JPH01306347A

JPH01306347A - 水滴除去装置

Info

Publication number: JPH01306347A
Application number: JP63134920A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Imaizumi; 智章今泉; Koji Ito; 浩二伊藤; Shoji Okada; 岡田　尚司; Naofumi Fujie; 直文藤江
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1989-12-11

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１１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しようとしたものである。

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、水滴は板状部月１０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）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、板状部材の全体をむらなく振動させるた
めに、振動子の大きさが板状部十Ａとほぼ同じ大きさに
なっている。

ところで、一般的な振動子には、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、振動子が均一に振動しないことか
ら板状部材に不要な振動が発生（２７、消費電力が増大
するという問題点がある。

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）ｉｉｉ工述した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。

また、周波数可変手段を設け、発振回路の発振周波数を
変化させるようにした。

（作用）前述ｔ７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１．結果として板状部材の全体に均一
な定在波を発生させる。

板状部材に発生した水滴は板状部材の全体に均一に発生
した定在波によって除去される。

ｉ１１達した技術的手段によれば、板状部材に不要な振
動が発生しないことから消費電力が低減される。また、
振動子が小型になることによっても消費電力が低減され
る。

さらに、前述した技術的手段によれば、周波数可変手段
によって板状部材に発生する定在波の波長が変化するの
で、板状部材に発生する定在波の腹が移動する。従って
、板状部材のあらゆる部分に付着した水滴をむらなく除
去することができる。

（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が一体に形成さ
れている。電極２１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２ｏ
はｊ７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、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紺効果と、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、継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１１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（
１）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１１の裏面１１ａには強い収縮力
が作用し、ミラー１１が屈曲する。

第、４　ｂ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３
２に電源の（１）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。

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７、圧電振動子２０に交流電力を印加す
ると、ミラー１１は繰り返し屈曲される。ごこで交流電
力の周波数をミラー１１の最低共振周波数の整数倍付近
に選ふと、ミラー１１が共振し、ミラー１１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１１の反射面１’ｌｂは高速度で運動する。こ
の時、反射面１１ｂ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。

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ので、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
１１の共振周波数を考慮して定めると良い。本実施例で
は７０ＣｋＨｚ）〜８０（ｋＨｚ）の周波数範囲に存在
するミラー１１の共振周波数を利用するために、固有の
共振周波数が７０　（ｋＨｚ）　〜８０　（ｋＨｚ）程
度の圧電振動子２０を用いている。しかしながら、ミラ
ー１１の固有振動は低い周波数から高い周波数まで多数
存在しているので、他の周波数を使用してもよい。

−例として、本実施例装置の圧電振動子２０の電気的特
性を第５図に示す。第５図の電気的特性は、現在市販さ
れている一般的な車両用サイトミラー（はぼ１６０　（
ｍｍ）　ｘ９０　（印〕の長方形）の重心に、直径３０
（ｍｍ）、厚さ２．８（ｎ＋＋ｎ）の円板状の圧電振動
子２０を固定して測定したものである。この形状の圧電
振動子２０の共振周波数はおよそ７０［ｋＨｚ）にある
。また、ミラー１１の共振周波数は７０　（ｋＨｚ）　
〜８０１：ｋｌ（ｚ］の周波数範囲にいくつか存在する
。このグラフから、７３　（ｋｌ（ｚｌ〜８０　（ｋＨ
ｚ）で圧電振動子２０のインピーダンスが変動している
ことがわかる。即ち、測定に使用されたミラー１１の共
振系と圧電振動子２０の共振系を合わせた系では、共振
周波数が７３（ｋｌし］〜８０（ｋＨｚ）の範囲に存在
することがわかる。また、圧電振動子２０に１．８（ｗ
）の電力を入力した時、ミラー１１の反射面１１ｂの運
動速度は、圧電振動子２０の中心でおよそ３００　［ｍ
ｍ／ｓ）以上、ミラー１１の外周でおよそ１０００　（
Ｍ／ｓ）以上であった。

なお、多くの実験の結果、圧電振動子２０の固定位置を
変えても、ミラー１１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１１の一部に固定されていれば
、ミラー１１が重心に固定されている場合とほぼ同様な
振動が得られる。

また、本実施例装置では、圧電振動子２０が円板状であ
る。圧電振動子２０は特に円板状である必要はない。し
かしながら、円板状の圧電振動子２０を用いると、圧電
振動子２０が半径方向に伸縮することによって、ミラー
１１には圧電振動子２０の外周を取り囲む連続的な屈曲
が発生する。

それゆえに、円板状の圧電振動子２０を用いると、単一
の圧電振動子２０によってミラー１１の全体に均一な振
動を発生できる。

第６図に本実施例装置のミラー１１のある瞬間における
振動振幅の分布を示す。この分布図から、定在波の腹と
節が圧電振動子２０を中心にミラー１１の全面にほぼ均
一に分布していることがわかる。ミラー１１の反射面ｉ
ｔｂに付着した水滴は運動速度が最大となる位置、即ち
、定在波の腹の部分で霧化される。従って、本実施例装
置では、ミラー１１の大きざに比べて小型の圧電振動子
２０を使用しているにもかかわらず、ミラー１１の反射
面１１ｂの全面から水滴が除去される。

ところで、運動速度が最小となる位置、即ち、定在波の
節の部分では、定在波の腹の部分に比べて水滴を霧化す
るために時間がかかる。それゆえに、ミラー１１が振動
を始めると、定在波の節の部分には微細な水滴が残り、
見掛は上、ミラー１１の反射面１１ｂが曇ったようにな
る。この曇りは適当な短い時間、ミラー１１を振動させ
続けることによって除去される。しかしながら、このよ
うな曇りは発生しない方が好ましい。また、曇りを除去
するためにミラー１１を振動させ続けると、定在波の腹
の部分ではエネルギが浪費される。

そこで、本実施例装置では、特別な発振回路４０によっ
てミラー１１に発生する定在波の腹と節を移動させ、ミ
ラー１１の曇りの発生を防止している。

以下、第７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ｌｌ　３とＤ／Ａコ
ンバータ４４と、電圧制御発振回路４５１．および振動
子駆動回路４６を備えている。

電源回路４２は電池４７に接続されており、発振回路４
０の各回路に電力を供給する。また、入力回路４３には
スターｌ−スイッチ４日が接続されている。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
マイクロコシピユータ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２０の間には振動子
駆動回路４６が接続されている。駆動回路４６にはマイ
クロコンピュータ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８図、第９図、第１０図にマイク１０
コンピユータ４１で実行されるプログラムの一例を示１
゜第８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１２の異なる共振周波数がランダムに切り
換えられて出力される。また、第９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１２の異なる
共振周波数が順番に切り換えられて出力されろ。さらに
、第１０図に示されたプログラムによれば、発振回路４
０から、ミラー１２の一つの共振周波数を中心とした所
定の範囲内を連続的に変動する周波数が出力される。

まず、第８図のプログラムを説明する。電源回路４２が
電池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Ｓ３の処理が実行され、ストローブ信号４９が
オフにされる。逆に、スイッチ４８がオンである場合に
はステップ８４〜Ｓ７の処理が実行され、圧電振動子２
０が振動させられる。

ステップＳ４では、フラグｎに乱数が代入される。ここ
で乱数ば１”′、゛２１Ｚ１１３″”のいずれかの値を
とる。ステ・ンブＳ５では第１表に示すマツプが参照さ
れ、フラグｎの値に応じた数値がフラグｆに代入される
。フラグ［の値は、電圧制御発振回路４５の発振周波数
に相当する。なお、電圧制御発振回路４５の発振周波数
は全てミラー１２の共振周波数である。

ステップＳ６ではステップＳ５で設定されたフラグｒの
値がＤ／Ａコンバータ４４に出力され、電圧制御発振回
路４５が乱数によって定められた周波数で発振する。ス
テップＳ７ではストローブ信号がオンにされ、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Ｓ８では所定時間の間、処理の実行が休止される。

以上のプログラムによって、発振回路４ｏがらは、スタ
ートスイッチ・１８がオンになっている間、実質的にス
テップＳ８によって決定される所定時間間隔毎に、ミラ
ー１２の異なる共振周波数がランダムに切り換えられて
出力される。

次に、第９図のプログラムを説明する。第９図のプログ
ラムでは、第８図に示したプログラムのスナップＳ４が
ステップＳｌｌ、Ｓ１２．Ｓ１３に交換されている。ス
テップ８１１〜Ｓ１３の処理により、フラグｎの値は゛
ビ′す゛２パ→パ３′′→“ｌ”に）・・・・・・と順
次切り換えられる。従って、第９図のプログラムによっ
て、発振回路４ｏがらは、スタートスイッチ４８がオン
になっている間、実質的にステップＳ８によって決定さ
れる所定時間間隔毎に、ミラー１２の異なる共振周波数
が順番に切り換えられて出力される。

最後に、第１０図のプログラムを説明する。第１０図の
プログラムでは、第８図に示したプログラムのステップ
Ｓ４．Ｓ５がステップ３２１．Ｓ２２、Ｓ２３．Ｓ２４
に交ｔａされている。ステップ３２１〜Ｓ２４の処理に
より、フラグｆの値は所定値ｆ１を中心に所定の範囲内
を変動する。ここで、本実施例装置では、所定値ｆ１が
７４（ｋｌ（ｚ：１に相当する値、即ち８５″“に設定
されているので、フラグｆの値は′７５゛〜゛′９５°
“の間を変動する。従って、第９図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、実質的にステップＳ８１こよって決定
される所定時間間隔毎に、ミラー１２の一つの共振周波
数１４ＣｋＨｚ〕を中心とした６４（ｋ　Ｈｚ　）〜８
４（ｋｌ（ｚ：］の範囲内を連続的に変動する周波数が
出力される。

以上に述べた第８図、第９図、第１０図に示したプログ
ラムによれば、発振回路４０の発振周波数が変化する。

発振回路４０の発振周波数が変化すると、ミラー１２上
に発生する定在波の′＄、長が変化するので、ミラー１
１に発生する定在波の腹と節が移動する。従って、ミラ
ー１２上の運動エネルギをほぼ一様に分布させることが
できる。

この結果、ミラー１２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り、曇りの発生が防止され
る。また、曇りの除去に伴って発生するエネルギの浪費
も防止される。それゆえに、圧電振動子２０の発熱を最
小にしてミラー１２および圧電振動子２０の耐久性を向
上することができ乙。

また、第８図、第９図、第１０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１０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ＩＩの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１１の共振周
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。

土だ、本実施例装置では、ミラー１１を一定の周波数で
振動させていないので、共振状態における強い振動を妨
げることができる。それゆえに、ミラーＩＩの過大な変
位が防止され、ミラー１１に加えられる応力を残少さ廿
ることができる。従って、加えられた応力によりミラー
１１力砧１ｊれるのを防止することもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、小ざな消費ミノＪで板状部［オに付着
した水滴を除去できる。

また、振動子は板状部材の一部に固定されていればよい
ので、振動子は板状部子オに比べて小型となる。

【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−Ａｌｌｌｉ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＝１　ｃ図は本発明の一実施例
の動作を示した説明回である。第５図は本発明の一実施例装置の圧電振１す１子の電気
的特性示づ一グラフである。第６図は、本発明の一実施例装置のある瞬間にす夕ける
振動振幅の分布を示す分布図である。第７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８図、第９図、第１０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１
・である。第１１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、１１ｂ・・・反射面、２０・・圧電
振動子（振動子）、２１．２２・・・１掩、２３・・・
電歪素子、３１．３２・・−リード線、４０・・・発振
回路。４Ｉ・・・マイクロコンピユータ（周波数可変手段）。

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、前記板状部材を屈曲させ
る振動子と、該振動子に接続され、前記振動子により前記板状部材を
繰り返し屈曲させる発振回路と、該発振回路の発振周波数を変化させる周波数可変手段と
、を備える水滴除去装置。
（２）前記振動子を円板状としたことを特徴とした請求
項（１）記載の水滴除去装置。
（３）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
。
（４）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。
（５）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。
（６）前記振動子の共振周波数と前記板状部材の共振周
波数を一致させたことを特徴とした請求項（１）記載の
水滴除去装置。