JP2018500236A - ワイパーモータおよび車両の窓を拭くワイパー装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、一方向(12)にのみ回転し、少なくとも1枚のワイパーブレード(1)を2つの方向転換位置(A、B)の間で少なくとも間接的に動かすように設計された出力軸(11)を有するワイパーモータ(10)に関する。本発明によると、ワイパーモータ(10)は、ワイパーブレード(1)の各拭き取り方向の前方の車両の窓(2)にのみ洗浄液を吹き付けることができるように、洗浄液を供給するポンプ(25)を少なくとも間接的に作動させるように設計された手段(30)を有する。

Description

本発明は、請求項1のプリアンブルに記載のワイパーモータに関する。さらに、本発明は、本発明のワイパーモータと共に使用する、車両の窓を拭くワイパー装置に関する。
請求項1のプリアンブルに記載の車両の窓を洗浄するワイパーモータは、実際に既に知られている。そのようなワイパーモータは、一回転方向にのみ駆動される出力軸を有しており、その出力軸はワイパーブレードに往復運動をさせることができるようにワイパー装置のワイパーリンク機構に結合されている。よって、このタイプのワイパーモータは、ワイパーブレードを様々な方向に動かすために可逆モータとして設計する必要が特にないため、比較的単純な作りである。
さらに、ワイパーブレードが長手方向の側面にスプレー孔を有しているワイパー装置が、本出願人の特許出願である国際公開第2007/000346号パンフレットから知られている。そのワイパー装置は、ワイパーブレードが現在動いている方向のスプレーノズルからのみ洗浄液を車両の窓に吹き付けるように動作する。このタイプのワイパー装置では、スプレーノズルを作動させるために、ワイパーブレードが現在どの方向に動いているかについての情報が必要である。これは、実際には、この目的のために使用されるワイパーモータが、通常、可逆ワイパーモータ、すなわち回転方向を逆にできるワイパーモータとして設計されることに起因する。そのようなワイパーモータには、通常、ホールセンサ装置であるセンサ装置が追加されている。そのセンサ装置は、スプレーノズルやスプレーノズルを作動させるように接続されたポンプを適切なタイミングで作動させて洗浄液を供給することができるように、ワイパーモータの出力軸の回転方向および位置を即時検出するように設計される。
国際公開第2007/000346号
本発明は、上記の先行技術に基づき、ワイパーブレードの移動方向の前方にのみ洗浄液を供給するように設計されたワイパー装置において使用できるような、請求項1のプリアンブルに記載のワイパーモータを開発することを目的としている。
本発明によると、請求項1に記載の特徴を有するワイパーモータにより、上記の目的が達成される。そのワイパーモータは、ワイパーブレードの各拭き取り方向の前方の車両の窓にのみ洗浄液を供給することができるように、洗浄液ポンプを少なくとも間接的に作動させるように設計された手段を有している。
比較的単純であり安価に製造できる上に、ワイパーブレードの各拭き取り方向の前方の車両の窓にのみ洗浄液が吹き付けられるため、本発明のワイパーモータは、洗浄液の消費が特に少ないワイパー装置に使用することが可能である。
本発明のワイパーモータの有利な開発は、従属クレームに記載されている。特許請求の範囲、明細書、および/または図面に開示の特徴を少なくとも2つ組み合わせたものは全て、本発明の範囲に含まれる。
比較的単純で安価に製造できるために構造的に好ましいワイパーモータの設計では、手段が少なくとも1本の抵抗路と線の接触子とを有し、接触子が少なくとも1本の抵抗路と相互に作用し、少なくとも1本の抵抗路と線の接触子が相対的に移動可能に配置され、少なくとも1本の抵抗路または線の少なくとも1つの接触子が、回転角が固定されるように、少なくとも間接的に出力軸に接続される。
ワイパーブレードの移動方向とそれとは反対の方向の両方向に洗浄液が車両の窓に吹きかけられるようにするために、最後に言及した提案に対する開発では、2本の抵抗路が設けられ、第1の抵抗路がワイパーブレードの2つの方向転換位置を識別するように設計され、第2の抵抗路がポンプを作動させる角度範囲を定めるように設計される。本発明の2本の抵抗路により、相互に独立する目的を達成することができる。一方の抵抗路は、ワイパーモータの出力軸の回転中に、方向転換位置を検出するように(それだけのために)設計され、他方の抵抗路は、識別された方向転換位置に応じて、ワイパーブレードの移動中に望ましい角度範囲内で洗浄液を車両の窓に吹き付けることができるように、洗浄液ポンプを作動させる。
少なくとも1本の抵抗路についての構造的に特に好ましい改良では、後者は駆動モータに接続された歯車の端面上に配置される。このタイプの構造的解決策は、このタイプのワイパーモータに既に採用されている歯車を、少なくとも1本の抵抗路用の搬送台として使用できるため、追加構造にかかる費用が比較的少なくて済むことが特に有利である。少なくとも1本の抵抗路は、歯車に接続されたつめ車上、または直接歯車の表面上に配置することができる。
第2の抵抗路は、少なくとも1枚のワイパーブレードの方向転換点間の往復運動の一方向側への運動または反対方向側への運動に割り当てられた1つの接触領域を有することができる。このタイプの構造設計では、ワイパーブレードの移動中にのみ洗浄液が車両の窓に吹き付けられる。ワイパーブレードの移動中とは、例えば、ワイパーブレードがエンジンボンネット近くの作動停止位置から反対側の方向転換位置に向かって移動している間等である。
しかし、あるいは、第2の抵抗路が2つの個別の弓形部分状の接触領域を有することもできる。2つの接触領域は、少なくとも1枚のワイパーブレードの方向転換点間の往復運動の一方向側への運動および反対方向側への運動にそれぞれ割り当てられる。このタイプの設計の第2の抵抗路により、ワイパーブレードの両移動方向で洗浄液を車両の窓に吹き付けることができる。これに関して、第2の抵抗路の弓形部分状の接触領域について対応する改良を施すことにより、例えば、ワイパーブレードの第1の方向への移動中に、ワイパーブレードの反対方向への移動中とは異なる(ワイパーブレードの移動に対する)角度範囲で洗浄液を吹き付けることが可能になる。
さらに、本発明は車両の窓を拭くワイパー装置を含む。車両の窓を拭くワイパー装置は、少なくとも1枚のワイパーブレードと、車両の窓に洗浄液を吹き付ける少なくとも1つのスプレー装置と、少なくとも1つのスプレー装置に洗浄液を供給するポンプと、本発明のワイパーモータとを有する。
このタイプのワイパー装置の開発では、ポンプの作動に作用する追加手段、特にポンプの作動に時間的に作用する追加手段が設けられる。このタイプの追加手段は、例えば、ポンプの作動中の運転速度に依存する遅延時間、または運転速度や外気温によって変化するポンプの供給量のために設けることができる。
スプレー装置の第1の構造的配置では、少なくとも2つのスプレー装置が設けられ、各スプレー装置が、ワイパーブレードの拭き取り方向の前方側になるワイパーブレードの長手方向の各側面に割り当てられる。このタイプのスプレー装置の改良は、例えば、2つのスプレー装置を位置を固定して車両の車体に配置し、2つのスプレー装置をワイパーブレードの移動方向に応じてそれぞれ作動させることにより達成できる。
しかし、ワイパーブレードの長手方向の側面にスプレー孔を設けることにより少なくとも2つのスプレー装置をワイパーブレードに形成する構造的改良が特に好ましい。
ワイパーブレードの異なる移動方向に対して設けられたスプレー装置を必要に応じて作動させるために、それぞれのスプレー装置に供給する二方向ポンプとしてポンプを設計することができる。
さらに、ワイパー装置の構造的開発では、制御部がポンプを作動させるために設けられ、制御部がワイパーモータの入力側および少なくとも1つのスプレー装置の作動装置に接続され、少なくとも1枚のワイパーブレードの角位置を識別する判定手段が制御部内に設けられる。つまり、言い換えると、ポンプを思い通りに作動させるために、ワイパーモータが、抵抗路により発生する信号を入力変数として制御部に送り、それにより制御部が少なくとも1枚のワイパーブレードの対応する角位置についての結論を導き出す。
しかし、代替改良では、制御部がポンプを作動させるために設けられ、制御部がワイパーモータの入力側に接続され、少なくとも1枚のワイパーブレードの角位置を識別する判定手段が制御部内に設けられ、ポンプへの電圧供給が少なくとも1つのスプレー装置の作動装置を介して行われることもできる。
本発明のさらなる利点、特徴、および詳細は、好ましい典型的な実施形態についての以下の記載を読み、図面を参照することにより明らかになる。
本発明のワイパーモータを使用したワイパー装置の概略図である。 歯車箱のカバーを外した本発明のワイパーモータの上面図である。 抵抗路と相互に作用する電気線を省いた図2のワイパーモータの図である。 ある位置の歯車の上で、抵抗路と接触子が相互に作用している状態を表す図である。 ある位置の歯車の上で、抵抗路と接触子が相互に作用している状態を表す図である。 ある位置の歯車の上で、抵抗路と接触子が相互に作用している状態を表す図である。 ある位置の歯車の上で、抵抗路と接触子が相互に作用している状態を表す図である。 ワイパーブレードの異なる移動方向に洗浄液を吹き付けるために、2つの弓形部分を有する抵抗路の概略図である。 ワイパーブレードの一移動方向にのみ洗浄液を吹き付けるために、抵抗路が1つの弓形部分しか有していない切替ディスクの図である。 ワイパーモータの出力軸の回転角により洗浄液ポンプを作動させる様子を表す図である。 本発明のワイパーモータを使用した、あるワイパー装置の電気回路の概略図である。 本発明のワイパーモータを使用した、あるワイパー装置の電気回路の概略図である。 本発明のワイパーモータを使用した、あるワイパー装置の電気回路の概略図である。
図中、同一の要素または同一の機能を有する要素には、同じ参照符号を付与している。
図1は、車両の窓2を洗浄するワイパー装置100を示している。典型的な実施形態に示されているように、車両の窓2は、車両やその他のもの(図示せず)の前方の窓であってもよく、車両の後方の窓であってもよい。ワイパー装置100は、本発明のワイパーモータ10と、一回転方向、図示されている典型的な実施形態では矢印12の方向である反時計方向にのみ回転駆動される出力軸11とを有している。しかし、当然、ワイパーモータ10は、ワイパーモータ10の作動に応じて様々な回転速度または断続運転モードで動作するように設計される。
ワイパーモータ10またはその出力軸11は、ワイパーリンク機構15(略図のみ)を介して2本のワイパーアーム16、17に結合されている。2本のワイパーアーム16、17には、相互に交換可能なワイパーブレード1がそれぞれ固定されている。ワイパーモータ10の動作中、2枚のワイパーブレード1は、2つの方向転換点AおよびBの間を往復運動する。
ワイパーブレード1は、「水ブレード」として設計されることが好ましい。このタイプのワイパーブレード1は、複数のスプレーノズル101、102が、ワイパーブレード1の長手方向の少なくとも片面、好ましくは両面に配置されているという特徴がある。スプレーノズル101、102は、各ワイパーブレード1の各拭き取り方向の前方に洗浄液を吹きかける。あるいは、スプレーノズル103を、例えば、車両の窓2の上端に配置することもできる。スプレーノズル101、102、および103は、それぞれスプレー装置21、22、23を形成する。
スプレー装置21から23には、ポンプ25を介して洗浄液が供給される。ポンプ25は、貯蔵容器(図示せず)内の洗浄液を供給管を介して各スプレー装置21から23に供給する。ワイパーモータ10とポンプ25の両方が、制御部110に接続されている。制御部110は、ワイパーモータ10またはポンプ25を作動させる。さらに、制御部110は、例えばステアリングコラムスイッチとして設計された作動装置115に結合されている。車両の運転者は、ステアリングコラムスイッチすなわち作動装置115により、ワイパー装置100の対応する洗浄機能を指定する。特にIC等の論理回路である判定手段116が、制御部110内に配置されている。判定手段116は、ワイパーブレード1の角位置または位置、およびワイパーブレード1の移動方向を求めるように設計される。さらに、制御部110には、追加手段105を設けることもできる。追加手段105は、ワイパーモータ10およびポンプ25の作動に追加的に作用するものであり、例えば、時間制御等を行う。
図2および図3は、ワイパーモータ10をより詳細に示している。ワイパーモータ10は、駆動モータ26を有している。駆動モータ26は、電気モータとして設計され、その出力軸は、ウォーム歯車27を介して平歯車である歯車28とかみ合っている。歯車28は、ワイパーモータ10の出力軸11を少なくとも間接的に駆動する。図示されている典型的な実施形態では、歯車28は歯車箱29内に配置されており、歯車箱29には駆動モータ26がフランジ取り付けされている。さらに、歯車箱29は、歯車箱29内の部品を保護するために歯車箱カバー(図2および図3には図示せず)を有している。ワイパーブレード1の位置を検出する手段30が、歯車28の一方の端面上に配置されている。手段30は、例えば、切替ディスク31として設計することができる。切替ディスク31は、歯車28とは別の構成要素であるが、連動して回転するように歯車28に接続される構成要素として設計される。あるいは、手段30を歯車28と一体的に接続することも可能である。
特に図2から分かるように、ワイパーモータ10は、プレス加工された格子状の線である5本の線32から36を有している。5本の線32から36は、ワイパーモータ10を電気的に作動させる、および制御部110と電気的に接触接続するためのものである。ここで、線32は、ワイパーモータ10の接地線を構成する。2本の線33、34は、駆動モータ26に電気を送るように直接接続されており、拭き取り速度すなわち回転速度を変更するために駆動モータ26を作動させる。さらに、線35は、ポンプ25が作動されていない一方の方向転換点Aを識別する。次に、線36は、ポンプ25を少なくとも間接的に作動させる。この目的のために、図4から図7によると、2本の線35、36は、切替ディスク31と向かい合う側に、切替ディスク31上に形成された抵抗路37、38と相互に作用する滑り接触子として形成され、歯車28の回転軸に対して同心円状に配置され、相互に一体的に接続されている。弓形部分として形成されている2本の抵抗路37、38が対応する線35、36またはそれらに設けられた滑り接触子と接触すると、電流が流れる。さらに、2本の抵抗路37、38は、歯車28の回転軸に対して同心円状に配置された環状の接地路39を介して、線32と電気的に接触接続している。
図4から図7は、歯車28が矢印12の方向に回転している間の、切替ディスク31または歯車28の様々な位置を示している。図示されている典型的な実施形態では、歯車28の回転方向は、出力軸11の回転方向と一致する。
図4は、方向転換点Aを検出する線35が抵抗路37と電気を通すように接触して配置されている状態を示している。さらに、ポンプ25を作動させる線36の滑り接触子は、第2の抵抗路38の第1の弓形部分41にちょうど接触して摺動する。そのため、作動装置115を操作することにより、洗浄液を車両の窓1に吹き付けるためにポンプ25を作動させることができる。ここで、第2の抵抗路38の第1の弓形部分41の弧長により、図1に示されている角度範囲αを定めることが不可欠である。図1に示されている角度範囲αでは、ワイパーブレード1が方向転換点Aから方向転換点Bに向かって移動している間、洗浄液を車両の窓2に吹き付けることができる。
図5からは、2本の線35、36の滑り接触子が、対応する抵抗路37、38に作動可能に接続されていないことが分かる。切替ディスク31は、方向転換位置Bに到達する直前に、通常この位置になる。この位置では、線35、36を介して電流が流れないため、制御部110に配置された判定装置116は、洗浄液を供給してはならない、すなわちポンプ25に通電してはならないと判断する。
図6は、線36が第2の抵抗路38の第2の弓形部分42と電気的に接触している状態を示している。切替ディスク31は、方向転換点Bを離れた直後のワイパーブレード1が方向転換点Aに向かって移動しているときに、この位置になる。この位置では、洗浄液を車両の窓1に吹き付ける、すなわち作動装置115を操作してポンプ25を作動させることがまたできるようになる。
最後に、図7は、線36が第2の抵抗路38の第2の弓形部分42をちょうど離れるところであり、線35が抵抗路37にまだ作動可能に接続されていない状態を示している。この位置は、(最初の位置である)方向転換点Aすなわち駐車位置に到達する直前に特徴的なものである。この位置でも、洗浄液が車両の窓2に吹き付けられることはない。
図8は、再度個別に、ワイパーブレード1が方向転換点Aまたは駐車位置にあることを識別する第1の抵抗路37および第2の抵抗路38の2つの弓形部分41、42と、ならびに接地路39とを有する切替ディスク31を示している。
図9は、図8を変更した切替ディスク31aを示している。切替ディスク31aは、接地路39と、抵抗路37と、1つの弓形部分41aのみを有する抵抗路38aとを有している。切替ディスク31と比較すると、抵抗路38aには第2の弓形部分42がないため、ワイパーブレード1が方向転換点Aから方向転換点Bに向かって移動している間にのみポンプ25が作動する。当然、この場合、ワイパーブレード1は、スプレーノズル101のみを有し、スプレーノズル102は有さないことになる。
図10は、ワイパーモータ10の出力軸11の回転角φに基づく抵抗路37、38の電圧信号U37、U38と、切替ディスク31の位置に基づくポンプ25の作動信号UPを示している。ここで、電圧信号は、抵抗路37、38、およびそれらに割り当てられた線35、36を介して流れる電流の状態に対応する。特に、ワイパーブレード1が方向転換点Aから方向転換点Bに向かって移動している間に洗浄液が吹き付けられる第1の角度範囲45、およびワイパーブレード1が方向転換点Bから方向転換点Aに向かって移動している間に洗浄液が車両の窓2に吹き付けられる第2の角度範囲46が示されている。ここで、ワイパーブレード1の移動方向は、電圧信号U37、U38の一連の発生と方向から決定される。
図1に加えて、図11は、制御部110により作動するポンプ25が、2つの水圧出力を有する二方向ポンプ25として設計されている状態を示している。二方向ポンプ25は、抵抗路38の2つの弓形部分41、42のどちらが線36に接触しているのかに応じて相応の作動をする。よって、例えば、ワイパーブレード1の長手方向の一方の側面にある一方のスプレーノズル101群またはワイパーブレード1の長手方向の他方の側面にある他方のスプレーノズル102群のうちのどちらかの群に洗浄液が供給される。
図12は、ポンプ25への電圧供給が制御部110を介して行われるワイパー装置100aを示している。最後に、図13は、ポンプ25への電圧供給が作動装置115(ステアリングコラムレバーである)を介して行われるワイパー装置100bを示している。さらに、ポンプ25への電圧供給は、制御部110にも繋がっている線36に直接結合されている。
これまでに記載したワイパー装置100、100a、および100b、ならびにワイパーモータ10は、本発明の構想から逸脱することなく様々な方法で変更することができる。一回転方向のみに駆動可能であり、ワイパーブレード1が現在動いている方向にのみ洗浄液を車両の窓2に吹き付けることを可能にするワイパーモータ10を使用することは必須である。
1 ワイパーブレード
2 車両の窓
10 ワイパーモータ
11 出力軸
12 矢印
15 ワイパーリンク機構
16 ワイパーアーム
17 ワイパーアーム
21 スプレー装置
22 スプレー装置
23 スプレー装置
25 洗浄液ポンプ
26 駆動モータ
27 ウォーム歯車
28 歯車
29 歯車箱
30 手段
31、31a 切替ディスク
32 線
33 線
34 線
35 線
36 線
37 抵抗路
38、38a 抵抗路
39 接地路
41、41a 弓形部分
42 弓形部分
45 角度範囲
46 角度範囲
100、100a、100b ワイパー装置
101 スプレーノズル
102 スプレーノズル
103 スプレーノズル
105 手段
110 制御部
115 作動装置
116 判定手段
A 方向転換点
B 方向転換点
α 角度範囲
β 角度範囲
φ 回転角

Claims (14)

  1. 一方向(12)にのみ回転し、少なくとも1枚のワイパーブレード(1)を2つの方向転換位置(A、B)の間で少なくとも間接的に動かす出力軸(11)を有するワイパーモータ(10)であって、
    前記ワイパーブレード(1)の各拭き取り方向の前方の車両の窓(2)にのみ洗浄液を吹き付けることができるように、洗浄液を供給するポンプ(25)を少なくとも間接的に作動させるように設計された手段(30)を有するワイパーモータ(10)。
  2. 前記手段(30)が、少なくとも1本の抵抗路(37、38;38a、39)と線(32、35、36)の接触子とを有し、前記接触子が前記少なくとも1本の抵抗路(37、38;38a、39)と相互に作用し、前記少なくとも1本の抵抗路(37、38;38a、39)と前記線(32、35、36)の前記接触子が相対的に移動可能に配置され、前記少なくとも1本の抵抗路(37、38;38a、39)または前記線(32、35、36)の前記少なくとも1つの接触子が、回転角が固定されるように、少なくとも間接的に前記出力軸(11)に接続される、
    請求項1に記載のワイパーモータ。
  3. 2本の抵抗路(37、38;38a)が設けられ、第1の抵抗路(37)が前記ワイパーブレード(1)の前記2つの方向転換位置(A、B)を識別するように設計され、第2の抵抗路(38;38a)が前記ポンプ(5)を作動させる角度範囲(α、β)を定めるように設計される、
    請求項2に記載のワイパーモータ。
  4. 前記少なくとも1本の抵抗路(37、38;38a、39)が、駆動モータ(26)に接続された歯車(28)の端面上に配置される、
    請求項2または3に記載のワイパーモータ。
  5. 第2の補助路(38a)が、少なくとも1枚のワイパーブレード(1)の前記方向転換点(A、B)間の往復運動の一方向側への運動または反対方向側への運動に割り当てられた1つの接触領域(41a)を有する、
    請求項3または4に記載のワイパーモータ。
  6. 前記第2の抵抗路(38)が、前記少なくとも1枚のワイパーブレード(1)の前記方向転換点(A、B)間の往復運動の一方向側への運動および反対方向側への運動にそれぞれ割り当てられた2つの個別の弓形部分状の接触領域(37、38)を有する、
    請求項3または4に記載のワイパーモータ。
  7. 車両の窓(2)を拭くワイパー装置(100;100a;100b)であって、少なくとも1枚のワイパーブレード(1)と、前記車両の窓(2)に洗浄液を吹き付ける少なくとも1つのスプレー装置(21、22、23)と、前記少なくとも1つのスプレー装置(21、22、23)に洗浄液を供給するポンプ(25)と、請求項1から6のいずれか一項により設計されたワイパーモータ(10)とを有するワイパー装置(100;100a;100b)。
  8. 前記ポンプ(25)の作動に作用する追加手段(105)、特に前記ポンプ(25)の作動に時間的に作用する追加手段(105)が設けられる、
    請求項7に記載のワイパー装置。
  9. 少なくとも2つのスプレー装置(21、22、23)が設けられ、各スプレー装置(21、22、23)が、前記ワイパーブレード(1)の拭き取り方向の前方側になるワイパーブレードの長手方向の各側面に割り当てられる、
    請求項7または8に記載のワイパー装置。
  10. 前記少なくとも2つのスプレー装置(21、22)が、スプレーノズル(101、102)を前記ワイパーブレード(1)の両側面に設けることにより形成される、
    請求項9に記載のワイパー装置。
  11. 前記少なくとも2つのスプレー装置(23)が、スプレーノズル(103)を車体の領域に配置することにより形成される、
    請求項9に記載のワイパー装置。
  12. 前記ポンプ(25)が、異なるスプレー装置(21、22)に供給する二方向ポンプ(25)として設計される、
    請求項9から11のいずれか一項に記載のワイパー装置。
  13. 制御部(110)が前記ポンプ(25)を作動させるために設けられ、前記制御部(110)が前記ワイパーモータ(10)の入力側および前記少なくとも1つのスプレー装置(21、22、23)の作動装置(115)に接続され、前記少なくとも1枚のワイパーブレード(1)の角位置を識別する判定手段(116)が前記制御部(110)内に設けられる、
    請求項7から12のいずれか一項に記載のワイパー装置。
  14. 制御部(110)が前記ポンプ(25)を作動させるために設けられ、前記制御部(110)が前記ワイパーモータ(10)の入力側に接続され、前記少なくとも1枚のワイパーブレード(1)の角位置を識別する判定手段(116)が前記制御部(110)内に設けられ、前記ポンプ(25)への電圧供給が前記少なくとも1つのスプレー装置(21、22、23)の作動装置(115)を介して行われる、
    請求項7から12のいずれか一項に記載のワイパー装置。
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