特許 6792534 流体吐出機構、及び車両用カメラ又はセンサーに対する流体の吹き付け装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6792534

(24)【登録日】2020年11月10日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】流体吐出機構、及び車両用カメラ又はセンサーに対する流体の吹き付け装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 1/08 20060101AFI20201116BHJP

   B05B 1/32 20060101ALI20201116BHJP

   F16K 17/02 20060101ALI20201116BHJP

   B60S 1/60 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   B05B1/08

   B05B1/32

   F16K17/02 Z

   B60S1/60 Z

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-197755(P2017-197755)

(22)【出願日】2017年10月11日

(65)【公開番号】特開2019-69425(P2019-69425A)

(43)【公開日】2019年5月9日

【審査請求日】2019年10月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000135209

【氏名又は名称】株式会社ニフコ

(74)【代理人】

【識別番号】100098202

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 信彦

(74)【代理人】

【識別番号】100077241

【弁理士】

【氏名又は名称】桑原 稔

(72)【発明者】

【氏名】根津 幹夫

【審査官】 清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１７−５２８３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８３３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４６−０１９２０２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１８−１１８７１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｂ １／００−１７／０８

Ｂ６０Ｓ １／００−１／６０

Ｆ１６Ｋ １７／００−１７／１６８

Ｂ０８Ｂ １／００−１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を吐出口から間欠的に吐出させる機構であって、
実質的に筒状を呈し筒一端側を閉塞すると共に筒他端を前記流体の加圧空間との連通部とする弁室であって、前記筒一端側に形成された第一連絡部と、前記連通部と前記第一連絡部との間となる箇所に形成された第二連絡部とを備えた弁室と、
前記第二連絡部と前記吐出口とを連絡するメイン流路と、
前記第一連絡部と前記メイン流路とを連絡するサブ流路と、
前記弁室内にあって、前記加圧空間側が所定の圧力に達するまでは閉弁位置に保持され、前記加圧空間側が所定の圧力に達したときは前記第一連絡部側に往動し前記第二連絡部を開放して前記吐出を実行させ、前記吐出終了後は前記連通部側に復動して再び前記閉弁位置に保持されるように構成された弁体とを備えてなり、
磁石及びこの磁石が吸着される部材の一方を前記弁体側に、他方を前記弁室側に備えさせて前記弁体の前記閉弁位置での保持及び前記復動が前記磁石の吸着力によりなされるようにしてなる、流体吐出機構。

【請求項2】

前記弁体に形成された溝によって、前記往動時に前記加圧空間と前記メイン流路とが連通されるようにしてなる、請求項１に記載の流体吐出機構。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の流体吐出機構を、前記吐出部から吐出される流体が車両用カメラ又はセンサーの入力部に吹き付けられるように備えてなる、車両用カメラ又はセンサーに対する流体の吹き付け装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、流体吐出機構、および、これを含んで構成される車両用カメラ又はセンサーに対する流体の吹き付け装置に関する。

【背景技術】

【0002】

バルブボディ内のバルブシートに吸着される永久磁石を弁体に備えさせ、流入孔側のエアの圧力が磁気吸引力を超えたときに弁体を開放位置に移動させて前記エアを排気口から外部に送り出すようにした制御バルブとして特許文献１に示されるものがある。

【0003】

この特許文献１の制御バルブにあっては、閉鎖位置にある弁体の移動先側の空間に存在するエアは、小孔を通じて外部に排気して弁体の移動が阻害されないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１８５４６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種の流体吐出機構（制御バルブ）、および、これを含んで構成される車両用カメラ又はセンサーに対する流体の吹き付け装置の機能を合理的に向上させる点にある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を達成するために、この発明にあっては、流体吐出機構を、 流体を吐出口から間欠的に吐出させる機構であって、
実質的に筒状を呈し筒一端側を閉塞すると共に筒他端を前記流体の加圧空間との連通部とする弁室であって、前記筒一端側に形成された第一連絡部と、前記連通部と前記第一連絡部との間となる箇所に形成された第二連絡部とを備えた弁室と、
前記第二連絡部と前記吐出口とを連絡するメイン流路と、
前記第一連絡部と前記メイン流路とを連絡するサブ流路と、
前記弁室内にあって、前記加圧空間側が所定の圧力に達するまでは閉弁位置に保持され、前記加圧空間側が所定の圧力に達したときは前記第一連絡部側に往動し前記第二連絡部を開放して前記吐出を実行させ、前記吐出終了後は前記連通部側に復動して再び前記閉弁位置に保持されるように構成された弁体とを備えてなり、
磁石及びこの磁石が吸着される部材の一方を前記弁体側に、他方を前記弁室側に備えさせて前記弁体の前記閉弁位置での保持及び前記復動が前記磁石の吸着力によりなされるようにしてなる、ものとした。

【0007】

かかる構成によれば、弁体の往動先側の空間は、サブ流路を通じてメイン流路に連絡されていることから、弁体の往動、つまり、閉弁位置から開弁位置への移動にあたり、弁体の往動先側の空間にある流体をメイン流路側に送り出すことができ、かかる弁体の往動をスムースなものとすることができる。特に、弁体の往動先側の空間にある流体は、メイン流路を通じて吹き出される流体によって生じるベンチュリ効果により、効果的に吐出口側に引き出される。これにより、吐出口から、加圧空間にあった流体に弁体の往動先側の空間にある流体を加えた量の流体を、所定の流速をもって適切に吹き出させることができる。

【0009】

また、前記弁体に形成された溝によって、前記往動時に前記加圧空間と前記メイン流路とが連通されるようにしておくことが、この発明の態様の一つとされる。

【0010】

また、前記課題を達成するために、この発明にあっては、第二の観点から、車両用カメラ又はセンサーに対する流体の吹き付け装置を、前記流体吐出機構を、前記吐出部から吐出される流体が車両用カメラ又はセンサーの入力部に吹き付けられるように備えてなる、ものとした。

【発明の効果】

【0011】

この発明によれば、弁体の往動先側の空間にある流体をサブ流路を通じてメイン流路側に送り出すことができることから、流体吐出機構、および、これを含んで構成される車両用カメラ又はセンサーに対する流体の吹き付け装置の機能を合理的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、この発明の一実施の形態にかかる流体吐出機構の断面構成図であり、弁体は閉弁位置にある。

【図2】図２は、前記流体吐出機構の断面構成図であり、弁体は開弁位置にある。

【図3】図３は、前記流体吐出機構の弁室を構成する主体部の小径室の断面構成図である。

【図4】図４は、前記流体吐出機構を構成する各部品の分解斜視図である。

【図5】図５は、前記流体吐出機構を含んで構成される流体の吹き付け装置の要部破断内部構成図であり、弁体は閉弁位置にある。

【図6】図６は、前記流体吐出機構を含んで構成される流体の吹き付け装置の要部破断内部構成図であり、弁体は開弁位置にある。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図１〜図６に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について、説明する。

【0014】

この実施の形態にかかる流体吐出機構１は、空気などの流体を吐出口３から間欠的に吐出させるために用いられるものである。

【0015】

また、この実施の形態にかかる流体の吹き付け装置２は、前記流体吐出機構１を含んで構成されるものであって、前記吐出口３から吐出される流体が車両用カメラ又はセンサーの入力部に吹き付けられるように乗用車などの車両に備えられ、かかる流体によって前記入光部に付着した水滴や塵埃などを取り除くものである。

【0016】

典型的には、かかる流体の吹き付け装置は、自動車の車室外に入光部などの入力部を位置させる車両用カメラ又はセンサー（従前のドアミラーなどに替わって自動車の後方を監視する電子ミラーを構成する車両用カメラなど／図示は省略する。）に組み合わされて用いられる。

【0017】

あるいはまた、かかる流体の吹き付け装置は、自動車の車室外に入力部を位置させる車両用カメラ又はセンサーとは離れた位置に備えられて、前記吐出口３から吐出された流体が前記吐出口３と前記入力部の近傍とに亘る流路を通じて前記入力部に吹き付けられるようにしてに用いられる。

【0018】

この実施の形態にかかる流体吐出機構１は、
（１）前記流体の加圧空間４との連通部５ａと、前記連通部５ａと反対の側に形成された第一連絡部５ｂと、前記連通部５ａと前記第一連絡部５ｂとの間となる箇所に形成された第二連絡部５ｃとを備えた弁室５と、
（２）前記第二連絡部５ｃと前記吐出口３とを連絡するメイン流路６と、
（３）前記第一連絡部５ｂと前記メイン流路６とを連絡するサブ流路７と、
（４）前記弁室５内にあって、前記加圧空間４側が所定の圧力に達したときは前記第一連絡部５ｂ側に往動し前記第二連絡部５ｃを開放して前記吐出を実行させ、前記吐出終了後は前記連通部５ａ側に復動して前記第二連絡部５ｃを閉鎖するように構成された弁体８と、を備えてなる。

【0019】

図示の例では、弁室５は、主体部１０とキャップ１１とを組み合わせてなる弁室構成体９によって構成されている。

【0020】

主体部１０は、実質的に筒状を呈し、その筒一端１０ａをキャップ１１により閉塞されると共に、その筒他端１０ｂを前記連通部５ａとするように構成されている。

【0021】

主体部１０の筒一端１０ａ側は大径室１０ｃとなっている。大径室１０ｃと連通部５ａとの間は小径室１０ｄとなっている。

【0022】

大径室１０ｃの側部には、主体部１０の筒軸に直交する向きに延びる管部が連通されており、この管部が前記第二連絡部５ｃとして機能するようになっている。

【0023】

弁体８に対する弁座５ｄは、大径室１０ｃと小径室１０ｄとの寸法差により形成された主体部１０内の段差面となっており、大径室１０ｃに臨んだ大径室１０ｃと小径室１０ｄとを連通させる開口を巡っている。

【0024】

キャップ１１は、実質的に筒状を呈し、その筒一端１１ａを閉塞すると共に、その筒他端１１ｂを開放させている。

【0025】

キャップ１１の筒他端１１ｂ側は、内径を大きくした拡径部１１ｃとなっており、この拡径部１１ｃと閉塞された筒一端１１ａとの間は拡径部１１ｃよりも内径を小さくした縮径部１１ｄとなっている。これにより、キャップ１１はその内側に筒他端１１ｂ側を向いた周回段差部１１ｅを備えている。

【0026】

キャップ１１の側部であって、筒一端１１ａと周回段差部１１ｅとの間となる箇所には、キャップ１１の筒軸に直交する向きに延びる管部が連通されており、この管部が前記第一連絡部５ｂとして機能するようになっている。

【0027】

キャップ１１は主体部１０に対し、拡径部１１ｃの内側に主体部１０の筒一端１０ａ側を、周回段差部１１ｅに主体部１０の筒一端１０ａが突き当たる位置まではめ入れることで組み合わされている。

【0028】

図示の例では、このように構成される弁室構成体９に対し、Ｙ字状をなす分岐管１２が接続されている。分岐管１２の分岐側の一方端末１２ａが図中符号１３で示される接続チューブを介して第一連絡部５ｂとなる管部に接続され、分岐管１２の分岐側の他方端末１２ｂが接続チューブ１３を介して第二連絡部５ｃとなる管部に接続されている。そして、かかる分岐管１２の非分岐側の端末１２ｃが前記吐出口３として機能すると共に、かかる分岐管１２によって前記メイン流路６とサブ流路７とが形成されるようになっている。

【0029】

弁体８は、円板状をなす弁頭部８ａと、この弁頭部８ａの一面側の中央から突き出す筒状の軸部８ｂとを有している。弁頭部８ａの外径は大径室１０ｃに納まるが小径室１０ｄには入り込まない大きさとなっている。弁体８は、前記弁頭部８ａを大径室１０ｃ内に位置させ、前記軸部８ｂを小径室１０ｄ内に差し込んだ状態で、前記主体部１０の筒軸に沿った向きの移動可能に弁室５内に保持されている。

【0030】

図示の例ではまた、軸部８ｂの基部には弁頭部８ａの一部をなすシールリング８ｃが嵌め付けられており、前記弁座５ｄにはこのシールリング８ｃで接するようになっている。

【0031】

また、図示の例では、弁体８の弁頭部８ａが弁座５ｄに着座した閉弁位置においては、シールリング８ｃによって第二連絡部５ｃが閉鎖されるようになっている（図１）。

【0032】

また、閉弁位置にある弁体８は、弁頭部８ａの他面側がキャップ１１の周回段差面１１ｅに突き当たる開弁位置まで往動できるようになっており、この開弁位置においては弁頭部８ａは弁座５ｄから離れ且つ第二連絡部５ｃは開放されるようになっている（図２）。

【0033】

また、前記弁体８の前記軸部８ｂの外径と前記小径室１０ｄの径とは実質的に等しくなっていると共に、前記軸部８ｂの側部に前記軸部８ｂの長さ方向に沿ってその全長に亘る一条の溝８ｄ（一カ所の溝）を形成させている。

【0034】

この実施の形態にあっては、前記一条の溝８ｄによって前記弁体８が開弁位置にある状態において前記加圧空間４と前記メイン流路６とが連通されるようになっている。

【0035】

また、この実施の形態にあっては、後述のピストン１６の前進によって加圧空間４の圧力が所定の圧力に達するまで前記弁体８を前記弁頭部８ａを前記弁座５ｄに密着させる閉弁位置に保持手段１４により保持するようになっている。

【0036】

前記加圧空間４の圧力が所定の圧力に達すると前記保持手段１４による保持が解かれ、前記弁体８は開弁位置に移動し、圧縮された流体がメイン流路６を通じて吐出口３から吹き出される。

【0037】

かかる開弁状態において、小径室１０ｄの流体の通過箇所は、弁体８の軸部８ｂに形成された一条の溝８ｄに実質的に限定されることから、吐出される流体の流速は効果的に高められる。

【0038】

この実施の形態にあっては、前記保持手段１４を、磁石及びこの磁石が吸着される強磁性材の一方を前記弁体８側に、他方を前記弁室５側に備えさせてなるものとしている。

【0039】

図示の例では、第一円柱状体１４ａを弁体８の軸部８ｂ内にこの第一円柱状体１４ａの端面が軸部８ｂの先端と同面になるようにしてはめ込んでいる。

【0040】

また、弁室５の小径室１０ｄ内に第二円柱状体１４ｂをはめ込んでいる。図示の例では、小径室１０ｄ内には、主体部１０の筒軸に沿う向きに続くリブ１０ｅがこの筒軸を巡る方向において隣り合うリブ１０ｅとの間を流体の流路とするようにして三箇所形成されている（図３）。この三箇所のリブ１０ｅの先端間を利用して小径室１０ｄ内に第二円柱状体１４ｂをはめ込ませている。第二円柱状体１４ｂの端面は閉弁位置において弁体８の軸部８ｂの先端が位置される箇所に位置されている。

【0041】

これにより、この実施の形態にあっては、後述のピストン１６の前進によって前記加圧空間４側の所定の圧力に達するまでは前記弁体８を前記弁頭部８ａを前記弁座５ｄに密着させる閉弁位置に保持手段１４により保持し、前記加圧空間４側の圧力が所定値を越えた瞬間に前記弁体８を開弁位置に移動させて加圧空間４内の流体を所定の流速をもって吐出口３から吹き出させることができるようになっている。また、一回の流体の吹き出しが終了したときは、磁石の吸着力により直ちに前記弁体８を閉弁位置に移動させることができる。すなわち、この実施の形態にあっては、前記弁体８の前記復動が磁石の吸着力によりなされるようになっている。

【0042】

また、この実施の形態にあっては、弁体８の往動先側の空間１５は、サブ流路７を通じてメイン流路６に連絡されていることから、弁体８の往動、つまり、閉弁位置から開弁位置への移動にあたり、弁体８の往動先側の空間１５にある流体をメイン流路６側に送り出すことができ、かかる弁体８の往動をスムースなものとすることができる。特に、弁体８の往動先側の空間１５にある流体は、メイン流路６を通じて吹き出される流体によって生じるベンチュリ効果により、効果的に吐出口３側に引き出される。これにより、吐出口３から、加圧空間４にあった流体に弁体８の往動先側の空間１５にある流体を加えた量の流体を、所定の流速をもって適切に吹き出させることができる。

【0043】

以上に説明した流体吐出機構１を含んで構成される流体の吹き付け装置の一例を図５及び図６に示す。
前記流体の吹き付け装置２は、
（１）前記流体の吐出口３と、
（２）ピストン１６の前方の加圧空間４（ピストン１６の移動により容積を変化させるシリンダ１７内の空間）を前記流体吐出機構１の連通部５ａに連通させたシリンダ１７と、
（３）モータ１８ａを含んだ前記ピストン１６の駆動機構１８と、
（４）前記加圧空間４と前記吐出口３とを連絡する流路１９中にあって前記ピストン１６の前進によって前記加圧空間４の圧力が所定値になったときに開弁して前記流路１９を開放するように機能する前記流体吐出機構１とを、備えてなる。

【0044】

図示の例では、流体の吹き付け装置２は、前記吐出口３から直接的に、あるいは、間接的に、空気などの流体を車両用カメラ又はセンサーの入光部１に吹き付ける構成となっている。前記流体は、洗浄液とすることも可能であり、また、空気に洗浄液を混合させたものとすることも可能である。

【0045】

図示の例では、流体の吹き付け装置２は、前後方向ｘに長く、左右方向ｙに短く、上下方向ｚを厚さとした扁平のケーシング２０に前記（１）〜（４）の要素を内蔵させてなる。

【0046】

また、図示の例では、流体の吹き付け装置２のケーシング２０は、その厚さ方向の中程の位置で分離可能な、ロア部２０ａと図示しないアッパー部とを組み合わせてなる。

【0047】

前記ピストン１６は、前後方向ｘに沿って、移動するようになっている。ピストン１６前方の加圧空間４は、前記流路１９の一部をなす前方流路１９ａを介して、前記流体吐出機構１を構成する連通部５ａに連通している。図中符号１３’は、前記連通部５ａとなる主体部１０の筒他端１０ｂと前方流路１９ａとを連絡する接続チューブである。

【0048】

前記ピストン１６の駆動機構１８は、前記ピストン１６を後退方向に付勢する付勢手段１８ｂと、前記付勢により前記ピストン１６の後端部１６ａが当接するカム部１８ｄを備えると共に前記モータ１８ａにより回転駆動される回転体１８ｃとを備えたものとなっている。そして、前記回転体１８ｃの回転時に前記カム部１８ｄの形状によって前記ピストン１６を前後動させるようにしている。

【0049】

図示の例では、モータ１８ａの出力軸と一体化されたウォーム１８ｅに噛み合うギア１８ｆと、回転体１８ｃの外周に形成されたギア部１８ｇに噛み合うギア１８ｈとを、かみ合わせることで、モータ１８ａの駆動により回転体１８ｃが回転されるようになっている。

【0050】

回転体１８ｃの一面に、カム部１８ｄが形成されている。カム部１８ｄは回転体１８ｃの下面から突出した形態となっており、回転体１８ｃの下面との間に周回段差面としてのカム面１８ｉを形成させている。カム面１８ｉは回転体１８ｃの回転軸１８ｍとの距離を最大とする第一部分１８ｊと、回転体１８ｃの回転軸１８ｍを挟んで第一部分１８ｊと反対の側に位置する第二部分１８ｋとを有している。

【0051】

前記付勢手段１８ｂは、図示の例では、圧縮コイルバネとなっている。もっとも、かかる付勢手段１８ｂはピストン１６を後退方向に付勢可能なものであれば足り、圧縮コイルバネ以外の各種のバネやバネと同じような反発力を発揮する弾性体を用いて構わない。バネの一端は、シリンダ１７の加圧空間４側と反対の開口を巡る部分に形成された段差１７ａに圧接され、バネの他端はピストン１６の前端部１６ｂと後端部１６ａとの間に形成された鍔部１６ｃに圧接されている。

【0052】

ピストン１６の後端部１６ａは、図示の例では、板状をなし、回転体１８ｃの一面下に入り込んで前記カム部１８ｄのカム面１８ｉに前記付勢手段１８ｂの付勢により常時圧接されるようになっている。

【0053】

回転体１８ｃがカム面１８ｉの第二部分１８ｋをピストン１６の後端部１６ａに圧接させる回転位置にあるときは、前記圧縮コイルバネの付勢によりピストン１６は最も後退した位置となるようになっている（図５）。一方、回転体１８ｃがカム面１８ｉの第一部分１８ｊをピストン１６の後端部１６ａに圧接させる回転位置にあるときは、ピストン１６は最も前進した位置となり、前記圧縮コイルバネは最も圧縮された状態となる（図６）。

【0054】

図示の例では、ピストン１６が前進するときは、ピストン１６における加圧空間４に臨んだ前端部の中央に形成された通気孔１６ｄを通じて、ピストン１６の側部とシリンダの内壁との間をシールするシールリング１６ｅの内側に入り込む流体によってシールリング１６ｅが弾性的に広がり前記シール性が高まる一方、ピストン１６が後退するときは前記シール性がなくなりピストン１６の後方から加圧空間４に外部から流体が引き込まれるようになっている。

【0055】

なお、当然のことながら、本発明は以上に説明した実施態様に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得るすべての実施態様を含むものである。

【符号の説明】

【0056】

３ 吐出口
４ 加圧空間
５ 弁室
５ａ 連通部
５ｂ 第一連絡部
５ｃ 第二連絡部
６ メイン流路
７ サブ流路
８ 弁体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】