JP2015016742A - ウォッシャー液加熱方法及びウォッシャー液加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の設備に及ぼす影響が小さい簡易な構成で、ウォッシャー液を加熱することができるウォッシャー液加熱方法を提供する。【解決手段】ウォッシャー液加熱方法を、ウォッシャー液を収容するタンク５１からウォッシャー液をウインドガラス５０に噴射するノズル５７に至るウォッシャー液の流通路５５の途中に熱交換用チューブ１０を介挿し、エンジン６１により加熱された流体が流通するパイプ（アッパーホース７１）の外周面に、熱交換用チューブを巻き付けることにより、アッパーホースを流通する冷却水と熱交換用チューブを流通するウォッシャー液との間で熱交換させる構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、ウインドガラスを洗浄するウォッシャー液を加熱する方法及び装置に関するものである。

フロントウインド、リアウインドなど、乗物のウインドガラスが汚れたときは、視界を確保するために、ウインドガラスに向けてノズルからウォッシャー液を噴射させ、ワイパーを作動させて汚れを拭き取る。ところが、虫がウインドガラスに衝突したときの汚れなど、脂分を含む汚れは、常温のウォッシャー液では十分に除去することができない。

また、寒冷期にウインドガラスに付着した水滴が凍結した際、その解凍のために、ウォッシャー液をウインドガラスに向けて噴射させることもある。ところが、外気温が低いと、ウインドガラスに吹き付けられたウォッシャー液自体が、その場で凍結してしまうことがある。

そこで、従来、エンジンの熱を利用して、ウォッシャー液を加熱する装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１の技術は、エンジンからの排気を通す排気管にシャッタバルブを設け、シャッタバルブを閉じたときに、ウォッシャー液を収容するウォッシャータンクの内部に配設した熱交換管に、エンジンからの排気が流通するようにしたものである。この技術では、熱交換管が内部に配設されたウォッシャータンクが必要であるため、既存の乗物に導入する場合は、作業が大掛かりなものとなると共に、高コストとなるという問題があった。

一方、特許文献２の技術は、ウォッシャー液を貯留するタンクの下部にウォッシャー液が流入する熱交換タンクを設け、この熱交換タンクの内部あるいは外周に、高温となったエンジン冷却水の一部または全量を流す熱交換用パイプを取り付けるというものである。また、特許文献２では、電気的な加熱装置によって熱交換タンクを加熱することも提案している。しかしながら、特許文献２の技術では、ウォッシャー液を貯留するタンクの他に、新たに熱交換タンクが必要であるため、特許文献１の技術と同様に、既存の乗物に導入する場合は、作業が大掛かりなものとなると共に、高コストとなるという問題があった。また、エンジンルーム内に、熱交換タンクを設置するための余剰なスペースがない場合は、この技術を適用できないという問題もあった。更に、電気的な加熱装置を取り付ける場合は、電源が必要であるために、配線など構成が複雑になると共に、ウォッシャー液が過度に高温となるおそれもあった。

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、既存の設備に及ぼす影響が小さい簡易な構成で、ウォッシャー液を加熱することができるウォッシャー液加熱方法、及び、該ウォッシャー液加熱方法に使用されるウォッシャー液加熱装置の提供を、課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明にかかるウォッシャー液加熱方法は、「ウォッシャー液を収容するタンクからウォッシャー液をウインドガラスに噴射するノズルに至るウォッシャー液の流通路の途中に熱交換用チューブを介挿し、エンジンにより加熱された流体が流通するパイプの外周面に、前記熱交換用チューブを巻き付けることにより、前記パイプを流通する流体と前記熱交換用チューブを流通するウォッシャー液との間で熱交換させる」ものである。

「エンジンにより加熱された流体」としては、エンジンを冷却するために循環させている冷却水や、エンジンから排出される排気を使用可能である。

エンジンにより加熱された流体が冷却水の場合、「エンジンにより加熱された流体が流通するパイプ」は、エンジンとラジエータとを接続するラジエータホースや、エンジンとヒーターコアを接続するヒーターホースを使用することができる。ラジエータホースの場合、ラジエータで熱交換される前のより高温の冷却水が流通するアッパーホースが望ましい。また、ヒーターホースの場合、ヒーターコアで熱交換される前のより高温の冷却水が流通するインホースが望ましい。

エンジンにより加熱された流体がエンジンからの排気の場合、「エンジンにより加熱された流体が流通するパイプ」は、エキゾーストマニホールドからマフラに至る途中に接続されたエキゾーストパイプを、使用することができる。

本方法では、ウォッシャー液が熱交換用チューブを流通する際、熱交換用チューブが巻き付けられたパイプを介して、エンジンにより加熱された流体と熱交換し、加熱される。これにより、ノズルからウインドガラスに向けて、加熱されたウォッシャー液を噴射させることができるため、常温のウォッシャー液が噴射される場合に比べて、汚れが除去されやすい。また、寒冷期にウインドグラスの表面の水滴が凍結していても、加熱されたウォッシャー液によって容易に解凍することができる。

そして、本方法は、ウォッシャー液の流通路の途中に熱交換用チューブを接続し、エンジンにより加熱された流体が流通するパイプの外周面に熱交換用チューブを巻き付けるという簡易な構成であり、ウォッシャー液を収容するタンクや、エンジンにより加熱された流体が流通するパイプは、既存の設備をそのまま使用することが可能である。また、新たなタンクなど、嵩高い構成を使用しないため、余剰のスペースを必要としない。従って、既存の乗物に、本方法を容易に適用することができる。

また、エンジンの余熱を利用する方法であるため、電気的な加熱装置を用いて積極的に加熱する場合と異なり、ウォッシャー液が過度に高温となるおそれが低い。

本発明にかかるウォッシャー液加熱方法は、上記構成に加え、「前記熱交換用チューブは、上流側を下流側より低い高さに位置させると共に、前記熱交換用チューブの上流側及び下流側の少なくとも一方に、ウォッシャー液の流通方向を一方向に規制する逆止弁を設ける」ものとすることができる。

「上流側」は、熱交換用チューブにウォッシャー液が流入する側（タンクにより近い側）を指している。一方、「下流側」は、熱交換用チューブからウォッシャー液が流出する側（ノズルにより近い側）を指している。逆止弁を熱交換用チューブの上流側に設ける場合、熱交換用チューブへのウォッシャー液の流入を許容し流出を妨げる逆止弁とし、逆止弁を熱交換用チューブの下流側に設ける場合、熱交換用チューブからのウォッシャー液の流出を許容し流入を妨げる逆止弁とする。このような逆止弁を、熱交換用チューブの上流側及び下流側の双方に設けても良い。

本構成では、熱交換用チューブにおいて上流側を下流側より低い高さに位置させているため、ウォッシャー液が熱交換用チューブ内を流通する速度が、上流側を下流側より高く位置させている場合に比べて遅くなる。これにより、ウォッシャー液が、熱交換の相手である流体とパイプを介して接している時間が長くなるため、効率よく、より高温にウォッシャー液を加熱することができる。そして、熱交換用チューブの少なくとも一方に逆止弁が取り付けられているため、上流側を下流側より低い高さに位置させても、ウォッシャー液が熱交換用チューブ内を逆流することが防止されている。

次に、本発明にかかるウォッシャー液加熱装置は、「エンジンにより加熱された流体が流通するパイプの外周面に巻き付けられる熱交換用チューブと、該熱交換用チューブの両端の少なくとも一方に取り付けられた、前記熱交換用チューブの内部を流通する液体の流通方向を一端から他端に向かう方向に規制する逆止弁と、ウォッシャー液を収容するタンクからウォッシャー液をウインドガラスに噴射するノズルに至るウォッシャー液の流通路に接続されるジョイント部が両端部に取り付けられている接続チューブとを具備する」ものである。

本構成のウォッシャー液加熱装置は、上記のウォッシャー液加熱方法に使用されるものである。接続チューブには、両端部にジョイント部が取り付けられている。従って、使用者が接続チューブを途中で切断することにより、熱交換用チューブとウォッシャー液の流通路とをタンク側で接続する部分（以下、「上流側接続チューブ」と称する）と、熱交換用チューブとウォッシャー液の流通路とをノズル側で接続する部分（以下、「下流側接続チューブ」と称する）に分けることができる。そして、熱交換用チューブをどこに（どのパイプに）取り付けるかなどに応じて、接続チューブを切断する位置を使用者が選択することができるため、上流側接続チューブ及び下流側接続チューブを、それぞれ過不足のない長さとすることができる。

ここで、熱交換用チューブ及び接続チューブにおいて、少なくとも熱交換用チューブは、可撓性を有するチューブで形成されていれば、エンジンにより加熱された流体が流通するパイプの外周面に巻き付けやすく、望ましい。可撓性を有するチューブとしては、樹脂製のチューブや、ジャバラ状の金属チューブを例示することができる。

以上のように、本発明の効果として、既存の設備に及ぼす影響が小さい簡易な構成で、ウォッシャー液を加熱することができるウォッシャー液加熱方法、及び、該ウォッシャー液加熱方法に使用されるウォッシャー液加熱装置を、提供することができる。

本発明の一実施形態であるウォッシャー液加熱装置の分解図である。 図１のウォッシャー液加熱装置を使用したウォッシャー液加熱方法の説明図である。

以下、本発明の一実施形態であるウォッシャー液加熱装置１（以下、単に「加熱装置１」と称する）、及び、加熱装置１を使用したウォッシャー液加熱方法について、図１及び図２を用いて説明する。

加熱装置１は、図１に示すように、エンジンにより加熱された流体が流通するパイプの外周面に巻き付けられる熱交換用チューブ１０と、熱交換用チューブ１０の一端に取り付けられた、熱交換用チューブ１０の内部を流通する液体の流通方向を一端から他端に向かう方向に規制する逆止弁１１と、ウォッシャー液を収容するタンクからウォッシャー液をウインドガラスに噴射するノズルに至るウォッシャー液の流通路５５に接続されるジョイント部２９が、両端部に取り付けられている接続チューブ２０とを具備している。なお、熱交換用チューブ１０の他端には、接続チューブ２０と接続されるジョイント部１９が取り付けられている。

加熱装置１の使用に際しては、接続チューブ２０を途中で切断し（図示、一点鎖線）、上流側接続チューブ２１と下流側接続チューブ２２に分ける。接続チューブ２０の切断位置は任意であり、熱交換用チューブ１０の取り付け位置と、ウォッシャー液の流通路５５との位置関係に応じて、上流側接続チューブ２１及び下流側接続チューブ２２それぞれの長さを過不足のない長さにすることができる。

次に、上記構成の加熱装置１を使用して行うウォッシャー液の加熱方法について、図２を用いて説明する。ここでは、エンジン６１により加熱された流体が流通するパイプとして、ラジエータホースを使用する。特に、自動車のエンジン６１を冷却する冷却水を、エンジン６１からラジエータ６２に送るアッパーホース７１、ラジエータ６２からエンジン６１に冷却水を戻すロアーホース７２のうち、アッパーホース７１を使用する場合を例示する。

本実施形態のウォッシャー液の加熱方法は、ウォッシャー液を収容するタンク５１からウォッシャー液をウインドガラス５０に噴射するノズル５７に至るウォッシャー液の流通路５５の途中に熱交換用チューブ１０を介挿し、エンジン６１により加熱された冷却水が流通するアッパーホース７１の外周面に、熱交換用チューブ１０を巻き付けることにより、アッパーホース７１を流通する高温の冷却水と前記熱交換用チューブ１０を流通するウォッシャー液との間で熱交換させるものである。

また、本実施形態のウォッシャー液の加熱方法は、上記構成において、熱交換用チューブ１０は、上流側を下流側より低い高さに位置させると共に、熱交換用チューブ１０の上流側に、ウォッシャー液の流通方向を熱交換用チューブ１０の上流端から下流端に向かう方向に規制する逆止弁１１を設けるものである。

より詳細に説明すると、まず、熱交換用チューブ１０を、アッパーホース７１の外周面に螺旋状に巻き付ける。このとき、熱交換用チューブ１０において逆止弁１１が取り付けられた端部が、他端より低い高さとなるように、熱交換用チューブ１０をアッパーホース７１に巻き付ける。なお、図示は省略するが、熱交換用チューブ１０の上流側及び下流側に、螺旋状に巻かれた部分から延び出した部分で熱交換用チューブ１０を挿通し固定する小リング部と、螺旋状に巻かれた熱交換用チューブ１０の螺旋の径を固定する大リング部とを備える固定具を取り付けても良い。このような固定具を使用することにより、熱交換用チューブ１０が螺旋状に巻かれた形態を保持させ易い。

そして、逆止弁１１を介して、熱交換用チューブ１０を上流側接続チューブ２１と接続し、上流側接続チューブ２１に取り付けられたジョイント部２９を、ウォッシャー液の流通路５５に、タンク５１側で接続する。

一方、ジョイント部１９を介して、熱交換用チューブ１０を下流側接続チューブ２２と接続し、下流側接続チューブ２２に取り付けられたジョイント部２９を、ウォッシャー液の流通路５５に、ノズル５７側で接続する。

これにより、ポンプ５２の作動によってタンク５１から送り出されたウォッシャー液は、ジョイント部２９を介してウォッシャー液の流通路５５と接続された上流側接続チューブ２１内を流通し、逆止弁１１を通過して熱交換用チューブ１０に流入し、アッパーホース７１の外周面に螺旋状に巻き付けられている熱交換用チューブ１０内を流通する。アッパーホース７１の内部には、エンジン６１で加熱されて高温となった冷却水が流通しているため、ウォッシャー液は、熱交換用チューブ１０及びアッパーホース７１を介して、高温の冷却水と熱交換する。

熱交換により高温となったウォッシャー液は熱交換用チューブ１０から流出し、ジョイント部１９を介して熱交換用チューブ１０と接続された下流側接続チューブ２２内を流通して、ジョイント部２９を介して下流側接続チューブ２２と接続されたウォッシャー液の流通路５５を流通し、ノズル５７から噴出する。

以上のように、加熱装置１、及び、加熱装置１を使用したウォッシャー液の加熱方法によれば、ウォッシャー液の流通路５５の途中に、接続チューブ２０を介して熱交換用チューブ１０を接続し、エンジン６１により加熱された冷却水が流通するアッパーホース７１の外周面に熱交換用チューブ１０を巻き付けるという極めて簡易な構成で、ウォッシャー液を加熱することができる。そして、ウォッシャー液を収容するタンク５１やアッパーホース７１は、既存の設備をそのまま使用している。そのため、既存の設備に及ぼす影響が極めて小さく、本方法を既存の自動車に容易に適用することができる。

また、熱交換用チューブ１０をアッパーホース７１に巻き付け、接続チューブ２０をウォッシャー液の流通路５５に接続する作業は非常に容易であるため、自動車のユーザが、自分で加熱装置１を自動車に取り付けることができる。

更に、エンジン６１の余熱を利用する方法であるため、ウォッシャー液が過度に高温となるおそれが低い。加えて、アッパーホース７１を流通する高温の冷却水は、もともと低温にするためにラジエータ６２に送られるものである。そのため、ラジエータ６２に至る前にウォッシャー液と熱交換して低温化することにより、ラジエータ６２の負荷を低減することができ、省エネルギーにも資するものとなる。

また、本実施形態では、熱交換用チューブ１０の上流側を下流側より低い高さに位置させているため、ウォッシャー液が熱交換用チューブ１０内を流通する速度が遅く、熱交換の相手である冷却水とウォッシャー液とが、熱交換用チューブ１０及びアッパーホース７１を介して接している時間が長いため、熱交換の効率が良い。そして、熱交換用チューブ１０の上流側には逆止弁１１が取り付けられているため、上流側を下流側より低い高さに位置させても、ウォッシャー液が熱交換用チューブ１０内を逆流することが防止されている。また、本実施形態では、熱交換用チューブ１０の上流側に逆止弁１１が取り付けられているため、ポンプ５２が動作していない時に、熱交換用チューブ１０を含む逆止弁１１より下流側の経路に、ウォッシャー液を滞留させることができる。

なお、上記では、熱交換用チューブ１０をアッパーホース７１に巻き付ける場合を例示したが、エンジン６１とヒーターコア６２とを接続するヒーターホースに、熱交換用チューブ１０を巻き付けても良い。この場合、ヒーターコア６２で熱交換された冷却水が流通するアウトホース７６より、ヒーターコア６２で熱交換される前の冷却水が流通するインホース７５に取り付けることが望ましい。また、ヒーターコア６２は車内スペース８２にあるが、熱交換用チューブ１０はエンジンルーム８１内でインホース７５の外周面に巻き付ければ（図示、取り付け位置８３）、作業がし易く望ましい。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

例えば、上記では、エンジン６１を冷却する冷却水が流通するパイプ（アッパーホース７１、インホース７５）に、熱交換用チューブ１０を巻き付ける場合を例示したが、これに限定されず、エンジン６１から排出される排気が流通するエキゾーストパイプに、熱交換用チューブを巻き付けることもできる。

また、上記では、ウォッシャー液をタンク５１から送るポンプ５２が、タンク５１と上流側接続チューブ２１との間に位置する場合を図示により例示したが、これに限定されず、下流側接続チューブ２２とノズル５７との間にポンプが位置していても良い。

また、上記では、熱交換用チューブ１０が螺旋状に巻かれた形状を固定具で保持する場合を例示したが、可撓性の熱交換用チューブの内部に細い金属線を挿通することにより、螺旋状に巻かれた形状を保持させることもできる。その場合、金属線としては、ステンレス線など錆びにくい材質のものが望ましい。

更に、上記では、本発明のウォッシャー液の加熱方法に使用する加熱装置として、熱交換用チューブ１０と接続チューブ２０とが分離したチューブである場合を例示したが、これに限定されず、両者が一体である構成、すなわち、一端に逆止弁が取り付けられ、ウォッシャー液の流通路に接続されるジョイント部が他端に取り付けられた一本のチューブで構成されたものとすることができる。

１ 加熱装置（ウォッシャー液加熱装置）
１０ 熱交換用チューブ
１１ 逆止弁
２０ 接続チューブ
２９ ジョイント部
５０ ウインドガラス
５１ タンク
５５ ウォッシャー液の流通路
５７ ノズル
６１ エンジン
７１ アッパーホース（エンジンにより加熱された流体が流通するパイプ）

実開昭６１−１０３２６５号公報 実開昭６２−１４９４６７号公報

Claims (3)

1. ウォッシャー液を収容するタンクからウォッシャー液をウインドガラスに噴射するノズルに至るウォッシャー液の流通路の途中に熱交換用チューブを介挿し、エンジンにより加熱された流体が流通するパイプの外周面に、前記熱交換用チューブを巻き付けることにより、前記パイプを流通する流体と前記熱交換用チューブを流通するウォッシャー液との間で熱交換させる
   ことを特徴とするウォッシャー液加熱方法。
2. 前記熱交換用チューブは、上流側を下流側より低い高さに位置させると共に、
   前記熱交換用チューブの上流側及び下流側の少なくとも一方に、ウォッシャー液の流通方向を一方向に規制する逆止弁を設ける
   ことを特徴とする請求項１に記載のウォッシャー液加熱方法。
3. エンジンにより加熱された流体が流通するパイプの外周面に巻き付けられる熱交換用チューブと、
   該熱交換用チューブの両端の少なくとも一方に取り付けられた、前記熱交換用チューブの内部を流通する液体の流通方向を一端から他端に向かう方向に規制する逆止弁と、
   ウォッシャー液を収容するタンクからウォッシャー液をウインドガラスに噴射するノズルに至るウォッシャー液の流通路に接続されるジョイント部が両端部に取り付けられている接続チューブと
   を具備することを特徴とするウォッシャー液加熱装置。

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