JP6423666B2

JP6423666B2 - パンタグラフ式ワイパ装置

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Publication number: JP6423666B2
Application number: JP2014193374A
Authority: JP
Inventors: 伸敬中島
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2018-11-14
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: JP2016064697A

Description

本発明は、ワイパアームを２本備えたパンタグラフ式ワイパ装置に関し、特に、２本のワイパアームのうち、サブアームと呼ばれる従動側アーム端部の取付構造に関する。

自動車等に搭載される車両用ワイパ装置として、従来より、ワイパアームを１本備えた１本アーム形ワイパ装置や、ワイパアームを２本備えた２本アーム形ワイパ装置が知られている。後者の２本アーム形ワイパ装置は、パンタグラフ式ワイパ装置とも呼ばれており、メインシャフトに連結されるメインアームと、メインシャフト近傍に配置されたサブシャフトに連結されるサブアームとを備えた構成となっている。この場合、メインアームはメインシャフトとボルトにて締結され、サブアームはサブシャフト先端のジョイントボール部に圧入固定される。パンタグラフ式ワイパ装置は、１本アーム形ワイパ装置に比して、ワイパブレードを大きな払拭範囲で揺動運動させることが可能なため、例えば、バス等の比較的大きなウインドシールドガラスを有する車両に、左右対向する形で２つ配置される。また、軽自動車等、ウインドシールドガラスが比較的小さい車両に１つ設けられたりする形でも使用される。

図４は、従来のサブアーム取付部の構成を示す説明図である。図４に示すように、従来のパンタグラフ式ワイパ装置では、サブシャフト５０の先端部にジョイントボール部５１と円柱部５２が形成されている。一方、サブアーム５３側には、ジョイントボール部５１が嵌合固定される円筒形状のサブサポート５４が設けられている。サブサポート５４内には、ジョイントボール部５１がスナップフィットにて取り付けられる嵌合部５５が形成されており、嵌合部５５には係合爪５６が形成されている。サブアーム５３は、嵌合部５５内にジョイントボール部５１を圧入嵌合させることにより、サブシャフト５０に揺動可能な状態で取り付けられる。

特開2010-188832号公報特開2010-52538号公報実公昭63-49416号公報

しかしながら、ジョイントボールによる固定は、サブアーム５３がサブシャフト５０に締結固定されている構造ではないため、サブアーム５３の可動範囲が広く、アーム先端の変位が大きくなり、アームガタやオーバーランが増大するなどの問題があった。図４に示すように、従来のサブアーム取付部では、サブサポート５４の内壁部５７に円柱部５２が当接することにより、アームの回動（揺動）が規制される（回動規制部５８）。ところが、円柱部５２の外径が小さいため、当接部に応力が集中し、撓みが生じ易く、実際には想定以上に回動範囲が大きく余り効果的ではなかった。また、図４の構造では、回動規制部５８と嵌合部５５の係合爪５６が、ジョイントボール部５１の中心に対して反対側の位置に存在する。このため、回動規制部５８にて、円柱部５２と内壁部５７が干渉した時の反力が嵌合部５５に加わる。すると、ジョイントボール部５１と係合している係合爪５６がこの反力によって撓んでしまい、これも回動規制作用低下の一因となっていた。

本発明の目的は、サブサポートとサブシャフトとの間の回動規制を向上させ、サブアームの可動範囲を抑制し、もってアームガタやオーバーランの低減を図ることにある。

本発明のパンタグラフ式ワイパ装置は、電動モータによって駆動されるメインシャフトと、前記メインシャフトに一端側が固定されたメインアームと、前記メインシャフトの近傍に配置されたサブシャフトと、前記サブシャフトに一端側が固定され、前記メインアームに従動して作動するサブアームと、前記メインアーム及び前記サブアームの他端側に回動自在に取り付けられたワイパブレードと、を備えたパンタグラフ式ワイパ装置において、前記サブアームは、前記サブシャフトに圧入固定されるサブサポートを有し、前記サブシャフトは、前記サブサポート内に形成された嵌合部に圧入嵌合されるジョイントボール部と、前記サブサポート内に挿入され前記サブアームが前記サブシャフトに対し回動すると前記サブサポートの内壁に接触する当接部と、を有し、前記嵌合部は、内面が球面状に形成され前記ジョイントボール部と嵌合する係合爪を有し、該係合爪と前記当接部は、前記ジョイントボール部に対して軸方向の同じ側に配置され、前記当接部と前記サブサポートの内壁との当接により、前記サブアームの回動を規制する回動規制部が形成されてなることを特徴とする。

前記パンタグラフ式ワイパ装置において、前記当接部を、前記サブシャフトから径方向に向かって突設しても良い。

本発明にあっては、当接部とサブサポートの内壁によって回動規制部を形成することにより、サブアームの可動範囲を狭くでき、アームの変位やガタが小さく抑えられる。また、当接部をサブシャフトから径方向に向かって突設し、回動規制部の外径を大きくすることにより、サブシャフトとサブサポートが干渉したときにサブサポートに生じる応力が分散され、サブサポートの撓みが抑えられ、アームの変位やガタが小さく抑えられる。さらに、回動規制部と係合爪を、ジョイントボール部に対し軸方向の同じ側に配することにより、係合爪が撓みにくくなり、回動規制作用の低下が抑えられる。

本発明のパンタグラフ式ワイパ装置によれば、メインシャフトに一端側が固定されたメインアームと、サブシャフトに一端側が固定されたサブアームと、を備えたパンタグラフ式ワイパ装置にて、サブアームに設けられサブシャフトに圧入固定されるサブサポートの内壁とサブシャフトに設けられた当接部によって、サブアームの回動を規制する回動規制部を形成したので、従来のサブアーム取付構造に比して、サブアームの可動範囲を狭くすることができ、アームの変位やガタを小さく抑え、オーバーランを抑制することが可能となる。

本発明の一実施の形態であるワイパ装置の全体構成を示す説明図である。本発明の一実施の形態であるワイパ装置の全体構成を示す説明図である。図１のワイパ装置におけるサブアーム取付部の構成を示す説明図である。従来のサブアーム取付部の構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１,２は、本発明の一実施の形態であるワイパ装置の全体構成を示す説明図である。図１,２に示すように、ワイパ装置１は、メインアーム２とサブアーム３とを備えたパンタグラフ式の構成となっている。メインアーム２とサブアーム３の先端部にはアームサポート４が取り付けられており、アームサポート４のフック部４ａにはワイパブレード５が装着される。ワイパブレード５は、車両のウインドシールドガラス（図示せず）上に配置され、ガラス面上を揺動しつつ雨滴等の払拭を行う。

ワイパ装置１は、ワイパモータ（電動モータ）６によって駆動される。ワイパモータ６の回転は、リンク機構７を介してメインアーム２とサブアーム３に伝えられ、ワイパブレード５が揺動運動を行う。リンク機構７は、ワイパモータ６の出力軸８と、メインアーム２とサブアーム３が取り付けられるピボットホルダ９との間に配置されており、クランクアーム１１と、駆動ロッド１２及び駆動レバー１３とを備えている。クランクアーム１１の一端側は、ワイパモータ６の出力軸８に固定されている。クランクアーム１１の他端側は、ボールジョイント１４を介して、駆動ロッド１２の一端側に回動自在に取り付けられている。駆動ロッド１２の他端側は、ボールジョイント１５を介して、駆動レバー１３の一端側に回動自在に取り付けられている。駆動レバー１３の他端側には、メインアーム２が取り付けられるメインシャフト１６が立設されている。メインシャフト１６には、アルミダイキャスト製のピボットホルダ９が取り付けられている。

メインシャフト１６の上端にはメインアーム２が取り付けられる。メインアーム２は、メインシャフト１６に固定されるメインアームヘッド１７と、メインアームリテーナ１８及びメインアームピース１９とから構成されている。メインアームリテーナ１８は、メインアームヘッド１７の先端部に連結されている。メインアームピース１９は、金属製の棒状部材であり、基端部がメインアームリテーナ１８にて保持され、先端部はアームサポート４に取り付けられる。

ピボットホルダ９は、略円筒形状に形成されたホルダ筒部２１を備えており、ホルダ筒部２１内にはメインシャフト１６が回動自在に保持されている。ホルダ筒部２１には、径方向外側に突出するようにして、フレーム固定部２２が一体に設けられている。フレーム固定部２２には、中空パイプよりなるフレーム部材２３の一端側がカシメ固定される。フレーム部材２３はワイパモータ６のギヤケース２４に固定されると共に、その他端側は車体固定部２５となっており、ゴム製ブッシュ２６を介して車体側に固定される。また、ホルダ筒部２１のフレーム固定部２２とは反対側には、固定脚部２７が径方向外側に向かって突設されている。固定脚部２７は、ゴム製ブッシュ２８を介して車体側に固定される。

ホルダ筒部２１にはさらに、サブシャフトホルダ２９が径方向外側に向かって突設されている。サブシャフトホルダ２９には、サブアーム３が取り付けられるサブシャフト３１が設けられている。サブアーム３は、サブシャフト３１に固定されるサブアームヘッド３２と、サブアームリテーナ３３及びサブアームピース３４とから構成されている。サブアームリテーナ３３は、サブアームヘッド３２の先端部に連結されている。サブアームピース３４は、金属製の棒状部材であり、基端部がサブアームリテーナ３３にて保持され、先端部はアームサポート４に取り付けられる。

図３は、サブアーム３をサブシャフト３１に取り付ける部分（サブアーム取付部）の構成を示す説明図である。図３に示すように、サブシャフト３１には、球面状のジョイントボール部３５と、ジョイントボール部３５の先端側に形成された円柱部３６が設けられている。また、ジョイントボール部３５の下方には、径方向に延在する円板状のフランジ部（当接部）３７が設けられている。ジョイントボール部３５やフランジ部３７は、円柱部３６よりも大径に形成されている（例えば、円柱部３６：φ８ｍｍに対し、ジョイントボール部３５：φ１０ｍｍ、フランジ部３７：φ１４ｍｍ）これに対し、サブアーム３のサブアームヘッド３２側には、略円筒形状のサブサポート３８が設けられており、サブアーム３は、サブサポート３８にサブシャフト３１に差し込む形でサブシャフトホルダ２９上に取り付けられる。

サブサポート３８は、サブシャフトホルダ２９よりも大径に形成された円筒形状のカバー部３９と、カバー部３９の奥に形成されたシャフト挿入部４１を備えている。シャフト挿入部４１には、奥部に形成され円柱部３６が挿入される円孔部４２と、ジョイントボール部３５が嵌合固定される嵌合部４３が設けられている。嵌合部４３には、下方に向かって延びる係合爪４４が形成されている。嵌合部４３と係合爪４４の内周壁は球面状となっており、面一に形成されている。

サブアーム取付部では、シャフト挿入部４１内にサブシャフト３１の先端部を圧入することにより、サブアーム３がサブシャフト３１上に取り付けられる。その際、ジョイントボール部３５は、嵌合部４３にスナップフィットにて装着され、嵌合部４３と係合爪４４がジョイントボール部３５と揺動可能な状態で密着嵌合する。また、フランジ部３７は、カバー部３９内にわずかなクリアランスＣ（例えば、１ｍｍ以下）にて挿入された状態となる。

前述のように、従来のサブアーム取付構造では、サブサポート内壁部にシャフト先端の円柱部が当接することにより、アームの回動が規制される。このため、サブサポートに撓みが生じ易く、アーム先端の変位が大きく、アームガタやオーバーランが増大するなどの問題があった。これに対し、本発明によるサブアーム取付構造では、アームの回動は、円柱部３６と円孔部４２の当接ではなく、フランジ部３７とカバー部３９の内壁４５にて構成される回動規制部４６によって規制される。すなわち、サブアーム３がサブシャフト３１に対し回動すると、フランジ部３７がカバー部内壁４５に接触し、そこで回動が妨げられる。

回動規制部４６では、フランジ部３７がわずかなクリアランスでカバー部３９内に挿入されている。このため、サブアーム３の可動範囲は狭く、アームの変位やガタも小さく抑えられ、オーバーランも抑制される。例えば、φ１４ｍｍのフランジ部３７の外周に１ｍｍのクリアランスＣを設けた場合、ジョイントボール部３５の中心とフランジ部３７の上端との距離を６ｍｍとすると、サブアーム３の傾きは４°未満（３.８°程度）に抑えられる。また、回動規制部４６の外径が従来構造に比して大きいため（フランジ部３７の外径：円柱部５２の外径）、サブシャフト３１とサブサポート３８が干渉したときにサブサポート３８に生じる応力が分散される。従って、サブサポート３８の撓みが抑えられ、アームの変位やガタも小さく抑えられる。さらに、従来構造と異なり、回動規制部４６と係合爪４４が、ジョイントボール部３５中心に対し軸方向の同じ側にあるため、係合爪４４が撓みにくく、回動規制作用の低下が抑えられる。

加えて、サブシャフト３１にフランジ部３７が設けられているため、大径のシャフト挿入部４１内にサブシャフト３１を挿入する際、フランジ部３７がガイドとなり、サブシャフト３１の挿入作業性が改善される。また、フランジ部３７がわずかなクリアランスでカバー部３９内に挿入されているため、従来構造に比して、サブシャフト外径とサブサポート内径のクリアランスが小さくなり、ジョイント部への水の浸入が抑えられ、被水性能の改善が図られる。さらに、回動規制部４６では、フランジ部３７がサブシャフト３１に一体形成されているため、部品点数を増加させることなく、サブアーム３の可動範囲を縮小させることができる。

本発明は前記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、前述の実施形態では、回動規制部４６の当接部として、円板状のフランジ部３７を設けた構成を示したが、当接部の形状は、径方向に突設した凸部であれば、フランジ形状には限定されず、ブロック状の突起や、ピン、ねじ、ワッシャ等であっても良い。

また、前述の実施形態では、車両の前方側のウインドシールドガラスを払拭するワイパ装置１に本発明を適用した例を示したが、これに限らず、車両後方側に設けられるリヤウィンドガラスや、鉄道車両や航空機等のウィンドガラスを払拭するワイパ装置にも本発明は適用可能である。

１ワイパ装置
２メインアーム
３サブアーム
４アームサポート
４ａフック部
５ワイパブレード
６ワイパモータ
７リンク機構
８出力軸
９ピボットホルダ
１１クランクアーム
１２駆動ロッド
１３駆動レバー
１４ボールジョイント
１５ボールジョイント
１６メインシャフト
１７メインアームヘッド
１８メインアームリテーナ
１９メインアームピース
２１ホルダ筒部
２２フレーム固定部
２３フレーム部材
２４ギヤケース
２５車体固定部
２６ゴム製ブッシュ
２７固定脚部
２８ゴム製ブッシュ
２９サブシャフトホルダ
３１サブシャフト
３２サブアームヘッド
３３サブアームリテーナ
３４サブアームピース
３５ジョイントボール部
３６円柱部
３７フランジ部（当接部）
３８サブサポート
３９カバー部
４１シャフト挿入部
４２円孔部
４３嵌合部
４４係合爪
４５内壁
４６回動規制部
５０サブシャフト
５１ジョイントボール部
５２円柱部
５３サブアーム
５４サブサポート
５５嵌合部
５６係合爪
５７内壁部
５８回動規制部
Ｃクリアランス

Claims

電動モータによって駆動されるメインシャフトと、
前記メインシャフトに一端側が固定されたメインアームと、
前記メインシャフトの近傍に配置されたサブシャフトと、
前記サブシャフトに一端側が固定され、前記メインアームに従動して作動するサブアームと、
前記メインアーム及び前記サブアームの他端側に回動自在に取り付けられたワイパブレードと、を備えたパンタグラフ式ワイパ装置において、
前記サブアームは、前記サブシャフトに圧入固定されるサブサポートを有し、
前記サブシャフトは、前記サブサポート内に形成された嵌合部に圧入嵌合されるジョイントボール部と、前記サブサポート内に挿入され前記サブアームが前記サブシャフトに対し回動すると前記サブサポートの内壁に接触する当接部と、を有し、
前記嵌合部は、内面が球面状に形成され前記ジョイントボール部と嵌合する係合爪を有し、
該係合爪と前記当接部は、前記ジョイントボール部に対して軸方向の同じ側に配置され、
前記当接部と前記サブサポートの内壁との当接により、前記サブアームの回動を規制する回動規制部が形成されてなることを特徴とするパンタグラフ式ワイパ装置。
請求項１記載のパンタグラフ式ワイパ装置において、
前記当接部は、前記サブシャフトから径方向に向かって突設されてなることを特徴とするパンタグラフ式ワイパ装置。