JP2010228527A - 車両用ワイパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停止位置にあるワイパアームを確実にリフター部材に当接させて車両走行時等に生じる異音を防止する。
【解決手段】制御装置により作動制御されるワイパモータの出力軸に直接ワイパアームを固定し、出力軸の正逆回転によりワイパアームを往復動させるようにしたリヤワイパ装置において、ワイパスイッチがオフされたときに、ワイパアームを下反転位置から停止位置に移動させるようにワイパモータの作動を制御するとともに、下反転位置から停止位置に向けて移動するワイパアームが停止位置にまで達し、当該ワイパアームがリフター部材の当接部に当接して電流計によりロック電流が流れたことが検出されたときには、所定の作動時間（押し付け時間）だけワイパモータの作動を維持し、その後、所定の作動時間（戻し時間）だけワイパモータを逆方向に作動させてからワイパモータを停止する。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられてウインドシールドガラス（フロントガラス）やリヤウインドガラスに付着した雨水等を払拭する車両用ワイパ装置に関する。

自動車等の車両には、ウインドシールドガラス（フロントガラス）やリヤウインドガラスに付着した雨水等を払拭するために、車両用ワイパ装置が設けられている。

このような車両用ワイパ装置としては、ワイパモータの出力軸に直接ワイパアームを固定し、ワイパモータを正逆作動（出力軸を正逆回転）させることによりワイパアームを下反転位置と上反転位置との間で往復動させるようにしたダイレクト駆動式のものがある。

このようなダイレクト駆動式のワイパ装置は車両のリヤウインドガラスを払拭するためのリヤワイパ装置に多く用いられており、この場合、ワイパモータの作動によりワイパアームを任意の角度範囲で作動させることができるという特性を生かし、ワイパ装置の停止時に、ワイパアームを下反転位置よりも下方に設けられた停止位置（格納位置）にまで移動させて当該停止位置に停止させるようにしたものが開発されている。

ところで、リヤウインドガラスを開閉可能とした車両では、リヤワイパ装置のワイパブレードの停止位置がガラス面上に設定されると、ワイパブレードがガラスの開閉の妨げとなるおそれがある。

そこで、例えば特許文献１に示されるワイパ装置では、車体のリヤウインドガラスの下側にリフター部材を固定し、このリフター部材により下反転位置から停止位置に向けて移動するワイパアームをガラス面から離れる方向に持ち上げて、停止位置にあるワイパブレードをガラス面から離す（浮かす）ようにしている。

特開２０００−３４４０５６号公報

このようなリフター部材にはワイパアームの移動方向に垂直な面を備えた当接部が設けられており、停止位置にまで移動したワイパアームはこの当接部に当接して、それ以上の移動が規制されるようになっている。

しかしながら、従来のワイパ装置では、リレープレートやホール素子によるパルス信号の積算等の手段を用いてワイパアームの位置を検出し、当該検出した位置情報に基づいて停止位置を制御しているので、その停止位置には多少のばらつきが生じ、停止したワイパアームとリフター部材の当接部との間に隙間が生じて、車両走行時の振動等により、ワイパアームがリフター部材に衝突して異音を生じるおそれがあった。

本発明の目的は、停止位置にあるワイパアームを確実にリフター部材に当接させて車両走行時等に生じる異音を防止することにある。

本発明の車両用ワイパ装置は、出力軸を備えたワイパモータと前記出力軸に固定されるワイパアームと前記ワイパモータの作動を制御する制御手段とを備え、前記出力軸の正逆回転により前記ワイパアームを下反転位置と上反転位置との間で往復動させるとともに停止時には前記ワイパアームを下反転位置よりも下方の停止位置に停止させる車両用ワイパ装置であって、前記ワイパアームが下反転位置から停止位置に向けて移動する際に前記ワイパアームをガラス面から離れる方向に案内する案内面と、前記ワイパアームが停止位置に達したときに該ワイパアームに当接する当接部とを備え、車体に固定されるリフター部材と、下反転位置から停止位置に向けて移動する前記ワイパアームが前記当接部に当接したことを検出する当接検出手段とを有し、制御手段は、前記当接検出手段により前記ワイパアームが前記リフター部材に当接したことが検出されたときに所定の押し付け量だけ前記ワイパモータの作動を維持し、前記ワイパモータが前記押し付け量だけ作動した後に所定の戻し量だけ前記ワイパモータを逆方向に作動させることを特徴とする。

本発明の車両用ワイパ装置は、前記押し付け量と前記戻し量は、それぞれ前記ワイパモータの作動時間により設定されることを特徴とする。

本発明の車両用ワイパ装置は、前記押し付け量と前記戻し量は、それぞれ前記出力軸の回転角度により設定されることを特徴とする。

本発明によれば、ワイパモータにより駆動されたワイパアームがリフター部材の当接部に当接した後に所定の押し付け量だけワイパモータの作動を維持し、次いで所定の戻し量だけワイパモータを逆方向に作動させるようにしたので、ワイパアームをリフター部材の当接部に確実に当接させた状態で停止位置に停止させることができる。これにより、ワイパ停止時にワイパアームとリフター部材の当接部との間に隙間が生じることを防止して、車両の走行時等にワイパアームが当接部に衝突して生じる異音を防止することができる。また、所定の押し付け量だけワイパモータの作動を維持した後に所定の戻し量だけワイパモータを逆方向に作動させるようにしたので、停止したリフター部材からワイパアームに加わる負荷を低減して、この車両用ワイパ装置の耐久性を高めることができる。

本発明の一実施の形態であるリヤワイパ装置を備えた車両のリヤ部分を示す説明図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１に示すリヤワイパ装置の制御体系を示すブロック図である。 図３に示す制御装置による停止制御の制御手順を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示す車両１１はワンボックスタイプの乗用車であり、この車両１１のバックドア（テールゲート）１２には、当該バックドア１２に設けられたリヤウインドガラス（リヤガラス）１３に付着した雨水等を拭き取って運転者の後方視界を確保するために、車両用ワイパ装置としてのリヤワイパ装置１４が設けられている。このリヤワイパ装置１４はバックドア１２のアウターパネル１２ａの内側に配置されるワイパモータ１５を備えており、このワイパモータ１５の出力軸１５ａにリンク機構を介さずにワイパアーム（リヤワイパアーム）１６を直接固定するようにしたダイレクト駆動式となっている。

ワイパモータ１５は出力軸１５ａが所定の角度範囲で揺動する正逆回転タイプとなっており、図３に示すように、モータ本体１７と減速機１８とを備えている。モータ本体１７としてはブラシ付き電動モータが用いられており、駆動電流が供給されることにより作動してアーマチュア軸１７ａが回転し、また、供給される電流の方向が切り替えられることによりアーマチュア軸１７ａが正逆両方向に回転するようになっている。

減速機１８はモータ本体１７に固定されるギヤケース１８ａの内部にウォームギヤ機構２１を収容した構造となっている。ウォームギヤ機構２１を構成するウォーム２１ａはアーマチュア軸１７ａの外周面に一体に形成され、ウォーム２１ａに噛み合うウォームホイル２１ｂはギヤケース１８ａの内部に回転自在に収容されており、出力軸１５ａはウォームホイル２１ｂの軸心に固定されている。これにより、モータ本体１７が作動してアーマチュア軸１７ａが回転すると、その回転がウォームギヤ機構２１により減速されて出力軸１５ａから出力される。

出力軸１５ａの先端はバックドア１２のアウターパネル１２ａから外部に突出しており、ワイパアーム１６はその基端部において出力軸１５ａの先端に固定されている。また、ワイパアーム１６の先端にはワイパブレード２２が取り付けられており、このワイパブレード２２がリヤウインドガラス１３のガラス面に接するようになっている。

ワイパモータ１５が作動すると出力軸１５ａの正逆回転し、この出力軸１５ａの正逆回転により、ワイパアーム１６はリヤウインドガラス１３上の下反転位置と上反転位置との間の払拭範囲１３ａを揺動つまり往復動するようになっている。これにより、リヤウインドガラス１３の当該払拭範囲１３ａがワイパブレード２２により払拭される。一方、リヤワイパ装置１４の停止時には、ワイパアーム１６はワイパモータ１５により駆動されて下反転位置よりも下方であってリヤウインドガラス１３の下方に設定された停止位置（格納位置）にまで移動して当該停止位置に停止するようになっている。

バックドア１２のリヤウインドガラス１３の下方側にはリフター部材３１が固定されており、リヤワイパ装置１４の停止時つまりワイパアーム１６が停止位置にあるときには、当該ワイパアーム１６がリフター部材３１に係合して、ワイパブレード２２はリヤウインドガラス１３やアウターパネル１２ａから離れた（浮いた）状態に保持されるようになっている。

このリフター部材３１は、樹脂材料により、上方と両側部とに開口する溝部３１ａを備えたフック状に形成されており、溝部３１ａは払拭範囲１３ａにあるワイパアーム１６（図２中に２点鎖線で示す）に対してリヤウインドガラス１３のガラス面に垂直な方向であって当該ガラス面から離れる方向にずれて配置されている。リフター部材３１の溝部３１ａの上方側には、溝部３１ａに連ねて案内面３１ｂが設けられている。この案内面３１ｂはリヤウインドガラス１３の側から溝部３１ａに向けて徐々にリヤウインドガラス１３から当該ガラス面に垂直な方向に離れるように湾曲して形成されており、下反転位置から停止位置に向けて移動するワイパアーム１６は、この案内面３１ｂに案内されてリヤウインドガラス１３のガラス面から離れる方向に移動しながら溝部３１ａに達するようになっている。リフター部材３１の溝部３１ａの底部はワイパアーム１６の移動方向に対して垂直な面を備えた当接部３１ｃとなっており、ワイパアーム１６は停止位置にまで達するとこの当接部３１ｃに当接し、停止位置より下方への移動が規制されるようになっている。

図３に示すように、ワイパモータ１５には制御手段としての制御装置４１が接続されており、ワイパモータ１５の作動はこの制御装置４１により制御されるようになっている。

制御装置４１は図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）等を備えた所謂マイクロコンピュータとなっており、運転席に設けられるワイパスイッチ４２や車載されたバッテリ等の電源（不図示）に接続されている。ワイパスイッチ４２がオンされると、制御装置４１は電源からの電力を駆動電流としてワイパモータ１５に供給し、ワイパモータ１５の作動を制御する。

ワイパモータ１５のアーマチュア軸１７ａにはセンサマグネット４３が固定されており、このセンサマグネット４３に対向してギヤケース１８ａの内部には一対のホール素子（ホールＩＣ）４４ａ，４４ｂが配置されている。センサマグネット４３は周方向に複数の磁極が着磁されたリング状の多極着磁磁石となっており、アーマチュア軸１７ａが回転すると各ホール素子４４ａ，４４ｂはアーマチュア軸１７ａの回転速度に反比例した周期のパルス信号を出力するようになっている。一対のホール素子４４ａ，４４ｂは互いに位相を９０度ずらして配置されており、各ホール素子４４ａ，４４ｂの出力するパルス信号は互いに位相が９０度ずれるようになっている。

各ホール素子４４ａ，４４ｂはそれぞれ制御装置４１に接続されており、各ホール素子４４ａ，４４ｂから出力されたパルス信号はそれぞれ制御装置４１に入力されるようになっている。制御装置４１は、各ホール素子４４ａ，４４ｂから入力されるパルス信号の当該入力順序により、アーマチュア軸１７ａの回転方向つまりワイパアーム１６の移動方向を認識することができるようになっている。また、制御装置４１は、基準位置（例えばワイパアーム１６が停止位置にあるとき）を基点として、アーマチュア軸１７ａが正転したときにはホール素子４４ａ，４４ｂから入力されたパルス信号を積算し、アーマチュア軸１７ａが逆転したときにはホール素子４４ａ，４４ｂから入力されたパルス信号を減算することにより、アーマチュア軸１７ａの回転角度つまりワイパアーム１６の位置を認識できるようになっている。

ワイパスイッチ４２がオンされてワイパスイッチ４２から制御装置４１に作動信号が入力されると、これをトリガーとして制御装置４１はパルス信号により認識されたワイパアーム１６の移動方向と位置とに基づいてワイパモータ１５の作動制御を開始する。当該作動制御においては、制御装置４１は、まずワイパアーム１６を停止位置から上反転位置にまで移動させるようにワイパモータ１５を作動させ、次いでワイパアーム１６が上反転位置に達したと認識するとワイパモータ１５の作動方向を逆転させてワイパアーム１６を上反転位置から下反転位置に向けて移動させ、ワイパアームが下反転位置に達したと認識すると再度ワイパモータ１５の作動方向を逆転させてワイパアーム１６を下反転位置から上反転位置に向けて移動させるようにワイパモータ１５を制御する。そして、これを繰り返すことにより、ワイパアーム１６を払拭範囲１３ａで揺動させるようにワイパモータ１５の作動を制御する。

一方、ワイパスイッチ４２がオフされてワイパスイッチ４２から制御装置４１に停止信号が入力されると、制御装置４１は下反転位置に達したワイパアーム１６を下反転位置よりも下方の停止位置に向けて移動させるようにワイパモータ１５の作動を制御する。そして、下反転位置から停止位置に向けて移動するワイパアーム１６がリフター部材３１の当接部３１ｃに当接すると、制御装置４１は後述する停止制御を行うことになる。

下反転位置から停止位置に向けて移動するワイパアーム１６がリフター部材３１の当接部３１ｃに当接したことを検出するために、制御装置４１とワイパモータ１５との間には電流計５１が設けられている。

この電流計５１は制御装置４１からワイパモータ１５に供給される駆動電流の電流値を検出するようになっており、その検出値は検出信号として制御装置４１に入力されるようになっている。電流計５１から検出値が入力されると、制御装置４１は、予め実験等により設定された所定の閾値つまり当接判定値と入力された検出値とを比較し、この検出値が当接判定値以上となったときに、ワイパアーム１６がリフター部材３１の当接部３１ｃに当接したことを検出する。つまり、制御装置４１は、下反転位置から停止位置に向けて移動するワイパアーム１６がリフター部材３１の当接部３１ｃに当接し、ワイパモータ１５にロック電流が流れたときに、ワイパアーム１６が当接部３１ｃに当接したことを検出するようになっている。このように、制御装置４１は当接検出手段としての機能を有している。

なお、本実施の形態においては、電流計５１から入力される検出値を制御装置４１において当接判定値と比較し、制御装置４１によりワイパアーム１６がリフター部材３１の当接部３１ｃに当接したことを検出するようにしているが、これに限らず、例えば電流計５１により検出した電流値と当接判定値との比較を電流計５１の側で行い、当該電流値が当接判定値以上となったときに電流計５１によりワイパアーム１６とリフター部材３１の当接部３１ｃとの当接を検出するようにしてもよい。この場合、ワイパアーム１６とリフター部材３１の当接部３１ｃとの当接を検出した旨の信号が電流計５１から制御装置４１に入力される。

また、停止位置に設けたリミットスイッチ等によりワイパアーム１６の当接部３１ｃとの当接を検出するなど、他の方法によりワイパアーム１６の当接部３１ｃとの当接を検出するようにしてもよい。

このリヤワイパ装置１４では、停止位置にあるワイパアーム１６を確実にリフター部材３１の当接部３１ｃに当接させて車両１１の走行時等にワイパアーム１６が当接部３１ｃに衝突して生じる異音を防止するために、下反転位置から停止位置に向けて移動するワイパアーム１６が当接部３１ｃに当接したことが検出されると、制御装置４１はさらに停止制御を行ってからワイパアーム１６を停止位置に停止させるようになっている。

図４は図３に示す制御装置による停止制御の制御手順を示すフローチャート図である。

次に、制御装置４１により行われるワイパモータ１５の停止制御について図４に示すフローチャート図に基づいて説明する。

リヤワイパ装置１４が作動中つまりワイパブレード２２により払拭範囲１３ａが払拭されているときにワイパスイッチ４２がオフされると、制御装置４１に停止信号が入力される。ステップＳ１において制御装置４１がワイパスイッチ４２からの停止信号の入力を検出すると、ステップＳ２において制御装置４１はワイパアーム１６を下反転位置から停止位置に向けて移動させるようにワイパモータ１５を停止位置に向けて作動させる。

ワイパアーム１６が下反転位置から停止位置に向けて移動を開始すると、ステップＳ３において電流計５１によりロック電流が検出されたか否か、つまり、制御装置４１によりリフター部材３１の当接部３１ｃにワイパアーム１６が当接したことが検出されたか否かが判断される。

そして、ステップＳ３においてロック電流が検出された、つまり制御装置４１によりリフター部材３１の当接部３１ｃにワイパアーム１６が当接したことが検出されたと判断されると、ステップＳ４において、制御装置４１により、所定の押し付け量つまり所定の作動時間（押し付け時間）だけワイパモータ１５の作動が維持される。

所定の作動時間（押し付け時間）だけワイパモータ１５の作動が維持されると、次いで制御装置４１は、ステップＳ５において所定の戻し量つまり所定の作動時間（戻し時間）だけワイパモータ１５を逆方向に作動させる。そして、ワイパモータ１５を所定の作動時間だけ逆方向に作動させた後は、ステップＳ６において制御装置４１によりワイパモータ１５の作動が停止される。これにより、ワイパアーム１６は停止位置に停止し、停止制御は終了する。

つまり、このリヤワイパ装置１４では、制御装置４１は、下反転位置から停止位置に向けて移動するワイパアーム１６がリフター部材３１の当接部３１ｃに当接したときには、予め設定された所定の作動時間（押し付け時間）だけワイパモータ１５の作動を維持することにより、ワイパアーム１６をリフター部材３１の当接部３１ｃに確実に押し付けるようになっている。

一方、ワイパモータ１５の作動が維持されることによりワイパアーム１６がリフター部材３１の当接部３１ｃに押し付けられると、リフター部材３１から加えられる負荷によりワイパアーム１６に撓みが生じ、その状態のままリヤワイパ装置１４が停止状態に維持されると、ワイパアーム１６に変形等が生じるおそれがある。

そこで、このリヤワイパ装置１４では、所定の作動時間（押し付け時間）だけワイパモータ１５の作動が維持された後には、制御装置４１により予め設定された所定の作動時間（戻し時間）だけワイパモータ１５を逆方向に作動させるようにしている。これにより、リフター部材３１からワイパアーム１６に加えられる負荷が低減され、ワイパアーム１６の撓みが抑制される。

なお、停止制御の終了後においてもワイパアーム１６が確実にリフター部材３１の当接部３１ｃに当接した状態とするために、ワイパモータ１５を逆方向に作動させる所定の作動時間（戻し時間）は、ワイパアーム１６をリフター部材３１の当接部３１ｃに押し付けるための所定の作動時間（押し付け時間）と同一か当該作動時間（押し付け時間）より短く設定される。また、所定の作動時間（押し付け時間）と所定の作動時間（戻し時間）は、それぞれ実験等の結果に基づいて予め設定される。

このように、このリヤワイパ装置１４では、ワイパアーム１６がリフター部材３１の当接部３１ｃに当接した後に所定の作動時間（押し付け時間）だけワイパモータ１５の作動を維持し、次いで所定の作動時間（戻し時間）だけワイパモータ１５を逆方向に作動させるようにしたので、ワイパアーム１６をリフター部材３１の当接部３１ｃに確実に当接させた状態で停止位置に停止させることができる。したがって、リヤワイパ装置１４の停止時にワイパアーム１６とリフター部材３１の当接部３１ｃとの間に隙間が生じることを防止して、車両１１の走行時等にワイパアーム１６が当接部３１ｃに衝突して生じる異音を防止することができる。

また、このリヤワイパ装置１４では、所定の作動時間（押し付け時間）だけワイパモータ１５の作動を維持してワイパアーム１６を当接部３１ｃに押し付けた後には、所定の作動時間（戻し時間）だけワイパモータ１５を逆方向に作動させるようにしたので、リフター部材３１がワイパアーム１６に加える負荷を低減して、このリヤワイパ装置１４の耐久性を高めることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施の形態においては、車両１１のリヤウインドガラス１３を払拭するリヤワイパ装置１４に本発明を適用しているが、これに限らず、車両１１のウインドシールドガラス（フロントガラス）を払拭するワイパ装置等に本発明を適用してもよい。

また、前記実施の形態においては、停止制御におけるワイパモータ１５の押し付け量と戻し量を、それぞれワイパモータ１５の作動時間により設定するようにしているが、これに限らず、ワイパアーム１６がリフター部材３１の当接部３１ｃに当接した後に出力軸１５ａが予め設定された所定の回転角度（押し付け角度）だけ回転するまでワイパモータ１５の作動を維持し、次いで出力軸１５ａが予め設定された所定の回転角度（戻し角度）だけ逆方向に回転するまでワイパモータ１５を逆方向に作動させる、つまり停止制御におけるワイパモータ１５の押し付け量と戻し量をワイパモータ１５の出力軸１５ａの回転角度により設定するようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、制御装置４１はアーマチュア軸１７ａに固定されたセンサマグネット４３に対向配置される一対のホール素子４４ａ，４４ｂからのパルス信号に基づいてワイパアーム１６の位置を検出するようにしているが、これに限らず、例えばウォームホイル２１ｂに固定されるコンタクトプレートとギヤケース１８ａに固定される接点とによりワイパアーム１６の位置を検出したり、ＭＲセンサ等の他のセンサを用いてワイパアームの位置を検出したりするようにしてもよい。

１１ 車両
１２ バックドア
１２ａ アウターパネル
１３ リヤウインドガラス
１３ａ 払拭範囲
１４ リヤワイパ装置（車両用ワイパ装置）
１５ ワイパモータ
１５ａ 出力軸
１６ ワイパアーム
１７ モータ本体
１７ａ アーマチュア軸
１８ 減速機
１８ａ ギヤケース
２１ ウォームギヤ機構
２１ａ ウォーム
２１ｂ ウォームホイル
２２ ワイパブレード
３１ リフター部材
３１ａ 溝部
３１ｂ 案内面
３１ｃ 当接部
４１ 制御装置（制御手段）
４２ ワイパスイッチ
４３ センサマグネット
４４ａ，４４ｂ ホール素子
５１ 電流計

Claims (3)

1. 出力軸を備えたワイパモータと前記出力軸に固定されるワイパアームと前記ワイパモータの作動を制御する制御手段とを備え、前記出力軸の正逆回転により前記ワイパアームを下反転位置と上反転位置との間で往復動させるとともに停止時には前記ワイパアームを下反転位置よりも下方の停止位置に停止させる車両用ワイパ装置であって、
   前記ワイパアームが下反転位置から停止位置に向けて移動する際に前記ワイパアームをガラス面から離れる方向に案内する案内面と、前記ワイパアームが停止位置に達したときに該ワイパアームに当接する当接部とを備え、車体に固定されるリフター部材と、
   下反転位置から停止位置に向けて移動する前記ワイパアームが前記当接部に当接したことを検出する当接検出手段とを有し、
   制御手段は、前記当接検出手段により前記ワイパアームが前記リフター部材に当接したことが検出されたときに所定の押し付け量だけ前記ワイパモータの作動を維持し、前記ワイパモータが前記押し付け量だけ作動した後に所定の戻し量だけ前記ワイパモータを逆方向に作動させることを特徴とする車両用ワイパ装置。
2. 請求項１記載の車両用ワイパ装置において、前記押し付け量と前記戻し量は、それぞれ前記ワイパモータの作動時間により設定されることを特徴とする車両用ワイパ装置。
3. 請求項１記載の車両用ワイパ装置において、前記押し付け量と前記戻し量は、それぞれ前記出力軸の回転角度により設定されることを特徴とする車両用ワイパ装置。

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