JP4079694B2

JP4079694B2 - Wiper device

Info

Publication number: JP4079694B2
Application number: JP2002161025A
Authority: JP
Inventors: 俊之天笠
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-06-03
Also published as: JP2004001659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流モータを正逆回転してワイパアームを往復動させるようにしたワイパ装置に関する。特に車両用のそのようなワイパ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両のリアウィンドウ用ワイパ装置において、直流モータの出力軸をワイパアームに結合し、モータを可逆制御してワイパアーム及びそれに接続されたワイパブレードの往復運動を行うことで、直流モータの回転運動をワイパアームの往復運動に変換するためのクランク機構等を省略することが知られている。そのようなワイパ装置では、直流モータに流れる電流の向きを変えることができるように、通常、モータは協働して作動する２つのリレーを介して直流電源に接続される。いくつかのワイパ装置では、ワイパアームの位置に応じてこれら２つのリレーを制御してモータの回転方向を制御するのにＣＰＵ（マイクロコンピュータ）を用いている（例えば米国特許第５９２３１３７号明細書参照）。しかしながら、そのようなＣＰＵを用いたワイパ装置は比較的高価なものとなっていた。
【０００３】
実開昭５８−４５１５８号公報には、ＣＰＵを用いないモータ駆動回路を有するワイパ装置が開示されている。このワイパ装置の回路図を図１に示す。このワイパ装置は、ワイパブレード（図示せず）に接続されたワイパアーム（図示せず）を駆動するための一対の電気接続用端子を有する直流モータ６と、直流モータ６の各端子に接続され、各端子を直流電圧源（または電源ライン）Ｖｃｃとグランドに選択的に接続してモータ６に流れる電流の向きを制御する第１及び第２のリレー４、５とを有している。第１のリレー４はモータ６の一対の端子の一方に接続されたコモン接点４１と、常時閉接点４２と、常時開接点４３と、励起時にコモン接点４１と常時閉接点４２とを切り離しコモン接点４１を常時開接点４３に接続するように配置されたコイル４４とを有する。同様に、第２のリレー５は、モータ６の一つの端子の他方に接続されたコモン接点５１と、常時閉接点５２と、常時開接点５３と、コイル５４とを有する。
【０００４】
第１及び第２のリレー４、５の常時閉接点４２、５２は、この例では、グランドに接続され、常時開接点４３、５３は直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。また第１のリレー４のコモン接点４１は第２のリレー５のコイル５４と第２ＰＮＰトランジスタ３とを介して直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。より詳しくは、第２ＰＮＰトランジスタ３のコレクタが第２のリレー５のコイル５４に接続され、エミッタが直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。同様に、第２のリレー５のコモン接点５１は第１のリレー４のコイル４４と第１ＰＮＰトランジスタ２とを介して直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。より詳しくは、第１ＰＮＰトランジスタ２のコレクタが第１のリレー４のコイル４４に接続され、エミッタが直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。
【０００５】
更にこのワイパ装置はワイパアームの位置を検出するためのワイパアーム位置センサ１を有している。この例ではセンサ１は、ワイパアームに連動して回動する、一端が接地された接触子１１と、略平行に配置された円弧状の第１及び第２の接片１２、１３とを有している。図示されているように、接触子１１がその可動範囲の右端位置にあるときは第１の接片１２のみが接触子１１に接触して接地され、接触子１１が左端位置にあるときは第２の接片１３のみが接触子１１に接触して接地され、両端の間の位置にあるときは両方の接片１２、１３が接触子１１に接触して接地される。そして、この実施例では、第１ＰＮＰトランジスタ２のベースが抵抗２１と動作スイッチＳＷとを介して第１の接片１２に接続され、第２ＰＮＰトランジスタ３のベースが抵抗３１を介して第２の接片１３に接続されている。動作スイッチＳＷは通常、乗員が操作可能なように車両内に配置される。
【０００６】
このように構成されたワイパ装置の動作を以下に説明する。最初、動作スイッチＳＷがオフ（開）のとき、センサ１の接触子１１はその可動範囲の右端位置にあり、第１の接片１２を接地している。また各リレー４、５では、コモン接点４１、５１は常時閉接点４２、５２にそれぞれ接続され、接地されている。動作スイッチＳＷをオン（閉）すると、第１ＰＮＰトランジスタ２のベースが接地され、トランジスタ２がオンする。すると第１のリレー４のコイル４４が励起されコモン接点４１は常時開接点４３に接続され、直流電圧源Ｖｃｃに接続される。これによりモータ６に図の矢印Ａに示す向きに電流が流れ、モータ６に結合された図示しないワイパアームが対応する方向に動く。またワイパアームの移動に伴い、センサ１の接触子１１が右端位置から左端位置へ向かって回動する。
【０００７】
接触子１１が右端位置を離れ左端位置に到達するまでの間、第１ＰＮＰトランジスタ２のベースだけでなく第２ＰＮＰトランジスタ３のベースも接地されるが、第２ＰＮＰトランジスタ３はオンしない。これは、先に第１ＰＮＰトランジスタ２がオンし第１のリレー４のコモン接点４１が常時開接点４３を介して直流電圧源Ｖｃｃに接続されているため、第２ＰＮＰトランジスタ３の両端（即ち、エミッタとコレクタ）はともに直流電圧源Ｖｃｃに接続され同電位となるからである。
【０００８】
接触子１１が左端位置に到達すると、接触子１１は第１の接片１２から離れ、第２の接片１３とのみ接触する。これにより、第１ＰＮＰトランジスタ２はオフし、対応するリレー４のコイル４４に電流が流れなくなり、コモン接点４１は常時閉接点４２に接続される。すると、第２ＰＮＰトランジスタ３のコレクタが第２のリレー５のコイル５４と第１のリレー４内の接点４１、４２を通じて接地される。このとき第２ＰＮＰトランジスタ３のベースはセンサ１を介して接地されているため、第２ＰＮＰトランジスタ３がオンする。その結果、対応する第２のリレー５内のコイル５４に電流が流れ、リレー５のコモン接点５１が常時開接点５３に接続され、直流電圧源Ｖｃｃに接続される。それにより、モータ６には図の矢印Ｂの向きに電流が流れて回転方向が反転し、ワイパアームも逆方向に移動する。それに伴い、接触子１１は左端位置から右端位置へ向かって回動する。
【０００９】
そして、接触子１１が右端位置に到達すると、接触子１１は第２の接片１３から離れ、第１の接片１２とのみ接触子、これにより第２ＰＮＰトランジスタ３はオフし、対応するリレー５のコイル５４に電流が流れなくなり、コモン接点５１は常時閉接点５２に接続される。それにより第１ＰＮＰトランジスタ２がオンし、リレー４のコモン接点４１が常時開接点４３に接続されると、モータ６に矢印Ａの向きに電流が流れ回転方向が反転し、接触子１１は再度右端位置から左端位置へ向かって回動する。このようにして、接触子１１の右端位置と左端位置に対応する２つの位置の間でワイパアームの往復運動が可能となっている。
【００１０】
このようなワイパ装置では、センサ１の接触子１１が右端位置から左端位置に向かう途中にあるとき（即ち第１ＰＮＰトランジスタ２がオン状態にありモータ６に矢印Ａの向きに電流がながれているとき）、動作スイッチＳＷをオフすると、第１ＰＮＰトランジスタ２がオフし、第２ＰＮＰトランジスタ３がオンして、モータ６には矢印Ｂの方向に電流が流れ、ワイパアームは接触子１１が右端位置に向かって回転するように移動する。そして接触子１１が右端位置に達したところで両トランジスタ２、３がオフ状態となるためワイパアームは停止する。またセンサ１の接触子１１が左端位置から右端位置に向かう途中にあるときに動作スイッチＳＷをオフした場合も、接触子１１が右端位置に達したところでワイパアームは停止する。即ち、このワイパ装置では接触子１１が右端位置にある状態がワイパアームの停止位置に対応している。
【００１１】
このように、このワイパ装置では、第１のリレー４に対応する第１ＰＮＰトランジスタ２がオンして対応するコイル４４に電流が流れているときは、第２のリレー５に対応する第２ＰＮＰトランジスタ３はオフ状態にあり（若しくは仮にオンしたとしても）対応するコイル５４に電流が流れず、第１ＰＮＰトランジスタ２がオフして対応するコイル４４に電流が流れなくなると、第２ＰＮＰトランジスタ３がオンして対応する第２のリレー５のコイル５４に電流が流れるというように、第１のリレー４（または第１ＰＮＰトランジスタ２）と第２のリレー５（または第２ＰＮＰトランジスタ３）とが、交互に動作するように適合されており、それにより、ＣＰＵを用いることなくモータ６を正逆回転してワイパアームを往復させることが可能となっている。
【００１２】
上記したように、この従来のワイパ装置では、ワイパアームが停止位置から往復範囲の他端（反転位置）に向かう途中に（またはモータの正転中に）動作スイッチＳＷをオフした場合、そのときの位置で直ちにワイパアームの動きが反転する。しかしながら、例えば制御回路にＣＰＵを用いた最近のワイパ装置ではワイパアームが反転位置へ向かう途中に動作スイッチをオフした場合、ワイパアームが反転位置に達するまで動作方向を維持し、反転位置に達すると動作方向が反転してワイパアームが停止位置に戻るのが通常である。従って、動作スイッチＳＷのオフ時にすぐに動作方向が反転するような従来例のワイパアームの動きは使用者に違和感を与え得る。また、車両のフロントガラスやリアウィンドウにウォッシャー液をかけた後にそれをふき取る場合など、動作スイッチをオンした後すぐにオフすることによって、ワイパアームを一往復させたい場合があるが、上記従来のワイパ装置ではそのような動作は不可能である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の主な目的は、直流モータを正逆回転してワイパアームを往復させるようにしたワイパ装置において、モータ制御回路にＣＰＵ（マイコン）を用いることなく、使用者に違和感を与えないワイパアームの動作を実現することである。
【００１４】
本発明の第２の目的は、直流モータを正逆回転してワイパアームを往復させるようにしたワイパ装置において、モータ制御回路にＣＰＵを用いることなく、ワイパアームが往復運動の一端を定める停止位置から往復運動の他端を定める反転位置に向かう途中（またはモータの正転中）に動作スイッチをオフした場合にワイパアームが反転位置に達するまで動作方向を維持し、反転位置に達したら動作方向を反転することを可能とすることである。
【００１５】
本発明の第３の目的は、上記したようなワイパ装置を、従来装置を最小限に変更することで安価に提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明に基づくと、ワイパ装置であって、ワイパアームを第１の位置（停止位置）と第２の位置（反転位置）との間で往復駆動するための、一対の電気接続用端子を有する可逆直流モータ（Ｍ）と、このモータの一対の電気接続用端子の一方に接続されたコモン接点（１４１）と、第１の電圧を供給する第１の電圧源（グランド）に接続された常時閉接点（１４２）と、第１の電圧とは異なる第２の電圧を供給する第２の電圧源（Ｖｃｃ）に接続された常時開接点（１４３）と、コイル（１４４）とを有し、このコイルに電流が流れていないときはコモン接点と常時閉接点とが接続され、コイルに電流が流れているときはコモン接点と常時開接点が接続される第１のリレー（ＲＬ１）と、モータの一対の電気接続用端子の他方に接続されたコモン接点（１５１）と、第１の電圧源に接続された常時閉接点（１５２）と、第２の電圧源に接続された常時開接点（１５３）と、コイル（１５４）とを有し、コイルに電流が流れていないときはコモン接点と常時閉接点とが接続され、コイルに電流が流れているときはコモン接点と常時開接点が接続される第２のリレー（ＲＬ２）とを有し、第１のリレーのコモン接点は第２のリレーのコイルを介して第２の電圧源に接続され、第２のリレーのコモン接点は第１のリレーのコイルを介して第２の電圧源に接続され、当該ワイパ装置は更に、オンオフを制御するための制御端子を有し、第１のリレーのコイルに直列に接続された第１の半導体スイッチ（Ｔｒ１）と、オンオフを制御するための制御端子を有し、第２のリレーのコイルに直列に接続された第２の半導体スイッチ（Ｔｒ２）と、第１及び第２の半導体スイッチの制御端子にこれら第１及び第２の半導体スイッチをオン状態にするためのオン信号を供給するべくこれら制御端子に接続されたオン信号源（Ｖｃｃ）と、第１の半導体スイッチの制御端子とオン信号源との間に接続された動作スイッチ（ＳＷ）と、ワイパアームの位置を検出し、ワイパアームが第１の位置にあるとき第２の半導体スイッチの制御端子にオン信号源からオン信号が供給されるのを阻止するとともにオフ信号を与えて第２の半導体スイッチをオフし、ワイパアームが第２の位置にあるとき第１の半導体スイッチの制御端子にオン信号源からオン信号が供給されるのを阻止するとともにオフ信号を与えて第１の半導体スイッチをオフし、ワイパアームが第１の位置と第２の位置の間にあるとき第１及び第２の半導体スイッチの両方の制御端子にオン信号源からオン信号が供給されるのを許容するよう第１及び第２の半導体スイッチの制御端子に接続されたワイパアーム位置センサ（１０１）と、動作スイッチと第１の半導体スイッチの制御端子との間のノード（Ｅ）を、第１のリレーのコモン接点が常時開接点に接続されている期間に対応した期間のみオン信号源に接続するオン信号保持回路（Ｄ２）とを有することを特徴とするワイパ装置が提供される。第１及び第２の半導体スイッチは、例えば、ＮＰＮトランジスタやＰＮＰトランジスタを含むことができる。
【００１７】
このようにすることにより、ワイパアームがその停止位置に対応する第１の位置から反転位置に対応する第２の位置へ移動する途中に動作スイッチをオフした場合にも、第１のリレーと同期して機能するオン信号保持回路の働きにより、第１の半導体スイッチの制御端子にオン信号が継続的に供給され、モータの回転方向が維持される。そうして、ワイパアームが第２の位置に達して、ワイパアーム位置センサの働きにより第１の半導体スイッチがオフし、第２の半導体スイッチがオンすると、第１及び第２のリレーが対応して動作し、モータに流れる電流及びその回転方向が反転し、ワイパアームは第１の位置へと向かう。ワイパアームが第１の位置に達するとワイパアーム位置センサによって第２の半導体スイッチがオフし、また動作スイッチがオフしていることから第１の半導体スイッチもオンすることはできないため、そこでワイパ装置の動作は止まる。このように、本発明によれば、直流モータを正逆回転してワイパアームを停止位置に対応する第１の位置と反転位置に対応する第２の位置の間で往復させるようにしたワイパ装置において、モータ制御回路にＣＰＵを用いることなく、ワイパアームが第１の位置から第２の位置に向かう途中に動作スイッチをオフした場合にワイパアームが第２の位置に達するまで動作方向を維持し、第２の位置に達したら動作方向を反転することが可能であり、使用者にとって違和感のないワイパ動作を実現することができる。
【００１８】
オン信号源が第２の電圧源からなる場合、オン信号保持回路が、動作スイッチと第１の半導体スイッチの制御端子との間のノードと第１のリレーのコモン接点との間に接続されたダイオード（Ｄ２）を含むと良い。このようにすることにより、オン信号保持回路を複雑な回路を用いることなく、簡単な構成で、容易に且つ安価に実現することができる。
【００１９】
一実施例では、第２の電圧が第１の電圧より高く（例えば第１の電圧がグランド電位であり、第２の電圧が正の直流電圧）、オン信号保持回路を形成するダイオードのアノードが第１のリレーのコモン接点に接続され、ダイオードのカソードが動作スイッチと第１の半導体スイッチの制御端子との間のノードに接続される。
【００２０】
更に、第２の半導体スイッチの制御端子とオン信号源との間に遅延回路が設けられているとよい。これにより、ワイパ駆動中（即ち動作スイッチがオン）ワイパアームが第１の位置と第２の位置の間にあるときに例えばイグニッションスイッチをオフすることによりオン信号源からのオン信号の供給を遮断しワイパアームを停止した後、動作スイッチをオンにしたままイグニッションスイッチをオンにした場合に、第１の半導体スイッチと第２の半導体スイッチが同時にオンして関連するリレーの“発振現象”が生じるのを防止することができる。
【００２１】
本発明の特徴、目的及び作用効果は、添付図面を参照しつつ好適実施例について説明することにより一層明らかとなるだろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図２は、本発明に基づくワイパ装置の好適実施例の模式的な回路図である。図示されているように、このワイパ装置は、ワイパブレード（図示せず）に接続されたワイパアーム（図示せず）を駆動するための一対の電気接続用端子を有する直流モータＭと、直流モータＭの各端子に接続され、各端子を直流正電圧を供給する電圧源（電源ライン）Ｖｃｃとグランドに選択的に接続してモータＭに流れる電流の向きを制御する第１及び第２のリレーＲＬ１、ＲＬ２とを有している。第１のリレーＲＬ１は、モータＭの一方の端子に接続されたコモン接点１４１と、常時閉接点１４２と、常時開接点１４３と、励起時にコモン接点１４１と常時閉接点１４２とを切り離しコモン接点１４１を常時開接点１４３に接続するように配置されたコイル１４４とを有する。同様に、第２のリレーＲＬ２は、モータＭの他方の端子に接続されたコモン接点１５１と、常時閉接点１５２と、常時開接点１５３と、励起時にコモン接点１５１と常時閉接点１５２とを切り離しコモン接点１５１を常時開接点１５３に接続するように配置されたコイル１５４とを有する。そして、第１及び第２のリレーＲＬ１、ＲＬ２の常時閉接点１４２、１５２は、この例では、グランドに接続され、常時開接点１４３、１５３は直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。
【００２４】
この実施例では、第１及び第２のリレーＲＬ１、ＲＬ２を駆動するためのリレー駆動回路は、第１のリレーＲＬ１のコイル１４４に直列に接続され半導体スイッチとして働く第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１と、この第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースに接続された第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２と、第２のリレーＲＬ２のコイル１５４に直列に接続され半導体スイッチとして働く第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３と、この第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースに接続された第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４とを含む。
【００２５】
第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１は第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３と第２のリレーＲＬ２のコイル１５４とを介して直流電圧源Ｖｃｃに接続され、第２のリレーＲＬ２のコモン接点１５１は第１のＮＰＮトランジスタＴｒ１と第１のリレーＲＬ１のコイル１４４とを介して直流電圧源Ｖｃｃに接続されている。
【００２６】
更にこのワイパ装置はワイパアームの位置を検出するためのワイパアーム位置センサ１０１を有している。この例ではセンサ１０１は、ワイパアーム（またはモータＭ）に連動して回転するよう適合された導体からなるリレープレート１１１と、第１〜第３の接点Ｓ１〜Ｓ３とを有し、第３の接点Ｓ３は接地され、常にリレープレート１１１に接触している。このリレープレート１１１は、例えばワイパアームの往復運動の一方の端にあたる第１の位置においては図で実線で示した位置にあって第２の接点Ｓ２に接触してこれを接地し、ワイパアームの往復運動の他方の端にあたる第２の位置においては図で点線で示した位置にあって、第１の接点Ｓ１に接触してこれを接地する。そして、ワイパアームが第１の位置と第２の位置の間にあるときは第１及び第２の接点Ｓ１、Ｓ２のいずれとも接触しないようになっている。このようにして、センサ１０１は、ワイパアームが第１の位置、第２の位置またはその間の位置のいずれにあるかを検出できるように適合されている。
【００２７】
図示されているように、この実施例では、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースは抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１及び動作スイッチＳＷを介して直流電圧源Ｖｃｃに接続され、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の間のノードは第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２を介してセンサ１０１の第１の接点Ｓ１に接続されている。より詳細には、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の間のノードは第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２のコレクタに接続され、第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２のエミッタがセンサ１０１の第１の接点Ｓ１に接続されている。また、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースとエミッタは並列接続された抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１とを介して互いに接続されている。第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２のベースは抵抗Ｒ４を介して直流電圧源Ｖｃｃに接続され、エミッタとベースの間には抵抗Ｒ５が設けられている。
【００２８】
一方、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースは抵抗Ｒ７、抵抗Ｒ６を介して直流電圧源Ｖｃｃに接続され、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の間のノードはコンデンサＣ３を介して接地されるとともに、第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４を介してセンサ１０１の第２の接点Ｓ２に接続されている。より詳細には、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の間のノードは第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４のコレクタに接続され、第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４のエミッタがセンサ１０１の第２の接点Ｓ２に接続されている。また、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースとエミッタは並列接続された抵抗Ｒ８とコンデンサＣ２とを介して互いに接続されている。第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４のベースは抵抗Ｒ９を介して直流電圧源Ｖｃｃに接続され、エミッタとベースの間には抵抗Ｒ１０が設けられている。
【００２９】
更に、この実施例では、本発明に基づき、第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１がダイオードＤ２を介して動作スイッチＳＷと第１トランジスタＴｒ１のベースとの間（より正確にはダイオードＤ１と抵抗Ｒ１との間）のノードＥに接続されている。ダイオードＤ２は、そのアノードが第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１に接続され、カソードがノードＥに接続されるような向きとなっており、例えば初期状態（即ち、第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１が、グランドに接続された常時閉接点１４２に接続された状態）において動作スイッチＳＷがオンされたとき直流電圧を供給する直流電圧源Ｖｃｃとグランドとの間が短絡しないようになっている。
【００３０】
このように構成された本発明に基づくワイパ装置の動作について以下に説明する。
【００３１】
最初、動作スイッチＳＷがオフ（開）のとき、ワイパアームは第１の位置にあり、ワイパアーム位置センサ１０１のリレープレート１１１は図の実線で示した位置にあって、接点Ｓ２を接地している。それによって第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４はオン状態にあり、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースは接地されることから、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３はオフ状態となっている。即ち、ワイパアームの第１の位置にあっては、センサ１０１は第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３の制御端子であるベースに、オフ信号であるグランド電位を供給するように働く。一方、動作スイッチＳＷがオフのため、第１トランジスタＴｒ１もオフ状態にある。従って、第１のリレーＲＬ１、第２のリレーＲＬ２のいずれのコイル１４４、１５４にも電流は流れず、コモン接点１４１、１５１は常時閉接点１４２、１５２にそれぞれ接続され、接地されている。
【００３２】
動作スイッチＳＷをオン（閉）すると、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースに直流電圧源Ｖｃｃから正電圧が供給され、ベース−エミッタ間に電流が流れて第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１がオンする。即ち、この実施例では、直流電圧源Ｖｃｃが、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１をオンさせるべくそのベースに加えられるオン信号を供給するオン信号源としても働いている。尚、この時点では、センサ１０１内の第１の接点Ｓ１が接地されておらず、従って、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベース回路内の第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオンしていないため、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースが接地されず、上記したようなオン信号（正電圧）のベースへの供給が可能となっていることに注意されたい。
【００３３】
第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１がオンすると第１のリレーＲＬ１のコイル１４４に電流が流れ、コモン接点１４１は常時開接点１４３に接続され、その結果、直流電圧源Ｖｃｃに接続される。これによりモータＭに図の矢印Ａの向きに電流が流れ、モータＭに結合された図示しないワイパアームがそれに対応した方向に（即ち第２の位置に向かって）動く。またワイパアームの移動に伴い、センサ１０１のリレープレート１１１が実線で示した位置から点線で示した位置へとこの例では反時計回りに回転する。
【００３４】
リレープレート１１１が実線で示した位置から点線で示した位置に向かう間、センサ１０１の第１及び第２の接点Ｓ１、Ｓ２の両方とも非接地状態となる。このため第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースだけでなく第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースにも直流電圧源Ｖｃｃが印加されることとなるが、第３ＮＰＮトランジスタ３はオンしない。これは、先に第１ＮＰＮトランジスタ２がオンし第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１が常時開接点１４３を介して直流電圧源Ｖｃｃに接続されているため、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３の両端（即ち、エミッタとコレクタ）がともに直流電圧源Ｖｃｃに接続され同電位となっているからである。
【００３５】
リレープレート１１１が点線で示した位置に到達すると（即ちワイパアームが第２の位置に到達すると）、リレープレート１１１は第１の接点Ｓ１に接触し、これを接地する。これにより、第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオンして、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースが接地される。即ち、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースへのオン信号（直流電圧源Ｖｃｃから供給される正電圧）の供給が阻止され、オフ信号としてのグランド電位が供給される。これにより、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１はオフし、対応する第１のリレーＲＬ１のコイル１４４に電流が流れなくなり、コモン接点１４１は常時閉接点１４２に接続される。すると、図からわかるように、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のエミッタが接地される。このときセンサ１０１の第２の接点Ｓ２はリレープレート１１１に接触していないことから、第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４はオフ状態にあり、従って、抵抗Ｒ６、Ｒ７を介して第３ＮＰＮトランジスタ３のベースに直流電圧源Ｖｃｃから正電圧がオン信号として供給され、第３ＮＰＮトランジスタ３はオンする。その結果、対応する第２のリレーＲＬ２のコイル１５４に電流が流れ、第２のリレーＲＬ２のコモン接点１５１が常時開接点１５３に接続され、直流電圧源Ｖｃｃに接続される。それにより、モータＭには図の矢印Ｂの方向に電流が流れて回転方向が反転し、ワイパアームも逆方向に第１の位置へ向かって移動する。それに伴い、リレープレート１１１は点線で示した位置から実線で示した位置へ向かって時計方向に回転する。
【００３６】
このようなワイパ装置において、センサ１０１のリレープレート１１１が点線で示した位置から実線で示した位置へ向かって時計方向に回転している途中に動作スイッチＳＷをオフすると、リレープレート１１１が実線で示した位置に到達したところで、センサ１０１の第２の接点Ｓ２が接地され、第４ＮＰＮトランジスタＴｒ４がオンして第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３がオフになる。またこのとき、動作スイッチＳＷがオフであることから第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１もオンすることはできない。従って、リレープレート１１１が実線で示した位置に到達したところでワイパアームは停止する。即ち、この実施例ではリレープレート１１１が実線で示した位置にある状態、即ち、ワイパアームの第１の位置がその停止位置に対応している。
【００３７】
一方、ワイパアームが第１の位置から第２の位置へと移動している途中、言い換えると、センサ１０１のリレープレート１１１が実線で示した位置から点線で示した位置へと反時計方向に回転している途中に（このとき、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１はオン状態にあり第１のリレーＲＬ１のコモン接点１４１は常時開接点１４３を通じて直流電圧源Ｖｃｃに接続されている）動作スイッチＳＷをオフした場合、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１はすぐにはオフせず、モータＭはその時の回転方向を維持する。これは、動作スイッチＳＷをオフしても、直流電圧源Ｖｃｃ→常時開接点１４３→コモン接点１４１→ダイオードＤ２→ノードＥ→抵抗Ｒ１、Ｒ２→第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースという経路で第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースにオン信号としての直流電圧源Ｖｃｃの供給が維持されることによる。即ち、動作スイッチＳＷと第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースとの間のノードＥとリレーＲＬ１のコモン接点とを接続するダイオードＤ２によってオン信号保持回路が形成されている。そして、リレープレート１１１が点線で示した位置に到達してセンサ１０１の第１の接点Ｓ１が接地されると、上記したように、第２ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオンし、第１トランジスタＴｒ１がオフする。すると、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３がオンし、モータＭの回転方向が反転してワイパアーム及びリレープレート１１１の回転方向も反転する。そして、上記したように、リレープレートが実線で示した位置に到達したところで（即ち、ワイパアームが第１の位置に達したところで）ワイパ装置の動作は停止する。
【００３８】
このように、本発明の好適実施例では、ワイパアームが停止位置に対応する第１の位置から反転位置に対応する第２の位置に向かう途中に動作スイッチＳＷをオフした場合、ワイパアームが第２の位置（リレープレートの点線で示された位置）に達するまで動作方向を維持し、第２の位置に達したら動作方向が反転するようにすることができる。
【００３９】
尚、上記した実施例では、第１及び第２のリレーＲＬ１、ＲＬ２のコイル１４４、１５４に直列に接続された第１、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ１、Ｔｒ３のゲートに加えられるオン信号が、これら第１及び第２のリレーＲＬ１、ＲＬ２の常時開接点１４３、１５３が接続される直流電圧源Ｖｃｃから供給されるため、上記したような好適なワイパアームの動作を実現するためのオン信号保持回路を、動作スイッチＳＷと第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースとの間のノードＥとリレーＲＬ１のコモン接点とをダイオードＤ２によって結ぶという極めて単純な構成によって実現することが可能となっている。
【００４０】
また、上記実施例においては、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベース回路に含まれる抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の間のノードがコンデンサＣ３を介して接地されている。ワイパの駆動中（即ち動作スイッチＳＷがオン）においてワイパアームが第１の位置と第２の位置の間にある（従って、センサ１０１の第１及び第２の接点Ｓ１、Ｓ２のいずれも接地されていない）ときに、図示しないイグニッションスイッチをオフしてエンジンを停止させることがあり得るが、イグニッションスイッチをオフすると直流電圧源Ｖｃｃからの電圧の供給が遮断されるような場合、ワイパアームはイグニッションスイッチをオフしたときの位置で停止することとなる。そのような状態で、動作スイッチＳＷをオンにしたままイグニッションスイッチをオンすると、コンデンサＣ３が設けられていない場合、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１と第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３が同時にオンして、リレーＲＬ１、ＲＬ２が“発振状態”となり、リレー接点の溶着が発生する恐れがある。本実施例では、第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベース回路にコンデンサＣ３と抵抗Ｒ６とによって遅延回路が形成されているため、上記したような状態でイグニッションスイッチをオンした場合に、第１ＮＰＮトランジスタＴｒ１の方が第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３より先にオンし、それによって第３ＮＰＮトランジスタＴｒ３がオンするのが禁止されるため、これらトランジスタＴｒ１、Ｔｒ３が同時にオンするのが防止される。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、直流モータを正逆回転してワイパアームを停止位置に対応する第１の位置と反転位置に対応する第２の位置との間で往復させるようにしたワイパ装置において、モータ制御回路にＣＰＵを用いることなく、ワイパアームが第１の位置から第２の位置に向かう途中に動作スイッチをオフした場合にワイパアームが第２の位置に達するまで動作方向を維持し、第２の位置に達したら動作方向を反転することができるため、使用者に違和感を与えることがない。このようなワイパ装置では、例えば車両のフロントガラスやリアウィンドウにウォッシャー液をかけた後にそれをふき取る場合など、動作スイッチをオンした後すぐにオフすることによって、ワイパアームを一往復させることが可能であり、使用者の利便性を向上する上で効果大である。
【００４２】
本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、これらの実施例はあくまでも例示であって本発明は実施例によって限定されるものではない。当業者であれば特許請求の範囲によって画定される本発明の技術的思想を逸脱することなく様々な変形若しくは変更が可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施例ではリレーのコイルに直列接続される半導体スイッチとしてＮＰＮトランジスタを用いたが、変わりにＰＮＰトランジスタや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）など他の半導体素子を用いることも可能である。
【００４３】
また上記実施例では、各リレーの常時閉接点が接地され、常時開接点が直流電圧源Ｖｃｃに接続されるものとしたが、常時閉接点を直流電圧源Ｖｃｃに接続し、常時開接点を接地したワイパ装置に本発明を適用することも可能である。あるいは直流電圧源Ｖｃｃが負の直流電圧を供給してもよい。
【００４４】
さらに、ワイパアーム位置センサ１０１の構成は図２に示したものに限定されるものではなく、ワイパアームの位置を検出でき、ワイパアームの位置に応じて適切な信号を半導体スイッチの制御端子に供給することができる限り、その具体的な構成は任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のモータ装置を示す回路図。
【図２】本発明に基づくモータ装置の好適実施例を示す回路図。
【符号の説明】
１ワイパアーム位置センサ
２第１ＰＮＰトランジスタ
３第２ＰＮＰトランジスタ
４第１のリレー
５第２のリレー
６直流モータ
１１接触子
１２第１の接片
１３第２の接片
２１、３１抵抗
４１第１のリレー４のコモン接点
４２第１のリレー４の常時閉接点
４３第１のリレー４の常時開接点
４４第１のリレー４のコイル
５１第２のリレー５のコモン接点
５２第２のリレー５の常時閉接点
５３第２のリレー５の常時開接点
５４第２のリレー５のコイル
１０１ワイパアーム位置センサ
１１１リレープレート
１４１第１のリレーＲＬ１のコモン接点
１４２第１のリレーＲＬ１の常時閉接点
１４３第１のリレーＲＬ１の常時開接点
１４４第１のリレーＲＬ１のコイル
１５１第２のリレーＲＬ２のコモン接点
１５２第２のリレーＲＬ２の常時閉接点
１５３第２のリレーＲＬ２の常時開接点
１５４第２のリレーＲＬ２のコイル
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２ダイオード
Ｅノード
Ｍ直流モータ
Ｒ１〜Ｒ１０抵抗
ＲＬ１第１のリレー
ＲＬ２第２のリレー
Ｓ１〜Ｓ３第１〜第３の接点
ＳＷ動作スイッチ
Ｔｒ１〜Ｔｒ４第１〜第４ＮＰＮトランジスタ
Ｖｃｃ直流電圧源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiper device in which a DC motor rotates forward and backward to reciprocate a wiper arm. In particular, it relates to such wiper devices for vehicles.
[0002]
[Prior art]
For example, in a wiper device for a rear window of a vehicle, a DC motor output shaft is coupled to a wiper arm, and the reciprocating motion of the wiper arm and the wiper blade connected to the wiper arm is controlled by reversibly controlling the motor. It is known to omit a crank mechanism or the like for converting into the reciprocating motion of the motor. In such a wiper device, the motor is usually connected to a DC power supply via two relays operating in cooperation so that the direction of the current flowing through the DC motor can be changed. Some wiper devices use a CPU (microcomputer) to control the direction of rotation of the motor by controlling these two relays according to the position of the wiper arm (see, for example, US Pat. No. 5,923,137). . However, a wiper device using such a CPU has been relatively expensive.
[0003]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-45158 discloses a wiper device having a motor drive circuit that does not use a CPU. A circuit diagram of the wiper device is shown in FIG. This wiper device is connected to a DC motor 6 having a pair of electrical connection terminals for driving a wiper arm (not shown) connected to a wiper blade (not shown), and to each terminal of the DC motor 6, Each terminal has first and second relays 4 and 5 for selectively connecting a DC voltage source (or power supply line) Vcc and ground to control the direction of current flowing in the motor 6. The first relay 4 disconnects the common contact 41 connected to one of the pair of terminals of the motor 6, the normally closed contact 42, the normally open contact 43, and the common contact 41 and the normally closed contact 42 during excitation. And a coil 44 arranged to connect 41 to a normally open contact 43. Similarly, the second relay 5 includes a common contact 51 connected to the other one terminal of the motor 6, a normally closed contact 52, a normally open contact 53, and a coil 54.
[0004]
In this example, the normally closed contacts 42 and 52 of the first and second relays 4 and 5 are connected to the ground, and the normally open contacts 43 and 53 are connected to the DC voltage source Vcc. The common contact 41 of the first relay 4 is connected to the DC voltage source Vcc via the coil 54 of the second relay 5 and the second PNP transistor 3. More specifically, the collector of the second PNP transistor 3 is connected to the coil 54 of the second relay 5, and the emitter is connected to the DC voltage source Vcc. Similarly, the common contact 51 of the second relay 5 is connected to the DC voltage source Vcc via the coil 44 of the first relay 4 and the first PNP transistor 2. More specifically, the collector of the first PNP transistor 2 is connected to the coil 44 of the first relay 4, and the emitter is connected to the DC voltage source Vcc.
[0005]
The wiper device further includes a wiper arm position sensor 1 for detecting the position of the wiper arm. In this example, the sensor 1 includes a contact 11 having one end grounded, which rotates in conjunction with the wiper arm, and arc-shaped first and second contact pieces 12 and 13 arranged substantially in parallel. ing. As shown in the drawing, when the contact 11 is at the right end position of the movable range, only the first contact piece 12 contacts the contact 11 and is grounded, and when the contact 11 is at the left end position, Only the two contact pieces 13 are in contact with the contact 11 and are grounded. When the contact pieces 13 are located between both ends, both contact pieces 12 and 13 are in contact with the contact 11 and are grounded. In this embodiment, the base of the first PNP transistor 2 is connected to the first contact 12 via the resistor 21 and the operation switch SW, and the base of the second PNP transistor 3 is connected to the second contact via the resistor 31. It is connected to the piece 13. The operation switch SW is usually disposed in the vehicle so that the occupant can operate it.
[0006]
The operation of the wiper device configured as described above will be described below. Initially, when the operation switch SW is off (open), the contact 11 of the sensor 1 is at the right end position of the movable range, and the first contact piece 12 is grounded. In the relays 4 and 5, the common contacts 41 and 51 are connected to the normally closed contacts 42 and 52, respectively, and are grounded. When the operation switch SW is turned on (closed), the base of the first PNP transistor 2 is grounded and the transistor 2 is turned on. Then, the coil 44 of the first relay 4 is excited, the common contact 41 is connected to the normally open contact 43, and is connected to the DC voltage source Vcc. As a result, a current flows through the motor 6 in the direction indicated by the arrow A in the figure, and a wiper arm (not shown) coupled to the motor 6 moves in a corresponding direction. As the wiper arm moves, the contact 11 of the sensor 1 rotates from the right end position toward the left end position.
[0007]
Until the contact 11 leaves the right end position and reaches the left end position, not only the base of the first PNP transistor 2 but also the base of the second PNP transistor 3 is grounded, but the second PNP transistor 3 is not turned on. This is because the first PNP transistor 2 is first turned on and the common contact 41 of the first relay 4 is connected to the DC voltage source Vcc via the normally open contact 43, so that both ends of the second PNP transistor 3 (that is, the emitter) This is because both are connected to the DC voltage source Vcc and have the same potential.
[0008]
When the contact 11 reaches the left end position, the contact 11 moves away from the first contact piece 12 and comes into contact only with the second contact piece 13. As a result, the first PNP transistor 2 is turned off, no current flows through the coil 44 of the corresponding relay 4, and the common contact 41 is connected to the normally closed contact 42. Then, the collector of the second PNP transistor 3 is grounded through the coil 54 of the second relay 5 and the contacts 41 and 42 in the first relay 4. At this time, since the base of the second PNP transistor 3 is grounded via the sensor 1, the second PNP transistor 3 is turned on. As a result, a current flows through the corresponding coil 54 in the second relay 5, the common contact 51 of the relay 5 is connected to the normally open contact 53, and is connected to the DC voltage source Vcc. As a result, a current flows through the motor 6 in the direction of arrow B in the figure, the direction of rotation is reversed, and the wiper arm also moves in the opposite direction. Accordingly, the contact 11 rotates from the left end position toward the right end position.
[0009]
Then, when the contact 11 reaches the right end position, the contact 11 is separated from the second contact piece 13, and only the first contact piece 12 is contacted. Thereby, the second PNP transistor 3 is turned off, and the corresponding relay 5 No current flows through the coil 54, and the common contact 51 is connected to the normally closed contact 52. As a result, when the first PNP transistor 2 is turned on and the common contact 41 of the relay 4 is connected to the normally open contact 43, a current flows through the motor 6 in the direction of arrow A, and the rotation direction is reversed. It rotates from the position toward the left end position. In this way, the wiper arm can reciprocate between two positions corresponding to the right end position and the left end position of the contact 11.
[0010]
In such a wiper device, when the contact 11 of the sensor 1 is on the way from the right end position to the left end position (that is, when the first PNP transistor 2 is in the ON state and current is flowing to the motor 6 in the direction of arrow A). When the operation switch SW is turned off, the first PNP transistor 2 is turned off, the second PNP transistor 3 is turned on, a current flows through the motor 6 in the direction of the arrow B, and the wiper arm has the contactor 11 toward the right end position. Move to rotate. When the contact 11 reaches the right end position, the transistors 2 and 3 are turned off, so that the wiper arm is stopped. Further, when the operation switch SW is turned off when the contact 11 of the sensor 1 is in the middle from the left end position to the right end position, the wiper arm stops when the contact 11 reaches the right end position. That is, in this wiper device, the state where the contact 11 is at the right end position corresponds to the stop position of the wiper arm.
[0011]
Thus, in this wiper device, when the first PNP transistor 2 corresponding to the first relay 4 is turned on and a current flows through the corresponding coil 44, the second PNP transistor 3 corresponding to the second relay 5. Is in an off state (or even if it is turned on), when the current does not flow through the corresponding coil 54 and the first PNP transistor 2 is turned off and no current flows through the corresponding coil 44, the second PNP transistor 3 is turned on. The first relay 4 (or the first PNP transistor 2) and the second relay 5 (or the second PNP transistor 3) operate alternately so that a current flows through the coil 54 of the corresponding second relay 5. It is possible to reciprocate the wiper arm by rotating the motor 6 forward and backward without using a CPU. Going on.
[0012]
As described above, in this conventional wiper device, when the operation switch SW is turned off while the wiper arm is moving from the stop position to the other end (reverse position) of the reciprocating range (or during the forward rotation of the motor), The movement of the wiper arm is reversed immediately at the position. However, for example, in a recent wiper device using a CPU as a control circuit, when the operation switch is turned off while the wiper arm is moving to the reversal position, the operation direction is maintained until the wiper arm reaches the reversal position. Usually, the wiper arm is reversed and the wiper arm returns to the stop position. Therefore, the movement of the wiper arm of the conventional example in which the operation direction is reversed immediately when the operation switch SW is turned off can give the user a sense of incongruity. In addition, when the washer fluid is applied to the windshield or rear window of the vehicle and wiped off, it may be desired to make the wiper arm reciprocate once by turning it off immediately after the operation switch is turned on. Such an operation is not possible with the device.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to solve the above-described problems of the prior art, and a main object of the present invention is to control a motor in a wiper device in which a DC motor rotates forward and backward to reciprocate a wiper arm. It is to realize the operation of the wiper arm that does not give the user a sense of incongruity without using a CPU (microcomputer) in the circuit.
[0014]
A second object of the present invention is a wiper device in which a DC motor rotates forward and backward to reciprocate a wiper arm, and the wiper arm reciprocates from a stop position that defines one end of reciprocating motion without using a CPU in a motor control circuit. If the operation switch is turned off on the way to the reverse position that defines the other end of the movement (or during normal rotation of the motor), the operation direction is maintained until the wiper arm reaches the reverse position, and when the reverse position is reached, the operation direction is reversed. It is possible to do that.
[0015]
The third object of the present invention is to provide the wiper device as described above at a low cost by changing the conventional device to a minimum.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a wiper device for reciprocally driving a wiper arm between a first position (stop position) and a second position (reverse position). A reversible DC motor (M) having a connection terminal, a common contact (141) connected to one of a pair of electrical connection terminals of the motor, and a first voltage source (ground) for supplying a first voltage A normally closed contact (142) connected to the first voltage source, a normally open contact (143) connected to a second voltage source (Vcc) for supplying a second voltage different from the first voltage, and a coil (144). A first contact (a common contact and a normally closed contact are connected when current is not flowing through the coil, and a common contact and a normally open contact are connected when current is flowing through the coil). RL1) and a pair of electrical connection ends of the motor A common contact (151) connected to the other, a normally closed contact (152) connected to the first voltage source, a normally open contact (153) connected to the second voltage source, and a coil (154). ), A common contact and a normally closed contact are connected when no current flows through the coil, and a common contact and a normally open contact are connected when current is flowing through the coil. RL2), and the common contact of the first relay is connected to the second voltage source via the coil of the second relay, and the common contact of the second relay is connected via the coil of the first relay The wiper device connected to the second voltage source further has a control terminal for controlling on / off, and a first semiconductor switch (Tr1) connected in series to the coil of the first relay, and on / off A control terminal for controlling the second A second semiconductor switch (Tr2) connected in series to the coil of the array; and an ON signal for turning on the first and second semiconductor switches at the control terminals of the first and second semiconductor switches. The ON signal source (Vcc) connected to these control terminals to supply, the operation switch (SW) connected between the control terminal of the first semiconductor switch and the ON signal source, and the position of the wiper arm are detected. When the wiper arm is in the first position, the control signal of the second semiconductor switch is prevented from being supplied with the ON signal from the ON signal source, and an OFF signal is applied to turn off the second semiconductor switch. The first semiconductor switch is configured to prevent the ON signal from being supplied from the ON signal source to the control terminal of the first semiconductor switch and to supply the OFF signal to the control terminal of the first semiconductor switch when in the second position. And when the wiper arm is between the first position and the second position, the control signal of both the first and second semiconductor switches is allowed to be supplied with an ON signal from the ON signal source. The wiper arm position sensor (101) connected to the control terminals of the first and second semiconductor switches, and the node (E) between the operation switch and the control terminal of the first semiconductor switch are connected to the common contact of the first relay. There is provided a wiper device characterized by having an on signal holding circuit (D2) that connects to an on signal source only during a period corresponding to a period during which is normally connected to an open contact. The first and second semiconductor switches can include, for example, an NPN transistor or a PNP transistor.
[0017]
In this way, even when the operation switch is turned off during the movement of the wiper arm from the first position corresponding to the stop position to the second position corresponding to the reverse position, the wiper arm is synchronized with the first relay. Due to the function of the ON signal holding circuit functioning, the ON signal is continuously supplied to the control terminal of the first semiconductor switch, and the rotation direction of the motor is maintained. Then, when the wiper arm reaches the second position, the first semiconductor switch is turned off by the action of the wiper arm position sensor, and when the second semiconductor switch is turned on, the first and second relays operate correspondingly. Then, the current flowing through the motor and the direction of rotation thereof are reversed, and the wiper arm moves toward the first position. When the wiper arm reaches the first position, the second semiconductor switch is turned off by the wiper arm position sensor, and since the operation switch is turned off, the first semiconductor switch cannot be turned on. Stops. Thus, according to the present invention, in the wiper device in which the DC motor is rotated forward and backward to reciprocate the wiper arm between the first position corresponding to the stop position and the second position corresponding to the reverse position. Without using a CPU for the motor control circuit, when the operation switch is turned off while the wiper arm is moving from the first position to the second position, the operation direction is maintained until the wiper arm reaches the second position. When the position is reached, the direction of operation can be reversed, and a wiper operation that does not feel uncomfortable for the user can be realized.
[0018]
When the on signal source is composed of the second voltage source, the on signal holding circuit is connected between the node between the operation switch and the control terminal of the first semiconductor switch and the common contact of the first relay. A diode (D2) may be included. By doing so, the ON signal holding circuit can be easily and inexpensively realized with a simple configuration without using a complicated circuit.
[0019]
In one embodiment, the second voltage is higher than the first voltage (eg, the first voltage is a ground potential and the second voltage is a positive DC voltage), and the anode of the diode forming the on signal holding circuit is Connected to the common contact of the first relay, the cathode of the diode is connected to a node between the operation switch and the control terminal of the first semiconductor switch.
[0020]
Further, a delay circuit may be provided between the control terminal of the second semiconductor switch and the ON signal source. Accordingly, when the wiper is being driven (that is, the operation switch is on) and the wiper arm is between the first position and the second position, for example, the ignition switch is turned off to cut off the supply of the on signal from the on signal source. When the ignition switch is turned on with the operation switch turned on after the wiper arm is stopped, the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are turned on at the same time, and the related relay "oscillation phenomenon" occurs. Can be prevented.
[0021]
The features, objects, and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 2 is a schematic circuit diagram of a preferred embodiment of a wiper device according to the present invention. As shown in the figure, the wiper device includes a DC motor M having a pair of electrical connection terminals for driving a wiper arm (not shown) connected to a wiper blade (not shown), and a DC motor M. The first and second relays RL1 for controlling the direction of the current flowing through the motor M by selectively connecting each terminal to a voltage source (power supply line) Vcc for supplying a positive DC voltage and the ground. , RL2. The first relay RL1 disconnects the common contact 141 connected to one terminal of the motor M, the normally closed contact 142, the normally open contact 143, and the common contact 141 and the normally closed contact 142 when excited, and the common contact 141. And a coil 144 arranged to connect to the normally open contact 143. Similarly, the second relay RL2 disconnects the common contact 151 connected to the other terminal of the motor M, the normally closed contact 152, the normally open contact 153, and the common contact 151 and the normally closed contact 152 during excitation. And a coil 154 arranged to connect the common contact 151 to the normally open contact 153. In this example, the normally closed contacts 142 and 152 of the first and second relays RL1 and RL2 are connected to the ground, and the normally open contacts 143 and 153 are connected to the DC voltage source Vcc.
[0024]
In this embodiment, a relay driving circuit for driving the first and second relays RL1 and RL2 is connected in series to the coil 144 of the first relay RL1 and functions as a semiconductor switch, and the first NPN transistor Tr1. The second NPN transistor Tr2 connected to the base of the 1NPN transistor Tr1, the third NPN transistor Tr3 connected in series to the coil 154 of the second relay RL2, and acting as a semiconductor switch, and the second NPN transistor Tr3 connected to the base of the third NPN transistor Tr3 4NPN transistor Tr4.
[0025]
The common contact 141 of the first relay RL1 is connected to the DC voltage source Vcc via the third NPN transistor Tr3 and the coil 154 of the second relay RL2, and the common contact 151 of the second relay RL2 is the first NPN transistor. The DC voltage source Vcc is connected via Tr1 and the coil 144 of the first relay RL1.
[0026]
The wiper device further includes a wiper arm position sensor 101 for detecting the position of the wiper arm. In this example, the sensor 101 includes a relay plate 111 made of a conductor adapted to rotate in conjunction with the wiper arm (or the motor M), and first to third contacts S1 to S3. S3 is grounded and is always in contact with the relay plate 111. The relay plate 111 is, for example, in the first position corresponding to one end of the reciprocating motion of the wiper arm, is located at the position indicated by the solid line in FIG. The second position corresponding to the other end of the contact is in the position indicated by the dotted line in the figure, and contacts the first contact S1 to be grounded. When the wiper arm is between the first position and the second position, it does not come into contact with any of the first and second contacts S1 and S2. In this way, the sensor 101 is adapted to be able to detect whether the wiper arm is in the first position, the second position or a position therebetween.
[0027]
As shown in the figure, in this embodiment, the base of the first NPN transistor Tr1 is connected to the DC voltage source Vcc via a resistor R2, a resistor R1, a diode D1, and an operation switch SW, and between the resistor R1 and the resistor R2. The node is connected to the first contact S1 of the sensor 101 via the second NPN transistor Tr2. More specifically, the node between the resistor R1 and the resistor R2 is connected to the collector of the second NPN transistor Tr2, and the emitter of the second NPN transistor Tr2 is connected to the first contact S1 of the sensor 101. The base and emitter of the first NPN transistor Tr1 are connected to each other via a resistor R3 and a capacitor C1 connected in parallel. The base of the second NPN transistor Tr2 is connected to the DC voltage source Vcc via a resistor R4, and a resistor R5 is provided between the emitter and the base.
[0028]
On the other hand, the base of the third NPN transistor Tr3 is connected to the DC voltage source Vcc via the resistors R7 and R6, the node between the resistors R6 and R7 is grounded via the capacitor C3, and the fourth NPN transistor Tr4 is connected to the node. To the second contact S2 of the sensor 101. More specifically, the node between the resistors R6 and R7 is connected to the collector of the fourth NPN transistor Tr4, and the emitter of the fourth NPN transistor Tr4 is connected to the second contact S2 of the sensor 101. The base and emitter of the third NPN transistor Tr3 are connected to each other via a resistor R8 and a capacitor C2 connected in parallel. The base of the fourth NPN transistor Tr4 is connected to the DC voltage source Vcc via a resistor R9, and a resistor R10 is provided between the emitter and the base.
[0029]
Further, in this embodiment, according to the present invention, the common contact 141 of the first relay RL1 is connected between the operation switch SW and the base of the first transistor Tr1 via the diode D2 (more precisely, the diode D1 and the resistor R1). To the node E). The diode D2 has an anode connected to the common contact 141 of the first relay RL1, and a cathode connected to the node E. For example, the diode D2 is in an initial state (that is, the common contact of the first relay RL1). 141 is connected to the normally closed contact 142 connected to the ground) When the operation switch SW is turned on, the DC voltage source Vcc that supplies the DC voltage and the ground are not short-circuited.
[0030]
The operation of the wiper device thus configured according to the present invention will be described below.
[0031]
Initially, when the operation switch SW is OFF (open), the wiper arm is in the first position, and the relay plate 111 of the wiper arm position sensor 101 is in the position indicated by the solid line in FIG. As a result, the fourth NPN transistor Tr4 is in an on state, and the base of the third NPN transistor Tr3 is grounded, so that the third NPN transistor Tr3 is in an off state. In other words, at the first position of the wiper arm, the sensor 101 functions to supply a ground potential as an off signal to the base that is the control terminal of the third NPN transistor Tr3. On the other hand, since the operation switch SW is off, the first transistor Tr1 is also in the off state. Therefore, no current flows through any of the coils 144 and 154 of the first relay RL1 and the second relay RL2, and the common contacts 141 and 151 are connected to the normally closed contacts 142 and 152, respectively, and are grounded.
[0032]
When the operation switch SW is turned on (closed), a positive voltage is supplied from the DC voltage source Vcc to the base of the first NPN transistor Tr1, a current flows between the base and the emitter, and the first NPN transistor Tr1 is turned on. That is, in this embodiment, the DC voltage source Vcc also functions as an on signal source that supplies an on signal applied to the base of the first NPN transistor Tr1 to turn on. At this time, the first contact S1 in the sensor 101 is not grounded. Therefore, the second NPN transistor Tr2 in the base circuit of the first NPN transistor Tr1 is not turned on, so that the base of the first NPN transistor Tr1 is not turned on. Note that is not grounded, and the ON signal (positive voltage) as described above can be supplied to the base.
[0033]
When the first NPN transistor Tr1 is turned on, a current flows through the coil 144 of the first relay RL1, and the common contact 141 is connected to the normally open contact 143. As a result, the common contact 141 is connected to the DC voltage source Vcc. As a result, a current flows through the motor M in the direction of arrow A in the figure, and a not-shown wiper arm coupled to the motor M moves in a direction corresponding thereto (that is, toward the second position). As the wiper arm moves, the relay plate 111 of the sensor 101 rotates counterclockwise from the position indicated by the solid line to the position indicated by the dotted line.
[0034]
While the relay plate 111 moves from the position indicated by the solid line to the position indicated by the dotted line, both the first and second contacts S1 and S2 of the sensor 101 are not grounded. Therefore, the DC voltage source Vcc is applied not only to the base of the first NPN transistor Tr1, but also to the base of the third NPN transistor Tr3, but the third NPN transistor 3 is not turned on. This is because the first NPN transistor 2 is first turned on and the common contact 141 of the first relay RL1 is connected to the DC voltage source Vcc via the normally open contact 143, so that both ends of the third NPN transistor Tr3 (that is, the emitter) This is because both are connected to the DC voltage source Vcc and have the same potential.
[0035]
When the relay plate 111 reaches the position indicated by the dotted line (that is, when the wiper arm reaches the second position), the relay plate 111 contacts the first contact S1 and grounds it. As a result, the second NPN transistor Tr2 is turned on, and the base of the first NPN transistor Tr1 is grounded. That is, the supply of the ON signal (positive voltage supplied from the DC voltage source Vcc) to the base of the first NPN transistor Tr1 is blocked, and the ground potential as the OFF signal is supplied. As a result, the first NPN transistor Tr1 is turned off, no current flows through the coil 144 of the corresponding first relay RL1, and the common contact 141 is connected to the normally closed contact 142. Then, as can be seen from the figure, the emitter of the third NPN transistor Tr3 is grounded. At this time, since the second contact S2 of the sensor 101 is not in contact with the relay plate 111, the fourth NPN transistor Tr4 is in an OFF state, and accordingly, a DC voltage is applied to the base of the third NPN transistor 3 via the resistors R6 and R7. A positive voltage is supplied as an ON signal from the source Vcc, and the third NPN transistor 3 is turned ON. As a result, a current flows through the coil 154 of the corresponding second relay RL2, the common contact 151 of the second relay RL2 is connected to the normally open contact 153, and is connected to the DC voltage source Vcc. As a result, a current flows through the motor M in the direction of arrow B in the figure, the direction of rotation is reversed, and the wiper arm moves in the opposite direction toward the first position. Accordingly, the relay plate 111 rotates clockwise from the position indicated by the dotted line toward the position indicated by the solid line.
[0036]
In such a wiper device, when the operation switch SW is turned off while the relay plate 111 of the sensor 101 is rotating clockwise from the position indicated by the dotted line toward the position indicated by the solid line, the relay plate 111 is indicated by the solid line. When the position shown is reached, the second contact S2 of the sensor 101 is grounded, the fourth NPN transistor Tr4 is turned on, and the third NPN transistor Tr3 is turned off. At this time, the first NPN transistor Tr1 cannot be turned on because the operation switch SW is turned off. Accordingly, the wiper arm stops when the relay plate 111 reaches the position indicated by the solid line. That is, in this embodiment, the relay plate 111 is in a position indicated by a solid line, that is, the first position of the wiper arm corresponds to the stop position.
[0037]
On the other hand, while the wiper arm is moving from the first position to the second position, in other words, the relay plate 111 of the sensor 101 rotates counterclockwise from the position indicated by the solid line to the position indicated by the dotted line. (When the first NPN transistor Tr1 is in an on state and the common contact 141 of the first relay RL1 is connected to the DC voltage source Vcc through the normally open contact 143) The first NPN transistor Tr1 is not immediately turned off, and the motor M maintains the rotation direction at that time. This is because even if the operation switch SW is turned off, the first NPN transistor Tr1 has a path of DC voltage source Vcc → normally open contact 143 → common contact 141 → diode D2 → node E → resistor R1, R2 → first NPN transistor Tr1. This is because the supply of the DC voltage source Vcc as an ON signal is maintained at the base of the circuit. That is, an ON signal holding circuit is formed by the diode D2 that connects the node E between the operation switch SW and the base of the first NPN transistor Tr1 and the common contact of the relay RL1. When the relay plate 111 reaches the position indicated by the dotted line and the first contact S1 of the sensor 101 is grounded, as described above, the second NPN transistor Tr2 is turned on and the first transistor Tr1 is turned off. Then, the third NPN transistor Tr3 is turned on, the rotation direction of the motor M is reversed, and the rotation directions of the wiper arm and the relay plate 111 are also reversed. As described above, the operation of the wiper device stops when the relay plate reaches the position indicated by the solid line (that is, when the wiper arm reaches the first position).
[0038]
Thus, in the preferred embodiment of the present invention, when the operation switch SW is turned off while the wiper arm is moving from the first position corresponding to the stop position to the second position corresponding to the reverse position, the wiper arm is The operation direction can be maintained until the position (position indicated by the dotted line of the relay plate) is reached, and the operation direction can be reversed when the second position is reached.
[0039]
In the above-described embodiment, the ON signal applied to the gates of the first and third NPN transistors Tr1 and Tr3 connected in series to the coils 144 and 154 of the first and second relays RL1 and RL2 is the first signal. And the ON signal holding circuit for realizing the operation of the preferred wiper arm as described above is operated because the DC voltage source Vcc is connected to the normally open contacts 143 and 153 of the second relays RL1 and RL2. This can be realized by a very simple configuration in which a node E between the switch SW and the base of the first NPN transistor Tr1 and a common contact of the relay RL1 are connected by a diode D2.
[0040]
In the above embodiment, the node between the resistor R6 and the resistor R7 included in the base circuit of the third NPN transistor Tr3 is grounded via the capacitor C3. While the wiper is being driven (that is, the operation switch SW is on), the wiper arm is between the first position and the second position (thus, both the first and second contacts S1 and S2 of the sensor 101 are grounded). When the ignition switch (not shown) is turned off and the engine is stopped, the supply of voltage from the DC voltage source Vcc is cut off when the ignition switch is turned off, the wiper arm turns off the ignition switch. It will stop at the position when it was turned off. In such a state, when the ignition switch is turned on while the operation switch SW is turned on, when the capacitor C3 is not provided, the first NPN transistor Tr1 and the third NPN transistor Tr3 are turned on at the same time, and the relays RL1 and RL2 are turned on. “Oscillation state” and relay contact welding may occur. In this embodiment, since the delay circuit is formed by the capacitor C3 and the resistor R6 in the base circuit of the third NPN transistor Tr3, when the ignition switch is turned on in the state as described above, the first NPN transistor Tr1 is more Since the third NPN transistor Tr3 is turned on before the third NPN transistor Tr3, and the third NPN transistor Tr3 is prohibited from being turned on, the transistors Tr1 and Tr3 are prevented from being turned on simultaneously.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the DC motor is rotated forward and backward to reciprocate the wiper arm between the first position corresponding to the stop position and the second position corresponding to the reverse position. In the wiper device, without using the CPU for the motor control circuit, the operation direction is maintained until the wiper arm reaches the second position when the operation switch is turned off while the wiper arm is moving from the first position to the second position. When the second position is reached, the operation direction can be reversed, so that the user does not feel uncomfortable. In such a wiper device, the wiper arm can be reciprocated once by turning it off immediately after turning on the operation switch, for example, when wiping the washer liquid on the windshield or rear window of the vehicle. It is very effective in improving user convenience.
[0042]
Although the present invention has been described in detail based on examples, these examples are merely examples, and the present invention is not limited to the examples. It goes without saying that those skilled in the art can make various modifications or changes without departing from the technical idea of the present invention defined by the claims. For example, in the above embodiment, an NPN transistor is used as a semiconductor switch connected in series to a relay coil. However, other semiconductor elements such as a PNP transistor and a field effect transistor (FET) can be used instead.
[0043]
In the above embodiment, the normally closed contact of each relay is grounded and the normally open contact is connected to the DC voltage source Vcc. However, the normally closed contact is connected to the DC voltage source Vcc and the normally open contact is grounded. It is also possible to apply the present invention to the wiper device. Alternatively, the DC voltage source Vcc may supply a negative DC voltage.
[0044]
Further, the configuration of the wiper arm position sensor 101 is not limited to that shown in FIG. 2, and the position of the wiper arm can be detected, and an appropriate signal can be supplied to the control terminal of the semiconductor switch according to the position of the wiper arm. As much as possible, the specific configuration is arbitrary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional motor device.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a preferred embodiment of a motor device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Wiper arm position sensor
2 First PNP transistor
3 Second PNP transistor
4 First relay
5 Second relay
6 DC motor
11 Contact
12 First piece
13 Second piece
21, 31 resistance
41 Common contact of first relay 4
42 Normally closed contact of the first relay 4
43 Normally open contact of the first relay 4
44 Coil of the first relay 4
51 Common contact of second relay 5
52 Normally closed contact of the second relay 5
53 Normally open contact of second relay 5
54 Coil of second relay 5
101 Wiper arm position sensor
111 Relay plate
141 Common contact of the first relay RL1
142 Normally closed contact of the first relay RL1
143 Normally-open contact of the first relay RL1
144 Coil of the first relay RL1
151 Common contact of second relay RL2
152 Normally closed contact of second relay RL2
153 Normally-open contact of the second relay RL2
154 Coil of second relay RL2
C1, C2, C3 capacitors
D1, D2 diode
E node
M DC motor
R1-R10 resistance
RL1 first relay
RL2 second relay
S1 to S3 First to third contacts
SW operation switch
Tr1 to Tr4 First to fourth NPN transistors
Vcc DC voltage source

Claims

A wiper device,
A reversible DC motor having a pair of electrical connection terminals for reciprocally driving the wiper arm between the first position and the second position;
A common contact connected to one of the pair of electrical connection terminals of the motor, a normally closed contact connected to a first voltage source for supplying a first voltage, and a first voltage different from the first voltage A normally open contact connected to a second voltage source for supplying a voltage of 2 and a coil, and when no current flows through the coil, the common contact and the normally closed contact are connected, A first relay to which the common contact and the normally open contact are connected when a current flows through the coil;
A common contact connected to the other of the pair of electrical connection terminals of the motor, a normally closed contact connected to the first voltage source, a normally open contact connected to the second voltage source, The common contact and the normally closed contact are connected when no current flows through the coil, and the common contact and the normally open contact are connected when current flows through the coil. And a second relay
The common contact of the first relay is connected to the second voltage source via the coil of the second relay;
The common contact of the second relay is connected to the second voltage source via the coil of the first relay;
The wiper device further includes
A first semiconductor switch having a control terminal for controlling on / off and connected in series to the coil of the first relay;
A second semiconductor switch having a control terminal for controlling on / off and connected in series to the coil of the second relay;
An on signal source connected to the control terminals to supply an on signal for turning on the first and second semiconductor switches to the control terminals of the first and second semiconductor switches;
An operation switch connected between the control terminal of the first semiconductor switch and the ON signal source;
The position of the wiper arm is detected, and when the wiper arm is in the first position, the on signal is prevented from being supplied from the on signal source to the control terminal of the second semiconductor switch, and an off signal is generated. To turn off the second semiconductor switch, and to prevent the ON signal from being supplied from the ON signal source to the control terminal of the first semiconductor switch when the wiper arm is in the second position. And an off signal to turn off the first semiconductor switch, and the control terminals of both the first and second semiconductor switches when the wiper arm is between the first position and the second position. The wiper arm position connected to the control terminal of the first and second semiconductor switches to allow the ON signal to be supplied from the ON signal source And a sensor,
The node between the operation switch and the control terminal of the first semiconductor switch is the ON signal source only during a period corresponding to a period in which the common contact of the first relay is connected to the normally open contact. An on-signal holding circuit connected to the wiper device.

The on signal source includes the second voltage source, and the on signal holding circuit includes the node between the operation switch and the control terminal of the first semiconductor switch and the common of the first relay. The wiper device according to claim 1, further comprising a diode connected to the contact.

The second voltage is higher than the first voltage, the anode of the diode is connected to the common contact of the first relay, and the cathode of the diode is the control of the operation switch and the first semiconductor switch. The wiper device according to claim 2, wherein the wiper device is connected to the node between the terminals.

The wiper device according to claim 1, wherein a delay circuit is provided between the control terminal of the second semiconductor switch and the ON signal source.