(57)【要約】  ワイパアセンブリは、誘導加熱部を有するワイパと、ワイパの誘導加熱部を誘導的に加熱するために、ワイパ近くに位置するように構成される誘導ワークコイルを備える誘導加熱装置と有する。ワイパの誘導加熱部は、ワイパブレードの内部、ブレードを支持するワイパアームの内部、または両方にあってもよい。誘導ワークコイルは、フロントガラスまたはワイパにより払拭される他の表面の近くまたはその上に設置されてもよいし、ワイパの位置に関係なくまたはワイパがその退避“レスト”位置などの特定の位置にある時のみにワイパを加熱するようにしてもよい。また、ワイパアセンブリは、ワイパの現在の温度を感知するための温度センサと、ワークコイルの稼働を制御するための誘導加熱装置に対応した制御回路を具備していてもよい。誘導加熱装置の制御回路は、温度センサからワイパの現在の温度を遠隔的に読み取り、ワイパの温度が特定の温度設定ポイントを下回った時はいつでも自動的にワークコイルを作動させ、またワイパの温度が他の温度設定ポイントを上回った時はいつでも自動的に誘導ワークコイルを停止させる、閉ループ温度フィードバック制御システムを有していてもよい。
2010500218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から水または他の物質を除去するように構成され、誘導加熱部を含むワイパと、
前記ワイパの誘導加熱部を誘導的に加熱するために前記ワイパの近くに位置するよう構成された誘導ワークコイルとを有することを特徴とする誘導的に加熱されるワイパアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載のワイパアセンブリであって、さらに、
前記ワイパの前記誘導加熱部に熱接触する位置になるように構成され、前記ワイパの現在の温度を検出するように動作可能な温度センサと、
前記ワイパの現在の温度を所望の温度範囲に保つために、前記温度センサから現在の温度を読み取るため、および前記ワークコイルの動作を制御するための、前記誘導ワークコイルに対応する制御回路とを有することを特徴とするワイパアセンンブリ。
【請求項３】
請求項２に記載のワイパアセンブリであって、さらに、
温度センサと連結されたＲＦＩＤタグと
前記ＲＦＩＤタグから現在の温度を読み取るように動作可能なＲＦＩＤ読取装置とを有することを特徴とするワイパアセンブリ。
【請求項４】
請求項２に記載のワイパアセンブリであって、さらに、
マイクロワイヤ温度センサと、
前記マイクロワイヤ温度センサから現在の温度を読み取るように動作可能なマイクロワイヤ読取装置とを有することを特徴とするワイパアセンブリ。
【請求項５】
前記ワイパが、前記表面から水または他の物質を除去するためのワイパブレードと、前記表面と接触して前記ブレードを支持するためのワイパアームとを有し、前記誘導加熱部が、前記ワイパブレード内にあることを特徴とする請求項１に記載のワイパアセンブリ。
【請求項６】
前記ワイパが、前記表面から水または他の物質を除去するためのワイパブレードと、前記表面と接触して前記ブレードを支持するためのワイパアームとを有し、前記誘導加熱部が、前記ワイパアーム内にあることを特徴とする請求項１に記載のワイパアセンブリ。
【請求項７】
前記ワイパが、前記表面から水または他の物質を除去するためのワイパブレードと、前記表面と接触して前記ブレードを支持するためのワイパアームとを有し、前記誘導加熱部が、前記ワイパブレード内および前記ワイパアーム内にあることを特徴とする請求項１に記載のワイパアセンブリ。
【請求項８】
前記誘導ワークコイルが、前記表面の内側に配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のワイパアセンブリ。
【請求項９】
前記誘導ワークコイルが、前記表面の下面に配置されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイパアセンブリ。
【請求項１０】
前記誘導ワークコイルが、前記表面の上面に配置されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイパアセンブリ。
【請求項１１】
前記誘導ワークコイルが、前記表面の下面の下方に配置されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイパアセンブリ。
【請求項１２】
前記誘導ワークコイルが、前記表面の上面の上方に配置されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイパアセンブリ。
【請求項１３】
前記表面が、車両のフロントガラスであることを特徴とする請求項１に記載のワイパアセンブリ。
【請求項１４】
請求項１に記載のワイパアセンブリであって、さらに、
前記誘導ワークコイルと連結され、環境条件に基づいて前記誘導ワークコイルを起動するように構成された制御回路を有することを特徴とするワイパアセンブリ。
【請求項１５】
前記環境条件は、温度、湿度、降雨、雪、およびみぞれから成る群から選択されることを特徴とする請求項１４に記載のワイパアセンブリ。
【請求項１６】
フロントガラスから水または他の物質を除去するよう構成され、誘導加熱部を有する、ワイパと、
前記ワイパの前記誘導加熱部を誘導的に加熱するために前記フロントガラスの近くに設置されるように構成された誘導ワークコイルと、
前記ワイパの前記誘導加熱部に熱接触して設置されるように構成され、前記ワイパの現在の温度を検出するように作動可能な温度センサと、
現在の温度を所望の設定ポイントより上に保つために、前記温度センサから現在の温度を読み取り、前記ワークコイルの稼働を制御するように構成される制御回路を備える磁気誘導装置とを有することを特徴とする誘導的に加熱されるフロントガラス用ワイパアセンブリ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のワイパアセンブリであって、さらに、前記温度センサと連結されるＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグから現在の温度を読み取るように動作可能なＲＦＩＤ読取装置とを有することを特徴とするワイパアセンブリ。
【請求項１８】
請求項１６に記載のワイパアセンブリであって、さらに、マイクロワイヤ温度センサと、前記マイクロワイヤ温度センサから現在の温度を読み取るように動作可能なマイクロワイヤ読取装置とを有することを特徴とするワイパアセンブリ。
【請求項１９】
表面から水または他の物質を除去するように構成されたワイパと、
前記ワイパの一部と接触して配置されるサセプタコイルと、
前記サセプタコイルまたは前記サセプタコイルと電気的接触をする発熱素子を加熱するために前記サセプタコイルに電流を誘導するために前記ワイパの近くに配置されるように構成される誘導ワークコイルとを有することを特徴とする誘導的に加熱されるワイパアセンブリ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のワイパアセンブリであって、さらに、
前記ワイパと熱接触して配置されるように構成され、前記ワイパの現在の温度を検出するように動作可能な温度センサと、
前記誘導ワークコイルと連結され、現在の温度を所望の設定ポイントより上に保つために、前記温度センサから現在の温度を読み取り、前記ワークコイルの稼働を制御するように構成された制御回路とを有することを特徴とするワイパアセンブリ。
【請求項２１】
請求項２０に記載のワイパアセンブリであって、さらに、前記温度センサと連結されるＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグから現在の温度を読み取るように動作可能なＲＦＩＤ読取装置とを有することを特徴とするワイパアセンブリ。
【請求項２２】
請求項２０に記載のワイパアセンブリであって、さらに、マイクロワイヤ温度センサと、前記マイクロワイヤ温度センサから現在の温度を読み取るように動作可能なマイクロワイヤ読取装置とを有することを特徴とするワイパアセンブリ。
【請求項２３】
請求項１９に記載のワイパアセンブリであって、さらに、前記サセプタコイルと電気的に接続される温度スイッチと、前記誘導ワークコイルと連結され、前記温度スイッチに対応してワークコイルの稼働を制御するように構成される制御回路とを有することを特徴とするワイパアセンブリ。
【請求項２４】
前記ワイパは、前記表面から水または他の物質を除去するためのワイパブレードと、前記表面と接触して前記ブレードを支持するためのワイパアームとを有し、前記サセプタコイルが、前記ワイパブレード内部にあることを特徴とする請求項１９に記載のワイパアセンブリ。
【請求項２５】
請求項１９に記載のワイパアセンブリであって、さらに、
前記誘導ワークコイルと連結され、環境条件に基づいて前記誘導ワークコイルを起動するように構成された制御回路を有することを特徴とするワイパアセンブリ。
【請求項２６】
前記ワイパは、前記表面から水または他の物質を除去するためのワイパブレードと、前記表面と接触して前記ブレードを支持するためのワイパアームとを有し、前記サセプタコイルが、前記ワイパアーム内部にあることを特徴とする請求項２０に記載のワイパアセンブリ。
【請求項２７】
前記ワイパは、スプラインを持つワイパブレードを有し、前記サセプタコイルはスプラインに取り付けられていることを特徴とする請求項２０に記載のワイパアセンブリ。
【請求項２８】
前記表面が車両のフロントガラスであることを特徴とする請求項２０に記載のワイパアセンブリ。
【請求項２９】
表面から水または他の物質を除去するように構成されたワイパと、
前記ワイパの一部と接触するように位置する共振サセプタコイルと、
前記サセプタコイルまたは前記サセプタコイルと電気的接触をする発熱素子を加熱するために前記共振サセプタコイルに電流を誘導するように前記ワイパの近くに位置するように構成される誘導ワークコイルとを有することを特徴とする誘導的に加熱されるワイパアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００６年０８月０９日付けの仮特許出願 ６０／８３６，４５１の利益を請求し、この仮特許出願は、参照番号によって本明細書に組み込まれている。また、本出願は、２００７年０１月０２日付け出願の正規特許出願 １１／６１９，０６６に対応し、参照番号によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、フロントガラス用ワイパおよびその他のワイパアセンブリに関する。特に、本発明は、誘導に加熱されるワイパアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
フロントガラス用ワイパアセンブリは、ワイパアセンブリ及びフロントガラスに堆積する氷雪によってしばしばその動きが妨害される。低温も、しばしば、ウォッシャ液ラインを凍結させて障害となり、また、ワイパブレードを硬化させたわみにくくする。これら状態の全ては、ワイパアセンブリの効果を大幅に低減し、危険な車両操作を招く可能性がある。
【０００４】
上記問題を回避するために、フロントガラス用ワイパアセンブリおよび／またはフロントガラスを加熱する多くの試みが成されてきたが、このような試みは、部分的な効果があるにすぎなかった。例えば、ある先行技術では、車両のエンジン室または他の熱源から、車両のフロントガラスまたはワイパアセンブリに向けて、加熱された空気を送る試みがなされた。残念ながら、この試みでは、フロントガラス及びワイパアセンブリに空気が送られる前に空気を十分に加熱するために、車両のエンジンを長時間稼働させ、余分な熱を発生させる必要がある。それゆえこの試みは、最初に車を始動させる時には効果的でなく、無駄なエンジンの空吹かしを必要とし、また、加熱された空気をフロントガラスおよび／またはワイパアセンブリに送るためにうるさいファンの使用を必要とする。さらに、この試みは、加熱された空気の送出をワイパアセンブリの実際の温度に基づいて自動的に制御する手段が無く、結果的にしばしばワイパアセンブリの加熱不足または加熱過剰を招く。
【０００５】
他の先行技術では、車両のバッテリまたは太陽電池などの他の電力源によって作動される電気作動型の抵抗発熱体によりワイパアセンブリを放射的に加熱する試みがなされてきた。残念ながら、この試みは、ダメージを受けやすい不格好に露出した配線を必要とする。
【０００６】
このように、フロントガラス用ワイパアセンブリおよび他のワイパアセンブリを加熱するための、改良された手段が必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記記載の問題点を解消し、並びに、フロントガラス用ワイパおよびワイパ加熱方法の技術分野において著しい改善を提供するものである。より具体的には、本発明は、露出した配線およびうるさいファンを用いること無しで、ワイパアセンブリの効果的かつほぼ即時の加熱を提供する。また、本発明の実施形態は、ワイパアセンブリの温度を所望の範囲に自動的に維持する効果的な手段を提供する。最も重要なことには、本発明の実施形態は、氷がすでにフロントガラスの可視性を損なわせ始めた後に、単に除氷するのではなく、ワイパの氷結自動防止を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの形態に従って構築されるワイパアセンブリは、誘導加熱部を有するワイパ、および、誘導ワークコイルがワイパ近くに位置するように構成され、ワイパの誘導加熱部を誘導的に加熱する磁気誘導加熱装置を有する。ワイパの誘導加熱部は、ワイパスキージブレードの内部、ワイパブレードに取り付けられたフレームの内部、ワイパスキージブレードが取り付けられたスプラインの内部または上、ブレードを支持するワイパアームの上または内部、または上記全てにあってもよい。誘導ワークコイルは、フロントガラスまたはワイパにより払拭される他の面の近くまたは上に位置させることが可能であり、ワイパの位置に関係なくまたはワイパが退避した“レスト”位置などの特定の位置にある時のみにワイパを加熱することができる。
【０００９】
ワイパアセンブリは、また、ワイパの現在の温度を検出するための温度センサ、およびワークコイルの稼働を制御するための誘導加熱装置内の制御回路を具備してもよい。制御回路は、誘導コイルを作動させるために操作されなければならない単純な手動スイッチでもよいし、また、温度センサからワイパの現在の温度を読み出し、ワイパの温度が特定の温度設定ポイント（３５°Ｆなど）を下回った時はいつでも自動的にワークコイルを作動させ、また、ワイパの温度が他の温度設定ポイント（５０°Ｆなど）を上回った時はいつでも自動的に誘導ワークコイルを停止させるコントローラ、を有する閉ループ温度フィードバック制御システムを具備していてもよい。さらに、稼働は、湿度および／または車両スピードなどの他の氷形成変数を検出することで自動的に開始されてもよい。閉ループ温度フィードバックシステムは、ワイパの温度に応じて誘導ワークコイルからの出力を制御するための、ＲＦＩＤタグ技術、マイクロワイヤ技術、インピーダンス検出フィードバック技術、または他のワイヤレス技術、を活用することが可能である。
【００１０】
本発明の他の形態は、ワイパ、ワイパの一部に接触するよう位置するサセプタコイル、および誘導ワークコイルがワイパの近くに位置するよう構成され、サセプタコイル内に電流を誘導する磁気誘導加熱装置を有することを特徴とする誘導加熱ワイパアセンブリである。サセプタコイル自体が、誘導電流を熱に変換する抵抗素子であってもよく、または誘導電流を熱に変換するための抵抗加熱素子と結合されてもよい。サセプタコイルは、ワークコイル場に近接する時にはエネルギを蓄積し、サセプタコイルがワークコイルに近接しない時には加熱させる、エネルギ蓄積装置（コンデンサやバッテリなどのような）を付加的に含んでいてもよい。前述の実施形態と同様に、ワイパアセンブリは、ワイパの現在の温度を検出する温度センサ、および誘導加熱装置またそのワークコイルの稼働を制御するための制御回路を有してもよい。制御回路は、上述のような、単純なスイッチまたは閉ループ温度フィードバック制御システムであってもよい。
【００１１】
本発明のこれらのおよび他の重要な態様は、以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明の好適実施形態を、添付の図面に関連して以下に詳細に説明する。
【図１】発明の実施形態により構築され、車両フロントガラスまたは他の面に取り付けられている様子を示す誘導加熱ワイパアセンブリの概略図である。
【図２】誘導加熱可能材料の存在を示す陰影部を有する誘導加熱ワイパアセンブリのワイパ部分の概略図である。
【図３】誘導加熱可能材料の存在を示す陰影部を有する誘導加熱ワイパアセンブリのワイパ部分の別の概略図である。
【図４】誘導加熱可能材料の存在を示す陰影部を有する誘導加熱ワイパアセンブリのワイパ部分の別の概略図である。
【図５】誘導加熱可能材料の存在を示す陰影部を有する誘導加熱ワイパアセンブリのワイパ部分の別の概略図である。
【図６】誘導ワークコイルの可能位置を描写する誘導加熱ワイパアセンブリの部分の概略図である。
【図７】誘導ワークコイルの別の可能位置を描写する誘導加熱ワイパアセンブリの部分の概略図である。
【図８】誘導ワークコイルの別の可能位置を描写する誘導加熱ワイパアセンブリの部分の概略図である。
【図９】誘導ワークコイルの別の可能位置を描写する誘導加熱ワイパアセンブリの部分の概略図である。
【図１０】温度センサの可能位置を描写する誘導加熱ワイパアセンブリの部分の概略図である。
【図１１】温度センサの可能位置を描写する誘導加熱ワイパアセンブリの部分の概略図である。
【図１２】温度センサのいくつかの可能位置を描写する誘導加熱ワイパアセンブリの部分の概略図である。
【図１３】閉ループ温度フィードバック制御システムを有する誘導加熱ワイパアセンブリの一実施形態の概略図である。
【図１４】本発明の別の実施形態により構築され、車両フロントガラスまたは他の表面に取り付けられた誘導加熱ワイパアセンブリの概略図である。
【図１５】図１３に示される誘導加熱ワイパアセンブリの別の実施形態の概略図である。
【図１６】エネルギ蓄積装置を有するサセプタを描写する別の実施形態の概略図である。  図面は、本発明を、ここに図示および開示された特定の実施形態に限定するものではない。図面は、必ずしも縮尺どおりではなく、その代りに、本発明の原理を明確に図示することに重点を置く。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明は、本発明が実施される特定の実施形態を図示する添付の図面を参照する。本実施形態は、当業者が本発明を実施可能な程度に十分に詳細に、本発明の態様を説明することが意図される。他の実施形態が使用可能であり、本実施形態の意図する範囲から逸脱すること無しに、変更が可能である。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味でなされるものではない。本発明の範囲は、請求範囲が権利を与えられる均等のものの包括範囲と共に、添付の請求範囲によって規定される。
【００１４】
ここで、図面、特に、図１に戻って、本発明の実施形態により構築され誘導的に加熱されるワイパアセンブリ１０が図示され、フロントガラス１２、または払拭されるべき、もしくはワイパアセンブリによって払拭される他の面と共に示される。ワイパアセンブリ１０は、車両のフロントガラスでの使用に特に適しているが、雪や氷が堆積したり、または低温の中で稼働されたりする、いかなる面で使用されてもよい。
【００１５】
図１に示すワイパアセンブリ１０の実施形態は、誘導加熱部を有するワイパ１４、および対応する誘導ワークコイル１６を有する磁気誘導加熱装置１８を広義には有する。以下でより詳細に述べるが、磁気誘導加熱装置１８およびそれに対応する誘導ワークコイル１６は、ワイパ１４の誘導加熱部を誘導的に加熱し、ワイパ上または周辺への雪や氷の堆積を防ぎ、またワイパが硬化し、たわまなくなることを防ぐ。誘導加熱装置１８内の制御回路は、誘導ワークコイル１６への電流出力、そしてワイパへ転送される電力、を制御し、その結果、ワイパ１４の温度を所望の温度範囲に保つ。
【００１６】
全ての形態は、何らかの形態の無線温度フィードバックを使用する。使用される無線フィードバックの主要形態は、ＲＦＩＤ温度フィードバック、マイクロワイヤ温度フィードバック、インピーダンス検出フィードバック、およびＰａｃｈｏｌｏｋの特許出願「ＲＦＩＤ  質問機／誘導加熱システム」（“ＲＦＩＤ  Ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒ／Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｈｅａｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ”）米国特許出願１１／４９６，６８３により開示される方法である。ＲＦＩＤ温度フィードバックシステムは、米国特許第６，３２０，１６９号 および 同６，９５３，９１９号に詳細に説明されている。マイクロワイヤ温度システムおよびフィードバック制御システムでのその使用は、米国特許出願１１／６１９，０６６に詳細に説明されている。インピーダンス検出フィードバックシステムは、米国特許第６，２３２，５８５号に詳細に説明されている。これらの特許および特許出願は、本明細書に参照番号によって組み込まれている。
【００１７】
より詳しくは、ワイパ１４自体は、大部分が従来的であり、ワイパブレード２０、および面１２に接触してブレードを支持するための、また面上でブレードを動かすためのワイパアーム２２を有する。ワイパブレード２０は、ゴムまたは同様な柔軟な材料からの形成が可能であり、基本的にスキージとして働く。ワイパブレード２０は、従来のワイパアセンブリのように金属またはプラスチックのブラケットまたはフレームによってワイパアーム２２に支持されてもよく、またはブレードの骨格として機能する金属帯またはスプラインにブレードが取り付けられる新しい“ブラケット無し”のデザインのものでもよい。ブラケット無しワイパブレードの例は、Ｔｒｉｃｏ製のＮｅｏｆｏｒｍ（商標）、Ｂｏｓｃｈ製のＩｃｏｎ（商標）、Ａｎｃｏ製のＣｏｎｔｏ´ｕｒ（商標）がある。ワイパ１４は、また、ワイパブレード２０およびワイパアーム２２を従来通りに面１２上で動かすための、対応する支持構造、ギア、およびモータを有していてもよい。車両で使用される時、２つまたはそれ以上のワイパ１４が設けられてもよく、また、ワイパは、１つの誘導ワークコイルまたは別々のワークコイルにより加熱されてもよい。
【００１８】
ワイパ１４の誘導加熱部は、ワイパブレード２０、ワイパアーム２２、ワイパブレードの金属帯またはスプライン、またはワイパ上の他の場所、の内部または上にあってもよい。例えば、図２の陰影部により描かれるように、ワイパブレード２０全体またはその一部が、誘導加熱可能材料から形成されてもよい。これは、ワイパの、フロントガラスまたは他の面１２に直に接触する部分を加熱することになる。また、ワイパアーム２２全体またはその一部が、図３の陰影部により図示されるように誘導加熱可能材料で形成されてもよい。これは、アーム２２を通るウォッシャー液ライン２６が凍結しないようにする。別の実施形態では、ワイパブレード２０およびワイパアーム２２の両方、またはそれらの一部が、図４に図示されるように、誘導加熱可能材料で形成されてもよい。これは、ワイパの、フロントガラスに直接接触する部分とウォッシャー液ラインを担う部分との両方を加熱する。さらに、別の実施形態では、誘導加熱可能挿入物２６が、図５に図示されるように、ワイパブレードに組み込まれてもいいし、他の方法で取り付けられてもよい。これは、ワイパブレード２０の加熱を可能にする一方、ワイパブレードの大部分を従来のエラストマ材料で形成することを可能にする。
【００１９】
これら全てまた他の形態において、誘導加熱部は、本明細書に参照番号によって組み入れられる、米国特許第６，６５７，１７０号に記載される材料などから作られることが可能である。この材料は、黒鉛、金属、また他の熱保持性の材料を含みうる。エラストマおよびフロントガラス用ワイパブレードに一般的に見られる他の材料など、他の材料が加えられてもよい。
【００２０】
また、誘導加熱部は、“サセプタコイル”、基板材料（好ましくは、カプトン、マイラ、または他の高温ポリマ）上または加熱されるべき表面上に直接（つまり、スキージの表面または内部など）プリントされる、一般的には銅または黒鉛配線からなり、“サセプタコイル”は、導電材料で形成され、一対の端子コイルエンドを有する連続的なコイルおよび、回路を完成するために前記端子エンド間を動作可能につなぐ導電性アセンブリであり、前記導電性アセンブリはスイッチ部を有する。このサセプタコイルは、その誘導電流（隣接するワークコイルから伝達されたエネルギ）を熱エネルギに変換し、サセプタコイルおよびサセプタコイルと熱的接触する対象物を加熱する。このサセプタコイルは、誘導ワークコイルから最も効果的なエネルギ伝達を可能にするように、そのインピーダンスを調節するために、その連続するコイル回路内にコンデンサを有してもよい。さらに、サセプタコイル回路内に、連続するコイルを開放し、これによりいかなる誘導電流もサセプタコイルを貫流するのを防ぐことができる温度フューズ、または他の温度安全スイッチを有してもよい。この“サセプタコイル”は、米国特許第６，５０４，１３５号および米国特許出願１１／６０３８６０「誘導加熱システム用共振型可制御サセプタ、これを組み込んだ誘導加熱システム、および方法」（“Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ  Ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ  ｆｏｒ  Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ，  Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ Ｓａｍｅ，  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ”）に記載されており、両者とも本明細書に参照番号によって組み込まれている。
【００２１】
サセプタコイルが、加熱されるワイパ表面に接着されるフレキシブル基板上に作られている場合、サセプタコイルは、フレキシブル回路基板が製造される標準的な方法、例えばエッチングなどにより製造可能である。サセプタコイルが、スキージ、スプライン、またはワイパアームの表面上に直にプリントされる場合、エッチング、電気めっき、フレーム溶射などの同様な先行技術の製造方法が使用可能である。
【００２２】
誘導ワークコイル１６は、ワイパの誘導加熱部を誘導的に加熱するために、ワイパ１４の近くに配置される。さらに具体的には、誘導ワークコイル１６は、図６に示すようにフロントガラスまたは他の面１２の下方、または図７に示すように面内部に位置しても良く、図８に示すように面の下表面に取り付けられても良く、または図９に示すように面の上表面に取り付けられてもよい。誘導ワークコイルは、面１２上でのワイパ１４の位置に関係なくワイパ１４を加熱するようなサイズであってもよいし、そのような位置に位置していてもよく、またはワイパ１４がその退避した“レスト”位置など特定の位置にある時のみワイパ１４を加熱するようなサイズであってもよいし、そのような位置に位置していてもよい。誘導加熱装置１８およびそれに対応するワークコイル１６は、車両のバッテリ、それ自身の専用バッテリ、または何か他の電源によって動力が供給されてもよい。誘導加熱装置１８およびその付随ワークコイル１６は、本明細書に参照番号によって組み込まれた米国特許第６，３２０，１６９号、または上記記載の米国特許第６，６５７，１７０号に開示されるものと類似するものであってもよい。
【００２３】
ワークコイルは、銅リッツ（Ｌｉｔｚ）線または他の高導電性線から構成してもよいし、またはフレキシブルプリント回路基板として構成してもよい。フレキシブルプリント回路基板の実施形態は、閉回路のプリント配線がワークコイルおよび隣接するフロントガラスの表面上に交番磁界を作るのに十分である交流電流の低抵抗路を可能にするような、多層のものであるのが好ましい。コイルの巻き数、配線の幅、配線の厚さ、およびワークコイルの他のパラメータが、誘導コイルのインピーダンス、またワイパへのエネルギ伝達の効率に影響を与えることは、全て技術的に公知である。ワークコイルがフロントガラスに直に接着される実施形態の一つの利点は、ワークコルの必然的な加熱がフロントガラスに熱を提供し、フロントガラスの領域で氷雪の堆積を防ぐことである。
【００２４】
磁気誘導加熱装置１８内の制御回路は、誘導加熱装置１８を車両のバッテリまたは他の電源に電気的に接続する単純な手動スイッチまたはボタンであってもよい。このようなスイッチは、フロントガラスのワイパのオン／オフスイッチの近く、または操作者が容易に手の届くどこか他の場所に配置してもよい。操作者は、彼または彼女が車両のフロントガラス上に雪や氷を観察した時はいつでも、またはワイパブレードが低温度のため氷結または硬化した時はいつでも、誘導加熱装置１８を作動させるためにスイッチを入れることが可能である。温度センサおよびワイヤレス通信装置は、両方とも以下でより詳細に説明されるが、ワイパの温度が最高推奨稼働温度を上回った時はいつでも、誘導加熱装置１８を自動的に停止させるために、手動スイッチと共に備えられてもよい。
【００２５】
しかし、好ましい実施形態では、誘導加熱装置１８内の制御回路は、ワイパ１４の現在の温度を決定し、温度が３５°Ｆなど特定の温度設定ポイントを下回った時はいつでも誘導ワークコイル１６に自動的に電力を供給し、ワイパ１４の誘導加熱部の温度を５０°Ｆなどの何らかの設定ポイントに調節するために誘導加熱装置の出力を制御する、閉ループ温度フィードバック制御システムの一部である。閉ループ温度フィードバック制御システムは、ワイパの温度、外気の温度、または両方の組み合わせに応じて誘導ワークコイル１６の稼働を制御するために、ＲＦＩＤタグ技術、マイクロワイヤ技術、インピーダンス検知フィードバック技術、または他のワイヤレス技術の使用が可能である。
【００２６】
制御回路が閉ループ温度フィードバック制御システムの一部であるような誘導加熱装置１８を使用するワイパアセンブリの一つの実施形態が図１３に示され、少なくとも１つの温度センサ２８、および温度センサからの読取温度に応じて誘導ワークコイル１６の稼働を制御する数字３０で広義に参照される制御回路を含む。
【００２７】
さらに詳しくは、温度センサ２８は、連続的にまたは周期的にワイパ１４またはワイパの周辺領域の現在の温度を検出する。温度センサ２８は、図１０に例示されるように、ワイパブレード２０上に配置され、またはその内部に埋め込まれ、図１１に例示されるように、ワイパアーム２２上に、またはワイパ１４の一部と熱接触する以外のどこかの場所に設置可能である。複数の温度センサ２８を、図１２に例示するように、ワイパブレードおよび／またはワイパアームの様々な場所に配置および位置させてもよい。その代わりに、自動車の現存する外気温度センサまたは追加した先行技術のものを、ワイパの加熱動作を自動的に開始するためのトリガとして使用される低設定温度（例えば３５°Ｃ）を設けるために、使用してもよい。ワイパアセンブリのある部分を表す温度を検出することが可能である限り、温度センサまたは複数の温度センサの特定な位置は重要ではない。
【００２８】
誘導加熱装置１８の制御回路３０は、ソリッドステートインバータ４４から誘導ワークコイル１６への出力の制御するように動作可能なコントローラ、マイクロプロセッサ、または他の演算装置３２、および温度センサ２８で検出された現在の温度を読み取るためのワイヤレス通信システム３４を有していてもよい。ワイヤレス通信システムは、米国特許第６，９５３，９１９号に記載されるような、マイクロプロセッサ３２と連結されるＲＦＩＤタグ読取装置３８およびアンテナ４０であってもよい。読取装置３８およびアンテナ４０は、温度センサ２８と連結されるＲＦＩＤタグ３６から温度情報を読み取る。もう一つの他の形態では、ＲＦＩＤ３６および読取装置３８は、係属中の米国特許出願１１／６１９，０６６に記載されるような、温度センサと連結されるガラスコーティングされた非晶質磁気マイクロワイヤセンサ、およびマイクロプロセッサと連結される対応するマイクロワイヤ読取装置と置き換え可能である。さらに他の形態では、米国特許第６，５０４，１３５号に記載のものなどのインピーダンス検出フィードバック制御システムが用いられてもよい。同時係属中の出願「ＲＦＩＤ  質問機／誘導加熱システム」（“ＲＦＩＤ  Ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒ／Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ”）１１／４９６，６８３に記載のものなどのような、温度測定値を温度センサ２８からマイクロプロセッサ３２へ伝達するための他のワイヤレス通信方法も、使用可能である。
【００２９】
閉ループ温度フィードバックの実施形態の作動において、温度センサ２８または複数のセンサは、連続的にまたは周期的にワイパ１４のある部分の現在の温度を計測する。それから、これらの温度測定値は、ＲＦＩＤタグ３６またはマイクロワイヤセンサ、および無線読取装置３８によってマイクロプロセッサ３２に提供される。マイクロプロセッサ３２は、その後、インバータ４４から、デューティ・サイクル、周波数変換、または他の先行技術のインバータ制御スキームを通して、順次ワイパ１４の誘導加熱部を誘導的に加熱する誘導ワークコイル１６への出力を制御し、その結果、ワイパアセンブリの温度を所望の温度範囲に保つ。例えば、マイクロプロセッサ３２は、ワイパ１４の温度（または先行技術の外気温度センサによって測定される外気温度）が３５°Ｆを下回る時はいつでも誘導ワークコイル１６を作動させ、そしてワイパ１４の温度が５０°Ｆを上回る時はいつでも誘導ワークコイル１６を停止させてもよい。もう一つの他の例では、マイクロプロセッサ３２は、ワイパの温度が３５°Ｆを下回った時のみ誘導ワークコイルに電力を供給させ、必要に応じて（温度センサ２８からの温度フィードバックに基づき）ワークコイルへ電力の供給を回帰させて、ワイパの温度を５０°Ｆ付近の小範囲内に保つようにしてもよい。マイクロプロセッサ３２は、代わりに、低減した電力レベルにて誘導ワークコイル１６からの連続的な出力を許可し、ワイパアセンブリを４０〜４５°Ｆなどのより狭い温度範囲にまたはその付近に保つようにしてもよい。継電器（図示せず）を、電力が誘導ワークコイル１６へ流れないように、誘導ワークコイル１６と電源４２の間に介在させてもよい。
【００３０】
制御電気回路マイクロプロセッサ３２のメモリは、ワイパセンブリのための操作パラメータを格納するのに使用されてもよい。例えば、メモリは、ワイパアームに取り付けられるフロントガラス用ワイパブレードのタイプ、ワイパブレードの最大動作温度、誘導ワークコイルの最大電力レベル、およびワイパアセンブリのための希望温度範囲に関する情報の格納が可能である。あるいは、このデータは、ＲＦＩＤタグ３６やマイクロワイヤセンサに格納され、誘導ワークコイル１６の起動により読取装置３８により読み取られるようにしてもよい。ワイパに取り付けられたＲＦＩＤタグやマイクロワイヤセンサにデータを格納することによって、ワイパは、異なる操作または取付特性を持つ他のワイパと交換されてもよく、それでも誘導加熱装置によりそれの正しい動作温度に自動的に加熱されてもよい。
【００３１】
図１４および図１５は、誘導加熱部がサセプタコイルから成るワイパアセンブリの他の実施形態を例示する。さらに具体的には、ワイパアセンブリは、ワイパブレード４８およびワイパアーム５０を有するワイパ４６、ワイパの一部と接触する位置にあるサセプタコイル５２、サセプタコイル内に電流を誘導するためにワイパの近くに位置するよう構成される誘導ワークコイル５４、およびそのワークコイル５４からの電力出力を制御するための誘導加熱装置５６、を広義に有する。
【００３２】
図１６は、誘導加熱部が、サセプタコイル５２、エネルギ蓄積装置５９、および加熱素子５８から成るワイパアセンブリの他の実施形態を例示する。さらに具体的には、ワイパアセンブリは、ワイパブレード４８およびワイパアーム５０を有するワイパ４６、ワイパの一部と接触する位置にあるサセプタコイル５２、サセプタコイル内に電流を誘導するためワイパの近くに位置するよう構成される誘導ワークコイル５４、およびそのワークコイル５４からの電力出力を制御するための誘導加熱装置５６、を広義に有する。サセプタコイル５２で生成された電流は、エネルギ蓄積装置５９で蓄積エネルギに変換される。そして、このエネルギは、ワイパがワークコイルに近接しない場合でも発熱素子５８を作動させるのに使用される。このエネルギは、発熱素子を停止させるための温度スイッチを設けて、調節可能してもよい。または、エネルギ蓄積装置５９へのエネルギの投入は、誘導加熱装置５６に何らかの形態のワイヤレス温度フィードバックを使用し、ワークコイル５４へのその出力の制御することで調節してもよい。
【００３３】
サセプタコイル５２は、図１４に示すように、ワイパブレード４８内部、図１５に示すようなワイパアーム５０内部、または両方に配置させてもよい。または、ワイパ４６が前述のようなブラケット無しタイプのワイパブレードを有する場合、サセプタコイル５２は、ワイパブレードの金属帯またはスプラインに取り付けまたは埋め込まれていてもよい。サセプタコイルは、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）(ポリイミド)、Ｍｙｌａｒ（登録商標）(ポリエステル)、ＴＰＵ(熱可塑性ウレタン)の多層フレキシブルプリント回路基板、または他の一般的に使用されるフレキシブル回路基板を加工することにより、製造されるのが好ましい。この回路基板は、接着剤またはその他の方法により、ワイパブレードの金属帯またはスプラインへ接着してもよい。そして、ワイパブレードの金属帯が、強磁性材料から構成される場合、フレキシブルプリント回路基板の、強磁性金属帯に接着される側に、銅の固体層を保持することが好ましい。これにより、誘導ワークコイルからワイパブレードへ、より高い電力の転送が可能となる。強磁性金属帯を金属めっきしたり、または非強磁性鋼などの非強磁性金属から金属帯を製造することも可能である。抵抗ヒータなどの発熱素子５８は、それから電流を受け、それを熱に変換するように、サセプタコイル５２と連結されていてもよい
【００３４】
図１〜図１３に例示される実施形態と同様に、誘導加熱装置５６は、手動で起動されるオン／オフスイッチのような単純な制御回路を有していてもよく、または、閉ループ温度フィードバック制御スキームを実施する制御回路を有していてもよい。前述のＲＦＩＤおよびマイクロワイヤの無線通信システムに加え、本実施形態は、本明細書に参照番号によって組み込まれる米国特許第６，５０４，１３５号、に開示される制御スキームなどの、温度スイッチを持つインピーダンス検出フィードバック制御スキームを用いてもよい。温度スイッチ（通常は高価でないバイメタル方式のもの）は、サセプタコイル５２の回路に接続され、ワイパブレードの金属スプラインと熱接触する。この温度制御スキームは、自動的にワークコイル５４を作動するタイミングを識別するための、複数の温度をリアルタイムで検出する機能が無いため、自動的な作動が望まれる時は、誘導加熱装置５６は、車両の外気温度センサから温度測定値を取得しなければならない。
【００３５】
図１４、図１５、および図１６の実施形態は、２００６年０７月３１日出願の、係属中の特許出願１１／４９６，６８３、発明の名称が「ＲＦＩＤ  質問機／誘導加熱システム」（“ＲＦＩＤ  Ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒ／Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ”）である、に記載の温度フィードバック制御システムを使用してもよい。この出願は、本明細書に参照番号によって組み込まれている。
【００３６】
本発明は、添付の図面に示す好適実施形態に関連して説明されたが、特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱すること無しに、均等なものを使用してもよいし、置換を行ってもよい。例えば、ワイパアセンブリの種々の部品の配置は変更してもよいし、部品を構成するのに用いられる材料は、他の材料と置換されてもよい。こうして、本発明の好適実施形態を述べたが、特許明細書によって保護されるために新規であり希望されるとして請求されるものは、以下の通りである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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