JP6766529B2 - 車載光学センサ洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、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、ノズルから気体等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（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−８３７３０号公報

ところで、近年では、主に車両後進時に車両後方の斜め下方を撮像して運転席にあるディスプレイに表示させるバック用車載カメラの他にも、常に車両後方を撮像して運転席にある別のディスプレイに表示させてバックミラーの代わりとするためのバックミラー用車載カメラを車両に設ける等、複数の車載光学センサを設けることが考えられている。そして、このような場合等では、それぞれの車載光学センサに流体を噴射するためのノズルが必要となるとともに、それぞれのノズル（車載光学センサ）に応じた洗浄パターンも要求される。なお、このような場合、ポンプからの流路を電磁弁により切り替えるといったことが考えられるが、電磁弁自体や電磁弁への電気的配線が必要になる。

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、簡単な構成で、複数のノズルからの洗浄パターンを変更してセンシング面を洗浄することができる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車載光学センサ洗浄装置は、車載光学センサのセンシング面を洗浄するための車載光学センサ洗浄装置であって、第１の流体を給送する第１のポンプと、前記第１のポンプに接続され前記第１の流体が給送されると第１の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体を噴射する第１のノズルと、第２の流体を給送する第２のポンプと、前記第２のポンプに接続され前記第２の流体が給送されると第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第２の流体を噴射する第２のノズルと、前記第１のポンプから前記第１のノズル以外に前記第１の流体を給送可能とする他用途配管と、前記第２の流体が給送されるとその圧力により前記第１のポンプから前記第１のノズルへの流路を遮断する切替弁とを備える。

同構成によれば、第１の流体を給送する第１のポンプと、第１のポンプに接続され第１の流体が給送されると第１の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体を噴射する第１のノズルとを備えるため、第１の流体が給送されると第１のノズルによって第１の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。また、第２の流体を給送する第２のポンプと、第２のポンプに接続され第２の流体が給送されると第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第２の流体を噴射する第２のノズルとを備えるため、第２の流体が給送されると第２のノズルによって第２の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。また、第１のポンプから第１のノズル以外に第１の流体を給送可能とする他用途配管と、第２の流体が給送されるとその圧力により第１のポンプから第１のノズルへの流路を遮断する切替弁とを備えるため、電磁弁を用いることなく、第２の流体が給送される際には第１の流体を他用途配管に集中的に流すことが可能となる。よって、例えば、他用途配管に接続されたノズルに第１の流体を集中的に給送して、該ノズルから第１の流体を高圧で噴射してセンシング面を洗浄することができる。また、第２の流体が給送されない際には第１の流体を第１のノズルと他用途配管とに同時に給送することができる。これらのことから、簡単な構成で、複数のノズルからの洗浄パターンを変更してセンシング面を洗浄することが可能となる。

上記車載光学センサ洗浄装置であって、前記第１の流体は、気体又は液体であり、前記第２の流体は、気体及び液体のうち、前記第１の流体とは異なる方の流体であり、前記他用途配管は、第１の流体が給送されると前記第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体を噴射する第３のノズルに接続されることが好ましい。

同構成によれば、第１のノズルは、第１の流体が給送されると第１の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体を噴射するものであるため、第２の流体が給送されない際には、第１のポンプから第１の流体が給送されると、第１のノズルから第１の流体が噴射されて第１の車載光学センサのセンシング面が洗浄される。また、他用途配管は、第１の流体が給送されると第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体を噴射する第３のノズルに接続されるため、第１のポンプから第１の流体が給送されると、第３のノズルから第１の流体が噴射されて第２の車載光学センサのセンシング面が洗浄される。よって、第２のポンプから第２の流体が給送されずに第１のポンプから第１の流体が給送されると、第１の車載光学センサのセンシング面と第２の車載光学センサのセンシング面とが第１の流体によって洗浄される。

また、第２のノズルは、第２の流体が給送されると第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第２の流体を噴射するものであるため、第２のポンプから第２の流体が給送されると、第２のノズルから第２の流体が噴射されて第２の車載光学センサのセンシング面が洗浄される。また、第２の流体が給送される際には、切替弁にて第１のノズルへの流路が遮断され、第１のポンプから第１の流体が給送されると、他用途配管に接続された第３のノズルに第１の流体が集中的に給送されて、該第３のノズルから第１の流体が高圧で噴射されて第２の車載光学センサのセンシング面が洗浄される。そして、第１の流体は、気体又は液体であり、第２の流体は、第１の流体とは異なる流体であって液体又は気体であるため、一方が高圧の気体と液体とによって第２の車載光学センサのセンシング面が強力に洗浄される。即ち、第２のポンプから第２の流体が給送され、第１のポンプから第１の流体が給送されると、第１の車載光学センサのセンシング面は洗浄されず、第２の車載光学センサのセンシング面が、一方が高圧の気体と液体とによって強力に洗浄される。

上記車載光学センサ洗浄装置であって、前記第２のノズルと前記第３のノズルとは、噴射する気体の空気噴射軸線が、噴射する液体と混合するように、かつ前記第２の車載光学センサのセンシング面に向かうように設定されることが好ましい。

同構成によれば、第２のノズルと第３のノズルとは、噴射する気体の空気噴射軸線が、噴射する液体と混合するように、かつ第２の車載光学センサのセンシング面に向かうように設定されるため、気体とセンシング面に達する前に混合された液体とによって第２の車載光学センサのセンシング面を強力に洗浄することができる。

上記車載光学センサ洗浄装置であって、前記第２のノズルと前記第３のノズルの内の気体を噴射する側の気体ノズルは、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を有することが好ましい。

同構成によれば、第２のノズルと第３のノズルの内の気体を噴射する側の気体ノズルは、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を有するため、洗浄時のみ可動ノズルを前進した状態として、気体を、液体と混合するように、かつ第２の車載光学センサのセンシング面に向かうように噴射させることができる。即ち、非洗浄時には可動ノズルを後進した状態として第２の車載光学センサのセンシングの邪魔になることを抑えつつ、洗浄時には可動ノズルを前進した状態として気体を液体と混合させて第２の車載光学センサのセンシング面に噴射して良好に洗浄することができる。

上記車載光学センサ洗浄装置であって、前記第３のノズルは、前後進可能で流体の圧力により前進する可動ノズルと、前記可動ノズルの噴射口に連通する噴射用導入口と、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を有することが好ましい。

同構成によれば、第３のノズルは、前後進可能で流体の圧力により前進する可動ノズルと、前記可動ノズルの噴射口に連通する噴射用導入口と、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を有するため、可動ノズルを前進させた後に噴射口から無駄なく流体を噴射させることができる。即ち、単一の導入口が噴射口及び圧力付与室と連通している構成では、可動ノズルが前進する過程で流体が噴射口から噴射されてしまうといった無駄が生じる虞があるが、これを回避することができる。

上記車載光学センサ洗浄装置であって、前記第１のポンプは、圧縮室の容積を可変させるピストンと、前記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とを有するものであり、前記可動用導入口には、前記圧縮室が連通され、前記噴射用導入口には、前記吐出口が連通されることが好ましい。

同構成によれば、第１のポンプは、圧縮室の容積を可変させるピストンと、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とを有するものであるため、圧縮室内の気体の圧力を徐々に高めて最終的に圧縮室内の圧縮された気体を瞬間的に吐出口から吐出することができる。そして、前記可動用導入口には、前記圧縮室が連通されるため、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、前記噴射用導入口には前記吐出口が連通されるため、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、単一の第１のポンプで、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ることができる。

上記車載光学センサ洗浄装置であって、前記第１の流体は、気体又は液体であり、前記第２の流体は、気体及び液体のうち、前記第１の流体とは異なる方の流体であり、前記他用途配管は、前記第２のノズル又は前記第２のノズルまでの流路に接続され、前記第２のノズルは、前記第１の流体が給送されると第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体をも噴射することが好ましい。

同構成によれば、第１のノズルは、第１の流体が給送されると第１の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体を噴射するものであるため、第２の流体が給送されない際には、第１のポンプから第１の流体が給送されると、第１のノズルから第１の流体が噴射されて第１の車載光学センサのセンシング面が洗浄される。また、他用途配管は、第１の流体が給送されると第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体をも噴射する第２のノズル又は第２のノズルまでの流路に接続されるため、第１の流体が給送されると、第２のノズルから第１の流体が噴射されて第２の車載光学センサのセンシング面が洗浄される。よって、第２のポンプから第２の流体が給送されずに第１のポンプから第１の流体が給送されると、第１の車載光学センサのセンシング面と第２の車載光学センサのセンシング面とが第１の流体によって洗浄される。

また、第２のノズルは、第２の流体が給送されると第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第２の流体を噴射するものであるため、第２のポンプから第２の流体が給送されると、第２のノズルから第２の流体が噴射されて第２の車載光学センサのセンシング面が洗浄される。また、第２の流体が給送される際には、切替弁にて第１のノズルへの流路が遮断され、第１のポンプから第１の流体が給送されると、他用途配管に接続された第２のノズルに第１の流体が集中的に給送されて、該第２のノズルから第１の流体も高圧で噴射されて第２の車載光学センサのセンシング面が洗浄される。そして、第１の流体は、気体又は液体であり、第２の流体は、第１の流体とは異なる流体であって液体又は気体であるため、一方が高圧の気体と液体とが混合された気液混合流体によって第２の車載光学センサのセンシング面が強力に洗浄される。即ち、第２のポンプから第２の流体が給送され、第１のポンプから第１の流体が給送されると、第１の車載光学センサのセンシング面は洗浄されず、第２の車載光学センサのセンシング面が、高圧の気液混合流体によって強力に洗浄される。

本発明の車載光学センサ洗浄装置では、簡単な構成で、複数のノズルからの洗浄パターンを変更してセンシング面を洗浄することができる。

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。 一実施形態における切替弁の断面図。 一実施形態における切替弁の断面図。 別例における車載光学センサ洗浄装置の概略構成図。

以下、車両の一実施形態を図１〜図７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、第１の車載光学センサとしてのバックミラー用車載カメラ１及び第２の車載光学センサとしてのバック用車載カメラ２が設けられている。バックミラー用車載カメラ１のセンシング面としてのレンズ面１ａは車両後方（略水平方向）に向かって露出され、バック用車載カメラ２のセンシング面としてのレンズ面２ａは車両後方の斜め下方に向かって露出される。バックミラー用車載カメラ１は、常に車両Ｓの後方を撮像し、その撮像画像を車内のバックミラー型ディスプレイＤＳＰ１に送信して表示させる。バック用車載カメラ２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ＤＳＰ２に送信して表示させる。

また、車両Ｓには、第１の流体としての気体である空気を給送する第１のポンプとしてのエアポンプＡＰと、第２の流体としての液体である洗浄液を給送する第２のポンプとしてのウォッシャポンプＷＰとが設けられている。本実施形態のエアポンプＡＰは、シリンダ内で圧縮された高圧の空気を一気に（瞬間的に）噴射可能なものである。

詳しくは、図２に示すように、エアポンプＡＰは、筒状のポンプケース３内にピストン４が往復動可能に支持され、ピストン４の先端とポンプケース３の先端側内面との間に圧縮室５が確保されている。

ピストン４内には、外周面にねじが刻設された駆動軸６が螺合されている。駆動軸６の基端はモータ７の出力軸７ａに連結されている。そして、モータ７の作動により、駆動軸６が正転すると、ピストン４がポンプケース３の先端側（図２中、左側）に往動して圧縮室５の容積が小さくされて圧縮室５内の空気が加圧（圧縮）される。また、モータ７の作動により、駆動軸６が逆転すると、ピストン４がポンプケース３の基端側（図２中、右側）に復動して圧縮室５の容積が大きくされて圧縮室５内の空気が減圧される。

ポンプケース３の先端側の周方向の一部には圧縮室５の内外を連通する可動用導出口３ａが形成されている。
また、ポンプケース３の先端には吐出口３ｂが設けられ、圧縮室５と吐出口３ｂとの間には、圧縮室５が予め設定された容積となると、往動するピストン４に操作（押圧）されて開弁（開動作）される吐出弁８が設けられている。詳しくは、吐出弁８は、コイルスプリング９により圧縮室５と吐出口３ｂとの間の連通孔を閉塞する方向であってピストン４の往動方向とは反対方向（即ち復動方向）に付勢されている。そして、吐出弁８には、ピストン４側に向かって突出する操作棒８ａが設けられ、その操作棒８ａが往動するピストン４の先端で押圧されると、圧縮室５と吐出口３ｂが連通するようになっている。

従って、ピストン４が往動して圧縮室５内の空気が圧縮され、ピストン４が操作棒８ａを押圧すると、圧縮室５内の圧縮された高圧の空気が瞬間的に吐出口３ｂから吐出（噴射）される。なお、前記可動用導出口３ａは、後述する装置のために一定量の空気を給送するためのものであって、圧縮室５内の気体の圧力が高められていく際に圧縮室５内から一定量の空気が導出されるが、圧縮室５はその一定量の空気が導出されても圧縮された高圧の空気を生成するのに十分な大きさに設定されている。

また、ピストン４には、吸入弁（アンブレラ弁）Ｘが設けられている。吸入弁Ｘは、ピストン４が復動して圧縮室５内が負圧となるとき開いて、ポンプケース３外から連通孔１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介して圧縮室５内に空気が導入される。

また、前記ウォッシャポンプ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のバックミラー用車載カメラ１の近傍位置には、エアポンプＡＰに後述する切替弁３１を介して接続され、エアポンプＡＰ（吐出口３ｂ）から空気が給送されることに基づいてレンズ面１ａを洗浄する第１のノズルとしてのエアノズル１１が設けられている。

エアノズル１１は、レンズ面１ａの上方に配置され、空気が給送されるとレンズ面１ａを洗浄すべく、その空気をレンズ面１ａに向かって噴射する。
また、車両Ｓのバック用車載カメラ２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２ａを洗浄する第２のノズルとしてのウォッシャノズル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２ａ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のバック用車載カメラ２の近傍位置には、エアポンプＡＰに接続され、エアポンプＡＰ（吐出口３ｂ）から空気が給送されることに基づいてレンズ面２ａを洗浄する第３のノズル及び気体ノズルとしての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、バック用車載カメラ２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２ａ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２ａ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２ａ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２ａ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。

また、図１に示すように、車両Ｓには、ウォッシャポンプＷＰから洗浄液が給送されるとその圧力によりエアポンプＡＰ（吐出口３ｂ）から前記エアノズル１１への流路を遮断して空気を他用途配管Ｈ８を介してポップアップノズル１３に集中的に流すことを可能とする切替弁３１が設けられている。

詳しくは、図６及び図７に示すように、切替弁３１は、略円筒状のケース３２と、ケース３２の一方の開口端側に固定されたシリンダ部材３３と、更にシリンダ部材３３の開口端側に固定された洗浄液導入部材３４と、ケース３２の他方の開口端側に固定された導出部材３５とを備える。

ケース３２の軸方向中間部には、その外周の一部から径方向外側に突出し内外を連通する空気導入部３２ａが形成されている。また、ケース３２の一方の開口端側（図６及び図７中、左側）には、径方向内側に延出した内延部３２ｂが形成されている。

シリンダ部材３３は、略有底筒状に形成され、その底部側がケース３２の一方の開口端側から内延部３２ｂと当接する位置まで挿入されて固定されている。
そして、シリンダ部材３３の内部には、外周にシール部材３６が外嵌されたピストン部材３７が軸方向（図６及び図７中、左右方向）に沿って摺動可能に収容保持されている。ピストン部材３７には、シリンダ部材３３の底部中央孔、前記内延部３２ｂを貫通する押圧軸３７ａが設けられている。尚、前記内延部３２ｂの内周には押圧軸３７ａと密着（摺接）するシール部材３８が設けられている。そして、シリンダ部材３３の開口端には、筒状に延びて、シリンダ部材３３内におけるピストン部材３７の基端側（図６及び図７中、左側）のシリンダ室３９と連通する洗浄液導入部３４ａを有した洗浄液導入部材３４が固定されている。

導出部材３５は、略有底筒状に形成され、その開口端側がケース３２の他方の開口端側から挿入されて固定されている。導出部材３５の底部には、前記内延部３２ｂ側に延びる内延筒部３５ａと、該内延筒部３５ａとは反対側の外部側に突出してケース３２の内部と連通する導出部３５ｂとが設けられている。

そして、ケース３２内における内延筒部３５ａの外側には、略筒状の弁部材４０が軸方向（図６及び図７中、左右方向）に沿って移動可能に収容保持されている。弁部材４０における前記内延部３２ｂ側の端部には、弁部材４０の開口端を塞ぐ弁体４１が固定されている。また、弁部材４０の内延部３２ｂ側には径方向に貫通して内外を連通する連通孔４０ａが周方向に複数（本実施形態では９０°間隔で４つ）形成されている。また、導出部材３５には、その底部に支持されつつ弁部材４０（弁体４１）を前記内延部３２ｂ側に付勢するコイルスプリング４２が収容されている。

そして、前記ピストン部材３７の押圧軸３７ａは、前記弁体４１と当接して押圧することで該弁体４１及び弁部材４０をコイルスプリング４２の付勢力に抗して（図６及び図７中、右側に）移動させることが可能とされている。そして、弁体４１は、押圧軸３７ａに押圧されていない状態では、コイルスプリング４２の付勢力によって内延部３２ｂに当接し、押圧軸３７ａに押圧された状態では、内延筒部３５ａの開口端を閉塞するように設けられている。

これにより、切替弁３１は、洗浄液導入部３４ａに洗浄液が給送されていない状態では、空気導入部３２ａが連通孔４０ａ及び内延筒部３５ａを介して導出部３５ｂに連通される（図６参照）。また、切替弁３１は、洗浄液導入部３４ａを介してシリンダ室３９内に洗浄液が給送されると、ピストン部材３７がシリンダ部材３３の底部側に移動するとともに押圧軸３７ａによって弁体４１及び弁部材４０がコイルスプリング４２の付勢力に抗して（図６及び図７中、右側に）移動される。すると、弁体４１によって内延筒部３５ａの開口端が閉塞され、空気導入部３２ａと導出部３５ｂとが遮断される（図７参照）。

そして、図１及び図２に示すように、切替弁３１の空気導入部３２ａには配管Ｈ１及び共通配管Ｈ２を介してエアポンプＡＰ（その吐出口３ｂ）が接続され、洗浄液導入部３４ａには配管Ｈ３及び共通配管Ｈ４を介してウォッシャポンプＷＰが接続される。また、導出部３５ｂには配管Ｈ５を介してエアノズル１１が接続される。

また、前記ウォッシャノズル１２には、配管Ｈ６及び前記共通配管Ｈ４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Ｈ７を介してエアポンプＡＰの可動用導出口３ａが接続されて前記圧縮室５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、他用途配管Ｈ８及び前記共通配管Ｈ２を介してエアポンプＡＰの吐出口３ｂが接続される。

そして、エアポンプＡＰ及びウォッシャポンプＷＰは、制御部５１に電気的に接続され、該制御部５１によって駆動制御される。
制御部５１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等、洗浄を開始する旨の信号が入力されると、レンズ面１ａ，２ａを洗浄すべくウォッシャポンプＷＰ及びエアポンプＡＰを駆動制御する。

制御部５１は、バックミラー用車載カメラ１のレンズ面１ａやバック用車載カメラ２のレンズ面２ａに水滴等が付着している場合等、エアノズル１１やポップアップノズル１３から空気のみを噴射させる際は、エアポンプＡＰのみを駆動する。

また、制御部５１は、バック用車載カメラ２のレンズ面２ａに乾いた泥等が付着している場合等、ウォッシャノズル１２から洗浄液を噴射させつつポップアップノズル１３から高圧の空気を噴射させる際は、ウォッシャポンプＷＰ及びエアポンプＡＰを駆動する。

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、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がバック用車載カメラ２の撮像の邪魔になることが抑えられる。またこのとき、切替弁３１は、弁体４１がコイルスプリング４２の付勢力によって内延部３２ｂに当接し、空気導入部３２ａが連通孔４０ａ及び内延筒部３５ａを介して導出部３５ｂに連通される（図６参照）。

そして、例えば、バックミラー用車載カメラ１のレンズ面１ａやバック用車載カメラ２のレンズ面２ａに水滴等が付着している場合であって、空気のみを噴射させるべく操作スイッチＳＷが操作されると、エアポンプＡＰが駆動される。すると、エアポンプＡＰから切替弁３１を介してエアノズル１１に空気が給送されるとともに、エアポンプＡＰからポップアップノズル１３に空気が給送される。すると、エアノズル１１からバックミラー用車載カメラ１のレンズ面１ａに空気が噴射される。また、このとき、ポップアップノズル１３の圧力付与室２１には、エアポンプＡＰの圧縮室５内の気体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が前進し、その後、圧縮室５内の圧縮された気体が瞬間的に吐出口３ｂから吐出されると、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。これにより、レンズ面１ａ，２ａに付着した水滴等が吹き飛ばされて、レンズ面１ａ，２ａが洗浄される。

また、例えば、バック用車載カメラ２のレンズ面２ａに乾いた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、ウォッシャポンプＷＰ及びエアポンプＡＰが駆動される。このとき、ウォッシャポンプＷＰから切替弁３１の洗浄液導入部３４ａ（シリンダ室３９）に洗浄液が給送されると、その圧力によりピストン部材３７がシリンダ部材３３の底部側に移動するとともに押圧軸３７ａによって弁体４１及び弁部材４０がコイルスプリング４２の付勢力に抗して移動される（図７参照）。そして、弁体４１によって内延筒部３５ａの開口端が閉塞され、エアポンプＡＰ（吐出口３ｂ）からエアノズル１１への流路が遮断され、エアポンプＡＰからの空気は他用途配管Ｈ８を介してポップアップノズル１３に集中的に流れることになる。また、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、ポップアップノズル１３の圧力付与室２１には、エアポンプＡＰの圧縮室５内の気体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が前進し、その後、圧縮室５内の圧縮された気体が瞬間的に吐出口３ｂから吐出されると、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２ａには高圧の空気ＨＡとともにレンズ面２ａ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２ａに付着した乾いた泥等が洗い流されて、レンズ面２ａが洗浄される。

なお、本実施形態では、バックミラー用車載カメラ１は、常に撮像画像をバックミラー型ディスプレイＤＳＰ１に表示させるものであり、例えばレンズ面１ａに泥等が付着しても運転手がすぐに（泥等が乾く前に）気付く可能性が高く、洗浄液による洗浄が必要となる頻度が少ないため、空気のみを噴射するようにしている。

逆に、バック用車載カメラ２は、撮像画像をディスプレイＤＳＰ２に表示されるのがシフトレバーＳＬをリバース位置に操作した際等に限られ、例えばレンズ面２ａに泥等が付着しても運転手が気付かずに泥等が乾く可能性が高く、洗浄液による洗浄が必要となる頻度が多いため、洗浄液と高圧の空気を噴射可能としている。

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）空気を給送するエアポンプＡＰと、エアポンプＡＰに接続され空気が給送されることに基づいてレンズ面１ａを洗浄するエアノズル１１と、洗浄液を給送するウォッシャポンプＷＰと、ウォッシャポンプＷＰに接続され洗浄液が給送されることに基づいてレンズ面２ａを洗浄するウォッシャノズル１２とを備える。また、エアポンプＡＰからエアノズル１１以外に空気を給送可能とする他用途配管Ｈ８と、洗浄液が給送されるとその圧力によりエアポンプＡＰからエアノズル１１への流路を遮断する切替弁３１とを備えるため、電磁弁を用いることなく、洗浄液が給送される際には空気を他用途配管Ｈ８（ポップアップノズル１３）に集中的に流すことが可能となる。よって、例えば、他用途配管Ｈ８を介してポップアップノズル１３に空気を集中的に給送して、ポップアップノズル１３（その噴射口１７）から空気を高圧で噴射してレンズ面２ａを洗浄することができる。また、洗浄液が給送されない際には空気をエアノズル１１とポップアップノズル１３とに同時に給送することができる。これらのことから、簡単な構成で、複数のノズルからの洗浄パターンを変更してレンズ面１ａ，２ａを洗浄することが可能となる。

（２）第１の流体を空気とし、第２の流体を洗浄液としたため、高圧の気体と液体とによってバック用車載カメラ２のレンズ面２ａを強力に洗浄することができる。具体的には、例えば、乾いた泥等を溶かしつつ吹き飛ばすことができる。

（３）ポップアップノズル１３は、噴射する空気の空気噴射軸線Ｚが、ウォッシャノズル１２が噴射する洗浄液と混合するように、かつバック用車載カメラ２のレンズ面２ａに向かうように設定されるため、空気とレンズ面２ａに達する前に混合された洗浄液とによってレンズ面２ａを強力に洗浄することができる。

（４）ポップアップノズル１３は、前後進可能で空気を噴射する洗浄時に前進する可動ノズル１５を有するため、洗浄時のみ可動ノズル１５を前進した状態として、空気を、洗浄液と混合するように、かつバック用車載カメラ２のレンズ面２ａに向かうように噴射させることができる。即ち、非洗浄時には可動ノズル１５を後進した状態としてバック用車載カメラ２の撮像の邪魔になることを抑えつつ、洗浄時には可動ノズル１５を前進した状態として空気を洗浄液と混合させてバック用車載カメラ２のレンズ面２ａに噴射して良好に洗浄することができる。

（５）ポップアップノズル１３は、前後進可能で流体の圧力により前進する可動ノズル１５と可動ノズル１５の噴射口１７に連通する噴射用導入口１９ａと可動ノズル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とを有するため、可動ノズル１５を前進させた後に噴射口１７から無駄なく流体を噴射させることができる。即ち、単一の導入口が噴射口及び圧力付与室と連通している構成とすると、可動ノズルが前進する過程で流体が噴射口から噴射されてしまうといった無駄が生じる虞があるが、これを回避することができる。

（６）エアポンプＡＰは、圧縮室５の容積を可変させるピストン４と、圧縮室５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空気を噴射する吐出口３ｂとを有するものであるため、圧縮室５内の空気の圧力を徐々に高めて最終的に圧縮室５内の圧縮された空気を瞬間的に吐出口３ｂから吐出することができる。そして、前記可動用導入口２２ａには、圧縮室５が連通されるため、圧縮室５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、前記噴射用導入口１９ａには吐出口３ｂが連通されるため、圧縮室５が予め設定された容積となり開弁されると、圧縮室５内の圧縮された空気が瞬間的に吐出口３ｂ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、他用途配管Ｈ８が第３のノズルとしてのポップアップノズル１３に接続される構成としたが、これに限定されず、他用途配管Ｈ８は他のノズルに接続してもよい。

例えば、図８に示すように、変更してもよい。この例では、上記実施形態の第２のノズルとしてのウォッシャノズル１２が、空気が給送されると空気を噴射し、空気と洗浄液が給送されるとそれらを内部で混合し気液混合流体として噴射するノズル６１とされている。そして、ノズル６１にはウォッシャポンプＷＰが接続されるとともに他用途配管Ｈ８を介してエアポンプＡＰが接続されている。このようにしても、ウォッシャポンプＷＰから洗浄液が給送されずにエアポンプＡＰから空気が給送されると、バックミラー用車載カメラ１のレンズ面１ａとバック用車載カメラ２のレンズ面２ａとが空気によって洗浄される。また、ウォッシャポンプＷＰから洗浄液が給送され、エアポンプＡＰから空気が給送されると、バックミラー用車載カメラ１のレンズ面１ａは洗浄されず、バック用車載カメラ２のレンズ面２ａが高圧の気液混合流体によって強力に洗浄される。なお、この例では、他用途配管Ｈ８はノズル６１に接続されるとしが、他用途配管Ｈ８をノズル６１までの流路、即ち配管Ｈ６に接続して、ノズル６１に達するまでに洗浄液と空気とを混合させてノズル６１から噴射する構成としてもよい。また、これらの例の場合、勿論、エアポンプＡＰの可動用導出口３ａは不要となる。また、このような場合、エアポンプＡＰは、ダイヤフラム式やインペラ式のものとしてもよい。

・上記実施形態では、ポップアップノズル１３とは、噴射する空気の空気噴射軸線Ｚが、ウォッシャノズル１２が噴射する洗浄液とレンズ面２ａに達する前に混合するように、かつレンズ面２ａに向かうように設定されるとしたが、これに限定されず、例えば、ウォッシャノズル１２もレンズ面２ａに向かって洗浄液を噴射するようにしてもよい。

・上記実施形態では、第３のノズルを、前後進可能で空気を噴射する洗浄時に前進する可動ノズル１５を有するポップアップノズル１３としたが、これに限定されず、可動ノズル１５を有していない（可動しない）ノズルに変更してもよい。また、ポップアップノズル１３は、噴射用導入口１９ａと可動用導入口２２ａとを有するものとしたが、単一の導入口を有し、該導入口が噴射口及び圧力付与室と連通している構成のポップアップノズルとしてもよい。なお、これらの場合、勿論、エアポンプＡＰの可動用導出口３ａは不要となる。

・上記実施形態では、ウォッシャポンプＷＰやエアポンプＡＰが操作スイッチＳＷの操作に基づいて動作する例について説明したが、これに限定されず、例えば、制御部５１は、バックミラー用車載カメラ１やバック用車載カメラ２の撮像画像に基づいて（汚れ具合を判定して）ウォッシャポンプＷＰやエアポンプＡＰを駆動ようにしてもよい。

・上記実施形態では、洗浄対象（センシング面）がバックミラー用車載カメラ１のレンズ面１ａとバック用車載カメラ２のレンズ面２ａである車載光学センサ洗浄装置としたが、これに限定されず、洗浄対象が１つや３つである車載光学センサ洗浄装置としてもよい。

・上記実施形態では、第１のポンプをエアポンプＡＰとして第１の流体を空気とし、第２のポンプをウォッシャポンプＷＰとして第２の流体を洗浄液としたが、これに限定されず、例えば、逆に、第１のポンプをウォッシャポンプとして第１の流体を洗浄液とし、第２のポンプをエアポンプとして第２の流体を空気とする等、どのように変更してもよい。なお、勿論、上記別例の構成を採用しつつ、第１のポンプや第１の流体や第２のポンプや第２の流体を適宜変更してもよい。例えば、第１及び第２のポンプをエアポンプＡＰとして第１及び第２の流体を空気とする、または第１及び第２のポンプをウォッシャポンプＷＰとして第１及び第２の流体を洗浄液としてもよい。

・上記実施形態の切替弁３１は、上記実施形態と同様に作用すれば、他の構成に変更してもよい。

１…バックミラー用車載カメラ（第１の車載光学センサ）、１ａ…レンズ面（センシング面）、２…バック用車載カメラ（第２の車載光学センサ）、２ａ…レンズ面（センシング面）、３ｂ…吐出口、４…ピストン、５…圧縮室、１１…エアノズル（第１のノズル）、１２…ウォッシャノズル（第２のノズル）、１３…ポップアップノズル（第３のノズル及び気体ノズル）、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、３１…切替弁、６１…ノズル（第２のノズル）、Ｚ…空気噴射軸線、ＡＰ…エアポンプ（第１のポンプ）、Ｈ８…他用途配管、ＷＰ…ウォッシャポンプ（第２のポンプ）。

Claims (7)

1. 車載光学センサのセンシング面を洗浄するための車載光学センサ洗浄装置であって、
   第１の流体を給送する第１のポンプと、
   前記第１のポンプに接続され前記第１の流体が給送されると第１の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体を噴射する第１のノズルと、
   第２の流体を給送する第２のポンプと、
   前記第２のポンプに接続され前記第２の流体が給送されると第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第２の流体を噴射する第２のノズルと、
   前記第１のポンプから前記第１のノズル以外に前記第１の流体を給送可能とする他用途配管と、
   前記第２の流体が給送されるとその圧力により前記第１のポンプから前記第１のノズルへの流路を遮断する切替弁と
   を備えたことを特徴とする車載光学センサ洗浄装置。
2. 請求項１に記載の車載光学センサ洗浄装置であって、
   前記第１の流体は、気体又は液体であり、
   前記第２の流体は、気体及び液体のうち、前記第１の流体とは異なる方の流体であり、
   前記他用途配管は、第１の流体が給送されると前記第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体を噴射する第３のノズルに接続されたことを特徴とする車載光学センサ洗浄装置。
3. 請求項２に記載の車載光学センサ洗浄装置であって、
   前記第２のノズルと前記第３のノズルとは、
   噴射する気体の空気噴射軸線が、噴射する液体と混合するように、かつ前記第２の車載光学センサのセンシング面に向かうように設定されたことを特徴とする車載光学センサ洗浄装置。
4. 請求項３に記載の車載光学センサ洗浄装置であって、
   前記第２のノズルと前記第３のノズルの内の気体を噴射する側の気体ノズルは、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を有したことを特徴とする車載光学センサ洗浄装置。
5. 請求項２又は３に記載の車載光学センサ洗浄装置であって、
   前記第３のノズルは、
   前後進可能で流体の圧力により前進する可動ノズルと、
   前記可動ノズルの噴射口に連通する噴射用導入口と、
   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を有したことを特徴とする車載光学センサ洗浄装置。
6. 請求項５に記載の車載光学センサ洗浄装置であって、
   前記第１のポンプは、圧縮室の容積を可変させるピストンと、前記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とを有するものであり、
   前記可動用導入口には、前記圧縮室が連通され、
   前記噴射用導入口には、前記吐出口が連通されたことを特徴とする車載光学センサ洗浄装置。
7. 請求項１に記載の車載光学センサ洗浄装置であって、
   前記第１の流体は、気体又は液体であり、
   前記第２の流体は、気体及び液体のうち、前記第１の流体とは異なる方の流体であり、
   前記他用途配管は、前記第２のノズル又は前記第２のノズルまでの流路に接続され、
   前記第２のノズルは、前記第１の流体が給送されると第２の車載光学センサのセンシング面を洗浄すべく第１の流体をも噴射することを特徴とする車載光学センサ洗浄装置。

Images