JP2019535569A - 車両用ワイパーシステム - Google Patents

Abstract

車両用ワイパーシステムは、第１及び第２ワイパーアーム（１５、１７）と、モータ（１１）と、前記モータ（１１）の出力軸に接続されたクランク（１２）と、前記クランク（１２）に回動可能に接続された第１及び第２リンクロッド（６、７）と、前記第１リンクロッド（６）により駆動される第１旋回軸アセンブリと、前記第２リンクロッド（７）により駆動される第２旋回軸アセンブリと、を備え、前記第２旋回軸アセンブリは、第２及び第３旋回軸（２、３）と、第１リンクロッド（１６）と、第２ワイパーアーム（１７）と、第３リンクロッド（１８）とを備える。本ワイパーシステムによれば、払拭面積が拡大するとともに、ワイパーアセンブリが占める車両内部のスペースが削減される。

Description

本発明は、車両用ワイパーシステムに関する。

良好な視野を確保するように、ワイパーシステムが常に車両に設置される。ワイパーシステムは、降雨時又は降雪時にフロントガラスに降りかかる雨や雪を払拭する（こすり落とす）だけでなく、フロントガラスに堆積した土砂を除去するためにも使用される。

ワイパーシステムは、通常、モータと、モータの回転速度を減速するようにモータに接続された減速機と、一端部が減速機の出力軸に接続されたクランクと、クランクの他端部に接続された四節リンクシステムと、四節リンクシステムにより駆動される旋回軸と、旋回軸に装着されたワイパーアーム及びワイパーブレードと、を備える。したがって、モータを連続的に回転させると、四節リンクシステムによりワイパーブレードが駆動されて窓ガラス（フロントガラス）上を往復揺動し、これにより窓ガラス上の土砂や雨や雪等が払拭される。

従来のワイパーシステムには２種類あり、一方は２つの旋回軸が同一方向に回転することで２つのワイパーブレードが同一方向に揺動するワイパーであり、タンデムワイパーとも称される。他方は、２つのワイパーブレードが反対方向に揺動するワイパーであり、バタフライワイパーとも称される。しかしながら、バタフライワイパーは、払拭動作中のワイパー同士の相互干渉を回避する必要がある。

また、より良好な視野を達成するためにワイパーによって払拭される面積を拡大するためには、従来のタンデムワイパーでは既に要件を満足することができない。これを考慮して、拡張ワイパーシステムが提案された。

例えば、従来技術において、往復回動可能なモータと、モータの回転速度を減速するようにモータに接続された減速機と、減速機の出力軸に取り付けられたクランクと、クランクと出力軸との接続点の反対側でクランクの両端部に回動可能に接続された２つのリンクロッドと、リンクロッドに回動可能に接続された２つの旋回軸システムと、を備える拡張ワイパーが開示されている。前記ワイパーシステムにおいて、２つの旋回軸システムのうちの第１旋回軸システムは、ワイパーアーム及びワイパーブレードを駆動する第１旋回軸であって、車両の本体又はフレームに回動可能に取り付けられた第１旋回軸と、一端部が第１旋回軸に取り付けられるとともに他端部がリンクロッドのうちの一方に回動可能に接続されたレバーと、を備える。２つの旋回軸システムのうちの第２旋回軸システムは、２つの旋回軸、すなわち第２旋回軸と第３旋回軸とを備える。第２旋回軸は、レバーによってリンクロッドのうちの他方に回動可能に接続される。四節リンク構造体が、第２旋回軸と第３旋回軸との間に設けられ、第３旋回軸の回転方向が第２旋回軸の回転方向と反対になるように、且つ第３旋回軸の回転方向が第１旋回軸の回転方向と同一となるように機能する。また、第２ワイパーアーム及び延長アームがリンクロッドのうちの一方に回動可能に接続され得る。これにより、第２ワイパーアーム及びブレードが四節リンクシステムによってより大きい範囲とされている。

しかしながら、この拡張ワイパーシステムでは、第２旋回軸が車両の本体に対して固定されていないため、第２リンクロッドの移動に伴って揺動する。したがって、システム全体の移動範囲が大きくなり、車両内部でより大きいスペースが占領される。

このため、従来技術の欠点を克服することを目的として、本発明は、より広い払拭面積を実現するだけでなく、ワイパーシステム全体をコンパクトにして車両内部で占領されるスペースを削減することを目標とする拡張ワイパーシステムを提案する。

本発明の一態様によれば、
第１及び第２ワイパーアームと、
モータが給電されると往復回動するとともに駆動力を出力する出力軸を含むモータと、
前記出力軸に取り付けられたクランクと、
前記クランクの両端部に回動可能に接続された第１及び第２リンクロッドと、
前記第１ワイパーアームを往復回動させるように、前記第１リンクロッドと前記第１ワイパーアームとの間に接続された第１旋回軸アセンブリと、
前記第２ワイパーアームを往復回動させるように、前記第２リンクロッドと前記第２ワイパーアームとの間に接続された第２旋回軸アセンブリと、
前記第２旋回軸アセンブリに装着されて前記第２旋回軸アセンブリによって駆動されるワイパーアームアセンブリと、
を備え、
前記第１旋回軸アセンブリは、
前記第１ワイパーアームが取り付けられる第１旋回軸と、
前記第１旋回軸に取り付けられて前記第１旋回軸とともに回転する第１旋回軸レバーであって、前記第１リンクロッドに回動可能に接続される第１旋回軸レバーと、
を含み、
前記第２旋回軸アセンブリは、
第２及び第３旋回軸と、
前記第２旋回軸に取り付けられて前記第２旋回軸とともに回転する第２旋回軸レバーであって、前記第２リンクロッドに回動可能に接続される第２旋回軸レバーと、
を含み、
前記ワイパーアームアセンブリは、
前記第２旋回軸及び前記第３旋回軸にそれぞれ取り付けられて前記第２及び第３旋回軸とともにそれぞれ回転する第１及び第３リンクと、
前記第２ワイパーアームであって、前記第１リンクが前記第２ワイパーアームの第１端部に回動可能に接続されるとともに、前記第３リンクが前記第２ワイパーアームに、前記第２ワイパーアームの前記第１端部と第２端部との間の位置において回動可能に接続される、第２ワイパーアームと、
を含む、ワイパーシステムが提供される。

好適には、前記ワイパーアームアセンブリは、車両の本体の外側に装着される。

好適には、前記第１リンクロッドは、前記第２リンクロッドの長さより短い長さを有し、更に好適には、前記第１リンクロッドの前記長さは、前記第２リンクロッドの前記長さの３分の１である。

好適には、前記第１旋回軸レバーと前記第２旋回軸レバーは、両者とも前記第１旋回軸と前記第旋回軸とを接続するラインの同一側において往復回転する。

本発明によれば、第２ワイパーアームは、第２及び第３旋回軸に第１リンクロッド及び第３リンクロッドにより装着されるので、第２ワイパーアームが到達し得る範囲が広がる。

また、第１リンクロッドと第３リンクロッドと第２ワイパーアームは車両の本体の外部に設けられて車両内部のスペースを占領しないため、ワイパーシステム全体に必要な車両内部のスペースが省スペース化される。

更に、第２旋回軸と第３旋回軸は車両の本体に対して取り付けられたままであるので、第２旋回軸に必要なスペースが省スペース化される。これは、従来技術と異なる点である。

更に、第１旋回軸レバーと第２旋回軸レバーは、第１旋回軸と第２旋回軸とを接続するラインの同一側で往復揺動し、ワイパーシステム全体に必要な車両内部のスペースが省スペース化される。

本発明の更なる目的、特徴及び利点が、図面を参照しつつなされる本発明の好適な実施形態の説明において理解されるであろう。

本発明の好適な実施形態によるワイパーシステムを示す斜視図。 本発明の好適な実施形態によるワイパーシステムを示す部分側面図。 本発明の好適な実施形態によるワイパーシステムを示す上面図。 本発明の好適な実施形態によるワイパーシステムの様々な位置における移動包絡線を示す図。 本発明の好適な実施形態による、休止位置にあるワイパーシステムを示す図。 本発明の好適な実施形態による、中間位置にあるワイパーシステムを示す図であって、第２ワイパーアームが最大延出位置にある図。 本発明の好適な実施形態による、外側払拭位置にあるワイパーシステムを示す図。 本発明の好適な実施形態によるワイパーシステムと従来のワイパーシステムとの払拭範囲の比較を示す図。

本発明の好適な実施形態によるワイパーシステムを、添付図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。以下の説明及び添付の特許請求の範囲において、「上側」及び「下側」という用語は、ワイパーシステムが車両に装着された状態における上側及び下側を指すことに留意されたい。また、以下の説明で言及される「左側」や「右側」等の他の方向に関する用語は、特定の図面における方向を指す。

図１乃至３は、本発明の好適な実施形態によるワイパーシステムを示す。図１はワイパーシステムの斜視図、図２はその側面図、図３は上面図である。図３では、ワイパーアーム及び延長アーム、並びに第２旋回軸と第３旋回軸との間の四節リンク機構が省略されている。

図示のワイパーシステム１００は、例えば窓ガラス（フロントガラス）を払拭するように窓ガラスの下縁部に装着され、モータ１１を備える。モータ１１は、ウォームやウォームホイール減速機等の減速機構を有している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、モータ１１の回転速度が要件を満足する場合には、減速機を省略してもよい。（減速機構を備える）モータ１１は、二方向に往復回動可能である出力軸を有する。図２に示されるように、モータ１１は、第１フレーム部材の下方において、ワイパーシステム１００の端部の付近に設けられる。モータ１１は、例えばファスナによって第１フレーム部材１０に取り付けられ得る。

図２に示すように、モータ１１の出力軸は、第１フレーム部材１０の下側から第１フレーム部材１０の貫通孔を貫通して第１フレーム部材１０の上側に突出している。第１フレーム部材１０の上側において、クランク１２が、その略中間位置において出力軸の先端部分に取り付けられ、出力軸と一体的に回転する。

クランク１２は、上面図においてバナナの形状のように全体として湾曲した形状である（図６及び７を参照）。また、第１リンクロッドの第１端部が、クランク１２の一端部に、例えばボールジョイントによって回動可能に接続される。第２リンクロッドの一端部が、クランク１２の他端部に、例えば同様にボールジョイントによって回動可能に接続される。すなわち、第１リンクロッド及び第２リンクロッドは、クランク１２の両端部にそれぞれ接続しており、クランク１２は、モータ１２の両端部の間の位置において、例えばほぼ中央位置においてモータ１２に取り付けられる。

第１リンクロッド６及び第２リンクロッド７は、クランク１２の軸方向側（例えば上側）に出力軸の方向（車両の鉛直方向）に沿ってクランク１２に接続される。第２リンクロッド７は、出力軸に対して垂直な平面内においてその長手方向にその長手方向に沿った長さのほぼ３分の１に湾曲部７Ａを有する。図３に示すように、湾曲部７Ａは第１リンクロッド６側に向かって湾曲している。これにより、クランクが前後方向に往復移動する際の第１リンクロッドと第２リンクロッドとの干渉が回避される一方、他方で第１リンクロッドと第２リンクロッドとを可能な限り接近させてワイパーシステム全体がコンパクトになる。

第１旋回軸ホルダ８が、第１フレーム部材１０に一体的に形成され第１旋回軸１が回動可能に支持される。ワイパーアーム１５の端部が第１旋回軸１に取り付けられ得る。延長アーム１９が、ワイパーアーム１５の自由端部に揺動可能に装着され得る。延長アーム１９の他端部にはワイパーブレード（図示せず）が装着され得る。

第１旋回軸レバー４が、この第１旋回軸レバー４と第１旋回軸１とが一体的に回動するように第１旋回軸１に取り付けられる。クランク１２に接続していない第１リンクロッド６の他端部は、第１旋回軸レバー４を押して第１旋回軸１を揺動させ且つ回転させるように、第１旋回軸レバー４の揺動端部に回動可能に接続される。

第２フレーム部材９が、例えば取付チューブ２２によって第１フレーム部材１０に強固に接続される。第１フレーム部材１０と取付チューブ２２と第２フレーム部材９は、一体的に形成される。また、第１フレーム部材１０と取付チューブ２２と第２フレーム部材９は全体として、例えば車両の本体にねじ留めにより取り付けられる。図示のように、第１旋回軸ホルダ８の側に、取付アーム２１が延設されている。取付アーム２１は、その一端部にねじが貫通する貫通孔を設けられるとともに、フレーム全体を取り付けるように車両の本体に固定される。

第２フレーム部材９は、その両端部における第２旋回軸ホルダ９Ａ及び第３旋回軸ホルダ９Ｂと一体的に形成される。第２旋回軸２及び第３旋回軸３は、第２旋回軸ホルダ９Ａ及び第３旋回軸ホルダ９Ｂ内にそれぞれ回動可能に取り付けられる。

図１に示すように、第２旋回軸２は、第２フレーム部材９の両側から突出している。第２旋回軸レバー５は、第２旋回軸２の端部であって第２旋回部材９の下側から突出している端部に取り付けられ、第２旋回軸２とともに回動する。第２旋回軸レバー５の揺動端部は、クランク１２に接続していない第２リンクロッド７の他端部に回動可能に接続され、これにより、第２リンクロッド７により揺動することとなり、更に第２旋回軸２を回転させる。

第１リンクロッド１６と第２リンクロッド１７と第３リンクロッド１８は、第２旋回軸２と第３旋回軸３との間で接続される。具体的には、第１リンクロッド１６の第１端部が第２旋回軸２に取り付けられ、第１リンクロッド１６の第２端部が第２リンクロッド１７の第１端部に回動可能に接続される。第３リンクロッド１８の第１端部が第３旋回軸に固定的に接続され、第３リンクロッド１８の第２端部が第２リンクロッド１７の第１端部と第２端部との間の約中央位置に回動可能に接続される。延長アーム２０は第２リンクロッド１７の第２端部に接続され、延長アームの他端部には例えばワイパーブレード（図示せず）が装着され得る。すなわち、第２リンクロッド１７はワイパーアームとして機能し、延長アーム２０は第２リンクロッド１７（第２ワイパーアーム）の自由端部に揺動可能に装着される。

図２及び３に示すように、モータ１０は第１旋回軸の付近に取り付けられる。第１リンクロッド６の長さＬ１は、第２リンクロッド７の長さＬ２より小さい。好適には、第１リンクロッド６の長さＬ１は、一般に第２リンクロッド７の長さＬ２のおよそ３分の１である。

本実施形態において、第１旋回軸１と第１旋回軸レバー４は、本発明の第１旋回軸アセンブリを形成する。第２旋回軸２と第３旋回軸３と第２旋回軸レバー５は、本発明の第２旋回軸アセンブリを形成する。第１リンクロッド１６と第２リンクロッド１７（第２ワイパーアーム）と第３リンクロッド１８は、本発明のワイパーアームアセンブリを形成する。

本発明の好適な実施形態によるワイパーシステムの動作モード及びその利点について図４乃至８を参照して以下に説明する。

ワイパーシステムの非作動時は、図５に示されるように、ワイパーアーム１５及び１７は、窓ガラス２５（図８に示す）の下縁部に実質的に沿って配置され、この時点において、第１リンクロッド６と第２リンクロッド７は互いに対して実質的に平行に配設されている。また、この時点において、図３に示すように、ワイパーシステムは最小スペースを占める。

例えばステアリングホイールの下方のシフトレバーによってワイパーシステムを作動すると、モータ１１が最初に反時計回りに回転して第１リンクロッド６と第２リンクロッド７とを反対方向に移動させる。例えば、第１リンクロッド６が図５において左方に移動して第１旋回軸レバー４を押して反時計回りに移動させ、次いで第１旋回軸１を押して反時計回りに回転させる。第２リンクロッドは図５において右方に移動し、第２旋回軸レバー５を押して時計回りに回転させ、次いで第２旋回軸２を押して時計回りに回転させる。第２旋回軸２の時計回りの回転により、第１リンクロッド１６が時計回りに回転し、第３リンクロッド１８と協働して第２リンクロッド１７（第２ワイパーアーム）の第１端部を第２フレームに向けて更に引き寄せ、第２リンク１７（第２ワイパーアーム）を反時計回りに揺動させる。すなわち、２つのワイパーアームは同一方向に揺動する。

図６に示す位置まで揺動すると、第１リンクロッド６と第２リンクロッド１７は直線上にあり、この状態において、第２ワイパーアーム１７はその最大延出位置にある。

図６に示す位置から、モータ１１は反時計回りに回転し続け、第１リンクロッド及び第２リンクロッドは上述の方向に従って連続的に移動し、これにより、第１旋回軸１は反時計回りに回転し続ける。また、第１ワイパーアーム１５は、最も外方の払拭位置まで反時計回りに揺動し続ける。同時に、第２リンクロッド７は、図６において右方に移動し、第２旋回軸レバー５を押し続けて時計回りに回転させる。これにより、第２旋回軸２は、時計回りに回転し続ける。第２旋回軸２の時計回りの回転により、第１リンクロッド１６は時計方向において下方に揺動し続け、第２ワイパーアーム１７と第１リンクロッド１６との接続端部を図６において右方に押し、これにより、第２ワイパーアーム１７は、図７に示すように、外方払拭位置まで反時計回りに揺動する。したがって、揺動動作において第２ワイパーアームが到達し得る範囲が、第１リンクロッド１６と第２リンクロッド１７（第２ワイパーアーム）と第３リンクロッド１８とによって拡大する。

図８に示すように、窓ガラス２５上のワイパーシステムの払拭範囲を図８に示す。中空３０Ａは従来のワイパーシステムの払拭範囲を示し、影部分３０Ｂは本発明の好適な実施形態によるワイパーシステムの拡大した払拭範囲を示す。

図４に戻ると、ワイパーシステムの移動中におけるクランクと第１及び第２リンクロッドと第１及び第２旋回軸レバーの移動の包絡線が示されている。図４から理解されるように、移動の全過程において、包絡線全体は長くて狭い台形内に制限されている。台形の高さはモータの外縁部及び取付アームの外縁部を超えず、その幅は取付アームの外縁部及び第２フレーム部材の中点を超えない。また、第１リンクロッドと第２リンクロッドと第３リンクロッドは、車両の本体の外側で第２旋回軸及び第３旋回軸に取り付けられているので、第１リンクロッドと第２リンクロッドと第３リンクロッドは車両の内部のスペースを占領することがない。したがって、ワイパーシステム全体が占領するスペースは、台形によって囲まれるスペースである。これにより理解されるように、本発明によるワイパーシステムは、車両内部における省スペース化を実現する。

以上の説明から理解されるように、本発明では、第１リンクロッドの長さを更に短縮するようにモータを第１旋回軸の付近に装着することによって、また、第２及び第３旋回軸を車両の本体に対して取り付けることによって、そして第１リンクロッドと第２リンクロッド（第２ワイパーアーム）と第３リンクロッドを車両の本体の外側に装着することによって、車両内部におけるワイパーシステム全体が占領する車両内部のスペースの省スペース化が実現されると同時に、ワイパーシステムが到達可能な範囲が拡大する。

本発明を図面及び本発明の好適な実施形態を参照して詳細に説明したが、本発明の概念から逸脱することなく種々の変形や変更がなされ得ることが当業者に理解されるであろう。したがって、本発明の範囲は、上記特定の実施形態に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義されるべきである。

Claims (13)

1. 第１及び第２ワイパーアーム（１５、１７）と、
   モータが給電されると往復回動するとともに駆動力を出力する出力軸を含むモータ（１１）と、
   前記出力軸に取り付けられたクランク（１２）と、
   前記クランクの両端部に回動可能に接続された第１及び第２リンクロッド（６、７）と、
   を備える車両用ワイパーシステムにおいて、
   前記第１ワイパーアーム（１５）を往復回動させるように、前記第１リンクロッド（６）と前記第１ワイパーアーム（１５）との間に接続された第１旋回軸アセンブリと、
   前記第２ワイパーアーム（１７）を往復回動させるように、前記第２リンクロッド（７）と前記第２ワイパーアーム（１７）との間に接続された第２旋回軸アセンブリと、
   前記第２旋回軸アセンブリに装着されて前記第２旋回軸アセンブリによって駆動されるワイパーアームアセンブリと、
   を更に備え、
   前記第１旋回軸アセンブリは、
   前記第１ワイパーアーム（１５）が取り付けられる第１旋回軸（１）と、
   前記第１旋回軸（１）に取り付けられて前記第１旋回軸とともに回転する第１旋回軸レバー（４）であって、前記第１リンクロッド（６）に回動可能に接続される第１旋回軸レバー（４）と、
   を含み、
   前記第２旋回軸アセンブリは、
   第２及び第３旋回軸（２、３）と、
   前記第２旋回軸（２）に取り付けられて前記第２旋回軸（２）とともに回転する第２旋回軸レバー（５）であって、前記第２リンクロッド（７）に回動可能に接続される第２旋回軸レバー（５）と、
   を含み、
   前記ワイパーアームアセンブリは、
   前記第２旋回軸及び前記第３旋回軸（３）にそれぞれ取り付けられて前記第２及び第３旋回軸（２、３）とともにそれぞれ回転する第１及び第３リンク（１６、１８）と、
   前記第２ワイパーアーム（１７）であって、前記第１リンク（１６）が前記第２ワイパーアーム（１７）の第１端部に回動可能に接続されるとともに、前記第３リンク（１８）が前記第２ワイパーアーム（１７）に、前記第２ワイパーアーム（１７）の前記第１端部と第２端部との間の位置において回動可能に接続される、前記第２ワイパーアーム（１７）と、
   を含む、
   ことを特徴とするワイパーシステム。
2. 前記ワイパーアームアセンブリは、車両の本体の外側に装着される、
   請求項１に記載のワイパーシステム。
3. 前記第１旋回軸（１）と前記第２旋回軸（２）と前記第３旋回軸（３）は、車両の本体に対して回動可能に取り付けられる、
   請求項１に記載のワイパーシステム。
4. 前記第１旋回軸（１）と前記第２旋回軸（２）は反対方向に回転する、
   請求項１に記載のワイパーシステム。
5. 前記第１旋回軸レバー（４）と前記第２旋回軸レバー（５）は、両者とも前記第１旋回軸（１）と前記第旋回軸（２）とを接続するラインの一側において往復回転する、
   請求項１に記載のワイパーシステム。
6. 前記第１リンクロッド（６）は、前記第２リンクロッド（７）の長さ（Ｌ２）より短い長さ（Ｌ１）を有する、
   請求項１に記載のワイパーシステム。
7. 前記第１リンクロッド（６）の前記長さ（Ｌ１）は、前記第２リンクロッド（７）の前記長さ（Ｌ２）の約３分の１である、
   請求項６に記載のワイパーシステム。
8. 前記第２リンクロッド（７）は、屈曲部（７Ａ）を有する、
   請求項６に記載のワイパーシステム。
9. 前記第１及び第２リンクロッド（６、７）は、ボールジョイントを介して前記クランク（１２）の前記両端部にそれぞれ接続される、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載のワイパーシステム。
10. 前記ワイパーシステムは、フレーム部材（１０、９）を更に備え、
    前記フレーム部材（１０、９）は、前記モータ（１１）と前記第１、第２及び第３旋回軸（１、２、３）とを支持する、
    請求項１乃至８のいずれか一項に記載のワイパーシステム。
11. 前記出力軸の方向において、前記モータ（１１）と前記クランク（１２）は、前記フレーム部材（１０、９）の上側及び下側にそれぞれ装着される、
    請求項１０に記載のワイパーシステム。
12. 前記フレーム部材は、第１フレーム部材（１０）と第２フレーム部材（９）とを含み、
    前記モータ（１１）と前記第１旋回軸（１）は、前記第１フレーム部材（１０）に取り付けられ、
    前記第２及び第３旋回軸（２、３）は、前記第２フレーム部材（９）に回動可能に取り付けられる、
    請求項１０に記載のワイパーシステム。
13. 前記第１及び第２フレーム部材は、堅固に接続された一部品である、
    請求項１２に記載のワイパーシステム。

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