JP2013203184A - ワイパモータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータケース内に４極以上の磁石を設け、かつギヤケース内に運動変換機構を設けたワイパモータにおいて、回転軸の摺動ロスおよびそれに伴う発熱量の増加を抑制しつつ、小型軽量化を図る。
【解決手段】モータケース２１内に４つのマグネット２２を設け、内輪部材がアーマチュア軸２４のアーマチュア２３とウォームギヤ２４ａとの間に設けられ、外輪部材がギヤケース３１とストッパプレート６０との間に設けられ、アーマチュア軸２４を回転自在に支持しつつアーマチュア軸２４の軸方向および径方向への移動を規制するボールベアリング２８を設けた。ギヤケース３１内でかつ出力軸３３とウォームホイール３２との間には、ウォームホイール３２の回転運動を出力軸３３の揺動運動に変換する運動変換機構４０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ部およびギヤ部を備え、ウィンドシールドを払拭するワイパブレードを揺動駆動するワイパモータに関する。

従来、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置の駆動源として、モータ部およびギヤ部を備えたワイパモータが用いられている。モータ部およびギヤ部は、互いに締結ネジにより連結され、モータ部は駆動電流の供給により所定方向に所定速度で回転する回転軸を備え、ギヤ部は回転軸の回転を減速して高トルク化する減速機構を備えている。このように、減速機構を有するギヤ部を設けることで、小型でありながら大きな出力を得られるようにし、車載性を向上させている。

モータ部は、磁性材料よりなるモータケースを備え、当該モータケース内には回転子が回転自在に設けられている。回転子の回転中心には回転軸の基端側が貫通して固定され、回転軸の先端側はギヤ部を形成するギヤケース内に延ばされている。回転軸の先端側にはウォームギヤが設けられ、当該ウォームギヤはギヤケース内に回転自在に設けられたウォームホイールの歯部に噛み合わされている。ウォームギヤおよびウォームホイールは減速機構を構成し、ウォームギヤの回転は減速されてウォームホイールから出力される。

車両のリヤガラス（ウィンドシールド）を払拭するワイパブレードを揺動駆動するリヤワイパモータにおいては、ギヤケース内には減速機構に加えて運動変換機構が収容されている。運動変換機構は、ウォームホイールと、ギヤケースに回転自在に支持された出力軸との間に設けられ、ウォームホイールの回転運動を揺動運動に変換し、出力軸を揺動運動させるようになっている。つまり、リヤワイパモータは、回転軸の一方向への回転に伴い出力軸が所定角度範囲で揺動運動するよう構成され、これにより出力軸に固定されたワイパブレードがリヤガラス上で往復払拭動作する。

ギヤケース内に減速機構および運動変換機構を収容したワイパモータ（リヤワイパモータ）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に記載された技術は、モータ本体部（モータ部）およびギヤケース部（ギヤ部）を備え、アーマチュア軸（回転軸）は、ヨーク（モータケース）およびケース（ギヤケース）の双方を横切るよう配置されている。アーマチュア軸の基端側は、ヨークに装着されたラジアル軸受により回転自在に支持され、これによりアーマチュア軸の基端側の径方向への移動を規制している。また、アーマチュア軸の基端側は、ヨークに装着されたスラストプレート（スラスト軸受）にスチールボールを介して支持され、これによりアーマチュア軸の軸方向一側への移動を規制している。さらに、アーマチュア軸の先端側は、ケースに装着されたスラスト軸受により支持され、これによりアーマチュア軸の軸方向他側への移動を規制している。

特開２０１０−０５７３２２号公報（図１）

ところで、ワイパモータを様々な大きさの車両（軽自動車や大型乗用車等）に搭載できるよう、その汎用性を高めるには、ワイパモータの小型軽量化が必須の条件となる。特にリヤワイパモータにおいては、車両のリヤハッチ等の幅狭空間に配置されるため、さらなる小型軽量化が望まれている。ワイパモータを小型軽量化するには、モータケース内に設ける磁石（永久磁石）を４極（４つ）以上の多極とし、これにより磁石が２極（２つ）のワイパモータに比して、略同一の出力を確保しつつ小型軽量化できるようになる。ここで、ワイパモータを多極化して小型軽量化を進めると発熱量が増加する。そのため、多極化に伴うワイパモータ全体でのトータルの発熱量の増加をできる限り抑制するのが望ましい。

上述の特許文献１に記載されたワイパモータを単に多極化すると、ワイパモータの小型軽量化は実現できるものの、回転軸の両端部にはそれぞれ軸受部材（スラスト軸受）を設けているため、各軸受部材の摺動ロスおよびそれに起因する発熱量は大きいものとなっている。そこで、各軸受部材の摺動ロスおよびそれによる発熱量を小さくすべく、例えば、モータ本体部とギヤケース部との連結強度、つまり締結ネジの締め付けトルクを小さくすることも考えられるが、この場合にはウォームホイールの反力により回転軸が軸方向にガタつき易くなるという問題を生じ得る。

また、ギヤケース内に収容した運動変換機構の動作により、ウォームホイールがギヤケースに対して偏心するよう回転し、これに伴い回転軸もギヤケースに対して偏心するよう回転する。つまり、運動変換機構の動作によっても、各軸受部材の摺動ロスおよびそれによる発熱量の増加が懸念される。さらには、ワイパモータの製造工程において、モータケースに対する各磁石の位置ズレ等が生じた場合には、ワイパモータを作動させた際に、回転軸はブレながら回転することになり、これによっても各軸受部材の摺動ロスおよびそれによる発熱量の増加が懸念される。

本発明の目的は、モータケース内に４極以上の磁石を設け、かつギヤケース内に運動変換機構を設けたワイパモータにおいて、回転軸の摺動ロスおよびそれに伴う発熱量の増加を抑制しつつ、小型軽量化を図ることが可能なワイパモータを提供することにある。

本発明のワイパモータは、モータ部およびギヤ部を備え、ウィンドシールドを払拭するワイパブレードを揺動駆動するワイパモータであって、前記モータ部のモータケース内に設けられる４極以上の磁石と、前記モータケース内に回転自在に設けられ、回転中心に回転軸を有する回転子と、前記回転軸の先端側に設けられ、前記ギヤ部のギヤケース内で回転する入力ギヤと、径方向内側が前記回転軸の前記回転子と前記入力ギヤとの間に設けられ、径方向外側が前記ギヤケースと当該ギヤケースに装着される保持部材との間に設けられ、前記回転軸を回転自在に支持しつつ前記回転軸の前記ギヤケースに対する軸方向および径方向への移動を規制する軸受部材と、前記ギヤケース内に設けられ、前記入力ギヤの回転に伴い当該入力ギヤよりも減速状態で回転する出力ギヤと、前記ギヤケースに回転自在に支持され、前記ギヤケースの外部に延出した延出部分に前記ワイパブレードが装着される出力軸と、前記ギヤケース内で、かつ前記出力軸と前記出力ギヤとの間に設けられ、前記出力ギヤの回転運動を前記出力軸の揺動運動に変換する運動変換機構とを備えることを特徴とする。

本発明のワイパモータは、前記保持部材を、前記回転軸の先端側を前記ギヤケース内に挿入した状態で、前記回転軸の径方向から前記ギヤケースに装着することを特徴とする。

本発明のワイパモータは、前記モータ部に駆動電流を供給するコネクタユニットを、前記モータケースと前記保持部材との間に設けることを特徴とする。

本発明のワイパモータによれば、モータケース内に４極以上の磁石を設け、径方向内側が回転軸の回転子と入力ギヤとの間に設けられ、径方向外側がギヤケースと当該ギヤケースに装着される保持部材との間に設けられ、回転軸を回転自在に支持しつつ回転軸のギヤケースに対する軸方向および径方向への移動を規制する軸受部材を設ける。ギヤケース内には、入力ギヤの回転に伴い当該入力ギヤよりも減速状態で回転する出力ギヤを設け、ギヤケースには、ワイパブレードが装着される出力軸を回転自在に支持するよう設け、ギヤケース内でかつ出力軸と出力ギヤとの間には、出力ギヤの回転運動を出力軸の揺動運動に変換する運動変換機構を設ける。

これにより、１つの軸受部材により回転軸を回転自在に支持しつつ、回転軸の軸方向および径方向への移動を規制することができる。軸受部材は、ラジアル軸受とスラスト軸受の双方を兼ねるため、従前必要であった回転軸の両端部のスラスト軸受を省略することができ、４極以上の磁石および運動変換機構を有するワイパモータにおいて、回転軸の摺動ロスおよびそれに伴う発熱量の増加を抑制しつつ、小型軽量化を実現し、ひいてはワイパモータの信頼性向上を図ることができる。

本発明のワイパモータによれば、保持部材を、回転軸の先端側をギヤケース内に挿入した状態で、回転軸の径方向からギヤケースに装着するので、ワイパモータの組み付け工程において、軸受部材をギヤケースに対して確実に固定することができる。この場合、保持部材をギヤケースの開口側から装着することで、保持部材の装着具合を目視することができ、ひいては保持部材の装着不良の発生、つまり軸受部材の固定不良の発生を防止することができる。

本発明のワイパモータによれば、モータ部に駆動電流を供給するコネクタユニットを、モータケースと保持部材との間に設けるので、ワイパモータの組み付け工程において、コネクタユニットとモータ部とを容易に電気的に接続することができる。

車両に搭載されるリヤワイパモータの平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。 図１の破線円Ｂ部分の拡大図である。 （ａ），（ｂ）は、ストッパプレートの詳細を示す斜視図である。 リヤワイパモータの組み付け手順を説明する説明図である。 第２実施の形態に係るリヤワイパモータの平面図である。 第３実施の形態に係る図２に対応する部分断面図である。 第４実施の形態に係る図２に対応する部分断面図である。 第５実施の形態に係る図２に対応する部分断面図である。

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。

図１は車両に搭載されるリヤワイパモータの平面図を、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図を、図３は図１の破線円Ｂ部分の拡大図を、図４（ａ），（ｂ）はストッパプレートの詳細を示す斜視図を、図５はリヤワイパモータの組み付け手順を説明する説明図をそれぞれ表している。

図１に示すように、ワイパモータとしてのリヤワイパモータ１０は、車両のリヤハッチに搭載されるリヤワイパ装置（図示せず）の駆動源として用いられるもので、モータ部２０およびギヤ部３０を備えている。モータ部２０およびギヤ部３０は、一対の締結ネジ１１によりそれぞれ一体となるよう連結されている。リヤワイパモータ１０は、リヤハッチ等の幅狭空間に配置され、図示しないリヤガラス（ウィンドシールド）上に設けられるワイパブレード（図示せず）を、所定角度範囲で往復払拭動作（揺動駆動）させるようになっている。

図１および図２に示すように、モータ部２０は、ブラシ付きの４極モータとして構成され、その外郭を形成するモータケース（ヨーク）２１を備えている。モータケース２１は、磁性体である鋼板をプレス加工することにより有底筒状に形成され、その開口側には、各締結ネジ１１が挿通される挿通孔２１ａを備えたフランジ部２１ｂが一体に設けられている。モータケース２１は、図２に示すように、一対の円弧部２１ｃおよび一対の直線部２１ｄを有するよう断面が略小判形状に形成されている。これにより、モータケース２１の幅寸法、つまり図中左右方向の厚み寸法を詰めて薄型化を図っている。

モータケース２１の内部には、断面が略円弧形状に形成された合計４つのマグネット（磁石）２２が固定されている。各マグネット２２は、例えばフェライト磁石であって、モータケース２１の周方向に沿ってそれぞれ等間隔（９０度間隔）で固定され、各マグネット２２の内側には、所定の隙間（エアギャップ）を介してアーマチュア（回転子）２３が回転自在に収容されている。アーマチュア２３の回転中心には、回転軸としてのアーマチュア軸２４の基端側が貫通して固定されている。

アーマチュア軸２４の軸方向に沿う略中央部分には、コンミテータ（整流子）２５が固定されており、コンミテータ２５は１０個のセグメント２５ａを備えている。また、アーマチュア軸２４の基端側には、アーマチュア２３を形成するアーマチュアコア２６が固定されており、アーマチュアコア２６は１０個のスロット２６ａを備えている。各スロット２６ａには、所定の巻き方および所定の巻数で複数のアーマチュアコイル２６ｂが巻装されている。各アーマチュアコイル２６ｂのコイル端は、各セグメント２５ａにそれぞれ電気的に接続されている。

コンミテータ２５の各セグメント２５ａには、複数の給電ブラシ２５ｂ（図示では２つのみ示す）が摺接するようになっている。各給電ブラシ２５ｂは、ギヤケース３１のブラシホルダ収容部３４に装着されたブラシホルダ（図示せず）に移動自在に設けられ、各給電ブラシ２５ｂには、コネクタユニット５０からの駆動電流が供給されるようになっている。このように、モータ部２０とコネクタユニット５０とは、各給電ブラシ２５ｂ，コンミテータ２５およびアーマチュアコイル２６ｂを介して電気的に接続され、これによりアーマチュアコイル２６ｂに電磁力が発生し、アーマチュア２３（アーマチュア軸２４）が回転するようになっている。なお、図２においては、説明を分かり易くするために各給電ブラシ２５ｂの図示を省略している。

アーマチュア軸２４の基端側は、モータケース２１の底部に設けられたラジアル軸受２７のみによって回転自在に支持されており、アーマチュア軸２４の基端側とモータケース２１の底部との間には、従前必要であったアーマチュア軸２４をその軸方向から支持するスラスト軸受を設けていない。ここで、ラジアル軸受２７は、例えば、焼結材により略円筒形状に形成され、これにより、低騒音かつ耐衝撃性および自己潤滑性を備え、さらには摩耗粉が発生し難くなっている。ただし、ラジアル軸受２７は、焼結材に換えて耐熱性に優れたプラスチック材料等で形成しても良い。

アーマチュア軸２４の先端側はギヤケース３１内に挿入され、アーマチュア軸２４のギヤケース３１内に挿入された部分には、入力ギヤとしてのウォームギヤ２４ａが一体に設けられ、当該ウォームギヤ２４ａは、アーマチュア軸２４の回転に伴いギヤケース３１内で回転するようになっている。ウォームギヤ２４ａは螺旋状に形成され、ウォームホイール３２のギヤ歯３２ａに噛み合うようになっている。ここで、ウォームギヤ２４ａは、ウォームホイール３２とともに減速機構を構成しており、ウォームホイール３２は、ウォームギヤ２４ａの回転に伴い、当該ウォームギヤ２４ａよりも減速状態で回転するようになっている。

アーマチュア軸２４のアーマチュア２３とウォームギヤ２４ａとの間には、図３に示すように、アーマチュア軸２４の径方向に向けて凹凸形状（セレーション形状）となったベアリング固定部２４ｂが形成されている。ベアリング固定部２４ｂには、軸受部材としてのボールベアリング２８の径方向内側、つまりボールベアリング２８を形成する内輪部材２８ａが圧入嵌合により固定されている。ここで、ベアリング固定部２４ｂに凹凸形状（セレーション形状）を形成せずに、単にアーマチュア軸２４に内輪部材２８ａを圧入した際の緊迫力のみで、ベアリング固定部２４ｂにボールベアリング２８を固定するようにしても良い。

ボールベアリング２８は、内輪部材２８ａと外輪部材２８ｂとを備え、内輪部材２８ａと外輪部材２８ｂとの間には、複数の鋼球２８ｃが設けられている。内輪部材２８ａと外輪部材２８ｂとの間には、各鋼球２８ｃに加えて、各鋼球２８ｃに塗布した潤滑グリス（図示せず）の外部への漏れを防止する一対の環状カバー部材２８ｄが設けられている。

ボールベアリング２８の径方向外側、つまりボールベアリング２８を形成する外輪部材２８ｂは、ギヤケース３１のベアリング嵌合部３６と、ギヤケース３１に装着されるストッパプレート６０との間に挟持されている。このように、ボールベアリング２８の内輪部材２８ａをアーマチュア軸２４のベアリング固定部２４ｂに固定し、ボールベアリング２８の外輪部材２８ｂをギヤケース３１に固定することで、アーマチュア軸２４は回転自在に支持されるとともに、ギヤケース３１に対する軸方向および径方向への移動が規制される。

このように、ボールベアリング２８は、ラジアル軸受けおよびスラスト軸受としての機能を備えている。したがって、アーマチュア軸２４の先端側とギヤケース３１との間においても、従前必要であったアーマチュア軸２４をその軸方向から支持するスラスト軸受を設けていない。

図１に示すように、ギヤ部３０は、溶融したアルミ材料等を鋳造成形することにより略バスタブ形状に形成されたギヤケース３１を備えている。ギヤケース３１は底部３１ａおよび壁部３１ｂを備え、底部３１ａ側とは反対側（図中手前側）は開口しており、当該開口部分はギヤカバー（図示せず）によって密閉されるようになっている。

ギヤケース３１内には、出力ギヤとしてのウォームホイール３２が回転自在に設けられ、当該ウォームホイール３２は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することにより所定形状に形成されている。ウォームホイール３２の外周部分にはギヤ歯３２ａが一体に設けられ、当該ギヤ歯３２ａには、ウォームギヤ２４ａが噛み合わされている。ウォームホイール３２の回転中心には、断面が円形の鋼棒よりなるホイール軸３２ｂの軸方向一端側が固定されており、ホイール軸３２ｂの軸方向他端側はギヤケース３１の底部３１ａに回動自在に支持されている。

ギヤケース３１のウォームホイール３２から離れた部分（図中左側）には、断面が円形の鋼棒よりなる出力軸３３が回転自在に支持されている。出力軸３３の基端側はギヤケース３１内に設けられ、出力軸３３の先端側（図中奥側）はギヤケース３１の外部に延出されている。そして、出力軸３３の外部に延出した延出部分（図示せず）には、ワイパブレードの基端部が装着（固定）されている。

ギヤケース３１内で、出力軸３３の基端側とウォームホイール３２との間には、ウォームホイール３２の回転運動を出力軸３３の揺動運動に変換する運動変換機構４０が設けられている。運動変換機構４０は、揺動リンク４１，連結板４２および摺接板４３を備えている。

揺動リンク４１は、鋼板を打ち抜き加工等することで板状に形成され、揺動リンク４１の長手方向一端側は、出力軸３３の基端側に固定されている。一方、揺動リンク４１の長手方向他端側は、連結板４２の長手方向一端側に、第１連結ピンＰ１を介して回動自在に連結されている。連結板４２の長手方向他端側は、第２連結ピンＰ２を介してウォームホイール３２の回転中心から偏心した位置に回動自在に連結されている。ここで、揺動リンク４１の長さ寸法は連結板４２の長さ寸法に対して略半分（略１／２）の長さ寸法に設定されている。また、連結板４２においても、揺動リンク４１と同様に鋼板を打ち抜き加工等することで板状に形成されている。

このように、出力軸３３とウォームホイール３２との間に運動変換機構４０を設けることで、ウォームホイール３２の一方向への回転に伴い出力軸３３を所定角度範囲で揺動できるようになっている。具体的には、ウォームギヤ２４ａおよびウォームホイール３２の回転により、減速して高トルク化された回転力が第２連結ピンＰ２に伝達され、第２連結ピンＰ２がホイール軸３２ｂを中心に回転する（二点鎖線矢印Ｒ参照）。すると、連結板４２の長手方向他端側もホイール軸３２ｂを中心に回転し、これにより連結板４２の長手方向一端側が、第１連結ピンＰ１を介して揺動リンク４１に規制された状態で、出力軸３３を中心に揺動する（二点鎖線矢印Ｓ参照）。

摺接板４３は、自己潤滑性に優れたプラスチック等の樹脂材料により板状に形成され、連結板４２のギヤカバー側（図中手前側）に装着されている。摺接板４３の長手方向中央部分には、ギヤカバーに摺接する摺接部４３ａが一体に設けられ、当該摺接部４３ａにはグリス（図示せず）が塗布されている。これにより、運動変換機構４０のギヤケース３１内での動作をスムーズにするとともに、運動変換機構４０が出力軸３３の軸方向（図中奥行方向）に沿ってガタつくのを防止している。

ギヤケース３１のモータ部２０側（図中右側）には、ブラシホルダ収容部３４が一体に設けられている。ブラシホルダ収容部３４は、アーマチュア軸２４の軸方向に沿って延びるよう略筒状に形成され、当該ブラシホルダ収容部３４内には、各給電ブラシ２５ｂを移動自在に保持するブラシホルダ（図示せず）が収容されている。ここで、ブラシホルダには、各給電ブラシ２５ｂに加えて、図示しない雑防素子（チョークコイルやコンデンサ等）が設けられ、これによりブラシノイズがリヤワイパモータ１０の外部に漏れるのを防止している。

ギヤケース３１におけるブラシホルダ収容部３４のモータ部２０側とは反対側には、コネクタユニット５０を収容するコネクタユニット収容部３５が一体に設けられている。コネクタユニット収容部３５は、コネクタユニット５０の本体部５１を、ストッパプレート６０とモータケース２１との間に配置するとともに、コネクタユニット５０におけるコネクタ接続部５２の背部（図中奥側）を支持するようになっている。これにより、コネクタ接続部５２に車両側の外部コネクタ（図示せず）を差し込む際に、コネクタユニット５０に大きな負荷が掛かるのを抑制して、コネクタユニット５０が破損をするのを防止している。

コネクタユニット５０は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することにより所定形状に形成され、板状に形成された本体部５１と箱状に形成されたコネクタ接続部５２とを備えている。コネクタユニット５０には、複数の導電部材Ｅがインサート成形により埋設されており、各導電部材Ｅの一端側は、コネクタ接続部５２の内部に露出して、外部コネクタのメス型端子（図示せず）に電気的に接続されるオス型端子となっている（詳細は図５参照）。

一方、各導電部材Ｅの他端側の一部は、モータケース２１側に向けられて、ブラシホルダ収容部３４に収容されたブラシホルダの接続端子（図示せず）に電気的に接続されている。これにより、各給電ブラシ２５ｂに駆動電流が供給されるようになっている。

また、各導電部材Ｅの他端側の他の部分は、コンタクトプレートとしてウォームホイール３２側に向けられており、当該各コンタクトプレート（図示せず）の先端部は、ウォームホイール３２の裏面に装着された導電材料よりなるスイッチングプレート（図示せず）に摺接するようになっている。これにより、ウォームホイール３２の回転位置に応じて各コンタクトプレートが短絡状態や非通電状態となり、この電気信号（情報）が車載コントローラ（図示せず）に送られる。そして、車載コントローラは、当該電気信号に応じてリヤワイパモータ１０を回転制御し、これにより、ワイパブレードがリヤガラス上の正しい停止位置で停止できるようにしている。

このように、コネクタユニット５０の本体部５１を、ストッパプレート６０とモータケース２１との間に配置することで、コネクタユニット５０とモータ部２０とを容易に電気的に接続できるようにし、かつ各導電部材Ｅの他端側を形成するコンタクトプレートの先端部を、ウォームホイール３２のスイッチングプレート上に容易に配置できるようにしている。

ギヤケース３１におけるコネクタユニット収容部３５の近傍には、環状のベアリング嵌合部３６（図３参照）が一体に設けられている。ベアリング嵌合部３６は、ギヤケース３１内に配置され、モータ部２０（モータケース２１）側に向けて開口している。つまり、ベアリング嵌合部３６には、モータ部２０側からボールベアリング２８が嵌合されるようになっている。ここで、ベアリング嵌合部３６のモータ部２０側とは反対側には、ベアリング嵌合部３６と同軸の貫通孔３７（図３参照）が設けられ、当該貫通孔３７には、モータ部２０およびギヤ部３０の組み付け時において、アーマチュア軸２４の先端側、つまりウォームギヤ２４ａが挿通されるようになっている。

ギヤケース３１におけるベアリング嵌合部３６のモータ部２０側には、ストッパプレート（保持部材）６０が差し込まれるストッパプレート差し込み部３８が設けられている。ストッパプレート差し込み部３８は、ギヤカバー側（図中手前側）に向けて開口しており、ストッパプレート差し込み部３８には、ギヤカバーを装着していないギヤケース３１の開口側から、ストッパプレート６０を差し込めるようになっている。ストッパプレート６０は、モータ部２０およびギヤ部３０を連結した状態、つまりベアリング嵌合部３６にボールベアリング２８を嵌合させた状態のもとで、アーマチュア軸２４の径方向からギヤケース３１（ストッパプレート差し込み部３８）に装着されるようになっている。

ストッパプレート差し込み部３８に装着されるストッパプレート６０は、図４に示すように、鋼板をプレス加工することにより略Ｕ字形状に形成され、支持本体部６１と一対の被差し込み部６２とを備えている。支持本体部６１には、ストッパプレート差し込み部３８への装着時において、アーマチュア軸２４（図中破線）に対して非接触の状態を保持する切欠部６１ａが形成されている。また、支持本体部６１の切欠部６１ａ側とは反対側（図中上側）には、ストッパプレート６０をストッパプレート差し込み部３８に装着する際に、作業者または作業ロボットによって把持される把持部６１ｂが一体に設けられている。把持部６１ｂは、アーマチュア軸２４の軸方向に沿うよう、支持本体部６１に対して略直角となるよう屈曲され、これにより把持し易くなっている。

支持本体部６１には、当該支持本体部６１の剛性を確保するための補強部としての機能を有するとともに、ストッパプレート６０のストッパプレート差し込み部３８への装着時において、ボールベアリング２８の外輪部材２８ｂに当接し、これによりボールベアリング２８をベアリング嵌合部３６に固定する一対のベアリング支持凸部６１ｃが設けられている。

支持本体部６１の切欠部６１ａを挟む両側には、被差し込み部６２がそれぞれ一体に設けられ、各被差し込み部６２は、アーマチュア軸２４の軸方向に沿う支持本体部６１の位置から所定量オフセットした位置に設けられている。具体的には、各被差し込み部６２は、支持本体部６１に対して各ベアリング支持凸部６１ｃの突出側とは反対側に所定量オフセットされている。このように、ストッパプレート６０を鋼板により略階段状に形成することでストッパプレート６０はバネ性を備え、これによりボールベアリング２８の外輪部材２８ｂを弾性的に押圧して、ボールベアリング２８のギヤケース３１内でのガタつきを確実に防止するようにしている。また、各ベアリング支持凸部６１ｃは、ストッパプレート６０の装着方向（図中上下方向）に対して、ボールベアリング２８の中心位置から図中上方にずれて配置されている。これにより、各構成部品の製造精度のバラつきに左右されること無く、ボールベアリング２８のギヤケース３１内でのガタつきをより効果的に防止するようにしている。

さらに、切欠部６１ａの開口側および被差し込み部６２の先端側（図中下側）には、それぞれテーパ部６１ｄ，６２ａが設けられ、各テーパ部６１ｄ，６２ａはストッパプレート６０のストッパプレート差し込み部３８への装着案内として機能するようになっている。これにより、ギヤケース３１に対するストッパプレート６０の装着作業を容易にして、リヤワイパモータ１０の組み付け作業性を向上させている。

次に、以上のように形成したリヤワイパモータ１０の組み付け手順について、図面を用いて詳細に説明する。

まず、図５に示すように、別の組み付け工程で組み立てられたモータサブアッシＭＡおよびギヤサブアッシＧＡと、ストッパプレート６０とを準備する。ここで、モータサブアッシＭＡとは、モータケース２１に、４つのマグネット２２を固定するとともに、コンミテータ２５やボールベアリング２８等を組み付けたアーマチュア軸２４を組み付けた状態のもの、つまりモータ部２０が単体となったものを指している（図１参照）。また、ギヤサブアッシＧＡとは、ギヤケース３１に、ウォームホイール３２，運動変換機構４０およびコネクタユニット５０等を組み付けた状態のもの、つまりギヤ部３０が単体となったものを指している（図１参照）。

そして、自動組み付け装置（図示せず）等によって、図中矢印（１）に示すように、モータサブアッシＭＡのモータケース２１から延出したウォームギヤ２４ａ側を、ギヤサブアッシＧＡのブラシホルダ収容部３４側に臨ませて、ウォームギヤ２４ａを貫通孔３７（図３参照）に挿通させる。ここで、ウォームギヤ２４ａとウォームホイール３２のギヤ歯３２ａとをスムーズに噛み合わせるために、アーマチュア軸２４を微低速で回転駆動させた状態とする。

その後、ギヤサブアッシＧＡに対してモータサブアッシＭＡをより近接するよう移動させることで、モータケース２１のフランジ部２１ｂがギヤケース３１のブラシホルダ収容部３４に当接するようになる。これにより、ベアリング嵌合部３６にボールベアリング２８の外輪部材２８ｂが嵌合する。ここで、ブラシホルダに移動自在に設けられる各給電ブラシ２５ｂ（図１参照）は、コンミテータ２５に対して後退した位置から前進した位置に向けて、コンミテータ２５の装着に伴い自動的に移動するようになっている。これにより、コネクタユニット５０とモータ部２０とが電気的に接続される。

次いで、図示しない締結工具（電動ネジ回し等）によって、図中矢印（２）に示すように各締結ネジ１１を所定の締め付けトルクで締め付ける。ここで、締め付けトルクにバラツキが生じたとしても、図１に示すようにアーマチュア軸２４の両端部にはスラスト軸受が存在しないため、従前のようにアーマチュア軸２４の回転抵抗にバラツキを生じさせることはない。

次に、ストッパプレート６０における切欠部６１ａの開口側を、ギヤケース３１の開口側と対向させ、図中矢印（３）に示すように、ストッパプレート６０をアーマチュア軸２４の径方向から臨ませて、ストッパプレート差し込み部３８にストッパプレート６０を差し込んでいく。すると、各ベアリング支持凸部６１ｃ（図３および図４参照）が外輪部材２８ｂに当接しつつ、各被差し込み部６２がストッパプレート差し込み部３８に入り込む。これにより、ストッパプレート６０は弾性変形しつつ外輪部材２８ｂを押圧し、ボールベアリング２８はベアリング嵌合部３６で強固に固定される（図３参照）。

ここで、ストッパプレート６０のストッパプレート差し込み部３８への差し込み量は、アーマチュア軸２４が挿通される貫通孔３７の中心軸を基準として定められており、したがって、ストッパプレート６０の装着方向に沿う先端部分と、ストッパプレート差し込み部３８の底部（底部３１ａ）との間には所定のクリアランスが形成されることになる。このように、貫通孔３７の中心軸を基準にストッパプレート６０のストッパプレート差し込み部３８への差し込み量を一定とすることで、モータ部２０およびその他の各構成部品の製造精度のバラつきを吸収できるようにしている。これにより、モータ部２０およびその他の各構成部品の製造精度のバラつきに左右されること無く、ストッパプレート６０を確実に装着させることができ、ひいてはリヤワイパモータ１０の組み立て性を向上させつつ、ボールベアリング２８のギヤケース３１内でのガタつきを防止できるようにしている。

ストッパプレート６０をストッパプレート差し込み部３８に装着した後は、ギヤケース３１の開口側からギヤカバーを臨ませて、当該ギヤカバーをギヤケース３１に複数の固定ネジ（図示せず）を介して固定する。これにより、リヤワイパモータ１０の組み付け作業が完了する。

以上詳述したように、第１実施の形態に係るリヤワイパモータ１０によれば、モータケース２１内に４極（４つ）のマグネット２２を設け、内輪部材２８ａがアーマチュア軸２４のアーマチュア２３とウォームギヤ２４ａとの間に設けられ、外輪部材２８ｂがギヤケース３１と当該ギヤケース３１に装着されるストッパプレート６０との間に設けられ、アーマチュア軸２４を回転自在に支持しつつアーマチュア軸２４のギヤケース３１に対する軸方向および径方向への移動を規制するボールベアリング２８を設けた。ギヤケース３１内には、ウォームギヤ２４ａの回転に伴い当該ウォームギヤ２４ａよりも減速状態で回転するウォームホイール３２を設け、ギヤケース３１には、ワイパブレードが装着される出力軸３３を回転自在に支持するよう設け、ギヤケース３１内でかつ出力軸３３とウォームホイール３２との間には、ウォームホイール３２の回転運動を出力軸３３の揺動運動に変換する運動変換機構４０を設けた。

これにより、１つのボールベアリング２８によりアーマチュア軸２４を回転自在に支持しつつ、アーマチュア軸２４の軸方向および径方向への移動を規制することができる。ボールベアリング２８は、ラジアル軸受とスラスト軸受の双方を兼ねるため、従前必要であったアーマチュア軸の両端部のスラスト軸受を省略することができ、４極のマグネット２２および運動変換機構４０を有するリヤワイパモータ１０において、アーマチュア軸２４の摺動ロスおよびそれに伴う発熱量の増加を抑制しつつ、小型軽量化を実現し、ひいてはリヤワイパモータ１０の信頼性向上を図ることができる。

また、ストッパプレート６０はアーマチュア軸２４を軸方向に支持し、かつアーマチュア軸２４の軸方向両端側にはスラスト軸受を設けていないため、リヤワイパモータ１０の組み立て後におけるアーマチュア軸２４の軸方向への位置調整を省略することができる。さらに、ギヤケース３１やモータケース２１のアーマチュア軸２４の軸方向両端側と対向する部分のクリアランス設定に高精度を必要としないため、リヤワイパモータ１０の製造コストを大幅に低減させることができるとともに、組み付け性の向上を図ることができる。

また、第１実施の形態に係るリヤワイパモータ１０によれば、ストッパプレート６０を、アーマチュア軸２４の先端側をギヤケース３１内に挿入した状態、つまりモータ部２０およびギヤ部３０を連結した状態で、アーマチュア軸２４の径方向からギヤケース３１のストッパプレート差し込み部３８に装着したので、リヤワイパモータ１０の組み付け工程において、ボールベアリング２８をギヤケース３１に対して確実に固定することができる。この場合、ストッパプレート６０をギヤケース３１の開口側から装着するので、ストッパプレート６０の装着具合を目視することができ、ひいてはストッパプレート６０の装着不良の発生、つまりボールベアリング２８の固定不良の発生を確実に防止することができる。

さらに、第１実施の形態に係るリヤワイパモータ１０によれば、モータ部２０に駆動電流を供給するコネクタユニット５０を、モータケース２１とストッパプレート６０との間に設けたので、リヤワイパモータ１０の組み付け工程において、コネクタユニット５０とモータ部２０とを容易に電気的に接続することができる。

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。図６は第２実施の形態に係るリヤワイパモータの平面図を表している。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符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６に示すように、第２実施の形態に係るリヤワイパモータ（ワイパモータ）７０は、第１実施の形態に係るリヤワイパモータ１０（図１参照）に比して、出力軸３３の位置および運動変換機構８０の構造が異なっている。

リヤワイパモータ７０の出力軸３３は、ギヤケース７１のウォームホイール３２を挟んでアーマチュア軸２４側とは反対側に配置されている。これにより、リヤワイパモータ７０においては、第１実施の形態に比して、アーマチュア軸２４の軸方向に沿う寸法を詰められるようになっている。

リヤワイパモータ７０の運動変換機構８０は、ピニオンギヤ８１，運動変換部材８２，連結板４２および摺接板４３を備えている。ピニオンギヤ８１は出力軸３３の基端側に固定され、出力軸３３とともに揺動するようになっている。

運動変換部材８２は、ピニオンギヤ８１と噛み合うセクタギヤ８２ａと、第２連結ピンＰ２を介してウォームホイール３２の偏心位置に回動自在に連結されるアーム部８２ｂとを備えている。セクタギヤ８２ａの中心部分には第１連結ピンＰ１が設けられ、当該第１連結ピンＰ１と出力軸３３との間には、連結板４２が設けられている。具体的には、連結板４２の長手方向一端側は出力軸３３の基端側に回動自在に連結され、連結板４２の長手方向他端側は第１連結ピンＰ１に回動自在に連結されている。このように、本実施の形態に係る連結板４２は、出力軸３３と第１連結ピンＰ１との距離を一定に保ち、ピニオンギヤ８１とセクタギヤ８２ａとの噛み合いを維持するようになっている。

リヤワイパモータ７０の運動変換機構８０においても、ウォームホイール３２の回転運動を出力軸３３の揺動運動に変換するようになっている。具体的には、ウォームホイール３２の回転に伴い第２連結ピンＰ２がホイール軸３２ｂを中心に回転すると（二点鎖線矢印Ｒ参照）、運動変換部材８２のアーム部８２ｂもホイール軸３２ｂを中心に回転する。これにより、セクタギヤ８２ａが第１連結ピンＰ１を中心に揺動し、その結果、セクタギヤ８２ａに噛み合うピニオンギヤ８１、つまり出力軸３３が揺動する（二点鎖線矢印Ｓ参照）。

以上詳述したように、第２実施の形態に係るリヤワイパモータ７０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。

次に、本発明の第３ないし第５実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図７は第３実施の形態に係る図２に対応する部分断面図を、図８は第４実施の形態に係る図２に対応する部分断面図を、図９は第５実施の形態に係る図２に対応する部分断面図をそれぞれ表している。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符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本発明に係るリヤワイパモータのモータ部は、図７ないし図９に示すように、リヤワイパモータに必要とされるニーズ（出力特性や搭載性等）に応じて、種々の構造とすることができる。

図７に示すように、第３実施の形態に係るモータ部９０は、断面が８角形のモータケース９１を備えている。モータケース９１は、４つの長辺部９１ａおよび４つの短辺部９１ｂを有し、各短辺部９１ｂの内側には、断面が長方形形状の板状マグネット（磁石）９２がそれぞれ固定されている。各板状マグネット９２は、例えばネオジウム磁石よりなり、上述した第１実施の形態における各マグネット２２（フェライト磁石）に比して大きな磁力を発生するようになっている。

このように構成した第３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。これに加え、第３実施の形態においては、各板状マグネット９２を各短辺部９１ｂにそれぞれ固定するので、互いに平面同士の固定となり、各板状マグネット９２のモータケース９１に対する固定強度を向上させることができる。また、各板状マグネット９２を、大きな磁力を発生するネオジウム磁石としたので、フェライト磁石を用いた第１実施の形態に比して、より小型軽量化を図ることができる。

図８に示すように、第４実施の形態に係るモータ部１００は、断面が円形のモータケース１０１を備え、当該モータケース１０１の内部には、合計６つのマグネット２２が固定されている。各マグネット２２は、第１実施の形態と同様のフェライト磁石により形成され、モータケース１０１の周方向に沿ってそれぞれ等間隔（６０度間隔）で配置されている。また、コンミテータ２５は９個のセグメント２５ａを備え、これに対応してアーマチュアコア２６は９個のスロット２６ａを備えている。

このように構成した第４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。これに加え、第４実施の形態においては、モータケース１０１の断面形状を円形としたので、モータケース１０１の周方向に沿って磁界を均一に形成することができ、ひいては回転ムラの発生を抑制することができる。また、マグネット２２を４極よりも多い６極としたので、第１実施の形態に比して、より小型軽量化を図ることが可能となる。

図９に示すように、第５実施の形態に係るモータ部１１０は、断面が正６角形のモータケース１１１を備え、当該モータケース１１１の各辺部１１１ａの内側には、板状マグネット（磁石）１１２がそれぞれ固定されている。各板状マグネット１１２は、第３実施の形態と同様に、ネオジウム磁石により断面が長方形形状に形成されている。また、コンミテータ２５は９個のセグメント２５ａを備え、これに対応してアーマチュアコア２６は９個のスロット２６ａを備えている。

このように構成した第５実施の形態においても、上述した第３実施の形態と略同様の作用効果を奏することができる。

ここで、上述した各実施の形態におけるモータ部２０，９０，１００，１１０の仕様、つまりモータケースの断面形状，磁石の種類，磁石の個数，セグメント数およびスロット数等は、それぞれ自由に設定することができる。例えば、モータ部２０の各マグネット２２（フェライト磁石）に換えて、各板状マグネット（ネオジウム磁石）を採用したり、スロット数とセグメント数とを異なる数（例えば、４極６スロット１２セグメント，６極１０スロット１５セグメント等）に設定したりすることもできる。

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、アーマチュア軸２４に凹凸形状のベアリング固定部２４ｂを形成し、当該ベアリング固定部２４ｂにボールベアリング２８の内輪部材２８ａを圧入嵌合して固定したものを示したが、本発明はこれに限らず、アーマチュア軸２４のボールベアリング２８の両脇に、加圧ローラ等で塑性変形により隆起部を形成し、当該隆起部によりボールベアリング２８を固定するようにしても良い。

また、上記各実施の形態においては、入力ギヤとしてのウォームギヤ２４ａと出力ギヤとしてのウォームホイール３２とを噛み合わせて減速機構（ウォーム減速機）を形成したものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば減速機構を遊星歯車減速機で形成しても良い。この場合、例えばサンギヤを入力ギヤとしてリングギヤを出力ギヤとすれば良い。

さらに、上記各実施の形態におけるリヤワイパモータ１０の組み付け手順においては、モータサブアッシＭＡとギヤサブアッシＧＡとを予め個別に組み立てておき、その後、両者を連結するようにしたが、本発明はこれに限らず、他の組み付け手順によってリヤワイパモータ１０を組み付けるようにしても良い。具体的には、ギヤケース３１にコネクタユニット５０を組み付ける第１工程と、コネクタユニット５０が組み付けられたギヤケース３１に、コンミテータ２５やボールベアリング２８等を組み付けたアーマチュア軸２４を挿入し、ギヤケース３１にボールベアリング２８を嵌合させた状態のもとで、ストッパプレート６０を装着させる第２工程と、ギヤケース３１にウォームホイール３２や運動変換機構４０およびモータケース２１等を組み付けた後に、ギヤカバーを組み付ける第３工程とを経てリヤワイパモータ１０を組み付けるようにしても良い。

また、上記各実施の形態においては、ワイパモータとしてのリヤワイパモータ１０に本発明を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ワイパ装置のワイパモータや、航空機や船舶，鉄道車両等のワイパ装置のワイパモータにも適用することができる。

１０ リヤワイパモータ（ワイパモータ）
１１ 締結ネジ
２０ モータ部
２１ モータケース
２１ａ 挿通孔
２１ｂ フランジ部
２１ｃ 円弧部
２１ｄ 直線部
２２ マグネット（磁石）
２３ アーマチュア（回転子）
２４ アーマチュア軸（回転軸）
２４ａ ウォームギヤ（入力ギヤ）
２４ｂ ベアリング固定部
２５ コンミテータ
２５ａ セグメント
２５ｂ 給電ブラシ
２６ アーマチュアコア
２６ａ スロット
２６ｂ アーマチュアコイル
２７ ラジアル軸受
２８ ボールベアリング（軸受部材）
２８ａ 内輪部材
２８ｂ 外輪部材
２８ｃ 鋼球
２８ｄ 環状カバー部材
３０ ギヤ部
３１ ギヤケース
３１ａ 底部
３１ｂ 壁部
３２ ウォームホイール（出力ギヤ）
３２ａ ギヤ歯
３２ｂ ホイール軸
３３ 出力軸
３４ ブラシホルダ収容部
３５ コネクタユニット収容部
３６ ベアリング嵌合部
３７ 貫通孔
３８ ストッパプレート差し込み部
４０ 運動変換機構
４１ 揺動リンク
４２ 連結板
４３ 摺接板
４３ａ 摺接部
５０ コネクタユニット
５１ 本体部
５２ コネクタ接続部
６０ ストッパプレート（保持部材）
６１ 支持本体部
６１ａ 切欠部
６１ｂ 把持部
６１ｃ ベアリング支持凸部
６１ｄ テーパ部
６２ 被差し込み部
６２ａ テーパ部
７０ リヤワイパモータ（ワイパモータ）
７１ ギヤケース
８０ 運動変換機構
８１ ピニオンギヤ
８２ 運動変換部材
８２ａ セクタギヤ
８２ｂ アーム部
９０ モータ部
９１ モータケース
９１ａ 長辺部
９１ｂ 短辺部
９２ 板状マグネット（磁石）
１００ モータ部
１０１ モータケース
１１０ モータ部
１１１ モータケース
１１１ａ 辺部
１１２ 板状マグネット（磁石）
Ｅ 導電部材
ＧＡ ギヤサブアッシ
ＭＡ モータサブアッシ
Ｐ１ 第１連結ピン
Ｐ２ 第２連結ピン

Claims (3)

1. モータ部およびギヤ部を備え、ウィンドシールドを払拭するワイパブレードを揺動駆動するワイパモータであって、
   前記モータ部のモータケース内に設けられる４極以上の磁石と、
   前記モータケース内に回転自在に設けられ、回転中心に回転軸を有する回転子と、
   前記回転軸の先端側に設けられ、前記ギヤ部のギヤケース内で回転する入力ギヤと、
   径方向内側が前記回転軸の前記回転子と前記入力ギヤとの間に設けられ、径方向外側が前記ギヤケースと当該ギヤケースに装着される保持部材との間に設けられ、前記回転軸を回転自在に支持しつつ前記回転軸の前記ギヤケースに対する軸方向および径方向への移動を規制する軸受部材と、
   前記ギヤケース内に設けられ、前記入力ギヤの回転に伴い当該入力ギヤよりも減速状態で回転する出力ギヤと、
   前記ギヤケースに回転自在に支持され、前記ギヤケースの外部に延出した延出部分に前記ワイパブレードが装着される出力軸と、
   前記ギヤケース内で、かつ前記出力軸と前記出力ギヤとの間に設けられ、前記出力ギヤの回転運動を前記出力軸の揺動運動に変換する運動変換機構とを備え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、前記保持部材を、前記回転軸の先端側を前記ギヤケース内に挿入した状態で、前記回転軸の径方向から前記ギヤケースに装着することを特徴とするワイパモータ。
3. 請求項１または２記載のワイパモータにおいて、前記モータ部に駆動電流を供給するコネクタユニットを、前記モータケースと前記保持部材との間に設けることを特徴とするワイパモータ。

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