JP5210213B2 - 車両用灯具の洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドランプ等の車両用灯具に洗浄液を噴射してその表面洗浄するための洗浄装置に関するものである。

車両の例えばヘッドランプの前面が埃や泥等の付着によって汚れると光量不足を招く可能性があるため、必要に応じてヘッドランプに向かって洗浄液を噴射して該ヘッドランプの前面を洗浄するための洗浄装置がフロントバンパの裏側に設置されている。この洗浄装置は、洗浄液が供給されるシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌挿されたピストンと、該ピストンをシリンダ内に引き込む方向に付勢する付勢手段と、洗浄液をヘッドランプに向けて噴射するノズルと、洗浄液の圧力が所定値以上になると開いて洗浄液を前記ノズルに供給するチェックバルブ機構を備えている。

斯かる洗浄装置においては、非使用時にはノズルがフロントバンパの裏側に格納されており、ヘッドランプを洗浄する際には洗浄液の圧力によってノズルがフロントバンパに形成された開口部から車両前方へと突出し、洗浄液の圧力が所定値以上に高くなると、チェックバルブ機構のバルブが開いて洗浄液がノズルへと供給され、ノズルに開口する噴射口から洗浄液がヘッドランプに向かって噴射され、ヘッドランプの前面に付着した埃や泥等が除去される。そして、ヘッドランプの洗浄が終了すると、ノズルはスプリング等の付勢手段によってフロントバンパの裏側の格納位置に戻される。尚、ノズルがフロントバンパの裏側に格納されているときには、フロントバンパに形成された開口部は、ノズルの先端に取り付けられたノズルカバーによって覆われて外観性の低下が防がれる。

ところで、車両用灯具の洗浄装置には図８に示すようなチェックバルブ機構が用いられていた（例えば、特許文献１参照）。

即ち、図８は従来の洗浄装置のチェックバルブ機構の縦断面図であり、（ａ）はバルブが閉じている状態を示し、（ｂ）はバルブが開いている状態を示しており、図示のチェックバルブ機構１０１には、不図示のピストンの摺動方向（図８の左右方向）に対して直交する方向（図８の上下方向）にバルブ１０２が移動して開閉動作する方式が採用されている。

図示のチェックバルブ機構１０１においては、バルブ１０２が皿バネ上のスプリング１０３によって上方に付勢されており、図８（ａ）に示すように連通孔１０４がバルブ１０２によって閉じられている状態から、圧力形成部１０５内の洗浄液の圧力が設定値以上に上昇すると、バルブ１０２は洗浄液の圧力を上面に受け、スプリング１０３の付勢力に抗して下方へと移動して図８（ｂ）に示すように連通孔１０４を開く。すると、連通孔１０４と流出孔１０６が連通し、圧力形成部１０５内の洗浄液は図８（ｂ）に矢印似て示すように連通孔１０４及び流出孔１０６を通って不図示のノズルへと供給される。

特開２００６−１５１１５０号公報

しかしながら、従来の洗浄装置においては、図８に示すようにピストンの摺動方向（図８の左右方向）に対して直交する方向（図８の上下方向）にバルブ１０２が移動して開閉動作する方式が採用されているため、図８（ｂ）に示すようにバルブ１０２が開いたときに該バルブ１０２を通過する洗浄液の流れの方向が変化し、洗浄液は複雑な経路を通過して流れるために流動損失が大きく、これに伴って洗浄液の噴射圧力と噴射速度が低下するという問題がある。

従って、本発明の第１の目的は、洗浄液をスムーズに流して流動損失とそれに伴う噴射圧力と噴射速度の低下を防ぐことができる車両用灯具の洗浄装置を提供することにある。

又、従来の洗浄装置においては、チェックバルブ機構には円筒状のバルブケースが用いられていたため、上下方向の厚みが大きくなり、車体への取り付けに大きなスペースを要し、レイアウトの自由度が制限されるという問題もあった。

従って、本発明の第２の目的は、取付スペースを小さく抑えてレイアウトの自由度を高めることができる車両用灯具の洗浄装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、洗浄液が供給されるシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌挿されたピストンと、該ピストンをシリンダ内に引き込む方向に付勢する付勢手段と、洗浄液を車両用灯具に向けて噴射するノズルと、洗浄液の圧力が所定値以上になると開いて洗浄液を前記ノズルに供給するチェックバルブ機構を備えた車両用灯具の洗浄装置において、
前記チェックバルブ機構のバルブの移動方向を前記ピストンの摺動方向と同方向とし、
前記チェックバルブ機構のバルブを移動方向に保持するガイドを楕円筒状のバルブケース内に設け、前記バルブを閉じ方向に付勢するスプリングを該バルブと前記ガイド間に縮装し、
前記バルブの弁軸を角柱状に形成し、該弁軸を前記ガイドの円筒部内に摺動可能に嵌挿し、前記角柱状の弁軸をその稜線で前記ガイドの円筒部の内面に線接触させたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記チェックバルブ機構の横断面形状を楕円としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ガイドに、前記バルブケース内に嵌合するフランジ部を形成し、該フランジ部に前記ノズルに連通する開口部を形成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、チェックバルブ機構のバルブの移動方向をピストンの摺動方向、つまり洗浄液の流れ方向と同方向としたため、バルブが開いたときには洗浄液は方向を変えることなくバルブを通過してノズルへ真っ直ぐとスムーズに流れ、その圧力損失が低く抑えられ、ノズルからの洗浄液の噴射圧力及び噴射速度の低下が防がれる。又、ガイドはバルブガイドとスプリングガイドとして機能し、バルブが偏りなく直線移動して開閉動作が安定的に行われる。そして、ガイドは、スプリングの反力によってバルブケース内の端面に押圧されて固定されるため、これを溶着したり、締結する必要がなく、部品点数の削減と組み立ての簡略化を図ることができる。更に、バルブの弁軸を角柱状としてこれをガイドの円筒部内に摺動可能に嵌挿し、その稜線でガイドの円筒部の内面に線接触させるようにしたため、バルブの摺動抵抗が小さく抑えられて該バルブのスムーズな開閉動作が可能となる。

請求項２記載の発明によれば、チェックバルブ機構の横断面形状を扁平な楕円としたため、該チェックバルブ機構の上下方向の厚みが薄くなり、当該洗浄装置の車体への取付スペースが小さく抑えられ、洗浄装置のレイアウトの自由度が高められる。

請求項３記載の発明によれば、ガイドに形成されたフランジ部が楕円筒状のバルブケース内に嵌合することによって、ガイドの位置決めと回り止めがなされる。そして、バルブを通過した洗浄液は、ガイドのフランジ部に形成された開口部を通ってノズルへと供給され、ノズルから車両用灯具に向かって噴射されて車両用灯具表面の洗浄に供される。

本発明に係る洗浄装置の側面図である。 本発明に係る洗浄装置の平面図である。 本発明に係る洗浄装置のチェックバルブ機構の分解斜視図である。 （ａ），（ｂ）は本発明に係る洗浄装置のチェックバルブ機構部及びノズル部分の平断面図である 。 図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 図４（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ），（ｂ）は従来の洗浄装置のチェックバルブ機構の縦断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る洗浄装置の側面図、図２は同洗浄装置の平面図、図３は同洗浄装置のチェックバルブ機構の分解斜視図、図４（ａ），（ｂ）は同洗浄装置のチェックバルブ機構部及びノズル部分の平断面図、図５は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図６は図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図７は図４（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

本実施の形態に係る洗浄装置１は、不図示のヘッドランプの前面に向かって洗浄液を噴射して該前面を洗浄するための装置であって、不図示のフロントバンパの裏側に配置されている。尚、洗浄装置１は左右のヘッドランプに対してそれぞれ設置されているが、その構成及び作用は同じである。

図１及び図２に示す洗浄装置１は、円筒状のシリンダ２の内部に不図示のピストンを摺動可能に嵌挿し、該ピストンの先端部にチェックバルブ機構３を介してノズル４を取り付けて構成されている。

上記シリンダ２は、不図示のウォッシャタンクから洗浄液の供給を受けるものであって、その後端にはプラグ５が設けられており、シリンダ２の内部はプラグ５に接続された不図示の配管を介してウォッシャタンクに連通している。そして、シリンダ２の前端部外周にはブラケット６が取り付けられており、洗浄装置１はブラケット６を介して不図示のフロントバンパの裏側に取り付けられている。尚、図示しないが、シリンダ２とその内部に摺動可能に嵌挿されたピストンとの間には、ピストンをシリンダ２内に引き込む方向に付勢する付勢手段としてのリターンスプリングが介装されている。

次に、前記チェックバルブ機構３の構成の詳細を図３〜図７に基づいて説明する。

チェックバルブ機構３は、図３及び図４に示すように、バルブケース７の内部にバルブ８と、該バルブ８を摺動可能に保持するガイド９と、バルブ８を閉じ方向に付勢するバルブスプリング１０を収容して構成されており、全体の横断面形状が横方向に扁平な楕円状とされている。

上記バルブケース７は前後に２分割されたケース半体７Ａ,７Ｂ同士を結合一体化して構成されており、一方のケース半体７Ａは、円筒部７ａと扁平な楕円筒部７ｂとを組み合わせて構成されており、楕円筒部７ｂの全周４箇所には矩形状の係合孔１１（図３には上の２つのみ図示）が形成され、楕円筒部７ｂの開口端面の一部（上部）にはＶ字状の嵌合溝１２が形成されている。そして、図４に示すように、ケース半体７Ａの円筒部７ａと楕円筒部７ｂとを仕切る壁１３の中心部には円筒状の弁座１４が形成されている。

又、他方のケース半体７Ｂは、扁平な楕円筒部７ｃとその先端に連なる角柱部７ｄとで構成されており、楕円筒部７ｃは、外径が小さくて薄肉の小径部７ｃ１と外径が大きくて厚肉の大径部７ｃ２とで構成されている。そして、楕円筒部７ｃの小径部７ｃ１の外周の４箇所（他方のケース半体７Ａの楕円筒部７ｂに形成された係合孔１１に対応する箇所）には係合爪１５（図３には上の２つのみ図示）が突設されている。又、楕円筒部７ｃの大径部７ｃ２の小径部７ｃ１との境（段差部）の一部（他方のケース半体７Ａの楕円筒部７ｂに形成された嵌合溝１２に対応する部分）にはＶ字状の嵌合突起１６が形成されている。

更に、ケース半体７Ｂの先端部に形成された角柱部７ｄの左右には円筒７ｅが角柱部７ｄに対して軸直角方向に形成されており、これらの円筒７ｅにはノズル本体４Ａがそれぞれ嵌合保持されている。そして、ケース半体７Ｂの角柱部７ｄと左右一対の円筒７ｅ及びノズル本体４Ａによってノズル４が構成されており、図３に示すように、各ノズル本体４Ａには不図示のヘッドランプの前面に向かって開口する噴射口１７がそれぞれ形成されている。

而して、一方のケース半体７Ａの楕円筒部７ｂを他方のケース半体７Ｂの楕円筒部７ｃの小径部７ｃ１の外周に嵌め込み、小径部７ｃ１の外周に形成された前記係合爪１５を楕円筒部７ｃに形成された前記係合孔１１に係合させれば、ケース半体７Ｂ側の嵌合突起１６がケース半体７Ａ側の嵌合溝１２に嵌合し、２つのケース半体７Ａ，７Ｂ同士が位置決めされつつ結合されて１つのバルブケース７が組み立てられる。

前記バルブ８は、円板状の弁体８ａと該弁体８ａの中心から軸直角方向に一体に延びる弁軸８ｂとで構成されており、図４に示すように、弁体８ａの弁座１４に着座する部分にはリング状のシール部材１８が組み付けられている。又、図７に示すように、弁軸８ｂは三角柱状に成形されており、その底面は、ガイド９の円筒部９Ａ内の底部に長手方向（図７の紙面垂直方向）に沿って平行に形成された２本のガイドリブ１９によって支持されている。

前記ガイド９は、小径の円筒部９Ａとその先端に一体に形成された楕円板状のフランジ部９Ｂとで構成されており、図６に示すように、フランジ部９Ｂの端面の上下左右の４箇所には矩形状の嵌合溝２０が形成されている。又、図５に示すように、フランジ部９Ｂの円筒部９Ａを境としてこれの左右には前記ノズル４に連通する三日月状の開口部９ａが形成されている。

そして、図４に示すように、ガイド９の円筒部９Ａ内には前記バルブ８の三角柱状の弁軸８ｂが摺動可能に嵌合しており、従って、バルブ８はバルブケース７内の中心部に前後方向（図４の左右方向）に移動可能に支持されており、該バルブ８は、前記バルブスプリング１０によって閉じ方向（弁座１４に着座する方向）に付勢されている。ここで、バルブスプリング１０は、ガイド９の円筒部９Ａの外周に挿通され、バルブ８の弁体８ａとガイド９のフランジ部９Ｂ間に縮装されている。尚、バルブスプリング１０のバネ定数は前記リターンスプリング（不図示）のバネ定数よりも大きく設定されている。

而して、ガイド９はバルブガイドとしての機能とスプリングガイドとしての機能を兼備しており、バルブケース７内においては、ガイド９は、図４に示すようにバルブスプリング１０の反力によってバルブケース７内の壁２１に押圧されて位置が固定されるとともに、図６に示すように、フランジ部９Ｂの端面の上下左右に形成された前記嵌合溝２０にバルブケース７内の壁２１の４箇所（嵌合溝２０に対応する箇所）に突設された嵌合突起２２が嵌合することによってバルブケース７内での位置決めがなされている。

以上のように構成された洗浄装置１において、ヘッドランプの洗浄が行われない場合には、不図示のピストンはリターンスプリングの付勢力によって図１及び図２に示すようにシリンダ２内に引き込まれており、このとき、チェックバルブ機構３のバルブ８は図４（ａ）に示すようにバルブスプリング１０によって弁座１４に押圧されて閉じ状態にある。又、ノズル４は不図示のフロントバンパの裏側に格納されている。

而して、洗浄装置１によってヘッドランプの洗浄を行う場合には、不図示のウォッシャタンクから不図示の配管を経て高圧の洗浄液が洗浄装置１のシリンダ２へと供給される。すると、ピストンは洗浄液の圧力によってシリンダ２内を前方へと摺動し、その先端に設けられたノズル４をフロントバンパに形成された開口部（不図示）から車両前方へと押し出す。この場合、前述のようにバルブスプリング１０のバネ定数はリターンスプリングのバネ定数よりも大きく設定されているため、チェックバルブ機構３のバルブ８は図４（ａ）に示すように閉じたままであって、洗浄液はノズル４には供給されない。

上述のようにピストンが洗浄液の圧力によって前進した後、洗浄液の圧力が所定値を超えて上昇し、チェックバルブ機構３のバルブ８に作用する洗浄液の圧力に基づく力がバルブスプリング１０の付勢力よりも大きくなると、バルブ８は図４（ｂ）に示すようにガイド９に沿って前方へと移動して弁座１４から離れるため、該バルブ８が開状態となって洗浄液は図４（ｂ）に矢印にて示すようにバルブケース７内を前方に向かって流れ、ガイド９のフランジ部９Ｂに形成された左右の開口部９ａを通過してノズル４へと供給される。そして、ノズル４へと供給された洗浄液は、左右に分岐して左右のノズル本体４Ａに開口する噴射口１７（図３参照）からヘッドランプに向かって噴射され、ヘッドランプの前面に付着した埃や泥等を洗い流す。そして、ヘッドランプの洗浄が終了すると、ピストンがリターンスプリングによってシリンダ２内に引き込まれるため、ノズル４はフロントバンパの裏側の格納位置に戻され、チェックバルブ機構３のバルブ８は図４（ａ）に示すように再び閉じられる。

以上のように、本発明に係る洗浄装置１によれば、チェックバルブ機構３のバルブ８の移動方向をピストンの摺動方向、つまり洗浄液の流れ方向と同方向としたため、バルブ８が図４（ｂ）に示すように開いたときには洗浄液は方向を変えることなくバルブ８を通過してノズル４へと真っ直ぐスムーズに流れる。このため、洗浄液の圧力損失が低く抑えられ、ノズル４からの洗浄液の噴射圧力及び噴射速度の低下が防がれ、洗浄装置１は高い洗浄能力を安定して維持することができる。尚、洗浄液はガイド９の左右の開口部９ａで分岐した後、ノズル４へ流れる直前に合流しているが、これは洗浄液をほぼ均等にノズル４へ分配するためである。

又、本実施の形態では、チェックバルブ機構３の横断面形状を扁平な楕円としたため、該チェックバルブ機構３の上下方向の厚みが薄くなり、当該洗浄装置１の車体への取付スペースが小さく抑えられ、洗浄装置１のレイアウトの自由度が高められる。

更に、本実施の形態では、ガイド９はバルガイド及びスプリングガイドとして機能し、バルブ８がガイド９によって案内されて偏りなく直線移動するため、該バルブ８の開閉動作が安定的に行われる。そして、本実施の形態では、バルブ８の弁軸８ｂを三角柱状としてガイド９の円筒部９Ａ内に摺動可能に嵌挿したため、弁軸８ｂが三角柱の稜線８ｃでガイド９の円筒部９Ａの内面に線接触することとなり、バルブ８の摺動抵抗が小さく抑えられ、該バルブ８の更なるスムーズな開閉動作が可能となる。尚、本実施の形態では弁軸８ｂを三角柱状としたが、これに限定されることはなく、弁軸８ｂは三角柱以外に四角柱等の多角柱状としても同様の効果が得られる。

又、ガイド９は、バルブスプリング１０の反力によってバルブケース７内の壁２１に押圧されて固定されるため、これを溶着したり、締結する必要がなく、部品点数の削減と組み立ての簡略化を図ることができる。この場合、ガイド９に形成されたフランジ部９Ｂが楕円筒状のバルブケース７内に嵌合することによって、ガイド９の位置決めと回り止めがなされる。そして、バルブ８を通過した洗浄液は、ガイド９のフランジ部９Ｂに形成された左右の開口部９ａを通ってノズル４へと供給され、ノズル４からヘッドランプに向かって噴射されてヘッドランプ表面の洗浄に供される。

尚、以上は本発明をヘッドライトの洗浄に供される洗浄装置に適用した形態について説明したが、本発明は、ヘッドライト以外の他の任意の車両用灯具の洗浄に供される洗浄装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。又、以上は本発明をピストン摺動式の洗浄装置に適用した形態について説明したが、本発明は、固定式の洗浄装置に対しても同様に適用可能である。その場合、摺動のためのピストン関連の部品を省略することができ、主要部品であるシリンダ２とチェックバルブ機構３及びノズル４を組み合わせた構成によって前記と同等の効果を得ることができる。

１ 洗浄装置
２ シリンダ
３ チェックバルブ機構
４ ノズル
４Ａ ノズル本体
５ プラグ
６ ブラケット
７ バルブケース
７Ａ，７Ｂ ケース半体
７ａ ケース半体の円筒部
７ｂ，７ｃ ケース半体の楕円筒部
７ｃ１ 楕円筒部の小径部
７ｃ２ 楕円筒部の大径部
７ｄ ケース半体の角柱部
７ｅ 角柱３部の円筒
８ バルブ
８ａ 弁体
８ｂ 弁軸
８ｃ 弁軸の稜線
９ ガイド
９Ａ ガイドの円筒部
９Ｂ ガイドのフランジ部
９ａ フランジ部の開口部
１０ バルブスプリング
１１ 係合孔
１２ 嵌合溝
１３ バルブケース内の壁
１４ 弁座
１５ 係合孔
１６ 嵌合突起
１７ 噴射口
１８ シール部材
１９ ガイドリブ
２０ 嵌合溝
２１ バルブケース内の壁
２２ 嵌合突起

Claims (3)

1. 洗浄液が供給されるシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌挿されたピストンと、該ピストンをシリンダ内に引き込む方向に付勢する付勢手段と、洗浄液を車両用灯具に向けて噴射するノズルと、洗浄液の圧力が所定値以上になると開いて洗浄液を前記ノズルに供給するチェックバルブ機構を備えた車両用灯具の洗浄装置において、
   前記チェックバルブ機構のバルブの移動方向を前記ピストンの摺動方向と同方向とし、
   前記チェックバルブ機構のバルブを移動方向に保持するガイドを楕円筒状のバルブケース内に設け、前記バルブを閉じ方向に付勢するスプリングを該バルブと前記ガイド間に縮装し、
   前記バルブの弁軸を角柱状に形成し、該弁軸を前記ガイドの円筒部内に摺動可能に嵌挿し、前記角柱状の弁軸をその稜線で前記ガイドの円筒部の内面に線接触させたことを特徴とする車両用灯具の洗浄装置。
2. 前記チェックバルブ機構の横断面形状を楕円としたことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具の洗浄装置。
3. 前記ガイドに、前記バルブケース内に嵌合するフランジ部を形成し、該フランジ部に前記ノズルに連通する開口部を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用灯具の洗浄装置。
   

Images