JP7098290B2 - ワイパーおよびこれを有するレンズ装置、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイパーおよびこれを有するレンズ装置、撮像装置に関する。

レンズ装置や撮像装置の保護ガラス面に、雨水等を拭取るためのブレードを備えたワイパーが設けられたものが知られている。

撮像装置の中でも、水平画角の広い放送用カメラの場合には、保護ガラス面上の拭き取り範囲（撮像光束の光路と保護ガラス面が交わる範囲）が横に広い長方形となる。

特許文献１では、ブレードの角度を一定に保ちつつ往復動させる４節平行リンク機構を用いたワイパーが開示されている。４節平行リンク機構を用いることで、拭き取り範囲をより曲率の小さい扇形状とすることができ、拭き取り範囲が横に広い長方形である場合にも対応できる。

特開２０１４－５４９４２号公報

しかしながら特許文献１に開示された４節平行リンク機構は、安定した動作を実現するため、ブレードの往復動の方向の（往復動の方向に延びた）リンクを有している。このため、リンク機構が往復動の方向に大型化し、これに伴って保護ガラスを往復動方向へ大型化しなければ、拭き取り範囲からブレードを完全に退避できない課題があった。

本発明の目的は、例えば、安定した動作かつ小型の点で有利なワイパーを提供することである。

本発明は、ブレードを備えた第１のリンクと、
一方の端側の部分が前記第１のリンクに回転可能に連結し、他方の端側の部分が回転軸に連結しているリンクであって、該回転軸の回転により回転する第２のリンクとを備えるリンク機構を有し、前記リンク機構により前記ブレードを往復動作させるワイパーであって、
前記リンク機構は、一方の端側の部分が前記第１のリンクに回転可能に連結し、他方の端側の部分が軸部に回転可能に連結している第３のリンクを備え、
前記第１のリンクと前記第２のリンクとが互いに連結する第１の連結部と、前記第１のリンクと前記第３のリンクとが互いに連結する第２の連結部とが前記ブレードの長手方向に沿って並び、
前記第１の連結部と、前記第２の連結部と、前記回転軸と、前記軸部とが一直線上に並ぶ状態を有し、
前記リンク機構は、前記第２のリンクと前記第３のリンクとを互いに付勢する付勢手段を備えることを特徴とするワイパーである。

本発明によれば、例えば、安定した動作かつ小型の点で有利なワイパーを提供することができる。

実施例１のワイパーを有するレンズ装置の斜視図 実施例１のワイパーを有するレンズ装置の要部の分解斜視図 実施例１のワイパーの往復動作を表す図 リンク点が一直線に並ぶ状態の近傍における実施例１のワイパーの効果を表す図 実施例２のワイパーを有するレンズ装置の斜視図 実施例２のワイパーの往復動作およびＢ部の挙動を表す図 実施例３のワイパーを有するレンズ装置の斜視図 実施例３のワイパーの要部の分解斜視図 実施例３のワイパーの往動作の開始前もしくは復動作の終了後の正面図 実施例３のワイパーの往復動およびＣ部の詳細を表す図 実施例４のワイパーを有するレンズ装置の斜視図 実施例４のワイパーの往動作の開始前もしくは復動作の終了後の正面図 実施例４のワイパーの往復動を表す図 駆動リンクを有する本実施形態のワイパーを有するレンズ装置の斜視図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１～図１４は、本発明の実施形態に係るワイパーである。

（実施例１）
１－１ 概要
以下、図１～図４を参照して、本発明の第１の実施例に係るワイパー１０１を備えたレンズ装置Ｌ１について説明する。

１－２ 構成
（レンズ装置の構成）
図１は本発明の第１の実施例によるレンズ装置Ｌ１の要部斜視図である。図１で示すように、レンズ装置Ｌ１は、ワイパー１０１とハウジング部１０２およびレンズ部１０３から構成される。

ワイパー１０１はハウジング部１０２に固定され、レンズ部１０３への光を透過させるとともにレンズ部１０３を保護する保護ガラス面の表面をブレード部７０が往復動することで、ガラス面上の異物を拭き取って、除去する構成である。

レンズ部１０３はハウジング部１０２の内部に保持されており、被写体からの光を、撮像素子（不図示）に導く。本実施例のレンズ部１０３はズームレンズである。被写体の側から可動のフォーカスレンズ群、可動のバリエーターレンズ群および可動のコンペンセータレンズ群、リレーレンズ群、等の各光学部材、およびこれらを保持する保持部材を有する構成である（いずれも不図示）。なお、レンズ部１０３の構成等はこれに限られない。

以下、図１に示すようにレンズ部１０３の光学部材の光軸Ｏ方向と直交する方向であって、ブレード７０が往復動する方向を水平方向と称する。また、光軸Ｏ方向および水平方向と直交する方向を鉛直方向と称する。

（ワイパーの構成）
図２は本実施例のワイパー１０１の要部の分解斜視図である。本実施例のワイパー１０１は、ブレード７１を保持するブレード保持板金（第１のリンク）７２、メインアーム（第２のリンク）１３０、サブアーム（第３のリンク）１４０を各リンクとするリンク機構である。

図３は本実施例のワイパーの往復動を表す図である。図３（ａ）は往動作の開始前、もしくは復動作の終了後の状態を示す。図３（ｂ）は動作途中で各リンクの連結部（軸１４２ａ，軸１３２ａ，軸部１３１（固定ネジ等を含む），軸部１４１（固定ネジ等を含む）で示される各点であり、詳細は後述する。以下、これらの点をリンク点と称する）が一直線に並んだ状態を示す。図３（ｃ）は往動作の終了後、復動作の開始前の状態を示す。

モーター（回転軸）１およびアーム保持部２１はハウジング部１０２に固定される。

メインアーム１３０の一方の端側のいずれかの部分は、後述するブレード部７０に連結する。メインアーム１３０の他方の端側のいずれかの部分は、モーター１の先端に連結する。この構成により、モーター１の動力がメインアーム１３０を介してブレード部７０に動力を伝達する。なお、これらの連結はメインアーム１３０の両端に限られず、その内側に配置されてもよい。

また本実施例においては、モーター１が回転方向を正方向、逆方向に断続的に切り替えながら動作することで、メインアーム１３０を往復動（揺動）させる構成である。

メインアーム１３０の端側の部分にはさらに、アーム保持部２１を介して、歯車１３３がモーター１と同軸の軸部１３１を中心に固定される。

サブアーム１４０の一方の端側のいずれかの部分は、後述するブレード部７０に連結する。サブアーム１４０の他方の端側のいずれかの部分には、歯車１４３が軸部１４１を中心に固定されるとともに、アーム保持部２１に回転可能に連結される。なお、これらの連結はサブアーム１４０の両端に限られず、その内側に配置されてもよい。また、サブアーム１４０の他方の端側はアーム保持部２１以外、例えばハウジング部１０２の一部を保持部として、回転可能に保持される構成でもよい。

ベルト５は、歯車１３３および歯車１４３に連結し、これらの回転角度を同期させる。本実施例においては、ベルト５は弾性変形可能な素材（ゴム等）で構成された歯付きベルト（タイミングベルト）であるがこれに限られず、例えば駆動チェーンでもよい。また、動力を十分に伝達できれば、歯車とベルトに代えてプーリとベルトの組み合わせを用いることもできる。

ベルト押圧部材６ａおよびベルト押圧部材６ｂは、ベルト５の歯車１３３と歯車１４３の間の部分を、両側側面から挟むように押圧（付勢）する（図４の矢印９８参照）。ベルト押圧部材６ａおよびベルト押圧部材６ｂの先端には滑車（テンションプーリ―）が設けられており、ベルト５の駆動を妨げないようになっている。

本実施例においては、ブレード部７０の拭き取り半径を大きく変化させないために、歯車１３３および歯車１４３はブレード部７０の長手方向に並んでいることが好ましい。したがって、ベルト押圧部材６ａおよびベルト押圧部材６ｂは、水平方向における両側からベルト５を挟むように押圧し、ベルト５の張力により歯車１３３および歯車１４３が付勢される。なお、ベルト押圧部材は、本実施例のように一対でもよいし、ひとつでも、複数でもかまわない。他にも例えば、歯車同士を離間させるように押圧して、ベルトの張力を発生させる構成でもよく、本実施例の構成に限られるものではない。

また、本実施例においてはベルト押圧部材６ａおよびベルト押圧部材６ｂの間隔を調整したうえでビスにより固定する。したがって、ベルト５に対する押圧力が調整できる。

ブレード部７０は、ブレード（ワイパーゴム）７１およびブレード保持板金（第１のリンク）７２で構成される。

ワイパーゴム保持板金７２およびメインアーム１３０の一方の端側の部分は、Ｅリング１３２ｂおよび軸１４２のフランジ部に挟まれ、回転可能に接続されている。なお、Ｅリング１３２ｂおよび軸１４２のフランジ部の内側面は摺動可能である。以下、これらを第１の連結部と称する。

同じく、ワイパーゴム保持板金７２およびサブアーム１４０の一方の端側の部分は、Ｅリング１４２ｂおよび軸１４２ａのフランジ部に挟まれ、回転可能に接続される。以下、これらを第２の連結部と称する。

第１の連結部と、第２の連結部は、ブレード部７０の長手方向（鉛直方向、ブレード部７０の往復動の方向に直交する方向）に並ぶ構成である。本構成によって、ブレード部７０およびアーム１３０，１４０等を有するリンク機構を水平方向（往復動の方向）に小型化することができる。

したがって、ハウジング部１０２やレンズ部１０３の保護ガラス面を水平方向に拡大しなくても、ワイパー１０１を使用しない時に、撮像光束の光路外にブレード部７０およびアーム１３０，１４０を退避させることができる。

１－３ 動作
制御部（不図示）からモーター１に動作信号が与えられると、モーター１の回転と連動してメインアーム１３０が往動作を開始する。すると、ベルト５を介してサブアーム１４０もメインアーム１３０と同期して往動作を開始する。このため、ブレード部７０は図３に示すように鉛直方向上向きの角度を保ったまま、図３（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順で往動作する。その後、モーター１が逆回転を開始し、図３（ｃ）→（ｂ）→（ａ）の順に復動作を行う。この往復動の間に、ブレード部７０がレンズ部１０３に付着した異物を拭き取る。

（安定手段の構成と効果）
本実施例のようにワイパー１０１を構成することで、本実施例におけるリンク機構は図３（ｂ）に示すように、拭取り範囲内にリンク点が一直線になる条件を有するリンク機構となる。このようにリンク点が一直線になる条件では、サブアーム１４０による角度規制力が発生せず、ブレード部７０の姿勢が安定しない場合がある。

そこで、本実施例のリンク機構はブレード部７０の姿勢を安定させる安定手段（付勢手段）を有している。本実施例の安定手段は、ベルト５、ベルト押圧部材６ａ、およびベルト押圧部材６ｂで構成されている。以下、図４を用いて安定手段について説明する。

まず図４（ａ）は、前述のベルト押圧部材６ａ、およびベルト押圧部材６ｂによって、ベルト５を付勢しない場合のブレード部７０の動きを示している。

ブレード部７０は、レンズ部１０３の保護ガラス面に付着した汚れを拭き取る際に、摩擦力、付着物の吸着力等に起因する力を受ける。このためブレード部７０を支えるメインアーム１３０およびサブアーム１４０は、歯車１３３と歯車１４３のバックラッシに起因して、これらの回転方向にガタつく。

したがって、ブレード部７０が力を受けた時、メインアーム１３０とサブアーム１４０の回転方向へのガタつき（の差）に起因してブレード部７０が図４（ａ）の矢印９９の範囲で傾き（回転角度がばらつき）、姿勢が安定せず、ふらつくことになる。

そこで本実施例では、図４（ｂ）に示すように、ベルト押圧部材６ａおよびベルト押圧部材６ｂが、ベルト５を矢印９８の方向に両側から挟むように配置され、ベルト５を歯車１３３と歯車１４３に対して付勢している。これにより、歯車１３３と歯車１４３のガタつき（バックラッシ）を除去することができ、メインアーム１３０とサブアーム１４０の回転角度のばらつきを抑制することができる。すなわちリンク機構の有するガタつきを小さくでき、ブレード部７０の姿勢を安定させることができる。

（効果）
以上説明したように、本実施例のワイパー１０１は、ブレード部７０の水平方向の小型化が可能でありながら、拭き取り動作中のブレード部７０の姿勢の安定性を損なわず、良好な拭き取りを行うことができる。

また、本実施例においてはベルト５に対する押圧力が調整可能な構成である。したがって、ベルト５が歯車１３３および歯車１４３に及ぼす付勢力を調整できる。これにより、保護ガラス面に対するブレードゴムの押圧力の変動、環境変化による保護ガラス面の摩擦係数の変動（摩擦力の変動）、モーターの駆動力等に応じて、柔軟にブレードのガタつき具合を調整できる。つまりブレードの姿勢が安定し、かつリンク機構が詰まらないで動作を続ける良好な状態に保てる。更には、安定手段（付勢手段）のメンテナンスの容易性の向上、適切な力で押圧することによるベルト５の高寿命化にも寄与する。

（実施例２）
２－１ 概要
以下、図５および図６を参照して、本発明の実施例２に係るワイパー２０１を備えたレンズ装置Ｌ２について説明する。実施例１と同様の構成には同一の番号を付し、説明は省略する。

２－２ 構成
図５は実施例２のレンズ装置Ｌ２の要部の斜視図である。図５で示すようにワイパー２０１とハウジング部１０２、およびレンズ部１０３から構成される。

本実施例のワイパー２０１は、ブレード７１を保持するブレード保持板金（第１のリンク）７２、メインアーム（第２のリンク）２３０、サブアーム（第３のリンク）２４０を各リンクとするリンク機構である。

ハウジング部１０２にはモーター（回転軸）１およびアーム保持部２２が固定される。本実施例においては実施例１と異なり、歯車１３３および歯車１４３は、アーム保持部２２に回転可能に保持された中間歯車（アイドラギア）８によって連結され、回転角度を同期される。

ブレード保持板金７２に形成された穴（不図示）には、メインアーム１３０に固定された軸３０ａが嵌合することで、これらは回転可能に連結されている（第１の連結部）。

同じくブレード保持板金７２に形成された穴（図６中の破線Ｈ参照）には、サブアーム１４０に固定された軸４０ａが嵌合することで、これらは回転可能に連結されている（第２の連結部）。

本実施例においても、第１の連結部と、第２の連結部は、ブレード部７０の長手方向（鉛直方向）に並ぶ構成である。本構成によって、ブレード部７０を水平方向に小型化することができる。したがって、ハウジング１０２を水平方向に拡大しなくても、ワイパー１０１を使用しない時に、撮像光束の光路外にブレード部７０を退避させることができる。

２－３ 動作
図６は本実施例のワイパーの往復動を表す図である。図６（ａ）は往動作の開始前、もしくは復動作の終了後の状態、図６（ｂ）は動作途中で各リンク点が一直線上に並んだ状態、図６（ｃ）は往動作の終了後、復動作の開始前の状態をそれぞれ示す。また、各状態における図６（ａ）の円で囲まれたＢ部の挙動の説明図を示す。

本実施例においても、各リンク点（軸４０ａ，軸３０ａ，歯車１４３および１４３で示される各点）が一直線に並び、ブレード部７０の姿勢が安定しない場合がある。本実施例のリンク機構は、この場合にブレード部７０の姿勢を安定させるための安定手段（付勢手段）を有している。図６を参照しながら、本実施例のワイパー２１０の動作、および本実施例における安定手段の動作を説明する。本実施例における安定手段は、バネ（線バネ、付勢部材）９０を有する。

図６に示すように、メインアーム１３０の軸３０ａには、バネ９０の一端が巻付けられるとともに、軸３０ａに形成された溝３０ｂに挿入された状態で固定されている。したがってバネ９０はメインアーム１３０（軸３０ａ）とともに回転する。

一方バネ９０が回転すると、その他端はサブアーム１４０に固定された軸４０ａを、水平方向（矢印１００で示す往動作の方向）に付勢する。このため、サブアーム１４０の他方の端側の歯車１４３と中間歯車８のガタつき（バックラッシ）を小さくする方向に、サブアーム１４０が押される（ガタ寄せされる）。

さらに、サブアーム１４０が水平方向にガタ寄せされるので、図６（ｂ）の状態のように軸４０ａがブレード保持板金７２の穴Ｈを押すように移動し、ブレード部７０は鉛直方向から時計回りに傾斜した姿勢で保持されることになる。つまり、軸４０ａとブレード保持板金７２の穴Ｈのガタつき、および軸３０ａとブレード保持板金７２の穴（不図示）のガタつきも小さくなるように付勢力がはたらく。

以上の構成により、ワイパーブレードが往動作中は常に一定の姿勢となるよう付勢され、安定する。

なお、図６（ａ）の往動作の開始前、もしくは復動作の終了後の状態にある（ブレード部７０が初期位置にある）場合には、バネ９０から付勢力が生じない。すなわち、ワイパーに無用の負荷をかけることはない。一方図６（ａ）の状態を除いて常に付勢力がはたらくのでブレード部７０は常にガタ寄せされ、安定した姿勢を維持することができる。

（効果）
以上の構成により、本実施例のワイパー２０１は、ブレード部７０が水平方向に小型であるとともに、バネ９０によりブレード部７０に付勢力を与えることで、ブレード部７０の姿勢を安定させ、良好な拭取り動作を行うことができる。

また本実施例においては、リンク機構におけるモーター１側（歯車１３３および１４３、中間歯車８）のガタを小さくするのに加えて、メインアーム１３０およびサブアーム１４０と、ブレード保持板金７２との嵌合部分におけるガタを小さくできる。

（変形例）
本実施例では、バネ９０がブレード部７０の往動作の方向にのみサブアーム１４０を付勢する構成で説明した。しかし、バネ９０が復動作の方向にサブアーム１４を付勢する構成でも、往復動の両方向に付勢する構成でも、安定手段を機能させることができる。

また、ブレード保持板金７２に軸があり、サブアーム１４０に穴が形成され、これらが嵌合する場合であっても、本実施例の構成によるガタつきの抑制ができる。

また本実施例の安定手段は、実施例１の安定手段とともに構成でき、この場合は、互いの安定手段の効果を得られる。

（実施例３）
３－１ 概要
以下、図７～図１０を参照して、本発明の第３の実施例に係るワイパー３０１を備えたレンズ装置Ｌ３について説明する。各実施例と同様の構成には同一の番号を付し、説明は省略する。

３－２ 構成
図７は本発明の第３の実施例によるワイパーの要部斜視図である。図７で示すように、レンズ装置Ｌ３はワイパー３０１とハウジング部１０２およびレンズ部１０３から構成される。ハウジング部１０２は、モーター１およびアーム保持部２３を保持している。

本実施例のワイパー３０１は、ブレード７１を保持するブレード保持板金（第１のリンク）７２、メインアーム（第２のリンク）３３０、サブアーム（第３のリンク）３４０を各リンクとするリンク機構である。

図８はワイパー３０１の要部の分解斜視図である。メインアーム３３０は、モーター１（回転軸）の先端（軸部３３１）を中心に固定される。サブアーム３４０は長穴３４０ａを有しており、長穴３４０ａを介して、アーム保持部２３に軸部３４１を中心に回転可能に保持される（軸部３４１はサブアーム３４０の回転中心）。長穴３４０ａは軸部３４１に対して短手方向で嵌合し、長手方向には自由度を有するから、サブアーム３４０は軸部３４１を中心とした回転半径方向（長穴３４０ａの長手方向）に移動可能である。

サブアーム３４０は更に、長穴３４０ａの長手方向に、軸部３４１に隣接した突起３４０ｂを有する。突起３４０ｂと軸部３４１との間にはバネ３４３が取付けられる。バネ３４３は、突起３４０ｂと軸部３４１との距離を小さくする方向にこれらを付勢する。

図９はワイパー３０１の往動作の開始前、もしくは復動作の終了後の状態（ブレード部７０が初期位置にある状態）における正面図である。この状態では、バネ３４３の付勢力により、軸部３４１は長穴３４０ａの最も先端側の位置に嵌合する。つまりバネ３４３は、サブアーム３４０の回転半径（第２の連結部と軸部３４１との距離であり、図９のｃで示す部分）を最小にする。

なお後述するが、サブアーム３４０の回転半径は、前述した長穴３４０ａと軸部３４１との長手方向における勘合位置によって変化する。

図９に示すように、本実施例におけるリンク機構は、各リンク点間の距離ａ、ｂ、ｃ、ｄと定めると、ａ＋ｂ＞ｃ＋ｄを満たすように構成される。ただし、ａ、ｄはいずれも本リンク機構の中で最短の距離を示している。また図９に示す状態では、前述のようにバネ３４３の付勢力により、サブアーム３４０の回転半径がその変化の範囲内での最小であり、これをｃと定めている。以下、サブアーム３４０の回転半径が変化した場合、増分をΔｃで表し、回転半径はｃ＋Δｃとなる。

３－３ 動作および効果
図１０に基づいて、ワイパー部３０１のリンク構造およびワイパーの動作、安定手段について説明する。図１０は本実施例のワイパーの往復動作と、サブアーム３４０の挙動を表す図である。

図１０（ａ）は、ブレードの往動作の開始前、もしくは復動作の終了後の状態である。図１０（ｂ）は往動作において各リンク点が一直線に並ぶ直前の状態、もしくは復動作において各リンク点が一直線に並んだ直後の状態を示す。図１０（ｃ）は各リンク点が一直線に並んだ状態を示す。図１０（ｄ）は往動作においてリンク点が一直線に並んだ直後、もしくは復動作において各リンク点が一直線に並ぶ直前の状態を示。図１０（ｅ）は、往動作の終了後、復動作の開始前の状態を示す。また、併せて図１０（ａ）の円で囲まれたＣ部の拡大図を示す。

制御部（不図示）からモーター１に動作信号が与えられると、モーター１と連動してブレード部７０が図１０（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）の順に往復動を行う。それにより、レンズ部１０３に付着した異物をブレード部７０により、拭取る。

図１０（ａ）の状態（図９の状態）の時、サブアーム３４０の回転半径は、バネ３４３により軸部３４１を中心に最小値ｃとなるように付勢される。サブアーム３４０の回転半径がｃの時、ワイパー部３０１を図１０（ａ）の状態から動作させると、各リンク点間の距離がａ＋ｂ＞ｃ＋ｄの関係にあるため、図１０（ｂ）の状態でリンク機構が詰まる。

しかし、本実施例ではモーター１（および回転慣性力）がバネ３４３の付勢力に打ち勝って回転を続けることができる。このため続いて図１０（ｃ）に示すように、サブアーム３４０の回転半径ｃが長穴３４０ａに沿ってその長手方向に長さΔｃ分だけ伸長する。この時、各リンク点間の距離がａ＋ｂ＝（ｃ＋Δｃ）＋ｄの関係となるように構成されている。したがってリンク機構の詰まりを乗り越え、メインアーム３３０はモーター１によりさらに回転することができる。

リンク機構はさらに、図１０（ｃ）の状態から図１０（ｄ）の状態となり、再び図１０（ｅ）においてバネ３４３により軸部３４１を中心とした回転半径が最小値ｃとなるように付勢される。復動作でも、同様の動作を行う。

（効果）
本実施例では、図１０（ａ）から図１０（ｂ）の状態に動作する際、サブアーム３４０は回転半径がｃとなるようにバネ３４３から付勢力を受けるため、動作範囲において各リンク点が一直線に並ばない。そのため、この区間においてはブレード部７０の姿勢を安定させることができる。

一方、図１０（ｂ）から図１０（ｃ）の状態に遷移する際のみ、モーター１が回転を続けることによりバネ３４３がΔｃ伸長し、サブアーム３４０の回転半径がｃ＋Δｃとなり、リンク点が一直線に並ぶ。しかしこの場合は、サブアーム３４０がバネ３４３により常に、回転中心方向に付勢力を受けることになる。したがって、リンク機構の有する（各リンク点における）ガタつきを小さくでき、各リンク点が一直線に並ぶ場合でもブレード部７０の姿勢は安定する。

図１０（ｃ）から図１０（ｄ）の状態に動作する際、サブアーム３４０はバネ３４３により回転半径が最小のｃとなるように付勢力を受けるため、リンク点が一直線に並ぶ状態から速やかに脱する。そのため、ワイパーブレードの姿勢は安定した状態で図１０（ｅ）の状態となる。

以上のことから、ワイパー部３０１は動作範囲の全域でブレード部７０の姿勢を安定させ、拭取り性能を低下させることなくレンズ部１０３から異物を除去することができる。

（実施例４）
４－１ 概要
以下、図１１～図１３を参照して、本発明の第４の実施例による、ワイパー４０１を備えたレンズ装置Ｌ４について説明する。その他の実施例と同様の構成には同一の番号を付し、説明は省略する。

４－２ 構成と動作
図１１は本発明の第４の実施例によるレンズ装置Ｌ４の要部の斜視図である。図１１で示すように、ワイパー４０１とハウジング部１０２およびレンズ部１０３から構成される。

本実施例のワイパー４０１は、ブレード７１を保持するブレード保持板金（第１のリンク）７２、メインアーム（第２のリンク）４３０、サブアーム（第３のリンク）４４０を各リンクとするリンク機構である。

図１２はワイパー４０１の往動作の開始前、もしくは復動作の終了後の状態を示す正面図である。本実施例におけるメインアーム４３０、サブアーム４４０は屈曲部を有する略Ｌ字型の形状である。サブアーム４４０は弾性変形可能な部材であり、例えば良好なばね性を有するステンレス鋼等で構成することが好ましい。

図１２に示すように、ワイパー４０１のリンク機構（メインアーム４３０、サブアーム４４０、ブレード部７０）の各リンク点間の距離をａ、ｂ、ｃ、ｄとすると、各リンク点間の距離の関係はａ＋ｂ＞ｃ＋ｄを満たすように構成される。なお、本実施例におけるｃは、第２の連結部（軸１４２ａを含む連結部）と、軸部３４１（サブアーム４４０の回転中心）との距離である。

本実施例においては、サブアーム４４０は、屈曲部の角度をθとした時、このθが大きくなるように（サブアーム４４０がのびるように）変形可能に構成されている。上式におけるｃは、サブアーム４４０の屈曲部の角度がθであって、サブアーム４４０の回転半径が最小の時の距離を示す。以下、屈曲部θが拡大するようにサブアーム４４０がのび、回転半径ｃが大きくなった場合、増分をΔｃで表し、回転半径はｃ＋Δｃとなる。

４－３ 動作および効果
図１３を参照して、ワイパー部４０１のリンク構造およびワイパーの動作、安定手段について説明する。図１３は本実施例のワイパーの往復動を表す。

図１３（ａ）は、往動作の開始前、もしくは復動作の終了後の状態を示す。図１３（ｂ）は、往動作において各リンク点が一直線に並ぶ直前、もしくは復動作において各リンク点が一直線に並んだ直後を示す。図１３（ｃ）は、各リンク点が一直線に並んだ状態を示す。図１３（ｄ）は、往動作における各リンク点が一直線に並んだ直後、もしくは復動作において各リンク点が一直線に並ぶ直前の状態を示す。図１３（ｅ）は、往動作の終了後、復動作の開始前の状態を示す。

制御部（不図示）からモーター１に動作信号が与えられると、モーター１と連動してブレード部７０が図１３（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）の順に往復動を行う。それにより、レンズ部１０３に付着した異物をブレード部７０により、拭取る。

図１３（ａ）の状態の時、前述のようにサブアーム４４０の屈曲部の角度はθであり、回転半径はｃである。この場合、ワイパー部４０１を図１３（ａ）の状態から動作させると、各リンク点間の距離の関係がａ＋ｂ＞ｃ＋ｄなので図１３（ｂ）の状態でリンク機構が詰まる。

しかし、モーター１（およびこれに接続するメインアーム４３０）は回転を続けるため、サブアーム４４０がのびる方向に力を受け、屈曲部の角度がθよりも大きくなり、回転半径がｃ＋Δｃとなる。この時、各リンク点間の距離がａ＋ｂ＝（ｃ＋Δｃ）＋ｄの関係となるように構成されている。したがってリンク機構の詰まりを乗り越え、メインアーム４３０はモーター１によりさらに回転することができる。

リンク機構は更に、図１３（ｃ）の状態から図１３（ｄ）の状態に遷移する。この時、サブアーム４４０はその復元力により、屈曲部の角度をθに戻すように、回転半径がｃとなるように力を生じる。復動作でも、同様の動作を行う。

（効果）
図１３（ａ）から図１３（ｂ）の状態に動作する際、サブアーム４４０はばね性により回転半径がｃを保った状態となり、各リンク点が一直線に並ばない。そのため、ブレード部７０の姿勢を安定させることができる。

図１３（ｂ）から図１３（ｃ）の状態に動作する際、サブアーム４４０の屈曲部がのばされ各リンク点が一直線に並ぶ状態となる。しかしこの場合は、サブアーム４４０はその復元力により常に回転中心方向に付勢され、リンク機構の（各リンク点における）ガタつきを抑制することができる。すなわち各リンク点が一直線に並ぶ状態においてもブレード部７０の姿勢は安定する。

図１３（ｃ）から図１３（ｄ）の状態に動作する際、サブアーム４４０はサブアーム４４０の復元力により、各リンク点が一直線に並ぶ状態から速やかに脱する。そのため、ワイパーブレードの姿勢は安定した状態で図１３（ｅ）の状態となる。

以上のことから、ワイパー部４０１は動作範囲全域でブレード部７０の姿勢を安定させ、拭取り性能を低下させることなくレンズ部１０３から異物を除去することができる。

（変形例）
以上（実施例１）～（実施例４）等で説明した実施形態においては、モーター１が回転方向を正逆に切り替えながら断続的に操作する構成を述べた。

しかし、図１４に示すように、ワイパー１０１のリンク機構の回転軸Ｍおよびモーター１の間に別の駆動リンクＷを構成し、駆動リンクＷを介してモーター１の回転を回転軸Ｍに伝達しても良い。駆動リンクＷは、モーター（動力源）１の回転を揺動（往復動）に変換する、所謂てこ－クランク機構である。このように構成することにより、モーター１を正方向に回転させるだけで回転軸Ｍを時計回りと反時計回りとに交互に回転させることがきるので、より省電力である。

本実施例においては、ワイパーを備えたレンズ装置について説明した。しかし、本実施例に係るワイパーを、他の物体に取り付けて用いることも可能である。例えば、屋外で用いる表示装置の保護ガラス面の表面の付着物の除去に用いるために、表示素子の保持枠にワイパー装置を取り付けた表示装置を構成しても良い。

また例えば、撮像素子を備えたカメラと、被写体からの光を該撮像素子に導き、被写体の像を形成するレンズを有する撮像装置にも、本実施例は適用可能である。この場合、本実施例のワイパーを備えたレンズ装置は、被写体からの光を該撮像素子に導き、被写体の像を形成するレンズとして用いられることが望ましい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１０１ ワイパー
１ モーター
１３０ メインアーム
１４０ サブアーム
７１ ブレード
７２ ブレード保持板金
２１，２２，２３ アーム保持部

Claims (12)

1. ブレードを備えた第１のリンクと、
   一方の端側の部分が前記第１のリンクに回転可能に連結し、他方の端側の部分が回転軸に連結しているリンクであって、該回転軸の回転により回転する第２のリンクとを備えるリンク機構を有し、前記リンク機構により前記ブレードを往復動作させるワイパーであって、
   前記リンク機構は、一方の端側の部分が前記第１のリンクに回転可能に連結し、他方の端側の部分が軸部に回転可能に連結している第３のリンクを備え、
   前記第１のリンクと前記第２のリンクとが互いに連結する第１の連結部と、前記第１のリンクと前記第３のリンクとが互いに連結する第２の連結部とが前記ブレードの長手方向に沿って並び、
   前記第１の連結部と、前記第２の連結部と、前記回転軸と、前記軸部とが一直線上に並ぶ状態を有し、
   前記リンク機構は、前記第２のリンクと前記第３のリンクとを互いに付勢する付勢手段を備えることを特徴とするワイパー。
2. 前記第２、第３のリンクは、それぞれ前記他方の端側の部分に第１、第２の歯車を備え、
   前記付勢手段は、前記第１、第２の歯車を互いに連結するベルトを備えることを特徴とする請求項１に記載のワイパー。
3. 前記付勢手段は、前記ベルトを押圧するテンションプーリーを備えることを特徴とする請求項２に記載のワイパー。
4. 前記テンションプーリーが前記ベルトを押圧する押圧力は調整可能であることを特徴とする請求項３に記載のワイパー。
5. 前記付勢手段は、前記第２のリンクの回転とともに回転して前記第３のリンクを往動作の方向もしくは復動作の方向に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のワイパー。
6. 前記リンク機構は、前記第２の連結部と前記軸部との距離が前記第２のリンクの回転によって変化可能に構成され、
   前記付勢手段は、前記第１の連結部と前記第２の連結部と前記回転軸と前記軸部とが一直線上に並ぶ状態において、前記第３のリンクを前記距離が短くなる方向に付勢することにより、前記第１のリンクを介して前記第２のリンクと前記第３のリンクとを互いに付勢することを特徴とする請求項１に記載のワイパー。
7. 前記第３のリンクの前記他方の端側の部分に該第３のリンクの長手方向に長い長穴が形成され、該長穴に前記軸部が嵌合し、
   前記付勢手段は、前記第３のリンクと前記軸部との間に設けられた付勢部材であることを特徴とする請求項６に記載のワイパー。
8. 前記第３のリンクが弾性変形可能な屈曲部を備え、
   前記付勢手段は、前記屈曲部の復元力を付勢力として生成することを特徴とする請求項６に記載のワイパー。
9. モーターの回転を前記第２のリンクの往復動に変換する駆動リンクを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のワイパー。
10. 光学部材と、前記光学部材を保持する保持部材とを有するレンズ部と、
    前記レンズ部を内部に保持するハウジング部と、
    前記ハウジング部に設けられ、前記レンズ部への光を透過させる保護ガラスの表面でブレードを往復動作させる請求項１乃至９のいずれか一項に記載のワイパーとを有することを特徴とするレンズ装置。
11. 撮像素子を備えたカメラと、前記撮像素子に被写体の像を形成する請求項１０に記載のレンズ装置とを有することを特徴とする撮像装置。
12. 表示素子と、前記表示素子の保護ガラスと、前記表示素子および前記保護ガラスを保持する保持枠と、前記保持枠に設けられ、前記保護ガラスの表面でブレードを往復動作させる請求項１乃至９のいずれか一項に記載のワイパーとを有することを特徴とする表示装置。

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