(57)【要約】【課題】ワイパーアームの出し入れ動作時の風圧の影響を小さくして、装置全体の小型化を図る。【解決手段】ワイパーアーム６と駆動軸８とを格納する格納室９の開口部１０を開閉する蓋１６を格納室９内側に配置して一対の開閉リンク機構１７，１７で支持し、各開閉リンク機構１７を作動する一方の開閉案内板１８に隣接してワイパー駆動部６を配設し、ワイパー駆動部６及び一方の開閉案内板１８を進退させる第１シリンダ１９と、他方の開閉案内板１８を進退させる第２シリンダ２０とを同期作動可能に設け、両シリンダ１９，２０の進出時には、蓋１６を格納室９内に退避させて開口部１０を開いてワイパーアーム５と駆動軸７とを開口部１０から突出させ、両シリンダ１９，２０の後退時には、ワイパーアーム６と駆動軸８とを格納室９内に格納するとともに開口部１０を蓋１６にて塞ぐ。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の窓ガラスの外面を拭うブレードを備えたワイパーアームを、前記窓ガラス下方の外板から突出するワイパー駆動軸に取り付け、前記ワイパーアームの不使用時に窓ガラス下方に車体幅方向に向けて停止したワイパーアーム及び前記ワイパー駆動軸を、前記窓ガラス下方の外板内に形成した格納室に格納させる軌道車両用格納型ウインドワイパー装置において、前記格納室を車体幅方向に長い箱形に形成するとともに、窓ガラス直下の外板に使用時のワイパーアームの回動を許容する開口部を車体幅方向に長く形成し、該開口部を開閉する蓋を格納室内に配置し、該蓋の両端を支持する一対の開閉リンク機構及び各開閉リンク機構を介して前記蓋を開閉作動する開閉案内板を前記格納室内にそれぞれ配設し、一方の開閉案内板に隣接してワイパー駆動部を配設し、前記ワイパー駆動部及び一方の開閉案内板を進退させる第１シリンダと、前記他方の開閉案内板を進退させる第２シリンダとを同期作動可能に設けたことを特徴とする軌道車両用格納型ウインドワイパー装置。
【請求項２】
前記ワイパー駆動部の進出終期に格納室から出た前記ワイパーアームを開口部位置から前記窓ガラス下部の使用位置に回動し、前記ワイパー駆動部の後退初期に前記ワイパーアームを前記使用位置から開口部位置に回動するワイパーアームの作動位置設定機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の軌道車両用格納型ウインドワイパー装置。
【請求項３】
前記ワイパーアームは、前記駆動軸に基端を取り付けられる第１アーム部材の先端に第２アーム部材の基端を回動可能に設け、一対の単動シリンダを第２アーム部材に移動可能に取り付け、一方の単動シリンダのロッドを第１アーム部材に枢支し、該ロッドの進退により第１アーム部材と第２アーム部材とを屈曲可能となすとともに、前記第２アーム部材に前記ブレードを軸線方向に移動可能に設け、他方の単動シリンダのロッドを前記ブレードに連結したことを特徴とする請求項１又は２記載の軌道車両用格納型ウインドワイパー装置。
【請求項４】
前記一対の単動シリンダは、背中合わせに一体に結合されたシリンダであることを特徴とする請求項３記載の軌道車両用格納型ウインドワイパー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道車両用格納型ウインドワイパー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、軌道車両用のワイパー装置は、車体の窓ガラスの外面を拭うブレードを備えたワイパーアームを、窓ガラス下方又は上方の外板から突出するワイパー駆動軸に取り付けており、不使用時にワイパーアーム及びワイパー駆動軸を露出状態で車体に装着していて大きな段差を生じているが、例えば、新幹線等の高速走行車両では、走行時の風切り音の発生を抑える等の目的で、車体外面をできるだけ平滑にすることが求められている。このため、不使用時に車体幅方向に向けて停止したワイパーアーム及びワイパー駆動軸を、窓ガラス下方の格納部に格納するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献】
特開平９−６６８０９号公報（第１頁〜第５頁、図１〜４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の構造では、ワイパーアームの出し入れ動作が車体前後方向の回動によるものなので、走行時に出し入れ動作を行うと、風圧によってワイパーアームに大きな力が加わって破損や変形のおそれがある。また、風圧に抗して回動させるから、回動用のモータを大きくしなければならず、装置全体が大型化する。また、ワイパーアームは通常屈曲しているから、そのまま格納すると格納スペースが大きくなり、車体を大きく切り欠くことから、車体強度を低下させるおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、ワイパーアームの出し入れ動作時の風圧の影響を小さくして、ワイパー装置全体の小型化を図るとともに、格納スペースも小さくてすむ軌道車両用格納型ウインドワイパー装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明は、車体の窓ガラスの外面を拭うブレードを備えたワイパーアームを、前記窓ガラス下方の外板から突出するワイパー駆動軸に取り付け、前記ワイパーアームの不使用時に窓ガラス下方に車体幅方向に向けて停止したワイパーアーム及び前記ワイパー駆動軸を、前記窓ガラス下方の外板内に形成した格納室に格納させる軌道車両用格納型ウインドワイパー装置において、前記格納室を車体幅方向に長い箱形に形成するとともに、窓ガラス直下の外板に使用時のワイパーアームの回動を許容する開口部を車体幅方向に長く形成し、該開口部を開閉する蓋を格納室内に配置し、該蓋の両端を支持する一対の開閉リンク機構及び各開閉リンク機構を介して前記蓋を開閉作動する開閉案内板を前記格納室内にそれぞれ配設し、一方の開閉案内板に隣接してワイパー駆動部を配設し、前記ワイパー駆動部及び一方の開閉案内板を進退させる第１シリンダと、前記他方の開閉案内板を進退させる第２シリンダとを同期作動可能に設けたことを特徴としている。また、前記ワイパー駆動部の進出終期に格納室から出た前記ワイパーアームを開口部位置から前記窓ガラス下部の使用位置に回動し、前記ワイパー駆動部の後退初期に前記ワイパーアームを前記使用位置から開口部位置に回動するワイパーアームの作動位置設定機構を設けること、前記ワイパーアームは、前記駆動軸に基端を取り付けられる第１アーム部材の先端に第２アーム部材の基端を回動可能に設け、一対の単動シリンダを第２アーム部材に移動可能に取り付け、一方の単動シリンダのロッドを第１アーム部材に枢支し、該ロッドの進退により第１アーム部材と第２アーム部材とを屈曲可能となすとともに、前記第２アーム部材に前記ブレードを軸線方向に移動可能に設け、他方の単動シリンダのロッドを前記ブレードに連結することが望ましく、前記一対の単動シリンダは、背中合わせに一体に結合されたシリンダであることが望ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の軌道車両用格納型ウインドワイパー装置を、先頭車両の運転室のワイパー装置に適用した一実施形態例を図面に基づいて説明する。先頭車両１は、運転室の窓ガラス２とこれに続く外板３とを傾斜させて流線型に形成している。窓ガラス２の下方に配置されたワイパー装置４は、窓ガラス２の外面を拭くブレード５を備えたワイパーアーム６と、該ワイパーアーム６を回動するワイパー駆動部７のワイパー駆動軸８とを、窓ガラス２の前方下部の外板３内に形成された格納室９の開口部１０から昇降可能に設けている。
【０００８】
格納室９は、前壁１１、後壁１２、左右の側壁１３，１４及び底壁１５を有し、外板３を天井壁とする車体幅方向に長い箱形に形成され、窓ガラス２直下の外板３に使用時のワイパーアーム６の回動を許容する開口部１０を車体幅方向に長く形成している。該開口部１０を開閉する蓋１６は格納室９の内側に配置されており、該蓋１６の両端は、格納室９の両側壁１３，１４の内側にそれぞれ配設された一対の開閉リンク機構１７，１７に支持されている。各開閉リンク機構１７の後壁１２側には、開閉リンク機構１７，１７を介して前記蓋１６を開閉作動する一対の開閉案内板１８，１８がそれぞれ設けられている。
【０００９】
一方（側壁１３側）の開閉案内板１８の内側には、前記ワイパー駆動部６が開閉案内板１８に隣接して配設されている。該ワイパー駆動部６の下方には、ワイパー駆動部６及び一方の開閉案内板１７を進退させる第１シリンダ１９が設けられ、他方（側壁１４側）の開閉案内板１８の下方には、該開閉案内板１８を進退させる第２シリンダ２０が設けられている。第１シリンダ１９と第２シリンダ２０とは同期作動可能に設けられている。
【００１０】
第１シリンダ１９のロッド１９ａの先端には、前記ワイパー駆動部６下部の円筒状の回動筒２１を回動可能に支承する受け筒２２が設けられ、該受け皿２２と側壁１３側の閉案内板１８の下部とはガセット２３にて連結されている。第２シリンダ２０のロッド２０ａの先端は、側壁１４側の開閉案内板１８の下部に連結されている。
【００１１】
開閉リンク機構１７は、蓋１６のブラケット１６ａに上部を回動可能に連結される第１リンク棒２４と、該第１リンク棒２４の下部に回動可能に連結される第２リンク棒２５と、側壁１３又は側壁１４に設けられた一対のブラケット間に形成されて第１リンク棒２４をガイドするガイドレール２６と、側壁１３又は側壁１４に設けられて第２リンク棒２５を支持するピン２７とで構成されている。
【００１２】
第１リンク棒２４は、上下方向に配置されて下端を側壁１３又は側壁１４のブラケット２８にピン２９にて回動可能に取り付けられ、上部の長孔２４ａを介して前記蓋１６のブラケット１６ａにピン３０で連結されるとともに、該ピン３０を前記ガイドレール２６に挿入している。第２リンク棒２５は、車体前後方向に配置されてピン３１にて第１リンク棒２４の下部と連結され、車体前方の長孔２５ａに前記ピン２７を挿通している。また、第２リンク棒２６の車体後方側には、前記開閉案内板１８の車体前方側面を転動するローラ２６ｂが設けられている。ガイドレール２６は、開口部１０の始端下方から車体前方側は外板８と平行な直線部２６ａとし、開口部１０の始端下方から車体後方側は開口部１０へ向けて上方へ進出する傾斜部２６ｂとしている。
【００１３】
開閉案内板１８は、車体前後方向に幅広の板材で、下端から全長の約４／５の長さまでは同じ幅の幅広部１８ａとし、上端から全長の約１／１０の長さまでは車体前方側を切り欠いて幅広部１８ａの幅よりも約半分の幅とした幅狭部１８ｂとし、幅広部１８ａと幅狭部１８ｂとをなだらかな傾斜部１８ｃとした形状に形成されている。
【００１４】
ワイパーアーム５は、図１０，１１にその詳細を示されるように、前記駆動軸７に基端を取り付けられる第１アーム部材３２の先端に第２アーム部材３３の基端を回動可能に設け、該第２アーム部材３３のブラケット３４の長孔３４ａに、一対の単動シリンダを背中合わせに一体に結合したアーム用シリンダ３５をピン３６にて連結して回動及び長孔３４ａに沿って移動可能に設け、該アーム用シリンダ３５の一方のロッド３７を第１アーム部材３２のブラケット３８にピン４６で連結している。これにより、アーム用シリンダ３５のロッド３７を縮めると第１アーム部材３２と第２アーム部材３３とが屈曲し、ロッド３７を伸ばすと第１アーム部材３２と第２アーム部材３３とが直線状になる。
【００１５】
ブレード４は、その中央部に設けたリング３９を第２アーム部材３３に遊嵌して、第２アーム部材３３の軸線方向に移動可能に設けられ、リング３９のブラケット４０に、前記アーム用シリンダ３５の他方のロッド４１をピン４７で連結しており、ロッド４１を縮めるとブレード４が第２アーム部材３３の基端側へ移動し、ロッド４１を伸ばすとブレード４が第２アーム部材３３の先端側へ移動する。なお、アーム用シリンダは、図１２に示されるように、第１アーム部材３２と第２アーム部材３３とを屈曲又は直線状とするシリンダ４８と、ブレード４を移動させるシリンダ４９とに分割してもよい。
【００１６】
ワイパー駆動部６は、ボックス状の駆動機構内蔵部４２の上面に前記駆動軸７を突出し、下面に前記回動筒２１を設けている。該回動筒２１は、その側面に軸線方向の突条４３が、底面の中央に突起４４がそれぞれ設けられている。突条４３は、回動筒２１の全長の約３／４に亘る長さの上部４３ａと全長の約１／１０に亘る長さの最下部４３ｂとで約４５度位相をずらし、上部４３ａと最下部４３ｂとの間を傾斜部４３ｃで連結している。このワイパー駆動部６は、格納室８の後壁１２に固設した回動案内板４５に回動筒２１を挿入し、突起４４を前記受け筒２２に支承されている。回動案内板４５は、前記回動筒２１の挿入孔４５ａに前記突条４３の挿入凹部４５ｂを連設している。
【００１７】
この回動筒２１と回動案内板４５は、ワイパーアーム５の作動位置設定機構となるもので、ワイパー駆動部６を前記第１シリンダ１９にて進退すると、突条４３が回動案内板４５の挿入凹部４５ｂに案内され、突条４３と回動案内板４５とがワイパー駆動部６の回動機構となって、ワイパー駆動部６は、回動筒２１の突起４４を中心として、進出終期及び後退初期では進出初期及び後退終期に比べて約４５度回動する。これにより、ワイパー駆動部６の進出終期に格納室９から出た前記ワイパーアーム５を開口部１０の上方位置から前記窓ガラス２下部の使用位置に回動し、ワイパー駆動部６の後退初期に前記ワイパーアーム５を前記使用位置から開口部１０の上方位置に回動して、ワイパーアーム５の作動位置を設定することができる。
【００１８】
このように構成されたワイパー装置４は、図９の（Ａ）及び図１０に示されるワイパー使用状態では、窓ガラス２下部の使用位置に回動しているワイパーアーム５は、アーム用シリンダ３５のロッド３７を縮めて、第１アーム部材３２と第２アーム部材３３とを屈曲させるとともに、アーム用シリンダ３５のロッド４１を伸ばして、ブレード４を第２アーム部材３３の先端側へ移動させ、ワイパー駆動部６の駆動軸７を回動させて窓ガラス２の外面を拭く。
【００１９】
この状態から、駆動軸７とワイパーアーム５とを格納室９に格納する場合には、先ず、アーム用シリンダ３５の一方のロッド３７を伸ばして、図９の（Ｂ）に示されるように、第１アーム部材３２と第２アーム部材３３とを直線状とし、アーム用シリンダ３５の他方のロッド４１を縮めてブレード４を第１アーム部材３２側へ移動させて、図１、図９の（Ｃ）及び図１０に示されるように、ワイパーアーム５とブレード４の長さを開口部１０の車体幅方向の長さ以内とする。
【００２０】
続いて、第１，第２シリンダ１９，２０のロッド１９ａ，２０ａを縮めていくと、ワイパー駆動部６が底壁１５方向に後退を始め、後退初期にワイパー駆動部６の回動筒２１の突条４３が回動案内板４５の挿入凹部４５ｂに案内されることにより、ワイパー駆動部６が図２、図９の（Ｃ）及び図１０において反時計回りに約４５度回動し、ワイパーアーム５とブレード４とを開口部１０の上方に位置させる。
【００２１】
さらに、第１，第２シリンダ１９，２０のロッド１９ａ，２０ａを縮めていくと、図４及び図６に示されるように、ワイパー駆動部６が底壁１５方向に後退してワイパーアーム５とブレード４とが格納室９に格納される。この一連の動作中に、両開閉案内板１８も底壁１５方向に後退し、開閉案内板１８の幅広部１８ａに接触していた第２リンク棒２５のローラ２５ｂが開閉案内板１８の傾斜部１８ｃを転動する状態になると、第２リンク棒２５が車体後方側へ移動を始め、第１リンク棒２４の上部が車体後方側へ動き出す。これにより、ガイドレール２６の直線部２６ａ上方に位置していた蓋１６は、ガイドレール２６に沿って車体後方側へ移動を始め、開閉案内板１８のさらなる後退によって、第２リンク棒２５のローラ２５ｂが開閉案内板１８の幅狭部１８ｂを転動する状態になると、第１リンク棒２４と蓋１６とを連結しているピン２７がガイドレール２６の傾斜部２６ｂに沿って上方へ移動し、蓋１６を開口部１０方向へ進出させ、開閉案内板１８が最下部まで後退すると、蓋１６はさらに開口部１０方向へ進出されて開口部１０を内側から塞ぎ、蓋１６の表面と外板３の表面とが面一になる。
【００２２】
図９の（Ｄ）のワイパー格納状態から図９の（Ａ）のワイパー使用状態にするには、第１，第２シリンダ１９，２０のロッド１９ａ，２０ａを伸ばしていくと、両開閉案内板１８，１８が開口部１０方向へ進出を始め、第２リンク棒２５のローラ２６ｂが開閉案内板１８の幅狭部１８ｂから傾斜部１８ｃに沿って移動し、第２リンク棒２５が車体前方側へ移動を始め、第１リンク棒２４の上部が車体前方側へ動き出し、第１リンク棒２４と蓋１６とを連結しているピン２７がガイドレール２６の傾斜部２６ｂに沿って下方へ移動し、蓋１６を開口部１０の車体前方側へ後退させ、開口部１０が開きだし、開閉案内板１８のさらなる進出によって第２リンク棒２５のローラ２５ｂが開閉案内板１８の幅広部１８ａを転動するようになると、蓋１６はガイドレール２６の直線部２６ａ上方に位置する。これと同時に、ワイパー駆動部６が開口部１０方向へ進出を始め、進出終期になると、ワイパー駆動部６の回動筒２１の突条４３が回動案内板４５の挿入凹部４５ｂに案内されることにより、ワイパー駆動部６が図８、図９の（Ｃ）及び図１０において時計回りに約４５度回動し、ワイパーアーム５とブレード４とを窓ガラス２下部の使用位置に位置させる。そして、アーム用シリンダ３５の一方のロッド３７を縮めて、図９の（Ａ）に示されるように、第１アーム部材３２と第２アーム部材３３とを屈曲させ、アーム用シリンダ３５の他方のロッド４１を伸ばしてブレード４を第２アーム部材３３の先端側へ移動させれば、図９の（Ａ）及び図１０に示される使用状態となる。
【００２３】
このように、ワイパー装置４は、駆動軸７とワイパーアーム５とを格納室９の開口部１０から進退させる構成であるから、ワイパーアーム５と駆動軸７の出し入れ動作時の風圧の影響が小さく、出し入れ動作をするための駆動源である第１，第２シリンダ１９，２０は小型のものでよいから、ワイパー装置４全体の小型化を図ることができる。また、ワイパー使用時に屈曲している第１アーム部材３２と第２アーム部材３３とを直線状にするとともに、ブレード４を第１アーム部材３３側へ移動させるから、ブレード４とワイパーアーム５の全長を短くでき、格納室９のスペースと開口部１０の面積を小さくできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ワイパーアームの出し入れ動作時の風圧の影響が小さいから、出し入れ動作用の駆動源を小型化して、ワイパー装置全体の小型化を図ることができる。また、使用時に屈曲しているワイパーアームを格納時に直線状にするとともに、ブレードとワイパーアームの全長を短くできるから、格納室のスペースと開口部の面積を小さくでき、車体強度を低下させるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワイパーアームと駆動軸とが格納室から出た直後又は格納室に格納される直前の状態を示す格納室内から窓ガラス方向を見た一部断面正面図
【図２】格納室の開口部の蓋が開いている状態を示す断面側面図
【図３】ワイパーアームの使用時を示す格納室の断面側面図
【図４】ワイパーアームと駆動軸とを格納した状態を示す格納室内から窓ガラス方向を見た一部断面正面図
【図５】格納室の開口部の蓋が閉じている状態を示す断面側面図
【図６】ワイパーアームの不使用時を示す格納室の断面側面図
【図７】先頭車両の前半部分の側面図
【図８】先頭車両の前半部分の平面図
【図９】ワイパーアームの格納順序を示す説明図
【図１０】ブレードとワイパーアームの全長を短くして開口部上方に位置させた状態の平面図
【図１１】図１０のワイパーアームの詳細を示す正面図
【図１２】アーム用シリンダの別の例を示す正面図
【図１３】ワイパー駆動部の回動案内板と回動筒の関係を示す斜視図
【図１４】不使用時の回動案内板と回動筒の関係を示す斜視図
【図１５】使用時の回動案内板と回動筒の関係を示す斜視図
【符号の説明】
１…先頭車両、２…窓ガラス、３…外板、４…ワイパー装置、５…ブレード、６…ワイパーアーム、７…ワイパー駆動部、８…駆動軸、９…格納室、１０…開口部、１３，１４…側壁、１６……蓋、１７…開閉リンク機構、１８…開閉案内板、１９…第１シリンダ、２０…第２シリンダ、２１…回動筒、３２…第１アーム部材、３３…第２アーム部材、３５…アーム用シリンダ、４３…突条、４５…回動案内板
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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