特許 7715144 レインセンサの支持構造

(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】

(24)【登録日】2025-07-22

(45)【発行日】2025-07-30

(54)【発明の名称】レインセンサの支持構造

(51)【国際特許分類】

   B60R 11/02 20060101AFI20250723BHJP

   G01N 21/17 20060101ALI20250723BHJP

   B60S 1/08 20060101ALN20250723BHJP

【ＦＩ】

B60R11/02 Z

G01N21/17 E

B60S1/08 H

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022206178

(22)【出願日】2022-12-23

(65)【公開番号】P2024090338

(43)【公開日】2024-07-04

【審査請求日】2024-07-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】魚住 芳紀

(72)【発明者】

【氏名】千葉 志朗

【審査官】池田 晃一

(56)【参考文献】

【文献】特表２００１－５１７１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３０２０８０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６０－００７３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５２４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００１／００１８８４７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０７９４６５０５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許第０７７７０４３３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００１－１０２７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１０５３６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｊ １／２０

Ｂ６０Ｒ １／００ － １／１２

Ｂ６０Ｓ １／００ － １／６８

Ｇ０１Ｎ ２１／００ － ２１／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のウインドシールドガラスの車室内側の面に当接または対向された状態で配置されるレインセンサの支持構造であって、
前記ウインドシールドガラスの近傍に配設された天井部材に取付ブラケットが締結され、該取付ブラケットには、前記天井部材に締結された位置から前記ウインドシールドガラスに対向する位置まで延在された延在部が設けられており、
前記取付ブラケットの前記延在部に対して、前記ウインドシールドガラスに対する進退移動が可能にレインセンサが係止されており、これら延在部とレインセンサとの間にコイルスプリングが介在されて、該コイルスプリングからの付勢力によって前記レインセンサの投受光面が前記ウインドシールドガラスの車室内側の面に向けて押圧されており、
前記取付ブラケットにおける前記延在部には、前記天井部材に締結された位置から前記レインセンサの配設位置に向かうに従って前記ウインドシールドガラスから離れる方向に傾斜する傾斜部と、該傾斜部の先端から前記ウインドシールドガラスの延在方向に沿う方向に延在するセンサ支持部とが設けられていることを特徴とするレインセンサの支持構造。

【請求項2】

請求項１記載のレインセンサの支持構造において、
前記レインセンサにおける前記投受光面とは反対側の面には仮支持爪が突設されており、
前記取付ブラケットの前記延在部には、前記レインセンサの前記仮支持爪が係止される係止孔が設けられていることを特徴とするレインセンサの支持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はレインセンサの支持構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、レインセンサが知られている（特許文献１）。従来のレインセンサは、車両のウインドシールドガラスの内面に取り付けられている。レインセンサは、発光素子と受光素子とを備えている。発光素子は、ウインドシールドガラスに光を照射する。受光素子は、ウインドシールドガラスで反射された光を受光する。レインセンサは、受光素子の受光量に基づいて、ウインドシールドガラスの外面の雨滴を検出する。レインセンサは、雨滴を検出した場合、ワイパ装置に雨滴検出信号を送信する。

【0003】

図３は、従来のレインセンサａの支持構造を示す断面図である。この図３における矢印ＦＲは車体前方向を示し、矢印ＲＲは車体後方向を示し、矢印ＵＰは上方向を示している。

【0004】

図３に示すように、従来のレインセンサａは、取付ブラケットｂによってウインドシールドガラスｃの内面に取り付けられている。取付ブラケットｂは、円筒部ｄおよび接着部ｅを備えている。円筒部ｄは、レインセンサａの外周囲を囲み、レインセンサａを保持している。接着部ｅは、ウインドシールドガラスｃの内面に接着されている。取付ブラケットｂにはバネ部材ｇが係止されている。このバネ部材ｇは、取付ブラケットｂに対して剥離方向の付勢力を付与している。レインセンサａは、バネ部材ｇの反力を受けている。これにより、レインセンサａの投受光面ｆがシリコンシートｈを介してウインドシールドガラスｃの内面に押し付けられている。これにより、レインセンサａの投受光面ｆとシリコンシートｈとの間、および、シリコンシートｈとウインドシールドガラスｃの内面との間に気泡が入り込むことを防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２２－１２５５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来のレインセンサａの支持構造にあっては、レインセンサａが落下しないように、取付ブラケットｂの接着部ｅにおける接着品質を管理したり検査したりする必要があった。このため、レインセンサａの取り付け作業が煩雑であった。

【0007】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接着品質を管理したり検査したりする必要のないレインセンサの支持構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、車両のウインドシールドガラスの車室内側の面に当接または対向された状態で配置されるレインセンサの支持構造を前提とする。そして、このレインセンサの支持構造は、前記ウインドシールドガラスの近傍に配設された天井部材に取付ブラケットが締結され、該取付ブラケットには、前記天井部材に締結された位置から前記ウインドシールドガラスに対向する位置まで延在された延在部が設けられている。また、前記取付ブラケットの前記延在部に対して、前記ウインドシールドガラスに対する進退移動が可能にレインセンサが係止されており、これら延在部とレインセンサとの間にコイルスプリングが介在されて、該コイルスプリングからの付勢力によって前記レインセンサの投受光面が前記ウインドシールドガラスの車室内側の面に向けて押圧されており、前記取付ブラケットにおける前記延在部には、前記天井部材に締結された位置から前記レインセンサの配設位置に向かうに従って前記ウインドシールドガラスから離れる方向に傾斜する傾斜部と、該傾斜部の先端から前記ウインドシールドガラスの延在方向に沿う方向に延在するセンサ支持部とが設けられていることを特徴とする。

【0009】

この特定事項によれば、レインセンサを支持する手段として接着を利用する必要がない。このため、接着品質を管理したり検査したりする必要がなくなる。また、傾斜部の傾斜角度や長さを適切に設定することによってウインドシールドガラスとセンサ支持部との間隔を適切に設定することができる。つまり、ウインドシールドガラスとセンサ支持部との間にレインセンサおよびコイルスプリングを配設するための間隔を適切に設定することができる。

【0010】

また、前記レインセンサにおける前記投受光面とは反対側の面には仮支持爪が突設されており、前記取付ブラケットの前記延在部には、前記レインセンサの前記仮支持爪が係止される係止孔が設けられている。

【0011】

これにより、レインセンサの取り付け作業にあっては、取付ブラケットの延在部に設けられている係止孔にレインセンサの仮支持爪を係止しておく。これにより、取付ブラケットからレインセンサが脱落してしまうことを防止しながら、取付ブラケットを天井部材に締結することができる。このため、レインセンサの取り付け作業の作業性が良好である。

【発明の効果】

【0014】

本発明では、レインセンサを支持する手段として接着を利用する必要がないため、接着品質を管理したり検査したりする必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】レインセンサの支持構造を示す断面図である。

【図2】レインセンサの制御系の概略を示すブロック図である。

【図3】従来のレインセンサの支持構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動運転車両のフロントウインドシールドガラスに適用されるレインセンサの支持構造として本発明を適用した場合について説明する。

【0017】

－レインセンサの支持構造－
図１はレインセンサ１の支持構造を示す断面図である。この図１における矢印ＦＲは車体前方向を示し、矢印ＲＲは車体後方向を示し、矢印ＵＰは上方向を示している。

【0018】

図１に示すように、フロントウインドシールドガラス（以下、単にフロントガラスという）２の上端部は天井部材３に係止されている。

【0019】

具体的に、天井部材３は、ルーフパネル３１およびルーフヘッダパネル３２を備えている。ルーフパネル３１の前端部にはフランジ部３１ａが設けられている。ルーフヘッダパネル３２はルーフパネル３１の下側に配設されている。ルーフヘッダパネル３２の前端部にもフランジ部３２ａが設けられている。これらフランジ部３１ａ，３２ａ同士が重ね合わされて接合されている。これによりルーフパネル３１とルーフヘッダパネル３２とによって閉断面構造が構成されている。

【0020】

フロントガラス２は、車体前方に向かうに従って所定角度を持って下方に傾斜している。フロントガラス２の上端部は、クリップ２１によって各フランジ部３１ａ，３２ａに係合されている。図示しないが、フロントガラス２の上端部と各フランジ部３１ａ，３２ａとの間にはシール材が介在されている。これにより、フロントガラス２の上端部と各フランジ部３１ａ，３２ａとの間からの雨水の浸入を防止している。

【0021】

ルーフヘッダパネル３２には取付ブラケット４が締結されている。取付ブラケット４は、平板状の金属製板材がプレス加工されて成る。取付ブラケット４は、平面視が例えば四角形の板材で成る。取付ブラケット４は、締結板部４１および延在部４２を有している。

【0022】

締結板部４１は、平板状であって、ルーフヘッダパネル３２の下面に重ね合わされて該ルーフヘッダパネル３２にボルトＢ，Ｂによって締結されている。具体的には、ルーフヘッダパネル３２の上面にはウェルドナットＮ，Ｎが接合されている。ルーフヘッダパネル３２の下面に締結板部４１が重ね合わされ、これら締結板部４１およびルーフヘッダパネル３２に亘って形成されているボルト挿通孔に下側からボルトＢが挿通されている。ボルトＢはウェルドナットＮに捩じ込まれている。ボルトＢによる締結箇所としては、車体前後方向の２箇所および車幅方向の２箇所の合計４箇所となっている。この締結箇所としてはこれに限定されるものではない。

【0023】

延在部４２は、傾斜部４２ａおよびセンサ支持部４２ｂを有している。

【0024】

傾斜部４２ａは、締結板部４１の前端に連続している。傾斜部４２ａは、車体前方に向かうに従ってフロントガラス２から離れる方向に傾斜している。つまり、この傾斜部４２ａの傾斜角度は、締結板部４１の傾斜角度よりも大きくなっている。この傾斜部４２ａの傾斜角度、および、傾斜部４２ａの車体前後方向に沿う方向の長さ寸法は、後述するセンサ支持部４２ｂとフロントガラス２との間隔寸法（図１における寸法Ｔ）を所定の範囲内に規定する寸法として予め設計されている。

【0025】

センサ支持部４２ｂは、傾斜部４２ａの前端に連続している。センサ支持部４２ｂは、フロントガラス２の延在方向に沿うように、車体前方に向かうに従って所定角度を持って下方に傾斜している。センサ支持部４２ｂにおける前端付近には係止孔４２ｃが設けられている。この係止孔４２ｃは、レインセンサ１を係止するための孔である。より具体的には、この係止孔４２ｃは、レインセンサ１に設けられた後述する仮支持爪１４，１４を係止するための孔である。

【0026】

レインセンサ１は、センサケーシング１１の内部に図示しない発光素子および受光素子が収容されて成る。センサケーシング１１は、ケーシング本体１２およびケーシングベースプレート１３を備えている。

【0027】

ケーシング本体１２は略円筒形状の筐体で成る。ケーシングベースプレート１３は、ケーシング本体１２の下端に連続した円盤状で成る。

【0028】

ケーシングベースプレート１３の下面には一対の仮支持爪１４，１４が突設されている。図１に示すものでは、ケーシングベースプレート１３の中心線Ｏの両側に仮支持爪１４，１４が突設されている。仮支持爪１４の個数はこれに限らない。例えば、ケーシングベースプレート１３の中心線Ｏの周りに３個以上の仮支持爪１４が配設されていてもよい。

【0029】

各仮支持爪１４は延在部１４ａを備えている。延在部１４ａは、ケーシングベースプレート１３の下面に連続して下方に延在する。

【0030】

延在部１４ａの下端には、外側に突出された係止突起１４ｂが設けられている。各仮支持爪１４，１４は、中心線Ｏに向かう方向に弾性変形可能となっている。各仮支持爪１４，１４が弾性変形していない状態にあっては、各係止突起１４ｂ，１４ｂの外側端同士の間の寸法は係止孔４２ｃの内径寸法よりも大きくなっている。このため、各仮支持爪１４，１４が係止孔４２ｃに挿入された状態では、各仮支持爪１４，１４の係止突起１４ｂ，１４ｂが係止孔４２ｃの内周縁に係止されている。

【0031】

センサケーシング１１の高さ寸法（図１における寸法ｔ）は、センサ支持部４２ｂとフロントガラス２との間隔寸法Ｔよりも所定寸法だけ短くなっている。このため、仮支持爪１４，１４が係止孔４２ｃに挿入された状態では、レインセンサ１は、フロントガラス２に対する進退移動が可能となっている。

【0032】

仮支持爪１４，１４の延在部１４ａ，１４ａの外周囲にはコイルスプリング５が圧縮された状態で配設されている。コイルスプリング５の内径は、係止孔４２ｃの内径よりも大きい。コイルスプリング５の上端はケーシングベースプレート１３の下面に当接している。また、コイルスプリング５の下端はセンサ支持部４２ｂの上面に当接している。これにより、コイルスプリング５からの付勢力によってレインセンサ１の投受光面１５がフロントガラス２の内面（車室内側の面）に向けて押圧されている。

【0033】

具体的に、レインセンサ１の投受光面１５とフロントガラス２の内面との間にはシリコンシート２２が介在されている。このため、レインセンサ１の投受光面１５は、コイルスプリング５からの付勢力によって、シリコンシート２２を介してフロントガラス２の内面に向けて押圧されている。これにより、レインセンサ１の投受光面１５とシリコンシート２２との間、および、シリコンシート２２とフロントガラス２の内面との間に気泡が入り込むことを防止している。

【0034】

また、コイルスプリング５からの付勢力は、取付ブラケット４に対して下向きの反力として作用している。この取付ブラケット４に作用している反力は、当該取付ブラケット４の締結板部４１が締結されているルーフヘッダパネル３２によって受け止められる。このルーフヘッダパネル３２は、ルーフパネル３１との間で閉断面構造を構成しているため、剛性の高い部材である。このため、取付ブラケット４を安定的に支持することができる。

【0035】

また、コイルスプリング５は、センサ支持部４２ｂとフロントガラス２との間隔寸法Ｔにバラツキが生じることを考慮し、このバラツキを吸収できるように、バネストロークが比較的長いものが採用されている。

【0036】

－レインセンサの制御系－
ここで、レインセンサ１の制御系について簡単に説明する。図２はレインセンサ１の制御系の概略を示すブロック図である。この図２に示すように、レインセンサ１は、発光素子６１、受光素子６２および処理部６３を備えている。これら発光素子６１、受光素子６２および処理部６３は、センサケーシング１１の内部に収容されている。

【0037】

発光素子６１は、フロントガラス２に光を照射する。発光素子６１は発光ダイオードで成る。

【0038】

受光素子６２は、フロントガラス２で反射された光を受光する。受光素子６２はフォトダイオードで成る。

【0039】

処理部６３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って信号処理を行う制御回路である。処理部６３は、発光素子６１を駆動する処理や受光素子６２の検出結果の処理を行い、処理結果に基づいて車両のワイパ装置７を作動させる。具体的には、フロントガラス２の外面に雨滴を検出した場合にワイパ装置７を作動させる。

【0040】

ワイパ装置７は、ＥＣＵ（Electrical Control Unit）、ワイパモータ制御回路、および、ワイパモータ駆動部を備え、車両のバッテリからの電源供給によって作動可能になっている。ワイパモータ駆動部がワイパモータを駆動することでワイパブレードが往復運動する。

【0041】

－レインセンサの取り付け作業－
次に、前述のレインセンサ１の支持構造を得るための作業について説明する。このレインセンサ１の取り付け作業としては、レインセンサ１を取付ブラケット４に組み付ける作業の後、取付ブラケット４をルーフヘッダパネル３２に締結する作業が行われる。

【0042】

先ず、レインセンサ１の仮支持爪１４，１４の外側にコイルスプリング５を装着する。この際、各仮支持爪１４，１４の延在部１４ａ，１４ａを中心線Ｏ側に弾性変形させてコイルスプリング５を装着する。

【0043】

この状態で、各仮支持爪１４，１４を、取付ブラケット４の係止孔４２ｃに挿入する。これにより各仮支持爪１４，１４の係止突起１４ｂ，１４ｂが係止孔４２ｃの内周縁に係止され、取付ブラケット４からレインセンサ１が脱落してしまうことを防止できる。

【0044】

その後、取付ブラケット４をルーフヘッダパネル３２に締結する作業を行う。この作業では、レインセンサ１の投受光面１５をフロントガラス２の内面に対向させた状態で、ルーフヘッダパネル３２の下面に取付ブラケット４の締結板部４１を重ね合わせる。そして、締結板部４１およびルーフヘッダパネル３２に亘って形成されているボルト挿通孔に下側からボルトＢが挿通され、該ボルトＢをウェルドナットＮに捩じ込む。

【0045】

これにより、図１に示すように、取付ブラケット４のセンサ支持部４２ｂとレインセンサ１との間にコイルスプリング５が介在されて、該コイルスプリング５からの付勢力によってレインセンサ１の投受光面１５がフロントガラス２の内面に向けて押圧された状態でレインセンサ１が支持される。

【0046】

－実施形態の効果－
以上説明したように本実施形態では、ルーフヘッダパネル３２に締結された取付ブラケット４に、フロントガラス２に対向する位置まで延在された延在部４２を設けている。そして、この延在部４２とレインセンサ１との間にコイルスプリング５を介在させ、コイルスプリング５からの付勢力によってレインセンサ１の投受光面１５をフロントガラス２の内面に向けて押圧している。このため、レインセンサ１をフロントガラス２の内面に接着する必要がない。その結果、接着品質を管理したり検査したりする必要がなくなる。

【0047】

特に、自動運転車両にあってはワイパ装置７の作動も自動で行えるようにしたい要求がある。本実施形態では、レインセンサ１の支持状態を安定的に得ることができるため、ワイパ装置７の自動作動の信頼性を高めることができる。また、前述したように接着品質を管理したり検査したりする必要がないため、自動運転車両の製造コストの削減を図ることもできる。

【0048】

－他の実施形態－
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

【0049】

例えば、前記実施形態では、フロントガラス２に適用されるレインセンサ１の支持構造として本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、リヤガラスに適用されるレインセンサの支持構造として適用することも可能である。

【0050】

また、前記実施形態では、レインセンサ１の投受光面１５とフロントガラス２の内面との間にシリコンシート２２を介在させていた。本発明はこれに限らず、レインセンサ１の投受光面１５をフロントガラス２の内面に直接的に当接する構成としてもよい。

【0051】

また、前記実施形態では、自動運転車両に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、非自動運転車両に対しても適用することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明は、レインセンサの支持構造に適用可能である。

【符号の説明】

【0053】

１ レインセンサ
１４ 仮支持爪
１５ 投受光面
２ フロントガラス（ウインドシールドガラス）
３ 天井部材
４ 取付ブラケット
４２ 延在部
４２ａ 傾斜部
４２ｂ センサ支持部
４２ｃ 係止孔
５ コイルスプリング

【図1】

【図2】

【図3】