JPH11128859A - 水滴付着防止装置 - Google Patents

水滴付着防止装置

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JPH11128859A
JPH11128859A JP9294638A JP29463897A JPH11128859A JP H11128859 A JPH11128859 A JP H11128859A JP 9294638 A JP9294638 A JP 9294638A JP 29463897 A JP29463897 A JP 29463897A JP H11128859 A JPH11128859 A JP H11128859A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部視認用ガラスとして良好な視界を確保す
るとともに、使用上の自由度を高める。 【解決手段】 フロントガラス5の一部に超音波振動を
発生させる超音波振動子2を取り付け、この超音波振動
子2の駆動周波数をフロントガラス5の固有共振周波数
に設定した構成としてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用の
フロントガラス等に付着する水滴を除去する場合に使用
して好適な水滴付着防止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の水滴付着防止装置に
は、ゴム製のブレードを有する機械式のワイパーを備え
たものが知られている。このような水滴付着防止装置に
おいては、ワイパーを往復運動させることよりりフロン
トガラスあるいはリアフロントの表面上に付着する水滴
を除去することが行われる。
【0003】従来、この種の水滴付着防止装置には、例
えば特開平8−254738号公報に「テレビカメラハ
ウジングのワイパー装置」として開示されたものが採用
されている。これは、テレビカメラハウジング用前面ガ
ラスの有効光線透過部に透明薄膜振動板を形成し、この
透明薄膜振動板の一部に超音波振動素子を取り付けるこ
とにより、水滴を飛散除去するものである。
【0004】また、従来の水滴付着防止装置には、特開
昭59−8548号公報および実開昭61−30552
公報にそれぞれ「サイドミラーの水滴付着防止装置」と
「車外部用バックミラー」として開示されたものも採用
されている。これは、自動車等のサイドミラーの裏面に
超音波振動子を配設することにより、表面の水滴を霧化
するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前者にあっ
ては、単に前面ガラスの周辺部に超音波振動子を設置す
る構造であるため、ガラス面上の水滴を飛散させて除去
するにガラス面全体を比較的大きな振幅で振動させる必
要があった。
【0006】この結果、前面ガラスが広い面積をもつ場
合には水滴を有効に除去することができず、外部視認用
ガラスとして良好な視界を確保することができないとい
う問題があった。
【0007】一方、後者にあっては、ミラーの裏面に面
全体を覆うように超音波振動子を配置する構造であるた
め、外部視認用ガラスを通して透過波を見る場合に視界
の妨げとなってしまい、使用上の自由度が低下するとい
う問題があった。
【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、外部視認用ガラスとして良好な視界を確保する
ことができるとともに、使用上の自由度を高めることが
できる水滴付着防止装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の水滴付着防止装置は、外部
視認用ガラスの一部に超音波振動を発生させる超音波振
動子を取り付け、この超音波振動子の駆動周波数を車外
視認用ガラスの固有共振周波数に設定した構成としてあ
る。したがって、超音波振動子によって外部視認用ガラ
スに駆動周波数を印加すると、この外部視認用ガラスが
屈曲振動し、駆動周波数に応じた振動の腹と節が外部視
認用ガラス全体に発生する。
【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の水
滴付着防止装置において、超音波振動子の駆動周波数を
連続的に可変する発信器を有する構成としてある。した
がって、超音波振動子による駆動周波数を変更すると、
外部視認用ガラスに発生する振動の腹と節の位置が移動
する。
【0011】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の水滴付着防止装置において、発信器による可変周
波数範囲を、外部視認用ガラスのもつ複数次の固有共振
周波数を包含する範囲とする構成としてある。したがっ
て、超音波振動子による駆動周波数を外部視認用ガラス
のもつn次の固有共振周波数から(n+α)次の固有共
振周波数に変更すると、外部視認用ガラスに発生するn
次の固有共振周波数に応じた振動の腹と節の位置から
(n+α)の固有共振振動数に応じた振動の腹と節の位
置に移動する。
【0012】請求項4記載の発明は、請求項1,2また
は3記載の水滴付着防止装置において、超音波振動子
が、外部視認用ガラスの表面および裏面のうちいずれか
一方の部位に位置付けられている構成としてある。した
がって、超音波振動子によって外部視認用ガラスに表面
または裏面から駆動周波数を印加すると、この外部視認
用ガラスが屈曲振動し、駆動周波数に応じた振動の腹と
節が外部視認用ガラス全体に発生する。
【0013】請求項5記載の発明は、請求項1〜4のう
ちいずれか一記載の水滴付着防止装置において、超音波
振動子が複数の超音波振動子からなり、これら各超音波
振動子を外部視認用ガラスの上方端縁および下方端縁の
うちいずれか一方の部位に所定の間隔をもって並列配置
した構成としてある。したがって、外部視認用ガラスに
発生する振動の腹と節が、ガラス横方向に延在するよう
にしてガラス縦方向に交互に形成される。
【0014】請求項6記載の発明は、請求項1〜4のう
ちいずれか一記載の水滴付着防止装置において、超音波
振動子が複数の超音波振動子からなり、これら各超音波
振動子を外部視認用ガラスの左方端縁および右方端縁の
うちいずれか一方の部位に所定の間隔をもって並列配置
した構成としてある。したがって、外部視認用ガラスに
発生する振動の腹と節が、ガラス縦方向に延在するよう
にしてガラス横方向に交互に形成される。
【0015】請求項7記載の発明は、請求項1〜6のう
ちいずれか一記載の水滴付着防止装置において、外部視
認用ガラスの表面に撥水加工が施されている構成として
ある。したがって、外部視認用ガラスの表面に撥水加工
が施されてない場合と比較してガラス表面上の水滴が早
く凝集される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図1は本発明の第一実施形態
に係る水滴付着防止装置を示すブロック図である。同図
において、符号1で示す自動車用の水滴付着防止装置
は、超音波振動子2と増幅器3と発信器4とを備えてい
る。
【0017】超音波振動子2は、外部視認用ガラスとし
てのフロントガラス5のもつ横波の固有共振周波数(大
きさおよび形状から決定される)に設定された駆動周波
数の超音波振動、すなわちフロントガラス5のもつ固有
共振周波数における振動モードに合わせた駆動周波数の
超音波振動を発生させる超音波振動子からなり、フロン
トガラス5の裏面一部に取り付けられている。これによ
り、超音波振動子2からフロントガラス5に駆動周波数
を印加すると、このフロントガラス5が屈曲振動し、駆
動周波数に応じた振動の腹と節がフロントガラス5全体
に発生する。
【0018】なお、超音波振動子2の取付位置は、フロ
ントガラス5の共振状態における駆動点の機械的インピ
ーダンスが超音波振動子2の機械的インピーダンスに近
くなるような取付位置とすることが最も効率的である。
また、フロントガラス5の機械的インピーダンスが振動
の腹の付近で低く、節の付近で高い。このため、本実施
形態における超音波振動子2は、一般に機械的インピー
ダンスが高いことから、目的とするフロントガラス5に
おける振動姿態の節の付近に位置付けられている。
【0019】増幅器3は、超音波振動子2および発信器
4に接続されている。これにより、発信器4からの電気
信号が増幅された後、超音波振動子2に出力される。
【0020】発信器4は、超音波振動子2の駆動周波数
を掃引する発信器、すなわち超音波振動子2の駆動周波
数を連続的に可変する発信器からなり、増幅器3の入力
側に接続されている。これにより、超音波振動子2の駆
動周波数を変更すると、フロントガラス5に発生する振
動の腹と節の位置が移動する。
【0021】発信器4の可変周波数範囲は、フロントガ
ラス5のもつ複数次の固有共振周波数を包含する範囲に
設定されている。これにより、超音波振動子2による駆
動周波数をフロントガラス5のもつn次の固有共振周波
数から(n+α)次の固有共振周波数に変更すると、フ
ロントガラス5に発生するn次の固有共振周波数に応じ
た振動の腹と節の位置から(n+α)次の固有共振振動
数に応じた振動の腹と節の位置に移動する。
【0022】次に、このように構成された水滴付着防止
装置による外部視認用ガラスの振動につき、図2(a)
〜(c)を用いて説明する。図2(a)〜(c)は本発
明の第一実施形態に係る水滴付着防止装置の動作を説明
するために示す正面図で、同図の説明において図1と同
一の部材については同一の符号を付して用いる。すなわ
ち、同図(a)に示すようにフロントガラス5表面上に
微小な水滴aが付着する状態から、同図(b)に示すよ
うに超音波振動子2によってn次の固有共振周波数でフ
ロントガラス5を超音波振動させると、フロントガラス
5が屈曲振動し、フロントガラス5の固有共振周波数に
応じた振動の腹b1と節c1がフロントガラス5全体に
発生する。
【0023】このとき、超音波振動子2の駆動周波数が
フロントガラス5の固有共振周波数に一致しているた
め、振動の腹b1の振幅がその周波数付近の最大とな
り、フロントガラス5表面上の水滴aが振動の節c1の
部分に格子状に集合して大型化する。
【0024】次に、同図(c)に示すように発信器4に
よって超音波振動子2の駆動振動数を(n+α)次の固
有共振周波数でフロントガラス5を超音波振動させる
と、フロントガラス5に発生するn次の固有共振周波数
に応じた振動の腹b1と節c1の位置から(n+α)の
固有共振振動数に応じた振動の腹b2と節c2の位置に
移動する。
【0025】このとき、フロントガラス5表面上におい
て振動の節c2の部分に集合する水滴aが一層大型化
し、フロントガラス5表面上において縦横に延在する振
動の節c2のうち縦方向に延在する部分に沿って水滴a
が滴下する。したがって、本実施形態においては、広い
面積をもつフロントガラス5全体にわたり振動の腹b
1,b2の部分で大きな振動振幅を得て水滴が除去され
るから、振動の腹b1,b2の部分を通してフロントガ
ラス5内からフロントガラス5外が視認される。
【0026】また、本実施形態においては、フロントガ
ラス5の一部に超音波振動子2を取り付ける構造である
ため、従来のように超音波振動子2が視界の妨げとなる
ことがない。
【0027】次に、本発明の第二実施形態につき、図3
(a)および(b)を用いて説明する。図3(a)およ
び(b)は本発明の第二実施形態に係る水滴付着防止装
置による外部視認用ガラスの振動について説明するため
に示す正面図で、本実施形態の説明において図1と同一
の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略
する。同図において、符号21で示す自動車用の水滴付
着防止装置は、超音波振動子22と増幅器3と発信器4
とを備えている。
【0028】超音波振動子22は、超音波振動子2と同
様に、フロントガラス5のもつ横波の固有共振周波数に
設定された駆動周波数の超音波振動を発生させる超音波
振動子からなり、フロントガラス5の裏面下方端縁にガ
ラス横方向に延在するように取り付けられている。
【0029】この場合、超音波振動子22が所定の間隔
をもって並列する多数の超音波振動子によって形成され
るものでもよく、またその取付位置をフロントガラス5
の裏面上方端縁とするものでもよい。
【0030】これにより、同図(a)に示すようにフロ
ントガラス5表面上に微小な水滴aが付着する状態か
ら、超音波振動子22によってフロントガラス5に駆動
周波数を印加すると、同図(b)に示すようにフロント
ガラス5が屈曲振動し、駆動周波数に応じた振動の腹e
と節fがガラス横方向に延在するようにしてガラス縦方
向に交互に形成される。
【0031】したがって、本実施形態(第二実施形態)
においては、自動車運転者の目の高さに振動の腹eの部
分を合わせると、発振器4による超音波振動子22の駆
動周波数を掃引(変更)することなく、常時振動の腹e
の部分を通してフロントガラス5内からフロントガラス
5外が視認される。
【0032】この場合、フロントガラス5表面上におい
て振動の節fの部分に集合する水滴が、自動車(図示せ
ず)の走行による空気流によってフロントガラス5の左
右方向(ガラス曲がり方向)に移動していく。
【0033】また、本実施形態において、フロントガラ
ス5の一部(裏面下方端縁)に超音波振動子2を取り付
ける構造であるため、超音波振動子2が視界の妨げとな
らないことは、第一実施形態と同様である。
【0034】次に、本発明の第三実施形態につき、図4
(a)および(b)を用いて説明する。図4(a)およ
び(b)は本発明の第二実施形態に係る水滴付着防止装
置による外部視認用ガラスの振動について説明するため
に示す正面図で、本実施形態の説明において図1と同一
の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略
する。同図において、符号31で示す自動車用の水滴付
着防止装置は、超音波振動子32と増幅器3と発信器4
とを備えている。
【0035】超音波振動子32は、超音波振動子2,2
2と同様に、フロントガラス5のもつ横波の固有共振周
波数に設定された駆動周波数の超音波振動を発生させる
超音波振動子からなり、フロントガラス5の裏面左方端
縁にガラス縦方向に延在するように取り付けられてい
る。
【0036】この場合、超音波振動子22が所定の間隔
をもって並列する多数の超音波振動子によって形成され
るものでもよく、またその取付位置をフロントガラス5
の裏面右方端縁とするものでもよい。
【0037】これにより、同図(a)に示すようにフロ
ントガラス5表面上に微小な水滴aが付着する状態か
ら、超音波振動子32によってフロントガラス5に駆動
周波数を印加すると、同図(b)に示すようにフロント
ガラス5が屈曲振動し、駆動周波数に応じた振動の腹h
と節iがガラス縦方向に延在するようにしてガラス横方
向に交互に形成される。
【0038】したがって、本実施形態(第三実施形態)
においては、第二実施形態と同様に、発振器4による超
音波振動子32の駆動周波数を変更することなく、常時
振動の腹hの部分を通してフロントガラス5内からフロ
ントガラス5外が視認される。
【0039】この場合、フロントガラス5表面上におい
て振動の節iの部分に集合する水滴aが、自動車(図示
せず)の低速時に振動の節iに沿って滴下し、一方高速
時には走行による空気流によってフロントガラス5を上
方(傾斜方向)に移動していく。ここで、発振器4によ
って超音波振動子2の駆動周波数を変更すると、フロン
トガラス5に発生する振動の腹hと節iの位置がガラス
横方向に移動し、振動の節iの部分に対する水滴aの凝
集が早まる。
【0040】また、本実施形態において、フロントガラ
ス5の一部(裏面左方端縁)に超音波振動子2を取り付
ける構造であるため、超音波振動子2が視界の妨げとな
らないことは、第一実施形態と同様である。
【0041】なお、各実施形態(第一〜第三実施形態)
においては、各超音波振動子2,22,32がフロント
ガラス5の裏面に取り付ける場合について説明したが、
本発明はこれに限定されず、フロントガラス5の表面に
取り付けても各実施形態と同様の効果を奏する。
【0042】また、各実施形態においては、各超音波振
動子2,22,32を自動車のフロントガラス5に取り
付ける場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れず、自動車のリアガラスを含む他の外部視認用ガラス
に取り付けてもよいことは勿論である。
【0043】この他、各実施形態においては、フロント
ガラス5の表面に撥水加工を施すことにより、撥水加工
が施されてない場合と比較してガラス表面上の水滴が一
層早く凝集される。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
部視認用ガラスの一部に超音波振動を発生させる超音波
振動子を取り付け、この超音波振動子の駆動周波数を外
部視認用ガラスの固有共振周波数に設定したので、超音
波振動子によって外部視認用ガラスに駆動周波数を印加
すると、この外部視認用ガラスが屈曲振動し、駆動周波
数に応じた振動の腹と節が外部視認用ガラス全体に発生
する。
【0045】したがって、広い面積をもつ外部視認用ガ
ラス全体にわたり振動の腹の部分で振動振幅を得て水滴
が除去されるから、振動の腹の部分を通して外部視認用
ガラス内から外部視認用ガラス外が視認され、外部視認
用ガラスとして良好な視界を確保することができる。
【0046】また、外部視認用ガラスの一部に超音波振
動子を取り付けたことは、従来のように超音波振動子が
視界の妨げとならないから、使用上の自由度を高めるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態に係る水滴付着防止装置
を示すブロック図である。
【図2】(a)〜(c)は本発明の第一実施形態に係る
水滴付着防止装置による外部視認用ガラスの振動につい
て説明するために示す正面図である。
【図3】(a)および(b)は本発明の第二実施形態に
係る水滴付着防止装置による外部視認用ガラスについて
説明するために示す正面図である。
【図4】(a)および(b)は本発明の第三実施形態に
係る水滴付着防止装置による外部視認用ガラスについて
説明するために示す正面図である。
【符号の説明】
1 水滴付着防止装置 2 超音波振動子 3 増幅器 4 発信器 5 フロントガラス a 水滴 b1,b2 振動の腹 c1,c2 振動の節

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部視認用ガラスの一部に超音波振動を
    発生させる超音波振動子を取り付け、 この超音波振動子の駆動周波数を前記外部視認用ガラス
    の固有共振周波数に設定したことを特徴とする水滴付着
    防止装置。
  2. 【請求項2】 前記超音波振動子の駆動周波数を連続的
    に可変する発信器を有することを特徴とする請求項1記
    載の水滴付着防止装置。
  3. 【請求項3】 前記発信器による可変周波数範囲を、前
    記外部視認用ガラスのもつ複数次の固有共振周波数を包
    含する範囲とすることを特徴とする請求項1または2記
    載の水滴付着防止装置。
  4. 【請求項4】 前記超音波振動子が、前記外部視認用ガ
    ラスの表面および裏面のうちいずれか一方の部位に位置
    付けられていることを特徴とする請求項1,2または3
    記載の水滴付着防止装置。
  5. 【請求項5】 前記超音波振動子が複数の超音波振動子
    からなり、これら各超音波振動子を前記外部視認用ガラ
    スの上方端縁および下方端縁のうちいずれか一方の部位
    に所定の間隔をもって並列配置したことを特徴とする請
    求項1〜4のうちいずれか一記載の水滴付着防止装置。
  6. 【請求項6】 前記超音波振動子が複数の超音波振動子
    からなり、これら各超音波振動子を前記外部視認用ガラ
    スの左方端縁および右方端縁のうちいずれか一方の部位
    に所定の間隔をもって並列配置したことを特徴とする請
    求項1〜4のうちいずれか一記載の水滴付着防止装置。
  7. 【請求項7】 前記外部視認用ガラスの表面に撥水加工
    が施されていることを特徴とする請求項1〜6のうちい
    ずれか一記載の水滴付着防止装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015048713A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Elwha Llc Self-cleaning substrate
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KR20190137447A (ko) * 2018-06-01 2019-12-11 가천대학교 산학협력단 박막의 고주파 진동에 의한 모드형상을 이용한 습윤성 제어 장치 및 그 방법

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