JP5058586B2

JP5058586B2 - ワイパ駆動装置

Info

Publication number: JP5058586B2
Application number: JP2006348884A
Authority: JP
Inventors: 浩司岡部
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2026-12-26
Also published as: JP2008155839A

Description

本発明は、車両に搭載され、ワイパ装置を制御するために用いられるワイパ駆動装置に関する。

車両には、ウィンドウシールドに付着した雨や前車の飛沫等を拭き取り、運転者の視界を確保するワイパ装置が設けられている。ワイパ装置は、ワイパ駆動装置によって揺動制御されるワイパアームを有し、ワイパアームの先端にウィンドウシールドに当接させられるワイパブレードが装着されている。ワイパブレードは、ラバーが磨耗したときに交換できるように、ワイパアームに対して着脱自在になっている。

ここで、ワイパ装置には、停止時にワイパブレードをボンネットフード内に格納できるものがある。この種のワイパ装置では、ボンネットフードに格納された状態ではブレード交換が困難である。そこで、例えば、特許文献１に開示されているように、車室内でワイパ装置を操作するコントロールパネルに、交換時に使用するボタンを新たに設け、このボタンが押されたときにワイパブレードを格納位置から上反転位置まで移動させるように構成したものがある。交換用のボタンは、ワイパアームを通常動作させるワイパスイッチなどと並んで配置されている。
独国特許出願公開第１００４４９２４号明細書

しかしながら、コントロールパネル上に交換用のボタンを設けると、操作が容易になるが、ワイパスイッチなどと並んで配置されているので誤って交換用のボタンを押してしまうことがあった。
また、ワイパブレードをボンネットフード内に格納する制御機能を有しない車両から、特許文献１に開示されているような制御機能を有する車両に乗り換えたときは、交換用のボタンを押す操作が増えるので、運転者に煩わしさを感じさせることがあった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ワイパブレードの交換を容易に、かつ誤操作しないようにすることを主な目的とする。

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、ウィンドウシールドに当接させるワイパブレードが装着されたワイパアームを上反転位置と下反転位置の間で揺動させるワイパ作動手段を備えるワイパ駆動装置であって、前記ワイパ作動手段は、ワイパスイッチをＯＮにして前記ワイパアームを作動させているときに、第一の停止範囲内でイグニッションスイッチがＯＦＦになったときには、その位置で前記ワイパアームを停止させ、前記第一の停止範囲外でイグニッションスイッチがＯＦＦになったときには、前記ワイパアームを前記下反転位置又は格納位置まで移動させてから前記ワイパアームを停止させるように構成したことを特徴とするワイパ駆動装置とした。
このワイパ駆動装置では、ワイパアームが第一の停止範囲内にあるときに停止操作が実施されると、その位置でワイパアームが停止する。これに対して、第一の停止範囲外で停止操作を実施すると、下反転位置又は格納位置まで移動する。運転者が目視で確認しながらワイパブレードの停止位置を選択できる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のワイパ駆動装置において、前記第一の停止範囲は、前記上反転位置を含み、前記上反転位置から２０°までの範囲であることを特徴とする。
このワイパ駆動装置は、第一の停止位置が上反転位置近傍になるので、ワイパブレードを交換する作業が容易になる。

請求項３に係る発明は、ウィンドウシールドに当接させるワイパブレードが装着されたワイパアームを上反転位置と下反転位置の間で揺動させるワイパ作動手段を備えるワイパ駆動装置であって、前記ワイパ作動手段は、ワイパスイッチをＯＮにして前記ワイパアームを作動させているときに、第一の払拭範囲内でイグニッションスイッチがＯＦＦになったときには、前記第一の払拭範囲内で前記ワイパアームを停止させ、第一の払拭範囲より前記下反転位置又は格納位置側の第二の払拭範囲内で前記イグニッションスイッチがＯＦＦになったときには、前記第一の払拭範囲内で前記ワイパアームを停止させ、前記下反転位置又は格納位置を含む第三の払拭範囲で前記イグニッションスイッチがＯＦＦになったときには、前記ワイパアームを前記下反転位置又は格納位置まで移動させてから前記ワイパアームを停止させるように構成したことを特徴とするワイパ駆動装置とした。
このワイパ駆動装置は、ブレード交換位置となる第一の払拭範囲を越えた後にワイパアームが停止した場合、第一の払拭範囲に近い第二の払拭範囲内であれば第一の払拭範囲まで戻ってからワイパアームを停止させる。第一の払拭範囲よりも下反転位置や格納位置に近いところでワイパアームが停止した場合には、ワイパアームを下反転位置又は格納位置で停止させる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載のワイパ駆動装置において、前記ワイパ作動手段は、前記ワイパアームが上反転位置から下反転位置に向けて移動しているときに、前記第二の払拭範囲で前記イグニッションスイッチがＯＦＦになったときは、下反転位置まで戻ってから前記第一の払拭範囲まで移動し、前記第一の払拭範囲内で前記ワイパアームを停止させるように構成したことを特徴とする。
このワイパ駆動装置は、第二の払拭範囲内でワイパアームを停止させたときは、通常の払拭動作にしたがってワイパアームを駆動させ、第一の払拭範囲内で停止する。

請求項５に係る発明は、請求項３又は請求項４に記載のワイパ駆動装置において、前記ワイパ作動手段は、前記イグニッションスイッチをＯＦＦからＯＮに切り換えたときに、前記ワイパアームを前記下反転位置又は格納位置まで移動させるように構成したことを特徴とする。
このワイパ駆動装置は、ブレード交換した後にイグニッションスイッチをＯＮにすると、復帰動作としてワイパアームが下反転位置又は格納位置まで移動する。移動後は、ワイパスイッチがＯＦＦであれば、その位置に停止する。ワイパスイッチがＯＮであれば、通常の払拭動作を実施する。

本発明によれば、所定の範囲でワイパアームを停止させたときにはブレード交換が可能な位置で停止させ、所定の範囲の外で停止させたときには下反転位置又は格納位置に移動するようにしたので、ワイパブレードの交換作業が容易になる。

発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態で同じ構成要素には、同一に符号を付してある。また、各実施の形態で重複する説明は省略する。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、ワイパ装置１は、車両２に搭載され、ワイパモータ３がリンク機構４を介して一対のワイパアーム５，６に連結された構成を有する。
ワイパモータ３は、モータ本体１１と、モータ本体１１の回転を減速して出力する減速機構部１２とを有する。モータ本体１１は、直流ブラシモータから構成されており、モータハウジング１３内に図示しない界磁マグネットとブラシが固定され、コンミテータを備えるアーマチュアが回転自在に収容されている。なお、モータ本体１１は、ブラシレスの直流モータや、他の形式のモータを使用しても良い。

ワイパモータ３の減速機構部１２は、ギヤハウジング１４内に減速機構となるウォームギヤが収容されている。ギヤハウジング１４内に延びるアーマチュアの回転軸はウォームに固定され、ウォームに噛み合うウォームホイールには出力軸１５が固定されている。出力軸１５は、ギヤハウジング１４の外に引き出され、クランクアーム１６に連結されている。クランクアーム１６は、リンク機構４に連結されている。リンク機構４は、一対のワイパ軸１７を支点として形成されており、クランクアーム１６を回転させることで一対のワイパアーム５，６をワイパ軸１７を支点にして揺動させることができる。
各ワイパアーム５，６には、ワイパブレード２１が着脱自在に装着されている。ワイパブレード２１は、ワイパアーム５，６内に装着されたバネ部材によってラバーをウィンドウシールド２Ａに弾圧的に接触させる。

ここで、減速機構部１２のギヤハウジング１４内には、ワイパ装置１の制御を司るワイパ駆動装置が収容されている。図２に示すように、ワイパ駆動装置３１は、電源３２からの電力供給を受け、車室内に配置された各種スイッチ３３，３５に電気的に接続されており、運転者の操作を受けてワイパアーム５，６の制御を行う。

ワイパ駆動装置３１は、電源回路４１と、ワイパ作動手段であるＣＰＵ（中央演算装置）４２と、ＩＧ（イグニッション）スイッチ入力回路４３と、ワイパスイッチ入力回路４５と、モータ駆動回路４６と、位置検出センサ４７とを有する。電源回路４１は、電源３２の電圧をＣＰＵ４２の作動電圧に変換する回路構成を有する。
ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、タイマなどを有し、ＲＯＭには制御用のプログラムやデータが格納されている。ＩＧスイッチ入力回路４３は、車両２のＩＧスイッチ３３（第二のスイッチ）がＯＮになったときにＣＰＵ４２に信号を出力する。ワイパスイッチ入力回路４５は、ワイパスイッチ３５がＯＮになったときにＣＰＵ４２に信号を出力する。

モータ駆動回路４６は、スイッチング素子などを有し、ワイパモータ３への通電を制御する。位置検出センサ４７は、例えば、磁気抵抗センサを使用できる。磁気抵抗センサを使用するときは、ウォームホイールの出力軸１５にＮ極とＳ極が周方向に着磁された回転検出用のマグネットを設け、このマグネットに近接して磁気抵抗センサを配置する。ワイパモータ３を駆動させたときには、出力軸１５の回転に伴って回転検出用のマグネットが回転する。位置検出センサ４７は、回転検出用のマグネットの磁極が切り替わるたびに信号を出力するので、この信号をデータ処理すればワイパブレード２１の位置を演算できる。なお、位置検出センサ４７は、ホールＩＣなどを使用しても良い。

次に、ワイパ装置１の動作について、図３のフローチャートを主に参照して説明する。ワイパスイッチ３５をＯＮにすると、ワイパ装置１が作動する（ステップＳ１０１）。ブレード交換しないときは（ステップＳ１０２でＮｏ）、そのままワイパ動作を継続する。ＣＰＵ４２が位置検出センサ４７の信号に基づいてワイパモータ３の回転制御を行い、一対のワイパアーム５，６を上側反転位置と下側反転位置との間で揺動させる。運転席側のワイパアーム５に取り付けられたワイパブレード２１が領域Ｒ１内を往復移動し、ラバーがウィンドウシールド２Ａ上の水滴や汚れを払拭する。同様に、助手席側のワイパアーム６に取り付けられたワイパブレード２１が領域Ｒ２内を往復移動し、ラバーがウィンドウシールド２Ａ上の水滴や汚れを払拭する。
これに対して、ブレード交換するときは、ＩＧスイッチ３３をＯＦＦにする（ステップＳ１０３）。ＣＰＵ４２は、ＩＧスイッチ３３がＯＦＦになったときのワイパブレード２１の位置（以下、ブレード位置という）が予め設定されたメンテナンス範囲（第一の停止範囲）にあるか調べる（ステップＳ１０４）。ブレード位置は、位置検出センサ４７の出力に基づいてＣＰＵ４２が判定する。

ブレード位置がメンテナンス範囲外であれば（ステップＳ１０４でＮｏ）、ＣＰＵ４２は正規位置、例えば下反転位置や格納位置まで自動で移動させてから停止させる（ステップＳ１０５）。その後、ＩＧスイッチ３３がＯＮになったら（ステップＳ１０６）、ワイパ動作を継続させ（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３に戻る。
これに対して、ＩＧスイッチ３３をＯＦＦにしたときのブレード位置がメンテナンス範囲内であれば（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、ＣＰＵ４２がその場でワイパアーム５，６を停止させる（ステップＳ１０８）。その位置でブレード交換を実施したら（ステップＳ１０９）、ＩＧスイッチ３３をＯＮにする（ステップＳ１１０）。ワイパスイッチ３５がＯＮのままなので、通常の払拭動作が継続される（ステップＳ１１１）。ワイパスイッチ３５をＯＦＦにすると（ステップＳ１１２）、正規位置まで移動してからワイパアーム５，６が停止する（ステップＳ１１３）。

ここで、第一の停止範囲であるメンテナンス範囲について具体例をあげて説明する。
図４には、一対のワイパアーム５，６が同じ方向で移動するタンデムタイプにおけるメンテナンス範囲が図示されている。運転席側を払拭するワイパブレード２１の動作範囲は領域Ｒ１のようになり、助手席側を払拭するワイパブレード２１の動作範囲は領域Ｒ２になる。ワイパブレード２１は、部分２１Ａでワイパアーム５，６にそれぞれ装着されているので、ブレード交換時には、部分２１Ａに作業者の手が届かなければならない。例えば、下反転位置や格納位置に相当する位置ＰＤ１，ＰＰ１は、車両２の中央付近であるため、手が届き難い。同様に、位置ＰＤ２，ＰＰ２も車両２の中央付近なので手が届き難い。これに対して、上反転位置に相当する位置ＰＤ３，ＰＰ３では、ワイパアーム６は、車両２の端にあり、ワイパアーム５も車両２の中央よりも端に寄っているので、手が届き易い。したがって、位置ＰＤ３，ＰＰ３近傍がメンテナンス範囲になる。位置ＰＤ３，ＰＰ３近傍とは、車両２の大きさによって異なるが、上反転位置を含み上反転位置から１０°程度である。車両の形状等によっては上反転位置を含み上反転位置から２０°程度でも良い。この角度範囲であれば、交換作業が容易になる。

図５には、運転席側と助手席側のそれぞれにワイパ軸１７が配置されたオポジットタイプにおけるメンテナンス範囲が図示されている。下反転位置や格納位置に相当する位置ＰＤ４，ＰＰ４は、車両２の中央付近なので手が届き難い。位置ＰＤ５，ＰＰ５は、車両２の中央に近いので、作業性は良くない。上反転位置に相当する位置ＰＤ６，ＰＰ６の近傍では、それぞれが車両２の端になるので、作業性が良い。したがって、位置ＰＤ６，ＰＰ６の近傍が適切なメンテナンス範囲になる。位置ＰＤ６，ＰＰ６の近傍とは、車両２の大きさによって異なるが、上反転位置を含み上反転位置から２０°程度であることが望ましい。この角度範囲であれば、交換作業が容易になる。

この実施の形態では、ワイパ装置１が稼動しているときに、ワイパブレード２１を交換し易い範囲でＩＧスイッチ３３をＯＦＦにすれば、その位置でワイパモータ３を停止させることができる。これに対して、その他の位置では停止位置に戻る。したがって、ワイパアーム５，６が自動的に停止位置に戻るようなワイパ装置１でもブレード交換位置にワイパアーム５，６を停止させることが可能になる。目視で確認した位置で止めることができるので、運転者が観念し易い。ブレード交換位置は、ピンポイントの位置でなく所定の範囲として設定されているので、ワイパアーム５，６を確実に停止できる。
ワイパ作動中にＩＧスイッチ３３をＯＦＦにしたら、常にブレード交換位置に移動させるように制御しても良い。

（第２の実施の形態）
この実施の形態では、図１及び図２に示すワイパ装置１において、ワイパ作動手段であるＣＰＵ４２がワイパ停止時の位置に応じて停止動作を変更することを特徴とする。図６には、ワイパアーム５における払拭範囲の区分けが模式的に示されている。ワイパアーム５の払拭範囲は、上反転位置を含む第一の払拭範囲ＲＡ１と、第一の払拭範囲ＲＡ１よりも下側の第２の払拭範囲ＲＡ１と、下反転位置又は格納位置を含む第三の払拭範囲ＲＡ３とに区分けされている。第一の払拭範囲ＲＡ１は、例えば、上反転位置を含む約２０°の範囲である。第三の払拭範囲ＲＡ３は、例えば、下反転位置又は格納位置を含む約２０°の範囲である。第二の払拭範囲ＲＡ２は、第一、第三の払拭範囲ＲＡ１，ＲＡ３の間の領域からなる。なお、ワイパアーム６についても同様に、第一、第二、第三の払拭範囲ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＡ３が区分けがされている。

ワイパ装置１の動作について、図７のフローチャートを主に参照して説明する。
ステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理でブレード交換のためにＩＧスイッチをＯＦＦにしたら、ＣＰＵ４２はワイパアーム５，６がメンテナンス範囲内にあるか調べる（ステップＳ１０４）。ここでのメンテナンス範囲とは、ワイパアーム５，６が第一の払拭範囲ＲＡ１又は第二の払拭範囲ＲＡ２内にある場合をいう。ワイパアーム５，６の位置は、位置検出センサ４７で検出される。メンテナンス範囲内にない場合（ステップＳ１０４でＮｏ）、つまり第三の払拭範囲ＲＡ３内にあるときはステップＳ１０５からステップＳ１０７を実施する。ワイパアーム５，６は、正規位置である下反転位置又は格納位置で停止する。

ワイパアーム５，６がメンテナンス範囲にある場合は（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、第一の払拭範囲ＲＡ１内にあれば（ステップＳ１２１でＹｅｓ）、その場で停止させる（ステップＳ１２２）。第一の払拭範囲ＲＡ１内にない場合（ステップＳ１２１でＮｏ）、つまりワイパアーム５，６が上反転位置から下反転位置に向けて移動で、第二の払拭範囲ＲＡ２内にあったときは、第一の払拭範囲ＲＡ１まで移動してから停止させる（ステップＳ１２３）。このとき、ワイパアーム５，６は、上反転位置を越えて下反転位置又は格納位置に戻る動作中の場合があるので、ＣＰＵ４２は、ワイパアーム５，６を下反転位置又は格納位置に移動してから、第一の払拭範囲ＲＡ１まで移動させ、移動後に停止する。

第一の払拭範囲ＲＡ１内でブレード交換を行い（ステップＳ１２４）、ＩＧスイッチ３３がＯＮになったら（ステップＳ１２５）、ワイパ動作を継続させる（ステップＳ１２６）。この場合、ワイパアーム５，６は、ブレード交換位置から下反転位置まで移動し、その後、通常の払拭動作に移行する。ワイパスイッチ３５がＯＦＦになったら（ステップＳ１２７）、正規位置にて停止させる（ステップＳ１２８）。
なお、ステップＳ１２４からステップＳ１２８までの処理は、第１の実施の形態のステップＳ１０９からステップＳ１１３と同様の処理である。ステップＳ１２５でＩＧスイッチ３３をＯＮにしたときに、ワイパスイッチ３５がＯＦＦであった場合には、ＣＰＵ４２はワイパアーム５，６を下反転位置又は格納位置まで移動させ、その位置で停止させる。

この実施の形態では、ワイパアーム５，６の払拭範囲Ｒ１を３つに分割し、ブレード交換が容易な第一の払拭範囲ＲＡ１でＩＧスイッチ３３をＯＦＦして場合にはそのまま停止させるようにした。さらに、第二の払拭範囲ＲＡ２で停止させた場合には、第一の払拭範囲ＲＡ１まで戻ってから停止させるようにした。したがって、ワイパアーム５，６が自動的に停止位置に戻るようなワイパ装置１でもブレード交換位置に容易にワイパアーム５，６を停止させることが可能になる。第二の払拭範囲ＲＡ１でＩＧスイッチ３３をＯＦＦにしてもブレード交換が容易な第一の払拭範囲ＲＡ１で停止させることができるので、運転者の意思を反映させ易くなる。
第二の払拭範囲ＲＡ２でＩＧスイッチ３３をＯＦＦにしたときや、ブレード交換後の復帰動作では、通常の払拭動作に従ってワイパアーム５，６を稼動させるようにしたので、特殊な処理が不要である。

なお、本発明は、前記の各実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、第一、第二、第三の払拭範囲ＲＡ１〜ＲＡ３の大きさは、図示した割合に限定されない。第二の払拭範囲Ｒ２より第三の払拭範囲ＲＡ３を大きくするなど、種々の変更が可能である。第二の実施の形態のワイパ装置１も図５に示すようなオポジットタイプであっても良い。
第２の実施の形態のステップＳ１２３では、ワイパアーム５，６が上反転位置から下反転位置に向けて移動中でなくても、第二の払拭範囲ＲＡ２内にあったときは、第一の払拭範囲ＲＡ１まで移動してから停止させても良い。

本発明の実施の形態に係るワイパ駆動装置を搭載したワイパ装置の構成を示す図である。ワイパ装置に搭載されているワイパ駆動装置のブロック図である。イグニッションスイッチをＯＦＦにしたときのワイパブレードの位置に応じてワイパアームの制御を行う場合のフローチャートである。タンデムタイプのワイパ装置のメンテナンス範囲を説明する図である。オポジットタイプのワイパ装置のメンテナンス範囲を説明する図である。第一、第二、第三の払拭範囲を模式的に説明する図である。イグニッションスイッチをＯＦＦにしたときのワイパブレードの位置に応じてワイパアームの制御を行う場合のフローチャートである。

符号の説明

１ワイパ装置
２車体
２Ａウィンドウシールド
３ワイパモータ
５，６ワイパアーム
２１ワイパブレード
３１ワイパ駆動装置
３３ＩＧスイッチ
３５ワイパスイッチ
４２ＣＰＵ（ワイパ作動手段）
ＰＤ３，ＰＰ３，ＰＤ６，ＰＰ６位置（第一の停止範囲）
ＲＡ１第一の払拭範囲
ＲＡ２第二の払拭範囲
ＲＡ３第三の払拭範囲

Claims

ウィンドウシールドに当接させるワイパブレードが装着されたワイパアームを上反転位置と下反転位置の間で揺動させるワイパ作動手段を備えるワイパ駆動装置であって、
前記ワイパ作動手段は、ワイパスイッチをＯＮにして前記ワイパアームを作動させているときに、第一の停止範囲内でイグニッションスイッチがＯＦＦになったときには、その位置で前記ワイパアームを停止させ、前記第一の停止範囲外でイグニッションスイッチがＯＦＦになったときには、前記ワイパアームを前記下反転位置又は格納位置まで移動させてから前記ワイパアームを停止させるように構成したことを特徴とするワイパ駆動装置。
前記第一の停止範囲は、前記上反転位置を含み、前記上反転位置から２０°までの範囲であることを特徴とする請求項１に記載のワイパ駆動装置。
ウィンドウシールドに当接させるワイパブレードが装着されたワイパアームを上反転位置と下反転位置の間で揺動させるワイパ作動手段を備えるワイパ駆動装置であって、
前記ワイパ作動手段は、ワイパスイッチをＯＮにして前記ワイパアームを作動させているときに、第一の払拭範囲内でイグニッションスイッチがＯＦＦになったときには、前記第一の払拭範囲内で前記ワイパアームを停止させ、
第一の払拭範囲より前記下反転位置又は格納位置側の第二の払拭範囲内で前記イグニッションスイッチがＯＦＦになったときには、前記第一の払拭範囲内で前記ワイパアームを停止させ、
前記下反転位置又は格納位置を含む第三の払拭範囲で前記イグニッションスイッチがＯＦＦになったときには、前記ワイパアームを前記下反転位置又は格納位置まで移動させてから前記ワイパアームを停止させるように構成したことを特徴とするワイパ駆動装置。
前記ワイパ作動手段は、前記ワイパアームが上反転位置から下反転位置に向けて移動しているときに、前記第二の払拭範囲で前記イグニッションスイッチがＯＦＦになったときは、下反転位置まで戻ってから前記第一の払拭範囲まで移動し、前記第一の払拭範囲内で前記ワイパアームを停止させるように構成したことを特徴とする請求項３に記載のワイパ駆動装置。
前記ワイパ作動手段は、前記イグニッションスイッチをＯＦＦからＯＮに切り換えたときに、前記ワイパアームを前記下反転位置又は格納位置まで移動させるように構成したことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のワイパ駆動装置。