JPH01301427A

JPH01301427A - 水滴除去装置

Info

Publication number: JPH01301427A
Application number: JP63132205A
Authority: JP
Inventors: Koji Ito; 浩二伊藤; Naofumi Fujie; 直文藤江
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1989-12-05
Also published as: JPH0377094B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、例えば車両の反射ミラー等といった板状部材
に付着した水滴を除去する装置に関する。

（従来の技術）従来この種の装置として特開昭５９−８５４８号公報に
開示されたものが知られている。この装置は車両用反射
鏡の板状部材１　（ミラー）に振動子２を固定し、発振
回路３によって振動子２を振動させ、板状部材に付着し
た水滴を除去しようとしたものである。

板状部材１が振動した時、板状部材１０反射面に水滴が
付着していると、水滴は板状部材１の振動によって加振
され霧化する。

（発明が解決しようとした課題）板状部材に付着した水滴を均一に除去するためには、板
状部材の全体をむらなく振動させる必要がある。従来装
置においては、板状部材の全体をむらなく振動させるた
めに、振動子の大きさが板状部材とほぼ同じ大きさにな
っている。

ところで、一般的な振動子には、振動子の形状が大きく
なるに従い、振動子が均一に振動しなくなる問題点があ
る。このために、振動子の大きさを板状部材とほぼ同じ
大きさに設定すると、振動子が均一に振動しないことか
ら板状部材に不要な振動が発生し、消費電力が増大する
という問題点がある。

本発明はこのような従来装置の問題点を解消するために
なされたもので、板状部材を均一に振動させ、消費電力
を低減することを共通の技術的課題とした。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）前述した技術的課題を達成するために、本発明では、振
動自在に固定された板状部材の一部に振動子を固定し、
振動子に発振回路を接続して、板状部材を前記振動子に
より繰り返し屈曲させるようにした。

（作用）前述した技術的手段によれば、板状部材は振動子によっ
て繰り返し屈曲される。この屈曲によって、板状部材に
は振動が励起される。この時励起される振動は板状部材
の全体に伝播し、結果として板状部材の全体に均一な振
動を発生させる。前述した技術的手段によれば、板状部
材には不要な振動が発生しないので、振動子の小型化に
より消費電力を低減することができる。

（実施例）以下、添付図面に基づいて本発明の第一実施例を説明す
る。

第１図は第一実施例の水滴除去装置を用いた車両用サイ
ドミラーの平面図である。また、第２図は第１図のＡ−
Ａ断面図である。さらに、第３図は圧電振動子２０の電
極２１．２２を描いた平面図である。

ミラー１）のほぼ中心部には、円板状の圧電振動子２０
が接着剤によって固定されている。圧電振動子２０は、
電歪素子２３の両端面に電極２１と２２が一体に形成さ
れている。電極２１にはリード線３１が、また電極２２
にはリード線３２がそれぞれ半田付けされている。リー
ド線３１と３２に電力が入力されると、圧電振動子２０
は厚み方向（第２図示上下方向）および半径方向（第２
図示左右方向）に伸長または収縮する。

ところで、一般的な圧電振動子には、加えられた電界の
方向と同一な方向に伸縮する縦効果と、加えられた電界
の方向と垂直な方向に伸縮する横効果があることが知ら
れている。第一実施例で使用されている圧電振動子２０
について述べると、縦効果による共振周波数よりも横効
果による共振周波数の方が低いと言う特徴がある。そこ
で、第一実施例装置は横効果を利用してミラー１）に屈
曲を発生させている。しかしながら、共振周波数が高い
一部のミラーや、大きな伸縮量に耐えられない一部のミ
ラー等では縦効果を利用した方が好ましい場合もある。

第４ａ図を参照して説明する。リード線３１に電源の（
＋）端子を、リード線３２に電源の（−）端子を接続す
ると、圧電振動子２０は横効果によって半径方向に収縮
する。この時、ミラー１）の裏面ｔｉａには強い収縮力
が作用し、ミラー１）が屈曲する。

第４ｂ図を参照して説明する。第４ａ図の場合とは逆に
、リード線３１に電源の（−）端子を、リート線３２に
電源の（＋）端子を接続すると、圧電振動子２０は横効
果によって半径方向に伸長する。この時、ミラー１）の
裏面１）ａには強い伸長力が作用し、ミラー１）が第４
ａ図の場合とは逆方向に屈曲する。

第４Ｃ図を参照して説明する。圧電振動子２０に発振回
路４０を接続し、圧電振動子２０に交流電力を印加する
と、ミラー１）は繰り返し屈曲される。ここで交流電力
の周波数をミラー１）の最低共振周波数の整数倍付近に
選ぶと、ミラー１）が共振し、ミラー１）の全体に均一
で振幅が大きな屈曲波が発生する。この屈曲波によって
ミラー１）の反射面１）ｂは高速度で運動する。この時
、反射面１）ｂに付着した水滴はミラー１）から高い運
動エネルギを与えられ、重力によって滴下したり、霧化
されたりしてミラー１）の反射面１）ｂから除去される
。

なお、圧電振動子２０にも、圧電振動子２０の形状によ
って定まる固有の共振周波数が存在するから、本実施例
装置を製作する際には、圧電振動子２０の形状をミラー
１）の共振周波数を考慮して定めると良い。現在市販さ
れている車両用サイドミラーの多くは、７０　　（ｋＨ
ｚ）　〜８０　　（ｋｌｌｚ）程度の周波数で共振する
ので、固有の共振周波数が７０　（ｋｌｌｚ）　〜８０
　（ｋｌｌｚ）程度の圧電振動子２０が第一実施例装置
に適している。

−例として、第一実施例装置の圧電振動子２０の電気的
特性を第５図に示す。第５図の電気的特性は、現在市販
されている一般的な車両用サイドミラー（はぼ１６０　
〔鶴）Ｘ９０　［龍〕の長方形）に、直径３０（ｍｍ）
、厚さ２．８ｈｍ）の円板状の圧電振動子２０を固定し
て測定した。この形状の圧電振動子２０の共振周波数は
おおよそ７０〔ｋｔｌｚ　）〜８０（ｋｌｌｚ）である
。このグラフから、圧電振動子２０のインピーダンスが
７４（ｋＨｚ）付近で著しく低下していることがわかる
。即ち、測定に使用した車両用サイドミラーの共振周波
数が圧電振動子２０を固定した状態で約７４　’（ｋ　
ｆｉｚ）であることがわかる。また、圧電振動子２０に
１８　〔Ｗ〕の電力を入力した時、ミラー１）の反射面
１）ｂの運動速度は、圧電振動子２０の中心でおよそ３
００　（ｍ／ｓ）以上、ミラー１）の外周でおよそ１０
００　（ａｍ／ｓ）以上であった。なお、第５図の特性
は圧電振動子２０をミラー１）の重心に固定して測定し
たものである。

なお、多くの実験の結果、圧電振動子２０の固定位置を
変えても、ミラー１）に発生する振動にはほとんど変化
がないことが確認された。従って、第一実施例装置では
、圧電振動子２０がミラー１）の一部に固定されていれ
ば、ミラー１）が重心に固定されている場合とほぼ同様
な振動が得られる。

第６図に本実施例装置のミラー１）のある瞬間における
振動振幅の有限要素法により解析した分布を示す。この
分布図から、屈曲振動による山と谷が圧電振動子２０を
中心にミラー１）の全面にほぼ均一に分布していること
がわかる。ミラー１）の反射面１）ｂに付着した水滴は
運動速度が最大となる位置、即ち、屈曲振動の山の部分
で霧化される。従って、第一実施例装置では、ミラー１
）の大きさに比べて小型の圧電振動子２０を使用してい
ても、ミラー１）の反射面１）ｂに付着した水滴がむら
なく除去される。

また、ミラー１）と圧電振動子２０は約７４［ｋＨｚ］
で振動しているので、ミラー１）からは可聴音が発生し
ない。

さらに、第一実施例装置では、圧電振動子２０が円板状
である。圧電振動子２０は特に円板状である必要はない
。しかしながら、円板状の圧電振動子２０を用いると、
圧電振動子２０が半径方向に伸縮することによって、ミ
ラー１）には圧電振動子２０の外周を取り囲む連続的な
屈曲が発生する。それゆえに、円板状の圧電振動子２０
を用いると、単一の圧電振動子２０によってミラー１）
の全体に均一な振動を発生できる。

以下、添付図面に基づいて本発明の第二実施例を説明す
る。第二実施例装置と第一実施例装置は圧電素子の構成
が異なる他は基本的な構成が同じである。従って、第一
実施例と重複する説明は省略する。

まず、第二実施例装置に使用された圧電振動子５０を説
明する。第７ａ図は圧電振動子５０の基本単位を描いた
分解斜視図である。圧電振動子５０は、電極５４．電極
５１と５２．電歪素子５５゜電極５３を積み重ね、焼き
固めた構造となっている。電歪素子５５は両端部が互い
に逆極性になる様に分極処理されており、電極５１と電
極５３に挟まれた部分が正極性、電極５２と電極５３に
挟まれた部分が負極性となっている。電極５２と電極５
３は電極５４によって互いに接続される。従つて、電極
５４と電極５３の間に所定の直流電圧が加えられると、
電歪素子５５の正極性と負極性の部分のどちらか一方が
伸長し、他方が収縮する。

第二実施例の圧電素子５０は第７ａ図に示された基本単
位を電極５３の長手方向に沿って複数ならべたものであ
る。

第８図は第二実施例の水滴除去装置を用％ｚだ車両用サ
イドミラーの平面図である。また、第９図は第８図のＢ
−Ｂ断面図である。

ミラニ１）のほぼ中心部には、圧電振動子５０が接着剤
によって固定されている。圧電振動子５０の電極５４に
はリード線６１が、また電極５３にはリード線６２がそ
れぞれ半田付けされてし）る。

第１実施例と同様に第二実施例装置も圧電振動子５０の
横効果を利用してミラー１）に屈曲を発生する。

第１０ａ図を参照して説明する。リード線６１に電源の
（＋）端子を、リード線６２に電源の（−）端子を接続
すると、横効果によって圧電振Ｖ」子５０の一方が電歪
素子５５の長手方向Ｇこ＋１５ｊ縮し、他方が電歪素子
５５の長手方向に伸長する。この時、ミラー】１は断面
が逆Ｓ字形に屈曲する。

第１０ｂ図を参照して説明する。第１０ａ図の場合とは
逆に、リード線６１に電源の（−）端子を、リード線６
２に電源の（＋）端子を接続すると、圧電振動子５０は
横効果によって一方が電歪素子５５の長手方向に伸長し
、他方が電歪素子５５の長手方向に収縮する。この時、
ミラー１）は断面がＳ字形に屈曲する。

第１０ｃ図を参照して説明する。圧電振動子５０に発振
回路７０を接続し、圧電振動子５０に交流電力を印加す
ると、ミラー１）は繰り返し屈曲される。ここで交流電
力の周波数をミラー１）の最低共振周波数の整数倍付近
に選ぶと、ミラー１）が共振し、ミラー１）の全体に均
一で振幅が大きな屈曲波が発生する。この屈曲波によっ
てミラー１）に付着した水滴が霧化される。

なお、第二実施例では、第７ａ図に示された基本単位を
電極５３の長手方向に沿って複数ならべた圧電素子５０
を使用しているが、基本単位のならべ方は様々な変更が
可能である。たとえば、第７ｂ図に示すように、電歪素
子５５として、正極性の部分と負極性部分を二対以上直
列に接続すれば、ミラー１）により大きな屈曲を発生さ
せることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、小さな消費電力で板状部材に付着した
水滴を除去できる。

また、振動子は板状部材の一部に固定されていればよい
ので、振動子は板状部材に比べて小型となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を描いた、車両用サイドミ
ラーの平面図である。第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。第３図は本発明の第一実施例の圧電振動子の電極を描い
た平面図である。第４ａ図、第４ｂ図、第４Ｃ図は本発明の第一実施例の
動作を示した説明図である。第５図は本発明の第一実施例装置の圧電振動子の電気的
特性示すグラフである。第６図は、本発明の第一実施例装置のある瞬間における
振動振幅の有限要素法により解析した分布を示す分布図
である。第７ａ図は本発明の第二実施例装置の圧電振動子の基本
単位を描いた分解斜視図である。第７ｂ図は本発明の第二実施例装置の圧電振動子の変形
例を描いた分解斜視図である。第８図は第二実施例を描いた、車両用サイドミラーの平
面図である。第９図は第８図のＢ−Ｂ断面図である。第１０ａ図、第１０ｂ図、第１０Ｃ図は本発明の第一実
施例の動作を示した説明図である。１）・・・ミラー（板状部材）、１）ａ・・・裏面、ｌｌｂ・・・反射面、２０．５０・
・・圧電振動子（振動子）、２１．２２，５１，５２，
５３．５４・・・電極、２３．５５・・・電歪素子、３１．３２，６１．６２・・・リード線、４０．７０・
・・発振回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）振動自在に固定された板状部材と、該板状部材の一部に固定された振動子と、該振動子に接続された発振回路とを備え、前記板状部材を前記振動子により繰り返し屈曲させ、前
記板状部材に付着した水滴を除去することを特徴とした
水滴除去装置。
（２）前記振動子を円板状としたことを特徴とした請求
項（１）記載の水滴除去装置。
（３）前記振動子を四角形としたことを特徴とした請求
項（１）記載の水滴除去装置。
（４）前記振動子の横効果を使用して板状部材を屈曲さ
せることを特徴とした請求項（１）記載の水滴除去装置
。
（５）前記発振回路を板状部材の共振周波数で発振させ
ることを特徴とした請求項（１）記載の水滴除去装置。
（６）前記発振回路を可聴周波数外で振動させることを
特徴とした請求項（１）記載の水滴除去装置。
（７）前記振動子の共振周波数と前記板状部材の共振周
波数を一致させたことを特徴とした請求項（１）記載の
水滴除去装置。