JP2017206235A - 車両ウインドスクリーンワイパー発熱体 - Google Patents

Abstract

【課題】ウインドスクリーンワイパーの恒久的な加熱がもたらされ、ホットスポット、短絡、ワイパーの物理的損傷、及び、最悪の場合には出火を引き起こし得る潜在的なリスクを回避できるウインドスクリーンワイパー発熱体。
【解決手段】電気加熱導体回路１２０とその回路の支持体１１８とを含み、回路が少なくとも１つのループ１２２を含み、該ループの端部が電力供給端子１２６，１２８に接続される、車両用、特に自動車両用のウインドスクリーンワイパー発熱体であって、前記少なくとも１つのループは、そのループの導体の断面及び／又は材料がループの残りの部分の導体の断面及び／又は材料とは異なる少なくとも１つの可溶融部Ｆ１，Ｆ２を含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用、特に自動車両用のウインドスクリーンワイパー発熱体、及び、その発熱体を含む車両ウインドスクリーンワイパーに関する。

自動車両ウインドスクリーンワイパーを加熱して特に冬季に除氷することは知られている。ワイパーがウインドスクリーンウォッシャー液を分配するための内部チャネルを含む場合、ワイパーを加熱することによって、液体が車両のウインドスクリーンに吹き付けられる前に液体を加熱することもでき、それにより、ウインドスクリーンの除氷が容易になり、したがって、手動アイススクレーパーの使用を避けることができる。

「フラットワイパー」タイプのウインドスクリーンワイパーは、一般に、ドライバーの視野から水を排出するために車両のウインドスクリーンに擦り付くようになっている、一般にゴムから形成されるブレードを支持する縦方向本体を含む。ワイパーは、ウインドスクリーンに対するブレードの当て付けを促すために、ブレードに曲率を付与する少なくとも１つの縦方向スパインを更に含む。ワイパーは、角度のある往復動作を成してモータにより駆動されるアームによって支持される。ワイパーをアームに接続する手段は、一般に、本体に締結されるコレクタと、本体に関節結合されてアームの一端に固定されるアダプタとを含む。

現在の技術水準において、ウインドスクリーンワイパーを加熱するための手段は、一般に、加熱電気導体を含む。

ワイパーのスパインに加熱手段を設けることが既に提案されてきており、加熱手段は、スパインに貼り付けられて固着されるとともに加熱電気導体回路又はトラックを含むフィルムの形態を成す。現在の技術水準では、回路の導体がループを形成し、該ループの端部が電力供給端子に接続される。

トップレンジ車両の場合、ウインドスクリーンワイパー加熱機能は、一般に、車両の電子機器及び電気回路によって直接に制御されて保護される。これは、車両の電気的構造を設計することに関して特定の統合を上流側で必要とし、したがって、特定のコストをもたらす。

ミッドレンジ車両又はそれよりもグレードが低い車両の場合、一部の顧客は、車両の他の機能に機能低下モード（例えば、誤った情報、外部温度センサ又は車速センサの故障）で影響を及ぼさないように、車両の構造を変更することを望まず、加熱ワイパーに保護を直接に組み込むことを求める。

加熱機能は、一般に、それが分配チャネル、ワイパーをアームに接続する手段、或いは更には、ウインドスクリーンと接触するブレードを意味するかどうかにかかわらず、ワイパーの全体的な除氷を確保するために、＋５℃の外部温度未満で起動される。低下モードでは（例えば、車外温度センサ又は車速センサが機能しなくなる場合―例えば、車両は停止されるが、センサは車両が動いていることを示す場合には）、結果として、＋５℃を超えて、場合により周囲温度が＋３０℃を越える夏季においてワイパーの恒久的な加熱がもたらされ、ホットスポット、短絡、ワイパーの物理的損傷、及び、最悪の場合には出火を引き起こし得る潜在的なリスクを伴う。

本発明は、従来技術のこの問題に対する簡単で、効果的で、経済的な解決策を提案する。

本発明は、電気加熱導体回路とその回路の支持体とを含み、回路が少なくとも１つのループを含み、該ループの端部が電力供給端子に接続される、車両用、特に自動車両用のウインドスクリーンワイパー発熱体であって、前記少なくとも１つのループは、そのループの導体の断面及び／又は材料がループの残りの部分の導体の断面及び／又は材料とは異なる少なくとも１つの可溶融部を含むことを特徴とするウインドスクリーンワイパー発熱体を提案する。

顧客にとって不可欠なワイパー、したがって拭き取り機能の損傷を防止する車両の電気・電子回路を保護することを目的として、本発明は、上記リスクを回避できるようにする可溶融機能をワイパーの発熱体に組み込むことを提案する。発熱体の可溶融機能が起動されれば、ワイパーは、依然として任意的にとどまるその加熱機能を失うとともに、法的要件であるその拭き取り機能を保持する。この機能の損失は一時的又は恒久的であってもよい。

この解決策の利点は、例えば蝋付けなどの複雑な作業を必要とする場合がある例えばバイメタルストリップ等を使用する他の熱保護解決策、特に可逆的な解決策と比べた、そのコンパクトさ及び組み込みの容易さである。

本発明の一の実施形態によれば、可溶融機能は、導体（加熱トラックなど）の断面を変更する、特に減少させることによってもたらされる。導体の断面の制限は、過熱の影響をより受け易いとともに、機能を譲り、それにより、ワイパーの加熱機能を作用させないようになっている可溶融部をもたらす。

変形例において、可溶融機能は、ループの残りの部分とは異なる材料によってもたらされ、この材料は、一般的には金属又は金属合金である。当然ながら、本発明の様々な実施形態及び変形を組み合わせることができる。

本発明に係る発熱体は、以下の特徴のうちの１つ以上を別々に又は組み合わせて有してもよい。
−前記少なくとも１つの可溶融部は、少なくとも１つの横方向寸法、例えば幅及び／又は厚さを有し、該幅及び／又は厚さは、ループの残りの部分の導体の幅及び／又は厚さとは異なる、
−前記少なくとも１つの可溶融部は、それが所定の温度に晒される場合に溶融するようになっている材料から形成される、
−前記少なくとも１つの可溶融部は、それが晒される温度に応じてその抵抗が変化する、特に増大する材料から形成され、温度が上昇するにつれてその抵抗が増大し得る、
−ループの少なくとも前記残りの部分は、銅、銅−ニッケル合金、真鍮（ＣｕＺｎ）、又は、アルミニウムなどの金属から形成される、
−前記支持体が長尺な形状と略平坦な縦方向表面とを有し、前記端子が前記表面上に支持体の縦方向端部から距離を隔てて位置される、
−前記端子は、例えば支持体の縦方向端部の一方から測定して、支持体の長さの３０〜７０％を越えて向こう側へ延在する支持体の略中央領域に位置される、
−発熱体は、端子から支持体の縦方向端部の一方へ向けて延在する第１のループと、端子から支持体の反対側の端部へ向けて延在する第２のループとを含み、或いは、１つのループのみであってもよい、
−ループのうちの少なくとも１つがＵ又はＷの一般的な形状を有する、
−ループのうちの少なくとも１つが波形状を含む、
−支持体は、ウインドスクリーンワイパーに曲率を与えるためのスパインである。

また、本発明は、前述した発熱体を含む、車両用、特に自動車両用のウインドスクリーンワイパーに関する。発熱体は、曲率を与えるためのスパインを形成することが好ましい。

ワイパーは、ワイパーの駆動アームに接続するための手段を含んでもよい。これらの接続手段は、発熱体回路の端子に電気的に接続する手段を含んでもよい。

非限定的な例として与えられる以下の説明を読むとともに、添付図面を参照すると、本発明をより良く理解できるとともに、本発明の他の詳細、特徴、及び、利点が明らかになる。

自動車両ウインドスクリーンワイパーの分解斜視図である。 本発明に係る発熱体を示す図である。 本発明に係る発熱体の変形実施形態を示す図である。

図は本発明を実施する要件に関して本発明を詳しく示すが、勿論、前記図が必要に応じて本発明をより良く規定するために使用できることに留意すべきである。

以下の説明において、縦及び横という用語は、本発明に係るウインドスクリーンワイパーの方向性を示す。縦方向はワイパーの主軸に対応し、この主軸に沿ってワイパーが延在し、また、横方向は、併存する直線状の線分、すなわち、縦方向と交差する、特にワイパーの回転平面内でワイパーの縦軸に対して垂直な直線状の線分に対応する。縦方向において、上又は下という用語は、ワイパーがワイパー支持アームに固定されるポイントに言及され、内側という用語は、アームとワイパーの半分とが延在する部分に対応する。

図１は、自動車両ウインドスクリーンワイパー１０及びそのワイパー１０を駆動させるアーム１２を示し、そのアーム１２は、部分的に表されるとともに、ウインドスクリーンを覆う水及び場合により他の望ましくない要素を立ち退かせることができるようにする角度のある往復動作をワイパーが行なうようにモータにより駆動されるようになっている。

ここで、ワイパー１０は、縦方向本体１４と、一般にゴムから形成されるブレード１６と、ウインドスクリーンに対する前記ブレードの当て付けを改善するべくブレード１６に曲率を与える少なくとも１つのスパイン１８とを含む。

ワイパー１０の本体１４は、ワイパーの動作を向上させるようになっている上側スポイラー２０を含み、このスポイラー２０の目的は、ウインドスクリーンに作用するワイパーの圧力を増大させること、したがってシステムの空気力学的性能を向上させることである。

ワイパー１０は、ブレード１６及びスパイン１８を本体に取り付けるためのエンドピース又はクリップ２２を更に含み、これらのクリップ２２は、本体１４の縦方向の両端部に位置される。

ここでは、ワイパーの本体１４は、実質的に端と端を接して配置されるとともに中間コネクタ２４によって互いに接続される２つの独立した部分を成して形成される。

ワイパー１０は、それをアーム１２に装着するために、コネクタ２４に装着されるとともにアーム１２に対するワイパー１０の関節結合を可能にするアダプタ２６を含む。アーム１２に対するワイパー１０の関節結合は、ワイパー１０の縦軸に対して垂直な回転軸Ｙ周りの回転動作に係る関節結合である。ワイパー１０は、実際には、ワイパー１０がウインドスクリーンの曲率に従うことができるようにするために、アーム１２に対する回転において、より具体的にはアーム１２の端部２８に対する回転において少なくとも１つの自由度を有さなければならない。

本発明は、特に、電気加熱導体回路又はトラックとその回路のための支持体とを含む発熱体を含むタイプのウインドスクリーンワイパーに関する。

本発明の一の実施形態によれば、支持体がウインドスクリーンワイパーのスパインである。典型的なスパインは、金属から形成されるとともに、長尺な形状を有する。スパインは、一般に、ほぼ長方形形状の断面を有するとともに、上端及び下端にそれぞれ２つの略平行な平面を備える。

図２及び図３は、本発明の２つの変形実施形態を示す。これらの図のそれぞれはスパイン１１８，２１８を示し、該スパインの前述の平面のうちの一方が加熱電気導体回路１２０，２２０によって覆われる。

導体は、一般に、ステンレス鋼から形成され、又は、銅、ニッケル、アルミニウムなどをベースにした合金（キュプロニッケル、真鍮など）から形成される。

図示の例において、各回路１２０，２２０は、２つのループ１２２，１２４（図２），２２２，２２４（図３）と、これらのループに電力を供給するための２つの端子１２６，１２８（図２），２２６，２２８（図３）とを備える。この目的を達成するために、各ループ１２２，１２４，２２２，２２４の２つの端部がそれぞれの２つの端子１２６，１２８，２２６，２２８に接続される。より正確には、プラス端子１２６，２２６が各ループ１２２，１２４，２２２，２２４の第１の端部に接続され、また、マイナス端子１２８，２２８が各ループの反対側の端部に接続される。

或いは、各回路が単一のループを備えてもよい。この場合、プラス端子は、加熱回路の一端の所まで延在した後に他端へと戻ってマイナス端子へと至るループに接続される。２つの平行なループを伴う加熱回路の前述した状況では、下端ループ及び上端ループが存在するとともに、それぞれのループがプラス端子及びマイナス端子に接続される。

図２及び図３において分かるように、スパイン１１８，２１８は長さＬを有し、また、端子１２６，１２８，２２６，２２８は、スパインの縦方向端部から距離を隔ててそのほぼ中央領域Ｚに位置される。ここで、これらの端子は、スパインの一方の縦方向端部から測定される場合にはスパインの長さの約５０〜６０％（したがって、スパインの反対側の端部から測定される場合には約４０〜５０％）を越えて向こう側へ延在する領域Ｚに位置される。

この領域Ｚは、ウインドスクリーンワイパーコネクタのスパイン１１８，２１８上の位置に対応してもよい。実際に、コネクタは、装着位置でスパインの回路の端子１２６，１２８，２２６，２２８と接触するようになっている電気接続手段を含んでもよい。或いは、コネクタは、端子と接続手段との間の電気接続部が中心から外れた状態でスパインの中心に位置されてもよい（例えば、全体のサイズのため）。

ループ１２２，２２２は、スパイン１１８，２２８の長さの第１の縦方向部分Ｌ１にわたって端子とその縦方向部分の自由端との間で延在する。ループ１２４，２２４は、スパイン１１８，２２８の長さの第２の縦方向部分Ｌ２にわたって端子とその縦方向部分の自由端との間で延在する。

ここで、ループ１２２，１２４，２２４は、Ｗ形状を有するとともに、スパインのそれぞれの縦方向縁部に沿うこれと平行な２つの直線ｄ１を含み、これらの直線ｄ１は、それぞれの端子１２６，１２８，２２６，２２８に接続される第１の端部と、曲げられて前述の直線ｄ１間で延在する２つの直線ｄ３のそれぞれの第１の端部に接続される反対側の端部ｄ２とを有する。直線ｄ３の反対側の端部ｄ４は、互いに接続されて、略Ｕ形状であるものを形成する。

図３では、ループ２２２が異なる形状を有するとともに波形状を含むことに留意されたい。より正確には、ループ２２２は、スパインの一方の縦方向縁部に沿う第１の波線ｅ１を含み、該波線の一端部は端子２２６に接続され、この線ｅ１の反対側の端部ｅ２は、曲げられて、スパインの他方の縦方向縁部に沿う別の波線のそれぞれの第１の端部ｅ３に接続され、この別の波線の反対側の端部が端子２２８に接続される。

或いは、導体のループは、互いに直列に接続される複数の直線状の平行線を含むことができる。各ループは、例えば、複数の連続するＷ形状部分を含むＷＷＷ型であってもよい。

スパイン１１８，２１８のループは、異なってもよく、例えば、スパインの２つの縦方向部分で散逸される電力が異なるように構成されてもよい。

少なくとも１つのループ１２２，１２４，２２２，２２４、好ましくはそれらの全ては、ループの導体の断面及び／又は材料がループの残りの部分の導体のそれ又はそれらとは異なる少なくとも１つの可溶融部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を含む。

図２において、各ループ１２２，１２４は、そのループの残りの部分よりも小さい断面を有する少なくとも１つの可溶融部Ｆ１，Ｆ２を含む。ループ１２２の可溶融部Ｆ１はそれぞれ、ループ１２２の残りの部分の幅よりも小さい（スパインの平面内で測定される）幅を有する。ループ１２４の可溶融部Ｆ２は、ループ１２４の残りの部分の厚さよりも小さい厚さ（見えない−スパインの平面に対して垂直な平面内で測定される）を有する。

発熱体の加熱効果は、車両の温度センサ又は車両の速度のセンサに接続されるパルス幅変調（ＰＷＭ）電子回路によって制御されてもよい。センサが誤った情報（車両が停止時にどうやら１５０ｋｍ／ｈで移動している、夏場にゼロを下回る外部温度など）を生成する場合には、ＰＷＭ回路が不適切な電圧を引き起こす（例えば、車両が停止されるときに低電圧ではなく１６Ｖ）可能性があり、それにより、非常に大きな温度増大をもたらす。

電気導体の抵抗が式：Ｒ＝ρ・Ｌ／Ｓ（ρは抵抗率、Ｌは長さ、及び、Ｓは断面）により与えられるとともに、ジュール効果により散逸される電力が式Ｐ＝Ｒ・ｌ^２により与えられることは知られている。したがって、この散逸電力をＰ＝ρ・Ｌ・Ｓ・ｌ^２で表すことができる。したがって、導体の断面の減少が散逸電力の増大をもたらすことは明らかである。可溶融部Ｆ１，Ｆ２における導体の減少された断面は、前述の電圧の印加に起因するワイパーの過熱の場合にこの可溶融部が破損するように決定される。

ここでは、ヒューズが発熱体（抵抗回路）に直接に組み込まれるため、可溶融機能が「電気」タイプを成す。その目的は、過電流により引き起こされる温度上昇の影響による局所部Ｆ１，Ｆ２の溶融である。可溶融部が溶け、したがって、可溶融部が回路を開いて電流の流れを遮断するため、電気的な可溶融機能は不可逆的である。

１つ又は複数の機能Ｆ１，Ｆ２が対応するループの縦方向端部に位置されてもよい。ループ１２２は、その縦方向端部のそれぞれに、したがってスパイン１１８の自由端の位置に及び接続端子１２６，１２８の位置に可溶融機能Ｆ１を含む。ループ１２４は、スパイン１１８の自由端に可溶融機能Ｆ２を含む。

或いは、ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３がスパインの端部以外の場所にあってもよい。

図３では、ループ２２２が少なくとも１つの可溶融部Ｆ３を含み、該可溶融部Ｆ３の材料はループの残りの部分の材料とは異なる。

一の実施形態によれば、この材料は、例えばワイパーの過熱の際などにおいてそれが所定の温度に晒される場合に溶融するようになっている。前述の状況の場合と同様、この場合もヒューズＦ３は不可逆的である。

図示の例では、ループ２２２がスパイン２１８の自由端に可溶融機能Ｆ３を含む。

Claims (14)

1. 電気加熱導体回路（１２０，２２０）と前記回路の支持体（１１８，２１８）とを含み、前記回路が少なくとも１つのループ（１２２，２２２）を含み、前記ループの端部が電力供給端子（１２６，１２８，２２６，２２８）に接続される、車両用、特に自動車両用のウインドスクリーンワイパー発熱体であって、前記少なくとも１つのループは、前記ループの導体の断面及び／又は材料が前記ループの残りの部分の導体の断面及び／又は材料とは異なる少なくとも１つの可溶融部（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を含むことを特徴とするウインドスクリーンワイパー発熱体。
2. 前記少なくとも１つの可溶融部（Ｆ１，Ｆ２）は、少なくとも１つの横方向寸法、例えば幅及び／又は厚さを有し、前記幅及び／又は厚さは、前記ループの残りの部分の導体の幅及び／又は厚さとは異なることを特徴とする請求項１に記載の発熱体。
3. 前記少なくとも１つの可溶融部（Ｆ３）は、それが所定の温度に晒される場合に溶融するようになっている材料から形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発熱体。
4. 前記少なくとも１つの可溶融部（Ｆ３）は、それが晒される温度に応じて抵抗が変化する材料から形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発熱体。
5. 前記ループの少なくとも前記残りの部分は、銅、銅−ニッケル合金、真鍮、又は、アルミニウムなどの金属から形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の発熱体。
6. 前記支持体（１１８，２１８）が長尺な形状と略平坦な縦方向表面とを有し、前記端子（１２６，１２８，２２６，２２８）が前記表面上に前記支持体の縦方向端部から距離を隔てて位置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の発熱体。
7. 前記端子（１２６，１２８，２２６，２２８）は、例えば前記支持体の縦方向端部の一方から測定して、前記支持体の長さの３０〜７０％を越えて延在する前記支持体の略中央領域（Ｚ）に位置されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の発熱体。
8. 前記端子（１２６，１２８，２２６，２２８）から前記支持体（１１８，２１８）の前記縦方向端部の一方へ向けて延在する第１のループ（１２２，２２２）と、前記端子から前記支持体の反対側の端部へ向けて延在する第２のループ（１２４，２２４）とを含むことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の発熱体。
9. 前記ループ（１２２，１２４，２２２，２２４）のうちの少なくとも１つがＵ又はＷの一般的な形状を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の発熱体。
10. 前記ループ（１２２，１２４，２２２，２２４）のうちの少なくとも１つが波形状を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の発熱体。
11. 前記支持体がウインドスクリーンワイパーのスパイン（１１８，２１８）であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の発熱体。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の発熱体を含む、車両用、特に自動車両用のウインドスクリーンワイパー。
13. 前記発熱体が曲率を与えるためのスパイン（１１８，２１８）を形成することを特徴とする請求項１２に記載のウインドスクリーンワイパー。
14. 前記ワイパーの駆動アームに接続するための手段を含み、前記接続手段は、前記発熱体の前記回路（１２０，２２０）の前記端子（１２６，１２８，２２６，２２８）に電気的に接続するための手段を含むことを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のウインドスクリーンワイパー。