JP5865306B2

JP5865306B2 - ワイパ装置

Info

Publication number: JP5865306B2
Application number: JP2013158490A
Authority: JP
Inventors: 克行鈴木; 猛金井; 裕太郎高橋; 正秋木村; 高橋　勇樹; 勇樹高橋; 岡部　浩司; 浩司岡部; 佐々木　毅; 毅佐々木; 一匡佐々木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Mitsuba Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Mitsuba Corp
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: US20150033492A1; US9873406B2; JP2015027860A; CN104340176B; CN104340176A

Description

本発明は、車両に設けられるウィンドシールドを払拭するワイパを動作させるワイパ装置に関する。

従来、車両のウィンドシールを払拭して、視界を確保するためにワイパ装置が設けられており、そのワイパ装置の一例が、特許文献１〜４に記載されている。特許文献１に記載されたワイパ装置は、いわゆるデュアル型と呼ばれる構造であり、このワイパ装置は２本のワイパを駆動するワイパモータが別個に設けられている。各ワイパモータの動力は、減速機構、リンク機構を経由してピボット軸に伝達される。ピボット軸にワイパが取り付けられている。また、減速機構を収容するケーシングが設けられており、そのケーシングに３個のブラケットが設けられている。そして、ブラケットは、３本のボルトにより車体に固定される。

特許文献２に記載されたワイパ装置はデュアル型であり、このワイパ装置は２本のワイパを駆動するワイパモータが別個に設けられている。各ワイパモータの動力は、減速機構、リンク機構を経由してピボット軸に伝達される。ピボット軸にワイパが取り付けられている。また、減速機構及びリンク機構を収容するケーシングが設けられており、そのケーシングは、１個の固定脚及び２本のボルトにより車体に固定される。

特許文献３，４に記載されたワイパ装置はデュアルダイレクト型であり、このワイパ装置は２本のワイパを駆動するワイパモータが別個に設けられている。各ワイパモータの動力は、減速機構を構成するウォームホイールの出力軸に伝達される。出力軸にワイパが取り付けられている。また、減速機構を収容するケーシングが設けられており、そのケーシングは、３本のボルトにより車体に固定される。

特開２００９−１４３４９３号公報特開２００９−１６６６８２号公報仏国特許出願公開第２９６５２３２号明細書欧州特許出願公開第１９１１６４０号明細書

しかしながら、上述の特許文献１〜３に記載されたワイパ装置は、ケーシングを３個の固定要素を用いて車体に固定する構造であり、部品点数が多いという問題があった。

本発明の目的は、車体に固定するための部品点数を削減することが可能なワイパ装置を提供することにある。

本発明は、車両のウィンドシールドを払拭するワイパを揺動するワイパ装置であって、前記ワイパに伝達する動力をアマチュアから出力する電動モータと、前記アマチュアの動力で回転する回転体と、前記回転体を回転自在に収容するケーシングと、前記ケーシングの内部に前記回転体と一体回転するように設けられ、かつ、一端部が前記ケーシングの外部に露出されて前記ワイパに連結される出力軸と、前記ケーシングに一体成形され、かつ、車体に固定されている第１固定部及び第２固定部と、を備え、前記ケーシングは、前記第１固定部及び前記第２固定部の２箇所のみで前記車体に固定され、前記第１固定部及び前記第２固定部の外縁形状は同一であり、前記第１固定部及び前記第２固定部のうち、一方は前記車体に設けられた取り付け孔に挿入され、他方はグロメットを介してねじ部材により前記車体に固定され、前記第１固定部及び前記第２固定部は、前記ケーシングの側面視で前記出力軸に対して直角に延ばされている。

本発明は、車両のウィンドシールドを払拭するワイパを揺動する駆動機構と、前記駆動機構を収容し、かつ、車体に固定されるケーシングと、を有するワイパ装置であって、前記ケーシングに設けられ、かつ、前記車体に固定される第１固定部と、前記ケーシングに設けられ、かつ、前記車体の前後方向で前記第１固定部とは異なる位置で前記車体に固定される第２固定部と、を有し、前記ケーシングは、前記第１固定部及び前記第２固定部の２箇所のみで前記車体に固定され、前記第１固定部の外縁形状と前記第２固定部の外縁形状とが同じであり、前記第１固定部は、前記車体にねじ部材を用いて固定され、前記第２固定部は、前記車体に設けた取り付け孔に挿入されて固定される。

本発明は、前記駆動機構は、前記ワイパを揺動自在に支持する出力軸を有し、前記出力軸は、前記車体の前後方向で前記第１固定部と前記第２固定部との間に配置されている。

本発明は、前記第１固定部と前記車体との間、または、前記第２固定部と前記車体との間のうち、少なくとも一方に弾性部材が介在されている。

本発明によれば、ワイパ装置を車体に固定する部品点数を低減できる。

本発明のワイパ装置を有する車両の概念図である。図１のワイパ装置の平面図である。図１のワイパ装置の側面図である。図１のワイパ装置の他の構造例を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示す車両１０は、フロントガラス１１を払拭する２組のワイパ装置４０Ａ，４０Ｂを有する。車両１０を前方から見て左側にワイパ装置４０Ａが配置され、右側にワイパ装置４０Ｂが配置されている。ワイパ装置４０Ａ及びワイパ装置４０Ｂは、車両１０を前方から見て左右対称の構造であるため、以下の説明では、一方のワイパ装置４０Ａについて説明する。

ワイパ装置４０Ａは、ワイパ１２及び駆動機構１３を有する。ワイパ１２は、ワイパアーム１４と、ワイパアーム１４に取り付けられたワイパブレード２４とを有する。また、駆動機構１３は、図２のように、電動モータ１６及び減速機構２９を有する。電動モータ１６は、ヨーク１５と、ヨーク１５の内周面に固定した永久磁石３０と、ヨーク１５の内部に回転可能に設けたアマチュア３１とを有する。アマチュア３１は、アマチュア軸１９と、アマチュア軸１９に取り付けたコイルとを有する。アマチュア軸１９には、コイルに接続されたコミュテータが設けられている。

また、ヨーク１５の内部には、コイルに電力を供給するブラシが設けられている。電動モータ１６は、コイルへの通電の向きを切り換えることにより、アマチュア３１を正逆回転させることができる。アマチュア３１の回転中心となる中心線Ａ１は、車両１０の左右方向、つまり、幅方向に沿って配置されている。つまり、駆動機構１３は、アマチュア軸１９の軸方向が、車両１０の左右方向、つまり、幅方向に沿うよう配置されている。

ヨーク１５はギヤケース１７に固定されており、ギヤケース１７の開口部はカバー３３により覆われている。ギヤケース１７は、金属材料、樹脂材料等により一体成形されている。アマチュア軸１９の外周にはウォーム２０が形成されている。アマチュア軸１９のうち、ウォーム２０が形成された部位はギヤケース１７の内部に配置されている。また、ギヤケース１７の内部にウォームホイール１８が回転自在に設けられており、ウォームホイール１８の外周にはギヤ２１が形成されている。ギヤ２１とウォーム２０とが噛み合っており、ギヤ２１及びウォーム２０により減速機構２９が形成されている。すなわち、減速機構２９は、ギヤケース１７の内部に収容されている。

ウォームホイール１８と同軸の出力軸２２が設けられており、電動モータ１６の動力がウォームホイール１８に伝達されると、ウォームホイール１８及び出力軸２２が一体回転する。出力軸２２の一端部はギヤケース１７の外部に露出されている。

フロントガラス１１の前側には、金属製または樹脂製のカウルカバー２３が設けられている。カウルカバー２３は車両１０の幅方向に、フロントガラス１１の縁に沿って配置されている。駆動機構１３は、カウルカバー２３の下方に設けられており、出力軸２２の先端はカウルカバー２３の上方に配置されている。なお、上方とは車両１０の外側方向を表し、下方とは車両１０の内側方向を表す。

出力軸２２のうち、カウルカバー２３の上方に配置された部位にワイパアーム１４が連結されている。ワイパアーム１４は出力軸２２に直接連結されており、リンク機構は設けられていない。このため、ワイパ１２は出力軸２２を中心として予め定められた範囲内で揺動、つまり、往復動作可能である。すなわち、出力軸２２はピボット軸としての役割を果たし、出力軸２２はワイパ１２を揺動自在に支持している。ワイパ１２が往復動作すると、ワイパブレード２４が、フロントガラス１１の払拭面、つまり表面を払拭する。

制御基板２５は、ギヤケース１７とカバー３３とにより囲まれた空間に設けられている。具体的に説明すると、制御基板２５は、ウォームホイール１８とカバー３３との間に設けられている。この制御基板２５にコントローラが設けられている。制御基板２５は、インバータ回路、ＰＷＭ制御回路、電流検出回路、記憶回路等を有する。また、制御基板２５には、アマチュア軸１９の回転角度、回転数等を検知するセンサ３４が設けられており、センサ３４の出力信号はコントローラに入力される。センサ３４は、公知のホールＩＣ等を含む。

なお、ワイパ装置４０Ｂは、ワイパ装置４０Ａと同様に構成されており、また、ワイパ装置４０Ｂを駆動する制御系統は、ワイパ装置４０Ａを駆動する制御系統と同様に構成されている。したがって、ワイパ装置４０Ａ，４０Ｂを別々に駆動することができる。このように、ワイパ装置４０Ａ，４０Ｂは、いわゆるデュアルダイレクト型と呼ばれる構造である。

次に、ワイパ装置４０Ａ，４０Ｂを車体３７に取り付ける構造を説明する。なお、ワイパ装置４０Ａ，４０Ｂは、車両１０を前方から見て左右対称形状であるため、便宜上、ワイパ装置４０Ａの取り付け構造を例として説明する。ギヤケース１７には、一対のマウント部３５，３６が設けられている。一方のマウント部３５は、ギヤケース１７における車体３７の後方側の端部から、後方に向けて延ばされている。他方のマウント部３６は、ギヤケース１７における車体３７の前方側の端部から、前方に向けて延ばされている。ギヤケース１７を平面視する図２において、車体３７の前後方向で２つのマウント部３５，３６の間に出力軸２２が配置されている。

２つのマウント部３５，３６には取付け孔３５ａ，３６ａがそれぞれ設けられている。取付け孔３５ａは、出力軸２２の中心線Ｂ１に沿った方向にマウント部３５を貫通し、取付け孔３６ａは、中心線Ｂ１に沿った方向にマウント部３６を貫通している。ギヤケース１７を平面視すると、２つの取付け孔３５ａ，３６ａの中心と、出力軸２２の中心とが同一の直線上に配置されている。直線は車体３７の前後方向に沿って配置されている。つまり、取付け孔３５ａ，３６ａは車体３７の前後方向で異なる位置に配置されている。

また、図２のようにギヤケース１７を平面視すると、２つのマウント部３５，３６の外縁形状は、出力軸２２の両側で略前後対称となる形状である。さらに、２つの取付け孔３５ａ，３６ａの孔形状は、略対称となる形状である。また、図３のようにギヤケース１７を側面視すると、２つのマウント部３５，３６は、出力軸２２の両側で略左右対称となる形状である。

マウント部３５にはマウントラバー３８が被せられている。マウントラバー３８には凹部３９が形成されており、マウント部３５が凹部３９に差し込まれている。マウントラバー３８には凹部３９の開口端を取り囲むフランジ４１が形成されている。一方、車体３７を構成するパネルにブラケット４２が設けられており、ブラケット４２に支持孔４３が設けられている。支持孔４３の側面形状、平面形状は四角形である。マウントラバー３８及びマウント部３５は、支持孔４３に挿入されている。フランジ４１がブラケット４２に接触して、マウントラバー３８は車体３７の前後方向でブラケット４２に対して位置決めされている。

また、マウント部３６にはグロメット４４が取り付けられている。グロメット４４は、ゴム状弾性体により一体成形されており、グロメット４４の一部がマウント部３６に形成される取り付け孔３６ａに配置されて、グロメット４４がマウント部３６に固定されている。ギヤケース１７を平面視すると、グロメット４４は外周形状が円形であり、グロメット４４の中心に円形の軸孔４５が設けられている。軸孔４５にボルト４６の軸部４７が挿入されている。車体３７を構成するパネルにブラケット４８が設けられており、ボルト４６を締め付けてマウント部３６が車体３７に固定されている。ボルト４６の軸部４７がねじ込まれるナット４９は、ブラケット４８に溶接固定されていてもよいし、ブラケット４８に固定されていなくてもよい。なお、マウント部３６にグロメット４４を取り付けずに、マウント部３６をブラケット４８に直接固定するようにしてもよい。

ワイパ装置４０Ａを側面視する図３において、出力軸２２の中心線Ｂ１と、マウント部３５の中心線Ｃ１との成す角度は略直角であり、出力軸２２の中心線Ｂ１と、マウント部３６の中心線Ｃ２との成す角度は略直角である。なお、図３では中心線Ｃ１と中心線Ｃ２とが一直線上に位置している例が示されている。また、図３では、便宜上、中心線Ｂ１が、図示しない鉛直線と平行に配置されているが、ワイパ装置４０Ａは、実用上、中心線Ｂ１が鉛直線と交差する状態で、車体３７に取り付けられる。

また、マウント部３５の位置と、マウント部３６の位置とが、中心線Ｂ１方向において一致している。つまり、中心線Ｃ１と中心線Ｃ２とが一直線上に位置し、中心線Ｃ１と中心線Ｃ２とが水平となる状態において、ギヤケース１７に対し、マウント部３５とマウント部３６との中心線Ｂ１方向の高さが略同じ高さとなるように位置している。上記中心線Ｂ１方向は、出力軸２２の軸方向である。

上記のように、ワイパ装置４０Ａは、マウント部３６がボルト４６及びナット４９により車体３７に固定されている。また、マウント部３５及びマウントラバー３８が、共にブラケット４２の支持孔４３に挿入されて、マウント部３５が車体３７に固定されている。このため、図２のようにワイパ装置４０Ａを平面視した場合に、ワイパ装置４０Ａが水平方向に移動することを防止できる。また、図３のようにワイパ装置４０Ａを側面視した場合に、ワイパ装置４０Ａが車体３７の上下方向、及び車体３７の前後方向に移動することを防止できる。

また、ワイパ装置４０Ａは、２つのマウント部３５，３６を介して車体３７に取り付けられる構造であるため、ワイパ装置４０Ａを車体３７に固定するための部品点数を低減できる。また、２つのマウント部３５，３６という合計２箇所を、車体３７に取り付ける作業で、ワイパ装置４０Ａを車体３７に固定でき、作業者の作業性を向上できる。さらに、ワイパ装置４０Ａは、２つのマウント部３５，３６を介して車体３７に取り付けられる。したがって、ワイパ装置４０Ａと周辺部品との干渉を回避できる。また、車体３７におけるワイパ装置４０Ａの配置レイアウトの自由度を向上することができ、車体３７のスペースを有効活用できる。

さらに、グロメット４４をマウント部３５に取り付け、マウントラバー３８をマウント部３６に取り付けると、ワイパ装置４０Ａを右側に配置されているワイパ装置４０Ｂとして用い、かつ、車体３７に固定することができる。つまり、ワイパ装置４０Ａおよびワイパ装置４０Ｂは、左右で共用化することができ、ギヤケース１７を成形する金型の製造費用、部品管理費等が増加せず、ワイパ装置４０Ａ，４０Ｂの製造コストを低減することができる。また、ブラケット４２とマウント部３５との間にマウントラバー３８が介在され、ブラケット４８とマウント部３６との間にグロメット４４が介在されている。このため、電動モータ１６の作動で生じる振動をマウントラバー３８、グロメット４４の減衰性能により減衰することができ、電動モータ１６の作動音を低減できる。

さらに、ワイパ装置４０Ａは、出力軸２２がピボット軸としての機能を有し、出力軸２２とワイパアーム１４とを連結するリンク機構が設けられていない。したがって、ワイパ装置４０Ａの部品点数を低減でき、かつ、ワイパ装置４０Ａの軽量化を図ることができる。なお、ワイパ装置４０Ｂにおいても、ワイパ装置４０Ａと同様の効果を得られる。

次に、ワイパ装置４０Ａ，４０Ｂの動作及び制御を説明する。ワイパ１２は、ワイパスイッチがオフされていると、ワイパ１２は予め定められた初期位置で停止している。ワイパ１２が初期位置で停止していると、ワイパブレード２４はカウルカバー２３の上面に接触している。

これに対して、ワイパスイッチがオン操作されて電源の電力が電動モータ１６に供給されるとともに、電動モータ１６のコイルに対する電流の向きが切り替えられて、アマチュア軸１９が所定の回転角度の範囲内で正逆回転する。アマチュア軸１９のトルクは、ウォームホイール１８を経由して出力軸２２に伝達される。ウォーム２０及びギヤ２１は、アマチュア軸１９のトルクを出力軸２２に伝達する際に、アマチュア軸１９の回転速度に対してウォームホイール１８の回転速度を減速させる減速機構として機能する。

ウォームホイール１８が正逆回転すると、出力軸２２のトルクがワイパ１２に伝達されて、ワイパ１２が予め定められた下反転位置と上反転位置との間で揺動し、ワイパブレード２４によりフロントガラス１１が払拭される。

ギヤケース１７の他の構造例を、図４に基づいて説明する。図４に示されたギヤケース１７を側面視すると、中心線Ｂ１と中心線Ｃ１との成すワイパ１２側の角度が、９０度未満であり、中心線Ｂ１と中心線Ｃ２との成すワイパ１２側の角度が、９０度未満である。図４において、ワイパ装置４０Ａの他の構成は、図２、図３に示すワイパ装置４０Ａと同様である。図４のワイパ装置４０Ａは、マウントラバー３８をマウント部３６に取り付け、グロメット４４をマウント部３５に取り付け、マウント部３５をボルトにより車体３７に固定すれば、ワイパ装置４０Ｂとして用いることができる。図４に示す構造のワイパ装置４０Ａを図１に示すワイパ装置としても用いると、図２に示すワイパ装置４０Ａと同様の効果を得ることができる。

さらに、中心線Ｂ１と中心線Ｃ１との成す角度と、中心線Ｂ１と中心線Ｃ２との成す角度とは、共に９０度以上であってもよい。さらに、中心線Ｂ１と中心線Ｃ１との成す角度、または、中心線Ｂ１と中心線Ｃ２との成す角度のうち、片方の角度が９０度未満であり、他方の角度が９０度以上であってもよい。また、マウント部３５の位置と、マウント部３６の位置とが、中心線Ｂ１方向において一致している。つまり、ギヤケース１７に対し、中心線Ｂ１方向におけるマウント部３５の高さと、中心線Ｂ１方向におけるマウント部３６との高さが略同じである。

上記のフロントガラス１１が、本発明のウィンドシールドに相当し、ギヤケース１７が、本発明のケーシングに相当し、マウント部３６が、本発明の第１固定部に相当し、ボルト４６が、本発明のねじ部材に相当し、マウント部３５が、本発明の第２固定部に相当し、支持孔４３が、本発明の取り付け孔に相当し、マウントラバー３８及びグロメット４４が、本発明の弾性部材に相当し、ウォームホイール１８が、本発明の回転体に相当する。

本発明は前記実施の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。本発明の駆動装置は、２つのマウント部のうち、前方に位置するマウント部を差し込み構造で車体に固定し、後方に位置するマウント部を、ボルトにより締め付け固定する構造を含む。また、ワイパ装置を平面視すると、２つの取付け孔の中心、及び出力軸の中心を通る直線は、車両の前後方向に対して交差していてもよい。つまり、駆動機構のアマチュア軸の軸方向が、車両の幅方向と交差して配置されていてもよい。さらに、ブラケットに設けられる支持孔の側面形状、平面形状は、上記した四角形に限定されない。

さらに、本発明の駆動機構１３は、ケーシングの内部に減速機構２９を備え、ウォーム２０に噛合うギヤ２１に出力軸２２が直接設けられている構造に限定されず、ケーシングの内部にリンク機構を用いた減速機構を備えるものを含む。さらに、ワイパを駆動する電動モータは、ブラシ付きまたはブラシ無しのいずれでもよい。さらに、ワイパにより払拭されるウィンドシールドは、フロントガラスの他、リヤガラスを含む。さらにまた、本発明における固定部は、マウント部の他、凸部を含む。

１０車両
１１フロントガラス
１２ワイパ
１３駆動機構
１４ワイパアーム
１５ヨーク
１６電動モータ
１７ギヤケース
１８ウォームホイール
１９アマチュア軸
２０ウォーム
２１ギヤ
２２出力軸
２３カウルカバー
２４ワイパブレード
２５制御基板
２９減速機構
３０永久磁石
３１アマチュア
３３カバー
３４センサ
３５，３６マウント部
３５ａ，３６ａ孔
３７車体
３８マウントラバー
３９凹部
４０Ａ，４０Ｂワイパ装置
４１フランジ
４２，４８ブラケット
４３支持孔
４４グロメット
４５軸孔
４６ボルト
４７軸部
４９ナット
Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｃ２中心線

Claims

車両のウィンドシールドを払拭するワイパを揺動するワイパ装置であって、
前記ワイパに伝達する動力をアマチュアから出力する電動モータと、
前記アマチュアの動力で回転する回転体と、
前記回転体を回転自在に収容するケーシングと、
前記ケーシングの内部に前記回転体と一体回転するように設けられ、かつ、一端部が前記ケーシングの外部に露出されて前記ワイパに連結される出力軸と、
前記ケーシングに一体成形され、かつ、車体に固定されている第１固定部及び第２固定部と、
を備え、
前記ケーシングは、前記第１固定部及び前記第２固定部の２箇所のみで前記車体に固定され、
前記第１固定部及び前記第２固定部の外縁形状は同一であり、
前記第１固定部及び前記第２固定部のうち、一方は前記車体に設けられた取り付け孔に挿入され、他方はグロメットを介してねじ部材により前記車体に固定され、
前記第１固定部及び前記第２固定部は、前記ケーシングの側面視で前記出力軸に対して直角に延ばされている、ワイパ装置。
車両のウィンドシールドを払拭するワイパを揺動する駆動機構と、前記駆動機構を収容し、かつ、車体に固定されるケーシングと、を有するワイパ装置であって、
前記ケーシングに設けられ、かつ、前記車体に固定される第１固定部と、
前記ケーシングに設けられ、かつ、前記車体の前後方向で前記第１固定部とは異なる位置で前記車体に固定される第２固定部と、を有し、
前記ケーシングは、前記第１固定部及び前記第２固定部の２箇所のみで前記車体に固定され、
前記第１固定部の外縁形状と前記第２固定部の外縁形状とが同じであり、
前記第１固定部は、前記車体にねじ部材を用いて固定され、
前記第２固定部は、前記車体に設けた取り付け孔に挿入されて固定される、ワイパ装置。
請求項２に記載のワイパ装置において、
前記駆動機構は、前記ワイパを揺動自在に支持する出力軸を有し、
前記出力軸は、前記車体の前後方向で前記第１固定部と前記第２固定部との間に配置されている、ワイパ装置。
請求項２または３に記載のワイパ装置において、
前記第１固定部と前記車体との間、または、前記第２固定部と前記車体との間のうち、少なくとも一方に弾性部材が介在されている、ワイパ装置。