JPH09286307A - ウインドウォッシャ液急速加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウォッシャ液噴出ノズル近傍で、電気エネルギ
を非接触状態でウォッシャ液に供給して加温したウォッ
シャ液をウォッシャ液噴出ノズルから噴射する設置の自
由度の高いウインドウォッシャ液急速加熱装置を提供す
ること。 【解決手段】ウインドウォッシャ急速加熱装置６は、誘
導加熱制御手段１０と、誘導加熱コイル１２や熱交換部
となる加熱用ヒータ１３などを設けた誘導加熱部１１と
で構成され、誘導加熱コイル１２や加熱用ヒータ１３な
どで構成される誘導加熱部１１を、ウォッシャ液配管３
の端部に設けられているウォッシャ液噴出ノズル４近傍
に配置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウォッシャ液タン
クに貯溜されているウインドウォッシャ液を、ウォッシ
ャ液噴射ノズル近傍で急速に加熱して車輌窓ガラスに加
温ウォッシャ液を噴射するウインドウォッシャ液急速加
熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】冬期早朝のフロントウインド、リヤウイ
ンドの表面に付いた霜は、走行の際運転操作に支障をき
たすため、これらウインドに付いた霜の除去を行なって
から運転を行なう必要があった。

【０００３】一般的に、リヤウインドでは熱線ガラス構
造になっているため、この熱線に電流を通して発熱させ
て霜の除去を行なっていた。

【０００４】一方、フロントウインドでは熱線が走行の
妨げになるため熱線ガラス構造が用いられていないの
で、運転者は寒い中、温水をウインドにかけたり、市販
されている霜取り用の薬剤をウインドに噴霧して霜の除
去を行なったり、樹脂製のスクレーパーを用いてウイン
ドに付着した霜を削り落としていた。

【０００５】しかし、霜取りのために、霜取り用のスク
レーパーや薬剤あるいは温水を予め用意する必要があ
り、また、寒い中での霜取りは煩わしい作業であった。

【０００６】そこで、デフロスタの吹き出し口よりウイ
ンド表面に向けて温風を吹きかけることによって、ウイ
ンド表面温度を解氷温度より高くして霜を除去しようと
していたが、エンジンが暖機完了する前ではデフロスタ
の吹き出し口から吹き出される風が冷えているので、ウ
インド表面温度を解氷温度より高くして解氷することが
速やかにできなかった。

【０００７】このため、運転者が必要なときに加温した
ウインドウォッシャ液（以下ウォッシャ液と略記）を噴
射して、速やかに霜を解氷することができるような、ウ
ォッシャ液タンクに貯溜されているウォッシャ液を加熱
する装置が望まれていた。しかし、低温のウォッシャ液
を短時間で十分な温度まで加熱するには多大の電気的パ
ワーが必要となり、バッテリーに過大な負担がかかって
しまう。

【０００８】実開平４−１１１７５号公報には短時間に
多大な電気量を使用してバッテリーに過大な負担をかけ
ることなく、且つ、随時所望の量の加温ウォッシャ液を
ウインドに噴射することができるように、ウォッシャ液
タンクとウォッシャ液噴射ノズルとを結ぶ送液管路に、
電気加熱器を組み込んだ断熱構造の洗浄用中間タンクを
取り付けた車輌窓ガラス洗浄装置が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記実
開平４−１１１７５号公報に開示されている電気加熱器
を組み込んだ断熱構造の洗浄用中間タンクを、車輌内に
取り付けるためには十分なスペースが必要であった。た
とえ前記洗浄用中間タンクを車輌内に取り付けられたと
しても、前記電気加熱器で洗浄用中間タンク内に供給さ
れたウォッシャ液を十分な温度まで加温するのに時間が
かかるので、この洗浄用中間タンクが断熱構造であって
も気温の低い場所に長時間駐車した後では速やかに加温
されたウォッシャ液を供給することが難しかった。

【００１０】一方、前記洗浄用中間タンクを取り付けた
位置によっては、この洗浄用中間タンクからウォッシャ
液噴出ノズルまでの距離が離れすぎていることにより、
加温されていたウォッシャ液の温度が設定温度より下が
ってしまうおそれがある。このため、ウォッシャ液噴出
ノズルから適温のウォッシャ液が噴射されるように、洗
浄用中間タンク内のウォッシャ液の温度を予め高く設定
しておかなければならなくなって、バッテリーに余分な
負担をかけることになる。

【００１１】そして、上述の問題を解決するため、ウォ
ッシャ液噴出ノズル近傍に抵抗加熱機構の加熱源を設置
しようとすると、熱交換器が大きくなるばかりでなく、
搭載スペースが限定されて熱交換効率が悪くなる。ま
た、熱交換器にウォッシャ液が直接接触するため、腐蝕
するおそれもでてくる。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ウォッシャ液噴出ノズル近傍で、電気エネルギを熱
エネルギに変換し非接触状態でウォッシャ液に供給して
急速に加熱でき、且つ、設置の自由度が大きいウインド
ウォッシャ液急速加熱装置を提供することを目的として
いる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のウインドウォッ
シャ液急速加熱装置は、ウインドウォッシャ液配管の中
途部に配設され、ウインドウォッシャ液配管内を流れる
ウインドウォッシャ液を加熱する磁性体からなる熱交換
部と、この熱交換部に巻回し渦電流を発生させる誘導加
熱コイルと、この誘導加熱コイルに高周波電流を通電
し、交番磁界を発生させる誘導加熱制御手段とを具備し
ている。そして、前記熱交換部及び誘導加熱コイルを前
記ウインドウォッシャ液配管の端部に設けられるウォッ
シャ液噴出ノズル近傍に配置している。

【００１４】この構成によれば、ウインドウォッシャ液
配管中を流れるウインドウォッシャ液は、熱交換部を通
過することによって加熱され、ウインドウォッシャ液配
管の端部に設けられているウォッシャ液噴出ノズルから
適温のウォッシャ液を噴出する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１ないし図４は本発明の第１実
施形態に係り、図１はウインドウォッシャ液急速加熱装
置を備えたウォッシャ液供給システムの概略構成を示す
説明図、図２はウインドウォッシャ液急速加熱装置の基
本構成を示す系統図、図３はウインドウォッシャ液急速
加熱装置のウォッシャ液加熱部の構成を示す説明図、図
４は加熱制御装置の基本構成を示す系統図である。

【００１６】図１に示すように本実施形態のウォッシャ
液供給システムは、車輌内に備えられているウォッシャ
液タンク１に貯溜されているウインドウォッシャ液（以
下ウォッシャ液と略記）を、このウォッシャ液タンク１
内に配設したウォッシャ液用電動ポンプ（以下電動ポン
プと略記）２を駆動させることによって、前記ウォッシ
ャ液タンク１に一端が連結されているウォッシャ液配管
３にウォッシャ液を流出して、このウォッシャ液配管３
の他端部に設けられているウォッシャ液噴出ノズル４か
らフロントウインド５に向けてウォッシャ液を噴出する
ものである。

【００１７】前記ウォッシャ液配管３の中途部にはウォ
ッシャ液を加熱するためのウインドウォッシャ液急速加
熱装置６が設けられており、このウインドウォッシャ液
急速加熱装置６にはバッテリ７から電力が供給されるよ
うになっている。

【００１８】なお、電源としてのバッテリ７に換え、バ
ッテリ７よりもパワー密度が高く、内部抵抗の小さい電
気二重層コンデンサを使用することも可能である。

【００１９】このため、前記ウインドウォッシャ液急速
加熱装置６に電力を供給することによって、前記ウォッ
シャ液配管３内を流れるウォッシャ液がこのウインドウ
ォッシャ液急速加熱装置６を通過することにより加熱さ
れる。そして、ウォッシャ液噴出ノズル４からフロント
ウインド５に向けて加温されたウォッシャ液を噴出す
る。なお、符号５ａはフロントウインド５に配設されて
いるワイパーである。

【００２０】図２に示すようにウインドウォッシャ急速
加熱装置６は、誘導加熱制御手段１０と誘導加熱コイル
１２や熱交換部となる加熱用ヒータ１３などを設けた誘
導加熱部１１とで構成され、前記誘導加熱制御手段１０
にはウォッシャ操作スイッチ９を介してバッテリ７が接
続されている。なお、前記誘導加熱コイル１２や加熱用
ヒータ１３などで構成される誘導加熱部１１は、前記ウ
ォッシャ液配管３の端部に設けられるウォッシャ液噴出
ノズル４近傍に配置する。

【００２１】図３に示すように誘導加熱部１１は、前記
ウォッシャ液噴出ノズル４近傍のウォッシャ液配管３の
中途に配設され、ウォッシャ液の流れる透孔１４ａを有
する比透磁率が小さく、耐熱性を有するプラスチックや
セラミックスなどの管腔部材で形成された連通管１４
と、この連通管１４の透孔１４ａ内に配置され、連通管
１４内を通過するウォッシャ液が接触し、透磁率が高
く、耐腐蝕性及び耐熱性に優れた例えば磁性体のステン
レススチール（以下ＳＵＳと略記）細線をウォッシャ液
の流れを妨げることがないように丸めて形成した発熱す
る加熱用ヒーター１３と、前記連通管１４の外周に巻回
されて前記誘導加熱制御手段１０から高周波電流が供給
されることによってコイル周辺部に交番磁界を発生する
誘導加熱コイル１２と、前記連通管１４及び誘導加熱コ
イル１２を覆い電磁的悪影響を与えることを防止する内
部抵抗の大きい珪素鋼板などで形成したシールドケース
１５とで構成されている。このため、誘導加熱部１１
は、小型軽量になり、前記ウォッシャ液配管３の端部に
設けられるウォッシャ液噴出ノズル４近傍に容易に配置
することができる。

【００２２】前記誘導加熱部１１は、前記ウォッシャ操
作スイッチ９をＯＮ状態にすると前記誘導加熱制御手段
１０に電源が供給されることにより、高周波電流を誘導
加熱コイル１２に供給する。前記誘導加熱コイル１２に
高周波電流が供給されるとコイル周辺には交番磁界が発
生し、磁性体からなる加熱用ヒータ１３に渦電流損失及
びヒステリシス損失（但し、ヒステリシス損失は極く小
さいため無視できる）が発生する。その結果、主として
前記加熱用ヒータ１３のＳＵＳ細線表面付近に誘導され
た渦電流が加熱用ヒータ１３を形成するＳＵＳ細線自身
の内部抵抗によってジュール熱に変換され、加熱用ヒー
タ１３が発熱する。このとき、前記誘導加熱コイル１２
から加熱用ヒータ１３のＳＵＳ細線には非接触で電気的
エネルギが供給されるため、この加熱用ヒータ１３には
電力供給用端子が不要であり、電熱式ヒータのように相
互に絶縁を必要としないので構造が簡素になる。

【００２３】なお、前記シールドケース１５を内部抵抗
の大きな部材で形成したことにより、前記誘導加熱コイ
ル１２から発生する磁束が効率良く加熱用ヒータ１３に
集中する。

【００２４】また、前記連通管１４の透孔１４ａの直径
寸法と、前記ウォッシャ液配管３の内孔３ａの直径寸法
とを 透孔１４ａの直径寸法＜内孔３ａの直径寸法 の関係が成り立つように設定することにより、この加熱
用ヒータ１３を通過するウォッシャ液量を少なくて加熱
レスポンスを向上させたり、逆に透孔１４ａの直径寸法
を大きく設定して加熱表面積を増大させた加熱用ヒータ
１３を配置することによって加熱レスポンスを向上させ
ることもできる。

【００２５】さらに、前記連通管１４の両端部をシール
ドケース１５より突出させることにより、このシールド
ケース１５から突出した連通管１４の両端部にウォッシ
ャ液配管３を密着させて連結できるので、このウォッシ
ャ液配管３と連通管１４との連結部からウォッシャ液が
漏れ出ることを防止している。

【００２６】上述のように構成したウインドウォッシャ
液急速加熱装置６を備えたウォッシャ液供給システムの
作用について説明する。

【００２７】運転者がフロントウインドに付いた霜を取
るため、ウォッシャ操作スイッチ９をＯＮ状態にする。
すると、前記電動ポンプ２が駆動されてウォッシャ液タ
ンク１からウォッシャ液配管３にウォッシャ液が供給さ
れると共に、誘導加熱制御手段１０に電源が供給され、
さらに誘導加熱制御手段１０から前記誘導加熱部１１の
誘導加熱コイル１２に高周波電流が流れて加熱用ヒータ
１３に渦電流が生成されて発熱する。

【００２８】一方、前記ウォッシャ液配管３を流れるウ
ォッシャ液は、前記ウォッシャ液噴出ノズル４近傍に配
置されている前記加熱用ヒータ１３が配置されている連
通管１４内に流れ込んでいく。この連通管１４内に流れ
込んだウォッシャ液が発熱している加熱用ヒータ１３を
通過していくことにより加熱される。そして、この加温
されたウォッシャ液がウォッシャ液噴出ノズル４から霜
の付いたフロントウインドに向かって噴射されて霜を融
かしていく。このとき、前記誘導加熱部１１の誘導加熱
コイル１２と加熱用ヒータ１３とがウォッシャ液噴出ノ
ズル４近傍に配設されているので、前記加熱用ヒータ１
３によって加温されたウォッシャ液が冷めることなくウ
ォッシャ液噴出ノズル４から噴射される。

【００２９】このように、ウインドウォッシャ液急速加
熱装置６を備えたウォッシャ液供給システムでは誘導加
熱コイル１２と加熱用ヒータ１３とをウォッシャ液噴出
ノズル４近傍に配設し、誘導加熱コイル１２に高周波電
流を流して交番磁界を発生させて、電磁誘導により発生
する渦電流により加熱用ヒータ１３を加熱する一方、こ
の加熱された加熱用ヒータ１３にウォッシャ液噴出ノズ
ル４から噴射されるウォッシャ液を通過させて、ウォッ
シャ液を効率良く加熱して加温されたウォッシャ液をウ
ォッシャ液噴出ノズル４から噴射することができる。

【００３０】また、ウォッシャ液を加熱する加熱用ヒー
タ１３がウォッシャ液噴出ノズル４近傍に配設されてい
るため、発生した熱エネルギの損失を大幅に低減するこ
とができる。

【００３１】さらに、加熱用ヒータ１３は、ＳＵＳ細線
材を丸めて所定の形状に成形することによってウォッシ
ャ液が接触する表面積を広くさせることによって、バッ
テリーの負荷を増大させることなくウォッシャ液の加熱
レスポンスを向上させることができるばかりでなく、加
熱用ヒータ１３のＳＵＳ細線材を所定の長さに切断して
不規則に束ねて所定の形状に成形することもできるなど
形状の自由度が大きい。

【００３２】また、誘導加熱部１１が小型軽量で取り付
け位置の自由度が大きく、さらに連通管１４内に設置さ
れた加熱用ヒータ１３に対して給電用の端子や給電用の
太い配線が不要のため、給電用端子と連通管１４との間
のシールなどの心配がなくなり、信頼性が大幅に向上す
ると共に、保守が不要になってメンテナンス性が向上す
る。

【００３３】なお、前記加熱用ヒータ１３を構成する磁
性体には温度が低いと透磁率が大きくなり、温度が高い
と透磁率が小さくなるという性質がある。このため、前
記誘導加熱コイル１２の共振周波数は、磁性体で構成さ
れた加熱用ヒータ１３の温度の変化と共に変化する透磁
率によって変化する。このため、前記加熱用ヒータ１３
の温度は、誘導加熱コイル１２の共振周波数を制御する
ことによって行なえる。図４に示す符号１６は誘導加熱
制御手段１０に設けられて後述する加熱温度制御手段２
０を構成する前記誘導加熱コイル１２から発振された共
振周波数を直流電流に変換して出力する周波数／電圧コ
ンバータ（以下Ｆ／Ｖコンバータ）である。

【００３４】図４に示すように前記誘導加熱コイル１２
の温度を制御する加熱温度制御手段２０は、前記Ｆ／Ｖ
コンバータ１６と、設定温度に対応する直流電圧を出力
する比較基準直流電圧出力部１８と、前記Ｆ／Ｖコンバ
ータ１６から出力された直流電圧と前記比較基準直流電
圧出力部１８から出力された直流電圧とが入力される比
較器１７とで構成されている。

【００３５】このことにより、前記比較基準直流電圧出
力部１８で予め設定した前記加熱用ヒータ１３の温度に
対応する共振周波数に相当する直流電圧を比較器１７に
出力し、前記Ｆ／Ｖコンバータ１６で変換された直流電
圧が比較器１７に入力されることにより、比較器１７内
で前記加熱用ヒータ１３の温度によって出力された直流
電圧と設定温度に対応する基準直流電圧との差を比較す
る。そして、前記Ｆ／Ｖコンバータ１６で変換された直
流電圧が比較基準直流電圧出力部１８よりを出力された
基準直流電圧より高い値になったことを検出すると、比
較器１７から前記誘導加熱コイル１２の発振を停止する
信号が出力される。このとき、たとえウォッシャスイッ
チ９がＯＮ状態であったとしても、この比較器１７から
の出力信号が優先する。この結果、加熱用ヒータ１３の
温度が低下する。そして、前記加熱用ヒータ１３が所定
温度より下がったことを比較器１７で検出すると、再び
発振を開始する信号が出力されて加熱用ヒータ１３の温
度が上昇していく。

【００３６】このように、加熱用ヒータ１３の温度をＦ
／Ｖコンバータ１６，比較基準直流電圧出力部１８及び
比較器１７を備えた加熱温度制御手段２０によって制御
することができるので加熱用ヒータ１３の異常過熱を防
止することができる。また、比較基準直流電圧出力部１
８から出力される基準直流電圧を適宜設定することによ
ってウォッシャ液噴出ノズル４から噴射されるウォッシ
ャ液の温度を所望の温度に設定することができる。

【００３７】図５は本発明の第２実施形態に係るウイン
ドウォッシャ液急速加熱装置の他のの構成を示す説明図
である。

【００３８】本実施形態のウインドウォッシャ液急速加
熱装置２６は、前記第１実施形態のウインドウォッシャ
液急速加熱装置６では誘導加熱制御手段１０と誘導加熱
部１１とが別体であったのに対し、前記誘導加熱制御手
段１０と誘導加熱部１１とを一体に構成している。

【００３９】即ち、ウインドウォッシャ液急速加熱装置
２６には、バッテリ７からの直流電流を高周波電流に変
換するパワートランジスタ２２と共振周波数により加熱
用ヒータ１３の温度を制御する温度制御回路２３とを実
装して誘導加熱制御手段１０となる基板２１が配設され
ている。この基板２１には誘導加熱部１１を形成する誘
導加熱コイル１２の一端が接続されている。その他の構
成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同符号
を付して説明を省略する。

【００４０】このように、誘導加熱制御手段１０と誘導
加熱部１１とを一体構造にしたことにより、高周波電流
用配線のシールド処理が不要になるなどコスト低減が図
れると共に、設置個所の自由度が大幅に拡大する。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、誘
導加熱コイルに高周波電流を通電して交番磁界を発生さ
せ、磁性体からなる加熱用ヒータに磁束を透過させて発
熱させることにより、ウォッシャ液を加熱するため、バ
ッテリーの負荷を増大させることなく、加熱表面積を増
大させて加熱レスポンスを向上させ、且つ、設置の自由
度を向上することができる等優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るウインドウォッシ
ャ液急速加熱装置を備えたウォッシャ液供給システムの
概略構成を示す説明図

【図２】本発明の第１実施形態に係るウインドウォッシ
ャ液急速加熱装置の基本構成を示す系統図

【図３】本発明の第１実施形態に係るウインドウォッシ
ャ液急速加熱装置のウォッシャ液加熱部の構成を示す説
明図

【図４】本発明の第１実施形態に係る加熱制御装置の基
本構成を示す系統図

【図５】本発明の第２実施形態に係るウインドウォッシ
ャ液急速加熱装置の他の構成を示す説明図

【符号の説明】

３…ウォッシャ液配管 ６…ウインドウォッシャ液急速加熱装置 １０…誘導加熱制御手段 １１…誘導加熱部 １２…誘導加熱コイル １３…加熱用ヒータ ２０…加熱温度制御手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウインドウォッシャ液配管の中途部に配
   設され、ウインドウォッシャ液配管内を流れるウインド
   ウォッシャ液を加熱する磁性体からなる熱交換部と、 この熱交換部に巻回し渦電流を発生させる誘導加熱コイ
   ルと、 この誘導加熱コイルに高周波電流を通電し、交番磁界を
   発生させる誘導加熱制御手段と、 を具備することを特徴とするウインドウォッシャ液急速
   加熱装置。
2. 【請求項２】 前記熱交換部及び誘導加熱コイルを前記
   ウインドウォッシャ液配管の端部に設けられるウォッシ
   ャ液噴出ノズル近傍に配置したことを特徴とする請求項
   １記載のウインドウォッシャ液急速加熱装置。
3. 【請求項３】 前記誘導加熱制御手段に熱交換部の加熱
   温度を制御する加熱温度制御手段が設けられていること
   を特徴とする請求項１記載のウインドウォッシャ液急速
   加熱装置。
4. 【請求項４】 前記熱交換部、誘導加熱コイル及び加熱
   温度制御手段を設けた誘導加熱制御手段とを一体にして
   ウォッシャ液噴出ノズル近傍に配置したことを特徴とす
   る請求項１及び請求項３記載のウインドウォッシャ液急
   速加熱装置。