JPH03253448A - 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力振動の周波数を
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
微細な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、振動子による人力振動の
周波数を一定周期で変換し、ノくネル上に発生する振動
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、振動子による人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、ノく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、パネル表面を踊っていても、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、複
数の振動モードでミラーを振動させ、その合間に停止区
間を設け、水滴を滴り落とすことによってパネル上の水
滴を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と、前記発振手段を振動さ
せる周波数を、複数の共振周波数を含み、その可変周波
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し、前の周期と
後の周期との間に、前記発振手段の駆動を停止させる休
止周期を設定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
振動手段に人力する複数の共振周波数を通過して変化す
る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、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、及び振動を停止させる
休止周期を可変周期設定手段によって設定して、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、その複数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、周波数の変化速度及び休止周期の前縁
後縁では、その周波数特性を互いに異にしているからそ
こに見掛上の異なった特性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。そして、急激
に振動を停止させる周期を設定することによって、ミラ
ー表面で踊っているような水滴でも、ミラー表面の振動
周波数の急停止による水滴の慣性による形態変化が対応
できず、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。

［実施例コ 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に交流電源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に人力されており、オンのとき“Ｌ”
を前記入力回路１２に入力し、オフのとき“Ｈ”を人力
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、ディジタル入
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に供給される複数の共振周波数を
その周波数帯域内とす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から供給され、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１６の出力
電圧によって決定され、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１つがオンのときのみ、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１つをオフに設定する。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で複数の共振周波数を含む
所定の周波数帯域幅（本実施例では４０　ＫＨｚ〜６０
ＫＨｚ）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１
６の入力とする。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の人力とする。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を入力する。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＋Ｊｆ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
Ｊｆ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ｄｆ−ｎによって決定しており、本実施例では、
周波数帯域幅ｄｆ−ｎ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４０ＫＨｚか
ら６０　ＫＨｚの範囲で小刻みに上昇させる。

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と判断したとき、ステップＳ１０で
ストローブ信号をオフとし、ステップ８１１で前の周期
Ｔｎと後の周期Ｔｎ＋１との間の振動を停止させる休止
周期Ｓ　（１００ｍＳ程度）を経過したかを判断し、休
止周期Ｓの経過を待ってステップＳ１２で前記周期Ｔ＝
Ｔｎを次の周期とすべくＴｎ”ｎ＋１とし、ステップ８
１３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Ｓ６からステップ８１
３のルーチンを周期Ｔｏ、Ｔｌ、Ｔ２゜−−−、Ｔｎ　
　（但し、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、超音波振動子２に印加する周波数を順次上昇
させる周期Ｔｎとして、５００ｍ５，３００ｍ５，２０
０ａ＋ｓ、　　・・ｅ及び休止周期Ｓとして１００ｍ５
とすることもできるし、第４図（ｂ）に示すように、超
音波振動子２に印加する周波数を順次降下させる周期Ｔ
ｎとして、５００Ｉｓ、３００ＩＳ、２００ｍ５．・・
・及び休止周期Ｓとして１００ＩＩＩＳとすることもで
きる。また、第４図（ｃ）に示すように、超音波振動子
２に印加する周波数を順次上昇させた後、それを降下さ
せる周期Ｔｎとして、８００ｍ５，６００ｍ５，４００
ｍ５゜・・・及び休止周期Ｓとして１００■Ｓとするこ
ともできる。

ステップＳ１３で１駆動時間の５秒経過したと判断する
と、ステップＳ１５でストローブ信号をオフとし、ステ
ップＳ２で再度スタートスイッチ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
を指定した複数の共振周波数を含む周波数帯域内で振動
させ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Ｚｆ−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ｆｏから上限周波数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を可変し
、かつ、前の周期Ｔｎと後の周期Ｔｎ＋１との間に、前
記発振手段の駆動を停止させる休止周期Ｓを設定するス
テップＳ６からステップ８１３のルーチンからなる可変
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）から（Ｃ）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を複数
の共振周波数を内に含む可変周波数帯域幅の周波数ｆＯ
と周波数ｆｏ＋Ｊｆ−ｎの一方または相互に変化させる
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
印加または停止され休止周期の前後縁における周波数変
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、ｒ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＋
Ｊｆ−ｎに徐々に増加させ、また、例えば、第４図（ａ
）では、停止状態から周波数ｆｏまたは周波数ｆｏ＋Ｊ
ｆ−ｎから停止状態に急激に変化させており、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。

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を外部人力で指
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を振動させる周波数を複数
の共振周波数を含み、そ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ｆ。

から周波数ｆｏ＋ｄｆ−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、複数の共振周波数を含み、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、外部入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。

更に、前記発振手段の周波数帯域変化は、周期を基準に
して周波数変化させてもよい。このとき、可変周波数帯
域幅は周期によって変動することもある。

そして、上記実施例の発振手段の周波数帯域変化に要す
る周期を可変し、前の周期と後の周期との間に、前記発
振手段の駆動を停止させる休止周期を設定する可変周期
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及び休止周期ＳをステップＳ６及びステップ８１３
のルーチンで設定しているが、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を順次短くすること
または長くすることができる。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。そして、発振手段の駆動を停止さ
せる休止周期Ｓは固定しているが、本発明を実施する場
合には順次可変させてもよい。

［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
を振動させる周波数を、複数の共振周波数を含み、その
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し、前
の周期と後の周期との間に、前記発振手段の駆動を停止
させる休止周期を設定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、その複数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、周波数の変化速度及び休止周期の前縁後縁で
は、その周波数特性を互いに異にしているからそこに見
掛上の異なった特性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入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良く水滴等の除去
を行なうことができる。

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。

【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である。 図において、 １：ミラー ２：超音波振動子 １３：マイクロコンピュータ １６　：　Ｄ／Ａコンバータ １７：電圧制御発振回路 １８二振動子駆動回路 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、前記発振手段を振動
   させる周波数を、複数の共振周波数を含み、その可変周
   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し、
   前の周波数帯域変化に要する周期と後の周波数帯域変化
   に要する周期との間に、前記発振手段の駆動を停止させ
   る休止周期を設定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。