JP5069077B2 - Wiper motor - Google Patents
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Description
本発明は、ワイパを所定の動作限間で往復動させるためのワイパモータに関する。 The present invention relates to a wiper motor for reciprocating a wiper between predetermined operating limits.
ワイパ装置を構成する減速機付きモータにおいて、出力軸を180°以内で正逆転させることで、ワイパを上下の反転位置間で往復動させるようにした技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この減速機付きモータでは、出力軸に環状のセンサマグネットが設けられ、該センサマグネットの着磁パターンに基づく磁極変化を2つの磁気センサで検出するように構成されている。 In a motor with a speed reducer that constitutes a wiper device, a technique is known in which a wiper is reciprocated between upper and lower inversion positions by rotating the output shaft forward and backward within 180 ° (for example, Patent Document 1). reference). In this motor with a reduction gear, an annular sensor magnet is provided on the output shaft, and the magnetic pole change based on the magnetized pattern of the sensor magnet is detected by two magnetic sensors.
また、車両用のエアコンの電動アクチュエータにおいて、複数のダンパの停止位置に対応して、ブラシに摺接される複数の切り替えパターンを同心状に形成する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1記載の技術は、単一の着磁パターンが形成されたセンサマグネットを用いるものであり、ワイパアームの検出位置を増すことには限界があった。また、この技術では、2つの磁気センサが出力軸の正逆転に伴いセンサマグネットの共通部分の磁極変化を検出するため、換言すれば、センサマグネットの着磁パターンは各磁気センサに対する専用パターンではないので、検出すべきワイパ位置(制御位置)の設定自由度が低かった。
However, the technique described in
また、特許文献2記載の技術は、個々のダンパの停止位置に応じた切り替えパターンをスイッチの操作によって選択するものであり、換言すれば、選択された切り替えパターンのエッジに達すると通電が遮断されてモータが停止する(回転を維持して他の位置情報を出力することができない)ものであり、各ダンパの位置情報を出力するものではない。さらに、この技術では、ブラシと切り替えパターンとが摺接する構成であるため、これらの摺動に伴う磨耗、回転ロスが生じることが懸念され、また接触不良が生じることも懸念される。 The technique described in Patent Document 2 selects a switching pattern according to the stop position of each damper by operating a switch. In other words, the current is cut off when the edge of the selected switching pattern is reached. Thus, the motor stops (the rotation cannot be maintained and other position information cannot be output), and the position information of each damper is not output. Furthermore, in this technique, since the brush and the switching pattern are in sliding contact with each other, there is a concern that wear and rotation loss associated with the sliding may occur, and that contact failure may occur.
本発明は上記事実を考慮して、出力軸の制御位置を多数設定することができるワイパモータを得ることが目的である。 In view of the above fact, an object of the present invention is to obtain a wiper motor capable of setting a large number of output shaft control positions.
請求項1記載の発明に係るワイパモータは、ワイパの所定の動作限間に対応する360°未満の所定角度範囲で出力軸を正逆回転させるモータ部と、前記出力軸と一体に又は連動して正逆回転する回転体に設けられ、該回転体の回転軸線に同軸的でかつ径の異なる円周に沿って円弧状に形成されると共にそれぞれ極性の異なる磁極が周方向に隣接された部分を含む複数の第1着磁パターンと、前記複数の第1着磁パターンの少なくとも1つと共通の前記円周における該第1着磁パターンの形成範囲以外の部分に円弧状に形成されると共に極性の異なる磁極が周方向に隣接された部分を含む少なくとも1つの第2着磁パターンとを有するセンサマグネットと、前記センサマグネットの前記複数の第1着磁パターンのそれぞれに対し非接触でかつ前記出力軸が所定角度範囲で正逆回転するのに伴って相対回転するように対向配置され、該複数の第1着磁パターンの極性に応じた信号をそれぞれ出力する複数の第1磁気センサと、前記センサマグネットの前記第2着磁パターンに対し非接触でかつ前記出力軸が所定角度範囲で正逆回転するのに伴って相対回転するように対向配置され、該第2着磁パターンの極性に応じた信号を出力する少なくとも1つの第2磁気センサと、を備えている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a wiper motor, wherein a motor unit that rotates the output shaft forward and backward within a predetermined angle range of less than 360 ° corresponding to a predetermined operation limit of the wiper, and the output shaft integrally or in conjunction with the wiper motor. Provided in a rotating body that rotates forward and backward, and is formed in an arc shape along a circumference that is coaxial with the rotation axis of the rotating body and has a different diameter, and magnetic poles having different polarities are adjacent to each other in the circumferential direction. A plurality of first magnetizing patterns including the first magnetizing pattern, and a portion of the circumference common to at least one of the plurality of first magnetizing patterns that is formed in an arc shape and having a polarity. A sensor magnet having at least one second magnetization pattern including a portion in which different magnetic poles are adjacent in the circumferential direction; and non-contact with each of the plurality of first magnetization patterns of the sensor magnet; A plurality of first magnetic sensors arranged opposite to each other so as to rotate relative to each other as the output shaft rotates forward and backward within a predetermined angle range, and each outputs a signal corresponding to the polarity of the plurality of first magnetization patterns; The sensor magnet is arranged so as to be non-contact with the second magnetized pattern and to rotate relative to the output shaft as it rotates forward and backward within a predetermined angular range, and the polarity of the second magnetized pattern And at least one second magnetic sensor that outputs a signal corresponding to.
請求項1記載のワイパモータでは、モータ部が作動して出力軸を360°未満の所定角度範囲で正逆回転させると、該出力軸に連結されたワイパが所定の動作限間(例えば、上下の反転位置間や、下反転位置よりも下方に位置する格納位置と上反転位置との間)で往復動される。この出力軸の正逆回転に伴って、第1着磁パターン及び第2着磁パターンがそれぞれ対応する複数の第1磁気センサ及び少なくとも1つの第2磁気センサに対し往復回動(相対回転)する。これら複数の第1磁気センサ、少なくとも1つの第2磁気センサは、対応する着磁パターンにおける対向部分の磁極に応じた信号を出力する。本ワイパモータでは、これら各磁気センサの出力信号の少なくとも1つに基づいて、各着磁パターンとの周方向の位置関係で定められている出力軸の制御位置を検出することができる。
In the wiper motor according to
ここで、本ワイパモータでは、センサマグネットが複数の第1着磁パターンを有するため、出力軸の制御位置を多く設定することができる。特に、出力軸が360°未満の角度範囲で正逆転する本ワイパモータにおいて、少なくとも1つの第1着磁パターンと共通(同軸的かつ同径)の円周における第1着磁パターンの形成範囲以外の部分に第2着磁パターンが形成されているので、センサマグネットを大径化することなく多くの着磁パターンを形成することができる。すなわち、出力軸が所定角度範囲で正逆回転されるために第1着磁パターンとして使用されない部分を活用して第2着磁パターンを形成することで、センサマグネットを周方向に有効利用して第2着磁パターンを設定することがきる。 Here, in this wiper motor, since the sensor magnet has a plurality of first magnetization patterns, it is possible to set many control positions of the output shaft. In particular, in the wiper motor in which the output shaft rotates forward and backward within an angle range of less than 360 °, a range other than the formation range of the first magnetization pattern on the circumference (coaxial and the same diameter) common to at least one first magnetization pattern. Since the second magnetized pattern is formed in the portion, many magnetized patterns can be formed without increasing the diameter of the sensor magnet. In other words, the sensor magnet can be effectively used in the circumferential direction by forming the second magnetization pattern by utilizing the portion that is not used as the first magnetization pattern because the output shaft rotates forward and backward within a predetermined angle range. The second magnetization pattern can be set.
このように、請求項1記載のワイパモータでは、出力軸の制御位置を多数設定することができる。なお、本ワイパモータの出力軸は、180°以下の角度範囲で正逆回転する構成とすれば、第1及び第2着磁パターンの回転範囲に相手方の磁気センサが位置することのない構成とすることができる。この構成では、第1、第2着磁パターンの自由度がそれぞれ向上する。 Thus, in the wiper motor according to the first aspect, a large number of control positions of the output shaft can be set. Note that if the output shaft of the wiper motor rotates forward and backward within an angle range of 180 ° or less, the counterpart magnetic sensor is not positioned in the rotation range of the first and second magnetization patterns. be able to. In this configuration, the degrees of freedom of the first and second magnetization patterns are improved.
請求項2記載の発明に係るワイパモータは、請求項1記載のワイパモータにおいて、前記出力軸の制御位置が、前記複数の第1磁気センサ及び前記第2磁気センサの各出力信号の組み合わせによって設定されている。 A wiper motor according to a second aspect of the present invention is the wiper motor according to the first aspect, wherein the control position of the output shaft is set by a combination of output signals of the plurality of first magnetic sensors and the second magnetic sensor. Yes.
請求項2記載のワイパモータでは、各磁気センサは、対向する着磁パターンにおける磁極に応じた信号(2値信号)を出力する。これら2値信号の組み合わせてとして制御位置が設定されているので、仮に動作中にワイパが停止した場合であっても、各磁気センサからの信号に基づいて出力軸すなわちワイパの位置を検知することができる。 In the wiper motor according to the second aspect, each magnetic sensor outputs a signal (binary signal) corresponding to the magnetic pole in the opposing magnetized pattern. Since the control position is set as a combination of these binary signals, even if the wiper stops during operation, the position of the output shaft, that is, the wiper is detected based on the signal from each magnetic sensor. Can do.
請求項3記載の発明に係るワイパモータは、請求項1又は請求項2記載のワイパモータにおいて、前記複数の第1磁気センサは、前記回転体の径方向に沿って直線状に配置されている。 According to a third aspect of the present invention, in the wiper motor according to the first or second aspect, the plurality of first magnetic sensors are arranged linearly along the radial direction of the rotating body.
請求項3記載のワイパモータでは、第1磁気センサが回転体の径方向に沿って直線状に配置されているので、換言すれば、各第1着磁パターンの設定範囲が回転体の周方向に一致されているので、各第1着磁パターン(制御位置)の設定が容易である。 In the wiper motor according to the third aspect, since the first magnetic sensor is linearly arranged along the radial direction of the rotating body, in other words, the setting range of each first magnetization pattern is in the circumferential direction of the rotating body. Since they match, each first magnetization pattern (control position) can be easily set.
請求項4記載の発明に係るワイパモータは、請求項1〜請求項3の何れか1項記載のワイパモータにおいて、前記第2磁気センサは、前記複数の第1着磁パターンのうち前記第2着磁パターンと共通の円周に沿って形成された第1着磁パターンの対向部分の極性に応じた信号を出力する前記第1磁気センサに対し、前記回転体の周方向に沿って180°離れて配置されている。 A wiper motor according to a fourth aspect of the present invention is the wiper motor according to any one of the first to third aspects, wherein the second magnetic sensor is the second magnetization of the plurality of first magnetization patterns. With respect to the first magnetic sensor that outputs a signal corresponding to the polarity of the opposed portion of the first magnetized pattern formed along the circumference common to the pattern, the first magnetic sensor is separated by 180 ° along the circumferential direction of the rotating body. Has been placed.
請求項4記載のワイパモータでは、第2磁気センサが対応する第2着磁パターンと共通の円周に沿った第1着磁パターンに対応する第1磁気センサに対し180°離れて配置されているので、広い(180°に近い)範囲に亘る第2着磁パターンを形成することができる。特に、請求項3に従属する構成では、各第1磁気センサと第2磁気センサとが回転体の回転軸線を通る直線状に配置されるので、センサマグネットの各着磁パターン(制御位置)の設定が容易である。 In the wiper motor according to claim 4, the second magnetic sensor is disposed 180 degrees away from the first magnetic sensor corresponding to the first magnetization pattern along the same circumference as the corresponding second magnetization pattern. Therefore, it is possible to form the second magnetized pattern over a wide range (close to 180 °). In particular, in the configuration dependent on claim 3, each of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is arranged in a straight line passing through the rotation axis of the rotating body, so that each magnetization pattern (control position) of the sensor magnet is Easy to set up.
請求項5記載の発明に係るワイパモータは、請求項1〜請求項4の何れか1項記載のワイパモータにおいて、前記複数の第1着磁パターンは、同軸的かつ径方向に離間して配置された複数の単位マグネットに形成されており、前記複数の単位マグネットは、互いに固定的に連結されている。 The wiper motor according to a fifth aspect of the present invention is the wiper motor according to any one of the first to fourth aspects, wherein the plurality of first magnetization patterns are arranged coaxially and spaced apart in the radial direction. A plurality of unit magnets are formed, and the plurality of unit magnets are fixedly connected to each other.
請求項5記載のワイパモータでは、互いに固定された複数の単位マグネットのそれぞれに第1着磁パターンが形成されているので、複数の第1着磁パターンに互いの相対位置を維持させたままセンサマグネットを一体として取り扱うことができる。また、複数の第1着磁パターンの周方向の精度が確保されるので、出力軸の制御位置を精度良く設定することができる。 In the wiper motor according to claim 5, since the first magnetization pattern is formed in each of the plurality of unit magnets fixed to each other, the plurality of first magnetization patterns maintain the relative positions of the sensor magnets. Can be handled as one. Further, since the accuracy in the circumferential direction of the plurality of first magnetized patterns is ensured, the control position of the output shaft can be set with high accuracy.
請求項6記載の発明に係るワイパモータは、請求項5記載のワイパモータにおいて、前記第2着磁パターンは、該第2着磁パターンと共通の前記円周に沿う前記第1着磁パターンと共通の前記単位マグネットに形成されている。 A wiper motor according to a sixth aspect of the present invention is the wiper motor according to the fifth aspect, wherein the second magnetization pattern is common to the first magnetization pattern along the circumference common to the second magnetization pattern. The unit magnet is formed.
請求項6記載のワイパモータでは、円弧状又は円環状を成す単位マグネットにおける第1着磁パターンの設定範囲外に第2着磁パターンが形成されているので、複数の第1着磁パターン及び第2着磁パターンが互いの相対位置を維持したままセンサマグネットを取り扱うことができる。また、複数の第1着磁パターン及び第2着磁パターンの周方向の精度が確保されるので、出力軸の制御位置を一層精度良く設定することができる。 In the wiper motor according to claim 6, since the second magnetization pattern is formed outside the set range of the first magnetization pattern in the unit magnet having an arc shape or an annular shape, a plurality of first magnetization patterns and second magnetization patterns are formed. The sensor magnet can be handled while maintaining the relative positions of the magnetized patterns. In addition, since the circumferential accuracy of the plurality of first and second magnetized patterns is ensured, the control position of the output shaft can be set with higher accuracy.
請求項7記載の発明に係るワイパモータは、請求項1〜請求項6の何れか1項記載のワイパモータにおいて、前記第2着磁パターンは、前記複数の第1着磁パターンのうち、少なくとも最外周に形成された第1着磁パターンと共通の円周に沿って形成されている。 A wiper motor according to a seventh aspect of the present invention is the wiper motor according to any one of the first to sixth aspects, wherein the second magnetization pattern is at least an outermost periphery of the plurality of first magnetization patterns. Are formed along a common circumference with the first magnetized pattern formed in the above.
請求項7記載のワイパモータでは、第2着磁パターンは、少なくとも、第1着磁パターンが沿うように形成された複数の円周のうち最も精度を確保しやすい最外周の円周に沿って形成されている。このため、第2着磁パターンにより設定される制御位置の精度を確保することができる。すなわち、第2着磁パターンを形成することで、高精度が要求される制御位置を増すことができる。 The wiper motor according to claim 7, wherein the second magnetized pattern is formed along at least an outermost circumference of the plurality of circumferences formed so as to be along the first magnetized pattern so that accuracy is most easily secured. Has been. For this reason, the accuracy of the control position set by the second magnetization pattern can be ensured. That is, by forming the second magnetized pattern, it is possible to increase the control positions where high accuracy is required.
請求項8記載の発明に係るワイパモータは、請求項1〜請求項7の何れか1項記載のワイパモータにおいて、前記ワイパは、被払拭物を払拭する運転モードにおいて下反転位置と上反転位置との間で往復動するようになっており、前記センサマグネットは、前記複数の第1着磁パターン及び第2着磁パターンのうち少なくとも2つによって異なる上反転位置が選択可能に設定されている。 The wiper motor according to an eighth aspect of the present invention is the wiper motor according to any one of the first to seventh aspects, wherein the wiper has a lower inversion position and an upper inversion position in an operation mode in which an object to be wiped is wiped. The sensor magnet is set such that different upper reversal positions can be selected depending on at least two of the plurality of first and second magnetized patterns.
請求項8記載のワイパモータのワイパモータでは、ワイパは、少なくとも払拭動作における動作限である上下の反転位置間で往復動する。本ワイパモータは、各着磁パターンの少なくとも2つによって異なる上反転位置が設定されている。このため、例えばワイパの払拭速度や車両の走行速度等に応じて上反転位置を切り替える制御が可能になる。 In the wiper motor of the wiper motor according to the eighth aspect, the wiper reciprocates at least between the upper and lower inversion positions which are the operation limit in the wiping operation. The wiper motor has different upper reversal positions depending on at least two of the magnetized patterns. For this reason, for example, it is possible to perform control for switching the upper inversion position according to the wiper wiping speed, the traveling speed of the vehicle, or the like.
請求項9記載の発明に係るワイパモータは、請求項8記載のワイパモータにおいて、前記モータ部は、前記出力軸を180°以下の所定角度範囲で正逆回転させるようになっており、前記センサマグネットは、前記複数の第1着磁パターンのうち前記第2着磁パターンと共通の円周に沿って形成された第1着磁パターンと、前記第2着磁パターンとによって、異なる上反転位置が選択可能に設定されている。 A wiper motor according to a ninth aspect of the present invention is the wiper motor according to the eighth aspect, wherein the motor unit rotates the output shaft forward and backward within a predetermined angle range of 180 ° or less. A different upper inversion position is selected depending on the first magnetization pattern formed along the circumference common to the second magnetization pattern and the second magnetization pattern among the plurality of first magnetization patterns. It is set to be possible.
請求項9記載のワイパモータでは、共通の円周に沿って形成された第1着磁パターン、第2着磁パターンによって異なる上反転位置が設定されている。本ワイパモータでは、回転体の周方向における第1着磁パターンの形成範囲(180°以下)外の部分に第2着磁パターンが形成されるので、換言すれば、第1磁気センサは第2着磁パターンに対向することなく第2磁気センサは第1着磁パターンに対向しないので、比較的近く設定される2つの上反転位置であっても、共通の円周に沿って、しかも角度的に大きく離れて形成された第1、第2着磁パターンにて独立して設定することができる。 In the wiper motor according to the ninth aspect, different upper inversion positions are set depending on the first magnetization pattern and the second magnetization pattern formed along a common circumference. In this wiper motor, the second magnetized pattern is formed outside the first magnetized pattern forming range (180 ° or less) in the circumferential direction of the rotating body. In other words, the first magnetic sensor is the second magnetized sensor. Since the second magnetic sensor does not face the first magnetized pattern without facing the magnetic pattern, even at two upper inversion positions set relatively close, along the common circumference and angularly The first and second magnetization patterns formed at a large distance can be set independently.
請求項10記載の発明に係るワイパモータは、請求項8又は請求項9記載のワイパモータにおいて、適用された車両の車速が速いほど前記上反転位置を前記下反転位置側に寄せた設定とするようになっており、車速が最も速い場合に選択される前記上反転位置は、前記複数の第1着磁パターン及び第2着磁パターンのうち、最外周に形成された着磁パターンによって設定されている。 A wiper motor according to a tenth aspect of the present invention is the wiper motor according to the eighth or ninth aspect, wherein the upper reverse position is set closer to the lower reverse position side as the vehicle speed of the applied vehicle increases. The upper inversion position selected when the vehicle speed is the fastest is set by a magnetization pattern formed on the outermost periphery among the plurality of first magnetization patterns and second magnetization patterns. .
請求項10記載のワイパモータでは、車速が最も速い設定範囲内である場合に選択される上反転位置は、最外周に形成された着磁パターンによって精度良く設定されている。すなわち、精度が要求される出力軸の制御位置が最外周の着磁パターンに基づいて精度良く設定されている。 In the wiper motor according to the tenth aspect, the upper reverse position selected when the vehicle speed is within the fastest setting range is accurately set by the magnetized pattern formed on the outermost periphery. That is, the control position of the output shaft that requires accuracy is set with high accuracy based on the outermost periphery magnetized pattern.
本発明の実施形態に係るワイパモータ10について、図1乃至図8に基づいて説明する。先ず、ワイパモータ10の概略全体構成を説明し、次いで、本実施形態の要部である出力軸26の位置検出装置28の詳細構成について説明することとする。
A
(ワイパモータの概略全体構成)
図4には、本発明の実施の形態に係るギヤ部14が適用されたワイパモータ10の全体構成が、一部分解した概略的な斜視図にて示されている。この図に示される如く、ワイパモータ10は、モータ部12とギヤ部14とが一体に設けられた構成となっている。モータ部12には、図示を省略したアーマチャが収容されると共に、該アーマチャの回転軸16の先端側は、ギヤ部14を構成するハウジング20内に突出している。このハウジング20内には、ウォーム18が回転軸16と同軸的かつ一体に回転するように設けられている。
(Overall configuration of wiper motor)
FIG. 4 is a schematic perspective view in which the entire configuration of the
また、ウォーム18は、ハウジング20内で、本発明における回転体としてのウォームホイール22に噛み合わされて、該ウォームホイール22とでウォーム減速機構24を構成している。図4及び図5に示される如く、ウォームホイール22は、その外周部がウォーム18に噛み合される歯部23とされた円板状を成しており、その軸心部には出力軸26が同軸的かつ一体に回転するように固定的に設けられている。この実施形態では、ウォームホイール22は、樹脂材にて構成されており、金属製の出力軸26の軸方向一端部にインサート成形により一体的に形成されている。
The
図示は省略するが、出力軸26は、ハウジング20の底板20Aを貫通すると共に軸受によって該ハウジング20に対する回転自在に支持されており、自由端側がハウジング20の外側に突出されている。これにより、ワイパモータ10では、モータ部12が駆動されることで、該モータ部12の回転(トルク)がウォーム減速機構24を介して出力軸26に減速(トルク増幅)されつつ伝達される構成となっている。出力軸26におけるハウジング20から突出された部分は、後述するピボット軸55Dを構成するようになっている。
Although illustration is omitted, the
また、図4及び図5に示される如く、ギヤ部14には、出力軸26の回転状態としての回転位置を検出するための位置検出装置28が設けられている。位置検出装置28は、ウォームホイール22のハウジング20に対する回転に追従するように設けられたセンサマグネット30と、該ウォームホイール22の回転に伴うセンサマグネット30の磁極変化に応じた信号を出力する磁気センサ32とを主要部として構成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図5に示される如く、センサマグネット30は、ウォームホイール22における出力軸26突出側とは反対側の端部22Aに固定されている。一方、図4及び図5に示される如く、磁気センサ32は、ハウジング20に固定された回路基板34に実装されており、その出力信号を回路基板34に設けられた制御装置64に出力するようになっている。
As shown in FIG. 5, the
なお、図4及び図5に示される如く、ウォームホイール22すなわちセンサマグネット30と、回路基板34すなわち磁気センサ32との間には、ハウジング20内でウォーム減速機構24を覆うインナカバー36が介在している。また、ハウジング20は、その開口端20Bに接合されたアウタカバー38とで、ウォーム減速機構24、位置検出装置28、回路基板34等を被覆(内蔵)している。
As shown in FIGS. 4 and 5, an
そして、図6及び図7に示される如く、センサマグネット30は、それぞれ円環状に形成された複数(この実施形態では3つ)の単位マグネットとしての内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42を有して構成されている。これら内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42は、それぞれウォームホイール22(出力軸26)に同軸的かつ軸線方向にオーバラップして配置されている。この状態で、内側リングマグネット40と中間リングマグネット41との間、中間リングマグネット41と外側リングマグネット42との間には、それぞれ径方向に隙間が形成されている。
6 and 7, the
内側リングマグネット40と中間リングマグネット41とは、周方向の複数部分(この実施形態では3箇所)で連結部30Aを介して連結されており、中間リングマグネット41と外側リングマグネット42とは、周方向の複数部分(この実施形態では3箇所)で連結部30Bを介して連結されている。これにより、内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42は、互いに相対変位しない一体構造とされている。図7に示される如く各連結部30Aにはそれぞれ取付孔30Cが形成されている。センサマグネット30は、図5及び図6に示される如く、ウォームホイール22から突設されると共に該取付孔30Cを貫通した各固定ピン22Bに歯付きリング35が締着されることで、ウォームホイール22に固定されている。
The
以上説明したセンサマグネット30は、磁性粉体を樹脂材に含ませて構成された所謂プラスチックマグネット(ボンド磁石)とされており、内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42、各連結部30A、30Bが一体に形成されている。磁性粉体としては、例えばフェライト系の磁性体、アルニコ系の磁性体、ネオジウム−鉄−ボロン系の磁性体、サマリウム−コバルト系の磁性体等を用いることができ、また樹脂材としては、ナイロン、ポリプロピレン、ポリアミド等の樹脂材を用いることができる。この実施形態では、ナイロンにフェライトを添加した材料にてセンサマグネット30が構成されている。
The
これら内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、及び外側リングマグネット42は、それぞれ図3等においてドットを施して示す周方向の一部分がN極40N、41N、42Nとされると共に、残余の部分がS極40S、41S、42Sとされている。図1及び図2に示される如く、内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、及び外側リングマグネット42には、それぞれ異なる着磁パターンが形成されている。なお、着磁パターンは、周方向に隣り合うN極40N、41N、42Nと、S極40S、41S、42Sとの組み合わせ(周方向における配置関係)として把握される。
The
この着磁パターンについて説明する前に、ワイパモータ10のワイパ装置50への適用例を説明する。図8には、ワイパモータ10が適用されたワイパ装置50の概略全体構成が正面図にて示されている。この図に示される如く、ワイパ装置50は、運転席側、助手席側のワイパアーム52D、52Pを有する。運転席側、助手席側のワイパアーム52D、52Pには、ワイパブレード54D、54Pがそれぞれ連結されている。ワイパ装置50では、ワイパアーム52D、52Pがワイパモータ10にて駆動されるようになっている。
Before describing this magnetization pattern, an application example of the
この実施形態では、ワイパモータ10の出力軸26は、運転席側のワイパアーム52Dのピボット軸55Dを直接的に駆動する(往復回動させる)ようになっている。ピボット軸55Dには、リンクアーム57Dが一体に回動するように設けられており、このリンクアーム57Dは、助手席側のピボット軸55Pに設けられたリンクアーム57Pにリンクロッド58を介して連結されている。これにより、ワイパ装置50では、ワイパモータ10の駆動力がリンク機構を介して助手席側のピボット軸55Pに伝達され、ワイパモータ10の作動によってワイパブレード54D、54Pが同期して所定範囲を往復動しつつウインドシールドガラス56を払拭するようになっている。
In this embodiment, the
具体的には、ワイパブレード54D、54Pは、払拭動作においては、下反転位置Lと上反転位置Uとの間で往復動するようになっている。また、この実施形態では、不使用時には、ワイパブレード54D、54Pは、下反転位置Lよりもさらに下方に位置する格納位置Sに位置するようになっている。
Specifically, the
さらに、ワイパ装置50では、適用された車両(自動車)の走行速度、ワイパブレード54D、54Pによるウインドシールドガラス56の払拭モード(払拭速度)に応じて、上反転位置Uの位置が変更される構成とされている。この実施形態では、4つの上反転位置U1〜U4が設定されている。なお、ワイパモータ10は、払拭モードとして、ワイパブレード54D、54Pを比較的に低速で連続駆動するLoモード、ワイパブレード54D、54PをLoモードよりも高速で連続駆動するHiモード、ワイパブレード54D、54PをLoモードと略同じ速度で間欠的に駆動する間欠モードを、運転者のスイッチ操作により選択し得る。以下の説明では、Loモードには、ワイパブレード54D、54Pの駆動速度が同等である間欠モードが含まれるものとする。
Further, in the
下反転位置Lからの揺動量が最も大きくなる上反転位置U1は、車両の走行速度が所定の車速範囲V1内でかつ払拭モードがLoモードの場合に選択されるようになっている。下反転位置Lからの揺動量が上反転位置U1に次いで大きくなる上反転位置U2は、車両の走行速度が車速範囲V1内でかつ払拭モードがHiモードの場合に選択されるようになっている。下反転位置Lからの揺動量が上反転位置U2に次いで大きくなる上反転位置U3は、車両の走行速度が車速範囲V1の上限よりも速い所定の車速範囲V2内の場合に払拭モードに拘わらず選択されるようになっている。下反転位置Lからの揺動量が最も小さくなる上反転位置U4は、車両の走行速度が車速範囲V2の上限よりも速い車速範囲V3(上限設定なし)の場合に払拭モードに拘わらず選択されるようになっている。 The upper inversion position U1 at which the swing amount from the lower inversion position L is the largest is selected when the traveling speed of the vehicle is within the predetermined vehicle speed range V1 and the wiping mode is the Lo mode. The upper inversion position U2 in which the amount of swing from the lower inversion position L is next to the upper inversion position U1 is selected when the vehicle traveling speed is in the vehicle speed range V1 and the wiping mode is the Hi mode. . The upper inversion position U3 in which the amount of swing from the lower inversion position L is the second largest after the upper inversion position U2 is irrespective of the wiping mode when the vehicle traveling speed is within a predetermined vehicle speed range V2 that is faster than the upper limit of the vehicle speed range V1. It is to be selected. The upper inversion position U4 with the smallest amount of swing from the lower inversion position L is selected regardless of the wiping mode when the vehicle traveling speed is in the vehicle speed range V3 (no upper limit setting) that is faster than the upper limit of the vehicle speed range V2. It is like that.
ワイパモータ10では、それぞれ本発明における動作限である格納位置Sから上反転位置U1までのワイパアーム52D、52Pの揺動範囲(格納位置S、上反転位置U1間の範囲の外側に位置する一対の機械的ストッパ間の角範囲)が180°以下に設定されている。そして、ワイパ装置50では、ワイパモータ10の出力軸26がワイパブレード54Dのピボット軸55Dと一体に回動するように直結されている(出力軸26の先端がピボット軸55Dとして構成されている)。したがって、各ワイパモータ10は、モータ部12の回転軸16(ウォーム18)を正逆回転させることで、ウォームホイール22と共に出力軸26を180°以下の角度範囲で正逆回転(往復回転)させる構成とされている。
In the
(位置検出装置の詳細構成)
次いで、上記したワイパブレード54D、54Pの格納位置S、下反転位置L、上反転位置U1〜U4を含む複数の位置を検出するための位置検出装置28の構成を詳細に説明する。位置検出装置28では、センサマグネット30の着磁パターンは、上記したワイパブレード54D、54Pの下反転位置L、格納位置S、上反転位置U1〜U4を含む複数の位置に対応した制御位置を、出力軸26の180°以下の正逆回転範囲に設定すべく形成されている。以下、具体的に説明する。
(Detailed configuration of position detection device)
Next, the configuration of the
図1に示される如く、センサマグネット30では、内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42のそれぞれにおける180°以下の領域Aに形成された着磁パターンが、それぞれ第1着磁パターン40P1、41P1、42P1とされている。この実施形態では、図1に示される如く、各第1着磁パターン40P1、41P1は、それぞれS極40S、41Sの周方向両側にN極40N、41Nが配置され、それぞれ2つの極性変化部を有する着磁パターンとされている。また、第1着磁パターン42P1は、S極42Sの周方向両側にN極42Nが配置されると共に、一方のN極42Nの外側にさらにS極42Sが配置されることで、3つの極性変化部を有する着磁パターンとされている。
As shown in FIG. 1, in the
また、上記のように3つの第1着磁パターン40P1、41P1、42P1が形成されたセンサマグネット30を有する位置検出装置28は、第1着磁パターン40P1、41P1、42P1に対向配置された第1磁気センサとしてのホール素子44、45、46を含んで磁気センサ32が構成されている。ホール素子44、45、46は、対応する第1着磁パターン40P1、41P1、42P1における対向部分の磁極の極性に応じた信号を出力する構成とされている。すなわち、各ホール素子44、45、46は、対応する第1着磁パターン40P1、41P1、42P1の対向部分の磁極がN極であるかS極であるかに応じた信号を出力するようになっており、かつ対向部分の磁極の極性が変化した場合には該極性変化が生じたこと及び磁極変化の方向(S極からN極、又はN極からS極)に応じた信号を出力するようになっている。
In addition, the
さらに、上記のように第1着磁パターン40P1、41P1、42P1の基端及び終端の周方向位置が一致されたセンサマグネット30を有する位置検出装置28では、該第1着磁パターン40P1、41P1、42P1の対向部分の極性に応じた信号を出力する各ホール素子44、45、46は、図1に示される如く、センサマグネット30(ウォームホイール22)の径方向に沿う直線SL1上に配置されている。
Furthermore, in the
そして、ワイパモータ10では、3つの内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42の少なくとも1つにおける第1着磁パターン40P1、41P1、42P1の設定範囲(180°以下の領域A)の外側に、第2着磁パターンが形成されている。この実施形態では、センサマグネット30の最外周部を構成する外側リングマグネット42に、第2着磁パターン42P2が形成されている。第2着磁パターン42P2は、センサマグネット30の軸心Cに対し第1着磁パターン40P1、41P1、42P1の設定範囲(180°以下の領域A)と点対称な領域B内にN極42NとS極42Sとの極性変化部が少なくとも1つ含まれるように形成されている。この実施形態では、第2着磁パターン42P2は、1つの極性変化部を有して構成されている。
In the
また、磁気センサ32は、第2着磁パターン42P2に対向配置され、該第2着磁パターン42P2における対向部分の磁極の極性に応じた信号を出力する第2磁気センサとしてのホール素子48を含んで構成されている。ホール素子48は、ホール素子46に対しセンサマグネット30の軸心C廻りに180°離れて配置されている。すなわち、ホール素子48は、各ホール素子44、45、46と共通の直線SL1上であってセンサマグネット30の軸心Cを挟む反対側に配置されている。
The
以上説明したように、位置検出装置28は、計4つの第1着磁パターン40P1、41P1、42P1、及び第2着磁パターン42P2が形成されたセンサマグネット30と、計4つのホール素子44、45、46、48を有する磁気センサ32とを含んで構成されている。
As described above, the
そして、図2及び図3に示される如く、センサマグネット30では、第1着磁パターン40P1は、2つの極性変化部が格納位置S、上反転位置U3の判断位置Sj、U3jを設定するように形成されている。第1着磁パターン41P1は、2つの極性変化部が下反転位置L、上反転位置U1の判断位置Lj、U1jを設定するように形成されている。下反転位置Lの判断位置Ljは、センサマグネット30の周方向において格納位置Sの判断位置Sjに対し第1着磁パターン41P1の形成範囲の中央側に配置され、上反転位置U1は、センサマグネット30の周方向において上反転位置U3の判断位置U3jに対し第1着磁パターン41P1の形成範囲の中央側に配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the
また、第1着磁パターン42P1は、3つの極性変化部が回転方向検出点D1、回転方向検出点D2、上反転位置U2の判断位置U2jを設定するように形成されている。回転方向検出点D1は、センサマグネット30の周方向において格納位置Sの判断位置Sjと下反転位置Lの判断位置Ljとの間に配置され、回転方向検出点D2は、格納位置Sの判断位置Sjと上反転位置U3の判断位置U3jとの中間位置に対し判断位置Sj側に若干オフセットして配置されている。上反転位置U2の判断位置U2jは、センサマグネット30の周方向において上反転位置U3の判断位置U3jと上反転位置U1の判断位置U1jとの間に配置されている。
The first magnetized pattern 42P1 is formed such that the three polarity changing portions set the rotation direction detection point D1, the rotation direction detection point D2, and the determination position U2j of the upper inversion position U2. The rotation direction detection point D1 is disposed between the determination position Sj of the storage position S and the determination position Lj of the lower inversion position L in the circumferential direction of the
さらに、第2着磁パターン42P2は、1つの極性変化部が上反転位置U4の判断位置U4jを設定するように形成されている。上反転位置U4の判断位置U4jは、センサマグネット30の周方向に180°位相をずらした位置(該判断位置U4jとセンサマグネット30の軸心Cとを通る直線SL2が第1着磁パターン42P1と交差する位置)が、上反転位置U3の判断位置U3jと回転方向検出点D1との間であって判断位置U3jに近接した位置に位置するように配置されている。
Further, the second magnetized pattern 42P2 is formed such that one polarity changing portion sets the determination position U4j of the upper inversion position U4. The determination position U4j of the upper inversion position U4 is a position shifted in phase by 180 ° in the circumferential direction of the sensor magnet 30 (a straight line SL2 passing through the determination position U4j and the axis C of the
図3(A)について補足すると、内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42を展開すると共に位相が一致するように紙面上下方向に並列して示しており、符号42’は、外側リングマグネット42の第2着磁パターン42P2が第1着磁パターン42P1に対し位相が一致されるように外側リングマグネット42の着磁パターンを反転して示している。
Supplementing FIG. 3A, the
なお、ワイパモータ10では、各判断位置Sj、Lj、U1j〜U4jでの判断から該モータ部12の停止までに慣性による出力軸26の回転が生じる。このため、図3(A)に示される如く、実際の格納位置Sは、機械的な下限ストッパ60と判断位置Sjとの間に、下反転位置Lは、判断位置Ljと回転方向検出点D1との間に、上反転位置U1は、機械的な上限ストッパ62と1の判断位置U1jと間に、上反転位置U2は、判断位置U1jと判断位置U2jとの間に、上反転位置U3は、判断位置U2jと判断位置U3jとの間に、上反転位置U4は、判断位置U3jと判断位置U4jとの間にそれぞれ位置する構成とされている。
In the
そして、ホール素子44、45、46、48がN極に対向している場合に出力する信号を1、ホール素子44、45、46、48がS極に対向している場合に出力信号を0とすると、位置検出装置28では、上記した格納位置S、下反転位置L、上反転位置U1〜U4は、図3(B)に示される如く各ホール素子44、45、46、48の組み合わせより成る互いに異なるビット情報として特定されるようになっている。図3(A)及び図3(B)に示す領域X、Y、Zは、格納位置Sの判断位置Sjと回転方向検出点D1との間、下反転位置Lの判断位置Ljと回転方向検出点D2との間、回転方向検出点D2と上反転位置U4の判断位置U4jとの間の各領域を示している。
The output signal is 1 when the
より具体的には、位置検出装置28は、格納位置S、領域X、下反転位置L、領域Y、Z、U1〜U4の9つの各位置範囲(領域)から周方向に隣り合う位置範囲に移行する際に、判断位置又は回転方向検出点において、ホール素子44〜48が出力する1つのビット信号が切り替わるように構成されている。これにより、位置検出装置28では、ホール素子44〜48の各信号に基づくビット情報によって、回路基板34に設けられた制御装置64に出力軸26(ワイパブレード54D、54E)の現在位置を特定させることができる構成とされている。
More specifically, the
また、この制御装置64には、ワイパ装置50が適用された車両の走行速度に応じた信号、乗員の操作スイッチの操作により選択された払拭モードに応じた信号が入力されるようになっている。この制御装置64は、これらの信号に基づいて、上反転位置を上反転位置U1〜U4の何れかに設定し、出力軸26の正逆回転の速度を設定する構成とされている。
In addition, a signal corresponding to the traveling speed of the vehicle to which the
なお、上記の構成において、上記の通りウォームホイール22が本発明の回転体に相当するが、より広義には、センサマグネット30自体を本発明における回転体として把握することも可能である。
In the above configuration, as described above, the
次に、本実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
上記構成のワイパモータ10では、モータ部12が駆動されると、ギヤ部14のウォーム18が自軸廻りに回転され、該ウォーム18に噛み合わされているウォームホイール22が自軸廻りに回転駆動される。このウォームホイール22は出力軸26に固定されているので、出力軸26は、ウォームホイール22と一体に、ウォーム18の回転数に対し減速された回転数(増幅されたトルク)で180°以内の範囲で正逆回転される。
In the
このとき、センサマグネット30は、ウォームホイール22と一体に回転し、出力軸26すなわち内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42の回転位置に応じた信号を、ホール素子44〜48に出力させる。回路基板34に設けられた制御装置64は、ホール素子44〜48からの出力軸26の回転位置に応じた信号に基づいて、モータ部12の作動、停止、回転方向等を制御する。
At this time, the
例えば、操作スイッチによりLoモードが選択された場合は、ワイパ装置50が適用された車両の走行速度が車速範囲V1内であれば、出力軸26が下反転位置Lと上反転位置U1との間で正逆回転されて、ワイパブレード54D、ワイパブレード54Pは、下反転位置Lと上反転位置U1との間で往復動される。すなわち、制御装置64は、位置検出装置28の判断位置Ljがホール素子45を通過することで生じる磁極の極性変化に応じた信号が該ホール素子45から入力されると、モータ部12の回転方向を切り替え(逆転から正転に変更し)、判断位置U1jホール素子45を通過することで生じる磁極の極性変化に応じた信号が該ホール素子45から入力されると、モータ部12の回転方向を再度切り替える(正転から逆転に変更する)。
For example, when the Lo mode is selected by the operation switch, if the traveling speed of the vehicle to which the
払拭モードとしてHiモードが選択されると、制御装置64は、上反転位置Uを上反転位置U2に切り替える。この場合、出力軸26が下反転位置Lと上反転位置U2との間で正逆回転されて、ワイパブレード54D、ワイパブレード54Pは、下反転位置Lと上反転位置U2との間で往復動される。すなわち、制御装置64は、位置検出装置28の判断位置Ljがホール素子45を通過することで生じる磁極の極性変化に応じた信号が該ホール素子45から入力されると、モータ部12の回転方向を切り替え、判断位置U2jがホール素子46を通過することで生じる磁極の極性変化に応じた信号が該ホール素子46から入力されると、モータ部12の回転方向を再度切り替える。
When the Hi mode is selected as the wiping mode, the
また、ワイパ装置50が適用された車両の走行速度が車速範囲V2内まで上昇すると、回路基板34に設けられた制御装置64は、払拭モードに拘わらず、上反転位置を上反転位置U3に切り替える。この場合、出力軸26が下反転位置Lと上反転位置U3との間で正逆回転されて、ワイパブレード54D、ワイパブレード54Pは、下反転位置Lと上反転位置U3との間で往復動される。すなわち、制御装置64は、位置検出装置28の判断位置Ljがホール素子45を通過することで生じる磁極の極性変化に応じた信号が該ホール素子45から入力されると、モータ部12の回転方向を切り替え、判断位置U3jがホール素子44を通過することで生じる磁極の極性変化に応じた信号が該ホール素子44から入力されると、モータ部12の回転方向を再度切り替える。
When the traveling speed of the vehicle to which the
さらに、ワイパ装置50が適用された車両の走行速度が車速範囲V3まで上昇すると、回路基板34に設けられた制御装置64は、払拭モードに拘わらず、上反転位置を上反転位置U4に切り替える。この場合、出力軸26が下反転位置Lと上反転位置U4との間で正逆回転されて、ワイパブレード54D、ワイパブレード54Pは、下反転位置Lと上反転位置U4との間で往復動される。すなわち、制御装置64は、位置検出装置28の判断位置Ljがホール素子45を通過することで生じる磁極の極性変化に応じた信号が該ホール素子45から入力されると、モータ部12の回転方向を切り替え、判断位置U4jがホール素子48を通過することで生じる磁極の極性変化に応じた信号が該ホール素子48から入力されると、モータ部12の回転方向を再度切り替える。
Further, when the traveling speed of the vehicle to which the
以上により、ワイパモータ10が適用されたワイパ装置50では、車両の走行速度が比較的低い場合には、広い払拭範囲をワイパブレード54D、ワイパブレード54Pによって払拭させることができ、走行速度が速い場合に上反転位置Uを切り替えることで、例えば走行風の風圧によってワイパブレード54DがピラーP(図8参照)に干渉することが防止される。
As described above, in the
また、上記の如き各モードでの動作の際に、位置検出装置28では、センサマグネット30に形成された第1着磁パターン42P1の回転方向検出点D1、回転方向検出点D2において出力軸26の回転方向すなわちワイパブレード54D、ワイパブレード54Pの払拭方向を検出している。
Further, during the operation in each mode as described above, the
そして、ワイパモータ10は、操作スイッチでワイパ停止が選択されると、ワイパブレード54D、ワイパブレード54Pが格納位置Sに至るように回路基板34に形成された制御装置64が該モータ部12を制御する。すなわち、制御装置64は、判断位置Sjがホール素子44を通過することで生じる磁極の極性変化に応じた信号が該ホール素子44から入力されると、モータ部12の回転を停止させる。
When the
ここで、ワイパモータ10では、センサマグネット30がそれぞれ第1着磁パターン40P1、41P1、42P1が形成されている3つの内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42を備えるため、出力軸26の制御位置(格納位置S、下反転位置L、上反転位置U等)を多く設定することができる。しかも、ワイパモータ10では、上記3つのリングマグネットのうちの少なくとも1つである外側リングマグネット42に第2着磁パターン42P2が形成されているので、センサマグネット30の外径を増すことなく、より多くの制御位置を設定することができる。
Here, in the
すなわち、出力軸26が180°以下の角度範囲で正逆転する本ワイパモータ10において、外側リングマグネット42における第1着磁パターン42P1の形成範囲以外の部分を有効利用して第2着磁パターン42P2が形成されているので、センサマグネット30を大径化することなく多くの着磁パターンを形成することができる。この実施形態では、通常3つのリングマグネットで設定し得る制御位置の数(8つ=23)を上回る数の制御位置(図2及び図3に示す格納位置S、下反転位置L、上反転位置U1〜U4、領域X、Y、Zの9つ)を設定する例を示した。
That is, in the
このように、本発明の実施形態に係るワイパモータ10では、出力軸26の制御位置を多数設定することができる。
Thus, in the
また、ワイパモータ10では、図3(B)に示される如く、4つのホール素子44〜48の出力信号に基づいて、上記した9つの各制御位置をビット情報として得ることができる。すなわち、ワイパモータ10では、4つのホール素子44〜48の出力信号から成るビット情報に基づいて、出力軸26の現在位置を検出することができる。
Further, as shown in FIG. 3B, the
さらに、ワイパモータ10では、内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42の各第1着磁パターン40P1、41P1、42P1の周方向の範囲が一致されているので、換言すれば、ホール素子44、45、46がセンサマグネット30の径方向に沿って直線状に配置されているので、各第1着磁パターン40P1、41P1、42P1(各制御位置)の設定が容易である。
Furthermore, in the
特に、出力軸26の正逆回転範囲が180°以下であるワイパモータ10では、外側リングマグネット42の第1着磁パターン42P1の着磁パターンに応じた信号を出力するホール素子46に対し、ホール素子48が180°離れて配置されているため、第1着磁パターン42P1の形成部分がホール素子48と対向することがなく第2着磁パターン42P2の形成部分がホール素子46と対向することがない。すなわち、ホール素子46とホール素子48とが互いに独立した(専用の)第1着磁パターン42P1、第2着磁パターン42P2の極性(変化)を検出する構成であるため、第2着磁パターン42P2を広い範囲で設定することができる。そのため、例えば、第1着磁パターン42P1(180°以下の領域A)内に上反転位置U2、U4の各判断位置U2j、U4jを設定した構成では、この各判断位置U2j、U4jとがあまりに近接しているために、パターン着磁そのものが困難であるが、上反転位置U2、U4の一方を、第1着磁パターン42P1にて設定し、他方を第1着磁パターン42P1と同一円周上でありながら第1着磁パターン42P1の設定範囲(180°以下の領域A)と点対称な領域B内の第2着磁パターンに設定することにより、近接した位置を検出すべく充分離れた位置で容易にパターン着磁をすることができる。また、ワイパモータ10では、共通の外側リングマグネット42による制御位置の設定自由度が広く、ホール素子の配置に制約を与えることが抑制される。例えば、比較的近設して設定される上反転位置U2、U4を第1着磁パターン42P1のみで設定する構成(上記の如く領域A内に判断位置U2j、U4jを設定する構成、ホール素子46、48が共通の判断位置U2jを検出する構成を含む)では、ホール素子46、48が干渉してしまうことが懸念されるが、本実施形態に係るワイパモータ10では、ホール素子46を領域Aに配置すると共に、ホール素子48を領域Bに配置するので、ホール素子46、48が干渉してしまうことがない。このように、ワイパモータ10では、比較的近設して設定される上反転位置U2、U4を共通の外側リングマグネット42を用いて容易に設定することができることが示された。
In particular, in the
さらに、ワイパモータ10では、ホール素子44、45、46とホール素子48とが直線SL1上に配置されるので、第1着磁パターン40P1、41P1、42P1、及び第2着磁パターン42P2(格納位置S、下反転位置L、上反転位置U1〜U4、領域X、Y、Z)の設定が一層容易である。
Further, in the
またさらに、ワイパモータ10では、3つのリングマグネットのうち、最も精度を確保しやすい外側リングマグネット42に第2着磁パターン42P2が形成されているため、高精度が要求される制御位置を増すことができる。この実施形態では、第2着磁パターン42P2にて設定される制御位置として、最も高い位置精度が要求される車速範囲V3での上反転位置U4が設定されている。
Furthermore, in the
またここで、ワイパモータ10では、3つの内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42が連結部30A、30Bを介して固定的に連結されているので、複数の第1着磁パターン40P1、41P1、42P1に互いの相対位置を維持させたままセンサマグネット30を取り扱うことができる。しかも、上記の如く外側リングマグネット42には第2着磁パターン42P2が形成されているので、複数の第1着磁パターン40P1、41P1、42P1、及び第2着磁パターン42P2に互いの相対位置を維持させたままセンサマグネット30を取り扱うことができる。このため、センサマグネット30では、ウォームホイール22への取り付けに伴って内側リングマグネット40、中間リングマグネット41、外側リングマグネット42が相対的に周方向に位置ずれしてしまうことがなく、センサマグネット30にて設定される各制御位置の相対位置精度が高い。
Here, in the
以上説明したように位置検出装置28によって多数の制御位置を精度良く設定することができるワイパモータ10では、例えば上記した如く位置検出装置28を用いて複数の上反転位置U1〜U4を切り替える制御を実現することができる。
As described above, in the
なお、上記の実施形態では、センサマグネット30が3つのリングマグネット40、41、42を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、センサマグネット30は、2つ又は4つ以上のリングマグネットを有して構成されても良い。
In the above embodiment, an example in which the
また、上記した実施形態では、第1着磁パターン40P1、41P1、42P1、第2着磁パターン42P2がそれぞれ円環状を成すリングマグネットに形成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、各第1着磁パターン40P1、41P1、42P1、第2着磁パターン42P2は、円弧状のマグネットに形成されても良い。また、第1着磁パターン42P1と第2着磁パターン42P2とは、共通の円周に沿って形成されれば足り、共通のマグネットに形成された構成に限定されることはない。なお、これらの場合であっても、各マグネットは連結部を介して連結されることで一体として取り扱い可能であることが望ましい。 In the above-described embodiment, an example is shown in which the first magnetized patterns 40P1, 41P1, 42P1, and the second magnetized pattern 42P2 are each formed in an annular ring magnet, but the present invention is not limited to this. For example, each of the first magnetized patterns 40P1, 41P1, 42P1, and the second magnetized pattern 42P2 may be formed as an arc-shaped magnet. The first magnetized pattern 42P1 and the second magnetized pattern 42P2 need only be formed along a common circumference, and are not limited to the configuration formed in the common magnet. Even in these cases, it is desirable that each magnet can be handled as a unit by being connected via a connecting portion.
さらに、上記した実施形態では、第1着磁パターン40P1、41P1、42P1の周方向の位置が一致された例を示したが、本発明はこれに限定されず、第1着磁パターン40P1、41P1、42P1の周方向の相対位置がずらされた構成としても良い。すなわち、各ホール素子44、45、46が共通の直線SL1上に配置される構成に限定されることはない。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the positions in the circumferential direction of the first magnetized patterns 40P1, 41P1, and 42P1 are matched is shown, but the present invention is not limited to this, and the first magnetized patterns 40P1, 41P1 42P1 may have a configuration in which the relative position in the circumferential direction is shifted. That is, the
またさらに、上記した実施形態では、出力軸26の正逆回転する範囲が180°以下である例を示したが、本発明はこれに限定されず、出力軸26の正逆回転する範囲は、360°未満であれば良い。すなわち、この正逆回転に伴ってホール素子46が対向する範囲の外側にホール素子48を配置すれば良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the forward / reverse rotation range of the
また、上記した実施形態では、出力軸26がピボット軸55Dを直接的に駆動する例を示したが、本発明はこれに限定されず、出力軸26が360°未満の角度範囲で正逆回転する構成であれば、如何なる形式のワイパ装置50に適用されても良い。したがって例えば、ワイパモータ10は、運転席用と助手席用とにそれぞれ設けられても良い。また例えば、図9に示すように、ワイパモータ10は、出力軸26にクランクアーム66を固定し、このクランクアーム66とリンクアーム57Dとをリンクロッド68を介して連結することによって駆動力を伝達するように構成しても良い。
In the above embodiment, the
さらに、上記した実施形態では、磁気センサ32がホール素子44〜48を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ホール素子44〜48の少なくとも一部に代えて、磁気抵抗素子等を採用しても良い。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the
またさらに、上記した実施形態では、上記した9つの制御位置を設定し得る例を示したが、本発明はこれに限定されず、上記の制御位置の少なくとも一部に代えて又は上記の制御位置の少なくとも一部に加えて、各種の制御位置を採ることができる。また、例えば、上記した位置検出装置28からの信号と、アーマチャパルスを検出する位置検出手段の信号等とに基づいて制御を行う制御装置を備えて本発明を実施することも可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the above-described nine control positions can be set is shown. However, the present invention is not limited to this, and instead of at least a part of the above-described control position or the above-described control position. In addition to at least a part of these, various control positions can be adopted. Further, for example, it is possible to implement the present invention by including a control device that performs control based on a signal from the
また、上記した実施形態では、最外周のリングマグネット42に第2着磁パターン42P2が形成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第2着磁パターン42P2加えて又は第2着磁パターン42P2に代えて、他のリングマグネットに第2着磁パターンを形成しても良い。
In the above-described embodiment, the example in which the second magnetized pattern 42P2 is formed on the
10・・・ワイパモータ、12・・・モータ部、26・・・出力軸、30・・・センサマグネット、40・・・内側リングマグネット(単位マグネット)、40P1・41P1・42P1・・・第1着磁パターン、41・・・中間リングマグネット(単位マグネット)、42・・・外側リングマグネット(単位マグネット、共通の円周)、42P2・・・第2着磁パターン、44・45・46・・・ホール素子(第1磁気センサ)、48・・・ホール素子(第2磁気センサ)、50・・・ワイパ装置(ワイパ)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記出力軸と一体に又は連動して正逆回転する回転体に設けられ、該回転体の回転軸線に同軸的でかつ径の異なる円周に沿って円弧状に形成されると共にそれぞれ極性の異なる磁極が周方向に隣接された部分を含む複数の第1着磁パターンと、前記複数の第1着磁パターンの少なくとも1つと共通の前記円周における該第1着磁パターンの形成範囲以外の部分に円弧状に形成されると共に極性の異なる磁極が周方向に隣接された部分を含む少なくとも1つの第2着磁パターンとを有するセンサマグネットと、
前記センサマグネットの前記複数の第1着磁パターンのそれぞれに対し非接触でかつ前記出力軸が所定角度範囲で正逆回転するのに伴って相対回転するように対向配置され、該複数の第1着磁パターンの極性に応じた信号をそれぞれ出力する複数の第1磁気センサと、
前記センサマグネットの前記第2着磁パターンに対し非接触でかつ前記出力軸が所定角度範囲で正逆回転するのに伴って相対回転するように対向配置され、該第2着磁パターンの極性に応じた信号を出力する少なくとも1つの第2磁気センサと、
を備えたワイパモータ。 A motor unit for rotating the output shaft forward and backward in a predetermined angle range of less than 360 ° corresponding to a predetermined operation limit of the wiper;
Provided on a rotating body that rotates forward and backward integrally or in conjunction with the output shaft, is formed in an arc shape along a circumference that is coaxial with the rotating axis of the rotating body and has a different diameter, and has a different polarity A plurality of first magnetization patterns including portions where the magnetic poles are adjacent in the circumferential direction, and a portion other than the formation range of the first magnetization pattern on the circumference common to at least one of the plurality of first magnetization patterns A magnet having at least one second magnetization pattern including a portion in which magnetic poles having different polarities are formed adjacent to each other in the circumferential direction.
The plurality of first magnetized patterns of the sensor magnet are arranged so as not to contact each other and so as to rotate relative to each other as the output shaft rotates forward and backward within a predetermined angular range. A plurality of first magnetic sensors each outputting a signal corresponding to the polarity of the magnetization pattern;
The sensor magnet is disposed so as to be non-contact with the second magnetization pattern of the sensor magnet so as to rotate relative to the output shaft when the output shaft rotates forward and backward within a predetermined angular range. At least one second magnetic sensor for outputting a corresponding signal;
Wiper motor with
前記複数の単位マグネットは、互いに固定的に連結されている請求項1〜請求項4の何れか1項記載のワイパモータ。 The plurality of first magnetization patterns are formed on a plurality of unit magnets arranged coaxially and spaced apart in the radial direction,
The wiper motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of unit magnets are fixedly connected to each other.
前記センサマグネットは、前記複数の第1着磁パターン及び第2着磁パターンのうち少なくとも2つによって異なる上反転位置が選択可能に設定されている請求項1〜請求項7の何れか1項記載のワイパモータ。 The wiper is configured to reciprocate between a lower inversion position and an upper inversion position in an operation mode in which an object to be wiped is wiped,
8. The sensor magnet according to claim 1, wherein an upper inversion position that is different depending on at least two of the plurality of first and second magnetization patterns is set to be selectable. 9. Wiper motor.
前記センサマグネットは、前記複数の第1着磁パターンのうち前記第2着磁パターンと共通の円周に沿って形成された第1着磁パターンと、前記第2着磁パターンとによって、異なる上反転位置が選択可能に設定されている請求項8記載のワイパモータ。 The motor unit is configured to rotate the output shaft forward and backward within a predetermined angle range of 180 ° or less,
The sensor magnet is different depending on the first magnetization pattern formed along the circumference common to the second magnetization pattern and the second magnetization pattern among the plurality of first magnetization patterns. The wiper motor according to claim 8, wherein the reverse position is set to be selectable.
車速が最も速い場合に選択される前記上反転位置は、前記複数の第1着磁パターン及び第2着磁パターンのうち、最外周に形成された着磁パターンによって設定されている請求項8又は請求項9記載のワイパモータ。 The higher the vehicle speed of the applied vehicle, the higher the reverse position is set to the lower reverse position side,
The upper reversal position selected when the vehicle speed is the fastest is set by a magnetization pattern formed on the outermost periphery among the plurality of first magnetization patterns and second magnetization patterns. The wiper motor according to claim 9.
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