JP7020444B2

JP7020444B2 - センサ洗浄装置

Info

Publication number: JP7020444B2
Application number: JP2019055226A
Authority: JP
Inventors: 由紀夫近藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2022-02-16
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: JP2020152338A

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、摺動部分でのシール性の確保が難しく、構成が複雑に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、単純な構成で良好に洗浄できる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（Ｓ）を供給し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、流体を噴射させる噴射口（４ｃ）と、前記噴射口から噴射された流体の力の作用で待機位置から洗浄位置に可動しつつその流体の方向を前記洗浄対象面に向けて変更して該洗浄対象面を洗浄し、流体の力が作用していない状態では待機位置を維持する可動部材（５，７，１１）とを備える。

同構成によれば、噴射口から噴射された流体の力が作用して待機位置から洗浄位置に可動しつつその流体の方向を洗浄対象面に変更して供給することで該洗浄対象面を洗浄し、流体の力が作用していない状態では待機位置を維持する可動部材を備えるため、噴射口から流体が噴射されたときのみ可動部材が洗浄に好適な洗浄位置に配置されて洗浄が行われる。この構成では、噴射口から噴射された流体の力の作用によって洗浄時のみ可動部材の位置を洗浄に好適な洗浄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、単純な構成とすることができる。

一実施形態におけるセンサとセンサ洗浄装置の正面図。（ａ）は一実施形態におけるセンサとセンサ洗浄装置の正面図。（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ－Ａ線に沿った一部断面図。（ａ）は別例におけるセンサとセンサ洗浄装置の正面図。（ｂ）は図３（ａ）におけるＢ－Ｂ線に沿った一部断面図。（ａ）は別例におけるセンサとセンサ洗浄装置の正面図。（ｂ）は図４（ａ）におけるＣ－Ｃ線に沿った一部断面図。別例におけるセンサとセンサ洗浄装置の一部断面図。別例におけるセンサとセンサ洗浄装置の一部断面図。

以下、センサ洗浄装置の一実施形態を図１及び図２に従って説明する。
図１に示すように、例えば、車両のバックドア１の外面には、センサとしての車載カメラ２と、センサ洗浄装置３とが固定されている。

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の一つの面であって車両の後方側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。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、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、センサ洗浄装置３は、バックドア１の外面における車載カメラ２の上方に固定されるノズル４と、該ノズル４に対して回動可能に設けられた可動部材としての回動部材５とを備える。

図２（ｂ）に示すように、ノズル４は、ノズル本体４ａと、ノズル本体４ａにおけるレンズ２ｂの向きとは反対側（図２（ｂ）中、右側であって、車両の前方側）の面から延びる導入部４ｂとを有する。導入部４ｂには、図示しないタンクから流体としての洗浄液Ｓを送給するポンプＰがホースを介して接続される。ノズル本体４ａには、導入部４ｂと連通し、該導入部４ｂに供給された洗浄液Ｓを噴射させる噴射口４ｃが設けられている。噴射口４ｃは、洗浄液Ｓを車載カメラ２のレンズ２ｂに噴射させるべく、車両の下方に向けて開口している。詳しくは、図２（ｂ）に示すように、本実施形態の噴射口４ｃは、前記レンズ２ｂの真上に配置され、洗浄液Ｓを斜め下方であって、レンズ２ｂから離間する方向（図２（ｂ）中、左方向）の斜め下方に向けて（後述する回動部材５の車載カメラ２側の面に向けて）噴射させるように設定されている。

回動部材５は、噴射口４ｃから噴射された洗浄液Ｓの力が作用して待機位置（図１参照）から洗浄位置（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）に可動しつつその洗浄液Ｓの方向を車両下方からレンズ２ｂに向けて変更して供給することで該レンズ２ｂを洗浄し、洗浄液Ｓの力が作用していない状態では待機位置を維持するように設けられている。

詳しくは、回動部材５は、長尺板状に形成され、ノズル本体４ａにおけるレンズ２ｂの向きと同じ側（図２（ｂ）中、左側であって、車両の後方側）の面から延びる回動軸４ｄに基端部が回動可能に設けられている。回動部材５は、図１に示すように、車載カメラ２のセンシング範囲である撮像範囲Ｗ外の待機位置から、図２（ａ）に示すように、先端側が車載カメラ２のセンシング軸線である撮像軸線Ｌと交差する洗浄位置まで回動可能に設けられている。なお、図１では、回動部材５が回動する平面と同一平面上における撮像範囲Ｗを模式的に図示している。

また、図１に示すように、センサ洗浄装置３は、回動部材５を前記待機位置側に付勢する付勢部材としての捩りコイルばね６を備えている。捩りコイルばね６は、そのコイル部６ａが前記回動軸４ｄに外嵌され、その一端６ｂがノズル本体４ａに設けられた支持壁４ｅに支持され、その他端６ｃが回動部材５に設けられた付勢壁５ａを付勢する態様で設けられている。この付勢壁５ａは、回動部材５におけるノズル本体４ａ側の面に立設されている。

そして、図１に示すように、回動部材５は、レンズ２ｂと対向する側（図１中、紙面奥側であって、車両の前方側）に突出し、前記待機位置から前記洗浄位置までの間で前記噴射口４ｃから噴射された洗浄液Ｓが当たると洗浄液Ｓの力が回動部材５を洗浄位置側に回動させるように作用する回動壁５ｂを有する。本実施形態の回動壁５ｂは、回動部材５の長手方向に沿った縁部に形成されている。なお、図１では、噴射口４ｃから噴射された洗浄液Ｓが回動壁５ｂに当たって回動部材５が回動する直前の状態を図示し、回動壁５ｂに当たった洗浄液Ｓは回動壁５ｂに沿って回動部材５の先端側に流れることになる。このとき、洗浄液Ｓが当たった回動壁５ｂには、回動力として回動軸４ｄ周りの洗浄位置方向への分力が作用する。

また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、回動部材５は、レンズ２ｂと対向する側（図２（ａ）中、紙面奥側であって、車両の前方側）に突出し、前記洗浄位置で噴射口４ｃから噴射された洗浄液Ｓが当たって該洗浄液Ｓがレンズ２ｂに向かうように作用する向き変更壁５ｃを有する。本実施形態の向き変更壁５ｃは、回動部材５の先端部に形成されている。また、向き変更壁５ｃは、洗浄液Ｓの向きをスムーズに変更すべく、断面が湾曲形状（図２（ｂ）参照）に形成されている。また、向き変更壁５ｃは、洗浄液Ｓが前記撮像軸線Ｌを通ってレンズ２ｂに向かうように設定されている。

また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、回動部材５は、レンズ２ｂと対向する側（図２（ａ）中、紙面奥側であって、車両の前方側）に突出し、洗浄液Ｓが向き変更壁５ｃに当たっている際に前記回動壁５ｂとは反対側（図２（ａ）中、左側）から洗浄液Ｓが漏れないように作用する遮蔽壁５ｄを有する。本実施形態の遮蔽壁５ｄは、回動部材５の長手方向に沿った縁部であって回動壁５ｂの反対側に形成されている。

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、ポンプＰが駆動されておらず、回動部材５に洗浄液Ｓの力が作用していない状態では捩りコイルばね６の付勢力によって回動部材５が待機位置に維持され、該回動部材５が車載カメラ２の撮像範囲Ｗ外に配置されるため、回動部材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ポンプＰが駆動されて、ノズル４の噴射口４ｃから洗浄液Ｓが噴射されると、その洗浄液Ｓが回動壁５ｂに当たることで回動部材５に回動軸４ｄ周りの回動力が作用して捩りコイルばね６の付勢力に抗して洗浄位置に回動され、さらにその洗浄液Ｓが向き変更壁５ｃに当たって向きが変更されてレンズ２ｂに供給される。これにより、レンズ２ｂが洗浄される。

そして、ポンプＰが停止されると、回動部材５は捩りコイルばね６の付勢力によって待機位置に回動し車載カメラ２の撮像範囲Ｗ外に配置される。
次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。

（１）噴射口４ｃから噴射された洗浄液Ｓの力が作用して待機位置から洗浄位置に可動しつつその洗浄液Ｓの方向をレンズ２ｂに向けて変更して供給して該レンズ２ｂを洗浄し、洗浄液Ｓの力が作用していない状態では待機位置を維持する回動部材５を備えるため、噴射口４ｃから洗浄液Ｓが噴射されたときのみ回動部材５が洗浄に好適な洗浄位置に配置されて洗浄が行われる。この構成では、噴射口４ｃから噴射された洗浄液Ｓの力の作用によって洗浄時のみ回動部材５の位置を洗浄に好適な洗浄位置に配置できるとともに、液密に摺動するピストン構造を備えたものに比べて、単純な構成とすることができる。また、もちろん、摺動するピストン構造を備えていないため、ピストン構造の部位で生じる洗浄液Ｓの漏れは生じることがない。

（２）回動部材５を待機位置側に付勢する捩りコイルばね６を備えるため、洗浄液Ｓの力が作用していない状態では捩りコイルばね６の付勢力によって回動部材５を洗浄位置から待機位置に可動させて該待機位置を維持させることができる。

（３）回動部材５は、待機位置で車載カメラ２の撮像範囲Ｗ外に配置されるため、非洗浄時に車載カメラ２の撮像を阻害してしまうこと、すなわち非洗浄時の回動部材５の映り込みが防止される。

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。

・上記実施形態の回動部材５は、噴射口４ｃから噴射された流体の力の作用によって待機位置から洗浄位置に可動しつつその流体の方向を洗浄対象面に向けて変更して供給して該洗浄対象面を洗浄し、流体の力が作用していない状態では待機位置を維持する他の可動部材に変更してもよい。

例えば、可動部材は、噴射口４ｃから遠のく前進方向と噴射口４ｃ側に近づく後退方向とに移動可能に設けられ、待機位置で噴射口４ｃから噴射された流体が当たると前進するように作用しつつ洗浄位置では流体の向きが洗浄対象面に向かうように変更される複合壁を有した前進後退部材としてもよい。

具体的には、例えば、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す前進後退部材７を備えた構成としてもよい。詳しくは、前進後退部材７は、バックドア１に対して回動可能に設けられたレバー８に対して連結され、レバー８が回動することで、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す待機位置から図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す洗浄位置まで上下方向に移動可能とされている。なお、待機位置は、レンズ２ｂよりも上方の噴射口４ｃに近い位置であって車載カメラ２の撮像範囲Ｗ（図３（ｂ）参照）外に設定され、洗浄位置は、噴射口４ｃから遠い位置であって車載カメラ２の撮像軸線Ｌと交差する位置に設定されている。また、この例のセンサ洗浄装置は、レバー８を付勢することで前進後退部材７を後退方向側である待機位置側に付勢する捩りコイルばね９を備えている。

そして、前進後退部材７は、レンズ２ｂと対向する側（図３（ａ）及び図４（ａ）中、紙面奥側であって、車両の前方側）に突出し、噴射口４ｃから噴射された洗浄液Ｓが当たると前進後退部材７を洗浄位置側に前進させるように力が作用しつつ洗浄位置では洗浄液Ｓの向きがレンズ２ｂに向かうように変更される複合壁７ａを有する。複合壁７ａは、前進後退部材７の下端に形成され、洗浄液Ｓの向きをスムーズに変更すべく、断面が湾曲形状に形成されている。また、前進後退部材７の両側には、レンズ２ｂと対向する側（図３（ａ）及び図４（ａ）中、紙面奥側であって、車両の前方側）に突出し、洗浄液Ｓが複合壁７ａに当たっている際に洗浄液Ｓが前進後退部材７の両側から漏れないように機能する遮蔽壁７ｂが設けられている。

このようにすると、ポンプＰが駆動されて、ノズル４の噴射口４ｃから洗浄液Ｓが噴射されると、その洗浄液Ｓが複合壁７ａに当たることで前進後退部材７が洗浄位置側に前進されつつ、その洗浄液Ｓが複合壁７ａに当たって向きが変更されてレンズ２ｂに供給される。これにより、レンズ２ｂが洗浄される。この構成においても、噴射された洗浄液Ｓの力によって洗浄時のみ前進後退部材７の位置を洗浄に好適な洗浄位置に配置できるとともに、液密に摺動するピストン構造を備えたものに比べて、単純な構成とすることができる。

また、例えば、図５及び図６に示す前進後退部材１１を備えた構成としてもよい。詳しくは、前進後退部材１１は、長尺板状に形成され、ノズル本体４ａに設けられた支持軸４ｆに対して自身の長手方向にスライド移動可能に支持され、図５に示す待機位置から図６に示す洗浄位置までスライド移動可能とされている。なお、待機位置は、前進後退部材１１の先端部がレンズ２ｂよりも上方の噴射口４ｃに近い位置であって車載カメラ２の撮像範囲Ｗ外に設定され、洗浄位置は、前進後退部材１１の先端部が噴射口４ｃから遠い位置であって車載カメラ２の撮像範囲Ｗ内に設定されている。また、この例のセンサ洗浄装置は、前進後退部材１１の後端部を付勢することで前進後退部材１１を後退方向側である待機位置側に付勢する圧縮コイルばね１２を備えている。

そして、前進後退部材１１は、レンズ２ｂと対向する側（図５及び図６中、右側であって、車両の前方側）に突出し、噴射口４ｃから噴射された洗浄液Ｓが当たると前進後退部材１１を洗浄位置側に前進させるように力が作用しつつ洗浄位置では洗浄液Ｓの方向がレンズ２ｂに向かうように変更される複合壁１１ａを有する。複合壁１１ａは、前進後退部材１１の先端に形成され、洗浄液Ｓの向きをスムーズに変更すべく、断面が湾曲形状に形成されている。

このようにしても、ポンプＰが駆動されて、ノズル４の噴射口４ｃから洗浄液Ｓが噴射されると、その洗浄液Ｓが複合壁１１ａに当たることで前進後退部材１１が洗浄位置側に前進されつつ、その洗浄液Ｓが複合壁１１ａに当たって向きが変更されてレンズ２ｂに供給される。これにより、レンズ２ｂが洗浄される。この構成においても、噴射された洗浄液Ｓの力が作用して洗浄時のみ前進後退部材１１の位置を洗浄に好適な洗浄位置に配置できるとともに、液密に摺動するピストン構造を備えたものに比べて、単純な構成とすることができる。

・上記各実施形態では、回動部材５や前進後退部材７，１１を待機位置側に付勢する付勢部材としての捩りコイルばね６，９や圧縮コイルばね１２を備えるとしたが、これに限定されず、例えば、付勢部材を備えず、流体の力が作用していない状態では重力によって洗浄位置から待機位置に可動して該待機位置を維持する構成としてもよい。

・上記実施形態では、回動部材５や前進後退部材７，１１は、待機位置で車載カメラ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、一部が車載カメラ２の撮像範囲Ｗ内に配置される構成としてもよい。

・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にて洗浄を行うセンサ洗浄装置３に具体化したが、空気や、空気と液体の混合流体にて洗浄を行う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、４ｃ…噴射口、５…回動部材（可動部材）、５ｂ…回動壁、５ｃ…向き変更壁、６，９…捩りコイルばね（付勢部材）、７，１１…前進後退部材（可動部材）、７ａ，１１ａ…複合壁、１２…圧縮コイルばね（付勢部材）、Ｓ…洗浄液（流体）、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（Ｓ）を供給し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、
流体を噴射させる噴射口（４ｃ）と、
前記噴射口から噴射された流体の力の作用で待機位置から洗浄位置に可動しつつその流体の方向を前記洗浄対象面に向けて変更して該洗浄対象面を洗浄し、流体の力が作用していない状態では待機位置を維持する可動部材（５，７，１１）と
を備えたセンサ洗浄装置。
前記可動部材を前記待機位置側に付勢する付勢部材（６，９，１２）を備えた請求項１に記載のセンサ洗浄装置。
前記可動部材は、回動可能に設けられた回動部材（５）であって、該回動部材は、前記待機位置から前記洗浄位置までの間で前記噴射口から噴射された流体が当たると前記回動部材に回動力を作用させる回動壁（５ｂ）と、前記洗浄位置で前記噴射口から噴射された流体が当たって該流体の方向を前記洗浄対象面に向けて変更させる向き変更壁（５ｃ）とを有する請求項１又は請求項２に記載のセンサ洗浄装置。
前記可動部材は、前記噴射口から遠のく前進方向と前記噴射口側に近づく後退方向とに移動可能に設けられた前進後退部材（７，１１）であって、該前進後退部材は、前記噴射口から噴射された流体が当たると前記前進後退部材を前進させるように作用しつつ前記洗浄位置で前記流体の方向を前記洗浄対象面に向けて変更させる複合壁（７ａ，１１ａ）を有する請求項１又は請求項２に記載のセンサ洗浄装置。
前記可動部材は、前記待機位置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から請求項４のいずれか１項に記載のセンサ洗浄装置。