(57)【要約】【課題】モータのより一層の小型化と共に軽量化かつ廉価化を実現する。【解決手段】モータのヨークをアーマチュアコア４を外囲する４つ分割ヨーク５１〜５４により構成し、ロータ軸３を挟んで対称位置に一対の平板状マグネット６を配置し、マグネットを分割ヨークの一端部に設けたつば部５１ａ〜５４ａの隣り合うもの同士により挟持する。マグネットが配設されていない部分のモータの外径をマグネットの厚さに相当する分小さく抑えることができるため、その方向の長さを短くすることができる。そのようにして長さの短い部分をモータ装置の取り付け対象における狭い所に対応させることにより取り付けスペース効率を向上し得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを巻線されたロータと、前記ロータを同軸的に外囲するステータとを有するモータであって、
前記ステータが、前記モータの周方向に極数と同数で分割された複数の円弧状分割ヨークと、前記分割ヨークの１／２の数のマグネットとを有し、
前記分割ヨークが、前記マグネットを隣り合うもの同士間で挟持することを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
コイルを巻線されたロータと、前記ロータを同軸的に外囲するステータとを有するモータであって、
前記ステータが、前記モータの周方向に極数と同数で分割された複数の円弧状分割ヨークと、前記分割ヨークの１／２の数のマグネットとを有し、
前記マグネットが、板状に形成されかつ前記分割ヨークを２つずつ間において配置されかつ前記モータの半径方向外向きに延在するように配置され、
前記分割ヨークが、前記マグネットを隣り合うもの同士間で挟持するように前記円弧状の一端で半径方向外向きに曲折されて形成されたつば部を有することを特徴とするモータ装置。
【請求項３】
前記マグネットが２つであり、前記分割ヨークが４つであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ装置。
【請求項４】
前記ロータの回転軸の軸線方向に配設されて前記モータと一体化された減速機を有し、かつ前記減速機の出力軸が前記ロータの回転軸と直交していると共に、
前記マグネットが前記出力軸の軸線に対して交差する面上に配設されていることを特徴とする請求項３に記載のモータ装置。
【請求項５】
前記ロータを同軸的に外囲するように配設された前記分割ヨークによる外周面の全周が非磁性体からなるケースにより覆われていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のモータ装置。
【請求項６】
前記マグネットを挟持する隣り合う前記つば部分を当該挟持する方向に把持して前記分割ヨーク同士を一体化するためのクリップ手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のモータ装置。
【請求項７】
前記マグネットが、前記ロータの回転軸の軸線方向から見て、先端を半径方向内側に向けたくさび状の断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウィンドレギュレータ・ワイパーモータ・スライドドアモータなどのモータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車に組み付けられるウィンドレギュレータ・ワイパーモータ・スライドドアモータなどの車載機器は、車体へのレイアウト性から小型化が求められている。それら車載機器はモータと減速機とを一体化したアクチュエータとして構成されている。一般的なロータ軸の軸線方向に長いモータを上記アクチュエータに用いる場合にはアクチュエータの外形としてはモータの径方向が短いため、ドアの隙間など狭い場所に設置する場合にはモータのロータ軸の軸線方向にモータと減速機とを並べるなどしている。（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２００４-７９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えばウィンドレギュレータやワイパモータにあっては、上記レイアウトにて、さらに減速機の最終段となる出力軸がロータ軸に対して直交するようになっているものがある。そのようなアクチュエータにおいて、出力軸の軸線方向についての薄型化がより一層要求されている。
【０００４】
薄型化のためにはモータの径を小さくすることが考えられるが、単純に小径化したのでは、円筒形ヨークの内周面に円弧状マグネットを配設した構造のものにあっては、そのマグネットの面積の減少による有効磁束の減少やアーマチュアコアの小径化に伴うコアスロットの断面積の減少から巻線スペースが小さくなり、その結果モータ出力が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
なお、上記問題の対応策としてモータ全長（ロータ軸線方向長さ）の増大によるアーマチュアコア鋼板の積層厚の増大及びマグネット全長の増大があり、また希土類マグネットの使用などが考えられる。しかしながら、いずれにしてもモータ質量の増大やモータ全長の増大によるレイアウト性の悪化が生じるばかりでなく、それらに伴ってコストの高騰化という問題が生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決して、モータのより一層の小型化と共に軽量化かつ廉価化し得ることを実現するために本発明に於いては、コイルを巻線されたロータと、前記ロータを同軸的に外囲するステータとを有するモータであって、前記ステータが、前記モータの周方向に極数と同数で分割された複数の円弧状分割ヨークと、前記分割ヨークの１／２の数のマグネットとを有し、前記分割ヨークが、前記マグネットを隣り合うもの同士間で挟持するものとした。また、前記マグネットが、板状に形成されかつ前記分割ヨークを２つずつ間において配置されかつ前記モータの半径方向外向きに延在するように配置され、前記分割ヨークが、前記マグネットを隣り合うもの同士間で挟持するように前記円弧状の一端で半径方向外向きに曲折されて形成されたつば部を有するものとした。
【０００７】
特に、前記マグネットが２つであり、前記分割ヨークが４つであると良い。また、前記ロータの回転軸の軸線方向に配設されて前記モータと一体化された減速機を有し、かつ前記減速機の出力軸が前記ロータの回転軸と直交していると共に、前記マグネットが前記出力軸の軸線に対して交差する面上に配設されていると良い。
【０００８】
また、前記ロータを同軸的に外囲するように配設された前記分割ヨークによる外周面の全周が非磁性体からなるケースにより覆われていると良い。さらに、前記マグネットを挟んで対峙する一対の前記つば部分に前記マグネットの挟持方向に挟んだ状態で組み付けられるクリップ手段が設けられていると良い。前記マグネットが、前記ロータの回転軸の軸線方向から見て、先端を半径方向内側に向けたくさび状の断面形状に形成されていると良い。
【発明の効果】
【０００９】
このように本発明によれば、マグネットをモータの全周に渡って配設する円弧状に形成するのではなくモータの半径方向外向きに延在する板状に形成し、モータの周方向に極数と同数で分割された複数の円弧状分割ヨークを配設し、分割ヨークを２つずつ間においてマグネットを配設したことから、モータの外周でマグネットが設けられていない部分があり、その部分のモータの外径を小さくすることができるため、その長さの短い部分をモータ装置の取り付け対象における狭い所に対応させることにより取り付けスペース効率を向上し得る。さらに、分割ヨークを２つずつ間においてマグネットを配設したことから、極数と同数配設する分割ヨークに対してマグネットの数を半分にすることができ、多極モータにしても少ない数のマグネットで対応できるためコンパクト化かつ軽量化が可能である。なお、マグネットを挟んで２つの分割ヨークが配置され、それらが１組となってモータの全周に渡って複数組が並ぶ構造となるが、各組間で隣り合う分割ヨークの磁極が互いに相反する磁極となるようにマグネットの磁極の向きを設定することで何等問題なく対応できる。モータの多極化による効果は従来型の多極モータと同様であり、特に極数を増やすことによりヨーク内の磁束密度を減少できるので、ヨークの薄型化をより一層促進することができる。
【００１０】
特に、前記マグネットが２つであり、前記分割ヨークが４つであることにより、簡単に４極モータを構成することができ、またマグネットの配置が１８０度の対称位置になるため、両マグネットを通る線に直交する方向にはマグネットが存在せず、その方向の薄型化が容易である。また、モータと一体化された減速機の出力軸がロータの回転軸と直交することにより、出力軸の位置に対して角度をずらして各マグネットを配置することができるため、出力軸の突出方向のモータの薄型化が容易である。
【００１１】
また、分割ヨークによる外周面の全体を非磁性体からなるケースで覆うことにより、分割ヨークをロータ軸と同軸的に保持でき、マグネットを挟む一対のつば部分をクリップ手段により挟むことにより、分割ヨーク全体を覆うケースを設けることなく分割ヨークを一体化することができ、例えばヨーク全体を覆うケースを設けた場合に対してマグネットを配置していない部分（クリップを組み付けない部分）の薄型化が可能である。また、マグネットがくさび形断面形状であってその先細り側を半径方向内側に向けて配設されていることにより、組み付け状態でマグネットがロータ側に飛び出すことを簡単に防止することができ、マグネットの組み付け管理を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用されたモータ装置の一例としてのワイパモータを示す要部破断側面図である。本ワイパモータは、図に示されるようにモータ１と減速機２とをモータ１のロータ軸の軸線方向に並べて両者を一体化して構成されている。
【００１３】
モータ１は、図２に併せて示されるように、ロータ軸３と、ロータ軸３に同軸に一体化されたアーマチュアコア４と、アーマチュアコア４を外囲するようにモータ１の全周に対して略４等分割された各分割ヨーク５１・５２・５３・５４と、ロータ軸３を挟んで対称位置に配置されかつ４つの分割ヨーク５１〜５４の一対を１組とした場合の各一対の分割ヨーク５１・５２及び５３・５４のそれぞれの間に挟持された一対の平板状マグネット６とを有する。なお、アーマチュアコア４は、一般的なインナロータ式であって、複数のコアスロット間に相数に対応させたコイルが巻装されているものであって良い。
【００１４】
減速機２は、ロータ軸３の先端部と噛み合うウォーム歯車構造からなるものであって良く、ロータ軸３の先端部に形成されたウォーム３ａと噛み合うウォームホイール７に同軸に突設されて減速機２のケースから外方に突出する出力軸８を有している。なお、出力軸８はロータ軸３に対して直交する向きに突出している。そのような出力軸８の突出方向は、ワイパモータの全体の形状がロータ軸３の軸線方向に長く、また車両へは取り付け部位のパネル面に沿う形にすることがレイアウト性から好ましく、そのようなレイアウトにおけるワイパアームとの関係によるためである。
【００１５】
次に、モータ１のステータ構造について図２及び図３を参照して示す。本図示例のモータ１にあっては、上記したように図の上下左右で分割された各１／４円弧状の４つの分割ヨーク５１〜５４とそれらの２つずつ間においてかつ１８０度対称に配置された一対の平板状マグネット６とによりステータが構成される。分割ヨーク５１（５２・５３・５４）は、磁性体からなり、組み付け状態で円筒状になる略１／４円弧状の断面形状を有すると共に、その円弧の一端で外向きに曲折されかつ半径方向外向きに延出するつば部５１ａ（５２ａ・５３ａ・５４ａ）を有する形状に形成されている。隣り合う各一対の分割ヨーク５１・５２（５３・５４）の各つば部５１ａ・５２ａ（５３ａ・５４ａ）同士を向き合わせた状態でそれぞれ互いに対向する一対のつば部５１ａ・５２ａ（５３ａ・５４ａ）間に各マグネット６が挟持される。なお、分割ヨーク５１（５２・５３・５４）及びマグネット６の軸線方向長さ（ロータ軸３の軸線方向長さ）はアーマチュアコア４の軸線方向長さに合わせた略同一長であって良い。
【００１６】
上記したようにマグネット６を各一対のつば部５１ａ・５２ａ及び５３ａ・５４ａで挟持した状態に配設されて全体で円筒状をなす分割ヨーク５１〜５４は、つば部５１ａ〜５４ａを含む全体を覆うように形成された有底円筒形状のケース９内に収められる。ケース９は、非磁性体であり、例えば合成樹脂材であって良い。ケース９を合成樹脂材とした場合には、例えばマグネット６を挟持した状態の円筒状をなす分割ヨーク５１〜５４をインサート成形することができる。その成形によりケース９には、つば部５１ａ・５２ａ（５３ａ・５４ａ）をマグネット６の挟持方向に把持することになるクリップ部分９ａが形成される。また、従来の円弧状マグネットを用いた磁気回路においてケースからなるヨークを磁性体としていたものに対して、ケースを合成樹脂材により形成することにより鉄材の使用量を削減でき、軽量化を促進し得る。
【００１７】
さらに、上記クリップ部分９ａにより、マグネット６及び分割ヨーク５１〜５４が一体化され、４つの分割ヨーク５１〜５４が全体で円筒形状となるように保持される。したがって、ケース９の他の部分（半円弧状部分）の厚さはそれ程重要ではなく、ケース９の半円弧状部分をできるだけ薄肉化することができ、その部分の径方向長さの短縮化が可能になるため、モータ１の小型化を促進し得る。
【００１８】
一対の平板状マグネット６にあっては図４に示されるように平板形状の表裏面にそれぞれＮ極とＳ極とが位置するようにされ、各極同士を図の上下方向で相反する面側に位置させて対応する一対の分割ヨーク５１・５２（５３・５４）間に挟持することにより、図４に示されるようにマグネット６のＮ極に接する各分割ヨーク５１・５３にＮ極が、Ｓ極に接する各分割ヨーク５２・５４にＳ極が生じる。これは従来の１／４円弧状マグネットを配設したものにおける磁極の配置関係と同じである。
【００１９】
そして、アーマチュアコア４の図に示した二点鎖線で分割された４つの部分が図に示される状態で交互にＮ極とＳ極となるように励磁された場合には、磁束Ｍｆが図４の矢印で示されるように流れる（他の部分の磁束は図示省略）。従来の円弧状マグネットを用いた場合にはそのマグネットの中を磁束が流れるので減磁作用が生じてしまう。それに対して、本発明の構造によれば、磁束Ｍｆは図４の場合に分割ヨーク５１内を流れるように生じるが、マグネット６内を流れる磁束は生じないため、従来構造において生じていた減磁作用がなく、マグネット６の磁力がそのまま生かされる。したがって、従来構造の場合には減磁作用を考慮して保持力が高くマグネット厚の大きいマグネットを用いる必要があったのに対して、本発明によれば減磁作用を考慮する必要が無く、必要最小限の磁力を有するマグネットを用いることで、コンパクト化かつ低廉化し得る。
【００２０】
また、平板状マグネット６を用いることから、マグネットの加工が容易であり、従来の円弧状に形成するものに対して加工費を低減できるため、その低減分により、材料は高価になるが性能の良い例えば希土類マグネットを用いることができる。なお、希土類マグネットを用いた場合でも、上記減磁作用の影響が小さいことから保磁力の小さなマグネットを用いることができることから材料費を抑制できると共に、平板状という加工が容易であることから加工費を安くできる等廉価なマグネット６を用いた磁気回路を構成することができる。
【００２１】
マグネット６としては、例えばＮｄボンドマグネットやＮｄ焼結マグネットを用いると良い。その場合には高温環境下で減磁特性が劣る懸念があるが、上記したように磁束Ｍｆがマグネット６内を通ることがないため減磁が起き難く、何等問題を生じることがない。
【００２２】
また、ケース９にあっては、上記した合成樹脂材に限られるものではなく、非磁性体であれば良く、アルミニウム合金やオーステナイト系ステンレス等であっても良い。アルミニウム合金の場合には、ケース９を絞り加工してその内周面にマグネット６を挟持した状態のヨーク５を圧入したり、マグネット６を挟持した状態のヨーク５をインサートしたアルミダイカストとして形成することができる。
【００２３】
ケース９をアルミニウム合金製とすることにより、ヨークとして鉄材を用いてケースを形成したものに対して放熱性が向上し、高温条件下での使用可能性が高まる。また、小型化及びそれによる出力軸８の軸線方向に対するアクチュエータとしての薄型化により、図示例のようなワイパモータに適用した場合の車体へのレイアウト性が大幅に向上するだけでなく、軽量かつ廉価であって減磁耐力に優れたモータ装置を提供することが可能となる。
【００２４】
本発明のように極数と同数の分割ヨークを配設することにより、本発明構造により多極モータを実現でき、上記小型化と併せて、多極モータの特性による効果が得られ、例えば自動車用冷却ファンのモータに好適である。
【００２５】
なお、上記図示例では各分割ヨーク５１〜５４の全体を覆うケース９を形成し、その一部であるクリップ部分９ａにより各つば部５１ａ〜５４ａをマグネット６と共に把持するようにしたが、クリップ部分９ａを独立させても良い。例えば図５に示されるように、別部材からなるクリップ１１を用い、マグネット６を挟持した状態の一対のつば部分５３ａ・５４ａ（５１ａ・５２ａ）をその長さ全体に渡ってまたは適所でクリップ１１により把持することにより、各分割ヨーク５１〜５４による円筒形状が保持され得る。そのクリップ１１の固着は接着剤やねじ止めなどで可能である。これにより、出力軸８の軸線方向に対するモータ１の外径をより一層小径化することができる。
【００２６】
また、マグネットにあっては上記平板状に限定されるものではなく、例えば図６に示されるようにくさび状断面形状のマグネット１６を用いると良い。この場合には、くさび状断面における先細りとなる先端側をモータ１の半径方向内側に向けてマグネット１６を配設することにより、図の矢印Ａに示される向きであるアーマチュアコア４側へのマグネット１６の変位を容易に防止することができる。
【００２７】
また、図示例では４分割の分割ヨーク５１〜５４、すなわち４個の分割ヨーク５１〜５４を配設した例を示したが、４個に限られるものではなく、ｎ×ｍ（ｎは自然数、ｍは極数）個であれば良い。ただし、数が多過ぎるとクリップ部分（図示例の５１ａ〜５４ａ）の延出方向が出力軸８の軸線方向と略同一方向になるものが出てくるため、図示例の４個から８個程度が適当であると考えられる。なお、マグネットの数は（ｎ×ｍ）／２となる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明にかかるモータ装置は、モータの任意の径方向に対する外径を小さくすることができ、狭い場所へ配設されるモータ装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明が適用されたワイパモータを示す要部破断側面図である。
【図２】図１の矢印II−II線に沿ってみた断面図である。
【図３】分割ヨーク及びマグネットを示す分解組立斜視図である。
【図４】磁束の流れを示す図２に対応する図である。
【図５】分割ヨークの結合要領を示す別の例を示す要部拡大断面図である。
【図６】マグネットの他の例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  モータ
２  減速機
３  ロータ軸
４  アーマチュアコア
６・１６  マグネット
８  出力軸
９  ケース
１１  クリップ
５１・５２・５３・５４  分割ヨーク
５１ａ・５２ａ・５３ａ・５４ａ  つば部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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