JPH0481346A - 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】 【発明の目的】

（Ｍ東上の利用分野） この発明は、車両のガラス面等の払拭面を払拭するのに
利用されるワイパ装置に関する。 （従来の技術） 従来、ワイパは、車両のガラス面等の払拭面の表面上を
往復回動運動することにより、前記払拭面の表面の所定
の角度範囲を払拭する。 このワイパは、一定方向に等速回転するモータの出力を
、リンクロッドを介してリンクレバーに伝え、前記モー
タの回転を往復回動運動に変換することにより駆動され
る。 そして、ワイパアームを介してリンクレバーに取付けら
れたワイパブレードにより、前記払拭面の表面が払拭さ
れる。 また、リンクによりモータの回転運動を往復回動運動に
変換するシステムにおいては、モータの一方向の等速回
転運動を往復回動運動に変換するばかりでなく、第１１
図に示すように、回転の反転時においてリンクレバーの
出力軸の速度が減速されると同時にトルクが増大してワ
イパの安定した動きが得られるようになっている。 一方、近年、車載用部品の小型化、軽量化が要求される
とともに、電子技術の発展にともない、ワイパ駆動用の
モータを電気的に制御して、モータを正回転・逆回転さ
せることにより上記リンクを廃止して小型軽量化、高機
能化を図るワイパ装置が考え出されている。 しかし、このワイパ装置では、ワイパアームを取付けた
軸の回転速度およびトルクは、モータのアーマチュア軸
の回転を単に減速しただけであるため、第１２図に示す
ように、はぼ一定となっている。 このため、前述したリンクを用いたワイパ装置のように
、往復回動運動の反転時において、ワイパが減速されま
たは、トルクが増加することはない。 そこ・で、第１３図に示すように、モータの制御回路に
よってモータの反転前の一足時間だけモータに供給する
電圧を制御し、すなわち所定の電圧よりも低い電圧を供
給することによりモータを駆動させてモータの回転速度
を低下させ、ワイパが反転時に急激な速度の変化をとも
なわないようにしている。 （発明の解決しようとする課題） ところが、上記した従来のワイパ装置において、電圧の
制御によりワイパの減速を行なうものでは、トルクの増
減についての配慮はない。 それによって、ワイパの反転の際の立ち上り時に、トル
ク不足になることがないとは言えず、トルク不足になっ
たときには、払拭残し等が生じて確実な作動を行なえな
いという問題点があり、また、トルク不足を補うための
トルク制御をも行うためには、回転数の信号をフィード
バックさせることが必要となって、フィードバック用の
回路が複雑且つ高価なものであるので、工数が大幅に増
大するという問題点があり、これらの問題点を解決する
ことが課題となっていた。

【発明の目的】

そこで、この発明は上記した従来のワイパ装置の課題に
鑑みてなされたもので、モータの電気的な制御のみに依
存せずに、ワイパの反転時の減速および反転後のトルク
の増加を図ることができるワイパ装置を提供することを
目的としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この発明では、モータ部
の最終減速ギヤの一部に例えば突出片からなるキャリア
を設け、前記最終減速ギヤと対向するケースに、キャリ
アによりワイパ反転位置付近でワイパの回転方向と反対
方向にトルクが発生するように形成された弾性部材例え
ばばねを設置する。 また、前記ばねは、例えば圧縮コイルばねにより構成さ
れていて、夫々のコイル部が互に密着可能となるように
形成されている。 そして、ワイパの反転位置近傍で圧縮コイルばねがほぼ
完全に収縮し、あらかじめ設定された回転範囲を越えて
ワイパが作動しようとしたときには、収縮した圧縮コイ
ルばねによりワイパが機械的にロックする。 さらに、ワイパ停止時は、制御回路内でモータのアーマ
チュアをショートさせるとともに圧縮コイルばねに有す
る弾性反挨力によりワイパの停止位置が不安定にならな
いようにする。 （発明の作用） 最終減速ギヤに備えたキャリアは、ワイパの作動にとも
なって回転移動し、ワイパが反転位置近傍にくると、ケ
ース内の弾性体に当接して弾性体を圧縮し、この弾性体
からワイパの回転方向に対して負の方向のトルクを受け
る。 最終減速ギヤの回転運動の速度はキャリアが弾性体を圧
縮することによって徐々に低下し、それにともなってワ
イパが反転位置に至るので、ワイパの急激な速度変化を
回避することから、反転時の騒音が低下する。 また、ワイパが一旦反転方向に切り替わると、圧縮して
いた弾性体が伸長してそれまで蓄えられた弾性体のエネ
ルギーが回転方向に対して正の方向のトルクとなり、ワ
イパ反転時の回転立ち上がり特性の向上に役立つ。 そして、弾性体がほぼ完全に収縮すると、キャリアは機
械的にロックされるので、反転信号の異常や読み取りミ
スや外乱等による制御トラブルによりワイパが所定角度
で反転しないときも、ワイパを一足の回動角度以上回転
させないことから、ワイパで車体を傷つけることがない
という作用がもたらされる。 （実施例） 以下、この発明の一実施例によるワイパ装置を第１図な
いし第８図に基いて説明する。 第１図は、この発明に係わるワイパ装置の断面図である
。 すなわち、図示するワイパ装置１は、モータ部Ｍと減速
機構部Ｇと前記モータ部Ｍ、減速機構部Ｇを制御するコ
ントローラ部Ｃとから構成されており、これらは全てケ
ース２内に収納されている。 モータ部Ｍは、王にアーマチュア３とヨーク４と刷子５
とから構成されている。 そして、アーマチュアに備えたアーマチュアシャフト６
のほぼ中央部分には、ポールベアリング７のインナー側
が装着してあり、このポールベアリング７のアウター何
がケース２に装着してあって、アーマチュア３が前記ポ
ールベアリング７によりケース２内に保持されている。 また、アーマチュアシャフト６の整流子８側の端部寄り
には、ウオーム９が形成されている。 一方、減速機構部Ｇは、前記ウオーム９に噛み合う！＄
１ギヤ１０と、第１ギア１０と一体に成形されていて同
期回転する第２ギア１１と、＄２ギヤ１１に噛み合う第
３ギア（最終減速ギア）１２とからなる二段減速機構で
ある。 また、＄３ギア１２には、ワイパアーム１３を駆動させ
るピボットシャフト１４が同期回転するように固定され
ており、第３ギヤ１２の一方の側面１２ａには、ワイパ
アーム１３の位置を検出するための導通範囲を有するコ
ンタクトプレート１５が取付けである。 そして、前記コンタクトプレート１５は、ワイパアーム
１３の回転角に対応させて始動・停止位置用コンタクト
プレー）１５ａと反転位置用コンタクトプレート１５ｂ
との２個からなる。 そしてまた、第３ギヤ１２の他方の側面１２ｂには、第
３図中において下方に突出したビン形状のキャリア１６
が１８０度の角度範囲で２個備えである。 そしてさらに、Ｊ＄３ギヤ１２の他方の側面１２ｂに対
向したケース２の面には、幅を大小２段に成形した環状
をなす円形溝１７が設けてあり、この円形溝１７の相対
向する位置に備えてあって幅寸法が大きい方の大径側溝
部１７ａｌ。 １７ａ２の２個所には、両端部分に板形状のストッパー
１８を夫々取付けた弾性体すなわち圧縮コイルばね（以
下コイルばねという、）１９が各々伸縮可能にした状態
で取付けてあって、これらコイルばね１９，１９は完全
に収縮した状態でも使用可能に成形されている。 さらにまた、前記大径側溝部１７ａ１ １７ａ２の相反する位置で幅寸法が小さい方の小径側溝
部１７ｂｌ、１７ｂ２には、前記キャリア１６．１６が
挿入しである。 他方、コントローラ部Ｃは、第７図に示すように、位置
センサー２０．制御部２１．パワ一部２２からなり、コ
ントローラ部Ｃは、減速機構部Ｇに対しギヤカバ−２３
を介して隣接させである。 また、ギヤカバ−２３の一部には、ｇｉＳ３ギヤ１２に
設けたコンタクトプレート１５（１５ａ。 １５ｂ〕に対向させたコンタクタ部２３ａが備えてあり
、このコンタクタ部２３ａの一方側には、前記コンタク
トプレート１５ａ、１５ｂにあらかじめ定められた接圧
をもって接触するコンタクタ２３ｂｌ　、２３ｂ２．２
３ｂ３が備えてあり、これらコンタクタ２３ｂｌ　、２
３ｂ２，２３ｂ３の他方側には、制御部２１が接続して
あって、コンタクタ２３ｂ２はアースに接続しである。 ここで、コンタクトプレート１５ａは、コンタクタ２３
ｂｌ　、２３ｂ２．２３ｂ３に接触・離間するようにな
っており、コンタクトプレート１５ｂはコンタクタ２３
ｂ２，２３ｂ３にのみ接触・離間するようになっている
。 そして、コンタクタ２３ｂｌ　、２３ｂ２゜２３ｂ３が
コンタクトプレー）１５ａに接触したときにコンタクタ
２３ｂｌ　、２３ｂ３がローレベルになり、コンタクタ
２３ｂ２．２３ｂ３ｇａコンタクトプレート１５ｂに接
触したときにコンタクタ２３ｂ３がローレベルになって
、コンタクタ２３ｂ１はローレベルにならないようにな
っている。 次に、この発明に係わるワイパ装置１の動作について説
明を行なう。 外部からコントローラ部Ｃにワイパ作動用の信号が入力
されると、制御部２１はパワ一部２２を介してモータ部
Ｍに電圧を印加する。 電圧の印加にともない、刷子５からアーマチュア３に電
流が流れるので、アーマチュア３が回転し、アーマチュ
アシャフト６に形成したウオーム９を介してアーマチュ
ア３の回転が第１ギア１０に伝わる。 第１ギヤ１０の回転にともない、第２ギヤ１１が第１ギ
ヤ１０と同軸で同期回転を行ない、第２ギヤ１１の回転
は第３ギヤ１２に減速されて伝わる。 第３キヤ１２の回転にともない、ピボットシャフト１４
が直接駆動するので、このピボットシャフト１４が回動
することによって、ピボットシャフト１４に固定したワ
イパアーム１３が回動し、払拭面を払拭する。 このとき、第３ギヤ１２に取付けたコンタクトプレート
１５　（１５ａ、１５ｂ）も第３ギヤ１２に同期して回
転するので、始動・停止用コンタクトプレート１５ａが
コンタクタ２３ｂ１２３ｂ２．２３ｂ３から離れる。 始動會停止用コンタクトプレー）１５ａがコンタクタ２
３ｂｌ　、２３ｂ２，２３ｂ３から離れた後も第３キヤ
１２は回動するので、第５図に示すように、第３ギア１
２が一定角度α回動してコンタクトプレート１５ｂがコ
ンタクタ２３ｂｌ　。 ２３ｂ２に接触すると、制御部２１に減速信号が送られ
βの角度範囲で減速が開始される。なお、ここでは説明
していないがγの角度範囲でも同様に減速が開始される
。 そして、第３ギヤ１２がさらに減速回転すると、コンタ
クタ２３ｂｌ　、２３ｂ２がコンタクトプレー）１５ｂ
を通過して反転位置Ｂに到達し、コンタクタ２３ｂｌ　
、２３ｂ２，２３ｂ３はコンタクトプレー）１５ｂに再
び非接触状態となって制御部２１が反転位置Ｂを感知す
るので、制御部２１はパワ一部２２を経由してそれまで
とは逆位相の電圧をアーマチュア３に供給する。 これにより、アーマチュア３の回動方向が反転し、この
繰り返しによってワイパの往復回動運動が行なわれる。 この間、第３ギヤ１２の他方の側面１２ｂに備えたキャ
リア１６も第３ギヤ１２に同期して回転するので、始動
・停止位置Ａにおいて、第４図（ａ）に示すように、コ
イルばね１９に蓄えられたエネルギーにより、キャリア
１６に対し回転方向（時計方向）に正側の力が与えられ
ている。 第３ギヤ１２が一足角度回動することによって、第４図
（ｂ）に示すように、キャリア１６がコイルばね１９か
ら離れ、ワイパアーム１３はアーマチュア３のトルクに
より駆動される。 そして、第３ギヤ１２が回動して反転位置Ｂの近傍に到
達したところで、第４図（Ｃ）に示すように、キャリア
１６は対向位置側のストッパー１８に当接してコイルば
ね１９を圧縮し、はじめる。 ストッパー１８がコイルばね１９を圧縮する際のコイル
ばね１９の弾性反撲力によりアーマチュア３がワイパア
ーム１３を駆動するトルクを減少させ、ワイパアーム１
３の回転速度は反転位置Ｂの近傍において減速されたも
のとなる。 第３ギヤ１２が反転位１１Ｂに到達したところで、反転
信号の入力により、アーマチュア３の回転方向が反転す
ると同時に、それまで圧縮されて蓄えられたコイルばね
１９のエネルギーが前記回転方向に対して負側すなわち
反転方向に対しては正側に回転トルクを与える。 この回転トルクにより１反転時の起動特性を向上させる
ようになっている。 そして、この実施例においては、コイルばね１９をほぼ
対称の位置で配設することにより、反転時の減少および
助成トルクを得ているので、第３ギヤ１２に作用する力
のバランスが向上し、コイルばね１９にかかる応力の分
散が行なわれるようになっている。 尚、モータ停止時は、コイルばね１９が撓んだ状態で保
持されるようになっており、これは、単純にモータ電源
を遮断しただけでは、停止位置。 停止状態が不安定になる可能性があるので、この発明で
は、第７図に示すように、コントローラ部Ｃに停止信号
が入力すると、モータ部Ｍへの電源を遮断すると同時に
モータ部Ｍのアーマチュア３に電磁制動をかけるシ１−
ト回路を形成しであることにより、アーマチュア３にダ
イナミックブレーキをかけるようにしである。 さらに、何らかの異常発生時に、例えば反転信号が入力
されなかったり、または、外乱により正しくコントロー
ルがなされなかったり、ワイパが外部から強制的に動か
されてワイパアーム１３が設定角度以上回転しようとし
ても、コイルばね１９がほぼ完全に収縮してそのコイル
部が互いに密着することによって、キャリア１６がコイ
ルばね１９により機械的にロックされるので、ワイパア
ーム１３を設定角度以上に回転させない。 さらにまた、コントローラ部Ｃには、抵抗２５、電流セ
ンサ２６からなる過電流保護機構２７が備えてあり、抵
抗２５の両端に発生する電圧を電流センサ２６により検
出して、電流値を検出し、または電流値が異常な時には
、自動反転させるか、電流を目動的に遮断させるように
しである。 第９図、第１Ｏ図はこの発明に係わるワイパ装置の他の
実施例を示すものである。 すなわち、第９図に示すワイパ装置においては、第３ギ
ヤ１２の他方の側面１２ｂにキャリア１６が１個備えて
あり、第３ギヤ１２の他方の側面１２ｂに対向したケー
ス２の面に不連続となる円形溝１７が設けてあって、そ
の他の部分は上記ワイパ装置１と同じである。 そして、この場合においても上述したワイパ装置１と同
様に動作を行なうものであり、ワイパアーム１３および
このワイパアーム１３に装着するワイパブレードが比較
的小型のものに適している。 また、第１θ図に示すワイパ装置においては、環状をな
す円形溝１７に単一の大径側溝部１７ａ１が設けてあり
、その他の部分は上記ワイパ装置１と同じである。 そして、この場合においても上述したワイパ装置１と同
様に動作を行なうものであり、コイルばね１９．ストッ
パー１８．１８が円形溝１７の一方側にのみ取付けであ
るので、上記ワイパ装置１に比べてコスト面で有利であ
る。

【発明の効果】

以上説明してきたように、この発明に係わるワイパ装置
は、コイルばねとキャリアという簡単な手段で、リンク
を用いたときと同様にワイパ反転時の減速および助成ト
ルクの付与を行なえるので、安定した反転状態を極めて
低コストで得られる。 また、コイルばねが完全に収縮し、コイル部が相互にｖ
Ｅ着することによって、何らかの異常時にも所定範囲外
にワイパが回転しないので、確実な払拭を行なえるとい
う優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例によるワイパ装置の横断
平面図、第２図は第１図に示したワイパ装置においての
第１図とは異なった面で切断した横断平面図、第３図は
第１図に示したワイパ装置の縦断側面図、第４図（ａ）
、（ｂ）、（ｃ）は第１図に示したワイパ装置の動作説
明図、第５図は第１図に示したワイパ装置のコンタクタ
とコンタクトプレートとの関係を示す説明図、第６図は
第４図（ｂ）の外観斜視説明図、第７図は第１図に示し
たワイパ装置においてのワイパの回転角に対する速度と
トルクの関係図、第８図は第１１Ｎに示したワイパ装置
の１！略クシステム、第９図、第１０図はこの発明に係
わるワイパ装置の他の実施例においての各々コイルばね
まわりの平面図、第１１図、第１２図、第１３図は従来
のワイパ装置においての各々ワイパ回転角に対する速度
とトルク、反転切り換えのみの回転角に対する速度とト
ルク、電気的に制御した時のワイパ回転角に対する速度
とトルクの関係図である。 １・・・ワイパ装置、 ２・・・ケース、 １２・・・（最終減速ギヤ）第３ギア、１２ｂ・・・側
面、 １６・・・キャリア、 １９・・・（弾性体）（圧縮コイルばね）コイルばね、 Ｃ・・・コントローラ部、 Ｇ・・・減速機構部、 Ｍ・・・モータ部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータ部と、前記モータ部の回転を減速してワイ
   パに伝達する減速機構部と、前記モータ部の回転方向を
   制御するコントローラと、前記モータ部、減速機構部、
   コントローラを収納するケースを備えたワイパ装置にお
   いて、 前記減速機構部の最終減速ギヤと前記最終減速ギヤの側
   面に対向するケースとのあいだに、前記最終減速ギヤの
   回転方向に対して伸縮する弾性体を備えているとともに
   前記最終減速ギヤと一体的に回転して前記回転の所定範
   囲において前記弾性体を伸縮可能とするキャリアを備え
   たことを特徴とするワイパ装置。
2. （２）弾性体が密着状態で使用可能な圧縮コイルばねで
   あり且つ密着状態で一方側が固定されていて前記キャリ
   アの回転範囲を制限するように設置されている請求項（
   １）記載のワイパ装置。
3. （３）停止信号が入ると、モータ部への電源を遮断する
   と同時に前記モータ部のアーマチュアをショートさせる
   停止機能をコントローラ内に持つ請求項（１）、（２）
   記載のワイパ装置。