JP2018176801A - ワイパ装置用枢支部材及びワイパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイパ装置におけるボールピンやピボット軸のシャフト部等のセレーション加工された圧入軸部を備える部材において、圧入軸部にセレーション未加工部が形成されないようにすること。【解決手段】一端側に枢支部となるボールピン３０のボール部３０ａないしピボット軸２２の支持部２２ａが、他端側につば部３０ｄ，２２ｄがそれぞれ形成され、つば部３０ｄ，２２ｄにはセレーション加工された圧入軸部３０ｂ，２２ｂが形成され、圧入軸部３０ｂ，２２ｂが揺動又は回動する部材２４に形成された穴内２４ａ、２４ｂに圧入固定されたワイパ装置用枢支部材であって、つば部３０ｄ，２２ｄには圧入軸部３０ｂ，２２ｂの根元側外周に沿って所定深さの溝３０ｆ，２２ｆが形成されており、圧入軸部は３０ｂ，２２ｂ少なくとも溝３０ｆ，２２ｆに対応する位置までセレーション加工部３０ｅ，２２ｅが設けられている。【選択図】図６

Description

本発明は、車両用ワイパ装置のリンク機構に使用されるセレーション形成部を有するワイパ装置用枢支部材に関する。

自動車には、フロントガラスに付着した雨滴等を払拭するためのワイパ装置が設けられている。このワイパ装置では、先端にワイパアームが固定されるピボット軸のシャフト部を回動可能に支持し、それぞれ車体側に固定される２つのピボットホルダと、中空材からなりそれぞれのピボットホルダ同士を互いに連結する中空フレームと、中空フレームに固定される駆動源と、この駆動源の駆動力をピボット軸に伝達するリンク機構とを備えている。そして、ワイパアームに連結されたワイパブレードによってフロントガラス表面の雨滴等を払拭する構成となされている（特許文献１参照）。

このワイパ装置では、それぞれのピボット軸のシャフト部にピボットレバーが固定され、これらのピボットレバー同士が同期リンクロッドにより連結され、駆動源と一方のピボットレバーとがクランクアーム及び駆動源側リンクロッドを介して連結されてリンク機構を構成している。なお、ピボット軸の先端にはワイパアームが枢支され、このワイパアームの先端にはワイパブレードが支持されている。

通常、ワイパ装置では、リンク機構を構成するクランクアームと駆動源側リンクロッドの連結部、駆動源側リンクロッドと一方のピボットレバーの連結部、一方のピボットレバーと同期リンクロッドの連結部、同期リンクロッドの連結部と他方のピボットレバーの連結部等には、例えばボールピンからなる枢支部材が設けられている（特許文献２参照）。

また、ワイパ装置において、２個のボール部を組み合わせたものを用いて２個のリンクロッドを同時に駆動する形式の２段式ボールピンも知られている（特許文献３照）。

このような構成のワイパ装置によれば、車両の車種などにより、駆動源の配置や姿勢が異なっても駆動源の駆動力をピボット軸の回転力として伝達することができる。

特許第５３５１３２４号公報 特開平１１−２２３２１０号公報 特開２０００−０４３６８３号公報 特開２００６−１０３４１６号公報

上記のようなボールピンからなる枢支部材は、回り止めのため、セレーション加工が施された圧入軸部をピボットレバーないしクランクアームに形成された穴に圧入して固定されている。同じく、それぞれのピボット軸のシャフト部も、セレーション加工が施された圧入軸部をピボットレバーに形成された穴に圧入して固定されている (特許文献４参照）。

これらのセレーション加工が施された軸部を有するボールピンないしピボット軸のシャフトは、垂直精度を出すために冷間鍛造加工により製造されているが、セレーション加工が施された圧入軸部の根元には加工上、それ以上セレーション加工具を移動させることができなくなって、セレーション未加工部が残存してしまう。そのため、従来のボールピンを例えばピボットレバーに形成された穴内に根元端面まで圧入して固定しようとすると、圧入軸部のセレーション未加工部が穴の縁に乗り上げ、強圧入部が形成されて隙間が形成されてしまうことがある。同様に、ピボット軸のシャフト部をピボットレバーに形成された穴内に根元端面まで圧入して固定しようとすると、圧入軸部の未加工部分が穴の縁に乗り上げ、強圧入部が形成されて隙間が形成されてしまうことがある。

そのため、従来のセレーション加工された圧入軸部を他の部材の穴内に圧入して固定する場合、圧入軸部を根元端面まで圧入できずに設計寸法を満足することができなかったり、むりやり圧入すると軸が曲がったりする不具合が生じることがある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ボールピンやピボット軸等のセレーション加工された圧入軸部を備える部材を他の部材の穴内に圧入して固定する際に、これらの部材の根元端面まで容易に他の部材の穴内に圧入することができ、これらの部材の根元端面と他の部材の表面の間に隙間が生じないように固定できるセレーション加工された圧入軸部を備えるワイパ装置用枢支部材を提供することにある。

本発明の他の目的は、ワイパ装置用枢支部材と第１部材との垂直精度をさらに向上することができるワイパ装置用枢支部材を提供することにある。

本発明の他の目的は、ピボット軸に適したワイパ装置用枢支部材を提供することにある。

本発明の他の目的は、ボールピンに適したワイパ装置用枢支部材を提供することにある。

本発明の他の目的は、ピボットレバーに適したワイパ装置用枢支部材を提供することにある。

さらに本発明の他の目的は、上記ワイパ装置用枢支部材を備えたワイパ装置を提供することにある。

本発明の第１の態様のワイパ装置用枢支部材は、一端側に枢支部が、他端側につば部がそれぞれ形成され、前記つば部に対して前記枢支部とは反対側にはセレーション加工された圧入軸部が形成され、揺動又は回動する第１部材に形成された穴内に前記圧入軸部が圧入固定されたワイパ装置用枢支部材であって、前記つば部には前記圧入軸部の根元側外周に沿って所定深さの溝が形成されており、前記圧入軸部は少なくとも前記溝に対応する位置までセレーション加工部が設けられていることを特徴とする。

本発明の第２の態様のワイパ装置用枢支部材は、第１の態様のワイパ装置用枢支部材において、前記セレーション加工部は、前記つば部と前記第１部材との当接面の位置まで設けられていることを特徴とする。

本発明の第３の態様のワイパ装置用枢支部材は、第１の態様のワイパ装置用枢支部材において、前記セレーション加工部は、前記溝内まで設けられていることを特徴とする。

本発明の第４の態様のワイパ装置用枢支部材は、第１〜３のいずれかの態様のワイパ装置用枢支部材において、前記つば部は、前記第１部材に面接触していることを特徴とする。

本発明の第５の態様のワイパ装置用枢支部材は、第１〜４のいずれかの態様のワイパ装置用枢支部材において、前記ワイパ装置用枢支部材は、シャフト部を備えるピボット軸であることを特徴とする。

本発明の第６の態様のワイパ装置用枢支部材は、第１〜４のいずれかの態様のワイパ装置用枢支部材において、前記ワイパ装置用枢支部材は、ボール部を備えるボールピンであることを特徴とする。

本発明の第７の態様のワイパ装置用枢支部材は、第６の態様のワイパ装置用枢支部材において、前記ボール部が複数設けられていることを特徴とする。

本発明の第８の態様のワイパ装置用枢支部材は、第６又は７の態様のワイパ装置用枢支部材において、前記ボール部には第２部材に設けられたボール係合部が摺動可能に係合していることを特徴とする。

本発明の第９の態様のワイパ装置用枢支部材は、第６〜８のいずれかの態様のワイパ装置用枢支部材において、前記第１部材は駆動源に接続されていることを特徴とする。

本発明の第１０の態様のワイパ装置用枢支部材は、第１〜８のいずれかの態様のワイパ装置用枢支部材において、前記第１部材はピボットレバーであることを特徴とする。

本発明の第１１の態様のワイパ装置は、第１〜１０のいずれかの態様のワイパ装置用枢支部材を備えることを特徴とする。

本発明の第１の態様のモータ装置によれば、つば部には圧入軸部の根元側外周に沿って所定深さの溝が形成されているので、汎用的に使用されている冷間鍛造法によって圧入軸部にセレーション加工を行っても、つば部に達するまでセレーション加工部を形成することができ、圧入軸部とつば部との境界部分には未加工部分が形成されない状態とすることができる。そのため、圧入軸部の根元部が穴の縁に乗り上げることがなくなる。これにより、つば部と揺動又は回動する部材との密着状態が良好となり、つば部と揺動又は回動する部材との間に隙間が生じないようにすることができる。

本発明の第２の態様のワイパ装置用枢支部材によれば、圧入軸部とつば部との境界部分に、確実に未加工部分が形成されない状態とすることができる。前記第１の態様のワイパ装置用枢支部材の奏する効果がより顕著に奏されるようになる。

本発明の第３の態様のワイパ装置用枢支部材によれば、圧入軸部とつば部との境界部分に、より確実に未加工部分が形成されない状態とすることができる。

本発明の第４の態様のワイパ装置用枢支部材によれば、ワイパ装置用枢支部材と第１部材との垂直精度をさらに向上することができる。

本発明の第５の態様のワイパ装置用枢支部材によれば、上記効果を奏するワイパ装置用枢支部材をピボット軸として用いることができる。

本発明の第６の態様のワイパ装置用枢支部材によれば、上記効果を奏するワイパ装置用枢支部材をボールピンとして用いることができる。

本発明の第７の態様のワイパ装置用枢支部材によれば、上記効果を奏するワイパ装置用枢支部材をボール部が複数設けられているボールピンとして用いることができる。

本発明の第８の態様のワイパ装置用枢支部材によれば、上記効果を奏するワイパ装置用枢支部材を、ボール部には第２部材に設けられたボール係合部が摺動可能に係合しているボールピンとして用いることができる。

本発明の第９の態様のワイパ装置用枢支部材によれば、上記効果を奏するワイパ装置用枢支部材を、第１部材が駆動源に接続されているワイパ装置用枢支部材として用いることができる。

本発明の第１０の態様のワイパ装置用枢支部材によれば、上記効果を奏するワイパ装置用枢支部材を、ピボットレバーに用いることができる。

本発明の第１１の態様のワイパ装置によれば、上記効果を奏するワイパ装置用枢支部材を備えたワイパ装置を提供することができる。

実施形態１及び比較例に共通するワイパ装置の正面図である。 図１のワイパ装置の平面図である。 図３Ａは実施形態１のボールピンの正面図であり、図３Ｂは同じく部分縦断面図である。 ボールリテーナを説明する部分断面図である。 図５Ａは実施形態１のピボット軸の正面図であり、図５Ｂは同じく部分縦断面図である。 図６Ａは実施形態１のピボット軸及びボールピンをピボットレバーへ固定した状態を示す正面図であり、図６Ｂは図６ＡのＶＢ部分の部分断面図であり、図６Ｃは図６ＡのＶＣ部分の部分断面図である。 図７Ａは比較例のボールピンの正面図であり、図７Ｂは同じく部分縦断面図である。 図８Ａは比較例のピボット軸及びボールピンのピボットレバーへの固定状態を示す正面図であり、図８Ｂは図８ＡのVIIＢ部分の部分断面図であり、図８Ｃは図８ＡのVIIＣ部分の部分断面図である。 実施形態２のワイパ装置の正面図である。 図１０Ａは実施形態２の二段式ボールピンの正面図であり、図１０Ｂは図１０Ａの部分断面図である。 図９のX部分の部分断面図である。

［ワイパ装置について］
まず、本発明の実施形態１及び比較例に共通するワイパ装置１０を図１及び図２を用いて説明する。なお、図１は実施形態１及び比較例に共通するワイパ装置１０の正面図であり、図２は同じく平面図である。

このワイパ装置１０は、２つのピボットホルダ１１，１２と、中空フレーム１３と、駆動源としてのモータ１４と、駆動源側リンクロッド１５及び同期リンクロッド１６とを備えている。ピボットホルダ１１，１２は、例えばアルミ合金よりなる鋳造品であって、筒状のピボット支持部１１ａ，１２ａと、ピボット支持部１１ａ，１２ａの略軸直交方向に延びる車体固定部１１ｂ，１２ｂと、車体固定部１１ｂ，１２ｂとは異なる位置においてピボット支持部１１ａ，１２ａの軸直交方向に延びる取付軸１１ｃ，１２ｃと、ピボット支持部１１ａ，１２ａの径方向外方に皿状に延設された水受け用の受皿部１１ｅ，１２ｅを備えている。ピボット支持部１１ａ，１２ａには、ピボット軸２１，２２が挿通されて回動可能に支持されている。このピボット軸２１，２２の先端に設けられた枢支部としての支持部２２ａ（図５参照）には図示省略したワイパアームが固定され、そのワイパアームの先端にはワイパブレードが支持されている。

また、ピボット軸２１，２２の基端に設けられた圧入軸部２２ｂ（図５参照）がピボットレバー２３，２４の穴２４ｂ（図６参照）に圧入され、ピボット軸２１，２２とピボットレバー２３，２４とはピボット軸２１，２２を中心に一体に揺動（回動）するようになっている。また、車体固定部１１ｂ，１２ｂの先端には防振ゴム１９，２０が取り付けられ、車体固定部１１ｂ，１２ｂは防振ゴム１９，２０を介してボルトにて車体の取付ブラケット（図示省略）に締結固定されている。また、取付軸１１ｃ，１２ｃは、中実の断面略円形に形成され、その外周面にはカシメ用凹部１１ｄ，１２ｄが多数形成されている。

中空フレーム１３は、例えば亜鉛鋼板を筒状にした中空パイプからなり、２つのピボットホルダ１１，１２同士を互いに連結している。この中空フレーム１３は、挿入された取付軸１１ｃ，１２ｃがカシメ固定される一対の連結固定部１３ａ，１３ｂと、一対の連結固定部１３ａ，１３ｂを連結するとともに屈曲されることで前記ピボット軸２１，２２の基端方向に配置される駆動源固定部１３ｃとを備えている。取付軸１１ｃ，１２ｃが連結固定部１３ａ，１３ｂに挿入された状態で、連結固定部１３ａ，１３ｂの外側から周方向に４箇所、軸方向に２列の合計８か所をカシメ装置のカシメ治具によりカシメ固定すると、カシメ部が取付軸１１ｃ，１２ｃの外周面に形成されたカシメ用凹部１１ｄ，１２ｄと係合することにより、取付軸１１ｃ，１２ｃが連結固定部１３ａ，１３ｂに固定される。なお、このワイパ装置１０の２つのピボットホルダ１１，１２は、中空フレーム１３に固定された状態で、搭載する車種のフロントガラスの曲率などに応じて２つのピボット軸２１，２２の相対的な傾きが平行ではなく、先端に向かって若干離間するように設定されている。また、このワイパ装置１０の駆動源固定部１３ｃは、潰されることで非中空とされ、更に長手軸の直交方向断面が略コ字形状とされ、その略コ字形状の中間平面部１３ｄには一対の取付孔１３ｅが形成されている。そして、駆動源固定部１３ｃの中間平面部１３ｄには、モータ１４が締結固定されている。

モータ１４は、モータ本体１４ａとギヤ部１４ｂとからなり、そのギヤ部１４ｂのハウジング１４ｃに取付孔１３ｅと対応した一対の取付足１４ｄが形成されている。モータ１４はその取付足１４ｄが駆動源固定部１３ｃの中間平面部１３ｄ上に載置され、その状態で取付孔１３ｅを貫通するボルトＢにて駆動源固定部１３ｃの中間平面部１３ｄに締結固定されている。また、ギヤ部１４ｂのハウジング１４ｃにおいて、取付足１４ｄの反対側にはハウジング１４ｃに一体に突出形成された不図示の支持ピンに支持ゴム部材１４ｅ（図２参照）が装着され、支持ゴム部材１４ｅは、車体の図示しない支持部としての嵌着孔に嵌着されて支持されることになる。即ち、このワイパ装置１０の２つのピボットホルダ１１，１２、中空フレーム１３及びモータ１４からなる一体物は、２つのピボットホルダ１１，１２の車体固定部１１ｂ，１２ｂとモータ１４の支持ゴム部材１４ｅの３箇所で、車体に対して３点支持されている。

また、モータ１４の出力軸１４ｆは、ピボット軸２１，２２と略同方向に突出するように設定されている。出力軸１４ｆには、出力軸１４ｆと一体回転するクランクアーム１４ｇが固定されている。クランクアーム１４ｇの先端部には、駆動源側リンクロッド１５の基端部が連結され、その駆動源側リンクロッド１５の先端部には、一方のピボットホルダ１１に支持された一方のピボット軸２１と一体で揺動（回動）する一方のピボットレバー２３に連結されている。なお、この実施形態１の駆動源側リンクロッド１５は、ピボット軸２１，２２の基端側で一方のピボットレバー２３に連結されている。

また、一方のピボットレバー２３と他方のピボットレバー２４とは、同期リンクロッド１６によって駆動連結されている。なお、この実施形態１の同期リンクロッド１６は、各ピボットレバー２３，２４におけるピボット軸２１，２２の先端側で連結されている。この実施形態のワイパ装置１０は、車体に固定されたフロントガラスを払拭するためのものであって、ピボット軸２１，２２の先端側が車両後方側と対応するように車体に取り付けられるものである。

このワイパ装置１０は、モータ１４が駆動されると、その駆動力はクランクアーム１４ｇの回転力となって駆動源側リンクロッド１５を経て一方のピボットレバー２３に伝達されてピボット軸２１を駆動し、さらにピボットレバー２３の回動が同期リンクロッド１６によって他方のピボットレバー２４に伝達されて他方のピボット軸２２を駆動し、２つのピボット軸２１，２２が同期して回動することになる。ピボット軸２１，２２の先端に設けられた支持部２２ａには図示省略したワイパアームが固定され、そのワイパアームの先端にはワイパブレードが支持されている。ワイパ装置１０は、各ピボット軸２１，２２の回動によってワイパアーム及びワイパブレードが所定範囲で揺動運動されることにより、ワイパブレードがウインドウガラス面の上反転位置と下反転位置との間を往復払拭されるように構成されている。

このワイパ装置１０においては、クランクアーム１４ｇと駆動源側リンクロッド１５との間が第１のボールピン３１によって、駆動源側リンクロッド１５と一方のピボットレバー２３との間が第２のボールピン３２によって、一方のピボットレバー２３と同期リンクロッド１６との間が第３のボールピン３３によって、同期リンクロッド１６と他方のピボットレバー２４との間が第４のボールピン３４によって、それぞれ所定の回動動作を行うことができるように、それぞれボールリテーナ４０（図４参照）により結合されている。

［実施形態１］
ここで、ワイパ装置１０で用いられる実施形態１の第１〜第４のボールピン３１〜３４の具体的構成を図３及び図４によって、ピボット軸２１及び２２の具体的構成を図５によって説明する。なお、図３Ａは実施形態１のボールピン３０の正面図であり、図３Ｂは同じく部分縦断面図である。図４はボールリテーナ４０を説明する部分断面図である。また、図５Ａは実施形態１のピボット軸２２の正面図であり、図５Ｂは同じく部分縦断面図である。また、第１〜第４のボールピン３１〜３４の具体的構成は、全て実質的に同一であるので、図３においては参照符号３０で代表して示してある。同様に、ピボット軸２１及び２２も実質的に同一の構成を備えているので、ピボット軸２２で代表して説明する。

ボールピン３０は、外周が球面状である枢支部としてのボール部３０ａと、ボール部３０ａの一端側に設けられた圧入軸部３０ｂとを有している。ボール部３０ａと圧入軸部３０ｂとの間には軸部３０ｃとつば部３０ｄとが設けられており、つば部３０ｄから圧入軸部３０ｂ側の寸法Ｈはピボットレバー２４の板厚寸法Ｍよりも大きな寸法となっている。そして、圧入軸部３０ｂの外周側は、冷間鍛造加工によってセレーション加工部が設けられている。このボールピン３０においては、ボール部３０ａが本発明のワイパ装置１０の枢支部に対応する。

そして、実施形態１におけるボールピン３０においては、圧入軸部３０ｂの外周側は、冷間鍛造加工によってセレーション加工部３０ｅが設けられているとともに、つば部３０ｄの圧入軸部３０ｂの根元側外周に沿って所定深さの環状の溝３０ｆ（図３Ｂ参照）が形成されている。冷間鍛造加工によってセレーション加工部を形成する際には、セレーション加工具の先端側にセレーション加工により刻まれた残渣が貯まる。しかしながら、つば部３０ｄの圧入軸部３０ｂの根元側外周に沿って所定深さの環状の溝３０ｆが形成されていると、冷間鍛造加工によってセレーション加工部を形成する際、セレーション加工により刻まれた残渣を溝３０ｆ内に位置させることができるため、セレーション加工具(図示省略）の先端側をつば部３０ｄに当接するまで移動させることができ、圧入軸部３０ｂの外周側につば部３０ｄに達するまでセレーション加工部３０ｅを形成することができる。これにより、圧入軸部３０ｂの少なくとも溝３０ｆに対応する位置までセレーション加工部３０ｅを形成することができる。例えば、軸線方向でつば部３０ｄの圧入軸部３０ｂ側端面の位置までセレーション加工部３０ｅを形成することができる。

この環状の溝３０ｆの径方向の幅及び深さは、冷間鍛造加工によって圧入軸部３０ｂの外周側にセレーション加工部３０ｅを形成する際に、セレーション加工により刻まれた残渣が溝３０ｆ内に収まるように幅及び大きさであれば良く、実験的に適宜に定めればよい。この際、例えばセレーション加工具の先端側が溝３０ｆ内に位置することができるようにする等、溝３０ｆの形状及びセレーション加工具の形状を工夫することにより、セレーション加工部３０ｅが溝３０ｆ内にまで形成されるようにしてもよい。

第４のボールピンを例に挙げてボールリテーナ４０との係合について説明する。ボールピン３０はピボットレバー２４の穴２４ａに圧入されている。ボールピン３０の球面状のボール部３０ａにはボールリテーナ４０が摺動可能に係合している。ボールリテーナ４０は合成樹脂製で同期リンクロッド１６に設けられた固定穴１６ａにインサート成形により一体に成形されており、ボールピン３０のボール部３０ａが装着される装着凹部４０ａと、装着凹部４０ａの下方に延出するリップ部４０ｂと、固定穴１６ａを同期リンクロッド１６の厚み方向に挟持する環状の固定部４０ｃと、固定部４０ｃの下方に突出してリップ部４０ｂの外周側を包囲するシール壁４０ｄとを備えている。装着凹部４０ａの内周側は、ボール部３０ａ外周の球面状の形状に対応するように、球面状に形成されており、ボール部３０ａを摺動可能に装着しているので、ボールリテーナ４０は同期インクロッド１６とピボットレバー２４とを転動可能に連結している。リップ部４０ｂにおける下端側の周囲には複数のスリット４０ｅが設けられている。リップ部の内径はボール部３０ａの外径よりも小さく形成されているが、スリット４０ｅが設けられているので、スリット４０ｅの下方からボール部３０ａを挿入することにより、ボールリテーナ４０にボールピン３０を装着することができる。なお、シール壁４０ｄの内径は、ボール部３０ａの外径よりも大きく形成されている。

ボールピン３０の軸部３０ｃのつば部３０ｄ側の外周と、ボールリテーナ４０のシール壁４０ｄの外周との間には、ブーツ５０が装着されていることにより、シールされている。ブーツ５０はゴム製であり、シール壁４０ｄの外周に摺接する摺接部５０ａと、軸部３０ｃのつば部３０ｄ側の外周に取り付けられる取付部５０ｅと、摺接部５０ａ及び取付部５０ｅを接続すると共に可撓性を有する薄肉状の可撓部５０ｄとを備えている。摺接部５０ａは円弧状部５０ｂとつば状部５０ｃとからなる。円弧状部５０ｂはシール壁４０ｄに摺動可能に接触している。ボールリテーナ４０がボールピン３０のボール部３０ａの周りを摺動する動きに応じて、可撓部５０ｄが変形し、円弧状部５０ｂがシール壁に摺接することにより、シール状態を維持することができる。つば部５０ｃの上面は傾斜面となっており、つば部５０ｃの上面側に水が溜まるのを防ぐことができる。また、軸部３０ｃの外周にブーツ５０の取付部５０ｅを挿入した状態で、ボールリテーナ４０を上方から取り付ける際に、つば部５０ｃがストッパの役割を果たし、ブーツ５０が内側に巻き込まれるのを防止することができる。このブーツ５０をシール壁４０ｄの外周に取り付けることにより高いシール性を確保することができる。なお、ここでは、ボールリテーナ４０について第４のボールピン３４を例に挙げて説明したが、第１〜第３のボールピン３１、３２、３３についても第４のボール３４と同様である。

ここで、ピボット軸２２の具体的構成を図５を用いて説明する。なお、図５Ａは実施形態１のピボット軸２２の正面図であり、図５Ｂは同じく部分縦断面図である。

ピボット軸２２は、一方側の端部に図示省略したワイパアームを支持する枢支部としての支持部２２ａが形成され、他方側の端部に圧入軸部２２ｂが形成されている。支持部２２ａと圧入軸部２２ｂとの間にはシャフト２２ｃとつば部２２ｄとが設けられており、つば部２２ｄから圧入軸部２２ｂ側の寸法Ｌはピボットレバー２４の板厚寸法Ｍよりも大きな寸法となっている。そして、圧入軸部２２ｂの外周側は、冷間鍛造加工によってセレーション加工部が設けられている。このピボット軸２２においては、支持部２２ａが本発明の枢支部に対応する。

そして、実施形態１におけるピボット軸２２においては、圧入軸部２２ｂの外周側は、ボールピン３０の場合と同様に、冷間鍛造加工によってセレーション加工部２２ｅが設けられているとともに、つば部２２ｄの圧入軸部２２ｂの根元側外周に沿って所定深さの環状の溝２２ｆ（図５Ｂ参照）が形成されている。このピボット軸２２も、つば部２２ｄの圧入軸部２２ｂの根元側外周に沿って所定深さの環状の溝２２ｆが形成されているので、冷間鍛造加工によってセレーション加工部を形成する際、セレーション加工により刻まれた残渣を溝２２ｆ内に位置させることができ、圧入軸部２２ｂの外周側につば部２２ｄに達するまでセレーション加工部２２ｅを形成することができる。これにより、圧入軸部２２ｂの少なくとも溝２２ｆに対応する位置までセレーション加工部２２ｅを形成することができる。例えば、軸線方向でつば部２２ｄの圧入軸部２２ｂ側端面の位置までセレーション加工部２２ｅを形成することができる。

この環状の溝２２ｆの径方向の幅及び深さも、冷間鍛造加工によって圧入軸部２２ｂの外周側にセレーション加工部２２ｅを形成する際に、セレーション加工により刻まれた残渣が溝２２ｆ内に収まるような幅及び大きさであれば良く、実験的に適宜に定めればよい。この際、例えばセレーション加工具の先端側が溝２２ｆ内に位置することができるようにする等、溝２２ｆの形状及びセレーション加工具の形状を工夫することにより、セレーション加工部２２ｅが溝２２ｆ内にまで形成されるようにしてもよい。

次に実施形態１のボールピン３０及びピボット軸２２をそれぞれピボットレバー２４に形成された穴２４ａ，２４ｂに固定した状態を図６を用いて説明する。なお、図６Ａは実施形態１のボールピン３０及びピボット軸２２のピボットレバー２４への固定状態を示す正面図であり、図６Ｂは図６ＡのＶＢ部分の部分断面図であり、図６Ｃは図６ＡのＶＣ部分の部分断面図である。

図６Ａ〜図６Ｃには、実施形態１のボールピン３０の圧入軸部３０ｂをピボットレバー２４に形成された穴２４ａに、また、ピボット軸２２の圧入軸部２２ｂをピボットレバー２４に形成された穴２４ｂに、それぞれ圧入して圧入軸部２２ｂ及び圧入軸部３０ｂの突出部分をカシメ固定した状態が示されている。ボールピン３０のつば部３０ｄには圧入軸部３０ｂの根元側外周に沿って環状の溝３０ｆが形成されており、ピボット軸２２のつば部２２ｄには圧入軸部２２ｂの根元側外周に沿って環状の溝２２ｆが形成されているので、それぞれの圧入軸部３０ｂ，２２ｂの根元部にはセレーション未加工部が形成されていない。そのため、それぞれの圧入軸部３０ｂ，２２ｂの根元部が穴の縁に乗り上げることがなくなり、それぞれのつば部３０ｄ，２２ｄとピボットレバー２４との密着状態が良好となる。この時、つば部３０ｄ，２２ｄの圧入軸部３０ｂ，２２ｂ側の面は、ピボットレバー２４の装着面に対して面接触し、つば部３０ｄ，２２ｄとピボットレバー２４との間に隙間が生じないようにすることができる。これによりつば部３０ｄ，２２ｄとピボットレバー２４との組み付け寸法精度が向上し、ボールピン３０及ピボット軸２２のピボットレバー２４に対する垂直精度が向上する。

ボールピン３０のピボットレバー２４に対する垂直精度の向上は、ワイパブレードの払拭範囲の正確な設定に大きく寄与する。第４のボールピン３４を例に挙げて説明すると、ピボットレバー２４において、同期リンクロッド１６が接続されている第４のボールピン３４とピボット軸２２との間隔は比較的短く、この間隔が短いほど第４のボールピン３４のピボットレバー２４に対する垂直度がピボット軸の回転角度範囲の設定に大きな影響を及ぼす。このため、第４のボールピン３４とピボットレバー２４との垂直度の誤差が少しでもあると、ピボット軸の回転角度範囲の設定にずれが生じ、例えばワイパブレードがオーバーランしたり、ピラーに当たったりする恐れがある。したがって、実施形態１のボールピン３０は、つば部３０ｄがボール部３０ａ及び圧入軸部３０ｂと冷間鍛造により一体に形成されたものであり、つば部３０ｄの圧入軸部３０ｂ側の面がピボットレバー２４の装着面に対して面接触し、ピボットレバー２４に対する垂直精度が高いため、ワイパブレードの払拭範囲を正確に設定することが可能となる。さらに、実施形態１のピボット軸２２のピボットレバー２４に対する垂直精度も向上するため、ワイパブレードの払拭範囲をより正確に設定することが可能となる。なお、駆動源側リンクロッド１５と接続される第２のボールピン３２及びピボット軸２１の垂直精度についても第４のボールピン３４及びピボット軸２２と同じことが言える。

［比較例］
次に、比較例のボールピン３０Ａの具体的構成を図７によって説明するとともに、比較例のボールピン３０Ａ及びピボット軸２２Ａをピボットレバー２４に固定した状態を図８によって説明するが、ピボット軸２２Ａの単独の具体的構成の図示は省略するとともに、実施形態１のボールピン３０及びピボット軸２２と同一の構成部分は同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。なお、図７Ａは比較例のボールピンの正面図であり、図７Ｂは同じく縦断面図である。また、図８Ａは比較例のピボット軸及びボールピンのピボットレバーへの固定状態を示す正面図であり、図８Ｂは図８ＡのVIIＢ部分の部分断面図であり、図８Ｃは図８ＡのVIIＣ部分の部分断面図である。

実施形態１のボールピン３０及びピボット軸２２ではつば部３０ｄ，２２ｄに圧入軸部３０ｂ，２２ｂの根元側外周に沿って環状の溝３０ｆ，２２ｆが形成されている。それに対し、比較例のボールピン３０Ａ及びピボット軸２２Ａはこのような溝が形成されていない。そのため、比較例のボールピン３０Ａ及びピボット軸２２Ａでは、冷間鍛造加工によって嵌合軸部３０ｄ，２２ｅにセレーション加工部３０ｅ，２２ｅを形成する際には、セレーション加工具の先端側にセレーション加工により刻まれた残渣が貯まるため、圧入軸部３０ｂ，２２ｂの根元側にセレーション未加工部３０ｇ，２２ｇが形成されてしまう。

このボールピン３０Ａ及びピボット軸２２Ａをそれぞれピボットレバー２４に形成された穴２４ａ，２４ｂ内に圧入すると、セレーション未加工部３０ｇ，２２ｇが穴２４ａ，２４ｂの縁に乗り上げてしまう。そのため、比較例のボールピン３０Ａ及びピボット軸２２Ａでは、圧入軸部３０ｂ，２２ｂをつば部３０ｄ，２２ｄがピボットレバー２４の表面に接する状態にまで圧入することができず、すき間Ｇが形成されてしまうことがある。これにより、所定の設計寸法を満足することができなかったり、むりやり圧入すると圧入軸部３０ｂ，２２ｂが曲がったりして、上述のようなボールピン３０Ａとピボット軸２２Ａとの間隔が変化してしまい不具合が生じてしまう。

この比較例と比べると、実施形態１のボールピン３０及びピボット軸２２ではつば部３０ｄ，２２ｄに圧入軸部３０ｂ，２２ｂの根元側外周に沿って環状の溝３０ｆ，２２ｆが形成されているので、それぞれの圧入軸部３０ｂ，２２ｂの根元部にはセレーション未加工部が形成されていない。そのため、それぞれの圧入軸部３０ｂ，２２ｂの根元部が穴の縁に乗り上げることがなくなり、それぞれのつば部３０ｄ，２２ｄとピボットレバー２４との密着状態が良好となる。さらに、つば部３０ｄ，２２ｄの圧入軸部３０ｂ，２２ｂ側の面は、ピボットレバー２４の装着面に対して面接触し、つば部３０ｄ，２２ｄとピボットレバー２４との間に隙間が生じないようにすることができる。これによりつば部３０ｄ，２２ｄとピボットレバー２４との組み付け寸法精度が向上し、ボールピン３０及ピボット軸２２のピボットレバー２４に対する垂直精度が向上する。ボールピン３０のピボットレバー２４に対する垂直精度の向上は、ワイパブレードの払拭範囲の正確な設定に大きく寄与するが、実施形態１のボールピン３０は、つば部３０ｄの圧入軸部３０ｂ側の面がピボットレバー２４の装着面に対して面接触し、ピボットレバー２４に対する垂直精度が高いため、ワイパブレードの払拭範囲を正確に設定することが可能となる。

［実施形態２］
実施形態２として、本発明の技術思想を２段式ボールピンに適用した例を図９〜図１１を用いて説明する。なお、図９は実施形態２のワイパ装置の正面図である。図１０Ａは実施形態２の２段式ボールピンの正面図であり、図１０Ｂは図１０Ａの部分断面図である。図１１は図９のＸ部分の部分断面図である。なお、図１０及び図１１では、実施形態１の２段式ボールピン３０との構成の対比を行い易くするため、上下反転して示してある。また、図９〜図１１においては、図１及び図２に示したワイパ装置１０及び実施形態1のボールピンと同一の構成部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。

このワイパ装置１０Ａは、２つのピボットホルダ１１，１２と、中空フレーム１３と、駆動源としてのモータ１４と、第１のリンクロッド１５ａ及び第２のリンクロッド１５ｂとを備えている。ピボット支持部１１ａ，１２ａには、ピボット軸２１，２２が挿通されて回動可能に支持されている。ピボット軸２１，２２の先端には図示省略したワイパアームが固定され、そのワイパアームの先端にはワイパブレードが支持されることになる。

また、ピボット軸２１，２２の基端側はピボットレバー２３，２４に固定され、ピボット軸２１，２２とピボットレバー２３，２４とは一体に揺動（回動）するがようになされている。このワイパ装置１０Ａの２つのピボットホルダ１１，１２は、中空フレーム１３に固定された状態で、搭載する車種のフロントガラスの曲率などに応じて２つのピボット軸２１，２２の相対的な傾きが平行ではなく、先端に向かって若干離間するように設定されている。また、中空フレーム１３の中央部は、潰されることで非中空とされ、更に長手軸の直交方向断面が略コ字形状とされ、その略コ字形状の中間平面部１３ｄにモータ１４が固定されている。

モータ１４はモータ本体１４ａとギヤ部１４ｂとからなっており、モータ１４の出力軸１４ｆは、ピボット軸２１，２２とは反対方向に突出するように設定されている。出力軸１４ｆには、出力軸１４ｆと一体回転するクランクアーム１４ｇが固定されている。クランクアーム１４ｇの先端部には、２段式ボールピン３０Ｂを介して第１のリンクロッド１５ａ及び第２のリンクロッド１５ｂの基端部がそれぞれ連結されている。第１のリンクロッド１５ａの先端部は一方のピボットホルダ１１に支持された一方のピボット軸２１と一体で揺動（回動）する一方のピボットレバー２３が連結されており、第２のリンクロッド１５ｂの先端部は他方のピボットホルダ１２に支持された他方のピボット軸２２と一体で揺動（回動）する他方のピボットレバー２４が連結されている。

このワイパ装置１０Ａは、モータ１４が駆動されると、その駆動力はクランクアーム１４ｇの回転力となって第１のリンクロッド１５ａを経て一方のピボットレバー２３に伝達されてピボット軸２１を駆動し、さらに第２のリンクロッド１５ａを経て他方のピボットレバー２４に伝達されてピボット軸２２を駆動し、２つのピボット軸２１，２２が同期して回動することになる。

このワイパ装置１０においては、クランクアーム１４ｇと第１のリンクロッド１５ａとの間及び第２のリンクロッド１５ｂとの間が２段式ボールピン３０Ｂによってそれぞれ所定の回動動作を行うことができるように、図１１に示したように、第１のボール受容部３５及び第２のボール受容部３６によって結合されている。

２段式ボールピン３０Ｂは、図１０に示したように、実施形態１のボールピン３０とは、ボール部３０ａに換えて第１のボール部３０ａ１及び第２のボール部３０ａ２とからなるものを用いたほかは実質的に同一の構成を備えている。すなわち、２段式ボールピン３０Ｂは、第１のボール部３０ａ１及び第２のボール部３０ａ２と、第２のボール部３０ａ２の第１のボール部３０ａ１とは反対側に設けられた圧入軸部３０ｂとを有している。この２段式ボールピン３０Ｂにおいては、第１のボール部３０ａ１及び第２のボール部３０ａ２が本発明の枢支部に対応する。第１のボール部３０ａ１及び第２のボール部３０ａ２の外周は球面状に形成されている。

図１１に示したように、第１のボール受容部３５は合成樹脂製で第１リンクロッド１５ａに設けられた固定穴１５ａ１にインサート成形により一体に成形されている。第１のボール受容部３５の内周は、第１のボール部３０ａ１の外周の球面形状に対応した球面状に形成されている。また、第２のボール受容部３６は合成樹脂製で第２リンクロッド１５ｂに設けられた固定穴１５ｂ１にインサート成形により一体に成形されている。第２のボール受容部３６の内周は、第２のボール部３０ａ２の外周の球面形状に対応した球面状に形成されている。このような構成により、２段式ボールピン３０Ｂ、第１のボール受容部３５及び第２のボール受容部３６は、クランクアーム１４ｇ、第１リンクロッド１５ａ及び第２リンクロッド１５ｂを転動可能に連結している。なお、第２のボール部３０ａ２の外径は第１のボール部３０ａ１の外径よりも大きく設定することができる。また、クランクアーム１４ｇにおける出力軸１４ｆと反対側の端部に設けられた穴には、二段式ボールピン３０Ｂの圧入軸部３０ｂを圧入し、圧入軸部３０ｂの突出部分をカシメ固定している。

第２のボール部３０ａ２と圧入軸部３０ｂとの間には軸部３０ｃとつば部３０ｄとが設けられており、つば部３０ｄから圧入軸部３０ｂ側の寸法Ｈ_Ｂはクランクアーム１４ｇの板厚寸法Ｍ_Ｂよりも大きな寸法となっている。そして、圧入軸部３０ｂの外周側は冷間鍛造加工によってセレーション加工部３０ｅが設けられているとともに、つば部３０ｄの圧入軸部３０ｂの根元側外周に沿って、実施形態１のボールピン３０の場合と同様に、所定深さの環状の溝３０ｆ（図１０Ｂ参照）が形成されている。

冷間鍛造加工によってセレーション加工部を形成する際には、セレーション加工具の先端側にセレーション加工により刻まれた残渣が貯まる。しかしながら、つば部３０ｄの圧入軸部３０ｂの根元側外周に沿って所定深さの環状の溝３０ｆが形成されていると、冷間鍛造加工によってセレーション加工部を形成する際、セレーション加工により刻まれた残渣を溝３０ｆ内に位置させることができるため、セレーション加工具(図示省略）の先端側をつば部３０ｄに当接するまで移動させることができ、圧入軸部３０ｂの外周側につば部３０ｄに達するまでセレーション加工部３０ｅを形成することができる。これにより、圧入軸部３０ｂの少なくとも溝３０ｆに対応する位置までセレーション加工部３０ｅを形成することができる。例えば、軸線方向でつば部３０ｄの圧入軸部３０ｂ側端面の位置までセレーション加工部３０ｅを形成することができる。

この環状の溝３０ｆの径方向の幅及び深さは、冷間鍛造加工によって圧入軸部３０ｂの外周側にセレーション加工部３０ｅを形成する際に、セレーション加工により刻まれた残渣が溝３０ｆ内に収まるような幅及び大きさであれば良く、実験的に適宜に定めればよい。この際、例えばセレーション加工具の先端側が溝３０ｆ内に位置することができるようにする等、溝３０ｆの形状及びセレーション加工具の形状を工夫することにより、セレーション加工部３０ｅが溝３０ｆ内にまで形成されるようにしてもよい。

このような構成の２段式ボールピン３０Ｂの場合であっても、２段式ボールピン３０Ｂのつば部３０ｄには圧入軸部３０ｂの根元側外周に沿って環状の環状の溝３０ｆが形成されているので、圧入軸部３０ｂの根元部にはセレーション未加工部が形成されていない。そのため、圧入軸部３０ｂの根元部がクランクアーム１４ｇに形成された穴の縁に乗り上げることがなくなり、つば部３０ｄとクランクアーム１４ｇとの密着状態が良好となる。この時、つば部３０ｄの圧入軸部３０ｂ側の面は、クランクアーム１４ｇの装着面に対して面接触し、つば部３０ｄとクランクアーム１４ｇとの間に隙間が生じないようにすることができる。これによりつば部３０ｄとクランクアーム１４ｇとの組み付け寸法精度が向上し、二段式ボールピン３０Ｂのクランクアーム１４ｇに対する垂直精度が向上する。

第１のリンクロッド１５ａ及び一方のピボットレバー２３の結合と、第２のリンクロッド１５ｂ及び他方のピボットレバー２４との結合には、実施形態１で説明したボールピン３０を用いることができる。ボールピン３０のピボットレバー２４に対する垂直精度の向上は、ワイパブレードの払拭範囲の正確な設定に大きく寄与するが、実施形態１のボールピン３０は、つば部３０ｄの圧入軸部３０ｂ側の面がピボットレバー２４の装着面に対して面接触し、ピボットレバー２４に対する垂直精度が高いため、ワイパブレードの払拭範囲を正確に設定することが可能となる。さらに、ピボット軸２１及び２２についても、実施形態１のピボット軸２１、２２を採用することにより、ピボットレバー２３、２４に対する垂直精度も向上するため、ワイパブレードの払拭範囲をより正確に設定することが可能となる。

１０，１０Ａ２…ワイパ装置 １１，１２…ピボットホルダ
１１ａ，１２ａ…ピボット支持部 １１ｂ，１２ｂ…車体固定部
１３…中空フレーム １３ｄ…中間平面部 １４…モータ
１４ａ…モータ本体 １４ｂ…ギヤ部 １４ｆ…出力軸
１４ｇ…クランクアーム １５…駆動源側リンクロッド
１６…同期リンクロッド ２１，２２，２１Ａ，２２Ａ…ピボット軸
２１ａ，２２ａ…支持部 ２２ｂ…圧入軸部 ２２ｃ…シャフト
２２ｄ…つば部 ２２ｅ…セレーション加工部 ２２ｆ…溝
２２ｇ…セレーション未加工部 ２３，２４…ピボットレバー ２４ａ，２４ｂ…穴
３０〜３４、３０Ａ…ボールピン ３０Ｂ…２段式ボールピン
３０ａ…ボール部 ３０ａ１…第１のボール部
３０ａ２…第２のボール部 ３０ｂ…圧入軸部 ３０ｃ…軸部
３０ｄ…つば部 ３０ｅ…セレーション加工部 ３０ｆ…溝
３０ｇ…セレーション未加工部 ４０…ボールリテーナ ４０ａ…装着凹部
４０ｂ…リップ部 ４０ｃ…固定部 ４０ｄ…装着凹部
４０ｅ…スリット ５０…ブーツ ５０ａ…摺接部
５０ｂ…円弧状部 ５０ｃ…つば状部 ５０ｄ…可撓部
５０ｅ…取付部 Ｇ…すき間

Claims (11)

1. 一端側に枢支部が、他端側につば部がそれぞれ形成され、前記つば部に対して前記枢支部とは反対側にはセレーション加工された圧入軸部が形成され、揺動又は回動する第１部材に形成された穴内に前記圧入軸部が圧入固定されたワイパ装置用枢支部材であって、
   前記つば部には前記圧入軸部の根元側外周に沿って所定深さの溝が形成されており、
   前記圧入軸部は少なくとも前記溝に対応する位置までセレーション加工部が設けられていることを特徴とするワイパ装置用枢支部材。
2. 前記セレーション加工部は、前記つば部と前記第１部材との当接面の位置まで設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワイパ装置用枢支部材。
3. 前記セレーション加工部は、前記溝内まで設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワイパ装置用枢支部材。
4. 前記つば部は、前記第１部材に面接触していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイパ装置用枢支部材。
5. 前記ワイパ装置用枢支部材は、シャフト部を備えるピボット軸であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイパ装置用枢支部材。
6. 前記ワイパ装置用枢支部材は、ボール部を備えるボールピンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイパ装置用枢支部材。
7. 前記ボール部が複数設けられていることを特徴とする請求項６に記載のワイパ装置用枢支部材。
8. 前記ボール部には第２部材に設けられたボール係合部が摺動可能に係合していることを特徴とする請求項６又は７に記載のワイパ装置用枢支部材。
9. 前記第１部材は駆動源に接続されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のワイパ装置用枢支部材。
10. 前記第１部材はピボットレバーであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のワイパ装置用枢支部材。
    
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のワイパ装置用枢支部材を備えることを特徴とするワイパ装置。

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