JP2008238991A - ワイパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】差し込み部のパネルに対するガタ量の増大を抑制し、両者が直接接触することによる異音の発生を低減することができるワイパ装置の提供。
【解決手段】出力軸２８の軸心からＤＲ側およびＡＳ側ピボット軸１５ａ，１５ｂの軸心を結ぶ線分への垂線の距離をＡとし、差し込み部２４ｃから上記線分への垂線の距離をＢとしたときに、Ａ／Ｂ≦０．４の関係を満たすようにして、出力軸２８の軸心とＤＲ側およびＡＳ側ピボット軸１５ａ，１５ｂの軸心を結ぶ線分とを近接させた。よって、ワイパ装置１４の駆動時において、モータブラケット２４の各中空パイプ２３ａ，２３ｂに対する傾斜を抑制することができ、差し込み部２４ｃの車両側のパネルに対するガタ量の増大を抑制して、両者が直接接触することによる異音の発生を低減することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、一対のワイパアームを駆動して車両に設けられるウィンドシールドを払拭するワイパ装置に関する。

自動車等の車両には、ウィンドシールドに付着した雨や雪等の付着物を払拭するために、ワイパブレードを備えたワイパアームが装着されている。ワイパアームは、車両に搭載されたワイパ装置によって、ウィンドシールド上を揺動運動するようになっている。ワイパ装置は、ワイパアームが固定されるピボット軸と、ピボット軸を揺動運動させる電動モータとを備えており、電動モータによってピボット軸を揺動運動させることで、ワイパブレードがウィンドシールドを払拭するようになっている。

タンデム式や対向払拭式等の一対のワイパアームを備えるワイパ装置には、各ワイパアームに対応して一対のピボット軸が設けられ、各ピボット軸はリンク機構を介して電動モータにより駆動される。このようなワイパ装置としては、各ピボット軸を回動自在に支持する一対のピボットホルダをパイプ状のフレーム部材の両端に固定するとともに、電動モータをモータブラケットを介してフレーム部材の略中央部分に固定し、これらをユニット化した所謂フレーム一体式のワイパ装置（モジュラ式ワイパ装置）がある。

このようなモジュラ式ワイパ装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。このワイパ装置は、モータブラケット（ハウジング）に差し込み部（支持ピン）を突出成形し、この差し込み部を車両側のパネルに形成された挿通孔にグロメットを介して挿通することにより車両の所定位置に位置決めするようになっている。そして、各ピボットホルダを車両側のパネルにボルトで固定することにより、ワイパ装置を車両の所定位置に装着することができる。
特開２０００−２８９５７６号公報（図１）

しかしながら、上述の特許文献１に記載されたワイパ装置によれば、電動モータの出力軸が各ピボット軸の軸心を結ぶ線分から比較的大きく離間した位置に配置されている。したがって、ワイパブレードのウィンドシールドに対する摩擦力が大きい場合やワイパアームの揺動方向に雪等が残留する場合等にワイパ装置を駆動させると、モータブラケットに作用する電動モータの反力によりモータブラケットがフレーム部材に対して傾斜し易くなるといった問題がある。

この状態においてワイパ装置の駆動を繰り返すと、差し込み部のパネルに対する繰り返しの相対変位によって、差し込み部とパネルとの間のグロメットが早期に摩耗し、差し込み部とパネルとのガタ量が増大して両者が直接接触する等して異音が発生するばかりか、発生した異音が車室内に伝達されて耳障りとなる。

本発明の目的は、差し込み部のパネルに対するガタ量の増大を抑制し、両者が直接接触することによる異音の発生を低減することができるワイパ装置を提供することにある。

本発明のワイパ装置は、第１および第２ワイパアームを駆動して車両に設けられるウィンドシールドを払拭するワイパ装置であって、出力軸を有する電動モータと、一端が前記出力軸に固定されるクランクアームと、前記電動モータが装着され、前記車両に差し込み固定される差し込み部を有するモータブラケットと、一端が前記モータブラケットに固定される第１フレーム部材と、前記第１フレーム部材の他端に固定される第１ピボットホルダと、前記第１ピボットホルダに回動自在に装着される第１ピボット軸と、一端が前記第１ピボット軸に固定される第１リンクプレートと、一端が前記モータブラケットに固定される第２フレーム部材と、前記第２フレーム部材の他端に固定される第２ピボットホルダと、前記第２ピボットホルダに回動自在に装着される第２ピボット軸と、一端が前記第２ピボット軸に固定される第２リンクプレートと、両端が前記第１および第２リンクプレートの他端にそれぞれ回動自在に連結されるリンクロッドと、一端が前記第１または前記第２リンクプレートのいずれか一方の他端に回動自在に連結され、他端が前記クランクアームの他端に回動自在に連結される駆動リンクとを備え、前記出力軸の軸心から前記第１および第２ピボット軸の軸心を結ぶ線分への垂線の距離をＡとし、前記差し込み部から前記線分への垂線の距離をＢとしたときに、Ａ／Ｂ≦０．４の関係を満たすことを特徴とする。

本発明のワイパ装置は、Ａ／Ｂ≦０．３の関係を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、出力軸の軸心から第１および第２ピボット軸の軸心を結ぶ線分への垂線の距離をＡとし、差し込み部から線分への垂線の距離をＢとしたときに、Ａ／Ｂ≦０．４の関係を満たすようにするので、出力軸の軸心と第１および第２ピボット軸の軸心を結ぶ線分とを近接させることができる。したがって、ワイパ装置の駆動時において、モータブラケットの各フレーム部材に対する傾斜を抑制することができ、差し込み部のパネルに対するガタ量の増大を抑制して、両者が直接接触することによる異音の発生を低減することができる。より好ましくは、上記距離Ａと距離Ｂとの関係を、Ａ／Ｂ≦０．３を満たすようにし、この場合、両者間のガタ量の増大や異音の発生をさらに抑制することができる。

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。

図１は本発明に係るワイパ装置が設けられた車両の一部を示す説明図を、図２は図１のワイパ装置を拡大して示す正面図を、図３はピボット軸，出力軸および差し込み部の位置関係を説明する説明図を、図４は図３の位置関係を異ならせた複数の実施例の評価を示す評価図をそれぞれ表している。

図１に示すように、車両１０には、ウィンドシールドとしてのフロントガラス１１が設けられている。また、車両１０には、フロントガラス１１を払拭するための運転席側（ＤＲ側）ワイパブレード１２ａと助手席側（ＡＳ側）ワイパブレード１２ｂとが設けられている。ＤＲ側ワイパブレード１２ａはＤＲ側ワイパアーム１３ａの先端に取り付けられ、ＡＳ側ワイパブレード１２ｂはＡＳ側ワイパアーム１３ｂの先端に取り付けられている。各ワイパブレード１２ａ，１２ｂは、各ワイパアーム１３ａ，１３ｂにそれぞれ内装された図示しないコイルバネ等によって、フロントガラス１１に弾圧的に接触するようになっている。

各ワイパブレード１２ａ，１２ｂは、フロントガラス１１上の上反転位置と下反転位置との間のＤＲ側およびＡＳ側払拭範囲１１ａ，１１ｂを同一方向に向けて揺動運動して払拭動作を行うようになっている。すなわち、これらのワイパブレード１２ａ，１２ｂの払拭パターンはタンデム式となっている。

車両１０には、各ワイパアーム１３ａ，１３ｂを駆動して払拭動作を行わせるために、モジュラ式のワイパ装置１４が設けられている。このワイパ装置１４にはＤＲ側ワイパアーム１３ａが固定されるＤＲ側ピボット軸（第１ピボット軸）１５ａとＡＳ側ワイパアーム１３ｂが固定されるＡＳ側ピボット軸（第２ピボット軸）１５ｂが設けられている。

図２に示すように、ＤＲ側ピボット軸１５ａはＤＲ側ピボットホルダ（第１ピボットホルダ）１６ａに回動自在に装着され、ＡＳ側ピボット軸１５ｂはＡＳ側ピボットホルダ（第２ピボットホルダ）１６ｂに回動自在に装着されている。

ＤＲ側ピボットホルダ１６ａは、図中右方側がクランク状に屈曲成形されており、この屈曲成形された部分には、ゴム製の一対のブッシュ１７ａ，１７ｂが装着されている。そして、ＤＲ側ピボットホルダ１６ａは、各ブッシュ１７ａ，１７ｂに挿通される各取り付けボルト１８ａ，１８ｂによって、車両１０のエンジンルーム内等（図示せず）におけるパネル１９ａに固定されている。

ＡＳ側ピボットホルダ１６ｂは、図中左方側がクランク状に屈曲成形されており、この屈曲成形された部分には、ゴム製のブッシュ２０が装着されている。そして、ＡＳ側ピボットホルダ１６ｂは、ブッシュ２０に挿通される取り付けボルト２１によって、車両１０のエンジンルーム内等（図示せず）におけるパネル１９ｂに固定されている。

ＤＲ側ピボットホルダ１６ａには、図中左方側に突出するようにして突出部２２ａが一体的に形成されており、この突出部２２ａには、第１中空パイプ（第１フレーム部材）２３ａの他端がかしめにより固定されている。また、ＡＳ側ピボットホルダ１６ｂには、図中右方側に突出するようにして突出部２２ｂが一体的に形成されており、この突出部２２ｂには、第２中空パイプ（第２フレーム部材）２３ｂの他端がかしめにより固定されている。

第１中空パイプ２３ａと第２中空パイプ２３ｂとの間には、モータブラケット２４が設けられており、このモータブラケット２４には、第１突出部２４ａおよび第２突出部２４ｂが一体的に形成されている。そして、第１突出部２４ａを第１中空パイプ２３ａの一端に、第２突出部２４ｂを第２中空パイプ２３ｂの一端にそれぞれ装着するとともに、各中空パイプ２３ａ，２３ｂをそれぞれかしめることによって、モータブラケット２４は各中空パイプ２３ａ，２３ｂに固定されている。

各中空パイプ２３ａ，２３ｂは、それぞれ略同じ長さ寸法に設定されており、したがって、モータブラケット２４は、各ピボットホルダ１６ａ，１６ｂの図中左右方向における略中央部分に配置されるようになっている。

モータブラケット２４の図中上方側には、車両１０のエンジンルーム内等（図示せず）におけるパネル１９ｃに形成された挿通孔１９ｄに差し込み固定される略円柱形状の差し込み部２４ｃが一体的に形成されている。この差し込み部２４ｃには、挿通孔１９ｄとの間でガタを吸収するためのゴム製のグロメット２５が装着されている。

ここで、ワイパ装置１４を車両１０に装着する場合には、まず、図中二点鎖線矢印に示すように、差し込み部２４ｃを挿通孔１９ｄに挿通して位置決め（仮固定）し、その後、各取り付けボルト１８ａ，１８ｂ，２１を締め付けることにより、各ピボットホルダ１６ａ，１６ｂをパネル１９ａ，１９ｂに固定するようにする。

モータブラケット２４には、各ピボット軸１５ａ，１５ｂを駆動して揺動させる電動モータ２６が装着されている。この電動モータ２６は、モータ部２６ａと減速機構部２６ｂとを有しており、モータ部２６ａはカプラ２７に接続されるコントローラ（図示せず）からの供給電流により駆動されるようになっている。

モータ部２６ａの出力は減速機構部２６ｂに入力され、減速機構部２６ｂにより所定の回転数にまで減速されるようになっている。減速機構部２６ｂの出力軸２８にはクランクアーム２９の一端が固定されており、このクランクアーム２９は、電動モータ２６を駆動することにより出力軸２８を中心に回転するようになっている。

各ピボット軸１５ａ，１５ｂには、第１リンクプレート３０ａおよび第２リンクプレート３０ｂの一端がそれぞれ固定されており、各リンクプレート３０ａ，３０ｂの他端には、ボールジョイント等（図示せず）を介して、パイプ状のリンクロッド３１の両端が回動自在に連結されている。

また、第１リンクプレート３０ａの他端とクランクアーム２９の他端との間には、ボールジョイント等（図示せず）を介して、パイプ状の駆動ロッド（駆動リンク）３２の両端が回動自在に連結されている。ただし、駆動ロッド３２は、第１リンクプレート３０ａの他端とクランクアーム２９の他端との間に限らず、第２リンクプレート３０ｂの他端とクランクアーム２９の他端との間に設けるようにしても良い。要は、電動モータ２６の回転力を各ワイパアーム１３ａ，１３ｂに伝達させる構造であれば、リンクロッド３１，駆動ロッド３２の連結構造はどのようなものでも良い。

このようにリンク機構を形成することにより、図３の破線矢印に示すように、電動モータ２６の駆動によるクランクアーム２９の回転運動が、駆動ロッド３２，リンクロッド３１および各リンクプレート３０ａ，３０ｂにより揺動運動に変換され、各ピボット軸１５ａ，１５ｂを揺動運動させることができるようになっている。

図３に示すように、ワイパ装置１４は、電動モータ２６の出力軸２８の軸心から各ピボット軸１５ａ，１５ｂの各軸心を結ぶ線分（仮想線）への垂線の距離をＡとし、モータブラケット２４の差し込み部２４ｃから各ピボット軸１５ａ，１５ｂの各軸心を結ぶ線分への垂線の距離をＢとしたときに、Ａ／Ｂ≦０．４の関係を満たすようになっている。

これにより、出力軸２８の軸心と各ピボット軸１５ａ，１５ｂの各軸心を結ぶ線分との距離が従前に比して近接され、電動モータ２６の駆動時にモータブラケット２４に作用する電動モータ２６の反力、つまり、各リンクプレート３０ａ，３０ｂからリンクロッド３１および駆動ロッド３２を介して伝わる荷重によって、各中空パイプ２３ａ，２３ｂに対してモータブラケット２４が傾斜されることを抑制できるようになっている。

図４は各ピボット軸１５ａ，１５ｂの各軸心を結ぶ線分上のある点を固定点とし、出力軸２８の軸心をモータ反力Ｆが作用する作用点とし、差し込み部２４ｃを応力ｆによってガタが生じるガタ発生点として、各距離Ａ，Ｂ（ｍｍ）の長さを任意の値に設定して応力ｆ（Ｎ）を測定した結果を表したものである。なお、モータ反力Ｆは、一般的なワイパ装置に使用される電動モータの出力特性（ＭＡＸ値）に合わせて設定するようにし、４００ｋｇｆとしている。

図４に示すように、実施例Ａおよび実施例Ｂについては、それぞれＡ／Ｂの値が「０．５２」および「０．５１」となっており、このときの応力ｆは何れも２００Ｎを超える大きな値となった。実施例Ｃおよび実施例Ｄについては、それぞれＡ／Ｂの値が「０．４０」および「０．３５」（Ａ／Ｂ≦０．４）となっており、このときの応力ｆは何れも２００Ｎを下回る値となった。また、実施例Ｅ〜実施例Ｈについては、それぞれＡ／Ｂの値が「０．２９」，「０．２６」，「０．２４」および「０．２２」（Ａ／Ｂ≦０．３）となっており、このときの応力ｆは何れも１００Ｎ付近の小さな値となった。

各実施例Ａ〜実施例Ｈのうち、実施例Ａおよび実施例Ｂにおいては、モータブラケット２４の各中空パイプ２３ａ，２３ｂに対する傾斜を十分に抑制することができず、したがって、従前と同様に差し込み部２４ｃの挿通孔１９ｄに対するガタ量が大きくなって、早期に両者が直接接触して異音が発生するおそれがある。したがって、実施例Ａおよび実施例Ｂは、実際に採用することが困難であることがわかった（判定「×」）。

また、実施例ＣおよびＤにおいては、実施例Ａおよび実施例Ｂに比してモータブラケット２４の各中空パイプ２３ａ，２３ｂに対する傾斜を十分に抑制することができ、差し込み部２４ｃの挿通孔１９ｄに対するガタ量を小さくすることが可能となる。したがって、モータブラケット２４の剛性をある程度小さくして小型軽量化を図ることが可能となり、ワイパ装置１４の実現性が高いものとなる（判定「○」）。

さらに、実施例Ｅ〜実施例Ｈにおいては、実施例ＣおよびＤに比してモータブラケット２４の各中空パイプ２３ａ，２３ｂに対する傾斜をさらに抑制することが可能となる。したがって、モータブラケット２４のさらなる小型軽量化が可能となり、ワイパ装置１４の実現性をより高いものとすることができる（判定「◎」）。

以上のように構成した本実施の形態に係るワイパ装置１４によれば、出力軸２８の軸心からＤＲ側およびＡＳ側ピボット軸１５ａ，１５ｂの軸心を結ぶ線分への垂線の距離をＡとし、差し込み部２４ｃから上記線分への垂線の距離をＢとしたときに、Ａ／Ｂ≦０．４の関係を満たすようにしたので（判定「○」および判定「◎」）、出力軸２８の軸心とＤＲ側およびＡＳ側ピボット軸１５ａ，１５ｂの軸心を結ぶ線分とを近接させることができる。

したがって、ワイパ装置１４の駆動時において、モータブラケット２４の各中空パイプ２３ａ，２３ｂに対する傾斜を抑制することができ、差し込み部２４ｃの挿通孔１９ｄに対するガタ量の増大を抑制して、両者が直接接触することによる異音の発生を低減することができる。より好ましくは、上記距離Ａと距離Ｂとの関係を、Ａ／Ｂ≦０．３を満たすようにした方が良く（判定「◎」）、この場合、差し込み部２４ｃと挿通孔１９ｄとの間のガタ量の増大や異音の発生をさらに抑制することができる。

なお、本発明は上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、上記実施の形態においては、ワイパ装置１４の払拭パターンをタンデム式としたものを示したが、本発明はこれに限らず、対向払拭式等の他の払拭パターンのワイパ装置に適用することもできる。

また、上記実施の形態においては、自動車に搭載されるワイパ装置１４を示したが、本発明はこれに限らず、鉄道車両や航空機、建設機械等のワイパ装置に適用することもできる。

本発明に係るワイパ装置が設けられた車両の一部を示す説明図である。 図１のワイパ装置を拡大して示す正面図である。 ピボット軸，出力軸および差し込み部の位置関係を説明する説明図である。 図３の位置関係を異ならせた複数の実施例の評価を示す評価図である。

符号の説明

１０ 車両
１１ フロントガラス（ウィンドシールド）
１１ａ ＤＲ側払拭範囲
１１ｂ ＡＳ側払拭範囲
１２ａ ＤＲ側ワイパブレード
１２ｂ ＡＳ側ワイパブレード
１３ａ ＤＲ側ワイパアーム（第１ワイパアーム）
１３ｂ ＡＳ側ワイパアーム（第２ワイパアーム）
１４ ワイパ装置
１５ａ ＤＲ側ピボット軸（第１ピボット軸）
１５ｂ ＡＳ側ピボット軸（第２ピボット軸）
１６ａ ＤＲ側ピボットホルダ（第１ピボットホルダ）
１６ｂ ＡＳ側ピボットホルダ（第２ピボットホルダ）
１７ａ，１７ｂ ブッシュ
１８ａ，１８ｂ 取り付けボルト
１９ａ〜１９ｃ パネル（車両）
１９ｄ 挿通孔
２０ ブッシュ
２１ 取り付けボルト
２２ａ，２２ｂ 突出部
２３ａ 第１中空パイプ（第１フレーム部材）
２３ｂ 第２中空パイプ（第２フレーム部材）
２４ モータブラケット
２４ａ 第１突出部
２４ｂ 第２突出部
２４ｃ 差し込み部
２５ グロメット
２６ 電動モータ
２６ａ モータ部
２６ｂ 減速機構部
２７ カプラ
２８ 出力軸
２９ クランクアーム
３０ａ 第１リンクプレート
３０ｂ 第２リンクプレート
３１ リンクロッド
３２ 駆動ロッド（駆動リンク）
Ａ，Ｂ 距離
Ｆ モータ反力
ｆ 応力

Claims (2)

1. 第１および第２ワイパアームを駆動して車両に設けられるウィンドシールドを払拭するワイパ装置であって、
   出力軸を有する電動モータと、
   一端が前記出力軸に固定されるクランクアームと、
   前記電動モータが装着され、前記車両に差し込み固定される差し込み部を有するモータブラケットと、
   一端が前記モータブラケットに固定される第１フレーム部材と、
   前記第１フレーム部材の他端に固定される第１ピボットホルダと、
   前記第１ピボットホルダに回動自在に装着される第１ピボット軸と、
   一端が前記第１ピボット軸に固定される第１リンクプレートと、
   一端が前記モータブラケットに固定される第２フレーム部材と、
   前記第２フレーム部材の他端に固定される第２ピボットホルダと、
   前記第２ピボットホルダに回動自在に装着される第２ピボット軸と、
   一端が前記第２ピボット軸に固定される第２リンクプレートと、
   両端が前記第１および第２リンクプレートの他端にそれぞれ回動自在に連結されるリンクロッドと、
   一端が前記第１または前記第２リンクプレートのいずれか一方の他端に回動自在に連結され、他端が前記クランクアームの他端に回動自在に連結される駆動リンクとを備え、
   前記出力軸の軸心から前記第１および第２ピボット軸の軸心を結ぶ線分への垂線の距離をＡとし、前記差し込み部から前記線分への垂線の距離をＢとしたときに、Ａ／Ｂ≦０．４の関係を満たすことを特徴とするワイパ装置。
2. 請求項１記載ワイパ装置において、Ａ／Ｂ≦０．３の関係を満たすことを特徴とするワイパ装置。

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