JP5156225B2 - モータ駆動回路および車両用ウォッシャモータ駆動回路 - Google Patents

Description

本発明は、モータ駆動回路に関し、より詳細には、正逆回転して自動車などの車両のフロントウインドウ及びリアウインドウにウインドウウォッシャ液を吐出するポンプ装置のモータ駆動に好適な車両用ウォッシャモータ駆動回路に関する。

従来、自動車などの車両は、ウインドウにウインドウウォッシャ液を吐出するポンプ装置を備える。このようなポンプ装置としては、車両のフロントウインドウまたはリアウインドウの選択された一方のウインドウにウインドウウォッシャ液を吐出するようにしたポンプ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、フロントウインドウまたはリアウインドウを選択するためのスイッチ装置についても開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

特許文献１に記載のポンプ装置および車両用ウォッシャポンプ装置は、２つの吐出口を有し、選択された一方の吐出口からウォッシャ液を吐出するポンプを備えており、モータの駆動回路を切り換えることによってモータを正逆転させて、いずれかの吐出口からウォッシャ液を吐出する。また、特許文献２に記載の自動車のウォッシャモータ用スイッチ装置は、モータを正逆転に切り換える具体的なスイッチ構造について記載している。

特許文献１及び特許文献２に記載のモータ駆動回路１は、図7に示すように、同時に切り換え可能な一対の接点構造２，３を有し、モータ４に接続されたスイッチ５を備える。一対の接点構造２，３は、それぞれＣＯＭ端子６，７及び１組の接続端子８，９及び１０，１１を有する。そして、図８及び図９に示すように、ステアリングホイール１３の近傍に配置されたコンビネーションスイッチ１２を、中立位置から、例えば前方（矢印Ａ方向）に操作してＣＯＭ端子６と接続端子８、及びＣＯＭ端子７と接続端子１０を接続させてモータ４を正回転させ、或いは、コンビネーションスイッチ１２を、後方（矢印Ｂ方向）に操作してＣＯＭ端子６と接続端子９、及びＣＯＭ端子７と接続端子１１を接続させてモータ４を逆回転させる構成となっている。

このように、コンビネーションスイッチ１２を前方または後方に操作してモータを正逆転制御する単純な回路においては、コンビネーションスイッチ１２の前方操作及び後方操作が同時に行われることは物理的にあり得ず、従って、回路接続に矛盾が生じる余地はなかった。

特開２００６−２９１７７６号公報 特開２００１−１３８８７４号公報

しかし、近年、コンビネーションスイッチには、ワイパー制御、照明制御、クルージング制御などの各種制御用スイッチが組み込まれて多様化しており、操作方法も複雑になっている。これらの操作性向上のため、例えば、図６に示すように、コンビネーションスイッチ２０を中立位置から前方操作（矢印Ｃ方向）することによりモータを正回転させ、中立位置からノブ２１を回動（矢印Ｄ方向）することによりモータを逆回転させるようにしたコンビネーションスイッチが開発されている。

このように操作されるコンビネーションスイッチ２０には、前方操作により切り換えられるスイッチ(図示せず)、及びノブ２１の回動により切り換えられるスイッチ(図示せず)など、複数のスイッチが配設されてモータ駆動回路が構成されている。このコンビネーションスイッチ２０においては、前方操作とノブ回動の２つの同時操作が可能であるので、複数の操作が重複して行われる可能性があり、複数のスイッチが同時に切り換えられる。従って、コンビネーションスイッチ２０の前方操作とノブ回動の複数の操作が同時に行われた場合、回路構成によっては、複数のスイッチの接続状態に矛盾が生じ、極端な場合にはショートが発生する可能性も皆無ではなかった。

そこで、ショートの発生を防止する手段としては、１つの操作が行われているとき、他の操作を物理的に禁止する機構をコンビネーションスイッチ内に組み込むことも考えられるが、コンビネーションスイッチが大型化して操作性、デザイン性に影響を及ぼしたり、機能の異なるコンビネーションスイッチごとに専用の重複操作禁止機構を別途設計する必要があり、実用的でなくコストアップに繋がる嫌いがあった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンビネーションスイッチにおいて複数操作が同時に行われて回路が切り換えられても、ショート発生を防止することができるモータ駆動回路および車両用ウォッシャモータ駆動回路を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 正極端子及び負極端子が設けられたモータと、
第１コモン端子、第１ノーマリーオープン端子、及び第１ノーマリークローズ端子が設けられた第１切換スイッチと、第２コモン端子、第２ノーマリーオープン端子、及び第２ノーマリークローズ端子が設けられた第２切換スイッチと、第１端子及び第２端子を有し通常状態において前記第１端子と第２端子が閉成されている第１開閉スイッチと、の３個のスイッチから構成され、前記３個のスイッチの接続状態が同時に切り換えられるスイッチユニットと、
第３端子及び第４端子を有し通常状態において前記第３端子及び第４端子が開成されている第２開閉スイッチと、を備え、
前記第１コモン端子が電源に接続され、前記モータの前記正極端子が前記第１ノーマリーオープン端子及び前記第２ノーマリークローズ端子に接続され、前記モータの前記負極端子が前記第２ノーマリーオープン端子及び前記第１端子に接続され、前記第１ノーマリークローズ端子が前記第３端子に接続され、前記第２端子が前記第４端子に接続され、前記第２コモン端子が接地接続されたモータ駆動回路であって、
前記スイッチユニット及び前記第２開閉スイッチが非作動の時、前記モータを停止させ、
前記スイッチユニットが切り換えられた時、前記第１コモン端子と前記第１ノーマリーオープン端子、及び前記第２コモン端子と第２ノーマリーオープン端子を閉成させると共に、前記第１端子と前記第２端子間を開成させて前記モータを一方向に回転させ、
前記スイッチユニットが非作動でかつ前記第２開閉スイッチが切り換えられた時、前記第３端子と前記第４端子間を閉成させて前記モータを他方向に回転させることを特徴とするモータ駆動回路。

上記構成のモータ駆動回路によれば、第１切換スイッチの第１コモン端子を電源に接続し、モータの正極端子を第１切換スイッチの第１ノーマリーオープン端子及び第２切換スイッチの第２ノーマリークローズ端子に接続し、モータの負極端子を第２切換スイッチの第２ノーマリーオープン端子及び第１開閉スイッチの第１端子に接続し、第１切換スイッチの第１ノーマリークローズ端子を第２切換スイッチの第３端子に接続し、第１開閉スイッチの第２端子を第２切換スイッチの第４端子に接続し、第２切換スイッチの第２コモン端子を接地接続してモータ駆動回路を構成し、第１切換スイッチ、第２切換スイッチ及び第１開閉スイッチからなるスイッチユニット、及び第２開閉スイッチが非作動の時にはモータを停止させ、スイッチユニットの切換えによってモータを一方向に回転させ、スイッチユニットが非作動でかつ第２開閉スイッチの切換えによってモータを他方向に回転させるようにしたので、スイッチユニット及び第２開閉スイッチが、単独で、或いは同時に、どのような状態に切り換えられても回路に接続矛盾が生じることはなく、これにより、ショート発生を防止することができる。

（２） 前記モータは、正逆回転して車両のウインドウにウインドウウォッシャ液を吐出するポンプ装置を回転駆動することを特徴とする上記（１）に記載のモータ駆動回路。

上記構成のモータ駆動回路によれば、（１）に記載のモータ駆動回路によって回転駆動されるモータにより、ポンプ装置を正逆回転させてウインドウウォッシャ液を吐出するようにしたので、コンビネーションスイッチが重複操作されても回路故障やショートすることはなく、安全、且つ操作性に優れたウォッシャポンプ装置を提供することができる。

本発明のモータ駆動回路によれば、第１切換スイッチ、第２切換スイッチ及び第１開閉スイッチからなるスイッチユニットと、第２開閉スイッチとを備え、スイッチユニット及び第２開閉スイッチが非作動の時にはモータを停止させ、スイッチユニットの切換えによってモータを一方向に回転させ、第２開閉スイッチの切換えによってモータを他方向に回転させるように回路を構成したので、コンビネーションスイッチにおいて複数操作が同時に行われても回路に接続矛盾が生じることはなく、これによりショートの発生を防止することができる。

以下、本発明に係るモータ駆動回路を適用するのに好適な車両用ウォッシャポンプ装置の一実施形態を図面に従って詳細に説明する。

図１は本発明のモータ駆動回路が適用された車両用ウォッシャポンプ装置の全体構成図、図２はコンビネーションスイッチが中立位置にあり（非操作）モータが停止状態のときの回路図、図３はスイッチユニットが切り換えられてモータが正回転するときの回路図、図４は第２開閉スイッチが切り換えられてモータが逆回転するときの回路図、図５はスイッチユニットおよび第２開閉スイッチが同時に切り換えられたときの回路図、図６は前方操作及びノブ回転操作が同時に操作可能なコンビネーションスイッチの側面図である。

ここで、以下の説明においては、コンビネーションスイッチが前方に操作されたとき、スイッチユニットが切り換えられてモータが正回転してフロントウインドウにウインドウウォッシャ液を吐出し、コンビネーションスイッチのノブが回動操作されたとき、第２開閉スイッチが切り換えられてモータが逆回転してリアウインドウにウインドウウォッシャ液を吐出するように対応付けされているものとして説明する。また、コンビネーションスイッチの操作が行われず中立位置にあるとき、モータは停止する。
なお、コンビネーションスイッチの操作、各スイッチ、及びウインドウウォッシャ液の吐出位置の対応関係は、これに限定されず、任意に設定することができる。

図１に示すように、車両用ウォッシャポンプ装置３０は、車両３１内のエンジンルームに付設されたウォッシャタンク３２に取り付けられたポンプ３３と、車両３１のフロントウインドウ３４にウインドウウォッシャ液を噴射するフロントノズル３５と、リアウインドウ３６にウインドウウォッシャ液を噴射するリヤノズル３７と、ポンプ３３とフロントノズル３５，リヤノズル３７を接続する配管３８と、車両３１内に配置されたコンビネーションスイッチ２０と、を備える。

ポンプ３３は、インペラなどの回転体（図示せず）と、２つの吐出口（図示せず）を備え、後に詳述するモータ駆動回路１００により正逆回転駆動されるモータに連結されている。車両用ウォッシャポンプ装置３０は、コンビネーションスイッチ２０を操作することによってモータ駆動回路１００を切り換えてモータを正逆転させ、フロントノズル３５またはリヤノズル３７から択一的にウインドウウォッシャ液を噴射する。

図６に示すように、コンビネーションスイッチ２０には、複数のスイッチ（図示せず）が組み込まれて各種操作が可能であるが、ウインドウウォッシャ液を吐出する操作は、レバーの前方操作(矢印Ｃ方向)と、ノブ２１の回動操作(矢印Ｄ方向)である。従って、ウインドウウォッシャ液吐出に関係するコンビネーションスイッチ２０が取り得る状態としては、（１）中立位置、（２）中立位置からの前方操作、（３）中立位置においてノブ回動操作、（４）前方操作とノブ回動操作の同時操作、の４通りの状態のみであり、その他の操作（例えば、中立位置と前方操作の重複操作）は物理的に不可能な構造となっている。

図２に示すように、モータ駆動回路１００は、正極端子４１及び負極端子４２が設けられたモータ４０と、第１切換スイッチ６０、第２切換スイッチ７０、及び第１開閉スイッチ８０からなるスイッチユニット５０と、第２開閉スイッチ９０とを備えている。

スイッチユニット５０の３つのスイッチ６０，７０，８０は、コンビネーションスイッチ２０を前方操作することにより３つ同時に切り換えられ、第２開閉スイッチ９０は、コンビネーションスイッチ２０のノブ２１を回動操作することにより切り換えられる。

第１切換スイッチ６０には、第１コモン端子６１、第１ノーマリーオープン端子６２、及び第１ノーマリークローズ端子６３が設けられている。第２切換スイッチ７０には、第２コモン端子７１、第２ノーマリーオープン端子７２、及び第２ノーマリークローズ端子７３が設けられている。また、第１開閉スイッチ８０は、第１端子８１及び第２端子８２を有し、コンビネーションスイッチ２０が操作されずに中立位置にあるとき、即ち、通常状態において第１端子８１と第２端子８２は閉成している。第２開閉スイッチ９０は、第３端子９１及び第４端子９２を有し、通常状態において第３端子９１及び第４端子９２は開成している。

そして、各端子間は、電線ケーブルにより以下に述べるように接続されている。即ち、第１コモン端子６１が電源であるイグニッション９５に接続され、モータ４０の正極端子４１が第１ノーマリーオープン端子６２及び第２ノーマリークローズ端子７３に接続され、モータ４０の負極端子４２が第２ノーマリーオープン端子７２及び第１端子８１に接続され、第１ノーマリークローズ端子６３が第３端子９１に接続され、第２端子８２が第４端子９２に接続され、第２コモン端子７１がアース９６に接続されてモータ駆動回路１００が構成されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。
コンビネーションスイッチ２０が操作されておらず、即ち、中立位置にあるとき（図６参照）、図２に示すように、第１切換スイッチ６０は第１コモン端子６１と第１ノーマリークローズ端子６３が閉成し、第２切換スイッチ７０は第２コモン端子７１と第２ノーマリークローズ端子７３が閉成している。また、第１開閉スイッチ８０は閉成し、第２開閉スイッチ９０は開成している。上記回路構成では、モータ４０とイグニッション９５が接続しておらず、モータ４０が停止してフロントノズル３５及びリヤノズル３７のいずれからもウインドウウォッシャ液は噴射されない。

コンビネーションスイッチ２０が中立位置から前方に操作されると（図６参照）、図３に示すように、スイッチユニット５０の３つのスイッチ６０，７０，８０の接続状態が同時に切り換えられる。具体的には、第１切換スイッチ６０は第１コモン端子６１と第１ノーマリークローズ端子６３が開成し、第１コモン端子６１と第１ノーマリーオープン端子６２が閉成する。第２切換スイッチ７０は第２コモン端子７１と第２ノーマリークローズ端子７３が開成し、第２コモン端子７１と第２ノーマリーオープン端子７２が閉成する。更に、第１開閉スイッチ８０が開成する。これにより、イグニッション９５、第１コモン端子６１、第１ノーマリーオープン端子６２、モータ４０の正極端子４１、負極端子４２、第２ノーマリーオープン端子７２、第２コモン端子７１、およびアース９６の回路が形成されてモータ４０が正回転し、これにより、フロントノズル３５からウインドウウォッシャ液を噴射する。

また、コンビネーションスイッチ２０が中立位置にあり、ノブ２１が矢印Ｄ方向に回動操作されると（図６参照）、図４に示すように、第２開閉スイッチ９０が閉成し、これにより、イグニッション９５、第１コモン端子６１、第１ノーマリークローズ端子６３、第３端子９１、第４端子９２、第２端子８２、第１端子８１、モータ４０の負極端子４２、正極端子４１、第２ノーマリークローズ端子７３、第２コモン端子７１、およびアース９６の回路が形成されてモータ４０が逆回転し、これにより、リヤノズル３７からウインドウウォッシャ液を噴射する。

さらにここで、コンビネーションスイッチ２０で重複操作された場合を説明する。
コンビネーションスイッチ２０が矢印Ｃ方向に前方操作されると同時に、ノブ２１が矢印Ｄ方向に回動操作されて重複操作されると（図６参照）、図５に示すように、第１切換スイッチ６０は第１コモン端子６１と第１ノーマリーオープン端子６２が閉成し、第２切換スイッチ７０は第２コモン端子７１と第２ノーマリーオープン端子７２が閉成し、更に、第１開閉スイッチ８０が開成する。また、同時に第２開閉スイッチ９０が閉成する。これにより、イグニッション９５、第１コモン端子６１、第１ノーマリーオープン端子６２、モータ４０の正極端子４１、負極端子４２、第２ノーマリーオープン端子７２、第２コモン端子７１、およびアース９６の回路が形成されてモータ４０が正回転し、フロントノズル３５からウインドウウォッシャ液を噴射する。このとき、その他の回路の接続が開いているので、ショートが発生することはない。換言すれば、コンビネーションスイッチ２０の前方操作と、ノブ２１の回動操作が同時に行われても、モータ４０は正回転制御が優先されて、フロントノズル３５からウインドウウォッシャ液が噴射されるだけで、ショートや故障などの障害発生が防止される。

なお、ポンプは、２つの吐出口を備え、モータの回転方向に従っていずれかの吐出口から選択的にウインドウウォッシャ液を吐出するポンプであれば、形式、構造などは限定されない。ポンプの具体的構造例については、例えば、特開２００４−１９７５８１号公報などに詳述されているので参照されたい。また、モータ駆動回路は、リレー回路を用いて構成しても、ＦＥＴなどの半導体素子を用いて構成してもよい。

本実施形態のモータ駆動回路１００によれば、第１切換スイッチ６０、第２切換スイッチ７０及び第１開閉スイッチ８０からなるスイッチユニット５０と、第２開閉スイッチ９０とを備え、スイッチユニット５０及び第２開閉スイッチ９０が非作動の時にはモータ４０を停止させ、スイッチユニット５０の切換えによってモータ４０を一方向に回転させ、第２開閉スイッチ９０の切換えによってモータ４０を他方向に回転させるように回路を構成したので、コンビネーションスイッチ２０において複数の操作が同時に行われても回路に接続矛盾が生じることはなく、これによりショートの発生を防止することができる。

さらに本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、本発明においては、コンビネーションスイッチの前方操作をモータ正回転に、ノブ回動をモータ逆回転に対応させ、コンビネーションスイッチが同時操作されたときモータ正回転を優先させるようにしたが、これに限定されるものではなく、逆に、コンビネーションスイッチの前方操作をモータ逆回転に、ノブ回動をモータ正回転に対応させることもでき、この場合コンビネーションスイッチの中立位置においてノブ回動操作を行うと、モータは正回転する。また、コンビネーションスイッチの前方操作とノブ回動が同時操作されたとき、モータ逆回転が優先される。

本発明のモータ駆動回路が適用された車両用ウォッシャポンプ装置の全体構成図である。 コンビネーションスイッチが中立位置にありモータが停止状態のときの回路図である。 スイッチユニットが切り換えられてモータが正回転するときの回路図である。 第２開閉スイッチが切り換えられてモータが逆回転するときの回路図である。 スイッチユニットおよび第２開閉スイッチが同時に切り換えられたときの回路図である。 前方操作及びノブ回転操作が同時に操作可能なコンビネーションスイッチの側面図である。 従来のモータ駆動回路図である。 従来のコンビネーションスイッチの側面図である。 コンビネーションスイッチの配設状態を示す配置図である。

符号の説明

３０ 車両用ウォッシャポンプ装置（ポンプ装置）
３１ 車両
３４ フロントウインドウ
３６ リヤウインドウ
４０ モータ
４１ 正極端子
４２ 負極端子
５０ スイッチユニット
６０ 第１切換スイッチ
６１ 第１コモン端子
６２ 第１ノーマリーオープン端子
６３ 第１ノーマリークローズ端子
７０ 第２切換スイッチ
７１ 第２コモン端子
７２ 第２ノーマリーオープン端子
７３ 第２ノーマリークローズ端子
８０ 第１開閉スイッチ
８１ 第１端子
８２ 第２端子
９０ 第２開閉スイッチ
９１ 第３端子
９２ 第４端子
９５ イグニッション（電源）
９６ アース（接地）
１００ モータ駆動回路

Claims (2)

1. 正極端子及び負極端子が設けられたモータと、
   第１コモン端子、第１ノーマリーオープン端子、及び第１ノーマリークローズ端子が設けられた第１切換スイッチと、第２コモン端子、第２ノーマリーオープン端子、及び第２ノーマリークローズ端子が設けられた第２切換スイッチと、第１端子及び第２端子を有し通常状態において前記第１端子と第２端子が閉成されている第１開閉スイッチと、の３個のスイッチから構成され、前記３個のスイッチの接続状態が同時に切り換えられるスイッチユニットと、
   第３端子及び第４端子を有し通常状態において前記第３端子及び第４端子が開成されている第２開閉スイッチと、を備え、
   前記第１コモン端子が電源に接続され、前記モータの前記正極端子が前記第１ノーマリーオープン端子及び前記第２ノーマリークローズ端子に接続され、前記モータの前記負極端子が前記第２ノーマリーオープン端子及び前記第１端子に接続され、前記第１ノーマリークローズ端子が前記第３端子に接続され、前記第２端子が前記第４端子に接続され、前記第２コモン端子が接地接続されたモータ駆動回路であって、
   前記スイッチユニット及び前記第２開閉スイッチが非作動の時、前記モータを停止させ、
   前記スイッチユニットが切り換えられた時、前記第１コモン端子と前記第１ノーマリーオープン端子、及び前記第２コモン端子と第２ノーマリーオープン端子を閉成させると共に、前記第１端子と前記第２端子間を開成させて前記モータを一方向に回転させ、
   前記スイッチユニットが非作動でかつ前記第２開閉スイッチが切り換えられた時、前記第３端子と前記第４端子間を閉成させて前記モータを他方向に回転させることを特徴とするモータ駆動回路。
2. 前記モータは、正逆回転して車両のウインドウにウインドウウォッシャ液を吐出するポンプ装置を回転駆動することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路。

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