JPH10506859A - 高速度動作のソフトワイプモードを有する風防ワイパシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車ウインドウのワイパシステムは、ワイパアーム、永久磁石モータ30、モータとワイパアームとを接続するリンケージ、およびスイッチング機構62を含む。ワイパアームは、第１および第２の端部ワイプ位置の間で動作的に移動するために自動車本体において回転可能に装着されるように適合される。モータ30は３ブラシ永久磁石型式であり、ブラシは高速度ブラシ32、低速度ブラシ34、および共通ブラシ36である。スイッチング機構はワイパブレードの位置に応答して、閉じられ、高速度ブラシ32と低速度ブラシ34を電気的に接続し、それによって１つ以上の端部ワイプ位置において、中間速度を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】 高速度動作のソフトワイプモードを有する風防ワイパシステム 技術的分野 本発明は、風防ワイパの分野、特に端部ワイプ位置における風防ワイパの駆動 モータ速度の制御に関する。 本発明の背景 風防ワイパ駆動システムは一般的に、第１と第２の端部ワイプ位置の間で風防 のフロントガラスを横断して移動するワイパのアームおよびブレードと電気モー タとを接続する偏心クランクを使用する。モータは一定速度で単一方向に回転す るように機能し、偏心クランクはクランクの１８０°の回転ごとに風防ワイパの アームおよびブレードの方向を逆転させる。これらの方向の逆転は端部ワイプ位 置において行われ、アームおよびブレード構造の減速および加速を迅速にする。 逆転位置における風防ワイパアームおよびブレードの迅速な加速および減速は、 雑音、モータ速度の増加にしたがうワイプパターンの成長、およびフロントガラ スの側部からの過剰な水の放出をもたらす。モータ速度の増加にしたがって、こ れらの作用はさらに顕著になる。これらの作用はブレードの移動方向を逆転する 全ての型式の風防ワイパシステムに共通している。一般的な風防ワイパの構造は 、タンデム型で対称に重なり合った単一のアームおよび単一の延長アームである 。 逆転位置における上述の慣性作用を最小にする、または減少する風防ワイパシ ステムを提供することが望ましい。 発明の概要 ワイパアーム、永久磁石モータ、モータとワイパアームとを接続するリンケー ジ、およびスイッチング機構を含む自動車ウインドウのワイパシステムが開示さ れる。ワイパアームは、第１および第２の端部ワイプ位置の間で移動して動作を 行うために車両本体上に回転可能に装着されるように構成される。モータは３ブ ラシ永久磁石型式であり、そのブラシは高速度ブラシ、低速度ブラシ、および共 通ブラシである。スイッチング機構はワイパブレードの位置に応答して閉じられ 、１つ以上の端部ワイプ位置において高速度ブラシと低速度ブラシとを電気的に 接続する。 本発明は、端部ワイプ位置においてブレードおよびアームの方向を逆転する直 ぐ前にモータを減速するスイッチング機構を有するワイパシステムを提供する。 これは、端部ワイプ位置の近くで適切な間隔で低速度ブラシを電圧源に接続する ことによって達成される。 図面の簡単な説明 図１は、自動車に取り付けられた風防ワイパシステムを示す。 図２は、露出して示された円板スイッチを有するモータ構造体の斜視図である 。 図３は、露出して示されたカム動作スイッチを有するモータ構造体の斜視図で ある。 図４Ａは、内側のワイプ位置に接近しているワイパブレードの概略図である。 図４Ｂは、外側のワイプ位置に接近しているワイパブレードの概略図である。 図５Ａは、高速度位置におけるスイッチの第１の実施形態の概略図である。 図５Ｂは、中間速度位置におけるスイッチの概略図である。 図５Ｃは、低速度位置におけるスイッチの概略図である。 図６Ａは、高速度位置におけるスイッチの第２の実施形態の概略図である。 図６Ｂは、中間速度位置におけるスイッチの第２の実施形態の概略図である。 図７は、システムの第１の実施形態の概略図である。 図８は、システムの第２の実施形態の概略図である。 好ましい実施形態の詳細な説明 図１において典型的な風防ワイパシステム10が示されている。図示された構造 は、タンデムブレードシステムである。しかしながら本発明は、対称に重なり合 った単一のアームおよび単一の延長アームの風防ワイパ構造体に等しく応用可能 である。ワイパブレード12は風防のフロントガラスに接触して配置されている。 ブレード12はワイパアーム16に装着されている。ワイパアーム16は、車両本体の カウリング18に回動可能に装着されている。アーム16のクランク延長部20は交差 する車両リンク22によって接続されている。モータ構造体24は車両本体に装着さ れている。駆動リンク26は、ワイパアーム16の一方のクランク延長部20からモー タ構造体24の駆動クランク28へ延在している。駆動クランク28は、モータ構造体 24の電気駆動モータ30の回転に応答して偏心駆動装置として機能する。モータ30 による駆動クランク28の回転によって、アームのクランク延長部20における駆動 リンクの端部は前後に往復運動する。クランク28が内側のワイプの角度から外側 のワイプの角度へ向うとき、アーム16およびブレード12は内側のワイプ位置と外 側のワイプ位置との間、またはそれぞれ第１の端部ワイプ位置Ａと第２の端部ワ イプ位置Ｂとの間を移動する。クランクの内側ワイプ角度と外側ワイプ角度は約 １８０°で分けられている。第２のワイパアーム16は交差する車両リンク22によ って第１のワイパアームに接続され、第１のアームと調和して動作する。電気駆 動モータ30は選択された固定速度で回転するように機能するが、ワイパアーム16 およびブレード12の速度、したがって加速度は偏心駆動クランク28を使用してい るために時間の関数として正弦曲線的に変化する。 本発明で使用することを意図されたモータ30は、３ブラシ永久磁石モータであ る。ブラシは高速度ブラシ32、低速度ブラシ34、および共通ブラシ36である。現 在のほとんどの車両は１２ボルトのＤＣ電気システムを使用しているので、モー タ30はそのようなシステムで使用するのに適している。共通ブラシ36と低速度ブ ラシ34との間に１２ボルトを印加することによって、風防ワイパアーム16は内側 ワイプ位置Ａと外側ワイプ位置Ｂとの間で往復運動し（ｃｙｃｌｅ）、再び第１ の速度に戻る。共通ブラシ36と高速度ブラシ32との間に１２ボルトを印加するこ とによって、ワイパアーム16は第１の速度よりも速い第２の速度で往復運動する 。１２ボルトを共通ブラシ36に対して高速度ブラシ32と低速度ブラシ34との間に 印加することによって、ワイパアーム16の高速度サイクルと低速度サイクルの間 の中間速度が得られる。 図３において、ソフトワイプスイッチング機構または回転スイッチ40の第１の 実施形態をより良く示すために、モーターカバー38の一部分は取り除かれている 。スイッチング機構40は、予め定められた形状の導電板44を有する円板42をその 上に有し、軸45を中心に回転可能である。図５Ａ、Ｂ、およびＣは導電板44の形 状をより良く示している。導電板44は軸45を中心に同軸的に配置された内側円周 部46、中央円周部48、および外側円周部50を有している。内側円周部46は、ほぼ 均等に間隔を隔てたほぼ等しい弧の長さを有する２つの弓形部分52を含んでいる 。中央の円周部48は導電板44の周りにおいて３６０°の全てに延在している。さ ら に外側円周部50は、ほぼ等しい寸法を有し、ほぼ等しく間隔を隔てられた１対の 弓形部分54を有する。外側部50の弓形部分54は内側部46の弓形部分52に対して実 質的に位相をずらされているが、その間にわずかに重なった部分を有している。 外側部50の弓形部分54は、内側部46の弓形部分52よりも実質的に大きい角度で延 在している。 第１、第２、および第３の各スライド接触部56,58,および60は、モーターカバ ー38の回路板（図示されていない）に装着されている。各内側、中央、および外 側の円周部46,48,および50は、第１、第２、および第３の各スライド接触部56,5 8,および60に接触している。接触部の先端はプレート42を横断する軸45を通る直 線の上または近くに置かれている。 図７は、図２に示されているようにスイッチング機構40と共同したスイッチン グ回路62を概略的に示している。スイッチング回路62は１２ボルトの電源または バッテリ64、導電板44を有する円板42、および電気駆動モータ30を含んでいる。 共通のまたは第１の導体66は共通ブラシ36をバッテリ54の負または基準端子68と 電気的に接続する。バッテリ64の正の端子70は、第１の選択スイッチ74によって 選択的に遮断可能な第2の導体72によって高速度ブラシ32に電気的に接続される 。第３の導体76は、正の端子70から低速度ブラシ34へ延在し、第２の選択スイッ チ78によって選択的に遮断される。第４の導体80は正の端子70から第２のスライ ド接触部58へ延在し、第３の選択スイッチ82によって選択的に遮断される。第５ の導体84は、第１の選択スイッチ74と高速度ブラシ32との間の点における第２の 導体72から第３のスライド接触部60へ延在している。第５の導体84は第４の選択 スイッチ86によって選択的に遮断できる。第６の導体88は、第２の選択スイッチ 78と低速度ブラシ34との間の点における第３の導体76から第１のスライド接触部 56へ延在している。 この実施形態は、選択的に動作するスイッチ74,78,82，および86の設定によっ て定められる４つのモードの１つで動作することができる。下記の表に示されて いるように、通常の低速度モード、通常の高速度モード、第１のソフトモード、 および第２のソフトモードの１つを選択するために、オンまたは閉じられた、お よびオフまたは開放されたスイッチ設定を使用することができる。 低速度および高速度モードにおいて、モータ30は風防ワイパの全移動範囲にお いて一定速度で回転する。低速度および高速度の両方のモードにおいて、モータ 30は風防ワイパ運動の全範囲に対して低速度および高速度ブラシ34、32の一方を 横断して１２ボルトを印加する。 第１のソフトモードにおいて、スイッチ82および86は閉じられている。その結 果、第２および第３のスライド接触部58および60のみが導電板44に接触するとき 、モータ30は高速度で回転する。第１および第２のスライド接触部56および58の みが導電板44に接触するとき、モータ30は低速度で動作する。３つのスライド接 触部56,58.および60の全てが導電板44に接触するとき、モータ30は高速度と低速 度との間の中間速度で回転する。したがって、円板42が回転するとき、モータ30 の速度は、高速度から中間速度を介して低速度へ、また逆に中間速度を介して高 速度に変化する。このサイクルは円板42の連続する回転で連続的に反復する。 図４Ａ、４Ｂ、および図５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、これらのモータ速度の変化とワ イパ位置との同期化の理解を容易にする。風防のフロントガラス14を横断するワ イパブレードの移動のほとんどは、Ｐ１によって示される区域において高速度で 動作するモータ30によって行われる。ワイパブレードが端部ワイプ位置Ａおよび Ｂの何れかに近付くとき、それはモータ30が中間速度で動作し始めるＰ２によっ て示される区域に到達する。ワイパアーム16が端部ワイプ位置へ向ってさらに回 転することによって、アームはモータ30が低速度で動作する区域Ｐ３に入る。偏 心駆動装置28が端部ワイプ位置において中心を通り、ブレード12の方向が反転さ れるとき、上述のシーケンスが逆転される。駆動クランク28が端部ワイプ角度に あり、内側弓形部分52の中心が第１のスライド接触部56と整列するときに、この モータ速度とブレードの位置との同期が達成される。 第２のソフトモードにおいて、スイッチ74および82は閉鎖される。第１のソフ トモードにおけるように、第2および第３のスライド接触部58および60のみが導 電板44に接触するときに、モータ30は高速度で回転する。また３つのスライド接 触部56,58,および60の全てが導電板44に接触するとき、モータは中間速度で回転 する。第１と第２のソフトモードの相違は、第１および第２のスライド接触部56 ,58のみがそれぞれ導電板44に接触するときに明白になる。モータ30は低速度で はなく中間速度で回転する。第２のソフトモードにおいて、１２ボルトが高速度 および低速度のブラシ32および34の間に印加されるために、中間速度の回転にな る。 図６Ａ、６Ｂ、および図８の実施形態は、図２、および図５Ａ、５Ｂ、５Ｃの 実施形態と本質的に同じ方法で動作するが、３つではなく２つのスライド接触部 のみを使用し、第２のソフトモードに相当するソフトモードを与えることができ る。図８は、スイッチング回路62の第２のソフトモードに相当するソフトモード を与え、２つのスライド接触部92および94のみを使用する代りのスイッチング回 路90を示す。回路90は２つの同心円周部98および100を有する導電板96を示して いる。ジャンパワイヤ101は第３の導体76を内側スライド接触部94と接続する。 回路62の導体80および88は除去されている。スイッチ74が閉じられ、78が開かれ 、86が閉じているとき、システムは第２のソフトモードで動作する。図６Ａおよ び６Ｂは、３つの同心円周部46,48,および50が２つのスライド接触部のみを使用 している回路62の導電板44を示している。そのような組合わせは、２つの円周部 の導電板96の代りに図８の回路において使用することができる。 図３は、代りの構造であるソフトワイプスイッチング機構102を示すためにそ のカバーが部分的に切り取られたモータを示している。円板104は、導電板の代 りに２つの同心カム表面106および108を有している。１対のリードスイッチ110 および112はカム表面106および108と整列し、互いに整列した先端を有している 。カム表面106および108によってリードスイッチ110および112を垂直方向に偏位 することによって、それらは接触したり、接触を遮断されたりする。上述の実施 形態の導電板およびスライド接触部において、スイッチ110と112との間の電気的 通信は、円板104の角度位置の関数であり、端部ワイプ位置における ワイパモータを遅くするために使用される。 開示された円板は駆動クランク28を有する装置として回転するが、代わりのモ ータ構造体は、駆動クランク28の速度と異なる速度で円板を回転できることが認 識される。例えば、駆動クランク28の２倍の速度で回転する円板は、１回転当り ２倍のクランク速度で所望の変化を行う単一の角度ノッチまたは非導電部を含む 導電板を有するであろう。またはその代わりに、駆動クランク28の速度の３分の １で回転する円板は６つの均等に間隔を隔てられたノッチを有する導電板を有す るであろう。 全ての実施形態に共通することは、高速度および低速度のブラシの１つ以上が 継続的に付勢されることによって、全ての速度変化が行われる。たとえば、高速 度の動作から中間速度の動作になるとき、高速度ブラシは継続的に付勢されたま まであるが、一方で中間速度を達成するために同時に低速度ブラシを付勢する。 モータが何れのブラシにも瞬間的にエネルギーを与えらない速度変化中において 、重なり合った部分を有さずにスイッチが低速度ブラシのみを直接付勢する場合 に生じる可能性があるデッドスポットの生成を防ぐ。 この開示において示された導電板またはカム表面を使用するスイッチ機構の型 式は、風防ワイパ駆動装置における駐留スイッチの分野において知られている。 マイクロスイッチを中継する低電流スイッチングのようなその他のスイッチ機構 はさらに、クランク28の位置とモータブラシへの電圧の付勢との必要な同期に非 常に適している。 上述の説明は、単に例示しているだけであり、請求の範囲に定められた本発明 の技術的範囲を制限することを意図しているものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マッキャン、 ロイ アメリカ合衆国、オハイオ州 45429、ケ タリング、キングスウッド・ドライブ 3850 (72)発明者 エッケルト、 ルイス・エー アメリカ合衆国、オハイオ州 45429、ケ タリング、ローララン・ドライブ 4809

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両本体上に回転可能に装着され、第１の端部ワイプ位置と第２の端部ワイ プ位置との間を移動する動作を行うように構成されたワイパアームと、 高速度ブラシ、低速度ブラシ、および共通ブラシを有する３ブラシ永久磁石 モータと、 モータに接続されて駆動される駆動クランクを有するワイパアームとモータ を接続する偏心駆動リンケージと、 駆動クランクと接続され、動作のソフトモードにおいてクランク位置に応答 して高速度および低速部ブラシと電気的に接続され、第１の端部ワイプ位置と第 ２の端部ワイプ位置との間のワイパアームの移動の実質的な部分のために高速度 ブラシを電圧源に電気的に接続し、１つ以上の端部ワイプ位置に接近するワイパ アームの運動の一部分において電圧源と高速度ブラシを電気的に接続しながら低 速度ブラシを電圧源に電気的に接続するスイッチとを具備している自動車ウイン ドウ用ワイパシステム。 ２．車両本体上に回転可能に装着され、第１の端部ワイプ位置と第２の端部ワイ プ位置との間を移動する動作を行うように構成されたワイパアームと、 高速度ブラシ、低速度ブラシ、および共通ブラシを有する３ブラシ永久磁石 モータと、 モータに接続されて駆動される駆動クランクを有するワイパアームとモータ とを接続する偏心駆動リンケージと、 駆動クランクと同期して回転するようにモータに接続されて駆動され、動作 のソフトモードにおいて高速度および低速度モータと電気的に接続され、第１の 端部ワイプ位置と第２の端部ワイプ位置との間のワイパアームの移動の実質的な 部分のために高速度ブラシを電圧源に電気的に接続する第１の円周部と、第１の 円周部の少なくとも一部分と角度的に重なり合う第２の円周部とを有し、１つ以 上の端部ワイプ位置に接近するワイパアームの運動のために低速度ブラシを電圧 源に電気的に接続する回転スイッチとを具備している自動車ウインドウ用ワイパ システム。 ３．車両本体上に回転可能に装着され、第１の端部ワイプ位置と第２の端部ワイ プ位置との間を移動する動作を行うように構成されたワイパアームと、 高速度ブラシ、低速度ブラシ、および共通ブラシを有する３ブラシ永久磁石 モータと、 モータとワイパアームとを接続するリンケージと、 車両本体に対して回転可能に固定された第１および第２の電気スイッチング 接触子を有し、動作のソフトモードにおいてモータの低速度ブラシと高速度ブラ シにそれぞれ接続される回転スイッチと、およびモータに対する固定された速度 比で回転するためにモータと接続されて駆動される軸を中心として回転し、軸を 中心とする第１の円周における第１の接触子および軸を中心とする第２の円周に おける第２の接触子によって接続され、風防ワイパアームの第１の予め決められ た移動範囲において第１および第２の接触子を電気的に接続するために第１の接 触子および第２の接触子の１つ以上と動作的に接続し、それによってモータの回 転速度を減少する第１の円周および第2の円周の一方の第１の弓形部分を有する 回転素子とを具備している自動車ウインドウ用ワイパシステム。