JP5363279B2 - ワイパアームおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置に用いられるワイパアームおよびその製造方法に関する。

自動車等の車両に搭載されてウインドシールドガラスに付着した雨水や雪等の付着物を払拭するワイパ装置は、ワイパモータにより揺動駆動されるワイパアームを備えている。

ワイパアームはピボット軸に固定されるヘッド部を備えており、ヘッド部にはピン部材によりガラス面に接近・離反する方向に回動自在にリテーナ（アームシャンク）が連結されている。リテーナは金属板を折り曲げた断面コの字のアーム状に形成されており、その先端には鋼材等により長尺の平板状に形成されたアームピースが固定されている。アームピースの先端にはＵフック等の取付部が設けられ、この取付部にワイパブレードが取り付けられている。そして、ワイパモータによりピボット軸が駆動されると、ワイパアームが所定の角度範囲で揺動して、ワイパブレードがガラス面上を払拭動作するようになっている。

このようなワイパアームにおいて、アームピースをリテーナに固定する構造としては、従来から、かしめ加工が多く用いられている。例えば特許文献１には、リテーナの先端側に断面Ｃ字の筒状の把持固定部（ピース固定部）を設け、アームピースの基端側を把持固定部に内包させた状態で当該把持固定部をかしめ加工することにより、アームピースをリテーナに固定するようにした固定構造が記載されている。

特開２００４−１４２６１２号公報

しかしながら、特許文献１に示されるワイパアームでは、断面Ｃ字の筒状に形成された把持固定部に平板状に形成されたアームピースの基端側を内包させて、これを単にかしめ加工して固定する構造であるので、アームピースとリテーナとの固定強度を十分に高めることはできなかった。

本発明の目的は、アームピースとリテーナとの固定強度を高めることにある。

本発明のワイパアームは、車両用のワイパ装置に用いられるワイパアームであって、長尺の平板状に形成され、先端にワイパブレードの取付部を備えるとともに基端側に板厚方向に凹状に湾曲する湾曲部を備えるアームピースと、前記湾曲部を内包する断面Ｃ字の筒状のピース固定部を備え、該ピース固定部がかしめ加工されることにより前記アームピースに連結される金属板製のリテーナと、前記リテーナの基端が回動自在に連結され、前記ワイパ装置のピボット軸に固定されるヘッド部とを有し、前記ピース固定部のかしめ加工により前記湾曲部が前記ピース固定部の内部で直線状に弾性変形した状態となって該ピース固定部の内面に弾性的に接触していることを特徴とする。

本発明のワイパアームは、前記アームピースには長手方向に間隔を空けて一対の突起が並べて設けられ、前記ピース固定部には前記突起が挿通される一対の係合孔が設けられ、前記湾曲部は前記アームピースの一対の前記突起の間の部分に設けられていることを特徴とする。

本発明のワイパアームの製造方法は、車両用のワイパ装置に用いられるワイパアームの製造方法であって、先端にワイパブレードの取付部を備えるとともに基端側に板厚方向に凹状に湾曲する湾曲部を備える長尺の平板状のアームピースを形成する工程と、金属板製のリテーナを形成する工程と、前記リテーナに断面Ｃ字の筒状のピース固定部を形成し、該ピース固定部に前記湾曲部を内包させ、該ピース固定部をかしめ加工することにより、前記湾曲部を前記ピース固定部の内部で直線状に弾性変形させた状態で前記リテーナを前記アームピースに連結する工程と、前記リテーナの基端をヘッド部に回動自在に連結する工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、アームピースのピース固定部に内包される部分に板厚方向に凹状に湾曲する湾曲部を設け、この湾曲部をかしめ加工によりピース固定部の内部で直線状に弾性変形させるようにしたので、弾性変形した湾曲部をピース固定部の内面に弾性力を生じた状態で接触させることができる。これにより、アームピースのピース固定部に対する密着性を高めて、アームピースとピース固定部つまりリテーナとの固定強度を高めることができる。

本発明の一実施の形態であるワイパアームを備えたワイパ装置の外観図である。 図１に示すワイパアームのリテーナとアームピースの固定部分の詳細を示す底面図である。 （ａ）は図２におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１に示すアームピースの詳細を示す斜視図である。 図４に示すアームピースの湾曲部の詳細を示す説明図である。 図１に示すワイパアームの製造手順を示す工程図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれアームピースをかしめ加工によりリテーナに固定する手順を示す横断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図７（ａ）〜（ｃ）に対応した縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ図２に示すワイパアームの変形例であって、ダボが設けられないアームピースをかしめ加工によりリテーナに固定する手順を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示す車両用のワイパ装置１１は、自動車等の車両１２に搭載されて当該車両１２のウインドシールドガラス（フロントガラス）１３を払拭するものである。このワイパ装置１１は、車両１２の車体１２ａから突出するピボット軸１４と、ピボット軸１４に固定されるワイパアーム１５と、ワイパアーム１５に取り付けられるワイパブレード１６とを備えている。

ワイパアーム１５はヘッド部としてのアームヘッド２１を備えている。このアームヘッド２１はアルミダイキャスト製となっており、その基端においてピボット軸１４にナット２２により固定されている。つまり、このワイパアーム１５はアームヘッド２１においてピボット軸１４に固定されるようになっている。

アームヘッド２１の先端にはリテーナ２３が連結されている。このリテーナ２３は鋼板等の金属板により形成され、断面略コの字のアーム状に形成された本体部２３ａを備えている。本体部２３ａの基端はピン部材としての連結ピン２４によりアームヘッド２１の先端に連結され、これにより、リテーナ２３は連結ピン２４を中心としてウインドシールドガラス１３に接近・離反する方向に回動自在となっている。また、アームヘッド２１とリテーナ２３の間にはスプリング（不図示）が装着されており、このスプリングによりリテーナ２３は連結ピン２４を中心としてウインドシールドガラス１３のガラス面側に向けて付勢されている。

リテーナ２３の先端には本体部２３ａと一体にピース固定部２３ｂが設けられ、このピース固定部２３ｂにはアームピース２５が固定・連結されている。アームピース２５は鋼材等によりの長尺で断面矩形の平板状に形成され、その先端にはワイパブレード１６の取付部としてＵフック２５ａが一体に設けられている。このアームピース２５の基端側はリテーナ２３のピース固定部２３ｂにかしめ加工により固定され、これによりリテーナ２３に連結されている。

なお、アームピース２５とリテーナ２３との固定構造の詳細については後述する。

一方、ワイパブレード１６はウインドシールドガラス１３に接するブレードラバー１６ａとブレードラバー１６ａを保持するラバーホルダ１６ｂとを備えている。ラバーホルダ１６ｂの長手方向中央部分にはクリップ１６ｃが設けられ、このクリップ１６ｃをＵフック２５ａに係合させることにより、ワイパブレード１６はアームピース２５つまりワイパアーム１５の先端に取り付けられている。

車体１２ａには図示しないワイパモータが搭載されており、ピボット軸１４はリンク機構（不図示）を介してワイパモータに接続されてワイパモータに所定の角度範囲で揺動駆動されるようになっている。ピボット軸１４がワイパモータに揺動駆動されると、ワイパアーム１５がピボット軸１４とともに揺動し、ワイパブレード１６がウインドシールドガラス１３上を払拭動作することになる。

次に、アームピース２５とリテーナ２３との固定構造の詳細について説明する。

図２は図１に示すワイパアームのリテーナとアームピースの固定部分の詳細を示す底面図であり、図３（ａ）は図２におけるＡ−Ａ線に沿う断面図、図３（ｂ）は図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

リテーナ２３の先端に設けられるピース固定部２３ｂは、図２、図３に示すように、リテーナ２３の本体部２３ａの先端側の所定範囲を曲げ加工することにより、天壁２３ｂ１と、天壁２３ｂ１から直角に連なる一対の側壁２３ｂ２と、側壁２３ｂ２から直角に連なる一対の底壁２３ｂ３とを備えた断面Ｃ字の筒状に形成されている。このような筒状に形成されたピース固定部２３ｂの内部にはアームピース２５の基端側が内包されている。アームピース２５を内包したピース固定部２３ｂはかしめ加工され、これにより、アームピース２５がピース固定部２３ｂつまりリテーナ２３に固定される。

アームピース２５のピース固定部２３ｂに内包される部分の底壁２３ｂ３に対向する平面部分には、長手方向に間隔を空けて一対の突起としてのダボ３１が並べて設けられている。これらのダボ３１は、それぞれアームピース２５を塑性加工することにより当該アームピース２５と一体に円柱状に形成されており、それぞれアームピース２５の幅方向中心部分から同一方向に突出している。また、各ダボ３１に対応して、ピース固定部２３ｂの両底壁２３ｂ３の長手方向に沿う縁部分には、それぞれ一対の半円形の切り欠き部３２ａが設けられ、各底壁２３ｂ３の切り欠き部３２ａが組み合わされて、ピース固定部２３ｂには一対の係合孔３２が設けられている。これらの係合孔３２は、それぞれダボ３１の外径よりも若干内径が大きく形成されており、アームピース２５がピース固定部２３ｂに内包されたときに、各ダボ３１が対応する係合孔３２に挿通されるようになっている。これにより、アームピース２５に対するピース固定部２３ｂのかしめ固定が緩んでも、ダボ３１が係合孔３２に係止されて、アームピース２５のリテーナ２３からの軸方向への抜けが防止されるようになっている。

ここで、このワイパアーム１５では、ダボ３１と係合孔３２とを設けて、ピース固定部２３ｂのかしめ固定が緩んでも、アームピース２５がリテーナ２３から抜けない構造としているが、アームピース２５をリテーナ２３に確実に連結するためには、かしめ加工によるアームピース２５のリテーナ２３への固定強度自体を高める必要がある。

そのため、このワイパアーム１５では、アームピース２５のピース固定部２３ｂに内包される部分に湾曲部２５ｂを設けて、かしめ加工によるアームピース２５のリテーナ２３への固定強度を高めるようにしている。

図４は図１に示すアームピースの詳細を示す斜視図であり、図５は図４に示すアームピースの湾曲部の詳細を示す説明図である。

アームピース２５に設けられる湾曲部２５ｂは、アームピース２５の基端側であって各ダボ３１の間の部分を、その板厚方向つまり板厚が薄い方向に凹状に曲げ加工して形成されている。例えば、本実施の形態においては、図５に示すように、板厚が３．５ｍｍのアームピース２５の基端側を長さ２５ｍｍの範囲で板厚方向に０．３ｍｍ凹ませるように曲げ加工して湾曲部２５ｂが形成されている。

この湾曲部２５ｂは板厚方向つまりその曲率を増減させる方向に弾性変形自在となっており、リテーナ２３のピース固定部２３ｂに内包されてピース固定部２３ｂがかしめ加工されると、かしめ加工の荷重を受けてピース固定部２３ｂの内部で当該ピース固定部２３ｂに沿うように直線状に弾性変形するようになっている。そして、この弾性変形により、湾曲部２５ｂの外面はピース固定部２３ｂの内面つまり底壁２３ｂ３の内面に弾性的に接触するようになっている。

湾曲部２５ｂを備えないアームピース２５をピース固定部２３ｂにかしめ加工により固定した場合には、断面矩形のアームピース２５の４つ角の部分がピース固定部２３ｂの各壁部の曲げ部分に接触して、アームピース２５の平面部分はピース固定部２３ｂの各壁部の内面に十分に接触しない。これに対して、本願発明のワイパアーム１５では、ピース固定部２３ｂに内包される湾曲部２５ｂがかしめ加工により直線状に弾性変形することにより、湾曲部２５ｂの弾性力がピース固定部２３ｂに加わって、アームピース２５の外面がピース固定部２３ｂの内面に密着することになる。これにより、アームピース２５のピース固定部２３ｂつまりリテーナ２３に対する固定強度が高められることになる。

このように、このワイパアーム１５では、アームピース２５に板厚方向に凹状に湾曲する湾曲部２５ｂを設け、ピース固定部２３ｂのかしめ加工により湾曲部２５ｂをピース固定部２３ｂの内部で直線状に弾性変形させるようにしたので、弾性変形した湾曲部２５ｂをピース固定部２３ｂの内面に弾性力を生じた状態で接触させ、これにより、アームピース２５を湾曲部２５ｂにおいてピース固定部２３ｂの内面に密着させて、アームピース２５とリテーナ２３との固定強度を高めることができる。

図６は図１に示すワイパアームの製造手順を示す工程図であり、図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれアームピースをかしめ加工によりリテーナに固定する手順を示す横断面図であり、図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図７（ａ）〜（ｃ）に対応した縦断面図である。

次に、このワイパアーム１５の製造方法について説明する。

まず、アームピース形成工程Ｓ１において、鋼製の棒材等を加工して、先端にＵフック２５ａを備えるとともに基端側に板厚方向に凹状に湾曲する湾曲部２５ｂを備えた長尺で断面矩形の平板状のアームピース２５を形成する。また、リテーナ形成工程Ｓ２において、金属板を曲げ加工して、断面コの字の本体部２３ａを備えたリテーナ２３を形成する。

本実施の形態においては、アームピース形成工程Ｓ１をリテーナ形成工程Ｓ２よりも先に行うようにしているが、アームピース形成工程Ｓ１よりもリテーナ形成工程Ｓ２を先に行うようにしてもよい。

アームピース２５とリテーナ２３を形成すると、次に、これらを連結するためのかしめ工程Ｓ３が行われる。このかしめ工程においては、まず、リテーナ２３の本体部２３ａの先端側に断面Ｃ字の筒状のピース固定部２３ｂが形成される。このとき、図７（ａ）に示すように、まず、リテーナ２３の本体部２３ａの先端側が天壁２３ｂ１と一対の側壁２３ｂ２とを備えた断面コの字に形成され、その内側にアームピース２５の基端側が配置される。次いで、図７（ｂ）に示すように、アームピース２５を内包するように両側壁２３ｂ２の下端側が内側に曲げ加工され、図７（ｃ）に示すように、一対の底壁２３ｂ３が形成される。これにより、リテーナ２３の先端側にアームピース２５の基端側を内包する断面Ｃ字の筒状のピース固定部２３ｂが形成される。また、ピース固定部２３ｂにアームピース２５の基端側が内包されると、図７（ｃ）に矢印で示すように、底壁２３ｂ３の長手方向に沿う縁部から若干側壁の側にずれた位置にかしめ荷重が加えられ、ピース固定部２３ｂはその底壁２３ｂ３の当該部分が天壁２３ｂ１の側に向けて押し付けられて、アームピース２５に対してかしめ加工される。これにより、ピース固定部２３ｂに内包されたアームピース２５がかしめ加工によりピース固定部２３ｂに固定される。

このとき、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピース固定部２３ｂに内包されるアームピース２５の湾曲部２５ｂは、ピース固定部２３ｂの天壁２３ｂ１と底壁２３ｂ３との間に挟み込まれるとともにかしめ加工の荷重が加えられて、ピース固定部２３ｂの内部でピース固定部２３ｂに沿うように直線状に弾性変形する。そして、アームピース２５がピース固定部２３ｂに固定された状態では、湾曲部２５ｂは直線状に弾性変形した状態に維持される。これにより、アームピース２５の外面がピース固定部２３ｂの内面つまり底壁２３ｂ３の内面に密着して、アームピース２５のリテーナ２３に対する固定強度が高められることになる。

アームピース２５がリテーナ２３に固定されると、アームヘッド連結工程Ｓ４により、リテーナ２３の本体部２３ａの基端に連結ピン２４によりアームヘッド２１が回動自在に連結され、ワイパアーム１５が完成する。

図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図２に示すワイパアームの変形例であって、ダボが設けられないアームピースをかしめ加工によりリテーナに固定する手順を示す縦断面図である。

図２に示すワイパアーム１５では、アームピース２５に一対のダボ３１を設け、これらのダボ３１をピース固定部２３ｂに設けた係合孔３２に挿通するようにしているが、図９に示すように、これらのダボ３１や係合孔３２を設けない構造としてもよい。この場合においても、アームピース２５の基端側に設けられた湾曲部２５ｂがピース固定部２３ｂの内部でかしめ加工により直線状に弾性変形して、アームピース２５のリテーナ２３に対する固定強度が高められているので、ダボ３１や係合孔３２が設けられなくても、アームピース２５をリテーナ２３に確実に連結させておくことができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施の形態においては、アームピース２５に一対のダボ３１を設けるか１つのダボ３１も設けない構造を開示しているが、これに限らず、例えばダボ３１を１つのみ設けるなど、その数は問わない。

また、前記実施の形態においては、湾曲部２５ｂは、一対の底壁２３ｂ３に向かって突状に変形されているが、天壁２３ｂ１に向かって突状に変形されていてもよい。

１１ ワイパ装置
１２ 車両
１２ａ 車体
１３ ウインドシールドガラス
１４ ピボット軸
１５ ワイパアーム
１６ ワイパブレード
１６ａ ブレードラバー
１６ｂ ラバーホルダ
１６ｃ クリップ
２１ アームヘッド（ヘッド部）
２２ ナット
２３ リテーナ
２３ａ 本体部
２３ｂ ピース固定部
２３ｂ１ 天壁
２３ｂ２ 側壁
２３ｂ３ 底壁
２４ 連結ピン（ピン部材）
２５ アームピース
２５ａ Ｕフック（取付部）
２５ｂ 湾曲部
３１ ダボ（突起）
３２ 係合孔
３２ａ 切り欠き部
Ｓ１ アームピース形成工程
Ｓ２ リテーナ形成工程
Ｓ３ かしめ工程
Ｓ４ アームヘッド連結工程

Claims (3)

1. 車両用のワイパ装置に用いられるワイパアームであって、
   長尺の平板状に形成され、先端にワイパブレードの取付部を備えるとともに基端側に板厚方向に凹状に湾曲する湾曲部を備えるアームピースと、
   前記湾曲部を内包する断面Ｃ字の筒状のピース固定部を備え、該ピース固定部がかしめ加工されることにより前記アームピースに連結される金属板製のリテーナと、
   前記リテーナの基端が回動自在に連結され、前記ワイパ装置のピボット軸に固定されるヘッド部とを有し、
   前記ピース固定部のかしめ加工により前記湾曲部が前記ピース固定部の内部で直線状に弾性変形した状態となって該ピース固定部の内面に弾性的に接触していることを特徴とするワイパアーム。
2. 請求項１記載のワイパアームにおいて、前記アームピースには長手方向に間隔を空けて一対の突起が並べて設けられ、前記ピース固定部には前記突起が挿通される一対の係合孔が設けられ、前記湾曲部は前記アームピースの一対の前記突起の間の部分に設けられていることを特徴とするワイパアーム。
3. 車両用のワイパ装置に用いられるワイパアームの製造方法であって、
   先端にワイパブレードの取付部を備えるとともに基端側に板厚方向に凹状に湾曲する湾曲部を備える長尺の平板状のアームピースを形成する工程と、
   金属板製のリテーナを形成する工程と、
   前記リテーナに断面Ｃ字の筒状のピース固定部を形成し、該ピース固定部に前記湾曲部を内包させ、該ピース固定部をかしめ加工することにより、前記湾曲部を前記ピース固定部の内部で直線状に弾性変形させた状態で前記リテーナを前記アームピースに連結する工程と、
   前記リテーナの基端をヘッド部に回動自在に連結する工程とを有することを特徴とするワイパアームの製造方法。

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