JP2004001659A - ワイパ装置 - Google Patents

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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 (4)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
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CN102788035A (zh) * 2012-08-01 2012-11-21 杭州新都奥兰汽车空调有限公司 一种冷凝风机正反转装置

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