JP2008141812A - 電動モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】特に磁極が2極の電動モータにおいて、高速作動と低速作動以外の速度で作動させることができる高性能な電動モータを提供する。
【解決手段】アーマチュア3は、回転軸に設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータを備え、このコンミテータに摺接する第一正ブラシ22aと、第一正ブラシ22aと回転軸を中心にして点対称位置に配置された第一負ブラシ22bと、第一正ブラシ22aよりも所定角度ずれて配置された第二正ブラシ23aと、第二正ブラシ23aと回転軸を中心にして点対称位置に配置された第二負ブラシ23bと、これらブラシ22a,22b,23a,23bへの給電を切替えることによって、回転軸の回転速度を切替える速度切替え手段26とを備えた電動モータ1であって、速度切替え手段26は、回転軸の回転速度を少なくとも3速に切替え可能とした。
【選択図】図2
【解決手段】アーマチュア3は、回転軸に設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータを備え、このコンミテータに摺接する第一正ブラシ22aと、第一正ブラシ22aと回転軸を中心にして点対称位置に配置された第一負ブラシ22bと、第一正ブラシ22aよりも所定角度ずれて配置された第二正ブラシ23aと、第二正ブラシ23aと回転軸を中心にして点対称位置に配置された第二負ブラシ23bと、これらブラシ22a,22b,23a,23bへの給電を切替えることによって、回転軸の回転速度を切替える速度切替え手段26とを備えた電動モータ1であって、速度切替え手段26は、回転軸の回転速度を少なくとも3速に切替え可能とした。
【選択図】図2
Description
この発明は、車両等に搭載される電動モータに関するものである。
従来から、自動車用のワイパーモータとして、ブラシ付の電動モータが知られている。この種のモータは、円筒状のヨークの内周面に2個の永久磁石を対向配置し、この永久磁石の内側にアーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアが回転自在に配置された構成となっている。アーマチュアコアは回転軸に外嵌固定されたアーマチュアを有しており、アーマチュアコアには軸方向に長いスロットが複数形成されている。このスロットには所定間隔をあけて巻線が巻装され、複数のコイルが形成されている。各コイルは、回転軸に取り付けられた各セグメントに導通している。各セグメントは、コイルに給電を行うためのブラシと摺接可能になっている。
このようなブラシ付の電動モータにおいて、回転速度を切替えるために、互いに回転軸を中心に点対称位置に配置された一対のブラシを高速作動用と低速作動用とで2つ設けた4ブラシ式のものがある。
この4ブラシ式の電動モータは、高速作動用の一対のブラシが低速作動用の一対のブラシよりも所定角度ずれて配置されている。そして、高速作動用の一対のブラシを使用した場合、永久磁石の磁束が通電コイルに対して低速作動用の一対のブラシを使用した場合よりも斜めに鎖交するようになっている。このため、コイル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。したがって、低速作動用の一対のブラシを使用する場合と比較して、高速作動用の一対のブラシを使用すると電動モータを高回転で作動させることができる(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−248460号公報
この4ブラシ式の電動モータは、高速作動用の一対のブラシが低速作動用の一対のブラシよりも所定角度ずれて配置されている。そして、高速作動用の一対のブラシを使用した場合、永久磁石の磁束が通電コイルに対して低速作動用の一対のブラシを使用した場合よりも斜めに鎖交するようになっている。このため、コイル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。したがって、低速作動用の一対のブラシを使用する場合と比較して、高速作動用の一対のブラシを使用すると電動モータを高回転で作動させることができる(例えば、特許文献1参照)。
ところで、近年、自動車の高性能化に伴い、ワイパーモータの作動速度を高速作動と低速作動の他に、これらの中間の速度で作動できるようにし、雨量によってワイパーモータの作動速度を適宜可変できるようにすることが要望されている。
しかしながら、上述の従来技術にあっては、ワイパーモータの速度切替えパターンとして高速作動と低速作動の2速しかなく、高速作動と低速作動の中間の速度で作動させることができないという課題がある。
しかしながら、上述の従来技術にあっては、ワイパーモータの速度切替えパターンとして高速作動と低速作動の2速しかなく、高速作動と低速作動の中間の速度で作動させることができないという課題がある。
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、特に磁極が2極の電動モータにおいて、高速作動と低速作動以外の速度で作動させることができる高性能な電動モータを提供するものである。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、ヨークと、前記ヨークの内周面に対向配置された2極の永久磁石と、前記永久磁石の内側に回転自在に支持されたアーマチュアとを備え、前記アーマチュアは、前記ヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延び、コイルを巻装するための複数のスロットとを備えるアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータとを備え、前記コンミテータに摺接する第一正ブラシと、前記第一正ブラシと前記回転軸を中心にして点対称位置に配置された第一負ブラシと、前記第一正ブラシよりも所定角度ずれて配置された第二正ブラシと、前記第二正ブラシと前記回転軸を中心にして点対称位置に配置された第二負ブラシと、これら第一正ブラシ、第一負ブラシ、第二正ブラシ及び第二負ブラシへの給電を切替えることによって、前記回転軸の回転速度を切替える速度切替え手段とを備えた電動モータであって、前記速度切替え手段は、前記回転軸の回転速度を少なくとも3速に切替え可能であることを特徴とする。
この場合、請求項2に記載した発明のように、前記速度切替え手段は、少なくとも前記第一正ブラシと前記第二負ブラシへの給電、又は前記第二正ブラシと前記第一負ブラシへの給電を行うようにしてもよい。
この場合、請求項2に記載した発明のように、前記速度切替え手段は、少なくとも前記第一正ブラシと前記第二負ブラシへの給電、又は前記第二正ブラシと前記第一負ブラシへの給電を行うようにしてもよい。
請求項3に記載した発明は、前記アーマチュアコアに、隣接する前記セグメント間に電気的に接続され、前記回転軸を中心にして互いに点対称位置に存在する前記スロット間に各々逆方向に巻装された第一コイルと第二コイルとを設けたことを特徴とする。
本発明によれば、速度切替え手段によって、第一正ブラシと第二負ブラシ、又は第二正ブラシと第一負ブラシへの給電を行うことが可能になるため、少なくとも高速作動、低速作動、及びこれら高速作動と低速作動の中間の速度の3速で作動させることができる。
また、本発明によれば、回転軸を中心にして互いに点対称位置に存在するスロット間に各々逆方向に巻装された第一コイルと第二コイルとでアーマチュアコイルを形成しているため、磁気バランスの優れた電動モータとすることができる。
すなわち、回転軸を中心にして互いに点対称位置に配置されていないブラシ同士(第一正ブラシと第二負ブラシ、又は第二正ブラシと第一負ブラシ)への給電を行う場合、使用しない残りの2個のブラシによって等価電気回路のコイル数に差が生じ、各々コイルを流れる電流にバラツキが生じてしまい、電動モータの振動や騒音の原因となってしまう。しかしながら、回転軸を中心にして互いに点対称位置に存在するスロット間に各々逆方向に巻装された第一コイルと第二コイルとでアーマチュアコイルを形成すれば等価電気回路のコイル数に差が生ずることをなくすことができる。
すなわち、回転軸を中心にして互いに点対称位置に配置されていないブラシ同士(第一正ブラシと第二負ブラシ、又は第二正ブラシと第一負ブラシ)への給電を行う場合、使用しない残りの2個のブラシによって等価電気回路のコイル数に差が生じ、各々コイルを流れる電流にバラツキが生じてしまい、電動モータの振動や騒音の原因となってしまう。しかしながら、回転軸を中心にして互いに点対称位置に存在するスロット間に各々逆方向に巻装された第一コイルと第二コイルとでアーマチュアコイルを形成すれば等価電気回路のコイル数に差が生ずることをなくすことができる。
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、電動モータ1は、自動車用ワイパ装置に用いられるもので、有底円筒形状のヨーク2内にアーマチュア3を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク2の内周面には周方向に一対の永久磁石4a,4bが固定されている。この永久磁石4a,4bによって、電動モータ1は2極構成となっている。
図1に示すように、電動モータ1は、自動車用ワイパ装置に用いられるもので、有底円筒形状のヨーク2内にアーマチュア3を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク2の内周面には周方向に一対の永久磁石4a,4bが固定されている。この永久磁石4a,4bによって、電動モータ1は2極構成となっている。
アーマチュア3は、回転軸5に固定されたアーマチュアコア6と、アーマチュアコア6に巻装されたアーマチュアコイル7と、アーマチュアコア6の一端側に配置されたコンミテータ(整流子)13とから構成されている。アーマチュアコア6は、リング状の金属板8を軸方向に複数枚積層したものである。金属板8の外周部にはT字型のティース9が周方向に沿って等間隔に複数個(本実施形態では12個)放射状に形成されている。複数枚の金属板8を回転軸5に外嵌することにより、アーマチュアコア6の外周には隣接するティース9間に蟻溝状のスロット11が形成されている。スロット11は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に複数個(12個)形成されている。このスロット11間にはエナメル被覆の巻線12が巻装され、これによりアーマチュアコア6の外周に複数のアーマチュアコイル7が形成される。
コンミテータ13は回転軸5の一端に外嵌固定されている。コンミテータ13の外周面には、導電材で形成されたセグメント14が複数枚(本実施形態では12枚)取り付けられている。セグメント14は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント14のアーマチュアコア6側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ15が一体形成されている。ライザ15には、アーマチュアコイル7の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線12が掛け回わされ、巻線12は、ヒュージングによりライザ15に固定されている。これにより、セグメント14とこれに対応するアーマチュアコイル7とが電気的に接続される。
回転軸5の他端側は、ヨーク2に突出形成されたボス内の軸受16によって回転自在に支持されている。ヨーク2の開口端にはカバー17が設けられており、このカバー17の内側にはホルダーステー18が取り付けられている。ホルダーステー18には周方向4箇所にブラシホルダ19が形成されている。ブラシホルダ19にはそれぞれブラシ21が各々スプリングSを介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ21の先端部はスプリングSによって付勢されているためコンミテータ13に摺接しており、外部からの電源がブラシ21を介してコンミテータ13に供給される。
図2は電動モータ1の回路構成を示す説明図、図3はブラシ21の構成を示し、(a)は巻線12とブラシ21の関係を示す説明図、(b)はブラシ21の配置を示す説明図である。
図2、図3に示すように、ブラシ21は、第一正ブラシ22aと、第一正ブラシ22aと回転軸5を中心にして点対称位置に配置された第一負ブラシ22bと、第一正ブラシ22aよりも角度θだけ周方向に所定角度ずれて(進角)配置された第二正ブラシ23aと、第二正ブラシ23aと回転軸5を中心にして点対称位置に配置された第二負ブラシ23bとで構成されている。
図2、図3に示すように、ブラシ21は、第一正ブラシ22aと、第一正ブラシ22aと回転軸5を中心にして点対称位置に配置された第一負ブラシ22bと、第一正ブラシ22aよりも角度θだけ周方向に所定角度ずれて(進角)配置された第二正ブラシ23aと、第二正ブラシ23aと回転軸5を中心にして点対称位置に配置された第二負ブラシ23bとで構成されている。
また、電動モータ1は回転軸5の回転速度を切替えるための速度切替え手段26を備えている。この速度切替え手段26は、OFF,Low(低速),High(高速),Mid(中間速)に切替えることができるスイッチ25と、このスイッチ25と連動して切替わるスイッチ手段29とで構成されており、各々バッテリ24に電気的に接続されている。スイッチ手段29は、スイッチ25によって、Highスピードに切り替えられた場合には、Highスピード用のブラシに給電を行うように切り替えられるリレー等が電気的に接続されている。
そして、これらスイッチ25とスイッチ手段29とを切替えることにより、自動車用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、Midスピードの3つの駆動形態に切替えられる。
そして、これらスイッチ25とスイッチ手段29とを切替えることにより、自動車用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、Midスピードの3つの駆動形態に切替えられる。
すなわち、Lowスピードの場合には、第一正ブラシ22aと第一負ブラシ22bへの給電が行われ、Highスピードの場合には、第二正ブラシ23aと第二負ブラシ23bへの給電が行われ、Midスピードの場合には、第二正ブラシ23aと第一負ブラシ22bへの給電が行われるようになっている。
Lowスピード時には、第二正ブラシ23a及び第二負ブラシ23bによってアーマチュアコイル7が短絡される部分があるが、これら第二正ブラシ23a及び第二負ブラシ23bは第一正ブラシ22a及び第一負ブラシ22bに対して所定角度ずれているため、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。したがって、永久磁石4a,4b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ため、モータ特性の劣化を防止することができる。
Lowスピード時には、第二正ブラシ23a及び第二負ブラシ23bによってアーマチュアコイル7が短絡される部分があるが、これら第二正ブラシ23a及び第二負ブラシ23bは第一正ブラシ22a及び第一負ブラシ22bに対して所定角度ずれているため、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。したがって、永久磁石4a,4b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ため、モータ特性の劣化を防止することができる。
Highスピード時は、永久磁石4a,4bの磁束が通電巻線12に対してLowスピード時よりも斜めに鎖交する。このため、巻線12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。したがって、電動モータ1の回転軸5の回転数が増加し、Highスピードモードとなる。
また、Highスピード時は、図3(a)に示すように、第二負ブラシ23bと第二正ブラシ23aとの間には、第一正ブラシ22aを介して第二正ブラシ23aに至る回路P(経路A,C)と、第一負ブラシ22bを介して第二正ブラシ23aに至る回路Q(経路B,D)とが成立する。ところが、図3(a)から分かるように、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、第二正ブラシ23aと第二負ブラシ23bとの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。つまり、ブラシ21の耐久性が向上することにより、ブラシ21の寿命および電動モータ1(ワイパーモータ)の寿命を延ばすことができる。
また、Highスピード時は、図3(a)に示すように、第二負ブラシ23bと第二正ブラシ23aとの間には、第一正ブラシ22aを介して第二正ブラシ23aに至る回路P(経路A,C)と、第一負ブラシ22bを介して第二正ブラシ23aに至る回路Q(経路B,D)とが成立する。ところが、図3(a)から分かるように、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、第二正ブラシ23aと第二負ブラシ23bとの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。つまり、ブラシ21の耐久性が向上することにより、ブラシ21の寿命および電動モータ1(ワイパーモータ)の寿命を延ばすことができる。
Midスピード時は、Lowスピードの場合に使用する第一正ブラシ22aと第一負ブラシ22bのうちの第一正ブラシ22aをこれよりも所定角度ずれている第二正ブラシ23aに代えて使用している。このため、Midスピード時は、Lowスピード時よりも電動モータ1が進角され、Lowスピード時よりも高回転で作動すると共に、Highスピード時よりは低回転で作動する。つまり、Midスピード時は、Lowスピード時とHighスピード時の中間の速度で作動する。
ところで、Midスピード時の回路は、図3(a)に示すように、第一正ブラシ22aと第二負ブラシ23bとによってアーマチュアコイル7が短絡される部分がある。すなわち、第二正ブラシ23aと第一負ブラシ22bとの間には、第二負ブラシ23bと第一正ブラシ22aとを介して第一負ブラシ22bに至る回路R(経路B,A,C)と、第一負ブラシ22bから直接第二正ブラシ23aに至る回路S(経路D)とが成立する。このため、図3(a)から分かるように、両回路R,Sの間の抵抗差によって起電力が生じるため、第一負ブラシ22bと第二正ブラシ23aとの間に循環電流が流れ、整流に悪影響を及ぼすおそれがある。
そこで、以下に説明する巻線12の巻装方法とすることで第一負ブラシ22bと第二正ブラシ23aとの間の電気回路を均等化することができる。
図4は、アーマチュア3の展開図であり、隣接するティース9間の空隙がスロット11に相当している。尚、以下の図面においては、各セグメント14、各ティース9及び巻装された巻線12にそれぞれ符号を付して説明する。
図4に示すように、例えば、その巻き始め端30が3番セグメント14aより巻き始められ、3番セグメント14aのライザ15に掛け回され、そして、3番セグメント14aの近傍に存在する12−1番ティース9の間のスロット11aと5−6番ティース9の間のスロット11bとの間でn回順方向に巻装され、第一コイル7aが形成される。
図4は、アーマチュア3の展開図であり、隣接するティース9間の空隙がスロット11に相当している。尚、以下の図面においては、各セグメント14、各ティース9及び巻装された巻線12にそれぞれ符号を付して説明する。
図4に示すように、例えば、その巻き始め端30が3番セグメント14aより巻き始められ、3番セグメント14aのライザ15に掛け回され、そして、3番セグメント14aの近傍に存在する12−1番ティース9の間のスロット11aと5−6番ティース9の間のスロット11bとの間でn回順方向に巻装され、第一コイル7aが形成される。
第一コイル7aはその後、スロット11a,11bと回転軸5を中心にして点対称位置に存在する、すなわち、周方向に180°回転した位置に存在する11−12番ティース9の間のスロット11cと6−7番ティース9の間のスロット11dの間でn回逆方向に巻装され、第二コイル7bが形成される。その後、スロット11dから引き出された巻線12の巻き終わり端40が4番セグメント14bのライザ15に掛け回されて接続される。
これにより、3−4番セグメント14a,14bの間には回転軸5を中心にして互いに点対称位置に存在し、且つ直列接続された一対のコイル7a,7bを備えたアーマチュアコイル7が形成されるため、アーマチュア3の回転による振れ回り力を抑えることができるだけでなく、ブラシ21の耐久性も向上させることができ、さらにブラシ21の寿命および電動モータ1(ワイパーモータ)の寿命を延ばすことができる。
これにより、3−4番セグメント14a,14bの間には回転軸5を中心にして互いに点対称位置に存在し、且つ直列接続された一対のコイル7a,7bを備えたアーマチュアコイル7が形成されるため、アーマチュア3の回転による振れ回り力を抑えることができるだけでなく、ブラシ21の耐久性も向上させることができ、さらにブラシ21の寿命および電動モータ1(ワイパーモータ)の寿命を延ばすことができる。
図6に示すように、コイル7a,7bは、12番ティースと6番ティースを挟んで互いに巻線方向が逆になる状態で巻装されており、アーマチュアコイル7に通電を行うと相対する電磁力を発生する。また、各コイル7a,7bは第二正ブラシ23a及び第二負ブラシ23bの中心と回転軸5の中心Oを通る軸線Mに対して対称な位置に形成され、軸線Mと12番、6番ティースの中心が一致した場合には、各コイル7a,7bは軸線Mに対して対称に巻装されていることになる。すなわち、各コイル7a,7bは、軸線M以外の中心線(軸線P,Q)も含め、中心Oを通る任意の中心線に対し各コイル7a,7bは均等に配置される。
同様にして、各セグメント14に接続された巻線12は、回転軸5を中心にして互いに点対称位置に存在し、且つ巻線方向が互いに逆転した第一コイル7a及び第二コイル7bを形成しつつ、隣接したセグメント14間にアーマチュアコイル7を形成していく。これにより、アーマチュアコイル7は、軸線Mを含む任意の中心線によって分割されたX,Y領域に均等に配分される第一コイル7a及び第二コイル7bにて形成される。このように、電動モータ1のアーマチュアコイル7は重巻方式にて巻装され、短節巻線となっている。
図5は、アーマチュアコイル7の巻線ターン数が奇数回の場合のアーマチュア3の展開図である。
ここで、図4に示すように、アーマチュアコイル7の巻線ターン数が偶数回の場合は、第一コイル7aと第二コイル7b共に巻線12を同数のn回巻装すればよいが、巻線ターン数が奇数回の場合は、第一コイル7a又は第二コイル7bの何れか一方をn+1回とする必要があり、第一コイル7aと第二コイル7bとが完全な対称関係とはならず、図6で説明したような効果が減殺される場合がある。
そこで、図5に示すように巻装することで図4と同様の効果を奏することができる。
ここで、図4に示すように、アーマチュアコイル7の巻線ターン数が偶数回の場合は、第一コイル7aと第二コイル7b共に巻線12を同数のn回巻装すればよいが、巻線ターン数が奇数回の場合は、第一コイル7a又は第二コイル7bの何れか一方をn+1回とする必要があり、第一コイル7aと第二コイル7bとが完全な対称関係とはならず、図6で説明したような効果が減殺される場合がある。
そこで、図5に示すように巻装することで図4と同様の効果を奏することができる。
図5に示すように、巻線12は、例えば、その巻き始め端30が3番セグメント14aより巻き始められ、3番セグメント14aのライザ15に掛け回され、3番セグメント14aの近傍に存在する12−1番ティース9の間のスロット11aと5−6番ティース9の間のスロット11bとの間でn回順方向に巻装され、主コイル27aが形成される。
主コイル27aを形成した後、スロット11bから引き出された巻線12は、再びスロット11aに巻装されるが、その際、巻線12はスロット11bには巻装されず、6−7番ティース9の間のスロット11dに引き込まれる。これにより、主コイル27aの後にはスロット11aにのみ巻装された0.5ターン分の副コイル28aが形成される。主コイル27aと副コイル28aは直列に繋がっており、両者によって第一コイル7aが形成される。
スロット11dに巻装された巻線12は、その後、11−12番ティース9の間のスロット11cとの間でn回逆方向に巻装され、主コイル27bが形成される。この際、スロット11aからスロット11dに巻装された巻線12は、主コイル27bの前にスロット11dのみに巻装された0.5ターン分の副コイル28bを形成する。主コイル27bと副コイル28bとは直列に繋がっており、両者によって第二コイル7bが形成される。
その後、スロット11dから引き出された巻線12の巻き終わり端40が4番セグメント14bのライザ15に掛け回されて接続される。
その後、スロット11dから引き出された巻線12の巻き終わり端40が4番セグメント14bのライザ15に掛け回されて接続される。
したがって、上述の第一実施形態によれば、ブラシ21を4つのブラシ22a,22b,23a,23bで構成し、これに加え、OFF,Low(低速),High(高速),Mid(中間速)に切替えることができるスイッチ25と、このスイッチ25と連動して切替わるスイッチ手段29とで構成された速度切替え手段26を設けることで、電動モータ1をLowスピード、Highスピード、Midスピードの3つの駆動形態に切替えることができる。
すなわち、Lowスピードの場合には、第一正ブラシ22aと第一負ブラシ22bへの給電が行われ、Highスピードの場合には、第二正ブラシ23aと第二負ブラシ23bへの給電が行われ、Midスピードの場合には、第二正ブラシ23aと第一負ブラシ22bへの給電が行われるようにすることで、3つの駆動形態に切替えることができ、高性能な2極の電動モータ1を提供することができる。
また、図3(a)に示すように、Midスピード時に、第一正ブラシ22aと第二負ブラシ23bとによってアーマチュアコイル7が短絡され、両回路R,Sの間の抵抗差が生じてしまう場合であっても、図6に示すように、各コイル7a,7bは、軸線Mに対して領域X,Yに均等に配置され、また、軸線P,Q等の他の任意の中心線に対しても、それによって区画される両半分に均等に配置されている。このため、Midスピード時に使用される第二正ブラシ23aと第一負ブラシ22bとの間の電気回路も均等化させることができ、ブラシ21の磨耗を抑制し、ブラシ21の寿命が延び、製品寿命を向上させることができる。
さらに、磁極が2極、且つブラシ21が4つのブラシ22a,22b,23a,23bから構成されている電動モータ1において、回転軸5を中心にして互いに点対称位置に存在するスロット11間に各々逆方向に巻装された第一コイル7aと第二コイル7bとでアーマチュアコイル7を形成しているため、従来の4ブラシ式の電動モータよりもさらに作動音の低減、及びブラシ21の高寿命化が図れていることはいうまでもない。
尚、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。
また、上述の実施形態では、Midスピード時は、Lowスピードの場合に使用する第一正ブラシ22aと第一負ブラシ22bのうちの第一正ブラシ22aをこれよりも所定角度ずれている第二正ブラシ23aに代えて使用している場合について説明したが、これに限られるものではなく、Highスピードの場合に使用する第二正ブラシ23aと第二負ブラシ23bのうちの第二正ブラシ23aを第一正ブラシ22aに代えて使用してもよい。
また、上述の実施形態では、Midスピード時は、Lowスピードの場合に使用する第一正ブラシ22aと第一負ブラシ22bのうちの第一正ブラシ22aをこれよりも所定角度ずれている第二正ブラシ23aに代えて使用している場合について説明したが、これに限られるものではなく、Highスピードの場合に使用する第二正ブラシ23aと第二負ブラシ23bのうちの第二正ブラシ23aを第一正ブラシ22aに代えて使用してもよい。
さらに、上述の実施形態では、短節巻線である場合について説明したが、全節巻線としてもよい。全節巻線とする場合、例えば、図4において、3番セグメント14aより巻き始められた巻線12は、12−1番ティース9の間のスロット11aと6−7番ティース9の間のスロット11dで巻装して第一コイル7aを形成し、第二コイル7bを第一コイル7aとは逆方向の向きに同一スロット11a,11dに巻装し、その後、4番セグメント14bに接続する。これにより、3,4番セグメント14a,14bの間には回転軸5を中心にして互いに点対称位置に存在し、且つ直列接続された一対のコイル7a,7bを備えたアーマチュアコイル7が形成される。尚、この全節巻線は、上述した直列結線式を並列結線式に接続することも可能であるし、第二コイル7bをセグメント14a,14bではなく、それらとは周方向に180°離間して対向配置された9番セグメント14c、10番セグメント14d間に接続して同一スロット11内に巻装される巻き方向を異にする二つの別個のアーマチュアコイルを形成してもよい。
そして、上述の実施形態では、電動モータ1が12個のスロット11を有する構成となっているが、スロット数は12個に限定されず、8以上の偶数値を適宜採用可能である。
また、上述の実施形態では、自動車用ワイパ装置に用いられる電動モータについて説明したが、他の装置に用いてもよい。
また、上述の実施形態では、自動車用ワイパ装置に用いられる電動モータについて説明したが、他の装置に用いてもよい。
1 電動モータ
2 ヨーク
3 アーマチュア
4a,4b 永久磁石
5 回転軸
6 アーマチュアコア
7 アーマチュアコイル(コイル)
7a 第一コイル
7b 第二コイル
9 ティース
11 スロット
13 コンミテータ
14 セグメント
22a 第一正ブラシ
22b 第一負ブラシ
23a 第二正ブラシ
23b 第二負ブラシ
25 スイッチ
26 速度切替え手段
29 スイッチ手段
2 ヨーク
3 アーマチュア
4a,4b 永久磁石
5 回転軸
6 アーマチュアコア
7 アーマチュアコイル(コイル)
7a 第一コイル
7b 第二コイル
9 ティース
11 スロット
13 コンミテータ
14 セグメント
22a 第一正ブラシ
22b 第一負ブラシ
23a 第二正ブラシ
23b 第二負ブラシ
25 スイッチ
26 速度切替え手段
29 スイッチ手段
Claims (3)
- ヨークと、前記ヨークの内周面に対向配置された2極の永久磁石と、前記永久磁石の内側に回転自在に支持されたアーマチュアとを備え、
前記アーマチュアは、前記ヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延び、コイルを巻装するための複数のスロットとを備えるアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータとを備え、
前記コンミテータに摺接する第一正ブラシと、
前記第一正ブラシと前記回転軸を中心にして点対称位置に配置された第一負ブラシと、
前記第一正ブラシよりも所定角度ずれて配置された第二正ブラシと、
前記第二正ブラシと前記回転軸を中心にして点対称位置に配置された第二負ブラシと、
これら第一正ブラシ、第一負ブラシ、第二正ブラシ及び第二負ブラシへの給電を切替えることによって、前記回転軸の回転速度を切替える速度切替え手段とを備えた電動モータであって、
前記速度切替え手段は、前記回転軸の回転速度を少なくとも3速に切替え可能であることを特徴とする電動モータ。 - 前記速度切替え手段は、
少なくとも前記第一正ブラシと前記第二負ブラシへの給電、又は前記第二正ブラシと前記第一負ブラシへの給電を行うことを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。 - 前記アーマチュアコアに、
隣接する前記セグメント間に電気的に接続され、前記回転軸を中心にして互いに点対称位置に存在する前記スロット間に各々逆方向に巻装された第一コイルと第二コイルとを設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006323085A JP2008141812A (ja) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | 電動モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006323085A JP2008141812A (ja) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | 電動モータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008141812A true JP2008141812A (ja) | 2008-06-19 |
Family
ID=39602722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006323085A Withdrawn JP2008141812A (ja) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | 電動モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008141812A (ja) |
-
2006
- 2006-11-30 JP JP2006323085A patent/JP2008141812A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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