JP4105110B2

JP4105110B2 - ワイパモータ

Info

Publication number: JP4105110B2
Application number: JP2004066366A
Authority: JP
Inventors: 仁佐久間; 行帆村田; 襄坂井
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2024-03-09
Also published as: JP2005254879A

Description

本発明は、ワイパアームを装着するワイパ軸（ピボット軸）を備えたリヤウインドガラス用のワイパモータに関する。

この種のワイパモータとして、図７，図８に示すものがある（例えば、特許文献１参照。）。

このワイパモータＭは、図７，図８に示すように、側壁１ｂの先端に開口部１ｃを有したギヤケース１と、このギヤケース１の底壁１ａに回動自在に支持されると共に、該ギヤケース１の底壁１ａの外に突出した先端部に図示しないワイパアームが装着されるワイパ軸２と、ギヤケース１の側壁１ｂに回転自在に支持されたモータ軸に形成されたウォーム３と、ギヤケース１の底壁１ａにピン４Ａを介して回転自在に支持されると共に、ウォーム３に噛合されたヘリカルギヤ４と、このヘリカルギヤ４に基部５ａがピン５Ａを介して揺動自在に支持された揺動ギヤ５と、ワイパ軸２の基部２ａに固着されると共に、揺動ギヤ５の先端の歯部５ｂに噛合された出力ギヤ６と、ワイパ軸２の基部２ａに回動自在に支持されると共に、揺動ギヤ５の歯部５ｂと出力ギヤ６との噛合状態を保持する上側と下側の上下一対のバランスプレート７，７'と、ギヤケース１の開口部１ｃを覆うカバー８と、このカバー８の裏面に配置されたガスケット９と、を備えている。

図８に示すように、揺動ギヤ５の丸孔５ｃを貫通させたピン５Ａの先端部５Ｂは該揺動ギヤ５の基部５ａより外に突出しており、この突出したピン５Ａの先端部５Ｂの端面はカバー８の裏面に配置されたガスケット９に摺動自在に当接されている。また、上側のバランスプレート７の上面は、部分的にガスケット９に摺動自在に当接されている。このガスケット９は摩擦係数が小さい材質（低摩擦部材）で形成されており、ヘリカルギヤ４の回転に伴うピン５Ａの回転による該ピン５Ａの先端部５Ｂの端面がガスケット９と摺動する際、および上側のバランスプレート７の揺動による該上側のバランスプレートの上面がガスケット９と摺動する際に、騒音や摩擦熱の発生を防止して揺動ギヤ５がスムーズに揺動するようになっている。

米国特許第５，６２２，０７７号明細書

特開平４−２９２２４４号公報

しかしながら、前記従来のワイパモータＭでは、ピン５Ａを介して揺動ギヤ５をスムーズに揺動させる低摩擦部材としてのガスケット９が必要不可欠であり、その分、部品点数及び組み付け工数が増えてコスト高になった。

また、ヘリカルギヤ４と共に回転するピン５Ａの先端部５Ｂの端面の摺動によりガスケット９が経時的に摩耗し易く、その結果、ピン５Ａのガタ付きが大きくなって揺動ギヤ５をスムーズに揺動させることが難しくなり、場合によっては、揺動ギヤ５の曲がり変形やヘリカルギヤ４の破損に至ってワイパモータＭを再起動させることができなくなるおそれがあった。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、上側のバランスプレートが低摩擦部材のガスケットの機能を兼用して部品点数及び組み付け工数を削減することができる耐摩耗性に優れた安価で高精度のワイパモータを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、側壁の先端に開口部を有したケースと、このケースの底壁に回動自在に支持されると共に、該ケースの底壁の外に突出した先端部にワイパアームが装着されるワイパ軸と、前記ケースの側壁に回転自在に支持されたモータ軸に形成されたウォームと、前記ケースの底壁に回転自在に支持されると共に、前記ウォームに噛合されたウォームホイールと、このウォームホイールに基部が支軸を介して揺動自在に支持された揺動ギヤと、前記ワイパ軸の基部に固着されると共に、前記揺動ギヤの先端に形成された歯部に噛合された出力ギヤと、前記ケースの開口部を覆うカバーと、前記カバーと前記出力ギヤ，揺動ギヤ間に配置され、前記出力ギヤより上側で前記ワイパ軸の基部に基端部が回動自在に支持された略扇形状の上側のバランスプレートと、前記出力ギヤ，揺動ギヤと前記ケースの底壁間に配置され、基端部が前記出力ギヤより下側で前記ワイパ軸の基部に回動自在に支持されるとともに先端部に形成した係合部が前記揺動ギヤの先端部に突出形成した係止部に回動自在に支持された下側のバランスプレートと、を備えたワイパモータであって、前記支軸の先端部を前記揺動ギヤの基部より外に突出させ、この突出した支軸の先端部を前記上側のバランスプレートの先端から中央部の裏面にかけて形成された長尺のカム溝に摺動自在に係合させ、前記カバーの裏面に対向する前記上側のバランスプレートの上面の前記長尺のカム溝に対向する部分と前記ワイパ軸の基部の周囲に対向する該上側のバランスプレートの上面の部分及び前記下側のバランスプレートの係合部に係合する前記揺動ギヤの係止部に対向する該上側のバランスプレートの上面の部分に、前記カバーの裏面に摺動自在に当接する凸状の摺接面をそれぞれ形成し、前記上側のバランスプレートと前記下側のバランスプレートにより、前記揺動ギヤの歯部と前記出力ギヤとの噛合状態を保持させたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ウォームホイールに支軸を介して揺動ギヤの基部を揺動自在に支持し、この支軸の先端部を該揺動ギヤの基部より外に突出させ、この突出した支軸の先端部を、カバーと出力ギヤ，揺動ギヤ間に配置され、ワイパ軸の基部に基端部が出力ギヤより上側で回動自在に支持された略扇形状の上側のバランスプレートの先端から中央部の裏面にかけて形成された長尺のカム溝に摺動自在に係合させ、この上側のバランスプレートのカバーの裏面に対向する上面の長尺のカム溝に対向する部分とワイパ軸の基部の周囲に対向する該上側のバランスプレートの上面の部分及び下側のバランスプレートの係合部に係合する揺動ギヤの係止部に対向する該上側のバランスプレートの上面の部分に、カバーの裏面に摺動自在に当接する凸状の摺接面をそれぞれ形成したので、略扇形状の上側のバランスプレートが、カバーの裏面と上側のバランスプレート間に配置されるガスケット，キャップまたはスペーサ等の低摩擦部材の機能を兼用することができ、その分、部品点数及び組み付け工数を削減することができる。また、支軸の先端部に長尺のカム溝を介して摺動自在に係合する略扇形状の上側のバランスプレートの揺動（稼動）範囲を小さくでき、その分耐久性及び耐摩耗性を向上させることができる。また、カバーの裏面に摺動自在に当接する略扇形状の上側のバランスプレートの上面の摺接面部分を３箇所に分散したので、その分、カバーの裏面及び該上側のバランスプレートの上面の各摺接面部分の耐摩耗性を経時的により一段と向上させることができる。これにより、揺動ギヤを揺動自在に支持する支軸のガタ付きを軽減することができ、揺動ギヤを常にスムーズに揺動させることができる高精度のワイパモータを安価に提供することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態のワイパモータのワイパ定位置停止時の状態を示す平面図、図２は図１中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図３は同ワイパモータの上側のバランスプレートを取り除いた状態を示す要部の平面図、図４（ａ）は同上側のバランスプレートの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）中Ｚ−Ｚ線に沿う断面図、図５は同上側のバランスプレートのカム溝内をヘリカルギヤに取り付けられた支軸が摺動する際の上側のバランスプレートの揺動範囲を示す説明図である。

図１に示すように、ワイパモータ１０はリヤウインドガラス用のものであり、図示しないアーマチュアとマグネット等を収納したモータケース（ケース）１１と、開口部１４ｃが摩擦係数の小さい材質から成るカバー１３によって覆われると共に内部に後述するウォーム１６等が収納されたギヤケース（ケース）１４とを備えている。そして、ギヤケース１４とモータケース１１とは、このモータケース１１の開口端部１１ａにおいてビス１２により締結固定されている。

図１〜図３に示すように、ギヤケース１４はその底壁１４ａの周りに側壁１４ｂを一体突出形成してあり、この側壁１４ｂの先端に開口部１４ｃを形成してある。また、ギヤケース１４の底壁１４ａの所定位置には長尺の円筒部１４ｄと短尺の円筒部１４ｅを一体形成してある。さらに、ギヤケース１４の側壁１４ｂのモータケース１１に対向する位置には、アーマチュア軸（モータ軸）１５に一体形成されたウォーム１６の先端部１６ａをスラスト軸受１７を介して回転自在に支持してある。

図２に示すように、ギヤケース１４の底壁１４ａの長尺の円筒部１４ｄ内には一対の軸受１８ａ，１８ｂを介してワイパ軸１９を回動自在に支持してある。このワイパ軸１９の先端部１９ａはギヤケース１４の底壁１４ａの外に突出している。この外に突出した先端部１９ａにナット２０を介してワイパアーム２１を着脱自在に取り付けてある。また、ワイパ軸１９の基部１９ｂにはセレーションを形成してあり、このセレーションを形成した基部１９ｂに出力ギヤ２２を固着してある。さらに、ギヤケース１４の底壁１４ａの短尺の円筒部１４ｅ内にはピン状の支軸２３の下部を嵌着してある。この支軸２３の上部にはウォーム１６に噛合されたヘリカルギヤ（ウォームホイール）２４を回転自在に支持してある。

このヘリカルギヤ２４のセンタ孔２４ａと外周の歯部２４ｂの略中間の位置の上面には円形の凹部２４ｃを形成してある。この凹部２４ｃにはピン状の支軸２５の下部２５ａを嵌着してある。この支軸２５の上部２５ｂは金属製の揺動ギヤ２６の基部２６ａの丸孔２６ｂを貫通しており、該揺動ギヤ２６の基部２６ａを揺動自在に支持してある。さらに、支軸２５の先端部２５ｃは揺動ギヤ２６の基部２６ａに貫通して形成した丸孔２６ｂより外に突出しており、この突出した支軸２５の先端部２５ｃは後述する上側のバランスプレート２８に形成された長尺のカム溝２８ｂに摺動自在に係合されている。

図２，図３に示すように、揺動ギヤ２６は略扇形状に形成してあり、その先端の円弧部には出力ギヤ２２に噛合される歯部２６ｃを形成してある。これら揺動ギヤ２６の歯部２６ｃと出力ギヤ２２との噛合状態は、ワイパ軸１９の基部１９ｂに出力ギヤ２２を挾持するように回動自在に支持された上側と下側の上下一対のバランスプレート２８，２９により保持されるようになっている。また、揺動ギヤ２６の先端部の下面には円柱状の係止凸部（係止部）２６ｄを一体突出形成してある。

この上側のバランスプレート２８は、カバー１３と出力ギヤ２２，揺動ギヤ２６間に配置され、摩擦係数が小さい略扇形状の合成樹脂製であり、その基端部には円形の取付孔２８ａを形成してあると共に、先端から中央部の裏面にかけて長尺く字状で凹状のカム溝２８ｂを一体形成してある。このバランスプレート２８の取付孔２８ａはワイパ軸１９の基部１９ｂに固着した出力ギヤ２２より上側で該基部１９ｂに嵌合され、上側のバランスプレート２８の基端部は出力ギヤ２２より上側でワイパ軸１９の基部１９ｂに回動自在に支持されていると共に、該バランスプレート２８の裏面のカム溝２８ｂ内にはヘリカルギヤ２４の凹部２４ｃに嵌着された支軸２５の先端部２５ｃが摺動自在に係合されている。

また、図１，図４（ａ）に示すように、上側のバランスプレート２８の上面２８ｃの長尺のカム溝２８ｂに対向する部分とワイパ軸１９の基部１９ｂの周囲に対向する部分及び揺動ギヤ２６の先端部に形成した係止部としての係止凸部２６ｄに対向する部分には、カバー１３の裏面１３ａに摺動自在に当接する凸状の摺接面２８ｄ，２８ｅ，２８ｆをそれぞれ一体突出形成してある。これにより、揺動ギヤ２６の歯部２６ｃと出力ギヤ２２との噛合状態を保持することができるようになっている。

また、下側のバランスプレート２９は鉄板製であり、出力ギヤ２２，揺動ギヤ２６とギヤケース１４の底壁１４ａ間に配置され、その基端部には円形の取付孔２９ａを形成してあると共に、先端部には係合部としての円形の係合孔２９ｂを形成してある。このバランスプレート２９の取付孔２９ａはワイパ軸１９の基部１９ｂに固着した出力ギヤ２２より下側で該基部１９ｂに嵌合され、下側のバランスプレート２９の基端部は出力ギヤ２２より下側でワイパ軸１９の基部１９ｂに回動自在に支持されていると共に、該バランスプレート２９の係合孔２９ｂは揺動ギヤ２６の円柱状の係止凸部２６ｄに回動自在に支持されている。これにより、揺動ギヤ２６の歯部２６ｃと出力ギヤ２２との噛合状態を保持することができるようになっている。

尚、ギヤケース１４の底壁１４ａのヘリカルギヤ２４に対向する位置には、図示しないワイパ定位置停止スイッチを配置してあり、図示しないワイパスイッチがオフすると、ヘリカルギヤ２４、即ちワイパ軸１９を所定の停止位置（図１に示すワイパ定位置停止時の位置）まで回動させた後で停止させてワイパ動作をオートストップさせる機能を有する。

以上実施形態のワイパモータ１０によれば、ワイパスイッチをオンすると、ウォーム１６を介してヘリカルギヤ２４が回転する。このヘリカルギヤ２４の回転により、ヘリカルギヤ２４のセンタ孔２４ａの回転中心から支軸２５までの距離と、揺動ギヤ２６の丸孔２６ｂから該揺動ギヤ２６の係止凸部２６ｄまでの距離と、下側のバランスプレート２９の係合孔２９ｂから該下側のバランスプレート２９の揺動中心である取付孔２９ａの中心までの距離とによってなる四節回転連鎖のリンク機構によって出力ギヤ２２が往復回動し、この出力ギヤ２２に固着されたワイパ軸１９をワイパ揺動範囲に対応するように往復回動させる。これにより、ワイパ軸１９の先端部１９ａに取り付けられたワイパアーム２１を所定の範囲揺動させて該ワイパアーム２１に取り付けられた図示しないワイパブレードでリヤウインドガラス面の雨水等を拭き払う。そして、ワイパスイッチをオフすると、図１に示すワイパ定位置停止時の位置でワイパモータ１０が停止する。

このワイパモータ１０の作動時に、ヘリカルギヤ２４の回転により該ヘリカルギヤ２４の凹部２４ｃに嵌着されて揺動ギヤ２６の基部２６ａに形成された丸孔２６ｂを貫通する支軸２５は、ヘリカルギヤ２４を回転自在に支持する支軸２３を中心に回転する。この際、支軸２５の先端部２５ｃが合成樹脂製で略扇形状の上側のバランスプレート２８の裏面に一体形成された長尺のカム溝２８ｂ内を摺動することにより、略扇形状の上側のバランスプレート２８が図５で符号Ｈで示す小さい揺動（稼動）範囲で揺動する。このように、略扇形状の上側のバランスプレート２８自体の揺動範囲を小さくできるので、カバー１３の裏面１３ａに対する該上側のバランスプレート２８の上面２８ｃの凸状の各摺接面２８ｄ，２８ｅ，２８ｆの耐久性及び耐摩耗性を向上させることができる。これにより、支軸２５の軸方向のガタ付きを軽減することができ、上側のバランスプレート２８及び揺動ギヤ２６を常にスムーズに揺動させることができる。

また、揺動ギヤ２６の揺動の際に、該揺動ギヤ２６がカバー１３の方向に浮き上がろうとするが、上側のバランスプレート２８の上面２８ｃに一体突出形成された３つの凸状の各摺接面２８ｄ，２８ｅ，２８ｆがカバー１３の裏面１３ａに当接して揺動ギヤ２６の浮き上がり力を押さえ付けるので、揺動ギヤ２６の浮き上がりを防止することができる。これにより、揺動ギヤ２６を揺動自在に支持する支軸２５の軸方向のガタ付きを軽減させることができる。

また、カバー１３の裏面１３ａに摺動自在に当接する上側のバランスプレート２８の上面２８ｃの摺接面部分を３つの凸状の各摺接面２８ｄ，２８ｅ，２８ｆで分散することができるので、カバー１３の裏面１３ａ及び上側のバランスプレート２８の上面２８ｃの各摺接面２８ｄ，２８ｅ，２８ｆの耐摩耗性を経時的に向上させることができる。このように、略扇形状の上側のバランスプレート２８が、カバー１３の裏面１３ａと上側のバランスプレート２８間に配置される支軸２５の先端部２５ｃを覆うキャップやガスケット，スペーサ等の低摩擦部材の機能を兼用することができ、その分、部品点数及び組み付け工数を削減することができると共に、高精度のワイパモータ１０を低コストで提供することができる。

図６は変形例の上側のバランスプレート２８の揺動範囲Ｈ′を示す説明図である。この変形例で用いられる支軸２５′の回転半径が図５に示す支軸２５の回転半径よりも小さい（作動角が小さい）場合でも、同一形状の上側のバランスプレート２８で対応することが可能となる。

尚、前記実施形態によれば、リヤウインドガラス用のワイパモータについて説明したが、フロントウインドガラス用のワイパモータに前記実施形態を適用しても良いことは勿論である。

本発明の一実施形態のワイパモータのワイパ定位置停止時の状態を示す平面図である。図１中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。上記ワイパモータの上側のバランスプレートを取り除いた状態を示す要部の平面図である。（ａ）は上記上側のバランスプレートの平面図、（ｂ）は同（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図、（ｃ）は同（ａ）中Ｚ−Ｚ線に沿う断面図である。上記上側のバランスプレートのカム溝内をヘリカルギヤに取り付けられた支軸が摺動する際の上側のバランスプレートの揺動範囲を示す説明図である。変形例の上側のバランスプレートの揺動範囲を示す説明図である。従来のワイパモータの平面図である。上記従来のワイパモータの断面図である。

符号の説明

１０ワイパモータ
１３カバー
１３ａ裏面
１４ギヤケース（ケース）
１４ａ底壁
１４ｂ側壁
１４ｃ開口部
１５アーマチュア軸（モータ軸）
１６ウォーム
１９ワイパ軸
１９ａ先端部
１９ｂ基部
２１ワイパアーム
２２出力ギヤ
２４ヘリカルギヤ（ウォームホイール）
２５支軸
２５ｃ先端部
２６揺動ギヤ
２６ａ基部
２６ｃ歯部
２６ｄ係止凸部（係止部）
２８上側のバランスプレート
２８ｂ長尺のカム溝
２８ｃ上面
２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ凸状の摺接面
２９下側のバランスプレート
２９ｂ係合孔（係合部）

Claims

側壁の先端に開口部を有したケースと、このケースの底壁に回動自在に支持されると共に、該ケースの底壁の外に突出した先端部にワイパアームが装着されるワイパ軸と、前記ケースの側壁に回転自在に支持されたモータ軸に形成されたウォームと、前記ケースの底壁に回転自在に支持されると共に、前記ウォームに噛合されたウォームホイールと、このウォームホイールに基部が支軸を介して揺動自在に支持された揺動ギヤと、前記ワイパ軸の基部に固着されると共に、前記揺動ギヤの先端に形成された歯部に噛合された出力ギヤと、前記ケースの開口部を覆うカバーと、前記カバーと前記出力ギヤ，揺動ギヤ間に配置され、前記出力ギヤより上側で前記ワイパ軸の基部に基端部が回動自在に支持された略扇形状の上側のバランスプレートと、前記出力ギヤ，揺動ギヤと前記ケースの底壁間に配置され、基端部が前記出力ギヤより下側で前記ワイパ軸の基部に回動自在に支持されるとともに先端部に形成した係合部が前記揺動ギヤの先端部に突出形成した係止部に回動自在に支持された下側のバランスプレートと、を備えたワイパモータであって、
前記支軸の先端部を前記揺動ギヤの基部より外に突出させ、この突出した支軸の先端部を前記上側のバランスプレートの先端から中央部の裏面にかけて形成された長尺のカム溝に摺動自在に係合させ、前記カバーの裏面に対向する前記上側のバランスプレートの上面の前記長尺のカム溝に対向する部分と前記ワイパ軸の基部の周囲に対向する該上側のバランスプレートの上面の部分及び前記下側のバランスプレートの係合部に係合する前記揺動ギヤの係止部に対向する該上側のバランスプレートの上面の部分に、前記カバーの裏面に摺動自在に当接する凸状の摺接面をそれぞれ形成し、前記上側のバランスプレートと前記下側のバランスプレートにより、前記揺動ギヤの歯部と前記出力ギヤとの噛合状態を保持させたことを特徴とするワイパモータ。