KR20190139246A - 광학 또는 광전자 디바이스의 투명한 요소를 세정하기 위한 세정 디바이스 - Google Patents

광학 또는 광전자 디바이스의 투명한 요소를 세정하기 위한 세정 디바이스 Download PDF

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KR20190139246A
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디르크 링글러
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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 유체 세정제로 광학 또는 광전자 장치 (3) 의 투명한 요소 (2) 를 세정하기 위한 세정 장치 (1) 에 관한 것으로, 본 세정 장치는, 광학 또는 광전자 디바이스 (3) 가 내부에 배치된 하우징 (4) 으로서, 상기 하우징 (4) 에는, 세정제 유입구 (5) 를 통해 세정제가 충전될 수 있으며 적어도 국지적으로 투명한 요소 (2) 주위를 지나는 링 덕트 (6) 가 제공되는, 상기 하우징 (4), 및 세정제를 투명한 요소 (2) 상으로 분무하도록 구성되며 링 덕트 (6) 로부터 공급받는 적어도 하나의 노즐 (7) 을 포함한다. 사용된 광학 또는 광전자 장치 (3) 의 이용 가능성 및 보장된 기능성을 모든 기상 조건 및 작동 상태에서 증가되거나 항상 높은 수준에서 유지될 수 있게 하는 개선된 세정 장치 (1) 를 제공하기 위해, 본 발명에 따르면, 링 덕트 (6) 및/또는 링 덕트 (6) 에 바로 인접한, 하우징 (4) 또는 세정제 유입구 (5) 의 영역을 가열하기 위한 적어도 하나의 전기 전도성 가열 요소 (8) 가 제공되는 것이 제안된다.

Description

광학 또는 광전자 디바이스의 투명한 요소를 세정하기 위한 세정 디바이스
본 발명은 광학 또는 광전자 장치, 특히 카메라의 투명한 요소를 세정하기 위한 세정 장치, 세정 장치를 갖는 상기한 광학 또는 광전자 장치를 포함하는, 차량에 배치하기 위한 광학 검출 장치, 및 상기한 세정 장치 또는 광학 검출 장치가 설치된 차량에 관한 것이다.
센서를 갖는 보조 시스템은 오늘날 자동차에 점점 더 많이 설치되고 있으며, 차량의 주변을 항상 신뢰 가능하게 검출하고 모니터링하면서 차량을 운전할 때 차량 사용자를 보조하기 위한 것이다. 상기 유형의 보조 시스템은 이러한 목적을 위해 예를 들어 카메라 및 레이저-기반 또는 적외선 센서와 같은 광학 또는 광전자 장치를 포함한다. 상기 유형의 장치는 렌즈 또는 커버와 같은 투명한 요소를 구비하고, 이는 적용 경우에 따라 제한없이 또는 특정 제한된 파 범위에서 광을 투과시킨다. 상기 유형의 투명한 요소는, 예를 들어 이른바 어안 (fisheye) 카메라 렌즈와 같이, 예를 들어 카메라에 대한 특히 넓은 검출 범위를 허용하기 위해 종종 외향 볼록하거나 곡선 형태이다. 또한, 상기 유형의 투명한 요소는 기능상의 이유로 차량 외부에 배치되므로, 상이한 기후 조건 하에서 오염 및 외부 날씨 영향에 연중 계속 노출되고, 기능성을 보장하기 위해, 세정되어야 하고, 필요에 따라 얼음이 제거되어야 한다. 여기서, 차량에서의 설치 위치에서 노즐의 공간 위치가 유사하게 중요한 역할을 하는데, 그 이유는 첫째로, 광학 또는 광전자 장치의 시야가 가능한 한 제한되지 않아야 하고, 둘째로, 세정제의 분무 방향 및 유동 방향에 크게 영향을 미칠 수 있는 표면 근처의 공기 유동과 같은 운전 모드에서의 특정 조건을 고려할 필요가 있기 때문이다.
DE 10 2015 217 546 B3 은 카메라용의 일반적인 세정 장치를 개시하고 있으며, 이 경우 출구 개구 또는 노즐은 카메라 렌즈 주위에 방사상으로 연장되는 공통 링 덕트로부터 공급받는다. 이는 구성 측면에서 거의 노력없이 노즐이 카메라의 광학 축선을 중심으로 회전하는 방식으로 임의로 위치 결정될 수 있게 하며, 이런 식으로 상이한 적용에 대해 효율적으로 조정될 수 있고, 세정 장치는 비교적 낮은 압력에서 작동될 수 있다.
효율의 증가, 차량 외관에 지장을 주는 영향의 감소 및 일반적인 기술 진보에 대한 끊임없는 갈망은 사용되는 광학 및 광전자 장치의 경우에 그의 소형화, 전력 소비 감소 및 효율 증가로 이어진다. 그러나, 이러한 방식에서, 상기 광학 및 광전자 장치는 오염 및 환경 영향에 더 민감하고, 극단적인 경우에 공지된 세정 시스템을 사용하는 매우 신뢰 가능한 세정, 그리고 특히 빙점 미만의 저온 및 강설에서 상기 광학 및 광전자 장치의 제빙은 증가된 시간 소비, 세정제 소비 및 작동 압력을 수반한다.
이러한 배경에 대하여, 본 발명은 사용된 광학 또는 광전자 장치의 이용 가능성 및 보장된 기능성을 모든 기상 조건 및 작동 상태에서 증가되거나 항상 높은 수준에서 유지될 수 있게 하는 개선된 세정 장치를 제공하려는 목적에 기초한다.
상기 목적은 독립항들의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 개선예 및 다양한 예시적인 실시형태들은 종속 청구항과 이하의 설명 및 도면으로부터 드러날 것이다.
본 발명에 따르면, 링 덕트 및/또는 링 덕트에 바로 인접한, 하우징 또는 세정제 유입구의 영역을 가열하기 위한 적어도 하나의 전기 전도성 가열 요소가 제공된다.
이 경우, 바람직한 개선예에 따른 링 덕트는 하우징의 오목부에 의해 형성되고, 이 오목부는 장치의 광학 축선 주위에 방사상으로 연장되며, 커버 요소에 의해 차단된다. 여기서, 적어도 하나의 노즐이 커버 요소 상에 배치되고, 커버 요소와 하우징 사이의 인터페이스는 유압 밀봉 방식으로, 바람직하게는 물질적 결합 (materially bonded) 방식으로, 특히 용접 방식으로 형성된다.
이러한 방식에서, 모든 기상 조건 하에서 안정적으로 기능하는 광범위한 적응 가능성을 갖는 콤팩트하며 효과적인 세정 장치가 제공된다. 결빙을 특히 효과적으로 방지할 수 있으며, 세정제 내 액체 제빙 구성요소의 소비를 크게 줄일 수 있어서, 저온에서의 일반적인 시스템 신뢰성이 증가한다. 이 경우 세정 효과는 여러 영향력 있는 인자들의 시스템에 의해 결정된다. 상기 시스템은 노즐의 수, 세정제의 압력 및 양, 분무 기간 및 반복 횟수로 이루어진다. 본 발명에 의하면, 상기 시스템의 개별 파라미터는 각 요건에 개별적으로 최적화된 방식으로 설정될 수 있다.
그리고, 사용된 광학 또는 광전자 장치는 간접적으로 가열되며, 이러한 방식으로, 최적의 작동 온도 범위에서 유지된다. 또한, 이슬 형성이 신뢰 가능하게 방지되고, 이런 식으로 광학 품질이 향상된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 노즐은 커버 요소와 일체로 형성되도록 제공된다. 여기서, 노즐은 그 구성, 수 및 위치의 관점에서 유리하게는 거의 제한없이 가변적인 방식으로 배치되고 조합될 수 있다. 결과적으로, 세정 장치는 다른 구조 부품 및 구성요소를 변경할 필요 없이 단지 변형들 중에서도 생산 비용이 저렴한 커버 요소의 상이한 변형을 제공함으로써 광범위한 사용 시나리오 및 설치 위치로 비용 효율적인 방식으로 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 제 1 실시형태에 따르면, 가열 요소는 하우징에서 링 덕트 내에, 특히 바람직하게는 추가적으로 세정제 유입구 내에 배치되도록 제공된다. 이는 가열 요소가 가열 와이어로서 특히 저렴한 방식으로 설계될 수 있게 하며, 이는 세정제를 직접 가열 할 수 있고, 링 덕트로부터 하우징 내로의 그리고 하우징에 삽입된 광학 또는 광전자 장치로의 열 전달에 의해 주위 및 광학 또는 광전자 장치를 간접적으로 가열할 수 있다. 또한, 전체 공급 라인의 가열도 유사하게 가능해진다.
본 발명에 따른 다른 실시형태에 따르면, 가열 요소는 편평한 금속 재료로부터, 특히 스탬핑된 구부러진 부분으로서 형성될 수 있고, 바람직한 실시형태에 따르면, 하우징에서 링 덕트 외부에, 특히 사출 성형되거나 밀봉 화합물에 의해 밀봉되도록 배치된다. 이러한 방식으로, 특히 효과적인 전도성 열 소산을 실현할 수 있으며, 이는 더 큰 표면에 의해 추가로 증가된다. 또한, 여기서 세정제의 소비 없이 투명한 요소 상에 예를 들어 결빙 또는 이슬 형성을 피하기 위해 하우징이 건식 가열 및 예열되는 것이 가능하다. 또한, 가열 요소는 세정제와의 직접 접촉으로부터 효과적으로 보호되어, 부식 및 단락 (short circuits) 의 위험이 줄어든다. 또한 이러한 방식으로, 전기 가열 요소 커넥터 (예를 들어 플러그) 가 물 운반 라인과 독립적으로 하우징의 임의의 원하는 위치에서 별도의 밀봉 없이 필요에 따라 유리하게 인출될 수 있다.
본 발명은 또한 전술한 구성들 중 하나에 따른 세정 장치로 형성되는 카메라를 포함하는, 차량에 배치하기 위한 광학 검출 장치, 및 본 발명에 따른 세정 장치 또는 대응 광학 검출 장치가 배치된 차량에 관한 것이다.
본 발명은 도면에 단순화된 방식으로 도시된 예시적인 실시형태들에 기초하여 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1 은 광학 또는 광전자 장치가 내부에 배치된 세정 장치의 본 발명에 따른 제 1 실시형태의 단면도 (도면 a) 및 관련 가열 요소 (도면 b) 를 도시한다.
도 2 는 광학 또는 광전자 장치가 내부에 배치된 세정 장치의 본 발명에 따른 제 2 실시형태의 단면도 (도면 a) 및 관련 가열 요소 (도면 b) 를 도시한다.
도 3 은 광학 또는 광전자 장치가 내부에 배치된 세정 장치의 본 발명에 따른 제 3 실시형태의 단면도 (도면 a) 및 관련 가열 요소 (도면 b) 를 도시한다.
도 4 는 각각의 경우에 투명 (도면 a) 및 불투명 (도면 b) 으로 도시된 커버 요소를 갖는 도 1 에 따른 실시형태를 3 차원 도해로 도시한다.
도 5 는 광학 또는 광전자 장치가 내부에 배치되어 있으며 세정제 유입구에서만 루트결정되는 가열 요소를 갖는 세정 장치의 본 발명에 따른 추가 실시형태의 3 차원 도해를 도시하며, 더 나은 묘사를 위해 세정제 유입구의 커버는 여기에 도시되어 있지 않다.
모든 도면들에서, 달리 언급되지 않는 한, 동일하거나 동등한 요소들 및 장치들은 동일한 도면부호로 표시된다.
도 1
도 1 은 세정 장치 (1) 의 본 발명에 따른 제 1 실시형태를 도시한다. 광학 또는 광전자 장치 (3) 가 바람직하게는 분리 가능한 방식으로, 특히 래치인 (latched-in) 방식으로 하우징 (4) 내에 배열된다.
전기 인터페이스 (11) 가 광학 또는 광전자 장치 (3) 를 하나 이상의 전기 공급 디바이스 및 전자 제어 유닛 (도시 안 됨) 에 연결하는 역할을 한다.
운반 디바이스 (도시 안 됨; 예를 들어, 펌프) 에 의해 관형 세정제 유입구 (5) 를 통해 하우징 (4) 에 형성된 링 덕트 (6) 내로 유체 (바람직하게는 액체) 세정제가 운반된다.
링 덕트 (6) 는 실질적으로 하우징 (4) 의 오목부에 의해 형성되며, 이 오목부는 장치 (3) 의 광학 축선 (9) 주위에 방사상으로 연장된다. 상기 링 덕트는, 밀봉 및 압력-저항 방식으로 하우징 (4) 에 연결되는, 본 예시적인 실시형태에서는 하우징에 용접되는, 커버 요소 (10) 에 의해 차단된다.
노즐 (7) 이 커버 요소 (10) 상에 배치되고, 보어 (14) 에 의해 링 덕트 (6) 에 유압식으로 연결된다. 운반 장치 (도시 안 됨) 의 작동 동안, 세정제는 링 덕트 (6) 로부터 보어 (14) 를 통해 노즐 (7) 내로, 그리고 상기 노즐로부터 투명한 요소 (2) 의 표면으로 운반된다.
도시된 실시형태에서, 노즐 (7) 은 디플렉터이며, 장치 (3) 의 시각적 손상을 줄이기 위해 특히 편평한 형태일 수 있다. 그러나, 본 발명 내에서, 노즐이 칩, 볼 인서트 또는 통합 덕트나 보어로서 형성되는 것이 동일하게 가능하다.
또한, 액체와 기체 (예컨대, 압축 공기) 의 혼합물이 본 발명의 세정제로서 허용될 수 있다.
링 덕트 (6) 내에 그리고 또한 세정제 유입구 (5) 내에 가열 요소 (8) 가 배치된다. 도시된 실시형태에서, 가열 요소 (8) 는 가열 와이어 또는 가열 저항기로서 와이어형 방식으로 형성되어, 루프 형태로 루트결정되고, 공급 전압의 인가에 의해 가열되며, 프로세스 중에 세정제를 직접적으로 가열하고 하우징 (4) 의 인접 영역 및 그 안에 배치된 장치 (3) 를 간접적으로 가열한다.
세정제 유입구 (5) 의 연결은 예를 들어 내부 가열 와이어를 갖는 튜브에 또는 전기유압식 연결 피이스에 구현될 수 있으며, 이로써 세정제 공급과 전기 에너지 공급이 동시에 가능해진다.
도 2
도 2 은 세정 장치 (1) 의 본 발명에 따른 제 2 실시형태를 도시한다. 도 1 에 따른 실시형태와 대조적으로, 여기서 가열 요소 (8) 는 실질적으로 링 형상이며 돌출 가열 요소 커넥터 (12) 를 갖는 방식으로 편평한 금속 재료로부터 스탬핑되도록 형성된다. 가열 요소는 전술한 실시형태와 비교하여 깊게 형성된 링 덕트 (6) 내에 놓이고, 밀봉 화합물 (13) 에 의해 밀봉되어, 링 덕트 (6) 의 액체-습윤 (liquid-wetted) 부분으로부터 격리된다. 이 경우, 전기 가열 요소 커넥터 (12) 는 임의의 바람직한 유리한 위치에서 하우징 (4) 밖으로 나올 수도 있다.
도 3
세정 장치 (1) 의 본 발명에 따른 제 3 실시형태는 링 덕트 (6) 로부터 공급받는 2 개의 노즐 (7, 7') 을 구비한다. 원칙적으로, 본 발명 내에서 3 개 이상의 노즐이 또한 사용될 수 있다.
가열 요소 (8) 는 편평한 금속 재료로부터 스탬핑된 구부러진 부분으로서 형성되고, 별개의 가열 요소 커넥터 (12) 를 구비하지만, 도 2 에 따른 실시형태와 대조적으로, 직접 하우징 (4) 에 매립, 예를 들어 사출 성형된다. 가열 요소 (8) 로부터 링 덕트 (6) 의 내부 공간으로의 그리고 또한 하우징 (4) 및 그 안에 배치된 장치 (3) 의 인접 영역으로의 열 전달을 개선하기 위해, 가열 요소 (8) 는 도시된 예에서 단면이 L자형이다.
도 4
도 4 은 도 1 에 따른 실시형태를 3 차원 도해로 도시한다. 여기서, 링 덕트 (6) 의 내부 구조 및 가열 요소 (8) 의 루트결정 (routing) 을 보여주기 위해, 커버 요소는 도면 a) 에서 투명하게 도시되어 있다. 도면 b) 는 설치 가능한 상태의 세정 장치 (1) 를 도시한다.
도 5
도 5 는 세정 장치 (1) 의 본 발명에 따른 다른 실시형태를 도시한다. 여기서, 도 1 에 따른 실시형태에서처럼, 가열 요소 (8) 는 와이어형 형태이지만, 세정제 유입구 (5) 내에서만 루트결정되고, 링 덕트 (6) 에서는 더 이상 루트결정되지 않는다. 핀형 편향 요소 (15) 가 가열 요소 (8) 의 편향에 사용되는 동시에, 가열 요소를 위치 고정된 채로 유지한다. 세정제 유입구 (5) 의 기술적으로 요구되는 후방 커버는 더 양호한 도시를 위해 여기서 도시되지 않는다.
도시된 실시형태들의 개별 특징들은 각각 도시된 조합에 의해 반드시 제한되지 않으며, 본 발명을 벗어나지 않으면서 여기에 명시적으로 도시되지 않은 추가의 실시형태를 형성하도록 본 발명 내에서 임의의 원하는 방식으로 서로 조합될 수 있다.
1 세정 장치
2 투명한 요소
3 광학 또는 광전자 장치
4 하우징
5 세정제 유입구
6 링 덕트
7 노즐
8 가열 요소
9 광학 축선
10 커버 요소
11 전기 인터페이스
12 가열 요소 커넥터
13 밀봉 화합물
14 보어
15 편향 요소

Claims (10)

  1. 유체 세정제로 광학 또는 광전자 장치 (3) 의 투명한 요소 (2) 를 세정하기 위한 세정 장치 (1) 로서,
    상기 광학 또는 광전자 디바이스 (3) 가 내부에 배치된 하우징 (4) 으로서, 상기 하우징 (4) 에는, 세정제 유입구 (5) 를 통해 상기 세정제가 충전될 수 있으며 적어도 국지적으로 상기 투명한 요소 (2) 주위를 지나는 링 덕트 (6) 가 제공되는, 상기 하우징 (4), 및
    상기 세정제를 상기 투명한 요소 (2) 상으로 분무하도록 구성되며 상기 링 덕트 (6) 로부터 공급받는 적어도 하나의 노즐 (7)
    을 포함하고,
    상기 링 덕트 (6) 및/또는 상기 링 덕트 (6) 에 바로 인접한, 상기 하우징 (4) 또는 상기 세정제 유입구 (5) 의 영역을 가열하기 위한 적어도 하나의 전기 전도성 가열 요소 (8) 가 제공되는 것을 특징으로 하는, 세정 장치 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 링 덕트 (6) 는 상기 하우징 (4) 의 오목부에 의해 형성되고,
    상기 오목부는 상기 광학 또는 광전자 장치 (3) 의 광학 축선 (9) 주위에 방사상으로 연장되며, 커버 요소 (10) 에 의해 차단되고,
    상기 노즐 (7) 은 상기 커버 요소 (10) 상에 배치되고, 상기 커버 요소 (10) 와 상기 하우징 (4) 사이의 인터페이스가 유압 밀봉 방식으로, 특히 물질적 결합 (materially bonded) 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 세정 장치 (1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 노즐 (7) 은 상기 커버 요소 (10) 와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는, 세정 장치 (1).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 요소 (8) 는 상기 하우징 (4) 에서 상기 링 덕트 (6) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 세정 장치 (1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 요소 (8) 는 상기 하우징 (4) 에서 상기 링 덕트 (6) 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 세정 장치 (1).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 요소 (8) 는 적어도 국지적으로 상기 세정제 유입구 (5) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 세정 장치 (1).
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 요소 (8) 는 와이어형 형태인 것을 특징으로 하는, 세정 장치 (1).
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 요소 (8) 는 편평한 금속 재료로부터, 특히 스탬핑된 구부러진 부분으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 세정 장치 (1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 세정 장치 (1) 로 형성되는 광학 또는 광전자 장치 (3) 를 포함하는, 차량에 배치하기 위한 광학 검출 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 세정 장치 (1) 또는 제 9 항에 따른 광학 검출 장치가 배치된 차량.
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