JP5006537B2 - Wiper motor - Google Patents
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Description
本発明は、車両のウインドシールドを払拭するワイパ装置に用いられるワイパモータに関する。 The present invention relates to a wiper motor used in a wiper device for wiping a windshield of a vehicle.
自動車等の車両には、フロントガラス(ウインドシールド)に付着した雨滴等を払拭するためにワイパ装置が設けられている。ワイパ装置は車体に揺動自在に支持されるワイパアームとワイパアームを駆動するワイパモータとを有しており、ワイパアームの先端にはワイパブレードが取り付けられ、ワイパモータが作動するとワイパブレードがガラス面上を揺動してガラス面を払拭するようになっている。 A vehicle such as an automobile is provided with a wiper device for wiping raindrops and the like adhering to a windshield (windshield). The wiper device has a wiper arm that is swingably supported by the vehicle body, and a wiper motor that drives the wiper arm. A wiper blade is attached to the tip of the wiper arm, and when the wiper motor is activated, the wiper blade swings on the glass surface. Then the glass surface is wiped away.
このようなワイパ装置では、フロントガラスに付着する雨滴量の変化に応じてワイパ装置を低速運転と高速運転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装着され、アマチュアコアには重ね巻により巻線が装着されており、整流子には共通ブラシ(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摺接するようになっている。運転者のスイッチ操作によって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巻線に駆動電流が供給され、これによりワイパモータは低速運転する。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巻線に駆動電流が給電され、これによりワイパモータは高速運転するようになっている。 In such a wiper device, it is necessary to switch the wiper device between a low speed operation and a high speed operation 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 mounted on the inner surface of the motor yoke, and the windings are mounted on the armature core by lap winding. The commutator has a common brush and a low-speed operation. In addition to the brush for high speed operation, the brush for high speed operation comes into sliding contact. When the low-speed operation is selected by the driver's switch operation, a driving current is supplied to the windings via the common brush and the low-speed operation brush, whereby the wiper motor operates at a low speed. On the other hand, when high speed operation is selected by the driver, a driving current is supplied to the windings via the common brush and the high speed operation brush, so that the wiper motor operates at high speed.
一方、モータ極数を4極以上に多極化することにより、モータを小型化するようにした技術が知られている。たとえば、特許文献1には、モータヨークの内面に4つのマグネットを回転方向に並べて装着することによりモータ極数を4極としたブラシ付き直流モータが記載されている。この場合、整流子には互いに回転方向に90度ずれて配置される一対のブラシが摺接し、整流子を構成する各整流子片は同電位となるべき他の整流子片に均圧線により接続されており、一対のブラシにより4極に対応した回路で巻線を構成して、4極のモータを作動させるようになっている。
しかしながら、特許文献1に示される4極のモータでは、モータ極数を多極化することによりモータを小型化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 four-pole motor disclosed in Patent Document 1 has a problem that the motor speed can be reduced by increasing the number of motor poles, but the rotation speed cannot be switched.
本発明の目的は、多極化されても回転速度の切り替えが可能なワイパモータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a wiper motor capable of switching the rotation speed even when the number of poles is increased.
本発明のワイパモータは、車両のウインドシールドを払拭するワイパ装置を駆動するワイパモータであって、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つの磁極を備え、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整流子片を備え、前記アマチュアシャフトに固定される整流子と、前記複数のスロットの各スロットから所定のスロットを空けて導線をそれぞれ重ね巻きして装着され、それぞれの前記整流子片に電気的に接続される巻線と、前記巻線と同一の導線により形成され、それぞれ互いに同電位となるべき前記整流子片同士を電気的に接続する接続線と、前記整流子片に摺接し、前記導線に駆動電流を供給するブラシとして、共通ブラシ、第1のブラシ、第2のブラシのみを有し、前記第1のブラシは、前記共通ブラシに対して周方向に90度ずれて配置され、前記共通ブラシと対となって前記導線に駆動電流を供給し、前記第2のブラシは、前記共通ブラシと前記第1のブラシとの間で周方向に形成される空間のうちの鈍角側の空間に配置され、前記共通ブラシと対となって前記導線に駆動電流を供給し、前記共通ブラシおよび前記第1のブラシ、または前記共通ブラシおよび前記第2のブラシのいずれか一方の対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。 A wiper motor according to the present invention is a wiper motor that drives a wiper device that wipes a windshield of a vehicle, and includes a motor yoke that rotatably supports an amateur shaft, and four magnetic poles arranged in a rotation direction, and the inner surface of the motor yoke A magnetic field section fixed to the armature shaft, a plurality of slots arranged in the rotation direction, an armature core fixed to the armature shaft, a plurality of commutator pieces arranged in the rotation direction, and a rectification fixed to the armature shaft A plurality of slots, windings electrically connected to the respective commutator pieces, with a predetermined slot from each of the plurality of slots, and electrically connected to each commutator piece; A connecting wire that is formed of a conductive wire and electrically connects the commutator pieces that should be at the same potential, and is in sliding contact with the commutator piece. As the brush supplies a drive current to the conductor, common brush, a first brush, only a second brush, the first brush is arranged offset by 90 degrees in the circumferential direction with respect to the common brush The second brush is obtuse in a space formed in the circumferential direction between the common brush and the first brush. Arranged in a space on the side, supplying a drive current to the conducting wire in pairs with the common brush, and either the common brush and the first brush or the common brush and the second brush The operating speed can be switched by energizing the switch.
本発明のワイパモータは、前記第1のブラシに対して周方向に鋭角にずれるとともに、前記共通ブラシに対して周方向に鈍角にずれた位置に前記第2のブラシを配置することを特徴とする。
The wiper motor according to the present invention is characterized in that the second brush is disposed at a position shifted from the first brush at an acute angle in the circumferential direction and shifted from the common brush at an obtuse angle in the circumferential direction. .
本発明のワイパモータは、前記第1のブラシに対して周方向に鈍角にずれるとともに、前記共通ブラシに対して周方向に鋭角にずれた位置に前記第2のブラシを配置することを特徴とする。
The wiper motor according to the present invention, together with shifts in the obtuse angle in the circumferential direction with respect to the first brush, characterized by arranging the second brush at a position displaced at an acute angle in the circumferential direction with respect to the common brush .
本発明のワイパモータは、前記第1のブラシと前記共通ブラシの両方に対して周方向に鈍角にずれた位置に前記第2のブラシを配置することを特徴とする。
The wiper motor according to the present invention is characterized in that the second brush is arranged at a position shifted in an obtuse angle in the circumferential direction with respect to both the first brush and the common brush.
本発明によれば、モータヨークの内面に装着される界磁部に4つの磁極を設け、アマチュアコアのスロットには、導線を重ね巻きして装着されて整流子片に電気的に接続される巻線を設け、互いに同電位となるべき整流子片同士を巻線と同一の導線よりなる接続線により電気的に接続するとともに、導線に駆動電流を供給するブラシとして、共通ブラシ、第1のブラシ、第2のブラシのみとし、第1のブラシを共通ブラシに対して周方向に90度ずれて配置し、共通ブラシと対となって導線に駆動電流を供給するようにし、第2のブラシを共通ブラシと第1のブラシとの間で周方向に形成される空間のうちの鈍角側の空間に配置し、共通ブラシと対となって導線に駆動電流を供給するようにしたので、4極に多極化されたワイパモータであってもこれを一対のブラシで作動させるとともに、その作動速度を切り替えることができる。また、第2のブラシが付加されることにより巻線に生じる起電力のアンバランスは接続線により回転方向にバランスされるので、第2のブラシに流れる循環電流を低減させて第1のブラシの摩耗を抑制することができる。さらに、巻線と接続線とを同一の導線により形成するので、接続線の形成を容易にすることができる。 According to the present invention, four magnetic poles are provided in the magnetic field portion that is attached to the inner surface of the motor yoke, and the conductor cores are attached to the slots of the amateur core by overlapping windings and electrically connected to the commutator piece. As a brush for providing a winding and electrically connecting the commutator pieces that should have the same potential to each other by a connection line made of the same conducting wire as the winding, and supplying a driving current to the conducting wire, a common brush, Only the brush and the second brush are used, and the first brush is arranged with a 90-degree offset in the circumferential direction with respect to the common brush, and the drive current is supplied to the conductor in pairs with the common brush. Is disposed in the obtuse angle side of the space formed in the circumferential direction between the common brush and the first brush, and the drive current is supplied to the conductive wire in a pair with the common brush. A wiper motor with multiple poles Together also to operate this in a pair of brushes, it is possible to switch the operating speed. Further, since the unbalance of the electromotive force generated in the winding due to the addition of the second brush is balanced in the rotation direction by the connection line, the circulating current flowing in the second brush is reduced to reduce the first brush. Wear can be suppressed. Furthermore, since the winding and the connection line are formed by the same conducting wire, the connection line can be easily formed.
また、本発明によれば、界磁部を4極に多極化しても、共通ブラシと第1のブラシの2つのブラシによりワイパモータを作動させることができるので、第2の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, the wiper motor can be operated by the two brushes of the common brush and the first brush even if the field portion is multipolarized to four poles, so the layout of the second brush is improved. Can be made.
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説明図であり、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)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が固定され、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。また、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、このスプリングのばね力により、ワイパブレード17a,17bはフロントガラス12に押し付けられている。
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a wiper device having a wiper motor according to an embodiment of the present invention. The vehicle 11 shown in FIG. 1 has rainwater, dust, etc. adhering to a windshield (windshield) 12. A
ワイパ装置13には、その駆動源としてワイパモータ18が設けられている。このワイパモータ18は出力軸18aを有し、この出力軸18aはリンク機構19を介してワイパ軸15a,15bに連結されており、ワイパモータ18が作動すると、ワイパアーム16a,16bが所定の角度範囲で揺動運動し、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12a,12b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ようになっている。
The
図2は図1に示すワイパモータの詳細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に示すワイパモータの回路図である。 2 is a sectional view showing details of the wiper motor shown in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a circuit diagram of the wiper motor shown in FIG.
図2、図3に示すように、このワイパモータ18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)21を有しており、このモータヨーク21の内面には4つのマグネット22が回転方向(周方向)に並べて装着されている。これらのマグネット22は断面円弧状の永久磁石となっており、モータヨーク21の内側にN極とS極とが回転方向に交互に並ぶように配置され、これらのマグネット22によりモータヨーク21の内面には4つの磁極を備えた界磁部が構成されるようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
モータヨーク21の内部にはアマチュア(電機子)23が設けられており、このアマチュアはアマチュアシャフト24を有し、アマチュアシャフト24は軸受25を介してモータヨーク21に回転自在に支持され、これによりアマチュア23はモータヨーク21の内部で回転自在となっている。なお、符号26はアマチュアシャフト24を軸方向に支持する支持球であり、この支持球26によって、アマチュアシャフト24の軸方向への移動が規制されている。
An
アマチュアシャフト24にはアマチュアコア27が固定されており、このアマチュアコア27はモータヨーク21の内部に位置し、微小隙間(エアギャップ)を介してマグネット22と対向している。アマチュアコア27には回転方向に並ぶ16のスロット27a〜27pが形成されており、これらのスロット27a〜27pには、図4に示すように、3つのスロットを跨ぐように導線を重ね巻することにより巻線28が装着されている。
An
また、アマチュアシャフト24には、アマチュアコア27に隣接して整流子(コンミテータ)31が固定されている。この整流子31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16個の整流子片31a〜31pを備えており、これらの整流子片31a〜31pにはそれぞれアマチュアコア27に巻装された巻線28が電気的に接続されている。
A
巻線28に駆動電流を供給するために、このワイパモータ18には共通ブラシ32と低速運転用ブラシ(第1のブラシ)33が設けられている。これらのブラシ32,33はそれぞれブラシホルダ34に支持されるとともにスプリング35により整流子31つまり整流子片31a〜31pに向けて付勢されており、それぞれ整流子片31a〜31pに摺接するようになっている。図3に示すように、低速運転用ブラシ33は共通ブラシ32に対して周方向に90度ずれた位置に配置され、共通ブラシ32は正極(プラス極)、低速運転用ブラシ33は負極(マイナス極)となっており、共通ブラシ32と低速運転用ブラシ33とを対として巻線28に駆動電流を供給することによりワイパモータ18を低速運転させることができるようになっている。
In order to supply a driving current to the winding 28, 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に示すように、低速運転用ブラシ33に対して周方向にずれて高速運転用ブラシ(第2のブラシ)36が設けられている。図示する場合では、高速運転用ブラシ36は、ブラシホルダ34に支持されるとともにスプリング35により付勢されて整流子片31a〜31pに摺接し、また、共通ブラシ32に対してアマチュアシャフト24の軸心を中心として周方向に鋭角にずれるとともに低速運転用ブラシ33に対しては周方向に鈍角にずれた位置に配置されており、その極性は負極(マイナス極)とされている。そして、共通ブラシ32と高速運転用ブラシ36とを対として巻線28に駆動電流を供給することにより、ワイパモータ18を高速運転させることができ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24の回転数が低速運転時におけるアマチュアシャフト24の回転数よりも高くなる運転状態のことである。
Further, the
このワイパモータ18では、モータヨーク21の内面に装着される界磁部は4極であるが、巻線28には共通ブラシ32と低速運転用ブラシ33あるいは高速運転用ブラシ36の一対のブラシから駆動電流を供給するようにしている。そのため、このワイパモータ18では、図4に示すように、巻線28を4極の磁極に対応した回路構成とするために、互いに同電位となるべき整流子片同士、つまり互いに回転方向に180度ずれて配置される整流子片同士を複数の接続線(接続部材)41a〜41hにより電気的に接続するようにしている。たとえば、整流子片31aと整流子片31iに接続線41aにより電気的に接続され、整流子片31bは整流子片31jに接続線41bにより電気的に接続され、これにより、2つのブラシ32,33から整流子片31a〜31pを介して駆動電流が供給されても、巻線28に対しては4極に対応した転流が行われ、このワイパモータ18を作動させることができる。また、共通ブラシ32と対となる低速運転用ブラシ33または高速運転用ブラシ36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2段階に切り替えることができる。
In this
図5はスロットへの巻線の装着手順を示す説明図であり、図6はスロットへの他の巻線の装着手順を示す説明図である。このワイパモータ18では、図5または図6に示す手順で各スロット27a〜27pに導線を重ね巻し、各整流子片31a〜31pに導線を接続することにより、巻線28と接続線41a〜41hとを同一の導線により形成するようにしている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a procedure for mounting a winding in the slot, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing a procedure for mounting another winding in the slot. In the
つまり、図5に示す方法では、互いに180度位相がずれた位置から2本の導線を同時に各スロット27a〜27pに重ね巻するダブルフライヤ方式を基本とし、各導線を所定の整流子片に接続し、そこから所定のスロットに導線を巻装した後、当該整流子片の隣の整流子片に導線を接続し、次いで当該整流子片から180度ずれた整流子片に導線を接続してから再度もとの整流子片に導線を接続する。以下、同様な手順を繰り返すことにより、スロットへの巻線28の装着と接続線41a〜41hの形成とが行われる。たとえば、導線を整流子片31cに接続し、ここからスロット27bとスロット27fとに導線を巻装した後に整流子片31dに導線を接続し、次いで、互いに同電位となるべき整流子片同士、つまり互いに回転方向に180度ずれて配置される整流子片31lに導線を接続した後、再度もとの整流子片31dに導線を接続し、以下同様にスロットへの導線の巻装と接続線の形成とを順次行う。
That is, the method shown in FIG. 5 is based on a double flyer system in which two conductors are simultaneously wound on each of the
一方、図6に示す方法では、図5に示す場合と同様にダブルフライヤ方式による重ね巻を基本とし、各導線を所定の整流子片に接続し、そこから所定のスロットに導線を巻装した後、当該整流子片の隣の整流子片に導線を接続し、次いで当該整流子片から回転方向に180度ずれた整流子片に導線を接続する。そして、その180度ずれた整流子片を基準として各スロットへ導線を巻装し、当該整流子片の隣の整流子片に導線を接続した後、もとの整流子片つまり当該整流子片から回転方向に180度ずれた整流子片に導線を接続し、以下、同様な手順を繰り返して、スロットへの巻線28の装着と接続線41a〜41hの形成とが行われる。たとえば、導線を整流子片31cに接続し、ここからスロット27bとスロット27fとに導線を巻装した後に整流子片31dに導線を接続し、次いで、互いに同電位となるべき整流子片同士、つまり互いに回転方向に180度ずれて配置される整流子片31lに導線を接続した後、スロット27kとスロット27oとに導線を巻装し、もとの整流子片つまり当該整流子片から回転方向に180度ずれた整流子片31lに再度導線を接続した後、整流子片31dに導線を接続し、以下同様にスロットへの巻装と接続線の形成とを順次行う。なお、ここではスロットおよび整流子片は16のもので説明しているが、モータの特性によって数は異なる。また、導線が巻装されるスロットの間隔は、モータの特性に応じて変えることが可能である。
On the other hand, in the method shown in FIG. 6, as in the case shown in FIG. 5, the lap winding by the double flyer method is basically used, and each conducting wire is connected to a predetermined commutator piece, and then the conducting wire is wound around a predetermined slot. Then, a conducting wire is connected to the commutator piece adjacent to the commutator piece, and then the conducting wire is connected to the commutator piece that is shifted from the commutator piece by 180 degrees in the rotation direction. And after winding the conducting wire around each slot with the commutator piece shifted by 180 degrees as a reference and connecting the conducting wire to the commutator piece adjacent to the commutator piece, the original commutator piece, that is, the commutator piece The conducting wire is connected to the commutator piece shifted by 180 degrees in the rotation direction, and thereafter the same procedure is repeated to mount the winding 28 in the slot and form the
このように、このワイパモータ18では、図5または図6に示す手順で各スロット27a〜27pに導線を重ね巻し、各整流子片31a〜31pに導線を接続することにより、巻線28と接続線41a〜41hとを同一の導線により形成するようにしたので、接続線41a〜41hの形成を容易にすることができる。また、各整流子片31a〜31pを互いに接続するための接続部材として、導線とは別の他の部材を用いる必要がないので、部品点数の増加を防止して、このワイパモータ18のコストを低減させることができる。
As described above, in the
モータヨーク21にはギヤケース51が固定されており、このギヤケース51にはアマチュアシャフト24の回転を減速する減速機構52が収容されている。アマチュアシャフト24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24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53が一体的に形成されており、このウォーム53はアマチュアシャフト24とともに回転するようになっている。また、ギヤケース51にはウォームホイール54が回転自在に収容されており、ウォーム53はウォームホイール54に噛み合わされ、ウォーム53とウォームホイール54とにより減速機構52が構成されている。ウォームホイール54の中心軸上には前述のリンク機構19が連結される出力軸18aが固定されており、これにより、アマチュアシャフト24の回転は減速機構52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。
A
また、ギヤケース51の内部には、ワイパモータ18の作動を制御する制御基板55が収容されている。この制御基板55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、この制御基板55から各ブラシ32,33,36に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55にはアマチュアシャフト24に固定される回転検出用マグネット56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55はホールセンサにより検出されるアマチュアシャフト24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。
In addition, a control board 55 that controls the operation of the
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55からプラス極である共通ブラシ32とマイナス極である低速運転用ブラシ33とを介して巻線28に駆動電流が供給される。このとき、低速運転用ブラシ33は共通ブラシ32に対して周方向に90度ずれて配置されているが、各整流子片31a〜31pは互いに180度ずれた位置の整流子片同士が接続線41a〜41hにより互いに電気的に接続されているので、一対のブラシ32,33により巻線28にモータヨーク21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を作動させることができる。これにより、低速運転時には、共通ブラシ32と低速運転用ブラシ33とが対となって巻線28に駆動電流が供給され、ワイパモータ18のアマチュアシャフト24は低速で回転する。アマチュアシャフト24が回転すると、その回転は減速機構52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、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 from the control board 55 to the winding 28 via 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55からプラス極である共通ブラシ32とマイナス極である高速運転用ブラシ36とを介して巻線28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32と高速運転用ブラシ36とが対となって巻線28に駆動電流が供給される。このとき、高速運転用ブラシ36は低速運転用ブラシ33に対して周方向にずれて配置されている、つまり進角を付けられているので、ワイパモータ18のアマチュアシャフト24は低速運転時よりも高速で回転する。そして、アマチュアシャフト24が回転すると、その回転は減速機構52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、ワイパアーム16a,16bは高速で揺動する。
On the other hand, when the wiper switch is operated to the high speed driving side by a driver or the like, a driving current is applied to the winding 28 from the control board 55 via the
このように、このワイパモータ18では、モータヨーク21の内面に装着される界磁部に4つの磁極を設け、アマチュアコア27のスロット27a〜27pには、導線を重ね巻きして装着されて整流子片31a〜31pに電気的に接続される巻線28を設け、互いに同電位となるべき整流子片同士を巻線28と同一の導線よりなる接続線41a〜41hにより電気的に接続するとともに、導線に駆動電流を供給するブラシとして、共通ブラシ32、低速運転用ブラシ33、高速運転用ブラシ36のみとし、低速運転用ブラシ33を共通ブラシ32に対して周方向に90度ずれて配置し、共通ブラシ32と対となって導線に駆動電流を供給するようにし、高速運転用ブラシ36を共通ブラシ32と低速運転用ブラシ33との間で周方向に形成される空間のうちの鈍角側の空間に配置し、共通ブラシ32と対となって導線に駆動電流を供給するようにしたので、4極のワイパモータ18であってもその回転速度を切り替えることができる。また、高速運転用ブラシ36が付加されることにより巻線28に生じる起電力のアンバランスは接続線41a〜41hにより回転方向にバランスされるので、高速運転用ブラシ36に流れる循環電流を低減させて低速運転用ブラシ33の摩耗を抑制することができる。つまり、作動速度を切り替えるための高速運転用ブラシ36を備えたワイパモータ18では、高速運転用ブラシ36に通電していない場合でも高速運転用ブラシ36が隣り合う整流子片同士を短絡することによりショートコイルが生じ、有効導体数が変化して各ブラシに循環電流が流れてブラシの摩耗が促進されるが、このワイパモータ18では180度ずれた整流子片同士が接続線41a〜41hにより接続されているので、循環電流を各接続線41a〜41hに流してブラシ32,33の耐久性を高めることができる。さらに、巻線28と接続線41a〜41hとを同一の導線により形成したので、接続線41a〜41hの形成を容易にすることができる。
As described above, in the
また、このワイパモータ18では、4極に多極化しても、共通ブラシ32と低速運転用ブラシ33の2つのブラシによりワイパモータ18を作動させることができるので、高速運転用ブラシ36のレイアウト性を向上させるとともに、コストを低減させることができる。つまり、4極の界磁部に合わせて4つのブラシを設ける必要がないので、その分、高速運転用ブラシ36を配置するスペースが増すことになり、これにより高速運転用ブラシ36のレイアウト性を高められることになる。
Further, in the
図7(a)〜(c)はそれぞれ図3に示す高速運転用ブラシの配置位置の変形例を示す説明図である。図3に示すワイパモータ18では、高速運転用ブラシ36は低速運転用ブラシ33に対してアマチュアシャフト24の軸心を中心として回転方向に鈍角にずれ、共通ブラシ32に対しては回転方向に鋭角にずれる位置に配置されているが、図7(a)に示すように、共通ブラシ32と低速運転用ブラシ33の両方に対して回転方向に鋭角にずれる位置、つまり図3に示す高速運転用ブラシ36の位置に対して共通ブラシ32とアマチュアシャフト24の軸心とを通る線分に対して対称な位置に配置するようにしてもよい。
FIGS. 7A to 7C are explanatory views showing modifications of the arrangement position of the brush for high speed operation shown in FIG. In the
また、図7(b)に示すように、共通ブラシ32と低速運転用ブラシ33の両方に対して回転方向に鈍角にずれる位置、つまり図3に示す高速運転用ブラシ36の位置に対して低速運転用ブラシ33とアマチュアシャフト24の軸心とを通る線分に対して対称な位置に高速運転用ブラシ36を配置するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 7 (b), the low speed relative to both the
さらに、図7(c)に示すように、共通ブラシ32に対して回転方向に鈍角にずれるとともに低速運転用ブラシ33に対して回転方向に鋭角にずれる位置、つまり図3に示す高速運転用ブラシ36の位置に対してアマチュアシャフト24の軸心を中心とした点対称な位置に高速運転用ブラシ36を配置するようにしてもよい。この場合、共通ブラシ32と低速運転用ブラシ33との回転方向は互いに逆方向になっている。
Further, as shown in FIG. 7C, the high-speed driving brush shown in FIG. 3 is located at an obtuse angle in the rotational direction with respect to the
このように、このワイパモータ18では、界磁部を4極に設定しても、一対のブラシによりモータを作動させることができるので、ブラシホルダ34への高速運転用ブラシ36の配置位置を図3あるいは図7に示す各位置に設定するなど、各ブラシ32,33,36のレイアウト性を高めることができる。
Thus, in the
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。たとえば、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段の作動速度に切り替え可能なものとされているが、これに限らず、3段以上の作動速度に切り替え可能としてもよい。
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
11 車両
12 フロントガラス(ウインドシールド)
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
18a 出力軸
19 リンク機構
21 モータヨーク
22 マグネット(界磁部)
23 アマチュア
24 アマチュアシャフト
25 軸受
26 支持球
27 アマチュアコア
27a〜27p スロット
28 巻線(導線)
31 整流子
31a〜31p 整流子片
32 共通ブラシ
33 低速運転用ブラシ(第1のブラシ)
34 ブラシホルダ
35 スプリング
36 高速運転用ブラシ(第2のブラシ)
41a〜41h 接続線(導線)
51 ギヤケース
52 減速機構
53 ウォーム
54 ウォームホイール
55 制御基板
56 回転検出用マグネット
11
DESCRIPTION OF
23
31
34
41a-41h Connecting wire (conductor)
51
Claims (4)
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つの磁極を備え、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整流子片を備え、前記アマチュアシャフトに固定される整流子と、
前記複数のスロットの各スロットから所定のスロットを空けて導線をそれぞれ重ね巻きして装着され、それぞれの前記整流子片に電気的に接続される巻線と、
前記巻線と同一の導線により形成され、それぞれ互いに同電位となるべき前記整流子片同士を電気的に接続する接続線と、
前記整流子片に摺接し、前記導線に駆動電流を供給するブラシとして、共通ブラシ、第1のブラシ、第2のブラシのみを有し、
前記第1のブラシは、前記共通ブラシに対して周方向に90度ずれて配置され、前記共通ブラシと対となって前記導線に駆動電流を供給し、
前記第2のブラシは、前記共通ブラシと前記第1のブラシとの間で周方向に形成される空間のうちの鈍角側の空間に配置され、前記共通ブラシと対となって前記導線に駆動電流を供給し、
前記共通ブラシおよび前記第1のブラシ、または前記共通ブラシおよび前記第2のブラシのいずれか一方の対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ワイパモータ。 A wiper motor for driving a wiper device for wiping a windshield of a vehicle,
A motor yoke that rotatably supports the amateur shaft;
Comprising four magnetic poles arranged in the rotational direction, and a field portion 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 plurality of commutator pieces arranged in a rotational direction, and a commutator fixed to the amateur shaft;
Windings electrically connected to the commutator pieces, each of the plurality of slots being mounted by overlapping and winding a conductive wire with a predetermined slot from each slot;
A connection line that is formed by the same conducting wire as the winding, and that electrically connects the commutator pieces that should be at the same potential.
As a brush that slidably contacts the commutator piece and supplies a drive current to the conducting wire, it has only a common brush, a first brush, and a second brush,
The first brush is disposed 90 degrees in the circumferential direction with respect to the common brush, and supplies a drive current to the conductor as a pair with the common brush,
The second brush is disposed in an obtuse angle side of a space formed in the circumferential direction between the common brush and the first brush, and is driven by the conductive wire as a pair with the common brush. Supply current ,
A wiper motor, wherein an operation speed can be switched by energizing any one of the common brush and the first brush, or the pair of the common brush and the second brush.
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