JP2018064310A - ロータ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの上昇を抑えつつ容易に共振周波数を高めることができるロータ組立体を提供する。
【解決手段】回転軸６２に、当該回転軸６２の剛性を高める筒状部材６５が設けられ、筒状部材６５の軸方向と交差する方向の断面形状が非円形形状とされ、筒状部材６５の径方向内側が回転軸６２の径方向外側に部分的に接触されている。これにより、筒状部材６５を弾性変形可能として、筒状部材６５をかじること無く回転軸６２に容易に装着して、回転軸６２の剛性を高める（共振周波数を高める）ことができる。また、筒状部材６５を鋼管から容易に形成することができるので、製造コストの上昇を抑えることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、モータ装置に用いられるロータ組立体に関する。

従来、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置等の駆動源には、小型でありながら大きな出力が可能な減速機構付きのモータ装置が用いられている。これにより、車両への搭載性を向上させて、ひいては小型車両から大型車両まで適用することができる。また、近年のハイブリッド車両や電気自動車等の普及により、小型かつ高出力化への対応は勿論のこと、より静粛性を向上させたモータ装置の開発が望まれている。

ここで、モータ装置の騒音を悪化させる原因には、例えば、以下に示すものがある。すなわち、モータ装置の回転部分を形成するロータ組立体の共振周波数（固有振動数）と、モータ装置の極数やスロット数等で決まる周期的な騒音（磁気振動）の周波数とが合致することで、モータ装置全体としての騒音が大きくなることが挙げられる。言い換えれば、ロータ組立体の剛性を弱めたりまたは強めたりしてその共振周波数を調整することで、モータ装置全体としての静粛性を向上させることができる。

ロータ組立体を形成する回転軸やロータの剛性を弱めて、ロータ組立体の共振周波数を低くし、これにより磁気振動の周波数に対してロータ組立体の共振周波数をずらせるが、この場合には、モータ装置の仕様に応じて複雑な形状の回転軸やロータを準備する必要があり、製造コストが上昇する。したがって、ロータ組立体の共振周波数を調整するには、例えば、回転軸に単純な形状のスリーブを装着して、回転軸の剛性を高めるのが望ましい。この方が、複雑な形状の回転軸やロータを準備する場合に比して、製造コストの上昇が抑えられる。

このように、回転軸の剛性を高めるべく、回転軸にスリーブを装着させた技術が、例えば、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された技術では、シャフト（回転軸）の軸方向に沿う積層コア（ロータ）と整流子（コンミテータ）との間に、パイプ状の金属製スリーブを装着している。

特開２００３−３１９６２９号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術では、パイプ状の金属製スリーブを、回転軸に圧入することで固定している。したがって、スリーブの回転軸への圧入時において、回転軸に対するスリーブのかじりが発生して、ひいてはスリーブの回転軸に対する位置精度がばらつく等の問題を生じ得る。具体的には、回転軸の軸心とスリーブの軸心とがずれる等の不具合が発生する。そこで、回転軸の外径寸法とスリーブの内径寸法とを精度良く仕上げることも考えられるが、この場合には、仕上げ加工が必要になる等、製造コストが上昇する。

本発明の目的は、製造コストの上昇を抑えつつ容易に共振周波数を高めることができるロータ組立体を提供することにある。

本発明の一態様では、モータ装置に用いられるロータ組立体であって、前記モータ装置への駆動電流の供給により回転されるロータと、前記ロータの軸心に固定され、前記ロータの回転を外部に出力する回転軸と、前記回転軸に装着され、前記回転軸の剛性を高める筒状部材と、を備え、前記筒状部材の軸方向と交差する方向の断面形状が非円形形状とされ、前記筒状部材の径方向内側が前記回転軸の径方向外側に部分的に接触されている。

本発明の他の態様では、前記筒状部材の前記回転軸に対する接触部分が、前記回転軸の周方向に等間隔で配置されている。

本発明の他の態様では、前記接触部分の数が奇数である。

本発明の他の態様では、前記筒状部材が、前記ロータと前記回転軸を回転自在に支持する軸受部材との間に設けられている。

本発明の他の態様では、前記モータ装置がブラシレスモータである。

本発明によれば、回転軸に、当該回転軸の剛性を高める筒状部材が設けられ、筒状部材の軸方向と交差する方向の断面形状が非円形形状とされ、筒状部材の径方向内側が回転軸の径方向外側に部分的に接触されているので、筒状部材を弾性変形可能として、筒状部材をかじること無く回転軸に容易に装着して、回転軸の剛性を高める（共振周波数を高める）ことができる。また、筒状部材を鋼管から容易に形成することができるので、製造コストの上昇を抑えることができる。

モータ装置を出力軸側から見た平面図である。 ハウジングの内部を示す斜視図である。 カバー部材，基板，基板カバーを示す分解斜視図である。 ロータ組立体を示す平面図である。 筒状部材を単体で示す斜視図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 他の筒状部材（変形例１）を示す断面図である。 他の筒状部材（変形例２）を示す断面図である。 他の筒状部材（変形例３）を示す断面図である。 他の筒状部材（変形例４）を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、軸心を通る任意の線分の長さを、接触部分の数が奇数の場合と偶数の場合とで比較したグラフである。 実施の形態２に係るロータ組立体を備えたモータ装置の平面図である。

以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて詳細に説明する。

図１はモータ装置を出力軸側から見た平面図を、図２はハウジングの内部を示す斜視図を、図３はカバー部材，基板，基板カバーを示す分解斜視図を、図４はロータ組立体を示す平面図を、図５は筒状部材を単体で示す斜視図を、図６は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図を、図７は他の筒状部材（変形例１）を示す断面図を、図８は他の筒状部材（変形例２）を示す断面図を、図９は他の筒状部材（変形例３）を示す断面図を、図１０は他の筒状部材（変形例４）を示す断面図を、図１１（ａ），（ｂ）は軸心を通る任意の線分の長さを、接触部分の数が奇数の場合と偶数の場合とで比較したグラフをそれぞれ示している。

図１に示されるモータ装置１０は、例えば、車両のフロントガラスを払拭するワイパ装置（図示せず）の駆動源に用いられるものである。このモータ装置１０は、所定の制御ロジックに基づいて正逆方向に回転駆動され、これによりフロントガラス上のワイパ部材（図示せず）が往復払拭動作されて、フロントガラス上に付着した雨水等が払拭される。

モータ装置１０は、電動モータ５０および減速機構７０を収容するハウジング２０と、ハウジング２０の第１開口部２１（図２参照）を閉塞するカバー部材３０（図３参照）と、ハウジング２０の第２開口部（図示せず）を閉塞するモータカバー４０とを備えている。そして、これらのハウジング２０，カバー部材３０およびモータカバー４０は、互いに組み立てられた状態のもとで、モータ装置１０の外郭を形成する。

ハウジング２０は、溶融したアルミ材料等を鋳造成形することで所定形状に形成され、有底の略バスタブ形状に形成された減速機構収容部２２を備えている。また、ハウジング２０は、減速機構収容部２２に一体に設けられ、有底の略円筒形状に形成されたモータ固定部２３を備えている。このように、ハウジング２０には、減速機構収容部２２とモータ固定部２３とが一体に設けられている。なお、ハウジング２０の殆どの部分を減速機構収容部２２が占めている。

減速機構収容部２２の内部およびモータ固定部２３の内部は、互いに連通されており、減速機構収容部２２の内部およびモータ固定部２３の内部には、電動モータ５０を形成するロータ組立体６０が、両者間を跨ぐようにして回転自在に収容されている。そして、モータ固定部２３の減速機構収容部２２側とは反対側に第２開口部が形成され、この第２開口部を介してハウジング２０の内部に電動モータ５０が組み付けられるようになっている。

具体的には、電動モータ５０を形成するステータ５１が、モータ固定部２３の径方向内側に固定され、モータ固定部２３に固定されたステータ５１の径方向内側に、ロータ組立体６０が回転自在に収容される。なお、ステータ５１の軸方向一側（図中右側）の略半分が、モータ固定部２３の径方向内側に圧入により固定されている。

モータ固定部２３の第２開口部側（図中左側）には、径方向外側に膨出された環状のフランジ部２３ａが一体に設けられている。このフランジ部２３ａには、モータカバー４０の軸方向に沿う底部４１側とは反対側に設けられた環状のカバーフランジ４２が突き合わされている。そして、フランジ部２３ａおよびカバーフランジ４２は、一対の締結ねじＳ１（図示では１つのみ示す）を介して互いに固定されている。これにより、ステータ５１の軸方向他側（図中左側）の略半分が、モータカバー４０によって覆われる。なお、ステータ５１はモータカバー４０に対して非接触の状態とされる。よって、モータカバー４０をモータ固定部２３に対して容易に装着することができる。

ここで、モータカバー４０は、プラスチック等の樹脂材料により有底筒状に形成され、略円盤状に形成された底部４１と、径方向外側に膨出された環状のカバーフランジ４２と、を備えている。そして、カバーフランジ４２とフランジ部２３ａとの間には、シール剤等の密封部材が介在されている。これにより、電動モータ５０が被水するのを防止している。

電動モータ５０は、モータ固定部２３の径方向内側に固定されたステータ５１を備えている。ステータ５１は、磁性体である鋼板を複数枚積層することで略筒状に形成され、その径方向内側には、複数のティース（図示せず）が設けられている。そして、これらのティースには、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル（図示せず）が、例えば、デルタ結線等の巻き方で巻装されている。

また、ステータ５１の軸方向一側には、図２に示されるように、プラスチック等の樹脂材料よりなるターミナルホルダ５２が装着されている。このターミナルホルダ５２は、ステータ５１に巻装された三相のコイルを集約し、かつこれらのコイルの端部を、減速機構収容部２２の内部に引き出している。これにより、カバー部材３０に装着された基板８０（図３参照）に、それぞれのコイルの端部が電気的に接続される。

図１に示されるように、ステータ５１の径方向内側には、ロータ組立体６０を形成するロータ６１が、所定の隙間（エアギャップ）を介して回転自在に設けられている。ロータ６１は、磁性体である鋼板を複数枚積層することで略円柱状に形成され、その径方向外側には、略円筒形状に形成された永久磁石（図示せず）が装着されている。

このように、モータ装置１０は、ロータ６１の表面に永久磁石を装着したSPM（Surface Permanent Magnet）構造のブラシレスモータを採用している。ただし、SPM構造のブラシレスモータに限らず、ロータ６１に複数の永久磁石を埋め込んだIPM（Interior Permanent Magnet）構造のブラシレスモータを採用しても良い。また、略円筒形状に形成した１つの永久磁石に換えて、ロータ６１の軸線と交差する方向の断面形状が略円弧形状に形成された複数の永久磁石を、ロータ６１の周方向に沿って磁極が交互に並ぶように等間隔で配置したものを採用しても良い。また、永久磁石の極数は、モータ装置１０の仕様に応じて、２極あるいは４極以上等、任意に設定できる。

そして、基板８０の制御により、ステータ５１に巻装された三相のコイルに、順次所定のタイミングで駆動電流を供給することで、複数のティースのうちの電磁石とされるティースの位置が次々と切り換えられていく。これにより、ロータ６１に設けられた永久磁石が、電磁石とされたティースに引き寄せられて、ひいてはロータ組立体６０が所定の回転方向に所定の回転速度で回転される。このように、ロータ６１は、モータ装置１０への駆動電流の供給により回転される。

ロータ６１の軸心には、回転軸６２の基端側（図中左側）が固定されている。つまり、回転軸６２は、ロータ６１の回転を外部に出力するようになっている。なお、ここで言う外部とは、減速機構７０のことを指している。回転軸６２の先端側（図中右側）には、転造加工等により形成されたウォーム７１（詳細は図４を参照）が一体に設けられている。ここで、ウォーム７１は、減速機構収容部２２に収容されたウォームホイール７２とともに、減速機構７０を構成している。

減速機構７０を形成するウォームホイール７２は、プラスチック等の樹脂材料により形成され、減速機構収容部２２の内部に回転自在に収容されている。ウォームホイール７２の軸心には、出力軸７３の基端側が固定され、出力軸７３の先端側は減速機構収容部２２の外部に延出されている。ここで、出力軸７３の先端側には、ワイパ装置を構成するリンク機構（図示せず）が固定される。

ウォームホイール７２の外周部には、ギヤ歯７２ａ（詳細図示せず）が形成され、このギヤ歯７２ａには、回転軸６２に一体に設けられたウォーム７１が噛み合わされている。なお、ウォーム７１およびウォームホイール７２よりなる減速機構７０は、回転軸６２の回転を所定の回転数にまで減速して高トルク化し、高トルク化された回転力を出力軸７３からリンク機構に出力する。

図２に示されるように、ウォームホイール７２の軸心であって、かつ出力軸７３側とは反対側には、ウォームホイール用センサマグネットＷＭが固定されている。ウォームホイール用センサマグネットＷＭには、出力軸７３（図１参照）の回転方向に沿って複数の磁極（図示せず）が設けられている。これにより、ウォームホイール用センサマグネットＷＭの磁極が出力軸７３の回転に伴って交互に出現する。そして、基板８０のウォームホイール用センサマグネットＷＭとの対向部分には、１つのＭＲセンサ（図示せず）が実装されている。これにより、ＭＲセンサにより出力軸７３の回転方向や回転位置等が検出される。なお、出力軸７３が設けられたウォームホイール７２は、第１開口部２１を介して減速機構収容部２２の内部に収容される。

減速機構収容部２２の第１開口部２１は、図３に示されるカバー部材３０によって閉塞されている。ここで、カバー部材３０は、減速機構収容部２２に対して３つの固定ねじＳ２で固定されている。なお、減速機構収容部２２とカバー部材３０との間には、ゴムパッキン等の弾性シール（図示せず）が介在され、これにより、減速機構収容部２２の内部への雨水等の進入が防止される。カバー部材３０は、溶融したプラスチック材料を射出成形等することで有底状に形成され、その外郭形状は、図２に示されるように、減速機構収容部２２の外郭形状と略同じ形状とされている。

図３に示されるように、カバー部材３０には、車両側の外部コネクタＣＮ（図１参照）が接続されるコネクタ接続部３１が一体に設けられている。また、カバー部材３０の内側には、モータ装置１０を制御する基板８０が装着されている。具体的には、基板８０は、カバー部材３０の内側に、複数の固定ねじ（図示せず）によって固定されている。そして、基板８０の表面および裏面には、それぞれホールＩＣやＭＲセンサ等の複数の電子部品ＥＰが実装されている。

ここで、複数の電子部品ＥＰには、ホールＩＣやＭＲセンサの他にも、モータ装置１０を統括的に制御するＣＰＵや、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相でそれぞれ２つずつのＦＥＴ素子等がある。そして、ＣＰＵには、ホールＩＣやＭＲセンサからのセンサ信号がそれぞれ入力され、ＣＰＵは、これらのセンサ信号の入力に応じて、各ＦＥＴ素子をそれぞれ所定のタイミングでスイッチングさせる。これにより、電動モータ５０（図１参照）が制御される。

また、基板８０は、基板カバー９０によって覆われている。すなわち、基板８０は、減速機構収容部２２（図２参照）の内部で、カバー部材３０と基板カバー９０との間に配置される。基板カバー９０は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形等することで、薄板状に形成されている。これにより、ウォーム７１とウォームホイール７２との間に塗布されたグリス（図示せず）が、基板８０に飛散して付着することが防止される。

ここで、基板カバー９０の略中央部分には、貫通穴９１が設けられている。この貫通穴９１は、ウォームホイール用センサマグネットＷＭ（図２参照）との対向部に配置され、これによりＭＲセンサの検出精度が低下するのを防止する。なお、グリスは、ウォーム７１とウォームホイール７２との間に塗布されるため、貫通穴９１がある部分には到達されない。

次に、ロータ組立体６０の詳細構造について、図面を用いて説明する。

図４に示されるように、ロータ組立体６０は、モータ装置１０（図１参照）への駆動電流の供給により回転されるロータ６１と、当該ロータ６１の軸心に固定され、ロータ６１の回転を減速機構７０（図１参照）に出力する回転軸６２と、を備えている。そして、回転軸６２の先端側（図中左側）にウォーム７１が形成され、回転軸６２の基端側（図中右側）にロータ６１が固定されている。

回転軸６２の軸方向に沿う略中央部分には、第１軸受部材（軸受部材）６３が装着されている。第１軸受部材６３は玉軸受とされ、内レース（内輪），外レース（外輪）および両者間に配置された複数の玉（鋼球）を備えている。そして、第１軸受部材６３の内レースは、回転軸６２の軸方向に沿う略中央部分に、当該回転軸６２をかしめること等により固定されている。すなわち、第１軸受部材６３は、回転軸６２の軸方向に移動不能となっている。

一方、第１軸受部材６３の外レースは、図２に示される減速機構収容部２２の内部に設けられた第１軸受収容部２２ａの内部に収容されている。よって、第１軸受部材６３は、回転軸６２を回転自在に支持しつつ、ハウジング２０に対する回転軸６２の軸方向への移動を規制している。

また、回転軸６２の軸方向に沿うウォーム７１と第１軸受部材６３との間には、回転軸用センサマグネットＳＭが固定されている。回転軸用センサマグネットＳＭには、回転軸６２の回転方向に沿って複数の磁極（図示せず）が設けられている。回転軸用センサマグネットＳＭは、回転軸６２とともに回転され、これにより回転軸用センサマグネットＳＭの磁極が回転軸６２の回転に伴って交互に出現する。そして、基板８０の回転軸用センサマグネットＳＭとの対向部分には、複数のホールＩＣ（図示せず）が設けられている。これにより、各ホールＩＣにより回転軸６２の回転数や回転方向、回転位置等が検出される。

回転軸６２の軸方向に沿うウォーム７１よりも先端側には、第２軸受部材６４が装着されている。第２軸受部材６４においても玉軸受とされ、内レース（内輪），外レース（外輪）および両者間に配置された複数の玉（鋼球）を備えている。そして、第２軸受部材６４の内レースは、回転軸６２の軸方向に沿う先端部分に、固定では無く取り外し自在に装着されている。これに対し、第２軸受部材６４の外レースは、図２に示される減速機構収容部２２の内部に設けられた第２軸受収容部２２ｂの内部に収容されている。よって、第２軸受部材６４は、回転軸６２の先端側の軸方向と交差する方向への振れを抑制している。

また、回転軸６２の軸方向に沿うロータ６１と第１軸受部材６３との間には、回転軸６２の剛性を高める筒状部材６５が装着されている。つまり、回転軸６２の軸方向に沿うロータ６１と第１軸受部材６３との間の部分の剛性が、筒状部材６５によって高められている。これにより、ロータ組立体６０の共振周波数ｆ１（Ｈｚ）が、筒状部材６５を備えないロータ組立体（図示せず）の共振周波数ｆ２（Ｈｚ）よりも高められる（ｆ１＞ｆ２）。よって、モータ装置１０の磁気振動の周波数ｍ（Ｈｚ）から、ロータ組立体６０の共振周波数ｆ１（Ｈｚ）が大きくずらされて、モータ装置１０の騒音が低減される（ｆ１＞ｍ，ｆ２≒ｍ）。

図５および図６に示されるように、筒状部材６５は、所定の肉厚の鋼管をプレス加工等することで、その軸方向と交差する方向の断面形状が非円形形状となっている。具体的には、筒状部材６５は、外周面６５ａおよび内周面６５ｂを備え、筒状部材６５の周方向に沿って略波形形状に形成されている。筒状部材６５は、その軸心Ｃからの距離がＲ１とされて外周面６５ａ側に突出された円弧状凸部６５ｃと、軸心Ｃからの距離がＲ２とされて内周面６５ｂ側に窪んだ円弧状凹部６５ｄと、を備えている（Ｒ１＞Ｒ２）。

ここで、距離Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ軸心Ｃと外周面６５ａとの間の距離とされる。そして、本実施の形態では、円弧状凸部６５ｃおよび円弧状凹部６５ｄが、それぞれ９個ずつ筒状部材６５の周方向に交互に等間隔（２０度間隔）で配置されている。言い換えれば、本実施の形態の筒状部材６５は、「９角（奇数角）の星形スリーブ」で構成されている。

図６に示されるように、筒状部材６５は、回転軸６２の周囲に装着されている。具体的には、断面形状が円形の回転軸６２の外周壁６２ａに対して、筒状部材６５の円弧状凹部６５ｄの先端部分が、所定の押圧力で接触（線接触）されている。このように、本実施の形態では、筒状部材６５の径方向内側が、回転軸６２の径方向外側に部分的に接触されている。ここで、図６に示される白丸印の部分は、筒状部材６５の回転軸６２に対する接触部分ＣＰを表しており、当該接触部分ＣＰは、回転軸６２の周方向に等間隔（４０度間隔）で配置され、その数は９個（奇数）となっている。

これにより、筒状部材６５の回転軸６２に対する装着を従前に比して容易にできる。すなわち、筒状部材６５は、回転軸６２にその軸方向から圧入されるが、自身が周方向に弾性変形可能であることも相俟って、その圧入荷重を従前に比して大幅に小さくすることができる。よって、筒状部材６５の回転軸６２に対するかじりの発生が抑えられる。

また、円弧状凸部６５ｃおよび円弧状凹部６５ｄは、それぞれ筒状部材６５の周方向に等間隔（４０度間隔）で配置されている。そのため、筒状部材６５は、回転軸６２に対して、装着と同時に自動的に精度良くセンタリングされる。よって、筒状部材６５の回転軸６２に対する十分な同軸度が確保される。

ここで、筒状部材６５は、図５および図６に示される形状に限らず、以下に示される種々の形状（変形例１，変形例２，変形例３，変形例４）に形成することができる。

［変形例１］
図７に示されるように、変形例１の筒状部材１００は、その軸方向と交差する方向の断面形状が、筒状部材６５（図６参照）と同様に、略波形形状（非円形形状）となっている。ただし、円弧状凸部１０１および円弧状凹部１０２が、それぞれ１２個ずつ、筒状部材１００の周方向に交互に等間隔（１５度間隔）で配置されている。言い換えれば、変形例１の筒状部材１００は、「１２角（偶数角）の星形スリーブ」で構成されている。つまり、筒状部材１００の回転軸６２に対する接触部分ＣＰの数は、１２個（偶数）となっている。

［変形例２］
図８に示されるように、変形例２の筒状部材１１０は、その軸方向と交差する方向の断面形状が、筒状部材６５（図６参照）と同様に、略波形形状（非円形形状）となっている。ただし、円弧状凸部１１１および円弧状凹部１１２が、それぞれ７個ずつ、筒状部材１１０の周方向に交互に等間隔（略２５．７度間隔）で配置されている。言い換えれば、変形例２の筒状部材１１０は、「７角（奇数角）の星形スリーブ」で構成されている。つまり、筒状部材１１０の回転軸６２に対する接触部分ＣＰの数は、７個（奇数）となっている。

［変形例３］
図９に示されるように、変形例３の筒状部材１２０は、その軸方向と交差する方向の断面形状が、正５角形の略ホームベース形状（非円形形状）となっている。この筒状部材１２０は、回転軸６２の周方向に交互に配置された５つの円弧状角部１２１および５つの直線部１２２を備えている。そして、回転軸６２の外周壁６２ａに対して、５つの直線部１２２が、それぞれ所定の押圧力で、接触部分ＣＰを介して線接触されている。言い換えれば、回転軸６２は、断面形状が正５角形の筒状部材１２０に内接されている。このように、筒状部材１２０の回転軸６２に対する接触部分ＣＰの数は５個（奇数）とされ、これらの接触部分ＣＰは、回転軸６２の周方向に等間隔（７２度間隔）で配置されている。ただし、回転軸６２を正５角形に内接させるに限らず、正７角形，正９角形，正１２角形等に内接させるようにしても良い。

［変形例４］
図１０に示されるように、変形例４の筒状部材１３０は、その軸方向と交差する方向の断面形状が、略花びら形状（非円形形状）となっている。この筒状部材１３０は、回転軸６２の周方向に交互に配置された５つの大円弧状凸部１３１および５つの小円弧状凹部１３２を備えている。なお、回転軸６２の周方向に沿う大円弧状凸部１３１の長さの方が、回転軸６２の周方向に沿う小円弧状凹部１３２の長さよりも長くなっている。そして、回転軸６２の外周壁６２ａに対して、５つの小円弧状凹部１３２の先端部分が、それぞれ所定の押圧力で、接触部分ＣＰを介して線接触されている。このように、筒状部材１３０の回転軸６２に対する接触部分ＣＰの数は、５個（奇数）とされ、これらの接触部分ＣＰは、回転軸６２の周方向に等間隔（７２度間隔）で配置されている。ただし、回転軸６２に線接触される小円弧状凹部１３２の数は５個に限らず、７個，９個，１２個等であっても良い。

ここで、図６および図１１（ａ）に示されるように、筒状部材６５（９角の星形スリーブ）においては、軸心Ｃを横切る任意の線分Ｌ１〜Ｌ５の長さが、それぞれ同じ長さとなっている。なお、線分Ｌ１〜Ｌ５は、軸心Ｃを通る筒状部材６５の外周面６５ａを結ぶ線分である。そして、線分Ｌ１〜Ｌ５の長さがそれぞれ同じ長さとなる理由は、軸心Ｃを挟む円弧状凸部６５ｃの反対側（対向位置）に円弧状凹部６５ｄが配置されるからである。これにより、回転軸６２の筒状部材６５が設けられた部分の周方向に沿う剛性が、どの部分においても略同じ剛性となる。

したがって、回転軸６２が回転する際に、その回転方向に沿って高剛性の部分と低剛性の部分とが交互に現れないようにできる。これは、筒状部材６５を設けたことに起因する回転軸６２の回転ブレが抑えられることを意味しており、よって、共振対策（静粛性に優れたロータ組立体の設計）を容易に行うことができる。ここで、上述のような効果が得られる形状には、図６の筒状部材６５の形状のように接触部分ＣＰが奇数である、図８の筒状部材１１０（変形例２），図９の筒状部材１２０（変形例３），図１０の筒状部材１３０（変形例４）が当てはまる。

ただし、図１０の筒状部材１３０（変形例４）においては、回転軸６２の周方向に沿う大円弧状凸部１３１の長さの方が、回転軸６２の周方向に沿う小円弧状凹部１３２の長さよりも長いため、大円弧状凸部１３１から軸心Ｃを通って大円弧状凸部１３１に到達される線分Ｌ６が存在する。この線分Ｌ６の長さは、小円弧状凹部１３２から軸心Ｃを通って大円弧状凸部１３１に到達される線分Ｌ７の長さよりも長くなる（Ｌ６＞Ｌ７）。したがって、筒状部材６５，１１０，１２０に比して若干の回転ブレが生じることになるが、この回転ブレの大きさは、共振対策を困難にさせる程の悪影響を与えることは無い。

これに対し、図７および図１１（ｂ）に示されるように、変形例１の筒状部材１００（１２角の星形スリーブ）においては、回転軸６２の軸心Ｃを横切る任意の線分Ｌ１〜Ｌ５の長さが、多少ばらつくことになる。これは、接触部分ＣＰの数が偶数であり、軸心Ｃを挟む円弧状凸部１０１の反対側（対向位置）に円弧状凸部１０１が配置され、軸心Ｃを挟む円弧状凹部１０２の反対側（対向位置）に円弧状凹部１０２が配置されることが理由である。よって、この場合においても、筒状部材６５，１１０，１２０に比して若干の回転ブレが生じることになるが、この回転ブレの大きさについても、共振対策を困難にさせる程の悪影響を与えることは無い。

以上のことから、筒状部材を設ける際に設計し易い条件、つまり上述した回転ブレを気にしなくて済むための条件には、接触部分ＣＰの数が奇数であること、および軸心Ｃを通る任意の線分の長さが略同じ長さになることが挙げられる。すなわち、図６，図８，図９に示される筒状部材６５，１１０，１２０が、筒状部材としてより望ましい形状となる。特に、より望ましい形状である筒状部材６５，１１０，１２０においては、回転軸が高速回転される減速機構付きのモータ装置に用いてより好適である。

以上詳述したように、実施の形態１におけるロータ組立体６０によれば、回転軸６２に、当該回転軸６２の剛性を高める筒状部材６５（変形例１〜４を含む）が設けられ、筒状部材６５の軸方向と交差する方向の断面形状が非円形形状とされ、筒状部材６５の径方向内側が回転軸６２の径方向外側に部分的に接触されているので、筒状部材６５を弾性変形可能として、筒状部材６５をかじること無く回転軸６２に容易に装着して、回転軸６２の剛性を高める（共振周波数を高める）ことができる。また、筒状部材６５を鋼管から容易に形成することができるので、製造コストの上昇を抑えることができる。

また、実施の形態１におけるロータ組立体６０によれば、筒状部材６５（変形例１〜４を含む）の回転軸６２に対する接触部分ＣＰが、回転軸６２の周方向に等間隔で配置されているので、筒状部材６５を、回転軸６２に対して、装着と同時に自動的に精度良くセンタリングすることができる。よって、筒状部材６５の回転軸６２に対する十分な同軸度を確保することができる。

さらに、実施の形態１におけるロータ組立体６０によれば、変形例１（図７参照）を除き、接触部分ＣＰの数を奇数としたので、筒状部材を設けたことに起因する回転軸６２の回転ブレを抑えることができる。よって、共振対策（静粛性に優れたロータ組立体の設計）を容易に行うことが可能となる。

また、実施の形態１におけるロータ組立体６０によれば、筒状部材６５（変形例１〜４を含む）が、ロータ６１と回転軸６２を回転自在に支持する第１軸受部材６３との間に設けられているので、筒状部材６５を利用して回転軸６２に対するロータ６１の位置決めを行うことができる。つまり、筒状部材６５をロータ６１の位置決め部品として機能させることができる。よって、ロータ組立体６０の組み立て作業の簡素化が図れる。

さらに、実施の形態１におけるロータ組立体６０によれば、当該ロータ組立体６０が適用されるモータ装置１０がブラシレスモータであるので、ブラシノイズ（電気ノイズ）が発生せず、より静粛性に優れたモータ装置１０を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態２について、図面を用いて詳細に説明する。

図１２は実施の形態２に係るロータ組立体を備えたモータ装置の平面図を示している。

図１２に示されるように、実施の形態２に係るロータ組立体２１０は、ブラシ付きの減速機構付きワイパモータ（モータ装置）２００に採用されている。ロータ組立体２１０は回転軸２１１を備え、当該回転軸２１１の基端側（図中左側）にはコイル２１２が巻装されたアーマチュアコア２１３が固定されている。なお、アーマチュアコア２１３の周囲には、複数の永久磁石２１４が配置されている。また、回転軸２１１の先端側（図中右側）には、第１ウォーム２１５ａおよび第２ウォーム２１５ｂが一体に設けられている。

回転軸２１１の軸方向に沿う第２ウォーム２１５ｂとアーマチュアコア２１３との間には、複数のブラシ２１６が摺接されるコンミテータ（整流子）２１７が固定されている。ここで、コンミテータ２１７には、コイル２１２が電気的に接続されている。また、各ブラシ２１６は、それぞれブラシスプリング２１８によりコンミテータ２１７に向けて押圧されている。

さらに、減速機構付きワイパモータ２００を構成する減速機構２１９は、第１ウォーム２１５ａおよび第２ウォーム２１５ｂと、出力軸２２０を備えた大径ギヤ２２１と、第１カウンタギヤ２２２と、第２カウンタギヤ２２３とから構成されている。第１カウンタギヤ２２２は、第１ウォーム２１５ａと大径ギヤ２２１との間に動力伝達可能に設けられ、第２カウンタギヤ２２３は、第２ウォーム２１５ｂと大径ギヤ２２１との間に動力伝達可能に設けられている。これにより、回転軸２１１の回転数が所定の回転数にまで減速されて、高トルク化された回転力が出力軸２２０から出力される。

そして、実施の形態２に係るロータ組立体２１０では、実施の形態１で説明した筒状部材６５，１００（変形例１），１１０（変形例２），１２０（変形例３），１３０（変形例４）が、回転軸２１１の軸方向に沿うコンミテータ２１７とアーマチュアコア２１３との間に設けられている。

以上のように形成された実施の形態２のロータ組立体２１０においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。

本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態では、ロータ組立体６０，２１０を、ワイパ装置の駆動源に用いられるモータ装置に適用した場合を示したが、本発明はこれに限らず、自動車等の車両に搭載される他の駆動機構（スライドドア装置，パワーウィンド装置，サンルーフ装置等）の駆動源に用いられるモータ装置に適用することもできる。

その他、上記各実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記各実施の形態に限定されない。

１０ モータ装置
２０ ハウジング
２１ 第１開口部
２２ 減速機構収容部
２２ａ 第１軸受収容部
２２ｂ 第２軸受収容部
２３ モータ固定部
２３ａ フランジ部
３０ カバー部材
３１ コネクタ接続部
４０ モータカバー
４１ 底部
４２ カバーフランジ
５０ 電動モータ
５１ ステータ
５２ ターミナルホルダ
６０ ロータ組立体
６１ ロータ
６２ 回転軸
６２ａ 外周壁
６３ 第１軸受部材（軸受部材）
６４ 第２軸受部材
６５ 筒状部材
６５ａ 外周面
６５ｂ 内周面
６５ｃ 円弧状凸部
６５ｄ 円弧状凹部
７０ 減速機構
７１ ウォーム
７２ ウォームホイール
７２ａ ギヤ歯
７３ 出力軸
８０ 基板
９０ 基板カバー
９１ 貫通穴
１００ 筒状部材（変形例１）
１０１ 円弧状凸部
１０２ 円弧状凹部
１１０ 筒状部材（変形例２）
１１１ 円弧状凸部
１１２ 円弧状凹部
１２０ 筒状部材（変形例３）
１２１ 円弧状角部
１２２ 直線部
１３０ 筒状部材（変形例４）
１３１ 大円弧状凸部
１３２ 小円弧状凹部
２００ 減速機構付きワイパモータ（モータ装置）
２１０ ロータ組立体
２１１ 回転軸
２１２ コイル
２１３ アーマチュアコア
２１４ 永久磁石
２１５ａ 第１ウォーム
２１５ｂ 第２ウォーム
２１６ ブラシ
２１７ コンミテータ
２１８ ブラシスプリング
２１９ 減速機構
２２０ 出力軸
２２１ 大径ギヤ
２２２ 第１カウンタギヤ
２２３ 第２カウンタギヤ
Ｃ 軸心
ＣＮ 外部コネクタ
ＣＰ 接触部分
ＥＰ 電子部品
Ｓ１ 締結ねじ
Ｓ２ 固定ねじ
ＳＭ 回転軸用センサマグネット
ＷＭ ウォームホイール用センサマグネット

Claims (5)

1. モータ装置に用いられるロータ組立体であって、
   前記モータ装置への駆動電流の供給により回転されるロータと、
   前記ロータの軸心に固定され、前記ロータの回転を外部に出力する回転軸と、
   前記回転軸に装着され、前記回転軸の剛性を高める筒状部材と、
   を備え、
   前記筒状部材の軸方向と交差する方向の断面形状が非円形形状とされ、
   前記筒状部材の径方向内側が前記回転軸の径方向外側に部分的に接触されている、
   ロータ組立体。
2. 請求項１記載のロータ組立体において、
   前記筒状部材の前記回転軸に対する接触部分が、前記回転軸の周方向に等間隔で配置されている、
   ロータ組立体。
3. 請求項２記載のロータ組立体において、
   前記接触部分の数が奇数である、
   ロータ組立体。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のロータ組立体において、
   前記筒状部材が、前記ロータと前記回転軸を回転自在に支持する軸受部材との間に設けられている、
   ロータ組立体。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータ組立体において、
   前記モータ装置がブラシレスモータである、
   ロータ組立体。

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