JP2011256932A - ワイパモータ - Google Patents

Abstract

【課題】偏荷重が生じづらい構造により反転時におけるガタの発生を抑制することにある。
【解決手段】減速機構および運動変換機構を収容する有底状のギヤフレーム２１と、ギヤフレーム２１の開口部を閉塞するギヤカバー２４とを有するワイパモータにおいて、ワイパ部材の各反転位置のもとで相互に摺接する凸部４５，４６がウォームホイール３２の軸方向端面とギヤフレーム２１の底壁部２１ａとにそれぞれ一対設けられている。一対のギヤ側凸部４５はウォームホイール３２の軸方向端面から底壁部２１ａ側に向けて突出し、一対のフレーム側凸部４６は底壁部２１ａからウォームホイール３２に向けて突出している。また、ウォームホイール３２に連結された運動変換部材３６とギヤカバー２４との間に摺接部材４１等が設けられ、摺接部材４１等を介して運動変換部材３６がギヤカバー２４の内側面に摺動自在に突き当てられている。
【選択図】図９

Description

本発明は、電動モータの回転運動を揺動運動に変換して伝達する運動変換機構を備えたワイパモータに関する。

例えば、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には、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が用いられる。ワイパモータは、運動変換機構を収容する有底状のギヤフレームと、ギヤフレームの開口部を閉塞するギヤカバーとを有しており、電動モータにギヤフレームが取り付けられている。また、ギヤフレームの内部には、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なる減速機構が収容されており、電動モータの回転が減速機構により減速されて運動変換機構に伝達されるようになっている。

運動変換機構は、出力軸の基端部に固定されるピニオンギヤと、ウォームホイールの回転運動を揺動運動に変換してピニオンギヤに伝達する運動変換部材とを有している。運動変換部材は、ウォームホイールの軸心から径方向に所定量離れた位置に設けられた連結軸によりウォームホイールに回転自在に連結され、ピニオンギヤに噛み合うセクタギヤ部を備えている。また、運動変換機構には、セクタギヤ部の軸心に設けられた歯車軸と出力軸とを揺動自在に連結する保持プレートが設けられ、ピニオンギヤとセクタギヤ部との噛み合い状態が保持されている。この運動変換機構により、ウォームホイールの回転運動が揺動運動に変換されて出力軸に伝達され、出力軸の先端部に取り付けられたワイパ部材が所定の揺動範囲、つまり下反転位置と上反転位置との間で揺動駆動されるようになっている。

このようなワイパモータでは、ワイパ部材が各反転位置において移動方向を反転させるときに、ピニオンギヤとセクタギヤ部との噛み合い部分に回転方向の大きな荷重が加わり、セクタギヤ部はピニオンギヤから引き離される方向の荷重を受けることになる。そして、この荷重により運動変換部材に傾きが生じ、ピニオンギヤとセクタギヤ部との噛み合いがずれることで、出力軸の回転方向のガタが大きくなる。このため、ウィンドガラスが濡れた状態の時と乾いた状態の時とでは、出力軸に加わる荷重の大きさが異なることから出力軸の回転方向のガタが増減し、ワイパ部材の揺動範囲が相違するという問題を生じることになる。

そこで、例えば、特許文献１に記載されるワイパモータでは、ギヤカバーの内面に摺接される摺接部材を歯車軸および連結軸の先端に装着し、各反転位置のもとでそれぞれの摺接部材をギヤカバーの内面に形成された摺接凸部に摺接させるようにしている。これにより、歯車軸および連結軸の軸方向の移動が規制されるため、各反転位置においてセクタギヤ部がピニオンギヤから引き離される方向に大きな荷重を受けても運動変換部材が傾きを生じることがなく、出力軸の回転方向のガタを抑制することが可能となっている。

特開２００７−３８９４９号公報

このように、特許文献１に記載されるワイパモータでは、各反転位置において摺接部材をギヤカバーの摺接凸部に摺接させることで、歯車軸および連結軸をギヤフレームの底壁側に押し付けて各軸の軸方向の移動を規制するようにしている。このため、ウォームホイールは連結軸に連結された部分においてギヤフレームの底壁側に押し付けられることになり、ウォームホイールが傾きを生じることになる。そして、このウォームホイールの傾きにより、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分などに偏荷重がかかり、ウォームホイールやその周辺部材が変形してしまうおそれがある。

本発明の目的は、偏荷重が生じづらい構造により反転時におけるガタの発生を抑制することにある。

本発明のワイパモータは、電動モータと当該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とを備え、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揺動駆動するワイパモータであって、前記電動モータにより回転されるウォーム、および前記ウォームに噛み合うウォームホイールを備え、前記電動モータの回転を減速して前記運動変換機構に伝達する減速機構と、前記電動モータに取り付けられ、前記減速機構および前記運動変換機構を収容する有底状のギヤフレームと、前記ギヤフレームの開口部を閉塞するギヤカバーと、前記ギヤカバーの内側面に摺動自在に突き当てられ、前記ウォームホイールに連結されて、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前記出力軸に伝達する運動変換部材と、前記ウォームホイールの軸方向端面に回転方向に沿って複数設けられ、前記ギヤフレームの底壁に向けて突出するギヤ側凸部と、前記ギヤフレームの底壁から前記ウォームホイールに向けて突出するように前記ウォームホイールの回転方向に沿って複数設けられ、前記各反転位置で複数の前記ギヤ側凸部にそれぞれ摺接することにより前記ウォームホイールをその軸方向に沿って前記ギヤカバー側に押し付けるフレーム側凸部とを有することを特徴とする。

本発明のワイパモータは、それぞれ前記ギヤ側凸部および前記フレーム側凸部は、前記ウォームホイールの軸心を挟んで相互に対向する位置に一対設けられていることを特徴とする。

本発明のワイパモータは、一方の反転位置のもとで、一方の前記ギヤ側凸部が一方の前記フレーム側凸部に摺接するとともに、他方の前記ギヤ側凸部が他方の前記フレーム側凸部に摺接し、他方の反転位置のもとで、一方の前記ギヤ側凸部が他方の前記フレーム側凸部に摺接するとともに、他方の前記ギヤ側凸部が一方の前記フレーム側凸部に摺接することを特徴とする。

本発明によれば、複数のギヤ側凸部と複数のフレーム側凸部とを各反転位置のもとでそれぞれ摺接させ、ウォームホイールをその軸方向に沿ってギヤカバー側に押し付けるようにしたので、運動変換部材がウォームホイールとギヤカバーとの間で押し付けられ、運動変換部材の軸方向の移動が強く規制される。これにより、ウォームホイールが傾きを生じることなく、反転時における出力軸の回転方向のガタの発生を抑制することができる。したがって、ウォームホイールの傾きによる偏荷重によってウォームホイールやその周辺部材が変形することが防止され、ワイパモータの外力強度の向上を図ることができる。また、運動変換部材がウォームホイールとギヤカバーとの間で押し付けられることで、運動変換部材の軸方向のガタの抑制効果が向上され、反転時におけるガタの発生と、そのガタによる異音の発生とを確実に抑制することができる。

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１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２における破線円Ｂを拡大して示す断面図である。 (ａ)はウォームホイールの軸方向端面を示す底面図であり、(ｂ)は図４(ａ)におけるＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図である。 (ａ)はギヤフレームの底壁部を示す平面図であり、(ｂ)は図５(ａ)におけるＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図である。 (ａ)〜(ｄ)はワイパモータの動作を示す説明図である。 (ａ)〜(ｄ)は図６(ａ)〜(ｄ)のもとでのギヤ側凸部とフレーム側凸部との位置関係を示す説明図である。 比較例としてのワイパモータを示す概略断面図である。 本発明のワイパモータを示す概略断面図である。

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。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の回転運動を揺動運動に変換して伝達する運動変換機構が設けられたギヤユニット部１２とを有している。

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極に着磁された一対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、モータシャフト１７が貫通して固定されている。

モータシャフト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、各ブラシ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、モータシャフト１７が所定の回転速度で回転駆動されるようになっている。

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複数の締結ネジ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。モータシャフト１７の先端側はギヤフレーム２１の内部に挿入されており、モータシャフト１７の先端側の外周面には螺旋状の歯部を備えるウォーム２３が一体に形成されている。

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１７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、ギヤフレーム２１の開口部がギヤカバー２４により閉塞されている。つまり、ギヤカバー２４はギヤフレーム２１の底壁部２１ａと所定の間隔を隔てて配置され、これらギヤフレーム２１の底壁部２１ａとギヤカバー２４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１７の回転を減速して伝達する減速機構２５と、減速機構２５の回転運動を揺動運動に変換して出力軸２６に伝達する運動変換機構２７とが収容されている。

なお、図１に示すワイパモータ１０はギヤカバー２４が取り外された状態における平面図であり、ギヤフレーム２１の内部構造を示している。また、ギヤカバー２４は鋼板等により所定形状に形成されており、ギヤカバー２４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。

出力軸２６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１７の軸方向と直交する方向、つまりギヤフレーム２１の底壁部２１ａと直交する方向に向けて配置されている。出力軸２６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の底壁部２１ａを貫通した状態で設けられている。ギヤフレーム２１の底壁部２１ａには、モータシャフト１７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２６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２６の先端部はリヤウィンドガラスＧから車体外部へ突出されており、出力軸２６の先端部には、リヤウィンドガラスＧ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るようになっている。

なお、軸保持部２１ｂの内周面と出力軸２６の外周面との間には樹脂製の軸受部材２８が設けられ、軸受部材２８を介して出力軸２６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の先端部はシール材２９によりギヤフレーム２１の内部へ雨水や塵埃等の異物が進入することが防止されている。さらに、出力軸２６の先端部は、ゴム等により形成されたグロメット部材３０を介してリヤウィンドガラスＧに摺動自在に支持されており、シール材として機能するグロメット部材３０により車体内部に雨水や塵埃等の異物が進入することが防止されている。

減速機構２５は、モータ本体１１により回転されるウォーム２３と、ウォーム２３に噛み合うウォームホイール３２とを有している。ウォームホイール３２は樹脂材料を射出成形することにより略円盤形状に形成されており、その外周面にはウォーム２３に噛み合う歯部を備えている。ウォームホイール３２の軸心には、底壁部２１ａに固定されてギヤフレーム２１の内部へ突出する回転軸３３が挿通されており、回転軸３３によりウォームホイール３２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２３とウォームホイール３２とからなる減速機構２５により、モータシャフト１７の回転が減速されてウォームホイール３２に伝達されるようになっている。

このウォームホイール３２には、図１に示すように、軸心から径方向外側に所定量離れた位置において、ギヤカバー２４側に開口する複数の連結孔３４が形成されている。連結孔３４はウォームホイール３２の回転方向に沿って一対(２箇所)設けられ、各連結孔３４はそれぞれウォームホイール３２の軸心からの径方向距離が等しい位置に形成されている。一対の連結孔３４は、ウォームホイール３２の軸心を挟んで相互に対向するように、ウォームホイール３２の回転方向に沿って約１８０度離隔した位置に配置されている。

運動変換機構２７は、出力軸２６の基端部に固定されたピニオンギヤ３５、ウォームホイール３２の回転運動を揺動運動に変換してピニオンギヤ３５に伝達する運動変換部材３６、およびピニオンギヤ３５と運動変換部材３６とを相互に揺動自在に連結する保持プレート３７を有している。運動変換部材３６は、ピニオンギヤ３５に噛み合うセクタギヤ部３６ａと、セクタギヤ部３６ａからウォームホイール３２側に延びるアーム部３６ｂとを備えており、これらセクタギヤ部３６ａとアーム部３６ｂとが鋼板等の金属材料により一体に成形されている。図２に示すように、運動変換部材３６はウォームホイール３２よりもギヤカバー２４側に配置されており、ギヤフレーム２１の底壁部２１ａに平行な突き当て面において運動変換部材３６とウォームホイール３２とが相互に突き当てられている。この運動変換部材３６のアーム部３６ｂの端部には、ウォームホイール３２の一対の連結孔３４のうちいずれか一方に回転自在に差し込まれた連結軸３８が固定されている。また、セクタギヤ部３６ａは略扇形状の平歯車であり、運動変換部材３６と同一平面上に配置されて出力軸２６と一体に回転するピニオンギヤ３５に噛み合っている。

保持プレート３７は、鋼板等の金属材料によりピニオンギヤ３５とセクタギヤ部３６ａとの間で延びる平板状に形成されている。保持プレート３７はピニオンギヤ３５および運動変換部材３６よりもギヤカバー２４側に配置されており、ギヤフレーム２１の底壁部２１ａに平行な突き当て面において保持プレート３７とピニオンギヤ３５および運動変換部材３６とが相互に突き当てられている。この保持プレート３７の一端部には出力軸２６や連結軸３８と平行に延びる歯車軸３９が回転自在に挿通されており、歯車軸３９がセクタギヤ部３６ａの軸心に固定されている。一方、保持プレート３７の他端部には出力軸２６が回転自在に挿通されている。この保持プレート３７により、歯車軸３９が出力軸２６に対して揺動自在に連結され、ピニオンギヤ３５とセクタギヤ部３６ａとが互いに噛み合った状態で保持されている。

このような運動変換機構２７により、ウォームホイール３２が回転されると運動変換部材３６が出力軸２６まわりに往復揺動され、運動変換部材３６のセクタギヤ部３６ａとピニオンギヤ３５との噛み合いによって出力軸２６が所定の角度範囲で往復揺動される。すなわち、運動変換機構２７によりウォームホイール３２の回転運動が揺動運動に変換されて出力軸２６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下反転位置(停止位置)と上反転位置との間で揺動駆動されるようになっている。

図３に示すように、連結軸３８には、運動変換部材３６よりもギヤカバー２４側に位置して樹脂製の円筒状のスペーサ４０が装着されており、運動変換部材３６のアーム部３６ｂにスペーサ４０が突き当てられている。また、連結軸３８の基端部には、スペーサ４０とギヤカバー２４との間に位置して樹脂製のキャップ状の摺接部材４１が装着されており、スペーサ４０と摺接部材４１との間にはゴム等の弾性材料からなるＯリング４２が挟み込まれている。同様に、出力軸２６および歯車軸３９の基端部には、保持プレート３７とギヤカバー２４との間に位置して摺接部材４１が装着されており、保持プレート３７と摺接部材４１との間にはＯリング４２が挟み込まれている。

これら各軸に装着された摺接部材４１はギヤカバー２４の内側面に摺接されており、運動変換機構２７を構成する各部材や各軸は摺接部材４１等を介してギヤカバー２４の内側面に摺動自在に突き当てられ、ギヤフレーム２１の底壁部２１ａとギヤカバー２４との間で支持されている。これにより、運動変換機構２７を構成する各部材や各軸の軸方向の移動が規制され、軸方向のガタが抑制されている。なお、摺接部材４１の形状は任意に変更可能であり、例えば、連結軸３８と歯車軸３９に装着される摺接部材４１を一体に形成しても良い。また、摺接部材４１は樹脂材料に限られず、ゴム等の弾性材料により形成しても良い。

このワイパモータ１０には、ワイパ部材の反転時におけるガタの発生を抑制するために、各反転位置のもとで相互に摺接する複数の凸部がウォームホイール３２の軸方向端面とギヤフレーム２１の底壁部２１ａとにそれぞれ形成されている。図４(ａ)はウォームホイールの軸方向端面を示す底面図であり、図４(ｂ)は図４(ａ)におけるＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図である。図５(ａ)はギヤフレームの底壁部を示す平面図であり、図５(ｂ)は図５(ａ)におけるＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図である。

図４(ａ)に示すように、ウォームホイール３２の底壁部２１ａ側の軸方向端面には、底壁部２１ａ側に向けて突出する一対のギヤ側凸部４５が一体に形成されている。一対のギヤ側凸部４５は、一対の連結孔３４の形成位置に隣接させて、ウォームホイール３２の軸心を挟んで相互に対向するように、ウォームホイール３２の回転方向に沿って約１８０度離隔した位置に配置されている。それぞれのギヤ側凸部４５は、図４(ｂ)に示すように、底壁部２１ａに平行に形成された摺接面４５ａと、摺接面４５ａの回転方向両側に設けられる傾斜面４５ｂとを備えた断面略台形形状をしている。一対のギヤ側凸部４５はウォームホイール３２の軸方向端面からの高さが同一高さとなっており、それぞれの摺接面４５ａが同一平面上に配置されている。また、それぞれの傾斜面４５ｂは、ウォームホイール３２の回転方向に沿って摺接面４５ａに接近する側に向かうにつれて底壁部２１ａ側に向かうように、ウォームホイール３２の軸方向端面から摺接面４５ａに向けて傾斜して形成されている。

一方、図５(ａ)に示すように、ギヤフレーム２１の底壁部２１ａの内側面には、ウォームホイール３２の軸方向端面に対向する部分に位置して、ウォームホイール３２側に向けて突出する一対のフレーム側凸部４６が一体に形成されている。一対のフレーム側凸部４６は、各反転位置のもとでの連結軸３８の位置に隣接させて、ウォームホイール３２の軸心を挟んで相互に対向するように、ウォームホイール３２の回転方向に沿って約１８０度離隔した位置に配置されている。それぞれのフレーム側凸部４６は、図５(ｂ)に示すように、底壁部２１ａに平行に形成された摺接面４６ａと、摺接面４６ａの回転方向両側に設けられる傾斜面４６ｂとを備えた断面略台形形状をしており、平面視においてウォームホイール３２の回転方向に沿う円弧状に形成されている。一対のフレーム側凸部４６は底壁部２１ａの内側面からの高さが同一高さとなっており、それぞれの摺接面４６ａが同一平面上に配置されている。また、それぞれの傾斜面４６ｂは、ウォームホイール３２の回転方向に沿って摺接面４６ａに接近する側に向かうにつれてウォームホイール３２側に向かうように、底壁部２１ａの内側面から摺接面４６ａに向けて傾斜して形成されている。

これらギヤ側凸部４５とフレーム側凸部４６とは、ウォームホイール３２の軸心からの径方向距離がほぼ等しい位置に形成されている。つまり、ウォームホイール３２が回転するときのギヤ側凸部４５の移動経路上にフレーム側凸部４６が配置されている。そして、ウォームホイール３２が回転すると、ギヤ側凸部４５がフレーム側凸部４６に対して回転移動され、各反転位置において一対のギヤ側凸部４５と一対のフレーム側凸部４６とがそれぞれ摺接されるようになっている。

次に、ワイパモータ１０を作動させたときのギヤ側凸部４５とフレーム側凸部４６との位置関係について詳細に説明する。図６(ａ)〜(ｄ)はワイパモータの動作を示す説明図である。図７(ａ)〜(ｄ)は図６(ａ)〜(ｄ)のもとでのギヤ側凸部とフレーム側凸部との位置関係を示す説明図であり、ギヤ側凸部４５の移動経路に沿う断面を示している。

図６(ａ)に示すように、ワイパ部材が下反転位置のもとでは、一方のギヤ側凸部４５が一方のフレーム側凸部４６の形成位置に位置され、他方のギヤ側凸部４５が他方のフレーム側凸部４６の形成位置に位置される。そして、図７(ａ)に示すように、それぞれのギヤ側凸部４５の摺接面４５ａとフレーム側凸部４６の摺接面４６ａとが互いに摺接されることにより、ウォームホイール３２がその軸方向に沿ってギヤカバー２４側に押し付けられている。この下反転位置から上反転位置に向けてワイパ部材が揺動されるようにワイパモータ１０が作動されると、図６(ｂ)に示すように、それぞれのギヤ側凸部４５がフレーム側凸部４６に対してウォームホイール３２の回転方向に回転移動され、それぞれのギヤ側凸部４５がフレーム側凸部４６の形成位置の相互間に位置される。このときには、図７(ｂ)に示すように、それぞれのギヤ側凸部４５の摺接面４５ａがフレーム側凸部４６の摺接面４６ａよりも底壁部２１ａ側となるように配置され、ウォームホイール３２にはギヤカバー２４側への押し付け力が作用していない。

図６(ｃ)に示すように、ウォームホイール３２が下反転位置のもとから約１８０度回転されて上反転位置となると、一方のギヤ側凸部４５が他方のフレーム側凸部４６の形成位置に位置され、他方のギヤ側凸部４５が一方のフレーム側凸部４６の形成位置に位置される。そして、図７(ｃ)に示すように、それぞれのギヤ側凸部４５の摺接面４５ａとフレーム側凸部４６の摺接面４６ａとが互いに摺接されることにより、ウォームホイール３２がその軸方向に沿ってギヤカバー２４側に押し付けられている。この上反転位置から下反転位置に向けてワイパ部材が揺動されるようにワイパモータ１０が作動されると、図６(ｄ)に示すように、それぞれのギヤ側凸部４５がフレーム側凸部４６に対してウォームホイール３２の回転方向に回転移動され、それぞれのギヤ側凸部４５がフレーム側凸部４６の形成位置の相互間に位置される。このときには、図７(ｄ)に示すように、それぞれのギヤ側凸部４５の摺接面４５ａがフレーム側凸部４６の摺接面４６ａよりも底壁部２１ａ側となるように配置され、ウォームホイール３２にはギヤカバー２４側への押し付け力が作用していない。

このように、ワイパ部材が各反転位置のもとではウォームホイール３２がギヤカバー２４側に押し付けられており、これにより、運動変換部材３６や連結軸３８はウォームホイール３２とギヤカバー２４との間で押し付けられて軸方向の移動が強く規制される。したがって、ワイパ部材の反転動作時にピニオンギヤ３５とセクタギヤ部３６ａとの噛み合い部分に回転方向の大きな荷重が加わっても、運動変換部材３６や連結軸３８が傾いてピニオンギヤ３５とセクタギヤ部３６ａとの噛み合いがずれることがなく、出力軸２６の回転方向のガタの発生を抑制することが可能である。これによって、リヤウィンドガラスの表面の状態に拘わらずワイパ部材の揺動範囲を一定にすることができる。また、ワイパ部材が各反転位置以外の位置にあるときには、ウォームホイール３２にギヤカバー２４側への押し付け力が作用していないため、減速機構２５や運動変換部材２７の摺動抵抗が低減され、ワイパモータ１０を滑らかに作動させることができる。なお、各反転位置においてギヤ側凸部４５とフレーム側凸部４６とが相互に摺接される際には、傾斜面４５ｂ，４６ｂにより案内されることでギヤ側凸部４５とフレーム側凸部４６とが滑らかに摺接されるようにしている。

図８は比較例としてのワイパモータを示す概略断面図であり、図９は本発明のワイパモータを示す概略断面図である。図８および図９において、図２に示す部材と同様の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

図８に示すワイパモータでは、ギヤカバー２４の内側面からギヤフレーム２１の内部へ突出する複数の摺接凸部４８を形成し、連結軸３８および歯車軸３９に装着された摺接部材４１を各反転位置のもとで摺接凸部４８に摺接させるようにしている。これにより、各反転位置のもとで連結軸３８および歯車軸３９がギヤフレーム２１の底壁部２１ａ側に押し付けられ、その軸方向の移動が規制されることで、反転時におけるガタの発生が抑制されるようになっている。このようなワイパモータでは、図中矢印で示すように、反転位置のもとでウォームホイール３２に連結軸３８との連結部分において底壁部２１ａ側への押し付け力が加えられ、ウォームホイール３２が傾きを生じることになる。そして、このウォームホイール３２の傾きにより、ウォーム２３とウォームホイール３２との噛み合い部分などに偏荷重がかかり、ウォームホイール３２やその周辺部材が変形してしまうおそれがある。

一方、図９に示す本発明のワイパモータ１０では、ウォームホイール３２の軸方向端面に形成された一対のギヤ側凸部４５と、ギヤフレーム２１の底壁部２１ａに形成された一対のフレーム側凸部４６とを各反転位置のもとで相互に摺接させるようにしている。これにより、各反転位置のもとでウォームホイール３２がギヤカバー２４側に押し付けられ、ギヤカバー２４の内側面に摺動自在に突き当てられた運動変換部材３６や連結軸３８がウォームホイール３２とギヤカバー２４との間で押し付けられる。そして、運動変換部材３６や連結軸３８の軸方向の移動が強く規制されることで、反転時におけるガタの発生が抑制されるようになっている。このワイパモータ１０では、各反転位置のもとで一対のギヤ側凸部４５と一対のフレーム側凸部４６とがそれぞれ摺接され、ウォームホイール３２がその軸方向に沿って平行移動されてギヤカバー２４側に押し付けられるため、ウォームホイール３２が傾きを生じることが防止されている。したがって、ウォーム２３とウォームホイール３２との噛み合い部分などにウォームホイール３２の傾きによる偏荷重がかかることが抑制されている。

このように、ウォームホイール３２をその軸方向に沿ってギヤカバー２４側に押し付けることで、運動変換部材３６や連結軸３８がウォームホイール３２とギヤカバー２４との間で押し付けられ、運動変換部材３６や連結軸３８の軸方向の移動が強く規制される。これにより、ウォームホイール３２が傾きを生じることなく、反転時における出力軸２６の回転方向のガタの発生を抑制することができる。つまり、ウォームホイール３２の傾きによる偏荷重が生じづらい構造により、反転時におけるガタの発生を抑制することが可能となる。したがって、ウォームホイール３２の傾きによる偏荷重によってウォームホイール３２やその周辺部材が変形することが防止され、ワイパモータ１０の外力強度の向上を図ることができる。また、運動変換部材３６や連結軸３８がウォームホイール３２とギヤカバー２４との間で押し付けられることで、運動変換部材３６や連結軸３８の軸方向のガタの抑制効果が向上され、反転時におけるガタの発生と、そのガタによる異音の発生とを確実に抑制することができる。

さらに、凸部４５，４６をウォームホイール３２とギヤフレーム２１にそれぞれ一体に形成するようにしたので、図８に示すワイパモータのようにプレス加工によりギヤカバー２４に摺接凸部４８を形成するようにした場合に比べて、凸部４５，４６の成形精度を向上させることができる。つまり、凸部４５，４６を射出成形やアルミダイカストにより形成することで、凸部４５，４６の高さや形状にバラツキが生じることが抑制され、凸部４５，４６を精度良く形成することが可能となる。これにより、凸部４５，４６の高さにバラツキが生じることで各反転位置においてウォームホイール３２が傾きを生じるといった不具合等を防止することができる。また、凸部４５，４６をウォームホイール３２とギヤフレーム２１にそれぞれ一体に形成したので、図８に示すワイパモータのように摺接凸部４８を形成するためにギヤカバー２４をプレス加工する必要がなく、ワイパモータ１０の製造工程を簡略化することができる。

さらに、各反転位置のもとでの連結軸３８の位置に隣接させて、一対のギヤ側凸部４５および一対のフレーム側凸部４６を形成したので、各反転位置においてウォームホイール３２を介して運動変換部材３６や連結軸３８をギヤカバー２４側に確実に押し付けることが可能となる。これにより、運動変換部材３６や連結軸３８の軸方向の移動が強く規制されるとともに、ウォームホイール３２をギヤカバー２４側に押し付けたときにウォームホイール３２が傾きを生じることが確実に防止される。また、ウォームホイール３２や運動変換機構２７を構成する各部材が、ギヤフレーム２１の底壁部２１ａに平行な突き当て面において相互に突き当てられるようにしたので、ウォームホイール３２により運動変換部材３６がギヤカバー２４側に押し付けられたときに、運動変換部材３６等が傾きを生じることが確実に防止される。

なお、前記実施の形態においては、各反転位置のもとで相互に摺接する凸部４５，４６をウォームホイール３２の軸方向端面とギヤフレーム２１の底壁部２１ａとにそれぞれ一対設けるようにしたが、それぞれに設けられる凸部４５，４６の個数や形成位置は任意に変更可能である。但し、各反転位置においてそれぞれの凸部４５，４６を摺接させることで、ウォームホイール３２をその軸方向に沿ってギヤカバー２４側に押し付けることが可能となるように、凸部４５，４６はそれぞれ少なくとも２つ以上必要となる。

また、前記実施の形態においては、スペーサ４０、Ｏリング４１、摺接部材４１を介して運動変換部材３６をギヤカバー２４の内側面に摺動自在に突き当てるようにしたが、他の構造により運動変換部材３６をギヤフレーム２１の内側面に摺動自在に突き当てるようにしても良い。

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言うまでもない。例えば、電動モータ１１としてはブラシ付モータに限られず、例えばブラシレスモータなどを用いても良い。さらに、本発明のワイパモータ１０としては自動車等の車両のリヤウィンド装置に用いられるものに限られず、航空機や船舶等に搭載されるワイパ装置に用いても良い。

１０ ワイパモータ
１１ モータ本体(電動モータ)
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 モータシャフト
１８ コンミテータ
１９ ブラシ
２１ ギヤフレーム
２１ａ 底壁部
２１ｂ 軸保持部
２２ 締結ネジ
２３ ウォーム
２４ ギヤカバー
２５ 減速機構
２６ 出力軸
２７ 運動変換機構
２８ 軸受部材
２９ シール材
３０ グロメット部材
３２ ウォームホイール
３３ 回転軸
３４ 連結孔
３５ ピニオンギヤ
３６ 運動変換部材
３６ａ セクタギヤ部
３６ｂ アーム部
３７ 保持プレート
３８ 連結軸
３９ 歯車軸
４０ スペーサ
４１ 摺接部材
４２ Ｏリング
４５ ギヤ側凸部
４５ａ 摺接面
４５ｂ 傾斜面
４６ フレーム側凸部
４６ａ 摺接面
４６ｂ 傾斜面
４８ 摺接凸部
Ｇ リヤウィンドガラス

Claims (3)

1. 電動モータと当該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とを備え、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揺動駆動するワイパモータであって、
   前記電動モータにより回転されるウォーム、および前記ウォームに噛み合うウォームホイールを備え、前記電動モータの回転を減速して前記運動変換機構に伝達する減速機構と、
   前記電動モータに取り付けられ、前記減速機構および前記運動変換機構を収容する有底状のギヤフレームと、
   前記ギヤフレームの開口部を閉塞するギヤカバーと、
   前記ギヤカバーの内側面に摺動自在に突き当てられ、前記ウォームホイールに連結されて、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前記出力軸に伝達する運動変換部材と、
   前記ウォームホイールの軸方向端面に回転方向に沿って複数設けられ、前記ギヤフレームの底壁に向けて突出するギヤ側凸部と、
   前記ギヤフレームの底壁から前記ウォームホイールに向けて突出するように前記ウォームホイールの回転方向に沿って複数設けられ、前記各反転位置で複数の前記ギヤ側凸部にそれぞれ摺接することにより前記ウォームホイールをその軸方向に沿って前記ギヤカバー側に押し付けるフレーム側凸部とを有することを特徴とするワイパモータ。
2. 請求項１記載のワイパモータにおいて、それぞれ前記ギヤ側凸部および前記フレーム側凸部は、前記ウォームホイールの軸心を挟んで相互に対向する位置に一対設けられていることを特徴とするワイパモータ。
3. 請求項２記載のワイパモータにおいて、
   一方の反転位置のもとで、一方の前記ギヤ側凸部が一方の前記フレーム側凸部に摺接するとともに、他方の前記ギヤ側凸部が他方の前記フレーム側凸部に摺接し、
   他方の反転位置のもとで、一方の前記ギヤ側凸部が他方の前記フレーム側凸部に摺接するとともに、他方の前記ギヤ側凸部が一方の前記フレーム側凸部に摺接することを特徴とするワイパモータ。

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