JP7457543B2

JP7457543B2 - 電磁弁および電磁弁を備える車両用クリーナシステム

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Publication number: JP7457543B2
Application number: JP2020046700A
Authority: JP
Inventors: 晃宜久保田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2024-03-28
Anticipated expiration: 2040-03-17
Also published as: CN113404915B; CN215110838U; CN113404915A; JP2021148162A

Description

本発明は、電磁弁および電磁弁を備える車両用クリーナシステムに関する。

車両に搭載されたカメラを洗浄液で洗浄可能な車両用クリーナが特許文献１に開示されている。

日本国特開２００１－１７１４９１号公報

近年、車両には、複数のカメラやセンサが搭載されるようになってきている。複数のカメラやセンサを特許文献１に開示のような車両用クリーナで洗浄する場合には、複数の車両用クリーナを含む車両用クリーナシステムとして統合し、車両に搭載することが考えられる。
ところでこのような車両用クリーナシステムを実現する際には、洗浄液を貯留したタンクから各々のクリーナユニットへ流体を輸送する必要がある。共通の管路から、各々のクリーナユニットへ分岐させるように配管を構成する場合には、多数の電磁弁が必要になる。複数の電磁弁を車両に搭載することになるため、各々の電磁弁の消費電力をなるべく低減したいという要求がある。

そこで、本発明は、少ない消費電力で作動させることが可能な電磁弁、および当該電磁弁を備えた車両用クリーナシステムを提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る電磁弁は、
固定子に対して移動する可動子を有するソレノイドと、
前記可動子に設けられた封止部と、
前記封止部を付勢する付勢部材と、
前記可動子に設けられて前記ソレノイドへの流体の流入を防止するベローズ型の密閉部と、
上流側に入口側端部を有し、下流側に第一出口側端部を有する第一管路と、
下流側に第二出口側端部を有する第二管路と、
を備え、
前記封止部は、前記可動子よりも外径が広がったリップ形状となるように形成され、
前記第二管路には、前記封止部と密着可能であって、第一位置と第二位置との間で移動可能な受座が設けられ、
前記第二管路の前記受座よりも上流側に、前記第一管路と前記第二管路が合流する合流部が設けられ、
前記第二管路の前記受座と前記第二出口側端部との間には前記流体が滞留可能な滞留部が設けられる。
第一状態では、前記入口側端部から流入した流体が前記第一出口側端部に流れることが許容される一方で、前記付勢部材による押圧力と前記合流部の流体の圧力が、前記受座を前記第一位置へと押し付けるとともに前記封止部を前記受座に押し付けるように作用することで前記封止部が前記第一位置にある前記受座に密着し、これにより、前記流体は前記第二出口側端部に流れることを許容されず、
第二状態では、前記可動子の移動により前記封止部が前記受座から離間することにより、前記入口側端部から流入した流体が前記封止部と前記受座との間を介して前記滞留部に流れることが許容され、
第三状態では、前記滞留部の流体の圧力が前記受座を前記第二位置へと移動させるように作用することで前記受座が前記滞留部と離間し、これにより、前記入口側端部から流入した流体が前記受座と前記滞留部との間を介して前記第二出口側端部に流れることが許容される。

本発明の一側面に係る車両用クリーナシステムは、
上記の電磁弁を含む上流側分岐部と、
前記上流側分岐部の前記電磁弁の前記入口側端部に接続され、洗浄媒体を貯留するタンクと、
前記上流側分岐部の前記電磁弁の前記第二出口側端部に接続された上流側クリーナユニットと、
請求項１に記載の電磁弁を含む下流側分岐部と、
前記上流側分岐部の前記電磁弁の前記第一出口側端部と前記下流側分岐部の前記電磁弁の前記入口側端部とを接続する接続部と、
前記下流側分岐部の前記電磁弁の前記第二出口側端部に接続された下流側クリーナユニットと、
前記下流側分岐部の前記電磁弁の前記第一出口側端部に設けられ、前記電磁弁の前記第一出口側端部から外部への前記洗浄媒体の吐出を防止する閉塞部と、を有する。

本発明によれば、少ない消費電力で作動させることが可能な電磁弁、およびそれを有する車両用クリーナシステムが提供される。

実施形態に係るクリーナシステムを搭載した車両の上面図である。車両システムのブロック図である。クリーナシステムのブロック図である。実施形態に係る第一電磁弁の正面図である。第一電磁弁の側面図である。第一状態における図５のＶＩ－ＶＩ線断面矢視図である。第一状態における図４のＶ－Ｖ線断面矢視図である。第二状態における図５のＶＩ－ＶＩ線断面矢視図である。第二状態における図４のＶ－Ｖ線断面矢視図である。第三状態における図４のＶ－Ｖ線断面矢視図である。後ポンプ、後カメラクリーナ、後ＬＣ、後ＷＷに対して第八電磁弁～第十電磁弁が接続される様子を示した模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

また、本実施形態の説明では、説明の便宜上、「左右方向」、「前後方向」、「上下方向」について適宜言及する。これらの方向は、図１に示す車両１について設定された相対的な方向である。ここで、「上下方向」は、「上方向」及び「下方向」を含む方向である。「前後方向」は、「前方向」及び「後方向」を含む方向である。「左右方向」は、「左方向」及び「右方向」を含む方向である。

図１は、本実施形態に係る車両用クリーナシステム１００（以下、クリーナシステム１００と称す）が搭載された車両１の上面図である。車両１は、クリーナシステム１００を備えている。本実施形態において、車両１は自動運転モードで走行可能な自動車である。

まず、図２を参照して車両１の車両システム２について説明する。図２は、車両システム２のブロック図を示している。図２に示すように、車両システム２は、車両制御部３と、内部センサ５と、外部センサ６と、ランプ７と、ＨＭＩ８（ＨｕｍａｎＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ）と、ＧＰＳ９（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）と、無線通信部１０と、地図情報記憶部１１とを備えている。さらに、車両システム２は、ステアリングアクチュエータ１２と、ステアリング装置１３と、ブレーキアクチュエータ１４と、ブレーキ装置１５と、アクセルアクチュエータ１６と、アクセル装置１７とを備えている。

車両制御部３は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成されている。車両制御部３は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等のプロセッサと、各種車両制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、各種車両制御データが一時的に記憶されるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）とにより構成されている。プロセッサは、ＲＯＭに記憶された各種車両制御プログラムから指定されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭとの協働で各種処理を実行するように構成されている。車両制御部３は、車両１の走行を制御するように構成されている。

内部センサ５は、自車両の情報を取得可能なセンサである。内部センサ５は、例えば、加速度センサ、速度センサ、車輪速センサ及びジャイロセンサ等の少なくとも一つである。内部センサ５は、車両１の走行状態を含む自車両の情報を取得し、該情報を車両制御部３に出力するように構成されている。
内部センサ５は、運転者が運転席に座っているかどうかを検出する着座センサ、運転者の顔の方向を検出する顔向きセンサ、車内に人がいるかどうかを検出する人感センサなどを備えていてもよい。

外部センサ６は、自車両の外部の情報を取得可能なセンサである。外部センサは、例えば、カメラ、レーダ、ＬｉＤＡＲ等の少なくとも一つである。外部センサ６は、車両１の周辺環境（他車、歩行者、道路形状、交通標識、障害物等）を含む自車両の外部の情報を取得し、該情報を車両制御部３に出力するように構成されている。あるいは、外部センサ６は、天候状態を検出する天候センサや車両１の周辺環境の照度を検出する照度センサなどを備えていてもよい。
カメラは、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）等の撮像素子を含むカメラである。カメラは、可視光を検出するカメラや、赤外線を検出する赤外線カメラである。
レーダは、ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ又はレーザーレーダ等である。
ＬｉＤＡＲとは、ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇまたはＬａｓｅｒＩｍａｇｉｎｇＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇの略語である。ＬｉＤＡＲは、一般にその前方に非可視光を出射し、出射光と戻り光とに基づいて、物体までの距離、物体の形状、物体の材質などの情報を取得するセンサである。

ランプ７は、車両１の前部に設けられるヘッドランプやポジションランプ、車両１の後部に設けられるリヤコンビネーションランプ、車両の前部または側部に設けられるターンシグナルランプ、歩行者や他車両のドライバーに自車両の状況を知らせる各種ランプなどの少なくとも一つである。

ＨＭＩ８は、運転者からの入力操作を受付ける入力部と、走行情報等を運転者に向けて出力する出力部とから構成される。入力部は、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、車両１の運転モードを切替える運転モード切替スイッチ等を含む。出力部は、各種走行情報を表示するディスプレイである。

ＧＰＳ９は、車両１の現在位置情報を取得し、当該取得された現在位置情報を車両制御部３に出力するように構成されている。無線通信部１０は、車両１の周囲にいる他車の走行情報を他車から受信すると共に、車両１の走行情報を他車に送信するように構成されている（車車間通信）。また、無線通信部１０は、信号機や標識灯等のインフラ設備からインフラ情報を受信すると共に、車両１の走行情報をインフラ設備に送信するように構成されている（路車間通信）。地図情報記憶部１１は、地図情報が記憶されたハードディスクドライブ等の外部記憶装置であって、地図情報を車両制御部３に出力するように構成されている。

車両１が自動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、走行状態情報、周辺環境情報、現在位置情報、地図情報等に基づいて、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号のうち少なくとも一つを自動的に生成する。ステアリングアクチュエータ１２は、ステアリング制御信号を車両制御部３から受信して、受信したステアリング制御信号に基づいてステアリング装置１３を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータ１４は、ブレーキ制御信号を車両制御部３から受信して、受信したブレーキ制御信号に基づいてブレーキ装置１５を制御するように構成されている。アクセルアクチュエータ１６は、アクセル制御信号を車両制御部３から受信して、受信したアクセル制御信号に基づいてアクセル装置１７を制御するように構成されている。このように、自動運転モードでは、車両１の走行は車両システム２により自動制御される。

一方、車両１が手動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、アクセルペダル、ブレーキペダル及びステアリングホイールに対する運転者の手動操作に従って、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号を生成する。このように、手動運転モードでは、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号が運転者の手動操作によって生成されるので、車両１の走行は運転者により制御される。

次に、車両１の運転モードについて説明する。運転モードは、自動運転モードと手動運転モードとからなる。自動運転モードは、完全自動運転モードと、高度運転支援モードと、運転支援モードとからなる。完全自動運転モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはない。高度運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはあるものの車両１を運転しない。運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御のうち一部の走行制御を自動的に行うと共に、車両システム２の運転支援の下で運転者が車両１を運転する。一方、手動運転モードでは、車両システム２が走行制御を自動的に行わないと共に、車両システム２の運転支援なしに運転者が車両１を運転する。

また、車両１の運転モードは、運転モード切替スイッチを操作することで切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、運転モード切替スイッチに対する運転者の操作に応じて、車両１の運転モードを４つの運転モード（完全自動運転モード、高度運転支援モード、運転支援モード、手動運転モード）の間で切り替える。また、車両１の運転モードは、自動運転車が走行可能である走行可能区間や自動運転車の走行が禁止されている走行禁止区間についての情報または外部天候状態についての情報に基づいて自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、これらの情報に基づいて車両１の運転モードを切り替える。さらに、車両１の運転モードは、着座センサや顔向きセンサ等を用いることで自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、着座センサや顔向きセンサからの出力信号に基づいて、車両１の運転モードを切り替える。

図１に戻り、車両１は、外部センサ６として、前ＬｉＤＡＲ６ｆ、後ＬｉＤＡＲ６ｂ、右ＬｉＤＡＲ６ｒ、左ＬｉＤＡＲ６ｌ、前カメラ６ｃ、後カメラ６ｄを有している。前ＬｉＤＡＲ６ｆは車両１の前方の情報を取得するように構成されている。後ＬｉＤＡＲ６ｂは車両１の後方の情報を取得するように構成されている。右ＬｉＤＡＲ６ｒは車両１の右方の情報を取得するように構成されている。左ＬｉＤＡＲ６ｌは車両１の左方の情報を取得するように構成されている。前カメラ６ｃは車両１の前方の情報を取得するように構成されている。後カメラ６ｄは車両１の後方の情報を取得するように構成されている。

なお、図１に示した例では、前ＬｉＤＡＲ６ｆは車両１の前部に設けられ、後ＬｉＤＡＲ６ｂは車両１の後部に設けられ、右ＬｉＤＡＲ６ｒは車両１の右部に設けられ、左ＬｉＤＡＲ６ｌは車両１の左部に設けられた例を示しているが、本発明はこの例に限られない。例えば車両１の天井部に前ＬｉＤＡＲ、後ＬｉＤＡＲ、右ＬｉＤＡＲ、左ＬｉＤＡＲがまとめて配置されていてもよい。

車両１は、ランプ７として、右ヘッドランプ７ｒと左ヘッドランプ７ｌを有している。右ヘッドランプ７ｒは車両１の前部のうちの右部に設けられ、左ヘッドランプ７ｌは車両１の前部のうちの左部に設けられている。右ヘッドランプ７ｒは左ヘッドランプ７ｌよりも右方に設けられている。

車両１は、フロントウィンドウ１ｆと、リヤウィンドウ１ｂを有している。

車両１は、本発明の実施形態に係るクリーナシステム１００を有している。クリーナシステム１００は、洗浄対象物に付着する水滴や泥や塵埃等の異物を洗浄媒体を用いて除去するシステムである。本実施形態において、クリーナシステム１００は、前ウィンドウウォッシャ（以降、前ＷＷと称す）１０１、後ウィンドウウォッシャ（以降、後ＷＷと称す）１０２、前ＬｉＤＡＲクリーナ（以降、前ＬＣと称す）１０３、後ＬｉＤＡＲクリーナ（以降、後ＬＣと称す）１０４、右ＬｉＤＡＲクリーナ（以降、右ＬＣと称す）１０５、左ＬｉＤＡＲクリーナ（以降、左ＬＣと称す）１０６、右ヘッドランプクリーナ（以降、右ＨＣと称す）１０７、左ヘッドランプクリーナ（以降、左ＨＣと称す）１０８、前カメラクリーナ１０９ａ、後カメラクリーナ１０９ｂを有する。各々のクリーナ１０１～１０９ｂは一つ以上のノズルを有し、ノズルから洗浄液または空気といった洗浄媒体を洗浄対象物に向けて吐出する。

前ＷＷ１０１は、フロントウィンドウ１ｆを洗浄可能である。後ＷＷ１０２は、リヤウィンドウ１ｂを洗浄可能である。前ＬＣ１０３は、前ＬｉＤＡＲ６ｆを洗浄可能である。後ＬＣ１０４は、後ＬｉＤＡＲ６ｂを洗浄可能である。右ＬＣ１０５は、右ＬｉＤＡＲ６ｒを洗浄可能である。左ＬＣ１０６は、左ＬｉＤＡＲ６ｌを洗浄可能である。右ＨＣ１０７は、右ヘッドランプ７ｒを洗浄可能である。左ＨＣ１０８は、左ヘッドランプ７ｌを洗浄可能である。前カメラクリーナ１０９ａは、前カメラ６ｃを洗浄可能である。後カメラクリーナ１０９ｂは、後カメラ６ｄを洗浄可能である。なお、以降の説明で前カメラクリーナ１０９ａと後カメラクリーナ１０９ｂをまとめてカメラクリーナ１０９と呼ぶことがある。

図３は、クリーナシステム１００のブロック図である。クリーナシステム１００は、クリーナ１０１～１０９ｂの他に、前タンク１１１、前ポンプ１１２、後タンク１１３、後ポンプ１１４、クリーナ制御部１１６を有している。

前ＷＷ１０１、前ＬＣ１０３、右ＬＣ１０５、左ＬＣ１０６、右ＨＣ１０７、左ＨＣ１０８、及び前カメラクリーナ１０９ａは、前ポンプ１１２を介して前タンク１１１に接続されている。前ポンプ１１２は前タンク１１１に貯留された洗浄液を、前ＷＷ１０１、前ＬＣ１０３、右ＬＣ１０５、左ＬＣ１０６、右ＨＣ１０７、左ＨＣ１０８、及び前カメラクリーナ１０９ａに送る。

後ＷＷ１０２、後ＬＣ１０４、及び後カメラクリーナ１０９ｂは、後ポンプ１１４を介して後タンク１１３に接続されている。後ポンプ１１４は後タンク１１３に貯留された洗浄液を後ＷＷ１０２、後ＬＣ１０４、及び後カメラクリーナ１０９ｂに送る。

各々のクリーナ１０１～１０９ｂには、ノズルを開状態にさせて洗浄液を洗浄対象物に吐出させるアクチュエータが設けられている。各々のクリーナ１０１～１０９ｂに設けられたアクチュエータは、クリーナ制御部１１６に電気的に接続されている。また、クリーナ制御部１１６は、前ポンプ１１２、後ポンプ１１４、車両制御部３にも電気的に接続されている。

本発明の第一実施形態に係るクリーナシステム１００においてクリーナ制御部１１６は、車両制御部３から出力される信号に基づいてセンサクリーナ１０３～１０６，１０９を作動させる信号をセンサクリーナ１０３～１０６，１０９へ出力するように構成されている。

図３に示すように、本実施形態に係るクリーナシステム１００において、前ポンプ１１２と前ＷＷ１０１とを接続する管路の間に第一電磁弁２１、第一電磁弁２１と前ＬＣ１０３とを接続する管路に第二電磁弁２２、第二電磁弁２２と右ＬＣ１０５とを接続する管路に第三電磁弁２３、第三電磁弁２３と左ＬＣ１０６とを接続する管路に第四電磁弁２４、第四電磁弁２４と右ＨＣ１０７とを接続する管路に第五電磁弁２５、第五電磁弁２５と左ＨＣ１０８とを接続する管路に第六電磁弁２６、第六電磁弁２６と前カメラクリーナ１０９ａとを接続する管路に第七電磁弁２７、がそれぞれ設けられている。
また、後ポンプ１１４と後カメラクリーナ１０９ｂとを接続する管路に第八電磁弁２８、第八電磁弁２８と後ＬＣ１０４とを接続する管路に第九電磁弁２９、第九電磁弁２９と後ＷＷ１０２とを接続する管路に第十電磁弁３０、がそれぞれ設けられている。

これら第一電磁弁２１から第十電磁弁３０はいずれも同じ構成を有している。そのため、第一電磁弁２１について、代表して、図４から図９を用いて説明する。
図４は、本実施形態に係る第一電磁弁２１の正面図である。図５は、第一電磁弁２１の側面図である。図４および図５に示すように、第一電磁弁２１は、第一管路４０と、第二管路５０と、を備えている。第一電磁弁２１は、前ポンプ１１２から吐出され第一電磁弁２１に流入する洗浄液を前ＷＷ１０１に送らない第一状態と、前ポンプ１１２から吐出されて第一電磁弁２１に流入する洗浄液を前ＷＷ１０１に送ることを許容する第二状態と、を切替可能である。

図６は、第一状態における図５のＶＩ－ＶＩ線断面矢視図である。図７は、第一状態における図４のＶ－Ｖ線断面矢視図である。図６および図７に示すように、第一電磁弁２１の第一管路４０は、第一軸線Ａに沿って延びている。図６に示す例において、洗浄液は第一管路４０を左方から右方に流れる。第一管路４０の上流側（左側）の端部には入口側端部４１が設けられている。入口側端部４１は、配管を介して前ポンプ１１２に接続されている。第一管路４０の下流側（右側）の端部には第一出口側端部４２が設けられている。第一出口側端部４２は、配管を介して第二電磁弁２２に接続されている。第一管路４０は、入口側端部４１と第一出口側端部４２の間で、第二管路５０と合流している。

第一電磁弁２１の第二管路５０は、第一軸線Ａと交差する第二軸線Ｂに沿って延びている。図示した例では、第一管路４０は第二管路５０と直交する方向に延びている。洗浄液は、第二管路５０内を基本的には図６および図７における上方から下方に向かって流れる。第二管路５０は、内径の異なる３つの部位で構成されている。これら３つの部位を、上流側から下流側に向かって、収納部５１、上流部５２、下流部５３と呼ぶ。上流部５２と下流部５３の一部は合流部として構成されている。下流部５３は、配管を介して前ＷＷ１０１に接続されている。下流部５３の下流側の端部には第二出口側端部５４が設けられている。

上流部５２のハウジング５２ａの内径は、収納部５１のハウジング５１ａの内径よりも小さい。下流部５３のハウジング５３ａは、第一管路４０のハウジング４０ａと一体的に形成されている。ハウジング５３ａは、その上流側において、外壁部５３ａ１と外壁部５３ａ１の内部に形成された内壁部５３ａ２とを有している。外壁部５３ａ１と内壁部５３ａ２との間には第一管路４０と連通する開口部４３が形成されている。内壁部５３ａ２の内径は、上流部５２のハウジング５２ａの内径よりも小さい。内壁部５３ａ２の下流側は、第二出口側端部５４と連通している。第二出口側端部５４の内径は、内壁部５３ａ２の内径よりも小さい。

収納部５１には、ソレノイド６０が収容されている。ソレノイド６０は、コイル６１（固定子の一例）と、可動子６２と、ヨーク６３と、バネ６４（付勢部材の一例）を含んでいる。バネ６４は、ヨーク６３と可動子６２との間に設けられている。可動子６２は、第二軸線Ｂに沿って直線的に移動可能である。可動子６２は、コイル６１への通電または非通電と、バネ６４の弾性力とにより第二軸線Ｂに沿って移動する。バネ６４は、第一状態において、非圧縮状態でヨーク６３と可動子６２との間に設けられている。可動子６２の移動方向における先端（バネ６４が設けられている側と反対側の先端）には封止部６５が設けられている。封止部６５は、外周方向へ突出する突出部６５ａを有しており、可動子６２よりも外径が広がったリップ形状となるように形成されている。封止部６５は、ゴムなどの弾性変形可能な材料で形成されている。

可動子６２は、収納部５１と上流部５２とに跨るように設けられている。収納部５１と上流部５２との境界付近には、伸縮性および気密性を有するベローズ型の密閉部５６が設けられている。密閉部５６は可動子６２の外周面に取り付けられている。密閉部５６は、上流部５２から収納部５１への洗浄液の進入を阻止しつつ、可動子６２が移動方向に沿って移動することを許容する。密閉部５６が設けられることにより、収納部５１内のソレノイド６０に洗浄液が流入しないように構成されている。密閉部５６の伸縮部５６ａの外径Ｒ１は、封止部６５の外径Ｒ２よりも小さく形成されている。

下流部５３の外壁部５３ａ１と内壁部５３ａ２との間の領域は、第一管路４０と第二管路５０とが合流する合流領域として構成されている。すなわち、第一管路４０を流れてきた洗浄液は、第一管路４０に形成された開口部４３を介して第二管路５０に進入する。上流部５２と下流部５３との境界には、受座５７が設けられている。受座５７には第二軸線Ｂに沿って延伸する貫通孔５７ａが設けられている。受座５７の上流側には封止部６５が収容される収容部５７ｂが形成されている。

受座５７は、伸縮性および密閉性を有する弾性封止部５８により支持されている。弾性封止部５８は、上流部５２のハウジング５２ａと下流部５３のハウジング５３ａとの間に挟み込まれるように固定されている。弾性封止部５８は、受座５７の下部が内壁部５３ａ２内に入り込んだ際に内壁部５３ａ２の周縁部に密着するように構成されている。弾性封止部５８は、受座５７と共に上下動して、受座５７が移動方向に沿って移動することを許容するように構成されている。弾性封止部５８は、受座５７が上方へ移動する移動量を規制するように構成されている。図７に示すように、弾性封止部５８には、開口部５８ａが設けられている。これにより、第一管路４０から進入した洗浄液が開口部４３及び開口部５８ａを介して上流部５２内に進入する。

可動子６２が第二軸線Ｂに沿って移動することより、封止部６５は受座５７の収容部５７ｂに密着する位置と受座５７の収容部５７ｂから離間した位置とに移動可能である。第一状態は可動子６２がバネ６４により押圧されて下方に移動した状態である。図６および図７に示すように、可動子６２が下方に移動し封止部６５が受座５７に密着すると、上流部５２内に進入した洗浄液は上流部５２内に留まり、上流部５２から下流部５３へ洗浄液が流れることが阻止される。

コイル６１に通電しない通常状態では、可動子６２にコイル６１に近づこうとする力（図６および図７において上方に向かう力）が生じない。このため、第一電磁弁２１は、図６および図７に示すように、可動子６２がバネ６４の弾性力によって下方に移動し、封止部６５が受座５７に密着した閉状態となる。

この閉状態においては、バネ６４による押圧力と上流部５２に溜まった洗浄液の圧力とが、封止部６５を受座５７の収容部５７ｂに押し付けるように作用している。例えば、第一電磁弁２１の後段に接続される第二電磁弁２２が閉状態であるなど、第一管路４０の第一出口側端部４２から送出される洗浄液の移動が阻止されているときには、上流部５２に溜まった洗浄液の圧力（静水圧）によって封止部６５が受座５７の収容部５７ｂに押し付けられる。また、第二電磁弁２２が開状態である場合でも、第一管路４０を流れる洗浄液の全圧のうち、上流部５２に溜まった洗浄液の圧力によって封止部６５が受座５７の収容部５７ｂに押し付けられる。

封止部６５が受座５７に密着することにより、第一電磁弁２１は、洗浄液が上流部５２から下流部５３へ流れることを許容しない状態（第一状態）、すなわち前ポンプ１１２から吐出され第一管路４０の入口側端部４１に流入する洗浄液を第二管路５０の第二出口側端部５４に接続される前ＷＷ１０１に送らない状態になる。

図８は、第二状態における図５のＶＩ－ＶＩ線断面矢視図である。図９は、第二状態における図４のＶ－Ｖ線断面矢視図である。第二状態は可動子６２が第二軸線Ｂに沿って図８及び図９における上方に移動した状態である。図８及び図９に示すように、可動子６２が上方に移動し封止部６５が受座５７から離間すると、洗浄液が封止部６５と受座５７との間に形成された空隙を通って上流部５２から下流部５３へ流れることが許容される。すなわち、第二状態において、洗浄液は、第一管路４０から、開口部４３、弾性封止部５８の開口部５８ａ、そして受座５７の貫通孔５７ａを介して、第二出口側端部５４へと流れ込む。第二状態においては、バネ６４は、可動子６２によって上方に押され圧縮状態でヨーク６３と可動子６２との間に設けられている。

コイル６１に通電した状態では、可動子６２にコイル６１に近づこうとする力（図８及び図９において上方に向かう力）が生じる。このため、第一電磁弁２１は、図８及び図９に示すように、可動子６２がバネ６４の弾性力に抗してバネ６４を圧縮させながら上方に移動し、封止部６５が受座５７から離間した開状態となる。

封止部６５が受座５７から離間することにより、第一電磁弁２１は、洗浄液が上流部５２から下流部５３へ流れる状態、すなわち前ポンプ１１２から吐出され第一管路４０の入口側端部４１に流入する洗浄液を第二管路５０の第二出口側端部５４に接続される前ＷＷ１０１に送る状態（すなわち、第二状態）になる。

図１０は、第一電磁弁１２１の第三状態における図４のＶ－Ｖ線断面矢視図である。第三状態は、受座５７が第二軸線Ｂに沿って図１０における上方に移動した状態である。上述の通り、第二出口側端部５４の内径は、内壁部５３ａ２の内径よりも小さくなっており、内壁部５３ａ２と第二出口側端部５４との間には段差５３ａ３が設けられている。これにより、内壁部５３ａ２の内部は、洗浄液が滞留可能な滞留部５９として機能する。

第一電磁弁１２１が第二状態となり、離隔された封止部６５と受座５７との間から下流部５３の内壁部５３ａ２内に洗浄液が進入すると、洗浄液の一部は第二出口側端部５４側に流れずに、滞留部５９内で滞留する。第二管路５０を流れる洗浄液の全圧のうち滞留部５９に溜まった洗浄液の圧力によって受座５７の下端部５７ｃに対して上方に向かう力が生じる。その結果、第三状態において、受座５７が弾性封止部５８とともに第二軸線Ｂに沿って上方に移動し、受座５７が封止部６５に密着する。すなわち、第一電磁弁２１は、図８及び図９に示すような封止部６５が受座５７から離間した状態から、内壁部５３ａ２の上縁部と受座５７の下端部５７ｃとが離隔された状態（第三状態）となる。この場合も、第一電磁弁２１の開状態は維持されたままであって、第一管路４０から流入した洗浄液が受座５７と内壁部５３ａ２との間を通って滞留部５９へと流れ込む。第三状態では、第一管路４０から第二管路５０へ流入した洗浄液のうちの一部が開口部５８ａを介して上流部５２へと流れ込むものの、封止部６５と受座５７とが密着状態となっているため、第一管路４０から第二管路５０へ流入した洗浄液の大部分が上流部５２を介さずに下流部５３（滞留部５９および第二出口側端部５４）へと流れ込む。

次に、上述した第一電磁弁２１の第一状態から第三状態までの作動をまとめて説明する。第一電磁弁１２１において、コイル６１に通電されていない第一状態では、可動子６２がバネ６４の付勢力によって下方に移動することにより、封止部６５が受座５７に密着した状態になる。受座５７は、封止部６５が密着することで封止部６５に押されて第二軸線Ｂに沿って下方へ移動し、受座５７の下端部５７ｃが滞留部５９内に入り込むとともに、弾性封止部５８が内壁部５３ａ２の周縁部に密着する。これにより、上流部５２から下流部５３への洗浄液の進入が阻止される。

一方、コイル６１に通電する第二状態では、可動子６２がバネ６４の付勢力に抗して上方に移動し、封止部６５が受座５７から離間した状態になる。封止部６５が受座５７から離間すると、離間した封止部６５と受座５７との間から洗浄液が受座５７の貫通孔５７ａへと流入し、滞留部５９に流れ込む。次に、第三状態では、滞留部５９に流れ込んだ洗浄液の一部が滞留部５９に滞留することにより、滞留した洗浄液の圧力が受座５７を第二軸線Ｂに沿って上方に押し上げる。受座５７は、当該受座５７を支持する弾性封止部５８とともに第二軸線Ｂに沿って上方に移動し、弾性封止部５８が滞留部５９を画成する内壁部５３ａ２から離間する。これにより、離間した弾性封止部５８と内壁部５３ａ２との間から洗浄液が滞留部５９へと流れ込み、滞留部５９を通過して第二出口側端部５４へと流れ込む。

コイル６１の通電が停止されると、第一電磁弁２１は第一状態へと戻る。すなわち、可動子６２がバネ６４の付勢力によって下方に再び移動することにより、封止部６５が受座５７に密着した状態で下方へ移動し、弾性封止部５８が滞留部５９の周縁部に密着して、上流部５２から下流部５３への洗浄液の進入が再び阻止される。

以上説明したように、本実施形態に係る第一電磁弁２１は、固定子６１に対して移動する可動子６２を有するソレノイド６０と、可動子６２に設けられた封止部６５と、封止部６５を付勢するバネ６４と、可動子６２に設けられてソレノイド６０への洗浄液の流入を防止するベローズ型の密閉部５６と、上流側に入口側端部４１を有し下流側に第一出口側端部４２を有する第一管路４０と、下流側に第二出口側端部５４を有する第二管路５０とを備えている。封止部６５は、可動子６２よりも外径が広がったリップ形状となるように形成されている。第二管路５０には、封止部６５と密着可能であって、内壁部５３ａ２に密着する位置（第一位置の一例）と内壁部５３ａ２に密着しない位置（第二位置の一例）との間で移動可能な受座５７が設けられている。第二管路５０の受座５７よりも上流側に、第一管路４０と第二管路５０が合流する合流部が設けられている。第二管路５０の受座５７と第二出口側端部５４との間には洗浄液が滞留可能な滞留部５９が設けられている。第一状態では、入口側端部４１から流入した洗浄液が第一出口側端部４２に流れることが許容される一方で、バネ６４による押圧力と合流部（具体的には、上流部５２）に滞留する洗浄液の圧力が受座５７を第二軸線Ｂの下方へと押し付けるとともに封止部６５を受座５７に押し付けるように作用することで、内壁部５３ａ２に密着した位置にある受座５７に封止部６５が密着する。これにより、洗浄液は第二出口側端部５４に流れることを許容されない。その一方で、第二状態では、可動子６２の移動により封止部６５が第二軸線Ｂの上方に移動して受座５７から離間することにより、入口側端部４１から流入した洗浄液が封止部６５と受座５７との間を介して滞留部５９に流れることが許容される。さらに、第三状態では、滞留部５９の流体の圧力が受座５７を第二軸線Ｂの上方へと移動させるように作用することで受座５７が滞留部５９を構成する内壁部５３ａ２と離間する第二位置へと移動する。これにより、入口側端部４１から流入した洗浄液が受座５７と滞留部５９との間を介して第二出口側端部５４に流れることが許容される。このように、第一電磁弁１２１の構成によれば、封止部６５が可動子６２よりも外径が広がったリップ形状となっているため、第一状態において上流部５２に滞留する洗浄液の圧力を封止部６５が受けやすくなり、封止部６５を第一位置にある受座５７へと比較的低い力で押し付けることができる。また、第二状態においては、コイル６１への通電だけでなく滞留部５９に滞留する洗浄液の圧力による力も利用して第一管路４０から第二管路５０の下流部５３へとつながる洗浄液の流路を形成している。これにより、第一電磁弁２１を開状態にする際にコイル６１への通電量を大きく設定する必要がなく、少ない消費電力で可動子６２を作動させることができる。そのため、ソレノイド６０を小型化することができ、第一電磁弁２１をコンパクトに構成することができる。

また、本実施形態に係る第一電磁弁２１において、密閉部５６の伸縮部５６ａの外径Ｒ１が封止部６５の外径Ｒ２よりも小さくなるように構成されている。そのため、第一電磁弁２１を開状態にするために可動子６２をコイル６１に引き付けるための必要電力をさらに小さくすることができ、第一電磁弁２１の小型化をさらに促進できる。

また、本実施形態に係る第一電磁弁２１において、受座５７は、第二管路５０に固定された弾性封止部５８により第一位置と第二位置との間で移動可能に支持されている。このように、弾性封止部５８を用いて受座５７を第一位置と第二位置との間で移動可能な構成とすることで、第二管路５０の開閉状態をより小さな力で切り替えることができる。これにより、第一電磁弁２１の小型化をさらに促進できる。

図１１は、後ポンプ１１４、後カメラクリーナ１０９ｂ、後ＬＣ１０４、後ＷＷ１０２に対して第八電磁弁２８～第十電磁弁３０が接続される様子を示す模式図である。図１１に示すようにクリーナシステム１００は、上述した第一電磁弁２１（１２１）と同じ構造の第八電磁弁２８を含む上流側分岐部７１と、上流側分岐部７１の第八電磁弁２８の入口側端部４１に接続され、洗浄液を貯留する後タンク１１３と、上流側分岐部７１の第八電磁弁２８の第二出口側端部５４に接続される上流側クリーナユニット（後カメラクリーナ１０９ｂ）と、上述した第一電磁弁２１（１２１）と同じ構造の第十電磁弁３０を含む下流側分岐部７３と、上流側分岐部７１の第八電磁弁２８の第一出口側端部４２と下流側分岐部７３の第十電磁弁３０の入口側端部４１とを接続する接続部７２と、下流側分岐部７３の第十電磁弁３０の第二出口側端部５４に接続された下流側クリーナユニット（後ＷＷ１０２）と、下流側分岐部７３の第十電磁弁３０の第一出口側端部４２に設けられ、第十電磁弁３０の第一出口側端部４２から外部への洗浄液の吐出を防止する閉塞部７４と、を有している。なお、図示したクリーナシステム１００において、接続部７２は、第九電磁弁２９を含む中間分岐部を構成している。接続部７２は、複数の電磁弁を含んでいてもよい。

第十電磁弁３０の第一出口側端部４２が閉塞部７４で閉塞されている。このため、第十電磁弁３０においては、開状態と閉状態のいずれの状態においても、第一出口側端部４２から洗浄液が流れ出ることがない。つまり、第十電磁弁３０の開状態と閉状態とを切り替えることにより、後ＷＷ１０２への洗浄液の吐出の許可と不許可とを切り替えることができる。また、閉塞部７４によって第一出口側端部４２が常時閉塞されているため、第十電磁弁３０が閉状態のときには、合流部に溜まった洗浄液の全圧（圧力）が封止部６５に作用している。

このように、本実施形態に係るクリーナシステム１００は、消費電力の少ない複数の電磁弁で構成されている。そのため、クリーナシステム１００全体としても消費電力を削減することができる。

また、上流側の電磁弁の第一出口側端部４２が下流側の電磁弁の入口側端部４１に接続されるべく、複数の電磁弁が互いに接続されるように構成してもよい。このような構成により、複数のクリーナへの洗浄液の供給を個別に許可する／許可しないを切り替えることが可能な車両用クリーナシステム１００が提供される。

＜種々の変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

上述した実施形態では、クリーナシステム１００を自動運転可能な車両に搭載した例を説明したが、クリーナシステム１００は自動運転不可能な車両に搭載してもよい。

また、上述した実施形態では、クリーナ１０１，１０３，１０５～１０９ａが前タンク１１１に接続され、クリーナ１０２，１０４，１０９ｂが後タンク１１３に接続された例を説明したが、本発明はこれに限られない。
クリーナ１０１～１０９ｂが単一のタンクに接続されていてもよい。クリーナ１０１～１０９ｂがそれぞれ互いに異なるタンクに接続されていてもよい。
あるいは、クリーナ１０１～１０９ｂが、その洗浄対象の種類ごとに共通のタンクに接続されていてもよい。例えば、ＬｉＤＡＲを洗浄するクリーナ１０３～１０６が共通の第一タンクに接続され、ヘッドランプを洗浄するクリーナ１０７，１０８が、第一タンクと異なる第二タンクに接続されるように構成してもよい。
あるいは、クリーナ１０１～１０９ｂが、その洗浄対象の配置位置ごとに共通のタンクに接続されていてもよい。例えば、前ＷＷ１０１と前ＬＣ１０３と前カメラクリーナ１０９ａが共通の前タンクに接続され、右ＬＣ１０５と右ＨＣ１０７が共通の右タンクに接続され、後ＷＷ１０２と後ＬＣ１０４と後カメラクリーナ１０９ｂが共通の後タンクに接続され、左ＬＣ１０６と左ＨＣ１０８が共通の左タンクに接続されるように構成してもよい。

また、上述した実施形態では、図３に示したように、前ポンプ、前ＷＷ、前ＬＣ、右ＬＣ、左ＬＣ、右ＨＣ、左ＨＣ、前カメラクリーナを洗浄するクリーナが一つのユニットを構成し、後ポンプ、後カメラクリーナ、後ＬＣ、後ＷＷが別の一つのユニットを構成する例を説明した。本発明はこれに限られない。また、各々の洗浄対象が前ポンプや後ポンプに対して接続される順番もこの例に限られない。また、上述した実施形態では、図３に示したように、一つの電磁弁の下流に一つのクリーナが接続される例を説明した。本発明はこれに限られない。例えば一つの電磁弁の下流に複数のクリーナが接続されるように構成してもよい。一つの電磁弁の下流に、同時に洗浄する場合が多い洗浄対象物を洗浄する複数のクリーナを接続してもよい。

１：車両、２：車両システム、３：車両制御部、２１～３０：電磁弁、４０：第一管路、４１：入口側端部、４２：第一出口側端部、４３：開口部、５０：第二管路、５１：収納部、５２：上流部、５３：下流部、５４：第二出口側端部、５６：密閉部、５６ａ：伸縮部、５７：受座、５７ａ：貫通孔、５７ｂ：収容部、５８：弾性封止部、５８ａ：開口部、６０：ソレノイド、６１：コイル（固定子の一例）、６２：可動子、６３：ヨーク、６４：バネ（付勢部材の一例）、６５：封止部、６５ａ：突出部、７１：上流側分岐部、７２：接続部、７３：下流側分岐部、７４：閉塞部、１００：クリーナシステム（車両用クリーナシステム）、１０１～１０９ｂ：クリーナ、１１１：前タンク、１１２：前ポンプ、１１３：後タンク、１１４：後ポンプ、１１６：クリーナ制御部

Claims

固定子に対して移動する可動子を有するソレノイドと、
前記可動子に設けられた封止部と、
前記封止部を付勢する付勢部材と、
前記可動子に設けられて前記ソレノイドへの流体の流入を防止するベローズ型の密閉部と、
上流側に入口側端部を有し、下流側に第一出口側端部を有する第一管路と、
下流側に第二出口側端部を有する第二管路と、
を備え、
前記封止部は、前記可動子よりも外径が広がったリップ形状となるように形成され、
前記第二管路には、前記封止部と密着可能であって、第一位置と第二位置との間で移動可能な受座が設けられ、
前記第二管路の前記受座よりも上流側に、前記第一管路と前記第二管路が合流する合流部が設けられ、
前記第二管路の前記受座と前記第二出口側端部との間には前記流体が滞留可能な滞留部が設けられ、
第一状態では、前記入口側端部から流入した流体が前記第一出口側端部に流れることが許容される一方で、前記付勢部材による押圧力と前記合流部の流体の圧力が、前記受座を前記第一位置へと押し付けるとともに前記封止部を前記受座に押し付けるように作用することで前記封止部が前記第一位置にある前記受座に密着し、これにより、前記流体は前記第二出口側端部に流れることを許容されず、
第二状態では、前記可動子の移動により前記封止部が前記受座から離間することにより、前記入口側端部から流入した流体が前記封止部と前記受座との間を介して前記滞留部に流れることが許容され、
第三状態では、前記滞留部の流体の圧力が前記受座を前記第二位置へと移動させるように作用することで前記受座が前記滞留部と離間し、これにより、前記入口側端部から流入した流体が前記受座と前記滞留部との間を介して前記第二出口側端部に流れることが許容される、電磁弁。
前記密閉部の伸縮部の外径は、前記封止部の外径よりも小さい、請求項１に記載の電磁弁。
前記受座は、前記第二管路に固定された弾性封止部により前記第一位置と前記第二位置との間で移動可能に支持されている、請求項１又は２に記載の電磁弁。
請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁弁を含む上流側分岐部と、
前記上流側分岐部の前記電磁弁の前記入口側端部に接続され、洗浄媒体を貯留するタンクと、
前記上流側分岐部の前記電磁弁の前記第一出口側端部に接続された上流側クリーナユニットと、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁弁を含む下流側分岐部と、
前記上流側分岐部の前記電磁弁の前記第二出口側端部と前記下流側分岐部の前記電磁弁の前記入口側端部とを接続する接続部と、
前記下流側分岐部の前記電磁弁の前記第一出口側端部に接続された下流側クリーナユニットと、
前記下流側分岐部の前記電磁弁の前記第二出口側端部に設けられ、前記電磁弁の前記第二出口側端部から外部への前記洗浄媒体の吐出を防止する閉塞部と、
を有する、車両用クリーナシステム。