JP7115412B2 - ワイパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用のワイパ装置に関する。

従来、車両用のワイパ装置には、車両に支持されたピボット軸回りに往復揺動されるワイパアームと、該ワイパアームの先端部に連結され、車両のガラス面を払拭するワイパブレードとを備えたものがある。上記のワイパアームは、例えばピボット軸に固定されるアームヘッドと、該アームヘッドに対してヒンジ軸回りに回動可能に連結されるリテーナとを有している。アームヘッドとリテーナとの間には、コイルばね（一般には、引張ばね）が張設されており、アームヘッドに対するリテーナの回動に応じてコイルばねが伸縮する。このコイルばねは、車幅方向及び車両前後方向に大きくに湾曲している車両のガラス面に、ワイパアームを介してワイパブレードを追従させて常にガラス面に圧接させるように張設されており、ガラス面におけるワイパブレードの圧接個所（払拭位置）に応じてコイルばねが伸縮し、リテーナの姿勢が変化する。また、車両の高速走行時には、走行風の影響でワイパアームを持上げようとする揚力が発生する。

上記構成のワイパ装置では、ピボット軸の軸方向においてガラス面が最も低い個所（すなわちコイルばねが引張ばねの場合に最も短くなるワイパアームの回動位置）でも、ワイパブレードがガラス面に追従して圧接されるようにコイルばねの張力が設定されている。このため、上記軸方向においてガラス面が最も高い個所では、コイルばねが伸びることにより、ワイパアーム及びワイパブレードに対して必要以上（余分）の荷重が加わることになる。また、コイルばねの設定においては、車両の高速走行時でも良好な払拭が得られるように、走行風の揚力でワイパブレードが浮き上がらないように高速走行時の走行風を想定した抗力分の張力を考慮して付加している。そのため、通常の走行においては、上記必要以上の荷重がより強められてワイパアーム及びワイパブレードに対して加えられている。このような必要以上の荷重を少なくするために、コイルばねの張力を可変としたワイパ装置が考案されている（例えば、下記特許文献１～３参照）。

下記特許文献１に記載されたワイパ装置では、ピボット軸を支承するピボットに第一歯車を回転自在に嵌装すると共に固定手段により固定可能とし、アームヘッドに枢着したウォームギアと同軸の第二歯車と第一歯車とを噛み合わせ、ウォームギアに噛み合うウォームホイールに該ウォームホイールの回転支軸から外れた位置にコイルばねの一端を掛止し、第一歯車の固定状態でコイルばねの張力を可変としている。

下記特許文献２、３に記載された自動車用ワイパでは、エアシリンダをコイルばねと並列にリテーナとアームヘッドとの間に介装し、該エアシリンダのピストンヘッドにこれによって区画された２つの室に連通する大径孔とオリフィスを設けると共に、該大径孔を開閉させる一方向弁を上記ピストンヘッドに装着し、エアシリンダが縮小したとき一方向弁が開くように設定している。これにより、ワイパブレードに加わるばね荷重を可変としている。

特開昭５９－１４５６４７号公報 特開昭６１－１２５９５２号公報 特開昭６１－１２５９５４号公報

しかしながら、上記各特許文献に記載された技術は、いずれもワイパアームをガラス面の変化に追従させることと、ワイパブレードを適性な接触圧でガラス面に接触させることとの両方を、ワイパアームに張設したばねのばね荷重で行うものであった。そのため、ガラス面（被払拭面）の形状変化や都度変化する走行風の影響などによるワイパアームの追従動作を考慮したばね荷重を付与する必要があり、ワイパブレードがガラス面に接触する接触圧は外的要因による影響を受けやすく、ガラス面への適正な接触圧を安定して得ることが困難であった。

本発明は上記事実を考慮し、ワイパアームを払拭面の形状変化に追従させることと、ワイパブレードを適正な接触圧で払拭面に圧接させることを、分離して設定することができるワイパ装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様のワイパ装置は、車両に設けられた支持部に基端部が支持されて往復移動されると共に、前記車両の被払拭面を往復払拭するためのワイパブレードが先端部に連結されるワイパアームと、前記ワイパアームの往復移動時に、前記ワイパブレードが前記被払拭面から受ける力に依存せずに前記ワイパアームの少なくとも前記先端部側を前記被払拭面の面直方向に沿って移動させる駆動部と、を備えている。

第１の態様のワイパ装置によれば、ワイパアームは、車両に設けられた支持部に基端部が支持されて往復移動される。これにより、ワイパアームの先端部に連結されるワイパブレードが、車両の被払拭面を往復払拭する。また、駆動部は、ワイパアームの往復移動時に、ワイパブレードが被払拭面から受ける力に依存せずにワイパアームの少なくとも先端部側を被払拭面の面直方向に沿って移動させる。これにより、被払拭面の形状変化や走行風等の外的要因があっても、上記少なくとも先端部側を被払拭面に追従させることができる。しかも、上記少なくとも先端部側の姿勢（以下、「ワイパアーム姿勢」と称する）が常に被払拭面の形状変化に追従できるので、そのワイパアームの先端部に連結されるワイパブレードの被払拭面に対する接触圧は、ワイパアーム姿勢の被払拭面への追従性とは切り離して設定できる。その結果、例えば必要以上にばね荷重を付与することなく、適正な接触圧を被払拭面に安定して付与することが可能となる。

本発明の第２の態様のワイパ装置は、第１の態様において、前記ワイパブレードを前記被払拭面側へ付勢する付勢部を備えている。

第２の態様のワイパ装置では、ワイパアームの往復移動時に、駆動部がワイパアームの少なくとも先端部側を被払拭面の面直方向に沿って移動させる構成において、ワイパブレードが付勢部により被払拭面側へ付勢される。これにより、ワイパアーム姿勢の被払拭面への追従性とは切り離してワイパブレードを一定の比較的小さな付勢力で被払拭面に接触させることができる。

本発明の第３の態様のワイパ装置は、第１又は第２の態様において、前記駆動部は、前記少なくとも先端部側を前記面直方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記ワイパアームの前記往復移動時に、前記先端部と前記被払拭面との距離が一定に維持されるように前記アクチュエータの作動を制御する制御部と、を有している。

第３の態様のワイパ装置によれば、ワイパアームの往復移動時には、制御部がアクチュエータの作動を制御し、当該アクチュエータが、ワイパアームの少なくとも先端部側を被払拭面の面直方向に沿って移動させる。これにより、ワイパアームの先端部と被払拭面との距離が一定に維持される。このように、アクチュエータの作動を制御してワイパアームの先端部と被払拭面との距離を一定に維持する構成としたので、制御信号を入力することで状況に応じてワイパアームの追従が成され、ワイパブレードの接触圧は一層安定した適正な接触圧とすることができる。

本発明の第４の態様のワイパ装置は、第３の態様において、前記アクチュエータは、前記支持部自体を前記車両に対して変位させる支持駆動アクチュエータである。

第４の態様のワイパ装置によれば、ワイパアームの往復移動時には、支持駆動アクチュエータが支持部自体を車両に対して変位させることで、ワイパアームの全体が支持部とともに変位し、ワイパアームの少なくとも先端部側が被払拭面の面直方向に沿って移動される。これにより、例えばワイパアームの構成を簡素化することができる。

本発明の第５の態様のワイパ装置は、第３の態様において、前記ワイパアームは、前記支持部に固定される固定部と、前記先端部を含み、該先端部を前記固定部に対して前記ワイパアームの移動方向に沿ったヒンジ軸回りに回動可能に支持される可動部と、を有し、前記アクチュエータは、前記可動部を前記固定部に対して回動させるアームアクチュエータである。

第５の態様のワイパ装置によれば、ワイパアームは、支持部に固定される固定部と、ワイパアームの先端部を該固定部に対して前記ワイパアームの移動方向に沿ったヒンジ軸回りに回動可能に支持される可動部とを有している。この可動部は、ワイパブレードが連結されるワイパアームの先端部を含んでいる。そして、ワイパアームの往復移動時には、アームアクチュエータが上記可動部を上記固定部に対して前記ヒンジ軸回りに回動させる。このように、ワイパアームの可動部の先端部が固定部に対してヒンジ軸回りに回動駆動される構成であるため、支持部自体を車両に対して変位させる構成と比較して、例えばアクチュエータの小型化が可能となる。

本発明の第６の態様のワイパ装置は、第５の態様において、前記アームアクチュエータは、前記固定部に支持される。

第６の態様のワイパ装置では、ワイパアームの固定部にアームアクチュエータが支持されるので、ワイパアームの可動部にアームアクチュエータが支持される構成と比較して、可動部側（ワイパアームの先端部側）の構成を軽量化することができる。その結果、ワイパアームを往復移動させた場合の慣性の影響を受け難くなる。

本発明の第７の態様のワイパ装置は、第３の態様又は第３の態様を引用する第４～第６の態様の何れか１つの態様において、前記制御部は、前記車両に対する前記ワイパアームの位置を検出する測位センサ、前記先端部に加わる荷重を検出する荷重センサ、及び前記先端部と前記被払拭面との前記距離を検出する距離センサのうち少なくとも１つを有し、当該少なくとも１つの検出結果に基づいて前記アクチュエータの作動を制御する。

第７の態様のワイパ装置によれば、制御部は、上記の測位センサ、荷重センサ及び距離センサのうちの少なくとも１つの検出結果に基づいて、アクチュエータの作動を制御する。これにより、車両に対するワイパアームの位置、ワイパアームの先端部に加わる荷重、及びワイパアームの先端部と被払拭面との距離のうちの少なくとも１つに応じて、ワイパアームの少なくとも先端部側を、高精度に被払拭面の面直方向に沿って移動させることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るワイパ装置を示す斜視図である。 同ワイパ装置を図１とは異なる角度から見た状態で示す斜視図である。 同ワイパ装置のワイパアームにおけるアームヘッドとリテーナとの連結部周辺の構成を示す斜視図である。 図３に示される構成の一部を図３のＦ４－Ｆ４線に沿って切断した状態で示す斜視図である。 図３に示される構成を分解して示す分解斜視図である。 払拭面の形状変化と、従来のワイパ装置におけるリテーナの姿勢の変化との関係について説明するための概念図である。 払拭面の形状変化とばね荷重との関係について説明するための概念図である。 従来のワイパ装置におけるブレードラバーの接触圧分布の一例を示す解析図である。 本発明の実施形態に係るワイパ装置におけるブレードラバーの接触圧分布の一例を示す解析図である。 本発明の第２実施形態に係るワイパ装置の部分的な構成を示す側面図である。

＜第１の実施の形態＞
以下、図１～図９を用いて本発明の第１実施形態に係るワイパ装置１０について説明する。なお、各図においては、図面を見易くする関係から、一部の符号を省略している場合がある。また、各図においては、説明の都合上、図面の縮尺を適宜変更している。

（構成）
図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係るワイパ装置１０は、自動車等の車両のウインドシールド１２（図１以外では図示省略）の外表面である払拭面１４（本発明における「被払拭面」に相当）に付着した雨滴等を払拭するための車両用ワイパ装置であり、上記の払拭面１４は、車幅方向及び車両前後方向に大きくに湾曲した構成（図１においては車両幅方向両側の部分が大きく湾曲した構成）とされている。

このワイパ装置１０は、図１～図５に示されるように、車両に設けられた支持部としての支持軸１８回りに往復回動（往復移動）されるワイパアーム２８と、ワイパアーム２８の先端部に連結され、払拭面１４を払拭するためのワイパブレード２２と、ワイパアーム２８の往復回動時に、ワイパブレード２２が払拭面１４から受ける力に依存せずにワイパアーム２８の少なくとも先端部２８Ａ側を払拭面１４の面直方向（払拭面１４に対して垂直な方向）に変位させる（すなわち面直方向に沿って移動させる）駆動部５０と、ワイパブレード２２を払拭面１４側へ付勢する付勢部としての一対の圧縮コイルばね６８とを備えている。上記の駆動部５０は、ワイパアーム２８に支持（搭載）されたアームアクチュエータ５２と、アームアクチュエータ５２の作動を制御する制御部７０（図３以外では図示省略）とによって構成されている。

なお、本実施形態に係るワイパ装置１０は、ワイパブレード２２及びワイパアーム２８のうち少なくともワイパアーム２８を有するものであればよい。つまり、ワイパブレード２２とワイパ装置１０とを別々の構成要素として捉えてもよい。また、上記の駆動部５０は、アームアクチュエータ５２及び制御部７０のうち少なくともアームアクチュエータ５２を有するものであればよい。つまり、制御部７０と駆動部５０とを別々の構成要素として捉えてもよく、制御部７０をワイパアーム２８に配置するのではなく車両側に配置されるものとしてもよい。言い換えれば、本実施形態は、駆動部５０としてのアームアクチュエータ５２が搭載されたワイパアーム２８の発明の実施形態として捉えることもできる。また、上記のウインドシールド１２は、フロントウインドシールドとされているが、これに限らない。

ワイパブレード２２は、所謂フラットタイプとされており、例えばゴムによって長尺状に形成されたブレードラバー２４と、ブレードラバー２４が取り付けられたラバーホルダ２６と、ラバーホルダ２６内に収容され、ブレードラバー２４の長手方向両端側をウインドシールド１２側へ付勢する図示しないバッキングとを備えている。ラバーホルダ２６は、例えば軟質の樹脂材料によって長尺状に形成されており、バッキングは、例えばバネ鋼材等の金属材料によって長尺板状に形成されている。なお、本発明におけるワイパブレードは、複数のレバーがトーナメント状に連結されたトーナメント構造のものであってもよい。

ワイパアーム２８は、車両のフロントカウル部１７（図１以外では図示省略）に設けられた支持軸１８に支持（固定）され、車両に対して支持軸１８回りに回動可能とされた固定部としてのアームヘッド３０と、アームヘッド３０に対してヒンジ軸４６回りに回動可能に連結された可動部としてのリテーナ４０とを有しており、全体として長尺状に形成されている。アームヘッド３０及びリテーナ４０は、金属材料又は樹脂材料、もしくは金属材料が埋設された樹脂材料によって形成されている。なお、各図中に適宜示される矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは、ワイパアーム２８の長手方向、幅方向、回動軸線方向をそれぞれ示している。

アームヘッド３０は、ワイパアーム２８の基端側の部位を構成しており、ワイパアーム２８の長手方向Ｘを長手とする長尺な略直方体状をなしている。ワイパアーム２８の基端部２８Ｂを構成するアームヘッド３０の長手方向一端部には、支持軸１８が固定されている。この支持軸１８は、ワイパアーム２８の回動軸線方向Ｚ、すなわちワイパアーム２８の長手方向Ｘ及び幅方向Ｙと直交する方向を軸線方向として配置されている。

上記の支持軸１８は、ここではピボット軸とされており、フロントカウル部１７内に設けられた図示しないピボットホルダに回転可能に支持されている。この支持軸１８は、車両のフロントカウル部１７から上方側へ突出しており、当該突出部分にアームヘッド３０の長手方向一端部が固定されている。この支持軸１８は、図示しないワイパモータの回転力が図示しないリンク機構を介して伝達され、往復回転される。これにより、ワイパアーム２８が支持軸１８回りに往復回動される構成になっている。なお、支持軸１８がリンク機構を介さずに直接ワイパモータによって回転駆動される構成にしてもよいし、その他の別の駆動装置によって支持軸１８回りに往復回動される構成としても良い。

アームヘッド３０の長手方向他端側には、段付き状の段部３０Ｃが形成されている。アームヘッド３０における段部３０Ｃよりも長手方向一端側（支持軸１８側）の部位は、ワイパアーム２８の長手方向Ｘを長手とする略直方体状をなすヘッド本体部３０Ａとされており、アームヘッド３０における段部３０Ｃよりも長手方向他端側の部位は、ヘッド本体部３０Ａに比べて幅方向Ｙ及び回動軸線方向Ｚの寸法を縮小されたリテーナ内挿入部３０Ｂとされている。このリテーナ内挿入部３０Ｂは、その先端部（ヘッド本体部３０Ａとは反対側の端部）側へ向かうほど回動軸線方向Ｚの寸法が縮小するように形成されている。

リテーナ内挿入部３０Ｂは、ワイパアーム２８の長手方向Ｘを長手とする略直方体状をなしている。リテーナ内挿入部３０Ｂの長手方向一端部（基端部；ヘッド本体部３０Ａ寄りの端部）は、リテーナ連結部３２とされている。リテーナ内挿入部３０Ｂの長手方向中間部には、払拭面１４とは反対側が開放されたモータ収容室３４が形成されている。また、リテーナ内挿入部３０Ｂの長手方向他端部（先端部；ヘッド本体部３０Ａとは反対側の端部）には、ワイパアーム２８の幅方向Ｙに間隔をあけて対向した一対のばね保持部３６が形成されている。一対のばね保持部３６には、ワイパアーム２８の幅方向Ｙの中央側及び回動軸線方向Ｚの両側が開放されたばね収容溝（ばね収容室）３８がそれぞれ形成されている。各ばね収容溝３８は、回動軸線方向Ｚから見て幅方向Ｙの中央側が開放された略半円形状をなしている。

リテーナ４０は、ワイパアーム２８の先端側及び中間側の部位を構成しており、ワイパアーム２８の長手方向Ｘを長手とする長尺な略角筒状をなしている。このリテーナ４０は、ワイパアーム２８の回動軸線方向Ｚに対向した上壁４０Ａ及び下壁４０Ｂと、ワイパアーム２８の幅方向Ｙに対向した一対の側壁４０Ｃと、を有している。下壁４０Ｂには、ワイパアーム２８の基端部２８Ｂ側から切り欠かれた切欠部４１が形成されている。このリテーナ４０の長手方向一端部の内側には、アームヘッド３０のリテーナ内挿入部３０Ｂが挿入されている。

リテーナ内挿入部３０Ｂのリテーナ連結部３２と、リテーナ４０の一対の側壁４０Ｃとには、ヒンジ孔３３、４２が形成されており、これらのヒンジ孔３３、４２には、ワイパアーム２８の幅方向Ｙを軸線方向とするヒンジ軸４６が挿入されている。このヒンジ軸４６は、リテーナ４０に対して軸線方向の変位が規制されており、リテーナ４０は、アームヘッド３０に対してヒンジ軸４６回り（ワイパアーム２８の幅方向Ｙに沿った軸線回り）に回動可能に連結されている。このリテーナ４０の長手方向他端部（アームヘッド３０とは反対側の端部）は、ワイパアーム２８の先端部２８Ａを構成しており、当該先端部２８Ａには、ワイパブレード２２の長手方向中間部が連結されている。

上記構成のワイパアーム２８では、アームヘッド３０のリテーナ内挿入部３０Ｂに、駆動部５０のアームアクチュエータ５２が支持されて（取り付けられて）いる。なお、図１及び図２では、アームアクチュエータ５２を概略的に記載している。このアームアクチュエータ５２は、駆動源であるサーボモータ５４と、リンク機構５８と、従動部材６４とによって構成されており、リテーナ４０の長手方向一端部内にリテーナ内挿入部３０Ｂとともに収容されている。サーボモータ５４は、直方体状をなしており、前述したモータ収容室３４内に嵌め込まれた状態でアームヘッド３０に固定されている。このサーボモータ５４は、ワイパアーム２８の先端部２８Ａ側へ向けて突出した出力軸５６（図５参照）を有している。この出力軸５６は、ワイパアーム２８の長手方向Ｘを軸線方向として配置されており、リンク機構５８に対応している。

リンク機構５８は、上記の出力軸５６に一端部が固定された第１リンク部材６０と、第１リンク部材６０の他端部に一端部が連結された第２リンク部材６２とを備えている。第１リンク部材６０及び第２リンク部材６２は、金属材料又は樹脂材料によって形成されている。第２リンク部材６２の一端部は、第１リンク部材６０の他端部に対して、ワイパアーム２８の長手方向Ｘを軸線方向とする図示しない軸部回りに回転可能に連結されている。この第２リンク部材６２の他端部には、従動部材６４が連結されている。

従動部材６４は、金属材料又は樹脂材料によって形成されたものであり、サーボモータ５４に対してワイパアーム２８の先端部２８Ａ側（アームヘッド３０とは反対側）に配置されている。この従動部材６４は、ワイパアーム２８の幅方向Ｙに延びるリンク連結部６４Ａと、リンク連結部６４Ａの長手方向両端部からリテーナ４０の上壁４０Ａ側（払拭面１４とは反対側）へ延びる一対の腕部６４Ｂと、一対の腕部６４Ｂの先端部（上端部）から幅方向Ｙへ互いに反対側へ延びる一対のばね押え部６４Ｃとを有しており、ワイパアーム２８の長手方向Ｘから見て略Ｕ字状をなしている。

リンク連結部６４Ａは、前述した一対のばね保持部３６の間において、リテーナ４０の下壁４０Ｂ側に配置されている。このリンク連結部６４Ａの上面には、ワイパアーム２８の長手方向Ｘに並ぶ一対の軸受部６６が形成されており、これら一対の軸受部６６の間に第２リンク部材６２の他端部が挿入されている。一対の軸受部６６は、長手方向Ｘを軸線方向とするリング状をなしている。そして、これらの軸受部６６とリンク連結部６４Ａの他端部とを、図示しない軸部が貫通している。これにより、第２リンク部材６２がリンク連結部６４Ａに対して上記の軸部回り（長手方向Ｘに延びる軸線回り）に回動可能に連結されている。

一対の腕部６４Ｂは、一対のばね保持部３６の間に配置されており、一対のばね収容溝３８に沿って回動軸線方向Ｚに延びている。一対の腕部６４Ｂの先端部（上端部；リンク連結部６４Ａとは反対側の端部）から延出された一対のばね押え部６４Ｃは、リテーナ４０内における上壁４０Ａ側に配置され上壁４０Ａの内面と当接可能であり、一対のばね収容溝３８内に挿入されている。これら一対のばね押え部６４Ｃと、リテーナ４０の下壁４０Ｂとの間には、それぞれ圧縮コイルばね６８が配置されている。これらの圧縮コイルばね６８は、一対のばね収容溝３８内に挿入されており、一対のばね押え部６４Ｃ及びリテーナ４０の下壁４０Ｂによって軸線方向の変位を制限されると共に、一対のばね保持部３６及び一対の腕部６４Ｂによって径方向への変位を制限されている。

一対の圧縮コイルばね６８の軸線方向一端部（上端部）は、従動部材６４の一対のばね押え部６４Ｃにそれぞれ支持されており、一対の圧縮コイルばね６８の軸線方向他端部（下端部）は、リテーナ４０の下壁４０Ｂにそれぞれ固定又は支持されている。これにより、従動部材６４とリテーナ４０とが一対の圧縮コイルばね６８を介して連結（結合）されている。

上記のアームアクチュエータ５２では、サーボモータ５４の出力軸５６が正方向に回転すると、当該正方向の回転力がリンク機構５８を介して従動部材６４に伝達され、従動部材６４がアームヘッド３０に対して払拭面１４とは反対側（リテーナ４０の上壁４０Ａ側）へ変位する。そして一対のばね押え部６４Ｃがリテーナ４０の上壁４０Ａの内面に当接する。これにより、一対の圧縮コイルばね６８を介して従動部材６４に連結されたリテーナ４０が、ヒンジ軸４６回りの一方側（払拭面１４とは反対側）へ回動するようになっている。また、サーボモータ５４の出力軸５６が逆方向に回転すると、当該逆方向の回転力がリンク機構５８を介して従動部材６４に伝達され、従動部材６４がアームヘッド３０に対して払拭面１４側（リテーナ４０の下壁４０Ｂ側）へ変位する。これにより、一対の圧縮コイルばね６８を介して従動部材６４に連結されたリテーナ４０が、ヒンジ軸４６回りの他方側（払拭面１４側）へ回動するようになっている。

このように、本実施形態に係るワイパ装置１０では、アームアクチュエータ５２を作動させることにより、リテーナ４０（すなわちワイパアーム２８の先端部２８Ａ側及び中間側）を払拭面１４の面直方向に変位可能とされており、リテーナ４０の姿勢（俯角；デプレッションアングル）を任意に変更（自ら制御）可能とされている。このリテーナ４０の姿勢の変更は、ワイパアーム２８の往復移動時にワイパブレード２２が払拭面１４から受ける力（反力）とは無関係に、アームアクチュエータ５２の駆動力のみによって実施可能とされている。言い換えれば、ワイパアーム２８の往復移動時に、ワイパブレード２２に依存することなく（ワイパブレード２２が取り外された状態であっても）ワイパアーム２８の先端部２８Ａと払拭面１４との距離が一定に維持されるようにアームアクチュエータ５２によって払拭面１４の面直方向に変位駆動される。

上記のアームアクチュエータ５２のサーボモータ５４には、制御部７０の構成要素であるＥＣＵ７２（図３以外では図示省略）が電気的に接続されている。ＥＣＵ７２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び外部の装置との通信を行う入出力インタフェース部(Ｉ／Ｏ)を備えており、これらがバスを介して互いに接続された構成になっている。このＥＣＵ７２は、例えば車内に搭載されている。なお、ＥＣＵ７２は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよいし、ハードウエア及びソフトウエアのいずれによって実現されてもよい。

このＥＣＵ７２には、前述したワイパモータが電気的に接続されると共に、制御部７０の構成要素であるセンサ７４（図３以外では図示省略）が電気的に接続されている。このセンサ７４は、車両に対するワイパアーム２８の位置を検出する測位センサ、ワイパアーム２８の先端部２８Ａに加わる荷重を検出する荷重センサ、及びワイパアーム２８の先端部２８Ａと払拭面１４との距離を検出する距離センサのうち少なくとも１つを有している。上記の測位センサは、例えば車両に対する支持軸１８の回転位置（回転角度）を検出する角度センサであり、上記の荷重センサは、例えばワイパアーム２８の先端部２８Ａに取り付けられたロードセルであり、上記の距離センサは、例えばワイパアーム２８の先端部２８Ａに取り付けられた赤外線センサ又は超音波センサである。このＥＣＵ７２は、ワイパアーム２８の往復回動時に、上記センサ７４の検知結果に基づいてアームアクチュエータ５２の作動を制御し、ワイパアーム２８の先端部２８Ａと払拭面１４との距離を一定に維持するように構成されている。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

上記構成のワイパ装置１０によれば、ワイパアーム２８は、車両のフロントカウル部１７に設けられた支持軸１８に基端部２８Ｂが支持されて往復移動される。これにより、ワイパアーム２８の先端部２８Ａに連結されたワイパブレード２２が、車両の払拭面１４を往復払拭する。また、駆動部５０は、ワイパアーム２８の往復回動時に、ワイパブレード２２が払拭面１４から受ける力に依存せずにワイパアーム２８のリテーナ４０を払拭面１４の面直方向に変位可能とされている。これにより、車幅方向及び車両前後方向に大きく湾曲した払拭面１４の形状変化や走行風等の外的要因があっても、ワイパアーム２８（リテーナ４０）の先端部２８Ａを払拭面１４の形状変化に応じて払拭面１４との距離を一定に維持することができる。

しかも、常にリテーナ４０の姿勢が払拭面１４の形状変化に追従されるので、そのリテーナ４０に連結されるワイパブレード２２の払拭面１４に対する接触圧は、リテーナ４０の払拭面１４への追従性とは切り離して設定することができる。つまり、本実施形態では、上記の接触圧と、リテーナ４０の姿勢（俯角）の制御とを分離して設定することができる。その結果、例えば必要以上にばね荷重を付与することなく、適正な接触圧を払拭面１４に安定して付与することが可能となる。

また、本実施形態に係るワイパ装置１０は、ワイパブレード２２を払拭面１４側へ付勢する一対の圧縮コイルばね６８を備えている。これにより、ワイパアーム２８の往復移動時に、駆動部５０がリテーナ４０を払拭面１４の面直方向に変位させる構成において、ワイパブレード２２が一対の圧縮コイルばね６８により払拭面１４側へ付勢される。これにより、リテーナ４０の払拭面への追従性とは切り離してワイパブレード２２を一定の比較的小さな付勢力で払拭面１４に接触させることができる。しかも、ワイパブレード２２に対して荷重を印加する方法が、従来の方法（例えば、アームヘッド３０とリテーナ４０との間に引張コイルばねを架け渡す方法）に限定されなくなり、荷重印加の方法の自由度が向上する。

上記の効果について図６～図９を用いて補足説明する。図６には、払拭面１４の形状変化と、従来のワイパ装置１００におけるリテーナ４０の姿勢の変化との関係が概念図にて示されており、図７には、払拭面１４の形状変化とばね荷重との関係が概念図にて示されている。また、図８には、従来のワイパ装置１００におけるブレードラバーの接触圧分布の一例が解析図にて示されており、図９には、本実施形態に係るワイパ装置１０におけるワイパブレード２２の接触圧分布の一例が解析図にて示されている。なお、図６及び図７では、本実施形態と同様の構成に本実施形態と同符号を付している。また、図８及び図９では、ワイパブレード２２の接触圧が高い個所ほどドットの濃さを濃くしている。

図６に示される従来のワイパ装置１００では、アームヘッド３０とリテーナ４０との間に引張コイルばね１０２が架け渡されている。このワイパ装置１００では、支持軸１８の軸方向において払拭面１４が最も低い個所１４Ａ（すなわち引張コイルばね１０２の係止点（Ｓａ、Ｓｂ）間の距離が最も短くなるワイパアーム２８の回動位置；図６において二点鎖線で示されるワイパアーム２８参照）でも、ワイパブレード２２が払拭面１４に追従して圧接されるように引張コイルばね１０２の張力が設定されている。このため、図７に示されるように、支持軸１８の軸方向において払拭面１４が最も高い個所１４Ｂでは、引張コイルばね１０２が伸びることにより、ワイパアーム２８及びワイパブレード２２に対して必要以上（余分）の荷重が加わることになる。その結果、図８に示されるように、適正（均一）な接触圧を払拭面１４に安定して付与することができなくなる。

これに対し、本実施形態では、ワイパアーム２８の往復回動時には、駆動部５０のアームアクチュエータ５２が作動されることにより、リテーナ４０が払拭面１４の面直方向に変位され、ワイパアーム２８の先端部２８Ａと払拭面１４との距離が一定に維持される。これにより、図７に概念的に示すように圧縮コイルばね６８の長さが一定に維持されるので、ワイパアーム２８及びワイパブレード２２に対して必要以上の荷重が加わることを防止できる。その結果、図９に示されるように、適正な接触圧を払拭面１４に安定して付与することが可能となる。

また、本実施形態では、ワイパアーム２８の往復回動時には、制御部７０がアームアクチュエータ５２の作動を制御し、当該アームアクチュエータ５２が、リテーナ４０を払拭面１４の面直方向に変位（回動）させる。これにより、ワイパアーム２８の先端部２８Ａと払拭面１４との距離が一定に維持される。このように、アームアクチュエータ５２の作動を制御してワイパアーム２８の先端部２８Ａと払拭面１４との距離を一定に維持する構成としたので、制御信号を入力することで状況に応じてワイパアーム２８の追従が成され、ワイパブレード２２の接触圧は一層安定した適正な接触圧とすることができる。

例えば、払拭面１４の状態、走行風の強さ、車両の周囲温度などを検出する各種センサを制御部７０のＥＣＵ７２に電気的に接続し、それらのセンサの検出結果に基づいてアームアクチュエータ５２の作動を制御するようにしてもよい。それにより、車両の周囲の外的要因が変動しても、リテーナ４０を常に最適な位置へ駆動することが可能となり、ワイパブレード２２の接触圧の変動を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、ワイパアーム２８は、支持軸１８に固定されるアームヘッド３０（固定部）と、ワイパアーム２８の先端部２８Ａをアームヘッド３０に対してワイパアーム２８の回動方向に沿ったヒンジ軸４６回りに回動可能に支持されるリテーナ４０（可動部）とを有している。このリテーナ４０は、ワイパブレード２２が連結されるワイパアーム２８の先端部２８Ａを含んでいる。そして、ワイパアーム２８の往復回動時には、ワイパアーム２８の先端部２８Ａと払拭面１４との距離を一定に維持すべくアームアクチュエータ５２がリテーナ４０をアームヘッド３０に対してヒンジ軸４６回りに回動させる。このように、ワイパアーム２８のリテーナ４０の先端部２８Ａがアームヘッド３０に対してヒンジ軸４６回りに回動駆動される構成であるため、支持軸１８自体を車両に対して変位させる構成と比較して、例えばアクチュエータの小型化が可能となる。

さらに、本実施形態では、上記のアームアクチュエータ５２がアームヘッド３０に支持されて（取り付けられて）いるので、リテーナ４０にアームアクチュエータ５２が支持される構成と比較して、リテーナ４０側（ワイパアーム２８の先端部２８Ａ側）の構成を軽量化することができる。その結果、ワイパアーム２８を支持軸１８回りに往復回動させた場合の慣性の影響を受け難くなる。

また、本実施形態では、制御部７０のセンサ７４が、車両に対するワイパアーム２８の位置を検出する測位センサ、ワイパアーム２８の先端部２８Ａに加わる荷重を検出する荷重センサ、及びワイパアーム２８の先端部２８Ａと払拭面１４との距離を検出する距離センサのうち少なくとも１つを有している。そして、制御部７０のＥＣＵ７２は、上記センサ７４の検出結果に基づいてアームアクチュエータ５２の作動を制御する。これにより、車両に対するワイパアーム２８の位置、ワイパアーム２８の先端部２８Ａに加わる荷重、及びワイパアーム２８の先端部２８Ａと払拭面１４との距離のうちの少なくとも１つに応じて、ワイパアーム２８の少なくとも先端部側を、高精度に払拭面１４の面直方向に変位させることができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１実施形態と基本的に同様の構成及び作用については、第１実施形態と同符号を付与しその説明を省略する。

図１０には、本発明の第２実施形態に係るワイパ装置８０の部分的な構成が側面図にて示されている。このワイパ装置８０は、第１実施形態に係るアームアクチュエータ５２の代わりに、支持駆動アクチュエータ８２を備えている。この支持駆動アクチュエータ８２は、例えば直動型ステッピングモータであり、ハウジング８４に対して円柱状のシャフト８６を軸線方向に変位可能とされている。このシャフト８６は、本発明における「支持軸」に相当しており、このシャフト８６の先端部は、ワイパアーム２８の基端部２８Ｂに固定されている。また、上記のハウジング８４は、車両のフロントカウル部１７に固定されたワイパモータ８８の出力軸（図示省略）に固定されている。このワイパモータ８８は、支持駆動アクチュエータ８２及びワイパアーム２８を、上記シャフト８６の軸線回りに往復回動可能とされている。

上記の支持駆動アクチュエータ８２及びワイパモータ８８には、ＥＣＵ７２及びセンサ７４（図１０では図示省略）が電気的に接続されている。ＥＣＵ７２は、ワイパアーム２８の往復回動時に、センサ７４の検知結果に基づいて支持駆動アクチュエータ８２の作動を制御し、ワイパアーム２８の先端部２８Ａと払拭面１４（図１０では何れも図示省略）の距離を一定に維持するように構成されている。

この実施形態においても、ワイパアーム２８の姿勢が払拭面１４の形状変化に追従されるので、ワイパアーム２８の先端部２８Ａに連結されるワイパブレード２２（図１０では図示省略）の払拭面１４に対する接触圧は、ワイパアーム２８の払拭面１４への追従性とは切り離して設定することができる。その結果、例えば必要以上にばね荷重を付与することなく、適正な接触圧を払拭面１４に安定して付与することが可能となる。しかも、この実施形態では、ワイパアーム２８の往復回動時には、支持駆動アクチュエータ８２がシャフト８６（支持軸；支持部）自体を車両に対して変位させることで、ワイパアーム２８の全体がシャフト８６とともに変位し、ワイパアーム２８の全体が払拭面１４の面直方向に変位される。これにより、ワイパアーム２８にアームアクチュエータ５２が搭載される構成と比較して、ワイパアーム２８の構成を簡素化することができる。

＜実施形態の補足説明＞
前記各実施形態では、ワイパアーム２８が支持軸１８回りに回動される構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明におけるワイパアームは、その基端部が車両に対してスライド可能に支持されるものでもよい。その場合、ワイパアームの基端部が直線的にスライドされる構成に限らず、円弧状（曲線状）にスライドされる構成にしてもよい。

また、前記各実施形態では、フロントカウル部１７若しくはその周辺に搭載するものとしたが、これに限定されず、シールドガラス近傍の車両天井部位やピラー等に配置しても良い。

また、前記第１実施形態では、ワイパアーム２８のアームヘッド３０（固定部）にアームアクチュエータ５２が支持された構成にしたが、本発明はこれに限らず、リテーナ４０にアームアクチュエータ５２が支持された構成にしてもよい。

また、前記第１実施形態では、圧縮コイルばね６８をワイパブレード２２の払拭面１４に対する接触圧付与のために用いたが、これに限定されず、従来のようにアームヘッド３０とリテーナ４０とに架け渡された引張スプリングをワイパブレード２２の払拭面１４に対する接触圧付与のために用いてもよい。この場合でもこの引張スプリングのスプリング力の設定は、ワイパアーム姿勢の払拭面への追従性とは切り離して設定できるので、必要以上にばね荷重を付与することなく、適切な接触圧を安定して付与することが可能となる。

また、前記各実施形態では、ワイパアーム２８の先端部２８Ａ側を常に払拭面の形状変化に追従できるよう払拭面１４との距離を一定に維持させるものとしたが、さらに、従動部材６４を払拭面１４側とは反対側に比較的大きく変位できるようにリンク機構５８を構成することで、リテーナ４０を払拭面１４とは反対側に回動させ、ワイパブレード２２を払拭面１４から離間させた状態で維持させることができる。これにより、例えばワイパ装置の長期不使用時のワイパブレード２８のブレードラバーの変形や寒冷地におけるワイパブレード２８のブレードラバーの貼り付きを防止することができる。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。

１０・・・ワイパ装置、１２・・・ウインドシールド、１４・・・払拭面、１８・・・支持軸（支持部）、２２・・・ワイパブレード、２８・・・ワイパアーム、２８Ａ・・・先端部、２８Ｂ・・・基端部、３０・・・アームヘッド（固定部）、４０・・・リテーナ（可動部）、４６・・・ヒンジ軸、５０・・・駆動部、５２・・・アームアクチュエータ（アクチュエータ）、６８・・・圧縮コイルばね（付勢部）、７０・・・制御部、８０・・・ワイパ装置、８２・・・支持駆動アクチュエータ（アクチュエータ）

Claims (7)

1. 車両に設けられた支持部に基端部が支持されて往復移動されると共に、前記車両の被払拭面を往復払拭するためのワイパブレードが先端部に連結されるワイパアームと、
   前記ワイパアームの往復移動時に、前記ワイパブレードが前記被払拭面から受ける力に依存せずに前記ワイパアームの少なくとも前記先端部側を前記被払拭面の面直方向に沿って移動させる駆動部と、
   を備えたワイパ装置。
2. 前記ワイパブレードを前記被払拭面側へ付勢する付勢部を備えた請求項１に記載のワイパ装置。
3. 前記駆動部は、
   前記少なくとも先端部側を前記面直方向に沿って移動させるアクチュエータと、
   前記ワイパアームの前記往復移動時に、前記先端部と前記被払拭面との距離が一定に維持されるように前記アクチュエータの作動を制御する制御部と、
   を有している請求項１又は請求項２に記載のワイパ装置。
4. 前記アクチュエータは、前記支持部自体を前記車両に対して変位させる支持駆動アクチュエータである請求項３に記載のワイパ装置。
5. 前記ワイパアームは、
   前記支持部に固定される固定部と、
   前記先端部を含み、該先端部を前記固定部に対して前記ワイパアームの移動方向に沿ったヒンジ軸回りに回動可能に支持される可動部と、
   を有し、
   前記アクチュエータは、前記可動部を前記固定部に対して回動させるアームアクチュエータである請求項３に記載のワイパ装置。
6. 前記アームアクチュエータは、前記固定部に支持される請求項５に記載のワイパ装置。
7. 前記制御部は、前記車両に対する前記ワイパアームの位置を検出する測位センサ、前記先端部に加わる荷重を検出する荷重センサ、及び前記先端部と前記被払拭面との前記距離を検出する距離センサのうち少なくとも１つを有し、当該少なくとも１つの検出結果に基づいて前記アクチュエータの作動を制御する請求項３又は請求項３を引用する請求項４～請求項６の何れか１項に記載のワイパ装置。

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