JPH0377094B2 - - Google Patents

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つた
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によつて
振動子２を振動させ、板状部材に付着した水滴を
除去しようとするものである。

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、水滴は板状部材１の振
動によつて加振され霧化する。

（発明が解決しようとする課題） 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
状部材とほぼ同じ大きさになつている。

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
振動が発生し、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
題とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 前述した技術的課題を達成するために、本発明
では、繰り返し屈曲可能な板状部材と、該板状部
材に固定され且つ放射方向に伸縮する振動子と、
該振動子を作動させる発振回路とを有し、該発振
回路の作動により前記振動子を放射方向に伸縮さ
せて前記板状部材を繰り返し屈曲させるようにし
た。

（作用） 前述した技術的手段によれば、板状部材は振動
子によつて繰り返し屈曲される。この屈曲によつ
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、結果とし
て板状部材の全体に均一な振動を発生させる。前
述した技術的手段によれば、振動子の小型化によ
り消費電力を低減することができる。

（実施例） 以下、添付図面に基づいて本発明の第一実施例
を説明する。

第１図は第一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が接着剤によつて固定されている。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３
２に電力が入力されると、圧電振動子２０は厚み
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
効果があることが知られている。第一実施例で使
用されている圧電振動子２０について述べると、
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言う特徴がある。そこで、第
一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。

第４ａ図を参照して説明する。リード線３１に
電源の（＋）端子を、リード線３２の電源の
（−）端子を接続すると、圧電振動子２０は横効
果によつ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４ｂ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は横効果によつて半径方向に伸長
する。この時、ミラー１１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、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。こ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ぶと、ミラー１１
が共振し、ミラー１１の全体に均一で振幅が大き
な屈曲波が発生する。この屈曲波によつてミラー
１１の反射面１１ｂ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、重力によつて滴
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
形状によつて定まる固有の共振周波数が存在する
から、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。現在市販されている車両用サイ
ドミラーの多くは、70〔ｋHz〕〜80〔ｋHz〕程度の
周波数で共振するので、固有の共振周波数が70
〔ｋHz〕〜80〔ｋHz〕程度の圧電振動子２０が第一
実施例装置に適している。

一例として、第一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ド
ミラー（ほぼ160〔mm〕×90〔mm〕の長方形）に、直
径30〔mm〕、厚さ2.8〔mm〕の円板状の圧電振動子２
０を固定して測定した。この形状の圧電振動子２
０の共振周波数はおおよそ70〔ｋHz〕〜80〔ｋHz〕
である。このグラフから、圧電振動子２０のイン
ピーダンスが74〔ｋHz〕付近で著しく低下してい
ることがわかる。即ち、測定に使用した車両用サ
イドミラーの共振周波数が圧電振動子２０を固定
した状態で約74〔ｋHz〕であることがわかる。ま
た、圧電振動子２０に18〔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〔mm／ｓ〕以上、
ミラー１１の外周でおよそ1000〔mm／ｓ〕以上で
あつた。なお、第５図の特性は圧電振動子２０の
ミラー１１の重心に固定して測定したものであ
る。

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。従つ
て、第一実施例装置では、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。

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有限要素法により解析した分
布を示す。この分布図から、屈曲振動による山と
谷が圧電振動子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１
１の反射面１１ｂに付着した水滴は運動速度が最
大となる位置、即ち、屈曲振動の山の部分で霧化
される。従つて、第一実施例装置では、ミラー１
１の大きさに比べて小型の圧電振動子２０を使用
していても、ミラー１１の反射面１１ｂに付着し
た水滴がむらなく除去される。

また、ミラー１１と圧電振動子２０は約74〔ｋ
Hz〕で振動しているので、ミラー１１からは可聴
音が発生しない。

さらに、第一実施例装置では、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つて、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によつてミラー１１
の全体に均一な振動を発生できる。

以下、添付図面に基づいて本発明の第二実施例
を説明する、第二実施例装置と第一実施例装置は
圧電素子の構成が異なる他は基本的な構成が同じ
である。従つて、第一実施例と重複する説明は省
略する。

まず、第二実施例装置に使用された圧電振動子
５０を説明する。第７ａ図は圧電振動子５０の基
本単位を描いた分解斜視図である、圧電振動子５
０は、電極５４、電極５１と５２、電歪素子５
５、電極５３を積み重ね、焼き固めた構造となつ
ている。電歪素子５５は両端部が互いに逆極性に
なる様に分極処理されており、電極５１と電極５
３に挟まれた部分が正極性、電極５２と電極５３
に挟まれた部分が負極性となつている。電極５２
と電極５３は電極５４によつて互いに接続され
る。従つて、電極５４と電極５３の間に所定の直
流電圧が加えられると、電歪素子５５の正極性と
負極性の部分のどちらか一方が伸長し、他方が収
縮する。第二実施例の圧電素子５０は第７ａ図に
示された基本単位を電極５３の長手方向に沿つて
複数ならべたものである。

第８図は第二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９図
は第８図のＢ−Ｂ断面図である。

ミラー１１のほぼ中心部には、圧電振動子５０
が接着剤によつて固定されている。圧電振動子５
０の電極５４にはリード線６１が、また電極５３
にはリード線６２がそれぞれ半田付けされてい
る。

第１実施例と同様に第二実施例装置も圧電振動
子５０の横効果を利用してミラー１１に屈曲を発
生する。

第１０ａ図を参照して説明する。リード線６１
に電源の（＋）端子を、リード線６２に電源の
（−）端子を接続すると、横効果によつて圧電振
動子５０の一方が電歪素子５５の長手方向に収縮
し、他方が電歪素子５５の長手方向に伸長する。
この時、ミラー１１は断面が逆Ｓ字形に屈曲す
る。

第１０ｂ図を参照して説明する。第１０ａ図の
場合とは逆に、リード線６１に電源の（−）端子
を、リード線６２に電源の（＋）端子を接続する
と、圧電振動子５０は横効果によつて一方が電歪
素子５５の長手方向に伸長し、他方が電歪素子５
５の長手方向に収縮する。この時、ミラー１１は
断面がＳ字形に屈曲する。

第１０ｃ図を参照して説明する。圧電振動子５
０に発振回路７０を接続し、圧電振動子５０の交
流電力を印加すると、ミラー１１は繰り返し屈曲
される。こ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ぶと、ミラー１
１が共振し、ミラー１１の全体に均一で振幅が大
きな屈曲波が発生する。この屈曲波によつてミラ
ー１１に付着した水滴が霧化される。

なお、第二実施例では、第７ａ図に示された基
本単位を電極５３の長手方向に沿つて複数ならべ
た圧電素子５０を使用しているが、基本単位のな
らべ方は様々な変更が可能である。たとえば、第
７ｂ図に示すように、電歪素子５５として、正極
性の部分と負極性部分を二対以上直列に接続すれ
ば、ミラー１１により大きな屈曲を発生させるこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、振動子から板状部材全体に渡
り略均一に振動を与えることができるので、板状
部材より小さな振動子でしかも小さな消費電力で
板状部材に付着した水滴をその全域から効率よく
且つ確実に除去できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を描いた、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−Ａ断面図である。第３図は本発明の第一実施
例ほ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４ｃ図は本発明の第一実施
例の動作を示した説明図である。第５図は本発明
の第一実施例装置の圧電振動子の電気的特性示す
グラフである。第６図は、本発明の第一実施例装
置のある瞬間における振動振幅の有限要素法によ
り解折した分布を示す分布図である。第７ａ図は
本発明の第二実施例装置の圧電振動子の基本単位
を描いた分解斜視図である。第７ｂ図は本発明の
第二実施例装置の圧電振動子の変形例を描いた分
解斜視図である。第８図は第二実施例を描いた、
車両用サイドミラーの平面図である。第９図は第
８図のＢ−Ｂ断面図である。第１０ａ図、第１０
ｂ図、第１０ｃ図は本発明の第一実施例の動作を
示した説明図である。第１１図は従来装置を略示
したブロツク図である。 １１……ミラー（板状部材）、１１ａ……裏面、
１１ｂ……反射面、２０，５０……圧電振動子
（振動子）、２１，２２，５１，５２，５３，５４
……電極、２３，５５……電歪素子、３１，３
２，６１，６２……リード線、４０，７０……発
振回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繰り返し屈曲可能な板状部材と、該板状部材
   に固定され且つ放射方向に伸縮する振動子と、該
   振動子を作動させる発振回路とを有し、該発振回
   路の作動により前記振動子を平面内で放射方向に
   伸縮させて前記板状部材を繰り返し屈曲させ、前
   記板状部材に付着した水滴を除去することを特徴
   とした水滴除去装置。 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 前記振動子を四角形としたことを特徴とし請
   求項１記載の水滴除去装置。 ４ 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。 ５ 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。 ６ 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。 ７ 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。