JP2018053877A - 電動エアポンプ及び車載光学センサ洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動中に指令信号が遮断されても伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことを防止できる電動エアポンプを提供すること。【解決手段】電動エアポンプＡＰは、指令信号に基づいて回転軸２を回転駆動するモータ３と、シリンダ４と該シリンダ４内で往復動可能なピストン５とを有するポンプ部６と、回転軸２の回転力をピストン５に伝達するための伝達機構７とを備える。気体を給送すべくモータ３が駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストン５の位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構７に負荷が掛かる負荷範囲である圧縮範囲Ａ内にあると、ピストン５の位置が圧縮範囲Ａ外に達するまでモータ３の駆動を継続する制御回路部３２を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、電動エアポンプ及び車載光学センサ洗浄装置に関するものである。

近年、車両の前部や後部に車載光学センサを設け、該車載光学センサにて撮像された画像等を利用することが広く行われている。そして、このような車載光学センサのセンシング面（レンズや保護ガラス）は、泥などの異物が付着する虞があるため、ノズルから液体や気体の流体を噴射してセンシング面を洗浄する車載光学センサ洗浄装置が提案されている。そして、このような車載光学センサ洗浄装置のノズルに気体を給送する電動エアポンプとしては、モータの回転力を、伝達機構を介してピストンに伝達してシリンダ内で往復動させることで気体を給送するものがある。このような電動エアポンプとしては、例えば、モータの回転力によりピストンを往動させ、シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで吐出口から圧縮された気体を噴射するものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。また、例えば、シリンダの排出口側にピストンを付勢する付勢部材を有し、モータの回転力により付勢部材の付勢力に抗してピストンを復動させ、該ピストンの位置が復動範囲外に達するとモータの回転力が切り離され、付勢部材の付勢力にてピストンが往動されて排出口から気体を排出するものがある（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１５−８３８３０号公報 特開２０１５−１２１１２９号公報 国際公開（ＷＯ）２０１５／１５９７６３号

しかしながら、上記のような電動エアポンプでは、ピストンの位置が往復動の中間範囲内にあるときにモータを駆動する指令信号が遮断されモータが停止すると、伝達機構に負荷が掛かったままとなる虞があった。即ち、シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで吐出口から圧縮された気体を噴射するような電動エアポンプでは、動作の途中でモータが停止されると、圧縮室内の空気の圧力によりピストンが復動しようとし、その力を受けることで伝達機構に負荷が掛かったままとなる虞があった。また、付勢部材の付勢力にてピストンが往動されて排出口から気体を排出するような電動エアポンプでは、動作の途中でモータが停止されると、付勢部材の付勢力によりピストンが往動しようとし、その力を受けることで伝達機構に負荷が掛かったままとなる虞があった。なお、このような電動エアポンプでは、例えば、伝達機構におけるウォームの進み角を大きく設定することで、モータへの給電が遮断された際にピストン側からの力によりモータを回転させて伝達機構に負荷が掛かったままとならないようにすることができるが、このようにすると、大きな減速比を得られず、モータを大型化する必要が生じる。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、駆動中に指令信号が遮断されても伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことを防止できる電動エアポンプ及び車載光学センサ洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決する電動エアポンプは、指令信号に基づいて回転軸を回転駆動するモータと、シリンダと該シリンダ内で往復動可能なピストンとを有するポンプ部と、前記回転軸の回転力を前記ピストンに伝達するための伝達機構とを備えた電動エアポンプであって、気体を給送すべく前記モータが駆動されている際に前記指令信号が遮断されても、前記ピストンの位置が往復動中間範囲内にあるとともに前記伝達機構に負荷が掛かる負荷範囲内にあると、前記ピストンの位置が前記負荷範囲外に達するまで前記モータの駆動を継続する制御回路部を備える。

同構成によれば、気体を給送すべくモータが駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストンの位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構に負荷が掛かる負荷範囲内にあると、ピストンの位置が負荷範囲外に達するまでモータの駆動を継続する制御回路部を備えるため、伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことが防止される。

上記電動エアポンプであって、前記ポンプ部は、前記シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで圧縮された気体を噴射する吐出口を有するものであり、前記負荷範囲は、気体を圧縮する圧縮範囲であることが好ましい。

同構成によれば、ポンプ部は、シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで圧縮された気体を噴射する吐出口を有するものであるため、ピストンの位置が圧縮範囲を越えて圧縮室が予め設定された容積となると吐出口から気体が瞬間的に噴射される。そして、負荷範囲は、気体を圧縮する圧縮範囲であるため、ピストンの位置が圧縮範囲内にあると、指令信号が遮断されてもピストンの位置が圧縮範囲外に達するまで（噴射されるまで）モータの駆動が継続され、圧縮された気体の圧力により伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことが防止される。

上記電動エアポンプであって、前記ポンプ部は、前記ピストンを前記シリンダの排出口側に付勢する付勢部材を有し、外力により前記付勢部材の付勢力に抗して前記ピストンが復動され、該ピストンの位置が復動範囲外に達して外力と切り離されると付勢部材の付勢力にて前記ピストンが往動されて前記排出口から気体を排出するものであり、前記伝達機構は、前記ピストンの位置が前記復動範囲内にあると前記回転軸の回転力を外力として前記ピストンに伝達し、前記復動範囲外となると前記回転軸の回転力を前記ピストンに対して切り離すものであり、前記負荷範囲は、前記復動範囲であることが好ましい。

同構成によれば、ポンプ部は、ピストンをシリンダの排出口側に付勢する付勢部材を有し、外力により付勢部材の付勢力に抗してピストンが復動され、ピストンの位置が復動範囲外に達して外力と切り離されると付勢部材の付勢力にてピストンが往動されて排出口から気体を排出するものであるため、ピストンの位置が復動範囲外に達すると排出口から気体が噴射される。また、伝達機構は、ピストンの位置が復動範囲内にあると回転軸の回転力を外力としてピストンに伝達し、復動範囲外となると回転軸の回転力をピストンに対して切り離すものであるため、ピストンの位置が復動範囲内にあると、伝達機構には付勢部材の付勢力による負荷が掛かることになる。そして、前記負荷範囲は、前記復動範囲であるため、ピストンの位置が復動範囲内にあると、指令信号が遮断されてもピストンの位置が復動範囲外に達するまでモータの駆動が継続され、付勢部材の付勢力により伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことが防止される。

上記電動エアポンプであって、前記制御回路部は、前記ピストンの位置を特定するための磁気センサを有することが好ましい。
同構成によれば、制御回路部は、ピストンの位置を特定するための磁気センサを備えるため、例えば、摺動接点等を用いて特定する場合に比べて、静粛性を高くすることができる。

上記電動エアポンプであって、前記制御回路部は、前記ピストンの位置を特定するための摺動接点を有することが好ましい。
同構成によれば、制御回路部は、ピストンの位置を特定するための摺動接点を備えるため、例えば磁気センサ等を用いて特定する場合に比べて、磁気センサや磁気センサからの信号を処理する電子回路等を廃止して、簡単な構成とすることができる。

上記電動エアポンプであって、前記伝達機構は減速機構であり、前記磁気センサに対して磁界を発生する磁石は、前記減速機構における回転体に設けられることが好ましい。
同構成によれば、磁気センサに対して磁界を発生する磁石は、減速機構における回転体に設けられるため、例えば、モータの回転軸（減速前）に設けた場合に比べて、ピストンの位置を高精度に特定することができる。

上記電動エアポンプであって、前記回転体は、ウォームホイールであり、前記伝達機構は、一端が前記ウォームホイールの一方の面に回転自在に取り付けられ、他端が前記ピストンに回転自在に取り付けられる伝達ロッドを有し、前記磁石は、前記ウォームホイールの他方の面寄りに固定され、前記磁気センサは、前記ウォームホイールの他方の面と対向するように配置されることが好ましい。

同構成によれば、伝達機構は、一端がウォームホイールの一方の面に回転自在に取り付けられ、他端が前記ピストンに回転自在に取り付けられる伝達ロッドを有し、磁石は、ウォームホイールの他方の面寄りに固定され、磁気センサは、ウォームホイールの他方の面と対向するように配置されるため、磁気センサを磁石の近くに配置することができる。即ち、磁石が、伝達ロッドが設けられるウォームホイールの一方の面寄りに配置され、磁気センサがウォームホイールの一方の面と対向するように配置されると、少なくとも伝達ロッドの厚み分、磁気センサと磁石を離す必要があるが、磁石及び磁気センサを伝達ロッドとは反対側に設けたため、それらを近くに配置することができる。その結果、ピストンの位置をより高精度に特定することが可能となる。

上記電動エアポンプであって、前記磁気センサを含む前記制御回路部は単一の回路基板上に設けられることが好ましい。
同構成によれば、磁気センサを含む制御回路部は単一の回路基板上に設けられるため、部品点数の増大を抑制することができる。

上記課題を解決する車載光学センサ洗浄装置は、上記電動エアポンプと、前後進可能で気体の圧力により前進する可動ノズルと、前記圧縮室と接続され前記可動ノズルに圧力を付与するための圧力付与室に連通する可動用導入口と、前記吐出口と接続され前記可動ノズルの噴射口に連通する噴射用導入口とを有するポップアップノズルとを備える。

同構成によれば、可動ノズルに圧力を付与するための圧力付与室に連通する可動用導入口が前記圧縮室と接続されるため、圧縮室内の気体の圧力が高められていく際に可動用導入口を介して圧力付与室に気体が供給されて可動ノズルが前進される。そして、可動ノズルの噴射口に連通する噴射用導入口には前記吐出口が接続されるため、圧縮室が予め設定された容積となり開弁されると、圧縮室内の圧縮された気体が瞬間的に吐出口から吐出され、その気体は噴射用導入口を介して噴射口から瞬間的に噴射される。よって、単一の電動エアポンプで、可動ノズルを前進させた後にその噴射口から気体を噴射させ、車載光学センサのセンシング面を洗浄することができる。そして、この車載光学センサ洗浄装置では、モータ（ピストン）が駆動途中で停止されたままとなると、可動ノズルが前進したままとなり、該可動ノズルが例えば車載光学センサのセンシングの邪魔となる虞があるが、それを回避することができる。

本発明の電動エアポンプ及び車載光学センサ洗浄装置では、駆動中に指令信号が遮断されても伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことを防止できる。

一実施形態における車両の概略構成図。 一実施形態における車載光学センサ洗浄装置の概略構成図。 一実施形態におけるウォッシャノズルとポップアップノズルを説明するための説明図。 一実施形態におけるポップアップノズルの断面図。 一実施形態におけるポップアップノズルの断面図。 一実施形態の電動エアポンプを説明するための一部断面図。 一実施形態の電動エアポンプを説明するための一部断面図。 一実施形態の電動エアポンプの一部を回転軸線方向から見た模式図。 一実施形態の電動エアポンプの一部を説明するための模式図。 別例の電動エアポンプを説明するための一部断面図。 別例の電動エアポンプを説明するための一部断面図。 別例の電動エアポンプを説明するための一部断面図。 別例の電動エアポンプの一部を回転軸線方向から見た模式図。

以下、車両の一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１に示すように、車両Ｓの後方には、バックドアＢａが設けられ、該バックドアＢａには、車載光学センサとしての車載カメラ１が設けられている。車載カメラ１のセンシング面としてのレンズ面１ａは車両後方の斜め下方に向かって露出される。車載カメラ１は、例えば、変速装置のシフトレバーＳＬをリバース位置に操作すると、車両Ｓの後方の斜め下方を撮像し、その撮像画像を車内のディスプレイＤＳＰに送信して表示させる。

また、車両Ｓには、気体である空気を給送する電動エアポンプＡＰと、液体である洗浄液を給送するウォッシャポンプＷＰとが設けられている。
図２、図６及び図７に示すように、本実施形態の電動エアポンプＡＰは、回転軸２を回転駆動するモータ３と、シリンダ４と該シリンダ４内で往復動可能なピストン５とを有するポンプ部６と、回転軸２の回転力をピストン５に伝達するための減速機構である伝達機構７とを備える。電動エアポンプＡＰは、シリンダ４の先端側に吐出口８ａを有した閉塞部材８が取着され、シリンダ４内の圧縮室９が予め設定された容積となると、開弁（開動作）されることで吐出口８ａから高圧の空気が一気に（瞬間的に）噴射されるものである。なお、本実施形態では、図６及び図７に示すように、圧縮室９と吐出口８ａとの間には、吐出弁１０が設けられ、吐出弁１０は、コイルスプリング１１により圧縮室９と吐出口８ａとの間の連通孔を閉塞する方向（ピストン４の復動方向）に付勢されている。そして、吐出弁１０には、ピストン５側に向かって突出する操作棒１０ａが設けられ、その操作棒１０ａが往動するピストン５の先端で操作（押圧）されると、圧縮室９と吐出口８ａが連通して（図７参照）、吐出口８ａから高圧の空気が一気に（瞬間的に）噴射されるようになっている。また、閉塞部材８には、前記圧縮室９内外を（弁を有さずに）連通する可動用導出口８ｂが設けられている。

また、ウォッシャポンプＷＰは、貯留タンクＴに貯留されている洗浄液を連続的に給送するものである。
また、車両Ｓの車載カメラ１の近傍位置には、ウォッシャポンプＷＰに接続され、ウォッシャポンプＷＰから洗浄液が給送されることに基づいてレンズ面１ａを洗浄するウォッシャノズル１２が設けられている。

図２及び図３に示すように、ウォッシャノズル１２は、レンズ面１ａの上方に配置され、洗浄液が給送されるとその洗浄液を噴射口１２ａから噴射する。図３に示すように、噴射口１２ａは、一対の対向面が幅狭とされることで洗浄液ＷＡを膜状に噴射する。

また、車両Ｓの車載カメラ１の近傍位置には、電動エアポンプＡＰに接続され、電動エアポンプＡＰ（吐出口８ａ）から空気が給送されることに基づいてレンズ面１ａを洗浄するポップアップノズル１３が設けられている。

なお、図２に示すように、本実施形態では、車載カメラ１とウォッシャノズル１２とポップアップノズル１３とは取付けフレーム１４に組み付けられてユニット化され、そのユニットが車両ＳのバックドアＢａに固定される。

ポップアップノズル１３は、レンズ面１ａの側方に配置され、前後進可能で気体を噴射する洗浄時に前進する可動ノズル１５を有したものである。
詳しくは、図４及び図５に示すように、ポップアップノズル１３は、略円筒状のケース１６に同じく略筒状の可動ノズル１５が出没可能であって前後進可能に支持され、その可動ノズル１５の先端には前記前後進方向の略直角方向に開口した噴射口１７が設けられている。

ケース１６の基端側には、基端閉塞部材１８が外嵌固定されている。基端閉塞部材１８には、ケース１６内において、可動ノズル１５の前進方向に沿って延びる筒状の通路管１８ａが設けられ、該通路管１８ａは筒状の可動ノズル１５に挿通（内嵌）され、可動ノズル１５はケース１６及び通路管１８ａに沿って前後進可能に支持されている。また、基端閉塞部材１８には、ケース１６の外部であって前記通路管１８ａとは反対側に延びつつ通路管１８ａを介して前記噴射口１７に連通する噴射用導入口１９ａを有した第１の継手部１９が設けられている。

ケース１６内において、可動ノズル１５の周囲にはコイルスプリング２０が配設されている。コイルスプリング２０の一端は可動ノズル１５の基端部に設けられたフランジ部１５ａに当接し、他端はケース１６の先端部に当接支持されている。そして、ケース１６の先端部を支点とするコイルスプリング２０の付勢力により、可動ノズル１５は常に後進（没入）方向（図４及び図５において右方向）に付勢されている。

また、ケース１６の基端側には、可動ノズル１５の基端部（フランジ部１５ａ）にて区画された圧力付与室２１が設けられている。なお、可動ノズル１５の基端部（フランジ部１５ａ）には、シールゴム１５ｂが固定され、該シールゴム１５ｂがケース１６の内周面及び前記通路管１８ａの外周面と密着（摺接）することで圧力付与室２１の密閉性が保たれている。また、基端閉塞部材１８には、ケース１６の外部であって前記第１の継手部１９とは直角方向に延びつつ前記圧力付与室２１に連通する可動用導入口２２ａを有した第２の継手部２２が設けられている。

そして、ポップアップノズル１３は、可動用導入口２２ａを介して圧力付与室２１内に空気が給送されると、可動ノズル１５の基端部（フランジ部１５ａ）に洗浄液の圧力が付与され、該可動ノズル１５はコイルスプリング２０の付勢力に抗してケース１６から外部に向かって前進する（図５参照）。なお、可動用導入口２２ａに空気が給送されていない状態では、可動ノズル１５はコイルスプリング２０の付勢力によって後進（没入）する（図４参照）。

また、ポップアップノズル１３は、噴射用導入口１９ａを介して空気が給送されると、その空気を噴射口１７から噴射する。
なお、図３に示すように、ポップアップノズル１３（可動ノズル１５）の噴射口１７は、可動ノズル１５が前進した状態で、噴射する空気ＨＡの空気噴射軸線Ｚが、ウォッシャノズル１２の噴射口１２ａから噴射される洗浄液ＷＡと（空気ＨＡが）混合するように、かつレンズ面１ａに向かうように設定されている。異なる見方をすると、ポップアップノズル１３の噴射口１７は、噴射する空気ＨＡの空気噴射軸線Ｚが、ウォッシャノズル１２の噴射口１２ａから噴射される洗浄液ＷＡを通過しつつレンズ面１ａに向かうように設定されている。言い換えると、ポップアップノズル１３の噴射口１７は、噴射する空気の空気噴射軸線Ｚがレンズ面１ａに向かうように設定され、ウォッシャノズル１２の噴射口１２ａは、噴射する洗浄液ＷＡが前記空気噴射軸線Ｚと交差するように設定されている。

そして、図１及び図２に示すように、前記ウォッシャノズル１２には、配管Ｈ１を介してウォッシャポンプＷＰが接続される。
また、ポップアップノズル１３の可動用導入口２２ａには、配管Ｈ２を介して電動エアポンプＡＰの可動用導出口８ｂが接続されて前記圧縮室９が連通される。また、ポップアップノズル１３の噴射用導入口１９ａには、配管Ｈ３を介して電動エアポンプＡＰの吐出口８ａが接続される。

そして、電動エアポンプＡＰ及びウォッシャポンプＷＰは、車両Ｓに設けられた指令部３１に電気的に接続され、該指令部３１からの指令信号に基づいて駆動制御される。
指令部３１は、例えば、車内に設けられた操作スイッチＳＷが操作された際や、変速装置のシフトレバーＳＬがリバース位置に操作された際や、車載カメラ１の撮像画像に基づいて汚れていると判定部にて判定された際等に、レンズ面１ａを洗浄すべくウォッシャポンプＷＰ及び電動エアポンプＡＰに指令信号を出力してそれらを駆動制御する。

ここで、図６〜図８に示すように、本実施形態の電動エアポンプＡＰは、空気を給送すべくモータ３が駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストン５の位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構７に負荷が掛かる負荷範囲内にあると、ピストン５の位置が負荷範囲外に達するまでモータ３の駆動を継続する制御回路部３２を備える。

詳述すると、図８に示すように、本実施形態の電動エアポンプＡＰは、下側ケース３３と上側ケース３４とを備え、それらの内部に前記モータ３、ポンプ部６及び伝達機構７（図６及び図７参照）等が収容されている。

下側ケース３３は、モータ３及びポンプ部６を収容するモータポンプ収容部３３ａを有する。モータポンプ収容部３３ａは、モータ３における回転軸２の回転軸線方向Ｘ１とポンプ部６におけるピストン５の往動軸線方向Ｘ２とが平行となってモータ３の円形の外周面とポンプ部６（シリンダ４）の円形の外周面とが対向して載置可能に形成されている。詳しくは、モータポンプ収容部３３ａは、前記回転軸線方向Ｘ１から見て、略平面板状の底部３３ｂと、底部３３ｂのモータ３側の端部からモータ３の外周面に約９０°の範囲に亘って略沿った弧状部３３ｃと、底部３３ｂのポンプ部６（シリンダ４）側の端部からシリンダ４の外周面に約９０°の範囲に亘って略沿った弧状部３３ｄとを有する。また、モータポンプ収容部３３ａは、弧状部３３ｃ，３３ｄの上端から上方に直線状に延びる上延部３３ｅを有する。なお、モータ３は、その本体の軸方向両端部に一対の防振ゴム３５が外嵌され、該防振ゴム３５が下側ケース３３（底部３３ｂ）から上方に突出する挟持壁３３ｆと上側ケース３４から下方に突出する挟持壁３４ａとに挟持されることで固定されている。また、図６及び図７に示すように、下側ケース３３は、上方から見て、モータ３の回転軸２が突出する方向とは反対方向であって前記吐出口８ａと同方向（図中、左方向）に突出したコネクタ形成部３３ｇを有している。また、上側ケース３４は、下側ケース３３のコネクタ形成部３３ｇと対をなすコネクタ形成部（図示略）を有し、それらによって回転軸２が突出する方向とは反対方向（吐出口８ａと同方向）に開口したコネクタ部が形成されることになる。また、下側ケース３３は、前記シリンダ４側の上延部３３ｅと連続して、前記シリンダ４の先端側に取着された前記閉塞部材８の抜け方向側（図６中、左側）の面と当接する抜け止め支持壁３３ｈを有する。また、下側ケース３３は、上方から見て、モータ３の回転軸２が突出する方向側（図中、右側）に前記伝達機構７を収容する伝達機構収容部３３ｊを有する。

伝達機構７は、回転軸２と一体回転するウォーム４１と、該ウォーム４１と噛合される回転体としてのウォームホイール４２と、該ウォームホイール４２の一方の面（上側の面であって、図６中、紙面手前側の面）における軸中心からずれた位置に一端が回転自在に取り付けられ、他端がピストン５に回転自在に取り付けられる伝達ロッド４３とを含む。なお、伝達機構収容部３３ｊの底部において前記ウォーム４１よりもポンプ部６側には上方に突出するホイール支持部３３ｋが設けられ、ウォームホイール４２は、モータ３及びポンプ部６と同様に上方から下側ケース３３に組み付けられ、ホイール支持部３３ｋに回転可能に外嵌支持される。

図６、図８及び図９に示すように、ウォームホイール４２には、一方の面（上側の面であって、図６中、紙面手前側の面）から凹設された磁石収容部４２ａが形成されている。本実施形態の磁石収容部４２ａは、ウォームホイール４２の軸中心からずれた位置に１８０°間隔で一対形成されている。そして、各磁石収容部４２ａには磁石４４が収容保持されている。なお、各磁石４４は、磁極が上下逆向きに固定される。また、磁石収容部４２ａは、図９に示すように、ウォームホイール４２の他方の面（下側の面）の近傍まで凹設され、磁石４４は、ウォームホイール４２の他方の面寄り（一方の面よりも他方の面に近い位置）に固定される。

前記モータ３の駆動を制御する前記制御回路部３２は、前記磁石４４の磁界を検出してウォームホイール４２の回転角度を特定しピストン５の位置を特定するための磁気センサとしてのホールＩＣ４５や、マイコンやスイッチング素子等を含む種々の電気部品（素子）４６を含み、それらは単一の回路基板４７上に実装されている。

そして、回路基板４７は、モータ３とポンプ部６（シリンダ４）の外周面同士の間に配置されている。言い換えると、回路基板４７は、前記回転軸２の回転軸線方向Ｘ１から見て（図８参照）、モータ３の外周面の上部とポンプ部６（シリンダ４）の外周面の上部とを繋ぐ直線（接線）と、モータ３の外周面の下部とポンプ部６（シリンダ４）の外周面の下部とを繋ぐ直線（接線）との間に配置されている。詳しくは、前記下側ケース３３の底部３３ｂには、上方から回路基板４７が挿入されることで該回路基板４７を支持する支持凸部３３ｍが形成されている。そして、回路基板４７は、その板厚方向（図８中、左右方向）が前記外周面同士の対向方向（図８中、左右方向）と平行となるように支持凸部３３ｍに支持されて配置されている。この回路基板４７（制御回路部３２）は、前記回転軸２の回転軸線方向Ｘ１から見て、その全体が前記外周面同士の間に配置されている。また、制御回路部３２の内の一部の（実装面からの高さが高い）電気部品４６は、前記回転軸２の回転軸線方向Ｘ１から見て、回路基板４７の板厚直交方向（図８中、上下方向）にモータ３又はポンプ部６と重なるように配置されている。即ち、制御回路部３２の内の一部の（実装面からの高さが高い）電気部品４６は、モータ３とポンプ部６（シリンダ４）の外周面同士の一番狭い位置から上下方向にずれた位置であって、底部３３ｂ側寄りに配置されることで、モータ３又はポンプ部６と上下方向に重なるように配置されている。更に言い換えると、前記回転軸２の回転軸線方向Ｘ１から見て、前記外周面同士の対向方向（図８中、左右方向）においては、制御回路部３２の内の一部の（実装面からの高さが高い）電気部品４６が占める範囲は、モータ３又はポンプ部６が占める範囲とオーバーラップするように配置されている。

また、図６、図７及び図９に示すように、回路基板４７に設けられた前記ホールＩＣ４５は、前記ウォームホイール４２の他方の面（下側の面）と対向し、前記磁石４４の磁界を検出するように（ひいてはピストン５の位置を特定できるように）配置されている。

このように構成された電動エアポンプＡＰは、前記回路基板４７やモータ３に接続される複数のコネクタターミナル４８が前記コネクタ形成部３３ｇ（コネクタ部）内に配置され、前記配管Ｈ２，Ｈ３と同方向（図６及び図７中、左側）から嵌着される外部コネクタを介して前記指令部３１と電気的に接続される。

そして、ホールＩＣ４５を含む制御回路部３２は、指令部３１から指令信号が入力されると、空気を給送すべくモータ３を駆動してピストン５を往復動させる。
また、ホールＩＣ４５を含む制御回路部３２は、空気を給送すべくモータ３が駆動されている際に指令部３１からの指令信号が遮断されても、ピストン５の位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構７に負荷が掛かる負荷範囲である圧縮範囲Ａ内にあると、ピストン５の位置が圧縮範囲外に達するまでモータ３に給電してその駆動を継続する。なお、前記往復動中間範囲は、ピストン５の位置が往動端部（上死点）及び復動端部（下死点）以外にあるときの範囲であって、圧縮範囲Ａは、ピストン５の往動により圧縮室９内の空気が圧縮され始めてから圧縮された空気が吐出口８ａを介して吐出されるまでの過程にピストン５が移動する範囲である。

次に、上記のように構成された車載光学センサ洗浄装置の作用について説明する。
まず、非洗浄時であって、電動エアポンプＡＰ及びウォッシャポンプＷＰが駆動されていない状態では、ポップアップノズル１３の可動ノズル１５がコイルスプリング２０の付勢力によって後進（没入）した状態とされ、可動ノズル１５が車載カメラ１の撮像の邪魔になることが抑えられる。

そして、例えば、車載カメラ１のレンズ面１ａに泥等が付着している場合であって、空気と洗浄液とを噴射させるべく操作スイッチＳＷが操作されると、指令部３１から指令信号が出力され、ウォッシャポンプＷＰ及び電動エアポンプＡＰが駆動される。このとき、ウォッシャポンプＷＰからウォッシャノズル１２に洗浄液が給送されると、ウォッシャノズル１２から洗浄液が噴射される。そして、電動エアポンプＡＰが駆動され、ピストン５が往動されると、ポップアップノズル１３の圧力付与室２１には、電動エアポンプＡＰの圧縮室９内の空気の圧力が高められていく際に空気が給送され、可動ノズル１５が前進する。そして、その後、ピストン５がさらに往動されて、吐出弁１０の操作棒１０ａがピストン５の先端で操作（押圧）されると、圧縮室９内の圧縮された気体が瞬間的に吐出口８ａから吐出され、ポップアップノズル１３（可動ノズル１５）の噴射口１７から空気が噴射される。すると、図３に示すように、レンズ面１ａには高圧の空気ＨＡとともにレンズ面１ａに達する前に混合された洗浄液ＷＡの微粒子が吹き付けられ、レンズ面１ａに付着した泥等が洗い流されて、レンズ面１ａが洗浄される。

ここで、例えば、ピストン５が往動され、その先端部が吐出弁１０の操作棒１０ａに到達する前、即ちピストン５の位置が前記圧縮範囲Ａにあるときに、指令部３１からの指令信号が遮断されると、制御回路部３２によって、ピストン５の位置が圧縮範囲Ａ外に達するまで、即ち吐出口８ａから空気が吐出されるまでモータ３の駆動が継続される。

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）空気を給送すべくモータ３が駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストン５の位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構７に負荷が掛かる圧縮範囲Ａ（負荷範囲）内にあると、ピストン５の位置が圧縮範囲Ａ外に達するまでモータ３の駆動を継続する制御回路部３２を備える。よって、伝達機構７に負荷が掛かり続けてしまうことが防止され、伝達機構７の劣化を抑えることができる。

（２）制御回路部３２は、ピストン５の位置を特定するためのホールＩＣ４５を備えるため、例えば、摺動接点等を用いて特定する場合に比べて、静粛性を高くすることができる。

（３）ホールＩＣ４５に対して磁界を発生する磁石４４は、減速機構である伝達機構７におけるウォームホイール４２に設けられるため、ピストン５の位置を高精度に特定することができる。すなわち、例えば、磁石４４をモータ３の回転軸２（減速前）に設けた場合には、伝達機構７を介してピストン５の位置を特定することになるため、モータ３の回転軸２と伝達機構７との間で位置ずれやガタが生じた際には、ピストン５の位置を高精度に特定することができないが、伝達機構７に磁石４４を設けることで、前記位置ずれや前記ガタによる影響は受けず、ピストン５の位置を高精度に特定することができる。

（４）伝達機構７は、一端がウォームホイール４２の一方の面に回転自在に取り付けられ、他端がピストン５に回転自在に取り付けられる伝達ロッド４３を有し、磁石４４は、ウォームホイール４２の他方の面寄りに固定され、ホールＩＣ４５は、ウォームホイール４２の他方の面と対向するように配置される。よって、ホールＩＣ４５を磁石４４の近くに配置することができる。即ち、磁石４４が、伝達ロッド４３が設けられるウォームホイール４２の一方の面寄りに配置され、ホールＩＣ４５がウォームホイール４２の一方の面と対向するように配置されると、少なくとも伝達ロッド４３の厚み分、ホールＩＣ４５と磁石４４を離す必要がある。これに対して、磁石４４及びホールＩＣ４５を伝達ロッド４３とは反対側に設けたため、それらを近くに配置することができる。その結果、ピストン５の位置をより高精度に特定することが可能となるとともに、電動エアポンプの小型化に繋がる。

（５）ホールＩＣ４５を含む制御回路部３２は単一の回路基板４７上に設けられるため、部品点数の増大を抑制することができる。
（６）車載光学センサ洗浄装置は、可動ノズル１５に圧力を付与するための圧力付与室２１に連通する可動用導入口２２ａが電動エアポンプＡＰの圧縮室９と（弁を有さずに）接続されるため、圧縮室９内の空気の圧力が高められていく際に可動用導入口２２ａを介して圧力付与室２１に空気が供給されて可動ノズル１５が前進される。そして、可動ノズル１５の噴射口１７に連通する噴射用導入口１９ａには吐出口８ａが接続されるため、圧縮室９が予め設定された容積となり開弁されると、圧縮室９内の圧縮された空気が瞬間的に吐出口８ａから吐出され、その空気は噴射用導入口１９ａを介して噴射口１７から瞬間的に噴射される。よって、単一の電動エアポンプＡＰで、可動ノズル１５を前進させた後にその噴射口１７から空気を噴射させ、車載カメラ１のレンズ面１ａを洗浄することができる。そして、この車載光学センサ洗浄装置では、モータ３（ピストン５）が駆動途中で停止されたままとなると、可動ノズル１５が前進したままとなり、該可動ノズル１５が例えば車載カメラ１の撮像の邪魔となる虞があるが、それを回避することができる。

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、制御回路部３２は、ピストン５の位置を特定するためのホールＩＣ４５（磁気センサ）を有するとしたが、ピストン５の位置を特定（推定）することができれば、他の構成に変更してもよい。例えば、ホールＩＣ４５は、他の磁気センサに変更してもよい。また例えば、制御回路部は、ピストン５の位置を特定するための摺動接点を有する構成としてもよい。

具体的には、図１０に示すように、変更してもよい。この例では、ウォームホイール４２の他方の面（下側の面）に導体プレート５１が固定されるとともに、該導体プレート５１と摺接する一対の摺動接点５２，５３が下側ケース３３又は上側ケース３４に対して固定されている。導体プレート５１は、ピストン５の位置が前記圧縮範囲Ａにある状態で一対の摺動接点５２，５３を電気的に接続し、ピストン５の位置が前記圧縮範囲Ａにない状態で一対の摺動接点５２，５３を電気的に遮断するパターンに形成されている。そして、一対の摺動接点５２，５３は、電気的に接続されると前記指令信号が遮断されてもモータ３への給電が継続されるように結線されている。なお、この例では、摺動接点５２，５３及び結線等にて制御回路部が構成される。このようにしても、空気を給送すべくモータ３が駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストン５の位置が圧縮範囲Ａ（負荷範囲）内にあると、ピストン５の位置が圧縮範囲Ａ外に達するまでモータ３の駆動が継続され、伝達機構７に負荷が掛かり続けてしまうことが防止される。また、このようにすると、例えば上記実施形態のようにホールＩＣ４５（磁気センサ）等を用いて特定する場合に比べて、ホールＩＣ４５やホールＩＣ４５からの信号を処理する電子回路等を廃止して、簡単な構成とすることができる。

・上記実施形態では、ポンプ部６は、シリンダ４内の圧縮室９が予め設定された容積となると開弁されることで圧縮された気体を噴射する吐出口８ａを有するものとしたが、これに限定されず、他の構成のポンプ部としてもよい。

例えば、図１１に模式的に示すようなポンプ部６１を備えた電動エアポンプとしてもよい。この例のポンプ部６１のシリンダ６２は、ピストン６３をシリンダ６２の排出口６２ａ側に付勢する付勢部材としてのコイルスプリング６４を有する。そして、ポンプ部６１は、外力（モータ３の回転力）によりコイルスプリング６４の付勢力に抗してピストン６３が復動され、該ピストン６３の位置が負荷範囲である復動範囲Ｆ外に達して外力と切り離されるとコイルスプリング６４の付勢力にてピストン６３が往動されて排出口６２ａから気体を排出する。そして、この例の伝達機構６５は、ピストン６３の位置が前記復動範囲Ｆ内にあると回転軸２の回転力を外力としてピストン６３に伝達し、復動範囲Ｆ外となると回転軸２の回転力をピストン６３に対して切り離すものである。具体的には、伝達機構６５は、前記ウォーム４１と、前記ウォームホイール４２と、従動回転体６６と、伝達ロッド６７とを含む。ウォームホイール４２の一方の面において外縁寄りの周方向の一部には、軸方向に突出した係合凸部６８が設けられている。また、従動回転体６６は円盤状に形成され、ケース６９に対して回転可能に支持されている。従動回転体６６の外縁には、径方向外側に突出し、ウォームホイール４２の回転に対して一部の角度で前記係合凸部６８と周方向に係合する被係合部６６ａが形成されている。そして、伝達ロッド６７は、従動回転体６６の一方の面における軸中心からずれた位置に一端が回転自在に取り付けられ、他端がピストン６３に回転自在に取り付けられている。そして、この構成では、モータ３が駆動され、ウォームホイール４２が回転すると、その回転の一部の角度で係合凸部６８が被係合部６６ａと係合して従動回転体６６を回転させ、その回転力が伝達ロッド６７を介してピストン６３に伝達されてピストン６３がコイルスプリング６４の付勢力に抗して復動される。そして、ウォームホイール４２の回転が前記一部の角度を超えてピストン６３の位置が復動範囲Ｆ外に達すると、係合凸部６８と被係合部６６ａとの係合が解除されてウォームホイール４２の回転力は従動回転体６６と切り離され、コイルスプリング６４の付勢力にてピストン６３が往動されて排出口６２ａから気体が排出される。なお、図１１では、シリンダ６２内と排出口６２ａとの間に、上記実施形態と同様の操作棒１０ａを有した吐出弁１０及びコイルスプリング１１を図示したが、この例では、コイルスプリング６４の付勢力にてピストン６３が一気に往動されて排出口６２ａから空気を瞬間的に排出できるため、吐出弁１０及びコイルスプリング１１は省略してもよい。

そして、この例では、ウォームホイール４２の他方の面に磁石４４が固定され、ケース６９には上記実施形態と同様に磁石４４の磁界を検出するホールＩＣ４５を含む制御回路部３２が設けられた回路基板４７が固定される。

このように構成された電動エアポンプにおいても、ピストン６３の復動途中に指令信号が遮断されても制御回路部３２によってピストン６３の位置が復動範囲Ｆ（負荷範囲）外に達するまでモータ３の駆動が継続され、コイルスプリング６４の付勢力により伝達機構６５に負荷が掛かり続けてしまうことが防止される。

・上記実施形態では、制御回路部３２は、回路基板４７上に設けられ、回路基板４７は、その板厚方向（図８中、左右方向）がモータ３とポンプ部６との外周面同士の対向方向（図８中、左右方向）と平行となるように配置されるとしたが、これに限定されず、例えば、前記板厚方向が前記外周面同士の対向方向と直交するように配置してもよい。

具体的には、例えば、図１２及び図１３に示すように、変更してもよい。この例では、制御回路部３２が設けられた回路基板７１は、板厚方向から見て、略Ｌ字状であって、長方形の第１板部７１ａと、該第１板部７１ａの長手方向一端部から側方に延びる第２板部７１ｂとを有する。そして、回路基板７１は、その板厚方向（図１３中、上下方向）がモータ３とポンプ部６の外周面同士の対向方向（図１３中、左右方向）と直交するように配置されている。また、図１３に示すように、回路基板７１は、回転軸線方向Ｘ１から見て、第１板部７１ａがモータ３とポンプ部６との外周面同士の間に配置され、第２板部７１ｂがモータ３とポンプ部６との外周面同士の間から外れた位置（モータ３と重なる位置であって、モータ３の回転軸２が突出する方向とは反対方向側（図１２中、左側））に配置されている。なお、この例では、回路基板７１は、下側ケース３３寄りに配置されているが、これに限定されず、例えば、上側ケース３４寄りに配置してもよい。

また、この例では、図１２に示すように、上記実施形態（図６参照）とは磁石４４の位置が変更されている。即ち、この例では、ウォームホイール４２に保持される一対の磁石４４は、ウォームホイール４２の軸中心からずれた位置に１８０°間隔で配置されるとともに、一方の磁石４４が伝達ロッド４３とウォームホイール４２との連結位置に配置されている。なお、勿論、上記実施形態においても、このように磁石４４の位置を変更してもよい。

・上記実施形態では、ホールＩＣ４５に対して磁界を発生する磁石４４は、減速機構である伝達機構７におけるウォームホイール４２に設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、モータ３の回転軸２（減速前）に設けてもよいし、ピストン５に設けてもよい。

・上記実施形態では、磁石４４は、ウォームホイール４２の伝達ロッド４３が設けられる一方の面とは反対側の他方の面寄りに配置されるとしたが、これに限定されず、磁石４４をウォームホイール４２の伝達ロッド４３が設けられる一方の面寄りに配置し、ホールＩＣ４５もウォームホイール４２の一方の面と対向するように配置してもよい。

・上記実施形態では、ホールＩＣ４５を含む制御回路部３２は単一の回路基板４７上に設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、ホールＩＣ４５や前記電気部品４６を異なる回路基板上に設けて配置してもよい。

・上記実施形態では、電動エアポンプＡＰは、ポップアップノズル１３の可動ノズル１５を前進させて噴射口１７から空気を噴射させるためのものとしたが、これに限定されず、ポップアップノズル１３を有していない他の車載光学センサ洗浄装置用としてもよいし、車載光学センサ洗浄装置以外の装置に用いる電動エアポンプＡＰとしてもよい。

２…回転軸、３…モータ、４，６２…シリンダ、５，６３…ピストン、６，６１…ポンプ部、７，６５…伝達機構（減速機構）、８ａ…吐出口、９…圧縮室、１３…ポップアップノズル、１５…可動ノズル、１７…噴射口、１９ａ…噴射用導入口、２１…圧力付与室、２２ａ…可動用導入口、３２…制御回路部、４２…ウォームホイール（回転体）、４３…伝達ロッド、４４…磁石、４５…ホールＩＣ（磁気センサ）、４７，７１…回路基板、５２，５３…摺動接点、６２ａ…排出口、６４…コイルスプリング（付勢部材）、Ａ…圧縮範囲（負荷範囲）、Ｆ…復動範囲（負荷範囲）、ＡＰ…電動エアポンプ。

Claims (9)

1. 指令信号に基づいて回転軸を回転駆動するモータと、
   シリンダと該シリンダ内で往復動可能なピストンとを有するポンプ部と、
   前記回転軸の回転力を前記ピストンに伝達するための伝達機構と
   を備えた電動エアポンプであって、
   気体を給送すべく前記モータが駆動されている際に前記指令信号が遮断されても、前記ピストンの位置が往復動中間範囲内にあるとともに前記伝達機構に負荷が掛かる負荷範囲内にあると、前記ピストンの位置が前記負荷範囲外に達するまで前記モータの駆動を継続する制御回路部を備えたことを特徴とする電動エアポンプ。
2. 請求項１に記載の電動エアポンプであって、
   前記ポンプ部は、前記シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで圧縮された気体を噴射する吐出口を有するものであり、
   前記負荷範囲は、気体を圧縮する圧縮範囲であることを特徴とする電動エアポンプ。
3. 請求項１に記載の電動エアポンプであって、
   前記ポンプ部は、前記ピストンを前記シリンダの排出口側に付勢する付勢部材を有し、外力により前記付勢部材の付勢力に抗して前記ピストンが復動され、該ピストンの位置が復動範囲外に達して外力と切り離されると付勢部材の付勢力にて前記ピストンが往動されて前記排出口から気体を排出するものであり、
   前記伝達機構は、前記ピストンの位置が前記復動範囲内にあると前記回転軸の回転力を外力として前記ピストンに伝達し、前記復動範囲外となると前記回転軸の回転力を前記ピストンに対して切り離すものであり、
   前記負荷範囲は、前記復動範囲であることを特徴とする電動エアポンプ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動エアポンプであって、
   前記制御回路部は、前記ピストンの位置を特定するための磁気センサを有することを特徴とする電動エアポンプ。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動エアポンプであって、
   前記制御回路部は、前記ピストンの位置を特定するための摺動接点を有することを特徴とする電動エアポンプ。
6. 請求項４に記載の電動エアポンプであって、
   前記伝達機構は減速機構であり、
   前記磁気センサに対して磁界を発生する磁石は、前記減速機構における回転体に設けられたことを特徴とする電動エアポンプ。
7. 請求項６に記載の電動エアポンプであって、
   前記回転体は、ウォームホイールであり、
   前記伝達機構は、一端が前記ウォームホイールの一方の面に回転自在に取り付けられ、他端が前記ピストンに回転自在に取り付けられる伝達ロッドを有し、
   前記磁石は、前記ウォームホイールの他方の面寄りに固定され、
   前記磁気センサは、前記ウォームホイールの他方の面と対向するように配置されたことを特徴とする電動エアポンプ。
8. 請求項４、６及び７のいずれか１項に記載の電動エアポンプであって、
   前記磁気センサを含む前記制御回路部は単一の回路基板上に設けられたことを特徴とする電動エアポンプ。
9. 請求項２、請求項２に従属する請求項４、請求項２に従属する請求項５、請求項２に従属する請求項６、請求項２に従属する請求項７、及び請求項２に従属する請求項８のいずれか１項に記載の電動エアポンプと、
   前後進可能で気体の圧力により前進する可動ノズルと、前記圧縮室と接続され前記可動ノズルに圧力を付与するための圧力付与室に連通する可動用導入口と、前記吐出口と接続され前記可動ノズルの噴射口に連通する噴射用導入口とを有するポップアップノズルとを備えたことを特徴とする車載光学センサ洗浄装置。

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