JP2006051834A - ワイパアームの連結構造及びワイパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワイパアームに作用する過大な外力によってワイパアーム及びワイパモータの各部品が損傷することを防止できるワイパアームの連結構造及びワイパ装置を得る。
【解決手段】 ワイパ装置１０では、ワイパモータの駆動力で往復回動するピボット軸１２と、このピボット軸１２に連結されるワイパアーム１６との間にはクラッチ装置１４が設けられている。このクラッチ装置１４は、通常の使用状態ではピボット軸１２の駆動力をワイパアーム１６に伝達する。一方、ワイパアーム１６に過大な外力が作用し、ピボット軸１２とワイパアーム１６との間に所定値以上の回転伝達力（回転トルク）が作用したときには、クラッチ装置１４は、ワイパアーム１６とピボット軸１２との間の駆動力の伝達を切り離し、ワイパアーム１６とピボット軸１２とを相対的に空転可能とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車のウインドシールドガラス等を払拭する車両用ワイパ装置に関し、特に、ワイパアームとピボット軸とを連結するワイパアームの連結構造に関する。

ワイパを駆動するワイパモータにおいて、特に、車両のリヤワイパ用のワイパモータでは、例えば、モータの回転軸にはウォームギヤが固定されており、このウォームギヤは、ハウジングに回転可能に支持されたウォームホイールと噛み合っている。このウォームホイールには、軸心部とは異なる位置に継手部材の一端部が回転可能に結合されており、この継手部材の他端部は、スイングアームの一端部に回転可能に結合されている。スイングアームの他端部には、ハウジングに回転可能に支持された出力軸が固定されている。これにより、モータの回転軸が回転すると、ウォームギヤを介してウォームホイールが回転し、継手部材によってこのウォームホイールの回転がスイングアームの往復揺動運動に変換される。スイングアームの一端部には出力軸が固定されているため、出力軸が往復回転されることにより、出力軸に取り付けられたワイパアームが往復回転して、リヤガラス面を払拭するようになっている。

ところで、一般的なワイパ装置では、ワイパの不使用時には、ワイパアームはワイパブレードと共にガラス面下縁部位（往復回転の下側の反転位置）にほぼ水平に配置されている。このため、例えば、雪などがワイパブレード及びワイパアームの上に積もった場合には、この雪の重量によってワイパブレード及びワイパアームが下側の反転位置よりもさらに下方に押圧される場合がある。ワイパブレード及びワイパアームが下側の反転位置よりもさらに下方に押圧されると、出力軸及びスイングアームが回転範囲を超えて回転され、スイングアームに結合された継手部材や、継手部材に結合されたウォームホイールが損傷する可能性がある。

このため、これら各部材の損傷を防止するために、スイングアームが回転範囲を超えて回転しないようにスイングアームの回転範囲の外側にスイングアームの回転を阻止する回転範囲規制部を設けたワイパモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この特許文献１に開示されているワイパモータでは、スイングアームが回転範囲を超えない状態で、ワイパブレード及びワイパアームに過大な外力が作用した場合、すなわち、ワイパアームの回転範囲内（正規の払拭範囲内）での作動途中において、ワイパブレード及びワイパアームに過大な外力が作用した場合（例えば、ワイパの払拭作動時に下反転位置以外の位置にあるワイパアーム及びワイパブレード上に屋根に堆積した積雪がガラス面に沿って落下してきた場合など）においては、落雪の荷重によってワイパブレード及びワイパアームが拘束もしくは過大な外力が作用した状態となり、出力軸を介してスイングアームや継手部材、ウォームホイール、ウォームギヤなどに過大な外力が作用することになる。したがって、依然として上記各構成部品が損傷する可能性を有しており、根本的な解決にはなっていなかった。このため、このようなワイパモータでは、上記過大な外力の作用を想定した各部品の強度設計を行う必要があった。
特開平９−１１８２０２号公報

本発明は、上記事実を考慮し、ワイパアームに作用する過大な外力によってワイパアーム及びワイパモータの各部品が損傷することを防止できるワイパアームの連結構造及びワイパ装置を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係るワイパアームの連結構造は、ワイパモータの駆動力により往復回動するピボット軸の先端部に、ワイパアームの基端部を連結するワイパアームの連結構造であって、前記ピボット軸と前記ワイパアームとの間に設けられ、前記ピボット軸の駆動力を前記ワイパアームに伝達すると共に、前記ピボット軸と前記ワイパアームとの間に所定値以上の回転伝達力が作用した際には、前記ワイパアームと前記ピボット軸との間の前記駆動力の伝達を切り離し、前記ワイパアームと前記ピボット軸とを相対的に空転可能とするクラッチ装置を備えた、ことを特徴としている。

請求項１記載のワイパアームの連結構造では、ピボット軸とワイパアームとの間には、クラッチ装置が設けられている。このクラッチ装置は、通常の使用状態では、ピボット軸とワイパアームとを連結し、ピボット軸からの駆動力をワイパアームに伝達する。このため、ワイパモータの駆動力によってピボット軸が往復回動すると、クラッチ装置を介してワイパアームが往復駆動する。

一方、例えば、ワイパアームに過大な外力が作用してワイパアームとピボット軸との間に所定値以上の回転伝達力（回転トルク）が作用すると、クラッチ装置によってピボット軸とワイパアームとの間の駆動力の伝達が切り離され、ピボット軸はワイパアームに対して相対的に空転可能となる。

したがって、例えば、ワイパアームに連結されるワイパブレードが回動範囲内での正規の停止位置において凍結して被払拭面に張り付いている状態、或いは正規の停止位置に位置するワイパアームの上に雪が積もって拘束された状態でワイパモータが作動され、ピボット軸とワイパアームとの間に過大な負荷もしくは急激な負荷が作用した場合などは勿論のこと、ワイパアームの回動範囲内（正規の払拭範囲内）での作動途中においてワイパアームに過大な外力が作用した場合（例えば、ワイパアームの払拭作動時に下側の反転位置以外の位置にあるワイパアームの上に屋根に堆積した積雪がガラス面に沿って落下してきた場合や、下側反転位置における積雪によりワイパアームが下側反転位置に到達できず手前で拘束された場合など）においても、クラッチ装置による空転によって、クラッチ装置以降の各部品（ピボット軸、揺動機構、減速機構、モータ本体等を含む全ての構成）に過大な外力が作用することを防止できる。これにより、クラッチ装置以降の前記各部品を保護することができ、前記各部品の損傷及びワイパモータの焼損等を防止することができる。

また、前記各部品の強度設計を、クラッチ装置の回転伝達力（クラッチ解除力）に基づいて設定すればよいため、上記過大な外力（荷重）の作用を想定した各部品の過剰な強度設定を行う必要がなくなる。

またしかも、クラッチ装置を介してピボット軸に連結されたワイパアームも、クラッチ装置による空転により衝撃が吸収されるので破損から保護することもできる。

このように請求項１記載のワイパアームの連結構造では、ワイパアームに作用する過大な外力によってワイパアーム及びワイパモータの各部品が損傷することを防止できる。

請求項２記載の発明に係るワイパアームの連結構造は、ワイパモータの駆動力により往復回動するピボット軸の先端部に、ワイパアームの基端部を連結するワイパアームの連結構造であって、前記ピボット軸周りに回転自在に支持されると共に、前記ワイパアームの基端部に固定または固着され、前記ワイパアームと一体的に駆動される被駆動ディスクと、前記ピボット軸と一体的に回転すると共に、前記ピボット軸の軸線方向に移動可能に支持され、前記被駆動ディスクと係合して前記被駆動ディスクにピボット軸の駆動力を伝達する駆動ディスクと、前記駆動ディスクを前記被駆動ディスクとの係合方向に付勢する付勢部材と、を有し、前記被駆動ディスクと前記駆動ディスクとの間に所定値以上の回転伝達力が作用した際には、前記付勢部材の付勢力に抗して前記被駆動ディスクと前記駆動ディスクとの前記係合が解除されることで前記被駆動ディスクと前記駆動ディスクとの間の前記駆動力の伝達を切り離し、前記ワイパアームと前記ピボット軸とを相対的に空転可能とするクラッチ装置を備えた、ことを特徴としている。

請求項２記載のワイパアーム連結構造では、通常の使用状態では、クラッチ装置の駆動ディスクと被駆動ディスクとが係合しており、しかも、この駆動ディスクと被駆動ディスクとの係合状態から駆動ディスクがピボット軸軸線方向に移動しようとしても、付勢部材によって所定の付勢力（抗力）が付与されるので、前記係合状態が維持される。このため、ワイパモータの駆動力によりピボット軸が往復回動すると、駆動ディスクから被駆動ディスクに駆動力が伝達される。被駆動ディスクは、ワイパアームの基端部に固定または固着されているため、被駆動ディスクと一体でワイパアームが往復駆動される。

一方、例えば、ワイパアームに過大な外力が作用してワイパアームとピボット軸との間に所定値以上の回転伝達力（回転トルク）が作用すると、ワイパアームと一体に回転する被駆動ディスクには、駆動ディスクと相対回転する方向に回転力（回転伝達力）が作用する。この回転力が所定値以上になると（すなわち、ワイパアームに作用する外力が所定値以上になると）、付勢部材により付与されていた付勢力（抗力）に打ち勝って、駆動ディスクがピボット軸軸線方向に強制的に移動されて前記係合状態が解除される。これにより、駆動ディスク（すなわちピボット軸）は、被駆動ディスク（すなわちワイパアーム）に対して空転する。

したがって、例えば、ワイパアームに連結されるワイパブレードが回動範囲内での正規の停止位置において凍結して被払拭面に張り付いている状態、或いは正規の停止位置に位置するワイパアームの上に雪が積もって拘束された状態でワイパモータが作動され、ピボット軸とワイパアームとの間に過大な負荷もしくは急激な負荷が作用した場合などは勿論のこと、ワイパアームの回動範囲内（正規の払拭範囲内）での作動途中においてワイパアームに過大な外力が作用した場合（例えば、ワイパアームの払拭作動時に下側の反転位置以外の位置にあるワイパアームの上に屋根に堆積した積雪がガラス面に沿って落下してきた場合や、下側反転位置における積雪によりワイパアームが下側反転位置に到達できず手前で拘束された場合など）においても、クラッチ装置による空転によって、クラッチ装置以降の各部品（ピボット軸、揺動機構、減速機構、モータ本体等を含む全ての構成）に過大な外力が作用することを防止できる。これにより、クラッチ装置以降の前記各部品を保護することができ、前記各部品の損傷及びワイパモータの焼損等を防止することができる。

また、前記各部品の強度設計を、クラッチ装置の回転伝達力（クラッチ解除力）に基づいて設定すればよいため、上記過大な外力（荷重）の作用を想定した各部品の過剰な強度設定を行う必要がなくなる。

またしかも、クラッチ装置を介してピボット軸に連結されたワイパアームも、クラッチ装置による空転により衝撃が吸収されるので破損から保護することもできる。

このように請求項２記載のワイパアームの連結構造では、ワイパアームに作用する過大な外力によってワイパアーム及びワイパモータの各部品が損傷することを防止できる。

請求項３記載の発明に係るワイパアームの連結構造は、請求項２記載のワイパアームの連結構造において、前記クラッチ装置の前記駆動ディスクおよび前記被駆動ディスクの一方は、係合突起を有すると共に、他方は前記係合突起が係合する係合凹部を有し、前記係合突起及び前記係合凹部のうちの少なくとも一方には、前記ピボット軸の回転方向に対して傾斜する傾斜面が形成されると共に、前記傾斜面は、前記駆動ディスクと前記被駆動ディスクとの間の回転伝達力によって前記駆動ディスクに前記ピボット軸軸線方向に沿った分力を生じせしめる、ことを特徴としている。

請求項３記載のワイパアームの連結構造では、通常の使用状態では、駆動ディスクおよび被駆動ディスクの一方に設けられた係合突起が、他方に設けられた係合凹部に係合しており（噛み合っており）、しかも、この係合突起と係合凹部の係合状態から駆動ディスクがピボット軸軸線方向に移動しようとしても付勢部材によって所定の抗力が付与されるので、前記噛合係合状態が維持される。このため、ワイパモータからの駆動力により駆動ディスクがピボット軸と共に回転すると、係合突起及び係合凹部を介して駆動ディスクから被駆動ディスクへ回転駆動力が伝達される。これにより、駆動ディスクと被駆動ディスクとの間の駆動力の伝達をより確実に行うことができる。

さらに、これら係合突起及び係合凹部のうちの少なくとも一方には、ピボット軸の回転方向に対して傾斜する傾斜面が設けられている。このため、駆動ディスクと被駆動ディスクとの間に過大な外力が作用し、駆動ディスクと被駆動ディスクとの間（係合突起と係合凹部との間）にピボット軸周り（回転方向）の伝達力が作用すると、傾斜面によってピボット軸の軸線方向に沿った分力が生じる。この分力が駆動ディスクに作用し、付勢部材の付勢力に抗して駆動ディスクが軸線方向に移動する。そして、回転方向の伝達力（換言すれば、前記分力）が所定値以上になると、係合突起と係合凹部との係合が解除され（係合突起が係合凹部から抜け出し）、駆動ディスクが被駆動ディスクとの噛合係合状態から解除される。

このように、傾斜面の傾斜角度及び付勢部材の付勢力に基づいて、駆動ディスクと被駆動ディスクとの間（係合突起と係合凹部との間）の回転伝達力（換言すれば、クラッチ解除力）の値を容易に設定することができる。

請求項４記載の発明に係るワイパアームの連結構造は、請求項２記載又は請求項３記載のワイパアームの連結構造において、前記クラッチ装置の前記駆動ディスク及び前記被駆動ディスクは、前記ピボット軸と同軸的に設けられ、前記駆動ディスクと前記被駆動ディスクとの前記係合部分に前記付勢部材の付勢力を一様に分布させる、ことを特徴としている。

請求項４記載のワイパアームの連結構造では、駆動ディスク及び被駆動ディスクは、ピボット軸と同軸的に設けられており、付勢部材の付勢力は、駆動ディスクと被駆動ディスクとの係合部分に一様に分布される。これにより、駆動ディスクと被駆動ディスクとの係合状態が安定するので、駆動ディスクと被駆動ディスクとの間（請求項３記載のワイパアームの連結構造においては、係合突起と係合凹部との間）の回転伝達力（クラッチ解除力）の値も安定する。これにより、前記クラッチ解除力の値をより好適に設定することができるため、ワイパアーム及びワイパモータの各構成部品をより確実に保護することが可能となる。

請求項５記載の発明に係るワイパアームの連結構造は、請求項２乃至請求項４の何れか１項記載のワイパアームの連結構造において、前記駆動ディスクと前記被駆動ディスクは、前記ワイパアームと前記ピボット軸との相対位置関係が所定の一位置にあるときにのみ係合可能である、ことを特徴としている。

請求項５記載のワイパアームの連結構造では、外力などによりワイパアームとピボット軸とが空転された場合、駆動ディスクと被駆動ディスクとは係合解除状態（すなわち、所定の一位置以外の相対位置関係）にある。この状態で、例えば、乗員等が手動によりワイパアームをピボット軸に対し所定の一位置まで空転させれば、この所定の一位置において駆動ディスクと被駆動ディスクとが係合する。したがって、ワイパアームを元のセット状態（初期設定状態）に容易かつ迅速に復帰させることができると共に、装置を破損させることなく再度作動させることができる。

請求項６記載の発明に係るワイパ装置は、ワイパモータの駆動力により往復回動するピボット軸と、基端部が前述したピボット軸の先端部に連結されるワイパアームと、を備えたワイパ装置において、前記請求項１乃至請求項５の何れか１項記載のワイパアームの連結構造を前記ピボット軸と前記ワイパアームとの連結部分に適用した、ことを特徴としている。

請求項６記載のワイパ装置では、ピボット軸とワイパアームとの連結部分に、前記請求項１乃至請求項５の何れか１項記載のワイパアームの連結構造が適用されているので、前記請求項１乃至請求項５の何れか１項記載のワイパアームの連結構造と同様の作用効果を奏し、好適である。

＜第１の実施の形態＞
図１には、本発明の第１の実施の形態に係るワイパアームの連結構造が適用されて構成された車両用リヤワイパ装置１０（以下、単に「ワイパ装置１０」という）の構成が斜視図にて示されている。また、図２には、このワイパ装置１０の主要部の構成が断面図にて示されている。

ワイパ装置１０は、車両に設けられたピボット軸１２を備えている。このピボット軸１２は、図示しないワイパモータの駆動力により軸線回りに往復回動するようになっている。ピボット軸１２の先端部には、後述するクラッチ装置１４を介してワイパアーム１６の基端部分を構成するアームヘッド１８が取り付けられている。

アームヘッド１８の先端部（図２では右側の端部）には、該アームヘッド１８と共にワイパアーム１６を構成するアーム体２０の基端部が、支軸２２を介して所定角度回動可能に連結されている。このアーム体２０は、支軸２２回りに回動することで、車両のリヤガラス２４に対して所定の範囲内で接離移動可能とされている。

また、アームヘッド１８とアーム体２０との間には、スプリング２６が掛け渡されている。このスプリング２６は、アーム体２０を常にリヤガラス２４側へ付勢している。

アーム体２０の先端部には、ワイパブレード２８が連結されている。ワイパブレード２８は、リヤガラス２４に接触して払拭するブレードラバー３０と、このブレードラバー３０を保持する図示しない複数の保持レバーとを備えており、アーム体２０によって回動可能に保持されている。

一方、図３及び図４に示す如く、ピボット軸１２の先端部分には、軸線方向に沿って複数の突条が形成されたテーパー周面を有する先細状の回止部３２と、先端部突端に形成された雄ねじ部３４と、回止部３２と雄ねじ部３４の間に設けられた支軸部３６と、が設けられている。

ピボット軸１２の回止部３２には、前述したクラッチ装置１４の係合ベース３８がピボット軸１２と同軸的に固着されている。係合ベース３８は、中央部分に支持孔４０が形成された円盤状に形成されており、回止部３２のテーパー周面に対応した先細状に貫通する支持孔４０が回止部３８に固着されることで常にピボット軸１２と一体回転する。また、係合ベース３８の周縁には、径方向（ピボット軸１２の径方向）に沿って突出する一対の嵌入部４２が互いに周方向において反対側（１８０度反対側、すなわちピボット軸１２の軸線を中心に点対称位置）に設けられている。これら一対の嵌入部４２は、後述する駆動ディスク４４に対応している。

また、ピボット軸１２の支軸部３６には、前述したクラッチ装置１４の被駆動ディスク４６がピボット軸１２と同軸的に取り付けられている。被駆動ディスク４６は、中央部分に軸孔４８が形成された円盤状に形成されており、軸孔４８にピボット軸１２の支軸部３６が挿通すると共に雄ねじ部３４に螺合したナット５０によって抜け止めされることで、ピボット軸１２に対して軸線方向一側（係合ベース３８と反対側）へ抜止め状態でかつ回転自在に支持されている。この被駆動ディスク４６は、前述したアームヘッド１８の基端部に一体的に固着されている。また、被駆動ディスク４６の裏面側（駆動ディスク４４の側）には、駆動ディスク４４側へ向けて４個の係合突起５２が突出して設けられている。

これら４個の係合突起５２は、被駆動ディスク４６に対して同心状に設けられると共に、被駆動ディスク４６の周方向に沿って互いに等間隔にならないように（周方向に沿って隣接する間隔がそれぞれ異なるように）設けられている。これらの係合突起５２は、後述する駆動ディスク４４に対応している。

一方、ピボット軸１２の支軸部３６には、係合ベース３８と被駆動ディスク４６との間において、駆動ディスク４４がピボット軸１２と同軸的に支持されている。駆動ディスク４４は、ピボット軸１２に対応した軸孔５４が形成された底壁５６と、この底壁５６の周縁からピボット軸１２の軸線方向に沿って立設形成された周壁５８と、を有する有底円筒形に形成されており、軸孔５４にピボット軸１２（支軸部３６）が挿通することで、ピボット軸１２に対して軸線方向に沿って移動可能に支持されている。

周壁５８の開口側周縁部分には、前述した係合ベース３８の一対の嵌入部４２に対応して、案内被嵌入部６０が形成されている。これら一対の案内被嵌入部６０に、係合ベース３８の一対の嵌入部４２がそれぞれピボット軸１２の軸線方向に沿って相対移動可能に嵌入している（入り込んでいる）。これにより、駆動ディスク４４は、常に係合ベース３８（すなわち、ピボット軸１２）と一体的に回転すると共に、係合ベース３８に対してピボット軸１２の軸線方向に沿って相対移動可能となっている。

また、駆動ディスク４４の底壁５６の表面側（被駆動ディスク４６側）には、４個の係合凹部６２が凹設して（窪んで）設けられている。

これら４個の係合凹部６２は、被駆動ディスク４６の４個の係合突起５２にそれぞれ対応しており、駆動ディスク４４の周方向に沿って同心状に設けられると共に、駆動ディスク４４の周方向に沿って互いに等間隔にならないように（周方向に沿って隣接する間隔がそれぞれ異なるように）設けられている。

これら４個の係合凹部６２には、被駆動ディスク４６の４個の係合突起５２がそれぞれ嵌入可能となっている（すなわち、駆動ディスク４４は、被駆動ディスク４６に噛合係合可能となっている）。これにより、通常の使用状態（回転状態）では、駆動ディスク４４が回転した場合にこの駆動ディスク４４の回転力が被駆動ディスク４６へ直接伝達されて被駆動ディスク４６が供に回転される構成である。

但し、前述した如く、各係合突起５２と各係合凹部６２とは、それぞれ被駆動ディスク４６及び駆動ディスク４４の周方向に沿って等間隔にならないように（隣接する間隔がそれぞれ異なるように）設けられているため、駆動ディスク４４と被駆動ディスク４６とは、ワイパアーム１６とピボット軸１２との相対位置関係が所定の一位置にあるときにのみ噛合係合可能とされている。すなわち、上記所定の一位置以外の相対関係位置では、１個の係合突起５２が係合凹部６２に対応しても、他の３個の係合突起５２は係合凹部６２に対応しないようになっている。したがって、係合突起５２が係合凹部６２から抜け出した状態（クラッチ解除状態）では、被駆動ディスク４６は、少なくとも３個の係合突起５２を介して駆動ディスク４４の底壁５６と接触するようになっている（３点支持状態となる構成である）。

またここで、被駆動ディスク４６の係合突起５２と、駆動ディスク４４の係合凹部６２とは、それぞれ側壁部分が傾斜面とされている（換言すれば、断面形状が所謂「台形」に形成されている）。これにより、駆動ディスク４４が回転しこの駆動ディスク４４から被駆動ディスク４６への回転伝達力によって、駆動ディスク４４にピボット軸１２軸線方向に沿った（係合ベース３８へ向いた）分力が生じる構成となっている。

なお、前述の如く被駆動ディスク４６の係合突起５２と、駆動ディスク４４の係合凹部６２のそれぞれの側壁を共に「傾斜面」とする構成に限らず、少なくとも何れか一方に、ピボット軸１２の回転方向（周方向）に対して傾斜する傾斜面を形成する構成、もしくは、「傾斜面」の傾斜度合いを一方と他方とで異ならせ、ピボット軸１２の軸線方向への分力の大きさを異ならせる構成としてもよい。この場合であっても、駆動ディスク４４と被駆動ディスク４６との間の回転伝達力によって駆動ディスク４４にピボット軸１２軸線方向に沿った分力を生じせしめることができる。

またさらに、駆動ディスク４４の内部、すなわち底壁５６及び周壁５８によって形成される内部スペースは収容部６４とされており、当該収容部６４を閉塞する状態で、係合ベース３８が駆動ディスク４４の周壁５８の開口側周縁部分に入り込んでいる。

前記収容部６４には、付勢部材としての複数（本実施の形態においては、２枚）のウエーブワッシャ６６がピボット軸１２と同軸的に収容されている。ウエーブワッシャ６６は、駆動ディスク４４（底壁５６）と係合ベース３８との間に配置されており、被駆動ディスク４６の係合突起５２と、駆動ディスク４４の係合凹部６２との係合状態からの駆動ディスク４４のピボット軸１２軸線方向他側（係合ベース３８の側）へ向けた軸線方向移動に対して、所定の抗力（駆動ディスク４４の軸線方向移動によって弾性変形された際の復元力）を付与するようになっている。

換言すれば、通常は、被駆動ディスク４６の係合突起５２が、駆動ディスク４４の係合凹部６２に入り込むと共に、ウエーブワッシャ６６はこの嵌入状態を維持しており、被駆動ディスク４６の係合突起５２が、駆動ディスク４４の係合凹部６２から抜け出そうとして駆動ディスク４４が係合ベース３８の側へ向けて軸線方向移動しようとすると、これに抗する付勢力（復元力）を発揮するように構成されている。

なお、通常状態（駆動ディスク４４が係合ベース３８の側へ向けて移動しようとしない状態）において、既にウエーブワッシャ６６が係合ベース３８と駆動ディスク４４との間で押圧力が付与されるように構成してもよく、あるいは、駆動ディスク４４が係合状態から係合ベース３８の側へ向けて移動したときだけに（係合突起５２が、係合凹部６２から抜け出そうとした場合に）、ウエーブワッシャ６６がこれに抗する付勢力（復元力）を発揮するように構成してもよい。

次に、本第１の実施の形態の作用を説明する。

上記構成のワイパ装置１０では、通常の使用状態では、図２に示す如く、被駆動ディスク４６の係合突起５２が、駆動ディスク４４の係合凹部６２と噛合係合しており（互いに嵌り合っており）、しかも、この係合突起５２と係合凹部６２の係合状態から駆動ディスク４４がピボット軸１２軸線方向に移動しようとしてもウエーブワッシャ６６によって所定の抗力が付与されるので、前記係合状態が維持される。また、駆動ディスク４４の一対の案内被嵌入部６０には、係合ベース３８の一対の嵌入部４２がそれぞれピボット軸１２の軸線方向に沿って相対移動可能に嵌入している（入り込んでいる）。このため、図示しないワイパモータからの駆動力によりピボット軸１２（係合ベース３８）が往復回転駆動されると、一対の嵌入部４２及び一対の案内被嵌入部６０を介して係合ベース３８から駆動ディスク４４へ回転駆動力が伝達されると共に、係合凹部６２及び係合突起５２を介して駆動ディスク４４から被駆動ディスク４６へ回転駆動力が伝達される。被駆動ディスク４６は、ワイパアーム１６のアームヘッド１８に一体的に固着されているため、ワイパアーム１６がピボット軸１２と一体で往復駆動され、ワイパアーム１６の先端部に連結されたワイパブレード２８のブレードラバー３０が、リヤガラス２４に密着した状態で回動して雨滴を払拭する。

一方、例えば、ワイパアーム１６に過大な外力が作用して、ワイパアーム１６（アームヘッド１８）とピボット軸１２との間に所定値以上の回転伝達力（回転トルク）が作用すると、ワイパアーム１６と一体に回転する被駆動ディスク４６には、駆動ディスク４４と相対回転する方向に回転力が作用する。ここで、被駆動ディスク４６の係合突起５２と、駆動ディスク４４の係合凹部６２とは、それぞれ側壁部分が傾斜面とされているため（断面形状が所謂「台形」に形成されているため）、被駆動ディスク４６と駆動ディスク４４との間の相対回転力によって、駆動ディスク４４にピボット軸１２軸線方向に沿った（係合ベース３８へ向いた）分力が生じる。すなわち、被駆動ディスク４６と駆動ディスク４４との間の相対回転力の一部が、駆動ディスク４４をピボット軸１２軸線方向に移動させて被駆動ディスク４６の係合突起５２と駆動ディスク４４の係合凹部６２との係合を解除しようとする分力として作用する。この相対回転力（分力）が所定値以上となると、ウエーブワッシャ６６により付与される抗力に打ち勝って、図５に示す如く、駆動ディスク４４がピボット軸１２軸線方向に強制的に移動されて前記係合状態が解除される（被駆動ディスク４６の係合突起５２が駆動ディスク４４の係合凹部６２から抜け出して嵌合が解除される）。これにより、駆動ディスク４４は、係合ベース３８、ウエーブワッシャ６６、及びピボット軸１２と共に、被駆動ディスク４６すなわちワイパアーム１６に対して空転する。

したがって、本ワイパ装置１０では、例えば、ワイパブレード２８のブレードラバー３０が回動範囲内での正規の停止位置において凍結してリヤガラス２４に張り付いている状態、或いは正規の停止位置に位置するワイパアーム１６及びワイパブレード２８の上に雪が積もって拘束された状態で図示しないワイパモータが作動され、ピボット軸１２とワイパアーム１６との間に過大な負荷もしくは急激な負荷が作用した場合などは勿論のこと、ワイパアーム１６の回動範囲内（正規の払拭範囲内）での作動途中においてワイパアーム１６に過大な外力が作用した場合でも、クラッチ装置１４による空転によって、クラッチ装置１４以降の各部品（ピボット軸１２、揺動機構、減速機構、モータ本体等を含む全ての構成）に過大な外力が作用することを防止できる。

すなわち、例えば、図６に示す如く、ワイパアーム１６及びワイパブレード２８が上側の反転位置へ向けて回動している途中で（図６の矢印Ａ参照）、ワイパアーム１６及びワイパブレード２８の上に屋根に堆積した積雪６７がガラス面に沿って落下し、ワイパアーム１６に過大な外力Ｆ１が作用した場合や、図７に示す如く、下側反転位置６８へ向けて回動するワイパアーム１６及びワイパブレード２８が（図７の矢印Ｂ参照）、下側反転位置６８における積雪６９により当該下側反転位置６８に到達できず手前で拘束され、ワイパアーム１６に過大な外力Ｆ２が作用した場合などにおいても、クラッチ装置１４による空転によって、クラッチ装置１４以降の前記各部品に過大な外力が作用することを防止できる。

これにより、クラッチ装置１４以降の前記各部品を保護することができ、前記各部品の損傷及びワイパモータの焼損等を防止することができる。

また、ピボット軸１２以降の各部品の強度設計を、駆動ディスク４４と被駆動ディスク４６との間の回転伝達力（クラッチ解除力）に基づいて設定すればよいため、上記過大な外力（荷重）の作用を想定した各部品の過剰な強度設定を行う必要がなくなり、安価な構成とすることができる。

またしかも、クラッチ装置１４を介してピボット軸１２に連結されたワイパアーム１６及びワイパブレード２８も、クラッチ装置１４による空転により衝撃が吸収されるので破損から保護することもできる。

このように、本第１の実施の形態に係るワイパ装置１０では、ワイパアーム１６に作用する過大な外力によってワイパアーム１６及びワイパモータの各部品が損傷することを防止できる。

また、このワイパ装置１０のクラッチ装置１４では、被駆動ディスク４６の係合突起５２が、駆動ディスク４４の係合凹部６２に入り込むことで、駆動ディスク４４から被駆動ディスク４６へ回転力が伝達される構成としたので、駆動ディスク４４と被駆動ディスク４６との間の駆動力の伝達をより確実に行うことができる。しかも、被駆動ディスク４６の係合突起５２と、駆動ディスク４４の係合凹部６２とは、それぞれ側壁部分が傾斜面とされているため、当該傾斜面の傾斜角度及びウエーブワッシャ６６の抗力（弾性変形力）に基づいて、前記クラッチ解除力を容易に設定することができる。

さらに、このワイパ装置１０のクラッチ装置１４では、駆動ディスク４４及び被駆動ディスク４６は、ピボット軸１２と同軸的に設けられており、ウエーブワッシャ６６の弾性力は、駆動ディスク４４によって被駆動ディスク４６と駆動ディスク４４との係合部分に一様に分布される。このため、駆動ディスク４４と被駆動ディスク４６との係合状態が安定し、駆動ディスク４４と被駆動ディスク４６との間（係合突起５２と係合凹部６２との間）の回転伝達力（クラッチ解除力）の値も安定する。これにより、前記クラッチ解除力の値をより好適に設定することができるので、ワイパ装置１０の各構成部材をより確実に保護することができる。

またさらに、このワイパ装置１０のクラッチ装置１４では、複数の突条が形成されたピボット軸１２の回止部３２に係合ベース３８が固着されて一体化されており、特に軸線周りの回転方向に対しては強固に固着されている。一方、被駆動ディスク４６はピボット軸１２の雄ねじ部３４に螺合したナット５０によって抜止め状態とされており、さらに、ピボット軸１２の支軸部３６における係合ベース３８と被駆動ディスク４６との間に、駆動ディスク４４が軸線方向に移動可能に支持されている。すなわち、何れの部品もピボット軸１２を基準に取り付けられた構成であり、係合ベース３８と被駆動ディスク４６との間の一定スペース（一定寸法）に駆動ディスク４４が設けられた構成であるため、前述した如き駆動ディスク４４の軸線方向移動に要する力（クラッチ解除力）の設定を容易に行うことができる。

また、このワイパ装置１０のクラッチ装置１４では、付勢部材をウエーブワッシャ６６とし、駆動ディスク４４の軸線方向移動に対して付与される抗力を、駆動ディスク４４の軸線方向移動によって弾性変形される当該ウエーブワッシャ６６の復元力としたので、通常動作時（通常の使用状態）は、弾性変形の無いウエーブワッシャ６６が所謂スペーサとして駆動ディスク４４（係合凹部６２）と被駆動ディスク４６（係合突起５２）との係合状態維持に寄与する。また、過大外力（荷重）作用時には、駆動ディスク４４がウエーブワッシャ６６の弾性変形に伴う復元力に打ち勝って軸線方向移動することにより、駆動ディスク４４（係合凹部６２）と被駆動ディスク４６（係合突起５２）との係合状態が解除され、両者が相対的に空転可能となる。

このように、付勢部材をウエーブワッシャ６６とすることにより、例えば、ゴム部材の弾性圧縮変形を使用した場合のように、グリス等の油分に侵されることがなく、これにより劣化が防止される。

また、このワイパ装置１０のクラッチ装置１４では、駆動ディスク４４の軸線方向移動に対して付与される抗力を、弾性変形される当該ウエーブワッシャ６６の復元力としたので、駆動ディスク４４の軸線方向移動に要する力（すなわち、クラッチ解除力）が安定し、クラッチ性能が向上する。またさらに、付勢部材をウエーブワッシャ６６とすることにより配置スペースを小さく（薄く）することが可能になり、装置を小型化することができる。

さらに、このワイパ装置１０のクラッチ装置１４では、駆動ディスク４４の収容部６４にウエーブワッシャ６６が収容配置され、しかも、収容部６４は係合ベース３８によって閉塞状態とされているため、ピボット軸１２周りに係合ベース３８や駆動ディスク４４と位置ズレ無くウエーブワッシャ６６が配置されることとなり、両部材に安定した押圧力（弾性変形力）を作用させることができる。

またさらに、このワイパ装置１０のクラッチ装置１４では、被駆動ディスク４６の各係合突起５２と駆動ディスク４４の各係合凹部６２は、それぞれ被駆動ディスク４６及び駆動ディスク４４の周方向に沿って等間隔にならないように（隣接する間隔がそれぞれ異なるように）設けられており、各係合突起５２が各係合凹部６２から抜け出したクラッチ解除状態においても、被駆動ディスク４６は、少なくとも３個の係合突起５２を介して駆動ディスク４４の底壁５６に接触するので（３点支持状態となるので）、クラッチ解除状態における被駆動ディスク４６と駆動ディスク４４との係合状態（姿勢）が安定する。

しかも、被駆動ディスク４６と駆動ディスク４４とは、ワイパアーム１６とピボット軸１２との相対位置関係が所定の一位置にあるときにのみ係合可能とされている。このため、各係合突起５２が各係合凹部６２から抜け出したクラッチ解除状態（被駆動ディスク４６すなわちワイパアーム１６と、駆動ディスク４４すなわちピボット軸１２とが所定の一位置以外の相対位置関係にあるとき）において、例えば、乗員等が手動によりワイパアーム１２をピボット軸１６に対して空転させれば、必ず所定の一位置にて被駆動ディスク４６と駆動ディスク４４とが係合する。したがって、ワイパアーム１６を元のセット状態（初期設定状態）に容易かつ迅速に復帰させることができると共に、ワイパ装置１０を破損させることなく再度作動させることができる。

また、このワイパ装置１０では、通常の使用状態（回転状態）においては、前述の如くピボット軸１２からワイパアーム１６への回転駆動力の伝達に際し、クラッチ装置１４の何れの箇所においても部材の摺動を発生させることなく回転駆動力を伝達することができる。換言すれば、駆動ディスク４４の係合凹部６２と被駆動ディスク４６の係合突起５２との係合状態維持のために、駆動ディスク４４の前記係合状態からの軸線方向移動に対して付与されるウエーブワッシャ６６による抗力が、摺動摩擦力として無駄に消費されることがない。したがって、回転伝達効率の低下を防止できる。また、部材の摺動を発生させることなく回転駆動力を伝達することができるため、部材の摺動に伴う異音の発生も防止される。

以上説明した如く、本第１の実施の形態に係るワイパアームの連結構造が適用されたワイパ装置１０では、ワイパアーム１６に作用する過大な外力によってワイパアーム１６及びワイパモータの各部品が損傷することを防止できる。

なお、前述した第１の実施の形態においては、付勢部材としてウエーブワッシャ６６を適用した構成として説明したが、付勢部材としてはこれに限るものではない。

例えば、図８に示すワイパ装置７０のクラッチ装置７２の如く、付勢部材として圧縮コイルスプリング７４を適用し、駆動ディスク４４の軸線方向移動に対して付与される抗力を、弾性圧縮変形される当該圧縮コイルスプリング７４の復元力とする構成としてもよい。また、このようなウエーブワッシャ６６や圧縮コイルスプリング７４に限らず、円盤状のゴム部材や皿バネ等であってもよい。

さらに、これらの場合において、通常状態（駆動ディスク４４が係合ベース３８の側へ向けて移動しようとしない状態）において、既に前記圧縮コイルスプリング７４等の各付勢部材が係合ベース３８と駆動ディスク４４との間で押圧力を付与するように構成してもよく、あるいは、駆動ディスク４４が係合ベース３８の側へ向けて移動したときだけに（係合突起５２が係合凹部６２から抜け出そうとした場合に）、前記圧縮コイルスプリング６６等の各付勢部材がこれに抗する付勢力（復元力）を発揮するように構成してもよい。この後者の場合のように、通常動作時において駆動ディスク４４（係合凹部６２）と被駆動ディスク４６（係合突起５２）との係合状態維持のために付勢力を付与しない設定とした場合には、変形などに伴う長期ストレスの作用が低減されて前記各付勢部材の劣化が防止される。この点は以下の実施の形態においても同様である。

また、前述した第１の実施の形態においては、被駆動ディスク４６の係合突起５２が、駆動ディスク４４の係合凹部６２に入り込むことで、駆動ディスク４４から被駆動ディスク４６へ回転力が伝達される構成としたが、これに限らず、係合突起５２及び係合凹部６２がない構成としてもよい。この場合、例えば、通常状態（駆動ディスク４４が係合ベース３８側へ向けて移動しようとしない状態）において、常に付勢部材としてのウエーブワッシャ６６の付勢力によって駆動ディスク４４と被駆動ディスク４６との間に所定の摩擦力が生じる構成とすれば、前記所定の摩擦力によって駆動ディスク４４から被駆動ディスク４６に回転力を伝達することができると共に、前記所定の摩擦力に対してワイパアーム１６に作用する外力（荷重）の方が大きくなったときには、駆動ディスク４４と被駆動ディスク４６とを相対的に空転させることができる。この点は以下の実施の形態においても同様である。

また、前述した第１の実施の形態においては、被駆動ディスク４６に係合突起５２を設け、駆動ディスク４４に係合凹部６２を設ける構成としたが、これに限らず、駆動ディスク４４に係合突起５２を設けると共に、被駆動ディスク４６に嵌合凹部４６を設ける構成としてもよい。この点は以下の実施の形態においても同様である。
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、前記第１の実施の形態と基本的に同一の部品には、前記第１の実施の形態と同一の符号を付与しその説明を省略する。

図９には、第２の実施の形態に係るワイパアームの連結構造が適用された車両用リヤワイパ装置８０（以下、単に「ワイパ装置８０」という）の主要部の構成が断面図にて示されている。

ワイパ装置８０は、前記第１の実施の形態に係るワイパ装置１０と基本的に同様の構成であるが、図１０に示す如く、ピボット軸８２の支軸部８４は、断面形状が略矩形状（周方向において互いに１８０度反対側に形成された一対の平面と、これらの平面に連続する一対の円周面とを備えた所謂「断面ダブルＤカット形状」）に形成されている。また、クラッチ装置８６の駆動ディスク８８の底壁９０には、ピボット軸８２の支軸部８４に対応した断面略矩形状の軸孔９２が形成されており、駆動ディスク８８は、軸孔９２に支軸部８４が挿通することで、ピボット軸８２に対して軸線周りに回転不能でかつ軸線方向に沿って移動可能に支持されている。

また、駆動ディスク８８は、前記第１の実施の形態に係る一対の案内被嵌入部６０が省略された構成となっており、係合ベース９４は、前記第１の実施の形態に係る一対の嵌入部４２が省略された構成となっている。

このワイパ装置８０では、他の部品構成は、前記第１の実施の形態に係るワイパ装置１０と同じ構成である。

上記構成のワイパ装置８０においても、前記第１の実施の形態に係るワイパ装置１０と基本的に同様の作用効果を奏する。しかも、このワイパ装置８０の場合、ピボット軸８２の回転駆動力は、支軸部８４及び軸孔９２を介して直接駆動ディスク８８に伝達されるので、クラッチ装置８６の構成を簡素化できる。

なお、前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、ワイパ装置１０、ワイパ装置７０、及びワイパ装置８０を車両のリヤガラス２４を払拭するリヤワイパ装置として適用したが、本発明はこれに限らず、ワイパ装置１０、ワイパ装置７０、及びワイパ装置８０は、車両のフロントガラスを払拭するフロントワイパ装置としても適用できる。この場合、フロントガラス面に沿って落下する雪などによりワイパ装置が損傷することを防止できるのみならず、特に、下側反転位置における積雪によりワイパアームが下側反転位置の手前で拘束された場合等にも、ワイパアームを介してリンク機構等にその反力が作用することを防止でき、好適である。

また、上記各実施の形態において、ピボット軸をワイパモータの出力軸そのものとしても良い。つまり、ワイパモータの出力軸に上記クラッチ装置を介してワイパアームを連結する構成とすることにより、一般的なワイパモータに対して外力に対する保護機能を持たせることができる。

面図である。
本発明の第１の実施の形態に係るワイパ装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るワイパ装置の主要部の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るワイパ装置の構成部材であるクラッチ装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るワイパ装置の構成部材であるクラッチ装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るワイパ装置の主要部の構成を示し、クラッチ解除状態における図２に対応した図面である。 本発明の第１の実施の形態に係るワイパ装置の構成を示し、ワイパアームに外力が作用した状態を示す図面である。 本発明の第１の実施の形態に係るワイパ装置の構成を示し、ワイパアームに外力が作用した状態を示す図面である。 本発明の第１の実施の形態の変形例に係るワイパ装置の主要部の構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るワイパ装置の主要部の構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るワイパ装置の構成部材であるクラッチ装置の構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０・・ワイパ装置、１２・・ピボット軸、１４・・クラッチ装置、１６・・ワイパアーム、１８・・アームヘッド（ワイパアーム）、２０・・アーム体（ワイパアーム）、４４・・駆動ディスク、４６・・被駆動ディスク、５２・・係合突起、６２・・係合凹部、６６・・ウエーブワッシャ（付勢部材）、７０・・ワイパ装置、７２・・クラッチ装置、７４・・圧縮コイルスプリング（付勢部材）、８０・・ワイパ装置、８２・・ピボット軸、８６・・クラッチ装置、８８・・駆動ディスク

Claims (6)

1. ワイパモータの駆動力により往復回動するピボット軸の先端部に、ワイパアームの基端部を連結するワイパアームの連結構造であって、
   前記ピボット軸と前記ワイパアームとの間に設けられ、前記ピボット軸の駆動力を前記ワイパアームに伝達すると共に、前記ピボット軸と前記ワイパアームとの間に所定値以上の回転伝達力が作用した際には、前記ワイパアームと前記ピボット軸との間の前記駆動力の伝達を切り離し、前記ワイパアームと前記ピボット軸とを相対的に空転可能とするクラッチ装置を備えた、
   ことを特徴とするワイパアームの連結構造。
2. ワイパモータの駆動力により往復回動するピボット軸の先端部に、ワイパアームの基端部を連結するワイパアームの連結構造であって、
   前記ピボット軸周りに回転自在に支持されると共に、前記ワイパアームの基端部に固定または固着され、前記ワイパアームと一体的に駆動される被駆動ディスクと、
   前記ピボット軸と一体的に回転すると共に、前記ピボット軸の軸線方向に移動可能に支持され、前記被駆動ディスクと係合して前記被駆動ディスクにピボット軸の駆動力を伝達する駆動ディスクと、
   前記駆動ディスクを前記被駆動ディスクとの係合方向に付勢する付勢部材と、
   を有し、前記被駆動ディスクと前記駆動ディスクとの間に所定値以上の回転伝達力が作用した際には、前記付勢部材の付勢力に抗して前記被駆動ディスクと前記駆動ディスクとの前記係合が解除されることで前記被駆動ディスクと前記駆動ディスクとの間の前記駆動力の伝達を切り離し、前記ワイパアームと前記ピボット軸とを相対的に空転可能とするクラッチ装置を備えた、
   ことを特徴とするワイパアームの連結構造。
3. 前記クラッチ装置の前記駆動ディスクおよび前記被駆動ディスクの一方は、係合突起を有すると共に、他方は前記係合突起が係合する係合凹部を有し、
   前記係合突起及び前記係合凹部のうちの少なくとも一方には、前記ピボット軸の回転方向に対して傾斜する傾斜面が形成されると共に、前記傾斜面は、前記駆動ディスクと前記被駆動ディスクとの間の回転伝達力によって前記駆動ディスクに前記ピボット軸軸線方向に沿った分力を生じせしめる、
   ことを特徴とする請求項２記載のワイパアームの連結構造。
4. 前記クラッチ装置の前記駆動ディスク及び前記被駆動ディスクは、前記ピボット軸と同軸的に設けられ、前記駆動ディスクと前記被駆動ディスクとの前記係合部分に前記付勢部材の付勢力を一様に分布させる、
   ことを特徴とする請求項２記載又は請求項３記載のワイパアームの連結構造。
5. 前記駆動ディスクと前記被駆動ディスクは、前記ワイパアームと前記ピボット軸との相対位置関係が所定の一位置にあるときにのみ係合可能である、
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項記載のワイパアームの連結構造。
6. ワイパモータの駆動力により往復回動するピボット軸と、基端部が前述したピボット軸の先端部に連結されるワイパアームと、を備えたワイパ装置において、
   前記請求項１乃至請求項５の何れか１項記載のワイパアームの連結構造を前記ピボット軸と前記ワイパアームとの連結部分に適用した、
   ことを特徴とするワイパ装置。

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