JP6081418B2 - 車両用ワイパー装置 - Google Patents

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Description

この発明は、車両のウィンドシールドパネルを払拭する車両用ワイパー装置に関するものである。
車両に用いられるワイパー装置は、ウィンドシールドパネルの表面を払拭するワイパーブレードがワイパーアームによって保持され、ワイパーアームの基部が回動可能なピボット軸に保持されている。そして、ピボット軸は、ワイパーモータの出力軸にてこクランク機構等のリンク機構を介して動力伝達可能に連結されている(例えば、特許文献1,2参照)。
特許文献1に記載のワイパー装置は、ワイパーモータが正転と逆転を繰り返すように制御され、ワイパーモータの出力軸の正逆回転を、リンク機構を介してピボット軸に伝達するようになっている。これにより、ワイパーブレードは、ピボット軸の正逆回転に応じて下反転位置と上反転位置の間で往復運動し、その間にウィンドシールドパネルの表面の水滴や汚れを払拭する。また、このワイパー装置においては、不使用時にワイパーブレードをウィンドシールドパネルの前方下縁に格納できるように、ワイパーブレードが下反転位置よりも下方の格納位置まで移動し得るようになっている。
また、特許文献2に記載のワイパー装置は、通常使用時には、ワイパーモータが一方向に回転するように制御され、そのワイパーモータの一方向の回転が、てこクランク機構を介してピボット軸の所定角度範囲での左右の回動に変換されるようになっている。ただし、このワイパー装置は、降雪時にワイパーブレードの下反転位置付近に雪が押し固められると、てこクランク機構が連続作動できなくなる可能性があるため、ワイパーブレードを通してワイパーモータに作用する負荷が規定値以上に大きくなったときに、ワイパーモータの回転方向を逆転するように設定されている。
特許第4425306号公報 実公平2−14528号公報
しかしながら、特許文献1,2に記載のワイパー装置は、いずれも降雪時にウィンドシールドパネルの表面に雪が付着してウィンドシールドパネルの下縁に雪が押し除けられるようになると、ワイパーブレードによって押し固められた雪が下反転位置を越えて盛り上がった時点からワイパーブレードの払拭範囲が次第に狭められてしまう。また、降雪時にワイパーブレードの払拭範囲が早期に狭められるのを回避するために、ワイパーブレードの下反転位置をより下方に設定することも考えられるが、下反転位置を必要以上に下方に設定すると、降雨時等の通常使用時に、必要部位に対するワイパーブレードの払拭効率が低下してしまう。
また、特に、特許文献1に記載のワイパー装置の場合、ワイパーブレードを下反転位置よりも下方の格納位置まで移動できるように設定されている関係上、リンク機構によるトルク増幅作用が最も大きくなるのが、ワイパーブレードが格納位置付近にあるときになる。このため、ワイパーブレードが下反転位置付近にあるときに、大きなトルク増幅効果を得ることができない。したがって、特許文献1に記載のワイパー装置の場合、降雪時にワイパーブレードの払拭範囲が比較的早期に狭められる可能性が考えられる。
そこでこの発明は、降雪時以外の通常使用時にワイパーブレードの払拭効率が低下するのを回避しつつ、降雪時にはワイパーブレードの払拭範囲が早期に狭められるのを防止することができる車両用ワイパー装置を提供しようとするものである。
この発明に係る車両用ワイパー装置は、上記課題を解決するために、車両のウィンドシールドパネル(例えば、実施形態のウィンドシールドパネル2)を払拭するワイパーブレード(例えば、実施形態のワイパーブレード12L,12R)と、前記ワイパーブレードを駆動する正逆回転可能なワイパーモータ(例えば、実施形態のワイパーモータ14)と、前記ワイパーモータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置による前記ワイパーモータの制御により、前記ワイパーバレードが下反転位置(例えば、実施形態の下反転位置LP)と上反転位置(例えば、実施形態の上反転位置UP)の間で往復運動するとともに、前記ワイパーブレードが前記下反転位置よりも下側の格納位置(例えば、実施形態の格納位置SP)まで移動する車両用ワイパー装置において、所定の降雪条件を満たしているか否かを判定する降雪判定手段を備え、前記制御装置は、前記降雪判定手段が前記所定の降雪条件を満たしていると判定したときに、前記ワイパーブレードの下反転位置が、通常時の下反転位置よりも下側の降雪時下反転位置(例えば、実施形態の降雪時下反転位置SLP1,SLP2)に変更されるようにした。
これにより、降雪時に降雪判定手段が降雪条件を満たしていると判定すると、ワイパーブレードの下反転位置が降雪時下反転位置に変更され、ウィンドシールドパネルの下縁に溜まった雪が初期の段階でより下方で押し固められるようになる。したがって、ウィンドシールドパネルの前面の視界が狭まるまでの猶予時間がより長くなる。
前記降雪時下反転位置は、前記格納位置よりも上側に設定されることが望ましい。
この場合、降雪時に、ワイパーブレードの下反転位置が降雪時下反転位置に変更された場合に、ワイパーブレードが降雪時反転位置をオーバーランすることがあっても、ワイパーブレードが格納部の他の部材と干渉するのを未然に防止することができる。
前記降雪時下反転位置は、前記ワイパーブレードの移動速度が速いほどより上側となるように変更されるようにしても良い。
この場合、ワイパーブレードの移動速度が速くオーバーラン量が大きくなる可能性が高くなるほど、降雪時下反転位置が上側に変更される。したがって、ワイパーブレードによる高速払拭時に、ワイパーブレードが降雪時反転位置をオーバーランすることがあっても、ワイパーブレードが格納部の他の部材と干渉するのをより確実に防止することができる。
前記ウィンドシールドパネルは、下縁領域に不透明部(例えば、実施形態の不透明部20)が設けられ、前記降雪時下反転位置は、前記不透明部の範囲内に位置されるようにしても良い。
ウィンドシールドパネルの不透明部は、ウィンドシールドパネルの下縁内側の部品取付部等を外部から隠すように機能するが、この部分は乗員の視界外の領域となる。このため、ワイパー装置の降雪時以外の通常使用時には、不透明部までワイパーブレードを動かすことは不要となる。この形態の場合、降雪時反転位置を不透明部の範囲に設定することにより、デッドスペースとなる領域を降雪時のワイパーブレードの下反転位置の拡大マージンとして有効に利用することができる。
前記ワイパーブレードは、回動自在なピボット軸(例えば、実施形態のピボット軸11L,11R)に結合されたワイパーアーム(例えば、実施形態のワイパーアーム10L,10R)に支持され、前記ワイパーモータの出力軸(例えば、実施形態の出力軸14a)には出力レバー(例えば、実施形態の出力レバー16)が結合され、前記ピボット軸には、軸作動レバー(例えば、実施形態の軸作動レバー17L,17R)が結合され、前記出力レバーと前記軸作動レバーには、当該出力レバーと軸レバーとを連動させる連結リンク(例えば、実施形態の連結リンク19)が回動可能に連結されており、前記ワイパーブレードが前記格納位置にあるときに、前記出力レバーと前記連結リンクが略直線状になるように設定されるようにしても良い。
この場合、出力レバーが連結リンクと略直線状になるときに、ワイパーモータのトルクがリンク機構によって最大に増幅されるようになる。このため、ワイパーブレードが格納位置にあるときにワイパーモータのトルクが最大に増幅され、ワイパーブレードが格納位置の近傍の降雪時下反転位置にあるときにも、ワイパーモータのトルクの増幅効果が大きくなる。したがって、この構造を採用することにより、降雪時下反転位置において雪を強力に押し除けることができる。
この発明によれば、降雪時に降雪判定手段が降雪条件を満たしていると判定したときに、ワイパーブレードの下反転位置が降雪時下反転位置に変更されるため、降雪時以外の通常使用時に、ワイパーブレードが不要な領域まで動いてワイパーブレードの払拭効率が低下するのを回避しつつ、降雪時には、ウィンドシールドパネルの下縁で押し固められた雪によってワイパーブレードの払拭範囲が早期に狭められるのを防止することができる。
この発明の一実施形態のワイパー装置を採用した車両のウィンドシールドパネル部分の正面図である。 この発明の一実施形態のワイパー装置のワイパー駆動ユニットの正面図である。 この発明の一実施形態のワイパー装置の作動を説明するための車両のウィンドシールドパネル部分の模式的な正面図である。 この発明の一実施形態のワイパー装置の作動を説明するためのワイパー駆動ユニットの模式的な正面図である。 この発明の一実施形態のワイパー装置のワイパーモータの回転角度とピボット軸に作用するトルクの関係を示す特性図である。 この発明の一実施形態のワイパー装置の作動の一例を示すフローチャートである。
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、この実施形態に係るワイパー装置1を採用した車両の前席前方のウィンドシールドパネル2(フロントガラス)部分の正面図である。
ウィンドシールドパネル2の下縁の左右に離間した位置には、ワイパー装置1の左右の各ワイパーアーム10L,10Rが配置されている。ワイパーアーム10L,10Rの各基部は、回動自在なピボット軸11L,11Rに固定状態で支持され、ワイパーアーム10L,10Rの各先端部には、ウィンドシールドパネル2の表面を払拭するためのワイパーブレード12L,12Rが取り付けられている。ピボット軸11L,11Rは、ウィンドシールドパネル2の下方の車体部材に固定設置されるワイパー駆動ユニット13に設けられている。
図2は、ワイパー駆動ユニット13の詳細を示す図である。
ワイパー駆動ユニット13は、正逆回転可能なワイパーモータ14と、左右のピボット軸11L,11Rとワイパーモータ14を保持するユニットフレーム15と、ワイパーモータ14の出力軸14aに基端部が結合された出力レバー16と、左右の各ピボット軸11L,11Rに基端部が結合された軸作動レバー17L,17Rと、左右の軸作動レバー17L,17Rの先端部同士を同期回動可能に連結する連動リンク18と、出力レバー16の先端部と軸作動レバー17Rの先端部に回動可能に連結され、出力レバー16と軸作動レバー17Rを連動させる連結リンク19と、を備えている。
ユニットフレーム15は、左右のピボット軸11L,11Rが車両上の規定に位置に位置されるように車体部材に固定設置される。ワイパーモータ14の回動駆動力は出力軸14aから出力レバー16と連結リンク19を介して右側の軸作動レバー17Rに伝達され、右側のピボット軸11Rは右側の軸作動レバー17Rによって回動駆動される。また、右側の軸作動レバー17Rに伝達されたワイパーモータ14の回動駆動力は連動リンク18を介して左側の軸作動レバー17Lに伝達され、左側のピボット軸11Lは左側の軸作動レバー17Lによって回動駆動される。
したがって、この実施形態のワイパー駆動ユニット13においては、左右のワイパーブレード12L,12R(ワイパーアーム10L,10R)を共通のワイパーモータ14によって回動駆動することができる。なお、この実施形態においては、左右のワイパーブレード12L,12R(ワイパーアーム10L,10R)を共通のワイパーモータ14によって回動駆動する構造を採用しているが、左右のワイパーブレード12L,12R(ワイパーアーム10L,10R)はそれぞれ専用のワイパーモータとリンク機構によって駆動するようにしても良い。
ワイパー駆動ユニット13のワイパーモータ14は、図示しない制御装置によって駆動が制御される。この制御装置によるワイパーモータ14の駆動制御は、通常のワイパー作動時(降雪時以外のワイパー作動時)に、左右のワイパーブレード12L,12Rが基準の下反転位置LPと上反転位置UPの間で往復運動し、ワイパー作動を終了したときに下反転位置LPよりも下方の格納位置SPまで移動するように通電を制御する。
なお、図1中の符号20は、ウィンドシールドパネル2の下縁領域に車幅方向に亘って設けられ、ウィンドシールドパネル2の下縁の車体接着部や部品取付部を外部から覆い隠すために設けられた黒色セラミック顔料の塗布層等の不透明部である。この実施形態の場合、ワイパーブレード12L,12Rの格納位置SPは、不透明部20の範囲内、正確には不透明部20のほぼ最下端となる位置に設定されており、ワイパーブレード12L,12Rの下反転位置LPは、ワイパーブレード12L,12Rの少なくとも一部が不透明部20よりも上方となる位置に設定されている。
また、ワイパー装置1は、現在、車外が降雪状態であるか否かを判定する図示しない降雪判定手段を備えている。降雪判定手段は、例えば、外気温センサの出力信号を用いることができる。外気温センサを用いる場合には、例えば、外気温の検出値が0℃以下であるときに車外が降雪状態であるものと判定することができる。なお、降雪判定手段は、外気温センサに限らず、ワイパーモータ14の温度を検出する温度センサの信号を用いたり、他の仕組みの降雪センサを用いることも可能である。
図3は、ワイパーブレード12L,12Rの作動範囲を説明するためのウィンドシールドパネル2部分の模式的な正面図である。
この実施形態に係るワイパー装置1は、図示しないワイパースイッチがONの状態で、上述の降雪判定手段が車外が降雪状態であると判定したときに、制御装置が、ワイパーブレード12L,12Rの下反転位置をLPからそれよりも下方の降雪時下反転位置SLP1または降雪時下反転位置SLP2に変更する。
降雪時下反転位置SLP1は、ウィンドシールドパネル2の不透明部20の範囲内となる高さに設定され、降雪時下反転位置SLP2は、不透明部20の範囲内となる高さで、降雪時下反転位置SLP1よりも下、かつ格納位置SPよりも上となる高さに設定されている。降雪時下反転位置SLP1と降雪時下反転位置SLP2は、ワイパーブレード12L,12Rの作動速度(移動速度)に応じて制御装置によって選択される。具体的には、ワイパースイッチが高速払拭モード(「High」)である場合には、上側の降雪時下反転位置SLP1が選択され、ワイパースイッチが低速払拭モード(「Low」)や間欠作動モード(「INT」)、単一払拭モード(「MIST」)、洗浄モード(「WASH」)である場合には、下側の降雪時下反転位置SLP2が選択される。なお、ワイパースイッチが間欠作動モードや単一払拭モード、洗浄モードであるときには、ワイパースイッチが高速払拭モードであるときに比較してワイパーブレード12L,12Rの作動速度は遅くなる。
図4は、ワイパーブレード12Rが基準の下反転位置LPにあるときの、出力レバー16と連結リンク19の回動状態を(A)で示し、ワイパーブレード12Rが上反転位置UPにあるときの、出力レバー16と連結リンク19の回動状態を(B)、ワイパーブレード12Rが格納位置SPにあるときの、出力レバー16と連結リンク19の回動状態を(C)で示した図である。なお、図中に記載の角度は、連結リンク19が出力レバー16と完全に重なって一直線状になるときのワイパーモータ14の回動角度を0°とし、連結リンク19が出力レバー16と重ならずに一直線状になるときのワイパーモータ14の回動角度を180°したときの、ワイパーモータ14の回動角度を示している。
図4の例では、ワイパーモータ14の回動角度が150°のときに、ワイパーブレード12Rが基準の下反転位置LPに位置され、ワイパーモータ14の回動角度が30°のときに、ワイパーブレード12Rが上反転位置UPに位置され、ワイパーモータ14の回動角度が180°のときに、ワイパーブレード12Rが格納位置SPに位置される。
また、図5は、ワイパーモータ14を一定速度で回動させたときにおけるワイパーモータ14の回転角度(回動角度)と、ピボット軸11Rに作用するトルクの関係を示した特性図である。
この実施形態に係るワイパー駆動ユニット13においては、ワイパーブレード12Rが格納位置SPにあるときに、出力レバー16と連結リンク19が直線状になるように設定されているため、ワイパーモータ14の回動角度が150°を越えて180°に近付くときに、ピボット軸11Rに作用するトルクが急激に増大する。したがって、ワイパーモータ14の回動角度が150°から180°の範囲となる位置に設定されている降雪時下反転位置SLP1や降雪時下反転位置SLP2では、基準の下反転位置LPよりも大きなトルクがピボット軸11Rに作用する。
次に、この実施形態にかかるワイパー装置1の作動を図6のフローチャートを参照して説明する。
ステップS101においては、ワイパースイッチがOFFでないか否かを判定し、OFFの場合にはリターンし、ONの場合には、ステップS102に進む。
ステップS102においては、降雪判定手段が、例えば外気温センサの温度が0°以下であるか否か、つまり所定の降雪条件を満たしているか否かを判定し、降雪条件を満たしている場合には、ステップS103に進み、降雪条件を満たしていない場合には、ステップS104へと進む。ステップS104に進んだ場合には、降雪時以外のワイパー作動であるため、ワイパーブレード12L,12Rの下反転位置は基準の下反転位置LPに維持される。
ステップS103においては、ワイパースイッチが高速払拭モード(「High」)に操作されているか否かを判定し、高速払拭モード(「High」)に操作されている場合には、ステップS105に進み、高速払拭モード(「High」)以外の低速払拭モード(「Low」)や間欠作動モード(「INT」)、単一払拭モード(「MIST」)、洗浄モード(「WASH」)に操作されている場合には、ステップS106に進む。
ステップS105に進んだ場合には、ワイパーブレード12L,12Rが高速作動するため、ワイパーブレード12L,12Rの下反転位置は上側の降雪時下反転位置SLP1に変更される。これにより、ワイパーブレード12L,12Rの下反転位置は、基準の下反転位置LPよりも拡大され、ワイパーブレード12L,12Rの下反転位置付近での払拭トルク(ピボット軸11L,11Rに作用するトルク)が増大する。
一方、ステップS106に進んだ場合には、ワイパーブレード12L,12Rが低速作動するため、ワイパーブレード12L,12Rの下反転位置は下側の降雪時下反転位置SLP2に変更される。これにより、ワイパーブレード12L,12Rの下反転位置は、基準の下反転位置LPや降雪時下反転位置SLP1よりも拡大され、ワイパーブレード12L,12Rの下反転位置付近での払拭トルク(ピボット軸11L,11Rに作用するトルク)もより一層増大する。
以上のように、この実施形態に係るワイパー装置1においては、降雪時に降雪判定手段が降雪条件を満たしていると判定したときには、ワイパーブレード12L,12Rの下反転位置が基準の下反転位置LPから降雪時下反転位置SLP1またはSLP2に変更される。したがって、この実施形態に係るワイパー装置1の場合、降雪時以外の通常使用時に、ワイパーブレード12L,12Rが不要な領域まで動いてワイパーブレード12L,12Rの払拭効率が低下するのを回避しつつ、降雪時には、ウィンドシールドパネル2の下縁で押し固められた雪によってワイパーブレード12L,12Rの払拭範囲が早期に狭められるのを防止することができる。
即ち、この実施形態に係るワイパー装置1を採用した場合には、降雪時にワイパーブレード12L,12Rの下反転位置が降雪時下反転位置SLP1またはSLP2に変更されるため、ウィンドシールドパネル2の下縁に溜まった雪を初期の段階でより下方に押しやることができ、ウィンドシールドパネル2の前面の視界が雪によって狭められるまでの猶予時間をより長くすることができる。
また、この実施形態に係るワイパー装置1は、ワイパーブレード12L,12Rの降雪時下反転位置SLP1,SLP2が格納位置SPよりも上側に設定されているため、ワイパーブレード12L,12Rが降雪時反転位置SLP1,SLP2をオーバーランすることがあっても、ワイパーブレード12L,12Rが格納部の他の部材と干渉するのを未然に防止することができる。
特に、この実施形態の場合、ワイパーブレード12L,12Rが高速払拭モードで操作されるときに、降雪時の下反転位置が上側の降雪時下反転位置SLP1に設定され、ワイパーブレード12L,12Rが高速払拭モード以外の払拭速度の遅いモードで操作されるときに、降雪時の下反転位置が下側の降雪時下反転位置SLP2に設定される。このため、ワイパーブレード12L,12Rのオーバーラン量が大きくなる可能性の高い高速払拭モード時に、ワイパーブレード12L,12Rが格納部の他の部材と干渉するのをより確実に防止することができる。
また、この実施形態に係るワイパー装置1においては、降雪時下反転位置SLP1,SLP2がウィンドシールドパネル2の下縁の不透明部20のある範囲内に位置されているため、デッドスペースとなる不透明部20のある領域を降雪時のワイパーブレード12L,12Rの下反転位置の拡大マージンとして有効に利用することができる。
また、特に、この実施形態に係るワイパー装置1においては、ワイパーモータ14の出力軸14aに結合された出力レバー16と、ピボット軸11Rに結合された軸作動レバー17Rの先端部が連結リンク19を介して回動可能に連結され、ワイパーブレード12L,12Rが格納位置にあるときに出力レバー16と連結リンク19が直線状になるように設定されている。このため、ワイパーブレード12L,12Rが格納位置に格納される直前に、ワイパーモータ14のトルクが出力レバー16と連結リンク19を含むリンク機構によって最大に増幅される。
したがって、この実施形態に係るワイパー装置1においては、ワイパーブレード12L,12Rが格納位置の近傍の降雪時下反転位置SLP1やSLP2にあるときにも、ワイパーモータ14のトルクの増幅効果を得ることができ、降雪時下反転位置SLP1やSLP2において雪を強力に押し除けることができる。
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
1…ワイパー装置
2…ウィンドシールドパネル
10L,10R…ワイパーアーム
11L,11R…ピボット軸
12L,12R…ワイパーブレード
14…ワイパーモータ
14a…出力軸
16…出力レバー
17…軸作動レバー17L,17R
19…連結リンク
20…不透明部
LP…下反転位置
UP…上反転位置
SP…格納位置
SLP1,SLP2…降雪時下反転位置

Claims (5)

  1. 車両のウィンドシールドパネルを払拭するワイパーブレードと、
    前記ワイパーブレードを駆動する正逆回転可能なワイパーモータと、
    前記ワイパーモータを制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置による前記ワイパーモータの制御により、前記ワイパーバレードが下反転位置と上反転位置の間で往復運動するとともに、前記ワイパーブレードが前記下反転位置よりも下側の格納位置まで移動する車両用ワイパー装置において、
    所定の降雪条件を満たしているか否かを判定する降雪判定手段を備え、
    前記制御装置は、前記降雪判定手段が前記所定の降雪条件を満たしていると判定したときに、前記ワイパーブレードの下反転位置が、通常時の下反転位置よりも下側の降雪時下反転位置に変更されることを特徴とする車両用ワイパー装置。
  2. 前記降雪時下反転位置は、前記格納位置よりも上側に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用ワイパー装置。
  3. 前記降雪時下反転位置は、前記ワイパーブレードの移動速度が速いほどより上側となるように変更されることを特徴とする請求項2に記載の車両用ワイパー装置。
  4. 前記ウィンドシールドパネルは、下縁領域に不透明部が設けられ、
    前記降雪時下反転位置は、前記不透明部の範囲内に位置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用ワイパー装置。
  5. 前記ワイパーブレードは、回動自在なピボット軸に結合されたワイパーアームに支持され、
    前記ワイパーモータの出力軸には出力レバーが結合され、
    前記ピボット軸には、軸作動レバーが結合され、
    前記出力レバーと前記軸作動レバーには、当該出力レバーと軸レバーとを連動させる連結リンクが回動可能に連結されており、
    前記ワイパーブレードが前記格納位置にあるときに、前記出力レバーと前記連結リンクが略直線状になるように設定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用ワイパー装置。
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