JP6663280B2 - モータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、４つのマグネットの内側にアーマチュアが回転自在に設けられ、小型軽量化が図られたモータ装置の改良に関する。

従来、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンド装置等の駆動源には、小型でありながら大きな出力が得られる減速機構付きのモータ装置が用いられている。そして、車室内の操作スイッチ等を操作することでモータ装置が正方向または逆方向に回転駆動され、これによりウィンドガラス等の開閉体が開閉される。

このようなモータ装置には、例えば、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１に記載されたモータ装置はモータヨークを備えており、その内部にはアーマチュア軸が回転自在に設けられている。そして、アーマチュア軸にはリングマグネットが固定されており、当該リングマグネットの回転状態をホールセンサで検出することで、制御装置がアーマチュア軸の回転状態を制御するようにしている。

また、特許文献２に記載された技術では、リングマグネットやホールセンサに依らず、アーマチュアに巻装されたコイルに流れる駆動電流の大きさを制御装置等で検出することで、アーマチュア軸の回転状態を制御するようにしている。よって、特許文献２に記載された技術では、特許文献１に記載された技術に比して、モータ装置の小型軽量化を図ることができ、かつ制御ロジックを簡素化して制御装置等への負荷を軽減できるといったメリットを備えている。

特開２００９−０１１０７７号公報 特開２０１４−１９３０８０号公報

上述の特許文献２に記載されたモータ装置は、図１１に示すように、一対の円弧部ａおよび一対の平坦部ｂを有する断面が小判形状のヨークｃを備えている。円弧部ａと平坦部ｂとの接続部（合計４箇所）には、マグネットｄがそれぞれ近接配置されている。４つのマグネットｄは、ヨークｃの周方向に沿って９０度間隔で配置され、これによりヨークｃの周方向で隣り合うマグネットｄの間には、それぞれ同じ間隔寸法ｅの隙間ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４が形成されている。

４つのマグネットｄの径方向内側には、アーマチュアｆが回転自在に設けられ、アーマチュアｆには、コイルｇが巻装された１０個のスロットｈが設けられている。すなわち、特許文献２に記載されたモータ装置は、４極１０スロット型のモータ装置となっている。これにより、モータ装置を扁平形状にしつつ、大きな出力が可能となり、車両への搭載性を向上させている。

しかしながら、隙間ｐ１および隙間ｐ３に対応する部分（図中破線楕円）では、円弧部ａとマグネットｄとの間のギャップが大きく、隙間ｐ２および隙間ｐ４に対応する部分（図中実線楕円）では、平坦部ｂとマグネットｄとの間のギャップが小さくなっている。したがって、円弧部ａに対応した隙間ｐ１および隙間ｐ３の部分（ギャップ大）では、界磁が弱くなる（磁気抵抗が高くなる）。これに対し、平坦部ｂに対応した隙間ｐ２および隙間ｐ４の部分（ギャップ小）では、界磁が強くなる（磁気抵抗が低くなる）。よって、上述の特許文献２に記載されたモータ装置では、アーマチュアｆの回転に伴う界磁の変化（界磁のムラ）が大きかった。

この界磁の変化に起因して、アーマチュアｆが１回転する間に１０回の電流リプル（脈流）が発生する。つまり、上述の特許文献２に記載されたモータ装置では、１０次成分の電流リプルが大きかった。なお、４極１０スロット型のモータ装置では、通常、電流リプルの基本成分は２０次であり、この２０次成分の電流リプルの大きさと、１０次成分の電流リプルの大きさとが近いと、１０次成分の電流リプルがノイズとして作用してＳ／Ｎ比を悪化させてしまう。よって、上述の特許文献２に記載されたモータ装置では、制御装置により駆動電流の大きさを検出させて、アーマチュアｆの回転状態を精密に制御するのが難しかった。

本発明の目的は、１０次成分の電流リプルを積極的に増加させてＳ／Ｎ比を良好にし、ひいてはアーマチュアの回転状態を精密に制御可能にしたモータ装置を提供することにある。

本発明の一態様では、一対の円弧部および一対の平坦部を備え、断面が小判形状とされたヨークと、前記ヨークの内側に互いに間隔を開けて設けられた４つのマグネットと、前記４つのマグネットの内側に隙間を介して回転自在に設けられたアーマチュアと、を有するモータ装置であって、前記アーマチュアに巻装されたコイルと、前記アーマチュアの回転中心に設けられたアーマチュア軸と、前記アーマチュア軸に設けられ、前記コイルが接続された１０個のセグメントを備えたコンミテータと、前記コンミテータに摺接し、前記コイルに駆動電流を供給する一対のブラシと、を有し、前記一対のブラシが、前記コンミテータの回転中心を中心に、互いに７２度の離間角度または１０８度の離間角度で配置され、かつ前記コンミテータの回転中心から前記一対のブラシに向けて延ばしたそれぞれの線分が、前記円弧部と交差している。

本発明の他の態様では、前記コンミテータの回転中心から前記一対のブラシに向けて延ばしたそれぞれの線分が、前記一対の円弧部のうちのいずれか一方と交差している。

本発明の他の態様では、前記１０個のセグメントのうち、前記コンミテータの回転中心を中心に対向配置された一対のセグメントが、互いに均圧線により電気的に接続されている。

本発明の他の態様では、前記アーマチュアの回転状態を制御する制御装置が設けられ、前記制御装置は、前記アーマチュアの回転により発生する電流リプルの値に基づいて、前記アーマチュアの回転状態を制御する。

本発明によれば、ヨークの内側に互いに間隔を開けて設けられた４つのマグネットと、１０個のセグメントを備えたコンミテータと、コンミテータに摺接する一対のブラシと、を有し、一対のブラシが、コンミテータの回転中心を中心に、互いに７２度の離間角度または１０８度の離間角度で配置されている。

これにより、コンミテータの回転に伴い、一対のブラシが互いに隣り合うセグメントを同時に跨ぐようになり、その結果、有効導体数の変化を大きくすることができる。この有効導体数の変化は、１０個のセグメントを有するので、コンミテータが１回転する間に１０回となる。したがって、有効導体数の変化に起因した１０次成分の電流リプルを増加させてＳ／Ｎ比を良好にすることができ、ひいてはアーマチュアの回転状態を精密に制御できるようになる。

本発明のモータ装置を示す平面図である。 図１のＡ矢視図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 １０次成分（本発明）の電流リプルの発生を説明する図である。 ２０次成分（比較例）の電流リプルの発生を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は、Ｓ／Ｎ比が向上したことを示すグラフである。 実施の形態２のモータ装置の図４に対応した概要図である。 実施の形態３のモータ装置の図４に対応した概要図である。 実施の形態４のモータ装置の図４に対応した概要図である。 従来技術のモータ装置を説明する図３に対応した断面図である。

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は本発明のモータ装置を示す平面図を、図２は図１のＡ矢視図を、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図を、図４は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図を、図５は１０次成分（本発明）の電流リプルの発生を説明する図を、図６は２０次成分（比較例）の電流リプルの発生を説明する図を、図７（ａ），（ｂ）はＳ／Ｎ比が向上したことを示すグラフをそれぞれ示している。

図１および図２に示すモータ装置１０は、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンド装置（図示せず）の駆動源として用いられ、ウィンドガラスを昇降させるウィンドレギュレータ（図示せず）を駆動するものである。モータ装置１０は、小型でありながら大きな出力が得られる減速機構付きのモータ装置であり、車両のドア内に形成された幅狭のスペース（図示せず）に設置される。モータ装置１０は、モータ部２０とギヤ部４０とを備え、これらは互いに３つの締結ネジ１１（図２参照）により連結され、ユニット化されている。

図１ないし図４に示すように、モータ部２０は、一対の第１，第２円弧部２１ａ，２１ｂと、一対の第１，第２平坦部２２ａ，２２ｂとを有し、断面が小判形状に形成されたヨーク２３を備えている。具体的には、図３に示すように、時計回り方向に、第１円弧部２１ａ，第１平坦部２２ａ，第２円弧部２１ｂ，第２平坦部２２ｂをこの順番で接続することで、ヨーク２３の断面は小判形状となっている。これにより、ヨーク２３は、断面が円形形状のヨーク（図示せず）に比して扁平形状とされ、車両への搭載性が向上している。

ヨーク２３は、導電性を有する金属板を深絞り加工（プレス加工）等することで、有底筒状に形成されている。そして、図１に示すように、ヨーク２３の開口部分に近接する部位には、ブラシホルダ組付部２４が形成され、当該ブラシホルダ組付部２４とヨーク２３の底面部分との間には、マグネット組付部２５が形成されている。

ヨーク２３のマグネット組付部２５の径方向内側には、図３および図４に示すように、断面が略円弧形状に形成された第１マグネット２６ａ，第２マグネット２６ｂ，第３マグネット２６ｃ，第４マグネット２６ｄ（合計４つ）が、互いに間隔を開けて設けられている。第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄは、ヨーク２３における第１円弧部２１ａと第１平坦部２２ａとの間，第１平坦部２２ａと第２円弧部２１ｂとの間，第２円弧部２１ｂと第２平坦部２２ｂとの間，第２平坦部２２ｂと第１円弧部２１ａとの間の接続部ＣＮに、それぞれ近接配置されている。

ここで、第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄが発生する磁束（図示せず）は、ヨーク２３の４箇所に分散されるため、例えば、２極のモータ装置に比してヨーク２３には磁束が集中しない。これにより、ヨーク２３を薄肉化して、モータ装置１０の小型軽量化を図ることができる。

第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄは、何れも同じ形状に形成され、ヨーク２３の周方向に沿って互いに９０度（deg）間隔（等間隔）で配置されている。より具体的には、４つあるうちの第１マグネット２６ａおよび第２マグネット２６ｂは、アーマチュア２７の回転方向に沿う第１円弧部２１ａの両側に配置され、これらの第１，第２マグネット２６ａ，２６ｂの背面側は、接着剤等（図示せず）により、第１円弧部２１ａの径方向内側に強固に固定されている。また、４つあるうちの第３マグネット２６ｃおよび第４マグネット２６ｄは、アーマチュア２７の回転方向に沿う第２円弧部２１ｂの両側に配置され、これらの第３，第４マグネット２６ｃ，２６ｄの背面側は、接着剤等により、第２円弧部２１ｂの径方向内側に強固に固定されている。

さらに、４つあるうちの第２マグネット２６ｂおよび第３マグネット２６ｃは、アーマチュア２７の回転方向に沿う第１平坦部２２ａの両側に配置され、４つあるうちの第４マグネット２６ｄおよび第１マグネット２６ａは、アーマチュア２７の回転方向に沿う第２平坦部２２ｂの両側に配置されている。

アーマチュア２７の回転方向に沿う第１マグネット２６ａと第２マグネット２６ｂとの間には、間隔寸法Ｇの隙間Ｐ１が形成されている。なお、アーマチュア２７を挟んで第１，第２マグネット２６ａ，２６ｂと対向する第３，第４マグネット２６ｃ，２６ｄ間の隙間Ｐ３についても、間隔寸法Ｇとなっている。また、アーマチュア２７の回転方向に沿う第２マグネット２６ｂと第３マグネット２６ｃとの間にも、間隔寸法Ｇの隙間Ｐ２が形成されている。なお、アーマチュア２７を挟んで第２，第３マグネット２６ｂ，２６ｃと対向する第４，第１マグネット２６ｄ，２６ａ間の隙間Ｐ４についても、間隔寸法Ｇとなっている。

これにより、隙間Ｐ１および隙間Ｐ３に対応する部分（図中破線楕円）において、第１，第２円弧部２１ａ，２１ｂと、第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄとの間のギャップ（エアギャップ）は、従前と同じ「界磁弱」の大きさとなっている。また、隙間Ｐ２および隙間Ｐ４に対応する部分（図中実線楕円）において、第１，第２平坦部２２ａ，２２ｂと、第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄとの間のギャップは、従前と同じ「界磁強」の大きさとなっている。

したがって、アーマチュア２７の回転に伴う界磁の変化（界磁のムラ）は、従前と同様に比較的大きなものとなっており、この界磁の変化に起因して、アーマチュア２７が１回転する間に、従前と同様に１０回の電流リプル（脈流）が発生する。

図１，図３および図４に示すように、第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄの径方向内側には、所定の隙間Ｓを介してアーマチュア２７が回転自在に設けられている。アーマチュア２７は、合計１０個のスロット２７ａを備えており、これらのスロット２７ａには、コイル２８が重ね巻き等の巻き方で巻装されている。つまり、本実施の形態に係るモータ装置１０は、４極１０スロット型のモータ装置であり、小型軽量化に優れた構造を採用している。

アーマチュア２７の回転中心には、アーマチュア軸２９が貫通して固定されている。アーマチュア軸２９の軸方向一側（図１中左側）は、ヨーク２３の底部に設けられた軸受部材（図示せず）により回転自在に支持されている。また、アーマチュア軸２９の軸方向他側（図１中右側）は、ギヤケース４１の内部に設けられた軸受部材（図示せず）により回転自在に支持されている。

図１に示すように、アーマチュア軸２９の長手方向に沿う中央寄りの部分で、かつアーマチュア２７に近接する部位には、コンミテータ（整流子）３０が一体に設けられている。コンミテータ３０は、図４に示すように、合計１０個の整流子片（セグメント）３１（No.1〜No.10）をモールド成形することで、略円柱形状に形成されている。これらの整流子片３１は、１０個のスロット２７ａ（図３参照）に対応して設けられ、各整流子片３１には、コイル２８が電気的に接続されている。

また、１０個の整流子片３１のうち、コンミテータ３０（アーマチュア軸２９）を中心に対向配置された一対の整流子片３１同士は、互いに同電位となるべき整流子片３１であり、コイル２８と同じ導線よりなる均圧線（接続線）３４（図中二点鎖線）により互いに電気的に接続されている。具体的には、No.1とNo.6，No.2とNo.7，No.3とNo.8，No.4とNo.9，No.5とNo.10の整流子片３１同士が、均圧線３４により互いに電気的に接続されている。これにより、４極１０スロット型のモータ装置１０を、２個のブラシ３２で回転可能となっており、ひいてはモータ騒音を低減することができる。

ここで、図示においては、２個のブラシ３２が接触している整流子片３１に対応する均圧線３４のみを記載して明確化を図っている。具体的には、図４においては、整流子片３１のNo.2とNo.7およびNo.5とNo.10をそれぞれ結ぶ均圧線３４（合計２本）のみを記載している。そして、２個のブラシ３２からコンミテータ３０を介してコイル２８に駆動電流を供給することで、アーマチュア２７には電磁力が発生する。これにより、アーマチュア軸２９が正方向または逆方向に回転するようになっている。

ヨーク２３の開口側に形成されたブラシホルダ組付部２４には、プラスチック等の樹脂材料よりなるブラシホルダ（図示せず）が装着されている。ここで、ブラシホルダ組付部２４においても、一対の円弧部２４ａおよび一対の平坦部２４ｂを備えており、図４に示すように断面が小判形状に形成されている。これによっても、図２に示すように、モータ装置１０を扁平形状として、車両への搭載性が向上している。

ブラシホルダには、図４に示すように、それぞれ同じ形状に形成された一対のブラシ３２が、コンミテータ３０の径方向に移動自在に設けられている。そして、各ブラシ３２は一対のスプリング３３の弾性力によりそれぞれコンミテータ３０に向けて押圧されている。これにより、各ブラシ３２は確実にコンミテータ３０上を摺接して、ひいてはコイル２８に安定した駆動電流を供給できるようになっている。

図４に示すように、各ブラシ３２をアーマチュア２７（アーマチュア軸２９）の軸方向から見たときに、一方のブラシ（第１ブラシ）３２は第１マグネット２６ａに対応する箇所に配置され、他方のブラシ（第２ブラシ）３２は第２マグネット２６ｂに対応する箇所に配置されている。そして、各ブラシ３２は、コンミテータ３０（アーマチュア２７）の回転中心を中心に、互いに「７２度（deg）」の離間角度で配置されている。

このように、各ブラシ３２の離間角度を「７２度」とすることで、コンミテータ３０の回転に伴って、各ブラシ３２が同時に隣り合う整流子片３１を跨ぐようにしている。具体的には、図４を参照しつつ、コンミテータ３０が時計回り方向に回転した場合において、一方のブラシ３２がNo.10の整流子片３１とNo.9の整流子片３１とを跨ぐと、これと同時に、他方のブラシ３２がNo.2の整流子片３１とNo.1の整流子片３１とを跨ぐようになっている。

このように、本実施の形態においては、第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄのアーマチュア２７を中心とした互いの離間角度を「９０度」とする一方で、アーマチュア２７を中心とした各ブラシ３２の離間角度を「７２度」として、互いに「１８度（deg）」のズレを設けている。

図１に示すように、ギヤ部４０は、プラスチック等の樹脂材料により所定形状に形成されたギヤケース４１を備えている。ギヤケース４１の内部には、ウォーム減速機よりなる減速機構ＳＤが回転自在に収容されている。減速機構ＳＤは、アーマチュア軸２９の軸方向他側（図中右側）に一体に設けられたウォーム２９ａ（詳細図示せず）と、当該ウォーム２９ａに噛み合わされる歯部（図示せず）を備えたウォームホイール４２とから形成されている。

また、ウォームホイール４２の回転中心には、セレーション部４２ａを備えた出力部４２ｂが一体に設けられている。この出力部４２ｂは、ウィンドレギュレータの入力部（図示せず）に動力伝達可能に接続される。そして、減速機構ＳＤは、アーマチュア軸２９の回転を所定の速度にまで減速して高トルク化し、この高トルク化した回転力を、ギヤケース４１の外部に設けられたウィンドレギュレータに出力するようになっている。

さらに、ギヤケース４１には、車両側の外部コネクタ（図示せず）に接続されるコネクタ接続部４３が設けられている。コネクタ接続部４３には、図２に示すように、第１端子４３ａと第２端子４３ｂとが埋設されている。そして、各端子４３ａ，４３ｂの一端部は、各ブラシ３２（図４参照）にそれぞれ電気的に接続され、各端子４３ａ，４３ｂの他端部は、外部コネクタを介して車載コントローラ（制御装置）ＣＴに電気的に接続される。

ここで、車載コントローラＣＴは、モータ装置１０に所定の大きさの駆動電流を供給するとともに、モータ装置１０のアーマチュア２７の回転により周期的に発生する電流リプル（脈流）を検出し、この検出された電流リプルの値に基づいて、アーマチュア２７（アーマチュア軸２９）の回転状態を制御するようになっている。なお、車載コントローラＣＴにより極性（プラス／マイナス）を切り替えることで、アーマチュア２７の回転方向が切り替えられる。

次に、以上のように形成したモータ装置１０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。

図５に示すように、各ブラシ３２を介してコイル２８（図３参照）に駆動電流を供給すると、各ブラシ３２に対してコンミテータ３０が時計方向に回転する。すると、駆動電流が有効に流れる有効導体数が、図中左側から１０→６→１０→６・・・のように差「４」を持って大きく変化する。これは、各ブラシ３２が隣り合う整流子片３１を同時に跨ぐ時に、有効導体数が一時的に「６」となり、各ブラシ３２が隣り合う整流子片３１を何れも跨がない時に、全ての整流子片３１が有効となって有効導体数が「１０」になることに起因する。

具体的には、図５に示すように、有効導体数が「６」の場合には、各ブラシ３２が同時にそれぞれ跨いで隣り合う整流子片３１が同電位となり、実質的にそれらが一つずつの整流子片となる（淡色網掛け部／濃色網掛け部）。したがって、均圧線３４があることから、コンミテータ３０を中心に対向した網掛け部の４箇所と、その他の白抜き部の２箇所とで、有効導体数は合計「６」となる。これにより、各ブラシ３２に対してコンミテータ３０が回転すると、図５の下段に示すように、大きな電流リプルが周期的に発生することになる。

ここで、有効導体数の変化に起因する電流リプルの発生周期は、コンミテータ３０が１０個の整流子片３１を備え、かつ２個のブラシ３２を７２度間隔で配置して隣り合う整流子片３１を同時に跨ぐように構成した関係から、「３６［deg］周期」となる。したがって、有効導体数の変化に起因する電流リプルの発生回数は、アーマチュア２７が１回転する毎に「１０回」となり、これが「１０次成分の電流リプル」として車載コントローラＣＴに送出される。これにより、車載コントローラＣＴは、アーマチュア２７の回転状態（回転数や回転位置等）を検出することができ、かつ検出された電流リプルの値に基づいて、アーマチュア２７の回転状態を制御することができる。

ここで、図６に示すように、各ブラシＢＲを、コンミテータＣＭの回転中心を中心に、互いに「９０度（deg）」の離間角度で配置した比較例（上述の特許文献１に記載されたような通常のブラシ配置）においては、各ブラシＢＲを介してコイルに駆動電流を供給すると、各ブラシＢＲに対してコンミテータＣＭが時計方向に回転する。すると、駆動電流が有効に流れる有効導体数が、図中左側から８→１０→８→１０・・・のように、導体数差「２」を持って変化する。これは、各ブラシＢＲが隣り合う整流子片ＣＰをそれぞれ交互に跨いで、跨いでいる間には有効導体数が一時的に「８」となり、各ブラシＢＲが隣り合う整流子片ＣＰを跨がない場合には、全ての整流子片ＣＰが有効となり有効導体数が「１０」になることに起因する。

具体的には、図６に示すように、有効導体数が「８」の場合には、ブラシＢＲが跨いだ隣り合う整流子片ＣＰが同電位となり実質的に一つの整流子片となる（図中網掛け部）。したがって、均圧線ＰＬがあることから、コンミテータＣＭを中心に対向した網掛け部の２箇所と、その他の白抜き部の６箇所とで、有効導体数は合計「８」となる。これにより、各ブラシＢＲに対してコンミテータＣＭが回転すると、図６の下段に示すように、上述した本実施の形態（図５参照）よりも小さな電流リプルが周期的に発生することになる。

ここで、比較例における電流リプルの発生周期は、コンミテータＣＭが１０個の整流子片ＣＰを備え、かつ２個のブラシＢＲを９０度間隔で配置して隣り合う整流子片ＣＰを交互に跨ぐように構成した関係から、「１８［deg］周期」となる。したがって、比較例における電流リプルの発生回数は、アーマチュア２７が１回転する毎に「２０回」となり、これが「２０次成分の電流リプル」として車載コントローラＣＴに送出されることになる。

すなわち、本実施の形態では、「２０次成分の電流リプル」の発生を抑制しつつ、図５に示すように「１０次成分の電流リプル」の発生を増加させている。したがって、本実施の形態では、断面が小判形状のヨーク２３に９０度間隔で第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄを配置したことに起因する「１０次成分の電流リプル」（図３参照）と、コンミテータ３０が１０個の整流子片３１を備え、かつ２個のブラシ３２を７２度間隔で配置して隣り合う整流子片３１を同時に跨ぐように構成したことに起因する「１０次成分の電流リプル」（図５参照）とを、それぞれ重畳させることができる。

よって、本実施の形態では、比較例に比して、「２０次成分の電流リプル」の発生を抑えつつ、大きな値の「１０次成分の電流リプル」を発生させることが可能となっている。これを電流パワースペクトル［Arms²］としてグラフで示すと、図７（ａ）のようになる。すなわち、図７（ａ）に示すように、本実施の形態（本発明）では、１０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］を、２０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］よりも大きくして、両者の間隔を広くすることができた。特に、モータ装置１０を通常の状態で駆動する場合（障害物が無くウィンドガラスをスムーズに昇降させる場合）の駆動電流ポイントＡＰにおいて、両者の間隔は十分に広くなっており、Ｓ／Ｎ比が良好であることが判る。これにより、車載コントローラＣＴは、「１０次成分の電流リプル」のみを精度良くピックアップすることができ、制御精度を大幅に向上させることが可能となる。

これに対し、比較例においては、図７（ｂ）に示すように、２０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］が大きく、かつ本実施の形態に比して、１０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］が２０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］に近い値を呈している。そのため、Ｓ／Ｎ比が悪化して、車載コントローラの制御精度の低下を招いていた。特に、モータ装置１０を通常の状態で駆動する場合の駆動電流ポイントＡＰにおいて、両者の間隔はより狭く、Ｓ／Ｎ比の悪化が顕著であった。

以上詳述したように、本実施の形態に係るモータ装置１０によれば、ヨーク２３の内側に互いに間隔を開けて設けられた第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄと、１０個の整流子片３１を備えたコンミテータ３０と、コンミテータ３０に摺接する一対のブラシ３２と、を有し、各ブラシ３２を、コンミテータ３０の回転中心を中心に、互いに「７２度」の離間角度で配置した。

これにより、コンミテータ３０の回転に伴い、一対のブラシ３２が互いに隣り合う整流子片３１を同時に跨ぐようになり、その結果、有効導体数の変化を大きくすることができる（導体数差「４」）。この有効導体数の変化は、１０個の整流子片３１を有するので、コンミテータ３０が１回転する間に１０回となる。したがって、有効導体数の変化に起因した「１０次成分の電流リプル」を増加させてＳ／Ｎ比を良好にすることができ、ひいてはアーマチュア２７の回転状態を精密に制御できるようになる。

また、本実施の形態に係るモータ装置１０によれば、１０個の整流子片３１のうち、コンミテータ３０の回転中心を中心に対向配置された一対の整流子片３１を、互いに均圧線３４により電気的に接続したので、２個のブラシ３２で４極１０スロット型のモータ装置１０を回転させることができる。よって、さらなる小型軽量化とモータ騒音の低減を実現できる。

さらに、本実施の形態に係るモータ装置１０によれば、ヨーク２３は第１，第２円弧部２１ａ，２１ｂおよび第１，第２平坦部２２ａ，２２ｂを備え、その断面が小判形状となっている。これにより、モータ装置１０に「１０次成分の電流リプル」を発生させつつ、車両への搭載性を向上させることが可能となる。

また、本実施の形態に係るモータ装置１０によれば、アーマチュア２７の回転状態を制御する車載コントローラＣＴが設けられ、車載コントローラＣＴは、アーマチュア２７の回転により発生する「１０次成分の電流リプル」の値に基づいて、アーマチュア２７の回転状態を制御する。よって、アーマチュア２７の回転状態を検出するためにホールセンサ等を別途設ける必要が無く、モータ装置１０の小型軽量化を図ることができ、かつ制御ロジックを簡素化して車載コントローラＣＴへの負荷を軽減することができる。

次に、本発明の実施の形態２ないし実施の形態４について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８は実施の形態２のモータ装置の図４に対応した概要図を、図９は実施の形態３のモータ装置の図４に対応した概要図を、図１０は実施の形態４のモータ装置の図４に対応した概要図をそれぞれ示している。

図８に示すように、実施の形態２に係るモータ装置５０では、実施の形態１のモータ装置１０（図４参照）に比して、一対のブラシ３２の配置箇所がそれぞれ異なっている。具体的には、各ブラシ３２をアーマチュア軸２９の軸方向から見たときに、一方のブラシ（第１ブラシ）３２は第３マグネット２６ｃに対応する箇所に配置され、他方のブラシ（第２ブラシ）３２は第４マグネット２６ｄに対応する箇所に配置されている。そして、実施の形態２のモータ装置５０においても、各ブラシ３２は、コンミテータ３０の回転中心を中心に、互いに「７２度」の離間角度で配置されている。

すなわち、コンミテータ３０の回転に伴い、各ブラシ３２は同時に隣り合う整流子片３１を跨ぐようになっている。具体的には、図８を参照しつつ、コンミテータ３０が時計回り方向に回転した場合において、一方のブラシ３２がNo.5の整流子片３１とNo.4の整流子片３１とを跨ぐと、これと同時に、他方のブラシ３２がNo.7の整流子片３１とNo.6の整流子片３１とを跨ぐようになっている。

図９に示すように、実施の形態３に係るモータ装置６０では、実施の形態１のモータ装置１０（図４参照）に比して、他方のブラシ（第２ブラシ）３２の配置箇所が異なっている。具体的には、各ブラシ３２をアーマチュア軸２９の軸方向から見たときに、一方のブラシ（第１ブラシ）３２は第１マグネット２６ａに対応する箇所に配置され、他方のブラシ３２は第４マグネット２６ｄに対応する箇所に配置されている。そして、実施の形態３のモータ装置６０においては、各ブラシ３２は、コンミテータ３０の回転中心を中心に、互いに「１０８度」の離間角度で配置されている。

ここで、各ブラシ３２の離間角度を「１０８度」としても、コンミテータ３０の回転に伴い、各ブラシ３２は同時に隣り合う整流子片３１を跨ぐようになっている。具体的には、図９を参照しつつ、コンミテータ３０が時計回り方向に回転した場合において、一方のブラシ３２がNo.10の整流子片３１とNo.9の整流子片３１とを跨ぐと、これと同時に、他方のブラシ３２がNo.7の整流子片３１とNo.6の整流子片３１とを跨ぐようになっている。

図１０に示すように、実施の形態４に係るモータ装置７０では、実施の形態１のモータ装置１０（図４参照）に比して、一方のブラシ（第１ブラシ）３２の配置箇所が異なっている。具体的には、各ブラシ３２をアーマチュア軸２９の軸方向から見たときに、一方のブラシ３２は第２マグネット２６ｃに対応する箇所に配置され、他方のブラシ（第２ブラシ）３２は第２マグネット２６ｂに対応する箇所に配置されている。そして、実施の形態４のモータ装置７０においても、実施の形態３のモータ装置６０と同様に、各ブラシ３２は、コンミテータ３０の回転中心を中心に、互いに「１０８度」の離間角度で配置されている。

ここで、実施の形態４のモータ装置７０においても、実施の形態３のモータ装置６０と同様に、コンミテータ３０の回転に伴い、各ブラシ３２は同時に隣り合う整流子片３１を跨ぐようになっている。具体的には、図１０を参照しつつ、コンミテータ３０が時計回り方向に回転した場合において、一方のブラシ３２がNo.5の整流子片３１とNo.4の整流子片３１とを跨ぐと、これと同時に、他方のブラシ３２がNo.2の整流子片３１とNo.1の整流子片３１とを跨ぐようになっている。

以上のように構成した実施の形態２ないし実施の形態４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、上記各実施の形態においては、モータ装置１０，５０，６０，７０を、パワーウィンド装置の駆動源に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、小型軽量化が望まれる他の車載装置、例えばパワースライドドア装置，シートスライド装置，ワイパ装置等の駆動源にも適用することができる。

その他、上記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、上記実施の形態に限定されない。

１０ モータ装置
１１ 締結ネジ
２０ モータ部
２１ａ 第１円弧部（円弧部）
２１ｂ 第２円弧部（円弧部）
２２ａ 第１平坦部（平坦部）
２２ｂ 第２平坦部（平坦部）
２３ ヨーク
２４ ブラシホルダ組付部
２４ａ 円弧部
２４ｂ 平坦部
２５ マグネット組付部
２６ａ 第１マグネット（マグネット）
２６ｂ 第２マグネット（マグネット）
２６ｃ 第３マグネット（マグネット）
２６ｄ 第４マグネット（マグネット）
２７ アーマチュア
２７ａ スロット
２８ コイル
２９ アーマチュア軸
２９ａ ウォーム
３０ コンミテータ
３１ 整流子片（セグメント）
３２ ブラシ
３３ スプリング
３４ 均圧線（接続線）
４０ ギヤ部
４１ ギヤケース
４２ ウォームホイール
４２ａ セレーション部
４２ｂ 出力部
４３ コネクタ接続部
４３ａ 第１端子
４３ｂ 第２端子
５０，６０，７０ モータ装置
ＢＲ ブラシ
ＣＭ コンミテータ
ＣＮ 接続部
ＣＰ 整流子片
ＣＴ 車載コントローラ（制御装置）
Ｐ１〜Ｐ４ 隙間
ＰＬ 均圧線
Ｓ 隙間
ＳＤ 減速機構
ａ 円弧部
ｂ 平坦部
ｃ ヨーク
ｄ マグネット
ｅ 間隔寸法
ｆ アーマチュア
ｇ コイル
ｈ スロット
ｐ１〜ｐ４ 隙間

Claims (4)

1. 一対の円弧部および一対の平坦部を備え、断面が小判形状とされたヨークと、
   前記ヨークの内側に互いに間隔を開けて設けられた４つのマグネットと、
   前記４つのマグネットの内側に隙間を介して回転自在に設けられたアーマチュアと、
   を有するモータ装置であって、
   前記アーマチュアに巻装されたコイルと、
   前記アーマチュアの回転中心に設けられたアーマチュア軸と、
   前記アーマチュア軸に設けられ、前記コイルが接続された１０個のセグメントを備えたコンミテータと、
   前記コンミテータに摺接し、前記コイルに駆動電流を供給する一対のブラシと、
   を有し、
   前記一対のブラシが、前記コンミテータの回転中心を中心に、互いに７２度の離間角度または１０８度の離間角度で配置され、かつ前記コンミテータの回転中心から前記一対のブラシに向けて延ばしたそれぞれの線分が、前記円弧部と交差している、
   モータ装置。
2. 請求項１に記載のモータ装置において、
   前記コンミテータの回転中心から前記一対のブラシに向けて延ばしたそれぞれの線分が、前記一対の円弧部のうちのいずれか一方と交差している、
   モータ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のモータ装置において、
   前記１０個のセグメントのうち、前記コンミテータの回転中心を中心に対向配置された一対のセグメントが、互いに均圧線により電気的に接続されている、
   モータ装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ装置において、
   前記アーマチュアの回転状態を制御する制御装置が設けられ、前記制御装置は、前記アーマチュアの回転により発生する電流リプルの値に基づいて、前記アーマチュアの回転状態を制御する、
   モータ装置。

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