JPH0654301B2 - ウインドシ−ルドワイパのための制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両、船舶、航空機等に利用されるウインド
シールドワイパのための制御システムに係り、特にウイ
ンドシールドワイパにおいてそのワイパーブレードを払
拭作用させるにあたり、電極対向型雨滴検出器を採用す
るようにした制御システムに関する。

〔従来技術〕

従来、この種のウインドシールドワイパのための制御シ
ステムにおける雨滴検出器としては、例えば、実開昭５
９−３４３５４号公報に開示されているように、複数の
対向電極を有し薄型に構成したものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような構成においては、雨滴検出器
の雨滴検出機能を確保するために、この雨滴検出器をウ
インドシールドのワイパーブレードによる払拭領域に配
設して、同払拭領域に雨滴が付着したときこの付着雨滴
と共に、雨滴検出器の対向電極に付着した雨滴をもワイ
パーブレードにより払拭するのが通常である。従って、
雨滴検出器の配設位置が前記払拭領域内に常に制限され
るとともにワイパーブレードが雨滴検出器との接触によ
り摩耗するという不具合がある。

また、上述のような構成においては、両対向電極間に加
わる電圧の極性が常に一定であるため、例えば、塩分を
含む雨滴が両対向電極に亘り繰返し付着すると、これら
各対向電極が、所謂、直流電蝕と同様の現象を受けて腐
蝕してしまうという不具合もある。

以上のような不具合に対し、まず第１に、本発明者等
は、雨滴検出器の各対向電極がこれら両対向電極に亘り
付着する雨滴の電気分解作用のために腐蝕することに着
目し次のような実験を行なった。しかして、この実験に
あたり、本発明者等は、雨滴に類似した工業用水Ｐ１及
び５％塩水Ｐ２を、第４図及び第５図に示すごとく、そ
れぞれ別々の容器に収容して準備し、導電材料により形
成した各一対の電極ｑ１，ｑ２及びｑ３，ｑ４を準備
し、両電極ｑ１，ｑ２を第４図に示すごとく互いに対向
させて工業用水Ｐ１中に挿入し、かつ両電極ｑ３，ｑ４
を第５図に示すごとく互いに対向させて５％塩水Ｐ２中
に挿入した。

然る後、両電極ｑ１，ｑ２間に可変直流電圧電源Ｅを接
続してこの可変直流電圧電源Ｅの可変電圧を最小値から
除々に増大させたところ、両電極ｑ１，ｑ２間にて工業
用水Ｐ１の電気分解作用のもとに流れる電流Ｉｅ（即
ち、第４図にて電流計Ｍａによる計測電流）が、両電極
ｑ１，ｑ２間の電圧Ｖｅ（即ち、第４図にて電圧計Ｍｖ
による計測電圧）の増大に応じて、第６図にて特性曲線
Ｌ１に示すごとく、Ｖｅ≦１．２（Ｖ）の領域では小さ
な勾配でもって除々に増大し、Ｖｅ＞１．２（Ｖ）の領
域では大きな勾配でもって急激に増大する旨確認でき
た。

また、同様に、両電極ｑ３，ｑ４間に可変直流電圧電源
Ｅを接続してこの可変直流電圧電源Ｅの可変電圧を最小
値から除々に増大させたところ、両電極ｑ３，ｑ４間に
て５％塩水Ｐ２の電気分解作用のもとに流れる電流Ｉｅ
（即ち、第５図にて電流計Ｍａによる計測電流）が、両
電極ｑ３，ｑ４間の電圧Ｖｅ（即ち、第５図にて電圧計
Ｍｖによる計測電圧）の増大に応じて、第６図にて特性
曲線Ｌ２により示すごとく、Ｖｅ≦０．６（Ｖ）の領域
では小さな勾配でもって除々に増大し、Ｖｅ＞０．６
（Ｖ）の領域では大きな勾配でもって急激に増大する旨
確認できた。

上述のような各実験結果に基き一対の電極ｑ１，ｑ２及
びｑ３，ｑ４の腐蝕状態について検討してみると、工業
用水Ｐ１の場合にはその電気分解作用による電流Ｉｅが
電圧Ｖｅ＝１．２（Ｖ）を境界にして急変する（特性曲
線Ｌ１参照）ことから、各電極ｑ１，ｑ２の腐蝕度合は
Ｖｅ≦１．２（Ｖ）において非常に小さくＶｅ＞１．２
（Ｖ）にて急増するものと理解される。また、５％塩水
Ｐ２の場合にはその電気分解作用による電流Ｉｅが電圧
Ｖｅ＝０．６（Ｖ）を境界にして急変する（特性曲線Ｌ
２参照）ことから、各電極ｑ３，ｑ４の腐蝕度合はＶｅ
≦０．６（Ｖ）において非常に小さくＶｅ＞０．６
（Ｖ）にて急増するものと理解される。しかして、この
ような検討結果から両電極ｑ１，ｑ２間への印加電圧を
工業用水Ｐ１との関連にて１．２（Ｖ）以下に特定し、
また両電極ｑ３，ｑ４間への印加電圧を５％塩水Ｐ２と
の関連で０．６（Ｖ）以下に特定すれば、各電極ｑ１〜
ｑ４の腐蝕を最小限に抑制できる旨確認できた。なお、
特性曲線Ｌ１におけるＶｅ＝１．２（Ｖ）を分解電圧Ｖ
ｅ１として表わし、特性曲線Ｌ２におけるＶｅ＝０．６
（Ｖ）を分解電圧Ｖｅ２として表わす。

また、第２に、本発明者等は、雨滴検出器の両対向電極
に亘り雨滴が付着したとき、対向電極と雨滴との接触境
界面に電気二重層が形成されることに着目し次のような
実験を行なった。しかして、この実験にあたり、本発明
者等は、導電材料により形成した一対の電極ｑ５，ｑ６
を準備し、これら両電極ｑ５，ｑ６を、第７図に示すご
とく、適宜な絶縁基板（図示せず）上に対向させて配設
し、直流電源Ｅを両電極ｑ５，ｑ６間に接続した。

然る後、両電極ｑ５，ｑ６に亘り雨滴を付着させた状態
にて、雨滴Ｐ３を両電極ｑ５，ｑ６に亘りｔ＝ｔ０（第
８図参照）にて付着させたときに両電極ｑ５，ｑ６間に
流れる電流Ｉｔを計測したところ、第８図に示すごとき
実験結果が得られた。これによれば、電流Ｉｔが、ｔ＝
ｔ０直後にては過度電流Ｉｔａとなり、その後、定常電
流Ｉｔｂとなることが理解される。しかして、このよう
な実験結果の検討にあたり、両電極ｑ５，ｑ６間の雨滴
による液抵抗をｒｏとし、両電極ｑ５，ｑ６間と雨滴と
の間の接触境界面に形成される界面抵抗をｒとし、両電
極ｑ５，ｑ６間に亘り雨滴Ｐ３が付着したとき両電極ｑ
５，ｑ６間と雨滴ｑ３との間の接触境界面に形成される
電気二重層の静電容量をＣとして、第７図に示す回路を
第９図に示す等価回路に置換できる。

然るに、通常、液抵抗ｒｏが界面抵抗ｒに比べて非常に
小さいため、第９図の等価回路におけるｒ，ｒｏ，Ｃか
らなる並直列回路はｒｏとＣとの直列回路と実質的に同
じとみなし得る。このような観点から、雨滴Ｐ３が両電
極ｑ５，ｑ６間に付着したときにはｒｏとＣの直列回路
による微分作用のもとに電流Ｉｔが第８図に示すごとく
過度電流Ｉｔａとなり、然る後、定常電流Ｉｔｂとなる
ことが理解される。また、このような減少は両電極ｑ
５，ｑ６間への雨滴の付着毎に繰返し生じることも実験
により確認できた。

そこで、本発明は、以上のような着眼点を基礎とし、上
記各実験結果により確認できたことを有効に活用して、
雨滴検出手段の両対向電極の腐蝕を出来る限り抑制しつ
つ、同雨滴検出手段の取付場所の制限を伴うことなく、
常に適確な雨滴検出により払拭作動制御を行うようにし
たウインドシールドワイパのための制御システムを提供
しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題の解決にあたり、本発明の構成上の特徴は、
ウインドシールドの払拭領域に雨滴が付着したときこの
付着した雨滴を前記払拭領域に沿うワイパーブレードの
摺動作用のもとに払拭するウインドシールドワイパに適
用されて印加電圧を発生する印加電圧発生手段と、互い
に対向して配設されて前記印加電圧を付与される一対の
対向電極を有し、これら両対向電極に亘り雨滴が付着し
たとき生じる同両対向電極間のインピーダンスの変化を
検出しこれを雨滴検出信号として発生する雨滴検出手段
と、前記雨滴検出信号に応答して駆動信号を発生する駆
動信号発生手段とを備え、前記ウインドシールドワイパ
が前記駆動信号に応答して前記ワイパーブレードに摺動
作用をさせるようにした制御システムにおいて、前記印
加電圧発生手段からの印加電圧を前記雨滴の分解電圧以
下の値に設定し、かつ前記雨滴検出手段の各対向電極を
導電材料により形成するようにしたことにある。

〔作用効果〕

しかして、このように本発明を構成したことにより、前
記雨滴検出手段の両対向電極間には前記印加電圧発生手
段からの印加電圧が前記雨滴の分解電圧以下の値として
印加されるので、前記両対向電極間に前記雨滴の電気分
解作用のもとに流れる電流が小さく抑制され、その結
果、同両対向電極の前記電気分解作用による腐蝕が最小
限に抑制され得る。かかる場合、前記雨滴の分解電圧
は、この雨滴に含まれるであろう各種成分を予測して最
小の分解電圧としておけばよい。

また、前記雨滴検出手段の両対向電極が導電材料により
形成されているので、前記両対向電極に亘り雨滴が付着
したとき同両対向電極と雨滴との間の接触境界面に形成
される電気二重層の静電容量が前記雨滴の液抵抗との関
連により前記雨滴の付着毎に微分電流を形成する。換言
すれば、前記雨滴検出手段が前記微分電流の形成毎にこ
れを雨滴検出信号として発生するので、これら雨滴検出
信号に応答して前記ウインドシールドワイパが前記駆動
信号発生手段との協働によりその払拭作動を行うことと
なる。かかる場合、上述のような微分電流の形成は、先
行する雨滴の両対向電極への付着状態にて続後する雨滴
の両対向電極への付着によってもなされるので、雨滴検
出手段の各対向電極への雨滴の各付着毎にこれら各雨滴
を除去する必要がなく、その結果、この種雨滴検出手段
の取付位置を、ワイパーブレードを損傷させないような
位置に自由に選定し得る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第１
図及び第２図は、本発明に係る制御システムが車両用ウ
インドシールドワイパ１０に適用された例を示す全体構
成図であり、ウインドシールドワイパ１０は、直流電動
機Ｍの回転に伴う減速機の減速回転のもとにワイパーブ
レード１１を当該車両のフロントウインドシールドに沿
いその払拭領域に亘り往復摺動させるようになってい
る。また、ウインドシールドワイパ１０において、前記
減速機の出力軸に連動して回転するカムの切欠が、ワイ
パーブレード１１の前記払拭領域の下縁位置に対応する
所定回転位置にあるときカム接点１２を接地固定接点１
３に投入し、また前記カムの切欠が前記所定回転位置以
外の位置にあるときカム接点１２が固定接点１４に投入
される。なお、ウインドシールドワイパ１０のワイパー
ブレード１１を除く部分は、前記フロントウインドシー
ルドの下縁直下に配設されている（第２図参照）。

制御システムは、ワイパースイッチ２０と、電極対向型
雨滴検出器３０と、電気制御回路４０とにより構成され
ている。ワイパースイッチ２０は、その接続端子２１に
て固定接点１４と共に当該車両のイグニッションスイッ
チＩＧを介してバッテリＢの正側端子に接続されてお
り、このワイパースイッチ２０はその操作状態にて両接
続端子２１，２２を接続し、また、その操作解除状態に
て両接続端子２１，２２間の接続を遮断する。

雨滴検出器３０は、当該車両のボンネット（第２図参
照）上に配設されているもので、この雨滴検出器３０
は、絶縁基台３１（第２図参照）上に一対の櫛歯電極３
２，３３を互いに間隔を付与して対向するように固着し
て構成されている。かかる場合、各櫛歯電極３２，３３
は共に導電材料により形成されている。これにより、両
櫛歯電極３２，３３に亘り雨滴が付着したときこれら各
櫛歯電極３２，３３と前記雨滴との間の接触境界面に形
成される電気二重層の静電容量が前記雨滴の液抵抗と共
に微分直列回路を構成する。このことは、雨滴検出器３
０がかかる微分直列回路の微分作用に応答して検出電圧
を生じることを意味する。但し、櫛歯電極３２には、直
流電源（図示しない）からの直流電圧＋Ｖｃｃの（1/
2）が付与されるようになっている。なお、前記直流電
源はワイパースイッチ２０の操作状態にてバッテリＢか
ら給電されて直流電圧＋Ｖｃｃを発生する。

電気制御回路４０は、第１図に示すごとく、タイマ発振
器４１と、このタイマ発振器４１に接続した分圧器４２
と、この分圧器４２及び雨滴検出器３０に接続した電流
−電圧変換回路４３とを備えており、タイマ発振器４１
は、演算増幅器４１ａと、コンデンサ４１ｂ、可変抵抗
４１ｃと、両抵抗４１ｄ，４１ｅとにより構成されてい
る。演算増幅器４１ａは、その反転入力端子にて、コン
デンサ４１ｂを介し接地されており、この演算増幅器４
１ａの非反転入力端子は、抵抗４１ｅを介し前記直流電
源から直流電圧（＋Ｖｃｃ／２）を付与されるべく同直
流電源に接続されている。可変抵抗４１ｃは、コンデン
サ４１ｂと共に可変時定数を形成すべく、演算増幅器４
１ａの反転入力端子と出力端子との間に接続されてい
る。

しかして、このように構成したタイマ発振器４１におい
ては、演算増幅器４１ａが、可変抵抗４１ｃ及びコンデ
ンサ４１ｂとの協働により、前記可変時定数により定ま
る可変周期でもって、前記直流電源からの直流電圧（＋
Ｖｃｃ／２）を中心基準レベルとして矩形波タイマ信号
を発生する。かかる場合、同矩形波タイマ信号は、その
前半周期にて、前記直流電圧（＋Ｖｃｃ／２）より高レ
ベルの矩形波信号となり、その後半周期にて、前記直流
電圧（＋Ｖｃｃ／２）より低レベルの矩形波信号とな
る。また、本実施例においては、前記可変周期が例えば
２０秒となるように、前記可変時定数（即ち、可変抵抗
４１ｃの可変抵抗値）が設定されている。なお、電気制
御回路４０は、当該車両の車室内におけるカウルパネル
の一部に取付けられている。

分圧器４２は、抵抗４２ａを有しており、この抵抗４２
ａは、その一端にて、前記直流電源から直流電圧（＋Ｖ
ｃｃ／２）を付与されるべく同直流電源に接続され、一
方、その他端にて、抵抗４２ｂを通し演算増幅器４１ａ
の出力端子に接続されている。しかして、この分圧器４
２は、タイマ発振器４１からの矩形波タイマ信号のレベ
ルと前記直流電源からの直流電圧（＋Ｖｃｃ／２）との
差（本実施例では０．２Ｖ以下）を両抵抗４２ａ，４２
ｂにより分圧しこれを分圧電圧として、前記直流電圧
（＋Ｖｃｃ／２）を中心基準レベルとし、両抵抗４２
ａ，４２ｂの共通端子（即ち、出力端子）から発生す
る。かかる場合、分圧器４２からの分圧電圧は、両櫛歯
電極３２，３３に亘り付着する雨滴の分解電圧と前記直
流電圧（＋Ｖｃｃ／２）との和に設定されている。ま
た、前記雨滴の分解電圧は、同雨滴に含まれると予測さ
れる各種成分を考慮して、最小の値に設定されている。
例えば、前記雨滴が工業用水Ｐ１及び５％塩水Ｐ２の混
合液体に相当するならば、この雨滴の分解電圧を０．６
（Ｖ）と設定する。

電流−電圧変換回路４３は、演算増幅器４３ａを有して
おり、この演算増幅器４３ａは、その非反転入力端子に
て、分圧器４２の出力端子に接続され、一方、その反転
入力端子にて、雨滴検出器３０の櫛歯電極３３に接続さ
れるとともに抵抗４３ｂを介し演算増幅器４３ａの出力
端子に接続されている。しかして、この電流−電圧変換
回路４３においては、演算増幅器４３ａが、分圧器４２
からの分圧電圧と雨滴検出器３０からの検出電圧との差
を零にするような抵抗４３ｂへの流入電流を電圧に変換
し変換電圧として発生する。かかる場合、電流−電圧変
換回路４３からの変換電圧は、その立上り時（又は立下
り時）に、雨滴検出器３０からの検出電圧の立上り（又
は立下り）に応答した両櫛歯電極３２，３３間の雨滴の
非付着時における静電容量及び抵抗４３ｂの抵抗値によ
る微分作用のもとに正（又は負）の第１ピーク値を形成
し、また、前記変換電圧の立上り後（又は立下り後）の
前記直列微分回路による微分作用のもとに正（又は負）
の第２ピーク値（前記第１ピーク値より小さい）を形成
する。

また、電気制御回路４０は、電流−電圧変換回路４３に
接続したフィルタ回路４４と、このフィルタ回路４４に
接続した増幅回路４５と、両分圧器４６，４７と、増幅
回路４５及び両分圧器４６，４７に接続した比較回路４
８とを備えており、フィルタ回路４４は、演算増幅器４
３ａからの変換電圧中に含まれる不必要な周波数成分を
抵抗４４ａ及びコンデンサ４４ｂにより濾波し、残余の
成分から直流分をコンデンサ４４ｃ及び抵抗４４ｄによ
り遮断して、雨滴検出器３０からの検出電圧における前
記各微分作用のいずれかに基く変化分に相当する成分の
みを、前記直流電源からの直流電圧（＋Ｖｃｃ／２）を
中心基準レベルとし、フィルタ電圧として発生する。な
お、コンデンサ４４ｂ及び抵抗４４はその各一端にて前
記直流電源から直流電圧（＋Ｖｃｃ／２）を付与される
べく同直流電源に接続されている。

増幅回路４５は、演算増幅器４５ａを有しており、この
演算増幅器４５ａは、その非反転入力端子にて、フィル
タ回路４４のコンデンサ４４ｃと抵抗４４ｄとの共通端
子に接続され、その反転入力端子にて、抵抗４５ｂを介
し前記直流電源から直流電圧（＋Ｖｃｃ／２）を付与さ
れるべく同直流電源に接続されている。また、演算増幅
器４５ａはその出力端子にてコンデンサ４５ｃ及び抵抗
４５ｄを介し前記直流電源から直流電圧（＋Ｖｃｃ／
２）を付与されるべく同直流電源に接続されており、こ
の演算増幅器４５ａの反転入力端子と出力端子との間に
は、コンデンサ４５ｅと抵抗４５ｆとの並列回路が接続
されている。しかして、このように構成した増幅回路４
５においては、演算増幅器４５ａがフィルタ回路４４か
らのフィルタ電圧を両抵抗４５ｂ，４５ｆ及びコンデン
サ４５ｅとの協働により増幅し、この増幅結果からコン
デンサ４５ｃ及び抵抗４５ｄにより直流分を遮断し、残
分の成分を、前記直流電源からの直流電圧（＋Ｖｃｃ／
２）を中心基準レベルとし、増幅電圧として発生する。

分圧器４６は抵抗４６ａを有しており、この抵抗４６ａ
は、その一端にて接地され、一方、その他端にて抵抗４
６ｂを介し前記直流電源から直流電圧（＋Ｖｃｃ）を付
与されるべく同直流電源に接続されている。しかして、
分圧器４６は、前記直流電圧（＋Ｖｃｃ）を両抵抗４６
ａ，４６ｂにより分圧しこれを分圧電圧として両抵抗４
６ａ，４６ｂの共通端子（即ち、出力端子）から発生す
る。かかる場合、分圧器４６からの分圧電圧は、雨滴検
出器３０の両櫛歯電極３２，３３に亘り付着する雨滴の
各種ノイズと区別し得るように前記直流電圧（＋Ｖｃｃ
／２）よりも所定レベルだけ高くなっている。

分圧器４７は抵抗４７ａを有しており、この抵抗４７ａ
は、その一端にて接地され、一方、その他端にて抵抗４
７ｂを介し前記直流電源から直流電圧（＋Ｖｃｃ）を付
与されるべく同直流電源に接続されている。しかして、
分圧器４７は、前記直流電圧（＋Ｖｃｃ）を両抵抗４７
ａ，４７ｂにより分圧しこれを分圧電圧として両抵抗４
７ａ，４７ｂの共通端子（即ち、出力端子）から発生す
る。かかる場合、分圧器４７からの分圧電圧は、雨滴検
出器３０の両櫛歯電極３２，３３に亘り付着する雨滴を
各種ノイズと区別し得るように前記直流電圧（＋Ｖｃｃ
／２）よりも所定レベルだけ低くなっている。

比較回路４８は、一対のコンパレータ４８ａ，４８ｂ
と、一対のダイオード４８ｃ，４８ｄと、抵抗４８ｅと
により構成されており、コンパレータ４８ａは、その非
反転入力端子にて増幅回路４５の出力端子に接続され、
一方、その反転入力端子にて分圧器４６の出力端子に接
続されている。しかして、コンパレータ４８ａは、増幅
回路４５からの増幅電圧が分圧器４６からの分圧電圧よ
りも高い（又は低い）ときハイレベル（又はローレベ
ル）にて第１比較信号を発生する。コンパレータ４８ｂ
は、その反転入力端子にて、増幅回路４５の出力端子に
接続されており、このコンパレータ４８ｂの非反転入力
端子は分圧器４７の出力端子に接続されている。しかし
て、コンパレータ４８ｂは、増幅回路４５からの増幅電
圧が分圧器４７からの分圧電圧より低い（又は高い）と
きハイレベル（又はローレベル）にて第２比較信号を発
生する。

ダイオード４８ｃは、そのアノードにてコンパレータ４
８ａの出力端子に接続されており、このダイオード４８
ｃのカソードは抵抗４８ｅを介し前記直流電源から直流
電圧（＋Ｖｃｃ）を付与されるべく同直流電源に接続さ
れている。しかして、ダイオード４８ｃは、コンパレー
タ４８ａからの第１比較信号のローレベル（又はハイレ
ベル）に応答して導通（又は非導通）となりそのカソー
ド側に同コンパレータ４８ａからの第１比較信号を出力
する。ダイオード４８ｄはそのアノードにてコンパレー
タ４８ｂの出力端子に接続されており、このダイオード
４８ｄのカソードは抵抗４８ｅを介し前記直流電源から
直流電圧（＋Ｖｃｃ）を付与されるべく同直流電源に接
続されている。しかして、ダイオード４８ｄは、コンパ
レータ４８ｂからの第１比較信号のローレベル（又はハ
イレベル）に応答して導通（又は非導通）となりそのカ
ソード側に同コンパレータ４８ｂからの第２比較信号を
出力する。

単安定マルチバイブレータ４８ｆは比較回路４８からの
第１（又は第２）の比較信号の立下がりに応答しハイレ
ベルにてパルス信号を発生する。駆動回路４９は、トラ
ンジスタＴｒと、リレーＲｙとを有しており、トランジ
スタＴｒは、そのベースにて両抵抗４９ａ，４９ａを介
し単安定マルチバイブレータ４８ｆの出力端子に接続さ
れ、そのコレクタにて、リレーＲｙの電磁コイル４９ｂ
を介しワイパースイッチ２０の接続端子２２に接続され
ている。しかして、トランジスタＴｒは、単安定マルチ
バイブレータ４８ｆからのパルス信号の発生に応答する
両抵抗４９ａ，４９ａのバイアス作用のもとに導通し同
パルス信号の消滅に応答して非導通となる。

リレーＲｙは、電磁コイル４９ｂと、一対の固定接点４
９ｃ，４９ｄと、電磁コイル４９ｂの消磁（又は励磁）
により固定接点４９ｃ（又は４９ｄ）に投入される双投
接点４９ｅとにより構成されており、固定接点４９ｃは
ウインドシールドワイパ１０のカム接点１２に接続され
ている。また、固定接点４９ｄはワイパースイッチ２０
の接続端子２２に接続されており、双投接点４９ｅは直
流電動機Ｍを介し接地固定接点１３に接続されている。

このように構成した本実施例において、ワイパースイッ
チ２０がその操作解除状態にあるものとすれば、このワ
イパースイッチ２０の接続端子２２が接続端子２１から
遮断された状態にあり、ウインドシールドワイパ１０の
カム接点１２が接地固定接点１３に投入されるとともに
ワイパーブレード１１が前記払拭領域の下縁位置にあ
る。しかして、かかる状態にて、小雨が降り始め、ワイ
パースイッチ２０をイグニッションスイッチＩＧの閉成
のもとに操作状態にすれば、ワイパースイッチ２０の接
続端子２２が接続端子２１に接続されてバッテリＢから
電気制御回路４０への給電を許容する。

すると、タイマ発振器４１が、前記直流電圧（＋Ｖｃｃ
／２）を基準レベルとし、前記可変周期にて矩形波タイ
マ信号を発生し、分圧器４２が、前記直流電圧（＋Ｖｃ
ｃ／２）を基準レベルとし、分圧電圧（第３図にて符号
ａ参照）を順次発生する。このとき、雨滴検出器３０を
両櫛歯電極３２，３３に亘り付着する雨滴が存在しない
とすれば、電流−電圧変換回路４３が、両櫛歯電極３
２，３３間の雨滴の非付着時における静電容量との関連
にて、雨滴検出器３０からの検出電圧を分圧器４２から
の分圧電圧に一致させるように変換電圧（第３図にて符
号ｃ参照）を順次発生する。かかる場合、電流−電圧変
換回路４３からの各変換電圧は、その立上り時（又は立
下り時）に、両櫛歯電極３２，３３間の静電容量及び抵
抗４３ｂの抵抗値に基く微分作用のもとに、第３図にて
符号Ｃ１（又はＣ２）により示すごとく正（又は負）の
第１ピーク値を形成する。

上述のように電流−電圧変換回路４３から変換電圧が順
次生じると、フィルタ回路４４がフィルタ電圧を順次発
生し、増幅回路４５が増幅電圧（第３図にて各符号ｄ
１，ｄ２参照）を順次発生する。かかる場合、各増幅電
圧ｄ１が前記変換電圧の各第１ピーク値Ｃ１にそれぞれ
対応し、また各増幅電圧ｄ２が前記変換電圧の各第１ピ
ーク値Ｃ２にそれぞれ対応する。然るに、増幅回路４５
からの各増幅電圧ｄ１が分圧器４６からの分圧電圧（第
３図にて符号ｅ参照）よりも高く、また増幅回路４５か
らの各増幅電圧ｄ２が分圧器４７からの分圧電圧（第３
図にて符号ｆ参照）よりも低いため、比較回路４８が第
１及び第２の比較信号（第３図にて各符号ｇ１及びｇ２
参照）を交互に発生し、単安定マルチバイブレータ４８
ｆがこれら各第１及び第２の比較信号に順次応答しパル
ス信号を発生する。

しかして、駆動回路４９においては、トランジスタＴｒ
が単安定マルチバイブレータ４８ｆからの各パルス信号
に順次応答して間欠的に導通し、リレーＲｙがトランジ
スタＴｒの間欠的導通に応答する電磁コイル４９ｂの間
欠的励磁のもとに双投接点４９ｅを固定接点４９ｄに間
欠的に投入する。すると、直流電動機Ｍが双投接点４９
ｅの固定接点４９ｄへの間欠的投入のもとにバッテリＢ
からイグニッションスイッチＩＧ及びワイパースイッチ
２０を通し間欠的に給電されて回転し前記減速機の減速
回転下にてワイパーブレード１１をその払拭領域に亘り
間欠的に往復摺動させる。

以上説明したように、小雨において雨滴検出器３０の両
櫛歯電極３２，３３に亘り付着するような雨滴が存在し
なくても、タイマ発振器４１から経時的に生じる各矩形
波タイマ信号の可変周期との関連にて上述のごとくウイ
ンドシールドワイパ１０の間欠的払拭作用を確保し得る
ので、前記フロントウインドシールドの払拭領域から小
雨による付着雨滴を除去できる。

また、上述のような作用において第３図にて各符号ｂに
より示す時期に雨滴検出器３０の両櫛歯電極３２，３３
に亘り雨滴が繰返し付着するものとすれば、この雨滴の
付着毎に両櫛歯電極３２，３３と雨滴との接触境界面に
形成される電気二重層の静電容量と各雨滴の液抵抗との
作用のもとに電流−電圧変換回路４３からの各変換電圧
が、そのハイレベル時（又はローレベル時）に第３図に
て符号Ｃ３（又はＣ４）にて示すごとく正（又は負）の
第２ピーク値を形成し、増幅回路４５が増幅電圧（第３
図にて符号ｄ３，ｄ４参照）を順次発生する。かかる場
合、各増幅電圧ｄ３が前記変換電圧の各第２ピーク値Ｃ
３にそれぞれ対応し、また各増幅電圧ｄ４が前記変換電
圧の各第２ピーク値Ｃ４にそれぞれ対応する。

また、上述のごとく、雨滴検出器３０の両櫛歯電極３
２，３３間には、分圧器４２からの分圧電圧と前記直流
電圧（＋Ｖｃｃ／２）との差、即ち前記各雨滴の分解電
圧が印加されているため、両櫛歯電極３２，３３間にお
ける各雨滴の電気分解作用に基く電流値が小さく抑制さ
れ、その結果、両櫛歯電極３２，３３間の腐蝕（例え
ば、塩害等の直流電蝕）を最小限に抑制し得る。また、
上述のように、電流−電圧変換回路４３が雨滴検出器３
０からの検出電圧を分圧器４２からの分圧電圧に一致さ
せるように作用するので、当該検出電圧、即ち、櫛歯電
極３３の電圧が、分圧器４２からの分圧電圧のレベル変
化に応答して、櫛歯電極３２の電圧（＋Ｖｃｃ／２）を
中心基準レベルとしてこれよりも高く又は低く反転する
こととなる。このように、両櫛歯電極３２，３３間に加
わる電圧の極性が繰返し反転するので、これら両櫛歯電
極３２，３３の上述のような腐蝕を、前記分解電圧の役
割と相俟ってより一層確実に防止できる。

しかして、増幅回路４５からの各増幅電圧ｄ３が分圧器
４６からの分圧電圧よりも高く、また増幅回路４５から
の各増幅電圧ｄ４が分圧器４７からの分圧電圧よりも低
いため、比較回路４８が増幅回路４５からの各増幅電圧
ｄ３，ｄ４に順次応答して第１及び第２の比較信号（第
３図にて各符号ｇ３，ｇ４参照）を発生する。このこと
は、比較回路４８が第１及び第２の比較信号ｇ１及びｇ
２に加えて第１及び第２の比較信号ｇ３及びｇ４をも発
生することを意味する。

従って、単安定マルチバイブレータ４８ｆが比較回路４
８からの第１及び第２の比較信号ｇ１及びｇ２のみなら
ず第１及び第２の比較信号ｇ３及びｇ４にも応答してパ
ルス信号を順次発生してトランジスタＴｒを間欠的に導
通させるため、リレーＲｙの双投接点４９ｅの固定接点
４９ｄへの間欠的投入回数が上述した第１及び第２の比
較信号ｇ３及びｇ４に相当する分だけ増大し、これに応
じてウインドシールドワイパ１０による間欠的払拭回数
も増大することとなる。換言すれば、小雨のために両櫛
歯電極３２，３３に亘り付着する雨滴数が少なくても、
この付着雨滴数により定まる時期及びタイマ発振器４１
における可変周期の和に相当する頻度でもってウインド
シールドワイパ１０の間欠的払拭回数を確保し得るの
で、小雨時にあっても前記フロントウインドシールドに
対し払拭不足気味になることなく適確にフロントウイン
ドシールドから付着雨滴を除去できる。

なお、本発明の実施にあたっては、タイマ発振器４１及
び分圧器４２に代えて、第１０図に示すごとく、直流電
源５０を採用し、この直流電源５０の正側端子を演算増
幅器４３ａの非反転入力端子に接続し、同直流電源５０
の負側端子を雨滴検出器３０の櫛歯電極３２に接続し、
かつ直流電源５０の直流端子電圧を前記雨滴の分解電圧
に設定しても、前記実施例と同様に両櫛歯電極３２，３
３の腐蝕を最小限に抑制できる。かかる場合、各櫛歯電
極３２，３３を金、白金等の耐腐蝕性金属材料により形
成すれば、より一層の腐蝕防止の向上につながる。

また、前記実施例においては、両櫛歯電極３２，３３間
への印加電圧を前記雨滴の分解電圧として説明したが、
これに限ることなく、同印加電圧を前記分解電圧より低
い値に設定してもよい。

また、本発明の実施にあたっては、雨滴検出器３０に代
えて、第１１図及び第１２図に示すごとく、雨滴検出器
６０を採用して実施してもよい。かかる場合、雨滴検出
器６０は、当該車両のボンネット上に固定した絶縁基板
６１と、この絶縁基板６１の傾斜表面に固着した第１１
図にて図示形状からなる屈曲電極６２とを有し、この屈
曲電極６２の各端部６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、絶縁基
体６１の一部及びこの絶縁基体６１の凹所に収容した充
填剤６３を通し各リード線６４ａ，６４ｂ，６４ｃ（第
１２図にてはリード線６４ｃのみを示す）によりそれぞ
れ前記ボンネット内にその上壁を通し電気制御回路４０
の適所に接続されている。

また、本発明の実施にあたり、分圧器４６からの分圧電
圧を増幅回路４５からの両増幅電圧ｄ１及びｄ３の間の
値に設定し、分圧器４７からの分圧電圧を増幅回路４６
からの両増幅電圧ｄ２及びｄ４の間の値に設定するよう
にすれば、ウインドシールドワイパ１０の間欠的自動払
拭周期をタイマ発振器４１からの矩形波タイマ信号の可
変周期に合わせることができる。

また、前記実施例においては、車両用ウインドシールド
ワイパ１０に本発明が適用された例について説明した
が、これに限ることなく、船舶、航空機等のウインドシ
ールドワイパに本発明を適用して実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は車両用ウインドシールドワイパに適
用された本発明に係る制御システムの全体構成図、第３
図は第１図における各電気回路素子の入出力波形図、第
４図及び第５図はそれぞれ実験回路図、第６図は、第４
図及び第５図の各実験回路で得られた電流、電圧特性曲
線図、第７図は実験回路図、第８図は第７図の実験回路
で得られた電流波形図、第９図は第７図の実験回路の等
価回路図、第１０図は第１図における電気制御回路の部
分的変形例を示す回路図、並びに第１１図及び第１２図
は雨滴検出器の変形例を示す平面図及び部分破断図であ
る。 符号の説明 １０……ウインドシールドワイパ、１１……ワイパーブ
レード、３０，６０……雨滴検出器、３２，３３……櫛
歯電極、４１……タイマ発振器、４２，４６，４７……
分圧器、４３……電流−電圧変換回路、４４……フィル
タ回路、４５……増幅回路、４８……比較回路、４８ｆ
……単安定マルチバイブレータ、４９……駆動回路、６
２……屈曲電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウインドシールドの払拭領域に雨適が付着
   したときこの付着した雨滴を前記払拭領域に沿うワイパ
   ーブレードの摺動作用のもとに払拭するウインドシール
   ドワイパに適用されて印加電圧を発生する印加電圧発生
   手段と、 互いに対向して配設されて前記印加電圧を付与される一
   対の対向電極を有し、これら両対向電極に亘り雨滴が付
   着したとき生じる同両対向電極間のインピーダンスの変
   化を検出しこれを雨滴検出信号として発生する雨滴検出
   手段と、 前記雨滴検出信号に応答して駆動信号を発生する駆動信
   号発生手段とを備え、 前記ウインドシールドワイパが前記駆動信号に応答して
   前記ワイパーブレードに摺動作用をさせるようにした制
   御システムにおいて、 前記印加電圧発生手段からの印加電圧を前記雨滴の分解
   電圧以下の値に設定し、かつ前記雨滴検出手段の各対向
   電極を導電材料により形成するようにしたことを特徴と
   するウインドシールドワイパのための制御システム。