以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る車両用ワイパ装置の全体を示す払拭面の外側から見た平面図である。
図1に示すように、車両用ワイパ装置10は、略長尺状のワイパアーム12と、車両(自動車)のウィンドシールドガラスWGを払拭するワイパブレード14と、を含んで構成されている。また、車両用ワイパ装置10は、ワイパアーム12の先端部付近に設けられた第1メインノズル18及び第2メインノズル20と、含んで構成されている。
ワイパアーム12は、ワイパアーム12の基端部分を構成するアームヘッド12Aと、ワイパアーム12の長手方向中間部を構成するリテーナ12Bと、ワイパアーム12の先端部分を構成するアームピース12C及びアーム側連結部材12Dと、を含んで構成されている。
アームヘッド12Aは、略矩形柱状に形成されており、例えばアルミダイキャスト製とされている。このアームヘッド12Aの基端部には、固定部15が形成されており、固定部15には、略円柱形状のピボット軸17の先端部が締結固定されている。このピボット軸17は、車両のフレーム等に固定されたピボットホルダ(図示省略)に回動自在に支持されると共に、リンク機構を介してワイパモータ(図示省略)に連結されている。そして、ワイパモータの駆動力によってピボット軸17が往復回動することで、ワイパアーム12が、下反転位置としての停止位置(図1に示される位置)と上反転位置(図1の1点鎖線参照)との間を往復回動するようになっている。なお、ワイパアーム12が、停止位置から上反転位置へ向かう方向(図1の矢印A方向)が回動方向一方側(往動側)とされており、上反転位置から停止位置へ向かう方向(図1の矢印B方向)が回動方向他方側(復動側)とされている。
一方、ワイパブレード14は、略長尺状に形成されると共に、ワイパアーム12と長手方向に並んで配置されており、ワイパブレード14の長手方向中央部が、連結レバー19を介してワイパアーム12のアーム側連結部材12Dの先端部に連結されている。これにより、払拭面Sに対して直交する方向から見て、ワイパブレード14が、ワイパアーム12(のアーム側連結部材12Dを除く部分)に対して、回動方向一方側に配置されている。
また、第1メインノズル18及び第2メインノズル20からは、ウォッシャ液が噴射される。本実施形態では、ワイパアーム12が図1の下反転位置としての停止位置にある状態で回動方向一方側へ回動(往動)又は始動する際に、後述するウォッシャスイッチsw2(図4参照)が操作されたときに、第1メインノズル18からウォッシャ液を噴射し、ワイパアーム12が回動方向他方側へ回動する際に、ウォッシャスイッチsw2が操作されたときに、第2メインノズル20からウォッシャ液を噴射するようになっている。
ここで、ウォッシャ液を噴射するためのポンプについて説明する。図2は、ウォッシャ液を噴射するポンプの一例を示す断面図である。
ポンプ22は、車両のエンジンルーム内等に配設されたウォッシャタンクに設けられており、ウォッシャタンク内のウォッシャ液を吐出するようになっている。また、上述の第1メインノズル18及び第2メインノズル20の各々と、図示しないホースを介してポンプ22が接続されている。
ポンプ22は、ポンプ本体24と、バルブ装置70と、を含んで構成されている。また、ポンプ本体24は、ハウジング26と、ハウジング内に収容されたウォッシャモータ(図示省略)と、インペラ80と、を含んで構成されている。
ハウジング26は、樹脂材により構成されて、インレット50と、ポンプ室54と、第1アウトレット60と、第2アウトレット62と、を含んで構成されている。
インレット50は、ウォッシャタンクに挿入され、ポンプ22によってウォッシャタンク内のウォッシャ液がポンプ室54まで吸い込まれるようになっている。
ポンプ室54には、インペラ80が収容されており、インペラ80はウォッシャモータの回転軸41の先端部に一体回転可能に組付けられている。
第1アウトレット60及び第2アウトレット62は、ハウジング26の下端部に配置されている。この第1アウトレット60及び第2アウトレット62は、互いに平行に配置されて、それぞれの内部は、それぞれ第1吐出通路60A及び第2吐出通路62Aとされている。第1吐出通路60A及び第2吐出通路62Aはポンプ室54内と連通されている。
また、第1吐出通路60A及び第2吐出通路62Aは、バルブ装置70に接続されている。バルブ装置70は、第1アウトレット60及び第2アウトレット62に嵌着されたバルブハウジング71を備えており、このバルブハウジング71は、第1分割ハウジング72と第2分割ハウジング74とを含んで構成されている。また、第1分割ハウジング72と第2分割ハウジング74との間には、ゴム材等の弾性部材により構成された弁体76が組付けられている。そして、第1分割ハウジング72及び第2分割ハウジング74の内部がそれぞれ第1バルブ室72A及び第2バルブ室74Aとされており、第1バルブ室72A及び第2バルブ室74Aが弁体76により区画されている。また、第1バルブ室72A及び第2バルブ室74Aは、それぞれ第1吐出通路60A及び第2吐出通路62Aに連通されている。
また、第1分割ハウジング72及び第2分割ハウジング74には、それぞれ第1吐出部72B及び第2吐出部74Bが一体に形成されている。そして、第1吐出部72Bが第1メインノズル18に接続されるホースに接続され、第2吐出部74Bが第2メインノズル20に接続されるホースに接続されている。
すなわち、ウォッシャモータMを正転駆動することでインペラ80が一方の方向(図2等に示す矢印C方向側)へ回転されると、第1バルブ室72A内及と第2バルブ室74A内との圧力差により弁体76が第2吐出部74B側に押し付けられて第2吐出部74Bを閉鎖して、ウォッシャタンク内のウォッシャ液が第1吐出部72Bを介して第1メインノズル18へ圧送されるようになっている。一方、ウォッシャモータMを逆転駆動することでインペラ80が他方の方向(図2等に示す矢印D方向側)へ回転されると、第1バルブ室72A内及と第2バルブ室74A内との圧力差により弁体76が第1吐出部72B側に押し付けられて第1吐出部72Bを閉鎖して、ウォッシャタンク内のウォッシャ液が第2吐出部74Bを介して第2メインノズル20へ圧送されるようになっている。
本発明では、図3(A)に示すように、ワイパアーム12が回動方向一方側(図3(A)の矢印A方向)へ回動(往動)又は始動する際に、後述するウォッシャスイッチsw2(図4参照)が操作されたときには、インペラ80が一方の方向へ回転されて第1メインノズル18からウォッシャ液を噴射し、図3(B)に示すように、ワイパアーム12が回動方向他方側(図3(B)の矢印B方向)へ回動(復動)する際に、ウォッシャスイッチが操作されたときには、インペラ80が他方の方向へ回転されて第2メインノズル20からウォッシャ液を噴射するようになっている。
続いて、本発明の車両用ワイパ装置10の電気的構成について説明する。図4は、本発明の第1実施形態に係る車両用ワイパ装置の電気的構成を示す回路図である。
車両用ワイパ装置10は、ワイパスイッチsw1及びワイパモータWMを備えている。そして、ワイパスイッチsw1がONされることで、ワイパモータWMが駆動されて、ピボット軸17が回動されるようになっている。このワイパスイッチsw1は、「+B端子」、「S端子」、「+1端子」、「+2端子」を有しており、「+B端子」は車両のバッテリの正極に接続されている。
ワイパモータWMのモータ本体Maは、車両用ワイパ装置10を高速で作動させる高速モード及び低速で作動させる低速モードに対応させるために、高速用ブラシ、低速用ブラシ、及び低速と高速とに共通して使用される共通ブラシを有している。そして、モータ本端Maの低速用ブラシに接続される正極端子がワイパスイッチsw1の「+1端子」に接続されており、モータ本体Maの高速用ブラシに接続される正極端子が、ワイパスイッチsw1の「+2端子」に接続されている。また、モータ本体Maの共通ブラシに接続される負極端子はGND接地されている。
ワイパモータWMには、ワイパブレード14の払拭位置に対応してカムスイッチcswが設けられており、ワイパブレード14が所定の停止位置以外に位置する状態でワイパスイッチsw1がOFFされても、カムスイッチcswによってワイパブレード14が停止位置まで戻って停止するように構成されている。
カムスイッチcswは、ワイパモータWMのギヤハウジングを構成するハウジングカバー等に固定配置された固定接点としての「a接点」、「b接点」、「c接点」、「d接点」、「e接点」、及びギヤハウジング内に回転可能に収容される後述するカムに配置された可動接点としてのカムプレートcpを有している。「a接点」はワイパスイッチsw1の「+B端子」に接続されており、「b接点」はワイパモータWMの負極端子と共にGND接地されている。また、「c接点」はワイパスイッチsw1の「S端子」に接続されている。また、「d接点」は、WS1端子を介して後述するウォッシャシステム30のリレーRAのコイルの一端に接続され、「e接点」は、WS2端子を介して後述するウォッシャシステム30のリレーRBのコイルの一端に接続されている。
カムプレートcpは、ワイパモータWMの出力軸に連結されたウォームホイール(図示省略)と一体回転するカムに設けられており、カムプレートcpが一回転されることで、ワイパブレード14が、下反転位置としての停止位置と上反転位置との間を一往復するようになっている。なお、図4では、ワイパブレード14が停止位置に配置された状態を示している。
各接点は、カムプレートcp上の異なる大きさの同心円上(図4中の一点鎖線で示す同心円)に対応する位置に設けられており、内側の同心円に対応する位置から「a接点」、「b接点」、「c接点」、「d接点」、「e接点」の順に対応するように設けられている。
そして、カムプレートcpが回転することで、カムプレートcpによって「c接点」が「b接点」又は「a接点」の何れか一方に接続されるようになっている。具体的には、ワイパブレード14が停止位置以外にあるときは、「c接点」が「a接点」と接続されるようにカムプレートcpの形状が設定されている。これにより、ワイパブレード14が停止位置以外にあるときにワイパスイッチsw1がOFFされても、カムスイッチcswを介してワイパモータWMのモータ本体Maに電流が供給されるようになっている。そして、ワイパブレード14が停止位置に回動されると、「c接点」が「b接点」に接続されるようにカムプレートcpの接点形状が設定されている。これにより、ワイパモータWMのモータ本体Maの低速用ブラシと共通ブラシがGND電位で閉回路となってブレーキ(モータ本体Maの電機子による発電制動)がかかり、ワイパモータWMのモータ本体Maが停止位置で停止されるように構成されている。
また、車両用ワイパ装置10は本発明の噴射回路に相当するウォッシャシステム30を備えている。ウォッシャシステム30は、ポンプ22を駆動するウォッシャモータMと、ウォッシャモータMを駆動するためのリレーRA及びリレーRBを有している。
上述したように、リレーRAのコイルの一端は、ワイパモータWMのWS1端子を介して「d接点」に接続され、リレーRBのコイルの一端は、WS2端子を介して「e接点」に接続されている。そして、リレーRAのコイルの他端とリレーRBのコイルの他端が接続されている。
また、リレーRA及びリレーRBはスイッチ部分は各々3端子とされており、リレーRAのスイッチ部分の3端子のうち1つの端子がウォッシャモータMの一端に接続され、リレーRBのスイッチ部分の3端子のうち1つの端子がウォッシャモータMの他端に接続されている。また、リレーRA及びリレーRBのスイッチ部分のそれぞれ残りの2端子が各々のコイルへの通電によって切り替わるようになっており、リレーRA及びリレーRBのスイッチ部分の各々の残りの2端子のうちの一方の端子が各々バッテリの正極に接続され、リレーRA及びリレーRBのスイッチ部分の残りの2端子のうちの他方が各々ウォッシャスイッチsw2を介して接地されている。
また、リレーRA及びリレーRBの各々とウォッシャスイッチsw2との間には、ウォッシャ連動回路32を介してワイパスイッチsw1が接続されている。これにより、ウォッシャスイッチsw2がONされると、ウォッシャ連動回路32内のワイパリレー(図示省略)によってワイパが所定時間だけ作動されるようになっている。
そして、カムプレートcpが「d接点」又は「e接点」と接続されるか否かに基づいて、リレーRA又はリレーRBが作動される。すなわち、カムプレートcpが回転することにより、「d接点」又は「e接点」が「c接点」を介して+B端子に接続されるので、ウォッシャスイッチsw2がオンのときに、リレーRAのコイルへの通電とリレーRBのコイルへの通電とが択一的に繰り返されて、ウォッシャモータMが正転駆動又は逆転駆動されるようになっている。
また、本実施形態では、カムプレートcpの接点形状が、180度より小さい角度範囲で「d接点」又は「e接点」に接触し、反転位置手前でリレーRA又はリレーRBのコイルへの通電が停止される接点形状に設定されている。これにより、リレーRA及びリレーRBのスイッチ部分は各々ウォッシャモータMの両端がウォッシャスイッチsw2を介して接地されると共に閉回路を構成してウォッシャモータMにブレーキ(発電制動)をかけ、図3(A)の上噴射停止位置と図3(B)の下噴射停止位置でウォッシャ液の噴射を停止するようになっている。
このように、本実施形態におけるカムプレートcpには、ワイパブレード14を停止位置で停止させるための停止接点パターンと、第1メインノズル18からのウォッシャ液の噴射と第2メインノズル20からのウォッシャ液の噴射とを切替えるための切替接点パターンとが同一のカムの同一平面上に設けられている。そして、カムスイッチcswは、ワイパモータWMのモータ本体Maの回転に連動してカムプレートcpが回転することで、各接点と接触し、ワイパブレード14を停止位置で停止させると共に、リレーRA及びリレーRBをON/OFFして、ウォッシャモータMを発電制動によるブレーキをかけて停止させた後、正転駆動又は逆転駆動され、ウォッシャ液の噴射方向が切替えられるようになっている。このとき、カムスイッチcswのカムプレートcpには、リレーRA及びリレーRBを駆動するための電流が流れるだけで、ウォッシャモータMを駆動する電流は流れないので、カムスイッチcswの接点の溶融が防止される。
なお、図4中の「a接点」、「b接点」、及び「c接点」に対応するカムプレートcpの各回転軌道中の接点パターンがワイパブレード14を停止位置で停止させるための停止接点パターンに対応し、「d接点」及び「e接点」に対応するカムプレートcpの回転軌道中の接点パターンが、第1メインノズル18からのウォッシャ液の噴射と第2メインノズル20からのウォッシャ液の噴射とを切替えるための切替接点パターンに対応する。
ここで、カムスイッチcswのカムプレートcpの接点形状と各接点(「a〜e接点」)との位置関係について説明する。図5は、カムプレートcpの回転位置毎の各接点(「a接点」〜「e接点」)の位置関係を示す図である。
ワイパブレード14が停止位置にあるときは、図5(A)に示す状態となり、「b接点」と「c接点」とがカムプレートcpを介して接続された状態となると共に、「a接点」と「d接点」とがカムプレートcpを介して接続された状態となるようにカムプレートcpの接点形状及び各接点の位置関係が設定されている。これにより、ウォッシャスイッチsw2がONされると、「a接点」、カムプレートcp、「d接点」を介してリレーRAのコイルへ通電され、リレーRAがON状態となる。このとき、「e接点」はカムプレートcpに接触しないので、リレーRBはOFF状態となる。従って、リレーRA及びリレーRBは、図4に示す状態のリレーRAのスイッチ部分がバッテリ側に接続されて、リレーRAを介してバッテリから電流がウォッシャモータMへ供給されて、ウォッシャモータMが正転駆動される。これにより、インペラ80が一方の方向へ回転されて、図3(A)に示すように、上反転位置方向へ向かって第1メインノズル18からウォッシャ液が噴射される。従って、停止位置において上反転位置方向へウォッシャ液を直ぐに噴射することができるようになっている。
次に、ワイパモータWMが駆動されると、ワイパモータWMのモータ本体Maの回転に連動してカムプレートcpが回転して、図5(B)に示す状態へ移行する。すなわち、「c接点」及び「d接点」が共に、カムプレートcpを介して「a接点」に接続された状態になるようにカムプレートcpの接点形状及び各接点の位置関係が設定されている。この状態では、ワイパスイッチsw1によってワイパブレード14の回動停止が指示されても(カムスイッチcswのカムプレートcpを介さないワイパモータWMのモータ本体Maへの電源供給が断たれても)「c接点」と「a接点」がカムプレートcpを介して接続された状態となるので、モータ本体Maへの通電はカムプレートcpを介して、図5(F)の状態になるまで維持される。また、「d接点」及び「e接点」とカムプレートcpとの接続関係は、図5(A)から図5(B)までは同じ接続状態が維持されるように設定されており、この状態でウォッシャスイッチsw2がONされると、ウォッシャモータMが正転駆動される。
続いて、ワイパモータWMのモータ本体Maの回転に連動してカムプレートcpが更に回転すると、上反転位置へ到達する手前位置に対応する図5(C)の状態へ移行する。すなわち、「c接点」と「a接点」は、カムプレートcpを介して接続された状態であるが、「d接点」はカムプレートcpとの接触から離脱するように、カムプレートcpの接点形状及び各接点の位置関係が設定されている。また、「e接点」もカムプレートcpと接触しないように設定されており、リレーRA及びリレーRBは共にOFF状態となって、ウォッシャモータMの両端子は閉回路が形成されてブレーキ(発電制動)がかかり回転が停止される状態となる。このように、本実施形態では、停止位置から上反転位置へ到達する手前でウォッシャモータMが停止(制動)するようにカムプレートcpの接点形状及び各接点の位置関係が設定されている。
続いて、ワイパモータWMのモータ本体Maの回転に連動してカムプレートcpが更に回転すると、ワイパブレード14が上反転位置へ到達する直前位置に対応する図5(D)に示す状態へ移行する。すなわち、「c接点」と「a接点」が、カムプレートcpを介して接続された状態であると共に、「e接点」がカムプレートcpに接触して、「e接点」と「a接点」がカムプレートcpを介して接続された状態となるように、カムプレートcpの接点形状及び各接点の位置関係が設定されている。これにより、この位置でウォッシャスイッチsw2がONされると、「a接点」、カムプレートcp、「e接点」を介してリレーRBのコイルへ通電され、リレーRBがON状態となる。このとき、「d接点」はカムプレートcpに接触しないように設定されており、リレーRAはOFF状態となる。従って、リレーRBのスイッチ部分がバッテリ側に接続され、ウォッシャモータMはリレーRBを介してバッテリから電流が供給されて、ウォッシャモータMが逆転駆動される。これにより、インペラ80が他方の方向へ回転されて、図3(B)に示すように、停止位置方向へ向かって第2メインノズル20からウォッシャ液が噴射される。なお、本実施形態では、ワイパブレード14が上反転位置へ到達する直前に、カムスイッチcswはウォッシャモータMが逆転駆動可能な状態へと移行するようになっている。
続いて、ワイパモータWMのモータ本体Maの回転に連動してカムプレートcpが更に回転すると、ワイパブレード14が停止位置(下反転位置)へ到達する手前位置に対応する図5(E)に示す状態へ移行するようになっている。すなわち、「c接点」と「a接点」が、カムプレートcpを介して接続された状態であるが、「e接点」はカムプレートcpとの接触から離脱し「d接点」及び「e接点」はカムプレートcpと接触しないように、カムプレートcpの接点形状及び各接点の位置関係が設定されている。これにより、リレーRA及びリレーRBが共にOFF状態となって、ウォッシャモータMの両端子は閉回路が形成されてブレーキ(発電制動)がかかり回転が停止される状態となる。このように、本実施形態では、上反転位置から停止位置へ到達する手前でウォッシャモータMが停止(制動)するようにカムプレートcpの接点形状及び各接点の位置関係が設定されている。
続いて、ワイパモータWMのモータ本体Maの回転に連動してカムプレートcpが更に回転すると、ワイパブレード14が停止位置(下反転位置)へ到達する直前位置に対応する図5(F)の状態へ移行する。すなわち、「c接点」がカムプレートcpとの接触から離脱し、「a接点」との接続が断たれる状態になるようにカムプレートcpの接点形状及び各接点の位置関係が設定されている。これにより、この状態でワイパスイッチsw1によってワイパブレード14の回動の停止が指示されていると、バッテリから「a接点」、カムプレートcp、「c接点」を介したワイパモータWMのモータ本体Maへの電力供給が断たれるが、モータ本体Maの回転慣性力によって図5(A)の状態まで回動される。すると、「c接点」が別のカムプレートcpに接触して「b接点」と接続された状態となるので、モータ本体Maの低速ブラシと共通ブラシの両ブラシが閉回路を形成してGNDに接続され、モータ本体Maは発電制動によるブレーキがかけられ図5(A)の状態で停止するようになっている。また、ウォッシャ連動回路32内のワイパリレー(図示省略)が所定時間だけ作動中である場合には、上記カムスイッチcswの状態に関係なくバッテリからモータ本体Maに電力が供給され、図5(B)の状態へと回転が続けられる。一方、図5(F)の状態での「d接点」及び「e接点」とカムプレートcpとの接続関係は、「d接点」が再びカムプレートcpに接触して「a接点」と「d接点」とがカムプレートcpを介して接続された状態となるようにカムプレートcpの接点形状及び各接点の位置関係が設定されている。この状態でウォッシャスイッチsw2がONされると、「a接点」、カムプレートcp、「d接点」を介してリレーRAのコイルが通電され、リレーRAがON状態となる。このとき、「e接点」はカムプレートcpに接触しないので、リレーRBはOFF状態である。従って、リレーRA及びリレーRBは、図4に示す状態のリレーRAのスイッチ部分が再びバッテリ側に接続されて、リレーRAを介してバッテリから電流がウォッシャモータMへ供給されて正転駆動され、ウォッシャモータMが正転駆動される。すなわち、ワイパブレード14が停止位置(下反転位置)へ到達する直前に、ウォッシャモータMが正転駆動可能な状態へと移行する。
続いて、上述のように構成された本発明の第1実施形態に係る車両用ワイパ装置10の動作について説明する。
上述のように構成された車両用ワイパ装置10では、ワイパモータWMのモータ本体Maの回転に連動してカムスイッチcswに設けられたカムプレートcpが回転することによって、車両用ワイパ装置10の各部は、図6に示すタイミングで動作する。図6は、本発明の第1実施形態に係る車両用ワイパ装置10の各構成要素の動作タイミングを示すタイミングチャートである。なお、以下では、ウォッシャスイッチsw2がオンされた場合の動作の一例を説明する。
すなわち、図6に示すように、車両のイグニッションスイッチ(IG SW)がONされている状態で、ウォッシャスイッチsw2がONされると、ワイパブレード14の停止位置では、カムプレートと各接点の位置関係は図5(A)に示す状態であるので、「a接点」と「d接点」がカムプレートcpを介して接続された状態となる。この状態では、「a接点」を介してリレーRAのコイルが通電されてリレーRAがオンされる。これにより、ウォッシャモータMが正転駆動される。これによって第1メインノズル18からウォッシャ液が噴射される。そして、設定されたウォッシャ連動遅延時間後にウォッシャ連動回路32内のワイパリレー(不図示)によってワイパモータWMがONされて、ワイパブレード14が停止位置から上反転位置へ回動される。なお、図6では、ワイパブレード14が回動方向一方側に(上反転位置へ向けて)回動されている状態を「OPEN」として記載され、ワイパブレード14が回動方向他方側に(下反転位置へ向けて)回動されている状態を「CLOSE」として記載されている。
そして、ワイパブレード14が上反転位置(「OPEN」から「CLOSE」に切替わる位置)に到達する手前の位置では、カムプレートcpは、図5(C)の状態へ移行する。この状態では、リレーRAによってウォッシャモータMの駆動がOFFされて発電制動によるブレーキがかかり、カムプレートcpの一定期間(図6の制動停止期間)の回転後に、図5(D)の状態へ移行して、リレーRBによってウォッシャモータMの駆動が正転から逆転に切替わる。これにより、第2メインノズル20からウォッシャ液が噴射される。なお、このウォッシャモータMが発電制動により停止される位置が上述の上噴射停止位置となり、このときのワイパブレード14位置は図3(A)の一点鎖線で示される位置に対応している。
一方、ワイパブレード14が上反転位置から停止位置(下反転位置)へ向けて回動されると、ワイパブレード14が停止位置(「CLOSE」から「OPEN」に切替わる位置)に到達する手前の位置で、カムプレートcpは、図5(E)に示す状態へ移行する。この状態では、リレーRBによってウォッシャモータMの駆動がOFFされて発電制動によるブレーキがかかり、カムプレートcpの一定期間(図6の制動停止期間)の回転後に、図5(F)の状態へ移行して、リレーRAによってウォッシャモータMの駆動が逆転から正転に切替わる。なお、このウォッシャモータMが発電制動により停止される位置が上述の下噴射停止位置となり、このときのワイパブレード14の位置は図3(B)の一点鎖線で示される位置に対応している。
すなわち、本実施形態に係る車両用ワイパ装置10は、図3(A)に示されるように、ワイパアーム12が回動方向一方側へ回動されて上噴射停止位置に到達するまでは、第1メインノズル18からウォッシャ液が供給される。そして、上反転位置の手前の上噴射停止位置において、ウォッシャモータMの駆動が停止される。この停止はウォッシャモータMにブレーキを掛けてウォッシャ液の噴射を停止させるので、上反転位置へ到達するまでにウォッシャ液の噴射が確実に停止して上反転位置でのウォッシャ液の第1メインノズル18からの漏れが防止される。その後、一定の制動停止期間後に上反転位置に到達する直前にウォッシャモータMの回転方向が切り替わる。すなわち、一定の制動停止期間によりウォッシャ液を節約することができる。また、ワイパブレード14が反転位置へ到達する前に噴射方向が切り替わるので、ワイパブレード14が反転した時にウォッシャ液が噴射されたガラス面を滑らかに移動させることができる。さらには、上反転位置でのウォッシャ液の噴射によるウィンドシールドガラスWGからのスプレーアウトをも防止できる。
一方、図3(B)に示されるように、上反転位置からワイパアーム12が回動方向他方側へ回動されて下噴射停止位置に到達するまでは、第2メインノズル20からウォッシャ液が供給される。そして、停止位置(下反転位置)の手前の下噴射停止位置において、ウォッシャモータMの駆動が停止される。この停止はウォッシャモータMにブレーキを掛けてウォッシャ液の噴射を停止させるので、停止位置(下反転位置)へ到達するまでにウォッシャ液の噴射が確実に停止して停止位置(下反転位置)でのウォッシャ液の第2メインノズル20からの漏れが防止される。その後、一定の制動停止期間後に停止位置(下反転位置)に到達する直前にウォッシャモータMの回転方向が切り替わる。すなわち、一定の制動停止期間によりウォッシャ液を節約することができる。また、ワイパブレード14が停止位置へ到達する前に噴射方向が切り替わるので、ワイパブレード14が停止位置(下反転位置)で反転した時にウォッシャ液が噴射されたガラス面を滑らかに移動させることができる。さらには、停止位置でのウォッシャ液の噴射によるワイパブレード14で払拭されないウィンドシールドガラスWGの下縁外への無駄な噴射をも防止できる。
また、ウォッシャスイッチsw2がオフされると、リレーがOFF(図6ではリレーRBがOFF)してウォッシャモータMに発電制動によるブレーキがかかりウォッシャ液の噴射が直ちに停止される。そしてウォッシャ連動作動時間後にワイパリレーがOFFされてワイパモータWMが停止される。このとき、カムプレートcpが図5(A)の状態になるまでワイパモータWMのモータ本体Maへの通電が継続され、図5(A)の状態になったところで、モータ本体Maへの通電が停止して、ワイパブレード14が停止位置で停止する。
このように、本実施形態では、安価かつ簡易な構成のカムスイッチcswを用いることによって、ワイパブレード14の停止位置での停止、及び噴射ノズルの切替えを行うことができる。
(第2実施形態)
続いて、本発明の第2実施形態に係る車両用ワイパ装置について説明する。図7は、第2実施形態に係る車両用ワイパ装置の電気的構成を示す回路図である。
第1実施形態では、正逆回転する単一のウォッシャモータMの駆動方向を切り換えることにより、第1メインノズル18からのウォッシャ液の噴射と第2メインノズル20からのウォッシャ液の噴射とを切替える例を説明したが、本実施形態では、一方向に回転する2つのウォッシャモータを用いて、第1メインノズル18からのウォッシャ液の噴射と第2メインノズル20からのウォッシャ液の噴射を切替える例を説明する。
すなわち、本実施形態では、図7に示すように、2つのウォッシャモータM1、M2を備えている。第1実施形態とはウォッシャシステム31の構成が異なるが、その他の構成は、第1実施形態と同一であるため、同一構成については詳細な説明を省略し、以下では差異のみを説明する。なお、ウォッシャ液を噴射するためのポンプ22の構成も異なるが、本実施形態ではバルブ装置70が不要となり、ウォッシャモータM1、M2が回転駆動されるとウォッシャ液が吐出される一般的なポンプを適用可能であるため、ポンプの説明は省略する。
本実施形態におけるウォッシャシステム31は、2つのウォッシャモータM1、M2を備えると共に、第1実施形態と同様に、リレーRA及びリレーRBの2つのリレーを備えている。
リレーRA及びリレーRBの各々コイルへの接続は、第1実施形態と同一の接続とされている。また、リレーRA及びリレーRBのスイッチ部分は、第1実施形態と同様に3端子とされている。
リレーRAの3端子のうち1つの端子がウォッシャモータM1の一端に接続されている。また、リレーRBの3端子のうち1つの端子がウォッシャモータM2の一端に接続されている。そして、ウォッシャモータM1、M2の各々の他端は共に、ウォッシャスイッチsw2を介して接地されている。
また、リレーRAのスイッチ部分は、残りの2端子によって、ウォッシャモータM1の一端とバッテリの正極とを接続するか、ウォッシャモータM1の一端と他端(接地)とを接続するかが切替可能とされている。同様に、リレーRBのスイッチ部分は、残りの2端子によって、ウォッシャモータM2の一端とバッテリの正極とを接続するか、ウォッシャモータM2の一端と他端(接地)とを接続するかが切替可能とされている。すなわち、当該残りの2端子のうち一方の端子が、それぞれウォッシャスイッチsw2を介して接地されている。そして、リレーRA及びリレーRBのスイッチ部分の各々の残りの2端子のうち他方の端子が、それぞれバッテリの正極に接続されている。これにより、ウォッシャモータM1、M2の各々の一方の端子への接続が、バッテリの正極又は接地側に切り替わることができる。
なお、図7では、リレーRAがOFF状態で、リレーRBがOFF状態を示す。また、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、リレーRA及びリレーRBが択一的にONされるようになっている。そして、本実施形態では、ウォッシャスイッチsw2をONしたときカムスイッチcswの状態に応じてリレーRAがONされると、バッテリの正極とウォッシャモータM1の一端が接続されてウォッシャモータM1が駆動され、第1メインノズル18からウォッシャ液が噴射される。一方、ウォッシャスイッチsw2をONしたときカムスイッチcswの状態に応じてリレーRBがONされると、バッテリの正極とウォッシャモータM2の一端が接続されてウォッシャモータM2が駆動され、第2メインノズル20からウォッシャ液が噴射される。
このように構成された第2実施形態に係る車両用ワイパ装置におけるカムスイッチcswは、第1実施形態と同様の構成であるが、本実施形態では、リレーRA及びリレーRBによって2つのウォッシャモータM1、M2を択一的に駆動することによって、第1メインノズル18からのウォッシャ液の噴射と、第2メインノズル20からのウォッシャ液の噴射とが行われる。
すなわち、図8のタイミングチャートで示すように各部が動作する。第1実施形態では、単一のウォッシャモータMを正転駆動又は逆転駆動するようにしたが、本実施形態では、図8に示すように、第1実施形態のウォッシャモータMが正転駆動するタイミングでウォッシャモータM1を駆動し、第1実施形態のウォッシャモータMが逆転駆動するタイミングでウォッシャモータM2を駆動する点が異なるのみである。これによって第1実施形態と同様に動作させることが可能となる。
(第3実施形態)
続いて、本発明の第3実施形態に係る車両用ワイパ装置について説明する。図9は、本発明の第3実施形態に係る車両用ワイパ装置の電気的構成を示す回路図である。
本実施形態は、第1実施形態に対して、カムスイッチcswの構成が異なる以外は、同一であるため、以下では差異のみを説明する。
第1実施形態におけるカムスイッチcswは、第1実施形態に対して、「e接点」が省略された構成とされている。
本実施形態のカムプレートcpは、第1実施形態と同様に、ワイパブレード14を停止位置で停止させるための停止接点パターンと、第1メインノズル18からのウォッシャ液の噴射と第2メインノズル20からのウォッシャ液の噴射とを切替えるための切替接点パターンとが設けられている。但し、「e接点」が省略されているため、180度の回転周期で「d接点」とカムプレートcpと接触する接点形状とされている。
また、第1実施形態では、図10のタイミングチャートで示したように、上反転位置または下反転位置(停止位置)の手前でウォッシャモータMの制動停止期間を設けるようにしたが、本実施形態では、「e接点」が省略された構成であるため、第1実施形態における制動停止期間が省略された簡単な構成となる。
このように構成された第3実施形態に係る車両用ワイパ装置は、図10のタイミングチャートで示すように、上述のウォッシャモータMの制動停止期間が省略されて、上反転位置又は下反転位置(停止位置)の手前で各リレーRA及びリレーRBの各々のON/OFFが同時に切り替わり、これに対応して各ウォッシャモータM1が正転又は逆転駆動される。
すなわち、本実施形態では、上反転位置へ到達する前に、第1メインノズル18から第2メインノズル20にウォッシャ液の噴射が切り替わり、停止位置に到達する前に、第2メインノズル20から第1メインノズル18にウォッシャ液の噴射が切り替わる。これにより、反転した時に滑らかにワイパブレード14を回動させつつ、第1実施形態よりも簡易な構成とすることができる
また、第1、2実施形態と同様に、同じカムスイッチcswに、ウォッシャ液を噴射する方向を切替えるための切替接点パターンと、ワイパブレード14を停止位置で停止させるための停止接点パターンとを設けているので、ウォッシャ液の噴射方向の切替えと停止位置でのワイパブレード14の停止とを安価かつ簡易な構成で実現することができる。
(第4実施形態)
続いて、本発明の第4実施形態に係る車両用ワイパ装置について説明する。図11は、本発明の第4実施形態に係る車両用ワイパ装置の電気的構成を示す回路図である。
本実施形態では、第3実施形態のカムスイッチcswを用いると共に、単一のリレーで2つのウォッシャモータM1、M2を駆動するウォッシャシステム36を用いるようにしたものである。
本実施形態のウォッシャシステム36は、単一のリレーRLによって通電するウォッシャモータM1、M2を切り替える。すなわち、図11に示すように、カムスイッチcswの「d接点」が接続されたWS1端子とリレーRLのコイルの一端が接続され、リレーRLのコイルの他端がウォッシャスイッチsw2を介して接地されている。
リレーRLのスイッチ部分は3端子とされ、3端子のうち1つの端子がバッテリの正極に接続されている。そして、残りの2端子に2つのウォッシャモータM1、M2が各々接続されており、リレーRLによって通電されるウォッシャモータM1、M2が切り替えられるようになっている。このリレーRLにおけるバッテリの正極に接続された端子は、リレーRLのコイルが非励磁のときにはウォッシャモータM2に接続された端子に接続されており、励磁されたときにウォッシャモータM1に接続された端子に接続される。
このように構成された第4実施形態に係る車両用ワイパ装置は、図12のタイミングチャートで示すように動作する。すなわち、第3実施形態と同様に、上述の制動停止期間が省略されて、上反転位置及び停止位置(下反転位置)のそれぞれの手前で各リレーのON/OFFが切り替わり、これに対応して各ウォッシャモータM1、M2が択一的に駆動される。
すなわち、本実施形態においても、第3実施形態と同様に、上反転位置へ到達する直前に、第1メインノズル18から第2メインノズル20にウォッシャ液の噴射が切り替わり、停止位置(下反転位置)に到達する前に、第2メインノズル20から第1メインノズル18にウォッシャ液の噴射が切り替わる。これにより、反転した時に滑らかにワイパブレード14を回動させつつ、第3実施形態よりも更に簡易な構成とすることができる。
また、本実施形態においても、第1、2実施形態と同様に、同じカムスイッチcswに、ウォッシャ液を噴射する方向を切替えるための切替接点パターンと、ワイパブレード14を停止位置で停止させるための停止接点パターンを設けているので、ウォッシャ液の噴射方向の切替えと停止位置でのワイパブレード14の停止とを安価かつ簡易な構成で実現することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
なお、上記の各実施形態では、カムプレートcpが可動接点とし、「a接点」〜「d接点」を固定接点として説明したが、これに限るものではなく、「a接点」〜「d接点」を可動接点として、カムプレートcpの接点パターンを固定接点としてもよい。或いは、カムプレートcpの切替接点パターン及び「a接点」〜「c接点」を可動接点とし、停止接点パターン、「d接点」、及び「e接点」を固定接点となるように構成してもよいし、カムプレートcpの切替接点パターン及び「a接点」〜「c接点」を固定接点とし、停止接点パターン、「d接点」、及び「e接点」を可動接点となるように構成してもよい