JPS6026740B2 - ウインドシ−ルドワイパ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両の高速走行時にウィンドシールドワィパ
の浮き上りを防止するようにしたウィンドシールドワィ
パ装置に関するものである。

車両の前面窓ガラスを払拭するウィンドシールドワィバ
は、車両の高速走行時に大きな風の圧力を受け、その往
復払拭運転中、特に復勤行程時にガラス面から浮き上げ
られることがあり、このためガラス面の払拭不良を起し
、車両の操縦が著しく阻害されることがある。これは特
に復動中にヮィパに当る風速が、車両の速度とワィパの
連動速度との和となる為である。これを、従釆一般に使
用されているワィパ装置において説明するために第４図
、第５図および第６図を参照する。

第４図に示す一般のブレードにおいては、パッキング８
の保持爪６３，６３′，７３ａ，７３ａ′，７３ｂ，７
３ｂ′間の距離がすべて等しく、また各保持爪に加わる
荷重Ｐもすべて等しくされている。これは、第４図に示
すように、ピン５１を中心に左右対称にされているので
、ピン５１と６１の間およびピン６１と５１の間、また
ピン７１と保持爪７３ａの間のそれぞれの距離が丸／２
、Ｌ／２、Ｌ／２にとられていることによるものである
。このようなブレードの車両停止時における単位長さあ
たりの押付分布力は、第５図に示すとうりであり、両端
の押付力が極端に大きくなっている。これは、両端の保
持爪７３ａ，７３ａ′の分担するプレードラバ９が他の
保持爪７３ｂ，７３ｂ′，６３，６３′と比較して約１
／２の長さしかないためである。また、保持爪の部分だ
けで押付力が大きくなり、保持爪間で４・さくなってい
るが、これは保持爪によってパッキング８に加えられた
力が保持爪間ではパッキング８の剛性によってのみその
力が分配されるからである。このようなブレードに高速
走行時の高速気流が当ると、ブレードが浮力を受けて、
浮き上るが、その時の浮き上り状態は第６図において説
明することができる。第６図において、従来のプレード
の風のないときの押圧力分布は曲線ｂで示され、そして
押付力の平均値が直線Ａｖで示され、プレードラバ９の
全長で全押付力を除した値に等しく、プレード‘こ高速
気流が当ると、浮力のために曲線ｂ′に示すようになり
、区間Ｙ，．Ｙ２およびＹ３においてプレードラバ９が
ガラス面より浮き上ることを示している。特に、中央部
の区間Ｙ２は、運転者の目前の場所にあたり、この区間
で少しでも浮き上れば、著しく運転者の視野を阻害する
ことになる。このように、全押付力は、十分であっても
、押付力分布が不適当であるために比較的低い車速で浮
き上り、特に運転者の目前で浮き上るという結果になっ
ている。そこで従来より、ワィパの浮き上り現象を防止
する種々の提案がなされている。

例えば、ワィパ装置に於けるスプリングの弾性力を強化
し、ガラス面に対するプレードラバの押付圧力を通常の
ものより強くするのが、その一つの提案である。

しかしこの場合には、ブレ−ドラバとガラス面との接触
摩擦抵抗が必然的に増大するので、ワィパ装置を駆動す
るモータには強力（大型で消費電力大）なものが必要と
なるばかりではなく、車両の低速走行時、停車時あるい
は霧雨時等のヮィバ払拭中に、ビビリ振動を引き起し、
正常な払拭が行われないという不具合を生じる。また、
ブレードの支持金具あるいは支持アームに翼状物を取り
付け、これに当る風圧力からプレードラバをガラス面に
押し付ける力（逆揚力）を生じさせ、浮き上り力を相殺
させるものも知られている。

このものでは、翼状物に当る風速の増大に従って、それ
に見合うプレード押圧力が発生することは原理的には期
待できる。しかし、窓ガラスの前面に於ける風向や風速
は一様、単純なものではなく、その上、ブレード自体が
揺動するという数多くの要因をもつている為に、上記の
翼状物を取り付けたワイパにあっては、その迎角が適当
な場合にのみ一応の効果が得られるだけで、車遠や風向
きによっては翼状物が逆に風にあおられてガラス面から
浮き上げられたり、あるいはビビリ振動を起し、払拭不
良を引き起す場合がある。また、大きな翼状物を接着す
ることによって、車両操縦者の視界の妨げとなったり、
ワィパ重量の増大に伴う構造・作動上の不都合を生じる
のが実情である。本発明は上記点に鑑みなされたもので
、簡単な構成によって高速走行時に浮き上りにくいウィ
ンドシールドワィパ装置を提供することを目的とするも
のである。

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図に示されたワィパ装置において、ワィパモータ１
、ヘッド２およびこの両者を連結するりンク機構（図示
せず）は駆動手段をなしている。周知の如く、ワィパモ
ーターの回転運動はリンク機構によりヘッド２の左右方
向交互の回動連動に変換される。この駆動手段に対して
アーム３は、その後端でヘッド２に連結されており、ヘ
ッド２の回動でアーム３は揺動運動する。ヘッド２とア
ーム３との間にはスプリング４が設けられており、アー
ム３はこのスプリング４によって、ヘッド２との連結部
を支点として一方側へ負荷されている。その方向は後述
のプレードラバがガラス面に密着する方向で、プレード
ラバはこれによりガラス面に押し付けられる。アーム３
の先端には、保持金具が保持されていて、この保持金具
は、円弧状をなした１個のプラィマリレバー５と、同じ
く円弧状をなしたセカンダリレバー６，６′と、同じく
円弧状をなしたョ−ク７，７′とで構成されている。プ
ラィマリレバー５は、その中央部がピン５１によりアー
ム３の先端に回転可能に取り付けられ、このプライマリ
レバー５の両端にはピン６１，６１によりセカンダリレ
バー６，６′が回動可能に取り付けられている。また、
セカンダリレバ−６，６′の一連には、ピン７１，７１
によりヨーク７，７′が回動可能に取り付けられている
。そして、前記２個のヨーク７，７′の両端およびセカ
ンダリレバー６，６′の一端には、保持爪７２ａ，７２
ａ′，７２ｂ，７２ｂ′，６２，６２′によりパッキン
グ８が取り付けられ、パッキング８には弾性体からなる
プレードラバ９が取り付けられている。これらの保持金
具は、パッキング８およびプレードラバ９をアーム３の
揺動運動と一緒に揺動させ、プレードラバ９が前記スプ
リング４によりガラス面に押し付けられ、この状態でガ
ラス面上を往復運動してガラス面を払拭する。

以上のような本発明によるウィンドシールドワィパ装置
における保持金具に設けられた保持爪は、プレードラバ
９の両端の第１の保持爪７２ａ，７２ｂと第２の保持爪
７２ａ′，７２ｂ′との間の距離をＬ、第２の保持爪７
２ａ′，７２ｂ′と第３の保持爪６２，６２′との間の
距離をし、第３の保持爪６２，６２′の間の距離を−と
すると、Ｌ＞Ｌ２＞Ｌ３となるように配置され、さらに
ガラス面に押し付けられるプレードラバ９の単位長さ当
りの力は、各保持爪間の力として比較するために、保持
爪７２ｂ側から順にＷ，，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５とす
ると、Ｗ３＞Ｗ２＞Ｗ， かつ、 Ｗ３＞Ｗ４＞Ｗ５ を満足するように配分され、各保持爪間の距離Ｌ，Ｌ，
Ｌ、および後述するパッキング８による反溌力を考慮し
た各保持爪に加わる前記スプリング４による力Ｐ，，Ｐ
２，Ｐ３を定めるように各ピンの位置Ａ，Ｂ・・・・・
・，Ｅが決められる。

ここで、前記Ｗ，，Ｗ２，・・・・・・Ｗ５を式で示す
と、となる。なお、ｆ．、ｆ２・”…ｆ６は、パッキン
グ８の反駁力を表す。次にＰ，，Ｐ２，Ｐ３およびＬ、
ｆ２……ｆ６について詳述する。

Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３と第１図に示すようなピンの位置の間
の距離Ａ，Ｂ，・・・・・・Ｅの関係は、以下のように
求められる。Ｗ：スプリング４によって与えられる全荷
重、Ｗ６，：ピン６１における荷重、Ｗ７，：ピン７１
における荷重、とすると、Ｗ６．＝姿 ＝叫十Ｐ礼Ａ ｐ３＝Ｗ６１×左官・ Ｂ ＝ｐ，十Ｐ２、 ｗ７，＝Ｗ６１×中再 ＰＩニＷ７１Ｘ毒三・ Ｃ Ｐ２＝Ｗ７１Ｘａ可、 のような関係が成りたつ、 さらに、保持爪間の距離Ｌ，，Ｌ，Ｌ３とピンの位置の
間の距離Ａ，Ｂ，・・・・・・Ｅの関係は、Ｌ＝Ｃ＋Ｄ
、し＝Ａ十Ｂ−Ｄ、 Ｌｉ２×（Ｅ−Ｂ） である。

また、第３図に示すように、任意のガラス曲面に対して
、プレードラバ９を完全にそわせるために、パッキング
８およびプレードラバ９を曲げるに必要な力は、端より
順に各保持爪位置でｆ′，、ｆ′２、……ｒ６となる。

ここで、ｆ′，、ｆ′２、”““ｆ′６は、パッキング
８の保持爪７２ａ′，７２ｂ′を通る平面を基準とし、
この保持爪７２ａ′，７２ｂ′の位置を支点とした不静
定はりの問題として考えることができる。そこで、支点
位置を除く他の保持爪での前記基準面からガラス曲面ま
での距離をそれぞれ６．、６３、６４、６６とし、さら
にパッキング８の曲げ剛性をＥＢＩＢ、プレードラバ９
の曲げ剛性をＥＲＩＲとすると、パッキング８およびプ
レードラバ９を合せた曲げ剛性ＥＩは、Ｅ１ニＥＢ１８
十ＥＲＩＲ となるが、ＥＢ》ＥＲは周知であるので、Ｅ１＝ＥＢＩ
Ｂ となる。

したがって、以上の点と、不瀞定はりであることを考慮
して、保持爪７２ｂと７２ｂ′の間における関係を詳述
することにする。

第３図において、ヘッド２に近い側の保持爪７２ｂから
の距離をｘとすると、たわみ量ｙ，は、公知の公式によ
り、ｙ，＝奇＋ＣＩＸ＋Ｃ２となる。

ただし、Ｃ，、Ｃ２は積分定数である。以下同様にして
、各保持爪間のたわみ量の式（ｙ２、ｙ３、ｙ４、ｙ５
）を求め、さらに、各々の境界条件により、各積分定数
を決めると、たわみ量ｙ．、ｙ２、．・・‐．・ｙ５は
、ｙ，＝ｈ，（ｆ′，、ｆ′３、ｆ′４、ｆ′６ＥＩ）
、ｙ２＝ｈ２（ｆ′，、ｆ′３、ｆ′４、ｆ′６、ＥＩ
）、ｙ３＝ｈ３（ｆ′，、ｆ′２、ｆ′４、ｆ′６、Ｅ
Ｉ）、ｙ４＝Ｌ（ｆ′，、ｆ′２、ｆ′４、ｆ′６、Ｅ
Ｉ）、ｙ５＝ム（ｆ′，、ｆ′２、ｆ′４、ｆ′６、Ｅ
Ｉ）となる。

ただし、ｈ，、ｈ２、……ｈ５は関数を表わす。ここで
、各保持爪位置でのたわみ量は、第３図に示すとうり、
６，、（６２三０）、６３、６４、（６５三０）、６６
として与えられているから、前記たわみの式によりｙ，
ｘ＝０＝８，＝ｈ，（ｆ′，、ｆ′３、ｆ′４、ｆ′６
、ＥＩ）ｙ松ニ。

ニ６３ ニｈ３（ｆ′１、ｆ′３・ｒ４・ｆ′６・ＥＩ
）ｙ舷！０二６４ ニｈ４（ｒ１、ｒ３・ｆ′４・ｒ６
・ＥＩ）ｙ弦ニ。

ニ６６ ニｈ５（ｆ′１、ｆ′３・ｆ′４・ｒ６・ＥＩ
）となり、４つの未知数（ｆ′，、ｆ′３、ｆ′４、ｆ
′６）で、４つの方程式の連立方程式が成立する。

また、ｆ′２、ｆ′５はパッキング８の左右の回転モー
メントが等しいことから、ｆ′．・（４，十２２十Ｌ３
）十ｆ′３ ・（Ｌ十Ｌ２）十ｆ′４・（ＬＩ十Ｌ２十−）＝ｒ２・
Ｌ，十ｆ′５（Ｌ，十２２十Ｌ３）、上下方向の力のバ
ランスから、ｆ′２十ｆ′５＝ｆ′，十ｆ′３十ｆ′４
十ｆ′６という式が成立し、ｆ′２＝ｈ８（ｆ′，、ｆ
′３、ｆ′４、ｆ′６）ｆ′５＝ｈ７（ｆ′，、ｆ′３
、ｆ′４、ｆ′６）の式が得られる。

ただし、ｈ６、ｈ７は関数を表わす。以上、前記４つの
連立方程式と、「２、ｆ′５の式から、ｆ′，、ｆ′２
…・・・、ｆ′６を求めると、ｆ′，＝ｇ，（６，、６
３、８４、６６、ＥＩ）ｆ′２＝ｇ２（６，、６３、６
４、６６、ＥＩ）ｆ′３＝ｇ３（６，、６３ 、６４
、６６ 、ＥＩ）ｆ′４＝ｇ４（６，、６３、６４、６
６、ＥＩ）ｆ′５＝ｇ５（６，、６３、６４ 、６６、
ＥＩ）ｆ′６；ｇ６（６，、６３、６４、６６、ＥＩ）
となる。ただし、ｇ，、ｇ２、・・…・ｇ６は、関数を
表わす。また、ＥＩは、パッキング８の形状・材質によ
り決まり、６．、６３、６４、６６はガラス面の形状に
より求めることができ、その結果ｆ′，、ｆ′２、……
ｒ６のパッキング８とプレードラバ９を曲げるのに必要
な力が得られる。ここで、ｆ′，、ｆ′２、……ｒ５は
、第３図の矢印の方向を正として求めることができるの
で、前記パッキング８の反溌力は、ｆ，＝ｆ′，、ｆ２
＝一ｆ′２、 ら＝ｒ３、ｆ４＝ｒ４、 乍＝−ｒ５、ｆ６＝ｒ６、 として得られる。

以上によって、第２図に示すように、保持爪間の押付力
の低下を防ぎ、かつプレードラバ中央部の押付力が平均
よりも高くなるようにして、ブレードの浮き上り防止性
能を向上する作用を得ることができる。

実際には、従来のヮィパ装置の押付力曲線ａ，ａ′と比
較することができるように第６図に示された本発明のヮ
ィパ装置の押付力の分布は、曲線ａで示され、その平均
値は直線Ａｖで示されている。

また、車両の高速走行時に高速気流がプレード‘こ当る
と、プレードラバ９の押付力は曲線ａ′に示す如くなり
、浮き上り部分はブレードの区間Ｘ，，Ｘ２となり、従
来のワィパ装置の浮き上り部分Ｙ，Ｙ２，Ｙ３に比較し
て端部のみが浮き上り状態になり、特に運転者の目前の
部分Ｙ，，Ｙ３の一部しかならず、視野の阻害が少なく
なる。なお、上記の実施例では、右側のＬ，と左側のＬ
とを等しくしたが、これは多少異なっていてもよく、ピ
ン５１を中心として左右対称である必要はなく、要はブ
レード中央部が密に支持され、両端に行くに従って粗に
支持されかつ押付力の分布が中心に行く程強くなるよう
にすればよいのである。

以上述べたように本発明装置において、プレー日こ上記
高速気流と同じ気流が当った場合には、その押付け力分
布は、第６図に示す曲線ａ′の様になり、確かに両端の
区間ａでは、プレードラバ９がガラス面より浮き上って
はいるが、中央部ほどは大きな障害にならず、また押付
力分布も比較的なめらかであるので、浮き上る区間も一
般のブレードと比較して減少している。

したがって、本発明装置では、車両の高速走行時にヮィ
パが浮き上ろうとするときに、運転者の目前を含んだ大
きな部分が浮き上るのではなく、最悪の場合でも運転者
の目前の部分は、確保できるものである。

さらに、本発明は、ワィパの払拭位置や車種によって異
なった曲率の曲面をもつウィンドシールドを有する現在
の車両、特に乗用者に適応するため、上記曲面の曲率に
対応するパッキングとプレードラバの反発力を考慮して
車種別に最適な級圧力分布を得ることができるという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるワィパ装置の正面図；
第２図は第１図の実施例に対応して、車両の停止時にお
けるガラス面に押付けられるプレードルバの単位長さ当
りの押圧力分布を示した線図；第３図は前記実施例に対
応して任意の曲率を有するガラス曲面に押し付けられた
プレードラバの状態図：第４図は従来のヮィパ装置の正
面図；第５図は従来装置のブレードにおける車両停止時
の単位長さあたりの押付力分布を示す線図：および第６
図は高速走行時に高速気流が当ってブレードが浮力を受
ける場合の浮き上り状態を示す本発明の実施例と従来例
の単位長さあたりの押付力分布線図である。 １……ワイパモータ、２……ヘッド、３……アーム、４
……スプリング、５，６，６′，７，７′・・・・・・
保持金具、５・・・・・・プラィマリレバー、５１，６
１，７１……ピン、６，６′……セカンダリレバー、６
２，６２′・・・・・・保持爪、７，７′・・・・・・
ヨーク、７２ａ，７２を，７２ｂ，７２Ｕ……保持爪、
８・・・・・・パッキング、９・・・・・・プレードラ
バ。 第６図図 船 図 Ｎ 船 図 寸 船 図 の 舵 図 縦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弾性体よりなるブレードラバと、該ブレードラバを
   保持するバツキングと、該バツキングを保持する保持金
   具と、該保持合具を保持するアームと、前記ブレードラ
   バが車両のガラス面に押付けられるように前記アームを
   負荷するスプリングと、前記アームに連結されて前記ア
   ーム、前記保持金具、前記バツキングおよび前記ブレー
   ドラバを揺動運動させる駆動手段とを備え、前記保持金
   具の保持爪を６個有する６点支持のワイパブレードであ
   つて、前記ブレードの両端の第１の前記保持爪から第２
   の前記保持爪位置までの距離Ｌ＿１を、第２の前記保持
   爪から第３の前記保持爪までの距離Ｌ＿２よりも大きく
   し、さらに前記ブレード中央付近の第３の前記保持爪相
   互間の距離Ｌ＿３を最も小さくして、前記ブレードがあ
   る曲率を有する前記ガラス面に密着した状態で前記ブレ
   ードラバが前記ガラス面に押し付けられるとき、前記ス
   プリングによつて前記各保持爪に与えられた前記ガラス
   面に向かう力から前記バツキングと前記ブレードラバと
   の反撥力を引いた値を、前記各保持爪相互間の各距離Ｌ
   ＿１，Ｌ＿２，Ｌ＿３で割つた値に相当する前記各保持
   爪相互間の夫々の単位長さ当りの力Ｗ＿１，Ｗ＿２，Ｗ
   ＿３，Ｗ＿４，Ｗ＿５を、前記ブレード中央の前記保持
   爪間の前記単位長さ当りの力Ｗ＿３がその両隣の前記単
   位長さ当りの力Ｗ＿２，Ｗ＿４よりも大きく、前記ブレ
   ード両端の前記単位長さ当りの力Ｗ＿１，Ｗ＿５がその
   隣の前記単位長さ当りの力Ｗ＿２，Ｗ＿４よりも小さく
   なるように、前記各保持爪位置および前記保持金具取付
   位置を定めたことを特徴とするウインドシールワイパ装
   置。