JP2004512793A - コンタクトプレーンシステムおよびワイパモータを制御する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、回転可能なコンタクトプレーン（１０）と、複数のコンタクタ（１２，１４，１６，１８）とを有するコンタクトプレーンシステムに関しており、このシステムでは、コンタクトプレーン（１０）は複数の軌道（２０，２２）を有しており、コンタクタ（１２，１４，１６，１８）の各々は１つの軌道（２０，２２）に割当てられており、コンタクトプレーン（１０）は２つの軌道（２０，２２）を有しており、複数のコンタクタ（１２，１４，１６，１８）のうち選択された２つのコンタクタ（１２，１４）は、つねに同じ電位にあり、同じ軌道（２０）上を滑動する。本発明はさらに、ワイパモータおよびワイパモータを制御する方法に関する。

Description

【０００１】
本発明は、回転可能なコンタクトプレーンと複数のコンタクタとを有するコンタクトプレーンシステムに関するものであり、このコンタクトプレーンシステムでは、コンタクトプレーンが複数の軌道を有し、各々のコンタクタは１つの軌道に割当てられている。本発明は、さらに、コンタクトプレーンシステムを使用してワイパモータを制御するための方法に関するものであり、前記コンタクトプレーンシステムでは、コンタクトプレーンが複数の軌道を有し、各々のコンタクタが１つの軌道に割当てられている。さらにまた、本発明はワイパモータに関するものであり、このワイパモータは、回転可能なコンタクトプレーンと複数のコンタクトとを有するコンタクトプレーンシステムを内蔵しており、コンタクトプレーンは複数の軌道を有し、各々のコンタクタは１つの軌道に割当てられている。
【０００２】
技術の状況
前記上位概念によるコンタクトプレーンシステムを備えたワイパ装置、ならびにワイパモータを制御するための前記上位概念による方法は、特に自動車のフロントガラスの洗浄用として公知である。通常、ワイパ装置は、自動車内にあるスイッチによって操作され、このスイッチはたいていステアリングコラムスイッチとして設計されている。ステアリングコラムスイッチの切替によって、ワイパ装置を、スイッチオフの状態から少なくとも１つの作動状態に移すことができる。たいてい、作動状態は、複数のワイパ速度とインターバル切替とによって実現されている。
【０００３】
ステアリングコラムスイッチによるスイッチオフ後のワイパが、中間位置に留まるのではなく、正常に停止位置に移されるの保証するために、コンタクトプレーンシステムを使用することは公知である。このようなコンタクトプレーンシステムによって、ワイパが停止位置に達してしまうまで、閉路が維持される。ワイパモータはこの閉路内にある。
【０００４】
図１には、従来技術によるコンタクトプレーンシステムにおいて使用されるコンタクトプレーン１１０が示されている。このようなコンタクトプレーン１１０は、ワイパモータと同期して回転するように、上位概念によるワイパモータ内に取付られる。コンタクトプレーン１１０は、３つのコンタクタに接触するようになっており、これらのコンタクタはそれぞれコンタクトプレーン１１０の１つの軌道の上を滑動する。第１のコンタクタは、切断部を有する外側軌道１２０上を滑動する。第２のコンタクタは、短い軌道として実現されている内側軌道１２２上を滑動し、第３のコンタクタは、途切れのない真中の軌道１２１の上を滑動する。このような構造により、端位置と端位置の近傍領域とを除いたすべてのモータ位置で、電流を維持することが可能である。これは、バッテリのプラス極と接続されたコンタクタが、外側軌道１２０上を滑動することによって達成される。真中の軌道１２１の上を滑動するコンタクタは、ワイパモータと接続されている。したがって、バッテリのプラス極からワイパモータへの通電は、第１のコンタクタが外側軌道１２０の導電性領域上を滑動する間、可能である。コンタクタが外側軌道１２０の切断部に来るまでコンタクトプレーン１１０が回転してはじめて、通電は遮断される。電流が遮断されているにも関わらず、モータの慣性によって、コンタクトプレーンはさらにまだ回転する。ただし、このさらなる回転は、短い内側軌道１２２の導電性領域がコンタクタと接続すると終了する。このコンタクタの接続により、モータが短絡し、このようにして能動的に制動される。
【０００５】
従来技術のコンタクトプレーンの３つの軌道に基づいて、コンタクトプレーンはある一定の最小サイズを有している。しかし、ワイパモータでは、できるだけ小さな全体的サイズを達成する努力が為されている。とりわけ、比較的小さなサイズのコンタクトプレーンを達成する努力が為されている。さらに、比較的小さなサイズのコンタクトプレーンは、ワイパモータの製造の際に、とりわけペンジュラム駆動装置を備えた後部ワイパモータの製造の際に有利である。というのも、現在のところ、コンタクトプレーンをペンジュラム駆動装置の対向面に接触させる必要があるからである。この理由から、現在のところ、組立ラインでの組立の間、ワイパモータを回転させなければならず、このことが製造プロセスを高コストにしている。
【０００６】
発明の利点
本発明は、上位概念によるコンタクトプレーンシステムを基礎として、コンタクトプレーンが２つの軌道を有し、複数のコンタクタのうち選択された２つのコンタクタがつねに同じ電位にあり、同じ軌道上を滑動するように構成されている。このようにして、２軌道のコンタクトプレーンを用いて、ワイパの停止位置に達するまで、ないしは停止位置に達する直前まで、電流を維持することが可能である。コンタクトプレーンに２つの軌道を設けることによって、コンタクトプレーンは比較的小さなサイズないしは半径方向の幅を有することになり、このことが、ワイパモータの全体的サイズおよび製造プロセスに関する利点をもたらす。
【０００７】
有利には、選択されたコンタクタは、導電性領域と電気的に絶縁された領域とを有する第１の軌道上を滑動し、選択されたコンタクタのうち少なくとも一方のコンタクタは、導電性領域と接続されている。ワイパモータがステアリングコラムスイッチの切替によってスイッチオフされると、選択されたコンタクタのうちの少なくとも一方を介して、ワイパモータへの電気的接続が維持される。というのも、選択されたコンタクタのうちの少なくとも一方は、つねに第１の軌道の導電性領域と接続されているからである。
【０００８】
有利には、第１の軌道の電気的に絶縁された領域は、導電性領域の切断によって実現されており、選択されたコンタクタは、第１の軌道の切断部よりも大きな間隔を有する。したがって、円形のコンタクトプレーンでは、電気的に絶縁された領域は、半径方向に延びる境界線を有する開口部によって実現される。この切断部の開口部の角度が、選択されたコンタクタの間隔の角度よりも小さければ、このようにして、選択されたコンタクタのうちの一方がつねに第１の軌道の導電性領域と接続されていることが保証される。
【０００９】
特に有利には、第１の軌道上を第１の別のコンタクタが滑動する。この第１の別のコンタクタは、コンタクトプレーンと車両バッテリのプラス極との間の電気的接続を維持するのに使用される。したがって、ステアリングコラムスイッチがスイッチオフの位置にあるとき、バッテリのプラス極とモータとの間の電気的接続は、第１の別のコンタクタと、選択されたコンタクタのうちの少なくとも一方とを介して維持される。第１の別のコンタクタが第１の軌道の導電性領域を離れ、第１の軌道の絶縁領域にあるときにはじめて、電流が遮断される。
【００１０】
特に有利には、第２の軌道は、電気的に絶縁された領域と導電性の領域とを有し、第２の軌道上を第２の別のコンタクタが滑動する。このコンタクタは、モータの電気的短絡を実現し、これによって、停止位置に達したときにモータを能動的に制動するのに使用される。
【００１１】
有利には、第１の軌道の切断部、第２の軌道の導電性領域、第１の別のコンタクタおよび第２の別のコンタクタは、第１の別のコンタクタも第２の別のコンタクトも第１の軌道ないし第２の軌道の導電性領域と接続されていない状態が存在するように、互いに配置されている。この状態においては、ワイパモータの回路内の電流はすでに遮断されている。ただし、モータとコンタクトプレーンは、慣性によってさらにまだ回転する。このフェーズの間、モータの回転数は低減し、第２の別のコンタクタが第２の軌道の導電性領域と接続されてはじめて、電気的短絡によってモータの能動的な制動が行われる。
【００１２】
第２の軌道の導電性領域を覆う角度範囲が、第１の軌道の電気的に絶縁された領域を覆う角度範囲よりも小さいと、特に有益である。これによって、第１の別のコンタクタは、コンタクトプレーンの回転に基づいて、すでに第１の軌道の導電性領域を離れ、一方、第２の別のコンタクタは、第２の軌道にまだ達していないということが可能である。したがって、この中間的状態では、モータの駆動もモータの能動的制動も行われない。モータは慣性によってさらに回転する。ただし、回転数は低くなる。第２の軌道の導電性領域が第２の別のコンタクタと接続されてはじめて、モータが最終的に制動される。
【００１３】
有利には、コンタクタはコンタクトブレードである。このようにして、コンタクトプレーンとコンタクタとの間の確実な接触が成立する。
【００１４】
本発明は、上位概念による方法を基礎として、ワイパモータの制御のために、本発明によるコンタクトプレーンシステムを使用するよう構成されている。このようにして、本発明によるコンタクトプレーンシステムの利点が、制御方法に転用される。
【００１５】
特に有利には、本発明による方法では、コンタクトプレーンシステムと接続されたスイッチが切替られ、第２の別のコンタクタが第２の軌道の導電性領域と接続されるまで、コンタクトプレーンの回転が維持される。したがって、この制御方法によれば、ワイパを作動位置から停止位置に確実に移すことが可能となる。
【００１６】
この場合、特に有利には、第２の別のコンタクタと第２の軌道の導電性領域との接続に先行して、第１の別のコンタクタと第１の軌道の導電性領域との接続が切断される。ただし、このようにしてできる中間的状態の間、モータとバッテリとの電気的接続はすでに遮断されている。しかし、関与しているコンポーネントの慣性によって、まだ回転が生じる。もっとも、この場合、モータの回転数は低下する。第２の別のコンタクタが第２の軌道の導電性領域と接触してはじめて、モータの能動的な制動が行われる。
【００１７】
本発明は、上位概念によるワイパモータを基礎として、ワイパモータが本発明によるコンタクトプレーンを有するように構成されている。これによって、ワイパモータは、本発明によるコンタクトプレーンおよび本発明による方法のすべての利点を利用する。特に有利には、ワイパモータは低減サイズで製造可能である。
【００１８】
本発明はつぎの驚くべき洞察に基づいている。すなわち、コンタクタの適切な配置とコンタクトプレーンの適切な幾何学的形状とに基づいて、２軌道のコンタクトプレーンを用いて、従来技術のワイパモータにおいて使用されるような３軌道のコンタクトプレーンの機能を可能にすることができる。それゆえ、本発明によるワイパモータは比較的小さなサイズで製造することができる。とりわけ、製造プロセスを簡略化することができる。というのも、もはや組立ラインのワークピース支持体上でモータを回転させる必要がないからである。
【００１９】
図面
つぎに、添付した図面を参照して、本発明を有利な実施形態に基づいて例として説明する。
【００２０】
ここで、
図１は、従来技術のコンタクトプレーンを示しており、
図２は、本発明によるコンタクトプレーンシステムを示しており、
図３は、スイッチオンされた状態の本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示しており、
図４は、図３による回路の等価回路図であり、
図５は、第１の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示しており、
図６は、第２の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示しており、
図７は、第３の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示しており、
図８は、図５〜７による回路の等価回路図であり、
図９は、第４の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示しており、
図１０は、図９による回路の等価回路図であり、
図１１は、スイッチオフされた状態の本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示しており、
図１２は、図１１による回路の等価回路図である。
【００２１】
実施例の説明
以下の図面の説明では、同じ部材には同じ参照番号が付されている。
【００２２】
図２には、本発明によるコンタクトプレーンシステムが平面図で示されている。コンタクトプレーンシステムは、コンタクトプレーン１０と複数のコンタクタ１２，１４，１６，１８を有している。コンタクタ１２，１４，１６，１８は、コンタクトブレードとして設計されている。コンタクトプレーン１０は２つの軌道２０，２２を有している。第１の軌道２０は、比較的長い導電性領域２４と、比較的短い電気的に絶縁された領域２６とを有しており、絶縁領域２６は、軌道２０の切断によって実現されている。第１の軌道２０は、半径方向において第２の軌道２２の外側にある。この第２の軌道２２は、比較的長い電気的に絶縁された領域２８と、比較的短い導電性領域３０とを有している。導電性領域３０は、第１の軌道２０の導電性領域２４に接する短い突出部として実現されている。複数のコンタクタ１２，１４，１６，１８のうちの２つのコンタクタ１２，１４は、選択されたコンタクタ１２，１４と表記され、それらの接触位置３６，３８に関して、第１の軌道２０の切断部２６よりも大きな距離角度を有する。このようにして、つねにコンタクタ１２，１４のうちの少なくとも一方は第１の軌道２０の導電性領域２４と接続されている。第１の別のコンタクタ１６は第１の軌道２０の上を滑動する。第２の別のコンタクタ１８は第２の軌道２２の上を滑動する。第１の軌道２０の切断部２６を覆う角度範囲は、第２の軌道の導電性領域３０を覆う角度範囲よりも大きい。第１の別のコンタクタ１６の接触位置４０と第２の別のコンタクタ１８の接触位置４２、ならびに第１の軌道２０の切断部２６と第２の軌道２２の導電性領域３０は、第１の別のコンタクタ１６および第２の別のコンタクタ１８のいずれもが各々の軌道と接続されていない状態が存在するように、互いに配置されている。同様に、第１の別のコンタクタ１６および第２の別のコンタクタ１８の配置、ならびに第１の軌道２０の切断部２６および第２の軌道２２の導電性領域３０は、つぎのような状態が存在するように、選定されている。前記状態とは、すなわち、第２の別のコンタクタ１８が第２の軌道２２の導電性領域３０と接続されており、その一方で、第１の別のコンタクタ１６は、第１の軌道２０の電気的に絶縁された領域２６内にあり、したがってコンタクトプレーン１０への電気的接触が存在しない状態である。
【００２３】
図３には、スイッチオンされた状態の本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路が示されている。一般にステアリングコラムスイッチとして設計されるスイッチ３４は、端子５３と車両バッテリのプラス極との間の接続を生じさせる。このようにして、端子５３，極性反転保護ダイオード４４およびコイル４６を介して、正電位がモータ３２に印加される。これは、コンタクタ１２，１４，１６，１８に対するコンタクトプレーン１０の位置とは無関係であり、このケースでは、モータ３２と同期して回転するコンタクトプレーン１０の任意のスナップが示されている。
【００２４】
図４には図３の回路の等価回路図が示されている。図によれば、端子５３はつねにスイッチ３４を介して正電位に置かれている。コンタクトプレーン１０は、、モータ３２によって操作されるスイッチとして描かれており、複数のスイッチング状態の切替を行う。この場合、所定の時間、端子５３ａを介してモータ３２とプラス極との接続が存在する。これは、コンタクトプレーン１０の記号的表示において、実線によって表されている。他の時間には、端子５３によるモータ３２の付加的な接続が予定されている。これは、コンタクトプレーン１０の記号的表示において、右側の破線によって示されている。同様に、コンタクトプレーン１０によって、モータ３２から端子５３，５３ａのうちの一方への接続が生じない状態が存在する。これは、記号的に表示されたコンタクトプレーン１０の真中の破線によって示されている。コンタクトプレーン１０のスイッチング状態とは無関係に、スイッチオンの状態において、すなわち、スイッチ３４によりプラス極との接続が成立している状態において、コイル４６を介してモータ３２に正電位が印加される。
【００２５】
図５には、第１の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路が示されている。ワイパをスイッチオフするためにスイッチ３４が切り替えられ、その結果、こんどはスイッチ３４によりバッテリのマイナス極への接続が生じる。ただし、モータ３２には以前と同様に、端子５３ａ，コンタクタ１６，コンタクトプレーン１０およびコンタクタ１２を介して、正電位が供給される。図５に示されたスナップでは、コンタクタ１４は、コンタクトプレーン１０の第１の軌道２０の電気的に絶縁された領域内にある。選択されたコンタクタ１２，１４の間の間隔は、コンタクトプレーン１０の第１の軌道２０の切断部２６よりも大きいので、つねにコンタクトプレーン１０からモータ３２への接続が維持される。端子５３を介して負電位に置かれている第２の別のコンタクタ１８は、コンタクトプレーンと接続されていない。というのも、それは第２の軌道２２の電気的に絶縁された領域内にあるからである。
【００２６】
図６には、第２の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路が示されている。この第２の中間的状態は、プラス極の接触が、選択された他方のコンタクタ１４を介して行われるという点を除けば、図５による第１の中間的状態と一致する。
【００２７】
図７には、第３の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路が示されている。この第３の中間的状態も、図７によるプラス極とモータ３２との間の接続が、選択された両方のコンタクタ１２，１４によって維持されるということの他は、図６による第２の中間的状態と一致する。
【００２８】
図８には、図５〜７による回路の等価回路図が示されている。すべての状態において、プラス極は端子５３ａを介してモータと接続されているので、モータの作動は維持される。
【００２９】
図９には、第４の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路が示されている。この第４の中間的状態は、電気的に、第１の中間的状態、第２の中間的状態および第３の中間的状態とは異なる。図９による第４の中間的状態では、第１の別のコンタクタ１６は、第１の軌道２０の電気的に絶縁された領域２６内にある。それゆえ、正電位はもはや選択されたコンタクタ１２，１４に印加されず、その結果、電圧ももはやモータ３２に印加されない。第２の別のコンタクタ１８は、第２の軌道２２の電気的に絶縁された領域内にあるが、導電性領域との接触の直前にある。図９による状態を前提すると、関与するコンポーネントの慣性によって、コンタクトプレーンがさらに回転する。
【００３０】
図１０には、図９による回路の等価回路図が示されている。図によれば、端子５３ａも端子５３もモータと接続されていない。このことは、モータ３２の通常作動のための正電位も印加されないことを意味する。同様に、モータ３２には負電位も印加されず、このためモータ３２は短絡する。
【００３１】
図１１には、スイッチオフされた状態の本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路が示されている。図９と同じく、ここでもコンタクタ１６は軌道２０の電気的に絶縁された領域２６内にある。しかし、図９とは異なり、図１１によるスナップでは、コンタクタ１８は第２の軌道２２の導電性領域３０内にある。したがって、マイナス極とモータとの間の接続は、端子５３とコンタクタ１８を介して成立している。モータ３２は短絡し、そのため能動的に制動される。ワイパは停止位置にある。
【００３２】
図１２には、図１１による回路の等価回路図が示されいる。注意すべきは、コンタクトプレーンによって表されるスイッチにより、モータ３２とマイナス極との接続が成立しており、したがってモータは短絡していることである。
【００３３】
本発明による実施例の以上の説明は、図解目的のためだけのものであり、本発明の限定を目的とするものではない。本発明の枠内で、本発明およびその等価物の範囲を逸することなく、種々の変更および改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術のコンタクトプレーンを示す。
【図２】
本発明によるコンタクトプレーンシステムを示す。
【図３】
スイッチオンされた状態の本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示す。
【図４】
図３による回路の等価回路図である。
【図５】
第１の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示す。
【図６】
第２の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示す。
【図７】
第３の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示す。
【図８】
図５〜７による回路の等価回路図である。
【図９】
第４の中間的状態における本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示す。
【図１０】
図９による回路の等価回路図である。
【図１１】
スイッチオフされた状態の本発明によるコンタクトプレーンシステムの電気回路を示す。
【図１２】
図１２は、図１１による回路の等価回路図である。

Claims (12)

1. コンタクトプレーンシステムであって、
   回転可能なコンタクトプレーン（１０）と、
   複数のコンタクタ（１２，１４，１６，１８）とを有しており、
   前記コンタクトプレーン（１０）は複数の軌道（２０，２２）を有しており、前記コンタクタ（１２，１４，１６，１８）の各々は１つの軌道（２０，２２）に割当てられている形式のコンタクトプレーンシステムにおいて、
   前記コンタクトプレーン（１０）は２つの軌道（２０，２２）を有しており、
   前記複数のコンタクタ（１２，１４，１６，１８）のうち選択された２つのコンタクタ（１２，１４）は、つねに同じ電位にあり、同じ軌道（２０）上を滑動する、ことを特徴とするコンタクトプレーンシステム。
2. 前記選択されたコンタクタ（１２，１４）は第１の軌道（２０）上を滑動し、前記第１の軌道（２０）は、導電性の領域（２４）と電気的に絶縁された領域（２６）とを有し、
   前記選択されたコンタクタ（１２，１４）のうちの少なくとも一方のコンタクタ（１２，１４）は、前記第１の軌道（２０）の導電性領域（２４）と接続されている、請求項１記載のコンタクトプレーンシステム。
3. 前記第１の軌道（２０）の電気的に絶縁された領域（２６）は、前記導電性領域（２６）の切断によって実現されており、
   前記選択されたコンタクタ（１２，１４）は、前記導電性領域（２４）の切断部よりも大きな間隔を有する、請求項１または２に記載のコンタクトプレーンシステム。
4. 前記第１の軌道（２０）上を第１の別のコンタクタ（１６）が滑動する、請求項１から３のいずれか１項記載のコンタクトプレーンシステム。
5. 第２の軌道（２２）が、電気的に絶縁された領域（２８）と導電性の領域（３０）とを有し、
   前記第２の軌道（２２）上を第２の別のコンタクタ（１８）が滑動する、請求項１から４のいずれか１項記載のコンタクトプレーンシステム。
6. 前記第１の軌道（２０）の切断部（２６）、前記第２の軌道（２２）の導電性領域（３０）、前記第１の別のコンタクタ（１６）および前記第２の別のコンタクタ（１８）は、前記第１の別のコンタクタ（１６）も前記第２の別のコンタクタ（１８）も前記第１の軌道（２０）または前記第２の軌道（２２）の導電性領域（２４，３０）に接続されていないような状態が存在するように、相互に配置されている、請求項１から５のいずれか１項記載のコンタクトプレーンシステム。
7. 前記第２の軌道（２２）の導電性領域（３０）によって覆われる角度範囲は、前記第１の軌道（２０）の電気的に絶縁された領域（２６）によって覆われる角度範囲よりも小さい、請求項１から６のいずれか１項記載のコンタクトプレーンシステム。
8. 前記コンタクタ（１２，１４，１６，１８）はコンタクトブレードである、請求項１から７のいずれか１項記載のコンタクトプレーンシステム。
9. 請求項１から９のいずれか１項記載のコンタクトプレーンシステムを使用してワイパモータ（３２）を制御するための方法。
10. 前記コンタクトプレーンシステムと接続されたスイッチ（３４）を切り替え、
    前記第２の別のコンタクタ（１８）が前記第２の軌道（２２）の導電性領域（３０）と接続されるまで、コンタクトプレーン（１０）の回転を維持する、請求項９記載の方法。
11. 前記第２の別のコンタクタ（１８）を前記第２の軌道（２２）の導電性領域（３０）に接続する前に、前記第１の別のコンタクタ（１６）と前記第１の軌道（２０）の導電性領域（２４）との接続を遮断する、請求項９または１０に記載の方法。
12. 請求項１から９のいずれか１項記載のコンタクトプレーンシステムを備えたワイパモータ。

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