端子とに接続されていることを特徴とする請求項1乃至３のいずれか一項に記載のモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、モータ装置に関し、特に、ブラシ付きのモータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシ付きモータが回転すると、ブラシとコンミテータと間の放電によりノイズが発生する。従来から、こうしたノイズを低減するブラシ付きモータ装置として、特許文献1に記載されたものがある。
特許文献1に記載のモータ装置では、モータのブラシに接続されているチョークコイルと、一端が当該チョークコイルに接続されるとともに他端がヨークに接続されたコンデンサとによってノイズフィルタを構成し、当該ノイズフィルタによってノイズを低減している。
詳しくは、チョークコイルとして、フェライトコアに巻線を施したものを採用して、当該チョークコイルのインダクタンスを高く設定することにより、このチョークコイルを用いて約７０〜１１０ＭＨｚの周波数領域（以下、ＦＭ帯と記す）のノイズを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５７−４９５７１
【発明の概要】
【０００４】
ところで、近年では、ＦＭ帯よりも高域の約１７４〜２４０ＭＨｚの周波数領域（以下、ＤＡＢ帯と記す）のノイズ低減についても規格が増えてきた。しかしながら、上記従来のモータ装置では、チョークコイルの自己共振周波数がＦＭ帯付近にあるため、ＤＡＢ帯のノイズを十分に低減することができない。また、チョークコイルのフェライトコアが重く、モータ装置が重くなるという問題がある。
【０００５】
本願は上記問題に鑑みてなされたものであり、ＦＭ帯及びＤＡＢ帯のノイズを低減する軽量のモータ装置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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、回転子を収容する導電性の筐体を有して構成され、前記回転子のコンミテータにブラシを接触させて供給される電力により当該回転子が前記筐体に対し回転するモータ装置において、前記ブラシと電源端子との間に設けられている空芯コイルと、前記空芯コイルの前記電源端子側の端部と前記筐体との間に設けられているコンデンサと、を備え、前記空芯コイルの自己共振周波数が、前記コンデンサの自己共振周波数よりも高く構成されている。このようにブラシと筐体との間にノイズフィルタを構成することにより、ブラシとコンミテータと間の放電により発生しモータの電源端子に重畳されるノイズを低減することができる。
特に、コイルとしてフェライトコアを用いない空芯コイルを採用しているため、モータ装置を軽量化することができる。
また、空芯コイルであるため、フェライトを用いたコイルよりも自己共振周波数を大きくすることができ、空芯コイルの自己共振周波数をコンデンサの自己共振周波数よりも高くして、コンデンサの自己共振周波数を例えばＦＭ帯付近に設定することにより、ＦＭ帯及びＤＡＢ帯のノイズを効果的に低減することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、前記ブラシと前記電源端子とが、バスバーを介して接続されており、前記空芯コイルが、螺旋状に巻かれた前記バスバーにより構成されている。
このように、新たに空芯コイルを実装することなく、従来からモータを構成しているバスバーで空芯コイルを構成することにより、モータ装置の部品点数を削減することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、前記ブラシと前記筐体とが、バスバーを介して接続されており、前記コンデンサが、前記導電性の筐体と、前記バスバーと、前記筐体と前記バスバーとの間に配設されている誘電体とを有して構成されている。
このように、新たにコンデンサを実装することなく、従来からモータを構成しているバスバーや筐体でコンデンサを構成することにより、モータ装置の部品点数を削減することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、前記筐体の外側に配設されている外部端子群を備え、前記電源端子が外部電源端子として前記外部端子群に含まれ、前記筐体が前記外部端子群に含まれる外部接地端子に接続され、前記コンデンサが前記外部電源端子と前記外部接地端子とに接続されている。
このように外部電源端子及び外部接地端子を外部端子群に含ませることにより、コンデンサを筐体の外部に配置することができる。この場合、例えば、プリント配線基板にコンデンサ実装用のパッドを設け、当該パッドにそれぞれ外部電源端子及び外部接地端子を接続することにより、コンデンサをプリント配線基板に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態におけるモータの駆動回路を示した図
【図２】コイルとコンデンサとの接続部の詳細を示した図
【図３】第１実施形態の計算におけるノイズ低減結果を示した図
【図４】第１実施形態の実験結果におけるノイズ低減効果を示した図
【図５】第２実施形態におけるモータの駆動回路を示した図
【図６】第２実施形態におけるモータの外観を示した図
【図７】４ブラシモータの駆動回路を示した図
【図８】６ブラシモータの駆動回路を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いながら、本願発明の複数の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態におけるモータ装置２ａの駆動回路１を示した図である。同図１では、モータ装置２ａの電源４による駆動がスイッチ３のオンオフにより制御されることを想定している。詳しくは、モータ装置２ａの＋側ブラシ６Ｐは、スイッチ３を介して電源４の＋極に接続され、−側ブラシ６Ｍは、電源４の−極に接続されて、駆動回路１が構成されている。
【００１２】
モータ装置２ａは、筐体としてのヨーク５と、当該ヨーク５の内部に＋側ブラシ６Ｐ及び−側ブラシ６Ｍと、コンミテータ７ａを有する回転子７とを備えたブラシを有して構成されている。そして、モータ装置２ａの＋側ブラシ６Ｐ及び−側ブラシ６Ｍとヨーク５との間にそれぞれ空芯コイル８が設けられ、当該２つの空芯コイル８の電源４側と当該ヨーク５との間にそれぞれコンデンサ９が設けられている。
【００１３】
図２は、空芯コイル８とコンデンサ９との接続部の詳細を示した図である。同図２では、図１の＋側ブラシ６Ｐ及び−側ブラシ６Ｍにそれぞれピグテール１０が接続され、当該ピグテール１０にバスバー１１が接続され、バスバー１１のピグテール１０側の端部とは反対側の端部に図１のスイッチ３を介して電源４が接続されていることを想定している。
バスバー１１は螺旋状に巻かれて、空芯コイル８を形成している。バスバー１１とヨーク５との間には誘電体１２が配設されており、バスバー１１と誘電体１２とヨーク５とでコンデンサ９を形成している。この場合、＋側ブラシ６Ｐ及び−側ブラシ６Ｍは、それぞれバスバー１１を介してヨーク５に接続される。
【００１４】
このように、空芯コイル８を採用することによって、フェライトコアを用いたコイルよりも自己共振周波数を大きくしている。そして、空芯コイル８の自己共振周波数をコンデンサ９の自己共振周波数よりも高くし、例えば、コンデンサ９の自己共振周波数をＦＭ帯付近に設定している。
【００１５】
図３及び図４は、本実施形態におけるノイズ低減効果を説明するための図である。図３は、ノイズ周波数に対するノイズの電界強度の計算結果を、図４はその実測値を示している。図３において、細実線はコイルとコンデンサを用いていないモータ装置の場合の電界強度を、細点線は従来のモータ装置（自己共振周波数がＦＭ帯のコンデンサとフェライトコアを有したコイルとを備えて構成されたモータ装置）を用いた場合の電界強度を、太実線は本実施形態のモータ装置（自己共振周波数をＤＡＢ帯とする空芯コイル８と自己共振周波数をＦＭ帯としたコンデンサ９とを備えて構成されたモータ装置）を用いた場合の電界強度を示している。
【００１６】
図３によれば、従来のモータ装置では、コイルとコンデンサを用いていないモータ装置の場合に比べて、ＦＭ帯においては電界強度が低減される一方で、ＤＡＢ帯においては電界強度の低減が見られないことが分かる。要するに、従来のモータ装置では、ＦＭ帯のノイズは低減することができるものの、ＤＡＢ帯のノイズは低減することができない。
【００１７】
一方、本実施形態の空芯コイル８とコンデンサ９とを備えて構成したモータ装置では、ＦＭ帯及びＤＡＢ帯の両周波数帯における電界強度が低減されていることが分かる。要するに、本実施形態のモータ装置では、空芯コイル８の自己共振周波数をコンデンサ９の自己共振周波数よりも高くし、例えば、コンデンサ９の自己共振周波数をＦＭ帯付近に設定し、空芯コイル８の自己共振周波数をＤＡＢ帯付近にすることにより、ＦＭ帯のノイズを低減することができることに加えて、ＤＡＢ帯のノイズを低減することができる。フェライトコアを有していない空芯コイル８を採用しているため、そのインダクタンスはフェライトコアを有するコイルよりも小さくなり、上述の如く自己共振周波数をＤＡＢ帯付近まで大きくすることができる。
【００１８】
さらに、本実施形態のモータ装置では、コイルとして空芯コイル８を採用しており、フェライトコアを有していない。空芯コイル８は、重いフェライトコアを有していないため、フェライトコアを有したコイルに比べて軽量化することができる。
【００１９】
また、コイルに大電流が流れた場合でも、磁気飽和を起こすことがない。また、コイルの温度上昇によるノイズ低減効果の低下が少ない。
【００２０】
上述したとおり、従来からモータ装置内にあるバスバー１１を螺旋状に巻くことで空芯コイル８を形成し、バスバー１１とヨーク５と誘電体１２とでコンデンサ９を形成している。そのため、新たにコイルやコンデンサを実装させることがなくノイズフィルタを形成することができ、部品点数を削減することができる。なお、コンデンサ９の容量は、バスバー１１とヨーク５との向かい合う面積や距離、誘電体１２の誘電率を調節することによって変化させることができる。
【００２１】
（第２実施形態）
図５及び図６は、第２実施形態を説明するための図である。図５は、モータ装置２ｂの駆動回路を示し、図６はモータ装置２ｂの外観を示している。
モータ装置２ｂは、ヨーク５の外側に＋端子１３と−端子１４と接地端子１５とを含む外部端子群１６を備えている。ヨーク５の内部において、＋端子１３と＋側ブラシ６Ｐとが接続されており、＋端子１３と＋側ブラシ６Ｐとの間に空芯コイル８が接続されている。同様に、−端子１４と−側ブラシ６Ｍとが接続されており、−端子１４と−側ブラシ６Ｍとの間に空芯コイル８が接続されている。
【００２２】
モータ装置２ｂの外部において、＋端子１３と接地端子１５との間、及び−端子１４と接地端子１５との間にそれぞれコンデンサ９が接続されている。
例えば図５では、モータ装置２ｂの外部に設けられたＥＣＵ室１７内に配設されたプリント配線基板１８に形成されたコンデンサ実装用の複数のパッドやスルーホールにそれぞれ＋端子１３、−端子１４及び接地端子１５が接続され、コンデンサ９がプリント配線基板１８に実装されている。
【００２３】
本第２実施形態では、＋端子１３と−端子１４と接地端子１５とを含む外部端子群１６をヨーク５の外部に備えているため、コンデンサをモータ装置２ｂの外部に設けることができる。
例えば、図５に示すようにプリント配線基板１８にコンデンサ９を実装することができる。これにより、モータ装置２ｂを含むモータ駆動回路の小型化や低コスト化を図ることができる。
【００２４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、２つのブラシ６Ｐ，６Ｍを有するモータ装置２ａやモータ装置２ｂを例示したが、４つ以上のブラシを有するモータ装置にも適用可能である。
例えば、４つ以上のブラシを有するモータ装置では、複数の＋側ブラシに共通する空芯コイルを接続し、複数の−側ブラシに共通する空芯コイルを接続する。
具体的には、図７に示すように、４ブラシを有するモータ装置２ｃでは、各＋側ブラシ６Ｐに共通の空芯コイル８を接続し、各−側ブラシ６Ｍに共通の空芯コイル８を接続する。また、図８に示すように、６ブラシを有するモータ装置２ｄでは、各＋側ブラシ６Ｐに共通の空芯コイル８を接続し、各−側ブラシ６Ｍに共通の空芯コイル８を接続する。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・駆動回路
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ・・・モータ
３・・・スイッチ
４・・・電源
５・・・ヨーク
６Ｐ・・・＋側ブラシ
６Ｍ・・・−側ブラシ
７・・・回転子
７ａ・・・コンミテータ
８・・・空芯コイル
９・・・コンデンサ
１０・・・ピグテール
１１・・・バスバー
１２・・・誘電体
１３・・・＋端子
１４・・・−端子
１５・・・接地端子
１６・・・外部端子郡
１７・・・ＥＣＵ室
１８・・・プリント配線基板
【図１】
2012147544.tif 000003
【図２】
2012147544.tif 000004
【図３】
2012147544.tif 000005
【図４】
2012147544.tif 000006
【図５】
2012147544.tif 000007
【図６】
2012147544.tif 000008
【図７】
2012147544.tif 000009
【図８】
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