JP5383311B2 - ワイパモータ及びワイパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイパモータ及びワイパ装置に関する。

楕円形状の回転子の外周にローラベアリングを介して可撓性の伝達エレメントを設け、該伝達エレメントの外歯を、楕円形状の回転子の長径部の両端において、歯数の異なる固定リング及び出力リングのそれぞれに噛み合わせた減速機構を有するワイパモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表平１１−５０８８５５号公報

しかしながら、上記の如き従来の技術では、可撓性の伝達エレメントの歯を固定リング及び出力リングのそれぞれに噛み合わせる構成であるため、過負荷時等に伝達エレメントと固定リング及び出力リングとの噛み合いのずれが生じることが懸念される。

本発明は上記事実を考慮して、モータ本体の回転を減速しつつ確実に出力軸に伝えることができるワイパモータ、及び該ワイパモータを備えたワイパ装置を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係るワイパモータは、内歯を有するリングギヤと、周方向の一部において前記リングギヤの内歯に噛み合わされた外歯を有し、かつピッチ円の直径が前記リングギヤのピッチ円の半径よりも大である遊星ギヤと、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの何れか一方と同軸的に配置されると共に該リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に偏心して連結された回転軸を有するモータ本体と、前記モータ本体の回転軸と平行な軸線回りに自転可能に支持された出力軸と、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に、少なくとも一部が周方向に不等間隔となるように複数設けられた係合部と、前記出力軸又は該出力軸と同期して回転する回転部材に、少なくとも一部が周方向に不等間隔となるように複数設けられ、それぞれ前記係合部が周方向に係合する状態と該係合しない状態とをとり得る被係合部と、を有して構成され、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の自転を、前記出力軸の自転に変換する回転変換機構と、を備えている。

請求項１、３、５、７記載のワイパモータでは、モータ本体の回転軸が回転すると、該回転軸に偏心して連結されたリングギヤ又は遊星ギヤは、相手方のギヤとの噛み合い位置を周方向に変化させつつ回転軸の軸心回りに公転しつつ自転する。このリングギヤ又は遊星ギヤの公転及び自転を伴う運動から、回転変換機構によって自転（成分）だけ出力軸に伝えられる。すなわち、リングギヤ又は遊星ギヤの自転が出力軸の自転に変換される。これにより、回転軸の回転が減速されて出力軸に伝達される。

ここで、本ワイパモータでは、減速機構としてリングギヤと遊星ギヤとを噛み合わせた差動歯車を有するため、確実に回転（トルク）伝達が可能である。しかも、遊星ギヤのピッチ円の直径がリンクギヤのピッチ円の半径よりも大であるため、遊星ギヤの外歯及びリングギヤの内歯の強度を確保することができる。すなわち、遊星ギヤの外歯及びリングギヤの内歯を、過負荷等に対し十分な強度を有する寸法形状に設定することが可能である。

このように、請求項１、３、５、７記載のワイパモータでは、モータ本体の回転を減速しつつ確実に出力軸に伝えることができる。

請求項９記載の発明に係るワイパモータは、請求項１〜請求項８の何れか１項記載のワイパモータにおいて、前記遊星ギヤの歯先円の直径は、前記リングギヤの歯先円の直径よりも大とされている。

請求項９記載のワイパモータでは、外歯ギヤである遊星ギヤの歯先円の直径（最大径）が内歯ギヤであるリングギヤの歯先円の直径（最小径）よりも大であるため、遊星ギヤの外歯及びリングギヤの内歯の強度を一層確保し易い。

請求項１０記載の発明に係るワイパモータは、請求項１〜請求項９の何れか１項記載のワイパモータにおいて、前記モータ本体の回転軸と前記出力軸とが同軸的に配置されている。

請求項１０記載のワイパモータでは、モータ本体の回転軸すなわちリングギヤ又は遊星ギヤの公転軸と、出力軸とが同軸的に配置されているので、回転変換機構によってリングギヤ又は遊星ギヤの公転を伴う自転が効率的に出力軸の自転に変換される。

請求項１記載のワイパモータでは、複数の係合部及び被係合部が設けられているので、リングギヤ又は遊星ギヤの公転位置に応じて係合する係合部と被係合部との組が変化しつつ、出力軸又は回転部材（すなわち出力軸）がほぼ等速で回転される。なお、回転部材は、モータ出力軸と一体に回転するものであっても良い。ここで、複数組の係合部及び被係合部の少なくとも一部が周方向に不等間隔で配置されているので、モータ本体によるトルク変動と、回転変換機構における係合部と被係合部との係合する組の変化に伴うトルク伝達率の変動とが同期（共振）することが抑制される。

請求項３記載の発明に係るワイパモータは、内歯を有するリングギヤと、周方向の一部において前記リングギヤの内歯に噛み合わされた外歯を有し、かつピッチ円の直径が前記リングギヤのピッチ円の半径よりも大である遊星ギヤと、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの何れか一方と同軸的に配置されると共に該リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に偏心して連結された回転軸を有するモータ本体と、前記モータ本体の回転軸と平行な軸線回りに自転可能に支持された出力軸と、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に周方向に等間隔で奇数である複数設けられた係合部と、前記出力軸又は該出力軸と同期して回転する回転部材に周方向に等間隔で奇数である複数設けられ、それぞれ前記係合部が周方向に係合する状態と該係合しない状態とをとり得る被係合部と、を有して構成され、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の自転を、前記出力軸の自転に変換する回転変換機構と、を備えている。
請求項５記載の発明に係るワイパモータは、内歯を有するリングギヤと、周方向の一部において前記リングギヤの内歯に噛み合わされた外歯を有し、かつピッチ円の直径が前記リングギヤのピッチ円の半径よりも大である遊星ギヤと、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの何れか一方と同軸的に配置されると共に該リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に偏心して連結された回転軸を有するモータ本体と、前記モータ本体の回転軸と平行な軸線回りに自転可能に支持された出力軸と、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に周方向に等間隔でかつ前記モータ本体を構成するスロットの数に対し１以外の公約数を有しない数である複数設けられた係合部と、前記出力軸又は該出力軸と同期して回転する回転部材に周方向に等間隔でかつ前記モータ本体を構成するスロットの数に対し１以外の公約数を有しない数である複数設けられ、それぞれ前記係合部が周方向に係合する状態と該係合しない状態とをとり得る被係合部と、を有して構成され、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の自転を、前記出力軸の自転に変換する回転変換機構と、を備えている。

請求項３、５記載のワイパモータでは、複数の係合部及び被係合部が周方向に等間隔で配置されているので、リングギヤ又は遊星ギヤの公転位置に応じて係合する係合部と被係合部との組が変化し、出力軸又は回転部材（すなわち出力軸）がほぼ等速で回転される。なお、回転部材は、モータ出力軸と一体に回転するものであっても良い。

請求項２記載の発明に係るワイパモータは、請求項１記載のワイパモータ記載のワイパモータにおいて、前記係合部及び被係合部の数が奇数とされている。

請求項２、３記載のワイパモータでは、係合部及び被係合部の組数が奇数であるため、偶数である場合と比較して、モータ本体から出力軸までのトルク伝達の変動が抑制される。

請求項４記載の発明に係るワイパモータは、請求項１〜請求項３の何れか１項記載のワイパモータにおいて、前記係合部及び被係合部の数は、前記モータ本体を構成するスロットの数に対し、１以外の公約数を有しない数とされている。

請求項４、５記載のワイパモータでは、係合部及び被係合部の組数がモータ本体のスロット数に対し１以外の公約数を有しない数とされているため、モータ本体によるトルク変動と、回転変換機構における係合部と被係合部との係合する組の変化に伴うトルク伝達率の変動とが同期（共振）することが抑制される。

請求項８記載の発明に係るワイパモータは、請求項１〜請求項７の何れか１項記載のワイパモータにおいて、前記出力軸又は該出力軸と同期して回転する回転部材に設けられた検出部又は被検出部を有し、前記出力軸の回転位置を検出するための回転位置検出機構をさらに備えた。

請求項８記載のワイパモータでは、出力軸又は出力軸と同期して回転する部材（回転変換機構の出力軸側部材を含む）に回転位置検出機構が設けられているので、公転成分を機械的に除去して精度良く回転位置を検出することができる。なお、回転部材は、モータ出力軸と一体に回転するものであっても良い。

請求項６記載の発明に係るワイパモータは、請求項１〜請求項５の何れか１項記載のワイパモータにおいて、前記回転軸における前記モータ本体と前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方との間に配置され、該回転軸における前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の公転に伴うアンバランスを打ち消すためのバランスウェイトをさらに備え、前記バランスウェイトにおける前記回転軸の軸線に対する最大偏心位置は、前記モータ本体のスロットを構成する複数の歯部の周方向中心線に対し周方向にオフセットされている。
請求項７記載の発明に係るワイパモータは、内歯を有するリングギヤと、周方向の一部において前記リングギヤの内歯に噛み合わされた外歯を有し、かつピッチ円の直径が前記リングギヤのピッチ円の半径よりも大である遊星ギヤと、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの何れか一方と同軸的に配置されると共に該リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に偏心して連結された回転軸を有するモータ本体と、前記モータ本体の回転軸と平行な軸線回りに自転可能に支持された出力軸と、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の自転を、前記出力軸の自転に変換する回転変換機構と、前記回転軸における前記モータ本体と前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方との間に、該回転軸の軸線に対する最大偏心位置が前記モータ本体のスロットを構成する複数の歯部の周方向中心線に対し周方向にオフセットされて配置され、該回転軸における前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の公転に伴うアンバランスを打ち消すためのバランスウェイトと、を備えている。

請求項６、７記載のワイパモータでは、回転軸の軸線方向におけるモータ本体と減速機構との間にバランスウェイトが配置されているので、リングギヤ又は遊星ギヤの公転に伴うアンバランスが効率良く打ち消される（キャンセルされる）。

また、請求項６、７記載のワイパモータでは、バランスウェイトの最大偏心位置がモータ本体の歯部（スロットを形成する部分）の幅方向中心線に対し該幅方向にオフセットされているので、出力軸のトルク変動が抑制される。

請求項１１記載の発明に係るワイパ装置は、ワイパアームに駆動力を伝達するためのピボット軸と、前記出力軸が前記ピボット軸と平行に配置された請求項１〜請求項１０の何れか１項記載のワイパモータと、前記ワイパモータ及び前記ピボット軸に対し、それぞれの軸線方向における同じ側に配置され、前記出力軸の回転を前記ピボット軸の揺動に変換するリンク機構と、を備えた。

請求項１１記載のワイパ装置では、リングギヤの内歯と遊星ギヤの外歯とを噛み合わせた減速機構を有する上記ワイパモータを有するため、該ワイパモータを回転軸すなわち出力軸の軸線方向にコンパクトに構成することができる。そして、このワイパモータの出力軸とピボット軸とが略平行に配置されると共に、該出力軸及びピボット軸に対する軸線方向の同じ側にリンク機構が配置されているため、ワイパ装置を全体としてワイパモータの出力軸の軸線方向にコンパクトに構成することができる。

請求項１２記載の発明に係るワイパ装置は、請求項１１記載のワイパ装置において、前記ピボット軸を回転可能に支持するピボットホルダ部と、前記ワイパモータのハウジングの少なくとも一部とが一体に形成されている。

請求項１２記載のワイパ装置では、ワイパモータにおけるモータ本体と減速機構とが略同軸的に配置される構成であることから、該ワイパモータのハウジング形状を単純な形状に形成することができる。このため、該ハウジングの少なくとも一部にピボットホルダ部が一体に形成された構成を容易に得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係るワイパモータを示す図であって、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿った軸直角断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るワイパモータを構成する減速機構部の模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るワイパモータを構成する回転位置検出機構を示す、図１（Ａ）の３−３線に沿った軸直角断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るワイパ装置を示す一部切り欠いた正面図である。 本発明の第２の実施形態に係るワイパ装置を示す一部切り欠いた正面図である。 本発明の実施形態に係るワイパモータを構成する差動減速機構の変形例を示す図であって、（Ａ）は第１変形例を示す軸直角断面図、（Ｂ）は第２変形例を示す軸直角断面図である。 本発明の実施形態に係るワイパモータを構成する回転位置検出機構の第１変形例を示す図であって、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は図７（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線に沿った軸直角断面図である。 本発明の実施形態に係るワイパモータを構成する回転位置検出機構の第２変形例を示す図であって、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は図８（Ａ）の８Ｂ−８Ｂ線に沿った軸直角断面図である。 本発明の実施形態に係るワイパモータを構成する減速機構部の変形例を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態に係るワイパモータを構成する差動減速機構を示す軸直角断面図である。 本発明の実施形態に係るワイパモータを構成する自転取り出し機構における係合突起と係合孔との係合部位の数とトルク伝達変動幅との関係を示す線図である。 本発明の実施形態に係るワイパモータのトルク変動について説明するための図であって、（Ａ）はモータ本体の電気的要因によるトルク変動を示す線図、（Ｂ）は自転取り出し機構の機械的要因によるトルク伝達率の変化を示す線図、（Ｃ）はワイパモータ全体としてのトルク変動を示す線図である。 本発明の第５の実施形態に係るワイパモータの要部を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るワイパモータにおけるカウンタウェイトのスロットに対する位置とトルク変動との関係を示す線図である。

本明細書において、第１及び第２の実施形態については参考例と読み替え、第３〜第５の実施形態を第１〜第３の実施形態と読み替えるものとする。
本発明の第１の実施形態に係るワイパモータ１０、該ワイパモータ１０を備えたワイパ装置１１について、図１〜図４に基づいて説明する。先ず、ワイパモータ１０について説明し、次いで、ワイパ装置１１について説明することとする。

（ワイパモータの構成）
図１（Ａ）には、ワイパモータ１０が側断面図にて示されており、図１（Ｂ）には、図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿った軸直角断面図が示されている。図１（Ａ）に示される如く、ワイパモータ１０は、モータ本体部１０Ａと、減速機構部１０Ｂとを主要部として構成されている。

モータ本体部１０Ａは、略有底円筒状に形成されたヨーク１２を備えている。ヨーク１２は、回転軸としてのアーマチャシャフト１４における軸線方向の一端を、底部１２Ａの軸心部に配置された軸受１６を介して回転自在に軸支している。このアーマチャシャフト１４の軸線方向の他端側は、減速機構部１０Ｂに突出されており、該減速機構部１０Ｂによって回転自在に支持される構成とされている（後述）。

また、ヨーク１２内には、電機子としてのアーマチャ１８が収容されている。アーマチャ１８は、アーマチャシャフト１４に同軸的に固着されたコア（鉄心）１８Ａに巻線（コイル）１８Ｂが巻き回されて構成されている。また、ヨーク１２の円筒部１２Ｂの内周面には、それぞれアーマチャ１８の外周面に対向する一対のマグネット２０が固着されている。

また、アーマチャ１８には、整流子としてのコンミテータ２２が設けられている。詳細は後述するが、コンミテータ２２は、複数のセグメント２２Ａが周方向に等間隔で配置されて全体として略円筒状又は環状に形成されており、アーマチャシャフト１４に同軸的に固着されている。周方向に隣り合うセグメント２２Ａ間には、図示しない絶縁部が配設されている。また、各セグメント２２Ａは、アーマチャ１８の対応する巻線１８Ｂにそれぞれ電気的に接続されている（図示省略）。

さらに、ヨーク１２内には、一対のブラシ２４が該ヨーク１２に対する回転不能に配設されている。具体的には、各ブラシ２４は、図１（Ａ）に示される如く、コンミテータ２２の軸線に対し対称に配置されたブラシホルダ部２６内にセグメント２２Ａ（コンミテータ２２の外周面）に対する接離可能に収容されると共に、スプリング２８にてコンミテータ２２側（径方向内向き）に付勢されている。これにより、各ブラシ２４は、コンミテータ２２のセグメント２２Ａに常時接触するようになっている。

この実施形態では、一対のブラシホルダ部２６は、ヨーク１２と減速機構部１０Ｂ（後述するギヤハウジング）との間に保持されたブラシホルダ３０に一体に形成されている。また、各ブラシ２４は、それぞれ図示しない給電配線に接続されている。これにより、モータ本体部１０Ａでは、コンミテータ２２が軸心廻りに回転（ヨーク１２すなわちブラシ２４に対し相対回転）することで、該コンミテータ２２とブラシ２４とが摺接しつつ整流が行なわれ、アーマチャ１８に電機子電流が流れる構成とされている。

以上説明したように、第１の実施の形態に係るワイパモータ１０のモータ本体部１０Ａは、マグネット式の直流モータとされている。この実施形態では、モータ本体部１０Ａは、軸線方向の寸法が短い偏平タイプのモータとして構成されている。

減速機構部１０Ｂは、ヨーク１２の開口端側（アーマチャシャフト１４の軸線方向他端側）に接続されたギヤハウジング３２を備えている。ギヤハウジング３２は、底部３２Ａと円筒部３２Ｂとを有する略有底円筒状に形成されており、円筒部３２Ｂの開口端から径方向外向きに延設されたフランジ部３２Ｃにおいて、ヨーク１２の開口端から径方向外向きに延設されたフランジ部１２Ｃにビス３４にて接合されている。詳細説明は省略するが、このヨーク１２とギヤハウジング３２との接合状態で、ブラシホルダ３０がヨーク１２に対し固定的に保持されている。

また、減速機構部１０Ｂは、出力軸としてのモータ出力軸３６と、アーマチャシャフト１４の回転を減速してモータ出力軸３６に伝達する差動減速機構３８とを備えている。モータ出力軸３６は、ギヤハウジング３２の底部３２Ａの軸心部に設けられたボス部４０を貫通して、先端部３６Ａがモータ外部に突出されると共に、基端部３６Ｂがギヤハウジング３２内に配置されている。このモータ出力軸３６の軸線方向中間部３６Ｃは、軸受４２を介してボス部４０すなわちギヤハウジング３２に回転自在に支持されている。

さらに、モータ出力軸３６の基端部３６Ｂには、内周面が円筒面とされた凹部４４が同軸的に形成されており、該凹部４４にはアーマチャシャフト１４の先端１４Ａが挿入されている。この実施形態では、アーマチャシャフト１４の先端１４Ａと凹部４４の内周面との間には軸受４６が設けられている。これにより、アーマチャシャフト１４とモータ出力軸３６とは、互いに同軸的な相対回転可能に連結されている。換言すれば、アーマチャシャフト１４の先端１４Ａ（軸線方向の他端部）は、モータ出力軸３６を介してギヤハウジング３２すなわちヨーク１２に対し回転自在に支持されているものと捉えることができる。

そして、図１（Ｂ）にも示される如く、差動減速機構３８は、内歯４８Ａを有するリングギヤ４８と、リングギヤ４８の内歯４８Ａに噛み合う外歯５０Ａを有する遊星ギヤとしてのプラネタリギヤ５０とを備えている。この実施形態では、リングギヤ４８は、アーマチャシャフト１４、モータ出力軸３６と同軸的に配置されるように、ギヤハウジング３２の円筒部３２Ｂ一体に形成されている。すなわち、この実施形態におけるリングギヤ４８は、ギヤハウジング３２に対し相対回転不能な固定要素とされている。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される如く、プラネタリギヤ５０は、リングギヤ４８に対し偏心量ａｘだけ偏心して配置され周方向の一部において、その外歯５０Ａがリングギヤ４８の内歯４８Ａに噛み合わされている。プラネタリギヤ５０におけるリングギヤ４８との噛み合わせ部から１８０°離れた外歯５０Ａは、プラネタリギヤ５０（アーマチャシャフト１４）の軸心に対し噛み合わせ部の反対側に位置している。すなわち、図示は省略するが、プラネタリギヤ５０のピッチ円の直径は、リングギヤ４８のピッチ円の半径よりも大とされている。

この実施形態では、プラネタリギヤ５０の歯先円の直径は、リングギヤ４８の歯先円の直径よりも大とされている。これにより、差動減速機構３８では、プラネタリギヤ５０におけるリングギヤ４８との噛み合わせ部に対する１８０°の位置で、外歯５０Ａの歯先が内歯４８Ａの歯先に対しわずかに離間する構成とされている。

このプラネタリギヤ５０は、アーマチャシャフト１４の軸線ＡＬ回りの回転に伴って、該軸線ＡＬに対する上記の偏心量ａｘを維持したまま該軸線ＡＬ回りに回転すなわち公転するように、アーマチャシャフト１４に連結されている。具体的には、アーマチャシャフト１４におけるギヤハウジング３２内に位置する部分には、アーマチャシャフト１４の軸線ＡＬに対し偏心量ａｘだけ偏心した偏心軸線ＥＬを有する偏心軸部５２が形成されている。そして、プラネタリギヤ５０は、軸受５４を介して偏心軸部５２に同軸的かつ相対回転可能に固定されている。

したがって、プラネタリギヤ５０は、アーマチャシャフト１４の軸線ＡＬ回りの回転によって該軸線ＡＬ回りに公転されると共に、自軸（偏心軸線ＥＬ）回りの回転すなわち自転が許容される構成とされている。上記の通り外歯５０Ａが固定要素であるリングギヤ４８の内歯４８Ａに噛み合わされたプラネタリギヤ５０は、アーマチャシャフト１４の回転に伴って、軸線ＡＬ回りに公転しつつ（リングギヤ４８との噛み合わせ部位を該リングギヤ４８の周方向に変化させつつ）偏心軸線ＥＬ回りに自転するようになっている。

減速機構部１０Ｂは、このプラネタリギヤ５０のアーマチャシャフト１４の軸線ＡＬ回りの公転及び偏心軸線ＥＬ回りの自転を伴う運動から、該プラネタリギヤ５０の自転を選択的に取り出し、モータ出力軸３６の軸線ＡＬ回りの回転として伝達するための回転変換機構としての自転取り出し機構（オルダム機構）５６を備えている。

自転取り出し機構５６は、プラネタリギヤ５０におけるモータ出力軸３６側の端面から突出された係合部としての複数（この実施形態では８つ）の係合突起５８と、モータ出力軸３６の基端部３６Ｂから径方向外向きに延設された回転部材としてのフランジ部６０に設けられ係合突起５８が１つずつ入り込まされた複数の被係合部としての係合孔６２とを有して構成されている。この実施形態では、複数の係合突起５８は、プラネタリギヤ５０と同軸的な（偏心軸線ＥＬを軸線とする）仮想円周に沿って周方向に等間隔で配置されている。また、複数の係合孔６２は、フランジ部６０（モータ出力軸３６）と同軸的な仮想円周に沿って周方向に等間隔で配置されている。

また、この実施形態では、各係合突起５８は、アーマチャシャフト１４の軸線方向視で円形を成す短円柱状に形成されている。一方、各係合孔６２は、アーマチャシャフト１４の軸線方向視で円形を成しており、それぞれの内径が係合突起５８の外径よりも大とされている。この係合突起５８の外径に対する係合孔６２の内径の差は、図１（Ｂ）に示されるプラネタリギヤ５０の自転に伴う係合突起５８の移動軌跡Ｌｐと、モータ出力軸３６の自転に伴う係合孔６２の移動軌跡Ｌｏとの差異を吸収し得るように設定されている。なお、上記した移動軌跡Ｌｐは、便宜上、プラネタリギヤ５０の公転を省略して、偏心軸線ＥＬを固定した場合の係合突起５８の移動軌跡を示したものである。

以上説明した自転取り出し機構５６では、プラネタリギヤ５０からモータ出力軸３６（フランジ部６０）に１組の係合突起５８とフランジ部６０とが回転を伝達し、該回転を伝達する係合突起５８と係合孔６２との組がプラネタリギヤ５０の公転位置及び自転位置に応じて順次入れ替わる構成とされている。

これにより、減速機構部１０Ｂでは、軸線ＡＬ回りの公転及び偏心軸線ＥＬ回りの自転を伴うプラネタリギヤ５０の運動から、自転取り出し機構５６によって該プラネタリギヤ５０の自転成分が取り出され、モータ出力軸３６の軸線ＡＬ回りの回転に変換される構成である。このように差動減速機構３８及び自転取り出し機構５６を備えた減速機構部１０Ｂは、図２に模式的に示される如くモデル化することができる。

また、ワイパモータ１０は、プラネタリギヤ５０がアーマチャシャフト１４の軸線ＡＬ回りに公転するのに伴い生じるアンバランスを打ち消すためのカウンタウェイト（バランスウェイト）５５を備えている。カウンタウェイト５５は、アーマチャシャフト１４の偏心軸部５２におけるプラネタリギヤ５０に対するモータ本体部１０Ａ側に一体的に回転するように固定されている。換言すれば、カウンタウェイト５５は、モータ本体部１０Ａと差動減速機構３８（減速機構部１０Ｂ）との間に配置されているものと捉えることができる。

さらに、減速機構部１０Ｂには、モータ出力軸３６の回転位置を検出するための回転位置検出機構６４が設けられている。回転位置検出機構６４は、フランジ部６０に同軸的かつ一体に回転するように設けられた被検出部としてのセンサマグネット６６と、フランジ部６０すなわちモータ出力軸３６の回転に伴うセンサマグネット６６の磁極変化に応じた信号を出力する検出部としての磁気センサ６８とを主要部として、非接触式の回転位置検出機構として構成されている。

図３に示される如く、センサマグネット６６は、それぞれ円環状に形成された複数（この実施形態では３つ）の単位マグネットとしての内側リングマグネット６６Ａ、中間リングマグネット６６Ｂ、外側リングマグネット６６Ｃを有して構成されている。これら内側リングマグネット６６Ａ、中間リングマグネット６６Ｂ、外側リングマグネット６６Ｃには、対応する磁気センサ６８に対し異なるパターンとなるように着磁パターン（各１つ又は各複数のＮ極とＳ極とが周方向に交互に配置されて成るパターン）が形成されている。

このセンサマグネット６６は、例えば磁性粉体を樹脂材に含ませて構成された所謂プラスチックマグネット（所謂ボンド磁石）とされており、リングマグネット６６Ａ、中間リングマグネット６６Ｂ、外側リングマグネット６６Ｃ（これらの連結部）を含む各部が一体に形成されている。

磁気センサ６８は、図１（Ａ）に示される如く、内側リングマグネット６６Ａ、中間リングマグネット６６Ｂ、外側リングマグネット６６Ｃに対応して３つのホール素子６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃを含んで構成されている。各ホール素子６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃは、ギヤハウジング３２に固定された回路基板７０に実装されており、その出力信号を回路基板７０に設けられた図示しない制御装置に出力するようになっている。

詳細な説明は省略するが、回転位置検出機構６４は、ヨーク１２すなわち適用された車両の車体に対するモータ出力軸３６の回転位置に応じた内側リングマグネット６６Ａ、中間リングマグネット６６Ｂ、外側リングマグネット６６Ｃの着磁パターンに応じた、各ホール素子６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃからの信号に基づいて、例えばワイパブレードの格納位置、下反転位置、上反転位置等を検出するようになっている。

以上説明したワイパモータ１０は、ワイパ装置１１のフレーム７２（図４参照）に固定されて該ワイパ装置１１を構成するようになっている。この実施形態では、ワイパモータ１０をフレーム７２に固定するため取付部として、図１（Ａ）に示される如く、ギヤハウジング３２の底部３２Ａに複数のビスボス部７４が形成されている。

（ワイパ装置の構成）
図４には、ワイパモータ１０を備えたワイパ装置１１が一部切り欠いた正面図にて示されている。この図に示される如く、ワイパモータ１０は、複数のビスボス部７４に螺合されたビス７６によって、フレーム７２に固定的に締結されている。フレーム７２には、一対のピボットホルダ７８、８０が設けられている。

ピボットホルダ７８は、第１ワイパアーム８２が連結された第１ピボット軸８４を車体に対し回転自在に軸支しており、ピボットホルダ８０は、第２ワイパアアーム８６が連結された第２ピボット軸８８を車体に対し回転自在に軸支している。第１ワイパアーム８２、第２ワイパアアーム８６の何れか一方が運転席用のワイパアームとされ、他方が助手席用のワイパアームとされている。

そして、図４に示される如く、ワイパ装置１１では、一対の第１ピボット軸８４、第２ピボット軸８８とモータ出力軸３６とは、略平行に配置されている。さらに、この実施形態では、一対の第１ピボット軸８４、第２ピボット軸８８が軸線方向の一方側（上側）に向けて配置されているのに対し、モータ出力軸３６は、軸線方向の他方側（下側）に向けて配置されている。すなわち、第１ピボット軸８４、第２ピボット軸８８とモータ出力軸３６とは、相対的に略１８０°方向（反対向き）を向く姿勢となるように配置されている。

さらに、ワイパ装置１１は、モータ出力軸３６の回転を第１ピボット軸８４、第２ピボット軸８８の揺動（往復回動）に変換するためのリンク機構９０を備えている。リンク機構９０は、一端がモータ出力軸３６と一体に回転するように接続されたクランクアーム９２と、一端が第１ピボット軸８４と一体に回転するように接続された第１ピボットレバー９４と、一端が第２ピボット軸８８と一体に回転するように接続された第２ピボットレバー９６と、一端がクランクアーム９２の他端にボールジョイント９８を介して連結されると共に他端が第２ピボットレバー９６の他端にボールジョイント９８を介して連結された第１リンク１００と、一端が第２ピボットレバー９６の他端にボールジョイント９８を介して連結されると共に他端が第１ピボットレバー９４の他端にボールジョイント９８を介して連結された第２リンク１０２とを主要部として構成されている。

これにより、ワイパ装置１１は、フレーム７２に対する一方側にワイパモータ１０、第１ピボット軸８４（第１ワイパアーム８２）、第２ピボット軸８８（第２ワイパアアーム８６）が配置されると共に、フレーム７２に対する他方側にリンク機構９０が配置されて構成とされている。そして、ワイパ装置１１では、モータ出力軸３６の回転に伴うクランクアーム９２の回転が、第１リンク１００を介して連結された第２ピボットレバー９６の揺動に変換されると共に、該第２ピボットレバー９６の揺動が第２リンク１０２を介して連結された第１ピボットレバー９４の揺動として伝達されるようになっている。

以上により、ワイパ装置１１は、ピボットホルダ７８、８０が設けられたフレーム７２に、ワイパモータ１０、第１ピボット軸８４（第１ワイパアーム８２）、第２ピボット軸８８（第２ワイパアアーム８６）及びリンク機構９０が組み付けられたモジュール型のワイパ装置とされている。

次に、第１の実施の形態の作用を説明する。

上記構成のワイパモータ１０が適用されたワイパ装置１１では、ワイパモータ１０が作動されてモータ出力軸３６が回転すると、該モータ出力軸３６の回転がリンク機構９０によって、第１ピボットレバー９４、第２ピボットレバー９６の揺動に変換される。すると、第１ピボット軸８４、第２ピボット軸８８はそれぞれの軸回りに往復回動し、連結された第１ワイパアーム８２、第２ワイパアアーム８６を所定の角度範囲で揺動させる。これにより、ワイパ装置１１では、第１ワイパアーム８２、第２ワイパアアーム８６のワイパブレードがウインドシールドガラスの上下の反転位置間で往復動され、該ウインドシールドガラスを払拭する。

ここで、ワイパ装置１１を構成するワイパモータ１０は、偏平型モータであるモータ本体部１０Ａに、互いに略平行に配置されたアーマチャシャフト１４からモータ出力軸３６に回転を減速して伝達するための差動減速機構３８を有する減速機構部１０Ｂを組み合わせて構成されているため、全体として軸線方向に薄く構成されている。

具体的には、減速機構部１０Ｂがリングギヤ４８の内側に略同一平面に沿ってプラネタリギヤ５０を配置して構成される差動減速機構３８を備えるため、該減速機構部１０Ｂをアーマチャシャフト１４の軸線方向にコンパクトに構成することができる。また、ワイパモータ１０では、プラネタリギヤ５０に設けた係合突起５８と、フランジ部６０（モータ出力軸３６）に設けた係合孔６２とで、プラネタリギヤ５０の運動をモータ出力軸３６の回転に変換する自転取り出し機構５６を構成しているため、該自転取り出し機構５６を含め減速機構部１０Ｂをアーマチャシャフト１４の軸線方向にコンパクトに構成することができる。

以上により、ワイパモータ１０は、例えばウォーム減速機構の如き食い違い軸間で回転を伝達する減速機構を備えたワイパモータと比較して、モータ出力軸３６の軸線方向から見た投影面積が縮小（小型化）されると共に軽量化され、かつこのような小型軽量な構成において、さらにアーマチャシャフト１４の軸線方向にコンパクトに構成（薄型化）することができる。また、ワイパモータ１０では、ウォーム減速機構の如き食い違い軸間で回転を伝達する減速機構を備えたワイパモータと比較して、アーマチャシャフト１４、差動減速機構３８共に、各軸受１６、４６等に生じるラジアル荷重による摩擦損失が大幅に低減され、その減速効率が大幅に向上する。

しかも、ワイパモータ１０では、減速機構として、プラネタリギヤ５０の歯先円の直径がリングギヤ４８の歯先円の直径よりも大である差動減速機構３８を備えるため、所要の減速比を維持しつつ、リングギヤ４８の内歯４８Ａ、プラネタリギヤ５０の外歯５０Ａを過負荷等に対し十分な強度を有する寸法形状に設定することができる。

例えば、小型化のためにモータ本体部を低トルク高回転化すると共により高減速比化する構成では、ギヤモジュールを小さくする（歯数を多くする）必要があり、ギヤの噛み合わせ部の過負荷等に対する強度が不足することが懸念される。また、減速機構に歯付きの可撓性部材を用いる構成においても、噛み合わせ部の過負荷等に対する強度が不足することが懸念される。特に、ギヤや可撓性部材を樹脂材や合成ゴム等にて構成する場合、動力伝達に伴う発熱による強度低下も懸念される。これらに対し、本ワイパモータ１０では、比較的低回転型である偏平型のモータ本体部１０Ａを用いて、差動減速機構３８にてモータ出力軸３６の所要の回転速度を得ることができるので、全体として小型化、薄型化を図りつつ、差動減速機構３８の強度すなわち所要のワイパ性能を確保することができる。

このように、第１の実施形態に係るワイパモータ１０では、モータ本体部１０Ａの回転を減速しつつ確実にモータ出力軸３６に伝えることができる。そして、この差動減速機構３８を介して得られるモータ出力軸３６の回転は完全な等速回転ではなく、僅かに速度変動を有する回転である。この速度変動がワイパ装置１１から発生する共振を打ち消し、ワイパ装置の振動防止が可能になる。

また、ワイパモータ１０では、モータ出力軸３６がアーマチャシャフト１４と同軸的に設けられているため、モータ出力軸３６の軸線方向から見た投影面積が一層縮小される、すなわち一層の小型化が図られる。

さらに、ワイパモータ１０では、自転取り出し機構５６がそれぞれ複数の係合突起５８と係合孔６２とで構成されているため、モータ出力軸３６の速度変動が少ない。特に、ワイパモータ１０では、上記の通りモータ出力軸３６がアーマチャシャフト１４と同軸的に設けられると共に、多数（各８つ）の係合突起５８と係合孔６２とで自転取り出し機構５６が構成されているので、モータ出力軸３６を周方向の位置に依らずほぼ等速で駆動することができる。

またさらに、ワイパモータ１０では、回転位置検出機構６４を構成するセンサマグネット６６がフランジ部６０に設けられているため、換言すれば、自転取り出し機構５６におけるモータ出力軸３６と同軸的かつ一体に（同期して）回転する部分にセンサマグネット６６が設けられているため、プラネタリギヤ５０の公転の影響を受けることなくモータ出力軸３６の回転位置を良好に検出することができる。

また、ワイパモータ１０では、カウンタウェイト５５がモータ本体部１０Ａとプラネタリギヤ５０（差動減速機構３８）との間に配置されているので、プラネタリギヤ５０の公転に伴うアンバランスを効率良く打ち消す（キャンセルする）ことができる。また、カウンタウェイト５５によって、ブラシ２４とコンミテータ２２との摺動に伴い生じる摩耗粉がモータ本体部１０Ａから差動減速機構３８の噛み合わせ部に侵入することが抑制される。さらに、カウンタウェイト５５によって、差動減速機構３８の潤滑材がコンミテータ２２とブラシ２４との摺動接触部位に侵入することが抑制される。これらにより、差動減速機構３８の噛み合わせ部、及びコンミテータ２２とブラシ２４との摺動接触部位の異常摩耗を防止又は効果的に抑制することができる。

またここで、上記の如きワイパモータ１０を備えたワイパ装置１１は、ワイパモータ１０の小型化（アーマチャシャフト１４の軸線方向視での投影面積縮小）、薄型化が果たされているので、車両への搭載性が良好であると共に、搭載スペースが小さい。これらにより、適用された車両のキャビンスペース拡大、エンジンスペース縮小に寄与する。また、上記したワイパモータ１０小型化、薄型化に伴う軽量化によって、適用された車両の燃費改善（ＣＯ２排出量低減）に寄与する。

さらに、ワイパ装置１１では、第１ピボット軸８４、第２ピボット軸８８とモータ出力軸３６とが、互いに略平行で相対的に略１８０°方向（反対向き）を向く姿勢で配置されているため、リンク機構９０（を構成する各リンク、アーム、レバー）を略水平に構成することができる。このため、ワイパモータ１０の発生したトルクを効率良く第１ピボット軸８４（第１ワイパアーム８２）、第２ピボット軸８８（第２ワイパアアーム８６）の揺動に変換することができる。

しかも、一対のピボットホルダ７８、８０間にワイパモータ１０が配置される構成になるので、ワイパ装置１１は、全体として、ワイパモータ１０（モータ出力軸３６）の軸線方向にコンパクトな構成とされている。したがって、ワイパ装置１１は、適用された車両への搭載性が一層良好であり、搭載スペースを一層小さくすることができる。

（他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品、部分については、第１の実施形態又は前出の構成と同一の符号を付して説明、図示を省略する場合がある。

（第２の実施形態）
図５には、本発明の第２の実施形態に係るワイパモータ１１０を備えたワイパ装置１１１が一部切り欠いた正面図にて示されている。この図に示される如く、ワイパモータ１１０は、ギヤハウジング３２に代えて、ギヤハウジング１１２を備えている。ギヤハウジング１１２は、底部３２Ａ、円筒部３２Ｂ、フランジ部３２Ｃとほぼ同径状に形成された底部１１２Ａ、円筒部１１２Ｂ、フランジ部１１２Ｃを有する一方、フレーム７２に相当するフレーム部１１４が一体に形成されている。また、底部１１２Ａには、ビスボス部７４に相当する部分は形成されていない。

すなわち、ワイパ装置１１１では、ワイパモータ１１０のギヤハウジング１１２に、ピボットホルダ７８、８０が一体に形成されている。このワイパ装置１１１を構成するワイパモータ１１０は、モータ出力軸３６がリンク機構９０側に突出するためにフレーム７２を貫通する分だけ、ワイパモータ１０（図５の想像線参照）と比較してモータ出力軸３６、ボス部４０が短く構成されている。ワイパモータ１１０、ワイパ装置１１１の他の構成は、ワイパモータ１０、ワイパ装置１１の対応する構成と同じである。

したがって、第２の実施形態に係るワイパモータ１１０、ワイパ装置１１１によっても、第１の実施形態に係るワイパモータ１０、ワイパ装置１１と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。

また、ワイパモータ１１０が適用されたワイパ装置１１１では、ギヤハウジング１１２にフレーム部１１４が一体化されているので、部品点数の削減、加工費低減による低コスト化が実現でき、また、ワイパ装置１１１全体として一層の薄型化が図られる。具体的には、図５に想像線にて示すワイパモータ１０と比較して、クランクアーム９２をより上方に配置することができ、モジュール型のワイパ装置１１１における特に車幅方向中央部での薄型化が図られる。

例えばウォーム減速機構の如き食い違い軸間で回転を伝達する減速機構を備えたワイパモータでは、ハウジングの形状が複雑であり、フレームを一体に形成することは困難であったが、アーマチャシャフト１４とモータ出力軸３６とが略平行（同軸）に配置されるワイパモータ１１０では、特にギヤハウジングの形状が簡素化されるので、ギヤハウジング１１２の如くフレーム部１１４を一体化する構成が容易に実現される。

（第３の実施形態）
図１０には、本発明の第３の実施形態に係るワイパモータ１４０を構成する差動減速機構１４２が図１（Ｂ）に対応する軸直角断面図にて示されている。この図に示される如く、差動減速機構１４２は、それぞれ複数の係合突起５８、係合孔６２が周方向に不等間隔で配置されて自転取り出し機構（オルダム機構）１４４が構成されている点で、複数の係合突起５８、係合孔６２が周方向に等間隔で配置されて構成された自転取り出し機構５６を有する差動減速機構３８とは異なる。

自転取り出し機構１４４は、自転取り出し機構５６と同様に、各８つの係合突起５８、係合孔６２を有して構成されており、これら８組の係合突起５８、係合孔６２は、プラネタリギヤ５０の自転に伴う係合突起５８の移動軌跡Ｌｐと、モータ出力軸３６の自転に伴う係合孔６２の移動軌跡Ｌｏとの差異を吸収し得るように設定されている。すなわち、プラネタリギヤ５０に設けられた係合突起５８と、フランジ部６０に設けられた係合孔６２とは、不等間隔である周方向の配置パターンが互いに一致（対応）されており、プラネタリギヤ５０からモータ出力軸３６（フランジ部６０）に回転を伝達する係合突起５８と係合孔６２との組がプラネタリギヤ５０の公転位置及び自転位置に応じて順次入れ替わる構成とされている。

この実施形態では、周方向に隣り合う係合突起５８、係合孔６２間の間隔の一部は、差動減速機構３８と同様に４５°である角度α０にて規定されている。そして、自転取り出し機構１４４では、周方向に隣り合う係合突起５８、係合孔６２間の間隔の他の一部は、角度α０とは異なる角度α１、α２にて規定されている。

より具体的には、この実施形態に係る自転取り出し機構１４４では、角度α１＝４０°、角度α２＝５０°とされている。この実施形態では、周方向に隣り合う係合突起５８、係合孔６２間の間隔のうち、角度α１の部分、角度α２の部分は、それぞれ軸対称となる２箇所に配置されている。したがって、残余の４箇所は、係合突起５８、係合孔６２間の間隔が角度α０の部分とされている。そして、この実施形態では、角度α１の部分と角度α２の部分とが周方向に隣り合って配置されている。

また、この実施形態では、プラネタリギヤ５０の外歯５０Ａの歯数が５０本であるのに対し、リングギヤ４８の内歯４８Ａの歯数が４９本とされている。したがって、自転取り出し機構１４４では、最小角度α１の範囲内に位置する内歯４８Ａの歯数は、（４０°×４９本／３６０°）≒５．４本、最大角度α２の範囲内に位置する内歯４８Ａの歯数は略６．８本となっている。これにより、自転取り出し機構１４４では、最小角度α１の部分（範囲）で外歯５０Ａと噛み合う内歯４８Ａの歯数Ｎ１と、角度α２の部分で外歯５０Ａと噛み合う内歯４８Ａの歯数Ｎ２との差ΔＮ（＝Ｎ２−Ｎ１）が１本以上となる設定とされている。ワイパモータ１４０の他の構成は、ワイパモータ１０又はワイパモータ１１０の対応する構成と同じである。

したがって、第３の実施形態に係るワイパモータ１４０によっても、基本的に第１又は第２の実施形態に係るワイパモータ１０、１１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。

また、ワイパモータ１４０では、自転取り出し機構１４４を構成する係合突起５８、係合孔６２が不等間隔で配置されているため、モータ出力軸３６がスムースに回転される。この点について補足すると、プラネタリギヤ５０のアーマチャシャフト１４の軸線ＡＬ回りの公転及び偏心軸線ＥＬ回りの自転を伴う運動から、該プラネタリギヤ５０の自転を選択的に取り出し、モータ出力軸３６の軸線ＡＬ回りの回転として伝達する構成においては、１つの係合突起５８、係合孔６２に作用する力（伝達トルク）がモータ出力軸３６の回転角に応じて正弦波状に変化するため、自転取り出し機構１４４全体としてのトルク伝達率は係合突起５８、係合孔６２の数分だけの変動を伴うこととなる。

ここで、ワイパモータ１４０では、上記の通り自転取り出し機構１４４を構成する係合突起５８、係合孔６２が不等間隔で配置されている。このため、回転を伝達に伴い係合する係合突起５８と係合孔６２との組が順次入れ替わる周期が不等間隔となり、係合突起５８と係合孔６２の孔壁との衝突による共振が生じ難い。すなわち、周方向に隣り合う係合突起５８間、係合孔６２間の角度αに応じて係合突起５８と係合孔６２の孔壁との衝突周期が変化するため、プラネタリギヤ５０やフランジ部６０に振動が発生しても、それが共振して振動が長時間続くことが抑制される。

特に、ワイパモータ１４０では、最小角度α１の部分と最大角度α２の部分とで外歯５０Ａに噛み合う内歯４８Ａの歯数が１本以上異なり、かつ、これら最小角度α１の部分と最大角度α２の部分とが周方向に隣り合って配置されている。このため、ワイパモータ１４０では、プラネタリギヤ５０からモータ出力軸３６へのトルク伝達の変動カーブに、変動周期（周方向に隣り合う２つの係合突起５８が対応する係合孔６２の孔壁に係合する間隔）が大きく異なる領域（期間）が続けて生じることとなる。このため、ワイパモータ１４０では、プラネタリギヤ５０やフランジ部６０に振動が発生しても、それが共振して振動が長時間続くことが防止又は効果的に抑制される。

このように、第３の実施形態に係るワイパモータ１４０では、第１、第２の実施形態と比較しても、モータ出力軸３６のスムースな回転特性を得ることができる。また、本ワイパモータ１４０では、モータ出力軸３６の回転ブレ（出力トルクのブレ）、作動音、振動の低減を図ることができる。

なお、第３の実施形態では、周方向に隣り合う係合突起５８間、係合孔６２間の各一部が不等間隔とされた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、周方向に隣り合う係合突起５８間、係合孔６２間の全てを不等間隔としても良い。また、周方向に隣り合う係合突起５８間、係合孔６２間の各一部が不等間隔とする構成においては、角度がα１、α２、α３の３種類である構成に限定されることはなく、２種類や４種類以上としても良い。

（第４の実施形態）
図示は省略するが、第４の実施形態に係るワイパモータは、係合突起５８、係合孔６２の数がそれぞれ７つとされている。すなわち、本ワイパモータでは、係合部としての係合突起５８の数、被係合部としての係合孔６２の数がそれぞれ奇数とされている。この実施形態では、係合突起５８、係合孔６２は、プラネタリギヤ５０、フランジ部６０の周方向に等間隔に配置されている。

また、本ワイパモータを構成するモータ本体部１０Ａは、２極１２スロット（コア１８Ａの巻線１８Ｂの数が１２つ）の直流モータとされている。したがって、本ワイパモータでは、差動減速機構３８を構成する自転取り出し機構５６の係合部位の数（係合突起５８、係合孔６２の数である７つ）は、モータ本体部１０Ａを構成するアーマチャ１８のコア１８Ａに形成されたスロットの数（１２つ）に対し、１以外の公約数を有しない（１が最大公約数となる）設定とされている。本ワイパモータの他の構成は、ワイパモータ１０又はワイパモータ１１０の対応する構成と同じである。

したがって、第４の実施形態に係るワイパモータによっても、基本的に第１又は第２の実施形態に係るワイパモータ１０、１１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。

また、本ワイパモータでは、係合突起５８、係合孔６２の数が奇数であるため、これらの数が偶数である構成と比較して、モータ出力軸３６のトルク変動を抑制することができる。図１１は、係合突起５８、係合孔６２の数ごとのモータ出力軸３６のトルク変動幅（両振幅）を示す線図（実験結果）である。この図から、係合突起５８、係合孔６２の数が奇数である場合、その前後の偶数である場合よりもトルク変動が小さく、また奇数同士又は偶数同士で比較すると、係合突起５８、係合孔６２の数が多いほどトルク変動が小さくなることが解る。特に、係合突起５８、係合孔６２の数を７以上の奇数とすることで、８以上の偶数の場合よりもモータ出力軸３６のトルク変動が小さく抑えられる。ここで、本ワイパモータでは、係合突起５８、係合孔６２の数が７つであるため、上記の通りこれらの数が偶数である構成と比較して、モータ出力軸３６のトルク変動を抑制することができる。

さらに、本ワイパモータでは、係合突起５８、係合孔６２の数（７つ）とモータ本体部１０Ａのスロット数（１２つ）とが１以外の公約数を有しない設定とされているため、モータ出力軸３６がスムースに回転される。この点につき図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）を参照しつつ補足する。図１２（Ａ）には、上記の通り２極１２スロットのモータ本体部１０Ａにおける電気的要因によるトルク変動が線図（実測波形）にて示されている。この図から、モータ本体部１０Ａにおいては、１回転あたり１２周期のトルク変動が生じることが解る。図１２（Ｂ）には、上記の通り順次入れ替わる係合部位が７つである自転取り出し機構５６（差動減速機構３８）におけるトルク伝達率の変化（変動）が線図（実測波形）にて示されている。この図から、自転取り出し機構５６においては、１回転あたり１４周期のトルク伝達率の変化が生じることが解る。そして、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）に示す電気的要因によるトルク変動と、図１２（Ｂ）に示す機械的要因によるトルク伝達率の変化とを同位相で掛け合わせた出力軸３６（ワイパモータ全体）のトルク変動が、線図にて示されている。この図から、本ワイパモータでは、電気的要因によるトルク変動と機械的要因によるトルク伝達率の変化とが同期して増幅し合うことが抑制されることが解る。

このように、第４の実施形態に係るワイパモータでは、第１、第２の実施形態と比較しても、モータ出力軸３６のスムースな回転特性を得ることができる。また、本ワイパモータ１４０では、モータ出力軸３６の回転ブレ（出力トルクのブレ）、作動音、振動の低減を図ることができる。

なお、第４の実施形態では、７つの係合突起５８、係合孔６２が周方向に等間隔で配置された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第３の実施形態の如く７つの係合突起５８、係合孔６２の少なくとも一部を不等間隔に配置しても良い。この場合、例えば、図１２（Ｃ）における０°（３６０°）、１８０°でのトルク変動が抑制されるように、係合突起５８、係合孔６２の少なくとも一部を不等間隔に配置することが望ましい。

また、第４の実施形態では、係合突起５８、係合孔６２の数が奇数で、かつ該係合突起５８、係合孔６２の数とモータ本体部１０Ａのスロット数とが１以外に公約数を有しない好ましい例を示したが、本発明はこれに限定されることはない。したがって、例えば、係合突起５８、係合孔６２の数が奇数である構成においては、係合孔６２の数とモータ本体部１０Ａのスロット数とが１以外に公約数を有する構成（例えば、スロット数１２に対し係合突起５８、係合孔６２の数が９つ等）としても良く、また例えば、係合突起５８、係合孔６２の数とモータ本体部１０Ａのスロット数とが１以外に公約数を有しない構成においては、該係合突起５８、係合孔６２の数が偶数である構成（例えば、スロット数３に対し係合突起５８、係合孔６２の数が１２つ等）としても良い。

（第５の実施形態）
図１３には、本発明の第５の実施形態に係るワイパモータ１５０の要部が模式的な軸直角断面図にて示されている。この図に示される如く、ワイパモータ１５０は、カウンタウェイト５５がコア１８Ａを構成する歯部としてのティース１８Ｃに対し所定の配置とされている点で、第１〜第４の実施形態に係るワイパモータ１０、１１０、１４０等とは異なる。

ティース１８Ｃは、コア１８Ａの軸心から放射状に延び、スロット１８Ｄの周方向端部を規定している。このティース１８Ｃが巻線１８Ｂを保持するようになっている。そして、ワイパモータ１５０では、カウンタウェイト５５におけるモータ出力軸３６の軸心から最も遠い最大偏心部５５Ａは、特定のティース１８Ｃの周方向中心線ＣＬｔに対し所定角度θ１だけ周方向にオフセットして配置されている。この実施形態では、図１４に示される角度θに対するプラネタリギヤ５０の公転によるトルク変動幅（両振幅）との関係（実験結果）から、該トルク変動幅が極小となるθ１≒１５°に設定されている。

この実施形態では、モータ本体部１０Ａは、２極１２スロット（コア１８Ａの巻線１８Ｂの数が１２つ）の直流モータとされており、θ１＝１５°となる最大偏心部５５Ａの位置は、オフセットの基準とされたティース１８Ｃと、該ティース１８Ｃと周方向に隣り合うティース１８Ｃとの中間部（これらが形成するスロット１８Ｄの周方向中心線ＣＬｓ）に、周方向位置が略一致する構成とされている。本ワイパモータ１５０の他の構成は、第１〜第４の実施形態に係るワイパモータ１０、１１０、１４０等の対応する構成と同じである。

したがって、第５の実施形態に係るワイパモータによっても、基本的に第１〜第４の実施形態に係るワイパモータ１０、１１０、１４０等と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。

また、ワイパモータ１５０では、カウンタウェイト５５の最大偏心部５５Ａは、特定のティース１８Ｃの周方向中心線ＣＬｔに対し、該図１４に示される如くモータ出力軸３６のトルク変動が極小（最小）となる所定角度θ１≒１５°だけ周方向にオフセットして配置されている。このため、ワイパモータ１５０では、モータ出力軸３６がスムースに回転される。

このように、第５の実施形態に係るワイパモータ１５０では、第１〜第４の実施形態と比較しても、モータ出力軸３６のスムースな回転特性を得ることができる。また、本ワイパモータ１５０では、モータ出力軸３６の回転ブレ（出力トルクのブレ）、作動音、振動の低減を図ることができる。

なお、上記した各実施形態では、リングギヤ４８の内歯４８Ａ、プラネタリギヤ５０の外歯５０Ａとしてインボリュート曲線の歯型が用いられて両ギヤの歯数差を１とした例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図６（Ａ）に示される如く、インボリュート曲線を用いて形成された歯型の内歯４８Ｂ、外歯５０Ｂを有するリングギヤ４８、プラネタリギヤ５０にて両ギヤの歯数差を３とした差動減速機構３８を構成しても良く、図６（Ｂ）に示される如く、サイクロイド曲線を用いて形成された歯型の内歯４８Ｃ、外歯５０Ｃを有するリングギヤ４８、プラネタリギヤ５０にて両ギヤの歯数差を１とした差動減速機構３８を構成しても良い。なお、これらの歯形（歯たけ、すなわち偏心量ａｘ）の違いに応じて、係合突起５８の外径と係合孔６２の内径との差（比）が設定される。

また、上記した各実施形態では、回転位置検出機構６４がフランジ部６０の全周に亘るリングマグネット６６Ａ〜６６Ｃを有するセンサマグネット６６を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示される如く、フランジ部６０の周方向の一部に設けられたセンサマグネット１２０を用いて回転位置検出機構６４を構成するようにしても良い。図７には、センサマグネット１２０が内側リングマグネット１２０Ａ、中間リングマグネット１２０Ｂ、外側リングマグネット１２０Ｃ及び３つのホール素子６８Ａ〜６８Ｃを有する例を示す。なお、センサマグネット１２０は、フランジ部６０と同軸的な円弧状のマグネットを１つだけで構成されても良く、ホール素子６８Ａ等は、検出すべき位置の数等に応じて設ければ良い。

また例えば、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示される如く、非接触型の回転位置検出機構６４に代えて、接触型の回転位置検出機構１３０を備えた構成としても良い。回転位置検出機構１３０は、所定の導電パターン形状を有する薄膜状の可動導電プレート１３２が形成された基板１３３と、フランジ部６０の回転に伴う可動導電プレート１３２の移動軌跡上において径方向に並列して配置された複数（この変形例では３つ）のコンタクトプレート１３４とを主要部として構成されている。可動導電プレート１３２は、隣接する２つのコンタクトプレート１３４が接触する円環状の環状部１３２Ａと、環状部１３２Ａにおける内周側のコンタクトプレート１３４が接触する領域の周方向の一部が切り欠かれた切欠部１３２Ｂと、環状部１３２Ａにおける周方向の一部から外周側のコンタクトプレート１３４が接触する領域に張り出した張出部１３２Ｃとを有する。詳細な説明は省略するが、回転位置検出機構１３０は、これら３つのコンタクトプレート１３４と可動導電プレート１３２との接触（導通）状態に基づいてモータ出力軸３６の回転位置を検出するようになっている。

さらに、上記した各実施形態では、図２に模式的に示される如く、プラネタリギヤ５０にアーマチャシャフト１４の軸線ＡＬ回りの公転が入力される例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図９に模式的に示される如く、リングギヤ４８にアーマチャシャフト１４の軸線ＡＬ回りの公転が入力される構成としても良い。

またさらに、上記した実施形態では、プラネタリギヤ５０に設けられた係合突起５８とフランジ部６０に設けられた係合孔６２とで自転取り出し機構５６が構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、プラネタリギヤ５０に係合孔６２を設けると共にフランジ部６０に係合突起５８を設けた構成としても良い。また、プラネタリギヤ５０又はフランジ部６０を貫通する係合孔６２に代えて、係合突起５８が入り込む凹部を設けた構成として良く、プラネタリギヤ５０、フランジ部６０の双方から突出した凸部（係合部と被係合部）によって自転取り出し機構５６を構成しても良い。さらに、アーマチャシャフト１４の軸線方向から見た係合突起５８、係合孔６２の形状が円形に限定されないことは言うまでもない。

また、上記した実施形態では、自転取り出し機構５６を構成するフランジ部６０とモータ出力軸３６とが一体に回転する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、フランジ部６０とモータ出力軸３６との間に減速ギヤ等を設けた構成としても良い。すなわち、フランジ部６０とモータ出力軸３６とは同期して回転する構成であれば足りる。

１０・・・ワイパモータ、１０Ａ・・・モータ本体部（モータ本体）、１１・・・ワイパ装置１４・・・アーマチャシャフト（回転軸）、３６・・・モータ出力軸（出力軸）、４８・・・リングギヤ、４８Ａ・・・内歯、５０・・・プラネタリギヤ（遊星ギヤ）、５０Ａ・・・外歯、５５・・・カウンタウェイト（バランスウェイト）、５６・・・自転取り出し機構（回転変換機構）、５８・・・係合突起（係合部）、６０・・・フランジ部（回転部材）、６２・・・係合孔（被係合部）、６４・・・回転位置検出機構、６６・・・センサマグネット（被検出部）、６８・・・磁気センサ（検出部）、７８・８０・・・ピボットホルダ（ピボットホルダ部）、８２・・・第１ワイパアーム（ワイパアーム）、８４・・・第１ピボット軸、８６・・・第２ワイパアアーム（ワイパアーム）、８８・・・第２ピボット軸、９０・・・リンク機構、１１０・１４０・１５０・・・ワイパモータ、１１１・・・ワイパ装置、１１２・・・ギヤハウジング（ワイパモータのハウジングの少なくとも一部）、１２０・・・センサマグネット（被検出部）、１３０・・・回転位置検出機構、１３２・・・可動導電プレート（被検出部）、１３４・・・コンタクトプレート（検出部）、１４４・・・自転取り出し機構（回転変換機構）

Claims (12)

1. 内歯を有するリングギヤと、
   周方向の一部において前記リングギヤの内歯に噛み合わされた外歯を有し、かつピッチ円の直径が前記リングギヤのピッチ円の半径よりも大である遊星ギヤと、
   前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの何れか一方と同軸的に配置されると共に該リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に偏心して連結された回転軸を有するモータ本体と、
   前記モータ本体の回転軸と平行な軸線回りに自転可能に支持された出力軸と、
   前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に、少なくとも一部が周方向に不等間隔となるように複数設けられた係合部と、前記出力軸又は該出力軸と同期して回転する回転部材に、少なくとも一部が周方向に不等間隔となるように複数設けられ、それぞれ前記係合部が周方向に係合する状態と該係合しない状態とをとり得る被係合部と、を有して構成され、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の自転を、前記出力軸の自転に変換する回転変換機構と、
   を備えたワイパモータ。
2. 前記係合部及び被係合部の数が奇数とされている請求項１記載のワイパモータ。
3. 内歯を有するリングギヤと、
   周方向の一部において前記リングギヤの内歯に噛み合わされた外歯を有し、かつピッチ円の直径が前記リングギヤのピッチ円の半径よりも大である遊星ギヤと、
   前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの何れか一方と同軸的に配置されると共に該リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に偏心して連結された回転軸を有するモータ本体と、
   前記モータ本体の回転軸と平行な軸線回りに自転可能に支持された出力軸と、
   前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に周方向に等間隔で奇数である複数設けられた係合部と、前記出力軸又は該出力軸と同期して回転する回転部材に周方向に等間隔で奇数である複数設けられ、それぞれ前記係合部が周方向に係合する状態と該係合しない状態とをとり得る被係合部と、を有して構成され、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の自転を、前記出力軸の自転に変換する回転変換機構と、
   を備えたワイパモータ。
4. 前記係合部及び被係合部の数は、前記モータ本体を構成するスロットの数に対し、１以外の公約数を有しない数とされている請求項１〜請求項３の何れか１項記載のワイパモータ。
5. 内歯を有するリングギヤと、
   周方向の一部において前記リングギヤの内歯に噛み合わされた外歯を有し、かつピッチ円の直径が前記リングギヤのピッチ円の半径よりも大である遊星ギヤと、
   前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの何れか一方と同軸的に配置されると共に該リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に偏心して連結された回転軸を有するモータ本体と、
   前記モータ本体の回転軸と平行な軸線回りに自転可能に支持された出力軸と、
   前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に周方向に等間隔でかつ前記モータ本体を構成するスロットの数に対し１以外の公約数を有しない数である複数設けられた係合部と、前記出力軸又は該出力軸と同期して回転する回転部材に周方向に等間隔でかつ前記モータ本体を構成するスロットの数に対し１以外の公約数を有しない数である複数設けられ、それぞれ前記係合部が周方向に係合する状態と該係合しない状態とをとり得る被係合部と、を有して構成され、前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の自転を、前記出力軸の自転に変換する回転変換機構と、
   を備えたワイパモータ。
6. 前記回転軸における前記モータ本体と前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方との間に配置され、該回転軸における前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の公転に伴うアンバランスを打ち消すためのバランスウェイトをさらに備え、
   前記バランスウェイトにおける前記回転軸の軸線に対する最大偏心位置は、前記モータ本体のスロットを構成する複数の歯部の周方向中心線に対し周方向にオフセットされている請求項１〜請求項５の何れか１項記載のワイパモータ。
7. 内歯を有するリングギヤと、
   周方向の一部において前記リングギヤの内歯に噛み合わされた外歯を有し、かつピッチ円の直径が前記リングギヤのピッチ円の半径よりも大である遊星ギヤと、
   前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの何れか一方と同軸的に配置されると共に該リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方に偏心して連結された回転軸を有するモータ本体と、
   前記モータ本体の回転軸と平行な軸線回りに自転可能に支持された出力軸と、
   前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の自転を、前記出力軸の自転に変換する回転変換機構と、
   前記回転軸における前記モータ本体と前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方との間に、該回転軸の軸線に対する最大偏心位置が前記モータ本体のスロットを構成する複数の歯部の周方向中心線に対し周方向にオフセットされて配置され、該回転軸における前記リングギヤ及び前記遊星ギヤの他方の公転に伴うアンバランスを打ち消すためのバランスウェイトと、
   を備えたワイパモータ。
8. 前記出力軸又は該出力軸と同期して回転する回転部材に設けられた検出部又は被検出部を有し、前記出力軸の回転位置を検出するための回転位置検出機構をさらに備えた請求項１〜請求項７の何れか１項記載のワイパモータ。
9. 前記遊星ギヤの歯先円の直径は、前記リングギヤの歯先円の直径よりも大とされている請求項１〜請求項８の何れか１項記載のワイパモータ。
10. 前記モータ本体の回転軸と前記出力軸とが同軸的に配置されている請求項１〜請求項９の何れか１項記載のワイパモータ。
11. ワイパアームに駆動力を伝達するためのピボット軸と、
    前記出力軸が前記ピボット軸と平行に配置された請求項１〜請求項１０の何れか１項記載のワイパモータと、
    前記ワイパモータ及び前記ピボット軸に対し、それぞれの軸線方向における同じ側に配置され、前記出力軸の回転を前記ピボット軸の揺動に変換するリンク機構と、
    を備えたワイパ装置。
12. 前記ピボット軸を回転可能に支持するピボットホルダ部と、前記ワイパモータのハウジングの少なくとも一部とが一体に形成されている請求項１１記載のワイパ装置。

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