JP4981420B2 - Electric motor with reduction mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、アマチュアシャフトを備えたモータ本体とアマチュアシャフトの回転を減速して出力軸から出力する減速機構とを備えた減速機構付き電動モータに関する。 The present invention relates to an electric motor with a speed reduction mechanism that includes a motor body having an armature shaft and a speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the armature shaft and outputs it from an output shaft.
自動車等の車両に設けられるワイパ装置やパワーウインド装置、サンルーフ装置等の駆動源としては、車両に搭載されるバッテリ等の電源により作動する電動モータが多く用いられている。これらの装置に電動モータを適応させるためには、モータの回転を所要の回転数にまで減速する必要がある。そのため、このような電動モータは、モータ本体に減速機構が取り付けられて、減速機構付き電動モータとして1つのユニットとされている。 As a drive source for a wiper device, a power window device, a sunroof device or the like provided in a vehicle such as an automobile, an electric motor that is operated by a power source such as a battery mounted on the vehicle is often used. In order to adapt the electric motor to these devices, it is necessary to reduce the rotation of the motor to a required number of rotations. Therefore, such an electric motor has a speed reduction mechanism attached to the motor body, and is made into one unit as an electric motor with a speed reduction mechanism.
このような減速機構付き電動モータの一種であるワイパモータでは、フロントガラスに付着する雨滴量の変化に応じて、その作動速度を低速と高速とに切り替える必要がある。そのため、ワイパモータとしては、その作動速度が切替え可能な2極3ブラシ式のブラシ付き直流モータが多く用いられている。2極3ブラシ式のモータでは、モータヨークの内面には一対のマグネットが固定され、アマチュアコアのスロットにはアマチュアコイル(電機子巻線)が重ね巻により装着され、コミュテータ(整流子)に摺接するブラシとしては、共通ブラシ(コモンブラシ)と低速運転用ブラシに加えて高速運転用ブラシが設けられている。運転者のスイッチ操作により低速運転が選択されると、共通ブラシと低速運転用ブラシとを介してアマチュアコイルに駆動電流が供給され、これによりワイパモータは低速で運転される。これに対して、運転者により高速運転が選択されると、共通ブラシと高速運転用ブラシとを介してアマチュアコイルに駆動電流が給電され、これによりワイパモータを高速で運転することができる。 In a wiper motor which is a kind of such an electric motor with a speed reduction mechanism, it is necessary to switch its operating speed between a low speed and a high speed in accordance with a change in the amount of raindrops adhering to the windshield. For this reason, as the wiper motor, a two-pole three-brush brush DC motor whose operation speed can be switched is often used. In a 2-pole 3-brush motor, a pair of magnets are fixed to the inner surface of the motor yoke, and an armature coil (armature winding) is attached to the slot of the armature core by lap winding, and is slid onto the commutator (commutator). As a brush to be in contact, a brush for high speed operation is provided in addition to a common brush (common brush) and a brush for low speed operation. When the low speed operation is selected by the driver's switch operation, a drive current is supplied to the amateur coil through the common brush and the low speed operation brush, and the wiper motor is operated at a low speed. On the other hand, when high-speed operation is selected by the driver, driving current is supplied to the amateur coil via the common brush and the high-speed operation brush, so that the wiper motor can be operated at high speed.
一方、モータ極数を4以上の偶数極に多極化することにより、モータを小型・高トルク化するようにした技術が知られている。しかしながら、4極以上の極数を有するモータでは、重ね巻された各アマチュアコイルに所定の方向で駆動電流を供給するためには、一対の正極ブラシと一対の負極ブラシの合計4つのブラシをコミュテータに摺接させる必要があり、多数のブラシが必要になるとともにブラシ周りの構造が複雑となるという問題点があった。 On the other hand, a technique is known in which the motor is reduced in size and torque by increasing the number of motor poles to even poles of 4 or more. However, in a motor having four or more poles, in order to supply a driving current in a predetermined direction to each of the overwrapped armature coils, a total of four brushes including a pair of positive brushes and a pair of negative brushes are commutators. There is a problem that a large number of brushes are required and the structure around the brushes is complicated.
そこで、例えば特許文献1に示されるモータでは、アマチュアコアのスロットにアマチュアコイルを波巻きにより装着して、ブラシ数を低減するようにしている。つまり、アマチュアコイルを波巻きによりアマチュアコアに装着した場合では、モータ極数を4極以上の偶数としても、各アマチュアコイルの接続点における起電力の方向が変わる点は2箇所しか生じないので、一対のブラシにより各アマチュアコイルに所定の方向の駆動電流を供給して、モータを駆動することができる。
しかしながら、特許文献1に示される技術では、多極化されたモータを一対のブラシで駆動することはできるが、その回転速度を切り替えることができないという問題点があった。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that a multipolar motor can be driven by a pair of brushes, but the rotation speed cannot be switched.
本発明の目的は、多極化されて回転速度の切り替えが可能な減速機構付き電動モータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electric motor with a speed reduction mechanism that is multipolar and can be switched in rotation speed.
本発明の減速機構付き電動モータは、アマチュアシャフトを備えたモータ本体と、前記アマチュアシャフトの回転を減速して出力軸から出力する減速機構とを備えた減速機構付き電動モータであって、前記モータ本体に設けられ、前記アマチュアシャフトを回転自在に支持するモータヨークと、回転方向に並ぶ4以上の偶数個の磁極を備え、前記モータヨークの内面に固定される界磁部と、回転方向に並ぶ複数のスロットを備え、前記アマチュアシャフトに固定されるアマチュアコアと、回転方向に並ぶ複数のセグメント片を備え、前記アマチュアシャフトに固定されるコミュテータと、それぞれ前記スロットに波巻きにより装着され、両端が対応する前記セグメント片に接続される複数のアマチュアコイルと、前記セグメント片に摺接し、前記アマチュアコイルに駆動電流を供給する共通ブラシと、前記共通ブラシに対して前記アマチュアシャフトの回転方向で所定角度ずれて配置されて前記セグメント片に摺接し、前記共通ブラシと対となって前記アマチュアコイルに駆動電流を供給する低速運転用ブラシと、前記低速運転用ブラシと電気的な位相が一致しないように、前記低速運転用ブラシに対して前記アマチュアシャフトの回転方向に所定角度ずれて前記セグメント片に摺接し、前記共通ブラシと対となって前記アマチュアコイルに駆動電流を供給する高速運転用ブラシとを有し、前記高速運転用ブラシは、前記アマチュアシャフトの回転方向で、前記共通ブラシと前記低速運転用ブラシとの間の広角側の範囲に配置され、前記低速運転用ブラシと前記高速運転用ブラシのいずれか一方に通電することにより作動速度を切替え可能であることを特徴とする。
An electric motor with a speed reduction mechanism according to the present invention is an electric motor with a speed reduction mechanism including a motor body having an armature shaft, and a speed reduction mechanism for decelerating the rotation of the armature shaft and outputting it from an output shaft. A motor yoke that is provided on the main body and rotatably supports the armature shaft, and has an even number of four or more magnetic poles arranged in the rotation direction, and is arranged in the rotation direction with a field portion fixed to the inner surface of the motor yoke. An armature core provided with a plurality of slots, fixed to the amateur shaft, a plurality of segment pieces arranged in the rotational direction, and a commutator fixed to the amateur shaft, each mounted on the slot by wave winding, a plurality of armature coils are connected to the corresponding said segment piece, in sliding contact with the segments piece, Serial common brush supplies a driving current to the armature coil, sliding contact with the segments piece is disposed a predetermined angular displacement in the direction of rotation of the armature shaft relative to the common brush, the become the common brush and the pair amateur The segment which is shifted by a predetermined angle in the rotation direction of the armature shaft with respect to the low speed driving brush so that the electric phase does not coincide with the low speed driving brush for supplying a driving current to the coil and the low speed driving brush A high-speed operation brush that is in sliding contact with the piece and supplies a drive current to the armature coil as a pair with the common brush, and the high-speed operation brush is arranged in the rotational direction of the armature shaft, disposed in a range of wide-angle side between the low-speed operation brush, and the low-speed operation brush of the high-speed driving brush Characterized in that by energizing the displacement or the other is switchable operating speed.
本発明の減速機構付き電動モータは、前記界磁部に4つの磁極を設け、前記共通ブラシに対して前記アマチュアシャフトの回転方向に90度ずらして前記低速運転用ブラシを配置することを特徴とする。
With reduction gear mechanism an electric motor of the present invention, the field magnet part in providing four magnetic poles, and Turkey to place the low-speed operation brush rotation direction 90 degrees staggered in the armature shaft relative to the common brush Features.
本発明の減速機構付き電動モータは、車両に設けられるワイパ装置の駆動源として用いられることを特徴とする。 The electric motor with a speed reduction mechanism of the present invention is used as a drive source of a wiper device provided in a vehicle.
本発明によれば、モータヨークの内面に固定される界磁部に4以上の偶数個の磁極を設け、アマチュアコイルをアマチュアコアのスロットに波巻きにより装着するとともに、共通ブラシと対となってアマチュアコイルに駆動電流を供給する低速運転用ブラシに加えて、低速運転用ブラシに対してアマチュアシャフトの回転方向に所定角度ずらして高速運転用ブラシを設けるようにしたので、界磁部を4極以上に多極化しても、この減速機構付き電動モータの作動速度の切替えを3つのブラシで可能にすることができる。また、界磁部を4極以上に多極化しても、3つのブラシによりこの減速機構付き電動モータの作動速度の切替えを行うことができるので、ブラシ数を低減するとともにブラシ周りの構造を簡素化して、この減速機構付き電動モータのコストを低減することができる。また、共通ブラシと低速運転用ブラシとの間の広角側の範囲に高速運転用ブラシを配置するようにしたので、高速運転用ブラシの配置スペースを大きく確保して、各ブラシのレイアウト性を向上させることができる。
According to the present invention, an even number of magnetic poles of 4 or more are provided on the magnetic field portion fixed to the inner surface of the motor yoke, and the armature coil is attached to the slot of the armature core by wave winding and is paired with the common brush. In addition to the low-speed driving brush that supplies driving current to the amateur coil, the high-speed driving brush is provided with a predetermined angle shift in the rotation direction of the armature shaft with respect to the low-speed driving brush. Even if the number of poles is increased as described above, it is possible to switch the operating speed of the electric motor with the speed reduction mechanism with three brushes. Also, even if the field part is multipolarized to 4 poles or more, the operating speed of the electric motor with a speed reduction mechanism can be switched by three brushes, so the number of brushes is reduced and the structure around the brushes is simplified. Thus, the cost of the electric motor with the speed reduction mechanism can be reduced. In addition, since the high-speed operation brush is arranged in the wide-angle range between the common brush and the low-speed operation brush, a large space for arranging the high-speed operation brush is secured and the layout of each brush is improved. Can be made.
また、本発明によれば、界磁部に4つの磁極を設け、共通ブラシに対してアマチュアシャフトの回転方向に90度ずらして低速運転用ブラシを配置するとともに、共通ブラシと低速運転用ブラシとの間の広角側の範囲に高速運転用ブラシを配置するようにしたので、高速運転用ブラシの配置スペースを大きく確保して、各ブラシのレイアウト性を向上させることができる。 Further, according to the present invention, four magnetic poles are provided in the field magnet portion, and the low speed operation brush is arranged 90 degrees away from the common brush in the rotation direction of the armature shaft, and the common brush, the low speed operation brush, Since the high-speed operation brush is arranged in the wide-angle range between the two, it is possible to secure a large arrangement space for the high-speed operation brush and improve the layout of each brush.
さらに、本発明の減速機構付き電動モータをワイパ装置の駆動源として用いるようにすると、当該ワイパ装置のコストを低減することができる。 Furthermore, when the electric motor with a speed reduction mechanism of the present invention is used as a drive source for the wiper device, the cost of the wiper device can be reduced.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態であるワイパモータを備えたワイパ装置の概略を示す正面図であり、図1に示す車両11には、フロントガラス(ウインドシールドガラス)12に付着した雨水や埃等を払拭して運転者の視界を確保するために、ワイパ装置13が設けられている。このワイパ装置13は所謂タンデム型となっており、車体14に回転自在に支持される2つのワイパ軸15a,15bにはそれぞれワイパアーム16a,16bが取り付けられ、各ワイパアーム16a,16bの先端部にはそれぞれワイパブレード17a,17bが取り付けられている。ワイパアーム16a,16bの基端部には図示しないスプリングが装着されており、ワイパブレード17a,17bはこのスプリングのばね力によりフロントガラス12に押し付けられている。
FIG. 1 is a front view schematically showing a wiper apparatus having a wiper motor according to an embodiment of the present invention. The
ワイパ装置13には、その駆動源として減速機構付き電動モータとしてのワイパモータ18が設けられている。このワイパモータ18は車体14に固定されており、その出力軸18aはリンク機構19を介してワイパ軸15a,15bに連結されている。ワイパモータ18が作動すると、リンク機構19を介してワイパアーム16a,16bがワイパモータ18により駆動され、これにより、ワイパブレード17a,17bが上反転位置と下反転位置との間の払拭範囲を揺動運動して、フロントガラス12に付着した雨水や埃等が払拭される。
The wiper device 13 is provided with a
図2は図1に示すワイパモータの内部構造を示す断面図であり、図3は図2におけるA−A線に沿う断面図であり、図4は図2に示すアマチュアコイルの巻線図である。 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the wiper motor shown in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a winding diagram of the amateur coil shown in FIG. .
図2に示すように、ワイパモータ18はアマチュアシャフト21を備えたモータ本体22と減速機構23を備えた減速機24とを有しており、モータ本体22つまりアマチュアシャフト21の回転は減速機構23により所定の回転数にまで減速して出力軸18aから出力されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
図2、図3に示すように、モータ本体22は鋼材により底付き円筒形状に形成されたモータヨーク(継鉄)25を備えており、このモータヨーク25の内面には4つのマグネット26a〜26dが固定されている。これらのマグネット26a〜26dは、それぞれ断面円弧状に形成され、その磁極がモータヨーク25の内外に向くように着磁されており、モータヨーク25の内側に向けてN極とS極とが回転方向に交互に並ぶように回転方向(周方向)に並べて配置されている。つまり、モータヨーク25の内面には、これらのマグネット26a〜26dにより、回転方向に並ぶ4つの磁極を備えた界磁部27が構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
モータヨーク25の底部には軸受28が設けられ、アマチュアシャフト21はこの軸受28を介してモータヨーク25に回転自在に支持されている。また、アマチュアシャフト21にはモータヨーク25の内部に位置するようにアマチュアコア31が固定されており、このアマチュアコア31の外周面は微小隙間(エアギャップ)を介して各マグネット26a〜26dと対向している。
A
アマチュアコア31は回転方向に並ぶ17のスロット31a〜31qを備えており、図4に示すように、これらのスロット31a〜31qには、それぞれ3つのスロットを跨いだ波巻きによりアマチュアコイル32a〜32qが装着されている。
The
図2に示すように、アマチュアシャフト21にはアマチュアコア31に隣接してコミュテータ(整流子)33が固定されている。このコミュテータ33は互いに絶縁された状態で回転方向に並べて配置される17個のセグメント片(整流子片)33a〜33qを備えており、各アマチュアコイル32a〜32qの両端はそれぞれ対応するセグメント片33a〜33qに電気的に接続されている。例えば、アマチュアコイル32eは、図4中に太線で示すように、その一端がセグメント片33eに接続され、スロット31gとスロット31kに通され、その他端はセグメント片33nに接続される。このとき、アマチュアコイル32eをスロット31gとスロット31kとに複数回巻き付けるようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, a commutator (commutator) 33 is fixed to the
図2、図3に示すように、このワイパモータ18には、各アマチュアコイル32a〜32qに所定のタイミングで駆動電流を供給するために、共通ブラシ41と低速運転用ブラシ42が設けられている。図3に示すように、これらのブラシ41,42はそれぞれモータヨーク25の内部に装着されるブラシホルダ43に保持されるとともにスプリング44によりコミュテータ33つまりセグメント片33a〜33qに向けて付勢されて、それぞれセグメント片33a〜33qの外周面に摺接している。また、図3、図4に示すように、低速運転用ブラシ42は共通ブラシ41に対してアマチュアシャフト21の軸心を中心として当該アマチュアシャフト21の回転方向に90度ずれて配置されている。共通ブラシ41は正極(プラス極)、低速運転用ブラシ42は負極(マイナス極)となっており、共通ブラシ41と低速運転用ブラシ42とを対としてアマチュアコイル32a〜32qに駆動電流が供給されると、ワイパモータ18は低速運転するようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、このワイパモータ18には、ワイパモータ18の作動速度を切替え可能とするために、図3、図4に示すように、高速運転用ブラシ45が設けられている。高速運転用ブラシ45はモータヨーク25の内部に装着されるブラシホルダ43に保持されるとともにスプリング44によりセグメント片33a〜33qに向けて付勢されて当該セグメント片33a〜33qの外周面に摺接している。また、高速運転用ブラシ45は低速運転用ブラシ42に対してアマチュアシャフト21の軸心を中心として当該アマチュアシャフト21の回転方向に所定角度αずれて配置されており、つまり、高速運転用ブラシ45は共通ブラシ41と低速運転用ブラシ42との間の広角側の範囲に配置されている。このとき、高速運転用ブラシ45は、低速運転用ブラシ42と電気的な位相が一致しないように、共通ブラシ41に対してアマチュアシャフト21の回転方向に90度、180度、270度、360度となる位置を避けて配置される。高速運転用ブラシ45の極性は負極(マイナス極)となっており、共通ブラシ41と高速運転用ブラシ45とを対としてアマチュアコイル32a〜32qに駆動電流が供給されると、ワイパモータ18は高速運転するようになっている。なお、高速運転とはアマチュアシャフト21の回転数が低速運転時におけるアマチュアシャフト21の回転数よりも高くなる運転状態のことである。
The
このように、このワイパモータ18では、アマチュアコイル32a〜32qを波巻きによりアマチュアコア31のスロット31a〜31qに装着するようにしたので、モータヨーク25の内面に固定される界磁部を4極としても、共通ブラシ41と低速運転用ブラシ42または共通ブラシ41と高速運転用ブラシ45の一対のブラシによりアマチュアコイル32a〜32qに駆動電流を供給してモータ本体22を作動させることができる。また、共通ブラシ41と対となる低速運転用ブラシ42または高速運転用ブラシ45のいずれか一方に通電することにより、このワイパモータ18の作動速度を低速運転と高速運転の2段階に切り替えることができる。
Thus, in this
一方、減速機24は、図2に示すように、モータヨーク25に固定されるギヤケース51を有しており、減速機構23はこのギヤケース51の内部に収容されている。モータ本体22のアマチュアシャフト21はギヤケース51の内部に突出し、このアマチュアシャフト21のギヤケース51の内部に突出する部分の外周面にはウォーム52が一体的に形成されている。また、ギヤケース51にはウォームホイール53が回転自在に収容されており、ウォーム52はウォームホイール53に噛み合わされ、ウォーム52とウォームホイール53とにより減速機構23が構成されている。ウォームホイール53の中心軸には出力軸18aが固定されており、これにより、アマチュアシャフト21の回転は減速機構23により所定の回転数にまで減速して出力軸18aから出力される。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
また、ギヤケース51の内部には、モータ本体22の作動を制御するために、制御基板54が収容されている。この制御基板54は配線により図示しないワイパスイッチや車載されたバッテリ(電源)等に接続されており、運転者等によりワイパスイッチが操作されると、このワイパスイッチの操作に応じて共通ブラシ41と低速運転用ブラシ42または共通ブラシ41と高速運転用ブラシ45のいずれか一組のブラシに選択的に制御基板54から駆動電流が供給され、これによりワイパモータ18が作動するようになっている。また、制御基板54にはアマチュアシャフト21に固定される回転検出用マグネット55に対向するホールセンサ(不図示)が設けられており、制御基板54はホールセンサにより検出されるアマチュアシャフト21の回転数に基づいてワイパモータ18の作動制御を行うようになっている。
A
次に、このワイパモータ18の動作について説明する。
Next, the operation of the
運転者等によりワイパスイッチが低速運転側に操作されると、制御基板54からプラス極である共通ブラシ41とマイナス極である低速運転用ブラシ42とを介してアマチュアコイル32a〜32qに駆動電流が供給される。これらのブラシ41,42に駆動電流が供給されると、コミュテータ33を介してアマチュアコイル32a〜32qにモータヨーク25に設けられた4極の磁極に対応する駆動電流が供給され、ワイパモータ18は低速で作動する。ワイパモータ18が低速で作動すると、その回転は減速機構23により所定の回転数にまで減速されて出力軸18aから出力され、各ワイパアーム16a,16bは低速で揺動する。
When the wiper switch is operated to the low speed driving side by a driver or the like, a driving current is supplied to the
一方、運転者等によりワイパスイッチが高速運転側に操作されると、制御基板54からプラス極である共通ブラシ41とマイナス極である高速運転用ブラシ45とを介してアマチュアコイル32a〜32qに駆動電流が供給される。つまり、高速運転時には、共通ブラシ41と高速運転用ブラシ45とが対となってアマチュアコイル32a〜32qに駆動電流が供給される。このとき、高速運転用ブラシ45は低速運転用ブラシ42に対してアマチュアシャフト21の回転方向にずれて配置されているので、低速運転時よりもブラシ41,45間のアマチュアコイル32a〜32qの導体数が減少し、ワイパモータ18のアマチュアシャフト21は低速運転時よりも高速で回転することになる。そして、ワイパモータ18が高速で回転すると、その回転は減速機構23により所定の回転数にまで減速されて出力軸18aから出力され、各ワイパアーム16a,16bは低速運転時よりも高速で揺動運動することになる。
On the other hand, when the wiper switch is operated to the high-speed driving side by a driver or the like, it is driven from the
このように、このワイパモータ18では、アマチュアコア31のスロット31a〜31qにアマチュアコイル32a〜32qを波巻きにより装着するとともに、共通ブラシ41と低速運転用ブラシ42と高速運転用ブラシ45の3つのブラシをコミュテータ33に摺接させるようにしたので、モータヨーク25の内面に固定される界磁部27に4極の磁極を設けるようにしても、共通ブラシ41と低速運転用ブラシ42または共通ブラシ41と高速運転用ブラシ45のいずれか一対のブラシを介してアマチュアコイル32a〜32qに駆動電流を供給してワイパモータ18の作動速度の切替えを可能にすることができる。また、界磁部27が4極のワイパモータ18であっても、3つのブラシ41,42,45でその回転速度を切り替えることができるので、ブラシ数を低減するとともにブラシ周りの構造を簡素化して、このワイパモータ18のコストを低減することができる。さらに、このワイパモータ18では、4極の界磁部27に合わせてブラシを4つ設ける必要がなく、3つのブラシ41,42,45のみが設けられるので、高速運転用ブラシ45の配置スペースが増加してそのレイアウト性が高められる。
As described above, in the
さらに、このワイパモータ18では、界磁部27に4つの磁極を設け、共通ブラシ41に対して回転方向に90度ずらして低速運転用ブラシ42を配置するとともに、共通ブラシ41と低速運転用ブラシ42との間の広角側の範囲に高速運転用ブラシ45を配置するようにしたので、高速運転用ブラシ45の配置スペースを大きく確保して、そのレイアウト性をさらに高めることができる。
Further, in the
さらに、このワイパモータ18をワイパ装置13の駆動源として用いるようにしたので、当該ワイパ装置13のコストをも低減することができる。
Furthermore, since the
図5(a)〜(c)はそれぞれ図3に示す高速運転用ブラシの配置の変形例を示す説明図である。 FIGS. 5A to 5C are explanatory views showing modifications of the arrangement of the brushes for high speed operation shown in FIG.
図3に示す場合では、高速運転用ブラシ45は共通ブラシ41と低速運転用ブラシ42との間の広角側の範囲に配置されているが、これに限らず、例えば図5(a)に示すように、高速運転用ブラシ45を、図3に示す高速運転用ブラシの位置(図中に破線で示す)に対してアマチュアシャフト21の軸心を中心とした点対称な位置であって、共通ブラシ41と低速運転用ブラシ42との間の狭角側の範囲に配置するようにしてもよい。
In the case shown in FIG. 3, the high-
また、図5(b)に示すように、高速運転用ブラシ45を、図3に示す高速運転用ブラシ45の位置(図中に破線で示す)に対して低速運転用ブラシ42とアマチュアシャフト21の軸心とを通る線分a1に対して線対称な位置に配置するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 5B, the high-
さらに、図5(c)に示すように、高速運転用ブラシ45を、図3に示す高速運転用ブラシ45の位置(図中に破線で示す)に対して共通ブラシ41とアマチュアシャフト21の軸心とを通る線分a2に対して線対称な位置に配置するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 5 (c), the
このように、このワイパモータ18では、界磁部27を4極に設定しても、一対のブラシによりモータ本体22を作動させることができるので、高速運転用ブラシ45の配置を図3あるいは図5(a)〜(c)に示す各位置に設定するなど、各ブラシ41,42,45のレイアウト性を高めることができる。
As described above, in the
なお、図5においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。 In FIG. 5, members corresponding to the members described above are denoted by the same reference numerals.
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いうまでもない。例えば、本実施の形態においては、界磁部27に設けられる磁極の数つまりモータ極数は4極とされているが、これに限らず、例えば、6極、8極など、界磁部27に4以上の偶数個の磁極を設けるようにしてもよい。この場合、低速運転用ブラシ42は共通ブラシ41に対して回転方向に、6極の場合は60度、8極の場合は45度ずれて配置される。
It goes without saying that 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. For example, in the present embodiment, the number of magnetic poles provided in the
また、本実施の形態においては、ワイパモータ18は、低速運転と高速運転の2段階に作動速度が切り替えられるようになっているが、これに限らず、低速運転用ブラシ42と高速運転用ブラシ45に加えてさらに負極側のブラシを追加することにより、3段以上の作動速度に切替え可能としてもよい。
In this embodiment, the
さらに、本実施の形態においては、ワイパ装置13の駆動源であるワイパモータ18に本発明を適用しているが、これに限らず、他の用途に用いられる減速機構付き電動モータに本発明を適用するようにしてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the present invention is applied to the
11 車両
12 フロントガラス
13 ワイパ装置
14 車体
15a,15b ワイパ軸
16a,16b ワイパアーム
17a,17b ワイパブレード
18 ワイパモータ(減速機構付き電動モータ)
18a 出力軸
19 リンク機構
21 アマチュアシャフト
22 モータ本体
23 減速機構
24 減速機
25 モータヨーク
26a〜26d マグネット
27 界磁部
28 軸受
31 アマチュアコア
31a〜31q スロット
32a〜32q アマチュアコイル
33 コミュテータ
33a〜33q セグメント片
41 共通ブラシ
42 低速運転用ブラシ
43 ブラシホルダ
44 スプリング
45 高速運転用ブラシ
51 ギヤケース
52 ウォーム
53 ウォームホイール
54 制御基板
55 回転検出用マグネット
α 所定角度
a1,a2 線分
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記モータ本体に設けられ、前記アマチュアシャフトを回転自在に支持するモータヨークと、
回転方向に並ぶ4以上の偶数個の磁極を備え、前記モータヨークの内面に固定される界磁部と、
回転方向に並ぶ複数のスロットを備え、前記アマチュアシャフトに固定されるアマチュアコアと、
回転方向に並ぶ複数のセグメント片を備え、前記アマチュアシャフトに固定されるコミュテータと、
それぞれ前記スロットに波巻きにより装着され、両端が対応する前記セグメント片に接続される複数のアマチュアコイルと、
前記セグメント片に摺接し、前記アマチュアコイルに駆動電流を供給する共通ブラシと、
前記共通ブラシに対して前記アマチュアシャフトの回転方向で所定角度ずれて配置されて前記セグメント片に摺接し、前記共通ブラシと対となって前記アマチュアコイルに駆動電流を供給する低速運転用ブラシと、
前記低速運転用ブラシと電気的な位相が一致しないように、前記低速運転用ブラシに対して前記アマチュアシャフトの回転方向に所定角度ずれて前記セグメント片に摺接し、前記共通ブラシと対となって前記アマチュアコイルに駆動電流を供給する高速運転用ブラシとを有し、
前記高速運転用ブラシは、前記アマチュアシャフトの回転方向で、前記共通ブラシと前記低速運転用ブラシとの間の広角側の範囲に配置され、
前記低速運転用ブラシと前記高速運転用ブラシのいずれか一方に通電することにより作動速度を切替え可能であることを特徴とする減速機構付き電動モータ。 An electric motor with a speed reduction mechanism including a motor body including an amateur shaft and a speed reduction mechanism that decelerates rotation of the amateur shaft and outputs from the output shaft,
A motor yoke provided in the motor body and rotatably supporting the armature shaft;
A field portion that includes an even number of four or more magnetic poles arranged in the rotational direction, and is fixed to the inner surface of the motor yoke;
An amateur core comprising a plurality of slots arranged in a rotational direction and fixed to the amateur shaft;
A commutator comprising a plurality of segment pieces arranged in the rotational direction and fixed to the amateur shaft;
A plurality of armature coils each attached to the slot by wave winding and connected at both ends to the corresponding segment pieces;
A common brush that slidably contacts the segment piece and supplies a drive current to the amateur coil;
Said are arranged offset a predetermined angle in the rotational direction of the armature shaft in sliding contact with the segments piece, low-speed operation brush supplies a driving current to the armature coil becomes the common brush and the pair relative to the common brush,
The segment piece is slidably contacted with the segment brush by a predetermined angle in the rotation direction of the armature shaft with respect to the low-speed operation brush so that the electric phase does not coincide with the low-speed operation brush, and is paired with the common brush. A brush for high-speed operation for supplying a driving current to the amateur coil;
The high-speed driving brush is arranged in a wide-angle range between the common brush and the low-speed driving brush in the rotation direction of the amateur shaft,
An electric motor with a speed reduction mechanism, wherein the operating speed can be switched by energizing one of the brush for low speed operation and the brush for high speed operation.
The electric motor with a speed reduction mechanism according to claim 1 or 2, wherein the electric motor with a speed reduction mechanism is used as a drive source of a wiper device provided in a vehicle.
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