JP2017128188A - 付着物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図るとともに、車両に容易に搭載することができる付着物除去装置を提供する。【解決手段】光学センサ２００に付着した付着物を除去する付着物除去装置１であって、着脱部１０と、送出部３０とを備える。着脱部１０は、車両用ワイパー１００を駆動させる駆動軸１０３に対して着脱可能とされる。送出部３０は、着脱部１０に接続され、駆動軸１０３から着脱部１０を介して伝達される駆動力によって流体を光学センサ２００へ送出する。【選択図】図１

Description

本発明は、付着物除去装置に関する。

従来、車両に搭載され、車両の周辺の映像を撮像するカメラが知られており、かかるカメラによって撮像された映像は例えば運転者へ提供される。

上記したカメラのレンズには、例えば降雨や降雪等、天候の影響によって水滴や雪、汚れなどの付着物が付着することがある。そこで、付着物を除去するため、カメラのレンズに対して圧縮空気などの流体を送出するようにした付着物除去装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−０３７２３９号公報

しかしながら、上記した付着物除去装置にあっては、例えば流体を送出するポンプを駆動させるため、専用の駆動源（例えば電動モータ）を備えるように構成されることから、かかる駆動源の分だけ装置が大型化するおそれがあった。

また、付着物除去装置は、例えばオプション用品として車両の製造後に製造工場等で後付けされることがあるため、容易に車両に搭載できることが望まれていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化を図るとともに、車両に容易に搭載することができる付着物除去装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光学センサに付着した付着物を除去する付着物除去装置であって、着脱部と、送出部とを備える。着脱部は、車両用ワイパーを駆動させる駆動軸に対して着脱可能とされる。送出部は、前記着脱部に接続され、前記駆動軸から前記着脱部を介して伝達される駆動力によって流体を前記光学センサへ送出する。

本発明によれば、付着物除去装置において、小型化を図ることができるとともに、車両に容易に搭載することができる。

図１は、付着物除去装置の構成の概要を示す図である。 図２は、付着物除去装置が搭載される車両を示す斜視図である。 図３Ａは、付着物除去装置を説明するための図である。 図３Ｂは、付着物除去装置を説明するための図である。 図３Ｃは、付着物除去装置を説明するための図である。 図４Ａは、第２の実施形態に係る付着物除去装置を説明するための図である。 図４Ｂは、第２の実施形態に係る付着物除去装置を説明するための図である。 図４Ｃは、第２の実施形態に係る付着物除去装置を説明するための図である。 図４Ｄは、第２の実施形態に係る付着物除去装置を説明するための図である。 図４Ｅは、第２の実施形態に係る付着物除去装置を説明するための図である。 図５Ａは、第３の実施形態に係る付着物除去装置およびワイパー装置を説明するための図である。 図５Ｂは、第３の実施形態に係る付着物除去装置およびワイパー装置を説明するための図である。 図５Ｃは、第３の実施形態に係る付着物除去装置およびワイパー装置を説明するための図である。 図５Ｄは、第３の実施形態に係る付着物除去装置およびワイパー装置を説明するための図である。 図６Ａは、第３の実施形態に係る切替機構、洗浄液ポンプおよびエアポンプを説明する平面図である。 図６Ｂは、第３の実施形態に係る切替機構、洗浄液ポンプおよびエアポンプを説明する平面図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する付着物除去装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、付着物除去装置が、車両の後部に配置され、車両の後方を撮像するカメラに付着した付着物を除去する装置である場合を例にとって説明を行う。

また、以下では、本実施形態に係る付着物除去装置の構成の概要について図１を用いて説明した後に、本実施形態に係る付着物除去装置の具体的な構成について、図２以降を用いて説明することとする。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る付着物除去装置１の構成の概要について図１を参照して説明する。図１は、付着物除去装置１の構成の概要を示す図である。なお、図１および図２以降に示す図は、いずれも模式図である。

図１に示すように、付着物除去装置１が搭載される車両２（後述する図２参照）は、ワイパー装置１００を備える。ワイパー装置１００は、ワイパーブレード１０１と、ワイパーアーム１０２と、駆動軸１０３と、駆動源１０４とを備える。

ワイパーブレード１０１は、車両２のガラス３上を摺動可能に配置される。ワイパーブレード１０１は、ガラス３上を摺動することで、ガラス３に付着している雨滴や汚れなどを除去する。なお、ワイパーブレード１０１は、車両用ワイパーの一例である。また、ガラス３は、例えばリアガラスであるが、これに限られず、フロントガラスなどであってもよい。

ワイパーアーム１０２は、先端がワイパーブレード１０１に接続される一方、基端が駆動軸１０３に接続される。

駆動軸１０３は、回転中心Ｃを中心にして回転可能な円柱状の部材である。また、駆動軸１０３は、所定角度の範囲内で正逆方向に往復回転するように構成される。

駆動源１０４は、図示しない出力軸が駆動軸１０３に接続され、駆動力を駆動軸１０３へ出力する。なお、駆動源１０４としては、電動モータを用いることができるが、これに限られず、油圧モータなど他の種類の駆動源であってもよい。

従って、ワイパー装置１００においては、図示しないワイパースイッチが例えば運転者などのユーザによって操作されると、駆動源１０４から駆動軸１０３へ駆動力が出力され、駆動軸１０３を往復回転させる。そして、駆動軸１０３に出力された駆動力は、ワイパーアーム１０２を介してワイパーブレード１０１へ伝達され、駆動力が伝達されたワイパーブレード１０１は、回転中心Ｃを中心に所定角度の範囲内でガラス３上を摺動する。

なお、図１では、理解の便宜のため、初期位置のワイパーブレード１０１およびワイパーアーム１０２を実線で示し、初期位置から所定角度摺動した摺動位置のワイパーブレード１０１等を想像線で示している。

ところで、車両２（図２参照）には、例えば周辺の映像を撮像して運転者へ提供するカメラ２００が搭載される。付着物除去装置１は、上記したカメラ２００のレンズに付着した水滴や雪、汚れなどの付着物を除去するため、例えばエアポンプ３０を用いて、レンズに対して圧縮空気を送出するようにしている。

ここで、従来の付着物除去装置１にあっては、エアポンプ３０を駆動させるため、エアポンプ専用の駆動源を備えることから、かかる駆動源の分だけ付着物除去装置１が大型化するおそれがあった。また、付着物除去装置１は、例えば車両２の製造後に製造工場等で後付けされることがあるため、容易に車両２に搭載できることが望まれていた。

そこで、本実施形態にあっては、上記したワイパー装置１００の駆動力によって付着物除去装置１をも駆動させるようにした。また、本実施形態に係る付着物除去装置１は、ワイパー装置１００に対して着脱可能となるような構成とした。

これにより、本実施形態に係る付着物除去装置１においては、専用の駆動源を備えない分だけ小型化することができるとともに、ワイパー装置１００に対して着脱可能とすることで、車両２に容易に搭載することができる。

以下、かかる付着物除去装置１の構成について詳しく説明する。図１に示すように、本実施形態に係る付着物除去装置１は、着脱部１０と、エアポンプ３０と、ホース４０と、ノズル４１とを備える。

着脱部１０は、ワイパーブレード１０１を駆動させる駆動軸１０３に対して着脱可能となるように構成される。詳しくは、着脱部１０は、クランプ部１１と、連結部１３とを備える。

クランプ部１１は、中心部付近が湾曲して、駆動軸１０３の外周形状に沿った形状となるように形成される。クランプ部１１は、駆動軸１０３の軸方向視において、駆動軸１０３の外周を囲んで挟み込むように配置される。そして、クランプ部１１は、ネジ１４によって締め付けられることで、駆動軸１０３に固定されて駆動軸１０３の外周を保持する。

連結部１３は、クランプ部１１に設けられるとともに、後述するエアポンプ３０のロッド３３に連結される。なお、クランプ部１１および連結部１３の構成については、図３Ａを用いて後に詳説する。

エアポンプ３０は、着脱部１０に接続され、駆動軸１０３から着脱部１０を介して伝達される駆動力によって空気を圧縮して圧縮空気を生成し、生成された圧縮空気をカメラ２００へ送出する。なお、エアポンプ３０は、送出部の一例である。

エアポンプ３０は、例えばピストン式のポンプであり、具体的には、シリンダ３１と、ピストン３２と、ロッド３３とを備える。シリンダ３１は、例えば円筒状に形成され、内部にシリンダ室３１ａが形成される。ピストン３２は、シリンダ３１のシリンダ室３１ａに摺動可能に収容される。

ロッド３３は、例えば円柱状の長尺な部材である。ロッド３３の一端３３ａには、ピストン３２が接続される。また、ロッド３３は、他端３３ｂがシリンダ３１から突出するように配置され、ロッド３３の他端３３ｂには、突起部３５が形成される。かかる突起部３５には、上記した着脱部１０の連結部１３が連結される。

従って、連結部１３は、ロッド３３の他端３３ｂに連結されて駆動軸１０３の駆動力をロッド３３に伝達する。また、駆動軸１０３は、上記したように所定角度の範囲内で正逆方向に往復回転することから、駆動力が伝達されたロッド３３は、ピストン３２を摺動させる。このピストン３２の摺動動作によって圧縮空気が生成され、生成された圧縮空気がシリンダ３１から送出される。

ホース４０は、シリンダ３１において圧縮空気が送出される送出口３１ｂに取り付けられ、送出口３１ｂから送出された圧縮空気が流れる。ノズル４１は、ホース４０の先端側に取り付けられるとともに、図示しない開口がカメラ２００を臨む位置となるように配置される。これにより、ノズル４１は、ホース４０を流れて供給された圧縮空気をカメラ２００へ向けて送出させる（図１の破線矢印Ａ参照）。

なお、エアポンプ３０において吸気が行われる際、空気がノズル４１から吸気され、吸気された空気は、ホース４０を通ってシリンダ３１内へ流入するが、かかる吸気については図３Ｂを用いて後述する。

以下、図１に示した本実施形態に係る付着物除去装置１の構成について、より具体的に説明してゆく。図２は、付着物除去装置１が搭載される車両２を示す斜視図である。

なお、ここでは、付着物除去装置１によって付着物が除去される対象を車両２の後方撮像用のカメラ（リアカメラ）２００とするが、これに限定されるものではない。

すなわち、例えばレンズを介して映像を取得したり、車両周辺の物標の情報などを取得したりする光学センサであればよい。具体的には、例えば車両前方を撮像するフロントカメラや車両側方を撮像するサイドカメラ、車両周辺の物標を検出するレーダ装置など種々の光学センサを対象とすることができる。

図２に示すように、付着物除去装置１は、車両２の後方においてワイパー装置１００の付近に設けられ、ワイパー装置１００の駆動軸１０３に接続される。なお、図２に示す例では、付着物除去装置１は、車両２の後方のガラス（リアガラス）３に付着した雨滴等を除去するワイパー装置１００に接続されるようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば付着物除去装置１は、車両２の前方のガラス（フロントガラス）に付着した雨滴等を除去するワイパー装置（図２で見えず）に接続されるようにしてもよい。

カメラ２００は、例えば車両２後部のライセンスプレート４の上部であり、かつ、車両２の左右方向の略中央である位置に設置される。カメラ２００は、例えば本体部２０１と、レンズ２０２とを備え（図３Ａ参照）、本体部２０１がガーニッシュ５の内部に収容され、レンズ２０２部分がガーニッシュ５から外方へ露出するように配置される。そして、図示は省略するが、付着物除去装置１のノズル４１は、露出したカメラ２００のレンズ２０２を臨む位置となるように配置される。

次に、第１の実施形態に係る付着物除去装置１の構成および動作について図３Ａ〜３Ｃを参照してさらに詳しく説明する。図３Ａ〜３Ｃは、付着物除去装置１を説明するための図である。なお、図３Ａ〜３Ｃでは、理解の便宜のため、付着物除去装置１を部分的に断面にして示した。

図３Ａに示すように、付着物除去装置１は、ケース３４をさらに備え、かかるケース３４の内部にエアポンプ３０が収容される。そして、エアポンプ３０はケース３４に収容された状態で車両２（図２参照）に搭載される。これにより、粉塵などがエアポンプ３０内に侵入することを防止する。

着脱部１０のクランプ部１１は、第１クランプ片１１ａと、第２クランプ片１１ｂとを備える。第１、第２クランプ片１１ａ，１１ｂはそれぞれ、湾曲部１１ａ１，１１ｂ１と、突設部１１ａ２，１１ｂ２とを備える。

湾曲部１１ａ１，１１ｂ１は、駆動軸１０３の軸方向視において、略半円孤形状に湾曲して形成される。また、突設部１１ａ２，１１ｂ２は、湾曲部１１ａ１，１１ｂ１の両端側から突出するように設けられ、突設部１１ａ２と突設部１１ｂ２とは、互いに対向するように配置される。

そして、第１、第２クランプ片１１ａ，１１ｂにあっては、突設部１１ａ２と突設部１１ｂ２とがネジ１４によって接続されることで、湾曲部１１ａ１，１１ｂ１が駆動軸１０３の外周を押圧しながら締め付ける。このようにして、クランプ部１１は、駆動軸１０３に固定されて駆動軸１０３の外周を保持する。

また、連結部１３は、第２クランプ片１１ｂに一体的に設けられる。連結部１３には、上記したロッド３３の突起部３５が移動可能な状態で挿通されて連結される挿通孔１３ａが穿設される。

次に、上記のように構成された付着物除去装置１の動作について説明する。ここでは、図３Ａに示すように、ピストン３２がシリンダ３１において送出口３１ｂと近接している位置を初期位置として説明することとする。なお、上記したピストン３２の初期位置はあくまでも一例であって限定されるものではない。

先ず、例えば雨天時、図示しないワイパースイッチがユーザによって操作されると、ワイパー装置１００の駆動軸１０３が回転し、初期位置のワイパーブレード１０１が摺動位置へ向けてガラス３上を摺動し始める（図１参照）。

このとき、図３Ｂに示すように、駆動軸１０３は、回転中心Ｃを中心に図３Ｂの紙面において時計回り（右回り）に回転する。なお、本明細書においては、「右」や「左」など方向を示す表現は、図面の紙面における「右」や「左」を意味するものとして用いる場合がある。

駆動軸１０３の回転により、駆動軸１０３からの駆動力が着脱部１０の連結部１３を介してロッド３３に伝達され、初期位置にあるロッド３３およびピストン３２を送出口３１ｂに対して離間する方向、すなわち左方へ移動させる。

また、ピストン３２の移動に伴ってシリンダ室３１ａにおいては、送出口３１ｂが形成される側面とピストン３２との間の空間３６が膨張することとなる。これにより、空間３６には負圧が生じ、破線の矢印Ｂで示すように、空気がノズル４１から吸気され、吸気された空気は、ホース４０を通ってシリンダ３１内へ流入する。なお、図３Ｂに示すピストン３２の位置は、摺動位置にあるワイパーブレード１０１と対応する位置である。

駆動軸１０３は、所定角度回転すると反転し、かかる駆動軸１０３の反転に伴って摺動位置のワイパーブレード１０１が初期位置へ向けてガラス３上を摺動し始める。このとき、図３Ｃに示すように、駆動軸１０３は、回転中心Ｃを中心に反時計回り（左回り）に回転する。

駆動軸１０３の反転により、駆動軸１０３からの駆動力が連結部１３を介してロッド３３に伝達され、ロッド３３およびピストン３２を送出口３１ｂに対して近づく方向、すなわち右方へ移動させる。これにより、シリンダ３１の空間３６が圧縮される、すなわち、圧縮空気が生成される。

圧縮空気は、シリンダ３１からホース４０内を流れ、破線矢印Ａで示すように、ノズル４１からカメラ２００のレンズ２０２へ向けて送出される。これにより、例えばカメラ２００のレンズ２０２に付着した水滴等の付着物を除去することができる。

上述してきたように、第１の実施形態では、カメラ２００に付着した付着物を除去する付着物除去装置１であって、着脱部１０と、エアポンプ３０とを備える。着脱部１０は、ワイパーブレード１０１を駆動させる駆動軸１０３に対して着脱可能とされる。エアポンプ３０は、着脱部１０に接続され、駆動軸１０３から着脱部１０を介して伝達される駆動力によって圧縮空気（流体）をカメラ２００へ送出する。

これにより、エアポンプ３０を駆動させるための専用の駆動源を不要にできることから、専用の駆動源を備えない分だけ付着物除去装置１を小型化することができる。付着物除去装置１は、上記のように構成された着脱部１０を介してワイパー装置１００の駆動軸１０３に取り付けられるため、車両２に容易に搭載することができる。

また、付着物除去装置１は、駆動軸１０３から伝達される駆動力によって圧縮空気を生成し、生成された圧縮空気をカメラ２００へ送出するエアポンプ３０を備えるようにした。これにより、簡易な構成でありながら、ワイパー装置１００の駆動軸１０３の駆動力を利用して圧縮空気を生成でき、生成された圧縮空気をカメラ２００へ送出することができる。

着脱部１０は、上記のように構成されたクランプ部１１および連結部１３を備えるようにしたことから、エアポンプ３０などを駆動軸１０３に対して容易に着脱することができる。

また、上記では、車両２に搭載される光学レンズがカメラ（車載カメラの一例）２００であり、かかるカメラ２００に付着した付着物を除去するようにした。これにより、例えばユーザは、雨天時にワイパー装置１００を動作させるだけで、カメラ２００の付着物除去も行うことができる。すなわち、例えばユーザは、カメラ２００の付着物除去を意識しないことから、運転者の負担を軽減することが可能になる。また、付着物除去装置１は、カメラ２００のレンズ２０２の付着物を除去できるため、付着物が映りこむことによる不鮮明な映像が、運転者に提供されることを防止することができる。

（第２の実施形態）
次いで、第２の実施形態に係る付着物除去装置１について説明する。以下、第２の実施形態に係る付着物除去装置１の構成について図４Ａを用いて説明し、続いて付着物除去装置１の動作について図４Ａ〜４Ｅを用いて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図４Ａ〜４Ｅは、第２の実施形態に係る付着物除去装置１を説明するための図である。なお、図４Ａ〜４Ｅでは、理解の便宜のため、付着物除去装置１を部分的に断面にして示した。

第２の実施形態にあっては、エアポンプ３０は、コイルばね３８をさらに備えるようにした。コイルばね３８は、例えばシリンダ３１のシリンダ室３１ａに配置され、ピストン３２に対して圧縮空気を送出する方向、すなわち右方へ付勢する付勢力を生じる。

また、着脱部１０の連結部１３は、第１の実施形態における構成に代えて、係止部１３ｂと、連結ピン１３ｃとを備える。係止部１３ｂは、ロッド３３の他端３３ｂの突起部３５に係止可能に構成される。

詳しくは、係止部１３ｂは、基端１３ｂ１が連結ピン１３ｃを介してクランプ部１１（例えば第２クランプ片１１ｂの湾曲部１１ｂ１）に回転可能に連結される。一方、係止部１３ｂの先端１３ｂ２は、図４Ａに示すような初期位置にあるロッド３３およびピストン３２において、ロッド３３の突起部３５に係止されて連結される。

また、連結部１３は、図示しないストッパなど係止部１３ｂの回転を規制する回転規制部を有している。詳しくは、係止部１３ｂは、初期位置にあるロッド３３の突起部３５に係止された状態において、連結ピン１３ｃの軸中心に対する反時計回り（左回り。図４Ａの矢印Ｅ１参照）の回転が回転規制部によって規制されているものとする。

次に、第２の実施形態に係る付着物除去装置１の動作について説明する。先ず、ワイパー装置１００の駆動軸１０３が回転し、初期位置のワイパーブレード１０１が摺動位置へ向けてガラス３上を摺動し始める（図１参照）。

このとき、図４Ｂに示すように、駆動軸１０３は、回転中心Ｃを中心に時計回りに回転する。駆動軸１０３の回転により、駆動軸１０３からの駆動力が着脱部１０の係止部１３ｂに伝達される。

係止部１３ｂは、初期位置のロッド３３の他端３３ｂの突起部３５に係止されて連結されることから、駆動軸１０３の駆動力をロッド３３に伝達し、ロッド３３およびピストン３２をコイルばね３８の付勢力に抗する方向、すなわち送出口３１ｂに対して離間する方向へ移動させる。ここで、係止部１３ｂは、上記した回転規制部によって連結ピン１３ｃの軸中心に対する反時計回りの回転が規制されているため、回転しない。なお、上記したピストン３２の移動に伴って、吸気された空気がシリンダ３１内の空間３６へ流入する（図４Ｂの矢印Ｂ参照）。

次いで、図４Ｃに示すように、ピストン３２が、摺動位置にあるワイパーブレード１０１と対応する位置まで到達すると、係止部１３ｂは、ロッド３３の他端３３ｂの突起部３５との係止が解除される。

これにより、ピストン３２は、図４Ｄに示すように、コイルばね３８の付勢力によって送出口３１ｂに対して近づく方向、すなわち空気を送出する方向へ移動する。これにより、シリンダ３１内の空気が圧縮され、圧縮空気がシリンダ３１からホース４０およびノズル４１を介してカメラ２００へ向けて送出される（図４Ｄの矢印Ａ参照）。

次いで、ワイパーブレード１０１を摺動位置から初期位置へ戻すため、駆動軸１０３は反転し、回転中心Ｃを中心に反時計回りに回転する（図４Ｅ参照）。そして、ワイパーブレード１０１が初期位置付近まで戻されると、係止部１３ｂは、ロッド３３の突起部３５の左側面に当接し、連結ピン１３ｃの軸中心に対して時計回りに回転しながら（矢印Ｅ２参照）、突起部３５を乗り越えて突起部３５の右側へ移動する。

突起部３５の右側へ移動した係止部１３ｂは、図４Ａに示す状態に相当するため、ロッド３３の突起部３５に係止されて連結された状態となり、次回の圧縮空気を送出する動作に備える。

このように、第２の実施形態にあっては、エアポンプ３０がコイルばね３８を備え、コイルばね３８の付勢力によって圧縮空気を生成するように構成した。これにより、圧縮空気を比較的高圧にすることができる。高圧の圧縮空気をカメラ２００へ送出することで、付着物を効率よく除去することができる。

なお、上記したコイルばね３８は、例えば圧縮コイルばねであり、付勢部の一例であるが、これは例示であって限定されるものではない。すなわち、付勢部としては、ピストン３２に対して付勢力を生じるものであれば、例えば板ばねや渦巻きばねなど他の種類のものであってもよい。

（第３の実施形態）
上記した実施形態にあっては、カメラ２００に対して送出する流体が圧縮空気である場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば洗浄液を流体としてカメラ２００に送出するようにしてもよい。

また、付着物除去装置１において、カメラ２００に対して送出する流体は圧縮空気および洗浄液のいずれか一方である必要はなく、圧縮空気および洗浄液の両方を送出するように構成してもよい。

そこで、第３の実施形態においては、カメラ２００に対して圧縮空気および洗浄液の両方を送出できるような構成にするとともに、送出する流体を圧縮空気と洗浄液との間で切り替えができるようにした。

また、上記した第１、第２の実施形態においては、ワイパーアーム１０２の駆動軸１０３からの駆動力を用いて付着物除去装置１を駆動させるようにしたが、これに限られない。すなわち、付着物除去装置１に接続される駆動軸は、ワイパーアーム１０２の駆動軸１０３に限られず、例えばワイパー装置１００の駆動源１０４の出力軸であってもよい。

そこで、第３の実施形態にあっては、付着物除去装置１が駆動源１０４の出力軸に接続され、出力軸の駆動力によって駆動されるようにした。

図５Ａ〜図５Ｄは、第３の実施形態に係る付着物除去装置１およびワイパー装置１００を説明するための図である。

先ず、ワイパー装置１００について説明する。第３の実施形態に係るワイパー装置１００は、リンク機構１２０をさらに備える。リンク機構１２０は、上記したワイパーアーム１０２と駆動源１０４の出力軸１０４ａとの間に介挿される。

具体的には、リンク機構１２０は、第１リンク１２１と、第２リンク１２２と、第３リンク１２３とを備える。第１リンク１２１は、一端が駆動源１０４の出力軸１０４ａに接続される。第２リンク１２２は、一端が第１リンク１２１の他端に回転可能に接続される。

第３リンク１２３は、一端が第２リンク１２２の他端に回転可能に接続される一方、他端がワイパーアーム１０２の基端に接続される。なお、第３リンク１２３とワイパーアーム１０２との接続部位には、駆動軸１０３が挿通され、第３リンク１２３およびワイパーアーム１０２は、駆動軸１０３を中心にして一体的に回転するように構成される。

駆動源１０４には、制御装置３００が接続される。制御装置３００は、図示しないＣＰＵや記憶部などを備えたマイクロコンピュータであり、駆動源１０４の動作を制御する。なお、ここでは、制御装置３００は、駆動源１０４の出力軸１０４ａの回転方向を回転中心Ｃ１に対して正転から逆転、逆転から正転へと反転させる制御ができるものとする。また、以下では、出力軸１０４ａの時計回り方向を「正転」、反時計回り方向を「逆転」と表現する場合がある。

次に、上記のように構成されたワイパー装置１００の動作について説明する。なお、以下では、駆動源１０４が制御装置３００によって正転となるように制御される場合を例にとるが、回転方向はこれに限定されるものではない。

ワイパーブレード１０１が図５Ａに示す初期位置にあるときに、駆動源１０４の出力軸１０４ａが正転すると、図５Ｂに示すように、第１、第２リンク１２１，１２２は、左方に移動する一方、第３リンク１２３およびワイパーアーム１０２などは、駆動軸１０３を中心に時計回りに回転する。

次いで、駆動源１０４の出力軸１０４ａがさらに正転すると、図５Ｃに示すように、第１、第２リンク１２１，１２２は、左方にさらに移動する。それに伴い、第３リンク１２３およびワイパーアーム１０２などは、駆動軸１０３を中心に時計回りに回転し、ワイパーブレード１０１が摺動位置に到達する。

そして、駆動源１０４の出力軸１０４ａがさらに正転すると、図５Ｄに示すように、第１、第２リンク１２１，１２２は右方へ移動し、それに伴い、第３リンク１２３およびワイパーアーム１０２などは、駆動軸１０３を中心に反時計回りに回転する。これにより、ワイパーブレード１０１は、摺動位置から初期位置に向けて移動し、その後図５Ａに示す初期位置へ戻る。

このように、第１、第２の実施形態における駆動軸１０３は、所定角度の範囲内で正逆方向に往復回転するように構成されるが、第３の実施形態の駆動源１０４の出力軸１０４ａは一方向（ここでは正転）に回転することで、ワイパーブレード１０１を摺動させる。

そして、第３の実施形態に係る付着物除去装置１は、切替機構６０と、洗浄液ポンプ７０と、エアポンプ１３０とを備える。また、第３の実施形態にあっては、上記した駆動源１０４の出力軸１０４ａに着脱部１０が接続されるとともに、着脱部１０が切替機構６０に接続される。ここで、着脱部１０は、出力軸１０４ａと一体的に回転するように構成することで、出力軸１０４ａの駆動力は、着脱部１０を介して切替機構６０に駆動力が伝達されることとなる。

図６Ａ，６Ｂは、第３の実施形態に係る切替機構６０、洗浄液ポンプ７０およびエアポンプ１３０を説明する平面図である。なお、切替機構６０、洗浄液ポンプ７０およびエアポンプ１３０は、ケース８０に収容され、図６Ａ，６Ｂでは、かかるケース８０に収容された状態の切替機構６０等を示している。

図６Ａに示すように、洗浄液ポンプ７０としては、例えばローラポンプを用いることができるが、これに限定されるものではい。具体的に洗浄液ポンプ７０は、洗浄液用歯車７１と、ローラ７２と、チューブ７３とを備える。

洗浄液用歯車７１は、後述するように切替機構６０から駆動源１０４の駆動力が伝達されるときに回転する。ローラ７２は、洗浄液用歯車７１に取り付けられて、洗浄液用歯車７１の回転に伴って一体的に回転する。

チューブ７３は、一端が洗浄液を貯留するタンク４４にホース４５を介して接続される一方、他端がホース４０を介してノズル４１に接続される。なお、チューブ７３には、タンク４４からの洗浄液が充填されているものとする。

上記したチューブ７３は、ローラ７２に巻き付くように取り付けられる。そして、ローラ７２は、洗浄液用歯車７１と一体的に回転するとき、チューブ７３を押しつぶす。洗浄液ポンプ７０は、ローラ７２によって押しつぶされたチューブ７３が元に戻るときの圧力を利用して、洗浄液をノズル４１へ圧送し、カメラ２００へ送出する。なお、洗浄液を送出するノズル４１は、圧縮空気を送出するノズル４１と共用であっても、別々であってもよい。

また、第３の実施形態に係るエアポンプ１３０としては、例えば回転式のポンプを用いることができる。エアポンプ１３０には、空気用歯車１３１が接続される。空気用歯車１３１は、切替機構６０から駆動源１０４の駆動力が伝達されるときに回転する。従って、エアポンプ１３０は、空気用歯車１３１が回転して出力軸１０４ａの駆動力が伝達されるときに駆動して圧縮空気を生成し、生成した圧縮空気をノズル４１から送出する。

切替機構６０は、歯車６１と、第１遊星歯車６２と、第２遊星歯車６３とを備える。歯車６１は、着脱部１０に形成される図示しないウォームギアに噛合される。これにより、歯車６１は、駆動源１０４の出力軸１０４ａの駆動力が着脱部１０を介して伝達されて回転する。

第１、第２遊星歯車６２，６３は、例えば歯車６１と、洗浄液用歯車７１と、空気用歯車１３１とによって囲まれる領域に配置される。第１、第２遊星歯車６２，６３は、かかる領域において、第２遊星歯車６３が空気用歯車１３１に噛合する第１位置（図６Ａ参照）と、洗浄液用歯車７１に噛合する第２位置（図６Ｂ参照）との間で移動自在となるように構成される。

この移動により、切替機構６０の第１、第２遊星歯車６２，６３は、駆動源１０４の出力軸１０４ａからエアポンプ１３０へ駆動力を伝達するエアポンプ用伝達経路と、駆動源１０４の出力軸１０４ａから洗浄液ポンプ７０へ駆動力を伝達する洗浄液ポンプ伝達経路とを切り替える。

第１、第２遊星歯車６２，６３による駆動力の伝達経路の切り替えについて、以下詳しく説明すると、第１遊星歯車６２は、駆動源１０４の出力軸１０４ａの駆動力が伝達される歯車６１に噛合される。また、第１遊星歯車６２は、第２遊星歯車６３と同軸に配置されるとともに、第２遊星歯車６３と一体となるように構成される。

ここで、上記したように、駆動源１０４は、回転方向を正転から逆転、逆転から正転へと反転させることができるように設定される。以下では、図６Ａに示すように、歯車６１を反時計回りに回転させるような出力軸１０４ａの回転方向を「正転」、逆に、図６Ｂに示すように、歯車６１を時計回りに回転させるような出力軸１０４ａの回転方向を「逆転」ということとする。

図６Ａに示すように、出力軸１０４ａが正転方向に回転する場合、歯車６１は反時計回りに回転する。歯車６１と噛合する第１遊星歯車６２は、歯車６１から駆動力が伝達されて時計周りに回転する。このとき、第１遊星歯車６２には、空気用歯車１３１方向へ移動させる向き（矢印Ｄ１参照）の力も作用する。

これにより、第２遊星歯車６３が空気用歯車１３１に噛合する第１位置に移動し、出力軸１０４ａの駆動力を空気用歯車１３１へ伝達する。駆動力が伝達された空気用歯車１３１は、エアポンプ１３０を駆動し、圧縮空気をカメラ２００へ送出させる。

他方、図６Ｂに示すように、出力軸１０４ａが逆転方向に回転する場合、歯車６１は時計回りに回転する。歯車６１と噛合する第１遊星歯車６２は、歯車６１から駆動力が伝達されて反時計周りに回転する。このとき、第１遊星歯車６２には、洗浄液用歯車７１へ移動させる向き（矢印Ｄ２参照）の力も作用する。

これにより、第２遊星歯車６３が洗浄液用歯車７１に噛合する第２位置に移動し、出力軸１０４ａの駆動力を洗浄液用歯車７１へ伝達する。駆動力が伝達された洗浄液用歯車７１は、洗浄液ポンプ７０のローラ７２を駆動し、洗浄液をカメラ２００へ送出させる。

このように、第３の実施形態にあっては、洗浄液ポンプ７０を備えるようにしたので、カメラ２００の付着物を洗浄液によって効率よく除去することができる。

また、第３の実施形態では、エアポンプ用伝達経路と洗浄液ポンプ用伝達経路とを切り替える切替機構６０を備えるようにした。これにより、例えばカメラ２００における付着物の付着状況に応じて、カメラ２００に送出される流体を圧縮空気と洗浄液との間で容易に切り替えることが可能となる。

また、第３の実施形態にあっては、出力軸１０４ａの駆動力をエアポンプ１３０へ伝達する第１位置と、出力軸１０４ａの駆動力を洗浄液ポンプ７０へ伝達する第２位置との間で移動可能な第１、第２遊星歯車６２，６３（遊星歯車の一例）を備えるようにした。これにより、切替機構６０におけるエアポンプ用伝達経路と洗浄液ポンプ用伝達経路との切り替えを、簡易な構成で行うことができる。

なお、上述した実施形態においては、流体を送出するタイミングは、歯車の歯数や形状、種類などを変更することで、任意に設定することができる。また、例えば、第３の実施形態における第２遊星歯車６３として欠歯歯車を用い、駆動力を間欠に伝達するように構成してもよい。かかる構成によって、例えば第２遊星歯車６３が複数回回転するときに、洗浄液用歯車７１が１回転して洗浄液を送出するなど、流体を送出するタイミングを適宜に変更してもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 付着物除去装置
２ 車両
１０ 着脱部
１１ クランプ部
１３ 連結部
３０，１３０ エアポンプ
６０ 切替機構
６２ 第１遊星歯車
６３ 第２遊星歯車
７０ 洗浄液ポンプ
１００ ワイパー装置
２００ カメラ

Claims (8)

1. 光学センサに付着した付着物を除去する付着物除去装置であって、
   車両用ワイパーを駆動させる駆動軸に対して着脱可能な着脱部と、
   前記着脱部に接続され、前記駆動軸から前記着脱部を介して伝達される駆動力によって流体を前記光学センサへ送出する送出部と
   を備えることを特徴とする付着物除去装置。
2. 前記送出部は、
   前記駆動軸から伝達される駆動力によって圧縮空気を生成し、生成された前記圧縮空気を前記流体として前記光学センサへ送出するエアポンプ
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の付着物除去装置。
3. 前記送出部は、
   前記駆動軸から伝達される駆動力によって洗浄液を前記流体として前記光学センサへ送出する洗浄液ポンプ
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の付着物除去装置。
4. 前記送出部は、
   前記駆動軸から伝達される駆動力によって圧縮空気を生成し、生成された前記圧縮空気を前記流体として前記光学センサへ送出するエアポンプと、
   前記駆動軸から伝達される駆動力によって洗浄液を前記流体として前記光学センサへ送出する洗浄液ポンプと
   を含み、
   前記駆動軸から前記エアポンプへ駆動力を伝達するエアポンプ用伝達経路と前記駆動軸から前記洗浄液ポンプへ駆動力を伝達する洗浄液ポンプ用伝達経路とを切り替える切替機構
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の付着物除去装置。
5. 前記切替機構は、
   前記エアポンプに接続されて前記駆動軸の駆動力を前記エアポンプへ伝達する第１位置と、前記洗浄液ポンプに接続されて前記駆動軸の駆動力を前記洗浄液ポンプへ伝達する第２位置との間で移動可能な遊星歯車
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の付着物除去装置。
6. 前記光学センサは、車載カメラであること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の付着物除去装置。
7. 前記送出部は、
   シリンダに摺動可能に収容されるピストンと、
   一端が前記ピストンに接続されるとともに、前記ピストンを摺動させて前記流体を送出させるロッドと
   を備え、
   前記着脱部は、
   前記駆動軸の外周を保持するクランプ部と、
   前記クランプ部に設けられるとともに、前記ロッドの他端に連結されて前記駆動軸の駆動力を前記ロッドに伝達する連結部と
   を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の付着物除去装置。
8. 前記送出部は、
   前記ピストンに対して前記流体を送出する方向へ付勢する付勢部
   をさらに備え、
   前記着脱部の前記連結部は、
   前記ロッドの前記他端に係止可能な係止部
   を備え、前記係止部は、前記ロッドの前記他端に係止されて連結される場合に前記駆動軸の駆動力を前記ロッドに伝達し、前記ピストンを前記付勢部の付勢力に抗する方向へ移動させ、次いで前記ロッドの前記他端との係止が解除されることで、前記ピストンを前記付勢部の付勢力によって前記流体を送出する方向へ移動させて前記送出部から前記流体を送出させること
   を特徴とする請求項７に記載の付着物除去装置。

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