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JP2017063559A - Brush motor - Google Patents

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JP2017063559A JP2015188053A JP2015188053A JP2017063559A JP 2017063559 A JP2017063559 A JP 2017063559A JP 2015188053 A JP2015188053 A JP 2015188053A JP 2015188053 A JP2015188053 A JP 2015188053A JP 2017063559 A JP2017063559 A JP 2017063559A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brush motor capable of changing a rotational speed independently of switching of a brush from low speed use to high speed use, and of achieving multipolarization and reduction in size and weight.SOLUTION: A multipolar brush motor that generates a rotational power in one direction and that has four or more magnetic poles, comprises: a rotary armature having an equalizer line; a commutator provided on the rotary armature; a first brush and a second brush contacted with the commutator; a duty controller that determines a duty of a voltage pulse applied between the first and second brushes by a voltage signal supplied from the exterior; a PWM signal generator that outputs a PWM signal that is a pulse train of a pulse having the duty so as to correspond to information on the duty supplied from the duty controller; and a drive transistor that is connected between any one of the first and second brushes and any one of a power supply and the ground, is on/off-controlled by the PWM signal, and that applies a voltage of the power supply to between the first and second brushes as the voltage pulse.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、車両のウィンドシールドを払拭するワイパー装置に用いられるブラシモータに関する。   The present invention relates to a brush motor used in a wiper device that wipes a windshield of a vehicle.

車両のワイパー装置の作動速度は、高速と低速とに切り替え可能となっている(特許文献1、特許文献2の記載参照)。このようなワイパー装置の作動速度の切り替えは、ワイパー装置に用いられるブラシモータの回転速度を切り替えることにより実現されている。通常、ブラシモータの回転速度の切り替えは、電機子の通電角を制御することにより実施される。そのため、この種のブラシモータは、ワイパー装置の作動速度に対応した通電角が得られる位置に配置された高速用のブラシと低速用のブラシの2種類のブラシを備えている。   The operation speed of the wiper device of the vehicle can be switched between high speed and low speed (see the descriptions in Patent Document 1 and Patent Document 2). Such switching of the operating speed of the wiper device is realized by switching the rotational speed of a brush motor used in the wiper device. Usually, the rotation speed of the brush motor is switched by controlling the energization angle of the armature. Therefore, this type of brush motor includes two types of brushes, a high-speed brush and a low-speed brush, which are arranged at a position where a conduction angle corresponding to the operating speed of the wiper device can be obtained.

特開2007−143278号公報JP 2007-143278 A 特開2009−262726号公報JP 2009-262726 A

しかしながら、車両のワイパー装置に用いられるブラシモータのブラシの配置位置は、使用頻度が高い低速時の作動速度を基準に設定されており、高速用のブラシの配置位置は、本来的なブラシの配置位置からずれている。このため、ワイパー装置が低速で作動している場合、高速用のブラシの作動音が発生し、ブラシモータの騒音が増大する一因になっている。しかも、低速用のブラシと高速用のブラシの両方を備えると、電機子(回転子)に備えられた整流子と接触するブラシの数が増えるため、整流子の寿命が低下する原因にもなり得る。   However, the arrangement position of the brush of the brush motor used in the wiper device of the vehicle is set based on the operating speed at low speed that is frequently used, and the arrangement position of the high speed brush is the original arrangement of the brush. It is out of position. For this reason, when the wiper device is operating at a low speed, a high-speed brush operating noise is generated, which contributes to an increase in the noise of the brush motor. Moreover, if both a low-speed brush and a high-speed brush are provided, the number of brushes that come into contact with the commutator provided in the armature (rotor) increases, which may cause a reduction in the life of the commutator. obtain.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、低速用から高速用へのブラシの切り替えによらずに回転速度を変化させることができ、かつ、多極化および小型軽量化を図ることができるブラシモータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can change the rotation speed without switching the brush from low speed to high speed, and can be multipolarized and reduced in size and weight. An object of the present invention is to provide a brush motor that can be used.

本発明のブラシモータは、一方向の回転力を発生させる磁極が4極以上の多極のブラシモータであって、均圧線を有する回転電機子と、前記回転電機子に備えられた整流子と、前記整流子と接触する第1のブラシ及び第2のブラシの各々と、外部から供給される電圧信号により、前記第1のブラシと前記第2のブラシとの間に印加する電圧パルスのデューティを選択するデューティ制御部と、前記デューティ制御部から供給される選択されたデューティに応じて、当該デューティのパルス列であるPWM信号を出力するPWM信号生成部と、前記第1のブラシ及び前記第2のブラシの何れかと電源及びグランドの何れかとの間に接続されており、前記PWM信号によりオンオフし、前記第1のブラシと前記第2のブラシとの間に前記電源の電圧を前記電圧パルスとして印加する駆動トランジスタとを備えることを特徴とする。   The brush motor of the present invention is a multipolar brush motor having four or more magnetic poles that generate a rotational force in one direction, and includes a rotary armature having a pressure equalizing line, and a commutator provided in the rotary armature. Each of the first brush and the second brush in contact with the commutator, and a voltage pulse applied between the first brush and the second brush by a voltage signal supplied from the outside. A duty control unit that selects a duty; a PWM signal generation unit that outputs a PWM signal that is a pulse train of the duty according to the selected duty supplied from the duty control unit; the first brush; 2 is connected between one of the two brushes and one of the power supply and the ground, and is turned on / off by the PWM signal, and the power supply of the power supply is provided between the first brush and the second brush. The characterized in that it comprises a driving transistor for applying a said voltage pulse.

本発明のブラシモータは、前記デューティ制御部が、前記駆動トランジスタをPWM制御するためのPWM信号のデューティを変化させることにより、前記回転電機子の回転速度を変化させることを特徴とする。   The brush motor of the present invention is characterized in that the duty control unit changes the rotation speed of the rotary armature by changing the duty of a PWM signal for PWM control of the drive transistor.

本発明のブラシモータは、前記ブラシモータは車両のワイパー装置に用いられるブラシモータであり、前記デューティ制御部は、所望の特性要件に応じて、ウィンドシールドの払拭におけるワイパーの低速作動時および高速作動時のそれぞれにおける前記PWM信号の前記デューティの設定値を変更することを特徴とする。   The brush motor of the present invention is a brush motor used in a wiper device of a vehicle, and the duty control unit operates at a low speed operation and a high speed operation of the wiper in wiping the windshield according to desired characteristic requirements. The set value of the duty of the PWM signal at each time is changed.

本発明のブラシモータは、前記デューティ制御部が、ワイパーの間欠作動において、前記PWM信号生成部に対して、作動時に低速作動時または高速作動時の前記デューティの前記PWM信号を生成させ、一方、停止時に前記PWM信号の前記デューティを0とさせることを特徴とする。   In the brush motor of the present invention, in the intermittent operation of the wiper, the duty control unit causes the PWM signal generation unit to generate the PWM signal of the duty at the time of low speed operation or high speed operation at the time of operation, The duty of the PWM signal is set to 0 when stopped.

本発明のブラシモータは、前記デューティ制御部及び前記PWM信号生成部との各々が制御基板上に設けられ、前記回転電機子と前記第1のブラシ及び前記第2のブラシとが格納されるハウジング部を有し、前記ハウジング部の内部であって、前記均圧線を前記回転電機子に備えたことにより省かれたブラシが配置され得る領域に、前記制御基板が配置されたことを特徴とする。   In the brush motor of the present invention, each of the duty control unit and the PWM signal generation unit is provided on a control board, and the housing in which the rotary armature, the first brush, and the second brush are stored. And the control board is disposed in a region where the brush that is omitted by providing the pressure equalizing line in the rotary armature can be disposed inside the housing portion. To do.

本発明のブラシモータは、前記回転電機子の回転を減速する減速機構部をさらに有し、前記制御基板は、前記減速機構部を覆うハウジング部のボトムカバーの内壁面における、当該減速機構部の動作に干渉しない位置に取り付けられたことを特徴とする。   The brush motor according to the present invention further includes a speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the rotating armature, and the control board is provided on the inner wall surface of the bottom cover of the housing portion that covers the speed reduction mechanism. It is mounted at a position that does not interfere with operation.

以上説明したように、本発明によれば、低速用から高速用へのブラシの切り替えによらずに回転速度を変化させることができ、かつ、多極化および小型軽量化を図るブラシモータを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a brush motor that can change the rotation speed without switching the brush from low speed to high speed, and that is multipolar and small and lightweight. Can do.

本発明の第1の実施形態によるブラシモータの外観図である。部構造の一例を示す図であり、ブラシ周辺の詳細図である。1 is an external view of a brush motor according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of a part structure, and is a detailed figure of a brush periphery. 本発明の第1の実施形態によるブラシモータの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the brush motor by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態によるブラシモータの動作例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation example of the brush motor by the 1st Embodiment of this invention. 制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、マイクロコンピュータを用いて構成した一例を示す図である。It is a figure which shows an example which comprised each of the duty control part 1201 and the PWM signal generation part 1202 in the control board 120 using the microcomputer. 制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、ディスクリート素子を用いて構成した他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example which each comprised the duty control part 1201 and the PWM signal generation part 1202 in the control board 120 using the discrete element. 制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、マイクロコンピュータを用いて構成した他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example which comprised each of the duty control part 1201 and the PWM signal generation part 1202 in the control board 120 using the microcomputer. 制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、ディスクリート素子を用いて構成した他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example which each comprised the duty control part 1201 and the PWM signal generation part 1202 in the control board 120 using the discrete element. 制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、マイクロコンピュータを用いて構成した他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example which comprised each of the duty control part 1201 and the PWM signal generation part 1202 in the control board 120 using the microcomputer. 本発明の第1の実施形態によるブラシモータに備えられた制御基板の配置例を示す図であり、(A)は、第1配置例を示し、(B)は、第2配置例を示し、(C)は、第3配置例を示し、(D)は、第4配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the control board with which the brush motor by the 1st Embodiment of this invention was equipped, (A) shows a 1st example of arrangement, (B) shows a 2nd example of arrangement, (C) shows a third arrangement example, and (D) shows a fourth arrangement example. 本発明の第1の実施形態の変形例によるブラシモータ100Bに備えられた制御基板120あるいは制御基板120Aの配置を示す側面図である。It is a side view showing arrangement of control board 120 or control board 120A with which brush motor 100B by a modification of a 1st embodiment of the present invention was equipped. 本発明の第1の実施形態の変形例によるブラシモータ100Bに備えられた制御基板120または制御基板120Aの配置の詳細図である。It is a detailed view of the arrangement of the control board 120 or the control board 120A provided in the brush motor 100B according to a modification of the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態によるブラシモータ100の動作例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation example of the brush motor 100 by 2nd Embodiment of this invention.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100の外観図である。
ブラシモータ100は、一方向の回転力を発生させる(一方向に回転する)磁極が4極以上の多極のモータである。第1の実施形態において、ブラシモータ100は、例えば、車両のフロントワイパー装置の動力となる回転力を発生させるための多極、例えば磁極が4極の直流モータであるものとする。しかしながら、ブラシモータ100は、多極の直流モータであれば任意であり、その用途も車両のフロントワイパー装置に限らず、任意の装置の動力を発生させるために使用可能である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an external view of a brush motor 100 according to the first embodiment of the present invention.
The brush motor 100 is a multipolar motor having four or more magnetic poles that generate a rotational force in one direction (rotate in one direction). In the first embodiment, it is assumed that the brush motor 100 is, for example, a DC motor having multiple poles, for example, four poles, for generating a rotational force that serves as power for a vehicle front wiper device. However, the brush motor 100 is arbitrary as long as it is a multi-pole DC motor, and its use is not limited to the front wiper device of the vehicle, and can be used to generate power of any device.

図1において、ブラシモータ100は、モータ部Mと減速機構部Gとから構成されている。モータ部Mには、一方向の回転力を発生させるモータ本体部110が内蔵されている。モータ部Mのハウジング部MHには、モータ本体部110として、ハウジング部MHに固定された界磁部(図示なし)と、整流子を備えた回転電機子(図示なし)と、上記整流子と接触するように配置されたブラシ(図示なし)とが収容されている。第1の実施形態では、モータ本体部110の回転電機子は、いわゆる均圧線を有しており、これにより、回転電機子の整流子と接触するブラシの数が削減されている。回転電機子に均圧線を備えたことによりブラシを削減し、削減したブラシが配置されていた(ブラシが配置され得る)空き領域には、モータ本体部110の回転電機子の回転を制御するための制御基板120(図2参照)が配置される。その詳細については後述する。   In FIG. 1, the brush motor 100 includes a motor part M and a speed reduction mechanism part G. The motor unit M has a built-in motor main body 110 that generates a rotational force in one direction. The housing part MH of the motor part M includes, as the motor body part 110, a field part (not shown) fixed to the housing part MH, a rotating armature (not shown) provided with a commutator, and the commutator. The brush (not shown) arrange | positioned so that it may contact is accommodated. In the first embodiment, the rotating armature of the motor main body 110 has a so-called equalizing line, whereby the number of brushes that come into contact with the commutator of the rotating armature is reduced. The rotary armature is provided with a pressure equalizing line, so that the number of brushes is reduced, and the rotation of the rotary armature of the motor main body 110 is controlled in an empty area where the reduced brush is arranged (the brush can be arranged). A control board 120 (see FIG. 2) is disposed. Details thereof will be described later.

減速機構部Gは、モータ本体部110の回転電機子の回転数を所望の回転数に減速するためのものである。減速機構部Gのハウジング部GHには、モータ本体部110の回転軸(回転電機子のシャフト)と結合されたウォームギアや、このウォームギアと連結されたウォームホイールギア等が収容されている。減速機構部Gにより減速された回転は、減速機構部Gから延出した出力軸Qから取り出される。なお、図1では示されていないが、出力軸Qには、モータ本体部110が発生させた一方向の回転を、ワイパー(ワイパーブレードと示す場合もある)がウインドシールドを払拭するための往復運動に対応した正方向(例えば、時計回り方向)と逆方向(例えば、反時計回り方向)の二方向の回転に変換するためのリンク機構等が取り付けられる。   The speed reduction mechanism G is for reducing the rotational speed of the rotating armature of the motor body 110 to a desired rotational speed. The housing portion GH of the speed reduction mechanism portion G accommodates a worm gear coupled to the rotating shaft (rotary armature shaft) of the motor main body 110, a worm wheel gear coupled to the worm gear, and the like. The rotation decelerated by the speed reduction mechanism G is taken out from the output shaft Q extending from the speed reduction mechanism G. Although not shown in FIG. 1, the output shaft Q is rotated in one direction generated by the motor main body 110, and the wiper (which may be referred to as a wiper blade) reciprocates to wipe the windshield. A link mechanism or the like for converting the rotation into two directions, that is, a forward direction (for example, clockwise direction) corresponding to the movement and a reverse direction (for example, counterclockwise direction) is attached.

本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100の内部構造において(後述する図9)、モータ部Mのハウジング部MHの内部に組み込まれた円環状のブラシホルダ110Hには、その穴の内方に位置するモータ本体部110の回転電機子の整流子と接触するブラシとして、二つのブラシ111A,111Bが配置されている。これら二つのブラシ111A,111Bは、4極の場合には電気角にして180(機械角にして90度)だけ異なる位置に配置されている。この機械角はブラシモータ100の極数に応じて任意に設定される。   In the internal structure of the brush motor 100 according to the first embodiment of the present invention (FIG. 9 to be described later), the annular brush holder 110H incorporated in the housing part MH of the motor part M has a hole inward. Two brushes 111A and 111B are arranged as brushes that come into contact with the commutator of the rotating armature of the motor main body 110 located in the position. In the case of four poles, these two brushes 111A and 111B are arranged at positions different from each other by 180 in electrical angle (90 degrees in mechanical angle). This mechanical angle is arbitrarily set according to the number of poles of the brush motor 100.

図2は、本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100の構成例を示すブロック図であり、モータ本体部110の回転電機子の回転制御に関与する要素を示している。
ブラシモータ100は、モータ本体部110の回転電機子の回転を制御するための要素として、制御基板120、熱保護素子130、ダイオード141、ダイオード143、リレープレート150を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the brush motor 100 according to the first embodiment of the present invention, and shows elements involved in the rotation control of the rotating armature of the motor main body 110.
The brush motor 100 includes a control board 120, a thermal protection element 130, a diode 141, a diode 143, and a relay plate 150 as elements for controlling the rotation of the rotating armature of the motor main body 110.

制御基板120は、後述する図9に示すブラシ111Aとブラシ111Bとの間に印加される電圧を発生させるための要素であり、モータ本体部110の回転電機子の回転を制御するための主要な要素である。制御基板120は、モータ部Mのハウジング部MHの内部に、後述するPWM制御を行うことにより省かれた高速用ブラシ、及び均圧線を回転電機子に備えたことにより省かれたブラシが設けられていた領域に位置するように配置される。その詳細については後述する。
熱保護素子130は、例えばサーキットブレーカ(C/B)、PTC等、モータ部Mの内部温度が異常上昇した際にモータ本体部110への通電を緊急的に遮断するための要素である。
The control board 120 is an element for generating a voltage applied between a brush 111A and a brush 111B shown in FIG. 9 to be described later, and is a main element for controlling the rotation of the rotating armature of the motor main body 110. Is an element. The control board 120 is provided inside the housing part MH of the motor part M with a high-speed brush that is omitted by performing PWM control, which will be described later, and a brush that is omitted because the pressure equalizing line is provided in the rotary armature. It is arranged so that it is located in the area where it was. Details thereof will be described later.
The thermal protection element 130 is an element for urgently shutting off the power supply to the motor main body 110 when the internal temperature of the motor M is abnormally increased, such as a circuit breaker (C / B) or PTC.

ダイオード141は、モータ本体部110の回転を停止させる際に発生するエネルギーを消費させることにより、モータ本体部110を保護するための要素である。ダイオード143は、フロントまたはリヤワイパー装置の操作スイッチに連動して供給される高速作動電圧信号VHと低速作動電圧信号VLとを合成してモータ本体部110の電源を供給するための要素である。ここで、高速作動電圧信号VHは、フロントワイパー装置のワイパーを高速作動させることを示す電圧信号である。低速作動電圧信号VLは、フロントワイパー装置のワイパーを低速作動させることを示す電圧信号である。高速作動電圧信号VHと低速作動電圧信号VLとの各々は、フロントワイパー装置における操作スイッチの外部回路から、操作スイッチの状態に対応して、後述する制御基板102のデューティ制御部1201に対して供給される。   The diode 141 is an element for protecting the motor main body 110 by consuming energy generated when the rotation of the motor main body 110 is stopped. The diode 143 is an element for synthesizing the high-speed operation voltage signal VH and the low-speed operation voltage signal VL that are supplied in conjunction with the operation switch of the front or rear wiper device and supplying power to the motor main body 110. Here, the high-speed operating voltage signal VH is a voltage signal indicating that the wiper of the front wiper device is operated at high speed. The low speed operation voltage signal VL is a voltage signal indicating that the wiper of the front wiper device is operated at a low speed. Each of the high-speed operating voltage signal VH and the low-speed operating voltage signal VL is supplied from an external circuit of the operation switch in the front wiper device to a duty control unit 1201 of the control board 102 described later corresponding to the state of the operation switch. Is done.

リレープレート150は、フロントワイパー装置のワイパーブレードの往復運動の始点と終点のタイミングを得るための要素である。リレープレート150は、減速機構部Gのハウジング部GHの内部に備えられ、モータ本体部110の作動に連動して回転する。ここで、ブレーキ接点Bは、フロントワイパー装置を制動するためのタイミングを発生させる接点である(スノークラッチ機能有り)。また、スタート接点Sは、フロントワイパー装置を作動させるためのタイミングを発生させる接点である。ブレーキ接点Bおよびスタート接点Sは、モータ本体部110の回転角に応じてグランドEと電気的に接続される。従って、各接点がグランド電位になるタイミングから、フロントワイパー装置の制動のタイミングと作動のタイミングを把握することができる。なお、リレープレート150は、公知の技術を利用して実現することができる要素である。   The relay plate 150 is an element for obtaining the timing of the start point and the end point of the reciprocating motion of the wiper blade of the front wiper device. The relay plate 150 is provided inside the housing part GH of the speed reduction mechanism part G, and rotates in conjunction with the operation of the motor main body part 110. Here, the brake contact B is a contact for generating a timing for braking the front wiper device (with a snow clutch function). The start contact S is a contact that generates a timing for operating the front wiper device. The brake contact B and the start contact S are electrically connected to the ground E according to the rotation angle of the motor main body 110. Therefore, it is possible to grasp the braking timing and the operation timing of the front wiper device from the timing when each contact point becomes the ground potential. The relay plate 150 is an element that can be realized using a known technique.

制御基板120を詳細に説明する。制御基板120は、デューティ制御部1201、PWM(Pulse Width Modulation)信号生成部1202、駆動部1203、駆動トランジスタ(FET)1204を備えている。このうち、デューティ制御部1201、PWM信号生成部1202、駆動部1203は、駆動トランジスタ1204をPWM制御するPWM制御部(符号なし)を構成する。上記PWM制御部は、駆動トランジスタ1204をPWM制御するためのPWM信号のデューティ(デューティ比、パルス周期におけるHレベルの比率)を変化させることにより、モータ本体部110の回転電機子の回転速度を変化させ、これによりフロントワイパー装置の作動速度を変化させる。   The control board 120 will be described in detail. The control board 120 includes a duty control unit 1201, a PWM (Pulse Width Modulation) signal generation unit 1202, a drive unit 1203, and a drive transistor (FET) 1204. Among these, the duty control unit 1201, the PWM signal generation unit 1202, and the drive unit 1203 constitute a PWM control unit (no symbol) that performs PWM control of the drive transistor 1204. The PWM control unit changes the rotation speed of the rotating armature of the motor main body 110 by changing the duty of the PWM signal for performing PWM control of the drive transistor 1204 (duty ratio, ratio of H level in the pulse period). This changes the operating speed of the front wiper device.

本実施形態においては、フロントワイパー装置のワイパーの作動速度が高速作動び低速作動の2段階の場合について説明する。
上記PWM制御部を構成するデューティ制御部1201は、高速作動電圧信号VHが入力された場合、駆動トランジスタ1204のゲートに供給されるPWM信号のデューティを高速作動のデューティとする制御信号を、PWM信号生成部1202に対して出力する。一方、デューティ制御部1201は、低速作動電圧信号VLが入力された場合、駆動トランジスタ1204のゲートに供給されるPWM信号のデューティを低速作動のデューティとする制御信号を、PWM信号生成部1202に対して出力する。
In this embodiment, the case where the operation speed of the wiper of the front wiper device is a two-stage operation of high speed operation and low speed operation will be described.
When the high-speed operating voltage signal VH is input, the duty control unit 1201 constituting the PWM control unit outputs a control signal that sets the duty of the PWM signal supplied to the gate of the drive transistor 1204 as the duty of the high-speed operation. Output to the generation unit 1202. On the other hand, when the low speed operating voltage signal VL is input, the duty control unit 1201 sends a control signal for setting the duty of the PWM signal supplied to the gate of the driving transistor 1204 to the PWM signal generating unit 1202. Output.

PWM制御部を構成するPWM信号生成部1202は、高速作動のデューティとする制御信号が供給されると、予め設定されている高速作動のデューティのパルスのパルス列であるPWM信号を生成して、駆動部1203に対して出力する。また、PWM信号生成部1202は、低速作動のデューティとする制御信号が供給されると、予め設定されている低速作動のデューティのPWM信号を生成して、駆動部1203に対して出力する。
PWM制御部を構成する駆動部1203は、PWM信号生成部1202から供給されるPWM信号におけるパルスの電力増幅を行い、駆動トランジスタ1204に対して出力する。第1の実施形態では、上記PWM信号におけるパルスのハイレベルの区間において、駆動トランジスタ1204がオン状態に駆動され、上記PWM信号におけるパルスのローレベルの区間において、駆動トランジスタ1204がオフ状態に駆動される。
The PWM signal generation unit 1202 constituting the PWM control unit generates a PWM signal that is a pulse train of pulses having a high-speed operation duty set in advance when a control signal having a high-speed operation duty is supplied. Output to the unit 1203. In addition, when a control signal for supplying a low speed operation duty is supplied, the PWM signal generation unit 1202 generates a PWM signal having a preset low speed operation duty and outputs the PWM signal to the drive unit 1203.
The drive unit 1203 constituting the PWM control unit performs power amplification of pulses in the PWM signal supplied from the PWM signal generation unit 1202 and outputs the amplified power to the drive transistor 1204. In the first embodiment, the drive transistor 1204 is driven to an on state during the pulse high level interval in the PWM signal, and the drive transistor 1204 is driven to an off state during the pulse low level interval in the PWM signal. The

上記PWM信号のデューティは、モータ本体部110の特性要件に応じて設定される。第1の実施形態では、説明の便宜上、モータ本体部110を高速で作動させる場合、上記PWM信号のデューティは100パーセントに設定され、モータ本体部110を低速で作動させる場合、上記PWM信号のデューティは70パーセントに設定されるものとするが、この例に限定されず、上記PWM信号のデューティは任意に設定し得る。すなわち、本実施形態においては、高速作動及び低速作動のいずれかの作動速度とするための電流を、モータ本体部110に対して印加するようにデューティを、それぞれのモータ本体部110の特性に対応して予め設定しておく。   The duty of the PWM signal is set according to the characteristic requirements of the motor main body 110. In the first embodiment, for convenience of explanation, when the motor body 110 is operated at high speed, the duty of the PWM signal is set to 100%, and when the motor body 110 is operated at low speed, the duty of the PWM signal is set. Is set to 70%, but the present invention is not limited to this example, and the duty of the PWM signal can be arbitrarily set. That is, in the present embodiment, the duty is applied to the motor main body 110 so as to apply the current for either the high speed operation or the low speed operation to the motor main body 110, and the duty corresponds to the characteristics of each motor main body 110. And set in advance.

駆動トランジスタ1204は、モータ本体部110の回転電機子の整流子に対し、ブラシを介して印加される電圧を発生させ、上記回転電機子の巻線を通電するための要素である。第1の実施形態では、駆動トランジスタ1204は、nチャネル型パワーFET(Field Effective Transistor)である。また、駆動トランジスタ1204として、nチャネル型パワーFETではなく、バイポーラトランジスタを用いても良い。駆動トランジスタ1204は、モータ本体部110に備えられたブラシ111AとグランドEとの間に接続されている。具体的には、駆動トランジスタ1204のソースは、車体等のグランドEに接続され、そのドレインは、熱保護素子130を通じてモータ本体部110のブラシ111Aに接続されている。駆動トランジスタ1204は、ゲートに対して、駆動部1203を通じてPWM信号生成部1202からPWM信号が印加される。駆動トランジスタ1204には、いわゆるボディダイオード1204aが備えられている。   The driving transistor 1204 is an element for generating a voltage applied via a brush to the commutator of the rotating armature of the motor main body 110 and energizing the winding of the rotating armature. In the first embodiment, the drive transistor 1204 is an n-channel power FET (Field Effective Transistor). Further, as the drive transistor 1204, a bipolar transistor may be used instead of the n-channel power FET. The drive transistor 1204 is connected between the brush 111 </ b> A provided in the motor main body 110 and the ground E. Specifically, the source of the driving transistor 1204 is connected to a ground E such as a vehicle body, and the drain thereof is connected to the brush 111 </ b> A of the motor main body 110 through the thermal protection element 130. The drive transistor 1204 receives a PWM signal from the PWM signal generation unit 1202 through the drive unit 1203 to the gate. The driving transistor 1204 includes a so-called body diode 1204a.

なお、駆動トランジスタ1204は、モータ本体部110のもう一つのブラシ111Bと、低速作動電圧信号VLの配線とダイオード143のカソードとの接続点との間に直列に接続されていてもよい。また、駆動トランジスタ1204は、ドレインがダイオード141のアノードに接続されている。ダイオード141は、カソードがモータ本体部110のブラシ111Bに接続されている。また、モータ本体部110は、ブラシ111Bが低速作動電圧信号VLの配線及びダイオード143のカソード(の接続点)に接続されている。低速作動電圧信号VLの配線には、低速作動電圧信号VLが供給される。ダイオード143には、高速作動電圧信号VHの配線を介してアノードに高速作動電圧信号VHが供給される。また、本実施形態においては、ワイパーの往復動作をリンク機構により行うため、ブラシモータ100が一方向のみの回転力を発生させる(一方向にのみ回転する)仕様となり、回転数の制御のために一つの駆動トランジスタ1204を備えればよく、ブラシモータ100を回転駆動させる駆動トランジスタの個数を最小限に抑えている。   The drive transistor 1204 may be connected in series between another brush 111B of the motor main body 110 and a connection point between the wiring of the low-speed operating voltage signal VL and the cathode of the diode 143. The drain of the driving transistor 1204 is connected to the anode of the diode 141. The cathode of the diode 141 is connected to the brush 111 </ b> B of the motor main body 110. In the motor main body 110, the brush 111 </ b> B is connected to the wiring of the low-speed operating voltage signal VL and the cathode (connection point) of the diode 143. The low speed operating voltage signal VL is supplied to the wiring of the low speed operating voltage signal VL. The diode 143 is supplied with the high-speed operating voltage signal VH to the anode via the wiring of the high-speed operating voltage signal VH. In this embodiment, since the reciprocating operation of the wiper is performed by a link mechanism, the brush motor 100 has a specification that generates a rotational force in only one direction (rotates only in one direction). One drive transistor 1204 may be provided, and the number of drive transistors for driving the brush motor 100 to rotate is minimized.

図3は、本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100の動作例を説明するためのフローチャートであり、デューティ制御部1201、PWM信号生成部1202及び駆動部1203を構成するディスクリート素子で形成されるディスクリート回路によるデューティ制御処理の一例を説明するための図である。
車両の使用者がフロントワイパー装置の操作スイッチを、停止状態から高速作動あるいは低速作動のいずれかの作動モードに設定すると、作動モードに対応する電圧信号(高速作動電圧信号または低速作動電圧信号)が操作スイッチに接続された外部回路からデューティ制御部1201に入力される。
FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of the operation of the brush motor 100 according to the first embodiment of the present invention, which is formed by discrete elements constituting the duty control unit 1201, the PWM signal generation unit 1202, and the drive unit 1203. FIG. 6 is a diagram for explaining an example of duty control processing by a discrete circuit.
When the vehicle user sets the operation switch of the front wiper device from the stopped state to either the high speed operation or the low speed operation mode, the voltage signal corresponding to the operation mode (the high speed operation voltage signal or the low speed operation voltage signal) is generated. Input to the duty controller 1201 from an external circuit connected to the operation switch.

そして、デューティ制御部1201は、供給された電圧信号が高速作動電圧信号VHであるか否かの判定を行う(ステップS1)。
このとき、デューティ制御部1201は、供給された電圧信号が高速作動電圧信号VHである場合、処理をステップS2へ進める。一方、デューティ制御部1201は、供給された電圧信号が高速作動電圧信号VHで無い場合、すなわち供給された電圧信号が低速作動電圧信号VLである場合、処理をステップS3へ進める。
Then, the duty control unit 1201 determines whether or not the supplied voltage signal is the high-speed operating voltage signal VH (step S1).
At this time, when the supplied voltage signal is the high-speed operating voltage signal VH, the duty control unit 1201 advances the process to step S2. On the other hand, when the supplied voltage signal is not the high speed operating voltage signal VH, that is, when the supplied voltage signal is the low speed operating voltage signal VL, the duty control unit 1201 advances the process to step S3.

デューティ制御部1201は、供給された電圧信号が高速作動電圧信号VHである場合、PWM信号のパルスのデューティを高速動作のデューティとする制御信号を、PWM信号生成部1202に対して出力する。
これにより、PWM信号生成部1202は、予め設定されている、例えばパルスのデューティが100パーセントの高速作動に対応したPWM信号を生成する。そして、PWM信号生成部1202は、生成したデューティが100パーセントのPWM信号を駆動部1203に対して出力する(ステップS2)。
When the supplied voltage signal is the high-speed operating voltage signal VH, the duty control unit 1201 outputs a control signal with the duty of the pulse of the PWM signal as the duty of the high-speed operation to the PWM signal generation unit 1202.
As a result, the PWM signal generation unit 1202 generates a PWM signal corresponding to a high-speed operation that is set in advance, for example, with a pulse duty of 100%. Then, the PWM signal generation unit 1202 outputs the generated PWM signal with 100% duty to the drive unit 1203 (step S2).

一方、デューティ制御部1201は、供給された電圧信号が低速作動電圧信号VLである場合、PWM信号のパルスのデューティを低速動作のデューティとする制御信号を、PWM信号生成部1202に対して出力する。
これにより、PWM信号生成部1202は、予め設定されている、例えばパルスのデューティが70パーセントの低速作動に対応したPWM信号を生成する。そして、PWM信号生成部1202は、生成したデューティが70パーセントのPWM信号を駆動部1203に対して出力する(ステップS3)。
On the other hand, when the supplied voltage signal is the low-speed operation voltage signal VL, the duty control unit 1201 outputs a control signal that sets the pulse duty of the PWM signal to the low-speed operation duty to the PWM signal generation unit 1202. .
As a result, the PWM signal generation unit 1202 generates a PWM signal corresponding to a low-speed operation that is set in advance, for example, with a pulse duty of 70%. Then, the PWM signal generation unit 1202 outputs the generated PWM signal with a duty of 70% to the drive unit 1203 (step S3).

駆動トランジスタ1204は、駆動部1203を介して入力されるPWM信号のパルスによりオンオフ制御される。これにより、駆動トランジスタ1204は、PWM信号におけるパルスのデューティに対応した電流をモータ本体部110に対して供給して印加する(ステップS4)。
これにより、デューティ制御部1201の制御の下において、ブラシモータであるモータ本体部110は、PWM信号のパルスのデューティに対応して、高速作動あるいは低速作動に対応した回転数で一方向に回転し、リンク機構を介してフロントワイパー装置のワイパーによるフロントのウィンドシールドに対する払拭が実施される。
The drive transistor 1204 is on / off controlled by a pulse of a PWM signal input via the drive unit 1203. As a result, the drive transistor 1204 supplies and applies a current corresponding to the duty of the pulse in the PWM signal to the motor main body 110 (step S4).
As a result, under the control of the duty control unit 1201, the motor main body 110, which is a brush motor, rotates in one direction at a rotational speed corresponding to high-speed operation or low-speed operation corresponding to the duty of the pulse of the PWM signal. The front windshield is wiped by the wiper of the front wiper device through the link mechanism.

上述したように、第1の実施形態によれば、PWM制御によるブラシモータの作動速度の制御(ブラシモータの回転速度の制御)を行うので、従来のように高速用と低速用の各々のブラシを設け、作動速度によりこれら高速用及び低速用の各々のブラシの切り替えを行う必要がない。このため、作動速度に応じた複数のブラシの個数を備える必要がなくなる。このため、第1の実施形態によれば、例えば、高速用のブラシを省くことが可能となり、高速用のブラシを備えることによる騒音の増加、整流子の寿命低下、効率低下等の不都合を解消することができる。   As described above, according to the first embodiment, since the control of the operating speed of the brush motor by PWM control (control of the rotational speed of the brush motor) is performed, the brushes for high speed and low speed as in the past are used. It is not necessary to switch between the high speed brush and the low speed brush depending on the operating speed. For this reason, it is not necessary to provide a plurality of brushes according to the operating speed. For this reason, according to the first embodiment, for example, it is possible to omit a high-speed brush, and the inconveniences such as an increase in noise, a decrease in the life of the commutator, and a decrease in efficiency due to the provision of the high-speed brush are eliminated. can do.

また、上述した第1の実施形態によれば、ブラシモータにおける磁極を4極以上に多極化しても、PWM制御によるブラシモータの作動速度の制御を行うことにより、高速用のブラシを備える必要がない。このため、第1の実施形態によれば、ブラシの組み付け精度に関する制約を回避することができ、多極化および小型軽量化を促進することができる。特に、ワイパー装置に用いるブラシモータの場合、法規により、低速作動/高速作動の切り替え機能や、低速と高速との速度差等について規定されているため、モータ回転数のばらつきが大きくなると、法規を満たすことができなくなる場合が想定される。しかしながら、上述した第1の実施形態によれば、PWM制御によりブラシモータの回転速度を調整するので、デューティを調整することにより、法規に合わせてワイパーの作動速度を柔軟に設定することができる。   Further, according to the first embodiment described above, it is necessary to provide a high-speed brush by controlling the operating speed of the brush motor by PWM control even if the magnetic poles of the brush motor are multipolarized to four or more. Absent. For this reason, according to 1st Embodiment, the restrictions regarding the assembly | attachment precision of a brush can be avoided, and multipolarization and size reduction and weight reduction can be accelerated | stimulated. In particular, in the case of a brush motor used in a wiper device, the regulation defines the switching function between low speed operation / high speed operation and the speed difference between low speed and high speed. The case where it becomes impossible to satisfy is assumed. However, according to the first embodiment described above, since the rotational speed of the brush motor is adjusted by PWM control, the operating speed of the wiper can be flexibly set according to the regulations by adjusting the duty.

また、第1の実施形態によれば、ブラシモータの電源電圧が高電圧化(例えば、12Vから42V、48V等への高電圧化)されたとしても、PWM制御におけるPWM信号のデューティを調整することにより、ブラシモータに印加される実質的な電源電圧を従来の電圧(例えば、12V)に維持することができる。このため、第1の実施形態によれば、任意の電源電圧に柔軟に対応することができ、電源電圧が高電圧化されても、従来のフロントまたはリヤワイパー装置のブラシモータとして継続して使用することが可能になる。従って、モータの高電圧化のための対策が不要になる。   Further, according to the first embodiment, even if the power supply voltage of the brush motor is increased (for example, from 12V to 42V, 48V, etc.), the duty of the PWM signal in the PWM control is adjusted. Thereby, the substantial power supply voltage applied to the brush motor can be maintained at a conventional voltage (for example, 12 V). For this reason, according to the first embodiment, it is possible to flexibly cope with an arbitrary power supply voltage, and even if the power supply voltage is increased, it is continuously used as a brush motor of a conventional front or rear wiper device. It becomes possible to do. Therefore, measures for increasing the voltage of the motor become unnecessary.

また、第1の実施形態によれば、車両側の設計変更を要することなく、フロントまたはリヤワイパー装置に必要とされる所望の特性要件を有するブラシモータを実現することができる。
また、第1の実施形態によれば、モータ停止時(駆動モータ1204がオフ状態)においては、ダイオード141とモータ本体部110とにより閉回路が形成されるため、電磁ブレーキ作用に基づくオートストップ機能を実現することができる。
Further, according to the first embodiment, it is possible to realize a brush motor having desired characteristic requirements required for a front or rear wiper device without requiring a design change on the vehicle side.
Further, according to the first embodiment, when the motor is stopped (the drive motor 1204 is in an off state), the diode 141 and the motor main body 110 form a closed circuit, so that the auto-stop function based on the electromagnetic brake action is provided. Can be realized.

また、第1の実施形態によれば、外力によってワイパーが強制的に動かされる状況において、例えば、外力がモータの回転方向に対応した外力である場合、モータ本体部110に接続されたダイオード141により閉回路効果(電磁ブレーキ効果)が得られ、モータ逆回転方向に対応した外力である場合には、駆動トランジスタ1204のボディダイオード1204aにより閉回路効果が得られる。   Further, according to the first embodiment, in a situation where the wiper is forcibly moved by an external force, for example, when the external force is an external force corresponding to the rotation direction of the motor, the diode 141 connected to the motor body 110 is used. When the closed circuit effect (electromagnetic brake effect) is obtained and the external force corresponds to the reverse rotation direction of the motor, the closed circuit effect is obtained by the body diode 1204a of the drive transistor 1204.

また、第1の実施形態によれば、一方向の回転力を発生させるブラシモータにおいて、一つの駆動トランジスタ1204を備えればよく、駆動トランジスタの個数を最小限に抑えることができる。これにより、装置コストの低減を図ることができる。
また、第1の実施形態によれば、一般的な仕様を想定する範囲において、回転センサ(センサーマグネット、ホールIC等)やリレーをブラシモータに搭載する必要がない。従って、更なる低コスト化を図ることができる。
Further, according to the first embodiment, the brush motor that generates the rotational force in one direction may be provided with one drive transistor 1204, and the number of drive transistors can be minimized. Thereby, reduction of apparatus cost can be aimed at.
Further, according to the first embodiment, it is not necessary to mount a rotation sensor (a sensor magnet, a Hall IC, etc.) or a relay on the brush motor within a range where general specifications are assumed. Therefore, further cost reduction can be achieved.

図4は、制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、マイクロコンピュータを用いて構成した一例を示す図である。図2は、制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、駆動部1203とともにディスクリート回路で構成していた。しかしながら、図4に示すように、制御基板120Aにおいて、デューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、マイクロコンピュータ1208を用いて、プログラムでブラシモータ100Aを駆動するPWM信号の生成の要素として構成しても良い。ここで、マイクロコンピュータ1208がプログラムで実現するデューティ制御部1201A及びPWM信号生成部1202Aの各々は、図2におけるデューティ制御部1201、PWM信号生成部1202それぞれと同様の動作を行う。また、図2と同様にスノークラッチ機能を有するが、モータ本体部110の出力軸のセンシングはマイクロコンピュータにより行っていない。リレープレート150Aにおいて、スタート接点Sは、フロントまたはリヤワイパー装置を作動させるためのタイミングを発生させる接点である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 in the control board 120 is configured using a microcomputer. In FIG. 2, each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 in the control board 120 is configured by a discrete circuit together with the drive unit 1203. However, as shown in FIG. 4, in the control board 120A, each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 is used as an element for generating a PWM signal for driving the brush motor 100A by a program using the microcomputer 1208. It may be configured. Here, each of the duty control unit 1201A and the PWM signal generation unit 1202A realized by the microcomputer 1208 using a program performs the same operations as the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 in FIG. Moreover, although it has a snow clutch function similarly to FIG. 2, the sensing of the output shaft of the motor main body 110 is not performed by the microcomputer. In the relay plate 150A, the start contact S is a contact for generating timing for operating the front or rear wiper device.

図5は、制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、ディスクリート素子を用いて構成した他の一例を示す図である。
図5の構成は、図2に示す回路と同様の機能を有し、同様の構成については同一の符号を付している。図5の構成においては、スノークラッチを有していない。また、モータ本体部110の出力軸のセンシングはマイクロコンピュータにより行っている。リレープレート150Aにおいて、スタート接点Sは、フロントまたはリヤワイパー装置を作動させるためのタイミングを発生させる接点である。
FIG. 5 is a diagram illustrating another example in which each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 in the control board 120 is configured using discrete elements.
The configuration in FIG. 5 has the same function as the circuit shown in FIG. In the structure of FIG. 5, it does not have a snow clutch. Further, sensing of the output shaft of the motor main body 110 is performed by a microcomputer. In the relay plate 150A, the start contact S is a contact for generating timing for operating the front or rear wiper device.

図6は、制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、マイクロコンピュータを用いて構成した他の一例を示す図である。
図6の構成は、図4に示す回路と同様の機能を有し、同様の構成については同一の符号を付している。図6の構成においては、図5の構成と同様に、スノークラッチを有していない。また、モータ本体部110の出力軸のセンシングはマイクロコンピュータにより行っている。リレープレート150Aにおいて、スタート接点Sは、フロントまたはリヤワイパー装置を作動させるためのタイミングを発生させる接点である。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example in which each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 in the control board 120 is configured using a microcomputer.
6 has the same function as the circuit shown in FIG. 4, and the same reference numerals are given to the same configurations. The configuration of FIG. 6 does not have a snow clutch as in the configuration of FIG. Further, sensing of the output shaft of the motor main body 110 is performed by a microcomputer. In the relay plate 150A, the start contact S is a contact for generating timing for operating the front or rear wiper device.

図7は、制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、ディスクリート素子を用いて構成した他の一例を示す図である。図5の構成は、図2に示す回路と同様の機能を有し、同様の構成については同一の符号を付してある。図7の構成においては、スノークラッチを有している。また、モータ本体部110の出力軸のセンシングはマイクロコンピュータにより行っている。リレープレート150Bにおいて、スタート接点Sは、フロントまたはリヤワイパー装置を作動させるためのタイミングを発生させる接点である。   FIG. 7 is a diagram illustrating another example in which each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 in the control board 120 is configured using discrete elements. The configuration of FIG. 5 has the same function as the circuit shown in FIG. 2, and the same reference numerals are given to the same configuration. In the structure of FIG. 7, it has a snow clutch. Further, sensing of the output shaft of the motor main body 110 is performed by a microcomputer. In the relay plate 150B, the start contact S is a contact that generates timing for operating the front or rear wiper device.

図8は、制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、マイクロコンピュータを用いて構成した他の一例を示す図である。
図8の構成は、図4に示す回路と同様の機能を有し、同様の構成については同一の符号を付している。図8の構成においては、図7の構成と同様に、スノークラッチを有している。また、モータ本体部110の出力軸のセンシングはマイクロコンピュータにより行っている。リレープレート150Bにおいて、スタート接点Sは、フロントまたはリヤワイパー装置を作動させるためのタイミングを発生させる接点である。
FIG. 8 is a diagram illustrating another example in which each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 in the control board 120 is configured using a microcomputer.
8 has the same function as the circuit shown in FIG. 4, and the same reference numerals are given to the same configurations. The configuration of FIG. 8 has a snow clutch as in the configuration of FIG. Further, sensing of the output shaft of the motor main body 110 is performed by a microcomputer. In the relay plate 150B, the start contact S is a contact that generates timing for operating the front or rear wiper device.

図2のブラシモータ100、図4のブラシモータ100A、図5のブラシモータ100B、図6のブラシモータ100C、図7のブラシモータ100D及び図8のブラシモータ100Eの各々は、モータ本体部110のモータ回転軸のセンシングをマイクロコンピュータで行うか否か、スノークラッチの有無などの違いはあるが、これらの従来の構成を変更することなく、本実施形態の構成をいずれの従来の構成に対しても用いることができる。   The brush motor 100 in FIG. 2, the brush motor 100A in FIG. 4, the brush motor 100B in FIG. 5, the brush motor 100C in FIG. 6, the brush motor 100D in FIG. 7, and the brush motor 100E in FIG. Although there are differences such as whether or not the motor rotation axis is sensed by a microcomputer and the presence or absence of a snow clutch, the configuration of the present embodiment is compared to any conventional configuration without changing these conventional configurations. Can also be used.

次に、図9を参照して、制御基板120の配置について詳細に説明する。
図9は、本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100に備えられた制御基板120の配置例を示す図である。なお、細部の配線等は省略されている。
Next, the arrangement of the control board 120 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating an arrangement example of the control board 120 provided in the brush motor 100 according to the first embodiment of the present invention. Detailed wiring and the like are omitted.

ここで、図9(A)は、ブラシモータ100Aの磁極の極数を4極とした場合のブラシ111A,111Bの第1配置例(機械角90°)を示す。ブラシ111Aとブラシ111Bは、モータ部Mのハウジング部MHに組み込まれた円環状のブラシホルダ110H上に、機械角にして90°だけ相互に異なる位置に配置されている。   Here, FIG. 9A shows a first arrangement example (mechanical angle 90 °) of the brushes 111A and 111B when the number of magnetic poles of the brush motor 100A is four. The brush 111A and the brush 111B are disposed on the annular brush holder 110H incorporated in the housing part MH of the motor part M at positions different from each other by 90 ° in mechanical angle.

この図9(A)の第1配置例では、ブラシホルダ110H上には、回転電機子(図示なし)を挟んでブラシ111Aおよびブラシ111Bのそれぞれに対向する位置にブラシが配置されない領域が存在する。すなわち、図9(A)の例では、すでに述べたように、PWM制御により高速作動のための高速用のブラシが必要なくなったため、ブラシ111Bを基準にして、時計回り方向に概ね0°〜270°の領域にはブラシが存在していない。このブラシが存在していないブラシホルダ110H上の領域に、制御基板120(デューティ制御部1201、PWM信号生成部1202、駆動部1203)と、熱保護素子130とが配置されている。また、デューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々がディスクリート回路ではなく、マイクロコンピュータで構成されている場合、制御基板上にはマイクロコンピュータのチップと、駆動部1203とが配置されている。
ここで、制御基板120と熱保護素子130とが配置される領域には、上述したように、ブラシが存在しないため、これら制御基板120および熱保護素子130は、ブラシと干渉することなく、モータ部Mのハウジング部MHの内部に収容される。
In the first arrangement example of FIG. 9A, there is an area on the brush holder 110H where no brush is arranged at a position facing the brush 111A and the brush 111B with a rotating armature (not shown) interposed therebetween. . That is, in the example of FIG. 9A, as already described, since a high-speed brush for high-speed operation is no longer necessary by PWM control, approximately 0 ° to 270 in the clockwise direction with reference to the brush 111B. There are no brushes in the ° area. The control board 120 (duty control unit 1201, PWM signal generation unit 1202, drive unit 1203) and the thermal protection element 130 are arranged in a region on the brush holder 110H where no brush exists. Further, when each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 is configured by a microcomputer instead of a discrete circuit, a microcomputer chip and a drive unit 1203 are arranged on the control board.
Here, since the brush does not exist in the region where the control board 120 and the thermal protection element 130 are arranged as described above, the control board 120 and the thermal protection element 130 do not interfere with the brush. Housed in the housing part MH of the part M.

図9(B)は、ブラシモータ100の磁極の極数を6極とした場合のブラシ111A,111Cの第2配置例(機械角180°)を示す。ブラシ111Aとブラシ111Cは、モータ部Mのハウジング部MHの一部をなす円環状のブラシホルダ110H上に、機械角にして180°だけ相互に異なる位置に配置されている。   FIG. 9B shows a second arrangement example (mechanical angle 180 °) of the brushes 111A and 111C when the number of magnetic poles of the brush motor 100 is six. The brush 111A and the brush 111C are disposed on the annular brush holder 110H forming a part of the housing part MH of the motor part M at positions different from each other by 180 ° in mechanical angle.

ここで、図9(B)の例では、ブラシホルダ110H上には、ブラシ111Aおよびブラシ111Cのそれぞれに対し、機械角にして60°および120°だけ異なる位置にはブラシが配置されない領域が存在する。すなわち、図9(B)の例では、すでに述べたように、PWM制御により高速作動のための高速用のブラシが必要なくなったため、ブラシ111Aを基準にして、時計回り方向に概ね0°〜180°の第1領域と、ブラシ111Aを基準にして、反時計回り方向に概ね0°〜180°の第2領域にはブラシが存在していない。第1領域には熱保護素子130が配置され、第2領域には、制御基板120が配置される。また、デューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々がディスクリート回路ではなく、マイクロコンピュータで構成されている場合、制御基板上にはマイクロコンピュータのチップと、駆動部1203とが配置されている。
ここで、図9(A)と同様に、制御基板120と熱保護素子130とが配置される領域にはブラシが存在しないので、これら制御基板120および熱保護素子130は、ブラシと干渉することなく、モータ部Mのハウジング部MHの内部に収容される。
Here, in the example of FIG. 9B, there is an area on the brush holder 110H where the brush is not disposed at a position that differs by 60 ° and 120 ° in mechanical angle with respect to each of the brush 111A and the brush 111C. To do. That is, in the example of FIG. 9B, as already described, since a high-speed brush for high-speed operation is no longer necessary by PWM control, approximately 0 ° to 180 ° in the clockwise direction with reference to the brush 111A. There is no brush in the first region of ° and the second region of approximately 0 ° to 180 ° in the counterclockwise direction with reference to the brush 111A. The thermal protection element 130 is disposed in the first region, and the control board 120 is disposed in the second region. Further, when each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 is configured by a microcomputer instead of a discrete circuit, a microcomputer chip and a drive unit 1203 are arranged on the control board.
Here, as in FIG. 9A, since there is no brush in the region where the control board 120 and the thermal protection element 130 are arranged, the control board 120 and the thermal protection element 130 interfere with the brush. It is housed inside the housing part MH of the motor part M.

図9(C)は、ブラシモータ100の磁極の極数を6極とした場合のブラシ111A,111D,111E,111Fの第3配置例(機械角、各180°)を示す。機械角にして180°だけ相互に異なるブラシ111Aとブラシ111Eとがそれぞれ正、負極に対応し、同じく、機械角にして180°だけ相互に異なるブラシ111Dとブラシ111Fとがもう一対の正、負極に対応している。ブラシ111Aとブラシ111Dは、機械角にして60°だけ異なる位置に配置され、同じくブラシ111Eとブラシ111Fも機械角にして60°だけ異なる位置に配置されている。   FIG. 9C shows a third arrangement example (mechanical angles, 180 ° each) of the brushes 111A, 111D, 111E, and 111F when the number of magnetic poles of the brush motor 100 is six. The brush 111A and the brush 111E which are different from each other by 180 ° in mechanical angle correspond to the positive and negative electrodes, respectively, and the brush 111D and the brush 111F which are different from each other by 180 ° in mechanical angle are another pair of positive and negative electrodes. It corresponds to. The brush 111A and the brush 111D are arranged at positions different from each other by 60 ° in mechanical angle, and the brush 111E and the brush 111F are also arranged at positions different from each other by 60 ° in mechanical angle.

図9(C)の例では、ブラシ111Dを基準にして、時計回り方向に概ね0°〜120°の第3領域と、ブラシ111Aを基準にして、反時計回り方向に概ね0°〜120°の第4領域にはブラシが存在しない。第3領域には熱保護素子130が配置され、第4領域には制御基板120が配置される。すなわち、図9(C)の例では、すでに述べたように、PWM制御により高速作動のためのブラシが必要なくなったため、上述したように、ブラシ111Aを基準にして、時計回り方向に概ね0°〜120°の第3領域と、ブラシ111Aを基準にして、反時計回り方向に概ね0°〜120°の第4領域にはブラシが存在していない。第3領域には熱保護素子130が配置され、第4領域には、制御基板120が配置される。また、デューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々がディスクリート回路ではなく、マイクロコンピュータで構成されている場合、制御基板上にはマイクロコンピュータのチップと、駆動部1203とが配置されている。
ここで、図9(A)と同様に、制御基板120と熱保護素子130とが配置される領域にはブラシが存在しないので、これら制御基板120および熱保護素子130は、ブラシと干渉することなく、モータ部Mのハウジング部MHの内部に収容される。
In the example of FIG. 9C, the third region of approximately 0 ° to 120 ° in the clockwise direction with respect to the brush 111D and the approximately 0 ° to 120 ° in the counterclockwise direction with respect to the brush 111A. There is no brush in the fourth region. The thermal protection element 130 is disposed in the third region, and the control board 120 is disposed in the fourth region. That is, in the example of FIG. 9C, as described above, the brush for high-speed operation is not required by the PWM control, and as described above, approximately 0 ° in the clockwise direction with reference to the brush 111A. There are no brushes in the third region of ~ 120 ° and the fourth region of approximately 0 ° to 120 ° in the counterclockwise direction with reference to the brush 111A. The thermal protection element 130 is disposed in the third region, and the control board 120 is disposed in the fourth region. Further, when each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 is configured by a microcomputer instead of a discrete circuit, a microcomputer chip and a drive unit 1203 are arranged on the control board.
Here, as in FIG. 9A, since there is no brush in the region where the control board 120 and the thermal protection element 130 are arranged, the control board 120 and the thermal protection element 130 interfere with the brush. It is housed inside the housing part MH of the motor part M.

図9(D)は、ブラシモータ100の磁極の極数を6極とした場合のブラシ111A,111Dの第4配置例(機械角60°)を示す。機械角にして60°だけ相互に異なるブラシ111Aとブラシ111Dとがそれぞれ正、負極に対応している。また、図9(D)の例では、すでに述べたように、PWM制御により高速作動のためのブラシが必要なくなったため、ブラシ111Dを基準にして、時計回り方向に概ね0°〜300°の第5領域にはブラシが存在しない。第5領域には、熱保護素子130および制御基板120が配置される。また、デューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々がディスクリート回路ではなく、マイクロコンピュータで構成されている場合、制御基板上にはマイクロコンピュータのチップと、駆動部1203とが配置されている。
ここで、図9(A)と同様に、制御基板120と熱保護素子130とが配置される領域にはブラシが存在しないので、これら制御基板120および熱保護素子130は、ブラシと干渉することなく、モータ部Mのハウジング部MHの内部に収容される。
FIG. 9D shows a fourth arrangement example (mechanical angle 60 °) of the brushes 111A and 111D when the number of magnetic poles of the brush motor 100 is six. The brushes 111A and 111D, which differ from each other by 60 ° in mechanical angle, correspond to the positive and negative electrodes, respectively. In the example of FIG. 9D, as already described, the brush for high-speed operation is no longer necessary due to the PWM control. Therefore, the first rotation of approximately 0 ° to 300 ° in the clockwise direction with respect to the brush 111D. There are no brushes in the five regions. The thermal protection element 130 and the control board 120 are disposed in the fifth region. Further, when each of the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202 is configured by a microcomputer instead of a discrete circuit, a microcomputer chip and a drive unit 1203 are arranged on the control board.
Here, as in FIG. 9A, since there is no brush in the region where the control board 120 and the thermal protection element 130 are arranged, the control board 120 and the thermal protection element 130 interfere with the brush. It is housed inside the housing part MH of the motor part M.

上述した第1の実施形態によれば、PWM制御により高速作動のための高速用のブラシが必要なくなりブラシが削減され、かつモータ本体部110の回転電機子に均圧線を用いたことによりブラシの数が削減されたため、ブラシが削減される。これにより、第1の実施形態によれば、削減されたブラシが配置され得る領域がブラシホルダ110H上の空き領域となり、この生じた空き領域に熱保護素子130および制御基板120を配置したため、ブラシモータ100を大型化することなく、制御基板120等をモータ部Mのハウジング部MHの内部に収容することができる。従って、第1の実施形態によれば、ブラシモータの磁極の多極化を図りつつ、フロントまたはリヤワイパー装置を小型化することができる。   According to the first embodiment described above, a brush for high speed operation is not required by PWM control, the number of brushes is reduced, and a pressure equalizing line is used for the rotating armature of the motor main body 110. The number of brushes has been reduced, so the brushes are reduced. Thereby, according to the first embodiment, the area where the reduced brush can be arranged becomes an empty area on the brush holder 110H, and the thermal protection element 130 and the control board 120 are arranged in the generated empty area. The control board 120 and the like can be accommodated in the housing part MH of the motor part M without increasing the size of the motor 100. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to reduce the size of the front or rear wiper device while increasing the number of magnetic poles of the brush motor.

次に、図10および図11を参照して、第1の実施形態の変形例を説明する。
図10は、本発明の第1の実施形態の変形例によるブラシモータ100Bに備えられた制御基板120あるいは制御基板120Aの配置を示す側面図である。また、図11は、本発明の第1の実施形態の変形例によるブラシモータ100Bに備えられた制御基板120または制御基板120Aの配置の詳細図である。制御基板120あるいは制御基板120Aの配置位置を除けば、第1の実施形態の変形例のブラシモータ100Bは、それぞれ、上述した第1の実施形態のブラシモータ100と同様に構成される。
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
FIG. 10 is a side view showing the arrangement of the control board 120 or the control board 120A provided in the brush motor 100B according to a modification of the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a detailed view of the arrangement of the control board 120 or the control board 120A provided in the brush motor 100B according to the modification of the first embodiment of the present invention. Except for the arrangement position of the control board 120 or the control board 120A, the brush motor 100B of the modification of the first embodiment is configured similarly to the brush motor 100 of the first embodiment described above.

図10に示すように、本変形例では、制御基板120は、ブラシモータ100Bの減速機構部Gのハウジング部GHの内部に配置される。具体的には、図11に示すように、制御基板120または制御基板120Aは、ブラシモータ100Bのハウジング部GHを構成するボトムカバー(鉄製または樹脂製のカバー)の内面であって、ブラシモータ100Bの減速機構部Gのウォームホイールギア等の作動に干渉しない部位に配置される。すなわち、制御基板120または制御基板120Aは、回転電機子の回転軸が延出されて係合している減速機構部Gにおけるウォームホイールギア等に接触しないように、ウォームホイールギア等を覆うハウジング部GHのボトムカバーの内壁面に対し、当該内壁面と基板の面とが対向して取り付けられている。   As shown in FIG. 10, in this modification, the control board 120 is disposed inside the housing part GH of the speed reduction mechanism part G of the brush motor 100B. Specifically, as shown in FIG. 11, the control board 120 or the control board 120A is an inner surface of a bottom cover (iron or resin cover) constituting the housing part GH of the brush motor 100B, and the brush motor 100B. The speed reduction mechanism G is disposed at a site that does not interfere with the operation of the worm wheel gear or the like. That is, the control board 120 or the control board 120A is a housing part that covers the worm wheel gear and the like so as not to contact the worm wheel gear and the like in the speed reduction mechanism part G in which the rotating shaft of the rotary armature is extended and engaged. The inner wall surface and the surface of the substrate are attached to the inner wall surface of the bottom cover of the GH so as to face each other.

本変形例によっても、ブラシモータの磁極を4極以上とする多極化を図りつつ、ブラシモータを小型化することができる。また、上述の第1の実施形態と同様にPWM制御によりモータ本体部110の回転速度を制御するので、ブラシの切り替えによらずに回転速度を変化させることができる。加えて、本変形例によれば、ブラシの配置とは無関係に制御基板120または制御基板120Aを配置することができるため、ブラシの配置位置による制約を受けることがない。   Also according to this modification, the brush motor can be reduced in size while achieving multipolarization in which the magnetic poles of the brush motor are four or more. Moreover, since the rotational speed of the motor main body 110 is controlled by PWM control as in the first embodiment described above, the rotational speed can be changed without switching brushes. In addition, according to the present modification, the control board 120 or the control board 120A can be arranged regardless of the arrangement of the brushes, and thus is not restricted by the arrangement position of the brushes.

<第2の実施形態>
第2の実施形態は、すでに説明した第1の実施形態による図2のブラシモータ100または図4のブラシモータ100Aの各々と同様の構成をし、かつフロントワイパー装置のワイパーの高速作動及び低速作動の作動速度の制御をPWM信号のパルスのデューティの調整(PWM制御)により行っている。また、第2の実施形態においても、制御基板120または制御基板120Aの配置に関しても、図9から図11に示す第1の実施形態のブラシモータ100に備えられた制御基板120または制御基板120Aの配置例と同様である。
以下、第2の実施形態における第1の実施形態によるブラシモータ100と異なる動作について説明する。
<Second Embodiment>
The second embodiment has the same configuration as each of the brush motor 100 of FIG. 2 or the brush motor 100A of FIG. 4 according to the first embodiment described above, and the high speed operation and low speed operation of the wiper of the front wiper device. The operation speed is controlled by adjusting the pulse duty of the PWM signal (PWM control). Also in the second embodiment, regarding the arrangement of the control board 120 or the control board 120A, the control board 120 or the control board 120A provided in the brush motor 100 of the first embodiment shown in FIGS. This is the same as the arrangement example.
Hereinafter, operations different from the brush motor 100 according to the first embodiment in the second embodiment will be described.

図12は、本発明の第2実施形態によるブラシモータ100の動作例を説明するためのフローチャートであり、デューティ制御部1201およびPWM信号生成部1202を構成するマイクロコンピュータによるデューティ制御処理の一例を説明するための図である。ここで、図12(A)は、初期設定処理の流れを示している。車両の使用者(例えば、ドライバ)がフロントまたはリヤワイパー装置の操作スイッチ(不図示)を間欠作動のモード(以下、間欠作動モード)に設定した場合、例えば、操作スイッチの外部回路から、間欠作動信号(不図示)とともに低速作動電圧信号VLまたは高速作動電圧信号VHがデューティ制御部1201に対して供給される。   FIG. 12 is a flowchart for explaining an operation example of the brush motor 100 according to the second embodiment of the present invention, and describes an example of duty control processing by a microcomputer constituting the duty control unit 1201 and the PWM signal generation unit 1202. It is a figure for doing. Here, FIG. 12A shows the flow of the initial setting process. When a vehicle user (for example, a driver) sets an operation switch (not shown) of a front or rear wiper device to an intermittent operation mode (hereinafter referred to as intermittent operation mode), for example, intermittent operation from an external circuit of the operation switch A low speed operating voltage signal VL or a high speed operating voltage signal VH is supplied to the duty controller 1201 together with a signal (not shown).

デューティ制御部1201は、外部回路から間欠作動信号が供給されているか否かの判定を行う(ステップS11)。このとき、デューティ制御部1201は、外部回路から間欠作動信号が供給されている場合、間欠作動モードであるため、処理をステップS12へ進める。一方、デューティ制御部1201は、外部回路から間欠作動信号が供給されていない場合、間欠作動モードでないため、処理をステップS13へ進める。   The duty control unit 1201 determines whether or not an intermittent operation signal is supplied from an external circuit (step S11). At this time, when the intermittent operation signal is supplied from the external circuit, the duty control unit 1201 is in the intermittent operation mode, so the process proceeds to step S12. On the other hand, when the intermittent operation signal is not supplied from the external circuit, the duty control unit 1201 advances the process to step S13 because it is not the intermittent operation mode.

PWM信号生成部1202は、デューティ制御部1201の制御により、フロントまたはリヤワイパー装置のワイパーが停止位置に到達するまで、予め設定されたデューティ(本実施形態においては、ワイパーの低速作動におけるデューティ)のパルスのPWM信号を、駆動部1203を介して駆動トランジスタ1204に対して供給する(ステップS12)。また、PWM信号生成部1202は、デューティ制御部1201の制御により、フロントまたはリヤワイパー装置のワイパーが停止位置に到達すると、PWM信号のパルスのデューティを0とする。これにより、フロントまたはリヤワイパー装置のワイパーは、所定の停止位置まで駆動されて停止する。   The PWM signal generation unit 1202 controls the duty control unit 1201 until the wiper of the front or rear wiper device reaches the stop position (in this embodiment, the duty in the low speed operation of the wiper) until the wiper reaches the stop position. A pulse PWM signal is supplied to the drive transistor 1204 via the drive unit 1203 (step S12). The PWM signal generation unit 1202 sets the pulse duty of the PWM signal to 0 when the wiper of the front or rear wiper device reaches the stop position under the control of the duty control unit 1201. Accordingly, the wiper of the front or rear wiper device is driven to a predetermined stop position and stopped.

デューティ制御部1201は、自身内部に設けられたタイマーを起動し、予め定められた間欠時間(カウント値)をタイマーに設定する。そして、デューティ制御部1201は、間欠時間と比較する経過時間の計時を開始する(ステップS14)。   The duty control unit 1201 starts a timer provided therein and sets a predetermined intermittent time (count value) in the timer. Then, the duty control unit 1201 starts measuring the elapsed time compared with the intermittent time (step S14).

デューティ制御部1201は、上記タイマーの経過時間が間欠時間を超えたか否か、すなわち間欠時間が経過したか否かの判定を行う(ステップS15)。このとき、デューティ制御部1201は、タイマーの経過時間が間欠時間を超えた場合、間欠時間が経過したため、処理をステップS16へ進める。一方、デューティ制御部1201は、タイマーの経過時間が間欠時間を超えていない場合、間欠時間が経過していないとして、ステップS15の処理を繰り返す。   The duty control unit 1201 determines whether or not the elapsed time of the timer has exceeded the intermittent time, that is, whether or not the intermittent time has elapsed (step S15). At this time, if the elapsed time of the timer exceeds the intermittent time, the duty control unit 1201 advances the process to step S16 because the intermittent time has elapsed. On the other hand, when the elapsed time of the timer does not exceed the intermittent time, the duty control unit 1201 repeats the process of step S15 assuming that the intermittent time has not elapsed.

デューティ制御部1201は、タイマーを停止させ、計時した経過時間を「0」にリセットし、処理をステップS11へ戻す(ステップS16)。
上述のように、デューティ制御部1201の制御の下、モータ本体部110が間欠的に一方向に回転し、モータ本体部110の回転力を動力としてフロントまたはリヤワイパー装置のワイパーが間欠的に作動する。これにより、フロントまたはリヤワイパー装置のワイパーによるフロントまたはリヤのウィンドシールドの払拭が行われる。
また、図11のフローチャートのステップS13におけるワイパー作動処理は、図3に示す第1の実施形態におけるフローチャートと同様の処理が行われる。ここで、図3のフローチャートの処理が終了すると、デューティ制御部1201は、処理を図12のフローチャートのステップS11に戻す。
The duty control unit 1201 stops the timer, resets the elapsed time to “0”, and returns the process to step S11 (step S16).
As described above, the motor main body 110 rotates intermittently in one direction under the control of the duty control unit 1201, and the wiper of the front or rear wiper device operates intermittently using the rotational force of the motor main body 110 as power. To do. Thus, the front or rear windshield is wiped by the wiper of the front or rear wiper device.
Further, the wiper operation process in step S13 of the flowchart of FIG. 11 is the same process as the flowchart in the first embodiment shown in FIG. Here, when the process of the flowchart of FIG. 3 ends, the duty control unit 1201 returns the process to step S11 of the flowchart of FIG.

図12(B)は、初期設定処理後、ワイパーの間欠作動時におけるワイパー作動処理(上記ステップS12)の処理の流れを示すフローチャートである。ここで、駆動トランジスタ1204を駆動するためのPWM信号のデューティは、例えば、高速作動時の100パーセントを使用する設定となっている。   FIG. 12B is a flowchart showing the flow of the wiper operation process (step S12 described above) when the wiper is intermittently operated after the initial setting process. Here, the duty of the PWM signal for driving the drive transistor 1204 is set to use, for example, 100 percent during high-speed operation.

デューティ制御部1201は、低速作動電圧信号VLが供給されているため、PWM信号のパルスのデューティを、ワイパーの低速作動に対応したデューティ(本実施形態では70パーセント)とする制御制御信号を、PWM信号生成部1202に対して出力する。
これにより、PWM信号生成部1202は、予め設定されている、例えばパルスのデューティが70パーセントの高速作動に対応したPWM信号を生成する。そして、PWM信号生成部1202は、生成したPWM信号を駆動部1203を介して、駆動トランジスタ1204に対して出力する(ステップS21)。
Since the low-speed operation voltage signal VL is supplied to the duty control unit 1201, a PWM control control signal that sets the duty of the pulse of the PWM signal to a duty corresponding to the low-speed operation of the wiper (70% in this embodiment) The signal is output to the signal generation unit 1202.
As a result, the PWM signal generation unit 1202 generates a PWM signal corresponding to a high-speed operation that is set in advance, for example, with a pulse duty of 70%. Then, the PWM signal generation unit 1202 outputs the generated PWM signal to the drive transistor 1204 via the drive unit 1203 (step S21).

デューティ制御部1201は、フロントまたはリヤワイパー装置のワイパーが間欠作動における初期の停止位置に到達したか否かを判定する(ステップS22)。このとき、デューティ制御部1201は、フロントまたはリヤワイパー装置のワイパーが停止位置に到達した場合、処理をステップS23へ進める。一方、デューティ制御部1201は、フロントまたはリヤワイパー装置のワイパーが停止位置に到達していない場合、ステップS22の処理を繰り返す。   The duty control unit 1201 determines whether or not the wiper of the front or rear wiper device has reached the initial stop position in the intermittent operation (step S22). At this time, when the wiper of the front or rear wiper device reaches the stop position, the duty control unit 1201 advances the process to step S23. On the other hand, when the wiper of the front or rear wiper device has not reached the stop position, the duty control unit 1201 repeats the process of step S22.

デューティ制御部1201は、フロントまたはリヤワイパー装置のワイパーが停止位置に到達すると、駆動トランジスタ1204を駆動するためのPWM信号のデューティを0パーセントとする制御信号をPWM信号生成部1202に対して出力し、処理をステップS14へ進める。これにより、PWM信号生成部1202は、PWM信号のパルスのデューティを0パーセントとする(ステップS23)。この結果、PWM信号生成部1202からPWM信号のパルスが出力されなくなり、駆動トランジスタ1204はオフ状態とされ、モータ本体部110は通電されない状態となる。このため、モータ本体部110の回転電機子は回転を停止し、フロントまたはリヤワイパー装置によるフロントまたはリヤのウィンドシールドに対する払拭が停止される。   When the wiper of the front or rear wiper device reaches the stop position, the duty control unit 1201 outputs a control signal for setting the duty of the PWM signal for driving the drive transistor 1204 to 0 percent to the PWM signal generation unit 1202. Then, the process proceeds to step S14. As a result, the PWM signal generation unit 1202 sets the duty of the pulse of the PWM signal to 0 percent (step S23). As a result, the PWM signal pulse is not output from the PWM signal generation unit 1202, the drive transistor 1204 is turned off, and the motor body 110 is not energized. For this reason, the rotating armature of the motor main body 110 stops rotating, and the wiping of the front or rear windshield by the front or rear wiper device is stopped.

上述したように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の構成であるため、PWM制御によるブラシモータの作動速度の制御(ブラシモータの回転速度の制御)を行うので、従来のように作動速度によりブラシの切り替えを行う必要がなく、作動速度に応じた複数のブラシの個数を備える必要がない。このため、第1の実施形態によれば、例えば、高速用のブラシを備えることによる騒音の増加、整流子の寿命低下、効率低下等の不都合を解消することができる。   As described above, according to the second embodiment, since the configuration is the same as that of the first embodiment, the control of the operating speed of the brush motor by PWM control (control of the rotational speed of the brush motor) is performed. There is no need to switch brushes according to the operating speed as in the prior art, and there is no need to provide a plurality of brushes according to the operating speed. For this reason, according to the first embodiment, it is possible to eliminate inconveniences such as an increase in noise, a decrease in the life of the commutator, and a decrease in efficiency due to the provision of a high-speed brush.

また、上述した第2の実施形態によれば、4極以上に多極化しても、高速用のブラシを備える必要がないため、ブラシの組み付け精度に関する制約を回避することができ、多極化および小型軽量化を促進することができる。特に、ワイパーモータの場合、法規により、低速作動/高速作動の切り替え機能や、低速と高速との速度差等について規定されているため、モータ回転数のばらつきが大きくなると、法規を満たすことができなくなる場合が想定されるが、上述した第1の実施形態によれば、PWM制御によりモータの回転速度を調整するので、法規に合わせて作動速度を柔軟に設定することができる。   In addition, according to the second embodiment described above, even if the number of poles is increased to four or more, it is not necessary to provide a high-speed brush, so that restrictions on the assembly accuracy of the brush can be avoided, and the number of poles is reduced and the weight is reduced. Can be promoted. In particular, in the case of wiper motors, laws and regulations stipulate switching functions between low-speed operation and high-speed operation, speed differences between low-speed and high-speed, etc., so that the regulations can be satisfied when the motor rotational speed becomes large. However, according to the first embodiment described above, the rotational speed of the motor is adjusted by PWM control, so that the operating speed can be set flexibly in accordance with regulations.

また、第2実施形態によれば、デューティ制御部1201によるPWM制御を、上述したようにワイパーの間欠作動に適用することができる。これにより、第2実施形態によれば、フロントのウィンドシールドに対するフロントワイパー装置と、リアのウィンドシールドに対するリアワイパー装置との各々で、同一の制御基板120をそれぞれ使用することができる。このため、制御基板120の製造をフロントワイパー装置とリアワイパー装置とで一元化することができ、制御基板120の製造コストのコストダウンを図ることが可能になる。   Further, according to the second embodiment, the PWM control by the duty control unit 1201 can be applied to the intermittent operation of the wiper as described above. Thus, according to the second embodiment, the same control board 120 can be used in each of the front wiper device for the front windshield and the rear wiper device for the rear windshield. For this reason, the manufacture of the control board 120 can be unified by the front wiper device and the rear wiper device, and the manufacturing cost of the control board 120 can be reduced.

また、第2実施形態によれば、従来、リアワイパー装置にワイパーを間欠作動させるためにリレーが設けられていたが、PWM制御によりデューティを100パーセント及び0パーセントとして、ワイパーを作動あるいは停止させるため、リレーを設けるが必要が無くなり、機構部品を少なくすることで、コストダウンを図ることが可能になる。   According to the second embodiment, a relay is conventionally provided in the rear wiper device to intermittently operate the wiper. However, the duty is set to 100% and 0% by PWM control to operate or stop the wiper. However, it is not necessary to provide a relay, and the cost can be reduced by reducing the number of mechanism parts.

また、上記に説明した図3及び図12におけるマイクロコンピュータ1208の動作を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、実行処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。   Further, the program for realizing the operation of the microcomputer 1208 in FIGS. 3 and 12 described above is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system. Execution processing may be performed by execution. Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices.

また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。   Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used. The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium.
The program may be for realizing a part of the functions described above.
Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

100,100A,100B…ブラシモータ、110…モータ本体部、110H…ブラシホルダ、111A,111B,111C,111D,111E,111F…ブラシ、120,120A…制御基板、130…熱保護素子、141,143…ダイオード、150…リレープレート、1201,1201A…デューティ制御部、1202,1202A…PWM信号生成部、1203…駆動部、1204…駆動トランジスタ、1204a…ボディダイオード、1208…マイクロコンピュータ、2205…過電流検出部、B…ブレーキ接点、G…減速機構部、GH…ハウジング部、M…モータ部、MH…ハウジング部、S…スタート接点。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100A, 100B ... Brush motor, 110 ... Motor main-body part, 110H ... Brush holder, 111A, 111B, 111C, 111D, 111E, 111F ... Brush, 120, 120A ... Control board, 130 ... Thermal protection element, 141, 143 ... Diode, 150 ... Relay plate, 1201, 1201A ... Duty controller, 1202, 1202A ... PWM signal generator, 1203 ... Driver, 1204 ... Drive transistor, 1204a ... Body diode, 1208 ... Microcomputer, 2205 ... Overcurrent detection Part, B ... brake contact, G ... deceleration mechanism part, GH ... housing part, M ... motor part, MH ... housing part, S ... start contact.

Claims (6)

一方向の回転力を発生させる磁極が4極以上の多極のブラシモータであって、
均圧線を有する回転電機子と、
前記回転電機子に備えられた整流子と、
前記整流子と接触する第1のブラシ及び第2のブラシの各々と、
外部から供給される電圧信号により、前記第1のブラシと前記第2のブラシとの間に印加する電圧パルスのデューティを選択するデューティ制御部と、
前記デューティ制御部から供給される選択されたデューティに応じて、当該デューティのパルス列であるPWM信号を出力するPWM信号生成部と、
前記第1のブラシ及び前記第2のブラシの何れかと電源及びグランドの何れかとの間に接続されており、前記PWM信号によりオンオフし、前記第1のブラシと前記第2のブラシとの間に前記電源の電圧を前記電圧パルスとして印加する駆動トランジスタと
を備えることを特徴とするブラシモータ。
A multi-pole brush motor having four or more magnetic poles for generating a rotational force in one direction,
A rotating armature having a pressure equalizing line;
A commutator provided in the rotating armature;
Each of a first brush and a second brush in contact with the commutator;
A duty control unit that selects a duty of a voltage pulse applied between the first brush and the second brush by a voltage signal supplied from the outside;
A PWM signal generation unit that outputs a PWM signal that is a pulse train of the duty in accordance with the selected duty supplied from the duty control unit;
Connected between one of the first brush and the second brush and either the power source or the ground, turned on and off by the PWM signal, and between the first brush and the second brush A brush motor comprising: a drive transistor that applies the voltage of the power source as the voltage pulse.
前記デューティ制御部は、
前記駆動トランジスタをPWM制御するためのPWM信号の前記デューティを変化させることにより、前記回転電機子の回転速度を変化させることを特徴とする請求項1に記載のブラシモータ。
The duty control unit
The brush motor according to claim 1, wherein the rotation speed of the rotary armature is changed by changing the duty of a PWM signal for PWM control of the drive transistor.
前記ブラシモータは車両のワイパー装置に用いられるブラシモータであり、
前記デューティ制御部は、
所望の特性要件に応じて、ウィンドシールドの払拭におけるワイパーの低速作動時および高速作動時のそれぞれにおける前記PWM信号の前記デューティの設定値を変更することを特徴とする請求項2に記載のブラシモータ。
The brush motor is a brush motor used in a vehicle wiper device,
The duty control unit
3. The brush motor according to claim 2, wherein the set value of the duty of the PWM signal is changed in each of a low-speed operation and a high-speed operation of the wiper in wiping the windshield according to desired characteristic requirements. .
前記デューティ制御部が、ワイパーの間欠作動において、前記PWM信号生成部に対して、作動時に低速作動時または高速作動時の前記デューティの前記PWM信号を生成させ、一方、停止時に前記PWM信号の前記デューティを0とさせる
ことを特徴とする請求項3に記載のブラシモータ。
In the intermittent operation of the wiper, the duty control unit causes the PWM signal generation unit to generate the PWM signal of the duty at the time of low speed operation or high speed operation at the time of operation, while the PWM signal of the PWM signal at the time of stop The brush motor according to claim 3, wherein the duty is set to zero.
前記デューティ制御部及び前記PWM信号生成部との各々が制御基板上に設けられ、前記回転電機子と前記第1のブラシ及び前記第2のブラシとが格納されるハウジング部を有し、
前記ハウジング部の内部であって、前記均圧線を前記回転電機子に備えたことにより省かれたブラシが配置され得る領域に、前記制御基板が配置された
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のブラシモータ。
Each of the duty control unit and the PWM signal generation unit is provided on a control board, and includes a housing unit in which the rotating armature, the first brush, and the second brush are stored.
The control board is disposed in an area of the housing portion in which a brush that is omitted by providing the pressure equalizing line in the rotary armature can be disposed. The brush motor according to claim 4.
前記回転電機子の回転を減速する減速機構部をさらに有し、
前記制御基板は、
前記減速機構部を覆うハウジング部のボトムカバーの内壁面における、当該減速機構部の動作に干渉しない位置に取り付けられたことを特徴とする請求項5に記載されたブラシモータ。
And further comprising a speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the rotating armature,
The control board is
The brush motor according to claim 5, wherein the brush motor is attached to an inner wall surface of a bottom cover of a housing portion that covers the speed reduction mechanism portion so as not to interfere with the operation of the speed reduction mechanism portion.
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