马达及无刷雨刮器马达的制作方法

文档序号:25493983发布日期:2021-06-15 22:01阅读:131来源:国知局
马达及无刷雨刮器马达的制作方法

本发明涉及一种马达以及无刷雨刮器马达。



背景技术:

无刷马达(以下有时简称为马达)包括:定子,具有卷绕有线圈的冲片;以及转子,旋转自如地设于定子的径方向内侧。此种无刷马达的转子具有旋转轴、外嵌固定于所述旋转轴的大致圆柱状的转子芯、及设于转子芯的永磁石。此种无刷马达当进行向线圈的供电时,会在定子形成交链磁通(interlinkageflux),在所形成的交链磁通与设于转子芯的永磁石之间产生磁性吸力或斥力,从而转子持续旋转。

在转子配置永磁石的方式大致分为两个。其中一个为永磁石嵌埋方式(内置式永磁石(interiorpermanentmagnet,ipm)),即,在转子芯形成多个缝隙,在缝隙内配置永磁石。另一个为在转子芯的外周面配置永磁石的方式(表面式永磁石(surfacepermanentmagnet,spm))(例如,参照专利文献1)。

关于spm方式的无刷马达,磁路的结构的方法大致分为两个。其中一个为以磁路作为环形磁体的spm型的无刷马达。另一个为以磁路作为分段磁体的spm型的无刷马达。

具有环形磁体的spm型的无刷马达一般与具有分段磁体的spm型的无刷马达相比,振动或噪音小。然而,具有环形磁体的spm型的无刷马达与具有分段磁体的spm型的无刷马达相比,存在大型化的问题。

因此,在重视小型化及轻量化的情况下,有时使用具有分段磁体的spm型的无刷马达来代替具有环形磁体的spm型的无刷马达。然而,具有分段磁体的spm型的无刷马达是使用磁阻转矩而使转子旋转,因此存在转矩波动(ripple)因辊旋转角引起的电感的变化而恶化,从而产生振动或噪音的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2016-214081号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

鉴于所述情况,本发明的目的在于,提供一种抑制以分段磁体作为磁路的spm型的无刷马达所产生的振动或噪音的产生的技术。

解决问题的技术手段

本发明的一实施例为一种马达,包括:定子,具有环状的定子芯以及从所述定子芯的内周面朝向径方向内侧突出的多个冲片;线圈,卷绕于所述冲片;转轴,在所述定子芯的径方向内侧绕旋转轴线旋转;转子芯,固定于所述转轴,并以所述旋转轴线作为径方向中心;磁石,位于所述转子芯的外周面;凸极,位于在所述转子芯的所述外周面的在圆周方向上相邻的所述磁石之间,并向比所述磁石的圆周方向的端部更靠径方向外侧处突出;施加部,对所述线圈施加电压;以及施加控制部,对所述施加部进行控制,以便对所述线圈施加满足规定的条件的电压,其中,所述磁石的磁极数与所述冲片的个数之比为2:3,对所述线圈施加的电压的波形为矩形波,所述施加控制部对所述施加部进行控制,以使在所述凸极的前端与所述冲片的开口部不相向时对所述线圈开始电压的施加。

本发明的一实施例为所述马达,其中,施加至所述线圈的电压为超前角具有:15°以上且45°以内的超前角中的预定的规定的超前角、通电角为130°以上且150°以下的通电角中的预定的规定的通电角。

本发明的一实施例为所述马达,其中,所述超前角为15°以上且小于30°。

本发明的一实施例为所述马达,还包括:获取部,所述获取部获取与动作环境相关的信息,所述施加控制部进行所述施加控制部,以便施加波形为矩形波且基于所述信息的超前角或通电角的电压。

本发明的一实施例是包括所述马达的无刷雨刮器马达。

发明的效果

根据本发明,能够减轻以分段磁体为磁路的spm型的无刷马达所产生的振动或噪音。

附图说明

图1是第一实施方式的雨刮器马达1的立体图。

图2是第一实施方式的雨刮器马达1的剖面图。

图3是对第一实施方式中的定子8及转子9从轴方向观察而得的平面图。

图4是将第一实施方式中的转子9放大而得的图。

图5是表示第一实施方式中的控制器部4的硬件结构的一例的图。

图6是说明第一实施方式中的控制器控制部400的功能结构的一例的说明图。

图7是说明第一实施方式中的施加至线圈24的电压为矩形波的雨刮器马达1的超前角与通电角的说明图。

图8是表示第一实施方式中的施加至线圈24的电压的一例的图。

图9是表示第一实施方式的雨刮器马达1的超前角与合成转矩的最大值的关系的实验结果。

图10是说明第一实施方式的超前角、凸极35的前端与冲片的开口部的位置关系的关系的说明图。

图11是表示第一实施方式的雨刮器马达1的超前角及通电角与磁音的关系的实验结果。

图12是表示第一实施方式的雨刮器马达1中产生的转矩波动的产生频度的实验结果。

图13是表示第一实施方式的雨刮器马达1的磁体转矩、磁阻转矩与合成转矩的转子旋转角依存性的实验结果。

图14是说明第一实施方式的雨刮器马达1的超前角、合成转矩、磁体转矩与磁阻转矩的关系的说明图。

图15是表示第二实施方式的雨刮器马达1a所包括的控制器控制部400a的功能结构的一例的图。

图16是变形例的转子9a的放大图。

图17是变形例的转子9b的放大图。

图18是变形例的转子9c的放大图。

具体实施方式

接着,参照附图,对本发明的实施方式的马达及无刷雨刮器马达进行说明。

(第一实施方式)

(雨刮器马达)

图1是第一实施方式的雨刮器马达1的立体图。图2是第一实施方式的雨刮器马达1的剖面图。雨刮器马达1为无刷雨刮器马达。

如图1、图2所示,雨刮器马达1成为例如搭载于车辆的雨刮器的驱动源。雨刮器马达1包括马达部(马达)2、将马达部2的旋转减速并输出的减速部3、以及进行马达部2的驱动控制的控制器部4。

此外,以下的说明中,在简称为轴方向的情况下是指马达部2的转轴31的旋转轴线方向,在简称为圆周方向的情况下是指转轴31的圆周方向,在简称为径方向的情况下是指转轴31的径方向。

(马达部)

马达部2包括:马达箱5、收纳于马达箱5内的大致圆筒状的定子8、以及设于定子8的径方向内侧且相对于定子8而能够旋转地设置的转子9。马达部2为在对定子8供给电力时不需要电刷的、所谓无刷马达。

(马达箱)

马达箱5例如由铝铸件(aluminumdie-cast)等散热性优异的材料形成。马达箱5包含:构成为能够在轴方向上分割的第一马达箱6与第二马达箱7。第一马达箱6及第二马达箱7分别形成为有底筒状。

第一马达箱6以底部10与减速部3的齿轮箱40接合的方式与所述齿轮箱40一体成形。在底部10的径方向大致中央,形成有能够供转子9的转轴31插通的贯穿孔10a。

另外,在第一马达箱6的开口部6a,形成有朝向径方向外侧伸出的外凸缘部16,并且在第二马达箱7的开口部7a,形成有朝向径方向外侧伸出的外凸缘部17。将所述外凸缘部16、外凸缘部17彼此对接,而形成具有内部空间的马达箱5。而且,在马达箱5的内部空间,以内嵌于第一马达箱6及第二马达箱7的方式配置有定子8。

(定子)

图3是对第一实施方式中的定子8及转子9从轴方向观察而得的平面图。

如图2、图3所示,定子8具有:将芯部21与多个(例如,在本第一实施方式中为六个)冲片22一体成形而成的定子芯20,所述芯部21为沿着径方向的剖面形状成为大致圆形的筒状,所述多个(例如,在本第一实施方式中为六个)冲片22从芯部21朝向径方向内侧突出。定子芯20为环状。

定子芯20是通过将多个金属板在轴方向上层叠而形成。此外,定子芯20并不限于将多个金属板在轴方向上层叠而形成的情况,例如,也可通过将软磁性粉进行加压成形而形成。

冲片22是将冲片本体101与凸边部102一体成形而成,所述冲片本体101从芯部21的内周面沿着径方向突出,所述凸边部102从冲片本体101的径方向内侧端沿着圆周方向延伸。凸边部102以从冲片本体101向圆周方向两侧延伸的方式形成。而且,在圆周方向上相邻的凸边部102之间形成有槽19(slot)。

另外,芯部21的内周面及冲片22,由树脂制的绝缘体23覆盖。线圈24从所述绝缘体23上卷绕于各冲片22。各线圈24通过来自控制器部4的供电而生成用于使转子9旋转的磁场。

(转子)

转子9在定子8的径方向内侧隔着微小间隙而旋转自如地设置。转子9包括:与构成减速部3的蜗杆轴44(参照图2)一体成形的转轴31、外嵌固定于转轴31且以此转轴31作为轴心(旋转轴线)c1的大致圆柱状的转子芯32、以及设于转子芯32的外周面的四个磁石33。如此,马达部2中,磁石33的磁极数与槽19(冲片22)的个数之比为4:6。

转子芯32是通过将多个金属板在轴方向上层叠而形成。此外,转子芯32并不限于将多个金属板在轴方向上层叠而形成的情况,例如,也可通过将软磁性粉加压成形从而形成。

另外,在转子芯32的径方向大致中央,形成有在轴方向上贯穿的贯穿孔32a。在所述贯穿孔32a压入转轴31。这意味着轴心c1位于转子芯32的径方向中心。此外,也可对贯穿孔32a插入转轴31,并使用粘接剂等将转子芯32外嵌固定于转轴31。

进而,在转子芯32的外周面32b,在圆周方向上等间隔地设有四个凸极35。凸极35以向径方向外侧突出且在转子芯32的整个轴方向延伸的方式形成。

以所述方式形成的转子芯32的外周面32b中,在圆周方向上相邻的两个凸极35之间分别构成为磁石收纳部36。在这些磁石收纳部36分别配置有磁石33,并且,例如利用粘接剂等而固定于转子芯32。

图4是将图3的转子9放大而得的图。

如图3、图4所示,磁石33以绕转轴31的轴心c1的圆周方向两侧的端部33s的径方向的厚度,小于圆周方向中间部33c的径方向的厚度的方式形成。即,如图4所详示,磁石33的径方向外侧的外周面的曲率半径r1,设定得小于磁石33的径方向内侧的内周面的曲率半径r2。因此,磁石33的径方向外侧的外周面与冲片22的内周面之间的微小间隙,在磁石33的圆周方向中央最小,随着从所述圆周方向中央在圆周方向上远离而逐渐变大。

另外,磁石33为铁氧体磁石。进而,磁石33以磁化(磁场)的取向沿着厚度方向成为平行取向的方式经磁化。而且,磁石33配置成磁极在圆周方向上交替。另外,转子芯32的凸极35位于在圆周方向上相邻的磁石33之间、也就是磁极的边界(极边界)。

关于凸极35,径方向外侧的端部35t的圆周方向的宽度尺寸,设定为以电角θ计为20°以上且40°以下。

此外,所谓凸极35的径方向外侧的端部35t的圆周方向的宽度尺寸,是指在凸极35未形成有圆倒角部35a时的圆周方向的两角部35b间的宽度尺寸。在以下的说明中,将凸极35的径方向外侧的端部35t的圆周方向的宽度尺寸,简称为凸极35的径方向的宽度尺寸来进行说明。

进而,对于凸极35,优选的是,将在圆周方向两侧与磁石33的圆周方向的端部33s相向的相向面35s形成为相互平行。

凸极35向比磁石33的圆周方向的端部33s更靠径方向外侧处突出。

(减速部)

回到图1、图2,减速部3包括:安装着马达箱5的齿轮箱40、以及收纳于齿轮箱40内的蜗杆减速机构41。齿轮箱40例如由铝铸件等散热性优异的材料形成。齿轮箱40形成为在一个面具有开口部40a的箱状,且具有在内部收容蜗杆减速机构41的齿轮收容部42。另外,在齿轮箱40的侧壁40b,在一体成形有第一马达箱6的部位,形成有将所述第一马达箱6的贯穿孔10a与齿轮收容部42连通的开口部43。

进而,在齿轮箱40的侧壁40b,一体成形有三个固定托架54a、54b、54c。这些固定托架54a、54b、54c用于将雨刮器马达1固定于未图示的车体等。三个固定托架54a、54b、54c以避开马达部2的方式在圆周方向上大致等间隔地配置。在各固定托架54a、54b、54c,分别装设着防振橡胶55。防振橡胶55用于防止驱动雨刮器马达1时的振动传递至未图示的车体。

另外,在齿轮箱40的底壁40c,突设有大致圆筒状的轴承支柱49。轴承支柱49用于旋转自如地支撑蜗杆减速机构41的输出轴48,且在内周面设有未图示的滑动轴承。进而,在轴承支柱49的前端内周缘装设着未图示的o型环。由此,防止尘埃或水从外部经由轴承支柱49渗入内部。另外,在轴承支柱49的外周面设有多个肋52。由此确保了轴承支柱49的刚性。

收容于齿轮收容部42的蜗杆减速机构41包含:蜗杆轴44、以及与蜗杆轴44啮合的蜗轮45。蜗杆轴44配置于与马达部2的转轴31相同的轴上。而且,蜗杆轴44的两端由设于齿轮箱40的轴承46、轴承47旋转自如地支撑。蜗杆轴44的马达部2侧的端部经由轴承46而突出至齿轮箱40的开口部43为止。所述突出的蜗杆轴44的端部与马达部2的转轴31的端部接合,从而蜗杆轴44与转轴31经一体化。此外,蜗杆轴44与转轴31也可通过由一个母材来成形蜗杆轴部分与旋转轴部分而形成为一体。

对于与蜗杆轴44啮合的蜗轮45,在此蜗轮45的径方向中央设有输出轴48。输出轴48配置于与蜗轮45的旋转轴方向相同的轴上,并经由齿轮箱40的轴承支柱49而突出至齿轮箱40的外部。在输出轴48的突出的前端,形成有可与未图示的电气组件连接的花键48a(spline)。

另外,在蜗轮45的径方向中央,在与输出轴48突出的一侧相反的一侧,设有未图示的传感器磁体。所述传感器磁体构成检测蜗轮45的旋转位置的旋转位置检测部60的其中一者。构成所述旋转位置检测部60的另一者的磁检测元件61设于控制器部4,所述控制器部4在蜗轮45的传感器磁体侧(齿轮箱40的开口部40a侧)与蜗轮45相向配置。

(控制器部)

图5是表示第一实施方式中的控制器部4的硬件结构的一例的图。

进行马达部2的驱动控制的控制器部4包括:通过总线连接的中央处理单元(centralprocessingunit,cpu)601、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)或只读存储器(readonlymemory,rom)等存储器602、辅助存储装置603、磁检测元件61、以及包含对施加至线圈24的电压进行控制的场效晶体管(fieldeffecttransistor,fet)等开关元件的功率模块604。通过总线连接的cpu(centralprocessingunit)601、存储器602以及辅助存储装置603联动地运行,从而作为控制器控制部400运行。

cpu601、存储器602、辅助存储装置603、磁检测元件61及功率模块604,安装于控制器基板62。

控制器部4包括以堵塞齿轮箱40的开口部40a的方式设置的盖63。控制器基板62与蜗轮45的传感器磁体侧(齿轮箱40的开口部40a侧)相向配置。

控制器基板62是在所谓环氧基板上形成有多个导电性的图案(未图示)而成。在控制器基板62,连接着从马达部2的定子芯20引出的线圈24的端末部,并且电连接着设于盖63的连接器11的未图示的端子。进而,在控制器基板62安装着进行对所述控制器基板62施加的电压的平滑化的电容器(未图示)等。

覆盖以所述方式构成的控制器基板62的盖63由树脂形成。另外,盖63以稍许向外侧鼓出的方式形成。而且,盖63的内表面侧被设为收容控制器基板62等的控制器收容部56。

另外,在盖63的外周部一体成形有连接器11。所述连接器11形成为能够与从未图示的外部电源延伸的连接器嵌合连接。而且,在连接器11的未图示的端子电连接着控制器基板62。由此,将外部电源的电力供给至控制器基板62。

进而,在盖63的开口缘,突出形成有与齿轮箱40的侧壁40b的端部嵌合的嵌合部81。嵌合部81包含:沿着盖63的开口缘的两个壁81a、81b。而且,在所述两个壁81a、81b之间,插入(嵌合)有齿轮箱40的侧壁40b的端部。由此,在齿轮箱40与盖63之间形成有曲径(labyrinth)部83。利用所述曲径部83来防止尘埃或水从齿轮箱40与盖63之间渗入。此外,齿轮箱40与盖63的固定是通过将未图示的螺栓紧固而进行。

图6是表示实施方式中的控制器控制部400的功能结构的一例的图。

施加控制部401对功率模块604进行控制,以便对线圈24施加规定的电压。

通过利用施加控制部401进行的控制而施加至线圈24的电压,只要为满足以下条件(以下称为“电压条件”)的电压即可。第一个条件是波形为矩形波的条件。第二个条件是在凸极35的前端与冲片22的开口部不相向时对线圈24开始电压的施加的条件。

满足电压条件的电压例如为以下电压:波形为矩形波、超前角为15°以上且45°以内的超前角中的预定的规定的超前角、通电角为130°以上且150°以下的通电角中的预定的规定的通电角。在对线圈24施加此种电压的情况下,电压随着开始电压的施加而上升。在对线圈24施加此种电压的情况下,在凸极35的前端与冲片22的开口部相向时,对线圈24施加电压。

图7是说明第一实施方式中的施加至线圈24的电压为矩形波的雨刮器马达1的超前角与通电角的说明图。

从电压的上升到电压的下降为止的电角的大小为通电角。将电压的上升的电角与电压的下降的电角的中央的电角称为通电中心位置。超前角表示电压的上升的位置的电角与规定的电角之差。所谓规定的电角,是雨刮器马达1的感应电压与在线圈24中流动的相位一致的电压的上升的位置的电角。所谓雨刮器马达1的感应电压与在线圈24中流动的相位一致的电压,是通电角为120°且电压的上升的位置的电角为30°的电压。

图8是表示第一实施方式中的施加至线圈24的电压的一例的图。

图8是波形为矩形波、超前角为0°、通电角为120°的电压。

(雨刮器马达的动作)

接着,对雨刮器马达1的动作进行说明。

雨刮器马达1中,经由连接器11供给至控制器基板62的电力经由功率模块604而被选择性地供给至马达部2的各线圈24。控制器基板62将五次谐波重叠于线圈24的驱动电压。

于是,在定子8(冲片22)形成规定的交链磁通,在所述交链磁通与由转子9的磁石33所形成的有效磁通之间产生磁性吸力或斥力。由此,转子9持续旋转。

若转子9旋转,则与转轴31一体化的蜗杆轴44旋转,进而与蜗杆轴44啮合的蜗轮45旋转。而且,连结于蜗轮45的输出轴48旋转,从而所期望的电气组件驱动。

另外,由安装于控制器基板62的磁检测元件61所检测的蜗轮45的旋转位置检测结果以信号的形式而输出至未图示的外部设备。未图示的外部设备基于蜗轮45的旋转位置检测信号来控制未图示的功率模块604的开关元件等的切换时机,以进行马达部2的驱动控制。此外,功率模块604的驱动信号的输出或马达部2的驱动控制由控制器部4进行。

(转子的作用、效果)。

接着,根据图9~图14对转子9的作用、效果进行说明。在图9~图14的说明与表示实验结果的实验中,施加至线圈24的电压的波形为矩形波。

图9是表示第一实施方式的雨刮器马达1的超前角与合成转矩的最大值的关系的实验结果。合成转矩是磁阻转矩与磁体转矩的合计的转矩。

图9的横轴表示超前角。图9的纵轴表示各超前角的合成转矩的最大值。图9示出超前角为30°时合成转矩最大。

图10是说明第一实施方式的超前角、凸极35的前端与冲片22的开口部的位置关系的关系的说明图。

图10(a)示出超前角30°、通电角120°的矩形波的电压的上升时的凸极35的前端与冲片22的开口部的位置关系。在进角30°、通电角120°的矩形波的电压的上升时,凸极35的前端与冲片22的开口部相向。在电压的上升时产生磁阻转矩,因此对线圈24施加超前角30°、通电角120°的矩形波的情况下,在凸极35的前端与冲片22的开口部相向时产生磁阻转矩。

图10(b)是对线圈24施加超前角30°、通电角120°的矩形波的电压的情况下的合成转矩的波形的实验结果。图10(b)的c1所表示的合成转矩是凸极35的前端与冲片22的开口部相向的位置处产生的合成转矩。如图10(b)所示,当凸极35的前端与冲片22的开口部相向的位置是电压的上升位置时,合成转矩急剧变大。合成转矩的变化量越大,波动或噪音越大。因此,若可减小合成转矩的变化量,则可抑制波动或噪音的产生。

图11是表示第一实施方式的雨刮器马达1的超前角及通电角与磁音的关系的实验结果。

图11中,横轴表示通电角。图11中,纵轴表示磁音的大小。所谓磁音的大小,是雨刮器马达1所发出的噪音的大小。图11示出20°、25°、30°、35°及40°的各超前角下的通电角与磁音的关系。图11示出在超前角为35°以外的情况下,通电角为140°磁音的大小最小。图11示出在超前角为35°的情况下,通电角为150°磁音的大小最小。图11示出虽然超前角为35°、通电角为140°下的磁音的大小大于超前角为35°、通电角为150°下的磁音的大小,但大致相同。

另外,图11示出在通电角为140°的情况下,超前角为20°磁音的大小最小。图11示出超前角为25°且通电角为140°的情况、与超前角为30°且通电角为140°的情况下的磁音的大小在超前角为20°且通电角为140°的情况下大致相同。关于此情况,图11示出对于减小磁音而言理想的是超前角在20°以上且30°以内、通电角为140°。如此,图11示出在超前角为20°以上且30°以内、通电角为140°的情况下,磁音小。

在如上所述那样超前角为20°以上且30°以内、通电角为140°的情况下磁音变小是因为电压的上升并非电角30°的位置,且并非凸极35的前端与冲片22的开口部相向的位置。

此外,图11的实验结果表示通电角为150°以上磁音大。磁音如上所述那样变大是因为消耗电流增加,为与转矩不同的理由。

图12是表示第一实施方式的雨刮器马达1中产生的转矩波动的产生频度(以下称为“波动率”)的实验结果。

图12的横轴表示转子9的合成转矩的大小。图12的纵轴表示波动率。

图12中,马达a表示不具有凸极35的spm(surfacepermanentmagnet)。图12中,马达b表示由超前角为30°且通电角为120°的矩形波驱动的雨刮器马达1。图12中,马达c表示由超前角为20°以上且30°以内、通电角为130°~150°的矩形波驱动的雨刮器马达1。

图12示出马达c与马达a及马达b相比波动率低。

另外,图12示出马达c中,即便合成转矩增大转矩波动也减少。

图13是表示第一实施方式的雨刮器马达1的磁体转矩的大小、磁阻转矩的大小与合成转矩的大小的转子旋转角依存性的实验结果。在表示图13的实验结果的实验中,超前角为30°。

图13中,横轴表示转子的旋转角。图13中,纵轴表示转矩的大小。

图13(a)示出通电角为120°下的转矩的波形。图13(a)中,磁体转矩的振幅大致为0.01(n·m)。图13(a)中,磁阻转矩的振幅大致为0.04(n·m)。图13(a)中,合成转矩的振幅大致为0.05(n·m)。

图13(b)示出通电角为140°下的转矩的波形。图13(b)中,磁体转矩的振幅大致为0.01(n·m)。图13(b)中,磁阻转矩的振幅大致为0.02(n·m)。图13(b)中,合成转矩的振幅大致为0.03(n·m)。

根据图13(a)及图13(b),通电角为140°下的磁阻转矩的大小小于通电角为120°下的磁阻转矩的大小。这意味着与通电角为120°的情况下的由磁阻转矩引起的声音相比,在通电角为140°的情况下由磁阻转矩引起的声音的音量更小。

如此,通电角为140°的情况与通电角为120°的情况相比,抑制由磁阻转矩引起的噪音的产生。

图14是说明第一实施方式的雨刮器马达1的超前角、合成转矩、磁体转矩与磁阻转矩的关系的说明图。

图14的横轴表示超前角。图14的纵轴表示转矩。图14示出在超前角为15°以上且小于30°下,合成转矩具有接近最大值的值。图14示出超前角为15°以上且小于30°下的磁阻转矩的比例小于磁体转矩的比例。如此,虽然在超前角为15°以上且小于30°的情况下,合成转矩下的磁阻转矩的比例小,但是合成转矩接近最大值。因此,通过对线圈24施加此种电压而运行的雨刮器马达1在产生大的转矩的同时也可抑制由磁阻转矩引起的波动及噪音的产生。

以所述方式构成的雨刮器马达1包括:向比磁体33的圆周方向的端部33s更靠径方向外侧处突出的凸极35。进而,以所述方式构成的雨刮器马达1通过以下方式而运行:对线圈24施加波形为矩形波、超前角为15°以上且45°以内的超前角中的预定的规定的超前角、通电角为130°以上且150°以下的通电角中的预定的规定的通电角的电压。因此,以所述方式构成的雨刮器马达1可抑制波动或噪音的产生。

另外,关于马达部2,凸极35的径方向的宽度尺寸的电角θ为20°以上。

以所述方式构成的雨刮器马达1,通过将凸极35的电角θ设为20°以上来将径方向的宽度尺寸确保为一定以上,磁通集中于凸极35,由此可确实地获得退磁场难以作用于磁石33的端部33s的效果。另外,通过将凸极35的电角θ设定为20°以上且40°以下,可获得高的磁阻转矩。

进而,关于马达部2,使磁石33的磁化方向为平行取向,因此可抑制马达部2的齿槽效应,并且获得高的磁通密度。

此外,在以所述方式构成的雨刮器马达1中,如图9~图14的实验结果所示,超前角理想的是15°以上且小于30°。

(第二实施方式)

雨刮器马达的超前角及通电角,也可为用户能够变更。

图15是表示第二实施方式的雨刮器马达1a所包括的控制器控制部400a的功能结构的一例的图。

第二实施方式的雨刮器马达1a与第一实施方式的雨刮器马达1的不同点在于:包括控制器控制部400a来代替控制器控制部400。以下,关于具有与图1~图5相同的功能的构件,通过标注相同的符号而省略说明。

控制器控制部400a包括:决定部402及施加控制部401a。

决定部402基于获取部605所获取的动作环境信息,来决定超前角及通电角。动作环境信息是与雨刮器马达1a的动作环境相关的信息。动作环境信息若为与雨刮器马达1a的动作环境相关的信息,则可为任何信息。

动作环境信息例如也可为周围的音量。动作环境信息例如也可为时刻。动作环境信息例如也可为搭载有雨刮器马达1的车辆的加速器踏板的操作量。

获取部605若能够获取动作环境信息,则可为任意。获取部605例如也可为磁检测元件61。获取部605也可为加速器踏板。

获取部605例如也可为声音传感器。获取部605也可为光传感器。声音传感器或光传感器也可安装于雨刮器马达1的任何处。

另外,获取部605也可构成为将声音传感器等动作环境信息的获取装置连接于本装置的接口。

施加控制部401a对线圈24施加决定部402所决定的超前角及通电角的电压。

例如,在动作环境信息为表示周围的音量的信息的情况下,若音量为规定的音量以上,则决定部402将超前角决定为30°,将通电角决定为120°。例如在动作信息为表示周围的音量的信息的情况下,若音量小于规定的音量,则决定部402将超前角决定为20°,将通电角决定为140°。如此,通过对线圈24施加基于音量的超前角及通电角的电压,若周围安静,则雨刮器马达1的驱动成为安静的驱动,若周围嘈杂,则雨刮器马达1的驱动成为优先产生比安静高的转矩的驱动。

例如,在动作环境信息为表示周围的光量的信息的情况下,若光量为规定的光量以上,则决定部402将超前角决定为30°,将通电角决定为120°。例如在动作信息为表示周围的光量的信息的情况下,若光量小于规定的光量,则决定部402将超前角决定为20°,将通电角决定为140°。此外,所谓光量小于规定的光量的情况,例如是夜间。如此,通过对线圈24施加基于光量的超前角及通电角的电压,若为夜间,则雨刮器马达1的驱动成为安静的驱动,若为白天,则雨刮器马达1的驱动成为优先产生比安静高的转矩的驱动。

例如,在动作环境信息为加速器踏板的操作量的情况下,若操作量为规定值以上,则决定部402将超前角决定为30°,将通电角决定为120°。例如在动作信息为加速器踏板的操作量的情况下,若操作量小于规定值,则决定部402将超前角决定为20°,将通电角决定为140°。如此,通过对线圈24施加基于加速器踏板的操作量的超前角及通电角的电压,若车辆的移动速度小于规定的速度,则雨刮器马达1的驱动成为安静的驱动,在车辆的移动速度为规定的速度以上的情况下,雨刮器马达1的驱动成为优先产生比安静高的转矩的驱动。

如此,第二实施方式的雨刮器马达1a包括决定部402,因此能够根据雨刮器马达的动作环境进行运行。

(变形例)

根据图16对第一实施方式及第二实施方式中的转子9的第一变形例(以下称为“转子9a”)进行说明。

图16是变形例的转子9a的放大图。图16是对转子9a从轴方向观察而得的平面图,且与所述第一实施方式中的图4对应。

转子9a与第一实施方式及第二实施方式中的转子9的不同点在于:凸极35的端部35t的径方向的外周面具有凸出的部位及凹下的部位。图16中,凸极35的端部35t的径方向的外周面中凸出的部位为凸部位p351。图16中,凸极35的端部35t的径方向的外周面中凹下的部位为凹部位p352。

根据图17对第一实施方式及第二实施方式中的转子9的第二变形例(以下称为“转子9b”)进行说明。

图17是变形例的转子9b的放大图。图17是对转子9b从轴方向观察而得的平面图,且与所述第一实施方式中的图4对应。

转子9b与第一实施方式及第二实施方式中的转子9的不同点在于:磁石33的径方向外侧的外周面的一部分凹陷。图17中,磁石33的径方向外侧的外周面中一部分的凹陷的部位为凹部位p331。

根据图18对第一实施方式及第二实施方式中的转子9的第三变形例(以下称为“转子9c”)进行说明。

图18是变形例的转子9c的放大图。图18是对转子9c从轴方向观察而得的平面图,且与所述第一实施方式中的图4对应。

转子9c与第一实施方式及第二实施方式中的转子9的不同点在于:磁石33的圆周方向的端部33s与凸极35接触。

此外,功率模块604为施加部的一例。

此外,控制器控制部400的各功能的全部或一部分也可使用专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit,asic)、可编程逻辑器件(programmablelogicdevice,pld)、现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray,fpga)等硬件来实现。程序可记录于计算机可读取的记录介质。所谓计算机可读取的记录介质,例如是软盘、光磁盘、rom、只读光盘(compactdisk-readonlymemory,cd-rom)等便携式介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。程序可经由电气通信线路传输。

此外,本发明并不限于所述实施方式,包括在不偏离本发明的主旨的范围内对所述实施方式施加各种变更而得的实施方式。

例如,在所述实施方式中,作为马达而举出雨刮器马达1为例,但本发明的马达不仅可用于雨刮器马达1,也可用于成为搭载于车辆的电气组件(例如电动窗、天窗、电动座椅等)的驱动源、或其他各种用途。

除此以外,只要不偏离本发明的主旨,则可取舍选择所述实施方式所举出的结构,或适当变更为其他结构。

符号的说明

1:雨刮器马达(无刷雨刮器马达)

2:马达部(马达)

8:定子

9:转子

9a:转子

9b:转子

9c:转子

20:定子芯

21:芯部

22:定子

24:线圈

31:转轴

32:转子芯

32b:外周面

33:磁石

33a:外周面

33c:圆周方向中间部(圆周方向的中间部)

33s:端部

35:凸极

35s:相向面(凸极侧相向面)

p351:凸部位

p352:凹部位

p331:凹部位

400:控制器控制部

401:施加控制部

401a:施加控制部

402:决定部

61:磁检测元件

62:控制器基板

601:cpu

602:存储器

603:辅助存储装置

604:功率模块

605:获取部

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