JP4104954B2 - Wiper motor drive device - Google Patents

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JP4104954B2
JP4104954B2 JP2002317220A JP2002317220A JP4104954B2 JP 4104954 B2 JP4104954 B2 JP 4104954B2 JP 2002317220 A JP2002317220 A JP 2002317220A JP 2002317220 A JP2002317220 A JP 2002317220A JP 4104954 B2 JP4104954 B2 JP 4104954B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主に自動車のウインドウガラスを払拭するワイパモータ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、ワイパブレードの作動速度は、高低(ハイ・ロー)2段の切替えができるようになっている。高低2段の切替えを行うため、図11に示すように、ワイパモータ100には、低速駆動用ブラシ101とコモンブラシ102の他に、第3のブラシとして高速駆動用ブラシ103が装備されている。そして、ロータに対する通電回路を、低速駆動用ブラシ101を使用するものから高速駆動用ブラシ103を使用するものに切替えることにより、モータの回転を低速から高速に変更できるようになっている。この場合、低速駆動用ブラシ101とコモンブラシ102は通常180度対向する位置に配置され、高速駆動用ブラシ103は、低速駆動用ブラシ101に対して所定角度ずれた位置に配置されている。
【0003】
ところで、このように第3のブラシとして高速駆動用ブラシを設けた構造のワイパモータの場合、低速駆動時にも高速駆動用ブラシが常時整流子に接触しているため、悪い影響が出ることが指摘されている。具体的には、低速駆動時に高速駆動用ブラシが整流子の複数の整流子片(セグメント)に同時接触することにより有効コイルが短絡されるため、ブレーキ力が発生して出力が落ちたり、電磁ノイズや振動が発生したりするという問題である。
【0004】
そこで、これらの影響を軽減するため、特開2001−231219号公報等の技術では、高速駆動用ブラシの比抵抗を大きくする等の対策を講じている。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−231219号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、それでも高速駆動用ブラシを設けている限り、ある程度の出力の低下は避けられず、所期の効果を十分には得ることができないという問題がある。
【0007】
この発明は、上記事情を考慮し、低速駆動時に有効コイルを短絡することがなくなり、騒音や振動の低減が図れるようにしたワイパモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、自動車のワイパ装置を駆動するワイパモータと、このワイパモータのロータを第1の回転方向または該第1の回転方向と逆の第2の回転方向に回転させるモータ駆動回路とからなり、前記ワイパモータは、前記ロータに備えられたアーマチュア軸に固定された整流子に摺接してロータの巻線に電流を供給する一対の第1、第2のブラシを有し、前記第1のブラシは予め定められた位置に固定された第1のブラシホルダに支持され、前記第2のブラシは前記ロータのアーマチュア軸の外周にボス部が回動自在に直接嵌合された第2のブラシホルダに支持され、前記ロータを前記第1の回転方向に回転させると、前記第2のブラシホルダのボス部と前記アーマチュア軸の接触部、及び前記第2のブラシと前記整流子の圧接部の摺動により生じる両摩擦力により前記第2のブラシホルダを低速駆動用の第1のブラシ位置まで回動させ、且つ該ロータを前記第2の回転方向に回転させると、前記両摩擦力により前記第2のブラシホルダを高速駆動用の第2のブラシ位置まで回動させ、前記第2のブラシホルダには、該第2のブラシホルダの回動に伴い前記第2のブラシに接続されるピッグテールを巻き付けることにより該ピッグテールの伸縮を吸収するためのリール状のピッグテール収容部が形成され、前記モータ駆動回路は、前記ロータを第1の回転方向へ回転させる電流と前記ロータを第2の回転方向へ回転させる電流とを選択的に切り替えて前記第1、第2のブラシに供給する電流切換手段を備えていることを特徴とする。
【0009】
本発明のワイパモータ駆動装置においては、第2のブラシホルダのボス部をアーマチュア軸の外周に回動自在に直接嵌合しているので、ワイパモータのロータの回転方向が第1の回転方向または該第1の回転方向と逆の第2の回転方向に変更されたとき、第2のブラシホルダのボス部とアーマチュア軸の接触部、及び第2のブラシと整流子の圧接部の摺動により生じる両摩擦力によって、第2のブラシホルダがロータの回転方向に追従回動し、所定の位置である低速駆動用の第1のブラシ位置または高速駆動用の第2のブラシ位置にセットされる。従って、第1の回転方向にロータを回転させるように電流切換手段を操作することによって、ロータを低速で回転駆動することができる。また、第2の回転方向にロータを回転させるように電流切換手段を操作することによって、ロータを高速で回転駆動することができる。しかも、ブラシは、駆動に必要な一対を設けているだけで、第3のブラシは設けていないから、低速駆動時に第3のブラシによって有効コイルが短絡され、それによって出力が落ちたり、騒音や振動が発生したりすることがなくなる。また、第2のブラシホルダにピッグテール収容部を設けたので、第2のブラシからのピッグテールの安定的な引き出しが可能になる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
実施形態のワイパモータ駆動装置は、自動車のワイパ装置を駆動するワイパモータと、このワイパモータを駆動するモータ駆動回路とからなるものであり、図1はワイパモータ1の全体構成を示す断面図である。このワイパモータ1は、モータ部2とギヤ部3とからなる。モータ部2は、ヨークの機能を発揮するモータケース11と、モータケース11の内周に固定された複数のマグネット12と、マグネット12の内周側に配されたロータ13とを有する。ロータ13は、ロータ13の中心に配したアーマチュア軸14の両端を、モータケース11の後端部及びモータ部前壁を兼ねるギヤケースフランジ4にそれぞれ嵌合固定した2つの軸受5、6によって支持することにより、マグネット12の内周側において回転自在に支持されている。
【0016】
モータ部2は、更にロータ13の巻線13aへの通電機構として、ブラシ装置20とアーマチュア軸14の中間部に固定された整流子16とを有している。このワイパモータ1のモータ部2は、1個の固定ブラシ(コモンブラシと呼ばれる第1のブラシ)と1個の可動ブラシ(ローブラシとハイブラシを兼用する第2のブラシ)を備えた2スピードの直流モータとして構成されており、前記ブラシ装置20は、ギヤケースフランジ4の予め定められた位置に固定された固定ブラシホルダ(第1のブラシホルダ)21と、アーマチュア軸14の外周に回動自在に装備された可動ブラシホルダ(第2のブラシホルダ)22とを有している。
【0017】
図2は図1のX−X矢視方向から見たブラシ装置20の正面図、図3は同じ方向から見たブラシ装置の斜視図、図4は図3の反対側から見たブラシ装置の斜視図である。
【0018】
図2及び図3に示すように、第1のブラシホルダとしての固定ブラシホルダ21及び第2のブラシホルダとしての可動ブラシホルダ22の各保持筒21a、22a内には、それぞれ整流子16(図1参照)に摺接する第1のブラシ23、第2のブラシ24が、整流子16に対する押圧方向(ロータ13の半径方向)にスライド自在に保持されており、モータ部2は、これら一対のブラシ23、24を用いてロータ13に駆動電流を供給するようになっている。なお、各ブラシ23、24は、ブラシホルダ21、22に装備したスプリング28によって常時整流子16に圧接している。
【0019】
固定ブラシホルダ21に保持された第1のブラシ23はコモンブラシ、可動ブラシホルダ22に保持された第2のブラシ24は、ローブラシ(低速駆動用ブラシ)とハイブラシ(高速駆動用ブラシ)を兼用する可動ブラシであり、可動ブラシ24は、図2(a)に示す低速駆動用の第1のブラシ位置と、図2(b)に示す高速駆動用の第2のブラシ位置との間で移動できるようになっている。即ち、可動ブラシ24を保持する可動ブラシホルダ22は、ロータ13が第1の回転方向(図中矢印A方向)に回転したとき、ロータ13の回転に引きづられて低速駆動用の第1のブラシ位置まで回動し、ロータ13が第1の回転方向と逆の第2の回転方向(図中矢印B方向)に回転したとき、ロータ13の回転に引きづられて高速駆動用の第2のブラシ位置まで回動するようになっている。そのため、可動ブラシホルダ22のボス部22bが、アーマチュア軸14の外周に回動自在に直接嵌合し、ボス部22bとアーマチュア軸14との摩擦により、アーマチュア軸14の回転力が可動ブラシホルダ22に直接伝わるようになっている。
【0020】
低速駆動用の第1のブラシ位置は、コモンブラシ23に対して180度対向する位置であり、高速駆動用の第2のブラシ位置は、低速駆動用の第1のブラシ位置に対して所定角度(例えば70度)だけずれた位置である。これらの位置に確実に可動ブラシホルダ22を選択的に位置決め固定することができるように、図2に示すように、モータケース11またはギヤケースフランジ4には、可動ブラシホルダ22の回動を制限するストッパ31、32が設けられている。
【0021】
各ブラシ23、24にはピッグテール25、26が接続されており、特に可動ブラシ24に接続されたピッグテール26は、可動ブラシホルダ22の回動に伴う伸縮を吸収するために同ブラシホルダ22上に設けられたリール状のピッグテール収容部27に一旦巻き付けられた上で固定ブラシホルダ21側に安定的に引き出されている。これにより、可動ブラシホルダ22が回動した際にも、ピッグテール26に無理な応力が作用しなくなる。
【0022】
このように構成されたモータ部2では、図5に示すように、ロータ13が回転するときに、可動ブラシホルダ22のボス部22bとアーマチュア軸14との接触部、及び、可動ブラシ24と整流子16との圧接部の摺動により摩擦力(図中小さい矢印で示す)がそれぞれ生じる。従って、それらの摩擦力の作用で、ロータ13の回転が可動ブラシホルダ22に伝わる。その結果、図2(a)に示すように、ロータ13及びアーマチュア軸14が図中第1の回転方向である左回転すると、可動ブラシホルダ22が低速駆動用の第1のブラシ位置にセットされ、反対に、図2(b)に示すように、ロータ13及びアーマチュア軸14が図中第2の回転方向である右回転すると、可動ブラシホルダ22及び可動ブラシ24が高速駆動用の第2のブラシ位置にセットされる。
【0023】
次に図6を用いて、ワイパモータ1を駆動するためのモータ駆動回路80について説明する。このモータ駆動回路80には、OFF(オフ)−LOW(低速)−HIGH(高速)の3つの操作位置を有するワイパスイッチ50と、ワイパブレードを定位置に停止させるためのオートストップ機構60とが含まれている。オートストップ機構60は、通常はワイパモータ1に組み込まれている。また、このモータ駆動回路80には、B端子、H端子、E端子、L端子、P端子、及びワイパモータ1の回転方向を切り替えるための電流切換手段としての第1リレー71、第2リレー72が設けられている。B端子はバッテリのプラス極に固定接続され、E端子はアースに固定接続される。
【0024】
オートストップ機構60は、周方向の一部に切欠部61aを有する固定ターミナルプレート61と、ワイパモータ1の出力軸に同期回転することで固定ターミナルプレート61上を摺動する可動端子62とを有し、固定ターミナルプレート61はアースに接続され、可動端子62はP端子に接続されている。
【0025】
ワイパスイッチ50は、OFF位置でL端子とP端子を接続し、LOW位置でL端子とE端子を接続し、HIGH位置でH端子とE端子を接続する機能を持っている。第1リレー71は、励磁コイル71a、可動接点71b、常閉固定接点71c、常開固定接点71dを有し、励磁コイル71aが非励磁のとき可動接点71bが常閉固定接点71cに接触導通し、励磁コイル71aが励磁されたとき可動接点71bが常固定接点71に接触導通する構造になっている。同様に第2リレー72は、励磁コイル72a、可動接点72b、常閉固定接点72c、常開固定接点72dを有し、励磁コイル72aが非励磁のとき可動接点72bが常閉固定接点72cに接触導通し、励磁コイル72aが励磁されたとき可動接点72bが常固定接点72dに接触導通する構造になっている。
【0026】
第1リレー71の励磁コイル71aはB端子とL端子に接続され、第2リレー72の励磁コイル72aはB端子とH端子に接続されている。また、第1リレー71の常閉固定接点71cと第2リレー72の常閉固定接点72cはB端子に接続され、第1リレー71の常開固定接点71dと第2リレー72の常開固定接点72dはE端子に接続されている。また、第1リレー71の可動接点71bはコモンブラシ23に接続され、第2リレー72の可動接点72bは可動ブラシ24に接続されている。
【0027】
次に動作を説明する。図6においては、ワイパスイッチ50がOFFの位置にあり、ワイパモータ1が所定の停止位置で停止している状態を示している。
【0028】
(1)この状態で、ワイパスイッチ50をOFFからLOWに操作すると、図7に太線で示す経路で電流が流れる。即ち、L端子がE(アース)端子に接続されるので、第1リレー71の励磁コイル71aが励磁され、可動接点71bが常閉固定接点71cから常開固定接点71dに切替接触する。従って、ワイパモータ1の通電回路が閉成されて、B端子、可動ブラシ24、整流子及びロータ、コモンブラシ23、E端子の順番に電流が流れて、ワイパモータ1が正回転(図中左回転)する。このとき、可動ブラシ24はロータの回転に引きづられて低速駆動用のブラシ位置にセットされるので、ワイパモータ1は低速で正回転する。
【0029】
(2)また、ワイパスイッチ50をOFFからHIGHに操作すると、図8に太線で示す経路で電流が流れる。即ち、H端子がE(アース)端子に接続されるので、第2リレー72の励磁コイル72aが励磁され、可動接点72bが常閉固定接点72cから常開固定接点72dに切替接触する。従って、ワイパモータ1の通電回路が閉成されて、B端子、コモンブラシ23、整流子及びロータ、可動ブラシ24、E端子の順番に電流が流れて、ワイパモータ1が逆回転(図中右回転)する。このとき、可動ブラシ24はロータの回転に引きづられて高速駆動用のブラシ位置にセットされるので、ワイパモータ1は高速で逆回転する。
【0030】
(3)また、LOW作動中にワイパスイッチ50をOFFに操作すると、ワイパブレードが所定の停止位置にない段階(つまり、オートストップ機構60の可動端子62が固定ターミナルプレート61上にある段階)は、図9に太線で示す経路で電流が流れる。即ち、L端子が、オートストップ機構60によりアースされたP端子に接続されるので、第1リレー71の励磁コイル71aの励磁が保持される。従って、LOW時の回路が維持されて、B端子、可動ブラシ24、整流子及びロータ、コモンブラシ23、E端子の順番に電流が流れて、ワイパモータ1が低速の正回転を維持する。
【0031】
(4)やがて、ワイパブレードが所定の停止位置にくると、図10に太線で示すアーマチュアショート回路が形成される。即ち、オートストップ機構60の可動端子62が固定ターミナルプレート61の切欠部61aに位置し、可動端子62と固定ターミナルプレート61の導通が解除されて、P端子がアースから離れ、その結果、第1リレー71の励磁コイル71aが非励磁となる。従って、可動接点71bが常開固定接点71dから常閉固定接点71c側に復帰し、コモンブラシ23と可動ブラシ24を短絡させるアーマチュアショート回路が形成されて、ワイパモータ1が急停止する。
【0032】
(5)また、HIGH作動中にワイパスイッチ50をOFFに操作すると、第2リレー72の励磁コイル72aが非励磁となり、可動接点72bが常開固定接点72dから常閉固定接点72c側に復帰する。しかし、ワイパブレードが所定の停止位置にない段階では、オートストップ機構60によりアースされた状態にあるP端子とL端子が接続されているので、第1リレー71の励磁コイル71aが励磁され、ワイパモータ1は低速で正回転する。その後の作動は、(4)と同じである。即ち、やがてワイパブレードが所定の停止位置にくると、P端子はアースから離れるので、第1リレー71の励磁コイル71aが非励磁となり、可動接点71bが常開固定接点71c側に復帰し、アーマチュアショート回路が形成されて、ワイパモータ1が急停止する。
【0033】
このようにワイパスイッチ50をLOWにすると、ワイパモータ1を低速で正回転させることができ、HIGHにすると、ワイパモータ1を高速で逆回転させることができる。つまり、回転方向を切り替えるだけで、ワイパモータ1の速度を切り替えることができる。しかも、ブラシ23、24は、駆動に必要な一対を設けているだけで、第3のブラシは設けていないから、低速駆動時に第3のブラシによって有効コイルが短絡され、それによって出力が落ちたり、騒音や振動が発生したりすることがなくなる。
【0034】
なお、ワイパモータ1が正逆回転しても、その運動はワイパ装置のリンク機構によってピボットシャフトの往復回動運動に変換されるだけであるから、ワイパブレードの払拭動作にワイパモータ1の回転方向による影響は出ない。例えば、ワイパモータ1が正回転した場合は、リンク機構の働きにより、ピボットシャフトが正逆往復回動し、それによりワイパブレードが上下反転位置間で低速で往復する。また、ワイパモータ1が逆回転した場合は、リンク機構の働きにより、ピボットシャフトが正逆往復回動し、それによりワイパブレードが上下反転位置間で高速で往復する。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のワイパモータ駆動装置によれば、第2のブラシホルダのボス部をアーマチュア軸の外周に回動自在に直接嵌合しているので、ワイパモータのロータの回転方向が第1の回転方向または該第1の回転方向と逆の第2の回転方向に変更されたとき、第2のブラシホルダのボス部とアーマチュア軸の接触部、及び第2のブラシと整流子の圧接部の摺動により生じる両摩擦力によって、第2のブラシホルダがロータの回転方向に追従回動し、所定の位置である低速駆動用の第1のブラシ位置または高速駆動用の第2のブラシ位置にセットされる。従って、低速作動時と高速作動時とでロータの回転方向を変えるだけで、ロータの回転速度を切り替えることができる。しかも、ロータに通電するブラシは、駆動に必要な一対を設けているだけで、第3のブラシは設けていないから、低速駆動時に第3のブラシによって有効コイルが短絡され、それによって出力が落ちたり、騒音や振動が発生したりすることがなくなる。また、第2のブラシホルダにピッグテール収容部を設けたので、第2のブラシからのピッグテールの安定的な引き出しが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態のワイパモータ駆動装置を構成するワイパモータの全体構成を示す断面図である。
【図2】 図1のX−X矢視方向から見たブラシ装置の正面図である。
【図3】 図2と同じ方向から見たブラシ装置の斜視図である。
【図4】 図3と反対方向から見たブラシ装置の斜視図である。
【図5】 前記ブラシ装置の可動ブラシホルダの回転に寄与する摩擦力についての説明図である。
【図6】 本発明の実施形態のワイパモータ駆動装置を構成するモータ駆動回路を示す図である。
【図7】 ワイパスイッチをLOWに操作したときに電流が流れる経路を太線で示す図である。
【図8】 ワイパスイッチをHIGHに操作したときに電流が流れる経路を太線で示す図である。
【図9】 ワイパスイッチをOFFに操作したときに、ワイパブレードが所定の停止位置にない段階で電流が流れる経路を太線で示す図である。
【図10】 図9の次の段階でブレーキ力が発生する際のアーマチュアショートの経路を太線で示す図である。
【図11】 従来のワイパモータの駆動回路を示す図である。
【符号の説明】
1 ワイパモータ
13 ロータ
13a 巻線
14 アーマチュア軸
16 整流子
21 固定ブラシホルダ(第1のブラシホルダ)
22 可動ブラシホルダ(第2のブラシホルダ)
22b ボス部
23 コモンブラシ(第1のブラシ)
24 可動ブラシ(第2のブラシ)
26 ピッグテール
27 ピッグテール収容部
71 第1リレー(電流切換手段)
72 第2リレー(電流切換手段)
80 モータ駆動回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a wiper motor driving device for wiping a window glass of an automobile.
[0002]
[Prior art]
Usually, the operation speed of the wiper blade can be switched between high and low (high / low). As shown in FIG. 11, the wiper motor 100 is equipped with a high-speed driving brush 103 as a third brush in addition to the low-speed driving brush 101 and the common brush 102, as shown in FIG. Then, the rotation of the motor can be changed from low speed to high speed by switching the energization circuit for the rotor from one using the low speed driving brush 101 to one using the high speed driving brush 103. In this case, the low-speed driving brush 101 and the common brush 102 are usually disposed at positions facing each other by 180 degrees, and the high-speed driving brush 103 is disposed at a position shifted by a predetermined angle with respect to the low-speed driving brush 101.
[0003]
By the way, in the case of the wiper motor having the structure in which the brush for high speed driving is provided as the third brush in this way, it is pointed out that the high speed driving brush is always in contact with the commutator even when driving at low speed, so that it has a bad influence. ing. Specifically, the effective coil is short-circuited when the brush for high-speed driving contacts the commutator pieces (segments) of the commutator at the same time during low-speed driving. The problem is that noise and vibration are generated.
[0004]
Therefore, in order to reduce these influences, techniques such as Japanese Patent Laid-Open No. 2001-231219 take measures such as increasing the specific resistance of the high-speed driving brush.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-231219 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as long as the high-speed driving brush is provided, there is a problem that a certain level of output reduction cannot be avoided, and the desired effect cannot be obtained sufficiently.
[0007]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a wiper motor driving device that can reduce noise and vibration without short-circuiting an effective coil during low-speed driving.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 includes a wiper motor for driving the motor vehicle wiper device, a second motor drive circuit you want to rotate. In the rotational direction of the rotational direction opposite to the rotor of the wiper motor first rotational direction or the first made, the wiper motor, a first pair for supplying current to the windings of the rotor in sliding contact with the commutator fixed to the armature shaft provided in said rotor, a second brush, the second The first brush is supported by a first brush holder fixed at a predetermined position, and the second brush is a second brush whose boss portion is directly fitted to the outer periphery of the armature shaft of the rotor. of which is supported by the brush holder, when the rotor Ru is rotated in the first rotational direction, the contact portion of the boss portion and the armature shaft of the second brush holder, and of the commutator and the second brush Pressure contact By both the frictional force generated by the sliding rotates the second brush holder to the first brush position for low-speed driving, when and Ru rotate the rotor in the second rotational direction, by the two frictional force The second brush holder is rotated to a second brush position for high-speed driving, and the second brush holder is connected to the second brush as the second brush holder rotates. A reel-shaped pigtail receiving portion for absorbing expansion and contraction of the pigtail is formed by winding the pigtail, and the motor drive circuit performs a second rotation of the rotor and a current for rotating the rotor in the first rotation direction. Current switching means is provided for selectively switching the current rotating in the direction and supplying the current to the first and second brushes.
[0009]
In the wiper motor driving apparatus of the present invention, the boss portion of the second brush holder is directly fitted to the outer periphery of the armature shaft so as to be freely rotatable, so that the rotation direction of the rotor of the wiper motor is the first rotation direction or the first rotation direction. When the rotation direction is changed to the second rotation direction opposite to the rotation direction of 1, both the boss portion of the second brush holder and the contact portion of the armature shaft and the sliding between the contact portion of the second brush and the commutator are generated. Due to the frictional force, the second brush holder rotates following the rotation direction of the rotor, and is set to a predetermined position of the first brush position for low speed driving or the second brush position for high speed driving. Therefore, the rotor can be driven to rotate at a low speed by operating the current switching means to rotate the rotor in the first rotation direction. Also, by manipulating the current switching means to rotate the rotor in a second rotational direction, Ru can be driven rotating the rotor at high speed. Teeth may, brush only is a pair necessary for driving, since no third brush provided, effective coil by the third brush is short-circuited during low-speed driving, or which causes the output falls, the noise And vibration will not occur. Further, since the pigtail housing portion is provided in the second brush holder, the pigtail can be stably pulled out from the second brush.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
The wiper motor drive device of the embodiment includes a wiper motor that drives a wiper device of an automobile and a motor drive circuit that drives the wiper motor. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the wiper motor 1. The wiper motor 1 includes a motor unit 2 and a gear unit 3. The motor unit 2 includes a motor case 11 that functions as a yoke, a plurality of magnets 12 fixed to the inner periphery of the motor case 11, and a rotor 13 disposed on the inner periphery side of the magnet 12. The rotor 13 supports both ends of an armature shaft 14 disposed at the center of the rotor 13 by two bearings 5 and 6 that are fitted and fixed to a gear case flange 4 that also serves as a rear end portion of the motor case 11 and a front wall of the motor portion, respectively. Thus, the magnet 12 is rotatably supported on the inner peripheral side.
[0016]
The motor unit 2 further includes a brush device 20 and a commutator 16 fixed to an intermediate portion of the armature shaft 14 as a mechanism for energizing the winding 13 a of the rotor 13. The motor unit 2 of the wiper motor 1 is a two-speed DC motor having one fixed brush (a first brush called a common brush) and one movable brush (a second brush that serves both as a low brush and a high brush). The brush device 20 is rotatably mounted on the outer periphery of the armature shaft 14 and a fixed brush holder (first brush holder) 21 fixed at a predetermined position of the gear case flange 4. And a movable brush holder (second brush holder) 22.
[0017]
2 is a front view of the brush device 20 as viewed from the direction of arrows XX in FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of the brush device as viewed from the same direction, and FIG. 4 is a view of the brush device as viewed from the opposite side of FIG. It is a perspective view.
[0018]
As shown in FIGS. 2 and 3, the commutator 16 (see FIG. 2) is provided in each holding cylinder 21a, 22a of the fixed brush holder 21 as the first brush holder and the movable brush holder 22 as the second brush holder . The first brush 23 and the second brush 24 that are in sliding contact with each other are held so as to be slidable in the pressing direction against the commutator 16 (in the radial direction of the rotor 13). The drive current is supplied to the rotor 13 using 23 and 24. The brushes 23 and 24 are always in pressure contact with the commutator 16 by springs 28 mounted on the brush holders 21 and 22.
[0019]
The first brush 23 held by the fixed brush holder 21 is a common brush, and the second brush 24 held by the movable brush holder 22 is a low brush (low speed driving brush) and a high brush (high speed driving brush). The movable brush 24 is movable, and can move between a first brush position for low speed driving shown in FIG. 2A and a second brush position for high speed driving shown in FIG. 2B. It is like that. In other words, the movable brush holder 22 that holds the movable brush 24 is pulled by the rotation of the rotor 13 when the rotor 13 rotates in the first rotation direction (the direction of the arrow A in the figure), and is the first for low-speed driving. When the rotor 13 is rotated to the brush position and the rotor 13 is rotated in the second rotation direction opposite to the first rotation direction (in the direction of arrow B in the figure), the second high-speed driving second is drawn by the rotation of the rotor 13. It is designed to rotate to the brush position. Therefore, the boss portion 22b of the movable brush holder 22 is directly fitted to the outer periphery of the armature shaft 14 so as to freely rotate, and the rotational force of the armature shaft 14 is caused by the frictional force between the boss portion 22b and the armature shaft 14. 22 is transmitted directly.
[0020]
The first brush position for low speed driving is a position facing the common brush 23 by 180 degrees, and the second brush position for high speed driving is a predetermined angle with respect to the first brush position for low speed driving. The position is shifted by (for example, 70 degrees). As it can be reliably selectively positioned and fixed the movable brush holder 22 in these positions, as shown in FIG. 2, the motor case 11 or the gear case flange 4, to limit the rotation of the movable brush holder 22 Stoppers 31 and 32 are provided.
[0021]
Pigtails 25 and 26 are connected to the brushes 23 and 24, respectively. In particular, the pigtail 26 connected to the movable brush 24 is placed on the brush holder 22 in order to absorb expansion and contraction accompanying the rotation of the movable brush holder 22. It is once wound around the provided reel-like pigtail housing 27 and then stably pulled out to the fixed brush holder 21 side. Thereby, even when the movable brush holder 22 is rotated, excessive stress does not act on the pigtail 26.
[0022]
In the motor unit 2 configured in this manner, as shown in FIG. 5, when the rotor 13 rotates, the contact portion between the boss portion 22 b of the movable brush holder 22 and the armature shaft 14, and the movable brush 24 and the rectifier resulting frictional force by the sliding of the contact portion between the child 16 (shown in the drawing small arrows), respectively. Therefore, the rotation of the rotor 13 is transmitted to the movable brush holder 22 by the action of these frictional forces. As a result, as shown in FIG. 2A, when the rotor 13 and the armature shaft 14 rotate counterclockwise in the first rotation direction in the drawing, the movable brush holder 22 is set at the first brush position for low speed driving. On the contrary, as shown in FIG. 2 (b), when the rotor 13 and the armature shaft 14 rotate to the right, which is the second rotation direction in the drawing, the movable brush holder 22 and the movable brush 24 become the second for high-speed driving. Set to brush position.
[0023]
Next, a motor drive circuit 80 for driving the wiper motor 1 will be described with reference to FIG. The motor drive circuit 80 includes a wiper switch 50 having three operation positions of OFF (OFF) -LOW (low speed) -HIGH (high speed), and an automatic stop mechanism 60 for stopping the wiper blade at a fixed position. It is. The auto stop mechanism 60 is usually incorporated in the wiper motor 1. The motor drive circuit 80 includes a first relay 71 and a second relay 72 as current switching means for switching the rotation direction of the B terminal, H terminal, E terminal, L terminal, P terminal, and wiper motor 1. Is provided. The B terminal is fixedly connected to the positive electrode of the battery, and the E terminal is fixedly connected to the ground.
[0024]
The auto-stop mechanism 60 has a fixed terminal plate 61 having a notch 61a in a part in the circumferential direction, and a movable terminal 62 that slides on the fixed terminal plate 61 by rotating synchronously with the output shaft of the wiper motor 1. The fixed terminal plate 61 is connected to the ground, and the movable terminal 62 is connected to the P terminal.
[0025]
The wiper switch 50 has a function of connecting the L terminal and the P terminal at the OFF position, connecting the L terminal and the E terminal at the LOW position, and connecting the H terminal and the E terminal at the HIGH position. The first relay 71 has an exciting coil 71a, a movable contact 71b, a normally closed fixed contact 71c, and a normally open fixed contact 71d. When the exciting coil 71a is not excited, the movable contact 71b is brought into contact with the normally closed fixed contact 71c. has a structure in which the movable contact 71b is conductive contact with the normally open fixed contact 71 d when the exciting coil 71a is excited. Similarly, the second relay 72 has an exciting coil 72a, a movable contact 72b, a normally closed fixed contact 72c, and a normally open fixed contact 72d. When the exciting coil 72a is not excited, the movable contact 72b contacts the normally closed fixed contact 72c. conduction, and the exciting coil 72a is a structure in which the movable contact 72b is conductive contact with the normally open fixed contact 72d when energized.
[0026]
The exciting coil 71a of the first relay 71 is connected to the B terminal and the L terminal, and the exciting coil 72a of the second relay 72 is connected to the B terminal and the H terminal. The normally closed fixed contact 71c of the first relay 71 and the normally closed fixed contact 72c of the second relay 72 are connected to the B terminal, and the normally open fixed contact 71d of the first relay 71 and the normally open fixed contact of the second relay 72 are connected. 72d is connected to the E terminal. The movable contact 71 b of the first relay 71 is connected to the common brush 23, and the movable contact 72 b of the second relay 72 is connected to the movable brush 24.
[0027]
Next, the operation will be described. FIG. 6 shows a state where the wiper switch 50 is in the OFF position and the wiper motor 1 is stopped at a predetermined stop position.
[0028]
(1) In this state, when the wiper switch 50 is operated from OFF to LOW, a current flows through a path indicated by a thick line in FIG. That is, since the L terminal is connected to the E (earth) terminal, the exciting coil 71a of the first relay 71 is excited, and the movable contact 71b is switched from the normally closed fixed contact 71c to the normally open fixed contact 71d. Accordingly, the energization circuit of the wiper motor 1 is closed, and current flows in the order of the B terminal, the movable brush 24, the commutator and rotor, the common brush 23, and the E terminal, so that the wiper motor 1 rotates in the forward direction (left rotation in the figure). To do. At this time, since the movable brush 24 is attracted by the rotation of the rotor and set at the brush position for low speed driving, the wiper motor 1 rotates forward at low speed.
[0029]
(2) When the wiper switch 50 is operated from OFF to HIGH, a current flows through a path indicated by a thick line in FIG. That is, since the H terminal is connected to the E (earth) terminal, the exciting coil 72a of the second relay 72 is excited, and the movable contact 72b is switched from the normally closed fixed contact 72c to the normally open fixed contact 72d. Accordingly, the energization circuit of the wiper motor 1 is closed, and current flows in the order of the B terminal, the common brush 23, the commutator and rotor, the movable brush 24, and the E terminal, and the wiper motor 1 rotates in the reverse direction (right rotation in the figure). To do. At this time, since the movable brush 24 is attracted by the rotation of the rotor and set at the brush position for high-speed driving, the wiper motor 1 rotates in reverse at high speed.
[0030]
(3) Further, when the wiper switch 50 is turned OFF during the LOW operation, the stage where the wiper blade is not at the predetermined stop position (that is, the stage where the movable terminal 62 of the auto-stop mechanism 60 is on the fixed terminal plate 61) A current flows through a path indicated by a thick line in FIG. That is, since the L terminal is connected to the P terminal grounded by the auto-stop mechanism 60, the excitation of the exciting coil 71a of the first relay 71 is maintained. Therefore, the circuit at the time of LOW is maintained, current flows in the order of the B terminal, the movable brush 24, the commutator and rotor, the common brush 23, and the E terminal, and the wiper motor 1 maintains the low-speed forward rotation.
[0031]
(4) Eventually, when the wiper blade comes to a predetermined stop position, an armature short circuit indicated by a thick line in FIG. 10 is formed. That is, the movable terminal 62 of the auto-stop mechanism 60 is positioned in the notch 61a of the fixed terminal plate 61, the conduction between the movable terminal 62 and the fixed terminal plate 61 is released, and the P terminal is separated from the ground, and as a result, the first relay The excitation coil 71a of 71 is not excited. Therefore, the movable contact 71b returns from the normally open fixed contact 71d to the normally closed fixed contact 71c, an armature short circuit is formed to short- circuit the common brush 23 and the movable brush 24, and the wiper motor 1 is suddenly stopped.
[0032]
(5) When the wiper switch 50 is turned OFF during HIGH operation, the exciting coil 72a of the second relay 72 is de-energized, and the movable contact 72b returns from the normally open fixed contact 72d to the normally closed fixed contact 72c side. . However, when the wiper blade is not at the predetermined stop position, the P terminal and the L terminal that are grounded by the auto stop mechanism 60 are connected, so that the excitation coil 71a of the first relay 71 is excited and the wiper motor 1 is excited. Rotates at low speed. The subsequent operation is the same as (4). That is, when the wiper blade eventually reaches the predetermined stop position, the P terminal is separated from the ground, so that the exciting coil 71a of the first relay 71 is de-energized, the movable contact 71b returns to the normally open fixed contact 71c side, and the armature A short circuit is formed and the wiper motor 1 stops suddenly.
[0033]
Thus, when the wiper switch 50 is set to LOW, the wiper motor 1 can be rotated forward at low speed, and when it is set to HIGH, the wiper motor 1 can be rotated backward at high speed. That is, the speed of the wiper motor 1 can be switched simply by switching the rotation direction. Moreover, since the brushes 23 and 24 are only provided with a pair necessary for driving and not the third brush, the effective coil is short-circuited by the third brush during low-speed driving, and the output is thereby reduced. Noise and vibration will not occur.
[0034]
Even if the wiper motor 1 rotates in the forward and reverse directions, the movement is only converted into a reciprocating rotational movement of the pivot shaft by the link mechanism of the wiper device. Therefore, the wiper blade wiping operation is affected by the rotation direction of the wiper motor 1. Does not come out. For example, when the wiper motor 1 rotates in the forward direction, the pivot shaft reciprocates in the forward and reverse directions by the action of the link mechanism, whereby the wiper blade reciprocates at a low speed between the upside down positions. Further, when the wiper motor 1 rotates in the reverse direction, the pivot shaft reciprocates in the forward and reverse directions by the function of the link mechanism, whereby the wiper blade reciprocates at a high speed between the upside down positions.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the wiper motor driving device of the present invention, the boss portion of the second brush holder is directly fitted to the outer periphery of the armature shaft so as to be freely rotatable. When the rotation direction is changed to 1 or the second rotation direction opposite to the first rotation direction, the boss portion of the second brush holder and the contact portion of the armature shaft, and the pressure contact between the second brush and the commutator The first brush position for low-speed driving or the second brush for high-speed driving that is a predetermined position by the second brush holder being rotated following the rotation direction of the rotor by both frictional forces generated by sliding of the parts. Set to position. Therefore, the rotational speed of the rotor can be switched simply by changing the rotational direction of the rotor between the low speed operation and the high speed operation. In addition, since the brush for energizing the rotor is only provided with a pair necessary for driving, and the third brush is not provided, the effective coil is short-circuited by the third brush during low-speed driving, thereby reducing the output. No noise or vibration. Further, since the pigtail housing portion is provided in the second brush holder, the pigtail can be stably pulled out from the second brush.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a wiper motor that constitutes a wiper motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the brush device as seen from the direction of arrows XX in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the brush device viewed from the same direction as FIG.
4 is a perspective view of the brush device viewed from the opposite direction to FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a frictional force that contributes to rotation of the movable brush holder of the brush device.
FIG. 6 is a diagram showing a motor drive circuit constituting the wiper motor drive device of the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a path through which a current flows when a wiper switch is operated LOW by a thick line.
FIG. 8 is a diagram showing a path through which a current flows when a wiper switch is operated to HIGH with a thick line.
FIG. 9 is a diagram illustrating a path through which a current flows when a wiper blade is not in a predetermined stop position when a wiper switch is turned off, by a thick line.
10 is a diagram showing a path of an armature short when a braking force is generated at the next stage of FIG. 9 by a bold line.
FIG. 11 is a diagram illustrating a driving circuit for a conventional wiper motor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wiper motor 13 Rotor 13a Winding 14 Armature shaft 16 Commutator 21 Fixed brush holder (1st brush holder)
22 Movable brush holder (second brush holder)
22b Boss portion 23 Common brush (first brush)
24 Movable brush (second brush)
26 Pigtail 27 Pigtail receiving portion 71 First relay (current switching means)
72 Second relay (current switching means)
80 Motor drive circuit

Claims (1)

自動車のワイパ装置を駆動するワイパモータと、このワイパモータのロータを第1の回転方向または該第1の回転方向と逆の第2の回転方向に回転させるモータ駆動回路とからなり、
前記ワイパモータは、前記ロータに備えられたアーマチュア軸に固定された整流子に摺接してロータの巻線に電流を供給する一対の第1、第2のブラシを有し、
前記第1のブラシは予め定められた位置に固定された第1のブラシホルダに支持され、
前記第2のブラシは前記ロータのアーマチュア軸の外周にボス部が回動自在に直接嵌合された第2のブラシホルダに支持され、
前記ロータを前記第1の回転方向に回転させると、前記第2のブラシホルダのボス部と前記アーマチュア軸の接触部、及び前記第2のブラシと前記整流子の圧接部の摺動により生じる両摩擦力により前記第2のブラシホルダを低速駆動用の第1のブラシ位置まで回動させ、
且つ該ロータを前記第2の回転方向に回転させると、前記両摩擦力により前記第2のブラシホルダを高速駆動用の第2のブラシ位置まで回動させ、
前記第2のブラシホルダには、該第2のブラシホルダの回動に伴い前記第2のブラシに接続されるピッグテールを巻き付けることにより該ピッグテールの伸縮を吸収するためのリール状のピッグテール収容部が形成され、
前記モータ駆動回路は、前記ロータを第1の回転方向へ回転させる電流と前記ロータを第2の回転方向へ回転させる電流とを選択的に切り替えて前記第1、第2のブラシに供給する電流切換手段を備えている
ことを特徴とするワイパモータ駆動装置。
Consists of a wiper motor for driving a vehicle wiper device, and the rotor of the wiper motor first rotational direction or rotational direction opposite to the first second motor drive circuit you want to rotate. In the direction of rotation,
The wiper motor, a first pair for supplying current to the windings of the rotor in sliding contact with the commutator fixed to the armature shaft provided in said rotor, a second brush,
The first brush is supported by a first brush holder fixed at a predetermined position;
The second brush is supported by a second brush holder in which a boss portion is directly fitted to the outer circumference of the armature shaft of the rotor so as to freely rotate.
When the rotor Ru is rotated in the first rotational direction, caused by the sliding of the contact portion of the armature shaft and the boss portion of the second brush holder, and press-contact portion of the commutator and the second brush The second brush holder is rotated to the first brush position for low speed driving by both frictional forces ,
And when the rotor Ru is rotated in the second rotational direction, the second brush holder is rotated to a second brush position for high-speed driving by the two frictional forces,
The second brush holder has a reel-shaped pigtail accommodating portion for absorbing expansion and contraction of the pigtail by winding a pigtail connected to the second brush as the second brush holder rotates. Formed,
The motor drive circuit selectively switches between a current for rotating the rotor in the first rotation direction and a current for rotating the rotor in the second rotation direction, and supplies the current to the first and second brushes. A wiper motor drive device comprising switching means.
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KR101523189B1 (en) * 2011-03-08 2015-05-28 주식회사 모아텍 Step Actuator
KR101261929B1 (en) * 2011-11-11 2013-05-08 현대자동차주식회사 Wiper motor control system for vehicle
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