JPH1134805A - モータアクチュエータ及びワイパ装置ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リンク機構を有するモータアクチュエータに
おいて、出力軸の角速度の急激な変化をなくす手段及び
これを用いたワイパ装置ユニットを提供することにあ
る。 【解決手段】 モータ１１によって回転するクランク１
４と、出力軸１５に連結固定されるレバー１６と、クラ
ンク１４とレバー１６とを回転自在に連結するロッド１
７と、を含み、クランク１４の回転運動をレバー１６の
揺動運動に変換して伝達し、レバー１６とロッド１７と
の連結部１６ａは、レバー１６が揺動角を形成する両端
に位置するときにクランク１４の回転の中心を通る直線
Ｌの上に位置し、この直線Ｌをはさんで出力軸１５とは
反対側において、揺動軌跡を描き、モータ１１は、クラ
ンク１４とロッド１７との連結部１４ａが、直線Ｌより
も連結部１６ａの揺動軌跡が描かれる側において半円軌
跡を往復するように、正逆回転することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リンク機構を内蔵
するモータアクチュエータ及びこれを用いたワイパ装置
ユニットに関する。

【０００２】

【発明の背景】ワイパ装置のように、所定角度での揺動
運動を必要とする装置には、リンク機構が用いられてい
る。例えば、実開平４−６９３５８号公報には、モータ
の回転を、ウォーム及びウォームホイールにて減速し、
リンク機構によって揺動運動に変える装置が開示されて
いる。

【０００３】図７は、リンク機構によって回転運動を揺
動運動へ変換してワイパを駆動する作用を説明する図で
ある。同図において、クランクピン１１１が点Ｏを中心
として回転し、このクランクピン１１１に回動自在に連
結されたロッド１１２と、出力軸１１３に固定されたレ
バー１１４とが、連結部１１５にて回動自在に連結され
て、リンク機構が構成されている。また、出力軸１１３
には、ワイパアーム１１６が固定され、ワイパアーム１
１６にはワイパブレード１１７が固定されている。

【０００４】そして、クランクピン１１１が、ａの位置
を始点（０゜）として９０゜ずつ左回りしてｂ（９０
゜）、ｃ（１８０゜）、ｄ（２７０゜）、ａ（３６０
°）の位置へと回転すると、連結部１１５は、ａ´、ｂ
´、ｃ´、ｄ´、ａ′の位置に移動する。ａ´及びｃ´
の位置でレバー１１４の揺動角が形成される。このａ´
及びｃ´の位置は、クランクピン１１１の回転軌跡の中
心点０を通る直線上に位置している。したがって、レバ
ー１１４は、クランクピン１１１の回転軌跡の直径に対
応する揺動角、すなわち最大の揺動角を得られるように
なっている。

【０００５】レバー１１４の揺動に対応して、ワイパア
ーム１１６を介してワイパブレード１１７が揺動する。
図において、クランクピン１１１がａの位置にあるとき
にワイパブレード１１７はａ″の位置になり、クランク
ピン１１１がｃの位置にあるときにワイパブレード１１
７はｃ″の位置になる。これらａ″及びｃ″の位置で、
ワイパブレード１１７は反転する。

【０００６】このような構成において、レバー１１４が
一方の端（ａ′の位置）から他方の端（ｃ′の位置）へ
と揺動するときの中間点Ｐは、クランクピン１１１がａ
の位置からｃの位置へと移動するときの中間位置ｂに対
応するｂ′からα゜ずれている。ただし、このα゜は、
比較的小さいために無視することができる。

【０００７】一方、クランクピン１１１がｃの位置から
ａの位置へと移動するときの中間点ｄに対応するｄ′
は、Ｐからβ゜ずれており、このβ゜の値はα゜よりも
かなり大きい。このβ゜のずれは、ｄの位置にあるクラ
ンクピン１１１が、連結部１１５の揺動軌跡から遠いこ
とで生じる。そして、β゜のずれは、レバー１１４が連
結される出力軸１１３の角速度に変化をもたらす。

【０００８】図８は、上記クランクピン１１１の位置と
出力軸１１３の角速度との関係を示す図である。クラン
クピン１１１と出力軸１１３との関係は、なめらかなｓ
ｉｎカーブを描くことが好ましい。しかし、同図に示す
ように、クランクピン１１１がｃの位置からｄの位置に
回転するきには、二点鎖線で示すｓｉｎカーブから外れ
て、急激に角速度が速くなっている。そうすると、ワイ
パブレード１１７は、反転位置となるｃ″の位置から急
激に速度が早くなるため、出力軸１１３とワイパアーム
１１６との連結部等に大きな衝撃が加わりガタや異常音
が発生する虞があった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、リンク機構を有するモータ
アクチュエータにおいて、出力軸の角速度の急激な変化
をなくす手段及びこれを用いたワイパ装置ユニットを提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、モータによって回転するク
ランクと、出力軸に連結固定されるレバーと、前記クラ
ンクと前記レバーとを回転自在に連結するロッドと、を
含み、前記クランクの回転運動を前記レバーの揺動運動
に変換して伝達し、前記レバーと前記ロッドとの連結部
は、前記レバーが揺動角を形成する両端に位置するとき
に前記クランクの回転の中心とともに略直線上に位置
し、この直線をはさんで前記出力軸とは反対側におい
て、揺動軌跡を描き、前記モータは、前記クランクと前
記ロッドとの連結部が、前記直線よりも前記揺動軌跡が
描かれる側において半円軌跡を往復するように、正逆回
転することを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、レバーとロッドとの連結
部が、レバーが揺動角を形成する両端に位置するときに
クランクの回転の中心とともに略直線上に位置する。つ
まり、クランクの直径に対応して、レバーの揺動角が得
られる。これによって、レバーが最大の揺動角を得られ
るので、出力軸の回転角度も最大となる。

【００１２】また、本発明では、モータが正逆回転す
る。そして、レバーとロッドとの連結部による揺動軌跡
が描かれる側において、クランクとロッドとの連結部
は、半円軌跡を往復する。つまり、クランクは、レバー
とロッドとの連結部による揺動軌跡に近い側において回
転する。こうすることで、クランクとロッドとの連結部
が、レバーとロッドとの連結部に近くなる。そして、ク
ランクの回転角度と、レバーの揺動角度がほぼ対応する
ようになり、レバーの揺動速度の急激な変化がなくな
る。こうして、出力軸の角速度の急激な変化をなくすこ
とができる。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載のモ
ータアクチュエータと、このモータアクチュエータによ
って往復回動運動するワイパアームと、このワイパアー
ムに回動自在に連結されるロッドと、このロッドに回動
自在に連結されて前記ワイパアームと平行に駆動される
他のワイパアームと、車両のボディの一部を構成するボ
ディ板と、を含み、前記ボディ板には、前記モータアク
チュエータ及び少なくとも前記２つのワイパアームが取
り付けられることを特徴とする。

【００１４】本発明によれば、上述したモータアクチュ
エータの出力軸から、所定角度で反転する回転運動を得
ることができる。これを利用して、ワイパアームが往復
回動運動する。また、ワイパアームにロッドが連結され
ており、このロッドに他のワイパアームが取り付けられ
ており、複数のワイパアームが駆動されるようになって
いる。さらに、ボディ板にモータアクチュエータ及びワ
イパアームが取り付けられているので、このワイパ装置
ユニットの一部がボディを構成し、これらの構成がユニ
ット化されているので、取付作業が簡略化される。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項２記載のワ
イパ装置ユニットにおいて、前記ボディ板に取り付けら
れるウォッシャ装置を含むことを特徴とする。

【００１６】本発明によれば、ウォッシャ装置の取付作
業も簡略化することができる。

【００１７】請求項４記載の発明は、リンク機構を内蔵
して出力軸が正逆回転するモータアクチュエータと、こ
のモータアクチュエータによって往復回動運動するワイ
パアームと、車両のボディの一部を構成するボディ板
と、を含み、前記ボディ板には、前記モータアクチュエ
ータ及び少なくとも前記ワイパアームが取り付けられる
ことを特徴とする。

【００１８】本発明によれば、モータアクチュエータが
リンク機構を内蔵しているので、その出力軸から、所定
角度で反転する回転運動を得ることができる。これを利
用して、ワイパアームが往復回動運動する。また、ボデ
ィ板にモータアクチュエータ及びワイパアームが取り付
けられているので、このワイパ装置ユニットの一部がボ
ディを構成し、これらの構成がユニット化されているの
で、取付作業が簡略化される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して説明する。図１（Ａ）及び図
１（Ｂ）は、本発明の実施形態に係るモータアクチュエ
ータの概略図である。モータアクチュエータ１０は、モ
ータ１１によって回転するウォーム１２と、このウォー
ム１２によって回転するウォームホイール１３と、ウォ
ームホイール１３とともに回転するクランク１４と、出
力軸１５と、この出力軸１５に連結固定されるレバー１
６と、クランク１４とレバー１６とを連結するロッド１
７とが、ケース１８に収容されて構成される。ケース１
８には、図示しないカバーが被せられる。

【００２０】ロッド１７は、連結部１４ａによってクラ
ンク１４と回動自在に連結されるとともに、連結部１６
ａによってレバー１６と回動自在に連結されている。そ
して、クランク１４が回転すると、ロッド１７を介して
レバー１６が揺動するようになっている。

【００２１】また、連結部１６ａは、レバー１６が揺動
角を形成する両端に位置するとき、すなわち図１（Ａ）
の位置及び図１（Ｂ）の位置にあるとき、クランク１４
の回転の中心を通る直線Ｌ上に位置する。言い換える
と、クランク１４が、１８０°回転すると、連結部１６
ａは、一方の揺動端から他方の揺動端へと移動する。

【００２２】このように構成することで、クランク１４
とロッド１７との連結部１４ａの回転軌跡の直径に対応
して、レバー１６が大きな揺動角を得ることができる。

【００２３】また、上記構成によれば、レバー１６とロ
ッド１７とを連結する連結部１６ａは、直線Ｌをはさん
で、出力軸１５とは反対側で揺動軌跡を描く。

【００２４】本実施形態では、レバー１６が揺動するこ
とで、出力軸１５の往復回転運動を得ることができる。
その作用を以下説明する。

【００２５】図２は、本発明の実施形態に係るモータア
クチュエータの作用を説明する図である。ここで、モー
タアクチュエータ１０の出力軸１５には、ワイパアーム
２２が取り付けられており、出力軸１５の往復回転運動
によって、ワイパアーム２２は揺動する。そして、ワイ
パアーム２２に取り付けられたワイパブレード２４が所
定位置で反転するようになっている。

【００２６】本実施形態では、モータ１１が正逆回転す
る。図１に示す制御回路２０は、モータ１１を正逆回転
させるために設けられる。正逆回転のためには、ウォー
ムホイール１３の回転位置の検出手段を設けて、その検
出結果に応じて制御回路２０がモータ１１を回転させる
ことが好ましい。

【００２７】モータ１１の正逆回転は、図２に示すよう
に、連結部１４ａが半円軌跡を描くように行われる。詳
しくは、連結部１４ａは、直線Ｌを境として、連結部１
６ａの揺動軌跡が描かれる側で、半円軌跡を往復する。
あるいは、直線Ｌを境として、連結部１６ａが描く揺動
軌跡の中間点Ｐ側で、連結部１４ａは半円軌跡を描く。

【００２８】モータ１１の正逆回転によって、連結部１
４ａは、半円（１８０゜）の軌跡の一端となるαの位置
から、中間位置βを経て、半円（１８０゜）の軌跡の他
端γの位置へと移動する。これに対応して、連結部１６
ａは、揺動軌跡の一端となるα´の位置から、β´の位
置を経て、揺動軌跡の他端となるγ´の位置へと移動す
る。そして、ワイパブレード２４は、α″の位置又は
γ″の位置で反転する。

【００２９】ここで、連結部１４ａが中間位置βにある
ときに、連結部１６ａのβ´の位置は、連結部１６ａの
揺動軌跡の中間点Ｐとほぼ一致するようになっている。
したがって、連結部１６ａの揺動速度に急激な変化がな
くなる。そして、レバー１６が、急激に変化せずに揺動
するので、出力軸１５の角速度にも急激な変化がない。

【００３０】このような作用は、直線Ｌを境として、連
結部１６ａの揺動軌跡が描かれる側とは反対側を、連結
部１４ａが通らないことで得られる。つまり、連結部１
４ａは、連結部１６ａに近い側においてのみ移動する。
このことで、連結部１４ａの移動の中間点と、連結部１
６ａの移動の中間点とをほぼ一致させて、出力軸１５の
角速度の急激な変化を避けることができる。

【００３１】こうして、出力軸１５とワイパアーム２２
との連結部等に大きな負担を与えずに、ワイパブレード
２４による払拭作用を行うことができる。

【００３２】次に、図３〜図６は、本発明の実施形態に
係るワイパ装置ユニットを示す図である。これらのワイ
パ装置ユニットは、いずれも自動車のワイパ装置を構成
するためのものである。

【００３３】図３に示すワイパ装置ユニット３０は、上
述したモータアクチュエータ１０を含む。すなわち、モ
ータアクチュエータ１０の出力軸１５にレバー３２が固
定されており、このレバー３２が揺動するようになって
いる。レバー３２には、リンク３４が回動自在に連結さ
れ、リンク３４には、ワイパアーム３６が回動自在に連
結されている。ワイパアーム３６は、ボディに固定する
ための回転軸３６ａを有している。以上の構成によっ
て、ワイパアーム３６を往復回動運動させることができ
る。また、レバー３２には、他のワイパアームを駆動す
るためのロッド３８が回動自在に連結されている。

【００３４】このワイパ装置ユニット３０は、ワイパア
ーム３６を駆動するための機構が備えられているので、
ボディへの取付作業が簡略化される。

【００３５】図４に示すワイパ装置ユニット４０も、モ
ータアクチュエータ１０が使用され、一対のワイパアー
ム４２、４４を有する。すなわち、モータアクチュエー
タ１０の出力軸１５にレバー４６が固定されており、こ
のレバー４６が揺動するようになっている。レバー４６
には、一対のロッド４１、４３が回動自在に連結され、
ロッド４１、４３には、ワイパアーム４２、４４が回動
自在に連結されている。ワイパアーム４２、４４は、ボ
ディに固定される回転軸４２ａ、４４ａを有している。
以上の構成によって、一対のワイパアーム４２、４４を
往復回動運動させることができる。

【００３６】このワイパ装置ユニット４０は、一対のワ
イパアーム４２、４４を駆動するための機構が備えられ
ているので、さらにボディへの取付作業が簡略化され
る。

【００３７】図５にはワイパ装置ユニット５０の全体が
示され、図６には、ワイパ装置ユニット５０を自動車の
ボディに取り付けた状態の概略が示されている。

【００３８】ワイパ装置ユニット５０も、モータアクチ
ュエータ１０を含む。モータアクチュエータ１０の出力
軸１５にはワイパアーム５２が固定されており、出力軸
１５によって直接ワイパアーム５２を往復回動運動させ
るようになっている。なお、ワイパアーム５２には、ワ
イパブレード５３が取り付けられている。

【００３９】ワイパアーム５２には、ロッド５６の一方
の端部が回動自在に連結されている。ロッド５６の他方
の端部は、別のワイパアーム５４に回動自在に連結され
ている。このワイパアーム５４は、回転軸５４ａを有し
ている。そして、一方のワイパアーム５２が往復回動運
動すると、ロッド５６を介して、他方のワイパアーム５
４も往復回動運動する。なお、ワイパアーム５４にもワ
イパブレード５５が取り付けられている。

【００４０】さらに、ワイパ装置ユニット５０は、ウォ
ッシャノズル６０、給水部６２、並びに図示しないウォ
ッシャタンク及びウォッシャモータ等からなるウォッシ
ャ装置を含む。

【００４１】以上の構成は、ボディの一部を構成するル
ーバ６４によってユニット化されている。すなわち、モ
ータアクチュエータ１０は、ルーバ６４の裏面に固定さ
れており、ワイパアーム５４の回転軸５４ａもルーバ６
４に固定されており、ウォッシャノズル６０や給水部６
２もルーバ６４に取り付けられている。なお、ルーバ６
４は樹脂にて成形してもよく、その場合には、ウォッシ
ャノズル６０や給水部６２を一体的に成形することがで
きる。

【００４２】このルーバ６４は、図６に示すように、フ
ロントウインドガラス６６に取り付けられるとともに、
エンジンフード６８によって一部が覆われるようになっ
ている。特に、ロッド５６並びにウォッシャノズル６０
及び給水部６２の上方をエンジンフード６８が覆うよう
になっている。

【００４３】本実施形態によれば、ワイパ装置及びウォ
ッシャ装置が一体化されていることに加えて、ルーバ６
４がボディの一部を構成するので、これらの取付作業が
簡略化される。なお、輸送の便宜を図るために、ワイパ
アーム５４とロッド５６との連結を外しておいて、ワイ
パアーム５２、５４を重ねておいてもよい。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、本発明の実施形
態に係るモータアクチュエータの概略図である。

【図２】本発明の実施形態に係るモータアクチュエータ
の作用を説明する図である。

【図３】本発明の実施形態に係るワイパ装置ユニットを
示す図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係るワイパ装置ユニッ
トを示す図である。

【図５】本発明のさらに別の実施形態に係るワイパ装置
ユニットを示す図である。

【図６】図５に示すワイパ装置ユニットをボディに取り
付けた状態を示す概略図である。

【図７】従来のリンク機構によって回転運動を揺動運動
へ変換してワイパを駆動する作用を説明する図である。

【図８】クランクピンの位置と出力軸の角速度との関係
を示す図である。

【符号の説明】

１０ モータアクチュエータ １１ モータ １４ クランク １４ａ 連結部 １５ 出力軸 １６ レバー １６ａ 連結部 １７ ロッド ２２ ワイパアーム ２４ ワイパブレード ３０、４０、５０ ワイパ装置ユニット ３６、４２、４４、５２、５４ ワイパアーム ３８、５６ ロッド ６４ ルーバ（ボディ板） ６０ ウォッシャノズル ６２ 給水部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータによって回転するクランクと、出
   力軸に連結固定されるレバーと、前記クランクと前記レ
   バーとを回転自在に連結するロッドと、を含み、前記ク
   ランクの回転運動を前記レバーの揺動運動に変換して伝
   達し、 前記レバーと前記ロッドとの連結部は、前記レバーが揺
   動角を形成する両端に位置するときに前記クランクの回
   転の中心とともに略直線上に位置し、この直線をはさん
   で前記出力軸とは反対側において、揺動軌跡を描き、 前記モータは、前記クランクと前記ロッドとの連結部
   が、前記直線よりも前記揺動軌跡が描かれる側において
   半円軌跡を往復するように、正逆回転することを特徴と
   するモータアクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモータアクチュエータ
   と、このモータアクチュエータによって往復回動運動す
   るワイパアームと、このワイパアームに回動自在に連結
   されるロッドと、このロッドに回動自在に連結されて前
   記ワイパアームと平行に駆動される他のワイパアーム
   と、車両のボディの一部を構成するボディ板と、を含
   み、 前記ボディ板には、前記モータアクチュエータ及び少な
   くとも前記２つのワイパアームが取り付けられることを
   特徴とするワイパ装置ユニット。
3. 【請求項３】 請求項２記載のワイパ装置ユニットにお
   いて、 前記ボディ板に取り付けられるウォッシャ装置を含むこ
   とを特徴とするワイパ装置ユニット。
4. 【請求項４】 リンク機構を内蔵して出力軸が正逆回転
   するモータアクチュエータと、このモータアクチュエー
   タによって往復回動運動するワイパアームと、車両のボ
   ディの一部を構成するボディ板と、を含み、 前記ボディ板には、前記モータアクチュエータ及び少な
   くとも前記ワイパアームが取り付けられることを特徴と
   するワイパ装置ユニット。