CN107431422B - 无刷雨刮电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无刷雨刮电机，设为四极六槽型，以转子(45)为中心使定子(44)的形状为镜像对称，因此能够抑制转子(45)的旋转振摆。设为可抑制转子(45)旋转振摆的必要最小限度的极数以及槽数，磁噪声接近于机械噪音，因此能够使DR侧雨刮电机(21)产生的噪声全部为低频率，能够缩小车室内的声音灵敏度“dB”。将定子(44)固定于壳体(40)的内侧，将固定于车体固定部的安装腿设置于壳体(40)，因此仅经由壳体(40)就能够将磁噪声的产生源即定子(44)固定于车辆，因而，可以进一步容易地设计追求静音性能的无刷雨刮电机。

Description

无刷雨刮电机
技术领域
本发明涉及一种使设置于车辆挡风玻璃上的雨刮部件摆动的无刷雨刮电机。
背景技术
一直以来，对搭载于汽车等车辆的雨刮装置的驱动源采用小型且大输出功率的带减速机构的雨刮电机。据此使雨刮装置对车体的搭载性提高。另外，为了抑制对收音机等车载设备的电噪声的传播，存在采用不具备换向器以及刷子的无刷雨刮电机的情况。如此，通过采用无刷雨刮电机能够抑制电噪声的产生，且由于不具备换向器和刷子，更能够使静音性能提高实现小型轻量化。
具备这样减速机构的无刷雨刮电机例如记载于专利文献1。专利文献1所记载的无刷雨刮电机具有电机部以及减速机构部，电机具备轭，减速机构部具备齿轮壳。
U相、V相、W相线圈所卷绕的定子(固定子)固定于轭的内侧，转子旋转自由地设置于定子的内侧。另外，六极永磁体埋设在转子的内部，采用所谓IPM(Interior PermanentMagnet：内置式永磁体)构造的无刷雨刮电机。
另一方面，在齿轮壳的内部收纳有由蜗杆以及蜗轮构成的减速机构。于是，蜗杆通过转子旋转，从蜗轮的输出轴输出高扭矩化的旋转力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2013-223317号公报(图3)
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在上述专利文献1所记载的无刷雨刮电机依然存在产生磁噪声的问题。尤其在电动车或混合动力车辆等在发动机停止的状态下由于存在仅利用电动机行驶的情况，有必要使抑制磁噪声的产生使静音性能提高。因此，本发明的发明者开发了测定车室内的声音灵敏度“dB”、根据该测定结果降低车室内声音灵敏度“dB”的构造的无刷雨刮电机。
在此，图10是对无刷雨刮电机的车辆固定构造及其声音灵敏度进行说明的图，无刷雨刮电机设置于图示的配置空间。进一步具体而言，在设置于车辆1挡风玻璃2的前端部分附近，设置有固定无刷雨刮电机(未图示)的第一支架3以及第二支架4。然后，第一支架3的长边方向一端侧固定于在车辆1的左右方向延伸的前围上盖板5。另外，第一支架3的长边方向另一端侧固定于在车辆1的前后方向延伸的前纵梁6。并且，第二支架4配置在前围上盖板5的前方侧，且固定于在车辆1的左右方向延伸的前隔板上板(dash panel upper)7。
此外，在位于车辆1的靠近车室内一侧的第一支架3的附近，在测定无刷雨刮电机的动作时的声音灵敏度“dB”的时候，可得图10所示的结果。也就是说，对无刷雨刮电机的固定部(A)在前围上盖板5侧的(B)部特别易于收听的八度音阶中心频率在“1kHz”附近最大。对此，与前围上盖板5的(B)部相比，在前纵梁6侧的(C)部、靠近前纵梁6的(D)部或(E)部比(B)部在“1kHz”附近变小。
即，通过比前纵梁6接近无刷雨刮电机向车体的固定部位，即使是现有的无刷雨刮电机也能够某种程度地缩小车室内的声音灵敏度“dB”。然而，设法车辆侧的形状而在车室内难以影响无刷雨刮电机产生的噪声成为使车辆侧的设计自由度(设计性等)低下的原因，并不现实。
本发明目的在于提供一种使静音性能提高的无刷雨刮电机，与车辆侧的固定构造无关，从轻型汽车至高级轿车进而电动车或混合动力车辆能够广泛适用。
用于解决课题的方法
根据本发明的一个方式，提供一种使对附着于车辆的挡风玻璃的附着物进行擦拭的雨刮部件摆动的无刷雨刮电机，其特征在于，具备：固定子，固定于壳体的内侧；线圈，卷绕于所述固定子；六个槽，设置于所述固定子，并配置有所述线圈；旋转子，相对于所述固定子旋转；四极永磁体，设置于所述旋转子，磁极沿着所述旋转子旋转方向交替配置；减速机构，收纳于所述壳体，使所述旋转子的旋转减速；输出轴，将所述减速机构的旋转向所述雨刮部件传递；以及多个固定腿，设置于所述壳体，所述多个固定腿中至少一个部位固定于沿着所述车辆的左右方向延伸的车体固定部。
根据本发明的其他方式，将所述无刷雨刮电机产生的频率设为500Hz以下。
根据本发明的其他方式，所述减速机构具有：蜗杆；通过所述旋转子旋转；以及蜗轮，在所述蜗轮的旋转中心设置有所述输出轴，所述蜗轮具备啮合于所述蜗杆的齿部，所述旋转子的轴向尺寸小于所述蜗杆的轴向尺寸。
根据本发明的其他方式，所述多个固定腿中至少一个部位经由缓冲部件固定于所述车体固定部。
根据本发明的其他方式，所述固定子具备以所述旋转子为中心相互相对的齿。
发明效果
根据本发明，通过设为四极六槽型，能够以旋转子为中心使固定子的形状为镜像对称。因而，能够抑制旋转子的旋转振摆。另外，设为可抑制旋转子旋转振摆的必要最小限度的极数以及槽数，能够使旋转时产生的磁噪声的频率接近于减速机构的机械噪音(约300Hz附近的低频率)。由此，能够分别在低频率侧汇总无刷雨刮电机产生的磁噪声以及机械噪音的频率，进而能够缩小车室内的声音灵敏度“dB”，使静音性能提高。因而，从轻型汽车至高级轿车能够容易应对，进而能够适用于电动车或混合动力车辆等(通用性提高)。
另外，因为在壳体的内侧固定固定子，并且在壳体设置被固定于车体固定部的固定腿，所以仅经由壳体就能够将磁噪声的产生源即固定子固定于车体固定部。因而，仅通过壳体的刚性计算就能够容易地预测车室内的声音灵敏度“dB”。也就是说，能够可靠且容易地设计利于静音性能提高的构造的无刷雨刮电机，进而能够提供追求静音性能的无刷雨刮电机。
附图说明
图1是示出雨刮装置向车辆的搭载状态的概要图。
图2是从图1的输出轴侧观察DR侧雨刮电机的立体图。
图3是说明电机部的构造的部分放大剖视图。
图4是沿着图3的A-A线的剖视图。
图5是示出壳体内的详细情况的立体图(无齿轮罩)。
图6是示出减速机构、旋转轴以及转子的立体图。
图7是示出齿轮罩的内侧的分解立体图。
图8是比较轻型汽车、中级轿车以及高级轿车的车室内(驾驶员座位附近)的声音灵敏度“dB”的图表。
图9是实施方式2所涉及的雨刮装置的立体图。
图10是说明无刷雨刮电机向车辆的固定构造及其声音灵敏度的图。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式1使用附图详细进行说明。
图1示出雨刮装置向车辆的搭载状态的概要图，图2是从图1的输出轴侧观察DR侧雨刮电机的立体图，图3是说明电机部的构造的部分放大剖视图，图4是沿着图3的A-A线的剖视图，图5是示出壳体内的详细情况的立体图(无齿轮罩)，图6是示出减速机构、旋转轴以及转子的立体图，图7是示出齿轮罩的内侧的分解立体图，图8示出比较轻型汽车、中级轿车以及高级轿车的车室内(驾驶员座位附近)的声音灵敏度“dB”的图表。
如图1所示，在汽车等车辆10的前方侧设置有前窗玻璃(挡风玻璃)11。在前窗玻璃11的前端部侧(图中下侧)且在沿着车辆10的车宽方向(图中左右方向)的驾驶员座位侧以及副驾驶座位侧分别搭载有DR侧雨刮装置20以及AS侧雨刮装置30。如此，本实施方式所涉及的雨刮装置采用在驾驶员座位侧以及副驾驶座位侧分别具备雨刮装置的对置擦拭式雨刮装置。在此，DR侧表示驾驶员座位侧，AS侧表示副驾驶座位侧。
DR侧雨刮装置20以及AS侧雨刮装置30分别具备DR侧雨刮电机21以及AS侧雨刮电机31。各雨刮电机21、31分别以规定的摆动角度摆动驱动设置于前窗玻璃11上的DR侧雨刮臂22以及AS侧雨刮臂32(未详细图示)。由此，在各雨刮臂22、32的前端部分别设置的各雨刮片(未图示)反复对前窗玻璃11上进行擦拭动作，进而擦拭附着于前窗玻璃11的雨水等(附着物)确保良好视野。在此，各雨刮臂22、32以及各雨刮片构成本发明的雨刮部件。
在车辆10的前方侧且在前窗玻璃11的前端部分的附近设置有形成车辆10的车体的前围上盖板12。前围上盖板12以横跨车辆10的DR侧和AS侧之间即车辆10的左右方向的方式延伸，构成本发明的车体固定部。另外，在车辆10的DR侧以及AS侧分别设置在车辆10的前后方向(图中上下方向)上延伸且形成车体的前纵梁13。并且，在前围上盖板12的前方侧设置有前隔板上板14。在前隔板上板14也以横跨车辆10的左右方向的方式延伸，构成本发明的车体固定部。
在此，前围上盖板12以及前隔板上板14的长边方向两侧利用焊接等分别牢固地固定于DR侧以及AS侧的前纵梁13。此外，前围上盖板12、前纵梁13以及前隔板上板14都由高张力钢板(高强度部件)形成为规定形状。
DR侧雨刮装置20被固定于利用焊接等固定于前隔板上板14的DR侧插入固定部14a、和利用焊接等固定于DR侧的前纵梁13的DR侧第一螺丝固定部13a及DR侧第二螺丝固定部13b。另一方面，AS侧雨刮装置30被固定于利用焊接等固定于前隔板上板14的AS侧第一螺丝固定部14b、利用焊接等固定于AS侧的前纵梁13的AS侧第二螺丝固定部13c、和利用焊接等固定于AS侧的前纵梁13及前围上盖板12这两者的AS侧插入固定部12a。在此，AS侧插入固定部12a形成与图10所示的第一支架3同样的形状。
如此，DR侧雨刮装置20以及AS侧雨刮装置30分别以三点支撑固定于车辆10的车体。此外，DR侧雨刮电机21以及AS侧雨刮电机31如图1所示分别使用相同部件。然后，各雨刮电机21、31分别具备三个安装部a、b、c，各安装部a、b、c中的安装部a以插入式固定于车体。对此，各安装部a、b、c中的各安装部b、c分别经由固定螺栓(未图示)固定于车体。
各雨刮电机21、31由于分别是相同的部件，下面以DR侧雨刮电机21为代表，对其详细构造使用附图进行说明。
如图2至图7所示，DR侧雨刮电机(无刷雨刮电机)21具备铝制的壳体40、塑料制的电机罩60以及塑料制的齿轮罩80。这些壳体40、电机罩60以及齿轮罩80相互由多个紧固螺丝S(图2仅示出两个)相互连接。在此，在壳体40和电机罩60之间以及壳体40和齿轮罩80之间分别设置O形环等密封部件(未图示)，由此防止雨水等向DR侧雨刮电机21的内部的进入。
壳体40通过将熔融的铝材料铸造成型等而形成为规定形状，具备电机收纳部41和减速机构收纳部42。电机收纳部41如图3所示形成为有底筒状。电机收纳部41的轴向一端侧(图3中右侧)开设有口，在该开口部分设置有安装电机罩60的安装部62a的带台阶形状且环状的罩安装部41a。另一方面，在电机收纳部41的轴向另一端侧(图3中左侧)设置环状底部41b，在该环状底部41b的中心部分形成有供旋转轴46旋转自由地贯通的贯通孔41c。
在电机收纳部41的内侧设置有环状的台阶部43。台阶部43由环状的底壁43a和筒状的侧壁43b构成。然后，在台阶部43的内侧收纳有定子(固定子)44。定子44通过使由磁体构成的多个钢板44a层叠并相互粘合而形成为大致圆筒形状。定子44的外周部的沿轴向的减速机构收纳部42侧的大致一半被压入形成电机收纳部41的内周部的侧壁43b，由此两者被牢固地固定。此外，在定子44的外周部和侧壁43b的内周部之间设置有凹凸卡合部(未图示)。由此在DR侧雨刮电机21的驱动时不存在定子44相对于壳体40相对旋转。
在定子44的轴向两侧突出设置有绝缘体即树脂制的线圈骨架44b。在线圈骨架44b，U相、V相、W相(三相)的线圈44c以规定的圈数卷绕。这些U相、V相、W相的线圈44c中的端部(未图示)电连接为星型接线(Y接线)的卷绕方法。可是，作为各线圈44c的接线方法不限定于星型接线，还可以采用例如三角接线(delta接线)等其他接线方法。
另外，如图4所述，形成定子44的多个钢板44a具备环状的主体部44d。主体部44d的外径尺寸设定为稍微大于电机容纳部41的内径尺寸。由此，定子44被压入电机收纳部41的内侧。
在主体部44d的径向内侧一体地设置有卷绕线圈44c的六个齿44e。这些齿44e以等间隔(60度间隔)配置于主体部44d的周方向。另外，在相邻的齿44e之间经由绝缘体即线圈骨架44b配置有配置了线圈44c的六个槽SL1～SL6。
然后，各线圈44c经由设置于壳体40的内部的布线单元(未图示)与固定于齿轮罩80的内侧的控制基板90(参照图7)电连接。在各线圈44c由设置于控制基板90的FET模块96(参照图7)在规定的时间供应驱动电流。由此，在定子44产生电磁力，位于该定子44的内侧的转子45在规定的旋转方向上以规定的驱动扭矩(驱动力)旋转驱动。
如图3以及图4所示，在定子44的径向内侧经由规定的间隙(气隙)旋转自由地设置有转子(旋转子)45。转子45通过将磁性体即多个钢板(未图示)层叠并相互粘合而形成为大致圆柱形状。然后，在转子45的径向外侧的表面安装有形成为大致圆筒形状的永磁体45a。
永磁体45a以沿着转子45的旋转方向交替配置磁极(N极→S极→N极→S极)的方式磁化为四极。如此，DR侧雨刮电机21采用在转子45的表面安装永磁体45a的SPM(SurfacePermanent Magnet：表面式永磁体)构造的无刷电机。可是，并不限定于SPM构造的无刷电机，还可以采用在转子45埋入多个永磁体的IPM构造的无刷电机。
此外，代替大致圆筒形状的一个永磁体45a，可以采用如下的部件：以沿着转子45的周方向交互配置磁极的方式等间隔地设置四个永磁体，该四个永磁体是与转子45的轴线交叉的方向上的截面形状形成为大致圆弧形状。
如此，本实施方式所涉及的DR侧雨刮电机21使用四极六槽型无刷电机为驱动源。由此，如图4所示，以转子45为中心，定子44的形状为镜像对称。因而，转子45旋转时产生的定子44的磁吸引力F如图4的粗线箭头所示作用为沿着转子45的旋转方向相抵消。由此，可抑制转子45的激振，可抑制转子45以及旋转轴46的旋转振摆。其结果，可有效地抑制机械噪音的产生。
并且，转子45旋转时产生的磁噪声的频率在DR侧雨刮电机21的通常动作时(Lo动作时)大致为160Hz～400Hz的低频率。在此，通过使磁噪声的频率向更低频率侧偏移，能够更加难以收听。通常作为人类的听觉，高频率比低频率更容易捕获声音，且易于感知。如着眼于这样磁噪声的降低的观点，则2极3槽型的无刷电机为理想型。然而，在DR侧雨刮电机21如上所述有必要对机械噪音的产生进行抑制。因此，作为能够同时实现抑制机械噪音的产生以及抑制磁噪声的产生的最小组合，采用四极六槽型的无刷电机。
如图3、图4以及图6所示，在转子45的轴心固定有旋转轴46的轴向一端侧(图6中右侧)。在旋转轴46的轴向另一端侧(图6中左侧)一体地设置有具备利用滚轧加工等形成的螺旋状齿部46a的蜗杆46b。在此，设置于旋转轴46的蜗杆46b配置在比贯通孔41c更靠减速机构收纳部42侧，与啮合于蜗杆46b的蜗轮50一起构成减速机构SD。
在沿着旋转轴46轴向的转子45和蜗杆46b之间，设置有第一滚珠轴承47。第一滚珠轴承47由钢材形成的外圈47a以及内圈47b、设置于外圈47a和内圈47b之间的多个钢球47c形成。然后，内圈47b利用挡圈或铆接等固定方法(未图示)固定于旋转轴46。外圈47a安装在位于壳体40的电机收纳部41和减速机构收纳部42之间的第一轴承安装部48。
在此，第一滚珠轴承47通过具有弹性的制动部件48a押压而固定于第一轴承安装部48。由此，通过将第一滚珠轴承47固定于第一轴承安装部48，旋转轴46不能向轴向移动。因而，在壳体40的内部，旋转轴46在轴向可无晃动地顺畅地旋转。
如图6所示，在旋转轴46的轴向另一端侧安装有第二滚珠轴承49。第二滚珠轴承49与第一滚珠轴承47同样由钢材形成的外圈49a及内圈49b、以及设置于外圈49a和内圈49b之间的多个钢球(未图示)形成。然后，第二滚珠轴承49采用比第一滚珠轴承47小型的滚珠轴承。
在此，第一滚珠轴承47由于具有旋转自由地支撑旋转轴46且在轴向不能移动地支撑旋转轴46的功能，大型坚固。另一方面，第二滚珠轴承49由于仅具有抑制旋转轴46的轴向另一端侧的旋转振摆的功能，因此以小型能够充分地应对。
在本实施方式中，通过对DR侧雨刮电机21采用无刷电机且放大减速机构SD的减速比，实现DR侧雨刮电机21的小型化。因而，蜗杆46b的齿部46a的间距狭窄，且蜗杆46b高速旋转。因此，在本实施方式中，为了抑制旋转轴46的蜗杆46b侧的旋转振摆使静音性能提高并提高旋转效率，设置有第二滚珠轴承49。在此，根据必要的减速机构SD的减速比(雨刮电机的规格)，能够省略第二滚珠轴承49。
如图6所示，在沿着旋转轴46轴向的蜗杆46b和第一滚珠轴承47之间固定有环状的第一传感器磁体MG1。也就是说，蜗杆46b以及第一传感器磁体MG1都设置在第一滚珠轴承47和第二滚珠轴承49之间。
在此，转子45(永磁体45a)的轴向尺寸L1为小于蜗杆46b的轴向尺寸L2的尺寸(L1<L2)。由此，缩小DR侧雨刮电机21的沿着旋转轴46轴向的尺寸。另外，由于DR侧雨刮电机21是无刷电机，所以从这一点来看，与不具备换向器和刷子的量对应地缩小DR侧雨刮电机21的沿着旋转轴46的轴向的尺寸。
第一传感器磁体MG1沿着旋转轴46的旋转方向多个磁极(S极、N极)被磁化。然后，在控制基板90(参照图7)的与第一传感器磁体MG1的对置部分配置有第一霍尔IC94a、第二霍尔IC94b、第三霍尔IC94c。由此，由各霍尔IC94a、94b、94c检测旋转轴46的旋转状态(转速或旋转方向等)。
如图2以及图5所示，减速机构收纳部42形成为有底的大致盆形状。减速机构收纳部42设置有底部42a以及以包围该底部42a的方式设置有侧壁42b。另外，在与侧壁42b的底部42a侧相反一侧(图5中上侧)设置有开口部42c。底部42a以及开口部42c在蜗轮50的轴向对置，开口部42c由齿轮罩80(参照图7)密闭。
在减速机构收纳部42的底部42a一体地设置有向减速机构收纳部42的外部(图2中上侧)突出的凸台部42d。另外，在减速机构收纳部42的侧壁42b一体地设置有以凸台部42d为中心突出为放射状的三个安装腿(固定腿)42e。在这些安装腿42e中的两个安装腿分别安装有供固定螺栓(未图示)贯通的橡胶轴衬RB。另外，在各安装腿42e中的一个安装腿安装有向DR侧插入固定部14a(参照图1)插入的插入橡胶IR。
由此，DR侧雨刮电机21经由各橡胶轴衬RB以及插入橡胶IR固定于车辆10，各橡胶轴衬RB以及插入橡胶IR作为缓冲部件发挥功能。因而，将DR侧雨刮电机21固定于车辆10(参照图1)时，DR侧雨刮电机21的振动难以向车辆10传递，静音性能进一步提高。另外，与此相反，车辆10的振动也难以向DR侧雨刮电机21传递，能够保护DR侧雨刮电机21以防受到振动。
如图3以及图5所示，蜗轮50旋转自由地收纳于减速机构收纳部42的内部。蜗轮50由POM(聚甲醛)塑料等形成为大致圆板状，在外周部分形成有轮齿(齿部)50a。然后，蜗杆46b的齿部46a啮合于蜗轮50的轮齿50a。
在蜗轮50的旋转中心固定有输出轴51的轴向一端侧，该输出轴51由减速机构收纳部42的凸台部42d支撑为旋转自由。输出轴51的轴向另一端侧向减速机构收纳部42的外部延伸，在输出轴51的轴向另一端部固定有DR侧雨刮臂22(参照图1)的基端部。由此，输出轴51利用转子45(参照图3)而旋转。具体而言，旋转轴46的旋转速度利用减速机构SD而减速，减速并高扭矩化的旋转力从输出轴51向外部的DR侧雨刮臂22传递。这样，减速机构SD使转子45的旋转减速，使减速并高扭矩化的旋转力向DR侧雨刮臂22传递。
如图5所示，在蜗轮50的旋转中心且与设置有输出轴51侧相反一侧固定有圆盘状的第二传感器磁体MG2。第二传感器磁体MG2沿着输出轴51的旋转方向多个磁极(S极，N极)被磁化。第二传感器磁体MG2设置于输出轴51的轴向一端侧，与输出轴51以及蜗轮50一体旋转。然后，在控制基板90(参照图7)的与第二传感器磁体MG2的对置部分配置有MR传感器95。由此，利用MR传感器95检测出输出轴51以及蜗轮50的旋转状态(旋转方向或旋转位置等)。
如图5所示，在减速机构收纳部42的侧壁42b设置有第二轴承安装部52。第二轴承安装部52配置在与第二轴承安装部48(参照图3)同轴上，在第二轴承安装部52的内部收纳有第二滚珠轴承49。在此，第二滚珠轴承49向第二轴承安装部52的安装是在将第二滚珠轴承49安装在旋转轴46的轴向另一端侧的状态下通过使第二滚珠轴承49通过贯通孔41c和第一轴承安装部48而进行。
此外，第二滚珠轴承49相对于第二轴承安装部52并非压入嵌合而是具有若干空隙而配合。由此，例如在壳体40的制造时等，即使是第一轴承安装部48和第二轴承安装部52产生若干轴偏移，旋转轴46的旋转阻力也不会增大。由此，由DR侧雨刮电机21产生的机械噪音的产生被抑制，静音性能提高。
如图2、图3以及图5所示，电机罩60形成为有底筒状，具备形成为大致圆盘状的底部61、以包围该底部61的方式设置的筒状壁部62。在底部61的中心部分设置向筒状壁部62侧凹陷的凹部61a，为了提高底部61的强度而设置该凹部61a。也就是说，通过在底部61设置凹部61a，底部61难以弯曲。由此，利用DR侧雨刮电机21动作时的振动等防止电机罩60共振，使DR侧雨刮电机21的静音性能提高。
在筒状壁部62的电机收纳部42侧如图3所示设置有安装在该电机收纳部41的罩安装部41a的安装部62a。该安装部62a形成为环状，与罩安装部41a同样形成为带台阶形状，与罩安装部41a匹配。
如图7所示，齿轮罩80密闭减速机构收纳部42的开口部42c(参照图5)，形成与开口部42c同样的轮廓形状。齿轮罩80具备底壁部81以及侧壁部82。在齿轮罩80的内侧且在底壁部81利用第一固定螺丝SC1固定控制基板90。
另外，在齿轮罩80的侧壁部82一体设置有连接车辆10侧的外部连接器(未图示)的连接器连接部82a。在连接器连接部82a的内侧，露出多个导电部件CM一端侧的端子(未图示)。另一方面，多个导电部件CM另一端侧的端子TM电连接于控制基板90。此外，在车辆10侧的外部连接器电连接有车载电池或雨刮开关(未图示)。
如图7所示，控制基板90具备：第一面91，朝向与齿轮罩80的底壁部81侧相反一侧即存在旋转轴46及输出轴51的一侧(图中上侧)；以及第二面92，朝向齿轮罩80的底壁部81侧即与第一面91侧相反一侧(图中下侧)。
在控制基板90的第一面91设置有总括地控制DR侧雨刮电机21的CPU93、与第一传感器磁体MG1(参照图6)相对的第一霍尔IC94a、第二霍尔IC94b、第三霍尔IC94c、以及与第二传感器磁体MG2(参照图5)相对的MR传感器95。此外，三个霍尔IC94a、94b、94c各沿着第一传感器磁体MG1的旋转方向以规定间隔配置。
另一方面，在控制基板90的第二面92设置有驱动系统的电子部件即FET模块96、以及其他电子部件即电容器CP。在此，FET模块96由以高速切换对三相的各线圈44c(参照图4)的通电状态的多个开关元件构成。因而，FET模块96容易发热。因而，为了使FET模块96的散热性提高，该FET模块96经由热传导部件97a以及热传导片97b与壳体40连接。
此外，如图7所示，FET模块96在将控制基板90安装在齿轮罩80的底壁部81之前利用一对第二固定螺丝SC2固定于齿轮罩80的底壁部81。然后，FET模块96通过钎焊等连接方法安装在控制基板90的第二面92。
在此，CPU93以及FET模块96向DR侧雨刮电机21供应驱动电流，从而控制转子45(参照图4)的旋转。然后，CPU93根据用各霍尔IC94a、94b、94c以及MR传感器95检测的检测值(矩形波信号)控制FET模块96。由此，控制转子45的旋转。
在此，如比较轻型汽车、中级轿车以及高级轿车的车室内(驾驶员座位附近)的声音灵敏度“dB”，则可知在通常动作时(Lo动作时)具有如图8的图表所示的倾向。也就是说，由于在轻型汽车(车辆重量不足1t等)重视轻量化进行设计，存在车体刚性低的部位。因此，1kHz左右的高频率噪声与高级轿车或中级轿车相比容易影响到车室内。
另一方面，由于在高级轿车(车辆重量为2t等级等)中重视车室内的静音性能进行设计，所以多采用高刚性的钢板并附加隔音片。因此，1kHz左右的高频噪声难以影响到车室内。此外，在中级轿车(车辆重量不足1.5t等)中，成为轻型汽车和高级轿车之间的声音灵敏度“dB”。
对此，减速机构SD的机械噪音的频率在大致150Hz～300Hz左右的低频率区域中，从轻型汽车至高级轿车为不怎么变化的声音灵敏度“dB”。也就是说，大致150Hz～300Hz左右的低频率噪声与车体刚性等无关，可以说是难以影响到车室内并且是难以收听的频率。
在此，本发明的DR侧雨刮电机21是四极六槽型无刷电机，且在固定于车辆10的壳体40固定有定子44。因而，DR侧雨刮电机21的磁噪声为大致150Hz～500Hz左右的低频率且能够容易并入大致160Hz～400Hz低频率区域。
因而，合并DR侧雨刮电机21产生的磁噪声以及机械噪音这两者，汇总到大致150Hz～500Hz更优选比较狭窄区域的大致160Hz～400Hz左右的低频率区域，在轻型汽车和高级轿车能够缩小声音灵敏度“dB”的差(图中网点状部(a)的面积，声音灵敏度的最大值和最小值的差)，进而从轻型汽车至高级轿车能够无问题地应对。也就是说，在本发明的DR侧雨刮电机21，通过在低频率侧汇总DR侧雨刮电机21产生的频率区域，能够使通用性大幅度提高。
进而，由于通过频率的波动(作为电机整体的频率区域的宽度)变小，能够限定用于实施噪声对策的频率区域，所以基于缓冲部件(插入橡胶IR或橡胶轴衬RB等)的噪声对策进一步变得容易。在此，通常作为缓冲部件，有高频率对策的部件、低频率对策的部件等，获得缓冲的区域根据用于缓冲部件的材料某种程度上决定。因此，在成为对象的电机频率的波动(作为电机整体的频率区域的宽度)大时，作为该电机整体，噪声对策变得困难。
另外，作为参考例记载的带刷的电机伴随小型轻量化而磁极数多(例如四极)，且为了擦拭速度可变为“Hi”或者“Lo”而具备三个刷子。该带刷的电机的磁噪声是高频率噪声，尤其是1kHz左右的频率。因此，在轻型汽车和高级轿车中声音灵敏度“dB”的差(图中网点状部(b)的面积，声音灵敏度的最大值和最小值的差)增大，对轻型汽车的采用变得困难。
并且，在上述现有技术中采用磁极数以及槽数比本发明多的无刷电机(六极九槽型)，且定子固定于与齿轮壳分体的轭上。因而，现有技术中的磁噪声是比本发明高的频率噪声，尤其是600左右的频率。因此，在轻型汽车和高级轿车中声音灵敏度“dB”的差(图中网点状部(c)的面积，声音灵敏度的最大值和最小值的差)比本发明增大。另外，由于定子经由轭以及齿轮壳两个部件固定于车辆，因此以这些轭和齿轮壳的固定强度的波动等为起因，在相比本发明的宽广区域的大致150Hz～775Hz的频率区域内按每个产品产生的噪声产生波动。
如以上所详述，根据本实施方式，通过成为四极六槽型，能够以转子45为中心使定子44的形状为镜像对称。因而，能够抑制转子45的旋转振摆。另外，作为可抑制转子45的旋转振摆的必要最小限度的极数以及槽数，能够使旋转时产生的磁噪声的频率接近于减速机构SD的机械噪音(大致150Hz～300Hz附近的低频率)。由此，能够分别在低频率侧汇总DR侧雨刮电机21产生的磁噪声以及机械噪音的频率，进而能够缩小在车室内的声音灵敏度“dB”，使静音性能提高。因而，从轻型汽车至高级轿车能够容易地应对，进而也能够适用于电动车或混合动力车辆等(通用性提高)。
另外，因为将定子44固定于壳体40的内侧且在壳体40设置有固定于前围上盖板12、前纵梁13以及前隔板上板14的安装腿42e，所以能够将磁噪声产生源即定子44仅经由壳体40固定于车辆10。因而，仅通过壳体40的刚性计算，就能够容易地预测车室内的声音灵敏度“dB”。也就是说，能够可靠且容易地设计对静音性能提高有利的构造的无刷雨刮电机，进而能够提供追求静音性能的无刷雨刮电机。
并且，根据本实施方式，减速机构SD具有通过转子45旋转的蜗杆46b、和在旋转中心设置有输出轴51并具备啮合于蜗杆46b的轮齿50a的蜗轮50，使转子45的轴向尺寸L1小于蜗杆46b的轴向尺寸L2(L1<L2)。由此，缩小沿着DR侧雨刮电机21的旋转轴46的轴向的尺寸，可以进一步实现小型轻量化，还能够容易适用于轻型汽车。
另外，根据本实施方式，各安装腿42a经由各橡胶轴衬RB以及插入橡胶IR固定于前围上盖板12、前纵梁13以及前隔板上板14。因而，DR侧雨刮电机21的振动难以传递到车辆10，能够进一步缩小车室内的声音灵敏度“dB”。另外，能够保护DR侧雨刮电机21以防受到车辆10的振动，防止该DR侧雨刮电机21在初期损伤。
并且，根据本实施方式，由于能够在低频率侧汇总DR侧雨刮电机21产生的频率区域，因此能够使通用性大幅度提高。进而，通过减少频率的波动(作为电机整体的频率区域的宽度)，能够限定用于实施噪声对策的频率区域，因此基于缓冲部件(插入橡胶IR或橡胶轴衬RB等)的噪声对策进一步变得容易。
并且，根据本实施方式，因为能够在低频率侧汇总DR侧雨刮电机21产生的频率，所以能够缩小车辆所产生的动作声音的影响。也就是说，通过缩小作为电机整体的频率区域的宽度，DR侧雨刮电机21难以受到来自车辆的振动等的影响。因此，能够抑制共振或振动放大的产生，作为结果能够缩小DR侧雨刮电机21的动作声音。
此外，根据本实施方式，作为DR侧雨刮电机21的频率(Hz)的计算式，计算为(槽数或者齿数×输出轴转速(rpm)×减速比)/60。这是将重点放在起因于槽或者齿的频率成分的计算式。
接着，对本发明的实施方式2使用附图进行详细说明。此外，对具有与上述实施方式1同样功能的部分附上同一附图标记，省略其详细的说明。
图9示出实施方式2所涉及的雨刮装置的立体图。
在上述实施方式1中，如图1所示，示出一种所谓对置擦拭式雨刮装置，在沿着车辆10的车宽方向的驾驶员座位侧以及副驾驶座位侧分别配置DR侧雨刮装置20以及AS侧雨刮装置30，以规定的摆动角度分别使DR侧雨刮臂22以及AS侧雨刮臂32摆动驱动。对此，在实施方式2中，如图9所示，示出将无刷雨刮电机100适用于模块型雨刮装置101的情况。
模块型雨刮装置101具备管架102。在沿着该管架102的长边方向的大致中央部分固定有成为无刷雨刮电机100的大致重心的部分(未详细图示)。因而，模块型雨刮装置101以雨刮装置单体容易传送等，重量平衡优异。在此，适用于模块型雨刮装置101的无刷雨刮电机100仅具备由固定螺栓(未图示)固定的一个安装腿42e。该安装腿42e经由橡胶轴衬RB固定于作为车体固定部的前隔板上板14(参照图1)。另外，还可以代替插入橡胶IR而将设置于安装腿42e的橡胶轴衬RB固定于车辆。此外，无刷雨刮电机100的其他构造是与实施方式1的DR侧雨刮电机21相同的构造。
在管架102的长边方向两侧固定第一、第二枢轴支撑件103a、103b，这些第一、第二枢轴支撑件103a、103b将第一、第二枢轴104a、104b支撑为旋转自由。在此，在第一、第二枢轴支撑件103a、103b设置有分别固定于前纵梁13(参照图1)的第一、第二安装部105a、105b。
在第一、第二枢轴104a、104b的基端部设置有将输出轴51的摆动运动向第一、第二枢轴104a、104b传递的连杆机构106。在第一、第二枢轴104a、104b的前端部固定有各雨刮臂22、32(参照图1)的基端部。也就是说，在输出轴51和各雨刮臂22、32之间设置有连杆机构106。
然后，连杆机构106由固定于输出轴51的曲柄臂106a、固定于第一、第二枢轴104a、104b的基端部的一对驱动杠杆106b、106c、设置于各驱动杠杆106b、106c之间的连接杆106d、设置于另一个驱动杠杆106c和曲柄臂106a之间的驱动杆106e构成。
在此，构成连杆机构106的曲柄臂106a、各驱动杠杆106b、106c、连接杆106d、驱动杆106e通过分别冲压加工钢板而形成为规定形状，在这方面还可实现轻量化。
在如上所述形成的实施方式2中，能够起到与上述实施方式1同样的作用效果。
本发明并不限定于上述各实施方式，在不脱离其要旨的范围内自然可以进行各种变更。例如，在上述实施方式1中，在DR侧雨刮电机21设置三个安装腿42e，使三个安装腿42e中的一个安装腿为插入式，使其他两个安装腿为螺栓固定式，本发明并不限定于此，还可以使三个安装腿42e全部为螺栓固定式。
另外，在上述各实施方式中，将DR侧雨刮电机21以及无刷雨刮电机100分别设为对在前窗玻璃11上摆动的DR侧雨刮臂22以及AS侧雨刮臂32进行驱动的电机，本发明并不限定于此，还能够应用于对在后窗玻璃上摆动的雨刮臂进行驱动的情况。
并且，在上述各实施方式中是在定子44的内侧旋转自由地配置转子45的内转子型无刷雨刮电机，然而本发明并不限定于此，还能够适用于在定子的外侧配置转子的外转子型无刷雨刮电机。
工业上的可利用性
无刷雨刮电机可用作搭载于汽车等车辆的雨刮装置的驱动源，用于摆动驱动雨刮臂而擦拭附着于挡风玻璃的雨水等。

Claims (5)

1.一种无刷雨刮电机，使雨刮部件摆动，该雨刮部件对附着于车辆的前挡风玻璃的附着物进行擦拭，其特征在于，
所述无刷雨刮电机具备：
固定子，固定于壳体的内侧，并在径向内侧设置有六个齿；
线圈，卷绕于所述齿；
旋转子，相对于所述固定子旋转；
四极永磁体，设置于所述旋转子，所述四极永磁体的磁极沿着所述旋转子的旋转方向交替配置；
减速机构，收纳于所述壳体，使所述旋转子的旋转减速；
输出轴，将所述减速机构的旋转向所述雨刮部件传递；以及
三个固定腿，设置于所述壳体，
所述壳体具有收纳所述固定子的电机收纳部和收纳所述减速机构的减速机构收纳部，
所述电机收纳部形成为有底筒状，并在所述电机收纳部的内侧设置有台阶部，所述台阶部固定所述固定子的轴向端部，
所述三个固定腿中至少一个部位固定于沿着所述车辆的左右方向延伸的车体固定部，
所述三个固定腿分别是沿输出轴的周方向以规定间隔配置的第一固定腿、第二固定腿和第三固定腿，
所述第一固定腿及所述第二固定腿分别从所述减速机构收纳部的所述电机收纳部侧的端部朝所述车辆的左右方向的两侧突出设置，
所述第三固定腿从所述减速机构收纳部的与所述电机收纳部相反的侧的端部朝与沿所述旋转子的轴向的所述固定子相反的侧突出设置，
所述第二固定腿及所述第三固定腿相比于所述第一固定腿配置在所述车辆的上下方向的下方侧。
2.根据权利要求1所述的无刷雨刮电机，其特征在于，
将所述无刷雨刮电机产生的频率设为500Hz以下。
3.根据权利要求1所述的无刷雨刮电机，其特征在于，
所述减速机构具有：
蜗杆，通过所述旋转子旋转；以及
蜗轮，在所述蜗轮的旋转中心设置有所述输出轴，所述蜗轮具备啮合于所述蜗杆的齿部，
所述旋转子的轴向尺寸小于所述蜗杆的轴向尺寸。
4.根据权利要求1所述的无刷雨刮电机，其特征在于，
所述三个固定腿中至少一个部位经由缓冲部件固定于所述车体固定部。
5.根据权利要求1所述的无刷雨刮电机，其特征在于，
所述固定子具备以所述旋转子为中心相互相对的齿。
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