JP5975746B2

JP5975746B2 - ワイパ装置

Info

Publication number: JP5975746B2
Application number: JP2012132031A
Authority: JP
Inventors: 正田　浩一; 浩一正田; 哲神田; 猛金井
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-06-11
Also published as: JP2013256155A

Description

本発明は、電動モータの動力でワイパアームを作動させるワイパ装置に関する。

従来、車両のウィンドシールドを払拭するワイパ装置は、ワイパアームがピボット軸に取り付けられており、電動モータによりピボット軸を回転させるように構成されている。電動モータは、車体（仕切り部材)により仕切られた内部空間に設けられており、ピボット軸は、車体に形成された開口部に挿入されている。このため、車体の外部空間に存在する異物が、開口部を経由して内部空間に侵入することを防止するシール機構が知られており、そのシール機構を有するワイパ装置の一例が、特許文献１，２に記載されている。

特許文献１，２に記載されたワイパ装置は、車体に形成された開口部に挿入されるスリーブを有している。そのスリーブには、ピボット軸が回転可能に挿入されている。スリーブから露出したピボット軸の上端にはワイパアームが取り付けられるようになっている。また、スリーブの外部に露出したピボット軸の下端には、ワイパモータに連結されたリンクアームが取り付けられている。さらに、ピボット軸において、スリーブから露出している箇所であり、ワイパアームが取り付けられている部分とスリーブとの間には、ピボットキャップが取り付けられている。ピボットキャップは、小径円筒状になった密着部と、大径円筒状になったスカート部とを有している。密着部は、ピボット軸に固定されており、スカート部は、スリーブの外側を取り囲むように配置されている。スリーブが車体に固定された状態において、ピボットキャップは開口部に配置され、スカート部は、外部空間の異物が、開口部を経由して内部空間に侵入することを防止するシール機構としての役割をもつ。

実開平５−２２２２８号公報実開平５−３７６１８号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載されたワイパ装置においては、仕切り部材の開口部をシールするために専用のピボットキャップを設ける必要があり、部品点数が増加する問題があった。

本発明の目的は、仕切り部材の開口部をシールするために専用の部品を設ける必要のないワイパ装置を提供することにある。

本発明は、ワイパアームが取り付けられたピボット軸に電動モータの動力を伝達するワイパ装置であって、前記ワイパアームを設ける外部空間と前記電動モータを設ける内部空間とを仕切り、かつ、車体の一部を構成する仕切り部材と、前記仕切り部材の一部を前記外部空間側に向けて突出して形成された内筒部と、前記内筒部により形成され、かつ、前記内部空間を前記外部空間につなぐ開口部と、を有し、前記ピボット軸は、前記開口部に挿入される構成であり、前記ワイパアームに設けられているとともに、前記内筒部の外側を取り囲むように配置され、かつ、前記外部空間と前記開口部とを連通する隙間を前記内筒部との間に形成する外筒部を有することを特徴とする。

本発明は、ワイパアームが取り付けられたピボット軸に電動モータの動力を伝達するワイパ装置であって、前記ワイパアームを設ける外部空間と前記電動モータを設ける内部空間とを仕切り、かつ、車体の一部を構成する仕切り部材と、前記仕切り部材に形成され、かつ、前記内部空間を前記外部空間につなぐ開口部と、を有し、前記ピボット軸は、前記開口部に挿入される構成であり、前記仕切り部材の一部を前記外部空間側に向けて突出して形成され、かつ、前記開口部及び前記ピボット軸の外周側を取り囲む内筒部と、前記ワイパアームに設けられているとともに、前記内筒部の外側を取り囲むように配置され、かつ、前記外部空間と前記開口部とを連通する隙間を前記内筒部との間に形成する外筒部と、を有することを特徴とする。

本発明は、前記ワイパアームを前記ピボット軸に固定するナットと、前記ワイパアームに取り付けられて前記ナットを覆うナットカバーとを備え、前記外筒部は前記ナットカバーに設けられていることを特徴とする。

本発明は、前記内部空間に配置され、かつ、前記ピボット軸のうち前記内部空間に位置する部分を収容するケーシングと、前記ケーシングの内部に設けられ、かつ、前記ピボット軸と一体回転するウォームホイールとを有し、前記ウォームホイールの外周面に形成されたギヤと、前記電動モータのロータに形成されたウォームとが噛み合わされることを特徴とする。

本発明（請求項１，２）によれば、外筒部と内筒部との間に形成される隙間がラビリンスシールとして作用し、外部空間の異物が開口部に侵入することを防止できる。また、元々設けられている仕切り部材の一部により形成した内筒部と、ワイパアームに設けた外筒部との間に隙間を形成するから、開口部をシールするために専用の部品を設ける必要がない。したがって、部品点数の増加を抑制できる。

本発明（請求項３）によれば、ナットを覆うナットカバーに外筒部が設けられているため、部品点数の増加を抑制できる。

本発明（請求項４）によれば、ケーシングの一部を開口部に配置するレイアウトを採用することが可能であり、ピボット軸に沿った方向におけるケーシングの配置レイアウト性が向上する。

本発明のワイパ装置の具体例を示す断面図である。本発明のワイパ装置の他の具体例を示す断面図である。

本発明におけるワイパ装置の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。図１に示されたワイパ装置１０は、車両（図示せず)のウィンドシールド（図示せず)を払拭する機構である。ワイパ装置１０は、ワイパアーム１１と、ワイパアーム１１を動作させる動力源としての電動モータ１２とを有している。ワイパアーム１１は、ウィンドシールドを払拭するワイパブレード（図示せず)を支持する要素である。車両は、ウィンドシールドの近傍に設けたカウル１３を有しており、カウル１３により、外部空間ＡとエンジンルームＢとが隔てられている。カウル１３は車体の一部を構成する要素であり、ワイパアーム１１は外部空間Ａに配置されている。

一方、カウル１３の下方に形成されたエンジンルームＢ内には、ケーシング１４が設けられている。ケーシング１４は、ボルト、ナット等の固定要素によりブラケット１５に固定されており、そのブラケット１５はカウル１３に取り付けられている。即ち、ブラケット１５は、カウル１３におけるエンジンルームＢ側に取り付けられている。ケーシング１４は樹脂材料等により構成されており、ケーシング１４の内部にはウォームホイール１６が回転可能に設けられている。ウォームホイール１６の外周にはギヤ１６ａが形成されている。また、ケーシング１４は、樹脂材料やアルミダイカスト等の金属材料などにより複数部品に構成されていてもよい。

また、ケーシング１４にはヨーク１７が取り付けられている。ヨーク１７は金属材料より有底円筒形状に構成されており、ヨーク１７の内部に電動モータ１２が設けられている。電動モータ１２は、ヨーク１７の内周に固定された電磁コイル１２ａと、ヨーク１７の内部に設けられたロータ１２ｂとを有している。ロータ１２ｂは、軸受（図示せず)により回転可能に支持されたシャフト１２ｄと、シャフト１２ｄに取り付けた永久磁石１２ｅとを有している。シャフト１２ｄは、ヨーク１７の内部からケーシング１４の内部に亘って配置されている。そして、電動モータ１２は、電磁コイル１２ａへの通電により回転磁界が形成されて、ロータ１２ｂが回転する構成である。シャフト１２ｄにおけるケーシング１４の内部に配置された部分の外周面には、ウォーム１２ｃが形成されている。このウォーム１２ｃはギヤ１６ａと噛み合わされている。

前記ウォームホイール１６と同軸に、かつ、ウォームホイール１６と一体回転するピボット軸１８が設けられている。ケーシング１４には軸孔１４ａが設けられており、ピボット軸１８は軸孔１４ａに挿入されている。そして、ピボット軸１８の一部はケーシング１４の内部に配置され、ピボット軸１８の一部はケーシング１４の外部に配置されている。ケーシング１４の内部には、ピボット軸１８を回転自在に支持する軸受（図示せず)が設けられている。このようにして、ピボット軸１８は軸線Ｃを中心として回転可能に支持されている。軸線Ｃは、概ね車両の高さ方向に沿って配置されている。

前記カウル１３は樹脂材料により構成されており、カウル１３には、円筒形状のスリーブ１３ａが一体的に設けられている。スリーブ１３ａは、カウル１３の上方、つまり、ワイパアーム１１側に向けて突出されており、スリーブ１３ａ内に開口部１３ｂが形成されている。開口部１３ｂはエンジンルームＢに連通している。そして、ピボット軸１８の一部が開口部１３ｂに挿入されて外部空間Ａに到達している。スリーブ１３ａの中心は軸線Ｃと同軸であり、スリーブ１３ａは、軸線Ｃを中心とする半径方向で、ピボット軸１８の外側に配置されている。

ピボット軸１８のうち、外部空間Ａに位置している部分に、前記ワイパアーム１１のボス部１９が取り付けられている。具体的には、ボス部１９には軸孔１９ａが設けられており、その軸孔１９ａにピボット軸１８が挿入されている。また、ピボット軸１８の先端には雄ねじ部１８ａが形成されており、雄ねじ部１８ａにナット２０が取り付けられて締め付け固定されている。このように、図１に示されたワイパ装置１０は、ウォームホイール１６と同軸に設けられたピボット軸１８を中心としてワイパアーム１１が回転するように構成された構造、いわゆるダイレクトドライブ構造である。

さらに、外部空間Ａには、ナット２０の外側を覆うキャップ２１が設けられている。キャップ２１は、ボス部１９に固定されている。前記ボス部１９は、円板形状部１９ｂと、円板形状部１９ｂの外周縁に連続して形成されたスカート部１９ｃとを有する。スカート部１９ｃは、円板形状部１９ｂからカウル１３に向けて延ばされている。即ち、スカート部１９ｃは円筒形状を有しており、軸線Ｃと同軸に形成されている。また、円板形状部１９ｂは、スリーブ１３ａよりも上方に位置しており、円板形状部１９ｂの外径は、スリーブ１３ａの外径よりも大きい。また、スカート部１９ｃの内径は、スリーブ１３ａの外径よりも大きい。さらに、ピボット軸１８の回転中心となる軸線Ｃに対する半径方向で、スカート部１９ｃはスリーブ１３ａの外側を取り囲むように配置されている。

すなわち、スリーブ１３ａの上端（先端)はスカート部１９ｃの下端（先端)よりも下方に配置されている。つまり、スリーブ１３ａ及びスカート部１９ｃは、軸線Ｃに沿った方向における配置領域の一部が重なっている。また、スリーブ１３ａの上端は、円板形状部１９ｂには接触しておらず、隙間Ｅが形成されている。さらに、スカート部１９ｃの先端はカウル１３には接触しておらず、隙間Ｆが形成されている。このような構成により、スカート部１９ｃの内周面と、スリーブ１３ａの外周面との間に環状の隙間Ｄが形成されている。隙間Ｄは軸線Ｃを中心として形成されている。このように、エンジンルームＢは、開口部１３ｂ、隙間Ｅ，Ｄ，Ｆを介して外部空間Ａとつながっている。つまり、隙間Ｅ，Ｄ，Ｆは、全体としてクランク形状に屈曲されている。

上記構成を有するワイパ装置１０は、電動モータ１２のロータ１２ｂが所定角度の範囲内で正逆回転される。シャフト１２ｄの動力は、ウォームホイール１６を経由してピボット軸１８に伝達される。ピボット軸１８は、所定角度の範囲内で回転し、ワイパアーム１１が動作（揺動)して、ワイパブレードによりウィンドシールドが払拭される。また、ボス部１９はワイパアーム１１と一体で動作する。

また、ワイパ装置１０によれば、スリーブ１３ａの外側を取り囲むようにスカート部１９ｃが配置されている。このため、隙間Ｅ，Ｄ，Ｆがラビリンスシールとして機能し、外部空間Ａに存在する水、枯葉、塵埃等の異物が、開口部１３ｂを経由してエンジンルームＢ内に侵入することを防止できる。特に、異物が軸孔１４ａ内に侵入することを防止でき、ピボット軸１８の動作状態を安定させることができる。さらに、ケーシング１４とブラケット１５との間に介在されたブッシュ（図示せず）、ブラケット１５を固定するナット等の部品の経年劣化を防止できる。また、カウル１３上面に沿って水が隙間Ｆに浸入しても、スリーブ１３ａは概ね車両の高さ方向に延ばされているため、スリーブ１３ａが水を堰き止めることとなり、水が開口部１３ｂ内に浸入することを確実に防止できる。さらに、隙間Ｄ，Ｅ，Ｆが形成されているため、電動モータ１２の熱またはエンジンルームＢ内の熱を、空気を介して外部空間Ａに逃がすことができる。

さらに、ワイパ装置１０は、元々設けられているカウル１３の一部にスリーブ１３ａを形成し、元々設けられているボス部１９の一部にスカート部１９ｃを形成して、ラビリンスシール機能を得ている。したがって、開口部１３ｂをシールするために専用の部品を設ける必要がなく、ワイパ装置１０の部品点数の増加、製造コストの上昇を抑制できる。さらに、ボス部１９とカウル１３とは接触しない構造であるため、電動モータ１２の動力でピボット軸１８が回転するときに、動力損失が生じることを防止できる。さらにまた、開口部１３ｂ内に、ピボット軸１８の一部の他、ケーシング１４の一部を配置するレイアウトを採用可能である。したがって、軸線Ｃに沿った方向におけるワイパ装置１０の配置レイアウト性を向上することができる。

つぎに、本実施形態のワイパ装置１０の他の具体例を図２に基づいて説明する。図２に示されたワイパ装置１０において、図１に示されたワイパ装置１０と同じ構成については図１と同じ符号を付してある。図２に示されたボス部１９は、円板形状部１９ｂと、円板形状部１９ｂの外周に連続して形成されたスカート部１９ｄとを有する。スカート部１９ｄは、軸線Ｃを中心として形成された円筒形状を有しており、スカート部１９ｄの外径は、スリーブ１３ａの内径未満であり、スリーブ１３ａの内周面と、スカート部１９ｄの外周面との間に、環状の隙間Ｇが形成されている。さらに、スカート部１９ｄは開口部１３ｂ内に挿入されている。

さらに、ワイパ装置１０は、ボス部１９に固定されたナットカバー２２を有する。ナットカバー２２は、円板形状部２２ａと、円板形状部２２ａの外周端に連続して形成された円筒部２２ｂと、円筒部２２ｂにおける円板形状部２２ａとは反対側の端部に連続して形成された外向きフランジ２２ｃと、外向きフランジ２２ｃの外周端に連続して形成された円筒形状のスカート部２２ｄとを有する。そして、スカート部２２ｄは、軸線Ｃを中心として設けられている。外向きフランジ２２ｃは環状に形成されており、ナットカバー２２がボス部１９に固定された状態で、円板形状部２２ａ及び円筒部２２ｂによりナット２０が覆われている。また、スカート部２２ｄの内径は、円筒部２２ｂの外径よりも大きく、かつ、スリーブ１３ａの外径よりも大きい。

スカート部２２ｄは、外向きフランジ２２ｃの外周端からカウル１３に近づく向きで延ばされている。スカート部２２ｄにおける軸線Ｃに沿った方向の一部は、スリーブ１３ａの外側に位置している。スリーブ１３ａの外周面とスカート部２２ｄの内周面との間には、環状の隙間Ｈが形成されている。隙間Ｈは軸線Ｃを中心として形成されている。すなわち、スリーブ１３ａ及びスカート部２２ｄは、軸線Ｃに沿った方向の配置領域が一部で重なっている。また、スカート部２２ｄはカウル１３に接触しておらず、スカート部２２ｄの端部とカウル１３との間に隙間Ｊが形成されている。さらに、スリーブ１３ａの先端は外向きフランジ２２ｃに接触しておらず、スリーブ１３ａの先端と外向きフランジ２２ｃとの間に隙間Ｋが形成されている。そして、外部空間ＡとエンジンルームＢとは、隙間Ｊ，Ｈ，Ｋ，Ｇ及び開口部１３ｂにより連通されている。さらに、隙間Ｋ，Ｈ，Ｊは全体としてクランク形状に屈曲されている。

図２のワイパ装置１０は、図１のワイパ装置１０と同様に、電動モータ１２の動力でワイパアーム１１が動作する。また、ボス部１９及びナットカバー２２は、ワイパアーム１１と一体で動作する。さらに、図２に示されたワイパ装置１０によれば、スリーブ１３ａの外側を取り囲むようにスカート部２２ｄが配置されている。このため、隙間Ｈ，Ｊ，Ｋがラビリンスシールとして機能し、外部空間Ａに存在する水、枯葉、塵埃等の異物が、開口部１３ｂを経由してエンジンルームＢ内に侵入することを防止できる。したがって、図１のワイパ装置１０と同様の効果を得ることができる。また、カウル１３上面に沿って水が隙間Ｊに浸入しても、スリーブ１３ａは概ね車両の高さ方向に延ばされているため、スリーブ１３ａが水を堰き止めることとなり、水が開口部１３ｂ内に浸入することを確実に防止できる。さらに、隙間Ｇ，Ｋ，Ｈ，Ｊが形成されているため、電動モータ１２の熱またはエンジンルームＢ内の熱を、空気を介して外部空間Ａに逃がすことができる。

さらに、図２のワイパ装置１０は、ナット２０を覆うために元々設けられているナットカバー２２の一部にスカート部２２ｄを形成し、元々設けられているカウル１３の一部にスリーブ１３ａを形成して、ラビリンスシール機能を得ている。したがって、開口部１３ｂをシールするために専用の部品を設ける必要がなく、ワイパ装置１０の部品点数の増加、製造コストの上昇を抑制できる。さらに、ボス部１９及びスカート部２２ｄは、カウル１３と接触しない構造であるため、ピボット軸１８と共にボス部１９及びナットカバー２２が回転するときに、ワイパアーム１１を動作させる動力の損失が生じることを防止できる。さらにまた、開口部１３ｂ内に、ピボット軸１８の一部の他、ケーシング１４の一部を配置するレイアウトを採用可能である。したがって、軸線Ｃに沿った方向におけるワイパ装置１０の配置レイアウト性を向上することができる。

ここで、本実施形態において説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、エンジンルームＢが、本発明の内部空間に相当し、カウル１３が、本発明の仕切り部材に相当し、スリーブ１３ａが、本発明の内筒部に相当し、開口部１３ｂが、本発明の開口部に相当し、隙間Ｄ，Ｈが、本発明の隙間に相当し、スカート部１９ｃ，２２ｄが、本発明の外筒部に相当し、ナットカバー２２が、本発明のナットカバーに相当する。

本発明のワイパ装置は、上記の実施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言うまでもない。例えば、本発明のワイパ装置には、ウォームホイールと一体回転する軸と、ワイパアームが取り付けられたピボット軸とを、リンク、レバー等の動力伝達要素により連結した構造も含まれる。また、本発明のワイパ装置には、車両のフロントウィンドを払拭する構造、及びリヤウィンドを払拭する構造が含まれる。また、本発明の電動モータには、ヨークの内周に永久磁石が固定され、かつ、シャフトに電磁コイルが取り付けられた構成も含まれる。

１０ワイパ装置
１１ワイパアーム
１２電動モータ
１２ａ電磁コイル
１２ｂロータ
１２ｃウォーム
１２ｄシャフト
１２ｅ永久磁石
１３カウル
１３ａスリーブ
１３ｂ開口部
１４ケーシング
１４ａ，１９ａ軸孔
１５ブラケット
１６ウォームホイール
１６ａギヤ
１７ヨーク
１８ピボット軸
１８ａ雄ねじ部
１９ボス部
１９ｂ，２２ａ円板形状部
１９ｃ，１９ｄ，２２ｄスカート部
２０ナット
２１キャップ
２２ナットカバー
２２ｂ円筒部
２２ｃ外向きフランジ
Ａ外部空間
Ｂエンジンルーム
Ｃ軸線
Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｊ，Ｋ隙間

Claims

ワイパアームが取り付けられたピボット軸に電動モータの動力を伝達するワイパ装置であって、
前記ワイパアームを設ける外部空間と前記電動モータを設ける内部空間とを仕切り、かつ、車体の一部を構成する仕切り部材と、
前記仕切り部材の一部を前記外部空間側に向けて突出して形成された内筒部と、
前記内筒部により形成され、かつ、前記内部空間を前記外部空間につなぐ開口部と、
を有し、
前記ピボット軸は、前記開口部に挿入される構成であり、
前記ワイパアームに設けられているとともに、前記内筒部の外側を取り囲むように配置され、かつ、前記外部空間と前記開口部とを連通する隙間を前記内筒部との間に形成する外筒部を有することを特徴とするワイパ装置。
ワイパアームが取り付けられたピボット軸に電動モータの動力を伝達するワイパ装置であって、
前記ワイパアームを設ける外部空間と前記電動モータを設ける内部空間とを仕切り、かつ、車体の一部を構成する仕切り部材と、
前記仕切り部材に形成され、かつ、前記内部空間を前記外部空間につなぐ開口部と、
を有し、
前記ピボット軸は、前記開口部に挿入される構成であり、
前記仕切り部材の一部を前記外部空間側に向けて突出して形成され、かつ、前記開口部及び前記ピボット軸の外周側を取り囲む内筒部と、
前記ワイパアームに設けられているとともに、前記内筒部の外側を取り囲むように配置され、かつ、前記外部空間と前記開口部とを連通する隙間を前記内筒部との間に形成する外筒部と、
を有することを特徴とするワイパ装置。
請求項１または２に記載のワイパ装置において、
前記ワイパアームを前記ピボット軸に固定するナットと、前記ワイパアームに取り付けられて前記ナットを覆うナットカバーとを備え、
前記外筒部は前記ナットカバーに設けられていることを特徴とするワイパ装置。
請求項１〜３のいずれかに記載のワイパ装置において、
前記内部空間に配置され、かつ、前記ピボット軸のうち前記内部空間に位置する部分を収容するケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられ、かつ、前記ピボット軸と一体回転するウォームホイールとを有し、
前記ウォームホイールの外周面に形成されたギヤと、前記電動モータのロータに形成されたウォームとが噛み合わされることを特徴とするワイパ装置。