JP7020441B2

JP7020441B2 - センサ洗浄装置

Info

Publication number: JP7020441B2
Application number: JP2019029173A
Authority: JP
Inventors: 由紀夫近藤; 直人小林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2022-02-16
Anticipated expiration: 2039-02-21
Also published as: JP2020131994A

Description

本発明は、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カメラなどを含む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。このような車載光学センサ等のセンサにおける外部に露出したレンズや保護ガラス等は、泥などの異物が付着する虞があるため、洗浄対象面とされる。そして、前後進する可動ノズルの噴射口から洗浄対象面に向けて流体を噴射して異物を除去する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）。このセンサ洗浄装置では、シリンダとピストンを有するピストン構造を備え、ピストンである可動ノズルが洗浄時のみ洗浄位置に可動されることで、非洗浄時には撮像の邪魔にならず、洗浄時には可動ノズルの噴射口から洗浄液を噴射して洗浄対象面を良好に洗浄することができる。

特開２０１５－５７３３８号公報

しかしながら、上記のようなセンサ洗浄装置では、ピストン構造を備えるため、構成が複雑になるとともに摺動部分でのシール性の確保が難しくなるという問題があった。
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、単純な構成でシール性を確保し易い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センサ洗浄装置（３）は、車両に搭載されるセンサ（２）の洗浄対象面（２ｂ）に向けて流体を噴射させて前記洗浄対象面に付着した異物を除去するためのセンサ洗浄装置であって、先端部が閉じられ、基端側から内部に流体が送給されることでロール状態から伸長状態に伸長変形し、前記伸長状態における先端側に送給された流体を前記洗浄対象面に向けて噴射させる噴射口（５ｂ）を有する伸長ホース（５）を備える。

同構成によれば、先端部が閉じられた伸長ホースに基端側から内部に流体が送給されることでロール状態から伸長状態に伸長ホースが伸長変形し、前記伸長状態における伸長ホースの先端側には送給された流体を前記洗浄対象面に向けて噴射させる噴射口を有しているため、内部に流体が送給されたときのみロール状態から伸長状態となって、その先端側の噴射口から流体が洗浄対象面に向けて噴射される。また、内部に流体が送給されなくなると、伸長変形していた伸長ホースは伸長状態から元のロール状態に戻るとともに噴射口からの流体の噴射が終了する。この構成では、流体の力によって洗浄時のみ噴射口の位置を洗浄に好適な位置に配置できるとともに、ピストン構造を備えたものに比べて、単純な構成でシール性を確保し易くなる。

一実施形態におけるセンサとセンサ洗浄装置の側面図。一実施形態におけるセンサとセンサ洗浄装置の分解斜視図。一実施形態におけるセンサとセンサ洗浄装置の一部斜視図。一実施形態における伸長ホースの断面図。

以下、センサ洗浄装置の一実施形態を図１～図４に従って説明する。
図１に示すように、例えば、図示しない車両のバックドアにはセンサユニット１が固定されている。センサユニット１は、センサとしての車載カメラ２と、センサ洗浄装置３とを備えている。

車載カメラ２は、図示しない撮像素子が内部に収容された略立方体形状の本体部２ａと該本体部２ａの一つの面に設けられた洗浄対象面としてのレンズ２ｂとを有する。本実施形態の本体部２ａの上面における両側には係合溝２ｃが凹設されている。車載カメラ２は、例えば、変速装置のシフトレバーがリバース位置に操作されると、車両の後方のセンシング範囲としての撮像範囲Ｗを撮像し、その撮像画像を車内のディスプレイに送信して表示させる。

図１及び図２に示すように、センサ洗浄装置３は、車載カメラ２に対して固定可能な洗浄ホルダ４と、該洗浄ホルダ４に固定された伸長ホース５とを備える。
洗浄ホルダ４は、車載カメラ２に対して着脱可能とされている。詳しくは、洗浄ホルダ４は、車載カメラ２の本体部２ａの鉛直方向下方側の下面に接触して配置される略立方体形状のホルダ本体部４ａと、該ホルダ本体部４ａの両側から車載カメラ２の本体部２ａの側面に沿って延びる一対の腕部４ｂと、該一対の腕部４ｂの先端部から互いに近づく方向に突出して前記係合溝２ｃの上面に係合される爪部４ｃとを有する。これにより、洗浄ホルダ４は、腕部４ｂを撓ませることで爪部４ｃを係合溝２ｃに係合させることと非係合とさせることが可能とされ、車載カメラ２の本体部２ａに対して装着させることと離脱させることが可能とされている。

また、洗浄ホルダ４は、ホルダ本体部４ａにおける前記レンズ２ｂとは反対側（図１中、右側で車両側に相当）の面から延びるインレット４ｄと、ホルダ本体部４ａにおける前記レンズ２ｂ側（図１中、左側で車両後方側）から延びるアウトレット４ｅとを有する。インレット４ｄには、図示しないタンクから流体としての洗浄液を送給する電動ポンプＰが接続される。また、アウトレット４ｅは、その先端部に上方（レンズ２ｂ側）に突出するホルダ接続部４ｆを有する。ホルダ接続部４ｆは、インレット４ｄと連通して上方に開口した筒状であって、車載カメラ２の幅方向に長い形状とされている。また、ホルダ接続部４ｆの外面全周には、嵌着溝４ｇが形成されている。そして、ホルダ接続部４ｆには、伸長ホース５の基端側が固定されている。

伸長ホース５は、洗浄ホルダ４に対して交換可能に固定されている。詳しくは、伸長ホース５は、例えば柔らかい樹脂材等からなり、その基端部に前記ホルダ接続部４ｆに外嵌可能なホース接続部５ａを有する。そして、伸長ホース５は、ホース接続部５ａがホルダ接続部４ｆに外嵌された状態で、前記嵌着溝４ｇと対応した位置にホース接続部５ａを挟むようにクリップ６が装着されることで洗浄ホルダ４にシール状態で固定されている。なお、本実施形態のクリップ６は、一対のアーム６ａの基端部がヒンジ部６ｂを介して連結され、各アーム６ａの先端部に互いに嵌合する嵌合突起６ｃと嵌合孔６ｄとが形成されたものである。これにより、伸長ホース５は、ホース接続部５ａがホルダ接続部４ｆに外嵌された状態でクリップ６の一対のアーム６ａに挟まれ、嵌合突起６ｃと嵌合孔６ｄとが嵌合状態とされることで嵌着溝４ｇとクリップ６とに挟持され、嵌合突起６ｃと嵌合孔６ｄとが非嵌合状態とされることで取り外し可能とされている。

そして、図１及び図３に示すように、伸長ホース５は、先端部が閉じられた長尺の袋状をなし、伸長ホース５の基端側から内部に流体としての洗浄液が送給されることでロール状態から伸長状態に伸長変形し、前記伸長状態における先端側には送給された洗浄液をレンズ２ｂに向けて噴射させる噴射口５ｂ（図３参照）を有する。詳しくは、伸長ホース５は、内部に洗浄液が送給されていない状態では先端側が渦巻き状に巻き取られた形状のロール状態を維持するように成形されている。また、図１に示すように、伸長ホース５は、前記ロール状態で車載カメラ２の撮像範囲Ｗ外に配置されている。また、伸長ホース５は、前記ロール状態では、その巻き取られる側がレンズ２ｂに近い側（図１中、右側）となるように設定されている。また、伸長ホース５は、内部に洗浄液が送給されている伸長状態では、車載カメラ２のレンズ２ｂが設けられた面に沿って上方に略真っ直ぐ延びた形状となるように成形されている。また、伸長ホース５は、前記伸長状態で車載カメラ２のセンシング軸線としての撮像軸線Ｌと交差するように設定されている。そして、本実施形態の前記噴射口５ｂは、前記伸長状態において前記撮像軸線Ｌと交わる位置と、その位置から等距離の位置且つ等間隔の４箇所の位置とに設けられている。

また、図４に模式的に示すように、伸長ホース５の内面には、洗浄液が送給されていない状態で内面同士の密着を抑制する密着抑制部としての複数の凸部５ｃが設けられている。なお、本実施形態の凸部５ｃは、伸長ホース５の幅方向及び長手方向にそれぞれ等間隔で一様に設けられている。

次に、上記のように構成されたセンサ洗浄装置３の作用について説明する。
まず、電動ポンプＰが駆動されておらず、伸長ホース５の内部に洗浄液が送給されていない状態では伸長ホース５がロール状態となっており、車載カメラ２の撮像範囲Ｗ外に配置されているため、伸長ホース５が撮像の邪魔になることがない。

そして、例えば、車内に設けられた操作スイッチが操作された際等、洗浄指令信号により電動ポンプＰが駆動されると洗浄ホルダ４を介して伸長ホース５の基端側から内部に洗浄液が送給される。すると、伸長ホース５は、ロール状態から伸長状態に伸長変形し、洗浄液が伸長ホース５の先端部に行きわたると伸長状態における噴射口５ｂからレンズ２ｂに向けて洗浄液が噴射される。これにより、レンズ２ｂが洗浄される。

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）先端部が閉じられた伸長ホース５に基端側から内部に洗浄液が送給されることでロール状態から伸長状態に伸長ホース５が伸長変形し、伸長状態における伸長ホース５の先端側には送給された洗浄液をレンズ２ｂに向けて噴射させる噴射口５ｂを有しているため、内部に洗浄液が送給されたときのみロール状態から伸長状態となって、その先端側の噴射口５ｂから洗浄液がレンズ２ｂに向けて噴射される。また、内部に洗浄液が送給されなくなると、すなわち、外力が働かなくなると、伸長変形していた伸長ホース５は伸長状態から元のロール状態に戻るとともに噴射口５ｂからの洗浄液の噴射が終了する。この構成では、洗浄液の力によって洗浄時のみ噴射口５ｂの位置を洗浄に好適な位置に配置できるとともに、ピストン構造を備えたものに比べて、単純な構成でシール性を確保し易くなる。

（２）伸長ホース５の内面には、洗浄液が送給されていない状態で内面同士の密着を抑制する密着抑制部としての複数の凸部５ｃが設けられるため、内面同士の密着が抑制され、例えば、伸長ホース５に洗浄液が送給されない状態が長期間にわたると伸長ホース５内の洗浄液が蒸発して内面同士が貼り付いてしまう虞があるが、これを抑制することができる。よって、例えば、長期間使用されなかった場合でも、正常な洗浄動作を確保することが可能となる。

（３）伸長ホース５は、ロール状態で車載カメラ２の撮像範囲Ｗ外に配置されるため、非洗浄時の伸長ホース５の映り込みを防止して車載カメラ２の撮像を阻害してしまうことが防止される。

（４）伸長ホース５は、伸長状態で車載カメラ２のセンシング軸線としての撮像軸線Ｌと交差（本実施形態では直交）するように設定されるため、レンズ２ｂまでの距離が短く伸長ホース５の伸長変形を迅速に行い応答性の良い洗浄をすることができる。

（５）伸長ホース５が固定され、車載カメラ２に対して固定可能な洗浄ホルダ４を備えるため、伸長ホース５を車載カメラ２に対して簡単に位置決めしつつ固定することができる。

（６）伸長ホース５は、洗浄ホルダ４に対して交換可能に固定されるため、例えば、伸長ホース５が損傷しても伸長ホース５のみを容易に交換することが可能となる。なお、伸長ホース５はロール状態から伸長状態に伸長変形することなどから、劣化等により損傷し易い。よって、伸長ホース５のみを容易に交換できる構成は効果が高い。

（７）洗浄ホルダ４は、車載カメラ２に対して着脱可能とされるため、例えば、伸長ホース５や洗浄ホルダ４が損傷しても洗浄ホルダ４を容易に交換することが可能となる。
（８）伸長ホース５は、ロール状態でレンズ２ｂに対し鉛直方向下方側に配置されるため、例えば、洗浄後等に伸長ホース５から洗浄液が重力で垂れてレンズ２ｂに掛かってしまうことが防止される。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、伸長ホース５の内面には、洗浄液が送給されていない状態で内面同士の密着を抑制する密着抑制部としての複数の凸部５ｃが設けられるとしたが、これに限定されず、同様に機能する例えば内面同士の接触面積を小さくするような凹部等の他の密着抑制部を設けた構成としてもよい。また、密着抑制部が設けられていない構成としてもよい。

・上記実施形態では、伸長ホース５は、ロール状態で車載カメラ２の撮像範囲Ｗ外に配置されるとしたが、これに限定されず、例えば、ロール状態でも一部が撮像範囲Ｗ内に配置されるようにしてもよい。

・上記実施形態では、伸長ホース５は、伸長状態で車載カメラ２のセンシング軸線としての撮像軸線Ｌと交差するように設定されるとしたが、これに限定されず、伸長状態でも撮像軸線Ｌと交差しないように設定してもよい。

・上記実施形態では、センサ洗浄装置３は、伸長ホース５が固定され車載カメラ２に対して固定可能な洗浄ホルダ４を備えるとしたが、これに限定されず、例えば、伸長ホース５は他の構成で車両に対して固定してもよい。

・上記実施形態では、伸長ホース５は、洗浄ホルダ４に対して交換可能に固定されるとしたが、これに限定されず、例えば、接着剤や溶着等によって交換不能又は交換困難に固定してもよい。また、クリップ６の形状やホルダ接続部４ｆ等の構成を変更して伸長ホース５を洗浄ホルダ４に対して交換可能に固定してもよい。

・上記実施形態では、洗浄ホルダ４は、車載カメラ２に対して着脱可能とされるとしたが、これに限定されず、例えば、接着剤や溶着等によって着脱不能又は着脱困難に固定してもよい。また、腕部４ｂや係合溝２ｃ等の構成を変更して洗浄ホルダ４を車載カメラ２に対して着脱可能としてもよい。

・上記実施形態では、伸長ホース５は、ロール状態でレンズ２ｂの下方に配置されるとしたが、これに限定されず、例えば、ロール状態でレンズ２ｂの上方や側方に配置してもよい。

・上記実施形態では、伸長ホース５は、柔らかい樹脂材等からなるとしたが、内部に流体としての洗浄液が送給されることでロール状態から伸長状態に伸長変形し、内部に洗浄液が送給されなくなると伸長状態から元のロール状態に戻る機能を有していれば、他の構成としてもよく、例えば、金属製のワイヤや板ばね等を備えた構成としてもよい。

・上記実施形態では、バックドアに設けられた車載カメラ２のレンズ２ｂに付着した異物を除去するためのセンサ洗浄装置３に具体化したが、これに限定されず、車両の他の部位に搭載される他のセンサの洗浄対象面に付着した異物を除去するためのセンサ洗浄装置としてもよい。

・上記実施形態では、流体としての洗浄液を噴射させるセンサ洗浄装置３に具体化したが、空気や、空気と液体の混合流体を噴射させるセンサ洗浄装置に具体化してもよい。

２…車載カメラ（センサ）、２ｂ…レンズ（洗浄対象面）、３…センサ洗浄装置、４…洗浄ホルダ、５…伸長ホース、５ｂ…噴射口、５ｃ…凸部（密着抑制部）、Ｌ…撮像軸線（センシング軸線）、Ｗ…撮像範囲（センシング範囲）。

Claims

車両に搭載されるセンサ（２）の洗浄対象面（２ｂ）に向けて流体を噴射させて前記洗浄対象面に付着した異物を除去するためのセンサ洗浄装置（３）であって、
先端部が閉じられ、基端側から内部に流体が送給されることでロール状態から伸長状態に伸長変形し、前記伸長状態における先端側に送給された流体を前記洗浄対象面に向けて噴射させる噴射口（５ｂ）を有する伸長ホース（５）を備えたセンサ洗浄装置。
前記伸長ホースの内面には、流体が送給されていない状態で内面同士の密着を抑制する密着抑制部（５ｃ）が設けられた請求項１に記載のセンサ洗浄装置。
前記伸長ホースは、前記ロール状態で前記センサのセンシング範囲（Ｗ）外に配置された請求項１又は請求項２に記載のセンサ洗浄装置。
前記伸長ホースは、前記伸長状態で前記センサのセンシング軸線（Ｌ）と交差するように設定された請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のセンサ洗浄装置。
前記伸長ホースが固定され、前記センサに対して固定可能な洗浄ホルダ（４）を備えた請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のセンサ洗浄装置。
前記伸長ホースは、前記洗浄ホルダに対して交換可能に固定された請求項５に記載のセンサ洗浄装置。
前記洗浄ホルダは、前記センサに対して着脱可能とされた請求項５又は請求項６に記載のセンサ洗浄装置。