(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向回転モータにより歯車伝動機構を介してワイパーアームを揺動させるワイパー駆動装置において、
前記歯車伝動機構は、前記モータからの一方向回転を入力される入力軸と、前記ワイパーアームを取り付けられる出力軸とを同軸対向配置して有するほか、これら入出力軸間を回転伝動可能に駆動結合する差動歯車機構を具え、
該差動歯車機構を、前記入力軸と共に回転するキャリアと、入力軸から径方向にオフセットした該キャリアの偏心箇所において入力軸と平行な軸線周りに相互に一体回転するよう取り付けられた一対の遊星歯車よりなる複合遊星歯車組と、これら遊星歯車の一方に噛合させて入力軸に同軸配置した固定歯車と、他方の遊星歯車に噛合させて出力軸に同軸に固着した出力歯車とで構成し、
前記一方の遊星歯車および固定歯車よりなる固定歯車側歯車対と、前記他方の遊星歯車および出力歯車よりなる出力歯車側歯車対の少なくとも一方を非円形歯車対とし、該非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を、入力軸の一方向回転にもかかわらず出力軸が揺動するよう設定したことを特徴とするワイパー駆動装置。 
【請求項２】
請求項1に記載のワイパー駆動装置において、
前記モータを、モータ出力軸回転軸線が前記入力軸の軸線と交角を持つよう配置し、
これらモータ出力軸および入力軸の交差部に、モータ出力軸から入力軸へ回転を伝達する交差軸減速機を設けたことを特徴とするワイパー駆動装置。 
【請求項３】
請求項1または2に記載のワイパー駆動装置において、
前記出力歯車側歯車対を円形歯車対とし、前記固定歯車側歯車対を非円形歯車対とし、
前記入力軸の回転角θ１に対する前記出力軸の回転角θ3の関係を示す変位曲線を、dθ3/dθ1およびd2θ3/dθ12が連続的に変化し、且つ、変位曲線の下方反転位置と上方反転位置の間で出力軸が揺動するような曲線となすべく前記非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を設定したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項４】
請求項1〜3のいずれか1項に記載のワイパー駆動装置において、
前記出力歯車側歯車対を円形歯車対とし、前記固定歯車側歯車対を非円形歯車対とし、
前記入力軸の回転角に対する前記出力軸の回転角の関係を示す変位曲線が入力軸1回転を1周期とする正弦波曲線となるよう非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を設定することにより、変位曲線の下方反転位置と上方反転位置の間で出力軸が揺動するようになしたことを特徴とするワイパー駆動装置。 
【請求項５】
請求項1〜4のいずれか1項に記載のワイパー駆動装置において、
前記入力軸の回転角に対する前記出力軸の回転角の関係を示す変位曲線が、下方反転位置から上方反転位置までの区間と、上方反転位置から下方反転位置までの区間とで周期が異なる正弦波曲線となるよう、しかし、これら正弦波曲線が全体としては入力軸1回転を1周期とし、且つ、下方反転位置と上方反転位置とで滑らかに連続した曲線となるよう非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を設定したことを特徴とするワイパー駆動装置。 
【請求項６】
請求項1〜5のいずれか1項に記載のワイパー駆動装置において、
前記入力軸の回転角に対する前記出力軸の回転角の関係を示す変位曲線が、下方反転位置と上方反転位置とにおいて微小時間だけ出力軸を回転停止させる曲線となるよう非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を設定したことを特徴とするワイパー駆動装置。 
【請求項７】
運転席側ワイパーのワイパー駆動装置、および、助手席側ワイパーのワイパー駆動装置として用いる、請求項1〜6のいずれか1項に記載のワイパー駆動装置において、
助手席側ワイパーの最大揺動角が運転席側ワイパーの最大揺動角よりも大きくなるよう非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を設定したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項８】
請求項7に記載のワイパー駆動装置において、
前記入力軸の回転角に対する前記出力軸の回転角の関係を示す変位曲線が、下方反転位置における出力軸の回転停止期間を運転席側ワイパーよりも助手席側ワイパーの方で長くし、上方反転位置における出力軸の回転停止期間を運転席側ワイパーよりも助手席側の方で短くする曲線となるよう、非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を設定したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項９】
運転席側ワイパーのワイパー駆動装置、および、助手席側ワイパーのワイパー駆動装置として用いる、請求項1〜8のいずれか1項に記載のワイパー駆動装置において、
前記一方向回転モータを運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーに共通な1個のモータとし、
該モータの1個の出力軸に運転席側ワイパー用歯車伝動機構および助手席側ワイパー用歯車伝動機構を介して運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーをそれぞれ駆動結合したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項１０】
請求項9に記載のワイパー駆動装置において、
前記運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーに共通な1個のモータは、前記1個のモータ出力軸の両端がモータ軸線方向両端から突出するモータとし、
該突出するモータ出力軸の両端にそれぞれ、運転席側ワイパー用歯車伝動機構および助手席側ワイパー用歯車伝動機構を介して運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを駆動結合したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項１１】
請求項9または10に記載のワイパー駆動装置において、
前記交差軸減速機を、前記モータにより回転駆動される運転席側ウォームおよび助手席側ウォームと、これらウォームにそれぞれ噛合する運転席側ウォームホイールおよび助手席側ウォームホイールとで構成し、
前記運転席側ウォームの歯のねじれ方向および助手席側ウォームの歯のねじれ方向をそれぞれ同方向とし、且つ、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを同位相で揺動させるよう構成したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項１２】
請求項9または10に記載のワイパー駆動装置において、
前記交差軸減速機を、前記モータにより回転駆動される運転席側ウォームおよび助手席側ウォームと、これらウォームにそれぞれ噛合する運転席側ウォームホイールおよび助手席側ウォームホイールとで構成し、
前記運転席側ウォームの歯のねじれ方向および助手席側ウォームの歯のねじれ方向をそれぞれ相互逆向きとし、且つ、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを逆位相で揺動させるよう構成したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項１３】
運転席側ワイパーのワイパー駆動装置、および、助手席側ワイパーのワイパー駆動装置として用いる、請求項1〜8のいずれか1項に記載のワイパー駆動装置において、
前記一方向回転モータを、1個のステータとの磁気的な結合により個別に回転駆動される2個のロータを有した複合モータとし、
これらロータの一方に運転席側ワイパー用歯車伝動機構を介して運転席側ワイパーを、また、他方に助手席側ワイパー用歯車伝動機構を介して助手席側ワイパーを駆動結合し、
これら運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを、非作動位置においてワイパーブレードが相互に拭払方向にオーバーラップするよう配置し、
助手席側ワイパーの揺動角が運転席側ワイパーの揺動角よりも大きくなるよう構成したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項１４】
前記複合モータが、ステータの内外周にそれぞれインナーロータおよびアウターロータを配置して構成したラジアルギャップ式複合モータである、請求項13に記載のワイパー駆動装置において、
運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーのうち拭払負荷が大きい方のワイパーは、対応するワイパー用歯車伝動機構を介して前記アウターロータに駆動結合し、拭払負荷が小さい方のワイパーは、対応するワイパー用歯車伝動機構を介して前記インナーロータに駆動結合したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項１５】
請求項14に記載のワイパー駆動装置において、
前記複合モータのアウターロータとインナーロータとを相互逆向きの一定方向へ回転させるよう構成したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項１６】
請求項15に記載のワイパー駆動装置において、
前記交差軸減速機を、前記両ロータによりそれぞれ回転駆動される運転席側ウォームおよび助手席側ウォームと、これらウォームにそれぞれ噛合する運転席側ウォームホイールおよび助手席側ウォームホイールとで構成し、
前記運転席側ウォームの歯のねじれ方向および助手席側ウォームの歯のねじれ方向を相互に逆向きとし、且つ、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを同位相で揺動させるよう構成したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項１７】
請求項15に記載のワイパー駆動装置において、
前記交差軸減速機を、前記両ロータによりそれぞれ回転駆動される運転席側ウォームおよび助手席側ウォームと、これらウォームにそれぞれ噛合する運転席側ウォームホイールおよび助手席側ウォームホイールとで構成し、
前記運転席側ウォームの歯のねじれ方向および助手席側ウォームの歯のねじれ方向をそれぞれ同方向とし、且つ、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを逆位相で揺動させるよう構成したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【請求項１８】
雨滴検出手段からの雨滴量検出値に応じ運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーの駆動を自動制御するようにした、請求項13〜17のいずれか1項に記載のワイパー駆動装置において、
前記雨滴量検出値を順次大きな第1設定値および第2設定値と比較した結果に応じ、
雨滴量検出値を第1設定値未満であれば、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーの双方を停止させ、
雨滴量検出値が第1設定値および第2設定値間の値であれば、運転席側ワイパーの複数回作動に対し助手席側ワイパーを1回作動させ、
雨滴量検出値が第2設定値以上であれば、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーの双方を制限無しに作動させるべく、前記複合モータの2個のロータを駆動制御するよう構成したことを特徴とするワイパー駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車など車両のウインドシールドワイパーを駆動するためのワイパー駆動装置、特に、一方向回転モータにより歯車伝動機構を介してワイパーアームを揺動させるワイパー駆動装置の改良提案に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイパーアームを一方向回転モータにより揺動させるワイパー駆動装置は一般的に、該モータからの一方向回転を揺動運動に変換する４節リンク機構を用い、このリンク機構によりワイパーアームを拭払角度内で往復揺動させるのが普通である。
【０００３】
しかし、かように一方向モータ回転運動をワイパーアームの揺動運動に変換する４節リンク機構を用いる場合、先ず、この４節リンク機構を格納する大きなスペースが必要になるというスペース上の問題を生ずる。
【０００４】
また、ワイパーアームが一方向揺動から他方向揺動へと反転するワイパーアームの揺動反転時に角速度変化や負荷の変動が大きくなることから、上記の４節リンク機構をそれに耐え得る強度にしなければならず重量上不利益であると共に、上記ワイパーアームの揺動反転時における大きな角速度変化や負荷変動でワイパーブレードが寿命低下を生じたり、ワイパーブレードが拭払異音を発生し易いという問題がある。
【０００５】
そこで従来、例えば特許文献1に記載のように、モータとワイパーアームとの間を、ウォームギヤ等の交差軸減速機と１対の非円形歯車とから成る駆動装置により駆動結合し、モータおよびワイパーアーム間を駆動結合する駆動装置の収納スペース効率を高めて、ワイパー駆動装置の車載性を向上させると共に、ワイパーアームの揺動反転時における角速度変化や負荷変動を緩和して、ワイパーブレードの寿命低下や拭払異音を抑制する技術が提案されている。
【特許文献１】特開昭６１−０２１８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来のワイパー駆動装置は、モータの回転方向を切り替えてワイパーアームの揺動反転を生起させるものであるため、ワイパーアームが拭払領域の境界位置へ達して揺動反転を行う必要が生じる度にモータを正転状態から逆転状態、若しくは、逆転状態から正転状態へと、正逆転切り替えを繰り返す必要がある。
【０００７】
このため、上記した従来のワイパー駆動装置にあっては、モータが大出力のものであるを要し、容量の大きな大型モータが必要となって、前記した車載性の向上は望めないし、コスト上の不利益を生ずる。
【０００８】
また、ワイパーアームの揺動反転時にモータが正逆転切り替えを繰り返すのでは、モータ自身に関する上記の問題や不利益を生ずるのみならず、
正逆転モータ回転をワイパーアームに伝達する伝動部をはじめ、ワイパーアームや、ワイパーブレイドにも、モータ回転切り替えの度に過大な負荷変動が発生し、これら伝動部や、ワイパーアームや、ワイパーブレイドや、その他の構成要素が早期劣化したり、異音を発生するといった問題も生じる。
【０００９】
更に、ワイパーアームの揺動反転時にモータが正逆転切り替えを繰り返すのでは、この切り替え時にモータ回転速度が必ずや一旦０になることから、ワイパーアームの揺動スピードを高くするにも自ずと限界があって、ワイパーブレードの払拭スピードを目標とおりに高くすることができなくなるという懸念も払拭しきれない。
【００１０】
本発明は、かかる実情に鑑み、モータの正逆転切り替えによりワイパーアームの揺動反転を行う駆動方式を止め、あくまで一方向回転モータによりワイパーアームを往復揺動させる型式のワイパー駆動装置を踏襲して、特許文献1所載のワイパー駆動装置が抱える上記の問題を生ずることがないようにしたワイパー駆動装置を提案することを目的とする。
【００１１】
しかし本発明は、かように後者の一方向回転モータを用いるにしても、該モータからの一方向回転を揺動運動に変換する前記した一般的な４節リンク機構は用いず、これに代え、これよりも収納スペース効率に優れ、且つ、ワイパーアームの揺動反転時における角速度変化や負荷変動を緩和し得る特異な構成の歯車伝動機構を用いることにより、
一般的な４節リンク機構を用いた場合の前記問題をも生ずることがないようにしたワイパー駆動装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的のため、本発明によるワイパー駆動装置は、請求項１に記載のごとく、
一方向回転モータにより歯車伝動機構を介してワイパーアームを揺動させるワイパー駆動装置を要旨構成の基礎前提とし、歯車伝動機構を、上記の目的にかなうよう特に以下の構成にしたものである。
【００１３】
即ちこの歯車伝動機構は、上記モータからの一方向回転を入力される入力軸と、上記ワイパーアームを取り付けられる出力軸とを同軸対向配置して有するほか、これら入出力軸間を回転伝動可能に駆動結合する差動歯車機構を具え、
この差動歯車機構を、上記入力軸と共に回転するキャリアと、入力軸から径方向にオフセットした該キャリアの偏心箇所において入力軸と平行な軸線周りに相互に一体回転するよう取り付けられた一対の遊星歯車よりなる複合遊星歯車組と、これら遊星歯車の一方に噛合させて入力軸に同軸配置した固定歯車と、他方の遊星歯車に噛合させて出力軸に同軸に固着した出力歯車とで構成する。
そして、上記一方の遊星歯車および固定歯車よりなる固定歯車側歯車対と、上記他方の遊星歯車および出力歯車よりなる出力歯車側歯車対の少なくとも一方を非円形歯車対とし、該非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を、入力軸の一方向回転にもかかわらず出力軸が揺動するよう設定する。
【発明の効果】
【００１４】
かかる本発明のワイパー駆動装置によれば、モータの一方向回転を上記特異な構成の歯車伝動機構により揺動運動に変換可能とし、この揺動運動をワイパーアームに伝達してその揺動を行うようにしたため、
ワイパーアームの揺動反転を生起させるのにモータの回転方向を切り替える必要がなく、モータを一方向へ回転させたままでワイパーアームを往復揺動させ得ることとなり、
モータが出力の小さな小型モータで足りて、ワイパー駆動装置の小型化によりその車載性を向上させ得ると共にコスト上も大いに有利である。
【００１５】
また、モータの正逆転切り替えによりワイパーアームを往復揺動させるのでは、正逆転モータ回転をワイパーアームに伝達する伝動部をはじめ、ワイパーアームや、ワイパーブレイドにも、モータ回転切り替えの度に過大な負荷変動が発生し、これら伝動部や、ワイパーアームや、ワイパーブレイドや、その他の構成要素が早期劣化したり、異音を発生するといった問題を生ずるが、
本発明のようにモータを一方向へ回転させたままでワイパーアームを往復揺動させ得るワイパー駆動装置によれば、上記したモータ回転切り替えに伴う過大な負荷変動を生ずることがなく、かかる負荷変動により伝動部や、ワイパーアームや、ワイパーブレイドや、その他の構成要素が早期劣化したり、異音を発生するといった問題を回避することができる。
【００１６】
更に、モータの正逆転切り替えによりワイパーアームを往復揺動させるのでは、モータを正逆転切り替えする時にモータ回転速度が必ずや一旦０になることから、ワイパーアームの揺動スピード（ワイパーブレードの払拭スピード）を目標とおりに高くすることができないが、
本発明のようにモータを一方向へ回転させたままでワイパーアームを往復揺動させ得るワイパー駆動装置によれば、モータ回転速度が一旦０になることがなく、ワイパーアームの揺動スピード（ワイパーブレードの払拭スピード）をこれによる制約を受けることなく、目標とおりに高くすることができる。
【００１７】
ところで、ワイパーアームを一方向回転モータにより揺動させるワイパー駆動装置は一般的に、該モータからの一方向回転を揺動運動に変換する４節リンク機構を用いてワイパーアームを往復揺動させるのが普通であるが、
本発明においては、４節リンク機構に代え、前記した特異な構成の歯車伝動機構を用いてモータの一方向回転をワイパーアームの往復揺動運動に変換するから、そして、この歯車伝動機構が４節リンク機構ほど大きな収納スペースを必要としないから、ワイパー駆動装置を小型化し得てその車載性を向上させることができる。
【００１８】
また、４節リンク機構を用いてワイパーアームを往復揺動させると、その構成上ワイパーアームの揺動反転時に角速度変化や負荷の変動が大きくなるのを対策し得ないが、
本発明のように、前記した特異な構成の歯車伝動機構を用いてワイパーアームを往復揺動させる場合は、当該特異な構成の歯車伝動機構の設計次第でワイパーアームの往復揺動態様を如何様にも設定可能であることから、ワイパーアームの揺動反転時における角速度変化や負荷の変動が大きくなるのを防止するようなワイパーアームの往復揺動さえ実現可能である。
【００１９】
かようにワイパーアームの揺動反転時における角速度変化や負荷の変動を小さくし得ることで、本発明のワイパー駆動装置によれば、モータからワイパーアームへの伝動系にさほど大きな強度を持たせる必要がなくなり、重量上大いに有利である。
また、ワイパーアームの揺動反転時における角速度変化や負荷の変動を小さくし得ることで、本発明のワイパー駆動装置によれば、ワイパーブレードの寿命を長くすることができると共に、ワイパーブレードからの拭払異音の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1,2は、本発明によるワイパー駆動装置の一実施例を示し、図1は、その実態構成図、図2は、ワイパー駆動系を模式的に示す略線図である。
このワイパー駆動装置は、運転席側ワイパーアームと、助手席側ワイパーアームに対し個々に用いるが、いずれの場合も構成は同じであるため、図1,2では一方のワイパーアームに対するワイパー駆動装置のみを示した。
【００２１】
図1,2において、1は、ワイパーアーム、2は、ワイパーブレードをそれぞれ示し、ワイパーアーム1を軸線O1の周りで往復揺動させることにより、ワイパーブレード2がウインドシールドを拭き払って汚れを除去するものとする。
3は、ワイパーアーム1を軸線O1の周りで揺動させる動力源としてのモータで、このモータ3を、ステータ4との磁気的な結合によりロータ5が図2に矢印で示す一方向のみへ回転される一方向回転モータとする。
【００２２】
一方向回転モータ3は、交差軸減速機20および歯車伝動機構30を順次介してワイパーアーム1を軸線O1の周りで揺動させるものとし、歯車伝動機構30を特に、以下の構成になる遊星歯車式差動歯車機構とする。
この歯車伝動機構30は、モータ3からの一方向回転を入力される入力軸31と、ワイパーアーム1を取り付けられる出力軸32とを、軸線O1上に同軸に対向させて具え、これら入出力軸31,32間を回転伝動可能に駆動結合する差動歯車機構33を有する。
【００２３】
差動歯車機構33は、入力軸31と共に回転するキャリア34を具え、入力軸31から径方向にオフセットしたキャリア34の偏心箇所において、入力軸31と平行な軸線O2周りに相互に一体回転するよう取り付けられた一対の遊星歯車35,36よりなる複合遊星歯車組を有する。
一体回転する一対の遊星歯車35,36よりなる複合遊星歯車組を、図1,2では1組だけ設けて示したが、複数組（好ましくは3組）を1セットとして、円周方向等間隔に配して設けるのがトルク伝達バランスの点で好ましい。
【００２４】
差動歯車機構33は更に、これら遊星歯車35,36のうち入力軸31に近い方の遊星歯車35に噛合させて入力軸31に同軸配置した固定歯車37と、出力軸32に近い他方の遊星歯車36に噛合させて出力軸32に同軸に固着した出力歯車38とを設ける。
【００２５】
モータ3は、ロータ5に結合されて外部に突出するモータ出力軸6の回転軸線が入力軸31の軸線O1と交角を持つよう（図1,2では両軸線が直角をなすよう）配置し、
これらモータ出力軸6および入力軸31の交差部に、モータ出力軸6から入力軸31へモータ出力回転が伝達されるよう交差軸減速機20を設ける。
この交差軸減速機20は、モータ出力軸6に結合したウォーム21と、入力軸31に結合したウォームホイール22とより成り、これらウォーム21およびウォームホイール22を相互に噛合させて構成する。
【００２６】
かくて交差軸減速機20は、モータ出力軸6からの一定方向モータ回転をウォーム21およびウォームホイール22により減速して入力軸31に伝達し、この入力軸31を対応する一定方向に回転させるが、このときモータ回転の出力軸線方向をモータ出力軸6および入力軸31の交差角（90度）だけ屈曲させる。
なお、モータ3をモータ出力軸6の回転軸線が入力軸31の軸線O1と直角をなすよう配置する場合、モータ3およびモータ出力軸6が歯車伝動機構30に対しタンデム配置とならず、横並び配置となってワイパー駆動装置の軸線方向寸法を小さくすることができ、ワイパー駆動装置の設置スペースを小さくするのに寄与する。
【００２７】
以上の構成により、モータ出力軸6から交差軸減速機20を経て入力軸31に達した一定方向のモータ回転（図2に、入力軸31の回転角をθ1で示す）は、キャリア34を介して複合遊星歯車組（遊星歯車35,36）の一体結合軸に伝達されてこれを入出力軸線O1の周りに旋回させる。
これにより、遊星歯車35が固定歯車37の周囲に転動され、これに伴う遊星歯車35の回転（図2に、その回転角をθ2で示す）がそのまま遊星歯車36に伝達され、該遊星歯車36の回転（図2に、その回転角をθ2で示す）が出力歯車38を介して出力軸32に伝達される（図2に、その回転角をθ3で示す）。
【００２８】
かかるモータ回転の伝達中、入力軸31が一方向に回転されているにもかかわらず、出力軸32（ワイパーアーム1）が往復揺動されるようにするために、
入力軸31に近い方の遊星歯車35および固定歯車37よりなる固定歯車側歯車対と、出力軸32に近い遊星歯車36および出力歯車38よりなる出力歯車側歯車対の少なくとも一方を非円形歯車対とし、
非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を、詳しくは以下に順次説明するが、入力軸31の一方向回転にもかかわらず出力軸32が往復揺動されるように設定する。
【００２９】
先ず、入力軸31が一方向に回転されているにもかかわらず、出力軸32（ワイパーアーム1）が往復揺動されるようにするための条件を説明する。
図2に示すように、固定歯車37に係わるピッチ曲線の動径をr1とし、遊星歯車35に係わるピッチ曲線の動径をr2とし、出力歯車38に係わるピッチ曲線の動径をr3とし、遊星歯車36に係わるピッチ曲線の動径をr4とし、軸線O1,O2の軸間距離をaとすると、
入力軸31の回転角速度dθ1に対する、出力軸32の回転角速度dθ3の比（dθ1/ dθ3）は、
（dθ1/ dθ3）＝1-（r1・r3）/（r2・r4）  ・・・（１）
ただし、r1＋r2＝r3＋r4＝a  ・・・（２）
で表される。
【００３０】
入力軸31に近い方の遊星歯車35および固定歯車37よりなる固定歯車側歯車対と、出力軸32に近い遊星歯車36および出力歯車38よりなる出力歯車側歯車対の少なくとも一方を非円形歯車対とし、入力軸31の一方向回転にもかかわらず出力軸32（ワイパーアーム1）が往復揺動されるようにするためには、
非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を、入力軸31の1回転中における回転領域ごとに、上記（１）式が下記の条件に符合するものとなるよう決定する必要がある。
（dθ1/ dθ3）＝｛1-（r1・r3）/（r2・r4）｝>0  ・・・（３）
（出力軸32を入力軸31と同方向に回転させるべき入力軸31の回転領域）
（dθ1/ dθ3）＝｛1-（r1・r3）/（r2・r4）｝＝0  ・・・（４）
（出力軸32を入力軸31の回転に関係なく停止させるべき入力軸31の回転領域）
（dθ1/ dθ3）＝｛1-（r1・r3）/（r2・r4）｝<0  ・・・（５）
（出力軸32を入力軸31と逆方向に回転させるべき入力軸31の回転領域）
【００３１】
つまり、ワイパーアーム1を揺動角0の下方反転位置から最大揺動角の上方反転位置まで揺動させるべき入力軸31の回転領域では、非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を、例えば上記（３）式の不等式が満足されるよう決定し、
ワイパーアーム1を逆に上方反転位置から下方反転位置まで揺動させるべき入力軸31の回転領域では、非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を、例えば上記（５）式の不等式が満足されるよう決定し、
ワイパーアーム1を下方反転位置や上方反転位置において揺動方向を反転させるべき入力軸31の回転領域では、非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を、上記（４）式が満足されるよう決定する必要がある。
【００３２】
出力軸32に近い方の遊星歯車36および出力歯車38よりなる出力歯車側歯車対を円形歯車対とし、入力軸31に近い方の遊星歯車35および固定歯車37よりなる固定歯車側歯車対を非円形歯車対とし、
入力軸31の回転角θ1に対する出力軸32の回転角θ3の関係を示す変位曲線が、図3にA1で示すごとく入力軸1回転（2π）を1周期とする正弦波曲線となるよう、非円形歯車対（固定歯車側歯車対）におけるピッチ曲線の動径を設定することにより、出力軸32（ワイパーアーム1）が下方反転位置と上方反転位置との間で往復揺動するようになした場合の、非円形歯車対（固定歯車側歯車対）におけるピッチ曲線の動径につき以下に詳述する。
【００３３】
ワイパーアーム1に要求される滑らかな揺動のためには、図3の変位曲線A1が滑らかな曲線であるを要し、そのためには、変位曲線A1上の接線勾配である（dθ3/dθ1）および該接線勾配の変化率である（d2θ3/dθ12）が連続的に変化するよう非円形歯車対（固定歯車側歯車対）におけるピッチ曲線の動径を設定する必要がある。
【００３４】
以下、ワイパーアーム1に要求される滑らかな揺動のためには、（dθ3/dθ1）および（d2θ3/dθ12）が連続的に変化する必要性があることを説明する。
円形歯車対である、遊星歯車36および出力歯車38よりなる出力歯車側歯車対のギヤ比をｎとすると、これを用いて前記（１）式は次式により表される。
（dθ1/ dθ3）＝1-n（r1/r2）  ・・・（６）
これを前記（２）式と連立させて、非円形歯車対（固定歯車側歯車対）におけるピッチ曲線の動径r1およびr2はそれぞれ、次式により求めることができる。
r1＝｛[1-（dθ3/dθ1）]/[1+ｎ-（dθ3/dθ1）]｝・a  ・・・（７）
r2＝｛ｎ/[1+ｎ-（dθ3/dθ1）]｝・a    ・・・（８）
【００３５】
また、ワイパーアーム1に要求される滑らかな揺動のためには、非円形歯車対を成す遊星歯車35および固定歯車37は滑らかに噛み合う必要があり、そのためには当該非円形歯車対（固定歯車側歯車対）におけるピッチ曲線の動径r1およびr2がそれぞれ、入力軸回転角θ1に対して滑らかに変化する必要があって、
次式により表される、入力軸回転角θ1の変化割合（一階微分値dθ1）に対する動径r1およびr2の変化割合（一階微分値dr1,dr2）の比もそれぞれ連続的に変化するを要する。
（dr1/dθ1）＝｛[-n（d2θ3/dθ12）]/[1+ｎ-（dθ3/dθ1）]2｝・a  ・・・（９）
（dr2/dθ1）＝｛[n（d2θ3/dθ12）]/[1+ｎ-（dθ3/dθ1）]2｝・a  ・・・（10）
【００３６】
これら（９）式および（10）で表される、入力軸回転角θ1の変化割合（一階微分値dθ1）に対する動径r1およびr2の変化割合（一階微分値dr1,dr2）の比がそれぞれ連続的に変化するためには、変位曲線A1上の接線勾配である（dθ3/dθ1）および該接線勾配の変化率である（d2θ3/dθ12）が連続的に変化する必要があり、
ワイパーアーム1に要求される滑らかな揺動のためには、（dθ3/dθ1）および（d2θ3/dθ12）が連続的に変化する必要があることが証明された。
【００３７】
そして、この条件を満たすよう非円形歯車対（固定歯車37および遊星歯車35の歯車対）におけるピッチ曲線の動径r1およびr2を設定することで、入力軸31の回転角θ1に対する出力軸32（ワイパーアーム1）の回転角θ3の関係を示す変位曲線が図3にA1で示すごとく滑らかな曲線となり、ワイパーアーム1を要求通り滑らかに往復揺動させることができる。
【００３８】
ちなみに、入力軸31の回転角θ1に対する出力軸32の回転角θ3の関係を示す変位曲線が、図3にA1で示すごとく入力軸1回転（2π）を1周期とする正弦波曲線となるよう、非円形歯車対（固定歯車側歯車対）におけるピッチ曲線の動径r1およびr2を設定した場合、
出力軸32（ワイパーアーム1）の最大揺動角を図3に示すようにδ0とした時、出力軸32（ワイパーアーム1）の回転角θ3は、入力軸回転角θ1に対し次式の関係を持ったものとなる。
θ3＝（δ0/2）（1−cosθ1）  ・・・（11）
【００３９】
前記した（７）式および（８）式に上記の（11）式を代入することにより、非円形歯車対（固定歯車側歯車対）を成す遊星歯車35および固定歯車37のピッチ曲線を図4に示すごとくに求めることができ、ピッチ曲線を図示するごとく要求通りに滑らかな曲線となし得て、ワイパーアーム1を要求通り滑らかに往復揺動させることができる。
【００４０】
上記した実施例によれば、モータ3の一方向回転を図1,2につき前記した特異な構成の歯車伝動機構30により揺動運動に変換し、この揺動運動をワイパーアーム1に伝達してその揺動を行うようにしたため、
ワイパーアーム1の揺動反転を生起させるのにモータ3の回転方向を切り替える必要がなく、モータ3を一方向へ回転させたままでワイパーアーム1を往復揺動させ得ることとなり、
モータ3が出力の小さな小型モータで足りて、ワイパー駆動装置の小型化によりその車載性を向上させ得ると共にコスト上も大いに有利である。
【００４１】
なお本実施例では、モータ3をモータ出力軸6の回転軸線が入力軸31の軸線と交角を持つよう配置し、これらモータ出力軸6および入力軸31の交差部に設けた交差軸減速機20を介し、モータ出力軸6から入力軸31へ回転が伝達されるようにしたから、
モータ3が歯車伝動機構30に対し横並びに配置されてワイパー駆動装置の軸線方向寸法を短縮することができ、ワイパー駆動装置の更なる小型化に寄与してその車載性の更なる向上を実現することができる。
【００４２】
また、従来のようにモータの正逆転切り替えによりワイパーアームを往復揺動させるのでは、正逆転モータ回転をワイパーアームに伝達する伝動部をはじめ、ワイパーアームや、ワイパーブレイドにも、モータ回転切り替えの度に過大な負荷変動が発生し、これら伝動部や、ワイパーアームや、ワイパーブレイドや、その他の構成要素が早期劣化したり、異音を発生するといった問題を生ずるが、
本実施例のようにモータ3を一方向へ回転させたままでワイパーアーム1を往復揺動させるワイパー駆動装置によれば、上記したモータ回転切り替えに伴う過大な負荷変動を生ずることがなく、かかる負荷変動により伝動部や、ワイパーアームや、ワイパーブレイドや、その他の構成要素が早期劣化したり、異音を発生するといった問題を回避することができる。
【００４３】
更に、従来のようにモータの正逆転切り替えによりワイパーアームを往復揺動させるのでは、モータを正逆転切り替えする時にモータ回転速度が必ずや一旦０になることから、ワイパーアームの揺動スピード（ワイパーブレードの払拭スピード）を目標とおりに高くすることができないが、
本実施例のようにモータ3を一方向へ回転させたままでワイパーアーム1を往復揺動させるワイパー駆動装置によれば、モータ回転速度が一旦０になることがなく、ワイパーアーム1の揺動スピード（ワイパーブレードの払拭スピード）をこれによる制約を受けることなく、目標とおりに高くすることができる。
【００４４】
なお一般的に、ワイパーアームを一方向回転モータにより揺動させようとする場合は、前記したように該モータからの一方向回転を揺動運動に変換する４節リンク機構を用いるのが普通であるが、
本実施例においては、上記の４節リンク機構に代え、図1,2につき前述した特異な構成の歯車伝動機構30を用いてモータ3の一方向回転をワイパーアーム1の往復揺動運動に変換するため、そして、この歯車伝動機構30が４節リンク機構ほど大きな収納スペースを必要としないことから、ワイパー駆動装置を小型化し得てその車載性を向上させることができる。
【００４５】
また、上記の一般的な４節リンク機構を用いてワイパーアームを往復揺動させると、その構成上ワイパーアームの揺動反転時に角速度変化や負荷の変動が大きくなるのを対策し得ないが、
本実施例のように、図1,2につき前述した特異な構成の歯車伝動機構30を用いてワイパーアーム1を往復揺動させる場合、当該特異な構成の歯車伝動機構30の設計（動径ｒ1，ｒ2の設定）次第でワイパーアーム1の往復揺動態様を如何様にも設定可能であることから、
ワイパーアーム1の揺動反転時における角速度変化や負荷の変動が大きくなるのを防止するようなワイパーアームの往復揺動を実現可能である。
【００４６】
かようにワイパーアーム1の揺動反転時における角速度変化や負荷の変動を小さくし得ることで、本実施例のワイパー駆動装置によれば、モータ3からワイパーアーム1への伝動系にさほど大きな強度を持たせる必要がなくなり、重量上大いに有利である。
また、ワイパーアーム1の揺動反転時における角速度変化や負荷の変動を小さくし得ることで、本実施例のワイパー駆動装置によれば、ワイパーブレード2の寿命を長くすることができると共に、ワイパーブレード2からの拭払異音の発生を抑制することができる。
【００４７】
更に本実施例においては、出力歯車側歯車対36,38を円形歯車対とし、固定歯車側歯車対35,37を非円形歯車対とし、
入力軸31の回転角θ１に対する出力軸32の回転角θ3の関係を示す変位曲線A1を図3に示すごとく、dθ3/dθ1およびd2θ3/dθ12が連続的に変化し、且つ、変位曲線A1の下方反転位置と上方反転位置の間で出力軸32が揺動するような曲線となすべく非円形歯車対35,37におけるピッチ曲線の動径r2,r1を設定したため、
ワイパーアーム1を下方反転位置と上方反転位置の間で滑らかに往復揺動させることができ、ワイパーアーム1の揺動速度が拭払領域において不連続となる違和感を払拭することができる。
【００４８】
また本実施例においては、入力軸31の回転角θ1に対する出力軸32の回転角θ2の関係を示す変位曲線A1が図3に示すごとく、入力軸1回転を1周期とする正弦波曲線となるよう非円形歯車対35,37におけるピッチ曲線の動径r2,r1を設定することにより、変位曲線A1の下方反転位置と上方反転位置の間でワイパーアーム1が往復揺動するようになしたため、
上記したワイパーアーム1の滑らかな往復揺動を更に確実なものとして、ワイパーアーム1の揺動速度が拭払領域において不連続となる違和感を一層確実に払拭することができる。
【００４９】
なお上記では、遊星歯車35および固定歯車37より成る固定歯車側歯車対を非円形歯車対となし、遊星歯車36および出力歯車38より成る出力歯車側歯車対を円形歯車対となす場合について述べたが、
逆に遊星歯車36および出力歯車38より成る出力歯車側歯車対を非円形歯車対となし、遊星歯車35および固定歯車37より成る固定歯車側歯車対を円形歯車対となす場合や、
固定歯車側歯車対および出力歯車側歯車対を共に非円形歯車対となす場合も、同様の考え方により、非円形歯車対におけるピッチ曲線の動径を設定することで、同様の作用効果を奏し得ることは言うまでもない。
【００５０】
図1,2の構成を踏襲しつつも、遊星歯車35および固定歯車37より成る固定歯車側歯車対（非円形歯車対）におけるピッチ曲線の動径r2,r1を上記と異ならせることにより、図3にA1で示す変位曲線とは異なる様々な変位曲線を、以下のように実現することができる。
なお以後の実施例では全て、遊星歯車35および固定歯車37より成る固定歯車側歯車対を非円形歯車対とし、遊星歯車36および出力歯車38より成る出力歯車側歯車対を円形歯車対とした場合につき、順次説明を展開することとする。
【００５１】
図5の変位曲線A2は、下方反転位置から上方反転位置α0までの区間と、上方反転位置α0から下方反転位置までの区間とで、前者の周期が後者の周期よりも短く（逆の場合も可）なるよう周期を異ならせた正弦波曲線であるが、これら正弦波曲線が全体としては入力軸1回転を1周期とし、且つ、下方反転位置と上方反転位置とで滑らかに連続した曲線である。
この場合、出力軸32（ワイパーアーム1）の回転角θ3は、入力軸回転角θ1に対し次式の関係を持ったものとなる。
入力軸回転角θ1が0≦θ1≦α0≠πの区間：
θ3＝（δ0/2）｛1−cos(π/α0)θ1｝  ・・・（12）
入力軸回転角θ1がα0<θ1≦2πの区間：
θ3＝（δ0/2）｛1＋cos(π/[2π-α0])(θ1-α0)｝  ・・・（13）
【００５２】
本実施例においては、変位曲線A2が上記の滑らかな正弦波曲線となるよう、遊星歯車35および固定歯車37より成る固定歯車側歯車対（非円形歯車対）におけるピッチ曲線の動径r2,r1を設定する。
ここで上方反転位置α0は任意に決定することができ、これにより、下方反転位置から上方反転位置へのワイパー外払い速度と、逆の上方反転位置から下方反転位置へのワイパー内払い速度とを、用途に応じて自在に異ならせることができる実用上の利点がある。
【００５３】
前記した（７）式および（８）式に上記の（12）式および(13)式を代入することにより、非円形歯車対（固定歯車側歯車対）を成す遊星歯車35および固定歯車37のピッチ曲線を図6に示すごとくに求めることができ、ピッチ曲線を図示するごとく要求通りに滑らかな曲線となし得て、ワイパーアーム1を要求通り滑らかに往復揺動させることができる。
【００５４】
図7の変位曲線A3は、下方反転位置から微少区間γLだけ、また、上方反転位置α0から微少区間γUだけ出力軸32（ワイパーアーム1）を回転停止させる曲線である。
この場合、出力軸32（ワイパーアーム1）の回転角θ3は、入力軸回転角θ1に対し次式の関係を持ったものとなる。
入力軸回転角θ1が0≦θ1≦γLの区間：
θ3＝0  ・・・（14）
入力軸回転角θ1がγL<θ1≦α0の区間：
θ3＝（δ0/2）｛1−cos(π/[α0−γL])（θ1−γL）｝  ・・・（15）
入力軸回転角θ1がα0<θ1≦α0＋γUの区間：
θ3＝δ0  ・・・（16）
入力軸回転角θ1がα0＋γU <θ1≦2πの区間：
θ3＝（δ0/2）｛1＋cos(π/[2π−α0−γU])(θ1−α0−γU)｝  ・・・（17）
【００５５】
本実施例においては、変位曲線A3が上記出力軸32（ワイパーアーム1）の回転停止区間を有した曲線となるよう、遊星歯車35および固定歯車37より成る固定歯車側歯車対（非円形歯車対）におけるピッチ曲線の動径r2,r1を設定する。
かかる出力軸32（ワイパーアーム1）の回転停止区間を有した変位曲線A3とすることで、下方反転位置および上方反転位置における反転時に大きな負荷変動が生ずるのを回避することができ、かかる大きな負荷変動により伝動部や、ワイパーアームや、ワイパーブレイドや、その他の構成要素が早期劣化したり、異音を発生するといった問題を回避することができる。
【００５６】
前記した（７）式および（８）式に上記の（14）式、（15）式、（16）式および(17)式を代入することにより、非円形歯車対（固定歯車側歯車対）を成す遊星歯車35および固定歯車37のピッチ曲線を図8に示すごとくに求めることができ、ピッチ曲線を図示するごとく要求通りに滑らかな曲線となし得て、ワイパーアーム1を要求通り滑らかに往復揺動させることができる。
【００５７】
図9は、図1,2のワイパー駆動装置を図10に示すごとく運転席側ワイパーの駆動装置（1d：ワイパーアーム、2d：ワイパーブレード、3d：モータ、30d：歯車伝動機構）、および、助手席側ワイパーの駆動装置（1p：ワイパーアーム、2p：ワイパーブレード、3p：モータ、30p：歯車伝動機構）として個々に用いる場合において、運転席側ワイパー駆動装置用に好適な変位曲線A4、および、助手席側ワイパー駆動装置用に好適な変位曲線A5を示す。
【００５８】
本実施例では、運転席側ワイパーの最大揺動角δ0dよりも助手席側ワイパーの最大揺動角δ0pの方が大きくなるよう、運転席側ワイパー駆動装置の変位曲線A4、および、助手席側ワイパー駆動装置の変位曲線A5をそれぞれ図9に示すごとくに定め、これら変位曲線A4,A5が得られるよう運転席側ワイパー駆動装置および助手席側ワイパー駆動装置の固定歯車側歯車対（非円形歯車対）35,37におけるピッチ曲線の動径r2,r1をそれぞれ設定する。
【００５９】
かように助手席側ワイパーの最大揺動角δ0pを運転席側ワイパーの最大揺動角δ0dよりも大きくすることで、図10に示すウインドシールドW上における助手席側ワイパーブレード2pの拭き払い面積と、ウインドシールドW上における運転席側ワイパーブレード2dの拭き払い面積との対比から明らかなように、δ0p＝δ0dの場合よりもハッチング領域Sの分だけ拭き払い面積を広くすることができる。
そして、この拭き払い面積増大領域Sが運転席寄りに位置しているためと、運転席側ワイパーブレード2dおよび助手席側ワイパーブレード2pの双方で拭き払われる運転席前方領域が拡大されるためとの、2つの理由により運転視界が良好に保たれ、安全運転の一助となる。
【００６０】
なお、図9,10に示すごとく図1,2のワイパー駆動装置を運転席側ワイパーの駆動装置および助手席側ワイパーの駆動装置として個々に用い、助手席側ワイパーの最大揺動角δ0pを運転席側ワイパーの最大揺動角δ0dよりも大きくする場合においても、
両ワイパー駆動装置に対しそれぞれ、図7につき前述した考え方を適用して、図11に示すごとく運転席側変位曲線A4に、下方反転位置から微少区間γLdだけ、また、上方反転位置α0から微少区間γUdだけ出力軸32（ワイパーアーム1d）を回転停止させる区間を設定し、また助手席側変位曲線A5に、下方反転位置から微少区間γLpだけ、また、上方反転位置α0から微少区間γUpだけ出力軸32（ワイパーアーム1d）を回転停止させる区間を設定することことにより、図7の実施例によると同様の作用効果を達成することができる。
【００６１】
ただし本実施例においては特に図11のごとく、下方反転位置における出力軸32（ワイパーアーム1d,1p）の回転停止区間γLdおよびγLpに対しγLd<γLpの関係を持たせ、下方反転位置においては運転席側ワイパーアーム1dの回転停止区間γLdよりも助手席側ワイパーアーム1pの回転停止区間γLpを長くし、
上方反転位置における出力軸32（ワイパーアーム1d,1p）の回転停止区間γUdおよびγUpに対しγUd>γUpの関係を持たせ、上方反転位置においては運転席側ワイパーアーム1dの回転停止区間γUdよりも助手席側ワイパーアーム1pの回転停止区間γUpを短くする。
【００６２】
かように下方反転位置においては運転席側ワイパーアーム1dの回転停止区間γLdよりも助手席側ワイパーアーム1pの回転停止区間γLpが長くなり、上方反転位置においては運転席側ワイパーアーム1dの回転停止区間γUdよりも助手席側ワイパーアーム1pの回転停止区間γUpが短くなるようにした、図11における運転席側変位曲線A4および助手席側変位曲線A5はそれぞれ、前記した(14)式〜(17)式において、δ0にδ0dあるいはδ0pを代入することにより得られる。
そして上記のごとく、下方反転位置においてはγLd<γLpの関係を持たせ、上方反転位置においてはγUd>γUpの関係を持たせることで、運転席側ワイパーアーム1dと助手席側ワイパーアーム1pとが揺動中において相互に干渉しあうのを防止することができる。
【００６３】
前記した各実施例では、図1,2のワイパー駆動装置を運転席側ワイパーの駆動装置および助手席側ワイパーの駆動装置として個々に用いることとしたが、
図12,13に例示するごとき構成によれば、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを共通な1個の一方向回転モータ3で駆動することができる。
【００６４】
図12,13の本実施例で用いる一方向回転モータ3も、図1,2におけるモータ3と基本的には同じものであるが、ステータ4との磁気結合により駆動されるロータ5と共に回転するモータ出力軸として、運転席側ワイパー用モータ出力軸6dおよび助手席側ワイパー用モータ出力軸6pを設け、これらをロータ5に同軸に固設してモータ3の両端から突出させる。
【００６５】
モータ出力軸6dは、交差軸減速機20dおよび歯車伝動機構30dを順次介して運転席側ワイパーアーム1d（図13参照）を軸線O1dの周りで揺動させるものとし、
モータ出力軸6pは、交差軸減速機20pおよび歯車伝動機構30pを順次介して助手席側ワイパーアーム1p（図13参照）を軸線O1pの周りで揺動させるものとする。
【００６６】
運転席側ワイパーのための交差軸減速機20dおよび歯車伝動機構30d、および、助手席側ワイパーのための交差軸減速機20pおよび歯車伝動機構30pはそれぞれ、図1,2につき前述した交差軸減速機20および歯車伝動機構30と同じ構成になるものとし、
従って、これら交差軸減速機20および歯車伝動機構30におけると同様な構成部品には、同一符号に、運転席側用の添え字「d」および助手席側用の添え字「p」を付加した符号を付して図示することとし、重複説明を避けた。
なお、構成部品に付する符号だけでなく、軸線O1,O2、回転角θ1,θ2,θ3のような記号についても、運転席側のものには同じ記号に添え字「d」を、また、助手席側のものには同じ記号に添え字「p」を付した記号により図示した。
【００６７】
上記のワイパー駆動装置を車両に搭載するに際しては、図14に示すごとくウインドシールドWの下方に配置して搭載し、
歯車伝動機構30dの出力軸32dに運転席側ワイパーアーム1dを、また、歯車伝動機構30pの出力軸32pに助手席側ワイパーアーム1pを結合して実用する。
【００６８】
そして、遊星歯車36d,36pおよび出力歯車38d,38pより成る出力歯車側歯車対を円形歯車対となし、遊星歯車35d,35pおよび固定歯車37d,37pより成る固定歯車側歯車対を非円形歯車対となし、
後者の遊星歯車35d,35pおよび固定歯車37d,37pより成る固定歯車側歯車対（非円形歯車対）におけるピッチ曲線の動径を、前記各実施例におけると同様な要領で決定することにより、
運転席側ワイパーアーム1dおよび助手席側ワイパーアーム1pはそれぞれ、例えば図14に実線で示す下方反転位置と、破線で示す上方反転位置との間で往復揺動し、それぞれのワイパーブレード2d,2pによりウインドシールドWを拭き払って汚れを取り除くことができる。
【００６９】
ところで本実施例によれば、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを共通な1個の一方向回転モータ3により往復揺動させる構成になるから、
運転席側ワイパー用と助手席側ワイパー用の2個のモータ3を用いる、前記した実施例に比べて構成を簡易に、そしてコンパクトなものにすることができ、設置スペースの点や、コストの点で有利であると共に、重量の低減による燃費向上効果をも期待できる。
【００７０】
なお本実施例では、運転席側モータ出力軸6dと助手席側モータ出力軸6pとの2個のモータ出力軸をモータ3の両端から突出させることとしたが、
モータ出力軸をモータ3の一端から突出する1本のみとし、これに、交差軸減速機20dおよび歯車伝動機構30dを順次介して運転席側ワイパーアーム1dを駆動結合すると共に、交差軸減速機20pおよび歯車伝動機構30pを順次介して助手席側ワイパーアーム1pを駆動結合するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００７１】
ところで、図12〜14の構成により運転席側ワイパー駆動装置と助手席側ワイパー駆動装置とでモータ3を共用する場合、
運転席側交差軸減速機20dにおけるウォーム21dの歯のねじれ方向および助手席側交差軸減速機20pにおけるウォーム21pの歯のねじれ方向をそれぞれ同方向とし、且つ、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーが同位相で揺動されるよう、遊星歯車35d,35pおよび固定歯車37d,37pより成る固定歯車側歯車対（非円形歯車対）におけるピッチ曲線の動径r2,r1をそれぞれ設定するのがよい。
この場合、運転席側における歯車伝動機構30dと、助手席側における歯車伝動機構30pとを全く同じ構成および同じ仕様にすることができ、コスト上および部品管理の点で大いに有利であると共に、車載作業の簡易化を図ることができる。
【００７２】
図15は本発明の更に他の実施例を示し、本実施例においては、基本的には構成を図12〜14における実施例と同様なものとするが、運転席側交差軸減速機20dを成す運転席側ウォーム21dの歯のねじれ方向、および、助手席側交差軸減速機20pを成す助手席側ウォーム21pの歯のねじれ方向をそれぞれ相互逆向きとする。
従って、これら運転席側ウォーム21dおよび助手席側ウォーム21pにそれぞれ噛合する運転席側ウォームホイール22dおよび助手席側ウォームホイールと22pも歯の傾斜方向が相互逆向きである。
【００７３】
更に本実施例においては、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーが、図16(a)に示す運転席側変位曲線A4および同図(b)に示す助手席側変位曲線A5から明らかなように逆位相で揺動されるよう、遊星歯車35d,35pおよび固定歯車37d,37pより成る固定歯車側歯車対（非円形歯車対）におけるピッチ曲線の動径r2,r1をそれぞれ設定する。
【００７４】
かかる構成の本実施例においても、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを共通な1個の一方向回転モータ3により往復揺動させる構成になるから、構成を簡易、且つ、コンパクトなものにすることができ、設置スペースの点や、コストの点で有利であると共に、重量を低減することができて大いに有利である。
そして、運転席側ウォーム21dの歯のねじれ方向および助手席側ウォーム21pの歯のねじれ方向をそれぞれ相互逆向きにしたから、モータ出力軸6d,6pに作用するスラストも相互逆向きとなってこれらスラストが相殺される結果、モータ3の設計および取り付けに際して当該スラストを考慮する必要がなく、有利である。
【００７５】
図17は本発明の更に別の実施例を示し、本実施例においては、運転席側ワイパーと助手席側ワイパーとで共用する一方向回転モータ3を、図12におけるようにモータ出力軸6d,6pが共通なロータ5で駆動されるものとは異なり、これらモータ出力軸6d,6pが個々のロータ5o,5iにより個別に駆動される構成となしたものである。
つまり本実施例におけるモータ3は、1個のステータ4の内外周に同軸にインナーロータ5iおよびアウターロータ5oを回転自在に設け、これらインナーロータ5iおよびアウターロータ5oはそれぞれ、共通なステータ4との磁気的な結合により個別に回転駆動されるものとする。
【００７６】
なお本実施例ではモータ3を、1個のステータ4と、その内外周におけるインナーロータ5iおよびアウターロータ5oとより成るラジアルギャップ式複合モータとしたが、
これに限られず、1個のステータの軸線方向両側に2個のロータを配置し、これらロータをステータとの磁気的な結合により個々に回転駆動させるアキシャルギャップ式複合モータでもよいのは言うまでもない。
【００７７】
いずれにしても、2個のロータの一方に運転席側ワイパーを、また、他方に助手席側ワイパーを駆動結合するが、
図17では、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーのうち拭払負荷が大きい方の運転席側ワイパーを、回転有効径が大きくて出力トルクの大きなアウターロータ5oに結合し、他方の助手席側ワイパーを、回転有効径が小さくて出力トルクの小さなインナーロータ5iに結合して、モータ3を出力の小さな小型のモータで足りるようにする。
【００７８】
このため、運転席側ワイパーの駆動に供されるモータ出力軸6dをアウターロータ5oに同軸に結着してモータ3の対応端部から突出させ、助手席側ワイパーの駆動に供されるモータ出力軸6pをインナーロータ5iに同軸に結着してモータ3の対応端部から突出させる。
そしてモータ出力軸6dは、図12,13につき前述したと同様、交差軸減速機20dおよび歯車伝動機構30dを順次介して運転席側ワイパーアーム1dに結合し、モータ出力軸6pは、同じく図12,13につき前述したと同様、交差軸減速機20pおよび歯車伝動機構30pを順次介して助手席側ワイパーアーム1pに結合する。
【００７９】
上記のワイパー駆動装置を車両に搭載するに際しては、図14につき前述したと同様の要領で、図18に示すごとくウインドシールドWの下方に配置して搭載するが、
この際、運転席側ワイパーアーム1dおよび助手席側ワイパーアーム1pを、非作動位置においてワイパーブレード2d,2pが相互にOLで示すごとく、拭払方向にオーバーラップするよう配置する。
【００８０】
また、助手席側ワイパーの最大揺動角δ0pが運転席側ワイパーの最大揺動角δ0pよりも大きくなるよう、遊星歯車35d,35pおよび固定歯車37d,37pより成る固定歯車側歯車対（非円形歯車対）におけるピッチ曲線の動径を、図9〜11における実施例と同様な要領で決定する。
これにより、運転席側ワイパーアーム1dおよび助手席側ワイパーアーム1pはそれぞれ、例えば図18に実線で示す下方反転位置と、破線で示す上方反転位置との間で往復揺動し、それぞれのワイパーブレード2d,2pによりウインドシールドWを拭き払って汚れを取り除くことができる。
【００８１】
本実施例における複合モータ3がアウターロータ5oおよびインナーロータ5iの回転速度を個々に制御可能であることから、
運転席側ワイパーブレード2dおよび助手席側ワイパーブレード2pをOLで示すごとく相互に拭払方向にオーバーラップさせたり、助手席側ワイパーの最大揺動角δ0pを運転席側ワイパーの最大揺動角δ0pよりも大きくしても、運転席側ワイパーブレード2dおよび助手席側ワイパーブレード2pが互い干渉しあうことがない。
当該ワイパーブレード2dおよび助手席側ワイパーブレード2pのオーバーラップOLと、助手席側ワイパーの最大揺動角δ0pおよび運転席側ワイパーの最大揺動角δ0p間における大小関係により、運転席側のワイパーブレード拭払面積を拡大することができて良好な運転視界を確保することができる。
【００８２】
なお、図17のようにモータ3を複合モータで構成する場合、アウターロータ5oおよびインナーロータ5iは回転速度のみならず、回転方向も個々に制御可能である。
そこで、図17のワイパー駆動装置を線図的に表した図19に示すごとく、アウターロータ5oおよびインナーロータ5iを相互逆向きに回転させることができる。
この場合、複合モータ3のステータ4に作用する反力をアウターロータ5oとインナーロータ5iとで相殺し得て、ステータ4の取り付け部における剛性を高める必要がなくなり、モータ3を一層コンパクトに構成することができる。
【００８３】
かようにアウターロータ5oおよびインナーロータ5iを相互逆向きに回転させる場合、同じく図19に示すごとく、これらアウターロータ5oおよびインナーロータ5iにより駆動される運転席側ウォーム21dおよび助手席側ウォーム21pの歯のねじれ方向を相互逆向きにし、且つ、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーが同位相で揺動されるよう、遊星歯車35d,35pおよび固定歯車37d,37pより成る固定歯車側歯車対（非円形歯車対）におけるピッチ曲線の動径r2,r1をそれぞれ設定する。
かかる構成によれば、同仕様の運転席側歯車伝動機構30dおよび助手席側歯車伝動機構30pにより、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを同じ位相で揺動させることができて、コスト上大いに有利である。
【００８４】
なお、図17のようにモータ3を複合モータで構成する場合、図17のワイパー駆動装置を線図的に表した図20に示すごとく、
アウターロータ5oおよびインナーロータ5iを相互逆向きに回転させ（図19の実施例に同じ）、
これらアウターロータ5oおよびインナーロータ5iにより駆動される運転席側ウォーム21dおよび助手席側ウォーム21pの歯のねじれ方向を同じく図20に示すごとく、図19の実施例とは異なって相互逆向きにし、且つ、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーが逆位相で揺動されるよう、遊星歯車35d,35pおよび固定歯車37d,37pより成る固定歯車側歯車対（非円形歯車対）におけるピッチ曲線の動径r2,r1をそれぞれ設定してもよい。
【００８５】
かかる構成の本実施例によれば、アウターロータ5oおよびインナーロータ5iを相互逆向きに回転させることで、図19の実施例と同様に、複合モータ3のステータ4に作用する反力をアウターロータ5oとインナーロータ5iとで相殺し得て、ステータ4の取り付け部における剛性を高める必要がなくなり、モータ3を一層コンパクトに構成することができる。
【００８６】
また本実施例のように、運転席側ウォーム21dおよび助手席側ウォーム21pの歯のねじれ方向を相互逆向きとし、且つ、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーが逆位相で揺動されるよう構成した場合も、
図19の実施例と同様の作用効果、つまり、同仕様の運転席側歯車伝動機構30dおよび助手席側歯車伝動機構30pにより、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを同じ位相で揺動させることができて、コスト上大いに有利であるという作用効果を達成することができる。
【００８７】
なお前記した何れの実施例を用いるにしても、運転席側ワイパー駆動装置および助手席側ワイパー駆動装置を車両に1セットで用いる場合、運転席側ワイパーの駆動態様と、助手席側ワイパーの駆動態様との組み合わせを、ワインドシールドWに到達した雨滴量を検出する雨滴検出手段（図示せず）からの雨滴量検出値Rに応じて、以下のように自動制御することができる。
【００８８】
図21により詳述するに、雨滴量検出値Rを第1の微少な雨滴量設定値R1および第2の大きい雨滴量設定値R2と対比し、雨滴量検出値R が０であるとか、ワイパーを作動させるほどでもない極く僅かなものである（R<R1である）と判定するドライ時は、図21(a)に示すように、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーの双方を停止させておき、運転席側ワイパー揺動角θ3dおよび助手席側ワイパー揺動角θ3pをともに０に保つよう、複合モータ3の2個のロータ5o,5iを駆動制御する。
【００８９】
雨滴量検出値R が第1の微少な雨滴量設定値R1以上であるも、第2の大きい雨滴量設定値R2未満である（R1≦R<R2である）と判定する場合は、雨滴量検出値Rの大きさに応じて運転席側ワイパーの駆動態様と、助手席側ワイパーの駆動態様との組み合わせを以下のようなものとする。
【００９０】
つまり、この雨滴量検出値Rが第1の微少な雨滴量設定値R1寄りの小さな値であるセミドライ時であれば、図21(b)の運転席側ワイパー揺動角θ3dおよび助手席側ワイパー揺動角θ3pの発生頻度により示すごとく、運転席側ワイパーの複数回作動に対し助手席側ワイパーを1回作動させ、
雨滴量検出値Rが第2の雨滴量設定値R2寄りの大きな値であるセミウェット時であれば、図21(c)の運転席側ワイパー揺動角θ3dおよび助手席側ワイパー揺動角θ3pの発生頻度により示すごとく、運転席側ワイパーの複数回作動に対し助手席側ワイパーを複数回（ただし、運転席側ワイパーの複数回作動よりも少ない回数）だけ作動させるよう、複合モータ3の2個のロータ5o,5iを駆動制御する。
【００９１】
そして、雨滴量検出値Rが第1の微少な雨滴量設定値R1寄りの小さな値から第2の雨滴量設定値R2寄りの大きな値に向け大きくなるにつれ、図21(b)の動作態様から同図(c)の動作態様へとワイパー動作態様を変更して、運転席側ワイパーの複数回作動に対し助手席側ワイパーの作動回数を徐々に増やし、
ウインドシールドの運転視界を確保する上で必要最小限の頻度で助手席側ワイパーを作動させるようになす。
かようにすることにより、最小限のモータ消費電力で運転視界を確実に確保することができ、バッテリ寿命を長くすることができる。
【００９２】
雨滴量検出値Rが第2の雨滴量設定値R2以上（R≧R2）の大きな値であると判定するウェット時であれば、図21(d)の運転席側ワイパー揺動角θ3pおよび助手席側ワイパー揺動角θ3dの発生頻度により示すごとく、運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーの双方を制限無しに作動させるよう、複合モータ3の2個のロータ5d,5pを駆動制御する。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施例になるワイパー駆動装置の実態構成を示す全体斜視図である。
【図２】同実施例になるワイパー駆動装置のワイパー駆動系を模式的に示す略線図である。
【図３】同実施例のワイパー駆動装置における歯車伝動機構の入力軸回転角に対する出力軸回転角の関係を示した変位曲線の波形図である。
【図４】同実施例のワイパー駆動装置における歯車伝動機構を構成する非円形歯車対のピッチ曲線を示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施例になるワイパー駆動装置で用いた歯車伝動機構の変位曲線を示す、図3と同様な波形図である。
【図６】同実施例のワイパー駆動装置における歯車伝動機構を構成する非円形歯車対のピッチ曲線を示す、図4と同様な説明図である。
【図７】本発明の更に他の実施例になるワイパー駆動装置で用いた歯車伝動機構の変位曲線を示す、図3と同様な波形図である。
【図８】同実施例のワイパー駆動装置における歯車伝動機構を構成する非円形歯車対のピッチ曲線を示す、図4と同様な説明図である。
【図９】運転席側ワイパー駆動装置および助手席側ワイパー駆動装置をセットで用いる場合における、運転席側歯車伝動機構および助手席側歯車伝動機構の変位曲線を示す、図3と同様な波形図である。
【図１０】図9の変位曲線を呈する運転席側ワイパー駆動装置および助手席側ワイパー駆動装置の設置要領と、これらワイパー駆動装置によるワイパー拭払領域とを示す説明図である。
【図１１】運転席側ワイパー駆動装置および助手席側ワイパー駆動装置をセットで用いる場合における、運転席側歯車伝動機構および助手席側歯車伝動機構の変位曲線に係わる変形例を示す、図3と同様な波形図である。
【図１２】運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを1モータで駆動するよう構成した本発明の更に別の実施例になるワイパー駆動装置の実態構成を示す全体斜視図である。
【図１３】同実施例になるワイパー駆動装置の運転席側ワイパー駆動系および助手席側ワイパー駆動系を模式的に示す略線図である。
【図１４】同実施例になるワイパー駆動装置の設置要領と、該ワイパー駆動装置による運転席側ワイパー拭払領域および助手席側ワイパー拭払領域とを示す説明図である。
【図１５】本発明の更に他の実施例になるワイパー駆動装置の運転席側ワイパー駆動系および助手席側ワイパー駆動系を模式的に示す、図13と同様な略線図である。
【図１６】同実施例になるワイパー駆動装置の変位曲線を示す波形図で、  (a)は、運転席側歯車伝動機構の変位曲線に係わる波形図、  (b)は、助手席側歯車伝動機構の変位曲線に係わる波形図である。
【図１７】運転席側ワイパーおよび助手席側ワイパーを1モータで駆動するよう構成した本発明の更に他の実施例になるワイパー駆動装置の実態構成を示す全体斜視図である。
【図１８】同実施例になるワイパー駆動装置の設置要領と、該ワイパー駆動装置による運転席側ワイパー拭払領域および助手席側ワイパー拭払領域とを示す説明図である。
【図１９】同実施例になるワイパー駆動装置の運転席側ワイパー駆動系および助手席側ワイパー駆動系を模式的に示し、併せて変形例の構成部分をも図示した略線図である。
【図２０】本発明の更に別の実施例になるワイパー駆動装置の運転席側ワイパー駆動系および助手席側ワイパー駆動系を模式的に示す、図19と同様な略線図である。
【図２１】運転席側ワイパー駆動装置および助手席側ワイパー駆動装置をセットで用いる場合における、運転席側ワイパー駆動制御態様と、助手席側ワイパー駆動制御態様との組み合わせを示すタイムチャートで、  (a)は、ドライ時のタイムチャート、  (b)は、セミドライ時のタイムチャート、  (c)は、セミウェット時のタイムチャート、  (d)は、ウェット時のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１  ワイパーアーム
1d  運転席側ワイパーアーム
1p  助手席側ワイパーアーム
２  ワイパーブレード
2d  運転席側ワイパーブレード
2p  助手席側ワイパーブレード
３  一方向回転モータ
４  ステータ
５  ロータ
5i  インナーロータ
5o  アウターロータ
６  モータ出力軸
6d  運転席側モータ出力軸
6p  助手席側モータ出力軸
20  交差軸減速機
20d  運転席側交差軸減速機
20p  助手席側交差軸減速機
21  ウォーム
21d  運転席側ウォーム
21p  助手席側ウォーム
22  ウォームホイール
22d  運転席側ウォームホイール
22p  助手席側ウォームホイール
30  歯車伝動機構
30d  運転席側歯車伝動機構
30p  助手席側歯車伝動機構
31  入力軸
31d  運転席側入力軸
31p  助手席側入力軸
32  出力軸
32d  運転席側出力軸
32p  助手席側出力軸
33  差動歯車機構
33d  運転席側差動歯車機構
33p  助手席側差動歯車機構
34  キャリア
34d  運転席側キャリア
34p  助手席側キャリア
35  遊星歯車（非円形歯車対）
35d  運転席側遊星歯車（非円形歯車対）
35p  助手席側遊星歯車（非円形歯車対）
36  遊星歯車（円形歯車対）
36d  運転席側遊星歯車（円形歯車対）
36p  助手席側遊星歯車（円形歯車対）
37  固定歯車（非円形歯車対）
37d  運転席側固定歯車（非円形歯車対）
37p  助手席側固定歯車（非円形歯車対）
38  出力歯車（円形歯車対）
38d  運転席側出力歯車（円形歯車対）
38p  助手席側出力歯車（円形歯車対）
【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】
0005050812.tif 000007
【図７】
0005050812.tif 000008
【図８】
0005050812.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005050812.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0005050812.tif 000016
【図１６】
0005050812.tif 000017
【図１７】
0005050812.tif 000018
【図１８】
0005050812.tif 000019
【図１９】
0005050812.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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