JP7231455B2 - Motion conversion mechanism, motor, and wiper motor - Google Patents
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本発明は、出力軸の回転運動を揺動運動に変換する運動変換機構、モータ、及びワイパモータに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a motion conversion mechanism, a motor, and a wiper motor that convert rotational motion of an output shaft into oscillating motion.
ワイパを駆動するためのワイパモータとして、例えば、特許文献1に記載された技術が知られている。特許文献1に記載されたワイパモータは、駆動源となるモータと、モータのシャフトに設けられたウォームギヤと、ウォームギヤに噛合するはす歯歯車と、はす歯歯車に連結されたクランク機構とを備えている。ワイパブレードは、クランク機構に連結され、モータのシャフトの回転に連動して動作するクランク機構の揺動運動により、ウィンドウガラス等を払拭することができる。
As a wiper motor for driving a wiper, for example, the technology described in
特許文献1に記載されたワイパモータは、使用を続けているうちにギヤやクランク機構が損耗し、損耗した状態でモータを稼働させるとギヤクランク機構からノイズが発生する虞がある。また、特許文献1に記載されたワイパモータは、通常の使用状態において潤滑油が必要となり、潤滑油が減少するとギヤやクランク機構からノイズが発生する虞がある。
In the wiper motor disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノイズの発生を及び損耗を低減すると共に、耐久性を向上させることができる運動変換機構、モータ、及びワイパモータを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a motion conversion mechanism, a motor, and a wiper motor that can reduce noise generation and wear, and improve durability. do.
この発明の一態様に係る運動変換機構は、第1回転軸回りに回転し、前記第1回転軸の周方向の第1側面部に設けられた第1噛合部を有する第1ギヤと、前記第1ギヤに対向して非接触で配置され、前記第1回転軸と平行な第2回転軸回りに回転し、前記第2回転軸の周方向の第2側面部に設けられた第2噛合部を有する第2ギヤと、を備え、前記第1ギヤは、前記第1回転軸と直交する平面による断面の径が、前記第1回転軸方向における前記第1ギヤの中央部に向うほど小さくなる鼓型の形状であり、前記第1側面部は、前記第1回転軸と直交する平面視で、前記第1回転軸に向って凹む円弧状の一対の凹部を有し、前記第2側面部は、前記第1側面部の前記凹部に沿って形成された、前記第2回転軸回りの回転曲面を有し、前記第1噛合部および前記第2噛合部は磁性体であり、前記第1噛合部は、前記第1回転軸の周方向に沿って螺旋状に形成された第1経路と、前記第1経路と連続し、前記第1経路が形成された領域とは前記第1回転軸および前記第1ギヤの径方向に沿う平面を挟んで反対側の領域に、前記平面を中心に前記第1経路と面対称になるように螺旋状に形成された第2経路とを有し、前記第2噛合部は、前記第1噛合部に形成された前記第1経路および前記第2経路と磁気的に噛合すると共に、前記第2側面部の周方向に沿って円弧状であることを特徴とする、運動変換機構である。 A motion conversion mechanism according to one aspect of the present invention includes a first gear that rotates around a first rotation shaft and has a first meshing portion provided on a first side surface portion in a circumferential direction of the first rotation shaft; A second gear that is arranged in a non-contact manner facing the first gear, rotates around a second rotation shaft parallel to the first rotation shaft, and is provided on a second side surface portion in the circumferential direction of the second rotation shaft. and a second gear having a portion, wherein the diameter of a cross section of the first gear taken along a plane perpendicular to the first rotation axis decreases toward the center of the first gear in the direction of the first rotation axis. The first side surface portion has a pair of arcuate recesses recessed toward the first rotation axis in a plan view orthogonal to the first rotation axis, and the second side surface The portion has a rotationally curved surface about the second rotational axis formed along the recessed portion of the first side portion, the first engaging portion and the second engaging portion are magnetic bodies, and the first engaging portion and the second engaging portion are magnetic bodies. One meshing portion includes a first path spirally formed along the circumferential direction of the first rotation shaft and a region continuous with the first path, and the region where the first path is formed In a region on the opposite side of a plane along the radial direction of the shaft and the first gear, a second route is formed spirally so as to be symmetrical with the first route around the plane. The second meshing portion magnetically meshes with the first path and the second path formed in the first meshing portion, and has an arc shape along the circumferential direction of the second side surface portion. A motion conversion mechanism characterized by:
上記構成により本発明は、第1ギヤと第2ギヤとが磁気的に噛合されるため、簡素化された構成により第1ギヤの所定方向の回転運動を、第2ギヤの往復回転運動に変換することができる。本発明によれば、第1噛合部と第2噛合部とが干渉することなく動作するため、静粛性を向上させると共に、各ギヤの損耗を防止して寿命を延ばすことができる。 According to the present invention, since the first gear and the second gear are magnetically meshed with each other, the simple structure converts the rotational motion of the first gear in a predetermined direction into the reciprocating rotational motion of the second gear. can do. According to the present invention, since the first meshing portion and the second meshing portion operate without interfering with each other, it is possible to improve quietness, prevent wear of each gear, and extend the life of the gear.
上記運動変換機構において、前記第1噛合部は、前記第1経路が前記第1ギヤの前記第1回転軸に沿った一端面側から他端面側に向って螺旋状に形成されており、前記第2経路が前記他端面側において前記第1経路に連続し、前記他端面側から前記一端面側に向って前記平面を中心に前記第1経路と面対称になるように螺旋状に形成されていると共に、前記一端面側で前記第1経路に連続し、前記第2噛合部は、前記回転曲面に円環状に形成されているように構成されていてもよい。 In the above motion conversion mechanism, the first meshing portion is formed such that the first path is spirally formed from one end surface side toward the other end surface side along the first rotating shaft of the first gear, and the A second path is continuous with the first path on the other end surface side, and is spirally formed from the other end surface side toward the one end surface side so as to be symmetrical with the first path with respect to the plane. Further, the second meshing portion may be configured so as to be continuous with the first path on the side of the one end surface and be formed in an annular shape on the curved surface of rotation.
上記構成により本発明は、第1ギヤの回転に伴って、第1噛合部と第2噛合部との噛合点が第1経路と第2経路とに沿って移動し、第2噛合部においては噛合点が第2噛合部に沿って円環状に移動する。これに伴って、第2ギヤは、第2回転軸回りに往復回転することができる。 With the above configuration, according to the present invention, as the first gear rotates, the meshing point between the first meshing portion and the second meshing portion moves along the first path and the second path, and the second meshing portion moves along the first path and the second path. The meshing point moves annularly along the second meshing portion. Accordingly, the second gear can reciprocate around the second rotation shaft.
上記運動変換機構において、前記第1噛合部は、前記第1経路が前記第1ギヤの前記第1回転軸に沿った一端面側から前記中央部に向って螺旋状に形成され、前記第2経路が前記中央部において前記第1経路に連続し、前記中央部から前記一端面側に向って前記平面を中心に前記第1経路と面対称になるように螺旋状に形成された第1磁気経路を有すると共に、前記第1回転軸の周方向に沿って螺旋状に形成された第3経路と、前記第3経路と連続し、前記第3経路が形成された領域とは前記平面を挟んで反対側の領域に、前記平面を中心に前記第3経路と面対称になるように螺旋状に形成された第4経路とを有する第2磁気経路を有し、前記第3経路は、前記第1ギヤの前記第1回転軸に沿った前記中央部から他端面側に向って螺旋状に形成され、前記第4経路は、前記他端面側において前記第3経路に連続し、前記他端面側から前記中央部に向って前記平面を中心に前記第3経路と面対称になるように螺旋状に形成され、前記第1磁気経路と前記第2磁気経路とは異なる磁極を有し、前記第2噛合部は、前記第1磁気経路に磁気的に噛合する円弧状の第5経路と、前記第5経路と異なる磁極を有し前記第2磁気経路に磁気的に噛合する円弧状の第6経路とにより前記回転曲面に形成されているように構成されていてもよい。 In the motion converting mechanism, the first meshing portion has the first path formed spirally from one end surface side along the first rotating shaft of the first gear toward the central portion, A first magnet having a path continuous with the first path at the central portion and spirally formed from the central portion toward the one end face side so as to be symmetrical with the first path about the plane. A third route that has a route and is spirally formed along the circumferential direction of the first rotation shaft, and a region that is continuous with the third route and in which the third route is formed sandwiches the plane. has a second magnetic path having a fourth path spirally formed so as to be symmetrical with the third path about the plane, and the third path is the The fourth path is spirally formed from the central portion along the first rotation shaft of the first gear toward the other end surface side, and the fourth path is continuous with the third path on the other end surface side, and is connected to the other end surface. The first magnetic path and the second magnetic path have magnetic poles different from each other, and the first magnetic path and the second magnetic path are spirally formed around the plane toward the central portion from the side so as to be symmetrical with the third path, and The second meshing portion includes an arc-shaped fifth path that magnetically meshes with the first magnetic path, and an arc-shaped second path that has a magnetic pole different from that of the fifth path and magnetically meshes with the second magnetic path. 6 paths may be formed on the curved surface of rotation.
上記構成により本発明は、第1ギヤが半回転する毎に第1噛合部の磁極が反転し、それに伴って第2ギヤが正転又は反転するため、第2ギヤの第2ギヤが正転又は反転の検出が容易とすることができる。 With the above configuration, the present invention reverses the magnetic poles of the first meshing portion every half rotation of the first gear, and accordingly the second gear rotates forward or reverse, so that the second gear of the second gear rotates forward. Or the detection of reversal can be facilitated.
上記運動変換機構において、前記第1噛合部は、前記第1経路が前記第1ギヤの前記第1回転軸に沿った前記中央部から一端面側に向って螺旋状に形成され、前記第2経路が前記一端面側において前記第1経路に連続し、前記一端面側から前記中央部に向って前記平面を中心に前記第1経路と面対称になるように螺旋状に形成されると共に、前記中央部において前記第1経路に連続した第1磁気経路を有し、かつ前記第1回転軸の周方向に沿って螺旋状に形成された第3経路と、前記第3経路と連続し、前記第3経路が形成された領域とは前記平面を挟んで反対側の領域に、前記平面を中心に前記第3経路と面対称になるように螺旋状に形成された第4経路とを有する第2磁気経路を有し、前記第3経路は、前記第1ギヤの前記第1回転軸に沿った前記中央部から他端面側に向って螺旋状に形成され、前記第4経路は、前記他端面側において前記第3経路に連続し、前記他端面側から前記中央部に向って前記平面を中心に前記第3経路と面対称になるように螺旋状に形成されると共に、前記中央部において前記第3経路に連続し、前記第2噛合部は、前記第1磁気経路に噛合する円弧状の第5経路と前記第2磁気経路に噛合する円弧状の第6経路とにより前記回転曲面に形成されているように構成されていてもよい。
In the motion conversion mechanism, the first meshing portion is formed in a spiral shape from the central portion along the first rotating shaft of the first gear toward one end surface, and the second meshing portion A path continues to the first path on the one end surface side and is formed in a spiral shape from the one end surface side toward the central portion so as to be symmetrical with the first path with respect to the plane, a third path having a first magnetic path continuous with the first path in the central portion and spirally formed along the circumferential direction of the first rotating shaft; and continuous with the third path, In an area opposite to the area where the third path is formed with the plane interposed therebetween, a fourth path is formed spirally so as to be plane-symmetrical with the third path around the plane. A second magnetic path is provided, the third path is spirally formed from the central portion along the first rotating shaft of the first gear toward the other end surface side, and the fourth path is the It is continuous with the third path on the other end surface side, and is formed in a spiral shape from the other end surface side toward the central portion so as to be symmetrical with the third path about the plane, and the central portion. , the second meshing portion is formed by an arcuate fifth path that meshes with the first magnetic path and an arcuate sixth path that meshes with the second magnetic path, forming the rotational curved surface It may be configured to be formed in the
上記構成により本発明は、第1噛合部と第2噛合部とを2箇所の噛合点で噛合させるため、第1ギヤと第2ギヤとの間の磁気吸引力を増加させて運動変換機構の駆動トルクを増加させることができる。 With the above configuration, the present invention meshes the first meshing portion and the second meshing portion at two meshing points. Drive torque can be increased.
上記運動変換機構において、前記第1噛合部は、前記第1磁気経路と前記第2磁気経路とが異なる磁極となるように形成されており、前記第2噛合部は、前記第1噛合部と磁気的に噛合するように前記第5経路と前記第6経路とが異なる磁極となるように形成されているように構成されていてもよい。 In the above motion conversion mechanism, the first meshing portion is formed such that the first magnetic path and the second magnetic path have different magnetic poles, and the second meshing portion is formed to have different magnetic poles than the first meshing portion. The fifth path and the sixth path may be formed to have different magnetic poles so as to be magnetically meshed.
上記構成により本発明は、第1ギヤと第2ギヤとの間の磁気吸引力を増加させて運動変換機構の駆動トルクを増加させることができる。 With the above configuration, the present invention can increase the driving torque of the motion conversion mechanism by increasing the magnetic attraction force between the first gear and the second gear.
この発明の一態様に係るモータは、前記運動変換機構の前記第1ギヤを駆動するロータを備えることを特徴とする。 A motor according to an aspect of the present invention is characterized by comprising a rotor that drives the first gear of the motion conversion mechanism.
上記構成により本発明は、第1ギヤと第2ギヤとが磁気的に噛合されるため、簡素化された構成により第1ギヤの所定方向の回転運動を、第2ギヤの往復回転運動に変換することができる。本発明によれば、第1噛合部と第2噛合部とが干渉することなく動作するため、静粛性を向上させると共に、各ギヤの損耗を防止して寿命を延ばすことができる。 According to the present invention, since the first gear and the second gear are magnetically meshed with each other, the simple structure converts the rotational motion of the first gear in a predetermined direction into the reciprocating rotational motion of the second gear. can do. According to the present invention, since the first meshing portion and the second meshing portion operate without interfering with each other, it is possible to improve quietness, prevent wear of each gear, and extend the life of the gear.
この発明の一態様に係るワイパモータは、前記モータを支持すると共に、前記運動変換機構の前記第1ギヤ及び前記第2ギヤを軸支する筐体と、前記筐体において、前記第2ギヤが所定角度範囲を超えて回転しないように規制するように突出して形成された突出部と備えることを特徴とするワイパモータである。 A wiper motor according to an aspect of the present invention includes a housing that supports the motor and pivotally supports the first gear and the second gear of the motion conversion mechanism; The wiper motor is characterized by comprising a protruding portion that is formed to protrude so as to restrict the wiper motor from rotating beyond an angular range.
上記構成により本発明は、第1噛合部と第2噛合部とが干渉することなく動作するため、静粛性を向上させると共に、各ギヤの損耗を防止して寿命を延ばすことができる。更に突出部が第2ギヤの回転範囲を規制するため、第2ギヤの脱調を防止することができる。 With the above configuration, the present invention can operate without interference between the first meshing portion and the second meshing portion, so that quietness can be improved, wear of each gear can be prevented, and the life of the gear can be extended. Furthermore, since the projection restricts the rotational range of the second gear, it is possible to prevent the second gear from stepping out.
本発明によれば、ノイズの発生及び損耗を低減すると共に、耐久性を向上させることができる。 According to the present invention, noise generation and wear can be reduced, and durability can be improved.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るファンモータの構成について説明する。 A configuration of a fan motor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1及び図2に示されるように、ワイパモータ1は、例えば、自動車等の車両のウィンドウガラスを払拭するためのワイパ装置の駆動源として用いられる。ワイパモータ1は、駆動源となるモータ1Aと、モータ1Aに駆動されてワイパを駆動するためのギヤ部10とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
モータ1Aは、例えば、一般的なブラシ付DCモータである。モータ1Aは、例えば、有底円筒形状のハウジング2内に回転自在に軸支されたロータ3(アーマチュア)を備える。ハウジング2の一側面には底部2Aが設けられており、底部2A蓋の中心にロータ3のシャフトSの一端面側を軸支する軸受B1が取り付けられている。ハウジング2の他側面には、ハウジング2の開口を覆うように隔壁プレート2Bが取り付けられている。隔壁プレート2Bの中心には、ロータ3のシャフトSの他端面側を軸支する軸受B2が取り付けられている。ハウジング2の内部には、電極となる複数のブラシ4,5が取り付けられるブラシホルダZが設けられている。
The
ハウジング2の内周面には、複数の永久磁石8,9が周方向に並んで取り付けられている。ハウジング2と複数の永久磁石8,9により、固定子(ステータ)を構成している。複数の永久磁石8,9の内側には、接触しないようにわずかな隙間で離間してハウジング2と同芯にロータ3が配置されている。ロータ3には、シャフトSの軸線方向から見て断面がT字型の複数のティース(不図示)が放射状に設けられている。各ティースには、エナメル被覆されたモータ巻線が巻回されている。これによりロータ3には、シャフトSの軸線方向からみて放射状に複数のアーマチュアコイル(不図示)(以下コイルともいう)が形成される。
A plurality of
シャフトSの他端面側にはシャフトSと同芯に円柱状の台座6が形成されている。台座6の外周面には、各コイルの電極となる複数のセグメント(不図示)からなる整流子(コンミテータ7)が台座6の外周面の曲面に沿って貼り付けられている。コンミテータ7は、複数のブラシ4,5により挟持されており、複数のブラシ4,5と少なくとも2個のセグメントが接触している。
A
このような構成により、コンミテータ7に摺接する複数のブラシ4,5に通電するとコイルに流れる電流により磁界が発生し、永久磁石8,9により形成されている磁界内で生じるロータ3の磁気吸引または磁気反発によりロータ3に回転が生じる。ロータ3は、所定の回転方向に回転し、シャフトSの他端面側から回転出力が出力される。シャフトSは、ギヤ部10に回転出力を伝達する。
With such a configuration, when a plurality of
ギヤ部10は、モータ1Aと連結された筐体11を備える。筐体11は、開口部を有する有底箱状のギヤハウジング11Aと、ギヤハウジング11Aの開口を閉塞するカバー部材11Bとを有する。筐体11内には、モータ1Aの回転出力を往復回転運動に変換する運動変換機構13と、運動変換機構13の出力方向を変換する出力方向変換部40とを備える。
The
シャフトSは、例えば、筐体11内に設けられた磁気ギヤ機構で構成された運動変換機構13に連結され、運動変換機構13を駆動する。運動変換機構13は、シャフトSにより回転駆動される第1ギヤ20と、第1ギヤ20の回転に連動して往復回転する第2ギヤ30とを備える。第2ギヤ30は、シャフトS1により軸支されている。シャフトS1は、例えば、出力方向変換部40に連結され、第2ギヤ30の往復回転の動作を出力方向変換部40に出力する。運動変換機構13の詳細な構成については後述する。
The shaft S is connected to, for example, a
出力方向変換部40は、例えば、シャフトS1により筐体11に軸支されたウォームギヤ41と、ウォームギヤ41と噛合するラックギヤ42とを備える。ウォームギヤ41は、シャフトS1の動作に連動して往復回転する。ウォームギヤ41は、円筒状に形成された胴部41Aを有する。胴部41Aの周囲には、螺旋状のギヤ歯41Bが形成されている。
The
ラックギヤ42は、筐体11のカバー部材11BからシャフトS1の回転軸方向と直交する方向に起立して配置されたシャフトS2により軸支されている。ラックギヤ42は、シャフトS2により回転自在に筐体11のギヤハウジング11Aに軸支された円筒状の胴部42Aと、胴部42Aの基端から突出して形成されたラック部42Bとを有する。ラック部42Bは、胴部42Aの基端から、胴部42Aの径方向の外方に向って放射状に広がった扇状に形成されている。ラック部42Bの先端部にはウォームギヤ41のギヤ歯41Bと噛合するギヤ歯42Cが形成されている。ギヤ歯42Cは、往復回転する範囲分の歯数により形成されている。
The
このような構成により、ラックギヤ42は、ウォームギヤ41の往復回転に連動してウォームギヤ41の回転軸方向と直交する方向の回転軸回りに往復回転する。出力方向変換部40は、ラックギヤ42及びウォームギヤ41を用いる代わりにベベルギヤで形成されていてもよく、直交方向に出力を変換するものであればどのようなものを用いてもよい。
With such a configuration, the
ラックギヤ42の往復回転は、胴部42Aにより出力される。ラックギヤ42は、筐体11のカバー部材11Bから突出して円柱状に形成された一対の突出部50,51により、回転範囲が規制される。一対の突出部50,51は、ウォームギヤ41が往復回転時に所定角度範囲を超えた場合に、ラックギヤ42に当接してラックギヤ42の回転範囲を規制する。突出部50,51により、ラックギヤ42の回転範囲が規制された結果、第2ギヤ30の回転範囲が規制される。突出部50,51の断面形状は、第2ギヤ30の回転を制限できるのであれば円形に限らず四角でもよいし、他の形状であってもよい。また、突出部50,51及び第2ギヤ30は、第2ギヤ30の回転を直接規制するように形成されていてもよい。
The reciprocating rotation of the
ラックギヤ42の胴部42Aは、筐体11のギヤハウジング11Aに形成された貫通孔11Cから外部に突出している。胴部42Aには、例えば、ワイパアーム(不図示)の基端やワイパアームを揺動させるリンク機構(不図示)が接続される。第1ギヤ20が回転すると、それに伴ってラックギヤ42が回転往復し、ラックギヤ42の動きに連動してワイパアームが揺動して車両のウィンドウガラスを払拭することができる。
A
次に、運動変換機構13の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図3及び図4に示されるように、運動変換機構13は、第1ギヤ20と第2ギヤ30とが非接触で配置されている。第1ギヤ20と第2ギヤ30とは、磁気的に噛合した磁気ギヤである。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the
第1ギヤ20は、シャフトS(図2参照)を回転軸L1(第1回転軸)として所定の回転方向に回転する。第1ギヤ20には、シャフトSが圧入されている。第1ギヤ20に圧入されるシャフトSは、ロータ3に圧入されるシャフトSと一体であってもよいし、第1ギヤ20用に別体で設けられていてもよい。
The
第1ギヤ20は、ロータ3の回転に連動して回転駆動される。第1ギヤ20は、側面部21が三次元的な曲面状に形成されているドラム体である。第1ギヤ20は、回転軸L1と直交する平面による断面が略円形であり、回転軸L1方向における中央である中央部Cに向うほど断面の径が小さくなるように鼓型の形状に形成されている。第1ギヤ20の側面部21は、回転軸L1と直交する方向から見て、回転軸L1に向って凹む円弧状の一対の凹部21Aが形成され、後述のように球面状に形成された第2ギヤ30の形状に合わせた曲面に形成されている。
The
第1ギヤ20は、上下左右に対称の形状に形成されているため、回転時に振れ回り振動の発生が抑制される。第1ギヤ20の側面部21には、第1噛合部22が形成されている。第1噛合部22は、後述のように第2ギヤ30の第2噛合部32と噛合する。第1噛合部22、第2噛合部32の詳細については後述する。第1ギヤ20に隣接して、第2ギヤ30が回転自在に配置されている。第2ギヤ30は、第1ギヤ20の回転に連動して回転する従動ギヤである。なお、ここで言う「噛合」とは、2つのギヤの凹凸が当接している状態だけでなく、2つのギヤが磁気的な吸引力によって引き合っている状態も指す。
Since the
第2ギヤ30には、回転軸L1と平行な回転軸L2(第2回転軸)となるシャフトS1が設けられている。シャフトS1は、例えば、第2ギヤ30に圧入され、第2ギヤ30に対して回転が生じないように固定されている。シャフトS1は、第2ギヤ30の回転に連動して回転する。シャフトS1は、筐体11のギヤハウジング11Aに回転自在に軸支されている。
The
第2ギヤ30の側面部31(第2側面部)は、側面部21の凹部21Aに沿う回転軸L2回りの回転曲面状に形成されている。第2ギヤ30は、例えば、球面状に形成されている。第2ギヤ30の側面部31には、第2噛合部32が形成されている。
A side surface portion 31 (second side surface portion) of the
シャフトS1とシャフトS2とは、例えば、非磁性体、より好適にはセラミックや樹脂材料で形成されていることが望ましい。後述の第1噛合部22や第2噛合部32が磁石で形成されていることにより、磁化されることを防止すると共に、第1ギヤ20や第2ギヤ30が回転した際に渦電流が発生して回転抵抗となることを防止するためである。
Shaft S1 and shaft S2 are preferably made of, for example, a non-magnetic material, more preferably ceramic or resin material. Since the
第2噛合部32は、第1噛合部22と噛合するように第1ギヤ20の側面部21の方向に向いている。第2噛合部32と第1噛合部22との間は離間している。
The
次に、第1噛合部22及び第2噛合部32について説明する。第1噛合部22と第2噛合部32とは、例えば、それぞれ磁石で形成されている。第1噛合部22は、N極又はS極の磁力線が表面に現れるように形成されている。第2噛合部32は、第1噛合部22と反対の磁力線が表面に現れるように形成されている。即ち、第1噛合部22と第2噛合部32とのそれぞれの磁極は、第1噛合部22と第2噛合部32との間に磁気吸引力が生じて噛合するように互いに反対の極性となるように形成されている。
Next, the
側面部21には、回転軸L1の方向における一端面23側から他端面24側に向って螺旋状に第1経路22Aが形成されている。第1経路22Aは、例えば、第1ギヤ20の側面部21において、第1ギヤ20の周方向における半分の領域(180°の領域)に形成されている。従って、第1経路22Aは、第1ギヤ20の半回転で一端面23側から他端面24側に到達する螺旋状のピッチで形成されている。
The
第1経路22Aに連続して、側面部21の表面には、回転軸L1の方向における他端面24側から一端面23側に向って螺旋状に第2経路22Bが形成されている。第2経路22Bは、例えば、第1ギヤ20の側面部21において、第1ギヤ20の周方向における第1経路22Aが形成された領域と異なる他の半分の領域(180°の領域)に形成されている。従って、第2経路22Bは、第1ギヤ20の半回転で他端面24側から一端面23側に到達する第1経路22Aのピッチと反対の螺旋状のピッチで等長に形成されている。
Continuing with the
第1ギヤ20の他端面24側の側面部21において第1経路22Aと第2経路22Bとを接続する接続部22Cが形成されている。第1ギヤ20の一端面23側の側面部21において第2経路22Bと第1経路22Aとを接続する接続部22Dが形成されている。
A
第1噛合部22は、回転軸L1方向において、第1ギヤ20の中央部Cから一端面23側までの半分の第1領域20Aに属する経路を復路部と呼び、第1ギヤ20の中央部Cから他端面24側までの半分の第2領域20Bに属する経路を往路部と呼ぶ。
In the
図5に示されるように、第1ギヤ20を回転軸L1回りに接続部22Cから平面に展開すると、第1噛合部22はV字状に形成されている。この様な構成により、第1ギヤ20が1回転すると、第1経路22Aから第2経路22Bを通って再び第1経路22Aに戻る経路が形成されている。第1噛合部22において、第1領域20AにはV字状の経路となる往路部が形成されている。図5において接続部22Cを繋げると、第2領域20Bには逆V字状の経路となる復路部が形成されている。
As shown in FIG. 5, the
第1噛合部22は、例えば、側面部21に形成された第1経路22Aと第2経路22Bに沿った溝に磁粉を詰めて焼結させ、その後に磁化させることにより形成される。また、第1噛合部22は、可撓性を有する磁石を第1経路22Aと第2経路22Bに沿った溝に埋め込むことで形成されてもよい。また、磁石は、複数の磁石片を第1経路22Aと第2経路22Bに沿った溝に羅列してもよい。第1噛合部22は、N極又はS極のいずれかの磁極が表面に現れるように形成される。
The
図6に示されるように、第2ギヤ30の第2噛合部32は、半円の円弧状の第1経路32A(往路部)と半円の円弧状の第2経路32B(復路部)とを有する。第1経路32Aと第2経路32Bとは、回転軸L2の直交方向に関して対称に形成されている。第1経路32Aは、第1噛合部22と噛合した際に第2ギヤ30を回転軸L2回りに一定方向に所定角度範囲で回転させる。第2経路32Bは、第1噛合部22と噛合した際に第2ギヤ30を回転軸L2回りに第1経路32Aの場合と反対方向に所定角度範囲で回転させる。
As shown in FIG. 6, the
第2噛合部32は、第1経路32Aと第2経路32Bとを合わせて円環状に形成されている。第2噛合部32は、第1噛合部22の磁極と反対の極性が側面部31に現れるように磁石で形成される。第1経路32Aは、第1噛合部22の第1領域20Aにおける往路部に対応する。第2経路32Bは、第1噛合部22の第2領域20Bにおける復路部に対応する。
The
これにより、第1噛合部22と第2噛合部32との間には、磁気吸引力が働き、第1噛合部22と第2噛合部32とがあたかも噛合した状態となる第2噛合部32は、第1ギヤ20の回転に伴い、第1ギヤ20の側面部21における第1噛合部22に最も近い位置に引き寄せられ、回転軸L2(シャフトS2)回りに回転する。第1噛合部22と第2噛合部32との間の最も近い位置を噛合点と呼ぶ。
As a result, a magnetic attractive force acts between the
図6において、第2噛合部32は、第1噛合部22との特徴的な噛合点として、第1経路32Aと第2経路32Bとの接続部のうちの一方に位置する第1点32Cと、第1点32Cから反時計回りに90°回転した部分に位置する第2点32Dと、第2点32Dから反時計回りに90°回転した部分であり、第1経路32Aと第2経路32Bとの接続部のうちの他方に位置する第3点32Eと、第3点32Eから反時計回りに90°回転した部分に位置する第4点32Fとを有する。
In FIG. 6, the
次に、ギヤ部10の動作について説明する。図7に示されるように、例えば、第1噛合部22の第1経路22Aにおける中央部C及び第2噛合部32の第1点32Cが噛合点となった状態(図7(1)参照)から、第1ギヤ20が矢印Aの方向に回転すると、第1噛合部22では、第1経路22Aに沿って噛合点が接続部22Dに向って移動する。第2噛合部32では、第1経路32A(図6参照)に沿って噛合点が第1点32Cから第2点32Dに向って移動する。それに伴って第2ギヤ30は、矢印Aと反対方向の矢印Cの方向に回転する。矢印Cの回転方向を仮に正転方向と呼ぶ。
Next, the operation of the
第1ギヤ20が矢印A方向に回転を継続し、且つ、第2ギヤが矢印C方向に回転を継続すると、第1噛合部22の接続部22Dと第2噛合部32の第2点32Dとが噛合点となる(図7(2)参照)。第1ギヤ20が矢印A方向に回転を継続すると、第1噛合部22では、噛合点が接続部22Dから第2経路22Bに移り、第2経路22Bに沿って移動する。第2噛合部32では、第1経路32A(図6参照)に沿って噛合点が第2点32Dから第3点32Eに向って移動する。
When the
第1ギヤ20が矢印A方向に回転を継続し、且つ、第2ギヤが矢印C方向に回転を継続すると、第2経路22Bにおける中央部C及び第2噛合部32の第3点32Eとが噛合点となり、第2ギヤ30の回転が一瞬停止する(図7(3)参照)。
When the
第1ギヤ20が矢印A方向に回転を継続すると、第1噛合部22では、第2経路22Bに沿って噛合点が接続部22Cに向って移動する。第2噛合部32では、噛合点が第2経路32B(図6参照)に移動し、第2経路32Bに沿って噛合点が第3点32Eから第4点32Fに向って移動する。それに伴って第2ギヤ30は、矢印Cと反対方向の矢印Bの方向に回転する。矢印Bを仮に反転方向と呼ぶ。
As the
第1ギヤ20が矢印A方向に回転を継続し、且つ、第2ギヤが矢印B方向に回転を継続すると、第1噛合部22の接続部22Cと第2噛合部32の第4点32Fとが噛合点となる(図7(4)参照)。第1ギヤ20が矢印A方向に回転を継続すると、第1噛合部22では、噛合点が接続部22Cから第1経路22Aに移り、第1経路22Aに沿って移動する。第2噛合部32では、噛合点が第2経路32Bに沿って第2噛合部32の第4点32Fから第1点32Cに向って移動する。
When the
第1ギヤ20が矢印A方向に回転を継続し、且つ、第2ギヤが矢印C方向に回転を継続すると、第1経路22Aにおける中央部C及び第2噛合部32の第1点32Cが噛合点となり、第2ギヤ30の回転が一瞬停止する(図7(5)参照)。
When the
即ち、第1ギヤ20において噛合点は、第1噛合部22に沿って側面部21を周回するように移動する。第2噛合部32において噛合点は、第2噛合部32に沿って回転するように移動する。
That is, the meshing point of the
上記のように、第1ギヤ20が回転軸L1回りに矢印A方向に回転し続けると、第2ギヤ30は、第1ギヤ20に連動して、回転軸L2回りに往復回転を繰り返す動作を行う。即ち、第1ギヤ20が一定方向に回転を継続すると、第2ギヤ30は、第2噛合部32が第1領域20Aに含まれる第1噛合部22と噛合している場合には、第1ギヤ20の回転方向と反対方向に回転し、第2噛合部32が第2領域20Bに含まれる第1噛合部22と噛合している場合には、第1ギヤ20の回転方向と同じ方向に回転する。
As described above, when the
上記構成により、例えば、第2ギヤ30の往復回転を出力する筐体11のシャフトS2にワイパアーム(不図示)の基端やリンク機構(不図示)を接続すると、第1ギヤ20の回転に伴ってワイパアームが揺動して、車両のウィンドウガラスを払拭することができる。
With the above configuration, for example, when the proximal end of the wiper arm (not shown) or the link mechanism (not shown) is connected to the shaft S2 of the
上述したように、ワイパモータ1は、第1ギヤ20と第2ギヤ30とが第1噛合部22と第2噛合部32とが磁気的に噛合することで、簡便な装置構成で第2ギヤ30を往復回転させることができる。ワイパモータ1は、第1噛合部22と第2噛合部32とが磁気吸引力により噛合するため、歯車のような損耗が防止されて高寿命化されると共に、ギヤノイズの発生も防止される。また、ワイパモータ1は、第1噛合部22と第2噛合部32とが磁気吸引力により噛合するため、歯車のように注油をする必要が無く、潤滑油に埃等が溜まることが低減されると共に、メンテナンスの手間を省くことができる。
As described above, in the
また、ワイパモータ1は、第1噛合部22と第2噛合部32とが磁気吸引力により噛合するため、噛み合い面が非常に簡便な構成を備え、第1噛合部22と第2噛合部32との公差を緩和することができる。また、ワイパモータ1は、簡便な構造を備えるため、歯車等を用いる装置に比して部品点数が削減されると共に、小型化を実現することができる。また、ワイパモータ1は、簡便な構造で第2ギヤ30(出力軸)の可動範囲を180度以内とすることができ、製造コストを低減することができる。
Further, since the
[変形例1]
上記実施形態では、ワイパモータ1の運動変換機構13において、第1噛合部22は、N極又はS極の磁力線が表面に現れるように磁石で形成され、第2噛合部32は、第1噛合部22と反対の極性の磁力線が表面に現れるように磁石で形成されていた。変形例におけるギヤ部10において、第1噛合部22及び第2噛合部32は、N極及びS極の2極の磁力線が表面に現れるように磁石で形成されている。以下の説明では、上記実施形態と同一の構成については同一の名称及び符号を用い、重複する説明については適宜省略する(以下、同じ)。
[Modification 1]
In the above-described embodiment, in the
図8A及び図8Bに示されるように、運動変換機構13Aにおいて、第1ギヤ20を第1領域20Aと第2領域20Bとに分けた場合、第1領域20Aに含まれる第1噛合部22の経路を第1磁極経路Xと呼び、第2領域20Bに含まれる第1噛合部22の経路を第2磁極経路Yと呼ぶ。第1磁極経路Xは、N極又はS極が表面に現れるように磁石で形成されている。第2磁極経路Yは、第1磁極経路Xと反対の磁極が表面に現れるように磁石で形成されている。
As shown in FIGS. 8A and 8B, in the
第1磁極経路Xは、一端面23側に接続部22Cが設けられると共に、第1ギヤ20の中央部Cにおいて接続部22Eが形成されている。第1磁極経路Xは、中央部Cにおいて必ずしも接続されていなくてもよい。
The first magnetic pole path X is provided with a connecting
第1磁極経路Xにおいて、側面部21には、回転軸L1の方向における一端面23側から中央部Cに向って螺旋状に第1経路22AXが形成されている。第1経路22AXは、例えば、第1ギヤ20の側面部21において、第1ギヤ20の周方向における半分の領域(180°の領域)に形成されている。従って、第1経路22Aは、第1ギヤ20の半回転で一端面23側から中央部Cに到達する螺旋状のピッチで形成されている。
In the first magnetic pole path X, a first path 22AX is spirally formed in the
第1経路22AXに連続して、側面部21の表面には、中央部Cから回転軸L1の方向における一端面23側に向って螺旋状に第2経路22BXが形成されている。第2経路22BXは、例えば、第1ギヤ20の側面部21において、第1ギヤ20の周方向における第1経路22AXが形成された領域と異なる他の半分の領域(180°の領域)に形成されている。従って、第2経路22BXは、第1ギヤ20の半回転で中央部Cから一端面23側に到達する第1経路22Aのピッチと反対の螺旋状のピッチで等長に形成されている。
Continuing with the first path 22AX, a second path 22BX is spirally formed on the surface of the
第2磁極経路Yは、他端面24側に接続部22Dが設けられると共に、第1ギヤ20の中央部Cにおいて接続部22Fが形成されている。2磁極経路Yは、中央部Cにおいて必ずしも接続されていなくてもよい。
The second magnetic pole path Y is provided with a connecting
第2磁極経路Yにおいて、側面部21には、回転軸L1の方向における他端面24側から中央部Cに向って螺旋状に第1経路22AYが形成されている。第1経路22AYは、例えば、第1ギヤ20の側面部21において、第1ギヤ20の周方向における半分の領域(180°の領域)に形成されている。従って、第1経路22AYは、第1ギヤ20の半回転で一端面23側から中央部Cに到達する螺旋状のピッチで形成されている。
In the second magnetic pole path Y, a first path 22AY is spirally formed in the
第1経路22AYに連続して、側面部21の表面には、中央部Cから回転軸L1の方向における他端面24側に向って螺旋状に第2経路22BYが形成されている。第2経路22BYは、例えば、第1ギヤ20の側面部21において、第1ギヤ20の周方向における第1経路22AYが形成された領域と異なる他の半分の領域(180°の領域)に形成されている。従って、第2経路22BYは、第1ギヤ20の半回転で中央部Cから他端面24側に到達する第1経路22AYのピッチと反対の螺旋状のピッチで等長に形成されている。
Continuing with the first path 22AY, a second path 22BY is spirally formed on the surface of the
接続部22Cと接続部22Dとは、回転軸L1と直交する方向から見て、回転軸L1に関して対称に形成されている。第1ギヤ20の中央部Cには、接続部22Cと接続部22Dとが回転軸L1方向において互いにオーバーラップするようにオーバーラップ区間Vが形成されている。
22 C of connection parts and the
このような構成により、第1噛合部22と第2噛合部32との間には、磁気吸引力が働き、第1噛合部22と第2噛合部32とは磁力で噛合する磁気ギヤとなる。
With such a configuration, a magnetic attractive force acts between the
第2ギヤ30は、第1磁極経路Xに対応する第1経路32Aが第1磁極経路Xと反対の磁極となるように磁石で形成され、第2磁極経路Yに対応する第2経路32Bが第2磁極経路Yと反対の磁極となるように磁石で形成されている。第1ギヤ20が一定方向に回転を継続すると、第1ギヤ20の中央部Cが第1噛合部22と第2噛合部32との噛合点となった後、第1ギヤ20が更に回転した場合、第1噛合部22と第2噛合部32との噛合点の磁極が反転する。運動変換機構13Aの動作は、ギヤ部10と同様である。
The
第1ギヤ20が一定方向に回転を継続すると、第2ギヤ30は、第2噛合部32が第1領域20Aに含まれる第1磁極経路Xと噛合している場合には、第1ギヤ20の回転方向と同じ方向に回転し、第2噛合部32が第2領域20Bに含まれる第2磁極経路Yと噛合している場合には、第1ギヤ20の回転方向と反対方向に回転する。運動変換機構13Aによれば、第1噛合部22において、第2ギヤ30を揺動回転させる第1磁極経路Xと第2磁極経路Yとが磁極が反対の磁石で形成されているため、例えば、磁気センサ等で正転又は反転を容易に検出することができる。また、第2ギヤ30の回転方向が反転する際に、一時的に脱調が生じるため、脱調時の第1ギヤ20または第2ギヤ30の振動を検出することで、各ギヤの反転位置を容易に検出することができる。
When the
[変形例2]
上記実施形態及び変形例1では、基本的に第1噛合部22と第2噛合部32との噛合点は、N極とS極との一対の磁極で磁気吸引されるように形成されていた。噛合点は、これに限らず、より多くの磁極により磁気吸引されてもよい。
[Modification 2]
In the above-described embodiment and
図9及び図10に示されるように、運動変換機構13Bは、第1ギヤ20を第1領域20Aと第2領域20Bとに分けた場合、第1領域20Aには、第1噛合部22の第1磁極経路Pが形成され、第2領域20Bには、第1噛合部22の第2磁極経路Qが形成されている。第1磁極経路Pは、N極又はS極が表面に現れるように磁石で形成されている。第2磁極経路Qは、第1磁極経路Xと反対の磁極が表面に現れるように磁石で形成されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, in the
第1磁極経路Pには、第1経路22Gと第2経路22Hとが形成されている。第1経路22Gは、回転軸L1に沿った一端面23側から他端面24側に向って中央部Cまで螺旋状に形成されている。第2経路22Hは、中央部Cにおいて第1経路22Gに連続して形成されている。第2経路22Hは、中央部Cから一端面23側に向って第1経路22Gと反対のピッチの螺旋状に形成されている。第1経路22Gと第2経路22Hとは、一端面23に最も接近した接続点22Xで連続して形成されている。
In the first magnetic pole path P, a
第2磁極経路Qには、第3経路22Iと第4経路22Jとが形成されている。第3経路22Iは、回転軸L1に沿った他端面24側から一端面23側に向って中央部Cまで螺旋状に形成されている。第4経路22Jは、中央部Cにおいて第3経路22Iに連続して形成されている。第4経路22Jは、中央部Cから他端面24側に向って第3経路22Iと反対のピッチの螺旋状に形成されている。第3経路22Iと第4経路22Jとは、他端面24に最も接近した接続点22Yで連続して形成されている。
The second magnetic pole path Q is formed with a third path 22I and a
そして、第2経路22Hは、中央部Cで第1経路22Gに連続して形成されている。つまり、第3経路22Iは、中央部Cを通り回転軸L1と直交する平面に関して第1経路22Gと対称に形成されている。第1磁極経路Pは、中央部Cを通り回転軸L1と直交する平面に関して第2磁極経路Qと対称に形成されている。
The
以下、中央部Cにおいて、第1経路22G及び第2経路22Hの接続部分と第3経路22I及び第4経路22Jの接続部分とが最も接近する部分を便宜上、始点Wと呼ぶ。
Hereinafter, in the central portion C, the portion where the connecting portion of the
図11に示されるように、回転軸L2の直交方向から第2噛合部32を正面視すると、第2ギヤ30において、側面部31には第2噛合部32が形成されている。第2噛合部32には、第1領域20Aに含まれる第1磁極経路Pに噛合する円弧状の第5経路32Pが形成されている。また、第2噛合部32には、第2領域20Bに含まれる第2磁極経路Qに噛合する円弧状の第6経路32Qが形成されている。第6経路32Qは、回転軸L2の直交方向に関して第5経路32Pと対称に形成されている。第5経路32Pと第6経路32Qとが組み合わされて、第2噛合部32は円環状に形成されている。
As shown in FIG. 11 , the
回転軸L2の直交方向から第2噛合部32を正面視して、第2噛合部32は、左側の一端部において第5経路32Pと第6経路32Qとが接続されている部分に第1点32Rと、第1点32Rから反時計回りに90°回転した部分に位置する第2点32Sと、第2点32Sから反時計回りに90°回転した部分に位置する第3点32Tと、第3点32Tから反時計回りに90°回転した部分に位置する第4点32Uとを有する。
When the
次に、運動変換機構13Bの動作について説明する。図12(1)に示されるように、第1ギヤ20の始点Wと第2ギヤ30の第1点32Rとが噛合している状態から第1ギヤ20が矢印Aの方向に回転すると、第2ギヤ30は、第1ギヤ20に連動して第1ギヤ20と反対の回転方向の矢印Cの方向に回転する。第1ギヤ20が矢印A方向に180°回転すると、第2ギヤ30は矢印Cの方向に90°回転し、第1磁極経路Pにおいて接続点22Xと第2噛合部32の第2点32Sとが噛合すると共に、第2磁極経路Qにおいて接続点22Yと第2噛合部32の第4点32Uとが噛合する(図12(2)参照)。
Next, operation of the
第1ギヤ20が更に矢印Aの方向に180°、即ち最初の状態から360°回転すると、第2ギヤ30は、矢印Cの方向に更に90°、即ち最初の状態から180°回転し、始点Wと第3点32Tが噛合する(図12(3)参照)。第1ギヤ20が更に矢印Aの方向に180°、即ち最初の状態から540°回転すると、第2ギヤ30は、矢印Cと反対方向の矢印Bの方向に90°回転(反転)し、第1磁極経路Pにおいて接続点22Xと第2噛合部32の第2点32Sとが噛合すると共に、第2磁極経路Qにおいて接続点22Yと第2噛合部32の第4点32Uとが噛合する。(図12(4)参照)。
When the
第1ギヤ20が更に矢印Aの方向に180°、即ち最初の状態から720°回転すると、第2ギヤ30は、矢印Bの方向に更に90°、即ち図12(4)の状態から180°回転し、始点Wと第1点32Rが噛合し図12(1)の状態に戻る(図12(5)参照)。上述したように、第1ギヤ20が2回転すると、第2ギヤ30は、180°の回転角度で1往復するように往復回転する。
When the
上述した変形例2に係る運動変換機構13Bは、第1噛合部22の第1磁極経路Pと第2噛合部32の第5経路32Pとが噛合すると共に、第1噛合部22の第2磁極経路Qと第2噛合部32の第6経路32Qとが噛合するため、1つの磁極で第1噛合部22と第2噛合部32とを形成する場合に比して、磁気吸引力が強くなり、第1ギヤ20と第2ギヤ30との間の伝達トルクを向上させることができる。
In the
[変形例3]
変形例2に係る運動変換機構13Bにおいて、第2噛合部32が第2ギヤ30に形成される範囲を調整すると、第2ギヤ30の回転角度範囲を変えることができる。
[Modification 3]
In the
図13に示されるように、第2ギヤ30は、回転軸L2の直交方向から第2噛合部32を正面視すると、変形例2に係る第2噛合部32に比して、右半分の領域に形成されている。即ち、第2噛合部32は、第5経路32Pに比して半分の経路が形成された第5経路32P1と、第6経路32Qに比して半分の経路が形成された第6経路32Q1とを有する。
As shown in FIG. 13, the
回転軸L2の直交方向から第2噛合部32を正面視して、第2噛合部32は、第6経路Q1の上端の第1点32Rと、第1点32Rから時計回りに45°回転した部分に位置する第2点32Sと、第2点32Sから時計回りに45°回転した第6経路Q1と第5経路32P1との接続部分に位置する第3点32Tと、第3点32Tから時計回りに45°回転した第5経路32P1の部分に位置する第4点32Uと、第4点32Uから時計回りに45°回転した第5経路32P1の下端に位置する第5点32Vと、を有する。
When the
次に、変形例3に係る運動変換機構13Cの動作について説明する。図14(1)に示されるように、第1磁極経路Pにおいて接続点22Xと第2噛合部32の第5点32Vとが噛合すると共に、第2磁極経路Qにおいて接続点22Yと第2噛合部32の第1点32Rとが噛合している状態から第1ギヤ20が矢印Aの方向に回転すると、第2ギヤ30は、第1ギヤ20に連動して第1ギヤ20と反対の回転方向の矢印Cの方向に回転する。第1ギヤ20が矢印A方向に90°回転すると、第2ギヤ30は矢印Aと同じ方向の矢印Bの方向に45°回転し、第1磁極経路Pにおいて第2経路22Hの中間点と第2噛合部32の第4点32Uとが噛合すると共に、第2磁極経路Qにおいて第4経路22Jの中間点と第2噛合部32の第2点32Sとが噛合する(図14(2)参照)。
Next, the operation of the motion conversion mechanism 13C according to
第1ギヤ20が更に矢印Aの方向に90°、即ち最初の状態から180°回転すると、第2ギヤ30は、矢印Cの方向に更に45°、即ち最初の状態から90°回転し、第1ギヤ20の始点Wと第2噛合部32の第3点32Tとが噛合する(図14(3)参照)。第1ギヤ20が更に矢印Aの方向に90°、即ち最初の状態から270°回転すると、第2ギヤ30は、矢印Cと反対方向の矢印Bの方向に45°回転(反転)し、第1磁極経路Pにおいて第1経路22Gの中間点と第2噛合部32の第4点32Uとが噛合すると共に、第2磁極経路Qにおいて第3経路22Iの中間点と第2噛合部32の第2点32Sとが噛合する。(図14(4)参照)。
When the
第1ギヤ20が更に矢印Aの方向に90°、即ち最初の状態から360°回転すると、第2ギヤ30は、矢印Bの方向に更に45°、即ち図14(4)の状態から45°回転し、第1磁極経路Pにおいて接続点22Xと第2噛合部32の第5点32Vとが噛合すると共に、第2磁極経路Qにおいて接続点22Yと第2噛合部32の第1点32Rとが噛合し、図14(1)の状態に戻る(図14(5)参照)。上述したように、第1ギヤ20が1回転すると、第2ギヤ30は、90°の回転角度で1往復するように往復回転する。
When the
上述した変形例3に係るワイパモータ1は、第2ギヤ30の経路の長さを変えることで、第2ギヤ30の回転角度範囲を調整することができる。
The
[その他の変形例]
図15及び図16に示されるように、第2ギヤ30は、回転軸L2方向に球体が潰れたように形成された回転楕円体の形状に形成されていてもよい。そして、第2噛合部32は、回転軸L2の直交方向から正面視して、楕円形状に形成されていてもよい。このような構成により、第2噛合部32は、第2ギヤ30が球体形状に形成されている場合に比して回転する角度範囲が広くなる。
[Other Modifications]
As shown in FIGS. 15 and 16, the
また、図17に示されるように、第2ギヤ30は、第2噛合部32の磁極が2極となるように経路に沿ってS極とN極が並列して表面に現れるように磁石で形成されていてもよい。これに合わせて第1噛合部(不図示)も第2噛合部32と反対方向の磁極となるように経路に沿ってS極とN極が並列して表面に現れるように磁石で形成されていてもよい。
Further, as shown in FIG. 17, the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上記実施形態では、第1噛合部22と第2噛合部32とは磁石で形成され、磁気的に噛合させるものとして形成されていたが、これに限らず、第1噛合部と第2噛合部とは、凹状(例えば、溝状)と凸状(例えば、ボール状)とにそれぞれ形成されていてもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design and the like are included within the scope of the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the
第1噛合部又は第2噛合部のいずれか一方が磁石で形成されている場合、他方の噛合部は磁石以外の磁性体で形成されていてもよい。また、上記実施形態の第1ギヤ及び第2ギヤの形状は一例であり、例えば、第1ギヤ及び第2ギヤは円筒形状や円錐を組み合わせた形状に形成されていてもよい。 When one of the first meshing portion and the second meshing portion is made of a magnet, the other meshing portion may be made of a magnetic material other than the magnet. Further, the shape of the first gear and the second gear in the above embodiment is an example, and for example, the first gear and the second gear may be formed in a shape combining a cylindrical shape and a conical shape.
1…ワイパモータ
1A…モータ
2…ハウジング
3…ロータ
8、9…永久磁石
10…ギヤ部
11…筐体
13、13A、13B、13C…運動変換機構
20…第1ギヤ
22…第1噛合部
30…第2ギヤ
31…第2側面部
31…側面部
32…第2噛合部
40…出力方向変換部
41…ウォームギヤ
42…ラックギヤ
50、51…突出部
Z…ブラシホルダ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1ギヤに対向して非接触で配置され、前記第1回転軸と平行な第2回転軸回りに回転し、前記第2回転軸の周方向の第2側面部に設けられた第2噛合部を有する第2ギヤと、を備え、
前記第1ギヤは、前記第1回転軸と直交する平面による断面の径が、前記第1回転軸方向における前記第1ギヤの中央部に向うほど小さくなる鼓型の形状であり、前記第1側面部は、前記第1回転軸と直交する平面視で、前記第1回転軸に向って凹む円弧状の一対の凹部を有し、
前記第2側面部は、前記第1側面部の前記凹部に沿って形成された、前記第2回転軸回りの回転曲面を有し、
前記第1噛合部および前記第2噛合部は磁性体であり、
前記第1噛合部は、前記第1回転軸の周方向に沿って螺旋状に形成された第1経路と、前記第1経路と連続し、前記第1経路が形成された領域とは前記第1回転軸および前記第1ギヤの径方向に沿う平面を挟んで反対側の領域に、前記平面を中心に前記第1経路と面対称になるように螺旋状に形成された第2経路とを有し、
前記第2噛合部は、前記第1噛合部に形成された前記第1経路および前記第2経路と磁気的に噛合すると共に、前記第2側面部の周方向に沿って円弧状であることを特徴とする、
運動変換機構。 a first gear that rotates around a first rotation shaft and has a first meshing portion provided on a first side face portion in the circumferential direction of the first rotation shaft;
A second gear that is arranged in a non-contact manner facing the first gear, rotates around a second rotation shaft parallel to the first rotation shaft, and is provided on a second side surface portion in the circumferential direction of the second rotation shaft. a second gear having a meshing portion;
The first gear has an hourglass shape in which the cross-sectional diameter of the plane perpendicular to the first rotation axis decreases toward the center of the first gear in the direction of the first rotation axis. The side surface portion has a pair of arcuate recesses recessed toward the first rotation axis in plan view orthogonal to the first rotation axis,
the second side surface portion has a rotationally curved surface around the second rotation axis formed along the concave portion of the first side surface portion;
The first meshing portion and the second meshing portion are magnetic bodies,
The first meshing portion includes a first path spirally formed along the circumferential direction of the first rotating shaft, and a region continuous with the first path, where the first path is formed. a second path spirally formed to be symmetrical with the first path with respect to the plane on the opposite side of a plane along the radial direction of the one rotation axis and the first gear; has
The second meshing portion magnetically meshes with the first path and the second path formed in the first meshing portion, and has an arc shape along the circumferential direction of the second side surface portion. characterized by
Motion conversion mechanism.
前記第2噛合部は、前記回転曲面に円環状に形成されていることを特徴とする、
請求項1に記載の運動変換機構。 In the first meshing portion, the first path is spirally formed from one end surface side to the other end surface side along the first rotating shaft of the first gear, and the second path is formed in a spiral shape along the first rotating shaft of the first gear. It is continuous with the first path on the side of the end surface and is formed in a spiral shape from the side of the other end surface toward the side of the one end surface so as to be symmetrical with the first path about the plane. continuous with the first path on the end face side,
The second meshing portion is formed in an annular shape on the curved surface of rotation,
A motion conversion mechanism according to claim 1 .
前記第1経路が前記第1ギヤの前記第1回転軸に沿った一端面側から前記中央部に向って螺旋状に形成され、前記第2経路が前記中央部において前記第1経路に連続し、前記中央部から前記一端面側に向って前記平面を中心に前記第1経路と面対称になるように螺旋状に形成された第1磁気経路を有すると共に、
前記第1回転軸の周方向に沿って螺旋状に形成された第3経路と、前記第3経路と連続し、前記第3経路が形成された領域とは前記平面を挟んで反対側の領域に、前記平面を中心に前記第3経路と面対称になるように螺旋状に形成された第4経路とを有する第2磁気経路を有し、
前記第3経路は、前記第1ギヤの前記第1回転軸に沿った前記中央部から他端面側に向って螺旋状に形成され、
前記第4経路は、前記他端面側において前記第3経路に連続し、前記他端面側から前記中央部に向って前記平面を中心に前記第3経路と面対称になるように螺旋状に形成され、
前記第1磁気経路と前記第2磁気経路とは異なる磁極を有し、
前記第2噛合部は、前記第1磁気経路に磁気的に噛合する円弧状の第5経路と、前記第5経路と異なる磁極を有し前記第2磁気経路に磁気的に噛合する円弧状の第6経路とにより前記回転曲面に形成されていることを特徴とする、
請求項1に記載の運動変換機構。 The first meshing portion is
The first path is spirally formed from one end surface of the first gear along the first rotating shaft toward the central portion, and the second path is continuous with the first path at the central portion. , a first magnetic path formed spirally so as to be symmetrical with the first path about the plane from the central portion toward the one end surface, and
A third path spirally formed along the circumferential direction of the first rotating shaft, and an area continuous with the third path and opposite to the area where the third path is formed across the plane. a second magnetic path having a fourth path spirally formed so as to be symmetrical with the third path about the plane;
the third path is spirally formed from the central portion along the first rotating shaft of the first gear toward the other end surface,
The fourth path is continuous with the third path on the other end surface side, and is spirally formed from the other end surface side toward the central portion so as to be symmetrical with the third path about the plane. is,
The first magnetic path and the second magnetic path have different magnetic poles,
The second meshing portion includes an arc-shaped fifth path that magnetically meshes with the first magnetic path, and an arc-shaped fifth path that has a magnetic pole different from that of the fifth path and magnetically meshes with the second magnetic path. characterized by being formed on the curved surface of rotation by a sixth path,
A motion conversion mechanism according to claim 1 .
前記第1経路が前記第1ギヤの前記第1回転軸に沿った前記中央部から一端面側に向って螺旋状に形成され、前記第2経路が前記一端面側において前記第1経路に連続し、前記一端面側から前記中央部に向って前記平面を中心に前記第1経路と面対称になるように螺旋状に形成されると共に、前記中央部において前記第1経路に連続した第1磁気経路を有し、かつ
前記第1回転軸の周方向に沿って螺旋状に形成された第3経路と、前記第3経路と連続し、前記第3経路が形成された領域とは前記平面を挟んで反対側の領域に、前記平面を中心に前記第3経路と面対称になるように螺旋状に形成された第4経路とを有する第2磁気経路を有し、
前記第3経路は、前記第1ギヤの前記第1回転軸に沿った前記中央部から他端面側に向って螺旋状に形成され、
前記第4経路は、前記他端面側において前記第3経路に連続し、前記他端面側から前記中央部に向って前記平面を中心に前記第3経路と面対称になるように螺旋状に形成されると共に、前記中央部において前記第3経路に連続し、
前記第2噛合部は、前記第1磁気経路に噛合する円弧状の第5経路と前記第2磁気経路に噛合する円弧状の第6経路とにより前記回転曲面に形成されていることを特徴とする、
請求項1に記載の運動変換機構。 The first meshing portion is
The first path is spirally formed from the central portion along the first rotating shaft of the first gear toward one end surface side, and the second path is continuous with the first path on the one end surface side. and is formed spirally from the one end face side toward the central portion so as to be symmetrical with the first path around the plane , and is continuous with the first path at the central portion. A third path having a magnetic path and spirally formed along the circumferential direction of the first rotating shaft, and a region continuous with the third path where the third path is formed are the planes A second magnetic path having a fourth path spirally formed so as to be symmetrical with the third path around the plane in the area on the opposite side across the plane,
the third path is spirally formed from the central portion along the first rotating shaft of the first gear toward the other end surface,
The fourth path is continuous with the third path on the other end surface side, and is spirally formed from the other end surface side toward the central portion so as to be symmetrical with the third path about the plane. and is continuous with the third path at the central portion,
The second meshing portion is formed on the rotationally curved surface by an arcuate fifth path that meshes with the first magnetic path and an arcuate sixth path that meshes with the second magnetic path. do,
A motion conversion mechanism according to claim 1 .
前記第2噛合部は、前記第1噛合部と磁気的に噛合するように前記第5経路と前記第6経路とが異なる磁極となるように形成されていることを特徴とする、
請求項4に記載の運動変換機構。 The first meshing portion is formed such that the first magnetic path and the second magnetic path have different magnetic poles,
The second meshing portion is formed so that the fifth path and the sixth path have different magnetic poles so as to magnetically mesh with the first meshing portion,
5. A motion conversion mechanism according to claim 4.
モータ。 A rotor for driving the first gear of the motion conversion mechanism according to any one of claims 1 to 5,
motor.
前記筐体において、前記第2ギヤが所定角度範囲を超えて回転しないように規制するように突出して形成された突出部と備えることを特徴とする、ワイパモータ。 a housing that supports the motor according to claim 6 and pivotally supports the first gear and the second gear of the motion conversion mechanism;
The wiper motor, wherein the casing includes a projecting portion formed to project so as to prevent the second gear from rotating beyond a predetermined angular range.
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