JP4369324B2 - Wiper motor - Google Patents
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Description
本発明は、被払拭面を払拭するワイパを往復駆動するワイパモータに関する。 The present invention relates to a wiper motor that reciprocates a wiper that wipes a surface to be wiped.
ワイパを駆動するワイパモータにおいて、特に、車両のリヤワイパ用のワイパモータでは、モータの一方向連続回転運動を出力軸の往復回転運動に変換する揺動機構を内部に備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Among wiper motors for driving a wiper, in particular, a wiper motor for a rear wiper of a vehicle includes a swing mechanism that converts a one-way continuous rotational motion of the motor into a reciprocating rotational motion of an output shaft (for example, Patent Documents). 1).
このようなワイパモータは、中空容器(ハウジング)に回転自在に支持されると共にモータの駆動力で一方向に連続回転するホイールギヤを備えており、このホイールギヤには、動力変換部材(揺動部材)としてのセクタギヤが連結されている。セクタギヤは、ホイールギヤのギヤ軸とは異なる位置(径方向に変位した位置)に設けられたクランクピンによって一端が回転自在に連結されると共に、他端には噛合部(歯部)が形成されている。この噛合部は、ハウジングに回転自在に支持された出力軸に一体的に固定された歯車部材に噛合している。また、セクタギヤは、その厚さ方向(出力軸方向)両側に設けられた2個の保持部材によってサンドイッチ状に挟まれており、これら2個の保持部材は、各一端がそれぞれセクタギヤに設けられた固定軸に回転自在に連結されると共に、各他端がそれぞれ出力軸に回転自在に連結されている。 Such a wiper motor is provided with a wheel gear that is rotatably supported by a hollow container (housing) and continuously rotates in one direction by the driving force of the motor. The wheel gear includes a power conversion member (swing member). ) Is connected to the sector gear. The sector gear is rotatably connected at one end by a crank pin provided at a position different from the gear shaft of the wheel gear (position displaced in the radial direction), and a meshing portion (tooth portion) is formed at the other end. ing. The meshing portion meshes with a gear member that is integrally fixed to an output shaft that is rotatably supported by the housing. The sector gear is sandwiched between two holding members provided on both sides in the thickness direction (output shaft direction), and one end of each of the two holding members is provided on the sector gear. While being rotatably connected to the fixed shaft, each other end is rotatably connected to the output shaft.
上記構成のワイパモータでは、ホイールギヤの一方向連続回転運動がセクタギヤの往復揺動運動に変換されると共に、このセクタギヤの噛合部に噛合した歯車部材が往復回転され、これにより、出力軸が往復回転する。このとき、セクタギヤの固定軸と出力軸とを連結する2個の保持部材は、セクタギヤと共に往復揺動することで、セクタギヤの固定軸と出力軸との軸間ピッチを維持するようになっている。しかも、これら2個の保持部材によって、セクタギヤがサンドイッチ状に挟まれた構成であるため、セクタギヤの厚さ方向に沿った噛合部と歯車部材との噛み合い代が維持され(セクタギヤの厚さ方向のガタツキが抑制され)、これにより、セクタギヤと歯車部材との安定した噛合い状態が確保されるようになっている。 In the wiper motor configured as described above, the one-way continuous rotational motion of the wheel gear is converted into the reciprocating swing motion of the sector gear, and the gear member meshed with the meshing portion of the sector gear is reciprocally rotated, whereby the output shaft is reciprocally rotated. To do. At this time, the two holding members that connect the fixed shaft and the output shaft of the sector gear are reciprocally swung together with the sector gear so as to maintain the pitch between the fixed shaft and the output shaft of the sector gear. . In addition, since the sector gear is sandwiched between the two holding members, the engagement margin between the meshing portion and the gear member along the thickness direction of the sector gear is maintained (in the thickness direction of the sector gear). As a result, a stable meshing state between the sector gear and the gear member is ensured.
しかしながら、上記構成のワイパモータでは、上述の如く、セクタギヤの厚さ方向両側に設けられた2個の保持部材がセクタギヤと共に往復揺動される構成であるため、ホイールギヤ側に設けられた一方の保持部材が往復揺動するためのスペースを、セクタギヤとホイールギヤとの間に確保する必要がある。このため、ハウジング内部の空間を大きく設計する必要があり、装置の大型化を招いていた。
本発明は、上記事実を考慮し、揺動部材と歯車部材との良好な噛合い状態を維持できると共に、装置の小型化を図ることができるワイパモータを得ることを目的とする。 In view of the above-described facts, an object of the present invention is to provide a wiper motor that can maintain a good meshing state between a swing member and a gear member and can reduce the size of the apparatus.
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明に係るワイパモータは、ワイパが直接的又は間接的に連結される出力軸を回転可能に支持するハウジングに、回転部材の一方向連続回転運動を前記出力軸の往復回転運動に変換する揺動機構を収容したワイパモータであって、前記出力軸に一体的に設けられ、外周にギヤ歯が形成された歯車部材と、一端側が前記回転部材に連結されると共に他端側に前記歯車部材と噛合する噛合部を有し前記回転部材の連続回転運動を前記噛合部の往復揺動運動に変換する揺動部材と、前記揺動部材の厚さ方向一方側に配置され、前記揺動部材の前記噛合部における揺動中心軸と前記出力軸とを連結して両軸間距離を維持する保持部材と、を備え、前記歯車部材は、前記保持部材と反対側の前記ギヤ歯の端部を隣接同士で連結する連結壁を有し、該連結壁と前記保持部材とにより前記揺動部材の前記噛合部が前記厚さ方向両側で挟まれている、ことを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a wiper motor according to a first aspect of the present invention provides a housing that rotatably supports an output shaft to which a wiper is directly or indirectly coupled, and a unidirectional continuous rotational motion of a rotating member. A wiper motor that houses a swing mechanism that converts the output shaft into reciprocating rotational motion, the gear member being integrally provided on the output shaft and having gear teeth formed on the outer periphery, and one end connected to the rotating member A rocking member that has a meshing portion that meshes with the gear member on the other end side, and that converts a continuous rotational motion of the rotating member into a reciprocating rocking motion of the meshing portion, and a thickness direction of the rocking member A holding member that is disposed on one side and that connects a rocking central axis and the output shaft at the meshing portion of the rocking member to maintain a distance between both shafts, and the gear member includes the holding member The end of the gear tooth opposite to the A connecting wall for connecting adjacent each other, the engagement portion of the swing member by said holding member and said connecting wall is sandwiched in the thickness direction on both sides said, is characterized by.
請求項1記載のワイパモータでは、回転部材の一方向連続回転運動が、揺動部材の噛合部の往復揺動運動に変換され、この揺動部材の噛合部に噛合した歯車部材が往復回転される。この歯車部材は出力軸に一体的に設けられているので、歯車部材と共に出力軸が往復回転され、出力軸に直接的又は間接的に連結されたワイパが、出力軸の往復回転に伴って往復駆動される。 In the wiper motor according to claim 1, the one-way continuous rotational motion of the rotating member is converted into the reciprocating swinging motion of the meshing portion of the swinging member, and the gear member engaged with the meshing portion of the swinging member is reciprocally rotated. . Since this gear member is provided integrally with the output shaft, the output shaft is reciprocated together with the gear member, and the wiper directly or indirectly connected to the output shaft is reciprocated along with the reciprocal rotation of the output shaft. Driven.
ここで、このワイパモータでは、揺動部材の噛合部における揺動中心軸と出力軸とは、揺動部材の厚さ方向一方側に設けられた単一の保持部材によって連結されている。したがって、揺動部材の揺動中心軸と出力軸との軸間距離(軸間ピッチ)が維持される。しかも、揺動部材の噛合部は、その厚さ方向の一方側の保持部材と、他方側の歯車部材の連結壁とで厚さ方向両側が挟まれているので、揺動部材の厚さ方向両側に保持部材がなくとも、揺動部材の厚さ方向に沿ったギヤ歯と噛合部との噛合い代が維持される(揺動部材の厚さ方向への噛合い外れが防止される)。これにより、揺動部材と歯車部材との良好な噛合い状態を維持することができる。 Here, in this wiper motor, the rocking center shaft and the output shaft in the meshing portion of the rocking member are connected by a single holding member provided on one side in the thickness direction of the rocking member. Therefore, the inter-axis distance (inter-axis pitch) between the oscillation center axis of the oscillation member and the output axis is maintained. Moreover, since the meshing portion of the swing member is sandwiched on both sides in the thickness direction by the holding member on one side in the thickness direction and the connecting wall of the gear member on the other side, the thickness direction of the swing member Even if there are no holding members on both sides, the meshing margin between the gear teeth and the meshing portion along the thickness direction of the rocking member is maintained (disengagement of the rocking member in the thickness direction is prevented). . Thereby, the favorable meshing state of the rocking member and the gear member can be maintained.
さらに、このワイパモータでは、従来のワイパモータのように、揺動部材の厚さ方向両側にそれぞれ保持部材が配置された構成ではなく、揺動部材の厚さ方向一方側に単一の保持部材が配置された構成であるので、保持部材配置のためのスペースを低減でき、これにより、装置の全体構成を小型化できる。 Further, in this wiper motor, a single holding member is arranged on one side in the thickness direction of the oscillating member, rather than a configuration in which the holding members are arranged on both sides in the thickness direction of the oscillating member unlike the conventional wiper motor. With this configuration, the space for arranging the holding member can be reduced, and the overall configuration of the apparatus can be reduced in size.
請求項2記載の発明に係るワイパモータは、ワイパが直接的又は間接的に連結される出力軸を回転可能に支持するハウジングに、回転部材の一方向連続回転運動を前記出力軸の往復回転運動に変換する揺動機構を収容したワイパモータであって、前記出力軸と前記揺動機構との間に設けられ、前記出力軸の軸線周りに所定値以上の荷重が作用した際には、前記荷重によって前記揺動機構と前記出力軸とを相対的に空転可能とするクラッチ装置を備え、前記クラッチ装置は、前記出力軸に対して軸線方向一側へ抜止め状態でかつ回転自在に支持され、外周にギヤ歯が形成されると共に前記揺動機構からの駆動力によって前記出力軸周りに往復回転する歯車部材と、前記歯車部材に対して前記出力軸の軸線方向他側に位置すると共に前記出力軸に対して軸線周りに回転不能でかつ軸線方向に沿って移動可能に支持され、前記出力軸と一体回転すると共に前記歯車部材に噛合係合可能とされ、前記歯車部材との係合状態では前記歯車部材と一体回転する係合プレートと、前記係合プレートに対して前記出力軸の軸線方向他側に位置し、前記係合状態から前記出力軸軸線方向他側へ向けた前記係合プレートの前記軸線方向移動に対して抗力を付与する弾性部材と、を有しており、前記揺動機構は、一端側が前記回転部材に連結されると共に他端側に前記歯車部材と噛合する噛合部を有し前記回転部材の連続回転運動を前記噛合部の往復揺動運動に変換する揺動部材と、前記揺動部材の厚さ方向において前記係合プレートと反対側に配置され、前記揺動部材の前記噛合部における揺動中心軸と前記出力軸とを連結して両軸間距離を維持する保持部材と、を有しており、前記歯車部材は、前記保持部材と反対側の前記ギヤ歯の端部を隣接同士で連結する連結壁を有し、該連結壁と前記保持部材とにより前記揺動部材の前記噛合部が前記厚さ方向両側で挟まれている、ことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, a wiper motor according to a second aspect of the present invention provides a housing that rotatably supports an output shaft to which a wiper is directly or indirectly connected, and a unidirectional continuous rotational motion of a rotating member is a reciprocating rotational motion of the output shaft. A wiper motor that houses a swing mechanism for conversion, and is provided between the output shaft and the swing mechanism, and when a load greater than a predetermined value is applied around the axis of the output shaft, A clutch device that relatively idles the swinging mechanism and the output shaft, and the clutch device is supported in a state of being secured to the one side in the axial direction and rotatable relative to the output shaft; And a gear member that is reciprocally rotated around the output shaft by a driving force from the swing mechanism, and is positioned on the other side in the axial direction of the output shaft with respect to the gear member and the output shaft In The shaft is supported so as to be unrotatable around the axis and movable along the axial direction, and rotates together with the output shaft and engages with the gear member, and in the engaged state with the gear member, the gear An engagement plate that rotates integrally with a member; and the engagement plate that is located on the other side in the axial direction of the output shaft with respect to the engagement plate and that is directed from the engagement state toward the other side in the axial direction of the output shaft. An elastic member that provides resistance against axial movement, and the swing mechanism has a meshing portion that is connected to the rotating member at one end and meshes with the gear member at the other end. A swing member that converts the continuous rotational motion of the rotating member into a reciprocating swing motion of the meshing portion; and a position opposite to the engagement plate in the thickness direction of the swing member. A swing center axis in the meshing portion; A holding member that connects the output shaft and maintains a distance between the two shafts, and the gear member is a connection that connects the ends of the gear teeth opposite to the holding member adjacent to each other. It has a wall, The said meshing part of the said rocking | swiveling member is pinched | interposed by the said thickness direction both sides by this connection wall and the said holding member.
請求項2記載のワイパモータでは、通常の使用状態では、クラッチ装置の歯車部材と係合プレートとが噛合係合しており、しかも、この歯車部材と係合プレートとの係合状態から係合プレートが出力軸軸線方向に移動しようとしても弾性部材によって所定の抗力が付与されるので、前記係合状態が維持される。 In the wiper motor according to claim 2, in a normal use state, the gear member of the clutch device and the engagement plate are engaged with each other, and the engagement plate is changed from the engagement state of the gear member and the engagement plate. Even if it tries to move in the direction of the output shaft axis, since the predetermined drag is applied by the elastic member, the engagement state is maintained.
この状態で、回転部材が一方向に連続回転されると、この一方向連続回転運動が、揺動部材の噛合部の往復揺動運動に変換され、揺動部材の噛合部に噛合した歯車部材が出力軸回りに往復回転される。歯車部材が往復回転されると、歯車部材から係合プレートに駆動力が伝達される。この係合プレートは、出力軸に対して軸線周りに回転不能に支持されているため、係合プレートと一体で出力軸が回転される。これにより、出力軸に直接的又は間接的に連結されたワイパが、出力軸の往復回転に伴って往復駆動される。 In this state, when the rotating member is continuously rotated in one direction, the one-way continuous rotating motion is converted into the reciprocating swinging motion of the meshing portion of the swinging member, and the gear member meshed with the meshing portion of the swinging member. Is reciprocated around the output shaft. When the gear member is reciprocally rotated, a driving force is transmitted from the gear member to the engagement plate. Since the engagement plate is supported so as not to rotate around the axis with respect to the output shaft, the output shaft is rotated integrally with the engagement plate. As a result, the wiper connected directly or indirectly to the output shaft is driven to reciprocate as the output shaft reciprocates.
一方、例えば、ワイパを介して出力軸の軸線周りに荷重(過大外力)が作用すると、出力軸が逆転もしくは拘束されることになる。すると、出力軸と一体に回転する係合プレートには、歯車部材と相対回転する方向の回転力が作用する。この回転力が所定値以上になると(すなわち、出力軸に作用する軸線周りの荷重が所定値以上になると)、弾性部材により付与されていた抗力に打ち勝って、係合プレートが出力軸軸線方向に強制的に移動されて前記係合状態が解除され、係合プレートすなわち出力軸は、歯車部材に対して空転する。これにより、歯車部材以降の各部品(揺動機構やモータ本体等の出力軸からアーマチャ側へ向けての構成)に過大な外力が作用することを防止できる。 On the other hand, for example, when a load (excessive external force) is applied around the axis of the output shaft via the wiper, the output shaft is reversed or restrained. Then, a rotational force in the direction of relative rotation with the gear member acts on the engagement plate that rotates integrally with the output shaft. When this rotational force exceeds a predetermined value (that is, when the load around the axis acting on the output shaft exceeds a predetermined value), the counter force applied by the elastic member is overcome and the engagement plate moves in the output axis direction. The engagement state is released by forcibly moving, and the engagement plate, that is, the output shaft, idles with respect to the gear member. Thereby, it is possible to prevent an excessive external force from acting on each component after the gear member (configuration from the output shaft such as the swinging mechanism and the motor main body toward the armature side).
ここで、このワイパモータでは、揺動部材の噛合部における揺動中心軸と出力軸とは、揺動部材の厚さ方向一方側に設けられた保持部材によって連結されている。したがって、揺動部材の揺動中心軸と出力軸との軸間距離(軸間ピッチ)が維持される。しかも、揺動部材の噛合部は、その厚さ方向の一方側の保持部材と、他方側(係合プレート側)の歯車部材の連結壁とで厚さ方向両側が挟まれているので、揺動部材の厚さ方向両側に保持部材がなくとも、揺動部材の厚さ方向に沿ったギヤ歯と噛合部との噛合い代が維持される(揺動部材の厚さ方向への噛合い外れが防止される)。これにより、揺動部材と歯車部材との良好な噛合い状態を維持することができる。 Here, in this wiper motor, the rocking center shaft and the output shaft in the meshing portion of the rocking member are connected by a holding member provided on one side in the thickness direction of the rocking member. Therefore, the inter-axis distance (inter-axis pitch) between the oscillation center axis of the oscillation member and the output axis is maintained. In addition, the meshing portion of the swing member is sandwiched on both sides in the thickness direction by the holding member on one side in the thickness direction and the connecting wall of the gear member on the other side (engagement plate side). Even if there is no holding member on both sides in the thickness direction of the moving member, the meshing margin between the gear teeth and the meshing portion along the thickness direction of the swinging member is maintained (engagement in the thickness direction of the swinging member) Detachment is prevented). Thereby, the favorable meshing state of the rocking member and the gear member can be maintained.
また、このワイパモータでは、例えば、保持部材を、揺動部材の厚さ方向において回転部材とは反対側に配置する構成とすれば、保持部材と回転部材との干渉が防止され、これにより、揺動部材と回転部材との連結位置の設定自由度が向上する。 Further, in this wiper motor, for example, if the holding member is arranged on the side opposite to the rotating member in the thickness direction of the swinging member, the interference between the holding member and the rotating member is prevented. The degree of freedom in setting the connection position between the moving member and the rotating member is improved.
さらに、このワイパモータでは、従来のワイパモータのように、揺動部材の厚さ方向両側にそれぞれ保持部材が配置された構成ではなく、揺動部材の厚さ方向一方側に単一の保持部材が配置された構成であるので、保持部材配置のためのスペースを低減でき、これにより、装置の全体構成を小型化できる。 Further, in this wiper motor, a single holding member is arranged on one side in the thickness direction of the oscillating member, rather than a configuration in which the holding members are arranged on both sides in the thickness direction of the oscillating member unlike the conventional wiper motor. With this configuration, the space for arranging the holding member can be reduced, and the overall configuration of the apparatus can be reduced in size.
また、従来のワイパモータのように、揺動部材の厚さ方向両側(歯車部材の厚さ方向両側)にそれぞれ保持部材が配置されている場合、一方の保持部材が邪魔になり、係合プレートを歯車部材に係合させることができないが、このワイパモータでは、保持部材は、揺動部材の厚さ方向(歯車部材の厚さ方向)において係合プレートとは反対側にのみ配置されているため、保持部材が歯車部材と係合プレートとの係合の邪魔になることがなく、クラッチ装置の配置に制約が生じることを防止できる。 Further, when holding members are arranged on both sides in the thickness direction of the rocking member (on both sides in the thickness direction of the gear member) as in the case of a conventional wiper motor, one holding member becomes an obstacle, and the engagement plate is Although it cannot be engaged with the gear member, in this wiper motor, the holding member is disposed only on the side opposite to the engagement plate in the thickness direction of the swing member (thickness direction of the gear member). The holding member does not obstruct the engagement between the gear member and the engagement plate, and it is possible to prevent the arrangement of the clutch device from being restricted.
請求項3記載の発明に係るワイパモータは、請求項2記載のワイパモータにおいて、前記弾性部材は、前記出力軸の軸線周りに巻き回され前記出力軸の軸線方向に圧縮可能なコイルスプリングであり、該コイルスプリングは前記出力軸の径方向に大径とされた軸方向移動不能な大径部と前記係合プレートとの間に配置されている、ことを特徴としている。 The wiper motor according to a third aspect of the present invention is the wiper motor according to the second aspect, wherein the elastic member is a coil spring wound around the axis of the output shaft and compressible in the axial direction of the output shaft, The coil spring is characterized in that it is arranged between the engagement plate and a large-diameter portion that is large in the radial direction of the output shaft and cannot move in the axial direction.
請求項3記載のワイパモータでは、弾性部材は、出力軸回りに巻き回され出力軸の軸線方向に圧縮可能なコイルスプリングであるので、バネ特性が安定的である。すなわち、例えば、弾性部材がゴム部材の場合、クラッチ装置に塗布されたグリス等が当該ゴム部材に付着して劣化する恐れがあるが、コイルスプリングの場合には、グリス等の付着による劣化の恐れがないためバネ特性が安定的である。しかも、このコイルスプリングは、出力軸の径方向に大径とされた軸方向移動不能な大径部と、係合プレートとの間に配置されているため、係合プレートを歯車部材に対して安定的に押圧できると共に安定的な抗力を付与できる。
In the wiper motor according to
請求項4記載の発明に係るワイパモータは、請求項1乃至請求項3の何れか1項記載のワイパモータにおいて、前記歯車部材は、前記連結壁を介して前記ギヤ歯とは反対側の外周が前記出力軸と同心の円周面とされ、前記ハウジングに対して前記歯車部材の前記円周面が回転可能に保持されている、ことを特徴としている。 A wiper motor according to a fourth aspect of the present invention is the wiper motor according to any one of the first to third aspects, wherein the gear member has an outer periphery opposite to the gear teeth via the connecting wall. The circumferential surface is concentric with the output shaft, and the circumferential surface of the gear member is rotatably held with respect to the housing.
請求項4記載のワイパモータでは、出力軸に支持された歯車部材は、連結壁を介してギヤ歯とは反対側の外周が円周面とされており、この円周面がハウジングに回転可能に保持されている。すなわち、このワイパモータでは、揺動部材から荷重が入力される歯車部材が、ハウジングにおいて支持されており、出力軸は当該歯車部材を介してハウジングに支持されている。したがって、歯車部材及び出力軸のハウジングに対する支持強度を向上させることができる。 In the wiper motor according to claim 4, the gear member supported by the output shaft has a circumferential surface on the side opposite to the gear teeth via a connecting wall, and the circumferential surface can be rotated by the housing. Is retained. That is, in this wiper motor, a gear member to which a load is input from the swing member is supported by the housing, and the output shaft is supported by the housing via the gear member. Therefore, the support strength of the gear member and the output shaft with respect to the housing can be improved.
請求項5記載の発明に係るワイパモータは、請求項1乃至請求項4の何れか1項記載のワイパモータにおいて、前記歯車部材は、粉末合金を成型した焼結金属からなり、該焼結金属内に潤滑油が含油されている、ことを特徴としている。
Wiper motor according to the invention of
請求項5記載のワイパモータでは、歯車部材は、粉末合金を成型した焼結金属であるので、所謂「粉末冶金法」により高精度に製造でき、しかも材料の歩留まりがよい。さらに、焼結金属とされた歯車部材は、自らが潤滑油を含油しているので、揺動部材の噛合部と噛合するギヤ歯に自己潤滑性を持たせることができ、摩耗および異音発生を防止できる。また、請求項2に記載のワイパモータのように、歯車部材が係合プレートと係合する場合には、歯車部材の係合プレートとの係合部位に自己潤滑性を持たせることができ、摩耗および異音発生を防止できる。
請求項6記載の発明に係るワイパモータは、請求項2乃至請求項4の何れか1項記載のワイパモータにおいて、前記係合プレートは、粉末合金を成型した焼結金属からなり、該焼結金属内に潤滑油が含油されている、ことを特徴としている。
請求項6記載のワイパモータでは、係合プレートは、粉末合金を成型した焼結金属であるので、所謂「粉末冶金法」により高精度に製造でき、しかも材料の歩留まりがよい。さらに、焼結金属とされた係合プレートは、自らが潤滑油を含油しているので、歯車部材と係合する部位に自己潤滑性を持たせることができ、摩耗および異音発生を防止できる。
The wiper motor according to
A wiper motor according to a sixth aspect of the present invention is the wiper motor according to any one of the second to fourth aspects, wherein the engagement plate is made of a sintered metal obtained by molding a powder alloy, It is characterized in that lubricating oil is impregnated.
In the wiper motor according to the sixth aspect, since the engagement plate is a sintered metal obtained by molding a powder alloy, the engagement plate can be manufactured with high accuracy by a so-called “powder metallurgy method” and the material yield is good. Further, since the engagement plate made of sintered metal itself contains lubricating oil, the portion engaged with the gear member can be provided with self-lubricating properties, and wear and abnormal noise can be prevented. .
図1及び図2には、本発明の実施の形態に係るワイパモータ90の全体構成が斜視図にて示されており、図3には、このワイパモータ90の構成が分解斜視図にて示されている。さらに、図4乃至図8には、ワイパモータ90の構成が断面図にて示されている。
1 and 2 are perspective views showing the overall configuration of the
ワイパモータ90は、車両のワイパ装置を駆動するためのワイパ駆動用モータとされており、モータ本体92、揺動機構94、及びクラッチ装置10を備えている。
The
図4及び図6に示す如く、モータ本体92は、ヨークハウジング98を備えている。ヨークハウジング98は、軸線方向一端部が絞り加工された有底でしかも回転軸110の直交方向断面が出力軸12の軸線方向を短手方向とする偏平形状の筒状に形成されており、開口側がハウジング96に一体的に取り付けられている。ヨークハウジング98の底壁100には、軸受102が配置されている。一方、ヨークハウジング98の他端部には、絶縁樹脂製のエンドハウジング104が固定されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, the motor
また、エンドハウジング104の中央部分には軸受106が配置されている。この軸受106及びヨークハウジング98の軸受102とによってアーマチャ108の回転軸110が支持されアーマチャ108がヨークハウジング98内に収容されている。アーマチャ108に対向するヨークハウジング98の内周壁にはマグネット112が固着されている。
A
エンドハウジング104には、ブラシケースを介してブラシ114が保持されている。ブラシ114は角柱状に形成されており、アーマチャ108のコンミテータ116に圧接されている。また、ブラシ114からは連結用ピッグテール118が引き出されており、ピッグテール118の先端部は、給電用の接続線に接続されている。
The end housing 104 holds a
モータ本体92(アーマチャ108)の回転軸110は、カップリング120によって揺動機構94のウォームギヤ122に連結されている。
The
ウォームギヤ122は、その一端部が軸受124を介してハウジング96に回転自在に支持されると共に、他端部は軸受126を介してハウジング96に回転自在に支持されている。このウォームギヤ122は、回転部材としてのウォームホイール128に噛み合っている。
One end of the
ウォームホイール128は、ウォームギヤ122の軸線に対し一側側に配置され、ウォームギヤ122に噛合した状態でハウジング96内に収容されており、ウォームギヤ122(回転軸110)の軸線と垂直な回転軸130回りに回転する。
The
また、ウォームホイール128には、揺動部材としてのセクタギヤ132が連結されている。セクタギヤ132は、ウォームホイール128の回転軸130と異なる位置(径方向に変位した位置)に設けられた支軸(クランクピン)134によって一端が回転自在に連結されると共に、他端には噛合部としての歯部136が形成されている。この歯部136は、後述するクラッチ装置10の歯車部材28に係合(噛合)している。
The
またさらに、セクタギヤ132の厚さ方向一方側(ウォームホイール128と反対側)には、保持部材としての保持レバー138が配置されている。この保持レバー138は、その一端がセクタギヤ132の歯部136における揺動中心軸140(歯部136のピッチ円の中心に設けられた支軸)に連結されており、その他端がハウジング96に回転自在に支持された出力軸12に回転自在に連結されている。これにより、揺動中心軸140と出力軸12との軸間距離(軸間ピッチ)が維持され、セクタギヤ132と歯車部材28との出力軸12径方向に沿った噛合い状態が維持される。こうして、ウォームホイール128が回転することによってセクタギヤ132が往復揺動され、このセクタギヤ132の往復揺動動作によって、後述する歯車部材28が往復回転駆動される構成である。
Furthermore, a holding
なお、保持レバー138のセクタギヤ132とは反対側には、樹脂材料等からなる摺動部材147が取り付けられており、この摺動部材147は、ハウジング96の裏側を閉塞する裏カバー148に摺動可能に当接している。これにより、保持部材138の厚さ方向(出力軸12の軸線方向)に沿った移動が制限されている。また、出力軸12はウォームギヤ122の軸線に対しウォームホイール128と反対側に配置されているため、ウォームホイール128に一端が連結されたセクタギヤ132はウォームギヤ122の軸線と交差状態(ねじれの位置の状態)で配置され他端の歯部136が歯車部材28に噛合している。
A sliding
一方、図9及び図10に示す如く、出力軸12は、先端側(図9及び図10では上側)が断面円形に形成されて円柱部13とされ、基端側(図9及び図10では下側)が断面略矩形(周方向において互いに180度反対側に形成された一対の平面と、これらの平面に連続する一対の円周面とを備えた所謂「断面ダブルDカット形状」)に形成されて相対回転規制部14とされている。
On the other hand, as shown in FIGS. 9 and 10, the
出力軸12の円柱部13は、図5及び図7に示す如く、ハウジング96に固定された軸受部材50によって回転自在に支持されている。一方、相対回転規制部14の先端側(円柱部13側)には、前記円周面とされた部分に軸線方向に沿った複数の突条が形成されて回止部16が設けられており、基端部突端には抜止部18が設けられている。
As shown in FIGS. 5 and 7, the
相対回転規制部14の回止部16には、出力軸12の径方向に大径とされた大径部としての係合ベース20が出力軸12と同軸的に固着されている。係合ベース20は、中央部分に出力軸12の相対回転規制部14に対応する断面略矩形(断面ダブルDカット形状)の支持孔22が形成された円盤状に形成されており、支持孔22が回止部16に固着されることで常に出力軸12と一体回転する(出力軸12に対して軸線方向移動不能とされる)。また、係合ベース20の周縁には、径方向(出力軸12の径方向)に沿って突出するストッパ部26が設けられている。このストッパ部26は、ハウジング96に形成された後述するストッパ突起142に対応している。
An
なお、前述の如く出力軸12と係合ベース20とを別体に形成して固着する構成に限らず、例えば、冷間鍛造等により出力軸12と係合ベース20とを一体に形成する構成(出力軸にツバ状の大径部を一体に形成する構成)としてもよい。
As described above, the
一方、相対回転規制部14の抜止部18には、前述した歯車部材28が出力軸12と同軸的に取り付けられている。歯車部材28は、中央部分に断面円形の軸孔30が形成された円筒状に形成されており、軸孔30に出力軸12の抜止部18が挿通すると共に抜止部18の突端に取り付けられた抜止めクリップ32によって抜け止めされることで、出力軸12に対して軸線方向一側(係合ベース20と反対側)へ抜止め状態でかつ回転自在に支持されている。この歯車部材28は、本実施の形態では、粉末合金を成型金型に入れ、圧縮成形し、加熱焼結する所謂「粉末冶金法」により製造された焼結金属であり、該焼結金属内に潤滑油が含油されている。
On the other hand, the
歯車部材28の軸線方向一端側(係合ベース20とは反対側)の外周には、ギヤ歯34が形成されている。このギヤ歯34は、前述した揺動機構94のセクタギヤ132の歯部136に噛合しており、セクタギヤ132から駆動力が入力されると、歯車部材28が出力軸12周りに回転するようになっている。
また、図10に示す如く、歯車部材28には、ギヤ歯34の軸線方向他端側(係合ベース20側、前述した保持レバー138とは反対側)において、ギヤ歯34の端部を連結する連結壁35が形成されている。この連結壁35は、図11に示す如く、保持レバー138と共にセクタギヤ132の歯部136を厚さ方向両側で挟み込んでいる(連結壁35が、歯部136厚さ方向一方側の端面に対向すると共に、保持レバー138が歯部136の厚さ方向他方側の端面に対向することで、セクタギヤ132の厚さ方向の移動が制限されている)。
Also, as shown in FIG. 10, the
さらに、歯車部材28は、連結壁35を介してギヤ歯34とは反対側の外周が、出力軸12と同心の円周面36とされており、この円周面36は、図5及び図7に示す如く、ハウジング96に固定された軸受部材52によって回転可能に保持(支持)されている。すなわち、歯車部材28は、ギヤ歯34の軸線方向他端側に出力軸12と同軸的な円盤状のツバ部を備えており、このツバ部の外周面(円周面36)が、軸受部材52に支持されている。
Further, the
またさらに、歯車部材32の軸線方向他端側(係合ベース20の側、出力軸12の軸線方向他側)の端面には、その周縁部に係合ベース20側へ向けて突出する4つの係合突起37が設けられている。これら4つの係合突起37は、歯車部材28に対して同心状に設けられると共に、歯車部材28の周方向に沿って互いに等間隔にならないように(周方向に沿って隣接する間隔がそれぞれ異なるように)設けられている。これらの係合突起37は、後述する係合プレート38に対応している。
Furthermore, on the end surface of the
一方、出力軸12の相対回転規制部14には、前述した係合ベース20と歯車部材28との間において、係合プレート38が出力軸12と同軸的に支持されている。係合プレート38は、相対回転規制部14に対応する断面略矩形(断面ダブルDカット形状)の軸孔40が中央部分に形成された円盤状に形成されており、軸孔40に出力軸12(相対回転規制部18)が挿通することで、歯車部材28に対し出力軸12の軸線方向他側(係合ベース20の側)に位置すると共に、出力軸12に対して軸線周りに回転不能でかつ軸線方向に沿って移動可能に支持されている。これにより、係合プレート38は、常に出力軸12と一体的に回転すると共に、歯車部材28に対して出力軸12の軸線方向に沿って相対移動可能となっている。この係合プレート38は、本実施の形態では、前述した所謂「粉末冶金法」により製造された焼結金属であり、該焼結金属内に潤滑油が含油されている。
On the other hand, the relative
係合プレート38の裏面側(歯車部材28の側、出力軸12の軸線方向一側)には、その周縁部において4つの係合凹部42が凹設して(窪んで)設けられている。これらの係合凹部42は、歯車部材28の前述した4つの係合突起37に対応しており、係合プレート38に対して同心状に設けられると共に、係合プレート38の周方向に沿って互いに等間隔にならないように(周方向に沿って隣接する間隔がそれぞれ異なるように)設けられている。
On the back surface side of the engagement plate 38 (the
これら4つの係合凹部42には、歯車部材28の4つの係合突起37がそれぞれ嵌入可能となっている(すなわち、係合プレート38は、歯車部材28に噛合係合可能となっている)。これにより、通常の使用状態(回転状態)では、歯車部材28が回転した場合にこの歯車部材28の回転力が係合プレート38へ伝達されて係合プレート38が供に回転される構成である。
Four
但し、前述した如く、各係合突起37と各係合凹部42とは、それぞれ歯車部材28及び係合プレート38の周方向に沿って等間隔にならないように(隣接する間隔がそれぞれ異なるように)設けられているため、係合プレート38(出力軸12及びワイパ)と歯車部材28とは、周方向に沿った相対関係位置が所定の一位置にあるときにのみ噛合係合するようになっている。すなわち、上記所定の一位置以外の位置では、1個の係合突起37が係合凹部42に対応しても、他の3個の係合突起37は係合凹部42に対応しないようになっている。したがって、係合突起37が係合凹部42から抜け出した状態では、係合プレート38は、少なくとも3個の係合突起37を介して歯車部材28と接触するようになっている(3点支持状態となる構成である)。
However, as described above, the
またここで、歯車部材28の係合突起37と、係合プレート38の係合凹部42とは、それぞれ側壁部分が傾斜面とされている(換言すれば、断面形状が所謂「台形」に形成されている)。これにより、歯車部材28が回転しこの歯車部材28から係合プレート38への回転伝達力によって、係合プレート38に出力軸12軸線方向に沿った(係合ベース20へ向いた)分力が生じる構成となっている。
Further, here, the engaging
なお、前述の如く歯車部材28の係合突起37と、係合プレート38の係合凹部42のそれぞれの側壁を共に「傾斜面」とする構成に限らず、少なくとも何れか一方に、出力軸12の周方向に対して傾斜する傾斜面を形成する構成としてもよい。この場合であっても、歯車部材28から係合プレート38への回転伝達力によって係合プレート38に出力軸12軸線方向に沿った分力を生じせしめることができる。また、「傾斜面」の傾斜度合いを一方と他方とで異ならせ、出力軸12の軸線方向の分力の大きさを異ならせるようにしても良い。これにより、出力軸12に固定されたワイパアームが下反転位置から上反転位置に向かう所謂オープン払拭動作の場合と、その反対に向けた所謂クローズド払拭動作の場合とでクラッチ解除力(係合突起37と係合凹部42との係合を解除するために必要な力)を別個に設定することができる。
As described above, the
またさらに、係合プレート38と係合ベース20との間には、出力軸12回りに巻き回されて出力軸12の軸線方向に圧縮可能とされたコイルスプリング44が配置されている。このコイルスプリング44は、歯車部材28の係合突起37と、係合プレート38の係合凹部42との係合状態からの係合プレート38の出力軸12軸線方向他側(係合ベース20の側)へ向けた軸線方向移動に対して、所定の抗力(係合プレート38の軸線方向移動によって弾性変形された際の復元力)を付与するようになっている。
Furthermore, a
換言すれば、通常は、歯車部材28の係合突起37が、係合プレート38の係合凹部42に入り込むと共に、コイルスプリング44はこの嵌入状態を維持しており、歯車部材28の係合突起37が、係合プレート38の係合凹部42から抜け出そうとして係合プレート38が係合ベース20の側へ向けて軸線方向移動しようとすると、これに抗する付勢力(復元力)を発揮するように構成されている。
In other words, normally, the
また、前述した如く、歯車部材28の係合突起37が、係合プレート38の係合凹部42にそれぞれ入り込むことで、歯車部材28から係合プレート38へ回転力が伝達されるが、歯車部材28の係合突起37が、係合プレート38の係合凹部42から抜け出した状態でも(係合プレート38が係合ベース20の側へ向けて移動した状態でも)、前記コイルスプリング44が発揮する付勢力(復元力)によって、歯車部材28の係合突起37と、係合プレート38の裏面との間に所定の摩擦力が生じ、これにより、歯車部材28と係合プレート38とが供回りするようにコイルスプリング44の付勢力等が設定されている。
Further, as described above, the engaging
なお、通常状態(係合プレート38が係合ベース20の側へ向けて移動しようとしない状態)において、既にコイルスプリング44が係合ベース20と係合プレート38との間で押圧力が付与されるように構成してもよく、あるいは、係合プレート38が係合状態から係合ベース20の側へ向けて移動したときだけに(係合突起37が、係合凹部42から抜け出そうとした場合に)、コイルスプリング44がこれに抗する付勢力(復元力)を発揮するように構成してもよい。
In the normal state (the state where the
一方、図4及び図6に示す如く、ハウジング96には、前述した係合ベース20のストッパ部26に対応して、ストッパ突起142が形成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 6, a
ストッパ突起142は円弧状に形成されており、ストッパ部26の回転軌跡内に位置している。ストッパ突起142の周方向一端部及び周方向他端部は、それぞれ回転制限部144、回転制限部146とされている。すなわち、ストッパ突起142の回転制限部144及び回転制限部146は、それぞれストッパ部26に当接可能となっており、ストッパ部26がストッパ突起142の回転制限部144あるいは回転制限部146に当接した状態では、それ以上の係合ベース20(出力軸12)の回転が阻止される構成である。したがって、歯車部材28の回転駆動力によって、係合ベース20(出力軸12)が係合プレート38と共に回転し、ストッパ部26がストッパ突起142の回転制限部144あるいは回転制限部146に当接した後には、それ以後の係合ベース20(出力軸12)の回転が強制的に阻止されるため、歯車部材28が相対回転(空回り)する構成となっている(図12及び図13参照)。
The
さらに、歯車部材28によって往復回転駆動される出力軸12には、ワイパ(図示省略)が直接的に連結されており、またはリンクやロッド等を介して間接的に連結されており、当該ワイパが出力軸12の往復回転に伴って往復駆動する構成である。
Further, a wiper (not shown) is directly connected to the
次に、本実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
上記構成のワイパモータ90では、モータ本体92(アーマチャ108)が回転すると、ウォームギヤ122を介してウォームホイール128へ回転力が伝達されてウォームホイール128が回転する。ウォームホイール128が回転すると、このウォームホイール128に連結されたセクタギヤ132が往復揺動され、このセクタギヤ132の往復揺動動作によって、歯車部材28が往復回転駆動される(図4乃至図7参照)。
In the
ここで、通常の使用状態では、例えば図5及び図12に示す如く、歯車部材28の係合突起37が、係合プレート38の係合凹部42と係合しており(互いに嵌り合っており)、しかも、この係合突起37と係合凹部42の係合状態から係合プレート38が出力軸12軸線方向に移動しようとしてもコイルスプリング44によって所定の抗力が付与されるので、前記係合状態が維持される。また、係合プレート38は、出力軸12に対して軸線周りに回転不能とされている。このため、歯車部材28が往復回転駆動されると、係合突起37及び係合凹部42を介して歯車部材28から係合プレート38へ回転駆動力が伝達されて、この係合プレート38と一体で出力軸12が回転される。
Here, in a normal use state, for example, as shown in FIGS. 5 and 12, the
これにより、出力軸12に連結されたワイパが出力軸12の往復回転に伴って往復駆動する。
As a result, the wiper connected to the
一方、例えば、ワイパを介して出力軸12に過大外力(荷重)が作用すると、出力軸12が逆転もしくは拘束されることになる。すると、出力軸12と一体回転する係合プレート38には、歯車部材28と相対回転する方向に回転力が作用する。ここで、歯車部材28の係合突起37と係合プレート38の係合凹部42とは、それぞれ側壁部分が傾斜面とされているため(断面形状が所謂「台形」に形成されているため)、歯車部材28と係合プレート38との間の相対回転力によって、係合プレート38に出力軸12軸線方向に沿った(係合ベース20へ向いた)分力が生じる。すなわち、歯車部材28と係合プレート38との間の相対回転力の一部が、係合プレート38を出力軸12軸線方向に移動させて歯車部材28の係合突起37と係合プレート38の係合凹部42との係合を解除しようとする分力として作用する。この相対回転力(分力)が所定値以上となると、コイルスプリング44により付与される抗力に打ち勝って、図8及び図13に示す如く、係合プレート38が出力軸12軸線方向に強制的に移動されて前記係合状態が解除される(歯車部材28の係合突起37が係合プレート38の係合凹部42から抜け出して嵌合が解除される)。これにより、係合プレート38すなわち出力軸12は、歯車部材28に対して空転する。
On the other hand, for example, when an excessive external force (load) is applied to the
したがって、本ワイパモータ90では、例えば、ワイパが回動範囲内での正規の停止位置において凍結して被払拭面に張り付いている状態、或いは正規の停止位置に位置するワイパの上に雪が積もって拘束された状態でモータ本体92が作動され、出力軸12に過大な負荷もしくは急激な負荷が作用した場合などは勿論のこと、ワイパの回動範囲内(正規の払拭範囲内)での作動途中においてワイパを介して出力軸12に過大な外力が作用した場合(例えば、ワイパの払拭作動時に下側の反転位置以外の位置にあるワイパの上に屋根に堆積した積雪がガラス面に沿って落下してきた場合など)においても、クラッチ装置10による空転によって、歯車部材28以降の駆動力伝達部品(セクタギヤ132、ウォームホイール128、ウォームギヤ122、モータ本体92等の出力軸12からアーマチャ108側に向けての構成)に過大な外力が作用することを防止できる。これにより、歯車部材28以降の前記各部品を保護することができ、前記各部品の損傷及びモータ本体92の焼損等を防止することができる。
Therefore, in the
また、歯車部材28以降の各部品の強度設計を、歯車部材28と係合プレート38との間の回転伝達力(クラッチ解除力)に基づいて設定すればよいため、上記過大な外力(荷重)の作用を想定した各部品の過剰な強度設定を行う必要がなくなり、安価な構成とすることができる。
Further, since the strength design of each component after the
またしかも、出力軸12に連結された被駆動部材(ワイパ等)も、クラッチ装置10による空転により衝撃が吸収されるので破損から保護することもできる。
Moreover, the driven member (such as a wiper) connected to the
またここで、本ワイパモータ90では、セクタギヤ132の揺動中心軸140と出力軸12とは、セクタギヤ132の厚さ方向一方側に設けられた保持レバー138によって連結されているので、セクタギヤ132の揺動中心軸140と出力軸12との軸間距離(軸間ピッチ)が一定に維持される。しかも、セクタギヤ132の歯部136は、その厚さ方向の一方側の保持レバー138と、他方側(係合プレート38側)の歯車部材28の連結壁35とで厚さ方向両側が挟まれているので、セクタギヤ132の厚さ方向両側に保持部材(保持レバー)がなくとも、セクタギヤ132の厚さ方向に沿ったギヤ歯136と歯部34との噛合い代が維持される(セクタギヤ132の厚さ方向への噛合い外れが防止される)。これにより、セクタギヤ132と歯車部材28との良好な噛合い状態を維持することができる。
Further, in this
また、このワイパモータ90では、保持レバー138は、セクタギヤ132の厚さ方向においてウォームホイール128とは反対側に配置されている。したがって、保持レバー138がウォームホイール128に干渉することはなく、これにより、セクタギヤ132とウォームホイール128との連結位置の設定自由度が向上する(支軸134のウォームホイール128への取り付け位置の設定自由度が向上する)。
In the
さらに、このワイパモータ90では、従来のワイパモータのように、セクタギヤ132の厚さ方向両側にそれぞれ保持部材(保持レバー)が配置された構成ではなく、セクタギヤ132の厚さ方向一方側に単一の保持レバー138が配置された構成であるので、保持部材138配置のためのスペースを低減でき、これにより、装置の全体構成を小型軽量化できる。
Further, the
このように、本実施の形態に係るワイパモータ90では、セクタギヤ132と歯車部材28との良好な噛合い状態を維持できると共に、装置の小型化を図ることができる。
Thus, in the
また、従来のワイパモータのように、セクタギヤの厚さ方向両側(歯車部材の厚さ方向両側)にそれぞれ保持部材が配置されている場合、一方の保持部材が邪魔になり、クラッチ装置の係合プレートを歯車部材に係合させることができないが、このワイパモータ90では、保持レバー138は、セクタギヤ132の厚さ方向(歯車部材28の厚さ方向)において係合プレート38とは反対側にのみ配置された構成である。したがって、保持レバー138が歯車部材28と係合プレート38との係合の邪魔になることがなく、これにより、クラッチ装置10の配置に制約が生じることを防止できる。
In addition, when holding members are arranged on both sides of the sector gear in the thickness direction (both sides of the gear member in the thickness direction) as in the case of a conventional wiper motor, one of the holding members becomes an obstacle, and the engagement plate of the clutch device However, in this
さらに、本ワイパモータ90では、複数の突条が形成された出力軸12の回止部16に係合ベース20(大径部)が固着されて一体化されており、特に軸線周りの回転方向に対しては強固に固着されている。一方、歯車部材28は出力軸12の抜止部18によって抜止め状態とされており、さらに、出力軸12の相対回転規制部14(すなわち、係合ベース20と歯車部材28との間)に、係合プレート38が軸線方向に移動可能に支持されている。すなわち、何れの部品も出力軸12を基準に取り付けられた構成であり、係合ベース20と歯車部材28との間の一定スペース(一定寸法)に係合プレート38及びコイルスプリング44が設けられた構成である。したがって、前述した如き係合プレート38の軸線方向移動に要する力(クラッチ解除力)の設定を容易に行うことができる。
Further, in the
またさらに、本ワイパモータ90では、弾性部材をコイルスプリング44としたため、バネ特性が安定的である。すなわち、例えば、弾性部材をゴム部材とした場合、クラッチ装置10に塗布されたグリス等が当該ゴム部材に付着して劣化する恐れがあるが、コイルスプリング44の場合には、グリス等の付着による劣化の恐れがなくバネ特性が安定的である。
Further, in the
しかも、このコイルスプリング44は、出力軸12回りに巻き回されると共に、出力軸12の径方向に大径とされた軸方向移動不能な係合ベース20と、係合プレート38との間に配置された構成である。このため、係合プレート38を歯車部材28に対して安定的に押圧できると共に安定的な抗力を付与できる。すなわち、コイルスプリング44の弾性力は、係合プレート38によって歯車部材28と係合プレート38との係合部分に一様に分布される。したがって、歯車部材28と係合プレート38との係合状態が安定し、歯車部材28と係合プレート38との間(係合突起37と係合凹部42との間)の回転伝達力(クラッチ解除力)の値も安定する。これにより、前記クラッチ解除力の値をより好適に設定することができるので、ワイパモータ90の各構成部材をより確実に保護することができる。
In addition, the
また、本ワイパモータ90では、出力軸12に支持された歯車部材28は、連結壁25を介してギヤ歯34とは反対側の外周が円周面36とされており、この円周面36がハウジング96に固定された軸受部材52に回転可能に保持(支持)されている。すなわち、このワイパモータ90では、セクタギヤ132から荷重が入力される歯車部材28が、直接ハウジング96の軸受部材52に支持された構成である。したがって、歯車部材28の支持剛性が向上し、これによっても、歯車部材28とセクタギヤ132との噛合い状態が安定する。しかも、出力軸12は、その基端部が歯車部材28を介してハウジング96(軸受部材52)に支持された構成である。このため、出力軸12の基端部をハウジング96に支持するための特別なスペースが不要(歯車部材28の設置スペースと出力軸12基端部の支持スペースが共通)であると共に、出力軸12の基端部を支持する軸受部材52と、出力軸12の先端側を支持する軸受部材50との出力軸12軸線方向に沿った距離寸法を長く確保できる。これにより、出力軸12のハウジング96に対する支持剛性も向上する。
In the
さらに、本ワイパモータ90では、歯車部材28および係合プレート38の両方が、粉末合金を成型した焼結金属であるので、これらの部材を粉末冶金法により高精度に製造でき、しかも材料の歩留まりがよい。さらに、焼結金属とされた歯車部材28及び係合プレート38は、該焼結金属内に潤滑油を含油しているので、互いに係合する部位(係合突起37及び係合凹部42など)に自己潤滑性を持たせることができると共に、セクタギヤ132の歯部136と係合する歯車部材28のギヤ歯34にも自己潤滑性を持たせることができ、好適である。
Further, in the
またさらに、本ワイパモータ90では、歯車部材28の各係合突起37と係合プレート38の各係合凹部42は、それぞれ歯車部材28及び係合プレート38の周方向に沿って等間隔にならないように(隣接する間隔がそれぞれ異なるように)設けられており、各係合突起37が各係合凹部42から抜け出したクラッチ解除状態においても、係合プレート38は、少なくとも3個の係合突起37を介して歯車部材28に係合するので(3点支持状態となるので)、クラッチ解除状態における係合プレート38と歯車部材28との係合状態が安定する。
Furthermore, in the
しかも、歯車部材28と係合プレート38(出力軸12及びワイパ)とは、周方向に沿った相対位置関係が所定の一位置にあるときにのみ係合可能とされている。このため、各係合突起37が各係合凹部42から抜け出したクラッチ解除状態(歯車部材28と係合プレート38が所定の一位置以外の相対位置関係にあるとき)において、例えば、乗員等が手動によりワイパを回動させれば、必ず所定の一位置にて歯車部材28と係合プレート38とが係合する。したがって、係合プレート38(出力軸12及びワイパ)を、歯車部材28に対して元のセット状態(初期設定状態)に容易かつ迅速に復帰させることができると共に、ワイパ装置を破損させることなく再度作動させることができる。
Moreover, the
また、本ワイパモータ90のクラッチ装置10では、歯車部材28は、揺動機構94(ウォームギヤ122、ウォームホイール128、及びセクタギヤ132)によって減速往復回転駆動されるため、出力軸12を大きなトルクで駆動することができ、出力軸12に連結されたワイパを好適に往復駆動することができる。
In the
したがって、本ワイパモータ90は、ワイパを介して出力軸12に過大外力(荷重)が作用する(例えば、車両の屋根に堆積した積雪がガラス面に沿って略垂直落下してワイパアームに当たり大きな外力が当該ワイパモータ90に作用する場合等)蓋然性が高い車両、例えばキャブオーバータイプのコックピットを有するトラックや建設機械用のワイパ駆動用モータとしても好適である。
Accordingly, in the
さらに、このワイパモータ90のクラッチ装置10では、歯車部材28の係合突起37が、係合プレート38の係合凹部42に入り込むことで、歯車部材28から係合プレート38へ回転力が伝達される構成としたので、歯車部材28と係合プレート38との間の駆動力の伝達をより確実に行うことができる。しかも、歯車部材28の係合突起37と、係合プレート38の係合凹部42とは、それぞれ側壁部分が傾斜面とされているため、当該傾斜面の傾斜角度及びコイルスプリング44の抗力(弾性変形力)に基づいて、前記クラッチ解除力を容易に設定することができる。
Further, in the
また、このワイパモータ90では、通常の使用状態(回転状態)においては、前述の如くクラッチ装置10の歯車部材28から出力軸12への回転駆動力の伝達に際し、歯車部材28の係合突起37と係合プレート38の係合凹部42との係合状態維持のために、係合プレート38の前記係合状態からの軸線方向移動に対して付与されるコイルスプリング44による抗力が、摺動摩擦力として無駄に消費されることがない。したがって、回転伝達効率の低下を防止できる。また、部材の摺動を発生させることなく回転駆動力を伝達することができるため、部材の摺動に伴う異音の発生も防止される。
Further, in the
またしかも、前述の如く、係合突起37と係合凹部42との係合状態維持のために当該係合状態からの係合プレート38の軸線方向移動に対して付与されるコイルスプリング44による抗力は、出力軸12に固定された係合ベース20と、出力軸12に対して軸線方向一側へ抜止め状態で支持された歯車部材28とで受け止められる。すなわち、出力軸12に取り付けられた2つの構成部品(係合ベース20と歯車部材28)によって、前記係合状態維持のための力が受け止められる。すなわち、本ワイパモータ90のクラッチ装置10は、「出力軸12のサブアッセンブリ」として完結する構成のものであり、ハウジング96などの他の部品等に依存して完結する構成のものでない。したがって、このクラッチ装置10を、「出力軸12サブアッセンブリ」とした1つの部品として取扱いができる。
In addition, as described above, the drag force applied by the
以上説明した如く、本実施の形態に係るワイパモータ90では、セクタギヤ132と歯車部材28との良好な噛合い状態を維持できると共に、装置の小型化を図ることができる。
As described above, the
なお、上記実施の形態においては、クラッチ装置10を構成する歯車部材28と係合プレート38の両方を「潤滑油を含油する焼結金属」としたが、これに限らず、歯車部材28と係合プレート38の何れか一方を「潤滑油を含油する焼結金属」としてもよい。
In the above embodiment, both the
また、上記実施の形態においては、ワイパモータ90は、揺動機構94とクラッチ装置10の両方を備える構成としたが、本発明はこれに限らず、ワイパモータは、クラッチ装置を省略した構成としてもよい。その場合、歯車部材を出力軸に一体的(相対移動不能)に設ける構成となる。
In the above embodiment, the
10・・クラッチ装置、12・・出力軸、20・・係合ベース(大径部)、28・・歯車部材、34・・ギヤ歯、35・・連結壁、36・・円周面、38・・係合プレート、44・・コイルスプリング(弾性部材)、52・・軸受部材、90・・ワイパモータ、94・・揺動機構、96・・ハウジング、128・・ウォームホイール(回転部材)、132・・セクタギヤ(揺動部材)、136・・歯部(噛合部)、138・・保持レバー(保持部材)、140・・固定軸
10 .... Clutch device, 12 .... Output shaft, 20 .... Engage base (large diameter part), 28 ... Gear member, 34 ... Gear teeth, 35 ... Connection wall, 36 ... Circumferential surface, 38 .. Engaging plate, 44 .. Coil spring (elastic member), 52 .. Bearing member, 90 .. Wiper motor, 94 .. Oscillating mechanism, 96 .. Housing, 128 .. Worm wheel (rotating member), 132 ..Sector gear (swinging member) 136 ..Tooth part (meshing part) 138 ..holding lever (holding member) 140 ..fixed shaft
Claims (6)
前記出力軸に一体的に設けられ、外周にギヤ歯が形成された歯車部材と、
一端側が前記回転部材に連結されると共に他端側に前記歯車部材と噛合する噛合部を有し前記回転部材の連続回転運動を前記噛合部の往復揺動運動に変換する揺動部材と、
前記揺動部材の厚さ方向一方側に配置され、前記揺動部材の前記噛合部における揺動中心軸と前記出力軸とを連結して両軸間距離を維持する保持部材と、
を備え、
前記歯車部材は、前記保持部材と反対側の前記ギヤ歯の端部を隣接同士で連結する連結壁を有し、該連結壁と前記保持部材とにより前記揺動部材の前記噛合部が前記厚さ方向両側で挟まれている、
ことを特徴とするワイパモータ。 A wiper motor that houses a swing mechanism for converting a one-way continuous rotational motion of a rotating member into a reciprocating rotational motion of the output shaft in a housing that rotatably supports an output shaft to which the wiper is directly or indirectly connected. And
A gear member provided integrally with the output shaft and having gear teeth formed on the outer periphery;
An oscillating member whose one end side is connected to the rotating member and has a meshing portion meshing with the gear member on the other end side, and converting the continuous rotational motion of the rotating member into the reciprocating rocking motion of the meshing portion;
A holding member that is disposed on one side in the thickness direction of the rocking member and that connects the rocking central axis and the output shaft in the meshing portion of the rocking member to maintain a distance between both axes;
With
The gear member has a connecting wall that connects the ends of the gear teeth opposite to the holding member adjacent to each other, and the meshing portion of the swinging member is made thick by the connecting wall and the holding member. Sandwiched on both sides
A wiper motor characterized by that.
前記出力軸と前記揺動機構との間に設けられ、前記出力軸の軸線周りに所定値以上の荷重が作用した際には、前記荷重によって前記揺動機構と前記出力軸とを相対的に空転可能とするクラッチ装置を備え、
前記クラッチ装置は、
前記出力軸に対して軸線方向一側へ抜止め状態でかつ回転自在に支持され、外周にギヤ歯が形成されると共に前記揺動機構からの駆動力によって前記出力軸周りに往復回転する歯車部材と、
前記歯車部材に対して前記出力軸の軸線方向他側に位置すると共に前記出力軸に対して軸線周りに回転不能でかつ軸線方向に沿って移動可能に支持され、前記出力軸と一体回転すると共に前記歯車部材に噛合係合可能とされ、前記歯車部材との係合状態では前記歯車部材と一体回転する係合プレートと、
前記係合プレートに対して前記出力軸の軸線方向他側に位置し、前記係合状態から前記出力軸軸線方向他側へ向けた前記係合プレートの前記軸線方向移動に対して抗力を付与する弾性部材と、を有しており、
前記揺動機構は、
一端側が前記回転部材に連結されると共に他端側に前記歯車部材と噛合する噛合部を有し前記回転部材の連続回転運動を前記噛合部の往復揺動運動に変換する揺動部材と、
前記揺動部材の厚さ方向において前記係合プレートと反対側に配置され、前記揺動部材の前記噛合部における揺動中心軸と前記出力軸とを連結して両軸間距離を維持する保持部材と、を有しており、
前記歯車部材は、前記保持部材と反対側の前記ギヤ歯の端部を隣接同士で連結する連結壁を有し、該連結壁と前記保持部材とにより前記揺動部材の前記噛合部が前記厚さ方向両側で挟まれている、
ことを特徴とするワイパモータ。 A wiper motor that houses a swing mechanism for converting a one-way continuous rotational motion of a rotating member into a reciprocating rotational motion of the output shaft in a housing that rotatably supports an output shaft to which the wiper is directly or indirectly connected. And
Provided between the output shaft and the swing mechanism, and when a load of a predetermined value or more is applied around the axis of the output shaft, the swing mechanism and the output shaft are relatively moved by the load. It has a clutch device that enables idling,
The clutch device is
A gear member that is supported in a rotatable state in one axial direction with respect to the output shaft and is rotatably supported, has gear teeth formed on the outer periphery thereof, and reciprocally rotates around the output shaft by a driving force from the swing mechanism When,
The gear member is positioned on the other side in the axial direction of the output shaft, is supported so as to be non-rotatable around the axis and movable along the axial direction with respect to the output shaft, and rotates integrally with the output shaft. An engagement plate that can be meshed with the gear member and that rotates integrally with the gear member in an engaged state with the gear member;
Positioned on the other side in the axial direction of the output shaft with respect to the engagement plate, a resistance is applied to the axial movement of the engagement plate from the engaged state toward the other side in the output shaft axial direction. An elastic member,
The swing mechanism is
An oscillating member whose one end side is connected to the rotating member and has a meshing portion meshing with the gear member on the other end side, and converting the continuous rotational motion of the rotating member into the reciprocating rocking motion of the meshing portion;
A holding member that is disposed on the opposite side of the engagement plate in the thickness direction of the swing member and connects the swing center shaft and the output shaft at the meshing portion of the swing member to maintain the distance between both shafts. A member, and
The gear member has a connecting wall that connects the ends of the gear teeth opposite to the holding member adjacent to each other, and the meshing portion of the swinging member is made thick by the connecting wall and the holding member. Sandwiched on both sides
A wiper motor characterized by that.
ことを特徴とする請求項2記載のワイパモータ。 The elastic member is a coil spring that is wound around the axis of the output shaft and can be compressed in the axial direction of the output shaft, and the coil spring has a large diameter in the radial direction of the output shaft and cannot move in the axial direction. Disposed between the large-diameter portion and the engagement plate,
The wiper motor according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項記載のワイパモータ。 The gear member has an outer periphery opposite to the gear teeth via the connecting wall and a circumferential surface concentric with the output shaft, and the circumferential surface of the gear member is rotatable with respect to the housing. Retained,
The wiper motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the wiper motor is provided.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項記載のワイパモータ。 The gear member is made of a sintered metal molding the powder alloy, lubricating oil is oil-impregnated into the sintered within a metal,
The wiper motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the wiper motor is provided.
ことを特徴とする請求項2乃至請求項4の何れか1項記載のワイパモータ。The wiper motor according to any one of claims 2 to 4, wherein the wiper motor is provided.
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