JP2023162473A - ワイパー装置およびこれを備えたカメラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワイパーブレードに加わった外的負荷の伝達を抑えることができるワイパー装置およびこれを備えたカメラ装置を提供する。【解決手段】 ワイパー装置（１）は、駆動用モータ（５）と、ワイパーブレード（１４）と、駆動用モータ（５）とワイパーブレード（１４）を連結する複数のアームを有し、複数のアームを介して駆動用モータ（５）の駆動力をワイパーブレード（１４）に伝達するリンク機構（４）と、を備え、複数のアームには、伝達負荷に応じてスライド伸縮する伸縮アームが含まれる。【選択図】 図２

Description

本開示は、ワイパー装置およびこれを備えたカメラ装置に関する。

屋外に設置されるカメラ装置は、筐体内部にカメラレンズが収容され、カメラレンズの前面に対向した筐体の一面に透明ガラス窓が配置されている。カメラ装置は、透明ガラス窓越しに筐体外部の映像を撮影するので、雨滴、雪または粉塵等の異物が透明ガラス窓に付着すると撮影に支障を来す。このため、カメラ装置には、透明ガラス窓に付着した異物を除去するためのワイパー装置が設けられる。

ワイパー装置は、駆動用モータの回転駆動力を、減速ギヤおよびリンク機構を介して、透明ガラス窓の前面に設けられたワイパーブレードに伝達させることにより、透明ガラス窓面上でワイパーブレードをスイング動作（往復動作）させる。透明ガラス窓面上に付着した雪または氷塊によってワイパーブレードのスイング動作が妨げられると、その負荷によってワイパー装置が破損する可能性がある。

このようなワイパーの払拭面に付着した異物による影響を低減する従来の技術として、例えば、特許文献１に記載されるカメラケースがある。このカメラケースは、ワイパーが動作していないときに、ワイパーブレードおよびこれを支えるワイパーアームを収納し、ワイパーを動作させるときに、ワイパーブレードおよびワイパーアームを外部に出すことにより、ワイパーブレードおよびワイパーアームに雪または氷塊が付着することを防止している。

特開２００３－４６８２６号公報

ワイパー装置が動作している状態では、ワイパー駆動用モータの性能を超える外的負荷が加わっても、保護回路が起動してワイパー装置の動作を停止させる。
一方、ワイパー装置の動作が停止された状態で、ワイパーブレードに外的負荷が加わると、負荷の伝達を抑えることができず、ワイパー装置が破損する虞があった。
例えば、払拭面上で停止していたワイパーブレードを、手作業でワイパー動作開始位置に戻した場合、ワイパーブレードには高い外的負荷が加わってしまう。

本開示は上記課題を解決するものであり、ワイパーブレードに加わった外的負荷の伝達を抑えることができるワイパー装置およびこれを備えたカメラ装置を得ることを目的とする。

本開示に係るワイパー装置は、駆動用モータと、ワイパーブレードと、駆動用モータとワイパーブレードを連結する複数のアームを有し、複数のアームを介して駆動用モータの駆動力をワイパーブレードに伝達するリンク機構と、を備え、複数のアームには、伝達負荷に応じてスライド伸縮する伸縮アームが含まれる。

本開示によれば、駆動用モータと、ワイパーブレードと、駆動用モータとワイパーブレードを連結する複数のアームを有し、複数のアームを介して駆動用モータの駆動力をワイパーブレードに伝達するリンク機構と、を備え、複数のアームには、伝達負荷に応じてスライド伸縮する伸縮アームが含まれる。
伸縮アームがスライド伸縮する負荷を、通常動作で想定される荷重を超える負荷に設定しておくことで、伸縮アームは、通常動作では伸縮せず、高い外的負荷が加わった場合に伸縮する。これにより、本開示に係るワイパー装置は、ワイパーブレードに加わった外的負荷の伝達を抑えることができる。

実施の形態１に係るカメラ装置の構成を示す側面図である。 実施の形態１に係るカメラ装置をガラス窓側からみた構成を示す平面図である。 図３Ａおよび図３Ｂは、実施の形態１に係るワイパー装置が備える伸縮アームを示す図である。 実施の形態２に係るカメラ装置の構成を示す側面図である。 実施の形態２に係るカメラ装置をガラス窓側からみた構成を示す平面図である。 図６Ａおよび図６Ｂは、実施の形態２に係るワイパー装置が備える伸縮アームを示す図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るカメラ装置１の構成を示す側面図であり、カメラ装置１を側面からみた部分断面を示している。また、図２は、カメラ装置１をガラス窓２Ａ側からみた構成を示す図である。図１および図２において、カメラ装置１は、例えば屋外に設置され、屋外を監視する監視カメラであり、カメラケース２、ガラス窓２Ａ、カメラ３、リンク機構４、駆動用モータ５、減速ギヤ６およびワイパーブレード１４を備える。カメラケース２は、カメラ３を収容する筐体であり、窓部であるガラス窓２Ａを備える。

カメラ３は、ガラス窓２Ａがカメラレンズの前面に位置するように、カメラケース２の内部に収容される。ガラス窓２Ａは、透明ガラスで構成されており、カメラ３は、カメラケース２の内側から、ガラス窓２Ａを通じてカメラケース２の外側の映像を撮影することができる。実施の形態１に係るワイパー装置は、ワイパーブレード１４を用いて、カメラケース２の外側からガラス窓２Ａを払拭するものである。

実施の形態１に係るワイパー装置は、リンク機構４、駆動用モータ５、およびワイパーブレード１４を備える。リンク機構４は、回転軸７、回転アーム８、連結アーム９、連結アーム１０、従動軸１１、回転アーム１２、およびワイパーアーム１３を備える。駆動用モータ５には、駆動用モータ５の駆動力を伝達する減速ギヤ６が一体に形成されている。減速ギヤ６は、駆動用モータ５の駆動力を伝達するための回転軸７を有する。

回転アーム８は、駆動用モータ５の駆動力を伝達するためのアームであり、図１および図２に示すように、一方の端部が回転軸７に連結され、他方の端部が連結アーム９の一方の端部に連結されている。連結アーム９および連結アーム１０は、伸縮アーム２０を構成する。連結アーム９は、回転軸７に連結された端部が伸縮アーム２０の一方の端部となるように、連結アーム１０に支持される。連結アーム１０は、連結アーム９をスライド可能に支持する。ただし、連結アーム９は、通常のワイパー動作で想定される荷重を超える外的負荷が加わるまで連結アーム１０に固定されている。

伸縮アーム２０は、伝達負荷に応じてスライド伸縮する。例えば、伸縮アーム２０は、通常のワイパー動作で想定される荷重を超える外的負荷が加わった場合、連結アーム１０に対する連結アーム９の固定が解除される。これにより、伸縮アーム２０が伸びる方向に連結アーム９がスライドするか、もしくは、伸縮アーム２０が縮む方向に連結アーム９がスライドする。伸縮アーム２０がスライド伸縮することで、外的負荷の駆動用モータ５側への伝達が抑制される。

従動軸１１は、回転アーム１２とワイパーアーム１３を連結する軸である。連結アーム１０の端部（伸縮アーム２０の他方の端部）は、回転アーム１２に連結されている。回転アーム１２は、一方の端部が連結アーム１０に連結され、他方の端部が従動軸１１によりワイパーアーム１３に連結されている。ワイパーアーム１３は、一方の端部が従動軸１１により回転アーム１２に連結され、他方の端部側にはワイパーブレード１４が取り付けられている。

駆動用モータ５を回転させると、その回転の駆動力は、減速ギヤ６の回転軸７を介して回転アーム８に伝達される。このとき、回転アーム８は、回転軸７を中心として、図２において矢印Ａで示すように連続回転し、駆動用モータ５の駆動力が、回転アーム８に連結された伸縮アーム２０に伝達される。これにより、伸縮アーム２０が連結されている回転アーム１２が、従動軸１１を中心として、図２において矢印Ｂで示す角度範囲を往復動作する。このとき、回転アーム１２に連結されたワイパーアーム１３に取り付けられているワイパーブレード１４が、開始位置Ｐ１と折り返し位置Ｐ２との間の払拭範囲Ｃを往復動作する。

ワイパーブレード１４は、図１および図２に示すように、払拭面であるガラス窓２Ａの面上に配置されている。前述したように、ワイパーブレード１４が払拭範囲Ｃで往復動作することにより、ガラス窓２Ａが払拭される。これにより、ガラス窓２Ａの面に付着した異物が取り除かれる。

図３Ａは、実施の形態１に係るワイパー装置が備える伸縮アーム２０の断面を示す側面図である。図３Ｂは、上方からみた伸縮アーム２０を示す平面図である。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、伸縮アーム２０は、回転アーム８と回転アーム１２との間を連結するアームである。連結アーム９は、伸縮アーム２０を構成する第１のアーム部であり、貫通穴９ａが形成されている。連結アーム１０は、連結アーム９とともに、伸縮アーム２０を構成する第２のアーム部であり、凸部１０ａが形成されている。

連結アーム１０には、例えば４つのガイド部１０ｂが設けられている。ガイド部１０ｂは、連結アーム９を挟み込むように連結アーム１０に支持する。ガイド部１０ｂは、連結アーム１０における連結アーム９のスライドをガイドする囲い溝として機能する。ガイド部１０ｂにより、連結アーム９は、連結アーム１０の長手方向に沿ったスライドが可能である。ただし、連結アーム９は、貫通穴９ａに凸部１０ａが嵌合することで、連結アーム１０に固定される。貫通穴９ａは、連結アーム９に設けられた第１の係合固定部であり、凸部１０ａは、連結アーム１０に設けられた第２の係合固定部である。貫通穴９ａは、凸部１０ａが嵌まることができる形状であればよく、単なる凹部であってもよい。さらに、凸部１０ａは、例えば、断面の形状が半円形または山形の凸部である。

貫通穴９ａに凸部１０ａが嵌合した状態では、伸縮アーム２０はスライド伸縮しない。すなわち、通常のワイパー動作において、スライド伸縮しない状態の伸縮アーム２０が、駆動用モータ５の駆動力をワイパーブレード１４に伝達するための連結アームとして機能する。例えば、駆動用モータ５に通電されずワイパー装置が停止している状態で、通常のワイパー動作で想定される負荷荷重を超える荷重の外的負荷が、ワイパーブレード１４に加わると、連結アーム１０およびガイド部１０ｂが、連結アーム９のスライド方向と直交する方向に弾性変形する。これにより、貫通穴９ａと凸部１０ａの嵌合が外れ（固定解除）、連結アーム９がスライドして伸縮アーム２０が伸縮する。

例えば、ガラス窓２Ａの面上に強固に付着した氷塊等は、ワイパーブレード１４で除去できない異物である。このような異物をワイパー動作で除去しようすると、ワイパーブレード１４には、通常のワイパー動作で想定される負荷荷重を超える荷重の外的負荷が加わる。この外的負荷の荷重は、連結アーム１０に対する連結アーム９のスライド方向に作用する圧縮または引っ張り方向の荷重となり、この荷重の分力により連結アーム１０およびガイド部１０ｂが弾性変形して貫通穴９ａと凸部１０ａとの嵌合が外れ、連結アーム９がスライドする。これにより、外的負荷の荷重の伝達が遮断され、駆動用モータ５と連結する減速ギヤ６またはワイパー装置の各構成品に対して高い負荷が加わらない。

なお、一旦嵌合が解除された貫通穴９ａと凸部１０ａは、回転軸７側の回転動作が繰り返されることで、再度嵌合することができる。また、連結アーム９に凸部１０ａを設けてもよいし、連結アーム１０に貫通穴９ａを設けてもよい。このようにしても、連結アーム９のスライドを固定することができる。

以上のように、実施の形態１に係るワイパー装置は、駆動用モータ５と、ワイパーブレード１４と、駆動用モータ５とワイパーブレード１４とを連結する回転軸７、回転アーム８、連結アーム９、連結アーム１０、従動軸１１、回転アーム１２およびワイパーアーム１３を有し、これらのアームを介して駆動用モータ５の駆動力をワイパーブレード１４に伝達するリンク機構４と、連結アーム９および連結アーム１０から構成され、伝達負荷に応じてスライド伸縮する伸縮アーム２０とを備える。伸縮アーム２０がスライド伸縮する負荷を、通常動作で想定される荷重を超える負荷に設定しておくことで、伸縮アーム２０は、通常動作では伸縮せず、高い外的負荷が加わった場合に伸縮する。これにより、ワイパー装置は、ワイパーブレード１４に加わった外的負荷の伝達を抑えることができ、外的負荷によるワイパー装置の損傷を防ぐことができる。

実施の形態１に係るワイパー装置において、伸縮アーム２０は、連結アーム９と、連結アーム１０と、連結アーム９に設けられた貫通穴９ａと、連結アーム１０に設けられ、貫通穴９ａに嵌合することで、連結アーム９のスライドを固定する凸部１０ａとを備える。貫通穴９ａと凸部１０ａの凹凸嵌合は、伝達負荷に応じて解除される。これにより、伸縮アーム２０を、通常動作では伸縮せず、高い外的負荷が加わった場合に伸縮させることができる。

実施の形態１に係るカメラ装置１は、カメラ３と、カメラ３が収容されるカメラケース２と、カメラケース２におけるカメラ３のレンズ前面に設けられたガラス窓２Ａを、ワイパーブレード１４で払拭するワイパー装置を備える。このように構成されたカメラ装置１は、ワイパーブレード１４に加わった外的負荷の伝達を抑えることができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係るカメラ装置１Ａの構成を示す図であり、カメラ装置１Ａを側面からみた部分断面を示している。また、図５は、カメラ装置１Ａをガラス窓２Ａ側からみた構成を示す図である。図４および図５において、カメラ装置１Ａは、例えば屋外に設置され、屋外を監視する監視カメラであり、カメラケース２、ガラス窓２Ａ、カメラ３、リンク機構４Ａ、駆動用モータ５、減速ギヤ６およびワイパーブレード１４を備える。カメラケース２は、カメラ３を収容する筐体であり、窓部であるガラス窓２Ａを備える。

カメラ３は、ガラス窓２Ａがカメラレンズの前面に位置するように、カメラケース２の内部に収容される。ガラス窓２Ａは、透明ガラスで構成されており、カメラ３は、カメラケース２の内側から、ガラス窓２Ａを通じてカメラケース２の外側の映像を撮影することができる。実施の形態２に係るワイパー装置は、実施の形態１と同様に、ワイパーブレード１４を用いて、カメラケース２の外側からガラス窓２Ａを払拭するものである。

実施の形態２に係るワイパー装置は、リンク機構４Ａ、駆動用モータ５、およびワイパーブレード１４を備える。リンク機構４Ａは、回転軸７、回転アーム８、連結アーム１５、連結アーム１６、従動軸１１、回転アーム１２およびワイパーアーム１３を備える。駆動用モータ５には、駆動用モータ５の駆動力を伝達する減速ギヤ６が一体に形成されている。減速ギヤ６は、駆動用モータ５の駆動力を伝達するための回転軸７を有する。

回転アーム８は、駆動用モータ５の駆動力を伝達するためのアームであり、図４および図５に示すように、一方の端部が回転軸７に連結され、他方の端部が、連結アーム１５の一方の端部に連結されている。連結アーム１５および連結アーム１６は、伸縮アーム２０Ａを構成する。連結アーム１５は、回転軸７に連結された端部が伸縮アーム２０Ａの一方の端部となるように、連結アーム１６に支持される。連結アーム１６は、連結アーム１５をスライド可能に支持する。

伸縮アーム２０Ａには、ばね１６ａが設けられている。ばね１６ａは、連結アーム１５のスライドを抑制する反力を与える弾性部材である。連結アーム１５は、ばね１６ａの反力による弾性域でスライド可能である。すなわち、通常のワイパー動作で想定される荷重を超え、かつばね１６ａの反力を超える荷重の外的負荷が加わると、連結アーム１５は、伸縮アーム２０Ａの長さが伸びる方向にスライドするか、伸縮アーム２０Ａの長さが縮む方向にスライドする。伸縮アーム２０Ａがスライド伸縮することで、外的負荷の駆動用モータ５側への伝達が抑制される。

従動軸１１は、回転アーム１２とワイパーアーム１３を連結する軸である。連結アーム１０の端部（伸縮アーム２０Ａの他方の端部）は、回転アーム１２に連結されている。回転アーム１２は、一方の端部が連結アーム１０に連結され、他方の端部が、従動軸１１によりワイパーアーム１３に連結されている。ワイパーアーム１３は、一方の端部が従動軸１１により回転アーム１２に連結され、他方の端部側には、ワイパーブレード１４が取り付けられている。

駆動用モータ５を回転させると、その回転の駆動力は、減速ギヤ６の回転軸７を介して回転アーム８に伝達される。このとき、回転アーム８は、回転軸７を中心として、図５において矢印Ａで示すように連続回転し、駆動用モータ５の駆動力が、回転アーム８に連結された伸縮アーム２０Ａに伝達される。これにより、伸縮アーム２０Ａが連結されている回転アーム１２が、従動軸１１を中心として、図５において矢印Ｂで示す角度範囲を往復動作する。このとき、回転アーム１２に連結されたワイパーアーム１３に取り付けられているワイパーブレード１４が、開始位置Ｐ１と折り返し位置Ｐ２との間の払拭範囲Ｃを往復動作する。

ワイパーブレード１４は、図４および図５に示すように、払拭面であるガラス窓２Ａの面上に配置されている。前述したように、ワイパーブレード１４が払拭範囲Ｃで往復動作することにより、ガラス窓２Ａが払拭される。これにより、ガラス窓２Ａの面に付着した異物が取り除かれる。

図６Ａは、実施の形態２に係るワイパー装置が備える伸縮アーム２０Ａの断面を示す側面図である。図６Ｂは、上方からみた伸縮アーム２０Ａを示す平面図である。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、伸縮アーム２０Ａは、回転アーム８と回転アーム１２との間を連結するアームである。連結アーム１５は、伸縮アーム２０Ａを構成する第３のアーム部である。連結アーム１６は、連結アーム１５とともに、伸縮アーム２０Ａを構成する第４のアーム部である。ばね１６ａは、連結アーム１５のスライドを抑制する反力を与える弾性部材である。

連結アーム１６には、例えば４つのガイド部１６ｂが設けられている。ガイド部１６ｂは、連結アーム１５を挟み込むように連結アーム１６に支持する。ガイド部１６ｂは、連結アーム１６における連結アーム１５のスライドをガイドする囲い溝として機能する。ガイド部１６ｂにより、連結アーム１５は、連結アーム１６の長手方向に沿ったスライドが可能である。ただし、連結アーム１５は、ばね１６ａの反力により連結アーム１６に固定される。

ばね１６ａの反力により、伸縮アーム２０Ａはスライド伸縮しない。すなわち、通常のワイパー動作において、スライド伸縮しない状態の伸縮アーム２０Ａが、駆動用モータ５の駆動力をワイパーブレード１４に伝達するための連結アームとして機能する。例えば、駆動用モータ５に通電されずワイパー装置が停止している状態で、通常のワイパー動作で想定される負荷荷重を超える荷重の外的負荷が、ワイパーブレード１４に加わると、この外的負荷の荷重によりばね１６ａが伸張または圧縮される。これにより、連結アーム１５がスライドして伸縮アーム２０Ａが伸縮する。

例えば、ガラス窓２Ａの面上に強固に付着した氷塊等は、ワイパーブレード１４で除去できない異物である。このような異物をワイパー動作で除去しようすると、ワイパーブレード１４には、通常のワイパー動作で想定される負荷荷重を超える荷重の外的負荷が加わる。この外的負荷の荷重は、連結アーム１０に対する連結アーム９のスライド方向に作用する圧縮または引っ張り方向の荷重となり、ばね１６ａが弾性変形して連結アーム１５がスライドする。これにより、外的負荷の荷重が、ばね１６ａの弾性変形により吸収され、駆動用モータ５と連結する減速ギヤ６またはワイパー装置の各構成品に対して高い負荷が加わらない。

以上のように、実施の形態２に係るワイパー装置において、伸縮アーム２０Ａは、連結アーム１５と、連結アーム１５をスライド可能に支持する連結アーム１６と、連結アーム１５のスライドを抑制する反力を与えるばね１６ａと、を備え、連結アーム１５は、ばね１６ａの反力による弾性域でスライド可能である。ばね１６ａが弾性変形する負荷を、通常動作で想定される荷重を超える負荷に設定しておくことで、伸縮アーム２０Ａは、通常動作では伸縮せず、高い外的負荷が加わった場合に伸縮する。これにより、ワイパー装置は、ワイパーブレード１４に加わった外的負荷の伝達を抑えることができ、外的負荷によるワイパー装置の損傷を防ぐことができる。

また、伸縮アーム２０Ａの変形例として、連結アーム１５が、貫通穴９ａを備え、連結アーム１６が、凸部１０ａを備えてもよい。この場合、伸縮アーム２０Ａは、ばね１６ａの反力に加え、貫通穴９ａと凸部１０ａとの凹凸嵌合により、通常のワイパー動作においてスライド伸縮しない。ばね１６ａの反力に加え、貫通穴９ａと凸部１０ａとの凹凸嵌合を外す大きな荷重が加わると、伸縮アーム２０Ａはスライド伸縮する。このように構成された伸縮アーム２０Ａを有するワイパー装置であっても、ワイパーブレード１４に加わった外的負荷の伝達を抑えることができ、外的負荷によるワイパー装置の損傷を防ぐことができる。

これまでの説明では、第１の係合固定部と第２の係合固定部との係合が凹凸嵌合である場合を示したが、これに限定されるものではない。第１の係合固定部と第２の係合固定部の係合は、通常のワイパー動作で想定される負荷荷重を超える荷重の外的負荷が加わったときに解除されるものであればよい。例えば、引っかけ係合であってもよい。

なお、各実施の形態の組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。

１，１Ａ カメラ装置、２ カメラケース、２Ａ ガラス窓、３ カメラ、４，４Ａ リンク機構、５ 駆動用モータ、６ 減速ギヤ、７ 回転軸、８，１２ 回転アーム、９，１０，１５，１６ 連結アーム、９ａ 貫通穴、１０ａ 凸部、１０ｂ，１６ｂ ガイド部、１１ 従動軸、１３ ワイパーアーム、１４ ワイパーブレード、１６ａ ばね、２０，２０Ａ 伸縮アーム。

Claims (6)

1. 駆動用モータと、
   ワイパーブレードと、
   前記駆動用モータと前記ワイパーブレードを連結する複数のアームを有し、複数の前記アームを介して前記駆動用モータの駆動力を前記ワイパーブレードに伝達するリンク機構と、を備え、
   複数の前記アームには、伝達負荷に応じてスライド伸縮する伸縮アームが含まれる
   ことを特徴とするワイパー装置。
2. 前記伸縮アームは、
   第１のアーム部と、
   前記第１のアーム部をスライド可能に支持する第２のアーム部と、
   前記第１のアーム部に設けられた第１の係合固定部と、
   前記第２のアーム部に設けられ、前記第１の係合固定部と係合することで、前記第１のアーム部のスライドを固定する第２の係合固定部と、を備え、
   前記第１の係合固定部と前記第２の係合固定部の係合は、伝達負荷に応じて解除される
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイパー装置。
3. 前記第１の係合固定部および前記第２の係合固定部は、凹凸嵌合部である
   ことを特徴とする請求項２に記載のワイパー装置。
4. 前記伸縮アームは、
   第３のアーム部と、
   前記第３のアーム部をスライド可能に支持する第４のアーム部と、
   前記第３のアーム部のスライドを抑制する反力を与える弾性部材と、を備え、
   前記第３のアーム部は、前記弾性部材の反力による弾性域でスライド可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイパー装置。
5. 前記第３のアーム部は、第１の係合固定部を有し、
   前記第４のアーム部は、前記第１の係合固定部と係合することで、前記第３のアーム部のスライドを固定する第２の係合固定部を有し、
   前記第１の係合固定部と前記第２の係合固定部の係合は、伝達負荷に応じて解除される
   ことを特徴とする請求項４に記載のワイパー装置。
6. カメラと、
   前記カメラが収容される筐体と、
   前記筐体における前記カメラのレンズ前面に設けられた窓部を、前記ワイパーブレードで払拭する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のワイパー装置と、を備えた
   ことを特徴とするカメラ装置。

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