JP4418795B2 - ウインドシールドガラスを払拭するワイパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウインドシールドガラスを払拭するワイパ装置、特にワイパアーム・昇降制御機構を備えたワイパ装置に関する。

ワイパ装置の払拭領域を増大させるために、特に４リンクワイパアームの形のワイパアーム・昇降制御機構が使用される。４リンクワイパアームは主として、本来のワイパアームの他に２つのリンクレバーを有しており、両リンクレバーはそれぞれジョイントを介してワイパアームと結合されている。適宜な運動学的な設計によって、ワイパアームからはリンクレバーの旋回時に、昇降兼旋回運動が加えられる。４リンクワイパアームの駆動は、両リンクレバーのうちの１つを介して行われ、このリンクレバーは駆動レバーとして電気式の駆動装置を備えている。制御レバーである第２のリンクレバーは、ワイパアームを昇降させるために働き、単に、トルクを伝達しない盲軸受（Blindlager）に固定されている。

ウインドシールドガラスに対するワイパアームの接触力は通常、引張りばねによって生ぜしめられる。ワイパアームはそのためにワイパアームジョイントを有しており、引張りばねは、２部分から成るワイパアームのジョイント領域に配置されている。２部分から成るワイパアームの連結部分がリンクレバーと結合されているのに対して、ジョイント部分にはワイパブレードが配置されていて、このワイパブレードは引張りばねによってウインドシールドガラスに押し付けられる。択一的にワイパブレードの圧着力は、ワイパアームのジョイント領域に配置された圧縮ばねによって生ぜしめられる。

ワイパアームにジョイントを設けることによって、このジョイントの領域において十分な剛性を得るためには、ワイパアームの構造高さは比較的大きなものになる。さらに引張りばね及びその固定装置も構造空間を必要とし、これにより、ウインドシールドガラスに対する垂直方向のワイパアームの高さが増大する。

さらにまたジョイントは通常、遊びを有しており、この遊びはワイパアームの長い使用時間の間にさらに増大する。そしてその結果、ワイパアームの耐用寿命が減じられ、しかもワイパアームの反転位置における行き過ぎ、つまり過剰振れや、ガタガタ音が惹起されることがある。

本発明の課題は、安価に製造することができかつ優れた摩耗特性を有している、可能な限り扁平な４リンクワイパアームを提供することである。

この課題は、請求項１に記載されたワイパ装置によって解決される。

本発明の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

本発明の構成では、自動車のウインドシールドガラスを払拭するワイパ装置であって、１つのワイパアームと２つのリンクレバーとが設けられていて、両リンクレバーが一平面において旋回運動可能に固定ポイントにおいてワイパアームと結合されており、リンクレバーのうちの少なくとも１つが、組み付けられた状態においてウインドシールドガラスに対するワイパアームの圧着力を生ぜしめるために、払拭平面に対してほぼ垂直にばね弾性的に構成されているようにした。

本発明の思想は、ワイパアームの構造高さに対する要求が減じられている、４リンクワイパ装置を提供することにある。それというのは本発明では、ウインドシールドガラスに対するワイパアームの圧着力、もしくはワイパアームに関連した払拭場所の圧着力は、１つ又は２つのリンクレバーによって生ぜしめられるからである。特に、リンクレバーのばね弾性的な構成によって、圧着力はリンクレバーを介して得られるので、ワイパアームはジョイントなしに構成されることができる。これによって、従来技術の構成においてはウインドシールドガラスに対する圧着力を生ぜしめるために必要であった、相応な引張りばね又は圧縮ばね及びジョイントをワイパアームに設けることを、簡単に省くことができる。従ってジョイントを省くことによって、ワイパアームの構造高さを減じることができ、ワイパ装置における摩耗の発生を減じることができる。

さらに、リンクレバーをビーム状もしくは梁状のばねエレメントとして形成することができるので、製造が著しく簡単化される。

本発明の有利な構成では、リンクレバーのうちの１つが駆動レバーとして、かつ他方のリンクレバーが制御レバーとして形成されており、ワイパアームが、旋回軸を中心にした駆動レバーの旋回によって旋回及び昇降させられる。

ウインドシールドガラスに対するワイパアームの圧着力を得るために、本発明の別の構成では、リンクレバーのうちの少なくとも１つが、取り付けられた状態において予負荷されている。

本発明の別の構成では、リンクレバーが、ワイパアームを保守ポジションに旋回させるために、各１つの折曲げ機構を有しており、その結果ワイパアームと結合されたワイパブレードが保守又は交換可能であり、しかもリンクレバーは、保守ポジションにおいて払拭平面もしくはウインドシールドガラスから角度をおいて起立させられて、ワイパアームがもはや接触しておらず、ひいては接近可能であるように、構成されている。

本発明のさらに別の構成では、リンクレバーが、該リンクレバーを保守ポジションに保つために各１つのスナップ装置を有しており、リンクレバーが、戻し力による払拭平面へのリンクレバーの戻り運動によって保守ポジションから離れるように、構成されている。

本発明の別の構成では、リンクレバーが、深絞り材料から製造されており、このようにすると、リンクレバーを可能な限り簡単に、例えば打抜きによって製造することができる。

本発明のさらに別の構成では、リンクレバーが、固定ポイントにおいてかつ／又は旋回軸において、かしめられた固定エレメントによってワイパアームと連結されている。

次に図面を参照しながら本発明の有利な実施形態を説明する。

図１は、従来技術による自動車における４リンクワイパ装置を示す図であり、
図２は、従来技術による４リンクワイパシステムのためのワイパ装置を後ろから見た図であり、
図３は、本発明の第１実施形態による４リンクワイパ装置を示す図であり、
図４は、リンクレバーとワイパアームとの間における固定ポイントの構成を示す図であり、
図５は、旋回軸におけるリンクレバーの固定を示す図であり、
図６ａは、固定エレメントと支承ピンとを備えたリンクレバーを弛緩された状態において示す図であり、
図６ｂは、固定エレメントと支承ピンとを備えたリンクレバーを取り付けられた状態において示す図であり、
図７は、旋回軸における固定エレメントの別の実施形態を示す図であり、
図８は、取り囲まれた固定部分を備えたワイパ装置の別の実施形態を示す図であり、
図９は、折曲げ機構を組み込まれたリンクレバーを示す図である。

図１には、今日、自動車において使用されるワイパシステムが示されている。このワイパシステムは、４リンクワイパ装置として形成されたワイパ装置１を有している。４リンクワイパ装置は、駆動レバー２１と制御レバー２２とを備えた２つのリンクレバー２を有しており、両リンクレバー２は固定ポイント４を介してワイパアーム３と結合されている。ワイパアーム３の旋回時に、制御レバー２２による支持に基づいて旋回運動のみならず、ワイパアーム３の昇降運動をも行うことができ、その結果、ウインドシールドガラス５における全払拭領域は増大させられる。ワイパアーム３の駆動は、駆動レバー２１がその旋回軸線１１を中心にして旋回させられることによって行われる。制御レバー２２はワイパアーム３を昇降運動させる。

ワイパ装置の背面側の図示との関連にして図２に示されているように、ワイパアーム３はジョイント６を有しており、このジョイント６はワイパアーム３のジョイントアーム３２と連結部分３１とを互いに結合している。ジョイント６にはばねエレメントが取り付けられており、これによってワイパアーム３のジョイントアーム３２をウインドシールドガラス５に押し付けることができる。

ワイパアーム３におけるジョイント６には次のような欠点がある。すなわちこの場合ジョイント６は、耐用寿命を減じる摩耗にさらされ、このような摩耗は払拭動作時に、ガタガタ音を生ぜしめ、かつ反転位置における行き過ぎ（Ueberschwingen）を生ぜしめる。このことは特にワイパアームの耐用寿命を減じ、ひいてはワイパアームをしばしば交換することが必要になる。

図２に示されているようにばねエレメント７は、Ｕ字形横断面をもって形成されたワイパアーム３内に受容されている。ばねエレメント７の寸法設定によって、実質的にワイパアーム３の構造高さが所定されている。

図３には本発明による第１実施形態によるワイパ装置が示されている。このワイパ装置１は２つのリンクレバー８１，８２を有しており、両リンクレバー８１，８２は固定ポイント９においてワイパアーム１０と結合されている。ワイパアーム１０は、従来技術による構造形態とは異なり、ウインドシールドガラス５への圧着力を生ぜしめるために働くジョイントを有していない。ワイパアーム１０は可能な限り剛性に形成されているのに対して、リンクレバー８１，８２はばね弾性的に構成されており、予負荷をかけられて組み付けられていて、圧着力がほぼ完全にリンクレバー８１，８２によって生ぜしめられるようになっている。もちろん、圧着力がリンクレバー８１，８２及びワイパアーム１０の応力によって生ぜしめられるような構成も可能である。

特にリンクレバー８１，８２は、駆動レバー８１としてかつ制御レバー８２として形成されていて、これによってワイパアーム１０の旋回運動及び昇降運動を得ることができる。駆動レバー８１は旋回軸１１を有しており、この旋回軸１１にはワイパ装置の電気式の駆動装置（図示せず）が作用し、かつ駆動レバー８１の旋回によってワイパ装置の運動を可能にする。

固定ポイント９においてリンクレバー８はワイパアーム１０と旋回可能に結合されており、つまりトルクがリンクレバー８とワイパアーム１０との間において、ほぼ払拭平面に対して平行な方向で伝達され得ないようになっている。固定ポイント９はしかしながら次のように形成されている。すなわちこの固定ポイント９では、予負荷されたリンクレバー８がワイパアーム１０に加える予負荷力が、ワイパアーム１０をウインドシールドガラス５に押圧するようになっている。

ワイパアーム１０にジョイントが設けられていないことによって、ワイパアーム１０を低い構造高さで構成することができ、その結果、ワイパアーム１０と堅固に結合されているワイパブレードにおける空気の流れが邪魔されることはない。ワイパブレード１２とワイパアーム１０との間の連結は、連結エレメント１３を介して行われ、この連結エレメント１３は多種多様な形式で形成することができ、そして、ワイパアーム１０とワイパブレード１２とを回転ジョイント（Drehgelenk）を介して互いに可能な限り堅固に結合するために働く。

図４には、固定ポイントにおけるリンクレバー８とワイパアーム１０との間の結合が示されている。この図４から分かるように、ワイパアーム１０は固定ピン１４を介してリンクレバー８と旋回運動可能に結合されており、各リンクレバー８とワイパアーム１０との間には滑り円板１５が配置されていて、これによってワイパ装置の運転時に摩擦を可能な限り小さくすることができる。固定ピン１４はリンクレバー８の対応する孔を貫通して、リンクレバー８とリベット結合される。リンクレバー８とワイパアーム１０との間における支承装置は、プラスチックジョイント支承装置として又は、転がり軸受をリベット結合された支承装置として構成することができる。両方の支承装置もしくは軸受は、有利には、１つの回転自由度しか有していないシリンダ軸受として構成されている。

図５には、旋回軸におけるリンクレバー８の固定が示されている。各リンクレバー８はそのために開口を有しており、この開口を貫いて固定エレメント１６は延びており、固定エレメント１６は組立て後にかしめられ、その結果リンクレバー８は旋回を防止されて、固定エレメント１６に保持される。有利には、駆動レバー８１における開口は角張って、固定エレメント１６の形状に相応して構成されており、これによって電気式のワイパ駆動装置（図示せず）のトルクを伝達することができる。

図６ａ及び図６ｂにはリンクレバー８が、取り付けられていない状態と取り付けられた状態とで示されている。この図６ａ及び図６ｂから分かるように、リンクレバーは取り付けられていない状態において湾曲部を有しており、かつ取り付けられた状態においてほぼ真っ直ぐであり、その結果リンクレバー８は取り付けられた状態において、取り付けられていない状態に比べて、強く緊張させられている。リンクレバー８の緊張もしくは応力はワイパアーム１０の圧着力を生ぜしめ、その結果ワイパアーム１０における圧着力を生ぜしめる別の手段は不要である。リンクレバー８は有利にはジオメトリ的にビーム状もしくは梁状のばねエレメント（Balkenfederelement）として構成されていて、車両に取り付けられた状態におけるその都度の予負荷によってワイパブレード１２のために必要な接触力が生ぜしめられるようになっている。駆動レバー８１及び制御レバー８２によって接触力を生ぜしめる場合に、予負荷力は両方のリンクレバー８に対して約半分に分割され、これによって固定ポイント９における旋回軸１１を用いた固定の不必要に高い負荷を回避することができる。例えばウインドシールドガラス５の湾曲に基づくワイパブレード１２の昇降運動は、弾性的なリンクレバー８によって受け止められる。

図７には、リンクレバー８の別の実施形態が示されている。旋回軸の近傍における屈曲、ひいてはそこでの曲げ負荷を減じるために、リンクレバー８は、旋回軸に向けられた区分において金属薄板固定部分によって取り囲まれており、この金属薄板固定部分を介して一方では駆動装置のトルクを伝達することができ、かつ取り囲み部の長さによって他方ではリンクレバー８の緊張時におけるばね力を正確に調節することができる。

図８に示されているように、特に駆動レバー８１と制御レバー８２とが金属薄板固定部分１６によって取り囲まれており、これによってばね力はほぼ、駆動レバー８１及び制御レバー８２の取り囲まれていない区分によってしか生ぜしめられず、そして、通常異なった長さを有する駆動レバー８１と制御レバー８２とによるばね力を可能な限り等しくするために、リンクレバー８の取り囲まれていない区分は可能な限り等しい横断面と等しい長さとをもって形成されている。レバーの一部を取り囲む金属薄板固定部分１６の代わりに、リンクレバー８は異なった横断面をもって、特に旋回軸１１に向けられた区分における大きな横断面と固定ポイント９に向けられた区分における小さな横断面とをもって形成されていてもよい。リンクレバー８の、固定ポイントに向けられた区分の間における比を選択することによって、各リンクレバー８の圧着力の配分を調節することができる。

図９には折曲げ機構（Abklappmechanik）が示されており、この折曲げ機構は、リンクレバー８の予負荷の方向における引張り力によってワイパ装置を保守ポジションにもたらすことを可能にしており、この保守ポジションではリンクレバー８は緊張させられた状態において係止される。リンクレバー８はそのために「ヘアクリップ機構（Haarspangenmechanik）」を、つまり緊張エレメント１７を備えており、この緊張エレメント１７は、２つの緊張状態の間においてスナップ式に往復することができ、第１の緊張状態ではリンクレバー８を運転ポジションに保ち、かつ第２の緊張状態ではリンクレバー８をその予負荷に抗して払拭平面から起立させることができ、その結果、ワイパアーム１０に固定されたワイパブレード１２は起立して、ウインドシールドガラス５に接触しておらず、これによってワイパブレード１２をメンテナンス又は交換することができる。

ヘアクリップ機構は、打抜き部品としてリンクレバー８を形成する際にリンクレバー８に組み込むことができ、特に、このような折曲げ機構の使用時には、リンクレバー８とワイパアーム１０とをワイパブレード交換ポジションに移動させることが必要であり、このワイパブレード交換ポジションにおいて、ヘアクリップ機構によって折り曲げることができる両リンクレバー８もしくはリンクレバー区分は、ほぼ互いに平行に位置しており、その結果両リンクレバー８は折曲げ時に互いに対して力を加えることはない。

リンクレバー８は簡単に打抜き部品として製造することができ、適宜な方法によって図６ａに示されたように屈曲され、その結果リンクレバー８の曲げ戻し時にばね力が生じる。他の可能性としては、リンクレバー８を、該リンクレバー８がワイパ装置への取付け時に予負荷を有するように、形成することも可能である。リンクレバー８の厚さに応じて、リンクレバー８を、旋回軸１１とリンクレバー８との間もしくは固定ポイント９とリンクレバー８との間における結合部において、適宜な支持エレメントを用いて補強することも有利である。それというのは、当該箇所における孔によってリンクレバー８は当該箇所において小さな曲げ力しか受け止めることができないからである。特に、リンクレバーの予負荷に基づく当該箇所における屈曲は、回避されることが望ましい。

特に、リンクレバー８をばね鋼から形成すると有利である。

本発明の大きな利点としては、ワイパアーム内におけるジョイントを省けることに基づいて、ワイパ装置を小さな構造高さで構成できる、ということが挙げられる。本発明ではさらに、ワイパアームが剛性であり、ひいては、ワイパアームにおけるジョイントの遊びに基づくガタガタ音又は反転位置における行き過ぎが生じないので、摩耗も僅かしか生じない。本発明ではさらにまた、フラットもしくは扁平な構造形式によって、例えば歩行者との衝突防止に関する高い安全性を得ることができ、有利である。特に、エアロ・ワイパブレードの使用時には、ワイパアームは扁平な構造形式によって、フロントパネルの細いフード間隙に容易に格納することができる。

従来技術による自動車における４リンクワイパ装置を示す図である。 従来技術による４リンクワイパシステムのためのワイパ装置を後ろから見た図である。 本発明の第１実施形態による４リンクワイパ装置を示す図である。 リンクレバーとワイパアームとの間における固定ポイントの構成を示す図である。 旋回軸におけるリンクレバーの固定を示す図である。 固定エレメントと支承ピンとを備えたリンクレバーを弛緩された状態において示す図である。 固定エレメントと支承ピンとを備えたリンクレバーを取り付けられた状態において示す図である。 旋回軸における固定エレメントの別の実施形態を示す図である。 取り囲まれた固定部分を備えたワイパ装置の別の実施形態を示す図である。 折曲げ機構を組み込まれたリンクレバーを示す図である。

Claims (7)

1. 自動車のウインドシールドガラス（５）を払拭するワイパ装置（１）であって、１つのワイパアーム（１０）と２つのリンクレバー（８）とが設けられていて、両リンクレバー（８）が一平面において旋回運動可能に固定ポイント（９）においてワイパアーム（１０）と結合されており、リンクレバー（８）のうちの少なくとも１つが、ウインドシールドガラスに対するワイパアーム（１０）の圧着力を生ぜしめるために、払拭平面に対してほぼ垂直にばね弾性的に構成されており、該リンクレバー（８）が、ビーム状もしくは梁状のばねエレメントとして形成されていて、かつ取り付けられた状態において予負荷されていることを特徴とする、ウインドシールドガラスを払拭するワイパ装置。
2. リンクレバー（８）のうちの１つが駆動レバー（８１）であり、他方のリンクレバー（８）が制御レバー（８２）であり、ワイパアーム（１０）が、旋回軸（１１）を中心にした駆動レバー（８１）の旋回によって運動させられる、請求項１記載のワイパ装置。
3. リンクレバー（８）が、ワイパアーム（１０）を保守ポジションに旋回させるために、各１つの折曲げ機構を有しており、ワイパアーム（１０）と結合されたワイパブレード（１２）が保守又は交換可能であり、しかもリンクレバー（８）は、保守ポジションにおいて払拭平面から角度をおいて起立させられて、ワイパブレード（１２）をメンテナンス又は交換することができるように、構成されている、請求項１又は２記載のワイパ装置。
4. リンクレバーが、該リンクレバー（８）を保守ポジションに保つために各１つのスナップ装置（１７）を有しており、リンクレバーが、戻し力による払拭平面へのリンクレバーの戻り運動によって保守ポジションから離れるように、構成されている、請求項３記載のワイパ装置。
5. リンクレバー（８）の固定部分が金属薄板から製造され、リンクレバー（８）がばね鋼から製造されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のワイパ装置。
6. リンクレバー（８）が、固定ポイント（９）においてリベット結合によってワイパアーム（１０）と連結されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のワイパ装置。
7. リンクレバー（８）のうちの少なくとも１つが、圧着力を調節するために、旋回軸に向けられた第１の区分における第１の横断面と、固定ポイントに向けられた第２の区分における第２の小さな横断面とを備えている、請求項１から６までのいずれか１項記載のワイパ装置。

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