特開 2024-80053 回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024080053

(43)【公開日】2024-06-13

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/278 20220101AFI20240606BHJP

   H02K 21/16 20060101ALI20240606BHJP

【ＦＩ】

H02K1/278

H02K21/16 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022192912

(22)【出願日】2022-12-01

(71)【出願人】

【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】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】大堀 竜

【テーマコード（参考）】

5H621

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H621GA04

5H621GA16

5H621HH01

5H622AA03

5H622CA02

5H622CA05

5H622CA10

5H622CA13

5H622PP03

5H622PP18

(57)【要約】

【課題】永久磁石におけるオーバーハング部の磁束を有効活用でき、効率よく高トルク化できる回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機は、回転軸線Ｃｒ回りに回転自在に設けられたロータ９と、ロータの外周を取り囲むステータ８と、を備える。ステータ８は、コイル２４が巻回されるステータコア２０を有する。ロータ９は、回転軸線Ｃｒを軸心とするシャフト３１と、シャフト３１に嵌合固定されるロータコア３２と、ロータコア３２の外周面に配置された永久磁石３３と、を有する。永久磁石３３は、軸方向でステータコア２０の軸方向の両端面２０ａ，２０ｂよりも外側に突出したオーバーハング部３３ｅを有する。オーバーハング部３３ｅの径方向内側の内周面に、磁性体である円筒部７２を設けた。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸線回りに回転自在に設けられたロータと、
前記ロータの外周を取り囲むステータと、
を備え、
前記ステータは、コイルが巻回されるステータコアを有し、
前記ロータは、
前記回転軸線を軸心とするシャフトと、
前記シャフトに嵌合固定されるロータコアと、
前記ロータコアの外周面に配置された永久磁石と、
を有し、
前記永久磁石は、前記回転軸線方向で前記ステータコアの前記回転軸線の両端面よりも外側に突出したオーバーハング部を有し、
前記オーバーハング部の径方向内側の内周面に、磁性体を設けた、
ことを特徴とする回転電機。

【請求項2】

前記磁性体は前記永久磁石を保持する磁石ホルダであり、
前記磁石ホルダは、
前記オーバーハング部の前記内周面に配置されるとともに、前記ロータコアに当接される筒部と、
前記筒部の前記ロータコアとは反対側の端部から径方向外側に張り出す端部壁と、
を備え、
前記端部壁は、前記オーバーハング部における前記回転軸線方向の端部に当接している、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。

【請求項3】

前記ロータコアは、鋼板を積層して形成されており、
前記磁石ホルダは、軟磁性粉を加圧成形して形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。

【請求項4】

前記磁石ホルダは、
前記筒部に形成されるとともに、前記ロータコアに係合される係合爪と、
前記端部壁に形成され、前記磁石ホルダの他の装置に対する位置決めを行うための位置決め部と、
を備える、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の回転電機。

【請求項5】

前記位置決め部は、前記端部壁に形成された開口部である、
ことを特徴とする請求項４に記載の回転電機。

【請求項6】

前記回転軸線を中心として、前記オーバーハング部の径方向外側の外周面のうち、最も径方向外側を通る円を前記オーバーハング部の最外円とし、前記最外円と前記内周面との間の中央を前記オーバーハング部の中央部としたとき、
前記端部壁の外周縁は、前記オーバーハング部の前記内周面と前記中央部との間に位置している、
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機として、例えば電動モータが挙げられる。電動モータは、ステータと、ステータに対して回転軸線回りに回転自在に設けられたロータと、を備える。ステータは、コイルが巻回されるステータコアを備える。ロータは、回転軸線を軸心とするシャフトと、シャフトに嵌合固定されたロータコアと、ロータコアに設けられた界磁用の複数の永久磁石と、を備えたものがある。このような構成のもと、コイルに給電を行うとステータコアに鎖交磁束が形成される。この鎖交磁束と永久磁石との間に磁気的な吸引力や反発力が生じ、ロータが継続的に回転される。

【0003】

ロータの中には、ロータコアの外周面に永久磁石を配置する、いわゆる表面磁石（ＳＰＭ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）型のロータがある。この表面磁石型のロータにおいて有効磁束を増大させて高トルク化を図るために、ステータコア及びロータコアにおける回転軸線方向の長さよりも永久磁石における回転軸線方向の長さを長くする場合がある。

【0004】

ステータコアにおける回転軸線方向の両端面よりも外側に永久磁石における回転軸線方向の両端を突出させることにより、ロータの有効磁束量を増大できる。このため、ステータコアに形成された鎖交磁束を、ロータの回転力に効率的に寄与させることができ、電動モータを高トルク化できる。以下、永久磁石のうち、ステータコアにおける回転軸線方向の両端面よりも外側に突出した箇所をオーバーハング部と称する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１６８５７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで上述の従来技術では、永久磁石のオーバーハング部のうち、径方向外側の外周面の磁束は、ロータの回転力に寄与する。これに対し、永久磁石のオーバーハング部のうち、径方向内側の内周面の磁束は、単なる漏れ磁束となってしまう。結果的に、永久磁石の有効磁束が減少してしまい、電動モータを効率よく高トルク化しにくいという課題があった。

【0007】

そこで、本発明は、永久磁石におけるオーバーハング部の磁束を有効活用でき、効率よく高トルク化できる回転電機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の第１態様では、回転電機は、回転軸線回りに回転自在に設けられたロータと、前記ロータの外周を取り囲むステータと、を備え、前記ステータは、コイルが巻回されるステータコアを有し、前記ロータは、前記回転軸線を軸心とするシャフトと、前記シャフトに嵌合固定されるロータコアと、前記ロータコアの外周面に配置された永久磁石と、を有し、前記永久磁石は、前記回転軸線方向で前記ステータコアの前記回転軸線の両端面よりも外側に突出したオーバーハング部を有し、前記オーバーハング部の径方向内側の内周面に、磁性体を設けた。

【0009】

このように構成することで、オーバーハング部における内周面側に、磁性体を介してロータコアへと磁束が流れる磁路を形成できる。このため、オーバーハング部において空気中に漏れる磁束を低減でき、オーバーハング部の磁束を有効活用できる。よって、永久磁石全体の有効磁束を増大でき、回転電機を効率よく高トルク化できる。

【0010】

本発明の第２態様では、第１態様の回転電機において、前記磁性体は前記永久磁石を保持する磁石ホルダであり、前記磁石ホルダは、前記オーバーハング部の前記内周面に配置されるとともに、前記ロータコアに当接される筒部と、前記筒部の前記ロータコアとは反対側の端部から径方向外側に張り出す端部壁と、を備え、前記端部壁は、前記オーバーハング部における前記回転軸線方向の端部に当接している。

【0011】

このように構成することで、ロータコアに永久磁石を固定できるとともに、ロータコアに対する永久磁石の位置決めを確実に行うことができる。また、オーバーハング部における内周面側の磁束を、筒部を介してロータコアに確実に流すことができる。

【0012】

本発明の第３態様では、第２態様の回転電機において、前記ロータコアは、鋼板を積層して形成されており、前記磁石ホルダは、軟磁性粉を加圧成形して形成されている。

【0013】

このように構成することで、ロータコアの透磁率を高めつつ、磁石ホルダを形成しやすくできる。

【0014】

本発明の第４態様では、第２態様又は第３態様の回転電機において、前記磁石ホルダは、前記筒部に形成されるとともに、前記ロータコアに係合される係合爪と、前記端部壁に形成され、前記磁石ホルダの他の装置に対する位置決めを行うための位置決め部と、を備える。

【0015】

このように構成することで、例えば永久磁石を着磁する際、着磁装置に対する永久磁石の位置決めを容易に行うことができる。この分、ロータを製造しやすくできる。

【0016】

本発明の第５態様では、第４態様の回転電機において、前記位置決め部は、前記端部壁に形成された開口部である。

【0017】

このように構成することで、端部壁に位置決め部を容易に形成できる。例えば他の装置にピンを設け、このピンに開口部を嵌め合わせるだけで他の装置に対するロータの位置決めを行うことができる。

【0018】

本発明の第６態様では、第２態様から第５態様のいずれか１つの態様の回転電機において、前記回転軸線を中心として、前記オーバーハング部の径方向外側の外周面のうち、最も径方向外側を通る円を前記オーバーハング部の最外円とし、前記最外円と前記内周面との間の中央を前記オーバーハング部の中央部としたとき、前記端部壁の外周縁は、前記オーバーハング部の前記内周面と前記中央部との間に位置している。

【0019】

このように構成することで、オーバーハング部における回転軸線方向の端部において、端部壁を介してショートカットされた磁束の流れが形成されてしまうことを防止できる。この流れは、ロータのトルクに寄与しない漏れ磁束となる。漏れ磁束を減少させることにより、永久磁石全体の有効磁束を増大でき、回転電機を効率よく高トルク化できる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、永久磁石におけるオーバーハング部の磁束を有効活用でき、回転電機を効率よく高トルク化できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態における減速機付きモータの斜視図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。

【図3】本発明の実施形態におけるロータの分解斜視図である。

【図4】本発明の実施形態における磁石カバーを取り去ったロータの斜視図である。

【図5】本発明の実施形態における磁石ホルダをロータコアとは反対側からみた斜視図である。

【図6】本発明の実施形態における磁石ホルダをロータコア側からみた斜視図である。

【図7】本発明の実施形態におけるロータの軸方向に沿う断面を一部拡大した図である。

【図8】本発明の実施形態における磁石ホルダの作用説明図である。

【図9】本発明の実施形態におけるオーバーハング部の突出長さを変化させた場合の永久磁石の全体の有効磁束の変化を示し、円筒部がある場合とない場合とを比較したグラフである。

【図10】本発明の実施形態における端部壁における外周縁の外径を変化させた場合の永久磁石の全体の有効磁束の変化を示すグラフである。

【図11】本発明の実施形態の変形例におけるロータの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0023】

＜減速機付きモータ＞
図１は、減速機付きモータ１の斜視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
減速機付きモータ１は、例えば、車両のワイパー装置の駆動源として用いられる。
図１、図２に示すように、減速機付きモータ１は、電動モータ２と、電動モータ２の回転を減速して出力する減速部３と、電動モータ２の駆動制御を行うコントローラ部４と、を備える。

【0024】

以下の説明において、単に「軸方向」という場合は、電動モータ２のシャフト３１における中心軸（電動モータ２の回転軸線Ｃｒ）と平行な方向を意味するものとする。単に「周方向」という場合は、シャフト３１の周方向（回転方向）を意味するものとする。単に「径方向」という場合は、軸方向及び周方向に直交するシャフト３１の径方向を意味するものとする。

【0025】

＜電動モータ＞
電動モータ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円筒状のステータ８と、ステータ８における径方向の内側に設けられ、ステータ８に対して回転自在に設けられたロータ９と、を備える。電動モータ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。

【0026】

＜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に形成されている。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のギアケース４０と接合されるように、このギアケース４０と一体成形されている。底部１０における径方向の中央には、ロータ９のシャフト３１が挿通される貫通孔１０ａが形成されている。

【0027】

第１モータケース６の開口部６ａに、径方向の外側に向かって張り出す外フランジ部１６が形成されている。第２モータケース７の開口部７ａに、径方向の外側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。モータケース５の内部空間に、第１モータケース６及び第２モータケース７に嵌合されるようにステータ８が配置される。

【0028】

＜ステータ＞
ステータ８は、ステータコア２０を有している。ステータコア２０は、径方向に沿う断面形状が円形となる筒状のバックヨーク部２１と、バックヨーク部２１から径方向の内側に向かって突出する複数（例えば、本実施形態では６つ）のティース部２２と、が一体成形されている。ステータコア２０は、複数の鋼板２０ｐを軸方向に積層することにより形成されている。鋼板２０ｐとしては、例えば電磁鋼板が用いられる。しかしながらこれに限られるものではなく、さまざまな鋼板を用いることができる。また、ステータコア２０は、複数の鋼板２０ｐを軸方向に積層して形成する場合に限られるものではなく、例えば、圧延鋼板を用いて軸方向に積層して成形したり、軟磁性粉を加圧成形することにより形成したりしてもよい。

【0029】

バックヨーク部２１の内周面及びティース部２２は、絶縁性を有する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部２２にコイル２４が巻回されている。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鎖交磁束を生成する。

【0030】

＜ロータ＞
図３は、ロータ９の分解斜視図である。図４は、磁石カバー７１を取り去ったロータ９の斜視図である。
図２から図４に示すように、ロータ９は、ステータ８の径方向の内側に微小隙間を介して回転自在に配置されている。ロータ９は、ロータ９は、減速部３を構成するウォーム軸４４と一体成形されたシャフト３１と、シャフト３１に嵌合固定されたロータコア３２と、ロータコア３２の外周面３２ａに設けられた４つの永久磁石３３と、ロータコア３２における軸方向の両端面（シャフト固定部３７における軸方向の両端面）３２ｂ，３２ｃに設けられた磁石ホルダ７０と、永久磁石３３や磁石ホルダ７０を覆う磁石カバー７１と、を備える。

【0031】

＜ロータコア＞
ロータコア３２は、複数の鋼板３２ｐを軸方向に積層することにより形成されている。鋼板３２ｐとしては、例えば電磁鋼板が用いられる。しかしながらこれに限られるものではなく、さまざまな鋼板を用いることができる。ロータコア３２の軸方向の厚さは、ステータコア２０の軸方向の厚さと同一である。
ロータコア３２は、シャフト３１の軸心（回転軸線Ｃｒ）を径方向の中心とする円柱状のシャフト固定部３７と、シャフト固定部３７の外周面３７ａから径方向の外側に向かって突出形成された４つの突極部３５と、が一体成形されたものである。シャフト固定部３７の外周面３７ａが、ロータコア３２の外周面３２ａである。

【0032】

シャフト固定部３７における径方向の中央には、軸方向に貫通するシャフト挿通孔３７ｂが形成されている。シャフト挿通孔３７ｂに、シャフト３１が圧入されている。シャフト挿通孔３７ｂに対してシャフト３１を挿入とし、接着剤等を用いてシャフト３１にロータコア３２を固定してもよい。シャフト挿通孔３７ｂには、径方向の外側に向かって延びる４つの逃げ溝３７ｃが形成されている。

【0033】

各逃げ溝３７ｃは、シャフト固定部３７を軸方向に貫通するように形成されており、シャフト挿通孔３７ｂに連通されている。各逃げ溝３７ｃは、周方向に等間隔で配置されている。逃げ溝３７ｃにおける径方向の外側端は、半円状に形成されている。逃げ溝３７ｃの周方向で対向する両側面は、平行となるように平坦に形成されている。つまり、逃げ溝３７ｃは、周方向の幅寸法が径方向で均一になるように形成されている。各逃げ溝３７ｃは、シャフト挿通孔３７ｂへのシャフト３１の圧入強度を調整する役割を有するとともに、磁石ホルダ７０の位置決めを行う役割を有する（詳細は後述する）。

【0034】

４つの突極部３５は、周方向に等間隔で配置されている。各突極部３５は、径方向で各逃げ溝３７ｃと同一直線上に配置されている。換言すれば、各突極部３５は、対応する逃げ溝３７ｃと径方向で対向している。
突極部３５は、ロータコア３２の軸方向全体に延びるように形成されている。突極部３５は、周方向で対向する両側面が平行となるように形成されている。つまり、突極部３５は、周方向の幅寸法が径方向で均一になるように形成されている。
突極部３５における径方向の外側端部３５ｂには、１つの溝部９１が軸方向全体に渡って形成されている。溝部９１は、外側端部３５ｂのうちの周方向の中央に配置されている。

【0035】

溝部９１は、径方向の内側に向かうに従って周方向の溝幅が徐々に狭くなるように、Ｖ溝状に形成されている。このように形成されたロータコア３２の外周面３２ａ（シャフト固定部３７の外周面３７ａ）で、かつ周方向で隣り合う２つの突極部３５の間は、それぞれ磁石収納部３６として構成される。

【0036】

＜永久磁石＞
各磁石収納部３６の全体にそれぞれ永久磁石３３が配置され、例えば接着剤等によりロータコア３２に固定される。
永久磁石３３は、軸方向からみて円弧状に形成されている。換言すれば、永久磁石３３は、瓦状に形成されている。より具体的には、例えば永久磁石３３の内周面３３ａは、回転軸線Ｃｒを中心とした円弧形状（シャフト固定部３７の外周面３７ａとほぼ一致する円弧形状）に形成されている。これに対し、永久磁石３３の外周面３３ｂは、例えば内周面３３ａよりも曲率半径の小さい円弧形状に形成されている。

【0037】

これにより、永久磁石３３の外周面３３ｂは、周方向の中心位置３３ｐが最も径方向の外側に膨出する。永久磁石３３の外周面３３ｂのうち、周方向の中心位置３３ｐと回転軸線Ｃｒとの間の距離は、各突極部３５の外側端部３５ｂと回転軸線Ｃｒとの間の距離とほぼ同じである。永久磁石３３の外周面３３ｂは、周方向の中央から周方向の両側に向かうにしたがって、漸次ティース部２２から離間する。

【0038】

永久磁石３３における周方向の両側は、径方向の内側に位置する内側面３３ｃと、内側面３３ｃよりも径方向の外側に位置する外側面３３ｄと、を有する。内側面３３ｃは、突極部３５の側面３５ａに沿うように形成されている。換言すれば、内側面３３ｃと突極部３５の側面３５ａとは、ほぼ平行である。
外側面３３ｄは、内側面３３ｃとの接続部から径方向の外側に向かうに従って突極部３５の側面３５ａから漸次周方向に離間するように斜めで、かつ平坦に形成されている。１つの永久磁石３３において、周方向の両側の２つの外側面３３ｄ同士は平行である。

【0039】

各永久磁石３３の軸方向の長さは、ロータコア３２の軸方向の長さよりも長い。このため、各永久磁石３３は、ロータコア３２に組付けられた状態において、ロータコア３２における軸方向の両端面３２ｂ，３２ｃから軸方向の外側に突出したオーバーハング部３３ｅを有する。ロータコア３２における軸方向の両端面３２ｂ，３２ｃからのそれぞれのオーバーハング部３３ｅの突出長さは、ほぼ同一である。ロータコア３２の軸方向の厚さは、ステータコア２０の軸方向の厚さと同一であるので、オーバーハング部３３ｅは、ステータコア２０における軸方向の両端面２０ａ，２０ｂから軸方向の外側に突出しているといえる。

【0040】

永久磁石３３は、着磁（磁界）の配向が径方向（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ことが望ましい。各永久磁石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。このため、ロータコア３２の突極部３５は、磁極の境界（極境界）に位置している。
永久磁石３３としては、例えば、フェライトボンド磁石が用いられる。しかしながら、これに限られるものではなく、永久磁石３３として、フェライトボンド磁石に代わってフェライト焼結磁石、ネオジムボンド磁石、ネオジム焼結磁石等を適用することも可能である。

【0041】

＜磁石カバー＞
磁石カバー７１は、金属板にプレス加工を施して形成されている。磁石カバー７１は、ロータコア３２及び永久磁石３３の外周面を覆う筒状部７１ａと、筒状部７１ａにおける軸方向の一端（図３における上端）に一体成形された張り出し部７１ｂと、張り出し部７１ｂにおける径方向の内側端に一体成形された内フランジ部７１ｃと、筒状部７１ａにおける軸方向の他端（図３における下端）に一体成形されたかしめ部７１ｄと、を備える。

【0042】

張り出し部７１ｂは、筒状部７１ａにおける軸方向の一端から軸方向の外側に向かって凸となるように、かつ径方向の内側に向かって折り返すように形成されている。張り出し部７１ｂは、筒状部７１ａの全周に渡って形成されている。
張り出し部７１ｂの折り返された径方向の内側端から内フランジ部７１ｃが延出されている。内フランジ部７１ｃの延出方向は、径方向に沿っている。
かしめ部７１ｄは、筒状部７１ａの内側にロータコア３２及び永久磁石３３を一対の磁石ホルダ７０とともに配置した状態で、かしめによって塑性変形させられることで形成される。

【0043】

＜磁石ホルダ＞
図５は、磁石ホルダ７０をロータコア３２とは反対側からみた斜視図である。図６は、磁石ホルダ７０をロータコア３２側からみた斜視図である。
図３から図６に示すように、ロータコア３２の両端面３２ｂ，３２ｃに設けられた各磁石ホルダ７０は同一構成である。両者は、上下を反転させた状態でロータコア３２に組付けられている。

【0044】

磁石ホルダ７０は、磁性体により形成されている。磁石ホルダ７０は、例えば軟磁性粉を加圧成形することにより形成されている。
磁石ホルダ７０は、永久磁石３３におけるオーバーハング部３３ｅの内周面３３ａに配置される円筒部７２と、円筒部７２の外周面７２ａから径方向の外側に突出する４つの脚部７３と、円筒部７２及び脚部７３においてそれぞれロータコア３２の両端面３２ｂ，３２ｃとは反対側の端部から径方向の外側に張り出す円板状の端部壁７４と、を備える。

【0045】

円筒部７２の外周面７２ａは、永久磁石３３におけるオーバーハング部３３ｅの内周面３３ａに接触している。各円筒部７２におけるロータコア３２側の端部７２ｂは、それぞれロータコア３２の両端面３２ｂ，３２ｃに当接されている。円筒部７２の端部７２ｂには、４つの凹部７６が形成されている。４つの凹部７６は周方向に等間隔で配置されている。凹部７６を形成することにより、ロータコア３２の両端面３２ｂ，３２ｃに対する円筒部７２（端部７２ｂ）の接触面積が減少される。このため、ロータコア３２の両端面３２ｂ，３２ｃに円筒部７２の端部７２ｂを正確に当接させるための成形型の調整を容易に行うことができる。

【0046】

また、円筒部７２の端部７２ｂには、４つの係合爪７５が突出形成されている。４つの係合爪７５は、それぞれ凹部７６を避けるように、周方向に等間隔で配置されている。さらに、４つの係合爪７５は、円筒部７２の内周縁側に配置されている。係合爪７５は、径方向に沿う断面が半円形状となるように形成されている。係合爪７５は、ロータコア３２の両端面３２ｂ，３２ｃに磁石ホルダ７０を配置したとき、ロータコア３２の逃げ溝３７ｃのうち、径方向の外側に嵌め合わされる。これにより、ロータコア３２に対する磁石ホルダ７０の位置決めが行われる。

【0047】

４つの脚部７３は、周方向に等間隔で配置されている。各脚部７３は、径方向で各係合爪７５と同一直線状に配置されている。換言すれば、各脚部７３は、対応する係合爪７５と径方向で対向している。各脚部７３におけるロータコア３２側の端部７３ａは、それぞれロータコア３２の両端面３２ｂ，３２ｃに当接されている。

【0048】

円筒部７２及び各脚部７３の軸方向の長さは、永久磁石３３におけるオーバーハング部３３ｅの軸方向の長さよりも若干長い。このため、端部壁７４の位置は、オーバーハング部３３ｅにおける軸方向の端部３３ｆよりも若干軸方向の外側の位置となる。この結果、磁石カバー７１におけるかしめ部７１ｄ側の磁石ホルダ７０は、かしめ部７１ｄのかしめ作業時のかしめ荷重を受ける。

【0049】

図７は、ロータ９の軸方向に沿う断面を一部拡大した図である。
図４から図７に示すように、端部壁７４の径方向中央には、開口部７４ａが形成されている。開口部７４ａの内径と円筒部７２の内径とは一致している。すなわち、端部壁７４の開口部７４ａと円筒部７２の内周面とは滑らかに接続されている。
端部壁７４の半径は、回転軸線Ｃｒから脚部７３における径方向外側の端部７３ｂに至る間の距離と一致している。すなわち、端部壁７４の外周縁７４ｂと脚部７３における径方向外側の端部７３ｂとは滑らかに接続されている。

【0050】

ここで、図７に詳示するように、回転軸線Ｃｒを中心として、オーバーハング部３３ｅにおける外周面３３ｂのうち、最も径方向外側、つまり中心位置３３ｐを通る円を最外円Ｃｏとする。この最外円Ｃｏとオーバーハング部３３ｅの内周面３３ａとの間の中央を、中央部３３ｇとする。このとき、端部壁７４の外周縁７４ｂ及び脚部７３における径方向外側の端部７３ｂの位置は、オーバーハング部３３ｅの内周面３３ａと中央部３３ｇとの間の位置となる。

【0051】

また、端部壁７４の外周縁７４ｂには、４つの開口部７７が形成されている。開口部７７は、周方向で隣り合う脚部７３の間の中央に配置されている。開口部７７は、軸方向からみて円形状に近似した形状になっている。開口部７７は、径方向外側が開口されて蟻溝状に形成されている。

【0052】

開口部７７は、例えば図示しない着磁装置に対するロータ９の位置決めに用いられる。例えば着磁装置に位置決めピンを設け、このピンに開口部７７を嵌め合わせる。これにより、着磁装置に対する磁石ホルダ７０の位置決めが行われる。磁石ホルダ７０は、係合爪７５によってロータコア３２との位置決めが行われている。この結果、開口部７７によって、ロータ９の位置決めが可能である。また、着磁装置に対する永久磁石３３の位置決めも行われる。このため、永久磁石３３に精度よく着磁することが可能になる。

【0053】

端部壁７４におけるロータコア３２側の内面７４ｃには、複数の補強リブ７８が突出形成されている。補強リブ７８は、端部壁７４の内面７４ｃに径方向に沿って、かつ内面７４ｃの径方向全体に渡って形成されている。補強リブ７８は、周方向で隣り合う脚部７３の間に、それぞれ２つずつ配置されている。これら２つの補強リブ７８は、対応する開口部７７を挟んで周方向の両側に配置されている。

【0054】

補強リブ７８は、磁石ホルダ７０の成形時に端部壁７４の周域に凹みや波うち等の変形が生じるのを抑制する機能を有するとともに、端部壁７４の機械的強度を高める機能を有する。また、補強リブ７８は、磁石ホルダ７０が、永久磁石３３を保持したロータコア３２とともに磁石カバー７１内に組付けられたときに、オーバーハング部３３ｅの端部３３ｆに当接する。これにより、永久磁石３３に軸方向に過大な荷重が作用したときに、補強リブ７８（端部壁７４）によって永久磁石３３の軸方向の変位が制限される。

【0055】

＜減速部＞
図１、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アケース４０と、ギアケース４０内に収納されるウォーム減速機構４１と、を備える。ギアケース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。ギアケース４０は、一面に開口部４０ａを有する箱状に形成されている。ギアケース４０は、ウォーム減速機構４１を収容するギア収容部４２を有する。ギアケース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とギア収容部４２とを連通する開口部４３が形成されている。

【0056】

ギアケース４０の底壁４０ｃには、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のものである。軸受ボス４９には、内周面に図示しない滑り軸受が設けられている。軸受ボス４９の先端内周縁には、図示しない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。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の剛性が確保されている。

【0057】

ギア収容部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、電動モータ２のシャフト３１と同軸上に配置されている。ウォーム軸４４は、両端がギアケース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の電動モータ２側の端部は、軸受４６を介してギアケース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の端部と電動モータ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。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シャフト部分とを成形することにより一体として形成してもよい。

【0058】

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における径方向の中央に出力軸４８が設けられている。出力軸４８は、ウォームホイール４５の回転軸線方向と同軸上に配置されている。出力軸４８は、ギアケース４０の軸受ボス４９を介してギアケース４０の外部に突出している。出力軸４８の突出した先端には、図示しない電装品と接続されるスプライン４８ａが形成されている。

【0059】

ウォームホイール４５における径方向の中央には、出力軸４８が突出されている側とは反対側に、図示しないセンサ磁石が設けられている。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。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（ギアケース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。

【0060】

＜コントローラ部＞
電動モータ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、ギアケース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。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（ギアケース４０の開口部４０ａ側）に対向配置されている。

【0061】

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、電動モータ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ともに、カバー６３に設けられたコネクタ１１の端子（不図示）が電気的に接続されている。

【0062】

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。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。

【0063】

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。カバー６３は、若干外側に膨出するように形成されている。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として構成される。
カバー６３の外周部に、コネクタ１１が一体成形されている。コネクタ１１は、図示しない外部電源から延びるコネクタが嵌着される。コネクタ１１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。

【0064】

カバー６３の開口縁には、ギアケース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。これら２つの壁８１ａ，８１ｂの間に、ギアケース４０の側壁４０ｂの端部が挿入（嵌め合い）される。これにより、ギアケース４０とカバー６３との間にラビリンス部８３が形成される。ラビリンス部８３によって、ギアケース４０とカバー６３との間から塵埃や水が浸入してしまうことが防止される。ギアケース４０とカバー６３との固定は、図示しないボルトを締結することにより行われる。

【0065】

＜減速機付きモータの動作＞
次に、減速機付きモータ１の動作について説明する。
減速機付きモータ１は、コネクタ１１を介してコントローラ基板６２に供給された電力が、図示しないパワーモジュールを介して電動モータ２の各コイル２４に選択的に供給される。すると、ステータ８（ティース部２２）に所定の鎖交磁束が形成され、この鎖交磁束とロータ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や反発力が生じる。

【0066】

ここで、ロータ９は、ロータコア３２の外周面３２ａに、永久磁石３３を配置した、いわゆるＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）方式のロータである。このため、ｄ軸方向のインダクタンス値が小さくなる。
これに加え、ロータ９は、周方向で隣り合う永久磁石３３間に突極部３５が設けられている。このため、ステータ８の鎖交磁束Ｊが突極部３５に流れる。

【0067】

この鎖交磁束Ｊは、１つの突極部３５からシャフト固定部３７を介して周方向で隣の突極部３５へと流れる。この結果、ステータ８の鎖交磁束Ｊ１によるｑ軸方向のインダクタンス値は、突極部３５が無い場合と比較して大きくなる。このように、ｄ軸方向とｑ軸方向とのリラクタンストルクの差も利用してロータ９が回転される。リラクタンストルクは、鎖交磁束Ｊ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９を回転させる。
このように、ロータ９は、永久磁石３３に起因する磁気的な吸引力や反発力による磁石トルクや上述のリラクタンストルクにより、継続的に回転する。

【0068】

ロータ９が回転すると、シャフト３１と一体化されているウォーム軸４４が回転し、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が回転する。そして、ウォームホイール４５に連結されている出力軸４８が回転し、所望の電装品（例えば、車両に搭載されるワイパ駆動装置）が駆動する。

【0069】

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の回転位置検出結果は、信号として図示しない外部機器に出力される。図示しない外部機器は、ウォームホイール４５の回転位置検出信号に基づいて、図示しない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が制御され、電動モータ２の駆動制御が行われる。パワーモジュールの駆動信号の出力や電動モータ２の駆動制御は、コントローラ部４で行われていてもよい。

【0070】

＜磁石ホルダの作用＞
次に、図８から図１０に基づいて、磁石ホルダ７０の作用について説明する。
図８は、磁石ホルダ７０の作用説明図である。
前述したように、ロータ９はオーバーハング部３３ｅを有する。これにより、永久磁石３３の有効磁束を増大できる。
ここで、例えばオーバーハング部３３ｅの内周面３３ａ側に磁性体が配置されていないとした場合、この内周面３３ａ側の磁束が空気中に漏れて漏れ磁束となる。このため、オーバーハング部３３ｅの磁束を有効活用できない。

【0071】

これに対し、本実施形態ではオーバーハング部３３ｅに、軟磁性粉を加圧成形して形成された磁石ホルダ７０が設けられている。磁石ホルダ７０の円筒部７２は、オーバーハング部３３ｅの内周面３３ａに配置されている。
このため、図８に示すように、円筒部７２は、オーバーハング部３３ｅのうち、内周面３３ａ側の磁束がロータコア３２側へと流れるように磁路として機能する（図８における矢印Ｊ１参照）。よって、オーバーハング部３３ｅの磁束を有効活用でき、永久磁石３３の全体の有効磁束を増大できる。

【0072】

図９は、縦軸を永久磁石３３の全体の有効磁束［μＷｂ］とし、横軸をオーバーハング部３３ｅにおけるロータコア３２の両端面３２ｂ，３２ｃからの突出長さ［ｍｍ］（以下、単にオーバーハング部３３ｅの突出長さという）としたときの有効磁束の変化を示し、円筒部７２がある場合とない場合とを比較したグラフである。
図９に示すように、円筒部７２がある場合、円筒部７２がない場合と比較して、オーバーハング部３３ｅの突出長さが長いほど永久磁石３３の全体の有効磁束が増大することが確認できる。

【0073】

また、磁石ホルダ７０は、端部壁７４を有する。端部壁７４は、永久磁石３３の軸方向の変位を制限する役割や磁石カバー７１におけるかしめ部７１ｄのかしめ作業時の荷重を受ける役割を有する。一方、端部壁７４は、オーバーハング部３３ｅの外周面３３ｂ側の磁束が流れ込んでしまい、オーバーハング部３３ｅの端部３３ｆにおいてショートカットされた磁路を形成してしまう可能性があった（図８における矢印Ｊ２参照）。

【0074】

しかしながら、端部壁７４の外周縁７４ｂ及び脚部７３の端部７３ｂの位置は、オーバーハング部３３ｅの内周面３３ａと中央部３３ｇとの間の位置となる。このため、端部壁７４を介したショートカットの磁路が形成されてしまうことを防止できる（図８における×印）。この結果、オーバーハング部３３ｅの磁束を有効活用でき、永久磁石３３の全体の有効磁束を増大できる。

【0075】

図１０は、縦軸を永久磁石３３の全体の有効磁束［μＷｂ］とし、横軸を最外円Ｃｏの外径と端部壁７４における外周縁７４ｂの外径との比（外径比）としたときの有効磁束の変化を示すグラフである。
図１０に示すように、端部壁７４の外周縁７４ｂの位置が、中央部３３ｇよりも径方向の外側の位置の場合、永久磁石３３の全体の有効磁束が急激に減少してしまうことが確認できる。

【0076】

このように、上述の実施形態では、永久磁石３３は、ステータコア２０における軸方向の両端面２０ａ，２０ｂから軸方向の外側に突出したオーバーハング部３３ｅを有する。オーバーハング部３３ｅの内周面３３ａに、磁性体である磁石ホルダ７０の円筒部７２を設けた。このため、オーバーハング部３３ｅの内周面３３ａ側に、ロータコア３２へとオーバーハング部３３ｅの磁束が流れる磁路を形成できる。したがって、オーバーハング部３３ｅにおいて空気中に漏れる磁束を低減でき、オーバーハング部３３ｅの磁束を有効活用できる。よって、永久磁石３３の全体の有効磁束を増大でき、電動モータ２を効率よく高トルク化できる。

【0077】

オーバーハング部３３ｅの内周面３３ａに磁性体を設けるために、磁石ホルダ７０を磁性体により形成した。磁石ホルダ７０の端部壁７４は、オーバーハング部３３ｅの端部３３ｆに当接している。このように、磁石ホルダ７０によって、ロータコア３２に永久磁石３３を位置決め固定できる。また、オーバーハング部３３ｅの内周面３３ａに別途磁性体を設ける必要がなく、オーバーハング部３３ｅの内周面３３ａにおける内周面３３ａの磁束を、円筒部７２を介してロータコア３２に確実に流すことができる。なお、磁石ホルダ７０の端部壁７４は、オーバーハング部３３ｅの各端部３３ｆ，３３ｆに当接させず、いずれか一方の端部３３ｆに当接させるものでもよい。

【0078】

ロータコア３２は、複数の鋼板３２ｐを軸方向に積層することにより形成されている。磁石ホルダ７０は、軟磁性粉を加圧成形することにより形成されている。このため、ロータコア３２の透磁率を高めつつ、磁石ホルダ７０を形成しやすくできる。
磁石ホルダ７０の円筒部７２には、係合爪７５が形成されている。係合爪７５により、ロータコア３２に対して磁石ホルダ７０の位置決めを行うことができる。また、端部壁７４に開口部７７を形成している。この開口部７７を利用して例えば図示しない着磁装置に対する磁石ホルダ７０の位置決めを行い、結果的に図示しない着磁装置に対するロータ９の位置決めを行っている。このように構成することで、着磁装置等の他の装置に対するロータ９（永久磁石３３）の位置決めを容易に行うことができる。この分、ロータ９を製造しやすくできる。

【0079】

磁石ホルダ７０における端部壁７４の外周縁７４ｂ及び脚部７３の端部７３ｂの位置を、オーバーハング部３３ｅの内周面３３ａと中央部３３ｇとの間の位置とした。このため、端部壁７４を介したオーバーハング部３３ｅのショートカットの磁路が形成されてしまうことを防止できる。この結果、オーバーハング部３３ｅの磁束を有効活用でき、永久磁石３３の全体の有効磁束を増大できる。よって、電動モータ２を効率よく高トルク化できる。

【0080】

本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、減速機付きモータ１は、車両のワイパー装置の駆動源として用いられる場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、減速機付きモータ１は、ワイパー装置以外にも、車両に搭載される電装品（例えば、パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等）の駆動源となるものや、その他のさまざまな用途に使用することができる。

【0081】

上述の実施形態では、回転電機としての電動モータ２に、ロータ９の構成を用いた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、さまざまな回転電機にロータ９の構成を採用できる。例えば電動モータ２に代わって発電機にロータ９の構成を採用することも可能である。

【0082】

上述の実施形態では、永久磁石３３の外周面３３ｂは、例えば内周面３３ａよりも曲率半径の小さい円弧形状に形成されている場合について説明した。永久磁石３３の外周面３３ｂは、周方向の中央が最も径方向の外側に膨出する場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、永久磁石３３の外周面３３ｂは、回転軸線Ｃｒを中心とする円上に沿うように形成されていてもよい。永久磁石３３の外周面３３ｂの曲率半径と内周面３３ａの曲率半径とを同一としてもよい。永久磁石３３の内周面３３ａの曲率半径を外周面３３ｂの曲率半径よりも小さくしてもよい。

【0083】

永久磁石３３の内周面３３ａの曲率半径が外周面３３ｂの曲率半径よりも小さい場合、最外円Ｃｏ（図７参照）と内周面３３ａとの間の中央部３３ｇは、内周面３３ａのうちの最も内径が小さくなる箇所と最外円Ｃｏとの間の中央となる。これは、磁石ホルダ７０の端部壁７４が円形状に形成されているからである。

【0084】

端部壁７４の外周縁７４ｂの形状を、永久磁石３３の内周面３３ａ及び外周面３３ｂの形状に対応して変形させてもよい。また、端部壁７４の外周縁７４ｂの形状に対応して脚部７３における径方向外側の端部７３ｂの位置を変化させてもよい。このように構成することで、永久磁石３３の内周面３３ａの円弧形状（曲率半径）や外周面３３ｂの円弧形状（曲率半径）に関わらず、端部壁７４の外周縁７４ｂ及び脚部７３における径方向外側の端部７３ｂの位置を、オーバーハング部３３ｅの内周面３３ａと中央部３３ｇとの間の位置となるようにしてもよい。

【0085】

上述の実施形態では、永久磁石３３の内周面３３ａに設ける磁性体として磁石ホルダ７０の円筒部７２を配置した場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、永久磁石３３の内周面３３ａに磁性体を設ければよい。例えばロータコア３２の軸方向の厚さをステータコア２０の軸方向の厚さよりも厚くしてもよい。これにより、永久磁石３３の内周面３３ａに磁性体としてロータコア３２を配置してもよい。

【0086】

上述の実施形態では、磁石ホルダ７０における端部壁７４の外周縁７４ｂに開口部７７を形成した場合について説明した。この開口部７７を用いて、例えば図示しない着磁装置にロータ９を位置決めする場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、端部壁７４に他の装置に対して位置決めを行うための位置決め部が形成されていればよい。例えば端部壁７４に開口部７７に代わって凸部を形成してもよい。この凸部を利用して、他の装置に対してロータ９の位置決めを行ってもよい。

【0087】

図１１は、変形例におけるロータ９の分解斜視図である。
上述の実施形態では、ロータコア３２は、複数の鋼板３２ｐを軸方向に積層することにより形成されている場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく図１１に示すように、ロータコア３２を、圧延鋼板を用いて軸方向に積層して成形したり、軟磁性粉を加圧成形することにより形成したりしてもよい。このように構成することで、ロータコア３２と磁石ホルダ７０とを一体化できる。この分、ロータ９の部品点数を低減できる。

【符号の説明】

【0088】

１…減速機付きモータ、２…電動モータ（回転電機）、３…減速部、４…コントローラ部、５…モータケース、６…第１モータケース、６ａ…開口部、７…第２モータケース、７ａ…開口部、８…ステータ、９…ロータ、１０…底部、１０ａ…貫通孔、１１…コネクタ、１６…外フランジ部、１７…外フランジ部、２０…ステータコア、２０ａ…端面、２０ｂ…端面、２０ｐ…鋼板、２１…バックヨーク部、２２…ティース部、２３…インシュレータ、２４…コイル、３１…シャフト、３２…ロータコア、３２ａ…外周面、３２ｂ…端面、３２ｃ…端面、３２ｐ…鋼板、３３…永久磁石、３３ａ…内周面、３３ｂ…外周面、３３ｃ…内側面、３３ｄ…外側面、３３ｅ…オーバーハング部、３３ｆ…端部、３３ｇ…中央部、３３ｐ…中心位置、３５…突極部、３５ａ…側面、３５ｂ…外側端部、３６…磁石収納部、３７…シャフト固定部、３７ａ…外周面、３７ｂ…シャフト挿通孔、３７ｃ…溝、４０…ギアケース、４０ａ…開口部、４０ｂ…側壁、４０ｃ…底壁、４１…ウォーム減速機構、４２…ギア収容部、４３…開口部、４４…ウォーム軸、４５…ウォームホイール、４６…軸受、４７…軸受、４８…出力軸、４８ａ…スプライン、４９…軸受ボス、５２…リブ、５６…コントローラ収容部、６０…回転位置検出部、６１…磁気検出素子、６２…コントローラ基板、６３…カバー、７０…磁石ホルダ、７１…磁石カバー、７１ａ…筒状部、７１ｂ…張り出し部、７１ｃ…内フランジ部、７１ｄ…かしめ部、７２…円筒部、７２ａ…外周面、７２ｂ…端部、７３…脚部、７３ａ…端部、７３ｂ…端部、７４…端部壁、７４ａ…開口部、７４ｂ…外周縁、７４ｃ…内面、７５…係合爪、７６…凹部、７７…開口部、７８…補強リブ、８１…嵌合部、８１ａ…壁、８１ｂ…壁、８３…ラビリンス部、９１…溝部、Ｃｒ…回転軸線、Ｃｏ…最外円

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】