(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイパーアームが固定されるピボット軸をピボット軸ホルダ内に回動自在に挿入した車両用エネルギー吸収ワイパー装置において、ワイパーアームとピボット軸ホルダとの間に介装されピボット軸の没入を許容しつつ変形してピボット軸の移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材を設け、前記エネルギー吸収部材は、上側から順に少なくとも小径部、中径部を有しており、周面は断面階段状に形成され、小径部から中径部に渡って、内側に屈曲部、外側に屈曲部が順次形成され、前記エネルギー吸収部材は各屈曲部を起点として屈曲変形可能となって、小径部と中径部との間には両者を跨ぐ平面が設けられて、エネルギー吸収部材の下部の周縁フランジ部がピボット軸ホルダに固定され、ワイパーアームの基部の受容部内に保持された前記エネルギー吸収部材がワイパーアームの基部上壁に押圧可能、かつ受容部下端が前記平面を押圧可能となることを特徴とする車両用エネルギー吸収ワイパー構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用エネルギー吸収ワイパー構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ワイパー装置の中には、外力が作用するとこれを吸収して、自身や車体パネルの破損を最小限に抑えるようにしたエネルギー吸収構造のワイパー装置が知られている。これを図１５、図１６によって説明すると、図において、車体パネル１には円筒状のピボット軸ホルダ２が固定されている。このピボット軸ホルダ２内にはピボット軸３が回動可能に挿通され、ピボット軸３の下端は図示しない他のピボット軸とリンク部材４により連結されている。一方、ピボット軸３の上端には先端に図示しないワイパーブレードを取り付けたワイパーアーム５の基端６が固定されている。
【０００３】
そして、ピボット軸３の上下方向略中央部にはスナップリング７により上部への移動を規制されたワッシャー８が取り付けられ、このワッシャー８が前記ピボット軸ホルダ２の上端周縁部に取り付けられた係止板９に係止している。尚、ピボット軸ホルダ２とピボット軸３との間には筒状のサポート部材１０が上下に介装されている。この構造は特開平１１−３０１４２０号公報に示されている。
したがって、ピボット軸３に上部から外力が作用し、この外力が前記係止板９の破断応力を超えると、図１５に示した状態にあるピボット軸３は、係止板９が剪断破断することにより図１６に示すようにピボット軸ホルダ２内に没入することとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術にあっては、係止板９の強度・剛性を変更することで外力に対する破断荷重を所望に設定することができるが、係止板９が破断した直後にピボット軸ホルダ２が底付きしないように、ピボット軸ホルダ２内にピボット軸３の没入ストロークを確保する必要があるため、その分のスペースが無駄になるという問題がある。
そこで、この発明はピボット軸の没入ストロークを無駄にすることなくエネルギー吸収特性を更に向上できる車両用エネルギー吸収ワイパー構造を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、ワイパーアーム（例えば、実施形態におけるワイパーアーム１４）が固定されるピボット軸（例えば、実施形態におけるピボット軸２３）をピボット軸ホルダ（例えば、実施形態におけるピボット軸ホルダ１７）内に回動自在に挿入した車両用エネルギー吸収ワイパー装置において、ワイパーアームとピボット軸ホルダとの間に介装されピボット軸の没入を許容しつつ変形してピボット軸の移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材（例えば、実施形態におけるエネルギー吸収部材２０）を設け、前記エネルギー吸収部材は、上側から順に少なくとも小径部（例えば、実施形態における小径部３４）、中径部（例えば、実施形態における中径部３５）を有しており、周面は断面階段状に形成され、小径部から中径部に渡って、内側に屈曲部（例えば、実施形態における第３屈曲部Ｋ３）、外側に屈曲部（例えば、実施形態における第１屈曲部Ｋ１）が順次形成され、前記エネルギー吸収部材は各屈曲部を起点として屈曲変形可能となって、小径部と中径部との間には両者を跨ぐ平面（例えば、実施形態における平面Ｈ１）が設けられて、エネルギー吸収部材の下部の周縁フランジ部（例えば、実施形態における周縁フランジ３７）がピボット軸ホルダに固定され、ワイパーアームの基部の受容部（例えば、実施形態における受容部３１）内に保持された前記エネルギー吸収部材がワイパーアームの基部上壁（例えば、実施形態における基部上壁３２）に押圧可能、かつ受容部下端が前記平面を押圧可能となることを特徴とする
このように構成することで、ワイパーアームとピボット軸ホルダとの間の空間を利用してエネルギー吸収部材を配置でき、ワイパーアームを介してピボット軸に一定の荷重が作用し、衝撃吸収部が変形してピボット軸がピボット軸ホルダ内へ没入する没入動作に入ると、ワイパーアームがピボット軸ホルダに近接するように移動し、エネルギー吸収部材が変形してピボット軸の移動エネルギーを吸収することができる。これにより、小型化できエネルギー吸収能力の高いワイパー構造が得られる。とりわけ、エネルギー吸収部材の圧縮変形が始まると小径部が下方に変形することで２つの屈曲部を起点として大きく屈曲変形が始まり小径部と中径部とを跨ぐ平面が下側に引き込まれ、外側の屈曲部が形成されていた部位は、内側に移動すると共に屈曲状態から曲げ戻され、外側の屈曲部が形成されていた部位よりも外側に新たな折れ点が形成される。これによりあたかも外側の屈曲部が外側に移動しているかのような動きになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面と共に説明する。図６は車両前部の斜視図である。同図に示すように、車両Ｓのワイパー装置１１は運転席ｌ、及び、助手席の前方のフロントウインドシールド１２に左右一対設けられている。このワイパー装置１１はフロントウインドシールド１２の表面に摺接するワイパーブレード１３を左右に揺動するワイパーアーム１４により払拭動作するものである。
【０００９】
図１は図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
同図において、車体パネル１５の取付開口部１６にはピボット軸ホルダ１７のフランジ部１８がボルト１９により裏側から固定されている。ピボット軸ホルダ１７の上面は平坦に形成され、後述するエネルギー吸収部材２０の取付面２１を構成している。
【００１０】
ピボット軸ホルダ１７には、ピボット軸ホルダ１７を貫く挿入孔２２が取付面２１から鉛直方向に向かって形成され、この挿入孔２２にはピボット軸２３が挿入されている。挿入孔２２とピボット軸２３との間には筒状のサポート部材２４が上下に２つ介装され、ピボット軸２３をピボット軸ホルダ１７に対して回動可能に支持するようになっている。ピボット軸２３の下端にはリンク部材２５の一端がボルト２６により固定され、このリンク部材２５の他端は他のワイパー装置１１の図示しないピボット軸の下端に連係されている。このリンク部材２５によりピボット軸２３のピボット軸ホルダ１７に対する上方向の抜けが防止されている。また、ピボット軸２３の上端には前記ワイパーブレード１３を取り付けたワイパーアーム１４の基端上壁３２が下に向かって拡径したスプライン部２７により貫通され回り止めされた状態で固定されている。
【００１１】
ピボット軸２３の上下方向略中央部にはスナップリング２８により上方への移動を規制されたワッシャー２９が取り付けられ、ピボット軸ホルダ１７の挿入孔２２の上部周縁には例えば、金属製あるいは樹脂製の係止板（衝撃吸収部）３０が取り付けられ、ワッシャー２９を係止板３０の内周縁に係止した状態で、ピボット軸２３がピボット軸ホルダ１７に対して没入方向への移動を規制された状態で支持されている。
したがって、上記ピボット軸ホルダ１７に回動自在に支持されたピボット軸２３に対して没入方向の一定以上の荷重が作用すると係止板３０が破断して衝撃を吸収できる。
【００１２】
ここで、前記ワイパーアーム１４の基端には、後述するエネルギー吸収部材２０の上部を受け入れるために下方に向かって開口した袋状の受容部３１が形成されている。また、ワイパーアーム１４の基端上壁３２から突出したピボット軸２３の上端部はワイパーアーム１４の基端上壁３２に取り付けられるキャップ３３によって覆われている。
そして、上記ピボット軸ホルダ１７の取付面２１と前記ワイパーアーム１４の基端の受容部３１との間には、エネルギー吸収部材２０が設けられている。このエネルギー吸収部材２０は、ピボット軸２３が没入方向に荷重を受けて係止板３０が破断し、ピボット軸２３がピボット軸ホルダ１７の挿入孔２２を没入方向に移動した場合に変形して、ピボット軸２３の移動エネルギーを吸収するものである。
【００１３】
エネルギー吸収部材２０は、例えば、金属製の部材（樹脂製でもよい）で上側から順に小径部３４、中径部３５、大径部３６を有しており、周面は断面階段状に形成されている。したがって、小径部３４から大径部３６に渡って、外側に第１屈曲部Ｋ１、第２屈曲部Ｋ２が、内側に第３屈曲部Ｋ３、第４屈曲部Ｋ４が順次形成され、エネルギー吸収部材２０は各屈曲部Ｋ１〜Ｋ４を起点として屈曲変形可能となっている。尚、小径部３４と中径部３５との間には両者を繋ぐ平面Ｈ１が、中径部３５と大径部３６との間には両者を繋ぐ平面Ｈ２が各々設けられている。
このように構成された、エネルギー吸収部材２０の下部の周縁フランジ部３７がピボット軸ホルダ１７にビス３８により固定されている。
【００１４】
上記実施形態によれば、キャップ３３に障害物が衝接し、係止板３０の破断荷重を超えた衝撃荷重がワイパーアーム１４の基部を介してピボット軸２３に下向きに作用すると、係止板３０がワッシャー２９に衝接して破断し衝撃エネルギーの一部が吸収される。そして、係止板３０の破断により吸収しきれなかったエネルギーによりピボット軸２３がピボット軸ホルダ１７内へ没入する没入動作に入ると、ワイパーアーム１４の基部の受容部３１内に保持されたエネルギー吸収部材２０がワイパーアーム１４の基部上壁３２に押圧されるため、エネルギー吸収部材２０は取付面２１との間で圧縮変形を始める。エネルギー吸収部材２０の圧縮変形が始まると、図３に示すように小径部３４が下方に変位することで、図１に示す第１屈曲部Ｋ１、第３屈曲部Ｋ３を起点として図３に示すように大きく屈曲変形が始まり小径部３４と中径部３５とを繋ぐ平面Ｈ１が下側に引き込まれるようにしてエネルギーが吸収される。
【００１５】
小径部３４と中径部３５とを繋ぐ水平面が下側に引き込まれると第１屈曲部Ｋ１が形成されていた部位は、内側に移動する（図３においてＫ１が鎖線で指示する部位を参照）と共に屈曲状態から曲げ戻され、第１屈曲部Ｋ１が形成されていた部位よりも外側に新たな第１折れ点Ｏ１が形成される。したがって、あたかも第１屈曲部Ｋ１が外側に移動しているかのような動きになる。このように第１屈曲部Ｋ１が曲げ戻されると共に新たな第１折れ点Ｏ１が形成されるため、ここにおいてもエネルギー吸収がなされる。
【００１６】
そして、図４に示すように、更に小径部３４が下方に変位すると今度は前記第１折れ点Ｏ１が形成されていた部位は、内側に移動する（図４においてＯ１が鎖線で指示する部位を参照）と共に屈曲状態から曲げ戻され、第１折れ点Ｏ１が形成されていた部位よりも外側に新たな第２折れ点Ｏ２が形成される。したがって、あたかも第１折れ点Ｏ１が外側に移動しているかのような動きになる。このように第１折れ点Ｏ１が曲げ戻されると共に新たな第２折れ点Ｏ２が形成されるため、更に多くの大きなエネルギーが吸収される。
【００１７】
また、このとき小径部３４の下方変位に引き込まれるようにして中径部３５も下方に変位するため、第２屈曲部Ｋ２、第４屈曲部Ｋ４を起点として大きく屈曲変形が始まり中径部３５と大径部３６とを繋ぐ平面Ｈ２が下側に引き込まれるようにしてエネルギーが吸収される。
中径部３５と大径部３６とを繋ぐ水平面が下側に引き込まれると第２屈曲部Ｋ２が形成されていた部位は、内側に移動する（図４においてＫ２が鎖線で指示する部位を参照）と共に屈曲状態から曲げ戻され、第２屈曲部Ｋ２が形成されていた部位よりも外側に新たな第２折れ点Ｏ２が形成される。
したがって、あたかも第２屈曲部Ｋ２が外側に移動しているかのような動きになる。このように第２屈曲部Ｋ２が曲げ戻されると共に新たな第３折れ点Ｏ３が形成されるため、ここにおいてもエネルギー吸収がなされる。
【００１８】
このようにして、係止板３０が破断してピークを迎えた衝撃力はピボット軸２３がピボット軸ホルダ１７内へ没入する没入動作に入ると、エネルギー吸収部材２０が各屈曲部Ｋ１〜Ｋ４において屈曲変形しつつエネルギーを吸収できると共に、周面の屈曲部、とりわけ第１、第２屈曲部Ｋ１，Ｋ２がエネルギー吸収部材の周面を移動するようにして、曲げ伸ばしを繰り返しながら最終的に図２に示すように屈曲変形してエネルギーを吸収するのである。
したがって、図５に示すように、係止板３０の破断により一旦はピークを迎える衝撃力はピボット軸２３の下方へ移動する間低い値を維持し、長いストロークをかけてエネルギー吸収部材２０によってその大部分が吸収される。
【００１９】
上記実施形態によれば、障害物によりピボット軸２３が一定以上の荷重により下方に押圧され係止板３０が破断してピボット軸２３がピボット軸ホルダ１７内へ没入する没入動作に入ると、エネルギー吸収部材２０が変形してピボット軸２３の移動エネルギーを吸収することができるため、係止板３０の破断のみならずピボット軸２３の没入の際にもエネルギー吸収を行うことができ、したがって、ピボット軸２３の没入方向への移動ストロークを有効利用してエネルギー吸収能力を高めることができる。
特に、エネルギー吸収部材２０はピボット軸２３の没入を許容しつつ変形しながらエネルギーを吸収できるため、ピボット軸２３が移動をしている間に多くの衝撃エネルギーを吸収することができる点で有利となる。
更に、ピボット軸２３に作用する荷重が軸心に対して傾いているような場合にでも、エネルギー吸収特性に与える影響が少ないため好適である。
【００２０】
また、単にエネルギー吸収部材２０の各屈曲部Ｋ１〜Ｋ４が屈曲変形するだけではなく、変形が進むにつれてとりわけ第１、第２屈曲部Ｋ１，Ｋ２はエネルギー吸収部材２０の周面を径方向に移動しながら曲げ伸ばしを繰り返すため多くのエネルギーを吸収できる。
したがって、各屈曲部Ｋ１〜Ｋ４が屈曲変形すると共に曲げ伸ばしを繰り返すことで吸収される衝撃荷重の分だけ、係止板３０を脆弱なものにすることができる。その結果、係止板３０の破断の際の衝撃力のピークをできるだけ抑えることができ障害物に対するダメージを大幅に軽減して衝突安全性を著しく向上することができる。
【００２１】
この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、異なる形状のエネルギー吸収部材を用いることができる。尚、説明にあたっては前記実施形態の図１、図２を援用する。
例えば、図７に示すように円筒形のエネルギー吸収部材２０Ａを用いることができる。このエネルギー吸収部材２０Ａはピボット軸２３の外周に近接した位置に装着され上部周縁３９でピボット軸２３を支持しており、エネルギー吸収部材２０Ａにピボット軸２３の支持機能を併せ持たせたものである。エネルギー吸収部材２０Ａにピボット軸２３の支持機能を持たせた分だけ、負担が少なくなったピボット軸ホルダ１７を薄肉化して小型化できると共にピボット軸２３の周囲にエネルギー吸収部材２０Ａの変形許容空間を十分に確保することができる。
【００２２】
このエネルギー吸収部材２０Ａが圧縮されると、内側への変形はピボット軸２３の外周面によって規制されるため、図８に示すように、周面が断面波形に変形する。これにより、図９に示すように、徐々に吸収幅は小さくなるものの係止板３０により衝撃を吸収した後に多くのエネルギーを効果的に吸収することができる。
【００２３】
また、図１０に示すように円錐台形状のエネルギー吸収部材２０Ｂを用いることができる。このエネルギー吸収部材２０Ｂは上部周縁を構成するフランジ部４０が内側に形成され、このフランジ部４０にピボット軸２３を支持する機能を持たせたものである。この実施形態においてもピボット軸ホルダ１７を薄肉化して小型化できると共にピボット軸２３の周囲にエネルギー吸収部材２０Ｂの変形許容空間を十分に確保することができる。
このエネルギー吸収部材２０Ｂが圧縮されると、内側にも変形のための大きな空間が確保されているため、図１１に示すように、周面は内外に向かって大きく波形形状に屈曲変形する。したがって、図１２に示すように、係止板３０により衝撃を吸収した後に徐々に多くのエネルギーを効果的に吸収することができる。
【００２４】
更に、図１３に示すように、屈曲部４１を備えたエネルギー吸収部材２０Ｃを用いることができる。このエネルギー吸収部材２０Ｃも上部周縁３９でピボット軸２３を支持するようになっており、上下方向中央部には外側に折れ曲がる屈曲部４１を備えている。
この実施形態においてもエネルギー吸収部材２０Ｃの上部周縁がピボット軸２３を支持することにより、ピボット軸ホルダ１７の負担を軽減しピボット軸ホルダ１７を薄肉化して小型化できる。
これにより、このエネルギー吸収部材２０Ｃが圧縮されると、図１４に示すように、屈曲部４１の位置で外側に向かって大きく屈曲変形して衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００２５】
したがって、上記各実施形態によれば、係止板３０の破断によりエネルギーを吸収できると共に、エネルギー吸収部材２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの変形によってもエネルギー吸収を行うことができ、かつ、各エネルギー吸収部材２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにピボット軸ホルダ１７によるピボット軸２３の支持機能を併せ持たせることができる。
その結果、障害物に対する衝突安全性を高めることができると共にピボット軸ホルダ１７の軽量化を図ることができる。
【００２６】
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、衝撃吸収部とし係止板３０を設けた場合を例にして説明したが、衝撃荷重の入力初期において破断することによりエネルギーを吸収することができるものなら、係止板３０に限られるものではない。
また、例えば、衝撃吸収部として、破断することによりエネルギー吸収を行う係止板３０を例に説明したが、ピボット軸２３の移動を許容できれば、変形によりエネルギーを吸収できる衝撃吸収部を用いてもよい。同様にエネルギー吸収部材２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは共に変形によりエネルギーを吸収する部材であるが、ピボット軸の移動を許容しつつ破断する構造のものを採用してもよく、変形と破断によりエネルギーをする構成としてもよい。
また、係止板３０、エネルギー吸収部材２０等を含む各部材の材質は、上述したものに限らず様々な材質ものを採用できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、ワイパーアームとピボット軸ホルダとの間の空間を利用してエネルギー吸収部材を配置でき、ワイパーアームを介してピボット軸に一定の荷重が作用し、衝撃吸収部が変形してピボット軸がピボット軸ホルダ内へ没入する没入動作に入ると、ワイパーアームがピボット軸ホルダに近接するように移動し、エネルギー吸収部材が変形してピボット軸の移動エネルギーを吸収することができるため、ピボット軸が没入動作に入り移動している間にも多くの衝撃エネルギーを吸収でき、したがって、ピボット軸の没入方向への移動ストロークを有効利用してエネルギー吸収能力を高めることができる効果がある。その結果、小型化できエネルギー吸収能力の高いワイパー構造が得られる。とりわけ、エネルギー吸収部材の圧縮変形が始まると小径部が下方に変形することで２つの屈曲部を起点として大きく屈曲変形が始まり小径部と中径部とを跨ぐ平面が下側に引き込まれ、外側の屈曲部が形成されていた部位は、内側に移動すると共に屈曲状態から曲げ戻され、外側の屈曲部が形成されていた部位よりも外側に新たな折れ点が形成される。これによりあたかも外側の屈曲部が外側に移動しているかのような動きになるので、曲げ伸ばしを繰り返して多くのエネルギーを吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の取付状態の図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】図１に対応するエネルギー吸収状態を示す断面図である。
【図３】エネルギー吸収部材の変形状況を示す断面図である。
【図４】エネルギー吸収部材の変形状況を示す断面図である。
【図５】エネルギー吸収部材の吸収特性を示すグラフ図である。
【図６】車両前部の斜視図である。
【図７】他のエネルギー吸収部材の断面図である。
【図８】図７の変形状態を示す断面図である。
【図９】図７に対応するエネルギー吸収特性を示すグラフ図である。
【図１０】更に他のエネルギー吸収部材の断面図である。
【図１１】図１０の変形状態を示す断面図である。
【図１２】図１０に対応するエネルギー吸収特性を示すグラフ図である。
【図１３】別のエネルギー吸収部材の断面図である。
【図１４】図１０の変形状態を示す断面図である。
【図１５】従来技術の断面図である。
【図１６】従来技術の変形状態を示す断面図である
【符号の説明】
１４  ワイパーアーム
１７  ピボット軸ホルダ
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  エネルギー吸収部材
２３  ピボット軸
３０  係止板（衝撃吸収部）
３９  上部周縁
４０  フランジ部（上部周縁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003634303.tif 000013
【図１３】
0003634303.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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