(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024119250
(43)【公開日】2024-09-03
(54)【発明の名称】清掃装置
(51)【国際特許分類】
B60S 1/62 20060101AFI20240827BHJP
B05B 1/10 20060101ALI20240827BHJP
B05B 1/30 20060101ALI20240827BHJP
B05C 11/10 20060101ALI20240827BHJP
B05B 1/14 20060101ALI20240827BHJP
B05C 5/00 20060101ALI20240827BHJP
【FI】
B60S1/62 110B
B60S1/62 120B
B60S1/62 120C
B05B1/10
B05B1/30
B05C11/10
B05B1/14 Z
B05C5/00 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023026018
(22)【出願日】2023-02-22
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】足立 尚太
【テーマコード(参考)】
3D225
4F033
4F041
4F042
【Fターム(参考)】
3D225AA11
3D225AC02
3D225AC07
3D225AD22
3D225AF01
4F033AA04
4F033BA03
4F033DA01
4F033EA02
4F033EA03
4F033EA04
4F033GA02
4F033GA11
4F041AA07
4F041AB01
4F041BA05
4F041BA32
4F041BA35
4F042AA09
4F042BA07
4F042BA11
4F042CA01
4F042CB02
4F042CB08
4F042CB10
4F042CB19
(57)【要約】
【課題】構成の簡略化を可能としながら、使用者の不快感を抑制可能とした清掃装置を提供すること。
【解決手段】清掃装置20は、駆動ポンプPと、第1ノズルN1及び第2ノズルN2とを備え、駆動ポンプから供給される流体を第1ノズルN1及び第2ノズルN2からセンシング面に向けて噴射可能である。駆動ポンプに接続された源流路R0を第1流路R1と第2流路R2に分岐する分岐部21と、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25と、流路接続部28とを備える。第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25の各々は、導入流路38と吐出流路39とを有し、導入流路内が駆動ポンプの吐出圧力よりも高い圧力となることで開弁するものであるとともに、吐出流路内の圧力が高くなることによって開弁が促進されるように構成され、流路接続部は、吐出流路同士を接続している。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動ポンプ(P)と、複数のノズル(N1~N4)とを備え、前記駆動ポンプから供給される流体(CA1)を前記複数のノズルから清掃対象(11a)に向けて噴射可能な清掃装置(20)であって、
前記駆動ポンプに接続された源流路(R0)を複数の分岐流路(R1~R4)に分岐する分岐部(21,62,66)と、
複数の蓄圧弁(24,25,61,65)と、
流路接続部(28,63,64,67)と、を備え、
前記複数の蓄圧弁の各々は、導入流路(38)と吐出流路(39)とを有し、前記導入流路に前記分岐流路が接続されるとともに前記吐出流路に前記ノズルが接続され、前記導入流路内が前記駆動ポンプの吐出圧力よりも高い圧力となることで開弁するものであるとともに、前記吐出流路内の圧力が高くなることによって開弁が促進されるように構成され、
前記流路接続部は、前記吐出流路同士を接続している、
清掃装置。
【請求項2】
前記駆動ポンプの数は、1つである、
請求項1に記載の清掃装置。
【請求項3】
前記駆動ポンプの数は、複数である、
請求項1に記載の清掃装置。
【請求項4】
前記蓄圧弁は、
前記導入流路(38)を弁体(33a)により閉弁し、前記駆動ポンプから供給される前記流体を前記駆動ポンプの吐出圧力よりも高い圧力まで蓄圧する弁部(30a)と、
前記弁部による蓄圧時に前記導入流路から前記流体の漏れ(CAx)を生じさせその漏れによる漏れ側での蓄圧と、前記導入流路及び前記漏れ側にて蓄圧した両圧力(P1,P2)に基づく前記弁体の開弁と、前記弁体の開弁に基づき前記導入流路にて蓄圧した前記流体の前記吐出流路への出力と、前記吐出流路への前記流体の出力に基づき前記導入流路にて蓄圧可能に前記弁体の閉弁復帰とを行うように構成された補助機構(30a,30b,33,36)と、を備える、
請求項1に記載の清掃装置。
【請求項5】
複数の貯留部(22,23)を備え、
前記複数の貯留部の各々は、前記蓄圧弁と前記分岐部との間に設けられている、
請求項1に記載の清掃装置。
【請求項6】
前記複数の蓄圧弁と前記複数のノズルとの間の流路の総体積は、前記複数の蓄圧弁と前記駆動ポンプとの間の流路の総体積よりも小さい、
請求項1に記載の清掃装置。
【請求項7】
前記複数の蓄圧弁のうちの1つが最も小さな圧力で開弁する先行蓄圧弁として設定されるとともに、
前記複数のノズルのうちの前記先行蓄圧弁と最も短い流路で接続される1つが優先清掃部位に向けて配置される先行ノズルとして設定される、
請求項1に記載の清掃装置。
【請求項8】
前記清掃対象は、車載センサ(11)のセンシング面である、
請求項1に記載の清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、清掃装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、車両には、周囲の状況を把握するための複数のセンサが設けられることがある。センサは、そのセンシング面(例えばレンズやカバーガラス等の外表面)が車両の外側に露出する態様となっている。よって、センシング面には、雨滴等の異物が付着する虞がある。センサを含むシステムは、センシング面に異物が付着した状態では、正常に機能しなくなる虞がある。よって、センサのセンシング面は清掃する必要がある。また、LIDAR等に用いられるセンサは、センシング面が広い。このように、車両は複数の清掃対象や広い範囲の清掃対象を有することがある。そこで、例えば、車両に備えられる清掃装置としては、スイッチ操作によって流路を切り替える電磁弁を有するものがある(例えば、特許文献1参照)。このような清掃装置では、単一の駆動ポンプから供給される流体を2つのノズルから清掃対象に対して吹き付けることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記した清掃装置では、電磁弁やその電磁弁に接続される電線や電磁弁を制御するための制御部等が必要となってしまう。よって、装置が複雑化してしまうという問題がある。また、流体の噴射音の発生回数が多くなることや、流路が切り替わる際の切り替わり音が生じることによって、使用者が不快を感じることがある。
【0005】
本開示は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、構成の簡略化を可能としながら、使用者の不快感を抑制可能とした清掃装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する清掃装置(20)は、駆動ポンプ(P)と、複数のノズル(N1~N4)とを備え、前記駆動ポンプから供給される流体(CA1)を前記複数のノズルから清掃対象(11a)に向けて噴射可能な清掃装置(20)であって、前記駆動ポンプに接続された源流路(R0)を複数の分岐流路(R1~R4)に分岐する分岐部(21,62,66)と、複数の蓄圧弁(24,25,61,65)と、流路接続部(28,63,64,67)と、を備え、前記複数の蓄圧弁の各々は、導入流路(38)と吐出流路(39)とを有し、前記導入流路に前記分岐流路が接続されるとともに前記吐出流路に前記ノズルが接続され、前記導入流路内が前記駆動ポンプの吐出圧力よりも高い圧力となることで開弁するものであるとともに、前記吐出流路内の圧力が高くなることによって開弁が促進されるように構成され、前記流路接続部は、前記吐出流路同士を接続している。
【0007】
同構成によれば、駆動ポンプから流体が出力されると、流体は分岐部を介して複数の蓄圧弁の各々の導入流路内に供給される。そして、蓄圧弁の個体差等に基づき、供給された流体によって複数の蓄圧弁のうちの1つの蓄圧弁が開弁されると、開弁された蓄圧弁における吐出流路から流体が吐出される。そして、吐出流路から吐出された流体は、ノズルに供給されるとともに開弁されていない蓄圧弁の吐出流路に供給される。すると、吐出流路に流体が供給された蓄圧弁も開弁が促進されることで、最初に開弁された蓄圧弁と略同時に開弁される。
【0008】
これにより、複数の蓄圧弁によってそれぞれ蓄圧されていた流体が複数のノズルから略同時に噴射される。よって、複数のノズルの各々から流体を多量かつ高圧で噴射することができる。これにより、電磁弁等を備えた清掃装置に比べて簡単な構成としながら、複数の清掃対象または広い範囲の清掃対象を良好に清掃することができる。また、電磁弁等を備えた清掃装置に比べて、流体の噴射音の発生回数が減ることと、流路が切り替わる際の不快な切り替わり音が減ることによって、使用者の不快感を抑えることができる。なお、例えば、駆動ポンプに単一の蓄圧弁を接続し、その蓄圧弁や貯留部のサイズ等を大きくし、その蓄圧弁に複数のノズルを接続することで、複数のノズルから流体を多量かつ高圧で噴射することも可能である。しかし、このような場合では、例えば、汎用の蓄圧弁が利用できずに、特注のサイズの蓄圧弁が必要になるといった課題が生じる場合がある。このような場合に比べて、本実施形態の清掃装置では、例えば、小型で汎用の蓄圧弁を用いて上記課題を解決しつつ、複数のノズルの各々から流体を多量かつ高圧で噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図3】一実施形態における第1蓄圧弁及び第2蓄圧弁の断面図。
【
図4】一実施形態における第1蓄圧弁及び第2蓄圧弁の一部断面斜視図。
【
図5】一実施形態における第1蓄圧弁及び第2蓄圧弁の動作説明に用いる断面図。
【
図6】一実施形態における第1蓄圧弁及び第2蓄圧弁の動作説明に用いる断面図。
【
図7】一実施形態における第1蓄圧弁及び第2蓄圧弁の動作説明に用いる断面図。
【
図8】一実施形態における第1蓄圧弁及び第2蓄圧弁の動作説明に用いる断面図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、清掃装置の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
【0011】
(車両10の構成)
図1に示すように、車両10には、前端中央部に車載センサ11が設置されている。車載センサ11は、例えば、自車と前方対象物との距離を測定する測距システム(LIDAR等)に用いられ、車両10の高度運転支援や自動運転等を実施するシステムに用いられる。
【0012】
車載センサ11は、清掃対象としてのセンシング面(例えばレンズやカバーガラス等の外表面)11aを有する。センシング面11aは車両10の外側に露出している。センシング面11aには雨滴等の異物が付着し得るため、車両10には各センシング面11aに付着した異物の除去清掃を行うための清掃装置20が搭載されている。
【0013】
(清掃装置20の構成)
図2に示すように、清掃装置20は、駆動ポンプPと、ノズルとしての第1ノズルN1及び第2ノズルN2とを備える。清掃装置20は、駆動ポンプPから供給される流体を第1ノズルN1と第2ノズルN2とからセンシング面11aに向けて噴射することが可能に構成されている。詳しくは、清掃装置20は、分岐部21と、貯留部としての第1貯留部22及び第2貯留部23と、蓄圧弁としての第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25と、第1接続用分岐部26及び第2接続用分岐部27と、流路接続部28とを備える。
【0014】
(駆動ポンプPの構成)
駆動ポンプPは、流体としての圧縮エアCA1を生成可能な例えば容積型ポンプとしてギヤポンプなどの電動のエアポンプにて構成される。
【0015】
(分岐部21の構成)
分岐部21は、互いに連通した源流開口21a、第1流路開口21b、及び第2流路開口21cを有する。分岐部21は、源流開口21aが駆動ポンプPに接続ホース29aを介して接続されている。分岐部21は、駆動ポンプPから供給される圧縮エアCA1の源流路R0を第1流路R1と第2流路R2とに分岐する。なお、本実施形態では、第1流路R1と第2流路R2とがそれぞれ分岐流路を構成している。
【0016】
(第1貯留部22及び第2貯留部23の構成)
第1貯留部22及び第2貯留部23は、例えば、有底円筒状に形成され、圧縮エアCA1を所定の容積だけ貯留可能とされている。第1貯留部22は、分岐部21の第1流路開口21bに接続ホース29bを介して接続されている。第2貯留部23は、分岐部21の第2流路開口21cに接続ホース29cを介して接続されている。
【0017】
(第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25の構成)
図3に示すように、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25の各々は、導入流路38と吐出流路39とを有する。第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25は、導入流路38内が駆動ポンプPの吐出圧力よりも高い圧力となることで開弁するように構成されている。また、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25は、吐出流路39内の圧力が高くなることによって開弁が促進されるように構成されている。なお、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25は同一構成であるため、第1蓄圧弁24について詳述し、第2蓄圧弁25についての詳述を省略する。
【0018】
図3及び
図4に示すように、第1蓄圧弁24は、ベース部材31、カバー部材32、ダイヤフラム33及び付勢バネ34,35を備える。これら構成部品のうち、ベース部材31の一部、カバー部材32、ダイヤフラム33及び付勢バネ34,35にて弁本体部30が構成される。以降、ベース部材31が下側、カバー部材32が上側として説明するが、第1蓄圧弁24の使用時の向きはこれに限定されない。
【0019】
ベース部材31は、樹脂製であり、上側部分に基台部31a、下側部分に接続部31bを有する。基台部31aは、弁本体部30の筐体の下側部分を構成するものであり、円形状の底壁部31cと、底壁部31cの周縁部分から上方に立設される円環状の側壁部31dとを有する。これに対し、カバー部材32は、弁本体部30の筐体の上側部分を構成するものであり、円形状の上壁部32aと、上壁部32aの周縁部分から下方に延出される円環状の側壁部32bとを有する。ベース部材31とカバー部材32とは、側壁部31dの上端面と側壁部32bの下端面とが互いに当接するようにして組付けられ、各端面間でダイヤフラム33の周縁部33xを挟持し、この周縁部33xの挟持によりシールが図られている。ダイヤフラム33は、自身と基台部31aの底壁部31cと側壁部31dとで形成される空間を弁室36として区画し、自身とカバー部材32の上壁部32aと側壁部32bとで形成される空間を背圧室37として区画する。
【0020】
接続部31bは、基台部31aの下面側に設けられ、基台部31aの底壁部31cから一旦下方に延びそこから二股に延びる逆T字状をなしている。接続部31bにおいて、二股に分かれた一方側はポンプ側接続部31eであり、二股に分かれた他方側はノズル側接続部31fである。ポンプ側接続部31eの内側に形成される導入流路38と、ノズル側接続部31fの内側に形成される吐出流路39とはそれぞれ独立している。基台部31aの底壁部31cの略中央部には、導入流路38及び吐出流路39の各開口部38a,39aがそれぞれ形成される。各開口部38a,39aは、底壁部31cの底面上から若干突出しており円筒状をなす。
【0021】
ダイヤフラム33は、ゴム等の可撓性材料にて略円板状に形成され、略中央部において、導入流路38及び吐出流路39の各開口部38a,39aと対向する位置のそれぞれに略円柱状の弁体33a,33bを有する。ダイヤフラム33は、各弁体33a,33bと周縁部33xとを除く部位、すなわち弁体33aと弁体33bとの間の部位や各弁体33a,33bと周縁部33xとの間の部位が各弁体33a,33b及び周縁部33xよりも薄い薄肉部33cとして構成される。つまり、ダイヤフラム33は、固定される周縁部33xに対し薄肉部33cを介して繋がる各弁体33a,33bが変位可能に、しかも各弁体33a,33b同士もそれぞれ独立して変位可能に構成される。このような各弁体33a,33bの変位動作により、弁体33aは導入流路38の開口部38aと当接又は離間してその流路の開閉を行い、弁体33bは吐出流路39の開口部39aと当接又は離間してその流路の開閉を行う。
【0022】
カバー部材32は、樹脂製であり、上壁部32aにおける各弁体33a,33bと対向する位置のそれぞれに突状部32c,32dを有する。各突状部32c,32dは、圧縮コイルバネよりなる付勢バネ34,35の位置規制用の突部であり、各突状部32c,32dにそれぞれ付勢バネ34,35の上部側が外嵌される。各付勢バネ34,35の上端部は上壁部32aに当接する。これに対し、各付勢バネ34,35の下端部は各弁体33a,33bに当接する。つまり、各付勢バネ34,35は、上壁部32aを起点として各弁体33a,33bを下方に付勢、すなわち各弁体33a,33bを導入流路38及び吐出流路39の各開口部38a,39aに向けて付勢する。なお、付勢バネ35の付勢力は、付勢バネ34の付勢力よりも相対的に小さい設定である。また、上壁部32aは、各突状部32c,32dよりも外側位置において、各弁体33a,33bの変位動作が背圧室37内の圧力の影響を受けないように背圧室37とカバー部材32の外部と連通する(大気開放された)例えば2つの連通孔32eを有する。
【0023】
このようにして第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25は構成されている。さらに、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25の弁本体部30は、導入流路38側であり弁体33a側を第1弁部30aとし、吐出流路39側であり弁体33b側を第2弁部30bとして構成される。第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25の詳細動作については後述する。
【0024】
そして、第1蓄圧弁24は、導入流路38を構成するポンプ側接続部31eが第1貯留部22に接続ホース29dを介して接続されている。また、第1蓄圧弁24は、吐出流路39を構成するノズル側接続部31fが第1接続用分岐部26に接続ホース29eを介して接続されている。
【0025】
また、第2蓄圧弁25は、導入流路38を構成するポンプ側接続部31eが第2貯留部23に接続ホース29fを介して接続されている。また、第2蓄圧弁25は、吐出流路39を構成するノズル側接続部31fが第2接続用分岐部27に接続ホース29gを介して接続されている。
【0026】
(第1接続用分岐部26及び第2接続用分岐部27の構成)
図7に示すように、第1接続用分岐部26及び第2接続用分岐部27の各々は、互いに連通した第1開口26a,27a、第2開口26b,27b、及び第3開口26c,27cを有する。第1接続用分岐部26の第1開口26aは、前述したように、接続ホース29eを介して第1蓄圧弁24に接続されている。また、第2接続用分岐部27の第1開口27aは、前述したように、接続ホース29gを介して第2蓄圧弁25に接続されている。
【0027】
また、第1接続用分岐部26の第2開口26bは、接続ホース29hを介して第1ノズルN1に接続されている。また、第2接続用分岐部27の第2開口27bは、接続ホース29jを介して第2ノズルN2に接続されている。
【0028】
(第1ノズルN1及び第2ノズルN2の構成)
第1ノズルN1は、自身の噴射口が車載センサ11のセンシング面11a(
図1参照)における第1範囲に向けられて配置されている。第1ノズルN1の通路面積は、接続ホース29hの通路面積よりも小さく設定されている。第1ノズルN1は、接続ホース29hを介して供給される高圧でパルス状の出力エアCA2をセンシング面11aにおける第1範囲に向けて噴射可能とされている。
【0029】
第2ノズルN2は、自身の噴射口が車載センサ11のセンシング面11a(
図1参照)における第2範囲に向けられて配置されている。第2ノズルN2の通路面積は、接続ホース29jの通路面積よりも小さく設定されている。第2ノズルN2は、接続ホース29jを介して供給される高圧でパルス状の出力エアCA2をセンシング面11aにおける第2範囲に向けて噴射可能とされている。なお、第1範囲は、センシング面11aにおける幅方向の一方の範囲であって、第2範囲は、センシング面11aにおける幅方向の他方の範囲である。
【0030】
(流路接続部28の構成)
流路接続部28は、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25における吐出流路39同士を接続している。本実施形態の流路接続部28は、第1接続用分岐部26の第3開口26cと、第2接続用分岐部27の第3開口27cと、第3開口26c,27c同士を接続する接続ホースとによって構成されている。
【0031】
第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25は、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25で生成された出力エアCA2の第1ノズルN1及び第2ノズルN2までの配管ロスを極力少なくするためにも第1ノズルN1及び第2ノズルN2の近傍位置に配置することが好ましい。また、本実施形態では、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25と第1ノズルN1及び第2ノズルN2との間の流路の総体積は、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25と駆動ポンプPとの間の流路の総体積よりも小さくなるように設定されている。なお、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25と第1ノズルN1及び第2ノズルN2との間の流路の総体積は、流路接続部28も含む流路の総体積である。
【0032】
図1に示すように、駆動ポンプPは、ECU(Electronic Control Unit)50に接続され、ECU50により制御される。
本実施形態の動作及び作用について説明する。
【0033】
例えば、センシング面11aに対する雨滴等の異物の付着が検出された場合や、予め定めた時間が経過した場合や、スイッチ操作された場合等、ECU50を通じて駆動ポンプPが駆動されると、駆動ポンプPから圧縮エアCA1が出力される。
【0034】
圧縮エアCA1は、分岐部21、第1貯留部22及び第2貯留部23を介して第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25に供給される。
第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25は、初期状態の非作動状態では、
図3に示すように、第1弁部30a及び第2弁部30bが完全な閉弁状態、すなわち各弁体33a,33bが導入流路38及び吐出流路39の各開口部38a,39aを密閉状態としている。
【0035】
そして、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25は、例えば、製造誤差等に基づいた個体差等によって、いずれか1つが先に開弁されることになる。なお、本実施形態では、先に第1蓄圧弁24が開弁する場合の作用を説明する。
【0036】
第1蓄圧弁24において、駆動ポンプPの駆動にて圧縮エアCA1が連続的に供給されると、付勢バネ34の付勢によって弁体33aの閉弁状態が維持されることにより、第1貯留部22内には蓄圧状態で圧縮エアCA1が貯留される。そして、第1蓄圧弁24の導入流路38及び接続ホース29dを含む部位の圧力P1(以下、「導入側の圧力P1」と称する)は上昇する。また、このとき、第2貯留部23内にも蓄圧状態で圧縮エアCA1が貯留される。
図4に示すように、第1蓄圧弁24において、導入側の圧力P1は、弁体33aにおいて開口部38aの面積に相当する比較的狭い面積S1の部位に作用する。弁体33aに作用する押上力F1は、導入側の圧力P1と面積S1との積、F1=P1×S1である。そして、導入側の圧力P1は、閉弁状態において、駆動ポンプPの吐出圧力よりも十分に高い圧力まで高められる。なお、上記した駆動ポンプPの吐出圧力は、駆動ポンプPと第1ノズルN1とを接続ホースで直接接続した場合に駆動ポンプPを駆動したときのその流路内の圧力である(以下、単に「駆動ポンプPの吐出圧力」と称する)。
【0037】
また、導入側の圧力P1の上昇に伴い、第1弁部30aにおいては、
図5に示すように、弁体33aと開口部38aとの間に僅かな隙間が生じて、弁室36に圧縮エアCA1の一部が漏れエアCAxとして僅かに漏出する。そのため、弁室36内の圧力P2についても徐々に上昇する。弁室36内の圧力P2は、
図4に示すように、開口部38a,39aの面積を除く薄肉部33c全体の面積に相当する比較的広い面積S2の部位に作用する。この場合、薄肉部33cに作用する押上力F2は、弁室36内の圧力P2と面積S2との積、F2=P2×S2である。圧力P2が作用する薄肉部33cの面積S2は圧力P1が作用する弁体33aの面積S1よりも広いため、圧力P2が圧力P1より低くても押上力F2としての影響力は大である。
【0038】
そして、導入側の圧力P1と弁室36内の圧力P2とがともに高まると、弁体33aの押上力F1と薄肉部33cの押上力F2とを合算したダイヤフラム33の押上力「F1+F2」が所定押付力(付勢バネ34,35の両付勢力)を上回る。これにより、
図6に示すように、ダイヤフラム33全体が大きく変位し、第1弁部30a及び第2弁部30bがともに開弁状態になる。つまり、各弁体33a,33bがともに開口部38a,39aから離間し、導入流路38、弁室36及び吐出流路39が導通状態となる。言い換えると、第1蓄圧弁24は開弁される。
【0039】
開弁直前の導入側の圧力P1は、駆動ポンプPの吐出圧力よりも十分に高められており、開弁により導入流路38の高圧の圧縮エアCA1が一気に弁室36を経て吐出流路39に流れる。よって、吐出側の圧力P3は、急増する。これにより、第1蓄圧弁24の吐出流路39から高圧のエアが出力エアCA2として吐出される。
【0040】
そして、
図7に示すように、出力エアCA2は、第1ノズルN1に供給されるとともに、流路接続部28を介して第2ノズルN2と第2蓄圧弁25の吐出流路39とに供給される。
【0041】
すると、第2蓄圧弁25は、吐出流路39内の圧力が高くなることによって開弁が促進されることで、速やかに開弁される。すなわち、第2蓄圧弁25は、個体差等によって第1蓄圧弁24よりも開弁し難いが、吐出流路39内の圧力が高くなると、吐出流路39内の圧力に基づく押上力がダイヤフラム33に作用する押上力として加算されることで、速やかに開弁される。これにより、第1蓄圧弁24と第2蓄圧弁25とは、略同時に開弁される。
【0042】
これにより、
図8に示すように、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25によってそれぞれ蓄圧されていた出力エアCA2が第1ノズルN1及び第2ノズルN2から略同時に噴射される。なお、第1蓄圧弁24が開弁された際に第1ノズルN1及び第2ノズルN2に供給された出力エアCA2は、第1ノズルN1及び第2ノズルN2から僅かに噴射されるが、第1ノズルN1及び第2ノズルN2の通路面積が小さいことで多量の噴射は抑制される。すなわち、第2蓄圧弁25が開弁される前に、第1ノズルN1及び第2ノズルN2に達する流路内の圧力が大幅に低下してしまうことは抑制される。これにより、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25が開弁されることでそれぞれで蓄圧されていた出力エアCA2が第1ノズルN1及び第2ノズルN2から略同時に多量かつ高圧でパルス状(断続状)に噴射される。
【0043】
すると、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25における導入側の圧力P1は、急減し、やがて、吐出側の圧力P3が導入側の圧力P1と一致する以降は、両圧力P3,P1がともに低下していき、ダイヤフラム33が開弁から閉弁に切替わる。つまり、弁室36内の圧力P2も低下していき、両圧力P1,P2に基づくダイヤフラム33の押上力「F1+F2」よりも付勢バネ34,35の付勢力が勝り、各弁体33a,33bが導入流路38及び吐出流路39の各開口部38a,39aを閉塞する。これら弁体33a,33bの開弁と閉弁との動作に基づき、高圧でパルス状の出力エアCA2が生成される。これにより、高圧でパルス状の出力エアCA2は、第1ノズルN1及び第2ノズルN2から車載センサ11のセンシング面11aに対して噴射される。よって、車載センサ11のセンシング面11aに付着し得る雨滴等の異物の効果的な除去清掃が行われる。このように、駆動ポンプPの駆動にて圧縮エアCA1が連続的に供給されると、第1ノズルN1と第2ノズルN2とから出力エアCA2が定期的に噴射され、車載センサ11のセンシング面11aが良好に清掃される。
【0044】
次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
(1)駆動ポンプPから圧縮エアCA1が出力されると、圧縮エアCA1は分岐部21を介して第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25の各々の導入流路38内に供給される。そして、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25の個体差等に基づき、供給された圧縮エアCA1によって第1蓄圧弁24が開弁されると、第1蓄圧弁24における吐出流路39から出力エアCA2が吐出される。そして、出力エアCA2は、第1ノズルN1及び第2ノズルN2に供給されるとともに開弁されていない第2蓄圧弁25の吐出流路39に供給される。すると、吐出流路39に出力エアCA2が供給された第2蓄圧弁25も開弁が促進されることで、開弁動作に個体差等があっても最初に開弁された第1蓄圧弁24と略同時に開弁される。
【0045】
これにより、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25によってそれぞれ蓄圧されていた出力エアCA2が第1ノズルN1及び第2ノズルN2から略同時に噴射される。よって、第1ノズルN1及び第2ノズルN2の各々から出力エアCA2を多量かつ高圧でパルス状に噴射することができる。よって、車載センサ11のセンシング面11aを良好に清掃することができる。これにより、電磁弁等を備えた清掃装置に比べて簡単な構成としながら、広い範囲の清掃対象であるセンシング面11aを良好に清掃することができる。また、電磁弁等を備えた清掃装置に比べて、出力エアCA2の噴射音の発生回数が減ることと、流路が切り替わる際の不快な切り替わり音が減ることによって、使用者の不快感を抑えることができる。
【0046】
なお、実験結果では、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25が略同時に開弁された際であって第1ノズルN1及び第2ノズルN2から出力エアCA2が噴射される際の噴射音は、使用者が1回の噴射音と認識するような噴射音となった。また、例えば、駆動ポンプPに単一の蓄圧弁を接続し、その蓄圧弁や貯留部のサイズ等を大きくし、その蓄圧弁に複数のノズルを接続することで、複数のノズルから出力エアCA2を多量かつ高圧でパルス状に噴射することも可能である。しかし、このような場合では、例えば、汎用の蓄圧弁が利用できずに、特注のサイズの蓄圧弁が必要になるといった課題が生じる場合がある。このような場合に比べて、本実施形態の清掃装置20では、例えば、小型で汎用の蓄圧弁である第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25を用いて上記課題を解決しつつ、第1ノズルN1及び第2ノズルN2から出力エアCA2を多量かつ高圧でパルス状に噴射することができる。
【0047】
(2)駆動ポンプPの数は、1つであるため、駆動ポンプPの数を少なくしながら、第1ノズルN1及び第2ノズルN2の各々から出力エアCA2を多量かつ高圧でパルス状に噴射することができる。
【0048】
(3)第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25の第1弁部30aは、圧縮エアCA1の導入流路38を弁体33aにより閉弁し、駆動ポンプPから供給される圧縮エアCA1を駆動ポンプPの吐出圧力よりも高い圧力まで蓄圧する。また、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25の補助機構としても機能する第1弁部30aの他、第2弁部30b等々は、上述の蓄圧時に導入流路38から圧縮エアCA1の漏れエアCAxを生じさせて漏れ側(弁室36等)にて蓄圧を行う。次いで、導入流路38及び漏れ側(弁室36等)にて蓄圧した両圧力P1,P2に基づいて弁体33bを開弁させて、導入流路38側にて蓄圧した圧縮エアCA1を吐出流路39に出力する。そして、その後再び導入流路38にて蓄圧可能に弁体33aを閉弁させ、これら弁体33aの開弁と閉弁との動作に基づき、高圧でパルス状の出力エアCA2が生成される。つまり、このような第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25等の構成及び動作にて、高圧でパルス状の出力エアCA2を生成することができる。
【0049】
(4)第1蓄圧弁24と分岐部21との間には第1貯留部22が設けられ、第2蓄圧弁25と分岐部21との間には第2貯留部23が設けられている。よって、第1蓄圧弁24と分岐部21との間の部位、及び第2蓄圧弁25と分岐部21との間の部位での圧縮エアCA1の量と圧力が安定する。よって、第1ノズルN1及び第2ノズルN2の各々から流体を多量かつ高圧で安定して噴射することができる。
【0050】
(5)第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25と第1ノズルN1及び第2ノズルN2との間の流路の総体積は、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25と駆動ポンプPとの間の流路の総体積よりも十分に小さくなるように設定されている。よって、例えば、第1蓄圧弁24が開弁された際に吐出される出力エアCA2を開弁されていない第2蓄圧弁25の吐出流路39に十分供給することができる。よって、第1蓄圧弁24及び第2蓄圧弁25を略同時に開弁させることができる。
【0051】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本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、清掃装置20は、2つのノズルであって、第1ノズルN1及び第2ノズルN2を備えるとしたが、これに限定されず、3つ以上のノズルを備えていてもよい。
【0052】
また、上記実施形態では、清掃装置20は、貯留部としての第1貯留部22及び第2貯留部23を備えるとしたが、これに限定されず、貯留部を備えていない構成としてもよい。なお、この場合、複数の蓄圧弁と駆動ポンプPとの間の流路の総体積を接続ホースの長さ等によって調整する必要が生じる場合がある。
【0053】
例えば、
図9に示すように、変更してもよい。この例の清掃装置20は、3つのノズルであって、第1ノズルN1、第2ノズルN2及び第3ノズルN3を備えている。また、この例の清掃装置20は、3つの蓄圧弁であって、第1蓄圧弁24、第2蓄圧弁25、及び第3蓄圧弁61を備えている。
【0054】
また、この例の分岐部62は、駆動ポンプPに接続された源流路R0を3つの分岐流路であって第1流路R1と第2流路R2と第3流路R3とに分岐するように構成されている。また、清掃装置20は、第1蓄圧弁24と第1ノズルN1との間を第2蓄圧弁25と第2ノズルN2との間に接続する流路接続部63と、第3蓄圧弁61と第3ノズルN3との間を第2蓄圧弁25と第2ノズルN2との間に接続する流路接続部64とを備える。
【0055】
このようにしても、例えば、個体差等に基づき、最初に第1蓄圧弁24が開弁されると、第1蓄圧弁24における吐出流路39から出力エアCA2が吐出され、その出力エアCA2は、第2蓄圧弁25及び第3蓄圧弁61の吐出流路39に供給される。すると、第2蓄圧弁25及び第3蓄圧弁61は開弁が促進されることで、開弁動作に個体差等があっても最初に開弁された第1蓄圧弁24と略同時に開弁される。
【0056】
これにより、第1蓄圧弁24、第2蓄圧弁25及び第3蓄圧弁61によってそれぞれ蓄圧されていた出力エアCA2が第1ノズルN1、第2ノズルN2及び第3ノズルN3から略同時に噴射される。よって、第1ノズルN1、第2ノズルN2及び第3ノズルN3の各々から出力エアCA2を多量かつ高圧でパルス状に噴射することができる。
【0057】
また、例えば、
図10に示すように、変更してもよい。この例の清掃装置20は、4つのノズルであって、第1ノズルN1、第2ノズルN2、第3ノズルN3及び第4ノズルN4を備えている。また、この例の清掃装置20は、4つの蓄圧弁であって、第1蓄圧弁24、第2蓄圧弁25、第3蓄圧弁61、及び第4蓄圧弁65を備えている。
【0058】
また、この例の分岐部66は、3つの分岐部材66a,66b,66cを有し、駆動ポンプPに接続された源流路R0を4つの分岐流路であって第1流路R1と第2流路R2と第3流路R3と第4流路R4とに分岐するように構成されている。また、清掃装置20は、第1蓄圧弁24と第1ノズルN1との間を第2蓄圧弁25と第2ノズルN2との間に接続する流路接続部63と、第3蓄圧弁61と第3ノズルN3との間を第2蓄圧弁25と第2ノズルN2との間に接続する流路接続部64とを備える。さらに、清掃装置20は、第4蓄圧弁65と第4ノズルN4との間を第3蓄圧弁61と第3ノズルN3との間に接続する流路接続部67を備える。
【0059】
さらに、この例の清掃装置20は、駆動ポンプPの数が複数とされている。この例では、清掃装置20は、ノズルの数よりも少ないが駆動ポンプPの数が2つとされている。2つの駆動ポンプPは、連結部材68によって1つの源流路R0に接続されている。
【0060】
このようにしても、例えば、個体差等に基づき、最初に第1蓄圧弁24が開弁されると、第1蓄圧弁24における吐出流路39から出力エアCA2が吐出される。すると、出力エアCA2は、第2蓄圧弁25、第3蓄圧弁61及び第4蓄圧弁65の吐出流路39に供給される。すると、第2蓄圧弁25、第3蓄圧弁61及び第4蓄圧弁65は開弁が促進されることで、開弁動作に個体差等があっても最初に開弁された第1蓄圧弁24と略同時に開弁される。
【0061】
これにより、第1蓄圧弁24、第2蓄圧弁25、第3蓄圧弁61及び第4蓄圧弁65によってそれぞれ蓄圧されていた出力エアCA2が第1ノズルN1、第2ノズルN2、第3ノズルN3及び第4ノズルN4から略同時に噴射される。よって、第1ノズルN1、第2ノズルN2、第3ノズルN3及び第4ノズルN4の各々から出力エアCA2を多量かつ高圧でパルス状に噴射することができる。
【0062】
また、この例では、駆動ポンプPの数が複数であるため、例えば、駆動ポンプPの数を1つとした場合に比べて、短い時間の間隔で、第1ノズルN1、第2ノズルN2、第3ノズルN3及び第4ノズルN4から出力エアCA2を噴射することができる。
【0063】
なお、この例では、駆動ポンプPに接続された源流路R0を、第1流路R1と第2流路R2と第3流路R3と第4流路R4とに分岐した各流路R1~R4を、それぞれ第1蓄圧弁24、第2蓄圧弁25、第3蓄圧弁61及び第4蓄圧弁65の導入流路38に直接的に接続したが、これに限らず、
図2に示す実施形態のように、貯留部などを介在した間接的な接続とする構成であってもよい。
【0064】
・上記実施形態では特に言及していないが、複数の蓄圧弁のうちの1つが最も小さな圧力で開弁する先行蓄圧弁として設定されるとともに、先行蓄圧弁と最も短い流路で接続されるノズルが優先清掃部位に向けて配置される先行ノズルとして設定されていてもよい。
【0065】
例えば、上記別例(
図10参照)において、個体差等に基づき最初に開弁する第1蓄圧弁24を先行蓄圧弁として設定し、その第1蓄圧弁24と最も短い流路で接続される第1ノズルN1を先行ノズルとして設定してもよい。そして、第1ノズルN1を最も速く清掃することが望まれる優先清掃部位に向けて配置してもよい。
【0066】
このようにすると、優先清掃部位を優先的に清掃することが可能となる。すなわち、出力エアCA2は、第1ノズルN1、第2ノズルN2、第3ノズルN3及び第4ノズルN4から略同時に噴射されるものの、僅かな時間であるが第1ノズルN1から最も早く噴射され易いため、優先清掃部位を優先的に清掃することが可能となる。
【0067】
・上記実施形態の第1蓄圧弁24、第2蓄圧弁25、第3蓄圧弁61及び第4蓄圧弁65の構成は一例であり、他の構成の蓄圧弁に変更してもよい。なお、蓄圧弁は、導入流路内が駆動ポンプPの吐出圧力よりも高い圧力となることで開弁するものであるとともに、吐出流路内の圧力が高くなることによって開弁が促進されるように構成されている必要がある。
【0068】
・上記実施形態では、清掃装置20は、流体として圧縮エアを清掃対象に噴射するものであったが、気液混合流体や液体を噴射する態様としてもよい。なお、液体を用いる場合、その液体自身も確実に清掃対象から飛散させることが好ましい。
【0069】
・上記実施形態では、清掃対象を車載センサ11のセンシング面11aとしたが、これに限定されず、複数の車載センサの各々をセンシング面としてもよい。例えば、第1ノズルN1を第1車載センサにおけるセンシング面に向けるとともに、第2ノズルN2を第2車載センサにおけるセンシング面に向けるようにしてもよい。また、例えば、車両10の周囲を撮像するカメラ、これら光学センサ以外のセンサ、センサ以外で、例えばヘッドライト、テールランプ、電子サイドミラーカメラ、車両周囲確認用カメラ等を清掃対象としてもよい。
【0070】
・上記実施形態の分岐部21と第1貯留部22との間、及び分岐部21と第2貯留部23との間の各々に、分岐部21側への圧縮エアCA1の逆流を防ぐチェック弁を設けてもよい。このようにすると、分岐部21側への圧縮エアCA1の逆流に基づく動作不良を抑えることができる。
【0071】
・上記実施形態では、車両10に設けられる清掃対象を清掃する清掃装置20に具体化したが、これに限定されず、車両10以外の他の装置等に設けられる清掃装置20として具体化してもよい。
【0072】
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【0073】
本発明の特徴を以下の通り示す。
[1]駆動ポンプ(P)と、複数のノズル(N1~N4)とを備え、前記駆動ポンプから供給される流体(CA1)を前記複数のノズルから清掃対象(11a)に向けて噴射可能な清掃装置(20)であって、前記駆動ポンプに接続された源流路(R0)を複数の分岐流路(R1~R4)に分岐する分岐部(21,62,66)と、複数の蓄圧弁(24,25,61,65)と、流路接続部(28,63,64,67)と、を備え、前記複数の蓄圧弁の各々は、導入流路(38)と吐出流路(39)とを有し、前記導入流路に前記分岐流路が接続されるとともに前記吐出流路に前記ノズルが接続され、前記導入流路内が前記駆動ポンプの吐出圧力よりも高い圧力となることで開弁するものであるとともに、前記吐出流路内の圧力が高くなることによって開弁が促進されるように構成され、前記流路接続部は、前記吐出流路同士を接続している。
【0074】
[2]前記駆動ポンプの数は、1つである、[1]に記載の清掃装置。
[3]前記駆動ポンプの数は、複数である、[1]に記載の清掃装置。
[4]前記蓄圧弁は、前記導入流路(38)を弁体(33a)により閉弁し、前記駆動ポンプから供給される前記流体を前記駆動ポンプの吐出圧力よりも高い圧力まで蓄圧する弁部(30a)と、前記弁部による蓄圧時に前記導入流路から前記流体の漏れ(CAx)を生じさせその漏れによる漏れ側での蓄圧と、前記導入流路及び前記漏れ側にて蓄圧した両圧力(P1,P2)に基づく前記弁体の開弁と、前記弁体の開弁に基づき前記導入流路にて蓄圧した前記流体の前記吐出流路への出力と、前記吐出流路への前記流体の出力に基づき前記導入流路にて蓄圧可能に前記弁体の閉弁復帰とを行うように構成された補助機構(30a,30b,33,36)と、を備える、[1]から[3]のいずれか1つに記載の清掃装置。
【0075】
[5]複数の貯留部(22,23)を備え、前記複数の貯留部の各々は、前記蓄圧弁と前記分岐部との間に設けられている、[1]から[4]のいずれか1つに記載の清掃装置。
【0076】
[6]前記複数の蓄圧弁と前記複数のノズルとの間の流路の総体積は、前記複数の蓄圧弁と前記駆動ポンプとの間の流路の総体積よりも小さい、[1]から[5]のいずれか1つに記載の清掃装置。
【0077】
[7]前記複数の蓄圧弁のうちの1つが最も小さな圧力で開弁する先行蓄圧弁として設定されるとともに、前記複数のノズルのうちの前記先行蓄圧弁と最も短い流路で接続される1つが優先清掃部位に向けて配置される先行ノズルとして設定される、[1]から[6]のいずれか1つに記載の清掃装置。
【0078】
[8]前記清掃対象は、車載センサ(11)のセンシング面である、[1]から[7]のいずれか1つに記載の清掃装置。
【符号の説明】
【0079】
11…車載センサ、11a…センシング面(清掃対象)、20…清掃装置、21…分岐部、22…第1貯留部(貯留部)、23…第2貯留部(貯留部)、24…第1蓄圧弁(蓄圧弁)、25…第2蓄圧弁(蓄圧弁)、28…流路接続部、30a…第1弁部(弁部、補助機構)、30b…第2弁部(補助機構)、33…ダイヤフラム(補助機構)、33a…弁体、33b…弁体、33c…薄肉部、33x…周縁部、34…付勢バネ、35…付勢バネ、36…弁室(補助機構)、38…導入流路、39…吐出流路、61…第3蓄圧弁(蓄圧弁)、62…分岐部、63…流路接続部、64…流路接続部、65…第4蓄圧弁(蓄圧弁)、66…分岐部、67…流路接続部、CA1…圧縮エア(流体)、CAx…漏れエア(漏れ)、N1…第1ノズル(ノズル)、N2…第2ノズル(ノズル)、N3…第3ノズル(ノズル)、N4…第4ノズル(ノズル)、P…駆動ポンプ、P1…圧力、P2…圧力、R0…源流路、R1…第1流路、R2…第2流路、R3…第3流路、R4…第4流路。