JP6929521B2 - 洗浄装置 - Google Patents

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Description

本発明は、洗浄対象に対して第1流体を吐出したのち別の第2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、車載光学センサが有するレンズのレンズ面等に向けて洗浄液を噴射するノズルを備え、さらに、このノズルから空気を噴射してレンズ面に付着した使用済み洗浄液を除去するものである。
洗浄液を噴射する際には、ノズルが洗浄液の圧力を利用して伸長される。このように洗浄液等を洗浄対象に対して適切な方向から噴射することで洗浄効果が高まる。洗浄液はシリンダ状のチャンバーに供給され、このチャンバー内に設けられたピストンを移動させる。このピストンの軸とノズルとがチャンバーの外部で連結されており、つまり洗浄液の供給と共にノズルが伸長するように構成されている。
チャンバーの内面のうちピストンの動作ストロークの途中に当たる位置には、洗浄液をノズルに供給する配管が接続されている。つまり、洗浄液をチャンバーに供給することで、ピストンが押され、ノズルが伸長する。さらにピストンが押されることで、ピストンが配管の開口を超え、チャンバー内の洗浄液がノズルに供給されて洗浄対象に噴射される。
チャンバーの内部にはピストンを押し戻すスプリングが設けられており、洗浄液の供給が停止して洗浄液の圧力が低下すると、ピストンが押し戻されてチャンバーと配管との連通状態が遮断される。
一方、ノズルには空気を供給する別の配管が接続されている。ノズルが伸長し、洗浄液がノズルから噴射されるのと同時に、あるいは、洗浄液の噴射の停止と入れ替わりにノズルから空気が供給される。この空気の供給は洗浄液の供給とは別の駆動源により行われる。この空気によりレンズ面に付着した洗浄液を除去することができる。
このように、従来の洗浄装置は、洗浄液の供給圧力によってノズルを伸長することができ、洗浄液と空気とを所定のタイミングで噴射可能にするものである。
特開2017−24713号公報
ただし、特許文献1の洗浄装置では、洗浄液をチャンバーからノズルに供給する配管がチャンバーの外壁から一旦外部に引き出され、ノズルの端部に接続されている。このチャンバーとノズルとは相対移動するから、この配管には変形可能なチューブ部材等が用いられ、当該相対移動が吸収されるよう構成されている。本構成の場合、配管の敷設空間が必要となり、洗浄装置の搭載スペースが大きくなる。
また、当該洗浄装置では、一体形成されたノズルやピストンをガイドするスライダがチャンバーおよびノズル等とは別に並設されているため、これによっても洗浄装置が過大なものとなっている。
このように、従来の洗浄装置では、ノズルを伸縮させて洗浄効果を高めるものでありながら各構成要素の構造や配置に統一感がなく、搭載性において未だ改善の余地があった。
上記理由から、従来より洗浄効果が高くコンパクトな構成を有する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、
筐体と、第1流体を受け入れる第1ポートと、第2流体を受け入れる第2ポートと、前記筐体に設けられた筒状の第1流体室と、前記第1ポートから前記第1流体室に流入した前記第1流体に押され、前記第1流体室の内面に沿って摺動するピストンと、前記ピストンと一体に形成され、前記第1流体を流通させる第1流路および前記第1流体を洗浄対象に向けて吐出する吐出部を備えつつ、前記筐体に対して伸縮する第1ノズルと、前記筐体に設けられた第2流体室と、前記第2流体室から前記第2流体を受け入れて流通させる第2流路および前記第2流体を洗浄対象に向けて吐出する吐出部を備えつつ、前記筐体に対して伸縮し、前記第1ノズルの伸長時に前記第1ノズルと共に伸長する第2ノズルと、前記第1ノズルおよび前記第2ノズルの少なくとも何れか一方を縮み側に付勢する付勢部と、を備え、前記第1流体室から前記第1ノズルに至る前記第1流路が前記ピストンの内部に設けられている点にある。
(効果)
本構成であれば、第1流体の圧力を利用して第1ノズルおよび第2ノズルを伸長することができる。よって、ノズルの伸長機構が簡便に構成される。特に、第1流体を筐体の第1流体室から第1ノズルに供給するのに、第1流路をピストンの内部に設けてあるため、第1流路の敷設が極めてコンパクトになる。よって、洗浄装置の搭載適用範囲が広いものとなる。
(特徴構成)
本発明に係る洗浄装置においては、前記第2ノズルが伸長側の端点から所定の範囲に位置するとき前記第2流体室と前記第2流路との連通を断つ遮断部を、前記筐体と前記第2ノズルとに亘って設けておくことができる。
(効果)
本構成のような遮断部を設けることで、第2ノズルが伸長側の所定位置にあるとき、第2ポートから流入する第2流体によって第2流体室の内圧が上昇する。このあと、第1流体の供給が停止され、第1ノズルが縮み側に移動すると、第1ノズルによる第2ノズルの伸長作用が解消され、第2ノズルも縮み側に移動する。この結果、遮断部の遮断機能が解除され、第2流体室の第2流体が第2ノズルを介して勢いよく吐出される。このように遮断部を設けることで洗浄対象に対する第2流体の吐出速度が高まり、第1流体の除去効果が高まる。
(特徴構成)
本発明に係る洗浄装置においては、前記第2ノズルを内挿しつつ伸縮可能に前記筐体に設けた挿通孔の内径に対し、前記挿通孔の軸芯を中心とした前記第2流体室の最大内径が大きく形成されていると好都合である。
(効果)
第2流体室は、第2ノズルが伸縮できるよう挿通孔の軸芯の延出方向に沿って所定の長さを有する。そのうえで、本構成のように第2流体室の最大内径を挿通孔よりも大きく形成することで、第2流体室の体積を大きく確保することができる。その結果、第2流体室に加圧しつつ貯留する第2流体の量が増大し、洗浄対象に付着した第1流体の除去効果がさらに高まる。
(特徴構成)
本発明に係る洗浄装置においては、前記第1ポートと前記第1流体室との間に、前記第1流体が前記第1流体室に流入するのを許容する一方向弁と、前記第1ポートおよび前記第1流体室を常に連通するオリフィスとを備えておくと好都合である。
(効果)
本構成であれば、一方向弁を介して第1流体の流入量を確保して第1ノズルを素早く伸長させることができる。これにより、第1流体を洗浄対象に向けて素早く吐出することができる。一方、第1流体室に対する第1流体の供給が停止された場合には、付勢部がピストンを押し戻し、第1流体室の第1流体がオリフィスを介して第1ポートの側に排出され、第1ノズルの縮み速度が減速される。これにより、第2ノズルの縮み速度も小さくなるため、第2流体が第2ノズルから吐出され始めたのち一定時間のあいだ第2ノズルは洗浄対象に向く位置に保持され、洗浄対象に付着した第1流体を確実に除去することができる。
(特徴構成)
本発明に係る洗浄装置においては、前記吐出部として、前記第1ノズルの先端に第1吐出部を形成し、前記第2ノズルの先端に第2吐出部を夫々個別に設けておくことができる。
(効果)
本構成であれば、第1流体と第2流体とを互いに全く混合しない状態で洗浄対象に吐出することができる。よって、第1流体あるいは第2流体が意図せぬタイミングで吐出されることがなく、洗浄対象に対する第1流体の吐出量が正確に維持され、また、第1流体の除去に際して、第2流体のみを吐出するから第1流体の除去効果がさらに高まる。
(特徴構成)
本発明に係る洗浄装置においては、前記付勢部として、前記第1ノズルを付勢する第1付勢部、および、前記第2ノズルを付勢する第2付勢部が個別に備えられ、前記第2ノズルに、前記第1ノズルの伸長に際して前記第1ノズルの一部に設けた作用部によって前記伸長の方向に押圧可能であり、前記第1ノズルが収縮する際には前記作用部が離間可能な当接部が形成されていると好都合である。
(効果)
本構成であれば、筐体に対する第1ノズルの摺動部と第2ノズルの摺動部とが個別に形成される。長尺状の部材を筐体に対して摺動させる場合、その摩擦の程度が双方のノズルの動作性に影響する。例えば両ノズルが一体形成されている場合に両者の平行度が不十分であれば、筐体との摺動抵抗が増え、両ノズルの伸長・収縮動作の円滑性が損なわれる。しかし、本構成の場合、第1ノズルと第2ノズルとは独立して動作するから第1ノズルの伸長方向と第2ノズルの伸長方向とには所定の誤差が許容される。よって、第1ノズルおよび第2ノズルの摺動部の形成工程が簡略化され、洗浄装置を効率的に得ることができる。
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構成を示す断面図 第2実施形態に係る洗浄装置の構成を示す断面図 第3実施形態に係る洗浄装置の構成を示す断面図
〔第1実施形態〕
(全体概要)
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3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Bに装備された洗浄対象CであるカメラC1や各種センサを、第1流体L1としての洗浄水Wと第2流体L2としての洗浄空気Aを噴射して洗浄するものである。洗浄対象Cとしては、リヤ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。
本実施形態に係る洗浄装置Sは、図1乃至図3に示すように、車体Bの後方に搭載されたカメラC1のレンズを洗浄する。洗浄装置Sは、洗浄水Wを吐出する第1吐出部T1が設けられた第1ノズルN1と、洗浄空気Aを噴射する第2吐出部T2が設けられた第2ノズルN2とを備えている。尚、図1に示すように、第1吐出部T1と第2吐出部T2とは共通の吐出部Tとしてもよい。
車体Bの所定個所に洗浄水WのタンクTwが配置され、ここから水路Rwを介して洗浄装置Sの第1ノズルN1まで洗浄水Wが供給される。タンクTwの下流の位置には水ポンプPwが配置され、この水ポンプPwは後述するように制御部Dによって駆動される。
尚、洗浄水Wは、リヤのカメラC1の洗浄だけに用いられるものではなく、リヤウインドウC2の洗浄等にも用いられる。そのため、水路Rwの途中には洗浄水Wの供給先を切り替える水路切替部Rw1が設けられ、その先にリヤウインドウC2に洗浄水Wを吐出する第3ノズルN3が設けられている。
一方、洗浄空気Aは空気ポンプPaで加圧され、空気路Raを介して第2ノズルN2に供給される。この空気ポンプPaも制御部Dによって駆動される。
(洗浄装置の概要)
図2に洗浄装置Sの外観を示す。ここでの洗浄装置Sは、筐体HとカメラC1とが一体に構成され、車体B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Wを取り入れる第1ポートP1と洗浄空気Aを取り入れる第2ポートP2とが設けられている。筐体Hの他方の端部には、第1ノズルN1と第2ノズルN2とが筐体Hに対して伸縮できるよう夫々第1挿通孔H1および第2挿通孔H2が形成してある。図2は、一体に形成された第1ノズルN1および第2ノズルN2が伸長した状態であり、この状態で洗浄水Wあるいは洗浄空気AをカメラC1に向けて吐出することができる。
図3は、洗浄装置Sの内部構造を示す。図3(a)は、第1ノズルN1および第2ノズルN2が伸長した状態であり、図3(b)は、両ノズルが格納途中にある状態を示している。
(筐体)
図3に示すように、筐体Hは、第1ポートP1に連通する第1流体室1と、第2ポートP2に連通する第2流体室2とを備えている。ここでは、第1流体室1と第2流体室2とは共に円筒形状に構成されている。第1ポートP1および第2ポートP2は、夫々、筐体Hに内嵌して固定される第1ポート部材PB1および第2ポート部材PB2に形成されている。
第1流体室1には、第1ポートP1から取り込まれた洗浄水Wによって駆動されるピストン3が配置されている。このピストン3には、後述する第1ノズルN1が接続されている。一方の第2流体室2には、第1ノズルN1と一体に形成された第2ノズルN2の端部が内挿され、第1ノズルN1の動作に連動して、第2ノズルN2は第2流体室2に対して往復移動する。
(第1ノズル)
ピストン3の一方の端部には第1ノズルN1が嵌合により接続されている。ピストン3が、第1ポートP1から第1流体室1に流入した洗浄水Wに押されることで第1ノズルN1が筐体Hから突出し伸長状態となる。ピストン3の外周には、フランジ状の第1ばね受け31が設けられ、ピストン3の外周と筐体Hの内面との間には第1ばね室35が形成されている。この第1ばね室35の内部に、筐体Hの端面と第1ばね受け31との間に付勢部Eである第1ばねE1aが設けられる。第1ばねE1aは、第1ノズルN1が筐体Hに格納される側にピストン3を常に付勢する。
尚、このような第1ばねE1aは、第1ノズルN1と第2ノズルN2が一体に形成されているのであれば第2ノズルN2に設けてあっても良い。
ピストン3の両端部のうち第1ポートP1に近い基端側端部32は筒状に形成されている。この筒状の内部に洗浄水Wが進入することでピストン3の押し出しが容易となる。この基端側端部32は、ピストン3が最も奥まで格納された際に第1ポート部材PB1に当接する。ただし、基端側端部32には周方向に沿って断続的にスリット33が形成してある。このスリット33の内部には洗浄水Wが進入するから、ピストン3において洗浄水Wがピストン3を突出側に押す領域の面積を確保してピストン3の初動特性を高めている。
ピストン3の外周面には環状の溝部34が形成されピストンシール4が設けられている。ピストンシール4は第1流体室1の内面に当接しつつ摺動し、第1流体室1の洗浄水Wが第1ばね室35に流入するのを防止する。ピストンシール4はピストン3が第1流体室1の内面に対して摺動する際にピストン3の姿勢を安定させる機能も有する。
第1ばね室35は空気で満たされており、この空気はピストン3の往復移動に際して外部と流通可能である。例えば、第1ノズルN1の外面に当接しているダストシール6に僅かな切込みを設けておくなどにより、ダストシール6と第1ノズルN1との間に隙間を形成しておくと良い。これにより、洗浄水Wによるピストン3の往復移動が阻害されない。
尚、ダストシール6は、外部から異物が第1ばね室35に進入するのを防止し、第1ノズルN1の往復移動を円滑に維持するものである。このダストシール6は、第1ノズルN1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。
第1ノズルN1は内部に弁体室51を備え、ピストン3の端部に当接・離間可能な弁体5を備えている。弁体5の外周部には段状の弁体ばね受け52が形成されており、弁体室51の端面と弁体ばね受け52との間に弁体ばね53が設けられている。弁体ばね53は、弁体5をピストン3の端部に当接するように弁体5を常に付勢する。
ピストン3および第1ノズルN1には、ピストン3の軸芯X1に沿って洗浄水Wを流通させる第1流路R1が形成されている。一方の弁体5は中実の部材であり、弁体5の外周面と弁体室51の内周面との間に隙間が形成される寸法に仕上げてある。この弁体5の端部がピストン3の端部に当接することで、ピストン3の第1流路R1が閉じられる。ただし、洗浄水Wの供給圧力が高まって弁体ばね53の付勢力に勝るようになると、弁体5がピストン3から離間し、洗浄水Wが第1ノズルN1の側に流通する。
このように第1ノズルN1を構成することで、第1ポートP1から洗浄水Wが供給されると、まず、弁体5がピストン3の先端を遮断した状態でピストン3および第1ノズルN1が筐体Hから突出する。このような動作を行わせるためには、弁体ばね53の付勢力に対して第1ばねE1aの付勢力を小さく設定しておく。図3(a)に示すように、ピストン3が第1流体室1の端部まで移動すると、第1流体室1の内圧がさらに高まり、弁体5を押す力が弁体ばね53の付勢力を上回る結果、第1ノズルN1から洗浄水Wが吐出される。
第1ノズルN1の先端には、洗浄水Wの吐出の勢いを高めるために内径を絞ったオリフィスN1aが形成されている。さらに第1ノズルN1の先端には、キャップ状の第1吐出部T1が設けられている。第1吐出部T1には、第1ノズルN1が最も伸長した状態で洗浄水WがカメラC1のレンズに向けて吐出されるよう第1吐出口T1aが形成されている。
このように、本実施形態の洗浄装置Sでは、第1流体室1から第1ノズルN1に至る第1流路R1がピストン3の内部に設けられている。本構成であれば、洗浄水Wの圧力を利用して第1ノズルN1および第2ノズルN2を伸長する機構が簡便に構成される。特に、第1流路R1の敷設が極めてコンパクトになり、洗浄装置Sの搭載適用範囲が広いものとなる。
(第2ノズル)
第2ノズルN2は、第1ノズルN1が吐出した洗浄水Wを除去するべく洗浄空気Aを吐出する。図3に示すように、本実施形態の第2ノズルN2の先端部は第1ノズルN1の先端部と一体に形成されている。これにより第2ノズルN2は第1ノズルN1と同じ伸縮動作を行う。ただし、第2ノズルN2から吐出される洗浄空気Aが洗浄水Wとは異なるタイミングで吐出されるよう以下の構成を備えている。
第2ノズルN2は筒状であり、中心部には長手方向に沿って第2流路R2が形成されている。第2ノズルN2の基端側の端部は筐体Hに形成された第2挿通孔H2に内挿されており、端部が第2流体室2に達するよう構成されている。当該端部には、封止部材7が挿入固定されている。封止部材7は、第2ノズルN2の筒状部位の外径よりも大きな外径を有するフランジ状の遮断部71を備えている。
ただし、遮断部71の外径は第2流体室2の内径よりも僅かに小さい。また、第2ノズルN2の外径は第2挿通孔H2の内径よりも僅かに小さい。さらに、第2ノズルN2のうち封止部材7の側の端部近傍には、内部の第2流路R2と外部とを連通する孔部N21が形成されている。
遮断部71には環状のエアシール72が設けられ、第2流体室2の内面には段部21が形成されている。つまり、図3(a)に示すように、第2ノズルN2が伸長側の端点から所定の範囲に位置するとき遮断部71と段部21とに対してエアシール72が密着し、第2流体室2の洗浄空気Aが第2流路R2に流入することが遮断される。一方、図3(b)に示すように、第2ノズルN2の遮断部71が第2流体室2の内部に所定距離だけ進入し、エアシール72が段部21から離間した状態では第2流体室2の洗浄空気Aは第2ノズルN2の第2流路R2に流通可能となる。
洗浄空気Aが第2ノズルN2の第2流路R2に確実に流通するように、第2ノズルN2の外面と第2挿通孔H2の端部内面との間には、これら両者間を密封する環状の第2エアシール73が設けてある。この第2エアシール73は、第2流体室2から洗浄空気Aが外部に漏れ出るのを防止し、高圧の洗浄空気Aが全て第2ノズルN2を介して吐出されるようにするものである。尚、第2ノズルN2の表面に対してもダストシール6が当接するが、第2ノズルN2にあっては第2エアシール73によって第2流体室2からの洗浄空気Aの漏えいが防止されるから、ダストシール6と第2ノズルN2との隙間の有無は問わない。
以上の構成であれば、第1ノズルN1および第2ノズルN2が最も伸長した状態で、第1ノズルN1からは洗浄水Wが吐出されるものの、第2ノズルN2からは洗浄空気Aが吐出されない状態となる。よって、洗浄水Wの吐出状態が洗浄空気Aによって乱されることなく、洗浄水WをカメラC1のレンズに向けて吐出することができる。その後、洗浄水Wの供給が停止され、第1流体室1の圧力が低下すると、第1ばねE1aにより第1ノズルN1および第2ノズルN2は筐体Hに格納され始める。このとき、第2ノズルN2のエアシール72による遮断が開放される。
第2流体室2には制御部Dおよび空気ポンプPaの駆動によって洗浄空気Aが蓄圧されているから、エアシール72が開放されると第2ノズルN2から洗浄空気AがカメラC1のレンズに向けて吐出される。このようにして、洗浄水Wの吐出タイミングと洗浄空気Aの吐出タイミングとを異ならせることができ、レンズに付着した洗浄水Wを確実に除去することができる。
洗浄空気Aの吐出量を確保するためには第2流体室2の体積は大きい方が好ましい。本構成では、第2ノズルN2が伸長した状態で第2流体室2を加圧タンクとして利用するため基本的に筐体Hのスペース効率が良い。しかし、これに加えて、第2ノズルN2を内挿するべく筐体Hに設けた第2挿通孔H2の内径に対して、第2挿通孔H2の軸芯X2を中心とした第2流体室2の最大内径を大きく形成することで、第2流体室2に貯留する洗浄空気Aの量をさらに増やすことができる。これにより、洗浄対象Cに十分な量の洗浄空気Aを吐出することができ、洗浄水Wの除去効果をより高めることができる。
尚、図示は省略するが、例えば第2流体室2の側方に洗浄空気Aの貯留部として所定の体積を有する容器を別途増設してもよい。
第2ノズルN2の先端には、キャップ状の第2吐出部T2が設けられている。第2吐出部T2には、第2ノズルN2が筐体Hの内部に戻りつつ洗浄空気AがカメラC1のレンズに向けて吐出されるよう第2吐出口T2aが形成されている。このように、第2吐出部T2を第1吐出部T1と個別に設けておくことで、洗浄水Wと洗浄空気Aとが互いに混合しない状態で洗浄対象Cに吐出することができる。よって、洗浄水Wあるいは洗浄空気Aが意図せぬタイミングで吐出されることがなく、洗浄対象Cに対する洗浄水Wの吐出量が正確に維持される。また、洗浄水Wの除去に際して、洗浄空気Aのみが吐出されるため洗浄水Wの除去効果がさらに高まる。
第2ノズルN2に対する洗浄空気Aの供給は、筐体Hの近傍に設けた空気ポンプPaにより行う。空気ポンプPaの駆動タイミングは、水ポンプPwの駆動タイミングと同期させるのが好ましい。ただし、空気ポンプPaは少なくとも第2ノズルN2が最も伸長した状態で駆動していればよい。即ち、この状態では、第2流路R2が遮断されているため、洗浄空気Aは第2流体室2の内部で昇圧される。よって、そのあと第2ノズルN2の格納が開始されると同時に洗浄空気AがカメラC1に吐出される。
尚、空気ポンプPaは、第1ノズルN1および第2ノズルN2が伸長動作している最中に駆動されるものでもよい。この場合、第1ノズルN1が伸び切る前から洗浄空気AがカメラC1に向けて吐出されることになるが、この時、洗浄水Wはまだ吐出されていない。よって、仮に洗浄空気Aが吐出されたとしても洗浄水Wの吐出状態が乱されることはない。
このように本構成であれば、比較的簡単な構成でありながら、洗浄水Wと洗浄空気Aとを区別して吐出することができ、洗浄対象Cの洗浄効果を高めながら、低コストの洗浄装置Sを得ることができる。
〔第2実施形態〕
図4には本発明の第2実施形態を示す。本実施形態は、洗浄水Wの吐出に際しては、第1ノズルN1および第2ノズルN2を素早く伸長させ、続く洗浄空気Aの吐出に際しては、第1ノズルN1および第2ノズルN2を緩やかに格納するものである。
具体的には、第1ポートP1と第1流体室1との間に、洗浄水Wが第1流体室1に流入するのを許容する一方向弁8と、第1ポートP1および第1流体室1を常に連通するオリフィス9とを備えておく。
(一方向弁)
ここでの一方向弁8は例えば傘状のものを用いる。弾性変形し易い様に一方向弁8は例えば各種のゴム材料によって形成する。図4(a)は、洗浄水Wが第1ポートP1から第1流体室1に流入する状態を示し、図4(b)は洗浄水Wが第1流体室1から第1ポートP1に排出される状態を示す。これらに示すように、一方向弁8の軸部81を第1ポート部材PB1に形成した第1流路R1に挿入する。ただし、軸部81の外径は第1流路R1の内径に対して隙間を生じる太さに形成しておく。第1ポート部材PB1には、一方向弁8の傘部82が当接する弁座10が形成されている。
一方向弁8は、第1ポート部材PB1に設けられた押え部材11によって弁座10の近傍に位置固定される。押え部材11は、例えば、十字形状や網目状の部材であり、第1ポート部材PB1の内周壁に内嵌される。押え部材11は一方向弁8を弁座10に押し付けるものであっても良いし、一方向弁8が弁座10の近傍から第1流体室1の側に移動するのを阻止するだけのものであっても良い。つまり、一方向弁8の傘部82が弁座10の近傍にあれば、第1流体L1の流通・遮断効果を発揮することができる。
弁座10の一部には、図4に示すように、溝状のオリフィス9が形成されている。オリフィス9は、一方向弁8の傘部82が弁座10に当接している状態でも、第1ポートP1と第1流体室1とを連通する。このオリフィス9の流路面積は所定の広さに制限されている。これにより、第1流体室1から第1ポートP1に戻る洗浄水Wの流量が少なく制限される。
本構成であれば、図4(a)に示すように洗浄水Wを第1流体室1に流入させる際には流入量を確保して第1ノズルN1を素早く伸長させることができ、洗浄水Wを洗浄対象Cに向けて素早く吐出することができる。一方、第1流体室1に対する洗浄水Wの供給が停止された場合には、図4(b)に示すように付勢部Eである第1ばねE1aがピストン3を押し戻し、第1流体室1の洗浄水Wがオリフィス9を介して第1ポートP1に排出される。この時の流量は少ないため第1ノズルN1の縮み速度は減速される。
よって、洗浄空気Aが第2ノズルN2から吐出され始めたのち一定時間のあいだ第2ノズルN2は洗浄対象Cに向く位置に保持され、洗浄空気Aを広範囲に吹き付けて洗浄対象Cに付着した洗浄水Wを確実に除去することができる。
尚、一方向弁8とオリフィス9の機能はピストン3に設けてあっても良い。例えば、ピストンシール4として断面がV字状の環状弁を用い、ピストン3が突出側に押される時には第1ばね室35の洗浄水Wが第1流体室1に容易に排出されるものとし、一方、ピストン3が第1ポートP1の側に戻る際には、洗浄水Wが第1流体室1から第1ばね室35に戻り難いように構成する。これによってもピストン3の往復速度に差を設けることができる。
〔第3実施形態〕
図5に示すように、第1ノズルN1と第2ノズルN2とが異なるタイミングで格納されるように構成することもできる。例えば、付勢部Eとして、第1ノズルN1を格納側に付勢する第1付勢部E1、および、第2ノズルN2を格納側に付勢する第2付勢部E2を個別に設けておく。そのうえで、第2ノズルN2に、第1ノズルN1の伸長に際して第1ノズルN1の一部に設けた作用部N12によって伸長の方向に押圧可能であり、第1ノズルN1が収縮する際には作用部N12が離間可能な当接部N22を設けておく。
図5(a)は第1ノズルN1および第2ノズルN2が伸長した状態を示す。この状態は、第1流体室1に流入した洗浄水Wによってピストン3が押し出され、第1ノズルN1の作用部N12が第2ノズルN2の当接部N22に当接して第2ノズルN2を伸長させている。このとき、第2ノズルN2に設けた第2付勢部E2である第2ばねE2aは収縮している。第2ばねE2aは例えばコイル状のばねであり、第2ノズルN2の端部に形成された第2ばね受けN23と第2挿通孔H2の端部に設けた段部との間に設けられている。図5(a)の状態では、第2ポートP2から供給される洗浄空気Aは第2流路R2には流通せず、第2流体室2の内圧を高めている。
図5(b)は、洗浄水Wの供給が停止され、第1ばねE1aに押し戻された第1ノズルN1が格納途中にある状態を示す。この状態では第2ばねE2aによって第2ノズルN2が僅かに格納され、エアシール72が開放されている。ただし、この状態でも第2ポートP2からの洗浄空気Aの供給を続けるのが好ましい。これにより、第1ノズルN1の押圧力が得られない状態でも第2ノズルN2を伸長位置に近付けておくことができ、洗浄空気Aの吐出時間が延長されて、洗浄水Wの除去効果を高めることができる。この後、洗浄空気Aの供給が停止され第2流体室2の圧力が低下すると第2ばねE2aの付勢力がより優勢になり、第2ノズルN2の格納動作が速まる。
また、本構成であれば、筐体Hに対する第1ノズルN1の摺動部と第2ノズルN2の摺動部とが個別に形成される。長尺状の部材を筐体Hに対して摺動させる場合、その摩擦の程度が双方のノズルの動作性に影響する。例えば両ノズルが一体形成されている場合に両者の平行度が不十分であれば、筐体Hとの摺動抵抗が増え、両ノズルの伸長・収縮動作の円滑性が損なわれる。よって、双方のノズルの摺動部は極めて精度よく形成する必要がある。
しかし、本構成の場合、第1ノズルN1と第2ノズルN2とは独立して動作するから第1ノズルN1の伸長方向と第2ノズルN2の伸長方向とには所定の誤差が許容される。よって、第1ノズルN1および第2ノズルN2の摺動部の仕上げ精度が緩和され、洗浄装置Sを効率的に得ることができる。
〔その他の実施形態〕
(第1ばね室の呼吸孔)
第1ばね室35の空気を外部と流通させるためには、例えば、筐体Hの壁部のうち第1ばね室35を形成する部位に呼吸孔(図示省略)を設けても良い。
本構成であれば、第1ノズルN1の外面とダストシール6との間に隙間を形成する必要がなくなる。よって、第1ノズルN1の往復動作に際して異物が第1ばね室35に進入するのをより確実に防止することができる。
(第1吐出口と第2吐出口の共通化)
図1に示すように第1吐出口T1aと第2吐出口T2aとは、個別に設けるものではなく共通の吐出口Tとしても良い。その場合には、洗浄空気Aを吐出する際に吐出口Tの近傍に残存した洗浄水Wが同時に吐出される事態も生じ得る。しかし、第1ノズルN1と第2ノズルN2とを合わせた外形をコンパクトに構成することができる。
また、このように構成する場合には、洗浄水Wと洗浄空気Aとが互いの流路に進入するのを防止するために、第1流路R1の先端部と第2流路R2の先端部とに逆止弁12を設けておくと良い。
(第1吐出口と第2吐出口の開放構造)
第1吐出口T1aおよび第2吐出口T2aは、弁体5やエアシール72などを設けずに、第1流路R1および第2流路R2が常時開放されたものであっても良い。その場合には、特に流動抵抗の少ない洗浄空気Aの吐出圧力を確保するために第2流路R2の断面積をやや小さく構成しておく。
本構成の場合、水ポンプPwおよび空気ポンプPaの駆動開始と共に洗浄水Wおよび洗浄空気Aが吐出され、洗浄水Wの吐出方向が乱れる可能性がある。しかし、洗浄水Wの少なくとも一部は洗浄対象Cに噴射されるから一定の洗浄効果が期待できる。この場合にも、洗浄水Wの吐出終了時期に対して洗浄空気Aの吐出終了時期を遅延させることで、洗浄水Wを確実に除去することができる。
尚、上記何れの実施形態においても、第1流体L1および第2流体L2としては、洗浄水Wおよび洗浄空気Aの他に任意の流体を用いることができる。例えば、洗浄水Wと洗浄空気Aとを混合したものでもよい。また、双方のノズルを伸長させる駆動源に洗浄空気Aを用いても良い。
本発明に係る洗浄装置は、洗浄対象に対して流体を吐出したのち気体を噴射して流体を除去する洗浄装置に広く適用することができる。
1 第1流体室
2 第2流体室
3 ピストン
71 遮断部
8 一方向弁
9 オリフィス
C 洗浄対象
E 付勢部
E1 第1付勢部
E2 第2付勢部
H 筐体
L1 第1流体
L2 第2流体
N1 第1ノズル
N12 作用部
N2 第2ノズル
N22 当接部
P1 第1ポート
P2 第2ポート
R1 第1流路
R2 第2流路
S 洗浄装置
T 吐出部
T1 第1吐出部
T2 第2吐出部
X2 第2ノズルの軸芯

Claims (6)

  1. 筐体と、
    第1流体を受け入れる第1ポートと、
    第2流体を受け入れる第2ポートと、
    前記筐体に設けられた筒状の第1流体室と、
    前記第1ポートから前記第1流体室に流入した前記第1流体に押され、前記第1流体室の内面に沿って摺動するピストンと、
    前記ピストンと一体に形成され、前記第1流体を流通させる第1流路および前記第1流体を洗浄対象に向けて吐出する吐出部を備えつつ、前記筐体に対して伸縮する第1ノズルと、
    前記筐体に設けられた第2流体室と、
    前記第2流体室から前記第2流体を受け入れて流通させる第2流路および前記第2流体を洗浄対象に向けて吐出する吐出部を備えつつ、前記筐体に対して伸縮し、前記第1ノズルの伸長時に前記第1ノズルと共に伸長する第2ノズルと、
    前記第1ノズルおよび前記第2ノズルの少なくとも何れか一方を縮み側に付勢する付勢部と、を備え、
    前記第1流体室から前記第1ノズルに至る前記第1流路が前記ピストンの内部に設けられている洗浄装置。
  2. 前記第2ノズルが伸長側の端点から所定の範囲に位置するとき前記第2流体室と前記第2流路との連通を断つ遮断部が、前記筐体と前記第2ノズルとに亘って設けられている請求項1に記載の洗浄装置。
  3. 前記第2ノズルを内挿しつつ伸縮可能に前記筐体に設けた挿通孔の内径に対し、
    前記挿通孔の軸芯を中心とした前記第2流体室の最大内径が大きく形成されている請求項1または2に記載の洗浄装置。
  4. 前記第1ポートと前記第1流体室との間に、
    前記第1流体が前記第1流体室に流入するのを許容する一方向弁と、
    前記第1ポートおよび前記第1流体室を常に連通するオリフィスと、が備えられている請求項1から3の何れか一項に記載の洗浄装置。
  5. 前記吐出部として、前記第1ノズルの先端に第1吐出部が形成され、前記第2ノズルの先端に第2吐出部が個別に設けられている請求項1から4の何れか一項に記載の洗浄装置。
  6. 前記付勢部として、前記第1ノズルを付勢する第1付勢部、および、前記第2ノズルを付勢する第2付勢部が個別に備えられ、
    前記第2ノズルに、前記第1ノズルの伸長に際して前記第1ノズルの一部に設けた作用部によって前記伸長の方向に押圧可能であり、前記第1ノズルが収縮する際には前記作用部が離間可能な当接部が形成されている請求項1から5の何れか一項に記載の洗浄装置。
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