(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のガラス表面を払拭するためのワイパブレードを保持するワイパアームの一部を構成し、回転駆動されるピボット軸と一体回転可能に連結する連結孔を有する金属製のインサート部材をインサートして樹脂成形されるワイパアームのアームヘッドであって、
前記インサート部材は、筒部を有し、該筒部の周方向において略等間隔に該筒部の外周面から外側に延出しアームヘッドの樹脂部に食い込む複数の係合突起を有し、
その係合突起は、周方向の端面において前記連結孔の中心から放射状に延びる直線に対し外側部分が内側部分よりも隣接する突起側に突出するように略直線状に形成されていることを特徴とするワイパアームのアームヘッド。
【請求項２】
車両のガラス表面を払拭するためのワイパブレードを保持するワイパアームの一部を構成し、回転駆動されるピボット軸と一体回転可能に連結する連結孔を有する金属製のインサート部材をインサートして樹脂成形されるワイパアームのアームヘッドであって、
前記インサート部材は、筒部を有し、該筒部の周方向において略等間隔に該筒部の外周面から外側に延出しアームヘッドの樹脂部に食い込む複数の係合突起を有し、
その係合突起は、前記連結孔の軸方向から見た前記筒部周りの面積が、前記軸方向から見た該突起間の樹脂部の面積以上となるように形成されているとともに、該突起の軸方向の長さが、該突起を挟む樹脂部の軸方向一側の長さ及び同方向他側の長さよりも短く形成されていることを特徴とするワイパアームのアームヘッド。
【請求項３】
車両のガラス表面を払拭するためのワイパブレードを保持するワイパアームの一部を構成し、回転駆動されるピボット軸と一体回転可能に連結する連結孔を有する金属製のインサート部材をインサートして樹脂成形されるワイパアームのアームヘッドであって、
前記インサート部材は、筒部を有し、該筒部の周方向において略等間隔に該筒部の外周面から外側に延出しアームヘッドの樹脂部に食い込む複数の係合突起を有し、
その係合突起は、周方向の端面において前記連結孔の中心から放射状に延びる直線に対し外側部分と内側部分とがともにその直線上となるように、又は外側部分が内側部分よりも隣接する突起側に突出するように略直線状に形成され、かつ、前記連結孔の軸方向から見た前記筒部周りの面積が、前記軸方向から見た該突起間の樹脂部の面積以上となるように形成されているとともに、該突起の軸方向の長さが、該突起を挟む樹脂部の軸方向一側の長さ及び同方向他側の長さよりも短く形成されていることを特徴とするワイパアームのアームヘッド。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のワイパアームのアームヘッドにおいて、
前記係合突起は、前記筒部周りにおいて、前記連結孔の軸方向から見た該突起の前記面積の合計が、前記軸方向から見た該突起間の樹脂部の面積の合計以上となるように形成されていることを特徴とするワイパアームのアームヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイパアームのアームヘッドにおいて、
前記係合突起は前記筒部の軸方向の略中央位置に配置され、
前記係合突起を挟む樹脂部の軸方向一側の長さと、同方向他側の長さとが略等しくなるように形成されていることを特徴とするワイパアームのアームヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のアームヘッドを用いたことを特徴とするワイパアーム。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のアームヘッドを有するワイパアームと、該ワイパアームの先端部に連結され車両のガラス表面を払拭するためのワイパブレードとを備えたことを特徴とする車両用ワイパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピボット軸との連結部分の剛性を向上すべく金属製のインサート部材をインサートして樹脂成形されるワイパアームのアームヘッド、該アームヘッドを用いたワイパアーム及び車両用ワイパに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の例えばリアガラス表面を払拭するワイパアームには、樹脂にて構成されたものが種々提案されている。このようなワイパアームは、図６、図８及び図９に示すように、ピボット軸２１に対して一体回転可能に組み付けられるアームヘッド２２と、該アームヘッド２２に対して基端部が所定角度傾動可能に連結されるアーム（図示略）とを備え、ともに樹脂成形により所定形状に形成されている。アームの先端部には、ガラス表面を払拭するワイパブレード（図示略）が連結される。そして、ピボット軸２１はワイパモータ（図示略）の駆動により所定角度範囲で往復回動され、そのピボット軸２１の回動によりワイパアームの所定の払拭動作が行われるようになっている。
【０００３】
アームヘッド２２には、図６に示すように、ピボット軸２１との連結部分において剛性を向上すべく金属製のインサート部材２３がインサート成形されている。このインサート部材２３は、図７〜図９に示すように、中央部にピボット軸２１と一体回転可能に連結するための連結孔２４ａを有するリング状の筒部２４と、該筒部２４の外周面において周方向に等間隔に形成される４つの係合突起２５とを備えている。係合突起２５は樹脂部２６と周方向に交互に配置され、インサート部材２３と樹脂部２６とが一体物をなしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば冬季にリアガラスに雪が積もった状態でワイパアームを無理に駆動（回動）させた場合等、該ワイパアームには回転方向に過大な荷重がかかる。すると、アームヘッド２２においても同方向（図９において矢印Ａ方向）に過大な荷重がかかり、インサート部材２３の係合突起２５の周方向端面２５ａとその端面２５ａに当接する樹脂部２６との間にその荷重が作用する。図９に示すように、従来のインサート部材２３は、係合突起２５の周方向両端面２５ａが互いに略平行となっている（係合突起２５の周方向端面２５ａと、該端面２５ａにおける接線Ｊ０とのなす角θ０が９０°より大きな鈍角となっている）。そのため、アームヘッド２２に対して回転方向に過大な荷重がかかると、係合突起２５の周方向端面２５ａにその荷重が作用し、その荷重の一部が端面２５ａで樹脂部２６を径方向外側に剥離させる力Ｆ（例えばアームヘッド２２が反時計回り方向に回動した場合）に変わる。すると、この径方向外側に剥離させる力Ｆにより樹脂部２６に割れが生じ、アームヘッド２２が破損する場合があった。
【０００５】
又、係合突起２５は、連結孔２４ａの軸方向から見て該突起２５の同心円上の面積Ｓ０が樹脂部２６のそれよりも小さく、しかも軸方向の長さＤ４が図８に示すように樹脂部２６の軸方向の長さＤ５，Ｄ６より長い。そのため、軸方向において、係合突起２５の樹脂部２６との当接面積Ｓ０が小さく、しかも係合突起２５を挟む部分の樹脂部２６の厚みが薄く該樹脂部２６の剛性が低い。そのため、アームヘッド２２に対して回転平面（ピボット軸２１の軸線を法線とする平面）から傾いた方向（図８において例えば矢印Ｂ方向）に大きな荷重がかかる場合、樹脂部２６に割れが生じ、アームヘッド２２が破損する場合があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、金属製のインサート部材をインサートして樹脂成形されるワイパアームのアームヘッドであって、そのインサート部材と樹脂部との間の破損強度を向上することができるワイパアームのアームヘッド、該アームヘッドを用いたワイパアーム及び車両用ワイパを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、車両のガラス表面を払拭するためのワイパブレードを保持するワイパアームの一部を構成し、回転駆動されるピボット軸と一体回転可能に連結する連結孔を有する金属製のインサート部材をインサートして樹脂成形されるワイパアームのアームヘッドであって、前記インサート部材は、筒部を有し、該筒部の周方向において略等間隔に該筒部の外周面から外側に延出しアームヘッドの樹脂部に食い込む複数の係合突起を有し、その係合突起は、周方向の端面において前記連結孔の中心から放射状に延びる直線に対し外側部分が内側部分よりも隣接する突起側に突出するように略直線状に形成されている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、車両のガラス表面を払拭するためのワイパブレードを保持するワイパアームの一部を構成し、回転駆動されるピボット軸と一体回転可能に連結する連結孔を有する金属製のインサート部材をインサートして樹脂成形されるワイパアームのアームヘッドであって、前記インサート部材は、筒部を有し、該筒部の周方向において略等間隔に該筒部の外周面から外側に延出しアームヘッドの樹脂部に食い込む複数の係合突起を有し、その係合突起は、前記連結孔の軸方向から見た前記筒部周りの面積が、前記軸方向から見た該突起間の樹脂部の面積以上となるように形成されているとともに、該突起の軸方向の長さが、該突起を挟む樹脂部の軸方向一側の長さ及び同方向他側の長さよりも短く形成されている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、車両のガラス表面を払拭するためのワイパブレードを保持するワイパアームの一部を構成し、回転駆動されるピボット軸と一体回転可能に連結する連結孔を有する金属製のインサート部材をインサートして樹脂成形されるワイパアームのアームヘッドであって、前記インサート部材は、筒部を有し、該筒部の周方向において略等間隔に該筒部の外周面から外側に延出しアームヘッドの樹脂部に食い込む複数の係合突起を有し、その係合突起は、周方向の端面において前記連結孔の中心から放射状に延びる直線に対し外側部分と内側部分とがともにその直線上となるように、又は外側部分が内側部分よりも隣接する突起側に突出するように略直線状に形成され、かつ、前記連結孔の軸方向から見た前記筒部周りの面積が、前記軸方向から見た該突起間の樹脂部の面積以上となるように形成されているとともに、該突起の軸方向の長さが、該突起を挟む樹脂部の軸方向一側の長さ及び同方向他側の長さよりも短く形成されている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のワイパアームのアームヘッドにおいて、前記係合突起は、前記筒部周りにおいて、前記連結孔の軸方向から見た該突起の前記面積の合計が、前記軸方向から見た該突起間の樹脂部の面積の合計以上となるように形成されている。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイパアームのアームヘッドにおいて、前記係合突起は前記筒部の軸方向の略中央位置に配置され、前記係合突起を挟む樹脂部の軸方向一側の長さと、同方向他側の長さとが略等しくなるように形成されている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアームヘッドを用いたワイパアームである。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアームヘッドを有するワイパアームと、該ワイパアームの先端部に連結され車両のガラス表面を払拭するためのワイパブレードとを備えた車両用ワイパである。
【００１３】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、アームヘッドにインサートされるインサート部材の係合突起は、周方向の端面において連結孔の中心から放射状に延びる直線に対し外側部分が内側部分よりも隣接する突起側に突出するように略直線状に形成される（係合突起の周方向端面と、該端面における接線とのなす角が９０°より小さな鋭角となっている）。そのため、アームヘッドに対して回転方向に過大な荷重がかかると、係合突起の周方向端面とその端面に当接する樹脂部との間にその荷重が作用するが、該端面の形状から径方向外側に向かう力（剥離方向の力）の発生を防止でき、インサート部材と樹脂部との間の回転方向の破損強度が向上する。従って、アームヘッドに対して回転方向に大きな荷重がかかっても、樹脂部の割れが防止される。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、アームヘッドにインサートされるインサート部材の係合突起は、連結孔の軸方向から見た筒部周りの面積が、軸方向から見た該突起間の樹脂部の面積以上となるように形成されるとともに、該突起の軸方向の長さが、該突起を挟む樹脂部の軸方向一側の長さ及び同方向他側の長さよりも短く形成される。そのため、軸方向において、係合突起の樹脂部との当接面積が大きくなり、しかも係合突起を挟む部分の樹脂部の厚みが厚くなるので、該樹脂部の剛性が高くなり、インサート部材と樹脂部との間の軸方向の破損強度が向上する。従って、アームヘッドに対して回転平面から傾いた方向に大きな荷重がかかっても、樹脂部の割れが防止される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、アームヘッドにインサートされるインサート部材の係合突起は、周方向の端面において連結孔の中心から放射状に延びる直線に対し外側部分と内側部分とがともにその直線上となるように、又は外側部分が内側部分よりも隣接する突起側に突出するように略直線状に形成される（係合突起の周方向端面と、該端面における接線とのなす角が９０°、又は９０°より小さな鋭角となっている）。そのため、アームヘッドに対して回転方向に過大な荷重がかかると、係合突起の周方向端面とその端面に当接する樹脂部との間にその荷重が作用するが、該端面の形状から径方向外側に向かう力（剥離方向の力）の発生を防止でき、インサート部材と樹脂部との間の回転方向の破損強度が向上する。従って、アームヘッドに対して回転方向に大きな荷重がかかっても、樹脂部の割れが防止される。しかも、該係合突起は、連結孔の軸方向から見た前記筒部周りの面積が、前記軸方向から見た該突起間の樹脂部の面積以上となるように形成されるとともに、該突起の軸方向の長さが、該突起を挟む樹脂部の軸方向一側の長さ及び同方向他側の長さよりも短く形成される。そのため、軸方向において、係合突起の樹脂部との当接面積が大きくなり、しかも係合突起を挟む部分の樹脂部の厚みが厚くなるので、該樹脂部の剛性が高くなり、インサート部材と樹脂部との間の軸方向の破損強度が向上する。従って、アームヘッドに対して回転平面から傾いた方向に大きな荷重がかかっても、樹脂部の割れが防止される。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、係合突起は、筒部周りにおいて連結孔の軸方向から見た該突起の面積の合計が、軸方向から見た該突起間の樹脂部の面積の合計以上となるように形成される。そのため、軸方向において係合突起の樹脂部との当接面積が大きくなるので、インサート部材と樹脂部との間の軸方向の破損強度が向上する。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、係合突起は筒部の軸方向の略中央位置に配置され、係合突起を挟む樹脂部の軸方向一側の長さと、同方向他側の長さとが略等しくなるように形成される。そのため、係合突起を挟む樹脂部の両側の剛性をバランスよく確保することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、ワイパアームに用いられるアームヘッドは、インサート部材と樹脂部との間の破損強度が向上する。
請求項７に記載の発明によれば、車両用ワイパに用いられるアームヘッドは、インサート部材と樹脂部との間の破損強度が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、自動車のリアガラス表面を払拭するリアワイパ１を示す。リアワイパ１は、ワイパアーム２とワイパブレード３とを備えている。
【００２０】
ワイパアーム２は、ピボット軸４に対して一体回転可能に組み付けられるアームヘッド５と、該アームヘッド５に対して基端部が所定角度傾動可能に連結されるアーム６とを備え、ともに樹脂成形により所定形状に形成されている。アーム６の先端部には、ガラス表面を払拭するブレードラバー７を備えた前記ワイパブレード３が連結されている。ワイパアーム２は、ピボット軸４がワイパモータ（図示略）の駆動により所定角度範囲で往復回動されることより所定の払拭動作を行うようになっている。
【００２１】
アームヘッド５には、図２に示すように、ピボット軸４との連結部分において剛性を向上すべくアルミダイカスト等の金属製のインサート部材１１がインサート成形されている。このインサート部材１１は、図３〜図５に示すように、中央部にピボット軸４と一体回転可能に連結するための連結孔１２ａを有するリング状の筒部１２と、該筒部１２の外周面から外側に略円弧状に延出し周方向に等間隔に形成される８つの係合突起１３とを備えている。この係合突起１３は、筒部１２の外周面における軸方向の略中央位置に配置されている。これら各係合突起１３は、樹脂部１４に対して食い込んだ状態になる。そのため、インサート部材１１と樹脂部１４とが互いに確実に係合し一体物をなしている。
【００２２】
又、前記係合突起１３は、本実施形態では図５に示すように、その周方向の両端面１３ａがインサート部材１１（連結孔１２ａ）の中心から放射状に延びる直線Ｌ１に沿って直線状に形成されている（係合突起１３の周方向端面１３ａと、該端面１３ａにおける接線Ｊ１，Ｊ２とのなす角θ１，θ２が９０°となっている）。そのため、アームヘッド５に対して回転方向（図５において矢印Ａ方向）に過大な荷重がかかると、係合突起１３の周方向端面１３ａとその端面１３ａに当接する樹脂部１４との間にその荷重が作用するが、該端面１３ａがインサート部材１１の中心から放射状に延びる直線Ｌ１に沿って直線状に形成されているので、径方向外側に向かう力、即ち樹脂部１４が剥離する方向の力が生じない。従って、アームヘッド５に上記のような過大な回転方向の荷重が作用しても、樹脂部１４が割れることが防止されている。
【００２３】
又、本実施形態の係合突起１３は、連結孔１２ａの軸方向から見て筒部１２周りに樹脂部１４と交互に等間隔に配置され、該突起１３の面積Ｓ１が連結孔１２ａの軸方向から見た該突起１３間の樹脂部１４の面積Ｓ２以上となっている。又、筒部１２周りの各突起１３の面積Ｓ１の合計も突起１３間の各樹脂部１４の面積Ｓ２の合計以上となっている。つまり、軸方向において、係合突起１３の樹脂部１４との当接面積Ｓ１が大きくなるように設定されている。又、係合突起１３は、図４に示すようにその軸方向の長さＤ１が樹脂部１４の軸方向一側の長さＤ２及び同方向他側の長さＤ３よりも短く設定されている。この場合、樹脂部１４の軸方向一側の長さＤ２と、同方向他側の長さＤ３とが略等しくなるようになっている。これにより、係合突起１３を挟んで軸方向両側に位置する樹脂部１４の厚みが厚く、該樹脂部１４の剛性が高くなっている。従って、アームヘッド５に対して回転平面（ピボット軸４の軸線を法線とする平面）から傾いた方向（図４において例えば矢印Ｂ方向）に大きな荷重がかかった場合であっても、樹脂部１４が割れることが防止されている。
【００２４】
このように本実施形態では、インサート部材１１の係合突起１３の形状を工夫して、アームヘッド５の回転方向及び回転平面から傾いた方向の破損強度を向上させ、樹脂よりなるアームヘッド５の破損強度が向上されている。
【００２５】
上記したように、本実施形態では、以下に示す特徴がある。
（１）アームヘッド５にインサートされるインサート部材１１の係合突起１３は、周方向の端面１３ａにおいて連結孔１２ａの中心から放射状に延びる直線Ｌ１に沿って（放射状に延びる直線Ｌ１に対し外側部分と内側部分とがともにその直線上となるように）略直線状に形成される。そのため、アームヘッド５に対して回転方向（図５において矢印Ａ方向）に過大な荷重がかかると、係合突起１３の周方向端面１３ａとその端面１３ａに当接する樹脂部１４との間にその荷重が作用するが、該端面１３ａの形状から径方向外側に向かう力（剥離方向の力）の発生を防止でき、インサート部材１１と樹脂部１４との間の回転方向の破損強度を向上することができる。従って、アームヘッド５に対して回転方向に大きな荷重がかかっても、樹脂部の割れを防止することができる。
【００２６】
（２）インサート部材１１の係合突起１３は、連結孔１２ａの軸方向から見て筒部１２周りに樹脂部１４と交互に等間隔に配置され、該突起１３の面積Ｓ１が連結孔１２ａの軸方向から見た該突起１３間の樹脂部１４の面積Ｓ２以上となっている。又、筒部１２周りの各突起１３の面積Ｓ１の合計も突起１３間の各樹脂部１４の面積Ｓ２の合計以上となっている。つまり、軸方向において、係合突起１３の樹脂部１４との当接面積Ｓ１が大きくなるように設定されている。又、係合突起１３は、図４に示すようにその軸方向の長さＤ１が樹脂部１４の軸方向一側の長さＤ２及び同方向他側の長さＤ３よりも短く設定されている。これにより、係合突起１３を挟んで軸方向両側に位置する樹脂部１４の厚みが厚く、該樹脂部１４の剛性が高くなる。従って、アームヘッド５に対して回転平面（ピボット軸４の軸線を法線とする平面）から傾いた方向（図４において例えば矢印Ｂ方向）に大きな荷重がかかった場合であっても、樹脂部１４の割れを防止することができる。
【００２７】
（３）係合突起１３は軸方向の略中央位置に配置され、該突起１３を挟む樹脂部１４の軸方向一側の長さＤ２と、同方向他側の長さＤ３とが略等しくなるように形成される。そのため、係合突起１３を挟む樹脂部１４の両側の剛性をバランスよく確保することができる。
【００２８】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、インサート部材１１の形状はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。例えば、係合突起１３を８つ設けたがこれ以外の数であってもよい。又、係合突起１３の周方向の端面１３ａを、連結孔１２ａの中心から放射状に延びる直線Ｌ１に沿って略直線状に形成したが、該端面１３ａの外側部分が内側部分よりも隣接する突起１３側に突出するように略直線状に形成してもよい（係合突起１３の周方向端面１３ａと、該端面１３ａにおける接線Ｊ１，Ｊ２とのなす角θ１，θ２が９０°より小さな鋭角としてもよい）。この場合、アームヘッドに対して回転方向に過大な荷重がかかると、係合突起の周方向端面とその端面に当接する樹脂部との間にその荷重が作用するが、該端面の形状からその荷重の一部が径方向内側に向かう力、即ち樹脂部１４が剥離する方向と反対方向の力に変わる。そのため、この力が生じても樹脂部が割れることはない。又、インサート部材１１をアルミダイカスト以外の金属材料で構成してもよい。
【００２９】
○上記実施形態では、アームヘッド５等、リアワイパ１の形状及び構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
○上記実施形態では、自動車のリアガラスを払拭するワイパ１に実施したが、リアガラス以外のガラス、例えばウインドシールドガラス（フロントガラス）を払拭するワイパに実施してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、金属製のインサート部材をインサートして樹脂成形されるワイパアームのアームヘッドであって、そのインサート部材と樹脂部との間の破損強度を向上することができるワイパアームのアームヘッド、該アームヘッドを用いたワイパアーム及び車両用ワイパを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態の車両用ワイパの斜視図である。
【図２】  アームヘッドの斜視図である。
【図３】  インサート部材の斜視図である。
【図４】  アームヘッドの縦断面図である。
【図５】  アームヘッドの横断面図である。
【図６】  従来のアームヘッドの斜視図である。
【図７】  インサート部材の斜視図である。
【図８】  アームヘッドの縦断面図である。
【図９】  アームヘッドの横断面図である。
【符号の説明】
２…ワイパアーム、３…ワイパブレード、４…ピボット軸、５…アームヘッド、１１…インサート部材、１２…筒部、１２ａ…連結孔、１３…係合突起、１４…樹脂部、Ｄ１〜Ｄ３…長さ、Ｌ１…直線、Ｓ１，Ｓ２…面積。
【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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