JP2009179079A - ワイパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伸びが少ない材料を使用した場合でも所定の締結強度を得る。
【解決手段】パイプ式モジュールワイパ装置は、ワイパモータの回転運動を揺動運動に変換するピボットレバーやコネクティングロッドと、これらに揺動自在に連結されたピボットシャフト１２と、ピボットシャフト１２を回転自在に支承する支承部および車体へ固定されるブラケット１４を備えたピボットホルダ１１と、ピボットホルダ１１に連結されるフレーム部材２０とを有する。ピボットホルダ１１は断面略正方形の形状に形成された圧入部１１ａを有し、圧入部１１ａは先端部に円錐台形状の導入部１１ｂを有する。フレーム部材２０はアルミニウム系材料を圧延加工した丸パイプ２１で形成し、その伸び率を圧入部１１ａの外形に対して１０％以上２０％以下に設定する。フレーム部材を圧入部に圧入することで、回り止めしつつ高い強度で締結できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイパ装置に関する。
特に、ピボットホルダまたはモータブラケットにフレーム部材を固定的に連結する技術に関する。

自動車のワイパ装置としては、シャフトを支持するピボットホルダを丸パイプ形状のフレーム部材にて連結した所謂パイプ式モジュールワイパ装置、がある。
従来のパイプ式モジュールワイパ装置としては、ピボットホルダの連結部に凹所を設け、該連結部にフレーム部材を嵌合し、該凹所内に塑性変形部を塑性加工（かしめ加工）によって形成することにより、ピボットホルダとフレーム部材とを締結したもの、がある。例えば、特許文献１参照。
特開２００１−２９４１２６号公報

最近、ワイパ装置の軽量化に伴って、フレーム部材の材料も軽量化が図られている。
しかしながら、アルミニウムのような伸びが少ない材料をフレーム部材に使用した場合には、前述したピボットホルダとフレーム部材との連結方法では、かしめ加工時に材料の裂けや割れおよび切断等が起こるために、締結強度が得られない危惧がある。

本発明の目的は、伸びが少ない材料を使用した場合であっても、所定の締結強度を得ることができるワイパ装置を提供することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）回転運動を行う駆動源と、
該駆動源の回転運動を揺動運動に変換する揺動部材と、
該揺動部材に揺動自在に連結されたシャフトと、
該シャフトを回転自在に支承する支承部および車体へ固定される固定部を備えたピボットホルダと、
該ピボットホルダに連結されるフレーム部材と、
を有するワイパ装置であって、
前記ピボットホルダは、前記フレーム部材が圧入される圧入部を備え、
前記フレーム部材は、その伸び率を前記圧入部の外形に対して１０％以上２０％以下に設定されていることを特徴とするワイパ装置。
（２）モータと、
該モータを固定するモータ固定部および車体へ固定される車体固定部を備えたモータブラケットと、
該モータブラケットに固定されるフレーム部材と、
該フレーム部材に固定されるピボットホルダと、
前記モータに揺動自在に固定され、前記モータの回転運動をピボットホルダに伝達する伝達部材と、
を有するワイパ装置であって、
前記モータブラケットは、前記フレーム部材が圧入される圧入部を有し、
前記フレーム部材は、その伸び率を前記圧入部の外形に対して１０％以上２０％以下に設定されていることを特徴とするワイパ装置。
（３）前記圧入部は外形を異形形状に形成されていることを特徴とする前記（１）（２）に記載のワイパ装置。
（４）前記フレーム部材は、その伸び率を１０％以上１４％以下の材料によって形成されていることを特徴とする前記（１）（２）（３）に記載のワイパ装置。
（５）前記フレーム部材は、アルミニウム系材料のパイプによって形成されていることを特徴とする前記（１）（２）（３）（４）に記載のワイパ装置。
（６）前記圧入部は先端部に、前記フレーム部材の内形と略同形に形成されている導入部を有することを特徴とする前記（１）（２）（３）（４）（５）に記載のワイパ装置。

前記した手段によれば、伸びが少ない材料を使用した場合であっても、所定の締結強度を得ることができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。

本実施の形態において、本発明に係るワイパ装置は、図１に示されたパイプ式モジュールワイパ装置１０として構成されている。
図１に示されているように、パイプ式モジュールワイパ装置１０は左右で一対のピボットホルダ１１、１１を備えている。左右のピボットホルダ１１、１１は左右のワイパアーム（図示せず）が取り付けられる一対のピボットシャフト１２、１２を回転自在にそれぞれ支持しており、両ピボットシャフト１２、１２の下端には左右のピボットレバー１３、１３がそれぞれ固定されている。
左右のピボットホルダ１１、１１には、左右で一対のブラケット１４、１４が互いに外側方向にそれぞれ突設されており、左右のブラケット１４、１４には左右の取付孔１５、１５がそれぞれ設けられている。パイプ式モジュールワイパ装置１０は車体に左右の取付孔１５、１５に挿通される取付ボルト（図示せず）によって固定される。
左右のピボットレバー１３、１３の自由端部間にはコネクティングロッド１６が回転自在に架設されており、一方のピボットレバー１３とワイパモータ３０の出力軸（図示せず）との間にもコネクティングロッド１７が回転自在に架設されている。
したがって、ワイパモータ３０は回転運動を行う駆動源を構成しており、ピボットレバー１３およびコネクティングロッド１６、１７は該駆動源の回転運動を揺動運動に変換する揺動部材を構成している。ピボットシャフト１２は該揺動部材に揺動自在に連結されたシャフトを構成している。

左右のピボットホルダ１１、１１はアルミニウム（ヤング率６８．３×１０⁹ Ｎ／ｍ² ）系（アルミニウムおよびアルミニウム合金）材料を使用した鋳造（ダイキャスト）によってそれぞれ一体成形されている。
本実施形態では、ブラケット１４もピボットホルダ１１と一体成形されている。
左右のピボットホルダ１１、１１の各ブラケット１４、１４と反対側には左右の圧入部１１ａ、１１ａが互いに内向きに一体的に突設されており、左右の圧入部１１ａ、１１ａはフレーム部材２０の左右両端部に嵌入されて固定されている。

図２に示されているように、圧入部１１ａはその軸心に直交して切断された断面形状が断面略正方形の形状に形成されており、正方形の四隅はそれぞれＲ面取りされている。すなわち、圧入部１１ａは外形を異形形状に形成されている。
圧入部１１ａの先端部には円錐台形状の導入部１１ｂが一体的に成形されている。すなわち、導入部１１ｂの断面外形はフレーム部材２０の断面内形と略同一である円形に形成されており、円錐台形状の先端側の小径はフレーム部材２０の内径未満に形成されている。
なお、図２は左のピボットホルダ１１のみを示しているが、右のピボットホルダ１１も同様に構成されている。

図２に示されているように、フレーム部材２０は丸パイプ２１によって形成されている。丸パイプ２１はアルミニウム系（アルミニウムおよびアルミニウム合金）材料を使用した塑性加工（plastic working ）、例えば、圧延加工（rolling ）によって一体成形されている。丸パイプ２１は、その伸び率が１０％以上１４％以下の材料であるアルミニウム系材料によって形成されている。
丸パイプ２１からなるフレーム部材２０は、その伸び率を、ピボットホルダ１１の圧入部１１ａの外形に対して１０％以上２０％以下に設定されている。

ピボットホルダ１１とフレーム部材２０との連結作業ならびに作用および効果を図３に沿って説明する。

図３（ａ）に示されているように、ピボットホルダ１１の導入部１１ｂが丸パイプ２１の一端開口に挿入される。導入部１１ｂの最小径は丸パイプ２１の内径よりも小さく設定されているので、導入部１１ｂは丸パイプ２１の開口に簡単かつ確実に挿入することができる。
続いて、図３（ｂ）に示されているように、丸パイプ２１をピボットホルダ１１の方向に相対的に移動させ、圧入部１１ａを丸パイプ２１の開口部内に相対的に圧入させる。
この際、円錐台形状に形成された導入部１１ｂは圧入部１１ａを丸パイプ２１の開口部内に案内する。
圧入部１１ａへの圧入に伴って、丸パイプ２１の開口部はアルミニウム系材料の持つ延性や展性によって塑性変形（plastic deformation ）することにより、圧入部１１ａの外形に倣って弾性範囲内で拡径して行く。
圧入部１１ａが丸パイプ２１の開口部内に所定の深さまで圧入されると、丸パイプ２１は、その伸び率が１０％以上１４％以下のアルミニウム系材料によって形成され、その伸び率をピボットホルダ１１の圧入部１１ａの外形に対して１０％以上２０％以下に設定されているので、丸パイプ２１の開口部は圧入部１１ａ外周に弾性限界範囲内で締結した状態になる。これにより、従来のようにフレーム部材をピボットホルダ１１に挿通した後に複数箇所で締結しなくてもピボットホルダ１１とフレーム部材２０とを強固に固定することも可能となる。

図３（ｃ）に示されているように、圧入部１１ａが断面略正方形の形状に形成されているので、圧入部１１ａの外形に倣って締結した丸パイプ２１の開口部は、確実に回り止めされた状態すなわち周方向の移動を阻止された状態になる。
丸パイプ２１の開口部は圧入部１１ａ外周に弾性限界範囲内で締結した状態になるので、丸パイプ２１は圧入部１１ａに強力に抜け止めした状態になる。
なお、丸パイプ２１の両端開口部が左右のピボットホルダ１１、１１の圧入部１１ａ、１１ａに締結され、左右のピボットホルダ１１、１１が車体に固定された状態では、丸パイプ２１を圧入部１１ａから引き抜く力は作用しない。

図４は本発明の第二実施形態であるワイパ装置を示している。

本実施形態が前記実施形態と異なる点は、フレーム部材がモータブラケットに締結されている点である。
すなわち、ワイパモータ３０は原動機部としてのモータ部３１と、モータ部３１の回転軸の回転を減速するウオーム歯車減速装置部（以下、減速装置部という。）３２とを備えており、モータ部３１と減速装置部３２とが組み付けられている。
減速装置部３２はギヤフレーム３３を備えており、ギヤフレーム３３はアルミニウム系（アルミニウムおよびアルミニウム合金）材料を使用した鋳造（ダイキャスト）によって一体成形されている。
図４に示されているように、ギヤフレーム３３は平面視が略Ｙ字形の皿形状に形成されている。ギヤフレーム３３の１本のアーム部は車体取付用ブラケット３４を構成しており、車体取付用ブラケット３４の先端部には取付部材３５が設けられている。
ギヤフレーム３３の残りの２本のアームは一対のモータブラケット３６、３６を構成している。一対のモータブラケット３６、３６には一対のフレーム部材２０、２０がそれぞれ締結されている。一対のフレーム部材２０、２０には左右のピボットホルダ１１、１１がそれぞれ締結されている。
車体取付用ブラケット３４が取付部材３５によって車体に締結され、一対のピボットホルダ１１、１１の各ブラケット１４、１４が取付孔１５、１５に挿通されるボルトによって車体に締結されることにより、ワイパモータ３０は車体に固定される。
したがって、一対のモータブラケット３６、３６は、ワイパモータ３０を固定するモータ固定部および車体へ固定される車体固定部を備えていることになる。

図５に示されているように、モータブラケット３６はフレーム部材２０が圧入される圧入部３６ａを有し、圧入部３６ａは断面略正方形の形状に形成されており、正方形の四隅はそれぞれＲ面取りされている。すなわち、圧入部３６ａは外形を異形形状に形成されている。ここでの圧入部は、フレーム部材に対して回転および抜けない形状であればなんでもよい。
圧入部３６ａの先端部には円錐台形状の導入部３６ｂが一体的に成形されている。すなわち、導入部３６ｂの断面外形はフレーム部材２０の断面内形と略同一である円形に形成されており、円錐台形状の小径はフレーム部材２０の内径未満に形成されている。
フレーム部材２０は前述した第一実施形態と同様に構成されている。
すなわち、図５に示されているように、フレーム部材２０は丸パイプ２１によって形成されている。丸パイプ２１はアルミニウム系材料を使用した塑性加工、例えば、圧延加工によって一体成形されている。丸パイプ２１は、その伸び率が１０％以上１４％以下の材料であるアルミニウム系材料によって形成されている。
丸パイプ２１からなるフレーム部材２０は、その伸び率をモータブラケット３６の圧入部３６ａの外形に対して１０％以上２０％以下に設定されている。

モータブラケット３６とフレーム部材２０との連結作業は、前述した第一実施形態と同様であるので、説明は省略する。

本実施形態によれば、前記第一実施形態と同様の次の作用効果が得られる。

（１）圧入部先端の導入部の最小径をフレーム部材の内径よりも小さく設定することにより、導入部はフレーム部材の開口に簡単かつ確実に挿入することができる。

（２）導入部を円錐台形状に形成することにより、導入部によって圧入部をフレーム部材の開口部内に案内することができる。

（３）圧入部を断面略正方形の棒形状に形成することにより、圧入部の外形に倣って締結したフレーム部材の開口部を確実に回り止めすることができる。

（４）フレーム部材の開口部を圧入部外周に弾性限界範囲内で締結させることができるので、フレーム部材を圧入部に強力に固定することができる。これにより、従来のようにフレーム部材をモータブラケットに挿通した後に複数箇所で締結しなくてもモータブラケット３６とフレーム部材２０とを強固に固定することも可能となる。

なお、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に変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、圧入部の外形は、断面略正方形の形状に形成するに限らず、楕円形形状や多角形棒形状等の異形形状に形成してもよい。
また、フレーム部材の開口部を圧入部外周に弾性限界範囲内で締結させることができるので、フレーム部材を圧入部に強力に固定することができるが、必要に応じてかしめ加工や別部材により締結を行うことで、フレーム部材とピボットホルダまたはモータブラケットとの締結をより強固にしてもよい。

本発明の第一実施形態であるパイプ式モジュールワイパ装置を示す斜視図である。 主要部を示す分解斜視図である。 ピボットホルダとフレーム部材との連結作業を示しており、（ａ）は導入部の丸パイプ挿入時を示す正面断面図、（ｂ）は圧入部の丸パイプ圧入時を示す正面断面図、（ｃ）は圧入後を示す側面断面図である。 本発明の第二実施形態であるワイパ装置を示す斜視図である。 図４のＶ部を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０…パイプ式モジュールワイパ装置、１１…ピボットホルダ、１１ａ…圧入部、１１ｂ…導入部、
１２…ピボットシャフト、１３…ピボットレバー、１４…ブラケット、１５…取付孔、１６…コネクティングロッド、１７…コネクティングロッド、
２０…フレーム部材、２１…丸パイプ、
３０…ワイパモータ、３１…モータ部、３２…ウオーム歯車減速装置部、３３…ギヤフレーム、３４…車体取付用ブラケット、３５…取付部材、３６…モータブラケット、
３６ａ…圧入部、３６ｂ…導入部。

Claims (6)

1. 回転運動を行う駆動源と、
   該駆動源の回転運動を揺動運動に変換する揺動部材と、
   該揺動部材に揺動自在に連結されたシャフトと、
   該シャフトを回転自在に支承する支承部および車体へ固定される固定部を備えたピボットホルダと、
   該ピボットホルダに連結されるフレーム部材と、
   を有するワイパ装置であって、
   前記ピボットホルダは、前記フレーム部材が圧入される圧入部を備え、
   前記フレーム部材は、その伸び率を前記圧入部の外形に対して１０％以上２０％以下に設定されていることを特徴とするワイパ装置。
2. モータと、
   該モータを固定するモータ固定部および車体へ固定される車体固定部を備えたモータブラケットと、
   該モータブラケットに固定されるフレーム部材と、
   該フレーム部材に固定されるピボットホルダと、
   前記モータに揺動自在に固定され、前記モータの回転運動をピボットホルダに伝達する伝達部材と、
   を有するワイパ装置であって、
   前記モータブラケットは、前記フレーム部材が圧入される圧入部を有し、
   前記フレーム部材は、その伸び率を前記圧入部の外形に対して１０％以上２０％以下に設定されていることを特徴とするワイパ装置。
3. 前記圧入部は外形を異形形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のワイパ装置。
4. 前記フレーム部材は、その伸び率を１０％以上１４％以下の材料によって形成されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載のワイパ装置。
5. 前記フレーム部材は、アルミニウム系材料のパイプによって形成されていることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のワイパ装置。
6. 前記圧入部は先端部に、前記フレーム部材の内形と略同形に形成されている導入部を有することを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載のワイパ装置。

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