特開 2022-128657 ワイパーモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022128657

(43)【公開日】2022-09-05

(54)【発明の名称】ワイパーモジュール

(51)【国際特許分類】

   B60S 1/04 20060101AFI20220829BHJP

【ＦＩ】

B60S1/04 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021026998

(22)【出願日】2021-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】000157083

【氏名又は名称】トヨタ自動車東日本株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】那須 隆志

【テーマコード（参考）】

3D025

3D225

【Ｆターム（参考）】

3D025AB01

3D025AD03

3D025AE02

3D225AB01

3D225AD03

3D225AE02

(57)【要約】

【課題】質量・コスト増大につながるダイナミックダンパを設定することなく、こもり音の原因となるバックドア振動の低減を可能とする。
【解決手段】ワイパーモジュール２０は、車両後方に設けられたバックドアパネルインナ１０の中央部分に設けられる。ワイパーモジュール２０は、ワイパーブレードを揺動させるワイパーモータ３２を備えるワイパーモータユニット３０と、ワイパーモータユニット３０に締結されるとともにバックドアパネルインナ１０にも締結されるブラケット４０とを備える。ブラケット４０は、三点でバックドアパネルインナ１０に締結される。さらに、三点の締結点６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃで生成される三角形６４から離隔してワイパーモータユニット３０の重心６２が位置するように、ワイパーモータユニット３０がブラケット４０に締結される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両後方に設けられたバックドアパネルの中央部分に設けられる、ワイパーモジュールであって、
ワイパーブレードを揺動させるワイパーモータを備えるワイパーモータユニットと、
前記ワイパーモータユニットに締結されるとともに前記バックドアパネルにも締結されるブラケットと、
を備え、
前記ブラケットは、三点で前記バックドアパネルに締結され、
前記三点の締結点で生成される三角形から離隔して前記ワイパーモータユニットの重心が位置するように、前記ワイパーモータユニットが前記ブラケットに締結される、
ワイパーモジュール。

【請求項2】

請求項１に記載のワイパーモジュールであって、
前記三点の締結点により鈍角を含む鈍角三角形が生成され、
前記ワイパーモータユニットの重心は、前記鈍角の対辺を挟んで、前記鈍角と対向配置される、
ワイパーモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では、バックドアに取り付けられるワイパーモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

車両の悪路走行中に車体が揺らされ、ボデー骨格を通して輻射パネルに振動が伝わり、それにより車内空間が膨張及び圧縮させられ、車室内にこもり音が発生する。こもり音を抑制するために、主要発音パネルであるバックドア振動を低減する必要がある。そのためバックドアにはダイナミックダンパ（動吸振器）が設けられることがある。

【0003】

例えば特許文献１では、バックドア後端部の左右いずれかの片寄った位置にリアワイパー装置が取り付けられ、該リアワイパー装置と左右方向で対称な位置のバックドア内部にダイナミックダンパを設定しバックドア振動を抑制する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】登録実用新案第２５３６２０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の技術では、ダイナミックダンパを設定することにより、バックドア振動の抑制をすることはできるが、バックドアの重量・コストが増大する課題がある。

【0006】

そこで本明細書では、質量・コストが増大するダイナミックダンパを設定することなくバックドア振動低減を実現する、ワイパーモジュールが開示される。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書で開示されるワイパーモジュールは、車両後方に設けられたバックドアパネルの中央部分に設けられる。ワイパーモジュールは、ワイパーブレードを揺動させるワイパーモータを備えるワイパーモータユニットと、ワイパーモータユニットに締結されるとともにバックドアパネルにも締結されるブラケットとを備える。ブラケットは、三点でバックドアパネルに締結される。さらに、三点の締結点で生成される三角形から離隔してワイパーモータユニットの重心が位置するように、ワイパーモータユニットがブラケットに締結される。

【0008】

上記構成によれば、ブラケットをバネとしワイパーモータユニットをマスとしたバネ－マス系のダイナミックダンパをバックドアに構築可能となる。

【0009】

また上記構成において、三点の締結点により鈍角を含む鈍角三角形が生成されてよい。この場合、ワイパーモータユニットの重心は、鈍角の対辺を挟んで、鈍角と対向配置される。

【0010】

上記構成によれば、他の辺の脇に配置される場合と比較して、ワイパーモータユニットの慣性モーメントを大きく取ることが出来る。

【発明の効果】

【0011】

本明細書に開示されるワイパーモジュールによれば、ダイナミックダンパを設定することなく、こもり音の原因となるバックドア振動の低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態に係るワイパーモジュールが取り付けられたバックドアパネルを例示する車両背面図である。

【図2】本実施形態に係るワイパーモジュールがバックドアパネルに取り付けられた時の様子を例示する斜視図である。

【図3】本実施形態に係るワイパーモジュールを例示する単体斜視図である。

【図4】本実施形態に係るワイパーモジュールの締結点と重心を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図１－図４を用いて、本実施形態に係るワイパーモジュール２０が説明される。なお図１－図４において、車両前後方向が記号ＦＲで表される軸で示され、車幅方向が記号ＲＷで表される軸で示され、鉛直方向が記号ＵＰで表される軸で示される。記号ＦＲはＦｒｏｎｔの略であり、前後方向軸ＦＲは車両前方を正方向とする。記号ＲＷはＲｉｇｈｔ Ｗｉｄｔｈの略であり、幅方向軸ＲＷは右幅方向を正方向とする。また高さ軸ＵＰは上方向を正方向とする。図１に示されているように、これらＦＲ軸、ＲＷ軸、ＵＰ軸は互いに直交する。

【0014】

なお以下で説明する形状、材料、個数、及び数値は、説明のための例示であって、本実施形態に係るワイパーモジュールの仕様に応じて適宜変更することができる。また以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号が付される。

【0015】

図１には、車両の背面図が例示される。車両背面には、車両後方に設けられるバックドアが設けられる。このバックドアは外側パネル材であるバックドアパネルアウタ（図示せず）と、内側パネル材であるバックドアパネルインナ１０を備える。これらのパネル材は、例えばアルミパネル等の金属パネルから構成される。

【0016】

バックドアパネルインナ１０は、車体１８への取付点を３点備える。具体的には、バックドアパネルインナ１０は、車体１８への取付点として、パネル側ドアヒンジ１２Ａ，１２Ｂとロッカ１４を備える。

【0017】

パネル側ドアヒンジ１２Ａ，１２Ｂは、バックドアパネルインナ１０の上端に、車幅方向に間隔を空けて一対設けられ、車体１８の後部開口上端に設けられた一対の車体側ドアヒンジ（図示せず）に枢動可能に取り付けられる。ロッカ１４は、車体１８の後部開口下端に設けられたストライカ（図示せず）と係合可能となっている。

【0018】

このようにバックドアパネルインナ１０は、その上端と下端とを車体１８との取付点としており、車両が揺らされると、この３点の取付点を支持点として、例えば車両前後方向に変形振動する。この振動において、取付点から離隔された、バックドアパネルインナ１０の車両上下方向中央部分かつ車幅方向中央部分が、振動振幅（変形量）が最も大きくなる領域となる。

【0019】

バックドアパネルインナ１０には、部品取り付けのための開口が複数形成される。例えばリアワイパー用のワイパーモジュール２０が取り付けられるワイパー開口１１、バックドアガラスが取り付けられる窓開口１３、ならびに、テールランプ及びブレーキランプが取り付けられるランプ開口１５がバックドアパネルインナ１０に形成される。

【0020】

ワイパー開口１１は、バックドアパネルインナ１０の車両上下方向中央部分、かつ、車幅方向中央部分に形成される。後述されるように、このワイパー開口１１にワイパーモジュール２０が取り付けられる。つまりバックドアパネルインナ１０の振動時に、その振動振幅（変形量）が最大となる領域にワイパーモジュール２０が取り付けられる。本実施形態では、このワイパーモジュール２０をダイナミックダンパとして利用することで、バックドアパネルインナ１０の振動が抑制可能となる。

【0021】

図２には、バックドアパネルインナ１０の、ワイパーモジュール２０近傍の拡大図が例示される。ワイパーモジュール２０は、バックドアパネルインナ１０の車室側の面（紙面から見て裏側の面）に取り付けられる。ワイパーモジュール２０は、ワイパーモータユニット３０及びブラケット４０を備える。

【0022】

ワイパーモータユニット３０は、図示しないワイパーブレードを、バックドアガラス上で揺動させるための駆動ユニットである。ワイパーモータユニット３０は、ワイパーモータ３２、減速機構３４、及びピボット軸３６（出力軸）を含んで構成される。

【0023】

図示しないステアリングコラムに設けられたリアワイパースイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わると、ワイパーモータ３２が回転駆動する。ワイパーモータ３２の駆動力は減速機構３４を経由してピボット軸３６を回転させる。ピボット軸３６には図示しないワイパーリンクの一端が接続され、当該一端が回転されることで、ワイパーブレードがバックドアガラス上を往復揺動する。ワイパーリンクからワイパーブレードへの動力伝達経路は、既知であることからここでは省略される。

【0024】

図４には、ワイパーモータユニット３０の重心６２が例示される。重心６２は、ワイパーモータユニット３０の各部分に働く重力の合力の作用点（着力点）である。例えばワイパーモータユニット３０の３次元形状及び材料がデータとして記憶された、３Ｄ－ＣＡＤデータ等を用いて、ワイパーモータユニット３０の重心６２を求めることが出来る。

【0025】

ワイパーモータユニット３０は、ブラケット４０の締結点６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃで形成される三角形６４から離隔するように、いいかえると当該三角形６４の外に重心６２が配置される。後述されるように、このような配置とすることで、ブラケット４０のアーム４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃをバネとし、ワイパーモータユニット３０をマスとするバネ－マス系が構築され、ワイパーモジュール２０をダイナミックダンパとして利用することが可能となる。

【0026】

ワイパーモータユニット３０は、ピン３８によってブラケット４０に締結される。ブラケット４０は、ボルト５０Ａ～５０Ｃ及びナット５２Ａ～５２Ｃを介して、バックドアパネルインナ１０にも締結される。

【0027】

ブラケット４０は車両背面視で略Ｔ字型の支持部材であって、例えばアルミ板金等の金属板材から構成される。ブラケット４０はバックドアパネルインナ１０のワイパー開口１１を跨ぐようにして架設される。

【0028】

ブラケット４０は、三点にてバックドアパネルインナ１０に締結される。すなわちブラケット４０は、外側に延設されるアーム４２Ａ、車両下方向に延設されるアーム４２Ｂ、及び車幅方向内側に延設される４２Ｃを備える。図３を参照して、これらアーム４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの合流点から離隔された末端部には、Ｃ字形状のボルト孔４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃが形成される。

【0029】

図２を参照して、このボルト孔４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃとバックドアパネルインナ１０に形成されたボルト孔（図示せず）とが軸合わせされる。これらのボルト孔及び当該ボルト孔と軸合わせされたナット５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃにボルト５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃが螺入されることで、ブラケット４０がバックドアパネルインナ１０に三点で締結される。ナット５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃは、例えばバックドアパネルインナ１０の外側面（バックドアパネルアウタとの対向面）に溶接されたウェルドナットであってよい。

【0030】

ブラケット４０は、アーム４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの末端部（締結部）を除いて、バックドアパネルインナ１０のワイパー開口１１内に配置され、バックドアパネルインナ１０から浮いた配置となっている。言い換えると、ブラケット４０のみにてワイパーモータユニット３０がバックドアパネルインナ１０に支持される。

【0031】

図４には、ブラケット４０の、バックドアパネルインナ１０への締結点６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃが例示される。この締結点６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、例えばボルト孔４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ（図３参照）の中心点であってよく、図４においてボルト５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの軸心を通る点であってよい。

【0032】

図４に例示されるように、ブラケット４０の締結点６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃで生成される三角形６４から離隔されるようにして、ワイパーモータユニット３０の重心６２が配置される。このような配置とすることで、重心６２が三角形６４内に配置される場合と比較して、ワイパーモータユニット３０による締結点６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに対する慣性モーメントが大きくなり、ワイパーモータユニット３０が振動し易くなる。

【0033】

例えば、ワイパーモータユニット３０の重心６２の、締結点６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに対する離隔距離や、ブラケット４０の板厚を調整することで、ワイパーモジュール２０の共振周波数（固有振動数）を、バックドアパネルインナ１０を含むバックドアパネルの共振周波数に近づけることが出来る。

【0034】

ワイパーモジュール２０の共振周波数ｆ０は、ｆ０＝√（ｋ／（ＭＬ^２））で表される。ここで、ｋはブラケット４０の剛性で決まるバネ定数を示し、Ｍは重心６２に代表されるワイパーモータユニット３０の質量、Ｌは三角形６４の中心から重心６２までの距離を示す。

【0035】

例えば重心６２を三角形６４から離隔させることでスパンの長さＬを増加させることができ、これによって共振周波数ｆ０を従来よりも低下させ、バックドア共振に近接させることができる。これによりワイパーモジュール２０をダイナミックダンパと作用させることが可能になる。

【0036】

なお、図４を参照して、締結点６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃにより、締結点６０Ｂにおける内角θが鈍角となるような鈍角三角形が形成される。ワイパーモータユニット３０の重心６２は、この鈍角の内角θの対辺Ｌ１を挟んで、内角θと対向配置される。

【0037】

このような配置とすることで、対辺Ｌ１と締結点６０Ｂの距離を短くすることができる。例えばこれと比較して、重心６２が、対辺Ｌ３を挟んで締結点６０Ａと対向する場合、対辺Ｌ３と締結点６０Ａの距離が長くなる。その結果、ブラケット剛性が高くなり、これによりワイパーモジュール２０の共振周波数ｆ０が高くなってしまい、ダイナミックダンパの効果が十分得られないおそれがある。図４のように、三角形６４の長辺Ｌ１を跨いで締結点６０Ｂと重心６２とを対向配置させ、重心６２と締結点とを近接配置することで、ブラケット剛性が低くなる。例えばワイパーモジュール２０の共振周波数ｆ０がバックドアの共振周波数に近接する程度にまで低下される。その結果、ワイパーモジュール２０をダイナミックダンパとして作用させることが可能になる。

【0038】

また、重心６２は、三角形６４の他の頂点、すなわち締結点６０Ａ，６０Ｃからも十分に離隔されていることが好適である。例えば、長辺Ｌ１の中点付近の点と、締結点６０Ｂとを結ぶ直線上に、重心６２を配置することで、締結点６０Ａ，６０Ｃからも十分な距離を持つことが出来る。

【符号の説明】

【0039】

１０ バックドアパネルインナ、１１ ワイパー開口、１２Ａ，１２Ｂ パネル側ドアヒンジ、１８ 車体、２０ ワイパーモジュール、３０ ワイパーモータユニット、３２ ワイパーモータ、３４ 減速機構、４０ ブラケット、４２Ａ－４２Ｃ アーム、６０Ａ－６０Ｃ 締結点、６２ 重心、６４ 三角形。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】