JPH1062558A

JPH1062558A - 雨滴検出装置

Info

Publication number: JPH1062558A
Application number: JP8218364A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Amagasa; 俊之天笠
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】雨滴の付着による誤認識のない雨滴検出装置
を提供する。【解決手段】発光素子２と受光素子３をそれぞれ収容
した状態で離間対向して配設され、それらの間に車両の
走行に伴って生じる気流が通過しその断面積が空気流入
口７から中央の狭隘部８に向かって漸次減少する流路６
が形成された一対のカバー４、５を有する。また、カバ
ー４、５内に、空気取り入れ口２５、２６を介して外気
と連通しかつ流路６内において狭隘部８よりも下流側に
て空気吹き出し孔１０、１１により開口して形成される
と共に、空気吹き出し孔１０、１１に臨んで発光素子２
と受光素子３がそれぞれ対向して配設される空気流通路
１２、１３を有する。そして、気流が狭隘部８を通過す
るときに生じる負圧によって、空気流通路１２、１３を
介して空気吹き出し孔１０、１１から流路６内に気流を
吹き出させ、空気流通路１２、１３への雨滴の侵入を防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、雨滴検出装置に関
し、特に、車両用のオートワイパシステムに用いる通過
物認識型の雨滴検出装置に適用して有効な技術に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車載設備の自動化の一貫として、
気象状況を感知して自動的にワイパーを作動させたり、
その動作速度を変化させたりする、いわゆるオートワイ
パシステムを装備した車両が増加している。このオート
ワイパシステムでは、降雨状況の感知のため、例えば自
動車にあっては、その前面のラジエターグリルやフロン
トバンパー等に、雨滴の存在を感知する雨滴検出装置が
設けられている。

【０００３】ここで、この雨滴検出装置は、受光素子と
発光素子を対向させ、雨滴がその光束を遮ることにより
生ずる受光量の変化を電気信号に変換して雨滴の存在を
検出する。その一例を示したものが図６の雨滴検出装置
５０である。そこでは、発光部５１と受光部５２が、対
向する側壁部５３、５４にそれぞれ配置されており、そ
の間に形成される凹部空間５５を車両の進行に伴って生
ずる気流（矢印）が流れるようになっている。そして、
この気流と共に運ばれる雨滴５６によって生じる受光部
５２における受光量の変化を検出回路（図示せず）によ
って検知し、その値に基づきワイパーの動作制御が行わ
れる。

【０００４】ところでこの場合、発光部５１や受光部５
２に泥や虫等の異物が付着すると光束が遮られたままの
状態となり、雨滴の存在を正確に検出できない。そのた
め、図７のように、側壁部５３、５４を外方に広がるよ
うに互いに傾斜させ、車両走行中にこの側壁部５３、５
４に吹き付ける雨滴によって異物を洗い流すように構成
された実公平４−３５７９７号公報のような装置も提案
されている。なお、実公平４−３５７９７号公報では、
図６のものとは異なり、側壁部５３、５４を車両前方に
向けて取り付け、傾斜面が車両正面を向くように配置さ
れる。

【０００５】また、降雨検知装置としては、特開平４−
１９４６５７号公報の降雨センサーのように、電極板上
に付着した水滴による電極間の短絡を検知して雨滴の存
在を検出するものもある。この場合、特開平４−１９４
６５７号公報では、電極板の腐蝕防止のため、電極板上
面に向かって空気を吹き出す穴を設け、これより圧縮空
気を吹き出し電極板を乾燥させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の雨滴検出装置にあっては、図８のように、発
光部５１や受光部５２に雨滴５６が付着した状態で車両
が走行すると、付着した雨滴が風圧や車両の振動によっ
て揺れて光束を遮り、これを雨滴の通過と誤認識すると
いう問題があった。また、その揺れにより、受光部から
発せられる電気信号の出力が変動し、雨滴量を正確に検
出できないという問題もあった。

【０００７】この場合、特開平４−１９４６５７号公報
のように雨滴を圧縮空気によって強制的に吹き飛ばす構
成も可能である。しかしながら、かかる構成のために
は、さらに空気圧縮機やそのための周辺回路等が必要と
なり、装置が大掛かりとなると共に車両の重量も増加す
るという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、簡易な構成でありながら
雨滴の付着による誤認識のない雨滴検出装置を提供する
ことにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１１】すなわち、本発明の雨滴検出装置は、発光
素子と受光素子を離間対向して設け、これらの間を通過
する雨滴が発光素子から受光素子に向かう光束を遮るこ
とによって生じる受光量の変化に基づき雨滴の存在を検
出する車両用の雨滴検出装置であって、発光素子と受光
素子をそれぞれ収容した状態で離間対向して配設され、
それらの間に車両の走行に伴って生じる気流が通過しそ
の断面積が入口側から中央の狭隘部に向かって漸次減少
する流路が形成された一対の素子収容部を有する。ま
た、この素子収容部内に、空気取り入れ口を介して外気
と連通しかつ流路内において狭隘部よりも下流側に開口
して形成されると共に、開口部に臨んで発光素子と受光
素子がそれぞれ対向して配設される空気流通路を有する
ことを特徴としている。そして、気流が狭隘部を通過す
るときに生じる負圧によって、空気流通路を介して開口
部から流路内に気流を吹き出させ、この吹き出し気流に
より、空気流通路への雨滴の侵入を防止している。

【００１２】この場合、前記開口部の上部に開口部の上
側を覆うフード部を設けて車両停止時における空気流通
路への雨滴の侵入を防止したり、前記空気流通路の空気
取り入れ口側にラビリンスを形成して空気取り入れ口側
からの雨滴の侵入を防止したりすることもできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）以下、本発明の実施の形態を図面に基
づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態１
である雨滴検出装置の全体構成を示す斜視図、図２は、
その要部を示す断面図である。

【００１４】当該実施の形態１の雨滴検出装置は、図
１、２に示すように、筐体１内に、発光素子２と受光素
子３をそれぞれ収容した同一構造のカバー（素子収容
部）４、５を離間対向して設けた構成となっており、ワ
イパーの動作速度の制御に用いられる。また、カバー
４、５の間には、車両の走行により生じた気流が通過す
る流路６が形成されており、この気流に含まれる雨滴が
発光素子２から受光素子３に向かう光束を遮ることによ
る受光量の変化を捉えて雨滴の存在を検出する。なお、
筐体１やカバー４、５は、合成樹脂によって形成され、
例えば自動車のボンネットやラジエターグリル等、車両
の前面側に、図１における後側、図２における左側を正
面にして取り付けられる。

【００１５】ここでカバー４、５は、図２に示すよう
に、全体として飛行機の翼の断面のような形となってい
る。このため流路６は、空気流入口７側（入口側）より
中央に向かって徐々に狭まり、カバー４、５の先端部４
ａ、５ａにおいて狭隘部８を形成し、再び空気排出口９
に向かって広がっている。このように当該雨滴検出装置
においては、流路６の断面積が空気流入口７から中央の
狭隘部８に向かって漸次減少するようになっている。

【００１６】一方、カバー４、５の先端部４ａ、５ａの
若干下流側（図２中右側）には、空気吹き出し孔１０、
１１が対向して形成されている。また、その奥には空気
吹き出し孔（開口部）１０、１１と連通して空気流通路
１２、１３が形成されている。そして、この空気流通路
１２、１３の最奥部には、発光素子２、受光素子３が配
設されており、その前面に設けられた透過板１４、１５
と共に、それぞれ発光部１６と受光部１７を形成してい
る。この場合、発光部１６と受光部１７は、図２に示し
たように、空気吹き出し孔１０、１１に臨んで、空気流
通路１２、１３を介して直接見通せる位置関係にあり、
空気流通路１２、１３は発光部１６から受光部１７に至
る光束の光路となっている。そして、流路６中の雨滴１
８がこの光束２７を遮ることにより雨滴の存在が検出さ
れる。なお、空気吹き出し孔１０、１１の大きさは、光
束２７の径よりも若干大きいものであれば良いが、大き
すぎるものは雨滴侵入の面から好ましくない。また、発
光部１６と受光部１７との距離は約９０ｍｍ程度を想定
しているが、この値に限られないことは言うまでもな
い。

【００１７】ここで、カバー４、５の先端部４ａ、５ａ
には、空気流通路１２、１３を覆って空気吹き出し孔１
０、１１を形成する鍔部１９、２０が形成されている。
また、この鍔部１９、２０と空気吹き出し孔１０、１１
を挟んで対向する開口縁２１、２２は、一点鎖線にて示
した鍔部１９、２０の延長線上よりも一段下がった位置
に形成されている。これにより、当該雨滴検出装置で
は、雨滴が先端部４ａ、５ａに付着した場合であって
も、付着した雨滴は鍔部１９、２０の先端から開口縁２
１、２２を越して空気排出口９側に飛び、空気流通路１
２、１３内にこの雨滴が流れ込まないようになってい
る。

【００１８】また、カバー４、５の空気流通路１２、１
３は、発光部１６と受光部１７の前面で直角に曲がり、
ラビリンス２３、２４を形成しつつ空気取り入れ口２
５、２６へと延びている。従って、このラビリンス２
３、２４により、空気取り入れ口２５、２６から雨滴が
侵入した場合でも、この雨滴は発光部１６や受光部１７
には到達できない。なお、ラビリンス２３、２４は、カ
バー本体４ｂ、５ｂとラビリンスブロック４ｃ、５ｃと
を組み合わせることによって形成されており、それぞれ
は別個に射出成形等により作成される。

【００１９】ところでこのような構成のカバー４、５を
有する雨滴検出装置においては、空気流入口７より流路
６内に流れ込んだ気流は、流速を増しつつ狭隘部８に至
る。このため、狭隘部８の近傍においては、いわゆるベ
ンチュリー管と同様、ベルヌーイの定理により、狭隘部
８における圧力が低下して負圧が発生する。

【００２０】ここで、ベンチュリー管とは、ベルヌーイ
の定理に基づき管内の流体の流量を測定するものであ
り、基本的には図３のような構成となっている。この場
合、（１）、（２）点における断面積Ａ１、Ａ２と、静
圧Ｐ１、Ｐ２と、管内の流量Ｑとの間には次のような関
係がある。なお式中γは、流体の比重量である。

【００２１】

【数１】

【００２２】これをＰ２について解くと、

【００２３】

【数２】

【００２４】すなわち、この式（２）から分かるよう
に、断面積が小さくなる（２）地点では、（１）地点よ
りその静圧が低下することになる。これを当該雨滴検出
装置に当てはめて考えると、（２）地点たる狭隘部８で
は、（１）地点たる空気流入口７より圧力が低下してい
ることになる。従って、狭隘部８に近い空気吹き出し孔
１０、１１でも流路６の気流によって負圧が発生する。
このため、空気流通路１２、１３には空気取り入れ口２
５、２６を介して外気が導入され、それが空気吹き出し
孔１０、１１から流路６内に吹き出すことになる。すな
わち、発光部１６や受光部１７の近傍や空気吹き出し孔
１０、１１には、流路６方向に流れる、いわゆるエアー
カーテン状の気流が発生する。そしてこれにより、空気
流通路１２、１３への雨滴の侵入、付着が防止され、発
光部１６や受光部１７への雨滴の侵入、付着も防止され
る。このように、発光部１６や受光部１７は、空気吹き
出し孔１０、１１側および空気取り入れ口２５、２６側
の何れの側からも雨滴が侵入しないようになっている。

【００２５】一方、当該雨滴検出装置では、筐体１の上
面側にはフード部１ａが形成されており、上からの雨滴
の侵入も防止できるようになっている。すなわち、車両
停止時には、前記のベンチュリー管の原理による吹き出
し気流が存在しないため、空気吹き出し孔１０、１１の
上面を覆わないと雨滴が空気流通路１２、１３に侵入す
るおそれがある。そこで当該雨滴検出装置では、空気吹
き出し孔１０、１１の上部を覆うように筐体１の上面側
にフード部１ａを形成して空気流通路１２、１３への雨
滴の侵入を防止している。なお、図１ではフード部１ａ
を筐体１の上面全体に形成した例を示したが、フード部
１ａは必ずしも筐体１全体を覆う必要はなく、停止時に
おける雨滴の侵入を防止できる範囲であれば、空気吹き
出し孔１０、１１の上部近傍のみを覆うものでも良く、
その大きさは任意である。

【００２６】次にかかる構成からなる雨滴検出装置にお
いては、次のようにして雨滴が検出される。なお、当該
雨滴検出装置は、ワイパーのＯＮ・ＯＦＦは車両運転者
が行い、ワイパーの動作速度の制御を雨滴検出装置を用
いて自動的に行うタイプのワイパーシステムを対象とし
ている。

【００２７】まず、当該雨滴検出装置では、車両の走行
に伴って空気流入口７から流路６に対し、図１、２中の
矢印３０の方向から外気が流入する。このとき、車両が
降雨の中を走行している場合には、この気流中に雨滴１
８が含まれることになる。次に、この気流は前述のベン
チュリー管と同様に、流路６内を次第に流速を上げなが
ら狭隘部８に至る。そして、空気吹き出し孔１０、１１
の前を通過して再び流速を落としつつ空気排出口９に抜
ける。このとき、狭隘部８では前述のように負圧が発生
し、これにより空気取り入れ口２５、２６および空気流
通路１２、１３を介して、空気吹き出し孔１０、１１か
ら流路６に向かって気流が吹き出す。このため流路６中
を通過する雨滴１８は、この気流に妨げられて空気流通
路１２、１３には入り込まない上に、鍔部１９、２０か
ら吹き飛ばされる。すなわち、発光部１６や受光部１７
に雨滴１８が付着することがなく、これを雨滴の通過と
誤認する事態も防止される。

【００２８】一方、気流中に雨滴１８が含まれている場
合には、この雨滴１８が発光部１６から受光部１７に向
かう光束２７を遮断し、受光部１７では受光量が減少す
る。この場合、光束２７を遮断する雨滴１８の数が多い
程、すなわち降雨量が多い程受光部１７における受光量
が減少する。そして、この変化を電気信号に変換して雨
滴検出回路（図示せず）に送り、そこで雨量が判断され
てワイパーの動作速度が適宜制御される。

【００２９】なお、当該雨滴検出装置では、車両停止時
にはフード部１ａにより雨滴が流路６内に侵入すること
が妨げられるため、雨滴が空気吹き出し孔１０、１１の
前面を通過することがなく、雨が降っていないときと同
じ状況となる。このため、ワイパー作動スイッチがＯＮ
の時に雨滴を検出しなくなった場合には、例えば信号待
ちや渋滞等により車両が停止したと判断し、ワイパーを
所定間隔の間欠運転に自動的に切り替え視界を確保する
ようにしている。

【００３０】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２である雨滴検出装置について説明する。図４は、そ
の全体構成を示す斜視図である。当該雨滴検出装置は、
ワイパーのＯＮ・ＯＦＦをも自動的に制御するフルオー
トワイパーに対応したものであり、実施の形態１ではフ
ード部１ａを筐体１の上面全体に形成していたのに対
し、それをカバー４、５の上縁に庇状に形成したことを
特徴としている。なお、フード部１ａ以外の構成は実施
の形態１と同様であるのでその詳細は省略する。

【００３１】当該雨滴検出装置では、筐体１の上面が切
り欠かれていることから、車両停止時においても雨滴の
検出を行うことができる。すなわち、フード部１ａ間の
切れ目２８から、雨滴が流路６内に入り空気吹き出し孔
１０、１１の前面を通り、光束２７を横切ることが可能
な構成となっている。従って、この雨滴検出装置によれ
ば、車両停止時と非降雨時との区別を行うことができ、
雨滴の検出に伴いワイパーを自動的に作動させたり、雨
滴を検出しなくなったときに自動的にワイパーを止めた
りすることが可能となる。

【００３２】（実施の形態３）図５は、本発明の実施の
形態３である雨滴検出装置の全体構成を示す斜視図であ
る。当該雨滴検出装置もフルオートワイパーに対応した
ものであり、ここでは、フード部１ａを形成する代わり
に、空気吹き出し孔１０、１１の形状を雨滴が侵入でき
ない形状に形成したことを特徴としている。なお、フー
ド部１ａがない点および空気吹き出し孔１０、１１の形
状に特徴がある点以外の構成は実施の形態１と同様であ
るのでその詳細は省略する。

【００３３】ここで、当該雨滴検出装置の空気吹き出し
孔１０、１１は、図５に示したように、その上縁２９が
下流方向に向かってテーパー状に形成されている。すな
わち、空気吹き出し孔１０、１１の上縁２９に付着した
雨滴は自然に後方へと流れ落ちるようになっている。従
って、雨滴が空気吹き出し孔１０、１１の上縁２９に滴
となって垂れ下がったり、空気吹き出し孔１０、１１内
に侵入したりすることを防止できる。なお、空気吹き出
し孔１０、１１から吹き出す気流も後部側ほど絞られて
流速が増すため、後部側に流れ落ちた雨滴も車両走行に
伴い迅速に吹き飛ばされる。

【００３４】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３５】たとえば、空気取り入れ口２５、２６は、
必ずしも図２のように車両進行方向に沿って延在させる
必要はなく、例えば、筐体１の下面側に延在させ、空気
取り入れ口２５、２６を筐体１の下面に開口させるよう
にしても良い。この場合、空気排出口９から飛散した雨
滴が空気取り入れ口２５、２６に侵入しにくくなり、よ
り効果的に雨滴の侵入を防止できると共に、万一雨滴が
侵入しても車両停止時にそこから雨滴を排出することも
可能である。

【００３６】また、雨滴の侵入を有効に防止できれば、
特にラビリンス２３、２４を形成する必要はなく、例え
ば空気は流通するが水分子は透過させない通気性の膜を
空気取り入れ口２５、２６に設け、空気流通路１２、１
３はストレート孔とすることも可能である。

【００３７】さらに、前記の実施の形態では、カバー
３、４をカバー本体４ｂとラビリンスブロック４ｃを組
み合わせて形成した例を示したが、例えば、図２に示し
たような断面を有するブロックを上下に組み合わせる
等、カバー内に空気流通路１２、１３とラビリンス２
３、２４を形成し得る形態であればその構成は前記の例
に限られない。

【００３８】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野である車両用の雨滴検出装
置に適用した場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、たとえば、オフィスビルやホテル等に
おける天気情報の提供等にも適用できる。

【００３９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４０】（１）ベンチュリー管の原理を応用して、
雨滴検出装置の流路断面積を変化させて負圧を発生さ
せ、流路内に光路を兼ねる空気吹き出し孔を設けてそこ
から流路に気流を吹き出させたことにより、発光部や受
光部に雨滴が付着するのを防止できる。従って、付着し
た雨滴による光束遮断を雨滴の通過と誤認識してしまう
ことを防止でき、雨滴検出の精度を向上できるという効
果がある。

【００４１】（２）空気吹き出し孔の上部にフード部を
形成したことにより、車両停止によってベンチュリー管
の原理による気流が発生しない場合でも、発光部や受光
部に雨滴が侵入しないという効果がある。

【００４２】（３）空気流通路にラビリンスを形成した
ことにより、空気流通路への雨滴の侵入を防止すること
ができる。従って、空気流通路の空気取り入れ口側から
発光部や受光部に雨滴が侵入するのを防止できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１である雨滴検出装置の全
体構成を示す斜視図である。

【図２】図１の雨滴検出装置の要部を示す断面図であ
る。

【図３】ベンチュリー管の原理を説明する説明図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態２である雨滴検出装置の全
体構成を示す斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態３である雨滴検出装置の全
体構成を示す斜視図である。

【図６】従来の雨滴検出装置の構成を示す斜視図であ
る。

【図７】従来の他の雨滴検出装置の構成を示す斜視図で
ある。

【図８】従来の雨滴検出装置に雨滴が付着した状況を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１筐体１ａフード部２発光素子３受光素子４カバー（素子収容部）４ａ先端部４ｂカバー本体４ｃラビリンスブロック５カバー（素子収容部）５ａ先端部５ｂカバー本体５ｃラビリンスブロック６流路７空気流入口８狭隘部９空気排出口１０空気吹き出し孔（開口部）１１空気吹き出し孔（開口部）１２空気流通路１３空気流通路１４透過板１５透過板１６発光部１７受光部１８雨滴１９鍔部２０鍔部２１開口縁２２開口縁２３ラビリンス２４ラビリンス２５空気取り入れ口２６空気取り入れ口２７光束２８切れ目２９上縁３０矢印５０雨滴検出装置５１発光部５２受光部５３側壁部５４側壁部５５凹部空間５６雨滴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子と受光素子を離間対向して設
け、これらの間を通過する雨滴が前記発光素子から前記
受光素子に向かう光束を遮ることによって生じる受光量
の変化に基づき雨滴の存在を検出する車両用の雨滴検出
装置であって、前記発光素子と前記受光素子をそれぞれ収容した状態で
離間対向して配設され、それらの間に、車両の走行に伴
って生じる気流が通過しその断面積が入口側から中央の
狭隘部に向かって漸次減少する流路が形成された一対の
素子収容部と、前記素子収容部内に、空気取り入れ口を介して外気と連
通しかつ前記流路内において前記狭隘部よりも下流側に
開口して形成されると共に、前記開口部に臨んで前記発
光素子と前記受光素子がそれぞれ対向して配設される空
気流通路を有することを特徴とする雨滴検出装置。
【請求項２】請求項１記載の雨滴検出装置であって、
前記開口部の上部に前記開口部の上側を覆うフード部を
設けたことを特徴とする雨滴検出装置。
【請求項３】請求項１または２記載の雨滴検出装置で
あって、前記空気流通路の前記空気取り入れ口側にラビ
リンスを形成したことを特徴とする雨滴検出装置。