JP5075766B2 - 電動モータ - Google Patents

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Description

本発明は、アマチュアを回転自在に収容する有底筒状のヨークにフランジ部を形成し、このフランジ部によりヨークの開口端にエンドケースを固定するようにした電動モータに関する。
従来から、例えばサンルーフモータなどの車両用電装品の駆動源としては電動モータが多く用いられている。
このような電動モータに用いられるヨークは、通常、プレス装置を用いた深絞り加工等により有底筒状に形成されており、その開口端には当該開口端から径方向外側に突出するフランジ部が一体に形成されている。ヨークの開口端には、例えば減速機構を収容するギヤケースなどのエンドケースが取り付けられ、このエンドケースはフランジ部に形成される挿通孔に挿通されるボルトによりヨークに固定されるようになっている。
このように、ヨークの開口端にフランジ部を設け、当該フランジ部によりヨークの開口端にエンドケースを固定するようにした構造では、エンドケースはその開口部をヨークの開口端に突き合わせて配置されることになるので、電動モータの全長が長くなるという問題点があった。
そこで、例えば特許文献1に示される電動モータでは、ヨークにその開口端から底部に向けて延びる一対のスリットを形成し、これらのスリットの間の部分を径方向外側に折り曲げて、開口端よりも底部側に後退した位置にフランジ部を形成するようにしている。これにより、ヨークの開口端側の一部をエンドケースに設けた係合凹部に収容しつつフランジ部により当該エンドケースをヨークに固定することを可能として、電動モータの全長を短くするようにしている。
特開2008−86110号公報
しかしながら、特許文献1に示す構造では、フランジ部を形成するための一対のスリットがヨークに設けられ、フランジ部を折り曲げ加工する際には、その加工上、スリットの端部がヨーク壁面に残ることになるので、ヨークにエンドケースを固定した組み付け後の状態においてスリットが外部に露出することになり、当該スリットからヨークやエンドケースの内部に埃等の異物が侵入するおそれがあった。
本発明の目的は、フランジ部を形成するためにヨークに設けられるスリットから異物が侵入することを防止して、電動モータの作動信頼性を高めることにある。
本発明の電動モータは、有底筒状に形成され、アマチュアを回転自在に収容するヨークと、前記ヨークの開口端から底部に向けて延びて形成される一対のスリットの間の部分を径方向外側に折り曲げて形成されるフランジ部と、前記ヨークの開口端に取り付けられ、締結部材により前記ヨークに固定されるエンドケースと、前記エンドケースに設けられ、前記スリットを覆う壁部とを有することを特徴とする。
本発明の電動モータは、前記壁部は前記エンドケースの前記フランジ部を挟んだ両側部分から前記ヨークの外周面に沿って前記アマチュアの軸方向に突出して形成されることを特徴とする。
本発明の電動モータは、前記壁部は一面において前記ヨークの外周面に沿うとともに先端側ほど厚みが薄く形成されることを特徴とする。
本発明によれば、ヨークに固定されるエンドケースに壁部を設け、フランジ部を形成するためにヨークに設けられるスリットをこの壁部により覆うようにしたので、スリットからヨークやエンドケースの内部に異物が侵入することを壁部により防止して、この電動モータの作動信頼性を高めることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は車両のルーフに設けられたサンルーフ装置の概略を示す説明図であり、このサンルーフ装置11はルーフパネル12を備えており、このルーフパネル12により車両13のルーフ13aに形成された開口部14を開閉するようになっている。ルーフパネル12の両側部にはそれぞれ一対のシュー15a,15bが固定され、一方、ルーフ13aの開口部14の両側部にはそれぞれ車両前後方向に延びるガイドレール16が固定されており、各シュー15a,15bが対応するガイドレール16に案内されることにより、ルーフパネル12は車両前後方向に移動自在つまり開閉自在となっている。
車両後方側の各シュー15bにはそれぞれギヤ付きの駆動ケーブル17a,17bの一端が連結されており、これらの駆動ケーブル17a,17bの他端はそれぞれ開口部14の車両前方側に取り回されている。開口部14に対して車両前方側であって、フロントガラス13bとの間のルーフ13aの内部には電動モータとしてのサンルーフモータ21が配置されており、各駆動ケーブル17a,17bはこのサンルーフモータ21に設けられた駆動ギヤ22に噛み合わされている。サンルーフモータ21が作動すると、各駆動ケーブル17a,17bはサンルーフモータ21により互いに逆向きに軸方向に駆動され、これにより、ルーフパネル12は駆動ケーブル17a,17bに押し引きされて自動的に開閉するようになっている。
図2(a)、(b)はそれぞれ図1に示すサンルーフモータの詳細を示す斜視図であり、図3は図2に示すサンルーフモータの分解斜視図、図4はヨークとギヤケースとの固定部分を示す平面図である。
図2(a)、(b)に示すように、このサンルーフモータ21はブラシ付きモータであるモータ本体23を備えている。このモータ本体23のヨーク24は、軸心を中心として湾曲する一対の円弧部24aとこれらの円弧部24aを連ねる互いに平行な一対の平板部24bとその軸方向の一端を閉塞する底部24cとを備えた断面略小判形の有底筒状に形成されており、図3に示すように、このヨーク24の内部にはアマチュア25が収容されている。このアマチュア25はアマチュア軸26を備えており、アマチュア軸26の一端がヨーク24の底部24cに設けられる軸受(不図示)に支持されることにより、アマチュア25はヨーク24の内部で回転自在となっている。アマチュア軸26にはアマチュアコア27が固定されており、このアマチュアコア27には複数のアマチュアコイル28が巻装されている。また、アマチュア軸26にはアマチュアコア27に隣接してコンミテータ29が固定されており、各アマチュアコイル28のコイル端はそれぞれコンミテータ29に接続されている。
ヨーク24の開口端にはアマチュア25つまりアマチュアコイル28へ給電するためにブラシ装置31が装着されている。図4に示すように、このブラシ装置31はブラシホルダ32に一対のブラシ33a,33bが装着された構造となっており、これらのブラシ33a,33bはコンミテータ29の外周面に摺接し、当該ブラシ33a,33bとコンミテータ29とを介して所定のタイミングで転流された駆動電流がアマチュアコイル28に供給されるようになっている。
ヨーク24の開口端には締結部材としての一対のボルト34とナット35とによりエンドケースとしてのギヤケース36が固定されている。このギヤケース36は樹脂材料によりバスタブ状に形成されており、モータ本体23のアマチュア軸26はヨーク24からこのギヤケース36の内部にまで突出して当該ギヤケース36に収容されている。なお、アマチュア軸26の先端部位及び中間部位は、ギヤケース36の内部に設けられる軸受(不図示)に支持されるようになっている。また、ギヤケース36には5箇所の爪係合によりカバー体37が取り付けられ、ギヤケース36の開口端はこのカバー体37により閉塞されるようになっている。
なお、ヨーク24とギヤケース36との固定構造の詳細については後述する。
図5は図2(b)におけるA−A線に沿う断面図であり、図5に示すように、カバー体37により閉塞されるギヤケース36の内部にはウォームギヤ機構41が収容されている。ウォームギヤ機構41はウォーム41aとウォームホイル41bとを備えており、ウォーム41aはアマチュア軸26におけるギヤケース36の内部に突出した部分の外周面に一体に形成され、ウォームホイル41bは出力軸42に固定されて当該出力軸42とともにギヤケース36の内部に設けられた円筒状のギヤ収容部36aに回転自在に収容されている。ウォーム41aとウォームホイル41bは互いに噛み合わされており、これにより、アマチュア軸26の回転はウォームギヤ機構41を介して所定の回転数にまで減速されて出力軸42から出力される。
なお、図示する場合には、ウォーム41aをアマチュア軸26の外周面に一体に形成するようにしているが、これに限らず、アマチュア軸26にウォーム41aを備えた軸を連結する構造にするなど、アマチュア軸26によりウォーム41aが回転駆動される構造であれば他の構造であってもよい。
ギヤ収容部36aの開口端にはギヤカバー43が取り付けられており、当該ギヤカバー43によりギヤ収容部36aは後述する制御基板収容部36bとギヤケース36内で隔離されている。これにより、ウォームギヤ機構41に塗布されたグリース等の潤滑油がギヤケース36のギヤ収容部36a以外の部分に漏れ出すことが防止される。
図5に示すように、出力軸42はギヤケース36の底面から当該ケース36の外部(図中上方向)に突出しており、その先端には前述の駆動ギヤ22が固定されている。また、ギヤケース36の底面の外側(図中上方向)にはケーブルガイド36cが凸設されており、このケーブルガイド36cにはガイドプレート44が装着されており、このガイドプレート44は駆動ギヤ22を挟んで互いに対向する一対のガイド壁44aを備えており、各駆動ケーブル17a,17bはこれらのガイド壁44aと駆動ギヤ22との間に挟み込まれるように配置されている。
このような構成により、モータ本体23が作動すると、アマチュア軸26の回転がウォームギヤ機構41を介して出力軸42に伝達され、出力軸42とともに回転する駆動ギヤ22により各駆動ケーブル17a,17bが所定の方向に駆動され、ルーフパネル12が自動的に開閉する。
なお、図5に示すように、出力軸42の他端(図中下方向)には例えば六角レンチ等の工具が係合可能な工具孔42aが形成されており、モータ本体23が故障等した場合には、カバー体37に形成された貫通孔37aを介して工具孔42aに工具を係合させて、当該工具により出力軸42を回転駆動して、ルーフパネル12を手動で開閉操作することができるようになっている。
このサンルーフモータ21には、モータ本体23の作動を制御するために、制御基板51が設けられている。この制御基板51は基板51aにアマチュア25(アマチュアコイル28)へ供給する駆動電流を制御する制御回路51bが設けられた構造となっており、カバー体37と一体的に設けられた3箇所のクリップ52によりカバー体37の内面に固定されている。このクリップ52は、円柱状の本体52aとその上部に設けられたクリップ片52bとクリップ片52bから本体52aに至る十字のスリット52cとからなる公知の固定手段である。そして、カバー体37がギヤケース36に取り付けられることにより、制御基板51がギヤケース36の内部に一体的に設けられた制御基板収容部36b内に収容されるようになっている。
図3、図4に示すように、ブラシ装置31には一対の電源端子53,54が設けられ、制御基板51には一対の接続片55,56が設けられており、制御基板51が固定されたカバー体37をギヤケース36に取り付けると、これらの接続片55,56が対応する電源端子53,54に接続され、制御基板51(制御回路51b)と各ブラシ33a,33bとが電気的に接続されるようになっている。
また、ギヤケース36には一端がボルト34とナット35とを介してヨーク24に電気的に接続されるグランド端子(接地端子)57が設けられ、制御基板51にはグランド用の接続片58が設けられており、制御基板51が固定されたカバー体37をギヤケース36に取り付けると、この接続片58がグランド端子57に接続され、制御回路51bはヨーク24にグランド接続(接地)されるようになっている。
制御基板51の一端部には外部接続用のコネクタ59が設けられている。図2に示すように、このコネクタ59はギヤケース36から突出し、制御回路51bはこのコネクタ59を介して車両13に搭載されたバッテリ等の電源(不図示)や車室内に設けられたサンルーフスイッチ(不図示)に接続されるようになっている。そして、サンルーフスイッチが操作されると、コネクタ59を介して電源から制御回路51bに駆動電流が供給され、この駆動電流が制御回路51bにより所定の電流に制御されて、各接続片55,56と電源端子53,54およびブラシ33a,33bとコンミテータ29とを介してアマチュア25(アマチュアコイル28)に供給される。
なお、符号61はカバー体37に設けられた位置決め部であり、この位置決め部61が制御基板51に形成される位置決め孔62に挿通され、且つ、ギヤケース36に設けられる位置決め突起63に係合することにより、制御基板51をギヤケース36の所定位置に位置決めすることができるようになっている。
アマチュア軸26の回転を検出するために、このサンルーフモータ21には回転センサが設けられている。この回転センサは、アマチュア軸26に固定されたセンサマグネット72を備えており、このセンサマグネット72は周方向に複数の磁極が並べて着磁された多極着磁磁石となっており、アマチュア軸26とともに回転してするようになっている。
一方、図3に示すように、制御基板51上には、それぞれセンサマグネット72に対向するように一対のホールIC73a,73bがアマチュア軸26の軸心に対して90度の角度となるように配され、センサマグネット72の出力する磁界の変化を45度の位相差を持って検出するように設けられている。各ホールIC73a,73bはセンサマグネット72の発生する磁界の変化を検出し、これをアマチュア軸26の回転数に反比例した周期のパルス信号として出力するようになっている。各ホールIC73a,73bの検出信号つまりパルス信号は制御回路51bに入力され、制御回路51bはこれらのホールIC73a,73bから入力されるパルス信号の周期や各ホールIC73a,73bから入力されるパルス信号の出現タイミング等に基づいてアマチュアコイル28へ供給する駆動電流の制御を実行するようになっている。
次に、ヨーク24とギヤケース36との固定構造について説明する。
図6は図3に示すヨークを開口端の側から見た正面図であり、図7(a)はヨークに設けられるフランジ部の折り曲げ前の状態を示す側面図、図7(b)はヨークに設けられるフランジ部の折り曲げ後の状態を示す側面図、図7(c)は同図(b)におけるA−A線に沿う断面図である。また、図8(a)はヨークにギヤケースを固定する前の状態を示す斜視図、図8(b)はヨークにギヤケースを固定した状態を示す斜視図であり、図9はフランジ部と駆動ケーブルとの位置関係を示す説明図である。
ヨーク24にギヤケース36を固定するために、ヨーク24には一対のフランジ部81が設けられている。図6に示すように、これらのフランジ部81はそれぞれ円弧部24aの周方向中心位置に対して平板部24bの側に偏った位置に互いに当該ヨーク24の軸心を中心として点対称の位置となるように設けられている。これらのフランジ部81の形状は互いに同一となっているので、以下においては、一方のフランジ部81についてのみ説明する。
フランジ部81は、ヨーク24の円弧部24aを開口端側から切り起こすことにより、ヨーク24の開口端に対して底部24cの側に後退した位置において径方向外側に突出すように形成される。つまり、図7(a)に示すように、ヨーク24の円弧部24aには、ヨーク24の開口端から底部24cに向けて当該ヨーク24の軸方向に平行となって延びる一対のスリット82が互いに所定の間隔を空けて平行に形成される。そして、図7(b)、図7(c)に示すように、円弧部24aのこれらのスリット82に挟まれた間の部分を当該ヨーク24の軸方向の径方向外側に向けて折り曲げることにより、ヨーク24の開口端に対して底部24cの側に後退した位置にフランジ部81が形成される。また、フランジ部81には締結部材であるボルト34が挿通される貫通孔83が設けられる。
一方、図8(a)に示すように、ギヤケース36にはヨーク24の開口端の取付け位置となる座面84が設けられ、この座面84の外側にはフランジ部81の座面となる締結部85が設けられている。また、座面84には複数の位置決め凸部84aが軸方向に立設されており、この位置決め凸部84aがヨーク24の内面側に位置するようになっている。なお、図4に示すように、一対のフランジ部81に対応してギヤケース36には一対の締結部85が設けられるが、これらの締結部85に対するフランジ部81の固定構造は基本的に同一であるので、以下においては一方の締結部85についてのみ説明する。
締結部85は座面84よりも径方向外側に突出するブロック状に形成されており、その軸方向端面85aにはボルト34が挿通される挿通孔86が形成されている。また、締結部85には挿通孔86に連通するナット装着孔87が形成されており、このナット装着孔87には前述のナット35が装着されている。そして、図8(b)に示すように、ヨーク24の開口端をギヤケース36の座面84に突き当てるとともにフランジ部81を締結部85の軸方向端面85aに突き当てた状態で、貫通孔83と挿通孔86とにボルト34を挿通し、当該ボルト34をナット35にねじ結合することにより、ギヤケース36はフランジ部81においてボルト34とナット35とによりヨーク24に固定される。
このように、このサンルーフモータ21では、ヨーク24のフランジ部81を開口端に対して底部24cの側に後退させた位置に設けるようにしたので、ヨーク24の開口端側の一部をギヤケース36に設けた座面84に収容しつつフランジ部81により当該ギヤケース36をヨーク24に固定することを可能として、このサンルーフモータ21の全長を短くすることができる。
図6に示すように、フランジ部81の平板部24b側の先端部分には直線状に切り欠かれた切り欠き部81aが設けられている。この切り欠き部81aにより、図9に示すように、ヨーク24にギヤケース36を固定し、サンルーフモータ21に駆動ケーブル17aを装着した状態においても、フランジ部81がギヤケース36の外面側に突出して駆動ケーブル17aと干渉することを防止することができる。また、両方のフランジ部81の先端部分に同形状の切り欠き部81aを設けるようにしているので、いずれのフランジ部81が駆動ケーブル17a側とされてギヤケース36がヨーク24に固定されても、当該フランジ部81の駆動ケーブル17aとの干渉を防止することができる。したがって、ヨーク24の組み付けに方向性をなくして、そのギヤケース36との組み付け作業を容易にすることができる。
ギヤケース36の締結部85には、それぞれヨーク24に形成されたスリット82からヨーク24やギヤケース36の内部に埃等の異物が侵入することを防止するために、一対の壁部91が設けられている。図4に示すように、壁部91は各締結部85に設けられているが、これらの壁部91は同一の構造であるので、以下においては一方の締結部85に設けられる壁部91についてのみ説明する。
図8(a)に示すように、これらの壁部91はそれぞれ締結部85の軸方向端面85aの内周縁部分に当該締結部85と一体に形成されており、互いにヨーク24の軸心を中心とした周方向にフランジ部81の幅の分だけ離れて配置されるとともに、それぞれ当該端面85aからアマチュア軸26つまりヨーク24の軸方向と平行となってヨーク24の底部24cの側に向けて突出している。図8(b)に示すように、ヨーク24にギヤケース36が固定されると、各壁部91は互いにヨーク24の軸心を中心とした周方向からフランジ部81を挟むように当該フランジ部81の両側部分に配置される。また、各壁部91の先端部はフランジ部81よりもヨーク24の底部24cの側に達する長さ、つまりスリット82の端部よりも底部24c側に達する長さに形成されている。
図10は図8(b)に示す壁部の断面図であり、これらの壁部91のヨーク24の側を向く一面つまり内面は平面状に形成されており、ヨーク24にギヤケース36が固定されるとヨーク24の円弧部24aの外周面に沿って配置されるようになっている。また、壁部91のヨーク24とは反対側を向く外面は基端側から先端側に向けて徐々にヨーク24に近づく方向に傾斜する傾斜面状に形成されており、つまり、各壁部91はその先端側ほど厚みが薄い断面略楔形状に形成されている。
このような壁部91を備えたギヤケース36がヨーク24に固定されると、図8(b)に示すように、フランジ部81を設けるためにヨーク24に形成された各スリット82は対応する壁部91により外側から覆われる。つまり、フランジ部81を設けるためにヨーク24に形成される各スリット82は、ギヤケース36がヨーク24に固定されると、それぞれ対応する壁部91により閉塞される。これにより、スリット82からヨーク24やギヤケース36の内部への埃等の異物の侵入が壁部91により阻止され、このサンルーフモータ21の作動信頼性が高められる。また、壁部91のヨーク24とは反対側を向く外面は基端側から先端側に向けて徐々にヨーク24に近づく方向に傾斜する傾斜面状に形成されているので、必要最小限の樹脂材にて壁部91を構成でき、また、ギヤケース36を樹脂成形する際に樹脂の流動性を確保でき、ギヤケースの成形性を向上させることができる。
このように、このサンルーフモータ21では、ヨーク24に固定されるギヤケース36の締結部85に一対の壁部91を設け、フランジ部81を形成するためにヨーク24に設けられるスリット82をこれらの壁部91により覆うようにしたので、スリット82からヨーク24やギヤケース36の内部に異物が侵入することを防止して、このサンルーフモータ21の作動信頼性を高めることができる。
本発明は前記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いうまでもない。例えば、前記実施の形態においては、本発明を車両13のサンルーフ装置11に用いられるサンルーフモータ21に適用しているが、これに限らず、例えば、車両に設けられるスライドドア装置やパワーウインド装置等に用いられる電動モータに適用するようにしてもよい。
また、前記実施の形態においては、ヨーク24に一対のフランジ部81を設けるようにしているが、これに限らず、その個数は問わない。
さらに、前記実施の形態においては、壁部91はギヤケース36の締結部85に一体に形成されているが、これに限らず、ギヤケース36とは別体に形成された壁部91を締結部85に取り付ける構造としてもよい。
車両のルーフに設けられたサンルーフ装置の概略を示す説明図である。 (a)、(b)はそれぞれ図1に示すサンルーフモータの詳細を示す斜視図である。 図2に示すサンルーフモータの分解斜視図である。 ヨークとギヤケースとの固定部分を示す平面図である。 図2(b)におけるA−A線に沿う断面図である。 図3に示すヨークを開口端の側から見た正面図である。 (a)はヨークに設けられるフランジ部の折り曲げ前の状態を示す側面図、(b)はヨークに設けられるフランジ部の折り曲げ後の状態を示す側面図、(c)は同図(b)におけるA−A線に沿う断面図である。 (a)はヨークにギヤケースを固定する前の状態を示す斜視図、(b)はヨークにギヤケースを固定した状態を示す斜視図である。 フランジ部と駆動ケーブルとの位置関係を示す説明図である。 図8(b)に示す壁部の断面図である。
符号の説明
11 サンルーフ装置
12 ルーフパネル
13 車両
13a ルーフ
13b フロントガラス
14 開口部
15a,15b シュー
16 ガイドレール
17a,17b 駆動ケーブル
21 サンルーフモータ(電動モータ)
22 駆動ギヤ
23 モータ本体
24 ヨーク
24a 円弧部
24b 平板部
24c 底部
25 アマチュア
26 アマチュア軸
27 アマチュアコア
28 アマチュアコイル
29 コンミテータ
31 ブラシ装置
32 ブラシホルダ
33a,33b ブラシ
34 ボルト
35 ナット
36 ギヤケース(エンドケース)
36a ギヤ収容部
36b 制御基板収容部
36c ケーブルガイド
37 カバー体
37a 貫通孔
41 ウォームギヤ機構
41a ウォーム
41b ウォームホイル
42 出力軸
42a 工具孔
43 ギヤカバー
44 ガイドプレート
44a ガイド壁
51 制御基板
51a 基板
51b 制御回路
52 クリップ
52a 本体
52b クリップ片
52c スリット
53,54 電源端子
55,56 接続片
57 グランド端子
58 接続片
59 コネクタ
61 位置決め部
62 位置決め孔
63 位置決め突起
72 センサマグネット
73a,73b ホールIC
81 フランジ部
81a 切り欠き部
82 スリット
83 貫通孔
84 座面
84a 位置決め凸部
85 締結部
85a 軸方向端面
86 挿通孔
87 ナット装着孔
91 壁部

Claims (3)

  1. 有底筒状に形成され、アマチュアを回転自在に収容するヨークと、
    前記ヨークの開口端から底部に向けて延びて形成される一対のスリットの間の部分を径方向外側に折り曲げて形成されるフランジ部と、
    前記ヨークの開口端に取り付けられ、締結部材により前記ヨークに固定されるエンドケースと、
    前記エンドケースに設けられ、前記スリットを覆う壁部とを有することを特徴とする電動モータ。
  2. 請求項1記載の電動モータにおいて、前記壁部は前記エンドケースの前記フランジ部を挟んだ両側部分から前記ヨークの外周面に沿って前記アマチュアの軸方向に突出して形成されることを特徴とする電動モータ。
  3. 請求項1または2記載の電動モータにおいて、前記壁部は一面において前記ヨークの外周面に沿うとともに先端側ほど厚みが薄く形成されることを特徴とする電動モータ。
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