JP2004001659A

JP2004001659A - ワイパ装置

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Publication number: JP2004001659A
Application number: JP2002161025A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Amagasa; 天笠　俊之
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-06-03
Also published as: JP4079694B2

Abstract

【課題】直流モータ（Ｍ）を正逆回転してワイパアームを往復させるワイパ装置において、モータ駆動回路にＣＰＵを用いることなく、使用者に違和感を与えないワイパアームの動作を実現する。
【解決手段】モータに流れる電流の向きを切替ることができるようにコモン接点がモータの端子に接続され、常時閉接点が接地され、常時開接点が直流電圧源（Ｖｃｃ）に接続された第１及び第２のリレー（ＲＬ１、ＲＬ２）と、直流電圧源から制御端子にオン信号が供給されるとオンして対応するリレーのコイルに電流を流しコモン接点と常時開接点とを接続する第１及び第２の半導体スイッチ（Ｔｒ１、Ｔｒ３）と、第１の半導体スイッチの制御端子と直流電圧源との間に設けられた動作スイッチ（ＳＷ）とを有するワイパ装置において、動作スイッチと第１の半導体スイッチの制御端子との間のノード（Ｅ）を第１のリレーのコモン接点にダイオード（Ｄ２）を介して接続する。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流モータを正逆回転してワイパアームを往復動させるようにしたワイパ装置に関する。特に車両用のそのようなワイパ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両のリアウィンドウ用ワイパ装置において、直流モータの出力軸をワイパアームに結合し、モータを可逆制御してワイパアーム及びそれに接続されたワイパブレードの往復運動を行うことで、直流モータの回転運動をワイパアームの往復運動に変換するためのクランク機構等を省略することが知られている。そのようなワイパ装置では、直流モータに流れる電流の向きを変えることができるように、通常、モータは協働して作動する２つのリレーを介して直流電源に接続される。いくつかのワイパ装置では、ワイパアームの位置に応じてこれら２つのリレーを制御してモータの回転方向を制御するのにＣＰＵ（マイクロコンピュータ）を用いている（例えば米国特許第５９２３１３７号明細書参照）。しかしながら、そのようなＣＰＵを用いたワイパ装置は比較的高価なものとなっていた。
【０００３】
実開昭５８−４５１５８号公報には、ＣＰＵを用いないモータ駆動回路を有するワイパ装置が開示されている。このワイパ装置の回路図を図１に示す。このワイパ装置は、ワイパブレード（図示せず）に接続されたワイパアーム（図示せず）を駆動するための一対の電気接続用端子を有する直流モータ６と、直流モータ６の各端子に接続され、各端子を直流電圧源（または電源ライン）Ｖｃｃとグランドに選択的に接続してモータ６に流れる電流の向きを制御する第１及び第２のリレー４、５とを有している。第１のリレー４はモータ６の一対の端子の一方に接続されたコモン接点４１と、常時閉接点４２と、常時開接点４３と、励起時にコモン接点４１と常時閉接点４２とを切り離しコモン接点４１を常時開接点４３に接続するように配置されたコイル４４とを有する。同様に、第２のリレー５は、モータ６の一つの端子の他方に接続されたコモン接点５１と、常時閉接点５２と、常時開接点５３と、コイル５４とを有する。
【０００４】
第１及び第２のリレー４、５の常時閉接点４２、５２は、この例では、グランドに接続され、常時開接点４３、５３は直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。また第１のリレー４のコモン接点４１は第２のリレー５のコイル５４と第２ＰＮＰトランジスタ３とを介して直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。より詳しくは、第２ＰＮＰトランジスタ３のコレクタが第２のリレー５のコイル５４に接続され、エミッタが直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。同様に、第２のリレー５のコモン接点５１は第１のリレー４のコイル４４と第１ＰＮＰトランジスタ２とを介して直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。より詳しくは、第１ＰＮＰトランジスタ２のコレクタが第１のリレー４のコイル４４に接続され、エミッタが直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。
【０００５】
更にこのワイパ装置はワイパアームの位置を検出するためのワイパアーム位置センサ１を有している。この例ではセンサ１は、ワイパアームに連動して回動する、一端が接地された接触子１１と、略平行に配置された円弧状の第１及び第２の接片１２、１３とを有している。図示されているように、接触子１１がその可動範囲の右端位置にあるときは第１の接片１２のみが接触子１１に接触して接地され、接触子１１が左端位置にあるときは第２の接片１３のみが接触子１１に接触して接地され、両端の間の位置にあるときは両方の接片１２、１３が接触子１１に接触して接地される。そして、この実施例では、第１ＰＮＰトランジスタ２のベースが抵抗２１と動作スイッチＳＷとを介して第１の接片１２に接続され、第２ＰＮＰトランジスタ３のベースが抵抗３１を介して第２の接片１３に接続されている。動作スイッチＳＷは通常、乗員が操作可能なように車両内に配置される。
【０００６】
このように構成されたワイパ装置の動作を以下に説明する。最初、動作スイッチＳＷがオフ（開）のとき、センサ１の接触子１１はその可動範囲の右端位置にあり、第１の接片１２を接地している。また各リレー４、５では、コモン接点４１、５１は常時閉接点４２、５２にそれぞれ接続され、接地されている。動作スイッチＳＷをオン（閉）すると、第１ＰＮＰトランジスタ２のベースが接地され、トランジスタ２がオンする。すると第１のリレー４のコイル４４が励起されコモン接点４１は常時開接点４３に接続され、直流電圧源Ｖｃｃに接続される。これによりモータ６に図の矢印Ａに示す向きに電流が流れ、モータ６に結合された図示しないワイパアームが対応する方向に動く。またワイパアームの移動に伴い、センサ１の接触子１１が右端位置から左端位置へ向かって回動する。
【０００７】
接触子１１が右端位置を離れ左端位置に到達するまでの間、第１ＰＮＰトランジスタ２のベースだけでなく第２ＰＮＰトランジスタ３のベースも接地されるが、第２ＰＮＰトランジスタ３はオンしない。これは、先に第１ＰＮＰトランジスタ２がオンし第１のリレー４のコモン接点４１が常時開接点４３を介して直流電圧源Ｖｃｃに接続されているため、第２ＰＮＰトランジスタ３の両端（即ち、エミッタとコレクタ）はともに直流電圧源Ｖｃｃに接続され同電位となるからである。
【０００８】
接触子１１が左端位置に到達すると、接触子１１は第１の接片１２から離れ、第２の接片１３とのみ接触する。これにより、第１ＰＮＰトランジスタ２はオフし、対応するリレー４のコイル４４に電流が流れなくなり、コモン接点４１は常時閉接点４２に接続される。すると、第２ＰＮＰトランジスタ３のコレクタが第２のリレー５のコイル５４と第１のリレー４内の接点４１、４２を通じて接地される。このとき第２ＰＮＰトランジスタ３のベースはセンサ１を介して接地されているため、第２ＰＮＰトランジスタ３がオンする。その結果、対応する第２のリレー５内のコイル５４に電流が流れ、リレー５のコモン接点５１が常時開接点５３に接続され、直流電圧源Ｖｃｃに接続される。それにより、モータ６には図の矢印Ｂの向きに電流が流れて回転方向が反転し、ワイパアームも逆方向に移動する。それに伴い、接触子１１は左端位置から右端位置へ向かって回動する。
【０００９】
そして、接触子１１が右端位置に到達すると、接触子１１は第２の接片１３から離れ、第１の接片１２とのみ接触子、これにより第２ＰＮＰトランジスタ３はオフし、対応するリレー５のコイル５４に電流が流れなくなり、コモン接点５１は常時閉接点５２に接続される。それにより第１ＰＮＰトランジスタ２がオンし、リレー４のコモン接点４１が常時開接点４３に接続されると、モータ６に矢印Ａの向きに電流が流れ回転方向が反転し、接触子１１は再度右端位置から左端位置へ向かって回動する。このようにして、接触子１１の右端位置と左端位置に対応する２つの位置の間でワイパアームの往復運動が可能となっている。
【００１０】
このようなワイパ装置では、センサ１の接触子１１が右端位置から左端位置に向かう途中にあるとき（即ち第１ＰＮＰトランジスタ２がオン状態にありモータ６に矢印Ａの向きに電流がながれているとき）、動作スイッチＳＷをオフすると、第１ＰＮＰトランジスタ２がオフし、第２ＰＮＰトランジスタ３がオンして、モータ６には矢印Ｂの方向に電流が流れ、ワイパアームは接触子１１が右端位置に向かって回転するように移動する。そして接触子１１が右端位置に達したところで両トランジスタ２、３がオフ状態となるためワイパアームは停止する。またセンサ１の接触子１１が左端位置から右端位置に向かう途中にあるときに動作スイッチＳＷをオフした場合も、接触子１１が右端位置に達したところでワイパアームは停止する。即ち、このワイパ装置では接触子１１が右端位置にある状態がワイパアームの停止位置に対応している。
【００１１】
このように、このワイパ装置では、第１のリレー４に対応する第１ＰＮＰトランジスタ２がオンして対応するコイル４４に電流が流れているときは、第２のリレー５に対応する第２ＰＮＰトランジスタ３はオフ状態にあり（若しくは仮にオンしたとしても）対応するコイル５４に電流が流れず、第１ＰＮＰトランジスタ２がオフして対応するコイル４４に電流が流れなくなると、第２ＰＮＰトランジスタ３がオンして対応する第２のリレー５のコイル５４に電流が流れるというように、第１のリレー４（または第１ＰＮＰトランジスタ２）と第２のリレー５（または第２ＰＮＰトランジスタ３）とが、交互に動作するように適合されており、それにより、ＣＰＵを用いることなくモータ６を正逆回転してワイパアームを往復させることが可能となっている。
【００１２】
上記したように、この従来のワイパ装置では、ワイパアームが停止位置から往復範囲の他端（反転位置）に向かう途中に（またはモータの正転中に）動作スイッチＳＷをオフした場合、そのときの位置で直ちにワイパアームの動きが反転する。しかしながら、例えば制御回路にＣＰＵを用いた最近のワイパ装置ではワイパアームが反転位置へ向かう途中に動作スイッチをオフした場合、ワイパアームが反転位置に達するまで動作方向を維持し、反転位置に達すると動作方向が反転してワイパアームが停止位置に戻るのが通常である。従って、動作スイッチＳＷのオフ時にすぐに動作方向が反転するような従来例のワイパアームの動きは使用者に違和感を与え得る。また、車両のフロントガラスやリアウィンドウにウォッシャー液をかけた後にそれをふき取る場合など、動作スイッチをオンした後すぐにオフすることによって、ワイパアームを一往復させたい場合があるが、上記従来のワイパ装置ではそのような動作は不可能である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の主な目的は、直流モータを正逆回転してワイパアームを往復させるようにしたワイパ装置において、モータ制御回路にＣＰＵ（マイコン）を用いることなく、使用者に違和感を与えないワイパアームの動作を実現することである。
【００１４】
本発明の第２の目的は、直流モータを正逆回転してワイパアームを往復させるようにしたワイパ装置において、モータ制御回路にＣＰＵを用いることなく、ワイパアームが往復運動の一端を定める停止位置から往復運動の他端を定める反転位置に向かう途中（またはモータの正転中）に動作スイッチをオフした場合にワイパアームが反転位置に達するまで動作方向を維持し、反転位置に達したら動作方向を反転することを可能とすることである。
【００１５】
本発明の第３の目的は、上記したようなワイパ装置を、従来装置を最小限に変更することで安価に提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明に基づくと、ワイパ装置であって、ワイパアームを第１の位置（停止位置）と第２の位置（反転位置）との間で往復駆動するための、一対の電気接続用端子を有する可逆直流モータ（Ｍ）と、このモータの一対の電気接続用端子の一方に接続されたコモン接点（１４１）と、第１の電圧を供給する第１の電圧源（グランド）に接続された常時閉接点（１４２）と、第１の電圧とは異なる第２の電圧を供給する第２の電圧源（Ｖｃｃ）に接続された常時開接点（１４３）と、コイル（１４４）とを有し、このコイルに電流が流れていないときはコモン接点と常時閉接点とが接続され、コイルに電流が流れているときはコモン接点と常時開接点が接続される第１のリレー（ＲＬ１）と、モータの一対の電気接続用端子の他方に接続されたコモン接点（１５１）と、第１の電圧源に接続された常時閉接点（１５２）と、第２の電圧源に接続された常時開接点（１５３）と、コイル（１５４）とを有し、コイルに電流が流れていないときはコモン接点と常時閉接点とが接続され、コイルに電流が流れているときはコモン接点と常時開接点が接続される第２のリレー（ＲＬ２）とを有し、第１のリレーのコモン接点は第２のリレーのコイルを介して第２の電圧源に接続され、第２のリレーのコモン接点は第１のリレーのコイルを介して第２の電圧源に接続され、当該ワイパ装置は更に、オンオフを制御するための制御端子を有し、第１のリレーのコイルに直列に接続された第１の半導体スイッチ（Ｔｒ１）と、オンオフを制御するための制御端子を有し、第２のリレーのコイルに直列に接続された第２の半導体スイッチ（Ｔｒ２）と、第１及び第２の半導体スイッチの制御端子にこれら第１及び第２の半導体スイッチをオン状態にするためのオン信号を供給するべくこれら制御端子に接続されたオン信号源（Ｖｃｃ）と、第１の半導体スイッチの制御端子とオン信号源との間に接続された動作スイッチ（ＳＷ）と、ワイパアームの位置を検出し、ワイパアームが第１の位置にあるとき第２の半導体スイッチの制御端子にオン信号源からオン信号が供給されるのを阻止するとともにオフ信号を与えて第２の半導体スイッチをオフし、ワイパアームが第２の位置にあるとき第１の半導体スイッチの制御端子にオン信号源からオン信号が供給されるのを阻止するとともにオフ信号を与えて第１の半導体スイッチをオフし、ワイパアームが第１の位置と第２の位置の間にあるとき第１及び第２の半導体スイッチの両方の制御端子にオン信号源からオン信号が供給されるのを許容するよう第１及び第２の半導体スイッチの制御端子に接続されたワイパアーム位置センサ（１０１）と、動作スイッチと第１の半導体スイッチの制御端子との間のノード（Ｅ）を、第１のリレーのコモン接点が常時開接点に接続されている期間に対応した期間のみオン信号源に接続するオン信号保持回路（Ｄ２）とを有することを特徴とするワイパ装置が提供される。第１及び第２の半導体スイッチは、例えば、ＮＰＮトランジスタやＰＮＰトランジスタを含むことができる。
【００１７】
このようにすることにより、ワイパアームがその停止位置に対応する第１の位置から反転位置に対応する第２の位置へ移動する途中に動作スイッチをオフした場合にも、第１のリレーと同期して機能するオン信号保持回路の働きにより、第１の半導体スイッチの制御端子にオン信号が継続的に供給され、モータの回転方向が維持される。そうして、ワイパアームが第２の位置に達して、ワイパアーム位置センサの働きにより第１の半導体スイッチがオフし、第２の半導体スイッチがオンすると、第１及び第２のリレーが対応して動作し、モータに流れる電流及びその回転方向が反転し、ワイパアームは第１の位置へと向かう。ワイパアームが第１の位置に達するとワイパアーム位置センサによって第２の半導体スイッチがオフし、また動作スイッチがオフしていることから第１の半導体スイッチもオンすることはできないため、そこでワイパ装置の動作は止まる。このように、本発明によれば、直流モータを正逆回転してワイパアームを停止位置に対応する第１の位置と反転位置に対応する第２の位置の間で往復させるようにしたワイパ装置において、モータ制御回路にＣＰＵを用いることなく、ワイパアームが第１の位置から第２の位置に向かう途中に動作スイッチをオフした場合にワイパアームが第２の位置に達するまで動作方向を維持し、第２の位置に達したら動作方向を反転することが可能であり、使用者にとって違和感のないワイパ動作を実現することができる。
【００１８】
オン信号源が第２の電圧源からなる場合、オン信号保持回路が、動作スイッチと第１の半導体スイッチの制御端子との間のノードと第１のリレーのコモン接点との間に接続されたダイオード（Ｄ２）を含むと良い。このようにすることにより、オン信号保持回路を複雑な回路を用いることなく、簡単な構成で、容易に且つ安価に実現することができる。
【００１９】
一実施例では、第２の電圧が第１の電圧より高く（例えば第１の電圧がグランド電位であり、第２の電圧が正の直流電圧）、オン信号保持回路を形成するダイオードのアノードが第１のリレーのコモン接点に接続され、ダイオードのカソードが動作スイッチと第１の半導体スイッチの制御端子との間のノードに接続される。
【００２０】
更に、第２の半導体スイッチの制御端子とオン信号源との間に遅延回路が設けられているとよい。これにより、ワイパ駆動中（即ち動作スイッチがオン）ワイパアームが第１の位置と第２の位置の間にあるときに例えばイグニッションスイッチをオフすることによりオン信号源からのオン信号の供給を遮断しワイパアームを停止した後、動作スイッチをオンにしたままイグニッションスイッチをオンにした場合に、第１の半導体スイッチと第２の半導体スイッチが同時にオンして関連するリレーの“発振現象”が生じるのを防止することができる。
【００２１】
本発明の特徴、目的及び作用効果は、添付図面を参照しつつ好適実施例について説明することにより一層明らかとなるだろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図２は、本発明に基づくワイパ装置の好適実施例の模式的な回路図である。図示されているように、このワイパ装置は、ワイパブレード（図示せず）に接続されたワイパアーム（図示せず）を駆動するための一対の電気接続用端子を有する直流モータＭと、直流モータＭの各端子に接続され、各端子を直流正電圧を供給する電圧源（電源ライン）Ｖｃｃとグランドに選択的に接続してモータＭに流れる電流の向きを制御する第１及び第２のリレーＲＬ１、ＲＬ２とを有している。第１のリレーＲＬ１は、モータＭの一方の端子に接続されたコモン接点１４１と、常時閉接点１４２と、常時開接点１４３と、励起時にコモン接点１４１と常時閉接点１４２とを切り離しコモン接点１４１を常時開接点１４３に接続するように配置されたコイル１４４とを有する。同様に、第２のリレーＲＬ２は、モータＭの他方の端子に接続されたコモン接点１５１と、常時閉接点１５２と、常時開接点１５３と、励起時にコモン接点１５１と常時閉接点１５２とを切り離しコモン接点１５１を常時開接点１５３に接続するように配置されたコイル１５４とを有する。そして、第１及び第２のリレーＲＬ１、ＲＬ２の常時閉接点１４２、１５２は、この例では、グランドに接続され、常時開接点１４３、１５３は直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。
【００２４】
この実施例では、第１及び第２のリレーＲＬ１、ＲＬ２を駆動するためのリレー駆動回路は、第１のリレーＲＬ１のコイル１４４に直列に接続され半導体スイッチとして働く第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１と、この第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースに接続された第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２と、第２のリレーＲＬ２のコイル１５４に直列に接続され半導体スイッチとして働く第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３と、この第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースに接続された第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４とを含む。
【００２５】
第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１は第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３と第２のリレーＲＬ２のコイル１５４とを介して直流電圧源Ｖｃｃに接続され、第２のリレーＲＬ２のコモン接点１５１は第１のＮＰＮトランジスタＴｒ１と第１のリレーＲＬ１のコイル１４４とを介して直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。
【００２６】
更にこのワイパ装置はワイパアームの位置を検出するためのワイパアーム位置センサ１０１を有している。この例ではセンサ１０１は、ワイパアーム（またはモータＭ）に連動して回転するよう適合された導体からなるリレープレート１１１と、第１〜第３の接点Ｓ１〜Ｓ３とを有し、第３の接点Ｓ３は接地され、常にリレープレート１１１に接触している。このリレープレート１１１は、例えばワイパアームの往復運動の一方の端にあたる第１の位置においては図で実線で示した位置にあって第２の接点Ｓ２に接触してこれを接地し、ワイパアームの往復運動の他方の端にあたる第２の位置においては図で点線で示した位置にあって、第１の接点Ｓ１に接触してこれを接地する。そして、ワイパアームが第１の位置と第２の位置の間にあるときは第１及び第２の接点Ｓ１、Ｓ２のいずれとも接触しないようになっている。このようにして、センサ１０１は、ワイパアームが第１の位置、第２の位置またはその間の位置のいずれにあるかを検出できるように適合されている。
【００２７】
図示されているように、この実施例では、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースは抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１及び動作スイッチＳＷを介して直流電圧源Ｖｃｃに接続され、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の間のノードは第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２を介してセンサ１０１の第１の接点Ｓ１に接続されている。より詳細には、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の間のノードは第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２のコレクタに接続され、第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２のエミッタがセンサ１０１の第１の接点Ｓ１に接続されている。また、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースとエミッタは並列接続された抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１とを介して互いに接続されている。第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２のベースは抵抗Ｒ４を介して直流電圧源Ｖｃｃに接続され、エミッタとベースの間には抵抗Ｒ５が設けられている。
【００２８】
一方、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースは抵抗Ｒ７、抵抗Ｒ６を介して直流電圧源Ｖｃｃに接続され、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の間のノードはコンデンサＣ３を介して接地されるとともに、第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４を介してセンサ１０１の第２の接点Ｓ２に接続されている。より詳細には、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の間のノードは第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４のコレクタに接続され、第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４のエミッタがセンサ１０１の第２の接点Ｓ２に接続されている。また、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースとエミッタは並列接続された抵抗Ｒ８とコンデンサＣ２とを介して互いに接続されている。第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４のベースは抵抗Ｒ９を介して直流電圧源Ｖｃｃに接続され、エミッタとベースの間には抵抗Ｒ１０が設けられている。
【００２９】
更に、この実施例では、本発明に基づき、第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１がダイオードＤ２を介して動作スイッチＳＷと第１トランジスタＴｒ１のベースとの間（より正確にはダイオードＤ１と抵抗Ｒ１との間）のノードＥに接続されている。ダイオードＤ２は、そのアノードが第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１に接続され、カソードがノードＥに接続されるような向きとなっており、例えば初期状態（即ち、第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１が、グランドに接続された常時閉接点１４２に接続された状態）において動作スイッチＳＷがオンされたとき直流電圧を供給する直流電圧源Ｖｃｃとグランドとの間が短絡しないようになっている。
【００３０】
このように構成された本発明に基づくワイパ装置の動作について以下に説明する。
【００３１】
最初、動作スイッチＳＷがオフ（開）のとき、ワイパアームは第１の位置にあり、ワイパアーム位置センサ１０１のリレープレート１１１は図の実線で示した位置にあって、接点Ｓ２を接地している。それによって第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４はオン状態にあり、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースは接地されることから、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３はオフ状態となっている。即ち、ワイパアームの第１の位置にあっては、センサ１０１は第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３の制御端子であるベースに、オフ信号であるグランド電位を供給するように働く。一方、動作スイッチＳＷがオフのため、第１トランジスタＴｒ１もオフ状態にある。従って、第１のリレーＲＬ１、第２のリレーＲＬ２のいずれのコイル１４４、１５４にも電流は流れず、コモン接点１４１、１５１は常時閉接点１４２、１５２にそれぞれ接続され、接地されている。
【００３２】
動作スイッチＳＷをオン（閉）すると、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースに直流電圧源Ｖｃｃから正電圧が供給され、ベース−エミッタ間に電流が流れて第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１がオンする。即ち、この実施例では、直流電圧源Ｖｃｃが、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１をオンさせるべくそのベースに加えられるオン信号を供給するオン信号源としても働いている。尚、この時点では、センサ１０１内の第１の接点Ｓ１が接地されておらず、従って、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベース回路内の第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオンしていないため、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースが接地されず、上記したようなオン信号（正電圧）のベースへの供給が可能となっていることに注意されたい。
【００３３】
第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１がオンすると第１のリレーＲＬ１のコイル１４４に電流が流れ、コモン接点１４１は常時開接点１４３に接続され、その結果、直流電圧源Ｖｃｃに接続される。これによりモータＭに図の矢印Ａの向きに電流が流れ、モータＭに結合された図示しないワイパアームがそれに対応した方向に（即ち第２の位置に向かって）動く。またワイパアームの移動に伴い、センサ１０１のリレープレート１１１が実線で示した位置から点線で示した位置へとこの例では反時計回りに回転する。
【００３４】
リレープレート１１１が実線で示した位置から点線で示した位置に向かう間、センサ１０１の第１及び第２の接点Ｓ１、Ｓ２の両方とも非接地状態となる。このため第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースだけでなく第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースにも直流電圧源Ｖｃｃが印加されることとなるが、第３ＮＰＮトランジスタ３はオンしない。これは、先に第１ＮＰＮトランジスタ２がオンし第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１が常時開接点１４３を介して直流電圧源Ｖｃｃに接続されているため、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３の両端（即ち、エミッタとコレクタ）がともに直流電圧源Ｖｃｃに接続され同電位となっているからである。
【００３５】
リレープレート１１１が点線で示した位置に到達すると（即ちワイパアームが第２の位置に到達すると）、リレープレート１１１は第１の接点Ｓ１に接触し、これを接地する。これにより、第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオンして、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースが接地される。即ち、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースへのオン信号（直流電圧源Ｖｃｃから供給される正電圧）の供給が阻止され、オフ信号としてのグランド電位が供給される。これにより、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１はオフし、対応する第１のリレーＲＬ１のコイル１４４に電流が流れなくなり、コモン接点１４１は常時閉接点１４２に接続される。すると、図からわかるように、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のエミッタが接地される。このときセンサ１０１の第２の接点Ｓ２はリレープレート１１１に接触していないことから、第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４はオフ状態にあり、従って、抵抗Ｒ６、Ｒ７を介して第３ＮＰＮトランジスタ３のベースに直流電圧源Ｖｃｃから正電圧がオン信号として供給され、第３ＮＰＮトランジスタ３はオンする。その結果、対応する第２のリレーＲＬ２のコイル１５４に電流が流れ、第２のリレーＲＬ２のコモン接点１５１が常時開接点１５３に接続され、直流電圧源Ｖｃｃに接続される。それにより、モータＭには図の矢印Ｂの方向に電流が流れて回転方向が反転し、ワイパアームも逆方向に第１の位置へ向かって移動する。それに伴い、リレープレート１１１は点線で示した位置から実線で示した位置へ向かって時計方向に回転する。
【００３６】
このようなワイパ装置において、センサ１０１のリレープレート１１１が点線で示した位置から実線で示した位置へ向かって時計方向に回転している途中に動作スイッチＳＷをオフすると、リレープレート１１１が実線で示した位置に到達したところで、センサ１０１の第２の接点Ｓ２が接地され、第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４がオンして第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３がオフになる。またこのとき、動作スイッチＳＷがオフであることから第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１もオンすることはできない。従って、リレープレート１１１が実線で示した位置に到達したところでワイパアームは停止する。即ち、この実施例ではリレープレート１１１が実線で示した位置にある状態、即ち、ワイパアームの第１の位置がその停止位置に対応している。
【００３７】
一方、ワイパアームが第１の位置から第２の位置へと移動している途中、言い換えると、センサ１０１のリレープレート１１１が実線で示した位置から点線で示した位置へと反時計方向に回転している途中に（このとき、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１はオン状態にあり第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１は常時開接点１４３を通じて直流電圧源Ｖｃｃに接続されている）動作スイッチＳＷをオフした場合、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１はすぐにはオフせず、モータＭはその時の回転方向を維持する。これは、動作スイッチＳＷをオフしても、直流電圧源Ｖｃｃ→常時開接点１４３→コモン接点１４１→ダイオードＤ２→ノードＥ→抵抗Ｒ１、Ｒ２→第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースという経路で第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースにオン信号としての直流電圧源Ｖｃｃの供給が維持されることによる。即ち、動作スイッチＳＷと第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースとの間のノードＥとリレーＲＬ１のコモン接点とを接続するダイオードＤ２によってオン信号保持回路が形成されている。そして、リレープレート１１１が点線で示した位置に到達してセンサ１０１の第１の接点Ｓ１が接地されると、上記したように、第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオンし、第１トランジスタＴｒ１がオフする。すると、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３がオンし、モータＭの回転方向が反転してワイパアーム及びリレープレート１１１の回転方向も反転する。そして、上記したように、リレープレートが実線で示した位置に到達したところで（即ち、ワイパアームが第１の位置に達したところで）ワイパ装置の動作は停止する。
【００３８】
このように、本発明の好適実施例では、ワイパアームが停止位置に対応する第１の位置から反転位置に対応する第２の位置に向かう途中に動作スイッチＳＷをオフした場合、ワイパアームが第２の位置（リレープレートの点線で示された位置）に達するまで動作方向を維持し、第２の位置に達したら動作方向が反転するようにすることができる。
【００３９】
尚、上記した実施例では、第１及び第２のリレーＲＬ１、ＲＬ２のコイル１４４、１５４に直列に接続された第１、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ１、Ｔｒ３のゲートに加えられるオン信号が、これら第１及び第２のリレーＲＬ１、ＲＬ２の常時開接点１４３、１５３が接続される直流電圧源Ｖｃｃから供給されるため、上記したような好適なワイパアームの動作を実現するためのオン信号保持回路を、動作スイッチＳＷと第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースとの間のノードＥとリレーＲＬ１のコモン接点とをダイオードＤ２によって結ぶという極めて単純な構成によって実現することが可能となっている。
【００４０】
また、上記実施例においては、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベース回路に含まれる抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の間のノードがコンデンサＣ３を介して接地されている。ワイパの駆動中（即ち動作スイッチＳＷがオン）においてワイパアームが第１の位置と第２の位置の間にある（従って、センサ１０１の第１及び第２の接点Ｓ１、Ｓ２のいずれも接地されていない）ときに、図示しないイグニッションスイッチをオフしてエンジンを停止させることがあり得るが、イグニッションスイッチをオフすると直流電圧源Ｖｃｃからの電圧の供給が遮断されるような場合、ワイパアームはイグニッションスイッチをオフしたときの位置で停止することとなる。そのような状態で、動作スイッチＳＷをオンにしたままイグニッションスイッチをオンすると、コンデンサＣ３が設けられていない場合、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１と第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３が同時にオンして、リレーＲＬ１、ＲＬ２が“発振状態”となり、リレー接点の溶着が発生する恐れがある。本実施例では、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベース回路にコンデンサＣ３と抵抗Ｒ６とによって遅延回路が形成されているため、上記したような状態でイグニッションスイッチをオンした場合に、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１の方が第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３より先にオンし、それによって第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３がオンするのが禁止されるため、これらトランジスタＴｒ１、Ｔｒ３が同時にオンするのが防止される。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、直流モータを正逆回転してワイパアームを停止位置に対応する第１の位置と反転位置に対応する第２の位置との間で往復させるようにしたワイパ装置において、モータ制御回路にＣＰＵを用いることなく、ワイパアームが第１の位置から第２の位置に向かう途中に動作スイッチをオフした場合にワイパアームが第２の位置に達するまで動作方向を維持し、第２の位置に達したら動作方向を反転することができるため、使用者に違和感を与えることがない。このようなワイパ装置では、例えば車両のフロントガラスやリアウィンドウにウォッシャー液をかけた後にそれをふき取る場合など、動作スイッチをオンした後すぐにオフすることによって、ワイパアームを一往復させることが可能であり、使用者の利便性を向上する上で効果大である。
【００４２】
本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、これらの実施例はあくまでも例示であって本発明は実施例によって限定されるものではない。当業者であれば特許請求の範囲によって画定される本発明の技術的思想を逸脱することなく様々な変形若しくは変更が可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施例ではリレーのコイルに直列接続される半導体スイッチとしてＮＰＮトランジスタを用いたが、変わりにＰＮＰトランジスタや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）など他の半導体素子を用いることも可能である。
【００４３】
また上記実施例では、各リレーの常時閉接点が接地され、常時開接点が直流電圧源Ｖｃｃに接続されるものとしたが、常時閉接点を直流電圧源Ｖｃｃに接続し、常時開接点を接地したワイパ装置に本発明を適用することも可能である。あるいは直流電圧源Ｖｃｃが負の直流電圧を供給してもよい。
【００４４】
さらに、ワイパアーム位置センサ１０１の構成は図２に示したものに限定されるものではなく、ワイパアームの位置を検出でき、ワイパアームの位置に応じて適切な信号を半導体スイッチの制御端子に供給することができる限り、その具体的な構成は任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のモータ装置を示す回路図。
【図２】本発明に基づくモータ装置の好適実施例を示す回路図。
【符号の説明】
１　ワイパアーム位置センサ
２　第１ＰＮＰトランジスタ
３　第２ＰＮＰトランジスタ
４　第１のリレー
５　第２のリレー
６　直流モータ
１１　接触子
１２　第１の接片
１３　第２の接片
２１、３１　抵抗
４１　第１のリレー４のコモン接点
４２　第１のリレー４の常時閉接点
４３　第１のリレー４の常時開接点
４４　第１のリレー４のコイル
５１　第２のリレー５のコモン接点
５２　第２のリレー５の常時閉接点
５３　第２のリレー５の常時開接点
５４　第２のリレー５のコイル
１０１　ワイパアーム位置センサ
１１１　リレープレート
１４１　第１のリレーＲＬ１のコモン接点
１４２　第１のリレーＲＬ１の常時閉接点
１４３　第１のリレーＲＬ１の常時開接点
１４４　第１のリレーＲＬ１のコイル
１５１　第２のリレーＲＬ２のコモン接点
１５２　第２のリレーＲＬ２の常時閉接点
１５３　第２のリレーＲＬ２の常時開接点
１５４　第２のリレーＲＬ２のコイル
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３　コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２　ダイオード
Ｅ　ノード
Ｍ　直流モータ
Ｒ１〜Ｒ１０　抵抗
ＲＬ１　第１のリレー
ＲＬ２　第２のリレー
Ｓ１〜Ｓ３　第１〜第３の接点
ＳＷ　動作スイッチ
Ｔｒ１〜Ｔｒ４　第１〜第４ＮＰＮトランジスタ
Ｖｃｃ　直流電圧源

Claims

ワイパ装置であって、
ワイパアームを第１の位置と第２の位置との間で往復駆動するための、一対の電気接続用端子を有する可逆直流モータと、
前記モータの前記一対の電気接続用端子の一方に接続されたコモン接点と、第１の電圧を供給する第１の電圧源に接続された常時閉接点と、前記第１の電圧とは異なる第２の電圧を供給する第２の電圧源に接続された常時開接点と、コイルとを有し、前記コイルに電流が流れていないときは前記コモン接点と前記常時閉接点とが接続され、前記コイルに電流が流れているときは前記コモン接点と前記常時開接点が接続される第１のリレーと、
前記モータの前記一対の電気接続用端子の他方に接続されたコモン接点と、前記第１の電圧源に接続された常時閉接点と、前記第２の電圧源に接続された常時開接点と、コイルとを有し、前記コイルに電流が流れていないときは前記コモン接点と前記常時閉接点とが接続され、前記コイルに電流が流れているときは前記コモン接点と前記常時開接点が接続される第２のリレーとを有し、
前記第１のリレーの前記コモン接点は前記第２のリレーの前記コイルを介して前記第２の電圧源に接続され、
前記第２のリレーの前記コモン接点は前記第１のリレーの前記コイルを介して前記第２の電圧源に接続され、
当該ワイパ装置は更に、
オンオフを制御するための制御端子を有し、前記第１のリレーの前記コイルに直列に接続された第１の半導体スイッチと、
オンオフを制御するための制御端子を有し、前記第２のリレーの前記コイルに直列に接続された第２の半導体スイッチと、
前記第１及び第２の半導体スイッチの前記制御端子に前記第１及び第２の半導体スイッチをオン状態にするためのオン信号を供給するべくこれら制御端子に接続されたオン信号源と、
前記第１の半導体スイッチの前記制御端子と前記オン信号源との間に接続された動作スイッチと、
前記ワイパアームの位置を検出し、前記ワイパアームが前記第１の位置にあるとき前記第２の半導体スイッチの前記制御端子に前記オン信号源から前記オン信号が供給されるのを阻止するとともにオフ信号を与えて前記第２の半導体スイッチをオフし、前記ワイパアームが前記第２の位置にあるとき前記第１の半導体スイッチの前記制御端子に前記オン信号源から前記オン信号が供給されるのを阻止するとともにオフ信号を与えて前記第１の半導体スイッチをオフし、前記ワイパアームが前記第１の位置と前記第２の位置の間にあるとき前記第１及び第２の半導体スイッチの両方の前記制御端子に前記オン信号源から前記オン信号が供給されるのを許容するよう前記第１及び第２の半導体スイッチの前記制御端子に接続されたワイパアーム位置センサと、
前記動作スイッチと前記第１の半導体スイッチの前記制御端子との間のノードを、前記第１のリレーの前記コモン接点が前記常時開接点に接続されている期間に対応した期間のみ前記オン信号源に接続するオン信号保持回路とを有することを特徴とするワイパ装置。
前記オン信号源が前記第２の電圧源からなり、前記オン信号保持回路が、前記動作スイッチと前記第１の半導体スイッチの前記制御端子との間の前記ノードと前記第１のリレーの前記コモン接点との間に接続されたダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載のワイパ装置。
前記第２の電圧が前記第１の電圧より高く、前記ダイオードのアノードが前記第１のリレーの前記コモン接点に接続され、前記ダイオードのカソードが前記動作スイッチと前記第１の半導体スイッチの前記制御端子との間の前記ノードに接続されていることを特徴とする請求項２に記載のワイパ装置。
前記第２の半導体スイッチの前記制御端子と前記オン信号源との間に遅延回路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワイパ装置。