JPH03235742A - 自動車用ミラーの水滴除去装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はフェンダ−ミラー、ドアーミラー等のミラー面
の視界を維持する自動車用ミラーの水滴除去装置に関す
るもので、特に、ミラー面に付着した水滴、氷、霜、曇
等を除去する自動車用ミラーの水滴除去装置の構造に関
するものである。

［従来の技術］ この種の自動車用ミラーの水滴除去装置の従来例として
、特開昭６２−２３８１４９号公報等に記載の技術を挙
げることができる。

即ち、パネルに振動子を取付け、この振動子による振動
入力により前記パネル表面に付着した水滴の慣性力を水
滴の表面張力よりも大きくして水滴除去を行なう水滴除
去装置において、前記振動子による入ツノ振動の周波数
を変更する制御装置を備えたものである。

したがって、パネルに対する水滴の付着、飛散の度合に
かかわらずパネルを共振させることができ、水滴の除去
性能を向上させることができる。

しかしながら、前述した従来装置では、単一の共振モー
ドのみを利用してパネルを共振させるため、パネルの振
動モードが単一になる。この結果、パネル上に発生する
振動の腹と節の位置が一定となり、節の位置に付着した
水滴は除去できないという問題点が発生する。

このような問題点を解決するために、例えば、実開昭６
３−６９６４６号公報等には、振動子による入力振動の
周波数を一定周期で変換し、パネル」−に発生する振動
の腹と節の位置を変更する制御装置が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、振動子による入力振動の周波数を一定周期で
変換するようにしてもなお、パネル上の水滴はきれいに
除去できない。なぜならば、付着した水滴を往復移動さ
せるような振動がパネルの一部に発生するからである。

このような場所に付着した水滴は、パネル表面から伝わ
ったエネルギーが水滴の往復移動によって消費されてし
まうので、パネル表面からなかなか除去できない。

そこで、本発明は上記のような不都合を解除すべく、水
滴を滴り落とすことによってパネル上の水滴の位置を変
化させ、パネル上の水滴をよりきれいに除去することを
技術的課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 請求項１の発明にかかる自動車用ミラーの水滴除去装置
は、ミラーの裏面に接合された超音波振動子を指定した
周波数で振動させる発振手段の出力周波数の可変周波数
帯域幅を指定する周波数領域設定手段と、前記発振手段
の周波数帯域変化に要する周期を可変する可変周期設定
手段とを具備するものである。

請求項２の発明にかかる自動車用ミラーの水滴除去装置
は、前記周波数領域設定手段と可変周期設定手段をマイ
クロコンピュータ及びＤ／Ａコンバータで構成したもの
である。

請求項３の発明にかかる自動車用ミラーの水滴除去装置
は、前記可変周期設定手段を前記発振手段の周波数帯域
変化に要する周期を順次短く指定するものである。

［作用］ 請求項１の発明においては、超音波振動子を振動させる
振動手段の出力周波数の可変周波数帯域幅を周波数領域
設定手段によって指定し、また、周波数領域設定手段に
よって指定した前記発振手段の周波数帯域変化に要する
周期を、可変周期設定手段によって変化するように指定
し、ミラーを振動させるものである。

したがって、ミラーの裏面に接合された超音波振動子を
振動させる振動手段の可変周波数帯域幅内を移行する周
波数が、その共振周波数に止まる時間を変化させること
ができるから、例えば、超音波振動子がミラー表面の水
滴を霧化できず、ミラー表面で踊っているような場合で
も、ミラー表面の振動周波数の変化速度にミラー表面で
振動を継続する水滴の形態変化が対応できず、また、超
音波振動子でミラー表面の横効果によって霧化を行なっ
ていても、そこに見掛上の縦効果がプラスされ、水滴の
滴り落ちを促進することができる。

請求項２の発明においては、前記周波数領域設定手段と
可変周期設定手段をマイクロコンピュータ及びＤ／Ａコ
ンバータによって構成したものであるから、超音波振動
子を振動させる出力周波数の可変周波数帯域幅及び前記
発振手段の周波数帯域変化に要する周期を任意に設定で
きるから、ミラーの表面に付着する状態を考慮した設定
が同一ハードウェアで可能となる。

請求項３の発明においては、前記可変周期設定手段を前
記発振手段の周波数帯域変化に要する周期を順次短く指
定するものであるから、その電力消費を順次に低減する
ことができ、省エネルギー対応となる。

［実施例］ ここで、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例の自動車用ミラーの水滴除去
装置を制御する制御回路の全体構成図、第２図は本発明
の一実施例の自動車用ミラーの水滴除去装置のミラーの
屈曲波の説明図である。

まず、本実施例の横効果を利用したミラー１の屈曲原理
について、第２図を用いて詳述する。

まず、リード線３に直流電源Ｅの（＋）端子を、リード
線４に直流電源Ｅの（−）端子を接続すると、超音波振
動子２は横効果によって半径方向に強い収縮力が作用し
て、第２図（ａ）の下方にミラー１が屈曲する。また、
リード線３に直流電源Ｅの（−）端子を、リード線４に
直流電源Ｅの（＋）端子を接続すると、超音波振動子２
は横効果によって半径方向に強い伸張力が作用して、第
２図（ｂ）の上方にミラー１が屈曲する。

そして、超音波振動子２に交流型＃、ＡＣの出力を供給
すると、ミラー１は繰返し屈曲される。ここで、交流電
力の周波数をミラー１の最低共振周波数の整数倍付近に
選ぶと、ミラー１が共振し、ミラー１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
ー面は高速度で振動する。このとき、ミラー面に付着し
た水滴はミラー１から高い運動エネルギーが与えられ、
重力によって滴下したり、霧化したりしてミラー１の表
面から除去され、ミラー面の水滴等が除去されることに
なる。

このように、超音波振動子２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。一般に、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
が低いという特性を有している。本実施例では横効果を
利用してミラー１に屈曲波を発生させることとする。し
かしながら、共振周波数が高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。換言すれば、本
発明を実施する場合には、横効果を利用してミラー１に
屈曲波を発生させるものに限定されるものではなく、縦
効果を利用してミラー１を伸縮させるものも含むことが
できる。

次に、第１図に示す本実施例の自動車用ミラーの水滴除
去装置の電気制御について説明する。

図において、スタートスイッチ１１は本実施例の自動車
用ミラーの水滴除去装置を駆動する車内のドライバが容
易に操作できる位置に配設されたスイッチである。前記
スタートスイッチ１１は入力回路１２を介してマイクロ
コンピュータ１３に入力されており、オンのとき“Ｌ”
を前記入力回路１２に人力し、オフのとき“Ｈ”を入力
する。

前記マイクロコンピュータ１３は車載用バッテリー１４
から電力を供給された定電圧回路等の電源回路１５から
電力の供給を受けている。

前記マイクロコンピュータ１３の出力は、ディジタル人
力をアナログ出力とするＤ／Ａコンバータ１６を介して
、入力電圧で出力周波数を制御する電圧制御発振回路（
Ｖ−Ｆ変換回路）１７、圧電振動子２を駆動する振動子
駆動回路１８からなる発振手段に供給される。

即ち、超音波振動子２に供給される交流電力の周波数は
振動子駆動回路１８から供給される。前記振動子駆動回
路１８は電圧制御発振回路１７がら供給され、更に、電
圧制御発振回路１７の出力周波数はＤ／Ａコンバータ１
６の出カ電圧ニよって決定され、Ｄ／Ａコンバータ１６
の出力電圧はマイクロコンピュータ１３のディジタル信
号で制御される。そして、常に、Ｄ／Ａコンバータ１６
のアナログ出力電圧は電圧制御発振回路１７に供給され
、また、電圧制御発振回路１７は振動子駆動回路１８に
所定の周波数の出力を印加している。

前記振動子駆動回路１８の出力はマイクロコンピュータ
１３から出力されるストローブ信号１９で制御され、ス
トローブ信号１９がオンのときのみ、振動子駆動回路１
８は所定の周波数の交流電力を超音波振動子２に供給す
る。

前記マイクロコンピュータ１３のＲＯＭには、本実施例
の自動車用ミラーの水滴除去装置の制御を行なう制御プ
ログラムが格納されており、次のように制御する。

第３図は本発明の一実施例の自動車用ミラーの水滴除去
装置の制御を行なうプログラムのフローチャートである
。また、第４図は本発明の一実施例の自動車用ミラーの
水滴除去装置の制御で使用される超音波振動子の駆動周
波数及び駆動周期を示すタイムチャートである。

まず、電源が接続されると同時にステップｓ１で初期化
を行ない、ストローブ信号１９についてもオフに設定し
ておく。ステップｓ２でスタートスイッチ１１の状態を
判断し、スタートスイッチ１１のオフのとき、ストロー
ブ信号１９のオフを維持したまま待機する。スタートス
イッチ１１がオンになると、ステップＳ３で所定の周波
数帯域幅（本実施例では４０ＫＩｌｚ〜６０Ｋｌｌｚ）
を繰返し超音波振動子２に印加する時間、本実施例では
５秒をマイクロコンピュータ内蔵のタイマにセットする
。ステップＳ４で超音波振動子２に出力する周波数ｆと
して初期値ｆｏをセットする。具体的には、初期値ｆｏ
に意味するディジタル値をマイクロコンピュータ１３に
セットし、Ｄ／Ａコンバータ１６の人力とする。また、
ステップｓ５で所定の可変周波数帯域幅を変化させる周
期Ｔとして初期値Ｔｏをセットする。

そして、ステップＳ６で周波数ｆに対応するディジタル
値をマイクロコンピュータ１３で所定のディジタル信号
を作り、それをＤ／Ａコンバータ１６に出力し、電圧制
御発振回路１７の入力とする。そして、ステップＳ７で
ストローブ信号をオンとし、超音波振動子２に周波数ｆ
＝ｆｏを出力する。更に、ステップＳ８で超音波振動子
２に印加する周波数をｆ＝ｆ−１１ｆとして微小周波数
だけステップアップさせる。なお、アップする微小周波
数Δｆは、可変周波数帯域幅を変化させる周期Ｔと周波
数帯域幅Δｆ−ｎによって決定しており、本実施例では
、周波数帯域幅Δｆａｎは可変周波数帯域幅を変化させ
る周期Ｔに無関係に一定値としている。ステップＳ９で
所定の周期Ｔの周期の可変周波数帯域幅の周波数を出力
したか判断する。所定の周期Ｔの周期の可変周波数帯域
幅の周波数を出力していないとき、ステップＳ６からス
テップＳ９のルーチンを繰返し実行する。即ち、ステッ
プＳ６からステップＳ９のルーチンでは、所定の可変周
波数帯域幅の周波数を、本実施例においては４０　Ｋ１
１ｚから６０　Ｋ１１ｚの範囲で小刻みに上昇させる。

ステップＳ９で所定の周期Ｔｎの周期の可変周波数帯域
幅の周波数を出力したと判断したとき、ステップＳ１０
で前記周期Ｔｎを次の周期とすべく　Ｔｎ　”ｎ　＋　
ｎとし、ステップ８１１で１駆動時間の５秒経過したか
を判断し、１駆動時間の５秒経過するまで、ステップＳ
６からステップ８１１のルーチンを周期Ｔｏ　、Ｔｌ　
、Ｔ２　、＝・、Ｔｎと繰返し実行する。即ち、本実施
例では、第４図（ａ）に示すように、周期Ｔｎとして、
５００　ｍｓ。

３００ｍｓ、　　３００ｍｓ、　　３００ｍｓ、　　・
・・とすることもできるし、第４図（ｂ）に示すように
、周期Ｔｎとして、５００ｍ５，４００ｍ５．３００ｎ
ｓ、２００■Ｓ、・”・・とすることもできる。

ステップ３１１で１駆動時間の５秒経過したと判断する
と、ステップＳ１２でストローブ信号をオフとし、ステ
ップＳ２でスタートスイッチ１１がオンとなるのを待機
する。

このように、本発明の実施例の自動車用ミラーの水滴除
去装置は、ミラー１の裏面に接合された超音波振動子２
を指定した周波数で振動させる入力電圧で出力周波数を
制御する電圧制御発振回路１７、圧電振動子２を駆動す
る振動子駆動回路１８からなる発振手段と、前記発振手
段の出力周波数ｆの可変周波数帯域幅Δｆａｎを指定す
るステップＳ４からステップＳ９のルーチンで所定の周
波数変化幅を決定し、下限周波数ｆｏから−Ｆ限周波数
ｆｏ＋Ｊｆ−ｎまで徐々に上昇させる周波数領域設定手
段と、前記発振手段の周波数帯域変化に要する周期Ｔを
ステップＳ１０及びステップＳ１１のルーチンで可変す
る可変周期設定手段とを具備するものである。

したがって、第４図の（ａ）及び（ｂ）に示すように、
圧電振動子２を駆動する発振手段の出力周波数ｆを可変
周波数帯域幅を周波数ｆｏから周波数ｆｏ＋Δｆ−ｎに
変化させる周期Ｔを可変、即ち、本実施例では徐々にそ
の周期を短くする方向に設定している。したがって、所
定の共振周波数の状態に止まる時間も短くなり、それだ
け共振時に流れる電流の積分値を少なくすることができ
、結果的に電力消費を少なくすることができる。また、
ミラー１に印加される周波数の変化が急激であるので、
ミラー１の表面の水滴が霧化できないままその表面で踊
る水滴粒子があっても、水滴粒子に付与するエネルギー
が急変し、その振動周波数の変化速度にミラー表面で振
動を継続する水滴粒子の形態変化が対応できず、超音波
振動子２でミラー表面の横効果によって霧化を行なって
いても、そこに見掛上の縦効果がプラスされ、水滴がミ
ラー表面に沿って滴り落ちる現象（以下、単に、「ドロ
ップ効果」と記す）を促進することができ、その水滴除
去効率を良くすることができる。

そして、上記実施例では、発振手段の出力周波数ｆを可
変周波数帯域幅の周波数ｆｏから周波数ｆｏ＋Ｊｆ−ｎ
と繰返し変化させており、周波数ｆＯから周波数ｆｏ＋
Δｆａｎに徐々に増加させ、周波数ｆＯ＋Δｆ−ｎから
周波数ｆｏに急激に変化しており、特に、このように発
振手段の出力周波数ｆの急激な変化は、超音波振動子２
でミラー表面の霧化を行なっている横効果に対して、急
激な縦効果を付与することになり、振動エネルギーとし
ても急激に変化したエネルギーを付与することになるか
ら、その付与されるエネルギーの急変によって振動して
いる水滴粒子との均衡が破られ、水滴のドロップ効果を
促進することができ、ミラー面に付着した水滴、氷、霜
、曇等を高効率で除去することができる。

−に記実施例の可変周波数帯域幅は、周波数ｆＯから周
波数ｆｏ十Δｆａｎに繰返し」−昇させているが、本発
明を実施する場合には、周波数ｆを最初に周波数ｆｏ＋
Δｆ−ｎとし、そして徐々に周波数ｆｏに降下させるこ
とかできる。即ぢ・、第５図の本発明の他の実施例の自
動車用ミラーの水滴除去装置の制御で使用される超音波
振動子の駆動周波数及び駆動周期を示すタイムチャー１
・のうち、（ａ）に示すように、周期Ｔｎとして、５０
０　ｍｓ。

３００ｍ５，３００ｍ５，３００ｍ５．　　・・・とす
ることもできるし、第５図（ｂ）に示すように、周期Ｔ
ｎとして、５００ｍ５，４００ｍ５，３００ｍ５，２０
０ｍ５．　　・Φ・とすることもできる。

このように、上記実施例の自動車用ミラーの水滴除去装
置は、ミラー１の裏面に接合された超音波振動子２を指
定した周波数で振動させる発振手段として、電圧制御発
振回路１７、振動子駆動回路１８を有しているが、本発
明を実施する場合には、超音波振動子２を外部入力で指
定した周波数の出力が得られる回路であればよく、前記
電圧制御発振回路１７及び振動子駆動回路１８の組合せ
に限定されるものではない。

また、上記実施例の発振手段の出力周波数の可変周波数
帯域幅を指定する周波数領域設定手段は、発振手段の出
力周波数ｆの可変周波数帯域幅を周波数ｆｏから周波数
ｆｏ＋、Ｊｆ−ｎを指定するステップＳ４からステップ
Ｓ９のルーチンで所定の周波数変化幅を決定し、下限周
波数から上限周波数まで徐々に上昇させている。しかし
、本発明を実施する場合の可変周波数帯域幅の指定は、
所定の周波数の帯域幅だけ変化させることができればよ
いから、アナログ的には搬送波を所定の変調波で周波数
変調をかける周波数変調回路で対応することもできる。

また、このように処理する場合には、前記発振手段の周
波数帯域変化に要する周期を可変する可変周期設定手段
も変調波の種別によって対応できる。また、外部人力で
発振周波数を変更できる自励または他励発振回路を使用
することもできる。

そして、上記実施例の発振手段の周波数帯域変化に要す
る周期を可変する可変周期設定手段は、前記発振手段の
周波数帯域変化に要する周期ＴをステップＳＩＯ及びス
テップＳｌｌのルーチンで可変しているが、本発明を実
施する場合には、周波数帯域変化に要する周期Ｔを短く
することまたは長（することができる。または所定の繰
返し、タイミングで周期Ｔが順次減少し、それらの変化
を繰返すように行なってもよい。

［発明の効果］ 以上のように、請求項１の発明の自動車用ミラーの水滴
除去装置は、ミラーの裏面に接合された超音波振動子を
指定した周波数で振動させる発振手段と、前記発振手段
の出力周波数の可変周波数帯域幅を指定する周波数領域
設定手段と、前記発振手段の周波数帯域変化に要する周
期を可変する可変周期設定手段とを具備するものである
。

したがって、ミラーの裏面に接合された超音波振動子を
振動させる振動手段の可変周波数帯域幅内を移行する周
波数が、その共振周波数に止まる時間を変化させること
ができ、例えば、超音波振動子がミラー表面の水滴を霧
化できず、ミラー表面で踊っているような場合でも、ミ
ラー表面の振動周波数の変化速度にミラー表面で振動を
継続する水滴の形態変化か対応できず、また、超音波振
動子でミラー表面の横効果によって霧化を行なっていて
も、そこに見掛」二の縦効果がプラスされ、水滴のドロ
ップ効果を促進することができる。

また、前記超音波振動子に人力する振動エネルギーは、
ミラー表面の振動周波数の変化速度を速くすることによ
り、消費電力を低減させた状態で効率好く水滴等の除去
を行なうことができる。また、電力消費を少なくするよ
うに制御すれば、装置をコンパクトに構成することがで
きる。

請求項２の自動車用ミラーの水滴除去装置は、前記周波
数領域設定手段と可変周期設定手段をマイクロコンピュ
ータ及びＤ／Ａコンバータによって構成したものであり
、超音波振動子を振動させる出力周波数の可変周波数帯
域幅及び前記発振手段の周波数帯域変化に要する周期を
任意に設定できるから、ミラーの表面に付着する状態を
考慮した設定が同一ハードウェアで可能となり、ソフト
ウェアの変更のみで、車輌の使用環境に適合した制御を
設定できる。

請求項３の自動車用ミラーの水滴除去装置は、前記可変
周期設定手段を前記発振手段の周波数帯域変化に要する
周期を順次短く指定するものであるから、ミラー表面の
振動周波数の変化速度を速くすることができ、消費電力
を低減させた状態で効率好く水滴等の除去を行なうこと
ができる。また、電力消費を少なくなるから装置をコン
パクトに構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の自動車用ミラーの水滴除去
装置を制御する制御回路の全体構成図、第２図は本発明
の一実施例の自動車用ミラーの水滴除去装置のミラーの
屈曲波の説明図、第３図は本発明の一実施例の自動車用
ミラーの水滴除去装置の制御を行なうプログラムのフロ
ーチャート、第４図は本発明の一実施例の自動車用ミラ
ーの水滴除去装置の制御で使用される超音波振動子の駆
動周波数及び駆動周期を示すタイムチャート、第５図は
本発明の他の実施例の自動車用ミラーの水滴除去装置の
制御で使用される超音波振動子の駆動周波数及び駆動周
期を示すタイムチャートである。 図において、 １：ミラー ２：超音波振動子 １３二マイクロコンピユータ １６　：　Ｄ／Ａコンバータ １７：電圧制御発振回路 １８：振動子駆動回路 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ミラーの裏面に接合された超音波振動子を指定し
   た周波数で振動させる発振手段と、前記発振手段の出力
   周波数の可変周波数帯域幅を指定する周波数領域設定手
   段と、 前記発振手段の周波数帯域変化に要する周期を可変する
   可変周期設定手段と を具備することを特徴とする自動車用ミラーの水滴除去
   装置。
2. （２）前記周波数領域設定手段と可変周期設定手段は、
   マイクロコンピュータ及びＤ／Ａコンバータによって構
   成したことを特徴とする請求項１に記載の自動車用ミラ
   ーの水滴除去装置。
3. （３）前記可変周期設定手段は、前記発振手段の周波数
   帯域変化に要する周期を順次短く指定することを特徴と
   する請求項１に記載の自動車用ミラーの水滴除去装置。