JP6113526B2 - 電動モータ、および減速機付モータ - Google Patents

Description

この発明は、例えば、車両に搭載される電動モータ、およびこれを用いた減速機付モータに関するものである。

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って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、永久磁石の中央から周方向両端に向かうにしたがって徐々に永久磁石とアーマチュアコアとの間のエアギャップを大きくし、各ティースが永久磁石の両端を通過する際の磁気的な吸引力や反発力の変化を小さくする技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

また、永久磁石の周方向両端とアーマチュアコアとのエアギャップを確保しつつ、永久磁石の周方向両端の肉厚を中央部分の肉厚よりも厚く形成し、永久磁石のクラック割れを防止する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開昭５６−９４９５８号公報 特開２００５−２０９１４号公報 特開平９−２２４３３７号公報

一般に、アーマチュアコアの各ティースの径方向外側の先端部には、ティースの胴部に巻装される巻線等の抜け止めとして、周方向両側に張り出す一対の鍔部が設けられ、これら両鍔部を含むティースの先端部が、ヨーク部の内周面に配された永久磁石と径方向で対向する。
しかし、各ティースの先端部で鍔部が張り出すことで、周方向で隣接するティース同士がアーマチュアコアの外周で近接し、通電中のアーマチュアコイルから隣接するアーマチュアコイルへ鍔部を通じて磁束が漏れ易くなる。このような漏れ磁束が増加するとトルク定数に影響するため、漏れ磁束の低減が課題とされる。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、アーマチュアコアの複数のティースの先端部に鍔部を設けた上で、隣接するティース間の漏れ磁束を低減してトルク定数の向上を図ることができる電動モータ、およびこれを用いた減速機付モータを提供する。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、有底筒状のヨークと、前記ヨークの内周面に固定された６つの平板形状の永久磁石と、前記永久磁石よりも径方向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１対のブラシと、を備え、前記アーマチュアは、回転軸と、前記回転軸に外嵌固定されているアーマチュアコアと、前記アーマチュアコアに隣接して設けられ、９つのセグメントが周方向に配置されているコンミテータと、を有し、前記アーマチュアコアは、径方向外側に向かって延びる９つのティースと、各ティース間に形成され、軸方向に沿って延びる９つのスロットと、を有し、各ティースに巻線を巻装すると共に、この巻線の端末部を前記セグメントに接続し、前記セグメントに前記ブラシを摺接させることで前記巻線に給電を行う、６極９スロット９セグメントの電動モータにおいて、前記アーマチュアコアの各ティースの径方向外側の先端部に、周方向両側へ張り出す一対の鍔部を有し、周方向で隣接するティース間で互いに対向する前記鍔部の間に、前記ティースにおける前記鍔部を除くティース本体の周方向幅の少なくとも２倍の隙間が形成され、前記各ティースの先端部の外周側に、軸方向に延びる一対の溝が形成され、前記一対の溝は、前記ティース本体の周方向の両側面と面一となる第１内側面と、前記第１内側面から前記鍔部の張り出し方向に離間して配置される第２内側面とを有することを特徴とする。

この構成によれば、６極９スロット９セグメントの電動モータにおいて、平板形状の永久磁石を用いることにより、永久磁石に複雑な加工を施す必要がなくなる。このため、例えば、永久磁石として希土類磁石を使用した場合であっても、切削加工等により容易に永久磁石の薄型化を図ることが可能になり、永久磁石の軽量化、低コスト化を図ることができ、電動モータ全体の小型化を図ることもできる。また、永久磁石を薄肉化する分だけ、ヨークの外径を大きくすることなくアーマチュアコアの外径を大きくすることができ、従来よりも巻線の巻装スペースを確保することができ、巻線の巻装ターン数を増加させてトルク性能を向上させることができる。
そして、周方向で対向する鍔部の間に、ティース本体の周方向幅の少なくとも２倍の隙間を形成することで、通電中のアーマチュアコイルから隣接するアーマチュアコイルへ鍔部を通じて磁束が漏れ難くなり、磁束密度を高めてトルク定数の向上を図ることができる。
また、ティースの先端部で周方向に流れる磁束の量を減らし、通電中のアーマチュアコイルから隣接するアーマチュアコイルへの鍔部を通じた漏れ磁束をより低減させることができる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の電動モータを備え、前記回転軸の前記ヨークから突出した部位に、減速機構が着脱自在に連結されると共に、前記回転軸の回転が前記減速機構に伝達されることを特徴とする減速機付モータを提供する。
この構成によれば、永久磁石の軽量化及び低コスト化を図ると共に、小型化及びモータ特性の向上を図った、減速機付モータを提供することができる。

本発明によれば、６極９スロット９セグメントの電動モータ及びこれを用いた減速機付モータにおいて、永久磁石の軽量化及び低コスト化、並びに電動モータ全体の小型化を図ることができる。また、通電中のアーマチュアコイルから隣接するアーマチュアコイルへの鍔部を通じた漏れ磁束を低減させ、トルク定数の向上を図ることができる。

本発明の実施形態における減速機付モータの斜視図である。 本発明の実施形態における減速機付モータの分解斜視図である。 本発明の実施形態における電動モータを示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は（ａ）のアーマチュアの拡大図である。 本発明の実施形態におけるモータケースを示し、（ａ）は軸方向視の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態におけるブラシホルダユニットの平面図である。 本発明の実施形態におけるウォーム減速機構の分解斜視図である。 電動モータの軸方向に直交する断面図である。 図７の要部拡大図である。 図８のティースの拡大図である。 電動モータのモータ特性図である。 ティースの変形例を示す図８に相当する拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（減速機付モータ）
図１は、減速機付モータ１の斜視図、図２は、減速機付モータ１の分解斜視図、図３は、電動モータ２を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は（ａ）のアーマチュア６の拡大図である。
図１〜図３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あって、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が設けられている。

（電動モータ）
図４はモータケース５を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図３、図４に詳示するように、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。

（モータケース）
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あって、有底筒状のヨーク部８と、ヨーク部８の開口部８ａ端に一体形成された長円形状のブラシホルダ収納部９とで構成されている。つまり、ブラシホルダ収納部９の開口部９ａがモータケース５の開口部５ａになっている。
ヨーク部８の周壁８１は、軸方向平面視略６角形状に形成されており、６つの平坦部８１ａと、これら平坦部８１ａを連結する弧状部８１ｂとで構成されている。各平坦部８１ａの内面には、それぞれセグメント型の永久磁石１０が設けられている。つまり、ヨーク部８の周壁８１は、永久磁石１０間の磁路を形成する役割を有しており、周壁８１には６つの永久磁石１０が設けられていることになる。

永久磁石１０は、例えば、ネオジ焼結磁石などの希土類磁石により平板形状に形成されたものである。また、永久磁石１０は、軸方向に長くなるように平面視略長方形状に形成されており、厚さ方向に対向配置され互いに平行な表裏面１０ａ，１０ａと、表裏面１０ａ，１０ａの短手方向両端において対向配置され、互いに平行な長側面１０ｂ，１０ｂと、表裏面１０ａ，１０ａの長手方向両端において対向配置され、互いに平行な短側面１０ｃ，１０ｃと、を有している。
また、ヨーク部８の弧状部８１ｂは、各永久磁石１０の長側面１０ｂの間に形成される空隙Ｋに対応して設けられた状態になっている。

ヨーク部８の底壁８２には、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。

ここで、ヨーク部８には、周壁８１の底壁８２近傍から軸受け部１１に至る間の範囲に、軸方向平面視略円形状の円形部１６が形成されている。円形部１６が形成されていることにより、周壁８１と底壁８２との接続部分には、丸面取り部１６ａが形成された状態になっている（図４（ｂ）参照）。

ヨーク部８の開口部８ａ端に一体形成されたブラシホルダ収納部９は、軸方向略長円形状に形成されたものであって、軸方向に直交する方向に沿って長くなっている。ブラシホルダ収納部９は、回転軸１２を中心にして対向配置され平面視長方形状の１対の平坦壁９１，９１と、平坦壁９１，９１の周方向両端、つまり、長手方向両端を連結する１対の弧状壁９２，９２とを有している。

１対の平坦壁９１，９１は、それぞれ回転軸１２を中心にして対向配置されたヨーク部８の平坦部８１ａと面一になるように設けられている。一方、ブラシホルダ収納部９の弧状壁９２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によって、ヨーク部８の周壁８１からブラシホルダ収納部９の弧状壁９２に至る間が連続形成された状態になっている。

ブラシホルダ収納部９の開口部９ａ端には、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、ブラシホルダ収納部９の長手方向に沿って長くなるように形成されている。外フランジ部１７の短手方向の幅Ｅ１は、ブラシホルダ収納部９の１対の平坦壁９１，９１の距離よりもやや大きく設定されている。

外フランジ部１７の長手方向一端側には、ボルト孔１８ａが１つ形成されている。また、外フランジ部１７の長手方向一端側には、ボルト孔１８ａを挟んで両側に、それぞれ切り欠き部１９，１９が形成されている。
一方、外フランジ部１７の長手方向他端側には、短手方向両側に平面取り部２０，２０が形成されている。この平面取り部２０，２０の長手方向内側には、それぞれボルト孔１８ｂ，１８ｃが形成されている。

ここで、外フランジ部１７と、ブラシホルダ収納部９の弧状壁９２，９２との接続部１７ａには、内面側にそれぞれ２箇所ずつ凹部２１が形成されている。そして、これら凹部２１は、回転軸１２を中心にして振り分け配置された状態になっている。各凹部２１は、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（詳細は後述する）。

（アーマチュア）
図３に示すように、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納部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。

図７を併せて参照し、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に配設されている永久磁石１０の表裏面１０ａに径方向で対向した状態になっている。ティース６５については後に詳述する。

ここで、ティース６５の先端部は軸方向平面視で弧状に形成されているのに対し、これに対向する永久磁石１０の表裏面１０ａは平坦に形成されている。このため、永久磁石１０の中央から周方向両端の長側面１０ｂに向かうに従って、徐々に永久磁石１０とアーマチュアコア６１との間のエアギャップが大きくなる。

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、この実施形態の電動モータ２は、永久磁石１０が６つ、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、図５に示すように、セグメント６８には、ブラシホルダ収納部９に収納されているブラシホルダユニット７に設けられた一対のブラシ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納部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がブラシホルダ収納部９に収納された状態でブラシホルダ収納部９の開口部９ａを閉塞している。ユニット本体７０の底壁７１は、ブラシホルダ収納部９の断面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、ブラシホルダ収納部９に形成された凹部２１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、凹部２１に載置可能な大きさに形成されており、周方向の幅は凹部２１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がブラシホルダ収納部９の凹部２１に載置されることによって、軸方向の位置決めが行わ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、雑防阻止である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、軸受け部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（図３参照）、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、ブラシホルダ収納部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のブラシホルダ収納部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２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、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、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。

ウォーム軸収納部３６は、略円筒状に形成されたものであって、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、前記ジョイントモータ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３７ａ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３７ａ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とは反対側には、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、フランジ付ブッシュ１４３が挿入されている。

次に、上述した構成の作用効果について説明する。
電動モータ２に、外部電源の電力をコネクタユニット４を介して供給すると、アーマチュアコア６１に磁界が形成され、ヨーク部８に配設されている永久磁石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。

ここで、永久磁石１０が平板形状に形成されているので、永久磁石１０の中央から周方向両端の長側面１０ｂに向かうに従って、徐々に永久磁石１０とアーマチュアコア６１との間のエアギャップが大きくなる。
このため、アーマチュアコア６１に対する永久磁石１０の周方向両端を境にした磁束の変化を小さくすることができるので、コギングトルクが減少する。コギングトルクが減少することによって、電動モータ２の駆動時の振動や騒音を小さくすることができる。

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。このとき、ウォームホイール３４とドライブユニット３５との間には、ダンパー１１４が設けられているので、ウォームホイール３４とドライブユニット３５との間に生じる衝撃が緩和される。

一方、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た場合、このパワーウインドウ装置に何らかの外力が加わり、この外力がドライブユニット３５に伝達されて場合であっても、ダンパー１１４により、ドライブユニット３５からウォームホイール３４に伝達される衝撃を緩和することができる。

したがって、上述した構成によれば、６極９スロット９セグメントの電動モータ２において、セグメント型の永久磁石１０として平板形状のものを用いることにより、永久磁石１０に複雑な加工を施す必要がなくなる。このため、例えば、永久磁石１０としてネオジ焼結磁石などの希土類磁石を使用した場合であっても切削加工等により容易に永久磁石１０の薄型化を図ることが可能になる。よって、永久磁石１０の軽量化、低コスト化を図ることができ、電動モータ２全体の小型化を図ることもできる。

また、モータケース５において、ヨーク部８の周壁８１を軸方向平面視略６角形状に形成し、周壁８１を平坦部８１ａと弧状部８１ｂとで構成している。そして、平坦部８１ａに永久磁石１０を配置することにより、永久磁石１０が平板形状であってもヨーク部８の内周面に確実に固着させることが可能になる。また、それぞれの平坦部８１ａの間に弧状部８１ｂが形成されているため、ヨーク部８の剛性が向上し、電動モータ２の駆動時の振動や作動音を小さくすることができる。

さらに、ヨーク部８の外径を大きくすることなく、永久磁石１０を薄肉化する分だけアーマチュアコア６１の外径を大きくすることができる。このため、従来よりも巻線６２ａの巻装スペースを確保することができ、アーマチュアコイル６２を形成するにあたって、巻線６２ａの巻装ターン数を増加させることができる。このため、電動モータ２のトルク性能を向上させることが可能になる。

さらに、永久磁石１０を平板形状とすることで、永久磁石１０の中央から周方向両端の長側面１０ｂに向かうに従って、徐々に永久磁石１０とアーマチュアコア６１との間のエアギャップが大きくなる。このため、アーマチュア６の各ティース６５の先端部が永久磁石１０の両端を通過する際の磁気的な吸引力や反発力の変化を小さくすることができ、コギングトルクを減少させることが可能になる。

そして、ブラシホルダユニット７を収納するブラシホルダ収納部９をヨーク部８に一体成形することで、モータケース５をヨーク部８とブラシホルダ収納部９とで構成している。このため、別途ブラシホルダユニット７を電動モータ２に組み付ける場合と比較して電動モータ２の小型化を図ることが可能になる。

また、ブラシホルダ収納部９にブラシホルダユニット７をインロー嵌合させていると共に、ブラシホルダ収納部９に回転軸１２の他端側を回転自在に支持するための軸受け部７６を一体形成している。このため、ヨーク部８に対するブラシホルダユニット７の位置決めを正確に行うことができると共に、ヨーク部８に形成されている軸受け部１１を基準にしてブラシホルダユニット７の軸受け部７６の位置を容易に決定させることができる。したがって、各軸受け部１１，７６の相対的な位置決めを精度よく行うことが可能になる。
よって、回転軸１２や各軸受け部１１，７６に無理な応力がかかるのを防止できる。これに加え、各軸受け部１１，７６の相対位置がずれることによる回転軸１２のトルク負荷が増大することを防止でき、電動モータ２のモータ特性を向上させることが可能になる。

さらに、ブラシホルダ収納部９を軸方向略長円形状に形成すると共に、このブラシホルダ収納部９に収納されるブラシホルダユニット７を軸方向平面視略長円形状に形成している。そして、ブラシホルダ収納部９の平坦壁９１と、ヨーク部８の回転軸１２を中心にして対向配置された平坦部８１ａとを互いに面一となるように形成している。このため、電動モータ２全体として扁平化、小型化を図ることができる。

また、ブラシホルダユニット７の短手方向略中央であって長手方向両端側に、各ブラシホルダ部７３を配置することで、さらに電動モータ２の扁平化、小型化を図ることができる。
これに加え、ブラシ２２をコンミテータ６３に向かって付勢するコイルスプリング２３をブラシホルダ部７３の短手方向に隣接配置している。このため、ブラシ２２の長手方向端部にブラシ２２を付勢する弾性部材（スプリング）を配置する場合と比較して、ブラシホルダ部７３の長さを短く設定することができる。よって、ブラシホルダユニット７の長さを短く設定することが可能になる。

さらに、ブラシホルダ収納部９の開口部９ａ端に外フランジ部１７を形成し、外フランジ部１７と、ブラシホルダ収納部９の弧状壁９２，９２との接続部１７ａに、凹部２１を形成している。一方、ブラシホルダユニット７の凹部２１に対応する部位に、凸部７２を形成している。そして、ブラシホルダユニット７を組み付ける際、凸部７２をブラシホルダ収納部９の凹部２１に載置することで、ブラシホルダユニット７の軸方向の位置決めを容易、かつ正確に行うことができる。
このため、ブラシホルダユニットの組み付け精度、および組み付け作業性を向上させることができる。

また、ヨーク部８には、周壁８１の底壁８２近傍から軸受け部１１に至る間の範囲に、軸方向平面視略円形状の円形部１６が形成されている。円形部１６が形成されていることにより、周壁８１と底壁８２との接続部分には、丸面取り部１６ａが形成された状態になっている（図４（ｂ）参照）。
ここで、ヨーク部８の周壁８１は軸方向平面視略６角形状に形成されている一方、底壁８２には有底円筒形状の軸受け部１１が形成されている。このように構成されたモータケース５をプレス加工等によって深絞り成型する場合、ブランクとしての金属板が周壁８１の平坦部８１ａに引っ張られ、軸受け部１１の真円度が低下する虞がある。また、軸受け部１１の真円度を向上させるために、プレス工程数が増大し、加工コストが増大する虞がある。
しかしながら、モータケース５には、円形部１６が形成されているので、深絞り成型する際、軸受け部１１は外周全体が均等に引っ張られることになる。また、丸面取り部１６ａによって軸受け部１１と周壁８１との間隔が大きくとれるため、周壁８１を形成する際の軸受け部１１への真円度の影響を低減させることができる。このため、容易に軸受け部１１の真円度を向上させることができ、加工コストを低減することが可能になる。

さらに、電動モータ２の回転軸１２とウォーム減速機構３のウォーム軸３３とをジョイントユニット２９を介して連結している。このため、ウォーム減速機構３に代わって、他の減速機構や外部機器などに電動モータ２を取り付ける場合であっても電動モータ２の回転軸１２を設計変更する必要がなくなる。このため、電動モータ２の汎用性を高めることができる。しかも、電動モータ２の回転軸１２に、予めジョイントユニット２９の一方を構成するジョイントモータ２７を取り付けておくことで、電動モータ２とウォーム減速機構３との取り付けを容易に行うことができる。このため、組み付け作業性を向上させることができる。

なお、上述の実施形態では、セグメント型の永久磁石１０を例えば、ネオジ焼結磁石などの希土類磁石により平板形状に形成し、かつ軸方向に長くなるように平面視略長方形状に形成した場合について説明したが、これに限られるものではなく、永久磁石１０をネオジボンド磁石やフェライト磁石などを用いて形成してもよい。

次に、アーマチュアコア６１の特徴部分について説明する。
図７、図８に示すように、アーマチュアコア６１の各ティース６５は、アーマチュアコア６１における回転軸１２を挿通するハブ部６１ａから周方向幅Ｈを略一定にして径方向外側へ延びるティース本体６５ａと、ティース本体６５ａの先端部から周方向両側へ張り出す一対の鍔部６５ｂと、を有する。ティース６５の先端部６５ｃは、ティース本体６５ａの先端部及び両鍔部６５ｂで構成される。ティース本体６５ａにおける両鍔部６５ｂよりも径方向内側の胴部６５ｄには、インシュレータ６７を介して巻線６２ａが巻装される。

周方向で隣接するティース６５間において、それぞれの鍔部６５ｂが周方向で互いに対向することで、両ティース６５間の隙間がアーマチュアコア６１の外周で局所的に小さくなる。周方向で互いに対向する鍔部６５ｂ間の隙間Ｃが小さいと、ティース本体６５ａを経て環状に流れる磁束の一部が鍔部６５ｂを通じて隣接するティース６５に漏れ易くなり、磁束密度を低下させてしまう。

このため、本実施形態では、図８に示すように、周方向で隣接するティース６５間で互いに対向する鍔部６５ｂ間の隙間Ｃを、ティース本体６５ａの周方向幅Ｈの２倍を超える値（すなわち、Ｃ＞２Ｈ）に設定することで、漏れ磁束のループを断ち易くしている（図示都合上、図７ではアーマチュアコア６１の形状が異なっている。）。
これにより、通電中のアーマチュアコイル６２から隣接するアーマチュアコイル６２への鍔部６５ｂを通じた漏れ磁束が抑えられ、磁束密度の確保によるトルク定数の向上が図られる。

図９に示すように、ティース６５の先端部６５ｃの外周側には、軸方向に延びる一対の溝７９が形成される。両溝７９は、ティース本体６５ａの周方向の両側面６５ｅと面一となる第一内側面７９ａと、第一内側面７９ａから鍔部６５ｂの張り出し方向に離間して配される第二内側面７９ｂと、を有する。両溝７９は、断面方形状の角溝であり、第一及び第二内側面７９ａ，７９ｂ間の距離を溝幅とする。両溝７９は、ティース本体６５ａの先端部を避けて、両鍔部６５ｂの基端部の径方向外側に形成される。

これら両溝７９により、ティース６５の先端部６５ｃにおける磁束の周方向の流れが抑えられ、通電中のアーマチュアコイル６２から隣接するアーマチュアコイル６２への鍔部６５ｂを通じた漏れ磁束がさらに低減される。また、ティース本体６５ａの周方向幅Ｈは、その径方向外側の末端まで均等に保たれるため、ティース本体６５ａを流れる磁束の量は、両溝７９が無い場合と同様に確保される。なお、溝７９は角溝に限らず、例えば断面半円状の丸溝であってもよい。

図１０は、縦軸を電動モータ２のトルク及び回転数、横軸を電動モータ２の電流としたモータ特性図である。図１０において、前記隙間Ｃがティース本体６５ａの周方向幅Ｈの２倍を超える場合のトルク及び回転数の線図を実線で示し、前記隙間Ｃがティース本体６５ａの周方向幅Ｈの２倍未満の場合のトルク及び回転数の線図を鎖線で示す。

図１０において、トルク及び回転数の線図の傾きは、電動モータ２のトルク定数に相当する。すなわち、前記隙間Ｃがティース本体６５ａの周方向幅Ｈの２倍を超える設定では、前記隙間Ｃがティース本体６５ａの周方向幅Ｈの２倍未満の設定よりもトルク定数が大きく、モータ特性を向上させる。

特に、電動モータ２の拘束トルク直前（図中Ｂ１，Ｂ２部）においては、ブラシ２２がセグメント６８を跨ぐ状態と跨がない状態との間で変動を繰り返し、その揺り返しによって電流の最大値Ｉｍが大きくなり易い。このため、前記隙間Ｃの設定によりトルク定数を大きくして拘束トルク直前の電流の最大値Ｉｍを抑えることが効果的である。

上述した構成によれば、アーマチュアコア６１における周方向で隣接するティース６５間で互いに対向する鍔部６５ｂの間に、ティース本体６５ａの周方向幅Ｈの少なくとも２倍の隙間Ｃが形成されることで、通電中のアーマチュアコイル６２から隣接するアーマチュアコイル６２へ鍔部６５ｂを通じて磁束が漏れ難くなり、磁束密度を高めてトルク定数の向上を図ることができる。

（変形例）
次に、上記構成の変形例としてのアーマチュアコア１６１の特徴部分について説明する。上記構成と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
図１１に示すように、アーマチュアコア１６１のティース１６５は、前記ティース６５に対し、ティース本体６５ａの胴部６５ｄの径方向中間部に、周方向で対をなす凹部１７９を有する点で特に異なる。
両凹部１７９は、胴部６５ｄにおける平坦状の側面６５ｅに円弧状の凹面を形成する。これら両凹部１７９により、胴部６５ｄ（ティース本体６５ａ）の径方向中間部には、前記周方向幅Ｈを局所的に減少させる絞り部１７９ａが形成される。これにより、ティース本体６５ａにおける磁束の径方向の流れが抑えられ、漏れ磁束のループ形成を制限し、トルク定数の向上が図られる。
なお、図１１では前記周方向幅Ｈ及び隙間Ｃの設定を制限しないが、前述の如くＣ＞２Ｈとなる設定にしてもよい。また、ティース６５と同様に溝７９を形成してもよい。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、例えば、電動モータ２にウォーム減速機構３を連結した構成以外にも、ウォーム減速機構３に代わって、台形ネジ等を用いたアクチュエータ機構や他の外部機器を連結するようにしてもよい。
その他、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

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）
６ アーマチュア
８ ヨーク部（ヨーク）
１０ 永久磁石
１２ 回転軸
２２ ブラシ
６１ アーマチュアコア
６２ａ 巻線
６３ コンミテータ
６５ ティース
６５ａ ティース本体
Ｈ 周方向幅
６５ｂ 鍔部
Ｃ 隙間
６５ｃ 先端部
６６ スロット
６８ セグメント
７９ 溝

Claims (2)

1. 有底筒状のヨークと、
   前記ヨークの内周面に固定された６つの平板形状の永久磁石と、
   前記永久磁石よりも径方向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１対のブラシと、を備え、
   前記アーマチュアは、
   回転軸と、
   前記回転軸に外嵌固定されているアーマチュアコアと、
   前記アーマチュアコアに隣接して設けられ、９つのセグメントが周方向に配置されているコンミテータと、を有し、
   前記アーマチュアコアは、
   径方向外側に向かって延びる９つのティースと、
   各ティース間に形成され、軸方向に沿って延びる９つのスロットと、を有し、
   各ティースに巻線を巻装すると共に、この巻線の端末部を前記セグメントに接続し、前記セグメントに前記ブラシを摺接させることで前記巻線に給電を行う、６極９スロット９セグメントの電動モータにおいて、
   前記アーマチュアコアの各ティースの径方向外側の先端部に、周方向両側へ張り出す一対の鍔部を有し、
   周方向で隣接するティース間で互いに対向する前記鍔部の間に、前記ティースにおける前記鍔部を除くティース本体の周方向幅の少なくとも２倍の隙間が形成され、
   前記各ティースの先端部の外周側に、軸方向に延びる一対の溝が形成され、
   前記一対の溝は、前記ティース本体の周方向の両側面と面一となる第１内側面と、前記第１内側面から前記鍔部の張り出し方向に離間して配置される第２内側面とを有することを特徴とする電動モータ。
2. 請求項１に記載の電動モータを備え、
   前記回転軸の前記ヨークから突出した部位に、減速機構が着脱自在に連結されると共に、前記回転軸の回転が前記減速機構に伝達されることを特徴とする減速機付モータ。

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