JP2008220046A - Speed switching motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低速運転および高速運転の少なくとも2段の運転速度に切り替え可能な速度切り替え式モータに関し、例えば、自動車のフロントガラスに付着した雨滴や塵埃等を払拭するワイパ装置に利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a speed switching motor capable of switching between at least two speeds of low speed operation and high speed operation. About things.
一般に、自動車のフロントガラスに付着した雨滴や埃等を払拭するワイパ装置に使用されるワイパモータにおいては、運転者のスイッチング操作によって、雨量に応じた運転速度、すなわち、霧雨のような少雨時等における低速運転と集中豪雨時等における高速運転とを選択することができるように構成されている。 In general, in a wiper motor used in a wiper device that wipes raindrops, dust, etc. adhering to a windshield of an automobile, the driving speed according to the amount of rain, i.e., in the case of light rain such as drizzle, etc. It is configured so that low speed operation and high speed operation during heavy rain can be selected.
このように速度切り替え可能なワイパモータとしては、特許文献1に示されるものが知られている。
すなわち、このワイパモータは、第一ブラシと第二ブラシと第三ブラシとを備えており、これらの三つのブラシは同一の周方向幅をそれぞれ有するとともに、コンミテータ(整流子)の同一面上に所定角度をもって対向配置されており、スイッチング操作により、第一ブラシおよび第二ブラシを介してアーマチュアに給電して低速運転したり、第二ブラシおよび第三ブラシを介してアーマチュアに給電して高速運転したりすることができるようになっている。
That is, the wiper motor includes a first brush, a second brush, and a third brush, and these three brushes have the same circumferential width and are arranged on the same surface of the commutator (commutator). They are opposed to each other at an angle, and by switching operation, power is supplied to the armature through the first brush and the second brush, and the armature is supplied through the second brush and the third brush to operate at high speed. You can do that.
しかしながら、前述したワイパモータにおいては、ワイパモータの低速運転時には、高速運転用ブラシが周方向で隣り合うセグメントを短絡して当該セグメント間に接続されたコイル線材の閉回路を形成することにより、アーマチュアコイルの回転磁界にアンバランスを発生させたり、アーマチュアにブレーキトルクを及ぼしたりするために、アーマチュアの振れ回り力が発生し、その結果、ワイパモータの振動や騒音等の弊害が派生するという問題点があった。 However, in the wiper motor described above, during the low speed operation of the wiper motor, the high speed operation brush shorts adjacent segments in the circumferential direction to form a closed circuit of the coil wire connected between the segments. There is a problem that the armature's swaying force is generated in order to generate unbalance in the rotating magnetic field or to apply a brake torque to the armature, resulting in problems such as vibration and noise of the wiper motor. .
本発明の目的は、振動や騒音の弊害を防止することができる速度切り替え式モータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a speed switching motor capable of preventing the harmful effects of vibration and noise.
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)回転速度を切り替え可能とされた速度切り替え式モータであって、
界磁装置を形成するステータと、
コイル線材がコアに巻装されたアーマチュアと、
複数個のセグメントが絶縁部を挟んで周方向に環状に配列されているとともに、各セグメントに前記コイル線材の端末部がそれぞれ電気的に接続されており、前記アーマチュアと一体回転するコンミテータと、
電動モータの本体側に固定され、前記コンミテータに互いに周方向に180度離れた位置で摺接する一対のブラシと、
前記コンミテータに前記一対のブラシに対して周方向にずれた位置において摺接する第三ブラシと、を備えており、
前記コンミテータの少なくとも一つの絶縁部の周方向幅が、他の絶縁部の周方向幅よりも広く設定されていることを特徴とする速度切り替え式モータ。
Typical means for solving the above-described problems are as follows.
(1) A speed-switching motor that can switch the rotation speed,
A stator forming a field device;
An armature in which a coil wire is wound around a core;
A plurality of segments are annularly arranged in the circumferential direction with an insulating portion interposed therebetween, and each segment is electrically connected to each segment, and a commutator that rotates integrally with the armature,
A pair of brushes fixed to the main body side of the electric motor and in sliding contact with the commutator at
A third brush that slidably contacts the commutator at a position displaced in the circumferential direction with respect to the pair of brushes,
The speed switching motor, wherein a circumferential width of at least one insulating portion of the commutator is set wider than a circumferential width of other insulating portions.
前記(1)によれば、周方向幅が広い絶縁部がコンミテータに配置されていることにより、第三のブラシの隣り合うセグメント同士の短絡によるコイルの閉回路形成時間を抑止ないしは抑制することができるので、アーマチュアの振れ回り力を抑制することができ、速度切り替え式モータの振動や騒音等の弊害を防止することができる。 According to said (1), the insulation part with a wide circumferential direction width | variety is arrange | positioned at a commutator, and it suppresses thru | or suppresses the closed circuit formation time of the coil by the short circuit of the adjacent segments of a 3rd brush. As a result, the swinging force of the armature can be suppressed, and adverse effects such as vibration and noise of the speed switching motor can be prevented.
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態において、本発明に係る速度切り替え式モータは、図1に示されているように、ワイパ装置を駆動するワイパモータに使用されている。
すなわち、図1に示されたワイパモータ1は、本実施の形態に係る速度切り替え式モータ(以下、駆動モータという。)10とウオーム歯車減速装置2とを備えている。
In the present embodiment, the speed switching motor according to the present invention is used in a wiper motor that drives a wiper device, as shown in FIG.
That is, the
図1に示されているように、ウオーム歯車減速装置2はギヤケース3を備えており、ギヤケース3はダイカスト加工品等により形成されている。
ギヤケース3内には後記するシャフトが挿入されており、シャフトの先端部にはウオーム4が一体的に設けられている。ウオーム4にはウオームホイール5が噛み合わされている。ウオームホイール5には中間歯車6を介して駆動歯車7が噛み合わされており、駆動歯車7の中心軸上には出力軸8が固定されている。
出力軸8の突出端部にはワイパアームに連動したクランク9(図1の想像線参照。)が、突出端部に形成されたテーパ部に嵌合されて図示しない雄ねじ部にナットを螺合されて連結されている。
As shown in FIG. 1, the worm
A shaft, which will be described later, is inserted into the
A crank 9 (see an imaginary line in FIG. 1) interlocked with the wiper arm is fitted to the protruding end portion of the
図1に示されているように、駆動モータ10は界磁装置を形成するステータ11を備えており、ステータ11は鉄等の磁性材料によって一端が閉塞し他端が開口した円筒形状に形成されたヨーク12と、このヨーク12の内周面に同心円に配列されて固定された一対のマグネット13とによって構成されている。
一対のマグネット13、13は断面が円弧状の永久磁石であって、内側N極/外側S極および内側S極/外側N極に構成されており、ヨーク12の内周面に互いに対向するように配置されている。
As shown in FIG. 1, the
The pair of
ステータ11の中心線上にはアーマチュア14が、微小隙間(エアギャップ)を介してマグネット13、13と対向するように軸架されて回転自在に支承されている。
すなわち、アーマチュア14のシャフト15はヨーク12の中心線上に軸架されており、閉塞壁側軸受16およびギヤケース3に固定された開口側軸受17によって回転自在に支承されている。
シャフト15の中間部の外周にはコア18が固定されており、コア18にはコイル線材19が巻装されている。
本実施の形態においては、アーマチュア14はコア18と巻装されたコイル線材19とによって12個の磁極を構成されている。
On the center line of the stator 11, an
That is, the
A
In the present embodiment, the
図1に示されているように、シャフト15のアーマチュア14の片脇(図1のウオーム側)の外周には全体的に円柱(シリンダ)形状に形成されたコンミテータ20が、ブラシ接触面がシャフト15と同心円になるように配置されて固定されている。
As shown in FIG. 1, a
図2(a)および図2(b)に示されているように、コンミテータ20は絶縁性を有する樹脂が使用されて円柱形状に形成されたベース21を備えている。ベース21の中心線上には軸孔22が開設されている。コンミテータ20は軸孔22にシャフト15を圧入することにより、シャフト15に固定される。
As shown in FIG. 2A and FIG. 2B, the
ベース21のブラシ接触面である外周面には矩形に形成されたセグメント23が12個、周方向において所定の間隔(30度)をもって配置されている。
図2(b)に示されているように、セグメント23は投錨部(アンカー部)23aがベース21に投錨(アンカー)されることにより、ベース21にそれぞれ固定されている。セグメント23の矩形長手方向の一方の端部にはライザ24が一体的に形成されており、ライザ24は径方向外側にU字形状に折り返されてベース21の外周面から突出されている。
ライザ24にはコイル線材19が引っ掛けられた後に、各ライザ24がヒュージング加工されることにより、それぞれ電気的に接続される。
Twelve
As shown in FIG. 2B, the
After the
図2(a)および図3に示されているように、ベース21の隣り合うセグメント23、23の間には、隣り合うセグメント23、23を電気的に絶縁させる絶縁部25がそれぞれ形成されている。原則的には、絶縁部25はエアギャップ(スリット)によって構成されている。
本実施の形態においては、12個のセグメント23が環状に配置されているので、絶縁部25は12個が配置されていることになる。
12個の絶縁部25のうち、6個の絶縁部25の周方向幅Waは他の6個の絶縁部25の周方向幅Wよりも広く設定されている。
周方向幅が広い絶縁部(以下、広い絶縁部25Aという。)と、他の絶縁部(以下、狭い絶縁部25Bという。)とは、コンミテータ20において交互に配置されている。
すなわち、広い絶縁部25Aの個数は次式(1)を満足するように設定されており、広い絶縁部25Aと狭い絶縁部25Bとは一定の周期で規則的に配列されている。
Nd=Ns/m・・・(1)
この式(1)において、Ns:セグメントの個数、Nd:広い絶縁部の個数、m:Nsの約数である。
本実施の形態においては、Ns=12、m=2、Nd=6である。
As shown in FIG. 2A and FIG. 3, an
In the present embodiment, twelve
Among the twelve
Insulators having a wide circumferential width (hereinafter referred to as a wide insulating
That is, the number of wide
Nd = Ns / m (1)
In this formula (1), Ns is the number of segments, Nd is the number of wide insulating portions, and m is a divisor of Ns.
In the present embodiment, Ns = 12, m = 2, and Nd = 6.
図2(a)および図3に示されているように、広い絶縁部25A内にはダミーセグメント26が1個ずつ配置されている。
各ダミーセグメント26は両脇のセグメント23、23から電気的に絶縁されているとともに、アースもされない電気的に非導通の状態になっている。
すなわち、図2(a)に示されているように、ダミーセグメント26の両脇にはスリット27、27がそれぞれ形成されており、両脇のスリット27、27によってダミーセグメント26はセグメント23、23から絶縁されている。
図2(b)に示されているように、ダミーセグメント26は投錨部26aがベース21に投錨(アンカー)されることによって、ベース21にそれぞれ固定されている。
As shown in FIG. 2A and FIG. 3, one
Each
That is, as shown in FIG. 2A, slits 27, 27 are formed on both sides of the
As shown in FIG. 2B, the
以上の構成に係るシリンダタイプのコンミテータ20の製造方法を説明する。
予め、複数工程を経て端部にライザ24が形成された銅板が円筒形状に丸められることにより、素材である円筒体が形成される。
続いて、この円筒体の内周面における軸方向端部にセグメント23の投錨部23aとダミーセグメント26の投錨部26aが形成される。
次いで、円筒体の内部に絶縁性を有する樹脂が充填され、ベース21および軸孔22が形成される。
その後、狭い絶縁部25Bであるエアギャップを構成するスリットと広い絶縁部25Aを構成するためのダミーセグメント26の両脇のスリット27、27とが、ベース21が成形された円筒体に軸方向の一端から他端にわたって、かつ、円筒体の厚さよりも深く切り込まれる。
以上のコンミテータの製造方法によれば、広い絶縁部25Aと狭い絶縁部25Bとが混在したシリンダタイプのコンミテータ20を、効率よく量産することができる。
A method for manufacturing the
A cylindrical body, which is a material, is formed in advance by rolling a copper plate having a
Subsequently, a throwing portion 23a of the
Next, the inside of the cylindrical body is filled with an insulating resin, and the
Thereafter, slits 27, 27 on both sides of the
According to the above commutator manufacturing method, the
12個のセグメント23の各ライザ24にそれぞれ接続されたコイル線材19は、アーマチュア14の12個のティースの間のスロットに、図3の展開図で示されているように巻線されている。これにより、アーマチュア14は12極の突極を有するコイルを構成している。
図3はアーマチュアの展開図であり、12個のセグメント23と12個のティース28にそれぞれ番号1〜12が付されている。
例えば、図3において、コイル線材19aは3番のセグメント23のライザ24から巻き出されて、1−2番ティースの間のスロット29aと、6−7番ティースの間のスロット29fとに複数回巻線されてコイルを形成した後に、4番セグメント23のライザ24に接続されている。
The
FIG. 3 is an exploded view of the armature, in which 12
For example, in FIG. 3, the coil wire 19 a is unwound from the
図1に示されているように、シャフト15に固定されたコンミテータ20の外側にはブラシ装置30が設置されている。
ブラシ装置30は絶縁性を有する樹脂が使用されて平板形状に形成されたブラシホルダステー31を備えており、ブラシホルダステー31は駆動モータ10のブラケット10aに固定されている。
ブラシホルダステー31のコンミテータ20側の主面には、コンミテータ20に互いに周方向に180度離れた位置で摺接する一対のブラシである第一ブラシ32および第二ブラシ33と、一方の第一ブラシ32に対して周方向にずれた位置において摺接する第三ブラシ34(図2および図3参照)とがそれぞれ配置されている。
これらブラシ32、33、34は各ブラシホルダ35内にコンミテータ20と摺動自在に収容されているとともに、ブラシスプリング36によってコンミテータ20の整流子面(セグメント23および絶縁部25のブラシ接触面)に押接されている。
As shown in FIG. 1, a
The
The main surface of the brush holder stay 31 on the side of the
The
図2(a)に示されているように、また、図3で参照されるように、第一ブラシ32と第二ブラシ33とは互いに周方向に180度離れた位置にそれぞれ配置されており、第三ブラシ34は第一ブラシ32から周方向に所定角度(本実施の形態では63度)離れた位置であって、第二ブラシ33から周方向に所定角度(本実施の形態では117度)離れた位置に配置されている。
図3に示されているように、第一ブラシ32および第三ブラシ34は駆動モータ10の駆動電気回路40のバッテリー41のプラス側に接続されており、第二ブラシ33はワイパスイッチの一部を構成する速度切換スイッチ42を介してマイナス側にそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 2 (a) and as shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 3, the
図2(a)および図3に示されているように、第一ブラシ32、第二ブラシ33および第三ブラシ34は、それぞれ同一の材質で同一の寸法に構成されている。したがって、第一ブラシ32、第二ブラシ33および第三ブラシ34のコンミテータ20に対する接触面積は同一となっている。
第一ブラシ32、第二ブラシ33および第三ブラシ34の周方向の幅における寸法は、セグメント23を2つ跨ぐが3つ跨ぐことのない所定の寸法に設定されている。
第三ブラシ34の周方向幅Wbは、広い絶縁部25Aの周方向幅Wa以下、すなわち、Wb≦Wa、になるように設定されている。
As shown in FIGS. 2A and 3, the
The dimension in the circumferential width of the
The circumferential width Wb of the
次に、以上の構成に係るワイパモータの作用を、駆動モータのコンミテータの作用を主体にして説明する。 Next, the operation of the wiper motor according to the above configuration will be described mainly with respect to the operation of the drive motor commutator.
運転者のワイパスイッチの操作によって速度切換スイッチ42がワイパ装置の低速運転側である第一ブラシ32側にONされると、バッテリー41からの電流が、速度切換スイッチ42→第一ブラシ32→セグメント23→コイル線材19→180度離間した第二ブラシ33→アースと流れることにより、アーマチュア14の所定の磁極が励磁される。
この励磁した所定の磁極の磁束がステータ11の界磁束を切ることにより、アーマチュア14は回転する。
アーマチュア14が30度回転すると、第一ブラシ32および第二ブラシ33のコンミテータ20に対する接触位置が一つのセグメント23の分だけ相対的に進むために、アーマチュア14の励磁する磁極が周方向に30度進む。
このようにして、ブラシ装置30やコンミテータ20およびコイル線材19が回転磁界を自己制御的に形成することにより、アーマチュア14は回転し続ける。
When the
The
When the
In this way, the
同様に、ワイパスイッチの操作によって速度切換スイッチ42がワイパ装置の高速運転側である第三ブラシ34側にONされると、バッテリー41からの電流が、速度切換スイッチ42→第三ブラシ34→セグメント23→コイル線材19→117度離間した第二ブラシ33→アースと流れることにより、アーマチュア14の所定の磁極が励磁される。
この励磁した所定の磁極の磁束がステータ11の界磁束を切ることにより、アーマチュア14は回転する。
アーマチュア14が30度回転すると、第三ブラシ34および第二ブラシ33のコンミテータ20に対する接触位置が一つのセグメント23の分だけ相対的に進むために、アーマチュア14の励磁する磁極が周方向に30度進む。
このようにして、ブラシ装置30やコンミテータ20およびコイル線材19が回転磁界を形成することにより、アーマチュア14は回転し続ける。
Similarly, when the
The
When the
Thus, the
以上の作用によるアーマチュア14の回転に伴うシャフト15の回転は、ウオーム歯車減速装置2によって減速されて出力軸8に伝達される。
出力軸8は図示しないワイパアームに連動したクランク9を回転させる。
クランク9は図示しないリンク機構によってアーマチュア14の回転運動をワイパアームを往復揺動させる往復揺動運動に変換することにより、フロントウインドガラスを払拭させる。
The rotation of the
The
The crank 9 wipes the front window glass by converting the rotational movement of the
ところで、速度切換スイッチ42がワイパ装置の低速運転側である第一ブラシ32側にONされた際には、第三ブラシ34は非導通の状態にあるので、回転磁界を形成することはない。
しかし、第三ブラシ34は隣り合うセグメント23、23同士を短絡して、両方のセグメント23、23に接続したコイル線材19の閉回路を形成することにより、アーマチュア14の回転磁界によってアンバランスが発生するとともに、アーマチュア14にブレーキトルクを付勢するために、アーマチュア14に振れ回り力が発生し、その結果、ワイパモータの振動や騒音や出力特性の低下等の弊害が派生してしまう。
このような振れ回り力は並列回路内の抵抗に差が生じ、導体分布がアンバランスになるために発生し、ブレーキトルクは第三ブラシ34による閉回路が異極中で生じ、モータが回転することにより、この閉回路に起電力が発生し、この起電力によって生じる力がモータの回転方向と逆方向に発生(ブレーキ)することにより生じる。
By the way, when the
However, the
Such a whirling force is generated due to a difference in resistance in the parallel circuit and an unbalanced conductor distribution, and a brake torque is generated in a closed circuit by the
本実施の形態においては、広い絶縁部25Aが配置されていることにより、第三ブラシ34が広い絶縁部25Aを跨いで隣り合うセグメント23、23同士を短絡する期間が短縮されるために、広い絶縁部25Aを挟んだ両脇のセグメント23、23に接続したコイル線材19の閉回路を形成する期間を短縮することができ、アーマチュア14の回転磁界にアンバランスを発生させたり、アーマチュア14にブレーキトルクを及ぼす現象を抑止ないしは抑制することができる。
In the present embodiment, since the wide insulating
図4は本実施の形態の効果を従来例と比較して示すグラフであり、(a)は電磁力リサージュ波形を示しており、(b)はFx方向の電磁力とアーマチュア回転角との関係を示している。
図4(a)において、縦軸はY方向の力(ニュートン)を示しており、横軸はX方向の力(ニュートン)を示している。また、実線曲線は従来例(周方向幅一定の絶縁部が配列されたコンミテータを有する速度切り替え式モータ)の場合を示しており、破線曲線は本実施の形態の場合を示している。
図4(a)によれば、本実施の形態の場合においても、従来例と同様に、振れ回り力は発生してしまうことが判る。
図4(b)において、縦軸はX方向の力(ニュートン)を示しており、横軸は回転角度(deg)示している。また、実線波形は従来例の場合を示しており、破線波形は本実施の形態の場合を示している。
図4(b)によれば、本実施の形態の場合における電磁力の発生回数が、従来例の場合におけるそれに比べて半分になっていることが判る。
この結果から、振れ回り力によって発生する振動やモータ騒音の周波数を半分に低減することができると、考察することができる。
FIG. 4 is a graph showing the effect of the present embodiment in comparison with the conventional example, where (a) shows the electromagnetic force Lissajous waveform, and (b) shows the relationship between the electromagnetic force in the Fx direction and the armature rotation angle. Is shown.
In FIG. 4A, the vertical axis indicates the force (Newton) in the Y direction, and the horizontal axis indicates the force (Newton) in the X direction. The solid line curve shows the case of a conventional example (speed switching motor having a commutator in which insulating portions having a constant circumferential width are arranged), and the broken line curve shows the case of the present embodiment.
As can be seen from FIG. 4A, in the case of the present embodiment as well, the whirling force is generated as in the conventional example.
In FIG. 4B, the vertical axis represents the force (Newton) in the X direction, and the horizontal axis represents the rotation angle (deg). The solid line waveform indicates the case of the conventional example, and the broken line waveform indicates the case of the present embodiment.
According to FIG. 4B, it can be seen that the number of generations of electromagnetic force in the case of the present embodiment is halved compared to that in the case of the conventional example.
From this result, it can be considered that the frequency of vibration and motor noise generated by the whirling force can be reduced by half.
ここで、速度切り替え式モータの回転数を3000rpmとすると、振れ回り力による基本周波数成分は、従来例の場合には、3000rpm/60×12(振れ回り発生回数)=600Hz、となる。
これに対して、本実施の形態の場合には、3000rpm/60×6(振れ回り発生回数)=300Hz、となる。
つまり、本実施の形態の場合には従来例の場合に比べて、振れ回り周波数を半分に低減することができる。
Here, if the rotational speed of the speed switching motor is 3000 rpm, the fundamental frequency component due to the swinging force is 3000 rpm / 60 × 12 (number of occurrences of swinging) = 600 Hz in the case of the conventional example.
On the other hand, in the case of the present embodiment, 3000 rpm / 60 × 6 (number of occurrences of swinging) = 300 Hz.
That is, in the case of the present embodiment, the swing frequency can be reduced by half compared to the conventional example.
なお、速度切換スイッチ42がワイパ装置の高速運転側である第三ブラシ34側にONされた際には、第一ブラシ32は非導通の状態にあるので、回転磁界を形成することはないが、第一ブラシ32は隣り合うセグメント23、23同士を短絡して両方のセグメント23、23に接続したコイル線材19の閉回路を形成することになる。
但し、第一ブラシ32および第二ブラシ33がそれぞれセグメント23を跨いでできる閉回路には殆ど起電力が発生しないため、ブレーキトルクの発生も殆どない。
When the
However, since almost no electromotive force is generated in the closed circuit in which the
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。 According to the embodiment, the following effects can be obtained.
1) コンミテータに広い絶縁部と狭い絶縁部とを周期的に配列することにより、第三ブラシが絶縁部を跨いで隣り合うセグメント同士を短絡する期間を短縮させて、絶縁部を挟んだ両脇のセグメントに接続したコイル線材の部分が閉回路を形成する期間を短縮することができるので、アーマチュアの回転磁界にアンバランスを発生させたり、アーマチュアにブレーキトルクを及ぼす現象を抑制することができる。 1) By periodically arranging wide and narrow insulating parts on the commutator, the period during which the third brush shorts adjacent segments across the insulating part is shortened, and both sides sandwiching the insulating part Since the period in which the portion of the coil wire connected to the segment forms a closed circuit can be shortened, an unbalance can be generated in the rotating magnetic field of the armature, and the phenomenon of applying a brake torque to the armature can be suppressed.
2) 回転磁界のアンバランスやアーマチュアにブレーキトルクを及ぼす現象を防止することにより、アーマチュアの振れ回り力の抑制を防止することができるので、ワイパモータの振動や騒音等の弊害を抑制することができる。 2) By preventing the unbalance of the rotating magnetic field and the phenomenon of applying brake torque to the armature, it is possible to prevent the armature's swinging force from being suppressed. .
3) エアギャップ(スリット)によって構成された広い絶縁部内にダミーセグメントを配置することにより、広い絶縁部のエアギャップをダミーセグメントによって埋めることができるので、各ブラシが広い絶縁部に落ち込むのを防止することができる。 3) By placing the dummy segment in the wide insulating part formed by the air gap (slit), the air gap of the wide insulating part can be filled with the dummy segment, so each brush is prevented from falling into the wide insulating part can do.
4) セグメントと一緒に形成されるダミーセグメントを広い絶縁部内に配設することにより、広い絶縁部と狭い絶縁部とが混在したコンミテータを効率よく量産することができるので、コンミテータの製造コストの増加を防止することができる。 4) By arranging the dummy segment formed with the segment in the wide insulating part, it is possible to efficiently mass-produce commutators in which a wide insulating part and a narrow insulating part are mixed, thus increasing the manufacturing cost of the commutator. Can be prevented.
図5は本発明の第二の実施の形態であるワイパ装置の駆動モータのアーマチュアを示す展開図である。 FIG. 5 is a development view showing an armature of the drive motor of the wiper device according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態が前述した第一の実施の形態と異なる点は、広い絶縁部25Aの個数が前記した(1)式にm=3が代入されて設定されており、4個の広い絶縁部25Aが狭い絶縁部25Bを3個置きとする一定の周期で規則的に配列されている点である。
前述した第一の実施の形態における広い絶縁部25Aの個数が6個であるのに対して、本実施の形態における広い絶縁部25Aの個数が4個と少ないために、本実施の形態による周波数の低下は少なくなる。
しかし、第一の実施の形態の場合においては、基本周波数成分が半分となっているために、高調波成分が他の振動成分と重なる可能性がある。
このような場合には、本実施の形態により、基本周波数成分の高調波成分が速度切り替え式モータのスロット次数周波数成分および高調波成分と重ならないように設定する。
This embodiment is different from the first embodiment described above in that the number of wide insulating
The number of wide insulating
However, in the case of the first embodiment, since the fundamental frequency component is halved, the harmonic component may overlap with other vibration components.
In such a case, according to the present embodiment, the harmonic component of the fundamental frequency component is set so as not to overlap the slot order frequency component and the harmonic component of the speed switching motor.
なお、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に変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、コンミテータのセグメントの個数は12個に限らないし、広い絶縁部の個数は6個または4個に限らない。これらの個数は、前述した(1)式を満足するように設定すればよい。 For example, the number of segments of the commutator is not limited to 12, and the number of wide insulating portions is not limited to 6 or 4. These numbers may be set so as to satisfy the above-described equation (1).
広い絶縁部は、広い絶縁部(エアギャップ)内にダミーセグメントを配置して構成するに限らず、広いエアギャップ(スリット)内に絶縁樹脂を充填して構成してもよいし、ブラシの落ち込みを防止することができる場合には、スリット(エアギャップ)によって構成してもよい。 A wide insulating part is not limited to a dummy segment disposed in a wide insulating part (air gap), but may be configured by filling an insulating resin in a wide air gap (slit), or a drop of a brush. If it can be prevented, it may be constituted by a slit (air gap).
コンミテータは円筒形状すなわちシリンダタイプのコンミテータに構成するに限らず、円盤形状すなわちディスクタイプのコンミテータに構成してもよい。 The commutator is not limited to a cylindrical shape, i.e., a cylinder type commutator, but may be a disk shape, i.e., a disk type commutator.
前記実施の形態においては、速度切り替え式モータを、低速運転および高速運転の2段の運転速度に切り替え可能なものを示したが、本発明はこれに限らず、3段以上の運転速度に切り替え可能な速度切り替え式モータにも適用することができる。この場合には、第三のブラシが2以上設けられることになる。 In the above-described embodiment, the speed-switchable motor has been shown to be capable of switching to a two-stage operation speed of low speed operation and high-speed operation. However, the present invention is not limited to this, and is switched to an operation speed of three or more stages. It can also be applied to possible speed-switching motors. In this case, two or more third brushes are provided.
また、前記実施の形態においては、車両のワイパ装置に用いられるワイパモータに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、速度毎にブラシを備えた速度切り替え式モータ全般に適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a wiper motor used in a vehicle wiper device has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to all speed-switching motors having brushes for each speed. Can do.
1…ワイパモータ、2…ウオーム歯車減速装置、3…ギヤケース、4…ウオーム、5…ウオームホイール、6…中間歯車、7…駆動歯車、8…出力軸、9…クランク、10…駆動モータ(速度切り替え式モータ)、11…ステータ、12…ヨーク、13…マグネット、14…アーマチュア、15…シャフト、16…閉塞壁側軸受、17…開口側軸受、18…コア、19…コイル線材、
20…コンミテータ、21…ベース、22…軸孔、23…セグメント、23a…投錨部、24…ライザ、25…絶縁部、25A…広い絶縁部、25B…狭い絶縁部、26…ダミーセグメント、26a…投錨部、27…スリット、28…ティース、29…スロット、
30…ブラシ装置、31…ブラシホルダステー、32…第一ブラシ(一対のブラシの一方)、33…第二ブラシ(一対のブラシの他方)、34…第三ブラシ、35…ブラシホルダ、36…ブラシスプリング、
40…駆動電気回路、41…バッテリー、42…切換スイッチ。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
40: driving electric circuit, 41: battery, 42: changeover switch.
Claims (3)
界磁装置を形成するステータと、
コイル線材がコアに巻装されたアーマチュアと、
複数個のセグメントが絶縁部を挟んで周方向に環状に配列されているとともに、各セグメントに前記コイル線材の端末部がそれぞれ電気的に接続されており、前記アーマチュアと一体回転するコンミテータと、
電動モータの本体側に固定され、前記コンミテータに互いに周方向に180度離れた位置で摺接する一対のブラシと、
前記コンミテータに前記一対のブラシに対して周方向にずれた位置において摺接する第三ブラシと、を備えており、
前記コンミテータの少なくとも一つの絶縁部の周方向幅が、他の絶縁部の周方向幅よりも広く設定されていることを特徴とする速度切り替え式モータ。 A speed-switching motor capable of switching the rotation speed,
A stator forming a field device;
An armature in which a coil wire is wound around a core;
A plurality of segments are annularly arranged in the circumferential direction with an insulating portion interposed therebetween, and each segment is electrically connected to each segment, and a commutator that rotates integrally with the armature,
A pair of brushes fixed to the main body side of the electric motor and in sliding contact with the commutator at positions 180 degrees apart from each other in the circumferential direction;
A third brush that slidably contacts the commutator at a position displaced in the circumferential direction with respect to the pair of brushes,
The speed switching motor, wherein a circumferential width of at least one insulating portion of the commutator is set wider than a circumferential width of other insulating portions.
Priority Applications (1)
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JP2007054066A JP2008220046A (en) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | Speed switching motor |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2007
- 2007-03-05 JP JP2007054066A patent/JP2008220046A/en active Pending
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