JPH04353057A - ワイパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のガラス面をワイ
パブレードで払拭するようにしたワイパ装置に関し、特
に動力源として超音波モータを使用することにより装置
構造を簡素化するとともに、作動精度を向上させたもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両に設けるワイパ装置は高速、
低トルクの直流モータを動力源とし、直流モータから減
速機を介してリンク機構を作動させ、リンク機構の先端
に取付けたワイパブレードによりガラス面を払拭させて
いる。この種のワイパ装置では、雨量により作動速度を
変更できる形式のものがあり、その場合、減速機の減速
比を切替えるようにしている。なお、従来のワイパ装置
では、一般にワイパブレードの揺動角度を調整させるよ
うなことはなく、揺動角度は一定にされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のワイパ装置では
、減速機やリンク機構を必要とするため装置が大型にな
るとともに複雑な構成となり、バックラッシュが発生す
るため停止や反転角度の精度が悪く、さらに騒音が大き
いという問題があった。また直流モータを減速するため
通常はウォームギヤを使用しており、この部分に外力が
作用すると破損してしまうという問題もあった。さらに
ワイパ装置に作動不良が生じて焼損してしまうため、駆
動回路中にバイメタルを設けなければならなかった。 そこで本発明は、ワイパ装置の動力源として超音波モー
タを使用することにより減速機やリンク機構を不要にし
て、装置の小型化、構成の簡単化ができるようにし、し
かもワイパの停止や反転角度の精度を向上させることを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、ワイパ装置の動力源として超音波モータを使
用し、超音波モータの出力軸に直接ワイパアームの基部
を連結し、超音波モータ駆動回路は駆動信号の位相制御
により正逆転制御できるように構成した。ワイパブレー
ドの回転速度や回転角を制御できるようにするためには
、各種センサの検出信号に基づき制御回路が超音波モー
タの駆動回路を制御できるように構成すればよい。

【０００５】

【作用】上記のワイパ装置では、超音波モータの駆動回
路から発生する駆動信号は、モータを正逆転させるよう
に位相差変更がされ、その出力軸は直接ワイパアームを
正逆方向に揺動させることができる。また超音波モータ
は、進行波を発生するステータと、その進行波により回
転するロータとが、加圧接触されて摩擦力が生じる状態
にあるので、停止、反転の精度が良く、さらにワイパア
ームに外力が作用してもロータがステータに対して空転
するため破損するようなことはない。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を図１〜５により説明する。 ワイパ装置は、超音波モータ１の出力軸２にワイパアー
ム３の基部を連結し、超音波モータの正逆転駆動により
ワイパアーム３の先端に取付けたワイパブレード４を往
復動して、車両のウインドガラス５を払拭できるように
なっている。なお、１つのワイパブレードは１つの超音
波モータ１で駆動するため、２つのワイパブレードを駆
動する場合は、２つの超音波モータの出力軸にそれぞれ
連結し、同期作動させる。

【０００７】超音波モータ１は図２に示す公知の構成で
あり、ステータ６に圧電素子７を接着して、駆動回路８
からの駆動信号により進行波が生じるようになっており
、その進行波によりロータ９を回転するようになってい
る。ロータ９は、皿バネ１０と鍔材１１を介して出力軸
２と一体に回転するように構成され、前記のようにこの
出力軸２にワイパアーム３が連結される。超音波モータ
の駆動回路８は、図３に示すように発振器１２から第１
アンプ１３ａを介して一方の圧電素子７ａに駆動信号を
印加するとともに、位相制御器１４と第２アンプ１３ｂ
を介して他方の圧電素子７ｂに駆動信号を印加するよう
に構成されている。位相制御器１４は、発振器１２から
の信号を９０°位相変換するとともに一定時間後に−９
０°位相変換するように次々に繰り返し変換し、超音波
モータ１を一定時間毎に正逆転させるようになっている
。また超音波モータ１のステータ６には、フィードバッ
ク端子１５が設けられ、それは周波数追尾回路１６を介
して発振器１２に接続されて、ステータ６に所定の進行
波を発生させるように発振器１２を制御するようになっ
ている。

【０００８】超音波モータの駆動回路８は、制御回路１
７により制御されて、モータの回転速度と、モータが正
逆転切替えされる回転角とを調整できるように構成され
る。そのため超音波モータ１にエンコーダなどの速度セ
ンサ１８ａを取付けて回転速度を検出できるようにする
とともに、回転位置を検出できるように位置センサ１８
ｂを取付け、それら検出信号を制御回路１７に送信させ
、それら信号を受けて制御回路１７が駆動回路８を制御
するようにした。例えば位置センサ１８ｂによりワイパ
の位置を検知し、モータの正逆転や停止の位置を制御す
る。正逆転の際は、モータの回転が速い場合に正規の反
転位置に対し、オーバランがある為、回転速度により反
転タイミングを制御する。また回転速度の調整は、例え
ば駆動回路８の発振器１２の出力電圧を増減して行い、
速度センサ１８ａで速度を検出して制御回路１７に送信
し、所定速度と差があるときに補正するようにする。

【０００９】さらに制御回路１７は、車速、ハンドル切
れ角、温度、降雨（雪）、汚れなどを検出する各種セン
サ１９から検出信号が入力されるようになっている。そ
して、各種センサ１９からの検出信号に基づき制御回路
１７が、超音波モータの駆動回路８を制御してワイパの
作動速度や揺動角を調整するようになっている。例えば
車速センサを設けた場合の制御は、制御回路１７がある
一定以上のスピードでワイパブレードを高速作動させ、
あるいは車速に応じ無段階でスピードコントロールをす
る。すなわち、車速Ａ’以下で、ワイパスピードＢ’の
間欠作動をし、Ａ’＜車速＜Ａ”で、車速に応じワイパ
スピードＢ’をＢ”まで変更調整し、車速Ａ”以上でワ
イパスピードＢ”となるようにする。ハンドル切れ角セ
ンサを設けた場合の制御は、ある設定値以上の切り角で
ワイパブレードが視界の邪魔にならない場所で反転作動
する様、反転位置を変化させる。

【００１０】温度センサを設けた場合の制御は、外気温
によりワイパブレードがガラスに固着するなどしてワイ
パの負荷が変動する為、モータ出力を向上させるように
、駆動回路への入力電圧アップ等の制御をする。降雨セ
ンサを設けた場合の制御は、降雨量や降雨の有無に対し
、作動、間欠作動、ワイパブレードを調整するように駆
動回路７を制御する。また汚れセンサを設けた場合の制
御は、ウインドガラス面の汚れを検知し、ワイパを作動
させるように駆動回路７を制御する。なお、上記各セン
サを設けた場合の制御は、図５に示したブロック図のよ
うになる。

【００１１】

【発明の効果】本発明のワイパ装置によれば、超音波モ
ータの出力軸に直接ワイパアームを取付けて作動させる
ので、従来のように減速機やリンク機構が不要になり、
装置構造が簡素化するとともに作動時の騒音が低減する
。また超音波モータによる駆動のため、ワイパ装置の作
動角度や停止精度が向上し、任意の角度及び速度の往復
運動、任意の角度での停止が可能であり、さらに複数個
のモータの同期が容易であり、外力によるモータの破損
の心配もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワイパ装置の全体概略図である。

【図２】ワイパ装置に使用する超音波モータの断面図で
ある。

【図３】超音波モータの駆動回路のブロック図である。

【図４】ワイパ装置の駆動系統の説明図である。

【図５】超音波モータの駆動制御を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１　　超音波モータ ２　　出力軸 ４　　ワイパブレード ８　　駆動回路 １４　　位相制御器 １７　　制御回路 １９　　各種センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両のガラス面をワイパブレードで払
   拭するようにしたワイパ装置において、超音波モータの
   出力軸にワイパアームの基部を連結し、超音波モータの
   駆動回路は駆動信号の位相制御により正逆転制御できる
   ように構成したことを特徴とするワイパ装置。
2. 【請求項２】　　車速や降雨などの各種センサをそれら
   の検出信号を制御回路に送信可能に接続し、制御回路は
   車速や降雨などに応じて超音波モータの駆動回路を制御
   して回転速度や回転角を調整できるように構成した請求
   項１に記載のワイパ装置。