(57)【要約】【課題】ワイパアームを精度良く往復回動させ、ワイパアームに外力が加わった場合でも、減速機構の破損を防止すると共に、ワイパアームが必要以上に移動されることを防止する。【解決手段】ワイパモータ１０では、モータ本体２４における入力側モータ回転軸４２と出力側モータ回転軸４４との間に第一クラッチ機構２６が設けられ、出力ギア４８と出力軸３２との間に第二クラッチ機構３０が設けられている。第一クラッチ機構２６は、出力側モータ回転軸４４への逆入力時には出力側モータ回転軸４４を回転不能に保持する構成とされ、第二クラッチ機構３０は、出力軸３２に対して回転方向と反対方向へ所定以上の外力が作用した場合に動力伝達解除状態となる構成とされている。また、出力軸の絶対回転角度は絶対角センサにより検出されるようになっている。【選択図】図１
2009165284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に二分割された入力側モータ回転軸及び出力側モータ回転軸を有するモータ本体と、
前記入力側モータ回転軸と前記出力側モータ回転軸との間に設けられ、前記入力側モータ回転軸の回転時には前記入力側モータ回転軸に対して前記出力側モータ回転軸を一体回転可能に結合する一方で、前記出力側モータ回転軸への逆入力時には前記出力側モータ回転軸を回転不能に保持する第一クラッチ機構と、
前記出力側モータ回転軸に設けられた入力ギアと、
前記入力ギアと噛合されて前記入力ギアとで減速機構を構成する出力ギアと、
前記出力ギアに伝達された回転駆動力を出力するための出力軸と、
前記出力ギアと前記出力軸との間に設けられ、前記出力軸に対して回転方向と反対方向へ所定以上の外力が作用した場合に動力伝達解除状態となる第二クラッチ機構と、
前記出力軸の絶対回転角度を検出するための絶対回転角度検出手段と、
を備えたことを特徴とするワイパモータ。
【請求項２】
クランクアーム又はワイパアームからなる連結部材を前記出力軸に回転不能に連結するための回り止め構造を備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載のワイパモータ。
【請求項３】
前記回り止め構造、前記第一クラッチ機構、及び前記第二クラッチ機構の各耐荷重をＬ１、Ｌ２、Ｌ３とした場合に、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３とされている、
ことを特徴とする請求項２に記載のワイパモータ。
【請求項４】
前記回り止め構造は、前記出力軸に対する前記連結部材の回転方向における取付角度を規制する取付角度規制部を有する、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のワイパモータ。
【請求項５】
前記出力軸と前記連結部材との取付角度に関する情報を記憶するための情報記憶部を有すると共に、前記情報記憶部に記憶された情報及び前記絶対回転角度検出手段の検出結果に基づいて前記モータ本体の駆動を制御する制御手段を備えた、
ことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載のワイパモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイパアームを往復回動させるためのワイパモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ワイパモータの反転に伴ってワイパアームを往復回動させるワイパ装置においては、ワイパモータの出力軸の角度を検出する必要がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のワイパ装置では、ワイパアームが終端位置に達したときに終端位置信号を出力する終端位置センサが備えられており、この終端位置センサから出力された終端位置信号及び時間発信器における経過時間に基づいて電動モータの出力軸の絶対回転角度が実質的に検出されるようになっている。なお、時間発信器の代わりに、出力軸の回転角度に応じてパルス信号を出力するパルスエンコーダを用いることも可能である。
【０００４】
また、特許文献２に記載のワイパ装置における電動モータでは、ウォームホイールの回転中心上に回転検出用のマグネットが固定されると共に、回路基板にＭＲセンサが実装されており、ＭＲセンサの出力信号に基づいて出力軸の絶対回転角度が検出されるようになっている。
【特許文献１】特表平１０−５０００８２号公報
【特許文献２】特開２００７−９７３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記各ワイパ装置では、ワイパアームが雪溜りに衝突したりワイパアームへ落雪が生じたりしたことに伴ってワイパアームに瞬間的に過大な外力が加わり、これに伴ってリンク機構が撓んだり、出力軸とクランクアーム等とのセレーション結合部に破断が生じたりした場合には、ワイパアームの回動位置を正確に検出できなくなり、ワイパアームを精度良く往復回動させることができなくなる虞がある。
【０００６】
また、例えばワイパアームが異物と干渉してワイパアームに外力が加わった場合には、この外力がワイパモータに備えられた減速機構に伝達されて、この減速機構が破損する虞がある。
【０００７】
また、例えばワイパアームが下反転位置に位置されているときにワイパアームへ落雪が生じたり車両走行中に走行風や振動等の影響を受けたりしてワイパアームに外力が加わった場合には、この外力によってワイパモータが回転されることに伴い、ワイパアームが必要以上に移動されてしまう虞がある。
【０００８】
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであって、その目的は、ワイパアームを精度良く往復回動させることができ、しかも、ワイパアームに外力が加わった場合でも、減速機構の破損を防止できると共に、ワイパアームが必要以上に移動されてしまうことを防止できるワイパモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１に記載のワイパモータは、軸方向に二分割された入力側モータ回転軸及び出力側モータ回転軸を有するモータ本体と、前記入力側モータ回転軸と前記出力側モータ回転軸との間に設けられ、前記入力側モータ回転軸の回転時には前記入力側モータ回転軸に対して前記出力側モータ回転軸を一体回転可能に結合する一方で、前記出力側モータ回転軸への逆入力時には前記出力側モータ回転軸を回転不能に保持する第一クラッチ機構と、前記出力側モータ回転軸に設けられた入力ギアと、前記入力ギアと噛合されて前記入力ギアとで減速機構を構成する出力ギアと、前記出力ギアに伝達された回転駆動力を出力するための出力軸と、前記出力ギアと前記出力軸との間に設けられ、前記出力軸に対して回転方向と反対方向へ所定以上の外力が作用した場合に動力伝達解除状態となる第二クラッチ機構と、前記出力軸の絶対回転角度を検出するための絶対回転角度検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載のワイパモータでは、出力軸の絶対回転角度を検出するための絶対回転角度検出手段が備えられており、モータ本体は、この絶対回転角度検出手段の検出結果に基づいて駆動される。そして、モータ本体が駆動されて入力側モータ回転軸が回転されると、この入力側モータ回転軸の回転駆動力が第一クラッチ機構を介して出力側モータ回転軸に伝達され、出力側モータ回転軸と共に入力ギア及び出力ギアが回転される。また、出力ギアに伝達された回転駆動力は第二クラッチ機構を介して出力軸に伝達され、この出力軸の回転に伴ってワイパアームが往復回動される。
【００１１】
ここで、請求項１に記載のワイパモータでは、出力ギアと出力軸との間に第二クラッチ機構が設けられている。第二クラッチ機構は、出力軸に対して回転方向と反対方向へ所定以上の外力が作用した場合に動力伝達解除状態となる構成とされている。従って、例えばワイパアームが雪溜りに衝突したりワイパアームへ落雪が生じたりしたことに伴ってワイパアームに瞬間的に過大な外力が加わり、これに伴って出力軸に対して回転方向と反対方向へ所定以上の外力が作用した場合でも、第二クラッチ機構が動力伝達解除状態となる。これにより、リンク機構が撓んだり出力軸とクランクアーム等とのセレーション結合部に破断が生じたりすることを防止することができる。
【００１２】
また、第二クラッチ機構が動力伝達解除状態とされて、出力軸が出力ギアに対して相対回転されても、絶対回転角度検出手段によって出力軸の絶対回転角度が検出される。従って、ワイパアームの回動位置を正確に検出できるので、ワイパアームを精度良く往復回動させることができる。
【００１３】
また、例えばワイパアームが異物と干渉してワイパアームに外力が加わった場合でも、第二クラッチ機構の動力伝達状態が解除されるので、この外力が出力ギア及び入力ギアからなる減速機構に伝達されることを防止できる。これにより、減速機構が破損することを防止できる。
【００１４】
さらに、請求項１に記載のワイパモータでは、入力側モータ回転軸と出力側モータ回転軸との間に第一クラッチ機構が設けられている。第一クラッチ機構は、入力側モータ回転軸の回転時には入力側モータ回転軸に対して出力側モータ回転軸を一体回転可能に結合する一方で、出力側モータ回転軸への逆入力時には出力側モータ回転軸を回転不能に保持する構成とされている。従って、例えばワイパアームが下反転位置に位置されているときにワイパアームへ落雪が生じたり車両走行中に走行風や振動等の影響を受けたりしてワイパアームに外力が加わった場合でも、出力側モータ回転軸が第一クラッチ機構によって保持される。これにより、ワイパアームに加わった外力によってワイパモータが回転されることを防止できるので、ワイパアームが必要以上に移動されてしまうことを防止できる。
【００１５】
このように、請求項１に記載のワイパモータによれば、ワイパアームを精度良く往復回動させることができ、しかも、ワイパアームに外力が加わった場合でも、減速機構の破損を防止できると共に、ワイパアームが必要以上に移動されてしまうことを防止できる。
【００１６】
請求項２に記載のワイパモータは、請求項１に記載のワイパモータにおいて、クランクアーム又はワイパアームからなる連結部材を前記出力軸に回転不能に連結するための回り止め構造を備えた、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載のワイパモータによれば、回り止め構造によってクランクアーム又はワイパアームからなる連結部材を出力軸に対して回転不能に連結することができるので、ワイパアームに外力が加わった場合でも、クランクアーム又はワイパアームからなる連結部材の出力軸に対する回転変位を防止することができる。これにより、ワイパアームをより一層精度良く往復回動させることができる。
【００１８】
請求項３に記載のワイパモータは、請求項２に記載のワイパモータにおいて、前記回り止め構造、前記第一クラッチ機構、及び前記第二クラッチ機構の各耐荷重をＬ１、Ｌ２、Ｌ３とした場合に、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３とされている、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載のワイパモータによれば、回り止め構造の耐荷重が第一クラッチ機構の耐荷重Ｌ２及び第二クラッチ機構の耐荷重Ｌ３よりも大きく設定されているので、ワイパアームに外力が加わった場合でも、クランクアーム又はワイパアームからなる連結部材の出力軸に対する回転変位を防止することができる。
【００２０】
また、第二クラッチ機構の耐荷重Ｌ３は第一クラッチ機構の耐荷重Ｌ２よりも小さく設定されているので、ワイパアームに小さな外力が加わった場合には、第一クラッチ機構によって出力側モータ回転軸を回転不能に保持しつつ第二クラッチ機構を動力伝達解除状態とすることができる。従って、ワイパアームに小さな外力が加わった場合でも、ワイパアームが必要以上に移動されてしまうことを防止しつつ、減速機構が破損することを防止できる。
【００２１】
また、換言すれば、第一クラッチ機構の耐荷重Ｌ２は第二クラッチ機構の耐荷重Ｌ３よりも大きく設定されているので、ワイパアームに大きな外力が加わった場合には、第二クラッチ機構によって出力ギアに対する出力軸の最小限の回転を許容しつつ、出力側モータ回転軸を回転不能に保持することができる。従って、ワイパアームに大きな外力が加わった場合でも、減速機構が破損することを防止しつつ、ワイパアームが必要以上に移動されてしまうことを防止できる。
【００２２】
請求項４に記載のワイパモータは、請求項２又は請求項３に記載のワイパモータにおいて、前記回り止め構造は、前記出力軸に対する前記連結部材の回転方向における取付角度を規制する取付角度規制部を有する、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載のワイパモータによれば、出力軸に対する連結部材の回転方向における取付角度を取付角度規制部によって規制することができるので、出力軸に対する連結部材の取付角度のばらつきを防止できる。これにより、ワイパアームをより一層精度良く往復回動させることができる。
【００２４】
請求項５に記載のワイパモータは、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載のワイパモータにおいて、前記出力軸と前記連結部材との取付角度に関する情報を記憶するための情報記憶部を有すると共に、前記情報記憶部に記憶された情報及び前記絶対回転角度検出手段の検出結果に基づいて前記モータ本体の駆動を制御する制御手段を備えた、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項５に記載のワイパモータによれば、制御手段の情報記憶部には、出力軸と連結部材との取付角度に関する情報を記憶でき、制御手段は、この情報記憶部に記憶された情報及び絶対回転角度検出手段の検出結果に基づいてモータ本体の駆動を制御し出力軸を回転させる。このように、出力軸と連結部材との取付角度と出力軸の絶対回転角度に基づいて出力軸が回転されるので、ワイパアームを精度良く往復回動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づき、本発明の一実施形態について説明する。
【００２７】
図１には、本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０を備えた車両用ワイパ装置１２が示されている。この図に示されるように、車両用ワイパ装置１２は、ワイパモータ１０と、クランクアーム１４を有するリンク機構１６と、ワイパアーム１８及びワイパブレード２０からなる車両用ワイパ２２とを備えて構成されている。
【００２８】
ワイパモータ１０は、モータ本体２４と、第一クラッチ機構２６と、減速機構２８と、第二クラッチ機構３０と、出力軸３２と、センサマグネット３４と、絶対回転角度検出手段としての絶対角センサ３６と、制御手段としての制御回路３８と、を備えて構成されている。
【００２９】
モータ本体２４は、例えば、ブラシ付き直流モータとされており、アーマチャ４０を備えて構成されている。アーマチャ４０には、軸方向に二分割された入力側モータ回転軸４２及び出力側モータ回転軸４４が設けられている。
【００３０】
第一クラッチ機構２６は、入力側モータ回転軸４２と出力側モータ回転軸４４との間に設けられている。この第一クラッチ機構２６は、例えば、２ウェイクラッチとされており、入力側モータ回転軸４２の回転時には入力側モータ回転軸４２に対して出力側モータ回転軸４４を一体回転可能に結合する一方で、出力側モータ回転軸４４への逆入力時には出力側モータ回転軸４４を回転不能に保持する構成とされている。なお、この第一クラッチ機構２６としては、例えば、特開昭４９−１０１７７６号公報や特開２００２−１３０３３６号公報に記載のものを使用することができる。
【００３１】
減速機構２８は、入力ギア４６及び出力ギア４８により構成されている。入力ギア４６は、例えば、ウォームとされており、出力側モータ回転軸４４に設けられている。一方、出力ギア４８は、例えば、ウォームホイールとされており、入力ギア４６と噛合されている。
【００３２】
出力軸３２は、出力ギア４８に伝達された回転駆動力を出力するためのものであり、第二クラッチ機構３０を介して出力ギア４８と接続されている。
【００３３】
ここで、図２，図３には、出力ギア４８、出力軸３２、及び第二クラッチ機構３０が示されている。これらの図に示されるように、出力軸３２の先端部には、ネジ部５０が設けられている。また、出力軸３２におけるネジ部５０の下側には、キー溝５２が形成されており、このキー溝５２には、キー５４が圧入されている。キー５４は、キー溝５２に圧入された状態では、出力軸３２の外周面から突出されている。
【００３４】
そして、出力軸３２の先端部がクランクアーム１４の固定孔５６に挿入され、キー５４によってクランクアーム１４を出力軸３２の軸方向一方側から支持した状態で固定孔５６から突出したネジ部５０にナット５８が螺合されることにより、出力軸３２の先端部にクランクアーム１４が固定されている。
【００３５】
また、このクランクアーム１４には、固定孔５６に凹部６０が形成されている。そして、凹部６０にキー５４が係合されることで、出力軸３２にクランクアーム１４が回転不能に連結されている。つまり、キー５４は、出力軸３２にクランクアーム１４を回転不能に連結するための回り止め構造の役割を果たしている。
【００３６】
また、キー５４は、出力軸３２の周方向に一箇所設けられており、出力軸３２に対するクランクアーム１４の回転方向における取付角度を規制する取付角度規制部の役割を果たしている。
【００３７】
第二クラッチ機構３０は、出力ギア４８と出力軸３２との間に設けられており、半球溝６２と、支持溝６４と、球６６と、スプリング６８とによって構成されている。半球溝６２は、出力軸３２の外周部に周方向に複数形成されており、支持溝６４は、出力ギア４８に形成された出力軸３２を挿通するための挿通孔７０を挟んだ両側に一対形成されている。一対の球６６及び一対のスプリング６８は、支持溝６４に収容されており、球６６は、スプリング６８によって出力軸３２側に付勢されて、半球溝６２に係合されている。
【００３８】
そして、上記構成からなる第二クラッチ機構３０は、球６６がスプリング６８の付勢力によって半球溝６２に係合されることで動力伝達状態となる一方で、出力軸３２に対して回転方向と反対方向へ所定以上の外力が作用した場合には、球６６がスプリング６８の付勢力に抗して半球溝６２から脱落されることで動力伝達解除状態となるように構成されている。
【００３９】
ここで、図４（ａ），図４（ｂ）には、第二クラッチ機構３０の詳細が示されている。この図の例では、スプリング６８の付勢力をＦ［Ｎ］、半球溝６２の半径をｒ［ｍ］、球６６の直径をＤ［ｍ］、球６６が半球溝６２に係合されているときの球６６の中心と出力ギア４８の上面との差をｈ0［ｍ］、球６６の中心を通過する水平線と半球溝６２の中心と溝端とを結んだ仮想線とのなす角度をθ0、外力によるトルクをＴ［Ｎ・ｍ］とすると、式（１）が導き出され、式（２）の範囲では、球６６と半球溝６２とが係合した状態で出力ギア４８と共に出力軸３２が回転する。
【００４０】
2009165284.tif 000003
・・・（１）
2009165284.tif 000004
・・・（２）
【００４１】
一方、スプリング６８のバネ乗数をｋ［Ｎ／ｍ］とすると、式（２）の範囲を超えた場合には、式（３）の状態となり、この場合には、式（４）で示される移動距離ｈにまで球６６が半球溝６２から離れ、角度φまで出力軸３２が出力ギア４８に対して回転する。
2009165284.tif 000005
・・・（３）
2009165284.tif 000006
・・・（４）
【００４２】
なお、本実施形態においては、上述のキー５４（回り止め構造）、第一クラッチ機構２６、及び第二クラッチ機構３０、出力ギア４８の各耐荷重をＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とした場合に、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４とされている。
【００４３】
センサマグネット３４は、出力軸３２に同軸状に固定されており、周方向に複数の磁極を有して構成されている。
【００４４】
絶対角センサ３６は、出力軸３２の絶対回転角度を検出するためのものであり、センサマグネット３４と対向して配置されている。そして、この絶対角センサ３６は、出力軸３２と共にセンサマグネット３４が回転したことに伴う磁極の位置の変化に応じた信号を制御回路３８に出力する構成とされている。
【００４５】
制御回路３８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の他に、情報記憶部としての不揮発性メモリ７２を有して構成されている。この不揮発性メモリ７２には、出力軸３２とクランクアーム１４との取付角度に関する情報が予め記憶される。
【００４６】
そして、制御回路３８は、不揮発性メモリ７２に記憶された情報及び絶対角センサ３６からの出力信号に基づいてクランクアーム１４の回動位置、ひいては、ワイパアーム１８の回動位置を演算し、ワイパアーム１８が払拭面における下反転位置と上反転位置とでそれぞれ反転されて払拭面上を往復回動されるようにモータ本体２４の駆動を制御する構成とされている。
【００４７】
なお、この車両用ワイパ装置１２では、ワイパモータ１０の出力軸３２が反転駆動されることに伴って、ワイパアーム１８が上反転位置と下反転位置との間で往復回動されるように構成されている。
【００４８】
次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４９】
本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０では、出力軸３２の絶対回転角度を検出するための絶対角センサ３６が備えられており、制御回路３８の不揮発性メモリ７２には、出力軸３２とクランクアーム１４との取付角度に関する情報が記憶できるようになっている。そして、制御回路３８は、不揮発性メモリ７２に記憶された情報及び絶対角センサ３６からの出力信号に基づいてクランクアーム１４の回動位置、ひいては、ワイパアーム１８の回動位置を演算し、ワイパアーム１８が払拭面における下反転位置と上反転位置とでそれぞれ反転されて払拭面上を往復回動されるようにモータ本体２４の駆動を制御する。
【００５０】
これにより、モータ本体２４が駆動されて入力側モータ回転軸４２が回転され、この入力側モータ回転軸４２の回転駆動力が第一クラッチ機構２６を介して出力側モータ回転軸４４に伝達されることで、出力側モータ回転軸４４と共に入力ギア４６及び出力ギア４８が回転される。また、出力ギア４８に伝達された回転駆動力は第二クラッチ機構３０を介して出力軸３２に伝達される。
【００５１】
そして、車両用ワイパ装置１２では、出力軸３２が回転されると、この回転駆動力がクランクアーム１４を含むリンク機構１６を介してワイパアーム１８に伝達されてワイパアーム１８が往復回動される。
【００５２】
ここで、本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０では、上述のように、出力軸３２とクランクアーム１４との取付角度と出力軸３２の絶対回転角度に基づいて出力軸３２が回転されるので、クランクアーム１４、ひいては、ワイパアーム１８を精度良く往復回動させることができる。
【００５３】
また、本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０では、出力ギア４８と出力軸３２との間に第二クラッチ機構３０が設けられている。第二クラッチ機構３０は、出力軸３２に対して回転方向と反対方向へ所定以上の外力が作用した場合に動力伝達解除状態となる構成とされている。従って、例えばワイパアーム１８が雪溜りに衝突したりワイパアーム１８へ落雪が生じたりしたことに伴ってワイパアーム１８に瞬間的に過大な外力が加わり、これに伴って出力軸３２に対して回転方向と反対方向へ所定以上の外力が作用した場合でも、第二クラッチ機構３０が動力伝達解除状態となる。これにより、リンク機構１６が撓んだり出力軸３２とクランクアーム１４との結合部（キー５４及び凹部６０の係合部）に破断が生じたりすることを防止することができる。
【００５４】
また、第二クラッチ機構３０が動力伝達解除状態とされて、出力軸３２が出力ギア４８に対して相対回転されても、絶対角センサ３６によって出力軸３２の絶対回転角度が検出される。従って、ワイパアーム１８の回動位置を正確に検出できるので、ワイパアーム１８を精度良く往復回動させることができる。
【００５５】
また、例えばワイパアーム１８が異物と干渉してワイパアーム１８に外力が加わった場合でも、第二クラッチ機構３０の動力伝達状態が解除されるので、この外力が出力ギア４８及び入力ギア４６からなる減速機構２８に伝達されることを防止できる。これにより、減速機構２８が破損することを防止できる。
【００５６】
さらに、本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０では、入力側モータ回転軸４２と出力側モータ回転軸４４との間に第一クラッチ機構２６が設けられている。第一クラッチ機構２６は、入力側モータ回転軸４２の回転時には入力側モータ回転軸４２に対して出力側モータ回転軸４４を一体回転可能に結合する一方で、出力側モータ回転軸４４への逆入力時には出力側モータ回転軸４４を回転不能に保持する構成とされている。従って、例えばワイパアーム１８が下反転位置に位置されているときにワイパアーム１８へ落雪が生じたり車両走行中に走行風や振動等の影響を受けたりしてワイパアーム１８に外力が加わった場合でも、出力側モータ回転軸４４が第一クラッチ機構２６によって保持される。これにより、ワイパアーム１８に加わった外力によってワイパモータ１０が回転されることを防止できるので、ワイパアーム１８が必要以上に移動されてしまうことを防止できる。
【００５７】
このように、本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０によれば、ワイパアーム１８を精度良く往復回動させることができ、しかも、ワイパアーム１８に外力が加わった場合でも、減速機構２８の破損を防止できると共に、ワイパアーム１８が必要以上に移動されてしまうことを防止できる。
【００５８】
また、本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０によれば、出力軸３２に設けられたキー５４によってクランクアーム１４を出力軸３２に対して回転不能に連結することができるので、ワイパアーム１８に外力が加わった場合でも、クランクアーム１４の出力軸３２に対する回転変位を防止することができる。これにより、ワイパアーム１８をより一層精度良く往復回動させることができる。
【００５９】
さらに、本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０によれば、キー５４の耐荷重Ｌ１が第一クラッチ機構２６の耐荷重Ｌ２及び第二クラッチ機構３０の耐荷重Ｌ３よりも大きく設定されているので、ワイパアーム１８に外力が加わった場合でも、クランクアーム１４の出力軸３２に対する回転変位を防止することができる。
【００６０】
また、第二クラッチ機構３０の耐荷重Ｌ３は第一クラッチ機構２６の耐荷重Ｌ２よりも小さく設定されているので、ワイパアーム１８に小さな外力が加わった場合には、第一クラッチ機構２６によって出力側モータ回転軸４４を回転不能に保持しつつ第二クラッチ機構３０を動力伝達解除状態とすることができる。従って、ワイパアーム１８に小さな外力が加わった場合でも、ワイパアーム１８が必要以上に移動されてしまうことを防止しつつ、減速機構２８が破損することを防止できる。
【００６１】
また、換言すれば、第一クラッチ機構２６の耐荷重Ｌ２は第二クラッチ機構３０の耐荷重Ｌ３よりも大きく設定されているので、ワイパアーム１８に大きな外力が加わった場合には、第二クラッチ機構３０によって出力ギア４８に対する出力軸３２の最小限の回転を許容しつつ、出力側モータ回転軸４４を回転不能に保持することができる。従って、ワイパアーム１８に大きな外力が加わった場合でも、減速機構２８が破損することを防止しつつ、ワイパアーム１８が必要以上に移動されてしまうことを防止できる。
【００６２】
また、本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０によれば、出力軸３２に対するクランクアーム１４の回転方向における取付角度をキー５４によって規制することができるので、出力軸３２に対するクランクアーム１４の取付角度のばらつきを防止できる。これにより、絶対角センサ３６の出力信号に基づいてクランクアーム１４の回動位置、ひいてはワイパアームの回動位置をさらにより一層正確に検出できるので、ワイパアーム１８をさらにより一層精度良く往復回動させることができる。
【００６３】
また、本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０によれば、リンク機構１６が突っ張る以外の状態となる位置でワイパモータ１０が停止しているときに、ワイパアーム１８に外力が加わった場合でも、第一クラッチ機構２６によって出力側モータ回転軸４４を回転不能に保持することができる。これにより、ワイパアーム１８が必要以上に移動されてしまうことを防止できる。
【００６４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【００６５】
例えば、上記実施形態では、出力軸３２の絶対回転角度を検出するために、絶対角センサ３６が用いられていたが、例えば、図５に示されるように絶対回転角度検出手段としての基準信号出力スイッチ７４及びエンコーダ７６が用いられていても良い。
【００６６】
なお、基準信号出力スイッチ７４は、出力軸３２の例えば１回転毎に基準信号を出力する構成とされ、エンコーダ７６は、出力側モータ回転軸４４の回転角度に応じたパルス信号を出力するが備えられている。そして、制御回路３８では、基準信号出力スイッチ７４から出力された基準信号を基準としてエンコーダ７６から出力されたパルス信号のパルス数がカウントされることで出力軸３２の絶対回転角度が検出されるようになっている。
【００６７】
また、出力軸３２の絶対回転角度を検出するために、レゾルバや光学式センサ等が用いられても良い。
【００６８】
また、上記実施形態では、クランクアーム１４を含むリンク機構１６を介して出力軸３２にワイパアーム１８が連結されていたが、出力軸３２にワイパアーム１８が直接的に連結されていても良い（すなわち、ダイレクトドライブ方式とされても良い）。
【００６９】
また、上記実施形態において、第二クラッチ機構３０は、半球溝６２と、支持溝６４と、球６６と、スプリング６８とによって構成されていたが、その他のトルクリミット式のクラッチ機構が用いられても良い。
【００７０】
また、上記実施形態では、出力軸３２の外周面から突出されたキー５４によって出力軸３２とクランクアーム１４とが回転不能に連結されるようになっていたが、例えば、出力軸３２が多角形状の断面を有する構成とされると共に固定孔５６が出力軸３２の断面形状と同様な形状で構成され、この出力軸３２が固定孔５６に係合されることで、出力軸３２とクランクアーム１４とが回転不能に連結されるようになっていても良い。
【００７１】
また、上記実施形態において、回り止め構造としてのキー５４は、出力軸３２と別体に構成されていたが、出力軸３２と一体に構成されていても良い。
【００７２】
また、上記実施形態において、取付角度規制部としてのキー５４は、出力軸３２に１箇所設けられていたが、出力軸３２の周方向に複数箇所設けられていても良い。
【００７３】
なお、キー５４を出力軸３２の周方向に複数箇所設ける場合に、例えば、出力軸３２の回転角度が９０°以内とされる場合にはキー５４を出力軸３２の周方向に４箇所設け、出力軸３２の回転角度が９０°より大きく１２０°以内とされる場合にはキー５４を出力軸３２の周方向に３箇所設け、出力軸３２の回転角度が１２０°より大きく１８０°以内とされる場合にはキー５４を出力軸３２の周方向に２箇所設ければ良い。
【００７４】
このようにすれば、ワイパモータ１０の総作動回数が多くなったときに、クランクアーム１４を出力軸３２から取り外し、出力軸３２の１回転を上記キー５４の設置箇所の数で割った角度だけ出力軸３２を回転させることで、出力ギア４８においてこれまでに未使用であった領域を以後使用することができる。
【００７５】
なお、この場合に、制御回路３８が、ワイパアーム１８を往復回動させる駆動モードとは別に、上述のクランクアーム１４を出力軸３２から取り外して出力軸３２を所定角度回転させるメンテナンス作業を行うためのメンテナンスモードを有するように構成されていると、上述のメンテナンス作業を容易に行うことが可能となり好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態に係るワイパモータを備えた車両用ワイパ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における出力ギア、出力軸、及び第二クラッチ機構の組付斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態における出力ギア、出力軸、及び第二クラッチ機構の分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態における第二クラッチ機構の詳細を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るワイパモータの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０…ワイパモータ、１２…車両用ワイパ装置、１４…クランクアーム、１６…リンク機構、１８…ワイパアーム、２０…ワイパブレード、２２…車両用ワイパ、２４…モータ本体、２６…第一クラッチ機構、２８…減速機構、３０…第二クラッチ機構、３２…出力軸、３４…センサマグネット、３６…絶対角センサ（絶対回転角度検出手段）、３８…制御回路（制御手段）、４０…アーマチャ、４２…入力側モータ回転軸、４４…出力側モータ回転軸、４６…入力ギア、４８…出力ギア、５０…ネジ部、５２…キー溝、５４…キー（回り止め構造、取付角度規制部）、５６…固定孔、５８…ナット、６０…凹部、６２…半球溝、６４…支持溝、６６…球、６８…スプリング、７０…挿通孔、７２…不揮発性メモリ（情報記憶部）、７４…基準信号出力スイッチ、７６…エンコーダ
【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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