特許 6706532 モータ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6706532

(24)【登録日】2020年5月20日

(45)【発行日】2020年6月10日

(54)【発明の名称】モータ装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/17 20060101AFI20200601BHJP

   H02K 5/04 20060101ALI20200601BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/17

   H02K5/04

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-76348(P2016-76348)

(22)【出願日】2016年4月6日

(65)【公開番号】特開2017-189025(P2017-189025A)

(43)【公開日】2017年10月12日

【審査請求日】2018年10月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】特許業務法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高草木 竜一

(72)【発明者】

【氏名】神林 恭兵

(72)【発明者】

【氏名】塩田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】高村 有一

(72)【発明者】

【氏名】渋澤 浩之

(72)【発明者】

【氏名】須藤 正士

(72)【発明者】

【氏名】梅林 裕介

【審査官】 佐藤 彰洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２９５７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１６８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６１１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６４４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１９３０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５９６７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／１７

Ｈ０２Ｋ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の円弧部および一対の平坦部を有し、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、前記円弧部と前記平坦部との接続部にそれぞれ近接配置された４つのマグネットと、
コイルが巻装された１０個のスロットを備え、前記４つのマグネットの内側に所定の隙間を介して回転自在に設けられたアーマチュアと、
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、
１０個の整流子片を有し、前記アーマチュア軸を中心に対向配置された整流子片同士が同電圧となるように均圧線で接続されたコンミテータと、
前記アーマチュア軸を中心に互いの離間角度が９０度となるように設けられ、前記コンミテータにそれぞれ摺接される一対のブラシと、
を備えたモータ装置であって、
前記マグネットは、前記円弧部に固定される肉の厚い肉厚部と、前記ヨークの周方向に沿う前記肉厚部の両側に設けられ、前記肉厚部よりも肉の薄い肉薄部とを有し、前記肉薄部と前記円弧部との間隔の方が、前記肉薄部と前記平坦部との間隔よりも広くなっており、かつ前記アーマチュアの回転方向に沿う前記円弧部の両側に配置された一対の前記マグネットの間隔の方が、前記アーマチュアの回転方向に沿う前記平坦部の両側に配置された一対の前記マグネットの間隔よりも狭くなっており、
前記モータ装置は、一対の前記ブラシが１０個の前記整流子片にそれぞれ摺接したときに、一対の前記ブラシのうちの一方が隣り合う前記整流子片を跨ぐ場合に、有効導体数が８となり、一対の前記ブラシの双方が隣り合う前記整流子片を跨がない場合に、有効導体数が１０となるように動作し、
さらに、前記モータ装置は、前記アーマチュアの回転状態を制御する制御装置を備え、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有効導体数の変化に伴う２０次成分の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。

【請求項2】

請求項１に記載のモータ装置において、
前記円弧部の両側に配置された一対の前記マグネットの前記アーマチュアを中心とした互いの離間角度が８８度とされている、
モータ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、断面が小判形状のヨークおよび４つのマグネットを有し、小型軽量化が図られたモータ装置の改良に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−０１１０７７号公報

【特許文献2】特開２０１４−１９３０８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述の特許文献２に記載されたモータ装置は、図９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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

本発明の目的は、１０次成分の電流リプルを減少させてＳ／Ｎ比を良好にでき、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したモータ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

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有し、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、前記円弧部と前記平坦部との接続部にそれぞれ近接配置された４つのマグネットと、コイルが巻装された１０個のスロットを備え、前記４つのマグネットの内側に所定の隙間を介して回転自在に設けられたアーマチュアと、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、１０個の整流子片を有し、前記アーマチュア軸を中心に対向配置された整流子片同士が同電圧となるように均圧線で接続されたコンミテータと、前記アーマチュア軸を中心に互いの離間角度が９０度となるように設けられ、前記コンミテータにそれぞれ摺接される一対のブラシと、を備えたモータ装置であって、前記マグネットは、前記円弧部に固定される肉の厚い肉厚部と、前記ヨークの周方向に沿う前記肉厚部の両側に設けられ、前記肉厚部よりも肉の薄い肉薄部とを有し、前記肉薄部と前記円弧部との間隔の方が、前記肉薄部と前記平坦部との間隔よりも広くなっており、かつ前記アーマチュアの回転方向に沿う前記円弧部の両側に配置された一対の前記マグネットの間隔の方が、前記アーマチュアの回転方向に沿う前記平坦部の両側に配置された一対の前記マグネットの間隔よりも狭くなっており、前記モータ装置は、一対の前記ブラシが１０個の前記整流子片にそれぞれ摺接したときに、一対の前記ブラシのうちの一方が隣り合う前記整流子片を跨ぐ場合に、有効導体数が８となり、一対の前記ブラシの双方が隣り合う前記整流子片を跨がない場合に、有効導体数が１０となるように動作し、さらに、前記モータ装置は、前記アーマチュアの回転状態を制御する制御装置を備え、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有効導体数の変化に伴う２０次成分の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。

【0013】

本発明の他の態様では、前記円弧部の両側に配置された一対の前記マグネットの前記アーマチュアを中心とした互いの離間角度が８８度とされている。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、断面が小判形状のヨークと４つのマグネットとを有し、アーマチュアの回転方向に沿う円弧部の両側に配置された一対のマグネットの間隔の方を、アーマチュアの回転方向に沿う平坦部の両側に配置された一対の前記マグネットの間隔よりも狭くしている。したがって、円弧部の部分で隣り合うマグネットを互いに近付けつつ、平坦部の部分で隣り合うマグネットを互いに離すことができ、ひいてはヨークの周方向に沿って隣り合うマグネットの間（合計４箇所）における界磁を均等化することができる。よって、界磁の変化に起因した１０次成分の電流リプルを小さくしてＳ／Ｎ比を向上させることができ、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。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明のモータ装置を示す平面図である。

【図2】図１のＡ矢視図である。

【図3】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図4】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図5】２０次成分の電流リプルの発生を説明する図である。

【図6】１０次成分の電流リプルの発生を説明する図である。

【図7】（ａ），（ｂ）は、１０次成分の電流リプルが減少されたことを説明する図である。

【図8】円弧部にある一対のマグネットの離間角度の最適値を説明する図である。

【図9】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。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

【0018】

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２０次成分の電流リプルの発生を説明する図を、図６は１０次成分の電流リプルの発生を説明する図を、図７（ａ），（ｂ）は１０次成分の電流リプルが減少されたことを説明する図を、図８は円弧部にある一対のマグネットの離間角度の最適値を説明する図をそれぞれ示している。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄは、何れも同じ形状に形成されている。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。

【0025】

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。

【0026】

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Ｇ１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Ｇ１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との間には、間隔寸法Ｇ２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Ｇ２となっている。

【0027】

そして、間隔寸法Ｇ１の方が間隔寸法Ｇ２よりも狭くなっている（Ｇ１＜Ｇ２）。すなわち、モータ部２０は、従前のように４つのマグネットをヨークの周方向に９０度間隔で配置（図９参照）せずに、第１マグネット２６ａと第２マグネット２６ｂとを、ヨーク２３の周方向に互いに近付けて配置するとともに、第３マグネット２６ｃと第４マグネット２６ｄとを、ヨーク２３の周方向に互いに近付けて配置している。換言すれば、第２マグネット２６ｂと第３マグネット２６ｃとが、従前（図９参照）に比してヨーク２３の周方向に互いに離れて配置され、第４マグネット２６ｄと第１マグネット２６ａとが、従前に比してヨーク２３の周方向に互いに離れて配置される。

【0028】

より具体的には、アーマチュア２７を中心とした第１マグネット２６ａと第２マグネット２６ｂとの離間角度および第３マグネット２６ｃと第４マグネット２６ｄとの離間角度は、それぞれ「８８度（deg）」となっている。したがって、アーマチュア２７を中心とした第２マグネット２６ｂと第３マグネット２６ｃとの離間角度および第４マグネット２６ｄと第１マグネット２６ａとの離間角度は、それぞれ「９２度（deg）」とされる。

【0029】

これにより、隙間Ｐ１および隙間Ｐ３に対応する部分（図中一点鎖線楕円）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）が、従前よりも小さくなる。一方、隙間Ｐ２および隙間Ｐ４に対応する部分（図中二点鎖線楕円）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との間のギャップが、従前よりも大きくなる。

【0030】

したがって、隙間Ｐ１〜Ｐ４に対応する部分のギャップが、それぞれ略同じ大きさのギャップにバランスされて、隙間Ｐ１〜Ｐ４に対応する部分における界磁の強さが均等化される。よって、アーマチュア２７の回転に伴う界磁の変化（界磁のムラ）を、従前に比して小さくすることができる。この界磁の変化が減少されたことについては、後で詳述する。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

また、１０個の整流子片３１のうち、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（図示せず）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。

【0035】

なお、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。

【0036】

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。

【0037】

ブラシホルダには、図４に示すように、一対のブラシ３２が径方向に移動自在に設けられ、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に安定して駆動電流を供給できるようになっている。

【0038】

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、アーマチュア２７を中心とした各ブラシ３２の離間角度は、「９０度（deg）」となっている。

【0039】

このように、本実施の形態においては、アーマチュア２７を中心とした第１マグネット２６ａと第２マグネット２６ｂとの離間角度および第３マグネット２６ｃと第４マグネット２６ｄとの離間角度を、それぞれ「８８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、「９０度」として、それぞれ「２度（deg）」のズレを設けている。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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８→１０→８→１０・・・のように変化する。これは、ブラシ３２が隣り合う整流子片３１を跨ぐ場合には、有効導体数が一時的に「８」となり、ブラシ３２が隣り合う整流子片３１を跨がない場合には、全ての整流子片３１（１０個）が有効となり有効導体数が「１０」になることに起因する。

【0046】

具体的には、有効導体数が「８」の場合には、ブラシ３２が跨いだ隣り合う整流子片３１が同電位となり実質的に１つの整流子片となる（図中網掛け部）。したがって、図５の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、有効導体数の合計は「８」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、周期的に電流リプルが発生することになる。

【0047】

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、９０度間隔で配置した２つのブラシ３２と、１０個の整流子片３１との関係から、「１８［deg］周期」となる。したがって、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。

【0048】

モータ装置１０では、上述した「２０次成分の電流リプル」に加えて、図６に示すような逆起電力（電位［V］）の変化も発生する。これは、第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄに対するアーマチュア２７（図３参照）の回転に伴って、アーマチュア２７の電磁石となった部分（ティースの部分）が、隙間Ｐ１〜Ｐ４（図３参照）に対応する部分を通過することで発生する。ここで、逆起電力の変化は「１０次成分の電流リプル」を発生させ、この「１０次成分の電流リプル」は、上述した「２０次成分の電流リプル」と大きさが近く、ノイズとして作用することになる。したがって、これがＳ／Ｎ比の悪化を招いて、車載コントローラＣＴの誤検知を招くと言った問題を発生させる。換言すれば、「１０次成分の電流リプル」は、車載コントローラＣＴの誤検知を無くすためにも、できる限り低くしたい（小さくしたい）要素となっている。

【0049】

本実施の形態では、上述したように、隙間Ｐ１〜Ｐ４に対応する部分のギャップが、それぞれ略同じ大きさのギャップにバランスされているので、隙間Ｐ１〜Ｐ４に対応する部分における界磁の強さが均等化されている。よって、図６の実線に示すような逆起電力の変化となる。すなわち、本実施の形態（本発明）では界磁のムラが小さいので、図６の破線に示す比較例（従来技術）に比して、逆起電力の変化のピーク値が、低い側で略一定の値で推移するようになっている。

【0050】

ここで、本実施の形態に係るモータ装置１０は、１０個のスロット２７ａを有し、かつ第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄを有する（図３参照）ので、その関係から、隙間Ｐ１〜Ｐ４における界磁の強さに起因する電流リプルの発生周期は、「３６［deg］周期」となる。よって、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。

【0051】

図６の破線に示すように、比較例（従来技術）においては、逆起電力の変化のピーク値が、３６［deg］周期毎に大きい値を示している。したがって、図７（ａ）に示すように、１０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］は、２０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］に近い値となり、両者の間隔は狭かった。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（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、両者の間隔はより狭く、Ｓ／Ｎ比の悪化が顕著であった。

【0052】

これに対し、本発明においては、図６に示すように、逆起電力の変化のピーク値が比較例（従来技術）の略半分となり、図７（ｂ）に示すように、１０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］を大幅に下げることができた。すなわち、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］から引き離して、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の駆動電流ポイントＡＰにおいて、両者の間隔がより広くなり、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、「２０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可能となり、制御精度が大幅に向上した。

【0053】

ここで、図３に示すように、アーマチュア２７を中心とした第１マグネット２６ａと第２マグネット２６ｂとの離間角度および第３マグネット２６ｃと第４マグネット２６ｄとの離間角度の最適値について検証した。

【0054】

図９に示すように、４つのマグネットｄを、ヨークｃの周方向に沿って９０度間隔で配置した場合（従来技術）には、そのときの１０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］は比較的大きい値を示している。また、アーマチュア２７を中心とした第１マグネット２６ａと第２マグネット２６ｂとの離間角度および第３マグネット２６ｃと第４マグネット２６ｄとの離間角度を「８６度」とした場合においても、図９に示す従来技術と同様の１０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］となった。

【0055】

したがって、１０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］を、最も効率良く下げることが可能な離間角度は、本実施の形態のような「８８度」であることが判る。すなわち、離間角度として最も望ましい角度は「８８度」となる。

【0056】

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、断面が小判形状のヨーク２３と、第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄとを有し、アーマチュア２７の回転方向に沿う第１円弧部２１ａ（第２円弧部２１ｂ）の両側に配置された第１マグネット２６ａ（第３マグネット２６ｃ）および第２マグネット２６ｂ（第４マグネット２６ｄ）の間隔の方を、アーマチュア２７の回転方向に沿う第１平坦部２２ａ（第２平坦部２２ｂ）の両側に配置された第２マグネット２６ｂ（第４マグネット２６ｄ）および第３マグネット２６ｃ（第１マグネット２６ａ）の間隔よりも狭くした。

【0057】

したがって、第１円弧部２１ａ（第２円弧部２１ｂ）の部分で隣り合う第１マグネット２６ａ（第３マグネット２６ｃ）および第２マグネット２６ｂ（第４マグネット２６ｄ）を互いに近付けつつ、第１平坦部２２ａ（第２平坦部２２ｂ）の部分で隣り合う第２マグネット２６ｂ（第４マグネット２６ｄ）および第３マグネット２６ｃ（第１マグネット２６ａ）を互いに離すことができ、ひいてはヨーク２３の周方向に沿って隣り合う第１〜第４マグネット２６ａ〜２６ｄの間（合計４箇所）における界磁を均等化することができる。よって、界磁の変化に起因した１０次成分の電流リプルを小さくしてＳ／Ｎ比を向上させることができ、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。

【0058】

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は、コイル２８が巻装される１０個のスロット２７ａを備えているので、モータ装置１０を、小型軽量化に優れた４極１０スロット型のモータ装置にできる。よって、車両への搭載性を向上させることが可能となる。

【0059】

さらに、本実施の形態に係るモータ装置１０によれば、第１円弧部２１ａ（第２円弧部２１ｂ）の両側に配置された第１マグネット２６ａ（第３マグネット２６ｃ）および第２マグネット２６ｂ（第４マグネット２６ｄ）のアーマチュア２７を中心とした互いの離間角度を「８８度」とした。したがって、１０次成分の電流パワースペクトル［Arms²］を、最も効率良く下げることができる。よって、車載コントローラＣＴは、「２０次成分の電流リプル」のみを精度良くピックアップできるようになり、制御精度を大幅に向上させることが可能となる。

【0060】

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「２０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。

【0061】

本発明は上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言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、モータ装置１０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。

【0062】

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。

【符号の説明】

【0063】

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
３２ ブラシ
３３ スプリング
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
ＣＮ 接続部
ＣＴ 車載コントローラ
Ｐ１〜Ｐ４ 隙間
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】