JP2004248460A - Direct-current motor with brush - Google Patents

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JP2004248460A
JP2004248460A JP2003037743A JP2003037743A JP2004248460A JP 2004248460 A JP2004248460 A JP 2004248460A JP 2003037743 A JP2003037743 A JP 2003037743A JP 2003037743 A JP2003037743 A JP 2003037743A JP 2004248460 A JP2004248460 A JP 2004248460A
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Japan
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brush
motor
brushes
pair
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003037743A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Sakata
憲児 坂田
Toshiyuki Amagasa
俊之 天笠
Hiroto Tanaka
裕人 田中
Shunji Kumagai
俊司 熊谷
Yoshichika Kawashima
義親 川島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuba Corp
Original Assignee
Mitsuba Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a lock current value at high-speed operation, and strive for the suppression of inverted torque at low speed and the improvement of rectifying capability at high speed in a dc motor with brushes. <P>SOLUTION: The dc motor with brushes comprises a stator which has two-pole field magnets, and a rotor which is rotatably disposed in the stator and has an armature coil and a commutator connected with the armature coil. The motor is provided with a paired brushes 2 for low-speed driving and a paired brushes 3 for high-speed driving. The paired brushes 2 comprise a positive-pole brush 2a and a negative-pole brush 2b, and the paired brushes 3 comprise a positive-pole brush 3a and a negative-pole brush 3b. The paired brushes 3 for high speed is eccentrically disposed by a predetermined angle in the positive angular direction relative to the brush pair 2 for low speed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流ブラシ付モータに関し、特に、ワイパ装置用のモータに適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車等の車両用ワイパ装置の駆動源としては、従来より、2極の界磁マグネットを備えた直流ブラシ付モータが広く使用されている。図4はこのような従来のワイパ装置用モータの回路構成を示す説明図、図5(a)は図4のモータにおける巻線とブラシの関係を示す説明図、図5(b)は図4のモータにおけるブラシ配置を示す説明図である。
【0003】
図4,5に示すように、従来の直流ブラシ付モータ51(以下、モータ51と略記する)には、共通の正極ブラシ52と2個の負極ブラシ53,54(以下、ブラシ52,53,54と略記する)が設けられている。ブラシ54は、ブラシ53に対し機械角θだけ進角した位置に配置されている。ブラシ52〜54は、コンミテータ55に摺接している。コンミテータ55はアーマチュアコイル56に接続され、アーマチュアコイル56の外側には2極の界磁マグネット57が配設されている。ブラシ53,54はそれぞれ低速駆動用、高速駆動用に使用され、それらを切り替えることにより、モータ51はワイパ装置の作動モードに合わせてLowスピード,Highスピードの2つの駆動形態に切り替えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワイパシステムの大型化に伴い、ワイパモータも年々大型化してきている。しかしながら、モータが大型化すると、その分、モータのロック電流も増加する。このため、使用するハーネス径やヒューズの電流容量も大きくなり、車体重量や装置コストをさらに増加する要因となるという問題があった。
【0005】
また、低速用のブラシ53使用時には、高速用のブラシ54は磁束変化の大きい位置に存在するため、ブラシ54によって短絡されたコイルには界磁マグネット57の磁束により起電力が生じる。このため、短絡コイルに短絡電流が流れ、それによってロータに反転トルクが生じ、モータ特性が劣化するという問題が生じる。さらに、この短絡電流により電流リップルが乱されるため、トルクムラの原因ともなるという問題もあった。
【0006】
一方、図5(a)に示すように、高速用のブラシ54は、低速用のブラシ53による回路のうちのひとつを短絡させる。すなわち、ブラシ52とブラシ54との間には、ブラシ53を介してブラシ54に至る回路X(経路B,A,C)と、ブラシ52から直接ブラシ54に至る回路Y(経路D)が成立する。図5(a)から分かるように、両回路X,Yの間には抵抗差がありAB間とCD間に起電力差が生じるため、ブラシ52,54間に循環電流が流れ、整流に悪影響を及ぼす。特に、高電圧の場合その影響が大きく、その改善が求められていた。
【0007】
本発明の目的は、直流ブラシ付モータにおける高速作動時のロック電流値を低減させると共に、低速時の反転トルクの抑制及び高速時の整流性改善を図ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の直流ブラシ付モータは、界磁マグネットを備えるステータと、前記ステータ内に回転自在に配置され、アーマチュアコイルと前記アーマチュアコイルに接続されたコンミテータとを備えるロータとを有してなる直流ブラシ付モータであって、前記コンミテータに摺接する第1正極ブラシと第1負極ブラシを備える第1ブラシ対と、前記コンミテータに摺接し前記第1正極ブラシ及び前記第2負極ブラシからそれぞれ所定角度だけ偏倚して配置された第2正極ブラシと第2負極ブラシを備える第2ブラシ対とを有することを特徴とする。
【0009】
本発明にあっては、それぞれ一対の正極及び負極ブラシを備える第1ブラシ対と第2ブラシ対を設けたので、従来の3ブラシ構成のモータに比して、ロック電流値を低減させることができる。従って、ハーネスやヒューズの電流容量を抑えることができ、車体重量やコストを低減させることが可能となる。
【0010】
また、従来のモータに比して偏倚角度を小さくできるため、磁束変化の大きい位置を避けて短絡コイルが形成され、界磁マグネットの磁束による起電力を小さくでき、反転トルクを小さく抑えることが可能となる。さらに、何れのブラシ対を使用してもアーマチュアコイル抵抗値を同一にできるため、起電力差をなくすことができる。従って、ブラシ間に生じる循環電流による整流時の悪影響をなくすことができ、ブラシ摩耗量が低減し耐久性向上が図られる。
【0011】
前記直流ブラシ付モータにおいて、前記第1ブラシ対を低速駆動用として使用し、前記第2ブラシ対を高速駆動用として使用しても良い。また、前記直流ブラシ付モータにおいて、前記第1ブラシ対を前記第2ブラシ対よりも進角方向に配置しても良い。なお、前記直流ブラシ付モータが2極の界磁マグネットを有する直流ブラシ付モータであっても良い。
【0012】
さらに、前記直流ブラシ付モータが自動車用ワイパ装置に使用される電動モータであっても良い。本発明のブラシ付モータでは、4ブラシ構成とすることにより、直流ブラシ付モータLowスピード時に、3ブラシ構成の場合に比して電磁力を小さくすることができる。従って、当該モータをワイパモータとして使用した場合、騒音、振動が小さくなりワイパ装置の低音化を図ることが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態であるワイパ装置用の直流ブラシ付モータの回路構成を示す説明図、図2(a)は図1のモータにおける巻線とブラシの関係を示す説明図、図2(b)は図1のモータにおけるブラシ配置を示す説明図である。
【0014】
図1に示すように、直流ブラシ付モータ1(以下、モータ1と略記する)には2組のブラシ対2,3が設けられている。ブラシ対2(第1ブラシ対)は低速駆動用に使用され、正極ブラシ2a(第1正極ブラシ)と負極ブラシ2b(第1負極ブラシ)が1個ずつ設けられている。一方、ブラシ対3(第2ブラシ対)は高速駆動用に使用され、正極ブラシ3a(第2正極ブラシ)と負極ブラシ3b(第2負極ブラシ)が1個ずつ設けられている(以下、正極ブラシ3a等は単にブラシ3aのように略記する)。
【0015】
図2(b)に示すように、各ブラシ2a等はコンミテータ4に摺接している。コンミテータ4はアーマチュアコイル5に接続され、ロータ6を形成している。ロータ6は、2極の界磁マグネット7が取り付けられたステータ8内に収容されている。また、モータ1はバッテリ9に接続され、スイッチ11によってOFF,Low,Highが切り替えられる。バッテリ9とモータ1との間にはリレー12が介設されている。リレー12はスイッチ11と連動しており、スイッチ11がHighに切り替わるとバッテリ9と接続される正極ブラシ2a,3aが切り替えられる。
【0016】
ブラシ対3の各ブラシ3a,3bは、ブラシ対2の各ブラシ2a,2bに対し進角した位置に配置されている。同極のブラシ間(ブラシ2a,3a間,ブラシ2b,3b間)の偏倚角度は、破線にて示した従来の高速用ブラシの偏倚角度θ(例えば、63°)よりも小さなθ(例えば、45°)となっている。当該モータ1では、ブラシ対を2組設ける構成となっているため、高速用ブラシ2個を相対的に移動させることにより、同等の特性を維持しつつ、ブラシ1個当たりの偏倚角度が従来のモータよりも小さくなっている。
【0017】
モータ1では、ブラシ対2,3を切り替えることにより、ワイパ装置の作動モードに合わせてLowスピード,Highスピードの2つの駆動形態に切り替えられる。高速用のブラシ対3を使用した場合、界磁マグネット7の磁束が通電巻線に対してブラシ対2を使用した場合よりも斜めに鎖交する。このため、巻線を通過する磁束の量が少なくなり、自己インダクタンスによる回転抵抗が小さくなる。従って、ブラシ対3を使用すると、進角状態と同様にモータ1の回転数が増加し、Highスピードモードとなる。
【0018】
Lowスピード時は低速用のブラシ対2が使用され、このとき、モータ1においてもブラシ対3によってコイルが短絡される。しかしながら、前述のように、ブラシの偏倚角度が従来のモータ51に比して小さくなっているため、磁束変化の大きい位置を避けて短絡コイルが形成される。従って、界磁マグネット7の磁束による起電力を小さくでき、反転トルクを小さく抑えることが可能となる。また、Lowスピード時には、図5のような3ブラシ構成の場合は電磁力が大きくなるのに対し、4ブラシ構成のモータ1ではそれよりも電磁力を小さくすることができる。従って、当該モータをワイパモータとして使用した場合、騒音、振動が小さくなりワイパ装置の低音化を図ることが可能となる。
【0019】
一方、Highスピード時は高速用のブラシ対3が使用されるが、このとき、図2(a)に示すように、モータ1においてもブラシ3a,3bの間に、ブラシ2bを介してブラシ3bに至る回路P(経路A,C)と、ブラシ2aを介してブラシ3bに至る回路Q(経路B,D)が成立する。ところが、図2(a)から分かるように、モータ1では両回路P,Qの間には抵抗差がなく、AB間とCD間に起電力差は生じない。このため、ブラシ3a,3b間に生じる循環電流による整流時の悪影響をなくすことができ、ブラシ摩耗量が低減し耐久性が向上する。
【0020】
また、モータ1では、ブラシ3a,3bの間の合成抵抗値が、図4(a)のブラシ52,54間の合成抵抗値よりも大きくなる。すなわち、AB間,CD間の抵抗値をr、ブラシ54によるCD間の分割抵抗値をr,r(r+r=r)とすると、図4(a)の場合、ブラシ52,54間の合成抵抗値Rは、R=r(r+r)/2rとなる。これに対し、図2(a)の場合には、ブラシ3a,3bの間の合成抵抗値Rは、R=r/2となる。RとRを比較すると、R−R=r/2−{r(r+r)/2r}=r /2r>0となり、Rの方がRよりも大きくなる。従って、モータ1のHighスピード時のロック電流値は、モータ51のそれよりも小さくなり、Lowスピード時と同様になる。
【0021】
図3は、モータ1の特性を示す説明図である。図3に実線にて示したように、モータ1のHighスピード時のロック電流値は、破線にて示した従来のモータ51におけるロック電流値よりも小さくなっている。従って、Highスピードモードを持つモータでありながら、ハーネスやヒューズの電流容量を抑えることができ、車体重量やコストを低減させることが可能となる。
【0022】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、同極のブラシ間(ブラシ2a,3a間,ブラシ2b,3b間)の偏倚角度θの一例として45°の場合を示したが、その値は45°には限定されない。また、図4の特性もあくまでも一例であり、電流量や回転数はこの特性に限定されない。
【0023】
さらに、前述の実施の形態では本発明によるモータを自動車用ワイパ装置に適用した例を示したが、他の回転電機にそれを適用することも可能である。例えば、自動車用の他の車載モータや産業機械、家電製品、IT機器等に使用されるモータ等にも本発明は有効である。
【0024】
【発明の効果】
本発明の直流ブラシ付モータによれば、それぞれ一対の正極及び負極ブラシを備える第1ブラシ対と第2ブラシ対を設けたので、従来の3ブラシ構成のモータに比して、ロック電流値を低減させることができる。従って、ハーネスやヒューズの電流容量を抑えることができ、車体重量やコストを低減させることが可能となる。
【0025】
また、従来の直流ブラシ付モータに比して偏倚角度を小さくできるため、磁束変化の大きい位置を避けて短絡コイルが形成され、界磁マグネットの磁束による起電力を小さくでき、反転トルクを小さく抑えることが可能となる。さらに、何れのブラシ対を使用してもアーマチュアコイル抵抗値を同一にできるため、起電力差をなくすことができる。従って、ブラシ間に生じる循環電流による整流時の悪影響をなくすことができ、ブラシ摩耗量が低減し耐久性向上が図られる。
【0026】
加えて、Lowスピード時に、3ブラシ構成の場合電磁力が大きくなるが、4ブラシ構成とすることにより電磁力を小さくすることができる。従って、当該モータをワイパモータとして使用した場合、騒音、振動が小さくなりワイパ装置の低音化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるワイパ装置用の直流ブラシ付モータの回路構成を示す説明図である。
【図2】(a)は図1の直流ブラシ付モータにおける巻線とブラシの関係を示す説明図、(b)は図1の直流ブラシ付モータにおけるブラシ配置を示す説明図である。
【図3】図1の直流ブラシ付モータの特性を示す説明図である。
【図4】従来のワイパ装置用直流ブラシ付モータの回路構成を示す説明図である。
【図5】(a)は図4の直流ブラシ付モータにおける巻線とブラシの関係を示す説明図、(b)は図4の直流ブラシ付モータにおけるブラシ配置を示す説明図である。
【符号の説明】
1 直流ブラシ付モータ
2 ブラシ対(第1ブラシ対)
2a 正極ブラシ(第1正極ブラシ)
2b 負極ブラシ(第1負極ブラシ)
3 ブラシ対(第2ブラシ対)
3a 正極ブラシ(第2正極ブラシ)
3b 負極ブラシ(第2負極ブラシ)
4 コンミテータ
5 アーマチュアコイル
6 ロータ
7 界磁マグネット
8 ステータ
9 バッテリ
11 スイッチ
12 リレー
51 直流ブラシ付モータ
52 正極ブラシ
53 負極ブラシ
54 負極ブラシ
55 コンミテータ
56 アーマチュアコイル
57 界磁マグネット
θ 偏倚角度
θ 偏倚角度
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor with a direct current brush, and more particularly to a technique that is effective when applied to a motor for a wiper device.
[0002]
[Prior art]
As a driving source of a wiper device for a vehicle such as an automobile, a DC brush motor having a two-pole field magnet has been widely used. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a circuit configuration of such a conventional motor for a wiper device, FIG. 5A is an explanatory diagram showing a relationship between a winding and a brush in the motor of FIG. 4, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a brush arrangement in the motor of FIG.
[0003]
As shown in FIGS. 4 and 5, a conventional DC brush motor 51 (hereinafter abbreviated as motor 51) includes a common positive brush 52 and two negative brushes 53 and 54 (hereinafter, brushes 52, 53, and 52). 54 (abbreviated as 54). Brush 54 is disposed only mechanical angle theta 1 advanced position with respect to the brush 53. The brushes 52 to 54 are in sliding contact with the commutator 55. The commutator 55 is connected to an armature coil 56, and a two-pole field magnet 57 is provided outside the armature coil 56. The brushes 53 and 54 are used for low-speed driving and high-speed driving, respectively, and by switching between them, the motor 51 is switched between two driving modes of a low speed and a high speed in accordance with the operation mode of the wiper device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as the size of the wiper system increases, the size of the wiper motor also increases year by year. However, as the size of the motor increases, the lock current of the motor increases accordingly. For this reason, the diameter of the harness to be used and the current capacity of the fuse are increased, which causes a problem that the weight of the vehicle body and the cost of the apparatus are further increased.
[0005]
In addition, when the low-speed brush 53 is used, the high-speed brush 54 is located at a position where the magnetic flux changes greatly, and thus an electromotive force is generated in the coil short-circuited by the brush 54 by the magnetic flux of the field magnet 57. For this reason, a short-circuit current flows through the short-circuit coil, thereby generating a reversing torque in the rotor, and thus causing a problem that the motor characteristics deteriorate. Further, there is a problem that current ripple is disturbed by the short-circuit current, which causes torque unevenness.
[0006]
On the other hand, as shown in FIG. 5A, the high-speed brush 54 short-circuits one of the circuits by the low-speed brush 53. That is, between the brush 52 and the brush 54, a circuit X (paths B, A, and C) extending from the brush 53 to the brush 54 and a circuit Y (path D) extending directly from the brush 52 to the brush 54 are established. I do. As can be seen from FIG. 5A, since there is a resistance difference between the two circuits X and Y and an electromotive force difference occurs between AB and CD, a circulating current flows between the brushes 52 and 54 and adversely affects rectification. Effect. In particular, in the case of a high voltage, the influence is large, and the improvement has been required.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce a lock current value at the time of high-speed operation in a DC brush motor, suppress reversal torque at a low speed, and improve rectification at a high speed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A DC brush motor according to the present invention is a DC brush comprising: a stator having a field magnet; and a rotor rotatably disposed in the stator and having an armature coil and a commutator connected to the armature coil. A first brush pair including a first positive electrode brush and a first negative electrode brush slidably contacting the commutator, and a predetermined angle from the first positive electrode brush and the second negative electrode brush slidably contacting the commutator. A second brush pair including a second positive electrode brush and a second negative electrode brush, which are arranged in the same manner.
[0009]
In the present invention, since the first brush pair and the second brush pair each having a pair of positive and negative brushes are provided, the lock current value can be reduced as compared with a conventional three-brush motor. it can. Therefore, the current capacity of the harness and the fuse can be suppressed, and the weight and cost of the vehicle body can be reduced.
[0010]
Also, since the deviation angle can be made smaller than that of the conventional motor, a short-circuit coil is formed avoiding the position where the magnetic flux change is large, the electromotive force due to the magnetic flux of the field magnet can be reduced, and the reversing torque can be reduced. It becomes. Further, the armature coil resistance value can be the same regardless of which brush pair is used, so that a difference in electromotive force can be eliminated. Therefore, it is possible to eliminate the adverse effect at the time of commutation due to the circulating current generated between the brushes, thereby reducing the brush wear and improving the durability.
[0011]
In the DC brush motor, the first brush pair may be used for low-speed driving, and the second brush pair may be used for high-speed driving. Further, in the DC brush motor, the first brush pair may be arranged in a more advanced direction than the second brush pair. The DC brushed motor may be a DC brushed motor having a two-pole field magnet.
[0012]
Further, the DC brushed motor may be an electric motor used for a wiper device for an automobile. In the brush motor according to the present invention, the four-brush configuration makes it possible to reduce the electromagnetic force at the time of the DC brush-motor low speed as compared with the three-brush configuration. Therefore, when the motor is used as a wiper motor, noise and vibration are reduced, and the sound of the wiper device can be reduced.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a circuit configuration of a DC brush motor for a wiper device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is an explanatory diagram showing a relationship between a winding and a brush in the motor of FIG. FIG. 2B is an explanatory diagram showing the brush arrangement in the motor of FIG.
[0014]
As shown in FIG. 1, a DC brush motor 1 (hereinafter abbreviated as motor 1) is provided with two brush pairs 2 and 3. The brush pair 2 (first brush pair) is used for low-speed driving, and is provided with one positive brush 2a (first positive brush) and one negative brush 2b (first negative brush). On the other hand, the brush pair 3 (second brush pair) is used for high-speed driving, and one positive brush 3a (second positive brush) and one negative brush 3b (second negative brush) are provided (hereinafter, positive brush). The brush 3a and the like are simply abbreviated as the brush 3a).
[0015]
As shown in FIG. 2B, the brushes 2a and the like are in sliding contact with the commutator 4. The commutator 4 is connected to the armature coil 5 and forms a rotor 6. The rotor 6 is housed in a stator 8 to which a two-pole field magnet 7 is attached. Further, the motor 1 is connected to the battery 9 and the switch 11 switches between OFF, Low, and High. A relay 12 is interposed between the battery 9 and the motor 1. The relay 12 is linked with the switch 11, and when the switch 11 is switched to High, the positive brushes 2a and 3a connected to the battery 9 are switched.
[0016]
The brushes 3a and 3b of the brush pair 3 are arranged at positions advanced with respect to the brushes 2a and 2b of the brush pair 2. The deviation angle between the brushes having the same polarity (between the brushes 2a and 3a, between the brushes 2b and 3b) is smaller than the deviation angle θ 1 (for example, 63 °) of the conventional high-speed brush indicated by the broken line (θ 2 (63 °)). For example, 45 °). Since the motor 1 has a configuration in which two brush pairs are provided, by moving the two high-speed brushes relatively, the bias angle per brush can be reduced while maintaining the same characteristics. It is smaller than the motor.
[0017]
In the motor 1, by switching the brush pairs 2 and 3, the driving mode can be switched between a low speed and a high speed in accordance with the operation mode of the wiper device. When the high-speed brush pair 3 is used, the magnetic flux of the field magnet 7 crosses the energized winding obliquely compared to when the brush pair 2 is used. Therefore, the amount of magnetic flux passing through the winding is reduced, and the rotational resistance due to the self-inductance is reduced. Therefore, when the brush pair 3 is used, the rotation speed of the motor 1 increases as in the advanced angle state, and the high speed mode is set.
[0018]
At low speed, the brush pair 2 for low speed is used. At this time, the coil is also short-circuited by the brush pair 3 in the motor 1. However, as described above, since the bias angle of the brush is smaller than that of the conventional motor 51, a short-circuit coil is formed avoiding a position where a change in magnetic flux is large. Therefore, the electromotive force due to the magnetic flux of the field magnet 7 can be reduced, and the reversal torque can be reduced. In addition, at low speed, the electromagnetic force is increased in the case of the three-brush configuration as shown in FIG. 5, whereas the electromagnetic force can be reduced in the motor 1 having the four-brush configuration. Therefore, when the motor is used as a wiper motor, noise and vibration are reduced, and the sound of the wiper device can be reduced.
[0019]
On the other hand, at the time of High speed, the brush pair 3 for high speed is used. At this time, as shown in FIG. 2A, the brush 3b is also interposed between the brushes 3a and 3b via the brush 2b. And a circuit Q (paths B and D) reaching the brush 3b via the brush 2a. However, as can be seen from FIG. 2A, in the motor 1, there is no resistance difference between the two circuits P and Q, and no electromotive force difference occurs between AB and CD. For this reason, it is possible to eliminate the adverse effect at the time of commutation due to the circulating current generated between the brushes 3a and 3b, thereby reducing the brush wear and improving the durability.
[0020]
In the motor 1, the combined resistance between the brushes 3a and 3b is larger than the combined resistance between the brushes 52 and 54 in FIG. That is, assuming that the resistance value between AB and CD is r 0 and the divided resistance value between CDs by the brush 54 is r 1 , r 2 (r 1 + r 2 = r 0 ), the brush in the case of FIG. the combined resistance value R 1 between 52 and 54, a R 1 = r 2 (r 0 + r 1) / 2r 0. In contrast, in the case of FIG. 2 (a), the combined resistance value R 2 between the brushes 3a, 3b becomes R 2 = r 0/2. Comparing R 1 and R 2, R 2 -R 1 = r 0 / 2- {r 2 (r 0 + r 1) / 2r 0} = r 1 2 / 2r 0> 0 , and the better the R 2 R It becomes larger than 1 . Accordingly, the lock current value of the motor 1 at the time of the high speed becomes smaller than that of the motor 51, and becomes the same as that at the time of the low speed.
[0021]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing characteristics of the motor 1. As shown by the solid line in FIG. 3, the lock current value of the motor 1 at the time of the High speed is smaller than the lock current value of the conventional motor 51 shown by the broken line. Therefore, the current capacity of the harness and the fuse can be suppressed, and the weight and the cost of the vehicle body can be reduced even though the motor has the High speed mode.
[0022]
The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, the inter-pole brush (interproximal brushes 2a, 3a, brushes 2b, among 3b) shows the case of 45 ° as an example of a biasing angle theta 2 of, but not limited to that value 45 °. Further, the characteristics in FIG. 4 are merely examples, and the current amount and the number of rotations are not limited to these characteristics.
[0023]
Furthermore, in the above-described embodiment, an example is shown in which the motor according to the present invention is applied to a wiper device for a vehicle, but it is also possible to apply the motor to another rotating electric machine. For example, the present invention is also effective for other in-vehicle motors for automobiles, motors used in industrial machines, home appliances, IT devices, and the like.
[0024]
【The invention's effect】
According to the DC brush motor of the present invention, since the first brush pair and the second brush pair each having a pair of positive and negative brushes are provided, the lock current value can be reduced as compared with a conventional three-brush motor. Can be reduced. Therefore, the current capacity of the harness and the fuse can be suppressed, and the weight and cost of the vehicle body can be reduced.
[0025]
In addition, since the deviation angle can be reduced as compared with the conventional DC brush motor, a short-circuit coil is formed avoiding a position where the magnetic flux change is large, the electromotive force due to the magnetic flux of the field magnet can be reduced, and the reversing torque can be reduced. It becomes possible. Further, the armature coil resistance value can be the same regardless of which brush pair is used, so that a difference in electromotive force can be eliminated. Therefore, it is possible to eliminate the adverse effect at the time of commutation due to the circulating current generated between the brushes, thereby reducing the brush wear and improving the durability.
[0026]
In addition, at low speed, the electromagnetic force increases in the case of the three-brush configuration, but the electromagnetic force can be reduced by the four-brush configuration. Therefore, when the motor is used as a wiper motor, noise and vibration are reduced, and the sound of the wiper device can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a circuit configuration of a DC brush motor for a wiper device according to an embodiment of the present invention.
2A is an explanatory diagram showing a relationship between a winding and a brush in the DC brush motor of FIG. 1, and FIG. 2B is an explanatory diagram showing a brush arrangement in the DC brush motor of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing characteristics of the DC brush motor of FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a circuit configuration of a conventional DC brush motor for a wiper device.
5A is an explanatory diagram showing a relationship between a winding and a brush in the DC brush motor of FIG. 4, and FIG. 5B is an explanatory diagram showing a brush arrangement in the DC brush motor of FIG.
[Explanation of symbols]
1 DC brushed motor 2 Brush pair (first brush pair)
2a positive brush (first positive brush)
2b Negative electrode brush (first negative electrode brush)
3 brush pairs (second brush pair)
3a positive brush (second positive brush)
3b Negative electrode brush (second negative electrode brush)
4 Commutator 5 Armature coil 6 Rotor 7 Field magnet 8 Stator 9 Battery 11 Switch 12 Relay 51 DC brush motor 52 Positive brush 53 Negative brush 54 Negative brush 55 Commutator 56 Armature coil 57 Field magnet θ 1 Deviation angle θ 2 Deviation angle

Claims (4)

界磁マグネットを備えるステータと、前記ステータ内に回転自在に配置され、アーマチュアコイルと前記アーマチュアコイルに接続されたコンミテータとを備えるロータとを有してなる直流ブラシ付モータであって、
前記コンミテータに摺接する第1正極ブラシと第1負極ブラシを備える第1ブラシ対と、前記コンミテータに摺接し前記第1正極ブラシ及び前記第2負極ブラシからそれぞれ所定角度だけ偏倚して配置された第2正極ブラシと第2負極ブラシを備える第2ブラシ対とを有することを特徴とする直流ブラシ付モータ。
A DC brush motor having a stator having a field magnet and a rotor rotatably disposed in the stator and having an armature coil and a commutator connected to the armature coil,
A first brush pair including a first positive electrode brush and a first negative electrode brush slidably contacting the commutator; and a first brush pair slidably contacting the commutator and displaced by a predetermined angle from the first positive electrode brush and the second negative electrode brush. A DC brush motor having two positive brushes and a second brush pair including a second negative brush.
請求項1記載の直流ブラシ付モータにおいて、前記第1ブラシ対は低速駆動用として使用され、前記第2ブラシ対は高速駆動用として使用されることを特徴とする直流ブラシ付モータ。2. The motor according to claim 1, wherein the first brush pair is used for low-speed driving, and the second brush pair is used for high-speed driving. 請求項1または2記載の直流ブラシ付モータにおいて、前記第1ブラシ対は、前記第2ブラシ対よりも進角方向に配置されることを特徴とする直流ブラシ付モータ。3. The motor with a DC brush according to claim 1, wherein the first brush pair is arranged in a more advanced direction than the second brush pair. 請求項1〜3の何れか1項に記載の直流ブラシ付モータにおいて、前記モータは自動車用ワイパ装置に使用されるモータであること特徴とする直流ブラシ付モータ。The motor with a DC brush according to any one of claims 1 to 3, wherein the motor is a motor used for an automobile wiper device.
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