JP2019022430A - モータ及びブラシレスワイパーモータ - Google Patents

Abstract

【課題】コスト上昇を抑えつつ、高回転化及び高トルク化を図る。【解決手段】モータ部２は、環状のステータコア２０、及びステータコア２０の内周面から径方向内側に向かって突出する複数のティース２２を有するステータ８と、ティース２２に巻回されるコイル２４と、ステータコア２０の径方向内側で回転軸線回りに回転するシャフト３１と、シャフト３１に固定され、回転軸線を径方向中心とするロータコア３２と、ロータコア３２の外周面３２ｂに配置され、回転軸線回りの周方向両側の端部３３ｓにおける径方向の厚さが、周方向中間部における径方向の厚さよりも小さい磁石３３と、ロータコア３２の外周面３２ｂの周方向で隣り合う磁石３３の間に、磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に向かって突出形成され、突極３５の径方向における幅寸法が電気角４０°以下に設定されている突極３５と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、モータ及びブラシレスワイパーモータに関するものである。

ブラシレスモータ（以下、単にモータと称することがある）は、コイルが巻回されたティースを有するステータと、ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータと、を備えている。ステータには、コイルに給電を行うことにより鎖交磁束が形成される。ロータは、回転軸と、この回転軸に外嵌固定される略円柱状のロータコアと、ロータコアに設けられた永久磁石と、を有している。そして、ステータに形成された鎖交磁束とロータコアに設けられた永久磁石との間に磁気的な吸引力や反発力が生じ、ロータが継続的に回転する。

ここで、ロータに永久磁石を配置する方式としては、大きく２つに大別される。１つは、ロータコアにスリットを複数形成し、スリット内に永久磁石を配置する永久磁石埋込方式（ＩＰＭ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）がある。
また、ロータに永久磁石を配置するもう１つの方式として、ロータコアの外周面に永久磁石を配置する方式（ＳＰＭ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−２１４０８１号公報

ところで、上記したようなモータを、例えば、自動車用のワイパーモータに用いる場合などに、高回転化と高トルク化との双方が要求されることがある。
ＳＰＭ方式のモータにおいては、電流供給の進角化と広角化を図れば、高回転化を図ることができる。電流供給の広角化とは、交互に供給する３相の各相の電流の供給タイミングを互いにラップさせ、１２０°以上に広角化させることである。このようにして、進角通電及び広角通電による弱め界磁を用いることで、モータの高回転化を図ることができる。
このようなＳＰＭ方式のモータにおいて、高トルク化を図るには、磁石の使用量を増やす必要があり、磁石コストが高いという問題がある。

これに対し、ＩＰＭ方式のモータの場合、電流供給の進角化と広角化を行うと、リラクタンストルクが生じるものの、高回転化に繋がらない。これは、ＩＰＭ方式のモータの場合、永久磁石の磁極における磁束の方向であるｄ軸、及びｄ軸に対して磁気的に直交するｑ軸のインダクタンスが高い。このため、電流供給の進角化と広角化を行って界磁を弱めても、モータの回転数が上がりにくいのである。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、コスト上昇を抑えつつ、高回転化及び高トルク化を図ることのできるモータ及びブラシレスワイパーモータを提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のモータは、環状のステータコア、及び前記ステータコアの内周面から径方向内側に向かって突出する複数のティースを有するステータと、前記ティースに巻回されるコイルと、前記ステータコアの径方向内側で回転軸線回りに回転するシャフトと、前記シャフトに固定され、前記回転軸線を径方向中心とするロータコアと、前記ロータコアの外周面に配置され、前記回転軸線回りの周方向両側の端部における前記径方向の厚さが、前記周方向の中間部における前記径方向の厚さよりも小さい磁石と、前記ロータコアの前記外周面の周方向で隣り合う前記磁石の間に、前記磁石の周方向の端部よりも径方向外側に向かって突出形成された突極と、を備え、前記突極の前記径方向外側の端部における周方向の幅寸法は、電気角で４０°以下に設定されており、前記磁石の磁極数と前記ティースの数との比は、２：３に設定されていることを特徴とする。

このような構成によれば、ロータコアの外周面に、フェライト磁石を配置することで、ｄ軸方向のインダクタンス値を小さくすることができる。また、希土類磁石ではなくフェライト磁石を用いることで、磁石の径方向寸法を大きくしても、磁石使用量増加にともなうコスト上昇を抑えることができる。
また、フェライト磁石の周方向の端部の厚さを、周方向の中間部の厚さより小さくするとともに、突極をフェライト磁石よりも径方向外側に突出させることで、磁束が突極に集中するため、減磁界がフェライト磁石の端部に作用しにくくなる。
また、突極の電気角を４０°以下として、周方向における突極の幅寸法を小さくすることで、ｑ軸方向におけるインダクタンス値を小さくすることができ、減磁界を抑えることができる。
このようにして、モータの高トルク化、トルクリップルの抑制、コギングの抑制を図ることができる。また、このようなモータにおいては、進角通電と広角通電とを行うことで、高回転化を図ることができる。

また、本発明のモータは、環状のステータコア、及び前記ステータコアの内周面から径方向内側に向かって突出する複数のティースを有するステータと、前記ティースに巻回されるコイルと、前記ステータコアの径方向内側で回転軸線回りに回転するシャフトと、前記シャフトに固定され、前記回転軸線を径方向中心とするロータコアと、前記ロータコアの外周面に配置され、前記回転軸線回りの周方向両側の端部における前記径方向の厚さが、前記周方向の中間部における前記径方向の厚さよりも小さい磁石と、前記ロータコアの前記外周面の周方向で隣り合う前記磁石の間に、前記磁石の周方向の端部よりも径方向外側に向かって突出形成された突極と、を備え、前記突極には、前記記周方向両側において前記磁石の前記周方向の端部に対向する突極側対向面、及び該突極側対向面と対向する前記磁石の磁石側対向面のそれぞれで、且つ前記突極の前記径方向外側の端部に対応する箇所を避けた位置に、前記突極と前記磁石とを嵌合させる凹凸嵌合部が設けられていることを特徴とする。

このような構成によれば、ロータコアの外周面に、ボンド磁石を配置することで、ｄ軸方向のインダクタンス値を小さくすることができる。また、突極の周方向両側面、及びこの周方向両側面と対向するボンド磁石の対向面のそれぞれで、且つ突極の径方向外側の端部に対応する箇所を避けた位置で、突極と磁石とが凹凸嵌合されている。このため、ロータの回転により磁石に遠心力が作用し、この磁石がロータコアから飛散してしまうのが防止される。さらに、例えば突極の径方向外側の端面に凸部を設け、この凸部によって磁石の飛散を防止する場合と比較して、磁石端部（凸部とのラップ箇所）における磁束漏れを低減することができる。
また、ロータ外周面における突極が占める割合をできる限り小さく抑えることができる。この結果、コギングトルクを低減できる。
さらに、ボンド磁石を用いることで、凹凸嵌合部の成形が容易になる。また、これに加え、ボンド磁石には磁性体の他に樹脂が混合されるので、磁石の径方向寸法を大きくしても、同じ磁性体を焼結させた磁石と比較して、磁石使用量増加にともなう質量の増加を抑えることができる。
また、磁石の周方向の端部よりも径方向外側に向かって突極を突出させることにより、磁石の磁束を突極に集中させることができる。このため、磁石の端部に減磁界が作用しにくくなるようにすることができる。

また、本発明のモータは、前記突極、及び前記磁石の前記回転軸線方向の中央部を避けた前記回転軸線方向の両端部のみに、それぞれ前記凹凸嵌合部が設けられていることが好ましい。

このような構成によれば、ロータコアから磁石が飛散してしまうのを防止しつつ、磁束の通りやすい回転軸線方向の内側の磁石の体積を大きく設定できる。このため、磁石の有効磁束をできる限り増加させることができる。突極や永久磁石に複雑な凹凸嵌合部を形成する箇所を、最低限にすることができる。

また、本発明のモータにおいて、前記突極、及び前記磁石の前記回転軸線方向の中央部を避けた前記回転軸線方向の両端部のみに、それぞれ前記凹凸嵌合部が設けられていることが好ましい。

このような構成によれば、突極の径方向内側の根元部の幅寸法が大きく、径方向外側の先端部の幅寸法が小さい台形状であると、周方向で隣り合う突極どうしの間に配置されるフェライト磁石の周方向両側の端部が薄くなり、減磁が生じやすくなる。また、突極の根元部の幅寸法が小さく、先端部の幅寸法が大きい台形状であると、突極で磁束密度が飽和しやすい。これに対し、突極を、周方向両側の対向面を互いに平行に形成することで、減磁も生じにくく、磁束密度の飽和も抑えることができる。

また、本発明のモータにおいて、前記突極の前記径方向外側の端部における周方向の幅寸法は、電気角θが２０°以上に設定されていてもよい。

このような構成によれば、突極の径方向における幅寸法を電気角２０°以上に確保することで、磁束が突極に集中することによって減磁界がフェライト磁石の端部に作用しにくくなるという効果を、確実に得ることができる。また、突極の電気角θを２０°以上４０°以下とすることで、高いリラクタンストルクを得ることができる。

また、本発明のモータは、前記突極の前記径方向外側の端面に、前記回転軸線方向に沿って溝部を１つ形成し、前記溝部は、径方向内側に向かうに従って周方向の溝幅が徐々に狭くなるように形成されていてもよい。

このような構成によれば、突極の径方向外側の端面に溝部があることで、突極の径方向外側の端面全体でみたとき、この端面とティースとの間隔を不均一にすることができる。この結果、ロータ回転中に突極がティース間を通過する前後でティースに生じる磁束密度の急激な上昇を抑制できる。このため、ロータの急激なトルク変動を低減でき、トルクリップルを低下させることができる。

また、本発明のモータにおいて、前記溝部の溝深さは、前記溝部の底部の位置が、前記突極を挟んで両側に位置する前記磁石の前記周方向両側の端部における径方向外側の外周面側の角部同士を結ぶ直線上に位置するように設定されていてもよい。

ここで、突極に溝部が形成されることにより、突極に集中する磁束が僅かに低減されてしまう。このため、溝部の溝深さを制限することにより、突極にできる限り磁束を集中させることができ、高いリラクタンストルクを確保できる。

また、本発明のモータにおいて、前記磁石の着磁の配向はパラレル配向であるようにしてもよい。

このような構成によれば、モータのコギングを抑えるとともに、高い磁束密度を得ることができる。

また、本発明のブラシレスワイパーモータは、上記したようなモータを備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、フェライト磁石を用いることで、コスト上昇を抑えつつ、ブラシレスワイパーモータの高回転化、高トルク化、トルクリップルの抑制、コギングの抑制を図ることができる。

本発明によれば、コスト上昇を抑えつつ、高回転化及び高トルク化を図ることが可能となる。

本発明の第１実施形態におけるワイパーモータの斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるワイパーモータの、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態におけるステータ及びロータを軸方向からみた平面図である。 図３のロータを拡大した図である。 本発明の第１実施形態におけるロータのｑ軸、ｄ軸のインダクタンスを示すグラフである。 本発明の第１実施形態におけるロータに進角通電と広角通電とを行った場合の、トルクと回転数との関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態における突極の幅寸法を異ならせた場合にロータで発生するトルクを示すグラフである。 本発明の第１実施形態における突極の幅寸法を異ならせた場合にロータで発生するリップル率を示すグラフである。 本発明の第１実施形態における突極の幅寸法を異ならせた場合にロータで発生するコギングを示すグラフである。 本発明の第１実施形態におけるロータの磁石の周方向の端部における磁束密度を示すグラフである。 本発明の第１実施形態における突極を磁石の周方向の端部よりも径方向外側に突出させた場合の、突極の周囲における磁束の向きを示す図である。 本発明の第１実施形態における突極を磁石の周方向の端部よりも径方向外側に突出させない場合の、突極の周囲における磁束の向きを示す図である。 本発明の第１実施形態における磁石の配向をパラレル配向、ラジアル配向としたときの、ロータで発生するコギングを示すグラフである。 本発明の第１実施形態における磁石の配向をパラレル配向、ラジアル配向としたときの、ロータで発生する有効磁束を示すグラフである。 本発明の第１実施形態におけるロータの磁石の周方向の端部における磁束密度を示すグラフである。 本発明の第１実施形態における磁石の配向をパラレル配向とした場合とラジアル配向とした場合の、磁束密度の最小値を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の変形例におけるステータ及びロータを軸方向からみた平面図である。 本発明の第１実施形態の変形例における突極への磁束の流れを示す説明図である。 本発明の第２実施形態におけるステータ及びロータを軸方向からみた平面図である。 図１９のロータを拡大した図である。 本発明の第２実施形態における磁石の磁束の流れを示す説明図である。 本発明の第１実施形態の変形例における磁石と、第２実施形態における磁石との、コギングの違いを比較したグラフである。 本発明の第１実施形態の変形例における磁石と、第２実施形態における磁石との、有効磁束の違いを比較したグラフである。 本発明の第２実施形態の第１変形例におけるステータ及びロータを軸方向からみた平面図である。 本発明の第２実施形態の第２変形例におけるステータ及びロータを軸方向からみた平面図である。 本発明の第２実施形態の第３変形例におけるステータ及びロータを軸方向からみた平面図である。 本発明の第２実施形態の第４変形例におけるロータコアの斜視図である。 本発明の第３実施形態におけるステータ及びロータを軸方向からみた平面図である。 図２８のロータを拡大した図である。 本発明の第３実施形態における磁束密度の変化を示すグラフであって、（ａ）は、周方向に隣接するティース間を突極の端部が跨る直前を示し、（ｂ）は、周方向に隣接するティース間を突極の端部が跨いだ後を示す。 本発明の第１実施形態と第３実施形態のトルクの変化を示すグラフである。 その他の突極の形状の一例を示し、（ａ）は、ロータの一部拡大図であり、（ｂ）は、トルクの変化を示すグラフである。 その他の突極の形状の一例を示し、（ａ）は、ロータの一部拡大図であり、（ｂ）は、トルクの変化を示すグラフである。 その他の突極の形状の一例を示し、（ａ）は、ロータの一部拡大図であり、（ｂ）は、トルクの変化を示すグラフである。 その他の突極の形状の一例を示し、（ａ）は、ロータの一部拡大図であり、（ｂ）は、トルクの変化を示すグラフである。

次に、本発明の実施形態に係るモータ及びブラシレスワイパーモータについて、図面を参照して説明をする。

（第１実施形態）
（ワイパーモータ）
図１は、ワイパーモータ１の斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１、図２に示すように、ワイパーモータ（ブラシレスワイパーモータ）１は、例えば車両に搭載されるワイパの駆動源となる。ワイパーモータ１は、モータ部（モータ）２と、モータ部２の回転を減速して出力する減速部３と、モータ部２の駆動制御を行うコントローラ部４と、を備えている。
なお、以下の説明において、単に軸方向という場合は、モータ部２のシャフト３１の回転軸線方向をいい、単に周方向という場合は、シャフト３１の周方向をいい、単に径方向という場合は、シャフト３１の径方向をいうものとする。

（モータ部）
モータ部２は、モータケース５と、モータケース５内に収納されている略円筒状のステータ８と、ステータ８の径方向内側に設けられ、ステータ８に対して回転可能に設けられたロータ９と、を備えている。モータ部２は、ステータ８に電力を供給する際にブラシを必要としない、いわゆるブラシレスモータである。

（モータケース）
モータケース５は、例えばアルミダイキャスト等の放熱性の優れた材料に形成されている。モータケース５は、軸方向に分割可能に構成された第１モータケース６と、第２モータケース７と、からなる。第１モータケース６及び第２モータケース７は、それぞれ有底筒状に形成されている。
第１モータケース６は、底部１０が減速部３のギヤケース４０と接合されるように、このギヤケース４０と一体成形されている。底部１０の径方向略中央には、ロータ９のシャフト３１を挿通可能な貫通孔１０ａが形成されている。

また、第１モータケース６の開口部６ａに、径方向外側に向かって張り出す外フランジ部１６が形成されているとともに、第２モータケース７の開口部７ａに、径方向外側に向かって張り出す外フランジ部１７が形成されている。これら外フランジ部１６，１７同士を突き合わせて内部空間を有するモータケース５を形成している。そして、モータケース５の内部空間に、第１モータケース６及び第２モータケース７に内嵌されるようにステータ８が配置されている。

（ステータ）
図３は、ステータ８及びロータ９を軸方向からみた平面図である。
図２、図３に示すように、ステータ８は、径方向に沿う断面形状が略円形となる筒状のコア部２１と、コア部２１から径方向内側に向かって突出する複数（例えば、本第１実施形態では６つ）のティース２２と、が一体成形されたステータコア２０を有している。
ステータコア２０は、複数の金属板を軸方向に積層することにより形成されている。なお、ステータコア２０は、複数の金属板を軸方向に積層して形成する場合に限られるものではなく、例えば、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。

ティース２２は、コア部２１の内周面から径方向に沿って突出するティース本体１０１と、ティース本体１０１の径方向内側端から周方向に沿って延びる鍔部１０２と、が一体成形されたものである。鍔部１０２は、ティース本体１０１から周方向両側に延びるように形成されている。そして、周方向で隣り合う鍔部１０２の間に、スロット１９が形成される。

また、コア部２１の内周面、及びティース２２は、樹脂製のインシュレータ２３によって覆われている。このインシュレータ２３の上から各ティース２２にコイル２４が巻回されている。各コイル２４は、コントローラ部４からの給電により、ロータ９を回転させるための磁界を生成する。

（ロータ）
ロータ９は、ステータ８の径方向内側に微小隙間を介して回転自在に設けられている。ロータ９は、減速部３を構成するウォーム軸４４（図２参照）と一体成形されたシャフト３１と、シャフト３１に外嵌固定されこのシャフト３１を軸心Ｃ１とする略円柱状のロータコア３２と、ロータコア３２の外周面に設けられた４つの磁石３３と、を備えている。このように、モータ部２において、磁石３３の磁極数とスロット１９（ティース２２）の数との比は、４：６である。

ロータコア３２は、複数の金属板を軸方向に積層することにより形成されている。なお、ロータコア３２は、複数の金属板を軸方向に積層して形成する場合に限られるものではなく、例えば、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。
また、ロータコア３２の径方向略中央には、軸方向に貫通する貫通孔３２ａが形成されている。この貫通孔３２ａに、シャフト３１が圧入されている。なお、貫通孔３２ａに対してシャフト３１を挿入とし、接着剤等を用いてシャフト３１にロータコア３２を外嵌固定してもよい。

さらに、ロータコア３２の外周面３２ｂには、４つの突極３５が周方向に等間隔で設けられている。突極３５は、径方向外側に突出され、且つロータコア３２の軸方向全体に延びるように形成されている。また、突極３５の径方向外側で、且つ周方向両側の角部には、丸面取り部３５ａが形成されている。
このように形成されたロータコア３２の外周面３２ｂは、周方向で隣り合う２つの突極３５の間が、それぞれ磁石収納部３６として構成されている。これら磁石収納部３６に、それぞれ磁石３３が配置され、例えば接着剤等によりロータコア３２に固定される。

図４は、図３のロータ９を拡大した図である。
図３、図４に示すように、磁石３３は、シャフト３１の軸心Ｃ１回りの周方向両側の端部３３ｓにおける径方向の厚さが、周方向中間部３３ｃにおける径方向の厚さよりも小さくなるように形成される。すなわち、図３に詳示するように、磁石３３は、径方向外側の外周面３３ａの曲率半径Ｒ１が、磁石３３の径方向内側の内周面３３ｂの曲率半径Ｒ２が小さく設定されている。このため、磁石３３の径方向外側の外周面３３ａとティース２２の内周面との間の微小隙間は、磁石３３の周方向中央が最も小さく、この周方向中央から周方向に離間するに従って徐々に大きくなる。

また、磁石３３は、フェライト磁石である。さらに、磁石３３は、着磁（磁界）の配向が厚み方向に沿ってパラレル配向となるように着磁されている。そして、周方向に磁極が互い違いになるように、磁石３３が配置されている。また、ロータコア３２の突極３５は、周方向で隣り合う磁石３３の間、つまり、磁極の境界（極境界）に位置している。

突極３５は、径方向外側の端部３５ｔにおける周方向の幅寸法が、電気角θで２０°以上４０°以下に設定されている。
なお、突極３５の径方向外側の端部３５ｔにおける周方向の幅寸法とは、突極３５に丸面取り部３５ａが形成されていないとした場合の周方向の両角部３５ｂ間の幅寸法をいう。以下の説明では、突極３５における径方向外側の端部３５ｔにおける周方向の幅寸法を、単に突極３５の径方向における幅寸法と称して説明する。

さらに、突極３５は、周方向両側において磁石３３の周方向の端部３３ｓに対向する対向面３５ｓが、互いに平行に形成されているのが好ましい。
また、磁石３３を上記のように形成することにより、この磁石３３の最大外径と突極３５の最大外径とが同一寸法でありながら、突極３５が磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出されている。

（減速部）
図１、図２に戻り、減速部３は、モータケース５が取り付けられているギヤケース４０と、ギヤケース４０内に収納されるウォーム減速機構４１と、を備えている。ギヤケース４０は、例えばアルミダイキャスト等の放熱性の優れた材料により形成されている。ギヤケース４０は、一面に開口部４０ａを有する箱状に形成されており、内部にウォーム減速機構４１を収容するギヤ収容部４２を有する。また、ギヤケース４０の側壁４０ｂには、第１モータケース６が一体成形されている箇所に、この第１モータケース６の貫通孔１０ａとギヤ収容部４２とを連通する開口部４３が形成されている。

さらに、ギヤケース４０の側壁４０ｂには、３つの固定ブラケット５４ａ，５４ｂ，５４ｃが一体成形されている。これら固定ブラケット５４ａ，５４ｂ，５４ｃは、不図示の車体等に、ワイパーモータ１を固定するためのものである。３つの固定ブラケット５４ａ，５４ｂ，５４ｃは、モータ部２を避けるように、周方向にほぼ等間隔に配置されている。各固定ブラケット５４ａ，５４ｂ，５４ｃには、それぞれ防振ゴム５５が装着されている。防振ゴム５５は、ワイパーモータ１を駆動する際の振動が、不図示の車体に伝達されてしまうのを防止するためのものである。

また、ギヤケース４０の底壁４０ｃには、略円筒状の軸受ボス４９が突設されている。軸受ボス４９は、ウォーム減速機構４１の出力軸４８を回転自在に支持するためのものであって、内周面に不図示の滑り軸受が設けられている。さらに、軸受ボス４９の先端内周縁には、不図示のＯリングが装着されている。これにより、軸受ボス４９を介して外部から内部に塵埃や水が侵入してしまうことが防止される。また、軸受ボス４９の外周面には、複数のリブ５２が設けられている。これにより、軸受ボス４９の剛性が確保されている。

ギヤ収容部４２に収容されたウォーム減速機構４１は、ウォーム軸４４と、ウォーム軸４４に噛合されるウォームホイール４５と、により構成されている。ウォーム軸４４は、モータ部２のシャフト３１と同軸上に配置されている。そして、ウォーム軸４４は、両端がギヤケース４０に設けられた軸受４６，４７によって回転自在に支持されている。ウォーム軸４４のモータ部２側の端部は、軸受４６を介してギヤケース４０の開口部４３に至るまで突出している。この突出したウォーム軸４４の端部とモータ部２のシャフト３１との端部が接合され、ウォーム軸４４とシャフト３１とが一体化されている。なお、ウォーム軸４４とシャフト３１は、１つの母材からウォーム軸部分と回転軸部分とを成形することにより一体として形成してもよい。

ウォーム軸４４に噛合されるウォームホイール４５には、このウォームホイール４５の径方向中央に出力軸４８が設けられている。出力軸４８は、ウォームホイール４５の回転軸方向と同軸上に配置されており、ギヤケース４０の軸受ボス４９を介してギヤケース４０の外部に突出している。出力軸４８の突出した先端には、不図示の電装品と接続可能なスプライン４８ａが形成されている。

また、ウォームホイール４５の径方向中央には、出力軸４８が突出されている側とは反対側に、不図示のセンサマグネットが設けられている。このセンサマグネットは、ウォームホイール４５の回転位置を検出する回転位置検出部６０の一方を構成している。この回転位置検出部６０の他方を構成する磁気検出素子６１は、ウォームホイール４５のセンサマグネット側（ギヤケース４０の開口部４０ａ側）でウォームホイール４５と対向配置されているコントローラ部４に設けられている。

（コントローラ部）
モータ部２の駆動制御を行うコントローラ部４は、磁気検出素子６１が実装されたコントローラ基板６２と、ギヤケース４０の開口部４０ａを閉塞するように設けられたカバー６３と、を有している。そして、コントローラ基板６２が、ウォームホイール４５のセンサマグネット側（ギヤケース４０の開口部４０ａ側）に対向配置されている。

コントローラ基板６２は、いわゆるエポキシ基板に複数の導電性のパターン（不図示）が形成されたものである。コントローラ基板６２には、モータ部２のステータコア２０から引き出されたコイル２４の端末部が接続されていると共に、カバー６３に設けられたコネクタ１１の不図示の端子が電気的に接続されている。また、コントローラ基板６２には、磁気検出素子６１の他に、コイル２４に供給する電流を制御するＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子からなるパワーモジュール（不図示）が実装されている。さらに、コントローラ基板６２には、このコントローラ基板６２に印加される電圧の平滑化を行うコンデンサ（不図示）等が実装されている。

このように構成されたコントローラ基板６２を覆うカバー６３は、樹脂により形成されている。また、カバー６３は、若干外側に膨出するように形成されている。そして、カバー６３の内面側は、コントローラ基板６２等を収容するコントローラ収容部５６とされている。
また、カバー６３の外周部に、コネクタ１１が一体成形されている。このコネクタ１１は、不図示の外部電源から延びるコネクタと嵌着可能に形成されている。そして、コネクタ１１の不図示の端子に、コントローラ基板６２が電気的に接続されている。これにより、外部電源の電力がコントローラ基板６２に供給される。

さらに、カバー６３の開口縁には、ギヤケース４０の側壁４０ｂの端部と嵌め合わされる嵌合部８１が突出形成されている。嵌合部８１は、カバー６３の開口縁に沿う２つの壁８１ａ，８１ｂにより構成されている。そして、これら２つの壁８１ａ，８１ｂの間に、ギヤケース４０の側壁４０ｂの端部が挿入（嵌め合い）される。これにより、ギヤケース４０とカバー６３との間にラビリンス部８３が形成される。このラビリンス部８３によって、ギヤケース４０とカバー６３との間から塵埃や水が浸入してしまうことが防止される。なお、ギヤケース４０とカバー６３との固定は、不図示のボルトを締結することにより行われる。

（ワイパーモータの動作）
次に、ワイパーモータ１の動作について説明する。
ワイパーモータ１は、コネクタ１１を介してコントローラ基板６２に供給された電力が、不図示のパワーモジュールを介してモータ部２の各コイル２４に選択的に供給される。ここで、コントローラ基板６２は、コイル２４に対し、進角通電と、電気角θが１２１°から１８０°の広角通電とを行う。また、コントローラ基板６２は、コイル２４の駆動電圧に、５次高調波を重畳している。

すると、ステータ８（ティース２２）に所定の鎖交磁束が形成され、この鎖交磁束とロータ９の磁石３３により形成される有効磁束との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータ９が継続的に回転する。
ロータ９が回転すると、シャフト３１と一体化されているウォーム軸４４が回転し、さらにウォーム軸４４に噛合されているウォームホイール４５が回転する。そして、ウォームホイール４５に連結されている出力軸４８が回転し、所望の電装品が駆動する。

また、コントローラ基板６２に実装されている磁気検出素子６１によって検出されたウォームホイール４５の回転位置検出結果は、信号として不図示の外部機器に出力される。不図示の外部機器は、ウォームホイール４５の回転位置検出信号に基づいて、不図示のパワーモジュールのスイッチング素子等の切替えタイミングが制御され、モータ部２の駆動制御が行われる。なお、パワーモジュールの駆動信号の出力やモータ部２の駆動制御は、コントローラ部４で行われていても良い。

（ロータの作用、効果）
次に、図５〜図１６に基づいて、ロータ９の作用、効果について説明する。
モータ部２は、ロータコア３２の外周面３２ｂに、磁石３３を配置した、いわゆるＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータである。このため、ｄ軸方向のインダクタンス値を小さくすることができる。ここで、ロータ９において、ｄ軸方向のインダクタンス値を、さらに小さくするには、磁石３３の径方向の寸法を大きくする必要がある。本第１実施形態において、磁石３３は、フェライト磁石からなるので、磁石３３の径方向の寸法を大きくして磁石使用量を増加させても、希土類磁石に比較し、コスト上昇を大幅に抑えることができる。

ここで、ロータコア３２の外周面３２ｂに設けられた４つの突極３５は、周方向の幅寸法を電気角θで２０°以上４０°以下に設定されている。このように、周方向における突極３５の幅寸法を電気角θで４０°以下に設定することで、ｑ軸方向におけるインダクタンス値を小さくすることができる。これにより、減磁界を抑えるとともに、高いリラクタンストルクを得ることができる。以下、より具体的に説明する。

図５は、ロータ９のｑ軸、ｄ軸のインダクタンスＬｑ、Ｌｄ［ｍＨ］を示すグラフであって、本第１実施形態のロータ９と、従来構造のロータとを比較している。なお、ここでいう従来構造とは、ロータコアに複数形成したスリット内に永久磁石を配置した、いわゆるＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータのロータの構造である。
同図に示すように、従来構造と比較して、本第１実施形態のロータ９は、ｑ軸、ｄ軸とも、インダクタンス値が小さくなっていることが確認できる。

図６は、縦軸をロータ９の回転数［ｒｐｍ］とし、横軸をロータ９のトルク［Ｎ・ｍ］としたときのロータ９の回転数の変化を示すグラフである。より具体的には、図６は、ロータ９に進角通電と広角通電とを行った場合の、トルク［Ｎ・ｍ］と回転数［ｒｐｍ］との関係を示すグラフであって、本第１実施形態のロータ９と、従来のＩＰＭ構造のロータとを比較している。
同図に示すように、従来構造と比較して、本第１実施形態のロータ９は、より高いトルク、回転数を発生していることが確認できる。

図７は、縦軸をロータ９のトルク［Ｎ・ｍ］とし、横軸をロータコア３２に設けられた突極３５の突極幅［ｍｍ］としたときのロータ９のトルクの変化を示すグラフである。より具体的には、図７は、突極３５の周方向における幅寸法（電気角θ）を異ならせた場合に、本第１実施形態のロータ９で発生するトルクを示すグラフである。
図８は、縦軸をロータ９のリップル率［％］とし、横軸をロータコア３２の突極３５の突極幅［ｍｍ］としたときのロータ９のリップル率の変化を示すグラフである。より具体的には、図８は、突極３５の幅寸法を異ならせた場合に、本第１実施形態のロータ９で発生するリップル率を示すグラフである。
図９は、縦軸をロータ９のコギング［ｍＮ・ｍ］とし、横軸をロータコア３２の突極３５の突極幅［ｍｍ］としたときのロータ９のコギングの変化を示すグラフである。より具体的には、図９は、突極３５の幅寸法を異ならせた場合に、本第１実施形態のロータ９で発生するコギングを示すグラフである。

図７〜図９に示すように、本第１実施形態のロータ９は、突極３５の周方向の幅寸法が３ｍｍ（電気角θ＝２０°）〜５ｍｍ（電気角θ＝４０°）であるときに、高いリラクタンストルクを得るとともに、リップル率及びコギングを抑制できていることが確認できる。

また、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させることで、磁束が突極３５に集中する。このようにして、減磁界が磁石３３の端部３３ｓに作用しにくくなる。以下、より具体的に説明する。

図１０は、縦軸をロータ９の磁石３３の周方向の端部３３ｓにおける磁束密度［Ｔ］とし、横軸をロータ９の回転角［ｄｅｇ］としたときの磁石３３の周方向の端部３３ｓにおける磁束密度の変化を示すグラフである。より具体的には、図１０は、ロータ９の磁石３３の周方向の端部３３ｓにおける磁束密度［Ｔ］を示すグラフであって、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させた場合（図１０中、符号Ｅ）と、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させない場合（図１０中、符号Ｃ）とを比較している。
同図に示すように、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させない場合に比較し、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させた場合は、磁束密度が高く、減磁しにくいことが確認できる。

図１１、図１２は、突極３５の周囲における磁束の向きを示す図であって、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させた場合（図１１）と、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させない場合（図１２）と、を比較している。
これらの図１２に示すように、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させない場合に比較し、図１１に示すように、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させた場合は、磁石３３の端部３３ｓに磁束が集中するのを抑え、突極３５に磁束が集中することが確認できる。

また、突極３５は、周方向両側において磁石３３の周方向の端部３３ｓに対向する対向面３５ｓを、互いに平行に形成した。ここで、突極３５の径方向内側の根元部の幅寸法が大きく、径方向外側の先端部の幅寸法が小さい台形状であると、周方向で隣り合う突極３５どうしの間に配置される磁石３３の周方向両側の端部３３ｓが薄くなり、減磁が生じやすくなる。また、突極３５の根元部の幅寸法が小さく、先端部の幅寸法が大きい台形状であると、突極３５で磁束密度が飽和しやすい。これに対し、突極３５を、周方向両側の対向面３５ｓを互いに平行に形成することで、減磁も生じにくく、磁束密度の飽和も抑えることができる。

また、磁石３３の着磁の配向はパラレル配向であるようにした。これにより、コギングを抑えるとともに、高い磁束密度を得ることができる。

図１３は、磁石３３の着磁の配向をパラレル配向、ラジアル配向としたときの、本第１実施形態のロータ９で発生するコギング［ｍＮ・ｍ］を示すグラフである。図１４は、磁石３３の着磁の配向をパラレル配向、ラジアル配向としたときの、本第１実施形態のロータ９で発生する有効磁束［μＷｂ］を示すグラフである。
図１３、図１４に示すように、磁石３３の着磁の配向をパラレル配向とすることで、コギングを抑制するとともに、有効磁束が高まることが確認できる。

図１５は、縦軸をロータ９の磁石３３の周方向の端部３３ｓにおける磁束密度［Ｔ］とし、横軸をロータ９の回転角［ｄｅｇ］としたときの磁石３３の周方向の端部３３ｓにおける磁束密度の変化を示すグラフである。より具体的には、図１５は、ロータ９の磁石３３の周方向の端部３３ｓにおける磁束密度［Ｔ］を示すグラフであって、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させた場合（図１５中、符号Ｅ）と、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させない場合（図１５中、符号Ｃ）と、のそれぞれで、磁石３３の着磁の配向をパラレル配向とした場合とラジアル配向とした場合とを比較している。
図１６は、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させた場合（図１６中、符号Ｅ）と、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させない場合（図１６中、符号Ｃ）と、のそれぞれで、磁石３３の着磁の配向をパラレル配向とした場合とラジアル配向としたときの、磁束密度の最小値（ＭＩＮ）を比較している。

図１５、図１６に示すように、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させるとともに、磁石３３の着磁の配向をパラレル配向とすることで、減磁界を有効に抑制することができる。

このように、上述の第１実施形態におけるモータ部２及びワイパーモータ１は、環状のステータコア２０、及びステータコア２０の内周面から径方向内側に向かって突出する複数のティース２２を有するステータ８と、ティース２２に巻回されるコイル２４と、ステータコア２０の径方向内側で回転軸線回りに回転するシャフト３１と、シャフト３１に固定され、回転軸線を径方向中心とするロータコア３２と、ロータコア３２の外周面３２ｂに配置され、回転軸線回りの周方向両側の端部３３ｓにおける径方向の厚さが、周方向中間部における径方向の厚さよりも小さい磁石３３と、ロータコア３２の外周面３２ｂの周方向で隣り合う磁石３３の間に、磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に向かって突出形成され、突極３５の径方向における幅寸法は、電気角θが４０°以下に設定されている突極３５と、を備え、磁石３３の磁極数とティース２２の数との比は２：３である。

このような構成によれば、ロータコア３２の外周面３２ｂに、磁石３３を配置することで、ｄ軸方向のインダクタンス値を小さくすることができる。また、希土類磁石ではなく磁石３３を用いることで、磁石３３の径方向寸法を大きくしても、磁石使用量増加にともなうコスト上昇を抑えることができる。
また、突極３５を磁石３３の周方向の端部３３ｓよりも径方向外側に突出させることで、磁束が突極３５に集中するため、減磁界が磁石３３の端部３３ｓに作用しにくくなる。
また、突極３５の電気角θを４０°以下に設定して、周方向における突極３５の幅寸法を小さくすることで、ｑ軸方向におけるインダクタンス値を小さくすることができ、減磁界を抑えることができる。

さらに、磁石３３の周方向両側の端部３３ｓにおける径方向の厚さを、周方向中間部３３ｃにおける厚さよりも小さくすることで、磁石３３の端部３３ｓに磁束が集中するのを抑え、突極３５に磁束を集中させることができる。これによっても、減磁界が磁石３３の端部３３ｓに作用しにくくなる。
このようにして、モータ部２の高トルク化、トルクリップルの抑制、コギングの抑制を図ることができる。また、このようなモータ部２においては、進角通電と広角通電とを行うことで、高回転化を図ることができる。したがって、コスト上昇を抑えつつ、高回転化及び高トルク化を図ることが可能となる。

また、モータ部２において、突極３５は、周方向両側において磁石３３の周方向の端部３３ｓに対向する対向面３５ｓが、互いに平行に形成されている。
このような構成によれば、減磁が生じにくく、磁束密度の飽和を抑えることができる。

また、モータ部２は、突極３５の径方向における幅寸法は、電気角θが２０°以上である。
このような構成によれば、突極３５の電気角θを２０°以上として、径方向における幅寸法を一定以上に確保することによって、磁束が突極３５に集中することで、減磁界が磁石３３の端部３３ｓに作用しにくくなるという効果を、確実に得ることができる。また、突極３５の電気角θを２０°以上４０°以下に設定することで、高いリラクタンストルクを得ることができる。

さらに、モータ部２は、磁石３３の着磁の方向をパラレル配向であるので、モータ部２のコギングを抑えるとともに、高い磁束密度を得ることができる。

（第１実施形態の変形例）
次に、図１７、図１８に基づいて、第１実施形態の変形例について説明する。
図１７は、第１実施形態の変形例におけるステータ８及びロータ９を軸方向からみた平面図であって、前述の第１実施形態の図３に対応している。
同図に示すように、本変形例では、突極３５の径方向外側の端部３５ｔに、周方向に延びる凸部９１が形成されている。この点、凸部９１が形成されていない前述の第１実施形態の突極３５と異なる点である。

より詳しくは、突極３５の凸部９１は、磁石３３の端部３３ｓに径方向外側から被さるように突極３５の端部３５ｔから周方向に沿って突出している。これにより、突極３５に対する磁石３３の径方向への移動が規制される。このため、ロータ９の回転時に磁石３３に作用する遠心力によって、この磁石３３がロータコア３２から飛散してしまうことが防止される。

図１８は、第１実施形態の変形例における突極３５への磁束の流れを示す説明図である。
ところで、図１８の矢印に示すように、突極３５の凸部９１により磁石３３の端部３３ｓを覆うと、この磁石３３の端部３３ｓの磁束が、凸部９１を通って突極３５に漏れてしまう可能性がある。このような場合、磁石３３のティース２２に向かう有効磁束が減少してしまう。さらに、ロータ９の外周面において、突極３５が占める割合が大きくなることで、コギングが大きくなってしまう虞がある。そこで、後述する第２実施形態が有効である。

（第２実施形態）
次に、図１９〜図２１に基づいて、この発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する（以下の実施形態及び変形例についても同様）。
図１９は、本発明の第２実施形態におけるステータ８及びロータ２０９を軸方向からみた平面図であって、前述の第１実施形態の図３に対応している。
同図に示すように、第１実施形態と第２実施形態との相違点は、第１実施形態の磁石３３はフェライト磁石であるのに対し、第２実施形態の磁石２３３はボンド磁石である点にある。ボンド磁石としては、例えば、ネオジムボンド磁石等が挙げられる。
また、第２実施形態には、突極２３５及び磁石２３３に、それぞれ凹凸嵌合部２９０が設けられている。この点、前述の第１実施形態と相違する点である。凹凸嵌合部２９０について、以下に詳述する。

図２０は、図１９のロータ２０９を拡大した図である。
同図に示すように、突極２３５には、磁石２３３の周方向の端部２３３ｓに対向する２つの対向面２３５ｓに、それぞれ凸部２９１が１つずつ磁石２３３に向かって（周方向に向かって）突出形成されている。また、凸部２９１は、軸方向全体に渡って形成されている。さらに、凸部２９１は、突極２３５の径方向外側の端部２３５ｔを避けるように、径方向中央よりもやや径方向外側寄りに配置されている。

一方、磁石２３３の端部２３３ｓには、周方向で突極２３５と対向する対向面２３３ｕに、それぞれ突極２３５の凸部２９１と嵌合可能な凹部２９２が、軸方向全体に渡って形成されている。そして、これら突極２３５の凸部２９１と、磁石２３３の凹部２９２よって、凹凸嵌合部２９０が構成されている。凹凸嵌合部２９０によって、突極２３５に対する磁石２３３の径方向への移動が規制される。

ロータコア２３２へ磁石２３３を組付ける際は、まず、ロータコア２３２の軸方向端部に磁石２３３を配置する。そして、突極２３５の凸部２９１と磁石２３３の凹部２９２の位置を合わせる。この後、ロータコア２３２の軸方向端部から磁石２３３を挿入する。これにより、ロータコア２３２への磁石２３３の組付けが完了する。
なお、予め磁石２３３を成型せずに、ロータコア２３２を不図示の金型に配置し、溶融された磁石２３３を不図示の金型に流し込み、この後、磁石２３３を硬化させて成型（インサート成型）するようにしてもよい。

したがって、上述の第２実施形態によれば、磁石２３３がボンド磁石であるので、容易に凹部２９２を形成することができる。また、ロータコア２３２に磁石２３３をインサート成型する等、磁石２３３を形成する方法として、さまざまな方法を選択することが可能になり、生産性を向上できる。
さらに、前述の第１実施形態の変形例と同様の効果に加え、図２１の矢印に示すように、突極２３５（第１実施形態の変形例における凸部９１）への磁石２３３の磁束の漏れを防止できる。この結果、磁石２３３のティース２２に向かう有効磁束の減少を抑制でき、ロータ２０９のコギングが大きくなってしまうことを防止できる。

図２２は、第１実施形態の変形例における磁石３３と、第２実施形態における磁石２３３との、コギング［ｍＮ・ｍ］の違いを比較したグラフである。図２３は、第１実施形態の変形例における磁石３３と、第２実施形態における磁石２３３との、有効磁束［μＷｂ］の違いを比較したグラフである。
図２２、図２３に示すように、第１実施形態の変形例と比較して、第２実施形態のコギングが抑制されるとともに、有効磁束が高められることが確認できる。

（第２実施形態の第１変形例）
次に、図２４に基づいて、第２実施形態の第１変形例について説明する。
図２４は、第２実施形態の第１変形例におけるステータ８及びロータ２０９を軸方向からみた平面図であって、前述の第２実施形態の図１９に対応している。
同図に示すように、突極２３５の凸部２９１は、軸方向に直交する断面が略半円形状となるように形成されている。一方、磁石２３３の凹部２９２は、凸部２９１の形状に対応するように軸方向に直交する断面が略半円形状となるように形成されている。

このように構成することで、凹凸嵌合部２９０による嵌合面積（凸部２９１と凹部２９２との接触面積）を、前述の第２実施形態と比較して増大することができる。このため、突極２３５と磁石２３３との凹凸嵌合部２９０を介した接合強度を高めることができる。
また、凸部２９１を軸方向に直交する断面で略半円状に形成することにより、凸部２９１の周方向先端に向かうに従って、凸部２９１の径方向の幅が小さくなる。このため、凹部２９２を形成した場合であっても、磁石２３３の体積をできる限り大きくすることができ、この分、磁石２３３の有効磁束を高めることができる。

（第２実施形態の第２変形例）
図２５は、第２実施形態の第２変形例におけるステータ８及びロータ２０９を軸方向からみた平面図であって、前述の第２実施形態の図１９に対応している。
同図に示すように、突極２３５の凸部２９１は、軸方向に直交する断面が略三角形状となるように形成されている。一方、磁石２３３の凹部２９２は、凸部２９１の形状に対応するように軸方向に直交する断面が略三角形状となるように形成されている。
このように形成した場合であっても、前述の第２実施形態の第１変形例と同様の効果を奏する。

（第２実施形態の第３変形例）
図２６は、第２実施形態の第３変形例におけるステータ８及びロータ２０９を軸方向からみた平面図であって、前述の第２実施形態の図１９に対応している。
同図に示すように、第２実施形態と第２実施形態の第３変形例との相違点は、第２実施形態の凸部２９１及び凹部２９２は、突極２３５の２つの対向面２３５ｓ及び磁石２３３の対向面２３３ｕにそれぞれ１つずつ形成されているのに対し、第２実施形態の第３変形例の凸部２９１及び凹部２９２は、突極２３５の２つの対向面２３５ｓ及び磁石２３３の対向面２３３ｕにそれぞれ２つずつ形成されている点にある。

各凸部２９１及び凹部２９２は、それぞれ径方向に並んで配置されている。このように構成することで、凹凸嵌合部２９０による嵌合面積（凸部２９１と凹部２９２との接触面積）を、前述の第２実施形態と比較して増大することができる。このため、突極２３５と磁石２３３との凹凸嵌合部２９０を介した接合強度を高めることができる。

（第２実施形態の第４変形例）
図２７は、第２実施形態の第４変形例におけるロータコア２３２の斜視図である。
同図に示すように、第２実施形態の第４変形例において、ロータコア２３２の突極２３５の対向面２３５ｓには、軸方向両端部のみに、凸部２９１が設けられている。換言すれば、ロータコア２３２の突極２３５の対向面２３５ｓには、軸方向中央の大部分に凸部２９１が設けられていない。

ここで、ロータコア２３２は、複数の金属板を軸方向に積層することにより形成されているので、軸方向両端に積層される所望の金属板のみに、凸部２９１が形成されている。すなわち、ロータコア２３２を構成する複数の金属板は、突極２３５に凸部２９１が形成されていない複数の第１金属板２３２ａと、積層された第１金属板２３２ａの軸方向最外側に配置され、突極２３５に凸部２９１が形成されている複数の第２金属板２３２ｂと、からなる。

したがって、上述の第２実施形態の第４変形例によれば、前述の第２実施形態と同様の効果に加え、凹凸嵌合部２９０を形成する箇所を最小限に抑え、ロータコア２３２の構造を簡素化できる。
また、突極２３５の軸方向両端部のみに凸部２９１が設けられているので、磁石２３３（図２７においては不図示）の軸方向中央の大部分に、凸部２９１に嵌合させるための凹部２９２（図２７においては不図示）を形成する必要がない。すなわち、磁石２３３は、磁束の通りやすい軸方向中央の大部分の体積を大きく設定できる。このため、磁石２３３の有効磁束をさらに増加させることができる。

なお、第２実施形態、及びこの第２実施形態の第１〜第４の変形例においても、第１実施形態と同様に、ロータコア２３２を、例えば、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。
また、上述の第２実施形態、及びこの第２実施形態の第１〜第４の変形例では、ロータコア２３２の突極２３５に凸部２９１を設け、磁石２３３に凸部２９１に嵌合する凹部２９２を設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ロータコア２３２の突極２３５に凹部２９２を設け、磁石２３３に凸部２９１を設けてもよい。ここで、突極２３５の周方向の突極幅は、約５ｍｍ程度に設定される場合がある。このように突極２３５の周方向の突極幅が小さい場合、突極２３５に凸部２９１を設けることが望ましい。このように構成することで、突極２３５の耐久性を向上できる上、突極３５への磁束の通りを向上できる。

（第３実施形態）
次に、図２８〜図３１に基づいて、この発明の第３実施形態について説明する。
図２８は、本発明の第３実施形態におけるステータ８及びロータ３０９を軸方向からみた平面図であって、前述の第１実施形態の図３に対応している。
同図に示すように、前述の第１実施形態と本第３実施形態との相違点は、前述の第１実施形態のロータコア３２における突極３５の径方向外側の端部３５ｔの形状と、本第３実施形態のロータコア３３２における突極３３５の径方向外側の端部３３５ｔの形状とが異なる点にある。以下、詳述する。

図２９は、図２８のロータ３０９を拡大した図である。
同図に示すように、突極３３５の径方向外側の端部３３５ｔには、周方向略中央に、溝部３９１が軸方向全体に渡って形成されている。また、溝部３９１は、径方向内側に向かうに従って周方向の溝幅が徐々に狭くなるように、略Ｖ溝状に形成されている。さらに、溝部３９１の径方向の溝深さＨ１は、溝部３９１の底部３９１ａが、突極３３５を挟んで両側に位置する２つの磁石３３の端部３３ｓにおける径方向外側の外周面の角部３３ｋ同士を結ぶ直線Ｌ１上に位置するように設定されている。

このように、突極３３５の端部３３５ｔに溝部３９１を形成することで、突極３３５の端部３３５ｔの全体でみたとき、この端部３３５ｔとステータ８のティース２２（鍔部１０２）との間隔を不均一にすることができる。すなわち、突極３３５の端部３３５ｔとティース２２との間の間隔は、溝部３９１が形成されている箇所では大きくなるが、溝部３９１が形成されていない箇所では小さくなる。この結果、ロータ３０９の回転中に突極３３５がティース２２間を通過する前後でティース２２（鍔部１０２）に生じる磁束密度の急激な上昇を抑制できる。このため、ロータ３０９の急激なトルク変動を低減でき、トルクリップルを低下させることができる。

図３０は、縦軸をティース２２の磁束密度［Ｔ］とし、横軸をロータ３０９の回転角［ｄｅｇ］としたときの磁束密度の変化を示すグラフであって、（ａ）は、周方向に隣接するティース２２間（スロット１９）を突極３３５の端部３３５ｔが跨る直前を示し、（ｂ）は、周方向に隣接するティース２２間（スロット１９）を突極３３５の端部３３５ｔが跨いだ後を示す。そして、前述の第１実施形態と本第３実施形態とを比較している。
図３０（ａ）、図３０（ｂ）に示すように、前述の第１実施形態と比較して、本第３実施形態では、ロータ３０９の回転に伴ってティース２２（鍔部１０２）に生じる磁束密度の急激な上昇が抑制されていることが確認できる。

図３１は、縦軸をロータ３０９のトルク［Ｎ・ｍ］とし、横軸をロータ３０９の回転角［ｄｅｇ］としたときのトルク［Ｎ．ｍ］の変化を示すグラフであり、前述の第１実施形態のロータ９と本第３実施形態のロータ３０９とを比較している。
同図に示すように、前述の第１実施形態と比較して、本第３実施形態のトルクの変動が抑制できていることが確認できる。

また、本第３実施形態では、溝部３９１の径方向の溝深さＨ１は、溝部３９１の底部３９１ａが、突極３３５を挟んで両側に位置する２つの磁石３３の端部３３ｓにおける径方向外側の外周面の角部３３ｋ同士を結ぶ直線Ｌ１上に位置するように設定されている。ここで、突極３３５に溝部３９１が形成されることにより、突極３３５に集中する磁束が僅かに低減されてしまう。このため、溝部３９１の溝深さＨ１を制限することにより、突極３３５にできる限り磁束を集中させることができ、高いリラクタンストルクを確保できる。

ここで、本第３実施形態の溝部３９１の作用、効果についてより具体的に説明するために、その他の形状を参照しながら詳述する。
図３２〜図３５は、その他の突極の形状の一例を示し、それぞれ（ａ）は、ロータの一部拡大図であり、（ｂ）は、縦軸をロータのトルク［Ｎ・ｍ］とし、横軸をロータの回転角［ｄｅｇ］としたときのトルク［Ｎ．ｍ］の変化を示すグラフである。

例えば、図３２（ａ）に示すように、突極３３５の端部３３５ｔに、周方向の溝幅が一様な軸方向からみて略Ｕ字状の溝部４９１を形成した場合、図３２（ｂ）に示すように、第１実施形態と比較してトルクの変動が大きくなることが確認できる。
また、図３３（ａ）に示すように、突極３３５の端部３３５ｔを、径方向外側に凸となるように軸方向からみて略円弧状に形成した場合、図３３（ｂ）に示すように、第１実施形態と比較してトルクの変動が大きくなることが確認できる。

さらに、図３４（ａ）に示すように、突極３３５の端部３３５ｔに、径方向内側に向かうに従って周方向の溝幅が徐々に狭くなるように溝部３９１を形成した場合であっても、この溝部３９１は、周方向に２つ並んで形成されている場合、図３４（ｂ）に示すように、第１実施形態と比較してトルクの変動が大きくなることが確認できる。
また、図３５（ａ）に示すように、突極３３５の端部３３５ｔに、３つの溝部３９１を形成した場合も同様で、図３５（ｂ）に示すように、第１実施形態と比較してトルクの変動が大きくなることが確認できる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。

例えば、上述の実施形態では、モータとして、ワイパーモータ１を例に挙げたが、本発明に係るモータは、ワイパーモータ１以外にも、車両に搭載される電装品（例えば、パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等）の駆動源となるものや、その他のさまざまな用途に使用することができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

１…ワイパーモータ（ブラシレスワイパーモータ）
２…モータ部（モータ）
８…ステータ
９，２０９，３０９…ロータ
２０…ステータコア
２１…コア部
２２…ティース
２４…コイル
３１…シャフト
３２，２３２，３３２…ロータコア
３２ｂ…外周面
３３，２３３…磁石
３３ａ…外周面
３３ｃ…周方向中間部（周方向の中間部）
３３ｋ…角部
３３ｓ…端部
３５，２３５，３３５…突極
３５ｓ，２３５ｓ…対向面（突極側対向面）
２３３ｕ…対向面（磁石側対向面）
２９０…凹凸嵌合部
２９１…凸部（凹凸嵌合部）
２９２…凹部（凹凸嵌合部）
３９１…溝部
３９１ａ…底部
Ｌ１…直線

Claims (9)

1. 環状のステータコア、及び前記ステータコアの内周面から径方向内側に向かって突出する複数のティースを有するステータと、
   前記ティースに巻回されるコイルと、
   前記ステータコアの径方向内側で回転軸線回りに回転するシャフトと、
   前記シャフトに固定され、前記回転軸線を径方向中心とするロータコアと、
   前記ロータコアの外周面に配置され、前記回転軸線回りの周方向両側の端部における前記径方向の厚さが、前記周方向の中間部における前記径方向の厚さよりも小さい磁石と、
   前記ロータコアの前記外周面の周方向で隣り合う前記磁石の間に、前記磁石の周方向の端部よりも径方向外側に向かって突出形成された突極と、
   を備え、
   前記突極の前記径方向外側の端部における周方向の幅寸法は、電気角で４０°以下に設定されており、
   前記磁石の磁極数と前記ティースの数との比は、２：３に設定されている
   ことを特徴とするモータ。
2. 環状のステータコア、及び前記ステータコアの内周面から径方向内側に向かって突出する複数のティースを有するステータと、
   前記ティースに巻回されるコイルと、
   前記ステータコアの径方向内側で回転軸線回りに回転するシャフトと、
   前記シャフトに固定され、前記回転軸線を径方向中心とするロータコアと、
   前記ロータコアの外周面に配置され、前記回転軸線回りの周方向両側の端部における前記径方向の厚さが、前記周方向の中間部における前記径方向の厚さよりも小さい磁石と、
   前記ロータコアの前記外周面の周方向で隣り合う前記磁石の間に、前記磁石の周方向の端部よりも径方向外側に向かって突出形成された突極と、
   を備え、
   前記突極には、前記記周方向両側において前記磁石の前記周方向の端部に対向する突極側対向面、及び該突極側対向面と対向する前記磁石の磁石側対向面のそれぞれで、且つ前記突極の前記径方向外側の端部に対応する箇所を避けた位置に、前記突極と前記磁石とを嵌合させる凹凸嵌合部が設けられている
   ことを特徴とするモータ。
3. 前記突極、及び前記磁石の前記回転軸線方向の中央部を避けた前記回転軸線方向の両端部のみに、それぞれ前記凹凸嵌合部が設けられている
   ことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
4. 前記突極は、前記周方向両側において前記磁石の前記周方向の端部に対向する突極側対向面が、互いに平行に形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のモータ。
5. 前記突極の前記径方向外側の端部における周方向の幅寸法は、電気角２０°以上に設定されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項４に記載のモータ。
6. 前記突極の前記径方向外側の端面に、前記回転軸線方向に沿って溝部を１つ形成し、
   前記溝部は、径方向内側に向かうに従って周方向の溝幅が徐々に狭くなるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のモータ。
7. 前記溝部の溝深さは、前記溝部の底部の位置が、前記突極を挟んで両側に位置する前記磁石の前記周方向両側の端部における径方向外側の外周面側の角部同士を結ぶ直線上に位置するように設定されている
   ことを特徴とする請求項６に記載のモータ。
8. 前記磁石の着磁の配向はパラレル配向である
   ことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のモータ。
9. 請求項１〜請求項８の何れか一項に示すモータを備えた
   ことを特徴とするブラシレスワイパーモータ。

Images