JP7090013B2 - ロータ、モータ及びブラシレスワイパーモータ - Google Patents

Description

本発明は、ロータ、モータ及びブラシレスワイパーモータに関する。

従来から、界磁用の永久磁石をロータコアの表面に有する表面磁石（ＳＰＭ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）型のロータとして、周方向に並ぶ永久磁石間においてロータコアの径方向外方に突出する突部を備えるインセット型のロータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このロータにおいて、ロータコア及び突部は、磁性材料によって形成されている。ロータコアの突部は、突出方向をステータのコイルによる鎖交磁束が流れやすい方向とするとともに鎖交磁束の磁路の磁気抵抗（リラクタンス）を小さくするように、ロータコアを回転させるリラクタンストルクを発生させる。

国際公開第２０１５／１０２０４７号

ところで、上記したようなロータでは、ステータのコイルによる鎖交磁束は、ロータコアの突部に向かって吸引されるように流れやすくなることに起因して、永久磁石の端部などにおいて磁石内部に侵入して、磁石内部に減磁界を発生させる場合がある。このため、ステータのコイルの鎖交磁束による永久磁石の減磁を抑制することが望まれている。

そこで、本発明は、ステータのコイルの鎖交磁束による磁石の減磁を抑制することができるロータ、モータ及びブラシレスワイパーモータを提供することを目的とする。

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、本発明のロータは、回転軸線回りに回転するシャフトと、前記シャフトを保持するとともに、前記回転軸線を径方向中心として回転するロータコアと、前記ロータコアの外周面に配置された磁石と、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おいて前記ロータコアの径方向の外方に向かって突出する突極と、を備え、前記磁石は、前記周方向の両端部に形成された磁石側面と、前記周方向の両端部で、かつ前記磁石側面の径方向外側に設けられ、他の部位よりも固有保磁力が大きい保磁部と、を備え、前記磁石側面は、前記突極の前記周方向の突極側面に沿うように形成され、かつ前記周方向で前記突極側面と対向しており、前記周方向で前記突極側面と対向する前記保磁部の保磁部側面は、前記突極側面から離間している。

このような構成によれば、磁石の周方向の両端部は保磁部を備えることによって、周方向の中央部などの他の部位に比べて、固有保磁力が大きい。これにより、磁石の周方向の両端部において、ステータのコイルの鎖交磁束による減磁が生じることを抑制することができる。

また、本発明のロータでは、前記保磁部は、前記両端部において前記磁石の磁化方向から見て前記磁石と前記突極とが接触する範囲を含む領域に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、保磁部は、磁石の磁化方向に応じて磁化方向の厚みが他の部位に比べて小さくなる場合がある周方向の両端部において、磁石と突極とが接触する範囲を含む領域に設けられる。これにより、周方向の両端部において、磁化方向の厚みが小さいことに起因してパーミアンスが低く、減磁が生じ易くなっている場合であっても、保磁部によって減磁を抑制することができる。

また、本発明のロータでは、前記保磁部は、前記両端部において前記磁化方向から見て前記突極を含む領域内に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、保磁部は、少なくとも磁石の磁化方向に沿って突極へと流れる鎖交磁束が磁石内部に侵入する領域に設けられる。これにより、鎖交磁束による磁石内部における減磁界の発生を抑制することができる。

また、本発明のロータでは、前記磁石の配向は、磁化容易方向が前記磁石の中央部における前記径方向と平行な方向となるパラレル配向であることが好ましい。

このような構成によれば、保磁部は、パラレル配向において磁化方向の厚みが他の部位に比べて小さくなる周方向の両端部に設けられる。これにより、周方向の中央部などの他の部位に比べて、磁化方向の厚みが小さいことに起因してパーミアンスが低く、減磁が生じやすい周方向の両端部において減磁を抑制することができる。

また、本発明のロータでは、前記保磁部は、前記両端部の外周部に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、ステータのコイルによる鎖交磁束がロータの径方向外方から突極に向かって磁石内部に侵入することを、外周部の保磁部によって抑制することができる。

また、本発明のロータでは、前記磁石における前記保磁部及び前記他の部位は、同一の材料から形成され、前記他の部位の残留磁束密度は、所定残留磁束密度よりも大きいことが好ましい。

このような構成によれば、保磁部によって減磁を抑制しながら、他の部位においては磁束密度を高くすることによって、磁石の磁気特性の安定性及び強さを確保することができる。

また、本発明のロータでは、前記保磁部は、希土類磁石によって形成され、前記他の部位は、フェライト磁石によって形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、保磁部によって減磁を抑制しながら、他の部位においては所望の強さの磁束密度を確保するために要する費用が嵩むことを抑制することができる。

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前記径方向の内方に突出する複数のティースを有するステータと、前記ティースに装着されるコイルと、前記複数のティースに対して前記径方向の内側に配置される上記のロータと、を備える。

このような構成によれば、モータは、磁石の周方向の両端部において他の部位に比べて固有保磁力が大きい保磁部を有するロータを備える。これにより、磁石の周方向の両端部においてステータのコイルの鎖交磁束による減磁が生じることを抑制することができる。

本発明のブラシレスワイパーモータは、上記のモータを備える。
このような構成によれば、磁石の周方向の両端部においてステータのコイルの鎖交磁束による減磁が生じることを抑制し、ブラシレスワイパーモータの所望の出力を確保することができる。

本発明によれば、ステータのコイルの鎖交磁束による磁石の減磁を抑制することが可能となる。

本発明の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。 本発明の実施形態におけるロータの一部を拡大して示す平面図であって、永久磁石における保磁部の配置範囲の下限の一例を示す図である。 本発明の実施形態におけるロータの一部を拡大して示す平面図であって、永久磁石における保磁部の配置範囲の上限の一例を示す図である。 本発明の実施形態におけるロータの突極への磁束の流れの一例を示す平面図である。 本発明の実施形態の変形例におけるロータを軸方向からみた平面図である。

以下、本発明の実施形態に係るロータ、モータ及びブラシレスワイパーモータについて、添付図面を参照しながら説明する。

（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及び図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ーの駆動源である。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、実施形態でのモータ部２は、特許請求の範囲におけるモータの一例である。
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から形成されている。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の外形は、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、径方向の外方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、径方向の外方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の内部空間には、第１モータケース６及び第２モータケース７の内側に嵌め合わ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及び図３に示すように、ステータ８は、筒状のコア部２１と、コア部２１から径方向の内方に向かって突出する複数（例えば、本第実施形態では６つ）のティース２２と、が一体成形された環状のステータコア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され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されてもよい。

ティース２２は、一体成形されたティース本体２２ａ及び一対の鍔部２２ｂを備える。ティース本体２２ａは、コア部２１の内周面から径方向に沿って内方に突出する。鍔部２２ｂは、ティース本体２２ａの径方向内側端から周方向に沿って延びる。一対の鍔部２２ｂは、ティース本体２２ａから周方向の外方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２２ｂ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に巻き付けられるようにコイル２４が装着されている。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発生させる。

（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、シャフト３１と、ロータコア３２と、４つの永久磁石３３と、を備えている。このように、モータ部２において、例えば、永久磁石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９は、シャフト３１の中心線（軸心）Ｃ１を回転軸線として、この回転軸線を径方向中心として回転する。
シャフト３１は、減速部３を構成するウォーム軸４４（図２参照）と一体成形されている。
ロータコア３２は、シャフト３１の外側に嵌め合わされるように固定されている。ロータコア３２の外形は、シャフト３１を軸心Ｃ１とする円柱状に形成されている。

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され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されてもよい。
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。シャフト３１は貫通孔３２ａに圧入されている。なお、ロータコア３２がシャフト３１の外側に嵌め合わされるように、相対的にシャフト３１が貫通孔３２ａに挿入され、接着剤等によってシャフト３１とロータコア３２とが固定されてもよい。
ロータコア３２において、径方向内側の内周面（つまり貫通孔３２ａの内周面）の円弧中心及び径方向外側の外周面３２ｂの円弧中心は、シャフト３１の軸心Ｃ１の位置と一致している。

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、ロータコア３２と一体的に径方向の外方に突出するとともにロータコア３２の軸方向全体に亘って延びるように形成されている。突極３５は、ロータコア３２と同様に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。
このように形成されたロータコア３２の外周面３２ｂにおいて、周方向で隣り合う２つの突極３５の間は、それぞれ磁石収納部３６として構成されている。
すなわち、ロータ９は、界磁用の永久磁石３３をロータコア３２の外周面３２ｂに有する表面磁石（ＳＰＭ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）型のロータであるとともに、周方向に並ぶ永久磁石３３間においてロータコア３２の径方向外方に突出する突極３５を備えるインセット型のロータである。

また、突極３５の先端部３５ａの先端面３５Ａ（つまり突出方向の外側の表面）には、軸方向に延びる凹部３８が形成されている。
また、突極３５の突出方向外側における周方向両側の角部には、丸面取り部３５ｂが形成されている。
また、突極３５は、周方向で対向する２つの側面３５ｃが突出方向に平行となるように形成されている。つまり、突極３５は、周方向の幅寸法が突出方向で均一になるように形成されている。

図４は、ロータ９において永久磁石３３における保磁部３９の配置範囲の下限の一例を示す図である。図５は、ロータ９において永久磁石３３における保磁部３９の配置範囲の上限の一例を示す図である。
４つの永久磁石３３は、ロータコア３２の外周面３２ｂに設けられる４つ磁石収納部３６に配置されている。各永久磁石３３は、磁石収納部３６において、例えば接着剤等によりロータコア３２に固定されている。

永久磁石３３は、例えば、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。つまり、永久磁石３３の配向は、磁化容易方向が永久磁石３３の中央部における径方向と平行な方向となるパラレル配向である。
そして、周方向で隣り合う永久磁石３３は、相互の磁化方向が反対方向となるように配置されている。４つの永久磁石３３は、周方向に磁極が互い違いになるように配置されている。つまり、外周側がＮ極とされた永久磁石３３と外周側がＳ極とされた永久磁石３３とは周方向で隣り合うように配置されている。これにより、周方向で隣り合う永久磁石３３の間に配置されるロータコア３２の突極３５は、磁極の境界（極境界）に位置している。

永久磁石３３において、径方向内側の内周面３３ｂの円弧中心Ｃｉは、シャフト３１の軸心Ｃ１の位置と一致している。径方向外側の外周面３３ａの円弧中心Ｃｏは、シャフト３１の軸心Ｃ１に対して偏心している。具体的には、永久磁石３３の外周面３３ａの円弧中心Ｃｏは、永久磁石３３の中心を通る径方向において軸心Ｃ１よりもロータコア３２の外周面３２ｂ寄りに設定されている。これにより、永久磁石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みが、周方向の中央部３３ｃにおける径方向の厚みよりも小さくなる。これに伴い、永久磁石３３の径方向外側の外周面３３ａとティース２２の内周面との間の隙間は、永久磁石３３の周方向の中央部３３ｃにおいて最も小さく、この周方向の中央部３３ｃから周方向外側に離間するに従って増大傾向に変化する。

永久磁石３３の内周面３３ｂは、ロータコア３２の外周面３２ｂのほぼ全体に接触している。また、永久磁石３３の周方向両側の各周方向側面３３ｄは、突極３５の側面３５ｃに接触している。周方向側面３３ｄは、円弧面３３ｆを介して径方向内側の内周面３３ｂに滑らかに接続されている。

永久磁石３３は、周方向両側の各端部３３ｓにおいて、他の部位よりも固有保磁力が大きい保磁部３９を備える。保磁部３９は、例えば、端部３３ｓの外周部３３ｔにおけるロータコア３２の軸方向のほぼ全体に亘って設けられている。
保磁部３９の外形は、例えば、永久磁石３３の径方向に所定の厚みを有するように内周面３９ａ及び外周面３９ｂが設けられた湾曲した板状などに形成されている。保磁部３９の外周面３９ｂは、永久磁石３３の外周面３３ａに滑らかに接続されている。
また、保磁部３９の周方向の両側における一対の側面３９ｃは、例えば、平坦面に形成されている。保磁部３９の周方向における外側の側面３９ｃは、永久磁石３３の周方向側面３３ｄに接続されている。

保磁部３９の周方向における外側の側面３９ｃは、突極３５の突出方向の外方に向かうことに伴い、漸次、永久磁石３３の周方向の中央部３３ｃに接近するように形成されている。外側の側面３９ｃは、周方向中央に向かうことに伴い、漸次、永久磁石３３の径方向の厚みを増大傾向に変化するように形成されている。つまり、永久磁石３３は、径方向の内方に向かうことに伴い、漸次、２つの側面３９ｃの周方向の間隔が低減傾向に変化するように形成されている。
また、保磁部３９の周方向の両側における一対の側面３９ｃは、例えば、永久磁石３３の周方向の中央部３３ｃにおける径方向と平行に設けられている。

保磁部３９は、永久磁石３３の磁化方向Ｄから見て永久磁石３３に接触する突極３５を含む領域内に設けられている。また、保磁部３９は、永久磁石３３の磁化方向Ｄから見て永久磁石３３と突極３５とが接触する範囲を少なくとも含む領域に設けられている。例えば、保磁部３９は、保磁部３９の周方向における内側の側面３９ｃが、図４に示す第１仮想直線Ｌ１と図５に示す第２仮想直線Ｌ２との間に配置されるようにして、永久磁石３３に設けられている。
図４に示す第１仮想直線Ｌ１は、永久磁石３３の磁化方向Ｄと平行であって、永久磁石３３と接触する突極３５の側面３５ｃにおいて永久磁石３３の周方向側面３３ｄと接触する領域の内周端３５ｄを含む。図５に示す第２仮想直線Ｌ２は、永久磁石３３の磁化方向Ｄと平行であって、永久磁石３３と接触する突極３５の側面３５ｃの内周端３５ｅを含む。

永久磁石３３において、保磁部３９と、保磁部３９以外の他の部位とは、例えば、同一の材料から形成され、保磁部３９以外の他の部位の残留磁束密度は、所定残留磁束密度よりも大きく形成されている。
なお、永久磁石３３において、保磁部３９と、保磁部３９以外の他の部位とは、例えば、異なる材料によって形成されてもよい。例えば、保磁部３９は、希土類磁石によって形成され、保磁部３９以外の他の部位は、フェライト磁石によって形成されてもよい。
また、保磁部３９と、保磁部３９以外の他の部位とは、例えば、同一グレードの同一材料から形成され、保磁部３９のみ粒界拡散合金によって形成されてもよい。同一グレードの材料とは、磁力及び耐熱性の程度がほぼ同一となる材料である。

（減速部）
図１及び図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の外形は、一面に開口部４０ａを有する箱状に形成されている。ギヤケース４０は、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とを通じさせる開口部４３が形成されている。

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に設けられ、内周面に不図示の滑り軸受を備える。
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の所望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されてもよい。

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、不図示のセンサ磁石が設けられている。このセンサ磁石は、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のセンサ磁石側（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のセンサ磁石側（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との間から塵埃又は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。

（ブラシレスモータの動作）
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において、コネクタ１１を介してコントローラ基板６２に供給された電力は、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。
すると、各コイル２４に流れる電流は、ステータ８（ティース２２）に所定の鎖交磁束を形成する。この鎖交磁束は、ロータ９の永久磁石３３により形成される有効磁束との間で磁気的な吸引力又は反発力（磁石トルク）を発生させる。
また、ロータコア３２の突極３５は、突出方向をステータ８（ティース２２）からの鎖交磁束が流れやすい方向とするとともに、鎖交磁束の磁路の磁気抵抗（リラクタンス）を小さくするように、ロータコア３２を回転させるリラクタンストルクを発生させる。
これらの磁石トルク及びリラクタンストルクは、ロータ９を継続的に回転させる。
ロータ９の回転は、シャフト３１と一体化されているウォーム軸４４に伝達され、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に伝達される。そして、ウォームホイール４５の回転は、ウォームホイール４５に連結されている出力軸４８に伝達され、出力軸４８は、所望の電装品を駆動させる。

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の回転位置の検出信号は、不図示の外部機器に出力される。不図示の外部機器は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びタイマーなどの電子回路を備えるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。また、不図示の外部機器の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路であってもよい。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を制御し、モータ部２の駆動制御を行う。なお、パワーモジュールの駆動信号の出力及びモータ部２の駆動制御は、不図示の外部機器の代わりにコントローラ部４によって実行されてもよい。

上述したように、本実施形態のロータ９によれば、永久磁石３３の周方向の両端部３３ｓは保磁部３９を備えることによって、周方向の中央部３３ｃなどの他の部位に比べて、固有保磁力が大きい。これにより、永久磁石３３の周方向の両端部３３ｓにおいて、ステータ８のコイル２４の鎖交磁束による減磁が生じることを抑制することができる。
図６は、ロータ９の突極３５への磁束の流れの一例を示す平面図である。
図６に示すように、ロータ９の回転時において、回転方向Ｒの前方側のティース２２から突極３５に向かってコイル２４による鎖交磁束が流れる場合、永久磁石３３の磁化方向Ｄに沿って内部に鎖交磁束が侵入するおそれがある。しかしながら、永久磁石３３の周方向の端部３３ｓの外周部３３ｔに設けられた保磁部３９は、永久磁石３３の磁化方向Ｄに沿って内部に鎖交磁束が侵入することを抑制し、永久磁石３３の内部に減磁界が生じることを抑制することが認められる。

また、保磁部３９は、パラレル配向の永久磁石３３において磁化方向の厚みが他の部位に比べて小さくなる周方向の両端部３３ｓにおいて、永久磁石３３と突極３５とが接触する範囲を含む領域に設けられる。これにより、周方向の両端部３３ｓにおいて、磁化方向の厚みが小さいことに起因してパーミアンスが低く、減磁が生じ易くなっている場合であっても、保磁部３９によって減磁を抑制することができる。
また、保磁部３９は、永久磁石３３の磁化方向に沿って突極３５へと流れる鎖交磁束が永久磁石３３の内部に侵入する領域に設けられる。これにより、鎖交磁束による永久磁石３３の内部における減磁界の発生を抑制することができる。

また、永久磁石３３において、保磁部３９と、保磁部３９以外の他の部位とは、同一の材料から形成され、保磁部３９以外の他の部位の残留磁束密度は、所定残留磁束密度よりも大きく形成されている。これにより、保磁部３９によって減磁を抑制しながら、他の部位においては磁束密度を高くすることによって、永久磁石３３の磁気特性の安定性及び強さを確保することができる。
また、永久磁石３３において、保磁部３９と、保磁部３９以外の他の部位とが、異なる材料によって形成される場合には、保磁部３９は、希土類磁石によって形成され、保磁部３９以外の他の部位は、フェライト磁石によって形成されてもよい。これにより、保磁部３９によって減磁を抑制しながら、他の部位においては所望の強さの磁束密度を確保するために要する費用が嵩むことを抑制することができる。
また、永久磁石３３において、保磁部３９と、保磁部３９以外の他の部位とが、同一グレードの同一材料から形成される場合には、保磁部３９のみ粒界拡散合金によって形成されてもよい。これにより、保磁部３９における、磁力及び耐熱性を他の部位よりも増大させることができる。

また、本実施形態のワイパーモータ１によれば、永久磁石３３の周方向の両端部３３ｓにおいて他の部位に比べて固有保磁力が大きい保磁部３９を有するロータ９を備える。これにより、永久磁石３３の周方向の両端部３３ｓにおいてステータ８のコイル２４の鎖交磁束による減磁が生じることを抑制し、所望の出力を確保することができる。

（変形例）
以下、実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態において、永久磁石３３は、端部３３ｓの外周部３３ｔに保磁部３９を備えるとしたが、これに限定されず、端部３３ｓの全域に亘って保磁部３９を備えてもよい。
図７は、本発明の実施形態の変形例におけるロータを軸方向からみた平面図である。
図７に示すように、変形例のロータ９において、保磁部３９は、永久磁石３３の磁化方向Ｄから見て永久磁石３３と突極３５とが接触する範囲を少なくとも含む領域の全域に設けられている。例えば、保磁部３９は、永久磁石３３の磁化方向Ｄから見て永久磁石３３に接触する突極３５を含む領域内に設けられている。つまり、保磁部３９は、第２仮想直線Ｌ２と永久磁石３３の周方向端との間に設けられている。この場合、突極３５の側面３５ｃに接触する永久磁石３３の周方向両側の各周方向側面３３ｄと、周方向側面３３ｄ及び内周面３３ｂを滑らかに接続する円弧面３３ｆの一部とは、保磁部３９の表面によって形成されている。

上述した実施形態において、永久磁石３３の配向は、磁化容易方向が永久磁石３３の中央部における径方向と平行な方向となるパラレル配向であるとしたが、これに限定されない。永久磁石３３の配向は、磁化容易方向が永久磁石３３の径方向と平行な方向となるラジアル配向であってもよい。
この場合、突極３５に隣接する永久磁石３３の周方向両側の端部３３ｓ付近の磁化容易方向は突極３５の突出方向とほぼ平行である。これにより、例えばロータ９の回転時において、回転方向Ｒの前方側のティース２２から突極３５に向かって、突極３５の突出方向に交差する方向から永久磁石３３の周方向の端部３３ｓを横切るようにして、永久磁石３３の内部に鎖交磁束が侵入することを抑制し、永久磁石３３の内部に減磁界が生じることを抑制することができる。

上述した実施形態において、外周面３３ａの円弧中心Ｃｏは、シャフト３１の軸心Ｃ１に対して偏心しているとしたが、これに限定されない。
例えば、永久磁石３３において、径方向外側の外周面３３ａの円弧中心Ｃｏは、シャフト３１の軸心Ｃ１と一致していてもよい。この場合、永久磁石３３は、外周面３３ａと内周面３３ｂとの間における径方向の厚みが周方向全体に亘って均一になる。これに伴い、永久磁石３３の径方向外側の外周面３３ａとティース２２の内周面との間の隙間は、周方向全体に亘って一定になる。

上述した実施形態において、突極３５の先端部３５ａの先端面３５Ａには、凹部３８が形成されているとしたが、これに限定されず、凹部３８は省略されてもよい。

なお、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に限定されない。例えば、モータは、車両に搭載される各種の電装品（例えば、パワーウインドウ、サンルーフ及び電動シート等）の駆動源又は車両以外の各種機器に搭載される駆動源であってもよい。

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

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…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…ロータコア、３２ｂ…外周面、３３…永久磁石（磁石）、３３ａ…外周面、３３ｃ…周方向の中央部、３３ｄ…周方向側面（磁石側面）、３３ｓ…周方向の端部、３３ｔ…外周部、３５…突極、３５ａ…先端部、３５ｃ…側面（突極側面）、３５Ａ…先端面、３９…保磁部、３９ｃ…側面（保磁部側面）

Claims (9)

1. 回転軸線回りに回転するシャフトと、
   前記シャフトを保持するとともに、前記回転軸線を径方向中心として回転するロータコアと、
   前記ロータコアの外周面に配置された磁石と、
   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おいて前記ロータコアの径方向の外方に向かって突出する突極と、
   を備え、
   前記磁石は、
   前記周方向の両端部に形成された磁石側面と、
   前記周方向の両端部で、かつ前記磁石側面の径方向外側に設けられ、他の部位よりも固有保磁力が大きい保磁部と、
   を備え、
   前記磁石側面は、前記突極の前記周方向の突極側面に沿うように形成され、かつ前記周方向で前記突極側面と対向しており、
   前記周方向で前記突極側面と対向する前記保磁部の保磁部側面は、前記突極側面から離間している、
   ことを特徴とするロータ。
2. 前記保磁部は、前記両端部において前記磁石の磁化方向から見て前記磁石と前記突極とが接触する範囲を含む領域に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
3. 前記保磁部は、前記両端部において前記磁化方向から見て前記突極を含む領域内に設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のロータ。
4. 前記磁石の配向は、磁化容易方向が前記磁石の中央部における前記径方向と平行な方向となるパラレル配向である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のロータ。
5. 前記保磁部は、前記両端部の外周部に設けられている、ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のロータ。
6. 前記磁石における前記保磁部及び前記他の部位は、同一の材料から形成され、
   前記他の部位の残留磁束密度は、所定残留磁束密度よりも大きい、ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のロータ。
7. 前記保磁部は、希土類磁石によって形成され、
   前記他の部位は、フェライト磁石によって形成されている、ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のロータ。
8. 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前記径方向の内方に突出する複数のティースを有するステータと、
   前記ティースに装着されるコイルと、
   前記複数のティースに対して前記径方向の内側に配置される請求項１から請求項７の何れか１項に記載のロータと、
   を備える、
   ことを特徴とするモータ。
9. 請求項８に記載のモータを備える、
   ことを特徴とするブラシレスワイパーモータ。

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