JP5719848B2

JP5719848B2 - ワイパモータ

Info

Publication number: JP5719848B2
Application number: JP2012531828A
Authority: JP
Inventors: 哲平時崎; 重喜太田; 健二安本
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2031-08-25
Also published as: EP2597760A1; ES2749506T3; CN103081308A; WO2012029634A1; US20130169089A1; JPWO2012029634A1; US9276450B2; EP2597760B1; EP2597760A4; CN103081308B

Description

本発明は、自動車等に設けられるワイパ部材を駆動するためのワイパモータに関し、特に、回転運動を揺動運動に変換して伝達する運動変換機構を備えたワイパモータに関する。

自動車等の車両に設けられるリヤウィンドガラスを払拭するためのリヤワイパ装置には、ワイパ部材を駆動する駆動源としてワイパモータが用いられる。ワイパモータはブラシ付モータ等の電動モータを有しており、モータシャフトの軸方向一端がヨークにより回転自在に支持されている。ヨークに取り付けられるギヤケースの内部には、モータシャフトにより回転されるウォームと、ウォームに噛み合うウォームホイールとからなる減速機構が収容されており、モータシャフトの回転が減速機構により減速されてウォームホイールに伝達される。また、ギヤケースの内部には、ウォームホイールの回転運動を揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構が収容されており、出力軸の先端に取り付けられたワイパ部材が所定の角度範囲で往復揺動される。

このようなワイパモータには、例えば、特許文献１，２に記載されるように、ワイパ部材の揺動範囲が狭い狭角タイプ(リンクタイプ)と、ワイパ部材の揺動範囲が広い広角タイプ(差動ギヤタイプ)とがある。狭角タイプのワイパモータに設けられる運動変換機構は、出力軸の基端部に固定される回動レバーと、ウォームホイールの回転運動を揺動運動に変換して回動レバーに伝達する連結ロッドとを有している。連結ロッドは、一端がウォームホイールの軸中心から径方向にずれた位置においてウォームホイールに回動自在に連結され、他端が回動レバーに回動自在に連結されている。

一方、広角タイプのワイパモータに設けられる運動変換機構は、出力軸の基端部に固定されるピニオンギヤと、ウォームホイールの回転運動を揺動運動に変換してピニオンギヤに伝達する運動変換部材とを有している。運動変換部材は、一端がウォームホイールの軸中心から径方向にずれた位置においてウォームホイールに回動自在に連結され、ピニオンギヤに噛み合うセクタギヤ部を他端に備えている。また、セクタギヤ部の軸中心に設けられた歯車軸と出力軸とを揺動自在に連結する保持プレートが設けられ、ピニオンギヤとセクタギヤ部との噛み合い状態が保持されている。

特開２００６−１５１０９２号公報特開２００６−９４６９３号公報

ところで、ワイパモータを車体に取り付ける際には、減速機構の噛み合い部に塗布されたグリスが電動モータのコンミテータに付着することを防止するために、地面に対してモータシャフトの軸方向が水平となるようにワイパモータが取り付けられる。さらに、出力軸の先端を車体外部に突出させるために車体に形成される貫通孔は、電動モータが取り付けられるモータ取付位置に対して車両上方側に形成されるため、モータシャフトの軸方向が水平となるようにワイパモータを配置した場合に出力軸の位置を電動モータに対してなるべく車両上方側に配置した方がレイアウト性が良く、ワイパモータを車体に取り付け易くなる。特に、広角タイプのワイパモータを用いる場合には、ウィンドガラスに形成される貫通孔とモータ取付位置との間の距離が大きくなる傾向にあるため、特許文献１，２に記載されるワイパモータのように出力軸の位置がモータシャフトの軸線から十分に離れていない場合には、ワイパモータを車体にレイアウトしづらくなる。

また、特許文献１，２に記載されるワイパモータでは、出力軸の位置に対してヨークがモータシャフトの軸方向一端側に大きく突出しており、ワイパモータのレイアウト性が悪いという問題がある。つまり、出力軸の位置が電動モータに対して車両上方側となるようにワイパモータを配置した場合に、出力軸の位置に対してヨークが水平方向一方側に大きく突出することとなり、車体内部の限られたスペースにワイパモータを配置することが困難となるおそれがある。そのため、従来では、出力軸の位置が電動モータに対して車両上方側となるようにワイパモータを配置した場合に、出力軸の位置に対してヨークが水平方向一方側に取り付けられるＰ型のギヤケースと、出力軸の位置に対してヨークが水平方向他方側に取り付けられるＱ型のギヤケースとの２種類のギヤケースを用意し、出力軸の位置に対してヨークを水平方向のいずれ側にも配置できるようにしている。これにより、車種に応じてＰ型とＱ型のギヤケースのいずれかを適宜選択することで、車体内部の限られたスペースにワイパモータを配置することが可能となるが、ギヤケースを２種類用意する必要があるため、ワイパモータの生産性が低下するとともにコストアップとなる。

本発明の目的は、ワイパモータのレイアウト性を向上させることにある。

本発明の他の目的は、ワイパモータを小型化することにある。

本発明のワイパモータは、モータシャフトの軸方向一端を回転自在に支持するヨークと、前記モータシャフトにより回転されるウォーム、および前記ウォームに噛み合うウォームホイールを備え、前記モータシャフトの回転を減速して前記ウォームホイールに伝達する減速機構と、前記減速機構を内部に収容するギヤフレームと、前記ギヤフレームに回転自在に支持され、前記ウォームホイールの軸方向と平行に延び、その軸中心が、前記ウォームホイールの軸中心よりも前記モータシャフトの軸方向において前記ヨーク側で、且つ前記ヨークと前記ギヤフレームとの突き当て部よりも前記ウォームホイール側で、且つ前記ウォームホイールの軸中心よりも前記モータシャフトの軸線から離れた位置に配置される出力軸と、前記ギヤフレームの内部に収容され、前記ウォームホイールの回転運動を揺動運動に変換して前記出力軸に伝達する運動変換機構とを有することを特徴とする。

本発明のワイパモータは、前記出力軸を前記ウォームホイールの径方向外側に配置することを特徴とする。

本発明のワイパモータは、前記出力軸の軸中心を前記モータシャフトの軸線に対して前記ウォームホイールの軸中心と同一側に配置することを特徴とする。

本発明のワイパモータは、前記運動変換機構は、前記出力軸の基端部に固定されて前記出力軸と一体に回転するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに噛み合うセクタギヤ部を備え前記ウォームホイールの軸中心から径方向にずれた位置において前記ウォームホイールに回動自在に連結される運動変換部材と、前記セクタギヤ部の軸中心に設けられる歯車軸と前記出力軸とを揺動自在に連結する保持プレートとを有することを特徴とする。

本発明のワイパモータは、前記出力軸の軸中心を前記歯車軸の軸中心よりも前記モータシャフトの軸線から離れた位置に配置することを特徴とする。

本発明のワイパモータは、前記出力軸の軸中心を前記歯車軸の軸中心よりも前記モータシャフトの軸方向において前記ヨーク側に配置することを特徴とする。

本発明によれば、出力軸の軸中心をウォームホイールの軸中心よりもモータシャフトの軸方向においてヨーク側で、且つヨークとギヤフレームとの突き当て部よりもウォームホイール側で、且つウォームホイールの軸中心よりもモータシャフトの軸線から離れた位置に配置するようにしたので、ワイパモータのレイアウト性が向上するとともに、ワイパモータを小型化することができる。したがって、ワイパモータを車体内部の限られたスペースに容易に取り付けることが可能となり、ワイパモータの取り付け作業性が向上される。また、ギヤケースを２種類用意する必要がなくなるため、ワイパモータの生産性が向上するとともに、ワイパモータの製造コストを低減することができる。

本発明の一実施の形態であるワイパモータを示す平面図である。図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。ワイパモータの車体への取り付け状態を示す概略図である。出力軸の軸中心の位置を説明する説明図である。出力軸の軸中心が配置される領域を示す説明図である。本発明の他の実施形態であるワイパモータを示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すワイパモータ１０は、自動車等の車両に設けられるリヤウィンドガラスを払拭するためのリヤワイパ装置の駆動源として用いられる。このワイパモータ１０は、モータ本体(電動モータ)１１と、モータ本体１１の回転運動を揺動運動に変換して伝達する運動変換機構が設けられたギヤユニット部１２とを有している。

モータ本体１１にはブラシ付直流モータが用いられており、薄板鋼板等をプレス加工することにより有底筒状に形成されたモータケース(ヨーク)１３を備えている。モータケース１３の内周面には、それぞれ径方向内側に向けてＮ極、Ｓ極に着磁された複数の円弧状の永久磁石１４が相互に対向して固着されている。また、モータケース１３の内部には各永久磁石１４に微小隙間を介して対向するアーマチュア１５が回転自在に収容されており、アーマチュア１５には複数のコイル１６が巻装されている。このアーマチュア１５の回転中心にはモータシャフト１７が貫通して固定されており、モータシャフト１７の軸方向一端がモータケース１３の底壁に回転自在に支持されている。

モータシャフト１７には、アーマチュア１５に隣接させて円筒状のコンミテータ１８が固定されており、コンミテータ１８には各コイル１６の端部が電気的に接続されている。コンミテータ１８の外周面には一対のブラシ１９がそれぞれ摺接されており、各ブラシ１９およびコンミテータ１８を介してコイル１６に駆動電流を供給することで、アーマチュア１５に回転方向の電磁力トルクが発生し、モータシャフト１７が所定の回転速度で回転駆動される。

このモータ本体１１には、モータケース１３の開口側において、ギヤユニット部１２のギヤフレーム２１が取り付けられている。ギヤフレーム２１はモータケース１３側に開口しており、それぞれの開口端面を相互に突き当てた状態で締結ネジ２２によりギヤフレーム２１がモータケース１３に固定されている。モータシャフト１７の軸方向他端側はギヤフレーム２１の内部に挿入されており、モータシャフト１７の軸方向他端側の外周面には螺旋状の歯部を備えたウォーム２３が一体に形成されている。つまり、モータシャフト１７の回転によりウォーム２３が一体に回転される。

図２に示すように、ギヤフレーム２１はアルミダイカストによりモータシャフト１７の軸方向と直交する側に開口する有底状に形成されており、その開口部を閉塞するギヤカバー２４とによりギヤケース２５を形成している。つまり、ギヤカバー２４はギヤフレーム２１の底壁２１ａと所定の間隔を隔てて配置され、これらギヤフレーム２１の底壁２１ａとギヤカバー２４との間で収容スペースが形成されている。このギヤフレーム２１の内部には、モータシャフト１７の回転を減速して伝達する減速機構２６と、減速機構２６の回転運動を揺動運動に変換して出力軸２８に伝達する運動変換機構２９とが収容されている。

なお、図１に示すワイパモータ１０はギヤカバー２４が取り外された状態における平面図であり、ギヤフレーム２１の内部構造を示している。また、ギヤカバー２４は鋼板等により所定形状に形成されており、ギヤカバー２４に一体に設けられた図示しないブラケット部においてワイパモータ１０が車体に固定されるようになっている。本実施の形態では、ギヤフレーム２１をアルミダイカストにより有底状に形成したものを示したが、これに限られず、ギヤフレーム２１を樹脂や他の材料により形成しても良い。

出力軸２８は鋼鉄等の金属製の丸棒からなり、その軸方向をモータシャフト１７の軸方向と直交する方向、つまりギヤフレーム２１の底壁２１ａと直交する方向に向けて配置されている。出力軸２８は基端側がギヤフレーム２１の内部に収容されるとともに、先端側がギヤフレーム２１の外方へ突出して延びており、ギヤフレーム２１の底壁２１ａを貫通した状態で設けられている。ギヤフレーム２１の底壁２１ａには、出力軸２８の外周面に沿ってギヤフレーム２１の外方へ突出する略円筒形状の軸保持部２１ｂが一体に形成されており、出力軸２８は軸保持部２１ｂに挿通されて軸保持部２１ｂにより回転自在に支持されている。この出力軸２８の先端部は、図３に示すように、リヤウィンドガラスＧから車体外部に突出されており、出力軸２８の先端部には、リヤウィンドガラスＧの外側面を払拭するためのワイパ部材３２が固定されている。

軸保持部２１ｂの内周面と出力軸２８の外周面との間には樹脂製の軸受部材３３が設けられ、軸受部材３３を介して出力軸２８が軸保持部２１ｂに回転自在に支持されている。また、軸保持部２１ｂの先端部にはシール材３４が装着されており、ギヤフレーム２１の内部に雨水や塵埃等が浸入することが防止されている。

減速機構２６は、モータ本体１１により回転されるウォーム２３と、ウォーム２３に噛み合うウォームホイール３５とを有している。ウォームホイール３５は樹脂材料を射出成形することにより略円盤形状に形成されており、その外周面にはウォーム２３に噛み合う歯部を備えている。ウォームホイール３５の軸心には、底壁２１ａに固定されて出力軸２８と平行に延びる回転軸３６が挿通されており、回転軸３６によりウォームホイール３５がギヤフレーム２１の内部で回転自在に支持されている。これらウォーム２３とウォームホイール３５とからなる減速機構２６により、モータシャフト１７の回転が減速されてウォームホイール３５に伝達される。

運動変換機構２９は、出力軸２８の基端部に固定されたピニオンギヤ４０、ウォームホイール３５の回転運動を揺動運動に変換してピニオンギヤ４０に伝達する運動変換部材４１、およびピニオンギヤ４０と運動変換部材４１とを相互に揺動自在に連結する保持プレート４２を有している。運動変換部材４１は、ピニオンギヤ４０に噛み合うセクタギヤ部４１ａと、ウォームホイール３５に連結されるアーム部４１ｂとを備えており、鋼板等の金属材料により平板状に成形されている。

図２に示すように、運動変換部材４１はウォームホイール３５よりもギヤカバー２４側に配置されている。この運動変換部材４１のアーム部４１ｂの端部には、ウォームホイール３５に形成された複数の連結孔３５ａのうちいずれか１つに回転自在に差し込まれた連結軸４３が固定されている。つまり、ウォームホイール３５の軸中心から径方向にずれた位置に設けられる連結軸４３により、運動変換部材４１とウォームホイール３５とが相互に回動自在に連結されている。また、ピニオンギヤ４０は平歯車からなり、出力軸２８の基端部に固定されて出力軸２８と一体に回転される。ピニオンギヤ４０は運動変換部材４１と同一平面上に配置され、略扇形状の平歯車からなるセクタギヤ部４１ａに噛み合っている。

保持プレート４２は、鋼板等の金属材料により平板状に形成されている。保持プレート４２はピニオンギヤ４０および運動変換部材４１よりもギヤカバー２４側に配置されており、ピニオンギヤ４０とセクタギヤ部４１ａとの間で延びている。この保持プレート４２の一端部には出力軸２８や連結軸４３と平行に延びる歯車軸４４が回転自在に挿通されており、歯車軸４４がセクタギヤ部４１ａの軸中心に固定されている。一方、保持プレート４２の他端部には出力軸２８が回転自在に挿通されている。この保持プレート４２により、歯車軸４４が出力軸２８に対して揺動自在に連結され、ピニオンギヤ４０とセクタギヤ部４１ａとが互いに噛み合った状態で保持されている。

この差動ギヤ構造からなる運動変換機構２９により、ウォームホイール３５が回転されると運動変換部材４１のアーム部４１ｂに固定された連結軸４３がウォームホイール３５とともに回転軸３６を中心として回転される。そして、運動変換部材４１のセクタギヤ部４１ａに固定された歯車軸４４が出力軸２８を中心として揺動され、セクタギヤ部４１ａとピニオンギヤ４０との噛み合いによって出力軸２８が所定の角度範囲で往復揺動される。すなわち、運動変換機構２９によりウォームホイール３５の回転運動が揺動運動に変換されて出力軸２８に伝達され、ワイパ部材３２が所定の揺動範囲つまり予め設定された停止位置と反転位置との間で揺動駆動される。

出力軸２８、連結軸４３、および歯車軸４４の各軸の基端部には、ギヤカバー２４の内面に摺動自在に突き当てられる摺接部材４５がそれぞれ装着されている。摺接部材４５はゴム等の弾性材料によりキャップ状に形成されており、各軸２８，４３，４４の基端面とギヤカバー２４の内面との間で圧縮された状態で組み付けられている。この摺接部材４５の弾性力により、各軸２８，４３，４４がギヤフレーム２１の底壁２１ａ側に向けて軸方向に付勢され、ギヤフレーム２１の内部に収容された各部材の軸方向のガタが抑制されている。

図３に示すように、ワイパモータ１０は、減速機構２６の噛み合い部に塗布されたグリスがコンミテータ１８に付着するのを防止するために、モータシャフト１７の軸方向を車両左右方向に向けて水平にした状態で車体ボディＢの内部に取り付けられる。ワイパモータ１０が車体に取り付けられた状態では、出力軸２８の先端をリヤウィンドガラスＧから突出させるための図示しない貫通孔がモータ本体１１に対して車両上方側に配置される。したがって、モータシャフト１７の軸方向が水平となるようにワイパモータ１０を車体に取り付けた場合に、出力軸２８の位置をモータ本体１１に対してなるべく車両上方側に配置した方がレイアウト性が良く、ワイパモータ１０を車体に取り付けやすくなる。そこで、このワイパモータ１０では、出力軸２８の位置を以下の要件に基づいて設定している。

図４は出力軸の軸中心の位置を説明する説明図であり、図５は出力軸の軸中心が配置される領域を示す説明図である。なお、図３における図中上側が車両上方側であり、図３における表裏方向が車両左右方向(水平方向)を示している。また、図４および図５における図中上側が車体に取り付けられた状態でのリヤウィンドガラスＧに沿う方向における車両上方側であり、図４および図５における図中左右方向が車体に取り付けられた状態での車両左右方向を示している。

出力軸２８の位置を設定するための第１の要件として、図４に示すように、出力軸２８をウォームホイール３５の径方向外側に配置している。つまり、出力軸２８の外径ｒとウォームホイール３５の外径Ｒとの和(ｒ＋Ｒ)よりも、出力軸２８の軸中心Ｃ１とウォームホイール３５の軸中心(回転軸３６の軸中心)Ｃ２との間の距離Ｅ１の方が大きく設定されている。これにより、出力軸２８とウォームホイール３５とが相互に干渉することが防止されるとともに、運動変換機構２９によりウォームホイール３５の回転運動を揺動運動に変換して出力軸２８に伝達することが可能となる。

第２の要件として、出力軸２８の軸中心Ｃ１をウォームホイール３５の軸中心Ｃ２よりもモータシャフト１７の軸線Ｃから離れた位置に配置している。つまり、ウォームホイール３５の軸中心Ｃ２からモータシャフト１７の軸線Ｃに対して下ろした垂線距離Ｌ２よりも、出力軸２８の軸中心Ｃ１からモータシャフト１７の軸線Ｃに対して下ろした垂線距離Ｌ１の方が大きく設定されている。これにより、モータシャフト１７の軸方向が水平となるようにワイパモータ１０を配置した場合に、従来のワイパモータに比べて、モータ本体１１に対して出力軸２８の位置をより車両上方側に配置することが可能となる。

すなわち、特許文献１，２に記載されるワイパモータのように出力軸の軸中心をウォームホイールの軸中心よりもモータシャフトの軸線に近い位置に配置した場合に比べて、図３に示すように、出力軸２８とモータシャフト１７との間の距離Ｌ１が大きくなるので、リヤウィンドガラスＧを貫通する出力軸２８に対してモータ本体１１がより車両下方側に配置されることとなる。したがって、モータ本体１１とリヤウィンドガラスＧとがラップする(所定の間隔をあけて重なり合う)ことを抑制することができ、ワイパモータ１０を車体に取り付けやすくなる。

第３の要件として、出力軸２８の軸中心Ｃ１をモータシャフト１７の軸線Ｃに対してウォームホイール３５の軸中心Ｃ２と同一側に配置している。つまり、モータシャフト１７の軸方向と直交する方向における出力軸２８の軸中心Ｃ１とウォームホイール３５の軸中心Ｃ２との間の距離Ｅ２よりも、出力軸２８の軸中心Ｃ１およびウォームホイール３５の軸中心Ｃ２からモータシャフト１７の軸線Ｃに対して下ろした垂線距離Ｌ１，Ｌ２の和(Ｌ１＋Ｌ２)の方が大きく設定されている。これにより、特許文献２に記載されるように出力軸の軸中心をモータシャフトの軸線に対してウォームホイールの軸中心とは反対側に配置した場合に比べて、モータシャフト１７の軸方向と直交する方向におけるワイパモータ１０の寸法Ｌが小さくなり、ワイパモータ１０を小型化することができる。

第４の要件として、出力軸２８の軸中心Ｃ１をウォームホイール３５の軸中心Ｃ２よりもモータシャフト１７の軸方向においてモータケース１３側に配置している。つまり、モータシャフト１７の軸方向におけるウォームホイール３５の軸中心Ｃ２とモータケース１３の先端との間の距離Ｍ２よりも、モータシャフト１７の軸方向における出力軸２８の軸中心Ｃ１とモータケース１３の先端との間の距離Ｍ１の方が小さく設定されている。これにより、モータシャフト１７の軸方向が水平となるようにワイパモータ１０を配置した場合に、従来のワイパモータに比べて、出力軸２８の位置に対してモータケース１３が水平方向一方側(モータシャフト１７の軸方向一端側)に突出するのを抑制することが可能となる。

すなわち、特許文献１の図１８に示されるワイパモータのように出力軸の軸中心をウォームホイールの軸中心よりもモータシャフトの軸方向においてモータケース側とは反対側に配置した場合に比べて、出力軸２８とモータケース１３の先端との間の距離Ｍ１が小さくなるので、出力軸２８の位置に対するモータケース１３の水平方向一方側への出っ張りが気にならなくなる。したがって、ワイパモータ１０を車体内部の限られたスペースに容易に配置することが可能となるため、従来のようにモータケースを水平方向のいずれ側にも配置できるように２種類のギヤケースを用意する必要がなく、ギヤケース２５を１種類に統合することが可能となる。さらに、特許文献１の図１８に示されるワイパモータのように出力軸の軸中心をウォームホイールの軸中心よりもモータシャフトの軸方向においてモータケース側とは反対側に配置した場合に比べて、モータシャフト１７の軸方向におけるワイパモータ１０の寸法Ｍが小さくなるので、ワイパモータ１０を小型化することができる。

以上の４つの要件に基づいて、出力軸２８の軸中心Ｃ１が図５にドットで示す領域Ｓ上に配置されるように、出力軸２８の位置を設定している。つまり、出力軸２８の軸中心Ｃ１とウォームホイール３５の軸中心Ｃ２とを結ぶ直線Ｄがモータシャフト１７の軸線Ｃに対してなす角度αが０°＜α＜９０°となるように設定している。ここで、角度αは、軸線Ｃに対して出力軸２８の軸中心Ｃ１側且つ直線Ｄに対してモータケース１３側において、これら軸線Ｃと直線Ｄとのなす角度を示している。なお、領域Ｓはモータシャフト１７の軸線Ｃから離反する側およびモータシャフト１７の軸方向一端側に連続する領域であり、図５にはその一部を示している。また、領域Ｓは、モータシャフト１７の軸線Ｃに直交しウォームホイール３５の軸中心Ｃ２を通る直線Ｆ１と、モータシャフト１７の軸線Ｃに平行しウォームホイール３５の軸中心Ｃ２を通る直線Ｆ２と、ウォームホイール３５の軸中心Ｃ２を中心とする半径ｒ＋Ｒの円弧Ｆ３とにより区画され、これら直線Ｆ１，Ｆ２上および円弧Ｆ３上を含まない領域である。

このように、出力軸２８の軸中心Ｃ１をウォームホイール３５の軸中心Ｃ２よりもモータシャフト１７の軸方向においてモータケース１３側、且つウォームホイール３５の軸中心Ｃ２よりもモータシャフト１７の軸線Ｃから離れた位置に配置するようにしたので、ワイパモータ１０のレイアウト性が向上するとともに、ワイパモータ１０を小型化することができる。したがって、ワイパモータ１０を車体内部の限られたスペースに容易に取り付けることが可能となり、ワイパモータ１０の取り付け作業性が向上される。また、ギヤケース２５を２種類用意する必要がなくなるため、ワイパモータ１０の生産性が向上するとともに、ワイパモータ１０の製造コストを低減することができる。

図４に示すワイパモータ１０では角度αを約６０°に設定し、出力軸２８の軸中心Ｃ１を歯車軸４４の軸中心Ｃ３よりもモータシャフト１７の軸線Ｃから離れた位置に配置している。そして、出力軸２８の位置に対してウォームホイール３５の軸中心Ｃ２を中心とする図４における時計回り側において、ピニオンギヤ４０に隣接させて運動変換部材４１のセクタギヤ部４１ａを往復揺動させるようにしている。つまり、歯車軸４４の軸中心Ｃ３からモータシャフト１７の軸線Ｃに対して下ろした垂線距離Ｌ３よりも、出力軸２８の軸中心Ｃ１からモータシャフト１７の軸線Ｃに対して下ろした垂線距離Ｌ１の方が大きく設定されている。なお、歯車軸４４の軸中心Ｃ３の位置は運動変換部材４１の揺動移動に伴って図４に示す移動経路Ｔ上を往復揺動することになるが、歯車軸４４の軸中心Ｃ３からの垂線距離Ｌ３よりも出力軸２８の軸中心Ｃ１からの垂線距離Ｌ１の方が常に大きくなるように設定されている。

これにより、後述する図６に示すワイパモータ１０のように出力軸２８の位置に対してウォームホイール３５の軸中心Ｃ２を中心とする図６における反時計回り側において、出力軸４０に隣接させて運動変換部材４１のセクタギヤ部４１ａを往復揺動させるようにした場合に比べて、出力軸２８の軸中心Ｃ１からの垂線距離Ｌ１を十分に確保した状態で、ワイパモータ１０の寸法Ｌを小さくすることができる。すなわち、ピニオンギヤ４０とモータ本体１１との間のデッドスペースを利用して運動変換部材４１を配置することで、ワイパモータ１０のレイアウト性を損なうことなく、ワイパモータ１０を小型化することが可能となる。

なお、前記実施の形態においては角度αを約６０°に設定したが、上述したように角度αとしては０°＜α＜９０°の範囲で任意に変更可能である。また、前記実施の形態においては、出力軸２８の軸中心Ｃ１とウォームホイール３５の軸中心Ｃ２とを結ぶ直線Ｄに対して運動変換部材４１のセクタギヤ部４１ａをモータケース１３側に配置するようにしたが、直線Ｄに対して運動変換部材４１のセクタギヤ部４１ａをモータケース１３側とは反対側に配置するようにしても良い。つまり、直線Ｄに対して運動変換部材４１を対象な位置に配置するようにしても良い。

図６は本発明の他の実施形態であるワイパモータを示す平面図である。図６に示すワイパモータ１０では角度αを約４５°に設定し、出力軸２８の軸中心Ｃ１を歯車軸４４の軸中心Ｃ３よりもモータシャフト１７の軸方向においてモータケース１３側に配置している。そして、出力軸２８の位置に対してウォームホイール３５の軸中心Ｃ２を中心とする図６における反時計回り側において、ピニオンギヤ４０に隣接させて運動変換部材４１のセクタギヤ部４１ａを往復揺動させるようにしている。つまり、モータシャフト１７の軸方向における歯車軸４４の軸中心Ｃ３とモータケース１３の先端との間の距離Ｍ３よりも、モータシャフト１７の軸方向における出力軸２８の軸中心Ｃ１とモータケース１３の先端との間の距離Ｍ１の方が小さく設定されている。なお、歯車軸４４の軸中心Ｃ３の位置は運動変換部材４１の揺動移動に伴って図６に示す移動経路Ｔ上を往復揺動することになるが、歯車軸４４の軸中心Ｃ３からモータケース１３の先端までの距離Ｍ３よりも出力軸２８の軸中心Ｃ１からモータケース先端１３までの距離Ｍ１の方が常に小さくなるように設定されている。

これにより、図４に示すワイパモータ１０のように出力軸２８の位置に対してウォームホイール３５の軸中心Ｃ２を中心とする図４における時計回り側において、出力軸４０に隣接させて運動変換部材４１のセクタギヤ部４１ａを往復揺動させるようにした場合に比べて、出力軸２８の軸中心Ｃ１からモータケース１３の先端までの距離Ｍ１を小さくすることができる。したがって、出力軸２８の位置に対するモータケース１３の水平方向一方側への突出をさらに抑制することが可能となる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、運動変換機構２９としては差動ギヤタイプに限られず、リンクタイプとしても良い。また、モータ本体１１としてはブラシ付モータに限られず、ブラシレスモータなどの他の電動モータを用いても良い。さらに、本発明のワイパモータ１０としては自動車等の車両のリヤウィンド装置に用いられるものに限られず、航空機や船舶等に設けられるワイパ装置に用いても良い。

ワイパモータは、自動車等の車両に設けられるワイパ装置を形成するワイパ部材を駆動し、ウィンドガラスを払拭するために用いられる。

Claims

モータシャフトの軸方向一端を回転自在に支持するヨークと、
前記モータシャフトにより回転されるウォーム、および前記ウォームに噛み合うウォームホイールを備え、前記モータシャフトの回転を減速して前記ウォームホイールに伝達する減速機構と、
前記減速機構を内部に収容するギヤフレームと、
前記ギヤフレームに回転自在に支持され、前記ウォームホイールの軸方向と平行に延び、その軸中心が、前記ウォームホイールの軸中心よりも前記モータシャフトの軸方向において前記ヨーク側で、且つ前記ヨークと前記ギヤフレームとの突き当て部よりも前記ウォームホイール側で、且つ前記ウォームホイールの軸中心よりも前記モータシャフトの軸線から離れた位置に配置される出力軸と、
前記ギヤフレームの内部に収容され、前記ウォームホイールの回転運動を揺動運動に変換して前記出力軸に伝達する運動変換機構とを有することを特徴とするワイパモータ。
請求項１記載のワイパモータにおいて、前記出力軸を前記ウォームホイールの径方向外側に配置することを特徴とするワイパモータ。
請求項１記載のワイパモータにおいて、前記出力軸の軸中心を前記モータシャフトの軸線に対して前記ウォームホイールの軸中心と同一側に配置することを特徴とするワイパモータ。
請求項１記載のワイパモータにおいて、前記運動変換機構は、前記出力軸の基端部に固定されて前記出力軸と一体に回転するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに噛み合うセクタギヤ部を備え前記ウォームホイールの軸中心から径方向にずれた位置において前記ウォームホイールに回動自在に連結される運動変換部材と、前記セクタギヤ部の軸中心に設けられる歯車軸と前記出力軸とを揺動自在に連結する保持プレートとを有することを特徴とするワイパモータ。
請求項４記載のワイパモータにおいて、前記出力軸の軸中心を前記歯車軸の軸中心よりも前記モータシャフトの軸線から離れた位置に配置することを特徴とするワイパモータ。
請求項４記載のワイパモータにおいて、前記出力軸の軸中心を前記歯車軸の軸中心よりも前記モータシャフトの軸方向において前記ヨーク側に配置することを特徴とするワイパモータ。