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JP2010068592A - Wiper motor and its rotational frequency switching method - Google Patents

Wiper motor and its rotational frequency switching method Download PDF

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Publication number
JP2010068592A
JP2010068592A JP2008231223A JP2008231223A JP2010068592A JP 2010068592 A JP2010068592 A JP 2010068592A JP 2008231223 A JP2008231223 A JP 2008231223A JP 2008231223 A JP2008231223 A JP 2008231223A JP 2010068592 A JP2010068592 A JP 2010068592A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
brush
low
commutator
wiper motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008231223A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Murakami
敏男 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANSHIN TECHNO KK
Original Assignee
ANSHIN TECHNO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ANSHIN TECHNO KK filed Critical ANSHIN TECHNO KK
Priority to JP2008231223A priority Critical patent/JP2010068592A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an highly efficient and inexpensive DC wiper-motor with brushes, which can vary the rotational speed of the motor in three speed steps including a low speed, a high speed and an ultra-high speed, receiving little influence of electromagnetic wave noises. <P>SOLUTION: The wiper-motor includes a common brush 21, a low speed brush 22 and a high speed brush 23, each being in slide contact with a commutator. The wiper-motor energizes the common brush 21 and the low speed brush 22, during driving at the low speed rotation, to supply a drive power source to an armature through the commutator to be driven at an output shaft rotation frequency of 30 to 50 rpm, and energizes the common brush 21 and the high speed brush 23, during driving at the high speed rotation, to supply a drive power source to the armature through the commutator to be driven at an output shaft rotation frequency of 50 to 80 rpm. The wiper-motor energizes the low speed brush 22 and the high speed brush 23, during driving at the ultra high speed rotation, to supply a drive power source through the commutator to be driven at an output shaft rotation frequency of 100 to 160 rpm. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブラシ付きの直流モータに係り、特にモータ回転速度を可変できるブラシ付きの直流モータの速度制御技術に関するものである。   The present invention relates to a brushed DC motor, and more particularly to a speed control technique for a brushed DC motor capable of varying the motor rotation speed.

従来より、ブラシ付きの直流モータは、小型・高トルクで制御しやすく、低コストであることから、種々の装置の駆動源として広く採用されている。例えば、自動車のワイパ装置には、駆動速度が切り換え可能な直流モータが用いられている。このような直流モータには、例えば、特許文献1(特開2004−153942号公報)や特許文献2(特開2001−1867号公報)などに開示されたワイパモータがある。図1は、ワイパモータの全体構成を示す断面図である。このワイパモータ1は、モータ部2とギヤ部3とからなる。
モータ部2は、ヨークの機能を発揮するモータハウジング11と、モータハウジング11の内周に固定された複数のマグネット12と、マグネット12の内周側に配された電機子13とを有する。電機子13は、電機子13の中心に配した回転軸14の両端を、モータハウジング11の後端部及びモータ部前壁を兼ねるギヤケースフランジ4にそれぞれ嵌合固定した軸受5、6によって支持することにより、マグネット12の内周側において回転自在に支持されている。モータ部2は、更に電機子13への通電機構として、ブラシ装置20と整流子16とを有している。整流子16は、軸受5、6に支持された回転軸14に固定され、その外周に円形に併設された複数の整流子片を備えている。この整流子片には電機子13のコアに巻装された巻線コイルがそれぞれ接続されている。
回転軸14がギヤ部3内に延出された部分にウォームギヤ7が形成され、ウオームホイール減速ギヤを介して出力軸8を回転させるようになっている。
Conventionally, DC motors with brushes are widely used as drive sources for various devices because they are small, easy to control with high torque, and low in cost. For example, a DC motor capable of switching a driving speed is used in a wiper device of an automobile. Examples of such a DC motor include a wiper motor disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-153942), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-1867), and the like. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the wiper motor. The wiper motor 1 includes a motor unit 2 and a gear unit 3.
The motor unit 2 includes a motor housing 11 that functions as a yoke, a plurality of magnets 12 fixed to the inner periphery of the motor housing 11, and an armature 13 disposed on the inner periphery side of the magnet 12. The armature 13 supports both ends of the rotary shaft 14 disposed at the center of the armature 13 by bearings 5 and 6 that are fitted and fixed to the gear case flange 4 that also serves as the rear end portion of the motor housing 11 and the front wall of the motor portion, respectively. Thus, the magnet 12 is rotatably supported on the inner peripheral side. The motor unit 2 further includes a brush device 20 and a commutator 16 as an energization mechanism for the armature 13. The commutator 16 is fixed to the rotary shaft 14 supported by the bearings 5 and 6 and includes a plurality of commutator pieces arranged in a circle on the outer periphery thereof. A winding coil wound around the core of the armature 13 is connected to each commutator piece.
A worm gear 7 is formed at a portion where the rotating shaft 14 extends into the gear portion 3, and the output shaft 8 is rotated through a worm wheel reduction gear.

図2は図1のA-A断面を示したものである。図2に示されるように、ギヤケースフランジ4はブラシ装置20としてコモンブラシ21、低速用ブラシ22、高速用ブラシ23が整流子16に摺動可能に取り付けられている。コモンブラシ21は、回転軸14の所定角度位置で整流子16と接触するように、ブラシホルダー24に収容保持されている。低速用ブラシ22は、コモンブラシ21に対して180度間隔の位置で整流子16と接触するようにブラシホルダー25に収容保持されている。高速用ブラシ23はコモンブラシ21に対して左回転方向に約120度間隔の位置で整流子16と接触するようにブラシホルダー26に収容保持されている。このように、ワイパモータ1のモータ部2は、コモンブラシ21、低速用ブラシ22、高速用ブラシ23を備えた2スピードの直流モータとして構成されている。   FIG. 2 shows an AA cross section of FIG. As shown in FIG. 2, a common brush 21, a low speed brush 22, and a high speed brush 23 are slidably attached to the commutator 16 as a brush device 20 in the gear case flange 4. The common brush 21 is housed and held in a brush holder 24 so as to come into contact with the commutator 16 at a predetermined angular position of the rotating shaft 14. The low-speed brush 22 is accommodated and held in the brush holder 25 so as to come into contact with the commutator 16 at positions spaced by 180 degrees with respect to the common brush 21. The high-speed brush 23 is accommodated and held in the brush holder 26 so as to come into contact with the commutator 16 at positions of about 120 degrees in the counterclockwise rotation direction with respect to the common brush 21. As described above, the motor unit 2 of the wiper motor 1 is configured as a two-speed DC motor including the common brush 21, the low-speed brush 22, and the high-speed brush 23.

図3は、図1のB-B断面を示したものである。図3に示されるように、回転軸14の回りに2つのマグネット12(N極とS極に対応)が対向して配置されている。   FIG. 3 shows a BB cross section of FIG. As shown in FIG. 3, two magnets 12 (corresponding to N pole and S pole) are arranged to face each other around the rotation shaft 14.

図4は、コモンブラシ21、低速用ブラシ22、高速用ブラシ23の概略配置と、低速に設定されたときの直流電源30との接続関係を模擬的に示したものである。コモンブラシ21は、直流電源30の陰極(グランド)32に接続される。低速用ブラシ22及び高速用ブラシ23は図示しない切換スイッチを介して直流電源30の陽極31に接続される。低速モードに設定したとき、コモンブラシ21は直流電源30の陰極(グランド)32に接続され、低速用ブラシ22は直流電源30の陽極31に接続され、高速用ブラシ23は直流電源30に接続されない。図5は、コモンブラシ21、低速用ブラシ22、高速用ブラシ23の概略配置と、高速に設定されたときの直流電源30との接続関係を模擬的に示したものである。高速モードに設定したとき、コモンブラシ21は直流電源30の陰極(グランド)32に接続され、高速用ブラシ23は直流電源30の陽極31に接続され、低速用ブラシ22は直流電源30に接続されない。即ち、低速用ブラシ22及び高速用ブラシ23は、図示しない切換スイッチが切り換えられることで、そのいずれかが選択されて直流電源30の陽極31に接続される。   FIG. 4 schematically shows the connection between the common brush 21, the low speed brush 22, and the high speed brush 23 and the DC power source 30 when the speed is set to low speed. The common brush 21 is connected to the cathode (ground) 32 of the DC power supply 30. The low speed brush 22 and the high speed brush 23 are connected to the anode 31 of the DC power supply 30 via a changeover switch (not shown). When the low speed mode is set, the common brush 21 is connected to the cathode (ground) 32 of the DC power supply 30, the low speed brush 22 is connected to the anode 31 of the DC power supply 30, and the high speed brush 23 is not connected to the DC power supply 30. . FIG. 5 schematically shows the general arrangement of the common brush 21, the low speed brush 22, and the high speed brush 23 and the connection relationship with the DC power source 30 when set at high speed. When the high speed mode is set, the common brush 21 is connected to the cathode (ground) 32 of the DC power supply 30, the high speed brush 23 is connected to the anode 31 of the DC power supply 30, and the low speed brush 22 is not connected to the DC power supply 30. . That is, the low-speed brush 22 and the high-speed brush 23 are selected and connected to the anode 31 of the DC power supply 30 by switching a switch (not shown).

このように構成されたワイパモータ1は、図示しない切換スイッチが切り換えられることで低速用ブラシ22が直流電源30の陽極31に接続されると、駆動電流が低速用ブラシ22から整流子16を介して巻線コイルに供給されコモンブラシ21に流れることから、電機子が低速で回転する。又、図示しない切換スイッチが切り換えられることで高速用ブラシ23が直流電源30の陽極31に接続されると、駆動電流が高速用ブラシ23から整流子16を介して巻線コイルに供給されコモンブラシ21に流れることから、電機子が高速で回転する。この電機子の回転軸14の端部は図1に示すようにウオーム歯車になっており、電機子の回転はウオームとウオームホイールとにより減速され、ウオームホイールの回転軸であるクランクシャフトが回転する。自動車のワイパ装置には、間欠モード、低速モード(Lo)及び高速モード(Hi)があり、間欠モード及び低速モードでの出力軸8の回転数は30〜50rpmで、高速モードは50〜80rpmである。
特開2004−153942号公報 特開2001−1867号公報 特許第4000245号公報(国際公開番号WO2000/071397) 特開平3−98490号公報
In the wiper motor 1 configured as described above, when the low-speed brush 22 is connected to the anode 31 of the DC power supply 30 by switching a changeover switch (not shown), the drive current is passed from the low-speed brush 22 via the commutator 16. Since it is supplied to the winding coil and flows to the common brush 21, the armature rotates at a low speed. Further, when the high-speed brush 23 is connected to the anode 31 of the DC power supply 30 by switching a changeover switch (not shown), the drive current is supplied from the high-speed brush 23 to the winding coil via the commutator 16. The armature rotates at a high speed. As shown in FIG. 1, the end of the rotating shaft 14 of the armature is a worm gear. The rotation of the armature is decelerated by the worm and the worm wheel, and the crankshaft that is the rotating shaft of the worm wheel rotates. . The automobile wiper device has an intermittent mode, a low speed mode (Lo), and a high speed mode (Hi). The rotation speed of the output shaft 8 in the intermittent mode and the low speed mode is 30 to 50 rpm, and the high speed mode is 50 to 80 rpm. is there.
JP 2004-153942 A JP 2001-1867 A Japanese Patent No. 40000245 (International Publication No. WO2000 / 071397) Japanese Patent Laid-Open No. 3-98490

現行の自動車のワイパ装置は、降雨量が50mmを超えるような猛烈な雨の時には、高速モードで払拭除去しても、次から次に猛烈な雨が降り注ぎ、前が見えないという、大きな問題がある。この問題を解決する方法として、猛烈な雨の時には、ワイパ装置の払拭範囲を半減させ、払拭回数を2倍増させて、猛烈な雨を払拭除去し、視界を確保する方法が開示されている〔特許文献3;特許第4000245号(国際公開番号WO2000/071397)〕。即ち、ワイパアームの払拭スピードは変えずに、払拭する際のワイパアームの移動距離を半分に減少させることによって、払拭回数を2倍にすることが可能となり、ワイパアームに働く慣性作用は、高速(Hi)モードと同じであることから、耐久性の面でも特に問題が生じない。このワイパ装置では、猛烈な雨の時には、払拭回数を高速(Hi)モードの2倍に増加させる必要があることから、ワイパモータの回転数として150rpmが新たに必要となる。すなわち、出力軸8の回転数は、間欠モードおよび低速モードの30〜50rpm、高速モードの50〜80rpm、さらに猛烈な雨の超高速モードの100〜160rpmが必要となる。   The current car wiper device has a big problem that when it rains heavily, such as when the rainfall exceeds 50mm, even if it is wiped away in high speed mode, the next heavy rain falls and the front cannot be seen. is there. As a method for solving this problem, a method is disclosed in which, in the case of heavy rain, the wiping range of the wiper device is halved, the number of times of wiping is doubled, and the heavy rain is wiped away to secure visibility. Patent Document 3; Patent No. 40000245 (International Publication No. WO2000 / 071397)]. That is, the number of wiping operations can be doubled by reducing the wiper arm movement distance when wiping without changing the wiping speed of the wiper arm, and the inertial action acting on the wiper arm is high (Hi) Since it is the same as the mode, there is no particular problem in terms of durability. In this wiper device, it is necessary to increase the number of times of wiping twice as high as the high-speed (Hi) mode in the case of heavy rain, so that 150 rpm is newly required as the rotation speed of the wiper motor. That is, the rotational speed of the output shaft 8 is required to be 30 to 50 rpm in the intermittent mode and the low speed mode, 50 to 80 rpm in the high speed mode, and 100 to 160 rpm in the extremely high speed mode in severe rain.

ワイパモータを3段階以上の速度で切り換えを行うものとして、特許文献4(特開平3−98490号公報)に開示されたワイパ装置がある。このワイパモータでは、例えば、低速と高速の中間速度を得るため、低速用ブラシ22と高速用ブラシ23を短絡し、短絡したこれら低速用と高速用のブラシを直流電源30の陽極31に接続し、コモンブラシ21を直流電源30の陰極(グランド)32に接続するようにしたものである。このように低速用ブラシ22と高速用ブラシ23を短絡すると、低速用ブラシ22と高速用ブラシ23間で電機子コイルに短絡電流が流れ、この短絡電流により回転方向とは逆方向のトルクを発生するので、この逆方向のトルクを利用して中間速度を得るものである。しかしながら、この特許文献4に開示された技術によれば、低速用ブラシ22と高速用ブラシ23間で電機子コイルに短絡電流が流れ、電力損失を伴い、ワイパモータの効率を大きく低下させてしまうという問題がある。その他、直流モータの速度制御方法としては、モータの駆動電圧を変える方法が挙げられる。例えば、DC-DCコンバータ、パルス幅変調(PWM)方式により速度を変える方法が用いられている。しかし、DC-DCコンバータ及びパルス幅変調(PWM)方式は、一般に高価であり、製造コストが高くなる欠点がある。また、DC-DCコンバータは、スイッチング動作に伴う電磁波ノイズが発生し、これが車載ラジオにノイズとして影響する欠点もある。   As a device for switching the wiper motor at a speed of three or more stages, there is a wiper device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-98490. In this wiper motor, for example, in order to obtain an intermediate speed between low speed and high speed, the low speed brush 22 and the high speed brush 23 are short-circuited, and the short-circuited high speed brush and the high speed brush are connected to the anode 31 of the DC power supply 30. The common brush 21 is connected to the cathode (ground) 32 of the DC power supply 30. When the low-speed brush 22 and the high-speed brush 23 are short-circuited in this way, a short-circuit current flows in the armature coil between the low-speed brush 22 and the high-speed brush 23, and this short-circuit current generates torque in the direction opposite to the rotational direction. Therefore, the intermediate speed is obtained using the torque in the reverse direction. However, according to the technique disclosed in Patent Document 4, a short-circuit current flows through the armature coil between the low-speed brush 22 and the high-speed brush 23, which causes power loss and greatly reduces the efficiency of the wiper motor. There's a problem. In addition, as a method for controlling the speed of the DC motor, there is a method of changing the driving voltage of the motor. For example, a method of changing the speed by a DC-DC converter or a pulse width modulation (PWM) method is used. However, the DC-DC converter and the pulse width modulation (PWM) method are generally expensive and have a drawback of increasing the manufacturing cost. In addition, the DC-DC converter generates electromagnetic wave noise accompanying switching operation, which has a drawback of affecting the in-vehicle radio as noise.

本発明は、このような背景からなされたものであり、その目的は、高効率、低コストで、電磁波ノイズの影響が少なく、かつ、モータの回転速度を低速、高速、超高速の3段階に可変できるブラシ付きの直流ワイパモータを提供することにある。   The present invention has been made from such a background. The purpose of the present invention is high efficiency, low cost, little influence of electromagnetic noise, and motor rotation speed in three stages: low speed, high speed, and ultra-high speed. It is an object to provide a DC wiper motor with a brush that can be varied.

本発明の請求項1に係る発明の要旨は、整流子に摺接するコモンブラシ、低速用ブラシ、及び高速用ブラシを備え、低速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記低速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、高速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給する切換手段を備えたワイパモータにおいて、前記切換手段は、超高速回転駆動時には前記低速用ブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給するように切り換えることを特徴とするワイパモータに存する。
また、本発明の請求項2に係る発明の要旨は、整流子に摺接するコモンブラシ、低速用ブラシ、及び高速用ブラシを備え、低速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記低速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、出力軸の回転数として30〜50rpmで駆動し、高速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、前記出力軸の回転数として50〜80rpmで駆動するワイパモータにおいて、超高速回転駆動時には前記低速用ブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、前記出力軸の回転数として100〜160rpmで駆動することを特徴とするワイパモータに存する。
また、本発明の請求項3に係る発明の要旨は、超高速回転駆動時には前記低速用ブラシと前記高速用ブラシに直流電源を接続して、前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給する切換手段を備えたことを特徴とする請求項2記載のワイパモータに存する。
また、本発明の請求項4に係る発明の要旨は、前記切換手段は、超高速回転駆動時に前記低速用ブラシに直流電源の陰極、前記高速用ブラシに前記直流電源の陽極を接続することを特徴とする請求項3に記載のワイパモータに存する。
また、本発明の請求項5に係る発明の要旨は、前記切換手段は、超高速回転駆動時に前記低速用ブラシに直流電源の陽極、前記高速用ブラシに前記直流電源の陰極を接続することを特徴とする請求項3に記載のワイパモータに存する。
また、本発明の請求項6に係る発明の要旨は、前記低速用ブラシと前記高速用ブラシとの設置間隔の角度が60度から80度であることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか一項に記載のワイパモータに存する。
また、本発明の請求項7に係る発明の要旨は、モータハウジングに対向配置されている一対のマグネットの磁束の中心線に対して、前記低速ブラシの中心線が0度〜20度傾斜して設けられていることを特徴とする請求項2から請求項6のいずれか一項に記載のワイパモータに存する。
また、本発明の請求項8に係る発明の要旨は、前記低速ブラシの中心線に対して、前記コモンブラシの中心線が0度〜20度傾斜して設けられていることを特徴とする請求項2から請求項7のいずれか一項に記載のワイパモータに存する。
また、本発明の請求項9に係る発明の要旨は、整流子に摺接するコモンブラシ、低速用ブラシ、及び高速用ブラシを備えたワイパモータの回転数切換方法において、低速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記低速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、高速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、超高速回転駆動時には前記低速用ブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給することを特徴とするワイパモータの回転数切換方法に存する。
また、本発明の請求項10に係る発明の要旨は、整流子に摺接するコモンブラシ、低速用ブラシ、及び高速用ブラシを備えたワイパモータの回転数切換方法において、低速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記低速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、出力軸の回転数として30〜50rpmで駆動し、高速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、前記出力軸の回転数として50〜80rpmで駆動し、超高速回転駆動時には前記低速用ブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、前記出力軸の回転数として100〜160rpmで駆動することを特徴とするワイパモータの回転数切換方法に存する。
また、本発明の請求項11に係る発明の要旨は、超高速回転駆動時には前記低速用ブラシと前記高速用ブラシに直流電源を接続して、前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給することを特徴とする請求項10記載のワイパモータの回転数切換方法に存する。
また、本発明の請求項12に係る発明の要旨は、超高速回転駆動時には前記低速用ブラシに直流電源の陰極、前記高速用ブラシに前記直流電源の陽極を接続することを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のワイパモータの回転数切換方法に存する。
また、本発明の請求項13に係る発明の要旨は、超高速回転駆動時には前記低速用ブラシに直流電源の陽極、前記高速用ブラシに前記直流電源の陰極を接続することを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のワイパモータの回転数切換方法に存する。
また、本発明の請求項14に係る発明の要旨は、ワイパアームの払拭範囲の半減時には高速回転駆動から超高速回転駆動に切り換え、ワイパアームの払拭範囲の全範囲時には超高速回転駆動から高速回転駆動に切り換えることを特徴とする請求項10から請求項13のいずれか一項に記載のワイパモータの回転数切換方法に存する。
The gist of the invention according to claim 1 of the present invention includes a common brush, a low-speed brush, and a high-speed brush that are in sliding contact with the commutator, and energizes the common brush and the low-speed brush during low-speed rotation driving to provide the rectification. In a wiper motor comprising switching means for supplying driving power to an armature via a child and energizing the common brush and the high-speed brush during high-speed rotation driving and supplying driving power to the armature via the commutator In the wiper motor, the switching means switches so that the low-speed brush and the high-speed brush are energized to supply drive power to the armature through the commutator during ultra-high-speed rotation driving.
The gist of the invention according to claim 2 of the present invention is that a common brush, a low speed brush, and a high speed brush that are in sliding contact with the commutator are provided, and the common brush and the low speed brush are energized during low-speed rotation driving. Drive power is supplied to the armature through the commutator, and the output shaft is driven at 30 to 50 rpm. During high-speed rotation driving, the common brush and the high-speed brush are energized through the commutator. In a wiper motor that supplies drive power to the armature and drives at 50 to 80 rpm as the rotation speed of the output shaft, during ultra-high speed rotation driving, the low-speed brush and the high-speed brush are energized and the electric motor is connected via the commutator. A wiper motor is characterized in that a drive power is supplied to the child and the output shaft is driven at a rotational speed of 100 to 160 rpm.
Further, the gist of the invention according to claim 3 of the present invention is to supply a driving power to the armature via the commutator by connecting a DC power source to the low speed brush and the high speed brush at the time of ultra high speed rotation driving. 3. A wiper motor according to claim 2, further comprising switching means for performing the above operation.
The gist of the invention according to claim 4 of the present invention is that the switching means connects the cathode of the DC power source to the brush for low speed and the anode of the DC power source to the brush for high speed during ultra-high speed rotation driving. It exists in the wiper motor of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
The gist of the invention according to claim 5 of the present invention is that the switching means connects the anode of a DC power source to the brush for low speed and the cathode of the DC power source to the brush for high speed during ultra-high speed rotation driving. It exists in the wiper motor of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
The gist of the invention according to claim 6 of the present invention is that the angle of the installation interval between the low speed brush and the high speed brush is 60 degrees to 80 degrees. The wiper motor according to any one of the above.
The gist of the invention according to claim 7 of the present invention is that the center line of the low-speed brush is inclined by 0 to 20 degrees with respect to the center line of the magnetic flux of the pair of magnets arranged opposite to the motor housing. It exists in the wiper motor as described in any one of Claims 2-6 characterized by the above-mentioned.
The gist of the invention according to claim 8 of the present invention is that the center line of the common brush is inclined at 0 to 20 degrees with respect to the center line of the low-speed brush. It exists in the wiper motor as described in any one of Claims 2-7.
The gist of the invention according to claim 9 of the present invention is a method for switching the number of revolutions of a wiper motor provided with a common brush, a low-speed brush, and a high-speed brush that are in sliding contact with the commutator. Energize the low-speed brush to supply driving power to the armature via the commutator, and energize the common brush and the high-speed brush to drive the armature via the commutator during high-speed rotation driving. And the rotational speed switching method of the wiper motor, wherein the driving power is supplied to the armature through the commutator by energizing the low-speed brush and the high-speed brush during ultra-high speed rotation driving.
The gist of the invention according to claim 10 of the present invention is a method for switching the number of rotations of a wiper motor provided with a common brush, a low-speed brush, and a high-speed brush that are in sliding contact with the commutator. Energize the low-speed brush and supply drive power to the armature via the commutator, drive at 30 to 50 rpm as the rotation speed of the output shaft, and energize the common brush and the high-speed brush during high-speed rotation driving Then, driving power is supplied to the armature through the commutator, and the output shaft is driven at a rotational speed of 50 to 80 rpm, and the ultra-high speed rotational drive is performed by energizing the low-speed brush and the high-speed brush. Drive power is supplied to the armature through a commutator, and the rotational speed of the wiper motor is switched at 100 to 160 rpm as the rotational speed of the output shaft. It resides in the law.
The gist of the invention according to claim 11 of the present invention is that a DC power source is connected to the low-speed brush and the high-speed brush during ultra-high speed rotation driving, and driving power is supplied to the armature via the commutator. The present invention resides in a method for switching the number of revolutions of a wiper motor according to claim 10.
The gist of the invention according to claim 12 of the present invention is characterized in that at the time of ultra high speed rotation driving, a cathode of a DC power source is connected to the low speed brush, and an anode of the DC power source is connected to the high speed brush. The wiper motor rotation speed switching method according to claim 10 or claim 11.
The gist of the invention according to claim 13 of the present invention is that the anode of a DC power source is connected to the low-speed brush and the cathode of the DC power source is connected to the high-speed brush during ultra-high speed rotation driving. The wiper motor rotation speed switching method according to claim 10 or claim 11.
The gist of the invention according to claim 14 of the present invention is that when the wiper arm wiping range is halved, the high speed rotation drive is switched to the ultra high speed rotation drive, and when the wiper arm wiping range is the entire range, the ultra high speed rotation drive is changed to the high speed rotation drive. 14. The wiper motor rotation speed switching method according to claim 10, wherein switching is performed.

本発明によれば、高効率、低コストで、電磁波ノイズの影響が少なく、かつ、モータの回転速度を低速、高速、超高速の3段階に可変できるブラシ付きの直流ワイパモータを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a DC wiper motor with a brush that is highly efficient, low in cost, less affected by electromagnetic noise, and capable of changing the rotation speed of the motor in three stages of low speed, high speed, and ultrahigh speed. .

次に、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本発明はモータの回転速度を低速、高速、超高速の3段階に可変できるようにしたものである。本発明において、低速、高速については、従来技術と同様に実施する。即ち、低速駆動するときは、ワイパモータ1と直流電源30とを図4に示したように接続し、高速駆動するときは、ワイパモータ1と直流電源30とを図5に示したように接続する。そして、図6が、本発明の超高速駆動時におけるワイパモータ1と直流電源30の接続方法を示すものである。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
In the present invention, the rotational speed of the motor can be varied in three stages: low speed, high speed, and ultra-high speed. In the present invention, low speed and high speed are implemented in the same manner as in the prior art. That is, when driving at low speed, the wiper motor 1 and the DC power supply 30 are connected as shown in FIG. 4, and when driving at high speed, the wiper motor 1 and the DC power supply 30 are connected as shown in FIG. FIG. 6 shows a method of connecting the wiper motor 1 and the DC power source 30 during the ultra-high speed driving of the present invention.

図6に示すように、超高速駆動時には、高速用ブラシ23を直流電源30の陽極31に接続し、低速用ブラシ22を直流電源30の陰極(グランド)32に接続する。コモンブラシは直流電源30に接続しない。なお、図6のように接続したときの回転方向と逆方向に回転させるときは、低速用ブラシ22を直流電源30の陽極31に接続し、高速用ブラシ23を直流電源30の陰極(グランド)32に接続するようにして実施が可能である。   As shown in FIG. 6, at the time of ultra high speed driving, the high speed brush 23 is connected to the anode 31 of the DC power source 30 and the low speed brush 22 is connected to the cathode (ground) 32 of the DC power source 30. The common brush is not connected to the DC power source 30. When rotating in the direction opposite to the rotating direction when connected as shown in FIG. 6, the low speed brush 22 is connected to the anode 31 of the DC power supply 30 and the high speed brush 23 is connected to the cathode (ground) of the DC power supply 30. It can be implemented by connecting to 32.

(実施例1)
図7は、実施例1−Aで採用したブラシ配置を示したものである。図2と同符号のものは同じものを示している。コモンブラシ21に対し低速用ブラシ22は180度の位置に配置され、高速用ブラシ23は低速用ブラシ22に対し右方向65度の進角度を有して配置されている。
Example 1
FIG. 7 shows the brush arrangement employed in Example 1-A. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components. The low speed brush 22 is disposed at a position of 180 degrees with respect to the common brush 21, and the high speed brush 23 is disposed with an advance angle of 65 degrees to the right with respect to the low speed brush 22.

図8は速度切換回路の構成を示したものである。図8において、1はワイパモータ、21はコモンブラシ、22は低速用ブラシ、23は高速用ブラシ、30は直流電源、31は直流電源30の陽極、32は直流電源30の陰極、41、42は短絡バー、43(43−1〜43−17;以下43−1〜43−17を総称するときは43とする)は接点、44は切換スイッチ、45はカムである。   FIG. 8 shows the configuration of the speed switching circuit. In FIG. 8, 1 is a wiper motor, 21 is a common brush, 22 is a brush for low speed, 23 is a brush for high speed, 30 is a DC power supply, 31 is an anode of the DC power supply 30, 32 is a cathode of the DC power supply 30, 41 and 42 are A short-circuit bar 43 (43-1 to 43-17; hereinafter, 43 is collectively referred to as 43-1 to 43-17) is a contact, 44 is a changeover switch, and 45 is a cam.

短絡バー41、42は連動して、停止、低速、高速、超高速の各モード位置に移動し、接点43同士を短絡する。例えば、短絡バー41、42が図8の実線で示された超高速モードの部分に在るときは、現在、速度モードが超高速モードに切り換えられていることを示しており、この部分の接点43を短絡している。このとき点線で示された短絡バー41、42の部分は、実際には短絡バー41、42が無く、この部分の接点43は開放されていることを示している。   The short-circuit bars 41 and 42 move to the stop, low-speed, high-speed, and super-high-speed mode positions to short-circuit the contacts 43. For example, when the short-circuit bars 41 and 42 are in the portion of the super high speed mode indicated by the solid line in FIG. 8, this indicates that the speed mode is currently switched to the super high speed mode, and the contact of this portion 43 is short-circuited. At this time, the portions of the short-circuit bars 41 and 42 indicated by dotted lines indicate that the short-circuit bars 41 and 42 are actually not present, and the contact 43 of this portion is open.

超高速モードに切り換えられたときの結線状態を説明すると、直流電源30の陽極31は、接点43−17、短絡バー42、接点43−16を介して高速ブラシ23に接続される。また、直流電源30の陰極32は、接点43−15、短絡バー41、接点43−14を介して低速ブラシ22に接続される。これにより、図6に示した超高速用の結線状態が実現される。   The connection state when switched to the super high speed mode will be described. The anode 31 of the DC power supply 30 is connected to the high speed brush 23 via the contact 43-17, the shorting bar 42, and the contact 43-16. The cathode 32 of the DC power supply 30 is connected to the low-speed brush 22 via the contact 43-15, the shorting bar 41, and the contact 43-14. Thereby, the connection state for ultra high speed shown in FIG. 6 is realized.

高速モードに切り換えられたときの結線状態を説明すると、直流電源30の陽極31は、接点43−13、短絡バー42、接点43−12を介して高速ブラシ23に接続される。また、直流電源30の陰極32は、接点43−11、短絡バー41、接点43−10を介してコモンブラシ21に接続される。これにより、図5に示した高速用の結線状態が実現される。   The connection state when switched to the high speed mode will be described. The anode 31 of the DC power supply 30 is connected to the high speed brush 23 via the contact 43-13, the shorting bar 42, and the contact 43-12. The cathode 32 of the DC power supply 30 is connected to the common brush 21 via the contact 43-11, the shorting bar 41, and the contact 43-10. Thereby, the high-speed connection state shown in FIG. 5 is realized.

低速モードに切り換えられたときの結線状態を説明すると、直流電源30の陽極31は、接点43−9、短絡バー42、接点43−8を介して低速ブラシ22に接続される。また、直流電源30の陰極32は、接点43−7、短絡バー41、接点43−6を介してコモンブラシ21に接続される。これにより、図4に示した低速用の結線状態が実現される。   The connection state when switched to the low speed mode will be described. The anode 31 of the DC power supply 30 is connected to the low speed brush 22 via the contact 43-9, the short-circuit bar 42, and the contact 43-8. Further, the cathode 32 of the DC power supply 30 is connected to the common brush 21 via a contact 43-7, a short bar 41, and a contact 43-6. Thereby, the connection state for low speed shown in FIG. 4 is implement | achieved.

停止モードに切り換えられたときの結線状態を説明すると、直流電源30の陽極31は、接点43−5、短絡バー42、接点43−4を介して切換スイッチ44のa点に接続される。また、直流電源30の陰極32は、接点43−3、短絡バー41、接点43−1を介してコモンブラシ21に接続されると共に、接点43−3、短絡バー41、接点43−2を介して切換スイッチ44のb点に接続される。また、切換スイッチ44のc点は低速ブラシ22に接続される。カム45はワイパモータ1の回転に伴って回転し、所定の回転位置で切換スイッチ44の接点a点からb点に切り換えるようになっている。このような結線状態においてワイパモータ1が低速モードから停止モードに切り換えられると、低速ブラシ22は、停止モードに切り換えられた初期は切換スイッチのc点がa点に接続されているので直流電源30の陽極31に接続されているが、ワイパモータ1が所定の回転位置に達すると切換スイッチの接点がa点からb点に切り換えられてコモンブラシ21に接続される。これにより低速ブラシ22とコモンブラシ21は短絡し、ワイパモータ1は減速して停止する。   Explaining the connection state when switched to the stop mode, the anode 31 of the DC power supply 30 is connected to the point a of the changeover switch 44 via the contact 43-5, the shorting bar 42, and the contact 43-4. Further, the cathode 32 of the DC power supply 30 is connected to the common brush 21 via the contact 43-3, the shorting bar 41, and the contact 43-1 and is connected via the contact 43-3, the shorting bar 41, and the contact 43-2. Are connected to point b of the changeover switch 44. The point c of the changeover switch 44 is connected to the low speed brush 22. The cam 45 rotates with the rotation of the wiper motor 1 and switches from the contact point a to the point b of the changeover switch 44 at a predetermined rotational position. When the wiper motor 1 is switched from the low-speed mode to the stop mode in such a connection state, the low-speed brush 22 is initially connected to the point a at the point c of the changeover switch because the switch c is connected to the point a. Although connected to the anode 31, when the wiper motor 1 reaches a predetermined rotational position, the contact of the changeover switch is switched from point a to point b and connected to the common brush 21. As a result, the low speed brush 22 and the common brush 21 are short-circuited, and the wiper motor 1 is decelerated and stopped.

図9は、実施例1−Bで採用したブラシ配置を示したものである。図2と同符号のものは同じものを示している。コモンブラシ21に対し低速用ブラシ22は180度の位置に配置され、高速用ブラシ23は低速用ブラシ22に対し右方向65度の進角度を有して配置されている。但し、図9のブラシ配置は図7のブラシ配置に対し図示のように10度だけ左方向に回転した位置にセットされている。   FIG. 9 shows the brush arrangement employed in Example 1-B. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components. The low speed brush 22 is disposed at a position of 180 degrees with respect to the common brush 21, and the high speed brush 23 is disposed with an advance angle of 65 degrees to the right with respect to the low speed brush 22. However, the brush arrangement of FIG. 9 is set at a position rotated to the left by 10 degrees as shown in the figure with respect to the brush arrangement of FIG.

図10は実施例1(実施例1−A及び実施例1−B)の実測されたモータ特性を示したものである。実施例1−Aにおいて、無負荷回転数は、低速モードで左方向回転49rpm、高速モードで左方向回転76rpm、超高速モードで右方向回転119rpmとなっている。無負荷電流、停動電流、停動トルクは、連続運転可能範囲の値が得られている。また、実施例1−Bにおいて、無負荷回転数は、低速モードで左方向回転46rpm、高速モードで左方向回転67rpm、超高速モードで右方向回転138rpmとなっている。無負荷電流、停動電流、停動トルクは、連続運転可能範囲の値が得られている。図11は実施例1−Aの実測データをグラフに表したもので、ほぼ目標の3速切り換え(出力軸8の目標回転数は、低速;30rpm〜50rpm、高速;50rpm〜80rpm、超高速;100rpm〜160rpm)ができていることを示している。また、図12は実施例1−Bの実測データをグラフに表したもので、実施例1−Bでもほぼ目標の3速切り換えができていることを示している。超高速の回転数は実施例1−Bのほうが実施例1−Aよりも、150rpmに近い値が得られている。   FIG. 10 shows the actually measured motor characteristics of Example 1 (Example 1-A and Example 1-B). In Example 1-A, the no-load rotation speed is 49 rpm left rotation in the low speed mode, 76 rpm left rotation in the high speed mode, and 119 rpm right rotation in the ultra high speed mode. The no-load current, the stalling current, and the stalling torque have values in a continuously operable range. In Example 1-B, the no-load rotational speed is 46 rpm left rotation in the low speed mode, 67 rpm left rotation in the high speed mode, and 138 rpm right rotation in the ultra high speed mode. The no-load current, the stalling current, and the stalling torque have values in a continuously operable range. FIG. 11 is a graph showing actual measurement data of Example 1-A. The target is substantially the third speed switching (the target rotational speed of the output shaft 8 is low speed; 30 rpm to 50 rpm, high speed; 50 rpm to 80 rpm, super high speed; 100 rpm to 160 rpm). FIG. 12 is a graph showing the actual measurement data of Example 1-B, and shows that the target 3-speed switching can be performed in Example 1-B. As for the ultra high speed, the value closer to 150 rpm is obtained in Example 1-B than in Example 1-A.

図13は、高速用ブラシ23を低速用ブラシ22に対し右方向65度の進角度を有して配置した場合の、他の実測例を示したものである。表中の「ハウジング角度(度)」に記載された左10、左20、左30、左40、右10、右15、右20、右30は、図7のブラシ配置に対し左方向あるいは右方向にモータハウジング(マグネット)を回転した角度を示している。このようにブラシ配置とマグネットとの配置関係を変化することで、各速度モードにおいて得られる速度が変わっている。この結果は、目標の回転数から外れる部分はあるものの、ブラシ配置を調整して目標とする回転数を得ることが可能であることを示唆している。但し、ブラシ配置を調整し過ぎると回転不能になることも示している。   FIG. 13 shows another actual measurement example when the high-speed brush 23 is disposed with an advance angle of 65 degrees to the right with respect to the low-speed brush 22. The left 10, left 20, left 30, left 40, right 10, right 15, right 20, right 30 described in “Housing angle (degree)” in the table are the left direction or the right with respect to the brush arrangement of FIG. The angle which rotated the motor housing (magnet) in the direction is shown. Thus, the speed obtained in each speed mode is changed by changing the arrangement relationship between the brush arrangement and the magnet. This result suggests that although there are portions that deviate from the target rotational speed, the target rotational speed can be obtained by adjusting the brush arrangement. However, it also shows that if the brush arrangement is adjusted too much, rotation is impossible.

図14は高速用ブラシ23を低速用ブラシ22に対し右方向65度の進角度を有して配置した場合の、他の例を示したものであるが、このブラシ配置は図7のブラシ配置に対しコモンブラシ21の位置を固定し、高速用ブラシ23と低速用ブラシ22を左方向に10度回転させたものである。この場合の実測データは示していないが、このブラシ配置でも実施が可能である。   FIG. 14 shows another example in which the high-speed brush 23 is arranged with an angle of advance of 65 degrees to the right with respect to the low-speed brush 22, but this brush arrangement is the same as that shown in FIG. On the other hand, the position of the common brush 21 is fixed, and the high speed brush 23 and the low speed brush 22 are rotated 10 degrees to the left. Actual measurement data in this case is not shown, but this brush arrangement is also possible.

(実施例2)
図15は、実施例2−Aで採用したブラシ配置を示したものである。図2と同符号のものは同じものを示している。コモンブラシ21に対し低速用ブラシ22は180度の位置に配置され、高速用ブラシ23は低速用ブラシ22に対し左方向70度の進角度を有して配置されている。この場合の電機子13の回転方向は、図7に示した実施例1の回転方向に対して逆方向である。
(Example 2)
FIG. 15 shows the brush arrangement employed in Example 2-A. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components. The low speed brush 22 is arranged at a position of 180 degrees with respect to the common brush 21, and the high speed brush 23 is arranged with an advance angle of 70 degrees to the left with respect to the low speed brush 22. The rotation direction of the armature 13 in this case is opposite to the rotation direction of the first embodiment shown in FIG.

速度切換回路の構成は図8に示した構成のもので同様に実施できる。   The configuration of the speed switching circuit is the same as that shown in FIG.

図16は、実施例2−Bで採用したブラシ配置を示したものである。図2と同符号のものは同じものを示している。コモンブラシ21に対し低速用ブラシ22は180度の位置に配置され、高速用ブラシ23は低速用ブラシ22に対し左方向70度の進角度を有して配置されている。但し、図16のブラシ配置は図15のブラシ配置に対し図示のように10度だけ右方向に回転した位置にセットされている。   FIG. 16 shows the brush arrangement employed in Example 2-B. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components. The low speed brush 22 is arranged at a position of 180 degrees with respect to the common brush 21, and the high speed brush 23 is arranged with an advance angle of 70 degrees to the left with respect to the low speed brush 22. However, the brush arrangement of FIG. 16 is set at a position rotated to the right by 10 degrees as shown in the figure with respect to the brush arrangement of FIG.

図17は実施例2(実施例2−A及び実施例2−B)のモータ特性を示したものである。実施例2−Aにおいて、無負荷回転数は、低速モードで右方向回転49rpm、高速モードで右方向回転76rpm、超高速モードで左方向回転126rpmとなっている。無負荷電流、停動電流、停動トルクは、連続運転可能範囲の値が得られている。また、実施例2−Bにおいて、無負荷回転数は、低速モードで右方向回転48rpm、高速モードで右方向回転69rpm、超高速モードで左方向回転149rpmとなっている。無負荷電流、停動電流、停動トルクは、連続運転可能範囲の値が得られている。図18は実施例2−Aの実測データをグラフに表したもので、ほぼ目標の3速切り換え(出力軸8の目標回転数は、低速;30rpm〜50rpm、高速;50rpm〜80rpm、超高速;100rpm〜160rpm)ができていることを示している。また、図19は実施例1−Bの実測データをグラフに表したもので、実施例2−Bでもほぼ目標の3速切り換えができていることを示している。超高速の回転数は実施例2−Bのほうが実施例2−Aよりも、150rpmに近い値が得られている。   FIG. 17 shows the motor characteristics of Example 2 (Example 2-A and Example 2-B). In Example 2-A, the no-load rotation speed is 49 rpm in the right direction in the low speed mode, 76 rpm in the right direction in the high speed mode, and 126 rpm in the left direction in the ultra high speed mode. The no-load current, the stalling current, and the stalling torque have values in a continuously operable range. In Example 2-B, the no-load rotational speed is 48 rpm in the right direction in the low speed mode, 69 rpm in the right direction in the high speed mode, and 149 rpm in the left direction in the ultra high speed mode. The no-load current, the stalling current, and the stalling torque have values in a continuously operable range. FIG. 18 is a graph showing the actual measurement data of Example 2-A. The target is substantially the third speed switching (the target rotational speed of the output shaft 8 is low speed: 30 rpm to 50 rpm, high speed; 50 rpm to 80 rpm, super high speed; 100 rpm to 160 rpm). FIG. 19 is a graph showing the actual measurement data of Example 1-B, and shows that the target 3-speed switching can be performed in Example 2-B. As for the ultra high speed, the value closer to 150 rpm is obtained in Example 2-B than in Example 2-A.

図20は、高速用ブラシ23を低速用ブラシ22に対し左方向70度の進角度を有して配置した場合の、他の実測例を示したものである。表中の「ハウジング角度(度)」に記載された左10、左20、左30、右10、右20、右30は、図15のブラシ配置に対し左方向あるいは右方向に回転した角度を示している。ブラシ配置を変化することで、各速度モードにおいて得られる速度が変わっている。この結果は、目標の回転数から外れる部分はあるものの、ブラシ配置を調整して目標とする回転数を得ることが可能であることを示唆している。但し、ブラシ配置を調整し過ぎると回転不能になることも示している。   FIG. 20 shows another actual measurement example when the high-speed brush 23 is disposed with an advance angle of 70 degrees to the left with respect to the low-speed brush 22. The left 10, left 20, left 30, right 10, right 20, right 30 described in the “housing angle (degree)” in the table indicate the angle rotated leftward or rightward with respect to the brush arrangement in FIG. Show. Changing the brush arrangement changes the speed obtained in each speed mode. This result suggests that although there are portions that deviate from the target rotational speed, the target rotational speed can be obtained by adjusting the brush arrangement. However, it also shows that if the brush arrangement is adjusted too much, rotation is impossible.

図21は高速用ブラシ23を低速用ブラシ22に対し左方向70度の進角度を有して配置した場合の、他の例を示したものであるが、このブラシ配置は図15のブラシ配置に対しコモンブラシ21の位置を固定し、高速用ブラシ23と低速用ブラシ22を右方向に10度回転させたものである。この場合の実測データは示していないが、このブラシ配置でも実施が可能である。   FIG. 21 shows another example in which the high-speed brush 23 is disposed with an advance angle of 70 degrees to the left with respect to the low-speed brush 22. On the other hand, the position of the common brush 21 is fixed, and the high speed brush 23 and the low speed brush 22 are rotated to the right by 10 degrees. Actual measurement data in this case is not shown, but this brush arrangement is also possible.

(実施例3)
図22は、実施例3−Aで採用したブラシ配置を示したものである。図2と同符号のものは同じものを示している。コモンブラシ21に対し低速用ブラシ22は180度の位置に配置され、高速用ブラシ23は低速用ブラシ22に対し左方向80度の進角度を有して配置されている。この場合のワイパモータ1の回転方向は、実施例2の回転方向に同じである。
(Example 3)
FIG. 22 shows the brush arrangement employed in Example 3-A. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components. The low speed brush 22 is disposed at a position of 180 degrees with respect to the common brush 21, and the high speed brush 23 is disposed with an advance angle of 80 degrees to the left with respect to the low speed brush 22. The rotation direction of the wiper motor 1 in this case is the same as the rotation direction of the second embodiment.

速度切換回路の構成は図8に示した構成のもので同様に実施できる。   The configuration of the speed switching circuit is the same as that shown in FIG.

図23は、実施例3−Bで採用したブラシ配置を示したものである。図2と同符号のものは同じものを示している。コモンブラシ21に対し低速用ブラシ22は180度の位置に配置され、高速用ブラシ23は低速用ブラシ22に対し左方向80度の進角度を有して配置されている。但し、図23のブラシ配置は図22のブラシ配置に対し図示のように10度だけ右方向に回転した位置にセットされている。   FIG. 23 shows the brush arrangement employed in Example 3-B. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components. The low speed brush 22 is disposed at a position of 180 degrees with respect to the common brush 21, and the high speed brush 23 is disposed with an advance angle of 80 degrees to the left with respect to the low speed brush 22. However, the brush arrangement of FIG. 23 is set at a position rotated to the right by 10 degrees as shown in the figure with respect to the brush arrangement of FIG.

図24は実施例3(実施例3−A及び実施例3−B、及びブラシ配置を左右20度回転した場合)のモータ特性を示したものである。表中の「ハウジング角度(度)」に記載された左10、左20、右10、右20は、図22のブラシ配置に対し左方向あるいは右方向に回転した角度を示している。電機子の回転方向が右方向の実施例3−Aにおいて、無負荷回転数は、低速モードで53rpm、高速モードで91rpm、超高速モードで103rpmとなっている。また、電機子の回転方向が右方向の実施例3−Bにおいて、無負荷回転数は、低速モードで51rpm、高速モードで79rpm、超高速モードで106rpmとなっている。電機子の回転方向が左方向の実施例3−Aにおいて、無負荷回転数は、低速モードで53rpm、高速モードで82rpm、超高速モードで125rpmとなっている。また、電機子の回転方向が左方向の実施例3−Bにおいて、無負荷回転数は、低速モードで53rpm、高速モードで74rpm、超高速モードで143rpmとなっている。本実施例3では多少目標速度から外れるものの、ほぼ目標の3速切り換え(出力軸8の目標回転数は、低速;30rpm〜50rpm、高速;50rpm〜80rpm、超高速;100rpm〜160rpm)ができていることを示している。また、ブラシ配置を左右20度回転した場合も各速度モードにおいて得られる速度が変わっている。この結果は、目標とする回転数が得られるようにブラシ配置を調整することが可能であることを示唆している。   FIG. 24 shows the motor characteristics of Example 3 (Examples 3-A and 3-B, and the case where the brush arrangement is rotated 20 degrees to the left and right). The left 10, left 20, right 10, and right 20 described in the “housing angle (degree)” in the table indicate angles rotated leftward or rightward with respect to the brush arrangement of FIG. In Example 3-A in which the rotation direction of the armature is rightward, the no-load rotation speed is 53 rpm in the low speed mode, 91 rpm in the high speed mode, and 103 rpm in the super high speed mode. In Example 3-B in which the armature rotation direction is the right direction, the no-load rotation speed is 51 rpm in the low speed mode, 79 rpm in the high speed mode, and 106 rpm in the ultra high speed mode. In Example 3-A in which the armature rotation direction is the left direction, the no-load rotation speed is 53 rpm in the low speed mode, 82 rpm in the high speed mode, and 125 rpm in the ultra high speed mode. Further, in Example 3-B in which the rotation direction of the armature is the left direction, the no-load rotation speed is 53 rpm in the low speed mode, 74 rpm in the high speed mode, and 143 rpm in the super high speed mode. In the third embodiment, although the target speed is slightly out of the target speed, the target can be switched to the third speed (the target rotational speed of the output shaft 8 is low speed: 30 rpm to 50 rpm, high speed; 50 rpm to 80 rpm, super high speed; 100 rpm to 160 rpm). It shows that. Further, the speed obtained in each speed mode also changes when the brush arrangement is rotated 20 degrees to the left and right. This result suggests that the brush arrangement can be adjusted so as to obtain the target rotation speed.

図25は高速用ブラシ23を低速用ブラシ22に対し右方向80度の進角度を有して配置した場合の、他の例を示したものであるが、このブラシ配置は図22のブラシ配置に対しコモンブラシ21の位置を固定し、高速用ブラシ23と低速用ブラシ22を右方向に10度回転させたものである。この場合の実測データは示していないが、このブラシ配置でも実施が可能である。   FIG. 25 shows another example when the high-speed brush 23 is disposed with an advance angle of 80 degrees in the right direction with respect to the low-speed brush 22. On the other hand, the position of the common brush 21 is fixed, and the high speed brush 23 and the low speed brush 22 are rotated to the right by 10 degrees. Actual measurement data in this case is not shown, but this brush arrangement is also possible.

本発明の上記実施の形態によれば、次のような効果がある。
(1)ワイパモータの出力軸8の回転数を低速(30rpm〜50rpm)、高速(50rpm〜80rpm)、超高速(100rpm〜160rpm)の3段階に可変できるブラシ付きの直流ワイパモータを提供することができる。
(2)直流モータの速度制御方法としては、DC-DCコンバータ、パルス幅変調(PWM)方式により速度を変える方法ではなく、切り換えスイッチで速度の切り換えが実現できるので、ワイパモータを低コストで提供できる。
(3)超高速モードに切り換えは、低速ブラシと高速ブラシを短絡するのではなく電源を接続して有効なトルクを発生させるので、ワイパモータの効率を向上させることができる。
(4)直流モータの速度制御方法としては、DC-DCコンバータ、パルス幅変調(PWM)方式により速度を変える方法ではなく、切り換えスイッチで速度の切り換えが実現できるので、電磁波ノイズの影響が少ない。
The above embodiment of the present invention has the following effects.
(1) It is possible to provide a brushed DC wiper motor that can change the number of rotations of the output shaft 8 of the wiper motor in three stages of low speed (30 rpm to 50 rpm), high speed (50 rpm to 80 rpm), and ultra high speed (100 rpm to 160 rpm). .
(2) The speed control method of the DC motor is not a method of changing the speed by a DC-DC converter or a pulse width modulation (PWM) method, but the speed can be switched by a changeover switch, so that a wiper motor can be provided at a low cost. .
(3) Switching to the ultra-high speed mode does not short-circuit the low-speed brush and the high-speed brush but connects the power source to generate effective torque, so that the efficiency of the wiper motor can be improved.
(4) The speed control method of the direct current motor is not a method of changing the speed by a DC-DC converter or a pulse width modulation (PWM) method, and the speed can be switched by a changeover switch, so that the influence of electromagnetic noise is small.

以上、実施の形態により具体的に説明したが、上記実施の形態は例示であり、本発明がこれらに限定されないことは勿論である。以下、ワイパーモータの構成の他の例を説明する。   Although the embodiments have been specifically described above, the above embodiments are merely examples, and the present invention is of course not limited thereto. Hereinafter, another example of the configuration of the wiper motor will be described.

ワイパ装置が備えるワイパーアームの払拭範囲を、ワイパーモータの超高速運転駆動時は、低速及び高速での運転駆動時に対して半減させる場合には、ワイパーモータの駆動力をクランクシャフトからワイパーアームに伝達するクランクアームの回転半径を、超高速運転駆動時に半減させることが考えられる。   When the wiper arm wiping range of the wiper device is halved when the wiper motor is driven at ultra-high speeds, the wiper motor drive force is transmitted from the crankshaft to the wiper arm. It is conceivable to reduce the rotation radius of the crank arm to be halved at the time of ultra-high speed driving.

具体的には、クランクアームを支持体でクランクシャフトの径方向にスライド自在に支持し、支持体に対するクランクアームの係止位置が異なる一対の係合部材の何れかを、ソレノイド等の駆動手段で切り換えてクランクアームに係合させることで、支持体によるクランクアームの支持位置を、クランクアームの回転半径が最長となる最長位置と、最短となる最短位置とで切り換えて固定することが考えられる。   Specifically, the crank arm is supported by the support so as to be slidable in the radial direction of the crankshaft, and any one of the pair of engagement members having different crank arm engagement positions with respect to the support is driven by a drive means such as a solenoid. By switching and engaging the crank arm, it is conceivable that the support position of the crank arm by the support is switched and fixed between the longest position where the rotation radius of the crank arm is the longest and the shortest position where the shortest is the shortest.

このような構成のワイパ装置に用いる場合のワイパーモータ1の構成の一例について説明する。図26は、ワイパーモータ1が備えるギヤ部3のケース3aを、内側から拡大して示す図である。図27は、出力軸8の構成の概略を示す図であり、(a)は入力端側,(b)は側方,(c)は出力端側から見た図である。   An example of the configuration of the wiper motor 1 when used in the wiper device having such a configuration will be described. FIG. 26 is an enlarged view showing the case 3a of the gear portion 3 provided in the wiper motor 1 from the inside. FIG. 27 is a diagram showing an outline of the configuration of the output shaft 8, where (a) is a view from the input end side, (b) is a side view, and (c) is a view from the output end side.

図1に示すように、ワイパモータ1は、回転軸14の備えるウォームギヤ7と、出力軸8の備える歯車81とを減速ギヤ82を介してギヤ部3内で噛み合わせ、出力軸8を回転軸14に従動させるようになっている。図26に示すように、ギヤ部3が備えるケース3aの内面には、一対の摺動子3a1が設けられている。図示しないが、摺動子3a1には、ケース3aに形成された貫通孔を通して外側から進入した配線が、それぞれ接続されている。配線は、ワイパーモータ1への電源供給に用いられる電源に、後述する切換回路を介して接続されている。   As shown in FIG. 1, the wiper motor 1 meshes the worm gear 7 included in the rotating shaft 14 and the gear 81 included in the output shaft 8 in the gear portion 3 via the reduction gear 82, and the output shaft 8 is rotated into the rotating shaft 14. It is supposed to be driven. As shown in FIG. 26, a pair of sliders 3a1 is provided on the inner surface of the case 3a included in the gear unit 3. Although not shown in the drawings, wirings that have entered from the outside through through holes formed in the case 3a are connected to the slider 3a1. The wiring is connected to a power source used to supply power to the wiper motor 1 via a switching circuit described later.

図27に示すように、出力軸8の出力端側を向いた歯車81の一主面には、各摺動子3a1と組になる一対の導電リング81aが、出力軸8の周囲に環状を呈して配設されている。出力軸8には、入力端の近傍から出力端にかけて、出力軸8の軸心方向に延びる貫通孔8aが形成されている。貫通孔8aには、導電リング81aとケース3aの外側の駆動手段とを接続する配線が挿通される。   As shown in FIG. 27, on one main surface of the gear 81 facing the output end side of the output shaft 8, a pair of conductive rings 81 a paired with the respective sliders 3 a 1 has an annular shape around the output shaft 8. Presented and arranged. The output shaft 8 is formed with a through hole 8 a extending in the axial direction of the output shaft 8 from the vicinity of the input end to the output end. A wiring for connecting the conductive ring 81a and the driving means outside the case 3a is inserted into the through hole 8a.

駆動手段は、例えば、双安定型自己保持ソレノイドであり、電源特性に応じてシャフトを2方向にスライドさせる。シャフトが一方向にスライドすると、一方の係合部材がクランクアームに係合する方向に、他方の係合部材がクランクアームとの係合を解く方向にそれぞれ付勢され、他方向にスライドすると各係合部材が逆方向に付勢される。   The driving means is, for example, a bistable self-holding solenoid, and slides the shaft in two directions according to the power supply characteristics. When the shaft slides in one direction, one engagement member is biased in a direction to engage with the crank arm, and the other engagement member is biased in a direction to release the engagement with the crank arm. The engaging member is biased in the reverse direction.

次に、ワイパーモータ1及びソレノイドへの電源供給を切り換えるための切換回路の構成について説明する。図28は切換回路の構成を示したものである。図28に示す切換回路は、図8に示す速度切換回路とほぼ同様の構成を有しているが、ソレノイドへの結線用の端子43−20〜43−27を、上述した接点43−1〜43−17の他に備えている。   Next, the configuration of the switching circuit for switching the power supply to the wiper motor 1 and the solenoid will be described. FIG. 28 shows the configuration of the switching circuit. The switching circuit shown in FIG. 28 has substantially the same configuration as the speed switching circuit shown in FIG. 8, but the terminals 43-20 to 43-27 for connection to the solenoid are connected to the contacts 43-1 to 43-1 described above. In addition to 43-17.

高速モードから超高速モードに切り換えられる際には、まず、短絡バー41が接点43−10,11から接点43−20,21に、短絡バー42が接点43−12,13から接点43−22,23にそれぞれ切り換えて接続される。   When switching from the high speed mode to the ultra high speed mode, first, the shorting bar 41 is switched from the contacts 43-10 and 11 to the contacts 43-20 and 21, and the shorting bar 42 is switched from the contacts 43-12 and 13 to the contacts 43-22. 23 to be connected to each other.

このとき、直流電源30の陽極31は、接点43−23、短絡バー42、接点43−22を介してソレノイド(S)の一方の端子に接続される。また、直流電源30の陰極32は、接点43−21、短絡バー41、接点43−20を介してソレノイドの他方の端子に接続される。   At this time, the anode 31 of the DC power supply 30 is connected to one terminal of the solenoid (S) through the contact 43-23, the shorting bar 42, and the contact 43-22. Further, the cathode 32 of the DC power supply 30 is connected to the other terminal of the solenoid through the contact 43-21, the shorting bar 41, and the contact 43-20.

この結線状態では、高速モードへの移行時と同方向にソレノイドが動作し、クランクアームに対して一方の係合部材が係合した状態を保つ。次いで、短絡バー41が接点43−24,25に、短絡バー42が接点43−26,27にそれぞれ切り換えて接続される。   In this connection state, the solenoid operates in the same direction as when shifting to the high speed mode, and one engagement member is kept engaged with the crank arm. Next, the shorting bar 41 is switched and connected to the contacts 43-24 and 25, and the shorting bar 42 is switched to the contacts 43-26 and 27, respectively.

このとき、直流電源30の陽極31は、接点43−27、短絡バー42、接点43−26を介してソレノイドの他方の端子に接続される。また、直流電源30の陰極32は、接点43−25、短絡バー41、接点43−24を介してソレノイドの一方の端子に接続される。   At this time, the anode 31 of the DC power supply 30 is connected to the other terminal of the solenoid through the contact 43-27, the short-circuit bar 42, and the contact 43-26. Further, the cathode 32 of the DC power supply 30 is connected to one terminal of the solenoid through the contact 43-25, the shorting bar 41, and the contact 43-24.

この結線状態が実現されると、ソレノイドが動作して、クランクアームに対する一方の係合部材の係合が解かれる。これにより、高速モードで回転しているクランクアームが、支持体に対してスライド動作を行い、他方の係合部材がクランクアームに係合する。この結果、支持体によるクランクアームの支持位置が最長位置から最短位置に変更されて、ワイパーアームの払拭範囲が半減される。   When this connection state is realized, the solenoid operates to disengage one engagement member from the crank arm. As a result, the crank arm rotating in the high speed mode slides with respect to the support, and the other engaging member engages with the crank arm. As a result, the support position of the crank arm by the support is changed from the longest position to the shortest position, and the wiping range of the wiper arm is halved.

その後、短絡バー41が接点43−24,25から接点43−14,15に、短絡バー42が接点43−26,27から接点43−16,17にそれぞれ切り換えて接続され、ワイパーモータ1が超高速モードに移行する。   Thereafter, the short-circuit bar 41 is switched and connected from the contacts 43-24 and 25 to the contacts 43-14 and 15 and the short-circuit bar 42 is switched from the contacts 43-26 and 27 to the contacts 43-16 and 17, respectively. Transition to high-speed mode.

ワイパーモータ1が超高速モードから高速モードに切り換えられる際には、短絡バー41が接点43−14,15から接点43−24,25に、短絡バー42が接点43−16,17から接点43−26,27にそれぞれ切り換えて接続される。   When the wiper motor 1 is switched from the ultra high speed mode to the high speed mode, the shorting bar 41 is contacted from the contacts 43-14, 15 to the contacts 43-24, 25, and the shorting bar 42 is contacted from the contacts 43-16, 17 to the contact 43- 26 and 27 are switched and connected.

このとき、直流電源30の陽極31は、接点43−27、短絡バー42、接点43−26を介してソレノイドの他方の端子に接続される。また、直流電源30の陰極32は、接点43−25、短絡バー41、接点43−24を介してソレノイドの一方の端子に接続される。   At this time, the anode 31 of the DC power supply 30 is connected to the other terminal of the solenoid through the contact 43-27, the short-circuit bar 42, and the contact 43-26. Further, the cathode 32 of the DC power supply 30 is connected to one terminal of the solenoid through the contact 43-25, the shorting bar 41, and the contact 43-24.

この結線状態では、超高速モードへの移行時と同方向にソレノイドが動作し、クランクアームに対して他方の係合部材が係合した状態を保つ。次いで、短絡バー41が接点43−20,21に、短絡バー42が接点43−22,23にそれぞれ切り換えて接続される。   In this connection state, the solenoid operates in the same direction as when shifting to the ultra high speed mode, and the other engagement member is kept engaged with the crank arm. Next, the shorting bar 41 is switched and connected to the contacts 43-20 and 21 and the shorting bar 42 is switched to the contacts 43-22 and 23, respectively.

このとき、直流電源30の陽極31は、接点43−23、短絡バー42、接点43−22を介してソレノイドの一方の端子に接続される。また、直流電源30の陰極32は、接点43−21、短絡バー41、接点43−20を介してソレノイドの他方の端子に接続される。   At this time, the anode 31 of the DC power supply 30 is connected to one terminal of the solenoid through the contact 43-23, the shorting bar 42, and the contact 43-22. Further, the cathode 32 of the DC power supply 30 is connected to the other terminal of the solenoid through the contact 43-21, the shorting bar 41, and the contact 43-20.

この結線状態が実現されると、超高速モードへの移行時とは逆方向にソレノイドが動作して、クランクアームに対する他方の係合部材の係合が解かれる。これにより、高速モードで回転しているクランクアームが、支持体に対してスライド動作を行い、一方の係合部材がクランクアームに係合する。この結果、支持体によるクランクアームの支持位置が最短位置から最長位置に変更されて、ワイパーアームの払拭範囲が全範囲となる。   When this connection state is realized, the solenoid operates in the direction opposite to that at the time of transition to the ultra high speed mode, and the engagement of the other engagement member with the crank arm is released. As a result, the crank arm rotating in the high speed mode slides with respect to the support, and one of the engaging members engages with the crank arm. As a result, the support position of the crank arm by the support is changed from the shortest position to the longest position, and the wiping range of the wiper arm becomes the entire range.

その後、短絡バー41が接点43−20,21から接点43−10,11に、短絡バー42が接点43−22,23から接点43−12,13にそれぞれ切り換えて接続され、ワイパーモータ1が高速モードに移行する。   Thereafter, the shorting bar 41 is switched from the contacts 43-20 and 21 to the contacts 43-10 and 11, and the shorting bar 42 is switched from the contacts 43-22 and 23 to the contacts 43-12 and 13, respectively. Enter mode.

上述した構成を有するワイパーモータ1によれば、クランクアーム及び支持体と一体にソレノイド及び係合部材を回転させる構成を採用しても、この回転の影響を受けないように電源供給用の配線をソレノイドまで配索できる。   According to the wiper motor 1 having the above-described configuration, even if the configuration in which the solenoid and the engaging member are rotated integrally with the crank arm and the support body is employed, the power supply wiring is provided so as not to be affected by this rotation. Can be routed to the solenoid.

従来技術の、ワイパモータ構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the wiper motor structure of a prior art. 従来技術の、2速切り換えワイパモータにおけるブラシ配置を示す図である(図1のA−A断面図)。It is a figure which shows the brush arrangement | positioning in the 2-speed switching wiper motor of a prior art (AA sectional drawing of FIG. 1). 従来技術の、2速切り換えワイパモータにおけるマグネット配置を示す図である(図1のB−B断面図)。It is a figure which shows the magnet arrangement | positioning in the 2-speed switching wiper motor of a prior art (BB sectional drawing of FIG. 1). 従来技術の、ワイパモータが低速モードに切り換えられたときの電源結線状態を説明する図である。It is a figure explaining the power supply connection state when the wiper motor of the prior art is switched to the low speed mode. 従来技術の、ワイパモータが高速モードに切り換えられたときの電源結線状態を説明する図である。It is a figure explaining the power supply connection state when the wiper motor of the prior art is switched to the high speed mode. 本発明による超高速モードに切り換えられたときの電源結線状態を説明する図である。It is a figure explaining the power supply connection state when switched to the ultra high-speed mode by this invention. 本発明の実施例1−Aのブラシ配置を示す図である。It is a figure which shows the brush arrangement | positioning of Example 1-A of this invention. 本発明の3速切り換え回路を示した図である。It is the figure which showed the 3rd speed switching circuit of this invention. 本発明の実施例1−Bのブラシ配置を示す図である。It is a figure which shows the brush arrangement | positioning of Example 1-B of this invention. 本発明の実施例1(実施例1−A、実施例1−B)のモータ特性(実測値)を示す図である。It is a figure which shows the motor characteristic (measured value) of Example 1 (Example 1-A, Example 1-B) of this invention. 本発明の実施例1(実施例1−A)のモータ特性(実測値)をグラフで示す図である。It is a figure which shows the motor characteristic (measured value) of Example 1 (Example 1-A) of this invention with a graph. 本発明の実施例1(実施例1−B)のモータ特性(実測値)をグラフで示す図である。It is a figure which shows the motor characteristic (measured value) of Example 1 (Example 1-B) of this invention with a graph. 本発明の実施例1(実施例1−A、実施例1−B、その他)のモータ特性(実測値)を示す図である。It is a figure which shows the motor characteristic (measured value) of Example 1 (Example 1-A, Example 1-B, others) of this invention. 本発明の実施例1におけるその他のブラシ配置を示す図である。It is a figure which shows other brush arrangement | positioning in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2−Aのブラシ配置を示す図である。It is a figure which shows the brush arrangement | positioning of Example 2-A of this invention. 本発明の実施例2−Bのブラシ配置を示す図である。It is a figure which shows the brush arrangement | positioning of Example 2-B of this invention. 本発明の実施例2(実施例2−A、実施例2−B)のモータ特性(実測値)を示す図である。It is a figure which shows the motor characteristic (measured value) of Example 2 (Example 2-A, Example 2-B) of this invention. 本発明の実施例2(実施例2−A)のモータ特性(実測値)をグラフで示す図である。It is a figure which shows the motor characteristic (measured value) of Example 2 (Example 2-A) of this invention with a graph. 本発明の実施例2(実施例2−B)のモータ特性(実測値)をグラフで示す図である。It is a figure which shows the motor characteristic (measured value) of Example 2 (Example 2-B) of this invention with a graph. 本発明の実施例2(実施例2−A、実施例2−B、その他)のモータ特性(実測値)を示す図である。It is a figure which shows the motor characteristic (measured value) of Example 2 (Example 2-A, Example 2-B, others) of this invention. 本発明の実施例2におけるその他のブラシ配置を示す図である。It is a figure which shows the other brush arrangement | positioning in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3−Aのブラシ配置を示す図である。It is a figure which shows the brush arrangement | positioning of Example 3-A of this invention. 本発明の実施例3−Bのブラシ配置を示す図である。It is a figure which shows the brush arrangement | positioning of Example 3-B of this invention. 本発明の実施例3(実施例3−A、実施例3−B、その他)のモータ特性(実測値)を示す図である。It is a figure which shows the motor characteristic (measured value) of Example 3 (Example 3-A, Example 3-B, others) of this invention. 本発明の実施例3におけるその他のブラシ配置を示す図である。It is a figure which shows the other brush arrangement | positioning in Example 3 of this invention. ワイパーモータが備えるギヤ部のケースを内側から拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the case of the gear part with which a wiper motor is provided from the inner side. ワイパーモータが備える出力軸の構成の概略を示す図であり、(a)は入力端側,(b)は側方,(c)は出力端側から見た図である。It is a figure which shows the outline of a structure of the output shaft with which a wiper motor is provided, (a) is the input end side, (b) is a side, (c) is the figure seen from the output end side. ワイパ装置が備える駆動手段とワイパモータとでの電源供給の切換回路の構成を示したものである。2 shows a configuration of a power supply switching circuit in a driving means and a wiper motor provided in the wiper device.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・ワイパモータ
2・・・モータ部
3・・・ギヤ部
3a・・・ケース
3a1・・・摺動子
4・・・ギヤケースフランジ
5、6・・・軸受
7・・・ウォームギヤ
8・・・出力軸
8a・・・貫通孔
81・・・歯車
81a・・・導電リング
11・・・モータハウジング
12・・・マグネット
13・・・電機子
14・・・回転軸
16・・・整流子
20・・・ブラシ装置
21・・・コモンブラシ
22・・・低速用ブラシ
23・・・高速用ブラシ
24、25、26・・・ブラシホルダー
30・・・直流電源
31・・・陽極
32・・・陰極(グランド)
41、42・・・短絡バー
43(43−1〜43−17,43−20〜43−27)・・・接点
44・・・切換スイッチ
45・・・カム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wiper motor 2 ... Motor part 3 ... Gear part 3a ... Case 3a1 ... Slider 4 ... Gear case flange 5, 6 ... Bearing 7 ... Worm gear 8 ... Output shaft 8a ... through hole 81 ... gear 81a ... conductive ring 11 ... motor housing 12 ... magnet 13 ... armature 14 ... rotary shaft 16 ... commutator 20 ... Brush device 21 ... Common brush 22 ... Low speed brush 23 ... High speed brush 24, 25, 26 ... Brush holder 30 ... DC power supply 31 ... Anode 32 ... Cathode (ground)
41, 42 ... short-circuit bar 43 (43-1 to 43-17, 43-20 to 43-27) ... contact 44 ... changeover switch 45 ... cam

Claims (14)

整流子に摺接するコモンブラシ、低速用ブラシ、及び高速用ブラシを備え、低速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記低速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、高速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給する切換手段を備えたワイパモータにおいて、
前記切換手段は、超高速回転駆動時には前記低速用ブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給するように切り換えることを特徴とするワイパモータ。
A common brush, a low speed brush, and a high speed brush that are in sliding contact with the commutator are provided, and at the time of low speed rotation driving, the common brush and the low speed brush are energized to supply drive power to the armature through the commutator, In a wiper motor comprising switching means for supplying a driving power to the armature through the commutator by energizing the common brush and the high-speed brush during high-speed rotation driving,
The wiper motor according to claim 1, wherein the switching means performs switching so that the low-speed brush and the high-speed brush are energized to supply driving power to the armature via the commutator during ultra-high speed rotation driving.
整流子に摺接するコモンブラシ、低速用ブラシ、及び高速用ブラシを備え、低速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記低速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、出力軸の回転数として30〜50rpmで駆動し、高速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、前記出力軸の回転数として50〜80rpmで駆動するワイパモータにおいて、
超高速回転駆動時には前記低速用ブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、前記出力軸の回転数として100〜160rpmで駆動することを特徴とするワイパモータ。
A common brush, a low speed brush, and a high speed brush that are in sliding contact with the commutator are provided, and at the time of low speed rotation driving, the common brush and the low speed brush are energized to supply drive power to the armature through the commutator, The rotation speed of the output shaft is driven at 30 to 50 rpm, and at the time of high-speed rotation drive, the common brush and the high-speed brush are energized to supply drive power to the armature via the commutator, and the rotation speed of the output shaft As a wiper motor driven at 50 to 80 rpm,
When driving at ultra-high speed, the low-speed brush and the high-speed brush are energized to supply drive power to the armature via the commutator, and the output shaft is driven at a rotational speed of 100 to 160 rpm. Wiper motor.
超高速回転駆動時には前記低速用ブラシと前記高速用ブラシに直流電源を接続して、前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給する切換手段を備えたことを特徴とする請求項2記載のワイパモータ。   3. A switching means for connecting a DC power source to the low-speed brush and the high-speed brush and driving power to the armature via the commutator during ultra-high speed rotation driving. Wiper motor. 前記切換手段は、超高速回転駆動時に前記低速用ブラシに直流電源の陰極、前記高速用ブラシに前記直流電源の陽極を接続することを特徴とする請求項3に記載のワイパモータ。   4. The wiper motor according to claim 3, wherein the switching unit connects a cathode of a DC power source to the low-speed brush and an anode of the DC power source to the high-speed brush during ultra-high speed rotation driving. 前記切換手段は、超高速回転駆動時に前記低速用ブラシに直流電源の陽極、前記高速用ブラシに前記直流電源の陰極を接続することを特徴とする請求項3に記載のワイパモータ。   4. The wiper motor according to claim 3, wherein the switching means connects the anode of a DC power source to the low-speed brush and the cathode of the DC power source to the high-speed brush during ultra-high speed rotation driving. 前記低速用ブラシと前記高速用ブラシとの設置間隔の角度が60度から80度であることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか一項に記載のワイパモータ。   The wiper motor according to any one of claims 2 to 5, wherein an angle of an installation interval between the low-speed brush and the high-speed brush is 60 degrees to 80 degrees. モータハウジングに対向配置されている一対のマグネットの磁束の中心線に対して、前記低速ブラシの中心線が0度〜20度傾斜して設けられていることを特徴とする請求項2から請求項6のいずれか一項に記載のワイパモータ。   The center line of the low-speed brush is provided so as to be inclined by 0 to 20 degrees with respect to the center line of the magnetic flux of a pair of magnets arranged opposite to the motor housing. The wiper motor according to claim 6. 前記低速ブラシの中心線に対して、前記コモンブラシの中心線が0度〜20度傾斜して設けられていることを特徴とする請求項2から請求項7のいずれか一項に記載のワイパモータ。   The wiper motor according to any one of claims 2 to 7, wherein a center line of the common brush is inclined by 0 to 20 degrees with respect to a center line of the low-speed brush. . 整流子に摺接するコモンブラシ、低速用ブラシ、及び高速用ブラシを備えたワイパモータの回転数切換方法において、
低速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記低速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、
高速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、
超高速回転駆動時には前記低速用ブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給することを特徴とするワイパモータの回転数切換方法。
In a method for switching the number of rotations of a wiper motor provided with a common brush, a low speed brush, and a high speed brush that are in sliding contact with the commutator,
When driving at low speed, the common brush and the low speed brush are energized to supply driving power to the armature through the commutator,
When driving at high speed, the common brush and the high speed brush are energized to supply driving power to the armature through the commutator,
A method for switching the number of revolutions of a wiper motor, wherein the driving power is supplied to the armature through the commutator by energizing the low-speed brush and the high-speed brush during ultra-high speed rotation driving.
整流子に摺接するコモンブラシ、低速用ブラシ、及び高速用ブラシを備えたワイパモータの回転数切換方法において、
低速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記低速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、出力軸の回転数として30〜50rpmで駆動し、
高速回転駆動時には前記コモンブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、前記出力軸の回転数として50〜80rpmで駆動し、
超高速回転駆動時には前記低速用ブラシ及び前記高速用ブラシに通電して前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給し、前記出力軸の回転数として100〜160rpmで駆動することを特徴とするワイパモータの回転数切換方法。
In a method for switching the number of rotations of a wiper motor provided with a common brush, a low speed brush, and a high speed brush that are in sliding contact with the commutator,
At the time of low-speed rotation driving, the common brush and the low-speed brush are energized to supply driving power to the armature via the commutator, and driven at 30 to 50 rpm as the rotation speed of the output shaft,
At the time of high-speed rotation drive, the common brush and the high-speed brush are energized to supply drive power to the armature through the commutator, and the output shaft is driven at 50 to 80 rpm,
When driving at ultra-high speed, the low-speed brush and the high-speed brush are energized to supply drive power to the armature via the commutator, and the output shaft is driven at a rotational speed of 100 to 160 rpm. How to change the rotation speed of the wiper motor.
超高速回転駆動時には前記低速用ブラシと前記高速用ブラシに直流電源を接続して、前記整流子を介して電機子に駆動電源を供給することを特徴とする請求項10記載のワイパモータの回転数切換方法。   The rotational speed of the wiper motor according to claim 10, wherein a DC power source is connected to the low-speed brush and the high-speed brush during ultra-high-speed rotation driving, and driving power is supplied to the armature through the commutator. Switching method. 超高速回転駆動時には前記低速用ブラシに直流電源の陰極、前記高速用ブラシに前記直流電源の陽極を接続することを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のワイパモータの回転数切換方法。   12. The method for switching the number of revolutions of a wiper motor according to claim 10, wherein a cathode of a DC power source is connected to the low-speed brush and an anode of the DC power source is connected to the high-speed brush during ultra-high speed rotation driving. 超高速回転駆動時には前記低速用ブラシに直流電源の陽極、前記高速用ブラシに前記直流電源の陰極を接続することを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のワイパモータの回転数切換方法。   12. The method for switching the number of revolutions of a wiper motor according to claim 10, wherein an anode of a DC power source is connected to the low-speed brush and a cathode of the DC power source is connected to the high-speed brush during ultra-high speed rotation driving. ワイパアームの払拭範囲の半減時には高速回転駆動から超高速回転駆動に切り換え、
ワイパアームの払拭範囲の全範囲時には超高速回転駆動から高速回転駆動に切り換えることを特徴とする請求項10から請求項13のいずれか一項に記載のワイパモータの回転数切換方法。
When the wiper arm wiping range is halved, switch from high-speed rotation to ultra-high-speed rotation.
14. The wiper motor rotation speed switching method according to any one of claims 10 to 13, wherein the wiper arm wiping range is switched from the ultra-high speed rotation drive to the high speed rotation drive when the entire range is wiped.
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