JPH0211433A

JPH0211433A - 水滴除去装置

Info

Publication number: JPH0211433A
Application number: JP63159722A
Authority: JP
Inventors: Naofumi Fujie; 直文藤江; Tomoaki Imaizumi; 智章今泉; Koji Ito; 浩二伊藤; Shoji Okada; 岡田　尚司
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1990-01-16

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（第７図参照）。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する。

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
。

（発明が解決しようとした課題）ところで、−船釣な振動子には、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、振動子や板状部材の一部分に大き
な応力が発生し、消費電力が増大するという問題点があ
る。

また、振動子や板状部材の一部分に大きな応力が発生す
ると、振動子や板状部材が割れてしまうおそれがある。

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
を低減することを第一の技術的課題とした。

また、本発明では、振動子や板状部材に作用する応力を
低減し、振動子や板状部材の耐久性を向上させることを
第二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）前述した第一、第二の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円環
状の電歪素子を有する振動子を固定し、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定在波を
発生させる。

前述した技術的手段によれば、板状部材には定在波以外
の不要な振動が発生しないので、消費電力が低減される
。また同時に、振動子や板状部材に作用する応力が低減
され、振動子や板状部材の耐久性が向上する。

また、前述した技術的手段によれば、板状部材の一部に
振動子が固定される。従って、振動子は板状部材に比べ
て小型になる。前述した技術的手段によれば、振動子の
小型化によっても消費電力が低減される。

ところで、前述した技術的手段によれば、板状部材の一
部に振動子が固定されている。このため、板状部材が屈
曲する時、振動子が固定された部分は他の部分に比べて
振動子の厚さ分だけ屈曲しにくくなる。それゆえに、で
きるだけ屈曲しやすい振動子を使用しないと、振動子が
固定された部分では水滴が除去されるまでに余分な時間
と余分な電力が必要となってしまう。

そこで前述した技術的手段では、円環状の電歪振動子を
有する振動子が使用されている。円環状の電歪素子を有
する振動子は、例えば平板状の電歪素子を有する振動子
に比べて屈曲され易い。それゆえに、前述した技術的手
段によれば、振動子が固定された部分の水滴も速やかに
除去することができ、短時間の間に板状部材の全面から
水滴を除去できる。また同時に、振動子や板状部材に作
用する応力が低減され、振動子や板状部材の耐久性が向
上する。

さらに、前述した技術的手段によれば、水滴の除去に要
する時間の短縮によっても、消費電力が低減される。

（実施例）以下、添付図面に基づいて本発明の一実施例を説明する
。

第１図は本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を描い
た斜視図である。

ミラー１）のほぼ中心部には、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、円環状の
電歪素子２４の両端面に電極２１と２２を一体に形成し
たものである。本実施例では電歪素子２４として圧電セ
ラミックを使用している。電極２１にはリード線３１が
半田付けされている。また電極２２には電極２３が導電
性の接着剤によって固定されている。電極２３にはリー
ド線３２が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、−船釣な圧電振動子には、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。本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
、本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１）ａ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ｌｌの全体に均一
で振幅が大きな定在波が発生する。この定在波によって
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。

ところで、ミラー１）の共振周波数は低い周波数から高
い周波数まで多数存在する。そこで、可聴周波数域外の
共振周波数を利用してミラー１）を振動させることが好
ましい。そうすれば、ミラー１）から耳障りな音を発生
させないようにすることができる。

一例として、本実施例装置の圧電振動子２０単体の電気
的特性を第５図に示す。測定に使用した圧電振動子２０
の形状は電歪素子２４の外径が３５〔鶴〕、内径が１５
〔龍〕、厚さが５〔鶴〕であった。このグラフから、圧
電振動子２０のインピーダンスが５２（ｋｌｌｚ）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
した圧電振動子２０の共振周波数の一つが約５２（ｋｌ
ｌｚ）であることがわかる。

第６図に本実施例装置のミラー１）のある瞬間における
振動振幅を有限要素法により解析した分布図を示す。第
６図の分布図は、第５図に示した特性を有する圧電振動
子２０を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（ａｍ）Ｘ９０（１ｍ）の長方形）の重
心に、固定して解析した。なお、第６図の分布図を作成
するための準備として固有振動解析を行ったところ、ミ
ラーｌｌと圧電振動子２０を合わせた系は約４０（ｋＨ
ｚ〕で共振することが判明した。そこで、第６図の分布
図は、発振回路４０の発振周波数を４０〔ｋ１）ｚ〕に
設定して解析した。この分布図から、屈曲振動による山
と谷がミラー１）の全面にほぼ均一に分布していること
がわかる。また、圧電振動子２０もミラー１）と一体に
屈曲して振動していることがわかる。

ところで、ミラー１）の反射面１）ｂに付着した水滴は
運動速度が大きくなる位置、即ち、屈曲振動の山の部分
で霧化される。従って、本実施例装置では、ミラー１）
の反射面１）ｂに付着した水滴がミラー１）の全面から
同時に除去される。

また、ミラー１）と圧電振動子２０は共に約４０（ｋＨ
ｚ）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。

なお、多くの解析の結果、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、本実施例装置では、
圧電振動子２０がミラー１）の一部に固定されていれば
、常にほぼ同様な振動が得られる。

ところで、第６図に示された屈曲振動は、いわゆる定在
波であるので、ミラーｌｌ上に発生する山と谷の位置は
ほとんど移動しない。そこで、発振回路４０の発振周波
数を４０（ｋＨｚ）±５〜１Ｏ（ｋＨｚ）程度の範囲内
で繰り返し変動させると、ミラーｌｌ上に発生する山と
谷の位置を移動させることができる。そうすれば、ミラ
ー１）上に付着した水滴をミラー１）の全面からより速
やかに除去することができる。

〔発明の効果〕

板状部材に付着した水滴を除去するためには、例えば円
板状の電歪素子を存する振動子を用いても良い。しかし
ながら、円板状の電歪素子には、電歪素子の中心部があ
まり伸縮しないという問題点がある。即ち、電歪素子の
中心部は電力を消費するのみで板状部材の屈曲にはあま
り貢献しない。

本発明では、板状部材の屈曲にあまり貢献しない部分、
即ち、電歪素子の中心部が中空になっているので、板状
部材の屈曲に関与する部分にのみ電力を供給することが
でき、消費電力が低減される。

また、電歪素子の中心部が中空になっているので、板状
部材の上では、電歪素子の中心部に相当する部分にも振
動が励起される。それゆえに、本発明によれば、板状部
材のあらゆる部分で、はぼ均一に水滴を除去することが
できる。

また、振動子が屈曲されやすいことから、板状部材が強
く振動するという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を描いた、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図は本発明の一実施例の圧電振動子を描いた斜視図
である。第４ａ図、第４ｂ図、第４Ｃ図は本発明の一実施例の動
作を示した説明図である。第５図は本発明の一実施例に使用された圧電振動子の電
気的特性示すグラフである。第６図は、本発明の一実施例のある瞬間における振動振
幅を有限要素法により解析した分布図である。第７図は従来装置を措いた断面図である。１）・・・ミラー（板状部材）、１）ａ・・・裏面、Ｉｌｂ・・・反射面、２０．５０・
・・圧電振動子（振動子）、２１．２２．２３・・・電
極、２４・・・電歪素子、３１．３２・・・リード線、
４０・・・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ており、円環状の電歪素子
を有する振動子と、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
。
（３）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。
（４）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。
（５）前記電歪振動子が圧電セラミックであることを特
徴とした請求項（１）記載の水滴除去装置。