(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータアームと、
前記モータアームの先端側に中心軸から偏心した回転軸回りに回転可能に支持された偏心メタルと、該偏心メタルの外周に回転可能に嵌装されたリテーナを有し、モータアームの低速正回転に応じてモータアーム長が長くなる位置に前記偏心メタルを回動させる一方、モータアームの高速逆回転に応じてモータアーム長が短くなる位置に前記偏心メタルを回動させる偏心メタル機構と、
前記偏心メタル機構を介して前記モータアームに一端側を回転可能に連結されたリンクコンロッドと、
回転可能に支持されてワイパブレードが取付けられるピボットシャフトと、
基端側において前記ピボットシャフトに固定されると共に、先端側において前記リンクコンロッドの他端側に回転可能に連結されたピボットアームを備えたワイパリンクの前記モータアームの基端側に取付けられた出力軸を有し、モータアームを低速正回転および高速逆回転させてワイパブレードを低速および高速で往復揺動させるワイパモータであって、
略半円環状をなし、電源側に接続された高電位プレートと、
同じく略半円環状をなすと共に、接地されて前記高電位プレートに相対向して配置された低電位プレートと、
前記高電位プレートと低電位プレートの中心に配置され、ワイパブレードの位置に応じて高電位プレートおよび低電位プレートに摺接しながら回動する可動接点に電気的に接続されるコモンプレートからなる位置検出用電極プレートを備えていることを特徴とするワイパモータ。
【請求項２】
前記コモンプレートに一体的に形成されて導電路となる接続プレート部が前記高電位プレートと低電位プレートの間に形成される２か所の隙間の一方から延出していることを特徴とする請求項１記載のワイパモータ。
【請求項３】
前記高電位プレートと低電位プレートの間に形成される２か所の隙間の一方がワイパブレードの下反転位置に、他方の隙間がワイパブレードの上反転位置にそれぞれ対応させてあると共に、他方の隙間から前記コモンプレートの接続プレート部が延出していることを特徴とする請求項２記載のワイパモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のウインドシールドガラスに付着した雨滴や埃などを払拭するためのワイパ装置を駆動するワイパモータに係わり、とくに高速作動時と低速作動時とでワイパモータの回転方向を逆にすると共に、モータアームに偏心メタル機構を用いたアーム長さの調整装置を取付け、高速作動時のモータアーム長さを低速作動時のモータアーム長さよりも短くなるようすることによって、ワイパブレードの慣性によって生じる高速作動時と低速作動時における払拭範囲の差を解消するようにしたワイパ装置を駆動するのに用いられるワイパモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などのウインドシールドガラスに付着した雨滴を払拭して、ドライバーの視界を確保するためのワイパ装置としては、種々の構造や機能を備えたものが用いられているが、最近では降雨量に応じてワイパブレードの作動速度を高低２段の連続作動、あるいは低速間欠作動に切り替えることができるようになったものが一般的である。
【０００３】
このようなワイパ装置においては、ワイパブレードの運動エネルギが低速作動時よりも高速作動時の方が大きくなることから、慣性力の差によって高速作動時の払拭範囲の方が低速作動時の払拭範囲よりも広くなる現象があり、このために高速作動時におけるワイパブレードの作動範囲に基づいてウインドシールドガラスの払拭範囲を設定すると、低速作動時には拭き残しが生じて視野が狭くなる一方、低速作動時におけるワイパブレードの作動範囲に基づいてウインドシールドガラスの払拭範囲を設定した場合には、高速作動時にワイパブレードがウインドシールドガラス枠のモールに干渉するという不具合があった。
【０００４】
出願人は、このようなワイパブレードの作動速度の相違による払拭範囲の差を解消するために、高速作動時におけるワイパモータの回転方向を低速作動時とは逆方向とすると共に、モータアームにワイパモータの反転に際して１８０°回動する偏心メタルを用いたアーム長さの調整装置を取付けることによって、高速作動時のモータアームの実質長さを低速作動時よりも短くなるようにして高速作動時の構造的な払拭範囲を低速作動時のそれよりも狭くなるようにし、慣性力が加わることによって拡大される実際の払拭範囲の相違を解消するようにしたワイパリンク装置を先に提案している（特願平１０−１５８０２６号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようなワイパリンク装置においては、低速作動時と高速作動時とでワイパモータの回転方向が異なることにおいて従来のリンク装置と根本的に相違するため、モードの切り替え制御やワイパ停止時のオートストップ制御などにおいて従来のワイパ装置とは異なる制御が必要となる。
【０００６】
このような制御には、ワイパブレードの現在位置、すなわちワイパモータに備えた位置スイッチからの位置信号を参照して制御を行うことが必要となるが、従来タイプのワイパモータ備えた位置スイッチの構造では、必ずしも上記のようなワイパリンク装置の制御に適した位置信号を得ることができず、低速作動時と高速作動時とでワイパモータの回転方向を変えることによって作動速度に基づく払拭範囲の相違を解消した上記ワイパリンク装置の制御に適した位置信号を発生する配置の電極プレートを備えたワイパモータの開発が課題となっていた。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、低速作動時と高速作動時とでワイパモータの回転方向が異なるワイパリンク装置を駆動するためのワイパモータにおける上記課題に着目してなされたものであって、ワイパブレードの下反転位置および上反転位置への到達に応じて変化する位置信号を発生し、ワイパスイッチのオフ操作に応じてワイパブレードを下反転位置（ホームポシション）に自動停止させることができると共に、モード切り替え操作に応じて回転速度と共に回転方向を速やかに切り替えることができ、ワイパモータの反転に伴う違和感を解消することのできる制御を可能にする位置スイッチを備えたワイパモータを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わるワイパモータは、モータアームと、前記モータアームの先端側に中心軸から偏心した回転軸回りに回転可能に支持された偏心メタルと、該偏心メタルの外周に回転可能に嵌装されたリテーナを有し、モータアームの低速正回転に応じてモータアーム長が長くなる位置に前記偏心メタルを回動させる一方、モータアームの高速逆回転に応じてモータアーム長が短くなる位置に前記偏心メタルを回動させる偏心メタル機構と、前記偏心メタル機構を介して前記モータアームに一端側を回転可能に連結されたリンクコンロッドと、回転可能に支持されてワイパブレードが取付けられるピボットシャフトと、基端側において前記ピボットシャフトに固定されると共に、先端側において前記リンクコンロッドの他端側に回転可能に連結されたピボットアームを備えたワイパリンクの前記モータアームの基端側に取付けられた出力軸を有し、モータアームを低速正回転および高速逆回転させてワイパブレードを低速および高速で往復揺動させるワイパモータであって、略半円環状をなし、電源側に接続された高電位プレートと、同じく略半円環状をなすと共に、接地されて前記高電位プレートに相対向して配置された低電位プレートと、前記高電位プレートと低電位プレートの中心に配置され、ワイパブレードの位置に応じて高電位プレートおよび低電位プレートに摺接しながら回動する可動接点に電気的に接続されるコモンプレートからなる位置検出用電極プレートを備えている構成としたことを特徴としており、ワイパモータにおけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００９】
また、本発明に係わるワイパモータの実施の形態として請求項２に係わるワイパモータにおいては、前記コモンプレートに一体的に形成されて導電路となる接続プレート部が前記高電位プレートと低電位プレートの間に形成される２か所の隙間の一方から延出しているえている構成としたことを特徴とし、同じく実施の形態として請求項３に係わるワイパモータにおいては、前記高電位プレートと低電位プレートの間に形成される２か所の隙間の一方がワイパブレードの下反転位置に、他方の隙間がワイパブレードの上反転位置にそれぞれ対応させてあると共に、他方の隙間から前記コモンプレートの接続プレート部が延出している構成としたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の作用】
本発明に係わるワイパモータは、略半円環状をなす高電位プレートと、同様に略半円環状をなし高電位プレートに相対向して配置された低電位プレートと、高電位プレートと低電位プレートの中心に位置し、ワイパブレードの位置に応じて低電位プレートおよび高電位プレートに摺接しながら回転する可動接点に電気的に接続されるコモンプレートからなる位置検出用電極プレートを備えているので、例えば高電位プレートと低電位プレートとの間に形成される２か所の隙間位置をワイパブレードの下反転位置および上反転位置にそれぞれ対応させ、ワイパブレードが下反転位置および上反転位置あるいは直前位置に到達したときに、可動接点が上記隙間位置に接するように配置することによってコモンプレートから位置信号の信号変化が検出されるようになり、これに応じてワイパモータを停止あるいは反転させることによって、ワイパブレードが下反転位置（ホームポジション）で正確に自動停止すると共に、ワイパブレードの下反転位置および上反転位置への到達にタイミングを合わせてワイパモータの回転速度および回転方向が切り替わるので、下反転位置のみで切り替える場合に較べてワイパスイッチの操作に応じたモード切り替えが速やかに行われるようになり、ワイパブレードがウインドシールドガラス上で逆方向に移動するような不都合が解消されることになる。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係わるワイパモータにおいては、コモンプレートから延出する接続プレート部が高電位プレートと低電位プレートとの間に形成される２か所のうちの一方の隙間から延出させてあるので、３個のプレート、すなわち高電位プレート、低電位プレートおよびコモンプレートが同一平面上に配設され、位置スイッチの構造が単純なものとなり、本発明の請求項３に係わるワイパモータにおいては、前記２か所の隙間のうちの一方の隙間位置がワイパブレードの下反転位置に対応し、他方の隙間位置がワイパブレードの上反転位置に対応すると共に、当該他方の隙間位置から前記コモンプレートの接続プレート部が延出させてあるので、一方の隙間を他方の隙間よりも狭くすることによって、下反転位置におけるワイパブレードの自動停止がより確実なものとなる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいてさらに具体的に説明する。
【００１３】
図１ないし図１０は、本発明に係わるワイパモータを備えたワイパ装置を説明するものであって、図１は当該ワイパモータに連結されて作動するワイパリンクの外観を示す正面図、図２および図３は本発明に係わるワイパモータの内部構造を示す説明図である。
【００１４】
図１に示すワイパリンク１は、後述する本発明に係わるワイパモータ２の出力軸２６にその基端側で固定されたモータアーム３と、リンクコンロッド４，ピボットシャフト５，ピボットアーム６，およびワイパフレーム７から主に構成され、ワイパモータ２はワイパフレーム７に固定されている。
【００１５】
前記ワイパモータ２は、３個のブラシ（コモンブラシ，ローブラシ，ハイブラシ）を備えた２スピードの直流モータであって、図２に示すようにモータケース２１内に回転自在に支持されたアーマチュア２２を備え、そのアーマチュアシャフト２２ａの先端部は、モータケース２１に連結されたギヤケース２３内に延出すると共に、互いに逆方向の進み角を備えた２個のウオーム２２ｂおよび２２ｃが一体的に形成されており、これら１対のウオーム２２ｂ，２２ｃには２個のウオームホイール２４，２５がそれぞれ噛み合っている。
【００１６】
これらウオームホイール２４，２５には、カウンタギヤ２４ａ，２５ａがそれぞれ同軸に固定されており、ウオームホイール２４，２５と一体回転すると共に、これら両カウンタギヤ２４ａ，２５ａには、ギヤケース２３から外部に延出する出力軸２６に固定された出力ギヤ２６ａが噛み合って回転するようになっており、図示しない外部配線からの給電によって、低速モードの時には出力軸２６およびモータアーム３が低速で正回転（時計回り方向）し、高速モードの時には高速で逆回転（反時計回り方向）するようになっている。
【００１７】
なお、当該ワイパモータ２においては、互いに逆方向の進み角を備えた１対のウオーム２２ｂ，２２ｃに２個のウオームホイール２４，２５がそれぞれ噛み合って回転するようになっているので、ウオームとウオームホイールの一方の組み合わせによって生じるスラスト荷重の方向が他方の組み合わせによって生じるスラスト荷重の方向と互いに逆向きとなってキャンセルされることから、スラスト軸受が不要になると共に、モータの反転に伴うアーマチュア２２のがたつきがなくなり、モータの正逆転の切り替えが円滑なものとなる。
【００１８】
図３（ａ）は、樹脂部材にて形成され、ワイパモータ２のギヤケース２３に被せられるギヤケースカバー２３ｂの構造を示すものであって、図に示すギヤケースカバー２３ｂには、図３（ｂ）に示す形状の位置検出用電極プレート２７が圧入固定されている。
【００１９】
位置検出用電極プレート２７は、導電性材料により略半円環状に形成された高電位プレート２７ｂと、同じく導電性材料から略半円環状に形成されて、高電位プレート２７ｂに相対向して配置された低電位プレート２７ｅと、これら高電位プレート２７ｂと低電位プレート２７ｅの中央に位置するコモンプレート２７ｃから構成され、同じく導電性材料により円板状に形成された前記コモンプレート２７ｃの周囲を高電位プレート２７ｂと低電位プレート２７ｅとによって環状に取り囲むようになっている。そして、前記高電位プレート２７ｂと低電位プレート２７ｅとの間には、第１の隙間Ｓ１と第２の隙間Ｓ２が形成され、第１の隙間Ｓ１よりも広い間隔を有する第２の隙間Ｓ２からコモンプレート２７ｃから延出する接続プレート部２７ａを取出すようにしてある。
【００２０】
これら位置検出用電極プレート２７は、円板状をなすコモンプレート２７ｃの中心位置が、前記出力軸２６の軸心に一致するようにギヤケースカバー２３ｂに圧入固定される。そして、このコモンプレート２７ｃの中心位置には、図３（ａ）に示すようにクラッチ部材２８が回転自在に取付けられ、クラッチ部材２８に設けた可動接点２８ａがクラッチ部材２８の回転に伴って高電位プレート２７ｂおよび低電位プレート２７ｅに摺接し、コモンプレート２７ｃの接続プレート部２７ａを介して、後述するように電源側に接続された高電位プレート２７ｂに可動接点２８ａが接触しているときにはハイレベルの位置信号を、接地された低電位プレート２７ｅに接触しているときにはローレベルの位置信号を後述するコントローラの位置信号モニターポートに供給するようになっており、これら位置検出用電極プレート２７および可動接点２８ａを備えたクラッチ部材２８により位置スイッチ２９が構成されている。
【００２１】
なお、クラッチ部材２８は係止部２８ｂを備え、この係止部２８ｂが前記出力軸２６の出力ギヤ２６ａに設けた係止突起２６ｂに当接することによって、クラッチ部材２８が出力軸２６による付勢方向に共回りするようになっている。したがって、ワイパモータ２が反転する際には、クラッチ部材２８は可動接点２８ａと共に、出力軸２６がほぼ一回転して係止突起２６ｂが反対側から係止部２８ｂに当接するまで、反転開始時の位置に置き去りにされるようになっている。
【００２２】
ワイパリンク１のモータアーム３は、図１に示すように、その基端側においてワイパモータ２の出力軸２６にナットにより固定されていると共に、先端側においてリンクコンロッド４の一端側に後述する偏心メタル機構１０を介して回転可能に連結されている。
【００２３】
一方、ピボットシャフト５は、ワイパフレーム７に回転可能に支持され、図の紙面側にピボットアーム６の基端側を固定する共に、図の裏面側において車体パネルの外側に突出し、ワイパブレードを装着したワイパアームをねじ止めするようになっている。そして、ピボットアーム６の先端側は、ボールジョイント８を介してリンクコンロッド４の他端側に回転可能に連結されており、ワイパモータ２の回転がこれらリンクを介して、ピボットシャフト５の往復回動およびワイパブレードの往復揺動に変換されるようになっている。
【００２４】
なお、前記位置スイッチ２９における高電位プレート２７ｂと低電位プレート２７ｅの間の第１の隙間Ｓ１および第２の隙間Ｓ２は、ワイパブレードの下反転位置（ホームポジション）および上反転位置にそれぞれ対応させてあり、ワイパブレードが下反転位置および上反転位置に到達すると、当該位置スイッチ２９の可動接点２８ａが隙間Ｓ１および隙間Ｓ２にそれぞれ接触するように配置されている。
【００２５】
偏心メタル機構１０は、図４（ａ）ないし（ｃ）に示すように、中心軸Ｃｏから所定距離ｄだけ偏心した位置に回転軸Ｃｅを備え、この回転軸Ｃｅにおいてモータアーム３にワイパモータ２の出力軸２６に平行に設けた枢支軸３ａに回転自在に支持された偏心メタル１１と、この偏心メタル１１の外周に回転可能に嵌装されると共にリンクコンロッド４の一端側に固定されたリテーナ１２と、モータアーム３の枢支軸３ａに嵌合されると共に、モータアーム３に一体成形された突部３ｂによって回り止めされた係止プレート１４から主に構成されている。
【００２６】
係止プレート１４は、図４（ｃ）に示すように、環状をなし、枢支軸３ａに嵌合される装着部１４ａと、扇形をなし、前記偏心メタル１１の下端面外周側に圧入した係止ピン１１ａ（係止突部）に当接する回動規制部１４ｂを備え、上記したようにモータアーム３の突部３ｂによってモータアーム３上に回転しないように取付けてある。
【００２７】
したがって、偏心メタル１１は、係止ピン１１ａが係止プレート１４の回動規制部１４ｂの一端側１４ｃに当接する位置と、他端側１４ｄに当接する位置との間で１８０°回動することができ、図４（ａ）ないし（ｃ）に示したように係止ピン１１ａが回動規制部１４ｂの一端側１４ｃに当接した状態において、偏心メタル１１の中心軸Ｃｏが回転軸Ｃｅよりもモータアーム３の先端側に位置するので、モータアーム３の実質長さがＬａ（＝Ｌ＋ｄ，Ｌ：出力軸２６と枢支軸３ａの軸心間長さ）と長くなる。これに反して、偏心メタル１１の係止ピン１１ａが回動規制部１４ｂの他端側１４ｄに当接した状態では、偏心メタル１１の中心軸Ｃｏが回転軸Ｃｅよりもモータアーム３の基端側に位置することになるので、モータアーム３の実質長さがＬｂ（＝Ｌ−ｄ）と短くなる。
【００２８】
なお、この実施例においてワイパリンク１は、さらに、もう一組のピボットシャフト１５，ピボットアーム１６，リンクコンロッド１７を備え、第２のリンクコンロッド１７の両端部をボールジョイントを介してピボットアーム６および１６の先端側に連結することにより、第２のピボットシャフト１５の先端側に取付けた別のワイパブレードを同時駆動するようにしてある。
【００２９】
このようなワイパリンク１は、ワイパフレーム７の両端部７ａ，７ｂにおいて自動車の車体パネルに固定されると共に、車体パネルの外側に突出させたピボットシャフト５および１５にワイパブレード１８（図１１参照）を装着したワイパアームがそれぞれねじ止めされる。
【００３０】
図５は、上記ワイパリンク１およびワイパモータ２からなるワイパ装置を制御するためのワイパ制御装置の回路構成を示すものであって、図に示すワイパ制御装置３０は、ワイパスイッチ３１，制御ユニット３２，パルス発生器３３およびウオッシャモータ３４から主に構成されており、制御ユニット３２には、電源回路３５，リセット回路３６，コントローラ３７，モータ駆動回路３８，隙間調整回路３９，バックアップ回路４０および発振回路４１が含まれ、前述のように位置スイッチ２９を備えたワイパモータ２が接続されている。
【００３１】
ワイパスイッチ３１は、ワイパ装置の操作モードを停止（ＯＦＦ），間欠作動（ＩＮＴ），低速作動（ＬＯＷ），高速作動（ＨＩ）および洗浄（ＷＡＳＨ）に選択できるようになっており、ワイパスイッチ３１のＨ端子が制御ユニット３２の７番端子を介してコントローラ３７の高速指令信号入力ポートＰ４に接続されると共に、ワイパスイッチ３１のＬ端子，Ｉ端子，Ｗ端子がパルス発生器３３および制御ユニット３２の６番端子を介してコントローラ３７の低速指令信号入力ポートＰ３に接続されており、ワイパスイッチ３１が高速モード（ＨＩ）に操作されると、制御ユニット３２の７番端子がワイパスイッチ３１のＨ端子およびＥ端子を介して接地され、高速指令信号入力ポートＰ４にローレベル信号が入力されることによって高速モードの選択がコントローラ３７に認識される。
【００３２】
ワイパスイッチ３１が低速モード（ＬＯＷ）に操作されると、制御ユニット３２の６番端子がパルス発生器３３（非作動）およびワイパスイッチ３１のＬ端子，Ｅ端子を介して接地されるので、低速高速指令信号入力ポートＰ３にローレベル信号が入力され、これによって低速モードの選択がコントローラ３７に認識されることになる。
【００３３】
また、ワイパスイッチ３１が間欠モード（ＩＮＴ）に操作されると、制御ユニット３２の６番端子がパルス発生器３３（作動）およびワイパスイッチ３１のＬ端子，Ｅ端子を介して断続的に接地されるので、ワイパモータ２が間欠的に低速作動し、ワイパスイッチ３１がウオッシャモード（ＷＡＳＨ）に操作されると、ワイパスイッチ３１のＷ端子がＥ端子を介して接地されるので、ウオッシャモータ３４が回転を開始し、洗浄液がウインドシールドガラスに噴射されるようになっている。
【００３４】
ワイパモータ２は、コモンブラシに接続された第１端子２ｃ，ローブラシに接続された第２端子２ａおよびハイブラシに接続された第３端子２ｂを備え、第１端子２ｃは制御ユニット３２の３番端子を介して後述するモータ駆動回路３８の第３リレーＬ３の可動接点Ｌ３ｍに接続されており、第２端子２ａは制御ユニット３２の１番端子を介してモータ駆動回路３８の第１リレーＬ１の常閉接点Ｌ１ｃに接続されると共に、第３端子２ｂは制御ユニット３２の２番端子を介してモータ駆動回路３８の第２リレーＬ２の常開接点Ｌ２ｏに接続されている。なお、ワイパモータ２は、その第２端子２ａから第１端子２ｃに向かう電流によって低速で正回転する一方、第１端子２ｃから第３端子２ｂに向かう電流によって高速で逆回転するように設定されている。
【００３５】
ワイパモータ２に内蔵された位置スイッチ２９は、高電位プレート２７ｂが電源Ｂに接続され、低電位プレート２７ｅが接地されると共に、ワイパモータ２の出力軸２６、すなわちワイパブレードの位置に応じて高電位プレート２７ｂおよび低電位プレート２７ｅ上を摺動する可動接点２８ａがコモンプレート２７ｃから制御ユニット３２の４番端子を介してコントローラ３７の位置信号モニターポートＰ５およびモータ駆動回路３８の第４リレーＬ４の常閉接点Ｌ４ｃにそれぞれ接続されている。したがって、可動接点２８ａが高電位プレート２７ｂ上にあるときにはハイレベル信号が、低電位プレート２７ｅ上にあるときにはローレベル信号がコントローラ３８の位置信号モニターポートＰ５にそれぞれ供給されるようになっている。
【００３６】
制御ユニット３２内の電源回路３５は、イグニッションスイッチ４２を介して電源Ｂに接続された５番端子とコントローラ３７の電源ポートＰ２の間に接続された定電圧回路であって、イグニッションスイッチ４２のオン操作によって定電圧電位をコントローラ３７に供給する機能を有する。
【００３７】
リセット回路３６は、前記電源回路３５とコントローラ３７のリセットポートＰ１の間に接続された遅延回路であって、イグニッションスイッチ４２が投入されたのち、所定の時間リセットポートＰ１を接地することによってマイクロコンピュータであるコントローラ３７を初期状態にリセットする機能を備えている。
【００３８】
コントローラ３７は、前述のようにマイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）であって、既述のリセットポートＰ１，電源ポートＰ２，低速指令信号入力ポートＰ３，高速指令信号入力ポートＰ４，位置信号モニターポートＰ５に加えて、低速指令信号入力ポートＰ３を経てワイパスイッチ３１から入力された低速指令信号と位置信号モニターポートＰ５を経て位置スイッチ２９から入力された位置信号に応じて低速駆動信号を出力する低速駆動信号出力ポートＰ６、ウオッチドッグ信号を出力するウオッチドッグ信号出力ポートＰ７、高速指令信号入力ポートＰ４を経てワイパスイッチ３１から入力された高速指令信号と位置信号モニターポートＰ５からの前記位置信号に応じて高速駆動信号を出力する高速駆動信号出力ポートＰ８、さらに後述する発振回路４１が接続される発振ポートＰ９，Ｐ１０を備えている。
【００３９】
モータ駆動回路３８は、４個のリレーＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とトランジスタＴＲ１およびＴＲ２から主に構成され、第１ないし第３リレーＬ１，Ｌ２，Ｌ３のリレーコイルＬ１ｓ，Ｌ２ｓ，Ｌ３ｓの一端側が電源側に接続されると共に、他端側においてエミッタが接地された第１トランジスタＴＲ１のコレクタにそれぞれ接続され、当該第１トランジスタＴＲ１のベースは、コントローラ３７の高速駆動信号出力ポートＰ８に接続されている。
【００４０】
そして、第１リレーＬ１の可動接点Ｌ１ｍは、第３リレーＬ３の常開接点Ｌ３ｏと共に電源側に接続されると共に、常閉接点Ｌ１ｃは前述のように制御ユニット３２の１番端子を介してワイパモータ２の第２端子（ローブラシ）２ａに接続されている。また、第２リレーＬ２の可動接点Ｌ２ｍは接地され、常開接点Ｌ２ｏは２番端子を介してワイパモータ２の第３端子（ハイブラシ）２ｂに接続されている。さらに第３リレーＬ３の可動接点Ｌ３ｍが３番端子を介してワイパモータ２の第１端子（コモンブラシ）２ｃに接続され、常閉接点Ｌ３ｃは第４リレーＬ４の可動接点Ｌ３ｍに接続されている。
【００４１】
また、第４リレーＬ４のリレーコイルＬ４ｓの一端側が同様に電源側に接続されると共に、他端側はエミッタが接地された第２トランジスタＴＲ２のコレクタに接続され、第２トランジスタＴＲ２のベースは、コントローラ３７の低速駆動信号出力ポートＰ６に接続されている。さらに、第４リレーＬ４の常開接点Ｌ４ｏは接地され、常閉接点Ｌ４ｃは、前述のように制御ユニット３２の３番端子を介してワイパモータ２の第１端子２ｃに接続されると共に、可動接点Ｌ４ｍは第３リレーＬ３の常閉接点Ｌ３ｃに接続されている。
【００４２】
隙間調整回路３９は、２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２とダイオードＤ１から構成され、電源電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２によって調圧してコントローラ３７の位置信号モニターポートＰ５と位置スイッチ２９の可動接点２８ａを接続する結線の途中に印加すると共に、これら抵抗Ｒ１とＲ２との接続点をダイオードＤ１を介してトランジスタＴＲ１のコレクタに接続したものである。
【００４３】
すなわち、コントローラ３７の高速駆動信号出力ポートＰ８からの高速駆動信号が停止しているときにはトランジスタＴＲ１がオフ状態となるので、位置スイッチ２９の接点２８ａが高電位プレート２７ｂから離れて両プレート２７ｂ，２７ｅ間の隙間Ｓ１，Ｓ２にあるときでも、この隙間調整回路３９によって、抵抗Ｒ１，Ｒ２により調整されたハイレベル信号がコントローラ３７の位置信号モニターポートＰ５に入力される。一方、高速駆動信号出力ポートＰ８から高速駆動信号が出力されているときにはトランジスタＴＲ１がオン状態となって、抵抗Ｒ１とＲ２の間の接続点がダイオードＤ３およびトランジスタＴＲ１を介して接地されるので、位置スイッチ２９の可動接点２８ａが高電位プレート２７ｂから離れると同時に位置信号モニターポートＰ５に入力される位置信号がローレベルに変化することになる。
【００４４】
バックアップ回路３９は、２個のトランジスタＴＲ３，ＴＲ４、コンデンサＣ１，Ｃ２、およびダイオードＤ２，Ｄ３から主に構成され、トランジスタＴＲ３のベースは、コンデンサＣ１を介してコントローラ３７のウオッチドッグ信号出力ポートＰ７に接続され、エミッタが接地されると共に、コレクタが電源Ｂに接続され、抵抗およびダイオードＤ２を介してトランジスタＴＲ４のベースに接続されている。また、トランジスタＴＲ４のコレクタは、モータ駆動回路３８の第４リレーＬ４のコイルＬ４ｓの他端側（下流側）に接続され、トランジスタＴＲ４のエミッタはダイオードＤ３を介して制御ユニット５の７番端子に接続され、制御ユニット５の７番端子は先に述べたようにワイパスイッチ２のＨ端子に接続されている。
【００４５】
バックアップ回路３９においては、コントローラ３７のウオッチドッグ信号出力ポートＰ７からウオッチドッグ信号が正常に出力されている間は、コンデンサＣ１が充電され、トランジスタＴＲ３がオン状態となり、ベースが低電位となってトランジスタＴＲ４がオフ状態となっているが、何らかの原因によってウオッチドッグ信号の出力が途絶えると、コンデンサＣ１が放電されてＴＲ３がオフされ、コンデンサＣ１が充電されることによってトランジスタＴＲ４がオンできる状態となる。このとき、ワイパスイッチ３１を高速モード（ＨＩ）に操作すると、第４リレーＬ４のリレーコイルＬ４ｓがトランジスタＴＲ４，ダイオードＤ３およびワイパスイッチ３１のＨ端子およびＥ端子を介して接地されることから、第４リレーＬ４がオン状態となり、後述する図６に示すように、ワイパモータ２に低速正回転方向の電流が供給され、ワイパブレードが低速作動することになり、コントローラ３７のマイクロコンピュータが万一故障したとしても、ワイパスイッチ３１を高速モード（ＨＩ）に操作することによって低速作動させることができるようになっている。
【００４６】
発振回路４１は、クロック信号発振器４１ａと２個のコンデンサからなり、コントローラ３７の発振ポートＰ９，Ｐ１０に接続されて、マイクロコンピュータであるコントローラ３７に制御用のクロック信号を与える。
【００４７】
このようなワイパリンク１，ワイパモータ２および制御装置３０を備えたワイパ装置において、ワイパスイッチ３１がオフ状態から低速（ＬＯＷ）側に操作されると、コントローラ３７の低速指令信号入力ポートＰ３がワイパスイッチ３１を介して接地されることから、コントローラ３７はワイパスイッチ３１の低速スイッチがオン操作されたことを認識し、低速駆動信号出力ポートＰ６からハイレベル信号（低速駆動信号）を出力する。
【００４８】
低速駆動信号出力ポートＰ６からの信号出力によって、リレー回路３８のトランジスタＴＲ２がオン状態となることによってリレ−Ｌ４のコイルＬ４ｓが励磁され、図６に示すように当該リレ−Ｌ４のみがオンされることから、電源Ｂから第１リレーＬ１の常閉側接点Ｌ１ｃ、ワイパモータ２の第２端子（ローブラシ）２ａ、ワイパモータ２の第１端子２ｃ、第３リレーＬ３の常閉側接点Ｌ３ｃ、および第４リレーＬ４の常開側接点Ｌ４ｏを経て接地される給電回路が形成され、ワイパモータ２が低速での正回転を開始し、ワイパブレード２０が低速で払拭作動を始める。
【００４９】
このとき、ワイパモータ２が低速正回転し、図１０（ａ）に示すようにモータアーム３が図中の矢印Ａ方向に正回転している間は、偏心メタル１１の係止ピン１１ａが係止プレート１４の回動規制部１４ｂの一端側１４ｃに当接することによって、偏心メタル１１がその中心軸Ｃｏが回転軸Ｃｅよりもモータアーム３の先端側となる位置に保持されるので、モータアーム３の実質長さがＬａ（Ｌ＋ｄ）と長くなる。したがって、図１１（ａ）に示すように、ピボットシャフト５にワイパアームを介して取付けられたワイパブレード１８がウインドシールドガラス２０上をＳａの払拭範囲で払拭作動する。
【００５０】
ワイパ装置が低速作動している状態（低速モード）で、ワイパスイッチ３１がオフ操作されると、ワイパスイッチ３１からの低速指令信号が消滅（低速指令信号入力ポートＰ３が接地されなくなる）することによって、コントローラ３７がワイパスイッチ３１のオフ操作を認識すると、位置信号モニタポートＰ５に入力される位置スイッチ２９からの位置信号を参照し、位置スイッチ２９の可動接点２８ａが高電位プレート２７ｂ上にあって位置信号がハイレベルである間、すなわちワイパブレード１８が下反転位置から上反転位置に向かっている間は、低速駆動信号出力ポートＰ６からの低速駆動信号出力を維持し、ワイパモータ２の低速正回転を継続させる。
【００５１】
そして、ワイパブレード１８が上反転位置を過ぎ、可動接点２８ａ（ワイパモータ２の低速正回転に応じて、高電位プレート２７ｂおよび低電位プレート２７ｅ上を図６中の時計回り方向に移動している）が高電位プレート２７ｂから第２の隙間Ｓ２を経て、低電位プレート２７ｅに接触して、位置信号がローレベルに変化すると、コントローラ３７が低速駆動信号出力を停止する。これによってトランジスタＴＲ２がオフ状態となり、リレ−Ｌ４のコイルＬ４ｓが消磁され、すべてのリレーがオフ状態となるが、図７に示すように位置スイッチ２９の可動接点２８ａが低電位プレート２７ｅに接触している間は、電源Ｂから第１リレーＬ１の常閉側接点Ｌ１ｃ、ワイパモータ２の第２端子２ａ、ワイパモータ２の第１端子２ｃ、第３リレーＬ３の常閉側接点Ｌ３ｃ、第４リレーＬ４の常閉側接点Ｌ４ｃ、および位置スイッチ２９の低電位プレート２７ｅを経て接地される自走回路が形成されるため、ワイパモータ２は低速での正回転を続ける。そして、ワイパブレード１８が下反転位置の直前にに到達して位置スイッチ２９の可動接点２８ａが低電位プレート２７ｅから離れて第１の隙間Ｓ１に接触すると自走回路が遮断されるが、惰性によってさらに回転し、ワイパブレード１８が下反転位置に到達して可動接点２８ａが高電位プレート２７ｂに接触した時点で、図８に示すようにアーマチュアショート回路が形成され、これによってワイパモータ２が停止し、ワイパブレード１８は下反転位置（ホームポジション）で停止する。
【００５２】
ワイパ装置が低速作動（低速モード）しているときに、ワイパスイッチ３１が低速モード（ＬＯＷ）から高速モード（ＨＩ）に切り替え操作されると、コントローラ３７は、ワイパブレード１８が上反転位置あるいは下反転位置に先に到達した時点、すなわちワイパブレード１８が下反転位置から上反転位置に向かっているときに切り替え操作がなされた場合には、ワイパブレード１８が上反転位置に到達して位置スイッチ２９の可動接点２８ａが第２の隙間Ｓ２から低電位プレート２７ｅに接触することにより、位置信号モニタポートＰ５に入力される位置信号に立ち下がり変化（Ｈ→Ｌ）が生じた時点、あるいはワイパブレード１８が上反転位置から下反転位置に向かっているときに切り替え操作がなされた場合には、ワイパブレード１８が下反転位置に到達し、可動接点２８ａが低電位プレート２７ｅから第１の隙間Ｓ１に接触して位置信号モニタポートＰ５に入力される位置信号に立ち上がり変化（Ｌ→Ｈ）が生じた時点で、低速駆動信号出力ポートＰ６からの信号出力が停止され、同時に高速駆動信号出力ポートＰ８から高速駆動信号が出力される。
【００５３】
これによって、トランジスタＴＲ２がオフ状態となると共に、トランジスタＴＲ１がオン状態となり、第４リレーＬ４のコイルＬ４ｓが消磁（ＯＦＦ）され、リレーＬ１，Ｌ２およびＬ３のコイルＬ１ｓ，Ｌ２ｓおよびＬ３ｓがそれぞれ励磁（ＯＮ）されることから、図９に示すように電源Ｂから第３リレーＬ３の常開側接点Ｌ３ｏ、ワイパモータ２の第１端子２ｃ、ワイパモータ２の第３端子２ｂ、および第２リレーＬ２の常開側接点Ｌ２ｏを経て接地される給電回路が形成され、ワイパモータ２の低速正回転が高速逆回転に切り替わる。
【００５４】
ワイパモータ２が低速正回転から高速逆回転に切り替わり、モータアーム３が逆回転を始めると、図１２に示すように、モータアーム３が位置Ｐ１からＰ２，Ｐ３・・・Ｐ８，Ｐ９に移動して矢印Ｂ方向に１周するのに伴って、偏心メタル１１がリテーナ１２との間の摩擦力によってリンクコンロッド４に固定されたリテーナ１２と共にモータアーム３に対して時計回り方向に回動を始め、位置Ｐ１において偏心メタル１１の係止ピン１１ａが係止プレート１４の回動規制部１４ｂの一端側１４ｃに当接した状態から、位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４へとモータアーム３が回転移動する間に係止ピン１１ａが回動規制部１４ｂの一端側１４ｃから離れて、位置Ｐ５に到達した時点で、回動規制部１４ｂの他端側１４ｄに当接する。
【００５５】
そして、ワイパモータ２の高速逆回転が継続し、モータアーム３が矢印Ｂ方向に逆回転している間、偏心メタル１１の係止ピン１１ａが回動規制部１４ｂの他端側１４ｄに当接した状態に保持され、図１０（ｂ）に示すように、その中心軸Ｃｏが回転軸Ｃｅよりもモータアーム３の基端側となる位置に偏心メタル１１が保持されるので、モータアーム３の実質長さが低速モード時の実質長さＬａ（Ｌ＋ｄ）に較べて、Ｌｂ（Ｌ−ｄ）に短くなる。したがって、図１１（ｂ）に示すように、ワイパブレード１８がウインドシールドガラス２０上を、低速モード時の払拭範囲Ｓａよりも狭い払拭範囲Ｓｂで払拭作動することになる。
【００５６】
この払拭範囲Ｓａ，Ｓｂは、いずれも実際の作動時に作用する慣性力が考慮されていないワイパリンクの構造的な、言わば静的な払拭範囲であるから、払拭範囲Ｓａ，Ｓｂの差、言い換えると偏心メタル１１の偏心量ｄをリンクの慣性力に応じて調整することにより、ワイパブレードなどの慣性力が加わることによって拡大される実際の作動時における動的な払拭範囲を低速モードと高速モードで差のないものとすることができる。
【００５７】
ワイパ装置が高速作動（高速モード）しているときに、ワイパスイッチ３１が高速モード（ＨＩ）から低速モード（ＬＯＷ）に切り替え操作されると、コントローラ３７は、ワイパブレード１８が下反転位置に到達するのを待って、すなわちワイパブレード１８が下反転位置に到達し、可動接点２８ａ（ワイパモータ２の高速逆回転に応じて、高電位プレート２７ｂおよび低電位プレート２７ｅ上を図９中の反時計回り方向に移動している）が高電位プレート２７ｂから離れて第１の隙間Ｓ１に接触し、位置信号モニタポートＰ５に入力される位置信号に立ち下がり変化（Ｈ→Ｌ）が生じた時点で、高速駆動信号出力ポートＰ８からの信号出力が停止され、低速駆動信号出力ポートＰ６から低速駆動信号が出力される。
【００５８】
これによって、トランジスタＴＲ１がオフ状態となると共に、トランジスタＴＲ２がオン状態となり、第４リレーＬ４のコイルＬ４ｓが励磁（ＯＮ）され、リレーＬ１，Ｌ２およびＬ３のコイルＬ１ｓ，Ｌ２ｓおよびＬ３ｓがそれぞれ消磁（ＯＦＦ）されることから、図６に示すように電源Ｂから第１リレーＬ１の常閉側接点Ｌ１ｃ、ワイパモータ２の第２端子２ａ、ワイパモータ２の第１端子２ｃ第３リレーＬ３の常閉側接点Ｌ３ｃ、および第４リレーＬ４の常開側接点Ｌ４ｏを経て接地される給電回路が形成され、ワイパモータ２の高速正回転が低速逆回転に切り替わる。
【００５９】
ワイパモータ２が高速逆回転から低速正回転に切り替わり、モータアーム３が正回転を開始すると、図１３に示すように、モータアーム３が位置Ｐ１からＰ８，Ｐ７・・・Ｐ２，Ｐ９に移動して矢印Ａ方向に１周するのに伴って、偏心メタル１１がリンクコンロッド４に固定されたリテーナ１２と共にモータアーム３に対して反時計回り方向に回動を始め、位置Ｐ１において偏心メタル１１の係止ピン１１ａが係止プレート１４の回動規制部１４ｂの他端側１４ｄに当接した状態から、位置Ｐ８，Ｐ７，Ｐ６へとモータアーム３が回転移動する間に係止ピン１１ａが回動規制部１４ｂの他端側１４ｄから離れ、位置Ｐ５に到達した時点では回動規制部１４ｂの一端側１４ｃに当接する。
【００６０】
以後、ワイパモータ２の低速正回転が継続し、モータアーム３が矢印Ａ方向に正回転している間、偏心メタル１１の係止ピン１１ａが回動規制部１４ｂの一端側１４ｃに当接した状態に保持され、図１０（ａ）に示したように、中心軸Ｃｏが回転軸Ｃｅよりもモータアーム３の先端側となる位置に偏心メタル１１が保持されるので、モータアーム３の実質長さがＬａ（Ｌ＋ｄ）に復帰し、図１１（ａ）に示したような払拭範囲Ｓａの払拭作動に戻り、これに低速作動による比較的小さい慣性力が加わることによって若干拡大される実際の作動時における動的な払拭範囲が、より大きな慣性力が加わる高速モード時の払拭範囲と差のないものとなる。
【００６１】
このように、上記ワイパ装置においては、上記した形状の高電位プレート２７ｂ，低電位プレート２７ｅおよびコモンプレート２７ｃからなる位置検出用電極プレート２７を備えたワイパモータ２を使用しているので、ワイパブレード１８の位置を正確に把握することができ、ワイパスイッチ３１のオフ操作時にはワイパブレード１８を正確に下反転位置、すなわちホームポジションに停止させることができ、低速モードから高速モードへの切り替え操作時には、上反転位置および下反転位置の両方で正確にワイパモータ２を逆転させることができ、モードの切り替えが速やかなものになると共に、ワイパブレード１８がウインドシールドガラスの中央で反転するような違和感を解消することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係わるワイパモータは、それぞれ所定の形状を備えた高電位プレートと、低電位プレートと、コモンプレートからなる位置検出用電極プレートを備えたものであるから、高電位プレートと低電位プレートとの間に形成される２か所の隙間位置をワイパブレードの下反転位置および上反転位置にそれぞれ対応させ、ワイパブレードが下反転位置および上反転位置に到達したときに、可動接点が上記隙間位置に接触するように配置することによって、ワイパブレードが下反転位置および上反転位置に到達したときにコモンプレートから信号変化を検出することができ、これに応じてワイパモータを停止あるいは反転させることによって、ワイパブレードの自動停止や、ワイパブレードの下反転位置および上反転位置への到達にタイミングを合わせたワイパモータの回転速度および回転方向の切り替えが可能になり、モード切り替えを速やかに行うことができると共に、ワイパブレードがウインドシールドガラス上で逆方向に移動するような不具合を解消することができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【００６３】
本発明の請求項２に係わるワイパモータにおいては、コモンプレートから延出する接続プレート部が高電位プレートと低電位プレートとの間に形成される２か所のうちの一方の隙間から延出させるようにしたものであるから、３個のプレートを同一平面上に配置することができ、位置スイッチの構造を簡単にすることができ、請求項３に係わるワイパモータにおいては、前記２か所の隙間のうちの一方の隙間位置がワイパブレードの下反転位置に対応し、他方の隙間位置がワイパブレードの上反転位置に対応すると共に、当該他方の隙間位置、すなわち上反転位置に対応させた側の隙間から前記コモンプレートの接続プレート部を延出させたものであるから、一方の隙間、すなわち下反転位置に対応する隙間を上反転位置側の隙間よりも狭くすることができ、下反転位置におけるワイパブレードの自動停止をより確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるワイパモータに連結されるワイパリンクの構造を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施例に係わるワイパモータの内部構造を示す部分破断図である。
【図３】（ａ）  図２に示したワイパモータのギヤカバーに取付けた位置スイッチの構造を示す図である。
（ｂ）  図３（ａ）に示した位置スイッチを構成する位置検出用電極プレートの形状を示す平面図である。
【図４】（ａ）  図１に示したワイパリンクにおける偏心メタル機構の構造を示す縦断面図である。
（ｂ）  図４（ａ）の切断線Ｂ−Ｂにおける水平断面図である。
（ｃ）  図４（ａ）の切断線Ｃ−Ｃにおける水平断面図である。
【図５】図２および図３に示したワイパモータを制御する制御装置の回路図である。
【図６】図５に示したモータ駆動回路による低速作動時における給電経路を示す説明図である。
【図７】図５に示したモータ駆動回路による自走止時における給電経路を示す説明図である。
【図８】図５に示したモータ駆動回路によるアーマチュアショート経路を示す説明図である。
【図９】図５に示したモータ駆動回路による高速作動時における給電経路を示す説明図である。
【図１０】（ａ）  図１に示したワイパリンクにおける低速モード時の偏心メタルの位置を示す説明図である。
（ｂ）  図１に示したワイパリンクにおける高速モード時の偏心メタルの位置を示す説明図である。
【図１１】（ａ）  図１に示したワイパリンクにおける低速モード時のモータアームの回転方向とモータアームの長さおよび構造的な払拭範囲の関係を示す説明図である。
（ｂ）  図１に示したワイパリンクにおける高速モード時のモータアームの回転方向とモータアームの長さおよび構造的な払拭範囲の関係を示す説明図である。
【図１２】図４に示した偏心メタル機構による低速モードから高速モードへの切り替わりに伴う偏心メタルの回動を示す説明図である。
【図１３】図４に示した偏心メタル機構による高速モードから低速モードへの切り替わりに伴う偏心メタルの回動を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ワイパリンク
２  ワイパモータ
３  モータアーム
４  リンクコンロッド
５  ピボットシャフト
６  ピボットアーム
１０  偏心メタル機構
１１  偏心メタル
１１ａ  係止ピン（係止突部）
１２  リテーナ
２６  出力軸
２７  位置検出用電極プレート
２７ｂ  高電位プレート
２７ｅ  低電位プレート
２７ｃ  コモンプレート
２７ａ  接続プレート部
２８ａ  可動接点
Ｓ１  第１の隙間
Ｓ２  第２の隙間
【図１】
0003886298.tif 000002
【図２】
0003886298.tif 000003
【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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