減速機構付モータ
【課題】ウォームホイールの強度を確保しつつ、減速機構付モータの小型化および軽量化を図ることにある。
【解決手段】ウォームホイール３５は、ウォームホイール３５を回転自在に支持する回転軸が挿通される円筒状のボス部３５ａと、ウォームに噛み合う複数のギヤ歯５０が外周部に設けられた円筒状のギヤ部３５ｂと、ボス部３５ａとギヤ部３５ｂとを同軸上に連結する連結部３５ｃとを有している。ギヤ部３５ｂには、ギヤ歯５０よりも径方向内側に位置させて環状の肉盗み５４が形成されている。また、それぞれのギヤ歯５０には、ギヤ歯５０の軸方向中央部から軸方向一端側に向かうにつれて径方向外側へ円弧状に突出する円弧状歯部５９が設けられている。
【解決手段】ウォームホイール３５は、ウォームホイール３５を回転自在に支持する回転軸が挿通される円筒状のボス部３５ａと、ウォームに噛み合う複数のギヤ歯５０が外周部に設けられた円筒状のギヤ部３５ｂと、ボス部３５ａとギヤ部３５ｂとを同軸上に連結する連結部３５ｃとを有している。ギヤ部３５ｂには、ギヤ歯５０よりも径方向内側に位置させて環状の肉盗み５４が形成されている。また、それぞれのギヤ歯５０には、ギヤ歯５０の軸方向中央部から軸方向一端側に向かうにつれて径方向外側へ円弧状に突出する円弧状歯部５９が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ本体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を備えた減速機構付モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載されるリヤワイパ装置などの駆動源としては、モータ本体の回転駆動力を高出力化させる減速機構を備えた減速機構付モータが用いられる。減速機構は、モータ本体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構成されており、モータ本体の回転が減速機構により減速されてウォームホイールに伝達される。例えば、特許文献１の図１には、減速機構を備えた減速機構付モータが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−４９５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような減速機構付モータにおいては、ウォームホイールが減速機構付モータの投影面積の大部分を占めており、減速機構付モータの小型化を図るためにはウォームホイールの小型化が重要となる。ウォームホイールの直径を小さくするためには、モジュールを同等とした状態で歯数を減少させるか、歯数を同等とした状態でモジュールを小さくすることが考えられるが、減速機構付モータのモータ特性を考慮して減速比を従来と同等とする場合には、減速比の関係から歯数を同等とした状態でモジュールを小さくすることが必要となる。しかしながら、ウォームホイールのモジュールを単に小さくすると、ウォームホイールの強度が低下するという問題が生ずることとなる。
【０００５】
本発明の目的は、ウォームホイールの強度を確保しつつ、減速機構付モータの小型化および軽量化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の減速機構付モータは、モータ本体により回転されるウォームと、前記ウォームに噛み合うウォームホイールとを備えた減速機構付モータであって、前記ウォームホイールは、前記ウォームホイールを回転自在に支持する回転軸が挿通される円筒状のボス部と、前記ウォームに噛み合う複数のギヤ歯が外周部に設けられた円筒状のギヤ部と、前記ボス部と前記ギヤ部とを同軸上に連結する連結部と、前記ギヤ歯よりも径方向内側に位置させて前記ギヤ部に環状に形成される肉盗みと、前記ギヤ歯に設けられ、軸方向中央部から軸方向一端側に向かうにつれて径方向外側へ円弧状に突出する円弧状歯部とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の減速機構付モータは、前記肉盗みは、前記円弧状歯部に隣接させて軸方向一端側に開口して形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の減速機構付モータは、前記ウォームホイール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有し、前記出力軸に取り付けられるワイパ部材を両反転位置の間で往復動するワイパモータに適用することを特徴とする。
【０００９】
本発明の減速機構付モータは、前記ワイパ部材が前記両反転位置の中間位置付近に位置するときに前記ウォームと噛み合う前記ギヤ歯に少なくとも前記円弧状歯部を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウォームホイールのギヤ歯の軸方向中央部から軸方向一端側へ向かうにつれて径方向外側へ円弧状に突出する円弧状歯部を設けるようにしたので、ウォームのギヤ歯とウォームホイールのギヤ歯との噛合面積が大きくなり、ウォームホイールにおけるウォームとの噛合強度を向上させることができる。これにより、ウォームホイールの強度を十分に確保しつつ、ウォームホイールのモジュールを小さくすることが可能となり、ウォームホイールを小型化することで減速機構付モータの小型化および軽量化を図ることができる。また、環状の肉盗みをギヤ部に形成するようにしたので、ウォームホイールの軽量化を図ることができる。
【００１１】
本発明によれば肉盗み部を円弧状歯部に隣接させて形成するようにしたので、ウォームから円弧状歯部に所定以上の負荷が加わった場合に円弧状歯部を径方向内側へ向けて撓ませることができ、円弧状歯部の破損を防止することが可能となる。
【００１２】
本発明によれば、ワイパモータに適用する場合に、ワイパ部材が両反転位置の中間位置付近に位置するときにウォームと噛み合うウォームホイールのギヤ歯に少なくとも円弧状歯部を設けるようにした。つまり、ウォームとウォームホイールとの噛合反力が大きくなる位置において、ギヤ歯に円弧状歯部を設けることによりウォームホイールにおけるウォームとの噛合強度を向上させるようにした。これにより、全てのギヤ歯に円弧状歯部を設けなくとも、ウォームホイールの強度を十分に確保しつつ、ウォームホイールのモジュールを小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態であるワイパモータを示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示すウォームホイールの斜視図である。
【図４】図１に示すウォームホイールの平面図である。
【図５】図１に示すウォームホイールの底面図である。
【図６】ウォームとウォームホイールとの噛み合い状態を示す断面図である。
【図７】ウォームホイールを一部拡大して示す断面図である。
【図８】ウォームホイールの組付工程を説明する説明図である。
【図９】本発明の他の実施形態であるワイパモータを示す平面図である。
【図１０】図９に示すウォームホイールの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すワイパモータ(減速機構付モータ)１０は、自動車等の車両に設けられるリヤウィンドガラスを払拭するためのリヤワイパ装置の駆動源として用いられる。このワイパモータ１０は、モータ本体(電動モータ)１１と、モータ本体１１の回転を減速して伝達する減速機構が設けられたギヤユニット部１２とを有している。
【００１６】
モータ本体１１にはブラシ付直流モータが用いられており、薄板鋼板等をプレス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(ヨーク)１３を備えている。モータケース１３の内周面には、それぞれ径方向内側に向けてＮ極、Ｓ極に着磁された複数の円弧状の永久磁石１４が相互に対向して固着されている。また、モータケース１３の内部には各永久磁石１４に微小隙間を介して対向するアーマチュア１５が回転自在に収容されており、アーマチュア１５には複数のコイル１６が巻装されている。このアーマチュア１５の回転中心にはアーマチュア軸１７が貫通して固定されており、アーマチュア軸１７の軸方向一端部がモータケース１３の底壁に回転自在に支持されている。
【００１７】
アーマチュア軸１７には、アーマチュア１５に隣接させて円筒状のコンミテータ１８が固定されており、コンミテータ１８には各コイル１６の端部が電気的に接続されている。コンミテータ１８の外周面には一対のブラシ１９がそれぞれ摺接されており、ブラシ１９およびコンミテータ１８を介してコイル１６に駆動電流を供給することで、アーマチュア１５に回転方向の電磁力トルクが発生し、アーマチュア軸１７が所定の速度で回転駆動される。
【００１８】
このモータ本体１１には、モータケース１３の開口側において、ギヤユニット部１２のギヤフレーム２１が取り付けられている。ギヤフレーム２１はモータケース１３側に開口しており、それぞれの開口端面を相互に突き当てた状態で締結ネジ２２によりギヤフレーム２１がモータケース１３に固定されている。
【００１９】
アーマチュア軸１７の軸方向他端部はギヤフレーム２１の内部に突出されており、アーマチュア軸１７の軸方向他端部には連結部材２３によりウォーム軸２４が同軸上に連結され、ウォーム軸２４がアーマチュア軸１７と一体に回転されるようになっている。つまり、このモータ本体１１のモータシャフト２５は、アーマチュア軸１７とウォーム軸２４とに分割された分割シャフトとなっている。ウォーム軸２４はギヤフレーム２１の内部に回転自在に収容されており、ウォーム軸２４の外周面には螺旋状の歯部を備えたウォーム２４ａが形成されている。なお、モータシャフト２５としては分割シャフト構造に限られず、アーマチュア軸１７とウォーム軸２４とを一体に成形するようにしても良い。
【００２０】
図２に示すように、ギヤフレーム２１はアルミダイカストによりモータシャフト２５の軸方向と直交する側に開口する有底状に形成されており、その開口部を閉塞するギヤカバー２７とによりギヤケース２８を形成している。ギヤカバー２７はギヤフレーム２１の底壁２１ａに対して所定の間隔を隔てて配置され、これらギヤフレーム２１の底壁２１ａとギヤカバー２７との間で収容スペースが形成されている。このギヤフレーム２１の内部には、モータシャフト２５の回転を減速して伝達する減速機構２９と、減速機構２９の回転運動を揺動運動に変換して出力軸３０に伝達する運動変換機構３１とが収容されている。
【００２１】
なお、図１はギヤカバー２７が取り外された状態におけるワイパモータ１０の平面図であり、ギヤユニット部１２の内部構造を示している。また、ギヤカバー２７は鋼板等により所定形状に形成されており、ギヤカバー２７に一体に設けられた図示しないブラケット部においてワイパモータ１０が車体に固定されるようになっている。
【００２２】
出力軸３０は鋼鉄等の金属製の丸棒からなり、その軸方向をモータシャフト２５の軸方向と直交する方向、つまりギヤフレーム２１の底壁２１ａと直交する方向に向けて配置されている。出力軸３０は基端側がギヤフレーム２１の内部に収容されるとともに、先端側がギヤフレーム２１の外方へ突出して延びており、ギヤフレーム２１の底壁２１ａを貫通した状態で設けられている。ギヤフレーム２１の底壁２１ａには、出力軸３０の外周面に沿ってギヤフレーム２１の外方へ突出する略円筒形状の軸保持部２１ｂが一体に形成されており、出力軸３０は軸保持部２１ｂに挿通されて軸保持部２１ｂにより回転自在に支持されている。この出力軸３０の先端部はリヤウィンドガラスから車体外部へ突出されており、出力軸３０の先端部には、リヤウィンドガラスの外側面を払拭するための図示しないワイパ部材が固定されている。
【００２３】
軸保持部２１ｂの内周面と出力軸３０の外周面との間には樹脂製の軸受部材３３が設けられ、軸受部材３３を介して出力軸３０が軸保持部２１ｂに回転自在に支持されている。また、軸保持部２１ｂの先端部にはシール材３４が装着されており、ギヤケース２８の内部に雨水や塵埃等が浸入することが防止されている。
【００２４】
減速機構２９は、モータ本体１１により回転されるウォーム２４ａと、ウォーム２４ａに噛み合うウォームホイール３５とを有している。ウォームホイール３５は樹脂材料を射出成形することによって略円盤形状に形成されており、その外周部に設けられたギヤ歯によりウォーム２４ａに噛み合っている。ウォームホイール３５の軸心には、底壁２１ａに固定されて出力軸３０と平行に延びる回転軸３６が挿通されており、回転軸３６によりウォームホイール３５がギヤフレーム２１の内部で回転自在に支持されている。これらウォーム２４ａとウォームホイール３５とを備える減速機構２９により、モータシャフト２５の回転が減速されてウォームホイール３５に伝達される。
【００２５】
運動変換機構３１は、出力軸３０の基端部に固定されたピニオンギヤ(出力ギヤ)４０、ウォームホイール３５の回転運動を揺動運動に変換してピニオンギヤ４０に伝達する運動変換部材４１、およびピニオンギヤ４０と運動変換部材４１とを相互に揺動自在に連結する保持プレート４２を有している。運動変換部材４１は、ピニオンギヤ４０に噛み合うセクタギヤ部４１ａと、ウォームホイール３５に連結されるアーム部４１ｂとを備えており、鋼板等の金属材料により平板状に形成されている。
【００２６】
図２に示すように、運動変換部材４１はウォームホイール３５よりもギヤカバー２７側に配置されている。この運動変換部材４１のアーム部４１ｂには連結軸４３が固定されており、ウォームホイール３５に形成された複数の連結孔４４のいずれか１つに連結軸４３が回転自在に組み付けられている。つまり、ウォームホイール３５の軸中心から径方向にずれた位置に設けられる連結軸４３により、運動変換部材４１とウォームホイール３５とが相互に回動自在に連結されている。また、ピニオンギヤ４０は平歯車からなり、出力軸３０の基端部に固定されて出力軸３０と一体に回動される。ピニオンギヤ４０は運動変換部材４１と同一平面上に配置され、略扇形状の平歯車からなるセクタギヤ部４１ａに噛み合っている。
【００２７】
保持プレート４２は、鋼板等の金属材料により平板状に形成されている。保持プレート４２はピニオンギヤ４０および運動変換部材４１よりもギヤカバー２７側に配置されており、ピニオンギヤ４０とセクタギヤ部４１ａとの間で延びている。この保持プレート４２の一端部には出力軸３０や連結軸４３と平行に延びる歯車軸４５が回転自在に挿通されており、歯車軸４５がセクタギヤ部４１ａの軸中心に固定されている。一方、保持プレート４２の他端部には出力軸３０が回転自在に挿通されている。この保持プレート４２により歯車軸４５が出力軸３０に対して揺動自在に連結され、ピニオンギヤ４０とセクタギヤ部４１ａとが互いに噛み合った状態で保持されている。
【００２８】
また、出力軸３０、連結軸４３、および歯車軸４５の各軸の基端部には、ギヤカバー２７の内面に摺動自在に突き当てられる摺接部材４６がそれぞれ装着されている。摺接部材４６はゴム等の弾性材料によりキャップ状に形成されており、各軸３０，４３，４５の基端面とギヤカバー２７の内面との間で圧縮された状態で組み付けられている。この摺接部材４６の弾性力により、各軸３０，４３，４５がギヤフレーム２１の底壁２１ａ側に向けて軸方向に付勢され、ギヤフレーム２１の内部に収容された各部材の軸方向のガタが抑制されている。
【００２９】
このワイパモータ１０を作動させるためにワイパスイッチがＯＮ操作されると、モータ本体１１によりウォームホイール３５が回転され、運動変換部材４１のアーム部４１ｂに固定された連結軸４３がウォームホイール３５とともに回転軸３６を中心として回転される。そして、運動変換部材４１のセクタギヤ部４１ａに固定された歯車軸４５が出力軸３０を中心として揺動され、セクタギヤ部４１ａとピニオンギヤ４０との噛み合いによって出力軸３０が所定の揺動角度で往復揺動される。すなわち、差動ギヤ構造からなる広角タイプの運動変換機構３１によりウォームホイール３５の回転運動が揺動運動に変換されて出力軸３０に伝達され、ワイパ部材が所定の揺動範囲つまり予め設定された両反転位置の間で往復揺動される。
【００３０】
次に、ウォームホイール３５の形状について詳細に説明する。図３は図１に示すウォームホイールの斜視図であり、図４は図１に示すウォームホイールの平面図であり、図５は図１に示すウォームホイールの底面図である。図６はウォームとウォームホイールとの噛み合い状態を示す断面図であり、図７はウォームホイールを一部拡大して示す断面図である。
【００３１】
このウォームホイール３５は、回転軸３６により回転自在に支持される円筒状のボス部３５ａと、ウォーム２４ａと噛み合う複数のギヤ歯５０が外周部に設けられた円筒状のギヤ部３５ｂと、ボス部３５ａとギヤ部３５ｂとを連結する連結部３５ｃとを有している。
【００３２】
ボス部３５ａの軸心には、回転軸３６が挿通される軸孔５１が形成されており、軸孔５１に回転軸３６が挿通されてボス部３５ａの内周面が回転軸３６の外周面に摺接されている。図６に示すように、ボス部３５ａの軸方向他端側(図６における下側)の端部には、連結部３５ｃよりも軸方向他端側へ向けて突出する環状の突き当て部５２が設けられている。突き当て部５２には軸方向他端側に開口する複数の円弧状の肉盗み５３が軸孔５１と同軸上に環状に形成されており、ウォームホイール３５の軽量化が図られている。ウォームホイール３５は、このボス部３５ａにおいて回転軸３６により回転自在に支持されている。
【００３３】
ギヤ部３５ｂは、ボス部３５ａよりも軸方向寸法が短く形成されており、ボス部３５ａよりも径方向外側に位置させてボス部３５ａと同軸上に設けられている。ギヤ部３５ｂの外周部にはウォーム２４ａに噛み合う複数のギヤ歯５０が周方向全体に並べて設けられており、ウォーム２４ａのギヤ歯とウォームホイール３５のギヤ歯５０との噛み合いによって、モータシャフト２５の回転がウォームホイール３５に減速して伝達されるようになっている。
【００３４】
ギヤ部３５ｂの軸方向一端側(図６における上側)の端面には、ギヤ歯５０よりも径方向内側つまりギヤ歯５０と連結部３５ｃとの間に位置させて軸方向一端側に開口する環状の肉盗み５４が軸孔５１と同軸上に形成されており、ウォームホイール３５の軽量化が図られている。この肉盗み５４は、ギヤ部３５ｂの軸方向中央部から軸方向一端側へ向けて軸方向に延びて開口するとともに、その開口端部が径方向外側へ向けて延びる断面略Ｌ字形状に形成されている。なお、肉盗み５４としては、複数の円弧状の肉盗みを環状に形成するようにしても良い。
【００３５】
連結部３５ｃは、ボス部３５ａとギヤ部３５ｂとを同軸上に連結する円盤形状をしており、ボス部３５ａとギヤ部３５ｂとの間で径方向に延びている。連結部３５ｃの軸方向一端側の端面は、ボス部３５ａの軸方向一端側の端面と略同一平面上に設けられており、ギヤ部３５ｂの軸方向一端側の端面よりも軸方向一端側に配置されている。また、連結部３５ｃの軸方向他端側の端面はギヤ部３５ｂの軸方向他端側の端面と略同一平面上に設けられており、ボス部３５ａの突き当て部５２が連結部３５ｃの軸方向他端側の端面よりも軸方向他端側に突出して設けられている。
【００３６】
連結部３５ｃには、複数(図示する場合においては４つ)の連結孔４４が軸方向一端側に開口して形成されており、それぞれの連結孔４４が周方向に所定の間隔をあけて配置されている。また、連結部３５ｃには、軸方向一端側に開口する複数の肉盗み５５が放射状に設けられており、ウォームホイール３５の軽量化が図られている。連結部３５ｃの軸方向他端側の端面には、ワイパスイッチがＯＦＦ操作されたときにワイパ部材を所定の停止位置に自動で停止させるための定位置停止機構を構成するリレープレート５６が取り付けられており、略環状のリレープレート５６がウォームホイール３５と同軸上に配置されている。
【００３７】
図７に示すように、それぞれのギヤ歯５０は、ギヤ歯５０の軸方向他端側に設けられる直線状歯部５８と、ギヤ歯５０の軸方向一端側に設けられる円弧状歯部５９とを備えている。つまり、それぞれのギヤ歯５０は、軸方向一端側に円弧状歯部５９が設けられた片円弧形状をしている。直線状歯部５８の歯先５８ａおよび歯底５８ｂは、ギヤ歯５０の軸方向中央部から軸方向他端側へ向けて軸方向に延びて形成されており、周方向に隣り合うギヤ歯５０の相互間に形成される歯溝６０が軸方向他端側へ開口されている。
【００３８】
一方、円弧状歯部５９は、ギヤ歯５０の軸方向中央部から軸方向一端側へ向かうにつれて径方向外側へ円弧状に突出している。円弧状歯部５９の歯先５９ａはウォーム２４ａの歯底２４ｂに対応させて径方向外側へ湾曲して形成され、円弧状歯部５９の歯底５９ｂはウォーム２４ａの歯先２４ｃに対応させて径方向外側へ湾曲して形成されている。したがって、それぞれギヤ歯５０は円弧状歯部５９の軸方向一端側の端部が相互に連結されており、歯溝６０の軸方向一端側が閉塞されている。このように、それぞれのギヤ歯５０には、所謂ノード形状としての円弧状歯部５９がギヤ歯５０の軸方向一端側に肉盗み５４に隣接させて設けられており、ギヤ歯５０の円弧状歯部５９が直線状歯部５８よりも径方向外側へ迫り出している。
【００３９】
次に、ウォームホイール３５の組付工程について説明する。図８はウォームホイールの組付工程を説明する説明図である。
【００４０】
ウォームホイール３５を組み付ける際には、予め、ウォーム軸２４をギヤフレーム２１の内部に回転自在に収容するとともに、回転軸３６の先端部がギヤフレーム２１内に突出するように回転軸３６を底壁２１ａに固定する。ウォームホイール３５は、図８に矢印で示すように、ウォームホイール３５の軸方向他端側つまり歯溝６０の開口側を底壁２１ａ側に向けた状態で、ギヤフレーム２１の開口部から軸方向他端側へ向けて組み付けられる。そして、軸孔５１に回転軸３６の先端部が挿通されるとともに、ウォーム２４ａのギヤ歯とウォームホイール３５のギヤ歯５０とが噛み合わされ、突き当て部５２の軸方向他端側の端面が底壁２１ａの内面に突き当てられた状態で、ウォームホイール３５がギヤフレーム２１内に回転自在に収容される。
【００４１】
このように、それぞれのギヤ歯５０の軸方向一端側に円弧状歯部５９を設けるようにしたので、ウォーム２４ａのギヤ歯とウォームホイール３５のギヤ歯５０との噛合面積が大きくなり、ウォームホイール３５におけるウォーム２４ａとの噛合強度を向上させることができる。これにより、ウォームホイール３５の強度を十分に確保しつつ、ウォームホイール３５のモジュールを小さくすることが可能となり、ウォームホイール３５を小型化することでワイパモータ１０の小型化および軽量化を図ることができる。また、環状の肉盗み５４をギヤ部３５ｂに形成するようにしたので、ウォームホイール３５の軽量化を図ることができる。また、肉盗み５４を形成することにより、ウォーム軸２４のウォーム２４ａから円弧状歯部５９に所定以上の負荷が加わった場合に、円弧状歯部５９は軸孔５１側つまり径方向内側へ向けて撓むことができる。これにより、円弧状歯部５９の破損を防止することが可能となる。
【００４２】
さらに、それぞれのギヤ歯５０の軸方向一端側のみに円弧状歯部５９を設けるようにしたので、ウォーム軸２４をギヤフレーム２１内に収容した状態でウォームホイール３５を組み付けることが可能となる。つまり、それぞれのギヤ歯５０の軸方向他端側に直線状歯部５８を設け、歯溝６０がウォームホイール３５の組付方向に開口するようにしたので、ウォームホイール３５のギヤ歯５０がウォーム２４ａのギヤ歯に干渉することなく、ギヤフレーム２１内に収容されたウォーム２４ａに対してウォームホイール３５を組み付けることが可能となる。したがって、それぞれのギヤ歯５０に円弧状歯部５９を設けない場合と比べてウォームホイール３５の組付作業性を悪化させることなく、ウォーム軸２４をギヤフレーム２１内に収容した状態でウォームホイール３５を容易に組み付けることができる。
【００４３】
なお、前記実施の形態においては、それぞれのギヤ歯５０の軸方向一端側のみに円弧状歯部５９を設けるようにしたが、ギヤ歯５０の軸方向両端側にそれぞれ円弧状歯部５９を設けるようにしても良い。この場合には、ウォーム２４ａのギヤ歯とウォームホイール３５のギヤ歯５０との噛合面積がさらに大きくなり、ウォームホイール３５をさらに小型化および軽量化することが可能となる。
【００４４】
ただし、ギヤ歯５０の軸方向両端側にそれぞれ円弧状歯部５９を設けるようにした場合には、ウォーム２４をギヤフレーム２１内に収容した状態でウォームホイール２５を組み付けようとすると、ギヤ歯５０の円弧状歯部５９がウォーム２４ａのギヤ歯に干渉することとなり、ウォームホイール３５の組み付けが困難となる。したがって、この場合には、予めウォームホイール３５をギヤフレーム２１内に収容した状態で、ウォーム軸２４をウォームホイール３５の接線方向に移動させながら回転させて組み付ける必要があり、組付作業性が悪化することとなる。
【００４５】
また、前記実施の形態においては、ウォームホイール３５の外周部に設けられた複数のギヤ歯５０の全てに円弧状歯部５９を設けるようにしたが、これに限定されることはない。図９は本発明の他の実施形態であるワイパモータを示す平面図であり、図１０は図９に示すウォームホイールの底面図である。図９および図１０において、上述した部材と同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
図９に示すように、広角タイプの運動変換機構３１を備えたワイパモータ７０においては、ワイパ部材が両反転位置の中間位置付近に位置するときに減速機構２９の噛合反力が最も大きくなる傾向にある。つまり、減速機構２９の噛合部とウォームホイール３５の軸中心とを結ぶ第一仮想線Ｌ１に対して回転軸３６を中心として所定角度ずれた第二仮想線Ｌ２上付近に連結軸４３が位置するときに減速機構２９の噛合部に掛かる負荷が大きくなる。そのため、連結軸４３が第二仮想線Ｌ２上付近に位置するとき、つまりワイパ部材が両反転位置の中間位置に位置するときにウォーム２４ａのギヤ歯に噛み合うウォームホイール７１のギヤ歯７２に少なくとも円弧状歯部５９を設けるようにすることで、ウォームホイール７１の噛合強度を十分に確保することが可能となる。
【００４７】
このウォームホイール７１では、図１０に示すように、連結軸４３が第二仮想線Ｌ２上付近に位置するときにウォーム２４ａのギヤ歯に噛み合う角度領域α，βにおけるギヤ歯７２を片円弧形状としている。すなわち、角度領域α，βにおけるギヤ歯７２は、軸方向他端側に直線状歯部５８が設けられるとともに、軸方向一端側に円弧状歯部５９が設けられている。一方、その他(角度領域α，β以外)の角度領域におけるギヤ歯７３は、軸方向両端側にそれぞれ直線状歯部５８が設けられている。
【００４８】
このように、ワイパ部材が両反転位置の中間位置に位置するときにウォーム２４ａのギヤ歯に噛み合うウォームホイール７１のギヤ歯７２に少なくとも円弧状歯部５９を設けるようにすることで、減速機構２９の噛合反力が大きくなる位置におけるウォームホイール７１の噛合強度を向上させることができる。これにより、全てのギヤ歯に円弧状歯部５９を設けなくとも、図５に示すウォームホイール３５を用いた場合と同様の効果を奏することができる。なお、円弧状歯部５９を備えたギヤ歯７２が設けられる角度領域α，βは、減速機構２９の噛合反力等を考慮して任意に変更可能である。
【００４９】
本発明は前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もちろんである。例えば、前記実施の形態においては、差動ギヤ構造からなる広角タイプの運動変換機構３１を用いたが、リンク構造からなる狭角タイプの運動変換機構を用いるようにしても良い。狭角タイプの運動変換機構は、出力軸３０と一体に回動するレバー部材と、ウォームホイール３５の回転運動を揺動運動に変換してレバー部材に伝達する連結ロッドとを有している。連結ロッドは、一端部がウォームホイール３５の軸中心から径方向にずれた位置において連結軸４３によりウォームホイール３５に回動自在に連結され、他端部がレバー部材に回動自在に連結される。
【００５０】
この狭角タイプの運動変換機構を備えたワイパモータにおいても、ワイパ部材が両反転位置の中間位置付近に位置するときに減速機構２９の噛合反力が最も大きくなる傾向にある。つまり、減速機構２９の噛合部とウォームホイールの軸中心とを結ぶ第一仮想線Ｌ１上付近に連結軸４３が位置するときに減速機構２９の噛合部に掛かる負荷が大きくなる。そのため、連結軸４３が第一仮想線Ｌ１上付近に位置するとき、つまりワイパ部材が両反転位置の中間位置付近に位置するときにウォーム２４ａのギヤ歯に噛み合うウォームホイールのギヤ歯に少なくとも円弧状歯部５９を設けるようにすることで、ウォームホイールの噛合強度を十分に確保することが可能となる。
【００５１】
また、本発明の減速機構付モータとしてはワイパモータ１０に限られず、パワーウィンドモータ等の他の減速機構付モータに適用するようにしても良い。また、モータ本体１１としてはブラシ付モータに限らず、例えばブラシレスモータなどを用いるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１０ ワイパモータ(減速機構付モータ)
１１ モータ本体
１２ ギヤユニット部
１３ モータケース
１４ 永久磁石
１５ アーマチュア
１６ コイル
１７ アーマチュア軸
１８ コンミテータ
１９ ブラシ
２１ ギヤフレーム
２１ａ 底壁
２１ｂ 軸保持部
２２ 締結ネジ
２３ 連結部材
２４ ウォーム軸
２４ａ ウォーム
２４ｂ 歯底
２４ｃ 歯先
２５ モータシャフト
２７ ギヤカバー
２８ ギヤケース
２９ 減速機構
３０ 出力軸
３１ 運動変換機構
３３ 軸受部材
３４ シール材
３５ ウォームホイール
３５ａ ボス部
３５ｂ ギヤ部
３５ｃ 連結部
３６ 回転軸
４０ ピニオンギヤ
４１ 運動変換部材
４１ａ セクタギヤ部
４１ｂ アーム部
４２ 保持プレート
４３ 連結軸
４４ 連結孔
４５ 歯車軸
４６ 摺接部材
５０ ギヤ歯
５１ 軸孔
５２ 突き当て部
５３〜５５ 肉盗み
５６ リレープレート
５８ 直線状歯部
５８ａ 歯先
５８ｂ 歯底
５９ 円弧状歯部
５９ａ 歯先
５９ｂ 歯底
６０ 歯溝
７０ ワイパモータ(減速機構付モータ)
７１ ウォームホイール
７２，７３ ギヤ歯
Ｌ１ 第一仮想線
Ｌ２ 第二仮想線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ本体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を備えた減速機構付モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載されるリヤワイパ装置などの駆動源としては、モータ本体の回転駆動力を高出力化させる減速機構を備えた減速機構付モータが用いられる。減速機構は、モータ本体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構成されており、モータ本体の回転が減速機構により減速されてウォームホイールに伝達される。例えば、特許文献１の図１には、減速機構を備えた減速機構付モータが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−４９５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような減速機構付モータにおいては、ウォームホイールが減速機構付モータの投影面積の大部分を占めており、減速機構付モータの小型化を図るためにはウォームホイールの小型化が重要となる。ウォームホイールの直径を小さくするためには、モジュールを同等とした状態で歯数を減少させるか、歯数を同等とした状態でモジュールを小さくすることが考えられるが、減速機構付モータのモータ特性を考慮して減速比を従来と同等とする場合には、減速比の関係から歯数を同等とした状態でモジュールを小さくすることが必要となる。しかしながら、ウォームホイールのモジュールを単に小さくすると、ウォームホイールの強度が低下するという問題が生ずることとなる。
【０００５】
本発明の目的は、ウォームホイールの強度を確保しつつ、減速機構付モータの小型化および軽量化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の減速機構付モータは、モータ本体により回転されるウォームと、前記ウォームに噛み合うウォームホイールとを備えた減速機構付モータであって、前記ウォームホイールは、前記ウォームホイールを回転自在に支持する回転軸が挿通される円筒状のボス部と、前記ウォームに噛み合う複数のギヤ歯が外周部に設けられた円筒状のギヤ部と、前記ボス部と前記ギヤ部とを同軸上に連結する連結部と、前記ギヤ歯よりも径方向内側に位置させて前記ギヤ部に環状に形成される肉盗みと、前記ギヤ歯に設けられ、軸方向中央部から軸方向一端側に向かうにつれて径方向外側へ円弧状に突出する円弧状歯部とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の減速機構付モータは、前記肉盗みは、前記円弧状歯部に隣接させて軸方向一端側に開口して形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の減速機構付モータは、前記ウォームホイール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有し、前記出力軸に取り付けられるワイパ部材を両反転位置の間で往復動するワイパモータに適用することを特徴とする。
【０００９】
本発明の減速機構付モータは、前記ワイパ部材が前記両反転位置の中間位置付近に位置するときに前記ウォームと噛み合う前記ギヤ歯に少なくとも前記円弧状歯部を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウォームホイールのギヤ歯の軸方向中央部から軸方向一端側へ向かうにつれて径方向外側へ円弧状に突出する円弧状歯部を設けるようにしたので、ウォームのギヤ歯とウォームホイールのギヤ歯との噛合面積が大きくなり、ウォームホイールにおけるウォームとの噛合強度を向上させることができる。これにより、ウォームホイールの強度を十分に確保しつつ、ウォームホイールのモジュールを小さくすることが可能となり、ウォームホイールを小型化することで減速機構付モータの小型化および軽量化を図ることができる。また、環状の肉盗みをギヤ部に形成するようにしたので、ウォームホイールの軽量化を図ることができる。
【００１１】
本発明によれば肉盗み部を円弧状歯部に隣接させて形成するようにしたので、ウォームから円弧状歯部に所定以上の負荷が加わった場合に円弧状歯部を径方向内側へ向けて撓ませることができ、円弧状歯部の破損を防止することが可能となる。
【００１２】
本発明によれば、ワイパモータに適用する場合に、ワイパ部材が両反転位置の中間位置付近に位置するときにウォームと噛み合うウォームホイールのギヤ歯に少なくとも円弧状歯部を設けるようにした。つまり、ウォームとウォームホイールとの噛合反力が大きくなる位置において、ギヤ歯に円弧状歯部を設けることによりウォームホイールにおけるウォームとの噛合強度を向上させるようにした。これにより、全てのギヤ歯に円弧状歯部を設けなくとも、ウォームホイールの強度を十分に確保しつつ、ウォームホイールのモジュールを小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態であるワイパモータを示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示すウォームホイールの斜視図である。
【図４】図１に示すウォームホイールの平面図である。
【図５】図１に示すウォームホイールの底面図である。
【図６】ウォームとウォームホイールとの噛み合い状態を示す断面図である。
【図７】ウォームホイールを一部拡大して示す断面図である。
【図８】ウォームホイールの組付工程を説明する説明図である。
【図９】本発明の他の実施形態であるワイパモータを示す平面図である。
【図１０】図９に示すウォームホイールの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すワイパモータ(減速機構付モータ)１０は、自動車等の車両に設けられるリヤウィンドガラスを払拭するためのリヤワイパ装置の駆動源として用いられる。このワイパモータ１０は、モータ本体(電動モータ)１１と、モータ本体１１の回転を減速して伝達する減速機構が設けられたギヤユニット部１２とを有している。
【００１６】
モータ本体１１にはブラシ付直流モータが用いられており、薄板鋼板等をプレス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(ヨーク)１３を備えている。モータケース１３の内周面には、それぞれ径方向内側に向けてＮ極、Ｓ極に着磁された複数の円弧状の永久磁石１４が相互に対向して固着されている。また、モータケース１３の内部には各永久磁石１４に微小隙間を介して対向するアーマチュア１５が回転自在に収容されており、アーマチュア１５には複数のコイル１６が巻装されている。このアーマチュア１５の回転中心にはアーマチュア軸１７が貫通して固定されており、アーマチュア軸１７の軸方向一端部がモータケース１３の底壁に回転自在に支持されている。
【００１７】
アーマチュア軸１７には、アーマチュア１５に隣接させて円筒状のコンミテータ１８が固定されており、コンミテータ１８には各コイル１６の端部が電気的に接続されている。コンミテータ１８の外周面には一対のブラシ１９がそれぞれ摺接されており、ブラシ１９およびコンミテータ１８を介してコイル１６に駆動電流を供給することで、アーマチュア１５に回転方向の電磁力トルクが発生し、アーマチュア軸１７が所定の速度で回転駆動される。
【００１８】
このモータ本体１１には、モータケース１３の開口側において、ギヤユニット部１２のギヤフレーム２１が取り付けられている。ギヤフレーム２１はモータケース１３側に開口しており、それぞれの開口端面を相互に突き当てた状態で締結ネジ２２によりギヤフレーム２１がモータケース１３に固定されている。
【００１９】
アーマチュア軸１７の軸方向他端部はギヤフレーム２１の内部に突出されており、アーマチュア軸１７の軸方向他端部には連結部材２３によりウォーム軸２４が同軸上に連結され、ウォーム軸２４がアーマチュア軸１７と一体に回転されるようになっている。つまり、このモータ本体１１のモータシャフト２５は、アーマチュア軸１７とウォーム軸２４とに分割された分割シャフトとなっている。ウォーム軸２４はギヤフレーム２１の内部に回転自在に収容されており、ウォーム軸２４の外周面には螺旋状の歯部を備えたウォーム２４ａが形成されている。なお、モータシャフト２５としては分割シャフト構造に限られず、アーマチュア軸１７とウォーム軸２４とを一体に成形するようにしても良い。
【００２０】
図２に示すように、ギヤフレーム２１はアルミダイカストによりモータシャフト２５の軸方向と直交する側に開口する有底状に形成されており、その開口部を閉塞するギヤカバー２７とによりギヤケース２８を形成している。ギヤカバー２７はギヤフレーム２１の底壁２１ａに対して所定の間隔を隔てて配置され、これらギヤフレーム２１の底壁２１ａとギヤカバー２７との間で収容スペースが形成されている。このギヤフレーム２１の内部には、モータシャフト２５の回転を減速して伝達する減速機構２９と、減速機構２９の回転運動を揺動運動に変換して出力軸３０に伝達する運動変換機構３１とが収容されている。
【００２１】
なお、図１はギヤカバー２７が取り外された状態におけるワイパモータ１０の平面図であり、ギヤユニット部１２の内部構造を示している。また、ギヤカバー２７は鋼板等により所定形状に形成されており、ギヤカバー２７に一体に設けられた図示しないブラケット部においてワイパモータ１０が車体に固定されるようになっている。
【００２２】
出力軸３０は鋼鉄等の金属製の丸棒からなり、その軸方向をモータシャフト２５の軸方向と直交する方向、つまりギヤフレーム２１の底壁２１ａと直交する方向に向けて配置されている。出力軸３０は基端側がギヤフレーム２１の内部に収容されるとともに、先端側がギヤフレーム２１の外方へ突出して延びており、ギヤフレーム２１の底壁２１ａを貫通した状態で設けられている。ギヤフレーム２１の底壁２１ａには、出力軸３０の外周面に沿ってギヤフレーム２１の外方へ突出する略円筒形状の軸保持部２１ｂが一体に形成されており、出力軸３０は軸保持部２１ｂに挿通されて軸保持部２１ｂにより回転自在に支持されている。この出力軸３０の先端部はリヤウィンドガラスから車体外部へ突出されており、出力軸３０の先端部には、リヤウィンドガラスの外側面を払拭するための図示しないワイパ部材が固定されている。
【００２３】
軸保持部２１ｂの内周面と出力軸３０の外周面との間には樹脂製の軸受部材３３が設けられ、軸受部材３３を介して出力軸３０が軸保持部２１ｂに回転自在に支持されている。また、軸保持部２１ｂの先端部にはシール材３４が装着されており、ギヤケース２８の内部に雨水や塵埃等が浸入することが防止されている。
【００２４】
減速機構２９は、モータ本体１１により回転されるウォーム２４ａと、ウォーム２４ａに噛み合うウォームホイール３５とを有している。ウォームホイール３５は樹脂材料を射出成形することによって略円盤形状に形成されており、その外周部に設けられたギヤ歯によりウォーム２４ａに噛み合っている。ウォームホイール３５の軸心には、底壁２１ａに固定されて出力軸３０と平行に延びる回転軸３６が挿通されており、回転軸３６によりウォームホイール３５がギヤフレーム２１の内部で回転自在に支持されている。これらウォーム２４ａとウォームホイール３５とを備える減速機構２９により、モータシャフト２５の回転が減速されてウォームホイール３５に伝達される。
【００２５】
運動変換機構３１は、出力軸３０の基端部に固定されたピニオンギヤ(出力ギヤ)４０、ウォームホイール３５の回転運動を揺動運動に変換してピニオンギヤ４０に伝達する運動変換部材４１、およびピニオンギヤ４０と運動変換部材４１とを相互に揺動自在に連結する保持プレート４２を有している。運動変換部材４１は、ピニオンギヤ４０に噛み合うセクタギヤ部４１ａと、ウォームホイール３５に連結されるアーム部４１ｂとを備えており、鋼板等の金属材料により平板状に形成されている。
【００２６】
図２に示すように、運動変換部材４１はウォームホイール３５よりもギヤカバー２７側に配置されている。この運動変換部材４１のアーム部４１ｂには連結軸４３が固定されており、ウォームホイール３５に形成された複数の連結孔４４のいずれか１つに連結軸４３が回転自在に組み付けられている。つまり、ウォームホイール３５の軸中心から径方向にずれた位置に設けられる連結軸４３により、運動変換部材４１とウォームホイール３５とが相互に回動自在に連結されている。また、ピニオンギヤ４０は平歯車からなり、出力軸３０の基端部に固定されて出力軸３０と一体に回動される。ピニオンギヤ４０は運動変換部材４１と同一平面上に配置され、略扇形状の平歯車からなるセクタギヤ部４１ａに噛み合っている。
【００２７】
保持プレート４２は、鋼板等の金属材料により平板状に形成されている。保持プレート４２はピニオンギヤ４０および運動変換部材４１よりもギヤカバー２７側に配置されており、ピニオンギヤ４０とセクタギヤ部４１ａとの間で延びている。この保持プレート４２の一端部には出力軸３０や連結軸４３と平行に延びる歯車軸４５が回転自在に挿通されており、歯車軸４５がセクタギヤ部４１ａの軸中心に固定されている。一方、保持プレート４２の他端部には出力軸３０が回転自在に挿通されている。この保持プレート４２により歯車軸４５が出力軸３０に対して揺動自在に連結され、ピニオンギヤ４０とセクタギヤ部４１ａとが互いに噛み合った状態で保持されている。
【００２８】
また、出力軸３０、連結軸４３、および歯車軸４５の各軸の基端部には、ギヤカバー２７の内面に摺動自在に突き当てられる摺接部材４６がそれぞれ装着されている。摺接部材４６はゴム等の弾性材料によりキャップ状に形成されており、各軸３０，４３，４５の基端面とギヤカバー２７の内面との間で圧縮された状態で組み付けられている。この摺接部材４６の弾性力により、各軸３０，４３，４５がギヤフレーム２１の底壁２１ａ側に向けて軸方向に付勢され、ギヤフレーム２１の内部に収容された各部材の軸方向のガタが抑制されている。
【００２９】
このワイパモータ１０を作動させるためにワイパスイッチがＯＮ操作されると、モータ本体１１によりウォームホイール３５が回転され、運動変換部材４１のアーム部４１ｂに固定された連結軸４３がウォームホイール３５とともに回転軸３６を中心として回転される。そして、運動変換部材４１のセクタギヤ部４１ａに固定された歯車軸４５が出力軸３０を中心として揺動され、セクタギヤ部４１ａとピニオンギヤ４０との噛み合いによって出力軸３０が所定の揺動角度で往復揺動される。すなわち、差動ギヤ構造からなる広角タイプの運動変換機構３１によりウォームホイール３５の回転運動が揺動運動に変換されて出力軸３０に伝達され、ワイパ部材が所定の揺動範囲つまり予め設定された両反転位置の間で往復揺動される。
【００３０】
次に、ウォームホイール３５の形状について詳細に説明する。図３は図１に示すウォームホイールの斜視図であり、図４は図１に示すウォームホイールの平面図であり、図５は図１に示すウォームホイールの底面図である。図６はウォームとウォームホイールとの噛み合い状態を示す断面図であり、図７はウォームホイールを一部拡大して示す断面図である。
【００３１】
このウォームホイール３５は、回転軸３６により回転自在に支持される円筒状のボス部３５ａと、ウォーム２４ａと噛み合う複数のギヤ歯５０が外周部に設けられた円筒状のギヤ部３５ｂと、ボス部３５ａとギヤ部３５ｂとを連結する連結部３５ｃとを有している。
【００３２】
ボス部３５ａの軸心には、回転軸３６が挿通される軸孔５１が形成されており、軸孔５１に回転軸３６が挿通されてボス部３５ａの内周面が回転軸３６の外周面に摺接されている。図６に示すように、ボス部３５ａの軸方向他端側(図６における下側)の端部には、連結部３５ｃよりも軸方向他端側へ向けて突出する環状の突き当て部５２が設けられている。突き当て部５２には軸方向他端側に開口する複数の円弧状の肉盗み５３が軸孔５１と同軸上に環状に形成されており、ウォームホイール３５の軽量化が図られている。ウォームホイール３５は、このボス部３５ａにおいて回転軸３６により回転自在に支持されている。
【００３３】
ギヤ部３５ｂは、ボス部３５ａよりも軸方向寸法が短く形成されており、ボス部３５ａよりも径方向外側に位置させてボス部３５ａと同軸上に設けられている。ギヤ部３５ｂの外周部にはウォーム２４ａに噛み合う複数のギヤ歯５０が周方向全体に並べて設けられており、ウォーム２４ａのギヤ歯とウォームホイール３５のギヤ歯５０との噛み合いによって、モータシャフト２５の回転がウォームホイール３５に減速して伝達されるようになっている。
【００３４】
ギヤ部３５ｂの軸方向一端側(図６における上側)の端面には、ギヤ歯５０よりも径方向内側つまりギヤ歯５０と連結部３５ｃとの間に位置させて軸方向一端側に開口する環状の肉盗み５４が軸孔５１と同軸上に形成されており、ウォームホイール３５の軽量化が図られている。この肉盗み５４は、ギヤ部３５ｂの軸方向中央部から軸方向一端側へ向けて軸方向に延びて開口するとともに、その開口端部が径方向外側へ向けて延びる断面略Ｌ字形状に形成されている。なお、肉盗み５４としては、複数の円弧状の肉盗みを環状に形成するようにしても良い。
【００３５】
連結部３５ｃは、ボス部３５ａとギヤ部３５ｂとを同軸上に連結する円盤形状をしており、ボス部３５ａとギヤ部３５ｂとの間で径方向に延びている。連結部３５ｃの軸方向一端側の端面は、ボス部３５ａの軸方向一端側の端面と略同一平面上に設けられており、ギヤ部３５ｂの軸方向一端側の端面よりも軸方向一端側に配置されている。また、連結部３５ｃの軸方向他端側の端面はギヤ部３５ｂの軸方向他端側の端面と略同一平面上に設けられており、ボス部３５ａの突き当て部５２が連結部３５ｃの軸方向他端側の端面よりも軸方向他端側に突出して設けられている。
【００３６】
連結部３５ｃには、複数(図示する場合においては４つ)の連結孔４４が軸方向一端側に開口して形成されており、それぞれの連結孔４４が周方向に所定の間隔をあけて配置されている。また、連結部３５ｃには、軸方向一端側に開口する複数の肉盗み５５が放射状に設けられており、ウォームホイール３５の軽量化が図られている。連結部３５ｃの軸方向他端側の端面には、ワイパスイッチがＯＦＦ操作されたときにワイパ部材を所定の停止位置に自動で停止させるための定位置停止機構を構成するリレープレート５６が取り付けられており、略環状のリレープレート５６がウォームホイール３５と同軸上に配置されている。
【００３７】
図７に示すように、それぞれのギヤ歯５０は、ギヤ歯５０の軸方向他端側に設けられる直線状歯部５８と、ギヤ歯５０の軸方向一端側に設けられる円弧状歯部５９とを備えている。つまり、それぞれのギヤ歯５０は、軸方向一端側に円弧状歯部５９が設けられた片円弧形状をしている。直線状歯部５８の歯先５８ａおよび歯底５８ｂは、ギヤ歯５０の軸方向中央部から軸方向他端側へ向けて軸方向に延びて形成されており、周方向に隣り合うギヤ歯５０の相互間に形成される歯溝６０が軸方向他端側へ開口されている。
【００３８】
一方、円弧状歯部５９は、ギヤ歯５０の軸方向中央部から軸方向一端側へ向かうにつれて径方向外側へ円弧状に突出している。円弧状歯部５９の歯先５９ａはウォーム２４ａの歯底２４ｂに対応させて径方向外側へ湾曲して形成され、円弧状歯部５９の歯底５９ｂはウォーム２４ａの歯先２４ｃに対応させて径方向外側へ湾曲して形成されている。したがって、それぞれギヤ歯５０は円弧状歯部５９の軸方向一端側の端部が相互に連結されており、歯溝６０の軸方向一端側が閉塞されている。このように、それぞれのギヤ歯５０には、所謂ノード形状としての円弧状歯部５９がギヤ歯５０の軸方向一端側に肉盗み５４に隣接させて設けられており、ギヤ歯５０の円弧状歯部５９が直線状歯部５８よりも径方向外側へ迫り出している。
【００３９】
次に、ウォームホイール３５の組付工程について説明する。図８はウォームホイールの組付工程を説明する説明図である。
【００４０】
ウォームホイール３５を組み付ける際には、予め、ウォーム軸２４をギヤフレーム２１の内部に回転自在に収容するとともに、回転軸３６の先端部がギヤフレーム２１内に突出するように回転軸３６を底壁２１ａに固定する。ウォームホイール３５は、図８に矢印で示すように、ウォームホイール３５の軸方向他端側つまり歯溝６０の開口側を底壁２１ａ側に向けた状態で、ギヤフレーム２１の開口部から軸方向他端側へ向けて組み付けられる。そして、軸孔５１に回転軸３６の先端部が挿通されるとともに、ウォーム２４ａのギヤ歯とウォームホイール３５のギヤ歯５０とが噛み合わされ、突き当て部５２の軸方向他端側の端面が底壁２１ａの内面に突き当てられた状態で、ウォームホイール３５がギヤフレーム２１内に回転自在に収容される。
【００４１】
このように、それぞれのギヤ歯５０の軸方向一端側に円弧状歯部５９を設けるようにしたので、ウォーム２４ａのギヤ歯とウォームホイール３５のギヤ歯５０との噛合面積が大きくなり、ウォームホイール３５におけるウォーム２４ａとの噛合強度を向上させることができる。これにより、ウォームホイール３５の強度を十分に確保しつつ、ウォームホイール３５のモジュールを小さくすることが可能となり、ウォームホイール３５を小型化することでワイパモータ１０の小型化および軽量化を図ることができる。また、環状の肉盗み５４をギヤ部３５ｂに形成するようにしたので、ウォームホイール３５の軽量化を図ることができる。また、肉盗み５４を形成することにより、ウォーム軸２４のウォーム２４ａから円弧状歯部５９に所定以上の負荷が加わった場合に、円弧状歯部５９は軸孔５１側つまり径方向内側へ向けて撓むことができる。これにより、円弧状歯部５９の破損を防止することが可能となる。
【００４２】
さらに、それぞれのギヤ歯５０の軸方向一端側のみに円弧状歯部５９を設けるようにしたので、ウォーム軸２４をギヤフレーム２１内に収容した状態でウォームホイール３５を組み付けることが可能となる。つまり、それぞれのギヤ歯５０の軸方向他端側に直線状歯部５８を設け、歯溝６０がウォームホイール３５の組付方向に開口するようにしたので、ウォームホイール３５のギヤ歯５０がウォーム２４ａのギヤ歯に干渉することなく、ギヤフレーム２１内に収容されたウォーム２４ａに対してウォームホイール３５を組み付けることが可能となる。したがって、それぞれのギヤ歯５０に円弧状歯部５９を設けない場合と比べてウォームホイール３５の組付作業性を悪化させることなく、ウォーム軸２４をギヤフレーム２１内に収容した状態でウォームホイール３５を容易に組み付けることができる。
【００４３】
なお、前記実施の形態においては、それぞれのギヤ歯５０の軸方向一端側のみに円弧状歯部５９を設けるようにしたが、ギヤ歯５０の軸方向両端側にそれぞれ円弧状歯部５９を設けるようにしても良い。この場合には、ウォーム２４ａのギヤ歯とウォームホイール３５のギヤ歯５０との噛合面積がさらに大きくなり、ウォームホイール３５をさらに小型化および軽量化することが可能となる。
【００４４】
ただし、ギヤ歯５０の軸方向両端側にそれぞれ円弧状歯部５９を設けるようにした場合には、ウォーム２４をギヤフレーム２１内に収容した状態でウォームホイール２５を組み付けようとすると、ギヤ歯５０の円弧状歯部５９がウォーム２４ａのギヤ歯に干渉することとなり、ウォームホイール３５の組み付けが困難となる。したがって、この場合には、予めウォームホイール３５をギヤフレーム２１内に収容した状態で、ウォーム軸２４をウォームホイール３５の接線方向に移動させながら回転させて組み付ける必要があり、組付作業性が悪化することとなる。
【００４５】
また、前記実施の形態においては、ウォームホイール３５の外周部に設けられた複数のギヤ歯５０の全てに円弧状歯部５９を設けるようにしたが、これに限定されることはない。図９は本発明の他の実施形態であるワイパモータを示す平面図であり、図１０は図９に示すウォームホイールの底面図である。図９および図１０において、上述した部材と同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
図９に示すように、広角タイプの運動変換機構３１を備えたワイパモータ７０においては、ワイパ部材が両反転位置の中間位置付近に位置するときに減速機構２９の噛合反力が最も大きくなる傾向にある。つまり、減速機構２９の噛合部とウォームホイール３５の軸中心とを結ぶ第一仮想線Ｌ１に対して回転軸３６を中心として所定角度ずれた第二仮想線Ｌ２上付近に連結軸４３が位置するときに減速機構２９の噛合部に掛かる負荷が大きくなる。そのため、連結軸４３が第二仮想線Ｌ２上付近に位置するとき、つまりワイパ部材が両反転位置の中間位置に位置するときにウォーム２４ａのギヤ歯に噛み合うウォームホイール７１のギヤ歯７２に少なくとも円弧状歯部５９を設けるようにすることで、ウォームホイール７１の噛合強度を十分に確保することが可能となる。
【００４７】
このウォームホイール７１では、図１０に示すように、連結軸４３が第二仮想線Ｌ２上付近に位置するときにウォーム２４ａのギヤ歯に噛み合う角度領域α，βにおけるギヤ歯７２を片円弧形状としている。すなわち、角度領域α，βにおけるギヤ歯７２は、軸方向他端側に直線状歯部５８が設けられるとともに、軸方向一端側に円弧状歯部５９が設けられている。一方、その他(角度領域α，β以外)の角度領域におけるギヤ歯７３は、軸方向両端側にそれぞれ直線状歯部５８が設けられている。
【００４８】
このように、ワイパ部材が両反転位置の中間位置に位置するときにウォーム２４ａのギヤ歯に噛み合うウォームホイール７１のギヤ歯７２に少なくとも円弧状歯部５９を設けるようにすることで、減速機構２９の噛合反力が大きくなる位置におけるウォームホイール７１の噛合強度を向上させることができる。これにより、全てのギヤ歯に円弧状歯部５９を設けなくとも、図５に示すウォームホイール３５を用いた場合と同様の効果を奏することができる。なお、円弧状歯部５９を備えたギヤ歯７２が設けられる角度領域α，βは、減速機構２９の噛合反力等を考慮して任意に変更可能である。
【００４９】
本発明は前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もちろんである。例えば、前記実施の形態においては、差動ギヤ構造からなる広角タイプの運動変換機構３１を用いたが、リンク構造からなる狭角タイプの運動変換機構を用いるようにしても良い。狭角タイプの運動変換機構は、出力軸３０と一体に回動するレバー部材と、ウォームホイール３５の回転運動を揺動運動に変換してレバー部材に伝達する連結ロッドとを有している。連結ロッドは、一端部がウォームホイール３５の軸中心から径方向にずれた位置において連結軸４３によりウォームホイール３５に回動自在に連結され、他端部がレバー部材に回動自在に連結される。
【００５０】
この狭角タイプの運動変換機構を備えたワイパモータにおいても、ワイパ部材が両反転位置の中間位置付近に位置するときに減速機構２９の噛合反力が最も大きくなる傾向にある。つまり、減速機構２９の噛合部とウォームホイールの軸中心とを結ぶ第一仮想線Ｌ１上付近に連結軸４３が位置するときに減速機構２９の噛合部に掛かる負荷が大きくなる。そのため、連結軸４３が第一仮想線Ｌ１上付近に位置するとき、つまりワイパ部材が両反転位置の中間位置付近に位置するときにウォーム２４ａのギヤ歯に噛み合うウォームホイールのギヤ歯に少なくとも円弧状歯部５９を設けるようにすることで、ウォームホイールの噛合強度を十分に確保することが可能となる。
【００５１】
また、本発明の減速機構付モータとしてはワイパモータ１０に限られず、パワーウィンドモータ等の他の減速機構付モータに適用するようにしても良い。また、モータ本体１１としてはブラシ付モータに限らず、例えばブラシレスモータなどを用いるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１０ ワイパモータ(減速機構付モータ)
１１ モータ本体
１２ ギヤユニット部
１３ モータケース
１４ 永久磁石
１５ アーマチュア
１６ コイル
１７ アーマチュア軸
１８ コンミテータ
１９ ブラシ
２１ ギヤフレーム
２１ａ 底壁
２１ｂ 軸保持部
２２ 締結ネジ
２３ 連結部材
２４ ウォーム軸
２４ａ ウォーム
２４ｂ 歯底
２４ｃ 歯先
２５ モータシャフト
２７ ギヤカバー
２８ ギヤケース
２９ 減速機構
３０ 出力軸
３１ 運動変換機構
３３ 軸受部材
３４ シール材
３５ ウォームホイール
３５ａ ボス部
３５ｂ ギヤ部
３５ｃ 連結部
３６ 回転軸
４０ ピニオンギヤ
４１ 運動変換部材
４１ａ セクタギヤ部
４１ｂ アーム部
４２ 保持プレート
４３ 連結軸
４４ 連結孔
４５ 歯車軸
４６ 摺接部材
５０ ギヤ歯
５１ 軸孔
５２ 突き当て部
５３〜５５ 肉盗み
５６ リレープレート
５８ 直線状歯部
５８ａ 歯先
５８ｂ 歯底
５９ 円弧状歯部
５９ａ 歯先
５９ｂ 歯底
６０ 歯溝
７０ ワイパモータ(減速機構付モータ)
７１ ウォームホイール
７２，７３ ギヤ歯
Ｌ１ 第一仮想線
Ｌ２ 第二仮想線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ本体により回転されるウォームと、前記ウォームに噛み合うウォームホイールとを備えた減速機構付モータであって、
前記ウォームホイールは、
前記ウォームホイールを回転自在に支持する回転軸が挿通される円筒状のボス部と、
前記ウォームに噛み合う複数のギヤ歯が外周部に設けられた円筒状のギヤ部と、
前記ボス部と前記ギヤ部とを同軸上に連結する連結部と、
前記ギヤ歯よりも径方向内側に位置させて前記ギヤ部に環状に形成される肉盗みと、
前記ギヤ歯に設けられ、軸方向中央部から軸方向一端側に向かうにつれて径方向外側へ円弧状に突出する円弧状歯部とを有することを特徴とする減速機構付モータ。
【請求項２】
請求項１記載の減速機構付モータにおいて、前記肉盗みは、前記円弧状歯部に隣接させて軸方向一端側に開口して形成されることを特徴とする減速機構付モータ。
【請求項３】
請求項１または２記載の減速機構付モータにおいて、前記ウォームホイール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有し、前記出力軸に取り付けられるワイパ部材を両反転位置の間で往復動するワイパモータに適用することを特徴とする減速機構付モータ。
【請求項４】
請求項３記載の減速機構付モータにおいて、前記ワイパ部材が前記両反転位置の中間位置付近に位置するときに前記ウォームと噛み合う前記ギヤ歯に少なくとも前記円弧状歯部を設けることを特徴とする減速機構付モータ。
【請求項１】
モータ本体により回転されるウォームと、前記ウォームに噛み合うウォームホイールとを備えた減速機構付モータであって、
前記ウォームホイールは、
前記ウォームホイールを回転自在に支持する回転軸が挿通される円筒状のボス部と、
前記ウォームに噛み合う複数のギヤ歯が外周部に設けられた円筒状のギヤ部と、
前記ボス部と前記ギヤ部とを同軸上に連結する連結部と、
前記ギヤ歯よりも径方向内側に位置させて前記ギヤ部に環状に形成される肉盗みと、
前記ギヤ歯に設けられ、軸方向中央部から軸方向一端側に向かうにつれて径方向外側へ円弧状に突出する円弧状歯部とを有することを特徴とする減速機構付モータ。
【請求項２】
請求項１記載の減速機構付モータにおいて、前記肉盗みは、前記円弧状歯部に隣接させて軸方向一端側に開口して形成されることを特徴とする減速機構付モータ。
【請求項３】
請求項１または２記載の減速機構付モータにおいて、前記ウォームホイール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有し、前記出力軸に取り付けられるワイパ部材を両反転位置の間で往復動するワイパモータに適用することを特徴とする減速機構付モータ。
【請求項４】
請求項３記載の減速機構付モータにおいて、前記ワイパ部材が前記両反転位置の中間位置付近に位置するときに前記ウォームと噛み合う前記ギヤ歯に少なくとも前記円弧状歯部を設けることを特徴とする減速機構付モータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１３７１１４（Ｐ２０１２−１３７１１４Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７９５４（Ｐ２０１０−２８７９５４）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
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