(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインドシールド用ワイパ装置のシャフト（３）をベアリングケース（２）に対して軸方向に移動不能に固定する方法であって、このシャフト（３）のベアリングケースから軸方向に突出する部分（11）に環状溝（14）を形成し、このシャフト（３）をベアリングケース（２）内に挿入し、このベアリングケース（２）内で位置決めした後、前記環状溝（14）の回りに、少なくとも部分的に、可塑化されたプラスチック材料（12）あるいは金属を射出成形することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記射出成形する前に、前記シャフト（３）を、200℃±30℃の温度まで加熱することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プラスチック材料（12）あるいは金属は、前記部分（11）上に軸方向と半径方向との少なくとも一方の方向に射出される請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記部分（11）上に、複数のプラスチック材料（12）あるいは金属が同時にあるいは連続的に射出されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
射出成形中、前記部分（11）は、少なくとも部分的に工具で囲まれあるいは覆われ、この工具と部分（11）との間に中空間隙を形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記プラスチック材料（12）あるいは金属は、少なくとも部分的にベアリングケース（２）の軸方向端部（10）の回りに射出されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
前記プラスチック材料（12）あるいは金属は、ベアリングケース（２）の軸方向端部（10）の外側に配置された凹部内に射出されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
前記シャフト（３）は、他の工具により、プラスチック材料（12）あるいは金属が硬化あるいは永久硬化するまで、ベアリングケース（２）に固定されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
前記シャフト（３）とベアリングケース（２）との間の環状ギャップ（15）は、少なくとも射出成形中にシールされることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
駆動機構と、この駆動機構に連結されたリンク機構とを備え、この駆動機構とリンク機構との少なくとも一方が、ベアリングケース（２）内に支えられた少なくとも１つの回転あるいは揺動シャフト（３）を有し、このシャフト（３）の環状溝（14）を設けられたシャフト部（11）が少なくとも一側でケース（２）から立ち上がる、請求項１から９のいずれか１つに記載の方法により製造されるウインドシールド用ワイパ装置であって、前記環状溝（14）の回りに、少なくとも部分的に、射出成形されたプラスチック材料（12）あるいは金属が、前記シャフト（３）をケース（２）に対して軸方向に移動不能に固定する固定手段を形成することを特徴とするワイパ装置。
【請求項１１】
前記プラスチック材料（12）あるいは金属は、潤滑剤を含有することを特徴とする請求項10に記載のワイパ装置。
【請求項１２】
前記シャフト部（11）は、複数の環状溝（14）を有することを特徴とする請求項10または11に記載のワイパ装置。
【請求項１３】
前記環状溝（14）の幅は、互いに隣接する環状溝間の間隙よりも大きいことを特徴とする請求項12に記載のワイパ装置。
【請求項１４】
前記ベアリングケース（２）とシャフト（３）との間の環状ギャップ（15）は、シャフト（３）を囲みかつベアリングケース（２）の前側に載置されるワッシャ（13）により、シールされることを特徴とする請求項10から13のいずれか１つに記載のワイパ装置。
【請求項１５】
射出されたプラスチック材料（12）あるいは金属の外側は、円錐状にシャフト端部に向けて傾斜することを特徴とする請求項10から14のいずれか１つに記載のワイパ装置。
【請求項１６】
前記プラスチック材料（12）は、ポリアミドである熱可塑性プラスチック材料あるいは熱硬化性プラスチック材料であり、前記金属は、銅と鉛とスズ合金との少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項10から15のいずれか１つに記載のワイパ装置。
【請求項１７】
前記プラスチック材料（12）あるいは金属は、硬化あるいは永久硬化したときに、シャフト（３）を軸方向に支える軸方向ベアリング、及び、シャフトとベアリングケースとの間のシールを形成することを特徴とする請求項10から16のいずれか１つに記載のワイパ装置。
【請求項１８】
シール部材が、前記プラスチック材料（12）あるいは金属内に組込まれることを特徴とする請求項10から17のいずれか１つに記載のワイパ装置。
【請求項１９】
前記シャフト（３）は、ワイパモータの駆動軸、あるいは、ワイパベアリングの軸であることを特徴とする請求項10から18のいずれか１つに記載のワイパ装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に自動車のウインドシールドを払拭するためのワイパ装置のベアリングケース内でシャフトを軸方向に固定する方法に関し、ベアリングケースから軸方向に突出するシャフト部に環状溝が設けられる。更に、本発明は、駆動機構と、この駆動機構に連結されたリンク機構とを備え、この駆動機構とリンク機構との少なくとも一方が、ケース内に支えられた少なくとも１の回転あるいは揺動シャフトを有し、このシャフトは環状溝を設けられたシャフト部がケース上から少なくとも一側で立上がるワイパ装置に関する。
ドイツ特許出願（DE）第40  28  892  A1には、特に自動車のウインドシールドワイパ用の駆動機構が記載されており、この駆動機構はベアリングケースの１の端部側から突出しかつ半径方向溝を設けられたシャフトを有する。更に、環状ギャップがシャフトとベアリングケースとの間に配置される。ベアリングケースに対するシャフトの軸方向固定は、ベアリングケース内に強固に取付けられかつ環状ギャップ内に挿入される弾性プラスチック製のブッシュにより行われる。更に、ブッシュには、半径方向内方に突出するシールフランジが設けられ、このシールフランジはシャフトの環状溝に係合する。このブッシュは、環状溝内に挿入されてシャフトをベアリングケースに固定する通常の保持リングすなわちＣリングに代るものである。
上記の駆動機構では、ベアリングケースの内孔と、シャフトの径と、ベアリングケースに対するシャフトの位置関係とを、互いに正確に調整する必要があり、したがって極めて正確に製造したブッシュがシャフトとベアリングケースとの間の環状ギャップ内に小さな遊びで挿入される。遊びが小さすぎると、ブッシュを挿入することができない。大きすぎる遊びが形成されると、外部からシャフトベアリング内に湿気が侵入して損傷する虞がある。シャフトがベアリングケースに対して同軸状に配列されていないときは、ブッシュを挿入することもできない。ブッシュを挿入するために、シャフトが力の作用で整列されると、ブッシュが挿入され、続いてシャフトを整列する力が除去され、シャフトとブッシュとの間に大きな圧力が作用し、この圧力は早期作動故障の原因となる摩耗を増大する。
したがって、本発明の目的は、シャフトを簡単にベアリングケース内で軸方向に支えることができ、早期故障の虞を低減する上述の型式の方法およびワイパ装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明によると、ウインドシールド用ワイパ装置のシャフトをベアリングケースに対して軸方向に移動不能に固定する方法であって、このシャフトのベアリングケースから軸方向に突出する部分に環状溝を形成し、このシャフトをベアリングケース内に挿入し、このベアリングケース内で位置決めした後、前記環状溝の回りに、少なくとも部分的に、可塑化されたプラスチック材料あるいは金属を射出成形する方法が提供される。
したがって、本発明の方法では、シャフトがベアリングケース内に挿入された後、ベアリングケース上に立上がるシャフト部が、可塑化されかつ硬化した材料で回りを射出成形される。この可塑化された材料は、プラスチック材料あるいは金属のいずれかにすることができる。この操作で、シャフトの環状溝内に材料が貫入し、更に、ベアリングケースの前側端部上に載置される。これにより、シャフトはベアリングケースに対して軸方向に固定される。材料が硬化（cure）あるいは永久的硬化（permanently hardening）をすると、シャフトを支えるベアリングとして作用すると共に、周部からこのベアリング内への塵埃および湿気の浸入およびベアリングからの潤滑剤の漏洩を防止するシールとして作用する。本発明の方法は、正確に限定された環状ギャップを形成するために、ベアリングケースの内孔あるいはシャフトの径のいずれもその寸法に対して高い精度で製造することを要求されず、更に、シャフトの半径方向溝の間隔をベアリングケースの前側に関して任意に選定することができ、最終的に、シャフトをベアリングケースの内孔に関して同軸状に整合する必要がない、という利点を有する。更に、シャフトを軸方向に固定するために、挿入等すべきブッシュ等の部材が極めて正確であることを要求されない。本発明のシャフト固定手段の製造は容易かつ迅速に行われる。明らかなように、一般に、シャフトはベアリングケース内に挿入の後、整合すなわち心だしされる。しかし、この操作は必ずしも必要ではない。射出された材料により、ベアリングケース内にオフセットあるいは傾斜した位置でシャフトを固定することも可能である。本発明の方法の他の利点は、ベアリングケースの内部形状を円錐状にすることも可能な点にある。これは、鋳込み成形されたケース（cast casings）の場合に特に有益である。更に、ベアリングケースの製造の後、内部形状を特に所定寸法にまで広げることに関する後処理の必要がない。特に、ベアリングケースがアルミダイカスト（aluminium die−castings）製の場合は、このベアリングケースの冷却によるかなり大きな寸法公差にかかわらず、機械的な後処理を必要としない。
シャフトと、硬化されたプラスチック材料あるいは永久硬化された金属との間に所定の遊びを形成するため、シャフトは射出成形前に特に200℃±30℃の温度まで加熱される。射出成形の後、材料の硬化あるいは永久硬化が、シャフトの冷却よりも早い速度で行われ、シャフトの収縮量により所定の遊びが形成され、これにより、シャフトの軽い回転が確保される。冷却された材料がシャフトに密に嵌合することが望ましい場合は、射出成形操作前に、周囲温度よりも低い温度あるいは操作温度よりも低い温度までシャフトを冷却することができる。
プラスチック材料あるいは金属は、シャフト部上で軸方向と半径方向との少なくとも一方に射出成形することが有益である。シャフト部の形状と近接性、および、その長さと、プラスチック材料あるいは金属が使用されるかにしたがって、この材料が両側に押圧されるように半径方向に射出されるか、あるいは、軸方向に射出される。軸方向に射出することは、シャフト部が側方から近接できないかあるいは極めて困難な場合に特に有益である。
更に発展した場合には、異なるプラスチック材料あるいは金属をこの部分に同時にあるいは連続的に射出することが提供される。このようにする場合には、例えば低摩擦係数、良好なシール効果、グリース、油、水あるいは活性物質（aggresive agent）等の所定の物質に対する高度の耐性に関して好適な材料を用いることができる。好適な供給開口を介して、これらの材料はシャフト部上に連続的あるいは同時に射出することができる。このようにすることにより、異なる材料の特性を組合わせることができる。
シャフト部に射出されたプラスチック材料あるいは金属が鋳型スペースから現出するのを防止するため、シャフト部が少なくとも部分的に囲まれ及び／又は射出成形操作中に工具で覆われて工具とシャフト部との間に中空スペースが形成される。この工具は、ベアリングケースの前側の回りで、可塑化された材料を逸らしてベアリングケース上にこの材料を固定し、軸方向スリップ及び周方向に沿う回転が防止される点で有益である。
ベアリングケース上におけるプラスチック材料あるいは金属の固定は、ベアリングケースの軸方向端部の外側に配置した凹部内に材料を射出することで有益に行うことができる。これらの凹部は、更にアンダーカットを有して、特に、あり溝（dovetail）状に形成することができる。これにより、塵埃及び湿気がシャフトのベアリング内に侵入することを更に防止することができる。
シャフトは、プラスチック材料あるいは金属が硬化あるいは永久硬化するまで、他の工具を介してベアリングケースに固定することが好ましい。これにより、ベアリングケース内におけるシャフトの軸方向遊びが所定量を越えないことが確保される。
更に発展した形態では、少なくとも射出成形操作中にシャフトとベアリングケースとの間の環状ギャップをシールすることが行われる。これにより、環状ギャップ内へのプラスチック材料あるいは金属の侵入が防止される。更に、このシール操作は、材料が硬化あるいは永久硬化するまで、圧力下でシャフト部の回りに射出成形された材料を保持する可能性を提供する。これは、更に緊密性を増大する。
更に、本発明によると、駆動機構と、この駆動機構に連結されたリンク機構とを備え、この駆動機構とリンク機構との少なくとも一方が、ケース内に支えられた少なくとも１の回転あるいは揺動シャフトを有し、このシャフトの環状溝を設けられたシャフト部が少なくとも一側でケースから立ち上がる、上述の方法により製造されるウインドシールド用ワイパ装置であって、前記環状溝の回りに、少なくとも部分的に、射出成形されたプラスチック材料あるいは金属が、前記シャフトをケースに対して軸方向に移動不能に固定する固定部材を形成するワイパ装置が提供される。
本発明の構造により、上述の利点が得られる。
シャフトと、プラスチック材料あるいは金属との間の摩擦を有益な態様で減少することができ、この材料には潤滑剤が添加される。このような添加剤（additions）は金属添加剤、プラスチックあるいは液体添加剤であってもよい。
好ましい実施例では、シャフト部は複数、特に４つの環状溝を有する。この配置の利点は、複数の環状溝が一種のラビリンスシールを形成し、シャフトのベアリング内への塵埃及び湿気の侵入を極めて高度に防止することである。更に、複数の環状溝により、シャフトに作用する軸方向の力が均等に分散され、環状溝を囲む材料に広範囲にわたって導入される。したがって、軸方向の力のピークに起因するシャフトの軸方向ベアリングに対する損傷が防止される。
環状溝の幅は、互いに隣接する環状溝間の間隙よりも大きいことが有益である。したがって、環状溝に係合する材料の部分の幅も比較的大きく、これはこれらの部分の緩みを減少し、特に軸方向力のピークの場合に減少する。これは、プラスチック材料が用いられ、このように比較的壁厚の厚い部分が形成される場合に特に有益である。
特に高速シャフトの場合に、環状溝が丸められた内縁部を有することすなわちシャフト側の内縁部が湾曲することにより、軸方向ベアリング内で、摩擦による局部的な温度ピークすなわち局部的に温度上昇するのが防止される。したがって、環状溝内に貫入する材料は、局部的に過度に加熱する可能性のある鋭い縁部を持つことが防止される。
シャフトとベアリングケースとの間の環状ギャップ内に材料が貫入するのが防止される点で有益であり、この環状ギャップは例えばシャフトを囲みかつベアリングケースの前側に載置されるワッシャによりシールされる。
軸方向ベアリングに対する損傷の危険が有益に防止され、射出されたプラスチック材料あるいは金属がシャフトの端部に向けて特に円錐状に傾斜する。更に、この傾斜は、体積を減少させるために、軸方向ベアリングは傾斜領域におけるシャフト周部に関する遊びがより小さくなり、これによりシール効果が良好となる利点がある。
プラスチック材料は、例えばポリアミド6/12等の特にポリアミドである熱可塑性プラスチックあるいは熱硬化性プラスチック（duroplastic）であるのが好ましく、金属は、銅、鉛及び／又はスズ合金であるのが好ましい。熱可塑性プラスチックを用いる場合は、この熱可塑性プラスチックが加熱により可塑化され、シャフト部の回りに射出される。この射出された熱可塑性プラスチック材料あるいは金属が冷却されて硬化あるいは永久硬化されるまで、ワイパシャフトは補助工具によりベアリングケースに対して軸方向に固定される。熱硬化性プラスチック材料を使用する場合は、この熱硬化性プラスチックは例えば硬化剤（hardener）の添加により活性化され、塑性状態となる。この熱硬化性プラスチックは、特に熱を加えることにより硬化し、シャフトを固定する。熱硬化性プラスチック材料に対する加熱は、例えばシャフトの加熱により行うことができる。
プラスチック材料あるいは金属が硬化あるいは永久硬化されると、シャフト軸方向ベアリングおよびシールを形成する点で有益である。上述のように、ベアリングおよびシールの作用に対しては他の部材は必要ない。
ベアリングケースの軸方向端部の領域で、ベアリングケースの外側に、環状溝の回りに射出成形されたプラスチック材料あるいは金属を射出充填された凹部が設けられることが好ましい。これは、材料の固定ポイントを形成するベアリングケースの形状を変え、したがって、この材料はベアリングケースに強固に結合され、シャフトはプラスチック材料あるいは金属により軸方向に強固に保持される。
最適のシールをなす他の方法として、プラスチック材料あるいは金属内に例えばＯリング等の別のシールを組込むことができる。この場合、プラスチック材料として、最適の摺動摩擦係数となるように形成された材料を用いることができ、例えば射出されすなわちプラスチック材料に一体的に組込まれたＯリングにより、最適のシール効果が得られる。このようにして、Ｏリングの特性をプラスチック材料の特性に組合わせることができる。
いくつかの実施例では、シャフトはワイパモータの駆動軸として設けられる。他の実施例では、シャフトはワイパベアリングのシャフトである。シャフトをワイパモータの駆動軸とした実施例では、ベアリングケースはワイパモータあるいはそのギヤのケースであり、ワイパベアリングのシャフトとした実施例では、ベアリングケースはシャフトを受入れるベアリングブッシュで形成される。
本発明の他の利点、特徴および詳細については、従属形式の請求項および添付図面を参照する好ましい実施例に関する以下の詳細な説明から明らかとなる。ここに、
第１図は、ワイパベアリングの側面図、
第２図は、第１図の細部IIの拡大図、
第３図は、第１図のワイパベアリングのワイパシャフトの図である。
第１図は、その全体を符号１で示すワイパベアリングを示し、ベアリングケース２内にワイパシャフト３が回転あるいは揺動可能に固定されている。ワイパシャフト３の刻み目付き円錐状部４の反対側の端部５に、圧力された（pressed−on）ボールピン７を有するクランク６が配置され、力あるいは揺動運動を伝達する。ワッシャ８がこのクランク６とベアリングケース２の前側下端部との間に挿入されている。このワッシャ８を介して、ベアリングケース２内におけるワイパシャフト３の長手方向の遊びを例えば最大で0.3mmに調整することができる。このワイパシャフト３は、ワッシャ８により僅かに弾力的な態様で軸方向に支えられるのが好ましい。他の点に関しては、ベアリングケース２は、例えば自動車のボディに固定するための固定装置９を有する。
ワイパシャフト３は、上前側端部10の上でシャフト部11をベアリングケース２から立ち上げており、このシャフト部は部分的にプラスチック材料12あるいは金属で回りを射出成形されている。１または複数のワッシャ13が、上前側端部10とプラスチック材料12との間に介挿されている。ワイパシャフト３は、シャフト部11を囲むプラスチック材料12を介して、ベアリングケース２内で軸方向に固定されている。
第２図は、第１図の細部IIを拡大して示す。ここでは、シャフト部11に４つの環状溝14が前後に配置されているのが認められる。下側の環状溝14は、上側ワッシャ13の面と同一面に配置することが有益である。シャフト部11の回りに射出されたプラスチック材料12は、上側ワッシャ13の面と同一面上に配置され、環状溝14に係合する。このプラスチック材料12内にシャフト部11を最適な形態に固定することは、これらの環状溝がそれぞれの相互間隔に関して広い幅を有することによって達成される。したがって、環状溝14に係合するプラスチック材料12の一部は、大きな幅を有し、緩みに起因する故障の虞がなく、極めて大きな軸方向力をワイパシャフト３からプラスチック材料12に伝達することができる。
第２図では、更に、ワッシャ13がベアリングケース２の上前側端部10上に載置され、環状ギャップがベアリングケース２とシャフト３との間に配置されていることが認められる。ワイパシャフト３およびシールリング17を支えるベアリングブッシュ16が、この環状ギャップ内に配置されている。
第３図は、ベアリングケース２内に組立てる前の状態の第１図におけるワイパシャフト３を示す。ワイパシャフト３の下端部に、クランク６が例えばリベット止めされる受けピボット18が認められる。更に、上側のシャフト部11に環状溝14が見え、これらの環状溝は、ワイパシャフト３が組立てられたときにベアリングケース２から突出する。最後に、ワイパアームの固定部材を受けかつ固定するため刻み目付きの円錐状部４とねじ部19とが示される。
図は、プラスチック材料12を介してベアリングケース２内に軸方向に固定されるワイパシャフト３の１実施例を示す。しかし、本発明は、図示の実施例に限定されるものではなく、駆動機構のシャフトおよびその軸方向の固定も本発明の範囲に含まれるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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