JP2019167001A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡単で洗浄効果および質感に優れた洗浄装置を得る。【解決手段】筒状の内部空間Ｅを有する筐体Ｈと、筐体Ｈの内周壁Ｈｂに当接して内部空間Ｅの一部を加圧室Ｅ１とする第１シール部Ｇ１および流体Ｒの吐出室Ｅ２および加圧室Ｅ１の流体Ｒの圧力が伸長位置Ｑ１に向けて作用する第１受面Ｎｅを有し格納位置Ｑ２と伸長位置Ｑ１との間で移動するノズルＮと、ノズルＮを格納位置Ｑ２に向けて付勢する付勢部Ｂ１と、ノズルＮに当接して吐出室Ｅ２と加圧室Ｅ１とを仕切る第２シール部Ｇ２および加圧室Ｅ１の流体Ｒから圧力を受ける第２受面Ｐｂおよび伸長・格納方向にノズルＮと当接する当接部を有しノズルＮおよび筐体Ｈと相対移動可能なプランジャＰと、ノズルＮが伸長位置Ｑ１にあるとき第２シール部Ｇ２が開放されるようプランジャＰの位置を決定する位置規制部Ｈｃと、を備えた洗浄装置Ｓ。【選択図】図３

Description

本発明は、洗浄対象に対して水や空気などの流体を吐出することで洗浄対象を洗浄する洗浄装置に関する。

従来、例えば車載カメラを搭載した車両には、車載カメラのレンズを洗浄する洗浄装置が設けられているものがある。そのような洗浄装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものがある。

特許文献１に記載された洗浄装置は、車両用灯具を洗浄するものであって、ポンプで昇圧された洗浄液が供給されるシリンダと、このシリンダの中に摺動可能に嵌挿されたピストンと、このピストンをシリンダ内に引き込む方向に付勢するリターンスプリングと、洗浄液を車両用灯具に向けて噴射する噴射ノズルと、洗浄液の圧力が所定値以上になるとバルブがバルブスプリングの付勢力に抗して開き洗浄液を噴射ノズルに供給するチェックバルブ機構を備えている。

この装置においては、ピストンの伸長開始圧力Ｐ１と、チェックバルブ機構のバルブ開放圧力Ｐ２と、ピストンの伸長終了圧力Ｐ３と、ポンプ最大圧力Ｐmaxとが、
Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３≦Ｐmax
なる関係となるように、リターンスプリングおよびバルブスプリングのバネ力が設定されている。

このようにバルブ開放圧力Ｐ２をピストンの伸長終了圧力Ｐ３よりも低く設定することで、洗浄時にピストンが伸び切る以前にチェックバルブが開き、噴射ノズルから洗浄液を噴射させることができる。噴射ノズルは、車両用灯具のレンズ面に沿って下方から上方に向かって移動するため、前回の洗浄によって車両用灯具のレンズ面から垂れた汚れを洗い流すことができる。

又、バルブ開放圧力Ｐ２をピストンの伸長終了圧力Ｐ３よりも低く設定したことで、洗浄終了時に洗浄液の圧力が下がり、ピストンがリターンスプリングの付勢力によって引き込まれる際に、チェックバルブ機構のバルブが開いているあいだ噴射ノズルは洗浄液を噴射しながら車両用灯具のレンズ面に沿って上方から下方へと移動する。このため、洗浄によって車両用灯具のレンズ面に垂れた汚れを確実に洗い流すことができる。

このように、特許文献１の洗浄装置においては、スプリングの強さなどを適宜設定するだけで構造の複雑化やコストアップを招くことなく洗浄効果に優れた洗浄装置を提供するというものである。

特開２０１１−１４８３８２号公報

特許文献１の洗浄装置では、噴射ノズルから洗浄液が噴射されるか否かの圧力がバルブ開放圧力Ｐ２によって明確に規定されている。つまり、噴射ノズルが伸び始め、洗浄液の圧力がＰ２に達すると洗浄液の噴射が開始される。噴射ノズルは洗浄液の圧力がそれ以上である場合にはさらに伸長位置に移動し、そのあいだ洗浄液の噴射が維持される。その後、洗浄液の圧力が低下すると、圧力がＰ２になるまでは洗浄ノズルが格納方向に移動し洗浄液の噴射が続けられる。

このような構成であれば、洗浄液の噴射位置等を特定できるものの、リターンスプリングおよびバルブスプリングの二つが必要となり、部品点数が増えて構造が煩雑となるばかりでなく製造コストが増大する。

また、圧力がＰ２よりも低い状態ではチェックバルブ機構のバルブが閉じるため、ノズルがさらに格納位置に移動する際にノズルの内部に残存する洗浄液の逃げ場がなくなる。特許文献１には、この状態でノズルの内部の洗浄液をどのように処理するかの記載がなく、おそらくポンプを逆回転する等の処理がされるものと思われる。この場合、ポンプを駆動する特別の制御が必要となる。

さらには、特にポンプを作動させずにノズルの内部に残った洗浄液を、ノズルを構成する部材どうしの隙間を介して外部に排出することも考えられる。しかしその場合、ノズルの格納に時間を要し、ノズルの動作態様が迅速でなくなり、質感に劣る洗浄装置となる。

このように、従来の洗浄装置にあっては未だ改善すべき点があり、より構成が簡単で洗浄効果および質感に優れた洗浄装置が求められている。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置の特徴構成は、
筒状の内部空間が形成された筐体と、
前記筐体の一部に設けられ、外部から流体を受け入れるポートと、
前記内部空間に配置され、前記流体を流通し吐出させる吐出室を内部に有すると共に、前記内部空間を形成する内周壁に当接し前記内部空間の一部を加圧室として区画する第１シール部を有し、前記筐体の内部に最も進入した格納位置と前記筐体から最も突出した伸長位置との間で移動し、前記伸長位置に移動する向きに前記加圧室の前記流体が作用する第１受面が設けられたノズルと、
前記ノズルと前記筐体とに亘って設けられ、前記ノズルを前記格納位置に向けて付勢する付勢部と、
前記内部空間に配置され、前記ノズルに当接する第２シール部によって前記吐出室と前記加圧室とを仕切りつつ前記ノズルおよび前記筐体と相対移動可能であり、前記加圧室の前記流体から圧力を受ける第２受面、および、前記ノズルに当接して前記ノズルを前記伸長位置に向けて移動させる当接部を有するプランジャと、
前記内周壁に設けられ、前記ノズルが前記伸長位置にあるとき、前記プランジャの位置を決定して前記第２シール部を開放する位置規制部と、を備えた点にある。

（効果）
本構成によれば、流体がプランジャを介してノズルを伸長位置に向けて移動させ、プランジャが位置規制部によって位置固定されたのちもノズルはさらに押し出される。その後、ノズルが伸長位置に達すると第２シールが解除されて流体がノズルから吐出される。ノズルが伸長位置に向けて移動するあいだ、ノズルは付勢部の付勢力に抗って移動するから、加圧室にある流体の圧力が高まる。よって、流体がノズルから吐出される際には、高圧の流体を洗浄対象に向けて吐出することができる。

一方、流体の圧力が低下した場合には、ノズルからの流体の吐出が止まり、ノズルは付勢部の付勢力によって格納位置に向けて移動する。一方のプランジャは、付勢部の付勢力を受けていないため、低下はしたものの残存する流体の圧力によって位置規制部に当接した状態を維持している。格納動作を開始したノズルは、このプランジャに当接し第２シール部が閉じられようとする。これによって加圧室が密閉状態となり、行き場を失った加圧室の流体はポートを介して外部に戻ろうとする。

ただし、プランジャは筐体に対して移動自在であるから、ノズルがプランジャに当接して加圧室が密閉される際に、ノズルの移動方向に沿って逃げる動作が可能となる。この結果、加圧室の流体が吐出室の側に流出し、ノズルからの流体の吐出量を多く確保することができる。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置においては、前記第２シール部における前記ノズルと前記プランジャとによるシール力の付与方向と、前記第２シール部における前記ノズルと前記プランジャとの相対移動方向とが異なる方向に設定してあると好都合である。

（効果）
第２シール部においては、ノズルとプランジャとが互いにシール力を付与し合い、流体の流通が遮断される。通常、第２シール部には、弾性シールなどノズルとプランジャとの隙間を充填する部材が配置される。よって、第２シール部が遮断される場合、ノズルとプランジャとによって所定の押圧力が生じた状態が維持される。

一方、本構成では、第２シール部におけるノズルとプランジャとの相対移動方向が上記のシール力の付与方向と異なっている。つまり、ノズルとプランジャとを相対移動させる際に両者に加える駆動力を、第２シール部の弾性シール部材を変形させる力とは別に設定することができる。よって、仮に、弾性シールを変形させる力が強い場合でも、ノズルとプランジャとを相対移動させる力を比較的小さな力で済ませることが可能である。

本構成であれば、第２シール部によって加圧室と吐出室とを高い圧力差に仕切りつつ、小さい駆動力によってノズルとプランジャとを相対移動させ、第２シール部を素早く開放することが可能となる。このため、加圧室に供給した流体の圧力を十分に高め、所期のタイミングで流体を洗浄対象物に対して一気に吐出することが可能となる。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置においては、前記吐出室が、前記流体の吐出方向に沿って上手から断面積の大きな第１領域および断面積の小さな第２領域を備えており、前記第２シール部が、前記第１領域の内面と前記第１領域に挿入された前記プランジャの外面とで形成され、前記プランジャの外面が前記第１領域に対向する状態と前記第２領域に対向する状態とに切り換わることで前記第２シール部の開閉が行われるように構成することができる。

（効果）
本構成では、プランジャの先端がノズルの吐出室に挿入されており、ノズルの内面に形成した断面積の異なる第１領域と第２領域との間でプランジャが位置変化することで第２シール部の開閉を行う。この場合、第２シールが開放されたとき、流体は加圧室から吐出室に流入するが、加圧室として機能する第１領域の断面積が大きいため吐出室に供給する流体の流量を確保し易い。よって、吐出室に流入した流体の圧力低下を抑制し、ノズルの吐出口から流体を勢いよく吐出させることができる。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置においては、前記ノズルが前記格納位置にあるとき、前記第１シール部を開放する連通路が前記筐体および前記ノズルのうち少なくとも何れか一方に形成されていると好都合である。

（効果）
本構成であれば、ノズルが格納位置に戻る際に加圧室の体積が縮小する。ノズルを確実に格納位置に戻すためには、加圧室の流体を何れかに排出する必要がある。例えば、ポートの外部に排出することも可能であるが、ポートに接続される供給路などには所定の圧力が残っている場合がある。そこで、本構成の連通路を設けることで、加圧室に残った流体をノズルと筐体との間から速やかに外部に排出することができる。この結果、ノズルの格納速度が高まり、洗浄装置の質感を向上させることができる。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置においては、前記ノズルと前記プランジャとを前記流体の流通方向に沿って離間させる第２付勢部を前記ノズルと前記プランジャとに亘って設け、前記第２付勢部の付勢力を前記ばねの付勢力よりも小さく設定しておくことができる。

（効果）
本構成のように第２付勢部を設けることで、流体の吐出圧が減少してノズルが格納方向に移動する際に、第２付勢部によってノズルとプランジャとの間隔が維持され易くなる。つまり、第２シールが開放状態となり、加圧室に残存する流体が吐出室に排出されて、より多くの流体がノズルから洗浄対象に向けて吐出される。この結果、洗浄効果の高い洗浄装置を得ることができる。

第１実施形態に係る洗浄装置の構成を示す説明図 第１実施形態に係る洗浄装置の外観を示す斜視図 第１実施形態に係る洗浄装置の内部構造を示す断面図 第１実施形態に係る第２シール部の構造を示す断面図 第２実施形態に係るプランジャおよびノズルの構造を示す説明図 第３実施形態に係る洗浄装置の内部構造を示す断面図 第４実施形態に係る洗浄装置の内部構造を示す断面図 第４実施形態に係るノズルの排水孔の構造を示す説明図

〔第１実施形態〕
（概要）
本発明に係る洗浄装置Ｓの第１実施形態について図１乃至図４を参照しながら説明する。この洗浄装置Ｓは、図１に示すように、例えば自動車の車体１に装備された洗浄対象であるカメラ２や各種センサに対し、洗浄水Ｒ１や洗浄空気Ｒ２を吐出・噴射するものである。洗浄対象としては、リヤのカメラ２だけでなくフロントセンサやサイドミラー用の左右センサなどにも適用可能である。本実施形態では、車体１の後方に搭載されたカメラ２のレンズを流体Ｒとしての洗浄水Ｒ１によって洗浄する場合を示す。

図２に洗浄装置Ｓの外観を示す。この洗浄装置Ｓは、筐体Ｈとカメラ２とが一体に構成され、車体１に対する取り付けが容易に構成されている。筐体Ｈの一方の端部には、洗浄水Ｒ１を取り入れるポート３が設けられている。筐体Ｈの他方の端部には、ノズルＮが筐体Ｈに対して伸縮できるよう挿通孔４が形成してある。

図３は、洗浄装置Ｓの内部構造を示す。図３（ａ）は、ノズルＮが伸長位置Ｑ１にある状態であり、図３（ｂ）は、ノズルＮが格納位置Ｑ２にある状態を示している。このようにノズルＮが伸縮することで、洗浄装置Ｓの非作動時にはノズルＮがカメラ画角から外れた位置に設定することができる。これにより、ノズルＮがカメラ２に映ることがなく、広範囲の撮影が可能となる。洗浄時にはノズルＮを伸ばし、カメラ２のレンズの全面に洗浄水Ｒ１を吐出することができるため、洗浄能力を高めることができる。

図１に示すように、車体１の前方部に洗浄水Ｒ１のタンク５が配置され、ここから水路６を介して洗浄装置Ｓの筐体Ｈまで洗浄水Ｒ１が供給される。タンク５の下流の位置にはモータなどで駆動されるポンプ７が配置され、このポンプ７は制御部８によって駆動される。

洗浄水Ｒ１は、リヤのカメラ２の洗浄だけに用いられるものではなく、リヤウインドウ９の洗浄等にも用いられる。そのため、水路６の途中には洗浄水Ｒ１の供給先を切り替える水路切替部１０が設けられ、その先にリヤウインドウ９に洗浄水Ｒ１を吐出する第２ノズルＮ’が設けられている。

尚、図１において、カメラ２の横には洗浄水Ｒ１を吐出するノズルＮを一つだけ配置した例を示しているが、併せて点線の領域で示したように、洗浄水Ｒ１を吐出するノズルＮと洗浄空気Ｒ２を噴射するノズルＮ”とを併設するものであっても良い。その場合、ノズルＮ”には洗浄空気Ｒ２を供給する専用のモータ駆動式等のポンプ７”を設けておくと良い。

図３に示すように、この洗浄装置Ｓは、主に、外部の筐体Ｈと、この筐体Ｈの内部に設けられたノズルＮおよびプランジャＰとで構成される。ノズルＮは、筐体Ｈに対して伸長・格納可能であり、筐体Ｈから突出した姿勢となって洗浄水Ｒ１をカメラ２のレンズに吐出する。プランジャＰも筐体Ｈの内部で移動可能であるがノズルＮとは異なる可動範囲を有する。

洗浄水Ｒ１の吐出に際しては、所定の領域においては、プランジャＰはノズルＮと共に移動し、プランジャＰの移動が規制されたのち、ノズルＮがさらに伸長することで、ノズルＮとプランジャＰとの密封が解かれ、洗浄水Ｒ１がノズルＮの先端から吐出される。ノズルＮは、付勢部Ｂ１によってノズルＮを格納する側に常時付勢されている。ノズルＮおよびプランジャＰは、付勢部Ｂ１の付勢力と、これに対向する洗浄水Ｒ１の圧力との大小関係によって筐体Ｈの内部で位置変更される。

（筐体）
図３に示すように、筐体Ｈは、ノズルＮおよびプランジャＰを収容する筒状の内部空間Ｅを備えている。ノズルＮから洗浄水Ｒ１を吐出する際には、この内部空間Ｅの一部に洗浄水Ｒ１が充填され、筐体Ｈの内面およびノズルＮ、プランジャＰとで形成される領域が洗浄水Ｒ１の加圧室Ｅ１として機能する。筐体Ｈの一方の端部には、外部から洗浄水Ｒ１を受け入れるポート３が形成されている。流体Ｒとしては、洗浄水Ｒ１の他、洗浄空気Ｒ２などが用いられる。

（ノズル）
図３に示すように、内部空間ＥにはノズルＮが設けられている。ノズルＮは、筐体Ｈの内部に最も進入した格納位置Ｑ２と筐体Ｈから最も突出した伸長位置Ｑ１との間で往復移動可能である。ノズルＮの内部には、ノズルＮの伸長・格納方向に沿った長尺状の吐出室Ｅ２が形成されている。

ノズルＮの外周面には筐体Ｈの内周壁Ｈｂのうち小径の第２内周壁Ｈｂ２に当接する第１シール部Ｇ１が設けてあり、筐体Ｈの内部空間Ｅを、前述の加圧室Ｅ１と外部に連通する外部連通室Ｅ３とに仕切る。具体的には、ノズルＮの外面には第１シール溝Ｎｉが形成され、ここにゴム材料なので形成された第１シールリング１２が設けられている。この第１シール部Ｇ１は、ノズルＮを筐体Ｈに対して往復移動させるガイド部としても機能する。

ノズルＮの先端には、洗浄水Ｒ１をカメラ２のレンズに向けて吐出す吐出口Ｎａが形成されている。吐出室Ｅ２のうち吐出口Ｎａの近傍の先端領域Ｎｂの内径は狭く形成してあり、洗浄水Ｒ１を吐出する際の吐出圧力を高めている。

ノズルＮの外周面には、ばね受座Ｎｄが設けられており、筐体Ｈの端部内面と当該ばね受座Ｎｄとの間に形成された外部連通室Ｅ３に、付勢部Ｂ１としての第１ばねＢ１ａが設けられている。第１ばねＢ１ａとしては例えばコイルスプリングで構成される。第１ばねＢ１ａは、ノズルＮを格納位置Ｑ２に向けて常に付勢する。また、ノズルＮの一部には、洗浄水Ｒ１の圧力がノズルＮを伸長させる方向に作用する第１受面Ｎｅが設けられている。つまり、この第１受面Ｎｅに作用する洗浄水Ｒ１の圧力と、第１ばねＢ１ａの付勢力との大小関係に応じて、ノズルＮは伸長位置Ｑ１あるいは格納位置Ｑ２に向けて移動する。

ノズルＮの両端部のうち後述するプランジャＰに近い基端側の端部Ｎｆは筒状に形成されている。ノズルＮが格納位置Ｑ２にある場合、この筒状の端部ＮｆはプランジャＰに当接する。ただし、洗浄水Ｒ１が供給されるとき、洗浄水Ｒ１がノズルＮの当該端部Ｎｆを押圧してノズルＮが速やかに伸長する必要がある。よって、ノズルＮの端部Ｎｆには、例えば周方向に沿って断続的にスリットＮｇを形成しておくとよい。これにより、洗浄水Ｒ１がノズルＮを伸長側に押す領域の面積を確保してノズルＮの動作特性を高めることができる。

外部連通室Ｅ３は空気で満たされており、この空気はノズルＮの伸長・格納動作に際して外部と流通可能にしてある。例えば、筐体Ｈの先端には、ノズルＮの外面に当接するダストシール１１が設けてあるが、このダストシール１１に僅かな切込みを設けておき、ダストシール１１とノズルＮとの間に隙間を形成しておく。これにより、洗浄水Ｒ１によるノズルＮの往復移動が阻害されない。

尚、ダストシール１１は、外部から異物が筐体Ｈの内部に進入するのを防止し、ノズルＮの動作を円滑に維持するものである。このダストシール１１は、ノズルＮの外周面に当接した状態を維持できるよう、例えば各種のゴム部材あるいは樹脂部材で構成される。

また、ノズルＮの外面には、例えば、ノズルＮの伸長・格納方向に沿う長尺状の凸部Ｎｃが形成されている。一方の筐体Ｈには、この凸部Ｎｃが係止する切欠部４ａを備えた挿通孔４が設けており、ノズルＮの伸長・格納に際してノズルＮの回転を防止し、洗浄水Ｒ１が確実にカメラ２に吐出されるように構成されている。

（プランジャ）
図３に示すように、本実施形態のプランジャＰは、ノズルＮの内側に挿入した状態に配置される。プランジャＰの外周面には第２シール部Ｇ２が設けられており、ノズルＮの吐出室Ｅ２を形成する内壁面Ｎｈに当接する。これにより、筐体Ｈの内部の加圧室Ｅ１に対して吐出室Ｅ２が仕切られる。

ノズルＮが格納位置Ｑ２にあるとき、ノズルＮの端部ＮｆはプランジャＰの一部に形成したフランジＰａに当接した状態となる。当該フランジＰａは、筐体Ｈに形成した第１受座Ｈａに当接する。

フランジＰａのうちポート３に向く面は、加圧室Ｅ１にある洗浄水Ｒ１からの圧力を受けてプランジャＰおよびノズルＮを伸長方向に移動させるための第２受面Ｐｂとして機能する。フランジＰａの外周部は、筐体Ｈの内周壁Ｈｂのうち大径の第１内周壁Ｈｂ１との間に隙間を有しており、洗浄水Ｒ１が流通可能である。フランジＰａの両面のうち第２受面Ｐｂの裏側にも所定の面積が形成されるが、当該裏側の面積は、第２受面Ｐｂの面積よりも小さい。よって、洗浄水Ｒ１の圧力を受けたプランジャＰはノズルＮを伸長させる方向に移動する。

筐体Ｈの第１内周壁Ｈｂ１の端部には、プランジャＰがノズルＮと共に伸長位置Ｑ１に向けて所定の距離だけ移動したときにフランジＰａが当接し、それ以上のプランジャＰの移動を規制する位置規制部Ｈｃが形成されている。当該位置規制部Ｈｃとしては、例えば、フランジＰａの縁部の略全周領域が当接する環状の第２受座Ｈｃ２が設けてある。つまり、プランジャＰは筐体Ｈに供給された洗浄水Ｒ１に押されて第１受座Ｈａとの当接位置から第２受座Ｈｃ２に当接する位置まで移動し、洗浄水Ｒ１の供給が停止されたとき、ノズルＮに押されて再び第１受座Ｈａとの当接位置に戻る動きを繰り返す。

フランジＰａからはプランジャＰの胴部Ｐｃが突出形成されている。当該胴部Ｐｃの外周面には前記第２シール部Ｇ２が設けられている。洗浄水Ｒ１が筐体Ｈに供給されてプランジャＰが第２受座Ｈｃ２に当接した後、さらに洗浄水Ｒ１が供給されるとノズルＮのみが伸長位置Ｑ１に向けて移動する。ノズルＮの内壁面Ｎｈとしては、小径の第１領域Ｎ１と大径の第２領域Ｎ２とが形成されており、図３（ｂ）に示すように、第２シール部Ｇ２が第１領域Ｎ１に当接している間は、加圧室Ｅ１と吐出室Ｅ２とが仕切られた状態となる。

ただし、図３（ａ）に示すように、ノズルＮが更に伸長して伸長位置Ｑ１に達すると、第２シール部Ｇ２が第１領域Ｎ１から離脱して第２領域Ｎ２に対向する状態となる。この状態では、第２シール部Ｇ２の密封が解除されて、加圧室Ｅ１の洗浄水Ｒ１が吐出室Ｅ２に流入し、吐出口Ｎａからレンズに向けて吐出される。伸長位置Ｑ１においては、ノズルＮの外周面に形成された段部Ｎｏが筐体Ｈの先端に形成された第３受座Ｈｄに当接する。

第２シール部Ｇ２の構成については、第１領域Ｎ１の内面とプランジャＰの外面とで形成され、プランジャＰの外面が第１領域Ｎ１に対向する状態と第２領域Ｎ２に対向する状態とに切り換わることで第２シール部Ｇ２の開閉が行われる。プランジャＰの外面には第２シール溝Ｐｄが設けられ、ここにゴム材料などで形成された第２シールリング１３が設けられている。

ノズルＮとプランジャＰが第２シールリング１３を押す力の方向はノズルＮの軸芯Ｘに対して垂直方向であり、第２シール部Ｇ２におけるノズルＮとプランジャＰとの相対移動方向は軸芯Ｘに沿う方向である。このように両者の方向は異ならせて設定してある。

第２シール部Ｇ２においては、ノズルＮとプランジャＰとが互いに第２シールリング１３を押圧して洗浄水Ｒ１の流通が遮断される。図３（ｂ）に示すように、プランジャＰがノズルＮの内部に挿入された状態では、プランジャＰの外面とノズルＮの第１領域Ｎ１との隙間が決定される。これにより、第２シールリング１３が所定の状態に変形し、第２シール部Ｇ２の密閉状態が維持される。

一方、本実施形態では、第２シール部Ｇ２におけるノズルＮとプランジャＰとの相対移動方向が第２シールリング１３を押す方向と異なっている。つまり、ノズルＮとプランジャＰとを相対移動させる際に両者に加える駆動力は、第２シールリング１３を変形させる力とは別に設定することができる。よって、仮に、第２シールリング１３を変形させる力が強い場合でも、ノズルＮとプランジャＰとを相対移動させる力は比較的小さな力で済む。

本構成であれば、第２シール部Ｇ２によって加圧室Ｅ１と吐出室Ｅ２とを高い圧力差に仕切りつつ、小さい駆動力によってノズルＮとプランジャＰとを相対移動させ、第２シール部Ｇ２を素早く開放することができる。このため、加圧室Ｅ１に供給した流体Ｒの圧力を十分に高め、所期のタイミングで流体Ｒをカメラ２に対して一気に吐出することが可能となる。

尚、本実施形態では、第２シール部Ｇ２が開放されたとき、洗浄水Ｒ１が加圧室Ｅ１から吐出室Ｅ２に勢いよく流入できるようノズルＮの第２領域Ｎ２の形状を設定してある。図３に示すように、第２領域Ｎ２のうち第１領域Ｎ１に隣接する部位には明瞭な段部が形成されるように、第２領域Ｎ２の内径を急激に大きくした部位を形成している。これにより、図３（ａ）に示すように、加圧室Ｅ１にある洗浄水Ｒ１が、開放された第２シール部Ｇ２に流入する際の流通抵抗を下げ、洗浄水Ｒ１の流量を確保している。

加圧室Ｅ１に対する洗浄水Ｒ１の供給が停止されると、加圧室Ｅ１および吐出室Ｅ２の洗浄水Ｒ１の圧力が低下する。これに伴い、第１ばねＢ１ａによってノズルＮが格納位置Ｑ２に向けて押し戻され、第２シール部Ｇ２が密閉されようとする。ただし、プランジャＰは加圧室Ｅ１の内部で移動可能であり、ノズルＮの戻り動作に伴ってプランジャＰも同じ方向に動くことができる。

図４に、図３中の矢視線における断面図を示すが、この図４に示すように、ノズルＮの第２領域Ｎ２は、周方向に沿って例えば四つの溝部Ｎ２１を形成してある。これにより、第２領域Ｎ２のうち溝部Ｎ２１ではない部分の内径は、第１領域Ｎ１の内径と同じである。このように構成することで、ノズルＮが伸長位置Ｑ１にある状態でも、第２シール部Ｇ２に設けられた第２シールリング１３が第２領域Ｎ２の内面に当接することとなり、ノズルＮとプランジャＰとの間に摩擦力が発生する。

これにより、ノズルＮが戻り動作を開始した際には、プランジャＰがノズルＮと共に戻り動作し、第２シール部Ｇ２が閉じられるのを遅延させて、加圧室Ｅ１の洗浄水Ｒ１を吐出室Ｅ２に排出することができる。よって、ノズルＮが縮む間も洗浄水Ｒ１が吐出され、洗浄対象物であるカメラ２等の広範囲を洗浄することができる。また、加圧室Ｅ１の洗浄水Ｒ１がノズルＮの外部に吐出されるので、ノズルＮの格納位置Ｑ２への移動が速やかに行われる。

以上のように、洗浄水Ｒ１の供給に際してプランジャＰおよびノズルＮが２段階に動作し、ノズルＮが伸長位置Ｑ１に向けて移動するあいだノズルＮは第１ばねＢ１ａの付勢力に抗って移動するから、加圧室Ｅ１にある洗浄水Ｒ１の圧力を高めることができる。よって、ノズルＮからは高圧の洗浄水Ｒ１を長い時間に亘って吐出することができる。しかも、ノズルＮの内部の蓄圧・噴射はノズルＮのメカニカルな動きで実施され、電磁弁などの部品が不要で構成部品が少なく、洗浄装置Ｓを安価に構成することができる。

また、ポンプ７から供給される洗浄水Ｒ１をノズルＮに供給する場合、通常は車体１に設置した長い配管等のために圧損が生じ、吐出力が落ちることが多い。しかし、本構成の洗浄装置Ｓであれば、ノズルＮの内部で蓄圧することができるので吐出力を高く維持することができる。さらに、ノズルＮの内部で蓄圧できることで、流量の小さなポンプ７を使用することができ、搭載性に有利な洗浄装置Ｓを得ることができる。

尚、洗浄水Ｒ１の加圧力は調節可能である。例えば、第１ばねＢ１ａにつき付勢力の異なるものに交換することや、第２シールリング１３の弾性強度を適宜設定すること等で洗浄水Ｒ１の加圧力を調節することができる。

（連通路）
ノズルＮの格納を迅速に行うために、ノズルＮが格納位置Ｑ２にあるとき第１シール部Ｇ１を開放する連通路Ｈ１を、筐体ＨおよびノズルＮのうち少なくとも何れか一方に形成しておくとよい。

ノズルＮが格納位置Ｑ２に戻る際には加圧室Ｅ１の体積が縮小する。ノズルＮを確実に格納位置Ｑ２に戻すためには、洗浄水Ｒ１を加圧室Ｅ１の外部に排出する必要がある。例えば、ポート３の外部に排出することも可能であるが、ポート３に接続される供給路などには所定の圧力が残っている場合がある。そこで、図３に示すように、ノズルＮが格納位置Ｑ２にあるとき、軸芯Ｘに沿って第１シール部Ｇ１の両側を連通する溝状の連通路Ｈ１を筐体Ｈの内面に形成する。この連通路Ｈ１は、筐体Ｈの内面において周方向に沿って少なくとも一箇所に設けておけばよい。

このような連通路Ｈ１を設けることで、加圧室Ｅ１に残った洗浄水Ｒ１がノズルＮと筐体Ｈとの隙間から外部連通室Ｅ３に速やかに排出される。この結果、ノズルＮの格納速度が高まり、洗浄装置Ｓの質感を向上させることができる。

〔第２実施形態〕
洗浄水Ｒ１の供給が停止され加圧室Ｅ１の圧力が低下した際に、ノズルＮの格納動作を円滑に行うには、以下に示す構成を用いることもできる。

例えば、図５に示すように、プランジャＰの先端あるいはノズルＮの内周面のうち第１領域Ｎ１と第２領域Ｎ２との境界に両者が挿通するのを遅延させるリング部材１４を設けておくと良い。つまり、第１実施形態で示した、第２シールリング１３がノズルＮの第２領域Ｎ２に当接する効果を発揮させるものである。図５は、プランジャＰの先端にリング部材１４を取り付けた例である。このリング部材１４は、樹脂やゴムなどの変形自在な材料で形成し、ノズルＮの第１領域Ｎ１の内径よりも僅かに大きな外径を持たせておく。つまり、ノズルＮが第１ばねＢ１ａに押されて格納位置Ｑ２の側に移動し、ノズルＮの第１領域Ｎ１がプランジャＰの先端に近付いた際に、プランジャＰが第１領域Ｎ１に挿入されるのを阻止する。

リング部材１４は、例えば周方向に沿って可撓性の突起部１４ａを複数備えている。これがノズルＮの第１領域Ｎ１に当接することで、ノズルＮとプランジャＰとのあいだに隙間が形成され保持される。この隙間を介して加圧室Ｅ１の洗浄水Ｒ１が吐出室Ｅ２に排出される。

ノズルＮおよびプランジャＰがさらに格納位置Ｑ２に近付き、プランジャＰが筐体Ｈの第１受座Ｈａに当接すると、第１ばねＢ１ａの付勢力が突起部１４ａの抵抗力に勝って突起部１４ａが変形し、ノズルＮがプランジャＰの側に押し込まれる。この結果、リング部材１４が変形してノズルＮがプランジャＰに対して相対移動し、第２シール部Ｇ２が密閉される。

このようにリング部材１４を設けることで、第２シール部Ｇ２の第２シールリング１３が変形するのを防止することができる。つまり、第１実施形態のように第２シールリング１３の一部がノズルＮの第２領域Ｎ２に当接する構成であれば、第２シールリング１３の所定の個所が凹み変形し、第２シール部Ｇ２としての機能が損なわれる可能性がある。しかし、本構成のように専用のリング部材１４を用いて第２シール部Ｇ２の密閉を遅延させるものであれば、第２シール部Ｇ２の耐久性を高めることができる。

因みに、このようなリング部材１４は、ノズルＮの第１領域Ｎ１に設けておくこともできる。ただし、その場合、第２シールリング１３もリング部材１４を設けた第１領域Ｎ１に設けておく。そうすることで、ノズルＮとプランジャＰとが相対移動する際に、第２シールリング１３とリング部材１４とが干渉することがない。

〔第３実施形態〕
また、図６に示すように、上記リング部材１４と同様の機能を発揮するものとして、ノズルＮとプランジャＰとに亘って相互に離間させる第２付勢部Ｂ２を設けておくことができる。例えば、ノズルＮとプランジャＰとに亘ってコイルスプリング等で構成した第２ばねＢ２ａを設けておく。この第２ばねＢ２ａの付勢力は第１ばねＢ１ａの付勢力よりも小さく設定しておく。

このような第２ばねＢ２ａを設けることで、洗浄水Ｒ１の圧力が減少してノズルＮが格納位置Ｑ２に向けて移動する際に、第２ばねＢ２ａによってノズルＮとプランジャＰとの間隔が維持され易くなる。つまり、第２シール部Ｇ２が開放状態を持続し、加圧室Ｅ１に残存する洗浄水Ｒ１が吐出室Ｅ２に排出されて、より多くの洗浄水Ｒ１がノズルＮから洗浄対象に向けて吐出される。この結果、洗浄効果の高い洗浄装置Ｓを得ることができる。

〔第４実施形態〕
図７に示すように、ノズルＮとプランジャＰとの挿入形態として内外を逆に構成することもできる。プランジャＰをカップ形状とし、その中にノズルＮの端部Ｎｆが挿入する構成とする。

加圧室Ｅ１に洗浄水Ｒ１が供給されると、主にプランジャＰの底部の第２受面Ｐｂが押されて、プランジャＰおよびノズルＮが伸長位置Ｑ１に向けて移動する。プランジャＰの下端部には筐体Ｈの第１内周壁Ｈｂ１を倣うフランジＰａが径方向に突出しているが、これは周方向に沿って断続的に形成されており、第１内周壁Ｈｂ１に対しては交互に隙間が形成されている。よって、この隙間を介して洗浄水Ｒ１はノズルＮの側に流通可能である。

洗浄水Ｒ１は、第１シール部Ｇ１を形成すべくノズルＮに設けられたフランジＮｊの下面を押圧する。洗浄水Ｒ１に押されてプランジャＰが移動し、位置規制部ＨｃでプランジャＰの動作が止まると、引き続きノズルＮだけが伸長する。ノズルＮが所定の位置まで伸長すると、プランジャＰの壁部に形成した連通孔ＰｋとノズルＮの壁部に形成した連通孔Ｎｋどうしが連通し、加圧室Ｅ１の洗浄水Ｒ１が吐出室Ｅ２に流入する。

尚、これら連通孔Ｐｋ，Ｎｋどうしの相対位置が周方向にずれないようにするために、例えば、ノズルＮの外面に案内凸部Ｎｍを設け、プランジャＰの内面に軸芯Ｘに沿った案内溝Ｐｍを設けておくとよい。さらに、ノズルＮの吐出口Ｎａの向きが一定となるように、第１の実施形態と同様に、ノズルＮの先側に凸部Ｎｃを設け、筐体Ｈの挿通孔４に切欠部４ａを設けておく。

尚、ノズルＮの格納動作を素早くするために、図８に示すように、第１シール部Ｇ１に排水孔Ｎｎを設けておくとよい。第１シールリング１２を取り付けるべく第１シール部Ｇ１に設けた第１シール溝Ｎｉの底にノズルＮの先端側に連通する排水孔Ｎｎを設けておく。図８（ａ）に示すように、洗浄水Ｒ１がノズルＮを押す場合には、第１シールリング１２は筐体Ｈの第２内周壁Ｈｂ２に対する抵抗のために第１シール溝Ｎｉの一方に移動して排水孔Ｎｎを遮蔽する。一方、洗浄水Ｒ１の圧力が低下して第１ばねＢ１ａがノズルＮを格納する際には、図８（ｂ）に示すように、第１シールリング１２が第１シール溝Ｎｉの反対側に移動して排水孔Ｎｎが開放される。これにより、加圧室Ｅ１に残存している洗浄水Ｒ１がノズルＮの先端側の外部連通室Ｅ３に排出され、ノズルＮの格納動作が円滑になる。

尚、図７に示すように、本実施形態においても、ノズルＮが格納される際に、連通孔Ｐｋ，Ｎｋが閉じられるのを遅延させるために、ノズルＮとプランジャＰとの間に第２ばねＢ２ａを設けておく。さらに、ノズルＮが格納位置Ｑ２に速やかに戻るように、筐体Ｈの第２内周壁Ｈｂ２に連通路Ｈ１を設けておくとよい。

〔その他の実施形態〕
上記の各実施形態では、ノズルＮとプランジャＰとが同じ方向に沿って移動する例を示した。しかし、ノズルＮの動作方向とプランジャＰの動作方向とは必ずしも同じでなくても良い。つまり、ノズルＮとプランジャＰとが筐体Ｈに対して相対移動可能であり、両者が動くことで、筐体Ｈの内部における加圧室Ｅ１の体積変化が大きく確保できればよい。例えば、図示は省略するが、ノズルＮの基端部に可撓性の管部材が接続され、この管部材に対してプランジャＰが相対移動するもの等各種の構成を採ることができる。

本発明に係る洗浄装置は、流体の圧力によってノズルの伸長・格納が行われつつ洗浄対象に流体を吐出するものに広く適用することができる。

３ ポート
Ｂ１ 付勢部
Ｂ２ 第２付勢部
Ｅ 内部空間
Ｅ１ 加圧室
Ｅ２ 吐出室
Ｇ１ 第１シール部
Ｇ２ 第２シール部
Ｈ 筐体
Ｈｂ 内周壁
Ｈｃ 位置規制部
Ｎ ノズル
Ｎ１ 第１領域
Ｎ２ 第２領域
Ｎｅ 第１受面
Ｐ プランジャ
Ｐｂ 第２受面
Ｑ１ 伸長位置
Ｑ２ 格納位置
Ｒ 流体
Ｓ 洗浄装置

Claims (5)

1. 筒状の内部空間が形成された筐体と、
   前記筐体の一部に設けられ、外部から流体を受け入れるポートと、
   前記内部空間に配置され、前記流体を流通し吐出させる吐出室を内部に有すると共に、前記内部空間を形成する内周壁に当接し前記内部空間の一部を加圧室として区画する第１シール部を有し、前記筐体の内部に最も進入した格納位置と前記筐体から最も突出した伸長位置との間で移動し、前記伸長位置に移動する向きに前記加圧室の前記流体が作用する第１受面が設けられたノズルと、
   前記ノズルと前記筐体とに亘って設けられ、前記ノズルを前記格納位置に向けて付勢する付勢部と、
   前記内部空間に配置され、前記ノズルに当接する第２シール部によって前記吐出室と前記加圧室とを仕切りつつ前記ノズルおよび前記筐体と相対移動可能であり、前記加圧室の前記流体から圧力を受ける第２受面、および、前記ノズルに当接して前記ノズルを前記伸長位置に向けて移動させる当接部を有するプランジャと、
   前記内周壁に設けられ、前記ノズルが前記伸長位置にあるとき、前記プランジャの位置を決定して前記第２シール部を開放する位置規制部と、を備えた洗浄装置。
2. 前記第２シール部における前記ノズルと前記プランジャとによるシール力の付与方向と、前記第２シール部における前記ノズルと前記プランジャとの相対移動方向とが異なる方向に設定してある請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記吐出室が、前記流体の吐出方向に沿って上手から断面積の大きな第１領域および断面積の小さな第２領域を備えており、前記第２シール部が、前記第１領域の内面と前記第１領域に挿入された前記プランジャの外面とで形成され、前記プランジャの外面が前記第１領域に対向する状態と前記第２領域に対向する状態とに切り換わることで前記第２シール部の開閉が行.われる請求項１または２に記載の洗浄装置。
4. 前記ノズルが前記格納位置にあるとき、前記第１シール部を開放する連通路が前記筐体および前記ノズルのうち少なくとも何れか一方に形成されている請求項１から３の何れか一項に記載の洗浄装置。
5. 前記ノズルと前記プランジャとを前記流体の流通方向に沿って離間させる第２付勢部を前記ノズルと前記プランジャとに亘って設け、前記第２付勢部の付勢力を前記ばねの付勢力よりも小さく設定してある請求項１から４の何れか一項に記載の洗浄装置。

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