БЕСЩЕТОЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ
BRUSHLESS WIPER ENGINE

Область техники
Изобретение относится к бесщеточному двигателю стеклоочистителя, который приводит в движение элемент стеклоочистителя, расположенный на ветровом стекле, для выполнения качательного движения.
Предшествующий уровень техники
Как правило, устройство стеклоочистителя устанавливают на транспортном средстве, таком как автомобиль, для удаления дождевой воды, пыли и т.п. с ветрового стекла. Устройство стеклоочистителя включает в себя элемент стеклоочистителя, расположенный на ветровом стекле, и двигатель стеклоочистителя для приведения в движение элемента стеклоочистителя с целью поворота. Двигатель стеклоочистителя приводится в движение оператором с целью вращения посредством включения переключателя стеклоочистителя внутри транспортного средства. Таким образом, элемент стеклоочистителя выполнен с возможностью выполнения качательного движения на ветровом стекле для удаления постороннего вещества.
Пример двигателя стеклоочистителя, описанного выше, раскрыт в патентном документе 1 (JP 2010-093977, фиг. 3). Двигатель стеклоочистителя (механизм уменьшения частоты вращения, оборудованный двигателем стеклоочистителя), описанный в патентном документе 1, включает в себя двигательную часть и часть для уменьшения частоты вращения. Двигательная часть включает в себя корпус ярма, выполненный из металла, и статор, имеющий обмотку, которая закреплена внутри корпуса ярма. Кроме того, внутри статора установлен ротор с возможностью вращения. Другими словами, двигательная часть двигателя стеклоочистителя, описанная в патентном документе 1, выполняет функцию бесщеточного двигателя.
С другой стороны, часть для уменьшения частоты вращения включает в себя корпус редуктора, выполненный из алюминия, и участок червяка, обеспеченный на поворотном валу ротора, и червячное колесо, входящее в зацепление с участком червяка, которые расположены в корпусе редуктора. Участок червяка и червячное колесо совместно образуют механизм уменьшения частоты вращения, при этом механизм уменьшения частоты вращения выполнен с возможностью уменьшения частоты вращения поворотного вала для увеличения крутящего момента, и вращение с увеличенным крутящим моментом передается наружу через выходной вал, соединенный с червячным колесом.
Раскрытие изобретения
Задачи, решаемые изобретением
Необходимо отметить, что, поскольку двигатель стеклоочистителя устанавливают на транспортных средствах различных размеров от легковых автомобилей до крупногабаритных транспортных средств, желательно, чтобы он имел небольшие размеры и небольшую массу для повышения эксплуатационной гибкости. Кроме того, поскольку на транспортном средстве и т.п. устанавливают различные электронные устройства, желательно обеспечить максимальное подавление электромагнитных помех, которые создаются во время приведения в действие двигателя стеклоочистителя. Таким образом, в качестве двигателя стеклоочистителя, описанного в патентном документе 1, упомянутом выше, в качестве двигательной части выбран бесщеточный двигатель.
Однако в вышеупомянутом двигателе стеклоочистителя (бесщеточном двигателе стеклоочистителя), описанном в патентном документе 1, поскольку корпус ярма, выполненный из металла, и корпус редуктора, выполненный из алюминия, соединены друг с другом, часть тепла, передаваемого на корпус ярма, передается на корпус редуктора и рассеивается наружу через корпус редуктора. Другими словами, существует необходимость усовершенствования вышеупомянутого двигателя стеклоочистителя, описанного в патентном документе 1, для более эффективного рассеивания тепла, передаваемого на корпус ярма и наружу.
Посредством передачи тепла на корпус ярма с обеспечением более эффективного рассеивания тепла наружу можно повысить устойчивость бесщеточного двигателя стеклоочистителя к воздействию тепла и, как результат, можно выполнять стабильную непрерывную эксплуатацию в течение длительного периода времени, удовлетворяя требования к уменьшению размера и снижению веса бесщеточного двигателя стеклоочистителя и подавлению электромагнитных помех.
Задачей изобретения является создание бесщеточного двигателя стеклоочистителя, который может быть усовершенствован применительно к размерам и массе, подавлению электромагнитных помех и повышению устойчивости к воздействию тепла.
Средства для решения задач
Объектом изобретения является бесщеточный двигатель стеклоочистителя, который приводит в движение элемент стеклоочистителя для выполнения качательного движения, содержащий: корпус двигателя, в котором закреплена неподвижная часть; поворотную часть, расположенную с возможностью вращения в неподвижной части; редуктор, передающий вращение поворотной части на элемент стеклоочистителя; и корпус редуктора, в котором расположен редуктор, причем корпус двигателя и корпус редуктора выполнены из алюминия.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения корпус двигателя снабжен установочным участком для поддержания вала, на котором установлен элемент для поддержания вала, при этом элемент для поддержания вала поддерживает с возможностью вращения одну сторону поворотного вала в осевом направлении, и поворотный вал расположен по центру поворотной части.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения корпус редуктора закрыт крышечным элементом, выполненным из алюминия, при этом на крышке редуктора установлена панель управления для управления вращением поворотной части.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, по меньшей мере, на одной из поверхностей, к которым относятся внутренняя окружная поверхность и наружная окружная поверхность корпуса двигателя, выполнен вогнуто-выпуклый участок, увеличивающий площадь поверхности корпуса двигателя.
Эффекты изобретения
Согласно изобретению, поскольку корпус двигателя, в котором закреплена неподвижная часть, и корпус редуктора, в котором размещен механизм редуктора, выполнены из алюминия, большая часть тепла, которая образуется в неподвижной части во время приведения в действие бесщеточного двигателя стеклоочистителя, может рассеиваться непосредственно наружу от корпуса двигателя. Другими словами, по сравнению с известными техническими средствами тепло, передаваемое на корпус двигателя, может эффективно рассеиваться наружу, и корпус двигателя не достигает высокой температуры. Следовательно, могут быть уменьшены размер и масса, обеспечено подавление электромагнитных помех и повышена устойчивость к воздействию тепла. Не требуются дорогостоящие компоненты, способные выдерживать высокие температуры, и могут быть уменьшены расходы на изготовление.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано устройство стеклоочистителя, установленное на транспортном средстве и включающее в себя бесщеточный двигатель стеклоочистителя согласно изобретению;
на фиг. 2 - внешний вид бесщеточного двигателя стеклоочистителя (без крышки редуктора) согласно первому варианту осуществления, вид в перспективе;
на фиг. 3 - разрез (с крышкой редуктора) по линии А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 - разрез по линии В-В на фиг. 3;
на фиг. 5(a) и 5(b) - графики, соответственно показывающие температуру катушки и температуру корпуса в зависимости от материала (черный металл/алюминий) корпуса двигателя;
на фиг. 6(a) и 6(b) - общий вид корпуса двигателя согласно второму варианту осуществления; и
на фиг. 7 - увеличенная часть в разрезе, на котором показаны конструктивные элементы вогнуто-выпуклых частей корпуса двигателя на фиг. 6.
Варианты осуществления изобретения
Первый вариант осуществления
Далее приведено подробное описание первого варианта осуществления изобретения со ссылками на чертежи.
На фиг. 1 показано устройство стеклоочистителя, устанавленное на транспортном средстве и включающее в себя бесщеточный двигатель стеклоочистителя согласно изобретению, на фиг. 2 - внешний вид бесщеточного двигателя стеклоочистителя (без крышки редуктора), вид в перспективе; на фиг. 3 - разрез (с крышкой редуктора) по линии А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез по линии В-В на фиг. 3; на фиг. 5(a) и 5(b) - графики, соответственно показывающие температуру катушки и температуру корпуса в зависимости от материала (черный металл/алюминий) корпуса двигателя.
Как показано на фиг. 1, транспортное средство 10, например автомобиль, имеет переднее стекло (ветровое стекло) 11, устройство 12 стеклоочистителя установлено на переднем концевом участке переднего стекла 11 транспортного средства 10, и устройство 12 стеклоочистителя приводится в действие посредством включения переключателя стеклоочистителя (не показан), расположенного внутри транспортного средства. В результате с переднего стекла 11 удаляются дождевая вода, пыль и другие посторонние вещества.
Устройство 12 стеклоочистителя включает в себя бесщеточный двигатель 20 стеклоочистителя, механизм 14 кинематической передачи для передачи качательного движения бесщеточного двигателя 20 стеклоочистителя на каждый поворотный валик 13а и 13b и пару элементов 15а и 15b стеклоочистителя, при этом концы их оснований соответственно прикреплены к поворотным валикам 13а и 13b, и концы их вершин выполняют возвратно-поступательное движение для очистки переднего стекла 11 посредством качательных движений поворотных валиков 13а и 13b. Элементы 15а и 15b стеклоочистителя соответственно расположены таким образом, чтобы они соответствовали стороне места водителя и стороне места пассажира, и элементы 15а и 15b стеклоочистителя соответственно состоят из рычагов 16а и 16b стеклоочистителей и щеток 17а и 17b стеклоочистителей, прикрепленных к рычагам 16а и 16b стеклоочистителей.
Когда бесщеточный двигатель 20 стеклоочистителя приводится во вращение, качательное движение бесщеточного двигателя 20 стеклоочистителя передается на каждый из поворотных валиков 13а и 13b через механизм 14 кинематической передачи, в результате чего каждый из поворотных валиков 13а и 13b приводится в движение для выполнения качательного движения. Таким образом, движущая сила бесщеточного двигателя 20 стеклоочистителя передается на каждый из элементов 15а и 15b стеклоочистителя, и посторонние вещества, прилипающие к переднему стеклу 11 в зонах 11а и 11b очистки, удаляются щетками 17а и 17b стеклоочистителей.
Как показано на фиг. 2-4, бесщеточный двигатель 20 стеклоочистителя включает в себя двигательную часть 30 и редуктор 40, и двигательная часть 30 и редуктор 40 соединены друг с другом без зазора парой крепежных винтов 18.
Двигательная часть 30 включает в себя корпус 31 двигателя, выполненный из алюминия. Корпус 31 двигателя выполнен в цилиндрической форме с дном посредством процесса глубокой вытяжки пластинчатого элемента из алюминия и имеет дно 32, боковую стенку 33 и отверстие 34. Внутри корпуса 31 двигателя по центру вала в дне 32 выполнен опорный установочный участок (установочный участок для поддержания вала) 32а, на который установлена первая опора (элемент поддержания вала) В1 для поддержания в осевом направлении одной стороны поворотного вала 38 с возможностью его вращения. Опорный установочный участок 32а образован в цилиндрической форме с дном. Посредством установки первой опоры В1 в опорный установочный участок 32а и установки стопорного кольца R в опорный установочный участок 32а первая опора В1 прикреплена к опорному установочному участку 32а.
Боковая стенка 33 включает в себя участок 33а меньшего диаметра и участок 33b большего диаметра. Участок 33а меньшего диаметра расположен на той же стороне корпуса 31 двигателя, что и дно 32 в осевом направлении, а участок 33b большего диаметра расположен на той же стороне корпуса 31 двигателя, что и отверстие 34 в осевом направлении. Между участком 33а меньшего диаметра и участком 33b большего диаметра образована ступень 33с, а фланец 34а образован на той же стороне участка 33b большего диаметра, что и отверстие 34.
Конец статора 35 в осевом направлении упирается в ступень 33с, и ступень 33с обеспечивает расположение статора 35 относительно осевого направления корпуса 31 двигателя. Кроме того, фланец 34а упирается в стыковой фланец 45 корпуса 41 редуктора, так чтобы каждый из крепежных винтов 18 проходил через эти фланцы.
Статор 35 в качестве неподвижного участка прикреплен к корпусу 31 двигателя. Статор 35 выполнен, по существу, в цилиндрической форме посредством наслаивания стальных пластин (не показаны), которые представляют собой множество магнитных тел, и статор 35 имеет наружный окружной участок, контактирующий с корпусом 31 двигателя без зазора 31. Следовательно, тепло, аккумулируемое в статоре 35, может быть эффективно передано на корпус 31 двигателя.
Выполненная из смолы бобина 35а для катушек является изолятором и расположена по периферии статора 35. Кроме того, на бобину 35а для катушек намотаны катушки 35b (не показано детально), соответствующие «U-фазе», «V-фазе» и «W-фазе» (три фазы).
Выполненный из смолы узел 36 шины расположен на другой стороне статора 35 в осевом направлении. Узел 36 шины выполнен в форме кольца, и множество проводящих пластин «Р» (не показано детально), выполненных, по существу, в форме дуги посредством обработки стальных пластин прессованием, заделано в узел 36 шины посредством их заливки. Кроме того, конец каждой катушки 35b электрически соединен с концом каждой проводящей пластины «Р» для образования обмотки соединения звездой (Y-соединение). Способ соединения каждой катушки 35b не ограничивается до соединения звездой, как указано выше, и может быть другим способом соединения, например дельта-соединения (соединения треугольником).
С другой стороны, три переключающих элемента SW (соответствующие U-фазе, V-фазе и W-фазе), установленные на панели 60 управления, помещенной в крышку 50 редуктора, электрически соединены с другим концом каждой проводящей пластины «Р». Другими словами, узел 36 шины собирает концы катушек 35b, имеет функцию токосъемника и выполнен с возможностью электрического соединения каждой катушки 35b с панелью 60 управления.
Внутри статора 35 с заданным зазором (воздушным зазором) в качестве поворотной части установлен ротор 37 с возможностью вращения. Ротор 37 образован, по существу, в столбчатой форме посредством наслаивания множества стальных пластин (не показаны), которые являются магнитным материалом. Как показано на фиг. 3 и 4, множество постоянных магнитов 37а (шесть полюсов в этом варианте выполнения), каждый из которых имеет в сечении, по существу, форму дуги, прикреплено к передней поверхности ротора 37.
Постоянные магниты 37а размещены равномерно (с шагом 60 градусов), так чтобы полюса были поочередно расположены в окружном направлении ротора 37. Как описано выше, бесщеточный двигатель имеет SPM (поверхностный постоянный магнит)-конструкцию с множеством постоянных магнитов 37а, прикрепленных к передней поверхности ротора 37, используемого в бесщеточном двигателе 20 стеклоочистителя. Однако двигатель согласно изобретению не ограничивается до бесщеточного двигателя, имеющего SPM-конструкцию, и изобретение может быть применено для бесщеточного двигателя, имеющего IPM (внутренний постоянный магнит)-конструкцию с множеством постоянных магнитов, заделанных в ротор 37.
По центру ротора 37 проходит поворотный вал 38, который закреплен в этом роторе. Одна сторона (правая сторона на фиг. 3) поворотного вала 38 в осевом направлении поддерживается с возможностью вращения первой опорой В1, установленной на опорном установочном участке 32а корпуса 32 двигателя. Первая опора В1 выполнена, например, из спеченного металла, подвергнутого процессу пропитки маслом, и контактирует как с поворотным валом 38, так и с корпусом 31 двигателя. Следовательно, тепло, аккумулируемое в поворотном валу 38, эффективно передается на корпус 31 двигателя через первую опору В1.
В то же время другая сторона (левая сторона на фиг. 3) поворотного вала 38 проходит внутрь корпуса 41 редуктора, образующего часть 40 редуктора. Участок поворотного вала 38, проходящий внутрь корпуса 41 редуктора, т.е. участок поворотного вала 38 с другой стороны в осевом направлении, расположенный в корпусе 41 редуктора, и, по существу, центральный участок, поддерживаются с возможностью вращения второй и третьей опорами В2 и ВЗ, обеспеченными в корпусе 41 редуктора. В частности, вторая опора В2 образует часть корпуса 41 редуктора, т.е. другая сторона поворотного вала 38 в осевом направлении поддерживается с возможностью вращения непосредственно корпусом 41 редуктора. Следовательно, тепло, аккумулируемое в поворотном валу 38, эффективно передается на корпус 31 двигателя.
Кроме того, на другой стороне поворотного вала 38 в осевом направлении и между опорами В2 и B3 как неотъемлемая часть выполнен червяк 38а, образующий часть механизма SD уменьшения частоты вращения (механизма редуктора). По существу, центральный участок червяка 38а в осевом направлении имеет меньший диаметр по сравнению с диаметрами обоих концевых участков червяка 38а в осевом направлении (суженная форма), тем самым обеспечивая уменьшение диаметра червячного колеса 46, т.е. уменьшение размера и массы бесщеточного двигателя 20 стеклоочистителя и обеспечивая при этом надежное зацепление с червячным колесом 46 (см. фиг. 2).
Участок 40 редуктора включает в себя корпус 41 редуктора, выполненный из алюминия. Корпус 41 редуктора выполнен, по существу, в форме ванной с дном посредством заливки расплавленного алюминиевого материала в форму, и имеет дно 42, боковую стенку 43 и отверстие 44.
Стыковой фланец 45 расположен на той же стороне корпуса 41 редуктора, как и двигательная часть 30, обращен к фланцу 34а корпуса 31 двигателя и упирается во фланец 34а. Фланец 34а и стыковой фланец 45 соединены друг с другом без зазора крепежными винтами 18, и тепло, аккумулируемое в статоре 35 и других компонентах, может легко переноситься от одного компонента к другому. Другими словами, тепло внутри бесщеточного двигателя 20 стеклоочистителя может легко рассеиваться наружу.
Поскольку корпус 31 двигателя и корпус 41 редуктора выполнены из алюминия, их коэффициенты линейного расширения являются одинаковыми. Следовательно, даже при изменении температурных условий эксплуатации или образовании тепла бесщеточным двигателем 20 стеклоочистителя в результате длительного периода эксплуатации между корпусом 31 двигателя и корпусом 41 редуктора зазор не образуется. Другими словами, из-за изменения температуры не ухудшаются уплотняющие характеристики между ними.
Как показано на фиг. 2, червячное колесо 46 расположено с возможностью вращения в корпусе 41 редуктора. Червячное колесо 46 выполнено, по существу, в форме диска из смолы, например из пластика ПОМ (полиацеталь), и зубья 46а (не показаны детально) образованы на его наружном окружном участке. Червяк 38а входит в зацепление с зубьями 46а червячного колеса 46, и червячное колесо 46 и червяк 38а совместно образуют механизм SD уменьшения частоты вращения, расположенный в корпусе 41 редуктора.
Конец основания выходного вала 46b закреплен в центре червячного колеса 46, и выходной вал 46b поддерживается с возможностью вращения посредством опоры вала (не показана) в бобышке 42а, выполненной как одно целое с дном 42 корпуса 41 редуктора. Сторона верхнего конца выходного вала 46b проходит снаружи корпуса 41 редуктора, и механизм 14 кинематической передачи (см. фиг. 1) прикреплен к участку верхнего конца выходного вала 46b.
Таким образом, частота вращения поворотного вала 38 уменьшается посредством червяка 38а и червячного колеса 46 (механизм SD уменьшения частоты вращения), и уменьшается выходная мощность для получения высокого крутящего момента, который передается на механизм 14 кинематической передачи энергии через выходной вал 46b, тем самым приводя в движение каждый из элементов 15а и 15b стеклоочистителя для выполнения качательного движения.
Магнит MG датчика, выполненный, по существу, в форме диска, установлен по центру червячного колеса 46 с противоположной стороны от выходного вала 46b. Магнит MG датчика намагничивается в двух полюсах в окружном направлении. Другими словами, в одном 180-градусном диапазоне магнит MG датчика намагничивается в S-полюсе, и в другом 180-градусном диапазоне магнит MG датчика намагничивается в N-полюсе. Магнит MG датчика использован для обнаружения положения вращения выходного вала 46b относительно корпуса 41 редуктора.
Как показано на фиг. 3, отверстие 44 корпуса 41 редуктора закрыто крышкой 50 редуктора (крышечным элементом), выполненной из алюминия. Крышка 50 редуктора включает в себя дно 51 и боковую стенку 52, и дно 51 снабжено множеством ребер 51а охлаждения для улучшения эффекта охлаждения за счет увеличения площади поверхности дна 51. Корпус 41 редуктора и крышка 50 редуктора соединены друг с другом без зазора множеством крепежных винтов (не показаны), и тепло, аккумулируемое в панели 60 управления и других компонентах, может легко переноситься между ними. Другими словами, тепло внутри бесщеточного двигателя 20 стеклоочистителя может легко рассеиваться наружу.
Согласно этому варианту осуществления, поскольку крышка 50 редуктора и корпус 41 редуктора выполнены из алюминия, они имеют одинаковый коэффициент линейного расширения. Следовательно, даже при изменении температурных условий эксплуатации или образовании тепла бесщеточным двигателем 20 стеклоочистителя в результате длительного периода эксплуатации между крышкой 50 редуктора и корпусом 41 редуктора зазор не образуется. Другими словами, из-за изменения температуры не ухудшаются уплотняющие характеристики.
Панель 60 управления для управления вращением ротора 37 помещена в крышку 50 редуктора. Установленный в транспортном средстве аккумулятор (не показан) и переключатель стеклоочистителя электрически соединены с панелью 60 управления с помощью внешнего соединителя (не показан) в транспортном средстве 10, который соединен с участком присоединения соединителя (не показан), выполненным в крышке 50 редуктора.
Панель 60 управления расположена в корпусе 41 редуктора и крышке 50 редуктора, и на панели 60 управления установлены три переключающих элемента SW и другие электронные компоненты ЕР. В частности, переключающие элементы SW, каждый из которых является нагревательным элементом, контактируют без зазора с внутренней стороной крышки 50 редуктора. Таким образом, тепло каждого переключающего элемента SW может эффективно рассеиваться наружу.
Катушки 35b, соответствующие U-фазе, V-фазе и W-фазе, электрически соединены с каждым переключающим элементом SW посредством узла 36 шины. Кроме того, каждый переключающий элемент SW выполнен с полупроводниковым элементом, таким как полевой транзистор ПТ, и, в частности, выполнен с полупроводниковым элементом с положительной стороной (не показан), который соединен с положительным полюсом аккумулятора транспортного средства, и с полупроводниковым элементом с отрицательной стороной (не показан), который соединен с отрицательным полюсом аккумулятора транспортного средства.
На панели 60 управления также установлены чувствительный элемент, обращенный к магниту MG датчика, установленному по центру червячного колеса 46, и центральный процессор (оба не показаны). В качестве примера этого чувствительного элемента используют датчик Холла (Hall IC), который обнаруживает магнитное поле, и чувствительный элемент выполнен с возможностью образования импульсного сигнала (электрического сигнала) с заданным сдвигом фаз согласно вращению магнита MG датчика.
Посредством отслеживания импульсного сигнала от чувствительного элемента центральный процессор обнаруживает положение каждой из щеток 17а и 17b стеклоочистителя (см. фиг. 1) относительно переднего стекла и также управляет включением/выключением каждого переключающего элемента SW для приведения в движение бесщеточного двигателя 20 стеклоочистителя. Таким образом, каждая из щеток 17а и 17b стеклоочистителя может быть остановлена в заданном положении на переднем стекле 11 или переключена на выполнение реверсивной операции.
Далее со ссылкой на чертежи приведено подробное описание изменения режима работы и температуры бесщеточного двигателя 20 стеклоочистителя.
Когда переключающие элементы SW соответственно включаются/выключаются последовательно один за другим центральным процессором, установленным на панели 60 управления, линия магнитной индукции, показанная пунктирными стрелками на фиг. 4, последовательно переключается в окружном направлении корпуса 31 двигателя. Таким образом, в соответствующих катушках 35b в окружном направлении корпуса 31 двигателя последовательно генерируются электромагнитные силы, и, как результат, ротор 37, имеющий установленные в нем постоянные магниты 37а, приводится в движение в заданном направлении вращения с заданной частотой вращения.
Как показано на фиг. 5(a), например, когда приведение во вращение выполняется в течение 2 ч (в течение длительного периода времени) с выходной мощностью двигателя, установленной на 60 Вт (приведение в движение с высокой скоростью), температура катушек 35b в бесщеточном двигателе 20 стеклоочистителя с корпусом 31 двигателя, выполненным из алюминия (y=1,3142х: сплошная линия), составляет приблизительно 83°C, т.е. согласно изобретению. В отличие от этого, когда двигатель стеклоочистителя (сравнительный пример) с корпусом двигателя (не показан), выполненным из черного металла (y=2,3326х: пунктирная линия), приводится во вращение при таких же условиях, температура катушек составляет приблизительно 139°C. Это означает, что, поскольку корпус 31 двигателя выполнен из того же материала, что и корпус 41 редуктора, рассеивание тепла от бесщеточного двигателя 20 стеклоочистителя заметно улучшается с корпусом 31 двигателя, выполненным из алюминия.
Кроме того, было установлено, что аналогично температурным изменениям катушек 35b температура корпуса 31 двигателя изменяется согласно фиг. 5(b). Другими словами, в бесщеточном двигателе 20 стеклоочистителя с корпусом 31 двигателя, выполненным из алюминия (y=0,969х: сплошная линия), температура корпуса 31 двигателя составляет приблизительно 62°C. С другой стороны, в двигателе стеклоочистителя с корпусом двигателя, выполненным из черного металла (y=1,7951х: пунктирная линия), температура корпуса двигателя составляет приблизительно 103°C.
Как подробно описано выше, применительно к бесщеточному двигателю 20 стеклоочистителя согласно первому варианту осуществления, поскольку как корпус 31 двигателя, в котором закреплен статор 35, так и корпус 41 редуктора, в котором расположен механизм SD уменьшения частоты вращения, выполнены из алюминия, большая часть тепла, которое образуется статором 35 во время приведения в действие бесщеточного двигателя 20 стеклоочистителя, может рассеиваться непосредственно наружу от корпуса 31 двигателя. Другими словами, по сравнению с обычным способом тепло, передаваемое на корпус 31 двигателя, может эффективно рассеиваться наружу, и корпус 31 двигателя не достигает высокой температуры. Следовательно, могут быть уменьшены размер и масса, обеспечено подавление электромагнитных помех и повышена устойчивость к воздействию тепла. Не требуются дорогостоящие компоненты, способные выдерживать высокие температуры, и могут быть уменьшены расходы на изготовление.
Второй вариант осуществления
Далее приведено подробное описание второго варианта осуществления изобретения со ссылкой на чертежи. Следует отметить, что те части согласно второму варианту осуществления, которые имеют такое же назначение, как и в первом варианте выполнения, указаны такими же ссылочными обозначениями, и их подробное описание не приведено.
На фиг. 6(a) и 6(b) показан общий вид корпуса двигателя согласно второму варианту осуществления; на фиг. 7 - увеличенная часть в разрезе, на котором показаны конструктивные элементы вогнуто-выпуклых частей корпуса двигателя на фиг. 6(a) и 6(b).
Как показано на заштрихованных участках на фиг. 6(a), 6(b) и 7, второй вариант осуществления отличается первого варианта тем, что для увеличения площади поверхности корпуса 31 двигателя вогнуто-выпуклые участки 70 и 71 выполнены как на внутренней окружной поверхности, так и на наружной окружной поверхности корпуса 31 двигателя. В частности, вогнуто-выпуклые участки 70 и 71 образованы посредством выполнения «процесса придания шероховатости» на внутренней окружной поверхности и наружной окружной поверхности участка 33b большего диаметра в корпусе 31 двигателя. Понятие «процесс придания шероховатости» относится к технологии обработки с целью переноса мелких неровностей, имеющихся на передней поверхности формы (пресс-формы) на внутреннюю окружную поверхность и наружную окружную поверхность участка 33b большего диаметра, когда выполняется процесс глубокой вытяжки (обработка прессованием) корпуса 31 двигателя.
Однако этот способ обработки не ограничивается до «процесса придания шероховатости» и может быть внедрен другой способ обработки при условии, что такая технология обеспечивает образование вогнуто-выпуклого участка на передней поверхности участка 33b большего диаметра. Кроме того, аналогично множеству охлаждающих ребер 51а (см. фиг. 3), выполненных на дне 51 крышки 50 редуктора, множество охлаждающих ребер в виде вогнуто-выпуклого участка может быть обеспечено на наружной окружной поверхности участка 33b большего диаметра.
Кроме того, согласно вышеописанному второму варианту осуществления могут быть обеспечены такие же режимы и эффекты, как и согласно первому варианту осуществления. Помимо этого, согласно второму варианту осуществления, поскольку вогнуто-выпуклые участки 70 и 71 соответственно выполнены на внутренней окружной поверхности и наружной окружной поверхности участка 33b большего диаметра корпуса 31 двигателя, площадь поверхности корпуса 31 двигателя может быть увеличена. Следовательно, тепло, передаваемое на корпус 31 двигателя, может быть более эффективно рассеяно наружу. В результате повышается устойчивость к воздействию тепла.
Кроме того, что касается вогнуто-выпуклого участка 70, образованного на внутренней окружной поверхности участка 33b большего диаметра, этот вогнуто-выпуклый участок 70 обеспечивает «анкерный эффект», когда статор 35 и участок 33b большего диаметра связываются друг с другом связывающим веществом (не показано). Следовательно, может быть улучшена прочность соединения между статором 35 и участком 33b большего диаметра.
Кроме того, посредством вогнуто-выпуклых участков 70 и 71, соответственно выполненных на внутренней окружной поверхности и наружной окружной поверхности участка 33b большего диаметра, может быть повышена жесткость корпуса 31 двигателя. Следовательно, может быть уменьшена масса корпуса 31 двигателя за счет уменьшения толщины пластины корпуса 31 двигателя.
Кроме того, вогнуто-выпуклые участки 70 и 71 соответственно выполнены на внутренней окружной поверхности и наружной окружной поверхности участка 33b большего диаметра, как описано выше, но они не ограничены до этого примера. Может быть выполнен только вогнуто-выпуклый участок 71 на наружной окружной поверхности участка 33b большего диаметра. В этом случае на этапе проектирования первостепенное внимание уделяется повышению способности к рассеиванию тепла от корпуса 31 двигателя. С другой стороны, может быть выполнен только вогнуто-выпуклый участок 70 на внутренней окружной поверхности участка 33b большего диаметра. В этом случае на этапе проектирования первостепенное внимание уделяется повышению прочности связи между статором 35 и участком 33b большего диаметра.
Кроме того, вогнуто-выпуклые участки 70 и 71 выполнены только на большем диаметре 33b, как описано выше, но они не ограничиваются до этого примера. Они могут быть образованы на участке 33а меньшего диаметра или образованы на дне 32.
Изобретение не ограничено до каждого из вышеописанных вариантов осуществления, и, само собой разумеется, что изобретение может быть различным образом изменено без отклонения от объема изобретения. Например, корпус 31 двигателя, выполненный из алюминия, выполнен в цилиндрической форме с дном посредством процесса глубокой вытяжки, как описано выше, но не ограничивается до этого примера. Корпус 31 двигателя может быть выполнен в цилиндрической форме с дном посредством литья под давлением (литья в металлическую форму) или может быть выполнен в цилиндрической форме с дном посредством удаления материала (резки).
Кроме того, согласно вышеуказанным вариантам осуществления бесщеточный двигатель 20 стеклоочистителя использован с источником движения устройства 12 стеклоочистителя для очистки переднего стекла 11 транспортного средства 10. Однако изобретение до этого не ограничено и также может быть применено к источнику движения устройства заднего стеклоочистителя транспортного средства или источнику движения устройства стеклоочистителя железнодорожного вагона, корабля, строительного оборудования и т.п.
Промышленная применимость
Бесщеточный двигатель может быть применен для качательного движения элемента стеклоочистителя, образующего часть устройства стеклоочистителя, с целью очистки ветрового стекла.