技術 ワイパアーム

0001

本発明は、ワイパアームに関するものである。

0002

従来、車両用ワイパは、ワイパアームとワイパブレードとからなり、ワイパアームは、ピボット軸に固定されて回動されるアームヘッドと、基端部がアームヘッドに回動可能に連結され、先端部にワイパブレードが連結される長尺状のアーム部材と、ワイパブレードを払拭面側に付勢すべくアーム部材に付勢力を付与するコイルばねとを備える。このようなワイパアームとしては、一端側がアームヘッドに係止され他端側がアーム部材に係止される引っ張りコイルばねがアーム部材の内部に収容されるように設けられたものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

0003

特開２０１５−２２１６１６号公報

0004

しかしながら、上記のようなワイパアームでは、コイルばねがアーム部材の内部に収容されるように設けられるため、コイルばねのコイル径（コイル平均径）を大きくすることができず、ばね定数が大きくなってしまっていた。これにより、製造時のコイルばねの自由長（自由高さ）のばらつきに対するばねの荷重の変化が大きくなり、ワイパブレードの払拭面への付勢力を許容範囲内に収めるためにはコイルばねの自由長（自由高さ）の公差を大きくすることができず、コイルばねの製造に高精度が必要になるという問題があった。

0005

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、コイルばねの製造を容易とすることができるワイパアームを提供することにある。

0006

上記課題を解決するワイパアームは、アームヘッドと、基端側が前記アームヘッドに回動可能に連結され、先端側にワイパブレードが連結される長尺状のアーム部材と、前記ワイパブレードを払拭面側に付勢すべく前記アーム部材に付勢力を付与するコイルばねとを備えたワイパアームであって、前記コイルばねは、該コイルばねの内部を前記アーム部材が通るように設けられる。

0007

同構成によれば、コイルばねは、その内部をアーム部材が通るように設けられるため、コイルばねがアーム部材の内部に収容されるように設けられるものに比べて、（ワイパアームの太さを同じとした場合の）コイル径を大きくすることができ、ばね定数を小さくすることができる。よって、コイルばねの自由長（自由高さ）のばらつきに対する荷重の変化を小さくすることができ、ひいてはコイルばねの自由長（自由高さ）の公差を大きくすることができる。その結果、ワイパブレードの払拭面への付勢力を許容範囲内に収めながら、コイルばねの製造を容易とすることができる。

0008

上記ワイパアームであって、前記コイルばねは、圧縮コイルばねであり、前記アーム部材には、前記圧縮コイルばねの一端が支持される支持部が設けられ、前記支持部に対する距離が可変可能に設けられ、前記圧縮コイルばねの他端が支持される可動部材と、前記アーム部材の基端側の回動軸中心とずれた回動軸中心で基端側が前記アームヘッドに回動可能に連結されるとともに先端側が前記可動部材に回動可能に連結されるロッドとを備えることが好ましい。

0009

同構成によれば、ロッドは、アーム部材の基端側の回動軸中心とずれた回動軸中心で基端側がアームヘッドに回動可能に連結されるとともに先端側がアーム部材の支持部に対する距離が可変可能に設けられた可動部材に回動可能に連結されるため、アーム部材が回動すると可動部材の支持部からの距離が変化することになる。そして、圧縮コイルばねは、一端がアーム部材の支持部に支持され、他端が可動部材に支持されるため、アーム部材の回動により伸縮することになり、言い換えると圧縮コイルばねが伸びるとアーム部材が回動することになる。よって、圧縮コイルばねは、アーム部材の回動位置によって発生する伸びようとする力の分力によって、ワイパブレードを払拭面側に付勢すべくアーム部材に付勢力を付与することができる。

0010

上記ワイパアームであって、前記ロッドは、前記アーム部材が回動可能角度における中間角度の位置にある状態で前記可動部材の前記支持部からの距離が最短となるように設定されることが好ましい。

0011

同構成によれば、ロッドは、アーム部材が回動可能角度における中間角度の位置にある状態で可動部材の支持部からの距離が最短となるように設定されるため、その中間角度の位置からアーム部材がずれると、該アーム部材は回動可能角度のずれた側の端部側に付勢されることになる。よって、前記中間角度の位置からアーム部材を一方側に回動させた範囲でアーム部材を回動可能角度の一端側に付勢させてワイパブレードを払拭面側に付勢させ、前記中間角度の位置からアーム部材を他方側に回動させることでアーム部材を回動可能角度の他端側に付勢させてロックバック位置に保持させることができる。

0012

上記ワイパアームであって、前記可動部材は、前記アーム部材の長手方向に沿ってスライド移動可能なスライダ部材であることが好ましい。
同構成によれば、可動部材は、アーム部材の長手方向に沿ってスライド移動可能なスライダ部材であるため、アーム部材が回動するとスライダ部材がスライド移動して支持部からの距離が変化することになる。

0013

上記ワイパアームであって、前記可動部材は、前記アーム部材に対して回動可能に設けられたリンク部材であることが好ましい。
同構成によれば、可動部材は、アーム部材に対して回動可能に設けられたリンク部材であるため、アーム部材が回動するとリンク部材が回動して支持部からの距離が変化することになる。

0014

上記ワイパアームであって、前記アーム部材は、前記リンク部材の予め設定された角度を越える回動を規制する回動規制部を有することが好ましい。
同構成によれば、アーム部材は、リンク部材の予め設定された角度を越える回動を規制する回動規制部を有するため、該回動規制部によって、アーム部材の回動可能角度が決定される。よって、例えば、アームヘッドとアーム部材とに互いに係合して回動可能角度を決定する係合部を設ける必要がなくなる。

0015

上記ワイパアームであって、前記アーム部材は、中空形状に形成され、その内部に前記アーム部材の先端側又は前記ワイパブレードに設けられる洗浄ノズルに洗浄液を給送するための給送通路を有することが好ましい。

0016

同構成によれば、アーム部材は、中空形状に形成され、内部にアーム部材の先端側又はワイパブレードに設けられる洗浄ノズルに洗浄液を給送するための給送通路を有するため、例えば、給送通路としてのホースをアーム部材の外部に設ける場合に比べて、ワイパアームを細くすることができる。また、例えば、別途ケース等を設けることなく美観を良好とすることができる。

0017

本発明のワイパアームでは、コイルばねの製造を容易とすることができる。

0018

一実施形態における車両用ワイパの斜視図。
一実施形態における車両用ワイパの底面図。
一実施形態におけるワイパアームの側面図。
別例におけるワイパアームの側面図。
別例におけるワイパアームの動作を説明するための側面図。
別例におけるワイパアームの斜視図。
別例におけるワイパアームの側面図。

0019

以下、車両の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１及び図２に示すように、車両用ワイパＷは、ワイパアーム１とワイパブレード２とからなる。ワイパアーム１は、アームヘッド３と、該アームヘッド３の先端部に基端部が回動可能に連結され、先端部にワイパブレード２の長手方向中央部が回動可能に連結される長尺状のアーム部材４とを備える。

0020

アームヘッド３の基端部は、図示しないワイパモータによって往復回動されるピボット軸５に固定される。
アーム部材４は、その両端部を除いて中空形状であって円筒状に形成されている。アーム部材４は、その基端部が、アームヘッド３の幅方向に沿った回動軸中心Ｘ１でアームヘッド３に対して回動可能に連結されている。なお、アーム部材４は、その基端部がアームヘッド３と係合することで、回動可能角度θ（図３参照）が決定されている。

0021

また、ワイパアーム１は、ワイパブレード２を払拭面Ｓ（図３参照）側に付勢すべくアーム部材４に付勢力を付与するコイルばねとしての圧縮コイルばね６を備える。この圧縮コイルばね６は、該コイルばね６の内部をアーム部材４が通るように設けられる。なお、上記コイルばねは、らせん状に巻いて作るばねを表し、ウェーブスプリング等を含む。

0022

詳しくは、アーム部材４の基端側には、外周面から径方向外側に延出してアーム部材４に外嵌された圧縮コイルばね６の一端が支持される支持部４ａが設けられている。
また、ワイパアーム１は、支持部４ａに対する距離が可変可能に設けられ、圧縮コイルばね６の他端が支持される可動部材としてのスライダ部材７を備える。スライダ部材７は、アーム部材４の支持部４ａよりも先端側（ワイパブレード２側）であって圧縮コイルばね６よりも先端側に外嵌されて該アーム部材４の長手方向に沿ってスライド移動可能とされることで支持部４ａに対する距離が可変可能とされている。

0023

また、ワイパアーム１は、アーム部材４の基端部の回動軸中心Ｘ１とずれた回動軸中心Ｘ２で基端部がアームヘッド３に回動可能に連結されるとともに先端部がスライダ部材７に回動可能に連結されるロッド８を備えている。本実施形態では、ロッド８は、アーム部材４を幅方向に挟むように一対設けられている。

0024

また、ロッド８は、アーム部材４が回動可能角度θにおける中間角度θ１の位置にある状態でスライダ部材７の支持部４ａからの距離が最短となるように（その回動軸中心Ｘ２が）設定されている。即ち、ロッド８は、アーム部材４が回動可能角度θにおける中間角度θ１の位置にある状態で圧縮コイルばね６が最も縮められるとともに圧縮コイルばね６の付勢力がアーム部材４を回動させる分力を発生させないように設定されている。そして、アーム部材４が前記中間角度θ１の位置からずれると、アーム部材４が回動可能角度θの（ずれた側の）端部側に向かうほど圧縮コイルばね６が徐々に伸びるように設定され、圧縮コイルばね６の付勢力がアーム部材４を回動させる分力を発生するように設定されている。なお、中間角度θ１は、払拭面Ｓに対して約４５°の角度に設定されている。

0025

また、図２に示すように、本実施形態のアーム部材４は、その先端側に洗浄ノズル９を備えている。洗浄ノズル９は、給送された洗浄液を払拭面Ｓに向かって噴射する噴射口９ａを有する。そして、アーム部材４は、その内部に洗浄ノズル９に洗浄液を給送するための給送通路としてのホース１０を有する。即ち、ホース１０は、基端部が図示しないウォッシャポンプに接続されるとともに、アーム部材４の基端部から該アーム部材４の内部を通ってアーム部材４の先端側まで配索され、その先端部が洗浄ノズル９に接続されている。よって、例えば、運転席に設けられた図示しないウォッシャスイッチが操作されると、ウォッシャポンプが駆動されて、洗浄液がアーム部材４の内部のホース１０を通って洗浄ノズル９に給送され、洗浄ノズル９の噴射口９ａから払拭面Ｓに洗浄液が噴射されることになる。

0026

次に、上記のように構成された車両用ワイパＷ（ワイパアーム１）の作用について説明する。
図３に示すように、アームヘッド３がピボット軸５に固定され、アーム部材４が前記中間角度θ１よりも払拭面Ｓ側に配置される（傾けられる）と、アーム部材４は圧縮コイルばね６の付勢力の分力によって回動可能角度θの払拭面Ｓ側の端部側に付勢される。これにより、ワイパブレード２は、払拭面Ｓ側に付勢されて押圧接触し、ピボット軸５が回動して車両用ワイパＷが回動した際にも（アーム部材４が中間角度θ１に達しない限り）ワイパブレード２が払拭面Ｓに追従して払拭動作が行われる。

0027

また、アーム部材４が前記中間角度θ１よりも反払拭面Ｓ側に配置されると、アーム部材４は圧縮コイルばね６の付勢力の分力によって回動可能角度θの反払拭面Ｓ側の端部側に付勢される。これにより、アーム部材４及びワイパブレード２は、ロックバック位置に保持される。

0028

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）圧縮コイルばね６は、該コイルばね６の内部をアーム部材４が通るように設けられるため、コイルばねがアーム部材の内部に収容されるように設けられるものに比べて、（ワイパアーム１の太さを同じとした場合の）コイル径を大きくすることができ、ばね定数を小さくすることができる。よって、圧縮コイルばね６の自由長（自由高さ）のばらつきに対する荷重の変化を小さくすることができ、ひいては圧縮コイルばね６の自由長（自由高さ）の公差を大きくすることができる。その結果、ワイパブレード２の払拭面Ｓへの付勢力を許容範囲内に収めながら、圧縮コイルばね６の製造を容易とすることができる。また、コイルばねがアーム部材の内部に収容されるものでは、ロックバック位置とした際にコイルばねがアーム部材と接触しないように予めコイルばねとアーム部材との間に隙間を設けておくといった必要があり、その隙間によってコイルばねを含むワイパアームが太くなってしまうが、その隙間が必要ないためワイパアーム１を細くすることができる。

0029

（２）ロッド８は、アーム部材４の回動軸中心Ｘ１とずれた回動軸中心Ｘ２で基端部がアームヘッド３に回動可能に連結されるとともに先端部がアーム部材４の支持部４ａに対する距離が可変可能に設けられたスライダ部材７に回動可能に連結されるため、アーム部材４が回動するとスライダ部材７の支持部４ａからの距離が変化することになる。そして、圧縮コイルばね６は、一端がアーム部材４の支持部４ａに支持され、他端がスライダ部材７に支持されるため、アーム部材４の回動により伸縮することになり、言い換えると圧縮コイルばね６が伸びるとアーム部材４が回動することになる。よって、圧縮コイルばね６は、アーム部材４の回動位置によって発生する伸びようとする力の分力によって、ワイパブレード２を払拭面Ｓ側に付勢すべくアーム部材４に付勢力を付与することができる。つまり、このような構成により、具体的に上記（１）に記載の効果を得ることができる。

0030

（３）ロッド８は、アーム部材４が回動可能角度θにおける中間角度θ１の位置にある状態でスライダ部材７の支持部４ａからの距離が最短となるように設定されるため、その中間角度θ１の位置からアーム部材４がずれると、該アーム部材４は回動可能角度θのずれた側の端部側に付勢されることになる。よって、前記中間角度θ１の位置からアーム部材４を一方側に回動させた範囲でアーム部材４を回動可能角度θの一端側に付勢させてワイパブレード２を払拭面Ｓ側に付勢させることができる。また、前記中間角度θ１の位置からアーム部材４を他方側に回動させることでアーム部材４を回動可能角度θの他端側に付勢させてロックバック位置に保持させることができる。

0031

（４）アーム部材４は、中空形状に形成され、その内部にアーム部材４の先端側に設けられる洗浄ノズル９に洗浄液を給送するためのホース１０を有するため、例えば、ホース１０をアーム部材４の外部に設ける場合に比べて、ホース１０を含むワイパアーム１を細くすることができる。また、例えば、別途ケース等を設けることなく美観を良好とすることができる。また、ホース１０をワイパアーム１に固定するクリップ等の別部品が必要なく、部品点数を低減することもできる。

0032

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、可動部材としてアーム部材４の支持部４ａよりも先端側にアーム部材４の長手方向に沿ってスライド移動可能なスライダ部材７を備えた構成としたが、同様にアーム部材４を回動させる分力を発生させることが可能な構成とすることができれば、他の可動部材を備えた構成としてもよい。

0033

例えば、図４に示すように、可動部材を、アーム部材４に対して回動可能に設けられたリンク部材２１としてもよい。詳しくは、この例では、アーム部材４における支持部４ａよりも先端側にリンク支持部材２２が固定され、該リンク支持部材２２にワイパアーム１の幅方向に沿った軸中心（前記回動軸中心Ｘ１，Ｘ２と平行な軸中心）でリンク部材２１の基端側が回動可能に支持されている。そして、リンク部材２１の先端側には前記ロッド８の先端部が回動可能に連結されるとともに、前記圧縮コイルばね６の他端が支持されている。そして、アーム部材４が回動可能角度θにおける中間角度θ１の位置にある状態でリンク部材２１の先端側と支持部４ａとの距離が最短となるように（ロッド８を含めた各部材が）設定されている。このようにしても、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

0034

また、図５に示すように、この例では、アーム部材４に固定されたリンク支持部材２２に、リンク部材２１の予め設定された角度を越える回動を規制する回動規制部２２ａが設けられている。即ち、上記実施形態では、アーム部材４は、その基端部がアームヘッド３と係合することで、回動可能角度θ（図３参照）が決定されているとしたが、この例では、リンク部材２１の回動を規制する回動規制部２２ａによって、アーム部材４の一方側への回動可能な角度θ３が決定され、アーム部材４の回動可能角度θが決定されている。よって、この例では、例えば、アームヘッド３とアーム部材４とに互いに係合してアーム部材４の一方側への回動可能な角度θ３を決定する係合部を設ける必要がなくなる。なお、勿論、リンク部材２１の他方の回動を規制して、アーム部材４の他方側への回動可能な角度を決定する回動規制部を設けてもよい。

0035

また、例えば、図６及び図７に示すように、変更してもよい。この例では、アーム部材４の基端側は、連結部材３１を介してアームヘッド３に回動可能に連結されている。連結部材３１は、円筒形状を一部切り欠いた形状でアーム部材４の基端側に外嵌固定される固定部３１ａと、固定部３１ａの基端部からアーム部材４の幅方向に沿って延びる一対の支持部３１ｂと、支持部３１ｂの先端から屈曲してアーム部材４と平行に延びる一対の連結アーム３１ｃとを有する。そして、一対の連結アーム３１ｃの先端は、アームヘッド３を挟むようにして配置され、アームヘッド３の幅方向に沿った回動軸中心Ｘ１でアームヘッド３に対して回動可能に連結されている。

0036

そして、圧縮コイルばね６は、その内部をアーム部材４における前記固定部３１ａよりも基端側が通るように設けられ、一端が前記支持部３１ｂに支持される。
また、アーム部材４の前記支持部３１ｂよりも基端側であって圧縮コイルばね６よりも基端側には、アーム部材４の長手方向に沿ってスライド移動可能で圧縮コイルばね６の他端を支持するスライダ部材３２が外嵌されている。

0037

また、スライダ部材３２には、ロッド３３の先端部が回動可能に連結され、該ロッド３３の基端部は、アーム部材４の基端側の回動軸中心Ｘ１とずれた回動軸中心Ｘ２でアームヘッド３に回動可能に連結されている。なお、ロッド３３は、一対の連結アーム３１ｃの内側に一対設けられている。

0038

図７に示すように、ロッド３３は、アーム部材４が回動可能角度θにおける中間角度θ１の位置にある状態でスライダ部材３２の支持部３１ｂからの距離が最短となるように（その回動軸中心Ｘ２が）設定されている。

0039

このようにしても、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態では、ロッド８を含む各部材は、アーム部材４が回動可能角度θにおける中間角度θ１の位置にある状態でスライダ部材７の支持部４ａからの距離が最短となるように設定されることでワイパブレード２をロックバック位置に保持可能としたが、これに限定されず、例えば、他の機構でロックバック位置に保持する構成としてもよい。

0040

・上記実施形態では、アーム部材４は、中空形状に形成され、その内部に洗浄ノズル９に洗浄液を給送するための給送通路としてのホース１０を有するとしたが、これに限定されず、例えば、アーム部材４の内周面自体を給送通路としてもよい。このようにすると、アーム部材４の内部を通るホース１０を省略することができる。また、洗浄ノズル９は、ワイパブレード２に設けてもよい。また、洗浄ノズル９に凍った洗浄液を溶かすためのヒータを設けてもよく、この場合、ヒータに給電するための配線をアーム部材４の内部を通るように設けてもよい。また、払拭面Ｓやワイパブレード２の情報を取得するセンサをワイパブレード２又はワイパアーム１に設けてもよい。この場合、センサに給電するためや信号を送受信するための配線をアーム部材４の内部を通るように設けてもよい。また、洗浄ノズル９及びホース１０（給送通路）を備えていない構成としてもよい。また、アーム部材４の形状は、円筒形状に限定されない。

0041

・上記実施形態では、中間角度θ１は、払拭面Ｓに対して約４５°の角度に設定されているとしたがこれに限定されることはない。
・上記実施形態では、コイルばねを圧縮コイルばね６としたが、引っ張りコイルばねとして、その内部をアーム部材４が通るように設けてもよい。

0042

・上記実施形態では、特に言及していないが、アーム部材４やロッド８等に圧縮コイルばね６を覆うカバーを設けてもよい。

0043

２…ワイパブレード、３…アームヘッド、４…アーム部材、４ａ，３１ｂ…支持部、６…圧縮コイルばね（コイルばね）、７，３２…スライダ部材（可動部材）、８，３３…ロッド、９…洗浄ノズル、１０…ホース（給送通路）、２１…リンク部材（可動部材）、２２ａ…回動規制部、θ…回動可能角度、θ１…中間角度、Ｓ…払拭面、Ｘ１…アーム部材の回動軸中心、Ｘ２…ロッドの回動軸中心。