CN108238009B - 清洗器和包括清洗器的车辆 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够以简单的构成有效生成高压空气的清洗器和包括清洗器的车辆。清洗器(1)包括高压空气生成部(5)、喷嘴(2)。高压空气生成部(5)包括：在内部流入空气的缸(60)；可自由移动地支承于缸(60)并将高压空气送出至喷嘴侧的活塞(61)；对活塞(61)进行施力的施力弹簧(64)；对活塞(61)赋予移动力并使其移动到预定的位置的移动机构(51)。移动机构(51)具有：利用驱动部(52)旋转的蜗杆(53)、随着蜗杆(53)的旋转而旋转的蜗轮(54)，蜗轮(54)具有多个齿轮齿(57)在外周部突出的小齿轮(56)。在活塞(61)连结有具有与多个齿轮齿(57)啮合的多个齿条齿(63)的齿条(62)，多个齿轮齿(57)中各1个齿轮齿(57)与一个邻近的齿轮齿(57)的间隔不同于与另一个邻近的齿轮齿(57)的间隔。

Description

清洗器和包括清洗器的车辆
技术领域
本发明涉及对清洗对象物进行清洗的清洗器和包括清洗器的车辆。
背景技术
近年来，搭载有拍摄车辆周围状况的车载照相机的车辆在增加。车载照相机的拍摄面即透镜有的情况下会由于雨、泥等而被弄脏。因此，以往，已知为了去除附着在透镜上的水滴等异物，向车载照相机的透镜喷射清洗液、压缩空气等并去除异物的装置。
例如，专利文献1提出了如下构成：在车载照相机的附近设置压缩空气产生单元，从喷嘴喷射压缩空气产生单元的压缩空气并向车载照相机的前表面玻璃喷射高压的空气，从而去除附着在前表面玻璃的水滴(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-171491号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
在专利文献1这样的构成中，为了有效生成高压空气，存在进一步改良的余地。
本发明的目的在于提供一种能够以简单的构成有效生成高压空气的清洗器和包括清洗器的车辆。
用于解决问题的方案
为达到上述目的，本发明的清洗器用于对清洗对象物进行清洗，包括：
生成部，生成高压空气；
喷嘴，将所述高压空气向所述清洗对象物的清洗面喷射，
所述生成部包括：
缸，内部流入空气；
活塞，可自由移动地支承于所述缸，将所述高压空气送出至所述喷嘴侧；
施力弹簧，对所述活塞进行施力；
移动机构，对所述活塞赋予移动力，并使其移动到预定的位置，
所述移动机构具有：利用驱动部旋转的蜗杆、与所述蜗杆啮合并随着所述蜗杆的旋转而旋转的蜗轮，
所述蜗轮具有多个齿轮齿在外周部突出的小齿轮，
在所述活塞连结有具有与所述多个齿轮齿啮合的多个齿条齿的齿条，
所述多个齿轮齿中的各1个齿轮齿与一个邻近的齿轮齿的间隔不同于与另一个邻近的齿轮齿的间隔。
根据上述构成，通过增大在活塞从施力弹簧的最大压缩状态移至排气状态时的活塞的移动量，能够有效生成高压空气(即，增加每次活塞循环的排气量)。
另外，在本发明的清洗器中，可以是
所述小齿轮的外周部包括：4个齿轮齿；未设置有所述4个齿轮齿的部分即4个部位的无齿部，
所述4个部位的无齿部构成互相对置的第一对和设置在所述第一对之间的第二对，构成所述第一对的无齿部的长度短于构成所述第二对的无齿部的长度。
根据上述构成，能够以更简单的构成增加活塞的移动量。
另外，在本发明的清洗器中，可以是
所述4个齿轮齿构成互相对置的第一对和设置在所述第一对之间的第二对，
多个齿条齿包括：设置在所述活塞的相反侧的端部的第一齿条齿；与所述第一齿条齿相比靠近所述活塞设置的第二齿条齿，
所述清洗器构成为，在所述齿条随着所述活塞的移动而移动并且在所述蜗轮旋转时，构成所述第二对的齿轮齿与所述第二齿条齿相互错开。
根据上述构成，在齿条移动时，由于小齿轮的第二对齿轮齿不会与齿条的第二齿条齿接触，因此，即使空气在生成部内滞留的情况下，小齿轮与齿条也不会产生不需要的啮合。因此，即使在喷嘴堵塞的情况下，也不会给生成高压空气的生成部的工作带来大的影响，能够抑制生成部的损坏、异常噪声的产生。
另外，在本发明的清洗器中，可以是
所述第二对齿轮齿的宽度为所述第一对齿轮齿的宽度的一半以下，
所述第二齿条齿的宽度为所述第一齿条齿的宽度的一半以下。
根据上述构成，能够简化小齿轮和齿条的构造。
另外，在本发明的清洗器中，可以是
构成所述第二对的无齿部的长度是与所述活塞的移动范围相同的长度。
根据上述构成，能够根据构成第二对的无齿部的长度，调整活塞的移动范围。
另外，本发明的包括清洗器的车辆包括具有上述任意构成的清洗器。
根据上述构成，能够有效生成高压空气。
发明的效果
根据本发明的清洗器，能够以简单的构成有效生成高压空气。另外，根据本发明的包括清洗器的车辆，能够以简单的构成有效生成高压空气。
附图说明
图1(a)是车辆的后视图(清洗器以透视图示)，(b)是车辆的后部的侧视图(清洗器以透视图示)。
图2是本发明的实施方式所涉及的清洗器的立体图。
图3是清洗器包括的高压空气生成部的构成图。
图4是蜗轮的立体图。
图5是齿条的立体图。
图6(a)和(b)是说明通常时的清洗器的动作的图。
图7(a)和(b)是说明接着图6(a)和(b)的通常时的清洗器的动作的图。
图8(a)和(b)是说明喷嘴阻塞时的清洗器的动作的图。
图9(a)和(b)是说明接着图8(a)和(b)的喷嘴阻塞时的清洗器的动作的图。
附图标记的说明
1：清洗器、2：喷嘴单元、3：接头部件、4：管、5：泵(高压空气生成部的一个例子)、22：喷嘴、50：壳体部、51：移动机构、52：驱动马达(驱动部的例子)、53：蜗杆、54：蜗轮、55：从动齿轮、56：小齿轮、57(57a、57b)：齿轮齿、58(58a、58b)：无齿部、60：缸、61：活塞、62：齿条、63(63a、63b)：齿条齿、63a：第一齿条齿、63b：第二齿条齿、64：施力弹簧、65：连结排出部、65a：排出口
具体实施方式
下面，参照附图说明本实施方式的一个例子。
本发明的清洗器例如适用为用高压空气清洗附着在车载照相机(清洗对象物的一个例子)的水滴、泥、尘埃等异物的装置。
如图1(a)、(b)所示，清洗器1安装在车辆V的后方部(例如后门200的车身面板)。车载照相机100(清洗对象物的一个例子)是用于确认车辆的例如后方的照相机，车载照相机100的透镜安装成向车辆的后门200的外侧露出的状态。例如，以车辆V的齿轮进入反转作为触发，利用未图示的车辆控制部(ECU)的控制开始车载照相机100所进行的拍摄。另外，清洗器1以例如在车载照相机100的拍摄开始时进行动作的方式通过车辆控制部(ECU)来控制。
此外，车载照相机100例如也可以安装在车厢内。在该情况下，车载照相机100例如设置在与后玻璃(成为清洗面的隔壁的一个例子)近的部位，将后玻璃介入其间，确认车外后方的测定对象。另外，车载照相机100例如也可以安装在后灯内。在该情况下，将后灯的外盖(成为清洗面的隔壁的一个例子)介入其间，确认车外后方的测定对象。另外，车载照相机100也可以安装在清洗对象物即(包括清洗对象物的)其他车载元件的内部，例如可以安装在侧转向信号灯(STSL)内。
如图2所示，清洗器1包括喷嘴单元2、接头部件3、管4、泵5(高压空气生成部的一个例子)。
喷嘴单元2具有安装部21、喷嘴22，能够经由安装部21相对于车载照相机100进行装拆。安装部21覆盖车载照相机100的上表面地安装在车载照相机100的外壳102。喷嘴22将高压空气向车载照相机100的透镜101(清洗面的一个例子)喷射。喷嘴22与安装部21一体形成，在安装部21安装在外壳102时，喷嘴22的末端朝向透镜101地设置。喷嘴单元2例如以树脂作为材料而形成。
接头部件3是将喷嘴单元2的喷嘴22与管4接合的部件，一侧的端部与喷嘴22连结，相反侧的端部与管4连结。管4是与接头部件3一起将喷嘴22与泵5连接的配管部件。管4的一侧的端部与接头部件3连结，相反侧的端部与泵5的连结排出部65连结。接头部件3例如以树脂作为材料而形成。管4例如由树脂、橡胶等材料形成。
泵5生成送出至喷嘴22的高压空气。生成的高压空气从连结排出部65的排出口65a经由管4和接头部件3向喷嘴22传送。泵5例如安装在车辆的内部侧的车身的一部分。
此外，车载照相机100和清洗器1不限于车辆的后端侧，也可以安装在车辆的前方侧、侧方侧等的车身面板。另外，清洗器1不仅可以用作车载照相机100用的装置，也可以用作清洗附着在车用灯具、窗、反射镜、碰撞防止用的传感器等的异物的装置。
如图3所示，泵5包括：容纳有移动机构51的壳体部50；容纳有活塞61的缸60。此外，在以下的说明中，如图3所示，将活塞61移动的方向作为前后方向，示出前后上下左右的方向。
移动机构51具有：驱动马达52(驱动部的一个例子)、蜗杆53、蜗轮54。
驱动马达52具有：主体部52a、从主体部52a向后方延伸的马达轴52b。在马达轴52b固定有蜗杆53，蜗杆53随着马达轴52b的旋转而旋转。
蜗轮54是从动齿轮(螺旋齿齿轮)55、从从动齿轮55的中心部向侧方突出设置的小齿轮56一体形成而构成的。蜗轮54的中心部经由轴承50b支承于壳体部50的支承轴部50a。
小齿轮56与从动齿轮55同轴，小齿轮56的外径形成得比从动齿轮55的外径小。从动齿轮55与蜗杆53啮合，随着蜗杆53的旋转而旋转。小齿轮56以外嵌状支承于轴承50b，与从动齿轮55一起旋转。从动齿轮55和小齿轮56在图3中向逆时针方向旋转。
在小齿轮56的外周部形成有：以放射状突出的多个齿轮齿57(本例中为4个齿轮齿)；未设置有齿轮齿的部分即无齿部58(本例中为4个部位的无齿部)。
4个齿轮齿57的对置的齿轮齿彼此(齿轮齿57a彼此、齿轮齿57b彼此)形成为相同形状。互相对置的齿轮齿57a与57a构成第一对，设置在第一对之间的互相对置的齿轮齿57b与57b构成第二对。4个齿轮齿57中的各1个齿轮齿形成为与一个邻近的齿轮齿的间隔不同于与另一个邻近的齿轮齿的间隔。例如在1个齿轮齿57a的情况下，在小齿轮56的旋转方向与后方相邻的齿轮齿57b的间隔，长于与前方相邻的齿轮齿57b的间隔。
4个部位的无齿部58形成为对置的无齿部彼此(无齿部58a彼此、无齿部58b彼此)为相同长度。互相对置的无齿部58a与58a构成第一对，设置在第一对之间的互相对置的无齿部58b与58b构成第二对。无齿部58a的长度短于无齿部58b的长度。
缸60以从壳体部50向后方突出的状态与壳体部50的后端部连结。在缸60内形成有活塞61向前后方向可自由移动地被支承的空间60a。在缸60中，为了将储存在空间60a内的空气从连结排出部65送出，活塞61移动的方向即后方为送出方向，与送出方向相反方向的前方为在空间60a内积存空气的方向。图3示出向送出方向相反方向最大移动的状态的活塞61。
活塞61形成为近似圆柱状，在活塞61的外周形成有圆环状的槽。在活塞61的槽配置有由橡胶或者树脂等能弹性变形的材料形成的密封部件61a。密封部件61a的直径形成得比活塞61的直径略大，密封部件61a的外周部从活塞61的外周面向外侧略微突出。活塞61构成为在空间60a中，密封部件61a在缸60的内周面滑动。
在缸60的前方部的内周形成有向前后方向延伸的空气流入槽(未图示)。活塞61向缸60的前方侧移动时，能够在形成有空气流入槽的部分在缸60的内周面与密封部件61a的外周面之间产生空气流入槽那么大的间隙，空气(外部气体)通过该间隙流入到空间60a。
活塞61相对于缸60向前后方向往返运动。在活塞61向后方最大移动的情况下，例如密封部件61a的外周面位于从缸60的空间60a侧将连结排出部65的排出口65a塞住。与之相对，在活塞61向前方最大移动的情况下，密封部件61a的位置为例如空气通过空气流入槽向空间60a内流入。
在活塞61的前方侧连结有在前后延伸的齿条62。齿条62插通在壳体部50所形成的插通孔并在壳体部50内延伸。齿条62与活塞61一起向前后方向往返运动。在齿条62的上表面设置有多个齿条齿63(本例中为2个齿条齿)。2个齿条齿63包括：设置在活塞61的相反侧的端部(齿条62的前端部)的第一齿条齿63a；与第一齿条齿63a相比设置得靠近活塞61(后方侧)的第二齿条齿63b。第一齿条齿63a与第二齿条齿63b的间隔形成为与小齿轮56的齿轮齿57b与小齿轮56的旋转方向后方相邻的齿轮齿57a的间隔大致相同。齿条62的齿条齿63能与小齿轮56的齿轮齿57啮合。
在活塞61的前端部与壳体部50的后外表面之间，在缸60的内部支承有施力弹簧64。施力弹簧64例如由压缩线圈构成，将与活塞61和活塞61连结的齿条62向后方(送出方向)施力。
在缸60的下部形成有向下方突出的连结排出部65。连结排出部65的排出口65a的直径形成得小于缸60的空间60a的直径。
如图4所示，在蜗轮54的小齿轮56中，第二对齿轮齿57b的宽度W2形成为第一对齿轮齿57a的宽度W1的一半以下。齿轮齿57b在小齿轮56的外周部位于从动齿轮55的侧面侧。
如图5所示，在齿条62，第二齿条齿63b的宽度W4形成为第一齿条齿63a的宽度W3的一半以下。在齿条齿63与小齿轮56的齿轮齿57啮合的状态下，第二齿条齿63b位于从从动齿轮55的侧面隔离侧。
接下来，参照图6(a)和(b)以及图7(a)和(b)，说明清洗器1的通常时的动作。
例如在车辆V的齿轮转换为反转，或者清洗器1的工作开关成为接通状态的情况下，利用车辆控制部(ECU)的控制，对驱动马达52进行驱动。蜗杆53利用驱动马达52的驱动而旋转，与蜗杆53啮合的蜗轮54的从动齿轮55在图6中向逆时针方向旋转。若从动齿轮55旋转，则与从动齿轮55一体形成的小齿轮56旋转，如图6(a)所示，首先，构成小齿轮56的第二对的齿轮齿57b啮合在齿条62的第一齿条齿63a。
若小齿轮56进一步旋转，则齿条62如图6(b)所示，利用与齿轮齿57b的啮合而抵抗施力弹簧64的作用力，向送出方向的相反方向(前方)移动一定的量。若齿条62移动一定的量，则构成小齿轮56的第一对的齿轮齿57a如图6(b)所示，与齿条62的第二齿条齿63b啮合。
若小齿轮56进一步旋转，则齿条62利用与齿轮齿57a的啮合进一步向前方移动，如图7(a)所示，移动到解除第二齿条齿63b与齿轮齿57a的啮合的位置。此时，施力弹簧64被最大压缩，并且活塞61位于最前方。另外，空气在缸60的空间60a内通过空气流入槽而流入。
若解除第二齿条齿63b与齿轮齿57a的啮合，则活塞61利用施力弹簧64的作用力，如图7(b)所示，向送出方向(后方)移动。在该情况下，例如在图7(b)中，若小齿轮56的齿轮齿57a与小齿轮56的旋转方向后方相邻的齿轮齿57b的间隔、即小齿轮56的无齿部58b的长度短，则向后方移动的齿条62的第一齿条齿63a会与小齿轮56的齿轮齿57b抵接，齿条62向后方移动的距离减小。与之相对，在本例中，无齿部58b的长度形成得长于无齿部58a的长度，如图7(b)所示，小齿轮56的齿轮齿57b形成在不与向后方移动的齿条62的第一齿条齿63a抵接的位置。因此，在解除第二齿条齿63b与齿轮齿57a的啮合时，活塞61移动到最后方的位置。此外，优选的是无齿部58b的长度设定为与活塞61向前后方向的移动范围大致相同。
利用该活塞61的移动，空间60a内的空气从直径比空间60a小的连结排出部65的排出口65a成为高压空气，向喷嘴22送出。高压空气从喷嘴22喷射，喷射到车载照相机100的透镜101。
接下来，参照图8(a)和(b)以及图9(a)和(b)，说明喷嘴22例如在由于结冰等而堵塞的情况下的清洗器1的动作。
与上述图6(a)和(b)同样，小齿轮56的齿轮齿57b与齿条62的第一齿条齿63a啮合，接下来齿轮齿57a与第二齿条齿63b啮合，齿条62向前方移动。然后，如图8(a)所示，齿条62移动到解除第二齿条齿63b与齿轮齿57a的啮合的位置。此时，施力弹簧64被最大压缩，并且活塞61位于最前方。另外，空气在缸60的空间60a内通过空气流入槽而流入。
若解除第二齿条齿63b与齿轮齿57a的啮合，则活塞61利用施力弹簧64的作用力，如图8(b)所示，向送出方向(后方)移动。在该情况下，喷嘴22例如由于结冰C而堵塞，因此，空间60a内的空气不会从连结排出部65的排出口65a送出。因此，空气滞留在空间60a内，活塞61如图8(b)所示，不会向后方充分移动，在未到达最大的移动位置的状态下停止。
由于若小齿轮56从该状态(逆时针)旋转，则齿轮齿57b的宽度W2与第二齿条齿63b的宽度W4如上述图4和图5分别说明的那样形成得小，因此，如图9(a)所示，齿轮齿57b与第二齿条齿63b不啮合而相互错开。
之后，如图9(b)所示，小齿轮56的齿轮齿57b与齿条62的第一齿条齿63a啮合，齿轮齿57a与第二齿条齿63b啮合，齿条62向前方移动。然后，再次成为图8(a)的状态，重复上述的动作。
此外，之后在解除喷嘴22的堵塞的情况下，清洗器1返回图6(a)和(b)以及图7(a)和(b)所示的通常时的动作。
根据以上这样构成的清洗器1，小齿轮56的齿轮齿57a与旋转方向后方相邻的齿轮齿57b的间隔形成为长于齿轮齿57a与旋转方向前方相邻的齿轮齿57b的间隔。因此，在齿条62的第二齿条齿63b与小齿轮56的齿轮齿57a的啮合解除且齿条62向后方移动时，齿条62的第一齿条齿63a不与所述旋转方向后方相邻的齿轮齿57b抵接。所以，与齿条62一体形成的活塞61由于施力弹簧64的作用移动到最后方的位置。由此，能够增大活塞61向前后方向的移动量，能够有效生成高压空气。另外，由于在小齿轮56形成有第一对齿轮齿57a、57a和第二对齿轮齿57b、57b，因此，在从动齿轮旋转一周期间，能够使活塞61往返2次。即，能够维持从动齿轮旋转一周期间的活塞61的往返运动次数，增加每次活塞循环的排气量。
另外，例如通过使互相对置的第二对无齿部58b的长度长于第一对无齿部58a的长度，能够与上述同样使活塞61向最后方的位置移动，能够增大活塞61向前后方向的移动量。所以，能够以更简单的构成来有效生成高压空气。
另外，由于构成第二对的无齿部58b的长度设定为与活塞61的移动范围大致相同的长度，因此，能够避免第一齿条齿63a与齿轮齿57b的接触，能够大幅确保活塞61向后方移动的量。所以，能够根据构成第二对的无齿部58b的长度，调整活塞61的移动范围。
另外，小齿轮56的第二对齿轮齿57b的宽度形成为第一对齿轮齿57a的宽度的一半以下，齿条62的第二齿条齿63b的宽度形成为第一齿条齿63a的宽度的一半以下。因此，在小齿轮56旋转时，或者齿条62向后方移动时，由于小齿轮56的第二对齿轮齿57b不会与齿条62的第二齿条齿63b接触，因此，不会产生小齿轮56与齿条62的不需要的啮合。所以，例如即使在喷嘴22堵塞且空气滞留在缸60的空间60a内的情况下，也不会给生成高压空气的泵5的工作带来大的影响，能够抑制泵5的损坏、异常噪声的产生。另外，能够简化小齿轮56和齿条62的构造。
另外，根据包括如上所述的清洗器1的车辆V，能够以简单的构成有效生成高压空气。
此外，本发明不限于上述的实施方式，可以适当自由变形、改良等。此外，上述的实施方式的各构成要素的材质、形状、尺寸、数值、形态、数量、配置场所等只要能够实现本发明即可，是任意的，对其没有限定。

Claims (6)

1.一种清洗器，用于对清洗对象物进行清洗，包括：
生成部，生成高压空气；
喷嘴，将所述高压空气向所述清洗对象物的清洗面喷射，
所述生成部包括：
缸，内部流入空气；
活塞，可自由移动地支承于所述缸，将所述高压空气送出至所述喷嘴侧；
施力弹簧，对所述活塞进行施力；
移动机构，对所述活塞赋予移动力，并使其移动到预定的位置，
所述移动机构具有：利用驱动部旋转的蜗杆、与所述蜗杆啮合并随着所述蜗杆的旋转而旋转的蜗轮，
所述蜗轮具有第一齿轮齿、第二齿轮齿、第三齿轮齿和第四齿轮齿在外周部突出的小齿轮，
在所述活塞连结有具有与所述第一齿轮齿、所述第二齿轮齿、所述第三齿轮齿和所述第四齿轮齿啮合的多个齿条齿的齿条，
所述第一齿轮齿在直径方向上位于与所述第三齿轮齿相反的位置，并且所述第二齿轮齿在直径方向上位于与所述第四齿轮齿相反的位置，
所述第一齿轮齿与所述第二齿轮齿和所述第四齿轮齿直接相邻，并且所述第三齿轮齿与所述第二齿轮齿和所述第四齿轮齿直接相邻，并且
所述第一齿轮齿与所述第二齿轮齿之间的间隔不同于所述第二齿轮齿与所述第三齿轮齿之间的间隔，并且所述第三齿轮齿与所述第四齿轮齿之间的间隔不同于所述第四齿轮齿与所述第一齿轮齿之间的间隔。
2.如权利要求1所述的清洗器，
所述小齿轮的外周部包括未设置有所述第一齿轮齿、所述第二齿轮齿、所述第三齿轮齿和所述第四齿轮齿的部分即4个部位的无齿部，
所述4个部位的无齿部构成互相对置的第一对和设置在所述第一对之间的第二对，构成所述第一对的无齿部的长度短于构成所述第二对的无齿部的长度。
3.如权利要求2所述的清洗器，
多个齿条齿包括：设置在所述活塞的相反侧的端部的第一齿条齿；与所述第一齿条齿相比靠近所述活塞设置的第二齿条齿，
所述清洗器构成为，在所述齿条随着所述活塞的移动而移动并且所述蜗轮旋转时，所述第二齿轮齿和所述第四齿轮齿错开所述第二齿条齿。
4.如权利要求3所述的清洗器，
所述第二齿轮齿和所述第四齿轮齿的各自的宽度为所述第一齿轮齿和所述第三齿轮齿的各自的宽度的一半以下，
所述第二齿条齿的宽度为所述第一齿条齿的宽度的一半以下。
5.如权利要求2至4的任一项所述的清洗器，
构成所述第二对的无齿部的长度是与所述活塞的移动范围相同的长度。
6.一种车辆，包括权利要求1至5的任一项所述的清洗器。
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