ウォッシャー液の加温装置
【課題】ウォッシャー液を比較的低電流で急速に昇温でき、かつ比較的大きな容量のウォッシャー液を加温でき、さらには電源を切った後もしばらくはウォッシャー液が暖まった状態を保つことができる加温装置を提供する。
【解決手段】加温装置１０は保温貯湯室１２の内部空間１３に小型加熱室１４を収容し、小型加熱室１４の内部空間１５に電気式ヒーター１６を収容した構造を有する。保温貯湯室１２は断熱構造を有する。小型加熱室１４は適度な熱伝導性を有する。ウォッシャータンク７２から送給されるウォッシャー液は保温貯湯室１２を通って小型加熱室１４に供給されヒーター１６により加温されてウォッシャーノズルから噴射される。小型加熱室１４内のウォッシャー液の熱は小型加熱室１４の壁面を熱伝導して保温貯湯室１２内のウォッシャー液に伝熱される。
【解決手段】加温装置１０は保温貯湯室１２の内部空間１３に小型加熱室１４を収容し、小型加熱室１４の内部空間１５に電気式ヒーター１６を収容した構造を有する。保温貯湯室１２は断熱構造を有する。小型加熱室１４は適度な熱伝導性を有する。ウォッシャータンク７２から送給されるウォッシャー液は保温貯湯室１２を通って小型加熱室１４に供給されヒーター１６により加温されてウォッシャーノズルから噴射される。小型加熱室１４内のウォッシャー液の熱は小型加熱室１４の壁面を熱伝導して保温貯湯室１２内のウォッシャー液に伝熱される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両搭載ウォッシャー装置のウォッシャータンクとウォッシャーノズルとの間に配置されてウォッシャー液を電気式ヒーターで加温する装置に関し、ウォッシャー液を比較的低電流で急速に昇温でき、かつ比較的大きな容量のウォッシャー液を加温でき、さらには電源を切った後もしばらくはウォッシャー液が暖まった状態を保つことができ、次に電源を再投入したときに昇温に必要な電力を削減できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
ウォッシャー液の加温装置としてエンジンの廃熱を利用するもの（特許文献１）、電気式ヒーターを利用するもの（先行技術２）等があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６４７７９号公報
【特許文献２】実開平６−２７３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウォッシャー液の加温装置は特に寒い冬に霜取りで使いたいが、エンジンの廃熱を利用するものでは、エンジンを始動してからウォッシャー液が温まるのに時間がかかる問題があった。また電気式ヒーターを利用するものではウォッシャー液を急速に昇温するためには大電流（４０アンペア以上）が必要となるため、低温で弱っているバッテリーをさらに酷使する、太い電線・大きな接点を持つ大型リレーやトランジスタ素子等が必要になり高価となる等の問題があった。
【０００５】
この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ウォッシャー液を比較的低電流で急速に昇温でき、かつ比較的大きな容量のウォッシャー液を加温でき、さらには電源を切った後もしばらくはウォッシャー液が暖まった状態を保つことができ、次に電源を再投入したときに昇温に必要な電力を削減できるようにしたウォッシャー液の加温装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のウォッシャー液の加温装置は、車両搭載ウォッシャー装置のウォッシャータンクとウォッシャーノズルとの間に配置されて該ウォッシャータンクから送り込まれるウォッシャー液を加温して該ウォッシャーノズルに送り出す装置であって、内壁と外壁との間に真空層を形成した断熱構造の壁面を有し、ウォッシャーポンプの駆動により前記ウォッシャータンクから流出するウォッシャー液が内部空間に流入する保温貯湯室と、前記保温貯湯室の壁面よりも熱伝導率が高い壁面を有し、該保温貯湯室の内部空間に収容配置され、前記ウォッシャーポンプの駆動により前記保温貯湯室内のウォッシャー液が内部空間に流入する小型加熱室と、前記小型加熱室の内部空間に収容配置され、該小型加熱室内のウォッシャー液を加温する電気式ヒーターとを具備し、前記保温貯湯室の内部空間は前記小型加熱室の内部空間よりも大容量のウォッシャー液を収容できる大きさに設定され、前記ウォッシャーポンプの駆動により前記小型加熱室から流出する加温されたウォッシャー液が前記ウォッシャーノズルに供給されるものである。
【０００７】
この発明によれば、電気式ヒーターに通電することにより、小型加熱室内のウォッシャー液を暖めてウォッシャーノズルから噴射することができる。小型加熱室は保温貯湯室に比べて小容量のウォッシャー液を収容するので、大電流を使わなくても小型加熱室内のウォッシャー液を急速に昇温できる。ウォッシャー液を噴射していないときは小型加熱室の壁面の熱伝導を通じて保温貯湯室内のウォッシャー液を暖めることができる。保温貯湯室は断熱構造なので、電源を切った後もしばらくは暖まった状態を保つことができ、次に電源を再投入したときに昇温に必要な電力を削減できる。
【０００８】
この発明は、前記保温貯湯室が外部空間からその内部空間に連通する開口部を有し、該開口部を塞ぐ蓋に、前記電気式ヒーターを収容した小型加熱室が装着され、該小型加熱室を該開口部から差し込んで該保温貯湯室の内部空間に収容しつつ、該蓋で該開口部を塞ぐ構造を有するものとすることができる。これによれば構成が簡単であり、容易に組み立てることができる。また前記蓋が、外部からウォッシャー液を前記保温貯湯室内に流入させるウォッシャー液流入路と、前記小型加熱室内のウォッシャー液を外部に流出させるウォッシャー液流出路と、前記電気式ヒーターへ電力を供給する電線を外部に引き出す電線引出路とを有するものとすることができる。これによればウォッシャー液流入路、ウォッシャー液流出路、電線引出路を保温貯湯室に構成しなくて済み構成が簡単で、容易に組み立てることができる。
【０００９】
この発明は、前記小型加熱室は上下方向に延在する筒状に形成され、前記小型加熱室の内部空間に収容される板状の可動式絞り蓋をさらに有し、前記電気式ヒーターは棒状で前記小型加熱室の筒の中心軸に沿って配置され、前記可動式絞り蓋は中心穴を有し、該中心穴に前記電気式ヒーターを通して該電気式ヒーターに沿って昇降可能に配置され、該可動式絞り蓋は該内部空間の下部から流入するウォッシャー液により押し上げられて該可動式絞り蓋の上側のウォッシャー液を該小型加熱室から流出させ、ウォッシャー液の流入が止まると自重および／またはばね力により下降し、該下降する際に該可動式絞り蓋の下側のウォッシャー液を該小型加熱室の内面と該可動式絞り蓋との間の隙間、前記電気式ヒーターの外面と該可動式絞り蓋の中心穴の内面との間の隙間、該可動式絞り蓋の面内に形成された空所のうち少なくともいずれか１つを通して該可動式絞り蓋の上側に移動させるものとすることができる。これによればウォッシャー液をウォッシャーノズルから噴射させているときに、小型加熱室内の可動式絞り蓋の上側で暖められてウォッシャーノズルに供給されるウォッシャー液と小型加熱室の下部から流入する未だ暖められていないウォッシャー液とが混ざり合うのを可動式絞り蓋が仕切りとなって抑制できるので、暖かいウォッシャー液をウォッシャーノズルから噴射させることができる。
【００１０】
この発明は、前記小型加熱室の筒の底部が、絞り口が形成された板材で塞がれ、該絞り口を通して前記保温貯湯室の内部空間のウォッシャー液を前記小型加熱室の内部空間に流入させるものとすることができる。これによれば小型加熱室内の暖められたウォッシャー液が小型加熱室の下部から逃げるのを抑制することができる。またこの発明は、ウォッシャー液が前記保温貯湯室の上部からその内部空間に流入して下降し、該下降したウォッシャー液が前記小型加熱室の下部からその内部空間に流入して上昇するウォッシャー液の流路を有するものとすることができる。これによれば加温装置内でのウォッシャー液の流れを良好にすることができる。またこの発明は、前記保温貯湯室と前記小型加熱室は例えば同心の筒状にそれぞれ形成することができる。これによれば加温装置をコンパクトな構造にでき、車両のエンジンルーム等の狭い場所に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明による加温装置の実施の形態１を示す図で、加温装置の内部を透視して示す正面図および平面図である。
【図２】図１の加温装置の保温貯湯室を透視して示す正面図および平面図である。
【図３】図１の加温装置の蓋を透視して示す正面図および平面図である。
【図４】図３の蓋に装着される密閉ゴム（Ｏリング）を透視して示す正面図および平面図である。
【図５】図１の加温装置の小型加熱室を透視して示す正面図および平面図である。
【図６】図１の加温装置の下蓋を透視して示す正面図および平面図である。
【図７】図１の加温装置の可動式絞り蓋を透視して示す正面図および平面図である。
【図８】図１の加温装置を既存のウォッシャー装置に追加したときの電気系統およびウォッシャー液の送給系統を示す図である。
【図９】図１の加温装置の動作を示す模式図である。
【図１０】図１の加温装置の試作機による温度上昇実験の実験結果を示す図表で、ヒーターに通電開始後の小型加熱室内の水の温度変化を示す。
【図１１】図１の加温装置の試作機による温度上昇実験の実験結果を示す図表で、保温貯湯室内の水の初期温度からの上昇温度の変化を示す。
【図１２】図１の加温装置の試作機による保温特性実験実験結果を示す図表である。
【図１３】この発明による加温装置の実施の形態２を示す図で、加温装置の内部を透視して模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
《実施の形態１》
この発明の実施の形態１を説明する。図１〜図７はこの実施の形態による加温装置１０を内部を透視して示した図である。図１は組み立てられた状態を示し、図２〜図７は構成部品をそれぞれ示す（各図相互間において縮尺率は同一ではない）。加温装置１０は図１に示す垂直に立てた状態で車両のエンジンルーム内等に設置される。図１において、加温装置１０は円筒状の保温貯湯室１２の内部空間１３に円筒状の小型加熱室１４を同心状に収容し、小型加熱室１４の内部空間１５に丸棒状の電気式ヒーター（以下「ヒーター」）１６を同心状に収容した構造を有する。蓋３０の下面にヒーター１６と小型加熱室１４を同心状に取り付け、ヒーター１６を収容した小型加熱室１４を保温貯湯室１２の上部開口部２６から内部空間１３に差し込んで、蓋３０を保温貯湯室１２の上部に強くねじ込んで装着することにより、全体が一体化されている。ウォッシャー液はウォッシャータンク７２（図８）からホース５４を通って保温貯湯室１２の内部空間１３に送り込まれ、小型加熱室１４の下端面の絞り口６０を通って小型加熱室１４の内部空間１５に流入し、ここでヒーター１６により加温される。加温されたウォッシャー液はホース５６を通ってウォッシャーノズル８０（図８）に供給されて、フロントウィンドウ、リヤウィンドウ、ワイパー付きヘッドランプ等におけるワイパー拭き取り範囲に向けて噴射される。保温貯湯室１２の内部空間１３に収容されるウォッシャー液の容量（小型加熱室１４の体積を除いた保温貯湯室１２の内部空間１３の容積）は、小型加熱室１４の内部空間１５に収容されるウォッシャー液の容量（ヒーター１６の体積を除いた小型加熱室１４の内部空間１５の容積）よりも十分に大きく設定されている。
【００１３】
保温貯湯室１２は魔法瓶と同様の構造を有するもので、図２に示すように内壁１８と外壁２０との間に真空層２２を形成した断熱構造の壁面２４を有する。内壁１８はステンレス等の金属または真空層２２側の面に金属メッキを施したガラス等で構成される。外壁２０はステンレス等の金属等で構成される。保温貯湯室１２の下端部は閉じられ、上端部には開口部２６が形成されている。開口部２６を構成する壁部２８の外周面には蓋３０をねじ込んで装着するためのねじ３２が形成されている。
【００１４】
保温貯湯室１２の開口部２６は蓋３０で閉じられる。蓋３０は樹脂等で構成され、図３に示すように、下面側に芯部３３と芯部３３を包囲する外周壁３４を具える。芯部３３と外周壁３４との間には下方に開口する溝３６が形成されている。外周壁３４の内周面にはねじ３８が形成されている。溝３６には図４の密閉ゴム（Ｏリング）４０が収容される。密閉ゴム４０を溝３６内に収容し、保温貯湯室１２の開口部２６の壁部２８を溝３６に進入させて蓋３０を回してねじ３２，３８を螺合させて強く締めることにより、保温貯湯室１２の開口部２６は蓋３０で密閉される。このとき芯部３３は開口部２６内に差し込まれた状態となる。
【００１５】
蓋３０の芯部３３にはヒーター１６に電力を供給する電線４２（図１）を外部に引き出すための電線引出路４４（図３）が中心軸上に形成されている。小型加熱室１４の内部空間１５のウォッシャー液の温度を検出する温度センサ（図示せず）のリード線（図示せず）を外部に引き出す場合には電線引出路４４を利用して引き出すことができる。また芯部３３には外部からウォッシャー液を保温貯湯室１２内に流入させるウォッシャー液流入路４６と、小型加熱室１４内のウォッシャー液を外部に流出させるウォッシャー液流出路４８が形成されている。ウォッシャー液流出路４８は小型加熱室１４内で上部に開口しているので、ウォッシャータンク７２（図８）内のウォッシャー液が空になっても、小型加熱室１４内が空になるのが防止され、ヒーター１６の空焚きを防止することができる。蓋３０の上面にはウォッシャー液流入路４６、ウォッシャー液流出路４８に連通するホース接続口５０，５２が突出形成されている。ホース接続口５０，５２にはホース５４，５６（図１）が差し込んで接続される。
【００１６】
蓋３０の下面中心軸上には丸棒状のヒーター１６（図１）が固定装着される。ヒーター１６は電熱線ヒーター、ＰＴＣセラミックヒーター等を金属パイプ、セラミックパイプ等の円筒ケース内に封入して構成される。ヒーター１６として温度センサを内蔵し温度制御機能を有するいわゆるオートヒーターと呼ばれるものを使用すれば、小型加熱室１４内に温度センサを別途設置しなくて済む。蓋３０の下面には小型加熱室１４がその内部空間１５にヒーター１６を収容した状態で固定装着される。小型加熱室１４は図５に示すように円筒部材で構成される。小型加熱室１４は適度な熱伝導性を有するもので、硬質塩化ビニル等の樹脂、セラミックス、金属等の材料による非断熱構造（真空層を有しない構造）で構成されている。小型加熱室１４の上端部１４ａは蓋３０の下面で塞がれ、下端部１４ｂは図６に示す円板状の下蓋５８を接合して塞がれている。下蓋５８は小型加熱室１４と同様の材料（樹脂、セラミックス、金属等）で構成することができる。下蓋５８には複数の絞り口６０が形成されている。絞り口６０を通して保温貯湯室１２の内部空間１３のウォッシャー液が小型加熱室１４の内部空間１５に流入する。
【００１７】
小型加熱室１４の内部空間１５には円板状の可動式絞り蓋６１が収容される。可動式絞り蓋６１はウォッシャー液よりもやや大きな比重を有する硬質塩化ビニル等の材料で構成される。可動式絞り蓋６１は図７に示すように、円板状に構成され、中心部に円形の中心穴６２が形成されている。可動式絞り蓋６１の外径は小型加熱室１４の内径よりもやや小さく、中心穴６２の内径はヒーター１６の外径よりもやや大きい。可動式絞り蓋６１は中心穴６２にヒーター１６を差し込んで小型加熱室１４の内部空間１５に収容され、ヒーター１６に沿って昇降自在に配置される。
【００１８】
以上の構成の加温装置１０を既存のウォッシャー装置に追加したときの電気系統およびウォッシャー液の送給系統を図８に示す。図８では温度制御を加温装置１０の小型加熱室１４内等に設置したバイメタルや形状記憶合金による機械検知式温度センサを使用して行う場合を示している。点線で囲まれた部分が加温装置１０を使用するために既存のウォッシャー装置に追加した部分である。ヒーター１６およびウォッシャーモーター７６はバッテリー６３を電源として駆動される。すなわちバッテリー６３にはイグニッションスイッチ６６およびリレースイッチ６８を介してヒーター１６と機械検知式温度センサ６４が直列接続されている。機械検知式温度センサ６４はバイメタルや形状記憶合金等による可動接点を有するスイッチ（機械式サーモスタット）で構成され、小型加熱室１４内のウォッシャー液の温度が設定温度（例えば６０℃）以下のときはスイッチをオンし、該設定温度を超えるとスイッチをオフする。タイマー回路７０はリレースイッチ６８をオン・オフするもので、イグニッション始動時（セルモータの駆動時）の消費電力を抑えるため、イグニッションスイッチ６６がオンされてから所定時間（例えば数秒）を経過するまではリレースイッチ６８をオフ状態に保ち、該所定時間を経過した後はイグニッションスイッチ６６がオフされるまで、リレースイッチ６８をオン状態に保つ。ウォッシャータンク７２にはウォッシャー液が充填されている。運転者等の操作によりウォッシャースイッチ７４がオンされると、ウォッシャーモーター７６に通電され、これによりウォッシャーポンプ７８が駆動されて、ウォッシャータンク７２内のウォッシャー液がホース５４を通って加温装置１０に供給される。加温装置１０で加温されたウォッシャー液はホース５６を通ってウォッシャーノズル８０に供給されて噴射される。
【００１９】
図９は加温装置１０の動作を示す。（１）〜（４）に示す各工程について説明する。
（１）ウォッシャースイッチ７４（図８）がオンされているときの状態を示す。ウォッシャータンク７２から送給されるウォッシャー液８２はホース５４を介して保温貯湯室１２の内の上部空間に注入される。これに伴い保温貯湯室１２内のウォッシャー液８２は下降し、下蓋５８の絞り口６０から小型加熱室１４内に流入する。このとき小型加熱室１４内の可動式絞り蓋６１はこの流入するウォッシャー液８２により押し上げられる。これにより可動式絞り蓋６１の上側の暖められたウォッシャー液８２はホース５６を介して加温装置１０から排出され、ウォッシャーノズル８０から噴射される。
（２）ウォッシャースイッチ７４がオフされると、ウォッシャータンク７２からのウォッシャー液８２の供給が停止される。これにより可動式絞り蓋６１はその自重により下降する。このとき可動式絞り蓋６１の下側のウォッシャー液８２は、可動式絞り蓋６１の外周面と小型加熱室１４の内周面との隙間８４を通って可動式絞り蓋６１の上側に移動する。
（３）ヒーター１６への通電は継続して行われているので、小型加熱室１４内のウォッシャー液８２は加温される。小型加熱室１４は容量が小さいので、ヒーター１６の出力が比較的小さくても（すなわち例えば５アンペア程度の比較的小電流でも）小型加熱室１４内のウォッシャー液８２を急速に昇温させることができる。またこのとき可動式絞り蓋６１は下蓋５８上に着地して下蓋５８の絞り口６０を塞いでいるので、小型加熱室１４内の暖められたウォッシャー液８２が絞り口６０を通して保温貯湯室１２の内部空間１３に逃げるのを抑制することができる。小型加熱室１４内のウォッシャー液８２が暖まりウォッシャースイッチ７４を再度オンすると、再び上記工程（１）により、該暖められたウォッシャー液８２はホース５６を通ってウォッシャーノズル８０に供給されて噴射される。
（４）上記工程（３）のままウォッシャースイッチ７４をオフしたままにすると、小型加熱室１４内のウォッシャー液８２の熱が小型加熱室１４の壁面の熱伝導により、保温貯湯室１２内のウォッシャー液８２に伝熱され、該保温貯湯室１２内のウォッシャー液８２が加温される。小型加熱室１４内のウォッシャー液８２の温度が機械検知式温度センサ６４（図８）の設定温度（例えば６０℃）を超えると、機械検知式温度センサ６４はオフしてヒーター１６への通電が停止される。保温貯湯室１２は断熱構造を有するので、ヒーター１６への通電が停止されても加温装置１０内のウォッシャー液８２は保温される。小型加熱室１４内のウォッシャー液８２の温度が所定値以下に低下すると、ヒーター１６への通電が再開され、以後イグニッションスイッチ６６がオフされるまで、ヒーター１６への通電・停止が繰り返される。イグニッションスイッチ６６がオフされるとヒーター１６への通電も停止されるが、保温貯湯室１２は断熱構造を有するので、加温装置１０内のウォッシャー液８２は長時間保温される。
【００２０】
《実験例》
加温装置１０を試作して小型加熱室１４および保温貯湯室１２内に水を満杯に充填してヒーター１６に連続通電したときの水の温度上昇特性、およびヒーター１６への通電停止後の加温装置１０内の水の温度下降特性（保温特性）を測定した。加温装置１０の試作機は次の部品を使用して作製した。
・保温貯湯室１２：市販の魔法瓶型水筒本体をそのまま使用
・蓋３０：保温貯湯室１２に使用した魔法瓶型水筒の蓋を改造
・小型加熱室１４：硬質塩化ビニル管
・下蓋５８：硬質塩化ビニル板
・可動式絞り蓋６１：硬質塩化ビニル板
・ヒーター１６：電熱線ヒーター（出力６０ワット）
加温装置１０内の全水量（小型加熱室１４および保温貯湯室１２内に充填した水の総量）は４８５ｍｌ、小型加熱室１４の容量は５０ｍｌである。温度上昇実験（図１０、図１１）の水の初期温度は１４℃、保温特性実験（図１２）の水の初期温度は６０℃であった。
【００２１】
図１０はヒーター１６に通電開始後の小型加熱室１４内の水の温度変化を示す。これによれば通電開始後約５分で８５°以上に達している。図１１は保温貯湯室１２内の水の上昇温度（初期温度１４℃に対する上昇温度）の変化を示す。これによれば、通電開始後４０分で７０°以上の温度上昇が生じている。
【００２２】
図１２は加温装置１０内の水の温度を６０℃にした後、ヒーター１６への通電を停止したままにした場合の加温装置１０内の水の温度変化を示す。外気温度が−５℃、−１０℃、−１５℃、−２０℃、−２５℃、−３０℃の各場合について測定した。これによれば１０時間経過後の水温は、外気温度が−５℃のときは２７℃、外気温度が−３０℃のときは１３℃得られている。したがって例えば車を運転して夜帰宅して翌朝の始動時にはまだ水温を暖かい状態に保つことができ、始動時に昇温に必要な時間および電力を抑制することができる。
【００２３】
《実施の形態２》
この発明の実施の形態２を説明する。図１３はこの実施の形態による加温装置８６を内部を透視して模式的に示した図である。この加温装置８６は小型加熱室１４およびヒーター１６を装着した蓋３０を下側に配置することにより、高い温度のウォッシャー液が溜まる上部の断熱性を向上させて、該上部から熱が逃げるのを抑制して、保温性能をより向上させたものである。実施の形態１と共通する部分には同一の符号を用いる。加温装置８６は図１３に示す垂直に立てた状態で車両のエンジンルーム内等に設置される。加温装置８６は円筒状で断熱構造の保温貯湯室１２の内部空間１３に円筒状で適度な熱伝導性を有する小型加熱室１４を同心状に収容し、小型加熱室１４の内部空間１５に丸棒状のヒーター１６を同心状に収容した構造を有する。蓋３０の下面にヒーター１６と小型加熱室１４を取り付け、該ヒーター１６と小型加熱室１４を保温貯湯室１２の下部開口部２６から内部空間１３に差し込んで、蓋３０を保温貯湯室１２の下部に強くねじ込んで装着することにより、全体が一体化されている。ウォッシャー液はウォッシャータンク７２（図８）からホース５４を通って保温貯湯室１２の内部空間１３に送り込まれ、小型加熱室１４の下端面の絞り口６０を通って小型加熱室１４の内部空間１５に流入し、ここでヒーター１６により加温されてホース５６を通ってウォッシャーノズル８０（図８）に送り出されて、フロントウィンドウ、リヤウィンドウ、ヘッドランプ等におけるワイパー拭き取り範囲に向けて噴射される。保温貯湯室１２の内部空間１３に収容されるウォッシャー液の容量（小型加熱室１４の体積を除いた保温貯湯室１２の内部空間１３の容積）は、小型加熱室１４の内部空間１５に収容されるウォッシャー液の容量（ヒーター１６の体積を除いた小型加熱室１４の内部空間１５の容積）よりも十分に大きく設定されている。
【００２４】
蓋３０にはヒーター１６に電力を供給する電線４２、保温貯湯室１２の内部空間１３の上部にウォッシャー液を注入する流入パイプ（ウォッシャー液流入路）８８、小型加熱室１４の内部空間１５の上部の暖められたウォッシャー液を外部に流出させる流出パイプ（ウォッシャー液流出路）９０が水密状態に通されて設置されている。小型加熱室１４の内部空間１５内には温度センサ９２が配設されている。温度センサ９２のリード線９４は蓋３０を水密に貫通して外部に引き出されている。温度センサ９２を独立に配設するのに代えて、ヒーター１６として温度センサを内蔵し温度制御機能を有するいわゆるオートヒーターを使用することもできる。
【００２５】
この加温装置８６は実施の形態１の加温装置１０と同様に、図８の電気系統およびウォッシャー液の送給系統を構成して、図９のように動作させて使用することができる。すなわちヒーター１６に通電することにより小型加熱室１４内のウォッシャー液が加温され、さらにその熱が小型加熱室１４の壁面の熱伝導により、保温貯湯室１２内のウォッシャー液に伝熱され、該保温貯湯室１２内のウォッシャー液が加温される。ウォッシャースイッチ７４（図８）をオンすると、ウォッシャータンク７２（図８）から送給されるウォッシャー液は流入パイプ８８を通って保温貯湯室１２の内部空間１３の上部に供給され、該内部空間１３を下降して、下蓋５８の絞り口６０から小型加熱室１４内に流入する。このとき小型加熱室１４内の可動式絞り蓋６１はこの流入するウォッシャー液により押し上げられる。これにより可動式絞り蓋６１の上側の暖められたウォッシャー液は小型加熱室１４の上部から流出パイプ９０を通って加温装置８６から排出され、ウォッシャーノズル８０（図８）から噴射される。ウォッシャー液流出路４８を構成する流出パイプ９０は小型加熱室１４内で上部に開口しているので、ウォッシャータンク７２（図８）内のウォッシャー液が空になっても、小型加熱室１４内が空になるのが防止され、ヒーター１６の空焚きを防止することができる。このほかの動作は実施の形態１で説明したのと同じである。
【００２６】
前記実施の形態１，２では可動式絞り蓋６１はその自重により下降するようにしたが、図１、図１３に二点鎖線で示すようにヒーター１６に弱いばね９６を嵌めてばね９６の付勢力（伸長力）を可動式絞り蓋６１に作用させて、ばね９６の伸長力により（またはばね９６の伸長力と可動式絞り蓋６１の自重の合成力により）可動式絞り蓋６１を下降させることもできる。また前記実施の形態１，２では可動式絞り蓋６１が下降するときのウォッシャー液の可動式絞り蓋６１の下側から上側への移動は可動式絞り蓋６１の外周面と小型加熱室１４の内周面との隙間８４を通って行われるようにしたが、ヒーター１６の外周面と可動式絞り蓋６１の中心穴６２との間の隙間、可動式絞り蓋６１の面内に別途形成した弁付き穴（弁は可動式絞り蓋６１が上昇するときに閉じ下降するとき開くように配置されるもの）・切欠等の空所を通して行われるようにしてもよい。また前記実施の形態１，２において小型加熱室１４内に水位センサを配置して、小型加熱室１４内の水位が所定値以上であることを条件にヒーター１６に通電させるようにすることもできる。また前記実施の形態１，２では図８に示すようにウォッシャータンク７２に付属されている既存のウォッシャーポンプ７８を使用してウォッシャー液を送給するようにしたが、加温装置の挿入により流路抵抗が大きくなってウォッシャーノズル８０からウォッシャー液が十分な勢いで噴射されない場合には、加温装置にウォッシャーポンプを追加して、２台のウォッシャーポンプの直列駆動等によりウォッシャー液の送給を行うこともできる。
【符号の説明】
【００２７】
１０…加温装置、１２…保温貯湯室、１３…保温貯湯室の内部空間、１４…小型加熱室、１５…小型加熱室の内部空間、１６…電気式ヒーター、１８…保温貯湯室の内壁、２０…保温貯湯室の外壁、２２…真空層、２４…保温貯湯室の壁面（断熱構造の壁面）、２６…保温貯湯室の開口部、３０…蓋、４４…電線引出路、４６…ウォッシャー液流入路、４８…ウォッシャー液流出路、５８…下蓋（絞り口が形成された板材）、６０…下蓋の絞り口、６１…可動式絞り蓋、６２…可動式絞り蓋の中心穴、７２…ウォッシャータンク、７８…ウォッシャーポンプ、８０…ウォッシャーノズル、８２…ウォッシャー液、８４…可動式絞り蓋の外周面と小型加熱室の内周面との隙間、８６…加温装置、８８…流入パイプ（ウォッシャー液流入路）、９０…流出パイプ（ウォッシャー液流出路）、９２…温度センサ、９６…ばね
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両搭載ウォッシャー装置のウォッシャータンクとウォッシャーノズルとの間に配置されてウォッシャー液を電気式ヒーターで加温する装置に関し、ウォッシャー液を比較的低電流で急速に昇温でき、かつ比較的大きな容量のウォッシャー液を加温でき、さらには電源を切った後もしばらくはウォッシャー液が暖まった状態を保つことができ、次に電源を再投入したときに昇温に必要な電力を削減できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
ウォッシャー液の加温装置としてエンジンの廃熱を利用するもの（特許文献１）、電気式ヒーターを利用するもの（先行技術２）等があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６４７７９号公報
【特許文献２】実開平６−２７３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウォッシャー液の加温装置は特に寒い冬に霜取りで使いたいが、エンジンの廃熱を利用するものでは、エンジンを始動してからウォッシャー液が温まるのに時間がかかる問題があった。また電気式ヒーターを利用するものではウォッシャー液を急速に昇温するためには大電流（４０アンペア以上）が必要となるため、低温で弱っているバッテリーをさらに酷使する、太い電線・大きな接点を持つ大型リレーやトランジスタ素子等が必要になり高価となる等の問題があった。
【０００５】
この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ウォッシャー液を比較的低電流で急速に昇温でき、かつ比較的大きな容量のウォッシャー液を加温でき、さらには電源を切った後もしばらくはウォッシャー液が暖まった状態を保つことができ、次に電源を再投入したときに昇温に必要な電力を削減できるようにしたウォッシャー液の加温装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のウォッシャー液の加温装置は、車両搭載ウォッシャー装置のウォッシャータンクとウォッシャーノズルとの間に配置されて該ウォッシャータンクから送り込まれるウォッシャー液を加温して該ウォッシャーノズルに送り出す装置であって、内壁と外壁との間に真空層を形成した断熱構造の壁面を有し、ウォッシャーポンプの駆動により前記ウォッシャータンクから流出するウォッシャー液が内部空間に流入する保温貯湯室と、前記保温貯湯室の壁面よりも熱伝導率が高い壁面を有し、該保温貯湯室の内部空間に収容配置され、前記ウォッシャーポンプの駆動により前記保温貯湯室内のウォッシャー液が内部空間に流入する小型加熱室と、前記小型加熱室の内部空間に収容配置され、該小型加熱室内のウォッシャー液を加温する電気式ヒーターとを具備し、前記保温貯湯室の内部空間は前記小型加熱室の内部空間よりも大容量のウォッシャー液を収容できる大きさに設定され、前記ウォッシャーポンプの駆動により前記小型加熱室から流出する加温されたウォッシャー液が前記ウォッシャーノズルに供給されるものである。
【０００７】
この発明によれば、電気式ヒーターに通電することにより、小型加熱室内のウォッシャー液を暖めてウォッシャーノズルから噴射することができる。小型加熱室は保温貯湯室に比べて小容量のウォッシャー液を収容するので、大電流を使わなくても小型加熱室内のウォッシャー液を急速に昇温できる。ウォッシャー液を噴射していないときは小型加熱室の壁面の熱伝導を通じて保温貯湯室内のウォッシャー液を暖めることができる。保温貯湯室は断熱構造なので、電源を切った後もしばらくは暖まった状態を保つことができ、次に電源を再投入したときに昇温に必要な電力を削減できる。
【０００８】
この発明は、前記保温貯湯室が外部空間からその内部空間に連通する開口部を有し、該開口部を塞ぐ蓋に、前記電気式ヒーターを収容した小型加熱室が装着され、該小型加熱室を該開口部から差し込んで該保温貯湯室の内部空間に収容しつつ、該蓋で該開口部を塞ぐ構造を有するものとすることができる。これによれば構成が簡単であり、容易に組み立てることができる。また前記蓋が、外部からウォッシャー液を前記保温貯湯室内に流入させるウォッシャー液流入路と、前記小型加熱室内のウォッシャー液を外部に流出させるウォッシャー液流出路と、前記電気式ヒーターへ電力を供給する電線を外部に引き出す電線引出路とを有するものとすることができる。これによればウォッシャー液流入路、ウォッシャー液流出路、電線引出路を保温貯湯室に構成しなくて済み構成が簡単で、容易に組み立てることができる。
【０００９】
この発明は、前記小型加熱室は上下方向に延在する筒状に形成され、前記小型加熱室の内部空間に収容される板状の可動式絞り蓋をさらに有し、前記電気式ヒーターは棒状で前記小型加熱室の筒の中心軸に沿って配置され、前記可動式絞り蓋は中心穴を有し、該中心穴に前記電気式ヒーターを通して該電気式ヒーターに沿って昇降可能に配置され、該可動式絞り蓋は該内部空間の下部から流入するウォッシャー液により押し上げられて該可動式絞り蓋の上側のウォッシャー液を該小型加熱室から流出させ、ウォッシャー液の流入が止まると自重および／またはばね力により下降し、該下降する際に該可動式絞り蓋の下側のウォッシャー液を該小型加熱室の内面と該可動式絞り蓋との間の隙間、前記電気式ヒーターの外面と該可動式絞り蓋の中心穴の内面との間の隙間、該可動式絞り蓋の面内に形成された空所のうち少なくともいずれか１つを通して該可動式絞り蓋の上側に移動させるものとすることができる。これによればウォッシャー液をウォッシャーノズルから噴射させているときに、小型加熱室内の可動式絞り蓋の上側で暖められてウォッシャーノズルに供給されるウォッシャー液と小型加熱室の下部から流入する未だ暖められていないウォッシャー液とが混ざり合うのを可動式絞り蓋が仕切りとなって抑制できるので、暖かいウォッシャー液をウォッシャーノズルから噴射させることができる。
【００１０】
この発明は、前記小型加熱室の筒の底部が、絞り口が形成された板材で塞がれ、該絞り口を通して前記保温貯湯室の内部空間のウォッシャー液を前記小型加熱室の内部空間に流入させるものとすることができる。これによれば小型加熱室内の暖められたウォッシャー液が小型加熱室の下部から逃げるのを抑制することができる。またこの発明は、ウォッシャー液が前記保温貯湯室の上部からその内部空間に流入して下降し、該下降したウォッシャー液が前記小型加熱室の下部からその内部空間に流入して上昇するウォッシャー液の流路を有するものとすることができる。これによれば加温装置内でのウォッシャー液の流れを良好にすることができる。またこの発明は、前記保温貯湯室と前記小型加熱室は例えば同心の筒状にそれぞれ形成することができる。これによれば加温装置をコンパクトな構造にでき、車両のエンジンルーム等の狭い場所に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明による加温装置の実施の形態１を示す図で、加温装置の内部を透視して示す正面図および平面図である。
【図２】図１の加温装置の保温貯湯室を透視して示す正面図および平面図である。
【図３】図１の加温装置の蓋を透視して示す正面図および平面図である。
【図４】図３の蓋に装着される密閉ゴム（Ｏリング）を透視して示す正面図および平面図である。
【図５】図１の加温装置の小型加熱室を透視して示す正面図および平面図である。
【図６】図１の加温装置の下蓋を透視して示す正面図および平面図である。
【図７】図１の加温装置の可動式絞り蓋を透視して示す正面図および平面図である。
【図８】図１の加温装置を既存のウォッシャー装置に追加したときの電気系統およびウォッシャー液の送給系統を示す図である。
【図９】図１の加温装置の動作を示す模式図である。
【図１０】図１の加温装置の試作機による温度上昇実験の実験結果を示す図表で、ヒーターに通電開始後の小型加熱室内の水の温度変化を示す。
【図１１】図１の加温装置の試作機による温度上昇実験の実験結果を示す図表で、保温貯湯室内の水の初期温度からの上昇温度の変化を示す。
【図１２】図１の加温装置の試作機による保温特性実験実験結果を示す図表である。
【図１３】この発明による加温装置の実施の形態２を示す図で、加温装置の内部を透視して模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
《実施の形態１》
この発明の実施の形態１を説明する。図１〜図７はこの実施の形態による加温装置１０を内部を透視して示した図である。図１は組み立てられた状態を示し、図２〜図７は構成部品をそれぞれ示す（各図相互間において縮尺率は同一ではない）。加温装置１０は図１に示す垂直に立てた状態で車両のエンジンルーム内等に設置される。図１において、加温装置１０は円筒状の保温貯湯室１２の内部空間１３に円筒状の小型加熱室１４を同心状に収容し、小型加熱室１４の内部空間１５に丸棒状の電気式ヒーター（以下「ヒーター」）１６を同心状に収容した構造を有する。蓋３０の下面にヒーター１６と小型加熱室１４を同心状に取り付け、ヒーター１６を収容した小型加熱室１４を保温貯湯室１２の上部開口部２６から内部空間１３に差し込んで、蓋３０を保温貯湯室１２の上部に強くねじ込んで装着することにより、全体が一体化されている。ウォッシャー液はウォッシャータンク７２（図８）からホース５４を通って保温貯湯室１２の内部空間１３に送り込まれ、小型加熱室１４の下端面の絞り口６０を通って小型加熱室１４の内部空間１５に流入し、ここでヒーター１６により加温される。加温されたウォッシャー液はホース５６を通ってウォッシャーノズル８０（図８）に供給されて、フロントウィンドウ、リヤウィンドウ、ワイパー付きヘッドランプ等におけるワイパー拭き取り範囲に向けて噴射される。保温貯湯室１２の内部空間１３に収容されるウォッシャー液の容量（小型加熱室１４の体積を除いた保温貯湯室１２の内部空間１３の容積）は、小型加熱室１４の内部空間１５に収容されるウォッシャー液の容量（ヒーター１６の体積を除いた小型加熱室１４の内部空間１５の容積）よりも十分に大きく設定されている。
【００１３】
保温貯湯室１２は魔法瓶と同様の構造を有するもので、図２に示すように内壁１８と外壁２０との間に真空層２２を形成した断熱構造の壁面２４を有する。内壁１８はステンレス等の金属または真空層２２側の面に金属メッキを施したガラス等で構成される。外壁２０はステンレス等の金属等で構成される。保温貯湯室１２の下端部は閉じられ、上端部には開口部２６が形成されている。開口部２６を構成する壁部２８の外周面には蓋３０をねじ込んで装着するためのねじ３２が形成されている。
【００１４】
保温貯湯室１２の開口部２６は蓋３０で閉じられる。蓋３０は樹脂等で構成され、図３に示すように、下面側に芯部３３と芯部３３を包囲する外周壁３４を具える。芯部３３と外周壁３４との間には下方に開口する溝３６が形成されている。外周壁３４の内周面にはねじ３８が形成されている。溝３６には図４の密閉ゴム（Ｏリング）４０が収容される。密閉ゴム４０を溝３６内に収容し、保温貯湯室１２の開口部２６の壁部２８を溝３６に進入させて蓋３０を回してねじ３２，３８を螺合させて強く締めることにより、保温貯湯室１２の開口部２６は蓋３０で密閉される。このとき芯部３３は開口部２６内に差し込まれた状態となる。
【００１５】
蓋３０の芯部３３にはヒーター１６に電力を供給する電線４２（図１）を外部に引き出すための電線引出路４４（図３）が中心軸上に形成されている。小型加熱室１４の内部空間１５のウォッシャー液の温度を検出する温度センサ（図示せず）のリード線（図示せず）を外部に引き出す場合には電線引出路４４を利用して引き出すことができる。また芯部３３には外部からウォッシャー液を保温貯湯室１２内に流入させるウォッシャー液流入路４６と、小型加熱室１４内のウォッシャー液を外部に流出させるウォッシャー液流出路４８が形成されている。ウォッシャー液流出路４８は小型加熱室１４内で上部に開口しているので、ウォッシャータンク７２（図８）内のウォッシャー液が空になっても、小型加熱室１４内が空になるのが防止され、ヒーター１６の空焚きを防止することができる。蓋３０の上面にはウォッシャー液流入路４６、ウォッシャー液流出路４８に連通するホース接続口５０，５２が突出形成されている。ホース接続口５０，５２にはホース５４，５６（図１）が差し込んで接続される。
【００１６】
蓋３０の下面中心軸上には丸棒状のヒーター１６（図１）が固定装着される。ヒーター１６は電熱線ヒーター、ＰＴＣセラミックヒーター等を金属パイプ、セラミックパイプ等の円筒ケース内に封入して構成される。ヒーター１６として温度センサを内蔵し温度制御機能を有するいわゆるオートヒーターと呼ばれるものを使用すれば、小型加熱室１４内に温度センサを別途設置しなくて済む。蓋３０の下面には小型加熱室１４がその内部空間１５にヒーター１６を収容した状態で固定装着される。小型加熱室１４は図５に示すように円筒部材で構成される。小型加熱室１４は適度な熱伝導性を有するもので、硬質塩化ビニル等の樹脂、セラミックス、金属等の材料による非断熱構造（真空層を有しない構造）で構成されている。小型加熱室１４の上端部１４ａは蓋３０の下面で塞がれ、下端部１４ｂは図６に示す円板状の下蓋５８を接合して塞がれている。下蓋５８は小型加熱室１４と同様の材料（樹脂、セラミックス、金属等）で構成することができる。下蓋５８には複数の絞り口６０が形成されている。絞り口６０を通して保温貯湯室１２の内部空間１３のウォッシャー液が小型加熱室１４の内部空間１５に流入する。
【００１７】
小型加熱室１４の内部空間１５には円板状の可動式絞り蓋６１が収容される。可動式絞り蓋６１はウォッシャー液よりもやや大きな比重を有する硬質塩化ビニル等の材料で構成される。可動式絞り蓋６１は図７に示すように、円板状に構成され、中心部に円形の中心穴６２が形成されている。可動式絞り蓋６１の外径は小型加熱室１４の内径よりもやや小さく、中心穴６２の内径はヒーター１６の外径よりもやや大きい。可動式絞り蓋６１は中心穴６２にヒーター１６を差し込んで小型加熱室１４の内部空間１５に収容され、ヒーター１６に沿って昇降自在に配置される。
【００１８】
以上の構成の加温装置１０を既存のウォッシャー装置に追加したときの電気系統およびウォッシャー液の送給系統を図８に示す。図８では温度制御を加温装置１０の小型加熱室１４内等に設置したバイメタルや形状記憶合金による機械検知式温度センサを使用して行う場合を示している。点線で囲まれた部分が加温装置１０を使用するために既存のウォッシャー装置に追加した部分である。ヒーター１６およびウォッシャーモーター７６はバッテリー６３を電源として駆動される。すなわちバッテリー６３にはイグニッションスイッチ６６およびリレースイッチ６８を介してヒーター１６と機械検知式温度センサ６４が直列接続されている。機械検知式温度センサ６４はバイメタルや形状記憶合金等による可動接点を有するスイッチ（機械式サーモスタット）で構成され、小型加熱室１４内のウォッシャー液の温度が設定温度（例えば６０℃）以下のときはスイッチをオンし、該設定温度を超えるとスイッチをオフする。タイマー回路７０はリレースイッチ６８をオン・オフするもので、イグニッション始動時（セルモータの駆動時）の消費電力を抑えるため、イグニッションスイッチ６６がオンされてから所定時間（例えば数秒）を経過するまではリレースイッチ６８をオフ状態に保ち、該所定時間を経過した後はイグニッションスイッチ６６がオフされるまで、リレースイッチ６８をオン状態に保つ。ウォッシャータンク７２にはウォッシャー液が充填されている。運転者等の操作によりウォッシャースイッチ７４がオンされると、ウォッシャーモーター７６に通電され、これによりウォッシャーポンプ７８が駆動されて、ウォッシャータンク７２内のウォッシャー液がホース５４を通って加温装置１０に供給される。加温装置１０で加温されたウォッシャー液はホース５６を通ってウォッシャーノズル８０に供給されて噴射される。
【００１９】
図９は加温装置１０の動作を示す。（１）〜（４）に示す各工程について説明する。
（１）ウォッシャースイッチ７４（図８）がオンされているときの状態を示す。ウォッシャータンク７２から送給されるウォッシャー液８２はホース５４を介して保温貯湯室１２の内の上部空間に注入される。これに伴い保温貯湯室１２内のウォッシャー液８２は下降し、下蓋５８の絞り口６０から小型加熱室１４内に流入する。このとき小型加熱室１４内の可動式絞り蓋６１はこの流入するウォッシャー液８２により押し上げられる。これにより可動式絞り蓋６１の上側の暖められたウォッシャー液８２はホース５６を介して加温装置１０から排出され、ウォッシャーノズル８０から噴射される。
（２）ウォッシャースイッチ７４がオフされると、ウォッシャータンク７２からのウォッシャー液８２の供給が停止される。これにより可動式絞り蓋６１はその自重により下降する。このとき可動式絞り蓋６１の下側のウォッシャー液８２は、可動式絞り蓋６１の外周面と小型加熱室１４の内周面との隙間８４を通って可動式絞り蓋６１の上側に移動する。
（３）ヒーター１６への通電は継続して行われているので、小型加熱室１４内のウォッシャー液８２は加温される。小型加熱室１４は容量が小さいので、ヒーター１６の出力が比較的小さくても（すなわち例えば５アンペア程度の比較的小電流でも）小型加熱室１４内のウォッシャー液８２を急速に昇温させることができる。またこのとき可動式絞り蓋６１は下蓋５８上に着地して下蓋５８の絞り口６０を塞いでいるので、小型加熱室１４内の暖められたウォッシャー液８２が絞り口６０を通して保温貯湯室１２の内部空間１３に逃げるのを抑制することができる。小型加熱室１４内のウォッシャー液８２が暖まりウォッシャースイッチ７４を再度オンすると、再び上記工程（１）により、該暖められたウォッシャー液８２はホース５６を通ってウォッシャーノズル８０に供給されて噴射される。
（４）上記工程（３）のままウォッシャースイッチ７４をオフしたままにすると、小型加熱室１４内のウォッシャー液８２の熱が小型加熱室１４の壁面の熱伝導により、保温貯湯室１２内のウォッシャー液８２に伝熱され、該保温貯湯室１２内のウォッシャー液８２が加温される。小型加熱室１４内のウォッシャー液８２の温度が機械検知式温度センサ６４（図８）の設定温度（例えば６０℃）を超えると、機械検知式温度センサ６４はオフしてヒーター１６への通電が停止される。保温貯湯室１２は断熱構造を有するので、ヒーター１６への通電が停止されても加温装置１０内のウォッシャー液８２は保温される。小型加熱室１４内のウォッシャー液８２の温度が所定値以下に低下すると、ヒーター１６への通電が再開され、以後イグニッションスイッチ６６がオフされるまで、ヒーター１６への通電・停止が繰り返される。イグニッションスイッチ６６がオフされるとヒーター１６への通電も停止されるが、保温貯湯室１２は断熱構造を有するので、加温装置１０内のウォッシャー液８２は長時間保温される。
【００２０】
《実験例》
加温装置１０を試作して小型加熱室１４および保温貯湯室１２内に水を満杯に充填してヒーター１６に連続通電したときの水の温度上昇特性、およびヒーター１６への通電停止後の加温装置１０内の水の温度下降特性（保温特性）を測定した。加温装置１０の試作機は次の部品を使用して作製した。
・保温貯湯室１２：市販の魔法瓶型水筒本体をそのまま使用
・蓋３０：保温貯湯室１２に使用した魔法瓶型水筒の蓋を改造
・小型加熱室１４：硬質塩化ビニル管
・下蓋５８：硬質塩化ビニル板
・可動式絞り蓋６１：硬質塩化ビニル板
・ヒーター１６：電熱線ヒーター（出力６０ワット）
加温装置１０内の全水量（小型加熱室１４および保温貯湯室１２内に充填した水の総量）は４８５ｍｌ、小型加熱室１４の容量は５０ｍｌである。温度上昇実験（図１０、図１１）の水の初期温度は１４℃、保温特性実験（図１２）の水の初期温度は６０℃であった。
【００２１】
図１０はヒーター１６に通電開始後の小型加熱室１４内の水の温度変化を示す。これによれば通電開始後約５分で８５°以上に達している。図１１は保温貯湯室１２内の水の上昇温度（初期温度１４℃に対する上昇温度）の変化を示す。これによれば、通電開始後４０分で７０°以上の温度上昇が生じている。
【００２２】
図１２は加温装置１０内の水の温度を６０℃にした後、ヒーター１６への通電を停止したままにした場合の加温装置１０内の水の温度変化を示す。外気温度が−５℃、−１０℃、−１５℃、−２０℃、−２５℃、−３０℃の各場合について測定した。これによれば１０時間経過後の水温は、外気温度が−５℃のときは２７℃、外気温度が−３０℃のときは１３℃得られている。したがって例えば車を運転して夜帰宅して翌朝の始動時にはまだ水温を暖かい状態に保つことができ、始動時に昇温に必要な時間および電力を抑制することができる。
【００２３】
《実施の形態２》
この発明の実施の形態２を説明する。図１３はこの実施の形態による加温装置８６を内部を透視して模式的に示した図である。この加温装置８６は小型加熱室１４およびヒーター１６を装着した蓋３０を下側に配置することにより、高い温度のウォッシャー液が溜まる上部の断熱性を向上させて、該上部から熱が逃げるのを抑制して、保温性能をより向上させたものである。実施の形態１と共通する部分には同一の符号を用いる。加温装置８６は図１３に示す垂直に立てた状態で車両のエンジンルーム内等に設置される。加温装置８６は円筒状で断熱構造の保温貯湯室１２の内部空間１３に円筒状で適度な熱伝導性を有する小型加熱室１４を同心状に収容し、小型加熱室１４の内部空間１５に丸棒状のヒーター１６を同心状に収容した構造を有する。蓋３０の下面にヒーター１６と小型加熱室１４を取り付け、該ヒーター１６と小型加熱室１４を保温貯湯室１２の下部開口部２６から内部空間１３に差し込んで、蓋３０を保温貯湯室１２の下部に強くねじ込んで装着することにより、全体が一体化されている。ウォッシャー液はウォッシャータンク７２（図８）からホース５４を通って保温貯湯室１２の内部空間１３に送り込まれ、小型加熱室１４の下端面の絞り口６０を通って小型加熱室１４の内部空間１５に流入し、ここでヒーター１６により加温されてホース５６を通ってウォッシャーノズル８０（図８）に送り出されて、フロントウィンドウ、リヤウィンドウ、ヘッドランプ等におけるワイパー拭き取り範囲に向けて噴射される。保温貯湯室１２の内部空間１３に収容されるウォッシャー液の容量（小型加熱室１４の体積を除いた保温貯湯室１２の内部空間１３の容積）は、小型加熱室１４の内部空間１５に収容されるウォッシャー液の容量（ヒーター１６の体積を除いた小型加熱室１４の内部空間１５の容積）よりも十分に大きく設定されている。
【００２４】
蓋３０にはヒーター１６に電力を供給する電線４２、保温貯湯室１２の内部空間１３の上部にウォッシャー液を注入する流入パイプ（ウォッシャー液流入路）８８、小型加熱室１４の内部空間１５の上部の暖められたウォッシャー液を外部に流出させる流出パイプ（ウォッシャー液流出路）９０が水密状態に通されて設置されている。小型加熱室１４の内部空間１５内には温度センサ９２が配設されている。温度センサ９２のリード線９４は蓋３０を水密に貫通して外部に引き出されている。温度センサ９２を独立に配設するのに代えて、ヒーター１６として温度センサを内蔵し温度制御機能を有するいわゆるオートヒーターを使用することもできる。
【００２５】
この加温装置８６は実施の形態１の加温装置１０と同様に、図８の電気系統およびウォッシャー液の送給系統を構成して、図９のように動作させて使用することができる。すなわちヒーター１６に通電することにより小型加熱室１４内のウォッシャー液が加温され、さらにその熱が小型加熱室１４の壁面の熱伝導により、保温貯湯室１２内のウォッシャー液に伝熱され、該保温貯湯室１２内のウォッシャー液が加温される。ウォッシャースイッチ７４（図８）をオンすると、ウォッシャータンク７２（図８）から送給されるウォッシャー液は流入パイプ８８を通って保温貯湯室１２の内部空間１３の上部に供給され、該内部空間１３を下降して、下蓋５８の絞り口６０から小型加熱室１４内に流入する。このとき小型加熱室１４内の可動式絞り蓋６１はこの流入するウォッシャー液により押し上げられる。これにより可動式絞り蓋６１の上側の暖められたウォッシャー液は小型加熱室１４の上部から流出パイプ９０を通って加温装置８６から排出され、ウォッシャーノズル８０（図８）から噴射される。ウォッシャー液流出路４８を構成する流出パイプ９０は小型加熱室１４内で上部に開口しているので、ウォッシャータンク７２（図８）内のウォッシャー液が空になっても、小型加熱室１４内が空になるのが防止され、ヒーター１６の空焚きを防止することができる。このほかの動作は実施の形態１で説明したのと同じである。
【００２６】
前記実施の形態１，２では可動式絞り蓋６１はその自重により下降するようにしたが、図１、図１３に二点鎖線で示すようにヒーター１６に弱いばね９６を嵌めてばね９６の付勢力（伸長力）を可動式絞り蓋６１に作用させて、ばね９６の伸長力により（またはばね９６の伸長力と可動式絞り蓋６１の自重の合成力により）可動式絞り蓋６１を下降させることもできる。また前記実施の形態１，２では可動式絞り蓋６１が下降するときのウォッシャー液の可動式絞り蓋６１の下側から上側への移動は可動式絞り蓋６１の外周面と小型加熱室１４の内周面との隙間８４を通って行われるようにしたが、ヒーター１６の外周面と可動式絞り蓋６１の中心穴６２との間の隙間、可動式絞り蓋６１の面内に別途形成した弁付き穴（弁は可動式絞り蓋６１が上昇するときに閉じ下降するとき開くように配置されるもの）・切欠等の空所を通して行われるようにしてもよい。また前記実施の形態１，２において小型加熱室１４内に水位センサを配置して、小型加熱室１４内の水位が所定値以上であることを条件にヒーター１６に通電させるようにすることもできる。また前記実施の形態１，２では図８に示すようにウォッシャータンク７２に付属されている既存のウォッシャーポンプ７８を使用してウォッシャー液を送給するようにしたが、加温装置の挿入により流路抵抗が大きくなってウォッシャーノズル８０からウォッシャー液が十分な勢いで噴射されない場合には、加温装置にウォッシャーポンプを追加して、２台のウォッシャーポンプの直列駆動等によりウォッシャー液の送給を行うこともできる。
【符号の説明】
【００２７】
１０…加温装置、１２…保温貯湯室、１３…保温貯湯室の内部空間、１４…小型加熱室、１５…小型加熱室の内部空間、１６…電気式ヒーター、１８…保温貯湯室の内壁、２０…保温貯湯室の外壁、２２…真空層、２４…保温貯湯室の壁面（断熱構造の壁面）、２６…保温貯湯室の開口部、３０…蓋、４４…電線引出路、４６…ウォッシャー液流入路、４８…ウォッシャー液流出路、５８…下蓋（絞り口が形成された板材）、６０…下蓋の絞り口、６１…可動式絞り蓋、６２…可動式絞り蓋の中心穴、７２…ウォッシャータンク、７８…ウォッシャーポンプ、８０…ウォッシャーノズル、８２…ウォッシャー液、８４…可動式絞り蓋の外周面と小型加熱室の内周面との隙間、８６…加温装置、８８…流入パイプ（ウォッシャー液流入路）、９０…流出パイプ（ウォッシャー液流出路）、９２…温度センサ、９６…ばね
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両搭載ウォッシャー装置のウォッシャータンクとウォッシャーノズルとの間に配置されて該ウォッシャータンクから送り込まれるウォッシャー液を加温して該ウォッシャーノズルに送り出す装置であって、
内壁と外壁との間に真空層を形成した断熱構造の壁面を有し、ウォッシャーポンプの駆動により前記ウォッシャータンクから流出するウォッシャー液が内部空間に流入する保温貯湯室と、
前記保温貯湯室の壁面よりも熱伝導率が高い壁面を有し、該保温貯湯室の内部空間に収容配置され、前記ウォッシャーポンプの駆動により前記保温貯湯室内のウォッシャー液が内部空間に流入する小型加熱室と、
前記小型加熱室の内部空間に収容配置され、該小型加熱室内のウォッシャー液を加温する電気式ヒーターとを具備し、
前記保温貯湯室の内部空間は前記小型加熱室の内部空間よりも大容量のウォッシャー液を収容できる大きさに設定され、
前記ウォッシャーポンプの駆動により前記小型加熱室から流出する加温されたウォッシャー液が前記ウォッシャーノズルに供給されるウォッシャー液の加温装置。
【請求項２】
前記保温貯湯室は外部空間からその内部空間に連通する開口部を有し、
該開口部を塞ぐ蓋に、前記電気式ヒーターを収容した小型加熱室が装着され、
該小型加熱室を該開口部から差し込んで該保温貯湯室の内部空間に収容しつつ、該蓋で該開口部を塞ぐ構造を有する請求項１記載のウォッシャー液の加温装置。
【請求項３】
前記蓋が、
外部からウォッシャー液を前記保温貯湯室内に流入させるウォッシャー液流入路と、
前記小型加熱室内のウォッシャー液を外部に流出させるウォッシャー液流出路と、
前記電気式ヒーターへ電力を供給する電線を外部に引き出す電線引出路と
を有する請求項２記載のウォッシャー液の加温装置。
【請求項４】
前記小型加熱室は上下方向に延在する筒状に形成され、
前記小型加熱室の内部空間に収容される板状の可動式絞り蓋をさらに有し、
前記電気式ヒーターは棒状で前記小型加熱室の筒の中心軸に沿って配置され、
前記可動式絞り蓋は中心穴を有し、該中心穴に前記電気式ヒーターを通して該電気式ヒーターに沿って昇降可能に配置され、
該可動式絞り蓋は該内部空間の下部から流入するウォッシャー液により押し上げられて該可動式絞り蓋の上側のウォッシャー液を該小型加熱室から流出させ、ウォッシャー液の流入が止まると自重および／またはばね力により下降し、該下降する際に該可動式絞り蓋の下側のウォッシャー液を該小型加熱室の内面と該可動式絞り蓋との間の隙間、前記電気式ヒーターの外面と該可動式絞り蓋の中心穴の内面との間の隙間、該可動式絞り蓋の面内に形成された空所のうち少なくともいずれか１つを通して該可動式絞り蓋の上側に移動させる請求項２または３記載のウォッシャー液の加温装置。
【請求項５】
前記小型加熱室の筒の底部が、絞り口が形成された板材で塞がれ、該絞り口を通して前記保温貯湯室の内部空間のウォッシャー液を前記小型加熱室の内部空間に流入させる請求項４記載のウォッシャー液の加温装置。
【請求項６】
ウォッシャー液が前記保温貯湯室の上部からその内部空間に流入して下降し、該下降したウォッシャー液が前記小型加熱室の下部からその内部空間に流入して上昇するウォッシャー液の流路を有する請求項４または５記載のウォッシャー液の加温装置。
【請求項１】
車両搭載ウォッシャー装置のウォッシャータンクとウォッシャーノズルとの間に配置されて該ウォッシャータンクから送り込まれるウォッシャー液を加温して該ウォッシャーノズルに送り出す装置であって、
内壁と外壁との間に真空層を形成した断熱構造の壁面を有し、ウォッシャーポンプの駆動により前記ウォッシャータンクから流出するウォッシャー液が内部空間に流入する保温貯湯室と、
前記保温貯湯室の壁面よりも熱伝導率が高い壁面を有し、該保温貯湯室の内部空間に収容配置され、前記ウォッシャーポンプの駆動により前記保温貯湯室内のウォッシャー液が内部空間に流入する小型加熱室と、
前記小型加熱室の内部空間に収容配置され、該小型加熱室内のウォッシャー液を加温する電気式ヒーターとを具備し、
前記保温貯湯室の内部空間は前記小型加熱室の内部空間よりも大容量のウォッシャー液を収容できる大きさに設定され、
前記ウォッシャーポンプの駆動により前記小型加熱室から流出する加温されたウォッシャー液が前記ウォッシャーノズルに供給されるウォッシャー液の加温装置。
【請求項２】
前記保温貯湯室は外部空間からその内部空間に連通する開口部を有し、
該開口部を塞ぐ蓋に、前記電気式ヒーターを収容した小型加熱室が装着され、
該小型加熱室を該開口部から差し込んで該保温貯湯室の内部空間に収容しつつ、該蓋で該開口部を塞ぐ構造を有する請求項１記載のウォッシャー液の加温装置。
【請求項３】
前記蓋が、
外部からウォッシャー液を前記保温貯湯室内に流入させるウォッシャー液流入路と、
前記小型加熱室内のウォッシャー液を外部に流出させるウォッシャー液流出路と、
前記電気式ヒーターへ電力を供給する電線を外部に引き出す電線引出路と
を有する請求項２記載のウォッシャー液の加温装置。
【請求項４】
前記小型加熱室は上下方向に延在する筒状に形成され、
前記小型加熱室の内部空間に収容される板状の可動式絞り蓋をさらに有し、
前記電気式ヒーターは棒状で前記小型加熱室の筒の中心軸に沿って配置され、
前記可動式絞り蓋は中心穴を有し、該中心穴に前記電気式ヒーターを通して該電気式ヒーターに沿って昇降可能に配置され、
該可動式絞り蓋は該内部空間の下部から流入するウォッシャー液により押し上げられて該可動式絞り蓋の上側のウォッシャー液を該小型加熱室から流出させ、ウォッシャー液の流入が止まると自重および／またはばね力により下降し、該下降する際に該可動式絞り蓋の下側のウォッシャー液を該小型加熱室の内面と該可動式絞り蓋との間の隙間、前記電気式ヒーターの外面と該可動式絞り蓋の中心穴の内面との間の隙間、該可動式絞り蓋の面内に形成された空所のうち少なくともいずれか１つを通して該可動式絞り蓋の上側に移動させる請求項２または３記載のウォッシャー液の加温装置。
【請求項５】
前記小型加熱室の筒の底部が、絞り口が形成された板材で塞がれ、該絞り口を通して前記保温貯湯室の内部空間のウォッシャー液を前記小型加熱室の内部空間に流入させる請求項４記載のウォッシャー液の加温装置。
【請求項６】
ウォッシャー液が前記保温貯湯室の上部からその内部空間に流入して下降し、該下降したウォッシャー液が前記小型加熱室の下部からその内部空間に流入して上昇するウォッシャー液の流路を有する請求項４または５記載のウォッシャー液の加温装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１４４１９４（Ｐ２０１２−１４４１９４Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２７７（Ｐ２０１１−５２７７）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００１４８６８９）株式会社村上開明堂 (185)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００１４８６８９）株式会社村上開明堂 (185)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]