JP2003047224A - 直流モータ及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転速度の切り替えを行う直流モータにおい
て、電磁波ノイズや騒音を抑制する。 【解決手段】ワイパモータ１は、電機子コア８にコイル
９を巻装してなる電機子４と、電機子４を挟んで対向配
置される２つのマグネット２，３とを備える。電機子コ
イル９に駆動電源が供給されると、それに伴うコイル９
の電磁力とマグネットの磁力とによって電機子４が回転
する。磁性体からなる磁束迂回路部材１１が、マグネッ
ト２，３と電機子４との間隙において回転軸７を中心に
回転可能に配設される。同磁束迂回路部材１１を回転さ
せることにより、マグネット２，３から電機子コア８へ
の磁束を迂回させ電機子４の回転速度を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転速度の切り替
えを行う直流モータ及びその駆動方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両ワイパ装置等には回転速度を
切り替えることが可能な直流モータ（ワイパモータ）が
用いられている。図９には、ワイパモータ４１の一例を
示す。ワイパモータ４１は、そのヨーク４２内に、複数
個のマグネット（図示略）、ブラシ装置４３等を備えて
いる。ブラシ装置４３は、コモンブラシ４４、低速駆動
用ブラシ４５及び高速駆動用ブラシ４６を備え、各ブラ
シ４４〜４６は、ブラシホルダ４７に設けられた保持筒
４７ａによりそれぞれ保持されている。そして、低速駆
動用ブラシ４５及び高速駆動用ブラシ４６は、ピッグテ
ール４８を介して直流駆動電源（図示略）の陽極に接続
され、コモンブラシ４４は、ピッグテール４８を介して
直流駆動電源の陰極に接続される。

【０００３】直流モータ４１の電機子５０は、回転軸５
１、該回転軸５１に固定される電機子コア（図示略）、
該コアの複数の歯部に巻装されるコイル（図示略）、前
記ブラシ４４〜４６に摺接してコイルに駆動電源を供給
するコンミテータ５２とを備えている。コンミテータ５
２は、回転方向に１２個のセグメント５２ａを有してお
り、各セグメント５２ａ間にコイルが接続されている。
そして、モータ４１の低回転駆動時には、コモンブラシ
４４及び低速駆動用ブラシ４５を介して電機子５０に駆
動電源が供給され、モータ４１の高回転駆動時には、コ
モンブラシ４４及び高速駆動用ブラシ４６を介して電機
子５０に駆動電源が供給される。

【０００４】前記ブラシ装置４３において、低速駆動用
ブラシ４５は、コモンブラシ４４と対向する位置、即ち
１８０°ずらした位置に配置されている。一方、高速駆
動用ブラシ４６は、その低速駆動用ブラシ４５に対して
回転方向に７０°ずらして配置されている。このように
各ブラシ４４〜４６を配置することにより、低速駆動用
ブラシ４５を介して駆動電流を供給する場合に対し、高
速駆動用ブラシ４６を介して駆動電流を供給する場合の
有効磁束を減らして、モータ回転数を高めるようにして
いる。つまり、コモンブラシ４４及び低速駆動用ブラシ
４５を介して電機子５０に電源供給を行うと該電機子５
０が低速回転し、コモンブラシ４４及び高速駆動用ブラ
シ４６を介して電機子５０に電源供給を行うと該電機子
５０が高速回転する。

【０００５】従来のワイパ装置では、上記のように、３
つのブラシ４４〜４６を用いて回転速度を切り替える３
ブラシ方式のワイパモータ４１が一般的に採用されてい
る。一方、２ブラシ方式のモータにおいて、回転速度を
制御する技術が特許第２７９８７３３号公報に開示され
ている。同公報では、電子回路（パルス変調回路）をモ
ータ外部に設け、パルス変調回路で生成したパルス信号
によりモータ供給電力を制御してモータ回転を減速する
ようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９の３ブ
ラシ方式のモータ４１において、各ブラシ４４〜４６が
隣り合うセグメント５２ａを跨ぐとき、各ブラシ４４〜
４６が隣り合うセグメント５２ａを短絡、即ちコイルを
閉ループにする。このとき、各ブラシ４４〜４６に電源
が供給されていれば、そのコイルは整流されることにな
る。しかしながら、例えば、モータ４１を低回転駆動す
る場合、コモンブラシ４４及び低速駆動用ブラシ４５に
は電源が供給されるが、高速駆動用ブラシ４６には電源
が供給されない。つまり、高速駆動用ブラシ４６はフロ
ーティング状態になるので、該ブラシ４６により短絡さ
れたセグメント５２ａのコイルは、単に閉ループになる
だけである。

【０００７】このとき、高速駆動用ブラシ４６により閉
ループになったコイルに磁束が通過するため、その磁束
の変化によりコイルに誘起電圧（逆起電力）が生じる。
この誘起電圧（逆起電力）により、通電方向とは逆向き
の電流が瞬間的に流れて整流が悪化し、モータの出力が
低下してしまう。また、誘起電圧（逆起電力）により、
高速駆動用ブラシ４６がセグメント５２ａから離れると
きに火花が生じ、それに伴う電磁波ノイズや騒音が問題
となっている。特に、駆動電源が高電圧であるモータで
は、誘起電圧（逆起電力）が大きくなるため、火花の発
生に伴うブラシ寿命の低下も問題となる。

【０００８】また、特許第２７９８７３３号公報におい
ては、パルス変調回路を用いているため、パルス変調
（ＰＷＭ）の基本周波数及びその高調波における電磁波
ノイズや騒音が生じてしまう。さらに、同公報では、パ
ルス信号によりパワートランジスタをオン・オフ駆動し
てモータの供給電力を制御しているため、同パワートラ
ンジスタ等での電圧ドロップがあり効率が低下するとい
った問題も生じてしまう。

【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、回転速度の切り替えを行う直流モー
タにおいて、電磁波ノイズや騒音を抑制することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、電機子コアにコイルを巻
装してなる電機子と、前記電機子を挟んで対向配置され
る複数のマグネットとを備え、前記電機子のコイルに駆
動電源を供給し、該コイルの電磁力とマグネットの磁力
とによって電機子を回転させる直流モータにおいて、前
記電機子の外周面近傍にて移動可能に配置され、前記マ
グネットから電機子コアへの磁束を調整する磁束調整手
段と、前記電機子の所定回転速度に合わせて、前記マグ
ネットから電機子コアへの磁束を変化させるよう前記磁
束調整手段を移動させる駆動手段とを備えた。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の直流モータにおいて、前記磁束調整手段は、前記マグ
ネットから電機子コアへの磁束を迂回させるための磁束
迂回路部材である。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の直流モータにおいて、前記磁束調整手段は、前記マグ
ネットと電機子コアと間の磁気抵抗を調整するための磁
気抵抗調整部材である。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の直流モータにおいて、前記マグネットと電機子との間
隙に前記磁束迂回路部材を配置し、前記駆動手段は、該
磁束迂回路部材を前記電機子の回転軸を中心に回転させ
る。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
の直流モータにおいて、隣り合う前記マグネットの端部
の間隙に前記磁束迂回路部材を配置し、前記駆動手段
は、該磁束迂回路部材を前記電機子の軸方向に往復移動
させる。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項３に記載
の直流モータにおいて、前記マグネットと電機子コアと
の間隙に前記磁気抵抗調整部材を配置し、前記駆動手段
は、該磁気抵抗調整部材を前記電機子の軸方向に往復移
動させる。

【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項４に記載
の直流モータにおいて、前記磁束迂回路部材は、略円筒
状をなし、その外周面を周方向に分割すべく軸方向に延
びる切り欠き部が形成されたものである。

【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項５に記載
の直流モータにおいて、前記電機子の回転軸の回転を減
速してモータ外部に出力するウォームギヤを備え、前記
駆動手段は、前記ウォームギヤと、該ウォームギヤに噛
合された駆動ギヤとからなり、該駆動ギヤの回転により
前記磁束迂回路部材を電機子の軸方向へ移動させる。

【００１８】請求項９に記載の発明は、電機子コアにコ
イルを巻装してなる電機子と、該電機子を挟んで対向配
置される複数のマグネットとを備えた直流モータの駆動
方法において、前記電機子の外周面近傍にて磁束調整手
段を移動させることにより、前記電機子コアを通過する
磁束を変化させ、電機子の回転速度を変更するようにし
た。

【００１９】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
駆動手段により、磁束調整手段が電機子の外周面近傍で
移動される。これにより、電機子コアを通過する有効磁
束（モータ回転力を生じさせるために有効となる磁束）
が変化し、それに伴い電機子の回転速度が変化する。こ
のようにすれば、図９に示す従来のモータ４１のよう
に、３ブラシ方式を採用することなく、回転速度の変更
が可能となる。その結果、ブラシを電気的な理想の位置
に配置することができ、良好な整流が実現される。ま
た、特許第２７９８７３３号公報のように、パルス信号
によりモータ供給電力を制御する必要もない。よって、
良好な整流を保ちつつ回転速度が変更され、電磁波ノイ
ズや騒音を抑制することが可能となる。

【００２０】具体的には、磁束調整手段として、請求項
２のように、マグネットから電機子コアへの磁束を迂回
させるための磁束迂回路部材を用いたり、請求項３のよ
うに、マグネットと電機子コアと間の磁気抵抗を調整す
るための磁気抵抗調整部材を用いたりすることができ
る。

【００２１】請求項４に記載の発明によれば、マグネッ
トと電機子との間隙において、磁束迂回路部材が配設さ
れ、駆動手段により該磁束迂回路部材が電機子の回転軸
を中心に回転される。これにより、電機子コアを通過す
る有効磁束を変化させ電機子の回転速度が切り替えられ
る。

【００２２】請求項５に記載の発明によれば、隣り合う
マグネット端部の間隙において、磁束迂回路部材が配設
される。そして、駆動手段により該磁束迂回路部材が電
機子の軸方向に往復移動される。これにより、電機子コ
アを通過する有効磁束を変化させ電機子の回転速度が切
り替えられる。

【００２３】請求項６に記載の発明によれば、マグネッ
トと電機子との間隙において、磁気抵抗調整部材が配置
される。そして、駆動手段により該磁気抵抗調整部材が
電機子の軸方向に往復移動される。これにより、電機子
コアを通過する有効磁束を変化させ電機子の回転速度が
切り替えられる。

【００２４】請求項７に記載の発明によれば、磁束迂回
路部材は、略円管状をなし、その外周面を周方向に分割
すべく軸方向に延びる切り欠き部が形成されたものであ
る。従って、切り欠き部を隣り合うマグネットの間隙に
配置させると、磁束迂回路部材を通した磁束の迂回路は
形成されない。一方、磁束迂回路部材を回転させて、そ
の外周面をマグネットの間隙に配置させると、磁束迂回
路部材を通した磁束の迂回路が形成される。よって、こ
の磁束迂回路部材を回転させることにより、電機子を通
過する有効磁束が変化し、回転速度を変更することが可
能となる。

【００２５】具体的に、車両ワイパ装置等に使用される
直流モータでは、請求項８のように、電機子の回転軸の
回転を減速してモータ外部に出力するウォームギヤを備
える。駆動手段はそのウォームギヤと同ウォームギヤに
噛合される駆動ギヤとからなる。そして、ウォームギヤ
の回転が駆動ギヤに伝達され、その駆動ギヤの回転によ
り前記磁束迂回路部材が電機子の軸方向へ移動される。
このように、既存のウォームギヤを駆動手段として使用
すると、アクチュエータを別に設ける必要がなく、コス
ト低減を図ることが可能となる。

【００２６】請求項９に記載の発明によれば、電機子の
外周面近傍において、磁束調整手段が移動されることに
より、電機子コアを通過する磁束が変化する。その磁束
変化に伴い電機子の回転速度が変更される。このように
すれば、良好な整流を保ちつつ回転速度が変更され、電
磁波ノイズや騒音を抑制することが可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態では、車両用ワイパ装置の駆動源として用い
られる直流モータ（ワイパモータ）に具体化している。

【００２８】図１は、ワイパモータ１の概略構成図であ
る。ワイパモータ１は、マグネット２，３、電機子４、
ブラシ５等を備えている。本実施形態のワイパモータ１
は、２極の直流モータであって、略有底円筒状のヨーク
６内において、Ｎ極及びＳ極を形成する２つのマグネッ
ト２，３が電機子４を挟んで対向配置されている。この
一対のマグネット２，３はヨーク内周面に合わせて断面
円弧状に形成されている。電機子４は、回転軸７と、回
転軸７に固定される電機子コア８と、電機子コア８に巻
装される電機子コイル９と、電機子コイル９に駆動電源
を供給するコンミテータ（整流子）１０とを有する。電
機子コア８には、複数の歯部８ａが形成されており、そ
のうちの５つの歯部８ａの周囲に電機子コイル９が巻き
付けられている。なお、本実施形態では、歯部８ａの個
数は１２個であり、その歯部８ａが、電機子４の周方向
に３０°毎に形成されている。また、図示を省略してい
るが、複数の他の電機子コイルが５つの歯部８ａ毎に同
様に巻き付けられている。つまり、巻線の巻装方式は分
布巻である。

【００２９】コンミテータ１０は電機子４の一端に配設
されており、同コンミテータ１０は、複数のセグメント
（整流子片）１０ａを有して構成されている。また、一
対のブラシ５がコンミテータ１０側に付勢された状態で
配設され、ブラシ先端がコンミテータ１０に摺接されて
いる。そして、図示しない直流電源から供給される直流
電流が、ブラシ５とコンミテータ１０のセグメント１０
ａを経て電機子コイル９に流入される。このブラシ５と
コンミテータ１０によって、電機子コイル９に流れる電
流の向きが変更され、該コイル９の電磁力とマグネット
２，３からの磁力とにより電機子４が回転するようにな
っている。

【００３０】コンミテータ１０には、１２個のセグメン
ト１０ａが周方向に３０°毎に設けられており、電機子
４がブラシ５に対して３０°回転するとき、電機子コイ
ル９の電流の向きが変更される。つまり、電機子４の３
０°の回転によって電機子コイル９の整流が行われる。
本実施形態において、一対のブラシ５は、良好な整流を
実現できる理想の位置に配置されている。

【００３１】また、図１及び図２に示すように、電機子
４とマグネット２，３との間隙において、磁性体（例え
ば軟鉄）からなる磁束迂回路部材１１が配設されてい
る。なお、図２は、直流モータ１の要部を示す分解斜視
図である。磁束迂回路部材１１は、略有底円筒状の部材
の外周面を切り欠いた形状であって、その外周面を周方
向に分割すべく軸方向に延びる一対の切り欠き部１１ａ
が形成されている。磁束迂回路部材１１の外周面の円弧
幅（周方向の幅）は、マグネット２，３間の間隙に対応
する円弧幅よりも幅広となっている。磁束迂回路部材１
１の底部内側には軸受け部１１ｂが設けられており、こ
の軸受け部１１ｂに電機子４の回転軸７が回転可能に支
持される。

【００３２】また、磁束迂回路部材１１の底部の外側に
は、駆動手段としてのアクチュエータ１３が固定されて
いる。アクチュエータ１３は、ヨーク６の底部に形成さ
れた収納部６ａ内に収納される。同アクチュエータ１３
に電源ケーブル１４を通して電源が供給されることによ
り、電機子４の回転軸７を中心に磁束迂回路部材１１が
回転する。そして、この磁束迂回路部材１１の回転によ
り、電機子コア８を通過する磁束が変化し、その変化に
伴い電機子４の回転速度が変更されるようになってい
る。

【００３３】具体的に、モータ１を低回転駆動させる場
合、図３（ａ）に示すように、磁束迂回路部材１１の切
り欠き部１１ａの中心とマグネット２，３間の間隙の中
心とを一致させるようアクチュエータ１３が駆動され
る。一方、高回転駆動させる場合には、図３（ｂ）に示
すように、磁束迂回路部材を９０°回転させ、切り欠き
部１１ａの中心とマグネット２，３の中心とを一致させ
るようアクチュエータ１３が駆動される。図３（ａ）→
図３（ｂ）のように磁束迂回路部材１１が回転すると、
磁束迂回路部材１１の外周面がマグネット２，３の間隙
に配置され、マグネット２→電機子コア８→マグネット
３を通して形成されていた磁束の通路（磁気回路）の一
部が磁束迂回路部材１１によってショートされるように
なる。つまり、マグネット２，３の円弧端部の磁束は、
図３（ａ）では電機子４のコア８を通過するが、図３
（ｂ）では磁束迂回路部材１１が磁束の迂回路となり、
電機子４のコア８を通過しなくなる。

【００３４】ここで、ワイパモータ１における電機子４
の回転速度Ｎは次式にて示される。 Ｎ＝Ｋ×Ｅ／（Φ・Ｚ） 但し、Ｋ：比例定数、Ｅ：逆起電力、Φ：磁束量、Ｚ：
導体数である。つまり、回転速度Ｎは磁束量Φに反比例
するため、図３（ｂ）のように、電機子コア８を通過す
る磁束が減ると、電機子４の回転が速くなる。

【００３５】また、本実施の形態におけるワイパモータ
１での回転数と負荷との関係を図４に示す。図４におい
て、磁束迂回路部材１１の切り欠き部１１ａをマグネッ
ト２，３間の間隙に位置させた場合（図３（ａ）のよう
に磁束の迂回路を形成しない場合）の特性を実線で示
す。また、磁束迂回路部材１１の切り欠き部１１ａをマ
グネット２，３に位置させた場合（図３（ｂ）のように
磁束の迂回路を形成した場合）の特性を一点鎖線で示
す。ここで、磁束迂回路部材１１を通した磁束の迂回路
を形成することにより、一点鎖線で示すように、無負荷
回転数が向上し、拘束トルク（モータ起動時のトルク）
が減少する。この特性は、図９に示す従来の３ブラシ式
のモータ４１と同じ特性となる。

【００３６】また、図９の３ブラシ式のモータ４１にお
いては、低速駆動用ブラシ４５を良好な整流を確保でき
る理想位置に配置し、高速駆動用ブラシ４６をその理想
位置から回転方向に所定角度（例えば、７０°）ずらし
て配置し、回転速度の切り替えを実現している。そのた
め、高回転駆動時には良好な整流を行うことが困難とな
る。これに対し、本実施形態のワイパモータ１では、２
つのブラシ５を理想位置に配設して、磁束迂回路部材１
１の移動に伴う有効磁束の変化によって、回転速度の切
り替えを実現している。また、直流モータ４１のように
通電しないブラシ（フローティング状態となり回転に寄
与しないブラシ）がコンミテータ１０に接触することが
ない。よって、ワイパモータ１では低回転駆動時及び高
回転駆動時の両方で良好な整流が行われる。

【００３７】以上詳述したように本実施の形態は、以下
の特徴を有する。 （１）マグネット２，３と電機子４との間隙において、
磁束迂回路部材１１を電機子４の回転軸７を中心に回転
可能に配設して、磁束迂回路部材１１の回転により、電
機子コア８を通過する有効磁束を変化させ、電機子４の
回転速度を変更するようにした。この場合、図９に示す
従来のモータ４１のように、３ブラシ方式を採用するこ
となく、２ブラシ方式にて回転速度の変更が可能とな
る。その結果、２つのブラシ５を電気的な理想の位置に
配置することができるため、良好な整流を実現でき、効
率よくモータ１を回転駆動することができる。また、特
許第２７９８７３３号公報のように、パルス信号により
モータ供給電力を制御する必要もない。よって、良好な
整流を保ちつつ回転速度を変更でき、電磁波ノイズやモ
ータ作動音（騒音）を抑制することができる。

【００３８】（２）ワイパモータ１において、整流が向
上され火花の発生が抑制されるので、火花に伴うブラシ
摩耗を低減できる。これにより、ブラシ寿命を向上で
き、ブラシサイズの小型化を図ることができる。

【００３９】（第２の実施形態）以下、本発明を具体化
した第２の実施形態を説明する。図５及び図６に示すよ
うに、本実施形態のワイパモータ２１は、磁束迂回路部
材１１に代え、棒状の磁束迂回路部材（磁気回路ショー
トバー）２２を用いて具体化している。なお、第１の実
施形態と同様の構成については、同一の符号を付すこと
により説明を省略し、異なる部分を中心に以下に説明す
る。

【００４０】磁束迂回路部材２２は、磁性体からなり、
マグネット２，３間の間隙において電機子４の軸方向に
往復移動可能に配設されている。直流モータ２１におい
て、磁束迂回路部材２２の移動は、回転軸７の先端側
（図６の左側）に設けられた減速部２３の駆動により実
現される。

【００４１】詳しくは、減速部２３は、ヨーク６の開口
側を覆うギヤハウジング２４と、ギヤハウジング２４に
収納されるウォームギヤ（ウォーム２５及びウォームホ
イール２６）等を備えている。ウォーム２５は回転軸７
に刻設され、同ウォーム２５にウォームホイール２６が
噛合されている。このウォームホイール２６の中心に出
力軸２８が設けられている。同出力軸２８には図示しな
いリンク機構のクランクアームが連結されており、同リ
ンク機構によって、ワイパブレードの払拭動作が得られ
るようになっている。

【００４２】また、ウォームホイール２６には駆動ギヤ
２７が噛合され、同駆動ギヤ２７にウォームホイール２
６の回転が伝達される。一方、磁束迂回路部材２２に
は、駆動ギヤ２７と噛合する直線状の歯車部（ラック）
が形成されている。そして、駆動ギヤ２７の回転により
磁束迂回路部材２２が図６の左右方向（電機子４の軸方
向）に移動される。なお、本実施形態では、ウォームギ
ヤ（ウォーム２５及びウォームホイール２６）と駆動ギ
ヤにより駆動手段が構成されている。

【００４３】本実施形態において、ワイパモータ２１の
駆動スイッチ（図示略）が低回転（Ｌｏ）側に切り替え
られると、ウォームホイール２６が時計周り方向に回転
し、高回転（Ｈｉ）側に切り替えられると、ウォームホ
イール２６が反時計周り方向に回転するようになってい
る。つまり、モータ２１を低回転駆動させる場合、ウォ
ームホイール２６の回転に伴い駆動ギヤ２７が反時計周
り方向に回転し、磁束迂回路部材２２は減速部２３側
（図６の左側）に移動する。一方、高回転駆動させる場
合、ウォームホイール２６の回転に伴い駆動ギヤ２７が
時計周り方向に回転し、磁束迂回路部材２２はヨーク６
側（図６の右側）に移動する。

【００４４】また、駆動ギヤ２７にはクラッチ２９が設
けられており、磁束迂回路部材２２が所定の位置（マグ
ネット２，３間の挿入位置又は非挿入位置）まで移動し
たとき、駆動ギヤ２７の回転をスリップさせ、磁束迂回
路部材２２を停止させるようになっている。具体的に
は、駆動ギヤ２７は、図６の紙面手前側にある第１ギヤ
と裏側にある第２ギヤとを有し、第１ギヤが磁束迂回路
部材２２に、第２ギヤがウォームホイール２６に噛合し
ている。そして、クラッチ２９の作動によって、駆動ギ
ヤ２７における第１ギヤと第２ギヤ間の回転を伝達又は
スリップさせるようにしている。

【００４５】本実施形態において、モータ停止時及びモ
ータ２１が低回転駆動される場合では、磁束迂回路部材
２２は図６のようにギヤハウジング２４側（非挿入位
置）に配置されている。そして、モータ２１の駆動スイ
ッチが高回転（Ｈｉ）側に切り替えられると、駆動ギヤ
２７が時計周り方向に回転することにより、磁束迂回路
部材２２がマグネット２，３の間に挿入され所定の挿入
位置に配置される。このとき、磁束迂回路部材２２を通
して磁束の迂回路が形成され、電機子コア８を通過する
有効磁束が減少される。この有効磁束の減少により、電
機子４の回転速度が高くなる。さらに、低回転（Ｌｏ）
側に切り替えられると、駆動ギヤ２７が反時計周り方向
に回転することにより、磁束迂回路部材２２がマグネッ
ト２，３の間から取り出され、非挿入位置に配置され
る。このとき、磁束の迂回路が形成されなくなり、電機
子コア８を通過する有効磁束が増加するため、電機子４
の回転速度が低くなる。

【００４６】以上詳述したように本実施の形態は、以下
の特徴を有する。 （１）隣り合うマグネット２，３の円弧端部の間隙にお
いて、棒状の磁束迂回路部材２２を電機子４の軸方向に
往復移動可能に配設して、磁束迂回路部材２２の移動に
より、電機子コア８を通過する有効磁束を変化させ、電
機子４の回転速度を変更するようにした。この場合も、
上記第１の実施形態と同様に、良好な整流を保ちつつ回
転速度を変更でき、電磁波ノイズやモータ作動音（騒
音）を抑制することができる。

【００４７】（２）ワイパモータ２１は、電機子４の回
転をモータ外部に出力するためのウォームギヤ（ウォー
ム２５及びウォームホイール２６）を備え、同ウォーム
ギヤと駆動ギヤ２７とにより磁束迂回路部材２２を電機
子４の軸方向へ移動させるようにした。このようにすれ
ば、駆動手段としてのアクチュエータを別に設ける必要
がなく、製造コストの低減を図ることが可能となる。

【００４８】（第３の実施形態）以下、本発明を具体化
した第３の実施形態を図面に従って説明する。なお、上
記各実施形態と同様の構成については、その詳細な説明
及び図面を省略する。

【００４９】図７に示すように、本実施形態のワイパモ
ータ３１において、電機子４とマグネット２，３との間
隙において、磁性体（例えば軟鉄）からなる磁気抵抗調
整部材３２が配設されている。磁気抵抗調整部材３２
は、図８に示すように、略有底円筒状をなし、その外周
面を周方向に分割すべく軸方向に延びる一対の切り欠き
部３２ａが形成されている。この切り欠き部３２ａは、
マグネット２，３間の間隙に対応する円弧幅（周方向の
幅）を有する。つまり、磁気抵抗調整部材３２の外周面
の円弧幅は、マグネット２，３に対応する幅となってい
る。また、磁気抵抗調整部材３２の底面には貫通孔３２
ｂが形成されており、同貫通孔３２ｂに電機子４の回転
軸７が挿入されるようになっている。そして、同磁気抵
抗調整部材３２は、マグネット２，３と電機子４との間
隙において電機子４の軸方向に往復移動可能に配設され
ており、その磁気抵抗調整部材３２の移動は、図示しな
いアクチュエータの駆動により実現される。

【００５０】モータ停止時及び低速回転駆動時には、磁
気抵抗調整部材３２は、図７のようにマグネット２，３
と電機子４の間隙に挿入される。一方、高速回転駆動時
には、磁気抵抗調整部材３２は、電機子４の軸方向に移
動されマグネット２，３と電機子４の間隙から取り出さ
れる。この磁気抵抗調整部材３２の移動により、電機子
コア８を通過する有効磁束が変化する。つまり、磁気抵
抗調整部材３２をマグネット２，３と電機子４の間隙に
配置させると、それを配置しない場合と比べてその空隙
における磁気抵抗が減少し電機子コア８に磁束が通り易
くなる。換言すれば、磁気抵抗調整部材３２をマグネッ
ト２，３と電機子４の間隙から取り出すことにより、そ
れを配置した場合に比べて間隙における磁気抵抗が増し
電機子コア８に磁束が通り難くなる。従って、磁気抵抗
調整部材３２を移動してマグネット２，３と電機子４の
間隙から取り出すと、電機子コア８を通過する有効磁束
が減るため、電機子４の回転速度が高くなる。

【００５１】以上詳述したように本実施の形態は、以下
の特徴を有する。 （１）マグネット２，３と電機子４との間隙において、
磁気抵抗調整部材３２を電機子４の軸方向に往復移動可
能に配設して、磁気抵抗調整部材３２の移動により、電
機子コア８を通過する有効磁束を変化させ、電機子４の
回転速度を変更するようにした。この場合も、上記第１
及び第２の実施形態と同様に、良好な整流を保ちつつ回
転速度を変更でき、電磁波ノイズやモータ作動音（騒
音）を抑制することができる。

【００５２】（２）磁気抵抗調整部材３２の外周面の円
弧幅がマグネット２，３に対応する幅となっているの
で、電機子コア８を通過する有効磁束を変化させる上で
実用上好ましいものとなる。

【００５３】尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施
してもよい。上記第２の実施形態のワイパモータ２１で
は、マグネット２，３間の一方の間隙に磁束迂回路部材
２２を挿入するものであったが、両方の間隙に磁束迂回
路部材２２を挿入するよう構成してもよい。この場合、
ワイパモータ２１における磁気バランスが向上されるの
で、作動時の振動を抑制することが可能となる。

【００５４】上記第２の実施形態では、ワイパモータ２
１における減速部２３の駆動により、磁束迂回路部材２
２を移動させるものであったが、これに限定するもので
はない。駆動手段としてアクチュエータを別に設けて磁
束迂回路部材２２を移動するようにしてもよい。なお、
アクチュエータとしては、電磁ソレノイドや小型モータ
を利用できる。

【００５５】また例えば、駆動手段としての操作レバー
を設け、さらに、同レバーと磁束迂回路部材１１，２
２、磁気抵抗調整部材３２とを所定の連結部材で連結し
ておき、ユーザによるレバーの操作により磁束迂回路部
材１１，２２、磁気抵抗調整部材３２を移動させるよう
に構成してもよい。

【００５６】さらに、磁束迂回路部材１１，２２や磁気
抵抗調整部材３２の移動量を調節する調節機構を設け、
その移動量を調節することにより、低速、中速、高速等
の複数段階の回転速度を実現できるようにしてもよい。

【００５７】上記各実施形態では、磁束調整手段として
磁束迂回路部材１１，２２や磁気抵抗調整部材３２を用
いるものであったが、本発明はそれらの形状や移動方向
等に限定されるものではない。要は、マグネット２，３
から電機子コア８への磁束を調整する磁束調整手段を用
い、電機子４の外周面近傍にてその磁束調整手段を移動
させることにより電機子コア８への有効磁束を変化させ
電機子４の回転速度を変更するものであればよい。例え
ば、磁束調整手段として反磁性体からなる部材を用いて
電機子コア８への有効磁束を変化させてもよい。

【００５８】上記各実施形態において、ワイパモータ
１，２１，３１は２極の直流モータとして具体化してい
たが、これ以外に、４極の直流モータ等の多極直流モー
タに具体化してもよい。

【００５９】上記各実施形態では、車両用ワイパ装置に
おける駆動源としてのワイパモータ１，２１，３１に具
体化したが、車両のその他装置に使用される直流モータ
に具体化してもよい。勿論、車両以外の装置に使用され
る直流モータに具体化してもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
回転速度の切り替えを行う直流モータにおいて、電磁波
ノイズや騒音を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態におけるワイパモータの概略
構成図。

【図２】 図１のワイパモータの要部を示す分解斜視
図。

【図３】 モータ内の磁束の流れを示す説明図。

【図４】 モータの負荷と回転数との関係を示す図。

【図５】 第２の実施形態における直流モータの概略構
成図。

【図６】 第２の実施形態における直流モータの概略構
成図。

【図７】 第３の実施形態における直流モータの概略構
成図。

【図８】 第３の実施形態における磁束迂回路部材の斜
視図。

【図９】 従来の直流モータの概略構成図。

【符号の説明】

１…直流モータとしてのワイパモータ、２，３…マグネ
ット、４…電機子、７…回転軸、８…電機子コア、９…
電機子コイル、１１…磁束迂回路部材、１１ａ…切り欠
き部、１３…駆動手段としてのアクチュエータ、２１…
直流モータとしてのワイパモータ、２２…磁束迂回路部
材、２５…ウォームギヤを構成するウォーム、２６…ウ
ォームギヤを構成するウォームホイール、２７…駆動ギ
ヤ、３１…直流モータとしてのワイパモータ、３２…磁
気抵抗調整部材。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電機子コアにコイルを巻装してなる電機
   子と、前記電機子を挟んで対向配置される複数のマグネ
   ットとを備え、前記電機子のコイルに駆動電源を供給
   し、該コイルの電磁力とマグネットの磁力とによって電
   機子を回転させる直流モータにおいて、 前記電機子の外周面近傍にて移動可能に配置され、前記
   マグネットから電機子コアへの磁束を調整する磁束調整
   手段と、 前記電機子の所定回転速度に合わせて、前記マグネット
   から電機子コアへの磁束を変化させるよう前記磁束調整
   手段を移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とする
   直流モータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の直流モータにおいて、 前記磁束調整手段は、前記マグネットから電機子コアへ
   の磁束を迂回させるための磁束迂回路部材であることを
   特徴とする直流モータ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の直流モータにおいて、 前記磁束調整手段は、前記マグネットと電機子コアと間
   の磁気抵抗を調整するための磁気抵抗調整部材であるこ
   とを特徴とする直流モータ。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の直流モータにおいて、 前記マグネットと電機子との間隙に前記磁束迂回路部材
   を配置し、 前記駆動手段は、該磁束迂回路部材を前記電機子の回転
   軸を中心に回転させることを特徴とする直流モータ。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の直流モータにおいて、 隣り合う前記マグネットの端部の間隙に前記磁束迂回路
   部材を配置し、 前記駆動手段は、該磁束迂回路部材を前記電機子の軸方
   向に往復移動させることを特徴とする直流モータ。
6. 【請求項６】 請求項３に記載の直流モータにおいて、 前記マグネットと電機子との間隙に前記磁気抵抗調整部
   材を配置し、 前記駆動手段は、該磁気抵抗調整部材を前記電機子の軸
   方向に往復移動させることを特徴とする直流モータ。
7. 【請求項７】 請求項４に記載の直流モータにおいて、 前記磁束迂回路部材は、略円筒状をなし、その外周面を
   周方向に分割すべく軸方向に延びる切り欠き部が形成さ
   れたものであることを特徴とする直流モータ。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の直流モータにおいて、 前記電機子の回転軸の回転を減速してモータ外部に出力
   するウォームギヤを備え、 前記駆動手段は、前記ウォームギヤと、該ウォームギヤ
   に噛合された駆動ギヤとからなり、該駆動ギヤの回転に
   より前記磁束迂回路部材を電機子の軸方向へ移動させる
   ことを特徴とする直流モータ。
9. 【請求項９】 電機子コアにコイルを巻装してなる電機
   子と、該電機子を挟んで対向配置される複数のマグネッ
   トとを備えた直流モータの駆動方法において、 前記電機子の外周面近傍にて磁束調整手段を移動させる
   ことにより、前記電機子コアを通過する磁束を変化さ
   せ、電機子の回転速度を変更するようにしたことを特徴
   とする直流モータの駆動方法。