(57)【要約】【課題】  上側のバランスプレートで低摩擦部材の機能を兼用して部品点数及び組み付け工数を削減することができる耐摩耗性に優れた安価で高精度のワイパモータを提供する。【解決手段】  ギヤケースに回動自在に支持されて先端部にワイパアームが装着されるワイパ軸と、モータ軸のウォームに噛合されたヘリカルギヤと、ヘリカルギヤに支軸で揺動自在に支持された揺動ギヤと、ワイパ軸に固着されて揺動ギヤに噛合された出力ギヤと、ワイパ軸に回動自在に支持されて揺動ギヤと出力ギヤの噛合状態を保持する上，下側のバランスプレートと、ギヤケースの開口部を覆うカバーを備えたワイパモータにおいて、揺動ギヤの基部より外に突出した支軸の先端部を上側のバランスプレートのカム溝に摺動自在に係合させ、上側のバランスプレートの上面の一部をカバーの裏面に摺動自在に当接させた。【選択図】      図１
2005254879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁の先端に開口部を有したケースと、このケースの底壁に回動自在に支持されると共に、該ケースの底壁の外に突出した先端部にワイパアームが装着されるワイパ軸と、前記ケースの側壁に回転自在に支持されたモータ軸のウォームと、前記ケースの底壁に回転自在に支持されると共に、前記ウォームに噛合されたヘリカルギヤと、このヘリカルギヤに基部が支軸を介して揺動自在に支持された揺動ギヤと、前記ワイパ軸の基部に固着されると共に、前記揺動ギヤの先端の歯部に噛合された出力ギヤと、前記ワイパ軸の基部に回動自在に支持されると共に、前記揺動ギヤの歯部と前記出力ギヤとの噛合状態を保持する上側と下側の上下一対のバランスプレートと、前記ケースの開口部を覆うカバーと、を備えたワイパモータにおいて、
前記支軸の先端部を前記揺動ギヤの基部より外に突出させ、この突出した支軸の先端部を前記上側のバランスプレートに形成された長尺のカム溝に摺動自在に係合させ、この上側のバランスプレートの前記カバーの裏面に対向する上面の少なくとも一部を該カバーの裏面に摺動自在に当接させたことを特徴とするワイパモータ。
【請求項２】
請求項１記載のワイパモータにおいて、
前記上側のバランスプレートの上面の前記長尺のカム溝に対向する部分と前記ワイパ軸の基部の周囲に対向する部分及び前記下側のバランスプレートの係合部に係合する前記揺動ギヤの係止部に対向する部分に、前記カバーの裏面に摺動自在に当接する凸状の摺接面をそれぞれ形成したことを特徴とするワイパモータ。
【請求項３】
底壁と、この底壁に連なって形成された側壁とを有し、この側壁の先端に囲まれた開口部が形成されたケースと、
前記ケースの底壁に回動自在に支持され、前記ケースの底壁の外に突出した先端部を有し、この先端部にワイパアームが装着されるワイパ軸と、
前記ケースに回転自在に支持され、ウオームが形成されたモータ軸と、
前記ケースの底壁に回転自在に支持され、前記モータ軸のウオームに噛合されたヘリカルギヤと、
前記ヘリカルギヤに支持された支軸を基部に有し、先端部に歯部が形成され、前記ヘリカルギヤの回転に伴って揺動運動する揺動ギヤと、
前記ケース内で、前記ワイパ軸の基部に固着され、前記揺動ギヤの先端部に形成された歯部に噛合する歯部を備えた出力ギヤと、
前記ワイパ軸の基部に回動自在に支持され、前記揺動ギヤの歯部と前記出力ギヤの歯部との噛合状態を保持する上側と下側の一対のバランスプレートと、
前記ケースの開口部を覆うカバーとを備えたワイパモータにおいて、
前記揺動ギヤの支軸の先端部は、前記揺動ギヤの基部から突出して形成され、
前記一対のバランスプレートのうち、上側に配置されたバランスプレートには、前記揺動ギヤの支軸の先端部が摺動自在に係合する長尺のカム溝が形成されるとともに、前記カバーに対向し、前記カバーに摺動自在に当接する摺接面が形成されていることを特徴とするワイパモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイパアームを装着するワイパ軸（ピボット軸）を備えたリヤウインドガラス用のワイパモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のワイパモータとして、図７，図８に示すものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このワイパモータＭは、図７，図８に示すように、側壁１ｂの先端に開口部１ｃを有したギヤケース１と、このギヤケース１の底壁１ａに回動自在に支持されると共に、該ギヤケース１の底壁１ａの外に突出した先端部に図示しないワイパアームが装着されるワイパ軸２と、ギヤケース１の側壁１ｂに回転自在に支持されたモータ軸のウォーム３と、ギヤケース１の底壁１ａにピン４Ａを介して回転自在に支持されると共に、ウォーム３に噛合されたヘリカルギヤ４と、このヘリカルギヤ４に基部５ａがピン５Ａを介して揺動自在に支持された揺動ギヤ５と、ワイパ軸２の基部２ａに固着されると共に、揺動ギヤ５の先端の歯部５ｂに噛合された出力ギヤ６と、ワイパ軸２の基部２ａに回動自在に支持されると共に、揺動ギヤ５の歯部５ｂと出力ギヤ６との噛合状態を保持する上側と下側の上下一対のバランスプレート７，７′と、ギヤケース１の開口部１ｃを覆うカバー８と、このカバー８の裏面に配置されたガスケット９と、を備えている。
【０００４】
図８に示すように、揺動ギヤ５の丸孔５ｃを貫通させたピン５Ａの先端部５Ｂは該揺動ギヤ５の基部５ａより外に突出しており、この突出したピン５Ａの先端部５Ｂの端面はカバー８の裏面に配置されたガスケット９に摺動自在に当接されている。このガスケット９は摩擦係数が小さい材質（低摩擦部材）で形成されており、出力軸としてのピン５Ａの先端部５Ｂの端面や上側のバランスプレート７の上面の摺動時に騒音や摩擦熱の発生を防止して揺動ギヤ５がスムーズに揺動するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，６２２，０７７号明細書
【０００６】
【特許文献２】特開平４−２９２２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来のワイパモータＭでは、ピン５Ａを介して揺動ギヤ５をスムーズに揺動させる低摩擦部材としてのガスケット９が必要不可欠であり、その分、部品点数及び組み付け工数が増えてコスト高になった。
【０００８】
また、ヘリカルギヤ４と共に回転するピン５Ａの先端部５Ｂの端面の摺動によりガスケット９が経時的に摩耗し易く、その結果、出力軸としてのピン５Ａのガタ付きが大きくなって揺動ギヤ５をスムーズに揺動させることが難しくなり、場合によっては、揺動ギヤ５の曲がり変形やヘリカルギヤ４の破損に至ってワイパモータＭを再起動させることができなくなるおそれがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、上側のバランスプレートで低摩擦部材の機能を兼用して部品点数及び組み付け工数を削減することができる耐摩耗性に優れた安価で高精度のワイパモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、側壁の先端に開口部を有したケースと、このケースの底壁に回動自在に支持されると共に、該ケースの底壁の外に突出した先端部にワイパアームが装着されるワイパ軸と、前記ケースの側壁に回転自在に支持されたモータ軸のウォームと、前記ケースの底壁に回転自在に支持されると共に、前記ウォームに噛合されたヘリカルギヤと、このヘリカルギヤに基部が支軸を介して揺動自在に支持された揺動ギヤと、前記ワイパ軸の基部に固着されると共に、前記揺動ギヤの先端の歯部に噛合された出力ギヤと、前記ワイパ軸の基部に回動自在に支持されると共に、前記揺動ギヤの歯部と前記出力ギヤとの噛合状態を保持する上側と下側の上下一対のバランスプレートと、前記ケースの開口部を覆うカバーと、を備えたワイパモータにおいて、前記支軸の先端部を前記揺動ギヤの基部より外に突出させ、この突出した支軸の先端部を前記上側のバランスプレートに形成された長尺のカム溝に摺動自在に係合させ、この上側のバランスプレートの前記カバーの裏面に対向する上面の少なくとも一部を該カバーの裏面に摺動自在に当接させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載のワイパモータにおいて、前記上側のバランスプレートの上面の前記長尺のカム溝に対向する部分と前記ワイパ軸の基部の周囲に対向する部分及び前記下側のバランスプレートの係合部に係合する前記揺動ギヤの係止部に対向する部分に、前記カバーの裏面に摺動自在に当接する凸状の摺接面をそれぞれ形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、底壁と、この底壁に連なって形成された側壁とを有し、この側壁の先端に囲まれた開口部が形成されたケースと、前記ケースの底壁に回動自在に支持され、前記ケースの底壁の外に突出した先端部を有し、この先端部にワイパアームが装着されるワイパ軸と、前記ケースに回転自在に支持され、ウオームが形成されたモータ軸と、前記ケースの底壁に回転自在に支持され、前記モータ軸のウオームに噛合されたヘリカルギヤと、前記ヘリカルギヤに支持された支軸を基部に有し、先端部に歯部が形成され、前記ヘリカルギヤの回転に伴って揺動運動する揺動ギヤと、前記ケース内で、前記ワイパ軸の基部に固着され、前記揺動ギヤの先端部に形成された歯部に噛合する歯部を備えた出力ギヤと、前記ワイパ軸の基部に回動自在に支持され、前記揺動ギヤの歯部と前記出力ギヤの歯部との噛合状態を保持する上側と下側の一対のバランスプレートと、前記ケースの開口部を覆うカバーとを備えたワイパモータにおいて、前記揺動ギヤの支軸の先端部は、前記揺動ギヤの基部から突出して形成され、前記一対のバランスプレートのうち、上側に配置されたバランスプレートには、前記揺動ギヤの支軸の先端部が摺動自在に係合する長尺のカム溝が形成されるとともに、前記カバーに対向し、前記カバーに摺動自在に当接する摺接面が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、ヘリカルギヤに揺動ギヤの基部を揺動自在に支持した支軸の先端部を該揺動ギヤの基部より外に突出させ、この突出した支軸の先端部を上側のバランスプレートに形成された長尺のカム溝に摺動自在に係合させ、この上側のバランスプレートのカバーの裏面に対向する上面の少なくとも一部を該カバーの裏面に摺動自在に当接させたので、上側のバランスプレートで支軸の先端部を覆うキャップやスペーサ等の低摩擦部材の機能を兼用することができ、その分部品点数及び組み付け工数を削減することができる。また、支軸の先端部に長尺のカム溝を介して摺動自在に係合する上側のバランスプレートの揺動（稼動）範囲を小さくでき、その分耐久性及び耐摩耗性を向上させることができる。これにより、出力軸としての支軸のガタ付きを軽減することができ、揺動ギヤを常にスムーズに揺動させることができる高精度のワイパモータを安価で提供する。
【００１４】
請求項２の発明によれば、上側のバランスプレートの上面の長尺のカム溝に対向する部分とワイパ軸の基部の周囲に対向する部分及び下側のバランスプレートの係合部に係合する揺動ギヤの係止部に対向する部分に、カバーの裏面に摺動自在に当接する凸状の摺接面をそれぞれ形成したので、カバーの裏面に摺動自在に当接する上側のバランスプレートの上面の摺接面部分を３箇所に分散することができ、その分、カバーの裏面及び上側のバランスプレートの上面の摺接面の耐摩耗性を経時的により一段と向上させることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、揺動ギヤの支軸の先端部は、揺動ギヤの基部から突出して形成され、一対のバランスプレートのうち、上側に配置されたバランスプレートには、揺動ギヤの支軸の先端部が摺動自在に係合する長尺のカム溝が形成されるとともに、カバーに対向し、カバーに摺動自在に当接する摺接面が形成されているので、カバーの裏面に摺動自在に当接する上側のバランスプレートの上面の摺接面部分を３箇所に分散することができ、その分、カバーの裏面及び上側のバランスプレートの上面の摺接面の耐摩耗性を経時的により一段と向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の一実施形態のワイパモータのワイパ定位置停止時の状態を示す平面図、図２は図１中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図３は同ワイパモータの上側のバランスプレートを取り除いた状態を示す要部の平面図、図４（ａ）は同上側のバランスプレートの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）中Ｚ−Ｚ線に沿う断面図、図５は同上側のバランスプレートのカム溝内をヘリカルギヤに取り付けられた支軸が摺動する際の上側のバランスプレートの揺動範囲を示す説明図である。
【００１８】
図１に示すように、ワイパモータ１０はリヤウインドガラス用のものであり、図示しないアーマチュアとマグネット等を収納したモータケース（ケース）１１と、開口部１４ｃが摩擦係数の小さい材質から成るカバー１３によって覆われると共に内部に後述するウォーム１６等が収納されたギヤケース（ケース）１４とを備えている。そして、ギヤケース１４とモータケース１１とは、このモータケース１１の開口端部１１ａにおいてビス１２により締結固定されている。
【００１９】
図１〜図３に示すように、ギヤケース１４はその底壁１４ａの周りに側壁１４ｂを一体突出形成してあり、この側壁１４ｂの先端に開口部１４ｃを形成してある。また、ギヤケース１４の底壁１４ａの所定位置には長尺の円筒部１４ｄと短尺の円筒部１４ｅを一体形成してある。さらに、ギヤケース１４の側壁１４ｂのモータケース１１に対向する位置には、アーマチュア軸（モータ軸）１５に一体形成されたウォーム１６の先端部１６ａをスラスト軸受１７を介して回転自在に支持してある。
【００２０】
図２に示すように、ギヤケース１４の底壁１４ａの長尺の円筒部１４ｄ内には一対の軸受１８ａ，１８ｂを介してワイパ軸１９を回動自在に支持してある。このワイパ軸１９の先端部１９ａはギヤケース１４の底壁１４ａの外に突出している。この外に突出した先端部１９ａにナット２０を介してワイパアーム２１を着脱自在に取り付けてある。また、ワイパ軸１９の基部１９ｂにはセレーションを形成してあり、このセレーションを形成した基部１９ｂに出力ギヤ２２を固着してある。さらに、ギヤケース１４の底壁１４ａの短尺の円筒部１４ｅ内にはピン状の支軸２３の下部を嵌着してある。この支軸２３の上部にはウォーム１６に噛合されたヘリカルギヤ（ウォームホイール）２４を回転自在に支持してある。
【００２１】
このヘリカルギヤ２４のセンタ孔２４ａと外周の歯部２４ｂの略中間の位置の上面には円形の凹部２４ｃを形成してある。この凹部２４ｃにはピン状の支軸２５の下部２５ａを嵌着してある。この支軸２５の上部２５ｂには金属製の揺動ギヤ２６の基部２６ａの丸孔２６ｂを貫通させて揺動自在に支持してある。さらに、支軸２５の先端部２５ｃは揺動ギヤ２６の基部２６ａの丸孔２６ｂより外に突出しており、この突出した支軸２５の先端部２５ｃは後述する上側のバランスプレート２８に形成された長尺のカム溝２８ｂに摺動自在に係合されている。
【００２２】
図２，図３に示すように、揺動ギヤ２６は略扇形状に形成してあり、その先端の円弧部には出力ギヤ２２に噛合される歯部２６ｃを形成してある。これら揺動ギヤ２６の歯部２６ｃと出力ギヤ２２との噛合状態は、ワイパ軸１９の基部１９ｂに出力ギヤ２２を挾持するように回動自在に支持された上側と下側の上下一対のバランスプレート２８，２９により保持されるようになっている。また、揺動ギヤ２６の先端部の下面には円柱状の係止凸部（係止部）２６ｄを一体突出形成してある。
【００２３】
この上側のバランスプレート２８は摩擦係数が小さい略扇形状の合成樹脂製であり、その基端部には円形の取付孔２８ａを形成してあると共に、先端より中央部の裏面には長尺く字状で凹状のカム溝２８ｂを一体形成してある。このバランスプレート２８の取付孔２８ａはワイパ軸１９の基部１９ｂの出力ギヤ２２より上に回動自在に支持されていると共に、該バランスプレート２８の裏面のカム溝２８ｂ内にはヘリカルギヤ２４の凹部２４ｃに嵌着された支軸２５の先端部２５ｃが摺動自在に係合されている。
【００２４】
また、図１，図４（ａ）に示すように、上側のバランスプレート２８の上面２８ｃの長尺のカム溝２８ｂに対向する部分とワイパ軸１９の基部１９ｂの周囲に対向する部分及び揺動ギヤ２６の係止凸部２６ｄに対向する部分には、カバー１３の裏面１３ａに摺動自在に当接する凸状の摺接面２８ｄ，２８ｅ，２８ｆをそれぞれ一体突出形成してある。これにより、揺動ギヤ２６の歯部２６ｃと出力ギヤ２２との噛合状態を保持することができるようになっている。
【００２５】
また、下側のバランスプレート２９は鉄板製であり、その基端部には円形の取付孔２９ａを形成してあると共に、先端部には円形の係合孔（係合部）２９ｂを形成してある。このバランスプレート２９の取付孔２９ａはワイパ軸１９の基部１９ｂの出力ギヤ２２より下に回動自在に支持されていると共に、該バランスプレート２９の係合孔２９ｂは揺動ギヤ２６の円柱状の係止凸部２６ｄに回動自在に支持されている。これにより、揺動ギヤ２６の歯部２６ｃと出力ギヤ２２との噛合状態を保持することができるようになっている。
【００２６】
尚、ギヤケース１４の底壁１４ａのヘリカルギヤ２４に対向する位置には、図示しないワイパ定位置停止スイッチを配置してあり、図示しないワイパスイッチがオフすると、ヘリカルギヤ２４、即ちワイパ軸１９を所定の停止位置（図１に示すワイパ定位置停止時の位置）まで回動させた後で停止させてワイパ動作をオートストップさせる機能を有する。
【００２７】
以上実施形態のワイパモータ１０によれば、ワイパスイッチをオンすると、ウォーム１６を介してヘリカルギヤ２４が回転する。このヘリカルギヤ２４の回転により、ヘリカルギヤ２４のセンタ孔２４ａの回転中心から支軸２５までの距離と、揺動ギヤ２６の丸孔２６ｂから該揺動ギヤ２６の係止凸部２６ｄまでの距離と、下側のバランスプレート２９の係合孔２９ｂから該下側のバランスプレート２９の揺動中心である取付孔２９ａの中心までの距離とによってなる四節回転連鎖のリンク機構によって出力ギヤ２２が往復回動し、この出力ギヤ２２に固着されたワイパ軸１９をワイパ揺動範囲に対応するように往復回動させる。これにより、ワイパ軸１９の先端部１９ａに取り付けられたワイパアーム２１を所定の範囲揺動させて該ワイパアーム２１に取り付けられたワイパブレードでリヤウインドガラス面の雨水等を拭き払う。そして、ワイパスイッチをオフすると、図１に示すワイパ定位置停止時の位置でワイパモータ１０が停止する。
【００２８】
このワイパモータ１０の作動時に、ヘリカルギヤ２４の回転により該ヘリカルギヤ２４の凹部２４ｃに嵌着されて揺動ギヤ２６の基部２６ａを貫通する支軸２５は、ヘリカルギヤ２４の支軸２３を中心に回転する。この際、支軸２５の先端部２５ｃが合成樹脂製の上側のバランスプレート２８の裏面に一体形成された長尺のカム溝２８ｂ内を摺動することにより、上側のバランスプレート２８が図５で符号Ｈで示す小さい揺動（稼動）範囲で揺動する。このように、上側のバランスプレート２８自体の揺動範囲を小さくできるので、カバー１３の裏面１３ａに対する上側のバランスプレート２８の上面２８ｃの凸状の各摺接面２８ｄ，２８ｅ，２８ｆの耐久性及び耐摩耗性を向上させることができる。これにより、出力軸としての支軸２５の軸方向のガタ付きを軽減することができ、上側のバランスプレート２８及び揺動ギヤ２６を常にスムーズに揺動させることができる。
【００２９】
また、揺動ギヤ２６の揺動の際に、該揺動ギヤ２６がカバー１３の方向に浮き上がろうとするが、上側のバランスプレート２８の上面２８ｃに一体突出形成された３つの凸状の各摺接面２８ｄ，２８ｅ，２８ｆがカバー１３の裏面１３ａに当接して揺動ギヤ２６の浮き上がり力を押さえ付けるので、揺動ギヤ２６の浮き上がりを防止することができる。これにより、揺動ギヤ２６を支持する支軸２５の軸方向のガタ付きを軽減させることができる。
【００３０】
また、カバー１３の裏面１３ａに摺動自在に当接する上側のバランスプレート２８の上面２８ｃの摺接面部分を３つの凸状の各摺接面２８ｄ，２８ｅ，２８ｆで分散することができるので、カバー１３の裏面１３ａ及び上側のバランスプレート２８の上面２８ｃの各摺接面２８ｄ，２８ｅ，２８ｆの耐摩耗性を経時的に向上させることができる。このように、上側のバランスプレート２８で支軸２５の先端部２５ｃを覆うキャップやスペーサ等の低摩擦部材の機能を兼用することができ、その分、部品点数及び組み付け工数を削減することができると共に、高精度のワイパモータ１０を低コストで提供することができる。
【００３１】
図６は変形例の上側のバランスプレート２８の揺動範囲Ｈ′を示す説明図である。この変形例で用いられる支軸２５′の回転半径が図５に示す支軸２５の回転半径よりも小さい（作動角が小さい）場合でも、同一形状の上側のバランスプレート２８で対応することが可能となる。
【００３２】
尚、前記実施形態によれば、リヤウインドガラス用のワイパモータについて説明したが、フロントウインドガラス用のワイパモータに前記実施形態を適用しても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態のワイパモータのワイパ定位置停止時の状態を示す平面図である。
【図２】図１中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】上記ワイパモータの上側のバランスプレートを取り除いた状態を示す要部の平面図である。
【図４】（ａ）は上記上側のバランスプレートの平面図、（ｂ）は同（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図、（ｃ）は同（ａ）中Ｚ−Ｚ線に沿う断面図である。
【図５】上記上側のバランスプレートのカム溝内をヘリカルギヤに取り付けられた支軸が摺動する際の上側のバランスプレートの揺動範囲を示す説明図である。
【図６】変形例の上側のバランスプレートの揺動範囲を示す説明図である。
【図７】従来のワイパモータの平面図である。
【図８】上記従来のワイパモータの断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ワイパモータ
１３  カバー
１３ａ  裏面
１４  ギヤケース（ケース）
１４ａ  底壁
１４ｂ  側壁
１４ｃ  開口部
１５  アーマチュア軸（モータ軸）
１６  ウォーム
１９  ワイパ軸
１９ａ  先端部
１９ｂ  基部
２１  ワイパアーム
２２  出力ギヤ
２４  ヘリカルギヤ
２５  支軸
２５ｃ  先端部
２６  揺動ギヤ
２６ａ  基部
２６ｃ  歯部
２６ｄ  係止凸部（係止部）
２８  上側のバランスプレート
２８ｂ  長尺のカム溝
２８ｃ  上面
２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ  凸状の摺接面
２９  下側のバランスプレート
２９ｂ  係合孔（係合部）
【図１】
2005254879.tif 000003
【図２】
2005254879.tif 000004
【図３】
2005254879.tif 000005
【図４】
2005254879.tif 000006
【図５】
2005254879.tif 000007
【図６】
2005254879.tif 000008
【図７】
2005254879.tif 000009
【図８】
2005254879.tif 000010