JP2001315621A - スリットを設けたカムと伸縮式シャフトを用いた全面ワイパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スリットを設けたカムプレートを用いて、回
転運動を往復運動に変え、同時に扇形運動を行える方法
を提供する。またその構造を用いた各方式における全面
またはより広い面積を払拭できるワイパーの構造を提供
する。 【解決手段】 本発明のカムは、スリットを設けたカム
プレートと伸縮式シャフト、及び往復運動と回転運動の
方向を決め、シャフトを支えるガイドで構成されてい
る。カムプレート及びシャフトにモーター等で外部から
動力を伝える。また自動車等のワイパーはパンタアーム
式では、上記のカムプレート、スリットを設けた伸縮式
シャフトと、一般的なワイパーに使用されているワイパ
ーモーター、リンクロッド、セグメントアーム、ピボッ
ト軸、ワイパーアームなどの部品で構成されている。タ
ンデム式では、さらに伸縮式シャフトに溝を付け、ブレ
ードに動力を伝える歯車を取り付け、ブレード部分を伸
縮式とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、スリットを設け
たカムプレートなどを用いて回転運動を往復運動に変
え、同時にシャフトの長さまたは方向を変えられるクラ
ンクの構造に関するものと、そのシャフトを用いて、ア
ームの長さを変えることにより自動車等のワイパーを平
行に移動させる、あるいはブレードを伸縮させてより広
い面積を払拭することができるワイパー装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】 従来のクランク構造ではカムとピスト
ンをシャフトで結合し、モーター等でカムを回転させ、
その回転運動をピストンに伝えて、回転運動を往復運動
に変えたり、あるいはピストンからカムに動力を伝えて
その逆の運動を行うことができる。その際カムは、カム
プレートとシャフトの先端の位置が固定されている。ま
た自動車のワイパーは一定の曲率で扇形運動を行うもの
が大半である。全面ワイパーにはワイヤーの長さを変化
させて全面を拭き取れるものや、ブレードを両側から支
え、往復運動することにより全面を拭き取れるものなど
が考案されている。ワイパーの作動方式には、一般的で
ある乗用車またはトラックに用いられている２、３本の
ワイパーが同方向に動くタンデム方式、バスまたは電車
などに用いられているブレードが地面に対して垂直で、
左右２本のワイパーがそれぞれ反対方向に開くパンタア
ーム式、観光バスのような大型バスまたはトラックに用
いられいる左右２本のワイパーがそれぞれ反対方向に開
く対向式などがある。パンタアーム式は２本のものが多
いが、払拭面が縦長で比較的小さい宅配用のスクーター
などは１本のものも存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のカムでは、構造
上の問題のため一定方向しかピストン部分を往復運動さ
せることができず、往復運動と扇形運動を同時に行うこ
とができないという欠点があった。本発明のカムによ
り、ピストンを用いることなく、回転運動を往復運動に
変えることができる方法を提供できる。さらに本発明の
カムは、往復運動を変速的に行えるという利点がある。
また、従来のワイパーでは拭う部分が扇形になり、特に
縦長の場合、拭き残す部分が多くなる。本発明のカムを
用いることにより、アームに取り付けたシャフトを伸縮
でき、全面を拭き取れるワイパーを提供できる。本発明
のカムおよびクランク構造は、自動車のワイパーだけで
なく、縦長の文字盤である時計の針または機械などにも
応用することができる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 本発明のカムは、スリ
ットを設けたカムプレートと回転運動を往復運動として
伝えるシャフト、往復運動を利用して伸縮する機能を持
たせた伸縮式シャフトで構成されていることを特徴とす
る。カムプレートとシャフトには、伸縮の運動に合わせ
たスリットを設けている。さらに扇形運動を生じさせる
動力を伝えるガイドを設けている。立体構造のカムは立
体的にくり抜いたカムとシャフトとガイドで構成されて
いることを特徴とする。また本発明のワイパーは、パン
タアーム式では上記のカムプレートと、拭う部分である
ブレード、ブレードを支える役割を持つ伸縮式シャフト
を通したワイパーアーム、扇形運動を生じさせるワイパ
ーモーター、ワイパーモータで生じた動力をワイパーア
ームに伝えるリンクロッド、往復運動の中心となるピボ
ット軸で構成されている。またワイパーアームはメイン
アームとサブアームで構成されており、本発明のワイパ
ーでは、サブアームを伸縮式になるように作製する。タ
ンデム式ではさらにメインアームの先端内部にギアを取
り付け、また短い伸縮用のブレードを取り付けることを
特徴とする。なおワイパーブレードのガラスと接触する
部分を、特にブレードラバーと呼んでおり、ゴム製のも
のが多く使われている。

【０００５】

【実施例】 図３、図４は本発明のスリットを設けたカ
ムプレートを用いたクランクの構造を表している。なお
隠れる部分を一部実線で描いている。図３の構造では、
中心軸８を中心にモーターでスリットを設けた円形カム
プレート１３を回転させることにより、伸縮式シャフト
２を往復運動させている。シャフトにはスリット１１が
設けられており、ガイド１２でシャフトを固定し伸縮す
る方向を決定している。図４の構造ではスリットを設け
たカムプレート７を固定しており、伸縮式シャフト２が
伸縮するのと同時にカムプレートのスリット１１に従っ
て扇形運動を行うことができる。なお図５のようにスリ
ットを設けた固定カムプレート２３を固定し伸縮式シャ
フト２を回転させることもできる。シャフトにはガイド
が取り付けられており、モーターなどでシャフト２とガ
イド１２を回転させる。３６０度回転するので、縦長の
文字盤である時計の針などに用いることができる。また
図１１は立体構造のカムを表したものである。図１１
（ａ）はカムの斜視図を、（ｂ）は平面図を、（ｃ）は
側面図を表している。わかりやすくするため、それぞれ
一部分を実線で描いている。この構造では伸縮式シャフ
ト２が縦方向、横方向にそれぞれ移動する。シャフトは
ガイド１２で支えられており、モーターを用いて中心軸
８を中心にカムを回転させる。カムプレートを立体的な
構造にしたものであり、往復運動とシャフトの移動を同
時に行える利点がある。

【０００６】 上記のカムを用いて、全面ワイパーを作
成することができる。図１はスリットを設けたカムプレ
ート７とスリット１１のある伸縮式シャフト２を用いた
パンタアーム式のワイパーである。図１は一部分を実線
で描いており、またワイパーアームの一部を省略してあ
る。伸縮式シャフトの端は、スリットを設けたカムプレ
ート７に固定金具２１を用いて取り付けられている。そ
の他の部分は一般的なワイパーの構造と同じである。ワ
イパーモーター１０で生じた動力をリンクロッド９でセ
グメントアーム６に伝え、ピボット軸５を中心にセグメ
ントアームが運動し、ワイパーアームが左右に動く。カ
ムプレートと伸縮式シャフト７にはスリットが設けられ
ているのでワイパーアームが中心にきたときにはシャフ
トが下がり、端に移ったときにはシャフトが上がる。そ
のためワイパーブレードが平行に移動する効果が得られ
る。なおスリットは固定金具２１の幅に合わせて設けら
れているので、遠心力の影響が及ぶことがない。また図
９はパンタアーム式のワイパーブレードの構造を表して
いる。サブアーム１９は伸縮式になっており、メインア
ーム１８に追随して伸縮する。

【０００７】 伸縮式シャフトのスリット１１と任意の
位置におけるアームの長さは次のようにして求められ
る。図２に示すように、中心軸８からワイパーブレード
１の固定部分までの長さをｒ、中心からの移動距離を
ｘ、中心からの角度をθとする。またスリット１１の長
さをｄとする。またシャフトが最も短くなる中心での長
さをｒ_ｍｉｎ、最も長くなる端に移動したときの長さを
ｒ_ｍａｘとする。三平方の定理からｒは

【数１】 と変化する。また、θは

【数２】 となる。θの値はｒ_ｍａｘのとき最大になる。この値を
もとにカムプレートのスリットを作製する。またスリッ
トの長さｄは

【数３】ｄ＝ｒ_ｍａｘ−ｒ_ｍｉｎ となる。

【０００８】 タンデム式のワイパー構造を図６、図
７、図８、図１０に示す。図８に関しては、タンデム式
とパンタアーム式の両方の構造を兼ねている。一般的な
タンデム式のワイパー構造にスリットを設けたカムプレ
ート７を取り付け、ワイパーアームに伸縮式シャフトを
取り付けたものである。ワイパーブレードを伸縮式にす
ることにより、より広い面積を払拭することができる。
伸縮式ワイパーブレード１４は、動力を伝える溝付き伸
縮式シャフト１５とギア１６で構成されており、中心軸
８を中心に扇形にブレードが移動する。メインアーム１
８の内部に溝付き伸縮式シャフト１５を通し、動力を伸
縮式ワイパーブレード１４に伝えている。サブアーム１
９は伸縮式であり、ギア１６は図１０のように棒状とす
る。なおサブアームは特に設ける必要はなく、サブアー
ムのないワイパーも存在する。図７ではシャフトとブレ
ードの両方が伸縮する構造になっているが、シャフトあ
るいはアームの長さを固定して、ブレードの伸縮のみと
することもできる。シャフトのみ伸縮する構造は、一般
的な構造のカムとピストンを用いてすでに実現されてい
る。

【０００９】

【発明の効果】 スリットを設けたカムプレートを用い
ることにより、ピストンを用いずにシャフトを伸縮させ
ることができ、また往復運動と同時に扇形運動を行うこ
とができる。また本発明のカムはワイパーだけでなく、
ほかの装置にも応用することも可能である。ワイパーに
ついては従来よりもより広い面積を払拭することがで
き、良好な視界を得ることができる。また比較的少ない
変更で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のパンタアーム式のワイパー構造を表
す平面図である。

【図２】 ワイパー構造の説明図である。

【図３】 円形カムプレートを用いたクランクの平面図
である。

【図４】 スリットを設けたカムプレートを用いたクラ
ンクの平面図である。

【図５】 スリットを設けた固定式カムプレートを用い
たクランクの平面図である。

【図６】 本発明のタンデム式のワイパー構造を表す平
面図である。

【図７】 伸縮式ワイパーブレードの構造を表す説明図
である。

【図８】 本発明のワイパーアームとブレードを表す平
面図である。

【図９】 本発明のパンタアーム式のワイパーアームと
ブレードを表す側面図である。

【図１０】 本発明のタンデム式のワイパーアームとブ
レードを表す側面図である。

【図１１】 立体構造のカムを表す（ａ）斜視図、
（ｂ）平面図および（ｃ）側面図である。

【符号の説明】

１ ワイパーブレード ２ 伸縮式シャフト ３ 補助シャフト ４ ワイパーアーム ５ ピボット軸 ６ セグメントアーム ７ スリットを設けたカムプレート ８ 中心軸 ９ リンクロッド １０ ワイパーモーター １１ スリット １２ ガイド １３ スリットを設けた円形カムプレート １４ 伸縮式ワイパーブレード １５ 溝付き伸縮式シャフト １６ ギア １７ 反転用ギア １８ メインアーム １９ サブアーム ２０ 立体構造のスリット ２１ 固定金具 ２２ 補助ワイパーアーム ２３ スリットを設けた固定カムプレート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリットを設けたカムプレートまたは内
   部をくり抜いた立体構造のカムを用いて、シャフトの長
   さ、位置及び方向を変えることのできる装置。
2. 【請求項２】 スリットを設けたカムプレートと伸縮式
   シャフトを用いて、アームの長さを変えることにより、
   ブレードを平行に移動できるワイパー。
3. 【請求項３】 スリットを設けたカムプレートと、歯車
   またはそれ以外の動力を伝える装置を用いてシャフトを
   伸縮させ、それにより生じた往復運動をワイパーのブレ
   ード部分に伝達させてブレードを伸縮させることによ
   り、より広い面積を払拭できる装置。