JPH1134806A - 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、スムーズな動きを確保しながら装置の小型化が
可能な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】 回転の中心位置が固定されてモータ１１
によって回転する第１のギヤ１４と、ギヤ１４にかみ合
ってその周りを回る第２のギヤ１５と、ギヤ１４とは非
係合状態でギヤ１５にかみ合ってこれとともにギヤ１４
の周りを回る第３のギヤ１６と、回転の中心位置が固定
される出力軸２０に連結固定される第１のレバー２１
と、レバー２１に回動自在に連結される第２のレバー２
２と、レバー２２に回動自在に連結されるとともにギヤ
１６の中心部に連結固定されてこれとともに回転する第
３のレバー２３と、を有し、ギヤ１４、１５、１６は、
回転中心の相対的な位置関係が維持されることを特徴と
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９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】このような構成によれば、レバー１１４の
動きをスムーズにするために、ある程度の長さのロッド
１１２が必要である。そうすると、クランクピン１１１
の回転軌跡と、レバー１１４の揺動軌跡と、が離れるた
めに装置が大型化する。

【０００７】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、スムーズな動きを確保しなが
ら装置の小型化が可能な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。

【０００８】

【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、回転の中心位置が固定され
てモータによって回転する第１のギヤと、前記第１のギ
ヤにかみ合って該第１のギヤの周りを回る第２のギヤ
と、前記第１のギヤとは非係合状態で前記第２のギヤに
かみ合って、該第２のギヤとともに前記第１のギヤの周
りを回る第３のギヤと、回転の中心位置が固定される出
力軸に連結固定される第１のレバーと、前記第１のレバ
ーに回動自在に連結される第２のレバーと、前記第２の
レバーに回動自在に連結されるとともに、前記第３のギ
ヤの中心部に連結固定されて該第３のギヤとともに回転
する第３のレバーと、を有し、前記第１、第２及び第３
のギヤは、回転中心の相対的な位置関係が維持されるこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、第１のギヤが回転する
と、第２及び第３のギヤが回転する。すなわち、第２及
び第３のギヤは自転する。また、第３のギヤには、第３
のレバーが連結固定されており、第３のレバーには第１
及び第２のレバーが回動自在に連結され、第１のレバー
は、回転の中心位置が固定される出力軸に連結されてい
る。したがって、第１及び第２のレバー及び出力軸によ
って、第３のレバーの動きが規制され、第２及び第３の
ギヤが第１のギヤの周りを回るようになる。すなわち、
第２及び第３のギヤは、第１のギヤの周りを公転する。

【００１０】ここで、第２のギヤは第１のギヤとかみ合
っているので、その自転と公転の方向が一致する。これ
に対して、第３のギヤは、第１との間に第２のギヤが介
在しているので、自転と公転の方向が反対になる。した
がって、第３のギヤは、例えば右に公転すると、左に自
転する。この動きによって、第３のレバーと第２のレバ
ーとの連結部は移動する。この移動によって、第２のレ
バーが動いて第１のレバーは揺動する。

【００１１】本発明によれば、回転運動の軌跡と揺動運
動の軌跡を接近させ又は重複させることができるので、
装置全体を小型化することができる。

【００１２】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において、前記第２及び第３のギヤ
は、等しい歯数を有し、前記第１のギヤは、前記第２又
は第３のギヤの２倍の歯数を有することを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、歯数について上記構成に
したことで、第１のギヤが１回転すると、第２及び第３
のギヤは、１回転の自転を行って第１のギヤの周りを１
周する。そして、第２及び第３のレバーの連結部は、第
１のギヤが１回転すると一往復する。こうして、第１の
ギヤが１回転すると、出力軸も１回転するようになる。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２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。

【００１５】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。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項３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。

【００１７】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。

【００１８】

【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）〜図４
（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。

【００１９】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、出力軸２０
と、を有し、ウォームホイール１３の回転を、反転する
回転運動として、出力軸２０に伝達するようになってい
る。出力軸２０は、ウォームホイール１３の中心軸と平
行に延びている。

【００２０】ウォームホイール１３には、第１のギヤ１
４が一体的に設けられており、ギヤ１４はウォームホイ
ール１３とともに回転する。第１のギヤ１４には、第２
のギヤ１５がかみ合うようになっており、第２のギヤ１
５には、第３のギヤ１６がかみ合うようになっている。
ただし、第３のギヤ１６は、第１のギヤ１４にはかみ合
わないようになっている。これら第１〜第３のギヤ１
４、１５、１６は、ウォームホイール１３の外形に収ま
る大きさで設けられている。

【００２１】また、第１〜第３のギヤ１４、１５、１６
の回転軸１４ａ、１５ａ、１６ａは、プレート１７に取
り付けられている。したがって、第１〜第３のギヤ１
４、１５、１６は、それぞれの回転軸１４ａ、１５ａ、
１６ａの相対的な位置関係が維持されるようになってい
る。ここで、回転軸１４ａはウォームホイール１３の回
転の中心にもなっている。なお、第３のギヤ１６とその
回転軸１６ａとは固定されており、両者が一体的に回転
するようになっている。

【００２２】さらに、第２及び第３のギヤ１５、１６は
歯数が等しくなっており、第１のギヤ１４は、第２及び
第３のギヤ１５、１６の倍の歯数を有するようになって
いる。

【００２３】出力軸２０は、ウォームホイール１３を挟
んで、ウォーム１２とは反対側に配置されている。出力
軸２０には、第１のレバー２１が連結固定されており、
このレバー２１には第２のレバー２２が連結部２２ａに
よって回動自在に連結され、このレバー２２には第３の
レバー２３が連結部２２ｂによって回動自在に連結され
ている。

【００２４】第３のレバー２３は、第３のギヤ１６の回
転軸１６ａに固定されている。上述したように、回転軸
１６ａはギヤ１６に固定されているので、レバー２３も
ギヤ１６とともに回転するようになっている。また、レ
バー２３の長さは、回転軸１４ａ、１６ａ間の距離に等
しくなっているのが好ましい。

【００２５】本実施形態は、上記のように構成されてお
り、以下その作用を説明する。図１（Ａ）には、出力軸
２０に連結固定されたレバー２１が一方の端部（最も左
側）に揺動した状態が示されている。この状態では、レ
バー２１、２２、２３の間の連結部２２ａ、２２ｂ及び
ギヤ１６の回転軸１６ａが、直線Ｌ上に位置している。
直線Ｌは、ウォームホイール１３及びギヤ１４の回転軸
１４ａ上を通る。また、レバー２２、２３は一直線状に
延びている。このことによって、図１（Ａ）では、回転
軸１４ａから、最も離れた位置にレバー２１が揺動した
状態となっている。

【００２６】この状態を基準位置（０゜）として、ギヤ
１４が左回転すると、ギヤ１５を介して、ギヤ１６が左
回転する。ここで、ギヤ１６の中心にはレバー２３が固
定されている。レバー２３は、レバー２１、２２を介し
て、固定位置の出力軸２０にて動きが規制される。した
がって、ギヤ１６は、自転しながらギヤ１４の周りを公
転する。

【００２７】図１（Ｂ）には、ギヤ１４が左方向に４５
゜回転し、ギヤ１６が左方向に４５゜自転するのととも
に右方向に４５゜公転した状態が示されている。このよ
うに、ギヤ１６とともに回転するレバー２３によって、
レバー２２を介して、レバー２１が右方向に揺動する。
ここで、レバー２３の揺動の中心となる回転軸１６ａ
は、上方に動きながら回転するので、レバー２２、２３
の連結部２２ｂは、直線Ｌ上を移動する。

【００２８】さらに、ギヤ１４が左方向に４５゜回転し
て、図１（Ａ）に示す基準位置から９０゜回転した状態
を図２（Ａ）に示す。同図において、ギヤ１６は、図１
（Ａ）に示す基準位置から左方向に９０゜自転するとと
もに右方向に９０゜公転した状態となっている。また、
ギヤ１６に連結固定されたレバー２３とレバー２２との
連結部２２ｂが、ギヤ１４の回転軸１４ａと重なった状
態となっている。こうして、レバー２３がさらに右方向
に揺動する。

【００２９】さらに、ギヤ１４が左方向に４５゜回転し
て、図１（Ａ）に示す基準位置から１３５゜回転した状
態を図２（Ｂ）に示す。同図において、ギヤ１６は、図
１（Ａ）に示す基準位置から左方向に１３５゜自転する
とともに右方向に１３５゜公転した状態となっている。
また、連結部２２ｂは、回転軸１４ａ上を通る直線Ｌ上
に位置している。

【００３０】さらに、ギヤ１４が左方向に４５゜回転し
て、図１（Ａ）に示す基準位置から１８０゜回転した状
態を図３（Ａ）に示す。同図において、ギヤ１６は、図
１（Ａ）に示す基準位置から左方向に１８０゜自転する
とともに右方向に１８０゜公転した状態となっている。
この状態では、レバー２１、２２、２３の連結部２２
ａ、２２ｂ及び回転軸１６ａが、直線Ｌ上に位置してい
る。また、レバー２２、２３は一直線状に延びている。
この状態では、図１（Ａ）の状態と反対側で、回転軸１
４ａから最も離れた位置（右側）にレバー２１が揺動し
た状態となっている。

【００３１】さらに、ギヤ１４が左方向に４５゜回転し
て、図１（Ａ）に示す基準位置から２２５゜回転した状
態を図３（Ｂ）に示す。同図において、ギヤ１６は、図
１（Ａ）に示す基準位置から左方向に２２５゜自転する
とともに右方向に２２５゜公転した状態となっている。
この状態でも、連結部２２ｂは、回転軸１４ａ上を通る
直線Ｌ上に位置している。そして、レバー２３が左方向
に戻るように揺動する。

【００３２】さらに、ギヤ１４が左方向に４５゜回転し
て、図１（Ａ）に示す基準位置から２７０゜回転した状
態を図４（Ａ）に示す。同図において、ギヤ１６は、図
１（Ａ）に示す基準位置から左方向に２７０゜自転する
とともに右方向に２７０゜公転した状態となっている。
また、連結部２２ｂが、ギヤ１４の回転軸１４ａと重な
った状態となっている。こうして、レバー２３がさらに
左方向に揺動する。

【００３３】さらに、ギヤ１４が左方向に４５゜回転し
て、図１（Ａ）に示す基準位置から３１５゜回転した状
態を図４（Ｂ）に示す。同図において、ギヤ１６は、図
１（Ａ）に示す基準位置から左方向に３１５゜自転する
とともに右方向に３１５゜公転した状態となっている。
この状態でも、連結部２２ｂは、回転軸１４ａ上を通る
直線Ｌ上に位置している。そして、レバー２３が左方向
に戻る。

【００３４】さらに左方向に４５゜回転すると、ギヤ１
４は、図１（Ａ）に示す基準位置に戻る。

【００３５】以上の動作において、出力軸２０に設けら
れたレバー２１の揺動軌跡は、平面視において、ウォー
ムホイール１３と重なるため、装置を小型化することが
できる。また、本実施形態では、レバー２１を揺動させ
るためのレバー２２、２３を短くすることができる。こ
れによっても装置を小型化することができる。

【００３６】次に、図５〜図８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。

【００３７】図５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２０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。

【００３８】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。

【００３９】図６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２０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。

【００４０】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。

【００４１】図７にはワイパ装置ユニット５０の全体が
示され、図８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。

【００４２】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２０にはワイパアーム５２が固定されており、出力軸
２０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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】このルーバ６４は、図８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。

【００４７】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。

【００４８】

【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】図２（Ａ）及び図２（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３】図３（Ａ）及び図３（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４】図４（Ａ）及び図４（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５】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６】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７】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８】図７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９】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。

【符号の説明】

１０ モータアクチュエータ １１ モータ １４ 第１のギヤ １５ 第２のギヤ １６ 第３のギヤ ２０ 出力軸 ２１ 第１のレバー ２２ 第２のレバー ２３ 第３のレバー 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】 回転の中心位置が固定されてモータによ
   って回転する第１のギヤと、 前記第１のギヤにかみ合って該第１のギヤの周りを回る
   第２のギヤと、 前記第１のギヤとは非係合状態で前記第２のギヤにかみ
   合って、該第２のギヤとともに前記第１のギヤの周りを
   回る第３のギヤと、 回転の中心位置が固定される出力軸に連結固定される第
   １のレバーと、 前記第１のレバーに回動自在に連結される第２のレバー
   と、 前記第２のレバーに回動自在に連結されるとともに、前
   記第３のギヤの中心部に連結固定されて該第３のギヤと
   ともに回転する第３のレバーと、 を有し、 前記第１、第２及び第３のギヤは、回転中心の相対的な
   位置関係が維持され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に
   おいて、 前記第２及び第３のギヤは、等しい歯数を有し、 前記第１のギヤは、前記第２又は第３のギヤの２倍の歯
   数を有することを特徴とするモータアクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２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。
4. 【請求項４】 請求項３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。