JP2021075178A - 車載洗浄液の加熱装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 車載洗浄液の加熱装置１０の耐久性を高める。【解決手段】 本開示の車載洗浄液の加熱装置１０は、洗浄液の収容する有底筒状のケース１と、一端開口２１および他端開口２２を有し、前記一端開口２１が前記ケース１の内部に位置する筒状のセラミック体２と、該セラミック体２の内部に位置する発熱抵抗体３と、管状の部材であって、前記ケース１の内部に前記洗浄液を流入する流入部材４と、管状の部材であって、前記セラミック体２の前記他端開口２２に設けられて、前記セラミック体２の前記他端開口２２から前記洗浄液が流出する流出部材５と、を備えたことを特徴とする。【選択図】 図１
Description
本開示は、車載洗浄液の加熱装置に関するものである。
従来知られている車載洗浄液の加熱装置は、洗浄液を収容する容器と、容器内部に洗浄液を流入させる流入部と、容器内から洗浄液が流出する流出部と、容器内に位置する加熱部と、を有している。洗浄液は、例えば自動車のフロントガラスまたは車載カメラのレンズを洗浄する液体であり、例えば自動車または電車等の車両に搭載される。
このような車載洗浄液の加熱装置において、洗浄液の収容空間は、キャップおよびパッキンにより液密性が確保している。しかしながら、運転環境によっては運転時または稼働時に収容空間に振動等の強い外力が加わる可能性があった。そして、このような環境下においては、より高いレベルで収容空間の液密性が求められていた。
本開示の車載洗浄液の加熱装置は、洗浄液の収容する有底筒状のケースと、一端開口および他端開口を有し、前記一端開口が前記ケースの内部に位置する筒状のセラミック体と、該セラミック体の内部に位置する発熱抵抗体と、管状の部材であって、前記ケースの内部に前記洗浄液を流入する流入部材と、管状の部材であって、前記セラミック体の前記他端開口に設けられて、前記セラミック体の前記他端開口から前記洗浄液が流出する流出部材と、を備えたことを特徴とする。
本開示の車載洗浄液の加熱装置によれば、液密性を高めることができる。
以下、車載洗浄液の加熱装置１０の一例について図面を参照して説明する。
本開示の車載洗浄液の加熱装置１０は、図１に示すように、ケース１と、セラミック体２と、発熱抵抗体３と、流入部材４と、流出部材５と、を備えている。
ケース１は、内部に洗浄液の収容することができる有底筒状の部材である。ケース１の材質は、例えば金属、樹脂またはセラミックである。ケース１は、例えば内周面と外周面との間の空間が真空である魔法瓶構造であってもよい。また、ケース１は、例えば内周面と外周面との間の空間に発泡剤が設けられていてもよい。このような構造により、ケース１の断熱性を高めることができる。そのため、加熱した洗浄液の熱が外部に逃げることを抑制することができる。
ここで、洗浄液は、例えば水または洗剤を含む水等の液体とすることができる。また、洗浄液は不凍液であってもよく、使用環境等により適宜選択できるものである。また、洗浄液は、例えば自動車フロントガラスまたは車載カメラのレンズを洗浄する液体であってもよいが、その他の車載部品の洗浄用途に用いられていてもよい。洗浄液を加熱することにより、自動車のフロントガラスを洗浄する用途においては、冬場または寒冷地におけるフロントガラスに付着した霜を素早く除去することができる。また、車載カメラのレンズを洗浄する用途においても、洗浄液を加熱することによって、レンズに付着した汚れを素早く除去することができる。
ケース１の形状は、例えば円筒状または角筒状にすることができる。ケース１は、例えば底部と筒部とを有している。ここで、底部に対して垂直な方向を縦方向、縦方向に垂直な方向を径方向、底部を中心として筒部が位置する方向を第１方向、底部を中心として筒部が位置する方向を第２方向とすることができる。なお、ここでいう縦方向とは、説明の都合上定義しているものであって、実施形態を限定するものではない。ケース１の寸法は、例えば、ケース１の形状が円筒状である場合は、例えば内周の径を１０ｍｍ〜５０ｍｍに、縦方向の長さを３０ｍｍ〜２００ｍｍにすることができる。
セラミック体２は、一端開口２１および他端開口２２を有する筒状の部材である。セラミック体２は、一端開口２１がケース１の内部に位置している。セラミック体２の内側の領域は流路になっており、流入部材４を通じて流入した洗浄液が流入することができる。セラミック体２の一端開口２１は、図９に示すように、セラミック体２の一端側に位置し、セラミック体２の内表面から外表面に貫通する貫通孔であってもよい。このように、端面が開口していなくても、一端側または他端側に開口を有し、内側が流路になっていれば、セラミック体２を筒状とすることができる。
洗浄液の加熱具として、筒状のセラミックヒータを用いることにより、洗浄液をセラミック体２の外周面と内周面との両方で加熱することができる。その結果、装置内における洗浄液の温度低下を抑制することができる。
セラミック体２は、例えば酸化アルミニウム、窒化アルミニウムまたは窒化珪素等のセラミックスからなる。セラミック体２は、主原料が酸化アルミニウムである場合は、耐酸化性を高めることができる。セラミック体２は、セラミック以外の部材を含んでいてもよい。セラミック体２は、内表面または外表面が、例えばガラス等の部材によりコーティングされていてもよい。セラミック体２の寸法は、例えば縦方向の長さが５０ｍｍ〜２００ｍｍに、外径を８ｍｍ〜３５ｍｍに、内径を６ｍｍ〜２５ｍｍすることができる。
発熱抵抗体３は、通電により発熱し、洗浄液を加熱することができる。発熱抵抗体３は、セラミック体２の内部に位置している。発熱抵抗体３は、端部がセラミック体２の表面に露出しており、リード端子８に接続されている。発熱抵抗体３は、セラミック体２の内部において、セラミック体２に一端から他端まで設けられていてもよい。発熱抵抗体３は、複数の折返し部を有していてもよい。発熱抵抗体３の部材としては、例えばタングステン、モリブデン、クロム、これらの炭化物または金、銀、パラジウム、白金等の金属とす
ることができる。発熱抵抗体３の寸法は、例えば長さが５〜１０００ｍｍ、幅が０．２〜２ｍｍ、厚さが０．００５〜０．１ｍｍとすることができる。
ることができる。発熱抵抗体３の寸法は、例えば長さが５〜１０００ｍｍ、幅が０．２〜２ｍｍ、厚さが０．００５〜０．１ｍｍとすることができる。
発熱抵抗体３は、発熱部とリード部とを有してもよい。このときに、リード部は、発熱部よりも抵抗値を小さくすることにより、発熱部よりも発熱量が少なくなっていてもよい。このときに、セラミック体２のうち発熱部が設けられた領域を加熱領域とし、セラミック体２のうちリード部が設けられた領域を、非加熱領域とすることができる。加熱領域は、例えばセラミック体２の一端から発熱部とリード部との境界までの領域であり、非加熱領域は、セラミック体２の他端から発熱部とリード部との境界までの領域である。
セラミック体２の外周面には、フランジ部材６が設けられており、フランジ部材６により、ケース１に固定されていてもよい。フランジ部材６は、例えば中央に孔を有するディスク状の部材である。フランジ部材６は、例えばコバール、４２アロイ、銅またはアルミニウム等の金属部材、もしくは酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウム等のセラミック部材である。フランジ部材６がセラミックからなる場合は、金属部材より熱伝導率が低いため、ケース１内部に収容された洗浄液の熱引きを抑制することができる。ここで、フランジ部材６は、セラミック以外の材料を含んでいてもよい。
また、フランジ部材６は、セラミック体２のうち非発熱領域に設けられていてもよい。この場合は、フランジ部材６が発熱領域に設けられている場合と比較して、セラミック体２からフランジ部材６への伝熱を抑制することができる。そのため、フランジ部材６とセラミック体２との間に生じる熱応力を低減し、フランジ部材６とセラミック体２との接合強度を高めることができる。
また、図７に示すように、ケース１がフランジ部材６の役割をするフランジ部１１を有していてもよい。例えば、ケース１が貫通孔を有する底部を有しており、底部の貫通孔にセラミック体２が固定されていてもよい。この場合は、部品点数を減らすことができるので、密液性を高めることができる。フランジ部１１は、銅、アルミまたはＳＵＳ等の部材とすることができる。
流入部材４は、ケース１内部に洗浄液を流入するための部材である。流入部材４は、管状の部材である。ここで、管状とは、洗浄液が流れる流路を有していればよく、筒状も含まれる。流入部材４は、たとえば図１に示すように、フランジ部材６の貫通孔に挿入して設けられていてもよい。また、流入部材４は、図８に示すように、ケース１の壁面または外周面の貫通孔に設けられていてもよい。流入部材４は、例えば金属部材、セラミック部材または樹脂部材である。流入部材４は、例えば内周の径を１ｍｍ〜３ｍｍに、縦方向の長さを５ｍｍ〜２０ｍｍにすることができる。
以上に記載の構造において、各部材同士の固定または接合は、周知の方法を用いることができる。例えば、ケース１、フランジ部１１またはフランジ部材６と、流入部材４との固定は、直接的または間接的な篏合、接着剤を用いた接合、溶着等の方法を用いることができる。
流出部材５は、セラミック体２の他端開口２２から流出した洗浄液を、装置外部に流出する部材である。流出部材５は、管状の部材である。流出部材５は、例えば金属部材またはセラミック部材である。流出部材５は、例えば内周の径を１ｍｍ〜３ｍｍに、縦方向の長さを５ｍｍ〜２０ｍｍにすることができる。
本開示の車載洗浄液の加熱装置１０によれば、流出部材５は、セラミック体２の他端開口２２に設けられて、セラミック体２の他端開口２２から洗浄液が流出する。
従来の車載洗浄液の加熱装置１０においては、洗浄液の収容空間に流出部材５が設けられており、洗浄液は、収容空間から直接、流出部材５に流出していた。これに対して、本開示の車載洗浄液の加熱装置１０によれば、洗浄液は、セラミック体２および流出部材５が一つの流路を形成しているため、セラミック体２の他端開口２２から流出部材５に流出させることができる。これにより、従来技術と比較して、洗浄液の収容空間を形成する部品点数を減らすことができる。そのため、運転時または稼働時に収容空間に振動等の強い外力が加わった際に、液漏れするおそれがある部品同士の接合箇所を減らすことができる。その結果、装置の密液性を高めることができる。
加えて、本開示の車載洗浄液の加熱装置１０によれば、セラミック体２の他端開口２２から洗浄液が流出する流出部材５を備えているため、セラミックヒータを流路として用いることができる。そのため、流出部材５に流出する洗浄液を外周から加熱することができる。これにより、出水する部位における洗浄液の温度低下を抑制することができる。特に、車載洗浄液の加熱装置１０をセラミック体２が上方に、流出部材５が下方に位置する場合においては、対流によりケース１下部が低温部になってしまうおそれがあったが、このような場合において、効果的に低温部を加熱することができる。その結果、出水する部位における洗浄液の温度低下をより一層抑制することができる。
なお、流出部材５は、セラミック体２の他端開口２２において、篏合により固定されていてもよいし、パッキン等の他の部材を介して固定されていてもよい。いずれの場合においても、本開示の車載洗浄液の加熱装置１０によれば、洗浄液が収容空間から直接流出部材５に流出せず、セラミック体２の他端開口２２から流出部材５に流出することで、収容空間を形成する部品点数を減らすことができる。
また、図２に示すように、セラミック体２の内部に位置するセンサーパターン７と、を更に有していてもよい。これにより、収容空間にサーミスタ等の温度制御装置を別途設けることなく、セラミックヒータの温度制御をすることができる。そのため、収容空間にサーミスタ等の温度制御装置を設ける場合と比較して、収容空間を形成する部品点数をより減らすことができる。そのため、液漏れするおそれがある部品同士の接合箇所をより減らすことができる。その結果、密液性をより高めることができる。
センサーパターン７は、基体の温度を検知するための部材である。具体的には、発熱抵抗体３によって生じた熱によりセンサーパターン７の温度が変化すると、センサーパターン７の抵抗値が変化する。このセンサーパターン７の抵抗値の変化を外部の装置で検知することによって、温度を検知することができる。
センサーパターン７は、発熱抵抗体３と同様の抵抗体パターンである。センサーパターン７の形状は、例えば、線状またはミアンダ形状である。また、センサーパターン７は、セラミック体２の一端側で折返し形状を有するとともに、他端側で電極に接続されていてもよい。センサーパターン７は、センサーパターン７の寸法は、幅を０．０３ｍｍ以上に、厚みを１μｍ以上にすることができる。
また、センサーパターン７は、発熱抵抗体３よりも抵抗温度係数が大きい材料からなるとよい。これにより、センサーパターン７による温度変化の検知の精度を向上できる。また、センサーパターン７の幅が、発熱抵抗体３の幅よりも大きくてもよい。これにより、発熱抵抗体３から発せられた熱をより確実にセンサーパターン７に伝えることができる。そのため、発熱抵抗体３とセンサーパターン７との温度変化の時間差をさらに低減できる。
発熱抵抗体３とセンサーパターン７とは、径方向に重なっていてもよい。これにより、センサーパターン７に温度変化が伝わるまでの時間差を減らすことができる。その結果、温度制御の精度を高めることができる。ここでいう「重なっている」とは、全体が重なっているという意味ではなく、センサーパターン７の一部分が重なっていればよいものとする。また、図２および図３において、センサーパターン７は、発熱抵抗体３の外側に位置しているが、この形態に限られず、発熱抵抗体３は、センサーパターン７の外側に位置していてもよい。
また、図３に示すように、セラミック体２の内周面には、凹部２３が設けられており、発熱抵抗体３またはセンサーパターン７は、凹部２３に引き出されていてもよい。これにより、流出部材５から離れた位置でリード端子８を引き出すことができる。
また、例えば図１に示すように、流出部材５は、外周面が前記セラミック体２の内周面に固定されていてもよい。これにより、流出部材５がセラミック体２の外周面に設けられている場合と比較して、外径を小さくすることができ、装置を小型化することができる。
また、図４に示すように、セラミック体２は、他端開口２２よりも中央に向かうにつれて内径が小さくなっていてもよい。これにより、流出部材５とセラミック体２とを篏合により固定する際に、固定強度を高めることができる。その結果、車載洗浄液の加熱装置１０の液密性を高めることができる。ここで、セラミック体２の一端開口２１から他端開口２２まで全体が「他端開口２２よりも中央に向かうにつれて内径が小さくなって」いる必要はなく、少なくとも他端側の一部分において、他端開口２２よりも内径が小さくなる部位があればよい。
また、図５に示すように、流出部材５は、内周面がセラミック体２の外周面に固定されていてもよい。これにより、セラミック体２から流出部材５に洗浄液が流れる際に、洗浄液が流出部材５の底面に当たらなくなるため、洗浄液の圧損を低減することができる。そのため、相対的に小さい圧力で洗浄液を噴出することができる。その結果、低消費電力な車載洗浄液の加熱装置１０を実現することができる。
また、図６に示すように、セラミック体２は、他端開口２２よりも中央に向かうについて外径が大きくなっていてもよい。れにより、流出部材５とセラミック体２とを篏合により固定する際に、固定強度を高めることができる。その結果、車載洗浄液の加熱装置１０の液密性を高めることができる。ここで、セラミック体２の一端開口２１から他端開口２２まで全体が「他端開口２２よりも中央に向かうにつれて外径が大きくなって」いる必要はなく、少なくとも他端側の一部分において、他端開口２２よりも外径が大きくなる部位があればよい。
１：ケース
１１：フランジ部
２：セラミック体
２１：一端開口
２２：他端開口
２３：凹部
３：発熱抵抗体
４：流入部材
５：流出部材
６：フランジ部材
７：センサーパターン
８：リード端子
１０：車載洗浄液の加熱装置
１１：フランジ部
２：セラミック体
２１：一端開口
２２：他端開口
２３：凹部
３：発熱抵抗体
４：流入部材
５：流出部材
６：フランジ部材
７：センサーパターン
８：リード端子
１０：車載洗浄液の加熱装置
Claims (8)
- 洗浄液の収容する有底筒状のケースと、
一端開口および他端開口を有し、前記一端開口が前記ケースの内部に位置する筒状のセラミック体と、
該セラミック体の内部に位置する発熱抵抗体と、
管状の部材であって、前記ケースの内部に前記洗浄液を流入する流入部材と、
管状の部材であって、前記セラミック体の前記他端に設けられて、前記セラミック体の前記他端開口から前記洗浄液が流出する流出部材と、を備えたことを特徴とする車載洗浄液の加熱装置。 - 前記セラミック体の内部に位置するセンサーパターンと、を更に有することを特徴とする請求項１に記載の車載洗浄液の加熱装置。
- 前記流出部材は、外周面が前記セラミック体の内周面に固定されることを特徴とする請求項２に記載の車載洗浄液の加熱装置。
- 前記セラミック体は、前記他端開口よりも中央に向かうについて内径が小さくなることを特徴とする請求項３に記載の車載洗浄液の加熱装置。
- 前記流出部材は、内周面が前記セラミック体の外周面に固定される請求項２に記載の車載洗浄液の加熱装置。
- 前記セラミック体は、前記他端開口よりも中央に向かうについて外径が大きくなることを特徴とする請求項５に記載の車載洗浄液の加熱装置。
- セラミックからなり、前記セラミック体の外周面および前記ケースの内表面に固定されるフランジ部材と、を更に有し、
前記流入部材は、前記フランジ部材に固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の車載洗浄液の加熱装置。 - 前記ケースは、前記セラミック体の外周面に固定されるフランジ部を有し、
前記流入部材は、前記フランジ部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の車載洗浄液の加熱装置。
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