JP5619187B2 - ワイパリンク機構 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車用ウィンドウワイパ装置のワイパリンク機構に関する。
先行技術
ワイパリンク機構は通常、駆動モータ、特にワイパモータの被駆動軸に結合されたモータクランクを有しており、このモータクランクは前記被駆動軸を介して駆動モータによって駆動される。モータクランクには通常、ボールピン又はダブルボールピンが設けられており、ダブルボールピンの場合、このダブルボールピンには、第1のウィンドウワイパのための第1のジョイントロッドと、第2のウィンドウワイパのための第2のジョイントロッドとが配置されている。これによりそれぞれ運転席側若しくは助手席側で働く、2つのタンデム式のウィンドウワイパアームが実現される。ジョイントロッドにおいてできるだけ僅かな力しか受けないようにするために、モータクランクは通常、比較的大きな長さを有している。これにより、モータクランクのクランク軌道の半径は大きくなり、このモータクランクと、通常、約1/4〜1/7である、ジョイント長さに対するクランク半径の小さな比とにより、相応に大きな構成容積と、ワイパリンク機構のための相応の所要運動スペースが必要である。2つのウィンドウワイパアームを有する典型的なタンデム式装置は、助手席側で、運転席側におけるよりも著しく大きなワイパ角度を有している。運転席側と助手席側の駆動装置のために、今日では通常同じであるモータクランク半径により、ワイパリンク機構の両駆動軸における、ジョイントロッドを介して結合されたウィンドウワイパアームのための揺動長さは同じではない。通常使用されるタンデム式のウィンドウワイパ装置は、運転席側のワイパ角度が80°、助手席側のワイパ角度が90°、モータクランク半径がそれぞれ45mmであって、結果として生じるウィンドウワイパアームの揺動半径は運転席側で70.2mm、助手席側で63.5mmである。このことは特に助手席側にとっては、比較的長いウィンドウワイパアームに対して小さな揺動長さしか生じないので、欠点である。これによりさらに、両駆動揺動長さの間に不都合な変速比が生じる。これらの欠点により、比較的大きなワイパ角度公差が生じ、揺動長さが短いことによりワイパ駆動装置において内部応力が高められる。さらに、リバースシステムで使用する場合にはこの作用は高まる。回転モータの場合は、モータクランクは1つのワイパサイクルで360°回転する。リバースモータを有したワイパリンク機構では、モータクランク作業角度は典型的には約145°〜165°である。これにより、回転運転に比較して、ボールピンの作業距離が約8〜19%減少する。このような比では、必要なワイパ角度を調節するために両揺動長さをさらに減じなければならず、これにより、有効なてこ長さが短くなることにより、ワイパシステムにおける内部応力がさらに高くなる。このような高い内部応力と、ウィンドウワイパアーム長さと揺動長さとの間の不都合な比により、ワイパシステムは外部の障害に対して敏感になり、これによりウィンドウワイパアームはがたつきノイズが生じる恐れがあり、従って、回転数制御を行うリバースシステムが有する利点は得られない。
発明の概要
本発明の課題は、改善された運動機構を有し、これによりワイパリンク機構の機能品質が改善され、これにより使用可能性を広げることができるような、自動車用ウィンドウワイパ装置のワイパリンク機構を提供することである。
この課題は、本発明によれば、請求項1の特徴部に記載の構成により解決される。本発明の有利な構成は従属請求項に記載されている。
本発明による自動車用ウィンドウワイパ装置のワイパリンク機構は、第1の端部区分と第2の端部区分とを有したモータクランクを有しており、該モータクランクの第1の端部区分は結合エレメントを介して駆動モータに結合されており、前記モータクランクの第2の端部区分はダブルボールピンを有しており、該ダブルボールピンは第1のジョイントロッドと第2のジョイントロッドに結合されており、モータクランクの回動運動により第1のクランク半径が第1のジョイントロッドに、第2のクランク半径が第2のジョイントロッドに伝達可能である。本発明は、第1のジョイントロッドの第1のクランク半径が、第2のジョイントロッドの第2のクランク半径とは異なる大きさを有していることを特徴としている。
本発明によるワイパリンク機構は、2つのウィンドウワイパアームを有したワイパシステムのために設けられた、いわゆる中間被駆動ワイパリンク機構として形成されている。モータクランクは第1の端部区分で、有利には駆動モータの被駆動軸の形の結合エレメントを介して駆動モータに結合されており、前記被駆動軸を介してモータクランクは、1つの若しくは2つのクランク半径を実現するために、結合エレメントの対称軸線を中心とした回動運動を行うことができる。モータクランクの第2の端部区分にはダブルボールピンが設けられており、このダブルボールピンには、第1のウィンドウワイパアームのための第1のジョイントロッドと、第2のウィンドウワイパアームのための第2のジョイントロッドとが配置されている。例えば、第1のジョイントロッドは、運転席側のウィンドウワイパアームのために形成されていて、第2のジョイントロッドは、助手席側のウィンドウワイパアームのために形成されている。ワイパ過程中のモータクランクの回動運動により、第1のクランク半径は第1のジョイントロッドに伝達され、第2のクランク半径は第2のジョイントロッドに伝達される。この場合、公知のワイパリンク機構では、両クランク半径は同じ大きさに形成されている。
本発明によれば、第1のジョイントロッドの第1のクランク半径は、第2のジョイントロッドの第2のクランク半径とは異なっているので、これらの半径はもはや同じ大きさを有していない。従って、本発明によるワイパリンク機構は、モータクランクにおいて2つの異なるクランク半径を有して形成されている。2つの異なるモータクランク半径は、この場合、ワイパリンク機構のワイパ運動において最良の運動力学が得られるように調節されている。最適となるように互いに調節された異なるクランク半径により、運転席側及び助手席側におけるジョイントロッド若しくはウィンドウワイパアームのための揺動半径はほぼ同じ大きさである。これにより、運転席側のウィンドウワイパアームと助手席側のウィンドウワイパアームとの間で通常生じる揺動長さの差は、大きく減じられ、これにより、ウィンドウワイパアームのワイパ角度公差を減じることができる。ウィンドウワイパアームの揺動長さが同じであるワイパリンク機構を使用する場合、外部の障害に対する堅牢性も向上し、これにより、ウィンドウワイパアームのがたつきノイズ傾向は減じることができ、これにより臨界的な環境条件におけるシステムパフォーマンスを改善することができる。リバース運転システムでは原理的に小さいモータクランク作業角度により生じる欠点を相殺することができるので、これはとりわけリバース運転システムにおいて有利である。さらには、内部応力が小さいことにより、ワイパリンク機構の個々の構成部品の設計をより小さくすることができ、これにより、コストと重量を減じることができる。
ダブルボールピンが、結合エレメントの対称軸線に対して角度を成して設けられた対称軸線を有していると有利である。この場合、ダブルボールピンの対称軸線は結合エレメントの対称軸線に対して、これらがもはや通常そうであるように互いに平行には延びておらず、互いに傾けられている若しくは互いに傾斜しているように配置されている。角度を成すとは、この場合、両対称軸線が互いに平行に延びていないことを意味している。このような構成により簡単かつ安価に、第1のジョイントロッドと第2のジョイントロッドの異なるクランク半径を得ることができる。
この場合好ましくは、ダブルボールピンの対称軸線は、結合エレメントの対称軸線の方向に傾けられている。これにより、モータクランクに近い側でダブルボールピンに設けられたジョイントロッドのクランク半径を、モータクランクから遠い側でダブルボールピンに配置されたジョイントロッドのクランク半径よりも大きく調節することができる。これにより所要の有効構成スペースを増大させずに済む。何故ならば、通常、モータクランクから離れてダブルボールピンに配置されている、ワイパリンク機構のジョイントロッド若しくはワイパアームの所要な作業領域が、ワイパリンク機構の所要構成スペース若しくはパッケージのために重要であるからである。好ましくは、モータクランクに近い側でダブルボールピンに配置されたジョイントロッドは、助手席側のウィンドウワイパアームが設けられているジョイントロッドであるので、助手席側のジョイントロッド若しくはウィンドウワイパアームのクランク半径は、運転席側のジョイントロッド若しくはウィンドウワイパアームのクランク半径よりも大きい。
選択的には、ダブルボールピンの対称軸線は、結合エレメントの対称軸線とは離れる方向に傾けられていると有利である。これにより、モータクランクから離れてダブルボールピンに配置されているジョイントロッドのために、モータクランクに近い方でダブルボールピンに配置されているジョイントロッドよりも大きなクランク半径、ひいては大きな被駆動角度若しくはワイパ角度が得られる。
結合エレメントの対称軸線に対するダブルボールピンの対称軸線の角度を成した配置は、好ましくは、モータクランクの第2の端部区分がモータクランクの第1の端部区分に対して角度を成して形成されていることにより実現される。第2の端部区分に対して第1の端部区分が角度を成して配置されていることは、第2の端部区分が第1の端部区分に対して平行には配置されておらず、傾斜して設けられていることを意味する。これにより、結合エレメントの対称軸線に対するダブルボールピンの対称軸線の角度を成した配置を特に簡単に実現することができ、この場合、結合エレメント若しくはダブルボールピンを別の形式で形成する必要はない。この場合、モータクランク自体は、好ましくは、1つの屈曲された領域を有するロッド又は縦長のプレートとして形成されている。
モータクランクの第1の端部区分に対する第2の端部区分の角度を成した配置は有利には、モータクランクが1つの屈曲部を有していることにより得られる。1つの屈曲部では、モータクランクは唯1つの屈曲された領域を有しており、これにより第1の端部区分に対する第2の端部区分の角度を成した配置が実現される。
選択的には、モータクランクは2つの屈曲部を有することができる。2つの屈曲部を有している場合、モータクランクはその長手方向軸線に沿って、2つの異なる個所で、モータクランクの屈曲された領域をそれぞれ有しており、これにより、第1の端部区分に対する第2の端部区分の角度を成した配置が2つの屈曲領域によって実現される。
さらに本発明は、上述した形式で形成されたワイパリンク機構を有した、自動車用ウィンドウワイパ装置に関する。
図面の簡単な説明
以下に本発明を、添付図面に関連した有利な実施形態に基づいて詳細に説明する。
先行技術によるタンデム式のウィンドウワイパシステムの装置を概略的に示した図である。 先行技術によるワイパリンク機構を概略的に示した図である。 先行技術によるワイパリンク機構の別の構成を概略的に示した図である。 先行技術によるワイパリンク機構におけるジョイントロッド若しくはウィンドウワイパアームの揺動長さに対するモータクランクのクランク半径の比を概略的に示した図である。 回転運転を行う本発明によるワイパリンク機構におけるジョイントロッド若しくはウィンドウワイパアームの揺動長さに対するモータクランクのクランク半径の比を概略的に示した図である。 リバース運転を行う本発明によるワイパリンク機構におけるジョイントロッド若しくはウィンドウワイパアームの揺動長さに対するモータクランクのクランク半径の比を概略的に示した図である。 本発明の第1実施例によるワイパリンク機構を概略的に示した図である。 本発明の第2実施例によるワイパリンク機構を概略的に示した図である。 本発明の第3実施例によるワイパリンク機構を概略的に示した図である。
実施例の説明
図1には、自動車のためのウィンドウワイパ装置の公知のワイパリンク機構を備えたタンデム式ワイパシステムの配置が概略的に示されている。このワイパリンク機構はモータクランク10を有しており、モータクランク10は、被駆動軸としての接続エレメント12を介して駆動モータに結合されている。この場合、モータクランク10は第1の端部区分14で接続エレメント12に接続されている。モータクランク10は、第1の端部区分14とは反対側の第2の端部区分16で、図2及び図3に示したようなダブルボールピン18を有しており、このボールピン18には、図2及び図3には示されていない第1のジョイントロッド20と第2のジョイントロッド22とが設けられている。第1のジョイントロッド20には、自動車の助手席側に設けられたウィンドウワイパアーム24が配置されており、第2のジョイントロッド22は、自動車の運転席側に配置されたウィンドウワイパアーム26に接続されている。この公知のタンデム式ワイパシステムは、第1のジョイントロッド20若しくは助手席側のウィンドウワイパアーム24と、第2のジョイントロッド22若しくは運転席側のウィンドウワイパアーム26とに対して、円28によって示されている同じ大きさのクランク半径を有している。第1のジョイントロッド20と第2のジョイントロッド22のためのクランク半径が同じであることにより、両ウィンドウワイパアーム24,26のために異なるワイパ角度が生じる。何故ならば、クランク半径28,34が同じ大きさであることから、両ウィンドウワイパアーム24,26の揺動長さを異なる長さにしているからである。
図2及び図3に示された先行技術により公知のこのような形式のタンデム式ワイパシステムでは、ダブルボールピン18は結合エレメント12に対して、ダブルボールピン18の対称軸線30が結合エレメント12の対称軸線32に対して平行に位置するように配置されている。両対称軸線30,32の平行な配置はこの場合、モータクランク10が、図2に示されているように、その長手方向軸線に沿って扁平に形成されているか、又は、図3に示されているように、屈曲部又は二重屈曲部を有しているかどうかには関わらないことである。
図4には再度、先行技術により公知のタンデム式ワイパシステムにおける、第1のジョイントロッド20のクランク半径28及びこれにより決定される助手席側のウィンドウワイパアーム24の揺動長さ40と、第2のジョイントロッド22のクランク半径34及びこれにより決定される運転席側のウィンドウワイパアーム26の揺動長さ42との対比が示されており、この場合、クランク半径28,34が同じであることにより、助手席側のウィンドウワイパアーム24と運転席側のウィンドウワイパアーム26のために異なる揺動長さ40,42が生じている。助手席側の揺動長さ40はこの場合、極めて小さく、これに対して、運転席側の揺動長さ42は極めて大きい。これにより、助手席側のウィンドウワイパアーム24は大きな駆動角度を有しており、これに対して、運転席側のウィンドウワイパアーム26は小さい駆動角度を有している。
これに対して、図5及び図6には、本発明によるワイパリンク機構のタンデム式ワイパシステムのための揺動長さ40,42とクランク半径28,34との対比が概略的に示されており、この場合、第1のジョイントロッド20は、第2のジョイントロッド22とは異なるクランク半径28,34を有している。図5には、回転運転を行う本発明によるワイパリンク機構が示されており、図6には、リバース運転を行う本発明によるワイパリンク機構が示されている。本発明によるワイパリンク機構ではこの場合、第1のジョイントロッド20のクランク半径28は、第2のジョイントロッド22のクランク半径34よりも大きい。これにより、助手席側のウィンドウワイパアーム24も、運転席側のウィンドウワイパアーム26も、大きな揺動長さ40,42を有するようになる。これにより、ワイパリンク機構の最適な運動機構が実現されており、同時にワイパ角度公差も最小限になる。さらに、揺動長さ40,42が比較的大きいことにより、ワイパ駆動装置で作用する内部応力はより小さくなる。
この場合、異なるクランク半径28,34は、図7〜図9に示されているように、ダブルボールピン18の対称軸線30が、結合エレメント12の対称軸線32に対して傾けられて形成されており、これにより両対称軸線30,32がもはや平行に延びてはいないことにより実現されている。この場合、助手席側の第1のジョイントロッド20は、有利には、モータクランク10の近い方に配置されたダブルボールピン18のボールピン36に配置されているので、助手席側の第1のジョイントロッド20は、モータクランク10から遠い方に配置されたダブルボールピン18のボールピン38に設けられた、運転席側の第2のジョイントロッド22よりも大きなクランク半径28を有している。この場合、下方のクランク半径28が、上方のクランク半径34よりも大きく形成されていることにより、ワイパリンク機構の所要構成スペースを増大しないで済む。
対称軸線32,30の互いに角度を成した配置は、図7に示されているように、例えば、モータクランク10が1つの屈曲部を有しており、これによりモータクランク10の第1の端部区分14が、モータクランク10の第2の端部区分16に対して角度をなして配置されていることにより実現される。しかしながらさらに、図8に示したように、モータクランク10は2つの屈曲部を有していても良い。
ダブルボールピン18の対称軸線30が、結合エレメント12の対称軸線32の方向に傾けられているならば、下方のボールピン36におけるクランク半径を、互いに平行に延びる対称軸線30,32を有した公知のワイパリンク機構に対して、所要構成スペースを増大することなく拡大することができる。これにより、本発明によるワイパリンク機構を種々様々な車両アプリケーションにおいて使用することができる。
図9に示された変化実施例では、モータクランク10がやはり2つの屈曲部を有しているが、ダブルボールピン18の対称軸線30は、結合エレメント12の対称軸線32から離れるように傾けられている。このような構成では、ダブルボールピン18の上方のボールピン38に配置されているジョイントロッドは、下方のボールピン36に配置されているジョイントロッドよりも大きなクランク半径と小さな被駆動角度を有している。

Claims (7)

  1. 第1の端部区分(14)と第2の端部区分(16)を有したモータクランク(10)を備え、
    前記モータクランク(10)の第1の端部区分(14)は結合エレメント(12)を介して駆動モータに結合されており、
    前記モータクランク(10)の第2の端部区分(16)はダブルボールピン(18)を有しており、前記ダブルボールピン(18)は第1のジョイントロッド(20)と第2のジョイントロッド(22)に結合されており、
    前記モータクランク(10)の回動運動により第1のクランク半径(28)が第1のジョイントロッド(20)に、第2のクランク半径(34)が第2のジョイントロッド(22)に伝動可能である自動車用ウィンドウワイパ装置のワイパリンク機構であって、
    第1のジョイントロッド(20)の第1のクランク半径(28)が、第2のジョイントロッド(22)の第2のクランク半径(34)とは異なる大きさを有しており、
    前記ダブルボールピン(18)が、前記結合エレメント(12)の対称軸線(32)に対して角度を成して設けられている対称軸線(30)を有していることを特徴とする、自動車用ウィンドウワイパ装置のワイパリンク機構。
  2. 前記ダブルボールピン(18)の前記対称軸線(30)が、前記結合エレメント(12)の前記対称軸線(32)の方向に傾けられている、請求項記載のワイパリンク機構。
  3. 前記ダブルボールピン(18)の前記対称軸線(30)が、前記結合エレメント(12)の前記対称軸線(32)から離れる方向に傾けられている、請求項記載のワイパリンク機構。
  4. 前記モータクランク(10)の第2の端部区分(16)が第1の端部区分(14)に対して角度を成して形成されている、請求項からまでのいずれか1項記載のワイパリンク機構。
  5. 前記モータクランク(10)が1つの屈曲部を有している、請求項記載のワイパリンク機構。
  6. 前記モータクランク(10)が2つの屈曲部を有している、請求項記載のワイパリンク機構。
  7. 請求項1からまでのいずれか1項記載の前記ワイパリンク機構を有した、自動車用ウィンドウワイパ装置。
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