JP2008104313A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】制御駆動回路の回路ＧＮＤと筐体などのフレームＧＮＤとを電気的に接続する構成のブラシレスモータにおいて、外部電界によるノイズに対し、回転速度変動を生じる誤動作レベルの耐量を向上したブラシレスモータを提供する。
【解決手段】速度制御回路と一体に形成され、前記速度制御回路を実装する回路基板１３上の一面側に円環状に形成された回転速度検出用のＦＧパターン１４の外側の位置に設けられた回路ＧＮＤのランド２０から引き出した配線１６を固定ネジ１９でフレームＧＮＤとなる取り付け板１１と電気的に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、レーザビームプリンタなど回転機構を駆動するブラシレスモータに関し、ステータコイルが巻装されたステータコア（鉄心）と、リング状のマグネットを取り付けたロータと、ロータの位置を検出するホール素子、ロータの回転速度を検出する検出手段を有し、ロータを駆動し制御する制御・駆動回路をモータと一体に組み込み、回路ＧＮＤとセットなど筐体ＧＮＤを接続するブラシレスモータに関する。

複写機、レーザビームプリンタなどの機器は、機器内部に様々な電気ノイズの発生源が存在する。そのため、上記機器の回転機構を駆動するブラシレスモータに、外部電界ノイズなどとして大きな影響を与える。

従来、外部電界ノイズに対する対策として、１つの半導体基板にスイッチング素子、ダイオード及び駆動回路を集積化することにより配線をできるだけ短くすることにより、外部電界ノイズが回路に飛び込み難くする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、速度検出用の平面コイルパターンにキャンセルパターンを追加する構成が良く知られている（例えば、特許文献２参照）。

ところで、ブラシレスモータを板金などで覆ってシールドすれば、外部電界ノイズの飛込みによる誤動作は起きないが、ブラシレスモータを配置するスペースが増大するため実用的ではない。

そこで、従来、上記ノイズの飛び込み対策としてブラシレスモータの制御駆動回路の回路ＧＮＤと筐体などのフレームＧＮＤとを電気的に接続することが一般的に行われている。

上記特許文献２に開示された速度検出用の平面コイルパターンを有するブラシレスモータにおいて、制御駆動回路の回路ＧＮＤと筐体などのフレームＧＮＤとを電気的に接続する構成のブラシレスモータの一例を図３および図４に示す。

図３において、１はステータコイルで、ステータコア２に巻装されている。３は磁性体からなるロータヨークで、このロータヨーク３の内周に取り付けられたロータマグネット４と中央に固定されたシャフト５とによりロータ６を形成している。７はロータヨーク３とシャフト５を支承する軸受である。軸受７はハウジング８の円筒部の内周に保持され、ハウジング８の外周にはステータコア２が固定されている。そして、ハウジング８のフランジ部は、モータを搭載する機器への取り付け板１１との取り付け面となっており、必要に応じて、取り付けネジ１０、取り付け用のネジ孔９が形成される。

ロータマグネット４の内周面には、径方向に複数の駆動用着磁が施されている。ロータマグネット４の開放面端には、ＦＧマグネット部１２が形成されている。このＦＧマグネット部１２はロータマグネット４の内周面の駆動用着磁と直交する方向に複数のＮ、Ｓ磁極が交互に周方向へ速度検出の分解能を高めるため駆動用着磁より多極に着磁されている。

ハウジング８のフランジ部に取り付けられた回路基板１３の片面には、ロータマグネッ
ト４の端面のＦＧマグネット部１２に対向するように図４に示すような環状にＦＧパターン（速度検出パターン）１４が形成されている。

回路基板１３のもう一方の片面には、駆動制御用回路部品２２が、半田づけによって表面実装されている。駆動制御用回路部品２２は、駆動制御集積回路とホール素子チップ型電子部品、抵抗、コンデンサ、ダイオード、パワーＭＯＳＦＥＴ等により構成される。

そして、機器側から接続線１７により電源、制御信号等が回路基板１３上に実装された回路に接続される。

ロータ６の速度検出用ＦＧパターン１４は、前記ＦＧマグネット部１２の着磁極数と等しい発電線素がロータマグネット４端面のＦＧマグネット部１２と対向し、各発電線素を直列に接続して環状に形成されておりＦＧマグネット部１２がロータ６と一体に回転するとＦＧパターン１４には、ＦＧマグネット部１２との相対的な磁束変化により、ロータ６の回転速度に応じた周波数の速度検出信号が誘起される。回路基板１３は、ハウジング８のかしめ部１８とハウジング８とを固定する固定ネジ１５によって固定される。

固定ネジ１５は、回路ＧＮＤ２１と取り付け板１１のフレームＧＮＤとをハウジング８を経由して電気的に接続している。
特開平３−２２６２９１号公報（第５頁、第１１図） 特開２００６−２５５３７号公報（第６頁、図２）

しかしながら、制御駆動回路の回路ＧＮＤと筐体などのフレームＧＮＤとを電気的に接続する構成のブラシレスモータにおいては、外部電界ノイズによって回路ＧＮＤとフレームＧＮＤとの間にノイズ電流が流れる。上記従来の構成のブラシレスモータにおいては、回路ＧＮＤとフレームＧＮＤとなる取り付け板とをハウジングを経由して電気的に接続するので、この接続パターンが速度検出用のＦＧパターンと交差してノイズ電流が流れる。このため、ＦＧパターンに大きな電界ノイズが重畳して誤動作の要因になるという課題があった。

上記課題を解決するために本発明は、速度制御回路と一体に形成され、前記速度制御回路を実装する回路基板の一面上に円環状に形成された回転速度検出用のＦＧパターンを備えるブラシレスモータであって、ブラシレスモータを搭載する機器のフレームＧＮＤと前記回路基板の回路ＧＮＤとを電気的に接続する接続部が、前記ＦＧパターンと干渉しない位置に配置されてなるブラシレスモータである。

より具体的には、ブラシレスモータを機器へ取り付ける取り付け板を設け、ＦＧパターンの外側の位置に回路ＧＮＤのランドを形成し、このランドから直接引き出された配線を、固定ネジによって取り付け板に接続して回路ＧＮＤと機器のフレームＧＮＤとを電気的に接続したものである。

本発明のブラシレスモータ駆動回路によれば、外部電界ノイズ耐性を大幅に改善することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるブラシレスモータの縦断面を示す。
図２は本発明の実施の形態１によるブラシレスモータの回路基板の配線パターンを示す。

上記従来の技術によるブラシレスモータと同一の構成要素には同じ符号を付与し、説明を省略する。

従来は、図３、図４に示すように、回路ＧＮＤ２１とフレームＧＮＤとなる取り付け板１１とをＦＧパターン１４の内側に配置されるハウジング８を経由して固定ネジ１５により接続していたが、本実施の形態においては、図１、図２に示すとおり、回路ＧＮＤと取り付け板１１（フレームＧＮＤ）とは、回路基板１３のＦＧパターン１４の外側の位置に回路ＧＮＤのランド２０を形成し、このランド２０から直接引き出された配線１６と、固定ネジ１９によって接続される。

このように構成すれば回路ＧＮＤとフレームＧＮＤとを接続する配線がＦＧパターン１４に近接あるいは交差しないため外部電界ノイズによるノイズ電流の影響を低減できる。

実験によれば、３５０ＭＨｚ〜６５０ＭＨｚで従来は２〜３Ｖ／ｍしか耐量がなかったが、６Ｖ／ｍまで耐量を向上することができた。

以上により、外部電界ノイズ耐性を向上したブラシレスモータを提供することができる。

本発明のブラシレスモータは、ブラシレスモータを板金などの筐体で覆うことなく、外部電界による回転速度変動による誤動作耐量の向上に有用であるため、複写機、プリンタなどのドキュメント機器の小型化に貢献できる。

本発明の実施の形態１によるブラシレスモータの縦断面図 本発明の実施の形態１によるブラシレスモータの回路基板の配線パターンを示す平面図 従来のブラシレスモータの縦断面図 従来のブラシレスモータの回路基板の配線パターンを示す平面図

符号の説明

１ ステータコイル
２ ステータコア
３ ロータヨーク
４ ロータマグネット
５ シャフト
６ ロータ
７ 軸受
８ ハウジング
９ ネジ孔
１０ 取り付けネジ
１１ 取り付け板
１２ ＦＧマグネット部
１３ 回路基板
１４ ＦＧパターン
１５、１９ 固定ネジ
１６ 配線
１７ 接続線
１８ ハウジング基板固定用かしめ部
２０ ランド
２１ 回路ＧＮＤ
２２ 駆動制御用回路部品

Claims (2)

1. 速度制御回路と一体に形成され、前記速度制御回路を実装する回路基板の一面上に円環状に形成された回転速度検出用のＦＧパターンを備えるブラシレスモータであって、ブラシレスモータを搭載する機器のフレームＧＮＤと前記回路基板の回路ＧＮＤとを電気的に接続する接続部が、前記ＦＧパターンと干渉しない位置に配置されてなるブラシレスモータ。
2. ブラシレスモータを機器へ取り付ける取り付け板を設け、ＦＧパターンの外側に前記回路基板の回路ＧＮＤのランドを形成し、このランドから引き出された配線を前記取り付け板に接続することによりフレームＧＮＤと回路ＧＮＤとの接続部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。

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