JP6722800B1 - ワイパーアーム - Google Patents

Abstract

【課題】 アームヘッドに対して回動可能に連結されたアーム本体を備えたワイパーアームにおいて、払拭作業中にアーム本体に保持されたワイパーブレードに付与される押し付け力を一定に保持し得るワイパーアームを提供する。【解決手段】 ワイパーアーム１において、アームヘッド２に備えたアクチュエータ１５の出力が、リンク部材４を介してアーム本体３に作用するようにした。リンク部材４は、アームヘッド２に回動可能に連結されたヘッド側部材３１と、ヘッド側部材３１に回動可能に連結されたアーム本体側部材３２を備える。アーム本体側部材３２は、基端側壁部３２Ａと先端側壁部３２Ｃを備えたＬ字型断面の部材であり、アクチュエータ１５の伸縮ロッド１６は、先端側壁部３２Ｃに当接して付勢する。アーム本体側部材３２には、アーム本体側部材３２をアーム本体３に対して回動させるように付勢するトーションスプリング３５が設けられる。【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用のワイパー装置に備えられるワイパーアームに関する。

自動車等の車両に用いられるワイパー装置は、一般に、車両のガラス面等の被払拭面を払拭するワイパーブレードと、ワイパーブレードを保持するワイパーアームと、ワイパーアームを駆動する駆動手段（駆動モータ）とから構成される。ワイパーアームは、駆動手段に対して連係されるアームヘッドと、アームヘッドに対して回動可能に連結されたアーム本体とを備え、アーム本体でワイパーブレードを保持するようになっている。このようなワイパーアームにおいては、一般に、アームヘッドとアーム本体の間に介装されたスプリングが備えられ、このスプリングがアームヘッドに対するアーム本体の回動に付勢力を付与するようになっている。

このような構成により、ワイパー装置による払拭作業時には、アーム本体は、アームヘッドから真っ直ぐ延び出す払拭位置に配置され、スプリングは、アーム本体を被払拭面に向かう方向に付勢することにより、アーム本体に保持されたワイパーアームを被払拭面に押し付ける押し付け力（アーム圧）を発生させる。一方、ワイパー装置のメンテナンス時には、アーム本体はアームヘッドに対して起立した起立位置に配置されるが、この場合、スプリングの作用方向が切り換わることにより、スプリングは、アーム本体を被払拭面と反対方向に付勢する。これにより、アーム本体３が起立位置に保持されるようになっている（いわゆるロックバック状態）。

特開２００８−３０６０１号公報 特開２０１３−４９３３６号公報

ところで、このようなワイパー装置による払拭作業においては、ワイパーアームが駆動手段により駆動されることにより、ワイパーアームに保持されたワイパーブレードが被払拭面上で移動する。この場合、払拭面の形状は各所で異なっており、ワイパーブレードによる払拭位置における払拭面の形状が変動するので、この変動に応じてワイパーブレードを保持するワイパー本体が上下に揺動し、アームヘッドに対するアーム本体の回動角度が変動する。このように、アームヘッドに対するアーム本体の回動角度が変動すると、スプリングがアーム本体に付与するバネ力が変動するので、結果として押し付け力が変動してしまう。この結果、ワイパーブレードによる払拭に、むらが生じてしまうことがあった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、アームヘッドに対して回動可能に連結されたアーム本体を備えたワイパーアームにおいて、払拭作業中にアーム本体に保持されたワイパーブレードに付与される押し付け力を一定に保持し得るワイパーアームを提供することを目的とする。

本発明は、アームヘッドと、前記アームヘッドに対して回動可能に連結されたアーム本体とを備え、前記アーム本体が、前記アームヘッドに対して回動することにより、前記アームヘッドから真っ直ぐ延び出した払拭位置と、前記アームヘッドに対して起立した起立位置とに配置され得るようになっているワイパーアームにおいて、前記アーム本体を前記払拭位置から前記起立位置に向かう回動方向に付勢するスプリングと、前記スプリングの付勢力に抗して前記アーム本体を前記起立位置から前記払拭位置に向かう回動方向に付勢するアクチュエータとを備えた。

前記アームヘッドと前記アーム本体の間に設けられたリンク部材を備え、前記リンク部材は、前記アームヘッドに対して回動可能に連結されたヘッド側部材と、前記アーム本体に対して回動可能に連結されたアーム本体側部材とを備え、前記ヘッド側部材と前記アーム本体側部材は互いに回動可能に連結されており、前記アクチュエータは、前記アーム本体側部材を付勢可能になっており、前記スプリングは、前記アーム本体側部材を前記アーム本体に対して回動させるように付勢していてもよい。

前記アーム本体側部材は、前記ヘッド側部材に連結された基端側部分と、前記基端側部分から垂直方向に延び出す先端側部分とを備えており、前記アクチュエータは、前記先端側部分を押圧する伸縮ロッドを備えていてもよい。

前記スプリングは、前記アーム本体側部材に組み付けられたトーションスプリングであってもよい。

前記アーム本体が前記起立位置にあるとき、前記アーム本体側部材と当接することにより、前記アーム本体の前記起立位置を超えての回動を規制するストッパ部材を備えていてもよい。

前記アクチュエータによる付勢力は、前記アーム本体が前記払拭位置付近で回動したときに、前記アーム本体に支持されたワイパーブレードが被払拭面に押し付けられる押し付け力が一定に保たれるように制御されるようにしてもよい。

本発明によれば、ワイパーアーム（例えばワイパーアーム１）において、アーム本体（例えばアーム本体３）を払拭位置から起立位置に向かう回動方向に付勢するスプリング（例えばトーションスプリング３５）と、スプリングの付勢力に抗してアーム本体を起立位置から払拭位置に向かう回動方向に付勢するアクチュエータ（例えばアクチュエータ１５）とを備えたので、アクチュエータの出力を制御することにより、アーム本体に保持されたワイパーブレードを被払拭面に押し付ける押し付け力を、適切な値に容易かつ正確に設定することができる。

アクチュエータの出力がリンク部材（例えばリンク部材４）を介してアーム本体に伝達されるようにすれば、アクチュエータの出力の作用方向を、押し付け力の作用方向に適切に変換することができる。したがって、アクチュエータの配置や態様等の設計の自由度が高められる。

リンク部材に、アームヘッドに対して回動可能に連結されたヘッド側部材（例えばヘッド側部材３１）と、ヘッド側部材とアーム本体に対して回動可能に連結されたアーム本体側部材（アーム本体側部材３２）とを備え、スプリングが、アーム本体側部材をアーム本体に対して回動させるように付勢するとともに、アーム本体側部材に、ヘッド側部材に連結された基端側部分（例えば基端側壁部３２Ａ）と、基端側部分から垂直方向に延び出す先端側部分（例えば先端側壁部３２Ｃ）とを備え、アクチュエータに、先端側部分を押圧する伸縮ロッド（例えば伸縮ロッド１６）を備えるようにすれば、伸縮ロッドの伸縮方向（例えば、払拭位置にあるアーム本体の長手方向）を向く突き出し力を、押し付け力の方向（例えば、払拭位置にあるアーム本体の長手方向に略直交する方向）に適切に変換することができる。したがって、アクチュエータの伸縮ロッドが伸縮していく方向に、十分な空間的余裕を設けることができるので、アクチュエータの伸縮ロッドに十分な伸縮量を持たせることができる。

スプリングを、アーム本体側部材に組み付けられたトーションスプリング（例えばトーションスプリング３５）とすれば、押し付け力を発生する機構とロックバック状態維持のための機構を、一体にして、コンパクトに構成することができる。したがって、押し付け力を適切に制御し得るワイパーアームを、小型化、薄型化することができる。

アーム本体が起立位置にあるとき、アーム本体側部材と当接することにより、アーム本体の起立位置を超えての回動を規制するストッパ部材（例えばストッパピン２３）を備えるようにすれば、アーム本体を起立位置に適切に保持することができる。

アクチュエータによる付勢力が、アーム本体が払拭位置付近で回動したときに、アーム本体に支持されたワイパーブレードが被払拭面に押し付けられる押し付け力が一定に保たれるように制御されるようにすれば、ワイパーブレードにより、むらの無い安定した払拭を行うことができる。

本発明の実施形態におけるワイパーアームの全体構成を示す斜視図である。 同じくワイパーアームの基端付近の内部構造を示す側面図であり、アーム本体が払拭位置にある状態を示す図である。 同じくワイパーアームの基端付近の内部構造をワイパーアーム後端側から見た斜視図であり、アーム本体が払拭位置にある状態を示す図である。 同じくワイパーアームの基端付近の内部構造をワイパーアーム先端側から見た斜視図であり、アーム本体が払拭位置にある状態を示す図である。 同じくワイパーアームの基端付近の内部構造を示す側面図であり、アーム本体が起立位置にある状態を示す図である。 同じくワイパーアームの基端付近の内部構造をワイパーアーム後端側から見た斜視図であり、アーム本体が起立位置にある状態を示す図である。 同じくワイパーアームの基端付近の内部構造をワイパーアーム先端側から見た斜視図であり、アーム本体が起立位置にある状態を示す図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１には、本発明の実施形態におけるワイパーアーム１の全体構成を示す。また、図２から図７には、ワイパーアーム１の基端付近における内部構造を示している。図示されるように、ワイパーアーム１は、基端側に配置されたアームヘッド２と、アームヘッド２に対して回動可能に連結されたアーム本体３を備えている。なお、図２から図７の各図においては、ワイパーアーム１の内部構造が分かるように、アーム本体３は、切断された状態で図示されている。

アームヘッド２は、その後端部１１付近を左右に横断する方向（ワイパーアーム１の幅方向）に貫通する回動軸１２を備え、この回動軸１２を介して、アームヘッド２に対してアーム本体３が回動可能に連結されている。これにより、アーム本体３は、図２から図４に示されるようにアームヘッド２から水平方向に真っ直ぐ延び出した払拭位置と、図５から図７に示されるようにアームヘッド２に対して上方に向けて回動して起立した起立位置とをとり得るようになっている。

アームヘッド２の前後方向の中央付近には、上下方向に延びる駆動軸１３が備えられている。駆動軸１３は、図示されない駆動モータに連係される。これにより、ワイパーアーム１が駆動モータにより駆動されるようになっている。

アームヘッド２には、一部のみが図示されるアクチュエータ１５が設けられており、アクチュエータ１５の伸縮ロッド１６が、アームヘッド２の前端部１４から前後方向（アーム本体３が払拭位置にある場合のワイパーアーム１の長手方向）に延び出している。アクチュエータ１５は、例えば電動式アクチュエータであり、伸縮ロッド１６が前後方向に伸縮する（アームヘッド２から前方に向けて伸び出す）ことにより、伸縮ロッド１６を介して出力を対象に付与可能になっている。

アーム本体３は、リテーナ２１と、リテーナ２１の先端側に取り付けられたアームピース２２を備えている。アームピース２２の先端部は、Ｕ字型にフックした連結部２２Ａとなっており、この連結部２２Ａに、ワイパーブレード（図示せず）が保持されるようになっている。

リテーナ２１は、コの字型断面形状を有する長尺部材であり、天面２１Ａと、天面２１Ａの両側から下方に延びる両側の側壁２１Ｂ、２１Ｃとを備えている。アームヘッド２は、リテーナ２１の基端２１Ｄ付近において、天面２１Ａと両側側壁２１Ｂ、２１Ｃで囲まれた空間内に配置され、リテーナ２１の内側に収容された状態となっている。

アームヘッド２とアーム本体３の間には、リンク部材４が設けられ、リテーナ２１の内側（天面２１Ａと両側側壁２１Ｂ、２１Ｃで囲まれた空間内）に配置されている。リンク部材４は、アームヘッド２に回動可能に取り付けられたヘッド側部材３１と、ヘッド側部材３１に対して回動可能に取り付けられたアーム本体側部材３２を備えている。

ヘッド側部材３１は、基端部３１Ａと、左右一対の腕部３１Ｂ、３１Ｃを備えている。基端部３１Ａは、アームヘッド２の前端部１４の左右両側から上方に延び出す左右両側のフランジ部１７の間に配置され、アームヘッド２に固定されたヘッド圧入ピン１８を介して、フランジ部１７に軸支されている。左右両側の腕部３１Ｂ、３１Ｃは、それぞれ基端部３１Ａの左右両側から延び出している。これにより、腕部３１Ｂ、３１Ｃの間には、アクチュエータ１５の伸縮ロッド１６が伸縮可能な空間が形成されている。

アーム本体側部材３２は、断面Ｌ字型の板状部材であり、ヘッド側部材３１側の基端側壁部３２Ａと、基端側壁部３２Ａの先端（ヘッド側部材３１と反対側の端部）の屈曲部３２Ｂから略直角に屈曲して延び出す先端側壁部３２Ｃとを備えている。基端側壁部３２Ａは、屈曲部３２Ｂと反対側の端部において、腕部３１Ｂ、３１Ｃの先端部に対して、軸支ピン３３を介して回動可能に連結されている。

リテーナ２１の側壁２１Ｂ、２１Ｃには、リテーナ圧入ピン３４が圧入固定されており、リテーナ圧入ピン３４は、側壁２１Ｂ、２１Ｃの間に架け渡された状態で配置されている。アーム本体側部材３２の屈曲部３２Ｂには、左右方向に貫通して延びる軸支穴３２Ｄが形成されており、リテーナ圧入ピン３４は、この軸支穴３２Ｄを貫通している。これにより、アーム本体側部材３２は、リテーナ２１（アーム本体３）に対してリテーナ圧入ピン３４周りで回動可能になっている。

リテーナ圧入ピン３４には、トーションスプリング３５が一体に取り付けられている。トーションスプリング３５は、先端側壁部３２Ｃの屈曲部３２Ｂ側の端部の左右中央部に形成された切り欠き部３２Ｅ内に配置されている。トーションスプリング３５は、アーム本体側部材３２に対して組み付けられており、アーム本体側部材３２を、リテーナ圧入ピン３４の周りで、先端側壁部３２Ｃがアームヘッド２に近づく回動方向に（図２及び図５における反時計回転方向に）に付勢している。

アーム本体３が図５から図７に示す起立位置付近に配置されたとき、トーションスプリング３５は、アーム本体３を払拭位置から起立位置に向かう回動方向に（図２及び図５における反時計回転方向に）回動させるように付勢する。これに対して、リテーナ２１の両側の側壁２１Ｂ、２１Ｃの所定位置には、ストッパピン２３が架け渡された状態で取り付けられており、アーム本体３が起立位置に達すると、リンク部材４のアーム本体側部材３２（先端側壁部３２Ｃ）がストッパピン２３に当接する。これにより、アーム本体側部材３２のそれ以上の回動が規制される結果、アーム本体３の起立位置を超えての回動が規制され、アーム本体３が起立位置に保持されるようになっている（ワイパーアーム１がロックバック状態に保持されるようになっている）。

一方、アーム本体３が図２から図４に示す払拭位置にあるときには、リンク部材４のヘッド側部材３１は、斜め下方を向いて配置されており、また、アーム本体側部材３２の基端側壁部３２Ａは、略水平に（払拭位置にあるアーム本体３の長手方向に沿った方向に）配置されている。これにより、先端側壁部３２Ｃは略垂直に上側を向いて配置され、伸縮ロッド１６の先端部１６Ａは、先端側壁部３２Ｃに当接した状態となる。

このように先端側壁部３２Ｃに当接したアクチュエータ１５の伸縮ロッド１６が、トーションスプリング３５のバネ力に抗して、先端側壁部３２Ｃ（アーム本体側部材３２）を前方に押し出すと、アーム本体側部材３２に回動可能に連結されたアーム本体３が、下方に向けて（起立位置から払拭位置に向かう回動方向に）付勢される（回動させられる）。これにより、アーム本体３に保持されたワイパーブレードには、アクチュエータ１５の出力に応じた力（押し付け力）で、被払拭面（例えば自動車のガラス面）に対して押し付けられるようになっている。

なお、アーム本体３の払拭位置から起立位置への回動は、伸縮ロッド１６を収縮させることにより、伸縮ロッド１６と先端側壁部３２Ｃの当接を解除してから、ワイパーアーム１の使用者が手動でアーム本体３を上方に持ち上げることにより行われる。

以上のような構成により、本実施形態のワイパーアーム１によれば、ワイパーブレードに付与される押し付け力（アーム圧）は、アクチュエータ１５の出力（伸縮ロッド１６の突き出し力）によって決まる。したがって、払拭作業時に、払拭面上を移動するワイパーブレードの配置された地点の払拭面の形状に応じて、アームヘッド２に対するアーム本体３の回動角度が払拭位置の前後で変化した場合に、その変化に対応するように、アクチュエータ１５の出力を適切に制御することにより、ワイパーブレードに付与される押し付け力を一定に保つことができる。

具体的に、アクチュエータ１５の出力（伸縮ロッド１６の突き出し力）は、例えばリンク部材４のヘッド側部材３１の回動角度から算出されるアーム本体３の回動角度と、その回動角度におけるトーションスプリング３５のバネ力を考慮して、ワイパー装置に作動中に一定となるように制御される。なお、この場合、下方に向いた押し付け力を得るために、アクチュエータ１５の伸縮ロッド１６の突き出し力によってアーム本体３に付与される回転力は、トーションスプリング３５のバネ力よりアーム本体３に付与される回転力よりも大きく設定されることになる。

このように、本実施形態のワイパーアーム１によれば、払拭作業中にワイパーアーム１からワイパーブレードに付与される押し付け力を一定に保つことができるので、ワイパーブレードにより、むらの無い安定した払拭を行うことができる。また、アクチュエータ１５の出力を調整することにより、押し付け力の値を容易かつ正確に適切な値に設定することができる。

また、アクチュエータ１５の出力は、リンク部材４を介してアーム本体３に伝達されるので、アクチュエータ１５の伸縮ロッド１６の前後方向（払拭位置にあるアーム本体３の長手方向）を向く突き出し力は、上下方向（払拭位置にあるアーム本体３の長手方向に略直交する方向）を向く押し付け力に適切に変換される。また、アクチュエータ１５の伸縮ロッド１６が伸縮していく方向に、十分な空間的余裕を設けることができるので、伸縮ロッド１６に十分な伸縮量を持たせることができる。

また、払拭位置にあるアーム本体３に対しては、アクチュエータ１５からの力がリンク部材４を介して作用するように構成されている一方で、このリンク部材４に組み込まれたトーションスプリング３５によりアーム本体３を起立位置に保持するようにしたので、押し付け力を発生する機構とロックバック状態維持のための機構を、一体にして、コンパクトに構成することができる。したがって、押し付け力を適切に制御し得るワイパーアーム１の小型化、薄型化を達成できる。

１ ワイパーアーム
２ アームヘッド
３ アーム本体
４ リンク部材
１１ アームヘッドの後端部
１２ 回動軸
１３ 駆動軸
１４ アームヘッドの前端部
１５ アクチュエータ
１６ 伸縮ロッド
１７ アームヘッドのフランジ部
１８ ヘッド圧入ピン
２１ リテーナ
２２ アームピース
２３ ストッパピン
３１ リンク部材のヘッド側部材
３１Ａ 基端部
３１Ｂ 腕部
３１Ｃ 腕部
３２ リンク部材のアーム本体側部材
３２Ａ 基端側壁部
３２Ｂ 屈曲部
３２Ｃ 先端側壁部
３２Ｄ 軸支穴
３２Ｅ 切り欠き部
３３ 軸支ピン
３４ リテーナ圧入ピン
３５ トーションスプリング

Claims (6)

1. アームヘッドと、前記アームヘッドに対して回動可能に連結されたアーム本体とを備え、前記アーム本体が、前記アームヘッドに対して回動することにより、前記アームヘッドから真っ直ぐ延び出した払拭位置と、前記アームヘッドに対して起立した起立位置とに配置され得るようになっているワイパーアームにおいて、
   前記アーム本体を前記払拭位置から前記起立位置に向かう回動方向に付勢するスプリングと、
   前記スプリングの付勢力に抗して前記アーム本体を前記起立位置から前記払拭位置に向かう回動方向に付勢するアクチュエータと
   を備えたワイパーアーム。
2. 前記アームヘッドと前記アーム本体の間に設けられたリンク部材を備え、
   前記リンク部材は、前記アームヘッドに対して回動可能に連結されたヘッド側部材と、前記アーム本体に対して回動可能に連結されたアーム本体側部材とを備え、
   前記ヘッド側部材と前記アーム本体側部材は互いに回動可能に連結されており、
   前記アクチュエータは、前記アーム本体側部材を付勢可能になっており、
   前記スプリングは、前記アーム本体側部材を前記アーム本体に対して回動させるように付勢している請求項１に記載のワイパーアーム。
3. 前記アーム本体側部材は、前記ヘッド側部材に連結された基端側部分と、前記基端側部分から垂直方向に延び出す先端側部分とを備えており、
   前記アクチュエータは、前記先端側部分を押圧する伸縮ロッドを備えている請求項２に記載のワイパーアーム。
4. 前記スプリングは、前記アーム本体側部材に組み付けられたトーションスプリングである請求項２又は請求項３に記載のワイパーアーム。
5. 前記アーム本体が前記起立位置にあるとき、前記アーム本体側部材と当接することにより、前記アーム本体の前記起立位置を超えての回動を規制するストッパ部材を備えた請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のワイパーアーム。
6. 前記アクチュエータによる付勢力は、前記アーム本体が前記払拭位置付近で回動したときに、前記アーム本体に支持されたワイパーブレードが被払拭面に押し付けられる押し付け力が一定に保たれるように制御される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のワイパーアーム。

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