JP2013031244A

JP2013031244A - モータ

Info

Publication number: JP2013031244A
Application number: JP2011163974A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Noda; 英孝野田; Tatsuo Maetani; 達男前谷; Yoshinori Isomura; 宜典礒村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-02-07

Abstract

【課題】従来、ＰＷＭ制御されるモータにおいては、急峻なスイッチング動作が行われる為、高周波漏れ電流が発生し、それにより回路から放射されるノイズの発生が問題視されているが、従来のモータにおいては、リード線上の一部にフェライトコアを巻きつける必要があるか、又は基板のパターン上においてビーズコアを実装する必要があり、ビーズコアが必要の無いときは短絡させなければならないという課題がある。
【解決手段】複数のティースと前記ティースを連結する環状のヨークとからなるステータコアと、前記ティースに施された巻線とからなるステータと、前記ステータの内周に回転自在に保持され、永久磁石とロータコアとからなるロータと、前記巻線に電流を通電する回路基板により構成され、前記回路基板と各相の前記巻線端子部間にノイズ低減手段を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、信頼性の高いモータに関するものである。

従来のモータを図３に示す。図３は、従来の集中巻方式のブラシレスモータを表しており、ステータ４０とロータ５０から構成されている。

ステータ４０は、ステータコア４１と、絶縁物４２を介してステータコア４１に施されたコイル４３と、巻線端子４４と、回路基板４５と、これら全部あるいは一部を樹脂で封止する樹脂モールド４６と、ブラケット４７とから成る。コイル４３としては、通常３相コイルが施される。また、回路基板４５には、必要に応じモータを運転するために必要な各種素子が実装されている。

ロータ５０は、ステータ４０の内側に、シャフト５３を介して回転自在に保持され、永久磁石５１とロータコア５２とシャフト５３とから成る。シャフト５３は軸受５４にて保持されている。

組立工程においては回路基板４５はステータ４０にセットされ、各相の回路上のパターン２１と各相の巻線につながる巻線端子４４に接続される。

従来、ＰＷＭ制御されるモータにおいては、急峻なスイッチング動作が行われる為、高周波漏れ電流が発生し、それにより回路から放射されるノイズの発生が問題視されている。このときの相電流波形の拡大図を図４に示す。スイッチング時に相電流が大きく脈動している。これにより高周波漏れ電流が発生し、ノイズが発生する。

そのノイズの発生を抑制する方法として、フェライトコアをＤＣ電源から駆動回路に供給されるリード線に巻きつける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより急峻な電圧の変化による電流の脈動が低減されノイズの発生が抑制される。また他にも基板上の高圧パターンライン上にインダクタンスを実装しノイズの低減を行う方法が提案されている。

特開２００２−３４３５４８号公報

前記従来のモータにおいては、リード線上の一部にフェライトコアを巻きつける必要があるか、又は基板のパターン上においてビーズコアを実装する必要があり、ビーズコアが必要の無いときは短絡させなければならないという課題がある。

本発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、組立工程において各相の巻線端子の根元にノイズ低減手段を挿入する構造とし、その後に前記回路基板のパターンと前記巻線端子部とをはんだ接続することによって、各相の巻線につながるラインに、ノイズ低減手段を挿入することができる為、各相の急峻な電圧の変化による電流の変化が低減されノイズの発生源となる高周波漏れ電流が抑制されることによりノイズの発生を低減出来る。尚、ノイズ低減手段とはモータ電流の基本波は通すがそれ以上の高調波は遮断するも
のである。

上記課題を解決するために本発明は、モータ組立工程において各相の巻線端子の根元にノイズ低減手段を挿入する構造とし、その後に前記回路基板のパターンと前記巻線端子部とをはんだ接続することによって、パターンと各相の巻線につながるラインに、ノイズ低減手段を挿入することができる為、各相の急峻な電圧の変化による電流の変化が低減されノイズの発生源となる高周波漏れ電流が抑制されることによりノイズの発生を低減出来ることから、信頼性の高いモータを得ることができる。

本発明のモータによれば、各相の巻線端子の根元にノイズ低減手段を挿入する構造となっており前記回路基板のパターンと前記巻線端子部とをはんだ接続することによって、パターンの各相の巻線につながるラインに、ノイズ低減手段を挿入することができる為、各相の急峻な電圧の変化による電流の変化が低減されノイズの発生源となる高周波漏れ電流が抑制されることによりノイズの発生を低減できて、信頼性の高いモータを得ることができる。

本発明の実施形態１におけるモータの断面図同上モータの相電流波形図従来のモータの断面図同上モータにおける相電流波形図

上記の課題を解決するために請求項１に記載のモータは、複数のティースと前記ティースを連結する環状のヨークとからなるステータコアと前記ティースに施された巻線とからなるステータと、前記ステータの内周に回転自在に保持され、永久磁石とロータコアとからなるロータと、前記巻線に電流を通電する回路基板により構成され、各相の巻線端子の根元にノイズ低減手段を挿入する構造とし、その後に前記回路基板のパターンと前記巻線端子部とをはんだ接続することによって、パターンの各相の巻線につながるラインに、ノイズ低減手段を挿入することができる為、各相の急峻な電圧の変化による電流の変化が低減されノイズの発生源となる高周波漏れ電流が抑制されることによりノイズの発生を低減することが可能となる。

また請求項２に記載のモータは、回路基板にロータの回転位置を検出する位置検出手段を有するモータで、モータの高周波漏れ電流が抑制されることによりノイズの発生を低減することが可能となる。

本願の請求項３に記載のモータは、回路基板にロータの回転位置を検出する位置検出手段、及びパワースイッチング素子を有するモータで、モータの高周波漏れ電流が抑制されることによりノイズの発生を低減することが可能となる。

また、請求項４に記載のモータは、ノイズ低減手段をフェライトコアで構成することで高周波漏れ電流が抑制されることによりノイズの発生を低減することが可能となる。

（実施形態１）
図１は、本発明の第一の実施形態を適応した、集中巻方式のブラシレスモータを示している。図１に示したように、本発明のモータは、ステータ１０とロータ３０からなり、ステータ１０は、ステータコア１１と、絶縁物１２を介してステータコア１１に施されたコ
イル１３と、巻線端子１４と、回路基板１５と、これら全部あるいは一部を樹脂で封止する樹脂モールド１６と、ブラケット１７から成る。そしてロータ３０は、ステータ１０の内側に、シャフト３３を介して回転自在に保持され、永久磁石３１とロータコア３２とシャフト３３とから成る。シャフト３３は軸受３４にて保持されている。

コイル１３としては、通常３相コイルが施される。また、回路基板１５には、必要に応じモータを運転するために必要な各種素子が実装されている。

樹脂モールド１６によって保持されたコイル１３につながる巻線端子１４は、組立工程において回路基板１５をステータ１０へセットし、回路基板１５のパターン２１と回路基板上ではんだ接続され、組立てられるが、その回路基板１５をステータ１０へセットする前に巻線端子１４にノイズ低減手段２３を先に挿入し組み立てる。これにより、回路基板１５のパターン２１から供給された電力はノイズ低減手段２３を通して巻線端子１４に流れ、コイル１３に供給される。

ＰＷＭ制御されるモータはスイッチングにより高効率なモータ駆動が実現できるが、スイッチング時の電流の急峻な変化に伴って高周波漏れ電流が発生する。この高周波漏れ電流によってノイズが発生する。

このノイズの発生の原因となる高周波漏れ電流を抑制するため、パターン２１とコイル１３の間に挿入したノイズ低減手段２３によって高周波漏れ電流を抑制しノイズを低減することが可能となる。このときの相電流波形の拡大図を図２に示す。スイッチング時に相電流の脈動が抑制されている。これにより高周波漏れ電流が抑制され、ノイズの発生が低減される。

このノイズ低減手段は円筒状のフェライトコア等で構成できる。具体的には例えば村田製作所製ＦＳＲＨ０７００８０ＲＮ０００Ｂ、又はＮＥＣトーキン製ＥＳＤ−Ｒ−１０Ｄ、ＥＳＤ−Ｒ−１２Ｃ−２、Ｂ−２０Ｌ−４８Ｂ、又はＴＤＫ製ＨＦ４０ＢＢをモータ組立工程において各相の巻線端子１４に挿入し、その後、樹脂モールド１６に回路基板１５をセットし、巻線端子１４と回路基板上のパターンをはんだ付けし組み立てることにより容易に且つ、コイル１３に最短で円筒状のフェライトコアをＵ、Ｖ、Ｗ各相のラインに挿入することができ、高周波漏れ電流が抑制される為ノイズが低減できる。

また、別の方法として回路基板１５のＵ、Ｖ、Ｗ各相の巻線端子へつながるパターン上に、フェライトビーズやインダクタを直列に実装し、ノイズを低減できる。具体的には、フェライトビーズは例えば村田製作所製ＢＬＭ３１ＰＧ６０１、ＴＤＫ製ＭＺＡ３２１６、インダクタは例えば村田製作所製ＬＱＭ３１Ｐ、ＬＱＭ２ＨＰ、パナソニック製ＥＬＪＥＡを実装する。これによりコイル１３に最短でＵ、Ｖ、Ｗ各相のラインに挿入することができ、高周波漏れ電流が抑制される為ノイズが低減できる。

尚、上記実施形態においては、集中巻方式のブラシレスモータを例として説明を行っているが、全てのモータに対して適用可能な発明であることは言うまでもない。

以上のように、本発明のモータは、高周波漏れ電流を抑制し、ノイズの発生を低減することが可能なものであり、信頼性が要求される用途に有用である。

１０ステータ
１１ステータコア
１２絶縁物
１３コイル
１４巻線端子
１５回路基板
１６樹脂モールド
１７ブラケット
２１パターン
２３ノイズ低減手段
３０ロータ
３１永久磁石
３２ロータコア
３３シャフト
３４軸受

Claims

複数のティースと前記ティースを連結する環状のヨークとからなるステータコアと、前記ティースに施された巻線とからなるステータと、前記ステータの内周に回転自在に保持され、永久磁石とロータコアとからなるロータと、前記巻線に電流を通電する回路基板により構成され、前記回路基板と各相の前記巻線端子部間にノイズ低減手段を設けたことを特徴としたモータ。
前記回路基板に、ロータの回転位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記回路基板に、ロータの回転位置を検出する位置検出手段及びパワースイッチング素子を有することを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記ノイズ低減手段をフェライトコアで構成したことを特徴とする請求項１記載のモータ。