特許 6552452 ワイパモータ及びワイパ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6552452

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】ワイパモータ及びワイパ装置

(51)【国際特許分類】

   B60S 1/08 20060101AFI20190722BHJP

   H02P 7/06 20060101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   B60S1/08 D

   H02P7/06 J

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-93902(P2016-93902)

(22)【出願日】2016年5月9日

(65)【公開番号】特開2017-202705(P2017-202705A)

(43)【公開日】2017年11月16日

【審査請求日】2018年5月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】特許業務法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安田 修浩

(72)【発明者】

【氏名】石川 優

【審査官】 飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０２６０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１８３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３１５１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５８６７０００（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３０１１３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｓ １／０８

Ｈ０２Ｐ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータと、前記電動モータの回転力をワイパアームに伝達する出力ギヤと、前記電動モータに電流を供給する電源回路と、前記出力ギヤを収容するケーシングと、を有するワイパモータであって、
前記電源回路は、
前記出力ギヤの回転力で回転する可動端子と、
前記ケーシングに支持され、かつ、前記可動端子が回転すると前記可動端子に接触及び離反する第１接触点を有する第１固定端子と、
前記ケーシングに支持され、かつ、前記可動端子が回転すると前記可動端子に接触及び離反する第２接触点を有する第２固定端子と、
を備え、
前記第１固定端子と前記第２固定端子とは、前記出力ギヤの回転方向で互いに異なる位置に配置され、
前記第２接触点は、前記出力ギヤの径方向で前記第１接触点よりも外側に配置され、
前記可動端子は、
円弧状に配置された接続部と、
前記出力ギヤの回転方向で前記接続部の一端に接続され、かつ、前記第１接触点が接触及び離間する第１接点部と、
前記出力ギヤの回転方向で前記接続部の他端に接続され、かつ、前記第２接触点が接触及び離間する第２接点部と、
を有し、
前記第１接点部は、前記出力ギヤの径方向において、前記第１接点部と前記出力ギヤの回転中心である軸線との距離が、前記接続部と前記軸線との距離よりも長く、かつ、前記第２接触点と前記軸線との距離よりも短くなる位置に配置されている、ワイパモータ。

【請求項2】

請求項１記載のワイパモータにおいて、
前記電源回路は、
複数の接点と、
前記複数の接点を互いに接続及び遮断する信号を出力するマイクロコンピュータと、
を有する、ワイパモータ。

【請求項3】

請求項１または請求項２記載のワイパモータにおいて、
前記可動端子、前記第１固定端子及び前記第２固定端子は、前記軸線に沿った方向で前記出力ギヤと前記ケーシングとの間に配置されている、ワイパモータ。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のワイパモータにおいて、
前記電動モータは、前記出力ギヤに回転力を伝達するアマチュア軸を有し、
前記ケーシングは、
前記アマチュア軸を収容するギヤケースと、
前記ギヤケースの開口部を覆うカバーと、
を有し、
前記カバーにより支持され、かつ、前記出力ギヤと共に回転するホルダが設けられ、
前記可動端子は、前記ホルダに取り付けられている、ワイパモータ。

【請求項5】

請求項４記載のワイパモータにおいて、
前記ホルダは、該ホルダの厚さ方向に貫通する２つの孔を有し、
前記可動端子は、前記２つの孔にそれぞれ挿入された２つの爪を有し、
前記第１接点部は、前記２つの爪のうち、前記出力ギヤの径方向で前記第１接点部の内側の端部に設けられた第１の爪を有する、ワイパモータ。

【請求項6】

請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のワイパモータにおいて、
前記可動端子は、前記出力ギヤに取り付けられている、ワイパモータ。

【請求項7】

車両に設けられ、かつ、第１反転位置と第２反転位置との間で往復動作してウィンドシールドを払拭するワイパアームと、電動モータの回転力を前記ワイパアームに伝達する出力ギヤと、前記電動モータに電流を供給する電源回路と、前記出力ギヤを収容するケーシングと、を有するワイパ装置であって、
前記電動モータは、
前記電源回路から電流が供給されるコンミテータと、
前記コンミテータに接触する第１ブラシ、第２ブラシ及び第３ブラシと、
を有し、
前記電源回路は、
前記出力ギヤの回転力で回転する可動端子と、
前記ケーシングにより支持され、かつ、前記可動端子が回転すると前記可動端子に接触及び離反する第１接触点を有する第１固定端子と、
前記ケーシングにより支持され、かつ、前記可動端子が回転すると前記可動端子に接触及び離反する第２接触点を有する第２固定端子と、
前記電動モータに電流を供給する電源と、
前記電源に接続された第１接点と、
前記第１ブラシに接続された第２接点と、
前記第２ブラシに接続された第３接点と、
前記第１固定端子に接続された第４接点と、
前記第１接点及び前記第２接点、前記第３接点、前記第４接点を互いに接続及び遮断する信号を出力するマイクロコンピュータと、
前記マイクロコンピュータに信号を出力して前記電動モータの駆動及び停止を切り替えるワイパスイッチと、
を備え、
前記第１固定端子と前記第２固定端子とは、前記出力ギヤの回転方向で互いに異なる位置に配置され、
前記第２接触点は、前記出力ギヤの径方向で前記第１接触点よりも外側に配置され、
前記可動端子は、
円弧状に配置された接続部と、
前記出力ギヤの回転方向で前記接続部の一端に接続され、かつ、前記第１接触点が接触及び離間する第１接点部と、
前記出力ギヤの回転方向で前記接続部の他端に接続され、かつ、前記第２接触点が接触及び離間する第２接点部と、
を有し、
前記第１接点部は、前記出力ギヤの径方向において、前記第１接点部と前記出力ギヤの回転中心である軸線との距離が、前記接続部と前記軸線との距離よりも長く、かつ、前記第２接触点と前記軸線との距離よりも短くなる位置に配置され、
前記マイクロコンピュータは、前記電動モータを駆動するように前記ワイパスイッチが操作されると、前記第１接点を前記第２接点または前記第３接点に接続し、かつ、前記第１接点を前記第４接点から遮断し、
前記マイクロコンピュータは、前記電動モータを停止するように前記ワイパスイッチが操作されると、前記第４接点と前記第３接点とを接続し、かつ、前記第１接点を前記第２接点及び前記第３接点から遮断する、ワイパ装置。

【請求項8】

請求項７記載のワイパ装置において、
前記電動モータを駆動するように前記ワイパスイッチが操作されて前記出力ギヤが回転すると、前記第１固定端子及び前記第２固定端子が前記可動端子に接触する動作と、前記第１固定端子及び前記第２固定端子が前記可動端子から離反する動作とを交互に繰り返す、ワイパ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のウィンドシールドを払拭するワイパアームを動作させるワイパモータ及びワイパ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両には、ウィンドシールドを払拭するワイパ装置が設けられている。ワイパ装置は、ウィンドシールドを払拭するワイパアームと、ワイパアームを動作させるワイパモータと、を有する。ワイパモータ及びワイパ装置が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたワイパ装置は、ピボット軸を支点としてそれぞれ揺動可能な第１ワイパアーム及び第２ワイパアームと、ワイパモータと、ワイパモータの回転力をピボット軸に伝達する駆動ロッド及び連結ロッドと、を有する。

【0003】

ワイパモータは電動モータであり、ワイパモータは、モータハウジング内に設けたアマチュアと、アマチュアに設けたコイルと、モータハウジングに固定されたギヤケースと、ギヤケース内に配置された駆動ギヤと、アマチュアの回転力を駆動ギヤに伝達するピニオンギヤと、駆動ギヤと共に回転する出力ギヤと、を有する。駆動ギヤに可動端子としてのリレープレートが取り付けられている。ギヤケースに、第１固定端子としての第１コンタクトプレート、及び第２固定端子としての第２コンタクトプレートが設けられている。

【0004】

アマチュアに通電するアース用ブラシ、高速用ブラシ、低速用ブラシが設けられている。また、バッテリと各ブラシとの間に電源回路が設けられ、電源回路を接続及び遮断するワイパスイッチが設けられている。例えば、ワイパスイッチがＬＯ位置に操作されると、バッテリから低速用ブラシに電流が流れ、アマチュアが回転する。アマチュアの回転力は駆動ギヤ、連結ロッド、ピボット軸を介して第１ワイパアーム及び第２ワイパアームに伝達され、第１ワイパアーム及び第２ワイパアームが揺動し、上反転位置と下反転位置との間で動作する。

【0005】

ワイパスイッチがＯＦＦ位置に操作されると、バッテリからアマチュアへの電流の供給が遮断されるが、アマチュアは回転を継続する。そして、第１コンタクトプレート及び第２コンタクトプレートが共にリレープレートに接触すると、低速側ブラシはアース用ブラシと短絡され、ワイパモータに電気的なブレーキが掛けられ、第１ワイパアーム及び第２ワイパアームが下反転位置で停止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−２６０３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１に記載されたワイパモータ及びワイパ装置は、第１固定端子と可動端子とが、駆動ギヤの径方向に接近して配置されている。このため、異物、例えば、第１固定端子と駆動ギヤとの摺動により摩耗粉が発生すると、ワイパアームが反転位置に到達する前に、第１固定端子と可動端子とが短絡する可能性があった。

【0008】

本発明の目的は、固定端子と可動端子とが不用意に短絡することを防止できる、ワイパモータ及びワイパ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、電動モータと、前記電動モータの回転力をワイパアームに伝達する出力ギヤと、前記電動モータに電流を供給する電源回路と、前記出力ギヤを収容するケーシングと、を有するワイパモータであって、前記電源回路は、前記出力ギヤの回転力で回転する可動端子と、前記ケーシングに支持され、かつ、前記可動端子が回転すると前記可動端子に接触及び離反する第１接触点を有する第１固定端子と、前記ケーシングに支持され、かつ、前記可動端子が回転すると前記可動端子に接触及び離反する第２接触点を有する第２固定端子と、を備え、前記第１固定端子と前記第２固定端子とは、前記出力ギヤの回転方向で互いに異なる位置に配置され、前記第２接触点は、前記出力ギヤの径方向で前記第１接触点よりも外側に配置され、前記可動端子は、円弧状に配置された接続部と、前記出力ギヤの回転方向で前記接続部の一端に接続され、かつ、前記第１接触点が接触及び離間する第１接点部と、前記出力ギヤの回転方向で前記接続部の他端に接続され、かつ、前記第２接触点が接触及び離間する第２接点部と、を有し、前記第１接点部は、前記出力ギヤの径方向において、前記第１接点部と前記出力ギヤの回転中心である軸線との距離が、前記接続部と前記軸線との距離よりも長く、かつ、前記第２接触点と前記軸線との距離よりも短くなる位置に配置されている。

【0010】

本発明における前記電源回路は、複数の接点と、前記複数の接点を接続及び遮断する信号を出力するマイクロコンピュータと、を有する。

【0011】

本発明における前記可動端子、前記第１固定端子及び前記第２固定端子は、前記出力ギヤの回転中心である軸線に沿った方向で前記出力ギヤと前記ケーシングとの間に配置されている。

【0012】

本発明における前記電動モータは、前記出力ギヤに回転力を伝達するアマチュア軸を有し、前記ケーシングは、前記アマチュア軸を収容するギヤケースと、前記ギヤケースの開口部を覆うカバーと、を有し、前記カバーにより支持され、かつ、前記出力ギヤと共に回転するホルダが設けられ、前記可動端子は、前記ホルダに取り付けられている。

【0013】

本発明における前記可動端子は、前記出力ギヤに取り付けられている。

【0014】

本発明は、車両に設けられ、かつ、第１反転位置と第２反転位置との間で往復動作してウィンドシールドを払拭するワイパアームと、電動モータの回転力を前記ワイパアームに伝達する出力ギヤと、前記電動モータに電流を供給する電源回路と、前記出力ギヤを収容するケーシングと、を有するワイパ装置であって、前記電動モータは、前記電源回路から電流が供給されるコンミテータと、前記コンミテータに接触する第１ブラシ、第２ブラシ及び第３ブラシと、を有し、前記電源回路は、前記出力ギヤの回転力で回転する可動端子と、前記ケーシングにより支持され、かつ、前記可動端子が回転すると前記可動端子に接触及び離反する第１接触点を有する第１固定端子と、前記ケーシングにより支持され、かつ、前記可動端子が回転すると前記可動端子に接触及び離反する第２接触点を有する第２固定端子と、前記電動モータに電流を供給する電源と、前記電源に接続された第１接点と、前記第１ブラシに接続された第２接点と、前記第２ブラシに接続された第３接点と、前記第１固定端子に接続された第４接点と、前記第１接点及び前記第２接点、前記第３接点、前記第４接点を互いに接続及び遮断する信号を出力するマイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータに信号を出力して前記電動モータの駆動及び停止を切り替えるワイパスイッチと、を備え、前記第１固定端子と前記第２固定端子とは、前記出力ギヤの回転方向で互いに異なる位置に配置され、前記第２接触点は、前記出力ギヤの径方向で前記第１接触点よりも外側に配置され、前記可動端子は、円弧状に配置された接続部と、前記出力ギヤの回転方向で前記接続部の一端に接続され、かつ、前記第１接触点が接触及び離間する第１接点部と、前記出力ギヤの回転方向で前記接続部の他端に接続され、かつ、前記第２接触点が接触及び離間する第２接点部と、を有し、前記第１接点部は、前記出力ギヤの径方向において、前記第１接点部と前記出力ギヤの回転中心である軸線との距離が、前記接続部と前記軸線との距離よりも長く、かつ、前記第２接触点と前記軸線との距離よりも短くなる位置に配置され、前記マイクロコンピュータは、前記電動モータを駆動するように前記ワイパスイッチが操作されると、前記第１接点を前記第２接点または前記第３接点に接続し、かつ、前記第１接点を前記第４接点から遮断し、前記マイクロコンピュータは、前記電動モータを停止するように前記ワイパスイッチが操作されると、前記第４接点と前記第３接点とを接続し、かつ、前記第１接点を前記第２接点及び前記第３接点から遮断する。

【0015】

本発明は、前記電動モータを駆動するように前記ワイパスイッチが操作されて前記出力ギヤが回転すると、前記第１固定端子及び前記第２固定端子が前記可動端子に接触する動作と、前記第１固定端子及び前記第２固定端子が前記可動端子から離反する動作とを交互に繰り返す。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、固定端子と可動端子とが不用意に短絡することを防止できる。

【0017】

本発明によれば、可動端子と固定端子とが接触する時間または範囲をなるべく短くでき、摩耗粉の発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】ワイパ装置を有する車両の模式図である。

【図2】図１のワイパ装置に用いるワイパモータの外観図である。

【図3】図１のワイパモータのカバーを外した部分的な平面図である。

【図4】図１のワイパモータの部分的な平面図である。

【図5】ワイパモータの電源回路を示す模式図である。

【図6】ワイパモータに用いるインシュレータの側面図である。

【図7】図６のインシュレータの平面図である。

【図8】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ワイパモータの出力ギヤ及びインシュレータの動作を示す平面断面図である。

【図9】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、リレープレートを出力ギヤに取り付けた例を示す平面図である。

【図10】ワイパモータの電源回路の他の例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、ワイパ装置及びワイパモータの実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

【0020】

図１に示す車両１０は、ウィンドシールドとしてのフロントガラス１１を有する。また、車両１０は、フロントガラス１１を払拭するワイパ装置１２を有している。ワイパ装置１２は、フロントガラス１１に付着した雨水、雪、塵埃等の異物を払拭して、視界を良好にするために設けられている。ワイパ装置１２は、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４と、ワイパモータ１５と、ワイパモータ１５の回転力を第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４に伝達する動力伝達機構１６と、を有する。

【0021】

第１ワイパアーム１３はピボット軸１７を中心として回動可能であり、第２ワイパアーム１４はピボット軸１８を中心として回動可能である。第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４にワイパブレード１９がそれぞれ取り付けられている。２本のピボット軸１７，１８は車体２０によってそれぞれ回動可能に支持されている。

【0022】

ワイパモータ１５は、車両１０の前後方向で、フロントガラス１１の前端部１１Ａよりも前方に配置されている。ワイパモータ１５の具体例を、図２、図３、図４、図５を参照して説明する。ワイパモータ１５は、ギヤケース２１と、ギヤケース２１の開口部５８を覆うカバー２２と、ギヤケース２１に固定したモータケース２３と、モータケース２３及びギヤケース２１内に亘って配置した電動モータ２４と、を有する。ギヤケース２１、カバー２２及びモータケース２３によりケーシング９５が構成されている。

【0023】

電動モータ２４はブラシ付きモータである。電動モータ２４は、モータケース２３内に固定した永久磁石２５と、モータケース２３内に回転可能に設けたアマチュアコア２６と、アマチュアコア２６を取り付けたアマチュア軸２７と、アマチュア軸２７に取り付けられたコンミテータ２８と、複数のブラシと、を有する。アマチュア軸２７は、軸線Ａ１を中心として回転可能である。

【0024】

アマチュアコア２６に通電用のコイルが巻かれている。コンミテータ２８はアマチュアコア２６のコイルに通電可能に接続されている。ギヤケース２１は、トレイ部５９及び筒部６０を有する。筒部６０にモータケース２３がねじ部材により固定されている。筒部６０内及びモータケース２３内に亘ってブラシホルダ２９が設けられている。複数のブラシは、アース用ブラシ３０、低速用ブラシ３１及び高速用ブラシ３２を含む。ブラシホルダ２９は、図５のように、アース用ブラシ３０、低速用ブラシ３１及び高速用ブラシ３２を支持している。アース用ブラシ３０、低速用ブラシ３１及び高速用ブラシ３２は、コンミテータ２８に接触している。

【0025】

図２のように、トレイ部５９及びカバー２２により囲まれた収容室６１が形成されている。アマチュア軸２７のうち、収容室６１に配置された箇所にウォーム３３，３４が設けられている。ウォーム３３，３４は、アマチュア軸２７に対する傾斜方向が互いに逆となっている。

【0026】

図３のように、収容室６１内に支持軸３５，３６が設けられている。支持軸３５がウォームギヤ３７を回転可能に支持し、支持軸３６がウォームギヤ３８を回転可能に支持している。ウォームギヤ３７はウォーム３３と噛み合い、ウォームギヤ３８はウォーム３４と噛み合っている。ウォームギヤ３７に固定されたピニオンギヤ４１が設けられ、ウォームギヤ３８に固定されたピニオンギヤ４２が設けられている。

【0027】

収容室６１内に出力軸３９が回転可能に設けられ、出力軸３９の一部は収容室６１の外に配置されている。出力軸３９の回転中心は軸線Ａ２で表されている。収容室６１内に出力ギヤ４０が設けられている。出力ギヤ４０は出力軸３９と共に一体回転可能である。出力ギヤ４０はピニオンギヤ４１，４２に噛み合っている。

【0028】

動力伝達機構１６は、出力軸３９とピボット軸１７，１８とを動力伝達可能に接続する要素であり、動力伝達機構１６は、アーム４３、リンク４４及びアーム５５，５６を有する。アーム４３は、出力軸３９に固定され、アーム５５はピボット軸１８に連結され、アーム５６はピボット軸１７に連結されている。また、アーム４３とアーム５５とを連結するリンク５７が設けられている。アーム５５とリンク４４とがピンを介して回動可能に連結され、アーム５６とリンク４４とがピンを介して回動可能に連結されている。

【0029】

図４のように、カバー２２の内面に支持軸６２が設けられており、インシュレータ６３が支持軸６２により回転可能に支持されている。インシュレータ６３は合成樹脂により形成され、インシュレータ６３は収容室６１に配置されている。インシュレータ６３は、軸線Ａ２に沿った方向で、出力ギヤ４０とカバー２２との間に配置されている。インシュレータ６３は環状であり、図６のように、インシュレータ６３は、筒部６８と、筒部６８の外周端から外側に向けてフランジ形状に張り出した円板部６９と、を有する。

【0030】

図６、図７、図８のように、インシュレータ６３の円板部６９にリレープレート６４が取り付けられている。リレープレート６４は、導電性の金属をプレート形状にプレス加工したものであり、リレープレート６４は円板部６９に固定されている。リレープレート６４は、第１接点部６５と第２接点部６６と円弧部６７とを有する。第１接点部６５は、円板部６９の円周方向における一部の範囲に配置されている。第２接点部６６は、円板部６９の円周方向における一部の範囲に配置されている。第１接点部６５が配置されている範囲と、第２接点部６６が配置されている範囲とは異なる。なお、図７はインシュレータ６３を図８の背面側から見た図を示している。

【0031】

円弧部６７は第１接点部６５と第２接点部６６とを接続している。円弧部６７は筒部６８の外側を囲むように、円板部６９の円周方向で一部の範囲に配置されている。第１接点部６５に爪７０が設けられ、第２接点部６６に爪７１が設けられている。円板部６９には円板部６９を厚さ方向に貫通する孔が２つ設けられている。爪７０，７１が円板部６９の孔にそれぞれ挿入されてカシメられ、リレープレート６４が円板部６９に固定されている。

【0032】

図２及び図４のように、カバー２２に基板７２が取り付けられている。基板７２は、軸線Ａ２方向で、出力ギヤ４０とカバー２２との間に配置されている。基板７２は合成樹脂製であり、基板７２にモータ用コンタクトプレート７３及びアース用コンタクトプレート７４が取り付けられている。モータ用コンタクトプレート７３及びアース用コンタクトプレート７４は、基板７２を介してカバー２２により支持されている。モータ用コンタクトプレート７３は接点７５を有し、アース用コンタクトプレート７４は接点７６を有する。モータ用コンタクトプレート７３及びアース用コンタクトプレート７４は導電性の金属をプレート状に加工したものである。軸線Ａ２に対して垂直な平面視で、接点７５及び接点７６は、円板部６９の配置領域内に配置されている。

【0033】

具体的に説明すると、接点７５と接点７６とは、円板部６９の径方向で異なる位置に配置され、かつ、円板部６９の円周方向で異なる位置に配置されている。つまり、接点７５と接点７６とは、円板部６９の回転中心である軸線Ａ２からの径方向の距離が異なる位置に配置されている。また、第１接点部６５及び第２接点部６６とは、円板部６９の回転中心である軸線Ａ２からの径方向の距離が異なる位置に配置されている。接点７５は、円板部６９の径方向で、第１接点部６５の配置範囲内に配置されている。接点７６は、円板部６９の径方向で、第２接点部６６の配置範囲内に配置されている。

【0034】

次に、電動モータ２４に電流を供給する電源回路９４の構成を、図５を参照して説明する。バッテリ７７が車両１０に搭載されており、バッテリ７７の一方の電極は車体２０に接地され、バッテリ７７の他方の電極はキースイッチ７８、ヒューズ７９を介してマイクロコンピュータ８０に接続されている。バッテリ７７は、充電及び放電が可能な二次電池である。

【0035】

マイクロコンピュータ８０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、入力ポート、出力ポート、記憶部、演算部、複数の接点８１，８２，８３，８４を互いに接続及び遮断するスイッチング素子、スイッチング素子を動作させる低電流駆動回路を有する。低電流回路に供給される電流はミリアンペア単位である。マイクロコンピュータ８０は、スイッチング素子をオン・オフする信号を出力する。半導体スイッチをオン・オフすると、接点８１，８２，８３，８４互いに接続及び遮断される。

【0036】

マイクロコンピュータ８０には、ワイパスイッチ８５の信号が入力される。ワイパスイッチ８５は、車両１０の乗員が操作して、ワイパ装置１２の起動及び停止を選択する。また、ワイパスイッチ８５を操作すると、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４の動作速度として高速モード及び低速モードを切り替え可能である。

【0037】

接点８１はヒューズ７９に接続され、接点８２はモータ用コンタクトプレート７３に接続され、接点８３はコイル８７を介して低速用ブラシ３１に接続され、接点８４はコイル８８を介して高速用ブラシ３２に接続されている。アース用ブラシ３０はサーキットブレーカ８９を介して車体２０に接地されている。サーキットブレーカ８９とアース用コンタクトプレート７４とは、互いに並列に配置されている。

【0038】

出力ギヤ４０に突起９０が設けられている。突起９０は出力ギヤ４０の回転方向で１箇所に配置されている。インシュレータ６３の円板部６９に突起９１が設けられている。突起９１は円板部６９の円周方向で１箇所に設けられている。突起９０及び突起９１は、出力ギヤ４０の径方向で同じ箇所に設けられており、突起９０と突起９１とは接触及び離反可能である。

【0039】

次に、ワイパ装置１２の動作及び制御を説明する。キースイッチ７８がオンされ、かつ、ワイパスイッチ８５がオフされていると、マイクロコンピュータ８０は、接点８１を接点８３及び接点８４から遮断する信号を出力する。キースイッチ７８がオンされ、かつ、ワイパスイッチ８５がオンされ、低速モードが選択されていると、マイクロコンピュータ８０は、接点８１を接点８３に接続し、接点８１を接点８４から遮断する信号を出力する。すると、低速用ブラシ３１は、アース用ブラシ３０及びバッテリ７７に接続され、バッテリ７７の電流が電動モータ２４に供給され、アマチュア軸２７が一方向に回転する。

【0040】

アマチュア軸２７の回転力の一部は、ウォーム３３、ウォームギヤ３７、ピニオンギヤ４１を介して出力ギヤ４０に伝達される。アマチュア軸２７の回転力の一部は、ウォーム３４、ウォームギヤ３８、ピニオンギヤ４２を介して出力ギヤ４０に伝達される。ウォームギヤ３７の回転方向と、ウォームギヤ３８の回転方向とは、互いに逆になる。出力ギヤ４０は、図３及び図８において、便宜上、時計方向に回転するものとする。

【0041】

出力ギヤ４０と共に出力軸３９が回転すると、出力軸３９の回転力は動力伝達機構１６を介してピボット軸１７，１８にそれぞれ伝達される。第１ワイパアーム１３は、ピボット軸１７を中心として所定角度の範囲内で往復動作する。第２ワイパアーム１４は、ピボット軸１８を中心として所定角度の範囲内で往復動作する。このように、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４は、上反転位置Ｂ１と下反転位置Ｂ２との間で往復動作し、フロントガラス１１を払拭する。

【0042】

図１においては、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４の上反転位置Ｂ１におけるワイパブレード１９が実線で示され、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４の下反転位置Ｂ２におけるワイパブレード１９が二点鎖線で示されている。

【0043】

上反転位置Ｂ１は、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４の動作範囲において、フロントガラス１１の前端部１１Ａから最も離れた位置に動作した場合における、ワイパブレード１９の位置を意味する。下反転位置Ｂ２は、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４の動作範囲において、フロントガラス１１の前端部１１Ａに最も近づいた位置に動作した場合における、ワイパブレード１９の位置を意味する。なお、本実施形態においては、便宜上、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４の上反転位置Ｂ１または下反転位置Ｂ２と記載する。

【0044】

出力ギヤ４０が図８で時計方向に回転する間、突起９０が突起９１に接触し、インシュレータ６３は、図８において出力ギヤ４０と共に時計方向に回転する。電動モータ２４のアマチュア軸２７が回転している間、モータ用コンタクトプレート７３及びアース用コンタクトプレート７４がリレープレート６４に接触する動作と離反する動作とを交互に繰り返す。

【0045】

なお、高速モードが選択されていると、マイクロコンピュータ８０は、接点８１と接点８４とを接続し、接点８１と接点８３とを遮断する信号を出力する。低速モードまたは高速モードの何れが選択されている場合も、アマチュア軸２７は一方向に回転する。高速モードが選択された場合のアマチュア軸２７の回転速度は、低速モードが選択された場合のアマチュア軸２７の回転速度よりも高い。

【0046】

ワイパスイッチ８５がオンからオフに切り替えられると、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が上反転位置Ｂ１から下反転位置Ｂ２の直前に到達するまでの間、図８（Ａ）に示すように、接点７５及び接点７６が共にリレープレート６４から離れている状態、または、図８（Ｂ）に示すように、接点７５がリレープレート６４に接触し、かつ、接点７６がリレープレート６４から離れている状態にある。

【0047】

このため、低速用ブラシ３１はアース用ブラシ３０に短絡されない。したがって、マイクロコンピュータ８０は、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が下反転位置Ｂ２の直前に到達していないと判断し、接点８１を、接点８３または接点８４に接続した状態を維持する。

【0048】

つまり、ワイパスイッチ８５がオフされた後も、電動モータ２４の回転力で出力ギヤ４０が回転し、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４は、上反転位置Ｂ１から下反転位置Ｂ２に向けて動作を継続する。

【0049】

そして、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が下反転位置Ｂ２に到達する直前で、図８（Ｃ）のように、接点７５がリレープレート６４の第１接点部６５に接続され、接点７６がリレープレート６４の第２接点部６６に接続される。

【0050】

すると、低速用ブラシ３１は、接点８２，８３及びモータ用コンタクトプレート７３、アース用コンタクトプレート７４を介してアース用ブラシ３０に短絡され、アマチュア軸２７に電気ブレーキ力が付与される。また、マイクロコンピュータ８０は、低速用ブラシ３１がアース用ブラシ３０に短絡されたことで、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が下反転位置Ｂ２に到達する直前であると判断し、接点８１を接点８３及び接点８４から遮断する。このため、バッテリ７７から電動モータ２４に電流が供給されなくなる。このような制御及び作用により、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が下反転位置Ｂ２で確実に停止する。

【0051】

本実施形態のワイパモータ１５及びワイパ装置１２においては、接点７５と接点７６とが、出力ギヤ４０の回転方向で異なる位置に配置されている。また、接点７５と接点７６とは、出力ギヤ４０の回転中心である軸線Ａ２からの径方向の距離が異なる位置に配置されている。また、第１接点部６５及び第２接点部６６とは、出力ギヤ４０の回転中心である軸線Ａ２からの径方向の距離が異なる位置に配置されている。また、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が、上反転位置Ｂ１から下反転位置Ｂ２に到達するまでの間、図８（Ａ）または図８（Ｂ）に示すように、接点７６とリレープレート６４とは、出力ギヤ４０の径方向及び回転方向に大きな隙間を隔てて位置する。

【0052】

したがって、導電性の異物、例えば、摩耗粉等があったとしても、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が、上反転位置Ｂ１から下反転位置Ｂ２の直前に到達するまでの間に、低速用ブラシ３１とアース用ブラシ３０とが、不用意に短絡されることを抑制できる。このため、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が下反転位置Ｂ２に到達する前に、電気ブレーキ力が発生することを抑制する機能、言い換えれば、ロバスト性を維持できる。すなわち、電気ブレーキ力が発生することを抑制する機能が、外乱や環境の変化によって影響を受けることを阻止できる。

【0053】

また、本実施形態では、マイクロコンピュータ８０が低電流駆動回路を有しており、マイクロコンピュータ８０が出力する信号は、ミリアンペア単位の電流である。このため、リレープレート６４付近に存在する異物が溶けにくい環境であるが、低速用ブラシ３１とアース用ブラシ３０とが、不用意に短絡されることを抑制できる。

【0054】

さらに、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が下反転位置Ｂ２から上反転位置Ｂ１に向けて動作する途中で、雪等の荷重が第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４に加わると、図３及び図８で、出力ギヤ４０を反時計方向に回転させようとする回転力が生じる。また、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が下反転位置Ｂ２付近に到達した際、下反転位置Ｂ２付近の雪等による障害物により、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４に、下反転位置Ｂ２から上反転位置Ｂ１方向へ押し戻される力が加わった場合、出力ギヤ４０を反時計方向に回転させようとする回転力が生じる。しかし、出力ギヤ４０を反時計方向に回転させようとする回転力が生じると、突起９０が突起９１から離れ、出力ギヤ４０の回転力はインシュレータ６３に伝達されない。つまり、突起９０，９１は、一方向クラッチの役割を果たす。

【0055】

このため、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が下反転位置Ｂ２から上反転位置Ｂ１に向けて動作する途中で、または、上反転位置Ｂ１から下反転位置Ｂ２に向けて動作する途中で、低速用ブラシ３１とアース用ブラシ３０とが、不用意に短絡されることを抑制できる。したがって、マイクロコンピュータ８０は、「第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４が下反転位置Ｂ２に到達する直前であると誤判断すること」を防止できる。リレープレート６４は、２箇所の爪７０，７１がカシメられてインシュレータ６３に固定されている。このためリレープレート６４をインシュレータ６３に固定する作業工数が少ない。

【0056】

さらに、第１接点部６５及び第２接点部６６は、出力ギヤ４０の回転方向の全周に設けられておらず、一部に設けられている。このため、第１接点部６５と接点７５とが接触する時間及び範囲をなるべく短くすることができ、第２接点部６６と接点７６とが接触する時間及び範囲をなるべく短くすることができる。また、円弧部６７における出力ギヤ４０の回転中心である軸線Ａ２からの径方向の距離は、接点７５および接点７６における出力ギヤ４０の回転中心である軸線Ａ２からの径方向の距離と異なっており、円弧部６７と接点７５および円弧部６７と接点７６は接触することがない。したがって、摩耗粉の発生を抑制できる。

【0057】

次に、リレープレート６４の他の取り付け例を図９を参照して説明する。図９に示す出力ギヤ４０にはインシュレータ６３が取り付けられておらず、リレープレート６４は、出力ギヤ４０に直接取り付けられている。このため、リレープレート６４は出力ギヤ４０と共に一体回転する。なお、図９の出力ギヤ４０に突起９０は設けられていない。図９において、図８と同じ要素は図８と同じ符号を付してある。

【0058】

図９のリレープレート６４を出力ギヤ４０に取り付ける場合における電源回路の例を、図１０を参照して説明する。電源回路９４において、接点８４及びコイル８８は、コンデンサ９２を介してサーキットブレーカ８９及びアース用コンタクトプレート７４に接続されている。また、接点８３及びコイル８７は、コンデンサ９３を介してサーキットブレーカ８９及びアース用コンタクトプレート７４に接続されている。図１０において、図５と同じ要素は図５と同じ符号を付してある。

【0059】

図９に示すように、リレープレート６４を出力ギヤ４０に取り付けたワイパモータ１５及びワイパ装置１２においても、前述と同様の効果を得ることができる。

【0060】

実施の形態で説明した事項の意味を説明すると、第１ワイパアーム１３及び第２ワイパアーム１４がワイパアームであり、リレープレート６４が可動端子であり、モータ用コンタクトプレート７３が第１固定端子であり、アース用コンタクトプレート７４が第２固定端子であり、インシュレータ６３がホルダである。また、低速用ブラシ３１が第１ブラシであり、高速用ブラシ３２が第２ブラシであり、アース用ブラシ３０が第３ブラシであり、接点８１が第１接点であり、接点８３が第２接点であり、接点８４が第３接点であり、接点８２が第４接点であり、上反転位置が第１反転位置であり、下反転位置が第２反転位置であり、バッテリ７７が電源であり、円弧部６７が接続部である。接点７５が第１接触点であり、接点７６が第２接触点である。爪７０，７１が２つの爪であり、爪７０が第１の爪である。

【0061】

ワイパモータ及びワイパ装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、電源回路は、アース用ブラシと低速用ブラシとを短絡して電気ブレーキを発生する構造の他、アース用ブラシと高速用ブラシとを短絡して電気ブレーキを発生する構造を含む。また、電源は、直流電源及び交流電源を含む。電源は、バッテリの他、燃料電池、キャパシタを含む。

【符号の説明】

【0062】

１０ 車両
１１ フロントガラス
１１Ａ 前端部
１２ ワイパ装置
１３ 第１ワイパアーム
１４ 第２ワイパアーム
１５ ワイパモータ
１６ 動力伝達機構
１７，１８ ピボット軸
１９ ワイパブレード
２０ 車体
２１ ギヤケース
２２ カバー
２３ モータケース
２４ 電動モータ
２５ 永久磁石
２６ アマチュアコア
２７ アマチュア軸
２８ コンミテータ
２９ ブラシホルダ
３０ アース用ブラシ
３１ 低速用ブラシ
３２ 高速用ブラシ
３３，３４ ウォーム
３５，３６，６２ 支持軸
３７，３８ ウォームギヤ
３９ 出力軸
４０ 出力ギヤ
４１，４２ ピニオンギヤ
４４，５７ リンク
５３ ピボット軸
４３，５５，５６ アーム
５８ 開口部
５９ トレイ部
６０，６８ 筒部
６１ 収容室
６３ インシュレータ
６４ リレープレート
６５ 第１接点部
６６ 第２接点部
６７ 円弧部
６９ 円板部
７０，７１ 爪
７２ 基板
７３ モータ用コンタクトプレート
７４ アース用コンタクトプレート
７５，７６，８１，８２，８３，８４ 接点
７７ バッテリ
７８ キースイッチ
７９ ヒューズ
８０ マイクロコンピュータ
８５ ワイパスイッチ
８７，８８ コイル
８９ サーキットブレーカ
９０，９１ 突起
９２，９３ コンデンサ
９４ 電源回路
９５ ケーシング
Ａ１，Ａ２ 軸線
Ｂ１ 上反転位置
Ｂ２ 下反転位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】