(57)【要約】【課題】コギングトルクを低減させつつも、マグネットの周方向位置がずれた場合に生じうる径方向の偏荷重の低減を可能としたモータを提供する。【解決手段】マグネット１２は、周方向中間部に同芯部３１を備えるとともに、その同芯部３１の周方向両側に徐変部３２を備えている。同芯部３１は、軸方向視において、径方向における内側面３１ａ及び外側面３１ｂの各々がモータの回転軸線Ｌを中心とする円弧状をなし、周方向において一様な径方向幅を有する。そして、徐変部３２は、回転軸線Ｌとの距離がマグネット１２の周方向端部に向かうほど長くなる内側面３２ａ（径方向内側面）を有し、徐変部３２の径方向幅は、同芯部３１の径方向幅よりも小さく構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のヨークハウジングの内周面に設けられ、電機子の外周側に位置するマグネットを備えたモータであって、
前記ヨークハウジングの内周面における前記マグネットの径方向外側面が固定されるマグネット固定面は、軸方向視において、モータの回転軸線を中心とする円弧状をなしており、
前記マグネットは、
軸方向視において、径方向における内側面及び外側面の各々が前記回転軸線を中心とする円弧状をなし、周方向において一様な径方向幅を有する同芯部と、
前記同芯部の周方向両側にそれぞれ設けられ、前記回転軸線との距離が前記マグネットの周方向端部に向かうほど長くなる径方向内側面を有し、前記同芯部よりも径方向幅が小さく構成された徐変部と
を備えていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記徐変部の径方向内側面は、軸方向視で直線状をなしていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項２に記載のモータにおいて、
前記徐変部の径方向内側面は、前記同芯部の径方向内側面の周方向端から、該周方向端の接線に沿って延びる直線状をなしていることを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項３に記載のモータにおいて、
前記同芯部の周方向の開角度は、前記マグネットの周方向の開角度の半分以下に設定されていることを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータにおいて、
前記ヨークハウジングの内周面は、軸方向視において、前記回転軸線を中心とする円形をなしていることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヨークハウジングの内周面にマグネットを備えたモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のモータとして、例えば特許文献１に示されるモータでは、筒状のヨークハウジングの内周面に設けられたマグネットと、巻線が巻装されたコアを備えた電機子とが径方向に対向して配置されている。また、同モータでは、マグネットの内周面の円弧中心を、モータの回転軸線（電機子の外周面の円中心）に対して、径が大きくなる方向（マグネットから離反する方向）に偏芯させることで、マグネットの内周面と電機子との間のエアギャップを、マグネットの周方向端部に向かうにつれて拡がるように構成している。これにより、固定子（ヨークハウジング及びマグネット）側における周方向の極性の切り替わりが滑らかになり、その結果、コギングトルクが低減されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９３９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のモータでは、マグネットと電機子との間のエアギャップは、マグネットの周方向中心で最も狭く、そこからマグネットの周方向端部に向かうほど徐々に拡がるようになっている。このため、マグネットが規定の位置に対して周方向にずれて組み付けられてしまった場合に、磁気アンバランスの度合いが大きくなり、その結果、電機子の回転時に生じる径方向の偏荷重が大きくなってしまう。径方向の偏荷重は、モータの振動、ひいては作動音の増大を引き起こす要因となるため、この偏荷重の低減が課題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コギングトルクを低減させつつも、マグネットの周方向位置がずれた場合に生じうる径方向の偏荷重の低減を可能としたモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するモータは、筒状のヨークハウジングの内周面に設けられ、電機子の外周側に位置するマグネットを備えたモータであって、前記ヨークハウジングの内周面における前記マグネットの径方向外側面が固定されるマグネット固定面は、軸方向視において、モータの回転軸線を中心とする円弧状をなしており、前記マグネットは、軸方向視において、径方向における内側面及び外側面の各々が前記回転軸線を中心とする円弧状をなし、周方向において一様な径方向幅を有する同芯部と、前記同芯部の周方向両側にそれぞれ設けられ、前記回転軸線との距離が前記マグネットの周方向端部に向かうほど長くなる径方向内側面を有し、前記同芯部よりも径方向幅が小さく構成された徐変部とを備えている。
【０００７】
この構成によれば、マグネットの各徐変部によって、マグネットの周方向両端部に向かうにつれて電機子との間のエアギャップを大きく構成することが可能となり、その結果、コギングトルクの低減が可能となる。そして、マグネットにおける各徐変部の間には、径方向における内側面及び外側面の各々がモータの回転軸線を中心とする円弧状をなし周方向において一様な径方向幅を有する同芯部が設けられる。このため、マグネットが周方向にずれて組み付けられた場合に生じうる磁気アンバランスの度合いを小さくすることが可能となり、その結果、径方向の偏荷重、ひいては作動音の低減が可能となる。
【０００８】
上記モータにおいて、前記徐変部の径方向内側面は、軸方向視で直線状をなしている。
この構成によれば、マグネットの徐変部を容易に形成することが可能となる。
上記モータにおいて、前記徐変部の径方向内側面は、前記同芯部の径方向内側面の周方向端から、該周方向端の接線に沿って延びる直線状をなしている。
【０００９】
この構成によれば、マグネットの各徐変部によってコギングトルクを好適に低減できる。
上記モータにおいて、前記同芯部の周方向の開角度は、前記マグネットの周方向の開角度の半分以下に設定されている。
【００１０】
この構成によれば、マグネットの周方向位置がずれた場合に生じうる径方向の偏荷重を好適に低減することが可能となる。
上記モータにおいて、前記ヨークハウジングの内周面は、軸方向視において、前記回転軸線を中心とする円形をなしている。
【００１１】
この構成によれば、ヨークハウジングの内周面が円形をなすことから、マグネットの周方向位置の規定が難しい。このため、このような構成に上記のマグネット形状（同芯部）を適用することで、マグネットが周方向にずれて組み付けられた場合に生じうる径方向の偏荷重を低減する効果を、より顕著に得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のモータによれば、コギングトルクを低減させつつも、マグネットの周方向位置がずれた場合に生じうる径方向の偏荷重を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態のモータの側面図。
【図２】モータ本体の一部を断面で示す平面図。
【図３】マグネットの形状を説明するための平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、モータの一実施形態について説明する。なお、以下の説明では、特に言及が無い限り、単に「軸方向」、「径方向」、「周方向」と記載した場合には、モータの回転軸線Ｌの軸方向、径方向、周方向をそれぞれ意味するものとする。
【００１５】
図１に示す本実施形態のモータ１は、ブラシ付きモータである。モータ１は、例えば、車両のウインドガラスを電動で昇降させるパワーウインド装置の駆動源として用いられる。モータ１は、回転力を発生させるモータ本体２と、モータ本体２の出力側（図１における下側）に設けられた減速部３とから構成されている。
【００１６】
モータ本体２のヨークハウジング１１（以下、ヨーク１１とする）は、軸方向の出力側に開口する有底円筒状をなしている。詳しくは、ヨーク１１は、円筒状の側壁部１１ａと、側壁部１１ａの軸方向一端（図１における上端）を閉塞する底部１１ｂと、側壁部１１ａの軸方向他端（開口側端部であって、図１における下端）に設けられたフランジ部１１ｃとを有する。ヨーク１１の底部１１ｂは、その中央部に、ヨーク１１の内側に開口する有底筒状の軸受収容部１１ｄを有する。また、フランジ部１１ｃは、側壁部１１ａの開口側端部から軸直交方向に延設された鍔状をなしている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、側壁部１１ａの内周面には、マグネット１２が固着されている。本実施形態のモータ１では、側壁部１１ａの内周面は、モータ１の回転軸線Ｌを中心とする円形をなしており、該側壁部１１ａの内周面には、互いに同一形状をなす４つのマグネット１２が、周方向において等間隔（９０°間隔）に配置されている（図２参照）。また、各マグネット１２は、ラジアル配向磁石であり、周方向において交互に異極となるように配置されている。
【００１８】
ヨーク１１の内部においてマグネット１２の内側となる位置に電機子１３が回転可能に配置されている。電機子１３は、回転軸１４と、回転軸１４に一体回転可能に固定された電機子コア１５と、電機子コア１５に巻装された電機子コイル１６と、回転軸１４に一体回転可能に固定され電機子コイル１６と電気的に接続された整流子１７とを有する。
【００１９】
回転軸１４は、略円柱状をなしており、側壁部１１ａの軸方向に沿ってヨーク１１の中央部に配置されている。また、回転軸１４の基端部は、前記軸受収容部１１ｄの内部に収容された軸受１８によって回転可能に支持されている。また、回転軸１４の先端部は、側壁部１１ａの開口側端部からヨーク１１の外部に突出している。
【００２０】
図２に示すように、電機子コア１５は、回転軸１４に外嵌された基部１５ａと、基部１５ａから径方向外側に延びる複数（本実施形態では１０個）のティース部１５ｂとを備える。各ティース部１５ｂは、周方向において等間隔（３６°間隔）に設けられており、その先端部（外周側端部）は、周方向両側にそれぞれ突出する形状をなしている。また、各ティース部１５ｂの径方向外側面（マグネット１２との対向面）は、軸方向視において、モータ１の回転軸線Ｌ（回転軸１４の軸線）を中心とする円弧状をなしている。各ティース部１５ｂには、電機子コイル１６が巻装されるようになっている。なお、図２では、電機子コイル１６の図示を省略している。
【００２１】
図１に示すように、減速部３は、ヨーク１１のフランジ部１１ｃに対して複数（本実施形態では３つ）のねじ１９によって固定されたギヤハウジング２１と、ギヤハウジング２１内に収容された減速機構２２とを有している。また、減速機構２２は、回転軸１４の先端部と連結部材２３を介して連結されたウォーム軸２４と、ウォーム軸２４と噛合するウォームホイール２５とを有している。回転軸１４の回転は、ウォーム軸２４及びウォームホイール２５によって減速されて、ウォームホイール２５と一体回転する出力軸２６から出力されるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、回転軸線Ｌと垂直となし、かつ、互いに直交する２方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向として、ヨーク１１のフランジ部１１ｃは、Ｘ方向の寸法がＹ方向の寸法よりも長く設定されている。なお、本実施形態では、ヨーク１１の側壁部１１ａの外径とフランジ部１１ｃの短手方向（Ｙ方向）の寸法とは一致している。また、モータ１の回転軸線Ｌ（回転軸１３の軸線）は、フランジ部１１ｃの長手方向（Ｘ方向）の略中央に設定されている。
【００２３】
フランジ部１１ｃには、前述した３つのねじ１９の各々が挿通される３つのねじ挿通孔１１ｅが軸方向に沿って貫通形成されている。３つのねじ挿通孔１１ｅのうちの２つは、回転軸線Ｌに対し、フランジ部１１ｃの長手方向（Ｘ方向）の一方側に設けられ、残りの１つは、回転軸線Ｌに対し、フランジ部１１ｃの長手方向（Ｘ方向）の他方側に設けられている。また、フランジ部１１ｃの長手方向（Ｘ方向）の一方側に設けられた２つのねじ挿通孔１１ｅは、フランジ部１１ｃの短手方向（Ｙ方向）に沿って並設されている。なお、マグネット１２を側壁部１１ａの内周面に組み付ける際には、３つのねじ挿通孔１１ｅの少なくとも１つを基準としてマグネット１２の周方向の位置決めがなされるようになっている。
【００２４】
次に、マグネット１２の詳細構成について説明する。
図３に示すように、マグネット１２は、周方向中間部に同芯部３１を備えるとともに、その同芯部３１の周方向両側に徐変部３２を備えている。マグネット１２は、同芯部３１においては、電機子１３（電機子コア１５）との間の径方向のエアギャップが一定であり、徐変部３２においてはマグネット１２の周方向端部に向かうにつれて当該エアギャップが拡がるように構成されている。
【００２５】
同芯部３１は、マグネット１２の周方向中心１２ａ（磁極中心）を含む範囲に設けられている。そして、各徐変部３２は、マグネット１２における同芯部３１以外の範囲、すなわち、同芯部３１の周方向端からマグネット１２の周方向端までの範囲に設けられている。なお、モータ１の回転軸線Ｌを中心とするマグネット１２の開角度θｍ（マグネット１２の周方向の一端から他端までの角度）は、９０°以下に設定され、本実施形態では７４°に設定されている。
【００２６】
また、マグネット１２は、該マグネット１２の周方向中心１２ａに対して周方向に対称形状をなしており、同芯部３１は、周方向中心１２ａから周方向両側にそれぞれ同角度だけ広がった幅を有している。また、回転軸線Ｌを中心とする同芯部３１の開角度θａ（同芯部３１の周方向の一端から他端までの角度）は、マグネット１２の開角度θｍの半分以下に設定されることが好ましく、本実施形態では２８°に設定されている。なお、各徐変部３２の回転軸線Ｌを中心とする開角度は互いに同一とされている。
【００２７】
次に、同芯部３１の径方向の内側面３１ａ、外側面３１ｂ、及び徐変部３２の径方向の内側面３２ａ、外側面３２ｂの軸方向視における形状について説明する。同芯部３１の内側面３１ａ及び外側面３１ｂの各々は、回転軸線Ｌを中心とする円弧状をなしている。すなわち、同芯部３１は、周方向において一様な径方向幅を有している。そして、徐変部３２の径方向の内側面３２ａは、同芯部３１の内側面３１ａの周方向端３１ｃから、該周方向端３１ｃの接線に沿って延びる直線状をなしている。換言すれば、徐変部３２の内側面３２ａは、回転軸線Ｌと直交し同芯部３１の内側面３１ａの周方向端３１ｃを通る直線Ｌ１に対して垂直をなしている。これにより、徐変部３２の内側面３２ａは、マグネット１２の周方向端部に向かうにつれて、径方向外側に徐々に変位するようになっている。つまり、徐変部３２の内側面３２ａと回転軸線Ｌとの距離は、マグネット１２の周方向端部に向かうほど長くなるようになっている。
【００２８】
また、同芯部３１の外側面３１ｂ及び徐変部３２の外側面３２ｂは、回転軸線Ｌを中心とする同一円上に位置する円弧状をなし、該外側面３１ｂ，３２ｂの径は、ヨーク１１の側壁部１１ａの内周面と同径に設定されている。すなわち、側壁部１１ａの内周面において、マグネット１２の外側面（同芯部３１の外側面３１ｂ及び各徐変部３２の外側面３２ｂ）が固定されるマグネット固定面１１ｆ（図１参照）は、回転軸線Ｌを中心とする円弧状をなす。これにより、マグネット１２の外側面がマグネット固定面１１ｆに対して例えば接着にて固定される場合には、マグネット固定面１１ｆとマグネット１２の外側面との間に形成される接着剤の層の径方向厚さは、周方向においてほぼ均一となる。
【００２９】
次に、本実施形態の作用について説明する。
マグネット１２の周方向両端部の各々に設けられた徐変部３２によって、マグネット１２と電機子コア１５との間のエアギャップは、マグネット１２の周方向両端部に向かうにつれて拡がっている。これにより、固定子（ヨーク１１及びマグネット１２）側における周方向の極性の切り替わりが滑らかになり、その結果、コギングトルクの低減が可能となる。
【００３０】
また、マグネット１２は、各徐変部３２の間において同芯部３１を備え、この同芯部３１は、周方向において一様な磁気特性を有する。これにより、マグネット１２が周方向にずれて組み付けられた場合に、磁気アンバランスが生じにくいため、電機子１３に掛かる径方向の偏荷重を小さく抑えることができるようになっている。これにより、モータ１の作動音の低減に寄与できる。
【００３１】
次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）ヨーク１１の円筒状の側壁部１１ａの内周面に設けられたマグネット１２は、周方向中間部に同芯部３１を備えるとともに、その同芯部３１の周方向両側に徐変部３２を備えている。同芯部３１は、軸方向視において、径方向における内側面３１ａ及び外側面３１ｂの各々がモータ１の回転軸線Ｌを中心とする円弧状をなし、周方向において一様な径方向幅を有する。そして、徐変部３２は、回転軸線Ｌとの距離がマグネット１２の周方向端部に向かうほど長くなる内側面３２ａ（径方向内側面）を有し、徐変部３２の径方向幅は、同芯部３１の径方向幅よりも小さく構成される。
【００３２】
この構成によれば、マグネット１２の各徐変部３２によって、マグネット１２の周方向両端部に向かうにつれて電機子コア１５との間のエアギャップを大きく構成することが可能となる。これにより、固定子（ヨーク１１及びマグネット１２）側における周方向の極性の切り替わりが滑らかになり、その結果、コギングトルクの低減が可能となる。
【００３３】
そして、マグネット１２における各徐変部３２の間には、周方向において一様な径方向幅を有し電機子コア１５との間のエアギャップが周方向に一定とされた同芯部３１が設けられる。このため、マグネット１２が周方向にずれて組み付けられた場合に生じうる磁気アンバランスの度合いを小さくすることが可能となり、その結果、径方向の偏荷重、ひいては作動音の低減が可能となる。
【００３４】
（２）徐変部３２の内側面３２ａは、軸方向視で直線状をなすため、マグネット１２の徐変部３２を容易に形成することが可能となる。
（３）徐変部３２の内側面３２ａは、軸方向視において、同芯部３１の内側面３１ａの周方向端３１ｃから該周方向端３１ｃの接線に沿って延びる直線状をなしている。この構成によれば、マグネット１２の各徐変部３２によってコギングトルクを好適に低減できる。
【００３５】
（４）同芯部３１の周方向の開角度θａは、マグネット１２の周方向の開角度θｍの半分以下（本実施形態では、７４°／２＝３７°以下）に設定されている。この構成によれば、径方向の偏荷重を好適に低減することが可能となる。
【００３６】
（５）ヨーク１１の側壁部１１ａの内周面は、軸方向視において、回転軸線Ｌを中心とする円形をなしている。この構成によれば、側壁部１１ａの内周面が円形をなすことから、マグネット１２の周方向位置の規定が難しい。このため、側壁部１１ａの内周面を円形とした構成に上記のマグネット１２の形状（同芯部３１）を適用することで、マグネット１２が周方向にずれて組み付けられた場合に生じうる径方向の偏荷重を低減する効果を、より顕著に得ることができる。
【００３７】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態におけるねじ１９及びねじ挿通孔１１ｅの数は例示であり、適宜変更可能である。
【００３８】
・上記実施形態におけるマグネット１２の磁化配向（ラジアル配向）は例示であり、それ以外の磁化配向に変更可能である。
・上記実施形態におけるマグネット１２及びティース部１５ｂの数は例示であり、適宜変更可能である。
【００３９】
・上記実施形態では、マグネット１２の開角度θｍを７４°としたが、これは例示であり、開角度θｍの大きさは適宜変更可能である。
・上記実施形態では、徐変部３２の内側面３２ａは、軸方向視において、回転軸線Ｌと直交し同芯部３１の内側面３１ａの周方向端３１ｃを通る直線Ｌ１に対して垂直をなすが、これに特に限定されるものではなく、直線Ｌ１に対する徐変部３２の内側面３２ａの角度は適宜変更可能である。
【００４０】
・上記実施形態では、マグネット１２の徐変部３２の内側面３２ａを平面状（軸方向視で直線状）としたが、これに限らず、回転軸線Ｌとの距離がマグネット１２の周方向端部に向かうほど長くなる構成であれば、徐変部３２の内側面３２ａを例えば曲面としてもよい。
【００４１】
・上記実施形態では、各徐変部３２の回転軸線Ｌを中心とする開角度を互いに同一としたが、互いに異ならせてもよい。
・上記実施形態では、ヨーク１１の側壁部１１ａを円筒状（つまり側壁部１１ａの内周面を円形）としたが、これ以外に例えば、軸方向視において、側壁部１１ａの周方向の一部に互いに対向する一対の直線部を有する二面幅形状としてもよい。また、側壁部１１ａを楕円筒状としてもよい。
【００４２】
・上記実施形態では、ヨーク１１内の電機子１３が回転するインナロータ型のモータ１に適用したが、固定子電機子の外周でマグネットを備えたロータが回転するアウタロータ型のモータに適用してもよい。
【００４３】
・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１…モータ、１１…ヨークハウジング、１１ｆ…マグネット固定面、１２…マグネット、１３…電機子、３１…同芯部、３２…徐変部、Ｌ…回転軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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