特許 7029367 圧縮装置

(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】

(24)【登録日】2022-02-22

(45)【発行日】2022-03-03

(54)【発明の名称】圧縮装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/00 20060101AFI20220224BHJP

   B60S 1/54 20060101ALI20220224BHJP

   B60S 1/48 20060101ALN20220224BHJP

【ＦＩ】

F04B39/00 107Z

B60S1/54 Z

F04B39/00 103K

B60S1/48 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018163426

(22)【出願日】2018-08-31

(65)【公開番号】P2020033981

(43)【公開日】2020-03-05

【審査請求日】2021-03-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(72)【発明者】

【氏名】肥田 昌志

【審査官】吉田 昌弘

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１０４０５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１２８１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０１６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００５１６９１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ３９／００

Ｂ６０Ｓ １／５４

Ｂ６０Ｓ １／６０

Ｂ６０Ｓ １／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体内に収納され、軸方向を往復するピストンと、
前記筐体内において軸方向に延び、少なくとも１つの端部が前記筐体に保持され、前記ピストンの前記軸方向への移動を案内する主軸と、
前記ピストンが前記軸方向に沿って移動するように前記ピストンを駆動させる駆動部と、を備え、
前記ピストンは、
前記軸方向に延びる筒形状であり、前記主軸が前記軸方向に貫通し、前記軸方向の長さが前記主軸よりも短い主軸受と、
前記主軸受の外径よりも大きい外径を有し、前記主軸受における前記軸方向の一方の端部に固定される圧縮板と、を含み、
前記筐体内の流体が、前記圧縮板が前記軸方向の一方に移動することにより圧縮されて前記筐体の外へ噴射され、
前記駆動部は、前記圧縮板と前記筐体における前記軸方向の他方の端部とに挟まれた領域に配置される、圧縮装置。

【請求項2】

請求項１に記載の圧縮装置であって、
前記主軸受は、前記ピストンを前記軸方向に見た場合に、前記圧縮板の中心からずれた位置に配置される、圧縮装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の圧縮装置であって、さらに、
前記筐体内において軸方向に延び、少なくとも一方の端部が前記筐体に保持され、軸方向に見て前記主軸と異なる位置に配置され、前記ピストンが前記軸方向に沿って移動するように前記ピストンを案内する副軸、を備え、
前記ピストンは、さらに、
軸方向に延びる筒形状であり、前記副軸が前記軸方向に貫通する副軸受、を含む、圧縮装置。

【請求項4】

請求項３に記載の圧縮装置であって、
前記ピストンは、さらに、
前記軸方向に延び、前記圧縮板と前記副軸受とを接続する接続部、を含み、
前記副軸受は、前記圧縮板よりも前記軸方向の他方に配置され、前記ピストンを軸方向に見て前記圧縮板の外に配置される、圧縮装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の圧縮装置であって、
前記圧縮板の外周面には、前記圧縮板の周方向に延びる環状溝が形成されている、圧縮装置。

【請求項6】

請求項５に記載の圧縮装置であって、
前記ピストンは、さらに、
前記環状溝に嵌め込まれ、前記圧縮板と前記筐体との間の空間を封止する封止材、を含む、圧縮装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の圧縮装置であって、
前記圧縮板と前記主軸との間隔は、前記圧縮板と前記筐体との間隔よりも小さい、圧縮装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体を圧縮する圧縮装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両に搭載され、車両の周辺を撮影する車載カメラが知られている。車載カメラによって撮影された画像は、車室内のモニタに表示される。

【0003】

車載カメラにおいて、水滴や雪、汚れなどの付着物がレンズに付着することがある。付着物を除去するため、圧縮空気を車載カメラのレンズに噴出する付着物除去装置が特許文献１に開示されている。

【0004】

特許文献１に係る付着物除去装置は、圧縮装置及びノズルを備える。圧縮装置は、シリンダ内で回転体を回転させることにより圧縮空気を生成する。ノズルは、生成された圧縮空気をカメラのレンズへ噴射する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１１９４８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、この圧縮装置は、噴射効率が低い。その理由として、圧縮空気の漏れが発生する箇所が多いことと、圧縮空気を圧縮装置の外へ放出するまでの流路が複雑であることが挙げられる。この圧縮装置は、カメラのレンズに噴射する圧縮空気の量よりも多くの圧縮空気を生成する必要がある。この結果、シリンダの容積を大きくしなければならず、圧縮装置の小型化に限界があるという問題があった。

【0007】

上記問題点に鑑み、本発明は、小型化を図ることができる圧縮装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、第１の発明に係る圧縮装置は、筐体と、ピストンと、主軸と、駆動部とを備える。ピストンは、筐体内に収納され、軸方向を往復する。主軸は、筐体内において軸方向に延び、少なくとも１つの端部が筐体に保持され、ピストンの軸方向への移動を案内する。駆動部は、ピストンが軸方向に沿って移動するようにピストンを駆動させる。ピストンは、主軸受と、圧縮板とを含む。主軸受は、軸方向に延びる筒形状であり、軸方向の長さが主軸よりも短い。主軸が、主軸受を軸方向に貫通する。圧縮板は、主軸受の外径よりも大きい外径を有し、主軸受における軸方向の一方の端部に固定される。筐体内の流体が、圧縮板が軸方向の一方に移動することにより圧縮されて筐体の外へ噴射される。駆動部は、圧縮板と筐体における軸方向の他方の端部とに挟まれた領域に配置される。

【0009】

第１の発明によれば、主軸受の外径が圧縮板の外径よりも小さい。ピストンが筐体における軸方向他方の端部に最も近づいた場合であっても、圧縮板と、主軸受と、筐体における軸方向他方の端部とに囲まれた空間を駆動部の収納空間として利用できる。従って、圧縮装置を小型化できる。

【0010】

第２の発明は、第１の発明であって、主軸受は、ピストンを軸方向に見た場合に、圧縮板の中心からずれた位置に配置される。

【0011】

第２の発明によれば、駆動部の収納空間を大きくすることができる。従って、付着物除去装置をさらに小型化できる。

【0012】

第３の発明は、第１又は第２の発明であって、圧縮装置は、さらに、副軸を備える。副軸は、筐体内において軸方向に延び、少なくとも一方の端部が筐体に保持され、軸方向に見て主軸と異なる位置に配置され、ピストンが軸方向に沿って移動するようにピストンを案内する。ピストンは、さらに、副軸受を含む。副軸受は、軸方向に延びる筒形状であり、副軸が軸方向に貫通する。

【0013】

第３の発明によれば、ピストンの軸方向への移動が主軸及び副軸によりガイドされるため、ピストンが軸方向に対して傾くことを抑制できる。従って、ピストンを軸方向に安定的に移動させることができる。

【0014】

第４の発明は、第３の発明であって、ピストンは、さらに、接続部を含む。接続部は、軸方向に延び、前記圧縮板と前記副軸受とを接続する。副軸受は、圧縮板よりも軸方向の他方に配置され、ピストンを軸方向に見て圧縮板の外に配置される。

【0015】

第４の発明によれば、主軸から副軸までの距離を長くすることができるため、ピストンが軸方向に対して傾くことをさらに抑制できる。従って、ピストンを軸方向にさらに安定的に移動させることができる。

【0016】

第５の発明は、第１～第４のいずれかの発明であって、圧縮板の外周面には、圧縮板の周方向に延びる環状溝が形成されている。

【0017】

第５の発明によれば、ピストンの摺動性を確保する潤滑剤を環状溝に溜めることができるため、ピストンの摺動性を確保できる。

【0018】

第６の発明は、第５の発明であって、ピストンは、さらに、封止材を含む。封止材は、環状溝に嵌め込まれ、圧縮板と前記筐体との間の空間を封止する。

【0019】

第６の発明によれば、封止材を圧縮板の外周面に配置できるため、流体が筐体と圧縮板との間に形成され隙間から軸方向の他方に漏れることを抑制できる。

【0020】

第７の発明は、第１～第６のいずれかの発明であって、圧縮板と主軸との間隔は、圧縮板と筐体との間隔よりも小さい。

【0021】

第７の発明によれば、圧縮板と主軸との間隔を圧縮板と筐体との間隔よりも小さくすることにより、ピストンが軸方向に移動する際に、圧縮板が筐体に引っかかることを抑制できる。従って、ピストンを軸方向に安定的に移動させることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、小型化を図ることができる圧縮装置を提供できる。また、ピストンにより圧縮された空気を圧縮装置の外へ放出するまでの流路を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本実施の形態に係る圧縮装置を備える付着物除去装置を搭載する車両の斜視図である。

【図2】図１に示す付着物除去装置とカメラとの位置関係の一例を示す図である。

【図3】図１に示す付着物除去装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図4】図２に示す圧縮装置の平面図である。

【図5】図２に示す圧縮装置の分解斜視図である。

【図6】図４に示す圧縮装置１ＡのＡ－Ａ断面図である。

【図7】図６に示す本体部を蓋部から見た斜視図である。

【図8】図５に示す放出部から見たピストンの斜視図である。

【図9】図５に示す蓋部から見たピストンの斜視図である。

【図10】図４に示す圧縮装置のＢ－Ｂ断面図である。

【図11】図１０に示す領域Ｅの拡大図である。

【図12】図５に示す減速機の平面図である。

【図13】図５に示すピストンの動きの一例を示す図である。

【図14】図５に示す主軸受のクリアランスを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0025】

｛１．付着物除去装置１の構成｝
図１は、付着物除去装置１が搭載される車両２の斜視図である。図１を参照して、車両２は、付着物除去装置１及びカメラ３を備える。付着物除去装置１及びカメラ３は、例えば、車両２のライセンスプレート２ａの上であり、かつ、車両２の左右方向の略中央である位置に設置される。

【0026】

付着物除去装置１は、本実施の形態に係る圧縮装置１Ａ（図２参照）を備える。圧縮装置１Ａの詳細については、後述する。付着物除去装置１は、カメラ３のレンズに付着した付着物を除去する。付着物は、水滴や雪、汚れなどである。具体的には、付着物除去装置１は、圧縮装置１Ａにより生成された圧縮空気をカメラ３のレンズに噴射することにより、レンズに付着した付着物を除去する。

【0027】

カメラ３は、車両２の後方を撮影して画像を生成し、その生成した画像を車室内に設置されたモニタに出力する。車両２の運転者は、モニタに表示された画像により、車両２の後方を確認できる。

【0028】

付着物除去装置１が付着物を除去する対象は、カメラ３に限定されない。付着物除去装置１が付着物を除去する対象は、レンズを介して周辺の物標の情報を取得する光学センサであればよい。例えば、光学センサは、車両２の前方を撮影するフロントカメラ、車両２の側方を撮影するサイドカメラ、車両２周辺の物標を検出するレーダ装置などである。

【0029】

図２は、図１に示す付着物除去装置１とカメラ３との位置関係の一例を示す図である。図２を参照して、カメラ３は、バックパネル２ｂに取り付けられ、レンズを含む光学系が車両２の外に露出するように配置される。

【0030】

付着物除去装置１は、圧縮装置１Ａと、ホース１Ｂと、ノズル１Ｃとを備える。圧縮装置１Ａは、カメラ３のレンズに付着した付着物を除去するための圧縮空気を生成する。圧縮装置１Ａは、バックパネル２ｂの内部に配置される。ホース１Ｂは、圧縮装置１Ａにより生成された圧縮空気をノズル１Ｃに供給する。ノズル１Ｃは、ホース１Ｂを介して供給された圧縮空気を、カメラ３のレンズに向けて噴射する。

【0031】

図３は、図１に示す付着物除去装置１の構成を示す機能ブロック図である。図３を参照して、付着物除去装置１は、さらに、制御部１Ｄを備える。制御部１Ｄは、圧縮装置１Ａを制御する。図３において、ホース１Ｂ及びノズル１Ｃの表示を省略している。

【0032】

圧縮装置１Ａは、ピストン２０と、駆動部３０とを備える。ピストン２０は、後述する圧縮空気の生成に用いられる。駆動部３０は、制御部１Ｄからの制御信号に基づいて、ピストン２０を駆動させる。

【0033】

制御部１Ｄは、マイクロコンピュータであり、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性の記憶装置とを備える。制御部１Ｄは、ＡＣＣ検知部２ｃと、シフトセンサ２ｄと、作動スイッチ２ｅと、カメラ３とに接続される。

【0034】

ＡＣＣ検知部２ｃは、ＡＣＣ（アクセサリ電源）がオンされる場合にＡＣＣオンを示す信号を制御部１Ｄへ出力する。シフトセンサ２ｄは、図示しないシフトレバーのポジションを示す信号を制御部１Ｄへ出力する。シフトレバーのポジションとして、車両２を前進させる「前進ポジション」や、車両２を後進させる「後進ポジション」等が挙げられる。作動スイッチ２ｅは、車室に設置され、車両２の運転者が付着物除去装置１による付着物の除去を所望する場合に操作される。

【0035】

制御部１Ｄは、ＡＣＣ検知部２ｃからＡＣＣオンを示す信号を受けた場合、駆動部３０を動作させて圧縮空気をカメラ３へ噴射させる。これにより、カメラ３に付着した付着物を、例えば、停車時に除去できる。

【0036】

制御部１Ｄは、シフトセンサ２ｄから後進ポジションを示す信号を受けた場合、駆動部３０を動作させる。これにより、車両２が後進を開始するにあたり、カメラ３の視界を良好にすることが可能となる。

【0037】

制御部１Ｄは、作動スイッチ２ｅから操作された旨を示す信号を受けた場合、駆動部３０を動作させる。これにより、運転者が所望するタイミングで付着物を除去できる。

【0038】

制御部１Ｄは、カメラ３により生成された画像を解析して、カメラ３の付着物の有無を判定する。制御部１Ｄは、カメラ３に付着物が付着していると判定した場合、駆動部３０を動作させる。これにより、カメラ３に付着した付着物を早期に除去できる。

【0039】

なお、制御部１Ｄは、ＡＣＣ検知部２ｃ、シフトセンサ２ｄ、作動スイッチ２ｅ及びカメラ３により生成された画像のうち少なくとも１つに基づいて、駆動部３０を動作させればよい。

【0040】

｛２．圧縮装置１Ａの構成｝
｛２．１．概略｝
図４は、図２に示す圧縮装置１Ａの平面図である。図４を参照して、圧縮装置１Ａは、さらに、筐体１０と、配線３９とを備える。なお、図４において、配線３９を保持するための構成を省略している。

【0041】

筐体１０は、ピストン２０及び駆動部３０を収納する。配線３９は、制御部１Ｄと駆動部３０とを接続し、制御部１Ｄからの制御信号を駆動部３０に供給する。

【0042】

図５は、図２に示す圧縮装置１Ａの分解斜視図である。図５を参照して、圧縮装置１Ａは、さらに、コイルばね４０と、主軸５０と、副軸６０とを備える。コイルばね４０、主軸５０及び副軸６０については、後述する。

【0043】

最初に、圧縮装置１Ａの中心軸Ｐを定義する。中心軸Ｐは、ピストン２０の圧縮板２１に垂直であり、かつ、圧縮板２１の中心を通る直線である。以下の説明において、中心軸Ｐの延びる方向であって、筐体１０の蓋部１２からピストン２０を見た方向を軸方向一方と定義する。中心軸Ｐの延びる方向であって、ピストン２０から筐体１０の蓋部１２を見た方向を軸方向他方と定義する。

【0044】

筐体１０は、ピストン２０及び駆動部３０の他に、コイルばね４０と、主軸５０と、副軸６０とを収納する。筐体１０は、本体部１１と、蓋部１２とを含む。

【0045】

本体部１１は、軸方向に延びる筒形状であり、筐体１０における軸方向一方の端部を形成する。本体部１１において、軸方向一方の端部は閉じ、軸方向他方の端部は開口している。

【0046】

蓋部１２は、本体部１１における軸方向他方の端部に嵌め込まれる。蓋部１２は、筐体１０における軸方向他方の端部を形成する。

【0047】

ピストン２０は、筐体１０内で軸方向を往復する。ピストン２０が軸方向一方に移動した場合、筐体１０内の空気が圧縮されことにより圧縮空気が生成される。

【0048】

駆動部３０は、蓋部１２とピストン２０の圧縮板２１との間に配置され、ピストン２０が軸方向に沿って移動するようにピストン２０を駆動させる。具体的には、駆動部３０は、ピストン２０を軸方向他方に向かって移動させる。

【0049】

コイルばね４０は、ピストン２０の主軸受２２に挿入され、軸方向一方に向かう力をピストン２０に付与する。詳細については後述するが、圧縮板２１は、ピストン２０の軸方向一方の端部であり、主軸受２２は、ピストン２０の軸方向他方の端部である。

【0050】

主軸５０は、筐体１０内において軸方向に延びる円柱形状である。主軸５０は、ピストン２０が軸方向に沿って移動するようにピストン２０を案内する。主軸５０の少なくとも一方の端部は、筐体１０に保持される。主軸５０の中心軸は、圧縮板２１の中心を通らない。

【0051】

副軸６０は、筐体１０内において軸方向に延びる円柱形状である。副軸６０は、ピストン２０が軸方向に沿って移動するようにピストン２０を案内する。副軸６０は、軸方向に見て主軸５０と異なる位置に配置される。副軸６０の少なくとも一方の端部は、筐体１０に保持される。

【0052】

｛２．２．筐体１０の構成｝
（本体部１１）
図６は、図５に示す圧縮装置１ＡのＡ－Ａ断面図である。図７は、図６に示す本体部１１を蓋部１２から見た斜視図である。

【0053】

図６を参照して、本体部１１は、収納部１１１と、圧縮部１１２と、放出部１１３と、取付部１１４とを含む。収納部１１１と、圧縮部１１２と、放出部１１３と、取付部１１４とは、樹脂等の素材で一体的に形成される。

【0054】

収納部１１１は、軸方向に延びる筒形状であり、その断面形状は矩形である。収納部１１１において、軸方向の両端部は開口している。収納部１１１は、駆動部３０と、ピストン２０の一部とを収納する。収納部１１１は、本体部１１の軸方向一方の端部である。

【0055】

圧縮部１１２は、軸方向に延びる筒形状であり、その断面形状は円形である。圧縮部１１２は、収納部１１１よりも軸方向一方に配置され、放出部１１３及び取付部１１４よりも軸方向他方に配置される。圧縮部１１２の軸方向他方の端部は開口している。圧縮部１１２の軸方向一方の端部は閉じている。圧縮部１１２の内部空間は、収納部１１１の内部空間と繋がっている。貫通孔１１２ａが、圧縮部１１２の軸方向一方の端部を軸方向に貫通している。ピストン２０が軸方向一方に移動した場合、圧縮空気が圧縮部１１２の中で生成される。圧縮空気は、貫通孔１１２ａを通って、圧縮装置１Ａの外へ移動する。

【0056】

図７を参照して、収納部１１１の内部空間の断面積は、圧縮部１１２の内部空間の断面積よりも大きい。内部空間の断面積とは、収納部１１１及び圧縮部１１２の各々の内部空間において、軸方向に垂直な領域の面積である。このため、収納部１１１は、軸方向一方の端部において、軸方向に垂直な内側端面１１１ａを有する。

【0057】

図６を参照して、放出部１１３は、軸方向に延びる筒形状であり、その断面形状は円形である。放出部１１３は、圧縮部１１２よりも軸方向一方に配置される。放出部１１３の内径は、圧縮部１１２の内径よりも小さい。放出部１１３の両端部は、開口している。貫通孔１１３ａが、放出部１１３を軸方向に貫通している。貫通孔１１３ａは、圧縮部１１２の貫通孔１１２ａと繋がっている。このため、圧縮空気は、貫通孔１１２ａから放出部１１３を通って、圧縮装置１Ａの外へ放出される。

【0058】

図５を参照して、取付部１１４は、収納部１１１の軸方向一方の端部から、軸方向一方に向かって突出している。取付部１１４は、圧縮装置１Ａを車両２のバックパネル２ｂに固定するために用いられる。

【0059】

（蓋部１２）
図６を参照して、蓋部１２は、側板部１２１と、取付部１２２とを含む。側板部１２１と、取付部１２２とは、樹脂等の素材で一体的に形成される。

【0060】

側板部１２１は、軸方向に垂直であり、取付部１２２よりも軸方向一方に配置される。側板部１２１は、収納部１１１の軸方向他方の端部を閉じる。図５を参照して、切り欠き１２１ａが、側板部１２１に形成されている。配線３９は、切り欠き１２１ａを通って、筐体１０の外から中へ導入される。

【0061】

なお、図示していないが、筐体１０からの空気漏れを防ぐために、シール部材が収納部１１１と側板部１２１との間に配置されてもよい。配線処理用のパッキンが、配線３９を保持しつつ、切り欠き１２１ａを塞いでもよい。

【0062】

｛２．３．ピストン２０の構成｝
図５を参照して、ピストン２０は、圧縮板２１と、主軸受２２と、副軸受２３と、接続部２４とを含む。圧縮板２１と、主軸受２２と、副軸受２３と、接続部２４とは、樹脂等の素材により一体的に形成される。

【0063】

図８は、図５に示す放出部１１３から見たピストン２０の斜視図である。図９は、図５に示す蓋部１２から見たピストン２０の斜視図である。図１０は、図４に示す圧縮装置１ＡのＢ－Ｂ断面図である。図１１は、図１０に示す領域Ｅの拡大図である。

【0064】

（圧縮板２１）
図８を参照して、圧縮板２１は、円盤状であり、中心軸Ｐと垂直に配置される。圧縮板２１は、ピストン２０における軸方向一方の端部である。圧縮板２１の直径は、圧縮部１１２の内径に対応する。圧縮板２１は、圧縮部１１２の中に配置される。このため、ピストン２０が軸方向一方へ移動した場合、圧縮部１１２の内部の空気が、圧縮板２１により圧縮される。

【0065】

貫通孔２１ａが、圧縮板２１を軸方向に貫通する。貫通孔２１ａの内周面は円柱形である。圧縮板２１を軸方向に見た場合、貫通孔２１ａの位置は、圧縮板２１の中心とずれている。つまり、貫通孔２１ａの中心は、中心軸Ｐと一致しない。

【0066】

複数の取付穴２１ｂが、圧縮板２１の軸方向の端面のうち、軸方向一方の面２１１に形成される。衝撃吸収ゴム２５（図５参照）が、複数の取付穴２１ｂに嵌め込まれる。

【0067】

図１１を参照して、環状溝２１ｃが、圧縮板２１の外周面に形成されている。環状溝２１ｃは、圧縮板２１の外周面において周方向に延びている。Ｏリング２６が環状溝２１ｃに嵌め込まれている。図１１において、環状溝２１ｃ及びＯリング２６の各々の大きさを誇張して表示している。

【0068】

（主軸受２２）
図９を参照して、主軸受２２は、軸方向に延びる円筒形である。つまり、貫通孔２２ａが、主軸受２２を軸方向に貫通している。貫通孔２２ａの内周面は、円柱形である。主軸受２２の両端部は開口している。主軸受２２の外径は、圧縮板２１の外径よりも小さい。ここで、外径とは、各構成要素の中心軸から外周面までの距離である。各構成要素の中心軸は、軸方向に平行であり、かつ、各構成要素の重心を通過する。

【0069】

主軸受２２は、圧縮板２１よりも軸方向他方に配置される。主軸受２２の軸方向一方の端部は、圧縮板２１と接続される。主軸受２２の内周面が貫通孔２１ａの内周面と連続しているため、圧縮板２１の貫通孔２１ａと主軸受２２の貫通孔２２ａとは、連続した１つの孔を形成する。貫通孔２１ａの内径は、貫通孔２２ａの内径と一致する。従って、ピストン２０を軸方向に見た場合、主軸受２２は、圧縮板２１の中心とずれた位置に配置される。

【0070】

（副軸受２３）
図９を参照して、副軸受２３は、軸方向に延びる筒形状であり、ピストン２０の軸方向他方に配置される。貫通孔２３ａが、副軸受２３を軸方向に貫通している。副軸受２３の両端部は開口している。ピストン２０を軸方向に見た場合、副軸受２３は、圧縮板２１の外に配置されている。副軸受２３は、接続部２４によって圧縮板２１と接続される。また、ピストン２０を軸方向に見た場合、圧縮板２１の中心は、主軸受２２と副軸受２３との間の帯状領域外に位置する。

【0071】

（接続部２４）
図９を参照して、接続部２４は、軸方向に延びており、副軸受２３を圧縮板２１と接続する。接続部２４の軸方向一方の端部は、圧縮板２１と接続される。接続部２４の軸方向他方の端部は、副軸受２３と接続される。副軸受２３は、接続部２４の軸方向他方の端部から、圧縮板２１の径方向外方へ突出している。径方向は中心軸Ｐに垂直な方向である。

【0072】

接続部２４の径方向の内方の面には、複数のラック歯２４ａが形成されている。ラック歯２４ａは、後述するように、駆動部３０に含まれる減速機３４の小歯車３４２と噛み合っている。

【0073】

｛２．４．駆動部３０の構成｝
図５を参照して、駆動部３０は、モータ３１と、斜歯歯車３２と、減速機３３及び３４と、ホルダ３５とを含む。図５において、斜歯歯車３２、減速機３３及び減速機３４の各々の歯の表示を省略している。

【0074】

モータ３１は、配線３９を介して制御部１Ｄと接続される。モータ３１は、制御部１Ｄからの制御信号に応じて、ピストン２０を軸方向他方に向かって移動させるための動力を提供する。なお、図５では、配線３９の表示を省略している。

【0075】

斜歯歯車３２は、モータ３１の回転軸と一体に回転する。減速機３３は、２段歯車であり、大歯車３３１と小歯車３３２とを含む。大歯車３３１の径は、小歯車３３２の径よりも小さい。大歯車３３１及び小歯車３３２は、同心軸上に配置され、互いに固定される。

【0076】

図１２は、減速機３４の平面図である。図１２を参照して、減速機３４は、大歯車３４１と小歯車３４２とを含む。図１２において、大歯車３４１に形成される歯を省略している。大歯車３４１の径は、小歯車３４２の径よりも大きい。大歯車３４１及び小歯車３４２は、同心軸上に配置され、互いに固定される。

【0077】

小歯車３４２は、複数の歯形成領域３４２ａと、複数の非歯形成領域３４２ｂとを含む。つまり、歯形成領域３４２ａが、小歯車３４２の周方向において間欠的に配置されている。歯形成領域３４２ａは、少なくとも１つの歯を含む。歯形成領域３４２ａが間欠的に形成される理由については、後述する。

【0078】

斜歯歯車３２は、減速機３３の大歯車３３１と噛み合っている。減速機３３の小歯車３３２は、減速機３４の大歯車３４１と噛み合っている。減速機３４の小歯車３４２は、ピストン２０の接続部２４に形成されたラック歯２４ａと噛み合っている。つまり、接続部２４は、ラックとして動作し、小歯車３４２は、ピニオンとして動作する。この結果、モータ３１の回転力が、ピストン２０を軸方向他方に移動させる力に変換される。

【0079】

ホルダ３５は、収納部１１１の中で固定され、モータ３１を保持する。また、ホルダ３５は、減速機３３及び３４の各々を回転可能に保持する。

【0080】

｛２．５．コイルばね４０の配置｝
図１０を参照して、コイルばね４０は、軸方向に延びるように、筐体１０内に配置される。主軸受２２が、コイルばね４０に挿入される。コイルばね４０の軸方向一方の端部は、圧縮板２１の軸方向他方の端面に接触する。コイルばね４０の軸方向他方の端部は、蓋部１２に接触する。これにより、コイルばね４０は、軸方向一方に移動するための力をピストン２０に与える。

【0081】

｛２．６．主軸５０の配置｝
図７を参照して、主軸５０は、筐体１０内に配置される。具体的には、主軸５０は、収納部１１１及び圧縮部１１２の中に配置される。

【0082】

図１０を参照して、主軸５０の軸方向一方の端部は、圧縮部１１２の軸方向一方の端部における内側端面１１２ｂと接続される。主軸５０は、本体部１１と一体的に形成されている。つまり、圧縮部１１２の軸方向一方の端部が、主軸５０の軸方向一方の端部を保持する。

【0083】

主軸５０の軸方向他方の端部は、蓋部１２の側板部１２１により保持される。具体的には、凹部１２１ａが、側板部１２１における軸方向一方の面に形成されている。凹部１２１ａは、軸方向一方に向かって開口している。主軸５０の軸方向他方の端部が凹部１２１ａに嵌め込まれることにより、主軸５０の軸方向他方の端部は、側板部１２１により保持される。なお、主軸５０の両端部の少なくとも一方が、筐体１０に保持されていればよい。

【0084】

主軸５０は、圧縮板２１の貫通孔２１ａ及び主軸受２２の貫通孔２２ａに挿入される。主軸５０の軸方向の長さは、ピストン２０の軸方向の長さよりも長い。これにより、主軸５０は、ピストン２０が軸方向に沿って移動するようにピストン２０を案内できる。

【0085】

｛２．７．副軸６０の配置｝
図７を参照して、副軸６０は、筐体１０内に配置される。具体的には、副軸６０は、収納部１１１の中に配置される。副軸６０は、ピストン１０の副軸受２３に形成された貫通孔２３ａに挿入される。従って、副軸６０は、軸方向に見て主軸５０と異なる位置に配置される。

【0086】

副軸６０の軸方向一方の端部は、収納部１１１の内側端面１１１ａと接続される。副軸６０は、本体部１１と一体的に形成されている。従って、収納部１１１の軸方向一方の端部が、副軸６０の軸方向一方の端部を保持する。

【0087】

副軸６０の軸方向他方の端部は、側板部１２１により保持される。具体的には、図示しない凹部が、側板部１２１における軸方向一方の面に形成されている。副軸６０の軸方向他方の端部は、この図示しない凹部に嵌め込まれることにより、蓋部１２の側板部１２１により保持される。なお、副軸６０の両端部の少なくとも一方が、筐体１０に保持されていればよい。

【0088】

副軸６０は、ピストン２０の接続部２４の軸方向他方の端部に接続された副軸受２３を貫通する。従って、ピストン２０が軸方向に沿って移動する際に、副軸６０は、ピストン２０を軸方向に案内することができる。

【0089】

｛３．圧縮装置１Ａの動作｝
図１３は、圧縮空気の生成時におけるピストン２０の位置を示す図である。図１３の上段は、ピストン２０の初期位置を示す。図１３の中段は、ピストン２０が軸方向他方に向かって移動する様子を示す。図１３の下段は、ピストン２０が軸方向一方へ移動を開始する時のピストン２０の位置を示す。

【0090】

付着物除去装置１が圧縮空気をカメラ３のレンズに噴射しない場合、駆動部３０は、ピストン２０を軸方向他方に向かって移動させない。コイルばね４０は、駆動部３０がピストン２０を軸方向他方に移動させるか否かに関係なく、軸方向一方に向かう力を継続的にピストン２０に与えている。この結果、図１３の上段に示すように、ピストン２０は、圧縮部１１２の内側端面１１２ｂに押し当てられる。より具体的には、衝撃吸収ゴム２５が、内側端面１１２ｂに接触している。ピストン２０が、図１３の上段に示す位置から軸方向一方へ向かって移動できないため、圧縮空気は生成されない。

【0091】

図１３の中段を参照して、モータ３１の回転に応じて、減速機３４が、時計周りの方向（矢印Ａ１で示す方向）に回転する。小歯車３４２の歯形成領域３４２ａ（図１２参照）が、ピストン２０の接続部２４に対向した場合、減速機３４の小歯車３４２が、ピストン２０の接続部２４に形成されたラック歯２４ａと噛み合う。接続部２４及び小歯車３４２がラックアンドピニオンとして動作するため、ピストン２０は、矢印Ｂ１で示すように、軸方向他方に向かって移動する。

【0092】

図１３の下段を参照して、モータ３１がさらに回転を続けた場合、小歯車３４２の非歯形成領域３４２ｂ（図１２参照）が、ピストン２０の接続部２４に対向する。この結果、図１３の下段に示すように、減速ギア３４の小歯車３４２と、接続部２４に形成されたラック歯２４ａとの噛み合いが解除される。小歯車３３２とラック歯２４ａとの噛み合いが解除されるタイミングにおいて、ピストン２０が、側板部１２１（筐体１０の軸方向他方の端部）に最も近づく。

【0093】

ピストン２０が、側板部１２１（筐体１０の軸方向他方の端部）に最も近づいた場合、図１３の下段に示すように、圧縮板２１から圧縮部１１２の内側端面１１２ｂまでの距離が最大となる。圧縮板２１と内側端面１１２ｂとの間の空間内の空気が、圧縮空気の原料である。

【0094】

小歯車３４２とラック歯２４ａとの噛み合いが解除された場合、軸方向他方に向かう力が、ピストン２０に作用しなくなる。ピストン２０に作用する力は、コイルばね４０で発生する軸方向一方に向かう力のみである。この結果、ピストン２０は、軸方向一方に向かって勢いよく移動する。ピストン２０が軸方向一方に向かう速度は、ピストン２０が軸方向他方に向かう速度に比べて非常に大きい。圧縮板２１が、圧縮板２１と圧縮部１１２の内側端面１１２ｂとの間の空間内にある空気を圧縮することで、圧縮空気が生成される。圧縮空気は、放出部１１３を通って、速やかに圧縮装置１Ａの外へ放出される。放出された圧縮空気は、ホース１Ｂ及びノズル１Ｃを通過して、カメラ３のレンズに噴射される。

【0095】

ピストン２０が軸方向一方に向かって勢いよく移動することにより、圧縮板２１が内側端面１１２ｂに衝突する。しかし、衝撃吸収ゴム２５が、圧縮板２１における軸方向一方側の面２１１に設けられている。このため、圧縮板２１の衝突により発生する衝撃音の発生が抑制される。

【0096】

圧縮板２１が内側端面１１２ｂに衝突した後、ピストン２０は、図１３の上段に示す位置に戻る。ピストン２０が上記の動作を繰り返すことにより、圧縮空気が繰り返し生成される。

【0097】

｛４．作用｝
（駆動部３０の位置）
図１０を参照して、ピストン２０において、圧縮板２１の外径は、主軸受２２の外径よりも大きい。ピストン２０の形状は、径方向に見てＴ字状である。また、ピストン２０が側板部１２１（筐体１０の軸方向他方の端部）に最も近づく場合、圧縮板２１と、主軸受２２と、側板部１２１とに囲まれた空間が形成される。駆動部３０は、圧縮板２１と、主軸受２２と、側板部１２１とに囲まれた空間に配置される。この結果、圧縮装置１Ａを小型化できる。

【0098】

以下、圧縮板２１と、主軸受２２と、側板部１２１とに囲まれた空間を、「駆動部配置空間」と記載する。

【0099】

駆動部３０が駆動部配置空間に配置されたとしても、駆動部３０の大きさによっては、圧縮装置１Ａを軸方向に見て、駆動部３０が圧縮板２１の外へ突出する場合が考えられる。この場合であっても、駆動部３０の一部を駆動部配置空間に配置できるため、圧縮板２１の外方へ突出する駆動部３０のサイズを小さくできる。従って、圧縮装置１Ａを小型化できる。

【0100】

主軸受２２は、図１０に示すように、軸方向に見て圧縮板２１の中心を通過する中心軸Ｐとずれている。この結果、駆動部配置空間を軸方向に見た場合、駆動部配置空間を、中心軸Ｐを含む空間Ｓ１と中心軸Ｐを含まない空間Ｓ２とに分けることができる。空間Ｓ１の径方向のサイズが空間Ｓ２の径方向のサイズよりも大きいため、駆動部３０がモータ３１などの比較的大きな部材を含む場合であっても、これらの部材を空間Ｓ１に配置できる。従って、圧縮装置１Ａをさらに小型化できる。

【0101】

また、ピストン２０を軸方向に見た場合、圧縮板２１の中心は、主軸受２２と副軸受２３との間の帯状領域の外に位置する。これにより、圧縮板２１と副軸受２３とを接続する接続部２４が、空間Ｓ１に配置されることを防止できる。この結果、駆動部３０がモータ３１などの比較的大きな部材を含む場合であっても、駆動部３０を駆動部配置空間に配置することができる。従って、圧縮装置１Ａをさらに小型化できる。

【0102】

（副軸受２３の作用）
ピストン２０は、主軸受２２に加えて、副軸受２３を有する。主軸５０が主軸受２２を貫通し、副軸６０が副軸受２３を貫通する。このため、ピストン２０は、軸方向に沿って移動する際に、主軸５０及び副軸６０により案内される。主軸受２２が圧縮板２１の中心とずれている。ピストン２０が副軸受２３を含まない場合、コイルばね４０の弾性力により軸方向一方に移動するピストン２０が、傾く虞がある。しかし、ピストン２０は、軸方向に見て２つのガイド部により保持されるため、ピストン２０が軸方向に対して傾くことを抑制できる。従って、ピストン２０を安定的に軸方向に移動させることができる。

【0103】

また、副軸受２３が軸方向に見て圧縮板２１の外方に位置するため、主軸受２２から副軸受２３までの距離を長くすることができる。ピストン２０が軸方向に対して傾くことをさらに抑制でき、ピストン２０をさらに安定的に軸方向に移動させることができる。

【0104】

（ピストン２０のクリアランス）
図１４は、図５に示すピストン２０のクリアランスを示す図ある。図１４は、図１０に示す領域Ｅの拡大図に相当する。ただし、図１４において、ピストン２０と筐体１０とのクリアランスＣ１、及び、ピストン２０と主軸５０とのクリアランスＣ２を誇張して示している。

【0105】

図１４を参照して、クリアランスＣ１は、クリアランスＣ２よりも大きい。ピストン２０が軸方向に対して傾いた場合において、圧縮板２１の外周面が収納部１１１及び圧縮部１１２の内周面に接触することが抑制される。つまり、圧縮板２１が収納部１１１及び圧縮部１１２に引っかかることが抑制される。主軸５０は、傾いたピストン２０を軸方向に沿って移動させることができるため、ピストン２０を安定的に軸方向に移動させることができる。

【0106】

（Ｏリング２６の作用）
図５を参照して、Ｏリング２６が、圧縮板２１の外周面に形成された環状溝２１ｃに嵌め込まれる。Ｏリング２６の厚さは、環状溝２１ｃの深さよりも大きい。この結果、Ｏリング２６が、圧縮板２１の外周面と圧縮部１１２の内周面との間の隙間を封止するため、ピストン２０が圧縮空気を生成する際に、圧縮空気が圧縮板２１の外周面と圧縮部１１２の内周面との間から漏れることを抑制できる。

【0107】

また、グリスなどの潤滑剤を圧縮部１１２の内周面に塗布しておいてもよい。潤滑剤を塗布することにより、Ｏリング２６と圧縮部１１２の内周面との間に働く摩擦を緩和できるため、ピストン２０の摺動性を良好に維持することができる。この場合、潤滑剤を環状溝２１ｃに貯留できるため、潤滑剤を圧縮板２１の外周面と圧縮部１１２の内周面との間の空間に長期間留めておくことができる。

【0108】

｛５．変形例｝
上記実施の形態では、ピストン２０が副軸受２３及び接続部２４を含む例を説明したが、これに限られない。ピストン２０は、副軸受２３及び接続部２４を含まなくてもよい。この場合であっても、駆動部３０を駆動部配置空間に配置できるため、圧縮装置１Ａを小型化できる。

【0109】

上記実施の形態では、副軸受２３が、軸方向に見て圧縮板２１の外方に位置する例を説明したが、これに限られない。副軸受２３は、軸方向に見て圧縮板２１の内方に位置してもよい。この場合であっても、ピストン２０の軸方向の移動が、主軸受２２及び２３により案内されるため、ピストン２０が軸方向に対して傾くことを抑制できる。

【0110】

上記実施の形態では、主軸受２２が、軸方向に見て圧縮板２１の中心とずれている例を説明したが、これに限られない。主軸受２２が、軸方向に見て圧縮板２１の中心と一致していてもよい。この場合であっても、駆動部配置空間を確保できるため、圧縮装置１Ａを小型化できる。

【0111】

上記実施の形態では、Ｏリング２６が、圧縮板２１の外周面に形成された環状溝２１ｃに嵌め込まれる例を説明したが、これに限られない。Ｏリング２６を環状溝２１ｃに嵌め込まなくてもよい。この場合であっても、環状溝２１ｃは、潤滑剤を貯留することができる。Ｏリング２６が嵌め込まれる場合に比べて、環状溝２１ｃは、より多くの潤滑剤を貯留できるため、ピストン２０の摺動性を長期間維持することができる。

【0112】

上記実施の形態では、環状溝２１ｃが、圧縮板２１の外周面に形成される例を説明したが、これに限られない。環状溝２１ｃが、圧縮板２１の外周面に形成されていなくてもよい。この場合であっても、駆動部３０を駆動部配置空間に配置できるため、圧縮装置１Ａを小型化できる。

【0113】

上記実施の形態では、圧縮装置１Ａが空気を圧縮する例を説明したが、これに限られない。圧縮装置１Ａは、流体を圧縮して噴射すればよい。流体は、空気の他に、空気以外の気体と、水や洗浄液等の液体とを含む。

【0114】

圧縮装置１Ａが液体を噴射する場合、圧縮装置１Ａは、液体を貯留しておくタンクをさらに備える。貫通孔１１２ａと別の貫通孔が、圧縮部１１２の側壁に形成され、ホース１Ｂと別のホースの一端が挿入される。別のホースの他端は、タンクと接続される。また、弁が貫通孔１１２ａ及び別の貫通孔の各々に設けられる。ピストン２０が軸方向他方に移動する場合、貫通孔１１２ａに設けられた弁が閉じ、別の貫通孔に設けられた弁が開く。これにより、タンクに貯留された液体が圧縮部１１２内に引き込まれる。ピストン２０が軸方向一方に移動する場合、貫通孔１１２ａに設けられた弁が開き、別の貫通孔に設けられた弁が閉じる。これにより、圧縮部１１２内に引き込まれた液体が、貫通孔１１２ａを通って噴射される。

【0115】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0116】

１ 付着物除去装置
１Ａ 圧縮装置
１Ｂ ホース
１Ｃ ノズル
１Ｄ 制御部
１０ 筐体
２０ ピストン
２１ 圧縮板
２２ 主軸受
２３ 副軸受
２４ 接続部
３０ 駆動部
４０ コイルばね
５０ 主軸
６０ 副軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】