JPS6365540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は運動伝達装置、一層詳しくは、自動車
などのウインドシールド・ワイパ機構およびその
ための伝動リンク機構に関する。 車輛ウインドシールド・ワイパ機構の代表的な
ものでは、乗り物の或る最適な位置に設けたギヤ
減速ユニツト及び電動機の回転出力クランクを大
きく隔たつた対のワイパアーム駆動軸と連結し、
これら駆動軸に担持されたワイパアームに同期し
た変換振れ運動を与える伝動リンク機構を使用し
ている。このようなリンク機構では、あらゆる点
に、非平行回転軸線上にある部品を連結するばか
りでなく、小さな不整合を吸収し、望ましくない
騒音、摩耗、機構の誤動作をなくす目的で平行軸
線上にあるかもしれない部品をも連結するボール
スタツド式の連結具あるいは継手を備えていると
よい。これらのボールスタツドは異なつた平面に
おいて伝動リンクまたはクランク部材間に限られ
た量の相対回転を許容する。しかしながら、単純
なピンジヨイントなどの連結具を用いずにボール
スタツドを用いると、かなりのコスト上昇を招
き、長い乗り物寿命にわたつて悪天候その他の作
動条件に耐えるように部品を適切に設計してある
場合に特にコスト上昇は顕著となる。ボールスタ
ツド、ソケツト部品に対して高価な材料を使つた
り、費用のかかる保護メツキを行なつたりするの
が、特に本出願人の知る限りでは、伝統的な処置
であつた。最近になつて、ボールスタツドに低コ
ストのメツキ無し材料を採用し、それと同時にそ
れのソケツトあるいはブツシングを重合材料で作
り、部品を保護するために扱いにくいシールを用
い、潤滑剤の損失を防いだり、ボールソケツトへ
の外部腐食性物質の侵入を防いだりすることが本
出願人以外のものによつて行なわれている。しか
しながら、これらの提案は明らかに不適切であ
り、使用条件が拡大されたときにはそれがはつき
りと証明されよう。 本発明によれば、ウインドシールド・ワイパ伝
動装置は、ボールジヨイントに低コスト材料を利
用し、長い寿命にわたつて有害な作動環境にさら
されないようにボールジヨイントを効果的にシー
ルする。この目的を実施するに際して、本発明者
らは、種々の連結形態およびワイパ機構内の種々
の位置で有用であり、部品が複数の異なつた平面
で意味のある相対回転を行なう、すなわち、上記
の自在運動をかなりの程度で行なう面倒な用途に
とつて有効で、耐久性があり、コストの点で特に
有利であるといえる組合わせを提供する。この装
置は、１つの伝動部材の孔にスナツプ嵌合し、連
結部すなわち内側ソケツト部内に入つている、重
合材料で作つた改良ボールスタツドソケツトブツ
シングを提供し、伝動継手ボールスタツドのヘツ
ドが他方の対応した伝動部材の平らな面に装着し
てあり、当該伝動装置に適した程度にこの連結部
内で自在運動が行なわれ、また、ブツシングがボ
ールスタツドのシヤンクを囲む吊下り密封スカー
ト部を包含し、このスカート部が他方の伝動部材
の平らな面に端部の環状リツプのところで密封係
合して、部品の実質的な自在運動が生じて密封ス
カートの実質的な撓みが生じても或る量の保護潤
滑剤をブツシング内に効果的に保持したり、ある
いは周囲からの異物の侵入を効果的に防ぐように
なつている。ブツシングの重合材料はブツシング
を低コストで形成、たとえば、成形加工により形
成できるように選定し、一体の連結ソケツト、ス
カート部がウインドシールド・ワイパの動作中に
加わる負荷の下でブツシングの連結部内で形状保
持性と強靭性の相容れない要件を満たすことがで
き、しかも、密封スカート部に実質的な弾力性を
与え、伝動部品間にすえ付けたときに或る形状に
弾力的なプレストレス状態に置き、ワイパ機構の
動作中に生じる可能性のある自在運動のときに密
封面との密封接触状態を維持しかつこの状態を機
構の寿命の間持続するようになつている。 これらおよび他の目的、特徴、利点は以下の説
明および図面から容易に明らかとなろう。 さて、特に第１図を参照して、この図はウイン
ドシールド１０とそれのためのウインドシール
ド・ワイパ装置とを包含する自動車の車体を示し
ている。このウインドシールド・ワイパ装置は大
きく隔たつた対のワイパブレード１２，１４を包
含し、これらのワイパブレードは停止位置とこの
停止位置から時計方向の或る選定したパターン限
界位置の間でウインドシールド上を周知要領で揺
動するようになつている。ワイパブレードの連続
的な周期の、すなわち揺動同調運動は、全体的に
１６で示す伝動機駆動ユニツト（代表的には直流
モータ）および減速ギヤ装置（speed reduction
gear）によつて駆動される適当な伝動リンク機
構によつて普通に行なわれる。減速ギヤ装置１８
は出力クランクアーム部材の低速高トルクの連続
一方向回転を与えるように設計してある。もちろ
ん、駆動ユニツト１６がそれ自体と伝動リンク機
構の両方に関して完全な設計自由度を与えるよう
に装着してあることが通常望ましいが、エンジン
室がこみあつていると、この自由度にも制限があ
り、したがつて、駆動ユニツト１６は第１図に示
すような位置に装着しなければならず、リンク機
構の或る部分は破線で示すような異なつた平面で
実質的な変位を吸収しなければならない。 ワイパ伝動装置が全体的に２０で示してある。
このワイパ伝動装置は、図示した特定のスタイル
では、ウインドシールド１０の下で乗り物の略横
方向に向いている第１のリンク組立体２２と、ワ
イパブレード１２のためのワイパ軸・ハウジング
組立体２４と、第２の横方向リンク２６と、ワイ
パブレード１４のための第２の軸・ハウジング組
立体２８とを包含する。 リンク２２は主リンク要素の端に調節自在に取
付けたアジヤスタ部材３０を包含する。このアジ
ヤスタ部材は、本発明によれば、その端に、クラ
ンク１８をリンク２２と作動連結するボールスタ
ツド連結部又は継手３２とリンク２２を組立体２
４に連結する別の連結部とを有する。クランクが
一方向に連続的に回転すると、車体に対して横方
向にリンクの周期的な、すなわち、前後方向の運
動を生じさせると共に、組立体２４への連結部の
まわりの略垂直方向横方向平面内での振れ運動を
与える。 第２図で最も良くわかるように、ワイパ軸・ハ
ウジング組立体２４は、普通のものと同様に、連
結アーム３４を包含し、この連結アームの両端の
中間はハウジング２４内に軸受支持された駆動軸
３６の下端に連結してあつて一緒に回転できるよ
うになつている。リンク２２によつて連結アーム
に与えられた振れ運動はウインドシールド上での
ワイパブレード１２の必要な振れ拭き取りパター
ンを与えると共に、第２の伝動リンク２６を経て
ワイパブレード１４に同様の調和した振れ運動を
与えることになる。したがつて、軸・ハウジング
組立体２８は、今述べた組立体２４と同様の形態
で、ワイパアーム１４を担持するハウジング組立
体の駆動軸に取付けたアーム３８を包含する。こ
れら２つのワイパ軸は略平行であつてもよいが、
乗り物組立時あるいは現場調節（field service
adjustments）で少々の不整合が生じる可能性は
ある。したがつて、もう一対のボールスタツド継
手３２がリンク２２，２６の隣接端を連結アーム
３４と作動連結している。別の同様のボールスタ
ツド継手３２がリンク２６の遠い方の端を軸・ハ
ウジング組立体２８のアーム３８と作動連結して
いる。種々の継手３２がボールスタツド・ソケツ
ト式に構成してあるので、種々の連結部分の間の
相対回転が上述のようなワイパ機構の作動中１つ
以上の平面で生じ得る。また、リンク部材２２，
２６が第２図で示すように終端部を有する打抜き
加工した薄板金で経済的に作り、連結部のあたり
での占有空間を最小限に抑える単一の平らな原料
厚さを与えることも好ましい。 本発明の目的によれば、各連結部３２に対して
ボールスタツド４０を備え、このボールスタツド
がソケツト式ブツシング部材４２内に回転自在に
入つている拡大球形継手部４１を有するボールス
タツド・ソケツト連結、すなわち、相互連結組合
わせを得ることができる。第２図の部分に例示し
たように、各連結部の組合わせが各リンク２２ま
たは２６の端部の平らな面を有し、この面はそれ
ぞれのクランク、すなわち、連結アーム１８また
は３４の同様の平らな面の上に載つている。前に
述べた理由のために、これらの面はウインドシー
ルド・ワイパ機構の動作中に図示の平行な関係を
必ずしも保たない。 以下の説明は図示の連結部３２のすべてについ
て適用できることは了解されたい。第５図を参照
して、ボールスタツド４０は、その球形連結部ヘ
ツド４１の下に段付き直径シヤンクを包含し、こ
のシヤンクは連結アーム３４の端の平らな上面４
６に着座する肩部４４を与える。ボールスタツド
は露出端をアツプセツトしてアーム３４の反対面
に係合させることによつてアーム３４の上面４６
に保持される。ボールスタツドヘツド部４１の球
心（「Ｃ」で示す）は、本発明に従つて、連結ア
ーム３４の端の面４６の上方所定の距離、すなわ
ち、高さ「ｈ」のところに位置するようになされ
ている。第４図を参照して、ブツシング４２は精
密成形にかつ上記の機能上の目的に適した重合材
料で一体に作つてある。前記ブツシングは全体的
に５０で示した吊下げ密封スカート部と一体に形
成した連結ヘツド部４８を包含する。連結ヘツド
部４８は球心「Ｃ」に形成した内側球形ソケツト
面を包含する。型内で形成したとき、前記球心は
スカート部５０の終端部、すなわち、リツプの上
方所定の距離、すなわち、高さ「ｄ」のところに
位置させられる。 第３図で最も良くわかるように、ブツシングの
連結ヘツド部４８は平面で見て略円形となつてお
り、外面に平らな区域５２を備え、また、ヘツド
の全周にわたつて同様の局部的に平らになつてい
るリブ５４を備えている。リブ５４の上方には、
５８で示すように同様な平らな対向区域を有する
連続溝５６が設けてある。一般的には、その結
果、ブツシング４２に幾分テーパの付いた、すな
わち、ピラミツド状の上方輪郭を与え、これはリ
ンク２２の端に形成した孔６０内に押込む（後述
する）のに適する。この孔は平らな区域５８に合
わせて略矩形となつており、ワイパ動作中にリン
ク内でブツシングが相対回転するのを防ぐ。 第４図を参照して、ブツシングの連結ヘツド部
の内部ソケツト面すなわち球面は空所６２と、こ
れと連通してスカート部５０の口、すなわち、内
孔に通じる一連の浅い潤滑剤溝６４とを備えてい
る。スカート部５０は一連の要素からなる。これ
らの要素は、全体的な形状としては、ワイパ伝動
部品の相対運動中の弾力性（elastic
yieldability）という機能上の目的を果し、同時
に面４６のところでこの相対運動中にしつかりと
接触状態に維持される広口の環状シールを与え
る。このシールはリツプ６６が行ない、このリツ
プは或る程度の高さを持ち、自己剛性を持つため
に厚さが大きくなつており、かつ丸い接触下面を
持つ要素として作ると好ましい。本実施例では、
リツプはブツシング軸線の側方に広がる薄肉の単
一截頭円錐形折曲がり要素６８によつてブツシン
グの連結ヘツド部と連結している。これらの材質
および壁厚の組合わせのとき、この単一の截頭円
錐形要素はリツプ６６を面４６としつかり接触さ
せながらスカートの可撓性あるいは弾性を与え
る。もちろん、上述のように機能する別の要素を
加えたり、要素の形状を変えたり、種々の変更を
行なつてもよい。 圧縮強さ、すなわち、堅牢性を与えると共に、
連結部に耐摩耗性を与え、しかもこの一体ブツシ
ングのスカート部に弾力性を与えるために、その
材質は、本発明に従つて、各部分を通じて変化す
るブツシングの壁厚輪郭と組合わせる。相容れな
い機能上の要件を満たすべく、硬質エラストマ
ー、すなわち、シヨアＡジユロメータの読みで約
80より大きい硬度を利用する。ブツシングは、そ
の連結ヘツド部が実質的な厚さを有し、一体の密
封スカートの壁のほんの一部が厚くなるように構
成する。或る実施例では、連結ヘツド部４８の壁
が要素６８の壁の厚さの10倍程度にし、環状リツ
プ６６の厚さが要素６８の約２倍となつている。
好ましい材料はポリウレタンである。この実施例
では、硬度はシヨアＤインジケータで約65であ
る。この実施例では、主としてポリエーテルベー
スと混合してウインドシールド・ワイパ用途に適
した耐水性、耐アルコール性を持たせた。しかし
ながら、この混合物にポリエステルベースを混合
して耐油性をも与えるのが好ましい。ウレタン材
料も鋼部品内にブツシングを自動的に組込むとき
に生じる可能性のある切断事故に対する抵抗を示
す。さらに、ウレタン材料は、ワイパ機構におけ
る種々の厳しい作動条件の下で連結ヘツド部や密
封スカート部に加わる圧縮負荷下でのクリープに
も耐える。以下に示す表は、American Society
For Testing Materials（ASTM）の定めた周知
の規準によつて定めた、上記実施例に適用した材
質仕様の詳細を示す。

【表】

【表】 ト

したがつて、連結ヘツド部において、ブツシン
グは伝動部品を負荷下での比較的意味のない相対
変位（ラツシユ）を持つて確実かつ堅牢に連結す
るように作用する。ブツシング連結ヘツド部はコ
ンプレツシヨン・セツト、過度の摩耗、あるいは
劣化なしに有効寿命を延ばす。さらに、上記の材
料を利用したとき、図示のピラミツド形ブツシン
グ輪郭をとつた場合、部品の組立てが容易にな
る。溝５６が孔６０にしまり嵌めする深さ、寸法
の場合、ブツシングのヘツドは、それにもかかわ
らず、リンク孔に容易に押込むことができ、か
つ、溝を所定位置にスナツプ嵌合させ得る程度に
圧縮することができる。さらに、厚肉連結ヘツド
においてこのような比較的限られた圧縮作用によ
り、部品の自動組立て時にブツシングソケツトに
ボールスタツドを同時に挿入することが可能とな
ることを発明者らは見出した。また、上記の厚肉
ブツシングヘツドは各連結部３２における有益な
衝撃吸収性を与えることもわかつた。伝動リンク
機構に生じる急激な運動逆転は幾分弾力的に伝え
られ、動作が滑らかになりかつ有効寿命が延び
る。 本発明の目的と合わせて、薄肉スカート部５０
は寿命シールとして作用する。連結部３２の自動
組立てその他の組立てにおいて、ブツシングソケ
ツト内での着座状態へのボールスタツド４０の挿
入は寸法「ｈ」、「ｄ」の所定の差を伴ない、その
結果、リツプ６６が面４６と係合すると、スカー
ト部５０は第５図に示す変形状態に弾力的にプレ
ストレス状態に置かれる。そこで、スカートの可
撓性要素６８はスカート部にう復元力すなわちバ
イアスを与え、リツプ６６をリンクの面４６にし
つかり押付ける。この弾力的な撓み、すなわち、
プレストレス状態は、連結部のいくつかの平面の
任意の平面での面４６とアーム３４の間で生じる
可能性のある同量の角度変位（第５図に角度θで
示す）に合わせて選定する。したがつて、ワイパ
作動中、公知の自在運動度は、実線のプレストレ
ス状態から破線で示す要素６８と同程度まで弾力
的に撓むことによつて密封スカート部５０で容易
に吸収される。密封リツプ６６と面４６の係合は
この撓み中こわされない。 各連結部３２は好ましくはブツシング４２の
種々の空所を通じて組立中に或る量の潤滑剤７０
で満たし、スカート部５０がこの潤滑剤を保持
し、継手の有効寿命を通じて異物の侵入を防ぐ。
要素６８の広がつた形状、すなわち、単一の截頭
円錐形は遭遇する角度変位を弾力的に容易に吸収
し、また、大径リツプ要素６６を画成しかつボー
ルスタツドのシヤンクまわりの内部体積を大きく
する。したがつて、好ましいことには潤滑剤の量
が大きくなるが、上述のようにこの一体密封スカ
ートは他のいろいろな形状でも等しく有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による伝動リンク機構を包含す
る自動車ウインドシールド・ワイパ機構の部分破
断断片斜視図である。第２図は第１図の２−２線
でとつた平面にほぼ沿つた拡大断面図である。第
３図は本発明の伝動装置の重合ブツシングの拡大
平面図である。第４図は第３図の４−４線でとつ
た平面にほぼ沿つた断面図である。第５図は第２
図の５−５線でとつた平面にほぼ沿つた拡大断面
図で、異なつた角度関係において部品を示す図で
ある。 〔主要部分の符号の説明〕、２２……第１伝動
部材、３４……第２伝動部材、４０……ボールス
タツド、６０……孔、４２……重合材ソケツトブ
ツシング、２０……乗り物ウインドシールド・ワ
イパ用振れ運動伝達装置、４６……平らな面、４
１……ボールヘツド、４８……ボール連結部、５
０……吊下り弾性環状スカート部、６６……環状
終端部リツプ、６８……撓み要素、ｃ……球心、
ｄ……ソケツトの球心とスカート部の環状終端部
との間の寸法、ｈ……ボールヘツドの所定距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 異なつた平面において互いに対して制限回転
   するようになつている第１、第２の伝動部材を包
   含する型の乗り物ウインドシールド・ワイパ用振
   れ運動伝達装置であつて、該伝動部材の一方にボ
   ールスタツドが取付けてあり、該ボールスタツド
   が前記伝動部材の他方に設けた孔内に装着した重
   合材ソケツトブツシング内に異なつた平面におい
   て相対回転できるように入つている乗り物ウイン
   ドシールド・ワイパ用振れ運動伝達装置におい
   て、前記ボールスタツドが前記一方の伝動部材の
   平らな面上に装着してあり、該ボールスタツドの
   ボールヘツドの球心が前記面上方所定距離のとこ
   ろに位置しており、前記ブツシングが硬質のエラ
   ストマー材料で作つてありかつボール連結部を包
   含し、該ボール連結部が前記他方の伝動部材の前
   記孔内に入つており、内側ボールソケツトを画成
   する厚い壁で形成してあり、前記ブツシングが、
   さらに、前記厚壁連結部と一体の吊下り弾性環状
   スカート部を包含し、該スカート部が前記厚壁連
   結部よりも実質的に薄い壁厚を有し、また、前記
   一方の伝動部材の前記面と係合する環状終端部リ
   ツプを有し、或る量の潤滑剤が前記ブツシング内
   に入つており、前記連結部のソケツトの球心と前
   記ブツシングの前記スカート部の環状終端部との
   間の寸法が、前記スカート部がストレス無しの状
   態のとき、前記面上方の前記ボールヘツドの前記
   所定距離よりも所定値だけ大きくなつており、前
   記ブツシング内に前記ボールスタツドをすえ付け
   たときに、前記スカート部は、そのリツプの前記
   面との係合下でプレストレス状態に置かれ、該リ
   ツプが複数の異なつた平面での前記伝動部材の前
   記相対回転中に潤滑剤シールとして弾力的に前記
   面に対して保持されるようになつていることを特
   徴とする乗り物ウインドシールド・ワイパ用振れ
   運動伝達装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の乗り物ウインド
   シールド・ワイパ用振れ運動伝達装置において、
   前記ボールスタツドがシヤンク付きボールスタツ
   ドであり、前記ブツシングが硬質ポリウレタンエ
   ラストマーで形成され、該ブツシングがさらに前
   記ボールスタツドのシヤンクを囲み、前記スカー
   ト部が前記ボールスタツドのシヤンクの側方に広
   がる少なくとも１つの撓み要素を有し、該撓み要
   素が前記環状終端部リツプと連結し、該終端部リ
   ツプが前記シヤンクから実質的に半径方向に隔た
   つてかつ前記一方の伝動部材の前記面と係合して
   おり、前記或る量の潤滑剤が前記シヤンク周りの
   前記スカート部内にかつ前記連結部内に入つてい
   ることを特徴とする乗り物ウインドシールド・ワ
   イパ用振れ運動伝達装置。