CN101582604B - 用于车辆刮水器系统的直接驱动电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆刮水器系统的直接驱动电动机，其驱动与电动机轴直接连接的刮水器臂。直接驱动电动机包括用于限制电动机轴的移动的离合器。为此，本发明提供了包括用于产生旋转力的转子的车辆刮水器系统用直接驱动电动机，其中，与转子上部连接的中心齿轮将旋转力传送给动力传送部，该直接驱动电动机包括：安装在转子上内表面上的锁定部；以及与锁定部啮合、并防止转子移动的离合器。

Description

用于车辆刮水器系统的直接驱动电动机

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119(a)要求于2008年5月15日提交的韩国专利申请第10-2008-0044827号的优先权，其全文结合于此以供参考。

技术领域

本发明涉及用于驱动与电动机轴(motor shaft)直接连接的刮水器臂(wiper arm)的直接驱动电动机(direct drive motor)。更具体地，本发明涉及用于车辆刮水器系统(vehicle wiper system)的直接驱动电动机，其包括用于限制电动机轴的移动的离合器。

背景技术

通常，装配在车辆中以驱动车辆刮水器的驱动源包括具有四连杆机构结构的通用DC电动机和具有改良整流罩包的电控制DC电动机。

通用DC电动机具有以下缺点：由于电动机轴旋转360°，提供在其内部的刷子很容易磨损，并且其耐久性和噪声、振动和平稳(NVH)性能发生劣化。

而且，电控制DC电动机也具有如下缺点：尽管由于电动机轴旋转180°而使磨损减少，但由于刷子的磨损其耐久性发生劣化。

根据具有连接动力传输机构的上述常规电动机，由于通过简单机械机构进行的连接操作，不可能实现精确的控制，而且，由于由多处机械连接造成的损失，其效率发生劣化。

相反，其中电动机轴的驱动力与驱动单元直接连接的直接驱动电动机具有以下优点：由于旋转惯性通过低速电动机而得到最小化，可以实现精确控制，并且其效率通过机械连接得以最小化的配置而得到改进。

此外，由于上述直接驱动电动机为无刷(brushless)电动机，其耐久性和噪声、振动和平稳(NVH)性能得到改进。

然而，直接驱动电动机具有以下缺点：由于它不包括用于防止电动机轴移动以强制固定电动机轴的装置，如果有外力施加于刮水器臂，则转子发生转动，从而使刮水器移动。

在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景技术的理解，并因此其可以包含不形成本国家的本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于解决现有技术相关的上述问题。因此，本发明的实施方式提供了用于车辆刮水器系统的直接驱动电动机，其包括离合器作为用于防止电动机轴移动以进行固定的装置。

一方面，本发明提供一种用于车辆刮水器系统的直接驱动电动机，其包括用于产生旋转力的转子，其中与转子的上部连接的中心齿轮将旋转力传送给动力传送部，上述直接驱动电动机包括：安装在转子内上表面的锁定部；和与锁定部选择性啮合、防止转子移动的离合器。该离合器可以包括：包括开口的壳体，该开口在壳体的上部形成；设置在壳体内部、并且上下移动的金属板；在金属板上形成、并且提供极性的电线；沿金属板的操作方向设置、并且产生磁力的磁体；与壳体可滑动连接的内壳，其与金属板连接、并且与金属板整体操作；和包括锯齿部的作动器，该锯齿部设置在作动器上部、并与锁定部啮合，上述作动器安装在内壳上，以与内壳整体操作。离合器可以进一步包括安装在内壳和作动器之间、并执行挂钩操作的钩部件。

在本发明的示例性实施方式中，电线与用于通过终端供应适当极性的电力的印刷电路板连接。

在本发明的另一示例性实施方式中，离合器由通过向其施加电力产生的磁力操作，以限制锁定部的操作，其中该离合器包括：包括开口的壳体，该开口在壳体的上部形成；设置在壳体内部、并且上下移动的金属板；在金属板上形成、并且提供极性的电线；沿金属板的操作方向设置、并且产生磁力的磁体；与壳体可滑动连接的内壳，其与金属板连接、并且与金属板整体操作；和包括锯齿部的作动器，该锯齿部设置在作动器的上部、并与锁定部啮合，上述作动器安装在内壳上，以与内壳整体操作。离合器可以进一步包括安装在内壳和作动器之间、并执行挂钩操作的钩部件。电线可以与用于通过终端供应适当极性的电力的印刷电路板连接。金属板和磁体中的至少一个可以沿着壳体的内圆周形成为圆柱形。

在本发明的再另一个示例性实施方式中，用于车辆刮水器系统的直接驱动电动机可以包括：用于产生电动机的旋转力的旋转部；安装在旋转部上的锁定部；配置成与锁定部选择性啮合、并且限制旋转部的操作的固定部；和选择性控制旋转部和固定部的电控制部。

旋转部可以包括：用于产生电动机的旋转力的转子；安装在转子内部、并且产生磁力的磁体；和与上述磁体以预定距离间隔的电枢。转子的上部可以同轴地设置有中心齿轮。锁定部可以安装在转子的内上表面上。

电控制部可以包括印刷电路板(PCB)，该印刷电路板根据外部环境即刮水器的操作状态通过至少一个终端向固定部供给适当极性的电力，并且/或者向旋转部供给电力。固定部插入到电枢中，可以包括：插入电枢的壳体，其中壳体包括在其上部形成的开口；可滑动地插入壳体的开口的内壳，其中内壳通过壳体的开口选择性地上下移动；位于壳体和内壳之间、并且与至少一个终端连接并从电控制部接收电力以提供极性的电线；设置在内壳的外圆周上、并且被电线围绕并通过从电线接收极性而选择性磁化的金属板；大体上位于金属板的底部的磁体，以在其间产生吸引力或排斥力；和设置在内壳上部的作动器。作动器可以包括配置成与锁定部选择性啮合的锯齿部。金属板和磁体中的至少一个可以沿着壳体的内圆周形成为圆柱形。

本文所用的术语“车辆(vehicle)”、“车用”或其它类似术语应当理解成包括通常的机动车辆，例如载客车辆，包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆，包括各种船只和船舶的水运工具，航空器和类似物。

以下讨论本发明的上述和其它特征。

附图说明

现在参考附图中图示的某些示范性实施方式对本发明的上述和其它特征进行详细说明，以下附图仅仅作为图示给出，因此不是对本发明的限制，其中：

图1是示出包括固定部的直接驱动电动机的分解透视视图；

图2是示意性示出根据本发明优选实施方式的包括离合器的直接驱动电动机的横截面视图；

图3是示出根据本发明优选实施方式的离合器的外观的透视视图；

图4是示意性示出根据本发明优选实施方式的离合器的横截面视图；和

图5是示出根据本发明的离合器的操作的横截面视图。

附图中所标的参考数字系指下文进一步讨论的下列元件：

100：离合器          110：作动器

111：锯齿部          120：壳体

130：磁体            140：电线

150：金属板          160：内壳

170：钩部件          200：转子

210：磁体            220：电枢

230：锁定部          240：中心齿轮

300：PCB             310：终端

应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本发明基本原理的各种优选特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。

在附图中，参考数字在附图的几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

下面将详细地参照本发明的各个实施方式，其实施例图示在附图中，并在下文加以说明。尽管本发明将结合示例性实施方式进行描述，但应当理解，本说明书无意于将本发明局限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性实施方案，还要涵盖各种替换方式、变化方式、等同方式和其它实施方式，其均可以包括在所附权利要求限定的本发明的精神和范围之内。

图1是示出包括固定部的直接驱动电动机的分解透视视图，图3是示出根据本发明优选实施方式的离合器外观的透视视图，图4是示意性示出根据本发明优选实施方式的离合器的横截面视图，图5是示出根据本发明的离合器的操作的横截面视图。

根据本发明优选实施方式的直接驱动电动机包括离合器作为防止转子移动以强制固定电动机轴的装置。

如图1所示，直接驱动电动机(DDM)以电动机输出直接传送给刮水器臂的方式操作，其包括用于产生电动机旋转力的旋转部、用于控制旋转部的电控制部、用于传送旋转部产生的动力的动力传输部、和用于限制旋转部的操作的固定部。

图2是示意性示出根据本发明优选实施方式的包括离合器的直接驱动电动机的组合横截面视图。旋转部包括用于产生电动机旋转力的转子200、安装在转子200的内部并产生磁力的磁体210、和与磁体210以预定距离隔开的电枢220。转子200的上部提供有与动力传送部连接、并传送转子200的旋转力的中心齿轮240，并且转子200的内上表面上安装有与固定部啮合的锁定部。

电控制部包括印刷电路板(PCB)300，该印刷电路板根据外部环境即刮水器的操作状态，将适当极性的电力通过终端310供给固定部。

根据本发明，固定部包括离合器100。如图3和图4所示，离合器100包括与终端310连接、并接收电力的电线140，被电线140缠绕、并通过从电线140接收极性而磁化的金属板150，和置于金属板150底部的磁体130，以在其间产生吸引力和排斥力。金属板150和磁体130形成在圆柱形壳体120的内圆周上。

也就是说，当PCB 300通过终端310将正(+)或负(-)极性的电力供给电线140时，被电线140缠绕的金属板150具有N或S极性。

此外，离合器100包括与金属板150的内部连接、并与金属板150整体操作的内壳160。内壳160通过在壳体120的上部形成的开口选择性地上下移动。

圆柱上部和圆柱下部整体地形成在内壳160的上部，并且包括与旋转部的锁定部230对应的锯齿部111的作动器110安装在内壳160的上部，以与锁定部230啮合。作动器110的下部穿透内壳160的上部。

作动器110用介于其间的钩部件170与内壳160连接。钩部件170执行挂钩操作，使得在内壳160上下移动的过程中，作动器110也与内壳160一起上下移动。

在本发明的优选实施方式中，尽管沿着壳体120的内圆周提供并安装有多个金属板150和多个磁体130，优选地，金属板150和磁体130形成为圆柱形，其中上部和下部是打开的，以使用于上下移动传动装置110的吸引力和排斥力最优化。

接下来，将说明根据本发明的具有上述配置的离合器的操作。

当控制单元传送刮水器的操作ON信号时，PCB 300检测操作ON信号，并产生适当极性的电力，以在磁体130和金属板150之间产生吸引力。然后，操作终端310，以将PCB 300的电力供给电线140。

然后，电流流过电线140，从而金属板150具有与磁体130的极性相反的极性。结果，吸引力在磁体130和金属板150之间作用，使得具有金属板150的内壳160朝着磁体130向下移动。

因此，如图5所示，与内壳160连接的作动器110也与内壳160一起向下移动。在作动器110向下移动时，锯齿部111和锁定部230分开，并且旋转部的转子自由旋转。

转子200通过电枢220和磁体210之间的排斥力而旋转，由此产生的旋转力通过安装在转子200上部的中心齿轮240传送给动力传送部，以使电动机轴旋转。电动机轴的旋转力直接传送给刮水器臂，使得刮水器臂被驱动。

同时，转子200通过电枢220和磁体210间的排斥力而连续旋转。为了停止刮水器的操作，控制单元传送刮水器的操作OFF信号，然后PCB 300检测该信号，并产生适当极性的电力，以在磁体130和金属板150之间产生排斥力。

此时，由于磁体130具有恒定的极性，当PCB 300检测刮水器的操作ON信号时，PCB 300产生具有相反极性的电力，然后终端310被操作，以将电力供给电线140。

然后，电流沿着与在刮水器操作过程中的流动方向相反的方向在电线140中流动，因此金属板150具有与磁体130相同的极性，从而产生作用于其间的排斥力。

结果，具有金属板150的内壳160向上移动，与内壳160连接的作动器110向上移动到锁定部230。然后，作动器110的锯齿部111与锁定部230啮合，以固定转子200。

结果，电动机轴得到固定，即使用户用他/她的手来移动刮水器臂，刮水器也不会移动。

如上所述，根据本发明的包括用于强制限制电动机轴的移动的离合器的用于车辆刮水器系统的直接驱动电动机具有以下优点：通过在电动机通过转子的主动旋转而移动时固定转子，能够防止电动机轴的移动。

结果，可以防止车辆刮水器通过外部施加的力而移动。

本发明参考其优选实施方式进行了详细说明。然而，本领域技术人员能够理解，可以在不偏离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式进行改变，本发明的范围由所附的权利要求及其等同方式限定。

Claims (16)

1.一种用于车辆刮水器系统的直接驱动电动机，其包括用于产生旋转力的转子，其中与所述转子的上部连接的中心齿轮将所述旋转力传送给动力传送部，所述直接驱动电动机包括：

安装在所述转子的内上表面的锁定部；和

与所述锁定部选择性啮合、防止所述转子移动的离合器，

其中所述离合器包括：

包括开口的壳体，所述开口在所述壳体的上部形成；

设置在所述壳体内部、并且上下移动的金属板；

在所述金属板上形成、并且提供极性的电线；

沿所述金属板的操作方向设置、并且产生磁力的磁体；

与所述壳体可滑动连接的内壳，其与所述金属板连接、并且与所述金属板整体操作；和

包括锯齿部的作动器，所述锯齿部设置在所述作动器上部、并与所述锁定部啮合，所述作动器安装在所述内壳上，以与所述内壳整体操作。

2.根据权利要求1所述的直接驱动电动机，其进一步包括安装在所述内壳和所述作动器之间、并执行挂钩操作的钩部件。

3.根据权利要求1所述的直接驱动电动机，其中所述电线与用于通过终端供应适当极性的电力的印刷电路板连接。

4.根据权利要求1所述的直接驱动电动机，其中所述金属板和所述磁体中的至少一个沿着所述壳体的内圆周形成为圆柱形。

5.根据权利要求1所述的直接驱动电动机，其中所述离合器由通过向其施加电力产生的磁力操作，以限制所述锁定部的操作。

6.根据权利要求5所述的直接驱动电动机，其进一步包括安装在所述内壳和所述作动器之间、并执行挂钩操作的钩部件。

7.根据权利要求5所述的直接驱动电动机，其中所述电线与用于通过终端供应适当极性的电力的印刷电路板连接。

8.根据权利要求5所述的直接驱动电动机，其中所述金属板和所述磁体中的至少一个沿着所述壳体的内圆周形成为圆柱形。

9.一种用于车辆刮水器系统的直接驱动电动机，所述直接驱动电动机包括：

用于产生所述电动机的旋转力的旋转部；

安装在所述旋转部上的锁定部；

配置成与所述锁定部选择性啮合、并且限制所述旋转部的操作的固定部，所述固定部包括离合器；和

选择性控制所述旋转部和所述固定部的电控制部，

其中所述离合器包括：

包括开口的壳体，所述开口在所述壳体的上部形成；

设置在所述壳体内部、并且上下移动的金属板；

在所述金属板上形成、并且提供极性的电线；

沿所述金属板的操作方向设置、并且产生磁力的磁体；

与所述壳体可滑动连接的内壳，其与所述金属板连接、并且与所述金属板整体操作；和

包括锯齿部的作动器，所述锯齿部设置在所述作动器上部、并与所述锁定部啮合，所述作动器安装在所述内壳上，以与所述内壳整体操作。

10.根据权利要求9所述的直接驱动电动机，其中所述旋转部包括：

用于产生所述电动机的旋转力的转子；

安装在所述转子内部、并且产生磁力的磁体；和

与所述磁体以预定距离间隔的电枢。

11.根据权利要求10所述的直接驱动电动机，其中所述转子的上部同轴地设置有中心齿轮。

12.根据权利要求10所述的直接驱动电动机，其中所述锁定部安装在所述转子的内上表面上。

13.根据权利要求9所述的直接驱动电动机，其中所述电控制部包括印刷电路板，所述印刷电路板根据外部环境即所述刮水器的操作状态通过至少一个终端向所述固定部供给适当极性的电力，并且/或者向所述旋转部供给电力。

14.根据权利要求10所述的直接驱动电动机，其中插入所述电枢的所述固定部包括：

插入所述电枢的壳体，其中所述壳体包括在其上部形成的开口；

可滑动地插入所述壳体的所述开口的内壳，其中所述内壳通过所述壳体的开口选择性地上下移动；

位于所述壳体和所述内壳之间、并且与至少一个终端连接并从所述电控制部接收电力以提供极性的电线；

设置在所述内壳的外圆周上、并且被所述电线围绕并通过从所述电线接收极性而被选择性磁化的金属板；

大体上位于所述金属板的底部的磁体，以在其间产生吸引力或排斥力；和

设置在所述内壳的上部的作动器。

15.根据权利要求14所述的直接驱动电动机，其中所述作动器包括配置成与所述锁定部选择性啮合的锯齿部。

16.根据权利要求14所述的直接驱动电动机，其中所述金属板和所述磁体中的至少一个沿着所述壳体的内圆周形成为圆柱形。

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