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WO2012077540A1 - ワイパモータ - Google Patents

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Publication number
WO2012077540A1
WO2012077540A1 PCT/JP2011/077569 JP2011077569W WO2012077540A1 WO 2012077540 A1 WO2012077540 A1 WO 2012077540A1 JP 2011077569 W JP2011077569 W JP 2011077569W WO 2012077540 A1 WO2012077540 A1 WO 2012077540A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
worm wheel
output shaft
wiper motor
swing range
shaft
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/077569
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲平 時崎
重喜 太田
Original Assignee
株式会社ミツバ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ミツバ filed Critical 株式会社ミツバ
Priority to US13/991,925 priority Critical patent/US9182020B2/en
Priority to JP2012547795A priority patent/JP6172941B2/ja
Priority to EP11847428.7A priority patent/EP2639119B1/en
Priority to CN201180058455.3A priority patent/CN103249607B/zh
Publication of WO2012077540A1 publication Critical patent/WO2012077540A1/ja

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    • Y10T74/18184—Crank, pitman, and lever

Definitions

  • the present invention relates to a wiper motor for driving a wiper member provided in an automobile or the like.
  • a wiper motor as a drive source for driving a wiper member is used in a rear wiper device for wiping a rear window glass provided in an automobile or the like.
  • the wiper motor has an electric motor such as a motor with a brush, and a speed reduction mechanism and a motion conversion mechanism are accommodated in a gear case attached to the electric motor.
  • the speed reduction mechanism is composed of a worm rotated by an electric motor and a worm wheel meshing with the worm, and the rotation of the electric motor is decelerated by the speed reduction mechanism and transmitted to the worm wheel. Further, the rotational motion of the worm wheel is converted into a swing motion by the motion conversion mechanism and transmitted to the output shaft, and the wiper member attached to the tip of the output shaft is reciprocally swung within a predetermined swing range.
  • a narrow-angle type (link type) in which the swing range of the wiper member is narrow
  • a wide-angle type (operating gear type) in which the swing range of the wiper member is wide.
  • the motion conversion mechanism provided in the narrow-angle type wiper motor includes a lever member (rotating lever) that rotates integrally with the output shaft, and a connecting rod that converts the rotational motion of the worm wheel into a swinging motion and transmits it to the lever member. And have.
  • the connecting rod is rotatably connected to the worm wheel by a connecting shaft (support shaft) at a position where one end thereof is radially displaced from the shaft center of the worm wheel, and the other end is rotatably connected to a lever member. ing.
  • the motion conversion mechanism provided in the wide-angle type wiper motor has an output gear (gear gear) that rotates integrally with the output shaft, and a motion conversion that converts the rotational motion of the worm wheel to a swing motion and transmits it to the output gear.
  • Member member (sector gear).
  • the motion conversion member is rotatably connected to the worm wheel by a connecting shaft at a position where one end thereof is radially displaced from the center of the worm wheel, and has a sector gear portion (gear tooth) that meshes with the output gear at the other end. ing.
  • a holding plate (holding lever) is provided to swayably connect the gear shaft (swinging center shaft) provided at the center of the sector gear part and the output shaft, and the meshing state between the output gear and the sector gear part is provided. Is retained.
  • the worm wheel is formed with a connection hole for assembling the connection shaft at a position shifted in the radial direction from the center of the shaft, and the formation position of the connection hole depends on the wiping range of the wiper member, the position of the output shaft, etc. Set based on.
  • a wiper motor in which at least a pair of connecting holes are formed in the worm wheel so that the stop position of the wiper member can be set to either of the both reverse positions.
  • the pair of communication holes are formed at positions that are symmetric with respect to the axial center of the worm wheel.
  • the pair of communication holes are shifted in the circumferential direction from the positions symmetrical with respect to the axial center of the worm wheel. It is formed.
  • the wiping range of the wiper member and the positional relationship of the pair of connecting holes are different between the wide-angle type and the narrow-angle type, the positions of the connecting holes formed in the worm wheel are different. Therefore, conventionally, by preparing separately the worm wheel in which the connection hole corresponding to the wide angle type is formed and the worm wheel in which the connection hole corresponding to the narrow angle type is formed, the wide angle type and the narrow angle type are prepared. I was able to handle any of these. However, in that case, the number of worm wheels increases, and the parts management becomes complicated, and the mold replacement work becomes complicated due to an increase in the number of molds and pieces, resulting in a decrease in productivity and cost increase of the wiper motor. It was.
  • the object of the present invention is to improve the productivity of the wiper motor by making it possible to share the worm wheel when the output shaft is swung within the first swing range and when the output shaft is swung within the second swing range. Is to plan.
  • the wiper motor of the present invention converts a motor body and a rotational motion of the motor body into a swing motion having a first swing range or a second swing range that is narrower than the first swing range.
  • a wiper motor having a motion converting mechanism for transmitting to the worm, wherein the worm is rotationally driven by the motor body, and at least a pair of first oscillating ranges serving as a reference at a position radially displaced from the axial center thereof.
  • a worm wheel that is formed by opening at least one pair of second connection holes serving as a reference for the first connection hole and the second swing range on one end side in the axial direction, and meshes with the worm, and the output shaft.
  • the first motion conversion member is A pivot wheel is connected to any one of the first connection holes formed in the form wheel, and is pivotally connected to a lever member that rotates integrally with the output shaft.
  • the second motion conversion member is one of the second connection holes formed in the worm wheel.
  • a connecting shaft that is rotatably connected to one.
  • the wiper motor of the present invention is attached to a power feeding circuit electrically connected to the electric motor and an end surface on the other axial end side of the worm wheel, and is provided in the power feeding circuit as the worm wheel rotates.
  • a relay plate that switches between a short-circuit state in which the plurality of contact plates are electrically connected to each other and a non-short-circuit state in which the connection is disconnected, and when the output shaft swings in a first swing range; When the output shaft is swung in the second swing range, the contact position between the relay plate and the contact plate is arranged at an equivalent position with respect to the assembly position of the electric motor.
  • the wiper motor of the present invention is arranged by shifting the position of the output shaft when the output shaft is swung within the first swing range and when the output shaft is swung within the second swing range. It is characterized by doing so.
  • the wiper motor of the present invention includes an angle formed by a line segment connecting the shaft center of the worm wheel and the shaft center of the pair of first connection holes, and the shaft center of the worm wheel and the pair of second connection.
  • the angle formed by the line segments connecting the axial centers of the holes is different.
  • the distance from the center of the worm wheel to the center of the first connection hole is different from the distance from the center of the worm wheel to the center of the second connection hole. It is characterized by.
  • the case where the output shaft is swung in the first swing range and the output shaft is the second connecting hole. It is possible to share the worm wheel when swinging within the swing range. This allows the worm wheel to have a common specification when the output shaft is swung within the first swing range and when the output shaft is swung within the second swing range. There is no need to prepare separate worm wheels for the case of swinging within one swinging range and the case of swinging the output shaft within the second swinging range, and the types of worm wheels can be reduced. Therefore, the parts management of the worm wheel becomes easy, and the mold replacement work is facilitated by reducing the number of molds and pieces for forming the worm wheel, thereby improving the productivity and cost reduction of the wiper motor. .
  • the contact position between the relay plate and the contact plate is set to the electric motor when the output shaft is swung within the first swing range and when the output shaft is swung within the second swing range. It arrange
  • the types of connector units and relay plates can be reduced. Therefore, it is easy to manage the parts of the connector unit and the relay plate, and the die replacement work is facilitated by reducing the number of molds and pieces for molding the connector unit and the relay plate, thereby improving the productivity and cost of the wiper motor. Reduction can be achieved.
  • the position of the output shaft is shifted. Yes. Since the connection hole formation position is set based on the wiper member wiping range, the position of the output shaft, etc., the output shaft is swung in the first swing range and the output shaft is in the second swing range. Even if the contact position of the relay plate and the contact plate is arranged at the same position by shifting the position of the output shaft in the case of swinging, the first connection hole and the second connection It is possible to form the first connecting hole and the second connecting hole in the worm wheel without overlapping the holes.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is a top view of a worm wheel. It is a rear view which shows the internal structure of the wiper motor shown in FIG. It is a top view which shows the wiper motor which wipes off the 2nd rocking
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. It is a rear view which shows the internal structure of the wiper motor shown in FIG.
  • a wiper motor 10 shown in FIG. 1 is used as a drive source of a rear wiper device for wiping a rear window glass provided in a vehicle such as an automobile.
  • the wiper motor 10 includes a motor main body (electric motor) 11 and a gear unit portion 12 provided with a motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the motor main body 11 into a swing motion and transmits it.
  • the motor body 11 is a DC motor with a brush, and includes a motor case (yoke) 13 formed into a bottomed cylindrical shape by pressing a thin steel plate.
  • a plurality of arc-shaped permanent magnets 14 magnetized to the N pole and the S pole respectively inward in the radial direction are fixed to the inner peripheral surface of the motor case 13 so as to face each other.
  • An armature 15 that faces each permanent magnet 14 via a minute gap is rotatably accommodated in the motor case 13, and a plurality of coils 16 are wound around the armature 15.
  • An armature shaft 17 is fixed through the rotation center of the armature 15, and one axial end portion of the armature shaft 17 is rotatably supported on the bottom wall of the motor case 13.
  • a cylindrical commutator 18 is fixed to the armature shaft 17 adjacent to the armature 15, and the end of each coil 16 is electrically connected to the commutator 18.
  • a pair of brushes 19 are slidably contacted with the outer peripheral surface of the commutator 18.
  • the gear frame 21 of the gear unit portion 12 is attached to the motor body 11 on the opening side of the motor case 13.
  • the gear frame 21 is open to the motor case 13 side, and the gear frame 21 is fixed to the motor case 13 by a fastening screw 22 in a state where the respective opening end faces abut each other.
  • the other axial end of the armature shaft 17 protrudes into the gear frame 21, and a worm shaft 24 is coaxially connected to the other axial end of the armature shaft 17 by a connecting member 23.
  • the armature shaft 17 is rotated together. That is, the motor shaft 25 of the motor body 11 is a divided shaft that is divided into the armature shaft 17 and the worm shaft 24.
  • the worm shaft 24 is rotatably accommodated in the gear frame 21, and a worm 24 a having a helical tooth portion is formed on the outer peripheral surface of the worm shaft 24.
  • the motor shaft 25 is not limited to the split shaft structure, and the armature shaft 17 and the worm shaft 24 may be integrally formed.
  • the gear frame 21 is formed in a bottomed shape that opens to the side orthogonal to the axial direction of the motor shaft 25 by aluminum die casting, and a gear case 27 is formed by a gear cover 27 that closes the opening. is doing.
  • the gear cover 27 is disposed at a predetermined interval with respect to the bottom wall 21 a of the gear frame 21, and an accommodation space is formed between the bottom wall 21 a of the gear frame 21 and the gear cover 27.
  • a speed reduction mechanism 29 that reduces and transmits the rotation of the motor shaft 25, and a motion conversion mechanism 31 that converts the rotational motion of the speed reduction mechanism 29 into a swing motion and transmits it to the output shaft 30. Is housed.
  • FIG. 1 is a plan view of the wiper motor 10 with the gear cover 27 removed, and shows the internal structure of the gear unit 12.
  • the gear cover 27 is formed in a predetermined shape from a steel plate or the like, and the wiper motor 10 is fixed to the vehicle body at a bracket portion (not shown) provided integrally with the gear cover 27.
  • the output shaft 30 is made of a round bar made of metal such as steel, and its axial direction is arranged in a direction orthogonal to the axial direction of the motor shaft 25, that is, in a direction orthogonal to the bottom wall 21 a of the gear frame 21.
  • the output shaft 30 is housed in the gear frame 21 at the base end side, and protrudes and extends outward from the gear frame 21 so as to penetrate the bottom wall 21 a of the gear frame 21.
  • the bottom wall 21a of the gear frame 21 is integrally formed with a substantially cylindrical shaft holding portion 21b that protrudes outward from the gear frame 21 along the outer peripheral surface of the output shaft 30, and the output shaft 30 is shaft-held.
  • the output shaft 30 protrudes from the rear window glass to the outside of the vehicle body, and a wiper member (not shown) for wiping the outer surface of the rear window glass is fixed to the front end portion of the output shaft 30.
  • a resin bearing member 33 is provided between the inner peripheral surface of the shaft holding portion 21b and the outer peripheral surface of the output shaft 30, and the output shaft 30 is rotatably supported by the shaft holding portion 21b via the bearing member 33. ing. Further, a seal member 34 is attached to the tip end portion of the shaft holding portion 21b to prevent rainwater, dust, and the like from entering the gear case 28.
  • the speed reduction mechanism 29 has a worm 24a rotated by the motor body 11 and a worm wheel 35 that meshes with the worm 24a.
  • the worm wheel 35 is formed in a substantially disk shape by injection molding of a resin material, and has a tooth portion that meshes with the worm 24a on the outer peripheral surface thereof.
  • a shaft hole 35a penetrating in the axial direction is formed in the shaft center of the worm wheel 35, and a rotation shaft 36 fixed to the bottom wall 21a and extending in parallel with the output shaft 30 is inserted into the shaft hole 35a and rotated.
  • a worm wheel 35 is rotatably supported by the shaft 36 inside the gear frame 21. The rotation of the motor shaft 25 is decelerated and transmitted to the worm wheel 35 by the speed reduction mechanism 29 including the worm 24 a and the worm wheel 35.
  • the motion conversion mechanism 31 is a first motion conversion member that converts the rotational motion of the pinion gear (output gear) 40 and the worm wheel 35 fixed to the base end portion of the output shaft 30 to a swing motion and transmits the swing motion to the pinion gear 40 ( Hereinafter, it has a wide-angle motion converting member) 41, and a holding plate 42 that connects the pinion gear 40 and the motion converting member 41 so as to be swingable with respect to each other.
  • the motion conversion member 41 includes a sector gear portion 41a that meshes with the pinion gear 40 and an arm portion 41b that is connected to the worm wheel 35, and is formed into a flat plate shape from a metal material such as a steel plate.
  • the motion converting member 41 is disposed closer to the gear cover 27 than the worm wheel 35.
  • a connecting shaft 43 is fixed to the arm portion 41 b of the motion converting member 41, and the connecting shaft 43 is rotatably assembled to one of a pair of first connecting holes 50 described later formed in the worm wheel 35. ing. That is, the motion conversion member 41 and the worm wheel 35 are rotatably connected to each other by the connecting shaft 43 provided at a position shifted in the radial direction from the axial center of the worm wheel 35.
  • the pinion gear 40 is a spur gear, and is fixed to the base end portion of the output shaft 30 and rotated integrally with the output shaft 30.
  • the pinion gear 40 is disposed on the same plane as the motion converting member 41 and meshes with a sector gear portion 41a formed of a substantially fan-shaped spur gear.
  • the holding plate 42 is formed in a flat plate shape by a metal material such as a steel plate.
  • the holding plate 42 is disposed closer to the gear cover 27 than the pinion gear 40 and the motion conversion member 41, and extends between the pinion gear 40 and the sector gear portion 41a.
  • a gear shaft 44 extending in parallel with the output shaft 30 and the connecting shaft 43 is rotatably inserted into one end portion of the holding plate 42, and the gear shaft 44 is fixed to the center of the sector gear portion 41a.
  • the output shaft 30 is rotatably inserted into the other end portion of the holding plate 42.
  • sliding contact members 45 that are slidably abutted against the inner surface of the gear cover 27 are mounted on the base end portions of the output shaft 30, the connecting shaft 43, and the gear shaft 44, respectively.
  • the sliding contact member 45 is formed in a cap shape by an elastic material such as rubber, and is assembled in a compressed state between the base end surfaces of the shafts 30, 43, 44 and the inner surface of the gear cover 27. Due to the elastic force of the sliding contact member 45, the shafts 30, 43, 44 are urged in the axial direction toward the bottom wall 21 a side of the gear frame 21, and the axial direction of each member housed inside the gear frame 21 The backlash is suppressed.
  • the worm wheel 35 is rotated by the motor body 11, and the connecting shaft 43 fixed to the arm portion 41 b of the motion conversion member 41 is rotated together with the worm wheel 35. It is rotated around 36. Then, the gear shaft 44 fixed to the sector gear portion 41a of the motion converting member 41 is swung around the output shaft 30, and the output shaft 30 is reciprocally swung at a predetermined swing angle by the engagement of the sector gear portion 41a and the pinion gear 40. Moved.
  • the first motion conversion mechanism (hereinafter referred to as a wide-angle type motion conversion mechanism) 31 having a differential gear structure converts the rotational motion of the motor body 11 into a swing motion through the speed reduction mechanism 29, and outputs it to the output shaft 30. Then, the wiper member is reciprocally swung between a predetermined swinging range, that is, between both inversion positions set in advance.
  • FIG. 3 is a plan view of the worm wheel.
  • FIG. 4 is a rear view showing the internal structure of the wiper motor shown in FIG. 1, and the gear frame 21 is not shown.
  • the worm wheel 35 has a pair of first connection holes (hereinafter referred to as a wide-angle connection hole) 50 and a pair of second connection holes (hereinafter referred to as a narrow-angle connection) at positions shifted in the radial direction from the axial center C thereof. , Each of which is formed to open toward one end side in the axial direction toward the gear cover 27 side.
  • Each of the connecting holes 50 and 51 has a bottomed circular shape with the other axial end closed, and the connecting holes 50 and 51 have substantially the same shape.
  • the pair of wide-angle connection holes 50 are formed so as to be shifted in the circumferential direction from positions symmetrical to each other with respect to the axial center C of the worm wheel 35, and the pair of wide-angle connection holes with the axial center C of the worm wheel 35.
  • the angle ⁇ formed by the line segments connecting the 50 axial centers C1 to each other is set slightly smaller than 180 °.
  • the pair of wide-angle connection holes 50 are formed so as to be shifted from the axial center C of the worm wheel 35 by a distance L in the radial direction.
  • the shafts of the pair of wide-angle connection holes 50 are separated from the axial center C of the worm wheel 35.
  • the distances to the center C1 are set equal to each other.
  • the axial centers C1 of the pair of wide-angle connecting holes 50 are arranged on the circumference of the radius L around the axial center C of the worm wheel 35 so as to be separated from each other by an angle ⁇ in the circumferential direction. .
  • the pair of narrow-angle connection holes 51 are formed at positions symmetrical to each other with respect to the axial center C of the worm wheel 35, and the pair of narrow-angle connection holes 51 with the axial center C of the worm wheel 35.
  • the angle ⁇ formed by the line segments connecting the respective axis centers C2 to each other is set to approximately 180 °.
  • the pair of narrow-angle connection holes 51 are formed so as to be shifted in the radial direction from the axial center C of the worm wheel 35 by a distance M, and the pair of narrow-angle connection holes 51 are separated from the axial center C of the worm wheel 35.
  • the distances to the axial center C2 are set equal to each other.
  • the axial center C2 of the pair of narrow-angle connecting holes 51 is arranged on the circumference of the radius M centering on the axial center C of the worm wheel 35 and spaced apart from each other by the angle ⁇ . Yes.
  • the distance M from the axial center C of the worm wheel 35 to the axial center C2 of the narrow angle connecting hole 51 is larger than the distance L from the axial center C of the worm wheel 35 to the axial center C1 of the wide angle connecting hole 50. It is set small.
  • the wiper motor 10 shown in FIG. 1 is set to a motor that wipes the first swing range, that is, a wide-angle type motor, and a wide-angle type motor is provided by a connecting shaft 43 that is assembled in one of a pair of wide-angle connecting holes 50.
  • the arm 41b of the motion conversion member 41 is rotatably connected to the worm wheel 35.
  • the position of the output shaft 30 in the wiper motor 10 is set based on the wiping range of the wiper member, the position where the connecting hole 50 is formed, and the like.
  • a substantially annular relay plate 54 arranged coaxially with the worm wheel 35 is attached to the end surface on the other axial end side of the worm wheel 35.
  • the relay plate 54 is formed by punching a conductive plate, and a part of the circumferential direction is formed with a notch part 54a partly cut away from the outer peripheral part toward the radially inner side. .
  • a connector unit 56 provided with a power supply circuit 55 for supplying a drive current to the motor main body 11 is attached to the gear frame 21 so as to be positioned between the motor main body 11 and the worm wheel 35.
  • the connector unit 56 has a connector holding portion 56a connected to an external connector (not shown), and the power feeding circuit 55 is electrically connected to an in-vehicle battery or the like via the external connector.
  • the power supply circuit 55 includes a pair of power supply terminals (not shown) that are electrically connected to the pair of brushes 19 of the motor body 11 and a pair of contacts that are slidably contacted with the relay plate 54 and electrically contacted with the relay plate 54. Plates 57a and 57b. As the worm wheel 35 rotates, the pair of contact plates 57a and 57b are switched between a short-circuit state that is electrically connected to each other via the relay plate 54 and a non-short-circuit state that interrupts the connection.
  • one contact plate 57a is always in electrical contact with the relay plate 54, and when the other contact plate 57b is in electrical contact with the relay plate 54, a short circuit is established, and the other contact plate 57b is in contact with the relay plate. If it is located in the notch 54a of 54, it will be in a non short circuit state.
  • a pair of wide-angle connection holes 50 are formed in the worm wheel 35, and the wiper switch is turned off by assembling the connection shaft 43 into the other wide-angle connection hole 50. It is also possible to automatically stop the wiper member at the other reversal position.
  • the pair of wide-angle connecting holes 50 are formed so as to be shifted in the circumferential direction from positions symmetrical to each other with respect to the axial center C of the worm wheel 35 in consideration of meshing between the sector gear portion 41a and the pinion gear 40.
  • FIG. 5 is a plan view showing a wiper motor for wiping the second swing range according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 7 is a rear view showing the internal structure of the wiper motor shown in FIG. 5, and the gear frame 61 is not shown. 5 to 7, the same members as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the motion conversion mechanism 62 provided in the wiper motor 60 converts the rotational motion of the lever member 63 fixed to the base end portion of the output shaft 30 and the worm wheel 35 into a swing motion and transmits the swing motion to the lever member 63.
  • a connecting rod 64 as a motion converting member (hereinafter referred to as a narrow angle motion converting member).
  • the connecting rod 64 is formed in a flat plate shape that extends between the worm wheel 35 and the lever member 63 by a metal material such as a steel plate.
  • the connecting rod 64 is disposed closer to the gear cover 65 than the worm wheel 35, and one end of the connecting rod 64 is formed in one of the pair of narrow-angle connecting holes 51 of the worm wheel 35.
  • a pivot shaft 43 that is pivotably assembled is fixed. That is, the connecting rod 64 and the worm wheel 35 are rotatably connected to each other by the connecting shaft 43 provided at a position shifted in the radial direction from the axial center of the worm wheel 35.
  • the lever member 63 is disposed on the bottom wall 61 a side of the gear case 61 with respect to the connecting rod 64, and one end thereof is fixed to the base end portion of the output shaft 30 and is rotated integrally with the output shaft 30.
  • a connecting shaft 66 extending parallel to the output shaft 30 and the connecting shaft 43 is rotatably inserted into the other end of the lever member 63, and the connecting shaft 66 is fixed to the other end of the connecting rod 64. 66, the other end of the connecting rod 64 is rotatably connected to the lever member 63.
  • a sliding contact member 67 that is slidably abutted against the inner surface of the gear cover 65 is attached to the base end portions of the connecting shafts 43 and 66.
  • the sliding contact member 67 is formed in a cap shape by a resin material, and is sandwiched between the base end surfaces of the connecting shafts 43 and 66 and the inner surface of the gear cover 65.
  • the sliding contact member 67 allows the connecting shafts 34 and 66 to slide smoothly with respect to the gear cover 65.
  • the wiper switch When the wiper switch is turned on to operate the wiper motor 60, the worm wheel 35 is rotated by the motor body 11 and the connecting rod 64 is swung around the output shaft 30, and the connecting rod 64 and the lever member 63 are moved. As a result of the connection, the output shaft 30 is reciprocally swung at a predetermined swing angle. That is, the second motion conversion mechanism (hereinafter referred to as a narrow-angle type motion conversion mechanism) 62 having a link structure converts the rotational motion of the worm wheel 35 into a swing motion and transmits it to the output shaft 30, and the wiper member is moved to a predetermined position. Is oscillated and driven between the predetermined reversal positions.
  • a narrow-angle type motion conversion mechanism (hereinafter referred to as a narrow-angle type motion conversion mechanism) 62 having a link structure converts the rotational motion of the worm wheel 35 into a swing motion and transmits it to the output shaft 30, and the wiper member is moved to a predetermined position
  • the wiper motor 60 shown in FIG. 5 is set to a motor that wipes a second swing range narrower than the first swing range, that is, a narrow-angle type motor, and one of the pair of narrow-angle connection holes 51.
  • One end of a connecting rod 64 as a narrow-angle motion converting member is rotatably connected to the worm wheel 35 by the connecting shaft 43 assembled to the worm wheel 35.
  • the position of the output shaft 30 in the narrow-angle type wiper motor 60 is set based on the wiping range of the wiper member, the formation position of the connecting hole 51, and the like, and deviates from the position of the output shaft 30 in the wide-angle type wiper motor 10. Has been placed. That is, the position of the output shaft 30 is shifted between the wide-angle type wiper motor 10 and the narrow-angle type wiper motor 60.
  • a connector unit 56 is attached to the gear frame 61 so as to be positioned between the motor body 11 and the worm wheel 35.
  • the contact position between the pair of contact plates 57a and 57b provided in the power supply circuit 55 of the connector unit 56 and the relay plate 54 is such that the contact plate 57b is positioned at the notch 54a when the wiper member is positioned at one reverse position.
  • the wiper switch is turned OFF, the wiper member is automatically stopped at a predetermined stop position, that is, one reverse position.
  • the pair of narrow-angle connecting holes 51 is formed in the worm wheel 35, and the wiper switch is turned off by assembling the connecting shaft 43 to the other narrow-angle connecting hole 51. It is also possible to automatically stop the wiper member at the other reverse position when it is done.
  • the pair of narrow-angle connection holes 51 are formed at positions symmetrical to each other with respect to the axial center C of the worm wheel 35.
  • the contact position between the pair of contact plates 57a, 57b and the relay plate 54 in the narrow-angle wiper motor 60 is the same as the contact position between the pair of contact plates 57a, 57b and the relay plate 54 in the wide-angle wiper motor 10. It is supposed to be arranged in. That is, in the wide-angle type wiper motor 10 and the narrow-angle type wiper motor 60, the contact positions of the pair of contact plates 57 a and 57 b and the relay plate 54 are arranged at positions equivalent to the assembly position of the motor body 11. ing.
  • the wide-angle connecting hole 50 and the narrow-angle connecting hole 51 are formed in the worm wheel 35, so that the wide-angle wiper motor 10 and the narrow-angle wiper motor 60 share the worm wheel 35.
  • the worm wheel 35 can be applied to a wiper motor having a different rotation angle or wiping angle of the output shaft 30 without using it separately.
  • the worm wheel 35 can be made common to the wide angle type and the narrow angle type, so there is no need to prepare separate worm wheels 35 for the wide angle type and the narrow angle type. Can be reduced.
  • the parts management of the worm wheel 35 is facilitated, and the mold replacement work is facilitated by reducing the number of molds and pieces for forming the worm wheel 35, thereby improving the productivity of the wiper motors 10 and 60 and reducing the cost. Can be achieved.
  • the contact positions of the contact plates 57a and 57b and the relay plate 54 are arranged at positions equivalent to the assembly position of the motor body 11. .
  • the connector unit 56 and the relay plate 54 can be shared by the wide angle type and the narrow angle type, and the types of the connector unit 56 and the relay plate 54 can be reduced. Accordingly, the parts management of the connector unit 56 and the relay plate 54 is facilitated, and the mold replacement work is facilitated by reducing the number of molds and pieces for molding the parts of the connector unit 56 and the relay plate 54, and the wiper motor 10. , 60 can improve productivity and reduce costs.
  • the position of the output shaft 30 is shifted in the wide-angle type wiper motor 10 and the narrow-angle type wiper motor 60. Since the formation positions of the connection holes 50 and 51 are set based on the wiping range of the wiper member, the position of the output shaft 30, and the like, by shifting the position of the output shaft 30 between the wide angle type and the narrow angle type, Even when the contact positions of the contact plates 57a, 57b and the relay plate 54 are arranged at the same position, the wide-angle connecting hole 50 and the narrow-angle connecting hole 51 do not overlap each other, and the worm wheel It is possible to form a wide-angle connection hole 50 and a narrow-angle connection hole 51 in 35.
  • the pair of wide-angle connecting holes 51 and the pair of narrow-angle connecting holes 52 are formed in the worm wheel 35.
  • each of the connecting holes 50, 51 is at least a pair. It is sufficient that two or more pairs of connection holes 50 and 51 are formed. In that case, the wiping range of the wiper member can be changed in accordance with the vehicle type or the like by changing the positions of the connection holes 50 and 51 to which the connection shaft 43 is assembled.
  • connection holes 50 and 51 can be arbitrarily changed in consideration of the wiping range of the wiper member, the position of the output shaft 30, and the like.
  • the distance M from the axial center C of the worm wheel 35 to the axial center C2 of the narrow angle connecting hole 51 is set to the axial center of the worm wheel axial center C to the wide angle connecting hole 50.
  • the distance M may be set larger than the distance L, or the distance M and the distance L may be set equal.
  • the wiper motors 10 and 60 of the present invention are not limited to those used in a rear window device of a vehicle such as an automobile, and may be used in a wiper device mounted on an aircraft or a ship.
  • the motor body 11 is not limited to a motor with a brush, and for example, a brushless motor or the like may be used.
  • the wiper motor is used to swing and drive a wiper member for wiping a window glass provided in an automobile or the like to improve visibility of a driver or the like.

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Abstract

　ワイパモータ１０は、モータシャフト２５の回転を減速して伝達する減速機構２９と、減速機構２９の回転運動を揺動運動に変換して出力軸３０に伝達する運動変換機構３１とを有している。ウォームホイール３５には、その軸中心から径方向にずれた位置において一対の第一の連結孔５０および一対の第二の連結孔５１がそれぞれ軸方向一端側に開口して形成されている。これにより、出力軸３０を第一の揺動範囲で揺動する場合と出力軸３０を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいてウォームホイール３５を共用可能となっている。

Description

ワイパモータ
　本発明は、自動車等に設けられるワイパ部材を駆動するためのワイパモータに関する。
　自動車等に設けられるリヤウィンドガラスを払拭するためのリヤワイパ装置には、ワイパ部材を駆動する駆動源としてのワイパモータが用いられる。ワイパモータはブラシ付モータ等の電動モータを有しており、電動モータに取り付けられるギヤケースの内部には減速機構および運動変換機構が収容されている。減速機構は、電動モータにより回転されるウォームとウォームに噛み合うウォームホイールとから構成されており、電動モータの回転が減速機構により減速されてウォームホイールに伝達される。また、ウォームホイールの回転運動は運動変換機構により揺動運動に変換されて出力軸に伝達され、出力軸の先端部に取り付けられたワイパ部材が所定の揺動範囲で往復揺動される。
　このようなワイパモータには、例えば、特許文献１に記載されるように、ワイパ部材の揺動範囲が狭い狭角タイプ(リンクタイプ)と、ワイパ部材の揺動範囲が広い広角タイプ(作動ギヤタイプ)とがある。狭角タイプのワイパモータに設けられる運動変換機構は、出力軸と一体に回動するレバー部材(回動レバー)と、ウォームホイールの回転運動を揺動運動に変換してレバー部材に伝達する連結ロッドとを有している。連結ロッドは、一端部がウォームホイールの軸中心から径方向にずれた位置において連結軸(支軸)によりウォームホイールに回動自在に連結され、他端部がレバー部材に回動自在に連結されている。
　一方、広角タイプのワイパモータに設けられる運動変換機構は、出力軸と一体に回動する出力ギヤ(ギヤ歯車)と、ウォームホイールの回転運動を揺動運動に変換して出力ギヤに伝達する運動変換部材(セクタギヤ)とを有している。運動変換部材は、一端部がウォームホイールの軸中心から径方向にずれた位置において連結軸によりウォームホイールに回動自在に連結され、出力ギヤに噛み合うセクタギヤ部(ギヤ歯)を他端部に備えている。また、セクタギヤ部の軸中心に設けられた歯車軸(揺動中心軸)と出力軸とを揺動自在に連結する保持プレート(保持レバー)が設けられ、出力ギヤとセクタギヤ部との噛み合い状態が保持されている。
特開２００６－１５１０９２号公報
　ところで、ウォームホイールには、その軸中心から径方向にずれた位置において連結軸を組み付けるための連結孔が形成されており、連結孔の形成位置はワイパ部材の払拭範囲や出力軸の位置等に基づいて設定される。また、ワイパ部材の停止位置を両反転位置のいずれにも設定できるように、ウォームホイールに少なくとも一対の連結孔を形成するようにしたワイパモータが知られている。この場合、狭角タイプに用いられるウォームホイールにおいては、一対の連通孔がウォームホイールの軸中心に関して相互に対称となる位置に形成される。それに対して、広角タイプに用いられるウォームホイールにおいては、出力ギヤとセクタギヤ部との噛み合いを考慮して、一対の連通孔がウォームホイールの軸中心に関して相互に対称となる位置から周方向にずれて形成される。
　このように、広角タイプと狭角タイプとにおいては、ワイパ部材の払拭範囲や一対の連結孔の位置関係が異なることから、ウォームホイールに形成される連結孔の位置が相違することとなる。そのため、従来では、広角タイプに対応した連結孔が形成されたウォームホイールと、狭角タイプに対応した連結孔が形成されたウォームホイールとを別個に用意することで、広角タイプと狭角タイプとのいずれにも対応できるようにしていた。しかしながら、その場合にはウォームホイールの種類が多くなり、部品管理が煩雑となるとともに金型や駒の数量の増加により金型交換作業が煩雑となるため、ワイパモータの生産性の低下やコストアップとなっていた。
　本発明の目的は、出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいてウォームホイールを共用可能とし、ワイパモータの生産性の向上を図ることにある。
　本発明のワイパモータは、モータ本体と、当該モータ本体の回転運動を第一の揺動範囲または第一の揺動範囲よりも狭い第二の揺動範囲を有する揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構とを有するワイパモータであって、前記モータ本体により回転駆動されるウォームと、その軸中心から径方向にずれた位置において、第一の揺動範囲の基準となる少なくとも一対の第一の連結孔および第二の揺動範囲の基準となる少なくとも一対の第二の連結孔がそれぞれ軸方向一端側に開口して形成され、前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、前記出力軸と一体に回動する出力ギヤに噛み合い前記出力軸を第一の揺動範囲で揺動させる第一の運動変換部材を備えた前記運動変換機構を有する場合には、前記第一の運動変換部材を前記ウォームホイールに形成された前記第一の連結孔のいずれか１つに回動自在に連結し、前記出力軸と一体に回動するレバー部材に回動自在に連結され前記出力軸を第二の揺動範囲で揺動させる第二の運動変換部材を備えた前記運動変換機構を有する場合には、前記第二の運動変換部材を前記ウォームホイールに形成された前記第二の連結孔のいずれか１つに回動自在に連結する連結軸と、を有することを特徴とする。
　本発明のワイパモータは、前記電動モータに電気的に接続される給電回路と、前記ウォームホイールの軸方向他端側の端面に取り付けられ、前記ウォームホイールの回転に伴って、前記給電回路に設けられた複数のコンタクトプレートを相互に電気的に接続する短絡状態と接続を遮断する非短絡状態とに切り換えるリレープレートとを有し、前記出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と前記出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいて、前記リレープレートと前記コンタクトプレートとの接点位置を前記電動モータの組み付け位置に対して同等の位置に配置するようにしたことを特徴とする。
　本発明のワイパモータは、前記出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と前記出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいて、前記出力軸の位置をずらして配置するようにしたことを特徴とする。
　本発明のワイパモータは、前記ウォームホイールの軸中心と一対の前記第一の連結孔の軸中心とをそれぞれ結ぶ線分が互いになす角度と、前記ウォームホイールの軸中心と一対の前記第二の連結孔の軸中心とをそれぞれ結ぶ線分が互いになす角度とが相違していることを特徴とする。
　本発明のワイパモータは、前記ウォームホイールの軸中心から前記第一の連結孔の軸中心までの距離と、前記ウォームホイールの軸中心から前記第二の連結孔の軸中心までの距離とが相違していることを特徴とする。
　本発明によれば、ウォームホイールに第一の連結孔と第二の連結孔とを形成するようにしたので、出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいてウォームホイールを共用可能とすることができる。これにより、出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいてウォームホイールを共通仕様とすることができるため、出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とで別個のウォームホイールを用意する必要がなく、ウォームホイールの種類を減らすことができる。したがって、ウォームホイールの部品管理が容易となるとともに、ウォームホイールを成形するための金型や駒の数量の低減により金型交換作業が容易となり、ワイパモータの生産性の向上やコスト低減を図ることができる。
　本発明によれば、出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいて、リレープレートとコンタクトプレートとの接点位置を電動モータの組み付け位置に対して同等の位置に配置するようにしている。これにより、出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいて電動モータに給電するためのコネクタユニットやリレープレートを共用可能となり、コネクタユニットおよびリレープレートの種類を減らすことができる。したがって、コネクタユニットおよびリレープレートの部品管理が容易となるとともに、コネクタユニットおよびリレープレートを成形するための金型や駒の数量の低減により金型交換作業が容易となり、ワイパモータの生産性の向上やコスト低減を図ることができる。
　本発明によれば、出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいて、出力軸の位置をずらして配置するようにしている。連結孔の形成位置はワイパ部材の払拭範囲や出力軸の位置等に基づいて設定されるため、出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とで出力軸の位置をずらして配置することにより、リレープレートとコンタクトプレートの接点位置を同等の位置に配置するようにした場合においても、第一の連結孔と第二の連結孔とが互いに重なり合うことなく、ウォームホイールに第一の連結孔と第二の連結孔とをそれぞれ形成することが可能となる。
本発明の一実施の形態である第一の揺動範囲を払拭するワイパモータを示す平面図である。 図１におけるＡ－Ａ線に沿う断面図である。 ウォームホイールの平面図である。 図１に示すワイパモータの内部構造を示す背面図である。 本発明の他の実施形態である第二の揺動範囲を払拭するワイパモータを示す平面図である。 図５におけるＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 図５に示すワイパモータの内部構造を示す背面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１に示すワイパモータ１０は、自動車等の車両に設けられるリヤウィンドガラスを払拭するためのリヤワイパ装置の駆動源として用いられる。このワイパモータ１０は、モータ本体(電動モータ)１１と、モータ本体１１の回転運動を揺動運動に変換して伝達する運動変換機構が設けられたギヤユニット部１２とを有している。
　モータ本体１１にはブラシ付直流モータが用いられており、薄板鋼板等をプレス加工することにより有底筒状に形成されたモータケース(ヨーク)１３を備えている。モータケース１３の内周面には、それぞれ径方向内側に向けてＮ極、Ｓ極に着磁された複数の円弧状の永久磁石１４が相互に対向して固着されている。また、モータケース１３の内部には各永久磁石１４に微小隙間を介して対向するアーマチュア１５が回転自在に収容されており、アーマチュア１５には複数のコイル１６が巻装されている。このアーマチュア１５の回転中心にはアーマチュア軸１７が貫通して固定されており、アーマチュア軸１７の軸方向一端部がモータケース１３の底壁に回転自在に支持されている。
　アーマチュア軸１７には、アーマチュア１５に隣接させて円筒状のコンミテータ１８が固定されており、コンミテータ１８には各コイル１６の端部が電気的に接続されている。コンミテータ１８の外周面には一対のブラシ１９がそれぞれ摺接されており、ブラシ１９およびコンミテータ１８を介してコイル１６に駆動電流を供給することで、アーマチュア１５に回転方向の電磁力トルクが発生し、アーマチュア軸１７が所定の速度で回転駆動される。
　このモータ本体１１には、モータケース１３の開口側において、ギヤユニット部１２のギヤフレーム２１が取り付けられている。ギヤフレーム２１はモータケース１３側に開口しており、それぞれの開口端面を相互に突き当てた状態で締結ネジ２２によりギヤフレーム２１がモータケース１３に固定されている。
　アーマチュア軸１７の軸方向他端部はギヤフレーム２１の内部に突出されており、アーマチュア軸１７の軸方向他端部には連結部材２３によりウォーム軸２４が同軸上に連結され、ウォーム軸２４がアーマチュア軸１７と一体に回転されるようになっている。つまり、このモータ本体１１のモータシャフト２５は、アーマチュア軸１７とウォーム軸２４とに分割された分割シャフトとなっている。ウォーム軸２４はギヤフレーム２１の内部に回転自在に収容されており、ウォーム軸２４の外周面には螺旋状の歯部を備えたウォーム２４ａが形成されている。なお、モータシャフト２５としては分割シャフト構造に限られず、アーマチュア軸１７とウォーム軸２４とを一体に成形するようにしても良い。
　図２に示すように、ギヤフレーム２１はアルミダイカストによりモータシャフト２５の軸方向と直交する側に開口する有底状に形成されており、その開口部を閉塞するギヤカバー２７とによりギヤケース２８を形成している。ギヤカバー２７はギヤフレーム２１の底壁２１ａに対して所定の間隔を隔てて配置され、これらギヤフレーム２１の底壁２１ａとギヤカバー２７との間で収容スペースが形成されている。このギヤフレーム２１の内部には、モータシャフト２５の回転を減速して伝達する減速機構２９と、減速機構２９の回転運動を揺動運動に変換して出力軸３０に伝達する運動変換機構３１とが収容されている。
　なお、図１はギヤカバー２７が取り外された状態におけるワイパモータ１０の平面図であり、ギヤユニット部１２の内部構造を示している。また、ギヤカバー２７は鋼板等により所定形状に形成されており、ギヤカバー２７に一体に設けられた図示しないブラケット部においてワイパモータ１０が車体に固定されるようになっている。
　出力軸３０は鋼鉄等の金属製の丸棒からなり、その軸方向をモータシャフト２５の軸方向と直交する方向、つまりギヤフレーム２１の底壁２１ａと直交する方向に向けて配置されている。出力軸３０は基端側がギヤフレーム２１の内部に収容されるとともに、先端側がギヤフレーム２１の外方へ突出して延びており、ギヤフレーム２１の底壁２１ａを貫通した状態で設けられている。ギヤフレーム２１の底壁２１ａには、出力軸３０の外周面に沿ってギヤフレーム２１の外方へ突出する略円筒形状の軸保持部２１ｂが一体に形成されており、出力軸３０は軸保持部２１ｂに挿通されて軸保持部２１ｂにより回転自在に支持されている。この出力軸３０の先端部はリヤウィンドガラスから車体外部へ突出されており、出力軸３０の先端部には、リヤウィンドガラスの外側面を払拭するための図示しないワイパ部材が固定されている。
　軸保持部２１ｂの内周面と出力軸３０の外周面との間には樹脂製の軸受部材３３が設けられ、軸受部材３３を介して出力軸３０が軸保持部２１ｂに回転自在に支持されている。また、軸保持部２１ｂの先端部にはシール材３４が装着されており、ギヤケース２８の内部に雨水や塵埃等が浸入することが防止されている。
　減速機構２９は、モータ本体１１により回転されるウォーム２４ａと、ウォーム２４ａに噛み合うウォームホイール３５とを有している。ウォームホイール３５は樹脂材料を射出成形することにより略円板形状に形成されており、その外周面にはウォーム２４ａに噛み合う歯部を備えている。ウォームホイール３５の軸心には、その軸方向に貫通する軸孔３５ａが形成されており、底壁２１ａに固定されて出力軸３０と平行に延びる回転軸３６が軸孔３５ａに挿通され、回転軸３６によりウォームホイール３５がギヤフレーム２１の内部で回転自在に支持されている。これらウォーム２４ａとウォームホイール３５とを備える減速機構２９により、モータシャフト２５の回転が減速されてウォームホイール３５に伝達される。
　運動変換機構３１は、出力軸３０の基端部に固定されたピニオンギヤ(出力ギヤ)４０、ウォームホイール３５の回転運動を揺動運動に変換してピニオンギヤ４０に伝達する第一の運動変換部材(以下、広角用の運動変換部材)４１、およびピニオンギヤ４０と運動変換部材４１とを相互に揺動自在に連結する保持プレート４２を有している。運動変換部材４１は、ピニオンギヤ４０に噛み合うセクタギヤ部４１ａと、ウォームホイール３５に連結されるアーム部４１ｂとを備えており、鋼板等の金属材料により平板状に成形されている。
　図２に示すように、運動変換部材４１はウォームホイール３５よりもギヤカバー２７側に配置されている。この運動変換部材４１のアーム部４１ｂには連結軸４３が固定されており、ウォームホイール３５に形成された後述する一対の第一の連結孔５０の一方に当該連結軸４３が回転自在に組み付けられている。つまり、ウォームホイール３５の軸中心から径方向にずれた位置に設けられる連結軸４３により、運動変換部材４１とウォームホイール３５とが相互に回動自在に連結されている。また、ピニオンギヤ４０は平歯車からなり、出力軸３０の基端部に固定されて出力軸３０と一体に回動される。ピニオンギヤ４０は運動変換部材４１と同一平面上に配置され、略扇形状の平歯車からなるセクタギヤ部４１ａに噛み合っている。
　保持プレート４２は、鋼板等の金属材料により平板状に形成されている。保持プレート４２はピニオンギヤ４０および運動変換部材４１よりもギヤカバー２７側に配置されており、ピニオンギヤ４０とセクタギヤ部４１ａとの間で延びている。この保持プレート４２の一端部には、出力軸３０や連結軸４３と平行に延びる歯車軸４４が回転自在に挿通されており、歯車軸４４がセクタギヤ部４１ａの軸中心に固定されている。一方、保持プレート４２の他端部には出力軸３０が回転自在に挿通されている。この保持プレート４２により、歯車軸４４が出力軸３０に対して揺動自在に連結され、ピニオンギヤ４０とセクタギヤ部４１ａとが互いに噛み合った状態で保持されている。
　また、出力軸３０、連結軸４３、および歯車軸４４の各軸の基端部には、ギヤカバー２７の内面に摺動自在に突き当てられる摺接部材４５がそれぞれ装着されている。摺接部材４５はゴム等の弾性材料によりキャップ状に形成されており、各軸３０，４３，４４の基端面とギヤカバー２７の内面との間で圧縮された状態で組み付けられている。この摺接部材４５の弾性力により、各軸３０，４３，４４がギヤフレーム２１の底壁２１ａ側に向けて軸方向に付勢され、ギヤフレーム２１の内部に収容された各部材の軸方向のガタが抑制されている。
　このワイパモータ１０を作動させるためにワイパスイッチがＯＮ操作されると、モータ本体１１によりウォームホイール３５が回転され、運動変換部材４１のアーム部４１ｂに固定された連結軸４３がウォームホイール３５とともに回転軸３６を中心として回転される。そして、運動変換部材４１のセクタギヤ部４１ａに固定された歯車軸４４が出力軸３０を中心として揺動され、セクタギヤ部４１ａとピニオンギヤ４０との噛み合いによって出力軸３０が所定の揺動角度で往復揺動される。すなわち、差動ギヤ構造からなる第一の運動変換機構(以下、広角タイプの運動変換機構)３１により減速機構２９を介してモータ本体１１の回転運動が揺動運動に変換されて出力軸３０に伝達され、ワイパ部材が所定の揺動範囲つまり予め設定された両反転位置の間で往復揺動される。
　図３はウォームホイールの平面図である。図４は図１に示すワイパモータの内部構造を示す背面図であり、ギヤフレーム２１の図示を省略して示している。
　ウォームホイール３５には、その軸中心Ｃから径方向にずれた位置において、一対の第一の連結孔(以下、広角用の連結孔)５０および一対の第二の連結孔(以下、狭角用の連結孔)５１がそれぞれギヤカバー２７側に向けて軸方向一端側に開口して形成されている。それぞれの連結孔５０，５１は軸方向他端側が閉塞された有底の円孔状をしており、連結孔５０，５１はほぼ同様の形状をしている。
　一対の広角用の連結孔５０は、ウォームホイール３５の軸中心Ｃに関して相互に対称となる位置から周方向にずれて形成されており、ウォームホイール３５の軸中心Ｃと一対の広角用の連結孔５０の軸中心Ｃ１とをそれぞれ結ぶ線分が互いになす角度αが１８０°よりも僅かに小さく設定されている。これら一対の広角用の連結孔５０は、ウォームホイール３５の軸中心Ｃから径方向に距離Ｌだけずれて形成されており、ウォームホイール３５の軸中心Ｃから一対の広角用の連結孔５０の軸中心Ｃ１までの距離が互いに等しく設定されている。つまり、一対の広角用の連結孔５０の軸中心Ｃ１は、ウォームホイール３５の軸中心Ｃを中心とする半径Ｌの円周上に、相互に周方向に角度αだけ離間して配置されている。
　また、一対の狭角用の連結孔５１は、ウォームホイール３５の軸中心Ｃに関して相互に対称となる位置に形成されており、ウォームホイール３５の軸中心Ｃと一対の狭角用の連結孔５１の軸中心Ｃ２とをそれぞれ結ぶ線分が互いになす角度βがほぼ１８０°に設定されている。これら一対の狭角用の連結孔５１は、ウォームホイール３５の軸中心Ｃから径方向に距離Ｍだけずれて形成されており、ウォームホイール３５の軸中心Ｃから一対の狭角用の連結孔５１の軸中心Ｃ２までの距離が互いに等しく設定されている。つまり、一対の狭角用の連結孔５１の軸中心Ｃ２は、ウォームホイール３５の軸中心Ｃを中心とする半径Ｍの円周上に、相互に周方向に角度βだけ離間して配置されている。このウォームホイール３５の軸中心Ｃから狭角用の連結孔５１の軸中心Ｃ２までの距離Ｍは、ウォームホイール３５の軸中心Ｃから広角用の連結孔５０の軸中心Ｃ１までの距離Ｌよりも小さく設定されている。
　図１に示すワイパモータ１０は第一の揺動範囲を払拭するモータ、つまり広角タイプのモータに設定されており、一対の広角用の連結孔５０の一方に組み付けられた連結軸４３により、広角用の運動変換部材４１のアーム部４１ｂがウォームホイール３５に回動自在に連結されている。このワイパモータ１０における出力軸３０の位置は、ワイパ部材の払拭範囲や連結孔５０の形成位置等に基づいて設定されている。
　ウォームホイール３５の軸方向他端側の端面には、ウォームホイール３５と同軸上に配置された略環状のリレープレート５４が取り付けられている。リレープレート５４は導電板を打ち抜き加工することにより成形されており、その周方向の一部には、外周部から径方向内側に向けて一部切り欠かれた切り欠き部５４ａが形成されている。
　一方、ギヤフレーム２１には、モータ本体１１とウォームホイール３５との間に位置させて、モータ本体１１に駆動電流を供給するための給電回路５５を備えたコネクタユニット５６が取り付けられている。コネクタユニット５６は、図示しない外部コネクタに接続されるコネクタ保持部５６ａを有しており、給電回路５５が外部コネクタを介して車載バッテリ等に電気的に接続されるようになっている。
　給電回路５５は、モータ本体１１の一対のブラシ１９にそれぞれ電気的に接続される図示しない一対の給電端子と、リレープレート５４に摺接されてリレープレート５４に電気的に接触される一対のコンタクトプレート５７ａ，５７ｂとを備えている。一対のコンタクトプレート５７ａ，５７ｂは、ウォームホイール３５の回転に伴って、リレープレート５４を介して相互に電気的に接続される短絡状態と、接続を遮断する非短絡状態とに切り換えられる。すなわち、一方のコンタクトプレート５７ａは常にリレープレート５４に電気的に接触されており、他方のコンタクトプレート５７ｂがリレープレート５４に電気的に接触されると短絡状態となり、他方のコンタクトプレート５７ｂがリレープレート５４の切り欠き部５４ａに位置されると非短絡状態となる。
　ワイパスイッチがＯＦＦ操作された状態において、一対のコンタクトプレート５７ａ，５７ｂが短絡状態のもとではモータ本体１１に駆動電流が供給され、ワイパ部材が揺動駆動される。一方、ワイパスイッチがＯＦＦ操作された状態において、一対のコンタクトプレート５７ａ，５７ｂが非短絡状態のもとでは給電回路５５が遮断され、ワイパ部材が停止される。このコンタクトプレート５７ａ，５７ｂとリレープレート５４との接点位置は、ワイパ部材が一方の反転位置に位置するときにコンタクトプレート５７ｂが切り欠き部５４ａに位置するように配置されている。これにより、ワイパスイッチがＯＦＦ操作されると、ワイパ部材が所定の停止位置つまり一方の反転位置に自動で停止されるようになっている。
　なお、本実施の形態においては、ウォームホイール３５に一対の広角用の連結孔５０が形成されており、他方の広角用の連結孔５０に連結軸４３を組み付けることで、ワイパスイッチがＯＦＦ操作されたときにワイパ部材を他方の反転位置に自動で停止させることも可能である。これら一対の広角用の連結孔５０は、セクタギヤ部４１ａとピニオンギヤ４０との噛み合いを考慮して、ウォームホイール３５の軸中心Ｃに関して相互に対称となる位置から周方向にずれて形成されている。
　このウォームホイール３５には広角用の連結孔５０と狭角用の連結孔５１とが形成されており、広角タイプのワイパモータ１０と後述する狭角タイプのワイパモータ６０とにおいて、ウォームホイール３５を共用可能となっている。図５は本発明の他の実施形態である第二の揺動範囲を払拭するワイパモータを示す平面図であり、図６は図５におけるＢ－Ｂ線に沿う断面図である。図７は図５に示すワイパモータの内部構造を示す背面図であり、ギヤフレーム６１の図示を省略して示している。図５～図７において、上述した部材と同様の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
　このワイパモータ６０に設けられる運動変換機構６２は、出力軸３０の基端部に固定されたレバー部材６３、およびウォームホイール３５の回転運動を揺動運動に変換してレバー部材６３に伝達する第二の運動変換部材(以下、狭角用の運動変換部材)としての連結ロッド６４を有している。連結ロッド６４は、鋼板等の金属材料によりウォームホイール３５とレバー部材６３との間で延びる平板状に形成されている。
　図６に示すように、連結ロッド６４はウォームホイール３５よりもギヤカバー６５側に配置されており、連結ロッド６４の一端部には、ウォームホイール３５の一対の狭角用の連結孔５１の一方に回動自在に組み付けられた回動軸４３が固定されている。つまり、ウォームホイール３５の軸中心から径方向にずれた位置に設けられる連結軸４３により、連結ロッド６４とウォームホイール３５とが相互に回動自在に連結されている。また、レバー部材６３は連結ロッド６４よりもギヤケース６１の底壁６１ａ側に配置され、その一端部が出力軸３０の基端部に固定されて出力軸３０と一体に回動される。レバー部材６３の他端部には出力軸３０や連結軸４３と平行に延びる連結軸６６が回転自在に挿通され、当該連結軸６６が連結ロッド６４の他端部に固定されており、連結軸６６により連結ロッド６４の他端部がレバー部材６３に回動自在に連結されている。
　連結軸４３，６６の基端部には、ギヤカバー６５の内面に摺動自在に突き当てられる摺接部材６７が装着されている。摺接部材６７は樹脂材料によりキャップ状に形成されており、連結軸４３，６６の基端面とギヤカバー６５の内面との間で挟み込まれている。この摺接部材６７により、連結軸３４，６６がギヤカバー６５に対して滑らかに摺動されるようになっている。
　このワイパモータ６０を作動させるためにワイパスイッチがＯＮ操作されると、モータ本体１１によりウォームホイール３５が回転されて連結ロッド６４が出力軸３０まわりに揺動され、連結ロッド６４とレバー部材６３との連結によって出力軸３０が所定の揺動角度で往復揺動される。すなわち、リンク構造からなる第二の運動変換機構(以下、狭角タイプの運動変換機構)６２によりウォームホイール３５の回転運動が揺動運動に変換されて出力軸３０に伝達され、ワイパ部材が所定の揺動範囲つまり予め設定された両反転位置の間で揺動駆動される。
　図５に示すワイパモータ６０は第一の揺動範囲よりも狭い第二の揺動範囲を払拭するモータ、つまり狭角タイプのモータに設定されており、一対の狭角用の連結孔５１の一方に組み付けられた連結軸４３により、狭角用の運動変換部材としての連結ロッド６４の一端部がウォームホイール３５に回動自在に連結されている。この狭角タイプのワイパモータ６０における出力軸３０の位置は、ワイパ部材の払拭範囲や連結孔５１の形成位置等に基づいて設定されており、広角タイプのワイパモータ１０における出力軸３０の位置とずれて配置されている。つまり、広角タイプのワイパモータ１０と狭角タイプのワイパモータ６０とにおいて、出力軸３０の位置をずらして配置するようにしている。
　ギヤフレーム６１には、図７に示すように、モータ本体１１とウォームホイール３５との間に位置させてコネクタユニット５６が取り付けられている。コネクタユニット５６の給電回路５５に設けられた一対のコンタクトプレート５７ａ，５７ｂとリレープレート５４との接点位置は、ワイパ部材が一方の反転位置に位置するときにコンタクトプレート５７ｂが切り欠き部５４ａに位置するように配置されている。これにより、ワイパスイッチがＯＦＦ操作されると、ワイパ部材が所定の停止位置つまり一方の反転位置に自動で停止されるようになっている。
　なお、本実施形態においては、ウォームホイール３５に一対の狭角用の連結孔５１が形成されており、他方の狭角用の連結孔５１に連結軸４３を組み付けることで、ワイパスイッチがＯＦＦ操作されたときにワイパ部材を他方の反転位置に自動で停止させることも可能である。これら一対の狭角用の連結孔５１は、ウォームホイール３５の軸中心Ｃに関して相互に対称となる位置に形成されている。
　この狭角タイプのワイパモータ６０における一対のコンタクトプレート５７ａ，５７ｂとリレープレート５４との接点位置は、広角タイプのワイパモータ１０における一対のコンタクトプレート５７ａ，５７ｂとリレープレート５４との接点位置と同等の位置に配置されるようになっている。つまり、広角タイプのワイパモータ１０と狭角タイプのワイパモータ６０とにおいて、一対のコンタクトプレート５７ａ，５７ｂとリレープレート５４との接点位置をモータ本体１１の組み付け位置に対して同等の位置に配置するようにしている。
　このように、ウォームホイール３５に広角用の連結孔５０と狭角用の連結孔５１とを形成するようにしたので、広角タイプのワイパモータ１０と狭角タイプのワイパモータ６０とにおいてウォームホイール３５を共用可能とすることができる。つまり、出力軸３０の回転角度または払拭角度の異なるワイパモータに対して、ウォームホイール３５を別途用いることなく適用することが可能となっている。これにより、ウォームホイール３５を広角タイプと狭角タイプとで共通仕様とすることができるため、広角タイプと狭角タイプとで別個のウォームホイール３５を用意する必要がなく、ウォームホイール３５の種類を減らすことができる。したがって、ウォームホイール３５の部品管理が容易となるとともに、ウォームホイール３５を成形するための金型や駒の数量の低減により金型交換作業が容易となり、ワイパモータ１０，６０の生産性の向上やコスト低減を図ることができる。
　また、広角タイプのワイパモータ１０と狭角タイプのワイパモータ６０とにおいて、コンタクトプレート５７ａ，５７ｂとリレープレート５４との接点位置をモータ本体１１の組み付け位置に対して同等の位置に配置するようにしている。これにより、コネクタユニット５６およびリレープレート５４を広角タイプと狭角タイプとで共用可能となり、コネクタユニット５６およびリレープレート５４の種類を減らすことができる。したがって、コネクタユニット５６およびリレープレート５４の部品管理が容易となるとともに、コネクタユニット５６の部品やリレープレート５４を成形するための金型や駒の数量の低減により金型交換作業が容易となり、ワイパモータ１０，６０の生産性の向上やコスト低減を図ることができる。
　さらに、広角タイプのワイパモータ１０と狭角タイプのワイパモータ６０とにおいて、出力軸３０の位置をずらして配置するようにしている。連結孔５０，５１の形成位置はワイパ部材の払拭範囲や出力軸３０の位置等に基づいて設定されるため、出力軸３０の位置を広角タイプと狭角タイプとでずらして配置することにより、コンタクトプレート５７ａ，５７ｂとリレープレート５４との接点位置を同等の位置に配置するようにした場合においても、広角用の連結孔５０と狭角用の連結孔５１とが互いに重なり合うことなく、ウォームホイール３５に広角用の連結孔５０と狭角用の連結孔５１とをそれぞれ形成することが可能となる。
　なお、前記実施の形態においては、ウォームホイール３５に一対の広角用の連結孔５１と一対の狭角用の連結孔５２とを形成するようにしたが、それぞれの連結孔５０，５１は少なくとも一対あれば良く、連結孔５０，５１を２対以上形成するようにしても良い。その場合には、連結軸４３が組み付けられる連結孔５０，５１の位置を変更することで、車種等に対応させてワイパ部材の払拭範囲を変更することが可能となる。
　また、連結孔５０，５１の形成位置は、ワイパ部材の払拭範囲や出力軸３０の位置等を考慮して任意に変更可能である。例えば、前記実施の形態においては、ウォームホイール３５の軸中心Ｃから狭角用の連結孔５１の軸中心Ｃ２までの距離Ｍを、ウォームホイールの軸中心Ｃから広角用の連結孔５０の軸中心Ｃ１までの距離Ｌよりも小さく設定するようにしたが、距離Ｍを距離Ｌよりも大きく設定したり、距離Ｍと距離Ｌとを等しく設定したりしても良い。
　本発明は前記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、本発明のワイパモータ１０，６０としては自動車等の車両のリヤウィンド装置に用いられるものに限られず、航空機や船舶等に搭載されるワイパ装置に用いても良い。また、モータ本体１１としてはブラシ付モータに限られず、例えばブラシレスモータなどを用いても良い。
　ワイパモータは、自動車等に設けられるウィンドガラスを払拭して運転者等の視界を良好にするためのワイパ部材を揺動駆動するのに用いられる。

Claims (5)

  1. 　モータ本体と、当該モータ本体の回転運動を第一の揺動範囲または第一の揺動範囲よりも狭い第二の揺動範囲を有する揺動運動に変換して出力軸に伝達する運動変換機構とを有するワイパモータであって、
    　前記モータ本体により回転駆動されるウォームと、
    　その軸中心から径方向にずれた位置において、第一の揺動範囲の基準となる少なくとも一対の第一の連結孔および第二の揺動範囲の基準となる少なくとも一対の第二の連結孔がそれぞれ軸方向一端側に開口して形成され、前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、
    　前記出力軸と一体に回動する出力ギヤに噛み合い前記出力軸を第一の揺動範囲で揺動させる第一の運動変換部材を備えた前記運動変換機構を有する場合には、前記第一の運動変換部材を前記ウォームホイールに形成された前記第一の連結孔のいずれか１つに回動自在に連結し、前記出力軸と一体に回動するレバー部材に回動自在に連結され前記出力軸を第二の揺動範囲で揺動させる第二の運動変換部材を備えた前記運動変換機構を有する場合には、前記第二の運動変換部材を前記ウォームホイールに形成された前記第二の連結孔のいずれか１つに回動自在に連結する連結軸と、を有することを特徴とするワイパモータ。
  2. 　請求項１記載のワイパモータにおいて、
    　前記電動モータに電気的に接続される給電回路と、
    　前記ウォームホイールの軸方向他端側の端面に取り付けられ、前記ウォームホイールの回転に伴って、前記給電回路に設けられた複数のコンタクトプレートを相互に電気的に接続する短絡状態と接続を遮断する非短絡状態とに切り換えるリレープレートとを有し、
    　前記出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と前記出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいて、前記リレープレートと前記コンタクトプレートとの接点位置を前記電動モータの組み付け位置に対して同等の位置に配置するようにしたことを特徴とするワイパモータ。
  3. 　請求項１記載のワイパモータにおいて、前記出力軸を第一の揺動範囲で揺動する場合と前記出力軸を第二の揺動範囲で揺動する場合とにおいて、前記出力軸の位置をずらして配置するようにしたことを特徴とするワイパモータ。
  4. 　請求項１記載のワイパモータにおいて、前記ウォームホイールの軸中心と一対の前記第一の連結孔の軸中心とをそれぞれ結ぶ線分が互いになす角度と、前記ウォームホイールの軸中心と一対の前記第二の連結孔の軸中心とをそれぞれ結ぶ線分が互いになす角度とが相違していることを特徴とするワイパモータ。
  5. 　請求項１記載のワイパモータにおいて、前記ウォームホイールの軸中心から前記第一の連結孔の軸中心までの距離と、前記ウォームホイールの軸中心から前記第二の連結孔の軸中心までの距離とが相違していることを特徴とするワイパモータ。
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