(57)【要約】【課題】同一形状のウォームホイールが用いられているにもかかわらず、車種に合わせて様々な角度で出力軸を揺動回転させることが可能であり、かつ、ワイパアームの停止位置が異なる複数の車両に搭載可能なワイパ用減速機付き電動モータを提供する。【解決手段】ウォームホイール２３のおもて面２３ｂには、径方向外側に向けて放射状に形成された凹形状の取り付け溝（２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ）が形成されており、取り付け溝（２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ）の内壁には、ウォームホイールの中央に設けられた挿通孔の中心からの距離がそれぞれ異なる複数の取り付け手段（２３ｈ、２３ｈ、２３ｈ）が設けられており、連結部材２４は、取り付け手段（２３ｈ、２３ｈ、２３ｈ）の少なくともいずれか一つの取り付け手段２３ｈと互いに結合され、取り付け溝（２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ）の内壁に取り付けられている。【選択図】図３
2010213464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータハウジングと、
前記モータハウジングの内壁に取り付けられた複数のマグネットと、
前記モータハウジングの内側に回転自在に配置され、ウォームが一体形成された回転軸を有するアーマチュアとを備える電動モータと、
有底のバスタブ形状に形成され、前記電動モータが取り付けられ、前記電動モータに備わるウォームが内側に挿入されるギヤケースと、
前記ギヤケースの内側に配置され、円盤形状に形成され、中央に挿通孔が設けられ、前記挿通孔にて前記モータケースの底部に取り付けられたウォームホイール軸に回転自在に軸支され、前記ウォームと噛み合わされるウォームホイールと、
前記ウォームホイールのおもて面に配置され、連結孔が形成された連結部材と、
プレート部および前記プレート部の一端に一体形成されたセクタギヤ部を有し、前記連結部材に備えられている前記連結孔に挿入される第１のピンにより、前記プレート部の他端が前記連結部材に軸支されている動力伝達部材と、
前記動力伝達部材に備えられているセクタギヤ部に噛み合わされ、出力軸が取り付けられているピニオンギヤと、
長手形状に形成され、前記ピニオンギヤに取り付けられている前記出力軸に一端が軸支され、第２のピンにより前記セクタギヤ部と他端が軸支される連結プレートとを有する減速機とを備えるワイパ用減速機付き電動モータにおいて、
前記ウォームホイールのおもて面には、径方向外側に向けて放射状に形成された凹形状の取り付け溝が形成されており、前記取り付け溝の内壁には、前記ウォームホイールの中央に設けられた前記挿通孔の中心からの距離がそれぞれ異なる複数の取り付け手段が設けられており、前記連結部材は、前記取り付け手段の少なくともいずれか一つの取り付け手段と互いに結合され、前記取り付け溝の内壁に取り付けられていることを特徴とするワイパ用減速機付き電動モータ。
【請求項２】
前記ワイパ用減速機付き電動モータにおいて、
前記ウォームホイールには前記取り付け溝が複数形成されており、
前記連結部材は、前記ウォームホイールに形成されている前記複数の取り付け溝のうちいずれか一つの取り付け溝に取り付けられており、
前記ウォームホイールが配置される前記ギヤケースの底部には、導電性材料から形成される複数の電気端子が互いに近接して設けられ、
前記ウォームホイールのうら面には、薄板の導電性材料により略円環形状に形成され、前記電気端子に摺接し、一部に前記電気端子間の通電を制御する通電制御部が一体形成されているリレープレートが一体的に取り付けられ、前記電気端子と前記リレープレートに備けられている前記通電制御部とが互いに略重なり合う位置で前記ウォームホイールが回転を停止することを特徴とする請求項１に記載のワイパ用減速機付き電動モータ。
【請求項３】
前記ワイパ用減速機付き電動モータにおいて、
前記ウォームホイールに形成されている前記複数の取り付け溝の数は４であり、前記複数の取り付け溝は第１から第４の取り付け溝からなることを特徴とする請求項２に記載のワイパ用減速機付き電動モータ。
【請求項４】
前記ワイパ用減速機付き電動モータにおいて、
前記第２の取り付け溝は、前記第１の取り付け溝に対し、前記ウォームホイールに形成された前記挿通孔を挟み対向する位置に配置され、
前記第４の取り付け溝は、前記第３の取り付け溝に対し、前記ウォームホイールに形成された前記挿通孔を挟み対向する位置に配置され、
前記第３の取り付け溝は、前記第１の取り付け溝に対し、予め定められた角度離間した位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のワイパ用減速機付き電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両等に設けられるワイパアームを揺動運動させる駆動装置として用いられるワイパ用減速機付き電動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に従来例として示すワイパ用減速機付き電動モータは、車両等に設けられるワイパ（図示せず）を揺動運動させる駆動装置として用いられている。減速機付き電動モータ１００は、電動モータ１１０と、電動モータ１１０が取り付けられている減速機１２０とを備えている。そして、減速機付き電動モータ１００の減速機１２０に設けられた出力軸１２７にワイパに備えられているワイパアーム（図示せず）の取り付け部（アームヘッド）が取り付けられ、ワイパは、減速機付き電動モータ１００の出力軸１２７の揺動回転により揺動運動される。
【０００３】
電動モータ１１０は、磁性材料より形成されており、有底筒形状のモータハウジング１１１と、モータハウジング１１１の内側に回転自在に配置され、回転軸１１３ａを有するアーマチュア１１３とを備えている。
【０００４】
モータハウジング１１１は、筒形状のヨーク部１１１ａと、モータハウジング１１１の底を形成する底部１１１ｂとを有しており、ヨーク部１１１ａの内壁には複数のマグネット１１２が取り付けられ、底部１１１ｂにはアーマチュア１１３に備えられている回転軸１１３ａの一端１１３ｅが軸支されている。
【０００５】
アーマチュア１１３は、ペンシル形状の回転軸１１３ａと、回転軸１１３ａに取り付けられ、複数のティース１１３ｆを備えるアーマチュアコア１１３ｂと、アーマチュアコア１１３ｂに備えられているティース１１３ｆに巻装されたアーマチュアコイル１１３ｃとを備えるとともに、アーマチュアコア１１３ｂに近接した位置にて回転軸１１３ａに取り付けられているコンミテータ１１３ｄとを備える。そして、回転軸１１３ａの他端１１３ｇには、ウォーム１１６が回転軸１１３bに一体形成されている。なお、アーマチュアコア１１３ｂは、薄板状の磁性材料を複数枚積層し形成されている。
【０００６】
モータハウジング１１１の開口側には、ヨーク部１１１ａに比して内径が大きいブラシハウジング部１１１ｃが一体形成され、ブラシハウジング部１１１ｃの内壁には、屈折形状の板バネ１１４、１１４が配置されている。板バネ１１４には、コンミテータ１１３ｄに摺接するブラシ１１５が取り付けられている。そして、外部電源からの電流が板バネ１１４、ブラシ１１５、コンミテータ１１３ｄを介して、アーマチュア１１３のアーマチュアコイル１１３ｃに供給される。
【０００７】
次に、電動モータ１１０が取り付けられている減速機１２０について説明する。減速機１２０は、樹脂材料より形成されている有底のバスタブ形状のギヤケース１２１と、それぞれギヤケース１２１の内側に配置されたウォームホイール１２３、動力伝達部材１２５、連結プレート１２６およびピニオンギヤ１２８とを備える。
【０００８】
バスタブ形状のギヤケース１２１の底部１２１ａには、金属材料より形成されている円柱形状のウォームホイール軸１２２が取り付けられ、ウォームホイール軸１２２には、ウォームホイール１２３が回転自在に取り付けられている。そして、ウォーム１１６の外壁に形成された平歯１１６ａと、ウォームホイール１２３の外壁に形成された外歯１２３ａとが互いに噛み合う位置に、ウォームホイール１２３は配置されている。
【０００９】
このように、ウォーム１１６に形成された平歯１１６ａと、ウォームホイール１２３に形成された外歯１２３ａとが互いに噛み合うことにより、電動モータ１１０に備えられているアーマチュア１１３の回転が、回転軸１１３ａから順にウォーム１１６、ウォームホイール１２３へと伝達され、アーマチュア１１３の回転によりウォームホイール１２３が回転される。なお、このウォームホイール１２３の回転は、ウォーム１１６に形成された外歯１１６ａとウォームホイール１２３に形成された平歯１２３ａとの間で減速される。
【００１０】
図６に示すように、ウォームホイール１２３には、凸形状の連結部１２４がウォームホイール１２３の中央に形成された挿通孔１２３ｂから径方向外側に向けて一体形成され、連結部１２４には連結孔１２４ａが形成されている。連結孔１２４ａは、ウォームホイール１２３の挿通孔１２３ｂからオフセットした位置に形成され、このオフセットの量は、挿通孔１２３ｂの中心線L１から連結孔１２４ａの中心線L２までの距離Dである。連結孔１２４ａは、ウォームホイール１２３の回転により、この距離Dを半径とする円周を移動する。
【００１１】
平板形状の金属材料にて形成された動力伝達部材１２５は、長手形状のプレート部１２５ｂと、プレート部１２５ｂに一体形成された扇形状のセクタギヤ部１２５ｃとを備えている。セクタギヤ部１２５ｃの外壁には平歯１２５ｆが形成され、平歯１２５ｆのピッチ円中心には、セクタギヤ軸１２５ｄが取り付けられる。そして、プレート部１２５ｂの端部１２５ｅには連結軸１２５ａが取り付けられている。
【００１２】
動力伝達部材１２５に備えられている連結軸１２５ａは、ウォームホイール１２３に形成された連結孔１２４ａに摺動自在に勘合され、連結軸１２５ａは、ウォームホイール１２３の回転により、距離Dを半径とする円周上を移動する。
【００１３】
ピニオンギヤ１２８には出力軸１２７が取り付けられており、動力伝達部材１２５に備えられているセクタギヤ軸１２５ｄと、ピニオンギヤ１２８に取り付けられている出力軸１２７との間に、連結プレート１２６が配置され、連結プレート１２６の一端１２６ａに形成された挿通孔１２６ｂにはセクタギヤ軸１２５ｄが摺動自在に勘合されているとともに、連結プレート１２６の他端１２６ｃに形成された挿通孔１２６ｄには出力軸１２７が摺動自在に勘合されている
【００１４】
上記のように、セクタギヤ軸１２５ｄと出力軸１２７との間に連結プレート１２６が配置されることにより、セクタギヤ軸１２５ｄと出力軸１２７との距離は一定に保たれる。そのため、セクタギヤ部１２５ｃの外壁に形成された平歯１２５ｇとピニオンギヤ１２８の外壁に形成された平歯１２５ｈとは、所定の噛み合い状態にて接触し、離れることはない。
【００１５】
次に、減速機付き電動モータ１００の動作について説明する。連結軸１２５ａとセクタギヤ軸１２５ｄとは動力伝達部材１２５に備えられているプレート部１２５ｂにより連結され、セクタギヤ軸１２５ｄと出力軸１２７とは連結プレート１２６により連結されている。そのため、上記のように、ウォームホイール１２３の回転により、動力伝達部材１２５に備えられている連結軸１２５ａが、ウォームホイール軸１２２を中心とする距離Dを半径とする円周上を移動すると、動力伝達部材１２５と連結プレート１２６とは互いの角度が増減するリンク動作を行う。
【００１６】
動力伝達部材１２５と連結プレート１２６とがリンク動作を行うと同時に、セクタギヤ部１２５ｃに形成された平歯１２５ｇとピニオンギヤ１２８の外壁に形成された平歯１２５ｈは所定の噛み合い状態にて接触している。そのため、動力伝達部材１２５と連結プレート１２６とのリンク動作により、ピニオンギヤ１２８は揺動回転する。
【００１７】
上記のピニオンギヤ１２８の揺動回転において、ウォームホイール１２３が回転し、連結軸１２５ａと出力軸１２７の軸間距離が最も大きくなったときには、ピニオンギヤ１２８は一の方向に最も大きく回転し、連結軸１２５ａと出力軸１２７の軸間距離が最も小さくなったときには、ピニオンギヤ１２８は一の方向と逆の他の方向に最も大きく回転する。
【００１８】
このように、ウォームホイール１２３の回転により、ピニオンギヤ１２８およびピニオンギヤ１２８に取り付けられた出力軸１２７は、一の方向と他の方向に回転方向が交互に切り換えられる揺動回転する。この出力軸１２７の揺動回転により、出力軸１２７に取り付けられたワイパアームは揺動運動される。
【００１９】
減速機付き電動モータ１００はワイパアームを揺動運動する駆動装置として様々な種類の車両に搭載られ、減速機付き電動モータ１００により揺動運動されるワイパアームの払拭角度は車種ごとに異なる。そのため、減速機付き電動モータ１００に備えられている出力軸１２７は、搭載される車両に合わせて様々な角度で揺動回転する必要がある。すなわち、出力軸１２７の揺動角度を可変させることが求められる。
【００２０】
図６に示すように、出力軸１２７の揺動角度は、ウォームホイール１２３の挿通孔１２３ｂの中心線L１と、連結軸１２５ａが挿入される連結孔１２４ａの中心線L２との距離Dを増減することにより調整することができる。揺動角度を大きくしたい場合には距離Dを大きくし、揺動角度を小さくしたい場合には距離Dを小さくすることにより、出力軸１２７の揺動角度を調整することができる。
【００２１】
さらに、車両に搭載されるワイパは、作動指令スイッチ等によりワイパの動作をオフとした後に、運転者の視界を遮らないように一の方向から逆の他の方向にワイパアームが反転する反転位置に停止されることが求められる。そのため、ワイパが取り付けられる減速機付き電動モータ１００に備えられている出力軸１２７は、ワイパの動作をオフとした後に反転位置に停止されることが求められる。
【００２２】
そのため、図５に示すように、ギヤケース１２１の底部１２１ａのウォームホイール１２３が配置される位置には、導電性材料から形成された３つのコンタクトプレート（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ）が設けられている。また、図５および図７に示すように、ウォームホイール１２３の裏面１２３ｃには、導電性材料から形成されたリレープレート１２９が取り付けられている。
【００２３】
そして、コンタクトプレート１３０ｂとリレープレート１２９とはウォームホイール１２３の回転時に常時接触する。それに対し、コンタクトプレート１３０ａとリレープレート１２９とはウォームホイール１２３が一回転するときに所定の角度だけ一度非接触状態となり、コンタクトプレート１３０ｃとリレープレート１２９とはウォームホイール１２３が一回転するときに所定の角度だけ一度接触状態となる。
【００２４】
次に、リレープレート１２９とコンタクトプレート（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ）が設けられていることにより、作動指令スイッチ等によりワイパの動作をオフとした後に減速機付き電動モータ１００に備えられている出力軸１２７が、所定の反転位置で停止することを説明する。
【００２５】
減速機付き電動モータ１００が動作中、すなわち、ウォームホイール１２３が回転中に、作動指令スイッチ等によりワイパの動作をオフする指令が外部からなされると、順に、外部電源から、アーマチュアコイル１１３ｃ、コンタクトプレート１３０ｂ、リレープレート１２９、コンタクトプレート１３０ａ、接地へと電気回路が形成され、この電気回路により電動モータ１００に備えられているアーマチュアコイル１１３ｃには外部から電流が供給され、アーマチュア１１３は、コンタクトプレート１３０ａとリレープレート１２９とが非接触状態となる位置まで回転する。
【００２６】
そして、ウォームホイール１２３の回転により、コンタクトプレート１３０ａとリレープレート１２９とが非接触状態となるとその後遅滞なく、コンタクトプレート１３０ｃとリレープレート１２９とが接触状態となる。コンタクトプレート１３０ｃとリレープレート１２９とが接触状態となると、順に、アーマチュアコイル１１３ｃ、コンタクトプレート１３０ｃ、リレープレート１２９、コンタクトプレート１３０ｂから、再度アーマチュアコイル１１３ｃへと閉回路の電気回路が形成される。
【００２７】
このようにアーマチュアコイル１１３ｃを含む閉回路の電気回路が形成されるといわゆるアーマチュアショートの状態となり、アーマチュアコイル１１３ｃには、制動電流が流れるとともに、アーマチュアコイル１１３ｃが備えられているアーマチュア１１３には、発電制動力が作用される。このアーマチュア１１３に作用する発電制動力により、アーマチュア１１３は回転を停止し、出力軸１２７、ワイパの動作をオフとした後に所定の反転位置に停止される。
【００２８】
上記のように、連結軸１２５ａと出力軸１２７の軸間距離が最も大きくなったときには、ピニオンギヤ１２８は一の方向に最も大きく回転し、連結軸１２５ａと出力軸１２７の軸間距離が最も小さくなったときには、ピニオンギヤ１２８は一の方向と逆の他の方向に最も大きく回転する。すなわち、連結軸１２５ａと出力軸１２７の軸間距離が最も大きくなったとき、又は、連結軸１２５ａと出力軸１２７の軸間距離が最も大きくなったときが反転位置となる。
【００２９】
ワイパアームを反転位置にて停止するためには、ウォームホイール１２３に対するリレープレート１２９の回転取り付け位置は、連結軸１２５ａと出力軸１２７の軸間距離が最も大きくなる位置でウォームホイール１２３が停止する位置、または、連結軸１２５ａと出力軸１２７の軸間距離が最も小さくなる位置でウォームホイール１２３が停止する位置の２つのうち、ワイパアームが設けられる車両の設定により１つに限られる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開平１０−１５７４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、減速機付き電動モータ１００に備えられている出力軸１２７は車種に合わせて様々な角度で揺動回転する必要がある。このため、ウォームホイール軸７が挿入される挿通孔１２３ｂと、連結軸１２５ａが挿入される連結孔１２４ａとの距離Dを車種に合わせて増減することが求められる。そのため、車種ごとに距離Dを変更した多種類のウォームホイールを設計、製作する必要があり、ウォームホイールの開発コストおよび製造コストは高価なものなる。
【００３２】
さらに、上記のようにウォームホイール１２３に対するリレープレート１２９の回転取り付け位置は、連結軸１２５ａと出力軸１２７の軸間距離が最も大きくなる位置でウォームホイール１２３が停止する位置、または、連結軸１２５ａと出力軸１２７の軸間距離が最も小さくなる位置でウォームホイール１２３が停止する位置の２つのうち、車両の設定により１つに限られる。
【００３３】
そのため、車両の設定により、リレープレート１２９の回転取り付け位置が、この軸間距離が最も大きくなる位置でウォームホイール１２３を停止させる位置のみならず、この軸間距離が最も小さくなる位置でウォームホイール１２３を停止させる位置に設定される場合には、ウォームホイール１２３もそれに対応して設計し、製作する必要がある。この結果、ウォームホイール１２３の製造コスト等はさらに高価なものなる。
【００３４】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、同一形状のウォームホイールが用いられているにもかかわらず、車種に合わせて様々な角度で出力軸を揺動回転させることが可能であり、かつ、ワイパアームの停止位置が異なる複数の車両に搭載可能なワイパ用減速機付き電動モータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明の請求項１に記載のワイパ用減速機付き電動モータは、モータハウジングと、モータハウジングの内壁に取り付けられた複数のマグネットと、モータハウジングの内側に回転自在に配置され、ウォームが一体形成された回転軸を有するアーマチュアとを備える電動モータと、有底のバスタブ形状に形成され、前記電動モータが取り付けられ、前記電動モータに備わるウォームが内側に挿入されるギヤケースと、ギヤケースの内側に配置され、円盤形状に形成され、中央に挿通孔が設けられ、挿通孔にてモータケースの底部に取り付けられたウォームホイール軸に回転自在に軸支され、ウォームと噛み合わされるウォームホイールと、ウォームホイールのおもて面に配置され、連結孔が形成された連結部材と、プレート部およびプレート部の一端に一体形成されたセクタギヤ部を有し、連結部材に備えられている連結孔に挿入される第１のピンにより、プレート部の他端が連結部材に軸支されている動力伝達部材と、動力伝達部材に備えられているセクタギヤ部に噛み合わされ、出力軸が取り付けられているピニオンギヤと、長手形状に形成され、ピニオンギヤに取り付けられている出力軸に一端が軸支され、第２のピンによりセクタギヤ部と他端が軸支される連結プレートとを有する減速機とを備えるワイパ用減速機付き電動モータにおいて、ウォームホイールのおもて面には、径方向外側に向けて放射状に形成された取り付け溝が形成されており、取り付け溝の内壁には、ウォームホイールの中央に設けられた挿通孔の中心からの距離がそれぞれ異なる複数の取り付け手段が設けられており、連結部材は、複数の取り付け手段のいずれか一つの取り付け手段と互いに結合され、取り付け溝の内壁に取り付けられている。
【００３６】
減速機に備えられている連結部材は、ウォームホイールの取り付け溝に設けられた複数の取り付け手段のうち、選択的にいずれか一つの取り付け手段と互いに結合させることが可能である。そのため、ウォームホイールの中央に設けられた挿通孔の中心から連結部材までの距離を選択的に増減させることができ、ワイパ用減速機付き電動モータの出力軸の揺動角度を選択的に増減させることができる。従って、同一形状の一種類のウォームホイールで、車種に合わせて様々な揺動角度で出力軸を揺動回転させること可能となる。
【００３７】
本発明の請求項２に記載のワイパ用減速機付き電動モータは、請求項１に記載の前記ワイパ用減速機付き電動モータにおいて、前記ウォームホイールには前記取り付け溝が複数形成されており、前記連結部材は、前記ウォームホイールに形成されている前記複数の取り付け溝のうちいずれか一つの取り付け溝に取り付けられており、前記ウォームホイールが配置される前記ギヤケースの底部には、導電性材料から形成される複数の電気端子が互いに近接して設けられ、前記ウォームホイールのうら面には、薄板の導電性材料により略円環形状に形成され、前記電気端子に摺接し、円環形状の一部に前記電気端子間の通電を制御する通電制御部が一体形成されているリレープレートが一体的に取り付けられ、前記電気端子と前記リレープレートに備けられている前記通電制御部とが互いに略重なり合う位置で前記ウォームホイールが回転を停止する。
【００３８】
減速機に備えられている連結部材は、ウォームホイールに設けられた複数の取り付け溝のうち、選択的にいずれか一つの取り付け溝に取り付けられることが可能である。そのため、複数の電気端子と、リレープレートの円環形状の一部に一体形成されている通電制御部とが重なり合い、ウォームホイールが予め定められた所定の位置で回転を停止したでも、連結部材は選択的に自由な位置で停止することが可能である。
【００３９】
連結部材の停止位置により、ワイパ用減速機付き電動モータの出力軸に取り付けられるワイパアームの停止位置は定まる。ワイパアームの停止位置は、連結部材が選択的に自由な位置で停止させることが可能であるため、ウォームホイールの種類を増やすことなく、ワイパアームの停止位置を自由に設定することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、ワイパ用減速機付き電動モータの出力軸の揺動角度を選択的に増減させることができる。そのため、数種のウォームホイールを用いることなく同一形状のウォームホイールにより、ワイパアームが取り付けられる出力軸を、車種に合わせて様々な角度で揺動回転させることが可能である。
【００４１】
ワイパアームの停止位置は、連結部材が選択的に自由な位置で停止させることが可能であるため、ウォームホイールの種類を増やすことなく、ワイパアームの停止位置を自由に設定することができる。そのため、数種のウォームホイールを用いることなく同一形状のウォームホイールにより、ワイパアームの停止位置が異なる複数の車両に搭載可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態におけるワイパ用減速機付き電動モータの断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるウォームホイールのうら面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるウォームホイールへの連結部材の取り付けを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態におけるウォームホイールのおもて面図である。
【図５】従来例におけるワイパ用減速機付き電動モータの断面図である。
【図６】従来例におけるウォームホイールの斜視図である。
【図７】図６にてA方向から見たウォームホイールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
次に、この発明の実施形態のワイパ用減速機付電動モータを図１に基づいて説明する。図１に示すワイパ用減速機付き電動モータ（以下「減速機付電動モータ」という。）１は、車両に設けられ、車両の窓ガラスを払拭するワイパ（図示せず）を揺動運動させる駆動装置として用いられる。減速機付き電動モータ１は、電動モータ１０と、電動モータ１０が取り付けられている減速機２０とを備えている。そして、減速機２０に設けられた出力軸２７にワイパに備えられているワイパアーム（図示せず）のアームヘッド（取り付け部）が取り付けられ、ワイパは、減速機付き電動モータ１により揺動運動される。
【００４４】
電動モータ１０は、磁性材料より形成されており、有底筒形状のモータハウジング１１１と、モータハウジング１１の内側に回転自在に配置され、回転軸１３ａを有するアーマチュア１３とを備えている。
【００４５】
モータハウジング１１は、筒形状のヨーク部１１ａと、底部１１ｂとを有しており、ヨーク部１１ａの内壁には複数のマグネット１２が取り付けられ、底部１１ｂにはアーマチュア１３に備えられている回転軸１３ａの一端１３ｅが軸支されている。
【００４６】
アーマチュア１３は、棒形状の回転軸１３ａと、回転軸１３ａに取り付けられ、複数のティース１３ｆを備えるアーマチュアコア１３ｂと、アーマチュアコア１３ｂに備えられているティース１３ｆに巻装されたアーマチュアコイル１３ｃとを備えるとともに、アーマチュアコア１３ｂに近接した位置にて回転軸１３ａに取り付けられているコンミテータ１３ｄとを備える。そして、回転軸１３ａの他端１３ｇには、ウォーム１６が回転軸１３bに一体形成されている。
【００４７】
モータハウジング１１の開口側には、ヨーク部１１ａに比して内径が大きいブラシハウジング部１１ｃが一体形成され、ブラシハウジング部１１ｃの内壁には、屈折形状の板バネ１４、１４が配置されている。そして、板バネ１４には、コンミテータ１３ｄに摺接するブラシ１１５が取り付けられている。
【００４８】
次に、電動モータ１０が取り付けられている減速機２０について説明する。減速機２０は、アルミダイキャストにより形成されている有底のバスタブ形状のギヤケース２１と、ギヤケース２１の内側に配置されたウォームホイール２３、動力伝達部材２５、連結プレート２６およびピニオンギヤ２８とを備える。
【００４９】
バスタブ形状のギヤケース２１の底部２１ａには、金属材料より形成されている円柱形状のウォームホイール軸２２が取り付けられ、ウォームホイール軸２２には、樹脂材料から形成され、円盤形状のウォームホイール２３が回転自在に取り付けられている。そして、ウォーム１６の外壁に形成された平歯１６ａと、ウォームホイール２３の外壁に形成された外歯２３ａとが互いに噛み合う位置に、ウォームホイール２３は配置されている。
【００５０】
このように、ウォーム１６に形成された平歯１６ａと、ウォームホイール２３に形成された外歯２３ａとが互いに噛み合うことにより、電動モータ１０に備えられているアーマチュア１３の回転が、回転軸１３ａに形成されたウォーム１６からウォームホイール２３へと伝達され、アーマチュア１３の回転によりウォームホイール２３が回転される。なお、このウォームホイール２３の回転は、ウォーム１６に形成された外歯１６ａとウォームホイール２３に形成された平歯２３ａとの間で減速される。
【００５１】
ウォームホイール２３のおもて面２３ｂには、中央に挿通孔２４ａが形成された略円筒形状の連結部材２４が配置されており、ウォームホイール１２３の回転により、所定の円周上を運動する。なお、ウォームホイール２３および連結部材２４の形状等の詳細については後述する。
【００５２】
平板形状の金属材料にて形成された動力伝達部材２５は、長手形状のプレート部２５ｂと、プレート部２５ｂに一体形成された扇形状のセクタギヤ部１２５ｃとを備え、プレート部１２５ｂに一体形成されたセクタギヤ部１２５ｃの外壁に形成されたピッチ円中心には、セクタギヤ軸（第２のピン）２５ｄが取り付けられる。そして、プレート部１２５ｂの端部２５ｅには連結軸（第１のピン）２５ａが取り付けられている。
【００５３】
動力伝達部材１２５に備えられている連結軸（第１のピン）２５ａは、ウォームホイール２３のおもて面２３ｂに配置された連結部材２４に形成された挿通孔２４ａに摺動自在に勘合されている。
【００５４】
ピニオンギヤ２８には出力軸２７が取り付けられており、動力伝達部材２５に備えられているセクタギヤ軸（第２のピン）２５ｄと、ピニオンギヤ２８に取り付けられている出力軸２７との間に、連結プレート１２６が配置され、連結プレート２６の一端２６ａに形成された挿通孔２６ｂにはセクタギヤ軸２５ｄが摺動自在に勘合されているとともに、連結プレート２６の他端２６ｃに形成された挿通孔２６ｄには出力軸２７が摺動自在に勘合されている
【００５５】
上記のように、セクタギヤ軸（第２のピン）２５ｄと出力軸２７との間に連結プレート２６が配置されることにより、セクタギヤ軸１２５ｄと出力軸２７との距離は一定に保たれる。そのため、セクタギヤ部２５ｃの外壁に形成された平歯２５ｆとピニオンギヤ１２８の外壁に形成された平歯２５ｈとは、離れることなく所定の噛み合い状態にて当接する。
【００５６】
次に、減速機付き電動モータ１に備えられている減速機２０の動作について説明する。動力伝達部材２４の端部２５ｅに取り付けられている連結軸（第１のピン）２５ａは、ウォームホイール２３の回転により、ウォームホイール２３の挿通孔２３ｃを中心する円周上を回転移動する。この連結軸（第１のピン）２５ａの回転移動により、セクタギヤ軸（第２のピン）のより互いに回転自在に連結されている動力伝達部材２５および連結プレート２６は、リンク動作を行う。
【００５７】
このリンク動作は、連結軸（第１のピン）２５ａの回転移動が回転により、動力伝達部材２５と連結プレート２６との相対的な角度が増大し減少する運動が連続的に繰り返される。そして、連結軸（第１のピン）２５ａが一回転するときに、この相対的な角度が増大し減少する一連の運動が一度行われる。
【００５８】
動力伝達部材２５および連結プレート２６のリンク動作により、動力伝達部材２５のセクタギヤ部２５ｃは、セクタギヤ軸（第２のピン）２５ｄを中心とする揺動回転をする。そして、セクタギヤ部２５ｃの揺動回転により、ピニオンギヤ２８、およびピニオンギヤ２８に取り付けられた出力軸２８は揺動回転する。この出力軸２８の揺動回転は、連結軸（第１のピン）２５ａが一回転するときに一往復する揺動回転である。すなわち、連結軸（第１のピン）２５ａが取り付けられたウォームホイール２３が一回転するときに、出力軸２８は一往復する。
【００５９】
このように、ウォームホイール２３の回転により出力軸２７は揺動回転し、この出力軸２７の揺動回転により、出力軸２７に取り付けられるワイパは揺動運動される。また、出力軸２７の揺動回転により、出力軸２７に取り付けられたワイパは揺動運動し、ワイパの揺動運動もウォームホイール２３が一回転するときに一往復する運動である。
【００６０】
図１に示すように、ウォームホイール２３が配置されるギヤケース２１の底部２１ａには、導電性材料から形成された３つのコンタクトプレート（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）が設けられ、コンタクトプレート（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）の先端部には、接点（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）が形成されている。図１および図２に示すように、ウォームホイール２３のうら面２３ｉには、薄板状の導電性材料から形成された円環形状のリレープレート２９が取り付けられている。
【００６１】
リレープレート２９の一部には、導電性材料が打ち抜かれ、導電性材料が存在しない打ち抜き部（通電制御部）２９ａと、半径方向外側に向けて突出し、リレープレート２９に一体形成された突出部（通電制御部）２９ｂが形成されている。突出部２９ｂは、打ち抜き部２９ａが形成された位置に対し、径方向外側の位置に形成されている。そして、ウォームホイール２３において、打ち抜き部（通電制御部）２９ａが配置された部分では、ウォームホイール２３のうら面２３ｉが露呈する露呈部２３ｊが形成されている。
【００６２】
コンタクトプレート３０ａは、ウォームホイール２３が回転したときに、コンタクトプレート３０ａに形成された接点３１ａが、リレープレート２９と、露呈部２３ｊとに当接する位置に配置されている。コンタクトプレート３０ｂは、ウォームホイール軸２２に対し、コンタクトプレート３０ａの外側に配置されるとともに、ウォームホイール２３が回転したときに、コンタクトプレート３０ｂに形成された接点３１ｂが常にリレープレート２９と当接する位置に配置されている。コンタクトプレート３０ｃは、ウォームホイール軸２２に対し、コンタクトプレート３０ｂの外側に配置されるとともに、ウォームホイール２３が回転したときに、コンタクトプレート３０ｂに形成された接点３１ｂがウォームホイール２３のうら面２３ｉと、リレープレート２９の突出部２９ｂとに当接する位置に配置されている。
【００６３】
上記の位置にコンタクトプレート（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）が配置されているため、コンタクトプレート３０ｂの接点３１ｂとリレープレート２９とは、ウォームホイール２３の回転時に常時接触する。
【００６４】
それに対し、ウォームホイール２３が一回転するときに、コンタクトプレート３０ａの接点３０ａは露呈部２３ｊに一度接触し、接点３０ａとリレープレート２９とは、間欠的に一度だけ非接触状態となる。同様にウォームホイール２３が一回転するときに、コンタクトプレート３０の接点３０ｃはリレープレート２９に一体形成された突出部２９ｂに一度接触し、接点３０ｃとリレープレート２９とは、間欠的に一度だけ接触状態となる。
【００６５】
そして、接点３０ａとリレープレート２９が非接触状態となるタイミングと、接点３０ｃとリレープレート２９が接触状態となるタイミングは、略同じタイミングに設定されている。
【００６６】
次に、打ち抜き部（通電制御部）２９ａおよび突出部（通電制御部）２９ｂが形成されたリレープレート２９と、接点（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）が形成されたコンタクトプレート（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）による減速機付き電動モータ１の動作について説明する。
【００６７】
減速機付き電動モータ１が動作中、すなわち、ウォームホイール２３が回転中に、ワイパの動作をオフする指令信号が減速機付き電動モータ１に供給されると、外部電源から順に、アーマチュアコイル１３ｃ、コンタクトプレート３０ａ、リレープレート２９、コンタクトプレー３０ｂ、接地へと繋がる電気回路が形成される。そして、この電気回路により電動モータ１０に備えられているアーマチュアコイル１３ｃには外部電源から電流が供給され、アーマチュア１３は、コンタクトプレート３０ａとリレープレート２９とが非接触状態となる位置、すなわち、コンタクトプレート３０ａの接点３１ａが露呈部２３ｊに当接する位置まで回転する。
【００６８】
そして、コンタクトプレート３０ａとリレープレート２９とが非接触状態となり、出外部電源からアーマチュアコイル１３ｃの電流が供給されなくなると、その後遅滞なく、コンタクトプレート３０ｃの接点３１ｃと突出部２９ｂとが当接し、コンタクトプレート３０ａとリレープレート２９とが接触状態となる。コンタクトプレート３０ａとリレープレート２９とが接触状態となると、順に、アーマチュアコイル１３ｃ、コンタクトプレート３０ｃ、リレープレート２９、コンタクトプレート３０ｂから、再度アーマチュアコイル１３ｃへと閉回路の電気回路が形成される。
【００６９】
このようにアーマチュアコイル１３ｃを含む閉回路の電気回路が形成されると、電動モータ１０は、いわゆるアーマチュアショートの状態となり、アーマチュアコイル１１３ｃには制動電流が流れ、制動電流によりアーマチュアコイル１１３ｃが備えられているアーマチュア１１３には、発電制動力が作用される。そして、アーマチュア１１３に作用する発電制動力により、アーマチュア１１３は回転速度が低減され、ウォームホイール２３はコンタクトプレート３０ｃと突出部２９ｂが当接する位置で回転を停止する。
【００７０】
次に、図３および図４に基づき、ウォームホイール２３およびウォームホイール２３に取り付けられる連結部材２４の構造の詳細について説明する。
【００７１】
ウォームホイール２３のおもて面２３ｂには、径方向外側に向けて放射状に形成された凹形状の第１から第４の取り付け溝（２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ）が形成されている。また、図４において、中心線C１は、第１および第２の取り付け溝（２３ｄ、２３ｅ）の径方向の中心を示し、中心線C２は、第３および第４の取り付け溝（２３ｆ、２３ｇ）の径方向の中心を示す。
【００７２】
第２の取り付け溝２３ｅは、第１の取り付け溝２３ｄに対し、ウォームホイール２３に形成された挿通孔２３ｃを挟み１８０°対向する位置に配置され、第４の取り付け溝２３ｇは、第３の取り付け溝２３ｆに対し、ウォームホイール２３に形成された挿通孔２３ｃを挟み１８０°対向する位置に配置されている。
【００７３】
第３の取り付け溝２３ｆは、第１の取り付け溝２３ｄに対し、予め定められた角度α離間した位置に配置されている。同様に、第４の取り付け溝２３ｇは、第２の取り付け溝２３ｅに対し、予め定められた角度α離間した位置に配置されており、本実施の形態において角度αは５０度に設定されている。
【００７４】
第１から第４の取り付け溝（２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ）のそれぞれ内壁には、凹部形状の３つの取り付け手段（２３ｈ、２３ｈ、２３ｈ）が設けられている。ウォームホイール２３の中央に設けられた挿通孔２３ｃの中心O１から３つの取り付け手段（２３ｈ、２３ｈ、２３ｈ）まで距離Rはそれぞれ異なり、３つの取り付け手段（２３ｈ、２３ｈ、２３ｈ）は、中心O１からの距離Rが、R＝R1、R＝R2、R＝R3の位置にそれぞれ形成されている。
【００７５】
連結部材２４は、中央に挿通孔２４ａが形成された円環形状であり、外壁には軸方向に伸びた凸形状の２つの締結部（２４ｂ、２４ｂ）一体形成されている。２つの締結部（２４ｂ、２４ｂ）は互いに挿通孔２４ａを挟んで１８０度対向する位置に形成されている。
【００７６】
連結部材２４は、４つの取り付け溝（２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ）のうちから選択されたいずれか一つの取り付け溝に取り付けされている。本実施の形態では、第１の取り付け溝２４ｄに、接着剤により接着され、固定されている。また、連結部材２４は、第１の取り付け溝２４ｄの内壁に形成された３つの取り付け手段（２３ｈ、２３ｈ、２３ｈ）のうちから選択されたいずれか一つの取り付け手段２３ｈと、連結部材２４に形成された締結部２４ｂとが互いに結合され、取り付け溝２４ｄの内壁に取り付けられる。本実施の形態では、連結部材２４は、ウォームホイール２３に設けられた挿通孔２３ｃの中心O１からの距離Rが、R＝R３である取り付け手段２３ｈに取り付けられている。
【００７７】
本実施の形態では、連結部材２４は、ウォームホイール２３に形成された挿通孔２３ｃを挟み互いに１８０°対向する位置の形成された第１または第２の取り付け溝（２３ｄ、２３ｅ）のいずれか一方を選択して連結部材２４を取り付けることができる。
【００７８】
上記のように、ウォームホイール２３はコンタクトプレート３０ｃと突出部２９ｂが当接する位置で回転を停止する。そして、ウォームホイール２３が回転を停止したときの連結部材２４の円周方向の位置により、揺動回転する出力軸２７の回転が停止する位置、すなわち、回転軸２７に取り付けされたワイパの揺動運動が停止する位置を変化させることができる。
【００７９】
一般にワイパは、乗客の視界を遮らないために、減速機付き電動モータ１は、ワイパの反転位置となっている車両の窓ガラスの縁部付近にワイパを停止するよう設定される必要がある。この反転位置はワイパの揺動運動において２箇所あり、反転位置の一方はいわゆる「上反転位置」、他方はいわゆる「下反転位置」と呼ばれている。そして、このワイパの停止位置は、減速機付き電動モータが取り付けられる車種により異なる。
【００８０】
そのため、本実施の形態の減速機付き電動モータ１は、数種のウォームホイールを別途用いることなく、同一形状のウォームホイール２３で、「上反転位置」または「下反転位置」のいずれか一方の反転位置にワイパの揺動運動を停止させることができる。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、第１の取り付け溝２３ｄ、または、第１の取り付け溝２３ｄに対し予め定められた角度α離間した位置に配置されている第３の取り付け溝２３ｆのいずれか一方を選択して、連結部材２４をウォームホイール２３に取り付けることができる。同様に、第２の取り付け溝２３ｅ、または、第２の取り付け溝２３ｅに対し予め定められた角度α離間した位置に配置されている第４の取り付け溝２３ｇのいずれか一方を選択して、連結部材２４をウォームホイール２３に取り付けることができる。
【００８２】
そのため、減速機付き電動モータ１は、減速機付き電動モータ１の車両への取り付け角度が異なった場合にも、数種のウォームホイールを別途用いることなく、同一形状のウォームホイール２３で、所定の「上反転位置」または「下反転位置」のいずれか一方の反転位置にワイパの揺動運動を停止させることができる。
【００８３】
本実施の形態では、連結部材２４は、取り付け溝（２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ）の内壁に形成された３つの取り付け手段（２３ｈ、２３ｈ、２３ｈ）のうちから選択された取り付け手段２３ｈにより、取り付け溝（２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ）の内壁に取り付けされている。上記のように、３つの取り付け手段（２３ｈ、２３ｈ、２３ｈ）は、中心O１からの距離Rが、R＝R1、R＝R2、R＝R3の位置にそれぞれ形成されている。そのため、ウォームホイール２３の挿通孔２３ｃの中心O１から、連結部材２４の挿通孔２４ａの中心O２までの距離ｄを変化させることができる。
【００８４】
距離ｄは、動力伝達部材２５が連結される連結部材２４の円運動の回転半径であり、距離ｄを変化させることにより、揺動回転する出力軸２７の揺動角度を変化させることができる。これにより、出力軸２７に取り付けられるワイパの揺動角度を変化させることができる。
【００８５】
上記のように、ウォームホイール２３の挿通孔２３ｃの中心O１から、連結部材２４の挿通孔２４ａの中心O２までの距離ｄを変化させることができため、数種のウォームホイールを別途用いることなく、同一形状のウォームホイール２３で、出力軸２７に取り付けられるワイパの揺動角度を変化させることができる。そのため、ワイパの揺動角度が異なる種々の車両にも、本実施の形態の減速機付き電動モータ１は、別途ウォームホイールを用いることなく、一つのウォームホイール２３で対応可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１  減速機付き電動モータ
１０  電動モータ
１１  モータハウジング
１１ａ  ヨーク
１２  マグネット
１３  アーマチュア
１３ａ  回転軸
１３ｂ  アーマチュアコア
１３ｃ  アーマチュアコイル
１３ｄ  コンミテータ
１４  板バネ
１５  ブラシ
１６  ウォーム部
２０  減速機
２１  ギヤケース
２２  ウォームホイール軸
２３  ウォームホイール
２３ａ  平歯
２３ｂ  おもて面
２３ｃ  挿通孔
２３ｄ  第１の取り付け溝
２３ｅ  第２の取り付け溝
２３ｆ  第３の取り付け溝
２３ｇ  第４の取り付け溝
２３ｈ  凹部（取り付け手段）
２３ｉ  うら面
２３ｊ  露呈部
２４  連結部材
２４ａ  挿通孔
２４ｂ  締結部
２５  動力伝達部材
２５ａ  連結軸(第１のピン）
２５ｂ  プレート部
２５ｃ  セクタギヤ部
２５ｄ  セクタギヤ軸（第２のピン）
２５ｅ  端部
２５ｆ  平歯
２６  連結プレート
２７  出力軸
２８  ピニオンギヤ
２９  リレープレート
２９ａ  打ち抜き部（通電制御部）
２９ｂ  突出部（通電制御部）
３０  コンタクトプレート
３０ａ  コンタクトプレート
３０ｂ  コンタクトプレート
３０ｃ  コンタクトプレート
３１ａ  接点
３１ｂ  接点
３１ｃ  接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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