JPWO2016010023A1 - ブラシレスワイパモータ - Google Patents

Abstract

ステータ３６を有するモータケース部３０と、減速機構ＳＤを有するギヤケース部５０とを、同じ素材により一体成形した。これにより、モータケース部３０に伝達された熱を、ギヤケース部５０を介さずにモータケース部３０から直接外部に放散できる。よって、放熱性を向上させて耐熱強度を高めたブラシレスワイパモータ２０を実現できる。モータケース部３０およびギヤケース部５０をアルミニウム製とすることで、十分な放熱性を確保しつつ厚み寸法を厚くして剛性不足も解消できる。モータケース部３０およびギヤケース部５０を個別に製造する必要が無く、従前のように鋼板をプレス加工等する必要も無い。よって、モータケース部３０およびギヤケース部５０の加工性を向上できる。

Description

本発明は、ウィンドシールド上に設けられるワイパ部材を揺動駆動するブラシレスワイパモータに関する。

従来、自動車等の車両には、ウィンドシールドに付着した雨水等を払拭するワイパ装置が搭載されている。ワイパ装置は、ウィンドシールド上に設けられるワイパ部材と、当該ワイパ部材を揺動駆動させるワイパモータとを備えている。そして、車室内に設けられたワイパスイッチをオン操作することでワイパモータは回転駆動され、これによりワイパ部材がウィンドシールド上で揺動運動して雨水等が払拭される。

このようなワイパモータは、例えば、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたワイパモータ（減速機構付きモータ）は、モータ部と減速部とを備えている。モータ部は、金属製のヨークハウジングを備え、当該ヨークハウジングの内部には、巻線を有するステータが固定されている。また、ステータの内側にはロータが回転自在に設けられている。このように、特許文献１に記載されたワイパモータのモータ部は、ブラシレスモータとなっている。

一方、減速部は、アルミニウム製のギヤハウジングを備え、当該ギヤハウジングの内部には、ロータの回転軸に設けられたウォーム部および当該ウォーム部に噛合されるウォームホイールが収容されている。ウォーム部およびウォームホイールは減速機構を形成し、当該減速機構は、回転軸の回転を減速して高トルク化し、高トルク化された回転をウォームホイールに固定された出力軸から外部に出力する。

特開２０１０−０９３９７７号公報（図３）

ところで、ワイパモータは、軽自動車から大型車両まで様々な大きさの車両等に搭載されるため、その汎用性向上のために小型軽量化が望まれる。また、車両等には様々な電子機器が搭載されるため、ワイパモータの作動時に発生する電気ノイズを可能な限り抑制するのが望ましい。そこで、上述の特許文献１に記載されたワイパモータのように、モータ部にブラシレスモータを採用することが行われる。

しかしながら、上述の特許文献１に記載されたワイパモータ（ブラシレスワイパモータ）によれば、金属製のヨークハウジングと、アルミニウム製のギヤハウジングとを連結するため、ヨークハウジングに伝達された熱のうちの一部がギヤハウジングに伝達され、当該ギヤハウジングを介して外部に放散される。つまり、特許文献１に記載のブラシレスワイパモータにおいては、ヨークハウジングに伝達された熱をより効率良く外部に放散できるよう改良する余地があった。

ここで、ヨークハウジングの放熱性を向上させるために、ヨークハウジングの肉厚を薄くすることが考えられる。しかしながら、この場合には、ヨークハウジングのプレス加工（深絞り加工）が難しくなるばかりか、ヨークハウジングの剛性が不足する等の問題を生じ得る。

本発明の目的は、放熱性を向上させて耐熱強度を高めることができ、かつ剛性不足を解消しつつ加工性を向上させることが可能なブラシレスワイパモータを提供することにある。

本発明の一態様では、ワイパ部材を揺動駆動するブラシレスワイパモータであって、固定子が内側に固定される第１ケース部と、前記固定子の内側に回転自在に設けられる回転子と、前記回転子の回転を前記ワイパ部材に伝達するギヤ機構と、前記第１ケース部と同じ素材で当該第１ケース部に一体成形され、前記ギヤ機構が内部に収容される第２ケース部と、を有する。

本発明の他の態様では、前記第１ケース部および前記第２ケース部のうちの少なくとも何れか一方の外側に、表面積を増やす凹凸部が形成される。

本発明の他の態様では、前記第１ケース部および前記第２ケース部がアルミニウム製である。

本発明の他の態様では、前記第１ケース部には、前記回転子を回転自在に支持する軸受を保持する保持構造が設けられる。

本発明の他の態様では、前記第１ケース部は、前記回転子の軸方向に開口した開口部を備え、前記開口部は、前記回転子が接触しないカバー部材により閉塞される。

本発明の他の態様では、前記固定子の軸方向端部を前記開口部から突出させて設け、前記固定子の軸方向端部を前記カバー部材で覆った。

本発明によれば、固定子が内側に固定される第１ケース部と、ギヤ機構が内部に収容される第２ケース部とを、同じ素材により一体成形するので、第１ケース部に伝達された熱を、第２ケース部を介さずに第１ケース部から直接外部に放散することができる。これにより、放熱性を向上させて耐熱強度を高めたブラシレスワイパモータを実現できる。

また、第１，第２ケース部の素材を、熱伝導率が大きい素材とすることで、十分な放熱性を確保しつつ、第１，第２ケース部の剛性不足を解消できる。

さらに、第１，第２ケース部を、鋳造加工等により一体成形できるので、第１，第２ケース部の加工性を向上させることができる。

本発明に係るブラシレスワイパモータを備えたワイパ装置を示す車両搭載図である。 図１のブラシレスワイパモータを出力軸側から見た斜視図である。 図１のブラシレスワイパモータをギヤカバー側から見た斜視図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図４の破線円Ｂ部の変形例を示す拡大断面図である。 図１のブラシレスワイパモータのモジュラー型ワイパ装置への適用例を示す斜視図である。 実施の形態２のブラシレスワイパモータの組み立て手順を説明する斜視図である。 図７のブラシレスワイパモータの回転軸の軸方向に沿う部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明に係るブラシレスワイパモータを備えたワイパ装置を示す車両搭載図を、図２は図１のブラシレスワイパモータを出力軸側から見た斜視図を、図３は図１のブラシレスワイパモータをギヤカバー側から見た斜視図を、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図を、図５は図４の破線円Ｂ部の変形例を示す拡大断面図を、図６は図１のブラシレスワイパモータのモジュラー型ワイパ装置への適用例を示す斜視図をそれぞれ示している。

図１に示すように、自動車等の車両１０にはフロントウィンドシールド１１が設けられている。車両１０におけるフロントウィンドシールド１１の前端部分には、ワイパ装置１２が搭載されている。このワイパ装置１２は、車室内に設けられたワイパスイッチ（図示せず）をオン操作することで駆動され、これによりフロントウィンドシールド１１に付着した雨水等の付着物（図示せず）が払拭される。

ワイパ装置１２は、ブラシレスワイパモータ２０と、当該ブラシレスワイパモータ２０の揺動運動を各ピボット軸１３ａ，１３ｂに伝達する動力伝達機構１４と、基端側が各ピボット軸１３ａ，１３ｂにそれぞれ固定され、先端側が各ピボット軸１３ａ，１３ｂの揺動運動によりフロントウィンドシールド１１上で往復払拭動作する一対のワイパ部材１５ａ，１５ｂとを備えている。

各ワイパ部材１５ａ，１５ｂは、それぞれ運転席側および助手席側に対応して設けられている。各ワイパ部材１５ａ，１５ｂは、それぞれワイパアーム１６ａ，１６ｂと、各ワイパアーム１６ａ，１６ｂに装着されたワイパブレード１７ａ，１７ｂとから構成されている。

そして、ブラシレスワイパモータ２０を回転駆動することで、ブラシレスワイパモータ２０の揺動運動が動力伝達機構１４を介して各ピボット軸１３ａ，１３ｂに伝達される。これにより、各ピボット軸１３ａ，１３ｂが揺動駆動される。このようにしてブラシレスワイパモータ２０の駆動力が各ワイパ部材１５ａ，１５ｂに伝達され、各ワイパブレード１７ａ，１７ｂによりフロントウィンドシールド１１の各払拭範囲１１ａ，１１ｂ内に付着した付着物が払拭される。

図２ないし図４に示すように、ブラシレスワイパモータ２０は、溶融したアルミ材料を鋳造加工等することで所定形状に形成されたハウジング２１を備えている。ハウジング２１は、第１ケース部としてのモータケース部３０と、第２ケース部としてのギヤケース部５０とを備えている。つまり、ギヤケース部５０は、モータケース部３０と同じ素材（本実施の形態ではアルミ材料）で、当該モータケース部３０に一体成形されている。

モータケース部３０は、略円筒形に形成された円筒本体部３１を備えている。円筒本体部３１の軸方向に沿うギヤケース部５０側には、中心部分にベアリング装着孔３２ａを備えた環状底部３２が一体に設けられている。一方、円筒本体部３１の軸方向に沿うギヤケース部５０側とは反対側には、ロータ３７の軸方向に開口した開口部３３が形成されている。この開口部３３はカバー部材３５によって閉塞されている。

円筒本体部３１は、小径部３１ａおよび大径部３１ｂを備えている。小径部３１ａは、円筒本体部３１の軸方向に沿う環状底部３２側に配置され、大径部３１ｂは、円筒本体部３１の軸方向に沿う開口部３３側に配置されている。そして、円筒本体部３１の径方向内側で、かつ小径部３１ａと大径部３１ｂとの間には、段差部３１ｃが設けられている。また、大径部３１ｂの開口部３３側には、円筒本体部３１の径方向外側に膨出し、カバー部材３５が装着されるカバー装着用鍔部３１ｄが設けられている。

段差部３１ｃには、ステータ３６の軸方向一端側（図４中左側）が当接されている。つまり、段差部３１ｃは、円筒本体部３１の軸方向に対するステータ３６の位置決めを行っている。また、カバー装着用鍔部３１ｄには、円筒本体部３１の軸方向他側（図４中右側）に突出するようにして環状凸部３１ｅが形成されている。この環状凸部３１ｅは、カバー部材３５の環状装着部３５ｂに設けられた環状凹部３５ｄに入り込んでいる。

さらに、カバー装着用鍔部３１ｄの周囲には、当該カバー装着用鍔部３１ｄの径方向外側に突出するようにして、３つの雌ねじ部３１ｆが形成されている。これらの雌ねじ部３１ｆは、カバー装着用鍔部３１ｄの周方向に沿うよう等間隔（１２０度間隔）で配置され、固定ねじＳ１がそれぞれねじ結合されている。

円筒本体部３１の径方向外側には、凹凸部としての複数の冷却フィン３４が一体に設けられている。複数の冷却フィン３４は、円筒本体部３１の外側の表面積を増やし、円筒本体部３１の外側の多くの部位に外気を触れさせて、円筒本体部３１の放熱性を向上させるものである。冷却フィン３４は、図２および図３に示すように、円筒本体部３１の軸方向に複数並べて配置され、かつ円筒本体部３１の周方向に延びるよう設けられている。

ここで、複数の冷却フィン３４は、円筒本体部３１の周方向に沿う出力軸５６側およびギヤカバー６０側の２カ所に配置されている。つまり、複数の冷却フィン３４は、円筒本体部３１の全周に亘って設けていない。これにより、モータケース部３０における十分な放熱性と十分な強度を確保している。ただし、ブラシレスワイパモータの仕様（定格出力等）によっては、円筒本体部３１の全周に亘って冷却フィンを設けることもできる。冷却フィンを円筒本体部３１の全周に設けることで、鋳造加工時の溶融したアルミ材料の流動性を向上させることができ、ひいては生産性の向上を図ることができる。また、冷却フィンを部分的に設けた場合と比べ、モータケース部３０の冷却性を向上させることができ、さらには、円筒本体部３１に雨水が付着した場合、その雨水を流れ易くすることができる。

円筒本体部３１の開口部３３には、カバー部材３５が装着されている。当該カバー部材３５は、プラスチック等の合成樹脂により略円板状に形成され、底壁部３５ａと環状装着部３５ｂとを備えている。底壁部３５ａの中心部分には、円筒本体部３１側（図４中左側）に窪んだ凹部３５ｃが設けられている。この凹部３５ｃは、カバー部材３５の剛性を高める機能、およびブラシレスワイパモータ２０の作動時において底壁部３５ａが共振するのを抑え、異音が発生するのを防止する機能を備えている。このカバー部材３５に設けられた凹部３５ｃには、回転軸３８を含むロータ３７が接触することは無い。

環状装着部３５ｂには、円筒本体部３１の軸方向他側（図４中右側）に窪むようにして環状凹部３５ｄが形成されている。当該環状凹部３５ｄは、カバー装着用鍔部３１ｄに設けられた環状凸部３１ｅが入り込んでいる。このように、円筒本体部３１の環状凸部３１ｅと、カバー部材３５の環状凹部３５ｄとを凹凸係合させることで、両者間にはラビリンス効果が発生する。つまり、円筒本体部３１とカバー部材３５との間の良好なシール性が確保される。ただし、より一層のシール性向上を図る必要がある場合には、円筒本体部３１へのカバー部材３５の組み付け時において、環状凸部３１ｅと環状凹部３５ｄとの間にシール剤を介在させても良い。

環状装着部３５ｂの径方向内側には、環状のステータ当接部３５ｅが設けられている。当該ステータ当接部３５ｅは、ステータ３６の軸方向他端側に当接するようになっている。ステータ当接部３５ｅは、ステータ３６の円筒本体部３１への組み付け時に、段差部３１ｃとともに、円筒本体部３１の軸方向に対するステータ３６の位置決めを行う。なお、ブラシレスワイパモータ２０の作動時において、ステータ３６には、軸方向に移動するような大きな負荷が掛からないため、円筒本体部３１からカバー部材３５が外れることは無い。

環状装着部３５ｂの径方向外側には、当該環状装着部３５ｂの径方向外側に突出するようにして、３つのねじ固定部３５ｆが形成されている。これらのねじ固定部３５ｆは、環状装着部３５ｂの周方向に沿うよう等間隔（１２０度間隔）で配置され、固定ねじＳ１がそれぞれ挿通されている。各固定ねじＳ１は、カバー部材３５を円筒本体部３１に固定するためのもので、各雌ねじ部３１ｆにねじ結合されている。

なお、円筒本体部３１の開口部３３とカバー部材３５との装着関係は、図５に示すようにしても良い。具体的には、円筒本体部３１の軸方向長さを短くし、これによりステータ３６の軸方向端部を開口部３３から突出させている。そして、開口部３３から突出されたステータ３６の軸方向端部をカバー部材３５で覆っている。図５に示す変形例のカバー部材３５においては、図４に示すステータ当接部３５ｅを備えておらず、当該ステータ当接部３５ｅに替えて環状装着部３５ｂの径方向外側に外嵌部３５ｇを設けている。そして、カバー部材３５はステータ３６に当接することが無く、外嵌部３５ｇのカバー装着用鍔部３１ｄへの嵌合（外嵌）により円筒本体部３１に装着される。開口部３３とカバー部材３５との装着関係を図５のようにすることで、円筒本体部３１に対するステータ３６の位置決め（挿入量）を製品毎に誤差無く行えるようになる。また、円筒本体部３１の軸方向長さを短くするので、さらなる軽量化を図ることが可能となる。さらに、カバー部材３５はステータ３６に当接しないので、カバー部材３５が熱で変形するようなことを未然に防げる。

モータケース部３０を形成する円筒本体部３１の内側には、固定子としてのステータ３６が固定されている。ステータ３６は、複数の磁性体である鋼板（図示せず）を積層することで略円筒形に形成され、当該ステータ３６の外周部分は円筒本体部３１に略隙間無く接触されている。したがって、ステータ３６に蓄積された熱は、円筒本体部３１に効率良く伝達される。

ステータ３６には、絶縁体である樹脂製のコイルボビン３６ａが設けられている。このコイルボビン３６ａには、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相（３相）のコイル３６ｂが所定の巻き数で巻装されている。これらのＵ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル３６ｂにおける端部（図示せず）は、スター結線（Ｙ結線）の巻き方となるよう電気的に接続されている。なお、各コイル３６ｂの結線方法としては、スター結線に限らず、例えばデルタ結線（三角結線）等、他の結線方法であっても良い。

そして、各コイル３６ｂのそれぞれには、ギヤカバー６０の内側に装着された制御基板７０のスイッチング素子等の複数の電子部品ＥＰから、所定のタイミングで駆動電流が供給される。これにより、ステータ３６に電磁力が発生し、当該ステータ３６の内側にあるロータ３７が、所定の回転方向に所定の駆動トルクで回転駆動される。

ステータ３６の内側には、所定の隙間（エアギャップ）を介して回転子としてのロータ３７が回転自在に設けられている。ロータ３７は、磁性体である複数の鋼板（図示せず）を積層することにより略円柱形状に形成されている。ロータ３７の表面には、横断面形状が略円弧形状に形成された複数の永久磁石３７ａが装着されている。

複数の永久磁石３７ａは、ロータ３７の周方向に沿って極性が交互に並ぶよう等間隔で配置されている。このように、ブラシレスワイパモータ２０は、ロータ３７の表面に複数の永久磁石３７ａが装着されたＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）構造のブラシレスモータとなっている。ただし、ＳＰＭ構造のブラシレスモータに限らず、ロータ３７に複数の永久磁石を埋め込んだＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）構造のブラシレスモータであっても良い。

ロータ３７の軸心には、回転軸３８が貫通して固定されている。回転軸３８の軸方向に沿う略中央部分は、円筒本体部３１のベアリング装着孔３２ａに装着された第１ボールベアリング（軸受）３９によって回転自在に支持されている。つまり、ロータ３７は第１ボールベアリング３９によって回転自在に支持されている。第１ボールベアリング３９の外輪３９ａは、ベアリング装着孔３２ａに対して、環状のストッパスプリング４０により押圧されて固定されている。ストッパスプリング４０は、環状底部３２に形成されたストッパ固定部３２ｂに圧入により固定される。ここで、モータケース部３０のベアリング装着孔３２ａおよびストッパ固定部３２ｂと、ストッパスプリング４０とは、本発明における保持構造を構成している。

一方、第１ボールベアリング３９の内輪３９ｂは、止め輪やカシメ等（図示せず）によって、回転軸３８の軸方向に沿う略中央部分に固定されている。つまり、第１ボールベアリング３９をベアリング装着孔３２ａに固定することで、回転軸３８は軸方向へ移動不能となる。したがって、ハウジング２１の内側において、回転軸３８は軸方向にがたつくことは無く、ひいてはスムーズに回転することができる。よって、ステータ３６には、当該ステータ３６を軸方向に移動させるような大きな負荷が掛からない。

回転軸３８の軸方向に沿うロータ３７側とは反対側は、ギヤケース部５０を形成するギヤケース本体５１の内側にまで延在されている。そして、回転軸３８の軸方向一端側（図４中左側）は、ギヤケース本体５１のベアリング装着部５１ａに装着された第２ボールベアリング４１により回転自在に支持されている。ここで、第２ボールベアリング４１は、回転軸３８を径方向から支持するだけなので、第１ボールベアリング３９よりも小型となっている。

回転軸３８の軸方向に沿う第１ボールベアリング３９と第２ボールベアリング４１との間には、減速機構（ギヤ機構）ＳＤを形成するウォーム３８ａが一体に設けられている。なお、ウォーム３８ａの外周部分には、ウォームホイール５５のギヤ歯５５ａに噛み合う螺旋状のウォーム歯（図示せず）が形成されている。

ギヤケース本体５１は、有底の略バスタブ形状に形成され、底部５２，側壁部５３および開口部５４を備えている。底部５２は、回転軸３８を挟む一方側（図４中上側）において、円筒本体部３１の環状底部３２に一体化されている。また、円筒本体部３１の環状底部３２における回転軸３８を挟む他方側（図４中下側）は、開口部５４の一部を形成している。

ギヤケース本体５１の内側には、ウォームホイール５５が回転自在に収容されている。ウォームホイール５５は、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）プラスチック等の合成樹脂により略円板状に形成され、外周部分にはギヤ歯５５ａが形成されている。ウォームホイール５５のギヤ歯５５ａには、ウォーム３８ａのウォーム歯が噛み合わされている。ウォームホイール５５はウォーム３８ａとともに、ギヤケース本体５１の内部に収容された減速機構ＳＤを構成している。

ウォームホイール５５の軸心には、出力軸５６の基端側が固定され、当該出力軸５６は、ギヤケース本体５１の底部５２に一体に設けられたボス部５２ａにより回転自在に支持されている。出力軸５６の先端側は、ギヤケース本体５１の外側に延在され、出力軸５６の先端部分には、動力伝達機構１４（図１参照）が固定される。これにより、回転軸３８の回転速度が減速機構ＳＤによって減速され、減速されて高トルク化された出力が、出力軸５６から動力伝達機構１４に伝達される。よって、各ワイパ部材１５ａ，１５ｂ（図１参照）が揺動駆動される。このように、減速機構ＳＤは、ロータ３７の回転を、動力伝達機構１４を介して各ワイパ部材１５ａ，１５ｂに伝達するようになっている。

図２および図３に示すように、ギヤケース本体５１の周囲には、３つの取り付け脚５７が一体に設けられ、これらの取り付け脚５７には、それぞれゴムブッシュ５８が装着されている。これにより、ブラシレスワイパモータ２０を車両１０に取り付けた際に、ブラシレスワイパモータ２０の振動が車両１０に伝達され難くなる。また、これとは逆に、車両１０の振動もブラシレスワイパモータ２０に伝達され難くなる。

ギヤケース本体５１を形成する底部５２の外側には、図２に示すように、凹凸部としての３つの冷却フィン５２ｂが一体に設けられている。これらの冷却フィン５２ｂは、制御基板７０（図４参照）に実装された、特に発熱し易いスイッチング素子（図示せず）の近傍に配置される。これにより、スイッチング素子に蓄積された熱をギヤケース本体５１の外部に素早く放散することができ、ひいては制御基板７０の全体の放熱性が向上する。

ギヤケース本体５１の開口部５４は、プラスチック等の合成樹脂よりなるギヤカバー６０によって密閉されている。ギヤカバー６０は、図３に示すように３つの固定ねじＳ２によりギヤケース本体５１に固定されている。ギヤカバー６０の内側には、図４に示すように、ロータ３７の回転を制御する制御基板７０が固定されている。制御基板７０には、ギヤカバー６０に設けたコネクタ接続部６１（図３参照）に接続される車両１０側の外部コネクタ（図示せず）を介して、車載バッテリ（図示せず）およびワイパスイッチが電気的に接続されている。

制御基板７０には、回転軸３８の回転状態（回転方向や回転数等）を検出する回転検出センサ７１が実装されている。ここで、回転検出センサ７１としては、磁界を検出するホールセンサ（ホールＩＣ）が用いられる。回転検出センサ７１は、回転軸３８に固定されて回転軸３８とともに回転するセンサマグネットＭＧと対向している。ここで、センサマグネットＭＧは、その周方向に交互に極性が現れるようになっている。これにより、センサマグネットＭＧの回転に伴い、回転検出センサ７１からは、パルス信号が出力される。

そして、制御基板７０に実装されたＣＰＵ（図示せず）が、回転検出センサ７１からのパルス信号を監視する。これにより、ＣＰＵは各ワイパブレード１７ａ，１７ｂ（図１参照）の作動状態（位置や速度等）を把握して、ブラシレスワイパモータ２０を回転駆動する。

次に、以上のように形成したブラシレスワイパモータ２０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。

ワイパスイッチがオン操作されると、ブラシレスワイパモータ２０が回転駆動される。このとき、制御基板７０に実装されたＣＰＵは、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル３６ｂに対応したスイッチング素子を、順次オン／オフ制御する。これにより、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル３６ｂのそれぞれに、ステータ３６の周方向に向けて順次電磁力が発生する。よって、永久磁石３７ａが装着されたロータ３７が、所定の回転速度で所定の回転方向に駆動される。

そして、例えば、豪雨時等においてワイパスイッチを「Ｈｉ（高速）」に切り換え、モータ出力を高めてブラシレスワイパモータ２０を高速駆動し、かつ当該状態を、約２時間（長時間）継続させた場合を想定する。これは、ワイパ装置１２（図１参照）を、比較的高負荷で連続運転させた動作状況である。

この動作状況においては、各コイル３６ｂは直ぐに高温となるが、各コイル３６ｂに蓄積された熱は、ステータ３６，円筒本体部３１および各冷却フィン３４を介して外部に効率良く放散される。また、制御基板７０に実装された複数のスイッチング素子においても、高速でオン／オフ制御されるため、各コイル３６ｂと同様に直ぐに高温となるが、各スイッチング素子に蓄積された熱は、底部５２および３つの冷却フィン５２ｂを介して外部に効率良く放散される。

ここで、本願構造と従前構造とで、同じ動作状況のもとでコイルの温度を比較してみた。すると、本願構造においては、モータケース部３０とギヤケース部５０とをアルミ材料で一体成形したので放熱性が大幅に向上し、各コイル３６ｂの温度は「約８０℃」であった。一方、従前構造においては、モータケースが鉄製であるため本願構造に比して放熱性が悪く、各コイルの温度は「約１４０℃」であった。また、本願構造におけるモータケース部３０の温度は「約６０℃」であり、従前構造における鉄製のモータケースの温度は「約１００℃」であった。

以上詳述したように、本実施の形態に係るブラシレスワイパモータ２０によれば、ステータ３６が内側に固定されるモータケース部３０と、減速機構ＳＤが内部に収容されるギヤケース部５０とを、同じ素材により一体成形したので、モータケース部３０に伝達された熱を、ギヤケース部５０を介さずにモータケース部３０から直接外部に放散することができる。これにより、放熱性を向上させて耐熱強度を高めたブラシレスワイパモータ２０を実現できる。

また、モータケース部３０およびギヤケース部５０の素材を、熱伝導率が大きいアルミニウム製としたので、十分な放熱性を確保できる。十分な放熱性を確保できるので、モータケース部３０およびギヤケース部５０の厚み寸法を厚くして、剛性不足も解消できる。

さらに、モータケース部３０およびギヤケース部５０を、鋳造加工等により一体成形できるので、モータケース部３０およびギヤケース部５０を個別に製造する必要が無くなる。また、従前のように鋼板をプレス加工等する必要も無くなるので、モータケース部３０およびギヤケース部５０の加工性を向上させることができる。

ここで、ブラシレスワイパモータ２０は、モジュラー型ワイパ装置にも良好に適用することが可能である。以下、ブラシレスワイパモータ２０のモジュラー型ワイパ装置への適用例（変形例）について、図６を用いて説明する。

ブラシレスワイパモータ２０においては、図２に示すように、雌ねじ部３１ｆおよびねじ固定部３５ｆ、つまり円筒本体部３１およびカバー部材３５の径方向外側に出っ張った部分を、ギヤケース部５０のボス部５２ａから距離Ｌの分、離間させて配置することができる。また、ブラシホルダ等を設ける必要が無い分、円筒本体部３１の軸方向寸法を詰めることができる。これにより、ブラシレスワイパモータ２０の投影面積範囲ＰＡを略正方形にして、かつ投影面積範囲ＰＡの内側における略中心部分に、当該部分を横切るスペースＳＰを確保することができる。

したがって、図６に示すように、モジュラー型ワイパ装置８０のパイプフレーム８１を、スペースＳＰを横切るようにして配置することができる。つまり、ブラシレスワイパモータ２０を、当該ブラシレスワイパモータ２０の略重心となる位置で、パイプフレーム８１に固定することができる。よって、重量バランスに優れたモジュラー型ワイパ装置８０を実現できる。なお、モジュラー型ワイパ装置８０に適用されるブラシレスワイパモータ２０は、取り付け脚５７（図２参照）を備えておらず、図示しない取付ブラケットによりパイプフレーム８１に固定される。

そして、パイプフレーム８１の長手方向両側には、第１，第２ピボット８２ａ，８２ｂが固定され、これらの第１，第２ピボット８２ａ，８２ｂは、第１，第２ピボット軸８３ａ，８３ｂを回動自在に支持している。第１，第２ピボット軸８３ａ，８３ｂの基端部には、出力軸５６の揺動運動を第１，第２ピボット軸８３ａ，８３ｂに伝達する動力伝達機構８４が設けられている。第１，第２ピボット軸８３ａ，８３ｂの先端部には、各ワイパアーム１６ａ，１６ｂ（図１参照）の基端部が固定される。

動力伝達機構８４は、出力軸５６に固定されるクランクアーム８４ａと、第１，第２ピボット軸８３ａ，８３ｂの基端部に固定される一対の駆動レバー８４ｂ，８４ｃと、各駆動レバー８４ｂ，８４ｃ間に設けられる連結ロッド８４ｄと、一方の駆動レバー８４ｃとクランクアーム８４ａとの間に設けられる駆動ロッド８４ｅとから構成される。

次に、本発明の実施の形態２について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７は実施の形態２のブラシレスワイパモータの組み立て手順を説明する斜視図を、図８は図７のブラシレスワイパモータの回転軸の軸方向に沿う部分断面図を、それぞれ示している。

図７および図８に示すように、実施の形態２に係るブラシレスワイパモータ９０は、実施の形態１に比して、第１ボールベアリング３９（図４参照）のベアリング装着孔３２ａに対する固定構造のみが異なっている。具体的には、実施の形態１では、図４に示すように、環状のストッパスプリング４０を、回転軸３８に予め組み付けておき、第１ボールベアリング３９のベアリング装着孔３２ａへの装着方向（回転軸３８の軸方向）と同じ方向からストッパ固定部３２ｂに圧入し、これによりベアリング装着孔３２ａに第１ボールベアリング３９を固定していた。

これに対し、実施の形態２では、図７および図８に示すように、回転軸３８とは別体のストッパ部材９１を用いることで、第１ボールベアリング３９をベアリング装着孔３２ａに固定している。ここで、ストッパ部材９１は、ベアリング装着孔３２ａの近傍に設けられたストッパ部材装着部９２に、圧入により固定される。なお、ベアリング装着孔３２ａおよびストッパ部材装着部９２と、ストッパ部材９１とは、本発明における保持構造を構成している。

ストッパ部材９１は、鋼板をプレス加工等することで略Ｕ字形状に形成される。ストッパ部材９１は、ストッパ部材装着部９２に差し込まれる一対のベアリング押圧部９１ａを有している。一対のベアリング押圧部９１ａの間には、回転軸３８との干渉を避ける切欠部９１ｂが設けられている。また、ストッパ部材９１には、各ベアリング押圧部９１ａをストッパ部材装着部９２に差し込む際に、押圧治具（図示せず）によって押さえ付けられる治具当て部９１ｃが設けられている。この治具当て部９１ｃの延在方向は、各ベアリング押圧部９１ａの延在方向に対して、略直角方向に向けられている。

そして、第１ボールベアリング３９をベアリング装着孔３２ａに組み付けるには、まず、図７の矢印（１）に示すように、回転軸３８のウォーム３８ａ側を、円筒本体部３１側からベアリング装着孔３２ａに臨ませる。そして、ウォーム３８ａをベアリング装着孔３２ａに対して通過させ、第１ボールベアリング３９をベアリング装着孔３２ａに装着する。次いで、図７の二点鎖線矢印（２）に示すように、回転軸３８の軸方向と交差する方向から、ストッパ部材９１をストッパ部材装着部９２に臨ませる。そして、押圧治具を治具当て部９１ｃに当てつつ、ストッパ部材９１をストッパ部材装着部９２に向けて押圧する。これにより、図８に示すように、回転軸３８の軸方向に沿うベアリング装着孔３２ａが形成される部分とストッパ部材９１との間に、第１ボールベアリング３９が挟持され、ギヤケース本対５１に対するウォーム３８ａ（回転軸３８）の組み付けが完了する。

次いで、図７の矢印（３）に示すように、出力軸５６（図４参照）の先端側をギヤケース本体５１の内側からボス部５２ａ（図４参照）に差し込む。このとき、ウォームホイール５５を正逆回転方向に揺動させて、ギヤ歯５５ａをウォーム３８ａに噛み合わせるようにする。これにより、ギヤケース本体５１の正規位置にウォームホイール５５が収容される。このようにして、ギヤケース本体５１の内側に、ウォーム３８ａおよびウォームホイール５５よりなる減速機構ＳＤが収容される。

以上のように形成した実施の形態２においても、実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態２においては、ストッパ部材９１を、回転軸３８の軸方向と交差する方向からストッパ部材装着部９２に装着するので、減速機構ＳＤの動作時において、回転軸３８に大きな軸力が作用した場合であっても、回転軸３８の軸方向への移動やがたつきを確実に防止することができる。

本発明は上記各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ことは言うまでもない。上記各実施の形態においては、モータケース部３０とギヤケース部５０とを同じ素材のアルミニウム製とし、鋳造加工により一体成形したものを示したが、本発明はこれに限らず、他の素材の金属材料を用い、かつ他の加工方法でモータケース部とギヤケース部とを一体成形しても良い。

また、上記各実施の形態においては、モータケース部３０およびギヤケース部５０の双方に、凹凸部としての冷却フィン３４，５２ｂを設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、モータケース部３０およびギヤケース部５０のうちの何れか一方に冷却フィンを設けても良い。この場合、ブラシレスワイパモータの全体の放熱性低下を抑制すべく、ブラシレスワイパモータの作動時においてより高温となる方に冷却フィンを設けるのが望ましい。

さらに、上記各実施の形態においては、凹凸部としての冷却フィン３４を、円筒本体部３１の周方向に延在するよう部分的に設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、円筒本体部３１の軸方向に延在するよう冷却フィンを設けても良い。さらには、円筒本体部３１の外側に、例えば、凹凸部として無数の細かい窪み（ディンプル）を形成しても良く、要は、円筒本体部３１の外側の表面積を増やせる凹凸部であれば、その形状や設ける個数は問わない。

また、上記各実施の形態においては、開口部３３を閉塞するカバー部材３５を、プラスチック等の合成樹脂で形成したものを示したが、本発明はこれに限らず、鉄やアルミ等、他の素材でカバー部材を形成しても良い。さらに、上記各実施の形態では、カバー部材３５を３つの固定ねじＳ１で固定したが、円筒本体部３１に対するカバー部材３５の固定強度はそれほど高くしなくて良い。したがって、２つの固定ねじで固定したり、係合爪の係合によりワンタッチで固定したり、さらにはカバー部材そのものを開口部にねじ結合させたりしても良い。また、カバー部材３５と円筒本体部３１との間の気密性が保持されていれば良い。

さらに、上記各実施の形態においては、動力伝達機構１４，８４を備えるワイパ装置１２，８０を示したが、本発明はこれに限らず、ワイパモータ２０の揺動運動を各ピボット軸１３ａ，１３ｂ，８３ａ，８３ｂに伝達する過程で、動力伝達機構１４，８４を備えていなくても良い。この場合、各ピボット軸１３ａ，１３ｂ，８３ａ，８３ｂに動力を伝達するために、各ピボット軸１３ａ，１３ｂ，８３ａ，８３ｂに対応したワイパモータをそれぞれ備えることとなる。

また、上記各実施の形態においては、ブラシレスワイパモータ２０，９０を、車両１０のフロントウィンドシールド１１を払拭するワイパ装置１２の駆動源に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、車両のリヤワイパ装置の駆動源や、鉄道車両，船舶あるいは建設機械等のワイパ装置の駆動源にも適用することができる。

ブラシレスワイパモータは、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置の駆動源として用いられ、ワイパアームを揺動駆動してウィンドシールドに付着した雨水等を払拭するために用いられる。

Claims (6)

1. ワイパ部材を揺動駆動するブラシレスワイパモータであって、
   固定子が内側に固定される第１ケース部と、
   前記固定子の内側に回転自在に設けられる回転子と、
   前記回転子の回転を前記ワイパ部材に伝達するギヤ機構と、
   前記第１ケース部と同じ素材で当該第１ケース部に一体成形され、前記ギヤ機構が内部に収容される第２ケース部と、
   を有する、ブラシレスワイパモータ。
2. 請求項１記載のブラシレスワイパモータにおいて、
   前記第１ケース部および前記第２ケース部のうちの少なくとも何れか一方の外側に、表面積を増やす凹凸部が形成される、ブラシレスワイパモータ。
3. 請求項１記載のブラシレスワイパモータにおいて、
   前記第１ケース部および前記第２ケース部がアルミニウム製である、ブラシレスワイパモータ。
4. 請求項１記載のブラシレスワイパモータにおいて、
   前記第１ケース部には、前記回転子を回転自在に支持する軸受を保持する保持構造が設けられる、ブラシレスワイパモータ。
5. 請求項１記載のブラシレスワイパモータにおいて、
   前記第１ケース部は、前記回転子の軸方向に開口した開口部を備え、前記開口部は、前記回転子が接触しないカバー部材により閉塞される、ブラシレスワイパモータ。
6. 請求項５記載のブラシレスワイパモータにおいて、
   前記固定子の軸方向端部を前記開口部から突出させて設け、前記固定子の軸方向端部を前記カバー部材で覆った、ブラシレスワイパモータ。

Images