JP2016175558A - 車両用ワイパ装置 - Google Patents

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【課題】雪溜りによる影響を受け難くする。【解決手段】車両用ワイパ装置10では、ワイパブレード14の下反転位置LPにおける雪溜まりをECU40が検知したときに、ワイパブレード14が下反転位置LPに対して回動方向他方側に回動される。このため、雪溜まりが下反転位置LPに対して回動方向他方側に押下げられる。これにより、ワイパブレード14の作動に対して雪溜りによる影響を受け難くできる。しかも、リンク機構18によってピボット軸16がワイパモータ32の出力軸34に連結されているため、ピボット軸16の回転トルクが、中間位置CPから下反転位置LP側へ向かうに従い高くなる傾向にある。このため、ピボット軸16の回転トルクが高くなる下反転位置LPにおいて、雪溜まりを下反転位置に対して回動方向他方側へ押下げることができる。これにより、ピボット軸16の回転トルクの特性を有効に活用して、雪溜まりを押下げることができる。【選択図】図1

Description

本発明は、車両用ワイパ装置に関する。
車両用ワイパ装置では、ワイパモータの出力軸を正逆回転制御することで、ワイパブレードを下反転位置と上反転位置との間で往復回動させるものがある(例えば、下記特許文献1参照)。
特許第4005256号公報
ところで、降雪時に車両用ワイパ装置を作動させると、ワイパブレードによって払拭された雪によって反転位置において雪溜まりが発生する。これにより、例えば、ワイパブレードに対して当該雪溜まりが干渉物となり、ワイパブレードの作動に影響を与える場合がある。このため、車両用ワイパ装置では雪溜りによる影響を受け難い構造にすることが望ましい。
本発明は、上記事実を考慮し、雪溜りによる影響を受け難くすることができる車両用ワイパ装置を提供することを目的とする。
本発明の車両用ワイパ装置は、ワイパモータの出力軸とピボット軸とを連結し、前記出力軸の回転力を前記ピボット軸に伝達するリンク機構と、基端部が前記ピボット軸に固定され、前記出力軸が回転することで下反転位置と該下反転位置に対して回動方向一方側に設定された上反転位置との間を往復回動するワイパアームと、前記ワイパアームの先端部に取り付けられ、前記ワイパアームと共に往復回動してウインドシールドガラスを払拭するワイパブレードと、前記出力軸を正逆回転制御して前記ワイパブレードを往復回動させ、前記ワイパブレードの下反転位置における雪溜まりを検知すると共に、当該雪溜まりを検知したときに前記下反転位置に対して回動方向他方側に設定された押下げ位置に前記ワイパブレードを回動させる制御部と、を備えている。
上記構成によれば、ワイパアームの基端部がピボット軸に固定されており、ピボット軸はリンク機構を介してワイパモータの出力軸に連結されている。一方、ワイパアームの先端部には、ワイパブレードが取り付けられている。そして、ワイパモータが制御部によって正逆回転制御されて、その出力軸が正逆回転し、ワイパアームがワイパブレードと共に下反転位置と該下反転位置に対して回動方向一方側に設定された上反転位置との間を往復回動する。これにより、ワイパブレードによってウインドシールドガラス上の雪等が払拭される。
ここで、車両用ワイパ装置は、ワイパブレードの下反転位置における雪溜まりを検知する制御部を備えている。そして、制御部が当該雪溜まりを検知したときに、制御部によってワイパブレードが下反転位置よりも回動方向他方側の押下げ位置に回動される。このため、雪溜まりが下反転位置よりも回動方向他方側へ押下げられる。これにより、下反転位置においてワイパブレードが雪溜りに干渉することが抑制される。したがって、ワイパブレードの作動において雪溜まりによる影響を受け難くすることができる。
しかも、ワイパアームの基端部を固定するピボット軸がリンク機構を介してワイパモータの出力軸に連結されている。そして、リンク機構を用いた車両用ワイパ装置では、通常ピボット軸の軸回りの回転トルクが、ワイパブレードの下反転位置と上反転位置との間の中間位置に比べて、ワイパブレードの下反転位置及び上反転位置の方が高くなる特性を有するように設定されている。このため、ピボット軸の回転トルクが高くなる下反転位置において、雪溜まりを下反転位置に対して回動方向他方側へ押下げることができる。これにより、リンク機構を用いたピボット軸の回転トルクの特性を有効に活用して、雪溜まりを下反転位置に対して回動方向他方側へ押下げることができる。
本発明の車両用ワイパ装置は、前記ワイパブレードの回動位置を検出する位置検出部と、外気温度を検出する温度検出部と、前記ワイパブレードの前記下反転位置における前記ワイパモータの電流値を検出する電流検出部と、を備え、外気温度が所定温度以下で且つ前記ワイパモータの電流値が所定値以上であるときに前記制御部が前記雪溜まりを検知する。
上記構成によれば、ワイパブレードの回動位置が位置検出部によって検出され、外気温度が温度検出部によって検出され、ワイパブレードの下反転位置におけるワイパモータの電流値が電流検出部によって検出される。そして、外気温度が所定温度以下であり且つワイパブレードの下反転位置におけるワイパモータの電流値が所定値以上であるときに、制御部が雪溜まりを検知する。これにより、ワイパブレードの下反転位置における雪溜まりを簡易な構成によって検出できる。
本発明の車両用ワイパ装置は、前記ワイパブレードが連続して前記押下げ位置へ所定回数回動された場合には、前記下反転位置と前記上反転位置との間で前記ワイパブレードを往復回動させるように、前記制御部が前記出力軸を正逆回転制御する。
上記構成によれば、下反転位置から押下げ位置へのワイパブレードの連続回動回数を制限することができる。これにより、高負荷状態でワイパモータが使用される回数が制限されるため、例えば、車両用ワイパ装置の耐久性を向上することができると共に、信頼性を高くすることができる。
本実施の形態に係る車両用ワイパ装置の全体を示す模式的な概略図である。 図1に示されるECUを示すブロック図である。 図1に示されるワイパブレードの下反転位置におけるECUの回動制御を説明するためのフローチャートである。 図1に示されるピボット軸の回転トルクを説明するためのグラフである。
以下、図面を用いて本実施の形態に係る車両用ワイパ装置10について説明する。図1には、車両用ワイパ装置10が模式的な概略図で示されている。この図に示されるように、車両用ワイパ装置10は、ワイパアーム12と、ワイパアーム12の先端部に連結されたワイパブレード14と、を備えている。また、ワイパアーム12の基端部が、車両に設けられたピボット軸16に固定されており、ピボット軸16はリンク機構18(リンクロッド20)を介してワイパモータ30に連結されている。
そして、ワイパモータ30が駆動することで、ワイパアーム12(ワイパブレード14)がピボット軸16の軸回りに往復回動(図1の矢印A及び矢印Bを参照)して、車両のウインドシールドガラスWGの払拭面がワイパブレード14によって往復払拭されるようになっている。具体的には、ワイパモータ30が駆動する前の状態では、ワイパアーム12(ワイパブレード14)が停止位置SPに配置されている。そして、ワイパモータ30が駆動すると、ワイパアーム12(ワイパブレード14)は、回動方向一方側(図1の矢印A方向)に回動されると共に、上反転位置UPにおいて反転される。また、ワイパアーム12(ワイパブレード14)が、上反転位置UPから回動方向他方側(図1の矢印B方向)に回動されると共に、下反転位置LPにおいて反転される。なお、上反転位置UP及び下反転位置LPのそれぞれの位置から略等距離に設定された位置を中間位置CPという。以下、各構成について説明する。
ワイパモータ30は、モータ本体32と、モータ本体32の駆動力を出力するための出力軸34と、を有している。この出力軸34は、モータ本体32の軸方向(図1の矢印C方向及び矢印D方向)に対して直交する方向を軸方向として配置されている。また、出力軸34は、ウォーム減速機などの減速機構を介してモータ本体32の回転軸に連結されており、モータ本体32の回転軸の回転が減速機構によって減速されて出力軸34によって出力されるようになっている。また、出力軸34の先端部には、クランクアーム36が固定されており、クランクアーム36は出力軸34の径方向外側へ延出されている。そして、ワイパモータ30の作動時には、クランクアーム36が出力軸34の軸回りに180°未満の範囲で往復回動するようになっている。
また、ワイパモータ30は、後述するECU40に電気的に接続されており、ECU40の制御によってワイパモータ30が駆動制御されるように構成されている。具体的には、ワイパモータ30の出力軸34が正逆回転するようにワイパモータ30がECU40によって駆動制御されて、ワイパアーム12(ワイパブレード14)が下反転位置LPと上反転位置UPとの間を往復回動するようになっている。
リンク機構18は、ワイパモータ30の駆動力をピボット軸16へ伝達するための機構とされている。このリンク機構18は、リンクロッド20と、一端部がピボット軸16の基端部に一体回動可能に連結されたレバー22と、を含んで構成されている。
リンクロッド20は、略長尺状のパイプ材によって製作されて、モータ本体32の略軸方向に延在されている。そして、リンクロッド20の長手方向一端部が、ボールジョイント24によってクランクアーム36の他端部に転動可能に駆動連結されており、リンクロッド20の長手方向他端部がボールジョイント26によってレバー22の他端部に転動可能に駆動連結されている。このため、ワイパモータ30とピボット軸16とがリンクロッド20及びレバー22によって連結されて、ワイパモータ30の駆動力がピボット軸16に伝達されるようになっている。これにより、ワイパモータ30が駆動すると、ピボット軸16が自身の軸心回りに往復回転されて、ワイパアーム12(ワイパブレード14)が下反転位置LPと上反転位置UPとの間を往復回動するようになっている。
また、図2に示されるように、車両用ワイパ装置10は、ワイパモータ30の出力軸34の回転を制御する「制御部」としてのECU40を備えており、ECU40には、位置検出部42、温度検出部44、及び電流検出部46がそれぞれ電気的に接続されている。以下、初めに位置検出部42、温度検出部44、及び電流検出部46について説明し、次いでECU40について説明する。
位置検出部42は、ワイパモータ30に設けられた位置検出センサとして構成されている。この位置検出センサは、ワイパモータ30の減速機構におけるウォームホイールと一体回転されるセンサマグネットと、当該センサマグネットの磁極の変化を検出する磁気センサ(例えば、磁気抵抗素子やホールIC等)、を含んで構成されている。そして、位置検出部42は、センサマグネットの磁極の変化による信号レベルによって、クランクアーム36に対応したワイパアーム12(ワイパブレード14)の位置を検出して、ワイパアーム12(ワイパブレード14)の位置に応じた信号をECU40に出力するようになっている。
温度検出部44は、温度センサによって構成されて、車体に取り付けられている。そして、温度検出部44が、外気温度を検出し、検出した信号をECU40へ出力するようになっている。
電流検出部46は、ワイパモータ30に設けられ、例えば抵抗等によって構成されている。そして、電流検出部46は、ワイパモータ30のアーマチャを構成する巻線に流れる駆動電流を検出して、検出した駆動電流に応じた信号をECU40に出力するようになっている。
ECU40は、位置検出部42、温度検出部44、及び電流検出部46から出力される信号に基づいて、ワイパモータ30の出力軸34の回転を制御するようになっている。具体的には、ECU40に接続されたワイパスイッチ(図示省略)が操作されると、ECU40の制御により、ワイパモータ30の出力軸34が正転方向に回転される。これにより、ワイパアーム12(ワイパブレード14)が、停止位置SPから回動方向一方側へ回動される。そして、ECU40は、位置検出部42からの出力信号に基づいて、ワイパモータ30の出力軸34を正逆回転させて、ワイパブレード14が上反転位置UPと下反転位置LPとの間を往復回動される。
また、ECU40は、温度検出部44及び電流検出部46からの出力信号に基づいて、ワイパブレード14の下反転位置LPにおいて雪溜まりが生じたことを検知するようになっている。具体的には、温度検出部44から出力される信号によって外気温度が所定温度以下の寒冷環境にあり、電流検出部46から出力される信号によってワイパモータ30の駆動電流が所定値以上(下反転位置LPにおける所定の高負荷状態)である場合には、ワイパブレード14の下反転位置LPにおいて雪溜まりが生じているとしてECU40が検知するようになっている。
そして、ワイパブレード14の下反転位置LPにおいて雪溜まりが生じたことをECU40が検知した場合には、ワイパブレード14がECU40の制御によって以下のように回動するようになっている。すなわち、ワイパブレード14が、下反転位置LPより回動方向他方側へ回動され、下反転位置LPより回動方向他方側の位置で反転されるようになっている。そして、この反転位置が押下げ位置PPとされており、本実施の形態では、押下げ位置PPが停止位置SPと同じ位置に設定されている。
また、ECU40はメモリ48(記憶部)を有しており、ワイパブレード14が下反転位置LPから押下げ位置PPへ連続して回動した回数をメモリ48に記憶するようになっている。そして、ワイパブレード14が押下げ位置PPへ連続して所定回数回動された場合には、ワイパアーム12の押下げ位置PPへの押下げ動作を停止するようになっている。すなわち、ワイパアーム12が下反転位置LPから回動方向他方側へ回動されないようになっている。
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
上記のように構成された車両用ワイパ装置10では、ワイパモータ30がECU40の制御によって正逆回転されるようになっている。また、ワイパモータ30の出力軸34は、リンク機構18を介してピボット軸16に駆動連結されており、ピボット軸16にワイパアーム12の基端部が固定されている。このため、ワイパスイッチが操作されてワイパモータ30が駆動すると、ワイパモータ30の出力軸34が正逆回転して、ワイパアーム12(ワイパブレード14)が下反転位置LPと上反転位置UPとの間を往復回動される。これにより、ウインドシールドガラスWGの払拭面上の雨滴や雪等がワイパブレード14によって払拭される。
次に、降雪時に車両用ワイパ装置10を作動させたときのワイパアーム12(ワイパブレード14)の下反転位置LPにおける反転回動動作について、図3に示されるフローチャートを用いて説明する。
初めに、ステップ100において、ECU40は、位置検出部42からの出力信号に基づいて、上反転位置UPから回動方向他方側へ回動されるワイパブレード14が下反転位置LPに到達したか否かを判定する。ワイパブレード14が下反転位置LPに到達していない場合には、ワイパブレード14の回動方向他方側(下反転位置LP側)への回動を継続するように、ワイパモータ30の出力軸34が逆転方向へ回転される。一方、ワイパブレード14が下反転位置LPに到達したと判定すると、ステップ102に移行する。
ステップ102では、ECU40が、温度検出部44からの出力信号に基づいて、外気温度が所定温度以下であるのか否かを判定する。外気温度が所定温度よりも高い場合には、ECU40は、降雪していない(寒冷環境でない)と判断し、ワイパブレード14を下反転位置LPにおいて反転させて回動方向一方側へ回動させる。一方、外気温度が所定温度以下である(寒冷環境である)とECU40が判定すると、ステップ104に移行する。
ステップ104では、ECU40が、電流検出部46の出力信号に基づいて、ワイパモータ30の駆動電流が所定値以上であるのか否かを判定する。そして、ワイパモータ30の駆動電流が所定値よりも低い場合には、ECU40は、下反転位置LPにおいて雪溜まりが発生していないと判断し、ワイパブレード14を下反転位置LPにおいて反転させて回動方向一方側へ回動させる。一方、ワイパモータ30の駆動電流が所定値以上であるとECU40が判定すると、ステップ106に移行する。
ステップ106では、メモリ48に記憶されているワイパブレード14の押下げ位置PPへの連続回動回数Nに基づいて、ワイパブレード14が連続して押下げ位置PPへ所定回数回動されたか否かをECU40が判定する。
そして、メモリ48に記憶されている連続回動回数Nが所定回数未満の場合には、ECU40は、上反転位置UPから下反転位置LPに向けて払拭しているワイパブレード14を下反転位置LPからさらに押下げ位置PPへ回動させるようにワイパモータ30の出力軸34を逆転方向に回転させると共に、メモリ48に記憶されている連続回動回数NをN+1としてメモリ48に記憶する。
さらに、位置検出部42から出力信号に基づいて、ワイパブレード14が押下げ位置PPに到達したことをECU40が検知すると、ECU40は押下げ位置PPにおいてワイパブレード14を反転させるようにワイパモータ30の出力軸34を正転方向に回転させる。
一方、ステップ106において、メモリ48に記憶されている連続回動回数Nが所定回数に達した場合には、ワイパブレード14が連続して押下げ位置PPへ回動したとしてECU40は、ワイパブレード14を下反転位置において反転させて回動方向一方側へ回動させる。またこのときには、メモリ48に記憶されている連続回動回数Nをゼロにリセットする。
このように、本実施の形態の車両用ワイパ装置10によれば、ワイパブレード14の下反転位置LPにおける雪溜まりをECU40が検知したときに、ECU40の制御によってワイパアーム12(ワイパブレード14)が下反転位置LPよりもさらに回動方向他方側に回動される。このため、下反転位置LPにおける雪溜まりがワイパブレード14によって回動方向他方側に押下げられるため、ワイパブレード14の払拭作動において雪溜りによる影響を受け難くすることができる。
しかも、リンク機構18を介してワイパモータ30の出力軸34に連結されたピボット軸16にワイパアーム12の基端部が固定されている。つまり、ワイパモータ30の出力軸34の回転力がリンク機構18を介してピボット軸16に伝達されるようになっている。そして、図4に示されるように、リンク機構18を用いた車両用ワイパ装置10では、通常、出力軸34の回転力によって生じるピボット軸16の軸回りの回転トルクが、中間位置CPから回動方向一方側(上反転位置UP側)又は中間位置CPから回動方向他方側(下反転位置LP側)へ向かうに従い高くなる特性を有するように設定されている。なお、図4に示されるグラフでは、横軸がピボット軸16の回転角度であり、縦軸がピボット軸16の回転トルクである。
この点について説明する。すなわち、クランクアーム36の回動では、下反転位置LP(上反転位置UP)においてクランクアーム36が所定角度θ回転するときのモータ本体32の軸方向におけるリンクロッド20の移動量L1(図1参照)が、中間位置CPにおいてクランクアーム36が所定角度θ回転するときのモータ本体32の軸方向におけるリンクロッド20の移動量L2(図1参照)に比べて、小さくなる。換言すると、下反転位置LP(上反転位置UP)及び中間位置CPにおいてクランクアーム36の回動角度が同じ角度でも、モータ本体32の軸方向におけるリンクロッド20の移動量は、下反転位置LP(上反転位置UP)に比べて中間位置CPの方が大きくなる。このため、ピボット軸16の軸回りの回転トルクが、中間位置CPから回動方向一方側(上反転位置UP側)又は中間位置CPから回動方向他方側(下反転位置LP側)へ向かうに従い高くなる特性を有している。これを利用して、ピボット軸16の回転トルクが高くなる下反転位置LPにおいて、雪溜まりをワイパブレード14によって下反転位置に対して回動方向他方側へ力強く押下げることができる。したがって、リンク機構18を用いた車両用ワイパ装置10において、ピボット軸16の回転トルクの特性を有効に活用して、雪溜まりを下反転位置LPに対して回動方向他方側へ押下げることができる。
また、温度検出部44によって検出された外気温度及び電流検出部46によって検出されたワイパモータ30の駆動電流によって、ECU40が雪溜りを検知するようになっている。これにより、ワイパブレード14の下反転位置LPにおける雪溜まりを簡易な構成で検出することができる。
また、本実施の形態では、ワイパブレード14が連続して押下げ位置PPへ所定回数回動された場合には、ECU40は、ワイパブレード14を下反転位置LPにおいて反転させて回動方向一方側へ回動させる。このため、下反転位置LPから押下げ位置PPへワイパブレード14が連続して回動される回数を制限することができる。つまり、高負荷状態でワイパモータ30が使用される回数を制限することができる。その結果、車両用ワイパ装置10の耐久性を向上することができると共に、信頼性を高くすることができる。
なお、本実施の形態では、押下げ位置PPが停止位置SPと一致するように設定されているが、押下げ位置PPを停止位置SPと下反転位置LPとの間の位置に設定してもよい。
また、本実施の形態では、下反転位置LPにおいてECU40が雪溜りを検知したときにワイパブレード14を下反転位置LPからさらに押下げ位置PPへ回動させるように構成されているが、上反転位置UPにおける雪溜りをECU40が検知して、ワイパブレード14を上反転位置UPから回動方向一方側へ回動させるように構成してもよい。すなわち、外気温度が所定温度以下であり、上反転位置におけるワイパモータ30の駆動電流が所定値以上である場合には、ワイパブレード14を上反転位置UPから回動方向一方側へ回動させるように構成してもよい。これにより、車両のAピラー(フロントピラー)とワイパブレード14との間に溜まった雪を掻き出すことができる。
10・・・車両用ワイパ装置、12・・・ワイパアーム、14・・・ワイパブレード、16・・・ピボット軸、18・・・リンク機構、30・・・ワイパモータ、34・・・出力軸、40・・・ECU(制御部)、42・・・位置検出部、44・・・温度検出部、46・・・電流検出部、WG・・・ウインドシールドガラス

Claims (3)

  1. ワイパモータの出力軸とピボット軸とを連結し、前記出力軸の回転力を前記ピボット軸に伝達するリンク機構と、
    基端部が前記ピボット軸に固定され、前記出力軸が回転することで下反転位置と該下反転位置に対して回動方向一方側に設定された上反転位置との間を往復回動するワイパアームと、
    前記ワイパアームの先端部に取り付けられ、前記ワイパアームと共に往復回動してウインドシールドガラスを払拭するワイパブレードと、
    前記出力軸を正逆回転制御して前記ワイパブレードを往復回動させ、前記ワイパブレードの下反転位置における雪溜まりを検知すると共に、当該雪溜まりを検知したときに前記下反転位置に対して回動方向他方側に設定された押下げ位置に前記ワイパブレードを回動させる制御部と、
    を備えた車両用ワイパ装置。
  2. 前記ワイパブレードの回動位置を検出する位置検出部と、
    外気温度を検出する温度検出部と、
    前記ワイパブレードの前記下反転位置における前記ワイパモータの電流値を検出する電流検出部と、
    を備え、
    外気温度が所定温度以下で且つ前記ワイパモータの電流値が所定値以上であるときに前記制御部が前記雪溜まりを検知する請求項1に記載の車両用ワイパ装置。
  3. 前記ワイパブレードが連続して前記押下げ位置へ所定回数回動された場合には、前記下反転位置と前記上反転位置との間で前記ワイパブレードを往復回動させるように、前記制御部が前記出力軸を正逆回転制御する請求項1又は請求項2に記載の車両用ワイパ装置。
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