特許 7114258 ワイパ駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-29

(45)【発行日】2022-08-08

(54)【発明の名称】ワイパ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B60S 1/10 20060101AFI20220801BHJP

【ＦＩ】

B60S1/10

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018005121

(22)【出願日】2018-01-16

(65)【公開番号】P2019123367

(43)【公開日】2019-07-25

【審査請求日】2020-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】390021577

【氏名又は名称】東海旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】藤井 忠

(72)【発明者】

【氏名】田中 慎一

(72)【発明者】

【氏名】上田 晋司

(72)【発明者】

【氏名】榊 源太

【審査官】飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６３－０２８５６７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０４－０８１３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１８０２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】西独国特許出願公開第０１７７５２３９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】実開昭５８－０８６９５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６３－２３０９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】仏国特許出願公開第０１４３９４１５（ＦＲ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５２７１１２１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｓ １／００－１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダと、圧縮空気の圧力により前記シリンダ内における停止位置と反転位置との間で往復動するピストンと、を備え、前記ピストンと連動してワイパアームを揺動させるワイパ駆動装置であって、
前記ピストンと前記シリンダとに囲まれた空間である空気室に前記圧縮空気が供給されることで前記ピストンが前記停止位置及び前記反転位置の少なくとも一方に移動するときに前記ピストンの移動速度を減少させる減速機構を備え、
前記減速機構は、前記ピストンと前記シリンダとに囲まれた前記空気室に設置されて付勢力を発生する圧縮ばねであって、前記ピストンが前記停止位置及び前記反転位置の少なくとも一方の位置に近づくにつれて、前記ピストンの移動速度は小さくなるように構成されている
ワイパ駆動装置。

【請求項2】

前記ピストンの前記空気室側端部には、前記圧縮ばねを収容する収容凹部が設けられ、
前記収容凹部は、前記停止位置と前記反転位置との間を移動する
請求項１に記載のワイパ駆動装置。

【請求項3】

前記圧縮ばねは、前記反転位置と前記ピストンとの間に存在する第１のばねと、前記停止位置と前記ピストンとの間に存在する第２のばねと、を備え、
前記第１のばね及び前記第２のばねは、前記ピストンを常時付勢する
請求項１又は２に記載のワイパ駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワイパ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ワイパ駆動装置は、圧縮空気の圧力を用いてワイパアームを駆動する空気圧アクチュエータを備えている（例えば、特許文献１参照）。ワイパアームの先端にはワイパが取り付けられる。

【0003】

この空気圧アクチュエータは、ピストンと、ピストンを収容するシリンダとを備えている。シリンダ内にピストンが収納され、このピストンは、圧縮空気の給排によってシリンダ内を往復動する。ピストンにはラックが設けられ、ワイパアームの基端にはラックと噛み合うピニオンが設けられている。ワイパアームは、シリンダ内におけるピストンの往復動に伴って揺動する。ワイパアームが揺動されることにより、窓がワイパによって拭き取られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実公平４－１６７６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記のようなワイパ駆動装置を窓の払拭面積が大きい流線形の車両に適用する場合、ワイパアームが長くなる傾向がある。このように、ワイパアームが長くなるとその慣性が大きくなるため、ワイパアームの揺動方向が反転するときの衝撃が大きくなる。このため、例えば、上記ラックやピニオン、ワイパアーム等のワイパを揺動させる機構の剛性を高める等の対策が必要となる。

【0006】

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワイパアームの揺動方向が反転するときに生じる衝撃を抑制することのできるワイパ駆動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するワイパ駆動装置は、シリンダと、圧縮空気の圧力により前記シリンダ内における第１の位置と第２の位置との間で往復動するピストンと、を備え、前記ピストンと連動してワイパアームを揺動させるワイパ駆動装置であって、前記ピストンが前記第１の位置及び前記第２の位置の少なくとも一方に移動するときに前記ピストンの移動速度を減少させる減速機構を備える。

【0008】

上記構成によれば、ピストンが第１の位置及び第２の位置の少なくとも一方に移動するときに、減速機構によって同ピストンの移動速度が減少される。このため、ワイパアームの揺動方向が反転するときの加速度を減少させることができ、同反転時に発生する衝撃を抑制することができる。

【0009】

上記ワイパ駆動装置について、前記減速機構は、前記ピストンが前記第１の位置及び前記第２の位置の少なくとも一方の位置に近づくにつれて、前記ピストンの移動速度は小さくなるように構成されていることが好ましい。

【0010】

上記構成によれば、ワイパアームの揺動方向が反転するときの移動速度の減少量が最も大きくなるため、同反転時に発生する衝撃を更に抑制することができる。
上記ワイパ駆動装置について、前記減速機構は、前記ピストンと前記シリンダとの間に設置されて付勢力を発生するばねを備えることが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、簡単な構成で減速機構を実現することができる。このため、減速機構が故障するリスクを低減することができる。
上記ワイパ駆動装置について、前記ばねは、圧縮ばねであることが好ましい。

【0012】

上記構成によれば、ピストンとシリンダ端部との間に圧縮ばねを配置するだけで減速機構が実現できるため、例えば引張ばねを用いて減速機構を実現する場合と比べて部品点数を増やしたり、引張ばねを固定する部材等を不要としたりすることができる。

【0013】

上記ワイパ駆動装置について、前記ばねは、前記第２の位置と前記ピストンとの間に存在する第１のばねと、前記第１の位置と前記ピストンとの間に存在する第２のばねと、を備え、前記第１のばね及び前記第２のばねは、前記ピストンを常時付勢することが好ましい。

【0014】

上記構成によれば、ピストンの両側が第１のばね及び第２のばねから常時付勢されるため、ピストンに付勢力が作用しない状態から同付勢力が作用する状態に切り替わることに起因するピストンの移動速度の急激な変化が生じず、直線的もしくは連続的に変化させることができる。よって、ワイパアームの揺動運動が円滑になる。

【0015】

上記ワイパ駆動装置について、前記減速機構は、前記ピストンと前記シリンダとの間に設けられ、前記ピストンによって内部の空気が圧縮されて付勢力を発生する空気ばね室を備えることが好ましい。

【0016】

上記構成によれば、ピストンの移動に伴い空間の空気が圧縮されることでピストンの移動が抑制されて、ピストンの移動速度を減少させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ワイパアームの揺動方向が反転するときに生じる衝撃を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】ワイパ駆動装置の第１の実施形態の概略構成を示す正面図。

【図2】同実施形態のワイパ駆動装置の概略構成を示す図１の２－２断面図。

【図3】同実施形態のワイパ駆動装置の構成を示す図１の３－３断面図。

【図4】同実施形態のワイパ駆動装置のエア回路を示す模式図。

【図5】ワイパ駆動装置の第２の実施形態の構成を示す断面図。

【図6】同実施形態のワイパ駆動装置のエア回路を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（第１の実施形態）
以下、図１～図４を参照して、ワイパ駆動装置の第１の実施形態について説明する。
図１に示すように、ワイパ駆動装置１は、圧縮空気の圧力によって駆動されるピストンを収容したシリンダ６を備えている。シリンダ６は、筒状のシリンダ本体１０を備えている。シリンダ本体１０の中央部には、回転軸３０が貫通されている。回転軸３０の先端部３１には、ワイパアーム５が接続されている。シリンダ本体１０の左端部１１は左側開口部１１Ａを有している。左端部１１には、左側開口部１１Ａを閉じる板状の左シリンダ蓋１２がＬ字状の左側取付板１２Ａとともに４個の螺子１５によって固定されている。同様に、シリンダ本体１０の右端部１３は右側開口部１３Ａを有している。右端部１３には、右側開口部１３Ａを閉じる板状の右シリンダ蓋１４がＬ字状の右側取付板１４Ａとともに４個の螺子１５によって固定されている。

【0020】

図２に示すように、回転軸３０とピストン２０とは、回転軸３０の軸心とピストン２０の軸心との位置が交差しない、ずれた位置に配置されている。回転軸３０には、歯が形成されたピニオン３５が固定されている。ピニオン３５は、シリンダ本体１０内に位置し、歯３５Ａが形成され、ピストン２０に設けられたラック２４と噛み合っている。

【0021】

シリンダ６の側面には、ピニオン３５を設置するための本体開口部１６が形成されている。ピニオン３５は、この本体開口部１６から挿入された後に回転軸３０が挿通される。シリンダ本体１０の側面には、本体開口部１６を閉じる四角形状の本体蓋１７が螺子１７Ａによって固定されている。回転軸３０の先端部３１には、先端側回転継手３２が設けられている。また、回転軸３０の基端部３３には、基端側回転継手３４が設けられている。先端側回転継手３２及び基端側回転継手３４は回転軸３０と一緒に回転する。基端側回転継手３４から洗浄水を供給し、中空の回転軸３０の内部を通って先端側回転継手３２を介してワイパアーム５に洗浄水を送る。ワイパアーム５には洗浄水を噴出する孔が複数設けられ、ワイパアーム５は孔から洗浄水を噴出する。回転軸３０の先端側回転継手３２と基端側回転継手３４との間の部分は、収容筒３７とシリンダ本体１０とに収容されている。回転軸３０は、シリンダ本体１０内に設けられるブシュ３８と、収容筒３７とによって軸受けされている。

【0022】

図３に示すように、シリンダ本体１０の中央部は、回転軸３０とピニオン３５とを収容するために側方に突出している。シリンダ本体１０の中央部には、本体開口部１６が形成されている。ピニオン３５は、螺子３６によって回転軸３０に固定されている。

【0023】

ピストン２０は、シリンダ本体１０内に収容されている。ピストン２０は、左側ピストン２１と、右側ピストン２２と、左側ピストン２１と右側ピストン２２とを連結する連結軸２３とを備えている。左側ピストン２１は、シリンダ本体１０内の左側部分に摺動可能に設置されている。連結軸２３の左端部２３Ａは、円柱状に形成され、左側ピストン２１の中央に形成された貫通孔２１Ａに嵌着されて抜け止めされている。左側ピストン２１と連結軸２３の左端部２３Ａとはシール部材によって密閉されている。連結軸２３の右端部２３Ｂは、円柱状に形成され、右側ピストン２２の中央に形成された貫通孔２２Ａに嵌着されて抜け止めされている。右側ピストン２２と連結軸２３の右端部２３Ｂとはシール部材によって密閉されている。連結軸２３のピニオン３５と対向する部分には、ピニオン３５の歯３５Ａと噛み合う歯２４Ａが形成されたラック２４が形成されている。

【0024】

左側ピストン２１と左シリンダ蓋１２とシリンダ本体１０とに囲まれた空間は、圧縮空気が供給されることで、左側ピストン２１を右側へ移動させる左側空気室５１として機能する。左側ピストン２１とシリンダ本体１０とは、左側ピストン２１に取り付けられたシール部材によって密閉されている。右側ピストン２２は、シリンダ本体１０内の右側部分に摺動可能に設置されている。右側ピストン２２と右シリンダ蓋１４とシリンダ本体１０とに囲まれた空間は、圧縮空気が供給されることで、右側ピストン２２を左側へ移動させる右側空気室５２として機能する。右側ピストン２２とシリンダ本体１０とは、右側ピストン２２に取り付けられたシール部材によって密閉されている。左側ピストン２１及び右側ピストン２２は、断面円形状に形成されている。シリンダ本体１０内の左側ピストン２１及び右側ピストン２２が摺動する部分は、断面円形状に形成されている。

【0025】

ピストン２０は、圧縮空気の圧力によりシリンダ本体１０内における第１の位置である停止位置ＰＸと第２の位置である反転位置ＰＹとの間で往復動する。ピストン２０がシリンダ本体１０内を移動することで連結軸２３のラック２４が直線運動し、ラック２４とピニオン３５との噛み合わせによってピニオン３５が回転運動する。連結軸２３のラック２４が往復直線運動することで、回転軸３０を回転させてワイパアーム５を停止位置と反転位置との間で往復回転運動させる。

【0026】

ワイパ駆動装置１は、第１の位置である停止位置ＰＸに達したピストン２０が第２の位置である反転位置ＰＹに向けて移動するとき及び第２の位置である反転位置ＰＹに達したピストン２０が第１の位置である停止位置に向けて移動するときに、ワイパアーム５の揺動方向が反転するように構成されている。

【0027】

このシリンダ６は、ピストン２０がシリンダ６内の左端部１１及び右端部１３へ移動するときに、ピストン２０の移動速度を減少させる減速機構４０を備えている。減速機構４０は、ピストン２０の移動方向と反対方向にピストン２０を付勢する付勢力を発生し、左側ピストン２１を右側へ常時付勢する左側圧縮ばね４１を有している。左側圧縮ばね４１は、左側ピストン２１とシリンダ本体１０内の左シリンダ蓋１２との間に設置されている。左側ピストン２１の左シリンダ蓋１２側には、左側圧縮ばね４１を収容する円柱状の収容凹部２１Ｂが形成されている。収容凹部２１Ｂには、左側圧縮ばね４１の右側端部４１Ａが当接している。シリンダ本体１０の左側開口部１１Ａの内縁には、左側圧縮ばね４１の左側端部４１Ｂを受ける左側受部１１Ｂが設置されている。左側圧縮ばね４１は、ピストン２０が右端部１３にあるときには、自然長以下の状態であって、左側ピストン２１を押圧している。左側圧縮ばね４１は左側ピストン２１を常時付勢しているので、減速機構４０の付勢力は常時作用している。このため、ピストン２０が停止位置ＰＸに移動するときに、ピストン２０は左側圧縮ばね４１によって反転位置ＰＹに向けて付勢されるので、ピストン２０の移動速度が減少される。左側圧縮ばね４１は、左側ピストン２１が停止位置ＰＸに近い位置にあるときほど、反転位置ＰＹに向けて左側ピストン２１を付勢する付勢力が大きくなり、ワイパアーム５の揺動方向が反転するときの付勢力が最も大きくなる。すなわち、ピストン２０が停止位置ＰＸに近い位置にあるときほど、ピストン２０の移動速度の減少量が大きくなる。なお、左側圧縮ばね４１が第２のばねに相当する。

【0028】

また、減速機構４０は、ピストン２０の移動方向と反対方向にピストン２０を付勢する付勢力を発生し、右側ピストン２２を左側へ常時付勢する右側圧縮ばね４２を有している。右側圧縮ばね４２は、右側ピストン２２とシリンダ本体１０内の右シリンダ蓋１４との間に設置されている。右側ピストン２２の右シリンダ蓋１４側には、右側圧縮ばね４２を収容する円柱状の収容凹部２２Ｂが形成されている。収容凹部２２Ｂには、右側圧縮ばね４２の左側端部４２Ａが当接している。シリンダ本体１０の右側開口部１３Ａの内縁には、右側圧縮ばね４２の右側端部４２Ｂを受ける右側受部１３Ｂが設置されている。右側圧縮ばね４２は、ピストン２０が左端部１１にあるときには、自然長以下の状態であって、右側ピストン２２を押圧している。右側圧縮ばね４２は右側ピストン２２を常時付勢しているので、減速機構４０の付勢力は常時作用している。このため、ピストン２０が反転位置ＰＹに移動するときに、ピストン２０は右側圧縮ばね４２によって停止位置ＰＸに向けて付勢されるので、ピストン２０の移動速度が減少される。右側圧縮ばね４２は、右側ピストン２２が反転位置ＰＹに近い位置にあるときほど、停止位置ＰＸに向けて右側ピストン２２を付勢する付勢力が大きくなり、ワイパアーム５の揺動方向が反転するときの付勢力が最も大きくなる。すなわち、ピストン２０が反転位置ＰＹに近い位置にあるときほど、ピストン２０の移動速度の減少量が大きくなる。なお、右側圧縮ばね４２が第１のばねに相当する。

【0029】

ピストン２０がシリンダ本体１０において停止位置ＰＸと反転位置ＰＹとの中央である中立位置に位置するときに、左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２の両方が自然長以下の状態であって、ピストン２０をそれぞれ押圧している。

【0030】

図４を参照して、圧縮空気によるシリンダ６の駆動について説明する。
シリンダ６は、切替弁６０による圧縮空気の供給及び排出によってピストン２０が駆動される。ピストン２０が最も左側の位置を停止位置ＰＸとし、ピストン２０が最も右側の位置を反転位置ＰＹとする。切替弁６０には、圧縮空気を供給する吸気ポートＰＡが接続されている。シリンダ６と切替弁６０との間には、シリンダ６に圧縮空気を供給するとともに、シリンダ６から圧縮空気を排出する左側供給路５３及び右側供給路５４が設けられている。また、シリンダ６と切替弁６０との間には、切替弁６０の動作を制御する圧力信号（パイロット圧）を切替弁６０に供給する左側制御通路５５及び右側制御通路５６が設けられている。

【0031】

左側供給路５３の一端は、シリンダ本体１０の左端部１１から左側空気室５１に接続されている。左側供給路５３の他端は、切替弁６０に接続されている。右側供給路５４の一端は、シリンダ本体１０の右端部１３から右側空気室５２に接続されている。右側供給路５４の他端は、切替弁６０に接続されている。

【0032】

左側制御通路５５の一端は、左側空気室５１に接続されている。この左側制御通路５５の左側空気室５１との接続位置は、左側ピストン２１の停止位置ＰＸと反転位置ＰＹとの間である。よって、左側空気室５１に左側供給路５３から圧縮空気が供給されて左側ピストン２１が右側へ移動した際に、この左側空気室５１に供給された圧縮空気が左側制御通路５５に流入する。

【0033】

右側制御通路５６の一端は、右側空気室５２に接続されている。この右側制御通路５６の右側空気室５２との接続位置は、右側ピストン２２の停止位置ＰＸと反転位置ＰＹとの間である。よって、右側空気室５２に右側供給路５４から圧縮空気が供給されて右側ピストン２２が左側へ移動した際に、この右側空気室５２に供給された圧縮空気が右側制御通路５６に流入する。

【0034】

切替弁６０は、３ポート２位置弁であって、吸気ポートＰＡに接続される第１ポートＰ１と、左側供給路５３に接続される第２ポートＰ２と、右側供給路５４に接続される第３ポートＰ３とを備えている。図４に示した切替弁６０の第１位置では、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３とを接続して圧縮空気を右側供給路５４に供給し、第２ポートＰ２から圧縮空気を排出する。一方、切替弁６０の第２位置では、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２とを接続して圧縮空気を左側供給路５３に供給し、第３ポートＰ３から圧縮空気を排出する。

【0035】

切替弁６０は、右側制御通路５６から圧力信号が供給されると、第２位置に切り替わる。すなわち、切替弁６０は、図４に示した第１位置の状態であるときに、第１ポートＰ１から第３ポートＰ３を介して右側空気室５２に圧縮空気が供給されて、ピストン２０が左側へ移動することで右側空気室５２の圧縮空気が右側制御通路５６に供給されて第２位置に切り替わる。なお、切替弁６０は、ピストン２０が停止位置ＰＸに到達した後で第１位置から第２位置に切り替わる。

【0036】

一方、切替弁６０は、左側制御通路５５から圧力信号が供給されると、第１位置に切り替わる。すなわち、切替弁６０は、第２位置の状態であるときに、第１ポートＰ１から第２ポートＰ２を介して左側空気室５１に圧縮空気が供給されて、ピストン２０が右側へ移動することで左側空気室５１の圧縮空気が左側制御通路５５に供給されて第１位置に切り替わる。なお、切替弁６０は、ピストン２０が停止位置ＰＸに到達した後で第２位置から第１位置に切り替わる。

【0037】

切替弁６０には、切替弁６０を停止させる停止ポートＰＢが接続されている。切替弁６０は、停止ポートＰＢから圧縮空気が供給されると、第１位置の状態で停止する。切替弁６０が第１位置の状態で停止すると、右側空気室５２に圧縮空気が供給される状態なので、ピストン２０は停止位置ＰＸで停止する。

【0038】

次に、図３及び図４を併せ参照して、上記ワイパ駆動装置１の作用について説明する。なお、左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２は、ピストン２０の移動速度を減少させる付勢力を備えつつ、圧力信号によるピストン２０の移動方向の切り替えを阻害しない付勢力に設定されている。また、ピストン２０を付勢する付勢力は、ピストン２０がシリンダ６内の端部への移動に伴い大きくなるように設定されている。すなわち、左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２のばね定数は、左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２の付勢力が右側空気室５２及び左側空気室５１の圧縮空気による付勢力に抗しつつ、ピストン２０がシリンダ６内の端部まで移動するように設定されている。

【0039】

ワイパ駆動装置１は、停止状態では、ピストン２０が停止位置ＰＸに位置するとともに、切替弁６０が第１位置の状態であって、停止ポートＰＢから圧縮空気が供給された状態である。そこで、ワイパ駆動装置１は、停止ポートＰＢから圧縮空気が排出されると、切替弁６０が第１位置から第２位置へ切り替わり、吸気ポートＰＡに接続された第１ポートＰ１から第２ポートＰ２を介して左側供給路５３に圧縮空気が供給されて、左側空気室５１に圧縮空気が供給される。

【0040】

このとき、ワイパ駆動装置１は、左側空気室５１に圧縮空気が供給されると、ピストン２０が停止位置ＰＸから右側へ移動して、右側ピストン２２が右側圧縮ばね４２によって、右側ピストン２２の移動方向と反対方向である左方向に常時付勢される。よって、ピストン２０の移動速度は、右側圧縮ばね４２がないときよりも減少する。ひいては、ピストン２０の反転位置ＰＹにおける反転直前の加速度を減少させることができるため、ワイパアーム５の反転位置での反転時に発生する衝撃を抑制することができる。

【0041】

ワイパ駆動装置１は、左側空気室５１に圧縮空気が供給されて、左側ピストン２１が右側へ移動すると、左側制御通路５５を介して切替弁６０に圧力信号が供給されて、切替弁６０が第２位置から第１位置に切り替わる。ピストン２０は、反転位置ＰＹに到達する。そして、ワイパ駆動装置１は、吸気ポートＰＡに接続された第１ポートＰ１から第３ポートＰ３を介して右側供給路５４に圧縮空気が供給されて、右側空気室５２に圧縮空気が供給される。

【0042】

このとき、ワイパ駆動装置１は、右側空気室５２に圧縮空気が供給されると、ピストン２０が反転位置ＰＹから左側へ移動して、左側ピストン２１が左側圧縮ばね４１によって、左側ピストン２１の移動方向と反対方向である右方向に常時付勢される。よって、ピストン２０の移動速度は、左側圧縮ばね４１がないときよりも減少する。ひいては、ピストン２０の停止位置ＰＸにおける反転直前の加速度を減少させることができるため、ワイパアーム５の停止位置での反転時に発生する衝撃を抑制することができる。

【0043】

ワイパ駆動装置１は、右側空気室５２に圧縮空気が供給されて、右側ピストン２２が左側へ移動すると、右側制御通路５６を介して切替弁６０に圧力信号が供給されて、切替弁６０が第１位置から第２位置に切り替わる。吸気ポートＰＡから圧縮空気が供給される限り、切替弁６０の切り替えが継続される。

【0044】

このように吸気ポートＰＡから切替弁６０に圧縮空気が供給されることで、切替弁６０が第１位置と第２位置との状態を切り替えることによって連続的にピストン２０を往復運動させることができる。

【0045】

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ピストン２０が停止位置ＰＸ及び反転位置ＰＹに移動するときに、減速機構４０によって同ピストン２０の移動速度が減少される。このため、ワイパアーム５の揺動方向が反転するときの加速度を減少させることができ、同反転時に発生する衝撃を抑制することができる。

【0046】

（２）ワイパアーム５の揺動方向が反転するときに移動速度の減少量が最も大きくなるため、同反転時に発生する衝撃を更に抑制することができる。
また、ピストン２０が、（Ａ）停止位置ＰＸと反転位置ＰＹとの中間地点から反転位置ＰＹに移動する際、反転位置ＰＹにピストン２０が近づくにつれてピストン２０の移動速度が小さくなるように構成する、および、（Ｂ）停止位置ＰＸと反転位置ＰＹとの中間地点から停止位置ＰＸに移動する際、停止位置ＰＸにピストン２０が近づくにつれてピストン２０の移動速度が小さくなるように構成する、のいずれか一方またはその両方とすることで、ワイパアーム５が窓を移動する際に、中央付近での移動速度を早くすることができるので、運転手の視界を邪魔することなく駆動させることが可能となる。このとき、ピストン２０が停止位置ＰＸから反転位置ＰＹの間を往復運動する際に、時間に対するピストンの位置をグラフ化した際に、正弦波となるように減速機構を用いてピストンを駆動させることが好ましい。

【0047】

（３）ピストン２０が停止位置ＰＸに達してワイパの揺動方向が反転するとき及びピストン２０が反転位置ＰＹに達してワイパアーム５の揺動方向が反転するときの双方において発生する衝撃を抑制することができる。

【0048】

（４）ピストン２０の移動を左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２によって抑制することでピストン２０の移動速度を減少させることができる。
（５）ピストン２０がシリンダ本体１０内の端部へ移動するのに伴い、左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２によって移動方向と反対方向へ付勢力を作用させることで、ピストン２０の移動速度を減少させることができる。

【0049】

（６）ピストン２０の両側が左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２から常時付勢されるため、ピストン２０に付勢力が作用しない状態から同付勢力が作用する状態に切り替わることに起因するピストン２０の移動速度の急激な変化が生じず、直線的もしくは連続的に変化させることができる。よって、ワイパアーム５の揺動運動が円滑になる。

【0050】

（第２の実施形態）
以下、図５及び図６を参照して、ワイパ駆動装置の第２の実施形態について説明する。この実施形態のワイパ駆動装置は、減速機構が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

【0051】

図５に示すように、ワイパ駆動装置１０１は、圧縮空気の供給及び排出によって駆動されるピストン１２０を収容したシリンダ１０６を備えている。シリンダ１０６は、筒状のシリンダ本体１１０を備えている。ピストン１２０は、シリンダ本体１１０内に収容されている。ピストン１２０は、左側ピストン１２１と、右側ピストン１２２と、左側ピストン１２１と右側ピストン１２２とを連結する連結軸１２３とを備えている。連結軸１２３の各端部は、左側ピストン１２１の貫通孔１２１Ａと右側ピストン１２２の貫通孔１２２Ａとにそれぞれ嵌着されている。

【0052】

減速機構１４０は、左シリンダ蓋１１２に取り付けられた環状の左側クッションシール１４１と、左側クッションシール１４１によって左シリンダ蓋１１２と左側ピストン１２１との間に形成される左側空気ばね室１４２とを備えている。左側空気ばね室１４２は、左側ピストン１２１によって内部の空気が圧縮されて付勢力を発生する。すなわち、左シリンダ蓋１１２は、シリンダ本体１０の軸方向に厚みを有している。左シリンダ蓋１１２の左側ピストン１２１側には、開口する環状の凹部１１２Ａが設けられている。左シリンダ蓋１１２の中心には、貫通孔１１２Ｂが形成されている。環状の凹部１１２Ａの外側の内壁には、左側クッションシール１４１が露出した状態で取り付けられている。左側ピストン１２１の左シリンダ蓋１１２側には、左シリンダ蓋１１２の環状の凹部１１２Ａに挿入される円筒状の凸部１２１Ｂが設けられている。円筒状の凸部１２１Ｂの外周面は、左側クッションシール１４１と当接する。凸部１２１Ｂと左側クッションシール１４１との接触開始位置は、ピストン１２０の中立位置に設定されている。左側ピストン１２１の凸部１２１Ｂが左シリンダ蓋１１２の凹部１１２Ａに挿入されて、凸部１２１Ｂが左側クッションシール１４１と当接した際に、左側ピストン１２１の凸部１２１Ｂと左シリンダ蓋１１２との間の空間が左側空気ばね室１４２となる。左側空気ばね室１４２は、左側ピストン１２１が左シリンダ蓋１１２に近づくほどに空気が圧縮されることで、左側ピストン１２１の左側への移動に対して抵抗となって左側ピストン１２１の移動速度が減速される。左シリンダ蓋１１２の貫通孔１１２Ｂには、圧力が所定値に達すると開放する左側圧力調整弁１４３が接続されている。左側圧力調整弁１４３は、左側接続チューブ１４４を介して左側供給路５３に接続されている。左側圧力調整弁１４３には、左側供給路５３から圧縮空気が供給されたときに左側空気ばね室１４２に圧縮空気を供給させる左側逆止弁１４３Ａが並列に接続されている。

【0053】

また、減速機構１４０は、右シリンダ蓋１１４に取り付けられた環状の右側クッションシール１４５と、右側クッションシール１４５によって右シリンダ蓋１１４と右側ピストン１２２との間に形成される右側空気ばね室１４６とを備えている。右側空気ばね室１４６は、右側ピストン１２２によって内部の空気が圧縮されて付勢力を発生する。すなわち、右シリンダ蓋１１４は、シリンダ本体１０の軸方向に厚みを有している。右シリンダ蓋１１４の右側ピストン１２２側には、開口する環状の凹部１１４Ａが設けられている。右シリンダ蓋１１４の中心には、貫通孔１１４Ｂが形成されている。環状の凹部１１４Ａの外側の内壁には、右側クッションシール１４５が露出した状態で取り付けられている。右側ピストン１２２の右シリンダ蓋１１４側には、右シリンダ蓋１１４の環状の凹部１１４Ａに挿入される円筒状の凸部１２２Ｂが設けられている。円筒状の凸部１２２Ｂの外周面は、右側クッションシール１４５と当接する。凸部１２２Ｂと右側クッションシール１４５との接触開始位置は、ピストン１２０の中立位置に設定されている。右側ピストン１２２の凸部１２２Ｂが右シリンダ蓋１１４の凹部１１４Ａに挿入されて、凸部１２２Ｂが右側クッションシール１４５と当接した際に、右側ピストン１２２の凸部１２２Ｂと右シリンダ蓋１１４との間の空間が右側空気ばね室１４６となる。右側空気ばね室１４６は、右側ピストン１２２が右シリンダ蓋１１４に近づくほどに空気が圧縮されることで、右側ピストン１２２の右側への移動に対して抵抗となって右側ピストン１２２の移動速度が減速される。右シリンダ蓋１１４の貫通孔１１４Ｂには、圧力が所定値に達すると開放する右側圧力調整弁１４７が接続されている。右側圧力調整弁１４７は、右側接続チューブ１４８を介して右側供給路５４に接続されている。右側圧力調整弁１４７には、右側供給路５４から圧縮空気が供給されたときに右側空気ばね室１４６に圧縮空気を供給させる右側逆止弁１４７Ａが並列に接続されている。

【0054】

図６に示すように、シリンダ１０６は、切替弁６０による圧縮空気の供給及び排出によってピストン１２０が駆動される。ピストン１２０が最も左側の位置を停止位置ＰＸとし、ピストン１２０が最も右側の位置を反転位置ＰＹとする。

【0055】

次に、図５及び図６を併せ参照して、上記ワイパ駆動装置１０１の作用について説明する。
ワイパ駆動装置１０１は、停止状態では、ピストン１２０が停止位置ＰＸに位置するとともに、切替弁６０が第１位置の状態であって、停止ポートＰＢから圧縮空気が供給された状態である。そこで、ワイパ駆動装置１０１は、停止ポートＰＢから圧縮空気を排出させると、切替弁６０が第１位置から第２位置へ切り替わり、吸気ポートＰＡに接続された第１ポートＰ１から第２ポートＰ２を介して左側供給路５３に圧縮空気が供給されて、左側空気室５１に圧縮空気が供給される。

【0056】

このとき、ワイパ駆動装置１０１は、左側空気室５１に圧縮空気が供給されると、ピストン１２０が停止位置ＰＸから右側へ移動して、右側ピストン１２２の凸部１２２Ｂが右側クッションシール１４５と当接して、右側空気ばね室１４６が形成される。そして、右側ピストン１２２の移動に伴って右側空気ばね室１４６の体積が減少することで右側ピストン１２２の移動に対して抵抗となる。よって、ピストン１２０の移動速度は、右側空気ばね室１４６がないときよりも減少する。ひいては、ピストン１２０の反転位置ＰＹにおける反転直前の加速度を減少させることができるため、ラック２４、ピニオン３５、及び回転軸３０を介してワイパアーム５の反転位置での反転時における衝撃を抑制することができる。

【0057】

ワイパ駆動装置１０１は、左側空気室５１に圧縮空気が供給されて、左側ピストン１２１が右側へ移動すると、左側制御通路５５を介して切替弁６０に圧力信号が供給されて、切替弁６０が第２位置から第１位置に切り替わる。ピストン１２０は、反転位置ＰＹに到達する。そして、ワイパ駆動装置１０１は、吸気ポートＰＡに接続された第１ポートＰ１から第３ポートＰ３を介して右側供給路５４に圧縮空気が供給されて、右側空気室５２に圧縮空気が供給される。

【0058】

このとき、ワイパ駆動装置１０１は、右側空気室５２に圧縮空気が供給されると、ピストン１２０が反転位置ＰＹから左側へ移動して、左側ピストン１２１の凸部１２１Ｂが左側クッションシール１４１と当接して、左側空気ばね室１４２が形成される。そして、左側ピストン１２１の移動に伴って左側空気ばね室１４２の体積が減少することで左側ピストン１２１の移動に対して抵抗となる。よって、ピストン１２０の移動速度は、左側空気ばね室１４２がないときよりも減少する。ひいては、ピストン１２０の反転位置ＰＹにおける反転直前の加速度を減少させることができるため、ラック２４、ピニオン３５、及び回転軸３０を介してワイパアーム５の反転位置での反転時における衝撃を抑制することができる。

【0059】

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ピストン１２０が停止位置ＰＸ及び反転位置ＰＹに移動するときに、減速機構４０によって同ピストン１２０の移動速度が減少される。このため、ワイパアーム５の揺動方向が反転するときの加速度を減少させることができ、同反転時に発生する衝撃を抑制することができる。

【0060】

（２）ワイパアーム５の揺動方向が反転するときに移動速度の減少量が最も大きくなるため、同反転時に発生する衝撃を更に抑制することができる。
（３）ピストン１２０が停止位置ＰＸに達してワイパアーム５の揺動方向が反転するとき及びピストン１２０が反転位置ＰＹに達してワイパアーム５の揺動方向が反転するときの双方において発生する衝撃を抑制することができる。

【0061】

（４）ピストン１２０の移動に伴い左側空気ばね室１４２又は右側空気ばね室１４６の空気が圧縮されることでピストン１２０の移動が抑制されて、ピストン１２０の移動速度を減少させることができる。

【0062】

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第１の実施形態では、減速機構４０として左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２を採用したが、引張ばねを採用してもよい。例えば、左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２の代わりに引張ばねを設置した場合には、ピストン２０が停止位置ＰＸへ移動したときに右側に設置された引張ばねが右側ピストン２２を引っ張ることでピストン２０を反転位置ＰＹに向けて付勢する付勢力を発生する。同様に、ピストン２０が反転位置ＰＹへ移動したときに左側に設置された引張ばねが左側ピストン２１を引っ張ることでピストン２０を停止位置ＰＸに向けて付勢する付勢力を発生する。

【0063】

・上記第１の実施形態では、減速機構４０によってピストン２０がシリンダ６の端部へ移動するにつれてピストン２０の移動速度が小さくなるように設定したが、ピストン２０の位置に関わらずピストン２０の移動速度の減少量が同じとなるように設定してもよい。

【0064】

・上記第１の実施形態では、左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２が常時付勢するようにしたが、ピストン２０がシリンダ本体１０の中央に位置する中立位置からシリンダ６の各端部まで付勢するようにしてもよい。例えば、中立位置に左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２の伸長を規制する規制部を設けて、中立位置にピストン２０が移動すると左側圧縮ばね４１及び右側圧縮ばね４２が作用するようにしてもよい。

【0065】

・上記第１の実施形態では、減速機構４０として圧縮ばねを採用したが、減速機構として油圧ダンパーや磁石の反発力を利用してピストンの移動速度を減速させる機構を採用してもよい。また、減速機構としてゴム等の弾性部材を採用してもよい。

【0066】

・上記第１の実施形態では、減速機構４０をシリンダ６内のピストン２０の両端部に設けたが、減速機構４０をシリンダ６内のピストン２０の片方の端部にのみ設けてもよい。このようにしても、減速機構４０が設けられた側においてピストン２０の移動速度を減少させることができる。

【0067】

・上記第２の実施形態において、左側空気ばね室１４２を左側ピストン１２１の凸部１２１Ｂの内側に設けたが、左側空気ばね室１４２を左側ピストン１２１の凸部１２１Ｂの外側に設けてもよい。同様に、右側空気ばね室１４６を右側ピストン１２２の凸部１２２Ｂの内側に設けたが、右側空気ばね室１４６を右側ピストン１２２の凸部１２２Ｂの外側に設けてもよい。

【0068】

・上記第２の実施形態において、左側空気ばね室１４２は左側ピストン１２１と左シリンダ蓋１１２との間に形成されれば、他の形状であってもよい。同様に、右側空気ばね室１４６は右側ピストン１２２と右シリンダ蓋１１４との間に形成されれば、他の形状であってもよい。

【0069】

・上記第２の実施形態では、減速機構１４０をシリンダ６内のピストン１２０の両端部に設けたが、減速機構１４０をシリンダ６内のピストン２０の片方の端部にのみ設けてもよい。このようにしても、減速機構４０が設けられた側においてピストン２０の移動速度を減少させることができる。

【0070】

・上記第１の実施形態のようなばねによる減速機構と、上記第２の実施形態のような空気ばね室による減速機構とをワイパ駆動装置に両方備えてもよい。
・上記実施形態において、停止位置ＰＸと反転位置ＰＹとの位置はどちらの位置でも反転を行うため、ワイパを停止させた位置に合わせて、停止位置ＰＸと反転位置ＰＹとを逆に設定してもよい。

【符号の説明】

【0071】

１，１０１…ワイパ駆動装置、５…ワイパアーム、６，１０６…シリンダ、１０，１１０…シリンダ本体、１１…左端部、１１Ａ…左側開口部、１１Ｂ…左側受部、１２，１１２…左シリンダ蓋、１２Ａ…左側取付板、１３…右端部、１３Ａ…右側開口部、１３Ｂ…右側受部、１４，１１４…右シリンダ蓋、１４Ａ…右側取付板、１５…螺子、１６…本体開口部、１７…本体蓋、１７Ａ…螺子、２０，１２０…ピストン、２１，１２１…左側ピストン、２１Ａ…貫通孔、２１Ｂ…収容凹部、２２，１２２…右側ピストン、２２Ａ…貫通孔、２２Ｂ…収容凹部、２３，１２３…連結軸、２３Ａ…左端部、２３Ｂ…右端部、２４…ラック、２４Ａ…歯、３０…回転軸、３１…先端部、３２…先端側回転継手、３３…基端部、３４…基端側回転継手、３５…ピニオン、３５Ａ…歯、３６…螺子、３７…収容筒、３８…ブシュ、４０，１４０…減速機構、４１…左側圧縮ばね、４１Ａ…右側端部、４１Ｂ…左側端部、４２…右側圧縮ばね、４２Ａ…左側端部、４２Ｂ…右側端部、５１…左側空気室、５２…右側空気室、５３…左側供給路、５４…右側供給路、５５…左側制御通路、５６…右側制御通路、６０…切替弁、１１２Ａ…凹部、１１２Ｂ…貫通孔、１１４Ａ…凹部、１１４Ｂ…貫通孔、１２１Ｂ…凸部、１２２Ｂ…凸部、１４１…左側クッションシール、１４２…左側空気ばね室、１４３…左側圧力調整弁、１４３Ａ…左側逆止弁、１４４…左側接続チューブ、１４５…右側クッションシール、１４６…右側空気ばね室、１４７…右側圧力調整弁、１４７Ａ…右側逆止弁、１４８…右側接続チューブ、Ｐ１…第１ポート、Ｐ２…第２ポート、Ｐ３…第３ポート、ＰＡ…吸気ポート、ＰＢ…停止ポート、ＰＸ…停止位置、ＰＹ…反転位置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】