JPH03500960A - 駆動機構、特に車の風防用のワイパーシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 駆動機構、特に車の風防用のワイパーシステムこの発明は、駆動機構に関するも のであり、特に自動車の風防用に使用され、請求の範囲第１項の前提部分に記載 され、た駆動機構に関するものである。

新型車の風防ワイパーシステムはたいてい２つの異なる速度で動き、永久磁石の ＤＣモータによって駆動させる。２つの動作の速度を切り換えるために、全体で ３つのカーボンブラシが設けられ、その２つが実質上コレクタに対して直径的に 設けられている。これら２つのカーボンブラシの１つは電圧源のアースに接続す る。ＤＣモータが第１の動作速度で低い回転数で駆動させるとき、カーボンブラ シの他方は電圧源の陽極端子に接続する。第３のカーボンブラシは第１と第２の カーボンブラシの間でコレクタに対向している。それによって第１の動作速度で 陽極端子に接続するカーボンブラシに関連して特定の角度で設定させる。その角 度はほぼ９０度よりも小さい。高い回転数での第２の動作速度でＤＣモータを駆 動するために、第３のカーボンブラシは第２のカーボンブラシの代わりに電圧源 の陽極端子に接続される。

ＤＣモータが３つの異なる速度で駆動されるワイパーシステムも知られている。

この実施例では、全部で３つのカーボンブラシが電圧源の陽極端子に選択的に接 続するために、さらに２つのカーボンブラシが最少数の回転数の動作速度におい て電圧源に接続された２つのカーボンブラシの接続線によって限定された中性区 域の片側に配置される。

個々の速度が可変直列抵抗器または可変アーマチュア電圧によって調節される他 の解決法と比較すると、これらの実施例は相当のコスト的な利点を有する。しか し始動トルクが少いは、ど選択された動作速度の無負荷速度が高くなることは事 実である。

この欠点を解決するために、ダイオードを最少動作速度のカーボンブラシとより 高速度動作のカーボンブラシとの間に挿入することが知られている。ダイオード はより高速度動作のカーボンブラシへの導線から最少速度動作のカーボンブラシ へ電流を流すことを可能にする。しかしこの解決法は費用がかかる。さらにダイ オードにおいて生じる熱を取り去ることは難しい。

本発明は高い回転数の動作速度において、ＤＣモータの始動トルクが低い回転数 の動作速度における始動トルクより少なくとも大きくなるように初めに述べた種 類の駆動機構を改良する問題に基づいている。

本発明によるとこの問題は少なくとも２つの異なる動作速度で駆動されるＤＣモ ータを具備する駆動機構、特に車の風防ワイパ用の駆動機構であって、ＤＣモー タは集電子と、事実上直径の互いにヌ対側で集電子に接触する第１および第２の カーボンブラシと、第２のカーボンブラシに関して限定された角度で第１および 第２のカーボンブラシの間で集電子に支持された第３のカーボンブラシとを備え 、ＤＣモータが第１の動作速度で動作するとき第１および第２のカーボンブラシ が電圧源に接続され、ＤＣモータが第２の動作速度で動作するとき第１および第 ３のカーボンブラシが前記電圧源に接続されている駆動機構がさらに第３のカー ボンブラシに関して第１および第２のカーボンブラシ間の接続線の反対側で集電 子に接触し、第３のカーボンブラシと並列に電圧源に一緒に接続されている第４ のカーボンブラシを具備することを解決される。

本発明による駆動機構において、高い動作速度の始動トルクは通常の駆動におけ るよりも高くなる。最小の動作速度よりも高くすることができる。

本発明による駆動機構の有利な構成は請求項２以下に記載されている。

例えば第３および第４のカーボンブラシは第２のカーボンブラシに関して違った 量で設定できる利点を持っている。このようにして第２のカーボンブラシに関し て滑動表面のより良い対称性が得られる。したがって滑動表面はカーボンブラシ と集電子の間で集電子に面する第３および第４のカーボンブラシの前に生じる。

その変位は大きくても第３のカーボンブラシのアフターランニングエツジが第４ のアフターランニングエツジと同じように第２のカーボンブラシに関して設定さ れる大きさにされる。

特にＤＣモータは異なる回転の方向に制御される駆動において第３および第４の カーボンブラシが第２のカーボンブラシに関して同一角度に変位して設定される ことは有利である。

もし第２のカーボンブラシと集電子の間および第３および第４のカーボンブラシ と集電子の間に滑動状態が同一ならばたとえ第３および第４のカーボンブラシの 角度が同方法で変位して設定されたとしても第２のカーボンブラシに関する対称 性が得られる。

高速度動作における始動トルクは低速動作の値に対して所望される値に調節され る。例えば電気部品が電気抵抗を持つことによってその部品は第３及び／または 第４のカーボンブラシと直列に接続される。さらに第３と第４のカーボンブラシ 間の電流を等しくすることがそれによって影響される。

同一動作速度に対する２つのカーボンブラシの使用はＤＣモータの遮断時間がこ の動作の速度で短か過ぎる結果を生じる。

したがってＤＣモータが高い回転数の第２の動作で遮断されるとき、第３または 第４のいずれかのカーボンブラシが自動的にオフに切り換えられることが請求項 ６によって得られる。

この目的で温度的に駆動するスイッチ素子は簡単な方法で取り外し可能なカーボ ンブラシと直列に接続される。

第３と第４のカーボンブラシも直接相互接続することが可能である。

ＤＣモータが駆動されるとき高速度動作での第３と第４のカーボンブラシを通る 全電流は第２のカーボンブラシを通る低速動作での電流よりもあまり多くないこ とから、第３および第４のカーボンブラシは第１および第２のカーボンブラシよ りも集電子の円周方向に狭くすることが可能である。

もしＤＣモータが２つの動作速度より多くの動作をすることができるのならば、 第１と第２のカーボンブラシ間の接続線の両側にさらに２つのカーボンブラシが 設けられる。それらのカーボンブラシは第２のカーボンブラシに関しである角度 で変位して設定される第１と第２のカーボンブラシの間で集電子に接触される。

その角度は第３と第４のカーボンブラシの角度とは異なっており、それらのブラ シは並列に一緒に電圧源に接続することができる。

本発明による駆動機構のいくつかの実施例は添付図面に示されている。この図面 は詳細に説明される。

第１図は２つの動作速度を持ったＤＣモータの駆動機構を示している。第３およ び第４のカーボンブラシは第２のカーボンブラシに関して異なった角度で設定さ れている。

第２図は第３および第４のカーボンブラシとこの２つのブラシの１つに接続する 導線のスイッチ素子の同じ角度変位を示す第２の実施例である。

第３図は２つのカーボンブラシの１つに接続する導線中に温度スイッチを設けた 第２図の実施例と類似する実施例である。

第４図は第３および第４のカーボンブラシが他のカーボンブラシよりも狭い実施 例である。

第５図は３つの動作速度を有する実施例である。

第６図は本発明による駆動機構のモータの特性図である。

第１図乃至第５図は車の風防用のワイパーシステムの駆動機構を示している。駆 動機構にＤＣモータ１ｏが含まれ、集電子１１は図中で示され、集電子１１の円 周面に第１図がら第４図のカーボンブラシ１２．１３．１４及び１５を支持し、 第５図の実施例ではカーボンブラシ１６および１７が追加されている。ＤＣモー タ１０は永久磁石モータであることが磁石１８によって示される。モータ１０は いくつかの動作速度で駆動される。動作スイッチ２０はモータ１０を制御し、点 火スイッチ１９によって電圧源２３の陽極端子２２に電気的に接続されている可 動ブリッジコンタクト２１によって動作速度を選択する。電圧源２３はアースさ れている。

図かられかるようにカーボンブラシ１２は恒久的に不変にアース端子２４と接続 されている。もし図中に示されているオフポジションから始動すればスイッチ２ ０はＩで示されている第１の動作位置に切り換えられる。ゆえに閉鎖している点 火スイッチ１９によって陽極電位は可動ブリッジコンタクト２１と導線３０を通 ってカーボンブラシ１３に供給される。カーボンブラシ１３は集電子１１のカー ボンブラシ１２と反対側に位置する。カーボンブラシ１２．１３間の接続線は１ 点鎖線であり参照番号は３１である。ＤＣモータ１０が第２のカーボンブラシ１ ３を通って制御されるとその電機子は最低の動作速度で回転する。

カーボンブラシ１４は２つのカーボンブラシ１２および１３の間で角度α１だけ カーボンブラシ１３に関連してずれて配置される。第３カーボンブラシ１４に関 して第４カーボンブラシ１５は接続線３１の反対側に位置されておりカーボンブ ラシ１３に対して角度α２だけずれて設置されている。２つのカーボンブラシ１ ４および１５は導線３２および導線３３を通って動作スイッチ２０の同一の静止 コンタクト３４に接続されている。

点火スイッチ１９が閉じているとき動作スイッチ２０の可動ブリッジコンタクト ２１が動作位置１１へ切り換えればカーボンブラシ１４および１５は互いに並列 に電圧源２３の陽極端子２２に接続する。するとＤＣモータの電機子は動作速度 Ｉよりも高い回転数で回転する。カーボンブラシ１４および１５の選ばれた配置 とそれらの接続による制御はこの高速でのＤＣモータｌＯの始動トルクを低速よ り大きくする。

第１図による実施例では、２つの角度α１およびα２は矢印Ａの方向の集電子の 回転でカーボンブラシ１４および１５のアフターランニングエツジがカーボンブ ラシ１３からの同じ距離を有する程度に異なる。

第１図による実施例でカーボンブラシ１４および１５は直接導線３２および３３ により相互接続されているが、第２図による実施例の供給導線には低い抵抗を有 する電気部品４０がカーボンブラシ１５の導線に挿入されている。動作速度ＩＩ ではＤＣモータ１０の始動トルクは前述の部品４０によって調節されることがで きる。さらにカーボンブラシ１．４．１５間の電流を均等にすることができる。

さらに角度α１およびα２は第２図の実施例において同一の大きさを持っている 。もしＤＣモータｌＯが両方向の回転で駆動されるならば、これは接続線３１に 関するカーボンブラシ１４および１５の完全に相称的な配置は特別に有利である 。

第３図の実施例は温度スイッチがカーボンブラシ１５の導線３３に挿入されてい ることが第２図の実施例とは異なっている。

この方法はＤＣモータ１０の停止の確実性に関してはかなりの要求でさえも応じ ることができる。それぞれのカーボンブラシ１４および１５を通る電流のレベル がカーボンブラシ１２を通る電流のレベルの半分に過ぎないという事実の結果と そして、比較的に安い温度スイッチが使用できる。温度スイッチ４１はまたカー ボンブラシ１４の導線３２に挿入されることもできる。

第４図の実施例で示されているように２つのカーボンブラシ１４および１５を通 る低い電流は前記カーボンブラシがカーボンブラシ１２およびＩ３よりも集電子 １１の円周方向においてより狭いことを可能にする。これは電流の整流に有利な 効果を持っている。

第５図で示されているように風防ワイパ駆動機構のＤＣモータｌＯは３つの動作 速度で動作する。カーボンブラシ１２．１３．ｉ４および１５に加えてさらに２ つのカーボンブラシ１Ｂおよび１７が設けられている。それらもカーボンブラシ １２．１３間を結ぶ線３１の両側にあり、カーボンブラシ１４および１５よりも 大きな角度でカーボンブラシ１３に関連して設定されている。２つのカーボンブ ラシ１Ｇおよび１７は導線４２および４３を通って動作するスイッチ２０の付加 的な静止コンタクト４４に共に接続される。

そのスイッチは３つの動作位置を有する。点火スイッチ１９をオンにした状態で 動作するスイッチ２０の可動ブリッジコンタクト２１は静止コンタクト４４に切 り換えられる。カーボンブラシ１６および１７は互いに並列に電圧源２３の陽極 端子２２に一緒に接続されている。そのモータは動作速度ＩおよびＩＩにおいて よりも動作速度ＩＩ＋のほうが高い回転数で動作する。

第６図は通常の駆動機構と本発明による駆動機構のＤＣモータの特性図を示して いる。特性５０は動作速度１におけるモ−夕の速度とトルクの関連を示している 。この特性は通常の駆動機構と本発明の駆動機構とでは同一である。特性５１は 動作速度Ｉ＋で動作するときの通常の駆動機構のモータに対するモータの速度と トルクの関連を示している。無荷重の回転数は動作速度Ｉよりも動作速度１１の ほうが多いが、その始動トルクは少なくなっている。

特性５２は動作速度１１で始動する本発明の駆動機構に対するモータの速度とト ルクの関連を示している。この速度で動作する駆動機構は電圧源の陽極端子と接 続された２つのカーボンブラシを有している。モータの始動トルクは動作速度１ よりも動作速度ＩＩのほうが大きい。

特性５３は動作速度１で動作するときの通常のＤＣモータまたは本発明のＤＣモ ータに対する電流とトルクの関係を示している。特性５４は動作速度１１で動作 するときの通常のＤＣモータの電流とトルクの関係を示す。特性５５は動作速度 Ｉ！の本発明のＤＣモータの電流とトルクの関係を示す。動作速度１１で本発明 のＤＣモータから引き出す電流は通常の駆動機構のＤＣモータを通る電流よりも わずかに多い。

国際調査報告 国際調を報告 ＥＰ　８９００９４８

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも２つの異なる動作速度で駆動されるＤＣモータを具備する駆動機 構、特に車の風防ワイパ用の駆動機構であって、ＤＣモータは集電子と、事実上 直径の互いに反対側で集電子に接触する第１および第２のカーボンブラシと、第 ２のカーボンブラシに関して限定された角度で第１および第２のカーボンブラシ の間で集電子に支持された第３のカーボンブラシとを備え、ＤＣモータが第１の 動作速度で動作するとき第１および第２のカーボンブラシが電圧源に接続されて いる駆動機構において、第３のカーボンブラシに関して第１および第２のカーボ ンブラシ間の接続線の反対側で集電子に接触し、第３のカーボンブラシと並列に 電圧源に一緒に接続されている第４のカーボンブラシを具備することを特徴とす る駆動機構。
2. ２．第３および第４のカーボンブラシは第２のカーボンブラシに関連して異なる 量で変位し設定されている請求項１記載の駆動機構。
3. ３．変位は多くても第３のカーボンブラシのアフターランニングエッジが第４の カーボンブラシのアフターランニングエッジと同一程度で第２のカーボンブラシ に関して設定されている大きさである請求項２記載の駆動機構。
4. ４．第３および第４のカーボンブラシが第２のカーボンブラシに関して同一角度 で設定されている請求項１記載の駆動機構。
5. ５．低い電気抵抗の電気部品が第３および／または第４のカーボンブラシに直列 に接続されている請求項１乃至４のいずれか１項記載の駆動機構。
6. ６．ＤＣモータが第２の動作速度において遮断されるとき第３または第４のカー ボンブラシのいずれかが自動的にオフに切り換えられる請求項１乃至５のいずれ か１項記載の駆動機構。
7. ７．温度的に動作するスイッチ素子が取外し可能なカーボンブラシに直列に接続 されている請求項６記載の駆動機構。
8. ８．第３および第４のカーボンブラシが直接相互接続されている請求項１乃至４ のいずれか１項記載の駆動機構。
9. ９．第３および第４のカーボンブラシが第１および第２のカーボンブラシよりも 集電子の円周方向において狭い請求項１乃至８のいずれか１項記載の駆動機構。
10. １０．さらに別の動作速度に対して第１および第２のカーボンブラシ間にある接 続線の両側に集電子に接触するさらに２つのカーボンブラシが設けられており、 そのカーボンブラシは第２のカーボンブラシに関して第３および第４のカーボン ブラシは違う程度に変位関連して設定され、並列に一緒に電圧源に接続されてい る請求項１乃至９のいずれか１項記載の駈動機構。