ワイパモータ
【課題】ピニオンギヤとセクタギヤとをヘリカルギヤで形成し、より小型化し得るワイパモータを提供する。
【解決手段】ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとを、出力軸４４の軸方向に傾斜する歯部４４ｄ，４５ｃを有するヘリカルギヤとしたので、各ギヤ４４ｃ，４５ｂ同士の噛み合い率を向上させることができる。したがって、モータ部の回転力を出力軸４４に効率よく伝達することができ、さらにはワイパモータの作動時における騒音発生を抑制することができる。また、各ギヤ４４ｃ，４５ｂ同士の噛み合い率が向上するので、高強度の特殊な材料を用いずにピニオンギヤ４４ｃおよびセクタギヤ４５ｂを小型化することができ、よってワイパモータをさらに小型化することができる。
【解決手段】ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとを、出力軸４４の軸方向に傾斜する歯部４４ｄ，４５ｃを有するヘリカルギヤとしたので、各ギヤ４４ｃ，４５ｂ同士の噛み合い率を向上させることができる。したがって、モータ部の回転力を出力軸４４に効率よく伝達することができ、さらにはワイパモータの作動時における騒音発生を抑制することができる。また、各ギヤ４４ｃ，４５ｂ同士の噛み合い率が向上するので、高強度の特殊な材料を用いずにピニオンギヤ４４ｃおよびセクタギヤ４５ｂを小型化することができ、よってワイパモータをさらに小型化することができる。
【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に記載された技術が知られている。特許文献１に記載のワイパモータは、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）と、出力ギヤ（ピニオンギヤ）を有する出力軸とを備え、セクタギヤ部および出力ギヤは、出力軸の軸方向に出力軸と平行に延びる歯部を有している。つまり、セクタギヤ部および出力ギヤは、いずれも平歯車（スパーギヤ）により形成されてそれぞれ噛み合わされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０８８７７６号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に記載されたワイパモータによれば、セクタギヤ部および出力ギヤはそれぞれスパーギヤであるため、例えば、傾斜した歯部を持つヘリカルギヤに比して噛み合い率の低さが問題となっていた。つまり、ギヤの厚み寸法を基準としたときに、スパーギヤの歯部の長さ寸法はヘリカルギヤの歯部の長さ寸法に比して短くなり、これが噛み合い率の低下を招き、ひいてはワイパモータの小型化の阻害要因となるばかりか騒音発生の原因となっていた。
【０００８】
特許文献１に記載のワイパモータにおいて、仮に小型化を実現しようとする場合には、セクタギヤ部および出力ギヤを高強度で成形する必要が生じ、製造コストが上昇する等の問題が生じる。そのため、セクタギヤ部および出力ギヤにスパーギヤを用いたワイパモータにおいては、さらなる小型化には限界がある。
【０００９】
本発明の目的は、ピニオンギヤとセクタギヤとをヘリカルギヤで形成し、より小型化し得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】
【００１０】
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、前記ギヤハウジング内に回転自在に収容され、前記出力軸に一体回転可能に設けられるピニオンギヤと、前記連結軸に回転自在に連結される連結部と前記ピニオンギヤに噛み合うセクタギヤとを有する運動変換部材と、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し、前記ピニオンギヤと前記セクタギヤとの噛み合いを保持する連結板とを備え、前記ピニオンギヤと前記セクタギヤとを、前記出力軸の軸方向に傾斜する歯部を有するヘリカルギヤとすることを特徴とする。
【００１１】
本発明のワイパモータは、前記歯車軸の軸方向両端の少なくともいずれか一方に、前記セクタギヤに作用するスラスト力を受止する受止部材を設けることを特徴とする。
【００１２】
本発明のワイパモータは、前記受止部材は、前記ギヤハウジングおよび前記ギヤカバーの少なくともいずれか一方に摺接し、前記ギヤハウジングおよび前記ギヤカバーの少なくともいずれか一方には、前記受止部材を受ける受け面を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のワイパモータによれば、ピニオンギヤとセクタギヤとを、出力軸の軸方向に傾斜する歯部を有するヘリカルギヤとするので、各ギヤ同士の噛み合い率を向上させることができる。したがって、電動モータの回転力を出力軸に効率よく伝達することができ、さらにはワイパモータの作動時における騒音発生を抑制することができる。また、各ギヤ同士の噛み合い率が向上するので、高強度の特殊な材料を用いずにピニオンギヤおよびセクタギヤを小型化することができ、よってワイパモータをさらに小型化することができる。
【００１４】
本発明のワイパモータによれば、歯車軸の軸方向両端の少なくともいずれか一方に、セクタギヤに作用するスラスト力を受止する受止部材を設けるので、ピニオンギヤとセクタギヤとが出力軸の軸方向にずれるのを防止して、ピニオンギヤとセクタギヤとの噛み合い率が低下することを抑制できる。
【００１５】
本発明のワイパモータによれば、受止部材は、ギヤハウジングおよびギヤカバーの少なくともいずれか一方に摺接し、ギヤハウジングおよびギヤカバーの少なくともいずれか一方には、受止部材を受ける受け面を設けるので、ピニオンギヤとセクタギヤとが出力軸の軸方向にずれるのを防止した状態のもとで、円滑にワイパモータを駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一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】運動変換機構を出力軸の基端側から見た斜視図である。
【図４】運動変換機構を出力軸の先端側から見た斜視図である。
【図５】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６】図２の破線円Ｂ部を拡大して示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一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は運動変換機構を出力軸の基端側から見た斜視図を、図４は運動変換機構を出力軸の先端側から見た斜視図をそれぞれ表している。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図１および図２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。
【００２４】
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スパーギヤとなっている。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。
【００２５】
ウォームホイール４３は、ギヤハウジング３１の深底収容部３１ａ内に収容され、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。
【００２６】
ウォームホイール４３には、ギヤカバー３２側に所定高さで突出する突出部４３ｃが一体に形成され、突出部４３ｃはウォームホイール４３の径方向外側に向けて延びている。突出部４３ｃの径方向内側には、回転中心軸４３ｂを支持する支持孔４３ｄが形成され、突出部４３ｃの径方向外側、つまり回転中心軸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４３ｅが形成されている。
【００２７】
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，摺動案内キャップ４８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。
【００２８】
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、ゴム製等の樹脂材料によるシール部材４９が装着され、シール部材４９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。
【００２９】
出力軸４４の先端側には、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。
【００３０】
出力軸４４の基端側には、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、小径のヘリカルギヤ（斜歯歯車）により形成されている。ピニオンギヤ４４ｃの径方向外側には、図１の網掛部分および図３，図４に示すように、出力軸４４の軸方向に傾斜する歯部４４ｄが形成されている。これにより、歯部４４ｄの軸方向に沿う長さ寸法を充分なものとして噛み合い率の向上を図っている。
【００３１】
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５０が装着され、樹脂キャップ５０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５０は、ピニオンギヤ４４ｃに作用するスラスト力を受止するとともに、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。
【００３２】
運動変換部材４５は、鉄板等の金属材料により平板状に形成され、連結部４５ａおよびセクタギヤ４５ｂを備えている。
【００３３】
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４３ｅに回転自在に差し込まれる連結ピン５１が固定されている。つまり、連結部４５ａは連結ピン５１を介して連結孔４３ｅに回転自在に連結されている。ここで、連結ピン５１と連結孔４３ｅとの間には、相対回転を円滑にするために、所定量の摺動グリス（図示せず）が塗布されている。
【００３４】
セクタギヤ４５ｂは略扇形のヘリカルギヤ（斜歯歯車）であり、ピニオンギヤ４４ｃの歯部４４ｄと噛み合わされて、セクタギヤ４５ｂの軸心には歯車軸５２が固定されている。セクタギヤ４５ｂの径方向外側には、図１の網掛部分および図３，図４に示すように、出力軸４４の軸方向に傾斜する歯部４５ｃが形成されている。これにより、歯部４５ｃの軸方向に沿う長さ寸法を充分なものとして噛み合い率の向上を図っている。
【００３５】
運動変換部材４５におけるギヤハウジング３１の深底収容部３１ａ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５２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５２とを揺動自在に連結するようになっている。
【００３６】
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における歯部４５ｃのピッチ円半径寸法と、ピニオンギヤ４４ｃにおける歯部４４ｄ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（図２参照）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。
【００３７】
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、運動変換部材４５のギヤカバー３２に対する摺動（相対移動）を円滑にするものである。
【００３８】
摺動案内部材４７は、図１および図３に示すように、運動変換部材４５の形状に沿って略同様の形状に形成され、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５１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５２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に精度良く装着することができる。
【００３９】
第１キャップ部４７ａは、連結部４５ａに作用するスラスト力を受止する受止部材として機能し、連結ピン５１とギヤカバー３２との間に配置されてギヤカバー３２の内側を摺接する。また、第２キャップ部４７ｂは、セクタギヤ４５ｂに作用するスラスト力を受止する受止部材として機能し、歯車軸５２とギヤカバー３２との間に配置されてギヤカバー３２の内側に設けられる受け面３２ａを摺接する。
【００４０】
摺動案内部材４７には、さらに一対の把持爪４７ｃと引っかけ爪４７ｄとが一体に形成されている。各把持爪４７ｃは、出力軸４４の軸方向と直交する方向から運動変換部材４５を把持するようになっている。一方、引っかけ爪４７ｄは、図４に示すように、連結板４６に引っかけられて摺動案内部材４７と連結板４６との間に運動変換部材４５を保持するようになっている。これにより、ワイパモータ１０の組み付け工程途中において、摺動案内部材４７が運動変換部材４５から脱落するのを防止できる。
【００４１】
摺動案内キャップ４８は、図２および図４に示すように、プラスチック等の樹脂材料により椀状に形成され、運動変換部材４５の摺動案内部材４７側とは反対側に設けられている。摺動案内キャップ４８は歯車軸５２に装着され、ギヤハウジング３１の底面に設けられる受け面３１ｃに接触している。これにより、摺動案内キャップ４８は、運動変換部材４５のギヤハウジング３１に対する摺動（相対移動）を円滑にしている。摺動案内キャップ４８は、セクタギヤ４５ｂに作用するスラスト力を受止する受止部材として機能し、歯車軸５２とギヤハウジング３１との間に配置されてギヤハウジング３１の内側を摺接するようになっている。
【００４２】
このように、摺動案内キャップ４８および第２キャップ部４７ｂは、いずれもセクタギヤ４５ｂに作用するスラスト力を受止するようになっており、これにより、セクタギヤ４５ｂのピニオンギヤ４４ｃに対する軸方向へのずれを防止して各ギヤ４５ｂ，４４ｃの噛み合い率の低下を抑制している。
【００４３】
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。
【００４４】
図５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５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。
【００４５】
図５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５１および歯車軸５２を固定した運動変換部材４５，摺動案内部材４７および摺動案内キャップ４８を準備する。
【００４６】
次いで、図中矢印（１）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５１に、第２キャップ部４７ｂを歯車軸５２にそれぞれ対応させる。そして、各把持爪４７ｃを、運動変換部材４５を把持するよう装着し、さらに、引っかけ爪４７ｄを、運動変換部材４５に引っかける。これにより、摺動案内部材４７の運動変換部材４５への装着が完了する。
【００４７】
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、歯車軸５２を連結板４６の第２ピン孔４６ｂに装着する。このとき、連結板４６の位置を適宜調整する等して、ピニオンギヤ４４ｃの歯部４４ｄとセクタギヤ４５ｂの歯部４５ｃとを噛み合わせ易いようにしておく。次いで、図中矢印（３）に示すように、第２ピン孔４６ｂの図中下方から突出した歯車軸５２に、摺動案内キャップ４８を装着する。
【００４８】
その後、図中矢印（４）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を挿入するとともに、ウォームホイール４３の連結孔４３ｅに連結ピン５１を装着する。このとき、ウォームホイール４３および連結板４６の位置を適宜調整する等して、出力軸４４および連結ピン５１をそれぞれ装着し易いようにしておく。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。
【００４９】
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。
【００５０】
図６は図２の破線円Ｂ部を拡大して示す動作説明図を表している。
【００５１】
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、ウォームホイール４３の回転に伴って、図６の矢印Ｒ１に示すように運動変換部材４５が揺動運動する。さらに、運動変換部材４５の揺動運動に伴って、セクタギヤ４５ｂの歯車軸５２が矢印Ｍ方向に移動する。このとき、歯車軸５２の軸方向両端には、摺動案内部材４７の第２キャップ部４７ｂと摺動案内キャップ４８とが装着されているため、歯車軸５２はギヤハウジング３１とギヤカバー３２との間で円滑に移動することができる。
【００５２】
セクタギヤ４５ｂの揺動運動は、歯部４５ｃを介してピニオンギヤ４４ｃの歯部４４ｄに伝達される。これにより、ピニオンギヤ４４ｃが揺動運動して出力軸４４も矢印Ｒ２に示すように揺動運動し、出力軸４４の先端部分（セレーション部４４ａ）に取り付けられたワイパ部材がリヤウィンドガラス上の予め定められた反転位置の間で揺動運動する。このとき、ピニオンギヤ４４ｃには樹脂キャップ５０が装着されているので、出力軸４４はギヤカバー３２に対して略抵抗無く円滑に揺動することができる。
【００５３】
セクタギヤ４５ｂの歯部４５ｃおよびピニオンギヤ４４ｃの歯部４４ｄは、出力軸４４の軸方向に沿って傾斜する歯部としたので、ピニオンギヤ４４ｃおよびセクタギヤ４５ｂには、噛み合い部Ｇを軸方向にずらす力、つまりスラスト力Ｆが作用する。本実施の形態に係るワイパモータ１０においては、ピニオンギヤ４４ｃは連結板４６とギヤカバー３２との間に略隙間無く保持され、さらにセクタギヤ４５ｂは摺動案内部材４７の第２キャップ部４７ｂと摺動案内キャップ４８との間に略隙間無く保持されている。したがって、ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとの噛み合い部Ｇが、軸方向にずれて噛み合い率が低下することを抑制できる。
【００５４】
ここで、ワイパモータ１０の作動時には、スラスト力Ｆは図示する方向に作用するため、例えば、摺動案内部材４７の第２キャップ部４７ｂを省略することもできる。つまり、歯車軸５２とギヤハウジング３１との間の摺動案内キャップ４８のみとすることもできる。さらに、セクタギヤ４５ｂの歯部４５ｃおよびピニオンギヤ４４ｃの歯部４４ｄの傾斜方向を逆向きとすることで、摺動案内キャップ４８を省略し、歯車軸５２とギヤカバー３２との間の第２キャップ部４７ｂのみとすることもできる。
【００５５】
以上詳述したように本実施の形態に係るワイパモータ１０によれば、ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとを、出力軸４４の軸方向に傾斜する歯部４４ｄ，４５ｃを有するヘリカルギヤとしたので、各ギヤ４４ｃ，４５ｂ同士の噛み合い率を向上させることができる。したがって、モータ部２０の回転力を出力軸４４に効率よく伝達することができ、さらにはワイパモータ１０の作動時における騒音発生を抑制することができる。また、各ギヤ４４ｃ，４５ｂ同士の噛み合い率が向上するので、高強度の特殊な材料を用いずにピニオンギヤ４４ｃおよびセクタギヤ４５ｂを小型化することができ、よってワイパモータ１０をさらに小型化することができる。
【００５６】
また、本実施の形態に係るワイパモータ１０によれば、歯車軸５２の軸方向両端に、セクタギヤ４５ｂに作用するスラスト力Ｆを受止する第２キャップ部４７ｂおよび摺動案内キャップ４８を設けたので、ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとが出力軸４４の軸方向にずれるのを防止して、ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとの噛み合い率が低下することを抑制できる。したがって、各ギヤ４４ｃ，４５ｂの偏摩耗等を抑制して、ワイパモータ１０の長寿命化を図ることができる。
【００５７】
さらに、本実施の形態に係るワイパモータ１０によれば、摺動案内キャップ４８および第２キャップ部４７ｂを、歯車軸５２とギヤハウジング３１との間および歯車軸５２とギヤカバー３２との間に設け、ギヤハウジング３１およびギヤカバー３２にそれぞれ摺接するようにしたので、ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとが出力軸４４の軸方向にずれるのを防止した状態のもとで、円滑にワイパモータ１０を駆動させることができる。したがって、ワイパモータ１０の作動時における騒音発生等をさらに抑制して、ワイパモータ１０の静粛性をより向上させることができる。
【００５８】
本発明は上記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。
【００５９】
また、上記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。
【００６０】
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。
【００６１】
また、上記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】
【００６２】
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
３１ｃ 受け面
３２ ギヤカバー
３２ａ 受け面
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 突出部
４３ｄ 支持孔
４３ｅ 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（ヘリカルギヤ）
４４ｄ 歯部
４５ 運動変換部材
４５ａ 連結部
４５ｂ セクタギヤ（ヘリカルギヤ）
４５ｃ 歯部
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（受止部材）
４７ｃ 把持爪
４７ｄ 爪
４８ 摺動案内キャップ（受止部材）
４９ シール部材
５０ 樹脂キャップ
５１ 連結ピン
５２ 歯車軸
Ｆ スラスト力
Ｇ 噛み合い部
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に記載された技術が知られている。特許文献１に記載のワイパモータは、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）と、出力ギヤ（ピニオンギヤ）を有する出力軸とを備え、セクタギヤ部および出力ギヤは、出力軸の軸方向に出力軸と平行に延びる歯部を有している。つまり、セクタギヤ部および出力ギヤは、いずれも平歯車（スパーギヤ）により形成されてそれぞれ噛み合わされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０８８７７６号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に記載されたワイパモータによれば、セクタギヤ部および出力ギヤはそれぞれスパーギヤであるため、例えば、傾斜した歯部を持つヘリカルギヤに比して噛み合い率の低さが問題となっていた。つまり、ギヤの厚み寸法を基準としたときに、スパーギヤの歯部の長さ寸法はヘリカルギヤの歯部の長さ寸法に比して短くなり、これが噛み合い率の低下を招き、ひいてはワイパモータの小型化の阻害要因となるばかりか騒音発生の原因となっていた。
【０００８】
特許文献１に記載のワイパモータにおいて、仮に小型化を実現しようとする場合には、セクタギヤ部および出力ギヤを高強度で成形する必要が生じ、製造コストが上昇する等の問題が生じる。そのため、セクタギヤ部および出力ギヤにスパーギヤを用いたワイパモータにおいては、さらなる小型化には限界がある。
【０００９】
本発明の目的は、ピニオンギヤとセクタギヤとをヘリカルギヤで形成し、より小型化し得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】
【００１０】
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、前記ギヤハウジング内に回転自在に収容され、前記出力軸に一体回転可能に設けられるピニオンギヤと、前記連結軸に回転自在に連結される連結部と前記ピニオンギヤに噛み合うセクタギヤとを有する運動変換部材と、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し、前記ピニオンギヤと前記セクタギヤとの噛み合いを保持する連結板とを備え、前記ピニオンギヤと前記セクタギヤとを、前記出力軸の軸方向に傾斜する歯部を有するヘリカルギヤとすることを特徴とする。
【００１１】
本発明のワイパモータは、前記歯車軸の軸方向両端の少なくともいずれか一方に、前記セクタギヤに作用するスラスト力を受止する受止部材を設けることを特徴とする。
【００１２】
本発明のワイパモータは、前記受止部材は、前記ギヤハウジングおよび前記ギヤカバーの少なくともいずれか一方に摺接し、前記ギヤハウジングおよび前記ギヤカバーの少なくともいずれか一方には、前記受止部材を受ける受け面を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のワイパモータによれば、ピニオンギヤとセクタギヤとを、出力軸の軸方向に傾斜する歯部を有するヘリカルギヤとするので、各ギヤ同士の噛み合い率を向上させることができる。したがって、電動モータの回転力を出力軸に効率よく伝達することができ、さらにはワイパモータの作動時における騒音発生を抑制することができる。また、各ギヤ同士の噛み合い率が向上するので、高強度の特殊な材料を用いずにピニオンギヤおよびセクタギヤを小型化することができ、よってワイパモータをさらに小型化することができる。
【００１４】
本発明のワイパモータによれば、歯車軸の軸方向両端の少なくともいずれか一方に、セクタギヤに作用するスラスト力を受止する受止部材を設けるので、ピニオンギヤとセクタギヤとが出力軸の軸方向にずれるのを防止して、ピニオンギヤとセクタギヤとの噛み合い率が低下することを抑制できる。
【００１５】
本発明のワイパモータによれば、受止部材は、ギヤハウジングおよびギヤカバーの少なくともいずれか一方に摺接し、ギヤハウジングおよびギヤカバーの少なくともいずれか一方には、受止部材を受ける受け面を設けるので、ピニオンギヤとセクタギヤとが出力軸の軸方向にずれるのを防止した状態のもとで、円滑にワイパモータを駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一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】運動変換機構を出力軸の基端側から見た斜視図である。
【図４】運動変換機構を出力軸の先端側から見た斜視図である。
【図５】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６】図２の破線円Ｂ部を拡大して示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一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は運動変換機構を出力軸の基端側から見た斜視図を、図４は運動変換機構を出力軸の先端側から見た斜視図をそれぞれ表している。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図１および図２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。
【００２４】
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スパーギヤとなっている。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。
【００２５】
ウォームホイール４３は、ギヤハウジング３１の深底収容部３１ａ内に収容され、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。
【００２６】
ウォームホイール４３には、ギヤカバー３２側に所定高さで突出する突出部４３ｃが一体に形成され、突出部４３ｃはウォームホイール４３の径方向外側に向けて延びている。突出部４３ｃの径方向内側には、回転中心軸４３ｂを支持する支持孔４３ｄが形成され、突出部４３ｃの径方向外側、つまり回転中心軸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４３ｅが形成されている。
【００２７】
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，摺動案内キャップ４８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。
【００２８】
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、ゴム製等の樹脂材料によるシール部材４９が装着され、シール部材４９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。
【００２９】
出力軸４４の先端側には、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。
【００３０】
出力軸４４の基端側には、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、小径のヘリカルギヤ（斜歯歯車）により形成されている。ピニオンギヤ４４ｃの径方向外側には、図１の網掛部分および図３，図４に示すように、出力軸４４の軸方向に傾斜する歯部４４ｄが形成されている。これにより、歯部４４ｄの軸方向に沿う長さ寸法を充分なものとして噛み合い率の向上を図っている。
【００３１】
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５０が装着され、樹脂キャップ５０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５０は、ピニオンギヤ４４ｃに作用するスラスト力を受止するとともに、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。
【００３２】
運動変換部材４５は、鉄板等の金属材料により平板状に形成され、連結部４５ａおよびセクタギヤ４５ｂを備えている。
【００３３】
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４３ｅに回転自在に差し込まれる連結ピン５１が固定されている。つまり、連結部４５ａは連結ピン５１を介して連結孔４３ｅに回転自在に連結されている。ここで、連結ピン５１と連結孔４３ｅとの間には、相対回転を円滑にするために、所定量の摺動グリス（図示せず）が塗布されている。
【００３４】
セクタギヤ４５ｂは略扇形のヘリカルギヤ（斜歯歯車）であり、ピニオンギヤ４４ｃの歯部４４ｄと噛み合わされて、セクタギヤ４５ｂの軸心には歯車軸５２が固定されている。セクタギヤ４５ｂの径方向外側には、図１の網掛部分および図３，図４に示すように、出力軸４４の軸方向に傾斜する歯部４５ｃが形成されている。これにより、歯部４５ｃの軸方向に沿う長さ寸法を充分なものとして噛み合い率の向上を図っている。
【００３５】
運動変換部材４５におけるギヤハウジング３１の深底収容部３１ａ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５２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５２とを揺動自在に連結するようになっている。
【００３６】
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における歯部４５ｃのピッチ円半径寸法と、ピニオンギヤ４４ｃにおける歯部４４ｄ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（図２参照）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。
【００３７】
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、運動変換部材４５のギヤカバー３２に対する摺動（相対移動）を円滑にするものである。
【００３８】
摺動案内部材４７は、図１および図３に示すように、運動変換部材４５の形状に沿って略同様の形状に形成され、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５１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５２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に精度良く装着することができる。
【００３９】
第１キャップ部４７ａは、連結部４５ａに作用するスラスト力を受止する受止部材として機能し、連結ピン５１とギヤカバー３２との間に配置されてギヤカバー３２の内側を摺接する。また、第２キャップ部４７ｂは、セクタギヤ４５ｂに作用するスラスト力を受止する受止部材として機能し、歯車軸５２とギヤカバー３２との間に配置されてギヤカバー３２の内側に設けられる受け面３２ａを摺接する。
【００４０】
摺動案内部材４７には、さらに一対の把持爪４７ｃと引っかけ爪４７ｄとが一体に形成されている。各把持爪４７ｃは、出力軸４４の軸方向と直交する方向から運動変換部材４５を把持するようになっている。一方、引っかけ爪４７ｄは、図４に示すように、連結板４６に引っかけられて摺動案内部材４７と連結板４６との間に運動変換部材４５を保持するようになっている。これにより、ワイパモータ１０の組み付け工程途中において、摺動案内部材４７が運動変換部材４５から脱落するのを防止できる。
【００４１】
摺動案内キャップ４８は、図２および図４に示すように、プラスチック等の樹脂材料により椀状に形成され、運動変換部材４５の摺動案内部材４７側とは反対側に設けられている。摺動案内キャップ４８は歯車軸５２に装着され、ギヤハウジング３１の底面に設けられる受け面３１ｃに接触している。これにより、摺動案内キャップ４８は、運動変換部材４５のギヤハウジング３１に対する摺動（相対移動）を円滑にしている。摺動案内キャップ４８は、セクタギヤ４５ｂに作用するスラスト力を受止する受止部材として機能し、歯車軸５２とギヤハウジング３１との間に配置されてギヤハウジング３１の内側を摺接するようになっている。
【００４２】
このように、摺動案内キャップ４８および第２キャップ部４７ｂは、いずれもセクタギヤ４５ｂに作用するスラスト力を受止するようになっており、これにより、セクタギヤ４５ｂのピニオンギヤ４４ｃに対する軸方向へのずれを防止して各ギヤ４５ｂ，４４ｃの噛み合い率の低下を抑制している。
【００４３】
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。
【００４４】
図５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５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。
【００４５】
図５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５１および歯車軸５２を固定した運動変換部材４５，摺動案内部材４７および摺動案内キャップ４８を準備する。
【００４６】
次いで、図中矢印（１）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５１に、第２キャップ部４７ｂを歯車軸５２にそれぞれ対応させる。そして、各把持爪４７ｃを、運動変換部材４５を把持するよう装着し、さらに、引っかけ爪４７ｄを、運動変換部材４５に引っかける。これにより、摺動案内部材４７の運動変換部材４５への装着が完了する。
【００４７】
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、歯車軸５２を連結板４６の第２ピン孔４６ｂに装着する。このとき、連結板４６の位置を適宜調整する等して、ピニオンギヤ４４ｃの歯部４４ｄとセクタギヤ４５ｂの歯部４５ｃとを噛み合わせ易いようにしておく。次いで、図中矢印（３）に示すように、第２ピン孔４６ｂの図中下方から突出した歯車軸５２に、摺動案内キャップ４８を装着する。
【００４８】
その後、図中矢印（４）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を挿入するとともに、ウォームホイール４３の連結孔４３ｅに連結ピン５１を装着する。このとき、ウォームホイール４３および連結板４６の位置を適宜調整する等して、出力軸４４および連結ピン５１をそれぞれ装着し易いようにしておく。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。
【００４９】
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。
【００５０】
図６は図２の破線円Ｂ部を拡大して示す動作説明図を表している。
【００５１】
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、ウォームホイール４３の回転に伴って、図６の矢印Ｒ１に示すように運動変換部材４５が揺動運動する。さらに、運動変換部材４５の揺動運動に伴って、セクタギヤ４５ｂの歯車軸５２が矢印Ｍ方向に移動する。このとき、歯車軸５２の軸方向両端には、摺動案内部材４７の第２キャップ部４７ｂと摺動案内キャップ４８とが装着されているため、歯車軸５２はギヤハウジング３１とギヤカバー３２との間で円滑に移動することができる。
【００５２】
セクタギヤ４５ｂの揺動運動は、歯部４５ｃを介してピニオンギヤ４４ｃの歯部４４ｄに伝達される。これにより、ピニオンギヤ４４ｃが揺動運動して出力軸４４も矢印Ｒ２に示すように揺動運動し、出力軸４４の先端部分（セレーション部４４ａ）に取り付けられたワイパ部材がリヤウィンドガラス上の予め定められた反転位置の間で揺動運動する。このとき、ピニオンギヤ４４ｃには樹脂キャップ５０が装着されているので、出力軸４４はギヤカバー３２に対して略抵抗無く円滑に揺動することができる。
【００５３】
セクタギヤ４５ｂの歯部４５ｃおよびピニオンギヤ４４ｃの歯部４４ｄは、出力軸４４の軸方向に沿って傾斜する歯部としたので、ピニオンギヤ４４ｃおよびセクタギヤ４５ｂには、噛み合い部Ｇを軸方向にずらす力、つまりスラスト力Ｆが作用する。本実施の形態に係るワイパモータ１０においては、ピニオンギヤ４４ｃは連結板４６とギヤカバー３２との間に略隙間無く保持され、さらにセクタギヤ４５ｂは摺動案内部材４７の第２キャップ部４７ｂと摺動案内キャップ４８との間に略隙間無く保持されている。したがって、ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとの噛み合い部Ｇが、軸方向にずれて噛み合い率が低下することを抑制できる。
【００５４】
ここで、ワイパモータ１０の作動時には、スラスト力Ｆは図示する方向に作用するため、例えば、摺動案内部材４７の第２キャップ部４７ｂを省略することもできる。つまり、歯車軸５２とギヤハウジング３１との間の摺動案内キャップ４８のみとすることもできる。さらに、セクタギヤ４５ｂの歯部４５ｃおよびピニオンギヤ４４ｃの歯部４４ｄの傾斜方向を逆向きとすることで、摺動案内キャップ４８を省略し、歯車軸５２とギヤカバー３２との間の第２キャップ部４７ｂのみとすることもできる。
【００５５】
以上詳述したように本実施の形態に係るワイパモータ１０によれば、ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとを、出力軸４４の軸方向に傾斜する歯部４４ｄ，４５ｃを有するヘリカルギヤとしたので、各ギヤ４４ｃ，４５ｂ同士の噛み合い率を向上させることができる。したがって、モータ部２０の回転力を出力軸４４に効率よく伝達することができ、さらにはワイパモータ１０の作動時における騒音発生を抑制することができる。また、各ギヤ４４ｃ，４５ｂ同士の噛み合い率が向上するので、高強度の特殊な材料を用いずにピニオンギヤ４４ｃおよびセクタギヤ４５ｂを小型化することができ、よってワイパモータ１０をさらに小型化することができる。
【００５６】
また、本実施の形態に係るワイパモータ１０によれば、歯車軸５２の軸方向両端に、セクタギヤ４５ｂに作用するスラスト力Ｆを受止する第２キャップ部４７ｂおよび摺動案内キャップ４８を設けたので、ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとが出力軸４４の軸方向にずれるのを防止して、ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとの噛み合い率が低下することを抑制できる。したがって、各ギヤ４４ｃ，４５ｂの偏摩耗等を抑制して、ワイパモータ１０の長寿命化を図ることができる。
【００５７】
さらに、本実施の形態に係るワイパモータ１０によれば、摺動案内キャップ４８および第２キャップ部４７ｂを、歯車軸５２とギヤハウジング３１との間および歯車軸５２とギヤカバー３２との間に設け、ギヤハウジング３１およびギヤカバー３２にそれぞれ摺接するようにしたので、ピニオンギヤ４４ｃとセクタギヤ４５ｂとが出力軸４４の軸方向にずれるのを防止した状態のもとで、円滑にワイパモータ１０を駆動させることができる。したがって、ワイパモータ１０の作動時における騒音発生等をさらに抑制して、ワイパモータ１０の静粛性をより向上させることができる。
【００５８】
本発明は上記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。
【００５９】
また、上記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。
【００６０】
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。
【００６１】
また、上記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】
【００６２】
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
３１ｃ 受け面
３２ ギヤカバー
３２ａ 受け面
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 突出部
４３ｄ 支持孔
４３ｅ 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（ヘリカルギヤ）
４４ｄ 歯部
４５ 運動変換部材
４５ａ 連結部
４５ｂ セクタギヤ（ヘリカルギヤ）
４５ｃ 歯部
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（受止部材）
４７ｃ 把持爪
４７ｄ 爪
４８ 摺動案内キャップ（受止部材）
４９ シール部材
５０ 樹脂キャップ
５１ 連結ピン
５２ 歯車軸
Ｆ スラスト力
Ｇ 噛み合い部
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、
前記ギヤハウジング内に回転自在に収容され、前記出力軸に一体回転可能に設けられるピニオンギヤと、
前記連結軸に回転自在に連結される連結部と前記ピニオンギヤに噛み合うセクタギヤとを有する運動変換部材と、
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し、前記ピニオンギヤと前記セクタギヤとの噛み合いを保持する連結板とを備え、
前記ピニオンギヤと前記セクタギヤとを、前記出力軸の軸方向に傾斜する歯部を有するヘリカルギヤとす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、前記歯車軸の軸方向両端の少なくともいずれか一方に、前記セクタギヤに作用するスラスト力を受止する受止部材を設けることを特徴とするワイパモータ。
【請求項３】
請求項２記載のワイパモータにおいて、前記受止部材は、前記ギヤハウジングおよび前記ギヤカバーの少なくともいずれか一方に摺接し、前記ギヤハウジングおよび前記ギヤカバーの少なくともいずれか一方には、前記受止部材を受ける受け面を設け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、
前記ギヤハウジング内に回転自在に収容され、前記出力軸に一体回転可能に設けられるピニオンギヤと、
前記連結軸に回転自在に連結される連結部と前記ピニオンギヤに噛み合うセクタギヤとを有する運動変換部材と、
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し、前記ピニオンギヤと前記セクタギヤとの噛み合いを保持する連結板とを備え、
前記ピニオンギヤと前記セクタギヤとを、前記出力軸の軸方向に傾斜する歯部を有するヘリカルギヤとす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、前記歯車軸の軸方向両端の少なくともいずれか一方に、前記セクタギヤに作用するスラスト力を受止する受止部材を設けることを特徴とするワイパモータ。
【請求項３】
請求項２記載のワイパモータにおいて、前記受止部材は、前記ギヤハウジングおよび前記ギヤカバーの少なくともいずれか一方に摺接し、前記ギヤハウジングおよび前記ギヤカバーの少なくともいずれか一方には、前記受止部材を受ける受け面を設け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２０１１−８４２５２（Ｐ２０１１−８４２５２Ａ）
【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２００９−２４０４８２（Ｐ２００９−２４０４８２）
【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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