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(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】
(24)【登録日】2022-12-22
(45)【発行日】2023-01-05
(54)【発明の名称】ブラシレスモータ
(51)【国際特許分類】
H02K 21/16 20060101AFI20221223BHJP
H02K 1/278 20220101ALI20221223BHJP
H02K 1/14 20060101ALI20221223BHJP
【ＦＩ】
H02K21/16 M
H02K1/278
H02K1/14 Z
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019072872
(22)【出願日】2019-04-05
(65)【公開番号】P2020171178
(43)【公開日】2020-10-15
【審査請求日】2021-10-28
(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】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
(72)【発明者】
【氏名】塩田 直樹
【審査官】島倉 理
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０５０９１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０２０６３１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平３－２４３１５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－６６９０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｋ ２１／１６
Ｈ０２Ｋ １／２７
Ｈ０２Ｋ １／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周面を形成する複数の平行な対向面からなる平面部を有し、かつ径方向内側に延びるティースを有するステータコアと、各前記ティースに巻装された巻線と、を備えるステータと、
前記ティースの径方向内側に配置され、前記ティースと対向する面に磁極を発生させる極配向であり、かつ周状に設けられるマグネットを備えるロータと、
を有するモータ部を備え、
ｎを自然数としたとき、前記マグネットの磁極数と前記ティースの数との比は、４ｎ：３ｎを満たすように設定され、
前記ロータの外径寸法／前記平面部の外径寸法は、０．５以上に設定され、
前記モータ部の磁気装荷と電気装荷との比は、１：１．２５を満たすように設定されている、
ことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項2】
前記ロータの中心から前記ティースの周方向における両端部を結ぶ磁束収束角は、電気角である１８０°以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項3】
前記ロータの中心と前記ティースの周方向における中心位置を結ぶ第１直線の方向において、前記ティースの先端厚さ寸法／前記第１直線と直交する方向におけるティースの幅寸法は、０．３９～０．４６に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブラシレスモータに関するものである。
【背景技術】
【0002】
通常、インナーロータ型のブラシレスモータでは、鉄製のヨーク内に、コイルが巻装されたステータが配置され、その内側にマグネットを備えたロータが回転自在に設けられる構成が一般的である。その際、ステータ側には、ステータコアとコイルとの間を絶縁する部品としてインシュレータが取り付けられ、コイルは、インシュレータを介して、ステータコアのティースに巻装される（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
ところで、インナーロータ型のブラシレスモータのなかには、例えば、磁極数とスロット数との組み合わせ（以下、「スロットコンビネーション」という）が８極６スロットに構成される磁気回路が知られている。ブラシレスモータを８極６スロットとすることにより、極数を増してスロット数を極数より減らすことができる。極数を増すことにより磁極（磁石）単体を小さくできる。
【0004】
また、ブラシレスモータの用途に応じて、ブラシレスモータのサイズ要件をステータの２面幅により決める場合がある。この場合、例えば、ブラシレスモータが６スロットであれば、ステータの外形を多角形にすることにより、ティースに巻装されるコイルの巻線面積を増やすことができる。これにより、コイルの巻数（巻装数）を増すことにより、ブラシレスモータのトルクを確保してブラシレスモータの小型化が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１７－１２７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、ブラシレスモータが８極６スロットで構成される磁気回路の場合、極ピッチよりコイルピッチが長くなる長節巻きになる。このため、装荷比における電気装荷の割合が大きくなり、電気子反作用の影響を受けやすくなることが考えられる。
さらに、電気子反作用の影響を受けやすい８極６スロットのブラシレスモータにおいて、コイルの巻線の数を多く巻装した場合、電気子反作用の影響が一層強くなるおそれがある。このため、モータ特性におけるトルクだれが大きくなることが考えられ、モータ特性を得るためにブラシレスモータを大型化する必要がある。
さらに、電気子反作用の影響を受けやすい８極６スロットのブラシレスモータにおいて、コイルの巻線の数を多く巻装した場合、電気子反作用の影響が一層強くなるおそれがある。このため、モータ特性におけるトルクだれが大きくなることが考えられ、モータ特性を得るためにブラシレスモータを大型化する必要がある。
【0007】
ここで、モータ特性におけるトルクだれを小さく抑える方法として、例えば、コイルの巻数（巻装数）を減らすことが考えられる。しかし、コイルの巻数を減らした場合、回転数を上げることは可能であるがトルクが低下する。このため、コイルの巻数を減らしても、モータ特性を好適に保つことが難しい。
【0008】
そこで、この発明は、ｎを自然数としたとき、マグネットの磁極数とティースの数との比が４ｎ：３ｎに設定され、さらに、トルクだれを抑制できるブラシレスモータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するために、本発明に係るブラシレスモータは、外周面を形成する複数の平行な対向面からなる平面部を有し、かつ径方向内側に延びるティースを有するステータコアと、各前記ティースに巻装された巻線と、を備えるステータと、前記ティースの径方向内側に配置され、前記ティースと対向する面に磁極を発生させる極配向であり、かつ周状に設けられるマグネットを備えるロータと、を有するモータ部を備え、ｎを自然数としたとき、前記マグネットの磁極数と前記ティースの数との比は、４ｎ：３ｎを満たすように設定され、前記ロータの外径寸法／前記平面部の外径寸法は、０．５以上に設定され、前記モータ部の磁気装荷と電気装荷との比は、１：１．２５を満たすように設定されている、ことを特徴とする。
【0010】
本発明に係るブラシレスモータにおいて、前記ロータの中心から前記ティースの周方向における両端部を結ぶ磁束収束角は、電気角である１８０°以下に設定されていることを特徴とする。
【0011】
本発明に係るブラシレスモータにおいて、前記ロータの中心と前記ティースの周方向における中心位置を結ぶ第１直線の方向において、前記ティースの先端厚さ寸法／前記第１直線と直交する方向におけるティースの幅寸法は、０．３９～０．４６に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ｎを自然数としたとき、マグネットの磁極数とティースの数との比が４ｎ：３ｎに設定され、さらに、トルクだれを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る第１実施形態における減速機付きモータを示す断面図。
【図3】第１実施形態におけるステータを示す断面図。
【図4】第１実施形態におけるロータを示す断面図。
【図5】第１実施形態におけるモータ部の磁気装荷と電気装荷との比を示す装荷比を説明するグラフ。
【図6】第１実施形態におけるモータ部と比較例とのモータ特性を説明するグラフ。
【図7】第１実施形態におけるモータ部においてスロットの開口幅とトルクとの関係を説明するグラフ。
【図8】第１実施形態におけるモータ部においてティース寸法比とトルクとの関係を説明するグラフ。
【図9】本発明に係る第２実施形態におけるステータを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
次に、本発明の実施形態に係るブラシレスモータについて、図面を参照して説明をする。実施形態においてはブラシレスモータをモータ部として減速機付きモータに適用する例について説明するが、ブラシレスモータを他のモータに適用することも可能である。
（第１実施形態）
（減速機付きモータ）
図１は、第１実施形態における減速機付きモータ１を示す断面図である。
図１に示すように、減速機付きモータ１は、モータ部２と、モータ部２の回転を減速して出力する減速部３と、を備えている。
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。
（第１実施形態）
（減速機付きモータ）
図１は、第１実施形態における減速機付きモータ１を示す断面図である。
図１に示すように、減速機付きモータ１は、モータ部２と、モータ部２の回転を減速して出力する減速部３と、を備えている。
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。
【0015】
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多角形状のステータ６と、ステータ６の径方向内側に設けられ、ステータ６に対して回転可能に設けられたロータ８と、を備えている。モータ部２は、ステータ６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。
【0016】
（ステータ）
図２は、図１のII－II線に沿う断面図である。図３は、ステータ６を示す断面図である。
図２、図３に示すように、ステータ６は、ステータコア１０と、コイル（巻線）１４とを備えている。ステータコア１０は、径方向に沿う断面形状（断面外形状）が多角形となる筒状のコア部１１と、コア部１１から径方向内側に向けて延びる複数（例えば、第１実施形態では６つ）のティース１２と、が一体成形されている。
ステータコア１０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１０は、複数の金属板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、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。
図２は、図１のII－II線に沿う断面図である。図３は、ステータ６を示す断面図である。
図２、図３に示すように、ステータ６は、ステータコア１０と、コイル（巻線）１４とを備えている。ステータコア１０は、径方向に沿う断面形状（断面外形状）が多角形となる筒状のコア部１１と、コア部１１から径方向内側に向けて延びる複数（例えば、第１実施形態では６つ）のティース１２と、が一体成形されている。
ステータコア１０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１０は、複数の金属板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、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。
【0017】
コア部１１は、例えば、径方向に沿う断面形状において外周面１１ｂを六角形（多角形）に形成する複数の平面部１１ａを有する。平面部１１ａは、外周面１１ｂに平坦面が形成された外側対向面（対向面）１１ｃを有する。複数の外側対向面１１ｃが外周面１１ｂに形成されることにより、対向する外側対向面１１ｃが間隔をおいて互いに平行に配置されている。
径方向に沿う断面形状においてコア部１１の外周面１１ｂを多角形に形成することにより、コア部１１の対向する平面部１１ａの外径寸法（すなわち、対向する外側対向面１１ｃの２面幅寸法）Ｄ１を、円形に形成したコア部に対して小さく抑えることができる。よって、モータ部２の小型化が可能になり、例えば、サンルーフ、パワーウインドウ、パワーシート等の電装品に適用できる。以下、コア部１１の平面部１１ａの外径寸法Ｄ１を「２面幅寸法Ｄ１」として説明する。
径方向に沿う断面形状においてコア部１１の外周面１１ｂを多角形に形成することにより、コア部１１の対向する平面部１１ａの外径寸法（すなわち、対向する外側対向面１１ｃの２面幅寸法）Ｄ１を、円形に形成したコア部に対して小さく抑えることができる。よって、モータ部２の小型化が可能になり、例えば、サンルーフ、パワーウインドウ、パワーシート等の電装品に適用できる。以下、コア部１１の平面部１１ａの外径寸法Ｄ１を「２面幅寸法Ｄ１」として説明する。
【0018】
また、コア部１１は、内周面１１ｄに複数の平行な内側対向面１１ｅと、隣接する内側対向面１１ｅの間に形成された内側傾斜面１１ｆと、を有する。内側対向面１１ｅの周方向中央にティース１２が設けられている。
ティース１２は、ティース本体１６と、鍔部１７と、が一体成形されたものである。ティース本体１６は、コア部１１の内側対向面１１ｅの周方向中央から径方向に沿って内側に延び、幅寸法Ｗ１に形成されている。
幅寸法Ｗ１は、ロータ８の中心（すなわち、シャフト３１の軸心）Ｃ１とティース１２の周方向における中心位置を結ぶ第１直線２２の方向において、第１直線２２と直交する方向におけるティース１２の幅寸法である。第１直線２２は、ロータ８の中心Ｃ１から径方向外側に向けて延びる直線である。
ティース１２は、ティース本体１６と、鍔部１７と、が一体成形されたものである。ティース本体１６は、コア部１１の内側対向面１１ｅの周方向中央から径方向に沿って内側に延び、幅寸法Ｗ１に形成されている。
幅寸法Ｗ１は、ロータ８の中心（すなわち、シャフト３１の軸心）Ｃ１とティース１２の周方向における中心位置を結ぶ第１直線２２の方向において、第１直線２２と直交する方向におけるティース１２の幅寸法である。第１直線２２は、ロータ８の中心Ｃ１から径方向外側に向けて延びる直線である。
【0019】
ティース本体１６の径方向内側端から鍔部１７が周方向に沿って延びている。鍔部１７は、ティース本体１６から周方向両側へロータ８の外周面８ａに沿って湾曲状に延びている。鍔部１７は、外周端１７ａと、内周面１７ｂと、一端部１７ｃと、他端部１７ｄと、を有する。外周端１７ａは、ロータ８の中心Ｃ１を中心とする円弧２４上に配置されている。内周面１７ｂは、ロータ８の外周面８ａに沿って円弧状に形成されている。一端部１７ｃは、周方向の一方の端部である。他端部１７ｄは、周方向の他方の端部である。以下、一端部１７ｃ及び他端部１７ｄを両端部１７ｃ，１７ｄと称することもある。
【0020】
鍔部１７は、第１直線２２の方向において、鍔部１７の内周面１７ｂと円弧２４との間が厚さ寸法Ｔ１に形成されている。以下、「鍔部１７の厚さ寸法Ｔ１」を「ティース１２の先端厚さ寸法Ｔ１」と称することもある。
ここで、ステータコア１０は、ティース１２の先端厚さ寸法Ｔ１とティース１２の幅寸法Ｗ１とのティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が、０．３９～０．４６に設定されている。ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１を０．３９～０．４６に設定する理由については図８において詳しく説明する。
ここで、ステータコア１０は、ティース１２の先端厚さ寸法Ｔ１とティース１２の幅寸法Ｗ１とのティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が、０．３９～０．４６に設定されている。ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１を０．３９～０．４６に設定する理由については図８において詳しく説明する。
【0021】
また、ステータ６は、周方向において、隣り合う鍔部１７の間に、スロット２６が形成されている。すなわち、ステータ６は、例えば、スロット２６を６箇所に備えている。
さらに、コア部１１の内周面１１ｄ、及びティース１２は、樹脂製のインシュレータ２７によって覆われている。このインシュレータ２７の上から各ティース１２にコイル（巻線）１４が巻装（巻回）されている。各コイル１４は、電源からの給電により、ロータ８を回転させるための磁界を生成する。ティース１２の径方向内側にロータ８が配置されている。
さらに、コア部１１の内周面１１ｄ、及びティース１２は、樹脂製のインシュレータ２７によって覆われている。このインシュレータ２７の上から各ティース１２にコイル（巻線）１４が巻装（巻回）されている。各コイル１４は、電源からの給電により、ロータ８を回転させるための磁界を生成する。ティース１２の径方向内側にロータ８が配置されている。
【0022】
（ロータ）
図４は、ロータ８を示す断面図である。
図２、図４に示すように、ロータ８は、ステータ６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８は、減速部３を構成するウォーム軸４３（図１参照）と一体成形されたシャフト３１と、シャフト３１に外嵌固定された円筒状のロータコア３２と、ロータコア３２の外周面に設けられたマグネット３３と、を備えている。尚、ウォーム軸４３とシャフト３１が連結部材（図示せず）を介して別体であってもよい。
図４は、ロータ８を示す断面図である。
図２、図４に示すように、ロータ８は、ステータ６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８は、減速部３を構成するウォーム軸４３（図１参照）と一体成形されたシャフト３１と、シャフト３１に外嵌固定された円筒状のロータコア３２と、ロータコア３２の外周面に設けられたマグネット３３と、を備えている。尚、ウォーム軸４３とシャフト３１が連結部材（図示せず）を介して別体であってもよい。
【0023】
ロータコア３２は、シャフト３１に外嵌固定された状態においてシャフト３１を軸心Ｃ１とする円筒状の部材である。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す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してもよい。
【0024】
また、ロータコア３２の径方向略中央には、軸方向に貫通する取付部３２ａが形成された取付部３２ａが備えられている。この取付部３２ａに、シャフト３１が圧入されている。なお、取付部３２ａ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を外嵌固定してもよい。
【0025】
さらに、ロータコア３２の外周面３２ｂには、マグネット３３が外嵌固着されている。すなわち、マグネット３３は、例えば、ロータコア３２の外周面３２ｂの全周にわたり、例えば、第１～第８のマグネット３３ａ～３３ｈが周状に８個設けられている。
第１～第８のマグネット３３ａ～３３ｈは、極異方性磁石等の極配向磁石により円筒状（リング状）に形成された極配向マグネットである。マグネット３３は、ティース１２の径方向内側に配置されることにより、ティース１２と対向する面に磁極が発生して磁束がＮ極からＳ極に向けて矢印Ａ方向に流れる。よって、磁気回路内の磁束が流れる経路の鉄芯部を減少させることが可能になる。これにより、インダクタンスを低下させトルクだれの発生を抑えることができる。
第１～第８のマグネット３３ａ～３３ｈは、極異方性磁石等の極配向磁石により円筒状（リング状）に形成された極配向マグネットである。マグネット３３は、ティース１２の径方向内側に配置されることにより、ティース１２と対向する面に磁極が発生して磁束がＮ極からＳ極に向けて矢印Ａ方向に流れる。よって、磁気回路内の磁束が流れる経路の鉄芯部を減少させることが可能になる。これにより、インダクタンスを低下させトルクだれの発生を抑えることができる。
【0026】
第１～第８のマグネット３３ａ～３３ｈは、磁粉と樹脂が結合したプラスチック・ボンド系のボンド磁石である。ボンド磁石は、フェライト磁石などの磁石を砕いてゴムやプラスチックに練り込んだ柔軟性のある磁石である。例えば、ネオジム磁石やサマリウム鉄窒素磁石を用いたボンド磁石は、通常の焼結型フェライト磁石と比較して磁力が強く、複雑な形状に加工でき、特に、小型モータ等に適用される。
【0027】
以上説明したように、モータ部２は、一例として、マグネット３３の磁極数とティース１２の数とのスロットコンビネーションが８極６スロットの磁気回路に構成されている。モータ部２を８極６スロットとすることにより、極数を増してスロット数を極数より減らすことができる。極数を増すことにより第１～第８のマグネット３３ａ～３３ｈの単体が小さく形成されている。
なお、実施形態においては、マグネット３３の磁極数とティース１２の数とを８極６スロットとするスロットコンビネーションについて説明するが、これに限らない。その他の例として、例えば、ｎを自然数としたとき、マグネット３３の磁極数とティース１２の数との比が、４ｎ：３ｎに設定されていればよい。
なお、実施形態においては、マグネット３３の磁極数とティース１２の数とを８極６スロットとするスロットコンビネーションについて説明するが、これに限らない。その他の例として、例えば、ｎを自然数としたとき、マグネット３３の磁極数とティース１２の数との比が、４ｎ：３ｎに設定されていればよい。
【0028】
また、ステータ６は、径方向に沿う断面形状においてコア部１１の外周面１１ｂが多角形に形成されることにより、スロット２６の面積を増やすことができる。これにより、ティース１２に巻装されるコイル１４の巻線面積を増やすことができ、コイル１４の巻数（巻装数）を増すことができる。
このように、ｎを自然数としたとき、マグネット３３の磁極数とティース１２の数との比を４ｎ：３ｎに設定し、さらに、コア部１１の外周面１１ｂを多角形に形成してコイル１４の巻数を増すことにより、モータ部２のトルクだれの発生を抑えることができる。これにより、モータ部２のトルクを確保してモータ部２の小型化が可能になる。
このように、ｎを自然数としたとき、マグネット３３の磁極数とティース１２の数との比を４ｎ：３ｎに設定し、さらに、コア部１１の外周面１１ｂを多角形に形成してコイル１４の巻数を増すことにより、モータ部２のトルクだれの発生を抑えることができる。これにより、モータ部２のトルクを確保してモータ部２の小型化が可能になる。
【0029】
加えて、ロータ８の外径寸法Ｄ２と、コア部１１の２面幅寸法Ｄ１との比は、Ｄ２／Ｄ１が、０．５以上に設定されている。これにより、装荷比における磁気装荷の割合を上げることが可能になる。Ｄ２／Ｄ１を０．５以上に設定する理由については図５、図６において詳しく説明する。
【0030】
図３に戻って、ステータ６は、第２直線３５と第３直線３６との周方向の角度（以下、磁束収束角という）θ１は、電気角である１８０°以下に設定されている。すなわち、磁束収束角θ１は、電気角である１８０°以下に設定されている。第２直線３５は、ロータ８の中心Ｃ１から鍔部１７の一端部１７ｃを結ぶ直線である。第３直線３６は、ロータ８の中心Ｃ１から鍔部１７の他端部１７ｄを結ぶ直線である。
【0031】
換言すれば、ロータ８の中心Ｃ１からティース１２の鍔部１７の周方向における両端部１７ｃ，１７ｄを結ぶ第２直線３５及び第３直線３６の間の磁束収束角θ１は、電気角である１８０°以下に設定されている。磁束収束角θ１を、電気角である１８０°以下に設定する理由については図７において詳しく説明する。
また、隣接するスロット間の開口幅は、Ｗ２に設定されている。以下、隣接するスロット間の開口幅Ｗ２を「スロットの開口幅Ｗ２」として説明する。
また、隣接するスロット間の開口幅は、Ｗ２に設定されている。以下、隣接するスロット間の開口幅Ｗ２を「スロットの開口幅Ｗ２」として説明する。
【0032】
（減速部）
図１に戻って、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４１と、ギヤケース４１内に収納されるウォーム減速機構４２と、を備えている。ウォーム減速機構４２は、ウォーム軸４３と、ウォーム軸４３に噛合されるウォームホイール４４と、により構成されている。ウォーム軸４３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４３は、両端がギヤケース４１に設けられた軸受４６，４７を介して回転自在に支持されている。
図１に戻って、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４１と、ギヤケース４１内に収納されるウォーム減速機構４２と、を備えている。ウォーム減速機構４２は、ウォーム軸４３と、ウォーム軸４３に噛合されるウォームホイール４４と、により構成されている。ウォーム軸４３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４３は、両端がギヤケース４１に設けられた軸受４６，４７を介して回転自在に支持されている。
【0033】
ウォーム軸４３のモータ部２側の端部は、軸受４６を介してギヤケース４１の開口部に至るまで突出している。この突出したウォーム軸４３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４３とシャフト３１とが一体化されている。なお、ウォーム軸４３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してもよい。
【0034】
ウォーム軸４３に噛合されるウォームホイール４４には、このウォームホイール４４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４４の回転軸方向と同軸上に配置されており、ギヤケース４１の軸受ボス（図示せず）を介してギヤケース４１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が形成されている。
【0035】
電装品としては、例えば、サンルーフ、パワーウインドウ、パワーシート等が挙げられる。すなわち、第１実施形態の減速機付きモータ１は、ブラシレスサンルーフモータ、ブラシレスパワーウインドウモータ、及びブラシレスパワーシートモータに適用され、加えて、その他のブラシレスモータ全般に適用することも可能である。
ロータコア３２及びシャフト３１は、磁性を備えた材料で形成されることにより、電装品を駆動する際に必要な機能上の強度を備えている。
ロータコア３２及びシャフト３１は、磁性を備えた材料で形成されることにより、電装品を駆動する際に必要な機能上の強度を備えている。
【0036】
ここで、ロータ８の外径寸法Ｄ２とコア部１１の２面幅寸法Ｄ１とのＤ２／Ｄ１を０．５以上に設定する理由を図２、図５、図６に基づいて説明する。
図５は、モータ部２の磁気装荷と電気装荷との比を示す装荷比を説明するグラフである。図５において、縦軸が磁気装荷（２ＰΦ）、横軸が電気装荷（ＺＩ／２ａ）を示す。また、第１実施形態のモータ部２の装荷比を「○印」で示し、比較例のモータ部の装荷比を「×印」で示す。
比較例のモータ部は、第１実施形態のモータ部２と同様にコア部が多角形（具体的には、六角形）に形成されている。さらに、比較例は、ロータの外径寸法Ｄ４（図示せず）と、コア部の平面部の外径寸法（２面幅寸法）Ｄ３（図示せず）との比であるＤ４／Ｄ３が、０．５未満に設定されている。
図５は、モータ部２の磁気装荷と電気装荷との比を示す装荷比を説明するグラフである。図５において、縦軸が磁気装荷（２ＰΦ）、横軸が電気装荷（ＺＩ／２ａ）を示す。また、第１実施形態のモータ部２の装荷比を「○印」で示し、比較例のモータ部の装荷比を「×印」で示す。
比較例のモータ部は、第１実施形態のモータ部２と同様にコア部が多角形（具体的には、六角形）に形成されている。さらに、比較例は、ロータの外径寸法Ｄ４（図示せず）と、コア部の平面部の外径寸法（２面幅寸法）Ｄ３（図示せず）との比であるＤ４／Ｄ３が、０．５未満に設定されている。
【0037】
図２、図５に示すように、第１実施形態のモータ部２の装荷比は１．２５である。また、比較例のモータ部の装荷比は１．１５である。
ここで、第１実施形態のモータ部２は、ロータ８の外径寸法Ｄ２と、コア部１１の２面幅寸法Ｄ１とのＤ２／Ｄ１が０．５以上となるように設定され、比較例のＤ４／Ｄ３の０．５未満より大きく設定されている。
すなわち、第１実施形態のモータ部２は、比較例のモータ部に対して、ロータ８の外径が大きく設定されている。よって、第１実施形態のモータ部２は、比較例のモータ部に対して、マグネット３３の磁力が高められている。これにより、第１実施形態のモータ部２の装荷比を、比較例のモータ部の装荷比１．２５より大きな１．２５に高めることができる。
ここで、第１実施形態のモータ部２は、ロータ８の外径寸法Ｄ２と、コア部１１の２面幅寸法Ｄ１とのＤ２／Ｄ１が０．５以上となるように設定され、比較例のＤ４／Ｄ３の０．５未満より大きく設定されている。
すなわち、第１実施形態のモータ部２は、比較例のモータ部に対して、ロータ８の外径が大きく設定されている。よって、第１実施形態のモータ部２は、比較例のモータ部に対して、マグネット３３の磁力が高められている。これにより、第１実施形態のモータ部２の装荷比を、比較例のモータ部の装荷比１．２５より大きな１．２５に高めることができる。
【0038】
つぎに、第１実施形態のモータ部２と比較例とのモータ特性を図２、図６に基づいて説明する。図６は、モータ部２と比較例とのモータ特性を説明するグラフである。
図６において、左側の縦軸が回転数（ｒｐｍ）、右側の縦軸が電流（Ａ）、横軸がトルク（Ｎ・ｍ）を示す。また、第１実施形態のモータ部２のトルクと回転数との関係をグラフＧ１で示し、比較例のモータ部のトルクと回転数との関係をグラフＧ２で示す。さらに、第１実施形態のモータ部２のトルクと電流との関係をグラフＧ３で示し、比較例のモータ部のトルクと電流との関係をグラフＧ４で示す。
図６において、左側の縦軸が回転数（ｒｐｍ）、右側の縦軸が電流（Ａ）、横軸がトルク（Ｎ・ｍ）を示す。また、第１実施形態のモータ部２のトルクと回転数との関係をグラフＧ１で示し、比較例のモータ部のトルクと回転数との関係をグラフＧ２で示す。さらに、第１実施形態のモータ部２のトルクと電流との関係をグラフＧ３で示し、比較例のモータ部のトルクと電流との関係をグラフＧ４で示す。
【0039】
図２、図６に示すように、第１実施形態のモータ部２のグラフＧ１は、比較例のモータ部のグラフＧ２と比べて直線性に近い状態に保たれている。また、第１実施形態のモータ部２のグラフＧ３は、比較例のモータ部のグラフＧ４と比べて直線性に近い状態に保たれている。
すなわち、第１実施形態のモータ部２は、比較例のモータ部の装荷比１．１５に対して装荷比が１．２５になるように、比較例のモータ部に対して、マグネット３３の磁力が高められている。
すなわち、第１実施形態のモータ部２は、比較例のモータ部の装荷比１．１５に対して装荷比が１．２５になるように、比較例のモータ部に対して、マグネット３３の磁力が高められている。
【0040】
よって、第１実施形態のモータ部２は、比較例のモータ部に対して、装荷比における磁気装荷の割合を上げることが可能になり、トルクだれの発生を抑えることができる。これにより、第１実施形態のモータ部２は、速度制御範囲の低下を抑えることができ、サイズの小型化を図ることができる。
【0041】
ここで、モータ特性におけるトルクだれを小さく抑える方法として、例えば、コイル１４の巻数（巻装数）を減らすことが考えられる。しかし、コイル１４の巻数を減らした場合、回転数を上げることは可能であるがトルクが低下する。このため、コイル１４の巻数を減らした場合において、モータ特性を直線性に近い状態に保つことが難しく、モータ特性を好適に保つことができない。
【0042】
つぎに、ロータ８の中心Ｃ１からティース１２の鍔部１７の周方向における両端部１７ｃ，１７ｄを結ぶ磁束収束角θ１を電気角である１８０°以下に設定する理由を図３、図７に基づいて説明する。
図７は、モータ部２においてスロット２６の開口幅Ｗ２とトルクとの関係を説明するグラフである。図７において、縦軸がトルク（Ｎ・ｍ）、横軸がスロット２６の開口幅Ｗ２を示す。また、スロット２６の開口幅Ｗ２とトルクの関係をグラフＧ５で示す。
図７は、モータ部２においてスロット２６の開口幅Ｗ２とトルクとの関係を説明するグラフである。図７において、縦軸がトルク（Ｎ・ｍ）、横軸がスロット２６の開口幅Ｗ２を示す。また、スロット２６の開口幅Ｗ２とトルクの関係をグラフＧ５で示す。
【0043】
図３、図７に示すように、グラフＧ５によれば、スロット２６の開口幅Ｗ２が２．２ｍｍ未満の範囲において、磁束収束角θ１が電気角である１８０°を超えている。グラフＧ５に示すように、トルクが比較的小さくなり、大きなトルクが得られない。
すなわち、磁束収束角θ１が電気角である１８０°を超えた状態において、ティース１２の鍔部１７が磁極より周方向において広がってしまう。よって、鍔部１７において磁極のＳ極、Ｎ極がループしてしまい磁束が漏れてしまうおそれがある。このため、グラフＧ５に示すように、磁束収束角θ１が電気角である１８０°を超えた状態において、大きなトルクを得ることが難しい。
すなわち、磁束収束角θ１が電気角である１８０°を超えた状態において、ティース１２の鍔部１７が磁極より周方向において広がってしまう。よって、鍔部１７において磁極のＳ極、Ｎ極がループしてしまい磁束が漏れてしまうおそれがある。このため、グラフＧ５に示すように、磁束収束角θ１が電気角である１８０°を超えた状態において、大きなトルクを得ることが難しい。
【0044】
一方、グラフＧ５によれば、スロット２６の開口幅Ｗ２が２．２ｍｍ以上（少なくとも２．２ｍｍ）の範囲において、磁束収束角θ１が電気角である１８０°以下に設定されている。この状態において、トルクを比較的大きくできる。
すなわち、磁束収束角θ１が電気角である１８０°以下に設定された状態において、ティース１２の鍔部１７を磁極内に抑えることができる。よって、鍔部１７において磁極のＳ極、Ｎ極がループして磁束が漏れるおそれがない。これにより、グラフＧ５に示すように、磁束収束角θ１が電気角である１８０°以下に設定された状態において、一層大きなトルクを得ることができる。
すなわち、磁束収束角θ１が電気角である１８０°以下に設定された状態において、ティース１２の鍔部１７を磁極内に抑えることができる。よって、鍔部１７において磁極のＳ極、Ｎ極がループして磁束が漏れるおそれがない。これにより、グラフＧ５に示すように、磁束収束角θ１が電気角である１８０°以下に設定された状態において、一層大きなトルクを得ることができる。
【0045】
ついで、ティース１２の先端厚さ寸法Ｔ１とティース１２の幅寸法Ｗ１とのティース寸法比Ｔ１／Ｗ１を、０．３９～０．４６に設定する理由を図３、図８に基づいて説明する。
図８は、モータ部２においてティース寸法比Ｔ１／Ｗ１とトルクとの関係を説明するグラフである。図８において、縦軸がトルク（Ｎ・ｍ）、横軸がティース１２の先端厚さ寸法Ｔ１とティース１２の幅寸法Ｗ１とのティース寸法比Ｔ１／Ｗ１を示す。ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１とトルクの関係をグラフＧ６で示す。
図８は、モータ部２においてティース寸法比Ｔ１／Ｗ１とトルクとの関係を説明するグラフである。図８において、縦軸がトルク（Ｎ・ｍ）、横軸がティース１２の先端厚さ寸法Ｔ１とティース１２の幅寸法Ｗ１とのティース寸法比Ｔ１／Ｗ１を示す。ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１とトルクの関係をグラフＧ６で示す。
【0046】
図３、図８に示すように、グラフＧ６によれば、ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が０．３９未満の範囲において、トルクが小さい。ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が０．３９未満の範囲において、例えば、ティース１２の幅寸法Ｗ１が大きくなり、コイル１４（図２参照）の巻数（巻装数）が減ることになり、トルクが小さくなる。
また、グラフＧ６によれば、ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が０．４６を超える範囲において、グラフＧ６の傾きが小さくなる。ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が０．４６を超える範囲において、例えば、ティース１２の幅寸法Ｗ１が小さくなり、コイル１４の巻数が必要以上に増すことになり、トルクだれが発生する。このため、グラフＧ６の傾きが小さくなり、トルクを効率よく大きくすることができない。また、コイル１４の巻数が必要以上に増すことにより、モータ部２の重量が増し、さらに、コストを抑える妨げになる。
また、グラフＧ６によれば、ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が０．４６を超える範囲において、グラフＧ６の傾きが小さくなる。ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が０．４６を超える範囲において、例えば、ティース１２の幅寸法Ｗ１が小さくなり、コイル１４の巻数が必要以上に増すことになり、トルクだれが発生する。このため、グラフＧ６の傾きが小さくなり、トルクを効率よく大きくすることができない。また、コイル１４の巻数が必要以上に増すことにより、モータ部２の重量が増し、さらに、コストを抑える妨げになる。
【0047】
一方、グラフＧ６によれば、ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が０．３９～０．４６の範囲において、トルクが比較的大きくでき、さらに、グラフＧ６の傾きを大きくできる。ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が０．３９～０．４６の範囲において、例えば、ティース１２の幅寸法Ｗ１が好適に設定され、コイル１４の巻数（巻装数）を好適に設定でき、トルクだれを抑えることができる。よって、トルクを比較的大きくでき、さらに、グラフＧ６の傾きを大きくできる。これにより、ティース寸法比Ｔ１／Ｗ１が０．３９～０．４６の範囲において、モータ部２（図２参照）のトルクを一層効率よく大きくできる。また、コイル１４の巻数（巻装数）を好適に設定することにより、モータ部２の重量や、コストを好適に抑えることができる。
【0048】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のステータ６について説明する。尚、第２実施形態において第１実施形態のステータ６と同一、類似部材については各構成部位に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図９は、第２実施形態におけるステータ５０を示す断面図である。
図９に示すように、ステータ５０は、第１実施形態のステータ６のコア部１１の角数を代えたものでその他の構成は、第１実施形態のステータ６と同様である。すなわち、ステータ５０は、第１実施形態のステータ６と同様に６箇所にスロット２６が形成されている。
次に、第２実施形態のステータ６について説明する。尚、第２実施形態において第１実施形態のステータ６と同一、類似部材については各構成部位に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図９は、第２実施形態におけるステータ５０を示す断面図である。
図９に示すように、ステータ５０は、第１実施形態のステータ６のコア部１１の角数を代えたものでその他の構成は、第１実施形態のステータ６と同様である。すなわち、ステータ５０は、第１実施形態のステータ６と同様に６箇所にスロット２６が形成されている。
【0049】
ステータ５０は、ステータコア５１のコア部５２が多角形となる筒状に形成されている。具体的には、コア部５２は、第１実施形態のコア部１１の外周面１１ｂに外側傾斜面５２ｂを加えたもので、その他の構成は第１実施形態のコア部１１と同様である。
外側傾斜面５２ｂは、隣接する外側対向面１１ｃの間に形成され、内側傾斜面１１ｆに沿って形成されている。よって、コア部５２は、例えば、外周面５２ａが複数の外側対向面１１ｃ及び複数の外側傾斜面５２ｂで十二角に形成される。これにより、第１実施形態のコア部１１に対してコア部５２を一層小型にできる。
外側傾斜面５２ｂは、隣接する外側対向面１１ｃの間に形成され、内側傾斜面１１ｆに沿って形成されている。よって、コア部５２は、例えば、外周面５２ａが複数の外側対向面１１ｃ及び複数の外側傾斜面５２ｂで十二角に形成される。これにより、第１実施形態のコア部１１に対してコア部５２を一層小型にできる。
【0050】
第２実施形態においても、ステータ５０は、６箇所にスロット２６を備えている。よって、第２実施形態のモータ部を８極６スロットとするスロットコンビネーションが可能である。これにより、第２実施形態のモータ部は、第１実施形態のモータ部２と同様に、ｎを自然数としたとき、マグネット３３（図４参照）の磁極数とティース１２の数との比が４ｎ：３ｎを設定でき、さらに、トルクだれを抑制できる。
【0051】
尚、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。
【符号の説明】
【0052】
１…減速機付きモータ、２…モータ部（ブラシレスモータ）、６，５０…ステータ、８…ロータ、１０，５１…ステータコア、１１，５２…コア部、１１ａ…平面部、１１ｂ…外周面、１１ｃ…外側対向面（対向面）、１２…ティース、１４…コイル（巻線）、１７…鍔部、１７ｃ，１７ｄ…ティースの周方向における両端部、２２…第１直線、３１…シャフト、３２…ロータコア、３３…マグネット、３５…第２直線、３６…第３直線、Ｃ１…ロータの中心、Ｄ１…２面幅寸法（平面部の外径寸法）、Ｄ２…ロータの外径寸法、Ｔ１…鍔部の厚さ寸法（ティースの先端厚さ寸法）、Ｗ１…ティースの幅寸法、θ１…磁束収束角
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】