JP2015104964A - 自動車のフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】雨天走行中の運転者の視界を確保するためのワイパーであっても、走行中に大量の雨が降ったような場合、ワイパーを高速で運動させても視界が確保できないことがある。特に、いわゆる「ゲリラ豪雨」と称される突発的で局地的な豪雨の場合はワイパーを高速で運動してもフロントガラス上の雨水が払拭しきれず、視界が確保できない場合がある。このような場合に、雨水を吸水することによって一定範囲の視界を常に確保することが可能となり、視界不良に起因する交通事故の発生を未然に防止できる。【解決手段】ワイパーゴムの断面形状をフロントガラスに押接するワイパーゴム先端部である接触エッジと、接触エッジの左右両側にフロントガラスと接しない補助エッジを設け、接触エッジと補助エッジの空間を吸水孔とし、吸水ホースを介して吸水ポンプと吸水孔を連結し、接触エッジで払拭され補助エッジ内に流入された雨水を吸水し車外に排水するものである。【選択図】図７

Description

本発明は、激しい降雨時に作動させる自動車のフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置に関する。

雨天走行中に自動車のフロントガラスに流れる雨水を払拭し、視界を確保するためワイパーが使用されている。このワイパーは、断面が板状に成型した細長いワイパーゴムを挟持したワイパーブレードをワイパーホルダーで保持し、このワイパーホルダーを連結させたワイパーアームをモーターで往復運動させ、ワイパーゴム先端部をフロントガラスに押接した状態でこの往復運動により雨水を払拭する。なお、ワイパーゴムを挟持したワイパーブレードをワイパーホルダーで保持したものをワイパーとし、このワイパーとワイパーアーム及びモーター等の駆動部を含んだ装置をワイパー装置とする。

自動車用のワイパー２は、図１のようにワイパーアーム２３に取り付けられ運転席側と助手席側で２本使われている。なお、ワイパーゴムと金属等で形成されるワイパーブレードとを一体化してワイパーブレードと称する場合もあるが、ワイパーブレード単体をワイパーブレードと称する場合もある。
上述したような雨天走行中の運転者の視界を確保するためのワイパーであっても、走行中に大量の雨が降ったような場合、ワイパーを高速で運動させても視界が確保できないことがある。特に、いわゆる「ゲリラ豪雨」と称される突発的で局地的な豪雨の場合はワイパーを高速で運動してもフロントガラス上の雨水が払拭しきれず、視界が確保できない場合があり、それによって交通事故を引き起こすおそれがある。このように、状況によっては通常のワイパーの力だけでは雨天走行中の運転者の視界を確保することが困難な場合もある。

そこで、これらの問題点を解消するためのワイパーに関する先行文献としては以下の様々なものが挙げられる。視界面に対して移動するワイパーアームと、前記ワイパーアームに取り付けられ、落下してくる雨水を受けるための受け部材と、前記受け部材を覆うように取り付けられ、前記受け部材が受けた雨水の跳ね返りを防止する防跳部材とをを備えたこと、を特徴とする受水機構および吹付機構を備えたワイパーシステム（特許文献１）。また、温風噴射孔と水滴吸引溝を有するワイパー本体を窓ガラス表面から数ミリメートルの距離を保ちながら振動させ、速度のある温風で窓ガラス表面の雨水等を吹きとばし、吹きとばされた水滴を噴射孔の両脇に設けた吸引溝に吸いとる構成である窓ガラスに接触しない、自動車のワイパー装置（特許文献２）。更に、ワイパーゴムの取付具合や弾性押圧力に関係なく、また、ウインド面に付着する雨水等の量にも影響されることなく、ウインドの雨水等を比較的弱めの弾性押圧力で強力にふき取るため、ゴム又は合成ゴムを用いて全体を細長く形成したワイパーゴムの先端縁側の側面に、ワイパーゴムの全長に沿って１本又は複数本の吸引溝を凹設したことを特徴とする自動車用ワイパー（特許文献３）等が挙げられる。

特許第５１１６０６１号公報 特開平５−３１０１０２号公報 特開平１０−２６４７７６号公報

特許文献１は、保水部分がスポンジ等の吸水部材を使用しているため、豪雨時の多量の雨水を吸水できるかどうか疑問がある。特許文献２は、速度のある温風で窓ガラス表面の雨水等を吹きとばすものであり、運転時にフロントガラスを通す視界が霞んで不鮮明になる恐れがある。また、特許文献３は、雨滴を効果的に吸い込むには困難な場合があると思われる。
そこで、本発明は、激しい降雨時の自動車の走行中であってもワイパーホルダーに設置したワイパーゴムの形状と吸水ポンプに連結した吸水ホースにより雨水を吸水することによって豪雨時の運転者の前方の視界を確保することを目的とするものである。

本発明が解決しようとする課題は、豪雨等の中で自動車を運転する場合であっても、ワイパーホルダーに設置したワイパーゴムの吸水孔等により雨水を吸水することによってフロントガラスの一定範囲の視界を常に確保し、視界不良に起因する交通事故の発生を未然に防止することである。

すなわち、第１の発明は、ワイパーアームをワイパーモーターの駆動力により往復運動させ、このワイパーアームに設けたワイパーホルダーで保持したワイパーゴムにより自動車のフロントガラスの雨水を払拭するワイパー装置において、ワイパーゴムの断面形状をフロントガラスに押接するワイパーゴム先端部である接触エッジと、接触エッジの左右両側にフロントガラスと接しない補助エッジを設け、接触エッジと補助エッジの空間を吸水孔とし、吸水ホースを介して吸水ポンプと吸水孔を連結し、接触エッジで払拭され補助エッジ内に流入された雨水を吸水ポンプにより吸水し排出することを特徴とする自動車のフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置である。

図２に示すように、ネット上にても各メーカーのワイパーゴムの断面形状が表現されている。いずれの形状も各メーカーが雨水を払拭し易いものとして研究した結果であると思われる。図２のように、各ワイパーゴムには当然であるがフロントガラスに押接する接触エッジ３１が付いている。本願では、この接触エッジ３１の左右あるいは一方にフロントガラスと接触しない補助エッジ３２を設け、接触エッジ３１と補助エッジ３２の間隙に流れ込んだ雨水を吸水ホースを介して吸引ポンプで吸水し、車外に排出しようとするものである。

図３は、一般的なワイパーゴム３の断面図(Ａ)と接触エッジの左右両側にフロントガラスと接しない補助エッジを設けたワイパーゴム３(Ｂ)の断面図である。接触エッジ３１は、ワイパーを作動するとフロントガラス１１に押接され、往復運動により進行方向と反対側に屈折し、接触エッジ３１の長さは短くなる。それでも補助エッジ３２はフロントガラスと接することなく、一定の間隔を持てるように接触エッジ３１に比べその長さを予め短く調整しておく。接触エッジ３１で払拭された雨水は補助エッジ３２とフロントガラス１１の間隔を通り、接触エッジ３１と補助エッジ３２の間隙に流れ込む。この雨水を吸水孔３３から吸水ホースを介して吸引ポンプで吸水し、車外に排水する。なお、図３において接触エッジ３１の断面図を示しているが、この形状に限るものではなく図２に示すように各形状があるが、雨水を吸水孔３３に吸水し易い形状であれば良く、接触エッジの断面形状は問わずない。

第２発明は、ワイパーゴムの断面形状をフロントガラスと接する接触エッジと、接触エッジの左右いずれか一方にフロントガラスと接しない補助エッジを設けた第１発明のフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置である。

補助エッジは、接触エッジの左右両側に設ける必要はなく、左右のいずれか一方にフロントガラスと接しない補助エッジを設けるだけで、フロントガラスの一定範囲の視界を確保できる場合もある。一方にだけ補助エッジを設けることにより、吸水ポンプの吸水能力を制限することができ、小型化することも可能となる。図４に接触エッジの左右いずれか一方にフロントガラスと接しない補助エッジを設けたワイパーゴムの概略断面図を示す。
なお、補助エッジの長さ、接触エッジの断面形状等は、前述の通りである。

第３発明は、ワイパーゴムの上半部の断面形状を、接触エッジの両側又は、左右いずれか片方に補助エッジを設けた第１発明又は第２発明のいずれかのフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置である。

細長く形成されたワイパーゴム３はワイパーブレード２１に挟持され、これをワイパーホルダー２２で保持し、このワイパーホルダーを連結させたワイパーアーム２３をモーターで往復運動させている。ワイパーゴム３の上半部とは、細長く形成されたワイパーゴムのワイパーアームの回転軸から離れた部位をいい、フロントガラス上を流れ落ちる雨水の大部分を払拭する場所である。上半部といっても、ワイパーゴムの長さの１／２から１／３の部分である。図５、図６にワイパーゴムの上半部３４を示す。

第４発明は、吸水ポンプをエンジンフード内に取り付け、吸水ポンプに連結した吸水ホースをエンジンフード外に取り出してワイパーアームに取り付け、更にワイパーアームからワイパーブレードに挟持されたワイパーゴムに連結させる第１発明から第３発明のいずれかのフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置である。

本願を実施するために、吸水ホース５１を往復運動しているワイパー２に吸水ポンプ５からどのように連結するかという課題があった。一般的には、ワイパーモーター６はエンジンフード１２内に取付けられている。そこで、ワイパーモーター６と連動する吸水ポンプ５もエンジンフード１２内に取付け、エンジンフード１２内にある吸水ポンプ５から排水管５２を通し雨水を排出するようにすることが適切である。

一般的なワイパー２は、図５に示すように、ワイパーゴム３をワイパーブレード２１で挟持し、このワイパーブレード２１をワイパーホルダー２２で保持し、ワイパーホルダー２２とワイパーアーム２３を連結する。そして、ワイパーモーター６の回転をリンケージ２５に伝え、ワイパーアーム２３の回転軸２４を回転させワイパーアーム２３の往復運動をさせ、ワイパーゴム３の先端部をフロントガラス１１に押接した状態でこの往復運動により雨水を払拭する。例えば、大型バス等には、ワイパーアーム２３よりフロントガラスの洗浄液が噴射される機構も見受けられ、エンジンフード１２とワイパー装置がある車外とは、空気流入孔他何らかの隙間が設けられている。そこで、吸水ポンプ５に連結された吸水ホース５１は、この間隙を通しワイパーアーム２３に取り付け、さらにワイパーアーム２３からの吸水ホース５１をワイパーゴム３の吸水孔３３に連結することとする。吸水ホース５１とワイパーゴム３の吸水孔３３との連結は、吸水孔３３に直接吸水ホース５１を接合するか、あるいは、ワイパーゴムの所定箇所を吸水孔３３まで貫通する吸水ホース用孔を穿孔し、そこに吸水ホース５１を接合する等の方法があるが、その方法は問わない。また、回転軸にはその中心部を中空とする中空回転軸もあり、ワイパーアーム２３の回転軸２４を中空回転軸とすることにより、この回転軸の中空に吸水ポンプ５からの吸水ホース５１を通過させ、ワイパーアーム２３に取り付ける方法もある。なお、吸水ホース５１とワイパーゴム３の吸水孔３３との連結方法は、これらに限るものではない。

図６にワイパー及び吸水ホースの概略図を示す。図６では、吸水ホース５１は、中空のワイパーアーム２３の回転軸２４内を通り。ワイパーゴム３の中央部を吸水孔３３まで穿孔し、これに吸水ホース５１を接合して吸水ポンプ５と連結している。

第５発明は、雨天走行時、ワイパーの往復運動速度が最高の段階になったときに吸水ポンプが作動する第１発明から第４発明のいずれかのフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置である。

本フロントガラス用雨水吸水ワイパー装置は、激しい降雨時に必要とするものである。フロントガラスの視界を確保するため、降雨状態によりドライバーの判断でワイパーの往復運動速度が手動により決められる。一般的なワイパー装置では、ワイパーの往復運動速度は３段階となっていて、激しい降雨時にはワイパーの往復運動速度を最高の段階にする。こうしたときこそ本フロントガラス用雨水吸水ワイパー装置を作動すべきである。吸水ポンプのオン・オフは運転席内のスイッチにより手動で行われるが、これを自動化することが望まれる。そこで、自動車に取り付けられているワイパー装置に吸水ポンプを連動させ、ワイパーの往復運動が最高になったときに、吸水ポンプを作動させ、本フロントガラス用雨水吸水ワイパー装置を作動させるものである。

第６発明は、雨量センサーからの信号により作動する吸水ポンプ、又は雨量センサーからの信号により作動するとともに、吸水ポンプの吸水力を変化させることができるシステム使用する第１発明から第４発明のいずれかのフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置である。

第５発明のワイパー装置に吸水ポンプを連動させる代わりに、雨量センサーを用いるものである。前述のように、吸水ポンプによる雨水の吸水は、豪雨のような激しい降雨時に限られ、普通の降雨時にはする必要はない。無線あるいは有線の雨量センサーが市販されている。そこで、この雨量センサーを自動車に付け、無線あるいは有線により一定以上の降雨量になった場合には吸水ポンプ
を作動させる方式を採用するものである。更には、降雨量により吸水ポンプの作動を開始するだけでなく、雨量センサーからくる降雨量に比例して、吸水ポンプの吸水力を変化させる方式を採用するものである。

第７発明は、ワイパーゴムには、ダイヤモンドライクカーボンがコーティングされている第１発明から第６発明のいずれかのフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置である。

ダイヤモンドライクカーボン(Ｄｉａｍｏｎｎｄ ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ：以下ＤＬＣとする。)とは、気相合成法により金属やプラスチックの表面に合成され、ダイヤモンドに類似した高硬度・気体遮断性・摩擦係数の低下などを持つカーボン薄膜であり、ＤＬＣ膜の構造は、非晶質(アモルファス)構造でダイヤモンド結合やグラファイト結合を有している。このＤＬＣ膜は、ペットボトルの外気との遮断、自動車部品の摺動部、金管楽器等に使用されるようになってきている。ＤＬＣ膜をワイパーゴムにコーティングすることにより、フロントガラス上のワイパーゴムの摺動性が向上するとともに、耐久性も向上することとなり、これを採用するものである。

第１発明、第２発明、第３発明では、豪雨の中で自動車を運転するような場合であっても、本装置を使用することによって、フロントガラス上の雨水を素早く吸水でき、一定範囲の視界を常に確保することが可能となり、視界不良に起因する交通事故の発生を未然に防止できる。第４の発明では、ワイパーゴムの吸水孔と吸水ポンプを連結する吸水ホースの取り付け方法を示すものである。第５発明、第６発明では、降雨量により吸水ポンプの作動が自動化され、更には吸水ポンプの吸水力も制御でき、本装置の使用が容易となる。第７発明では、フロントガラス上のワイパーゴムの摺動性が向上するとともに、ワイパーゴムの耐久性も向上する。

図１は、自動車のフロントガラス周辺の概略図である。 図２は、ネット上から引用した各種ワイパーゴムの断面図である。 図３は、一般的なワイパーゴムの断面図と接触エッジの左右両側にフロントガラスと接しない補助エッジを設けたワイパーゴムの概略断面図である。 図４は、接触エッジの左右いずれか一方にフロントガラスと接しない補助エッジを設けたワイパーゴムの概略断面図である。 図５は、ワイパー、ワイパーブレード及びリンケージの概略図である。 図６は、ワイパーの正面概略図である。 図７は、ワイパーゴムの動きと雨水の状態の概略図である。 図８は、接触エッジの一方にフロントガラスと接しない補助エッジを設けたワイパーゴムと吸水ホースの概略図である。 図９は、雨量センサー、吸水ポンプ、ワイパーモーター等の配置概略図である。

本発明の実施例の一部は上述のよう述べてきたので、その他の実施例を以下に示す。

図７に接触エッジ３１の左右両側に補助エッジ３２が付いたワイパーゴム３がフロントガラス１１上を摺動している概略図を示す。接触エッジ３１は、ワイパーの進行方向とは逆向きに折れ曲がり雨水４を払拭する。払拭された雨水は、接触エッジ３１と補助エッジ３２の間隙に流れ込み、吸水孔３３には、吸水ポンプ５と連結された吸水ホース５1がつながり、この吸水力により雨水４は吸水され、吸水ポンプ５１から排水管５２を通し排水される。図７各図の上の矢印はワイパーゴムの進行方向を示す。図７のように、接触エッジ３１がフロントガラス１１上を摺動するとき、折れ曲がり接触エッジの先端が補助エッジと接するように接触エッジと補助エッジの長さを調整すれば、余分な空気を吸水ホースが吸い込むことを少しでも回避することができる。重複するが、接触エッジの断面形状は問わず、吸水孔３３に雨水が揚げられる形状であれば足りる。

図８は、接触エッジ３１の一方にフロントガラスと接しない補助エッジ３２をワイパーゴムの長さの半分に設けたワイパーゴム３と吸水ホース５１の概略図である。第２発明と第３発明を併せたワイパーゴム３の形状である。吸水ホース用孔３５は吸水孔３３まで貫通され、吸水ホースとつながっている。この吸水ホース５１は、ワイパーアーム２３に取り付けられ、ワイパーアーム回転軸２４から吸水ポンプに連絡されている。なお、吸水ポンプに連結された吸水ホースと吸水孔との連結はこれに限るものではない。

図９は、雨量センサー、吸水ポンプ、ワイパーモーター等の配置概略図である。運転席のスイッチにより、ワイパーモーター６が回転すると雨量センサー８が起動する。雨量センサー８は、雨量の信号を制御盤に伝える。所定の雨量となったときは、吸水ポンプ５が作動し、雨水は吸水孔３３から吸水ホース５１に吸引され、吸水ポンプ５から排水管を５２通し排水される．また、雨量の変化の信号により、吸水ポンプの吸水能力を変化させる。これらの機能は、制御盤７にて行われる。なお、図９においても、吸水ホースはワイパーアーム２３の中空回転軸２４を通しているが、これに限るものではなく、一般的な中空のないワイパーアーム２３の回転軸２４の場合には、前述のようにエンジンフード１２から取出した吸水ホース５１をワイパーアーム２３に取り付けることで足りる。

本発明の自動車のフロントガラス用雨水吸水ワイパーは、豪雨の中で自動車を運転するような場合であっても、雨水を吸水することによって一定範囲の視界を常に確保することが可能となり、視界不良に起因する交通事故の発生を未然に防止できることが期待されている。

１ 自動車 １１ フロントガラス １２ エンジンフード
２ ワイパー ２１ ワイパーブレード ２２ ワイパーホルダー
２３ ワイパーアーム ２４ ワイパーアームの回転軸 ２５ リンケージ
３ ワイパーゴム ３１ 接触エッジ ３２ 補助エッジ ３３ 吸水孔
３４ ワイパーゴムの上半部 ３５ 吸水ホース用穿孔 ３６ ワイパーゴムの端末
４ 雨水
５ 吸水ポンプ ５１吸水ホース ５２ 排水管
６ ワイパーモーター
７ 制御盤
８ 雨量センサー
９ 電源 ９１導線

Claims (7)

1. ワイパーアームをワイパーモーターの駆動力により往復運動させ、このワイパーアームに設けたワイパーホルダーで保持したワイパーゴムにより自動車のフロントガラスの雨水を払拭するワイパー装置において、ワイパーゴムの断面形状をフロントガラスに押接するワイパーゴム先端部である接触エッジと、接触エッジの左右両側にフロントガラスと接しない補助エッジを設け、接触エッジと補助エッジの空間を吸水孔とし、吸水ホースを介して吸水ポンプと吸水孔を連結し、接触エッジで払拭され補助エッジ内に流入された雨水を吸水ポンプにより吸水し排出することを特徴とする自動車のフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置。
2. ワイパーゴムの断面形状をフロントガラスと接する接触エッジと、接触エッジの左右いずれか一方にフロントガラスと接しない補助エッジを設けた請求項１のフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置。
3. ワイパーゴムの上半部の断面形状を、接触エッジの両側又は、左右いずれか片方に補助エッジを設けた請求項１又は請求項２のいずれかのフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置。
4. 吸水ポンプをエンジンフード内に取り付け、吸水ポンプに連結した吸水ホースをエンジンフード外に取り出してワイパーアームに取り付け、更にワイパーアームからワイパーブレードに挟持されたワイパーゴムに連結させる請求項１から請求項３のいずれかのフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置である。
5. 雨天走行時、ワイパーの往復運動速度が最高の段階になったときに吸水ポンプが作動する請求項１から請求項４のいずれかのフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置。
6. 雨量センサーからの信号により作動する吸水ポンプ、又は雨量センサーからの信号により作動するとともに、吸水ポンプの吸水力を変化させることができるシステム使用する請求項１から請求項４のいずれかのフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置。
7. ワイパーゴムには、ダイヤモンドライクカーボンがコーティングされている請求項１から請求項６のいずれかのフロントガラス用雨水吸水ワイパー装置。