JP4029334B2 - ワイパー装置及びこのワイパー装置を用いた監視カメラ装置 - Google Patents
ワイパー装置及びこのワイパー装置を用いた監視カメラ装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワイパー装置及びこのワイパーを用いた監視カメラ装置に関わり、特に、小型化と部品点数削減に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の監視カメラ装置におけるワイパ装置においては、４棒リンク機構にしている。（例えば、特許文献1参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１７５３３６号公報（第３頁、第４頁、第１図、第２図）
【非特許文献１】
酒井高男著、「機構学大要」、株式会社養賢堂、１９６７年２月２５日、Ｐ．３０
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の監視カメラ装置におけるワイパー装置は上述のような４棒リンク構成で動作していたため、以下のような問題が発生していた。
（１）従来のワイパー装置は以上のように構成されているので、４棒リンク機構を構成するために装置が大きくなる。
（２）従来のワイパー装置は以上のように構成されているので、モータの回転軸を４棒リンク機構の往復運動方向に対し直交させる必要があり、装置が大きくなる。
（３）従来のワイパー装置は以上のように構成されているので、４棒リンク機構を構成するため部品点数が増加する。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、第１の目的は、小型化されたリンク機構のワイパー装置を提供することである。
また、第２の目的は、このワイパー装置を用いることによりカメラケースを小型化できるカメラ監視装置を提供することである。
更に、第３の目的は、部品点数を削減したワイパー装置およびこのワイパー装置を用いたカメラ監視装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るワイパー装置は、摺動面を摺動するワイパーアームと、一端がワイパーアームに連結されるとともに外部支持部材に軸中心の周りに回転自在に軸支されたワイパーアーム連結軸と、ワイパーアーム連結軸と直交するように配置された回転軸を有するモータと、モータの回転軸に固着された第１部材と、一端が第１部材の先端部に回転自在に連結された第２部材と、モータの回転軸の軸中心線の延長線とワイパーアーム連結軸の軸中心線との交点を中心とし、モータの回転軸と直交するとともにワイパーアーム連結軸の軸とも直交する軸の周りに、一端が回転自在となるようにワイパーアーム連結軸と連結し、他端が第２部材の他端に連結する第３部材と、を備え、第２部材と第３部材は、モータの回転に伴い、ワイパーアーム連結軸の交点を頂点とし、モータの回転軸を回転中心とし、モータの回転軸と第１部材先端部との間の距離を半径とする円錐状に軌跡を描いて回転することにより、モータの回転がワイパーアーム連結軸の軸中心の回転往復運動に変換されるものである。
【０００７】
【発明の実際の形態】
実施の形態１．
図１、図２、図３、図４により、実施の形態１のワイパー装置及びこのワイパー装置を用いた監視カメラ装置を説明する。
図１は、監視カメラ装置の構成を示す図であり、図１（ａ）は、その正面図（但し、ワイパー装置のワイパーモータ〜ワイパーアーム連結軸は、カメラケース内にあり、破断線を用いて部分断面図として表示）、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図２は、ワイパー装置の動作原理説明図である。また、図３は、ワイパー装置の図１（ａ）に対応する動作説明図であり、図４は、ワイパー装置の図１（ｂ）に対応する動作説明図である。
【０００８】
図１において、ワイパー装置付きの監視カメラ装置１は、監視カメラ装置１の筐体となるカメラケース２に収納され、被写体（図示せず）を撮像して監視を行うカメラ３と、カメラケース２のカメラ３と対向する開口部に設けられ、被写体からの光信号を透過する例えばガラス等により形成される透光体４の外面に付着した雨滴や粉塵を拭き取るワイパー装置２０とを有する。
また、ワイパー装置２０は、ワイパーモータ５、モータホルダー６、モータ出力軸７、カム８、カム固定ネジ９、プッシュレバー１０、マイクロスイッチ１１、円柱リンク１２、円柱リンク取付け軸１３、すり割りリンク１４、すり割りリンク取付け軸１５、ワイパーアーム連結軸１６、ワイパーアーム１７、ワイパーラバー１８、ワイパーアーム固定ネジ１９等から構成される。
なお、ワイパー装置２０が摺動により摺動面である透光体４の外面に付着した雨滴や粉塵等を拭き取る摺動範囲を２１で示す。また、円柱リンク取付け軸１３とすり割りリンク取付け軸１５とを結んだ線であり、円柱リンク１２の軸中心線を含み、かつ、ワイパーアーム連結軸１６の軸中心線と交差する線であるリンク中心軸を２３で示す。
【０００９】
ここで、ワイパーモータ５はモータホルダー６に固定されている。また、モータホルダー６はワイパーアーム連結軸１６とモータ出力軸７が直交する位置に取付けられている。即ち、ワイパーアーム連結軸１６とモータ出力軸７の延長先が直交するようにワイパーモータ５は保持される。
【００１０】
また、プッシュレバー１０はカム８に一体で形成されている。またマイクロスイッチ１１はモータホルダーに固定されている。
すり割りリンク１４は、カメラケース２に対し回動自在なワイパーアーム連結軸１６にすり割りリンク取付け軸１５で回動自在に取付けられている。また、すり割りリンク１４の一端には円柱リンク１２の径より大きい円柱受け穴３０（図２（ｅ）参照）が設けられ、円柱リンク１２と連結している。
【００１１】
また、ワイパーアーム１７はワイパーアーム連結軸１６の端部にワイパーアーム固定ネジ１９で連結している（図１（ｂ）参照）。さらに、ワイパーアーム１７は透光体４方向に付勢されており、ワイパーアーム１７にはワイパーラバー１８が取付けられている。
ここで、第１部材は、カム８であり、第２部材は、円柱リンク１２であり、また、第３部材は、すり割りリンク１４である。
【００１２】
次に、図１、図２によりワイパー装置２０の動作原理を説明する。
図２（ａ）は、ワイパーモータ５、カム８及び円柱リンク１２の関係を示すものであり、ワイパーモータ５によりモータ出力軸７が回転すると、カム８の回転につれて、カム８から偏芯して突出する円柱リンク１２も点線で示す軌跡を描き回転する。
この状態を側面から見ると、図２（ｂ）に示すように、円柱リンク１２は、上下の往復運動をすることになる。この往復運動を矢印で示すようなワイパーアーム連結軸１６の回転往復運動に利用する。
ワイパーモータ５のモータ出力軸７に直交するワイパーアーム連結軸１６を加えた図２（ｃ）において、モータ出力軸７とワイパーアーム連結軸１６とを直交させ、かつ、モータ出力軸７の軸中心線の延長線とワイパーアーム連結軸１６の軸中心線との交点Ｂと、カム８との間隔Ａを一定に保った場合、交点Ｂと円柱リンク１２先端との間隔Ｃは、モータ出力軸７の回転角度にかかわらず一定となる。
【００１３】
従って、図２（ｄ）に示すように、間隔Ｃに円柱リンク１２とワイパーアーム連結軸１６を結びつける機構Ｄを配置すれば、ワイパーアーム連結軸１６は往復運動することになる。このとき、円柱リンク１２が回転することで、間隔Ｃが描く軌跡は交点Ｂを頂点とする円錐Ｅとなる。そこで、機構Ｄを円錐Ｅに追従させるようにする。
そのため、図２（ｅ）に示すように、カム８はモータ出力軸７にカム固定ネジ９で固定し（図１参照）、円柱リンク１２は長さを長くし、カム８に円柱リンク取付け軸１３で回動自在に取付け、また、先端部をすり割りリンク１４の一端に設けた円柱リンク１２の径よりも大きな円柱受け穴３０に回転可能に挿入する。また、ワイパーアーム連結軸１６はすり割りリンク取付け軸１５により回動自在にすり割りリンク１４に取付ける。
【００１４】
このように構成された円柱リンク１２、すり割リンク１４及びワイパーアーム連結軸１６から成る機構Ｄは、モータ出力軸７を回転させると、円柱リンク１２の軸中心線の延長線で、ワイパーアーム連結軸１６の軸中心線と交点Ｂで交差するリンク中心軸２３が交点Ｂを頂点とし、円錐Ｅを描き、その際ワイパーアーム連結軸１６の端部は、所定の姿勢を保った状態（ワイパーアーム連結軸１６は、カメラケース２により、図１（ａ）で紙面に垂直方向に姿勢が保持される）で、すり割りリンク１４の円柱リンク１２に対する回転とワイパーアーム連結軸１６のすり割りリンク取付け軸１５まわりの回動を伴いながら、回転往復運動が可能となる。
【００１５】
次に、図３、図４も併せて、ワイパー装置２０の動作を説明する。
図３、図４は、それぞれ、図１（ａ）、図１（ｂ）に対応し、図３（ａ）、図４（ａ）がモータ出力軸７の回転が０回転、図３（ｂ）、図４（ｂ）が同じく回転が１／４回転、図３（ｃ）、図４（ｃ）が同じく回転が１／２回転、図３（ｄ）、図４（ｄ）が同じく回転が３／４回転の状態を示す。
【００１６】
カム８が回転運動を行うとき、円柱リンク取付け軸１３とすり割りリンク取付け軸１５の距離は常に一定のため、リンク中心軸２３の軌跡は円錐（図２参照）になる。このとき、モータ出力軸７の回転につれて、円柱リンク１２に対してすり割リンク１４が回転しながら、また、ワイパーアーム連結軸１６がすり割リンク取付け軸１５により回動しながら、すり割りリンク１４が取付けられているワイパーアーム連結軸１６はカメラケース２に姿勢を保持されて、リンク中心軸２３軌跡の円錐頂点（図２のＢ）のなす角度の回転往復運動を行なう。また、ワイパーアーム連結軸１６に連結しているワイパーアーム１７は摺動範囲２１を往復運動するが、この摺動角度は円錐頂点（図２のＢ）のなす角度と同一となる。
【００１７】
次に、プッシュレバー１０の動作について説明する。制御装置（図示せず）より駆動電流を受けたワイパーモータ５は回転運動を行なう。１回転後プッシュレバー１０がマイクロスイッチ１１を押し、駆動電流が切断されワイパーモータ５は停止する。
連続運転する場合は、制御装置により駆動電流を出し続ける。例えば、制御装置のスイッチを押し続ける。
【００１８】
また、ワイパー摺動角度の調整について説明する。摺動角度はワイパーモータ５の取付け位置を円柱リンク１２とすり割りリンク１４と連結させ、なおかつ、ワイパーアーム連結軸１６とモータ出力軸７を直交させながらワイパーアーム連結軸１６に近付けると大きく、引き離すと小さくなり、任意角度に変更することが可能となる。
【００１９】
この実施の形態のワイパー装置においては、モータ出力軸７とワイパーアーム連結軸１６とを連結し、モータ出力軸７の回転運動を、ワイパーアーム連結軸１６の軸中心の回転往復運動に変換する連結手段は、モータ出力軸７に連結され回転する第１部材であるカム８と、カム８の回転中心と偏芯して取付けられ、取付け角が可変となる第２部材である円柱リンク１２と、一端に円柱リンク１２の端部を回転可能に嵌合し、他端にワイパーアーム連結軸１６を回動自在に連結する第３部材であるすり割りリンク１４とから成り、モータ出力軸７の回転により、ワイパーアーム連結軸１６は、すり割りリンク１４の回転とワイパーアーム連結軸１６自身の回動を伴いながら、所定の姿勢を保った状態で回転往復運動を行う。そこで、ワイパー装置は小型化でき、また、部品点数の削減が可能であるとともに、ワイパーモータ５の取付け位置を変えることにより、ワイパー摺動角度を可変にできる。
【００２０】
実施の形態２．
実施の形態２のワイパー装置及びこのワイパー装置を用いた監視カメラ装置を図５、図６、図７により説明する。
図５は、監視カメラ装置の構成を示す図であり、図５（ａ）は、その正面図（但し、ワイパー装置のワイパーモータ〜ワイパーアーム連結軸は、カメラケース内にあり、破断線を用いて部分断面図として表示）、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図６は、ワイパー装置の図５（ａ）に対応する動作説明図であり、図７は、同じくワイパー装置の図５（ｂ）に対応する動作説明図である。また、図６（ａ）、図７（ａ）がモータ出力軸７の回転が０回転、図６（ｂ）、図７（ｂ）が同じく回転が１／４回転、図６（ｃ）、図７（ｃ）が同じく回転が１／２回転、図６（ｄ）、図７（ｄ）が同じく回転が３／４回転の状態を示す。
この実施の形態は、実施の形態１において、第１部材であるカム８及び第２部材である円柱リンク１２の構成を変えたものであり、その他は同じであるので、図１〜図３と同一又は同等の機能を示すものは同一符号を付し、以下主として相違点を説明する。
【００２１】
図において、本実施の形態では、第２部材である円柱突起１２ａを第１部材であるカム８ａに一体で形成し、モータ出力軸７方向に所定の角度に付勢される。即ち、モータ出力軸７方向に対して、リンク中心軸２３がワイパーアーム１７の摺動角度で決まる所定の角度になるように、円柱突起１２ａの軸中心方向を決める。
【００２２】
実施の形態１では、摺動角度（摺動範囲２１）を任意角度に変えることができるように、円柱リンク１２は、円柱リンク取付け軸１３でカム８に回動自在に取付けられているが、摺動角度（摺動範囲２１）を変える必要がなければ、カム８ａに一体で形成し、モータ出力軸７方向に所定の角度に付勢された円柱突起１２ａを設けてもよい。
また、カム８ａを取付けたワイパーモータ５を固定したモータホルダー６は、ワイパーアーム連結軸１６とモータ出力軸７が直交し、なおかつカム８の回転運動で描かれるリンク中心軸２３の円錐頂点が交差する位置に取付けらている。
【００２３】
以上のようにカム８ａと円柱突起１２ａは一体形成のため、部品点数は削減可能である。またカム８ａと円柱突起１２ａは一体で形成されるため、強度を向上させることができる。
【００２４】
この実施の形態のワイパー装置においては、第２部材である円柱突起１２ａは、所定の取付け角により第１部材であるカム８に固定されるので、部品点数は削減可能であり、また、強度を向上できる。
【００２５】
実施の形態３．
実施の形態３のワイパー装置及びこのワイパー装置を用いた監視カメラ装置を図８、図９、図１０により説明する。
図８は、監視カメラ装置の構成を示す図であり、図８（ａ）は、その正面図（但し、ワイパー装置のワイパーモータ〜ワイパーアーム連結軸は、カメラケース内にあり、破断線を用いて部分断面図として表示）、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図９は、ワイパー装置の図８（ａ）に対応する動作説明図であり、図１０は、同じくワイパー装置の図８（ｂ）に対応する動作説明図である。また、図９（ａ）、図１０（ａ）がモータ出力軸７の回転が０回転、図９（ｂ）、図１０（ｂ）が同じく回転が１／４回転、図９（ｃ）、図１０（ｃ）が同じく回転が１／２回転、図９（ｄ）、図１０（ｄ）が同じく回転が３／４回転の状態を示す。
本実施の形態は、実施の形態２において、第３部材であるすり割りリンク１４の構成を変えたものであり、その他は同じであるので、図５〜図７と同一又は同等の機能を示すものは同一符号を付し、以下主として相違点を説明する。
【００２６】
図において、第３部材である所定の半径に形成させたリンク２５には、円柱突起１２ａの径より幅の広いスリット２６が設けられる。
【００２７】
なお、実施の形態２では、ワイパーアーム連結軸１６にすり割りリンク取付け軸１５で回動自在に取付けられたすり割りリンク１４を示したが、この実施の形態では、ワイパーアーム連結軸１６にリンク取付けネジ２７で固定され、円柱突起１２ａの径より幅の広いスリット２６をもち、所定半径に形成されたリンク２５を使用する。そして、リンク２５のスリット２６に円柱突起１２ａの端部を挿入し、回転、回動自在とする。
【００２８】
この実施の形態では、すり割りリンク１４とすり割りリンク取付け軸１５の機能をリンク２５に持たせたため部品点数は削減可能である。またすり割りリンク１４とすり割りリンク取付け軸１５の機能をリンク２５に一体に集約し、強度を向上させることができる。
【００２９】
この実施の形態のワイパー装置においては、第３部材であるリンク２５の一端と第２部材である円柱突起１２ａの端部とが回転自在に、かつ、回動自在に連結し、また、ワイパーアーム連結軸１６はリンク２５の他端に固定連結するので、部品点数は削減及び強度を向上が可能となる。
【００３０】
また、この実施の形態のワイパー装置においては、第３部材であるリンク２５の一端と第２部材である円柱突起１２ａの端部との連結が、リンク２５の一端に形成されたスリットに円柱突起１２ａの端部を挿入することによりなされるので、部品点数は削減及び強度を向上が可能となる。
【００３１】
実施の形態４．
実施の形態４のワイパー装置及びこのワイパー装置を用いた監視カメラ装置を図１１、図１２、図１３により説明する。
図１１は、監視カメラ装置の構成を示す図であり、図１１（ａ）は、その正面図（但し、ワイパー装置のワイパーモータ〜ワイパーアーム連結軸は、カメラケース内にあり、破断線を用いて部分断面図として表示）、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１２は、ワイパー装置の図１１（ａ）に対応する動作説明図であり、図１３は、同じくワイパー装置の図１１（ｂ）に対応する動作説明図である。また、図１２（ａ）、図１３（ａ）がモータ出力軸７の回転が０回転、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）が同じく回転が１／４回転、図１２（ｃ）、図１３（ｃ）が同じく回転が１／２回転、図１２（ｄ）、図１３（ｄ）が同じく回転が３／４回転の状態を示す。
本実施の形態は、実施の形態３において、リンク２５の構成を変えたものであり、その他は同じであるので、図８〜図１０と同一又は同等の機能を示すものは同一符号を付し、以下主として相違点を説明する。
【００３２】
図において、第３部材である、所定の半径で形成された対の円板２８には、円板取付けネジ２９を設ける。
【００３３】
なお、実施の形態３では、ワイパーアーム連結軸１６にリンク取付けネジ２７で固定され、円柱突起１２ａの径より幅の広い溝２６をもち、任意半径に形成されたリンク２５を示したが、この実施の形態では、ワイパーアーム連結軸１６に円柱突起１２ａの径より広い間隔で平行に円板取付けネジ２９で固定された対の円板２８を設け、対の円板２８間に第２部材である円柱突起１２ａの端部を挿入し、回転、回動自在とする。
【００３４】
この実施の形態のワイパー装置においては、第３部材をワイパーアーム連結軸１６に固定された対の円板２８とし、円板２８の一端と第２部材である円柱突起１２ａの端部との連結が、対の円板２８間に円柱突起１２ａの端部を挿入することによりなされるので、製作が容易な円板２８にリンク２５の機能させることで、製作費用の低減および強度を向上させることができる。
【００３５】
また、被写体を撮像して監視するカメラ３と、このカメラ３のレンズに対向し、被写体からの光を透過する透光体４と、この透光体４の摺動面を摺動する前記各実施の形態に記載のワイパー装置２０とを備えた監視カメラ装置１は、ワイパー装置２０がそれぞれ作用効果を有するものとなる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、この発明のワイパー装置は、摺動面を摺動するワイパーアームと、一端がワイパーアームに連結されるとともに外部支持部材に軸中心の周りに回転自在に軸支されたワイパーアーム連結軸と、ワイパーアーム連結軸と直交するように配置された回転軸を有するモータと、モータの回転軸に固着された第１部材と、一端が第１部材の先端部に回転自在に連結された第２部材と、モータの回転軸の軸中心線の延長線とワイパーアーム連結軸の軸中心線との交点を中心とし、モータの回転軸と直交するとともにワイパーアーム連結軸の軸とも直交する軸の周りに、一端が回転自在となるようにワイパーアーム連結軸と連結し、他端が第２部材の他端に連結する第３部材と、を備え、第２部材と第３部材は、モータの回転に伴い、ワイパーアーム連結軸の交点を頂点とし、モータの回転軸を回転中心とし、モータの回転軸と第１部材先端部との間の距離を半径とする円錐状に軌跡を描いて回転することにより、モータの回転がワイパーアーム連結軸の軸中心の回転往復運動に変換されるので、従来の４棒リンク機構にかわるリンク機構が構成でき、ワイパー装置が小型化できる。また、部品点数の削減に伴う材料費並びに組み立て費などの製造費用が削減できる効果がある。さらに、ワイパー摺動範囲を容易に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による監視カメラ装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１によるワイパー装置の動作原理の説明図である。
【図３】 図１（ａ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図４】 図１（ｂ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による監視カメラ装置の構成を示す図である。
【図６】 図５（ａ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図７】 図５（ｂ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図８】 この発明の実施の形態３による監視カメラ装置の構成を示す図である。
【図９】 図８（ａ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図１０】 図８（ｂ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４による監視カメラ装置の構成を示す図である。
【図１２】 図１１（ａ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図１３】 図１１（ｂ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 監視カメラ装置、３ カメラ、４ 透光体、５ モータ、７ モータ出力軸、８ 第１部材、１２、１２ａ 第２部材、１４、２５、２８ 第３部材、１６ ワイパーアーム連結軸、１７ ワイパーアーム、２６ スリット、２８ 円板。
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワイパー装置及びこのワイパーを用いた監視カメラ装置に関わり、特に、小型化と部品点数削減に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の監視カメラ装置におけるワイパ装置においては、４棒リンク機構にしている。（例えば、特許文献1参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１７５３３６号公報（第３頁、第４頁、第１図、第２図）
【非特許文献１】
酒井高男著、「機構学大要」、株式会社養賢堂、１９６７年２月２５日、Ｐ．３０
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の監視カメラ装置におけるワイパー装置は上述のような４棒リンク構成で動作していたため、以下のような問題が発生していた。
（１）従来のワイパー装置は以上のように構成されているので、４棒リンク機構を構成するために装置が大きくなる。
（２）従来のワイパー装置は以上のように構成されているので、モータの回転軸を４棒リンク機構の往復運動方向に対し直交させる必要があり、装置が大きくなる。
（３）従来のワイパー装置は以上のように構成されているので、４棒リンク機構を構成するため部品点数が増加する。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、第１の目的は、小型化されたリンク機構のワイパー装置を提供することである。
また、第２の目的は、このワイパー装置を用いることによりカメラケースを小型化できるカメラ監視装置を提供することである。
更に、第３の目的は、部品点数を削減したワイパー装置およびこのワイパー装置を用いたカメラ監視装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るワイパー装置は、摺動面を摺動するワイパーアームと、一端がワイパーアームに連結されるとともに外部支持部材に軸中心の周りに回転自在に軸支されたワイパーアーム連結軸と、ワイパーアーム連結軸と直交するように配置された回転軸を有するモータと、モータの回転軸に固着された第１部材と、一端が第１部材の先端部に回転自在に連結された第２部材と、モータの回転軸の軸中心線の延長線とワイパーアーム連結軸の軸中心線との交点を中心とし、モータの回転軸と直交するとともにワイパーアーム連結軸の軸とも直交する軸の周りに、一端が回転自在となるようにワイパーアーム連結軸と連結し、他端が第２部材の他端に連結する第３部材と、を備え、第２部材と第３部材は、モータの回転に伴い、ワイパーアーム連結軸の交点を頂点とし、モータの回転軸を回転中心とし、モータの回転軸と第１部材先端部との間の距離を半径とする円錐状に軌跡を描いて回転することにより、モータの回転がワイパーアーム連結軸の軸中心の回転往復運動に変換されるものである。
【０００７】
【発明の実際の形態】
実施の形態１．
図１、図２、図３、図４により、実施の形態１のワイパー装置及びこのワイパー装置を用いた監視カメラ装置を説明する。
図１は、監視カメラ装置の構成を示す図であり、図１（ａ）は、その正面図（但し、ワイパー装置のワイパーモータ〜ワイパーアーム連結軸は、カメラケース内にあり、破断線を用いて部分断面図として表示）、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図２は、ワイパー装置の動作原理説明図である。また、図３は、ワイパー装置の図１（ａ）に対応する動作説明図であり、図４は、ワイパー装置の図１（ｂ）に対応する動作説明図である。
【０００８】
図１において、ワイパー装置付きの監視カメラ装置１は、監視カメラ装置１の筐体となるカメラケース２に収納され、被写体（図示せず）を撮像して監視を行うカメラ３と、カメラケース２のカメラ３と対向する開口部に設けられ、被写体からの光信号を透過する例えばガラス等により形成される透光体４の外面に付着した雨滴や粉塵を拭き取るワイパー装置２０とを有する。
また、ワイパー装置２０は、ワイパーモータ５、モータホルダー６、モータ出力軸７、カム８、カム固定ネジ９、プッシュレバー１０、マイクロスイッチ１１、円柱リンク１２、円柱リンク取付け軸１３、すり割りリンク１４、すり割りリンク取付け軸１５、ワイパーアーム連結軸１６、ワイパーアーム１７、ワイパーラバー１８、ワイパーアーム固定ネジ１９等から構成される。
なお、ワイパー装置２０が摺動により摺動面である透光体４の外面に付着した雨滴や粉塵等を拭き取る摺動範囲を２１で示す。また、円柱リンク取付け軸１３とすり割りリンク取付け軸１５とを結んだ線であり、円柱リンク１２の軸中心線を含み、かつ、ワイパーアーム連結軸１６の軸中心線と交差する線であるリンク中心軸を２３で示す。
【０００９】
ここで、ワイパーモータ５はモータホルダー６に固定されている。また、モータホルダー６はワイパーアーム連結軸１６とモータ出力軸７が直交する位置に取付けられている。即ち、ワイパーアーム連結軸１６とモータ出力軸７の延長先が直交するようにワイパーモータ５は保持される。
【００１０】
また、プッシュレバー１０はカム８に一体で形成されている。またマイクロスイッチ１１はモータホルダーに固定されている。
すり割りリンク１４は、カメラケース２に対し回動自在なワイパーアーム連結軸１６にすり割りリンク取付け軸１５で回動自在に取付けられている。また、すり割りリンク１４の一端には円柱リンク１２の径より大きい円柱受け穴３０（図２（ｅ）参照）が設けられ、円柱リンク１２と連結している。
【００１１】
また、ワイパーアーム１７はワイパーアーム連結軸１６の端部にワイパーアーム固定ネジ１９で連結している（図１（ｂ）参照）。さらに、ワイパーアーム１７は透光体４方向に付勢されており、ワイパーアーム１７にはワイパーラバー１８が取付けられている。
ここで、第１部材は、カム８であり、第２部材は、円柱リンク１２であり、また、第３部材は、すり割りリンク１４である。
【００１２】
次に、図１、図２によりワイパー装置２０の動作原理を説明する。
図２（ａ）は、ワイパーモータ５、カム８及び円柱リンク１２の関係を示すものであり、ワイパーモータ５によりモータ出力軸７が回転すると、カム８の回転につれて、カム８から偏芯して突出する円柱リンク１２も点線で示す軌跡を描き回転する。
この状態を側面から見ると、図２（ｂ）に示すように、円柱リンク１２は、上下の往復運動をすることになる。この往復運動を矢印で示すようなワイパーアーム連結軸１６の回転往復運動に利用する。
ワイパーモータ５のモータ出力軸７に直交するワイパーアーム連結軸１６を加えた図２（ｃ）において、モータ出力軸７とワイパーアーム連結軸１６とを直交させ、かつ、モータ出力軸７の軸中心線の延長線とワイパーアーム連結軸１６の軸中心線との交点Ｂと、カム８との間隔Ａを一定に保った場合、交点Ｂと円柱リンク１２先端との間隔Ｃは、モータ出力軸７の回転角度にかかわらず一定となる。
【００１３】
従って、図２（ｄ）に示すように、間隔Ｃに円柱リンク１２とワイパーアーム連結軸１６を結びつける機構Ｄを配置すれば、ワイパーアーム連結軸１６は往復運動することになる。このとき、円柱リンク１２が回転することで、間隔Ｃが描く軌跡は交点Ｂを頂点とする円錐Ｅとなる。そこで、機構Ｄを円錐Ｅに追従させるようにする。
そのため、図２（ｅ）に示すように、カム８はモータ出力軸７にカム固定ネジ９で固定し（図１参照）、円柱リンク１２は長さを長くし、カム８に円柱リンク取付け軸１３で回動自在に取付け、また、先端部をすり割りリンク１４の一端に設けた円柱リンク１２の径よりも大きな円柱受け穴３０に回転可能に挿入する。また、ワイパーアーム連結軸１６はすり割りリンク取付け軸１５により回動自在にすり割りリンク１４に取付ける。
【００１４】
このように構成された円柱リンク１２、すり割リンク１４及びワイパーアーム連結軸１６から成る機構Ｄは、モータ出力軸７を回転させると、円柱リンク１２の軸中心線の延長線で、ワイパーアーム連結軸１６の軸中心線と交点Ｂで交差するリンク中心軸２３が交点Ｂを頂点とし、円錐Ｅを描き、その際ワイパーアーム連結軸１６の端部は、所定の姿勢を保った状態（ワイパーアーム連結軸１６は、カメラケース２により、図１（ａ）で紙面に垂直方向に姿勢が保持される）で、すり割りリンク１４の円柱リンク１２に対する回転とワイパーアーム連結軸１６のすり割りリンク取付け軸１５まわりの回動を伴いながら、回転往復運動が可能となる。
【００１５】
次に、図３、図４も併せて、ワイパー装置２０の動作を説明する。
図３、図４は、それぞれ、図１（ａ）、図１（ｂ）に対応し、図３（ａ）、図４（ａ）がモータ出力軸７の回転が０回転、図３（ｂ）、図４（ｂ）が同じく回転が１／４回転、図３（ｃ）、図４（ｃ）が同じく回転が１／２回転、図３（ｄ）、図４（ｄ）が同じく回転が３／４回転の状態を示す。
【００１６】
カム８が回転運動を行うとき、円柱リンク取付け軸１３とすり割りリンク取付け軸１５の距離は常に一定のため、リンク中心軸２３の軌跡は円錐（図２参照）になる。このとき、モータ出力軸７の回転につれて、円柱リンク１２に対してすり割リンク１４が回転しながら、また、ワイパーアーム連結軸１６がすり割リンク取付け軸１５により回動しながら、すり割りリンク１４が取付けられているワイパーアーム連結軸１６はカメラケース２に姿勢を保持されて、リンク中心軸２３軌跡の円錐頂点（図２のＢ）のなす角度の回転往復運動を行なう。また、ワイパーアーム連結軸１６に連結しているワイパーアーム１７は摺動範囲２１を往復運動するが、この摺動角度は円錐頂点（図２のＢ）のなす角度と同一となる。
【００１７】
次に、プッシュレバー１０の動作について説明する。制御装置（図示せず）より駆動電流を受けたワイパーモータ５は回転運動を行なう。１回転後プッシュレバー１０がマイクロスイッチ１１を押し、駆動電流が切断されワイパーモータ５は停止する。
連続運転する場合は、制御装置により駆動電流を出し続ける。例えば、制御装置のスイッチを押し続ける。
【００１８】
また、ワイパー摺動角度の調整について説明する。摺動角度はワイパーモータ５の取付け位置を円柱リンク１２とすり割りリンク１４と連結させ、なおかつ、ワイパーアーム連結軸１６とモータ出力軸７を直交させながらワイパーアーム連結軸１６に近付けると大きく、引き離すと小さくなり、任意角度に変更することが可能となる。
【００１９】
この実施の形態のワイパー装置においては、モータ出力軸７とワイパーアーム連結軸１６とを連結し、モータ出力軸７の回転運動を、ワイパーアーム連結軸１６の軸中心の回転往復運動に変換する連結手段は、モータ出力軸７に連結され回転する第１部材であるカム８と、カム８の回転中心と偏芯して取付けられ、取付け角が可変となる第２部材である円柱リンク１２と、一端に円柱リンク１２の端部を回転可能に嵌合し、他端にワイパーアーム連結軸１６を回動自在に連結する第３部材であるすり割りリンク１４とから成り、モータ出力軸７の回転により、ワイパーアーム連結軸１６は、すり割りリンク１４の回転とワイパーアーム連結軸１６自身の回動を伴いながら、所定の姿勢を保った状態で回転往復運動を行う。そこで、ワイパー装置は小型化でき、また、部品点数の削減が可能であるとともに、ワイパーモータ５の取付け位置を変えることにより、ワイパー摺動角度を可変にできる。
【００２０】
実施の形態２．
実施の形態２のワイパー装置及びこのワイパー装置を用いた監視カメラ装置を図５、図６、図７により説明する。
図５は、監視カメラ装置の構成を示す図であり、図５（ａ）は、その正面図（但し、ワイパー装置のワイパーモータ〜ワイパーアーム連結軸は、カメラケース内にあり、破断線を用いて部分断面図として表示）、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図６は、ワイパー装置の図５（ａ）に対応する動作説明図であり、図７は、同じくワイパー装置の図５（ｂ）に対応する動作説明図である。また、図６（ａ）、図７（ａ）がモータ出力軸７の回転が０回転、図６（ｂ）、図７（ｂ）が同じく回転が１／４回転、図６（ｃ）、図７（ｃ）が同じく回転が１／２回転、図６（ｄ）、図７（ｄ）が同じく回転が３／４回転の状態を示す。
この実施の形態は、実施の形態１において、第１部材であるカム８及び第２部材である円柱リンク１２の構成を変えたものであり、その他は同じであるので、図１〜図３と同一又は同等の機能を示すものは同一符号を付し、以下主として相違点を説明する。
【００２１】
図において、本実施の形態では、第２部材である円柱突起１２ａを第１部材であるカム８ａに一体で形成し、モータ出力軸７方向に所定の角度に付勢される。即ち、モータ出力軸７方向に対して、リンク中心軸２３がワイパーアーム１７の摺動角度で決まる所定の角度になるように、円柱突起１２ａの軸中心方向を決める。
【００２２】
実施の形態１では、摺動角度（摺動範囲２１）を任意角度に変えることができるように、円柱リンク１２は、円柱リンク取付け軸１３でカム８に回動自在に取付けられているが、摺動角度（摺動範囲２１）を変える必要がなければ、カム８ａに一体で形成し、モータ出力軸７方向に所定の角度に付勢された円柱突起１２ａを設けてもよい。
また、カム８ａを取付けたワイパーモータ５を固定したモータホルダー６は、ワイパーアーム連結軸１６とモータ出力軸７が直交し、なおかつカム８の回転運動で描かれるリンク中心軸２３の円錐頂点が交差する位置に取付けらている。
【００２３】
以上のようにカム８ａと円柱突起１２ａは一体形成のため、部品点数は削減可能である。またカム８ａと円柱突起１２ａは一体で形成されるため、強度を向上させることができる。
【００２４】
この実施の形態のワイパー装置においては、第２部材である円柱突起１２ａは、所定の取付け角により第１部材であるカム８に固定されるので、部品点数は削減可能であり、また、強度を向上できる。
【００２５】
実施の形態３．
実施の形態３のワイパー装置及びこのワイパー装置を用いた監視カメラ装置を図８、図９、図１０により説明する。
図８は、監視カメラ装置の構成を示す図であり、図８（ａ）は、その正面図（但し、ワイパー装置のワイパーモータ〜ワイパーアーム連結軸は、カメラケース内にあり、破断線を用いて部分断面図として表示）、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図９は、ワイパー装置の図８（ａ）に対応する動作説明図であり、図１０は、同じくワイパー装置の図８（ｂ）に対応する動作説明図である。また、図９（ａ）、図１０（ａ）がモータ出力軸７の回転が０回転、図９（ｂ）、図１０（ｂ）が同じく回転が１／４回転、図９（ｃ）、図１０（ｃ）が同じく回転が１／２回転、図９（ｄ）、図１０（ｄ）が同じく回転が３／４回転の状態を示す。
本実施の形態は、実施の形態２において、第３部材であるすり割りリンク１４の構成を変えたものであり、その他は同じであるので、図５〜図７と同一又は同等の機能を示すものは同一符号を付し、以下主として相違点を説明する。
【００２６】
図において、第３部材である所定の半径に形成させたリンク２５には、円柱突起１２ａの径より幅の広いスリット２６が設けられる。
【００２７】
なお、実施の形態２では、ワイパーアーム連結軸１６にすり割りリンク取付け軸１５で回動自在に取付けられたすり割りリンク１４を示したが、この実施の形態では、ワイパーアーム連結軸１６にリンク取付けネジ２７で固定され、円柱突起１２ａの径より幅の広いスリット２６をもち、所定半径に形成されたリンク２５を使用する。そして、リンク２５のスリット２６に円柱突起１２ａの端部を挿入し、回転、回動自在とする。
【００２８】
この実施の形態では、すり割りリンク１４とすり割りリンク取付け軸１５の機能をリンク２５に持たせたため部品点数は削減可能である。またすり割りリンク１４とすり割りリンク取付け軸１５の機能をリンク２５に一体に集約し、強度を向上させることができる。
【００２９】
この実施の形態のワイパー装置においては、第３部材であるリンク２５の一端と第２部材である円柱突起１２ａの端部とが回転自在に、かつ、回動自在に連結し、また、ワイパーアーム連結軸１６はリンク２５の他端に固定連結するので、部品点数は削減及び強度を向上が可能となる。
【００３０】
また、この実施の形態のワイパー装置においては、第３部材であるリンク２５の一端と第２部材である円柱突起１２ａの端部との連結が、リンク２５の一端に形成されたスリットに円柱突起１２ａの端部を挿入することによりなされるので、部品点数は削減及び強度を向上が可能となる。
【００３１】
実施の形態４．
実施の形態４のワイパー装置及びこのワイパー装置を用いた監視カメラ装置を図１１、図１２、図１３により説明する。
図１１は、監視カメラ装置の構成を示す図であり、図１１（ａ）は、その正面図（但し、ワイパー装置のワイパーモータ〜ワイパーアーム連結軸は、カメラケース内にあり、破断線を用いて部分断面図として表示）、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１２は、ワイパー装置の図１１（ａ）に対応する動作説明図であり、図１３は、同じくワイパー装置の図１１（ｂ）に対応する動作説明図である。また、図１２（ａ）、図１３（ａ）がモータ出力軸７の回転が０回転、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）が同じく回転が１／４回転、図１２（ｃ）、図１３（ｃ）が同じく回転が１／２回転、図１２（ｄ）、図１３（ｄ）が同じく回転が３／４回転の状態を示す。
本実施の形態は、実施の形態３において、リンク２５の構成を変えたものであり、その他は同じであるので、図８〜図１０と同一又は同等の機能を示すものは同一符号を付し、以下主として相違点を説明する。
【００３２】
図において、第３部材である、所定の半径で形成された対の円板２８には、円板取付けネジ２９を設ける。
【００３３】
なお、実施の形態３では、ワイパーアーム連結軸１６にリンク取付けネジ２７で固定され、円柱突起１２ａの径より幅の広い溝２６をもち、任意半径に形成されたリンク２５を示したが、この実施の形態では、ワイパーアーム連結軸１６に円柱突起１２ａの径より広い間隔で平行に円板取付けネジ２９で固定された対の円板２８を設け、対の円板２８間に第２部材である円柱突起１２ａの端部を挿入し、回転、回動自在とする。
【００３４】
この実施の形態のワイパー装置においては、第３部材をワイパーアーム連結軸１６に固定された対の円板２８とし、円板２８の一端と第２部材である円柱突起１２ａの端部との連結が、対の円板２８間に円柱突起１２ａの端部を挿入することによりなされるので、製作が容易な円板２８にリンク２５の機能させることで、製作費用の低減および強度を向上させることができる。
【００３５】
また、被写体を撮像して監視するカメラ３と、このカメラ３のレンズに対向し、被写体からの光を透過する透光体４と、この透光体４の摺動面を摺動する前記各実施の形態に記載のワイパー装置２０とを備えた監視カメラ装置１は、ワイパー装置２０がそれぞれ作用効果を有するものとなる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、この発明のワイパー装置は、摺動面を摺動するワイパーアームと、一端がワイパーアームに連結されるとともに外部支持部材に軸中心の周りに回転自在に軸支されたワイパーアーム連結軸と、ワイパーアーム連結軸と直交するように配置された回転軸を有するモータと、モータの回転軸に固着された第１部材と、一端が第１部材の先端部に回転自在に連結された第２部材と、モータの回転軸の軸中心線の延長線とワイパーアーム連結軸の軸中心線との交点を中心とし、モータの回転軸と直交するとともにワイパーアーム連結軸の軸とも直交する軸の周りに、一端が回転自在となるようにワイパーアーム連結軸と連結し、他端が第２部材の他端に連結する第３部材と、を備え、第２部材と第３部材は、モータの回転に伴い、ワイパーアーム連結軸の交点を頂点とし、モータの回転軸を回転中心とし、モータの回転軸と第１部材先端部との間の距離を半径とする円錐状に軌跡を描いて回転することにより、モータの回転がワイパーアーム連結軸の軸中心の回転往復運動に変換されるので、従来の４棒リンク機構にかわるリンク機構が構成でき、ワイパー装置が小型化できる。また、部品点数の削減に伴う材料費並びに組み立て費などの製造費用が削減できる効果がある。さらに、ワイパー摺動範囲を容易に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による監視カメラ装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１によるワイパー装置の動作原理の説明図である。
【図３】 図１（ａ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図４】 図１（ｂ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による監視カメラ装置の構成を示す図である。
【図６】 図５（ａ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図７】 図５（ｂ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図８】 この発明の実施の形態３による監視カメラ装置の構成を示す図である。
【図９】 図８（ａ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図１０】 図８（ｂ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４による監視カメラ装置の構成を示す図である。
【図１２】 図１１（ａ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【図１３】 図１１（ｂ）対応のワイパー装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 監視カメラ装置、３ カメラ、４ 透光体、５ モータ、７ モータ出力軸、８ 第１部材、１２、１２ａ 第２部材、１４、２５、２８ 第３部材、１６ ワイパーアーム連結軸、１７ ワイパーアーム、２６ スリット、２８ 円板。
Claims (8)
- 摺動面を摺動するワイパーアームと、
一端が前記ワイパーアームに連結されるとともに外部支持部材に軸中心の周りに回転自在に軸支されたワイパーアーム連結軸と、
このワイパーアーム連結軸と直交するように配置された回転軸を有するモータと、
前記モータの回転軸に固着された第１部材と、
一端が前記第１部材の先端部に回転自在に連結された第２部材と、
前記モータの回転軸の軸中心線の延長線と前記ワイパーアーム連結軸の軸中心線との交点を中心とし、前記モータの回転軸と直交するとともに前記ワイパーアーム連結軸の軸とも直交する軸の周りに、一端が回転自在となるように前記ワイパーアーム連結軸と連結し、他端が前記第２部材の他端に連結する第３部材と、を備え、
前記第２部材と前記第３部材は、前記モータの回転に伴い、前記ワイパーアーム連結軸の交点を頂点とし、前記モータの回転軸を回転中心とし、前記モータの回転軸と前記第１部材先端部との間の距離を半径とする円錐状に軌跡を描いて回転することにより、前記モータの回転が前記ワイパーアーム連結軸の軸中心の回転往復運動に変換されることを特徴とするワイパー装置。 - 前記ワイパーモータの位置と前記ワイパーアーム連結軸との間の距離を調整することで前記第２部材と前記第３部材が描く軌跡の円錐の頂点の成す角度を変更することを特徴とする請求項１記載のワイパー装置。
- 前記第１部材をカムとし、前記第２部材を前記カムの回転中心と偏心して取り付けられる円柱リンクとすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイパー装置。
- 前記第１部材と前記第２部材は一体化されることを特徴とする請求項３記載のワイパー装置。
- 前記第３部材をすり割りリンク取付け軸により一端が前記ワイパーアーム連結軸と所定の範囲で回転自在に取付けられたすり割りリンクとし、前記第２部材の他端は前記すり割りリンクの他端に回転自在に連結されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のワイパー装置。
- 前記第３部材の一端と前記第２部材の端部との連結が、前記第３部材の一端に形成されたスリットに前記第２部材の端部を挿入することによりなされることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワイパー装置。
- 前記第３部材を前記ワイパーアーム連結軸に固定された対の円板とし、前記第３部材の一端と前記第２部材の端部との連結が、前記対の円板間に前記第２部材の端部を挿入することによりなされることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワイパー装置。
- 被写体を撮像して監視するカメラと、
このカメラのレンズに対向し、前記被写体からの光を透過する透光体と、
この透光体の摺動面を摺動する請求項第１項乃至第７項の何れかに記載のワイパー装置とを備えたことを特徴とする監視カメラ装置。
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