(57)【要約】  本発明は直流モータに関する。ここでこの直流モータは、第１のブラシと第２のブラシと第３のブラシとを有しており、前記第２のブラシは第１のブラシに対して１８０°／ｐ（ｐは極の対の数）だけずらされており、当該第２のブラシを介して電動機が第１の回転数段階で作動され、前記第３のブラシを介して電動機が第２の回転数段階で作動され、当該第３のブラシは、１８０°／ｐを下回る角度で、第１のブラシに対してずらして配置されている形式のものにおいて、付加的に第４のブラシが設けられており、当該第４のブラシは第３のブラシに対して１８０°／ｐだけずらして設けられており、当該第４のブラシを介して電動機は第２の回転数段階で、前記第３のブラシとともに作動される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流モータであって、
当該直流モータは第１のブラシ（１）と第２のブラシ（２）と第３のブラシ（３）とを有しており、
前記第２のブラシは第１のブラシに対して１８０°／ｐ（ｐは極の対の数）だけずらされており、当該第２のブラシを介して電動機が第１の回転数段階で作動され、
前記第３のブラシ（３）を介して電動機が第２の回転数段階で作動され、当該第３のブラシ（３）は、１８０°／ｐを下回る角度で、第１のブラシ（１）に対してずらして配置されている形式のものにおいて、
第４のブラシ（４）を有しており、当該第４のブラシは第３のブラシに対して１８０°／ｐだけずらして設けられており、当該第４のブラシを介して電動機は第２の回転数段階で、前記第３のブラシ（３）とともに作動される、
ことを特徴とする直流モータ。
【請求項２】
第３のブラシ（３’）が第１のブラシ（１）に対して角度β’で配置され、電動機が第２の回転数段階で当該第３のブラシ（３’）および第２のブラシ（２）を介して作動される形式の３つのブラシを伴う配置構成に対して、前記第３のブラシ（３）は第１のブラシ（１）に対して角度β＜β’だけずらして配置されている、請求項１記載の直流モータ。
【請求項３】
ｐ≧１である、請求項１または２記載の直流モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、回転数調整を伴う直流モータに関する。
【０００２】
速度調整のために第３のブラシを使用することは、例えばワイパモータにおいて知られている。このようなモータ（ここでは例えば二極式）は概略的に図３に示されている。ここでは第１の段階において第１のブラシ１と、この第１のブラシに対向している、すなわち１８０°／ｐ（ｐは極の対の数であり、二極式モータの場合にはｐ＝１である）だけずらされている第２のブラシ２が回転子の通電に使用され、第２の段階においては第３のブラシ３’が第２のブラシとともに、回転子の通電に使用される。第１のブラシ１および第２のブラシ２はそれぞれ、直流モータの２つの磁極６の間のギャップ５内に配置されている。第３のブラシ３’は磁極６の領域内に配置されている。ここで極の下に、制動トルクを生じさせる導体が配置されている。このような制動モーメントが他の極の下の導体の有効モーメントから導出されている場合、導体数に関するこの第３のブラシ３’は、ワイヤ断面が一定の場合には、導体数の減少とほぼ同じ作用をする。しかし、導体数からのモーメント作用に相応する電機子抵抗よりも大きい電機子抵抗が生じてしまい、これによって短絡トルク（保持トルク、締付トルク）が低減してしまう。このことは図４からも読み取れる。ここで図４ａは段階１でのモータの作動（すなわち第１のブラシ１および第２のブラシ２を介した作動）を示し、図４ｂは段階２での作動（すなわち第３のブラシ３’および第２のブラシ２を介した作動）を示している。図４ａでは、直流モータが陽極としての第１のブラシ１のブラシ位置０°（機械的）および陰極としての第２のブラシ２の１８０°／ｐ（機械的）を介して作動され、図４ｂでは、陽極としての第３のブラシ３’のブラシ位置７０°／ｐ（機械的）および陰極としての第２のブラシ２の１８０°／ｐ（機械的）を介して作動される。
【０００３】
段階１では、第３のブラシ３’と第３のブラシ３’に接続されている短絡されている巻線がひきずられてこすれる（Mitschleifen）ことによって非対称性が生じる。段階２では、周囲に不均一に分配された電機子電流コーティング（Ankerstrombelag）によって付加的な非対称性が生じる。ここでは半径の力によって第２のブラシ２−第３のブラシ３’：Ｆｒａｄ１および第３のブラシ３’−第２のブラシ２：Ｆｒａｄ２が生じる。これらは図３に示されているように、絶対値および方向において異なっている。ここではＦｒａｄ１＞Ｆｒａｄ２であるので、相応するノイズ励起も生じる。
【０００４】
このような非対称性は、対称な巻線を使用することによって低減される。しかしこの場合には、存在する巻線コンセプト（例えばＨ−巻線）から離れなければならない。
【０００５】
発明の利点
請求項１に記載された特徴部分の構成を有する本発明の直流モータは、従来技術に対して、非対称性が回避されるという利点を有している。これは殊に、半径方向力を低減することによって実現され、これによって同じように、非対称性によって生じるノイズ励起が低減される。これは本発明と相応に、次のことによって実現される。すなわち直流モータに、第１のブラシ、この第１のブラシに対して１８０°／ｐ（ｐは極の対の数である）だけずらされている第２のブラシ２および第３のブラシの他にさらに第４のブラシが設けられることによって実現される。ここではこの第２のブラシを介して電動機が第１の回転数段階で作動され、第３のブラシを介して電動機が第２の回転数段階で作動され、第３のブラシは、１８０°／ｐを下回る角度で、第１のブラシに対してずらして配置されている。第４のブラシは、第３のブラシに対して１８０°／ｐだけずらして配置されており、この第４のブラシを介して電動機が第２の回転数段階で、第３のブラシとともに作動される。回転数調整のための４つのブラシを有するこのシステムによって、既存の巻線が維持され、ブラシ調整に依存しないで対称性が保証される。このようにして、回転数調整を伴う本発明の直流モータはノイズに関して最適化される。
【０００６】
本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【０００７】
本発明の直流モータでは有利には、第３のブラシが第１のブラシに対して角度＜β’でずらして配置され、電動機が第２の回転数段階でこの第３のブラシと第２のブラシを介して作動される、３つのブラシを伴う配置構成に対して、第３のブラシは第１のブラシに対して角度β＜β’だけずらして配置されている。本発明に相応して、中性帯からの第３のブラシの回転が有利に低減されることによって（これとともに、鏡像的に配置された第４のブラシも）、第３のブラシおよび第４のブラシを介した作動時には、従来技術からの、ブラシを有する配置３の場合のそれと類似した特性曲線が得られる。ここでは直流モータは段階２において第３のブラシおよび第２のブラシを介して作動される。
【０００８】
本発明の直流モータは対になっている極の数が１つ以上の場合でも有利である。すなわち、４つ以上の磁極の場合でも、第１の回転数段階において、第１のブラシおよび第２のブラシを介して作動され、第２の回転数段階において、第３のブラシおよび第４のブラシを介して作動される。これは巻線配置の相応する構成を介して実現される。
【０００９】
以下で添付の図面を参照しながら本発明の有利な実施例を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に即した二極式直流モータの概略的な図
【図２】本発明の直流モータの計算された作動特性曲線
【図３】従来技術に即した、回転数調整を備えた直流モータの概略図
【図４】従来技術に即した、回転数調整を備えた直流モータの計算された作動特性曲線
【００１１】
本発明の実施形態
以下では、図１および２を参照して、本発明の二極式直流モータ（ｐ＝１）の有利な実施例を説明する。
【００１２】
図１には本発明の直流モータが示されており、この直流モータは段階１において、第１のブラシ１および、この第１のブラシに対して１８０°／ｐだけずらして配置されている第２のブラシ２を介して作動される。この第１のブラシ１および第２のブラシ２はそれぞれ、２つの磁極６の間のギャップ５内に配置されている。しかし、これらのブラシが１８０°／ｐだけ相互にずらして配置されている限りでは、これらのブラシを整流子の配置および電機子巻線とのその接続に依存して、他の位置に配置することもできる。第２の段階では、本発明の直流モータは、従来技術のように、第１のブラシ１に対して角度β’だけずらして配置された第３のブラシ３’および第２のブラシ２を介して作動されるのではなく、第１のブラシ１に対して角度β＜β’だけずらして配置された第３のブラシ３と、この第３のブラシに対して１８０°／ｐだけずらして配置された第４のブラシ４を介して作動される。第３のブラシ３と第４のブラシ４は図示の実施例では、第１のブラシおよび第２のブラシ２に関してそれぞれ、磁極６により近づいて、またはその領域内に位置している。すなわち、もはや中央の、または２つの磁極６の間のギャップ５内に位置しているのではない。従って第１のブラシ１および第２のブラシ２に電圧が加えられる第１の段階では、第３のブラシ３と第４のブラシ４がひきずられてこすれ、第３のブラシ３および第４のブラシ４に電圧が加えられる第２の段階では、第１のブラシ１と第２のブラシ２がひきずられてこすれる。従って次のことが保証される。すなわち、第１の段階において、均一に分配されたブラシがひきずられてこすれることによって非対称性が生じず、第２の段階においても、均一に分配された電機子電流コーティングによって非対称性が生じないことが保証される。
【００１３】
図１では、従来技術に即して配置された、第１のブラシ１に対して角度β’だけずらして配置されている第３のブラシ３’が線で消されて示されている。これは、本発明に相応して配置された第３のブラシ３が有している、中性帯からの低減された回転を示すために示されている。
【００１４】
図２は、本発明の直流モータの計算された作動特性曲線を示している。ここで図２ａは第１の段階における作動を示している。すなわち、陽極としての第１のブラシ１と陰極としての第２のブラシ２を有している。図２ｂは、第２の段階における作動を示している。すなわち、陽極としての第３のブラシ３と陰極としての第４のブラシ４を有している。すなわち第１の段階において、直流モータはブラシ位置０°（機械的）における陽極とブラシ位置１８０°／ｐ（機械的）における陰極を介して作動される。第２の段階において、本発明の直流モータは例えば４９°／ｐの陽極のブラシ位置（機械的）、すなわち第３のブラシのブラシ位置において、および２２９°／ｐの陰極のブラシ位置（機械的）、すなわち第４のブラシのブラシ位置において作動される。このシフトは、第１のブラシ１のブラシ位置０°（機械的）に関している。
【００１５】
図２および図４に示された電動機の作動特性曲線は、１４Ｖの作動電圧および２０℃の周辺温度に関している。従来技術に即した第１の段階および第２の段階における作動特性曲線（図４ａおよび４ｂ）は、本発明のブラシ配置を有する直流モータのそれとほぼ同じである（図２ａおよび２ｂ）。しかし本発明の直流モータはノイズに関して最適化されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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