JP3629928B2 - ワイパ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイパ装置に係り、詳しくはワイパモータを作動させるためのワイパ駆動回路構造に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
車両に搭載されるウィンドウ用のワイパ装置では、ワイパモータの出力軸にリンク機構を介してワイパアームがウィンドウ表面を往復動可能に接続されており、さらにワイパモータはワイパ駆動回路を介してバッテリ電源に電気的に接続されている。
【０００３】
ワイパ駆動回路には、ワイパモータを低速作動、高速作動及び間欠作動させるためのワイパ作動速度切換スイッチ（以下、ワイパＳＷと略す）が設けられており、このワイパＳＷをそれぞれ作動停止位置（ＯＦＦ位置）、間欠作動位置（ＩＮＴ位置）、低速作動位置（ＬＯ位置）及び高速作動位置（ＨＩ位置）の複数の駆動位置に切り換えることでワイパアームを所望の作動状態とすることができる。
【０００４】
また、ワイパ駆動回路には、主としてワイパＳＷの接点を保護することを目的として、ワイパＳＷの切換に応じて回路の連通と遮断とが実施されるリレーが設けられており、通常は、ＩＮＴ位置及びＬＯ位置に対応するＬＯリレーとＨＩ位置に対応するＨＩリレーとがそれぞれ設けられている。つまり、ワイパＳＷがＩＮＴ位置或いはＬＯ位置とされているときにはＬＯリレーがＯＮ状態となってワイパモータが低速作動或いは間欠作動し、ワイパＳＷがＨＩ位置とされているときにはＬＯリレーとともにＨＩリレーもＯＮとなってワイパモータが高速作動するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、ワイパＳＷは、構成を簡単にできることから、ＯＦＦ位置、ＩＮＴ位置、ＬＯ位置及びＨＩ位置の各位置がこの順に配されたダイヤルスイッチからなっており、故に、例えばワイパ作動状態をＯＦＦ位置からＬＯ位置に切り換えたい場合には、ＩＮＴ位置を経由するように構成されている。
【０００６】
ところが、このようなダイヤルスイッチでは、各位置が断続的に不連続に位置していることから、例えばＩＮＴ位置からＬＯ位置に切り換える際、或いはＬＯ位置からＩＮＴ位置に切り換える際には、一旦回路が遮断されることになる。このように回路が一時的に遮断されると、ワイパモータを低速作動させるべくＯＮ状態とされていたリレーが一旦ＯＦＦ側に戻った後ワイパＳＷがＩＮＴ位置とされた瞬間に再びＯＮ状態とされるという不要な作動をすることになる。そして、このような不要な作動が発生すると、ＯＦＦ状態のときにワイパモータを自身の発電により停止させるべく制動電流が流れるように図った構成のリレーにあっては、この不要な作動が電気回路の劣化、損傷等の問題を生じさせる要因となっている。以下、図４乃至図６を参照して具体的に説明する。
【０００７】
公知のワイパ装置は、図４に示すように、モータユニット１０とバッテリ２０との間にワイパスイッチ（ワイパＳＷ）３０が介装され、モータユニット１０とワイパＳＷ３０との間にＬＯリレー４０とＨＩリレー６０とが配設され、さらにワイパＳＷ３０とＬＯリレー４０間にＩＮＴコントローラ７０が介装されてワイパ駆動回路が構成されている。
【０００８】
より詳しくは、モータユニット１０は、ワイパモータ１２と該ワイパモータ１２の回転に連動して回転することでＯＮ−ＯＦＦ操作が行われるロータリ式のオートストップスイッチ（オートストップＳＷ）１４とからなっている。
オートストップＳＷ１４は、ワイパＳＷ３０がＯＦＦ位置とされてワイパ装置が停止状態となったときにワイパアーム（図示せず）が中途半端な位置で停止するのを防止し、ワイパアームを確実に格納位置に戻すためのものである。つまり、このオートストップＳＷ１４の存在により、ワイパアームの作動途中にワイパＳＷ３０がＯＦＦ位置とされても、オートストップＳＷ１４の回転子１５が弧状に配設された接点１６と接触している間はワイパモータ１２が回転し続け、その後回転子１５が接点１８と接触すると、バッテリ２０からの電力の供給が断たれるとともにワイパモータ１２のプラス端子とマイナス端子間を短絡する閉回路が形成され、これにより、回転し続けようとするワイパモータ１２が逆起電力を生起して自身を逆回転させ停止させる制動電流を発生し、ワイパモータ１２を停止させワイパアームを確実に格納位置に格納することが可能となっている。
【０００９】
また、バッテリ２０は所定電圧ＥＢ（例えば、２４Ｖ）の直流電流（ＤＣ）を発生する二次電池であり、ワイパＳＷ３０は、上述したようにダイヤルスイッチ３２に各接点が配設されて構成されている。
ＬＯリレー４０は、電磁コイル４２に通電することで可動接点４４をＯＦＦ接点（オフ接点）４６からＯＮ接点（オン接点）４８側に切り換えることが可能に構成されており、通常電磁コイル４２への通電がない場合には可動接点４４はＯＦＦ接点４６側に付勢されてＯＦＦ接点４６と接触しこれらが連通するようにされている。ＨＩリレー６０についても、ＬＯリレー４０と同様に、電磁コイル６２に通電することで可動接点６４をＯＦＦ接点６６からＯＮ接点６８側に切り換えることが可能に構成されており、電磁コイル６２への通電がない場合には可動接点６４はＯＦＦ接点６６側に付勢されてＯＦＦ接点６６と接触しこれらが連通するようにされている。
【００１０】
ＩＮＴコントローラ７０は、ワイパＳＷ３０がＩＮＴ位置とされＩＮＴ信号が流れることで作動開始し、ワイパ駆動回路の連通と遮断とを間欠的に行うタイマ内蔵の間欠スイッチからなっており、これにより、ワイパＳＷ３０がＩＮＴ位置にあるときには、ワイパモータ１２ひいてはワイパアームが所定の周期で間欠作動することになる。
【００１１】
なお、図中符号２２で示すように、バッテリ２０のプラス端子近傍には過電流により溶断するヒューズが介装されている。
以下このように構成されたワイパ装置においてワイパＳＷ３０が例えばＬＯ位置からＩＮＴ位置に切り換えられた際に発生する問題点について述べる。
ワイパＳＷ３０が図４中矢印で示すようにＬＯ位置からＩＮＴ位置に切り換えられると、上述した理由により先ずＬＯリレー４０の電磁コイル４２を流れていた電流が一旦遮断されて可動接点４４がＯＮ接点４８側からＯＦＦ接点４６側に切り換わる（二点鎖線で示す）。そして、このときオートストップＳＷ１４の回転子１５が接点１８と接触するタイミングにあると（二点鎖線で示す）、上記閉回路が形成されて制動電流が可動接点４４を通って破線矢印で示すように回転子１５を流れることになる。
【００１２】
ところが、この状態でその後ワイパＳＷ３０が完全にＩＮＴ位置に切り換わると、ＩＮＴ信号として電流が電磁コイル４２を流れることになるため、可動接点４４が再びＯＦＦ接点４６側からＯＮ接点４８側に切り換わろうとしてＯＦＦ接点４６を離れることになり、このとき、ワイパモータ１２からの逆起電力が大きいと可動接点４４とＯＦＦ接点４６間で放電Ｓが発生することになる。このように可動接点４４とＯＦＦ接点４６間で放電Ｓが生じると、可動接点４４やＯＦＦ接点４６を溶損させる要因となる。
【００１３】
そして、通常、可動接点４４やＯＦＦ接点４６が溶損すると、図５に示すように、一方の表面がえぐれて他方に凸状に付着することになり、可動接点４４とＯＦＦ接点４６間の最短距離、即ち接点ギャップが狭くなる。これにより、可動接点４４とＯＦＦ接点４６間で放電Ｓを発生した状態のままに可動接点４４がＯＮ接点４８と接触するという状況が起こりうる。
【００１４】
このように、可動接点４４とＯＦＦ接点４６間で放電Ｓを発生させたままに可動接点４４がＯＮ接点４８と接触すると、制動電流の電圧は通常は所定電圧Ｅ１（例えば、２４Ｖ）よりも若干低いことから、バッテリ２０からの電流、即ちバッテリ電流が実線矢印で示すように放電Ｓを介して流れることになる。つまり、図６を参照するとＬＯリレー４０の拡大図が示され、バッテリ電流が放電Ｓを流れた様子が示されているが、このように本来可動接点４４側に流れるべきバッテリ電流が放電Ｓをあたかも導線の一部のようにして実線矢印のように流れるようになるのである。このようにしてバッテリ電流が流れると、バッテリ電流はオートストップＳＷ１４を介して短絡（ショート）することになり、これによりヒューズ２２が容易に溶断してしまうといった不具合を発生する。
【００１５】
本発明は上述した事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、制動電流によるリレー接点間の放電を抑制し、リレー接点の溶損を低減して該放電によるバッテリ電流の短絡を確実に防止可能なワイパ装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明によれば、ワイパ装置は、ワイパモータの駆動回路と制動回路との切換を行う第１のワイパリレーとともに、オフ接点が第１のワイパリレーのオフ接点と直列に配された第２のワイパリレーを備えている。
【００１７】
これにより、第１のワイパリレーにより制動回路が閉成されると、同時に第２のワイパリレーによっても制動回路が閉成され、一方、第１のワイパリレーによりワイパモータの駆動回路が閉成されると、同時に第２のワイパリレーの可動接点がオフ接点から離間して制動回路が開成することになる。
従って、例えばワイパスイッチが複数の駆動位置間で切り換えられる際には、ワイパスイッチが一旦オフ状態となり各リレーの可動接点がオフ接点と当接して制動電流が各リレー内を流れ、その後ワイパスイッチが確実に駆動位置とされ可動接点が各オフ接点から離間すると上記制動電流により可動接点とオフ接点間に放電が発生するのであるが、第１と第２のワイパリレーの各オフ接点が直列に配列されていることで、各オフ接点に掛かる電圧がそれぞれ低くされて放電量が少なく放電時間が短くされ、放電による可動接点及びオフ接点の溶損等が好適に抑止される。故に、上述のバッテリ電流の短絡が確実に防止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、車両に搭載された本発明に係るワイパ装置の回路図が概略的に示されており、以下同図に基づいて本発明に係るワイパ装置の構成を説明する。
【００１９】
なお、本発明に係るワイパ装置は、上記図４で示したワイパ装置に別途ＬＯリレーを付加して構成されている。従って、モータユニット１０、バッテリ２０、ワイパＳＷ３０、ＨＩリレー６０及びＩＮＴコントローラ７０については上述したとおりであるため説明を省略し、ここでは主として上記図４で示した従来のワイパ装置と異なるＬＯリレーの部分について説明する。
【００２０】
図１に示すように、本発明に係るワイパ装置では、＃１ＬＯリレー（第１のワイパリレー）４０と＃２ＬＯリレー（第２のワイパリレー）５０とがモータユニット１０とワイパＳＷ３０との間に直列に配設されて構成されており、詳しくは、ＯＦＦ接点４６とＯＦＦ接点５６とが直列に接続されて配設されている。
以下、このように構成された本発明に係るワイパ装置の作用を説明する。
【００２１】
ここでは、上述した問題点に対応させ、ワイパＳＷ３０をＬＯ位置からＩＮＴ位置に切り換えた場合の作用について詳しく説明する。
ワイパＳＷ３０が図中矢印で示すようにＬＯ位置からＩＮＴ位置に切り換えられると、上記同様にして先ず＃１ＬＯリレー４０と＃２ＬＯリレー５０の電磁コイル４２，５２を流れていた電流が同時に一旦遮断され、可動接点４４，５４がそれぞれＯＮ接点４８，５８側からＯＦＦ接点４６，５６側に切り換わる（二点鎖線で示す）。そして、このときオートストップＳＷ１４の回転子１５が接点１８と接触するタイミングにあると、上記同様にワイパモータ１２のプラス端子とマイナス端子間を短絡する閉回路が形成され、制動電流が可動接点４４，５４を通って破線矢印で示すように回転子１５を流れることになる。
【００２２】
そして、その後ワイパＳＷ３０が完全にＩＮＴ位置に切り換えられると、ＩＮＴ信号として電流が電磁コイル４２，５２を流れることになり、可動接点４４，５４がそれぞれ同時にＯＦＦ接点４６，５６側からＯＮ接点４８，５８側に切換わろうとしてＯＦＦ接点４６、５６を離れることになる。
このように可動接点４４，５４がそれぞれＯＦＦ接点４６，５６を離れることになると、やはり、上記同様に可動接点４４，５４とＯＦＦ接点４６，５６間で放電が発生することになる。
【００２３】
しかしながら、本発明のワイパ装置のように＃１ＬＯリレー４０と＃２ＬＯリレー５０とが直列に接続され、つまりＯＦＦ接点４６とＯＦＦ接点５６とが直列に接続されていると、可動接点４４とＯＦＦ接点４６間及び可動接点５４とＯＦＦ接点５６間に掛かる各電圧は制動電流の全電圧値Ｅ０よりも低い値となる。つまり、＃１ＬＯリレー４０と＃２ＬＯリレー５０とが全く同仕様であって可動接点４４とＯＦＦ接点４６間の距離及び可動接点５４とＯＦＦ接点５６間の距離、即ち接点ギャップが距離Ｄ１（例えば、１．１５ｍｍ）で同一であれば、キルヒホッフの法則等に基づき可動接点４４及び可動接点５４に掛かる電圧値Ｅ１及びＥ２はそれぞれ全電圧値Ｅ０の半分となる。例えば、ワイパモータ１２で発電される制動電流の全電圧値Ｅ０が２４Ｖであれば、電圧値Ｅ１，Ｅ２はそれぞれ半分の１２Ｖとなる。
【００２４】
このように可動接点４４及び可動接点５４に掛かる電圧値Ｅ１，Ｅ２がそれぞれ制動電流の全電圧値Ｅ０よりも小さくなると（Ｅ１，Ｅ２＜Ｅ０）、放電エネルギが小さいことから、上記従来の場合とは異なり、可動接点４４，５４がＯＦＦ接点４６，５６から遠ざかるにつれて比較的早期に放電が減衰することになる。
つまり、図２を参照すると、ワイパＳＷ３０が、ＬＯ位置にあるとき（ａ）、ＬＯ位置とＩＮＴ位置の中間に位置しＯＦＦ状態にあるとき（ｂ）、ＩＮＴ位置にあり可動接点４４，５４が切り換わっている最中であるとき（ｃ）及びＩＮＴ位置にあり可動接点４４，５４が切り換わった直後であるとき（ｄ）の＃１ＬＯリレー４０及び＃２ＬＯリレー５０を流れるバッテリ電流（実線矢印）及び制動電流（破線矢印）の様子がそれぞれ示されているが、同図（ｃ）及び（ｄ）に示すように、可動接点４４，５４とＯＦＦ接点４６，５６間で発生していた放電Ｓは、それぞれの放電エネルギが小さく放電時間が短いこともあって、可動接点４４，５４がＯＦＦ接点４６，５６から離れると早期に減衰し、可動接点４４，５４がＯＮ接点４８，５８に接触した時点で放電Ｓは完了していることになる。
【００２５】
従って、上記従来の場合のように、可動接点４４，５４やＯＦＦ接点４６，５６が大きく溶損して一方の接点表面が凸状に盛り上がることが防止されて接点ギャップが好適に保持され、＃１ＬＯリレー４０において放電Ｓがバッテリ電流の短絡回路を形成することがなくなり、バッテリ電流は正規の回路を流れ、故にヒューズ２２が不用意に溶断することがなくなる。
【００２６】
ＯＦＦ接点の溶損に関する実験によれば、上記従来の場合のようにＬＯリレーを１個のみとした場合には放電Ｓの発生回数２３０回程度で可動接点及びＯＦＦ接点が完全に溶損したが、本発明のワイパ装置のようにＬＯリレーを２個とし＃１ＬＯリレー４０のＯＦＦ接点４６と＃２ＬＯリレー５０のＯＦＦ接点５６とを直列に設けた場合には、可動接点及びＯＦＦ接点に関し従来の約４００倍以上の放電発生回数でも溶損しない耐久性が確認された。
【００２７】
また、放電Ｓが減衰するとこれに応じて放電電流も小さくなるのであるが、このとき一方で電圧値Ｅ１，Ｅ２が大きくなるという現象が一般に知られている。
従って、たとえ可動接点４４がＯＮ接点４８に接触した時点で放電Ｓが完了していなくても、その時点では放電電流は極めて小さいと考えられ、故に電圧値Ｅ１はバッテリ２０の所定電圧ＥＢ（例えば、２４Ｖ）よりもはるかに大きく、バッテリ電流が電圧値Ｅ１に抗して放電Ｓを通って短絡するようなことはない。つまり、可動接点４４がＯＮ接点４８に接触するまで放電Ｓが継続していたとしても、この時点では電圧値Ｅ１は所定電圧ＥＢよりも大きく、故に制動電流は上記図２（ｄ）に破線で示すようにバッテリ電流に抗して流れようとするものの、バッテリ電流が＃１ＬＯリレー４０において放電Ｓを通って短絡してしまうことはないのである。これにより、不用意なヒューズ２２の溶断がさらに好適に防止されることになる。
【００２８】
つまり、図３を参照すると、ワイパＳＷ３０をＯＦＦ位置からＬＯ位置に切り換え、さらにＬＯ位置からＩＮＴ位置を経てＯＦＦ位置に戻したときのワイパＳＷ３０、ＬＯリレー（＃１ＬＯリレー４０及び＃２ＬＯリレー５０）、ワイパ作動電流（バッテリ電流または制動電流）及びオートストップＳＷの時間変化が示されているが、本発明のワイパ装置では、このように、ワイパＳＷ３０がＬＯ位置からＩＮＴ位置に切り換えられてＬＯリレーが一旦ＯＦＦ状態となった後再びＯＮ状態となるとき（ａで示す）、オートストップＳＷ１４の回転子１５が接点１６を離れて接点１８と接触しているような場合であっても（つまりオートストップＳＷ１４がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換わっている場合であっても）、従来（破線で示す）のようにバッテリ電流が可動接点４４とＯＮ接点４８間の放電Ｓを通って短絡することなく制動電流のみが回路内を流れ（実線で示す）、ヒューズ２２の溶断が好適に防止されることになるのである。
【００２９】
なお、上記実施形態ではワイパＳＷ３０をＬＯ位置からＩＮＴ位置に切り換えた場合を例に説明したが、ワイパ装置を本発明のように構成することにより、ワイパＳＷ３０をＩＮＴ位置からＯＦＦ位置に切り換え再びＩＮＴ位置に切り換えた場合等においても同様の効果が得られる。
また、本発明のワイパ装置は、バッテリ２０の所定電圧ＥＢが大きく、且つワイパモータ容量が大きく、つまりモータの起電力が多い場合程高い効果を発揮する。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１のワイパ装置によれば、第１と第２のワイパリレーの各オフ接点が直列に配列されているので、例えば、ワイパスイッチが複数の駆動位置間で切り換えられる際において、ワイパスイッチが一旦オフ状態となり各リレーの可動接点がオフ接点と当接して制動電流が各リレー内を流れ、その後ワイパスイッチが確実に駆動位置とされ可動接点が各オフ接点から離間すると上記制動電流により可動接点とオフ接点間に放電が発生するのであるが、各オフ接点に掛かる電圧をそれぞれ低くして放電量を少なく放電時間を短くでき、放電による可動接点及びオフ接点の溶損等を好適に抑止できる。
【００３１】
これにより、溶損等による変形で可動接点とオフ接点間の距離が小さくならないようにしてバッテリ電流が制動電流の放電を通って短絡してしまわないようにでき、ヒューズを容易に溶断させないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワイパ装置の回路図を示す概略図である。
【図２】ワイパスイッチをＬＯ位置からＩＮＴ位置に切り換えたときに＃１ＬＯリレー及び＃２ＬＯリレーを流れるバッテリ電流及び制動電流の様子を示す図である。、
【図３】ワイパスイッチをＯＦＦ位置からＬＯ位置に切り換え、さらにＬＯ位置からＩＮＴ位置を経てＯＦＦ位置に戻したときのワイパスイッチ、ＬＯリレー、ワイパ作動電流及びオートストップスイッチの時間変化を示す図である。
【図４】従来のワイパ装置の回路図を示す概略図である。
【図５】図４中のＬＯリレーにおいて溶損によりＯＦＦ接点の一部が可動接点に付着した状態を示す図である。
【図６】図４中のＬＯリレーにおいてバッテリ電流が短絡したときの様子を示す図である。
【符号の説明】
１０ モータユニット
１２ ワイパモータ
１４ オートストップスイッチ
１５ 回転子
１６ 接点
１８ 接点
２０ バッテリ
２２ ヒューズ
３０ ワイパスイッチ
４０ ＬＯリレー、＃１ＬＯリレー（第１のワイパリレー）
４２ 電磁コイル
４４ 可動接点
４６ ＯＦＦ接点（オフ接点）
４８ ＯＮ接点（オン接点）
５０ ＃２ＬＯリレー（第２のワイパリレー）
５２ 電磁コイル
５４ 可動接点
５６ ＯＦＦ接点（オフ接点）
５８ ＯＮ接点（オン接点）
６０ ＨＩリレー
７０ ＩＮＴコントローラ
Ｓ 放電

Claims (1)

1. バッテリからの電力供給によりワイパアームを駆動するワイパモータと、
   停止位置と複数の駆動位置とを有し、前記ワイパモータを停止状態及び複数の駆動状態のいずれかに断続的に切換操作するワイパスイッチと、
   前記ワイパスイッチが前記停止位置或いは前記複数の駆動位置間にあるとき可動接点がオフ接点と当接して前記ワイパモータを自身の発電により停止させる制動回路を閉成し、前記複数の駆動位置のいずれかにあるとき可動接点がオン接点と当接して前記ワイパモータを駆動する駆動回路を閉成する第１のワイパリレーと、
   オフ接点が前記第１のワイパリレーのオフ接点と直列に設けられ、前記ワイパスイッチが前記停止位置或いは前記複数の駆動位置間にあるとき可動接点が該オフ接点と当接して前記第１のワイパリレーとともに前記制動回路を閉成する一方、前記複数の駆動位置にあるとき可動接点が前記オフ接点から離間する第２のワイパリレーと、
   を備えたことを特徴とするワイパ装置。

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