JPH04113260U - ジヨイント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ジョイント装置において、揺動角θにおける
長さ方向角αと幅方向角βとの関係を自由に設定する。 【構成】 ロッド１２の端部にアウトサート成形された
球面軸受部材１３に球面軸２２が３次元方向に回転自在
に嵌入され、球面軸２２の頭部に円形の凹部２４が没設
され、球面軸受部材１３にこの凹部２４に挿入された凸
部２１が突設されており、この凸部２１はロッド１２の
軸線に対して直角方向の幅が軸線方向の幅よりも大きく
なるように形成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、一対のロッドを３次元方向について揺動自在に連結するジョイン ト装置に関し、特に、揺動角度の規制技術に係り、例えば、自動車等の車両に 搭載されるワイパ装置において、クランクアームとロッドとの間に介設される ジョイント装置に利用して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の窓ガラスを払拭するワイパ装置として、モータにより回転されるク ランクアームと、クランクアームの回転を往復運動に変換せしめてワイパアー ムに連結されたリンケージを往復回動させるコネクティングロッド（以下、ロ ッドという。）と、クランクアームとロッドとの間に３次元方向の揺動を確保 するように介設されているジョイント装置とを備えているものがある。

【０００３】 そして、このようなワイパ装置に使用されているジョイント装置として、ロ ッドの両端部に樹脂から成る継手部材としての球面軸受部材が一体的に成形（ 以下、アウトサート成形という。）されており、この球面軸受部材に相手方の 継手部材としての球面軸が嵌入されているものがある。

【０００４】 このジョイントにおいては、球面軸が球面軸受部材から抜け出るのを防止す るために、球面軸の頭部に円形の凹部が没設されているとともに、球面軸受部 材に凹部よりも小径の円形の凸部が突設されており、凸部に凹部が挿入されて いる。すなわち、このジョイント装置において、ロッドが軸線と直角方向に弯 曲するように撓んだ時に、凸部と凹部とが互いに干渉し合うことにより、球面 軸が球面軸受部材から抜け出てしまう事故の発生が防止されるとともに、球面 軸および球面軸受部材相互の過度の揺動が規制されるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、前記したジョイント装置においては、球面軸および球面軸受 部材における凹部および凸部が大小相似形の円形形状にそれぞれ形成されてい るため、球面軸と球面軸受とがなす揺動角θが凹部と凸部とによって規制され る角度は全周方向について同一になり、その結果、次のような不都合が発生す る。

【０００６】 ワイパ装置において、ロッドとクランクアームとのなす傾斜角（以下、長 さ方向角という。）αの最大値は、ロッド両端にそれぞれ装着された一対のジ ョイント装置における球心間距離Ｌと、両球心間落差Ｏとの関係、Ｌ／Ｏ、で 決定される。この長さ方向角αはワイパ装置の作動に不可欠であるため、揺動 角θはこの長さ方向角αよりも大きく設定されることになる。したがって、ロ ッドのその軸線を中心とする回動角（以下、幅方向角という。）βを長さ方向 角αよりも小さくすることができない。

【０００７】 幅方向角βが大きいと、ジョイント装置におけるシールが困難になる。

【０００８】 また、幅方向角βが大きいと、曲がっているロッドの場合には幅方向のス ペースを広く確保しなければならないという問題が生ずる。

【０００９】 本考案の目的は、揺動角における長さ方向角と幅方向角との関係を自由に設 定することができるジョイント装置を提供することにある。

【００１０】 本考案に係るジョイント装置は、樹脂から成る球面軸受部材に球面軸がその 球面軸受部の一部に開設された開口部から押し込まれるように嵌入され、球面 軸受部材と球面軸とが一対のロッドを揺動自在に連結するジョイント装置であ って、前記球面軸の頭部に円形の凹部が没設されているとともに、前記球面軸 受部材に凹部に挿入された凸部が突設されているジョイント装置において、 前記球面軸受部材の凸部は、前記ロッドの軸線に対して直角方向の幅が軸線 方向の幅よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】

前記した手段によれば、球面軸受部材の凸部は、球面軸の凹部に対して幅方 向において軸方向よりも早く当接することになるため、幅方向角βは軸方向角 αよりも小さくなる。

【００１２】

【実施例】

図１は本考案の一実施例であるジョイント装置を示す一部省略横断面図、図 ２はその縦断面図、図３は図２のIII −III 線に沿う断面図、図４（ａ）、（ ｂ）はその作用を説明するための各説明図である。

【００１３】 本実施例において、本考案に係るジョイント装置１０はワイパ装置における ジョイント部に使用されており、クランクアームとロッドとの間に介設されて ３次元方向についての揺動を確保しつつ回転運動を往復運動に変換するように 構成されている。すなわち、ワイパ装置におけるワイパ駆動装置のシャフト（ 図示せず）と一体回転する一方のロッドとしてのクランクアーム１１の自由端 には、他方のロッドとしてのコネクティングロッド１２の一端がジョイント装 置１０を介して３次元方向について回転自在に連結されている。そして、図示 しないが、ロッド１２の他端はリンケージの自由端にジョイント装置を介して ３次元方向に回転自在に連結されている。リンケージの一端は自動車の窓枠に おける下方位置に回転自在に支承されたワイパシャフトに固着され、さらに、 ワイパシャフトには自由端でワイパブレードを保持しているワイパアームがリ ンケージと一体回転するように支持されている。

【００１４】 クランクアーム１１とロッド１２との間に介設されている本実施例に係るジ ョイント装置１０は、ロッド１２の端部に開設された取付孔１６に軸芯合わせ されてアウトサート成形されている樹脂から成る継手部材としての球面軸受部 材１３と、球面軸受部材１３に押し込まれて３次元方向に回転自在に嵌入され ている球面軸２２とを備えている。

【００１５】 球面軸受部材１３が端部にアウトサート成形されるロッド１２は、丸パイプ が用いられてプレス加工により図１および図２に示されているような形状（一 部のみが図示されている。）に予め一体成形されている。ロッド１２は全体的 にパイプ形状に形成されており、ロッド１２の両端部（一端部のみが図示され ている。）には球面軸受部材１３をアウトサート成形される取付部１４が、パ イプ形状部１５の幅よりも広い幅を有する小判形状に平板に押し潰されてそれ ぞれ形成されている。ロッド１２の取付部１４には球面軸受部材１３をアウト サート成形される取付孔１６が同心的に穿設されている。取付部１４の表裏面 には断面Ｖ字形状の溝１７が一対、取付孔１６の近傍において同心円状に配さ れて円弧形状にそれぞれ刻設されている。

【００１６】 球面軸受部材１３は適当な樹脂が用いられて、前記ロッド１２の取付部１４ に取付孔１６に芯合わせされてアウトサート成形されており、略逆おかま形状 に形成されている本体１８を備えている。球面軸受部材１３の本体１８はその 外周上に突設されたフランジ部１９において、ロッド取付部１４の取付孔１６ の内周縁辺部と一体的に結合されており、この状態において、フランジ部１９ における樹脂部がロッドの溝１７に充填することにより、結合を高めるととも に、回り止めを行うようになっている。本体１８の中空部には球面軸受部２０ が半球中空体よりも若干大きめに形成されており、球面軸受部２０は球面軸２ ２を嵌入されて３次元方向に回転自在に支承するように構成されている。球面 軸受部２０の開口部にはスリット２０ａが複数条、周方向に間隔を置かれて軸 心方向に延在するようにそれぞれ切設されており、このスリット２０ａ群が球 面軸受部２０自体の弾力性によって開閉することにより球面軸受部２０への球 面軸２２の押し入れが実現されるようになっている。

【００１７】 そして、本体１８の中空部における天井面には凸部２１が取付孔１６の中心 線上に同心的に配されて下向きに突設されており、凸部２１は球面軸２２の頭 部に没設された円形の凹部２４に挿入されて、球面軸２２の過度の変位を防止 し得るように構成されている。本実施例において、凸部２１は図１に示されて いるように断面が楕円形状に形成されており、楕円形状の長軸がロッド１２の 幅方向と、短軸がロッド１２の長さ方向とそれぞれ合致されているとともに、 その中心が球面軸２２の中心と合致されている。

【００１８】 球面軸２２は全体的に略円柱形状に形成されており、その一端部に球面軸部 ２３が一体的に形成されている。球面軸部２３は球体の上下部分をそれぞれ切 り欠かれて成る形状に形成されており、前記球面軸受部材１３の球面軸受部（ 以下、ボール部ということがある。）２０に嵌入されて支承されるように設定 されている。球面軸受部（ボール部）２０の端面には凹部２４が円柱の穴形状 に没設されており、この円形の凹部２４には楕円形の前記凸部２１が軸心合わ せされて挿入されている。

【００１９】 球面軸２２周りにおけるクランクアーム１１とロッド１２との間には、ゴム 等の弾性材料が用いられて略お釜形状に形成されたダストシール２５が、その 上下端面がクランクアーム１１とロッド１２との端面にそれぞれ密着するよう に配されて介設されており、このダストシール２５によって球面軸受部材１３ と球面軸２２とがシールされるようになっている。

【００２０】 次に作用を説明する。 ロッド１２の取付部１４にその取付孔１６と芯合わせされてアウトサート成 形された球面軸受部材１３に球面軸２２が組み付けられる際に、球面軸２２は そのボール部２３を球面軸受部材１３の球面軸受部２０における下側開口に挿 入された後、押し込まれて行く。このとき、球面軸２２の露出面にはダストシ ール２５が装着される。

【００２１】 クランクアーム１１が回転されると、クランクアーム１１の自由端部に固着 された球面軸２２が公転するため、他端がリンケージに連結されているロッド １２は往復揺動運動される。このとき、ロッド１２に固着された球面軸受部材 １３は球面軸２２に対して３次元方向に揺動されるため、ロッド１２の回転運 動から往復運動への変換作動はきわめてスムーズに実行される。

【００２２】 ロッド１２の両端に配設されたジョイント装置１０、１０間に落差（ロッド の厚さ方向の距離）が介在されていたり、ロッド１２に長さ方向の圧縮力が加 わってロッド１２が厚さ方向に膨らむように撓んだりした場合、前記作動中、 球面軸受部材１３は球面軸２２に対してロッドの長さ方向角αに傾斜する。そ して、この長さ方向角αが大きい場合、球面軸受部材１３に突設された楕円形 の凸部２１における短軸側が球面軸２２に没設された円形の凹部２４内周にお ける対向部位に当接するため、設定角度以上傾斜することは防止される。

【００２３】 また、ロッド１２が弯曲されていたり、ロッド１２をその軸線を中心にして 回動させようとする力が作用したりした場合、前記作動中、球面軸受部材１３ は球面軸２２に対してロッド１２の幅方向角βに傾斜する。そして、この幅方 向角βが大きい場合、球面軸受部材１３に突設された楕円形の凸部２１におけ る長軸側が球面軸２２に没設された円形の凹部２４内周における対向部位に当 接するため、設定角度以上傾斜することは防止される。

【００２４】 ここで、図４（ａ）に実線で示されているように、球面軸２２の凹部２４が 円形に形成され、球面軸受部材１３の凸部２１が楕円形に形成されており、か つ、楕円形の中心が円形の中心に合致されているとともに、楕円形の長軸がロ ッド１２の軸線と直交する方向に、その横軸がロッド１２の軸線方向にそれぞ れ配設されているため、凸部２１と凹部２４との協働により規制される球面軸 受部材１３と球面軸２２との揺動角θについての長さ方向角αと幅方向角βと の関係は、図４（ｂ）に実線で示されているように、幅方向角βが長さ方向角 αよりも小さい角度に規制される関係になる。

【００２５】 このように本実施例によれば、球面軸受部材１３と球面軸２２との揺動角θ において、幅方向角βを長さ方向角αよりも小さく設定することができるため 、シール部材２５のシール幅を小さく設定することができる。その結果、シー ル部材２４の構造を簡単化することができるとともに、その分、シール性能を 向上させることができる。

【００２６】 また、ロッド１２が弯曲されている場合におていは、幅方向角βを長さ方向 角αよりも小さく設定することができると、ロッド１２の倒れる角度が小さく 制限されることになる。その結果、ロッド１２が倒れた際に、ロッド１２自体 がその軸線から離れる範囲が抑制されるため、ロッド１２周りのスペースを小 さく設計することができる。

【００２７】 これに対して、図４（ａ）に想像線で示されているように、球面軸の凹部２ ４および球面軸受部材の凸部２１Ａが大小相似する円形に形成され、かつ、同 心円に配設されている従来例においては、凸部２１Ａと凹部２４との協働によ り規制される球面軸受部材と球面軸との揺動角θについての長さ方向角αＡと 、幅方向角βＡとの関係は、図４（ｂ）に想像線で示されているように、幅方 向角βＡが長さ方向角αＡと等しい角度に規制される関係になる。このため、 シール部材２５のシール幅が必要以上に広くなり、シールが困難になる。また 、ロッド１２が弯曲されている場合においては、ロッド１２が倒れる角度が大 きくなる可能性が残るため、ロッド１２周りの余裕スペースを必要以上に確保 する必要が生ずる。

【００２８】 なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな い範囲において、種々変更可能であることはいうまでもない。

【００２９】 例えば、球面軸受部材の凸部は楕円形に形成するに限らず、菱形や十字形に 形成してもよい。要は、球面軸受部材の凸部は、ロッドの軸線に対して直角方 向の幅が軸線方向の幅よりも大きくなるように形成すればよい。

【００３０】

【考案の効果】 以上説明したように、本考案によれば、球面軸受部材の凸部がロッドの軸線 に対して直角方向の幅が軸線方向の幅よりも大きくなるように形成されている ため、球面軸受部材と球面軸との揺動角θにおいて、長さ方向角αと幅方向角 βとの関係を自由に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例であるジョイントを示す一部
省略横断面図である。

【図２】その縦断面図である。

【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。

【図４】その作用を説明するための各説明図である。

【符号の説明】

１０…ジョイント装置、１１…クランクアーム、１２…
コネクティングロッド、１３…球面軸受部材、１４…取
付部、１５…パイプ形状部、１６…取付孔、１７…溝、
１８…本体（球面軸受部材）、１９…フランジ部、２０
…球面軸受部、２０ａ…スリット、２１…凸部、２２…
球面軸、２３…ボール部、２４…凹部、２５…ダストシ
ール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂から成る球面軸受部材に球面軸がそ
   の球面軸受部の一部に開設された開口部から押し込まれ
   るように嵌入され、球面軸受部材と球面軸とが一対のロ
   ッドを揺動自在に連結するジョイント装置であって、前
   記球面軸の頭部に円形の凹部が没設されているととも
   に、前記球面軸受部材にこの凹部に挿入された凸部が突
   設されているジョイント装置において、前記球面軸受部
   材の凸部は、前記ロッドの軸線に対して直角方向の幅が
   軸線方向の幅よりも大きくなるように形成されているこ
   とを特徴とするジョイント装置。