(57)【要約】【課題】ワイパアーム反転時のギヤ衝突音を小さくできる減速機構付ワイパモータを提供する。【解決手段】位置調整手段２９によってアマチュアシャフト１８をスラスト方向へ移動させることにより、ウォーム２１，２２の歯面をウォームホイール２３，２４の歯面に、また、ピニオン２５，２６の歯面を出力ギヤ２７の歯面にそれぞれ当接させ、ウォーム２１,２２とウォームホイール２３,２４との間、およびピニオン２５，２６と出力ギヤ２７との間のバックラッシュを吸収するようにした。この状態のもとでワイパモータ１１を作動させることができるので、ワイパアーム反転時のギヤ衝突音を大幅に減少させることができる。【選択図】図１
2009083650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アマチュアシャフトと、
前記アマチュアシャフトを収容し、前記アマチュアシャフトの一端側を回転可能に軸支するヨークと、
前記アマチュアシャフトの他端側にそれぞれ逆向きのねじれの歯面を持って一体的に形成された一対のウォームと、
前記ヨークに接続され、前記アマチュアシャフトの他端側を収容するギヤハウジングと、
前記ギヤハウジングに収容され、前記一対のウォームと噛合する一対のウォームホイールと、
前記一対のウォームホイールに一体的に形成された一対のピニオンと、
前記ギヤハウジングに収容され、前記一対のピニオンと噛合する単一の出力ギヤとを備えた減速機構付ワイパモータであって、
前記アマチュアシャフトの何れか一方の端部側には、前記アマチュアシャフトをスラスト方向に移動させる位置調整手段が設けられ、
前記アマチュアシャフトの何れか他方の端部側には、前記位置調整手段により前記アマチュアシャフトのスラスト方向への移動を許容するクリアランスが設けられることを特徴とする減速機構付ワイパモータ。
【請求項２】
請求項１記載の減速機構付ワイパモータにおいて、前記位置調整手段を、前記ギヤハウジングに設けることを特徴とする減速機構付ワイパモータ。
【請求項３】
請求項２記載の減速機構付ワイパモータにおいて、前記位置調整手段は、前記ギヤハウジングに設けられる螺子孔と、前記螺子孔にねじ結合されて先端が前記アマチュアシャフトの端部に軸方向から当接される螺子部材とから構成することを特徴とする減速機構付ワイパモータ。
【請求項４】
請求項２記載の減速機構付ワイパモータにおいて、前記位置調整手段は、前記ギヤハウジングに設けられる空隙部と、前記空隙部内に移動自在に収容されて前記アマチュアシャフトの端部を軸方向から回動自在に支持するスペース部材と、前記スペース部材を前記アマチュアシャフト側へ移動させるべく前記空隙部に充填固化される充填材とから構成することを特徴とする減速機構付ワイパモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に搭載されるワイパ装置の駆動源として使用するワイパモータの減速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、ウィンドガラスに付着した水滴を払拭するワイパ装置が設けてある。その駆動源であるワイパモータは、モータ本体の回転を減速して出力する減速機構を備えている。減速機構の一つとして、アマチュアシャフトに逆向きのねじれを持つウォームを一対形成し、これらウォームのそれぞれにウォームホイールを噛合し、これらウォームホイールに設けたピニオンのそれぞれに単一の出力ギヤを噛合したものが知られている（特許文献１参照）。つまり、この減速機構では、アマチュアシャフトの逆向きウォームのそれぞれにウォームホイールを噛合することで、アマチュアシャフトに作用するスラスト荷重を相殺し、スラスト軸受けの設置を不要にしている。
【特許文献１】特開２００３−１５３４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この減速機構では、アマチュアシャフトからそれぞれのウォームホイールを介して出力ギヤに動力が伝達される。すなわち、２つの経路を経て出力ギヤに動力が伝達されるため、２つの動力伝達経路にあるそれぞれのウォームホイールおよび出力ギヤのバックラッシュの影響を受けて出力軸のガタが大きくなり、ワイパアーム反転時の負荷変動によるギヤ衝突音が大きくなる。なお、バックラッシュを小さくすることは、ギヤ衝突音の減少には役立つが、出力ギヤの組み付けが難しくなるという課題を有する。
【０００４】
本発明の目的は、ワイパアーム反転時のギヤ衝突音を小さくできる減速機構付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】
【０００５】
本発明の減速機構付ワイパモータは、アマチュアシャフトと、前記アマチュアシャフトを収容し、前記アマチュアシャフトの一端側を回転可能に軸支するヨークと、前記アマチュアシャフトの他端側にそれぞれ逆向きのねじれの歯面を持って一体的に形成された一対のウォームと、前記ヨークに接続され、前記アマチュアシャフトの他端側を収容するギヤハウジングと、前記ギヤハウジングに収容され、前記一対のウォームと噛合する一対のウォームホイールと、前記一対のウォームホイールに一体的に形成された一対のピニオンと、前記ギヤハウジングに収容され、前記一対のピニオンと噛合する単一の出力ギヤとを備えた減速機構付ワイパモータであって、前記アマチュアシャフトの何れか一方の端部側には、前記アマチュアシャフトをスラスト方向に移動させる位置調整手段が設けられ、前記アマチュアシャフトの何れか他方の端部側には、前記位置調整手段により前記アマチュアシャフトのスラスト方向への移動を許容するクリアランスが設けられることを特徴とする。
【０００６】
本発明の減速機構付ワイパモータは、前記位置調整手段を、前記ギヤハウジングに設けることを特徴とする。
【０００７】
本発明の減速機構付ワイパモータは、前記位置調整手段は、前記ギヤハウジングに設けられる螺子孔と、前記螺子孔にねじ結合されて先端が前記アマチュアシャフトの端部に軸方向から当接される螺子部材とから構成することを特徴とする。
【０００８】
本発明の減速機構付ワイパモータは、前記位置調整手段は、前記ギヤハウジングに設けられる空隙部と、前記空隙部内に移動自在に収容されて前記アマチュアシャフトの端部を軸方向から回動自在に支持するスペース部材と、前記スペース部材を前記アマチュアシャフト側へ移動させるべく前記空隙部に充填固化される充填材とから構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アマチュアシャフトの一方の端部側には位置調整手段が設けられ、他方の端部側には位置調整手段によるスラスト方向へのアマチュアシャフトの移動を許容するクリアランスが設けられるため、アマチュアシャフトのスラスト方向への位置調整が可能となる。これにより、ウォームの歯面をウォームホイールの歯面に、また、ピニオンの歯面を出力ギヤの歯面にそれぞれ当接させて、その位置でアマチュアシャフトを保持することができる。したがって、噛合する各ギヤ間のバックラッシュに起因するアマチュアシャフトのガタを無くすことができ、ワイパアーム反転時のギヤ衝突音の発生を抑制することができる。また、位置調整手段はアマチュアシャフトの一方の端部側だけに設ければよいので、コストの上昇が少なくて済む。さらに、アマチュアシャフトの位置調整は減速機構の組立後に行えばよく、出力ギヤの組み付けが難しくなることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の減速機構付ワイパモータを示す正面図を、図２は図１の減速機構を裏側から見た図を、図３はアマチュアシャフトの位置調整方法を説明する図を、図４は位置調整手段の変形例を示す断面図を、図５は本発明の減速機構付ワイパモータを用いたワイパ装置の構造図をそれぞれ表している。
【００１２】
ワイパモータ１１は、図１に示しようにモータ本体１２と減速機構１３とを備え、本発明における減速機構付ワイパモータを構成している。モータ本体１２は有底筒状のヨーク１４に収容され、減速機構１３はギヤハウジング１５に収容されており、ヨーク１４とギヤハウジング１５とはそれぞれ図示しない締結ボルトにより接続されている。なお、図１ではモータ本体１２を断面表示してあるが、減速機構１３はリッドを取り外した開口状態で示してある。
【００１３】
ヨーク１４の内面には一対のマグネット１６が固着してあり、その内側にアマチュア１７を収容配置してある。アマチュア１７はアマチュアシャフト１８を備え、その一端側（図中右側）は、軸受け１９を介してヨーク１４に回動可能に軸支されている。アマチュアシャフト１８の他端側（図中左側）はギヤハウジング１５に配置される軸受け３８により回動自在に軸支されてギヤハウジング１５内に突出している。ここで、各軸受け１９，３８は、それぞれヨーク１４およびギヤハウジング１５に対して回動自在に設けられており、これによりアマチュアシャフト１８は各軸受け１９，３８により自動調芯されてスムーズに回動できるようになっている。
【００１４】
アマチュア１７に巻装されたコイル（図示せず）にはブラシ２０から整流子（図示せず）を介して給電される。アマチュア１７はコイルに給電した際に各マグネット１６との間で生じる電磁力によって回転する。
【００１５】
アマチュアシャフト１８のギヤハウジング１５内に突出する部分、つまり、アマチュアシャフト１８の他端側には、逆向きのねじれを持つ一対のウォーム２１,２２を形成してある。これらウォーム２１,２２のそれぞれにウォームホイール２３,２４を噛合させてある。ウォームホイール２３,２４はアマチュアシャフト１８を挟むようにして図中上下側に配置されて同一方向に回転駆動される。各ウォームホイール２３,２４にはピニオン２５,２６が一体に設けてあり、これらピニオン２５,２６には、単一の出力ギヤ２７が噛合されている。なお、出力ギヤ２７の出力軸としてのシャフト２８には、クランクアーム（図示せず）が取り付けられており、このクランクアームは、図５に示すようにリンク機構１００を介してワイパアーム１０１に連係されるようになっている。
【００１６】
この減速機構１３には、ウォーム２１,２２とウォームホイール２３,２４との間、およびピニオン２５,２６と出力ギヤ２７との間のバックラッシュを吸収する位置調整手段２９を設けてある。すなわち、ギヤハウジング１５にボス部３０を設けるとともに、ボス部３０の内面に螺子孔３１を形成し、この螺子孔３１に螺子部材３２をギヤハウジング１５の外側（図中左側）からねじ込んである。そして、螺子部材３２の先端部にクッションゴム３３を介してローラ３４を設置し、このローラ３４をアマチュアシャフト１８の先端側（一方の端部側）に当接させてある。
【００１７】
次に、減速機構１３の動作について説明する。
【００１８】
まず、減速機構１３の組立後に位置調整手段２９を構成する螺子部材３２によってアマチュアシャフト１８を押さえ付け、図３の矢印（１）に示すように、アマチュアシャフト１８のスラスト方向への位置を調整する。つまり、螺子部材３２をねじ込んでローラ３４をアマチュアシャフト１８の先端に当接させ、アマチュアシャフト１８を図中右方へ移動させる。このとき、アマチュアシャフト１８の基端側（他方の端部側）には、ヨーク１４の底部との間でクリアランス３９が形成されているため、アマチュアシャフト１８は図中右方へ移動可能となっている。そして、図３の矢印（２）に示すように、ウォーム２１，２２が移動してそれぞれの歯面がウォームホイール２３，２４の歯面に当接する。これにより、ウォーム２１，２２とウォームホイール２３，２４との間のバックラッシュ（ガタ）が吸収される。さらに螺子部材３２をねじ込むことによりアマチュアシャフト１８を図中右方へ移動させると、ウォームホイール２３，２４がそれぞれウォーム２１，２２と当接した状態で図３の矢印（３），（４）に示すように回転し、これに伴いウォームホール２３，２４と一体に設けたピニオン２５，２６も矢印（３），（４）の方向に回転する。ピニオン２５，２６は出力ギヤ２７と噛み合っているため、出力ギヤ２７は矢印（３），（４）の方向へ回転力を受けるが、矢印（３）の方向と矢印（４）の方向に作用する回転力は、それぞれ出力ギヤ２７に対して逆方向に作用するため、矢印（３）の方向と矢印（４）の方向に作用する回転力によりピニオン２５，２６と出力ギヤ２７との間のバックラッシュ（ガタ）が吸収される。
【００１９】
そして、上記のようにウォーム２１，２２とウォームホイール２３，２４との間、およびピニオン２５，２６と出力ギヤ２７との間のバックラッシュを吸収した状態のもとで、ロックナットＲＮを用いて螺子部材３２を固定し、その位置でアマチュアシャフト１８を保持する。つまり、ウォーム２１,２２とウォームホイール２３,２４との間、およびピニオン２５，２６と出力ギヤ２７との間におけるガタが無くなった状態でアマチュアシャフト１８が保持される。ここで、ウォーム２１,２２をウォームホイール２３,２４に軽く当接させることにより上記各バックラッシュを吸収するようにすればよい。なお、図３中の符号Ｐは、ウォーム２１,２２とウォームホイール２３,２４との歯面同士の接触点、およびピニオン２５，２６と出力ギヤ２７との歯面同士の接触点（合計４箇所）を示している。
【００２０】
以上詳述したように、本実施の形態に係るワイパモータ１１によれば、位置調整手段２９によって、ウォーム２１,２２とウォームホイール２３,２４との間、およびピニオン２５，２６と出力ギヤ２７との間のバックラッシュを吸収した状態のもとで、ワイパモータ１１を作動させることができるので、ワイパモータ１１の作動時におけるワイパアーム反転時のギヤ衝突音を大幅に減少させることができる。また、位置調整手段２９はアマチュアシャフト１８の一方の端部側だけに設ければよいので、コストの上昇が少なくて済む。さらに、アマチュアシャフト１８の位置調整は減速機構１３の組立後に行えばよく、出力ギヤ２７の組み付けが難しくなることはない。なお、ギヤハウジング１５内に位置調整手段２９をアマチュアシャフト１８に沿って配置してあるので、ギヤハウジング１５の内部スペースを有効に利用することができ、ギヤハウジング１５のコンパクト化に役立つ。
【００２１】
なお、ワイパモータ１１から発生するノイズは、モータ本体１２から発生する周波数４５０〜５５０Ｈｚの磁気ノイズと、減速機構１３から発生する周波数１００〜３００Ｈｚのギヤノイズに大別される。位置調整手段２９でアマチュアシャフト１８のガタを無くしておくと、ギヤノイズが３〜７ｄＢ（ＰＯＡ）低減され、磁気ノイズが３ｄＢ（ＰＯＡ）低減されることが実験で確認された。
【００２２】
ところで、アマチュアシャフト１８のガタを吸収するための位置調整手段には、図４に示すようなものもある。
【００２３】
すなわち、ギヤハウジング１５に空隙部３５を設け、この空隙部３５の内部に、アマチュアシャフト１８の先端側を回動自在に支持するスペース部材３６を移動自在に収容しておく。そして、空隙部３５に充填材３７を所定圧で充填してスペース部材３６をアマチュアシャフト１８側へ移動させる。その後、充填材３７を固化させてアマチュアシャフト１８のスラスト方向への位置を保持するようにする。この場合にも、上述した螺子部材３２によるアマチュアシャフト１８のスラスト方向への位置調整と同様の作用効果が期待できる。
【００２４】
本発明は以上の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。例えば、以上の形態おいては、アマチュアシャフト１８の減速機構１３側（先端側）に位置調整手段２９を設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、アマチュアシャフト１８のモータ本体１２側（基端側）に位置調整手段２９を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の減速機構付ワイパモータを示す正面図である。
【図２】図１の減速機構を裏側から見た図である。
【図３】アマチュアシャフトの位置調整方法を説明する図である。
【図４】位置調整手段の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の減速機構付ワイパモータを用いたワイパ装置の構造図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１    ワイパモータ（減速機構付ワイパモータ）
１２    モータ本体
１３    減速機構
１４    ヨーク
１５    ギヤハウジング
１６    マグネット
１７    アマチュア
１８    アマチュアシャフト
１９    軸受け
２０    ブラシ
２１，２２    ウォーム
２３，２４    ウォームホイール
２５，２６    ピニオン
２７    出力ギヤ
２８    シャフト
２９    位置調整手段
３０    ボス部
３１    螺子孔
３２    螺子部材
３３    クッションゴム
３４    ローラ
３５    空隙部（位置調整手段）
３６    スペース部材（位置調整手段）
３７    充填材（位置調整手段）
３８    軸受け
３９    クリアランス
１００    リンク機構
１０１    ワイパアーム
ＲＮ    ロックナット
【図１】
2009083650.tif 000003
【図２】
2009083650.tif 000004
【図３】
2009083650.tif 000005
【図４】
2009083650.tif 000006
【図５】
2009083650.tif 000007