JP2019120218A - 車載用ｄｃモータのノイズ低減構造及びモータ駆動式弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の向上及び製品コストの低減を図ることができる車載用ＤＣモータのノイズ低減構造及びモータ駆動式弁装置を提供すること。【解決手段】ＤＣモータ２１により弁体１４を開閉駆動するとともに、弁体１４の開度を開度センサ４５により検出しながら弁体１４の開度を目標開度に制御するＥＧＲ弁１において、弁体１４及びＤＣモータ２１が設けられる弁ハウジング４１と、ＥＧＲ弁１とＥＣＵを接続するためのコネクタ４３が設けられ、弁ハウジング４１に装着されるカバー４２と、バネ機能を有するコイル５０ａ，５０ｂと、を備え、コイル５０ａ，５０ｂは、ＤＣモータ２１に備わるモータ端子２１ａ，２１ｂとコネクタ４３に備わるコネクタ端子４３ａ，４３ｂとの間に、圧縮状態で直列に配置されている。【選択図】図４

Description

本開示は、車載用ＤＣモータから発生するノイズを低減するノイズ低減構造、及びＤＣモータにより開閉駆動されるモータ駆動式弁装置に関する。

車載用ＤＣモータは、ブラシとコミュテータとの間でノイズが発生するため、ＤＣモータにより開閉駆動されるモータ駆動式弁装置では、ＤＣモータから発生するノイズの影響を受けるおそれがある。例えば、ＤＣモータで発生するノイズが、ＤＣモータの制御や他部品（例えば、センサなど）の動作に悪影響を与えるおそれがある。

そのため、モータ駆動式弁装置（例えば、電子スロットル装置など）において、ＤＣモータで発生するノイズを低減するためにチョークコイルが設けられている（特許文献１参照）。この電子スロットル装置では、カバーに設けられたコネクタに一端が配置され他端がモータ端子に接続されるコネクタ端子の途中に、チョークコイルが直列に設けられている。

特開２００７−２９２０４３号公報

しかしながら、上記の電子スロットル装置では、ＤＣモータとコネクタとの間にチョークコイルを直列に配置するために、コネクタ端子を分割し、分割したコネクタ端子の間にチョークコイルを配置して、チョークコイルをカバーに固定している。そして、チョークコイルの両端を分割したコネクタ端子に対して電気的に接続している。すなわち、チョークコイルの両端が分割したコネクタ端子に対して、溶接やはんだ付け等によって接続されている。そのため、組み付け作業の複雑化（工程数増加）や部品点数の増加を招くため、生産性が低下するとともに製品コスト面でも不利になってしまう。

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、生産性の向上及び製品コストの低減を図ることができる車載用ＤＣモータのノイズ低減構造及びモータ駆動式弁装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
車載用ＤＣモータから発生するノイズを低減するノイズ低減構造において、
前記ＤＣモータに備わるモータ端子と、前記ＤＣモータと外部装置を接続するためのコネクタに備わるコネクタ端子との間に、バネ機能を有するコイルを圧縮状態で直列に配置している
ことを特徴とする。

この車載用ＤＣモータのノイズ低減構造では、モータ端子とコネクタ端子との間に、バネ機能を有するコイルを圧縮状態で直列に配置している。これにより、コイルが、ノイズ低減のインダクタンスとしての機能と、モータ端子とコネクタ端子を電気的に接続する接続部品としての機能とを兼ね備える。そのため、コネクタ端子を分割したり、コネクタ端子に対してコイルを溶接やはんだ付け等によって接続する必要がなくなる。また、モータ端子とコネクタ端子とを接続するための接続（嵌合）部品が不要となる。従って、生産性を向上させるとともに、コスト面でも有利となる。

上記課題を解決するためになされた本開示の別形態は、
ＤＣモータにより弁体を開閉駆動するとともに、前記弁体の開度をセンサにより検出しながら前記弁体の開度を目標開度に制御するモータ駆動式弁装置において、
前記弁体及び前記ＤＣモータが設けられる弁ハウジングと、
弁装置と外部装置を接続するためのコネクタが設けられ、前記弁ハウジングに装着されるカバーと、
バネ機能を有するコイルと、を備え、
前記コイルは、前記ＤＣモータに備わるモータ端子と前記コネクタに備わるコネクタ端子との間に、圧縮状態で直列に配置されている
ことを特徴とする。

このモータ駆動式弁装置では、モータ端子とコネクタ端子との間に、バネ機能を有するコイルを圧縮状態で直列に配置している。これにより、コイルが、ノイズ低減のインダクタンスとしての機能と、モータ端子とコネクタ端子を電気的に接続する接続部品としての機能とを兼ね備える。そのため、コネクタ端子を分割したり、コイルを溶接やはんだ付け等によって接続する必要がなくなる。また、モータ端子とコネクタ端子とを接続するための接続（嵌合）部品が不要となる。従って、生産性が向上するとともに、製品コスト面でも有利となる。

そして、上記したモータ駆動式弁装置において、
前記コイルは、前記モータ端子又は前記コネクタ端子に直接嵌合し、コイル内径部分にて前記モータ端子又は前記コネクタ端子に接触して固定されている
ことが好ましい。

このような構成にすることにより、コイルを所定位置に簡単かつ確実に固定することができる。そして、弁ハウジングにカバーを装着すると、コイルを圧縮状態にしてモータ端子とコネクタ端子との間に直列に配置することができる。従って、作業効率が良くなり、生産性を一層向上させることができる。

また、上記したモータ駆動式弁装置において、
前記コイルの一部を収容するガイド部材が、前記コネクタ端子側又は前記モータ端子側に形成されている
ことが好ましい。

このような構成にすることによっても、コイルを所定位置に簡単かつ確実に配置することができる。そして、弁ハウジングにカバーを装着することにより、コイルを圧縮状態にしてモータ端子とコネクタ端子との間に直列に配置することができる。従って、作業効率が良くなり、生産性を一層向上させることができる。

なお、上記した車載用ＤＣモータのノイズ低減構造及びモータ駆動式弁装置において、コイルの圧縮状態で、コイルの巻線同士が近接（又は接触）して短絡するおそれがある場合には、コイルの巻線に絶縁被膜を設ければよい。これにより、コイルでの短絡を確実に防止することができる。

本開示の車載用ＤＣモータのノイズ低減構造及びモータ駆動式弁装置によれば、生産性の向上及び製品コストの低減を図ることができる。

実施形態に係るＥＧＲ弁の斜視図である。 実施形態に係るＥＧＲ弁の断面図である。 実施形態に係るノイズ低減構造の主要部を示すＥＧＲ弁の分解斜視図である。 実施形態に係るノイズ低減構造におけるコイルの接続部分を示すＥＧＲ弁の分解斜視図（カバーは一部破断）である。 実施形態に係るノイズ低減構造におけるコネクタ端子の全体を示すＥＧＲ弁の分解斜視図である。

本開示に係る実施形態であるモータ駆動式弁装置の一例として、本実施形態では、車載用ＤＣモータのノイズ低減構造を用いている排気還流弁（ＥＧＲ弁）について説明する。自動車に搭載されたエンジンシステムでは、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として、吸気通路へ流して各気筒へ還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）が設けられている。そして、ＥＧＲ弁は、ＥＧＲガスの流量を調節するためにＥＧＲ通路に配置されている。

＜ＥＧＲ弁の全体構成＞
そこで、本実施形態に係るＥＧＲ弁の全体構成について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。図１にＥＧＲ弁を斜視図で示し、図２にＥＧＲ弁を断面図で示す。図１及び図２に示すように、ＥＧＲ弁１は、バタフライ弁（二重偏心弁）で構成される弁部１０と、ＤＣモータ２１を内蔵するモータ部２０と、複数のギヤ（ギヤ群）で構成される減速機構３１を内蔵する減速機構部３０とを備えている。

弁部１０は、ＥＧＲガスが流れる流路１１を有する管路１２を含み、流路１１の中には、弁座１３、弁体１４及び回転軸１５の先端部が配置されている。回転軸１５には、ＤＣモータ２１の回転力が減速機構を介して伝達されるようになっている。これにより、ＥＧＲ弁１では、ＤＣモータ２１の駆動により減速機構３１及び回転軸１５を介して、弁体１４が開閉される。

このようなＥＧＲ弁１は、主要な構成要素として、弁座１３、弁体１４及び回転軸１５の他に、ボディ４０、ＤＣモータ２１、減速機構３１を備えている。ボディ４０は、流路１１と管路１２を含むアルミ製の弁ハウジング４１と、弁ハウジング４１の開口端を閉鎖する合成樹脂製のカバー４２とを含む。弁体１４、回転軸１５及びＤＣモータ２１は、弁ハウジング４１に設けられている。カバー４２は、弁ハウジング４１に対し複数のクリップ（図示略）により固定される。このカバー４２の内側には、回転軸１５の基端に対応して配置され、弁体１４の開度（弁開度）を検出するための開度センサ４５が設けられている。そして、開度センサ４５は、弁体１４及び回転軸１５と一体的に回転するギヤに固定された磁石４６の磁界の変化を弁開度として検出する。また、カバー４２には、ＥＧＲ弁１を制御するための外部装置である電子制御装置（ＥＣＵ）に、ハーネスを介して接続するためのコネクタ４３（図３参照）が設けられている。

＜ＥＧＲ弁のノイズ低減構造＞
そして、ＥＧＲ弁１には、ＤＣモータ２１から発生するノイズを低減するためのノイズ低減構造が備わっている。そこで、このノイズ低減構造について、図３〜図５を参照しながら説明する。図３に、ノイズ低減構造の主要部をＥＧＲ弁の分解斜視図で示し、図４に、ノイズ低減構造におけるコイルの接続についてカバーを一部破断したＥＧＲ弁の分解斜視図で示し、図５に、カバー内に埋設されるコネクタ端子をＥＧＲ弁の斜視図で示す。なお、図３〜図５では、ＥＧＲ弁においてノイズ低減構造に関係しない部品の図示を省略している。

ＥＧＲ弁１におけるノイズ低減構造は、図３〜図５に示すように、チョークコイルを用いたものである。具体的には、ＤＣモータ２１に備わるモータ端子２１ａ，２１ｂと、コネクタ４３に備わるコネクタ端子４３ａ，４３ｂとの間に、バネ機能を有するコイル５０ａ，５０ｂを圧縮状態で直列に配置した構成となっている。

ここで、コネクタ端子４３ａ〜４３ｆは、図５に示すように、ＤＣモータ２１に備わるモータ端子２１ａ，２１ｂと接続する２本のコネクタ端子４３ａ，４３ｂと、開度センサ４５に接続する４本のコネクタ端子４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆを含む。これらのコネクタ端子４３ａ〜４３ｆは、その大部分がカバーに埋設されている。コネクタ端子４３ａ〜４３ｆの一端はコネクタ４３の内側に一列に並んで配置され、他端はコイル５０ａ，５０ｂ又は開度センサ４５に接続されている。すなわち、コネクタ端子４３ａ，４３ｂの他端がコイル５０ａ，５０ｂに接続され、コネクタ端子４３ｃ〜４３ｆの他端が開度センサ４５に接続されている。

従って、ＤＣモータ２１は、２つのコイル５０ａ，５０ｂ、２本のコネクタ端子４３ａ，４３ｂ及びハーネスを介してＥＣＵと電気的に接続される。また、開度センサ４５は、４本のコネクタ端子４３ｃ〜４３ｆ及びハーネスを介してＥＣＵと電気的に接続される。これにより、ＥＣＵからＤＣモータ２１及び開度センサ４５への電源供給と、ＥＣＵとＤＣモータ２１及び開度センサ４５との各種信号の送受信とが行われ、ＥＣＵによりＥＧＲ弁１の制御が実施される。

そして、図４及び図５に示すように、コネクタ端子４３ａ，４３ｂの他端部には平面部４４ａ，４４ｂが形成されており、この平面部４４ａ，４４ｂは、カバー４２を弁ハウジング４１に装着した状態において、モータ端子２１ａ，２１ｂの真上に位置するように配置されている。平面部４４ａ，４４ｂは、カバー４２に埋設されず露出している。そして、モータ端子２１ａ，２１ｂとコネクタ端子４３ａ，４３ｂの平面部４４ａ，４４ｂとの間にコイル５０ａ，５０ｂが配置されている。

本実施形態では、コイル５０ａ，５０ｂの一端は、モータ端子２１ａ，２１ｂに対してそれぞれ圧入され、それぞれのコイル内径部分にてモータ端子に接触している。そのため、コイル５０ａ，５０ｂの一端が直接、モータ端子２１ａ，２１ｂに対して、簡単かつ確実に嵌合されて固定される。一方、コイル５０ａ，５０ｂの他端は、コネクタ端子４３ａ，４３ｂの平面部４４ａ，４４ｂに接触している。そして、コネクタ端子４３ａ，４３ｂの平面部４４ａ，４４ｂの配置位置には、コイル５０ａ，５０ｂの他端側の一部を収容するガイド部材５１が形成されている。このガイド部材５１は、円筒形状であり、カバー４２に一体成形されている。そのため、カバー４２を弁ハウジング４１に装着すると、コイル５０ａ，５０ｂの他端側の一部がガイド部材５１内に収容される。従って、ガイド部材５１により、コイル５０ａ，５０ｂの他端が所定位置、つまりコネクタ端子４３ａ，４３ｂの平面部４４ａ，４４ｂに簡単かつ確実に固定される。

そして、コイル５０ａ，５０ｂは、バネ機構を有しており、圧縮状態でモータ端子２１ａ，２１ｂとコネクタ端子４３ａ，４３ｂとの間に設けられている。つまり、本実施形態では、コイル５０ａ，５０ｂをモータ端子２１ａ，２１ｂに圧入し、弁ハウジング４１にカバー４２を装着するだけで、コイル５０ａ，５０ｂを圧縮状態でモータ端子２１ａ，２１ｂとコネクタ端子４３ａ，４３ｂとの間に直列に設けることができる。これにより、コイル５０ａ，５０ｂは、コネクタ端子４３ａ，４３ｂの平面部４４ａ，４４ｂに対して接触状態を維持することができ、モータ端子２１ａ，２１ｂとコネクタ端子４３ａ，４３ｂとを電気的に接続することができる。これにより、従来のＥＧＲ弁のように、モータ端子とコネクタ端子とを接続するためにカバーに設けていた接続（嵌合）部品が不要になる。

なお、本実施形態では、コイル５０ａ，５０ｂに絶縁被膜は設けていないが、コイル５０ａ，５０ｂの圧縮状態において、コイル５０ａ，５０ｂの巻線同士が近接（又は接触）して短絡するおそれがある場合には、コイル５０ａ，５０ｂの巻線に絶縁被膜を設ければよい。これにより、コイル５０ａ，５０ｂでの短絡を確実に防止することができる。

このように、本実施形態のＥＧＲ弁１によれば、モータ端子２１ａ，２１ｂとコネクタ端子４３ａ，４３ｂとの間に、バネ機能を有するコイル５０ａ，５０ｂが圧縮状態で直列に配置されている。これにより、コイル５０ａ，５０ｂが、ＤＣモータ２１から発生するノイズを低減するためのインダクタンスとしての機能と、モータ端子２１ａ，２１ｂとコネクタ端子４３ａ，４３ｂを電気的に接続する接続部品としての機能とを兼ね備える。

そのため、コイル５０ａ，５０ｂを設けるためにコネクタ端子４３ａ，４３ｂを分割する必要がなく、またコイル５０ａ，５０ｂを溶接やはんだ付け等によって接続する必要もなくなる。また、モータ端子とコネクタ端子とを接続するための接続（嵌合）部品が不要となる。従って、ＥＧＲ弁１によれば、部品点数及び工程数の削減を図ることができるため、生産性が向上するとともに、製品コスト面でも有利となる。

なお、コイルのインダクタンスは、コイルの形状（巻数やコイル径）により変化するため、使用するＤＣモータに応じてノイズ低減効果が最も得られるインダクタンスとなるコイル形状を、コイルの配置スペース等を考慮して決定すればよい。

そして、本実施形態のＥＧＲ弁１では、ＤＣモータ２１から発生するノイズが、モータ端子２１ａ，２１ｂとコネクタ端子４３ａ，４３ｂとの間に直列に配置されたコイル５０ａ，５０ｂにより低減される。このため、ＤＣモータ２１で発生するノイズが、コネクタ端子４３ａ〜４３ｆにノイズが載ることがなくなる。これにより、ＤＣモータ２１から発生するノイズにより、開度センサ４５が誤出力したり、ＤＣモータ２１の制御性が悪化することを防止することができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では、コイル５０ａ，５０ｂをコネクタ端子４３ａ，４３ｂに接触させているが、コネクタ端子４３ａ，４３ｂにコイル５０ａ，５０ｂを圧入して接触させることもできる。この場合には、コネクタ端子４３ａ，４３ｂの端部をＤＣモータ２１に向けて折り曲げればよい。このようにしてコネクタ端子４３ａ，４３ｂにコイル５０ａ，５０ｂを圧入する場合、上記の実施形態のようにモータ端子２１ａ，２１ｂに対してコイル５０ａ，５０ｂを圧入してもよいし、モータ端子２１ａ，２１ｂを折り曲げて平面部を設け、その平面部にコイル５０ａ，５０ｂを接触させるようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、ガイド部材５１をコネクタ端子４３ａ，４３ｂ側に設けているが、ガイド部材５１をモータ端子２１ａ，２１ｂ側に設けることもできる。ガイド部材５１は、コネクタ端子４３ａ，４３ｂ側又はモータ端子２１ａ，２１ｂ側のいずれか一方に設ければよいが、コネクタ端子４３ａ，４３ｂ側とモータ端子２１ａ，２１ｂ側の両側に設けることもできる。

また、上記の実施形態では、モータ駆動式弁装置として排気還流弁（ＥＧＲ弁）を例示したが、本開示はこれ以外の弁装置（例えば、電子スロットル装置、吸気切替装置、排気切替装置など）にも適用することができる。

また、上記の実施形態では、本開示のノイズ低減構造を排気還流弁（ＥＧＲ弁）に適用した場合を例示したが、本開示はこれ以外に車載用ＤＣモータを備える車載電動製品にも適用することができる。

１ ＥＧＲ弁
１４ 弁体
２１ ＤＣモータ
２１ａ，２１ｂ モータ端子
４１ 弁ハウジング
４２ カバー
４３ コネクタ
４３ａ〜４３ｆ コネクタ端子
４５ 開度センサ
５０ａ，５０ｂ コイル
５１ ガイド部材

Claims (4)

1. 車載用ＤＣモータから発生するノイズを低減するノイズ低減構造において、
   前記ＤＣモータに備わるモータ端子と、前記ＤＣモータと外部装置を接続するためのコネクタに備わるコネクタ端子との間に、バネ機能を有するコイルを圧縮状態で直列に配置している
   ことを特徴とする車載用ＤＣモータのノイズ低減構造。
2. ＤＣモータにより弁体を開閉駆動するとともに、前記弁体の開度をセンサにより検出しながら前記弁体の開度を目標開度に制御するモータ駆動式弁装置において、
   前記弁体及び前記ＤＣモータが設けられる弁ハウジングと、
   弁装置と外部装置を接続するためのコネクタが設けられ、前記弁ハウジングに装着されるカバーと、
   バネ機能を有するコイルと、を備え、
   前記コイルは、前記ＤＣモータに備わるモータ端子と前記コネクタに備わるコネクタ端子との間に、圧縮状態で直列に配置されている
   ことを特徴とするモータ駆動式弁装置。
3. 請求項２に記載するモータ駆動式弁装置において、
   前記コイルは、前記モータ端子又は前記コネクタ端子に直接嵌合し、コイル内径部分にて前記モータ端子又は前記コネクタ端子に接触して固定されている
   ことを特徴とするモータ駆動式弁装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載するモータ駆動式弁装置において、
   前記コイルの一部を収容するガイド部材が、前記コネクタ端子側又は前記モータ端子側に形成されている
   ことを特徴とするモータ駆動式弁装置。

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