JP2009526696A - 自動車の窓ガラスワイピング装置等のための回転制御機構 - Google Patents

Abstract

【課題】パノラマ表面を有する自動車用窓ガラス等をワイピングするワイパー装置における回転制御機構を提供する。
【解決手段】この回転制御機構（１）は、軸方向に交互回転運動をするように駆動できる第１シャフト（１０）と、第１シャフト（１０）に固定された駆動キャリアと、駆動キャリアに対して軸方向に回転できるように取り付けられた第２シャフト（３０）と、カムプロフィル体（４１）を備える固定カム（４０）と、前記第２シャフト（３０）に固定され、前記固定カム（４０）に対して、前記駆動キャリア（２０）が変位する間、スライドしながら、前記カムプロフィル体（４１）と協働できる制御要素（５０）とを備えている。
また本発明は、前記カムプロフィル体（４１）に沿う前記制御要素（５０）のスライド運動が、前記第２シャフト（３０）の軸方向の枢動を制御できることも特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、第１シャフトを中心に第２シャフトを交互に回転するように駆動すると共に、第１シャフト上での前記第２シャフトの軸方向の枢動を制御するようになっている機構に関する。

本発明は、自動車の窓ガラスのためのワイピングシステムの分野において重要であるが、それだけに限定されない用途を有する。

現在自動車メーカーは、側方部分の曲率が大きいという特徴を有する、複合またはパノラマ表面を有する窓ガラスを、自動車に装備したいという要望をもっている。

かかる複合表面でのワイピングを最適にするためには、入射角が可変である窓ガラス−ワイパーブレードアセンブリを構成する窓ガラスワイパーシステムを使用することが知られている。このタイプの装置を用いた場合、窓ガラス表面の垂線に対するブレードアセンブリの実際の角度は、関連するブレード保持アームの回転角方向の位置に従って変化する。この特性により、全ワイピングサイクルにわたり、好ましい入射角を得ることができる。

このような機能を有する現在の技術レベルのワイピング装置は、一般にブレード保持アームを備え、このブレード保持アームは、システムの基本ワイピング運動を最大にする制御手段により変位量が制御されるよう、軸方向に回転自在として、自動車に取り付けられている。

かかる制御手段は、主にブレード保持アームに固定されたワイパーに設けることができ、ブレード保持アームは、スライドし、プロフィルが三次元空間内に延びる固定カムと協働できる。

しかし、このタイプの構造は、正確にはカムの三次元形状に起因し、特に高さ方向に嵩ばるという欠点を有する。更にその用途は、比較的少しずつ行われる補正に限定され、複合表面、すなわちパノラマ表面を有する窓ガラスの場合には、比較的使用されことはなく、ワイピングブレードアセンブリは、大きくカーブした側方エッジに達したとき、入射角を迅速に変えなければならない。

これらの問題を克服するために、従来、カムによって発生されていた直線運動を、ブレード保持アームに伝達できる回転運動に変換する機構に接続された、あまりかさばらない平らなカムを使用する制御手段が開発されている。

しかし、このタイプのものも、基本的には構造的にかなり複雑であるという欠点を有する。この運動変換機構は、極めて多数の部品を備え、これら部品を協働させなければならない。

そのため、種々の部品の固有のコストの累積に起因するだけでなく、必要となる多数の部品によって生じる追加の組み立てコストにも起因し、この装置は、最終的には極めて高価となる。

この例の別の欠点は、このおおむね長さ方向の寸法が大きい場合でも、制御手段が、全体として大型になるということにある。実際のところ、この運動変換機構は、ブレード保持アームの軸線に沿って設置しなければならない。

多数の部品、従って使用されるジョイントに固有の最終的な欠点は、幾何学的な外観を必ず分散しなければならないということであり、その結果、誤作動したり、修復できない破損を起こすこともある。

更に、本発明によって解決すべき技術的課題は、製造を実質的により安価にし、かつ寸法を小さくすることにより、現在の技術上の問題を克服できる回転制御機構を提供することにある。

上記した技術的課題に対する本発明による解決策は、回転制御機構が、
−軸方向に交互に回転運動をするように駆動しうる第１シャフトと、
−前記第１シャフトに固定されている駆動キャリアと、
−前記駆動キャリアに対して、軸方向に回転できるように取り付けられている第２シャフトと、
−カムプロフィル体を備える固定カムと、
−前記第２シャフトに固定されており、前記固定カムに対して前記駆動キャリアが変位する間、スライドしながら、前記カムプロフィル体と協働できる制御要素とを備え、
−前記カムプロフィル体に沿う前記制御要素のスライド運動により、前記第２シャフトの軸方向の枢動を制御できるようになっていることを特徴としている。

本明細書全体にわたって使用する「カムプロフィル体」なる用語は、例えば外側表面であるか、または全体の溝の境界を定める内側輪郭であるかどうかにかかわらず、カムの能動的表面を、極めて一般的な用語で示すものである。

いずれの場合においても、本明細書で説明する発明は、現在の技術の回転制御機構と比較し、構造が相当に簡単であるという利点を有する。

ブレード保持アームに伝達するよう、直線運動を必ず回転運動に変換しなければならないということが分かっているので、本発明のカムは、従来、回転運動を直線運動に変換するのに使用されていなかったものである。本発明のカムは、制御要素の枢動運動を発生するのに使用され、この制御要素は、次に直接ブレード保持アームの軸方向の回転運動を駆動する。

そのため、従来技術の原理よりも、より簡単な作動原理となっており、このことは、実施をするのにかなり少ない部品で足りるということを意味している。そのため、機構または組み立ての製造コストの基となる、各要素の固有のコスト、並びに、製造コストに関して、かなりの利点が得られる。

平らなカムと直接隣接する制御要素との組み合わせにより、回転制御機構のサイズも小さくすることができる。回転制御機構は、例えば自動車の窓ガラスのためのワイピング装置内に組み込むのに有利となるよう、コンパクトにできる。

本発明は、次の詳細な説明から明らかとなる特徴事項にも関し、この特徴事項は、それ自体、または任意の可能な技術的組み合わせに存在するものである。

非限定的な例に関する以下の説明は、本発明が何から構成されており、どのように実施できるかを、明瞭に理解しうるようにするためのものである。以下添付図面を参照しつつ、説明する。

説明を明瞭にするため、同じ要素に同じ符号を使用する。また、本発明の理解に不可欠な要素だけを略図として示してあり、図は、正確な縮尺で描かれてはいない。

図１〜図５は、本発明の第１実施例に係わる回転制御機構１を備える、自動車のパノラマ窓ガラスに用いられるようになっているワイピング装置を示す。

説明を明瞭にするために、ワイピング装置を構成する要素のすべてを、体系的に示しているわけではないという意味で、種々の表示は、部分的なものである。このことは、特にモータ、ブレード保持アーム、および窓ガラス−ワイパーブレードアセンブリを有するケースにおいて、あて嵌まる。

いずれの場合においても、本発明の目的によれば、回転制御機構１には、交互に軸方向に回転するように駆動されるようになっている第１シャフト１０が設けられている。第１シャフト１０は、更にモータ手段と結合されており、このモーター手段は、従来どおり、電動モータとギアボックスユニットとから構成されている。

次に、回転制御機構１には、第１シャフト１０に固定された駆動キャリア２０が設けられている。単に例として選択されたこの特定の実施例では、この駆動キャリア２０は、本体２２とカバー２３とから構成されたケース２１として示されている。本体２２は、第１シャフト１０のテーパ部分１１に固定されている。本体２２は、前記第１シャフト１０の端部１３に螺合されたロックナット１２により支持されている。

回転制御機構１は、駆動キャリア２０に対して、軸方向に回転自在に取り付けられた第２シャフト３０も備えている。この実施例では、この第２シャフト３０は、第１シャフト１０に対して実質的に直角に位置している。この自在に回転できる第２シャフトは、ケース２１の本体２２と一体的に形成されている２つのリング３２、３３により、更にガイドされている。最終的に、第２シャフト３０は、ワイピング装置のブレード保持アームを支持するようになっている回転ヘッド３１に直接固定されている。

この回転制御機構１は、ワイピングすべき窓ガラスの表面の実際の曲率に依存するカムプロフィル体４１を有する固定カム４０を更に備えている。自動車に対して剛性的に固定されるようになっている固定タブ４７により、このカム４０は、制御機構１の他の部分に対して移動しないようにされている。このような取り付けは、自動車の本体に直接係止するか、または例えばモータ手段に間接的に取り付けることによって実行できることは、理解しうると思う。

回転制御機構１は、第２シャフト３０に固定された制御要素５０を有し、この制御要素は、駆動キャリア２０と前記固定カム４０とが相対的に変位する間、スライドしながら、固定カム４０のプロフィル体４１と協働できる。この実施例では、制御要素５０は、第２シャフト３０の軸線に実質的に直角に位置している。このことは、第２シャフト３０は、この第２シャフト３０の枢動角とは関係なく、第１シャフト１０の軸線と実質的に同一平面に延びていることを意味する。

いずれの場合においても、この組立体が固定カム４０のプロフィル体４１に沿う制御要素５０のスライド運動により、第２シャフト３０の軸方向の枢動を制御できるようになっている。

理論的には、制御要素５０は、制御アームの機能を奏することができるようにする任意の形状および／または構造を有することができる。

しかし、この一実施例では、本発明の１つの特徴として、制御要素５０は、一端６１が第２シャフト３０に固定されているレバー６０と、このレバー６０上で軸方向の自由に回転できるように取り付けられた接触要素７０と、この接触要素７０が固定カム４０のプロフィル体４１に当接した状態に、この要素を維持できる、弾性リターン手段８０を備えていることが好ましい。

本発明の一実施例の別の特徴として、接触要素７０は、レバー６０に沿って、スライド移動できるように取り付けられている。この特徴の主な目的は、第２シャフト３０の回転角方向の枢動値にかかわらず、折衝要素７０とカムプロフィル体４１とが、接触することを保証することにある。使用される制御要素５０の性質によっては、この移動可能性は、機構を正しく作動させるために不可欠であり、また単に、付随的に最適化を目的とするものでもよい。図１〜図５に示された実施例の場合、移動可能性があることが必要である。

事実、本発明の第１実施例によれば、カムプロフィル体４１とスライドしながら協働するようになっている接触要素７０は、実質的に球形のボール−ソケットジョイント７１から成っている。更に、対応するカムプロフィル体４１は、固定カム４０を貫通する側方に構成された溝４２である。

特に興味あることに、貫通溝４２の断面は、ボール−ソケットジョイント７１の整合部分の断面と実質的に相補的となっている。このことは、他の表現をすれば、貫通溝４２の境界を定める固定カム４１の内側エッジが、実質的に凹状の壁を有することを意味する。

この第１の実施例の別の特徴として、弾性リターン手段８０は、ボール−ソケットジョイント７１をレバー６０に沿って、固定カム４０のプロフィル体４１に接触する位置に向けて変位させるように、このジョイントを駆動できる。

この実施例では、弾性リターン手段８０は、具体的には、圧縮スプリング８１から成り、このスプリングの一端は、レバー６０の遠方部分に設けられたストッパー６２に当接しており、スプリング８１の他端は、摩擦防止ワッシャー８２により、スライドボール−ソケットジョイント７１に押圧力を加える。

圧縮スプリング８１の作用と組み合わされたボール−ソケットジョイント７１のスライド組立体は、回転制御機構１を構成する際に、第１シャフト３０とカム４１とを接触させる移動リンクの高さで生じる幾何学的なばらつきを補償することができる。

一方の第２シャフト３０へのレバー６０の取り付けポイントと、他方のカムプロフィル体４１への制御要素５０の接触ポイントとの間の距離は、実際には一定ではない。カムプロフィル体４１は、第１シャフト１０の軸線に対して、同心状に延びているわけではないので、この距離は、キャリア２０が回転するときに変化する。

更に、ボール−ソケットジョイント７１がスライド移動することによって、制御要素５０のレバーアームの長さを正確に変えることが可能となっている。したがって、第２シャフト３０上での取り付けポイントと、カムプロフィル体４１上の接触ポイントとの間に存在する分離距離にしたがって、自動的にこの長さを適合させることが可能である。圧縮スプリング８１の役割は、制御要素５０のレバーアームの長さが変化するときに、ボール−ソケットジョイント７１とカムプロフィル体４１との間の有効な接触を、完全に自動的に保証することにあるので、絶対的に相補的な役割となっている。

この特定の実施例では、カム４０は、複合構造体となっているように見える。実際には、このカムはプロフィル体４１を支持するインサート４４と一体的な支持部品４３を備えている。このような構造によって、カム４０の各部品の実際の役割にしたがって、材料を選択することができる。

しかし、プロフィル体４１が直接配置されている単一部品構造として提供された固定カム４０を、均等に使用できることは当然である。

図２および図３は、前に説明したような回転制御機構１の運動力学の好ましい例を示す。

図２は、ワイピング装置が固定された停止位置にあるときに、回転ヘッド３１が第１シャフト１０の軸線に対して特定の傾斜になり、平面に従って配置されている。

他方、図３により、ワイピング装置が反対の固定された停止位置に達したとき、すなわち、駆動キャリア２０が９０°よりも若干多く回転したときに、回転ヘッド３１が約２５°だけ軸方向に傾斜していることが理解できると思う。

従って、これら２つの端部の位置、すなわち、固定された停止位置と反対の固定された停止位置との間で、回転ヘッド３１の枢動は、カムプロフィル体４１が決める、明らかに定められた規則に従うのではなく、直線方向には変化しない。従って、この例では、ヘッド３１は、駆動キャリア２０が約７０°回転したときに回転し始めるだけであり、次に、関連する窓ガラスの曲率に適合した加速段階および減速段階となる。

図６および図７は、弾性リターン手段８０が特別な性質を有することを特徴とする、図１〜図５の第１実施例の変形例を示す。この場合、固定カム４０のプロフィル体４１に、接触要素７０が当接した状態を保持するのに、スプリングプレート８３が使用されている。

実際には、第２シャフト３０に対向して位置しないカム４０の面に、溝４２に沿って、このスプリングプレート８３が固定されている。従って、このスプリングプレートは、インサート４４に対して実質的に対称的に延び、その断面は、カムプロフィル体４１内に挿入されていないボール−ソケットジョイント７１の部分の断面と実質的に相補的となっている。

最終的に、インサート４４とスプリングプレート８３の間にボール−ソケットジョイント７１が挟持され、前記スプリングプレート８３の弾性変形容量と組み合わされているということにより、圧縮スプリングを使用しなくても、前記ボール−ソケットジョイント７１は、カムプロフィル体４１に接触した状態のままになることができる。従って、ボール−ソケットジョイント７１は、レバー６０に沿って自由にスライドするように取り付けられているに過ぎない。

図８および図９は、本発明の第２実施例を示し、接触要素７０は、実質的に円筒形のローラー７２から成り、他方、カムプロフィル体４１は、従来通り、固定カム４０の外側円周部４５から成っていることを特徴としている。円周ローラー７２は、最初は、任意のタイプの母線、すなわち凹状、凸状または簡単な直線状とすることができることは理解しうると思う。

更に、ローラー７２は、固定カム４０の外側円周部４５の曲率と、実質的に相補的な曲率の側壁７３を有する。このケースは、円筒形ローラー７２の母線が、厳密には直線状となっていないケースの１つである。

この第２の実施例の別の特徴によれば、弾性リターン手段８０は、ローラー７２と固定カム４０のプロフィル体４１との間の接触ポイントに対応する位置に向けて、第２シャフト３０を軸方向に枢動するように駆動できる。

この実施例では、弾性リターン手段８０は、実際には回転角方向に動作する円筒形スプリング８４から成っている。このスプリングの本体は、第２シャフト３０の近接端３４のまわりに延びるように取り付けられており、このスプリングの両端のうちの一方の端部８５は、駆動キャリア２０に対するストッパーとなっており、他方の端部８６は、制御要素５０のレバー６０に押圧力を加えるようになっている。

前に説明した第１実施例とは異なり、この第２実施例は、第２シャフト３０とカムプロフィル体４１上の接触要素５０の実際の接触ポイントとの間の距離変動を補償するためのシステムを設けなくてもよいという利点を有する。ローラー７２は、実際には、カムプロフィル体４１とスライドしながら協働するようになっている極めて広い接触表面を有するような形状、およびサイズとされている。側壁７２の凹部の大きさ、およびその高さは、常に制御要素５０のローラーと固定カム４０との間の接触を補償するように選択されている。

本発明の別の特徴によれば、駆動キャリア２０は、固定カム４０および制御要素５０を含むケース２１とされている。このことは、第１シャフト１０および第２シャフト３０が、ケース２１に進入するように組立体が配置されていることを意味する。しかしながら、固定カム４０は、制御機構１の他の部分に対して移動しない状態となるように設計されているので、このことは、内部に固定カム４０が存在するにもかかわらず、ケース２１が回転できるように、組立体が配置されていることをも意味する。

このような特徴により、ゴミおよびその他の外部要素から、相当に保護されているケースの内部に、制御機構１の不可欠な部品を、１つにまとめることが可能となっている。従って、特に回転制御機構１の信頼性および有効寿命に関し、相当な改善を行うことができる。

この実施例では、ケース２１は、開口部がカバー２３によってブロックされている中空本体２２から成る。これら２つの要素は、取り外し自在に一体に接合されている。この目的のために、カバー２３には、４つの弾性変形可能なタブ２３が設けられており、このタブは、各側面に分散し、本体２２の外側面に適当な態様で配置されたボス２５内で、変形させて挿入することができるようになっている。

図４および図５から分かるように、ケース２１には、移動自在なシャフト１０、３０が取り付けられている領域の水密性を保持するシール手段９０が設けられている。顕著な特徴は、カム４０の本体４６とカバー２３との間に、第１のＯリング９１が設けられているだけでなく、第２シャフト３０とケース２１の本体２２との間に、第２のＯリング９２も設けられていることである。

本発明の別の特別な特徴として、制御機構１には、固定カム４０に対して駆動キャリア２０を反転自在に固定できる割り出し手段１００も設けられている（図１〜図４）。このような特徴によって、運搬および保管中および使用する自動車でワイピング装置を最終的に組み立てるまでに、種々の可動部品を一時的にブロックすることができる。

単に例として選択したこの特殊な実施例では、割り出し手段１００は、本体がカバー２３内に製造された保持ハウジング１０２に収納されるピン１０１を備え、ピンの遠方端は、固定タブ４７に設けられたブロッキング孔１０３内に挿入できる。

しかし、当技術分野で知られている他のブロッキングシステムも、等して使用できることは言うまでもない。

より一般的には、本発明は、交互回転運動を発生できるモータ手段だけでなく、端部に、窓ガラスワイパーブレードアセンブリが取り付けられているブレード保持アームと、これまで説明したような回転制御機構１とを備え、モータ手段は、第１シャフト１０に結合されており、他方、ブレード保持アームは、第２シャフト３０に固定されている他の任意のワイピング装置にも関する。

しかし、より一般的には、本発明は、上に説明したような少なくとも１つのワイピング装置が設けられた任意の自動車にも関する。

本発明の第１実施例に係わる回転制御機構を内蔵するワイピング装置を部分的に示す上方斜視図である。 固定された停止位置にある図１のワイピング装置の平面図である。 ワイピング装置が、反対の固定停止位置にある、図２と類似する図である。 回転制御機構の主要部品の相対的配置を示す上方斜視図である。 第２シャフトの軸線、および制御要素の軸線を貫通する面における回転制御機構の断面図である。 本発明の第１実施例の変形例を示す上方斜視図である。 斜め下方から見た、図６と類似する図である。 本発明の第２実施例に係わる回転制御機構を示す上方斜視図である。 下部斜め方向から見た、図８と類似する図である。

符号の説明

１ 回転制御機構
１０ 第１シャフト
１１ テーパ部分
１２ ロックナット
１３ 端部
２０ 駆動キャリア
２２ 本体
２１ ケース
２３ カバー
３０ 第２シャフト
３２、３３ リング
３１ 回転ヘッド
４０ 固定カム
４１ カムプロフィル体
４２ 溝
４７ 固定タブ
５０ 制御要素
６０ レバー
６１ 端部
６２ ストッパー
７０ 接触体
７１ ボール−ソケットジョイント
８０ 弾性リターン手段
９０ シール手段

Claims (14)

1. −軸方向に交互に回転運動をするように駆動しうる第１シャフト（１０）と、
   −前記第１シャフト（１０）に固定されている駆動キャリア（２０）と、
   −前記駆動キャリア（２０）に対して、軸方向に回転できるように取り付けられている第２シャフト（３０）と、
   −カムプロフィル体（４１）を備える固定カム（４０）と、
   −前記第２シャフト（３０）に固定されており、前記固定カム（４０）に対して前記駆動キャリア（２０）が変位する間、スライドしながら、前記カムプロフィル体（４１）と協働できる制御要素（５０）とを備え、
   前記カムプロフィル体（４１）に沿う前記制御要素（５０）のスライド運動により、前記第２シャフト（３０）の軸方向の枢動を制御できるようになっていることを特徴とする回転制御機構（１）。
2. 前記制御要素（５０）は、一端（６１）が前記第２シャフト（３０）に固定されているレバー（６０）と、前記レバー（６０）に軸方向に自由に回転できるように取り付けられている接触体（７０）と、前記接触体（７０）が前記固定カム（４０）のカムプロフィル体（４１）に突接状態に維持することができる弾性リターン手段（８０）とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の制御要素（１）。
3. 前記接触体（７０）は、前記レバー（６０）に沿ってスライド移動しうるように取り付けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機構（１）。
4. 前記接触体（７０）は、実質的に球形のボール−ソケットジョイント（７１）から構成されており、前記カムプロフィル体（４１）は、前記固定カム（４０）を貫通して設けられた溝（４２）として形成されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の制御機構（１）。
5. 前記溝（４２）の断面は、前記ボール−ソケットジョイント（７１）の対応部分の断面と、実質的に相補的となっていることを特徴とする、請求項４に記載の制御機構（１）。
6. 前記弾性リターン手段（８０）は、前記カムプロフィル体（４１）との接触位置に向けて、前記ボール−ソケットジョイント（７１）を前記レバー（６０）に沿って変位させるように、ボール−ソケットジョイントを駆動できるようになっていることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の制御機構（１）。
7. 前記接触要素（７０）は、実質的に円筒形のローラ（７２）を備え、前記カムプロフィル体（４１）は、前記固定カム（４０）の外側円周部（４５）を備えることを特徴とする、請求項２または３に記載の制御機構（１）。
8. 前記ローラ（７２）は、前記固定カム（４０）の外周部（４５）の曲率と実質的に相補的な曲率を有する側壁（７３）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の制御機構（１）。
9. 前記弾性リターン手段（８０）は、前記ローラ（７２）と、前記カムプロフィル体（４１）との間の接触位置に向けて、前記第２シャフト（３０）を軸方向に枢動するように駆動できることを特徴とする、請求項７または８に記載の制御機構（１）。
10. 前記駆動キャリア（２０）は、前記固定カム（４０）と前記制御要素（５０）を含むケース（２１）を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の制御機構。
11. 前記ケース（２１）は、前記第１シャフト（１０）および前記第２シャフト（３０）が貫通する部品をシールできるシール手段（９０）を備えることを特徴とする、請求項１０記載の制御機構（１）。
12. 前記工程カム（４０）に対して前記駆動キャリア（２０）を反転自在に移動できないようにしうる割り出し手段（１００）をも備えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の制御機構（１）。
13. 交互回転運動を発生できるモータ手段と、一端にワイピングブレードアセンブリが取り付けられているブレード保持アームとを備えるワイピング装置において、
    前記ワイピング装置は、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の回転制御機構（１）をも備え、前記モータ手段は、前記第１シャフト（１０）に結合されており、前記ブレード保持アームは、前記第２シャフト（３０）に固定されていることを特徴とするワイピング装置。
14. 請求項１３記載の少なくとも１つのワイピング装置を備えることを特徴とする自動車。

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