モータ駆動装置
【課題】コモンモード電流を金属フレームに円滑に流し、コモンモード電流に起因する放射ノイズを低減させる。
【解決手段】モータ駆動装置は、ステッピングモータの巻線の端部に接続され、金属フレームの外部に露出する巻線端子７ａ〜７ｄを備えている。また、モータ駆動装置は、ドライバと巻線端子７ａ〜７ｄとの間に配設され、ドライバから出力される駆動信号を示す駆動電流を巻線に伝送するためのケーブルを備えている。そして、モータ駆動装置は、ステッピングモータの金属フレームと巻線端子７ａ〜７ｄとの間に配設され、ケーブルを流れたコモンモード電流を金属フレームを介してドライバに帰還させるためのコンデンサ１７ａ〜１７ｄを備えている。
【解決手段】モータ駆動装置は、ステッピングモータの巻線の端部に接続され、金属フレームの外部に露出する巻線端子７ａ〜７ｄを備えている。また、モータ駆動装置は、ドライバと巻線端子７ａ〜７ｄとの間に配設され、ドライバから出力される駆動信号を示す駆動電流を巻線に伝送するためのケーブルを備えている。そして、モータ駆動装置は、ステッピングモータの金属フレームと巻線端子７ａ〜７ｄとの間に配設され、ケーブルを流れたコモンモード電流を金属フレームを介してドライバに帰還させるためのコンデンサ１７ａ〜１７ｄを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータを駆動するモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば２相型のステッピングモータにおけるステータの２つの巻線の相を切り換える相切換回路と、巻線に流れる電流が一定となるようにパルス幅を調整するスイッチング素子と、を備えたモータ駆動装置が知られている。
【０００３】
近年、ステッピングモータの高精度制御、回転の高速化、モータの小型化のために、相切換回路におけるスイッチング周波数の高周波化が必須となっている。このスイッチング周波数の高周波化は、放射ノイズの悪化をもたらしている。さらに、スイッチングの高周波化によるスイッチング素子の発熱を抑制するために、スイッチング素子のＰＷＭスイッチングのスピードの高速化も図られている。このスイッチング素子のＰＷＭスイッチングの高速化も、放射ノイズの悪化の原因のひとつとなっている。
【０００４】
そこで、ステッピングモータの回転停止保持モードでは、スイッチング素子のＰＷＭスイッチング動作を停止させ、別電源からステッピングモータの内部巻線に定電流を供給する技術が提案されている（特許文献１参照）。しかし、ステッピングモータの回転動作モードでは、スイッチング素子のＰＷＭスイッチング動作を停止できないため、放射ノイズを抑制できないことが問題であった。この問題を解決するために、簡単な回路構成でスイッチングスピードを適切に抑制し、ステッピングモータに出力する駆動信号の駆動波形を鈍らせることで、放射ノイズを低減する技術が提案されている（特許文献２参照）。これにより、スイッチング素子の動作による放射ノイズを低減することができる。なお、この技術では、スイッチング素子の機能発現を阻害しないように、スイッチング素子の発熱量と放射ノイズとのトレードオフを考慮しながら、駆動信号の駆動波形を鈍らせる必要がある。
【０００５】
ところで、放射ノイズは、上述したスイッチング素子の動作に起因するもの以外に、ステッピングモータとステッピングモータを駆動するドライバとの間に配設されるケーブルによるものがある。図９は、従来のモータ駆動装置を示す説明図である。図１０は、従来のステッピングモータの取り付け構造を示す説明図である。図１１は、従来のステッピングモータに取り付けるモータ駆動装置の端子基板を示す説明図である。
【０００６】
図９において、１は、ステッピングモータ２００を搭載する機器の金属筐体である。ステッピングモータ２００は、モータ駆動装置１００により駆動される。
【０００７】
ステッピングモータ２００は、２相型のものであり、金属フレーム２と、巻線を有する不図示のステータと、ステータの中心に配置される不図示のロータと、を備えている。ロータの回転軸には、歯車１０が取り付けられている。そして、ステッピングモータ２００を金属筐体１に取り付ける際には、図１０に示すように、歯車１０を金属筐体１に形成した孔１３に挿通し、ビス９を金属筐体１に形成したビス孔１２に螺合させることにより金属フレーム２を金属筐体１に固定する。
【０００８】
モータ駆動装置１００は、図９に示すように、ステッピングモータ２００を駆動するドライバＩＣ３と、ドライバＩＣ３を搭載したドライバ基板４と、ドライバ基板４に搭載された基板コネクタ５と、を備えている。また、モータ駆動装置１００は、ステッピングモータ２００の巻線に駆動信号を伝送するための４本のケーブル６と、ステッピングモータ２００の内部の２つの巻線の両端を金属フレーム２の外部に引き出した４つの巻線端子７と、を備えている。また、モータ駆動装置１００は、巻線端子７を実装する端子基板８を備えている。
【０００９】
ドライバ基板４は、金属筐体１に固定され、ドライバＩＣ３のグラウンド端子を金属筐体１に接地している。
【００１０】
ステッピングモータ２００の金属フレーム２には、図１０に示すように、端子基板８を巻線端子７に接続するために、巻線端子７を金属フレーム２の外部に露出させる開口１１が形成されている。
【００１１】
端子基板８は、図１１に示すように、４つの巻線端子７の各々に接続された４つの配線パターン１４と、ケーブル６を接続する基板コネクタ１５とを有している。
【００１２】
図１２は、従来のモータ駆動装置の回路構成を示す回路図である。ただし、図１２に示す回路は、モータ駆動装置１００を構成する２相の駆動回路のうち、１相の駆動回路のみが図示されている。
【００１３】
図１２において、１６はステッピングモータ２００のステータの巻線である。２つのケーブル６の一方には、巻線１６に伝送される駆動信号である駆動電流ｉ１が流れ、他方には、巻線１６を通過した駆動電流ｉ２が流れる。ここで、駆動電流ｉ１，ｉ２は、いわゆる差動的に流れる電流であり、互いに逆位相となる。しかし、ペアとなるケーブル６同士の長さの違いや、金属筐体１に対する距離の違いなどが原因となって、ケーブル６同士の平衡度にアンバランスが生じやすい。このアンバランスによって、２つのケーブル６に流れる駆動電流ｉ１，ｉ２が互いに完全な逆位相とはならず、実際には２つのケーブル６に同相で流れる電流、いわゆるコモンモード電流ｉｃが流れる。
【００１４】
このコモンモード電流ｉｃは、巻線１６から金属フレーム２，金属筐体１，ドライバ基板４のグラウンドを経由してドライバＩＣ３に帰還する。この帰還ルートに流れる帰還電流ｉｒにより発生する磁界が、コモンモード電流ｉｃにより発生する逆向きの磁界と打ち消し合うことによって、コモンモードノイズと称される放射ノイズＮを低減することができる。
【００１５】
【特許文献１】特開平９−９３９９２号公報
【特許文献２】特開２００３−１８９５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、巻線１６と金属フレーム２とは絶縁されており、微小な浮遊容量で結合している程度であるため、両者間は高インピーダンスである。そのため、金属筐体１に十分な帰還電流ｉｒを流すことができない。その結果、ケーブル６のコモンモード電流ｉｃによる磁界を、ケーブル６の近傍の金属筐体１の帰還電流ｉｒによる磁界で打ち消しきることができず、放射ノイズＮの低減効果が不十分であるという問題があった。
【００１７】
そこで本発明の目的は、コモンモード電流を金属フレームに円滑に流し、コモンモード電流に起因する放射ノイズを低減させるモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、金属フレームに、巻線を有するステータと、前記ステータに対して回転するロータとが収納されているステッピングモータを駆動するドライバを備えたモータ駆動装置において、前記巻線の端部に接続され、前記金属フレームの外部に露出する巻線端子と、前記ドライバと前記巻線端子との間に配設され、前記ドライバから出力される駆動信号を前記巻線に伝送するためのケーブルと、前記金属フレームと前記巻線端子との間に配設され、前記ケーブルを流れたコモンモード電流を前記金属フレームを介して前記ドライバに帰還させるための容量性素子と、を備えた、ことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明は、金属フレームに、巻線を有するステータと、前記ステータに対して回転するロータとが収納されているステッピングモータを駆動するドライバを備えたモータ駆動装置において、前記巻線の中点に接続され、前記金属フレームの外部に露出する巻線端子と、前記ドライバと前記巻線端子との間に配設され、前記ドライバから出力される駆動信号を前記巻線に伝送するためのケーブルと、前記金属フレームと前記巻線端子との間に配設され、前記巻線の中点まで流れたコモンモード電流を前記金属フレームを介して前記ドライバに帰還させるための容量性素子と、を備えた、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コモンモード電流を金属フレームに円滑に流すことができ、コモンモード電流に起因する放射ノイズを低減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る第１実施形態のモータ駆動装置を示す説明図であり、図２は、ステッピングモータに取り付ける端子基板を示す説明図である。また、図３は、ステッピングモータの概略構成を示す説明図である。
【００２３】
図１に示す１は、ステッピングモータ２００を搭載する機器の金属筐体である。ステッピングモータ２００は、モータ駆動装置１００Ａにより駆動される。
【００２４】
ステッピングモータ２００は、本第１実施形態では、２相型のバイポーラ型ものである。このステッピングモータ２００は、図３に示すように、金属フレーム２と、２つの巻線１６ａ，１６ｂを有するステータ２０１と、ステータ２０１の中心に配置され、ステータ２０１に対して回転するロータ２０２と、を備えている。ステータ２０１及びロータ２０２は、金属フレーム２に収納されている。ロータ２０２の回転軸には、歯車１０が取り付けられている。ステッピングモータ２００の金属フレーム２は、図１に示すように、機器の金属筐体１にビス９で取り付けられて、金属筐体１に接地されている。
【００２５】
モータ駆動装置１００Ａは、駆動信号を出力してステッピングモータ２００を駆動するドライバとしてのドライバＩＣ３と、ドライバＩＣ３を搭載したドライバ基板４と、ドライバ基板４に搭載された基板コネクタ５と、を備えている。また、モータ駆動装置１００Ａは、ステッピングモータ２００の内部の２つの巻線１６ａ，１６ｂの両端部に接続され、金属フレーム２の外部に露出する４つの巻線端子７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を備えている。さらに、モータ駆動装置１００Ａは、ステッピングモータ２００の巻線に駆動信号を伝送するために、ドライバＩＣ３と巻線端子７との間に配設された４本のケーブル６と、巻線端子７を実装する配線基板としての端子基板８と、を備えている。
【００２６】
ドライバ基板４は、金属筐体１に固定されている。ドライバＩＣ３のグラウンド端子は、ドライバ基板４のグラウンド配線に接続され、そのグラウンド配線が金属筐体１に接続固定される。これにより、ドライバＩＣ３のグラウンド端子が金属筐体１に接地されている。
【００２７】
端子基板８は、図２に示すように、４つの巻線端子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの各々に接続された４つの配線パターン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと、ケーブル６を接続する基板コネクタ１５とを有している。
【００２８】
具体的には、ステッピングモータ２００は、第１相巻線１６ａ及び第２相巻線１６ｂの２つの巻線を有しており、第１相巻線１６ａの一端部には、第１の巻線端子７ａが接続され、第１相巻線１６ａの他端部には、第２の巻線端子７ｂが接続される。また、第２相巻線１６ｂの一端部には、第３の巻線端子７ｃが接続され、第２相巻線１６ｂの他端部には、第４の巻線端子７ｄが接続される。そして、端子基板８は、第１の巻線端子７ａが接続される第１の配線パターン１４ａと、第２の巻線端子７ｂが接続される第２の配線パターン１４ｂと、を有している。また、端子基板８は、第３の巻線端子７ｃが接続される第３の配線パターン１４ｃと、第４の巻線端子７ｄが接続される第４の配線パターン１４ｄと、を有している。
【００２９】
各配線パターン１４ａ〜１４ｄは、短冊状に形成されて間隔をあけて互いに平行に端子基板８上に配設される。そして、各配線パターン１４ａ〜１４ｄの一端近傍には、ケーブル６に接続するための基板コネクタ１５が配設されている。
【００３０】
各配線パターン１４ａ〜１４ｄの他端近傍には、巻線端子７ａ〜７ｄがそれぞれ接続されている。
【００３１】
本第１実施形態では、端子基板８は、４つの配線パターン１４ａ〜１４ｄを囲うように、金属フレーム２に電気的に接続されるグラウンド配線パターン１８を有している。
【００３２】
このグラウンド配線パターン１８は、配線パターン１４ａ〜１４ｄが形成されている端子基板８の表面に形成されると共に、端子基板８の裏面の略全面を覆うように形成されている。
【００３３】
そして、モータ駆動装置１００Ａは、金属フレーム２と巻線端子７との間に配設された４つの容量性素子として４つのコンデンサ１７ａ〜１７ｄを備えている。
【００３４】
具体的に説明すると、第１のコンデンサ１７ａの一端が第１の配線パターン１４ａの他端に接続され、第１のコンデンサ１７ａの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。また、第２のコンデンサ１７ｂの一端が第２の配線パターン１４ｂの他端に接続され、第２のコンデンサ１７ｂの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。また、第３のコンデンサ１７ｃの一端が第３の配線パターン１４ｃの他端に接続され、第３のコンデンサ１７ｃの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。また、第４のコンデンサ１７ｄの一端が第４の配線パターン１４ｄの他端に接続され、第４のコンデンサ１７ｄの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。したがって、各コンデンサ１７ａ〜１７ｄは、ケーブル６の終端（ケーブル６のドライバＩＣ３側とは反対側の端部）に、具体的には、配線パターン１４ａの終端（他端）に接続されたこととなる。
【００３５】
このように各コンデンサ１７ａ〜１７ｄは、端子基板８上に実装されている。これにより、各コンデンサ１７ａ〜１７ｄを端子基板８に実装した状態で端子基板８をステッピングモータ２００に取り付ければよいので、取り付け作業が簡単である。
【００３６】
ところで、コンデンサ１７ａ〜１７ｄが接続されるグラウンド配線パターン１８は、リード線を介して半田等で金属フレーム２に接続したり、半田のみで接続したり、導電性のねじで接続したり、種々の接続方法が可能である。
【００３７】
しかし、リード線による方法は、リード線のインダクタンスにより高周波領域では高インピーダンスとなるので、放射ノイズの低減効果が小さくなる可能性がある。また、半田で直接接続する方法では、ステッピングモータ２００の動作により金属フレーム２が高温となった際に半田が熔ける可能性がある。また、半田付けする際に、巻線の絶縁被覆が熔ける可能性もある。また、ねじで接続する方法では、金属フレーム２にねじ孔を開ける必要があるため、ねじがステッピングモータ２００の内部機器に接触しないようにしなければならず、金属フレーム２を大型化しなければならない。また、金属フレーム２を大型化してしまうと、内部機器との間に空気層が形成されてしまい、内部機器の放熱効果が低下してしまう可能性がある。
【００３８】
そこで、本第１実施形態のモータ駆動装置１００Ａは、コンデンサ１７ａ〜１７ｄの近傍であって、端子基板８の裏面のグラウンド配線パターン１８の領域２８に固定される導電性の板ばね２７を備えている。
【００３９】
そして、図１に示すように、端子基板８を金属フレーム近傍に配置した際に、板ばね２７が金属フレーム２に接触する。このとき、板ばね２７は、その付勢力により金属フレーム２に圧接するので、接触不良となることはなく、良好に金属フレーム２に接触した状態を維持することができる。
【００４０】
これにより、グラウンド配線パターン１８は、板ばね２７による簡単な構成で金属フレーム２に電気的に接続される。
【００４１】
そして、板ばね２７は、グラウンド配線パターン１８における端子基板８の配線パターン１４ａ〜１４ｄの他端（終端）側に固定されているので、配線パターン１４ａ〜１４ｄの終端から金属フレーム２に至るまでの距離が短い。したがって、配線パターン１４ａ〜１４ｄと金属フレーム２との間が低インピーダンスとなり、コモンモード電流が良好に流れる。
【００４２】
図４は、本発明に係る第１実施形態のモータ駆動装置１００Ａの回路構成を示す回路図である。ただし、図４に示す回路は、モータ駆動装置１００Ａを構成する２相の駆動回路のうち、１相の駆動回路のみが図示されているが、不図示の駆動回路は、図４の駆動回路と同様の構成である。
【００４３】
図４において、１６はステッピングモータ２００の２つの巻線１６ａ，１６ｂのうち、一方の巻線を示している。２つのケーブル６の一方には、巻線１６に伝送される駆動信号である駆動電流ｉ１が流れ、他方には、巻線１６を通過した駆動電流ｉ２が流れる。ここで、駆動電流ｉ１，ｉ２は、いわゆる差動的に流れる電流である。そして、ペアとなるケーブル６同士の長さの違いや、金属筐体１に対する距離の違いなどが原因となって、ペアとなるケーブル６同士の平衡度にアンバランスが生じた際には、各ケーブル６に同一方向にコモンモード電流ｉｃが流れる。
【００４４】
このコモンモード電流ｉｃは、ケーブル６の終端（具体的には、配線パターン１４の終端）からコンデンサ１７を介して金属フレーム２，金属筐体１，ドライバ基板４のグラウンドを経由してドライバＩＣ３に帰還する。
【００４５】
つまり、コンデンサ１７は、コモンモード電流ｉｃに対して低インピーダンスとなるので、コモンモード電流ｉｃは、円滑に金属フレーム２に流れる。この帰還ルートに流れる帰還電流ｉｒにより発生する磁界が、コモンモード電流ｉｃにより発生する逆向きの磁界と打ち消し合い、コモンモードノイズと称されるコモンモード電流に起因する放射ノイズを低減することができる。
【００４６】
なお、仮にケーブル６の始端又はその途中にコンデンサを接続した場合には、コンデンサのケーブル６の接続点からケーブル６の終端までの区間でコモンモード電流が生じる可能性があり、その区間で生じたコモンモード電流は帰還できない可能性がある。
【００４７】
これに対し、本第１実施形態では、ケーブル６の終端からコモンモード電流ｉｃを金属フレーム２に帰還させるようにしたので、より効果的にコモンモード電流ｉｃを金属フレーム２を介してドライバＩＣ３に帰還させることができる。
【００４８】
図５は、放射ノイズレベルを測定した事例を示す図である。図５（ａ）は、従来のモータ駆動装置における測定結果を示す図であり、図５（ｂ）は本第１実施形態のモータ駆動装置おける測定結果を示す図である。モータ駆動装置の構成条件としては、ケーブル６の長さを５００ｍｍ、金属筐体１からケーブル６までの高さを１０ｍｍ、端子基板８に実装するコンデンサ１７を１０００ｐＦとした。図５に示すように、本実験では、５５ＭＨｚにおいて８ｄＢ程度の放射ノイズ低減が確認された。
【００４９】
［第２実施形態］
次に第２実施形態のモータ駆動装置について説明する。なお、本第２実施形態において、上記第１実施形態と同一の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図６は、本発明に係る第２実施形態のモータ駆動装置１００Ｂの回路構成を示す回路図、図７は、ステッピングモータに取り付ける端子基板８Ａを示す説明図である。なお、図６において、モータ駆動装置１００Ｂを構成する２相の駆動回路のうち、１相の駆動回路のみが図示されているが、不図示の駆動回路は、図６の駆動回路と同様の構成である。
【００５１】
モータ駆動装置１００Ｂは、図６に示すように、ステッピングモータの巻線１６の中点に接続され、金属フレーム２の外部に露出する巻線端子１９を備えている。巻線１６の中点とは、巻線１６を２分割した際に、インダクタンスが互いに等しくなる点である。
【００５２】
本第２実施形態のモータ駆動装置１００Ｂは、金属フレーム２と巻線端子１９との間に配設された容量性素子としてコンデンサ２１を備えている。
【００５３】
図７を参照しながら具体的な構成を説明すると、第１相巻線の中点から引き出された配線に第５の巻線端子１９ａが接続され、第２相巻線の中点から引き出された配線に第６の巻線端子１９ｂが接続されている。端子基板８Ａには、第５，第６の配線パターン２０ａ，２０ｂからなる２つの配線パターンが形成されており、第５の配線パターン２０ａには、第５の巻線端子１９ａが接続され、第６の配線パターン２０ｂには、第６の巻線端子１９ｂが接続されている。これにより、第５，第６の巻線端子１９ａ，１９ｂが端子基板８Ａに実装されている。
【００５４】
そして、モータ駆動装置１００Ｂは、金属フレーム２と各巻線端子１９ａ，１９ｂとの間に配設された２つの容量性素子であるコンデンサ２１ａ，２１ｂを備えている。
【００５５】
具体的に説明すると、第１のコンデンサ２１ａの一端が第５の配線パターン２０ａに接続され、第１のコンデンサ２１ａの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。また、第２のコンデンサ２１ｂの一端が第６の配線パターン２０ｂに接続され、第２のコンデンサ２１ｂの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。
【００５６】
このように２つのコンデンサ２１ａ，２１ｂは、端子基板８Ａ上に実装されている。
【００５７】
この構成により、図６に示す巻線１６の中点まで流れたコモンモード電流ｉｃは、コンデンサ２１により金属フレーム２を介してドライバＩＣ３に帰還させている。
【００５８】
本第２実施形態では、コンデンサ２１の個数を４個から２個に減らすことができ、より安価な構成でノイズ低減効果が得られる。
【００５９】
さらに、コンデンサ２１が巻線１６の中点に接続されることとなるので、ケーブル６で生じるコモンモード電流だけではなく、巻線１６の部分で生じるペア間のアンバランスにより生じるコモンモード電流もドライバＩＣ３に帰還させることができる。したがって、巻線１６で生じるコモンモード電流も帰還でき、このコモンモード電流により生じる放射ノイズも低減させることができるので、放射ノイズの低減効果を高めることができる。
【００６０】
［第３実施形態］
図８は、本発明に係る第３実施形態のモータ駆動装置における端子基板を示す説明図である。なお、本第３実施形態において、上記第１実施形態と同一の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
上記第１実施形態では、グラウンド配線パターンと金属フレームとを板ばね２７により電気的に接続したが、本第３実施形態では、導電性部材３０によりグラウンド配線パターン１８と金属フレームとを接着することで電気的に接続している。
【００６２】
この導電性部材３０は、接着性を有する導電性ペースト或いは導電性ガスケットである。
【００６３】
導電性部材３０が導電性ペーストである場合には、端子基板８Ｂの裏面のグラウンド配線パターン１８に導電性ペーストを塗布し、金属フレームに接着すればよい。
【００６４】
導電性部材３０が導電性ガスケットである場合には、端子基板８Ｂの裏面のグラウンド配線パターン１８に導電性ガスケットを貼り付け、金属フレームに接着すればよい。
【００６５】
導電性部材３０が導電性ペーストと導電性ガスケットのいずれであっても、放射ノイズの低減効果に関しては、上記第１実施形態とほぼ同等の効果を有する。
【００６６】
そして、本第３実施形態では、導電性ペースト又は導電性ガスケットからなる導電性部材３０で接着するようにしたので、リード線や半田、ねじ等により接続する必要がなく、簡単に接続することが可能となる。
【００６７】
なお、上記第１実施形態の板ばね２７を導電性部材３０に変更した場合について説明したが、上記第２実施形態の板ばね２７を導電性部材３０に変更した場合についても適用可能であり、この場合も同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００６８】
以上、上記第１〜第３実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６９】
上記第１〜第３実施形態では、２相型のステッピングモータに適用するモータ駆動装置について説明したが、これに限定するものではない。例えば５相型のステッピングモータ等、複数相のステッピングモータを駆動するモータ駆動装置についても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る第１実施形態のモータ駆動装置を示す説明図である。
【図２】ステッピングモータに取り付ける端子基板を示す説明図である。
【図３】ステッピングモータの概略構成を示す説明図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態のモータ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図５】放射ノイズレベルを測定した事例を示す図である。（ａ）は、従来のモータ駆動装置における測定結果を示す図、（ｂ）は本第１実施形態のモータ駆動装置おける測定結果を示す図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態のモータ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図７】ステッピングモータに取り付ける端子基板を示す説明図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態のモータ駆動装置における端子基板を示す説明図である。
【図９】従来のモータ駆動装置を示す説明図である。
【図１０】従来のステッピングモータの取り付け構造を示す説明図である。
【図１１】従来のステッピングモータに取り付けるモータ駆動装置の端子基板を示す説明図である。
【図１２】従来のモータ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００７１】
２ 金属フレーム
３ ドライバＩＣ（ドライバ）
６ ケーブル
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 巻線端子
８，８Ａ，８Ｂ 端子基板（配線基板）
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 配線パターン
１６ａ，１６ｂ 巻線
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ コンデンサ（容量性素子）
１８ グラウンド配線パターン
１９ａ，１９ｂ 巻線端子
２０ａ，２０ｂ 配線パターン
２１ａ，２１ｂ コンデンサ（容量性素子）
２７ 板ばね
３０ 導電性部材
１００Ａ，１００Ｂ モータ駆動装置
２００ ステッピングモータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータを駆動するモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば２相型のステッピングモータにおけるステータの２つの巻線の相を切り換える相切換回路と、巻線に流れる電流が一定となるようにパルス幅を調整するスイッチング素子と、を備えたモータ駆動装置が知られている。
【０００３】
近年、ステッピングモータの高精度制御、回転の高速化、モータの小型化のために、相切換回路におけるスイッチング周波数の高周波化が必須となっている。このスイッチング周波数の高周波化は、放射ノイズの悪化をもたらしている。さらに、スイッチングの高周波化によるスイッチング素子の発熱を抑制するために、スイッチング素子のＰＷＭスイッチングのスピードの高速化も図られている。このスイッチング素子のＰＷＭスイッチングの高速化も、放射ノイズの悪化の原因のひとつとなっている。
【０００４】
そこで、ステッピングモータの回転停止保持モードでは、スイッチング素子のＰＷＭスイッチング動作を停止させ、別電源からステッピングモータの内部巻線に定電流を供給する技術が提案されている（特許文献１参照）。しかし、ステッピングモータの回転動作モードでは、スイッチング素子のＰＷＭスイッチング動作を停止できないため、放射ノイズを抑制できないことが問題であった。この問題を解決するために、簡単な回路構成でスイッチングスピードを適切に抑制し、ステッピングモータに出力する駆動信号の駆動波形を鈍らせることで、放射ノイズを低減する技術が提案されている（特許文献２参照）。これにより、スイッチング素子の動作による放射ノイズを低減することができる。なお、この技術では、スイッチング素子の機能発現を阻害しないように、スイッチング素子の発熱量と放射ノイズとのトレードオフを考慮しながら、駆動信号の駆動波形を鈍らせる必要がある。
【０００５】
ところで、放射ノイズは、上述したスイッチング素子の動作に起因するもの以外に、ステッピングモータとステッピングモータを駆動するドライバとの間に配設されるケーブルによるものがある。図９は、従来のモータ駆動装置を示す説明図である。図１０は、従来のステッピングモータの取り付け構造を示す説明図である。図１１は、従来のステッピングモータに取り付けるモータ駆動装置の端子基板を示す説明図である。
【０００６】
図９において、１は、ステッピングモータ２００を搭載する機器の金属筐体である。ステッピングモータ２００は、モータ駆動装置１００により駆動される。
【０００７】
ステッピングモータ２００は、２相型のものであり、金属フレーム２と、巻線を有する不図示のステータと、ステータの中心に配置される不図示のロータと、を備えている。ロータの回転軸には、歯車１０が取り付けられている。そして、ステッピングモータ２００を金属筐体１に取り付ける際には、図１０に示すように、歯車１０を金属筐体１に形成した孔１３に挿通し、ビス９を金属筐体１に形成したビス孔１２に螺合させることにより金属フレーム２を金属筐体１に固定する。
【０００８】
モータ駆動装置１００は、図９に示すように、ステッピングモータ２００を駆動するドライバＩＣ３と、ドライバＩＣ３を搭載したドライバ基板４と、ドライバ基板４に搭載された基板コネクタ５と、を備えている。また、モータ駆動装置１００は、ステッピングモータ２００の巻線に駆動信号を伝送するための４本のケーブル６と、ステッピングモータ２００の内部の２つの巻線の両端を金属フレーム２の外部に引き出した４つの巻線端子７と、を備えている。また、モータ駆動装置１００は、巻線端子７を実装する端子基板８を備えている。
【０００９】
ドライバ基板４は、金属筐体１に固定され、ドライバＩＣ３のグラウンド端子を金属筐体１に接地している。
【００１０】
ステッピングモータ２００の金属フレーム２には、図１０に示すように、端子基板８を巻線端子７に接続するために、巻線端子７を金属フレーム２の外部に露出させる開口１１が形成されている。
【００１１】
端子基板８は、図１１に示すように、４つの巻線端子７の各々に接続された４つの配線パターン１４と、ケーブル６を接続する基板コネクタ１５とを有している。
【００１２】
図１２は、従来のモータ駆動装置の回路構成を示す回路図である。ただし、図１２に示す回路は、モータ駆動装置１００を構成する２相の駆動回路のうち、１相の駆動回路のみが図示されている。
【００１３】
図１２において、１６はステッピングモータ２００のステータの巻線である。２つのケーブル６の一方には、巻線１６に伝送される駆動信号である駆動電流ｉ１が流れ、他方には、巻線１６を通過した駆動電流ｉ２が流れる。ここで、駆動電流ｉ１，ｉ２は、いわゆる差動的に流れる電流であり、互いに逆位相となる。しかし、ペアとなるケーブル６同士の長さの違いや、金属筐体１に対する距離の違いなどが原因となって、ケーブル６同士の平衡度にアンバランスが生じやすい。このアンバランスによって、２つのケーブル６に流れる駆動電流ｉ１，ｉ２が互いに完全な逆位相とはならず、実際には２つのケーブル６に同相で流れる電流、いわゆるコモンモード電流ｉｃが流れる。
【００１４】
このコモンモード電流ｉｃは、巻線１６から金属フレーム２，金属筐体１，ドライバ基板４のグラウンドを経由してドライバＩＣ３に帰還する。この帰還ルートに流れる帰還電流ｉｒにより発生する磁界が、コモンモード電流ｉｃにより発生する逆向きの磁界と打ち消し合うことによって、コモンモードノイズと称される放射ノイズＮを低減することができる。
【００１５】
【特許文献１】特開平９−９３９９２号公報
【特許文献２】特開２００３−１８９５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、巻線１６と金属フレーム２とは絶縁されており、微小な浮遊容量で結合している程度であるため、両者間は高インピーダンスである。そのため、金属筐体１に十分な帰還電流ｉｒを流すことができない。その結果、ケーブル６のコモンモード電流ｉｃによる磁界を、ケーブル６の近傍の金属筐体１の帰還電流ｉｒによる磁界で打ち消しきることができず、放射ノイズＮの低減効果が不十分であるという問題があった。
【００１７】
そこで本発明の目的は、コモンモード電流を金属フレームに円滑に流し、コモンモード電流に起因する放射ノイズを低減させるモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、金属フレームに、巻線を有するステータと、前記ステータに対して回転するロータとが収納されているステッピングモータを駆動するドライバを備えたモータ駆動装置において、前記巻線の端部に接続され、前記金属フレームの外部に露出する巻線端子と、前記ドライバと前記巻線端子との間に配設され、前記ドライバから出力される駆動信号を前記巻線に伝送するためのケーブルと、前記金属フレームと前記巻線端子との間に配設され、前記ケーブルを流れたコモンモード電流を前記金属フレームを介して前記ドライバに帰還させるための容量性素子と、を備えた、ことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明は、金属フレームに、巻線を有するステータと、前記ステータに対して回転するロータとが収納されているステッピングモータを駆動するドライバを備えたモータ駆動装置において、前記巻線の中点に接続され、前記金属フレームの外部に露出する巻線端子と、前記ドライバと前記巻線端子との間に配設され、前記ドライバから出力される駆動信号を前記巻線に伝送するためのケーブルと、前記金属フレームと前記巻線端子との間に配設され、前記巻線の中点まで流れたコモンモード電流を前記金属フレームを介して前記ドライバに帰還させるための容量性素子と、を備えた、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コモンモード電流を金属フレームに円滑に流すことができ、コモンモード電流に起因する放射ノイズを低減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る第１実施形態のモータ駆動装置を示す説明図であり、図２は、ステッピングモータに取り付ける端子基板を示す説明図である。また、図３は、ステッピングモータの概略構成を示す説明図である。
【００２３】
図１に示す１は、ステッピングモータ２００を搭載する機器の金属筐体である。ステッピングモータ２００は、モータ駆動装置１００Ａにより駆動される。
【００２４】
ステッピングモータ２００は、本第１実施形態では、２相型のバイポーラ型ものである。このステッピングモータ２００は、図３に示すように、金属フレーム２と、２つの巻線１６ａ，１６ｂを有するステータ２０１と、ステータ２０１の中心に配置され、ステータ２０１に対して回転するロータ２０２と、を備えている。ステータ２０１及びロータ２０２は、金属フレーム２に収納されている。ロータ２０２の回転軸には、歯車１０が取り付けられている。ステッピングモータ２００の金属フレーム２は、図１に示すように、機器の金属筐体１にビス９で取り付けられて、金属筐体１に接地されている。
【００２５】
モータ駆動装置１００Ａは、駆動信号を出力してステッピングモータ２００を駆動するドライバとしてのドライバＩＣ３と、ドライバＩＣ３を搭載したドライバ基板４と、ドライバ基板４に搭載された基板コネクタ５と、を備えている。また、モータ駆動装置１００Ａは、ステッピングモータ２００の内部の２つの巻線１６ａ，１６ｂの両端部に接続され、金属フレーム２の外部に露出する４つの巻線端子７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を備えている。さらに、モータ駆動装置１００Ａは、ステッピングモータ２００の巻線に駆動信号を伝送するために、ドライバＩＣ３と巻線端子７との間に配設された４本のケーブル６と、巻線端子７を実装する配線基板としての端子基板８と、を備えている。
【００２６】
ドライバ基板４は、金属筐体１に固定されている。ドライバＩＣ３のグラウンド端子は、ドライバ基板４のグラウンド配線に接続され、そのグラウンド配線が金属筐体１に接続固定される。これにより、ドライバＩＣ３のグラウンド端子が金属筐体１に接地されている。
【００２７】
端子基板８は、図２に示すように、４つの巻線端子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの各々に接続された４つの配線パターン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと、ケーブル６を接続する基板コネクタ１５とを有している。
【００２８】
具体的には、ステッピングモータ２００は、第１相巻線１６ａ及び第２相巻線１６ｂの２つの巻線を有しており、第１相巻線１６ａの一端部には、第１の巻線端子７ａが接続され、第１相巻線１６ａの他端部には、第２の巻線端子７ｂが接続される。また、第２相巻線１６ｂの一端部には、第３の巻線端子７ｃが接続され、第２相巻線１６ｂの他端部には、第４の巻線端子７ｄが接続される。そして、端子基板８は、第１の巻線端子７ａが接続される第１の配線パターン１４ａと、第２の巻線端子７ｂが接続される第２の配線パターン１４ｂと、を有している。また、端子基板８は、第３の巻線端子７ｃが接続される第３の配線パターン１４ｃと、第４の巻線端子７ｄが接続される第４の配線パターン１４ｄと、を有している。
【００２９】
各配線パターン１４ａ〜１４ｄは、短冊状に形成されて間隔をあけて互いに平行に端子基板８上に配設される。そして、各配線パターン１４ａ〜１４ｄの一端近傍には、ケーブル６に接続するための基板コネクタ１５が配設されている。
【００３０】
各配線パターン１４ａ〜１４ｄの他端近傍には、巻線端子７ａ〜７ｄがそれぞれ接続されている。
【００３１】
本第１実施形態では、端子基板８は、４つの配線パターン１４ａ〜１４ｄを囲うように、金属フレーム２に電気的に接続されるグラウンド配線パターン１８を有している。
【００３２】
このグラウンド配線パターン１８は、配線パターン１４ａ〜１４ｄが形成されている端子基板８の表面に形成されると共に、端子基板８の裏面の略全面を覆うように形成されている。
【００３３】
そして、モータ駆動装置１００Ａは、金属フレーム２と巻線端子７との間に配設された４つの容量性素子として４つのコンデンサ１７ａ〜１７ｄを備えている。
【００３４】
具体的に説明すると、第１のコンデンサ１７ａの一端が第１の配線パターン１４ａの他端に接続され、第１のコンデンサ１７ａの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。また、第２のコンデンサ１７ｂの一端が第２の配線パターン１４ｂの他端に接続され、第２のコンデンサ１７ｂの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。また、第３のコンデンサ１７ｃの一端が第３の配線パターン１４ｃの他端に接続され、第３のコンデンサ１７ｃの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。また、第４のコンデンサ１７ｄの一端が第４の配線パターン１４ｄの他端に接続され、第４のコンデンサ１７ｄの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。したがって、各コンデンサ１７ａ〜１７ｄは、ケーブル６の終端（ケーブル６のドライバＩＣ３側とは反対側の端部）に、具体的には、配線パターン１４ａの終端（他端）に接続されたこととなる。
【００３５】
このように各コンデンサ１７ａ〜１７ｄは、端子基板８上に実装されている。これにより、各コンデンサ１７ａ〜１７ｄを端子基板８に実装した状態で端子基板８をステッピングモータ２００に取り付ければよいので、取り付け作業が簡単である。
【００３６】
ところで、コンデンサ１７ａ〜１７ｄが接続されるグラウンド配線パターン１８は、リード線を介して半田等で金属フレーム２に接続したり、半田のみで接続したり、導電性のねじで接続したり、種々の接続方法が可能である。
【００３７】
しかし、リード線による方法は、リード線のインダクタンスにより高周波領域では高インピーダンスとなるので、放射ノイズの低減効果が小さくなる可能性がある。また、半田で直接接続する方法では、ステッピングモータ２００の動作により金属フレーム２が高温となった際に半田が熔ける可能性がある。また、半田付けする際に、巻線の絶縁被覆が熔ける可能性もある。また、ねじで接続する方法では、金属フレーム２にねじ孔を開ける必要があるため、ねじがステッピングモータ２００の内部機器に接触しないようにしなければならず、金属フレーム２を大型化しなければならない。また、金属フレーム２を大型化してしまうと、内部機器との間に空気層が形成されてしまい、内部機器の放熱効果が低下してしまう可能性がある。
【００３８】
そこで、本第１実施形態のモータ駆動装置１００Ａは、コンデンサ１７ａ〜１７ｄの近傍であって、端子基板８の裏面のグラウンド配線パターン１８の領域２８に固定される導電性の板ばね２７を備えている。
【００３９】
そして、図１に示すように、端子基板８を金属フレーム近傍に配置した際に、板ばね２７が金属フレーム２に接触する。このとき、板ばね２７は、その付勢力により金属フレーム２に圧接するので、接触不良となることはなく、良好に金属フレーム２に接触した状態を維持することができる。
【００４０】
これにより、グラウンド配線パターン１８は、板ばね２７による簡単な構成で金属フレーム２に電気的に接続される。
【００４１】
そして、板ばね２７は、グラウンド配線パターン１８における端子基板８の配線パターン１４ａ〜１４ｄの他端（終端）側に固定されているので、配線パターン１４ａ〜１４ｄの終端から金属フレーム２に至るまでの距離が短い。したがって、配線パターン１４ａ〜１４ｄと金属フレーム２との間が低インピーダンスとなり、コモンモード電流が良好に流れる。
【００４２】
図４は、本発明に係る第１実施形態のモータ駆動装置１００Ａの回路構成を示す回路図である。ただし、図４に示す回路は、モータ駆動装置１００Ａを構成する２相の駆動回路のうち、１相の駆動回路のみが図示されているが、不図示の駆動回路は、図４の駆動回路と同様の構成である。
【００４３】
図４において、１６はステッピングモータ２００の２つの巻線１６ａ，１６ｂのうち、一方の巻線を示している。２つのケーブル６の一方には、巻線１６に伝送される駆動信号である駆動電流ｉ１が流れ、他方には、巻線１６を通過した駆動電流ｉ２が流れる。ここで、駆動電流ｉ１，ｉ２は、いわゆる差動的に流れる電流である。そして、ペアとなるケーブル６同士の長さの違いや、金属筐体１に対する距離の違いなどが原因となって、ペアとなるケーブル６同士の平衡度にアンバランスが生じた際には、各ケーブル６に同一方向にコモンモード電流ｉｃが流れる。
【００４４】
このコモンモード電流ｉｃは、ケーブル６の終端（具体的には、配線パターン１４の終端）からコンデンサ１７を介して金属フレーム２，金属筐体１，ドライバ基板４のグラウンドを経由してドライバＩＣ３に帰還する。
【００４５】
つまり、コンデンサ１７は、コモンモード電流ｉｃに対して低インピーダンスとなるので、コモンモード電流ｉｃは、円滑に金属フレーム２に流れる。この帰還ルートに流れる帰還電流ｉｒにより発生する磁界が、コモンモード電流ｉｃにより発生する逆向きの磁界と打ち消し合い、コモンモードノイズと称されるコモンモード電流に起因する放射ノイズを低減することができる。
【００４６】
なお、仮にケーブル６の始端又はその途中にコンデンサを接続した場合には、コンデンサのケーブル６の接続点からケーブル６の終端までの区間でコモンモード電流が生じる可能性があり、その区間で生じたコモンモード電流は帰還できない可能性がある。
【００４７】
これに対し、本第１実施形態では、ケーブル６の終端からコモンモード電流ｉｃを金属フレーム２に帰還させるようにしたので、より効果的にコモンモード電流ｉｃを金属フレーム２を介してドライバＩＣ３に帰還させることができる。
【００４８】
図５は、放射ノイズレベルを測定した事例を示す図である。図５（ａ）は、従来のモータ駆動装置における測定結果を示す図であり、図５（ｂ）は本第１実施形態のモータ駆動装置おける測定結果を示す図である。モータ駆動装置の構成条件としては、ケーブル６の長さを５００ｍｍ、金属筐体１からケーブル６までの高さを１０ｍｍ、端子基板８に実装するコンデンサ１７を１０００ｐＦとした。図５に示すように、本実験では、５５ＭＨｚにおいて８ｄＢ程度の放射ノイズ低減が確認された。
【００４９】
［第２実施形態］
次に第２実施形態のモータ駆動装置について説明する。なお、本第２実施形態において、上記第１実施形態と同一の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図６は、本発明に係る第２実施形態のモータ駆動装置１００Ｂの回路構成を示す回路図、図７は、ステッピングモータに取り付ける端子基板８Ａを示す説明図である。なお、図６において、モータ駆動装置１００Ｂを構成する２相の駆動回路のうち、１相の駆動回路のみが図示されているが、不図示の駆動回路は、図６の駆動回路と同様の構成である。
【００５１】
モータ駆動装置１００Ｂは、図６に示すように、ステッピングモータの巻線１６の中点に接続され、金属フレーム２の外部に露出する巻線端子１９を備えている。巻線１６の中点とは、巻線１６を２分割した際に、インダクタンスが互いに等しくなる点である。
【００５２】
本第２実施形態のモータ駆動装置１００Ｂは、金属フレーム２と巻線端子１９との間に配設された容量性素子としてコンデンサ２１を備えている。
【００５３】
図７を参照しながら具体的な構成を説明すると、第１相巻線の中点から引き出された配線に第５の巻線端子１９ａが接続され、第２相巻線の中点から引き出された配線に第６の巻線端子１９ｂが接続されている。端子基板８Ａには、第５，第６の配線パターン２０ａ，２０ｂからなる２つの配線パターンが形成されており、第５の配線パターン２０ａには、第５の巻線端子１９ａが接続され、第６の配線パターン２０ｂには、第６の巻線端子１９ｂが接続されている。これにより、第５，第６の巻線端子１９ａ，１９ｂが端子基板８Ａに実装されている。
【００５４】
そして、モータ駆動装置１００Ｂは、金属フレーム２と各巻線端子１９ａ，１９ｂとの間に配設された２つの容量性素子であるコンデンサ２１ａ，２１ｂを備えている。
【００５５】
具体的に説明すると、第１のコンデンサ２１ａの一端が第５の配線パターン２０ａに接続され、第１のコンデンサ２１ａの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。また、第２のコンデンサ２１ｂの一端が第６の配線パターン２０ｂに接続され、第２のコンデンサ２１ｂの他端がグラウンド配線パターン１８に接続されている。
【００５６】
このように２つのコンデンサ２１ａ，２１ｂは、端子基板８Ａ上に実装されている。
【００５７】
この構成により、図６に示す巻線１６の中点まで流れたコモンモード電流ｉｃは、コンデンサ２１により金属フレーム２を介してドライバＩＣ３に帰還させている。
【００５８】
本第２実施形態では、コンデンサ２１の個数を４個から２個に減らすことができ、より安価な構成でノイズ低減効果が得られる。
【００５９】
さらに、コンデンサ２１が巻線１６の中点に接続されることとなるので、ケーブル６で生じるコモンモード電流だけではなく、巻線１６の部分で生じるペア間のアンバランスにより生じるコモンモード電流もドライバＩＣ３に帰還させることができる。したがって、巻線１６で生じるコモンモード電流も帰還でき、このコモンモード電流により生じる放射ノイズも低減させることができるので、放射ノイズの低減効果を高めることができる。
【００６０】
［第３実施形態］
図８は、本発明に係る第３実施形態のモータ駆動装置における端子基板を示す説明図である。なお、本第３実施形態において、上記第１実施形態と同一の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
上記第１実施形態では、グラウンド配線パターンと金属フレームとを板ばね２７により電気的に接続したが、本第３実施形態では、導電性部材３０によりグラウンド配線パターン１８と金属フレームとを接着することで電気的に接続している。
【００６２】
この導電性部材３０は、接着性を有する導電性ペースト或いは導電性ガスケットである。
【００６３】
導電性部材３０が導電性ペーストである場合には、端子基板８Ｂの裏面のグラウンド配線パターン１８に導電性ペーストを塗布し、金属フレームに接着すればよい。
【００６４】
導電性部材３０が導電性ガスケットである場合には、端子基板８Ｂの裏面のグラウンド配線パターン１８に導電性ガスケットを貼り付け、金属フレームに接着すればよい。
【００６５】
導電性部材３０が導電性ペーストと導電性ガスケットのいずれであっても、放射ノイズの低減効果に関しては、上記第１実施形態とほぼ同等の効果を有する。
【００６６】
そして、本第３実施形態では、導電性ペースト又は導電性ガスケットからなる導電性部材３０で接着するようにしたので、リード線や半田、ねじ等により接続する必要がなく、簡単に接続することが可能となる。
【００６７】
なお、上記第１実施形態の板ばね２７を導電性部材３０に変更した場合について説明したが、上記第２実施形態の板ばね２７を導電性部材３０に変更した場合についても適用可能であり、この場合も同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００６８】
以上、上記第１〜第３実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６９】
上記第１〜第３実施形態では、２相型のステッピングモータに適用するモータ駆動装置について説明したが、これに限定するものではない。例えば５相型のステッピングモータ等、複数相のステッピングモータを駆動するモータ駆動装置についても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る第１実施形態のモータ駆動装置を示す説明図である。
【図２】ステッピングモータに取り付ける端子基板を示す説明図である。
【図３】ステッピングモータの概略構成を示す説明図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態のモータ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図５】放射ノイズレベルを測定した事例を示す図である。（ａ）は、従来のモータ駆動装置における測定結果を示す図、（ｂ）は本第１実施形態のモータ駆動装置おける測定結果を示す図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態のモータ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図７】ステッピングモータに取り付ける端子基板を示す説明図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態のモータ駆動装置における端子基板を示す説明図である。
【図９】従来のモータ駆動装置を示す説明図である。
【図１０】従来のステッピングモータの取り付け構造を示す説明図である。
【図１１】従来のステッピングモータに取り付けるモータ駆動装置の端子基板を示す説明図である。
【図１２】従来のモータ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００７１】
２ 金属フレーム
３ ドライバＩＣ（ドライバ）
６ ケーブル
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 巻線端子
８，８Ａ，８Ｂ 端子基板（配線基板）
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 配線パターン
１６ａ，１６ｂ 巻線
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ コンデンサ（容量性素子）
１８ グラウンド配線パターン
１９ａ，１９ｂ 巻線端子
２０ａ，２０ｂ 配線パターン
２１ａ，２１ｂ コンデンサ（容量性素子）
２７ 板ばね
３０ 導電性部材
１００Ａ，１００Ｂ モータ駆動装置
２００ ステッピングモータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属フレームに、巻線を有するステータと、前記ステータに対して回転するロータとが収納されているステッピングモータを駆動するドライバを備えたモータ駆動装置において、
前記巻線の端部に接続され、前記金属フレームの外部に露出する巻線端子と、
前記ドライバと前記巻線端子との間に配設され、前記ドライバから出力される駆動信号を前記巻線に伝送するためのケーブルと、
前記金属フレームと前記巻線端子との間に配設され、前記ケーブルを流れたコモンモード電流を前記金属フレームを介して前記ドライバに帰還させるための容量性素子と、を備えた、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
金属フレームに、巻線を有するステータと、前記ステータに対して回転するロータとが収納されているステッピングモータを駆動するドライバを備えたモータ駆動装置において、
前記巻線の中点に接続され、前記金属フレームの外部に露出する巻線端子と、
前記ドライバと前記巻線端子との間に配設され、前記ドライバから出力される駆動信号を前記巻線に伝送するためのケーブルと、
前記金属フレームと前記巻線端子との間に配設され、前記巻線の中点まで流れたコモンモード電流を前記金属フレームを介して前記ドライバに帰還させるための容量性素子と、を備えた、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
前記巻線端子に接続される配線パターンと、前記金属フレームに接続されるグラウンド配線パターンと、を有する配線基板を備え、
前記容量性素子の一端が前記配線パターンに、他端が前記グラウンド配線パターンに接続されて、前記容量性素子が前記配線基板に実装されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記グラウンド配線パターンに固定される導電性の板ばねを備え、
前記配線基板を前記金属フレーム近傍に配置して、前記板ばねを前記金属フレームに接触させた、
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記グラウンド配線パターンと前記金属フレームとを接着する導電性部材を備えた、
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記導電性部材が、導電性ペーストである、
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記導電性部材が、導電性ガスケットである、
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項１】
金属フレームに、巻線を有するステータと、前記ステータに対して回転するロータとが収納されているステッピングモータを駆動するドライバを備えたモータ駆動装置において、
前記巻線の端部に接続され、前記金属フレームの外部に露出する巻線端子と、
前記ドライバと前記巻線端子との間に配設され、前記ドライバから出力される駆動信号を前記巻線に伝送するためのケーブルと、
前記金属フレームと前記巻線端子との間に配設され、前記ケーブルを流れたコモンモード電流を前記金属フレームを介して前記ドライバに帰還させるための容量性素子と、を備えた、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
金属フレームに、巻線を有するステータと、前記ステータに対して回転するロータとが収納されているステッピングモータを駆動するドライバを備えたモータ駆動装置において、
前記巻線の中点に接続され、前記金属フレームの外部に露出する巻線端子と、
前記ドライバと前記巻線端子との間に配設され、前記ドライバから出力される駆動信号を前記巻線に伝送するためのケーブルと、
前記金属フレームと前記巻線端子との間に配設され、前記巻線の中点まで流れたコモンモード電流を前記金属フレームを介して前記ドライバに帰還させるための容量性素子と、を備えた、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
前記巻線端子に接続される配線パターンと、前記金属フレームに接続されるグラウンド配線パターンと、を有する配線基板を備え、
前記容量性素子の一端が前記配線パターンに、他端が前記グラウンド配線パターンに接続されて、前記容量性素子が前記配線基板に実装されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記グラウンド配線パターンに固定される導電性の板ばねを備え、
前記配線基板を前記金属フレーム近傍に配置して、前記板ばねを前記金属フレームに接触させた、
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記グラウンド配線パターンと前記金属フレームとを接着する導電性部材を備えた、
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記導電性部材が、導電性ペーストである、
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記導電性部材が、導電性ガスケットである、
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１５４６８７（Ｐ２０１０−１５４６８７Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３１１９３（Ｐ２００８−３３１１９３）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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