(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に固着された所定角度回動する第１アームと、上記第１アームの基端部内において、上記駆動軸に遊嵌した筒状回動軸の上端に固定された第１プーリーと、上記第１アームの他端部内において、従動軸に固定された第２プーリーと、上記従動軸に腕杆を介して連結され、他端にワイパーブレードを設けた第２アームと、上記第１プーリーと上記第２プーリーを連結した帯状ミニチュアロープを備え、
上記駆動軸の回動により上記第１アームを所定角度の範囲で回動させ、上記筒状回動軸の回動により上記第１プーリー、上記帯状ミニチュアロープ、上記第２プーリー、上記従動軸、上記腕杆、上記第２アームを介して上記ワイパーブレードに所要の払拭動作を与えると共に、
上記駆動軸の両側に所定の間隔でホイル軸を並設し、二つのホイル軸のそれぞれにおいて、モータ駆動されるウォームと噛合する右回りウォームホイルおよび左回りウォームホイルをキー着し、その上部において、上記駆動軸にキー着した被動カムに対応する一対の駆動カムをキー着し、更に上記筒状回動軸の下端にキー着した被動間欠歯車に対応する一対の駆動間欠歯車をキー着し、上記個々の間欠歯車の歯やカムの形状を部分的にくの字形に曲折又はゆるやかに湾曲した形状とし、上記駆動カムの回転動作を上記被動カムを介して上記駆動軸に伝達し、上記駆動間欠歯車の回転動作を上記被動間欠歯車を介して上記筒状回動軸に伝達し、上記駆動軸を結合した上記第１アームと、上記筒状回動軸にキー着した上記第１プーリーの回動に速度変化を付与し、各部所に応じて上記第２アームの屈伸度合いを調整できるようにし、
上記ホイル軸が回動開始から約６０度回った時点で、上記第１アームと上記第２アームが逆くの字状になるように構成したことを特徴とする屈伸ワイパー装置。
【請求項２】
第１アーム内に収設された第１プーリーと第２プーリーは、細いロープを複数本並列し、これを接着剤で一体固化した帯状ミニチュアロープで巻掛け連結されていることを特徴とする請求項１記載の屈伸ワイパー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一本式（屈伸型）と称する車両の屈伸ワイパー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両におけるフロントガラス面を払拭するワイパーとその駆動装置に関しては、多種のものが提案され実用化されている。
中でも一本式として知られているものを例にとれば、駆動モータの回転をウォーム，ウォームホイル，クランク等の機構を介してアーム軸に伝え、この軸の回転を歯車，クランク，リンク機構に伝えて、これらの動作によって、スライダを一定の幅で上下運動することにより、ワイパーブレードに所定の払拭動作を付与するようになっている。
【０００３】
また、特開平７−３２９７２９で開示された装置は第１アーム軸に遊嵌した筒状軸があり、前者には被動カムが、後者には被動間欠歯車が設けられ、該軸の両側にモータ回転を受ける左回りと右回りする二つのウォーム軸があり、それぞれに前記被動カムと間欠歯車に対応する駆動用の間欠歯車とカムが設けられ、それらが接触と解放を繰り返す度に、第１アームは交互に左右回動を行い、筒状軸の回動はリンク機構によって第２アームに動力伝達されブレードは屈伸しながら回動し、あたかもブレードが伸縮しながら回動するかのような払拭動作をするようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平７−３２９７２９の一本式屈伸ワイパー装置は前述のように第２アームヘの動力伝達手段がリンク機構を用いたもので、当機構による回動範囲の限界値（１１０度）に対し、当該装置の必要視界を得るための必要回動角度は１５５度にもなるため、デッドポイントをはるかに超えるという無理があった。その改善策としての複数歯車を連ねて伝達する手段は重量が大で、バックラッシ加算による作動誤差が大き過ぎ、又、ベルト、チエンを用いる巻き掛け式伝達方法は、耐用度、滑動、伸張、嵩張り等の解決困難な問題点が多々あった。更に各被動に速度変化の配慮がされてないため、払拭動作のなかでブレード先端が枠から大きく突き出たり、逆に離れ過ぎたりする乱動作が起こり、実質上の払拭面積は極めて小さくなるという致命的問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、構造の小形・簡素化、動作の円滑性の維持、更には長期使用を可能とし、必要とする広い払拭面積を確保できる装置を得ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る屈伸ワイパー装置は、駆動軸に固着された所定角度回動する第１アームと、上記第１アームの基端部内において、上記駆動軸に遊嵌した筒状回動軸の上端に固定された第１プーリーと、上記第１アームの他端部内において、従動軸に固定された第２プーリーと、上記従動軸に腕杆を介して連結され、他端にワイパーブレードを設けた第２アームと、上記第１プーリーと上記第２プーリーを連結した帯状ミニチュアロープを備え、上記駆動軸の回動により上記第１アームを所定角度の範囲で回動させ、上記筒状駆動軸の回動により上記第１プーリー、上記帯状ミニチュアロープ、上記第２プーリー、上記従動軸、上記腕杆、上記第２アームを介して上記ワイパーブレードに所要の払拭動作を与えると共に、
上記駆動軸の両側に所定の間隔でホイル軸を並設し、二つのホイル軸のそれぞれにおいて、モータ駆動されるウォームと噛合する右回りウォームホイルおよび左回りウォームホイルをキー着し、その上部において、上記駆動軸にキー着した被動カムに対応する一対の駆動カムをキー着し、更に上記筒状回動軸の下端にキー着した被動間欠歯車に対応する一対の駆動間欠歯車をキー着し、上記個々の間欠歯車の歯やカムの形状を部分的にくの字形に曲折又はゆるやかに湾曲した形状とし、上記駆動カムの回転動作を上記被動カムを介して上記駆動軸に伝達し、上記駆動間欠歯車の回転動作を上記被動間欠歯車を介して上記筒状回動軸に伝達し、上記駆動軸を結合した上記第１アームと、上記筒状回動軸にキー着した上記第１プーリーの回動に速度変化を付与し、各部所に応じて上記第２アームの屈伸度合いを調整できるようにし、上記ホイル軸が回動開始から約６０度回った時点で、上記第１アームと上記第２アームが逆くの字状になるように構成したことを特徴とする。
【０００７】
この発明の請求項２に係る屈伸ワイパー装置は、第１アーム内に収設された第１プーリーと第２プーリーは、細いロープを複数本並列し、これを接着剤で一体固化した帯状ミニチュアロープで巻掛け連結したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における屈伸ワイパー装置の縦断面図である。
図１において、１は格納箱２内に挿通し、支持された駆動軸であり、その上端部は第１アーム３の基端部を貫き結合されている。つまり、上記第１アーム３は鞘状で中間に長い部屋４が形成され、その外枠は上記駆動軸１と結合するとともに、格納箱２の上端部２ａにパッキング５を介して遊嵌している。６は筒状回動軸であり、上記駆動軸１と上記格納箱２の上端部２ａとの間にあって、例えばテフロン系（テフロン：登録商標）のドライベアリング７を介して回動自在に挿嵌されている。８は上記第１アーム３内において筒状回動軸６にキー着した第１プーリー、９は第１アーム３の他端部内において従動軸１０にキー着した第２プーリーである。
【０００９】
１１は上記第１プーリー８と第２プーリー９を連結した帯状ミニチュアロープであり、第１プーリー８の回動を第２プーリー９に正確に伝達し、従動軸１０に所要の動作を付与する。１２は腕杆であり、一端は上記従動軸１０にキー着され、他端はワイパーブレード（図示せず）を設けた第２アーム１３の基端部に固定している。なお、上記格納箱２内には、後述する駆動装置１４が収納されている。
【００１０】
このように構成された屈伸ワイパー装置においては、駆動軸１によって第１アーム３が所定角度の範囲で回動し、更に筒状回動軸６によって第１プーリー８から帯状ミニチュアロープ１１，第２プーリー９，従動軸１０，腕杆１２を介して第２アーム１３とともに、これに装着したワイパーブレードに所要の払拭動作（回動と屈伸動作）を与えるものである。
【００１１】
図２はこの発明の実施の形態１における屈伸ワイパー駆動装置を図１におけるＡ−Ａ断面図として示したものである。
図２において、１６はモータであり、その出力軸１７には２つのウォーム１８が配設されている。１９，１９ａは駆動軸１の両側に所定の間隔で並設したホイル軸であり、その下端部には前記ウォーム１８と噛合する右回りウォームホイル２０と、左回りウォームホイル２１がキー着されている。２２は上記ウォームホイルの上部において、駆動軸１にキー着した被動カムであり、この被動カム２２に対応する駆動カム２３，２４が上記ホイル軸１９，１９ａにキー着されている。２５は筒状回動軸６の下端部にキー着した被動間欠歯車であり、この被動間欠歯車に対応する駆動間欠歯車２６，２７が上記ホイル軸１９，１９ａにキー着されている。
【００１２】
そして、上記間欠歯車２５，２６，２７、及びカム２２，２３，２４は例えば図３に示すように、それぞれ個々に部分的にくの字形に曲折又はゆるやかに湾曲した特殊形状とし、駆動カム２３，２４の回転動作を被動カム２２を介して駆動軸１に、また駆動間欠歯車２６，２７の回転動作を被動間欠歯車２５を介して筒状回動軸６に伝達し、駆動軸１を結合した第１アーム３と、筒状回動軸６にキー着した第１プーリー８の回動に速度変化を付与させている。
つまり、第２アーム１３の伸縮度合いを払拭領域での各部所に応じて調整可能に構成したもので、これによって、図６に示すようにフロントガラスに対応した形状で、しかも広範囲の払拭が可能となる。
なお、上記カム２２，２３，２４、及び間欠歯車２５，２６，２７は払拭条件に応じてそれぞれの形状や相関的な構造が変更されるもので、特定されないが、図３は図６に示す払拭形状及び面積を得るために適合する代表的な構造のカム及び歯車を示している。
【００１３】
次に図３，４，５に基づき、動作について説明する。
上記駆動装置は、ホイル１９，１９ａがそれぞれ３６０度回転することによって、ワイパーブレードが一往復の払拭動作を行なうものであるが、例えばその間のステップ（回転角度）を６つに分け、それぞれの時点で、間欠歯車、カムの変化とワイパーブレードの作動態様を説明する。
図３（ａ）はこの発明における屈伸ワイパー駆動装置の駆動カム，被動カム，駆動間欠歯車，被動間欠歯車構造を示す平面図である。
図３において、第１アーム３と第２アーム１３はストッパーＡ，Ｂと被動カム２２（左），駆動カム２４（イ）そして被動間欠歯車の歯２５（ヘ）と駆動間欠歯車の歯２６（ハ）との接合によって固定された状態にあり、ブレード（イ）が回動開始前の位置である。ここで、駆動装置を始動させるとホイルが５度回った時点で、先ず歯２５（ヘ）と２６（ハ）が解放され、歯２７（イ）と歯２５（イ）が接触し、それから５度遅れて被動カム２２（左）と駆動カム２４（イ）が解放され、駆動カム２３（ロ）と被動カム２２（右）が接触する。
なお、第１アーム３の回動を５度遅らせたのは、起動初期にブレード（イ）の先端が突出するのを防ぐとともに起動応力を軽減させるためである。
【００１４】
ここにおいて、筒状回動軸６，第１プーリー８，帯状ミニチュアロープ１１，第２プーリー９，従動軸１０，腕杆１２の伝達系を介して第２アーム１３が右回動を開始し５度遅れて駆動軸１の回動により、第１アーム３が左方向に回動を開始する。そして、両ホイル軸１９，１９ａが約６０度回った時点で、図３(ｂ)に示す状態になり、駆動カム２３（ロ）と被動カム２２（右）は接触を解き、ここで瞬時に駆動カム２４（ロ）が被動カム２２（左）に接触するから、第１アーム３は左回動を停止し、その瞬間に右回動に変わるが、駆動間欠歯車２７と被動間欠歯車２５が図４(ｄ)の状態になるまで噛合を続けているから、その時点まで第２アーム１３は右回動を続行する。したがって、上記第１アーム３の停止時においても、ワイパーブレードは停止することなく、右方向に回動を継続する。そして、両ホイル軸１９，１９ａが加算して約１１５度回転した時点で、図４(ｃ)に示す状態になる。
図４(ｃ)に示す状態になった時点では、被動カム２２（左）が駆動カム２４（ロ）とストッパーＢに挟着され固定状態になり、図４(ｃ)のステップでは第１アーム３は動作を停止し、第２アーム１３が回動を続けるのでワイパーブレードは右方向の回動を続ける。そして、両ホイル軸１９，１９ａが約１８０度回転した時点で、図４(ｄ)に示す状態になる。
【００１５】
図４（ｄ）の状態になった時点では、駆動間欠歯車２７（ハ）と被動間欠歯車２５（ハ）は解放されるが、この時すかさず右回り動作をしてきた駆動間欠歯車２６（イ）が被動間欠歯車２５（ニ）に接触し、一瞬停止した第２アーム１３は左回動を開始し、図３(ａ)のステップの終りまで連続回動する。
なお、第１アーム３は、この図４(ｄ)のステップでも停止状態であるからワイパープレードは左回動し、両ホイル軸１９，１９ａが加算して約２４５度回転した時点で、図５(ｅ)に示す状態になる。
【００１６】
図５(ｅ)の状態になった時点では、駆動カム２４（ロ）と被動カム２２（左）は解放されるが、この時すかさず右回り動作をしてきた駆動カム２３（イ）が被動カム２２（右）に接触するから、図５(ｆ)のステップでは、第１アーム３は、第２アーム１３と共に左回動する。
そして、両ホイル軸１９，１９ａが約３００度回転した時点では図５(ｆ)に示す状態になる。この時、駆動カム２３（イ）と被動カム２２（右）は解放されるが、この時すかさず左回りしてきた駆動カム２４（イ）が被動カム２２（左）に接触するため、一瞬停止した第１アーム３は、右回動を開始し、左回動を続けている第２アーム１３とは逆動作を行なうことになる。そして、両ホイル軸１９，１９ａが３６０度の回転を終わった時点で、図３(ａ)に示す元の状態に戻り、以降は以上説明した動作を繰返し所望の払拭運動が遂行される。
なお、図６はブレードの払拭軌跡を示している。
【００１７】
図７はこの発明の実施の形態４における帯状ミニチュアロープを示し、図７(ａ)は部分平面図、図７(ｂ)は図７(ａ)におけるＢ−Ｂ断面図である。
図において、帯状ミニチュアロープ１１は細い金属ロープ１１ａを複数本並列し、これを耐油、耐候性に富む、例えばエポキシ樹脂系の弾性接着剤１１ｂで接合し、扁平な一体構造つまり帯状に構成したものである。
【００１８】
ちなみに直径０.８ｍｍの細い金属ロープ５本を近接して並列にし、その片面に接着剤を塗布して一体の帯状としたものは破断荷重が２９００Ｎもあり、これにグリスを含浸させ、漏洩しない密閉構造内において１０００万サイクルの曲げ，伸ばし，摺動動作の繰り返しテストを実施した結果、残存強度が約８０％で、線材間の接着状態も全く異常がないことが確認された。
【００１９】
図８(ａ)は第１プーリー８と第２プーリー９を上記帯状ミニチュアロープ１１で連結した状態を示す平面図であり、図に示す如く、２本の帯状ミニチュアロープ１１のそれぞれの両端を小さく湾曲し、この先端部を両プーリー８，９に設けた小穴に接合嵌入し、ここにハンダ付けを施すか、又はエポキシ樹脂を注入して固定したものである。なお、上記接合小穴は第１，第２プーリー８，９の回転角度を勘案して位置が決定される。
上記ミニチュアロープ１１はプレテンション加工を施すと、長期使用による伸びがほとんど生じない、という特性があるため、それの連結によって、動力伝達は確実であり、連結構造が簡素化され、従来の機械的な動力伝達手段に比較して小形軽量化が可能であるとともに、雑音のない円滑、静粛な払拭動作が可能となる。
【００２０】
ここで、第２プーリー９の回動範囲を１５５度とすると、ロープ１１ａの端末の固定部が局部的に疲労する恐れがあり、この場合には張設したミニチュアロープ１１の中間部に誘導プーリーを設けて上記固定部の曲げ角度に余裕をもたせればよい。上記実施の形態はミニチュアロープ１１が一層巻きであり、第１アーム３を薄く構成できるので、ブレードの下端部を第１アーム３の下部空隙に入り込めることができる。つまり、図８（ａ）に示す角度θを大きく設定することによって、ブレード下部の払拭軌跡が低くなり、払拭面積が増すことになる。
【００２１】
実施の形態２．
なお、前述してきたワイパーの払拭模様は従来の２本式ワイパーに類似するもので、これを基本型と仮称した場合、次に記載の広域払拭型は助手席側にも配慮してその前面の払拭面積を増加させるものである。
機構と作用は上記基本型と似ているが、違いは第２プーリの回動範囲が２２０度もあるため、ロープ端末部の固定上の理由でプーリー溝を二層にすることや、上記ステップ（ｄ）と（ｅ）において基本型では第１アームを停止状態にさせ、第２アームのみを回動させるのに対し、広域型ではステップ（ｃ）で助手席側に倒伏した第１アームをステップ（ｄ）で再び垂直方向に戻し、ステップ（ｅ）で又倒伏させるのが特徴で、図９はその動作に対応できるよう、各間欠歯車、カム等の形状を設計変更されたものである。
更に第１アームを約３０ｍｍ短くし、逆に第２アームを長くして、それによるブレードの伸縮距離減少分つまり払拭面積の減少分を補填するため、第１アーム回動範囲を基本型の５５度から６０度とカムの能力限界に近い数値になるよう設計変更している。従って第１アームの厚みがやや大きくなり、又、第１アームの被動カムを一蹴で６０度回動させるためには、該駆動軸と左右ホイル軸の距離を約３ｍｍは長くせざるを得ない事情があり、駆動装置が若干大きくなるという欠点はあるが、逆に長所としては、第１アームの誘導プーリーが不要になるし、助手席側の払拭面積が大幅に増える。
更に、第１アームを短くしたことによって、第１アームにブレード下部が接触する懸念が解消し、図８(ａ)に示す角度θを大きくする必要性もなくなる。
従って、単純に基本型との優劣はつけにくいが、実用段階では有望な選択肢になりうると確信できる。
なお、図８(ｂ)は該広域型第１アームの各プーリーと帯状ロープの連結状態等を示したもので、図８(ａ)の基本型との対比図である。そして、図１０，図１１は該広域払拭型ワイパーブレードの払拭軌跡図である。
なお、図６，図１０，図１１における第２プーリーの回動角度は第１プーリーの回動角度に第１と第２プーリーの直径倍率を乗じたものであるが、ちなみに、基本型は５０ｍｍ：４０ｍｍで、広域型は５２ｍｍ：４０ｍｍと設定している。それは、各駆動と被動の各間欠歯車とカムが第１アームと第２アームにより細密な速度変化させるための補助的役目を担わせるためのものであるが、ちなみに上記比率を仮に１：１とした場合、円滑動作を行なわせるための具体的な歯車形状を創作することは極めて難しいことが実証済みである。
従って、当該基本型と広域型が実現可能となった背景には、上記のように例えば第１と第２プーリーの直径比率とアーム長さと回動範囲、更に各間欠歯車、カム形状等との相関関係が明確化されたこと、そして、第１アームと第２アームに所要の速度変化をさせるための各間欠歯車とカムの基本的形状の作製方法が確立され、更には帯状ミニチュアロープによる第２アームへの動力伝達手段が具体化されたことにある。
【００２２】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、駆動軸によって回動する第１アームと、その先端部に連結された第２アームとから成り、上記第１アーム内において、上記駆動軸に遊嵌した筒状回動軸端に第１プーリーを、また第１アームの先端の従動軸に第２プーリーを固定し、この第１，第２プーリーを帯状ミニチュアロープで巻掛け連結したもので、上記駆動軸及び筒状回動軸にそれぞれ回動動作を付与することによって、第２アームに設けたワイパーブレードに無駄のない広い面積の払拭動作を与えることができる。
また駆動装置において、個々の間欠歯車の歯形やカムの形状を変形させており、それによって第１アームの回動と第２プーリーの回動に速度変化を与え、払拭領域の各部所に応じて第２アームの伸縮度合いの調整が行なわれるので、１本のブレードの回動有効範囲を広く設定でき、従来の例えば２本式ワイパーに比較して広い面積の払拭が可能となる。
さらに、第１，第２プーリーを帯状ミニチュアロープをもって連結したので、従来の装置に見られた重量，嵩張り，伸び，誤差，騒音等の欠陥要素が除去され、装置の小型軽量化とともに回動力の的確かつ円滑な伝達が達成されるというすぐれた効果がある。
また、停止時は折り畳んだ状態になるのでアーム全長が短くなり、軸等への負担が軽減され、外観的にも小型化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１を示す屈伸ワイパー装置の縦断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態１を示す屈伸ワイパー駆動装置の縦断面図（図１におけるＡ−Ａ断面）である。
【図３】  この発明の実施の形態１を示す屈伸ワイパー駆動装置のカム及び歯車の形状と関係構造を示す平面図である。
【図４】  この発明の実施の形態１を示す屈伸ワイパー駆動装置の動作説明図である。
【図５】  この発明の実施の形態１を示す屈伸ワイパー駆動装置の動作説明図である。
【図６】  この発明の実施の形態１を示す屈伸ワイパー駆動装置によるブレードの払拭軌跡を示す図である。
【図７】  この発明の実施の形態１を示す帯状ミニチュアロープを示し、(ａ)は部分平面図、(ｂ)は(ａ)のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】  (ａ)はこの発明の実施の形態１を示すプーリー連結構造の平面図、(ｂ)はこの発明の実施の形態２を示すプーリー連結構造の平面図である。
【図９】  この発明の実施の形態２を示す屈伸ワイパー駆動装置のカム及び歯車の形状と関係構造を示す平面図である。
【図１０】  (ａ)〜(ｃ)はこの発明の実施の形態２を示す屈伸ワイパー駆動装置によるブレードの払拭軌跡を示す図である。
【図１１】  (ｄ)〜(ｆ)はこの発明の実施の形態２を示す屈伸ワイパー駆動装置によるブレードの払拭軌跡を示す図である。
【符号の説明】
１  駆動軸、３  第１アーム、６  筒状回動軸、８  第１プーリー、
９  第２プーリー、１０  従動軸、１１  帯状ミニチュアロープ、１２  腕杆、
１３  第２アーム、１４  駆動装置。
【図１】
0003669505.tif 000002
【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】
0003669505.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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