ワイパモータ
【課題】ウォームホイールの共通化や成形精度の向上を図りつつ、ギヤの早期摩耗やギヤ欠け等の不具合の発生を抑制する。
【解決手段】運動変換部材４５のギヤハウジング３１の底部側に、セクタギヤ４５ｂの軸心に設けられる歯車軸５１と出力軸４４とを揺動自在に連結する連結板４６を設け、運動変換部材４５の連結部４５ａとセクタギヤ４５ｂとの間に、連結部４５ａをギヤハウジング３１の底部側に配置し、セクタギヤ４５ｂをギヤハウジング３１の開口部側に配置する屈曲部４５ｃを設けた。これにより運動変換部材４５を段差形状に形成して、連結部４５ａをウォームホイール４３に、セクタギヤ４５ｂをギヤカバー３２にそれぞれ近接配置させることができる。
【解決手段】運動変換部材４５のギヤハウジング３１の底部側に、セクタギヤ４５ｂの軸心に設けられる歯車軸５１と出力軸４４とを揺動自在に連結する連結板４６を設け、運動変換部材４５の連結部４５ａとセクタギヤ４５ｂとの間に、連結部４５ａをギヤハウジング３１の底部側に配置し、セクタギヤ４５ｂをギヤハウジング３１の開口部側に配置する屈曲部４５ｃを設けた。これにより運動変換部材４５を段差形状に形成して、連結部４５ａをウォームホイール４３に、セクタギヤ４５ｂをギヤカバー３２にそれぞれ近接配置させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイパ部材を揺動駆動するワイパモータに関し、特に、電動モータの回転運動を揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両のリヤガラスを払拭するリヤワイパ装置は、電動モータの回転運動を揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構を備えたワイパモータを有している。そして、ワイパモータの出力軸にワイパ部材を取り付けてワイパモータを駆動することにより、ワイパ部材をリヤガラスの予め定められた反転位置の間で揺動駆動させることができる。
【０００３】
このようなワイパモータは、有底状に形成されたギヤハウジングとギヤハウジングの開口部を閉塞するギヤカバーとを備え、さらにギヤハウジングに固定される電動モータを有している。ギヤハウジング内には、減速機構および運動変換機構が収容され、減速機構は、電動モータにより回転されるウォームと、ウォームに噛み合うウォームホイールとから形成されている。これにより、ウォームの回転を所定の速度にまで減速して高トルク化し、高トルク化された回転力がウォームホイールから出力される。
【０００４】
一方、運動変換機構は、セクタギヤおよび連結部を備えた運動変換部材と、出力軸に一体回転可能に設けたピニオンギヤおよびセクタギヤの噛み合いを保持する連結板とから形成されている。運動変換部材の連結部は、ウォームホイールの回転中心軸から離れた位置にある連結軸に回転自在に連結され、連結板は、セクタギヤの軸心にある歯車軸および、ピニオンギヤとともに回転する出力軸の双方に回転自在に連結されている。これにより、電動モータを駆動すると、ウォームホイールが回転して運動変換部材が揺動運動し、これに伴いセクタギヤに噛み合うピニオンギヤ、つまり出力軸が揺動するようになっている。
【０００５】
このような運動変換機構を備えたワイパモータとしては、例えば、特許文献１および特許文献２に記載された技術が知られている。
【０００６】
特許文献１に記載のワイパモータは、平板状の動力変換部材（運動変換部材）を備え、ギヤケース（ギヤハウジング）の底部側から、揺動プレート（連結板），出力ギヤ（ピニオンギヤ）に噛み合うセクタギヤ部（セクタギヤ）を有する動力変換部材（運動変換部材）の順で配置されている。つまり、ギヤケースの底部と動力変換部材との間で連結板を揺動させる構造を採っている。また、減速機構を形成するウォームホイールはギヤケースの最深部に回転自在に設けられ、出力軸の軸方向に沿うウォームホイールと動力変換部材との間の距離が長くなっている。よって、揺動プレートの揺動スペースを確保するために、軸方向に部分的に突出する突出部をウォームホイールに一体に形成し、この突出部に連結軸を介して動力変換部材を回転自在に連結している。
【０００７】
特許文献２に記載のワイパモータは、特許文献１に記載のワイパモータとは逆に、ギヤケースの底部側から、出力ギヤに噛み合うセクタギヤを有する動力変換部材，連結板の順で配置されている。つまり、動力変換部材と、ギヤケースを閉塞するケースカバーとの間で連結板を揺動させる構造を採っている。これにより、特許文献１に比してウォームホイールと動力変換部材との間の連結板の揺動スペースを省略し、ウォームホイールと動力変換部材とを近接配置させている。よって、ウォームホイールの軸方向に部分的に突出する突出部を形成する必要が無く、ウォームホイールの共通化が図れる。つまり、動力変換部材を連結するための連結軸を、ウォームホイールに複数の設置パターンで配置可能として、これにより車種に応じてワイパ部材の揺動位置を変更可能、つまり一のウォームホイールで複数車種に対応できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−０８８７７６号公報（図１，図２）
【特許文献２】特開２００７−１８９７５９号公報（図１，図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のワイパモータによれば、ウォームホイールに部分的に突出する突出部を形成するため、ウォームホイールに連結軸を複数の設置パターンで配置できず、ウォームホイールの共通化ができなかった。また、ウォームホイールはプラスチック等の樹脂材料を射出成形して形成されることが多く、特に肉厚部となる突出部にはヒケ現象（溶融樹脂が冷やされて硬化する時に生じる収縮）が発生し易い。このヒケ現象が発生した場合には、ウォームホイールの成形精度の低下を招き、ひいてはワイパモータからの異音発生等の問題が生じ得る。
【００１０】
特許文献２に記載のワイパモータによれば、ウォームホイールは部分的に突出する突出部を備えないため、特許文献１に記載のワイパモータのようなヒケ現象の発生は抑制できる。その一方で、連結板がギヤカバー側に配置されるため、ギヤケースの出力軸案内部（ボス部）から離れた位置で連結板が揺動することになる。つまり、出力軸のギヤカバー側の先端部分に電動モータの駆動力が負荷されるため、仮に積雪等によりワイパ部材から大きな外力が出力軸に作用した時には出力軸が撓む虞がある。この場合には、セクタギヤと出力ギヤとの噛み合いが浅くなり、ひいてはギヤの早期摩耗やギヤ欠け等の不具合が発生するという問題が生じ得る。
【００１１】
本発明の目的は、ウォームホイールの共通化や成形精度の向上を図りつつ、ギヤの早期摩耗やギヤ欠け等の不具合の発生を抑制できるワイパモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のワイパモータは、電動モータの回転運動を揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構を備え、前記出力軸に取り付けられるワイパ部材を予め定められた反転位置の間で揺動駆動するワイパモータであって、前記運動変換機構を収容する有底状のギヤハウジングと、前記ギヤハウジングの開口部を閉塞するギヤカバーと、前記出力軸に一体回転可能に設けられ、前記ギヤハウジング内に収容されるピニオンギヤと、前記ギヤハウジング内に延び、前記電動モータにより回転されるウォームと、前記ギヤハウジング内に回転自在に収容され、前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、前記ウォームホイールの回転中心軸から離れた位置に設けられる連結軸と、前記連結軸に回転自在に連結される連結部および前記ピニオンギヤと噛み合うセクタギヤを有する運動変換部材と、前記運動変換部材の前記ギヤハウジングの底部側に設けられ、前記セクタギヤの軸心に設けられる歯車軸と前記出力軸とを揺動自在に連結する連結板と、前記運動変換部材の前記連結部と前記セクタギヤとの間に設けられ、前記連結部を前記ギヤハウジングの底部側に配置し、前記セクタギヤを前記ギヤハウジングの開口部側に配置する屈曲部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明のワイパモータは、前記運動変換部材と前記ギヤカバーとの間に、前記運動変換部材と前記ギヤカバーとの摺動を円滑にする摺動案内部材を装着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のワイパモータによれば、運動変換部材のギヤハウジングの底部側に、セクタギヤの軸心に設けられる歯車軸と出力軸とを揺動自在に連結する連結板を設け、運動変換部材の連結部とセクタギヤとの間に、連結部をギヤハウジングの底部側に配置し、セクタギヤをギヤハウジングの開口部側に配置する屈曲部を設けている。これにより運動変換部材を段差形状に形成して、連結部をウォームホイールに、セクタギヤをギヤカバーにそれぞれ近接配置させることができる。
【００１５】
したがって、ウォームホイールには、従前（特許文献１）のように突出部を形成する必要が無くなり、ウォームホイールを突出部の無い面一形状に形成できる。よって、複数の設置パターンで連結軸を配置できるようになり、ひいてはウォームホイールの共通化を図ることができる。また、ウォームホイールには突出部を形成しなくて済むため、ヒケ現象の発生を抑制してウォームホイールの成形精度を向上できる。さらに、出力軸の軸方向に沿うセクタギヤとウォームホイールとの間に連結板の揺動スペースを確保でき、従前（特許文献２）のように運動変換部材とケースカバーとの間で連結板を揺動させなくて済む。よって、セクタギヤとピニオンギヤとの噛み合いが浅くなることに起因するギヤの早期摩耗やギヤ欠け等の不具合の発生を抑制することができる。
【００１６】
本発明のワイパモータによれば、運動変換部材とギヤカバーとの間に、運動変換部材とギヤカバーとの摺動を円滑にする摺動案内部材を装着するので、運動変換部材のギヤカバーに対する相対移動をスムーズにして、電動モータへの負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施の形態に係るワイパモータを示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２の破線円Ｂ部を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図１のワイパモータにおける運動変換機構の組み付け手順を説明する説明図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１のワイパモータにおける運動変換機構の動作状態を説明する説明図である。
【図６】第２実施の形態に係るワイパモータにおける運動変換機構の組み付け手順を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１は第１実施の形態に係るワイパモータを示す正面図を、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図を、図３は図２の破線円Ｂ部を拡大して示す拡大断面図をそれぞれ表している。
【００２０】
図１に示すワイパモータ１０は、自動車等の車両のリヤウィンドガラスを払拭するためのリヤワイパ装置（図示せず）の駆動源として用いられるもので、ワイパモータ１０は、電動モータとしてのモータ部２０とギヤユニット部３０とを備えている。
【００２１】
モータ部２０は、鋼板等の磁性材料をプレス加工（深絞り加工）することにより、有底筒状に形成されたモータケース２１を備えており、その内部には、断面が略円弧形状に形成された一対の永久磁石２２が対向して固定されている。各永久磁石２２の内側には、コイル２３が所定の巻き方で巻装されたアーマチュア２４が回転自在に設けられ、アーマチュア２４の回転中心には回転軸としてのアーマチュア軸２５が貫通して固定されている。
【００２２】
アーマチュア軸２５の軸方向に沿う略中間部分には、筒状のコンミテータ（整流子）２６が固定され、コンミテータ２６にはコイル２３の端部が電気的に接続されている。コンミテータ２６の外周部分には、一対のブラシ２７が摺接するようになっており、これにより車載コントローラ（図示せず）から各ブラシ２７に駆動電流を供給することで、コンミテータ２６を介してコイル２３に駆動電流が流れ、アーマチュア２４に回転力（電磁力）が発生し、ひいてはアーマチュア軸２５が所定の回転方向／回転速度で回転する。
【００２３】
アーマチュア軸２５は、モータケース２１から突出してギヤユニット部３０のギヤハウジング３１内に延びており、アーマチュア軸２５の突出端側（図中左端側）の外周面には、螺旋状の歯部２８ａを有するウォーム２８が一体に形成されている。ここで、ウォーム２８は、例えば、転造加工等により形成されている。ウォーム２８は、モータ部２０への駆動電流の供給により、アーマチュア軸２５と一体回転する。
【００２４】
図１〜図３に示すように、ギヤユニット部３０は、有底状に形成されたギヤハウジング３１と、ギヤハウジング３１内に回転自在に収容されたギヤ機構４０と、ギヤハウジング３１の開口部を閉塞するギヤカバー３２とから形成されている。ここで、ギヤ機構４０は、減速機構４１と運動変換機構４２とから形成されている。
【００２５】
減速機構４１は、アーマチュア軸２５に形成されたウォーム２８と、ギヤハウジング３１内に回転自在に収容されたウォームホイール４３とから形成されている。ウォームホイール４３は、溶融したプラスチック等の樹脂材料を射出成形することにより形成され、ギヤハウジング３１の底部面積の略半分を占める大径の歯車（ヘリカルギヤ）となっている。ウォームホイール４３の径方向外側には歯部４３ａが形成され、歯部４３ａはウォーム２８の歯部２８ａに噛み合わされている。これにより、アーマチュア軸２５の回転が所定の速度にまで減速され、高トルク化された回転力がウォームホイール４３から出力される。
【００２６】
ウォームホイール４３は、ギヤハウジング３１の底面Ｐ１よりもさらに深底となった深底収容部３１ａ内に収容されている。ウォームホイール４３の回転中心軸４３ｂは、ギヤハウジング３１の深底収容部３１ａの底部を貫通するとともに、ギヤハウジング３１に回転自在に支持されている。
【００２７】
ウォームホイール４３の回転中心軸４３ｂから径方向外側に所定量離れた位置には、連結軸としての有底の連結孔４３ｃが形成されている。連結孔４３ｃは、ウォームホイール４３の周方向に沿って４箇所に設けられ、各連結孔４３ｃはそれぞれ回転中心軸４３ｂからの距離が同じ距離となっている。
【００２８】
ウォームホイール４３の軸方向に沿う厚さ寸法は、ギヤハウジング３１の深底収容部３１ａの深さ寸法と略同じ寸法に設定され、ウォームホイール４３の側面Ｐ２、つまり、各連結孔４３ｃの上面（図２，図３中下面）は、ギヤハウジング３１の底面Ｐ１とその軸方向位置が略一致している。また、ウォームホイール４３の側面Ｐ２は面一形状に形成され、側面Ｐ２を基準位置として側面Ｐ２から外側に向けて突出する突出部は存在しない。したがって、ウォームホイール４３を射出成形する際に、従前のような突出部の成形に起因するヒケ現象の発生を抑制して、ウォームホイール４３の成形精度を向上させている。
【００２９】
運動変換機構４２は、出力軸４４のピニオンギヤ４４ｃ，運動変換部材４５，連結板４６，摺動案内部材４７を備えている。運動変換機構４２は、モータ部２０（アーマチュア軸２５）の回転運動を、減速機構４１を介して揺動運動に変換し、出力軸４４（ワイパ部材）に伝達するものである。
【００３０】
図２に示すように、出力軸４４は鋼鉄製の丸棒からなり、基端側がギヤハウジング３１内に配置され、先端側がギヤハウジング３１外に延出されている。出力軸４４は、ギヤハウジング３１に一体に設けられたボス部３１ｂに回転自在に支持されている。出力軸４４とボス部３１ｂとの間には、ゴム製のシール部材４８が装着され、シール部材４８は雨水や埃等がギヤハウジング３１内に進入するのを阻止している。
【００３１】
出力軸４４の先端側（図中上側）には、ワイパ部材を形成するワイパアーム（図示せず）の基端側が相対回転不能に固定されるセレーション部４４ａおよび、ワイパアームの基端側を出力軸４４に固定するための固定ねじ（図示せず）がねじ結合される雄ねじ部４４ｂが一体に設けられている。
【００３２】
出力軸４４の基端側（図中下側）には、焼結材料等により形成されたピニオンギヤ４４ｃが一体回転可能に設けられ、ピニオンギヤ４４ｃは、小径の平歯車により形成されている。ピニオンギヤ４４ｃの中心部分には、椀状に形成された樹脂キャップ４９が装着され、樹脂キャップ４９はギヤカバー３２の内側面を摺接するようになっている。樹脂キャップ４９は、ピニオンギヤ４４ｃのギヤカバー３２に対する相対回転を円滑にする役割を果たすものである。
【００３３】
運動変換部材４５は、鉄板等の金属材料により段差形状（階段形状）に形成され、連結部４５ａ，セクタギヤ４５ｂおよび屈曲部４５ｃを備えている。
【００３４】
連結部４５ａはウォームホイール４３側に配置され、連結部４５ａには、ウォームホイール４３の連結孔４３ｃに回転自在に差し込まれる連結ピン５０が固定されている。つまり、連結部４５ａは連結ピン５０を介して連結孔４３ｃに回転自在に連結されている。ここで、連結ピン５０の差し込み位置は複数の設置パターンに設定可能、つまり各連結孔４３ｃの内の任意の連結孔４３ｃに差し込み可能となっており、これにより、車種に応じてワイパ部材の揺動位置や停止位置等を変更できるようになっている。
【００３５】
セクタギヤ４５ｂは略扇形の平歯車であり、ピニオンギヤ４４ｃと噛み合わされて、セクタギヤ４５ｂの軸心には歯車軸５１が固定されている。屈曲部４５ｃは、連結部４５ａとセクタギヤ４５ｂとの間に設けられ、屈曲部４５ｃは、連結部４５ａをギヤハウジング３１の底部側（底面Ｐ１側）に配置し、セクタギヤ４５ｂをギヤハウジング３１の開口部側（ギヤカバー３２側）に配置している。
【００３６】
運動変換部材４５のセクタギヤ４５ｂにおけるギヤハウジング３１の底面Ｐ１側には、鋼板等をプレス成形することにより所定形状に形成された連結板４６が設けられている。連結板４６の長手方向両側には、第１ピン孔４６ａおよび第２ピン孔４６ｂが形成されており、第１ピン孔４６ａには出力軸４４が揺動自在に装着され、第２ピン孔４６ｂには運動変換部材４５の歯車軸５１が揺動自在に装着されている。このように、連結板４６は、出力軸４４と歯車軸５１とを揺動自在に連結するようになっている。
【００３７】
ここで、第１ピン孔４６ａと第２ピン孔４６ｂとの間の距離は、セクタギヤ４５ｂのピッチ円半径寸法とピニオンギヤ４４ｃのピッチ円半径寸法との和に設定され、したがって、連結板４６は、各ギヤ４４ｃ，４５ｂの噛み合い部Ｇの噛み合い状態をがたつくこと無く保持するようになっている。
【００３８】
ウォームホイール４３の側面Ｐ２とセクタギヤ４５ｂの側面Ｐ３との間の距離は、屈曲部４５ｃにより連結板４６の板厚よりも長い長さ寸法となっており、ウォームホイール４３の側面Ｐ２とセクタギヤ４５ｂの側面Ｐ３との間には、図３に示すように高さ寸法ｈの揺動スペースＳが形成されている。揺動スペースＳは、ワイパモータ１０を駆動した際の連結板４６の揺動を許容するスペースであり、これにより連結板４６はギヤハウジング３１の底部側と運動変換部材４５との間を揺動可能となっている。
【００３９】
摺動案内部材４７は、プラスチック等の樹脂材料により所定形状に形成され、運動変換部材４５のギヤカバー３２側に装着、つまり、運動変換部材４５とギヤカバー３２との間に設けられている。摺動案内部材４７は、ギヤカバー３２の内側面を摺接し、これにより、運動変換部材４５のギヤカバー３２に対する摺動（相対移動）を円滑にしている。
【００４０】
摺動案内部材４７は、運動変換部材４５の段差形状に倣って段差形状に形成され、運動変換部材４５のギヤカバー３２側の略全面を覆っている。摺動案内部材４７には、運動変換部材４５の連結部４５ａに固定された連結ピン５０に装着される第１キャップ部４７ａと、運動変換部材４５のセクタギヤ４５ｂに固定された歯車軸５１に装着される第２キャップ部４７ｂとを備えている。これにより、摺動案内部材４７を運動変換部材４５の形状に沿わせてずれることなく精度良く装着可能となっている。なお、摺動案内部材４７の第２キャップ部４７ｂ側が、ギヤカバー３２に摺接するようになっている。
【００４１】
次に、ワイパモータ１０を形成する運動変換機構４２の組み付け手順について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４２】
図４は図１のワイパモータにおける運動変換機構の組み付け手順を説明する説明図を表している。なお、図４においては、説明を分かり易くするために、モータケース２１，ギヤハウジング３１およびギヤカバー３２等を省略している。
【００４３】
図４に示すように、まず、アーマチュア軸２５やウォームホイール４３等を、モータケース２１およびギヤハウジング３１（図１参照）のそれぞれに組み付けたワイパモータサブ組立体ＳＡ１を準備する。また、出力軸４４にピニオンギヤ４４ｃや連結板４６を装着した出力軸組立体ＳＡ２を準備する。さらに、連結ピン５０および歯車軸５１を固定した運動変換部材４５、および摺動案内部材４７を準備する。
【００４４】
次いで、図中矢印（１）に示すように、出力軸４４の雄ねじ部４４ｂ側を、ギヤハウジング３１の開口部側から臨ませて、ギヤハウジング３１のボス部３１ｂに出力軸４４を挿入する。その後、図中矢印（２）に示すように、運動変換部材４５を臨ませて、ウォームホイール４３の各連結孔４３ｃの内の仕様に見合った連結孔４３ｃを選択して連結ピン５０を装着し、さらに歯車軸５１を連結板４６の第２ピン孔４６ｂに装着する。このとき、ウォームホイール４３および連結板４６の位置を適宜調整し、連結ピン５０および歯車軸５１をそれぞれ装着し易いようにしておく。これにより、ギヤハウジング３１内でピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとが噛み合わされる。
【００４５】
次いで、図中矢印（３）に示すように、摺動案内部材４７を臨ませて、運動変換部材４５に装着する。このとき、摺動案内部材４７の第１キャップ部４７ａを連結ピン５０に、第２キャップ部４７ｂを歯車軸５１にそれぞれ対応させるようにする。なお、摺動案内部材４７には引っかけ爪４７ｃが一体に設けられ、この引っかけ爪４７ｃを運動変換部材４５に引っかけることにより、摺動案内部材４７の運動変換部材４５からの脱落が防止される。これにより、運動変換機構４２のギヤハウジング３１への組み付けが完了する。
【００４６】
次に、以上のように形成したワイパモータ１０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４７】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１のワイパモータにおける運動変換機構の動作状態を説明する説明図を表している。なお、図５においては、説明を分かり易くするために、主要部品以外の構成部品を省略している。
【００４８】
運転者等によりワイパスイッチ（図示せず）を操作すると、図１に示すモータ部２０に駆動電流が供給され、ウォーム２８の回転がウォームホイール４３に伝達される。すると、図５（ａ）に示す状態、つまりワイパ部材の位置が下反転位置（格納位置）にある状態から、ウォームホイール４３が図中矢印Iに示す方向（時計回り方向）に高トルク化された状態で回転する。これに伴い、運動変換部材４５の連結部４５ａも時計回り方向に回転する。
【００４９】
その後、セクタギヤ４５ｂが揺動運動して、セクタギヤ４５ｂに噛み合うピニオンギヤ４４ｃが回転中心Ｃを中心に時計回り方向に揺動する。これにより、出力軸４４に取り付けられたワイパ部材が矢印Ｍ１の方向に揺動し、下反転位置（格納位置）から上反転位置に向かって揺動し始める。
【００５０】
その後、図５（ｂ）の矢印IIに示すように、さらにウォームホイール４３が時計回り方向への回転を進めると、揺動スペースＳ（図３参照）内を連結板４６が揺動しつつ、連結板４６はウォームホイール４３とセクタギヤ４５ｂとの間に入り込む。そして、ピニオンギヤ４４ｃにおいても回転中心Ｃを中心に揺動を続ける。これにより、出力軸４４に取り付けられたワイパ部材が矢印Ｍ２の方向に揺動を続け、上反転位置に近づいていく。
【００５１】
このとき、屈曲部４５ｃによりウォームホイール４３とセクタギヤ４５ｂとの間には充分な揺動スペースＳが確保されているため、連結板４６とウォームホイール４３とが干渉することは無い。また、仮にワイパ部材に積雪等により大きな負荷が掛かったとしても、連結板４６はギヤハウジング３１の底部側に配置されているので出力軸４４が撓むようなことは無く、各ギヤ４４ｃ，４５ｂの噛み合いが浅くなるようなことは無い。
【００５２】
次いで、図５（ｃ）の矢印IIIに示すように、さらにウォームホイール４３が時計回り方向への回転を進めると、セクタギヤ４５ｂの揺動運動に伴ってピニオンギヤ４４ｃが反時計回り方向に回転し始める。ここで、ピニオンギヤ４４ｃの回転方向が切り替わる切り替えポイントは、ワイパ部材が上反転位置にあるポイントとなっている。その後、出力軸４４に取り付けられたワイパ部材が矢印Ｍ３の方向に揺動し、上反転位置から下反転位置（格納位置）に向かって揺動し始める。このようにして、ウォームホイール４３（モータ部２０）の回転運動が運動変換機構４２により揺動運動に変換されて出力軸４４、つまりワイパ部材に伝達される。これにより、ワイパ部材はリヤウィンドガラス上の予め定められた反転位置の間（払拭範囲）で揺動駆動されて、リヤウィンドガラスに付着した雨水や埃等を払拭することができる。
【００５３】
以上のように形成した第１実施の形態に係るワイパモータ１０によれば、運動変換部材４５のギヤハウジング３１の底部側に、セクタギヤ４５ｂの軸心に設けられる歯車軸５１と出力軸４４とを揺動自在に連結する連結板４６を設け、運動変換部材４５の連結部４５ａとセクタギヤ４５ｂとの間に、連結部４５ａをギヤハウジング３１の底部側に配置し、セクタギヤ４５ｂをギヤハウジング３１の開口部側に配置する屈曲部４５ｃを設けた。これにより運動変換部材４５を段差形状に形成して、連結部４５ａをウォームホイール４３に、セクタギヤ４５ｂをギヤカバー３２にそれぞれ近接配置させることができる。
【００５４】
したがって、ウォームホイール４３には、従前（特許文献１）のように突出部を形成する必要が無くなり、ウォームホイール４３を突出部の無い面一形状に形成できる。よって、複数の設置パターンで連結孔４３ｃを配置できるようになり、ひいてはウォームホイール４３の共通化を図ることができる。また、ウォームホイール４３には突出部を形成しなくて済むため、ヒケ現象の発生を抑制してウォームホイール４３の成形精度を向上できる。さらに、出力軸４４の軸方向に沿うセクタギヤ４５ｂとウォームホイール４３との間に連結板４６の揺動スペースＳを確保でき、従前（特許文献２）のように運動変換部材とケースカバーとの間で連結板を揺動させなくて済む。よって、セクタギヤ４５ｂとピニオンギヤ４４ｃとの噛み合いが浅くなることに起因するギヤの早期摩耗やギヤ欠け等の不具合の発生を抑制することができる。
【００５５】
また、第１実施の形態に係るワイパモータ１０によれば、運動変換部材４５とギヤカバー３２との間に、運動変換部材４５とギヤカバー３２との摺動を円滑にする摺動案内部材４７を装着したので、運動変換部材４５のギヤカバー３２に対する相対移動をスムーズにして、モータ部２０への負荷を軽減することができる。
【００５６】
次に、本発明の第２実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
図６は第２実施の形態に係るワイパモータにおける運動変換機構の組み付け手順を説明する説明図を表している。
【００５８】
第２実施の形態に係るワイパモータにおいては、上述した第１実施の形態に比して、ウォームホイールの形状のみが異なっている。図６に示すように、ウォームホイール６０は、第１実施の形態に係るウォームホイール４３（図４参照）に比して、ウォームホイール６０の軸方向に沿う各連結孔４３ｃを有する部分の厚み寸法のみを厚くし、歯部４３ａの厚み寸法が相対的に薄くなっている点が異なっている。つまり、ウォームホイール６０は、歯部４３ａと各連結孔４３ｃを有する部分とで２段構造を採用している。なお、この場合のウォームホイール６０の基準位置は、図示の通り側面Ｐ４となっている。
【００５９】
以上のように形成した第２実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。第２実施の形態においては、これに加えて、連結ピン５０の長さ寸法を長くすることができる。したがって、ウォームホイール６０と運動変換部材４５との振れを効果的に抑えることができる。よって、各ギヤをより正確に噛み合わせることができ、ワイパモータ１０（図１参照）の長寿命化を図ることが可能となる。
【００６０】
本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、ウォームホイール４３，６０に連結孔４３ｃを周方向に沿って４個設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、ウォームホイールの剛性上許容できる範囲内であれば、その個数を自由に設定することができる。
【００６１】
また、上記各実施の形態においては、焼結材料等により形成されたピニオンギヤ４４ｃと鉄板等の金属材料により形成された運動変換部材４５とを示したが、本発明はこれに限らず、ピニオンギヤ４４ｃと運動変換部材４５とは、プラスチック等の樹脂材料により形成したものとすることができる。
【００６２】
さらに、本発明は、アーマチュア軸２５がモータ部２０とギヤユニット部３０との間で分割される形状のものや、モータケース２１に永久磁石が４個以上固定されるものとすることができる。
【００６３】
また、上記各実施の形態においては、ワイパモータ１０を、自動車等の車両のリヤワイパ装置の駆動源に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、自動車等の車両のフロントウィンドガラスを払拭するフロントワイパ装置の駆動源に適用することもできる。
【００６４】
さらに、上記各実施の形態においては、ワイパモータ１０を、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置の駆動源としたものを示したが、本発明はこれに限らず、鉄道車両や航空機，船舶等に搭載されるワイパ装置の駆動源としても用いることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０ ワイパモータ
２０ モータ部（電動モータ）
２１ モータケース
２２ 永久磁石
２３ コイル
２４ アーマチュア
２５ アーマチュア軸
２６ コンミテータ
２７ ブラシ
２８ ウォーム
２８ａ 歯部
３０ ギヤユニット部
３１ ギヤハウジング
３１ａ 深底収容部
３１ｂ ボス部
３２ ギヤカバー
４０ ギヤ機構
４１ 減速機構
４２ 運動変換機構
４３ ウォームホイール
４３ａ 歯部
４３ｂ 回転中心軸
４３ｃ 連結孔（連結軸）
４４ 出力軸
４４ａ セレーション部
４４ｂ 雄ねじ部
４４ｃ ピニオンギヤ
４５ 運動変換部材
４５ａ 連結部
４５ｂ セクタギヤ
４５ｃ 屈曲部
４６ 連結板
４６ａ 第１ピン孔
４６ｂ 第２ピン孔
４７ 摺動案内部材
４７ａ 第１キャップ部
４７ｂ 第２キャップ部
４７ｃ 引っかけ爪
４８ シール部材
４９ 樹脂キャップ
５０ 連結ピン
５１ 歯車軸
６０ ウォームホイール
Ｇ 噛み合い部
Ｓ 揺動スペース
Ｐ１ 底面
Ｐ２〜Ｐ４ 側面
ＳＡ１ ワイパモータサブ組立体
ＳＡ２ 出力軸組立体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイパ部材を揺動駆動するワイパモータに関し、特に、電動モータの回転運動を揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両のリヤガラスを払拭するリヤワイパ装置は、電動モータの回転運動を揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構を備えたワイパモータを有している。そして、ワイパモータの出力軸にワイパ部材を取り付けてワイパモータを駆動することにより、ワイパ部材をリヤガラスの予め定められた反転位置の間で揺動駆動させることができる。
【０００３】
このようなワイパモータは、有底状に形成されたギヤハウジングとギヤハウジングの開口部を閉塞するギヤカバーとを備え、さらにギヤハウジングに固定される電動モータを有している。ギヤハウジング内には、減速機構および運動変換機構が収容され、減速機構は、電動モータにより回転されるウォームと、ウォームに噛み合うウォームホイールとから形成されている。これにより、ウォームの回転を所定の速度にまで減速して高トルク化し、高トルク化された回転力がウォームホイールから出力される。
【０００４】
一方、運動変換機構は、セクタギヤおよび連結部を備えた運動変換部材と、出力軸に一体回転可能に設けたピニオンギヤおよびセクタギヤの噛み合いを保持する連結板とから形成されている。運動変換部材の連結部は、ウォームホイールの回転中心軸から離れた位置にある連結軸に回転自在に連結され、連結板は、セクタギヤの軸心にある歯車軸および、ピニオンギヤとともに回転する出力軸の双方に回転自在に連結されている。これにより、電動モータを駆動すると、ウォームホイールが回転して運動変換部材が揺動運動し、これに伴いセクタギヤに噛み合うピニオンギヤ、つまり出力軸が揺動するようになっている。
【０００５】
このような運動変換機構を備えたワイパモータとしては、例えば、特許文献１および特許文献２に記載された技術が知られている。
【０００６】
特許文献１に記載のワイパモータは、平板状の動力変換部材（運動変換部材）を備え、ギヤケース（ギヤハウジング）の底部側から、揺動プレート（連結板），出力ギヤ（ピニオンギヤ）に噛み合うセクタギヤ部（セクタギヤ）を有する動力変換部材（運動変換部材）の順で配置されている。つまり、ギヤケースの底部と動力変換部材との間で連結板を揺動させる構造を採っている。また、減速機構を形成するウォームホイールはギヤケースの最深部に回転自在に設けられ、出力軸の軸方向に沿うウォームホイールと動力変換部材との間の距離が長くなっている。よって、揺動プレートの揺動スペースを確保するために、軸方向に部分的に突出する突出部をウォームホイールに一体に形成し、この突出部に連結軸を介して動力変換部材を回転自在に連結している。
【０００７】
特許文献２に記載のワイパモータは、特許文献１に記載のワイパモータとは逆に、ギヤケースの底部側から、出力ギヤに噛み合うセクタギヤを有する動力変換部材，連結板の順で配置されている。つまり、動力変換部材と、ギヤケースを閉塞するケースカバーとの間で連結板を揺動させる構造を採っている。これにより、特許文献１に比してウォームホイールと動力変換部材との間の連結板の揺動スペースを省略し、ウォームホイールと動力変換部材とを近接配置させている。よって、ウォームホイールの軸方向に部分的に突出する突出部を形成する必要が無く、ウォームホイールの共通化が図れる。つまり、動力変換部材を連結するための連結軸を、ウォームホイールに複数の設置パターンで配置可能として、これにより車種に応じてワイパ部材の揺動位置を変更可能、つまり一のウォームホイールで複数車種に対応できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−０８８７７６号公報（図１，図２）
【特許文献２】特開２００７−１８９７５９号公報（図１，図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のワイパモータによれば、ウォームホイールに部分的に突出する突出部を形成するため、ウォームホイールに連結軸を複数の設置パターンで配置できず、ウォームホイールの共通化ができなかった。また、ウォームホイールはプラスチック等の樹脂材料を射出成形して形成されることが多く、特に肉厚部となる突出部にはヒケ現象（溶融樹脂が冷やされて硬化する時に生じる収縮）が発生し易い。このヒケ現象が発生した場合には、ウォームホイールの成形精度の低下を招き、ひいてはワイパモータからの異音発生等の問題が生じ得る。
【００１０】
特許文献２に記載のワイパモータによれば、ウォームホイールは部分的に突出する突出部を備えないため、特許文献１に記載のワイパモータのようなヒケ現象の発生は抑制できる。その一方で、連結板がギヤカバー側に配置されるため、ギヤケースの出力軸案内部（ボス部）から離れた位置で連結板が揺動することになる。つまり、出力軸のギヤカバー側の先端部分に電動モータの駆動力が負荷されるため、仮に積雪等によりワイパ部材から大きな外力が出力軸に作用した時には出力軸が撓む虞がある。この場合には、セクタギヤと出力ギヤとの噛み合いが浅くなり、ひいてはギヤの早期摩耗やギヤ欠け等の不具合が発生するという問題が生じ得る。
【００１１】
本発明の目的は、ウォームホイールの共通化や成形精度の向上を図りつつ、ギヤの早期摩耗やギヤ欠け等の不具合の発生を抑制できるワイパモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のワイパモータは、電動モータの回転運動を揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構を備え、前記出力軸に取り付けられるワイパ部材を予め定められた反転位置の間で揺動駆動するワイパモータであって、前記運動変換機構を収容する有底状のギヤハウジングと、前記ギヤハウジングの開口部を閉塞するギヤカバーと、前記出力軸に一体回転可能に設けられ、前記ギヤハウジング内に収容されるピニオンギヤと、前記ギヤハウジング内に延び、前記電動モータにより回転されるウォームと、前記ギヤハウジング内に回転自在に収容され、前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、前記ウォームホイールの回転中心軸から離れた位置に設けられる連結軸と、前記連結軸に回転自在に連結される連結部および前記ピニオンギヤと噛み合うセクタギヤを有する運動変換部材と、前記運動変換部材の前記ギヤハウジングの底部側に設けられ、前記セクタギヤの軸心に設けられる歯車軸と前記出力軸とを揺動自在に連結する連結板と、前記運動変換部材の前記連結部と前記セクタギヤとの間に設けられ、前記連結部を前記ギヤハウジングの底部側に配置し、前記セクタギヤを前記ギヤハウジングの開口部側に配置する屈曲部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明のワイパモータは、前記運動変換部材と前記ギヤカバーとの間に、前記運動変換部材と前記ギヤカバーとの摺動を円滑にする摺動案内部材を装着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のワイパモータによれば、運動変換部材のギヤハウジングの底部側に、セクタギヤの軸心に設けられる歯車軸と出力軸とを揺動自在に連結する連結板を設け、運動変換部材の連結部とセクタギヤとの間に、連結部をギヤハウジングの底部側に配置し、セクタギヤをギヤハウジングの開口部側に配置する屈曲部を設けている。これにより運動変換部材を段差形状に形成して、連結部をウォームホイールに、セクタギヤをギヤカバーにそれぞれ近接配置させることができる。
【００１５】
したがって、ウォームホイールには、従前（特許文献１）のように突出部を形成する必要が無くなり、ウォームホイールを突出部の無い面一形状に形成できる。よって、複数の設置パターンで連結軸を配置できるようになり、ひいてはウォームホイールの共通化を図ることができる。また、ウォームホイールには突出部を形成しなくて済むため、ヒケ現象の発生を抑制してウォームホイールの成形精度を向上できる。さらに、出力軸の軸方向に沿うセクタギヤとウォームホイールとの間に連結板の揺動スペースを確保でき、従前（特許文献２）のように運動変換部材とケースカバーとの間で連結板を揺動させなくて済む。よって、セクタギヤとピニオンギヤとの噛み合いが浅くなることに起因するギヤの早期摩耗やギヤ欠け等の不具合の発生を抑制することができる。
【００１６】
本発明のワイパモータによれば、運動変換部材とギヤカバーとの間に、運動変換部材とギヤカバーとの摺動を円滑にする摺動案内部材を装着するので、運動変換部材のギヤカバーに対する相対移動をスムーズにして、電動モータへの負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施の形態に係るワイパモータを示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２の破線円Ｂ部を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図１のワイパモータにおける運動変換機構の組み付け手順を説明する説明図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１のワイパモータにおける運動変換機構の動作状態を説明する説明図である。
【図６】第２実施の形態に係るワイパモータにおける運動変換機構の組み付け手順を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１は第１実施の形態に係るワイパモータを示す正面図を、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図を、図３は図２の破線円Ｂ部を拡大して示す拡大断面図をそれぞれ表している。
【００２０】
図１に示すワイパモータ１０は、自動車等の車両のリヤウィンドガラスを払拭するためのリヤワイパ装置（図示せず）の駆動源として用いられるもので、ワイパモータ１０は、電動モータとしてのモータ部２０とギヤユニット部３０とを備えている。
【００２１】
モータ部２０は、鋼板等の磁性材料をプレス加工（深絞り加工）することにより、有底筒状に形成されたモータケース２１を備えており、その内部には、断面が略円弧形状に形成された一対の永久磁石２２が対向して固定されている。各永久磁石２２の内側には、コイル２３が所定の巻き方で巻装されたアーマチュア２４が回転自在に設けられ、アーマチュア２４の回転中心には回転軸としてのアーマチュア軸２５が貫通して固定されている。
【００２２】
アーマチュア軸２５の軸方向に沿う略中間部分には、筒状のコンミテータ（整流子）２６が固定され、コンミテータ２６にはコイル２３の端部が電気的に接続されている。コンミテータ２６の外周部分には、一対のブラシ２７が摺接するようになっており、これにより車載コントローラ（図示せず）から各ブラシ２７に駆動電流を供給することで、コンミテータ２６を介してコイル２３に駆動電流が流れ、アーマチュア２４に回転力（電磁力）が発生し、ひいてはアーマチュア軸２５が所定の回転方向／回転速度で回転する。
【００２３】
アーマチュア軸２５は、モータケース２１から突出してギヤユニット部３０のギヤハウジング３１内に延びており、アーマチュア軸２５の突出端側（図中左端側）の外周面には、螺旋状の歯部２８ａを有するウォーム２８が一体に形成されている。ここで、ウォーム２８は、例えば、転造加工等により形成されている。ウォーム２８は、モータ部２０への駆動電流の供給により、アーマチュア軸２５と一体回転する。
【００２４】
図１〜図３に示すように、ギヤユニット部３０は、有底状に形成されたギヤハウジング３１と、ギヤハウジング３１内に回転自在に収容されたギヤ機構４０と、ギヤハウジング３１の開口部を閉塞するギヤカバー３２とから形成されている。ここで、ギヤ機構４０は、減速機構４１と運動変換機構４２とから形成されている。
【００２５】
減速機構４１は、アーマチュア軸２５に形成されたウォーム２８と、ギヤハウジング３１内に回転自在に収容されたウォームホイール４３とから形成されている。ウォームホイール４３は、溶融したプラスチック等の樹脂材料を射出成形することにより形成され、ギヤハウジング３１の底部面積の略半分を占める大径の歯車（ヘリカルギヤ）となっている。ウォームホイール４３の径方向外側には歯部４３ａが形成され、歯部４３ａはウォーム２８の歯部２８ａに噛み合わされている。これにより、アーマチュア軸２５の回転が所定の速度にまで減速され、高トルク化された回転力がウォームホイール４３から出力される。
【００２６】
ウォームホイール４３は、ギヤハウジング３１の底面Ｐ１よりもさらに深底となった深底収容部３１ａ内に収容されている。ウォームホイール４３の回転中心軸４３ｂは、ギヤハウジング３１の深底収容部３１ａの底部を貫通するとともに、ギヤハウジング３１に回転自在に支持されている。
【００２７】
ウォームホイール４３の回転中心軸４３ｂから径方向外側に所定量離れた位置には、連結軸としての有底の連結孔４３ｃが形成されている。連結孔４３ｃは、ウォームホイール４３の周方向に沿って４箇所に設けられ、各連結孔４３ｃはそれぞれ回転中心軸４３ｂからの距離が同じ距離となっている。
【００２８】
ウォームホイール４３の軸方向に沿う厚さ寸法は、ギヤハウジング３１の深底収容部３１ａの深さ寸法と略同じ寸法に設定され、ウォームホイール４３の側面Ｐ２、つまり、各連結孔４３ｃの上面（図２，図３中下面）は、ギヤハウジング３１の底面Ｐ１とその軸方向位置が略一致している。また、ウォームホイール４３の側面Ｐ２は面一形状に形成され、側面Ｐ２を基準位置として側面Ｐ２から外側に向けて突出する突出部は存在しない。したがって、ウォームホイール４３を射出成形する際に、従前のような突出部の成形に起因するヒケ現象の発生を抑制して、ウォームホイール４３の成形精度を向上させている。
【００２９】
運動変換機構４２は、出力軸４４のピニオンギヤ４４ｃ，運動変換部材４５，連結板４６，摺動案内部材４７を備えている。運動変換機構４２は、モータ部２０（アーマチュア軸２５）の回転運動を、減速機構４１を介して揺動運動に変換し、出力軸４４（ワイパ部材）に伝達するものである。
【００３０】
図２に示すように、出力軸４４は鋼鉄製の丸棒からなり、基端側がギヤハウジング３１内に配置され、先端側がギヤハウジング３１外に延出されている。出力軸４４は、ギヤハウジング３１に一体に設けられたボス部３１ｂに回転自在に支持されている。出力軸４４とボス部３１ｂとの間には、ゴム製のシール部材４８が装着され、シール部材４８は雨水や埃等がギヤハウジング３１内に進入するのを阻止している。
【００３１】
出力軸４４の先端側（図中上側）には、ワイパ部材を形成するワイパアーム（図示せず）の基端側が相対回転不能に固定されるセレーション部４４ａおよび、ワイパアームの基端側を出力軸４４に固定するための固定ねじ（図示せず）がねじ結合される雄ねじ部４４ｂが一体に設けられている。
【００３２】
出力軸４４の基端側（図中下側）には、焼結材料等により形成されたピニオンギヤ４４ｃが一体回転可能に設けられ、ピニオンギヤ４４ｃは、小径の平歯車により形成されている。ピニオンギヤ４４ｃの中心部分には、椀状に形成された樹脂キャップ４９が装着され、樹脂キャップ４９はギヤカバー３２の内側面を摺接するようになっている。樹脂キャップ４９は、ピニオンギヤ４４ｃのギヤカバー３２に対する相対回転を円滑にする役割を果たすものである。
【００３３】
運動変換部材４５は、鉄板等の金属材料により段差形状（階段形状）に形成され、連結部４５ａ，セクタギヤ４５ｂおよび屈曲部４５ｃを備えている。
【００３４】
連結部４５ａはウォームホイール４３側に配置され、連結部４５ａには、ウォームホイール４３の連結孔４３ｃに回転自在に差し込まれる連結ピン５０が固定されている。つまり、連結部４５ａは連結ピン５０を介して連結孔４３ｃに回転自在に連結されている。ここで、連結ピン５０の差し込み位置は複数の設置パターンに設定可能、つまり各連結孔４３ｃの内の任意の連結孔４３ｃに差し込み可能となっており、これにより、車種に応じてワイパ部材の揺動位置や停止位置等を変更できるようになっている。
【００３５】
セクタギヤ４５ｂは略扇形の平歯車であり、ピニオンギヤ４４ｃと噛み合わされて、セクタギヤ４５ｂの軸心には歯車軸５１が固定されている。屈曲部４５ｃは、連結部４５ａとセクタギヤ４５ｂとの間に設けられ、屈曲部４５ｃは、連結部４５ａをギヤハウジング３１の底部側（底面Ｐ１側）に配置し、セクタギヤ４５ｂをギヤハウジング３１の開口部側（ギヤカバー３２側）に配置している。
【００３６】
運動変換部材４５のセクタギヤ４５ｂにおけるギヤハウジング３１の底面Ｐ１側には、鋼板等をプレス成形することにより所定形状に形成された連結板４６が設けられている。連結板４６の長手方向両側には、第１ピン孔４６ａおよび第２ピン孔４６ｂが形成されており、第１ピン孔４６ａには出力軸４４が揺動自在に装着され、第２ピン孔４６ｂには運動変換部材４５の歯車軸５１が揺動自在に装着されている。このように、連結板４６は、出力軸４４と歯車軸５１とを揺動自在に連結するようになっている。
【００３７】
ここで、第１ピン孔４６ａと第２ピン孔４６ｂとの間の距離は、セクタギヤ４５ｂのピッチ円半径寸法とピニオンギヤ４４ｃのピッチ円半径寸法との和に設定され、したがって、連結板４６は、各ギヤ４４ｃ，４５ｂの噛み合い部Ｇの噛み合い状態をがたつくこと無く保持するようになっている。
【００３８】
ウォームホイール４３の側面Ｐ２とセクタギヤ４５ｂの側面Ｐ３との間の距離は、屈曲部４５ｃにより連結板４６の板厚よりも長い長さ寸法となっており、ウォームホイール４３の側面Ｐ２とセクタギヤ４５ｂの側面Ｐ３との間には、図３に示すように高さ寸法ｈの揺動スペースＳが形成されている。揺動スペースＳは、ワイパモータ１０を駆動した際の連結板４６の揺動を許容するスペースであり、これにより連結板４６はギヤハウジング３１の底部側と運動変換部材４５との間を揺動可能となっている。
【００３９】
摺動案内部材４７は、プラスチック等の樹脂材料により所定形状に形成され、運動変換部材４５のギヤカバー３２側に装着、つまり、運動変換部材４５とギヤカバー３２との間に設けられている。摺動案内部材４７は、ギヤカバー３２の内側面を摺接し、これにより、運動変換部材４５のギヤカバー３２に対する摺動（相対移動）を円滑にしている。
【００４０】
摺動案内部材４７は、運動変換部材４５の段差形状に倣って段差形状に形成され、運動変換部材４５のギヤカバー３２側の略全面を覆っている。摺動案内部材４７には、運動変換部材４５の連結部４５ａに固定された連結ピン５０に装着される第１キャップ部４７ａと、運動変換部材４５のセクタギヤ４５ｂに固定された歯車軸５１に装着される第２キャップ部４７ｂとを備えている。これにより、摺動案内部材４７を運動変換部材４５の形状に沿わせてずれることなく精度良く装着可能となっている。なお、摺動案内部材４７の第２キャップ部４７ｂ側が、ギヤカバー３２に摺接するようになっている。
【００４１】
次に、ワイパモータ１０を形成する運動変換機構４２の組み付け手順について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４２】
図４は図１のワイパモータにおける運動変換機構の組み付け手順を説明する説明図を表している。なお、図４においては、説明を分かり易くするために、モータケース２１，ギヤハウジング３１およびギヤカバー３２等を省略している。
【００４３】
図４に示すように、まず、アーマチュア軸２５やウォームホイール４３等を、モータケース２１およびギヤハウジング３１（図１参照）のそれぞれに組み付けたワイパモータサブ組立体ＳＡ１を準備する。また、出力軸４４にピニオンギヤ４４ｃや連結板４６を装着した出力軸組立体ＳＡ２を準備する。さらに、連結ピン５０および歯車軸５１を固定した運動変換部材４５、および摺動案内部材４７を準備する。
【００４４】
次いで、図中矢印（１）に示すように、出力軸４４の雄ねじ部４４ｂ側を、ギヤハウジング３１の開口部側から臨ませて、ギヤハウジング３１のボス部３１ｂに出力軸４４を挿入する。その後、図中矢印（２）に示すように、運動変換部材４５を臨ませて、ウォームホイール４３の各連結孔４３ｃの内の仕様に見合った連結孔４３ｃを選択して連結ピン５０を装着し、さらに歯車軸５１を連結板４６の第２ピン孔４６ｂに装着する。このとき、ウォームホイール４３および連結板４６の位置を適宜調整し、連結ピン５０および歯車軸５１をそれぞれ装着し易いようにしておく。これにより、ギヤハウジング３１内でピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとが噛み合わされる。
【００４５】
次いで、図中矢印（３）に示すように、摺動案内部材４７を臨ませて、運動変換部材４５に装着する。このとき、摺動案内部材４７の第１キャップ部４７ａを連結ピン５０に、第２キャップ部４７ｂを歯車軸５１にそれぞれ対応させるようにする。なお、摺動案内部材４７には引っかけ爪４７ｃが一体に設けられ、この引っかけ爪４７ｃを運動変換部材４５に引っかけることにより、摺動案内部材４７の運動変換部材４５からの脱落が防止される。これにより、運動変換機構４２のギヤハウジング３１への組み付けが完了する。
【００４６】
次に、以上のように形成したワイパモータ１０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４７】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１のワイパモータにおける運動変換機構の動作状態を説明する説明図を表している。なお、図５においては、説明を分かり易くするために、主要部品以外の構成部品を省略している。
【００４８】
運転者等によりワイパスイッチ（図示せず）を操作すると、図１に示すモータ部２０に駆動電流が供給され、ウォーム２８の回転がウォームホイール４３に伝達される。すると、図５（ａ）に示す状態、つまりワイパ部材の位置が下反転位置（格納位置）にある状態から、ウォームホイール４３が図中矢印Iに示す方向（時計回り方向）に高トルク化された状態で回転する。これに伴い、運動変換部材４５の連結部４５ａも時計回り方向に回転する。
【００４９】
その後、セクタギヤ４５ｂが揺動運動して、セクタギヤ４５ｂに噛み合うピニオンギヤ４４ｃが回転中心Ｃを中心に時計回り方向に揺動する。これにより、出力軸４４に取り付けられたワイパ部材が矢印Ｍ１の方向に揺動し、下反転位置（格納位置）から上反転位置に向かって揺動し始める。
【００５０】
その後、図５（ｂ）の矢印IIに示すように、さらにウォームホイール４３が時計回り方向への回転を進めると、揺動スペースＳ（図３参照）内を連結板４６が揺動しつつ、連結板４６はウォームホイール４３とセクタギヤ４５ｂとの間に入り込む。そして、ピニオンギヤ４４ｃにおいても回転中心Ｃを中心に揺動を続ける。これにより、出力軸４４に取り付けられたワイパ部材が矢印Ｍ２の方向に揺動を続け、上反転位置に近づいていく。
【００５１】
このとき、屈曲部４５ｃによりウォームホイール４３とセクタギヤ４５ｂとの間には充分な揺動スペースＳが確保されているため、連結板４６とウォームホイール４３とが干渉することは無い。また、仮にワイパ部材に積雪等により大きな負荷が掛かったとしても、連結板４６はギヤハウジング３１の底部側に配置されているので出力軸４４が撓むようなことは無く、各ギヤ４４ｃ，４５ｂの噛み合いが浅くなるようなことは無い。
【００５２】
次いで、図５（ｃ）の矢印IIIに示すように、さらにウォームホイール４３が時計回り方向への回転を進めると、セクタギヤ４５ｂの揺動運動に伴ってピニオンギヤ４４ｃが反時計回り方向に回転し始める。ここで、ピニオンギヤ４４ｃの回転方向が切り替わる切り替えポイントは、ワイパ部材が上反転位置にあるポイントとなっている。その後、出力軸４４に取り付けられたワイパ部材が矢印Ｍ３の方向に揺動し、上反転位置から下反転位置（格納位置）に向かって揺動し始める。このようにして、ウォームホイール４３（モータ部２０）の回転運動が運動変換機構４２により揺動運動に変換されて出力軸４４、つまりワイパ部材に伝達される。これにより、ワイパ部材はリヤウィンドガラス上の予め定められた反転位置の間（払拭範囲）で揺動駆動されて、リヤウィンドガラスに付着した雨水や埃等を払拭することができる。
【００５３】
以上のように形成した第１実施の形態に係るワイパモータ１０によれば、運動変換部材４５のギヤハウジング３１の底部側に、セクタギヤ４５ｂの軸心に設けられる歯車軸５１と出力軸４４とを揺動自在に連結する連結板４６を設け、運動変換部材４５の連結部４５ａとセクタギヤ４５ｂとの間に、連結部４５ａをギヤハウジング３１の底部側に配置し、セクタギヤ４５ｂをギヤハウジング３１の開口部側に配置する屈曲部４５ｃを設けた。これにより運動変換部材４５を段差形状に形成して、連結部４５ａをウォームホイール４３に、セクタギヤ４５ｂをギヤカバー３２にそれぞれ近接配置させることができる。
【００５４】
したがって、ウォームホイール４３には、従前（特許文献１）のように突出部を形成する必要が無くなり、ウォームホイール４３を突出部の無い面一形状に形成できる。よって、複数の設置パターンで連結孔４３ｃを配置できるようになり、ひいてはウォームホイール４３の共通化を図ることができる。また、ウォームホイール４３には突出部を形成しなくて済むため、ヒケ現象の発生を抑制してウォームホイール４３の成形精度を向上できる。さらに、出力軸４４の軸方向に沿うセクタギヤ４５ｂとウォームホイール４３との間に連結板４６の揺動スペースＳを確保でき、従前（特許文献２）のように運動変換部材とケースカバーとの間で連結板を揺動させなくて済む。よって、セクタギヤ４５ｂとピニオンギヤ４４ｃとの噛み合いが浅くなることに起因するギヤの早期摩耗やギヤ欠け等の不具合の発生を抑制することができる。
【００５５】
また、第１実施の形態に係るワイパモータ１０によれば、運動変換部材４５とギヤカバー３２との間に、運動変換部材４５とギヤカバー３２との摺動を円滑にする摺動案内部材４７を装着したので、運動変換部材４５のギヤカバー３２に対する相対移動をスムーズにして、モータ部２０への負荷を軽減することができる。
【００５６】
次に、本発明の第２実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
図６は第２実施の形態に係るワイパモータにおける運動変換機構の組み付け手順を説明する説明図を表している。
【００５８】
第２実施の形態に係るワイパモータにおいては、上述した第１実施の形態に比して、ウォームホイールの形状のみが異なっている。図６に示すように、ウォームホイール６０は、第１実施の形態に係るウォームホイール４３（図４参照）に比して、ウォームホイール６０の軸方向に沿う各連結孔４３ｃを有する部分の厚み寸法のみを厚くし、歯部４３ａの厚み寸法が相対的に薄くなっている点が異なっている。つまり、ウォームホイール６０は、歯部４３ａと各連結孔４３ｃを有する部分とで２段構造を採用している。なお、この場合のウォームホイール６０の基準位置は、図示の通り側面Ｐ４となっている。
【００５９】
以上のように形成した第２実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。第２実施の形態においては、これに加えて、連結ピン５０の長さ寸法を長くすることができる。したがって、ウォームホイール６０と運動変換部材４５との振れを効果的に抑えることができる。よって、各ギヤをより正確に噛み合わせることができ、ワイパモータ１０（図１参照）の長寿命化を図ることが可能となる。
【００６０】
本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、ウォームホイール４３，６０に連結孔４３ｃを周方向に沿って４個設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、ウォームホイールの剛性上許容できる範囲内であれば、その個数を自由に設定することができる。
【００６１】
また、上記各実施の形態においては、焼結材料等により形成されたピニオンギヤ４４ｃと鉄板等の金属材料により形成された運動変換部材４５とを示したが、本発明はこれに限らず、ピニオンギヤ４４ｃと運動変換部材４５とは、プラスチック等の樹脂材料により形成したものとすることができる。
【００６２】
さらに、本発明は、アーマチュア軸２５がモータ部２０とギヤユニット部３０との間で分割される形状のものや、モータケース２１に永久磁石が４個以上固定されるものとすることができる。
【００６３】
また、上記各実施の形態においては、ワイパモータ１０を、自動車等の車両のリヤワイパ装置の駆動源に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、自動車等の車両のフロントウィンドガラスを払拭するフロントワイパ装置の駆動源に適用することもできる。
【００６４】
さらに、上記各実施の形態においては、ワイパモータ１０を、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置の駆動源としたものを示したが、本発明はこれに限らず、鉄道車両や航空機，船舶等に搭載されるワイパ装置の駆動源としても用いることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０ ワイパモータ
２０ モータ部（電動モータ）
２１ モータケース
２２ 永久磁石
２３ コイル
２４ アーマチュア
２５ アーマチュア軸
２６ コンミテータ
２７ ブラシ
２８ ウォーム
２８ａ 歯部
３０ ギヤユニット部
３１ ギヤハウジング
３１ａ 深底収容部
３１ｂ ボス部
３２ ギヤカバー
４０ ギヤ機構
４１ 減速機構
４２ 運動変換機構
４３ ウォームホイール
４３ａ 歯部
４３ｂ 回転中心軸
４３ｃ 連結孔（連結軸）
４４ 出力軸
４４ａ セレーション部
４４ｂ 雄ねじ部
４４ｃ ピニオンギヤ
４５ 運動変換部材
４５ａ 連結部
４５ｂ セクタギヤ
４５ｃ 屈曲部
４６ 連結板
４６ａ 第１ピン孔
４６ｂ 第２ピン孔
４７ 摺動案内部材
４７ａ 第１キャップ部
４７ｂ 第２キャップ部
４７ｃ 引っかけ爪
４８ シール部材
４９ 樹脂キャップ
５０ 連結ピン
５１ 歯車軸
６０ ウォームホイール
Ｇ 噛み合い部
Ｓ 揺動スペース
Ｐ１ 底面
Ｐ２〜Ｐ４ 側面
ＳＡ１ ワイパモータサブ組立体
ＳＡ２ 出力軸組立体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの回転運動を揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構を備え、前記出力軸に取り付けられるワイパ部材を予め定められた反転位置の間で揺動駆動するワイパモータであって、
前記運動変換機構を収容する有底状のギヤハウジングと、
前記ギヤハウジングの開口部を閉塞するギヤカバーと、
前記出力軸に一体回転可能に設けられ、前記ギヤハウジング内に収容されるピニオンギヤと、
前記ギヤハウジング内に延び、前記電動モータにより回転されるウォームと、
前記ギヤハウジング内に回転自在に収容され、前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、
前記ウォームホイールの回転中心軸から離れた位置に設けられる連結軸と、
前記連結軸に回転自在に連結される連結部および前記ピニオンギヤと噛み合うセクタギヤを有する運動変換部材と、
前記運動変換部材の前記ギヤハウジングの底部側に設けられ、前記セクタギヤの軸心に設けられる歯車軸と前記出力軸とを揺動自在に連結する連結板と、
前記運動変換部材の前記連結部と前記セクタギヤとの間に設けられ、前記連結部を前記ギヤハウジングの底部側に配置し、前記セクタギヤを前記ギヤハウジングの開口部側に配置する屈曲部とを備えることを特徴とするワイパモータ。
【請求項２】
請求項１記載のワイパモータにおいて、前記運動変換部材と前記ギヤカバーとの間に、前記運動変換部材と前記ギヤカバーとの摺動を円滑にする摺動案内部材を装着することを特徴とするワイパモータ。
【請求項１】
電動モータの回転運動を揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構を備え、前記出力軸に取り付けられるワイパ部材を予め定められた反転位置の間で揺動駆動するワイパモータであって、
前記運動変換機構を収容する有底状のギヤハウジングと、
前記ギヤハウジングの開口部を閉塞するギヤカバーと、
前記出力軸に一体回転可能に設けられ、前記ギヤハウジング内に収容されるピニオンギヤと、
前記ギヤハウジング内に延び、前記電動モータにより回転されるウォームと、
前記ギヤハウジング内に回転自在に収容され、前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、
前記ウォームホイールの回転中心軸から離れた位置に設けられる連結軸と、
前記連結軸に回転自在に連結される連結部および前記ピニオンギヤと噛み合うセクタギヤを有する運動変換部材と、
前記運動変換部材の前記ギヤハウジングの底部側に設けられ、前記セクタギヤの軸心に設けられる歯車軸と前記出力軸とを揺動自在に連結する連結板と、
前記運動変換部材の前記連結部と前記セクタギヤとの間に設けられ、前記連結部を前記ギヤハウジングの底部側に配置し、前記セクタギヤを前記ギヤハウジングの開口部側に配置する屈曲部とを備えることを特徴とするワイパモータ。
【請求項２】
請求項１記載のワイパモータにおいて、前記運動変換部材と前記ギヤカバーとの間に、前記運動変換部材と前記ギヤカバーとの摺動を円滑にする摺動案内部材を装着することを特徴とするワイパモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−８４２５１（Ｐ２０１１−８４２５１Ａ）
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４０４８１（Ｐ２００９−２４０４８１）
【出願日】平成２１年１０月１９日（２００９．１０．１９）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１９日（２００９．１０．１９）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
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