JPH0231960A - 水滴除去装置 - 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】 〔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実開昭６２−１９１５５０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（ミラー）１のほぼ中
央部に振動子２を固定し、発振器３と増幅器４によって
振動子２を振動させ、板状部材１に付着した水滴を除去
しようとしたものである。従来装置においては、振動子
２が板状部材１をその厚さ方向に振動させている。

板状部材１が振動した時、板状部材１の反射面に水滴が
付着していると、水滴は板状部材１に発生した振動によ
って加振され霧化する。

（発明が解決しようとした課題） ところが、発明者らの実験によると、板状部材の質量に
比べて充分に大きな質量を有する振動子を使用しないと
、振動子の中心から離れるに従って水滴が除去されに（
くなることが判明した。即ち、従来装置において振動子
の質量が小さ（設定されると、板状部材に付着した水滴
は、振動子が固定された部分付近からはきれいに除去さ
れるが、振動子から離れた部分からは殆ど除去されない
という問題点が発生する。

これは、振動子の質量が板状部材の質量に比べて小さい
と、板状部材上に縦波（粗密波）が発生するためである
と考えられる。板状部材上に発生する縦波には、振動子
が固定された部分には強い振動が発生するが、振動子が
固定された部分から離れるに従って発生する振動が弱く
なるという特徴がある。これは、縦波が横波に比べて板
状部材の全体に伝播しにくいためであると考えられる。

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、板状部材のあらゆる部分に付着した水
滴をきれいに除去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講じた技術的手段
は、振動自在北固定された板状部材の一部に振動子を固
定し、この振動子に発振回路を接続して、板状部材を横
効果モードおよび縦効果モードで共振させ、板状部材に
縦波と横波を発生させたことである。

（作用） 前述した技術的手段によれば、板状部材には横効果モー
ドおよび縦効果モードで発生した横波と縦波が発生する
。縦波に比べて横波は板状部材の全体に伝播し易い。そ
れゆえに、板状部材に付着した水滴は、板状部材上の振
動子が固定された部分においては主に縦波によって除去
され、振動子から離れた部分においては主に横波によっ
て除去される。

それゆえに、前述した技術的手段によれば、板状部材の
あらゆる部分に付着した水滴がきれいに除去される。

（実施例） 以下、添付図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

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の電極
２１．２２を描いた平面図である。

ミラー１１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が一体に一形成
された構造となっている。また、圧電振動子２０の質量
は、ミラー１１の質量に比べて軽くなっている。電極２
１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は厚さ方向（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。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、圧電振動子２０は縦効果によって厚さ
方向（第２図示上下方向）に伸縮し、横効果によって半
径方向（第２図示左右方向）に伸縮する。

なお、本明細書では振動子の横効果によって発生する振
動状態を横効果モードと呼び、振動子の縦効果によって
発生する振動状態を縦効果モードと呼ぶことにする。

第３図に示されているように、本実施例の圧電振動子２
０は直径ｄよりも厚さｔの方が短い形、即ち円板状に成
形されている。それゆえに、本実施例の圧電振動子２０
では、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。縦効果による共振
周波数や横効果による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。ちなみに、電歪素子２３の直
径を３０（ｎ）、厚さｔを２．８（ｕｎ）に設定し、一
般的なサイドミラー（はぼ１６０　〔鶴〕×９０〔１１
〕の長方形）に固定して測定したところ、縦効果による
共振周波数は約７２０（ＫＨｚ）等に、横効果による共
振周波数は約７５（Ｋ）ｌｚ）等に存在した。

以下、第４ａ図〜第４ｄ図を参照して、本実施例装置の
振動状態について説明する。

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に電源のく−）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。また同時に、圧電振動子２０は縦効果によって厚
さ方向に収縮する。この時、半径方向の収縮によってミ
ラー１１の裏面１１ａには強い収縮力が作用し、ミラー
１１は屈曲する。また同時に、厚さ方向の収縮によって
ミラー１１が図示下方に変位する。

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。また同時に、圧電振動
子２０は縦効果によって厚さ方向に伸長する。この時、
半径方向の伸長によってミラー１１の裏面１１ａには強
い伸長力が作用し、ミラー１１が第４ａ図の場合とは逆
方向に屈曲する。また同時に、厚さ方向の伸長によって
ミラー１１が図示上方に変位する。

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に横効果モードの共振
周波数（約７５　（ＫＨｚ）　）を印加すると、ミラー
１１が繰り返し屈曲され、ミラー１１の全体に均一で振
幅が大きな横波が発生する。

この横波によってミラー１１の反射面１１ｂは高速度で
運動する。この時、反射面ｆｌｂに付着した水滴はミラ
ー１１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１１の反射面１１
ｂから除去される。

ところで、ミラー１１上の圧電振動子２０が固定された
部分は、他の部分に比べて圧電振動子２０の分だけ厚く
なっている。それゆえに、ミラー１１上の圧電振動子２
０が固定された部分は、他の部分に比べて屈曲しにくい
。従って、横波によってミラー１１に付着した水滴を除
去すると、圧電振動子２０が固定された部分では他の部
分に比べて水滴の除去にわずかに長い時間が必要となる
。

この結果、見掛は上、ミラー１１上の圧電振動子２０が
固定された部分に水滴が残ったように感じられ、好まし
くない。

そこで、本実施例では、圧電振動子２０に別の周波数の
交流信号を供給することにより、ミラー１１上の圧電振
動子２０が固定された部分に付着した水滴を除去してい
る。

第４ｄ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・に縦効果モードの共
振周波数（約７２０　（ＫＨｚ）　）を印加すると、ミ
ラー１１が繰り返し上下に変位し、ミラー１１上の圧電
振動子２０が固定された部分付近に振幅が大きな縦波が
発生する。この縦波によってミラー１１の反射面１１ｂ
の一部が高速度で運動する。この時、反射面１１ｂの一
部に付着した水滴はミラー１１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１１の反射面１１ｂから除去される。

以下、第５図を参照して本実施例装置の発振回路４０に
ついて説明する。発振回路４０はマイクロコンピュータ
４１と、電源回路４２と、入力回路４３とＤ／Ａコンバ
ータ４４と、電圧制御発振回路４５、および振動子駆動
回路４６を備えている。

電源回路４２はバッテリー４７に接続されており、発振
回路４０の各回路に電力を供給する。また、入力回路４
３にはスタートスイッチ４８が接続されている。スター
トスイッチ４８は車室内の操作しやすい位置に固定され
る。スタートスイッチ４８がオンすると、発振回路４０
は圧電振動子２０に交流電力を供給する。

圧電振動子２０に供給される交流電力の周波数は、電圧
制御発振回路４５によって決定される。

電圧制御発振回路４５はＤ／Ａコンバータ４４を介して
マイクロコンピュータ４１によって制御される。

電圧制御発振回路４５と圧電振動子２００間には振動子
駆動回路４６が接続されているや駆動回路４６にはマイ
クロコンピュータ４１からのストローブ信号４９が入力
されている。駆動回路４６はストローブ信号４９がオン
の時に限って圧電振動子２０に交流電力を供給する。

発振回路４０の発振周波数はマイクロコンピュータ４１
に記憶させるプログラムにより、様々に変化させること
が可能である。第６図にマイクロコンピュータ４１で実
行されるプログラムの一例を示す。第６図に示されたプ
ログラムによれば、発振回路４０から、ミラー１１の異
なる共振周波数が交互に切り換えられて出力される。

電源回路４２がバッテリー４７に接続されると、ステッ
プＳ１の処理が実行される。ステップＳ１では以後の処
理に必要な初期設定が行われ、ストローブ信号４９がオ
フに設定される。

ステップＳ２ではスタートスイッチ４８がオンであるか
否かが判断される。スイッチ４８がオフである場合には
ステップＳ２の処理が繰り返し実行される。逆に、スイ
ッチ４８がオンである場合にはステップ８３〜Ｓｌｌの
処理が実行され、圧電振動子２０が振動させられる。

ステップＳ３では、ストローブ信号４９がオンにされ、
駆動回路４６から圧電振動子２０に交流電力が供給され
る。ステップＳ４．Ｓ５では、Ｄ／Ａコンバータ４４に
変化する信号が約５秒間出力され、電圧制御発振回路４
５が７０　（ｋ　ｔｌｚ）〜８０（ｋＨｚ）の周波数範
囲を掃引する。ステップＳ６ではストローブ信号４９が
オフにされ、駆動回路４６から圧電振動子２０への交流
電力の供給が停止される。

ステップＳ７では約１秒間、処理の実行が休止される。

ステップＳ８では、再びストローブ信号４９がオンにさ
れ、駆動回路４６から圧電振動子２０に交流電力が供給
される。ステップＳ９．Ｓ１０では、Ｄ／Ａコンバータ
４４に適当な信号が約０．５秒間出力され、電圧制御発
振回路４５が７２０〔ｋＨｚ）で発振する。ステップ３
１１ではストローブ信号４９がオフにされ、駆動回路４
６から圧電振動子２０への交流電力の供給が停止される
。

以上のプログラムによって、発振回路４０からは、スタ
ートスイッチ４８がオンになっている間、ミラー１１の
異なる共振周波数が交互に切り換えられて出力される。

第６図に示したプログラムによれば、発振回路４０の発
振周波数が横効果モードの共振周波数を含んだ周波数範
囲内を変動する。発振回路４０の発振周波数が変動する
と、ミラー１１上に発生する横波の波長が変化するので
、ミラー１１に発生する横波の腹と節が移動する。従っ
て、ミラー１１上に運動エネルギをほぼ一様に分布させ
ることができ、ミラー１１の全面に付着した水滴をほぼ
同時に霧化させることが可能となる。

また、第６図に示したプログラムによれば、圧電振動子
２０の発振周波数は共に可聴周波数域の外に設定されて
いる。従って、ミラー１１から耳ざわりな可聴音が発生
しない。

さらに、第６図に示したプログラムによれば、発振回路
４０の発振周波数がミラー１１の横効果モード共振周波
数付近で変動する。従って、様々な原因によりミラー１
１の横効果モード共振周波数が変動してもミラー１１を
確実に共振させることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、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軽量と
なる。

また、本発明によれば、板状部材に付１着した水滴は、
板状部材上の振動子が固定された部分においては主に縦
波によって除去され、振動子から離れた部分においては
主に横波によって除去される。

それゆえに、板状部材のあらゆる部分に付着した水滴が
きれいに除去される。

【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の電極を描いた
平面図である。 第４ａ図、第４ｂ図、第４Ｃ図、第４ｄ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装置の発振回路を描いたブロ
ック図である。 第６図は本発明の一実施例装置の発振回路で実行される
プログラムを描いたフローチャートである。 第７図は従来の水滴除去装置を描いた説明図である。 １１・・・ミラー（板状部材）、 １１ａ・・・裏面、ｌｌｂ・・・反射面、２０・・・圧
電振動子（振動子）、２１．２２・・・電極、２３・・
・電歪素子、３１．３２・・・リード線、４０・・・発
振回路、４１・・・マイクロコンピュータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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、前記板状部材を振動させ
   る振動子と、 該振動子に接続され、前記振動子を横効果モードおよび
   縦効果モードで共振させ、前記板状部材に縦波と横波を
   発生させる発振回路と、 を備える水滴除去装置。
2. （２）前記発振回路は、縦効果モードの共振周波数と横
   効果モードの共振周波数を交互に出力することを特徴と
   した請求項（１）記載の水滴除去装置。
3. （３）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。