JP5164956B2

JP5164956B2 - Wiper motor

Info

Publication number: JP5164956B2
Application number: JP2009240041A
Authority: JP
Inventors: 義親川島; 俊司熊谷; 直樹塩田
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2025-06-16
Also published as: JP2010017078A

Description

本発明は、車両用ワイパ装置の駆動源として使用されるワイパモータに関し、特に、２速度以上の動作切り換えが可能な４極以上の多極のワイパモータに関する。 The present invention relates to a wiper motor used as a drive source for a vehicle wiper device, and more particularly to a multipolar wiper motor having four or more poles capable of switching operation at two speeds or more.

従来より、自動車等の車両用ワイパ装置の駆動源としては、起動トルクが大きく、高負荷時に大きなトルクが得られるブラシ付きＤＣモータが広く使用されている。このようなワイパモータでは、ワイパ装置の低速・高速作動(ＨＩ/ＬＯＷ)モードに対応して、モータ側にて２速度切り換えが可能な３ブラシ構造が採用されることが多い。図１１は、２速度切り換えが可能なワイパモータのブラシ配置構成を示す説明図である。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a drive source for a vehicle wiper device such as an automobile, a brushed DC motor that has a large starting torque and can obtain a large torque at a high load has been widely used. Such a wiper motor often employs a three-brush structure capable of switching between two speeds on the motor side in accordance with the low speed / high speed operation (HI / LOW) mode of the wiper device. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a brush arrangement configuration of a wiper motor capable of switching between two speeds.

図１１に示すように、従来のワイパモータでは、コモンブラシ５１ａ（−）と、低速(ＬＯＷ)用ブラシ５１ｂ（＋）、高速(ＨＩ)用ブラシ５１ｃ（＋）の３個のブラシが設けられ、高速用ブラシ５１ｃは、低速用ブラシ５１ｂよりも進角した位置に配置される。例えば、特開2002-315274号公報にも、同様の３ブラシ構造を有するワイパモータが開示されており、ドライバのスイッチ切り換えに応じて、使用するブラシを切り換え、ワイパ装置の２速度作動を実現している。また、実開平7-28756号公報では、３ブラシ構造のワイパモータを使用したワイパ装置において、制御上の工夫により、低速と高速の間に中間速のモードを実現したものが示されている。 As shown in FIG. 11, the conventional wiper motor is provided with three brushes: a common brush 51 a (−), a low speed (LOW) brush 51 b (+), and a high speed (HI) brush 51 c (+). The high speed brush 51c is disposed at a position advanced from the low speed brush 51b. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-315274 also discloses a wiper motor having a similar three-brush structure, which switches the brush to be used in accordance with the driver switch and realizes the two-speed operation of the wiper device. Yes. Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-28756 discloses a wiper device using a wiper motor having a three-brush structure that realizes an intermediate speed mode between a low speed and a high speed by means of control.

特開2002-315274号公報JP 2002-315274 A 実開平7-28756号公報Japanese Utility Model Publication No.7-28756 特開2000-166185号公報JP 2000-166185 A 特開平3-11963号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-11963 特開2001-95219号公報JP 2001-95219 JP 特開2001-112217号公報JP 2001-112217 A 特開2002-17061号公報JP 2002-17061 A 特開2002-58227号公報JP 2002-58227 JP 特開2002-218692号公報JP 2002-218692 JP 特開2002-233123号公報JP 2002-233123 A 特開2002-305861号公報JP 2002-305861 A 特開2004-56851号公報JP 2004-56851 A 特開2004-274816号公報JP 2004-274816 JP 特開2004-274821号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-274821 特開2004-289992号公報JP 2004-289992 A

一方、従来のワイパモータは、構造的に簡単な２極モータが主流であり、現状では４極以上の多極のワイパモータは市場には殆ど存在していない。これに対し、近年、ワイパモータの小型・軽量化の要請から、コアやマグネット、ヨーク等の小型・薄型化が図れる４極モータの採用が検討されている。しかしながら、４極重巻仕様のモータにて２速度切り換えを実現しようとすると、図１２に示すように、コモン／低速用／高速用のブラシが２組必要となり、合計６個のブラシ（５１ａ,５１ａ',５１ｂ,５１ｂ',５１ｃ,５１ｃ'）を配置しなければならない。このようにブラシ個数が増加すると、製品コストが増大すると共に、ブラシ同士が近接し、部品レイアウト上も好ましくない。このため、小型・軽量化の要請に対しては、４極モータを如何に小型化するかが製品開発の中心とならざるを得ないという問題があった。 On the other hand, conventional wiper motors are mainly two-pole motors that are structurally simple. Currently, there are almost no multi-pole wiper motors having four or more poles on the market. On the other hand, in recent years, adoption of a 4-pole motor capable of reducing the size and thickness of cores, magnets, yokes, and the like has been studied in response to demands for reducing the size and weight of wiper motors. However, if two-speed switching is to be realized with a motor with four-pole winding specifications, two sets of brushes for common / low speed / high speed are required as shown in FIG. 12, and a total of six brushes (51a, 51a, 51a ′, 51b, 51b ′, 51c, 51c ′) must be arranged. When the number of brushes increases in this way, the product cost increases and the brushes are close to each other, which is not preferable in terms of component layout. For this reason, in response to the demand for reduction in size and weight, there has been a problem that how to reduce the size of the four-pole motor has become the center of product development.

本発明の目的は、４極重巻仕様のワイパモータにおいて、ブラシ個数の増大を抑えつつ、２速度以上の動作切り換えを実現し、モータの小型軽量化を図ると共に、コストアップを抑え、レイアウト性の向上を図ることにある。 The object of the present invention is to realize a switching operation of two or more speeds while suppressing an increase in the number of brushes in a 4-pole double winding type wiper motor, to reduce the size and weight of the motor, to reduce the cost, and to improve the layout. The goal is to improve.

本発明のワイパモータは、有底状のモータハウジングと、前記モータハウジングの内周面に周方向に固定された４極以上の界磁磁極と、前記モータハウジング内に回動自在に配置された回転軸と、回転軸に固定されたアーマチュアコアと、アーマチュアコアに形成された複数のスロットの所定のスロット間に重巻によって巻装されたアーマチュアコイルと、回転軸に固定されて導電材からなるコンミテータ片を周方向に並べ、アーマチュアコイルに電気的に接続されたコンミテータと、からなるアーマチュアと、前記モータハウジングに接続され、前記アーマチュアシャフトに形成されたウォームと噛合して、前記回転軸の回転を出力軸に伝達する回転伝達部を収容するギヤハウジングと、前記アーマチュアコイルのうち、等電位となるべき前記アーマチュアコイル間を接続する均圧部材と、を備えてなるワイパモータであって、前記ワイパモータは、前記コンミテータの表面に摺接し前記アーマチュアコイルに対し給電を行うブラシとして、第１〜第３の３個のブラシのみを有し、前記第１ブラシ及び前記第２ブラシは、略９０°間隔に配置されて低速作動時に使用され、前記第３ブラシは、前記第１ブラシと前記第２ブラシとの間に形成される空間のうち広角側の空間に配置され、前記第１ブラシ及び第２ブラシの何れか一方と共に高速作動時に使用されるとともに、前記アーマチュアの前記コンミテータを前記第１ブラシおよび前記第２ブラシと共に概ね三方から押圧する位置に配置されることを特徴とする。
The wiper motor of the present invention includes a bottomed motor housing, four or more field magnetic poles fixed in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the motor housing, and a rotation rotatably disposed in the motor housing. A commutator comprising a shaft, an armature core fixed to the rotary shaft, an armature coil wound by multiple windings between predetermined slots of a plurality of slots formed in the armature core, and a conductive material fixed to the rotary shaft An armature comprising: a commutator arranged in a circumferential direction and electrically connected to an armature coil ; and a worm connected to the motor housing and formed on the armature shaft to rotate the rotating shaft. Of the armature coil and the gear housing that houses the rotation transmission part that transmits to the output shaft, it should be equipotential And a pressure equalizing member for connecting between the armature coils, wherein the wiper motor is in contact with the surface of the commutator as a brush for supplying power to the armature coil. The first brush and the second brush are arranged at a substantially 90 ° interval and used during low-speed operation, and the third brush is a combination of the first brush and the second brush. It is arranged in a space on the wide-angle side of the space formed between the first brush and the second brush, and is used during high-speed operation, and the commutator of the armature is used for the first brush and the first brush. wherein the generally Ru is disposed in a position to press the three-way with two brushes.

本発明のワイパモータによれば、界磁磁極と回転軸、回転軸に固定されたアーマチュアコア、アーマチュアコアに重巻にて巻装されたアーマチュアコイルと、コンミテータと、からなるアーマチュアと、互いに９０度となるように配置され、低速作動時に使用される第１ブラシ及び第２ブラシと、第１及び第２ブラシの何れか一方と共に高速作動時に使用されるとともに、コンミテータを第１及び第２ブラシと共に概ね三方から押圧する位置に配置された第３ブラシと、等電位となるべきアーマチュアコイル間を接続する均圧部材と、回転軸の回転を出力軸に伝達する回転伝達部を収容するギヤハウジングと、を設けることにより、多極のワイパモータにおいても、ブラシ数を大幅に増大させることなく、多極モータによる小型・軽量化のメリットを享受しつつ、ＨＩ,ＬＯ等の２速度以上の作動を実現することが可能となる。 According to the wiper motor of the present invention, an armature composed of a field magnetic pole, a rotating shaft, an armature core fixed to the rotating shaft, an armature coil wound around the armature core with multiple windings, and a commutator is 90 degrees to each other. The first brush and the second brush used during low-speed operation and the first brush and the second brush are used during high-speed operation, and the commutator is used together with the first and second brushes. A third brush arranged at a position to be pressed from approximately three sides, a pressure equalizing member that connects between armature coils that should be equipotential, and a gear housing that houses a rotation transmitting portion that transmits the rotation of the rotating shaft to the output shaft; The multi-pole wiper motor can reduce the size and weight of the multi-pole motor without significantly increasing the number of brushes. While enjoying the Tsu bets, HI, it is possible to realize the operation of two or more rates of LO or the like.

本発明の実施例１であるワイパモータの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the wiper motor which is Example 1 of this invention. 図１のワイパモータにおけるギヤハウジング左端面の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the gear housing left end surface in the wiper motor of FIG. (a)は図１のワイパモータのブラシ構成を示す説明図、(b)は各モードにおける通電ブラシを示す一覧表である。(a) is explanatory drawing which shows the brush structure of the wiper motor of FIG. 1, (b) is a table | surface which shows the electricity supply brush in each mode. 各モードにおけるブラシ通電状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the brush electricity supply state in each mode. (a)〜(d)は、本発明による巻線形態の一例を示す巻線展開図である。(a)-(d) is a coil | winding expanded view which shows an example of the coil | winding form by this invention. 本発明によるワイパモータの耐久試験結果であり、(a)はＨＩモード、(b)はＬＯＷモードにおける結果を示している。It is the endurance test result of the wiper motor by this invention, (a) shows the result in HI mode, (b) has shown the result in LOW mode. 本発明の実施例２であるワイパモータのブラシ構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the brush structure of the wiper motor which is Example 2 of this invention. (a)は本発明の実施例３であるワイパモータのブラシ構成を示す説明図、(b)は(a)のモータにおける各モードごとの通電ブラシを示す一覧表である。(a) is explanatory drawing which shows the brush structure of the wiper motor which is Example 3 of this invention, (b) is a table | surface which shows the electricity supply brush for every mode in the motor of (a). (a)は図８の変形例を示す説明図、(b)は(a)のモータにおける各モードごとの通電ブラシを示す一覧表である。(a) is explanatory drawing which shows the modification of FIG. 8, (b) is a table | surface which shows the electricity supply brush for every mode in the motor of (a). (a)は超ＬＯＷモードを設定した場合のブラシ構成を示す説明図、(b)は(a)のモータにおける各モードごとの通電ブラシを示す一覧表である。(a) is explanatory drawing which shows the brush structure at the time of setting super-LOW mode, (b) is a table | surface which shows the energizing brush for every mode in the motor of (a). ２速度切り換えが可能な従来のワイパモータのブラシ配置構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the brush arrangement structure of the conventional wiper motor which can switch 2 speeds. 従来のワイパモータを４極化した場合のブラシ配置構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the brush arrangement structure at the time of making the conventional wiper motor into 4 poles.

以下、本発明の実施例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、本発明の実施例１であるワイパモータの構成を示す断面図である。ワイパモータ１は、自動車用ワイパ装置の駆動源として使用され、モータ部Ｍと、モータ部Ｍの回転出力を減速する減速部Ｒとから構成されている。モータ部Ｍは、図１に示すように、有底円筒形状のモータハウジング２内にアーマチュア３を回動自在に配置した構成となっている。モータハウジング２の内周面には、周方向に２対４個の永久磁石（界磁磁極）４が固定されており、この永久磁石４によってワイパモータ１は４極に構成される。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a wiper motor that is Embodiment 1 of the present invention. The wiper motor 1 is used as a drive source for an automobile wiper device, and includes a motor unit M and a deceleration unit R that decelerates the rotational output of the motor unit M. As shown in FIG. 1, the motor unit M has a configuration in which an armature 3 is rotatably disposed in a bottomed cylindrical motor housing 2. Two to four permanent magnets (field magnetic poles) 4 are fixed to the inner peripheral surface of the motor housing 2 in the circumferential direction, and the wiper motor 1 is configured with four poles by the permanent magnets 4.

アーマチュア３は、回転軸５に固定されたアーマチュアコア６と、アーマチュアコア６に巻装されたアーマチュアコイル（電機子巻線）７とから構成されている。回転軸５の図中左端部は、モータハウジング２に取り付けられた軸受８によって回動自在に支持されており、アーマチュア３はモータハウジング２内に回動自在に内装される。アーマチュアコア６は、リング状の金属板９を複数枚積層して構成されており、回転軸５に固定されている。アーマチュアコア６の外周には、軸方向に沿ってスロット１１が凹設されている。スロット１１間には巻線１２が重巻にて巻装される。この巻線１２によって、アーマチュアコア６の外周にアーマチュアコイル７が形成される。 The armature 3 includes an armature core 6 fixed to the rotating shaft 5 and an armature coil (armature winding) 7 wound around the armature core 6. The left end portion of the rotating shaft 5 in the figure is rotatably supported by a bearing 8 attached to the motor housing 2, and the armature 3 is rotatably mounted in the motor housing 2. The armature core 6 is configured by laminating a plurality of ring-shaped metal plates 9 and is fixed to the rotating shaft 5. A slot 11 is recessed along the axial direction on the outer periphery of the armature core 6. A winding 12 is wound between the slots 11 with multiple windings. An armature coil 7 is formed on the outer periphery of the armature core 6 by the winding 12.

アーマチュアコア６の一端側には、コンミテータ１３が隣接して配置されている。コンミテータ１３は、回転軸５に外嵌固定されている。コンミテータ１３の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片（整流子片）１４が複数枚取り付けられている。コンミテータ片１４は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って並列状に固定される。各コンミテータ片１４のアーマチュアコア６側の端部には、ライザ１５が形成されている。ライザ１５には、アーマチュアコイル７の巻き始め端部と巻き終り端部となる巻線１２が巻回され、フュージングにより固定されている。これにより、コンミテータ片１４とこれに対応するアーマチュアコイル７とが電気的に接続される。 A commutator 13 is disposed adjacent to one end side of the armature core 6. The commutator 13 is externally fixed to the rotating shaft 5. A plurality of commutator pieces (commutator pieces) 14 formed of a conductive material are attached to the outer peripheral surface of the commutator 13. The commutator piece 14 is made of a plate-like metal piece that is long in the axial direction, and is fixed in parallel along the circumferential direction while being insulated from each other. A riser 15 is formed at the end of each commutator piece 14 on the armature core 6 side. A winding 12 serving as a winding start end and a winding end end of the armature coil 7 is wound around the riser 15 and fixed by fusing. Thereby, the commutator piece 14 and the armature coil 7 corresponding to this are electrically connected.

モータハウジング２の開口端には、減速部Ｒを構成するアルミダイキャスト製のギヤハウジング１６が取り付けられている。ギヤハウジング１６の図中左端部内側には、ホルダステー１７が取り付けられている。図２に示すように、ホルダステー１７には周方向４箇所に２対のブラシホルダ１８が対向配置されており、モータ部Ｍは４並列回路４ブラシ構成となっている。ブラシホルダ１８には、それぞれブラシ１９（１９ａ〜１９ｄ）が出没自在に内装されている。各ブラシ１９は、ブラシ１９ａと１９ｃ、ブラシ１９ｂと１９ｄがそれぞれ同極性（１９ａ,１９ｃ：＋、１９ｂ,１９ｄ：−）となっている。 A gear housing 16 made of aluminum die cast that constitutes the speed reduction portion R is attached to the opening end of the motor housing 2. A holder stay 17 is attached to the inside of the left end of the gear housing 16 in the drawing. As shown in FIG. 2, the holder stay 17 is provided with two pairs of brush holders 18 opposed to each other at four locations in the circumferential direction, and the motor unit M has a 4-parallel circuit 4-brush configuration. The brush holder 18 is internally provided with brushes 19 (19a to 19d) that can be moved in and out. In each brush 19, the brushes 19a and 19c and the brushes 19b and 19d have the same polarity (19a, 19c: +, 19b, 19d :-), respectively.

各ブラシ１９の突出先端部（内径側先端部）はコンミテータ１３に摺接しており、ブラシ１９はスプリング２１によってコンミテータ１３に押接されている。各ブラシ１９にはピグテール２２が取り付けられており、ピグテール２２を介して図示しない電源と電気的に接続されている。コンミテータ１３には、ピグテール２２，ブラシ１９を介して外部電源から電力が供給される。 The protruding tip (inner diameter side tip) of each brush 19 is in sliding contact with the commutator 13, and the brush 19 is pressed against the commutator 13 by a spring 21. A pigtail 22 is attached to each brush 19 and is electrically connected to a power source (not shown) via the pigtail 22. Electric power is supplied to the commutator 13 from an external power source via the pigtail 22 and the brush 19.

減速部Ｒのギヤハウジング１６内には、回転軸５の右端部とウォームホイール２３等が収容されている。ギヤハウジング１６内には、回転軸５の中央部を回転自在に支持する軸受２４が固定されている。回転軸５の先端部にはウォーム２５が形成されており、ウォーム２５はウォームホイール２３と噛合している。ウォームホイール２３は出力軸２６に固定されている。モータ部Ｍが作動し回転軸５が回転すると、その回転はウォーム２５から回転伝達部としてのウォームホイール２３に伝達され、出力軸２６が回転する。出力軸２６は、図示しないリンク機構を介してワイパアームと接続されており、出力軸２６の回転に伴いワイパアームが所定の払拭動作を行う。 In the gear housing 16 of the speed reducing portion R, the right end portion of the rotating shaft 5, the worm wheel 23, and the like are accommodated. A bearing 24 that rotatably supports the central portion of the rotating shaft 5 is fixed in the gear housing 16. A worm 25 is formed at the tip of the rotating shaft 5, and the worm 25 meshes with the worm wheel 23. The worm wheel 23 is fixed to the output shaft 26. When the motor unit M operates and the rotating shaft 5 rotates, the rotation is transmitted from the worm 25 to the worm wheel 23 as a rotation transmitting unit, and the output shaft 26 rotates. The output shaft 26 is connected to a wiper arm via a link mechanism (not shown), and the wiper arm performs a predetermined wiping operation as the output shaft 26 rotates.

このような構成からなるワイパモータ１では、各ブラシ１９を次のように切り換えることにより、ＨＩ,ＬＯＷの２速度に加え、その中間の速度を持つＭＩＤモードを形成する。すなわち、当該ワイパモータ１は、４個のブラシ１９ａ〜１９ｄにて「通常作動（低速）−中速−高速」の３モードを実現している。図３(a)はワイパモータ１のブラシ構成を示す説明図、図３(b)は各モードにおける通電ブラシを示す一覧表、図４は各モードにおけるブラシ通電状態を示す説明図である。 In the wiper motor 1 having such a configuration, the MID mode having an intermediate speed in addition to the two speeds of HI and LOW is formed by switching each brush 19 as follows. That is, the wiper motor 1 realizes three modes of “normal operation (low speed) —medium speed—high speed” with the four brushes 19 a to 19 d. 3A is an explanatory diagram showing the brush configuration of the wiper motor 1, FIG. 3B is a list showing energizing brushes in each mode, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing brush energizing states in each mode.

図２,図３(a)に示すように、ワイパモータ１のブラシ１９は、４個のブラシ１９ａ〜１９ｄが９０°間隔で等分に対向配置されており、ここでは、ブラシ１９ａ（正極第１ブラシ）を＋(1)、１９ｂ（負極第１ブラシ）を−(1)、１９ｃ（正極第２ブラシ）を＋(2)、１９ｄ（負極第２ブラシ）を−(2)とする。この場合、ＬＯＷモードでは、図４(a)におけるスイッチSW1,SW2が何れもOFFされ、図３(b)-(a)に示すように＋(1)と−(1)が通電される。すなわち、＋(1)と−(1)が電源側と接続され、一対のブラシのみが使用される。従って、二対のブラシを共に使用した場合（後述するＨＩモード）に比して供給電流量が制限され、モータ回転数が低くなる。 As shown in FIGS. 2 and 3 (a), the brush 19 of the wiper motor 1 has four brushes 19a to 19d that are equally spaced at 90 ° intervals. Here, the brush 19a (the first positive electrode 1) Brush (+) is set to + (1), 19b (negative electrode first brush) is set to-(1), 19c (positive electrode second brush) is set to + (2), and 19d (negative electrode second brush) is set to-(2). In this case, in the LOW mode, both the switches SW1 and SW2 in FIG. 4A are turned OFF, and + (1) and − (1) are energized as shown in FIGS. 3B to 3A. That is, + (1) and − (1) are connected to the power supply side, and only a pair of brushes are used. Therefore, the amount of supplied current is limited and the motor rotation speed is lower than when two pairs of brushes are used together (HI mode described later).

次に、ＨＩモードでは、図４(c)に示すように、スイッチSW1,SW2が共にONされ、＋(1),＋(2),−(1),−(2)の４本のブラシが全て通電される（図３(b)-(c))。このように、対向する二対４本のブラシが通電されると、一対のブラシ（＋(1),−(1)）に通電する場合よりも供給電流量が増大し、モータ回転数が高くなる。一方、当該ワイパモータ１で新設されるＭＩＤモードでは、図４(b)に示すように、スイッチSW1はOFFのままSW2がONされ、＋(1)と−(1)及び−(2)が通電される（図３(b)-(b))。つまり、４個のブラシ１９ａ〜１９ｄのうち、３個が使用される形となり、供給電流量が一対のブラシ（＋(1),−(1)）を使用する場合よりは多いが、二対のブラシを共に使用した場合よりは少なくなる。従って、この場合は、ＬＯＷモードとＨＩモードの中間のモータ回転数となる。 Next, in the HI mode, as shown in FIG. 4 (c), the switches SW1 and SW2 are both turned on, and four brushes + (1), + (2), − (1), and − (2) are provided. Are all energized (FIG. 3 (b)-(c)). In this way, when two opposed four brushes are energized, the amount of supplied current increases and the motor rotation speed is higher than when a pair of brushes (+ (1),-(1)) is energized. Become. On the other hand, in the MID mode newly established in the wiper motor 1, as shown in FIG. 4 (b), the switch SW1 remains OFF and the SW2 is turned ON, and + (1),-(1) and-(2) are energized. (FIG. 3 (b)-(b)). That is, three of the four brushes 19a to 19d are used, and the amount of supply current is larger than when a pair of brushes (+ (1),-(1)) is used, but two pairs This is less than when both brushes are used. Therefore, in this case, the motor speed is intermediate between the LOW mode and the HI mode.

このように、当該ワイパモータ１では、４個のブラシ１９ａ〜１９ｄに対する通電状態を図３(b)のように制御することにより、モータ回転数を低速−中速−高速に変化させることができる。すなわち、４極モータでありながら、４個のブラシにてモータ速度を２速度以上に切り換えることができる。従って、多極モータにおいてもブラシ数を大幅に増大させることなく、ＨＩ,ＬＯ作動を実現でき、多極モータによる小型・軽量化のメリットを享受しつつ、従来のワイパモータにはないＭＩＤモードをも付加することが可能となる。なお、ＨＩ,ＭＩＤ,ＬＯＷの各モードにおいて間欠作動を行わせることもでき、トータルで６モードの作動形態が実現可能である。 As described above, in the wiper motor 1, the motor rotation speed can be changed from low speed to medium speed to high speed by controlling the energization states of the four brushes 19a to 19d as shown in FIG. That is, although the motor is a 4-pole motor, the motor speed can be switched to 2 speeds or more with four brushes. Therefore, HI and LO operation can be realized without significantly increasing the number of brushes even in a multi-pole motor, and the MID mode not available in conventional wiper motors can be achieved while enjoying the advantages of miniaturization and light weight. It becomes possible to add. In addition, intermittent operation can be performed in each mode of HI, MID, and LOW, and a total of six modes of operation can be realized.

一方、図３(b)のような制御形態を採ると、最も使用頻度の高いＬＯＷモードでは、＋(1)と−(1)を通電する組み合わせとなる。ところが、＋(1)と−(1)を通電すると、図４(a)からも分かるように、ブラシ間で並列回路の巻線長が異なり電気的にアンバランスとなる上に、＋(2),−(2)によって短絡されるアーマチュアコイル７が回転軸５に対し対称に配されず、磁気的にもアンバランスとなる。そこで、ワイパモータ１では、かかる磁気的アンバランスを解消すべく、隣接するコンミテータ片１４間に接続された個々のコイルを、回転軸に対し点対称に配置された複数の副コイルにて形成する巻線形態を採用し、モータ耐久性の向上を図っている。 On the other hand, when the control mode as shown in FIG. 3B is adopted, in the LOW mode with the highest use frequency, a combination of energizing + (1) and − (1) is obtained. However, when + (1) and-(1) are energized, as shown in FIG. 4 (a), the winding lengths of the parallel circuits differ between the brushes and become electrically unbalanced, and + (2 ),-(2), the armature coil 7 short-circuited is not arranged symmetrically with respect to the rotating shaft 5 and is unbalanced magnetically. Therefore, in the wiper motor 1, in order to eliminate such magnetic imbalance, individual coils connected between adjacent commutator pieces 14 are formed by a plurality of subcoils arranged symmetrically with respect to the rotation axis. Employs a linear configuration to improve motor durability.

図５(a)〜(d)は、前述の巻線形態の例を示す巻線展開図である。図５(a)の巻線形態では、巻線１２をアーマチュアコア６の対向する位置に２つに分けて巻装する。すなわち、図５(a)では、例えば３番コンミテータ片１４ｃより巻き始められた巻線１２は、３番コンミテータ片１４ｃのライザ１５に懸け回された後、１−２番ティースの間のスロット１１ａと５−６番ティースの間のスロット１１ｅとの間に巻装され、コイル７Ａ（副コイル）が形成される。コイル７Ａは、アーマチュアコイル７における所定のターン数ｎの半分の回数(n/2)巻装される。 FIGS. 5A to 5D are winding development views showing examples of the above-described winding forms. In the form of winding shown in FIG. 5 (a), the winding 12 is wound in two at the position where the armature core 6 faces. That is, in FIG. 5A, for example, the winding 12 started to be wound from the third commutator piece 14c is suspended around the riser 15 of the third commutator piece 14c, and then the slot 11a between the first and second teeth. And a slot 11e between the 5th and 6th teeth, and a coil 7A (subcoil) is formed. The coil 7A is wound a number of times (n / 2) that is half the predetermined number of turns n in the armature coil 7.

コイル７Ａはその後、スロット１１ｅ,１１ａと径方向に対向する、すなわち、周方向に180°回転した位置に存在する１１−１２番ティースの間のスロット１１ｋと１５−１６番ティースの間のスロット１１ｏの間に巻装され、コイル７Ｂ（副コイル）が形成される。コイル７Ｂは、コイル７Ａと同じ方向に、所定のターン数ｎの半分の回数(n/2)で巻装され、その後、巻線１２は４番コンミテータ片１４ｄに接続される。これにより、３,４番コンミテータ片１４ｃ,１４ｄの間には、径方向に対向し、かつ直列接続された一対のコイル７Ａ,７Ｂを備えたアーマチュアコイル７が形成される。同様に、隣接するコンミテータ片１４間には、径方向に対向し、かつ直列接続された一対のコイル７Ａ,７Ｂを備えたアーマチュアコイル７を形成する。 Thereafter, the coil 7A is opposed to the slots 11e and 11a in the radial direction, that is, the slot 11k between the slots 11k and 11-16 between the 11th and 12th teeth which are present at a position rotated by 180 ° in the circumferential direction. The coil 7B (subcoil) is formed. The coil 7B is wound in the same direction as the coil 7A by a half number (n / 2) of the predetermined number n of turns, and then the winding 12 is connected to the fourth commutator piece 14d. Thereby, between the 3rd and 4th commutator pieces 14c and 14d, the armature coil 7 provided with a pair of coils 7A and 7B opposed in series and connected in series is formed. Similarly, between the adjacent commutator pieces 14, an armature coil 7 including a pair of coils 7 </ b> A and 7 </ b> B opposed in series and connected in series is formed.

次に、図５(b)の巻線形態では、巻線１２を四方に等分に巻装する。すなわち、図５(b)では、例えば３番コンミテータ片１４ｃより巻き始められた巻線１２は、スロット１１ａ−１１ｅ間に(n/4)ターン巻装され（コイル７Ａ）、次に、スロット１１ｅからスロット１１ｊに向い、スロット１１ａ,１１ｅから周方向に９０°ずれた位置にあるスロット１１ｆ,１１ｊの間に巻装される（コイル７Ｂ）。コイル７Ｂは、コイル７Ａと極性の異なる磁極（永久磁石４）に対向するため、スロット１１ｆ−１１ｊ間では、巻線１２は、１１ａ−１１ｅ間とは逆の巻き方向で(n/4)ターン巻装される。その後、巻線１２は、スロット１１ｆからスロット１１ｋに向い、スロット１１ｆ,１１ｊから周方向に９０°ずれた位置（スロット１１ａ,１１ｅに対しては180°対向位置）にあるスロット１１ｋ,１１ｏの間に巻装される（コイル７Ｃ；副コイル）。スロット１１ｋ−１１ｏ間では、巻線１２は、１１ａ−１１ｅ間と同じ巻き方向で(n/4)ターン巻装される。 Next, in the winding configuration of FIG. 5 (b), the winding 12 is wound equally in all directions. That is, in FIG. 5 (b), for example, the winding 12 started from the third commutator piece 14c is wound (n / 4) turns between the slots 11a-11e (coil 7A), and then the slot 11e. From the slots 11a and 11e to the slot 11j and is wound between the slots 11f and 11j at a position shifted by 90 ° in the circumferential direction (coil 7B). Since the coil 7B faces the magnetic pole (permanent magnet 4) having a polarity different from that of the coil 7A, the winding 12 is turned by (n / 4) turns between the slots 11f-11j in the opposite winding direction to that between 11a-11e. Wrapped. Thereafter, the winding 12 is located between the slots 11k and 11o at positions shifted from the slots 11f and 11k by 90 ° in the circumferential direction from the slots 11f and 11j (180 ° opposite positions to the slots 11a and 11e). (Coil 7C; secondary coil). Between the slots 11k-11o, the winding 12 is wound (n / 4) turns in the same winding direction as between 11a-11e.

スロット１１ｋ−１１ｏ間に巻装した後、巻線１２はさらに、スロット１１ｏからスロット１１ｐに向い、スロット１１ｋ,１１ｏから周方向に９０°ずれた位置（スロット１１ｆ,１１ｊに対しては180°対向位置）にあるスロット１１ｐ,１１ｔの間に巻装される（コイル７Ｄ；副コイル）。スロット１１ｐ−１１ｔ間では、巻線１２は、１１ａ−１１ｅ間とは逆の巻き方向で(n/4)ターン巻装される。巻線１２は、その後、スロット１１ｐから４番コンミテータ片１４ｄに接続される。この場合も、コイル７Ａ〜７Ｄは回転軸５に対し点対称に等しく配置されており、ブラシ１９によって短絡されたアーマチュアコイル７は、回転軸５に対し対称な位置関係に配置される。 After winding between the slots 11k-11o, the winding 12 is further directed from the slot 11o to the slot 11p, and at a position shifted by 90 ° in the circumferential direction from the slots 11k, 11o (opposite 180 ° to the slots 11f, 11j). The coil is wound between the slots 11p and 11t at the position (coil 7D; secondary coil). Between the slots 11p-11t, the winding 12 is wound (n / 4) turns in a winding direction opposite to that between 11a-11e. The winding 12 is then connected to the fourth commutator piece 14d from the slot 11p. Also in this case, the coils 7 </ b> A to 7 </ b> D are equally arranged symmetrically with respect to the rotating shaft 5, and the armature coil 7 short-circuited by the brush 19 is arranged in a symmetrical positional relationship with respect to the rotating shaft 5.

図５(c)の巻線形態では、図５(a)と同様に、巻線１２をアーマチュアコア６の対向する位置に２つに分けて巻装するが、巻線１２の巻装方式が(a)とは異なっている。ここでは、３番コンミテータ片１４ｃより巻き始められた巻線１２は、スロット１１ａ−１１ｅ間に、まず（(n/2)-m）回巻装される。次に、巻線１２は、スロット１１ｅ,１１ａと径方向に対向するスロット１１ｋ,１１ｏの間に(n/2)ターン巻装される（コイル７Ｂ）。その後、巻線１２は、スロット１１ｏからスロット１１ａに向い、スロット１１ａ−１１ｅ間にｍ回巻装され、４番コンミテータ片１４ｄに接続される。つまり、スロット１１ａ−１１ｅ間には、先の（(n/2)-m）回と合わせて巻線１２が(n/2)ターン巻装されコイル７Ａが形成される。 In the winding configuration of FIG. 5 (c), the winding 12 is wound in two at opposite positions of the armature core 6 as in FIG. 5 (a). It is different from (a). Here, the winding wire 12 started to be wound from the third commutator piece 14c is first wound ((n / 2) -m) times between the slots 11a-11e. Next, the winding 12 is wound (n / 2) turns between the slots 11e and 11a and the slots 11k and 11o facing in the radial direction (coil 7B). Thereafter, the winding 12 faces from the slot 11o to the slot 11a, is wound m times between the slots 11a-11e, and is connected to the fourth commutator piece 14d. That is, between the slots 11a-11e, the winding 12 is wound (n / 2) turns together with the previous ((n / 2) -m) turns to form the coil 7A.

図５(d)の巻線形態では、図５(b)と同様に、巻線１２を四方に等分に巻装するが、巻線１２の巻装方式が(c)とは異なり、図５(c)と同様の形態となっている。すなわち、３番コンミテータ片１４ｃより巻き始められた巻線１２は、スロット１１ａ−１１ｅ間に、まず（(n/2)-m）回巻装される。次に、巻線１２は、スロット１１ｆ−１１ｊ間にてコイル７Ｂ、スロット１１ｋ−１１ｏにてコイル７Ｃ、スロット１１ｐ−１１ｔ間にてコイル７Ｄを図５(c)と同様に形成する。その後、巻線１２は、スロット１１ｐからスロット１１ａに向い、スロット１１ａ−１１ｅ間にｍ回巻装され、４番コンミテータ片１４ｄに接続される。つまり、スロット１１ａ−１１ｅ間には、先の（(n/2)-m）回と合わせて巻線１２が(n/2)ターン巻装されコイル７Ａが形成される。 In the winding configuration of FIG. 5 (d), the winding 12 is equally wound in all directions as in FIG. 5 (b), but the winding method of the winding 12 is different from (c). It has the same form as 5 (c). That is, the winding 12 started to be wound from the third commutator piece 14c is first wound ((n / 2) -m) between the slots 11a-11e. Next, in the winding 12, the coil 7B is formed between the slots 11f-11j, the coil 7C is formed between the slots 11k-11o, and the coil 7D is formed between the slots 11p-11t similarly to FIG. Thereafter, the coil 12 is wound from the slot 11p toward the slot 11a, m times between the slots 11a-11e, and connected to the fourth commutator piece 14d. That is, between the slots 11a-11e, the winding 12 is wound (n / 2) turns together with the previous ((n / 2) -m) turns to form the coil 7A.

このように、図５に例示したような巻線形態を採用すると、ブラシ１９によって短絡されたアーマチュアコイル７は、コイル７Ａ,７Ｂ（７Ｃ,７Ｄ）により、常に、回転軸５に対し対称な位置関係に配置される。従って、アーマチュアコイル７に関する磁気的なアンバランスが解消され、ＬＯＷモードにおいても均一な磁気バランスとなり、モータの耐久性が向上する。図６はワイパモータ１の耐久試験結果であり、(a)はＨＩモード、(b)はＬＯＷモードにおける結果を示している。 As described above, when the winding form illustrated in FIG. 5 is employed, the armature coil 7 short-circuited by the brush 19 is always positioned symmetrically with respect to the rotation axis 5 by the coils 7A and 7B (7C and 7D). Placed in a relationship. Therefore, the magnetic imbalance related to the armature coil 7 is eliminated, the magnetic balance is uniform even in the LOW mode, and the durability of the motor is improved. FIG. 6 shows the result of the durability test of the wiper motor 1, (a) shows the result in the HI mode, and (b) shows the result in the LOW mode.

図６に示すように、前述のような巻線形態を採用した場合、従来の重巻巻線に比して、ブラシ摩耗速度が大幅に低下する。すなわち、ＨＩモードでは、正極・負極共に1/4強、ＬＯＷモードでは、正極は約1/5,1/7、負極は約1/6,1/20となった。これに伴い、耐久性も大幅に向上し、ＨＩモードでは約４.５倍、ＬＯＷモードでは約２０倍と大きく向上した。図６の試験は、現在の自動車用電装品の通常電圧（14Ｖ仕様）よりも過酷な条件である高電圧仕様（42Ｖ）にて試験を実施しており、通常電圧ではより高い耐久性が得られる。また、高電圧仕様が採用された場合でも、当該ワイパモータ１は十分な耐久性を有していることが分かる。 As shown in FIG. 6, when the winding configuration as described above is adopted, the brush wear speed is significantly reduced as compared with the conventional heavy winding. That is, in the HI mode, both of the positive electrode and the negative electrode were slightly over 1/4, and in the LOW mode, the positive electrode was about 1/5, 1/7, and the negative electrode was about 1/6, 1/20. Along with this, the durability has also been greatly improved, and it has been greatly improved to about 4.5 times in the HI mode and about 20 times in the LOW mode. The test in Fig. 6 is conducted at a high voltage specification (42V), which is a severer condition than the normal voltage (14V specification) of current automotive electrical components, and higher durability is obtained at the normal voltage. It is done. Further, even when the high voltage specification is adopted, it can be seen that the wiper motor 1 has sufficient durability.

次に、本発明の実施例２として、均圧線（均圧部材）を用いてブラシ数を削減した形態について説明する。図７は、本発明の実施例２であるワイパモータのブラシ構成を示す説明図である。本実施例のワイパモータも、その基本構成は、図１に示した実施例１のワイパモータ１と同様であり、４極重巻の仕様となっている。なお、以下の実施例では、実施例１と同様の部材、部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。 Next, as Embodiment 2 of the present invention, a mode in which the number of brushes is reduced using a pressure equalizing line (pressure equalizing member) will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a brush configuration of a wiper motor that is Embodiment 2 of the present invention. The basic configuration of the wiper motor of the present embodiment is the same as that of the wiper motor 1 of the first embodiment shown in FIG. In the following embodiments, the same members and portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施例のワイパモータでは、アーマチュアコイル７の等電位点を均圧線にて接続する。すなわち、アーマチュアコイル７の対向するコイル同士を均圧線にて接続する。これにより、同電位にて対向するブラシ１９の一方（１９ｐ',１９ｑ',１９ｒ'）が存在しなくとも、これらのブラシによって給電されるコイルに対しては、他方側のブラシ１９ｐ（第１ブラシ）,１９ｑ（第２ブラシ）,１９ｒ（第３ブラシ）から均圧線を介して給電が行われる。従って、図７に破線にて示したように、対向するブラシ１９の一方側（１９ｐ',１９ｑ',１９ｒ'）を削減しても、均圧線によって、削減されたブラシが存在する場合と同様にアーマチュアコイル７に給電することが可能となる。 In the wiper motor of this embodiment, the equipotential points of the armature coil 7 are connected by a pressure equalizing line. That is, the opposing coils of the armature coil 7 are connected by a pressure equalizing line. Thus, even if one of the brushes 19 (19p ', 19q', 19r ') facing at the same potential does not exist, the other side brush 19p (the first brush 19p) is applied to the coil fed by these brushes. Electric power is supplied from the brushes, 19q (second brush), and 19r (third brush) via a pressure equalizing line. Therefore, as shown by a broken line in FIG. 7, even if one side (19p ′, 19q ′, 19r ′) of the opposing brush 19 is reduced, there is a reduced brush due to the pressure equalization line. Similarly, power can be supplied to the armature coil 7.

本実施例では、ＬＯＷモード時は、ブラシ１９ｐ,１９ｑが使用される。この際、アーマチュアコイル７に対しては、ブラシ１９ｐ,１９ｑを介して給電が行われるが、均圧線を介して、ブラシ１９ｐ',１９ｑ'によって給電されるべきコイルにも電流が流れる。従って、実質的には、ブラシ１９ｐ,１９ｑ,１９ｐ',１９ｑ'の４ブラシに通電した場合と同様の状態でモータが駆動される。一方、ＨＩモード時は、ブラシ１９ｑ,１９ｒが使用される。この場合も、ブラシ１９ｑ,１９ｒを介して給電が行われるが、均圧線を介して、ブラシ１９ｐ',１９ｒ'によって給電されるべきコイルにも電流が流れる。従って、実質的には、ブラシ１９ｒ',１９ｑ,１９ｒ,１９ｑ'の４ブラシに通電した場合と同様の状態でモータが駆動される。ブラシ１９ｒ,１９ｒ'はブラシ１９ｐ',１９ｐに対し、(θ/２)°進角した位置に配置されており、ＨＩモードではＬＯＷモードよりもモータの回転数が高くなる。 In this embodiment, the brushes 19p and 19q are used in the LOW mode. At this time, power is supplied to the armature coil 7 via the brushes 19p and 19q, but current also flows to the coils to be supplied by the brushes 19p ′ and 19q ′ via the pressure equalization line. Therefore, the motor is driven substantially in the same state as when the four brushes 19p, 19q, 19p ′, 19q ′ are energized. On the other hand, in the HI mode, the brushes 19q and 19r are used. In this case as well, power is supplied through the brushes 19q and 19r, but current also flows to the coils to be supplied by the brushes 19p ′ and 19r ′ through the pressure equalizing lines. Therefore, the motor is driven substantially in the same state as when the four brushes 19r ′, 19q, 19r, 19q ′ are energized. The brushes 19r and 19r ′ are disposed at positions advanced by (θ / 2) ° with respect to the brushes 19p ′ and 19p, and the motor rotation speed is higher in the HI mode than in the LOW mode.

このように、均圧線を用いると、２速度を実現しつつブラシ個数を６個から３個へと削減でき、これは、図１１に示した従来の２極のワイパモータと同様のブラシ個数となる。このため、ワイパモータを多極化したにもかかわらず、ブラシ個数増大に伴うコストアップがなく、また、ブラシ周りでの損失増大もない。さらに、ＨＩ作動用のブラシ１９ｒを、ＬＯＷ作動用ブラシ１９ｐ’の近くに隣接して配置する必要がなく、ＨＩ,ＬＯＷブラシの近接配置問題も生じない。従って、４極のワイパモータにおいてもブラシ数を増大させることなく、ＨＩ,ＬＯＷ作動を実現でき、従来の２極のワイパモータに対し小型・軽量化を図ることが可能となる。 In this way, using the pressure equalizing line, the number of brushes can be reduced from six to three while realizing two speeds, which is the same as the number of brushes of the conventional two-pole wiper motor shown in FIG. Become. For this reason, despite the increase in the number of wiper motors, there is no increase in cost associated with an increase in the number of brushes, and there is no increase in loss around the brushes. Further, it is not necessary to dispose the HI operating brush 19r adjacent to the LOW operating brush 19p ', and the problem of the close placement of the HI and LOW brushes does not occur. Therefore, even in a 4-pole wiper motor, HI and LOW operations can be realized without increasing the number of brushes, and the conventional 2-pole wiper motor can be reduced in size and weight.

加えて、本実施例の４極のワイパモータのように、均圧線を使用することにより、アーマチュアコイル７の電気的なバランスが向上し、振れ回り力が低減し、騒音や振動を低減させることが可能となると共に、高電圧化にも対応可能な耐久性を得ることができる。なお、図１１に示した従来の２極のワイパモータでは、ブラシ５１ａ〜５１ｃにより、図中に矢印で示したような方向にアーマチュア３が押される。これに対し、本実施例の４極のワイパモータのように、図７のブラシ構成とした場合には、アーマチュア３はブラシ１９ｐ,１９ｑ,１９ｒによって概ね三方から押圧される。従って、図１１の２極のワイパモータの場合よりも、アーマチュア３に対するブラシ押圧荷重が均等化され、アーマチュア３の回転バランスが安定する。 In addition, like the 4-pole wiper motor of this embodiment, by using a pressure equalizing wire, the electrical balance of the armature coil 7 is improved, the whirling force is reduced, and noise and vibration are reduced. In addition, it is possible to obtain durability that can cope with high voltage. In the conventional two-pole wiper motor shown in FIG. 11, the armature 3 is pushed in the direction shown by the arrow in the drawing by the brushes 51a to 51c. On the other hand, in the case of the brush configuration of FIG. 7 as in the case of the four-pole wiper motor of this embodiment, the armature 3 is pressed from almost three directions by the brushes 19p, 19q, and 19r. Therefore, compared with the case of the two-pole wiper motor of FIG. 11, the brush pressing load on the armature 3 is equalized, and the rotational balance of the armature 3 is stabilized.

さらに、本発明の実施例３として、実施例２のワイパモータにＨＩ,ＬＯＷ以外の作動モードを付加した形態について説明する。図８(a)は本発明の実施例３であるワイパモータのブラシ構成を示す説明図、(b)は(a)のモータにおける各モードごとの通電ブラシを示す一覧表である。図８のモータでは、図７のブラシ１９ｐ,１９ｑ,１９ｒに加えて、実施例２では削除した１９ｑ'をθ°進角方向にずらす形で配置し、ＨＩ作動用のブラシ１９ｓを新たに設置する。図７では、ブラシ１９ｒはＨＩ作動モードとされているが、ここでは、θ進角させたＨＩ作動用ブラシ１９ｓを設けることにより、(θ/２)°進角させたブラシ１９ｒは、ＨＩ,ＬＯＷの中間のＭＩＤ作動用ブラシとなる。 Furthermore, as Embodiment 3 of the present invention, a mode in which an operation mode other than HI and LOW is added to the wiper motor of Embodiment 2 will be described. FIG. 8A is an explanatory diagram showing a brush configuration of a wiper motor that is Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 8B is a list showing energizing brushes for each mode in the motor of FIG. In the motor shown in FIG. 8, in addition to the brushes 19p, 19q, and 19r shown in FIG. 7, the 19q ′ that is deleted in the second embodiment is arranged so as to be shifted in the θ ° advance direction, and a brush 19s for HI operation is newly installed. To do. In FIG. 7, the brush 19r is in the HI operation mode. Here, the brush 19r advanced by (θ / 2) ° by providing the HI operation brush 19s advanced by θ is It becomes a brush for MID operation in the middle of LOW.

図８(b)に示すように、図８(a)のモータにおいては、ＬＯＷモードでは、ブラシ１９ｐ(＋(1)),１９ｑ(−(1))が通電される。実施例２の場合と同様、当該モータには均圧線が設けられており、４極機でありながら１対のブラシ１９ｐ,１９ｑにて４ブラシ機と同様に作動する。次に、ＨＩモードでは、ブラシ１９ｐ(＋(1)),１９ｓ(−(2))が通電される。ブラシ１９ｓは、ＬＯＷ作動用ブラシの配置位置（図８では、均圧線使用によりブラシ自体は省かれている）からθ°進角した位置に設けられており、モータはＬＯＷモードよりも高い回転数で作動する。これに加え、当該モータでは、ＭＩＤモードが設けられており、この場合にはブラシ１９ｒ(＋(2)),１９ｑ(−(1))が通電される。ブラシ１９ｒは、ＬＯＷ作動用ブラシの配置位置（同上）から(θ/２)°進角した位置に設けられており、モータはＬＯＷモードとＨＩモードの中間の回転数で作動する。 As shown in FIG. 8B, in the motor of FIG. 8A, the brushes 19p (+ (1)) and 19q (-(1)) are energized in the LOW mode. As in the case of the second embodiment, the motor is provided with a pressure equalizing line, and operates in the same manner as the 4-brush machine with a pair of brushes 19p and 19q although it is a 4-pole machine. Next, in the HI mode, the brushes 19p (+ (1)) and 19s (-(2)) are energized. The brush 19s is provided at a position advanced by θ ° from the position of the brush for operating the LOW (in FIG. 8, the brush itself is omitted by using the pressure equalizing line), and the motor rotates at a higher speed than in the LOW mode. Operates on numbers. In addition, the motor is provided with an MID mode. In this case, the brushes 19r (+ (2)) and 19q (-(1)) are energized. The brush 19r is provided at a position advanced by (θ / 2) ° from the arrangement position of the LOW operation brush (same as above), and the motor operates at an intermediate rotational speed between the LOW mode and the HI mode.

図９(a)は図８の変形例を示す説明図、(b)は各モードごとの通電ブラシを示す一覧表である。図９の場合、ブラシ１９ｒ(＋(2)),１９ｓ(−(2))が共に、ＬＯＷ作動用ブラシの配置位置（同上）からθ'°進角した位置に設けられている。この場合、ＬＯＷモードでは、前述同様にブラシ１９ｐ(＋(1)),１９ｑ(−(1))が通電される。これに対し、ＨＩモードではブラシ１９ｒ(＋(2)),１９ｓ(−(2))が通電され、θ'°の進角効果が得られ、図８のものよりもＨＩモードの高効率化が図られる。一方、ＭＩＤモードは、２つのパターンがあり、ブラシ１９ｒ(＋(2)),１９ｑ(−(1))：ＭＩＤ１、あるいは、ブラシ１９ｐ(＋(1)),１９ｓ(−(2))：ＭＩＤ２が通電され、(θ'/２)°進角した状態の回転速度が得られる。 FIG. 9A is an explanatory diagram showing a modification of FIG. 8, and FIG. 9B is a list showing energizing brushes for each mode. In the case of FIG. 9, both the brushes 19r (+ (2)) and 19s (-(2)) are provided at positions advanced by θ ′ ° from the arrangement position of the LOW operation brush (same as above). In this case, in the LOW mode, the brushes 19p (+ (1)) and 19q (-(1)) are energized as described above. On the other hand, in the HI mode, the brushes 19r (+ (2)) and 19s (-(2)) are energized, and an advance angle effect of θ ′ ° is obtained, and the HI mode is more efficient than that in FIG. Is planned. On the other hand, the MID mode has two patterns: brush 19r (+ (2)), 19q (-(1)): MID 1 or brush 19p (+ (1)), 19s (-(2)) : MID 2 is energized, and a rotational speed of (θ ′ / 2) ° advanced is obtained.

本実施例の形態では、ＭＩＤモード以外に、ＬＯＷモードよりも低速回転の超ＬＯＷモードを設定することもできる。図１０(a)は超ＬＯＷモードを設定した場合のブラシ構成を示す説明図、(b)は(a)のモータにおける各モードごとの通電ブラシを示す一覧表である。図１０の場合、ブラシ１９ｔ(＋(2))が、ＬＯＷ作動用ブラシの配置位置からθ°遅角した位置に設けられている。その他のブラシは図８と同様の配置となっている。この場合も前述同様、ＬＯＷモードではブラシ１９ｐ(＋(1)),１９ｑ(−(1))が、ＨＩモードでは、ブラシ１９ｐ(＋(1)),１９ｓ(−(2))が通電される。これに対し、超ＬＯＷモードではブラシ１９ｔ(＋(2)),１９ｑ(−(1))が通電される。ブラシ１９ｔは、ＬＯＷ作動用ブラシの配置位置（同上）からθ°遅角（−θ°進角）した位置に設けられており、モータはＬＯＷモードよりも低い回転数で作動する。 In the form of the present embodiment, in addition to the MID mode, a super-LOW mode that rotates at a lower speed than the LOW mode can be set. FIG. 10A is an explanatory diagram showing a brush configuration when the super-LOW mode is set, and FIG. 10B is a list showing energization brushes for each mode in the motor of FIG. In the case of FIG. 10, the brush 19t (+ (2)) is provided at a position that is delayed by θ ° from the arrangement position of the brush for LOW operation. The other brushes are arranged in the same manner as in FIG. In this case as well, the brushes 19p (+ (1)) and 19q (-(1)) are energized in the LOW mode, and the brushes 19p (+ (1)) and 19s (-(2)) are energized in the HI mode. The In contrast, in the super-LOW mode, the brushes 19t (+ (2)) and 19q (-(1)) are energized. The brush 19t is provided at a position that is θ ° retarded (−θ ° advanced) from the position of the LOW actuating brush (same as above), and the motor operates at a lower rotational speed than in the LOW mode.

このように、本実施例では、実施例２の３ブラシ構成によって空いたスペースを活用し、そこにブラシをもう一つ付加することにより、従来の４極機と同様の４ブラシ構成でありながら、ＭＩＤモードや超ＬＯＷモードを備えた３速度を実現できる。すなわち、多極モータにおいてもブラシ数を大幅に増大させることなく、ＨＩ,ＬＯ作動以外の新たな作動モードを実現でき、従来の２極機に対し小型・軽量化を図りつつ、多様な作動形態を提供することが可能となる。 As described above, in this embodiment, the space that is vacated by the three-brush configuration of the second embodiment is utilized, and another brush is added thereto, so that the 4-brush configuration is the same as that of the conventional 4-pole machine. Three speeds with MID mode and super LOW mode can be realized. In other words, even in multi-pole motors, new operation modes other than HI and LO operation can be realized without greatly increasing the number of brushes, and various operation modes can be achieved while reducing the size and weight of conventional 2-pole machines. Can be provided.

なお、実施例２,３では、４極機を例にとって説明したが、６極以上の多極モータに前述のような構成を適用しても良い。例えば、６極機に均圧線を適用すれば、通常はブラシが６個必要となるが、ＬＯＷモードは２個のブラシで作動可能である。この際、本来ブラシが配置されるスペースが４箇所空くことから、そこに別作動モード用のブラシを適宜配置することにより、ＨＩ,ＬＯＷ以外にさらに４種類の作動モードを追加できる。つまり、モータが多極となればなるほど作動モードの種類も増やすことが可能となる。 In the second and third embodiments, a four-pole machine has been described as an example. However, the above-described configuration may be applied to a multi-pole motor having six or more poles. For example, if a pressure equalizing line is applied to a 6-pole machine, normally 6 brushes are required, but the LOW mode can be operated with 2 brushes. At this time, since the space where the brush is originally arranged is vacant, four types of operation modes other than HI and LOW can be added by appropriately arranging brushes for different operation modes there. That is, the number of operation modes can be increased as the number of motors increases.

本発明は前記実施例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言うまでもない。
例えば、磁気的アンバランスを解消する巻線形態は図５の例には限定されず、種々の形態が採用可能である。なお、図５ではアーマチュアコイル７のターン数が偶数回の場合について述べたが、奇数回の場合には、例えば、コイル７Ａ,７Ｂに０.５ターンずつ巻回数を割り振るなどして、アンバランス解消巻線を構成することができる。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, the winding form for eliminating the magnetic imbalance is not limited to the example of FIG. 5, and various forms can be adopted. In FIG. 5, the case where the number of turns of the armature coil 7 is an even number is described. However, in the case where the number of turns is an odd number, for example, the number of turns is assigned to the coils 7A and 7B by 0.5 turns. A cancellation winding can be constructed.

一方、前述の実施例では、本発明のモータを自動車用ワイパ装置の駆動源として使用した場合について説明したが、その用途はこれには限定されず、パワーウインド用モータや筒型ファンモータなどの車載モータ、パソコン等のＯＡ機器用のモータなどにも適用可能である。パワーウインド用モータの場合、例えば、超ＬＯＷモードにより、車内温度調節時や喫煙時等に窓をわずかに開ける機能を付加することなども可能となる。また、ファンモータにも作動切り換え機能を付加することが可能となる。 On the other hand, in the above-described embodiment, the case where the motor of the present invention is used as a drive source of an automobile wiper device has been described. However, the application is not limited to this, and a power window motor, a cylindrical fan motor, etc. It can also be applied to motors for OA equipment such as in-vehicle motors and personal computers. In the case of a motor for a power window, for example, it is possible to add a function of slightly opening a window when adjusting the temperature inside the vehicle or smoking in the super LOW mode. In addition, an operation switching function can be added to the fan motor.

１ワイパモータ
２モータハウジング
３アーマチュア
４永久磁石（界磁磁極）
５回転軸
６アーマチュアコア
７アーマチュアコイル（電機子巻線）
７Ａ〜７Ｄコイル
８軸受
９金属板
１１スロット
１１ａ,１１ｅ,１１ｆ,１１ｊ,１１ｏ,１１ｐ,１１ｔスロット
１２巻線
１３コンミテータ
１４コンミテータ片（整流子片）
１４ｃ３番コンミテータ片
１４ｄ４番コンミテータ片
１５ライザ
１６ギヤハウジング
１７ホルダステー
１８ブラシホルダ
１９ブラシ
１９ａ正極第１ブラシ
１９ｂ負極第１ブラシ
１９ｃ正極第２ブラシ
１９ｄ負極第２ブラシ
１９ｐ,１９ｐ' ブラシ
１９ｑ,１９ｑ' ブラシ
１９ｒ,１９ｒ' ブラシ
１９ｓＨＩ作動用ブラシ
１９ｔ超ＬＯＷ作動用ブラシ
２１スプリング
２２ピグテール
２３ウォームホイール
２４軸受
２５ウォーム
２６出力軸
５１ａ,５１ａ' コモンブラシ
５１ｂ,５１ｂ' 低速用ブラシ
５１ｃ,５１ｃ' 高速用ブラシ
Ｍモータ部
Ｒ減速部 1 Wiper motor 2 Motor housing 3 Armature 4 Permanent magnet (field magnetic pole)
5 Rotating shaft 6 Armature core 7 Armature coil (armature winding)
7A to 7D Coil 8 Bearing 9 Metal plate 11 Slot 11a, 11e, 11f, 11j, 11o, 11p, 11t Slot 12 Winding 13 Commutator 14 Commutator piece (commutator piece)
14c No. 3 commutator piece 14d No. 4 commutator piece 15 Riser 16 Gear housing 17 Holder stay 18 Brush holder 19 Brush 19a Positive first brush 19b Negative first brush 19c Positive second brush 19d Negative second brush 19p, 19p 'Brush 19q, 19q 'Brush 19r, 19r' Brush 19s HI operating brush 19t Ultra-LOW operating brush 21 Spring 22 Pigtail 23 Worm wheel 24 Bearing 25 Worm 26 Output shaft 51a, 51a 'Common brush 51b, 51b' Low speed brush 51c, 51c 'High speed Brush M Motor part R Deceleration part

Claims

A bottomed motor housing;
Four or more field magnetic poles fixed in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the motor housing;
A rotary shaft rotatably disposed in the motor housing, an armature core fixed to the rotary shaft, and an armature coil wound by multiple windings between predetermined slots of a plurality of slots formed in the armature core A commutator piece fixed to the rotating shaft and made of a conductive material in the circumferential direction, and a commutator electrically connected to the armature coil, and an armature comprising:
A gear housing that is connected to the motor housing and meshes with a worm formed on the armature shaft, and houses a rotation transmitting portion that transmits the rotation of the rotating shaft to the output shaft;
A wiper motor comprising a pressure equalizing member that connects between the armature coils to be equipotential among the armature coils,
The wiper motor has only the first to third brushes as brushes that are in sliding contact with the surface of the commutator and supply power to the armature coil,
The first brush and the second brush are arranged at a substantially 90 ° interval and are used during low-speed operation,
The third brush is disposed in a wide-angle side space among the spaces formed between the first brush and the second brush, and is used at the time of high-speed operation together with one of the first brush and the second brush. together with the wiper motor, characterized in that that will be placed in a position for pressing the commutator of the armature generally from three sides with the first brush and the second brush.