JP2018165516A - 磁石付き歯車、並びに、磁石付き歯車を用いたモータ及びワイパモータ - Google Patents

Abstract

【課題】センサ磁石が歯車から脱落することを防ぐことができ、振動によりセンサ磁石が磁気センサに接触することを防ぐと共に、センサ磁石の固定時に加熱ヘッド等の製造装置がセンサ磁石に接触することを防ぎ、かつ、センサ磁石を歯車に固着することが容易な構造の磁石付き歯車を提供すること。【解決手段】本発明の磁石付き歯車は、軸方向から見て円形であり、外周に外歯が形成された歯車であって、磁石挿入部と、磁石と、前記磁石挿入部の少なくとも一部を閉塞するプレートと、前記歯車に設けられた前記プレートを固定するための固定手段と、前記プレートに設けられ、前記固定手段と係合する被固定手段とを備え、前記磁石は前記磁石挿入部と前記プレートとの間に支持されていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、磁石付き歯車に関し、特に、磁石付き歯車を用いた、車両のウインドウを払拭するワイパブレードを揺動駆動するためのワイパモータに関する。

ワイパモータの出力軸は、直接又はリンク機構を介して間接的に、先端に車両のウインドウガラスを払拭するワイパブレードが取り付けられたワイパアームに接続されている。モータ本体により出力軸が正逆転可能に駆動され、ワイパアームが揺動運動されることにより、ワイパブレードがウインドウガラス面の上反転位置と下反転位置との間を往復払拭されるように構成されている。モータ本体の回転軸の回転は、減速機構により減速されて出力軸に伝達される。減速機構はモータ本体の出力軸に設けられたウォームと、ウォームに噛合するウォームホイールとからなる。ワイパブレードの位置を検出するために減速機構、具体的には、ウォームホイールにセンサ磁石を固定し、センサ磁石と対向する位置に磁気センサが非接触にて配置されている。磁気センサにより検出された位置情報により、ワイパモータではウインドウガラス面上のワイパブレードの上反転位置及び下反転位置を判断して、モータ本体が正逆転制御される。

センサ磁石をウォームホイールに固定する方法は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では、ウォームホイールの中央にセンサ磁石を固定するために、ウォームホイールにはセンサ磁石の周囲に沿って円周状に複数の保持片が突設されている。保持片の先端には内周側に突出した爪部が設けられている。センサ磁石は各保持片の内周側に挿入され、爪部によって脱落が防止されている。保持片の間には対抗するように一対の仮保持片が突設されている。仮保持片の内周には出力軸と平行な方向には三角突起が設けられている。一方、センサ磁石の外周には三角突起と対応する位置に一対の三角溝が設けられている。センサ磁石が各保持片及び各仮保持片の内周に挿入される際に、三角突起を三角溝に入り込ませることにより、センサ磁石の周方向の移動を規制することができる。これにより、センサ磁石はウォームホイールの中央に、軸方向及び周方向へ位置決めされた状態で固定される。

爪部の係合によりセンサ磁石を保持する固定手段以外には、熱カシメ、超音波カシメあるいは超音波溶着によりセンサ磁石を歯車に固定する手段が、特許文献２乃至特許文献３に開示されている。特許文献２では、円筒型の加熱ヘッドによりセンサ磁石の周囲の樹脂を、センサ磁石の外周のテーパ部に沿って熱カシメすることにより、センサ磁石を固定している。特許文献３では、センサ磁石の外周側の外周リブに設けられたカシメ部を、センサ磁石の露出された端面に向けて熱又は超音波カシメすることによりセンサ磁石を固定している。

特開２０１４−０４２４３１号公報 特開２００９−２２５５２０号公報 特開２００２−００５２６５公報

上記特許文献１に記載のワイパモータでは、センサ磁石はウォームホイールに設けられた保持片の爪部によって保持されているが、保持片は径方向外側に弾性変形可能であるため、センサ磁石が保持片から脱落する恐れがある。また、センサ磁石と磁気センサとの間隔は磁気センサに必要な磁束を確保するために小さく設定されているため、車両振動等によりセンサ磁石が所定の位置から出力軸の軸線方向で磁気センサ側にずれ、センサ磁石が磁気センサに接触する恐れがある。このような接触は、センサ磁石の割れや、磁気センサの故障に繋がる。

一方、特許文献２乃至特許文献３に記載のセンサ磁石固定手段においても、次のような問題がある。特許文献２では、センサ磁石の周囲の樹脂を熱カシメする量を磁石の全周にわたって均等かつ適切に設定することが難しい。このため、加熱ヘッドを押し当てる際の位置決めが難しいという問題がある。また、一部が露出しているセンサ磁石の外周側の樹脂を直接加熱ヘッドにより熱カシメするため、加熱ヘッドがセンサ磁石に接触する恐れがある。さらに、加熱ヘッドの位置決めが適切でない場合には、一部又は全体の熱カシメの量が不足することにより、センサ磁石がずれたり、脱落したりする恐れもある。

特許文献３では、センサ磁石の外周側の外周リブに設けられたカシメ部に対して直接カシメ用ヘッドを押し当て、センサ磁石の露出された端面に向けて熱又は超音波カシメするため、カシメ用ヘッドがセンサ磁石に接触する恐れがある。また、センサ磁石の露出されている面に対して、カシメ部を均等かつ適切に設定することが難しい。このため、カシメ用ヘッドを押し当てる際の位置決めが難しいという問題がある。さらに、カシメ部が適切に設定されていないと、センサ磁石がずれたり、脱落したりする恐れもある。

そこで、本発明の目的は、センサ磁石が歯車から脱落することを防ぐことができ、振動によりセンサ磁石が磁気センサに接触することを防ぐことができると共に、センサ磁石の固定時に加熱ヘッド等の製造装置がセンサ磁石に接触することを防ぎ、かつ、センサ磁石を歯車に固着することが容易な構造の磁石付き歯車を提供することにある。

本発明の他の目的は、プレートのバリ取りを不要にすることができる磁石付き歯車を提供することにある。

本発明の他の目的は、センサ磁石の位置決めを容易に行うことができる磁石付き歯車を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記磁石付き歯車の効果を奏することができるモータを提供することにある。

さらに本発明の他の目的は、前記磁石付き歯車の効果を奏することができるワイパモータを提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成できる。すなわち、本発明の第１の態様の磁石付き歯車は、軸方向から見て円形であり、外周に外歯が形成された歯車であって、前記歯車の軸方向の一方の面に設けられ、磁石が挿入される磁石挿入部と、前記磁石挿入部に挿入された前記磁石と、前記磁石挿入部の前記軸方向の一方の少なくとも一部を閉塞するプレートと、前記歯車の軸方向の一方の面に設けられ前記プレートを固定する固定手段と、前記プレートに設けられ、前記固定手段と係合して固定される被固定手段とを備え、前記磁石は前記磁石挿入部と前記プレートとの間に保持されていることを特徴とする。

本発明の第２の態様の磁石付き歯車は、第１の態様の磁石付き歯車において、前記磁石は磁気センサにより歯車の回転を検出するためのセンサ磁石であることを特徴とする。

本発明の第３の態様の磁石付き歯車は、第１又は第２の態様の磁石付き歯車において、前記磁石は略円板状であり、前記歯車の軸線に垂直な方向に着磁されていることを特徴とする。

本発明の第４の態様の磁石付き歯車は、第１〜第３のいずれかの態様の磁石付き歯車において、前記プレートは非磁性金属製であることを特徴とする。

本発明の第５の態様の磁石付き歯車は、第１〜第４のいずれかの態様の磁石付き歯車において、前記プレートは前記磁石よりも大径の略円板状であることを特徴とする。

本発明の第６の態様の磁石付き歯車は、第１〜第４のいずれかの態様の磁石付き歯車において、前記プレートは少なくとも長辺が前記磁石挿入部を横断する長さを有する帯形状であることを特徴とする。

本発明の第７の態様の磁石付き歯車は、第６の態様の磁石付き歯車において、前記プレートの少なくとも前記磁石に対向する面には複数のディンプルが設けられていることを特徴とする。

本発明の第８の態様の磁石付き歯車は、第１〜第７のいずれかの態様の磁石付き歯車において、前記磁石の外周と対向する外周対後面が形成された挿入壁を備えることを特徴とする。

本発明の第９の態様の磁石付き歯車は、第８の態様の磁石付き歯車において、前記固定手段は、前記挿入壁よりも前記軸方向の一方へ突出していることを特徴とする。

本発明の第１０の態様の磁石付き歯車は、第８又は第９のいずれかの態様の磁石付き歯車において、前記外周対向面には前記磁石を周方向に位置決めする第１位置決め手段が設けられており、前記磁石には前記第１位置決め手段と係合する第２位置決め手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の第１１の態様の磁石付き歯車は、第１０の態様の磁石付き歯車において、前記第２位置決め手段は前記磁石のＮ極とＳ極との境界近傍に設けられていることを特徴とする。

本発明の第１２の態様の磁石付き歯車は、第１〜第１１のいずれかの態様の磁石付き歯車において、前記磁石挿入部の底面における前記固定手段又は前記第１位置決め手段の周囲には、底面凹部が設けれていることを特徴とする。

本発明の第１３の態様の磁石付き歯車は、第１〜１２のいずれかの態様の磁石付き歯車において、前記磁石挿入部の底面における前記固定手段又は前記第１位置決め手段の近傍には、前記磁石側に凸となる磁石支持部が設けられていることを特徴とする。

本発明の第１４の態様の磁石付き歯車は、第１〜１３のいずれかの態様の磁石付き歯車において、前記歯車は外周に外歯が形成された略円盤状のギヤ部と、前記ギヤ部の軸方向の他方の面から突設された軸部と、を有し、前記ギヤ部の前記軸方向の一方の面の中央に前記磁石が配置されていることを特徴とする。

本発明の第１５の態様のモータは、第１〜１４のいずれかの態様の磁石付き歯車を備え、前記磁石に対向して磁気センサを備えたことを特徴とする。

本発明の第１６の態様のワイパモータは、第１５の態様のモータの出力軸にワイパ装置が接続されることを特徴とする。

本発明の第１の態様の磁石付き歯車によれば、磁石は磁石挿入部とプレートとの間に支持されているため、センサ磁石が歯車から脱落することを防ぐことができ、振動によりセンサ磁石が磁気センサに接触することを防ぐと共に、センサ磁石の固定時に加熱ヘッド等の製造装置がセンサ磁石に接触することを防ぐことができる。また、固定手段を被固定手段に係合し、例えば熱カシメによりプレートを固定することにより、センサ磁石を歯車に固着することが容易な構造の磁石付き歯車を提供することができる。

本発明の第２の態様の磁石付き歯車によれば、磁石付き歯車の磁石をセンサ磁石として用いることができ、例えばワイパモータの絶対位置検出手段として利用することができる。

本発明の第３の態様の磁石付き歯車によれば、磁石は略円板状であり、歯車の軸線に垂直な方向に着磁されているので、磁石をセンサ磁石として利用した際に、磁気センサによって磁束の変化をより確実に検出することができる。

本発明の第４の態様の磁石付き歯車によれば、プレートは非磁性金属製であるので、磁石をセンサ磁石として利用した際に、センサ磁石の磁束をより確実に磁気センサで検出することができる。

本発明の第５の態様の磁石付き歯車によれば、プレートは磁石よりも大径の略円板状であるから、磁石が露出することが無い。このため、磁石の固定時に加熱ヘッド等の製造装置がセンサ磁石に接触することを防ぐことができる。

本発明の第６の態様の磁石付き歯車によれば、プレートは少なくとも長辺が磁石挿入部を横断する長さを有する帯形状であるので、プレートの材料を少なくすることができる。

本発明の第７の態様の磁石付き歯車によれば、プレートの少なくとも磁石に対向する面には複数のディンプルが設けられており、プレートの複数のディンプルが磁石に当接する。このため、プレートのプレス加工の際にプレートの端部にバリが発生した場合にも、バリが磁石に接触することを避けることができる。それにより、プレートのバリ取り加工を省くことができ、プレートの製造工程を簡略化することができる。

本発明の第８の態様の磁石付き歯車によれば、磁石挿入部は、磁石の外周と対向する外周対向面が形成された挿入壁を備えているので、磁石の外周を外周対向面に嵌め込むことにより、磁石を所定の位置に確実に固定することができる。

本発明の第９の態様の磁石付き歯車によれば、固定手段は、前記挿入壁よりも前記軸方向の一方へ突出しているので、固定手段を被固定手段に係合させることが容易であると共に、確実に係合させることができる。

本発明の第１０の態様の磁石付き歯車によれば、外周対向面には磁石を周方向に位置決めする第１位置決め手段が設けられており、磁石には第１位置決め手段と係合する第２位置決め手段が設けられているので、磁石の周方向の位置決めが確実にできる。これにより、磁石をセンサ磁石として用いた際に、センサ磁石の磁束の向きを所定の状態に設定することが容易にできる。

本発明の第１１の態様の磁石付き歯車によれば、第２位置決め手段は前記磁石のＮ極とＳ極との境界近傍に設けられている。第２位置決め手段が設けられた部位では磁束が一様とならずに乱れる恐れがあり、磁束が強い部分で磁束が乱れることはできる限り避けたい。一方、磁石のＮ極とＳ極との境界近傍は磁束が弱く、磁束の乱れの影響は比較的小さい。そこで、第２位置決め手段を磁石のＮ極とＳ極との境界近傍に設けることにより、磁石をセンサ磁石として使用する際に、磁束の乱れの影響を抑制することができる。

本発明の第１２の態様の磁石付き歯車によれば、磁石挿入部の底面における固定手段又は第１位置決め手段の周囲には、底面凹部が設けれている。磁石を固定手段に沿って挿入壁の外周対向面に嵌め込む際に、樹脂製の固定手段の表面が削られ、樹脂の削りかすが発生する恐れがある。磁石挿入部の底面における固定手段の周囲に底面凹部が設けれていると、樹脂の削りかすは底面凹部に収容されるので、樹脂の削りかすが飛散するのを防止することができる。

本発明の第１３の態様の磁石付き歯車によれば、磁石挿入部の底面において、磁石支持部で磁石を支持することができる。磁石を支持する部分の面積が広いと、精密な面加工を要する部分が広くなる。これに対して、磁石挿入部の底面において、凸となる磁石支持部で磁石を支持するようにすれば、磁石支持部だけを精密に面加工すればよいので、磁石挿入部の底面の面加工の工程を簡略化することができる。

本発明の第１４の態様の磁石付き歯車によれば、上記効果を奏する磁石付き歯車を例えばウォームホイールとして用いることができる。

本発明の第１５の態様のモータによれば、上記効果を奏する磁石付き歯車を備えたモータを提供することができる。

本発明の第１６の態様のワイパモータによれば、上記効果を奏する磁石付き歯車を備えたワイパモータを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るワイパモータの断面図である。 図１の分解斜視図である。 図３（Ａ）はウォームホイールの平面図であり、図３（Ｂ）はウォームホイールの側面図である。 ウォームホイールの磁石挿入部の分解斜視図である。 プレートの平面図である。 図６（Ａ）はセンサ磁石の平面図であり、図６（Ｂ）はセンサ磁石の側面図である。 センサ磁石周囲の部分断面図である。 図７の部分拡大断面図である。 図９（Ａ）は第２実施形態のプレートの平面図であり、図９（Ｂ）は第２実施形態のウォームホイールの平面図である。 第３実施形態に係るプレートの斜視図である。 図１０の部分断面図である。 第３実施形態に係る磁石挿入部の断面斜視図である。 図１３（Ａ）は第４実施形態に係るプレートを用いたウォームホイールの分解斜視図であり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の組立後の斜視図であり、図１３（Ｃ）は第１変形例に係るプレートを用いたウォームホイールの分解斜視図であり、図１３（Ｄ）は図１３（Ｃ）の組立後の斜視図であり、図１３（Ｅ）は第２変形例に係るプレートを用いたウォームホイールの分解斜視図であり、図１３（Ｆ）は図１３（Ｅ）の組立後の斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る磁石付き歯車を説明する。但し、以下に示す実施形態は本発明の技術思想を具体化するための磁石付き歯車を例示するものであって、本発明をこれらに特定するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。また、以下ではワイパモータを例に挙げて説明するが、本発明をこれに特定するものではない。

[第１実施形態]
本発明の第１実施形態に係るワイパモータ１について、図１〜８を参照して説明する。

＜ワイパモータ１の概略構成＞
まず、図１及び図２を用いて、本発明の実施形態に係るワイパモータ１の概略構成について説明する。なお、図１は本発明の第１実施形態に係るワイパモータ１の断面図であり、図２は図１の分解斜視図である。

ワイパモータ１は、車両のワイパ装置４の駆動源として使用されている。ワイパモータ１は、正逆転可能に制御されるモータ本体１０と、モータ本体１０に接続され、ハウジング１１に収納されている減速機構部２０と、ハウジング１１の開口側を覆い、ハウジング１１との間に密閉空間を構成するカバー４１と、密閉空間に配置される制御装置４５と、密閉空間を減速機構部２０側と制御装置４５側とに仕切るセパレータ５１とから構成されている。

減速機構部２０のハウジング１１の非開口側（図１の下側）には、「軸部」としての出力軸２７が突出している。出力軸２７は、直接又はリンク機構を介して間接的に、先端に車両のウインドウガラスを払拭するワイパブレード３が取り付けられたワイパアーム２に接続されている。ワイパ装置４は、モータ本体１０により出力軸２７が正逆転可能に駆動され、ワイパアーム２が揺動運動されることにより、ワイパブレード３がウインドウガラス面の上反転位置と下反転位置との間を往復払拭されるように構成されている。

なお、実施形態では、車両のワイパ装置４の駆動源であるワイパモータとして説明するが、本発明のモータの用途はワイパ装置４の駆動源であるワイパモータに限るものではなく、広く一般の装置の駆動源として用いることができるものであり、例えば車両に搭載されるパワーシート、スライドドア、パワーウインドウ、サンルーフ等の用途にも適用可能である。

モータ本体１０は直流モータとしてのブラシ付きモータで構成されている。モータ本体１０は、ヨーク２９を含むステータと、ステータと同心状でステータの内側に回転自在に支持されたロータ（図示省略）とから構成されている。ステータはモータ本体１０の筐体としてのヨーク２９を含み、ヨーク２９は鉄等の磁性材料からなり、略有底円筒状に構成され、ヨーク２９の円筒部の内周側には例えば４極の永久磁石（図示省略）がＮ極とＳ極が周方向に交互に配列されるように設けられている。ロータの中心には丸棒状の回転軸が有底円筒状のヨーク２９と同軸上に設けられている。ヨーク２９の非開口側（底部側）には軸受が設けられており、回転軸の一端を回転可能に軸支している。回転軸の他端にはウォーム２２が設けられている。ヨーク２９の開口側には、ヨーク２９の開口端から回転軸の軸線と直交方向外側に張り出したフランジ３０が設けられており、このフランジ３０はハウジング１１に対してネジ等により固定されている。

ロータには、４極を構成する４つの永久磁石の内周面と対向するようにアーマチャが設けられており、このアーマチャはコイルが巻回された複数極の磁極を有し、各磁極が永久磁石と対向している。また、ロータのヨーク２９の開口側には、コイルに導通されるコミュテータが設けられており、ブラシホルダ３９に支持された複数のブラシが摺接することにより、コイルに通電する構成となっている。

なお、実施形態では、モータ本体１０を直流モータとしてのブラシ付モータで説明しているが、本発明のモータ本体１０のモータの形式は、これに限定されず、例えばブラシレスモータ等、どのような形式のモータでも適用できる。

ハウジング１１は、開口側に減速機構部２０を収容し、モータ本体１０側に一体に形成されたブラシホルダ収容部４０にブラシホルダ３９を収容する有底箱状の形状をしており、材料は導電性金属、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金等であり、例えばダイカスト成形等により形成されている。また、ハウジング１１は、開口側とは反対側から出力軸２７が挿通支持される出力軸孔８０、モータ本体１０側と連通して回転軸（不図示）が挿通される回転軸挿通孔３２、及び、ブラシホルダ３９の給電端子３８部が挿通されるブラシホルダ挿通孔３７を有している。出力軸２７の外周における出力軸支持部５０の端部側には、ティースワッシャ４９が嵌着されており、出力軸２７がハウジングの開口側（図２の上方）に抜け出ることを防止している。なお、ハウジング１１の材質はアルミニウム又はアルミニウム合金に限定されず、導電性金属であればどのような材質であっても構わない。この有底箱状の側壁は、モータ本体１０側でフランジ３０の高さと略同等の高さまで立ち上がっており、この側壁のモータ本体１０側にブラシホルダ３９を収容する凹状のブラシホルダ収容部４０が設けられている。この側壁にはブラシホルダ３９の給電端子３８に対応する位置に、この給電端子３８部を挿通するブラシホルダ挿通孔３７が設けられている。給電端子３８は雌プラグとして構成されており、回路基板４６と給電端子３８との間を電気的に接続する接続端子の雄プラグ（不図示）が挿入される。

また、ハウジング１１の開口側には、回路基板４６を載置する載置部３４及び周囲の縁部には雌ネジ２８が設けられている。ここで、回路基板４６は、例えばガラス樹脂基板であり、出力軸２７の軸線方向を厚み方向とする、略矩形の板状に形成されており、制御装置４５の一部を構成している。後述のように、回路基板４６は、表面４７には電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという。）等のパワー素子を実装し、裏面４８にはマイクロコンピュータ（不図示）や磁気センサ５３（図７参照）等の制御素子を実装しており、裏面４８が載置部３４に向くように配置されている。また、回路基板４６はカバー４１に固定されている。載置部３４がＦＥＴ等のパワー素子に対向して設けられていることにより、ＦＥＴ等のパワー素子で発生した熱をハウジング１１へ伝導し、放熱することができる。回路基板４６には、図示しない導電パターン部が設けられている。

ハウジング１１のモータ本体１０側の側壁における内側には、図示省略したシールド部材の一対の接地部が係合接触する一対の溝部３５が、給電端子３８を跨ぐように設けられている。また、この一対の溝部３５の給電端子側には、それぞれ傾斜面３６が設けられており、傾斜面３６にはシールド部材の接地部が係合して接触する。

ハウジング１１の開口側にはウォーム収容部及びウォームホイール収容部３１が設けられており、それぞれモータ本体１０の回転軸の他端に設けられたウォーム２２及び「磁石付き歯車」としてのウォームホイール２１がそれぞれ収容されている。モータ本体１０の回転軸の他端は、ハウジング１１の回転軸挿通孔３２を貫通した先端にウォーム２２が設けられており、さらにウォーム２２の先端はハウジング１１に設けられた軸受により軸支されている。ウォーム２２はウォームホイール２１と噛み合っているので、モータ本体１０の回転軸の回転は、ウォーム２２及びウォームホイール２１の作用によりウォーム減速されて、出力軸２７から出力される。

ウォームホイール２１のハウジング１１の開口側の中心部であり、出力軸２７の非出力側の端面には、後述のように、磁気センサ５３（図７参照）により出力軸２７の絶対回転角度を検出するために、センサ磁石２３が非磁性材料からなるプレート２４によって取り付けられている。後述のように、センサ磁石２３は円盤状の形状であり、出力軸２７と同心上に取り付けられており、例えば出力軸２７の軸線方向から見て一方の半円をＮ極に他方の半円をＳ極に着磁（Ｎ極とＳ極に分極）されている。また、センサ磁石２３と回路基板４６との間には所定の間隙が設けられている。

カバー４１は有底箱状で、例えば絶縁性の樹脂材料により射出成形等により形成されており、外部接続端子４３、接続端子及びシールド部材が例えばインサート成形されることにより一体に取り付けられていると共に、周囲の縁部にはネジ孔４４が設けられている。外部接続端子４３は、カバー４１の周壁におけるモータ本体１０側とは略反対側の外側に配置され外部コネクタ（図示省略）が接続されるコネクタ部４２の内部に設けられている。シールド部材は、導電金属板、例えば銅板に対してプレス成形等を行うことにより形成されており、給電端子３８やスイッチング素子であるＦＥＴから放出される電磁ノイズを遮蔽するための部材である。ハウジング１１の開口側に、カバー４１の開口側を被せることにより、両者の間で密閉空間を構成する。セパレータ５１は、ハウジング１１とカバー４１により構成される密閉空間を、減速機構部２０側と制御装置４５側とに仕切るものであり、例えば樹脂材料により射出成形等を行うことにより形成されている。セパレータ５１には、センサ磁石２３を回路基板４６上の磁気センサ５３に臨ませるセンサ磁石用開孔５９、ブラシホルダ３９の給電端子３８部を挿通する給電端子挿通孔５４、及び、回路基板４６を載置する載置部３４を回路基板４６側に露出状態で収容する載置部収容孔５５が設けられている。

＜ウォームホイール２１の構造＞
次に、図３乃至図８を参照して、ウォームホイール２１の構造を説明する。ウォームホイール２１は外周に外歯２６が形成されたギヤ部５６と出力軸２７とから構成されている。出力軸２７はギヤ部５６のセンサ磁石２３搭載面と反対側の面から、センサ磁石２３搭載面とは垂直に突設されている。具体的には、出力軸２７のギヤ部５６形成部位には固着プレート５８が圧入固定されており、固着プレート５８と共に出力軸２７を、合成樹脂によりインサート成形することにより、ギヤ部５６が形成されている。出力軸２７を固着プレート５８と共にインサート成形することにより、ウォームホイール２１の出力軸２７に対する周方向の強度を高めることができる。ギヤ部５６は、外周に外歯２６が形成されたギヤ形成部６８、ギヤ形成部６８と出力軸２７との間に形成された円板部７５、ギヤ部５６の中央においてセンサ磁石を収容するために開口側に立設して設けられた一対の挿入壁６２、及び、挿入壁６２の外周からギヤ形成部６８側に向かって放射状に設けられたリブ７４を有している。リブ７４を設けることによってウォームホイール２１の周方向の強度を高めることができる。ギヤ成形部６８の軸方向の厚みは、円板部７５の厚みよりも大きい。外歯２６は出力軸２７の先端側（図３（Ｂ）の右側）において弧状に拡径されている。すなわち、外歯２６における出力軸２７の先端側は、全歯たけが増加する円弧状に形成され、ウォーム２２との噛み合い代を増加させていている。回路基板４６との対向面側では、外歯２６の全歯たけは一定となっている。外歯２６における全歯たけが円弧状に増加した部分にウォーム２２が噛合することにより、ウォームホイール２１が回路基板４６の方向へ抜け出すのを規制することができる。

ギヤ部５６の回路基板４６との対向面の中央部には、底面６１と一対の挿入壁６２とからなる磁石挿入部６０が設けられている。一対の挿入壁６２は回路基板４６の方向（出力軸２７とは反対の軸方向）へ立設されており、その内周にはセンサ磁石２３を嵌め込むための外周対向面６４が設けられている。外周対向面６４はセンサ磁石２３の外周形状に対応する円弧面であり、外周対向面６４にはセンサ磁石２３が嵌め込まれ、後述するセンサ磁石２３の第２位置決め手段７２の部位が軽圧入されて係合している。挿入壁６２の回路基板４６との対向面には頂面７７が設けられている。頂面７７は出力軸２７の軸線に垂直な面であり、頂面７７にはプレート２４が載置される。各挿入壁６２の周方向の中央には「固定手段」としての固定ピン６３が底面６１から回路基板４６の方向へ略垂直に立設されている。固定ピン６３は円柱状であり、底面６１側において固定ピン６３の一部は挿入壁６２内に埋め込まれており、残りの部分は外周対向面６４から内周側へ凸となるように突出しており、この突出した部分がセンサ磁石２３を位置決めするための第１位置決め手段６５となっている。第１位置決め手段６５は後述するセンサ磁石２３の第２位置決め手段７２と係合することにより、センサ磁石２３が位置決めされる。固定ピン６３の回路基板４６側は、挿入壁６２から突出しており、後述のプレート２４に形成された「被固定手段」としてのピン挿入孔７１に挿入される。センサ磁石２３を挿入壁６２に嵌め込まれ、プレート２４を固定ピンに挿入した状態で、固定ピンの先端を熱カシメ装置の加熱ヘッドを用いて熱カシメすることにより、センサ磁石２３はウォームホイール２１のギヤ部５６に固定される。

底面６１における固定ピン６３の近傍で挿入壁６２を除く部分には、底面６１から凹状に窪むように、固定ピン６３を中心とする略円弧形状の底面凹部６６が設けられている。センサ磁石２３を挿入壁６２に嵌め込み、センサ磁石２３の第２位置決め手段７２を固定ピン６３の第１位置決め手段６５に軽圧入する際に、固定ピン６３の第２位置決め手段７２側の表面が削られて削りかすが発生する場合があるが、削りかすは固定ピン６３の近傍に形成された底面凹部６６に収容されるので、削りかすが飛散することを防止することができる。しかも、センサ磁石２３により底面凹部６６が覆われるため、一層削りかすの飛散が防止される。

底面６１における底面凹部６６のギヤ部５６中心側の縁部から、固定ピン６３を中心とした所定の円弧までの間の領域には、底面６１の他の部分よりも回路基板４６側に略扇形状に盛り上がった磁石支持部６７が設けられている。磁石支持部６７の表面は精密に平面加工されており、出力軸２７と直交する平面が形成されている。センサ磁石２３のウォームホイール２１側の表面は磁石支持部６７によって、出力軸２７に対して直交するように支持される。

底面６１の中央部には凹状に窪んだ略円形の中央凹部７３が設けられている。中央凹部７３の底部にはウォームホイールを射出成形により成形する際のゲートが設定される。中央部にゲートを設けることにより成形時の樹脂の流れが考慮されている。また、ゲート跡は中央凹部７３の底部に設けられているので、ゲート跡がセンサ磁石２３の固定姿勢に影響を及ぼすことがないので、ゲート跡を切除する必要はない。

図５はプレート２４の平面図である。プレート２４は略円形の平板状であり、非磁性材であり、かつ、発錆性の無い材質であることが好ましく、例えば、ステンレス鋼をプレス加工することにより成形されている。プレート２４の外周寄りには固定ピン６３の位置に対応して、一対のピン挿入孔７１が設けられている。プレート２４のピン挿入孔７１が設けられている部分には、外周側に所定の径の円弧状に張り出した形状の一対のプレート突出部７６が設けられている。この所定の径はプレート２４の全体形状を構成している円の径よりも小さい。ピン挿入孔７１は一対のピン挿入孔７１を結んだ方向に長くなる長円形である。ピン挿入孔７１の一対の長円形状の内周側の配置及び形状は、一対の固定ピン６３の位置及び形状に対応して形成されている。これにより、固定ピン６３にピン挿入孔７１を挿通することにより、プレート２４は周方向及び径方向に位置決めされる。固定ピン６３の第１位置決め手段６５にセンサ磁石２３の第２位置決め手段７２を軽圧入して係合させる際に、固定ピン６３が外周側へ倒れるように変形をする可能性がある。このように固定ピン６３が変形した場合にも、ピン挿入孔７１が長円形であるため、変形した固定ピン６３をピン挿入孔７１へ容易に挿入することができる。また、ピン挿入孔７１が長円形であるため、寸法公差がある場合でも、固定ピン６３をピン挿入孔７１へ容易に挿入することができる。

プレート２４はプレス加工の際にバリが発生する恐れがあるが、センサ磁石２３は表面処理されているため、プレート２４のバリでセンサ磁石２３の表面を傷つけないようにする必要がある。そこで、プレート２４の全体形状を構成している円の直径は、センサ磁石２３の直径よりも大きく形成されている。これにより、プレート２４のバリ取り加工をしなくとも、バリがセンサ磁石２３に接触することがないので、プレート２４のバリ取り工程を省略することができる。

図６（Ａ）はセンサ磁石２３の平面図であり、図６（Ｂ）はセンサ磁石２３の側面図である。センサ磁石２３は略円板形状であり、等方性ネオジウムボンド磁石で形成されている。センサ磁石２３の外周には、センサ磁石２３を挿入壁６２に嵌め込む際に、固定ピン６３に対応する位置に一対の第２位置決め手段７２が設けられている。第２位置決め手段７２は、センサ磁石２３の外周側から内周側へ向けて凹となる円弧状であり、その径は固定ピン６３の径とほぼ一致している。センサ磁石２３の厚みは、磁石支持部６７の回路基板４６側の面から、挿入壁６２の頂面までの距離と略一致している。センサ磁石２３は、ウォームホイール２１側の面が磁石支持部６７に面接触して支持され、外周が外周対向面６４に案内され、回路基板４６側の面が固定ピン６３により固定されたプレート２４に面接触して支持されている。そして、センサ磁石２３は、高さ方向では磁石支持部６７とプレート２４との間に挟持され、第２位置決め手段７２が第１位置決め手段６５に軽圧入されて係合することにより、径方向と周方向に位置決め固定されている。

センサ磁石２３はＮ極とＳ極の２極に着磁、言い換えれば出力軸２７に垂直な方向にＮ極とＳ極の２極に分極されており、磁極の境界面は一対の第２位置決め手段７２を結ぶ線となっている。すなわち、一対の第２位置決め手段７２を結ぶ線の一方側の半円がＮ極となり、他方側の半円がＳ極となるように着磁されている。第２位置決め手段７２はセンサ磁石２３の外周から円弧状に窪んで形成されているため、この部位では磁束が一様とならずに乱れる恐れがある。第２位置決め手段７２の近傍はＮ極とＳ極との境界面であり、比較的磁束が弱いため、第２位置決め手段７２の近傍で磁束に乱れが生じたとしても、その乱れが磁気センサ５３に及ぼす影響は小さい。センサ磁石２３の平面上において、一対の第２位置決め手段を結ぶ直線から機械角９０度の位置で最も磁束が強くなっているが、この部分の形状は一様な円弧状（半径寸法が一定の形状）であるため、磁束も一様となっており、磁気センサ５３においてセンサ磁石の位置、すなわち、出力軸の絶対位置を適切に検出することができる。

磁石挿入部６０にセンサ磁石２３を固定する方法について説明する。まず、出力軸２７のギヤ部５６形成部位に固着プレート５８を圧入固定し、固着プレート５８と共に出力軸２７を合成樹脂によりインサート成形することにより、ギヤ部５６を形成する。次に、Ｎ極とＳ極の２極に着磁されたセンサ磁石２３を磁石挿入部に嵌め込み固定する。具体的には、固定ピン６３の第１位置決め手段６５にセンサ磁石２３の第２位置決め手段７２が軽圧入にて係合する状態で、センサ磁石２３をギヤ部５６の反出力軸２７側から磁石挿入部６０へ挿入していく。そして、センサ磁石２３は、外周が外周対向面６４に嵌め込まれ、ギヤ部５６に対向する面が磁石支持部６７に面接触するように支持される。この時、センサ磁石２３は、第１位置決め手段６５が第２位置決め手段７２に軽圧入されて係合することにより径方向と周方向の位置決めがされており、一対の第２位置決め手段７２を結ぶ線の一方側の半円がＮ極となり、他方側の半円がＳ極となるように載置される。また、センサ磁石２３の反出力軸２７側の面は、挿入壁６２の頂面７７と面一となっている。ただし、センサ磁石２３の反出力軸２７側の面が、挿入壁６２の頂面７７よりも反出力軸２７側に若干突出していてもかまわない。次に、ピン挿入孔７１に固定ピン６３が挿通するように、センサ磁石２３の上からプレート２４を載置する。この時、プレート２４のピン挿入孔７１は長丸孔となっているため、センサ磁石２３の圧入により固定ピン６３が外周方向に変形していた場合であっても、容易にピン挿入孔７１に固定ピン６３を挿通することができる。最後に、固定ピンの先端を熱カシメ装置の加熱ヘッドを用いて熱カシメする。この時、センサ磁石２３の上にはプレート２４が重ねられているので、加熱ヘッドが直接センサ磁石２３に直接接触する恐れはない。なお、ウォームホイール２１にセンサ磁石２３を固定する順序は、ハウジング１１にウォームホイール２１を装着する前でも、装着した後でも、どちらでもかまわない。

＜磁気センサ５３について＞
図７はセンサ磁石２３周囲の部分断面図である。回路基板４６の裏面４８におけるセンサ磁石２３と対向する位置には、磁気センサ５３が設けられている。磁気センサ５３としては、例えばホールＩＣ、磁気抵抗素子、ホール素子、ＭＲセンサ等、絶対角度位置を検出できればどのような磁気検出素子を用いてもよい。センサ磁石２３と磁気センサ５３との間には所定の距離の間隙が設けられている。センサ磁石２３の磁束を磁気センサ５３によって適切に検出するためには、この間隙は小さい方が望ましく、例えば５ｍｍ以下に設定されている。また、この所定の間隙があることによって、ワイパモータ１に自動車の振動が加わった場合にも、センサ磁石２３が磁気センサ５３に接触することを防ぐことができる。センサ磁石２３はプレート２４と磁石挿入部６０とにより挟持されているので、例え想定外の振動がワイパモータ１に加わったとしても、プレート２４が介在しているので、センサ磁石２３が磁気センサ５３に直接接触することはなく、センサ磁石２３の割れを防ぐことができる。

図２に示されているように、回路基板４６の表面４７には、ワイパ駆動回路７８を構成する複数の回路素子が実装されている。ワイパ駆動回路７８においては、Ｈブリッジを構成している４個のＦＥＴを含む回路が、モータ本体１０を正逆転駆動する。なお、回路基板４６には、ワイパブレード３の位置と移動方向に応じて、車両のウインドウガラスに洗浄液を供給するウォッシャ装置のウォッシャポンプ（図示省略）を駆動するポンプ駆動回路を集約して設けても良い。回路基板４６の裏面４８には、マイクロコンピュータ（図示省略）や磁気センサ５３（図７参照）等の電子素子が実装されており、これらがワイパ制御回路７９を構成している。ワイパ制御回路７９は、ワイパブレード３に減速機構部２０等を介して接続されたモータ本体１０を正逆転駆動するワイパ駆動回路７８の制御を行う。センサ磁石２３は一対の第２位置決め手段７２を結ぶ直線を境に、一方の半円がＮ極に、他方の半円がＳ極に着磁されている。磁気センサ５３はセンサ磁石２３の磁束の向きや強さの変化を検出し、電気信号に変換する。ワイパ制御回路７９において、磁気センサ５３から出力された電気信号からセンサ磁石２３の回転角度を算出することにより、出力軸２７の絶対角度位置、すなわちワイパブレード３の位置と移動方向を検出する。ワイパ制御回路７９では、出力軸２７の絶対角度位置の信号に基づいてモータ本体１０の正逆転制御を行う。

＜第１実施形態の作用及び効果＞
ワイパ制御回路７９は、磁気センサ５３により検出された出力軸２７の絶対角度位置の信号に基づいて、ワイパブレード３に減速機構部２０等を介して接続されたモータ本体１０を正逆転駆動するワイパ駆動回路７８の制御を行う。ワイパ駆動回路７８においては、Ｈブリッジを構成している４個のＦＥＴ７３を含む回路がモータ本体１０を正逆転駆動する。モータ本体１０の回転軸の回転は、減速機構部２０により減速されて出力軸２７に出力され、出力軸２７は直接又はリンク機構を介して間接的に接続されているワイパアーム２及びその先端に取り付けられたワイパブレード３を揺動駆動し、ワイパブレード３が車両のウインドウガラスを払拭する。ワイパ駆動回路７８の出力電流は接続端子を通して、ブラシホルダ３９の給電端子３８に導通し、ブラシホルダ３９に支持されたブラシに給電される。モータ本体１０ではブラシからロータのアーマチャのコイルに導通されるコミュテータに給電され、コイルの巻回されたロータの磁極と永久磁石からなるステータの磁極との吸引反発力により回転軸が回転する。

磁気センサ５３は、ウォームホイール２１に位置決め固定されたセンサ磁石２３と所定の間隙をあけて対向しており、センサ磁石２３の磁束の向きや強さの変化を検出し、電気信号に変換する。ワイパ制御回路７９において、磁気センサ５３から出力された電気信号からセンサ磁石２３の回転角度を算出することにより、出力軸２７の絶対角度位置、すなわちワイパブレード３の位置と移動方向を検出する。

図８は図７の部分拡大断面図であり、センサ磁石２３が挿入壁６２に嵌め込まれ、プレート２４との間に挟持されている状態を示している。センサ磁石２３は、ウォームホイール２１の磁石挿入部６０に軽圧入され、かつ、磁石挿入部６０とプレート２４との間に挟持されている。センサ磁石２３が支持される磁石支持部６７は、底面６１からセンサ磁石２３側へ凸となるように突設されており、出力軸２７の軸線と垂直になるように面精度が高く設定されている。底面６１全体でセンサ磁石２３を支持するよりも、磁石支持部６７だけの面精度を高く設定した方が、射出成形により出力軸２７と一体に成形されるウォームホイール２１の製造が容易である。また、底面６１の中央には中央凹部７３（図７参照。）が設けられ、この中にゲート跡が設定されている。これにより、ゲート跡を切除する必要が無い。

また、センサ磁石２３の第２位置決め手段７２を、固定ピン６３の第１位置決め手段６５に軽圧入して係合させて、センサ磁石２３を挿入壁６２内に嵌め込んでいくときには、合成樹脂により一体に形成されている固定ピン６３がセンサ磁石２３により削られ、樹脂の削りかすが発生する恐れがある。そこで、底面６１の固定ピン６３の近傍に底面凹部６６を設けることにより、この樹脂の削りかすが底面凹部６６に収容されるようになるので、樹脂の削りかすが飛散するのを防止することができる。しかも、センサ磁石２３の挿入壁６２内への組付け状態では、センサ磁石２３により底面凹部６６が覆われるためより一層樹脂の削りかすが飛散するのを防止できる。

加えて、センサ磁石２３は厚み方向には面精度の高い磁石支持部６７に支持されたうえ、磁石支持部６７とプレート２４とにより挟持され、径方向と周方向には第１位置決め手段６５と第２位置決め手段７２とが軽圧入により係合して位置決め固定されているため、精密に位置決めされ、かつ、確実に固定される。それにより、センサ磁石２３がずれたり、脱落したりすることを防ぐことができる。ここで、センサ磁石２３は一対の第２位置決め手段７２を結ぶ直線を境に、一方の半円をＮ極位、他方の半円をＳ極に着磁されている。したがって、センサ磁石２３の磁極の向きを精密に位置決めすることができる。また、センサ磁石２３の周囲に凹となる円弧上の第２位置決め手段７２が形成されているとセンサ磁石２３の磁束を乱す恐れがあるが、第２位置決め手段７２は磁束の弱いＮ極とＳ極の磁極の境界近傍に設けられているため、第２位置決め手段７２を設けることにより発生する磁束の乱れの影響を小さくし、磁気センサ５３によるセンサ磁石２３の磁束の検出に及ぼす影響を低減することができる。

また、固定ピン６３はセンサ磁石２３の周方向の位置決め手段として第１位置決め手段６５として機能し、プレート２４の位置決め手段としても機能し、さらに、熱カシメ手段としても機能する。これにより、センサ磁石２３及びプレート２４を位置決め固定するための手段を、円筒形状の単純な形状である固定ピン６３を用いることにより、簡単な構造により実現することができる。

さらに、センサ磁石２３の厚みは、センサ磁石２３を磁石支持部６７に支持した状態で、頂面７７とセンサ磁石２３のプレート２４側の面とが面一となるように設定されている。ただし、センサ磁石２３の反出力軸２７側の面が、挿入壁６２の頂面７７よりも反出力軸２７側に若干突出していてもかまわない。また、プレート２４のピン挿入孔７１の一対の長円形状の内周側の配置及び形状は、一対の固定ピン６３の位置及び形状に対応して形成されている。これにより、プレート２４は、センサ磁石２３の反出力軸２７側の面に安定して載置されると共に、固定ピン６３及びピン挿入孔７１の係合により周方向及び径方向にも位置決めされる。これにより、熱カシメの工程を容易に行うことができる。また、センサ磁石２３の軽圧入に伴い、固定ピン６３が外周側へ倒れるように変形をした場合でも、ピン挿入孔７１が長円形であるため、変形した固定ピン６３をピン挿入孔７１へ容易に挿入することができる。また、ピン挿入孔７１が長円形であるため、寸法公差がある場合でも、固定ピン６３をピン挿入孔７１へ容易に挿入することができる。さらに、プレート２４の直径はセンサ磁石２３の直径よりも大きく設定されている。このため、プレート２４の端面にバリが発生した場合でも、そのバリがセンサ磁石２３に接触することはないので、プレート２４を製造する際にバリ取り工程を省略することが可能である。

磁石挿入部６０にセンサ磁石２３を嵌め込み、次に、ピン挿入孔７１を固定ピン６３に挿通することによりプレート２４を載置した状態で、固定ピンの先端を熱カシメ装置の加熱ヘッドを用いて熱カシメすることにより、センサ磁石２３の固定を完成させる。熱カシメする際に、センサ磁石２３及びプレート２４はウォームホイール２１に対して位置決め保持された状態にあるので、熱カシメの作業を容易に行うことができる。また、センサ磁石２３はプレート２４により覆われているため、熱カシメ作業の際に、加熱ヘッドがセンサ磁石２３に直接接触することを避けることができる。さらに、想定外の振動が発生した場合でも、センサ磁石２３が直接磁気センサ５３に接触することを防ぐことにより、センサ磁石２３の割れや欠けを防ぐことができる。

なお、固定ピン６３でプレート２４を固定する手段として、熱カシメを用いる例を説明したが、この固定手段は熱カシメに限定されるものではない。例えば、超音波カシメ、圧入、スナップ結合、凹凸嵌合、ネジ留め、接着、溶着等、如何なる固着手段でも構わない。

[第２実施形態]
図９を参照して本発明の第２実施形態に係るワイパモータ１を説明する。なお、図１〜図８に共通する構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。図９（Ａ）は第２実施形態のプレート２４Ａの平面図であり、図９（Ｂ）は第２実施形態のウォームホイール２１Ａの平面図である。

第２実施形態が第１実施形態と異なるのは、プレート２４の一対のピン挿入孔７１Ａの形状を長円形ではなく、円形とした点である。ピン挿入孔７１Ａの形状を固定ピン６３の形状に対応した円形とすると、プレート２４の位置決めをより正確にできるようになる。さらに、これにより、固定ピン６３を熱カシメした後に、ピン挿入孔７１Ａの形状が固定ピン６３の形状に対応しているため、プレート２４がずれることを防止することができる。

[第３実施形態]
図１０〜図１２を参照して本発明の第３実施形態に係るワイパモータ１を説明する。なお、図１〜図９に共通する構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。図１０は、第３実施形態に係るプレート２４Ｂの斜視図であり、図１１は図１０の部分断面図であり、図１２は第３実施形態に係る磁石挿入部６０の断面斜視図である。

第３実施形態が、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点は、板状のプレート２４Ｂの形状が平面視略円形でない点である。プレート２４Ｂは平面視で、長辺が一対の固定ピン６３の間隔よりも長い帯形状（略矩形状）である。プレート２４Ｂは非磁性材であり、かつ、発錆性の無い材質であることが好ましく、例えば、ステンレス鋼をプレス加工することにより成形されている。プレート２４Ｂの長辺方向の両端部近傍には、一対の固定ピン６３の位置及び形状に対応するよう一対の円形のピン挿入孔７１Ｂが設けられている。また、板状のプレート２４Ｂの表面には複数のディンプルが設けられている。複数のディンプルの配置及び数は、図１０の例においては、長辺方向に２列に、各列に６個ずつ設けられている。なお、このディンプルの列の数個数はこれに特定されるものではなく、例えば３列でも４列でもよく、構わない。また、列数が奇数の場合には、長辺方向に１／２ピッチずらした千鳥状にディンプルを配置することもできる。各列のディンプルの数は任意である。

ディンプル８１は凸状ディンプル８２及び凹状ディンプル８３の二種類からなり、図１０及び図１１に示されているように、凸状ディンプル８２及び凹状ディンプル８３は交互に千鳥状に配置されている。このように配置することにより、プレート２４Ｂは表裏の方向性が無く、どちらの面をセンサ磁石２３に対向するように設けてもよい。ディンプル８１はプレス成形により形成されており、凸状ディンプル８２はセンサ磁石２３に対向する面が凸となり、反対面が凹となるように形成され、凹状ディンプル８３はセンサ磁石２３に対向する面が凹となり、反対面が凸となるように形成されている。このため、プレート２４Ｂの端面にバリが発生した場合でも、凸状ディンプル８２の高さ寸法が想定されるバリ高さ寸法以上に設定されるので、バリがセンサ磁石２３に接触することが防止され、プレート２４Ｂを製造する際にバリ取り工程を省略することが可能である。

ピン挿入孔７１Ｂは固定ピン６３の位置及び形状に対応するように形成されているので、ピン挿入孔７１Ｂに固定ピン６３を挿入することにより、プレート２４Ｂは周方向及び径方向に位置決めされ、固定ピン６３を熱カシメ装置の加熱ヘッドで熱カシメした状態においてプレート２４Ｂがずれることを防ぐことができる。また、第３実施形態の頂面７７Ｂは、第１実施形態の頂面７７と比較するとディンプル８１の高さの分だけ、出力軸２７と反対側に向かって高く形成されている。すなわち、磁石支持部６７から頂面７７Ｂまでの距離は、センサ磁石２３の厚みにディンプル８１の高さを加えた長さに相当する。これにより、挿入壁６２に嵌め込まれたセンサ磁石２３の上からプレート２４Ｂを固定ピン６３がピン挿入孔７１Ｂに挿入されるように載置した状態において、プレート２４Ｂのセンサ磁石２３側の面が頂面７７Ｂに面接触し、凸状ディンプル８２の頂点がセンサ磁石２３のプレート２４Ｂ側の面に当接することにより、プレート２４Ｂは厚さ方向にも安定して位置決めされる。プレート２４Ｂが安定して位置決めされているので、熱カシメの工程を容易に行うことができる。

第３実施形態ではプレート２４Ｂが略矩形状であるが、少なくとも固定ピン６３の近傍にはプレートが配置されているので、熱カシメの工程において、加熱ヘッドが直接永久磁石に接触することを防ぐことができる。また、センサ磁石２３の中央部にはプレート２４Ｂが配置されているので、磁気センサ５３がセンサ磁石２３の中央部に対向して設けられている場合には、想定外の振動が加わったとしても、センサ磁石２３が磁気センサ５３に直接接触することを避けることができ、センサ磁石の割れ、欠けを防ぐことができる。

ここでは、ピン挿入孔７１Ｂは固定ピン６３の形状に対応した円形であるとして説明したが、ピン挿入孔７１Ｂの形状を長円形としてもよい。プレート２４Ｂは、ピン挿入孔７１Ｂの一対の長円形の内周側が固定ピン６３の位置に対応するように形成されることにより、周方向及び径方向の位置決めされる。また、センサ磁石２３を挿入壁６２内に嵌め込む際に固定ピン６３が外側に倒れるように変形した場合にも、ピン挿入孔７１Ｂが長円形であるため、ピン挿入孔７１Ｂを固定ピン６３に容易に挿入することができる。さらに、寸法公差がある場合でも、ピン挿入孔７１Ｂに固定ピン６３を容易に挿入することができる。

[第４実施形態]
図１３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して本発明の第４実施形態に係るワイパモータ１を説明する。なお、図１〜図１２に共通する構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。図１３（Ａ）は第４実施形態に係るプレート２４Ｃを用いたウォームホイール２１Ｃの分解斜視図であり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の組立後の斜視図である。

第４実施形態のウォームホイール２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅでは、第１位置決め手段８５の高さは挿入壁６２の高さと一致しており、固定ピン８４は挿入壁６２の外周側に一対設けられている。第４実施形態は、固定ピン８４が第１位置決め手段８５と別体に設けられている点で、第１〜第３実施形態とは異なる。センサ磁石２３の反出力軸２７側の面と、第１位置決め手段８５の反出力軸２７側の面及び挿入壁６２の頂面７７とは、面一となっている。ただし、センサ磁石２３の反出力軸２７側の面が、挿入壁６２の頂面７７よりも反出力軸２７側に若干突出していてもかまわない。第１位置決め手段８５と固定ピン８４とは周方向で同じ位置に設けられているが、この配置に特定するものではなく、第１位置決め手段８５と固定ピン８４とが周方向に異なる位置に設けられていてもよい。したがって、第１位置決め手段８５及び固定ピン８４の配置の自由度を高めることができるので、ウォームホイール２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅの設計上の自由度を高めることが可能である。

プレート２４Ｃは、長辺が一対の固定ピン８４の間隔よりも長い略矩形状であり、センサ磁石２３の反出力軸２７側に対向する平板部８６、平板部８６の両端部から挿入壁６２の外周に沿って略垂直に屈曲した屈曲部８７、及び、屈曲部８７の先端で外周側に略垂直に屈曲し、ピン挿入孔７１Ｃが形成されている固定部８８により形成されている。ピン挿入孔７１Ｃの形状は、固定ピン８４の位置及び形状に対応した円形又は長円形とすることが好ましい。

平板部８６には第３実施形態と同様の複数のディンプル８１を設けてもよい。プレート２４Ｃは非磁性材であり、かつ、発錆性の無い材質であることが好ましく、例えば、ステンレス鋼をプレス加工することにより成形されている。プレス加工によりプレート２４Ｃを形成すると、端部にバリが生じることがある。プレート２４Ｃの端面にバリが生じた場合でも、プレート２４Ｃにディンプル８１を設けておくと、そのバリが直接センサ磁石２３に接触することが無いので、プレート２４Ｃのバリ取り加工を省略することができる。この場合には、ディンプルの高さの分だけ、屈曲部８７の長さ寸法を長めに調整することが望ましい。屈曲部８７の寸法を適切に設定することにより、プレート２４Ｃのセンサ磁石２３対向面がセンサ磁石２３に面接触すると共に、ピン挿入孔７１Ｃ形成部が固定ピン８４の周囲に面接触することにより、プレート２４Ｃを安定して載置することができるので、固定ピン８４の先端を熱カシメする工程を簡略化することができる。センサ磁石２３は挿入壁６２を含む磁石挿入部６０とプレート２４Ｃとの間に挟持された状態で熱カシメされており、確実に固定されているため、センサ磁石の脱落やずれを防ぐことができる。また、プレート２４Ｃがセンサ磁石２３の反出力軸２７側に介在するため、熱カシメする際に、加熱ヘッドが直接センサ磁石２３に接触することを防ぐことができると共に、想定外の振動が加えられた場合にもセンサ磁石２３が直接磁気センサ５３に接触することがなく、センサ磁石の割れや欠けを防ぐことができる。

＜第１変形例＞
図１３（Ｃ）は第１変形例に係るプレート２４Ｄを用いたウォームホイール２１Ｄの分解斜視図であり、図１３（Ｄ）は図１３（Ｃ）の組立後の斜視図である。第１変形例は第４実施形態とはプレート２４Ｄの形状が異なっており、挿入壁６２、第１位置決め手段８５及び固定ピン８４の構造は第４実施形態と同様である。プレート２４Ｄはセンサ磁石２３の反出力軸２７側に対向する略円形の円板部８９、円板部から挿入壁６２の外周に沿って略円筒状に延在する周壁部９０、及び、周壁部９０から外周側に略垂直に屈曲し、一対の固定ピン８４が挿通されるピン挿入孔７１Ｄが設けられた固定部９１から形成されている。円板部８９の直径は、一対の挿入壁６２の外径間の距離と略等しく形成され、周壁部９０の内周に挿入壁６２の外周が嵌合するように構成されている。ピン挿入孔７１Ｄの形状は、固定ピン８４の位置及び形状に対応した円形又は長円形とすることが好ましい。プレート２４Ｄは非磁性材であり、かつ、発錆性の無い材質であることが好ましく、例えば、ステンレス鋼をプレス加工することにより成形されている。プレート２４Ｄのプレス加工時に端部にバリが生じたとしても、そのバリが直接センサ磁石２３に接触することはないので、プレート２４Ｄのバリ取り加工の工程を省略することができる。

周壁部の高さ寸法を適切に設定することにより、円板部８９がセンサ磁石２３の反出力軸２７側に面接触すると共に、固定部９１が固定ピン８４の周囲に面接触することにより、プレート２４Ｄを安定して載置することができるので、固定ピン８４の先端を熱カシメする工程を簡略化することができる。プレート２４Ｄは、センサ磁石２３の反出力軸２７側の面だけでなく、センサ磁石２３の外周も覆うように形成されているので、熱カシメ装置の加熱ヘッドがセンサ磁石２３に直接接触することをより確実に防止することができる。センサ磁石２３は挿入壁６２を含む磁石挿入部６０とプレート２４Ｄとの間に挟持された状態で熱カシメされており、確実に固定されているため、センサ磁石２３の脱落やずれを防ぐことができる。また、想定外の振動が加えられた場合にもセンサ磁石２３が直接磁気センサ５３に接触することがなく、センサ磁石の割れや欠けを防ぐことができる。

＜第２変形例＞
図１３（Ｅ）は第２変形例に係るプレート２４Ｅを用いたウォームホイール２１Ｅの分解斜視図であり、図１３（Ｆ）は図１３（Ｅ）の組立後の斜視図である。第２変形例は第４実施形態とはプレート２４Ｅの形状が異なっており、挿入壁６２、第１位置決め手段８５及び固定ピン８４の構造は第４実施形態と同様である。プレート２４Ｅは、センサ磁石２３の反出力軸２７側に対向する略円形の円板部９２、円板部９２から一対の固定ピン８４の方向へ延出する一対の屈曲部９３、及び、一対の屈曲部９３の先端でそれぞれ固定ピン８４が挿通されるピン挿入孔７１Ｄが設けられた一対の固定部９４から形成されている。ピン挿入孔７１Ｅの形状は、固定ピン８４の位置及び形状に対応した円形又は長円形とすることが好ましい。プレート２４Ｅは非磁性材であり、かつ、発錆性の無い材質であることが好ましく、例えば、ステンレス鋼をプレス加工することにより成形されている。円板部９２の直径はセンサ磁石２３の直径よりも大きく設定されている。このため、プレート２４Ｅのプレス加工時に端部にバリが生じたとしても、そのバリが直接センサ磁石２３に接触することはないので、プレート２４Ｅのバリ取り加工の工程を省略することができる。

屈曲部９３の高さ寸法を適切に設定することにより、円板部９２がセンサ磁石２３の反出力軸２７側に面接触すると共に、固定部９４が固定ピン８４の周囲に面接触することにより、プレート２４Ｅを安定して載置することができるので、固定ピン８４の先端を熱カシメする工程を簡略化することができる。センサ磁石２３は挿入壁６２を含む磁石挿入部６０とプレート２４Ｅとの間に挟持された状態で熱カシメされており、確実に固定されているため、センサ磁石２３の脱落やずれを防ぐことができる。また、センサ磁石２３の反出力軸２７側は、プレート２４Ｅの円板部９２により覆われているので、熱カシメ装置の加熱ヘッドがセンサ磁石２３に直接接触することを防ぐことができる。さらに、想定外の振動が加えられた場合にもセンサ磁石２３が直接磁気センサ５３に接触することがなく、センサ磁石の割れや欠けを防ぐことができる。

１…ワイパモータ ２…ワイパアーム ３…ワイパブレード
４…ワイパ装置 １０…モータ本体 １１…ハウジング
２０…減速機構部 ２１…ウォームホイール ２２…ウォーム
２３…センサ磁石 ２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ…プレート
２６…外歯 ２７…出力軸 ２８…雌ネジ
２９…ヨーク ３０…フランジ ３１…ウォームホイール収容部
３２…回転軸挿通孔 ３３…凹部 ３４…載置部
３５…溝部 ３６…傾斜面 ３７…ブラシホルダ挿通孔
３８…給電端子 ３９…ブラシホルダ ４０…ブラシホルダ収容部
４１…カバー ４２…コネクタ部 ４３…外部接続端子
４４…ネジ孔 ４５…制御装置 ４６…回路基板
４７…表面 ４８…裏面 ４９…ティースワッシャ
５０…出力軸支持部 ５１…セパレータ ５２…凸部
５３…磁気センサ ５４…給電端子挿通孔 ５５…載置部収容孔
５６…ギヤ部 ５８…固着プレート ５９…センサ磁石用開孔
６０…磁石挿入部 ６１…底面 ６２…挿入壁
６３…固定ピン ６４…外周対向面 ６５…第１位置決め手段
６６…底面凹部 ６７…磁石支持部 ６８…ギヤ形成部
７１、７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｅ…ピン挿入孔
７２…第２位置決め手段 ７３…中央凹部 ７４…リブ
７５…円板部 ７６…プレート突出部 ７７、７７Ｂ…頂面
７８…ワイパ駆動回路 ７９…ワイパ制御回路 ８０…出力軸孔
８１…ディンプル ８２…凸状ディンプル ８３…凹状ディンプル
８４…固定ピン ８５…第１位置決め手段 ８６…平板部
８７…屈曲部 ８８…固定部 ８９…円板部
９０…周壁部 ９１…固定部 ９２…円板部
９３…屈曲部 ９４…固定部

Claims (16)

1. 軸方向から見て円形であり、外周に外歯が形成された歯車であって、
   前記歯車の軸方向の一方の面に設けられ、磁石が挿入される磁石挿入部と、
   前記磁石挿入部に挿入された前記磁石と、
   前記磁石挿入部の前記軸方向の一方の少なくとも一部を閉塞するプレートと、
   前記歯車の軸方向の一方の面に設けられ前記プレートを固定する固定手段と、
   前記プレートに設けられ、前記固定手段と係合して固定される被固定手段とを備え、
   前記磁石は前記磁石挿入部と前記プレートとの間に保持されていることを特徴とする磁石付き歯車。
2. 前記磁石は磁気センサにより歯車の回転を検出するためのセンサ磁石であることを特徴とする請求項１に記載の磁石付き歯車。
3. 前記磁石は略円板状であり、前記歯車の軸線に垂直な方向に着磁されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁石付き歯車。
4. 前記プレートは非磁性金属製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁石付き歯車。
5. 前記プレートは前記磁石よりも大径の略円板状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の磁石付き歯車。
6. 前記プレートは少なくとも長辺が前記磁石挿入部を横断する長さを有する帯形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁石付き歯車。
7. 前記プレートの少なくとも前記磁石に対向する面には複数のディンプルが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の磁石付き歯車。
8. 前記磁石挿入部は、前記磁石の外周と対向する外周対向面が形成された挿入壁を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁石付き歯車。
9. 前記固定手段は、前記挿入壁よりも前記軸方向の一方へ突出していることを特徴とする請求項８に記載の磁石付き歯車。
10. 前記外周対向面には前記磁石を周方向に位置決めする第１位置決め手段が設けられており、
    前記磁石には前記第１位置決め手段と係合する第２位置決め手段が設けられていることを特徴とする請求項８又は９に記載の磁石付き歯車。
11. 前記第２位置決め手段は前記磁石のＮ極とＳ極との境界近傍に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の磁石付き歯車。
12. 前記磁石挿入部の底面における前記固定手段又は前記第１位置決め手段の周囲には、底面凹部が設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の磁石付き歯車。
13. 前記磁石挿入部の底面における前記固定手段又は前記第１位置決め手段の近傍には、前記磁石側に凸となる磁石支持部が設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の磁石付き歯車。
14. 前記歯車は外周に外歯が形成された略円盤状のギヤ部と、前記ギヤ部の軸方向の他方の面から突設された軸部と、を有し、
    前記ギヤ部の前記軸方向の一方の面の中央に前記磁石が配置されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の磁石付き歯車。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の磁石付き歯車を備え、前記磁石に対向して磁気センサを備えたことを特徴とするモータ。
16. 請求項１５に記載のモータの出力軸にワイパ装置が接続されることを特徴とするワイパモータ。