JP2010148300A - Motor with speed reduction mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、減速機構付きモータに関する。
例えば、車両に搭載されるワイパ装置を駆動するワイパモータに利用して有効なものに関する。
The present invention relates to a motor with a speed reduction mechanism.
For example, the present invention relates to a device that is effective when used for a wiper motor that drives a wiper device mounted on a vehicle.
車両に搭載されるワイパ装置を駆動する駆動源としてのワイパモータには、ウオーム歯車減速機構付きモータが使用されている。
従来のこの種のワイパモータとしては、ワイパアームに連係される出力軸がウオーム歯車減速機構のウオームホイールにインボリュート部によって結合されており、ウオームホイールにマグネットが固定され、ウオームホイールに対向して配置された回路基板にマグネットを検出する磁気センサが設けられているものがある。例えば、特許文献1参照。
A motor with a worm gear reduction mechanism is used as a wiper motor as a drive source for driving a wiper device mounted on a vehicle.
In this type of conventional wiper motor, the output shaft linked to the wiper arm is coupled to the worm wheel of the worm gear reduction mechanism by the involute part, the magnet is fixed to the worm wheel, and it is arranged opposite to the worm wheel. Some circuit boards are provided with a magnetic sensor for detecting a magnet. For example, see Patent Document 1.
しかしながら、前述したワイパモータにおいては、ワイパアームに落雪のような外力が加わった場合に、ワイパシャフトのインボリュート部が空転すると、ワイパアームとマグネットとの認識位置がずれてしまうために、所期の払拭作動を維持することができなくなる危惧がある。 However, in the wiper motor described above, when an external force such as snowfall is applied to the wiper arm, if the involute part of the wiper shaft slips, the recognition position of the wiper arm and the magnet will shift, so the desired wiping operation is performed. There is a risk that it cannot be maintained.
本発明の目的は、出力軸に過大な外力が加わった場合であっても、所期の位置検出を確保することができる減速機構付きモータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a motor with a speed reduction mechanism that can ensure the desired position detection even when an excessive external force is applied to an output shaft.
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)モータ軸を有するモータ部と、
前記モータ軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と、
を有する減速機構付きモータであって、
前記出力軸の一端に所定以上の外力が加わった時に、前記出力軸と前記減速機構との間の回動を許容するクラッチ機構を備えており、
前記出力軸の他端には位置検出手段が設けられている、
ことを特徴とする減速機構付きモータ。
(2)前記位置検出手段は、前記出力軸の端面に設けられていることを特徴とする前記(1)に記載の減速機構付きモータ。
(3)前記出力軸が、ワイパ装置に連係されていることを特徴とする前記(1)(2)に記載の減速機構付き電動モータ。
Typical means for solving the above-described problems are as follows.
(1) a motor unit having a motor shaft;
A speed reduction mechanism for reducing the rotation of the motor shaft and transmitting it to the output shaft;
A motor with a speed reduction mechanism,
A clutch mechanism that allows rotation between the output shaft and the speed reduction mechanism when an external force greater than or equal to a predetermined value is applied to one end of the output shaft;
Position detection means is provided at the other end of the output shaft.
A motor with a speed reduction mechanism.
(2) The motor with a speed reduction mechanism according to (1), wherein the position detection unit is provided on an end surface of the output shaft.
(3) The electric motor with a speed reduction mechanism according to (1) or (2), wherein the output shaft is linked to a wiper device.
この減速機構付きモータによれば、出力軸に過大な外力が加わった場合であっても、所期の位置検出を確保することができる。 According to this motor with a speed reduction mechanism, the expected position detection can be ensured even when an excessive external force is applied to the output shaft.
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示されているように、車両12のフロントガラス13の下方には、フロントガラス13に付着した雨水等を拭き取って運転者の視界を確保するためのワイパ装置11が設けられている。
As shown in FIG. 1, a
ワイパ装置11は車両12に回転自在に支持された2つのワイパ軸14,17を備えている。ワイパ軸17には運転席側のワイパアーム15aが固定されており、ワイパ軸14には助手席側のワイパアーム15bが固定されている。それぞれのワイパアーム15a,15bの先端部にはワイパブレード16a,16bが装着されており、ワイパアーム15a,15bの基端部には図示しないスプリングが装着されている。このスプリングのばね力により、ワイパブレード16a,16bをフロントガラス13に対して弾圧的に接触させることが可能となっている。
The
ワイパ装置11にはワイパモータ10が組み付けられている。ワイパモータ10はウオーム歯車減速機構付きモータによって構成され、正逆回転を行うことで所定の角度で揺動を行うことができる。ワイパ軸17にはリンク機構19が回動自在に取付けられ、ワイパ軸17を回転させることによって、ワイパアーム15a,15bを所定の角度範囲で揺動させることが可能となる。このワイパアーム15a,15bの揺動運動により、ワイパブレード16a,16bを上反転位置と下反転位置との間の払拭範囲20a,20bで作動させることができ、フロントガラス13に付着した雨水等を払拭することが可能となる。
A
図2に示されているように、ワイパモータ10はモータ軸21を有する電動モータ22と、モータ軸21の正逆回転を減速して出力する減速機構部23とを備えている。電動モータ22にはブラシ付き直流モータが使用されている。モータハウジング24の内部には図示しない界磁マグネットが固定され、アマチュア25およびコンミテータ26が回転自在に収容されている。
なお、電動モータ22としてブラシ付き直流モータを用いるようにしているが、これに限られることはなく、ブラシレス直流モータ等の他の形式の電動モータを用いるようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the
Although the brushed DC motor is used as the electric motor 22, the invention is not limited to this, and another type of electric motor such as a brushless DC motor may be used.
一方、減速機構部23は、モータハウジング24に組み付けられるギヤハウジング30を備えており、ギヤハウジング30には減速機構としてのウオーム歯車減速機構32が収容されている。ギヤハウジング30内に延びる電動モータ22のモータ軸21は、軸受33を介して回転自在に支持されており、出力軸17はギヤハウジング30のボス部30aに回転自在に支持されている。
モータ軸21にはウオーム32aが固定されており、出力軸17にはウオーム32aに噛み合うウオームホイール32bが固定されている。ウオーム32aとウオームホイール32bとによってウオーム歯車減速機構32が形成されている。
ギヤハウジング30の開口部にはカバー部材としてのハウジングカバー31が組み付けられている。ハウジングカバー31は鉄、鋼、ステンレス等の磁性材料を用いて、プレス等の加工によって形成される。
On the other hand, the speed
A worm 32 a is fixed to the
A
図2に示されているように、ギヤハウジング30には回路基板34を備えた駆動制御部35が収容されている。回路基板34はウオーム歯車減速機構32を覆うように配置されている。回路基板34の下面34aには、電動モータ22に駆動電力を供給するパワー系部品としてのFET(電界効果トランジスタ) 36が実装されているとともに、図示しないリレー、ダイオード、コンデンサ等が実装されている。
ウオームホイール32bの出力軸17には、N極とS極が周方向に着磁された回転検出用のマグネット37が固定されており、回路基板34の下面34aには磁気センサとしてのMRセンサ(磁気抵抗センサ) 38がマグネット37に対向するように実装されている。マグネット37とMRセンサ38とは、出力軸17の回転数および軸角度を検出する位置検出手段を構成している。
つまり、ワイパモータ10を駆動した際には、MRセンサ38に対してマグネット37が相対的に回転することになるため、このときのN極とS極の磁極の切替りに伴う磁界変化をMRセンサ38によって検出することにより、ワイパモータ10の回転状態を検出することが可能となる。そして、MRセンサ38からの検出信号によって把握されるワイパブレード16a,16bの作動位置に基づいて、電動モータ22に対する駆動電力が制御されるようになっている。
As shown in FIG. 2, a
A rotation-detecting
That is, when the
回路基板34の上面34bには伝熱材としてのシリコーン39が塗布されており、回路基板34はシリコーン39を介してハウジングカバー31に接するようになっている。つまり、FET36に駆動電流を供給することによって熱が生じることになるが、発生する熱がFET36に蓄えられることはなく、シリコーン39からハウジングカバー31を介して外気に放出されることになる。
図3に示されているように、出力軸17の回路基板34側端部には非磁性体によって形成されたキャップ40が被せられてローレット部41によって固定されている。キャップ40のMRセンサ38との対向面にはマグネット37が固定されている。
出力軸17とウオームホイール32bとの間には、出力軸17から所定以上の外力が加わった時に、出力軸17とウオームホイール32bとの間の回動を許容するクラッチ機構42が設けられている。
すなわち、出力軸17にはクラッチ機構取付部43がキャップ40近傍に配置されて、円形リング形状に突設されており、クラッチ機構取付部43の外周面には係合部としての係合穴44が複数個(図示例では4個)、周方向に等間隔に配置されて没設されている。各係合穴44は略半球面形状に形成されている。クラッチ機構取付部43の外周にはクラッチリング45が周方向に摺動自在に嵌合されており、クラッチリング45はウオームホイール32bに同心円に配置されて、キー部46によって固定されている。クラッチリング45には保持孔47が複数個(図示例では4個)が、周方向に等間隔に配置されて、径方向に貫通するように開設されている。各保持孔47には係合部としてのボール48およびスプリング49が保持されており、スプリング49はウオームホイール32bに反力をとってボール48を径方向内向きに常時付勢するようになっている。
つまり、各ボール48がスプリング49の付勢力によって各係合穴44にそれぞれ係合することにより、出力軸17とウオームホイール32bとは連結した状態になっており、出力軸17から所定以上の外力が加わった時に、各ボール48がスプリング49の付勢力に抗して各係合穴44から抜け出ることにより、出力軸17とウオームホイール32bとの間の連結を解除する。したがって、クラッチ機構42が出力軸17とウオームホイール32bとの間の回動を許容する外力の所定値は、スプリング49の弾発力によって予め設定することができる。
As shown in FIG. 3, a
A
That is, the clutch
That is, each
次に、ワイパ装置に落雪の外力が加わった場合における作用および効果を説明する。
ワイパ装置11の払拭作動中に、落雪のような外力がワイパアーム15a,15bまたは/およびワイパブレード16a,16bに加わると、出力軸17は停止した状態になるが、電動モータ22がモータ軸21を回転させ続けるので、ウオームホイール32bは回転しようとする。
電動モータ22によるウオームホイール32bの回転力が予め設定されたクラッチ機構42の回動許容値に達すると、クラッチ機構42の係合穴44とボール48との連結が解除されるために、ウオームホイール32bは出力軸17に対して空転する。
したがって、出力軸17には電動モータ22の駆動力が伝達されないので、ワイパ装置11のワイパ軸14a,14b、ワイパアーム15a,15b、ワイパブレード16a,16b等の破損を未然に防止することができる。
他方、ウオームホイール32bは出力軸17に対して空転するが、マグネット37は出力軸17に固定されているので、マグネット37はMRセンサ38との位置関係を維持することができる。
Next, operations and effects when an external force of falling snow is applied to the wiper device will be described.
During the wiping operation of the
When the rotational force of the
Accordingly, since the driving force of the electric motor 22 is not transmitted to the
On the other hand, the
例えば、落雪のようなの外力がワイパアーム15a,15bまたは/およびワイパブレード16a,16bから除かれた後に、電動モータ22が運転されると、電動モータ22のモータ軸21によってウオームホイール32bが回転されるので、クラッチ機構42のボール48が係合穴44に移動して係合し、クラッチ機構42が自動的に連結する。
また、電動モータ22が停止した状態で、ワイパアーム15a,15bをクラッチ機構42のボール48が係合穴44と係合する位置に手作業で移動させてもよい。
このとき、マグネット37はMRセンサ38との位置関係を維持した状態、すなわち、MRセンサ38によるワイパアーム15a,15bの認識位置はずれていない状態であるので、ウオームホイール32bが出力軸17に対して空転した後であっても、ワイパ装置11は所期の払拭作動を維持することができる。
For example, after an external force such as snowfall is removed from the
Alternatively, the
At this time, since the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、クラッチ機構は前記実施形態の構造に構成するに限らず、リング形状に形成したワイヤスプリングまたはリーフスプリング等を使用して構成してもよい。 For example, the clutch mechanism is not limited to the structure of the above-described embodiment, and may be configured using a wire spring or a leaf spring formed in a ring shape.
減速機構はウオーム歯車機構を使用するに限らず、複数の平歯車からなる減速歯車列等の他の形式の減速機構を使用してもよい。 The speed reduction mechanism is not limited to the worm gear mechanism, and other types of speed reduction mechanisms such as a speed reduction gear train composed of a plurality of spur gears may be used.
MRセンサ38およびマグネット37は、ウオームホイール32bの回転中心上に配置するに限らず、ウオームホイール32bの回転中心からずれた位置に配置するようにしてもよい。
The
また、出力軸17の回転数および軸角度を検出する磁気センサとしてMRセンサ38が採用されているが、これに限られることはなく、磁気センサとしてホール素子を用いるようにしてもよい。
Further, although the
前記実施形態においては、減速機構付き電動モータをワイパモータに使用した場合について説明しているが、本発明はこれに限らず、パワーウインド装置やドア開閉装置等々に使用される減速機構付き電動モータ全般に適用することができる。 In the above embodiment, the case where the electric motor with a speed reduction mechanism is used for the wiper motor has been described. However, the present invention is not limited to this, and the electric motor with the speed reduction mechanism used in power window devices, door opening / closing devices, etc. Can be applied to.
10 ワイパモータ(減速機構付き電動モータ)
11 ワイパ装置
12 車両
13 フロントガラス
14 ワイパ軸
15a ワイパアーム
15b ワイパアーム
16a ワイパブレード
16b ワイパブレード
17 ワイパ軸(出力軸)
19 リンク機構
20a,20b 払拭範囲
21 モータ軸
22 電動モータ
23 減速機構部
24 モータハウジング
25 アマチュア
26 コンミテータ
30 ギヤハウジング(ハウジング)
31 ハウジングカバー(カバー部材)
32 ウオーム歯車減速機構
32a ウオーム
32b ウオームホイール
33 軸受
34 回路基板
35 駆動制御部
36 FET(パワー系部品)
37 マグネット(位置検出手段)
38 MRセンサ(磁気センサ、位置検出手段)
40 キャップ
41 ローレット部
42 クラッチ機構
43 クラッチ機構取付部
44 係合穴
45 クラッチリング
46 キー部
47 保持孔
48 ボール
49 スプリング
10 Wiper motor (Electric motor with reduction mechanism)
DESCRIPTION OF
19
31 Housing cover (cover member)
32 Worm gear reduction
37 Magnet (position detection means)
38 MR sensor (magnetic sensor, position detection means)
40
Claims (3)
前記モータ軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と、
を有する減速機構付きモータであって、
前記出力軸の一端に所定以上の外力が加わった時に、前記出力軸と前記減速機構との間の回動を許容するクラッチ機構を備えており、
前記出力軸の他端には位置検出手段が設けられている、
ことを特徴とする減速機構付きモータ。 A motor unit having a motor shaft;
A speed reduction mechanism for reducing the rotation of the motor shaft and transmitting it to the output shaft;
A motor with a speed reduction mechanism,
A clutch mechanism that allows rotation between the output shaft and the speed reduction mechanism when an external force greater than or equal to a predetermined value is applied to one end of the output shaft;
Position detection means is provided at the other end of the output shaft.
A motor with a speed reduction mechanism.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2008325144A JP2010148300A (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Motor with speed reduction mechanism |
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| JP2008325144A JP2010148300A (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Motor with speed reduction mechanism |
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|---|---|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014054942A (en) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Wiper device for front window |
| US9979261B2 (en) | 2009-07-30 | 2018-05-22 | Mitsuba Corporation | Motor with speed reduction mechanism |
| JP2018118736A (en) * | 2018-05-10 | 2018-08-02 | 株式会社デンソー | Wiper control device |
| US10320265B2 (en) | 2009-07-30 | 2019-06-11 | Mitsuba Corporation | Wiper motor |
| CN110001584A (en) * | 2019-04-24 | 2019-07-12 | 南通理工学院 | Automobile windscreen wiper protection device |
-
2008
- 2008-12-22 JP JP2008325144A patent/JP2010148300A/en active Pending
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