JPH0224248A - 積層噴流式ウインド洗浄装置 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野」 本発明は、例えば自動車、電車、船舶、航空機などとい
った乗物の降雨時や降雪時や嵐時などの運行に際して、
ウィンド部に雨や雪や砂や昆虫等が衝当したり付着して
視界を遮られ、安全性が低下したり、運転者が疲労した
りするのを防止するための積層噴流式ウィンド洗浄装置
に関する。

「従来技術」 従来より、自動車、電車、船舶、航空機など乗物のフロ
ントウィンドやリヤウィンドには、ワイパブレードをワ
イパアームの先端に取り付けてなるワイパ装置を装着し
ておき、当該ワイパアームから圧力を付勢されてガラス
面に接触しながら機械式作動によりガラス面の拭き払い
を行ない、これによって雨、雪、埃、虫などを除去して
ウィンドの洗浄をさせる装置が一般に普及している。特
に、自動車の場合には、降雨量や降雪量のはげしさに応
じて拭き払う速度を３段階に調節できるタイプのワイパ
装置が主流をしめている。

「発明が解決する問題点」 しかし、これらワイパ装置は、ワイパブレードの機械的
往復運動によって拭き払う方式のため、次のような欠点
を有している。

第１に、ワイパブレードの往復運動そのものが円弧状に
限られることが多く、ウィンドの一部しか拭き払いしな
い。このため、拭き払いにより確保できる視界が比較的
小さく限定される。

第２に、ワイパブレードのゴム部の劣化や硬化や摩耗に
より拭き残りや、拭きむらが生じることになるため、ゴ
ム部を消耗品としてときどき取り換える必要が生じる。

第３に、降雪時には、ウィンド面やワイパブレード部に
雪が付着して拭き残りが生じたり、除雪しようとした雪
がワイパブレードの往復運動によって押し固められたり
して除雪不可能になることがある。

第４に、ワイパブレードの往復運動では生類がフロント
ウィンドに衝突した際の油分や体液を拭き残すことが多
く、夜間の長時間ドライブでは、フロントライトの光り
に向かって集まってくる生類によってウィンドー面を汚
し、視界不良となりやすい。

第５に、雨上り等に他車から泥水を跳ね懸けられること
があるが、ワイパブレードの往復運動では跳ね懸は泥水
の拭き残しが生じ易く、このため視界不良になることが
ある。

第６に、スコールや雷雨などワイパーブレードの往復運
動では拭き払い切れないような激しい豪雨がふる場合が
ある。

第７に、小雨時や降雪時に生じするガラス面とブレード
ゴム部との摩擦音により運転者に不快感を感じさせたり
、視界内で左右に動くワイパブレードの往復運動により
運転者に目の疲労や神経疲労を起こさせることが多い。

本発明は、このような問題点を解消するため、わずられ
しいワイパブレードやワイパーアームなどを除去し、こ
れに代わって、ウィンド面に圧縮空気の噴流層を設ける
ことによって、雨、雪、生類、汚水等がウィンド面に衝
当する前に吹き飛ばし、これによって常に広い視界をウ
ィンド面に確保し、安全且つ快適に自動車等の乗物が運
行されるようにしたものである。

尚、過去において、機械的手段であるワイパ装置に替っ
て空気噴射方式によるウィンドの洗浄装置について各方
面で研究されてはいるが、確実な洗浄能力の確保が難し
く、それを実現しようとすると異常に強力な噴射圧力を
必要とするとか、噴射された圧縮空気が走行中の風圧の
影響をうけて、その吹払い能力が太き（減殺されたり変
化し、これによって常に一定の洗浄能力を維持できない
という技術的問題点があって、満足すべき装置の開発の
実用化が具現化していないというのが実情である。

本発明は、このような技術的課題を解決するためウィン
ド面に噴射する空気を積層噴流にすることにより、常に
安定な洗浄能力を確保することが出来るようにしたもの
である。

ｒ問題点を解決するための手段」 本発明者は、まず、噴流方式を採用することとなし、そ
の際に問題になる走行中の風圧等の環境気体による噴射
空気流への影響をできるだけ少なくするため、環境気体
の影響を主に遮弊する役割をもった噴流層と、主にウィ
ンド面を洗浄する役割をもった噴流層とを機能分割し、
これらを所定の間隔をおいて積層状に重複噴射すること
を考えた。

これは、ウィンド面の洗浄だけを考えた場合、無風、無
風圧の条件下で雨や、雪や、虫や汚水等を吹き飛ばそう
とすれば、そんなに強力な噴射圧力を必要とはしない。

ところが、乗物として走行した際、生ずる風圧や、風な
どの環境気体の影響は極めて大きく、乗物の走行スピー
ドが速くなればそれだけ風圧などが強力なものとなり、
噴流によるウィンド面への洗浄作用を充分に確保出来な
いものとなる。そこで、風圧等の環境気体がもたらす圧
力は前方に噴射する噴流層により減殺または遮断し、そ
うしておいてウィンド面に近い噴流層によりウィンド面
の洗浄作用をさせることにした。勿論、環境気体遮断用
噴流層は必要に応じて圧力の強さを調整したり、２次層
、３次層等と、複数層にしてもよい。

また、ウィンド面洗浄用の噴流層を、現在のワイパブレ
ードの動きを圧縮噴射空気に置き変え、噴流方向を左右
に首振状態に変える方式であっても、また、ウィンド面
のほぼ全面に均一な噴流空気層を噴出する方式のもので
あってもよい。

この結果、高速走行の場合でも充分洗浄作用を確保でき
ることが確認された。ところが、このように所定の間隔
をおいてぼは平行な複数層の噴流層を形成させた場合、
その間隔が狭いと減圧現象が生じ噴流層の圧力が低下す
ることが解った。これは、両側の噴流層の側壁面を流れ
る空気にひっばられて、中間部の空気が噴射空気と共に
吹き上げられ、真空が生ずるためと考えられる。その結
果、噴流層自体の圧力がその吸引力によって減殺される
ことになる。そこで、このような圧力低下状態を防止す
るため、複数層となっている圧縮噴流層の間に、より低
速の減圧防止空気流を噴出するようにした、つまり、強
力な圧縮空気噴流層が低速の減圧防止用空気流層をサン
ドイッチ状態に組み合せて積層噴流を形成するようにし
た。

このようにすると、層流境界層が安定し乱流をおこさな
くなるので積層噴流は安定した状態に維持形成できるこ
とが解った。

しかも、このような、積層噴流は、空気エゼクタの原理
により少量の高圧空気で多量の空気の圧力を高め、これ
によって風圧などの環境気体のもたらす圧力や、雨、風
、雪、跳ね掛は泥水などに抵抗する力が非常に強くなる
ことがわかった。そこで、本発明者は、このような特性
をもつ積層噴流をウィンド表面部に人工的に形成し、こ
れによってウィンド表面を被覆することによって洗浄す
るとともに、ウィンド表面が汚れるのを防止し、付着し
た雨や雪や汚れを除去することにした。

すなわち、特許を受けようとする第１発明（請求項１）
は、乗物のウィンド周縁またはその近傍位置に圧縮空気
噴射ノズルと二次空気噴出ノズルとを配設し、前記圧縮
空気噴射ノズルはウィンド面とほぼ平行に所定間隔をお
いて複数段状に圧縮空気を噴射し圧縮噴流層を形成する
ように構成し、前記二次空気噴出ノズルは当該圧縮噴流
層と圧縮噴流層の間に向けてより低速の空気を噴出して
二次空気流層を形成するように構成したことを特徴とす
る積層噴流式ウィンド洗浄装置である。

特許を受けようとする第２発明（第２請求項の通り）は
、乗物のウィンド周縁またはその近傍位置に圧縮空気噴
射ノズルと外気導入空気噴出口とを配設し、前記圧縮空
気噴射ノズルはウィンド面とほぼ平行に所定間隔をおい
て複数段状に圧縮空気が噴射するように構成し、前記外
気導入空気噴出口からは当該圧縮噴流層と圧縮噴流層の
間に、乗物の外気取り入れ口より導入された空気をほぼ
平行に噴出して外気流層を形成するように構成したこと
を特徴とする積層噴流式ウィンド洗浄装置である。

特許を受けようとする第３発明（第３請求項の通り）は
、第２請、第３請求項記載の積層噴流式ウィンド洗浄装
置において、適所にヒータまたは加熱空気導入部を設け
ておき、圧縮空気噴射ノズルからウィンド面とほぼ平行
に所定間隔をおいて複数段状に噴射する圧縮空気の少な
くとも一層の圧縮噴流層を暖かい空気としたことを特徴
とする積層噴流式ウィンド洗浄装置である。

「実施例」 以下、本件発明を図示実施例にもとすいて詳細に説明す
る。第１図は、本発明に係る装置の全体構成説明図であ
る。

自動車のフロントウィンド面１の周縁およびその近傍位
置に圧縮空気噴射ノズル２，２′を設け、当該両圧縮空
気噴射ノズル２．２′の間には外気導入空気噴出口３を
フロントウィンド面ｌにほぼ平行に配設する。図示実施
例は、圧縮空気噴射ノズル２，２′を５ｃｍはど間隔を
おいて二段設け、その間に外気導入空気噴出口３を一段
設けた例が示されているが、当該圧縮空気噴射ノズル２
．２′を３段４段と適当な段数に増やし、その間に交互
になるよう外気導入空気噴出口３を複数段にわたって列
設するようにしてもよい。前記圧縮空気噴射ノズル２．
２′からは当該ウィンド面ｌとほぼ平行に所定間隔をお
いて複数段状に圧縮空気が噴射して圧縮噴流層４，４′
となるように構成し、前記外気導入空気噴出口３からは
当該圧縮噴流層４と圧縮噴流層４′の間に向けて、自動
車の外気取り入れ口５より導入された空気を噴出して外
気流層６を形成するように構成して、前記圧縮空気噴射
ノズル２，２′から噴出形成された圧縮噴流層４．４′
と前記外気導入空気噴出口３から噴出された外気流層６
とで積層噴流７を形成するようにしたものである。つま
り、この場合には圧縮噴流層４．４′を駆動噴流とし、
外気流層６を二次噴流として積層噴流７を形成するので
ある。

実験の結果、この積層噴流７により前方の圧縮空気噴射
ノズル２から噴射された圧縮空気層４が走行中の風圧を
弱め、ウィンド面１に近い方の圧縮空気噴射ノズル２か
ら噴射された圧縮空気層４′によって一気に吹き上げら
れ、ウィンド面に雨や雪や、虫、はね水などが衝当しな
いという結果が得られた。

当該圧縮空気噴射ノズル２．２′の噴射空気圧の設定は
、空気導入パイプの内径を変えることにより種々の空気
圧を得ることが可能であるが、本発明においては、コン
プレッサ１０，１０’の最終噴射気圧を最大で１５ｋｇ
／ｃｒｎ”（ノズルの最大噴射気圧は１０ｋｇ／ｃｒｎ
”）に設定した。その理由は、発明者の実験によると、
風のほとんどない状態のときに自動車を２０ｋｍ／ｈ（
時速）で走行すると風圧は１ｋｇ／ｃｒｎ″となり、自
動車を６０ｋｍ／ｈ（時速）で走行すると風圧は５Ｋｇ
／　ｃ　ｒｎ’となり、更に、自動車を８０ｋｍ／ｈ（
時速）で走行すると風圧は７．５ｋｇ／ｃと、更にまた
自動車を１５０ｋｍ／ｈ（時速）で走行すると風圧は１
０ｋｇ／ｃｒｆ、となったことから、必要なノズルの噴
射空気圧は５ｋｇ／ｃｒｎ”〜７．５ｋ　ｇ　／　ｃ　
ｒｎ″程度で充分であり、普通一般の自動車の走行速度
での走行で雨や雪がウィンド面１にまで到達しないこと
が解ったためである。

また、実施例では外気導入空気噴出口３を設け、ここか
ら走行速度に応じた外気が外気流層６となって圧縮噴流
層４と圧縮噴流層４′の間に向けて噴出されるように構
成しであるが、走行停止時や低速走行時に導入外気の圧
力か弱すぎて外気流層６の噴流量や噴流圧力が充分でな
いことが起こる場合があるし、逆に高速走行時には導入
外気の圧力が強すぎる場合も生じる。このようなバラン
スの崩れを防止するため、調整用に二次空気噴出ノズル
を設け、圧縮噴流層４より低速の空気を噴出して二次空
気流層を形成するように構成してもよいこと勿論である
。また逆に、高速走行になった場合には、外気導入空気
噴出口から噴出する外気流層６の方が圧縮噴流層４より
強くなる場合があるので、そのときは圧縮空気噴射ノズ
ル２．２′を調整して駆動噴流と二次噴流とを逆転させ
るようにしても良い。

また、積層噴流式ウィンド洗浄装置において、適所にヒ
ータまたは加熱空気導入部を設けておき、圧縮空気噴射
ノズル２，２′からウィンド面１とほぼ平行に所定間隔
をおいて複数段状に噴射する圧縮空気の少なくとも−の
圧縮噴流層（例えば、ウィンド面１に近い方の圧縮空気
噴射ノズル２から噴射された圧縮空気層４′）を暖かい
空気とし、寒冷時にウィンドウ表面が凍結したのを解凍
し、水分が吹払われるようにしても良い。

尚、第１図中、８は無断階スイッチで、９゜９′はモー
タで、１０．１０’　はエアーコンプレッサであり、１
１．１１′は気圧倍力装置である。

第１図に基づき作動を説明すると、無断階スイッチ８に
よりモータ９，９′を回転させエアーコンプレッサ１０
，１０′を作動させる。すると導入された空気は気圧倍
力装置１０．１０″に導かれ、圧力が倍加されてフロン
トウィンド面１の前面下部に平行に設けた棒状の圧縮空
気噴射ノズル２，２′に送り込まれる。当該圧縮空気噴
射ノズル２は、中心部より左右に、また圧縮空気噴射ノ
ズル２′においては左右から中心部へ流れ噴射されウィ
ンド面前面を覆い、雨、雪、虫、泥水等の侵入を断ち切
るのである。この時、圧縮噴流層４と圧縮噴流層４′の
間に減圧現象が生じ噴流層の圧力が低下する。これは、
両側の圧縮噴流層４．４′の側壁面を流れる空気にひっ
ばられて、中間部の空気が噴射空気と共に吹き上げられ
、真空が生ずるためと考えられる。このような圧力低下
状態を防止するため、複数層となっている圧縮噴流層の
間に、より低速の減圧防止空気流を噴出するようにした
、つまり、強力な圧縮空気噴流層が低速の減圧防止用空
気流層をサンドイッチ状態に組み合せて積層噴流を形成
するようにしたのである。このような、積層噴流は、空
気エゼクタの原理により少量の高圧空気で多量の空気の
圧力を高め、これにによって強力にかつ効率的に風圧な
どの環境気体のもたらす圧力や、雨、雪、風、跳ね掛は
泥水などのウィンド面への衝当を防止することができる
。また仮に当該積層噴流を突破して雨、雪、風、跳ね掛
は泥水などが衝当してきたとしても、すぐに吹き飛ばし
て清浄化するので、常にウィンド面の広い視界を確保で
きる。

「効　果」 上記のように本発明にかかる積層噴流式ウィンド洗浄装
置は、乗物のウィンド周縁またはその近傍位置に圧縮空
気噴射ノズルと二次空気噴出ノズルまたは外気導入空気
噴出口を設け、前記圧縮空気噴射ノズルはウィンド面と
ほぼ平行に所定間隔をおいて複数段状に圧縮空気が噴射
して複数段状に圧縮噴流層を形成するように構成し、前
記二次空気噴出ノズルまたは外気導入空気噴出口は当該
圧縮噴流層と圧縮噴流層の間に向けて空気を噴出して二
次空気流層を形成し、両者が組み合わさって、積層噴流
を構成するようにしたことを特徴とする積層噴流式ウィ
ンド洗浄装置である。つまり、駆動噴流と二次噴流とを
積層状態に組み合わせて積層噴流を形成し、これで、ウ
ィンド面１を被覆するための積層噴流式ウィンド洗浄装
置である。

この積層噴流というのは、圧力が強く、風圧や雨、雪、
虫、跳ね掛は泥水などを吹き飛ばす力が強いので、これ
らをウィンドに衝当させるのを防止するし、例え衝当し
ても瞬時に除去することができる。しかも自動車の高速
走行時における風圧を受けても十分その機能を維持出来
るので、従来機械的に拭き払いを行ない清掃を行なって
いたワイパ装置に変わって、その役割を果たし得るもの
である。雪や氷結等の場合には、噴出する空気を暖かい
ものにすれば、除去清浄作用の効果が一段と確実なもの
になる。

その結果、従来のワイパ装置が持っていた視界の中を往
復するといった煩わしさや、清掃範囲の一部特定化によ
る視界の狭さ、清浄作業の不完全さ等を改善することが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる積層噴流式ウィンド洗浄装置
の一実施例を示す構成説明図で、第２図は、同積層噴流
式ウィンド洗浄装置の原理と積層噴流がウィンドを被覆
する状態を示す要部縦断側面図である。 特許出願人　　　笠　原　繁　幸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）乗物のウインド周縁またはその近傍位置に圧縮空
   気噴射ノズルと二次空気噴出ノズルとを配設し、前記圧
   縮空気噴射ノズルはウインド面とほぼ平行に所定間隔を
   おいて圧縮空気を噴射して複数段状に圧縮噴流層を形成
   するように構成し、前記二次空気噴出ノズルは、当該圧
   縮噴流層と圧縮噴流層の間に向けてより低速の空気を噴
   出して二次空気流層を形成するように構成したことを特
   徴とする積層噴流式ウインド洗浄装置。
2. （２）乗物のウインド周縁またはその近傍位置に圧縮空
   気噴射ノズルと外気導入空気噴出口とを配設し、前記圧
   縮空気噴射ノズルからはウインド面とほぼ平行に所定間
   隔をおいて複数段状に圧縮空気が噴射するように構成し
   、前記外気導入空気噴出口からは当該圧縮噴流層と圧縮
   噴流層の間に向けて、乗物の外気取り入れ口より導入さ
   れた空気を噴出するように構成して、前記圧縮空気噴射
   ノズルから噴出形成された圧縮噴流層と前記外気導入空
   気噴出口から噴出された外気流層とで積層噴流を形成す
   るようにしたことを特徴とする積層噴流式ウインド洗浄
   装置。
3. （３）第１請求項、第２請求項記載の積層噴流式ウイン
   ド洗浄装置において、適所にヒータまたは加熱空気導入
   部を設けておき、圧縮空気噴射ノズルからウインド面と
   ほぼ平行に所定間隔をおいて複数段状に噴射する圧縮空
   気の少なくとも一層の圧縮噴流層を暖かい空気としたこ
   とを特徴とする積層噴流式ウインド洗浄装置。