JP2014171365A - ステータ、電動モータ、及び減速機付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】剛性を高めるとともに、ブラシの共振による振動（作動音）を抑制した、ステータとこれを備えた電動モータ、及び減速機付モータを提供する。
【解決手段】有底円筒状のヨーク部８と、ヨーク部８の開口側に一体に設けられた横断面略長円形状で筒状のブラシホルダ収容部９と、を有するステータ５０である。ヨーク部８内に円筒状のリングマグネット１０を収容している。
【選択図】図４

Description

本発明は、ステータ、電動モータ、及び減速機付モータに関する。

電動モータとしては、例えば、有底筒状のヨークの内周面にセグメント型の永久磁石（マグネット）を複数配置し、この永久磁石よりも径方向内側にアーマチュアを回転自在に設けたブラシ付きの電動モータがある。アーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアと、複数のセグメントが配設されたコンミテータとを有している。アーマチュアコアには、径方向外側に向かって延びる複数のティースが設けられ、これらティース間に軸方向に長いスロットが複数形成されている。このスロットから巻線が挿通され、各ティースに集中巻や分布巻にて巻線が巻装されている。

巻線は、コンミテータのセグメントに導通している。各セグメントは給電を行うためのブラシに摺接しており、このブラシを介して巻線に電流が供給されるようになっている。
巻線に電流が供給されると磁界が形成され、この磁界と永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力により、アーマチュアが回転する。

ところで、セグメント型の永久磁石を用いる場合、各永久磁石間に空隙が形成されるので、永久磁石の周方向両端を境にして磁束の変化が大きくなる。このため、各ティースが永久磁石の両端を通過する際、各ティースに対する磁気的な吸引力や反発力が大きく変化してコギングトルクが大きくなる。
そこで、軸方向平面視略６角形状、すなわち略６角筒状の周壁を有するヨークと、前記ヨークの内周面に固定された６つの平板形状のマグネット（永久磁石）と、を有する６極マグネットステータを備えることにより、コギングトルクを減少させた電動モータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２６３６８９号公報

しかしながら、前記の６極マグネットステータでは、ヨークとマグネットとを一体とみた場合のステータの肉厚が、周方向においてマグネット間で薄くなるため、ステータに剛性の低い箇所が形成されている。また、このステータに振動エネルギーが伝わると、前記の剛性が低い箇所に振動４次モードによる変形方向が近くなり、振幅が大きくなる。さらに、ヨークの固有振動が低いため、ブラシの共振周波数と一致し、振動（作動音）が大きくなる懸念がある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、剛性を高めるとともに、ブラシの共振による振動（作動音）を抑制した、ステータとこれを備えた電動モータ、及び減速機付モータを提供することにある。

本発明のステータは、有底円筒状のヨーク部と、該ヨーク部の開口側に一体に設けられた横断面略長円形状で筒状のブラシホルダ収容部と、を有し、前記ヨーク部内に円筒状のリングマグネットを収容したことを特徴とする。

このステータによれば、有底円筒状のヨーク部内に円筒状のリングマグネットを収容したので、ヨーク部とマグネットとを一体とみた場合のステータの肉厚が、ヨーク部の筒部の周方向において均一になる。したがって、ステータに剛性の低い箇所が形成されず、ステータ全体の剛性が高まる。また、剛性が低い箇所が形成されないため、振動エネルギーが伝わった際の振動４次モードに起因して振幅が大きくなることが抑制され、大きな振動が生じることが抑制される。さらに、ステータの共振振動数を上げることにより、ブラシの振動に共振することによる振動（作動音）を低減することができる。

また、前記ステータにおいては、前記ブラシホルダ収容部の横断面形状における長径の長さ方向に沿う周壁部が、平面部と曲面部とからなり、前記曲面部が、前記ヨーク部の周壁の曲面形状に連続した横断面円弧状の曲面形状に形成されていることが好ましい。
横断面略長円形状のブラシホルダ収容部の、長径の長さ方向に沿う周壁部における曲面部が、ヨーク部の周壁の曲面形状に連続した曲面形状に形成されているので、リングマグネットをブラシホルダ収容部側からヨーク部内に収容する際、リングマグネットの外周を前記曲面部に通すことで、ヨーク部内へのリングマグネットの収容を容易に行うことができる。また、このように前記曲面部によってリングマグネットをヨーク部内に収容できることから、前記平面部を、リングマグネットの収容に干渉しない範囲で前記曲面部より内側に位置させることが可能になり、これによってブラシホルダ収容部を小型・軽量化することが可能になる。さらに、このようにブラシホルダ収容部の周壁部に平面部と曲面部とを形成したことにより、これらの境界部がリブとして機能し、したがってこの境界部がステータ全体の剛性を高めようになる。

本発明の電動モータは、前記のステータと、回転軸を有し、前記リングマグネットの内側に回転自在に支持されたアーマチュアと、前記アーマチュアに給電を行うためのブラシと、前記ブラシを保持するブラシホルダと、を備えたことを特徴とする。
この電動モータによれば、前記ステータを備えているので、ステータの剛性を高くすることができ、また、振動エネルギーが伝わった際に大きな振動が生じることを抑制することができ、さらに、ブラシの振動に共振することによる振動（作動音）を低減することができる。

本発明の減速機付モータは、前記の電動モータと、減速機構と、を備えたことを特徴する。
この減速機付モータによれば、前記電動モータを備えているので、ステータの剛性を高くすることができ、また、振動エネルギーが伝わった際に大きな振動が生じることを抑制することができ、さらに、ブラシの振動に共振することによる振動（作動音）を低減することができる。

本発明によれば、ヨーク部とマグネットとを一体とみた場合のステータの肉厚を、ヨーク部の筒部の周方向において均一にしたので、ステータの剛性を高くすることができる。また、振動エネルギーが伝わった際に大きな振動が生じることを抑制することができ、さらに、ブラシの振動に共振することによる振動（作動音）を低減することができる。

本発明に係る減速機付モータの斜視図である。 図１に示した減速機付モータの分解斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明に係る電動モータを示す図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は（ａ）のアーマチュアの拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係るステータを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）はＡ−Ａ線矢視した斜視図である。 ブラシホルダユニットの平面図である。 ウォーム減速機構の分解斜視図である。 電動モータの音圧、および音高周波音の測定結果を示す図である。 振動に伴う最大変位量の測定結果を示す図である。

以下、図面を参照して本発明のステータ、電動モータ、及び減速機付モータを詳しく説明する。
図１は減速機付モータの斜視図、図２は減速機付モータの分解斜視図、図３（ａ）、（ｂ）は電動モータを示す図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は（ａ）のアーマチュアの拡大図、図４（ａ）〜（ｃ）はステータを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）はＡ−Ａ線矢視した斜視図である。

図１〜図４に示すように減速機付モータ１は、例えば車両のパワーウインドウ装置の駆動源として用いられるもので、電動モータ２と、電動モータ２の回転軸１２に連結されるウォーム減速機構（減速機構）３とを備え、電動モータ２とウォーム減速機構３との間に、電動モータ２に電力を供給するためのコネクタユニット４を設けている。

（電動モータ）
図３（ａ）に示すように電動モータ２は、有底筒状のモータケース５内にアーマチュア６が回転自在に設けられ、モータケース５の開口部５ａ側にブラシホルダユニット７が内嵌固定されたものである。

（ステータ）
ここで、モータケース５は、金属板をプレス加工等によって深絞り成型したもので、図３（ａ）、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように有底円筒状のヨーク部８と、ヨーク部８の開口部８ａ端に一体形成された横断面視（軸方向視）略長円形状のブラシホルダ収容部９とによって構成されている。つまり、ブラシホルダ収容部９の開口部がモータケース５の開口部５ａになっている。

ヨーク部８の筒部である周壁８１は、円筒状に形成されている。この周壁８１の内側には、その内周面上に円筒状のリングマグネット（永久磁石）１０が嵌め込まれており、これによってヨーク部８内には、リングマグネット１０が収容されている。このような構成によってヨーク部８の周壁８１は、リングマグネット１０とともに磁路を形成する役割を有している。リングマグネット１０としては、例えばネオジム等の希土類磁石が用いられ、その周方向に複数（例えば６つ）の磁極が着磁されていることにより、極異方性を有している。

ヨーク部８の底壁８２には、図４（ｂ）に示すように径方向略中央に軸方向外側に向かって突出する軸受け部１１が一体形成されている。軸受け部１１は有底円筒状に形成され、かつ底壁１１ａが外側を向くように形成されている。軸受け部１１は、回転軸１２の一端を回転自在に支持するものである。なお、底壁８２は、軸受け部１１の周囲に略円形に形成された平面により形成されている。

軸受け部１１の内部には、底壁１１ａにスラストプレート１３が載置されている。また、軸受け部１１の内周面１１ｂには、すべり軸受け１４が圧入固定されている。さらに、軸受け部１１の内部には、スラストプレート１３とすべり軸受け１４との間にスチールボール１５が設けられている。そして、回転軸１２のスラスト荷重は、スチールボール１５を介してスラストプレート１３で受けるようになっている。
なお、ヨーク部８には、周壁８１と底壁８２との接続部分に丸面取り部１６が形成されている。

ヨーク部８の開口部８ａ側に一体形成されたブラシホルダ収容部９は、図３(ａ)、図４（ａ）に示すように横断面略長円形状、すなわち軸方向視略長円形状に形成されたもので、ヨーク部８の中心軸と同じ中心軸を有して形成された筒状のものである。ブラシホルダ収容部９は、その筒部（周壁部）に、横断面形状（軸方向視形状）である略長方形状の長径の長さ方向に沿う一対の長径部（周壁部）９１、９１と、これら長径部９１、９１の周方向に連続してこれらの間を連結する短径部９２、９２とを有している。

長径部９１は、その周方向の中央部に外側に凸となる曲面部９１ａを有し、この曲面部９１ａの周方向両側に、それぞれ平坦部からなる平面部９１ｂを有している。曲面部９１ａは、ヨーク部８の周壁８１に連続して形成され、したがって周壁８１の曲面形状に連続した、横断面視円弧状の曲面形状に形成されている。このような構成によってモータケース５は、ブラシホルダ収容部９側からヨーク部８内にリングマグネット１０を通してここに嵌め込み、収容する際、リングマグネット１０の外周の相対向する両側を曲面部９１、９１にそれぞれ通すことにより、ヨーク部８内へのリングマグネット１０の嵌め込み・収容が支障なく容易に行えるようになっている。

また、平面部９１ｂは、曲面部９１ａの周方向の端縁に連続してその側方に延びて形成された平坦な部位である。すなわち、平面部９１ｂは、その外面が、隣接する曲面部９１ａの横断面視（軸方向視）したときの頂点の接線方向に沿って、該曲面部９１ａの端縁から側方に延びて形成されたもので、これによって曲面部９１の頂点より内側（反対側の長径部９１側）に形成配置されている。

また、前記短径部９２、９２は、図４（ｃ）に示すように対向する長径部９１のそれぞれの平面部９１ｂに連続してこれらの間に形成配置されたもので、横断面視（軸方向視）円弧状に形成された曲面状の周壁部である。
このような短径部９２、９２および長径部９１、９１の平面部９１ｂと、ヨーク部８の周壁８１との間には、段差壁９３が形成されている。この段差壁９３により、ヨーク部８の周壁８１からブラシホルダ収容部９の短径部９２および平面部９１ｂに至る間が、連続形成された状態になっている。

ここで、本実施形態では、ブラシホルダ収容部９側からヨーク部８内にリングマグネット１０を通す際、平面部９１ｂがリングマグネット１０に干渉しないように、その位置が設計されている。このような構成によって本実施形態では、ブラシホルダ収容部９を小型・軽量化している。すなわち、通常はリングマグネット１０を通す必要から、曲面部９１の頂点に合わせて長径部を一つの平坦面（平坦部）とし、ブラシホルダ収容部を形成する。これに対して本実施形態では、前記したように曲面部９１の頂点に対して平面部９２を内側に配置しているので、小型・軽量化が可能になっている。

さらに、このようにブラシホルダ収容部９の筒部（周壁部）に平面部９１ｂと曲面部９１ａとを形成したことにより、これらの境界部がリブとして機能する。したがって、この境界部がモータケース５全体の剛性を高めるようになる。
ここで、このような構成のモータケース５と、そのヨーク部８に収容されたリングマグネット１０とにより、本発明に係るステータ５０が構成されている。

このような構成のステータ５０にあっては、特に有底円筒状のヨーク部８内に円筒状のリングマグネット１０を収容したので、ヨーク部８とマグネット１０とを一体とみた場合のステータ５０の肉厚が、ヨーク部８の筒部（周壁８１）の周方向において均一になっている。したがって、ステータ５０に従来のような剛性の低い箇所が形成されず、ステータ５０全体の剛性が従来に比べ高まっている。

また、剛性が低い箇所が形成されないため、後述するように振動エネルギーが伝わった際の振動４次モードに起因して振幅が大きくなることが抑制され、大きな振動が生じることが抑制されている。さらに、ステータ５０の共振振動数が従来の６極マグネットステータに比較して高くなることにより、後述するブラシの振動に共振することによる振動（作動音）を低減することができる。

ブラシホルダ収容部９の開口部（モータケース５の開口部５ａ）端には、図４（ａ）、（ｃ）に示すように電動モータ２をウォーム減速機構３に締結固定するための外フランジ部１７が形成されている。この外フランジ部１７は、ブラシホルダ収容部９の長径方向に沿って長くなるように軸方向平面視略５角形状に形成され、さらに、頂点となる部分のうちの３箇所から長径方向に延出して、それぞれ取付片１９が形成されている。取付片１９には、それぞれボルト孔１８が形成されている。
ここで、外フランジ部１７とブラシホルダ収容部９の短径部９２、９２との接続部には、その内面側にそれぞれ２箇所ずつ凹部（図示せず）が形成されている。これら凹部は、回転軸１２を中心にして所定の位置に形成配置されたもので、ブラシホルダユニット７の位置決めを行うためのものである。

（アーマチュア）
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ステータ５０（モータケース５）内に回転自在に設けられたアーマチュア６は、回転軸１２のヨーク部８に対応する位置に外嵌固定されたアーマチュアコア６１と、アーマチュアコア６１に巻装されたアーマチュアコイル６２と、回転軸１２の他端側に配置され、かつブラシホルダ収容部９に対応する位置に外嵌固定されたコンミテータ６３とを備えている。アーマチュアコア６１は、リング状の金属板６４を軸方向に複数枚積層したものである。

金属板６４の外周部にはＴ字型の９つのティース６５が周方向に沿って等間隔で放射状に形成されている。ティース６５の先端部は周方向に沿って延在しており、アーマチュアコア６１の外周部を形成している。すなわち、ティース６５の先端部は、ヨーク部８の周壁８１内に配設されているリングマグネット１０の内面１０ａ（図４参照）に径方向で対向した状態になっている。

ここで、ティース６５の先端部は軸方向平面視で円弧状に形成されており、この円弧状の先端部は、リングマグネット１０の内面（内周面）１０ａにほぼ対応して形成されている。すなわち、この円弧状の先端部とこれが対向するリングマグネット１０の内面（内周面）１０ａとの間隔は、それぞれの周方向においてほぼ均一になるように形成配置されている。このため、リングマグネット１０とアーマチュアコア６１との間のエアギャップは、ほぼ均一になっている。

このように構成されたティース６５には、インシュレータ６７が装着されている。インシュレータ６７は、アーマチュアコイル６２とアーマチュアコア６１とを絶縁するためのものであって、断面略コの字状に形成されている。そして、１つのティース６５の軸方向両端側から２つのインシュレータ６７を装着し、ティース６５の先端部を除いた全体をインシュレータ６７によって被覆するようになっている。

また、複数枚の金属板６４を回転軸１２に外嵌固定することにより、アーマチュアコア６１の外周には、隣接するティース６５間に、軸方向に沿って延びる蟻溝状のスロット６６が９つ形成されている。
これらスロット６６間にエナメル被覆の巻線６２ａを挿通し、ティース６５に絶縁材であるインシュレータ６７を介して巻線６２ａが巻装される。これにより、アーマチュアコア６１の外周に、複数のアーマチュアコイル６２が形成される。

コンミテータ６３は、回転軸１２の他端側に外嵌固定されている。コンミテータ６３の外周面には、導電材で形成されたセグメント６８が９枚取り付けられている。
セグメント６８は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。
したがって、本実施形態の電動モータ２は、例えば６極のリングマグネット１０と、スロット６６が９つ、セグメント６８が９枚の６極９スロット９セグメントで構成された電動モータとなっている。

各セグメント６８のアーマチュアコア６１側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ６９が一体成形されている。ライザ６９には、アーマチュアコイル６２の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線６２ａが掛け回わされ、巻線６２ａはヒュージングによりライザ６９に固定されている。これにより、セグメント６８とこれに対応するアーマチュアコイル６２とが導通される。

（ブラシホルダユニット）
図５は、ブラシホルダユニット７の平面図である。
ここで、図３（ａ）、（ｂ）、図５に示すようにセグメント６８には、ブラシホルダ収容部９に収納されているブラシホルダユニット７に設けられたブラシ２２が摺接されている。ブラシホルダユニット７は、開口部７０ａを有する箱状のユニット本体７０を有している。ユニット本体７０は、開口部７０ａをアーマチュアコア６１側に向けた状態でブラシホルダ収容部９に収納されている。

一方、ユニット本体７０の底壁７１は、ブラシホルダユニット７がブラシホルダ収容部９に収納された状態でブラシホルダ収容部９の開口部（５ａ）を閉塞している。ユニット本体７０の底壁７１は、ブラシホルダ収容部９の横断面形状（軸方向視形状）に対応するように長円形状に形成されており、１対の平坦辺７１ａと１対の弧状辺７１ｂとを有している。
弧状辺７１ｂには、ブラシホルダ収容部９に形成された凹部（図示せず）に対応する位置に、凸部７２が４箇所形成されている。

これら凸部７２は、前記凹部に係止可能な大きさに形成されており、周方向の幅は凹部の幅よりもやや短く設定されている。すなわち、ブラシホルダユニット７は、凸部７２がブラシホルダ収容部９の凹部に載置され係止されることにより、軸方向の位置決めがなされるようになっている。
また、ユニット本体７０の底壁７１には、短手方向略中央であって、長手方向両端側に、ブラシホルダ部７３が設けられている。ブラシホルダ部７３は、略直方体の箱状に形成されたものであって、長手方向両端が開口されている。そして、ブラシホルダ部７３は、長手方向が径方向に沿うような向きで配置されている。

ブラシホルダ部７３には、ブラシ２２が径方向中央に向かって出没自在に内装されている。このため、ブラシ２２は、ユニット本体７０の長手方向両側に、回転軸１２を中心して対向配置された状態になっている。
ブラシ２２は、コンミテータ６３のセグメント６８に摺接し、アーマチュアコイル６２に電流を供給するためのものである。ブラシ２２は、ブラシホルダ部７３の短手方向に隣接配置されたコイルスプリング２３によって、セグメント６８側に向かって付勢されている。

また、ブラシホルダ部７３には、底壁７１とは反対側の面（図５における手前側の面）に、スリット７４が長手方向に沿うように形成されている。各ブラシ２２には、スリット７４を介してピグテール２４の一端が接続されている。ピグテール２４は、ブラシ２２から底壁７１の外周部に沿うような形で平面視略Ｌ字状に配索されている。そして、各ピグテール２４の他端は、底壁７１の平坦辺７１ａ側に設けられた給電部２５に接続されている。この給電部２５は、コネクタユニット４と電気的に接続されるようになっている。
なお、図５において特に図示しないが、ブラシ２２と給電部２５との間に配索されたピグテール２４上に、供給される電流を平滑化する平滑コンデンサや、チョークコイルなどを設けてもよい。

また、ユニット本体７０の底壁７１には、中央部に軸方向外側に向かって、つまり、アーマチュアコア６１とは反対側に向かって膨出するように、膨出部７５が形成されている。この膨出部７５の中央には、略球状の断面を有する軸受け部７６が一体成形されている。
この軸受け部７６は、回転軸１２の他端側を回転自在に支持するためのものであって、すべり軸受け２６が圧入されている。すべり軸受け２６は、外形が略球形状をしており、軸受部７６に組み付けられた状態で傾動することができる。すべり軸受け２６が傾動することで、回転軸１２が軸ずれをした場合でも対応可能となる。また、軸受け部７６の周壁には、複数のスリット７６ａが周方向に等間隔で形成されており、軸受け部７６の内径とすべり軸受け２６の外径の製作誤差をある程度許容できるようになっている。

一方、ユニット本体７０の周壁７７は、底壁７１の外周部から立ち上がり形成されている。周壁７７は、ブラシホルダ収容部９の内周面に沿うように、１対の平坦部７７ａと、これら平坦部７７ａを連結する１対の弧状部７７ｂとが一体成形されたものである。すなわち、周壁７７は、ブラシホルダユニット７をモータケース５のブラシホルダ収容部９にインロー嵌合するためのインロー部としての役割を有している。
弧状部７７ｂの周方向中央、つまり、弧状部７７ｂのブラシホルダ部７３に対応する位置には、開口部７８が形成されている。開口部７８が形成されることによって、ブラシホルダ部７３へのブラシ２２の組み付け作業が容易化されている。

ここで、回転軸１２の他端は、ブラシホルダ部７３に設けられたすべり軸受け２６を介してウォーム減速機構３側に向かって突出している。この突出した回転軸１２の他端には、三つ又状に形成されたジョイントモータ２７が取り付けられている。
ジョイントモータ２７は、ウォーム減速機構３に回転軸１２の回転力をウォーム減速機構３に伝達するジョイントユニット２９の一方を構成するものであって、略円板状の本体部５１を有している。本体部５１の径方向中央には、この大部分に角孔５２が形成されている。

一方、回転軸１２の他端には、二方面取り部５３が形成されており、この二方面取り部５３がジョイントモータ２７の本体部５１の角孔５２に圧入されるようになっている。これにより、回転軸１２とジョイントモータ２７とが相対回転不能、かつ軸方向に移動可能に連結される。
本体部５１の外周面には、軸方向平面視略扇状の凸部５４が径方向外側に向かって３箇所設けられている。これら凸部５４がジョイントユニット２９の他方を構成する後述のジョイントフレーム２８に着脱自在に係合することにより、回転軸１２の回転力がウォーム減速機構３に伝達される。

（コネクタユニット）
このように構成された電動モータ２は、図１に示すようにコネクタユニット４を間に挟んでウォーム減速機構３にボルト１０５を介して締結固定されている。
コネクタユニット４は、不図示の外部電源と減速機付モータ１を電気的に接続するためのものである。コネクタユニット４は、図２に示すようにブラシホルダユニット７の底壁７１の形状に対応するように長円形状に形成されたベース部４１と、ベース部４１の一側に突設されたコネクタ部４２とで構成されている。

ベース部４１には、径方向中央にジョイントモータ２７を挿通可能な開口部４３が形成されている。また、ベース部４１には、開口部４３のコネクタ部４２側に、ウォーム減速機構３側に向かって略垂直に立ち上がり形成された立ち上がり部４４が設けられている。
立ち上がり部４４には、基板４５が固定されている。
基板４５には、コネクタユニット４の回転位置を検出するための検出素子（不図示）が実装されている。この検出素子による検出信号は、コネクタ部４２を介して外部制御機器に出力されるようになっている。この検出信号により、電動モータ２の回転制御が行われる。

コネクタ部４２は、不図示の外部電源などから延びるコネクタ（不図示）を嵌着可能な筒状の受部４６を有している。受部４６内には、電源用やセンサ用として用いられる複数の端子４７の一端が突設されている。各端子４７は、受部４６からベース部４１を介してウォーム減速機構３側に折り曲げられることで基板４５に至るまで延在し、基板４５と電気的に接続されているものと、受部４６からベース部４１を介して電動モータ２側に折り曲げられることでブラシホルダユニット７の給電部２５に至るまで延在し、ブラシホルダユニット７の給電部２５と電気的に接続されているものとがある。
そして、各端子４７のうち、基板４５に接続されているものは、センサ用の端子として用いられ、給電部２５に接続されているものは、電源用の端子として用いられる。これにより、外部電源の電力がブラシホルダユニット７を介して電動モータ２へと供給される。

（ウォーム減速機構）
図６は、ウォーム減速機構３の分解斜視図である。
図１、図２、図６に示すように、ウォーム減速機構３は、ギヤケーシング３０内に、電動モータ２の回転軸１２に連結されるウォーム軸３３と、ウォーム軸３３に噛合うウォームホイール３４と、ウォームホイール３４の回転を出力するドライブユニット３５とを収納したものである。
ギヤケーシング３０は、ウォーム軸３３、ウォームホイール３４、およびドライブユニット３５とを収納するギヤ収納部３１と、電動モータ２に対応する部位に配置され、コネクタユニット４のベース部４１を受入れ可能な受入れ部４８とが一体成形されたものである。

受入れ部４８は、電動モータ２側が開口した箱状に形成されたものである。受入れ部４８の内周面は、コネクタユニット４のベース部４１に対応するように、横断面略長円形状に形成されている。また、受入れ部４８の周壁４８ａには、コネクタユニット４のベース部４１とコネクタ部４２との接続部分を受け入れる凹部４９が形成されている。
ギヤ収納部３１は、ウォーム軸３３を収納するためのウォーム軸収納部３６と、ウォームホイール３４、およびドライブユニット３５を収納するウォームホイール収納部３７とで構成されている。ウォーム軸３３には、軸方向略中央の大部分に歯部３３ａが形成されており、この歯部３３ａがウォームホイール３４に噛合うようになっている。

ウォーム軸収納部３６は、略円筒状に形成されたもので、回転軸１２の軸方向に沿って延在している。ウォーム軸収納部３６には、受入れ部４８とは反対側端の開口部３６ａに、この開口部３６ａを閉塞するエンドナット３８が圧入されている。
エンドナット３８の内側には、ウォーム軸３３の一端を回転自在に支持するためのすべり軸受け１０１ａ、およびウォーム軸３３のスラスト荷重を受けるためのスチールボール１０２が設けられている。すべり軸受け１０１ａは、受入れ部４８に圧入固定される。スチールボール１０２は、エンドナット３８によってウォーム軸収納部３６からの脱落が防止されるようになっていると共に、エンドナット３８によってウォーム軸３３のスラスト方向への位置調整を行うことができるようになっている。

ウォーム軸収納部３６の受入れ部４８側端は、この受入れ部４８と連通している。また、ウォーム軸収納部３６の受入れ部４８側端には、ウォーム軸３３の他端を回転自在に支持するためのすべり軸受け１０１ｂが内嵌固定されている。ウォーム軸３３の他端は、すべり軸受け１０１ｂを介して受入れ部４８側へと突出した状態になっている。このウォーム軸３３の他端であって突出した部位には、スプライン加工が施されており、ここにジョイントユニット２９の他方を構成するジョイントフレーム２８がスプライン嵌合されている。

ジョイントフレーム２８は、略円板状に形成された本体部５５を有している。本体部５５の径方向中央には、ウォーム軸３３の他端を挿通可能な挿通孔５６が形成されている。
この挿通孔５６には、スプライン加工が施されており、これによってジョイントフレーム２８とウォーム軸３３とがスプライン嵌合されるようになっている。
本体部５５の電動モータ２側の面には、軸方向に沿って突出する凸部５７が３箇所一体形成されている。

各凸部５７は、ジョイントモータ２７の３つの凸部５４の間に介在するように構成されている。すなわち、電動モータ２が駆動することによりジョイントモータ２７が回転すると、ジョイントモータ２７の凸部５４とジョイントフレーム２８の凸部５７とが周方向で係合し、両者２７、２８が一体となって回転する。このように、ジョイントモータ２７とジョイントフレーム２８は、それぞれ互いに軸方向で着脱自在、かつ回転方向（周方向）で係合可能に形成されており、ウォーム軸３３に回転軸１２の回転力が伝達されるようになっている。

また、回転軸１２とウォーム軸３３との間には、スチールボール５８が設けられている。このスチールボール５８は、回転軸１２とウォーム軸３３とが直接当接し、各々の摺動抵抗が増大することを防止する役割を有すると共に、各軸１２、３８の軸方向のずれを規制する役割を有している。

一方、ウォームホイール収納部３７は、略有底円筒状に形成されている。ウォームホイール収納部３７の底部には、径方向略中央に、裏側（図６における下側）から内部に向かって挿入されたセンターシャフト１１１が突設されている。ウォームホイール３４は、センターシャフト１１１に回転自在に軸支された状態でウォームホイール収納部３７に収納されている。

ウォームホイール３４は、略円板状に形成されたものであって、外周面にウォーム軸３３に噛合う歯部３４ａが形成されている。ウォームホイール３４の径方向中央には、センターシャフト１１１を挿通するための挿通孔１１２が形成されている。センターシャフト１１１は、ウォームホイール３４を貫通し、ウォームホイール３４から突出した状態になっている。

また、ウォームホイール３４において、ウォームホイール収納部３７の底部とは反対側の面には、挿通孔１１２の周囲に、軸方向平面視略扇状の収納凹部１１３が３箇所等間隔に形成されている。ウォームホイール３４に３箇所収納凹部１１３が形成されることにより、挿通孔１１２の周囲には、３つの壁１１３ａが放射状に形成された状態になる。また、各収納凹部１１３が軸方向平面視略扇状に形成されていることから、各壁１１３ａは、軸方向平面視で径方向内側から径方向外側に向かって末広がり状になっている。

これら収納凹部１１３には、ゴム製のダンパー１１４が収納されている。ダンパー１１４は、周方向に等間隔で配置された６つのダンパー本体１１５と、これらダンパー本体１１５の径方向内側に配置され、６つのダンパー本体１１５を連結するリング部１１６とで構成されている。
ダンパー本体１１５は、断面略蒲鉾状に形成されたものであって、ウォームホイール３４の１つの収納凹部１１３に、２つのダンパー本体１１５が収納可能となる大きさに設定されている。これにより、ダンパー１１４の回転方向への移動がウォームホイール３４の壁１１３ａによって規制される。

ダンパー１１４を挟んでウォームホイール３４とは反対側には、ドライブユニット３５がセンターシャフト１１１に回転自在に軸支されている。ドライブユニット３５は、略円板状のベースプレート１１７を有している。ベースプレート１１７の直径は、ダンパー１１４のダンパー本体１１５の端面を被覆可能な大きさに設定されている。
ベースプレート１１７のダンパー１１４側の面には、凸部１１８が３箇所周方向に等間隔で突設されている。そして、各凸部１１８は、それぞれウォームホイール３４の各収納凹部１１３に収納されている２つのダンパー本体１１５の間に介在している。

すなわち、ウォームホイール３４が回転すると、ウォームホイール３４の壁１１３ａとドライブユニット３５の凸部１１８とがダンパー本体１１５を介して周方向で係合することになる。これにより、ウォームホイール３４とドライブユニット３５とが一体となって回転する。
また、ウォームホイール３４の回転力のドライブユニット３５への伝達がダンパー１１４を介して行われるので、ウォームホイール３４、およびドライブユニット３５に作用する衝撃を緩和することができるようになっている。

一方、ベースプレート１１７のダンパー１１４と反対の側には、柱状に形成された出力部１１９が突設されている。出力部１１９は、円板状のベース部１２２と、このベース部１２２上に突設された連結部１２３とで構成されている。連結部１２３には、例えば、車両のパワーウインドウ装置（不図示）に連結される。これにより、このパワーウインドウ装置にウォームホイール３４の回転が伝達可能になっている。
出力部１１９、およびベースプレート１１７には、軸方向に貫通する貫通孔１２１が形成されている。この貫通孔１２１にセンターシャフト１１１が挿通され、ドライブユニット３５が回転自在に軸支される。

また、ウォームホイール収納部３７には、この開口部３７ｂを閉塞する略円環状のカバー１３１が設けられている。カバー１３１は、ウォームホイール収納部３７内への塵埃や水滴などの浸入を防止すると共に、ドライブユニット３５の抜け方向への移動を規制する役割を有している。カバー１３１は、略円環状に形成されたカバー本体１３２を有し、このカバー本体１３２の中央からドライブユニット３５の出力部１１９が突出するようになっている。

カバー１３１の内周縁には、ウォームホイール収納部３７の内部の密閉性を高めるためにゴム製のシール部材１３３が設けられている。このシール部材１３３と出力部１１９のベース部１２２とが摺接することにより、ウォームホイール収納部３７の内部への塵埃や水滴などの浸入を防止することができる。

一方、カバー１３１の外周縁には、係止片１３４が複数設けられている。係止片１３４は弾性変形可能に形成されたものであって、ウォームホイール収納部３７の外周面に沿うようにして、ウォームホイール収納部３７の底部３７ａに向かって延出している。
また、ウォームホイール収納部３７の外周面には、係止片１３４に対応する部位に、係止突起１３５が形成されている。この係止突起１３５と係止片１３４とが係合することで、カバー１３１が固定されると共に、ドライブユニット３５の抜け方向への移動が規制される。

この他に、ギヤケーシング３０には、ウォーム軸収納部３６にボルト座１４１ａが１箇所形成され、ウォームホイール収納部３７にボルト座１４１ｂが２箇所形成されている。これらボルト座１４１ａ、１４１ｂは、例えば、不図示のパワーウインドウ装置に減速機付モータ１を締結固定するために用いられるものである。各ボルト座１４１ａ、１４１ｂには、それぞれ不図示のボルトを挿通するための挿通孔１４２ａ、１４２ｂが形成されている。これら挿通孔１４２ａ、１４２ｂには、インサートカラー１４３が挿入されている。

（作用）
次に、減速機付モータ１の作用について説明する。
電動モータ２に、コネクタユニット４を介して外部電源の電力を供給すると、アーマチュアコア６１に磁界が形成され、ヨーク部８に配設されているリングマグネット１０との間に磁気的な吸引力や反発力が生じ、アーマチュア６が回転する。

アーマチュア６が回転することにより、ジョイントユニット２９を介して回転軸１２に連結されたウォーム軸３３が回転する。続いて、ウォーム軸３３に噛合うウォームホイール３４が回転する。ウォームホイール３４が回転すると、これと一体となってドライブユニット３５が回転する。
したがって、例えばドライブユニット３５に不図示のパワーウインドウ装置を連結している場合、このパワーウインドウ装置を駆動することができる。

ここで、ステータ５０は、円筒状のヨーク部８内に円筒状のリングマグネット１０を収容しているので、ヨーク部８とマグネット１０とを一体とみた場合のステータ５０の肉厚が、ヨーク部８の筒部（周壁８１）の周方向において均一になっている。したがって、ステータ５０に従来のような剛性の低い箇所が形成されず、ステータ５０全体の剛性が従来に比べ高まっている。

また、剛性が低い箇所が形成されないため、振動エネルギーが伝わった際の振動４次モードに起因して振幅が大きくなることが抑制され、大きな振動が生じることが抑制されている。さらに、ステータ５０の共振振動数が従来の６極マグネットステータに比較して高くなることにより、ブラシの振動に共振することによる振動（作動音）を低減することができる。すなわち、従来のステータ（電動モータ）におけるブラシの共振周波数は、４０００Ｈｚ〜８０００Ｈｚ程度であるのに対し、本実施形態のステータ（電動モータ）の共振振動数は例えば９０００Ｈｚを超えているので、前記したようにブラシの振動に共振することによる振動（作動音）を低減することができる。

（実験例）
本実施形態の電動モータの音圧を測定した。また、比較のため、従来の６極マグネットステータを用いた電動モータについても同様の測定を行った。得られた結果を図７に示す。
また、本実施形態のステータ（電動モータ）のブラシの共振周波数と、従来の６極マグネットステータを用いたステータ（電動モータ）のブラシの共振周波数とをそれぞれ測定した。その結果、本実施形態のステータ（電動モータ）は９１４１．９３Ｈｚであり、従来のステータ（電動モータ）は６８５６．１２Ｈｚであった。
さらに、本実施形態の電動モータと、従来の６極マグネットステータを用いた電動モータについて、それぞれを駆動させた際の振動に伴う変位量について調べた。得られた変位量の最大変位量を図８に示す。なお、図８に示す変位量は、絶対値ではなく相対的な値として示している。

図７に示す結果より、本実施形態の電動モータは、従来のものに比べて音圧はほぼ同じであるものの、ブラシの振動による音高周波音については、従来のものに比べて充分に低減していることが確認された。
図８に示す結果より、本実施形態ではステータ全体の剛性が高まった結果、従来のものに比べて最大変位量が低下していることが確認された。

以上説明したように、本実施形態のステータ５０にあっては、ヨーク部８とリングマグネット１０とを一体とみた場合のステータ５０の肉厚を、ヨーク部８の筒部の周方向において均一にしたので、ステータ５０の剛性を高くすることができる。また、振動エネルギーが伝わった際に大きな振動が生じることを抑制することができ、さらに、ブラシ２２の振動に共振することによる振動（作動音）を低減することができる。

また、ブラシホルダ収容部９の横断面形状における長径の長さ方向に沿う長径部９１を、平面部９１ｂと曲面部９１ａとから構成し、曲面部９１ａを、ヨーク部８の周壁の曲面形状に連続した横断面円弧状の曲面形状に形成しているので、リングマグネット１０をブラシホルダ収容部９側からヨーク部８内に収容する際、リングマグネット１０の外周を前記曲面部９１ａに通すことにより、ヨーク部８内へのリングマグネット１０の収容を容易に行うことができる。

また、このように曲面部９１ａによってリングマグネット１０をヨーク部８内に収容できるようにしたので、平面部９１ｂを、リングマグネット１０の収容に干渉しない範囲で前記曲面部９１ａより内側に位置させることが可能になる。これにより、ブラシホルダ収容部９を小型・軽量化し、したがってステータ５０を小型・軽量化することができる。さらに、このようにブラシホルダ収容部９の周壁部に平面部９１ｂと曲面部９１ａとを形成したことにより、これらの境界部をリブとして機能させることができ、したがってこの境界部によりステータ５０全体の剛性を高めることができる。

本実施形態の電動モータ２にあっては、前記ステータ５０を備えているので、ステータ５０の剛性を高くすることができ、また、振動エネルギーが伝わった際に大きな振動が生じることを抑制することができ、さらに、ブラシ２２の振動に共振することによる振動（作動音）を低減することができる。

本実施形態の減速機付モータ１にあっては、前記電動モータ２を備えているので、ステータ５０の剛性を高くすることができ、また、振動エネルギーが伝わった際に大きな振動が生じることを抑制することができ、さらに、ブラシ２２の振動に共振することによる振動（作動音）を低減することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、ブラシホルダ収容部９の横断面形状における長径の長さ方向に沿う長径部９１を、平面部９１ｂと曲面部９１ａとから構成したが、従来と同様に、平坦な平面部のみによって形成してもよい。
また、前記実施形態では本発明のステータや電動モータ、減速機付モータを、車両のパワーウインドウ装置における駆動源に適用した場合について説明したが、本発明は、ウインドウレギュレーターやサンルーフ、電動シートなどの駆動源、さらには、車両以外の電装品など、さまざまな装置にも適用可能である。

１…減速機付モータ、２…電動モータ、３…ウォーム減速機構（減速機構）、５…モータケース、６…アーマチュア、８…ヨーク部、９…ブラシホルダ収容部、１０…リングマグネット、８…アーマチュアコア、２２…ブラシ、８１…周壁、９１…長径部、９１ａ…曲面部、９１ｂ…平面部、９２…短径部、５０…ステータ

Claims (4)

1. 有底円筒状のヨーク部と、該ヨーク部の開口側に一体に設けられた横断面略長円形状で筒状のブラシホルダ収容部と、を有し、前記ヨーク部内に円筒状のリングマグネットを収容したことを特徴とするステータ。
2. 前記ブラシホルダ収容部の横断面形状における長径の長さ方向に沿う周壁部が、平面部と曲面部とからなり、前記曲面部が、前記ヨーク部の周壁の曲面形状に連続した横断面円弧状の曲面形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のステータ。
3. 請求項１又は２に記載のステータと、
   回転軸を有し、前記リングマグネットの内側に回転自在に支持されたアーマチュアと、
   前記アーマチュアに給電を行うためのブラシと、
   前記ブラシを保持するブラシホルダと、を備えたことを特徴とする電動モータ。
4. 請求項３記載の電動モータと、減速機構と、を備えたことを特徴する減速機付モータ。
   
   

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