JP2009184524A - ウィンドウォッシャ液の保温装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の温度に保温されたウィンドウォッシャ液を必要なときに直ちに噴出させることができるウィンドウォッシャ液の保温装置を提供する。
【解決手段】タンク内に収納され加温されたウィンドウォッシャ液の温度を維持するための装置であって、内部に熱交換器８が配置され、ウィンドウォッシャ液２を収納するための第１のタンク３と、第１のタンクを包囲するように配置された第２のタンク４とからなり、第１のタンクと第２のタンクとの間には所定の幅の空間５が設けられており、第１のタンクと第２のタンクには熱交換器に接続されるエンジン冷却水を流入出させるための流入口６及び流出口７が設けられ、流入口及び流出口の外側にそれぞれ遮断弁１５が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用ウィンドウォッシャ液を収納する装置に係り、特に冬季にフロントガラスの外表面に付着した氷結物をウィンドウォッシャ液により速やかに解氷することを可能とするウィンドウォッシャ液の保温装置に関する。

冬季に自動車を屋外に長時間駐車させておくと外気温の低下によりフロントガラスの外表面に空気中の水分が氷結して氷結物が付着することがよくある。特に夜間あるいは早朝にはこの傾向が著しく、また寒冷地においてはこのような現象は日常的に見られる。

このようにフロントガラスの外表面に氷結物が付着すると運転視野が不良となり安全運転に支障を来すために通常自動車の走行前に何らかの手段により氷結物を取り除く必要がある。

氷結物を取り除く手段としては、適当な治具を用いて物理的に氷結物をこすり取る方法があるが、時間がかかるとともに寒い外気温中に外で作業を行わなければならないために運転者若しくは同乗者に過度な負担がかかる。

一方、自動車室内にいながら氷結物を取り除く手段として、エンジンをかけ、自動車室内の暖気装置により室内が暖まったらフロントガラスの内側に暖気を吹きつけ、フロントガラスを暖めて氷結物を解氷する方法がある。しかしこの方法でも自動車室内が暖まるまでに時間がかかるために例えば朝の慌ただしい時間に行うには効率的ではない。

そこで、近年加温したウィンドウォッシャ液をフロントガラスに噴霧し、付着した氷結物を解氷して除去する方法が提案されている。このような方法の一つとして、自動車室内の暖房の補助熱源となる燃焼式ヒータにより加熱されたエンジン冷却水をウォッシャタンク内に設けられた放熱部に導管を介して供給することによりウィンドウォッシャ液を加温し、噴霧できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

この方法を用いると燃焼式ヒータの事前暖房機能を利用することによりウィンドウォッシャ液を加熱できるので、乗車と同時にフロントガラスの除霜（氷結物の解氷）を行うことができる。

また、他の方法として、タンク内のウィンドウォッシャ液を通過させてウィンドガラスに噴射させる噴出ノズルに供給させるパイプの中間部に加熱体を介在し、この加熱体を自動車のバッテリー電源に接続することによってウィンドウォッシャ液を温水化（加温）するものがある（例えば、特許文献２参照）。

この方法では、ウィンドウォッシャ液が加熱体を通過する間に加熱体との熱交換作用によって瞬時に加熱され、温水化されるので、短時間でフロントガラスに付着した氷結物を除去することができる。

実開昭６２−１３９７６８号公報 実開平６−２７３９１号公報

ウィンドウォッシャ液を温水化（加温）してフロントガラスの氷結物を解氷する場合、ウィンドウォッシャ液を通常７０℃程度まで暖める必要がある。ところがエンジンの排熱により温められた冷却水のみでウィンドウォッシャ液を温める場合には時間がかかるため、ウィンドウォッシャ液を短時間で温水化するためには特許文献１に記載されているように補助の燃焼式ヒータが必須のものとなる。ところが特許文献１に記載されている技術では部品構成が多くなりコスト上昇の要因にもなっていた。

また、特許文献１に記載されている技術では、エンジンをかけウィンドウォッシャ液が所定の温度に温まるまで長時間のアイドリングが必要となるので、燃料消費が多くなり、またその間に排気ガスの排出も伴うので好ましくないという欠点があった。

一方、特許文献２に記載されている技術では、ウィンドウォッシャ液が瞬時に加熱され、温水化されるという記載はあるものの、実際には冷えたウィンドウォッシャ液を氷結物が解氷できるまでの温度に加熱するには数秒から数十秒の時間がかかり、乗車後直ちに氷結物を解氷することは困難であるという欠点があった。

本発明は、上記難点を解消するためになされたもので、従来のようにエンジンの始動が必要ではなく、補助加熱装置も不要でありながら所定の温度に保温されたウィンドウォッシャ液を必要なときに直ちに噴出させることができるウィンドウォッシャ液の保温装置を提供するものである。

上記課題を解決するために本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の第１の態様は、タンク内に収納され加温されたウィンドウォッシャ液の温度を維持するための装置であって、内部に熱交換器が配置され、ウィンドウォッシャ液を収納するための第１のタンクと、第１のタンクを包囲するように配置された第２のタンクとからなり、第１のタンクと第２のタンクとの間には所定の幅の空間が設けられており、第１のタンクと第２のタンクには熱交換器に接続されるエンジン冷却水を流入出させるための流入口及び流出口が設けられ、流入口及び流出口の外側にそれぞれ遮断弁が設けられていることを特徴とする。

また、本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の第２の態様は、第１の態様において、遮断弁はイグニッション・スイッチからの信号により開閉制御されることを特徴とする。

さらに、本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の第３の態様は、第２の態様において、遮断弁はイグニッション・スイッチからの信号がＯＮのとき開状態になり、イグニッション・スイッチからの信号がＯＦＦのとき閉状態になることを特徴とする。

また、本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の第４の態様は、第１の態様から第３の態様において、遮断弁は外気温センサからの信号により開閉制御されることを特徴とする。

さらに、本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の第５の態様は、第４の態様において、遮断弁は外気温が予め定められた温度を超えたときに閉状態になることを特徴とする。

また、本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の第６の態様は、第１から第５の態様において、遮断弁はエンジン冷却水の水温センサからの信号により開閉制御されることを特徴とする。

さらに、本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の第７の態様は、第６の態様において、遮断弁はエンジン冷却水の水温が予め定められた温度より低くなったときに閉状態になることを特徴とする。

また、本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の第８の態様は、第１から第７の態様において、第１のタンク及び第２のタンクはともにステンレス製の容器からなることを特徴とする。

さらに、本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の第９の態様は、第８の態様において、第１のタンク及び第２のタンクはステンレス製の容器に断熱材が貼り合わされた断熱構造材からなることを特徴とする。

また、本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の第１０の態様は、第９の態様において、断熱材は発泡スチロールからなることを特徴とする。

本発明によれば、例えば夜間に自動車を駐車している間でもウィンドウォッシャ液がタンク内で保温されているので、自動車の使用時に加温されたウィンドウォッシャ液を直ちに噴出することができ、従来のようにウィンドウォッシャ液が温まるまで待つ必要がないことから燃焼式ヒータ等の補助加熱装置を必要とせず、またエンジン始動の必要もないことから燃料消費の低減及び排気ガスの抑制に繋がるウィンドウォッシャ液タンクの保温装置を提供することができる。

以下、本発明によるウィンドウォッシャ液の保温装置の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明のウィンドウォッシャ液の保温装置の断面図である。図１において、本発明のウィンドウォッシャ液の保温装置１は、ウィンドウォッシャ液２を収納する第１のタンク３と、第１のタンクを包囲する第２のタンク４とからなる。

第１のタンク３と第２のタンク４との間には所定の幅の空間５が設けられており、第１のタンク３により加温されたウィンドウォッシャ液２の熱を逃がさないようにし、第２のタンク４により外気温の影響を防止するようにしている。そして第１のタンク３と第２のタンク４との間の空間は真空に保たれており、この真空層により保温の効果をより高めるようにしている。

なお、空間の幅は特に限定はないが、長時間の保温効果を維持するためには５〜１０ｍｍ程度あればよい。５ｍｍ未満では保温効果が薄れ、１０ｍｍを超えると装置が大きくなり自動車のボンネット内における他の装置との配置効率が悪くなるためである。

第１のタンク３及び第２のタンク４には矢印のように加熱されたエンジン冷却水が流入出するための流入口６及び流出口７が設けられており、第１のタンク３内に配置された熱交換器８にそれぞれ接続されている。そして第１のタンク３内のウィンドウォッシャ液２は、加熱されたエンジン冷却水が熱交換器８に流入することよって熱交換され、加温されるようになっている。

第１のタンク３と第２のタンク４の上部にはウィンドウォッシャ液２を交換するための孔が設けられており、この孔に断熱保温用のタンクキャップ９が取り付けられている。タンクキャップ９にはやはり保温効果を高めるための空間１０が設けられている。

また、第２のタンク４の外側にはウィンドウォッシャ液２をウィンドウォッシャ液噴出ノズル１１に供給パイプ１２を介して送り込むためのウィンドウォッシャ液ポンプ１３が設けられており、第１のタンク３及び第２のタンク４にはウィンドウォッシャ液ポンプ１３に加温されたウィンドウォッシャ液２を供給するための供給孔１４が設けられている。

ところで、第２のタンク４の外側の流入口６及び流出口７の近傍には電磁バルブよりなる遮断弁１５がそれぞれ取り付けられている。この遮断弁１５は車両電子制御装置（以下、車両ＥＣＵ）１６を介してイグニッション・スイッチ（以下、ＩＧスイッチ）１７からの信号（以下、ＩＧ信号）によって開閉制御されるようになっており、ＩＧ信号がＯＮ（イグニッション・スイッチがＯＮ）になると開状態となり加熱された冷却水が熱交換器８に流入し、熱交換によりウィンドウォッシャ液２を加温するようになっている。そして、ＩＧ信号がＯＦＦ、即ちエンジンを停止すると遮断弁１５は閉状態となり、冷却水の流入が停止され、ウィンドウォッシャ液２の加温も停止されると同時に保温状態に入る。

また、遮断弁１５は外気温センサ１８からの信号によっても車両ＥＣＵ１６を介して開閉制御されるようになっており、外気温が高い場合、例えば外気温が２０℃を超えるような冬季以外の季節には遮断弁１５は閉状態になるように制御される。これは外気温が高い場合にはフロントガラスに氷結物が付着することはないので、新たに加熱された冷却水を熱交換器８に流入させてウィンドウォッシャ液２を加温する必要がないからである。

なお、遮断弁１５の開閉は上記したように外気温センサ１８からの信号が車両ＥＣＵ１６に送信され、車両ＥＣＵ１６にて予め設定された外気温、例えば２０℃を超えたら閉状態になるように制御されるようになっている。

ここで、外気温の設定温度は夜間の冷え込みを考慮してもフロントガラスに氷結物が付着しないような温度であればよく、特定の温度に限定する必要はないが、例えば日中の外気温が１０℃程度であっても特に寒冷地においては夜間の外気温が氷点下になることも考えられるので２０℃程度に設定するのが好ましい。

さらに、遮断弁１５はエンジン冷却水の水温センサ１９からの信号によっても車両ＥＣＵ１６を介して開閉制御されるようになっている。これは、エンジン始動直後はエンジン冷却水がまだ温まっていないので温度の低いエンジン冷却水が熱交換器８に流入することにより保温していたウィンドウォッシャ液２の温度を低下させないようにするためである。

なお、エンジン冷却水の水温についても予め車両ＥＣＵ１６に遮断弁１５を閉状態にする温度を予め設定しておくとよいが、この温度もウィンドウォッシャ液の温度が氷結物を解氷するのに不適当な温度まで低下しないような温度に設定すればよく、特定の温度に限定する必要はなく、例えば４０〜５０℃程度に設定するのが好ましい。

ところで、第１のタンク３及び第２のタンク４はステンレス製の容器により構成されるのが好ましい。ステンレス製の容器はウィンドウォッシャ液に対しての耐食性に優れ、強度的にも強く長期間の使用に耐えられるからである。

上記したようにステンレス製の容器からなる第１のタンク３と第２のタンク４及びそれらの間に設けた空間（真空層）５とからなる本発明の保温装置はこの構成だけでも十分な保温効果を有するが、さらに第１及び第２のタンクのステンレス製の容器の外側に断熱材を貼り合わせた断熱構造材として構成してもよい。断熱材は保温効果を高めるものであれば特に限定はなく、合成樹脂製で保温効果を高めるため気泡を多く含むような材料、例えば発泡スチロールなどが好ましい。このような構成にするとステンレス製の容器だけの保温装置に比べてさらに優れた保温効果を有するウィンドウォッシャ液の保温装置を実現することができる。

また、第１のタンク３及び第２のタンク４を構成するステンレス製容器は１〜２ｍｍの厚さとすることが好ましい。１ｍｍ未満では強度的に懸念が出てくる上に保温効果が低下し、２ｍｍを超えると重量が重くなり不都合が生じるからである。また、断熱材は２〜５ｍｍの厚さとすることが好ましい。２ｍｍ未満では期待する保温効果の向上が望めず、５ｍｍを超えると厚くなり過ぎ保温装置として大きくなり過ぎることからボンネット内の他の装置との間の配置効率に支障が出るからである。即ち、ステンレスと断熱材を貼り合わせた断熱構造材の厚さとしては３〜７ｍｍとすることが好ましい。

ここで、本発明のウィンドウォッシャ液の保温装置の動作について説明する。

自動車のエンジンを始動させるとエンジン冷却水の温度が上がり、またＩＧ信号はＯＮとなっているために車両ＥＣＵ１６の制御により遮断弁１５は開状態となり、加熱された冷却水が第１のタンク３内に配置された熱交換器８に流入して熱交換によりウィンドウォッシャ液２を加温させる。この状態がエンジンをかけている間持続される。

ただし、エンジン始動直後でまだエンジン冷却水が温まらずに冷却水の温度が低い状態の場合はエンジン冷却水の水温センサ１９からの信号により遮断弁１５が閉状態となり、熱交換器８に冷たいエンジン冷却水が流入しないようにし、ウィンドウォッシャ液２の温度の低下を防止するようにしている。エンジン冷却水の温度が車両ＥＣＵ１６に設定した温度より上がれば遮断弁１５の閉状態が解除され、遮断弁１５は開状態となり加熱されたエンジン冷却水が熱交換器８に流入するようになる。

次に、自動車の走行が終わり、駐車場に自動車を入れエンジンを停止すると、ＩＧ信号はＯＦＦとなるためやはり車両ＥＣＵ１６の制御により遮断弁１５は閉状態となる。この結果熱交換器８へのエンジン冷却水の流入が停止され、ウィンドウォッシャ液２の新たな加温はなくなる。

このような場合、もし保温装置を有さない従来のウィンドウォッシャ液タンクならば、例えば冬季の夜の間の気温の低下とともにウィンドウォッシャ液の温度も低下してしまう。しかし、本発明のウィンドウォッシャ液の保温装置の場合には第１のタンク３と第２のタンク４及びそれらの間に設けた空間（真空層）から構成されているために保温効果が高く、冬季の夜間であってもウィンドウォッシャ液２の温度の低下を防ぐことができる。

従って、翌日の朝に自動車を使用するときに、フロントガラスに氷結物が付着している場合でも保温された状態のウィンドウォッシャ液２をエンジンを始動する前にイグニッション・スイッチをＯＮにした状態だけで直ちにウィンドウォッシャ液ポンプ１１より供給パイプ１２を介してウィンドウォッシャ液ノズル１３から噴出させることができる。

なお、冬季以外の外気温が高い季節にはフロントガラスに氷結物が付着することはないので、新たに加熱された冷却水を熱交換器８に流入させてウィンドウォッシャ液２を加温する必要がないので外気温センサ信号により遮断弁１５は閉状態になるように制御される。

以上のように本発明のウィンドウォッシャ液の保温装置によれば、冬季の夜間の気温の低下があってもタンク内のウィンドウォッシャ液の温度を高い温度のまま維持することができ、例えば冬季の朝にフロントガラスに氷結物が付着している場合でも氷結物を解氷するためにウィンドウォッシャ液が温まるまで待つ必要がない。

また、燃焼式ヒータのようなウィンドウォッシャ液を加温するための補助加熱装置が必要ないので機構的にも簡略であり、さらに、エンジンを始動する必要がないので燃料の消費を低減することができ、排気ガスの排出を抑制することもできる。

さらに、本発明のウィンドウォッシャ液の保温装置は自動車を毎日使用する場合に特に大きな効果を奏することができる。

本発明のウィンドウォッシャ液の保温装置は、ウィンドウォッシャ液タンクがすべての自動車に取り付けられているものであるため、自家用、業務用などの車種を問わず広汎に適用することができる。

本発明のウィンドウォッシャ液の保温装置の断面図である。

符号の説明

１・・・・・ウィンドウォッシャ液の保温装置
２・・・・・ウィンドウォッシャ液
３・・・・・第１のタンク
４・・・・・第２のタンク
５・・・・・空間
６・・・・・流入口
７・・・・・流出口
８・・・・・熱交換器
１５・・・・遮断弁
１７・・・・ＩＧスイッチ
１８・・・・外気温センサ
１９・・・・エンジン冷却水の水温センサ

Claims (10)

1. タンク内に収納され加温されたウィンドウォッシャ液の温度を維持するための装置であって、内部に熱交換器が配置され、前記ウィンドウォッシャ液を収納するための第１のタンクと、前記第１のタンクを包囲するように配置された第２のタンクとからなり、前記第１のタンクと前記第２のタンクとの間には所定の幅の空間が設けられており、前記第１のタンクと前記第２のタンクには前記熱交換器に接続されるエンジン冷却水を流入出させるための流入口及び流出口が設けられ、前記流入口及び前記流出口の外側にそれぞれ遮断弁が設けられていることを特徴とするウィンドウォッシャ液の保温装置。
2. 前記遮断弁はイグニッション・スイッチからの信号により開閉制御されることを特徴とする請求項１記載のウィンドウォッシャ液の保温装置。
3. 前記遮断弁はイグニッション・スイッチからの信号がＯＮのとき開状態になり、イグニッション・スイッチからの信号がＯＦＦのとき閉状態になることを特徴とする請求項２記載のウィンドウォッシャ液の保温装置。
4. 前記遮断弁は外気温センサからの信号により開閉制御されることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかの請求項に記載のウィンドウォッシャ液の保温装置。
5. 前記遮断弁は外気温が予め定められた温度を超えたときに閉状態になることを特徴とする請求項４記載のウィンドウォッシャ液の保温装置。
6. 前記遮断弁はエンジン冷却水の水温センサからの信号により開閉制御されることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れかの請求項に記載のウィンドウォッシャ液の保温装置。
7. 前記遮断弁はエンジン冷却水の水温が予め定められた温度より低くなったときに閉状態になることを特徴とする請求項６記載のウィンドウォッシャ液の保温装置。
8. 前記第１のタンク及び前記第２のタンクはともにステンレス製の容器からなることを特徴とする請求項１から請求項７までの何れかの請求項に記載のウィンドウォッシャ液の保温装置。
9. 前記第１のタンク及び前記第２のタンクはステンレス製の容器に断熱材が貼り合わされた断熱構造材からなることを特徴とする請求項８記載のウィンドウォッシャ液の保温装置。
10. 前記断熱材は発泡スチロールからなることを特徴とする請求項９記載のウィンドウォッシャ液の保温装置。

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