JP2020142560A - 車両用洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】別体の気体加圧手段を要せずに、液体及び気体を噴射可能な車両用洗浄装置を提供する。【解決手段】ケースが、スライド部材が突出位置方向へ移動したときに、ケースの外側に位置する気体が気体流入口を介して流入する気体貯留部と、気体貯留部内の気圧からケースの外側の気圧を引いた圧力差が第１閾値以下のときは、気体が気体貯留部からケースの外側に流れるのを規制し、且つ、圧力差が第１閾値を超えたときに気体が気体貯留部からケースの外側に流れるのを許容する気体排出部と、を有する。スライド部材が、流路を流れる液体から第２閾値以上の大きさの力を受けたときに、付勢手段の付勢力に抗してスライド部材を突出位置へ移動させる液圧受部と、スライド部材が突出位置に位置するときに流体を外部に噴射する液体噴射部と、スライド部材が初期位置方向へ移動したときに気体貯留部内の気体を加圧する気体加圧部と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は液体及び気体を洗浄対象に噴射可能な車両用洗浄装置に関する。

特許文献１は車両用洗浄装置を開示している。この洗浄装置は、車体に支持されたケースと、少なくとも一部が常にケースの内部に位置するスライド部材と、を備えている。スライド部材は、ケースに対して初期位置と、初期位置よりもケースからの突出量が大きくなる突出位置と、の間をスライド可能である。なお、スライド部材の先端部は常にケースの外側に位置する。さらに洗浄装置は、スライド部材を初期位置側に移動付勢する付勢手段を備えている。

スライド部材の内部には、スライド部材の略全長に渡って流路が形成されている。さらにスライド部材の先端部には、流路と連通する液体噴射部が形成されている。

ケースの内周面と、スライド部材のケース内に位置する部位の外周面と、の間には環状空間が形成されている。この環状空間に、例えばポンプによって加圧された水が流入すると、この水の圧力によってスライド部材が付勢手段の付勢力に抗して突出位置へ移動する。

スライド部材が突出位置に位置するときに、例えばエアコンプレッサーによって加圧された圧縮空気を流路に流すと、この加圧された空気が液体噴射部から外部に噴射される。

また、スライド部材が突出位置に位置するときに、ポンプによって加圧された水を環状空間にさらに流入させると、この水が環状空間から流路に流れ込む。従って、加圧された水が液体噴射部から外部に噴射される。

従って、例えば、突出位置に位置するスライド部材の液体噴射部が車両に設けられたセンサと対向するように洗浄装置を車体に設ければ、液体噴射部から噴射された水によってセンサの表面が洗浄される。さらにその後に液体噴射部から空気を噴射すれば、この空気によってセンサの表面の水分が除去される。

特開２０１７−２４７１２号公報

特許文献１では、スライド部材の液体噴射部から外部に空気を噴射するためには、空気を加圧するためのエアコンプレッサーが必要になる。そのため製造コストが高くなってしまう。

本発明は上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、洗浄装置とは別体の気体加圧手段を要せずに、スライド部材を突出位置に位置させたときに液体及び気体をスライド部材の内部空間から外部に噴射可能な車両用洗浄装置を提供することにある。

本発明の車両用洗浄装置は、
車体に支持されるケース（３０）と、
少なくとも一部が前記ケースの内部に設けられ、且つ、前記ケースに対して初期位置と前記初期位置よりも前記ケースからの突出量が大きくなる突出位置との間をスライド可能なスライド部材（４０）と、
前記スライド部材を前記初期位置側に移動付勢する付勢手段（５０）と、
を備え、
前記ケースが、
前記スライド部材が前記突出位置方向へ移動したときに、前記ケースの外側に位置する気体が前記ケースに形成された気体流入口（３２ｂ）を介して流入する気体貯留部（３０Ｓ）と、
前記気体貯留部内の気圧から前記ケースの外側の気圧を引いた値である圧力差（Ｄｐ）が第１閾値（Ｔｈ１）以下のときは、前記気体が前記気体貯留部から前記ケースの外側に流れるのを規制し、且つ、前記圧力差が前記第１閾値を超えたときに、前記気体が前記気体貯留部から前記ケースの外側に流れるのを許容する気体排出部（３２ｃ、３８）と、
を有し、
前記スライド部材が、
液体が通流可能な流路（４１ａ、４３ｂ）と、
前記流路を所定方向に流れる前記液体から第２閾値（Ｔｈ２）以上の大きさの力を受けたときに、前記付勢手段の付勢力に抗して前記スライド部材を前記突出位置へ移動させる液圧受部（４１ｂ、４３、４３ａ）と、
少なくとも前記スライド部材が前記突出位置に位置するときに、前記ケースから突出し且つ前記流路を前記所定方向に通り抜けた前記流体を外部に噴射する液体噴射部（４４ａ）と、
前記スライド部材が前記初期位置方向へ移動したときに、前記気体貯留部内の前記気体を加圧する気体加圧部（４２ａ）と、
を有する。

本発明の車両用洗浄装置では、例えば、突出位置に位置するスライド部材の液体噴射部から噴射された液体によって洗浄対象（例えば、センサ）の表面を洗浄可能である。そして、その後にスライド部材を初期位置方向へ移動させると、スライド部材の気体加圧部が、ケースに形成された気体貯留部内の気体を加圧する。そのため、このとき気体貯留部内の気圧からケースの外側の気圧を引いた値である圧力差が第１閾値を超えたときに、この気体が気体貯留部から気体排出部を介してケースの外側に流れる。従って、例えば、気体排出部から排出された気体を洗浄対象の表面に向けて噴射すれば、噴射された気体によって洗浄対象の表面の水分が除去される。

このように本発明では気体加圧手段（エアコンプレッサー）を用いることなく、気体を気体排出部からスライド部材の外側に噴射できる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係り且つスライド部材が初期位置に位置する車両用洗浄装置の縦断面図である。 スライド部材が突出位置に位置するときの図１と同様の縦断面図である。 スライド部材が突出位置から初期位置に戻ったときの図１と同様の縦断面図である。 スライド部材が突出位置から初期位置に戻ることにより気体貯留部から空気が排出されたときの図１と同様の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態の車両用洗浄装置２０（以下、洗浄装置２０）について添付図面を参照しながら説明する。

まずは洗浄装置２０が装着される車両の構造について簡単に説明する。車両の車体の前端部にはフロントグリル１０が設けられている。さらにフロントグリル１０の一部には、フロントグリル１０を前後方向に貫通する装着孔１１が形成されている。そして装着孔１１に、車両用センサの一つであるレーダ装置１２が設けられている。図示するようにレーダ装置１２の前部はフロントグリル１０の前方に露出している。周知のようにレーダ装置１２は、前方に向けてミリ波を送信可能（出射可能）且つ車両の前方に位置する障害物によって反射されたミリ波を受信可能である。

フロントグリル１０には、装着孔１１とは位置をずらして空気噴射ノズル１３が固定されている。さらにフロントグリル１０には装着孔１１及び空気噴射ノズル１３とは位置をずらして貫通孔１４が形成されている。

図示するように洗浄装置２０はフロントグリル１０の貫通孔１４の直後に配設されている。

洗浄装置２０は、主要な構成要素として、ケース３０、スライド部材４０、引張バネ５０、タンク６０、及びポンプ６２を有している。

軸線ＡＸが前後方向に延びるケース３０は、貫通孔１４の直後に位置するように車体に固定されている。ケース３０は、その後端部を構成する底板部３１と、底板部３１から前方に延びる外周側円筒部３２と、底板部３１から前方に延び且つ外周側円筒部３２の内周側に位置する内周側円筒部３３と、を一体的に備えている。

底板部３１は円形であり且つその中心部には円形の接続孔３１ａが形成されている。接続孔３１ａには、軸線ＡＸを中心とする筒状形状である第１接続筒３５の前端部が挿入及び固定されている。

底板部３１の外周部から前方に延びる外周側円筒部３２は軸線ＡＸを中心とする円筒形状である。外周側円筒部３２の内周面の前端部には、軸線ＡＸを中心とする環状形状であるスライド支持部３２ａが形成されている。即ち、外周側円筒部３２の前端部の肉厚は、外周側円筒部３２の前端部以外の肉厚より大きい。外周側円筒部３２の後端近傍には、周方向位置を異ならせて気体流入口３２ｂ及び接続孔３２ｃが形成されている。

気体流入口３２ｂには第１バルブ３６が設けられている。第１バルブ３６は、外周側円筒部３２と内周側円筒部３３との間に形成され且つ第１バルブ３６と連通する環状空間（後述する気体貯留部３０Ｓ）の気圧が、気体流入口３２ｂの外側の気圧以上のときに閉状態となり、気体流入口３２ｂの内外の気体の流通を阻止する。一方、第１バルブ３６は環状空間（気体貯留部３０Ｓ）の気圧が気体流入口３２ｂの外側の気圧より小さくなると開状態となり、気体流入口３２ｂの外側の気体が環状空間（気体貯留部３０Ｓ）に流入するのを許容する。

さらに接続孔３２ｃには第２接続筒３７の基端部が挿入及び固定されている。

第２接続筒３７の内部空間（接続孔３２ｃの内部）には第２バルブ３８が設けられている。第２バルブ３８は、環状空間（気体貯留部３０Ｓ）の気圧から第２バルブ３８の外側の気圧（第２接続筒３７の先端部内の気圧）を引いた値である圧力差Ｄｐが所定の第１閾値Ｔｈ１以下のときに閉状態となり、第２バルブ３８の内外の気体の流通を阻止する。一方、第２バルブ３８は圧力差Ｄｐが第１閾値Ｔｈ１より大きくなったときに開状態となり、環状空間（気体貯留部３０Ｓ）の気体が第２バルブ３８の外側へ流れるのを許容する。

さらに内周側円筒部３３の前端部には、軸線ＡＸを中心とする環状部材であるスライド支持部材３９が固定されている。

前後方向に延びるスライド部材４０は、軸線ＡＸを中心とする環状形状である基部４１と、基部４１の外周部から後方に延びる外周側スライド部４２と、基部４１から後方に延び且つ外周側スライド部４２の内周側に位置する内周側スライド部４３と、基部４１から前方に延びる先端部４４と、を一体的に備えている。

基部４１の後端面には軸線ＡＸに沿って前方に延びる小径流路４１ａが形成されている。さらに基部４１の後端面には、内周側スライド部４３の内周側に位置し且つ軸線ＡＸを中心とする環状端面４１ｂが形成されている。

外周側スライド部４２の後端部には、軸線ＡＸを中心とする環状形状である第１環状シール部材４２ａが一体的に設けられている（第１環状シール部材４２ａはスライド部材４０の一部である）。

内周側スライド部４３の外周面の後端部には、軸線ＡＸを中心とする環状形状である第２環状シール部材４３ａが一体的に設けられている（第２環状シール部材４３ａはスライド部材４０の一部である）。さらに内周側スライド部４３の内周側空間は軸線ＡＸに沿って延びる大径流路４３ｂにより構成されている。大径流路４３ｂは、小径流路４１ａと連通しており且つ小径流路４１ａより大径である。

先端部４４には一対の液体噴射口４４ａが形成されている。さらに先端部４４の内部には、小径流路４１ａと各液体噴射口４４ａとを連通させる内部流路（図示略）が形成されている。

スライド部材４０はケース３０の内部空間に挿入されている。即ち、図示するように、外周側スライド部４２が外周側円筒部３２の内周面と内周側円筒部３３の外周面との間に形成された環状空間に挿入され、且つ、内周側スライド部４３が内周側円筒部３３の内周側空間に挿入されている。第１環状シール部材４２ａの外周面は外周側円筒部３２の内周面に気密状態でスライド可能に接触しており、且つ、第１環状シール部材４２ａの内周面は内周側円筒部３３の外周面に気密状態でスライド可能に接触している。底板部３１、外周側円筒部３２、内周側円筒部３３、及び第１環状シール部材４２ａによって囲まれた軸線ＡＸを中心とする環状形状の空間が気体貯留部３０Ｓである。さらにスライド支持部３２ａの内周面が外周側スライド部４２及び／又は先端部４４の外周面にスライド可能に接触している。さらに第２環状シール部材４３ａの外周面が内周側円筒部３３の内周面に液密状態でスライド可能に接触している。さらにスライド支持部材３９の内周面が内周側スライド部４３の外周面にスライド可能に接触している。

スライド部材４０はケース３０に対して、図１、図３、及び図４に示す初期位置と、図２に示す突出位置と、の間を軸線ＡＸに沿ってスライド可能である。さらに、図示を省略したストッパ機構の働きによって、スライド部材４０が初期位置よりも後方へ移動すること及びスライド部材４０が突出位置よりも前方へ移動することが規制されている。

図１、図３、及び図４に示すようにスライド部材４０が初期位置に位置するとき、基部４１の前部及び先端部４４がケース３０の前端より前方に位置する。但し、このとき先端部４４はフロントグリル１０（貫通孔１４）より後方に位置する。一方、図２に示すようにスライド部材４０が突出位置に位置するとき、先端部４４の前部（液体噴射口４４ａ）が貫通孔１４を通り抜けてフロントグリル１０の前方に位置する。

さらにスライド部材４０の小径流路４１ａ及び大径流路４３ｂには、軸線ＡＸに沿って延びるコイル状の引張バネ５０が設けられている。引張バネ５０の後端部は第１接続筒３５の内周面に支持されており、且つ、引張バネ５０の前端部は小径流路４１ａの内周面に支持されている。スライド部材４０が初期位置に位置するとき引張バネ５０は僅かに弾性変形し、スライド部材４０を後方に移動させる付勢力を発生する。従って、スライド部材４０に引張バネ５０の付勢力以外の力が付与されないとき、引張バネ５０の付勢力によってスライド部材４０が初期位置に保持される。一方、スライド部材４０が図１に示す矢印Ａｒ１方向（後方から前方に向かう方向）且つ所定値以上の大きさの外力を受けると、引張バネ５０の弾性変形量が増大しスライド部材４０が前方へ移動する。

図１に示すように洗浄装置２０はタンク６０を備えている。タンク６０の内部にはレーダ装置１２を洗浄するための水が貯留されている。タンク６０には送液管６１の一端が接続され且つ送液管６１の他端は第１接続筒３５に接続されている。さらに送液管６１の中間部には電動式のポンプ６２が設けられている。このポンプ６２は、車両に搭載されたバッテリから電力の供給を受けたときに作動する。

さらに図１に示すように、第２接続筒３７には送気管６５の一端が接続されている。さらに送気管６５の他端は、フロントグリル１０の一部を貫通し且つ空気噴射ノズル１３に接続されている。

続いて洗浄装置２０の動作について説明する。

洗浄装置２０が図１に示す状態にあるときに、車内に設けられた洗浄スイッチ（図示略）を乗員が押すと、車両の制御装置がバッテリの電力を所定時間に渡ってポンプ６２に供給する。するとタンク６０内の水がポンプ６２によって加圧され且つ送液管６１及び第１接続筒３５を介して内周側円筒部３３の内周側空間に流入する。

内周側円筒部３３の内周側空間に流入した水は、内周側スライド部４３の後端面及び第２環状シール部材４３ａの後端面に衝突して、内周側スライド部４３の後端面及び第２環状シール部材４３ａの後端面に矢印Ａｒ１方向の外力を付与する。さらに、内周側円筒部３３の内周側空間に流入した水は、スライド部材４０の大径流路４３ｂに流入する。そして大径流路４３ｂが水によって満たされると、水が環状端面４１ｂに衝突して環状端面４１ｂに矢印Ａｒ１方向の外力を付与する。そして、水が内周側スライド部４３の後端面及び第２環状シール部材４３ａの後端面に付与する外力と環状端面４１ｂに付与する外力とスライド部材４０のその他の部位に付与する矢印Ａｒ１方向の外力との合計値である外力合計値が、上記所定値以上の大きさになると、スライド部材４０が引張バネ５０の付勢力に抗して初期位置から前方にスライドする。さらに外力合計値が上記所定値より大きい第２閾値Ｔｈ２以上の大きさになると、図２に示すようにスライド部材４０が突出位置まで移動する。

さらに、このようにスライド部材４０が初期位置から突出位置側に移動すると気体貯留部３０Ｓの体積Ｖが大きくなる。そのため、スライド部材４０が初期位置に位置する場合と比べて、気体貯留部３０Ｓの気圧Ｐが小さくなる。そしてスライド部材４０の初期位置から前方への移動量が増大するにつれて気圧Ｐは徐々に小さくなる。従って、スライド部材４０が初期位置から突出位置側に移動すると、気体貯留部３０Ｓの気圧Ｐが気体流入口３２ｂの外側の気圧より小さくなるので第１バルブ３６が開状態になる。そのため、気体流入口３２ｂの外側の空気が第１バルブ３６（気体流入口３２ｂ）を介して気体貯留部３０Ｓに流入する。そしてスライド部材４０が突出位置に到達することによりそれ以上前方へ移動しなくなると、気体貯留部３０Ｓの気圧Ｐと気体流入口３２ｂの外側の気圧とが等しくなる。すると第１バルブ３６が閉状態に戻り、気体貯留部３０Ｓの空気が気体流入口３２ｂの外側へ流れることを阻止する。

スライド部材４０が突出位置に位置する状態でポンプ６２によって加圧された水が大径流路４３ｂにさらに供給されると、図２に示すように水が大径流路４３ｂから内部流路を通って液体噴射口４４ａに供給される。すると、水が液体噴射口４４ａからレーダ装置１２の表面に向けて噴射される。従って、噴射された水によってレーダ装置１２の表面の汚れが除去される。

バッテリがポンプ６２に電力を供給し始めてから所定時間が経過すると、バッテリからポンプ６２への電力供給が停止される。すると加圧された水が内周側円筒部３３の内周側空間及び大径流路４３ｂに供給されなくなるので、水がスライド部材４０に付与する外力合計値が第２閾値Ｔｈ２より小さくなる。そのため引張バネ５０の付勢力によってスライド部材４０が図３の矢印Ａｒ２方向に移動する。さらに外力合計値が上記所定値より小さい大きさになると、図３に示すように、引張バネ５０の付勢力によってスライド部材４０が初期位置に戻る。

さらにスライド部材４０が突出位置から初期位置側に移動すると、密閉された気体貯留部３０Ｓの体積Ｖが徐々に小さくなるので、気体貯留部３０Ｓの気圧Ｐが徐々に増大する。そのため、それまでは第１閾値Ｔｈ１以下の大きさであった圧力差Ｄｐ（＝気圧Ｐ−第２バルブ３８の外側の気圧）が第１閾値Ｔｈ１より大きくなるので、第２バルブ３８が開状態になる。従って、スライド部材４０が突出位置から初期位置側に移動すると、図４に示すように、スライド部材４０（第１環状シール部材４２ａ）によって加圧された気体貯留部３０Ｓ内の空気が、第２接続筒３７及び送気管６５を介して空気噴射ノズル１３からレーダ装置１２の表面に向けて噴射される。従って、噴射された空気によってレーダ装置１２の表面に付着していた水分が除去される。

スライド部材４０が初期位置に到達すると、圧力差Ｄｐが第１閾値Ｔｈ１以下になるので第２バルブ３８が閉状態に戻る。そして、閉状態に戻った第２バルブ３８によって、気体貯留部３０Ｓ内の空気が第２接続筒３７を通って送気管６５へ流れることが阻止される。従って、空気噴射ノズル１３からレーダ装置１２の表面に向けて空気が噴射されなくなる。

このように本実施形態の洗浄装置２０は、スライド部材４０が突出位置から初期位置側に移動する力を利用して空気を空気噴射ノズル１３から噴射させる。即ち、本実施形態の洗浄装置２０は、ケース３０とは別体であるエアコンプレッサーを具備しない。従って、エアコンプレッサーを具備する場合と比べて洗浄装置２０の製造コストを低くすることが可能である。

以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、レーダ装置１２とは異なる車両用センサ（例えば、カメラ）を液体噴射口４４ａから噴射される水及び空気噴射ノズル１３から噴射される空気によって洗浄してもよい。

タンク６０に水及び洗剤を含む洗浄液を充填してもよい。この場合は、液体噴射口４４ａから噴射される洗浄液によってセンサが洗浄される。

１０…フロントグリル、１２…レーダ装置、１３…空気噴射ノズル、２０…車両用洗浄装置、３０…ケース、３０Ｓ…気体貯留部、３２ｂ…気体流入口、３６…第１バルブ、３８…第２バルブ、４０…スライド部材、４１ａ…小径流路、４１ｂ…環状端面、４２ａ…第２環状シール部材、４３ａ…環状摺接部、４３ｂ…大径流路、４４ａ…液体噴射口、５０…引張バネ、６２…ポンプ。

Claims (1)

1. 車体に支持されるケースと、
   少なくとも一部が前記ケースの内部に設けられ、且つ、前記ケースに対して初期位置と前記初期位置よりも前記ケースからの突出量が大きくなる突出位置との間をスライド可能なスライド部材と、
   前記スライド部材を前記初期位置側に移動付勢する付勢手段と、
   を備え、
   前記ケースが、
   前記スライド部材が前記突出位置方向へ移動したときに、前記ケースの外側に位置する気体が前記ケースに形成された気体流入口を介して流入する気体貯留部と、
   前記気体貯留部内の気圧から前記ケースの外側の気圧を引いた値である圧力差が第１閾値以下のときは、前記気体が前記気体貯留部から前記ケースの外側に流れるのを規制し、且つ、前記圧力差が前記第１閾値を超えたときに、前記気体が前記気体貯留部から前記ケースの外側に流れるのを許容する気体排出部と、
   を有し、
   前記スライド部材が、
   液体が通流可能な流路と、
   前記流路を所定方向に流れる前記液体から第２閾値以上の大きさの力を受けたときに、前記付勢手段の付勢力に抗して前記スライド部材を前記突出位置へ移動させる液圧受部と、
   少なくとも前記スライド部材が前記突出位置に位置するときに、前記ケースから突出し且つ前記流路を前記所定方向に通り抜けた前記流体を外部に噴射する液体噴射部と、
   前記スライド部材が前記初期位置方向へ移動したときに、前記気体貯留部内の前記気体を加圧する気体加圧部と、
   を有する、
   車両用洗浄装置。

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