(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレバーと、
前記第１のレバーに回転軸を介して回転可能に連結された少なくとも１つの第２のレバーと、
前記回転軸から間隔をおいて配置されたコイル型のトーションスプリングと
を備え、
前記第２のレバーで、ブレードラバーを保持し、
前記第１のレバーに、前記トーションスプリングの第１の端部が係合する第１の支持部を設け、
前記第２のレバーに、前記トーションスプリングの第２の端部が係合する第２の支持部を設け、
前記回転軸の中心から前記トーションスプリングのバネ力の作用線に垂直に下した線分の長さが、前記第２のレバーが前記トーションスプリングのバネ力を強める方向に回転したときに短くなる一方、前記第２のレバーが前記トーションスプリングのバネ力を弱める方向に回転したときに長くなるようにしたワイパーブレード。
【請求項２】
前記回転軸の中心から前記トーションスプリングのバネ力の作用線に垂直に下した線分の長さと前記バネ力の積が一定値となるようにした請求項１に記載のワイパーブレード。
【請求項３】
前記第２のレバーは、先端側でブレードラバーを保持する一方、基端側に前記第２の支持部を備えている請求項１又は請求項２に記載のワイパーブレード。
【請求項４】
前記第２のレバーは、上面から前記回転軸側に折れ曲がった支持アームを備え、前記支持アームの先端部が前記第２の支持部となっている請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のワイパーブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押し付け力発生のためのトーションスプリングを備えたワイパーブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイパーブレードには、ブレードラバーを支持するレバー部を、回転可能に連結された複数のレバーで構成し、レバー間に設けたトーションスプリングによって、レバーに回転トルクを与え、この回転トルクにより押し付け力（レバー部に保持されたブレードラバーを自動車のガラス面等の被払拭面に押し付ける力）を発生させるようにしたものがある。
【０００３】
図６から図８には、このような従来のトーションスプリング式ワイパーブレード１００の一部を示す。図示されるように、ワイパーブレード１００は、本体レバー１０１と回転側レバー１０２とを備えている。本体レバー１０１は、ワイパーブレード１００の中央部に配置される部材であり、図示されないワイパーアームに連結され得るものである。回転側レバー１０２は、本体レバー１０１に対して回転軸１０３を介して回転可能に連結された部材であり、先端のラバー連結部１０２Ａにおいてブレードラバー（図示せず）に連結されるようになっている。
【０００４】
回転軸１０３の外周には、コイル型のトーションスプリング１０４が巻装されている。トーションスプリング１０４は、コイル状の本体部から延び出した両側の端部１０４Ａ、１０４Ｂを備える。端部１０４Ａは、回転側レバー１０２に設けられた支持アーム１０６の先端に、また端部１０４Ｂは、本体レバー１０１に設けられた支持アーム１０５の先端に、それぞれ当接している。ここで、トーションスプリング１０４は、加圧された状態で配置されているので、回転側レバー１０２の本体レバー１０１に対する回転に回転トルクを与え、この回転トルクにより、回転側レバー１０２端部のラバー連結部１０２Ａに、矢印１０７に示すような押し付け力が発生する。
【特許文献１】特開２００３−１６５４２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来のトーションスプリング式ワイパーブレード１００では、回転軸１０３（すなわち回転側レバー１０２の回転中心）に対して同軸に、トーションスプリング１０４が配置されている。このため、被払拭面の形状に追従して回転側レバー１０２が回転すると、この回転角度によって、トーションスプリング１０４が回転側レバー１０２に与えるトルクが大きく異なってきてしまう。
【０００６】
詳しく説明すると、図７に示すように、回転側レバー１０２が図６の状態（回転側レバー１０２が本体レバー１０１に対して略真っ直ぐに配置された状態）から下方に角度θ１だけ回転すると、支持アーム１０６の位置が上昇する。この結果、支持アーム１０６の下端に押し付けられているトーションスプリング１０４の端部１０４Ａは、二点鎖線で示す位置から実線に示す位置に移動し、トーションスプリング１０４は、加圧状態から巻き戻され、トーションスプリング１０４が回転側レバー１０２に与えるバネ力は低下する。この場合、トーションスプリング１０４のバネ力は、トーションスプリング１０４の中心とトーションスプリング１０４の端部１０４と支持アーム１０６の接点（力の作用点）を結ぶ線に直交する方向に作用するため、回転側アーム１０２に作用するモーメントの腕の長さは、回転軸１０３の回転中心からトーションスプリング１０４の端部１０４と支持アーム１０６の接点への距離に等しく一定である。したがって、回転側レバー１０２に作用する回転トルクは、バネ力の低下分だけ低下してしまう。
【０００７】
一方、図８に示すように、回転側レバー１０２が図６の状態から上方に角度θ２だけ回転すると、支持アーム１０６の位置が下降し、トーションスプリング１０４の端部１０４Ａが、二点鎖線で示す位置から実線に示す位置に下降する結果、トーションスプリング１０４は、さらに加圧状態となり、トーションスプリング１０４が回転側アーム１０２に与えるバネ力は増大する。この場合も、回転側レバー１０２に作用するモーメントの腕の長さは一定であるので、回転側レバー１０２に作用する回転トルクは、バネ力の増加分だけ大きくなってしまう。
【０００８】
このように、回転側レバー１０２の回転角度によって、回転トルクが変動してしまうと、回転トルクの大きさに比例して発生する押し付け力が変動してしまい、結果として払拭性能の低下を招いてしまう。例えば、曲率の小さなガラス面を払拭する場合、十分な払拭性能を得るためには、標準的な曲率のガラス面を払拭する場合よりも押し付け力が大きな方が望ましいが、実際には回転側レバー１０２は下方に回転するので、押し付け力はむしろ低下してしまう。
【０００９】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、押し付け力発生のためのトーションスプリングを備えたワイパーブレードにおいて、レバーの回転角度によらず、安定した押し付け力が得られるようにしたワイパーブレードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のワイパーブレードは、第１のレバーと、前記第１のレバーに回転軸を介して回転可能に連結された少なくとも１つの第２のレバーと、前記回転軸から間隔をおいて配置されたコイル型のトーションスプリングとを備え、前記第２のレバーで、ブレードラバーを保持し、前記第１のレバーに、前記トーションスプリングの第１の端部が係合する第１の支持部を設け、前記第２のレバーに、前記トーションスプリングの第２の端部が係合する第２の支持部を設け、前記回転軸の中心から前記トーションスプリングのバネ力の作用線に垂直に下した線分の長さが、前記第２のレバーが前記トーションスプリングのバネ力を強める方向に回転したときに短くなる一方、前記第２のレバーが前記トーションスプリングのバネ力を弱める方向に回転したときに長くなるようにした。
【００１３】
前記回転軸の中心から前記トーションスプリングのバネ力の作用線に垂直に下した線分の長さと前記バネ力の積が一定値となるようにしてもよい。
前記第２のレバーは、先端側でブレードラバーを保持する一方、基端側に前記第２の支持部を備えていてもよい。
【００１４】
前記第２のレバーは、上面から前記回転軸側に折れ曲がった支持アームを備え、前記支持アームの先端部が前記第２の支持部となっていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１のレバー（例えば本体レバー４）と、第１のレバーに回転軸（例えば回転軸５）を介して回転可能に連結された少なくとも１つの第２のレバー（例えば回転側レバー６）と、回転軸から間隔をおいて配置されたコイル型のトーションスプリングと（トーションスプリング１０）とを備えたワイパーブレード（例えばワイパーブレード１）において、第１のレバーにトーションスプリングの第１の端部（例えば端部１０Ａ）が係合する第１の支持部（例えば本体側支持部１１）を設け、第２のレバーにトーションスプリングの第２の端部（例えば端部１０Ｂ）が係合する第２の支持部（例えば支持アーム１２の先端部１２Ａ）を設けたので、回転軸の中心（例えば中心軸５Ａ）からトーションスプリングのバネ力（例えばバネ力２２）の作用線に垂直に下した線分（例えば線分２３）の長さが、第２のレバーがトーションスプリングのバネ力を強める方向に回転したときに短くなる一方、第２のレバーがトーションスプリングのバネ力を弱める方向に回転したときに長くなるようにできる。これにより、トーションスプリングのバネ力の変動が、回転軸の中心からトーションスプリングのバネ力の作用線に垂直に下した線分の長さの変動を相殺するため、トーションスプリングのバネ力と回転軸の中心からトーションスプリングのバネ力の作用線に垂直に下した線分の長さとの積であるトーションスプリングが第２のレバーに与える回転トルクの変動を抑制することができる。したがって、被払拭面（自動車のガラス面等）の形状に応じて第２のレバーが回転したとしても、第２のレバーに保持されたブレードラバー（例えばブレードラバー３）に対して、常に適切な押し付け力を与えることができ、払拭性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の各実施形態を説明する。
図１には、本発明の実施形態におけるワイパーブレードの全体構成を示す。図示されるように、ワイパーブレード１は、レバー組立体２と、レバー組立体２に支持されたブレードラバー３とを備えている。
【００１７】
レバー組立体２は、ワイパーブレード１の中央に配置された本体レバー４と、本体レバー４に対して回転軸５を介して回転可能に連結された回転側レバー６及びヨークレバー７とから構成される。本体レバー４は、その中央部に連結部４Ａを備え、この連結部４Ａにおいてワイパーアーム（図示せず）に連結されるようになっている。ブレードラバー３は、自動車のガラス面等の被払拭面を払拭するためのゴム製の長尺部材で、回転側レバー６及びヨークレバー７に取り付けられている。回転側レバー６は、その基端側において本体レバー４に対して回転可能に連結された部材で、その先端側に、ブレードラバー３と連結されるラバー連結部６Ａを備えている。
【００１８】
図２には、本体レバー４と回転側レバー６の連結部分を詳細に示す。図示されるように、本体レバー４の所定位置には、取り付け軸８が設けられ、この取り付け軸８の回りに、コイル型のトーションスプリング１０が巻き付けられた状態で取り付けられている。トーションスプリング１０の両側の端部１０Ａ、１０Ｂは、取り付け軸８に巻装されたコイル形状の部分から両側に延び出しており、第１の端部１０Ａは、本体レバー４に形成された本体側支持部１１に、また第２の端部１０Ｂは、回転側レバー４に設けられた支持アーム１２の先端部１２Ａに、それぞれ当接している。なお、トーションスプリング１０は、そのバネ力により、回転側レバー６に対して回転トルクを与え、この回転トルクにより所定の押し付け力（ブレードラバーを被払拭面に押し付ける押さえ圧）を発生するためのものである。
【００１９】
本体側支持部１１は、本体レバー４の上面に形成された突部であり、トーションスプリング１０の端部１０Ａが下方から係合するようになっている。また、支持アーム１２は、回転側レバー６の上面から延び出した断面Ｌ字型の部材であり、先端部１２Ａ側が下方に折れ曲がることにより、先端部１２Ａがトーションスプリング１０の端部１０Ｂに対して上方から当接するようになっている。トーションスプリング１０は、加圧状態で取り付けられており、その両端部１０Ａ、１０Ｂが、それぞれ本体側支持部１１と支持アーム１２の先端部１２Ａ押し付けられて支持されることにより、常時、本体側支持部１１及び支持アーム１２にバネ力を及ぼすようになっている。
【００２０】
次に、図３から図５を用いて、本体レバー４に対する回転側レバー６の回転角度の変動に応じたトーションスプリング１０の作用について説明する。
図３には、本体レバー４に対して回転側レバー６が略真っ直ぐ配置された状態を示す。図示されるように、回転側レバー６の支持アーム１２の先端部１２Ａには、トーションスプリング１０の中心軸（取り付け軸８の中心軸８Ａ）から支持アーム１２の先端部１２Ａ（力の作用点）に至る線分（トーションスプリング１０の腕）２１に直交する方向に、バネ力（スプリング加重）２２が作用している。ここで、バネ力２２の大きさＦＳは、トーションスプリング１０の発生するトルクＴＳを線分２１の長さｌで除して得られる（ＦＳ＝ＴＳ／ｌ）が、線分２１の長さｌは一定であるので、結局、トルクＴＳに比例するものとなる。
【００２１】
このバネ力２２により回転側レバー６に与えられる回転トルクＴＬは、バネ力２２の大きさＦＳと、回転側レバー６の回転中心軸（回転軸５の中心軸）５Ａからバネ力２２の作用線に垂直に下した線分（回転モーメントの腕）の長さＬとの積となる（ＴＬ＝ＦＳ・Ｌ）。そして、この回転トルクＴＬにより回転側レバー６の先端（レバー連結部６Ａ）に発生する押し付け力２４の大きさＦＰは、回転トルクＴＬを、回転側レバー６の腕の長さ（回転側レバー６の回転中心からレバー連結部６Ａまでの長さ）ＬＬで除した値となる（ＦＰ＝ＴＬ／ＬＬ）。ここで、回転側レバー６の腕の長さＬＬは一定であるから、回転側レバー６の先端には、回転トルクＴＬの大きさに比例した大きさの押し付け力２４が発生することになる。
【００２２】
なお、回転軸５、トーションスプリング１０、支持アーム１２の位置関係は、回転軸５の中心軸５Ａからトーションスプリング１０のバネ力２２の作用線に垂直に下した線分２３と、回転軸５の中心軸５Ａから支持アーム１２の先端部１２Ａに至る線分２５とがなす角度αが、回転側レバー６が回転軸５周りで回転するのに応じて変動するようなものとなっている。
【００２３】
図４には、回転側レバー６が図３の位置から下方に角度θ１だけ回転した状態を示す。図示されるように、回転側レバー６が下方に回転すると、先端側のレバー連結部６Ａの位置が下降する一方で、基端側の支持レバー１２の先端部１２Ａの位置は上昇する。この結果、先端部１２Ａに押し付けられているトーションスプリング１０の端部１０Ｂの位置も上昇し、トーションスプリング１０は、加圧状態が弱まる方向に巻き戻されるので、トーションスプリング１０の発生するトルクＴＳは小さくなり、トーションスプリング１０が回転側レバー６に与えるバネ力２２の大きさＦＳは減少する。これに対して、回転側レバー６における回転モーメントの腕の長さＬは、回転軸５の中心軸５Ａからトーションスプリング１０のバネ力２２の作用線に垂直に下した線分２３と、回転軸５の中心軸５Ａから支持アーム１２の先端部１２Ａに至る線分２５とがなす角度αが減少していく結果、線分２５の長さに近づいていき、増大する。このため、バネ力２２の大きさＦＳと回転モーメントの腕の長さＬの積である回転トルクＴＬに比例する押し付け力２４の大きさＦＰは、バネ力２２の大きさＦＳの減少と回転モーメントの腕の長さＬの増大とが互いに相殺し合うことにより、大きく変動することはない。
【００２４】
一方、図５には、回転側レバー６が図３の位置から上方に角度θ２だけ回転した状態を示す。図示されるように、回転側レバー６が上方に回転すると、支持レバー１２の先端部１２Ａの位置は下降し、先端部１２Ａに押し付けられているトーションスプリング１０の端部１０Ｂの位置は下降する。この結果、トーションスプリング１０は、加圧状態が強まる方向に更に圧縮されるので、トーションスプリング１０の発生するトルクＴＳは大きくなり、トーションスプリング１０のバネ力２２の大きさＦＳは増大する。これに対して、回転側レバー６の回転モーメントの腕の長さＬは、回転軸５の中心軸５Ａからトーションスプリング１０のバネ力２２の作用線に垂直に下した線分２３と、回転軸５の中心軸５Ａから支持アーム１２の先端部１２Ａに至る線分２５とがなす角度αが増大していく結果、線分２５の長さとの差が大きくなっていき、減少する。これにより、押し付け力の大きさＦＰは、バネ力２２の大きさＦＳの増大と回転モーメントの腕の長さＬの減少とが互いに相殺し合うことにより、やはり大きく変動することはない。
【００２５】
以上のように本実施形態のワイパーブレード１によれば、トーションスプリング１０の中心の位置を回転側レバー６の回転中心（中心軸５Ａ）の位置からずらして配置し、回転側レバー６の回転でトーションスプリング１０の加圧状態が弱められたとき（トーションスプリング１０が与えるバネ力２２が小さくなったとき）には、回転側レバー６に作用する回転モーメントの腕の長さが増大する一方、回転側レバー６の回転でトーションスプリング１０の加圧状態が強められたとき（トーションスプリング１０が与えるバネ力２２が大きくなったとき）には、回転側レバー６に作用する回転モーメントの腕の長さが減少するようにして、バネ力２２の大きさＦＳの変動と回転モーメントの腕の長さＬの変動が互いに相殺し合うようにしたので、回転レバー６に与えられる回転トルクＴＬは大きく変動することはなく、略一定の値に維持できる。したがって、被払拭面（自動車のガラス面等）の形状に応じて回転側レバー６が回転したとしても、常に適切な押し付け力２４を得ることができ、払拭性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態におけるワイパーブレードの全体構成を示す斜視図である。
【図２】同じく本体レバーと回転側レバーの連結部付近を示す斜視図である。
【図３】同じくワイパーブレードを示す断面図であり、本体レバーに対して回転側レバーが略真っ直ぐに配置された状態を示す。
【図４】同じくワイパーブレードを示す断面図であり、本体レバーに対して回転側レバーが上方に回転した状態を示す。
【図５】同じくワイパーブレードを示す断面図であり、本体レバーに対して回転側レバーが下方に回転した状態を示す。
【図６】従来のワイパーブレードを示す断面図であり、本体レバーに対して回転側レバーが略真っ直ぐに配置された状態を示す。
【図７】従来のワイパーブレードを示す断面図であり、本体レバーに対して回転側レバーが上方に回転した状態を示す。
【図８】従来のワイパーブレードを示す断面図であり、本体レバーに対して回転側レバーが下方に回転した状態を示す。
【符号の説明】
【００２７】
１  ワイパーブレード
２  レバー組立体
３  ブレードラバー
４  本体レバー
５  回転軸
６  回転側レバー
７  ヨークレバー
８  取り付け軸
１０  トーションスプリング
１０Ａ  第１の端部
１０Ｂ  第２の端部
１１  本体側支持部
１２  支持アーム
１２Ａ  先端部
２２  バネ力
２４  押し付け力
【図１】
0004642092.tif 000002
【図２】
0004642092.tif 000003
【図３】
0004642092.tif 000004
【図４】
0004642092.tif 000005
【図５】
0004642092.tif 000006
【図６】
0004642092.tif 000007
【図７】
0004642092.tif 000008
【図８】
0004642092.tif 000009