(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。