JP2023049370A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを低減できるとともに振動、騒音、及びモータ特性を向上できる電動モータを提供する。【解決手段】ロータ９は、第１軸受に片持ち支持されたシャフトと、シャフトに固定されたロータコア３２と、ロータコア３２の外周面に配置されたマグネット３３と、ロータコア３２の第１端面３２ａのみに設けられたマグネットホルダ７０と、マグネット３３の周囲を覆うマグネットカバー７１と、を備える。ロータコア３２における第１端面３２ａの位置は、マグネット３３の第１端面３３ａよりも第１軸受側に位置されている。ロータコア３２における第２端面３２ｂの位置は、マグネット３３の第２端面３３ｂよりも第１軸受側に位置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、電動モータに関する。

従来から、電動モータと減速機とを一体化したモータユニットが知られている。電動モータは、コイルが巻回されたティースを有するステータと、ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータと、を備える。ロータは、シャフトと、シャフトに固定される円柱状のロータコアと、ロータコアに設けられたマグネットと、を備える。シャフトを減速機の入力軸と一体化する場合がある。

例えば減速機として、ウォーム軸とウォーム軸に噛合わされるウォームホイールとからなるいわゆるウォーム減速機を用いるモータユニットは、ウォーム軸とシャフトとが同軸上に配置されて一体化されている。このモータユニットは、軸受によってウォーム軸の両端を回転自在に支持し、電動モータ側の軸受を省く事でモータユニットの小型化を図っている。したがって、電動モータのシャフトは、減速機側の軸受によって片持ち支持された形になる。

このような構成のもと、コイルに通電することによりステータに形成された鎖交磁束とロータコアに設けられたマグネット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する。モータの回転は、減速機（例えばウォーム軸）に伝達され、この減速機によって減速されて出力される。

ロータにマグネットを配置する形の１つに、ロータコアの外周面にマグネットを組み付けるＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）形がある。この種のＳＰＭ形のモータでは、異物等によりマグネットが損傷してしまうことを防止するために、ロータコアにマグネットの外表面全体を覆うマグネットカバーが設けられている。
マグネットカバーは、マグネットの径方向外側の外周面を覆う筒状部（円筒部）と、筒状部の軸方向両端に一体成形された２つのフランジと、を有する。２つのフランジのうちの一方は、ロータコアへの組み付け前は円筒状に形成されている。そして、ロータコアにマグネットカバーを組み付けた後、かしめることによりフランジになる。

また、ロータコアの軸方向両端からマグネットの軸方向両端を突出させる、いわゆるマグネットをオーバーハングに構成する場合がある。このように構成することで、マグネットの軸方向両端からロータコアの軸方向両端への磁束漏れを抑制できる。このため、マグネットの有効磁束が増大し、電動モータの特性を向上できる。

マグネットカバーをかしめるにあたって、マグネットがオーバーハングに構成されている場合、マグネットカバーの２つのフランジは、マグネットのみに当接してしまう。この結果、マグネットカバーによってマグネットに作用する応力が大きくなり、マグネットが損傷してしまう可能性があった。このため、ロータコアの軸方向両側にマグネットホルダを設ける技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１において、シャフトが片持ち支持されている状態では、軸受からロータコアやマグネットの位置が離間するほどロータの動的アンバランスが生じてしまう。この結果、電動モータの振動、騒音、モータ特性が悪化してしまう。このため、ロータの中心位置と、マグネットの中心位置と、ステータの中心位置と、をずらしている。
具体的には、各マグネットホルダの軸方向で対向する内壁面同士の間の長さ、マグネットの軸方向のマグネット長さ、及びステータコアの軸方向の中心位置からロータコアの軸方向の中心位置を軸受側にオフセットした長さを規定している。このように構成することで、電動モータの振動、騒音、及びモータ特性を向上させようとしている。

特開２０２１－３５１８７号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、２つのマグネットホルダを設ける分、ロータの部品点数が増加してしまい、製造コストが増大するという課題があった。
また、２つのマグネットホルダを設ける分、ロータコアの軸受側へのオフセット長さを十分に確保できない。このため、電動モータの振動、騒音、及びモータ特性を向上させるには限界があるという課題があった。

そこで、本発明は、製造コストを低減できるとともに振動、騒音、及びモータ特性を向上できる電動モータを提供する。

上記の課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、コイル及び前記コイルが巻回されるステータコアを有するステータと、前記ステータの径方向内側に配置され、軸受によって前記ステータに対して回転軸線回りに回転自在に支持されたロータと、を備え、前記ロータは、前記軸受に片持ち支持され、前記軸受よりも前記回転軸線方向の先端側が前記ステータの径方向内側に配置されたシャフトと、前記シャフトに固定され前記ステータの径方向内側に配置されたロータコアと、前記ロータコアの外周面に配置されたマグネットと、前記ロータコアの前記軸受とは反対側の端部のみに設けられ、前記ロータコアに当接されるとともに前記マグネットの前記軸受とは反対側の端部を覆うマグネットホルダと、前記マグネットの周囲を覆うマグネットカバーと、を備え、前記マグネットにおける前記回転軸線方向の両端の位置は、前記ステータコアにおける前記回転軸線方向の両端と同一平面上又は前記両端よりも前記回転軸線方向の外側に位置しており、前記ロータコアの前記軸受とは反対側の端部の位置は、前記マグネットの前記軸受とは反対側の端部の位置よりも前記軸受側に位置しており、前記ロータコアにおける前記軸受側の端部の位置は、前記マグネットにおける前記軸受側の端部の位置よりも前記軸受側に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、ロータコアの軸方向両端にマグネットホルダを設ける場合と比較して、マグネットホルダの個数を減少でき、製造コストを低減できる。また、軸受側のマグネットホルダを削除できる分、軸受側にロータコアを十分にオフセットさせることができる。このため、動的バランスを向上でき、電動モータの振動、騒音、及びモータ特性を向上できる。

本発明の実施形態におけるモータユニットの斜視図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態におけるロータの軸方向に沿う断面図である。 本発明の実施形態におけるロータの分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるマグネットカバーの組み付け工程を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるマグネットカバーの組み付け工程を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるマグネットカバーの組み付け工程を示す説明図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜モータユニット＞
図１は、本発明に係る電動モータ２を用いたモータユニット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。
モータユニット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、モータユニット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４と、を備える。

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の回転軸線Ｃ方向に沿う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の周方向を意味するものとする。単に「径方向」という場合は、シャフト３１の径方向を意味するものとする。

＜電動モータ＞
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。電動モータ２は、モータケース５と、モータケース５内に収納された円筒状のステータ８と、ステータ８の径方向内側に配置され、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。

＜モータケース＞
モータケース５は、アルミニウム合金等の放熱性に優れた材料によって形成されている。モータケース５は、軸方向で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と第２モータケース７とは、それぞれ有底円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と一体成形されている。底部１０の径方向略中央には、電動モータ２のシャフト３１を挿通可能な貫通孔１０ａが形成されている。

第１モータケース６及び第２モータケース７の各開口部６ａ，７ａには、径方向外側に向かって張り出す外フランジ部１６，１７がそれぞれ形成されている。モータケース５は、外フランジ部１６，１７同士を突き合わせて内部空間が形成されている。この内部空間に、ステータ８及びロータ９が配置されている。

＜ステータ＞
ステータ８は、モータケース５の内周面に固定されている。ステータ８は、積層した電磁鋼板等からなるステータコア２０と、ステータコア２０に巻回される複数のコイル２４と、を備える。ステータコア２０は、円環状のコア本体部２１と、コア本体部２１の内周部から径方向内側に向かって突出する複数（例えば、６つ）のティース２２と、を有する。コア本体部２１の内周面と各ティース２２は、樹脂製のインシュレータ２３によって覆われている。コイル２４は、インシュレータ２３の上から対応する所定のティース２２に巻回されている。各コイル２４は、コントローラ４からの給電により、ロータ９の回転に寄与する鎖交磁束を形成する。

＜減速部＞
減速部３は、モータケース５と一体化されたギアケース４０と、ギアケース４０内に収納されたウォーム減速機構４１と、を備える。ギアケース４０は、アルミニウム合金等の放熱性に優れた金属材料によって形成されている。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を内部に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、第１モータケース６の貫通孔１０ａとギア収容部４２を連通する開口部４３が形成されている。

ギアケース４０の底壁４０ｃには、円筒状の軸受ボス４９が突出形成されている。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り、内周側に図示しない滑り軸受が配置されている。軸受ボス４９の先端部には、内周面に、図示しないＯリングが装着されている。軸受ボス４９の外周面には、剛性確保のための複数のリブ５２が突設されている。

ギア収容部４２に収容されたウォーム減速機構４１は、ロータ９のシャフト３１と一体に形成されたウォーム軸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、軸方向の両端部が軸受４６，４７（第１軸受４６、第２軸受４７）を介してギアケース４０に回転軸線（軸心）Ｃ回りに回転自在に支持されている。ウォームホイール４５には、電動モータ２の出力軸４８が同軸に、かつ一体に設けられている。

ウォームホイール４５と出力軸４８とは、これらの回転軸線が、ウォーム軸４４（電動モータ２のシャフト３１）の回転軸線Ｃと直交するように配置されている。出力軸４８は、ギアケース４０の軸受ボス４９を介して外部に突出している。出力軸４８の突出した先端には、モータ駆動する対象物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には、図示しないセンサマグネットが設けられている。このセンサマグネットは、コントローラ４に設けられた後述の磁気検出素子６１によって回転位置が検出される。つまり、ウォームホイール４５の回転位置は、コントローラ４の磁気検出素子６１によって検出される。

＜コントローラ＞
コントローラ４は、磁気検出素子６１が実装されたコントローラ基板６２を有する。コントローラ基板６２は、ギアケース４０の開口部４０ａ内に配置されている。コントローラ基板６２に実装された磁気検出素子６１は、ウォームホイール４５のセンサマグネットに対向している。ギアケース４０の開口部４０ａは、カバー６３によって閉塞されている。

コントローラ基板６２には、ステータコア２０から引き出された複数のコイル２４の端末部が接続されている。コントローラ基板６２には、カバー６３に設けられたコネクタ１１（図１参照）の端子が電気的に接続されている。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に供給する駆動電圧を制御する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や、電圧の平滑化を行うコンデンサ（いずれも図示しない）等が実装されている。

＜ロータ＞
図３は、ロータ９の軸方向に沿う断面図である。図４は、ロータ９の分解斜視図である。
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、シャフト３１に固定されたロータコア３２と、ロータコア３２の外周面に組み付けられた４つのマグネット３３と、ロータコア３２の減速部３とは反対側の第１端面３２ａに配置されるマグネットホルダ７０と、ロータコア３２及びマグネット３３をマグネットホルダ７０とともに軸方向及び径方向外側から覆う金属製のマグネットカバー７１と、を備える。

＜シャフト＞
シャフト３１は、減速部３のウォーム軸４４と一体に形成されている。すなわち、シャフト３１は、ウォーム軸４４の電動モータ２側端に、同軸上に配置されている。
ここで、電動モータ２には、モータケース５内に、シャフト３１を回転自在に支持するための軸受が設けられていない。シャフト３１は、ウォーム軸４４と一体に形成されることにより、ウォーム軸４４を回転自在に支持する２つの軸受４６，４７に支持された形になる。すなわち、シャフト３１は、２つの軸受４６，４７のうちの電動モータ２側に配置されている第１軸受（請求項における軸受の一例）４６によって片持ち支持されている。シャフト３１の第１軸受４６からステータ８（ステータコア２０）の径方向内側に延びた先端３１ａ側に、ロータコア３２が固定されている。

＜ロータコア＞
ロータコア３２は、円筒状のコア本体部３４と、コア本体部３４の外周面から放射方向に突出する４つの突極３５と、を有する。ロータコア３２は、例えば、軟磁性粉を加圧成形したり、複数の電磁鋼板を軸方向に積層したりして形成されている。ロータコア３２の軸方向の長さＬ１は、ステータコア２０の軸方向の長さＬ２とほぼ同じである。
ロータコア３２には、ロータ９の回転軸線Ｃを中心としたシャフト保持孔７２が形成されている。シャフト保持孔７２に、シャフト３１が圧入固定されて保持される。これにより、ロータコア３２は、シャフト３１とともに回転軸線Ｃ回りに回転する。

シャフト３１に圧入固定されたロータコア３２は、ステータ８のステータコア２０よりも第１軸受４６（減速部３）側にオフセットして配置されている。すなわち、ロータコア３２の第１端面３２ａの位置は、ステータコア２０の減速部３とは反対側の第１端面２０ａよりも第１軸受４６側に位置されている。ロータコア３２における減速部３側の第２端面３２ｂの位置は、ステータコア２０における減速部３側の第２端面２０ｂの位置よりも第１軸受４６側に位置されている。

シャフト保持孔７２の内周面には、径方向外側に向かって延びる４つの逃げ溝７３が形成されている。各逃げ溝７３は、周方向に等間隔で配置されている。各逃げ溝７３は、シャフト保持孔７２の径方向内側と連通されている。各逃げ溝７３は、ロータコア３２の軸方向全体に渡って形成されている。各逃げ溝７３の径方向外側の端部は、円弧状の係合部７３ａとされている。係合部７３ａには、後述するマグネットホルダ７０の係止爪７４（コア規制部）が嵌入される。

４つの突極３５は、コア本体部３４の外周上に等間隔に突出し、かつ軸方向に延びている。コア本体部３４の外周面は、ロータ９の回転軸線Ｃを中心とした円形状に形成されている。各突極３５の周方向の側面は、平坦に形成されている。ロータコア３２の周方向で隣接する２つの突極３５間に、マグネット３３が組み付けられる。

＜マグネット＞
マグネット３３としては、例えば、フェライト磁石が用いられる。しかしながら、マグネット３３は、これに限られるものではなく、ネオジムボンド磁石やネオジム焼結磁石等を適用することも可能である。

マグネット３３は、軸方向からみて円弧状に形成されている。具体的には、マグネット３３の内側面は、ロータ９の回転軸線Ｃを中心とした円弧形状（コア本体部３４の外周面とほぼ合致する円弧形状）に形成されている。マグネット３３の内側面は、コア本体部３４の外周面に当接されている。

マグネット３３の外側面は、内側面よりも曲率半径の小さい円弧形状に形成されている。ロータ９の回転軸線Ｃからマグネット３３の外側面の最大膨出部３３ｃ（マグネット３３の周方向中央、図５参照）までの距離とロータ９の回転軸線Ｃから各突極３５の径方向外側の端部までの距離とは、ほぼ同じである。
マグネット３３の周方向の長さは、周方向に隣接する２つの突極３５間の長さとほぼ同等か若干短い程度である。

マグネット３３の軸方向の長さＬ３は、ステータコア２０の軸方向の長さＬ２（ロータコア３２の軸方向の長さＬ１）よりも長い。マグネット３３は、ロータコア３２に組み付けられた状態において、ロータコア３２から第１軸受４６（減速部３）とは反対側にオフセットして配置されている。しかも、ロータコア３２は、マグネット３３から第１軸受４６（減速部３）側に突出されている。

すなわち、ロータコア３２における第１端面３２ａの位置は、マグネット３３の減速部３とは反対側の第１端面３３ａよりも第１軸受４６側に位置されている。ロータコア３２における第２端面３２ｂの位置は、マグネット３３における減速部３側の第２端面３３ｂよりも第１軸受４６側に位置されている。
また、マグネット３３の各端面３３ａ，３３ｂは、ステータコア２０よりも軸方向外側に突出している。すなわち、マグネット３３の各端面３３ａ，３３ｂの位置は、対応するステータコア２０の各端面２０ａ，２０ｂよりも軸方向外側に位置している。換言すれば、マグネット３３は、ステータコア２０に対してオーバーハングに構成されている。

＜マグネットカバー＞
マグネットカバー７１は、例えばステンレス等の非磁性の金属板に深絞り加工等を施して形成される。マグネットカバー７１は、ロータコア３２及びマグネット３３の外周面を覆う筒状部７１ａと、筒状部７１ａの減速部３側端（マグネット３３の第２端面３３ｂ側端）に一体成形された張り出し部７１ｂと、張り出し部７１ｂの径方向内側端に一体成形された内フランジ部７１ｃと、筒状部７１ａの減速部３とは反対側端に一体成形されたかしめ部７１ｄと、を備える。

張り出し部７１ｂは、筒状部７１ａの端部から減速部３側（軸方向の外側）に向かって凸となるように、かつ径方向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内側端から内フランジ部７１ｃが径方向内側に向かって張り出すように延出されている。

マグネットカバー７１のロータコア３２への装着状態（以下、単にマグネットカバー７１の装着状態という）において、内フランジ部７１ｃは、ロータコア３２のうちの突極３５の第１端面３２ａに当接される。ロータコア３２の第１端面３２ａは、マグネット３３の第１端面３３ａよりも第１軸受４６側に突出されている。このため、マグネットカバー７１の装着状態において、内フランジ部７１ｃとマグネット３３の第１端面３３ａとの間には、微小隙間Ｓが形成される。

かしめ部７１ｄは、筒状部７１ａの内側にロータコア３２及びマグネット３３をマグネットホルダ７０とともに配置した状態で、筒状部７１ａの張り出し部７１ｂとは反対側端をかしめによって塑性変形させることにより形成される。マグネットカバー７１の組み付け方法の詳細は後述する。この組み付け方法の説明以外では、マグネットカバー７１のかしめ部７１ｄは、かしめられたものとして説明する。

なお、マグネットカバー７１の肉厚はできる限り薄肉とすることが望ましい。マグネットカバー７１の肉厚は、ロータ９とステータ８との間のクリアランス（隙間）の大きさに比例するからである。このクリアランスが大きくなると、ロータ９とステータ８との間の磁気的な吸引力や反発力が減少し、電動モータ２のトルク特性が悪化してしまう。

＜マグネットホルダ＞
マグネットホルダ７０は、例えば、硬質樹脂によって形成されている。マグネットホルダ７０は、軸方向からみてロータコア３２とほぼ重なる形状に形成されている。すなわち、マグネットホルダ７０は、ロータコア３２のコア本体部３４における第１端面３２ａに重ねて配置される環状部８１と、環状部８１の外周面から放射状に突出する４つの脚部８２と、環状部８１及び脚部８２の軸方向外側に一体に連結された端部壁８３と、を有する。

環状部８１の内周縁部に、４つの係止爪７４が周方向に等間隔で一体成形されている。係止爪７４は、軸方向に沿ってロータコア３２側に向かって突出している。係止爪７４は、断面が半円状に形成されている。係止爪７４は、マグネットホルダ７０がロータコア３２の第１端面３２ａに組み付けられた際、ロータコア３２の内周の逃げ溝７３（係合部７３ａ）に嵌合される。マグネットホルダ７０は、各係止爪７４が対応する逃げ溝７３（係合部７３ａ）に嵌合されることにより、ロータコア３２との径方向の相対変位が規制される。
また、環状部８１におけるコア本体部３４と重なる端部には、周方向で隣接する２つの係止爪７４の間に、凹部５９が形成されている。

４つの脚部８２は、環状部８１の外周上の係止爪７４に対応する位置から径方向外側に向かって突出形成されている。４つの脚部８２は、ロータコア３２における各突極３５の軸方向端面に重ねて配置される。４つの脚部８２の径方向外側端の位置は、軸方向からみて、対応する突極３５の径方向外側端とほぼ同じ位置である。
各脚部８２の軸方向の長さＨは、ロータコア３２の第１端面３２ａとマグネット３３の第１端面３３ａとの間の距離Ｌ４よりも若干長い。

各脚部８２の周方向両側面には、環状部８１寄りに、一対の圧入突起７６が形成されている。各圧入突起７６は、軸方向に沿って延び、かつロータコア３２に向かうに従って突出高さが漸次低くなるように形成されている。
ロータコア３２の外周面にマグネット３３を配置し、さらに、ロータコア３２にマグネットホルダ７０を組み付けると、マグネットホルダ７０の周方向で隣接する２つの脚部８２間に、各マグネット３３の端部が挿入される。このとき、マグネット３３の周方向側面が圧入突起７６に当接される。これにより、マグネット３３の周方向の変位が規制される。

端部壁８３は、環状部８１から径方向外側に張り出すように形成されている。端部壁８３は、ロータコア３２の軸心Ｃから脚部８２の先端部までの長さとほぼ同寸法の半径の円板形状（孔開き円板形状）である。端部壁８３は、周方向で隣接する２つの脚部８２の間の空間を脚部８２の軸方向外側位置で閉塞している。また、端部壁８３は、マグネット３３の第１端面３３ａを微小隙間を介して覆っている。

端部壁８３には、周方向で隣接する２つの脚部８２の間に、円形状の確認孔５７が形成されている。確認孔５７は、各マグネット３３における軸方向の端面と対向する位置に形成されている。これにより、マグネット３３を保持したロータコア３２とともにマグネットカバー７１内にマグネットホルダ７０が組み付けた状態（以下、マグネットホルダ７０の組み付け状態という）で、各マグネット３３の位置をロータコア３２の外部から目視確認できる。確認孔５７は、各マグネット３３と一対一で対応するように４つ設けられている。

また、端部壁８３は、軸方向外側の面が平坦に形成されている。これに対し、端部壁８３のマグネット３３側の内面８３ａには、放射状に延びる複数の補強リブ５８が突出形成されている。補強リブ５８は、端部壁８３における内面８３ａの周方向で隣接する２つの脚部８２の間に各々２つずつ配置されている。

補強リブ５８は、マグネットホルダ７０を樹脂によって例えば射出成形した際、端部壁８３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。また、補強リブ５８は、端部壁８３の機械的強度を高める機能を有する。さらに、補強リブ５８は、マグネットホルダ７０の組み付け状態において、マグネット３３の第１端面３３ａに当接される。これにより、マグネット３３に軸方向に過大な荷重がかかった際に、マグネット３３の軸方向の変位が規制される。

このような構成のもと、マグネットホルダ７０における端部壁８３の外周部に、かしめ部７１ｄが形成される。すなわち、マグネットカバー７１のかしめ部７１ｄは、マグネット３３の第１端面３３ａよりも軸方向外側に位置されている。

＜マグネットカバーの組み付け方法＞
次に、図５から図７に基づいて、マグネットカバー７１の組み付け方法について説明する。
図５から図７は、マグネットカバー７１の組み付け工程を示す説明図である。
まず、マグネットカバー７１を組み付ける前に、予めロータコア３２の外周面にマグネット３３を配置する。この状態で、ロータコア３２の第１端面３２ａにマグネットホルダ７０を仮組みする。以下の説明では、この仮組み状態を予備アッセンブリ７９という。

この予備アッセンブリ７９の状態で、図５に示すように、ロータコア３２の第２端面３２ｂ側に、マグネットカバー７１を配置する。このとき、マグネットカバー７１は、ロータコア３２側にかしめ部７１ｄを向けて配置する。また、このとき、かしめ部７１ｄはかしめられておらず、張り出し部７１ｂとは反対側（ロータコア３２側）に向かうに従って開口面積が漸次大きくなるように末広がり状に形成されている。このように形成されたマグネットカバー７１の開口部７７を、ロータコア３２側に向けて配置する。

この状態で、図６に示すように、張り出し部７１ｂの上からこの張り出し部７１ｂを圧入治具９１によって押圧する。張り出し部７１ｂは、筒状部７１ａの端部から減速部３側（軸方向の外側）に向かって凸となるように、かつ径方向内側に向かって折り返すように形成されている。このため、圧入治具９１は、張り出し部７１ｂを押圧して内フランジ部７１ｃには接触されない。また、上記のように形成されている張り出し部７１ｂは、軸方向にかかる力に対しての機械的強度が高く、圧入治具９１による押圧荷重を確実に受ける。

続いて、図６に示すように、圧入治具９１によってマグネットカバー７１を予備アッセンブリ７９に向かって押圧しながらマグネット３３の外側面にマグネットカバー７１の筒状部７１ａを圧入する。そして、予備アッセンブリ７９にマグネットカバー７１を装着していく。このとき、かしめ部７１ｄが末広がり状に形成されているので、予備アッセンブリ７９にマグネットカバー７１を容易に嵌め合わせることができる。
圧入治具９１によるマグネットカバー７１の押圧は、ロータコア３２（突極３５）の第２端面３２ｂにマグネットカバー７１の内フランジ部７１ｃが当接されるまで行われる。第２端面３２ｂに内フランジ部７１ｃが当接されることにより、予備アッセンブリ７９にマグネットカバー７１が完全に押し込まれる。

図７に示すように、予備アッセンブリ７９にマグネットカバー７１を完全に押し込んだ後、かしめ治具９２によってかしめ部７１ｄを径方向内側に折り込むようにかしめる（図７における矢印Ｙ参照）。
ここで、かしめ部７１ｄ側に配置されているマグネットホルダ７０は、ロータコア３２の第１端面３２ａ及びマグネット３３の第１端面３３ａに重ねて配置されている。このため、マグネットホルダ７０における端部壁８３の外周部に、かしめ部７１ｄが形成される。

すなわち、マグネットカバー７１のかしめ部７１ｄは、マグネット３３の第１端面３３ａよりも軸方向外側に位置されている。さらに、ロータコア３２の第１端面３２ａ及びマグネット３３の第１端面３３ａとかしめ部７１ｄとの間に、端部壁８３の外周部が配置される。このため、端部壁８３は、かしめ部７１ｄのかしめ作業時におけるかしめ荷重を受ける。この結果、かしめ治具９２によるかしめ荷重がマグネット３３にかかってしまうことがない。また、マグネットホルダ７０の補強リブ５８により、マグネットカバー７１の端部のかしめ時に、かしめ荷重によってマグネットホルダ７０の端部壁８３の外周縁部が変形するのが抑制される。

かしめ部７１ｄを塑性変形させることにより、ロータコア３２とマグネット３３とは、マグネットホルダ７０とともにマグネットカバー７１の内部に固定される。これにより、マグネットカバー７１の組み付けが完了する。

＜モータユニットの動作＞
次にモータユニット１の動作について説明する。
モータユニット１は、コントローラ４から電動モータ２の各コイル２４に電力が供給されると、ステータ８に所定の磁界が形成される。この磁界を受けて、磁界とロータ９のマグネット３３との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータ９が継続的に回転される。

ここで、ロータ９のシャフト３１は、第１軸受４６によって片持ち支持されている。このため、ロータ９の重心が第１軸受４６から離間するほど動的アンバランスが大きくなり、ロータ９の触れ回りが大きくなる。しかしながら、ロータ９は、ステータコア２０に対してマグネット３３がオーバーハングに構成されているにも関わらず、マグネット３３の減速部３とは反対側の第１端面３３ａよりもロータコア３２における第１端面３２ａの位置が第１軸受４６側に位置するようにオフセットされている。このため、ロータ９の重心ができる限り第１軸受４６寄りになる。よって、ロータ９の動的アンバランスができる限り小さくなり、ロータ９の触れ回りが小さくなる。

ロータ９が回転されると、シャフト３１と一体化されたウォーム軸４４が回転され、さらにウォーム軸４４に噛合されるウォームホイール４５が回転される。そして、ウォームホイール４５に一体に設けられた出力軸４８が回転され、例えば、図示しない車両のワイパー装置が駆動される。

このように、上述のロータ９におけるマグネット３３の各端面３３ａ，３３ｂの位置は、対応するステータコア２０の各端面２０ａ，２０ｂよりも軸方向外側に位置している。ロータコア３２における第１端面３２ａの位置は、マグネット３３の第１端面３３ａよりも第１軸受４６側に位置されている。ロータコア３２における第２端面３２ｂの位置は、マグネット３３の第２端面３３ｂよりも第１軸受４６側に位置されている。

このため、第１軸受４６によってシャフト３１が片持ち支持された電動モータ２において、マグネット３３の有効磁束を十分確保でき、電動モータ２の特性を向上できる。
また、第１軸受４６側にロータコア３２を十分にオフセットさせることができる。しかもマグネット３３の第２端面３３ｂよりもロータコア３２の第２端面３２ｂが第１軸受４６側に突出されている。このような場合、マグネットカバー７１における内フランジ部７１ｃは、ロータコア３２の第２端面３２ｂのみに当接される。このため、ロータコア３２の第２端面３２ｂ側において、マグネットホルダ７０を設けることなく、マグネットカバー７１を設けることによるマグネット３３に作用する応力を極力抑制でき、マグネット３３の損傷を防止できる。

このように、ロータコア３２の両端面３２ａ，３２ｂにマグネットホルダを設ける場合と比較して、マグネットホルダの個数を減少でき、製造コストを低減できる。また、第１軸受４６側のマグネットホルダを削除できる分、第１軸受４６側にロータコア３２を十分にオフセットさせることができる。このため、ロータ９の動的バランスを向上でき、電動モータ２の振動、騒音を低減できる。さらに、電動モータ２のモータ特性をより確実に向上できる。

ところで、ステータコア２０の各端面２０ａ，２０ｂよりも軸方向外側にマグネット３３の各端面３３ａ，３３ｂを配置したことにより、軸方向外側から流入する各マグネット３３の磁束によるステータコア２０への鉄損の影響が懸念される。しかしながら、例えばマグネット３３としてフェライト磁石を用いていることにより、ネオジム磁石を用いた場合と比較してステータコア２０内部のマグネット３３による磁束密度を低減できる。この結果、ステータコア２０の鉄損を抑制することができる。

電動モータ２のモータ特性を向上でき、かつ小型で安価な電動モータ２を提供できるので、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「全ての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」、及び目標９「強靭（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの促進を図る」に貢献することが可能となる。

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、モータユニット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、さまざまな電装品の駆動源としてモータユニット１を用いることができる。

上述の実施形態では、マグネットホルダ７０の４つの脚部８２の径方向外側端の位置は、軸方向からみて、対応する突極３５の径方向外側端とほぼ同じ位置であ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、脚部８２の径方向外側端の位置は、軸方向からみて必ずしも対応する突極３５の径方向外側端と同じ位置である必要はない。マグネットカバー７１のかしめ部７１ｄを形成する際、かしめ荷重がマグネット３３に作用しないようにマグネットホルダ７０の環状部８１から脚部８２が突出されていればよい。

上述の実施形態では、マグネット３３の各端面３３ａ，３３ｂの位置は、対応するステータコア２０の各端面２０ａ，２０ｂよりも軸方向外側に位置し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、マグネット３３の各端面３３ａ，３３ｂの位置は、対応するステータコア２０の各端面２０ａ，２０ｂと同一平面上の位置でもよい。

１…モータユニット、２…電動モータ、３…減速部、４…コントローラ、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…第１端面、２０ｂ…第２端面、２１…コア本体部、２２…ティース、２３…インシュレータ、２４…コイル、３１…シャフト、３１ａ…先端、３２…ロータコア、３２ａ…第１端面（ロータコアの軸受とは反対側の端部）、３２ｂ…第２端面（ロータコアにおける軸受側の端部）、３３…マグネット、３３ａ…第１端面（マグネットの軸受とは反対側の端部）、３３ｂ…第２端面（マグネットにおける軸受側の端部）、３３ｃ…最大膨出部、３４…コア本体部、３５…突極、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…第１軸受（軸受）、４７…第２軸受、４８…出力軸、４８ａ…スプライン、４９…軸受ボス、５２…リブ、５７…確認孔、５８…補強リブ、５９…凹部、６１…磁気検出素子、６２…コントローラ基板、６３…カバー、７０…マグネットホルダ、７１…マグネットカバー、７１ａ…筒状部、７１ｂ…出し部、７１ｃ…内フランジ部、７１ｄ…かしめ部、７２…シャフト保持孔、７３…溝、７３ａ…係合部、７４…係止爪、７６…圧入突起、７７…開口部、７９…予備アッセンブリ、８１…環状部、８２…脚部、８３…端部壁、８３ａ…内面、９１…圧入治具、９２…かしめ治具、Ｃ…回転軸線、Ｈ…長さ、Ｌ１～Ｌ４…距離、Ｓ…微小隙間

Claims (2)

1. コイル及び前記コイルが巻回されるステータコアを有するステータと、
   前記ステータの径方向内側に配置され、軸受によって前記ステータに対して回転軸線回りに回転自在に支持されたロータと、
   を備え、
   前記ロータは、
   前記軸受に片持ち支持され、前記軸受よりも前記回転軸線方向の先端側が前記ステータの径方向内側に配置されたシャフトと、
   前記シャフトに固定され前記ステータの径方向内側に配置されたロータコアと、
   前記ロータコアの外周面に配置されたマグネットと、
   前記ロータコアの前記軸受とは反対側の端部のみに設けられ、前記ロータコアに当接されるとともに前記マグネットの前記軸受とは反対側の端部を覆うマグネットホルダと、
   前記マグネットの周囲を覆うマグネットカバーと、
   を備え、
   前記マグネットにおける前記回転軸線方向の両端の位置は、前記ステータコアにおける前記回転軸線方向の両端と同一平面上又は前記両端よりも前記回転軸線方向の外側に位置しており、
   前記ロータコアの前記軸受とは反対側の端部の位置は、前記マグネットの前記軸受とは反対側の端部の位置よりも前記軸受側に位置しており、
   前記ロータコアにおける前記軸受側の端部の位置は、前記マグネットにおける前記軸受側の端部の位置よりも前記軸受側に位置している
   ことを特徴とする電動モータ。
2. 前記マグネットにおける前記回転軸線方向の両端の位置は、前記ステータコアにおける前記回転軸線方向の両端よりも前記回転軸線方向の外側に位置している
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。

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