JP3739259B2

JP3739259B2 - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP3739259B2
Application number: JP2000238845A
Authority: JP
Inventors: 速人内藤; 敏谷邑; 泉小松
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 2000-08-07
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2020-08-07
Also published as: JP2001128431A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオ用キャプスタンモータなどとして用いられるブラシレスモータに関するものである。さらに詳しくは、本発明は、ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオ用キャプスタンモータなどには、図１に示すように、軸受２０に回転可能に支持された回転軸１０と一体に回転するロータ５と、駆動コイル３１が巻回されたステータコア３２を備えるステータ３０と、金属基板としての鉄基板４０と、この鉄基板４０上に構成された駆動用ＩＣを備えるモータ駆動回路６０とを有するブラシレスモータ１が用いられている。このブラシレスモータ１では、モータ駆動回路６０のパワートランジスタ（スイッチング素子）をオン・オフするとともに、このスイッチング素子に対するスイッチングパルス幅を変調することにより駆動コイル３１に対する通電を制御するダイレクトＰＷＭ方式が採用されている。
【０００３】
このＰＷＭ方式では、従来のモータ駆動回路が発熱することによって消費していた無駄な電力を大幅に低減することができ、モータ駆動時の省エネルギー化に大きな効果がある。しかも、この方式を採用するにあたっては、新たな部品の追加がほとんどないため、コスト面でも優れている。
【０００４】
このＰＷＭ方式を、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３、および図４を参照して説明する。図２（Ａ）は、ダイレクトＰＷＭ方式を採用したブラシレスモータのモータ駆動回路において、モータ電源から駆動コイルに電力供給が行われている様子を示す説明図、および図２（Ｂ）はモータ電源から駆動コイルに電力供給を停止したときに駆動コイルに発生した逆起電力によって回生電流が流れる様子を示す説明図である。図３は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すような制御が行われたときに１相分の駆動コイルに印加される電圧波形および電流波形を示す波形図である。図４は、図３に示す期間ａのうち、駆動コイルに電圧が印加されている期間ｂ、および駆動コイルへの電圧印加が休止している期間ｃにおける電圧波形および電流波形を示す波形図である。
【０００５】
これらの図のうち、図２（Ａ）および図３に示すように、パワートランジスタＱ４がオンの状態で、パワートランジスタＱ１がオンのときには、モータ電源６６から駆動コイル３１に対して電源ＶＭが印加されるので、駆動コイル３１に電流が流れ、この電流は、パワートランジスタＱ４を通ってモータ電源６６のグランドＭ−ＧＮＤに流れて行く（図４の期間ｂ）。このモータ電流は、図４に示すように、駆動コイル３１の時定数に対応して徐々に増加していく。
【０００６】
これに対して、図２（Ｂ）および図３に示すように、パワートランジスタＱ４がオンの状態で、パワートランジスタＱ１がオフすると、モータ電源６６から駆動コイル３１に対する電源ＶＭの印加が中断される。但し、このとき各駆動コイル３１には逆起電力Ｅ１、Ｅ２が発生するので、この逆起電力Ｅ１、Ｅ２によって、駆動コイル３１にはダイオード６１を介して回生電流がモータ電流として流れる。この回生電流は、図４に示すように、駆動コイル３１の時定数に対応して徐々に減少していくが、減少しきる前に、パワートランジスタＱ１がオンとなって、モータ電源６６から電流供給されることになる。
【０００７】
このように、ブラシレスモータ１では、モータ電流の一部が回生電流で賄われるため、外部から供給する電流（電力）を節約することができる。また、モータ電流が流れるパワートランジスタは常に飽和状態にあるので、モータ駆動回路６０で消費される電力を必要最小限に止めることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダイレクトＰＷＭ方式を採用したブラシレスモータ１では、駆動コイル３１に印加される電圧が駆動電源ＶＭとグランド電位Ｍ−ＧＮＤとの間で短期間のうちに変動するため、モータ駆動回路６０から駆動コイル３１までに至る配線にかかる電圧、および駆動コイル３１自身にかかる電圧のいずれもが急激な変動を連続的に繰り返すことになるので、電磁ノイズを発生させ、このモータを搭載した機器の動作に様々な悪影響を及ぼす。また、駆動コイル３１や配線に対して容量性結合をしているモータ部品、たとえば、駆動コイル３１を巻回したステータコア３２、あるいはモータの回路基板となる鉄基板４０（金属基板）において、鉄基板４０上に設けられた配線との間に絶縁層を挟む鉄板部分は、電磁ノイズを拡散させる原因となる。
【０００９】
さらに、モータ電源６６からの電流供給は、図４に示す期間ｂだけ行われ、この期間ｂに続く期間ｃでは中断される。このため、鉄基板４０上に設けられたモータ電源６６の配線には、ＰＷＭキャリア周波数でオン・オフされるパルス電流が流れ、このパルス電流も電磁ノイズを拡散させる。しかも、前記パルス電流は、モータ電源６６にリップルを発生させることにより、機器の動作に不具合を生じさせる原因ともなる。
【００１０】
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、ＰＷＭ方式を採用したブラシレスモータにおいて、電磁ノイズの発生を抑えることのできる構成を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願の第１の発明では、モータ駆動回路のスイッチング素子を直接、オン・オフするとともに、該スイッチング素子に対するスイッチングパルス幅を変調することによりモータの駆動コイルに対する通電を制御するダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータにおいて、軸受に回転可能に支持された回転軸と一体に回転するロータと、駆動コイルが巻回されたステータコアを備えるステータと、金属基板と、該金属基板上に構成された前記モータ駆動回路とを有し、前記金属基板を構成する金属板を導電性の連結部材によって固定電位に短絡させるとともに、モータが取り付けられる本体側シャーシへの取付部と前記金属板との絶縁抵抗を１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下としたことを特徴とする。
【００１２】
本発明において、ブラシレスモータをダイレクトＰＷＭ方式で駆動したとき、モータ駆動回路から駆動コイルまでに至る配線にかかる電圧、および駆動コイル自身にかかる電圧が急激な変動を連続的に繰り返しても、これらとそれぞれ容量性結合をしている金属基板の基体たる金属板が固定されているので、金属板は電磁ノイズを拡散させないようにすることができる。
【００１３】
本発明において、前記金属板と前記ステータコアとは、前記連結部材によって互いに接続されているとともに、前記固定電位に接続された配線パターンに接続されていることにより、前記金属板および前記ステータコアの両方が前記固定電位に接続されていることが好ましい。ステータコアの電位が固定されているので、ステータコアは電磁ノイズを拡散させないようにすることができる。
【００１４】
本発明において、前記固定電位は、前記モータ駆動回路のグランド電位あるいは電源電位のいずれかである。
【００１５】
本発明において、前記モータ駆動回路と前記モータ電源との間に、前記モータ電源に対して並列に容量が０．１μＦ以上のキャパシタが電気的に接続されていることが好ましい。すなわち、本発明において、前記モータ駆動回路に近い位置でモータ電源に並列に容量が０．１μＦ以上のキャパシタが電気的に接続していることが好ましい。このように構成すると、モータ電源の配線にパルス電流が流れたとしても、モータ電源から前記キャパシタがリップルを吸収してくれるので、このモータを搭載した機器は、正常に動作することができる。
【００１６】
本発明において、前記モータにおける前記本体側シャーシとの前記取付部と前記ステータコアとの絶縁抵抗を、１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下とすることが好ましい。
【００１７】
本発明において、前記モータにおける前記本体側シャーシへの前記取付部が、前記軸受を保持する導電性樹脂製の軸受ホルダにより形成されている場合には、前記軸受ホルダの絶縁抵抗を１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下とすることが好ましい。このように構成すると、ロータにプーリが構成されている場合に、プーリと連結ベルトとの摺動によって静電気が発生する場合が考えられるが、軸受ホルダの絶縁抵抗が前記範囲内にあれば、ロータに溜まった静電気を軸受ホルダから逃がすことができる。また、ステータコアなどがグランド電位に保持されていても、軸受ホルダが導電性樹脂であれば、軸受ホルダを本体側シャーシと固定しても、本体側シャーシがモータのグランド電位Ｍ−ＧＮＤと短絡することがないので、機器の動作に支障がおよぶことがない。
【００１８】
本発明において、前記モータにおける前記本体側シャーシへの前記取付部が、前記軸受を保持している金属製の軸受ホルダにより形成されている場合には、前記軸受ホルダと前記金属板との間、および前記軸受ホルダと前記ステータコアとの間のいずれもが、１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下の絶縁抵抗を有するように構成されていることが好ましい。
【００１９】
このように構成した場合に、前記軸受ホルダには、導電性樹脂製のビス受けが埋め込まれた孔が形成され、当該ビス受けには、前記軸受ホルダと前記本体側シャーシとを固定するビスが止められている構成を採用することができる。このように構成すると、ロータにプーリが構成されている場合であっても、軸受ホルダが金属製で、かつ、導電性樹脂からなるビス受けで本体側シャーシと接しているので、ロータに溜まった静電気を逃がすことができる。
【００２０】
本願の第２の発明では、モータ駆動回路のスイッチング素子を直接、オン・オフするとともに、該スイッチング素子に対するスイッチングパルス幅を変調することによりモータの駆動コイルに対する通電を制御するダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータにおいて、軸受に回転可能に支持された回転軸と一体に回転するロータと、前記駆動コイルが巻回されたステータコアを備えるステータと、前記駆動コイルへの通電を行なうための回路パターンを備えた回路基板を構成する金属基板と、該金属基板上に構成された前記モータ駆動回路とを有し、前記金属基板を構成する金属板を導電性金属材によって固定電位に短絡させるとともに、前記モータにおける前記本体側シャーシとの前記取付部と前記金属板との絶縁抵抗を１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下としたことを特徴とする。
【００２１】
本発明において、前記金属板と前記ステータコアとは、前記導電性金属材によって互いに電気的に接続され、前記回路基板には、前記固定電位に接続された配線パターンが形成され、前記金属板と前記配線パターンとが電気的に接続されていることにより、前記金属板および前記ステータコアの両方が前記固定電位に接続されていることが好ましい。
【００２２】
本発明においても、第１の発明と同様、前記固定電位は、前記モータ駆動回路のグランド電位あるいは電源電位のいずれかである。
【００２３】
本発明において、前記導電性金属材は、前記金属板と前記ステータコアとを電気的に接続する第１の導電性金属材と、前記金属板の所定位置で前記配線パターンに接続されたランド部と前記金属板とを電気的に接続する第２の導電性金属材とを有している構成を採用してもよい。
【００２４】
本発明においても、第１の発明と同様、前記モータにおける前記本体側シャーシとの前記取付部と前記ステータコアとの絶縁抵抗を、１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下とすることが好ましい。
【００２５】
本発明においても、第１の発明と同様、前記モータ駆動回路と前記モータ電源との間に、前記モータ電源に対して並列に容量が０．１μＦ以上のキャパシタが電気的に接続されていることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する各形態では、基本的な構成が従来の形態と共通するので、これら共通する部分には同じ符号を付してある。
【００２７】
［実施の形態１］
図１は、本発明が適用されるブラシレスモータの一部を切り欠いて示す側面図である。
【００２８】
図１からわかるように、ブラシレスモータ１は、回転軸１０と一体に回転するプーリ５５付きのロータ５と、駆動コイル３１が巻回されたステータコア３２を備えるステータ３０と、回路基板を兼用する金属基板である鉄基板４０と、この鉄基板４０の下面側に実装された回路パターンや駆動ＩＣ等を備えたモータ駆動回路６０とを有している。鉄基板４０には、モータ駆動回路６０とステータコア３２に巻回された駆動コイル３１とを接続するための回路パターンが形成されている。
【００２９】
また、鉄基板４０に取り付けられた円筒状の軸受ホルダ２５には、本モータが取り付けられる本体機器のシャーシへのネジ止め用の取付部が形成されており、このブラシレスモータ１は、軸受ホルダ２５の前記取付部を本体機器のシャーシへネジ止め固定することにより、本体機器のシャーシに取り付けられるようになっている。
【００３０】
この軸受ホルダ２５は、導電性樹脂で形成される場合がある他、後述する実施の形態４のように金属製の軸受ホルダ２５が用いられる場合もある。導電性樹脂で軸受ホルダ２５が形成される場合は、例えばエンジニアプラスチックに導電性カーボンを混合させて所定の導電性を持たせることができる。
【００３１】
なお、鉄基板４０にはセンサホルダ７０を介して磁気センサ７が実装されており、ロータ５の外周部５１に設けた磁気パターンによりＦＧ出力を得ることができるようになっている。
【００３２】
また、軸受ホルダ２５の内側には燒結軸受などの軸受２０が上下一対、保持され、この軸受２０内に回転軸１０が通されている。また、軸受ホルダ２５の外周面に形成されている段差を利用して、軸受ホルダ２５の外周面にはステータコア３２が保持され、このステータコア３２の上には樹脂製のコアホルダ３３が被さり、さらにコアホルダ３３の上に鉄基板４０が被さった状態で、この鉄基板４０、コアホルダ３３、ステータコア３２がねじ３５によって固定されている。なお、ステータコア３２には、通常のように、駆動コイル３１が巻回され、かつ、ロータ５の内周面にはステータコア３２の外周面に対向するように駆動マグネット（図示せず。）が取り付けられ、モータを構成している。
【００３３】
このように構成したブラシレスモータ１は、従来技術の欄において図２、図３および図４を参照して説明したように、モータ駆動回路６０において、パワートランジスタＱ４がオン、パワートランジスタＱ１がオンの状態と、パワートランジスタＱ４がオン、パワートランジスタＱ１がオフの状態とに交互に切り換えられることによって、モータ電流の一部が回生電流によって賄われる。
【００３４】
但し、このようなダイレクトＰＷＭ方式を採用したブラシレスモータ１では、既に説明したように、駆動コイル３１に印加される電圧が駆動電源ＶＭとグランド電位Ｍ−ＧＮＤとの間で短期間のうちに変動するため、モータ駆動回路６０から駆動コイル３１までに至る鉄基板４０に形成した配線にかかる電圧、および駆動コイル３１自身にかかる電圧が急激な変動を連続的に繰り返すことになり、電磁ノイズを発生させやすい。しかしながら、本形態では、以下に示すように構成することによって前記電磁ノイズの拡散を防止するものである。
【００３５】
図５は、本形態のダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータにおいて、鉄基板およびステータコアに対して短絡構造を施した断面図である。
【００３６】
図５において、導電性樹脂で構成された軸受ホルダ２５のフランジ部２５１から鉄基板４０に向けて、導電性金属材の連結部材である金属製のタップねじ３５を止めてある。タップねじ３５は、軸受ホルダ２５のフランジ部２５１、ステータコア３２、コアホルダ３３、鉄基板４０とを一括して固定している。
【００３７】
ここで、金属製のタップねじ３５が固定される鉄基板４０は、金属基板の金属板を構成する鉄板部分４１の上面側が露出しており、かつ、鉄基板４０の下側表面には絶縁層４２が形成されている。この絶縁層４２の下側表面であってタップねじ３５がねじ込まれる位置には、グランド電位Ｍ−ＧＮＤが印加された配線パターン４３が引き回し形成され、かつ、タップねじ３５のねじ山が最適な寸法に設定されているため、鉄基板４０の鉄板部分４１は、タップねじ３５を介して配線パターン４３に接続され、グランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡するようになっている。また、ステータコア３２もタップねじ３５を介して配線パターン４３に接続され、グランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡している。
【００３８】
従って、本形態では、ブラシレスモータ１をダイレクトＰＷＭ方式で駆動したとき、モータ駆動回路６０から、ステータコア３２に巻回した駆動コイル３１までに至る配線、回路パターンにかかる電圧、および駆動コイル３１自身にかかる電圧が急激な変動を連続的に繰り返しても、これらとそれぞれ容量性結合をしている鉄基板４０の基体たる鉄板部分４１、あるいはステータコア３２の電位がタップねじ３５を介してグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡、すなわち固定されているので、これらのモータ部品は電磁ノイズを拡散させないようになる。なお、上記実施例では、鉄板部分４１あるいはステータコア３２をグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡するための導電性の連結部材としてタップねじ３５を用いているが、連結する部材はねじでなくても、電気的な接続が達成できるものであればよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、ステータコア３２や鉄板部分４１のねじ止めする部分に鉄基板４０のグランド用配線パターンを配置し、このグランド用配線パターンに電気的に接続した構成になっている。本実施形態では、軸受ホルダ２５は、導電性樹脂から構成しており、この軸受ホルダ２５を、軸受ホルダ２５に設けた取付部を介して本体機器側のシャーシ（図示せず）と固定した場合、ステータコア３２や鉄板部分４１、すなわち、グランド用配線は、上記本体側シャーシに対して１ｋΩ以上であって１００ｋΩ以下の絶縁抵抗をもって電気的に絶縁された状態としてある。従って、上記シャーシが本体機器全体のグランドになっている場合でも、上記シャーシがモータのグランド電位Ｍ−ＧＮＤと短絡することがないので、機器の動作に支障がおよぶことがない。
【００４０】
導電性樹脂から形成した軸受ホルダ２５は、本体側シャーシに対して１００ｋΩ以下の絶縁抵抗であることが好ましいが、１ＭΩ以下の絶縁抵抗であっても動作に支障のない場合もあるので、どの程度の絶縁抵抗とするかは適宜、設定すればよい。たとえばプーリ５５にベルトをかけてプーリ５５を回転させたときに溜まった静電気を、軸受ホルダ２５を介して本体側のシャーシに逃がすことができるか、また、モータに生ずる静電気がモータの搭載電子部品に悪影響を及ぼさないか等を考慮して定めるのがよい。この観点から、軸受ホルダ２５は、シャーシに対して１００ｋΩ以下の絶縁抵抗としておくことが好ましい。
【００４１】
［実施の形態２］
金属基板である鉄基板４０において、前記金属基板の金属板となる鉄板部分４１をグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡させる構造、即ち、連結部材としては、図６に示すように、磁気センサ７を鉄基板４０に固定するセンサホルダ７０を用いて鉄板部分４１をグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡させるようにしてもよい。
【００４２】
図６は、本形態のブラシレスモータ１においてセンサホルダ７０を用いて鉄基板４０の鉄板部分４１をグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡させた構造を示す断面図である。
【００４３】
図６に示すように、センサホルダ７０は導電性のある金属板を加工したもので、磁気センサ７を抱えるセンサ保持部７１と、鉄基板４０に開けられた貫通穴４４に差し込まれた固定用爪部７２とが形成されている。ここで、固定用爪部７２は、鉄基板４０の貫通穴４４を通って基板の反対側において、鉄板部分４１に対して折り曲げられ鉄板部分４１の露出面に当接されていることにより、鉄基板４０を挟むようにして、センサホルダ７０を鉄基板４０に固定している。従って、この状態では、金属製のセンサホルダ７０は、はんだ付けされた半田７７を介して鉄基板４０の配線パターン４３に接触するとともに、鉄板部分４１にも接する状態にある。
【００４４】
それ故、ブラシレスモータ１をダイレクトＰＷＭ方式で駆動したときでも、鉄基板４０の鉄板部分４１は常に配線パターン４３を介してグランド電位Ｍ−ＧＮＤに保持されているので、鉄板部分４１が電磁ノイズを拡散することはない。
【００４５】
なお、図６に示すように、配線パターン４３とセンサホルダ７０との間を半田７７により接続するだけでなく、この時のはんだ付けにより鉄基板４０の貫通穴４４においても半田７７を介在させ、半田７７を鉄板部分４１に接触させれば、鉄板部分４１をより確実にグランド電位Ｍ−ＧＮＤに固定することができる。
【００４６】
［実施の形態３］
鉄基板４０において鉄板部分４１をグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡させ、かつ、ステータコア３２もグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡させる他の構造として、図７（Ａ）に示すように、導電性金属材（第１の導電製金属材）の連結部材の一種であるタップねじ３５によって、ステータコア３２、コアホルダ３３および鉄基板４０を一括して固定するようにし、さらに図７（Ｂ）に示すように、鉄基板４０の適当な位置であって回路パターンの端部にグランド電位Ｍ−ＧＮＤのランド部４７を形成しておき、このランド部４７の中央に開けられた穴に、導電性金属材の他の連結部材（第２の導電性金属材）である金属製のビス４８をねじ込むことにより、鉄板部分４１をグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡するようにしてもよい。
【００４７】
このように構成した場合には、鉄基板４０の鉄板部分４１は、タップねじ３５を介してグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡させることができる。また、ステータコア３２もタップねじ３５を介してグランド電位ＭーＧＮＤに短絡させることができる。本実施形態では、さらに、鉄基板４０の鉄板部分４１は、ねじ４８を介してランド部４７に接触させて、グランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡させているから、より確実に短絡させることができる。それ故、鉄基板４０の鉄板部分４１はグランド電位Ｍ−ＧＮＤに確実に短絡するとともに、併せて、ステータコア３２もグランド電位ＭーＧＮＤに確実に短絡することになる。
【００４８】
なお、上記実施形態でも、短絡させるための連結部材としてねじを用いているが、固定・接続が可能であれば、連結部材としてピンを用いてもよい。
【００４９】
［実施の形態４］
上記形態では、軸受ホルダ２５として導電性樹脂製のものを用いた例であったが、ここでは、金属製の軸受ホルダ２５を用いた例について、図８を参照して説明する。
【００５０】
図８は、本形態のブラシレスモータ１において、ステータコアおよび鉄基板の鉄板部分をグランド電位に短絡させた構造、および軸受ホルダとシャーシとを所定の絶縁抵抗範囲をもって固定した構造を示す断面図である。
【００５１】
図８において、コアホルダ３３として、鉄基板４０と軸受ホルダ２５の外周面との間の絶縁を確保する第１の筒部３３１と、ステータコア３２の内周面と軸受ホルダ２５の外周面との間の絶縁を確保する第２の筒部３３２とを有するものが用いられ、鉄基板４０と軸受ホルダ２５との間の絶縁、ステータコア３２と軸受ホルダ２５との間の絶縁が確保されるようになっている。
【００５２】
また、鉄基板４０の鉄板部分４１をグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡させ、かつ、ステータコア３２もグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡させる構造として、金属製のタップねじ３５によって、ステータコア３２、コアホルダ３３および鉄基板４０が一括して固定されているが、タップねじ３５と軸受ホルダ２５との間には樹脂製の第１の絶縁スペーサ２５５が配置され、軸受ホルダ２５とステータコア３２との間にも樹脂製の第２の絶縁スペーサ２５６が配置されている。このようにすることにより、軸受ホルダ２５の周りにおいて、鉄基板４０の鉄板部分４１およびステータコア３２をグランド電位Ｍ−ＧＮＤに短絡させた場合でも、軸受ホルダ２５と鉄基板４０の鉄板部分４１の間、および軸受ホルダ２５とステータコア３２との間については、１ｋΩ以上の絶縁抵抗を確保することができる。従って、金属製の軸受ホルダ２５を本体機器側のシャーシ９０にそのまま固定したとしても、シャーシ９０と鉄基板４０の鉄板部分４１の間、およびシャーシ９０とステータコア３２との間については、１ｋΩ以上の絶縁抵抗を確保できる。
【００５３】
また、本実施形態では、軸受ホルダ２５とシャーシ９０とが所定レベルの絶縁抵抗をもって固定できるように、導電性のある樹脂製のキャップ状のビス受け９１が用いられている。すなわち、軸受ホルダ２５には、導電性樹脂製のビス受け９１が埋め込まれた孔２５９が形成され、この孔２５９に装着されたビス受け９１に対して、シャーシ９０を貫通する固定ねじ９５が止められている。
【００５４】
従って、本形態では、軸受ホルダ２５はシャーシ９０に対して１ｋΩ以上の絶縁抵抗をもっているため、シャーシ９０が本体機器全体のグランドになっている場合でも、シャーシ９０がモータのグランド電位Ｍ−ＧＮＤと短絡することがないので、機器の動作に支障がおよぶことがない。
【００５５】
なお、この実施形態においても、軸受ホルダ２５は、シャーシ９０に対して１００ｋΩ以下の絶縁抵抗をもっていることが、モータに生じる静電気がモータの搭載電子部品に悪影響を及ぼさない等を考慮すると好ましい。このようにすれば、たとえばプーリ５５にベルトをかけてプーリ５５を回転させたときに溜まった静電気も、軸受ホルダ２５を介してシャーシ９０に逃がすことができる。
【００５６】
［実施の形態５］
図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、上記の実施の形態１ないし４に係るブラシレスモータ１のモータ駆動回路６０において、ダイレクトＰＷＭ方式で駆動したときに発生するリップルに起因する不具合を防止するための構成を示す回路図、およびその変形例を示す回路図である。
【００５７】
図９（Ａ）に示すように、本形態のブラシレスモータ１のモータ駆動回路６０では、モータ電源６６に対して並列に容量が０．１μＦ以上のキャパシタ６８が電気的に接続されている。このため、モータ電源６６から駆動コイル３１に至る配線上にリップルがかかっても、このリップルはキャパシタ６８を介してグランド電位Ｍ−ＧＮＤ用の配線に逃がされる。従って、リップルがモータ電源６６にかかることがないので、ビデオなどの機器の動作に不具合が生じることがない。また、ダイレクトＰＷＭ方式では、すべてのパワートランジスタが全て同時にオフになる瞬間があり、このような場合に回生電流がモータ電源６６に戻ろうとするが、このようなパルスもキャパシタ６８により吸収することができる。それ故、モータ電源６６を保護できるとともに、モータ駆動回路６０にはその耐圧以上の電圧がかからない。
【００５８】
図９（Ｂ）に示すように、ブラシレスモータ１のモータ駆動回路６０では、モータ電源６６から駆動コイル３１に至る配線途中にモータ電流検出用の抵抗ＲＳが挿入される場合がある。このような場合に、図９（Ａ）を参照して説明したリップル除去用のキャパシタ６８については、モータ電流検出用の抵抗ＲＳよりもモータ駆動回路６０に近い側において、モータ電源６６に対して並列に電気的に接続させることにより、モータ駆動回路６０の側で発生したリップルを効果的に除去することが好ましい。
【００５９】
［その他の実施の形態］
なお、上記形態では、鉄板部分４１およびステータコア３２をグランド電位Ｍ−ＧＮＤに固定したが、固定電位であればよく、鉄板部分４１およびステータコア３２をモータ電源ＶＭに固定してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータでは、モータ駆動回路から駆動コイルまでに至る配線にかかる電圧、および駆動コイル自身にかかる電圧が急激な変動を連続的に繰り返しても、これらとそれぞれ容量性結合をしている金属基板を構成している金属板、あるいはステータコアの電位が固定されているので、これらのモータ部品は電磁ノイズを拡散させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータの一部を切り欠いて示す側面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１に示すブラシレスモータのモータ駆動回路において、モータ電源から駆動コイルに電力供給が行われている様子を示す説明図、およびモータ電源から駆動コイルに電力供給を停止したときに駆動コイルに発生した逆起電力によって回生電流が流れる様子を示す説明図である。
【図３】図１に示すブラシレスモータにおいて、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すような制御が行われたときに１相分の駆動コイルに印加される電圧波形および電流波形を示す波形図である。
【図４】図１に示すブラシレスモータにおいて、図３に示す期間ａのうち、駆動コイルに電圧が印加されている期間ｂ、および駆動コイルへの電圧印加が休止している期間ｃにおける電圧波形および電流波形を示す波形図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータにおいて、鉄基板およびステータコアに対する短絡構造を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータにおいて、鉄基板に対する短絡構造を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータにおいて、鉄基板およびステータコアに対する短絡構造を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係るダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータにおいて、鉄基板およびステータコアに対する短絡構造、および軸受ホルダとシャーシとの固定構造を示す断面図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態５にに係るブラシレスモータのモータ駆動回路において、ダイレクトＰＷＭ方式で駆動したときに発生するリップルに起因する不具合を防止するための構成を示す回路図、およびその変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
１ブラシレスモータ
５ロータ
７磁気センサ
１０回転軸
２０軸受
２５軸受ホルダ
３０ステータ
３１駆動コイル
３２ステータコア
３３コアホルダ
３５タップねじ（導電性の連結部材／導電性金属材）
４０鉄基板（金属基板）
４１鉄基板の鉄板部分
４２鉄基板の絶縁層
４３鉄基板の配線パターン
４７鉄基板のランド部
４８短絡用の金属製のビス（導電性金属材）
５５プーリ
６０モータ駆動回路に用いた駆動ＩＣ
６８リップル吸収用のキャパシタ
７０センサホルダ
７１センサホルダのセンサ保持部
７２センサホルダの固定用爪部
９１導電性樹脂製のビス受け
３３１、３３２コアホルダの絶縁用の筒部

Claims

モータ駆動回路のスイッチング素子を直接、オン・オフするとともに、該スイッチング素子に対するスイッチングパルス幅を変調することによりモータの駆動コイルに対する通電を制御するダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータにおいて、
軸受に回転可能に支持された回転軸と一体に回転するロータと、駆動コイルが巻回されたステータコアを備えるステータと、金属基板と、該金属基板上に構成された前記モータ駆動回路とを有し、
前記金属基板を構成する金属板を導電性の連結部材によって固定電位に短絡させるとともに、
モータが取り付けられる本体側シャーシへの取付部と前記金属板との絶縁抵抗を１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下としたことを特徴とするブラシレスモータ。
請求項１において、前記金属板と前記ステータコアとは、前記連結部材によって互いに接続されているとともに、前記固定電位に接続された配線パターンに接続されていることにより、前記金属板および前記ステータコアの両方が前記固定電位に接続されていることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項２において、前記固定電位は、前記モータ駆動回路のグランド電位あるいは電源電位のいずれかであることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項２において、前記モータ駆動回路と前記モータ電源との間に、前記モータ電源に対して並列に容量が０．１μＦ以上のキャパシタが電気的に接続されていることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項１において、前記取付部と前記ステータコアとの絶縁抵抗を、１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下としたことを特徴とするブラシレスモータ。
請求項５において、前記モータにおける前記本体側シャーシへの前記取付部は、前記軸受を保持する導電性樹脂製の軸受ホルダにより形成されており、
前記軸受ホルダと前記金属板との絶縁抵抗、および前記軸受ホルダと前記ステータコアとの絶縁抵抗が１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下であることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項５において、前記モータにおける前記本体側シャーシへの前記取付部は、前記軸受を保持している金属製の軸受ホルダにより形成されており、
前記軸受ホルダと前記金属板との間、および前記軸受ホルダと前記ステータコアとの間のいずれもが、１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下の絶縁抵抗を有するように構成されていることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項７において、前記軸受ホルダには、導電性樹脂製のビス受けが埋め込まれた孔が形成され、
当該ビス受けには、前記軸受ホルダと前記本体側シャーシとを固定するビスが止められていることを特徴とするブラシレスモータ。
モータ駆動回路のスイッチング素子を直接、オン・オフするとともに、該スイッチング素子に対するスイッチングパルス幅を変調することによりモータの駆動コイルに対する通電を制御するダイレクトＰＷＭ方式のブラシレスモータにおいて、
軸受に回転可能に支持された回転軸と一体に回転するロータと、前記駆動コイルが巻回されたステータコアを備えるステータと、前記駆動コイルへの通電を行なうための回路パターンを備えた回路基板を構成する金属基板と、該金属基板上に構成された前記モータ駆動回路とを有し、
前記金属基板を構成する金属板を導電性金属材によって固定電位に短絡させるとともに、
前記モータにおける前記本体側シャーシとの前記取付部と前記金属板との絶縁抵抗を１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下としたことを特徴とするブラシレスモータ。
請求項９において、前記金属板と前記ステータコアとは、前記導電性金属材によって互いに電気的に接続されているとともに、前記回路基板には、前記固定電位に接続された配線パターンが形成され、
前記金属板と前記配線パターンとが電気的に接続されていることにより、前記金属板および前記ステータコアの両方が前記固定電位に接続されていることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項１０において、前記固定電位は、前記モータ駆動回路のグランド電位あるいは電源電位のいずれかであることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項１１において、前記導電性金属材は、前記金属板と前記ステータコアとを電気的に接続する第１の導電性金属材と、前記金属板の所定位置で前記配線パターンに接続されたランド部と前記金属板とを電気的に接続する第２の導電性金属材とを有していることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項９において、前記取付部と前記ステータコアとの絶縁抵抗を、１ｋΩ以上、かつ、１００ｋΩ以下としたことを特徴とするブラシレスモータ。
請求項９において、前記モータ駆動回路と前記モータ電源との間に、前記モータ電源に対して並列に容量が０．１μＦ以上のキャパシタが電気的に接続されていることを特徴とするブラシレスモータ。