ワイパ装置
【課題】車両の前後方向でワイパモータをなるべく後方に配置し、かつ、部品の増加を抑制することのできるワイパ装置を提供する。
【解決手段】回転軸１８を中心として揺動運動するワイパアーム１４と、回転軸１８に伝達する動力を発生するワイパモータ１３とを有するワイパ装置において、回転軸１８の動力をワイパアーム１４に伝達する動力伝達機構１９が設けられており、動力伝達機構１９は、回転軸１８に固定されたリンク部材１９ａと、リンク部材１９ａにおける回転軸１８から偏心した位置に固定され、かつ、ワイパアーム１４を支持する支持軸１９ｂとを備え、支持軸１９ｂとワイパアーム１４との連結部分が、フロントガラス１１の前端よりも前方に位置するように支持軸１９ｂが設けられており、ワイパモータ１３の少なくとも一部は、フロントガラス１１の投影領域内に配置されている。
【解決手段】回転軸１８を中心として揺動運動するワイパアーム１４と、回転軸１８に伝達する動力を発生するワイパモータ１３とを有するワイパ装置において、回転軸１８の動力をワイパアーム１４に伝達する動力伝達機構１９が設けられており、動力伝達機構１９は、回転軸１８に固定されたリンク部材１９ａと、リンク部材１９ａにおける回転軸１８から偏心した位置に固定され、かつ、ワイパアーム１４を支持する支持軸１９ｂとを備え、支持軸１９ｂとワイパアーム１４との連結部分が、フロントガラス１１の前端よりも前方に位置するように支持軸１９ｂが設けられており、ワイパモータ１３の少なくとも一部は、フロントガラス１１の投影領域内に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のウィンドシールドの下方に設けられたワイパモータの動力で、ウィンドシールドの上方に設けられたワイパアームを揺動させることにより、車両のウィンドシールドを払拭するように構成されたワイパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両にはウィンドシールドに付着した付着物を払拭して、運転者の視界を確保するワイパ装置が搭載されている。ワイパ装置は、ワイパモータのアーマチュアの回転運動を、ワイパアームの揺動運動に変換するように構成されている。ワイパモータのアーマチュアの回転運動をワイパアームの揺動運動に変換する形式として、ダイレクトドライブ（ＤＤ）タイプおよびリンクタイプが知られている。まず、ダイレクトドライブタイプは、アーマチュアに形成されたウォームと、そのウォームに噛み合うウォームホイールとを有し、ウォームホイールの回転中心となる回転軸に直接ワイパアームの一端が固定されているタイプである。このダイレクトドライブタイプは、アーマチュアの回転運動がウォームホイールの回転運動に変換され、ワイパアームが回転軸を中心として揺動運動するようになっている。すなわち、回転軸がワイパアームのピボット軸を兼ねている。このダイレクトドライブタイプの一例であるワイパ装置が特許文献１に記載されている。
【０００３】
これに対して、リンクタイプは、アーマチュアに形成されたウォームと、そのウォームに噛み合うウォームホイールと、ワイパアームの揺動中心となるピボット軸と、ウォームホイールの回転運動を、ワイパアームの揺動運動に変換するリンクとを有している。このリンクタイプの一例であるワイパ装置が、特許文献２および特許文献３に記載されている。
【０００４】
このうち、特許文献２に記載されたワイパ装置は、所定の角度範囲で正逆回転されるワイパモータと、ワイパモータの回転運動が伝達される出力軸と、出力軸と共に一体的に揺動するモータリンクと、モータリンクにボールジョイントを介して連結されたリンクロッドと、ワイパアームの揺動中心となるピボッドシャフトと、ピボッドシャフトと一体的に揺動し、かつ、リンクロッドとボールジョイントを介して連結されたピボッドリンクとを有している。この特許文献２に記載されたワイパ装置は、エンジンルーム内におけるワイパ装置の設置スペースをより小さくすることを目的としている。この特許文献２には、ワイパモータを、車両の室内側におけるウィンドシールドの投影範囲内に配置することが記載されている。なお、特許文献３には、ワイパアームを揺動させる動力を発生するワイパモータの記述はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００５３５７７号公報明細書（図１）
【特許文献２】特開２００９−１１３５６９号公報（特許請求の範囲、図１、図３）
【特許文献３】特表２００９−５１３４４２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前後方向での小型化が要求される車両においては、ウィンドシールドとしてのフロントウィンドよりも前方で、かつ、下方の空間が狭められる傾向にある。このように、前後方向で小型化が要求される車両においては、ワイパ装置の構成する部品のうち、ワイパモータをなるべく車両の後方に配置することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されているようなダイレクトドライブタイプのワイパ装置においては、ワイパモータをなるべく車両の後方に配置するとしても、ウォームホイールの回転軸がワイパアームのピボット軸を兼ねているため、回転軸をフロントウィンドの前端よりも後方に配置することはできない。そのため、小型化が要求される車両において、ワイパモータをなるべく車両の後方に配置するレイアウトを採用できなかった。
【０００８】
これに対して、リンクタイプのワイパ装置のうち、特許文献２に記載されたワイパ装置においては、ワイパモータを、車両の室内側におけるウィンドシールドの投影範囲内に配置する構成となっており、ワイパモータをなるべく車両の後方側に配置するというレイアウトが採用されている。しかしながら、特許文献２に記載されたワイパ装置においては、ワイパモータの出力軸の回転力をピボットシャフトに伝達するために、リンクロッド、ピボットリンク、ボールジョイントなどの部品を新たに設けなければならず、部品点数が増加する問題があった。
【０００９】
また、リンクタイプのワイパ装置のうち、特許文献３に記載されたワイパ装置においては、ワイパモータをどこにどのように設けるかが明らかではなく、車両を小型化する要求に応えるようなレイアウトを採用できなかった。
【００１０】
本発明の目的は、車両の前後方向でワイパモータをなるべく後方に配置することができるだけでなく、ワイパモータの動力をワイパアームに伝達する部品の増加を抑制することのできるワイパ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のワイパ装置は、車両の室内を囲むように設けたウィンドシールドを払拭し、かつ、ピボット軸を中心として揺動運動する第１ワイパアームと、前記車両の高さ方向で前記ウィンドシールドよりも下方に設けられ、前記ピボット軸に伝達する動力を発生するワイパモータとを有するワイパ装置であって、前記ピボット軸の動力を前記第１ワイパアームに伝達する動力伝達機構が設けられており、この動力伝達機構は、前記ピボット軸に固定されて該ピボット軸を中心として揺動する揺動部材と、この揺動部材における前記ピボット軸から偏心した位置に固定され、かつ、前記第１ワイパアームを支持する第１支持軸とを備え、前記第１ワイパアームが停止および揺動運動する際のいずれにおいても、前記第１支持軸と前記第１ワイパアームとの連結部分が、前記ウィンドシールドの前端よりも前方に位置するように前記第１支持軸が設けられているとともに、前記ワイパモータの少なくとも一部は、前記車両の水平方向に沿った平面内で、前記車両の前後方向で前記ウィンドシールドの投影領域内に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のワイパ装置は、前記ウィンドシールドにおける払拭領域が前記第１ワイパアームとは異なる第２ワイパアームが設けられており、前記動力伝達機構は、前記第２ワイパアームの端部に固定された第２支持軸と、前記揺動部材における前記ピボット軸から偏心した箇所に回転可能に連結された第１リンク部材と、この第１リンク部材が一端に回転可能に連結され、前記第２支持軸が他端に固定された第２リンク部材とを含み、前記第２ワイパアームが停止および揺動運動する際のいずれにおいても、前記第２支持軸と前記第２ワイパアームとの連結部分が、前記ウィンドシールドの前端よりも前方に位置するように前記第２支持軸が設けられており、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の少なくとも一部は、前記車両の水平方向に沿った平面内で、前記ウィンドシールドの投影領域内に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のワイパ装置は、前記揺動部材と前記ワイパモータとの間の動力伝達経路に、伝達されるトルクが予め定められた所定値未満であると動力伝達経路を接続する一方、伝達されるトルクが予め定められた所定値以上であると動力伝達経路を遮断するクラッチ機構が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のワイパ装置によれば、ワイパモータの少なくとも一部は、ウィンドシールドの投影領域内に配置されているため、ピボット軸と第１支持軸との軸間距離に対応する分、車両の前後方向でワイパモータをなるべく後方に配置して、ワイパモータのレイアウト性を向上させることができる。したがって、車両の小型化の要求に応えることができる。また、ピボット軸と共に揺動する揺動部材に、第１ワイパアームを支持する支持軸が固定されているため、ワイパモータの少なくとも一部を、車両の前後方向でウィンドシールドの前端よりも後方に配置するにあたり、ワイパモータの動力を第１ワイパアームに伝達するための部品を新たに設けずに済み、部品点数が増加することを抑制できる。
【００１５】
本発明のワイパ装置によれば、第１リンク部材および第２リンク部材の少なくとも一部は、ウィンドシールドの投影領域内に設けられている。したがって、単数のワイパモータの動力で第１ワイパアームおよび第２ワイパアームを揺動させるように構成されたワイパ装置においても、車両の前後方向でなるべく後方にワイパモータを配置するレイアウトを採用できる。
【００１６】
本発明のワイパ装置によれば、揺動部材とワイパモータとの間の動力伝達経路に、伝達されるトルクが予め定められた所定値未満であると動力伝達経路を接続する一方、伝達されるトルクが予め定められた所定値以上であると動力伝達経路を遮断するクラッチ機構が設けられている。このため、ワイパアームを揺動させるために、ワイパモータから揺動部材に伝達されるトルクが所定値未満であるときは、動力伝達経路が接続されており、ワイパアームを揺動運動させることができる。
【００１７】
これに対して、ワイパアームを揺動させてウィンドシールドを払拭した際に、払拭負荷が相対的に大きくなり、ワイパアームから動力伝達経路に伝達されるトルクが所定値以上になると、クラッチ機構により動力伝達経路が遮断される。したがって、ワイパモータで過大な負荷が生じることを回避でき、ワイパモータを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のワイパ装置における第１の実施形態であり、車両の前部を示す模式的な平面図である。
【図２】図１に示すワイパ装置の要部を示す模式的な平面図である。
【図３】図１に示すワイパ装置の要部を示す模式的な側面断面図である。
【図４】本発明のワイパ装置における第２の実施形態であり、車両の前部を示す模式的な平面図である。
【図５】図４に示すワイパ装置の要部を示す模式的な側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、ワイパ装置が設けられた車両１０の前部を示す模式的な平面図、図２は、図１のワイパ装置の要部を示す模式的な平面図、図３は、図１のワイパ装置の要部を示す模式的な側面断面図である。図１に示すように、車両１０の室内を囲むように（室内を形成するように）、室内の前方側にフロントガラス１１が設けられている。このフロントガラス１１は、車両１０の前後方向において後方であるほど、高さが相対的に高くなる向きで傾斜して設けられている。ここで、車両１０の前後方向とは、車両１０の走行方向に沿った方向を意味する。また、図１に示すように、車両１０の水平方向に沿った平面（図示せず）内において、フロントガラス１１は、車両１０の幅方向における中央部分が最も前方に突出するとともに、車両１０の幅方向における両端は中央部分よりも後方に位置するように、フロントガラス１１の外周形状が湾曲されている。このフロントガラス１１の上方、前方、下方に亘り、ワイパ装置１２が設けられている。
【００２１】
また、車両１０の室内空間の前方の下方には、ダッシュボード（図示せず）が設けられており、そのダッシュボードの前方には、図３のように、車体の一部を構成するバルクヘッド２０が設けられている。バルクヘッド２０は、フロントガラス１１よりも下方に、かつ、車両１０の幅方向（左右方向）に沿って設けられた板状部材である。車両１０の前後方向において、バルクへッド２０の最も前端は、フロントガラス１１の最も前端よりも前に位置している。なお、車両１０の幅方向（左右方向）において、バルクヘッド２０の両側にはサイドメンバー（図示せず）が設けられている。
【００２２】
上記ワイパ装置１２は、フロントガラス１１に付着した付着物、例えば、雪、雨水、埃、鳥の糞等（いずれも図示せず）を払拭して、運転者の視界を確保する（クリアにする）ための装置である。ワイパ装置１２は、車両１０の室内に設けられたワイパスイッチ（図示せず）を操作することで所定角度の範囲内で回転し、または停止されるワイパモータ１３と、ワイパモータ１３の動力が伝達されて所定の角度範囲内で揺動運動するワイパアーム１４，１５とを有している。
【００２３】
この第１の実施形態は、単独のワイパモータ１３により、２本のワイパアーム１４,１５を揺動させるように構成された、いわゆるタンデム式のワイパ装置である。ワイパアーム１４は、車両１０を前方から見て左側に配置されており、このワイパアーム１４を便宜上、運転席側（ＤＲ側）のワイパアームとする。ワイパアーム１４の先端部にはワイパブレード１４ａが取り付けられており、ワイパブレード１４ａがフロントガラス１１に接触している。ワイパアーム１５は、車両１０を前方から見て右側に配置されており、このワイパアーム１５を便宜上、助手席側（ＡＳ側）のワイパアームとする。このように配置されたワイパアーム１４とワイパアーム１５とでは、フロントガラス１１を払拭する箇所が異なる。
【００２４】
車両１０の高さ方向において、バルクヘッド２０の下方にはケーシング１６が設けられており、ケーシング１６内にワイパモータ１３が収容されている。図１に示す例では、ケーシング１６は、車両１０を前方から見て左側に寄った位置に配置されている。ワイパモータ１３は、回転不可能に構成されたステータ（図示せず）と、ステータと同軸に、かつ、回転可能に設けられたアーマチュア１３ａと、アーマチュア１３ａと一体回転するように設けられた回転軸１３ｂとを有している。回転軸１３ｂの全周にはウォーム（図示せず）が形成されている。このワイパモータ１３は、電動モータ、例えばブラシ付き直流モータにより構成されている。また、ワイパモータ１３は、回転軸１３ｂを正回転および逆回転させることの可能なリバースモータである。
【００２５】
そして、ワイパモータ１３の少なくとも一部は、車両１０の水平方向に沿った平面内において、フロントガラス１１の前端よりも後方で、かつ、フロントガラス１１が配置された投影領域（投影範囲）内に配置されている。ここで、フロントガラス１１の前端、バルクヘッド２０の前端は、車両１０の前後方向における端部を意味している。なお、「前端」は、車両１０の幅方向（左右方向）である位置での「前端」であり、車両１０の幅方向全域における「最前端」を意味するものではない。図１、図２において、フロントガラス１１が配置された投影領域は二点鎖線で示されている。なお、図１、図２には、フロントガラス１１が配置された投影領域内に、ワイパモータ１３の殆ど全てが配置された例が示されている。
【００２６】
また、ケーシング１６の内部には、ウォームに噛み合うギヤが外周に形成されたウォームホイール１７が設けられており、そのウォームホイール１７は回転軸１８を中心として回転するように構成されている。また、ウォームホイール１７と回転軸１８とが一体回転するように構成されている。このように、回転軸１３ｂが正回転および逆回転すると、回転軸１８は所定の角度範囲内で正回転および逆回転を繰り返すように構成されている。さらに、図３に示すように、車両１０の前後方向に沿った側面断面内において、回転軸１８の回転中心となる軸線Ａ１は、車両１０の前方に向けて傾斜している。そして、回転軸１８の一端部がケーシング１６の外部に露出している。
【００２７】
さらに、ケーシング１６の外部には、回転軸１８の動力をワイパアーム１４,１５に伝達するための動力伝達機構１９が設けられている。この動力伝達機構１９は、回転軸１８と一体的に揺動するリンク部材１９ａを有している。リンク部材１９ａは、その長さ方向の中央部が回転軸１８に固定されており、リンク部材１９ａの一端部には支持軸１９ｂが固定されている。この支持軸１９ｂはワイパアーム１４の一端部に固定されており、支持軸１９ｂは動力伝達機構１９を構成する要素である。支持軸１９ｂは、回転軸１８を中心とする所定半径上に配置されている。つまり、回転軸１８が正回転および逆回転を繰り返すと、ワイパアーム１４は事実上、回転軸１８を中心として所定角度の範囲内で揺動する。つまり、回転軸１８は、ワイパアーム１４の回転中心となるピボット軸としての機能を兼備している。
【００２８】
次に、動力伝達機構１９のうち、ワイパアーム１５に動力を伝達する部分の構成を説明する。リンク部材１９ａのうち、支持軸１９ｂが固定されている端部とは反対側の端部には、連結軸１９ｃを介してリンク部材１９ｄの一端が連結されている。車両１０の前後方向において、支持軸１９ｂとワイパアーム１５との連結部分は、フロントガラス１１の前端よりも前方に設けられている。
【００２９】
一方、支持軸１９ｂの上端は、フロントガラス１１の前端と同じ高さ、もしくはフロントガラス１１の前端よりも高い位置に配置されている。車両１０の前後方向に沿った側面断面内において、支持軸１９ｂの回転中心となる軸線（図示せず）は、車両１０の前方に向けて傾斜している。そして、回転軸１８が停止している場合、または、回転軸１８が正回転および逆回転して、リンク部材１９ａが揺動した場合のいずれにおいても、支持軸１９ｂが、バルクヘッド２０およびフロントガラス１１に接触することがないように、回転軸１８と支持軸１９ｂとの軸間距離、支持軸１９ｂの傾斜角度が決定されている。
【００３０】
また、リンク部材１９ｄの他端には連結軸１９ｅを介してリンク部材１９ｆが連結されている。このリンク部材１９ｆにおける連結軸１９ｅとは反対側の端部には、支持軸１９ｇを介してワイパアーム１５が固定されている。支持軸１９ｇは軸受（図示せず）により回転可能に支持されているため、支持軸１９ｇは半径方向には移動することがない。支持軸１９ｇはワイパアーム１５の回転中心となるピボット軸である。
【００３１】
このように連結された回転軸１８および支持軸１９ｇは、回転軸１８の回転時または停止時に関わりなく、回転軸１８の軸線Ａ１と支持軸１９ｇの軸線Ｂ１とが相互に平行に保持されている。さらに、リンク部材１９ｄ，１９ｆの少なくとも一部は、車両１０の前後方向に沿った水平面内で、フロントガラス１１の前端よりも後方であり、かつ、フロントガラス１１の投影領域内に配置されている。また、支持軸１９ｇとワイパアーム１５との連結部分は、車両１０の前後方向でフロントガラス１１の投影領域よりも前方に位置している。さらに、支持軸１９ｇの回転中心となる軸線Ｂ１も、車両１０の前方に向けて傾斜して配置されている。
【００３２】
次に、第１の実施形態におけるワイパ装置１２の制御および作用を説明する。まず、ワイパスイッチが操作されてワイパモータ１３が正回転および逆回転を交互に繰り返すと、ウォームホイール１７が正回転および逆回転する。ワイパモータ１３の回転角度範囲は、ワイパブレード１４ａ，１５ａで払拭するべき目標動作範囲に基づいて、予め決定されている。すると、回転軸１８が正回転および逆回転を繰り返すとともに、リンク部材１９ａが所定の角度範囲内で軸線Ａ１を中心として揺動する。このため、ワイパアーム１４が回転軸１８を中心として所定角度範囲内で揺動し、フロントガラス１１の表面のうち、一点鎖線で示す領域Ｃ１がワイパブレード１４ａにより払拭される。
【００３３】
一方、リンク部材１９ａが所定の角度範囲内で揺動すると、その動作力がリンク部材１９ｄを経由してリンク部材１９ｆに伝達されて、支持軸１９ｇが所定角度範囲内で正回転および逆回転する動作を繰り返す。このため、ワイパアーム１５が支持軸１９ｇを中心として所定角度範囲内で揺動し、フロントガラス１１の表面のうち、一点鎖線で示す領域Ｄ１がワイパブレード１５ａにより払拭される。このように、フロントガラス１１の表面が、ワイパブレード１４ａ，１５ａにより払拭されて、運転者の視界が確保される。
【００３４】
ところで、第１の実施形態においては、車両１０の前後方向で、支持軸１９ｂとワイパアーム１４との連結部分は、ワイパアーム１４が揺動している場合または停止している場合のいずれにおいても、フロントガラス１１の前端よりも前方に位置するように、支持軸１９ｂが配置されている。したがって、支持軸１９ｂがフロントガラスに接触することはない。また、リンク部材１９ａは回転軸１８を中心として揺動するよに構成され、そのリンク部材１９ａにおいて回転軸１８から偏心した位置に支持軸１９ｂが設けられている。さらに、ワイパモータ１３の少なくとも一部、具体的には殆ど全部が、フロントガラス１１の投影領域内に配置されている。したがって、車両１０の前後方向において、ワイパモータ１３をなるべく後方側に配置することができ、ワイパモータ１３のレイアウト性（または車載性）を向上させることができる。より具体的には、回転軸１８と支持軸１９ｂとの軸間距離に対応する分、ワイパモータ１３をなるべく車両１０の後方側に配置することができる。このため、フロントガラス１１よりも前方で、かつ、下方の空間における部品の配置スペースを狭めることができ、車両１０の小型化の要求に応えることができる。
【００３５】
また、回転軸１８と支持軸１９ｂとの軸間距離が相対的に短いため、部品の取り付け作業性が悪化することを回避できる。さらに、ワイパモータ１３をフロントガラス１１の下方空間に配置することができるため、歩行者と車両１０の前部とが接触したときに、車体の前部が変形し易くなり、歩行者保護要件をクリアし易くなる。
【００３６】
また、単数のリンク部材１９ａにより、支持軸１９ｂと回転軸１８との軸間距離を確保しているため、その軸間距離をなるべく長くするために、新たに複数の部品を連結する構成と比べて、第１の実施形態では部品点数の増加を抑制できる。したがって、フロントガラス１１よりも前方で、かつ、下方の空間における部品のスペースを確実に狭めることができるとともに、部品点数の増加による重量増加を回避できる。
【００３７】
さらに、リンク部材１９ａに、支持軸１９ｂを介在させてワイパアーム１４が取り付けられ、リンク部材１９ｄ，１９ｆを介在させてワイパアーム１５が連結されている。このため、１個のワイパモータ１３の動力により、２本のワイパアーム１４,１５を揺動させるように構成されたタンデム式のワイパ装置において、ワイパモータ１３のレイアウト性を向上させることができる。
【００３８】
さらに、回転軸１８、支持軸１９ｂ，１９ｇを車両１０の前方に向けて傾斜するように取り付ける際に、回転軸１８、支持軸１９ｂ，１９ｇの高さを変えることなく、ワイパモータ１３の高さをなるべく上方に設定する構成を採用することができる。このような構成を採用すると、ケーシング１６が配置された空間に雨水が溜まったとしても、ワイパモータ１３が水没することを回避できる。
【００３９】
ところで、第１の実施の形態においては、ウォームホイール１７と回転軸１８とが一体回転するように連結するにあたり、ウォームホイール１７と回転軸１８との間の動力伝達経路に、図２に示すクラッチ機構２１を設けることも可能である。このクラッチ機構２１は、ワイパモータ１３と回転軸１８との間で伝達されるトルクが、予め定められた所定値未満であると動力伝達経路を接続する一方、ワイパモータ１３と回転軸１８との間で伝達されるトルクが、予め定められた所定値以上であると動力伝達経路を遮断する機能を備えたトルクリミッタである。クラッチ機構２１において、動力伝達経路の接続・遮断の境界となるトルクは、ワイパモータ１３を構成する部品の強度、剛性、耐久性などの条件に基づいて、求められたものである。また、トルクの所定値が、ワイパモータ１３からリンク部材１９ａに伝達されるトルクよりも高い値であることは言うまでもない。
【００４０】
このようなトルクリミッタ機能を有するクラッチ機構は周知の技術であるため、その図示は省略するが、例えば、特開２０１０−７５００５号公報に記載されているものを用いることが可能である。この公報に記載されたクラッチ機構は、摩擦部材をバネにより押し付けることにより、第１回転部材と第２回転部材との間で、摩擦力により動力伝達を行うように構成されている。第１回転部材はウォームホイールと一体回転するように構成され、第２回転部材は回転軸と一体回転するように構成されている。そして、摩擦力を超えるトルクが伝達されるとすべりが生じて動力伝達経路が遮断されるように構成されている。この公報に記載されたクラッチ機構においては、例えば、バネの弾性力（バネ定数）を変更することにより、動力伝達経路の接続・遮断の境界となるトルクを任意に変更することができる。
【００４１】
このように、クラッチ機構２１を設けると、ワイパモータ１３を回転させて、そのトルクをからリンク部材１９ａに伝達する場合は、クラッチ機構２１により動力伝達経路が接続されて、ワイパアーム１４，１５が揺動運動し、フロントガラス１１が払拭される。これに対して、フロントガラス１１の払拭中に、フロントガラス１１の表面に大量の積雪があったり、付着物が強固に付着していたときなどのように、ワイパアーム１４，１５に過大な負荷が生じて、その反力でクラッチ機構２１に入力されるトルクが所定値以上になると、クラッチ機構２１により動力伝達経路が遮断される。したがって、ワイパモータ１３に過大な負荷が生じて、耐久性が低下したり破損したりすることを回避できる。すなわち、クラッチ機構２１は、外力からワイパモータ１３を保護するための保護装置として働く。このため、外力に対するワイパモータ１３の強度を確保するために、軸受の大型化、ケーシング１６の肉厚化などの設計を行わずに済み、ワイパモータ１３の大型化、ケーシング１６の大型化を回避できる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図４は、ワイパ装置１２が設けられた車両１０の前部を示す模式的な平面図、図５は、図４のワイパ装置１２の要部を示す模式的な側面断面図である。図４、図５において、図１ないし図３に示された構成と同じ構成部分には、図１ないし図３と同じ符号を付してその説明を省略する。第２の実施形態のワイパ装置１２は、運転席側のワイパアーム１４を揺動させるワイパモータ１３と、助手席側のワイパアーム１５を揺動させるワイパモータ１３とが別個に設けられた、いわゆるオポジット式のものである。２個のワイパモータ１３は、車両１０の幅方向に所定間隔をおいて左右に配置されている。
【００４３】
ここで、運転席側のワイパアーム１４を揺動させるワイパモータ１３の構成と、助手席側のワイパアーム１５を揺動させるワイパモータ１３の構成とは同じであり、左右対称に配置されている点が異なるだけである。また、運転席側のワイパモータ１３の動力をワイパアーム１４に伝達する動力伝達機構１９と、助手席側のワイパモータ１３の動力をワイパアーム１５に伝達する動力伝達機構１９とは構成が同じであり、左右対称に配置されている点が異なるだけである。したがって、ワイパアーム１４用の動力伝達機構１９の構成、ワイパアーム１５用の動力伝達機構１９の構成を一括して説明する。
【００４４】
第２の実施形態においても、ワイパモータ１３は回転軸１８を正回転および逆回転させることの可能なリバースモータにより構成されている。また、車両１０の水平方向に沿った平面内において、ワイパモータ１３の少なくとも一部は、フロントガラス１１の前端よりも後方であり、かつ、フロントガラス１１が配置された投影領域（投影範囲）内に配置されている。さらに、回転軸１８と一体的に揺動するリンク部材１９ａを有しており、リンク部材１９ａの一端に支持軸１９ｂが固定されている。この支持軸１９ｂはワイパアーム１４の一端に固定されている。そして、支持軸１９ｂとワイパアーム１４との連結部分は、車両１０の前後方向で、フロントガラス１１の前端よりも前方に位置している。また、他方の支持軸１９ｂはワイパアーム１５の一端に固定されている。そして、支持軸１９ｂとワイパアーム１５との連結部分は、車両１０の前後方向で、フロントガラス１１の前端よりも前方に位置している。なお、第２の実施形態においては、第１の実施の形態で説明した連結軸１９ｃは設けられておらず、リンク部材１９ａは長尺形状を有している。
【００４５】
次に、第２の実施形態におけるワイパ装置１２の制御および作用を説明する。まず、運転席側のワイパモータ１３が正回転および逆回転を交互に繰り返すと、リンク部材１９ａが所定の角度範囲内で軸線Ａ１を中心として揺動し、ワイパアーム１４が支持軸１９ｂを中心として所定角度範囲内で揺動する。このような作用により、フロントガラス１１の表面のうち、一点鎖線で示す領域Ｃ１が、ワイパブレード１４ａにより払拭される。
【００４６】
一方、助手席側のワイパモータ１３が正回転および逆回転を交互に繰り返すと、リンク部材１９ａが所定の角度範囲内で軸線Ａ１を中心として揺動し、ワイパアーム１５が支持軸１９ｂを中心として所定角度範囲内で揺動する。このような作用により、フロントガラス１１の表面のうち、一点鎖線で示す領域Ｄ１がワイパブレード１５ａにより払拭される。なお、２個のワイパモータ１３が同時に駆動した際に、ワイパアーム１４およびワイパブレード１４ａと、ワイパアーム１５およびワイパブレード１５ａとが接触しないように、ワイパモータ１３の回転範囲、ワイパアーム１４,１５の位置関係が決定されている。
【００４７】
第２の実施形態においても、ワイパモータ１３の少なくとも一部、具体的には殆ど全部が、車両１０の水平方向に沿った平面内において、車両１０の前後方向で、フロントガラス１１の前端よりも後方であり、かつ、フロントガラス１１の投影領域内に配置されている。そして、ワイパモータ１３の動力が伝達される回転軸１８にリンク部材１９ａが取り付けられており、車両１０の前後方向で、支持軸１９ｂとワイパアーム１４，１５との連結部分は、フロントガラス１１の前端よりも前方に配置されている。このため、車両１０の前後方向において、ワイパモータ１３をなるべく後方側に配置することができる。具体的には回転軸１８と支持軸１９ｂとの軸間距離に対応する分、ワイパモータ１３を後方側に配置するレイアウトを採用できる。したがって、第１の実施形態と同様の効果を得られる。
【００４８】
また、単数のリンク部材１９ａにより、支持軸１９ｂと回転軸１８との軸間距離を確保しているため、第１の実施形態と同様の効果を得られる。さらに、回転軸１８、支持軸１９ｂを車両１０の前方に向けて傾斜するように取り付けてあるため、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、第２の実施形態において、リンク部材１９ａとワイパモータ１３と間の動力伝達経路に、第１の実施形態で説明したクラッチ機構を設けてもよい。
【００４９】
ここで、上記の実施形態において説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、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、ワイパアーム１４が、本発明の第１ワイパアームに相当し、回転軸１８が、本発明のピボット軸に相当し、リンク部材１９ａが、本発明における揺動部材に相当し、支持軸１９ｂが、本発明の第１支持軸に相当する。また、ワイパアーム１５が、本発明の第２ワイパアームに相当し、支持軸１９ｇが、本発明の第２支持軸に相当し、リンク部材１９ｄが、本発明の第１リンク部材に相当し、リンク部材１９ｆが、本発明の第２リンク部材に相当する。
【００５０】
また、本発明は上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。例えば、第１の実施形態は、車両を前方から見て右側にワイパモータが配置されている車両にも適用することができる。また、第１、第２の実施形態において、クラッチ機構２１は、ウォームホイール１７と回転軸１８との間に設けることに代えて、回転軸１８とリンク部材１９ａとの間に設けることも可能である。また、本発明における各リンク部材は、ワイパモータの動力をワイパアームに伝達するための要素であり、各リンク部材の形状は、長尺形状、棒形状、半月形状、楕円形状などのいずれでもよい。さらに、第２の実施形態で説明したオポジット式のワイパ装置１２を設けるにあたり、ワイパアームおよびワイパモータの数は、１組または３組以上でもよい。また、上記実施の形態では、回転軸１８の軸線Ａ１と、支持軸１９ｇの軸線Ｂ１とが相互に平行に保持されている例を挙げているが、本発明はこれに限らず、フロントガラス１１の曲率に追従してワイパアームを動作させて払拭性を向上させるため、支持軸１９ｇの軸線Ｂ１は、回転軸１８の軸線Ａ１に対して傾斜するように保持されていてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 車両
１１ フロントガラス
１２ ワイパ装置
１３ ワイパモータ
１３ａ アーマチュア
１３ｂ，１８ 回転軸
１４，１５ ワイパアーム
１４ａ，１５ａ ワイパブレード
１６ ケーシング
１７ ウォームホイール
１９ 動力伝達機構
１９ａ，１９ｄ，１９ｆ リンク部材
１９ｂ 支持軸
１９ｃ，１９ｅ 連結軸
１９ｇ 支持軸
２０ バルクヘッド
２１ クラッチ機構
Ａ１，Ｂ１ 軸線
Ｃ１，Ｄ１ 領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のウィンドシールドの下方に設けられたワイパモータの動力で、ウィンドシールドの上方に設けられたワイパアームを揺動させることにより、車両のウィンドシールドを払拭するように構成されたワイパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両にはウィンドシールドに付着した付着物を払拭して、運転者の視界を確保するワイパ装置が搭載されている。ワイパ装置は、ワイパモータのアーマチュアの回転運動を、ワイパアームの揺動運動に変換するように構成されている。ワイパモータのアーマチュアの回転運動をワイパアームの揺動運動に変換する形式として、ダイレクトドライブ（ＤＤ）タイプおよびリンクタイプが知られている。まず、ダイレクトドライブタイプは、アーマチュアに形成されたウォームと、そのウォームに噛み合うウォームホイールとを有し、ウォームホイールの回転中心となる回転軸に直接ワイパアームの一端が固定されているタイプである。このダイレクトドライブタイプは、アーマチュアの回転運動がウォームホイールの回転運動に変換され、ワイパアームが回転軸を中心として揺動運動するようになっている。すなわち、回転軸がワイパアームのピボット軸を兼ねている。このダイレクトドライブタイプの一例であるワイパ装置が特許文献１に記載されている。
【０００３】
これに対して、リンクタイプは、アーマチュアに形成されたウォームと、そのウォームに噛み合うウォームホイールと、ワイパアームの揺動中心となるピボット軸と、ウォームホイールの回転運動を、ワイパアームの揺動運動に変換するリンクとを有している。このリンクタイプの一例であるワイパ装置が、特許文献２および特許文献３に記載されている。
【０００４】
このうち、特許文献２に記載されたワイパ装置は、所定の角度範囲で正逆回転されるワイパモータと、ワイパモータの回転運動が伝達される出力軸と、出力軸と共に一体的に揺動するモータリンクと、モータリンクにボールジョイントを介して連結されたリンクロッドと、ワイパアームの揺動中心となるピボッドシャフトと、ピボッドシャフトと一体的に揺動し、かつ、リンクロッドとボールジョイントを介して連結されたピボッドリンクとを有している。この特許文献２に記載されたワイパ装置は、エンジンルーム内におけるワイパ装置の設置スペースをより小さくすることを目的としている。この特許文献２には、ワイパモータを、車両の室内側におけるウィンドシールドの投影範囲内に配置することが記載されている。なお、特許文献３には、ワイパアームを揺動させる動力を発生するワイパモータの記述はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００５３５７７号公報明細書（図１）
【特許文献２】特開２００９−１１３５６９号公報（特許請求の範囲、図１、図３）
【特許文献３】特表２００９−５１３４４２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前後方向での小型化が要求される車両においては、ウィンドシールドとしてのフロントウィンドよりも前方で、かつ、下方の空間が狭められる傾向にある。このように、前後方向で小型化が要求される車両においては、ワイパ装置の構成する部品のうち、ワイパモータをなるべく車両の後方に配置することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されているようなダイレクトドライブタイプのワイパ装置においては、ワイパモータをなるべく車両の後方に配置するとしても、ウォームホイールの回転軸がワイパアームのピボット軸を兼ねているため、回転軸をフロントウィンドの前端よりも後方に配置することはできない。そのため、小型化が要求される車両において、ワイパモータをなるべく車両の後方に配置するレイアウトを採用できなかった。
【０００８】
これに対して、リンクタイプのワイパ装置のうち、特許文献２に記載されたワイパ装置においては、ワイパモータを、車両の室内側におけるウィンドシールドの投影範囲内に配置する構成となっており、ワイパモータをなるべく車両の後方側に配置するというレイアウトが採用されている。しかしながら、特許文献２に記載されたワイパ装置においては、ワイパモータの出力軸の回転力をピボットシャフトに伝達するために、リンクロッド、ピボットリンク、ボールジョイントなどの部品を新たに設けなければならず、部品点数が増加する問題があった。
【０００９】
また、リンクタイプのワイパ装置のうち、特許文献３に記載されたワイパ装置においては、ワイパモータをどこにどのように設けるかが明らかではなく、車両を小型化する要求に応えるようなレイアウトを採用できなかった。
【００１０】
本発明の目的は、車両の前後方向でワイパモータをなるべく後方に配置することができるだけでなく、ワイパモータの動力をワイパアームに伝達する部品の増加を抑制することのできるワイパ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のワイパ装置は、車両の室内を囲むように設けたウィンドシールドを払拭し、かつ、ピボット軸を中心として揺動運動する第１ワイパアームと、前記車両の高さ方向で前記ウィンドシールドよりも下方に設けられ、前記ピボット軸に伝達する動力を発生するワイパモータとを有するワイパ装置であって、前記ピボット軸の動力を前記第１ワイパアームに伝達する動力伝達機構が設けられており、この動力伝達機構は、前記ピボット軸に固定されて該ピボット軸を中心として揺動する揺動部材と、この揺動部材における前記ピボット軸から偏心した位置に固定され、かつ、前記第１ワイパアームを支持する第１支持軸とを備え、前記第１ワイパアームが停止および揺動運動する際のいずれにおいても、前記第１支持軸と前記第１ワイパアームとの連結部分が、前記ウィンドシールドの前端よりも前方に位置するように前記第１支持軸が設けられているとともに、前記ワイパモータの少なくとも一部は、前記車両の水平方向に沿った平面内で、前記車両の前後方向で前記ウィンドシールドの投影領域内に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のワイパ装置は、前記ウィンドシールドにおける払拭領域が前記第１ワイパアームとは異なる第２ワイパアームが設けられており、前記動力伝達機構は、前記第２ワイパアームの端部に固定された第２支持軸と、前記揺動部材における前記ピボット軸から偏心した箇所に回転可能に連結された第１リンク部材と、この第１リンク部材が一端に回転可能に連結され、前記第２支持軸が他端に固定された第２リンク部材とを含み、前記第２ワイパアームが停止および揺動運動する際のいずれにおいても、前記第２支持軸と前記第２ワイパアームとの連結部分が、前記ウィンドシールドの前端よりも前方に位置するように前記第２支持軸が設けられており、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の少なくとも一部は、前記車両の水平方向に沿った平面内で、前記ウィンドシールドの投影領域内に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のワイパ装置は、前記揺動部材と前記ワイパモータとの間の動力伝達経路に、伝達されるトルクが予め定められた所定値未満であると動力伝達経路を接続する一方、伝達されるトルクが予め定められた所定値以上であると動力伝達経路を遮断するクラッチ機構が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のワイパ装置によれば、ワイパモータの少なくとも一部は、ウィンドシールドの投影領域内に配置されているため、ピボット軸と第１支持軸との軸間距離に対応する分、車両の前後方向でワイパモータをなるべく後方に配置して、ワイパモータのレイアウト性を向上させることができる。したがって、車両の小型化の要求に応えることができる。また、ピボット軸と共に揺動する揺動部材に、第１ワイパアームを支持する支持軸が固定されているため、ワイパモータの少なくとも一部を、車両の前後方向でウィンドシールドの前端よりも後方に配置するにあたり、ワイパモータの動力を第１ワイパアームに伝達するための部品を新たに設けずに済み、部品点数が増加することを抑制できる。
【００１５】
本発明のワイパ装置によれば、第１リンク部材および第２リンク部材の少なくとも一部は、ウィンドシールドの投影領域内に設けられている。したがって、単数のワイパモータの動力で第１ワイパアームおよび第２ワイパアームを揺動させるように構成されたワイパ装置においても、車両の前後方向でなるべく後方にワイパモータを配置するレイアウトを採用できる。
【００１６】
本発明のワイパ装置によれば、揺動部材とワイパモータとの間の動力伝達経路に、伝達されるトルクが予め定められた所定値未満であると動力伝達経路を接続する一方、伝達されるトルクが予め定められた所定値以上であると動力伝達経路を遮断するクラッチ機構が設けられている。このため、ワイパアームを揺動させるために、ワイパモータから揺動部材に伝達されるトルクが所定値未満であるときは、動力伝達経路が接続されており、ワイパアームを揺動運動させることができる。
【００１７】
これに対して、ワイパアームを揺動させてウィンドシールドを払拭した際に、払拭負荷が相対的に大きくなり、ワイパアームから動力伝達経路に伝達されるトルクが所定値以上になると、クラッチ機構により動力伝達経路が遮断される。したがって、ワイパモータで過大な負荷が生じることを回避でき、ワイパモータを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のワイパ装置における第１の実施形態であり、車両の前部を示す模式的な平面図である。
【図２】図１に示すワイパ装置の要部を示す模式的な平面図である。
【図３】図１に示すワイパ装置の要部を示す模式的な側面断面図である。
【図４】本発明のワイパ装置における第２の実施形態であり、車両の前部を示す模式的な平面図である。
【図５】図４に示すワイパ装置の要部を示す模式的な側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、ワイパ装置が設けられた車両１０の前部を示す模式的な平面図、図２は、図１のワイパ装置の要部を示す模式的な平面図、図３は、図１のワイパ装置の要部を示す模式的な側面断面図である。図１に示すように、車両１０の室内を囲むように（室内を形成するように）、室内の前方側にフロントガラス１１が設けられている。このフロントガラス１１は、車両１０の前後方向において後方であるほど、高さが相対的に高くなる向きで傾斜して設けられている。ここで、車両１０の前後方向とは、車両１０の走行方向に沿った方向を意味する。また、図１に示すように、車両１０の水平方向に沿った平面（図示せず）内において、フロントガラス１１は、車両１０の幅方向における中央部分が最も前方に突出するとともに、車両１０の幅方向における両端は中央部分よりも後方に位置するように、フロントガラス１１の外周形状が湾曲されている。このフロントガラス１１の上方、前方、下方に亘り、ワイパ装置１２が設けられている。
【００２１】
また、車両１０の室内空間の前方の下方には、ダッシュボード（図示せず）が設けられており、そのダッシュボードの前方には、図３のように、車体の一部を構成するバルクヘッド２０が設けられている。バルクヘッド２０は、フロントガラス１１よりも下方に、かつ、車両１０の幅方向（左右方向）に沿って設けられた板状部材である。車両１０の前後方向において、バルクへッド２０の最も前端は、フロントガラス１１の最も前端よりも前に位置している。なお、車両１０の幅方向（左右方向）において、バルクヘッド２０の両側にはサイドメンバー（図示せず）が設けられている。
【００２２】
上記ワイパ装置１２は、フロントガラス１１に付着した付着物、例えば、雪、雨水、埃、鳥の糞等（いずれも図示せず）を払拭して、運転者の視界を確保する（クリアにする）ための装置である。ワイパ装置１２は、車両１０の室内に設けられたワイパスイッチ（図示せず）を操作することで所定角度の範囲内で回転し、または停止されるワイパモータ１３と、ワイパモータ１３の動力が伝達されて所定の角度範囲内で揺動運動するワイパアーム１４，１５とを有している。
【００２３】
この第１の実施形態は、単独のワイパモータ１３により、２本のワイパアーム１４,１５を揺動させるように構成された、いわゆるタンデム式のワイパ装置である。ワイパアーム１４は、車両１０を前方から見て左側に配置されており、このワイパアーム１４を便宜上、運転席側（ＤＲ側）のワイパアームとする。ワイパアーム１４の先端部にはワイパブレード１４ａが取り付けられており、ワイパブレード１４ａがフロントガラス１１に接触している。ワイパアーム１５は、車両１０を前方から見て右側に配置されており、このワイパアーム１５を便宜上、助手席側（ＡＳ側）のワイパアームとする。このように配置されたワイパアーム１４とワイパアーム１５とでは、フロントガラス１１を払拭する箇所が異なる。
【００２４】
車両１０の高さ方向において、バルクヘッド２０の下方にはケーシング１６が設けられており、ケーシング１６内にワイパモータ１３が収容されている。図１に示す例では、ケーシング１６は、車両１０を前方から見て左側に寄った位置に配置されている。ワイパモータ１３は、回転不可能に構成されたステータ（図示せず）と、ステータと同軸に、かつ、回転可能に設けられたアーマチュア１３ａと、アーマチュア１３ａと一体回転するように設けられた回転軸１３ｂとを有している。回転軸１３ｂの全周にはウォーム（図示せず）が形成されている。このワイパモータ１３は、電動モータ、例えばブラシ付き直流モータにより構成されている。また、ワイパモータ１３は、回転軸１３ｂを正回転および逆回転させることの可能なリバースモータである。
【００２５】
そして、ワイパモータ１３の少なくとも一部は、車両１０の水平方向に沿った平面内において、フロントガラス１１の前端よりも後方で、かつ、フロントガラス１１が配置された投影領域（投影範囲）内に配置されている。ここで、フロントガラス１１の前端、バルクヘッド２０の前端は、車両１０の前後方向における端部を意味している。なお、「前端」は、車両１０の幅方向（左右方向）である位置での「前端」であり、車両１０の幅方向全域における「最前端」を意味するものではない。図１、図２において、フロントガラス１１が配置された投影領域は二点鎖線で示されている。なお、図１、図２には、フロントガラス１１が配置された投影領域内に、ワイパモータ１３の殆ど全てが配置された例が示されている。
【００２６】
また、ケーシング１６の内部には、ウォームに噛み合うギヤが外周に形成されたウォームホイール１７が設けられており、そのウォームホイール１７は回転軸１８を中心として回転するように構成されている。また、ウォームホイール１７と回転軸１８とが一体回転するように構成されている。このように、回転軸１３ｂが正回転および逆回転すると、回転軸１８は所定の角度範囲内で正回転および逆回転を繰り返すように構成されている。さらに、図３に示すように、車両１０の前後方向に沿った側面断面内において、回転軸１８の回転中心となる軸線Ａ１は、車両１０の前方に向けて傾斜している。そして、回転軸１８の一端部がケーシング１６の外部に露出している。
【００２７】
さらに、ケーシング１６の外部には、回転軸１８の動力をワイパアーム１４,１５に伝達するための動力伝達機構１９が設けられている。この動力伝達機構１９は、回転軸１８と一体的に揺動するリンク部材１９ａを有している。リンク部材１９ａは、その長さ方向の中央部が回転軸１８に固定されており、リンク部材１９ａの一端部には支持軸１９ｂが固定されている。この支持軸１９ｂはワイパアーム１４の一端部に固定されており、支持軸１９ｂは動力伝達機構１９を構成する要素である。支持軸１９ｂは、回転軸１８を中心とする所定半径上に配置されている。つまり、回転軸１８が正回転および逆回転を繰り返すと、ワイパアーム１４は事実上、回転軸１８を中心として所定角度の範囲内で揺動する。つまり、回転軸１８は、ワイパアーム１４の回転中心となるピボット軸としての機能を兼備している。
【００２８】
次に、動力伝達機構１９のうち、ワイパアーム１５に動力を伝達する部分の構成を説明する。リンク部材１９ａのうち、支持軸１９ｂが固定されている端部とは反対側の端部には、連結軸１９ｃを介してリンク部材１９ｄの一端が連結されている。車両１０の前後方向において、支持軸１９ｂとワイパアーム１５との連結部分は、フロントガラス１１の前端よりも前方に設けられている。
【００２９】
一方、支持軸１９ｂの上端は、フロントガラス１１の前端と同じ高さ、もしくはフロントガラス１１の前端よりも高い位置に配置されている。車両１０の前後方向に沿った側面断面内において、支持軸１９ｂの回転中心となる軸線（図示せず）は、車両１０の前方に向けて傾斜している。そして、回転軸１８が停止している場合、または、回転軸１８が正回転および逆回転して、リンク部材１９ａが揺動した場合のいずれにおいても、支持軸１９ｂが、バルクヘッド２０およびフロントガラス１１に接触することがないように、回転軸１８と支持軸１９ｂとの軸間距離、支持軸１９ｂの傾斜角度が決定されている。
【００３０】
また、リンク部材１９ｄの他端には連結軸１９ｅを介してリンク部材１９ｆが連結されている。このリンク部材１９ｆにおける連結軸１９ｅとは反対側の端部には、支持軸１９ｇを介してワイパアーム１５が固定されている。支持軸１９ｇは軸受（図示せず）により回転可能に支持されているため、支持軸１９ｇは半径方向には移動することがない。支持軸１９ｇはワイパアーム１５の回転中心となるピボット軸である。
【００３１】
このように連結された回転軸１８および支持軸１９ｇは、回転軸１８の回転時または停止時に関わりなく、回転軸１８の軸線Ａ１と支持軸１９ｇの軸線Ｂ１とが相互に平行に保持されている。さらに、リンク部材１９ｄ，１９ｆの少なくとも一部は、車両１０の前後方向に沿った水平面内で、フロントガラス１１の前端よりも後方であり、かつ、フロントガラス１１の投影領域内に配置されている。また、支持軸１９ｇとワイパアーム１５との連結部分は、車両１０の前後方向でフロントガラス１１の投影領域よりも前方に位置している。さらに、支持軸１９ｇの回転中心となる軸線Ｂ１も、車両１０の前方に向けて傾斜して配置されている。
【００３２】
次に、第１の実施形態におけるワイパ装置１２の制御および作用を説明する。まず、ワイパスイッチが操作されてワイパモータ１３が正回転および逆回転を交互に繰り返すと、ウォームホイール１７が正回転および逆回転する。ワイパモータ１３の回転角度範囲は、ワイパブレード１４ａ，１５ａで払拭するべき目標動作範囲に基づいて、予め決定されている。すると、回転軸１８が正回転および逆回転を繰り返すとともに、リンク部材１９ａが所定の角度範囲内で軸線Ａ１を中心として揺動する。このため、ワイパアーム１４が回転軸１８を中心として所定角度範囲内で揺動し、フロントガラス１１の表面のうち、一点鎖線で示す領域Ｃ１がワイパブレード１４ａにより払拭される。
【００３３】
一方、リンク部材１９ａが所定の角度範囲内で揺動すると、その動作力がリンク部材１９ｄを経由してリンク部材１９ｆに伝達されて、支持軸１９ｇが所定角度範囲内で正回転および逆回転する動作を繰り返す。このため、ワイパアーム１５が支持軸１９ｇを中心として所定角度範囲内で揺動し、フロントガラス１１の表面のうち、一点鎖線で示す領域Ｄ１がワイパブレード１５ａにより払拭される。このように、フロントガラス１１の表面が、ワイパブレード１４ａ，１５ａにより払拭されて、運転者の視界が確保される。
【００３４】
ところで、第１の実施形態においては、車両１０の前後方向で、支持軸１９ｂとワイパアーム１４との連結部分は、ワイパアーム１４が揺動している場合または停止している場合のいずれにおいても、フロントガラス１１の前端よりも前方に位置するように、支持軸１９ｂが配置されている。したがって、支持軸１９ｂがフロントガラスに接触することはない。また、リンク部材１９ａは回転軸１８を中心として揺動するよに構成され、そのリンク部材１９ａにおいて回転軸１８から偏心した位置に支持軸１９ｂが設けられている。さらに、ワイパモータ１３の少なくとも一部、具体的には殆ど全部が、フロントガラス１１の投影領域内に配置されている。したがって、車両１０の前後方向において、ワイパモータ１３をなるべく後方側に配置することができ、ワイパモータ１３のレイアウト性（または車載性）を向上させることができる。より具体的には、回転軸１８と支持軸１９ｂとの軸間距離に対応する分、ワイパモータ１３をなるべく車両１０の後方側に配置することができる。このため、フロントガラス１１よりも前方で、かつ、下方の空間における部品の配置スペースを狭めることができ、車両１０の小型化の要求に応えることができる。
【００３５】
また、回転軸１８と支持軸１９ｂとの軸間距離が相対的に短いため、部品の取り付け作業性が悪化することを回避できる。さらに、ワイパモータ１３をフロントガラス１１の下方空間に配置することができるため、歩行者と車両１０の前部とが接触したときに、車体の前部が変形し易くなり、歩行者保護要件をクリアし易くなる。
【００３６】
また、単数のリンク部材１９ａにより、支持軸１９ｂと回転軸１８との軸間距離を確保しているため、その軸間距離をなるべく長くするために、新たに複数の部品を連結する構成と比べて、第１の実施形態では部品点数の増加を抑制できる。したがって、フロントガラス１１よりも前方で、かつ、下方の空間における部品のスペースを確実に狭めることができるとともに、部品点数の増加による重量増加を回避できる。
【００３７】
さらに、リンク部材１９ａに、支持軸１９ｂを介在させてワイパアーム１４が取り付けられ、リンク部材１９ｄ，１９ｆを介在させてワイパアーム１５が連結されている。このため、１個のワイパモータ１３の動力により、２本のワイパアーム１４,１５を揺動させるように構成されたタンデム式のワイパ装置において、ワイパモータ１３のレイアウト性を向上させることができる。
【００３８】
さらに、回転軸１８、支持軸１９ｂ，１９ｇを車両１０の前方に向けて傾斜するように取り付ける際に、回転軸１８、支持軸１９ｂ，１９ｇの高さを変えることなく、ワイパモータ１３の高さをなるべく上方に設定する構成を採用することができる。このような構成を採用すると、ケーシング１６が配置された空間に雨水が溜まったとしても、ワイパモータ１３が水没することを回避できる。
【００３９】
ところで、第１の実施の形態においては、ウォームホイール１７と回転軸１８とが一体回転するように連結するにあたり、ウォームホイール１７と回転軸１８との間の動力伝達経路に、図２に示すクラッチ機構２１を設けることも可能である。このクラッチ機構２１は、ワイパモータ１３と回転軸１８との間で伝達されるトルクが、予め定められた所定値未満であると動力伝達経路を接続する一方、ワイパモータ１３と回転軸１８との間で伝達されるトルクが、予め定められた所定値以上であると動力伝達経路を遮断する機能を備えたトルクリミッタである。クラッチ機構２１において、動力伝達経路の接続・遮断の境界となるトルクは、ワイパモータ１３を構成する部品の強度、剛性、耐久性などの条件に基づいて、求められたものである。また、トルクの所定値が、ワイパモータ１３からリンク部材１９ａに伝達されるトルクよりも高い値であることは言うまでもない。
【００４０】
このようなトルクリミッタ機能を有するクラッチ機構は周知の技術であるため、その図示は省略するが、例えば、特開２０１０−７５００５号公報に記載されているものを用いることが可能である。この公報に記載されたクラッチ機構は、摩擦部材をバネにより押し付けることにより、第１回転部材と第２回転部材との間で、摩擦力により動力伝達を行うように構成されている。第１回転部材はウォームホイールと一体回転するように構成され、第２回転部材は回転軸と一体回転するように構成されている。そして、摩擦力を超えるトルクが伝達されるとすべりが生じて動力伝達経路が遮断されるように構成されている。この公報に記載されたクラッチ機構においては、例えば、バネの弾性力（バネ定数）を変更することにより、動力伝達経路の接続・遮断の境界となるトルクを任意に変更することができる。
【００４１】
このように、クラッチ機構２１を設けると、ワイパモータ１３を回転させて、そのトルクをからリンク部材１９ａに伝達する場合は、クラッチ機構２１により動力伝達経路が接続されて、ワイパアーム１４，１５が揺動運動し、フロントガラス１１が払拭される。これに対して、フロントガラス１１の払拭中に、フロントガラス１１の表面に大量の積雪があったり、付着物が強固に付着していたときなどのように、ワイパアーム１４，１５に過大な負荷が生じて、その反力でクラッチ機構２１に入力されるトルクが所定値以上になると、クラッチ機構２１により動力伝達経路が遮断される。したがって、ワイパモータ１３に過大な負荷が生じて、耐久性が低下したり破損したりすることを回避できる。すなわち、クラッチ機構２１は、外力からワイパモータ１３を保護するための保護装置として働く。このため、外力に対するワイパモータ１３の強度を確保するために、軸受の大型化、ケーシング１６の肉厚化などの設計を行わずに済み、ワイパモータ１３の大型化、ケーシング１６の大型化を回避できる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図４は、ワイパ装置１２が設けられた車両１０の前部を示す模式的な平面図、図５は、図４のワイパ装置１２の要部を示す模式的な側面断面図である。図４、図５において、図１ないし図３に示された構成と同じ構成部分には、図１ないし図３と同じ符号を付してその説明を省略する。第２の実施形態のワイパ装置１２は、運転席側のワイパアーム１４を揺動させるワイパモータ１３と、助手席側のワイパアーム１５を揺動させるワイパモータ１３とが別個に設けられた、いわゆるオポジット式のものである。２個のワイパモータ１３は、車両１０の幅方向に所定間隔をおいて左右に配置されている。
【００４３】
ここで、運転席側のワイパアーム１４を揺動させるワイパモータ１３の構成と、助手席側のワイパアーム１５を揺動させるワイパモータ１３の構成とは同じであり、左右対称に配置されている点が異なるだけである。また、運転席側のワイパモータ１３の動力をワイパアーム１４に伝達する動力伝達機構１９と、助手席側のワイパモータ１３の動力をワイパアーム１５に伝達する動力伝達機構１９とは構成が同じであり、左右対称に配置されている点が異なるだけである。したがって、ワイパアーム１４用の動力伝達機構１９の構成、ワイパアーム１５用の動力伝達機構１９の構成を一括して説明する。
【００４４】
第２の実施形態においても、ワイパモータ１３は回転軸１８を正回転および逆回転させることの可能なリバースモータにより構成されている。また、車両１０の水平方向に沿った平面内において、ワイパモータ１３の少なくとも一部は、フロントガラス１１の前端よりも後方であり、かつ、フロントガラス１１が配置された投影領域（投影範囲）内に配置されている。さらに、回転軸１８と一体的に揺動するリンク部材１９ａを有しており、リンク部材１９ａの一端に支持軸１９ｂが固定されている。この支持軸１９ｂはワイパアーム１４の一端に固定されている。そして、支持軸１９ｂとワイパアーム１４との連結部分は、車両１０の前後方向で、フロントガラス１１の前端よりも前方に位置している。また、他方の支持軸１９ｂはワイパアーム１５の一端に固定されている。そして、支持軸１９ｂとワイパアーム１５との連結部分は、車両１０の前後方向で、フロントガラス１１の前端よりも前方に位置している。なお、第２の実施形態においては、第１の実施の形態で説明した連結軸１９ｃは設けられておらず、リンク部材１９ａは長尺形状を有している。
【００４５】
次に、第２の実施形態におけるワイパ装置１２の制御および作用を説明する。まず、運転席側のワイパモータ１３が正回転および逆回転を交互に繰り返すと、リンク部材１９ａが所定の角度範囲内で軸線Ａ１を中心として揺動し、ワイパアーム１４が支持軸１９ｂを中心として所定角度範囲内で揺動する。このような作用により、フロントガラス１１の表面のうち、一点鎖線で示す領域Ｃ１が、ワイパブレード１４ａにより払拭される。
【００４６】
一方、助手席側のワイパモータ１３が正回転および逆回転を交互に繰り返すと、リンク部材１９ａが所定の角度範囲内で軸線Ａ１を中心として揺動し、ワイパアーム１５が支持軸１９ｂを中心として所定角度範囲内で揺動する。このような作用により、フロントガラス１１の表面のうち、一点鎖線で示す領域Ｄ１がワイパブレード１５ａにより払拭される。なお、２個のワイパモータ１３が同時に駆動した際に、ワイパアーム１４およびワイパブレード１４ａと、ワイパアーム１５およびワイパブレード１５ａとが接触しないように、ワイパモータ１３の回転範囲、ワイパアーム１４,１５の位置関係が決定されている。
【００４７】
第２の実施形態においても、ワイパモータ１３の少なくとも一部、具体的には殆ど全部が、車両１０の水平方向に沿った平面内において、車両１０の前後方向で、フロントガラス１１の前端よりも後方であり、かつ、フロントガラス１１の投影領域内に配置されている。そして、ワイパモータ１３の動力が伝達される回転軸１８にリンク部材１９ａが取り付けられており、車両１０の前後方向で、支持軸１９ｂとワイパアーム１４，１５との連結部分は、フロントガラス１１の前端よりも前方に配置されている。このため、車両１０の前後方向において、ワイパモータ１３をなるべく後方側に配置することができる。具体的には回転軸１８と支持軸１９ｂとの軸間距離に対応する分、ワイパモータ１３を後方側に配置するレイアウトを採用できる。したがって、第１の実施形態と同様の効果を得られる。
【００４８】
また、単数のリンク部材１９ａにより、支持軸１９ｂと回転軸１８との軸間距離を確保しているため、第１の実施形態と同様の効果を得られる。さらに、回転軸１８、支持軸１９ｂを車両１０の前方に向けて傾斜するように取り付けてあるため、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、第２の実施形態において、リンク部材１９ａとワイパモータ１３と間の動力伝達経路に、第１の実施形態で説明したクラッチ機構を設けてもよい。
【００４９】
ここで、上記の実施形態において説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、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、ワイパアーム１４が、本発明の第１ワイパアームに相当し、回転軸１８が、本発明のピボット軸に相当し、リンク部材１９ａが、本発明における揺動部材に相当し、支持軸１９ｂが、本発明の第１支持軸に相当する。また、ワイパアーム１５が、本発明の第２ワイパアームに相当し、支持軸１９ｇが、本発明の第２支持軸に相当し、リンク部材１９ｄが、本発明の第１リンク部材に相当し、リンク部材１９ｆが、本発明の第２リンク部材に相当する。
【００５０】
また、本発明は上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。例えば、第１の実施形態は、車両を前方から見て右側にワイパモータが配置されている車両にも適用することができる。また、第１、第２の実施形態において、クラッチ機構２１は、ウォームホイール１７と回転軸１８との間に設けることに代えて、回転軸１８とリンク部材１９ａとの間に設けることも可能である。また、本発明における各リンク部材は、ワイパモータの動力をワイパアームに伝達するための要素であり、各リンク部材の形状は、長尺形状、棒形状、半月形状、楕円形状などのいずれでもよい。さらに、第２の実施形態で説明したオポジット式のワイパ装置１２を設けるにあたり、ワイパアームおよびワイパモータの数は、１組または３組以上でもよい。また、上記実施の形態では、回転軸１８の軸線Ａ１と、支持軸１９ｇの軸線Ｂ１とが相互に平行に保持されている例を挙げているが、本発明はこれに限らず、フロントガラス１１の曲率に追従してワイパアームを動作させて払拭性を向上させるため、支持軸１９ｇの軸線Ｂ１は、回転軸１８の軸線Ａ１に対して傾斜するように保持されていてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 車両
１１ フロントガラス
１２ ワイパ装置
１３ ワイパモータ
１３ａ アーマチュア
１３ｂ，１８ 回転軸
１４，１５ ワイパアーム
１４ａ，１５ａ ワイパブレード
１６ ケーシング
１７ ウォームホイール
１９ 動力伝達機構
１９ａ，１９ｄ，１９ｆ リンク部材
１９ｂ 支持軸
１９ｃ，１９ｅ 連結軸
１９ｇ 支持軸
２０ バルクヘッド
２１ クラッチ機構
Ａ１，Ｂ１ 軸線
Ｃ１，Ｄ１ 領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の室内を囲むように設けたウィンドシールドを払拭し、かつ、ピボット軸を中心として揺動運動する第１ワイパアームと、前記車両の高さ方向で前記ウィンドシールドよりも下方に設けられ、前記ピボット軸に伝達する動力を発生するワイパモータとを有するワイパ装置であって、
前記ピボット軸の動力を前記第１ワイパアームに伝達する動力伝達機構が設けられており、この動力伝達機構は、前記ピボット軸に固定されて該ピボット軸を中心として揺動する揺動部材と、この揺動部材における前記ピボット軸から偏心した位置に固定され、かつ、前記第１ワイパアームを支持する第１支持軸とを備え、
前記第１ワイパアームが停止および揺動運動する際のいずれにおいても、前記第１支持軸と前記第１ワイパアームとの連結部分が、前記ウィンドシールドの前端よりも前方に位置するように前記第１支持軸が設けられているとともに、
前記ワイパモータの少なくとも一部は、前記車両の水平方向に沿った平面内で、前記車両の前後方向で前記ウィンドシールドの投影領域内に配置されていることを特徴とするワイパ装置。
【請求項２】
請求項１記載のワイパ装置において、
前記ウィンドシールドにおける払拭領域が前記第１ワイパアームとは異なる第２ワイパアームが設けられており、
前記動力伝達機構は、前記第２ワイパアームの端部に固定された第２支持軸と、前記揺動部材における前記ピボット軸から偏心した箇所に回転可能に連結された第１リンク部材と、この第１リンク部材が一端に回転可能に連結され、前記第２支持軸が他端に固定された第２リンク部材とを含み、
前記第２ワイパアームが停止および揺動運動する際のいずれにおいても、前記第２支持軸と前記第２ワイパアームとの連結部分が、前記ウィンドシールドの前端よりも前方に位置するように前記第２支持軸が設けられており、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の少なくとも一部は、前記車両の水平方向に沿った平面内で、前記ウィンドシールドの投影領域内に配置されていることを特徴とするワイパ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のワイパ装置において、
前記揺動部材と前記ワイパモータとの間の動力伝達経路に、伝達されるトルクが予め定められた所定値未満であると動力伝達経路を接続する一方、伝達されるトルクが予め定められた所定値以上であると動力伝達経路を遮断するクラッチ機構が設けられていることを特徴とするワイパ装置。
【請求項１】
車両の室内を囲むように設けたウィンドシールドを払拭し、かつ、ピボット軸を中心として揺動運動する第１ワイパアームと、前記車両の高さ方向で前記ウィンドシールドよりも下方に設けられ、前記ピボット軸に伝達する動力を発生するワイパモータとを有するワイパ装置であって、
前記ピボット軸の動力を前記第１ワイパアームに伝達する動力伝達機構が設けられており、この動力伝達機構は、前記ピボット軸に固定されて該ピボット軸を中心として揺動する揺動部材と、この揺動部材における前記ピボット軸から偏心した位置に固定され、かつ、前記第１ワイパアームを支持する第１支持軸とを備え、
前記第１ワイパアームが停止および揺動運動する際のいずれにおいても、前記第１支持軸と前記第１ワイパアームとの連結部分が、前記ウィンドシールドの前端よりも前方に位置するように前記第１支持軸が設けられているとともに、
前記ワイパモータの少なくとも一部は、前記車両の水平方向に沿った平面内で、前記車両の前後方向で前記ウィンドシールドの投影領域内に配置されていることを特徴とするワイパ装置。
【請求項２】
請求項１記載のワイパ装置において、
前記ウィンドシールドにおける払拭領域が前記第１ワイパアームとは異なる第２ワイパアームが設けられており、
前記動力伝達機構は、前記第２ワイパアームの端部に固定された第２支持軸と、前記揺動部材における前記ピボット軸から偏心した箇所に回転可能に連結された第１リンク部材と、この第１リンク部材が一端に回転可能に連結され、前記第２支持軸が他端に固定された第２リンク部材とを含み、
前記第２ワイパアームが停止および揺動運動する際のいずれにおいても、前記第２支持軸と前記第２ワイパアームとの連結部分が、前記ウィンドシールドの前端よりも前方に位置するように前記第２支持軸が設けられており、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の少なくとも一部は、前記車両の水平方向に沿った平面内で、前記ウィンドシールドの投影領域内に配置されていることを特徴とするワイパ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のワイパ装置において、
前記揺動部材と前記ワイパモータとの間の動力伝達経路に、伝達されるトルクが予め定められた所定値未満であると動力伝達経路を接続する一方、伝達されるトルクが予め定められた所定値以上であると動力伝達経路を遮断するクラッチ機構が設けられていることを特徴とするワイパ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６００９３（Ｐ２０１３−６００９３Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９３５３（Ｐ２０１１−１９９３５３）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
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