JP2009202698A - 車両用ワイパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の高速走行時における車両用ワイパ装置の払拭性を高めることである。
【解決手段】ワイパアーム１４の先端に取り付けられるワイパブレード１５のワイパアーム１４と対向する部位であるカバー３３にブレード側マグネット４１を取り付けるとともに、ワイパアーム１４のリテーナ２２にブレード側マグネット４１に同極を対向させてアーム側マグネット４２を取り付け、ブレード側マグネット４１とアーム側マグネット４２とが生じる反発力によりワイパブレード１５のワイパアーム１４と対向する部位にウインドガラス１３に向く押し付け力を付与する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられてウインドガラスを払拭する車両用ワイパ装置に関する。

自動車等の車両には、ウインドガラス（ウインドシールドガラス）に付着した雨水等の付着物を払拭するためにワイパ装置が設けられている。

ワイパ装置はワイパアームとワイパアームの先端に取り付けられるワイパブレードとを備えており、ワイパアームは基端部において車体に回動自在に支持されるピボット軸に固定されている。車体にはワイパモータが設けられており、このワイパモータによりピボット軸が揺動駆動されると、ワイパアームとともにワイパブレードがウインドガラス上を揺動してガラス面が払拭される。

このようなワイパ装置では、ワイパアームからワイパブレードに押し付け力を加え、この押し付け力によりワイパブレードに所定の払拭圧を生じさせてその払拭性を高めるようにしている。一方、ワイパブレードの長手方向の各部位における払拭性を均一に高めるためには、ワイパアームからの押し付け力をワイパブレードの長手方向の各部位に均一に分散させる必要がある。そのため、例えば特許文献１に示されるワイパ装置では、ワイパブレードの長手方向の中央部にワイパアームを連結させることにより、ワイパブレードの連結部を中心とした両側に均一に押し付け力を付与するようにしている。
特開平６−２７８５７５号公報

特許文献１に示されるように、ワイパアームをワイパブレードの長手方向の中央部に連結するようにしたワイパ装置では、ワイパブレードのワイパアームとの連結部分よりもピボット軸側となる部分はワイパアームの下側に重ねて配置され、ワイパブレードの当該部分とワイパアームとの間には狭い隙間が生じることになる。そのため、車両の高速走行時には、この狭い隙間を通る走行風が高速流となってワイパアームとワイパブレードの間の圧力を低下させ、ワイパブレードに揚力が加わることになる。これにより、ワイパブレードの当該部分の払拭圧は揚力が生じた分だけ低下し、ワイパブレードの当該部位における払拭性が低下する場合があった。

本発明の目的は、車両の高速走行時における車両用ワイパ装置の払拭性を高めることにある。

本発明の車両用ワイパ装置は、車体側のピボット軸に固定されるワイパアームと該ワイパアームの先端に取り付けられるワイパブレードとを備え、車両のウインドガラスを払拭する車両用ワイパ装置であって、前記ワイパブレードの前記ワイパアームと対向する部位に取り付けられるブレード側マグネットと、前記ブレード側マグネットに同極を対向させて前記ワイパアームに取り付けられるアーム側マグネットとを備え、前記ブレード側マグネットと前記アーム側マグネットとが生じる反発力により、前記ワイパブレードの前記ワイパアームと対向する部位に前記ウインドガラスに向く押し付け力を付与することを特徴とする。

本発明の車両用ワイパ装置は、前記ブレード側マグネットと前記アーム側マグネットとが生じる反発力を、前記車両が所定速度で走行したときに受ける走行風により前記ワイパブレードの前記ワイパアームと対向する部位に生じる揚力を打ち消す大きさに設定したことを特徴とする。

本発明の車両用ワイパ装置は、前記ブレード側マグネットと前記アーム側マグネットの少なくともいずれか一方を通電回路から給電されたときに磁力を発生する電磁石とし、前記ワイパブレードが走行風により揚力を受ける位置にあるときに前記通電回路から前記電磁石に給電することを特徴とする。

本発明の車両用ワイパ装置は、前記ワイパブレードは長手方向の中央部において前記ワイパアームの先端に取り付けられることを特徴とする。

本発明によれば、車両の高速走行時にワイパブレードとワイパアームとの間に流れる走行風によりワイパブレードに生じる揚力をワイパアームとワイパブレードとに取り付けられるマグネットの反発力により抑制するようにしたので、車両の高速走行時におけるワイパブレードの払拭圧の低下を抑制して、車両用ワイパ装置の払拭性を高めることができる。

また、本発明によれば、各マグネットが生じる反発力を、車両が所定速度で走行したときにワイパブレードに生じる揚力を打ち消す大きさに設定するようにしたので、車両の所定速度での走行時におけるワイパブレードの払拭圧を適正な値として、当該速度における車両用ワイパ装置の払拭性を高めることができる。

さらに、本発明によれば、ブレード側マグネットとアーム側マグネットの少なくともいずれか一方を電磁石とし、ワイパブレードが走行風により揚力を受ける位置にあるときに通電回路から電磁石に給電するようにしたので、ワイパブレードが走行風による揚力を受けたときにのみワイパブレードに各マグネットによる押し付け力を加えることができる。これにより、走行風による揚力を受けない範囲にあるワイパブレードに過度な押し付け力を加えることなく、ワイパブレードに各払拭範囲に応じた適正な払拭圧を付与して、全払拭範囲におけるワイパブレードの払拭性を高めることができる。

さらに、本発明によれば、ワイパブレードを長手方向の中央部においてワイパアームの先端に取り付けるようにしたので、ワイパアームからの押し付け力をワイパブレードの長手方向の両側に均等に加えて、その払拭性を高めることができる。

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は本発明の一実施の形態である車両用ワイパ装置を示す斜視図であり、この車両用ワイパ装置１１（以下、ワイパ装置１１とする）は、自動車等の車両１２に設けられて当該車両１２のウインドガラス（ウインドシールドガラス）１３を払拭するものであり、ワイパアーム１４とワイパブレード１５とを有している。

ワイパアーム１４はアルミダイキャスト製のアームヘッド１６を有しており、このアームヘッド１６はその基端においてナット１７により車体１８に揺動自在に設けられるピボット軸２１に固定されている。ピボット軸２１はリンク機構（不図示）により車体１８に搭載された図示しないワイパモータに連結されており、当該ワイパモータにより駆動されて所定の角度範囲で揺動するようになっている。

アームヘッド１６の先端には、鋼板等により断面略コの字のアーム状に形成されたリテーナ２２が連結軸２３によりウインドガラス１３に接近離反する方向に回動自在に連結されており、このリテーナ２２の先端には板状の棒材により形成されたアームステー２４がカシメにより固定されている。リテーナ２２の内部には、リテーナ２２を連結軸２３を軸心としてウインドガラス１３に向く方向に付勢するためのスプリング２５が収容されており、このスプリング２５の付勢力により、ワイパアーム１４はワイパブレード１５に所定の押し付け力を加えるようになっている。

一方、ワイパブレード１５はラバーホルダ３１とブレードラバー３２とを備えており、ブレードラバー３２はゴム材により長尺の棒状に形成され、ラバーホルダ３１により保持されてウインドガラス１３に接するとともにガラス面に沿って湾曲自在となっている。ラバーホルダ３１の長手方向両端にはそれぞれカバー３３，３４が連結されており、これらのカバー３３，３４によりブレードラバー３２の長手方向の両側部分が覆われている。また、ラバーホルダ３１とカバー３３，３４にはそれぞれフィン３５が設けられており、これらのフィン３５により車両１２の走行時におけるワイパブレード１５の空力特性を向上させて、ワイパブレード１５の浮き上がりを防止している。

ラバーホルダ３１の長手方向の中央部には連結部３６が設けられ、ラバーホルダ３１は連結部３６においてワイパアーム１４のアームステー２４の先端に取り付けられるようになっている。つまり、ワイパブレード１５はその長手方向の中央部においてワイパアーム１４の先端に取り付けられるようになっている。これにより、ワイパブレード１５がワイパアーム１４の先端に取り付けられると、ワイパブレード１５の連結部３６よりもピボット軸２１の側の部分はワイパアーム１４の下側に所定の隙間を空けて重ねて配置され、カバー３３はワイパアーム１４に対向する。

ワイパブレード１５のワイパアーム１４と対向する部位、つまり連結部３６よりもピボット軸２１の側の部分にウインドガラス１３に向く押し付け力を付与するために、ワイパブレード１５のカバー３３には３つのブレード側マグネット４１が取り付けられるとともにワイパアーム１４のリテーナ２２には３つのアーム側マグネット４２が取り付けられている。

図２はブレード側マグネットの詳細を示す斜視図であり、図３はブレード側マグネットのカバーへの取り付け状態を示す斜視図、図４はアーム側マグネットのリテーナへの取り付け状態を示す斜視図である。また、図５（ａ）はカバーに取り付けられたブレード側マグネットの極性の向きを示す断面図であり、図５（ｂ）はリテーナに取り付けられたアーム側マグネットの極性の向きを示す断面図である。

図２に示すように、ブレード側マグネット４１は、断面矩形であるとともに所定長さの棒状に形成されており、図２中に破線で区切って示すように、その極性が長手方向に平行な一面側がＮ極、当該面の裏面側がＳ極となった永久磁石となっている。また、詳細は図示しないが、アーム側マグネット４２もブレード側マグネット４１と同一形状の永久磁石となっており、つまり、ブレード側マグネット４１とアーム側マグネット４２は同一形状の永久磁石となっており、その取り付け場所が相違するのみである。

３つのブレード側マグネット４１は、図３に示すように、ワイパブレード１５のワイパアーム１４と対向する部位であるカバー３３の天壁３３ａの部分に長手方向に所定の間隔を空けて並べて配置されており、それぞれその一部を外部に露出させるように天壁３３ａに埋設されてカバー３３に固定されている。一方、アーム側マグネット４２は、図４に示すように、リテーナ２２のカバー３３と対向する側壁２２ａの下端部分に長手方向に所定の間隔を空けて並べて配置されており、接着等の手段により当該側壁２２ａに固定されている。図１から解るように、各ブレード側マグネット４１は対応するアーム側マグネット４２と長手方向の位置を合わせて配置されており、これにより、各ブレード側マグネット４１は対応するアーム側マグネット４２と対向している。

図５（ａ）に示すように、各ブレード側マグネット４１はＮ極をワイパアーム１４つまり対応するアーム側マグネット４２に向けて配置されており、図５（ｂ）に示すように、各アーム側マグネット４２はＮ極をワイパブレード１５つまり対応するブレード側マグネット４１に向けて配置されている。つまり、ブレード側マグネット４１とアーム側マグネット４２は互いに同極（Ｎ極）を対向させて配置されている。これにより、ブレード側マグネット４１とアーム側マグネット４２の間に磁気的な反発力が生じ、この反発力により、ワイパブレード１５にはウインドガラス１３に向く押し付け力が加えられるようになっている。

図６は車両の高速走行時におけるワイパブレードの状態を示す断面図である。

このワイパ装置１１が搭載された車両１２が高速走行すると、ワイパブレード１５のワイパアーム１４と対向する部位であるカバー３３とワイパアーム１４のリテーナ２２との狭い隙間を流れる走行風が高速流となり、これによりカバー３３とリテーナ２２との間の圧力がベルヌーイの定理により低下して、カバー３３がリテーナ２２に向けて引き付けられる。つまり、車両１２の高速走行時には、ワイパブレード１５のカバー３３に高速流による引き付け力つまり揚力Ｆａが加わることになる。一方、このワイパ装置１１では、ワイパブレード１５に取り付けられるブレード側マグネット４１とワイパアーム１４に取り付けられるアーム側マグネット４２の反発力により、ワイパブレード１５のワイパアーム１４と対向する部位であるカバー３３にウインドガラス１３に向く反発力による押し付け力Ｆｂを加えるようにしている。

したがって、ワイパアーム１４がワイパブレード１５に加える設計上の押し付け力をＦｏとすると、車両１２の高速走行時にワイパブレード１５のワイパアーム１４と対向する部位に加わる押し付け力Ｆは、Ｆ＝Ｆｏ−Ｆａ＋Ｆｂとなる。つまり、各マグネット４１，４２の反発力による押し付け力Ｆｂをワイパブレード１５に加えることにより、走行風によりワイパブレード１５に加わる揚力Ｆａを抑制して、このワイパブレード１５のワイパアーム１４と対向する部位の押し付け力Ｆを設計上の押し付け力をＦｏに近づけて、その払拭性を高めることができる。

特に、本実施の形態においては、各マグネット４１，４２の反発力による押し付け力Ｆｂを、車両１２が所定の速度で走行したときに受ける走行風によりワイパブレード１５のカバー３３に生じる揚力Ｆａを打ち消す大きさ、つまりＦａ＝Ｆｂに設定するようにしている。これにより、車両１２が所定の速度で走行しているときにワイパブレード１５のワイパアーム１４と対向する部位に加わる押し付け力Ｆを、Ｆ＝Ｆｏ−Ｆａ＋Ｆｂ＝Ｆｏ、つまり設計上の押し付け力Ｆｏとして、車両１２の所定速度での走行時におけるワイパブレード１５の払拭性を高めることができる。

このように、このワイパ装置１１では、車両１２の高速走行時にワイパブレード１５とワイパアーム１４との間に流れる走行風によりワイパブレード１５に生じる揚力Ｆａをワイパアーム１４とワイパブレード１５とに取り付けられる各マグネット４１，４２の反発力による押し付け力で抑制するようにしたので、車両１２の高速走行時におけるワイパブレード１５の払拭圧の低下を抑制して、このワイパ装置１１の払拭性を高めることができる。

また、このワイパ装置１１では、各マグネット４１，４２が生じる反発力による押し付け力Ｆｂを、車両１２が所定速度で走行したときにワイパブレード１５に生じる揚力Ｆａを打ち消す大きさに設定するようにしたので、車両１２の所定速度での走行時におけるワイパブレード１５の払拭圧を適正な値として、当該速度におけるワイパ装置１１の払拭性を高めることができる。

さらに、このワイパ装置１１では、ワイパブレード１５を長手方向の中央部に設けられる連結部３６においてワイパアーム１４の先端に取り付けるようにしたので、ワイパアーム１４からの押し付け力をワイパブレード１５の長手方向の両側に均等に加えて、その払拭性を高めることができる。

図７は図１に示すワイパ装置の変形例を示す説明図である。

図１に示すワイパ装置１１では、ワイパブレード１５に取り付けられるブレード側マグネット４１とワイパアーム１４に取り付けられるアーム側マグネット４２は、それぞれ永久磁石とされているが、図７に示す変形例においては、アーム側マグネット４２として電磁石を用いるようにしている。

この場合、電磁石であるアーム側マグネット４２は通電回路５１に接続されており、通電回路５１から給電されたときにのみ磁力を発生するようになっている。通電回路５１は車体１８に搭載される制御装置５２を備えており、この制御装置５２は図示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）やメモリ等を備えたマイクロコンピュータとなっており、車体１８に搭載されるバッテリ等の電源５３からアーム側マグネット４２に給電することができるようになっている。また、制御装置５２にはワイパブレード１５のウインドガラス１３上の位置を検出する位置検出手段５４が接続されており、制御装置５２は位置検出手段５４からの入力信号により、ワイパブレード１５が走行風により所定の値以上の揚力Ｆａを受ける位置にあると判断したときに、電磁石であるアーム側マグネット４２に給電するようになっている。

なお、図７においては、アーム側マグネット４２が電磁石とされているが、これに限らず、ブレード側マグネット４１を電磁石としてもよく、また、ブレード側マグネット４１とアーム側マグネット４２の両方を電磁石としてもよい。

ここで、位置検出手段５４としては、例えば、ピボット軸２１を揺動駆動するワイパモータの回転数を検出する回転センサや、ワイパモータをピボット軸２１に連結するリンク機構の位置を検出する位置検出センサ等が用いられるが、ワイパブレード１５の位置を検出することができるものであれば他のセンサ等であってもよい。また、ワイパブレード１５が走行風により所定の値以上の揚力Ｆａを受ける位置としては、ワイパブレード１５の払拭方向と走行風とが直交する下反転位置から所定の払拭角度までの範囲等が設定されるが、これに限らず、ワイパブレード１５に加わる揚力Ｆａを低減する必要がある範囲であれば、任意の範囲に設定することができる。また、予め定められた払拭範囲に到達したときに、磁力を発生させてもよい。

これにより、ワイパブレード１５が走行風により所定の値以上の揚力Ｆａを受ける位置にあるときには、制御装置５２から給電されてアーム側マグネット４２が磁力を発生し、ワイパブレード１５に各マグネット４１，４２の反発力による押し付け力Ｆｂが加えられて、ワイパブレード１５の払拭性が高められる。また、ワイパブレード１５が走行風から受ける揚力Ｆａが所定値以下となる位置にあるときには、制御装置５２からの給電が停止されてアーム側マグネット４２は磁力を発生せず、各マグネット４１，４２の反発力により過度の押し付け力Ｆｂが加えられることが防止され、ワイパブレード１５の払拭性が高められる。

このように、このワイパ装置１１では、ブレード側マグネット４１とアーム側マグネット４２の少なくともいずれか一方を電磁石とし、ワイパブレード１５が走行風により所定値以上の揚力Ｆａを受ける位置にあるときに通電回路５１から電磁石であるマグネット４１，４２に給電するようにしたので、ワイパブレード１５が走行風による揚力Ｆａを受けたときにのみワイパブレード１５に各マグネット４１，４２の反発力による押し付け力Ｆｂを加えることができる。これにより、走行風による揚力Ｆａが所定値以下となる位置にワイパブレード１５があるときには、当該ワイパブレード１５に過度な押し付け力Ｆｂを加えることなく、ワイパブレード１５に払拭範囲に応じた適正な払拭圧を付与して、全払拭範囲においてワイパブレード１５の払拭性を高めることができる。

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いうまでもない。例えば、前記実施の形態おいては、ワイパアーム１４はアームヘッド１６とリテーナ２２とアームステー２４とを備えた構造となっているが、これに限らず、リテーナ２２とアームステー２４とが一体に形成されたものなど、他の構造であってもよい。

また、前記実施の形態においては、ワイパブレード１５としてラバーホルダ３１と一対のカバー３３，３４とを備えた２点支持式のものが用いられているが、これに限らず、トーナメント式や板ばね式など、他の構造のワイパブレードを用いるようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、ブレード側マグネット４１とアーム側マグネット４２はそれぞれ３つ設けられているが、これに限らず、ワイパブレード１５の揚力Ｆａを抑制可能な反発力を生じることができれば、各マグネット４１，４２の個数や大きさ等は任意に設定することができる。

本発明の一実施の形態である車両用ワイパ装置を示す斜視図である。 ブレード側マグネットの詳細を示す斜視図である。 ブレード側マグネットのカバーへの取り付け状態を示す斜視図である。 アーム側マグネットのリテーナへの取り付け状態を示す斜視図である。 （ａ）はカバーに取り付けられたブレード側マグネットの極性の向きを示す断面図であり、（ｂ）はリテーナに取り付けられたアーム側マグネットの極性の向きを示す断面図である。 車両の高速走行時におけるワイパブレードの状態を示す断面図である。 図１に示すワイパ装置の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１１ 車両用ワイパ装置
１２ 車両
１３ ウインドガラス
１４ ワイパアーム
１５ ワイパブレード
１６ アームヘッド
１７ ナット
１８ 車体
２１ ピボット軸
２２ リテーナ
２２ａ 側壁
２３ 連結軸
２４ アームステー
２５ スプリング
３１ ラバーホルダ
３２ ブレードラバー
３３，３４ カバー
３３ａ 天壁
３５ フィン
３６ 連結部
４１ ブレード側マグネット
４２ アーム側マグネット
５１ 通電回路
５２ 制御装置
５３ 電源
５４ 位置検出手段
Ｆａ 揚力
Ｆｂ 反発力による押し付け力
Ｆｏ 設計上の押し付け力を
Ｆ 押し付け力

Claims (4)

1. 車体側のピボット軸に固定されるワイパアームと該ワイパアームの先端に取り付けられるワイパブレードとを備え、車両のウインドガラスを払拭する車両用ワイパ装置であって、
   前記ワイパブレードの前記ワイパアームと対向する部位に取り付けられるブレード側マグネットと、
   前記ブレード側マグネットに同極を対向させて前記ワイパアームに取り付けられるアーム側マグネットとを備え、
   前記ブレード側マグネットと前記アーム側マグネットとが生じる反発力により、前記ワイパブレードの前記ワイパアームと対向する部位に前記ウインドガラスに向く押し付け力を付与することを特徴とする車両用ワイパ装置。
2. 請求項１記載の車両用ワイパ装置において、前記ブレード側マグネットと前記アーム側マグネットとが生じる反発力を、前記車両が所定速度で走行したときに受ける走行風により前記ワイパブレードの前記ワイパアームと対向する部位に生じる揚力を打ち消す大きさに設定したことを特徴とする車両用ワイパ装置。
3. 請求項１または２記載の車両用ワイパ装置において、前記ブレード側マグネットと前記アーム側マグネットの少なくともいずれか一方を通電回路から給電されたときに磁力を発生する電磁石とし、前記ワイパブレードが走行風により揚力を受ける位置にあるときに前記通電回路から前記電磁石に給電することを特徴とする車両用ワイパ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ワイパ装置において、前記ワイパブレードは長手方向の中央部において前記ワイパアームの先端に取り付けられることを特徴とする車両用ワイパ装置。

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