JP2010058767A - ワイパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウィンドシールドに対するワイパブレードの移動方向や位置に関わらず、ワイパモータを落雪等から確実に保護することができるワイパ装置の提供。
【解決手段】リンク機構２３は、各ワイパブレード１２ａ，１２ｂからの負荷が所定値以上のときに伸縮動作して出力軸２１ａの継続回転を許容する伸縮ロッド４０を備えている。これにより、フロントガラス１１に対する各ワイパブレード１２ａ，１２ｂの移動方向や位置に関わらず、フロントガラス１１上に落雪した雪等による各ワイパブレード１２ａ，１２ｂからの高負荷によって伸縮ロッド４０が伸縮する。よって、ワイパモータ２１への高負荷の伝達を抑制することができ、ワイパモータ２１を確実に保護することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウィンドシールド上に設けられるワイパ部材を揺動駆動し、ウィンドシールドに付着した付着物を払拭するワイパ装置に関する。

従来、自動車等の車両にはワイパ装置が設けられ、ワイパ装置を作動させることによりウィンドシールドに付着した埃や雨水等を払拭して視界を確保するようにしている。このようなワイパ装置は、操作スイッチを操作することにより回転駆動されるワイパモータと、ウィンドシールド上に設けられるワイパブレードと、ワイパブレードが固定されるピボット軸と、ワイパモータの出力軸とピボット軸との間に設けられ、出力軸の回転運動をピボット軸の揺動運動に変換するリンク機構とを備えている。

ワイパモータには、ワイパブレードからリンク機構を介して大きな負荷が掛かる場合がある。特に、ワイパ装置の作動中において、車両の天井に降り積もった雪がウィンドシールド上に落雪した場合等には、ワイパモータには大きな負荷が掛かる。この場合には、ワイパモータの減速機構を形成するウォームやウォームホイール等のギヤ歯が欠損する等の問題が起こり、ギヤ歯が欠損した場合には、ワイパモータから異音が発生したり、ギヤ同士の噛み合いがずれてワイパブレードの払拭動作を継続できなくなるおそれが発生する。

そこで、落雪時等におけるワイパモータへの負荷を軽減すべく、ワイパブレードとワイパモータとの間のリンク機構に柔軟性を持たせたワイパ装置が開発されている。このワイパ装置は、ワイパブレードに所定値以上の負荷が掛かった場合であってもワイパモータの継続回転を許容するよう構成されており、このようなワイパ装置としては、例えば、特許文献１および特許文献２に記載された技術が知られている。

特許文献１に記載されたワイパ装置は、ワイパモータ側のクランクアームとワイパブレード側の駆動プレートとの間に、樹脂材料等よりなる可撓性を有する可撓アームを設けている。そして、ウィンドシールド上の雪等によりワイパブレードへの負荷が所定値以上のときに可撓アームが屈曲変形し、これにより、ワイパモータの継続回転が許容されてワイパモータを保護するようにしている。

特許文献２に記載されたワイパ装置は、ワイパモータとワイパブレードとの間にクランクおよびコネクティングロッドを備え、クランクの一端には湾曲した長穴を設け、コネクティングロッドの他端にはジョイントを設けている。クランクおよびコネクティングロッドは、長穴内にジョイントを移動自在に設けることで連結されている。そして、ウィンドシールド上の雪等によりワイパブレードへの負荷が所定値以上のときにジョイントが長穴内を移動する。これにより、コネクティングロッドの一端（ワイパブレード側）がロックした状態のもとでクランク（ワイパモータ側）は回動し、ワイパモータの継続回転が許容されてワイパモータを保護するようにしている。
特表２００３−５２７９８８号公報（図３） 米国特許第４，２６４，９９７号明細書（ＦＩＧ．２）

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、ワイパブレードが下反転位置に向かう場合においては、落雪等により可撓アームが屈曲変形してワイパモータを保護することができる。一方、ワイパブレードが上反転位置に向かう場合においては、落雪等があっても可撓アームは引っ張られて変形できず、ワイパモータを保護することができない。

また、上述の特許文献２に記載されたワイパ装置によれば、ワイパブレードの位置（クランクの回転位置）によっては、クランクに形成した長穴の長手方向に対してコネクティングロッドが略垂直の状態となり、ジョイントが長穴内を移動できなくなる。したがって、当該状態のもとで落雪等があった場合には、ワイパモータを保護することができない。

本発明の目的は、ウィンドシールドに対するワイパブレードの移動方向や位置に関わらず、ワイパモータを落雪等から確実に保護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、ウィンドシールド上に設けられるワイパ部材を揺動駆動し、前記ウィンドシールドに付着した付着物を払拭するワイパ装置であって、出力軸を備えたワイパモータと、前記ワイパ部材が固定されるピボット軸と、前記出力軸と前記ピボット軸との間に設けられ、前記出力軸の回転運動を前記ピボット軸の揺動運動に変換するリンク機構とを有し、前記リンク機構は、前記ワイパ部材からの負荷が所定値以上のときに伸縮動作して前記出力軸の継続回転を許容する伸縮部材を備えることを特徴とする。

本発明のワイパ装置は、前記伸縮部材を、第１長尺部材と、前記第１長尺部材の長手方向に相対移動可能な第２長尺部材と、前記各長尺部材の長手方向に所定間隔を持って設けられ、前記各長尺部材の長手方向に延びる長孔と、前記各長尺部材の長手方向一側の前記長孔および前記各長尺部材の長手方向他側の前記長孔に設けられる一対の支持部材と、前記各長尺部材の外周側において前記各支持部材間に配置される付勢部材とから形成することを特徴とする。

本発明のワイパ装置は、前記各長尺部材をそれぞれ断面Ｕ字形状に形成し、当該開口側を突き合わせて前記各長尺部材を組み付けることを特徴とする。

本発明のワイパ装置は、前記付勢部材をコイルスプリングにより形成し、前記各長尺部材の底部側に設けられる一対の角部を、前記コイルスプリングの内側に近接配置することを特徴とする。

本発明のワイパ装置は、前記各長尺部材のうちの一方側を第１パイプ部材により形成し、前記各長尺部材のうちの他方側を前記第１パイプ部材内に挿入される第２パイプ部材により形成することを特徴とする。

本発明によれば、リンク機構は、ワイパ部材からの負荷が所定値以上のときに伸縮動作して出力軸の継続回転を許容する伸縮部材を備えるので、ウィンドシールドに対するワイパ部材の移動方向や位置に関わらず、落雪等によるワイパ部材からの高負荷によって伸縮部材が伸縮する。したがって、ワイパモータへの高負荷の伝達を抑制することができ、ワイパモータを確実に保護することができる。また、伸縮部材の伸縮によりワイパモータへの高負荷の伝達を抑制することができるので、ワイパ部材とワイパモータとの間のパーツを高負荷に耐え得るよう大型化したり高強度化する必要が無くなり、ワイパ装置の小型化や軽量化等を実現できる。

本発明によれば、伸縮部材を、第１長尺部材と、第１長尺部材の長手方向に相対移動可能な第２長尺部材と、各長尺部材の長手方向に所定間隔を持って設けられ、各長尺部材の長手方向に延びる長孔と、各長尺部材の長手方向一側の長孔および各長尺部材の長手方向他側の長孔に設けられる一対の支持部材と、各長尺部材の外周側において各支持部材間に配置される付勢部材とから形成することができる。

本発明によれば、各長尺部材をそれぞれ断面Ｕ字形状に形成し、当該開口側を突き合わせて各長尺部材を組み付けることができ、この場合、付勢部材をコイルスプリングにより形成し、各長尺部材の底部側に設けられる一対の角部を、コイルスプリングの内側に近接配置することができる。したがって、コイルスプリングにより各長尺部材を真っ直ぐに保持することができ、伸縮部材が座屈するのを防止することができる。

本発明によれば、各長尺部材のうちの一方側を第１パイプ部材により形成し、各長尺部材のうちの他方側を第１パイプ部材内に挿入される第２パイプ部材により形成するので、各パイプ部材の内周側および外周側の略全面において、各パイプ部材を摺接させることができる。したがって、伸縮部材が座屈するのをより確実に防止することができる。

以下、本発明の第１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を搭載した車両を説明する説明図を、図２は図１のワイパ装置を拡大して示す斜視図を、図３は図２の伸縮ロッドを示す斜視図を、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図を、図５は図３の破線円Ｂ部分を拡大して示す平面図を、図６は図３に示す伸縮ロッドの長手方向に沿う部分断面図をそれぞれ表している。

図１に示すように、車両１０のフロント側には、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。フロントガラス１１上には、ＤＲ側（運転席側）ワイパブレード１２ａおよびＡＳ側（助手席側）ワイパブレード１２ｂが揺動自在に設けられている。各ワイパブレード１２ａ，１２ｂは、ＤＲ側ワイパアーム１３ａおよびＡＳ側ワイパアーム１３ｂの先端側に回動自在に設けられている。各ワイパブレード１２ａ，１２ｂは、それぞれフロントガラス１１上で揺動駆動されて、ＤＲ側払拭範囲１４ａおよびＡＳ側払拭範囲１４ｂに付着した雨水等（付着物）を払拭するようになっている。

ここで、各ワイパブレード１２ａ，１２ｂおよび各ワイパアーム１３ａ，１３ｂによって、本発明におけるワイパ部材を構成している。

車両１０のフロント側に設けられるカウル内（図示せず）には、ワイパ装置２０が搭載されている。ワイパ装置２０は、電動モータとしてのワイパモータ２１を備えており、ワイパモータ２１には、当該ワイパモータ２１への駆動電流の大きさに応じて、所定の回転数で所定の方向に回転する出力軸２１ａが設けられている。

各ワイパアーム１３ａ，１３ｂの基端側は、それぞれＤＲ側ピボット軸２２ａおよびＡＳ側ピボット軸２２ｂの先端側に固定されている。各ピボット軸２２ａ，２２ｂと出力軸２１ａとの間には、出力軸２１ａの回転運動を各ピボット軸２２ａ，２２ｂの揺動運動に変換するリンク機構２３が設けられている。

図２に示すように、ワイパ装置２０は、ワイパモータ２１を支持するモータブラケット２４を有しており、モータブラケット２４には、ＤＲ側ピボット軸２２ａを回動自在に支持するＤＲ側ピボットホルダ２４ａが一体に設けられている。モータブラケット２４には、中空状のフレーム部材２５の一端側が一対の固定ボルト２６により固定されており、フレーム部材２５の他端側には、ＡＳ側ピボット軸２２ｂを回動自在に支持するＡＳ側ピボットホルダ２７が、カシメ固定等により固定されている。

ＤＲ側ピボット軸２２ａの基端側には、ＤＲ側駆動レバー２８ａの一端側が固定されており、ＡＳ側ピボット軸２２ｂの基端側には、ＡＳ側駆動レバー２８ｂの一端側が固定されている。各駆動レバー２８ａ，２８ｂの他端側は、各ピボット軸２２ａ，２２ｂを中心に所定角度範囲で揺動するようになっている。

ワイパモータ２１の出力軸２１ａには、モータクランク２９の一端側が締結ナット３０によって固定されており、モータクランク２９の他端側は、出力軸２１ａの回転に伴って出力軸２１ａの周囲を回転するようになっている。モータクランク２９の他端側とＡＳ側駆動レバー２８ｂの他端側との間には、図示しない球状軸受（ボールジョイント）を介して、伸縮ロッド（伸縮部材）４０の両端側がそれぞれ回動自在に連結されている。

ＡＳ側駆動レバー２８ｂの他端側と、ＤＲ側駆動レバー２８ａの他端側との間には、ボールジョイント（図示せず）を介して連結ロッド３１の両端側が回動自在に連結されている。連結ロッド３１は、伸縮ロッド４０を介してＡＳ側駆動レバー２８ｂに伝達されるワイパモータ２１の駆動力を、ＤＲ側駆動レバー２８ａに伝達するものであり、連結ロッド３１は、ＡＳ側駆動レバー２８ｂおよびＤＲ側駆動レバー２８ａの揺動運動を同期させるようになっている。

ここで、リンク機構２３は、モータクランク２９，伸縮ロッド４０，各駆動レバー２８ａ，２８ｂおよび連結ロッド３１により形成されている。

ワイパモータ２１は、モータ本体部３２とギヤケース部３３とを備えている。モータ本体部３２の内部には、端部にウォームを有するアーマチュア軸（図示せず）が回転自在に収容されている。ギヤケース部３３の内部には、アーマチュア軸のウォームが突出されるとともに、ウォームと噛み合うギヤ歯を有するウォームホイール（図示せず）が回転自在に収容されている。ウォームホイールの回転中心には出力軸２１ａが固定されており、ウォームおよびウォームホイールにより減速機構を形成している。これにより、アーマチュア軸の回転が所定の速度に減速され、高出力化された出力が出力軸２１ａを介してモータクランク２９に出力されるようになっている。

モータブラケット２４およびＡＳ側ピボットホルダ２７には、それぞれ一対の取り付け脚部２４ｂ，２７ａが一体に設けられている。各取り付け脚部２４ｂ，２７ａは、取り付けボルト（図示せず）を介してカウル内の所定箇所に固定され、これによりワイパ装置２０は車両１０の所定箇所に搭載されるようになっている。

次に、リンク機構２３を形成する伸縮ロッド４０の構造について、図面を用いて詳細に説明する。

伸縮ロッド４０は、図３に示すように、鋼板等をプレス加工することにより断面が略Ｕ字形状に形成された第１長尺部材５０と第２長尺部材６０とを備えている。各長尺部材５０，６０の端部には、モータクランク２９の他端側とＡＳ側駆動レバー２８ｂの他端側との間にボールジョイント（図示せず）を介して伸縮ロッド４０を取り付けるための取り付け部５１，６１がそれぞれ一体に設けられている。

各長尺部材５０，６０は、図４に示すように、それぞれ底部側に設けられる底壁部５２，６２と、底壁部５２，６２の一端に接続される第１側壁部５３，６３と、底壁部５２，６２の他端に接続される第２側壁部５４，６４とを備えている。各長尺部材５０，６０は、第１側壁部５３，６３と第２側壁部５４，６４との間に形成される開口側を、互いに突き合わせることにより組み付けられている。各長尺部材５０，６０は、互いに組み付けられた状態のもとで、各長尺部材５０，６０の長手方向に向けて相対移動可能となっている。

各第１側壁部５３，６３は、各第２側壁部５４，６４よりも短い長さ寸法に設定されており、各第１側壁部５３，６３は、各第２側壁部５４，６４の外側に配置されている。つまり、各第２側壁部５４，６４は、各長尺部材５０，６０の開口側からその内側に配置されている。

第１長尺部材５０の第１側壁部５３には、図６に示すように、一対の第１長孔５３ａが設けられている。各第１長孔５３ａは、第１長尺部材５０の長手方向に所定間隔を持って設けられ、第１長尺部材５０の長手方向に延びる長穴となっている。第１長尺部材５０の第２側壁部５４には、各第１長孔５３ａに対応するよう一対の第２長孔５４ａが設けられている。各第２長孔５４ａの長さ寸法は、各第１長孔５３ａよりも若干長い長さ寸法に設定されており、各第２長孔５４ａの長手方向外側の端部は、各第１長孔５３ａの長手方向外側の端部よりも第１長尺部材５０の両端側に配置されている。

第２長尺部材６０の第１側壁部６３には、一対の第３長孔６３ａが設けられている。各第３長孔６３ａは、第１長尺部材５０の各第１長孔５３ａに対応するよう同じ形状かつ同じ長さ寸法に設定されている。第２長尺部材６０の第２側壁部６４には、一対の第４長孔６４ａが設けられている。各第４長孔６４ａは、第１長尺部材５０の各第２長孔５４ａに対応するよう同じ形状かつ同じ長さ寸法に設定されている。ここで、各長孔５３ａ〜６４ａの長さ寸法は、約１５ｍｍに設定されている。

各長尺部材５０，６０の長手方向一側（図６中右側）に設けられる第１長孔５３ａ〜第４長孔６４ａには、当該各長孔５３ａ〜６４ａを貫通するよう円柱状の第１固定ピン（支持部材）７１が設けられている。また、長尺部材５０，６０の長手方向他側（図６中左側）に設けられる第１長孔５３ａ〜第４長孔６４ａには、当該各長孔５３ａ〜６４ａを貫通するよう円柱状の第２固定ピン（支持部材）７２が設けられている。なお、各固定ピン７１，７２は、たとえば直径３ｍｍのように何れも同じものを用いている。

各固定ピン７１，７２の一端側（図５および図６中上側）には、それぞれ環状の支持凹部７１ａ，７２ａが一体に設けられており、各支持凹部７１ａ，７２ａには、付勢部材としてのコイルスプリング８０の端部がそれぞれ装着されるようになっている。このように、コイルスプリング８０の端部を各支持凹部７１ａ，７２ａに装着することにより、各固定ピン７１，７２の各長尺部材５０，６０からの抜け止めがなされている。

各長尺部材５０，６０の外周側において第１固定ピン７１と第２固定ピン７２との間には、圧縮された状態でコイルスプリング８０が設けられている。コイルスプリング８０の長さ寸法は、自然状態（無負荷状態）において寸法Ｌ０に設定されており、各固定ピン７１，７２間に圧縮して装着することにより、その長さ寸法はＬ１となる（Ｌ１＜Ｌ０）。したがって、コイルスプリング８０は、各固定ピン７１，７２間に所定のセット荷重（約３００Ｎ）を持って装着されることになる。

各固定ピン７１，７２は、コイルスプリング８０の付勢力により、図６中黒丸印の接触点Ｐ１〜Ｐ４において各長尺部材５０，６０のそれぞれに接触している。第１固定ピン７１は、接触点Ｐ１で一側の第１長孔５３ａに、また、接触点Ｐ３で一側の第３長孔６３ａに接触している。第２固定ピン７２は、接触点Ｐ２で他側の第１長孔５３ａに、また、接触点Ｐ４で他側の第３長孔６３ａに接触している。

このように、各固定ピン７１，７２を、コイルスプリング８０の付勢力により各長尺部材５０，６０のそれぞれに接触させているので、図示の状態（伸縮ロッド４０の無負荷状態）における各長尺部材５０，６０のがたつきを抑制できるようになっている。なお、図示の状態においては、各長尺部材５０，６０の第２長孔５４ａおよび第４長孔６４ａは、各固定ピン７１，７２に対して非接触の状態となっている。

各長尺部材５０，６０の各底壁部５２，６２側には、図４に示すように、一対の角部５５，６５がそれぞれ設けられており、各角部５５，６５は、若干の隙間を介してコイルスプリング８０の内側に近接配置されている。これにより、コイルスプリング８０は、各長尺部材５０，６０を真っ直ぐの状態に保持する保持部材として機能する。

ここで、各角部５５，６５とコイルスプリング８０との間の隙間は、伸縮ロッド４０の伸縮作動時において、コイルスプリング８０と各角部５５，６５とが接触しない必要最小限の隙間寸法に設定されている。これにより、コイルスプリング８０の大径化を抑えて伸縮ロッド４０の小型化が図れ、また、伸縮ロッド４０の作動音の静粛化と、コイルスプリング８０および各長尺部材５０，６０の接触による早期摩耗の抑制とを実現している。

次に、伸縮ロッド４０の組み立て手順について図面を用いて詳細に説明する。図７は伸縮ロッドの組み立て手順を説明する説明図を表している。

まず、図中一点鎖線矢印（１）に示すように、第２長尺部材６０の取り付け部６１とは反対側から、第２長尺部材６０の長手方向に向けてコイルスプリング８０を装着する。そして、コイルスプリング８０を取り付け部６１に向けて挿入する。（第１工程）。

第１工程に続いて、第２長尺部材６０の開口側に向けて第１長尺部材５０の開口側を臨ませて、図中一点鎖線矢印（２）に示すよう突き合わせる。このとき、図４に示す状態となるように、各第２側壁部５４，６４を各長尺部材５０，６０の開口側からその内側に配置されるようにする（第２工程）。

第２工程に続いて、各長尺部材５０，６０の各長孔５３ａ〜６４ａが、図６に示す位置関係となるように、各長尺部材５０，６０を相対移動させて調整しておく。次いで、図中一点鎖線矢印（３）に示すように、第１固定ピン７１を各長尺部材５０，６０の長手方向一側にある各長孔５３ａ〜６４ａに差し込む（第３工程）。

第３工程に続いて、図中一点鎖線矢印（４）に示すように、コイルスプリング８０の長手方向一側を、第１固定ピン７１の支持凹部７１ａに装着する。次いで、コイルスプリング８０の長さ寸法がＬ１以下の長さ寸法（図６参照）となるようコイルスプリング８０を押圧して縮めておく（第４工程）。

第４工程に続いて、図中一点鎖線矢印（５）に示すように、第２固定ピン７２を各長尺部材５０，６０の長手方向他側にある各長孔５３ａ〜６４ａに差し込む。次いで、コイルスプリング８０への押圧力を開放し、コイルスプリング８０の長手方向他側を、第２固定ピン７２の支持凹部７２ａに装着する。これにより、コイルスプリング８０の長さ寸法がＬ１（図６参照）となり、各固定ピン７１，７２の抜け止めがなされて伸縮ロッド４０の組み立てが完了する（第５工程）。

ただし、上記組み立て手順においては、第１工程において、第２長尺部材６０の長手方向に向けてコイルスプリング８０を装着するようにしているが、これに限らず、第１工程において、第１長尺部材５０の長手方向に向けてコイルスプリング８０を装着することもできる。この場合、各固定ピン７１，７２の差し込み手順が上記組み立て手順とは逆になる。また、各取り付け部５１，６１の幅寸法がコイルスプリング８０の内径寸法よりも小さい場合には、各長尺部材５０，６０を組み付けた後に、コイルスプリング８０を装着することもできる。

次に、伸縮ロッド４０の伸縮動作について図面を用いて詳細に説明する。図８はワイパ装置の下反転位置への動作時において雪によりワイパブレードが移動規制された状態を説明する説明図を、図９は図８に示す状態における伸縮ロッドの動作（縮み動作）を説明する説明図を、図１０はワイパ装置の上反転位置への動作時において雪によりワイパブレードが移動規制された状態を説明する説明図を、図１１は図１０に示す状態における伸縮ロッドの動作（伸び動作）を説明する説明図をそれぞれ表している。

［伸縮ロッドの縮み動作］
図８に示すように、車両１０の天井に降り積もった雪（付着物）Ｓがフロントガラス１１上に落雪した状態のもとで、図中矢印に示すように各ワイパブレード１２ａ，１２ｂが各払拭範囲１４ａ，１４ｂの下反転位置に移動している場合には、雪Ｓが各払拭範囲１４ａ，１４ｂの下反転位置付近で押し固められて、各ワイパブレード１２ａ，１２ｂの移動が規制される。

その後、各ワイパブレード１２ａ，１２ｂからの雪Ｓによる負荷（反力）が所定値以上となり、伸縮ロッド４０の一方の端部が停止位置ＳＰ１で停止する。このとき、ワイパモータ２１の出力軸２１ａは、図中矢印に示すように回転を続けており、モータクランク２９の先端の移動位置ＭＰは、図中網掛け部分の移動領域Ａ１内を辿るようになる。ここで、移動位置ＭＰが移動領域Ａ１内にある場合には、伸縮ロッド４０は、モータクランク２９の回転に伴ってコイルスプリング８０の長さ寸法がＬ１〜Ｌ２となる範囲（図９参照）で、押し縮められた状態となる（Ｌ２＜Ｌ１）。

伸縮ロッド４０は、図９に示すように無負荷状態（図中上段）から最縮小状態（図中下段）となり、モータクランク２９の先端の移動を許容、つまりワイパモータ２１の出力軸２１ａの回転を許容する。

伸縮ロッド４０が押し縮められると、第２長尺部材６０の長手方向一側（図中右側）の基準位置ＳＴに対して、第１長尺部材５０が図中左側に縮み量ＣＭの分だけ相対移動する。このとき、第１固定ピン７１は、第１長尺部材５０の長手方向一側の第１長孔５３ａにより、第２長尺部材６０の長手方向一側の第３長孔６３ａおよび第４長孔６４ａ内を移動していく。その後、第１固定ピン７１は、接触点Ｐ５において第３長孔６３ａおよび第４長孔６４ａの双方に接触して、その移動が停止される。なお、接触点Ｐ１には、図中矢印に示す方向に、コイルスプリング８０からの反力が作用している。

一方、第２固定ピン７２は、第２長尺部材６０の長手方向他側（図中左側）の第３長孔６３ａと接触点Ｐ４において接触しているので、その移動は規制された状態となっている。したがって、第１長尺部材５０の第２長尺部材６０に対する相対移動に伴い、第２固定ピン７２は、接触点Ｐ６において第１長孔５３ａおよび第２長孔５４ａの双方に接触するようになる。なお、接触点Ｐ４には、図中矢印に示す方向に、コイルスプリング８０からの反力が作用している。

これにより、第１固定ピン７１が第２固定ピン７２に近接してコイルスプリング８０が圧縮変形され、このときのコイルスプリング８０の圧縮変形により、雪Ｓによる各ワイパブレード１２ａ，１２ｂからワイパモータ２１に伝達される負荷を緩衝することができる。

［伸縮ロッドの伸び動作］
図１０に示すように、車両１０の天井に降り積もった雪Ｓがフロントガラス１１上に落雪した状態のもとで、図中矢印に示すように各ワイパブレード１２ａ，１２ｂが各払拭範囲１４ａ，１４ｂの上反転位置に移動している場合には、雪Ｓが各払拭範囲１４ａ，１４ｂの上反転位置付近で押し固められて、各ワイパブレード１２ａ，１２ｂの移動が規制される。

その後、各ワイパブレード１２ａ，１２ｂからの雪Ｓによる負荷（反力）が所定値以上となり、伸縮ロッド４０の一方の端部が停止位置ＳＰ２で停止する。このとき、ワイパモータ２１の出力軸２１ａは、図中矢印に示すように回転を続けており、モータクランク２９の先端の移動位置ＭＰは、図中網掛け部分の移動領域Ａ２内を辿るようになる。ここで、移動位置ＭＰが移動領域Ａ２内にある場合には、伸縮ロッド４０は、モータクランク２９の回転に伴ってコイルスプリング８０の長さ寸法がＬ１〜Ｌ２となる範囲（図１１参照）で、引き伸ばされた状態となる（Ｌ２＜Ｌ１）。

伸縮ロッド４０は、図１１に示すように無負荷状態（図中上段）から最伸張状態（図中下段）となり、モータクランク２９の先端の移動を許容、つまりワイパモータ２１の出力軸２１ａの回転を許容する。

伸縮ロッド４０が引き伸ばされると、第２長尺部材６０の長手方向一側（図中右側）の基準位置ＳＴに対して、第１長尺部材５０が図中右側に伸び量ＥＭの分だけ相対移動する。このとき、第２固定ピン７２は、第１長尺部材５０の長手方向他側の第１長孔５３ａにより、第２長尺部材６０の長手方向他側の第３長孔６３ａおよび第４長孔６４ａ内を移動していく。その後、第２固定ピン７２は、接触点Ｐ７において第３長孔６３ａおよび第４長孔６４ａの双方に接触して、その移動が停止される。なお、接触点Ｐ２には、図中矢印に示す方向に、コイルスプリング８０からの反力が作用している。

一方、第１固定ピン７１は、第２長尺部材６０の長手方向一側（図中右側）の第３長孔６３ａと接触点Ｐ３において接触しているので、その移動は規制された状態となっている。したがって、第１長尺部材５０の第２長尺部材６０に対する相対移動に伴い、第１固定ピン７１は、接触点Ｐ８において第１長孔５３ａおよび第２長孔５４ａの双方に接触するようになる。なお、接触点Ｐ３には、図中矢印に示す方向に、コイルスプリング８０からの反力が作用している。

これにより、第２固定ピン７２が第１固定ピン７１に近接してコイルスプリング８０が圧縮変形され、このときのコイルスプリング８０の圧縮変形により、雪Ｓによる各ワイパブレード１２ａ，１２ｂからワイパモータ２１に伝達される負荷を緩衝することができる。

このように、コイルスプリング８０は、伸縮ロッド４０の縮み動作および伸び動作の何れの場合においても同様に圧縮変形されるようになっている。したがって、コイルスプリング８０としては、単純な構成の汎用の圧縮ばねを採用することができる。

ここで、コイルスプリング８０のセット荷重を約３００Ｎに設定しているが、これは、各ワイパブレード１２ａ，１２ｂの通常作動時に発生し得る最大負荷値の約２５０Ｎを上回る値とするためである。これにより、各ワイパブレード１２ａ，１２ｂの通常作動時において、伸縮ロッド４０が伸縮動作することを防止している。なお、通常作動時とは、降雨時等において雨水等を払拭する際の各ワイパブレード１２ａ，１２ｂの動作のことである。

また、コイルスプリング８０は各長尺部材５０，６０の長手方向に沿うよう設けられるため、その長さ寸法の設定自由度が大きくなっている。これにより、コイルスプリング８０の長さ寸法を長く設定して、コイルスプリング８０のバネ常数を寝かせたりすることができ、搭載車両に応じた種々の伸縮特性（緩衝特性）を有する伸縮ロッド４０を得ることができる。

さらに、各長孔５３ａ〜６４ａの長さ寸法をそれぞれ約１５ｍｍに設定し、伸縮ロッド４０の伸縮量を、縮み方向および伸び方向にそれぞれ約１２ｍｍとなるよう設定している。これにより、上述のようにフロントガラス１１上に雪Ｓが落雪した場合において、各払拭範囲１４ａ，１４ｂ上の任意の位置でそれぞれ略４５°の払拭範囲を確保し、当該各払拭範囲で各ワイパブレード１２ａ，１２ｂを継続して払拭動作させることが可能となっている。

以上詳述したように、第１実施の形態に係るワイパ装置２０によれば、リンク機構２３は、各ワイパブレード１２ａ，１２ｂからの負荷が所定値以上のときに伸縮動作して出力軸２１ａの継続回転を許容する伸縮ロッド４０を備えるので、フロントガラス１１に対する各ワイパブレード１２ａ，１２ｂの移動方向や位置に関わらず、フロントガラス１１上に落雪した雪Ｓ等による各ワイパブレード１２ａ，１２ｂからの高負荷によって伸縮ロッド４０が伸縮する。

したがって、ワイパモータ２１への高負荷の伝達を抑制することができ、ワイパモータ２１を確実に保護することができる。また、伸縮ロッド４０の伸縮によりワイパモータ２１への高負荷の伝達を抑制することができるので、ワイパモータ２１を大型化したり高強度化することで高負荷に耐え得るよう対策する必要が無くなり、ワイパモータ２１の小型化や軽量化等を実現できる。さらには、リンク機構２３を形成する連結ロッド３１等、ワイパ装置２０を形成するパーツの小型化や軽量化等を図ることもできる。さらには、ワイパモータ２１内のウォームと減速機構との噛合い部分への負荷も抑制できるため、バックラッシの増加を抑えることができ、長期に亘ってワイパモータ２１の噛合い状態を維持することができる。

また、第１実施の形態に係るワイパ装置２０によれば、各長尺部材５０，６０をそれぞれ断面Ｕ字形状に形成し、当該開口側を突き合わせて各長尺部材５０，６０を組み付けて、各長尺部材５０，６０の底壁部５２，６２側の各角部５５，６５を、コイルスプリング８０の内側に近接配置したので、コイルスプリング８０により各長尺部材５０，６０を真っ直ぐに保持することができる。したがって、伸縮ロッド４０が座屈するのを防止することができる。

次に、本発明の第２実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述の第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１２は第２実施の形態に係る伸縮ロッドの図４に対応する拡大断面図を表している。

第２実施の形態においては、上述の第１実施の形態に比して伸縮ロッドを形成する各長尺部材の形状のみが異なっている。図１２に示すように、伸縮部材としての伸縮ロッド９０は、同一の長さ寸法に設定された第１側壁部５３および第２側壁部５４を有する第１長尺部材５０と、同一の長さ寸法に設定された第１側壁部６３および第２側壁部６４を有する第２長尺部材６０とを備えている。これにより、各長尺部材５０，６０をそれぞれ同一形状としている。

以上のように構成した第２実施の形態においては、上述の第１実施の形態に比して、各長尺部材５０，６０を真っ直ぐに保持するコイルスプリング８０の保持機能が若干低下する点を除いて、同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第２実施の形態においては、各長尺部材５０，６０をそれぞれ同一形状としているので、伸縮ロッド９０を形成するパーツの共通化を図ることができる。したがって、パーツ管理の簡素化が図れて歩留まりを向上させることが可能となる。

次に、本発明の第３実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述の第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１３は第３実施の形態に係る伸縮ロッドの図３に対応する斜視図を、図１４は図１３のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図を、図１５は図１３の破線円Ｂ部分を拡大して示す平面図を、図１６は図１３に示す伸縮ロッドの長手方向に沿う部分断面図をそれぞれ表している。

第３実施の形態においては、上述の第１実施の形態に比して、伸縮ロッドを形成する各長尺部材の形状および各固定ピンの形状が異なっている。伸縮ロッド（伸縮部材）１００は、中空の第１パイプ部材（第１長尺部材）１０１と、中空の第２パイプ部材（第２長尺部材）１０２とを備えている。第１パイプ部材１０１は、第２パイプ部材１０２よりも大径に形成されており、第２パイプ部材１０２は第１パイプ部材１０１内に挿入されている。第２パイプ部材１０２の外径寸法は、第１パイプ部材１０１の内径寸法と略同じ寸法に設定されており、各パイプ部材１０１，１０２は、相対移動する際に互いに摺接するようになっている。

各パイプ部材１０１，１０２には、図１４に示すように、その周方向に沿うよう一対の水抜き孔１０１ａ，１０２ａがそれぞれ対向配置されている。各水抜き孔１０１ａ，１０２ａは、伸縮ロッド１００の無負荷状態（図１６に示す状態）のもとで、径方向および軸方向のそれぞれに一致して対向するようになっている。各水抜き孔１０１ａ，１０２ａは、伸縮ロッド１００内に浸入した雨水等を外部に排出するようになっている。

各パイプ部材１０１，１０２の内部には、図１６に示すように、それぞれゴム等の弾性材料よりなる円柱形状のシール部材１０３，１０４が設けられている。各シール部材１０３，１０４は、各固定ピン１０５，１０６の近傍に設けられており、伸縮ロッド１００の両端側から浸入した雨水等が各固定ピン１０５，１０６側に浸入するのを防止するようになっている。

各長孔５３ａ〜６４ａには、当該各長孔５３ａ〜６４ａを貫通するよう円柱状の第１固定ピン（支持部材）１０５および第２固定ピン（支持部材）１０６が設けられている。各固定ピン１０５，１０６の一端側および他端側（図１５および図１６中上下側）には、それぞれ環状の支持凹部１０５ａ，１０５ｂ，１０６ａ，１０６ｂが一体に設けられている。

各固定ピン１０５，１０６は、何れも同じものを用いており、各支持凹部１０５ａ，１０５ｂ間の距離および各支持凹部１０６ａ，１０６ｂ間の距離は、それぞれコイルスプリング８０の直径寸法に合わせて同一の距離に設定されている。これにより、各支持凹部１０５ａ〜１０６ｂには、コイルスプリング８０の端部がそれぞれ装着されるようになっている。

伸縮ロッド１００を組み立てる際には、まず、各取り付け部５１，６１を取り付けていない各パイプ部材１０１，１０２を準備する（第１工程）。

第１工程に続いて、第１パイプ部材１０１に第２パイプ部材１０２を挿入する。このとき、各パイプ部材１０１，１０２を相対移動させ、各長孔５３ａ〜６４ａおよび各水抜き孔１０１ａ，１０２ａを、図１６に示すようにそれぞれ対向させておく（第２工程）。

第２工程に続いて、各固定ピン１０５，１０６のうちの一方を各長孔５３ａ〜６４ａに差し込み、その状態のもとで、コイルスプリング８０を各パイプ部材１０１，１０２の長手方向に沿わせて装着する（第３工程）。

第３工程に続いて、コイルスプリング８０の長さ寸法がＬ１以下となるよう当該コイルスプリング８０を押圧して縮めておき、その状態のもとで、各固定ピン１０５，１０６のうちの他方を各長孔５３ａ〜６４ａに差し込む（第４工程）。

第４工程に続いて、各パイプ部材１０１，１０２の端部に各取り付け部材５１，６１をそれぞれ装着し、これにより伸縮ロッド１００の組み立てが完了する（第５工程）。

以上のように構成した第３実施の形態においても、第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第３実施の形態においては、第１パイプ部材１０１内に第２パイプ部材１０２を挿入するようにしたので、各パイプ部材１０１，１０２の内周側および外周側の略全面において、各パイプ部材１０１，１０２を摺接させることができ、伸縮ロッドが座屈するのをより確実に防止することができる。また、各パイプ部材１０１，１０２は、汎用のパイプ材等により形成することができるので、複雑なプレス加工等を省略することができる。したがって、製造工程（組み立て工程）を簡素化して製造コストの低減等を図ることができる。

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２０を車両１０のフロント側に設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、車両１０のリヤ側に設けることもできる。

また、上記実施の形態においては、ワイパ装置２０を車両１０に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、航空機や鉄道車両，建設機械等のウィンドシールドを払拭するワイパ装置にも適用することがきる。

本発明に係るワイパ装置を搭載した車両を説明する説明図である。 図１のワイパ装置を拡大して示す斜視図である。 図２の伸縮ロッドを示す斜視図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。 図３の破線円Ｂ部分を拡大して示す平面図である。 図３に示す伸縮ロッドの長手方向に沿う部分断面図である。 伸縮ロッドの組み立て手順を説明する説明図である。 ワイパ装置の下反転位置への動作時において雪によりワイパブレードが移動規制された状態を説明する説明図である。 図８に示す状態における伸縮ロッドの動作（縮み動作）を説明する説明図である。 ワイパ装置の上反転位置への動作時において雪によりワイパブレードが移動規制された状態を説明する説明図である。 図１０に示す状態における伸縮ロッドの動作（伸び動作）を説明する説明図である。 第２実施の形態に係る伸縮ロッドの図４に対応する拡大断面図である。 第３実施の形態に係る伸縮ロッドの図３に対応する斜視図である。 図１３のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。 図１３の破線円Ｂ部分を拡大して示す平面図である。 図１３に示す伸縮ロッドの長手方向に沿う部分断面図である。

符号の説明

１０ 車両
１１ フロントガラス（ウィンドシールド）
１２ａ ＤＲ側ワイパブレード（ワイパ部材）
１２ｂ ＡＳ側ワイパブレード（ワイパ部材）
１３ａ ＤＲ側ワイパアーム
１３ｂ ＡＳ側ワイパアーム
１４ａ ＤＲ側払拭範囲
１４ｂ ＡＳ側払拭範囲
２０ ワイパ装置
２１ ワイパモータ
２１ａ 出力軸
２２ａ ＤＲ側ピボット軸（ピボット軸）
２２ｂ ＡＳ側ピボット軸（ピボット軸）
２３ リンク機構
２４ モータブラケット
２４ａ ＤＲ側ピボットホルダ
２４ｂ 取り付け脚部
２５ フレーム部材
２６ 固定ボルト
２７ ＡＳ側ピボットホルダ
２７ａ 取り付け脚部
２８ａ ＤＲ側駆動レバー（リンク機構）
２８ｂ ＡＳ側駆動レバー（リンク機構）
２９ モータクランク（リンク機構）
３０ 締結ナット
３１ 連結ロッド（リンク機構）
３２ モータ本体部（ワイパモータ）
３３ ギヤケース部（ワイパモータ）
４０ 伸縮ロッド（リンク機構，伸縮部材）
５０ 第１長尺部材
５１ 取り付け部
５２ 底壁部
５３ 第１側壁部
５３ａ 第１長孔（長孔）
５４ 第２側壁部
５４ａ 第２長孔（長孔）
５５ 角部
６０ 第２長尺部材
６１ 取り付け部
６２ 底壁部
６３ 第１側壁部
６３ａ 第３長孔（長孔）
６４ 第２側壁部
６４ａ 第４長孔（長孔）
６５ 角部
７１ 第１固定ピン（支持部材）
７１ａ 支持凹部
７２ 第２固定ピン（支持部材）
７２ａ 支持凹部
８０ コイルスプリング（付勢部材）
９０ 伸縮ロッド（伸縮部材）
１００ 伸縮ロッド（伸縮部材）
１０１ 第１パイプ部材（第１長尺部材）
１０１ａ 水抜き孔
１０２ 第２パイプ部材（第２長尺部材）
１０２ａ 水抜き孔
１０３，１０４ シール部材
１０５ 第１固定ピン（支持部材）
１０５ａ，１０５ｂ 支持凹部
１０６ 第２固定ピン（支持部材）
１０６ａ，１０６ｂ 支持凹部
Ｐ１〜Ｐ８ 接触点
Ａ１，Ａ２ 移動領域
ＣＭ 縮み量
ＥＭ 伸び量
Ｓ 雪（付着物）

Claims (5)

1. ウィンドシールド上に設けられるワイパ部材を揺動駆動し、前記ウィンドシールドに付着した付着物を払拭するワイパ装置であって、
   出力軸を備えたワイパモータと、
   前記ワイパ部材が固定されるピボット軸と、
   前記出力軸と前記ピボット軸との間に設けられ、前記出力軸の回転運動を前記ピボット軸の揺動運動に変換するリンク機構とを有し、
   前記リンク機構は、前記ワイパ部材からの負荷が所定値以上のときに伸縮動作して前記出力軸の継続回転を許容する伸縮部材を備えることを特徴とするワイパ装置。
2. 請求項１記載のワイパ装置において、前記伸縮部材を、第１長尺部材と、前記第１長尺部材の長手方向に相対移動可能な第２長尺部材と、前記各長尺部材の長手方向に所定間隔を持って設けられ、前記各長尺部材の長手方向に延びる長孔と、前記各長尺部材の長手方向一側の前記長孔および前記各長尺部材の長手方向他側の前記長孔に設けられる一対の支持部材と、前記各長尺部材の外周側において前記各支持部材間に配置される付勢部材とから形成することを特徴とするワイパ装置。
3. 請求項２記載のワイパ装置において、前記各長尺部材をそれぞれ断面Ｕ字形状に形成し、当該開口側を突き合わせて前記各長尺部材を組み付けることを特徴とするワイパ装置。
4. 請求項３記載のワイパ装置において、前記付勢部材をコイルスプリングにより形成し、前記各長尺部材の底部側に設けられる一対の角部を、前記コイルスプリングの内側に近接配置することを特徴とするワイパ装置。
5. 請求項２記載のワイパ装置において、前記各長尺部材のうちの一方側を第１パイプ部材により形成し、前記各長尺部材のうちの他方側を前記第１パイプ部材内に挿入される第２パイプ部材により形成することを特徴とするワイパ装置。

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