JPS6329633Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自動車の窓ガラスに付着する雨滴及
び塵埃等を払拭するワイパ装置を雨滴量が比較的
少ない場合に間欠的に駆動させるものにおいて、
雨滴の状態に応じて間欠駆動周期を自動的に変化
させる雨滴感応型のワイパ間欠駆動制御装置に関
する。

従来から、雨滴が衝突することにより振動する
車体の部分、例えば窓ガラス、ルーフ等に振動セ
ンサを取付け、雨滴が衝突することによる窓ガラ
ス等の振動を検出して、その振動の周波数及び振
幅に応じた電気的信号を出力し、この電気的信号
をＦ−Ｖ変換器で電圧に変換し、且つ、増幅器で
増幅して出力電圧信号を得るようにして、ワイパ
モータの駆動手段を制御し、雨滴の状態に応じて
間欠駆動周期を自動的に変化させる雨滴感応型の
ワイパ間欠駆動制御装置が提案されている。とこ
ろがこの振動センサは、車体の部分の振動を検出
しているために、通常走行時に生ずる車体の振
動、エンジン音等による振動または主に停止中に
生ずるドアの開閉による車体の振動等、雨滴以外
による振動成分も捨つてしまい、ワイパモータが
誤動作することがあつた。この誤動作を防止する
ためには、雨滴以外の振動成分を除去しなければ
ならず、このため複雑で高価な電気的フイルタを
必要とする欠点があつた。また前記振動センサ
は、雨滴が衝突することにより振動する車体の部
分に密着して固着しなければならないので取付が
めんどうであると共に、車体の材質、形状等によ
り、その密着面にゆるみが生ずる恐れが有り信頼
性に欠ける欠点があつた。更に、自動車が急停止
したときのようにルーフ等に付着していた雨滴が
窓ガラスに流れ出したときには窓ガラス等が振動
せず、従つてワイパモータは駆動しないので、ワ
イパスイツチを低速位置或いは高速位置に手動で
操作してワイパモータを駆動させ視界を確保させ
る煩わしさがあつた。

本考案は、従来の振動センサに変わり、衝突す
る雨滴により超音波域で共振する振動板と、この
振動板の共振に応じた減衰波形の電気信号を発生
する超音波振動素子とを備えた雨滴検出器を使用
すると共に、ワイパモータが停止位置にいるとき
に出力を発生する間欠時間設定用の手段により、
前述した従来の欠点が解消できる雨滴感応型のワ
イパ間欠駆動制御装置を提供することを目的とす
る。

以下本考案を図面に示す一実施例に基づいて説
明する。

第１図は本考案に係るワイパ間欠駆動制御装置
の一実施例を示す回路図である。

第１図において、１は雨滴検出器であり、該雨
滴検出器１は、衝突する雨滴により超音波域で共
振する振動板と、この振動板の共振に応じた減衰
波形の電気信号を発生する超音波振動素子とを備
えている。従つて雨滴を従来のように車体の部分
を介さずに直接前記雨滴検出器１で検出する。前
記超音波振動素子は圧電磁器振動子等からなり、
該超音波振動素子を例えばセラミツク振動素子と
し、前記振動板をアルミニウムなどの金属板等で
形成すれば、温度変化及び経年変化に対し、特性
がほとんど変化せず安定したものが得られる。

この雨滴検出器１を図示しない板状の超音波吸
収材（例えばゴム材）を介して車体の部分、例え
ば窓ガラス、ルーフ、ボンネツト、フロントグリ
ル等任意の適所に設置することにより、該雨滴検
出器１に伝わろうとする車体の振動等による超音
波域の振動成分は簡単に除去できる。またこの雨
滴検出器１は、車体の部分に密着して固着する必
要がないので、取付が容易で且つ取付角度を自由
に選べる。この雨滴検出器１に雨滴が衝突する
と、振動板は超音波域（例えば40KHz）で共振
し、超音波振動素子は上記振動板の共振に応じた
減衰波形の電気信号を発生する。２ａは交流増幅
器で、アンプ３、コンデンサ４及び抵抗Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３とからなり、前記雨滴検出器１の減衰波
形の電気信号を所定の増幅率で増幅し、一定のレ
ベル値以上をカツトした出力信号を発生する。２
ｂは整流回路で、ダイオード６と抵抗Ｒ４とから
なり、アンプ３とダイオード６の接続点Ａに発生
する前記交流増幅器２ａの出力信号を整流するた
めのものである。この場合、交流増幅器２ａと整
流回路２ｂとで増幅器２を構成する。

７は間欠時間設定用の手段であり、本実施例に
おいては可変抵抗とした。この間欠時間設定用の
手段７は、後述するワイパモータ２５の自動定位
置停止スイツチ２７の可動片２８にその一端を接
続し他端をダイオード８を介して前記抵抗Ｒ４に
接続したもので、ワイパモータ２５が停止位置に
いるときに出力を発生する。

９は積分回路で、一端を前記抵抗Ｒ４とダイオ
ード８の接続点Ｂに接続した抵抗Ｒ５と、この抵
抗Ｒ５の他端に接続したコンデンサ１０とからな
り、前記増幅器２と間欠時間設定用の手段７の両
出力信号を演算した出力信号を積分する。つまり
このコンデンサ１０は、前記演算した出力信号に
より抵抗Ｒ５を経て充電される。

１１は比較回路で、前記積分回路９の積分出力
のレベルが予め定めた値に達し且つ、後述するワ
イパスイツチ１６が間欠位置「INT」にあると
き作動し、トランンジスタ１２，１３とダイオー
ド１４及び抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８とからなる。す
なわち、トランンジスタ１２のエミツタは前記抵
抗Ｒ５とコンデンサ１０の接続点Ｃに接続し、そ
のコレクタは抵抗Ｒ６を介してトランンジスタ１
３のベースに接続し、そのベースはワイパスイツ
チ１６の端子Ｇに直列接続した抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ
８の直列回路の接続点Ｄに接続する。トランンジ
スタ１３のコレクタは抵抗Ｒ７の他端に接続し、
そのエミツタは抵抗Ｒ８と前記端子Ｇの接続点に
接続する。ダイオード１４は、アノード側を抵抗
Ｒ８と端子Ｇ間に接続し、カソード側を前記接続
点Ｃとトランンジスタ１２のエミツタ間に接続す
る。１５は直流電源となるバツテリであり、その
負極は接地する。

１６は模式化して示したワイパスイツチであ
り、停止位置「OFF」にすると端子ＥとＦが接
続し、間欠位置「INT」にすると端子ＥとＦ及
び端子ＧとＨが接続し、低速位置「LOW」とす
ると端子ＦとＨが接続し、高速位置「HIGH」に
すると端子ＨとＩが接続する。

１７は前記比較回路１１の作動の周期で出力が
断続される駆動手段であり、本実施例においては
駆動手段１７をリレーとした。このリレー１７の
コイル１８の一端を主スイツチ２２を介してバツ
テリ１５の正極に接続し、他端を前記抵抗Ｒ７と
トランンジスタ１３のコレクタの接続点に接続す
る。リレー１７の可動片１９はワイパスイツチ１
６の端子Ｅに接続すると共に、常開の固定接点２
０は接地し、常閉の固定接点２１は自動もどりの
ワンタツチスイツチ２３とダイオード２４の直列
回路を介して前記ダイオード８と接続点Ｂとの間
に接続する。

２５はワイパモータで、３個のブラシを有する
電機子２６と自動定位置停止スイツチ２７とを備
える。ブラシ２６ａは主スイツチ２２を介してバ
ツテリ１５の正極に接続し、低速用ブラシ２６ｂ
はワイパスイツチ１６の端子Ｆに接続し、高速用
ブラシ２６ｃは端子Ｉに接続する。自動定位置停
止スイツチ２７は、前記常閉の固定接点２１とワ
ンタツチスイツチ２３の接続点に接続した可動片
２８と、ブラシ２６ａと主スイツチ２２の接続点
に接続した固定接点２９と、接地した固定接点３
０とからなり、該自動定位置停止スイツチ２７は
ワイパモータ２５に組込まれている最終歯車（図
示せず）に連動させており、図示しない窓ガラス
を払拭するためのワイパブレードは前記最終歯車
に設けた出力軸にリンク機構を介して連結してい
るので、最終歯車の１回転につきワイパブレード
は１往復し、ワイパブレードが停止位置にくると
可動片２８は固定接点３０から離れ、固定接点２
９に接触してワイパモータ２５は前記最終歯車の
所定停止位置で自動的に停止する。

次に以上の構成になる本実施例の装置の作動を
説明する。主スイツチ２２を閉成し、ワイパスイ
ツチ１６を低速位置「LOW」或いは高速位置
「HIGH」にすると、ワイパモータ２５はバツテ
リ１５、主スイツチ２２、電機子２６、ワイパス
イツチ１６、接地の閉回路により、夫々低速或い
は高速で連続駆動する。ワイパブレードが停止位
置にいないときにワイパモータ２５を停止させる
べくワイパスイツチ１６を停止位置「OFF」に
切替えると、バツテリ１５、主スイツチ２２、電
機子２６、ワイパスイツチ１６、可動片１９、常
閉の固定接点２１、可動片２８、固定接点３０、
接地の閉回路により、ワイパモータ２５は低速で
なお駆動され続け、ワイパブレードが停止位置に
くると可動片２８が固定接点２９側に切替わるた
め電機子２６には電磁制動がかかつて急停止し、
ワイパモータ２５は該ワイパモータ２５に組込ん
だ最終歯車の所定停止位置で自動的に停止する。

次に雨滴量が比較的少ない場合にワイパモータ
２５を間欠的に駆動させるべくワイパスイツチ１
６を間欠位置「INT」にすると、端子Ｇは端子
Ｈに接続されて接地されるので、トランンジスタ
１２のベース電位及びトランンジスタ１３のエミ
ツタ電位はローレベルになり、主スイツチ２２の
閉成直後からコイル１８、抵抗Ｒ７、抵抗Ｒ８、
ダイオード１４を介して充電されていたコンデン
サ１０が直ちに放電しはじめ、トランンジスタ１
２及びトランンジスタ１３が夫々導通し、コイル
１８は励磁される。従つて可動片１９は常開の固
定接点２０側に切替わり、ワイパモータ２５は、
バツテリ１５、主スイツチ２２、ブラシ２６ａ、
電機子２６、低速用ブラシ２６ｂ、端子Ｆ、端子
Ｅ、可動片１９、固定接点２０、接地の閉回路に
より駆動される。その間、ワイパスイツチ１６は
間欠位置「INT」にあるのでコンデンサ１０は
前述した経路では充電されず放電するのみなの
で、その後コンデンサ１０の放電によりトランン
ジスタ１２のエミツタ・ベース間に流れる電流が
小さくなるとトランンジスタ１２が非導通となる
のでトランンジスタ１３も非導通となり、コイル
１８は非励磁となつて可動片１９は常閉の固定接
点２１側に切替わるが、自動定位置停止スイツチ
２７の可動片２８が固定接点２９側に切替わるま
で即ちワイパブレードが停止位置にくるまでは、
ワイパモータ２５は低速で駆動し、前記最終歯車
の所定停止位置で急停止する。

次に降雨或いは前方車からのはね等の雨滴が雨
滴検出器１に衝突する場合の作動を第２図及び第
３図に示す出力波形図をもとに説明する。

第２図は比較的大つぶの雨滴が雨滴検出器１に
衝突した場合の例であり、該雨滴が振動板に衝突
すると、超音波振動素子は第２図イに拡大して示
す如く超音波域（例えば40KHz）の減衰波形の電
気信号を発生する。この減衰波形の電気信号は、
交流増幅器２ａにより所定の増幅率で増幅され、
一定のレベル値以上をカツトされて第２図ロに拡
大して示す出力信号を発生する。前記交流増幅器
２ａの出力信号は整流回路２ｂで整流され、積分
回路９では前記整流回路２ｂと間欠時間設定用の
手段７の両出力信号を演算した出力信号が積分さ
れ、第２図ハに拡大して示すように増幅器２によ
る積分出力信号Ｍと、間欠時間設定用の手段７に
よる積分出力信号Ｎとが合成された積分出力信号
Ｐを発生する。この積分出力Ｐのレベル即ちＣ点
にあらわれるコンデンサ１０の充電電荷が、予め
定めた値Ｌつまり電源電圧を分圧するコイル１
８、抵抗Ｒ７、抵抗Ｒ８の直列回路の一つに分圧
点Ｄにあらわれる電圧値よりも若干高い電圧値に
達するとコンデンサ１０が放電しはじめ、トラン
ンジスタ１２及びトランンジスタ１３が夫々導通
する。このことは比較回路１１が作動したことを
意味する。トランンジスタ１３が導通することに
よりコイル１８が励磁され、可動片１９は常閉の
固定接点２１から常開の固定接点２０に切替わ
る。このことは第２図ニに示すように駆動回路１
７が出力を発生したことを意味し、前記可動片１
９が固定接点２０に切替わることによりワイパモ
ータ２５が駆動する。その後コンデンサ１０が所
定の時定数で放電することによりトランンジスタ
１２のエミツタ・ベース間に流れる電流が小さく
なるとトランンジスタ１２，１３が非導通とな
る。このことは比較回路１１が停止したことを意
味し、コイル１８は非励磁となり、可動片１９は
固定接点２１側に切替わる。つまり駆動回路１７
には出力が発生しなくなる。ワイパモータ２５
は、バツテリ１５、主スイツチ２２、電機子２
６、ワイパスイツチ１６、可動片１９、固定接点
２１、可動片２８、固定接点３０、接地の回路に
より駆動を続行し、ワイパブレードが停止位置に
くると可動片２８が固定接点２９に接触し、電機
子２６には電磁制動がかかつて急停止し、ワイパ
モータ２５は前記最終歯車の所定停止位置で自動
的に停止する。間欠時間設定用の手段７は、ワイ
パモータ２５が停止位置にくると出力信号を発生
しはじめるので、積分回路９の積分出力Ｐは雨滴
が振動板に衝突する時期により、第２図ハ，ホ，
ヘのように種々のパターンが生じる。従つて雨滴
が振動板に衝突して積分出力Ｐのレベルが予め定
めた値Ｌに達しワイパモータ２５が駆動しはじめ
る時間は夫々t₁，t₂，t₃と異なるが、このような
比較的大つぶの雨滴の場合には雨滴１個で増幅器
２による積分出力信号Ｍのレベルが予め定めた値
Ｌに到達し、この夫々の時間t₁，t₂，t₃は、振動
板が超音波域（例えば40KHz）で共振するので極
めて早く、ほとんど同一となり、ワイパモータ２
５の駆動は、雨滴が振動板に衝突するのとほとん
ど同時となる。従つて第２図トに示すように雨滴
間隔をT₁とすると、駆動回路１７は第２図チに
示す如く略T₁の周期で出力を発生し、ワイパモ
ータ２５の休止時間は第２図リに示す如くT₃と
なる。また雨滴間隔がT₂に短かくなると駆動回
路１７の周期も略T₂となり、ワイパモータ２５
の休止時間はT₄に短かくなる。即ち、雨滴の間
隔に応じてワイパモータ２５の休止時間が長くな
つたり短かくなつたりする。

第３図は、小つぶの雨滴が雨滴検出器１に衝突
した場合の例であり、超音波振動素子は第３図イ
に示すように減衰波形の電気信号を発生し、交流
増幅器２ｂには第３図ロに示す如く出力信号が発
生する。積分回路９には増幅器２による積分出力
信号Ｍと、間欠時間設定用の手段７による積分出
力信号Ｎとが合成された積分出力信号Ｐが、雨滴
の振動板に衝突する時期により第３図ハ，ニ，ホ
の如く発生するが、この場合には雨滴１個では積
分出力信号Ｍのレベルが予め定めた値Ｌに到達せ
ず、該出力信号Ｍが飽和した後は積分出力信号Ｎ
のみによつて積分出力信号Ｐは徐々に上昇する。
従つて雨滴が雨滴検出器１に衝突してから駆動手
段１７が出力を発生しワイパモータ２５が駆動す
るまでの時間は、比較的大つぶの雨滴の場合に比
べて長くなる。間欠時間設定用の手段７となる抵
抗を可変としたので、その抵抗値を適宜選定する
ことにより、積分出力信号Ｎの時間に対する勾配
を可変とすることができ、雨滴が雨滴検出器１に
衝突してからワイパモータ２５が駆動するまでの
時間、言い換えればワイパモータ２５の休止時間
を可変することができる。

従つて降雨或いは前方車からのはね等の雨滴の
つぶの大きさ及び雨滴間隔に応じてワイパモータ
２３の休止時間の長短を自動的に決めることがで
きる。即ち雨滴の状態に応じてワイパモータ２３
の間欠駆動周期を自動的に変化させることができ
る。

次に、自動車が急停止したときのようにルーフ
等に付着していた雨滴が窓ガラスに流れ出した場
合の如く、その雨滴が雨滴検出器１に衝突しない
際には、前記間欠時間設定用の手段７による積分
回路９に発生する積分出力信号Ｎが所定時間経過
後に予め定めた値Ｌに達し、比較回路１１を作動
させ駆動手段１７に出力を発生させてワイパモー
タ２５を自動的に間欠駆動させることができる。

尚、抵抗Ｒ４は交流増幅器２ａの出力信号を整
流したのち積分回路９に積分する際の定数決定の
ための抵抗であり、この抵抗Ｒ４の抵抗値を調整
することにより、積分出力信号Ｍの時間に対する
勾配を可変することができる。つまり抵抗Ｒ４は
雨滴検出器１の感度調整用抵抗となる。

またワイパモータが停止位置にいるときに自動
もどりのワンタツチスイツチ２３を瞬間投入する
ことによりコンデンサ１０は瞬時に充電され、比
較回路１１を作動させてワイパモータ２５を瞬時
に駆動させることができる。

以上のように、本考案によれば、衝突する雨滴
により超音波域で共振する振動板と、この振動板
の共振に応じた減衰波形の電気信号を発生する超
音波振動素子とを備えた雨滴検出器を使用したの
で、雨滴を車体の部分を介さずに直接該雨滴検出
器で検出することができ、検出能力が向上すると
共に、雨滴検出器に伝わろうとする車体の振動等
による超音波域の振動成分は、従来必要とした複
雑で高価な電気的フイルタを使用せずとも超音波
吸収材（例えばゴム材）で簡単に除去できる。ま
たこの雨滴検出器は、車体に密着させて固着する
必要がないので取付が容易で且つ、取付角度を自
由に選べる。

更に、ワイパモータが停止位置にいるときに出
力を発生する間欠時間設定用の手段により、雨滴
が雨滴検出器に衝突しない場合にもワイパモータ
を自動的に間欠駆動させて視界を確保することが
できる等優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るワイパ間欠駆動制御装置
の一実施例を示す回路図、第２図及び第３図は第
１図の回路図における各部の出力波形図である。 １…雨滴検出器、２…増幅器、７…間欠時間設
定用の手段、９…積分回路、１１…比較回路、１
６…ワイパスイツチ、１７…駆動手段、２５…ワ
イパモータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 衝突する雨滴により超音波域で共振する振動板
   及びこの振動板の共振に応じた減衰波形の電気信
   号を発生する超音波振動素子を備えた雨滴検出器
   と、この減衰波形の電気信号を所定の増幅率で増
   幅し、一定のレベル値以上をカツトした出力信号
   を発生する増幅器と、ワイパモータが停止位置に
   いるときに出力を発生する間欠時間設定用の手段
   と、前記増幅器と間欠時間設定用の手段の両出力
   信号を演算した出力信号を積分する積分回路と、
   この積分回路の積分出力のレベルが予め定めた値
   に達し且つ、ワイパスイツチが間欠位置にあると
   き作動する比較回路と、この比較回路の作動の周
   期で出力が断続される駆動手段と、この駆動手段
   が出力を発生したときに駆動されるワイパモータ
   とを具備したことを特徴とするワイパ間欠駆動制
   御装置。