JP6929521B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄対象に対して第１流体を吐出したのち別の第２流体を吐出することで洗浄対象を洗浄する洗浄装置に関する。

従来、例えば車載カメラを搭載した車両には、車載カメラのレンズを洗浄する洗浄装置が設けられているものがある。そのような洗浄装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものがある。

特許文献１に記載された洗浄装置は、車載光学センサが有するレンズのレンズ面等に向けて洗浄液を噴射するノズルを備え、さらに、このノズルから空気を噴射してレンズ面に付着した使用済み洗浄液を除去するものである。

洗浄液を噴射する際には、ノズルが洗浄液の圧力を利用して伸長される。このように洗浄液等を洗浄対象に対して適切な方向から噴射することで洗浄効果が高まる。洗浄液はシリンダ状のチャンバーに供給され、このチャンバー内に設けられたピストンを移動させる。このピストンの軸とノズルとがチャンバーの外部で連結されており、つまり洗浄液の供給と共にノズルが伸長するように構成されている。

チャンバーの内面のうちピストンの動作ストロークの途中に当たる位置には、洗浄液をノズルに供給する配管が接続されている。つまり、洗浄液をチャンバーに供給することで、ピストンが押され、ノズルが伸長する。さらにピストンが押されることで、ピストンが配管の開口を超え、チャンバー内の洗浄液がノズルに供給されて洗浄対象に噴射される。

チャンバーの内部にはピストンを押し戻すスプリングが設けられており、洗浄液の供給が停止して洗浄液の圧力が低下すると、ピストンが押し戻されてチャンバーと配管との連通状態が遮断される。

一方、ノズルには空気を供給する別の配管が接続されている。ノズルが伸長し、洗浄液がノズルから噴射されるのと同時に、あるいは、洗浄液の噴射の停止と入れ替わりにノズルから空気が供給される。この空気の供給は洗浄液の供給とは別の駆動源により行われる。この空気によりレンズ面に付着した洗浄液を除去することができる。

このように、従来の洗浄装置は、洗浄液の供給圧力によってノズルを伸長することができ、洗浄液と空気とを所定のタイミングで噴射可能にするものである。

特開２０１７−２４７１３号公報

ただし、特許文献１の洗浄装置では、洗浄液をチャンバーからノズルに供給する配管がチャンバーの外壁から一旦外部に引き出され、ノズルの端部に接続されている。このチャンバーとノズルとは相対移動するから、この配管には変形可能なチューブ部材等が用いられ、当該相対移動が吸収されるよう構成されている。本構成の場合、配管の敷設空間が必要となり、洗浄装置の搭載スペースが大きくなる。

また、当該洗浄装置では、一体形成されたノズルやピストンをガイドするスライダがチャンバーおよびノズル等とは別に並設されているため、これによっても洗浄装置が過大なものとなっている。

このように、従来の洗浄装置では、ノズルを伸縮させて洗浄効果を高めるものでありながら各構成要素の構造や配置に統一感がなく、搭載性において未だ改善の余地があった。

上記理由から、従来より洗浄効果が高くコンパクトな構成を有する洗浄装置が求められている。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置の特徴構成は、
筐体と、第１流体を受け入れる第１ポートと、第２流体を受け入れる第２ポートと、前記筐体に設けられた筒状の第１流体室と、前記第１ポートから前記第１流体室に流入した前記第１流体に押され、前記第１流体室の内面に沿って摺動するピストンと、前記ピストンと一体に形成され、前記第１流体を流通させる第１流路および前記第１流体を洗浄対象に向けて吐出する吐出部を備えつつ、前記筐体に対して伸縮する第１ノズルと、前記筐体に設けられた第２流体室と、前記第２流体室から前記第２流体を受け入れて流通させる第２流路および前記第２流体を洗浄対象に向けて吐出する吐出部を備えつつ、前記筐体に対して伸縮し、前記第１ノズルの伸長時に前記第１ノズルと共に伸長する第２ノズルと、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルの少なくとも何れか一方を縮み側に付勢する付勢部と、を備え、前記第１流体室から前記第１ノズルに至る前記第１流路が前記ピストンの内部に設けられている点にある。

（効果）
本構成であれば、第１流体の圧力を利用して第１ノズルおよび第２ノズルを伸長することができる。よって、ノズルの伸長機構が簡便に構成される。特に、第１流体を筐体の第１流体室から第１ノズルに供給するのに、第１流路をピストンの内部に設けてあるため、第１流路の敷設が極めてコンパクトになる。よって、洗浄装置の搭載適用範囲が広いものとなる。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置においては、前記第２ノズルが伸長側の端点から所定の範囲に位置するとき前記第２流体室と前記第２流路との連通を断つ遮断部を、前記筐体と前記第２ノズルとに亘って設けておくことができる。

（効果）
本構成のような遮断部を設けることで、第２ノズルが伸長側の所定位置にあるとき、第２ポートから流入する第２流体によって第２流体室の内圧が上昇する。このあと、第１流体の供給が停止され、第１ノズルが縮み側に移動すると、第１ノズルによる第２ノズルの伸長作用が解消され、第２ノズルも縮み側に移動する。この結果、遮断部の遮断機能が解除され、第２流体室の第２流体が第２ノズルを介して勢いよく吐出される。このように遮断部を設けることで洗浄対象に対する第２流体の吐出速度が高まり、第１流体の除去効果が高まる。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置においては、前記第２ノズルを内挿しつつ伸縮可能に前記筐体に設けた挿通孔の内径に対し、前記挿通孔の軸芯を中心とした前記第２流体室の最大内径が大きく形成されていると好都合である。

（効果）
第２流体室は、第２ノズルが伸縮できるよう挿通孔の軸芯の延出方向に沿って所定の長さを有する。そのうえで、本構成のように第２流体室の最大内径を挿通孔よりも大きく形成することで、第２流体室の体積を大きく確保することができる。その結果、第２流体室に加圧しつつ貯留する第２流体の量が増大し、洗浄対象に付着した第１流体の除去効果がさらに高まる。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置においては、前記第１ポートと前記第１流体室との間に、前記第１流体が前記第１流体室に流入するのを許容する一方向弁と、前記第１ポートおよび前記第１流体室を常に連通するオリフィスとを備えておくと好都合である。

（効果）
本構成であれば、一方向弁を介して第１流体の流入量を確保して第１ノズルを素早く伸長させることができる。これにより、第１流体を洗浄対象に向けて素早く吐出することができる。一方、第１流体室に対する第１流体の供給が停止された場合には、付勢部がピストンを押し戻し、第１流体室の第１流体がオリフィスを介して第１ポートの側に排出され、第１ノズルの縮み速度が減速される。これにより、第２ノズルの縮み速度も小さくなるため、第２流体が第２ノズルから吐出され始めたのち一定時間のあいだ第２ノズルは洗浄対象に向く位置に保持され、洗浄対象に付着した第１流体を確実に除去することができる。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置においては、前記吐出部として、前記第１ノズルの先端に第１吐出部を形成し、前記第２ノズルの先端に第２吐出部を夫々個別に設けておくことができる。

（効果）
本構成であれば、第１流体と第２流体とを互いに全く混合しない状態で洗浄対象に吐出することができる。よって、第１流体あるいは第２流体が意図せぬタイミングで吐出されることがなく、洗浄対象に対する第１流体の吐出量が正確に維持され、また、第１流体の除去に際して、第２流体のみを吐出するから第１流体の除去効果がさらに高まる。

（特徴構成）
本発明に係る洗浄装置においては、前記付勢部として、前記第１ノズルを付勢する第１付勢部、および、前記第２ノズルを付勢する第２付勢部が個別に備えられ、前記第２ノズルに、前記第１ノズルの伸長に際して前記第１ノズルの一部に設けた作用部によって前記伸長の方向に押圧可能であり、前記第１ノズルが収縮する際には前記作用部が離間可能な当接部が形成されていると好都合である。

（効果）
本構成であれば、筐体に対する第１ノズルの摺動部と第２ノズルの摺動部とが個別に形成される。長尺状の部材を筐体に対して摺動させる場合、その摩擦の程度が双方のノズルの動作性に影響する。例えば両ノズルが一体形成されている場合に両者の平行度が不十分であれば、筐体との摺動抵抗が増え、両ノズルの伸長・収縮動作の円滑性が損なわれる。しかし、本構成の場合、第１ノズルと第２ノズルとは独立して動作するから第１ノズルの伸長方向と第２ノズルの伸長方向とには所定の誤差が許容される。よって、第１ノズルおよび第２ノズルの摺動部の形成工程が簡略化され、洗浄装置を効率的に得ることができる。

第１実施形態に係る洗浄装置の構成を示す説明図 第１実施形態に係る洗浄装置の外観を示す斜視図 第１実施形態に係る洗浄装置の構成を示す断面図 第２実施形態に係る洗浄装置の構成を示す断面図 第３実施形態に係る洗浄装置の構成を示す断面図

〔第１実施形態〕
（全体概要）
本発明に係る洗浄装置Ｓの第１実施形態について図１乃至図３を参照しながら説明する。この洗浄装置Ｓは、図１に示すように、例えば自動車の車体Ｂに装備された洗浄対象ＣであるカメラＣ１や各種センサを、第１流体Ｌ１としての洗浄水Ｗと第２流体Ｌ２としての洗浄空気Ａを噴射して洗浄するものである。洗浄対象Ｃとしては、リヤだけでなくフロントセンサやサイドミラー用の左右センサなどにも適用可能である。

本実施形態に係る洗浄装置Ｓは、図１乃至図３に示すように、車体Ｂの後方に搭載されたカメラＣ１のレンズを洗浄する。洗浄装置Ｓは、洗浄水Ｗを吐出する第１吐出部Ｔ１が設けられた第１ノズルＮ１と、洗浄空気Ａを噴射する第２吐出部Ｔ２が設けられた第２ノズルＮ２とを備えている。尚、図１に示すように、第１吐出部Ｔ１と第２吐出部Ｔ２とは共通の吐出部Ｔとしてもよい。

車体Ｂの所定個所に洗浄水ＷのタンクＴｗが配置され、ここから水路Ｒｗを介して洗浄装置Ｓの第１ノズルＮ１まで洗浄水Ｗが供給される。タンクＴｗの下流の位置には水ポンプＰｗが配置され、この水ポンプＰｗは後述するように制御部Ｄによって駆動される。

尚、洗浄水Ｗは、リヤのカメラＣ１の洗浄だけに用いられるものではなく、リヤウインドウＣ２の洗浄等にも用いられる。そのため、水路Ｒｗの途中には洗浄水Ｗの供給先を切り替える水路切替部Ｒｗ１が設けられ、その先にリヤウインドウＣ２に洗浄水Ｗを吐出する第３ノズルＮ３が設けられている。

一方、洗浄空気Ａは空気ポンプＰａで加圧され、空気路Ｒａを介して第２ノズルＮ２に供給される。この空気ポンプＰａも制御部Ｄによって駆動される。

（洗浄装置の概要）
図２に洗浄装置Ｓの外観を示す。ここでの洗浄装置Ｓは、筐体ＨとカメラＣ１とが一体に構成され、車体Ｂに対する取り付けが容易に構成されている。筐体Ｈの一方の端部には、洗浄水Ｗを取り入れる第１ポートＰ１と洗浄空気Ａを取り入れる第２ポートＰ２とが設けられている。筐体Ｈの他方の端部には、第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とが筐体Ｈに対して伸縮できるよう夫々第１挿通孔Ｈ１および第２挿通孔Ｈ２が形成してある。図２は、一体に形成された第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２が伸長した状態であり、この状態で洗浄水Ｗあるいは洗浄空気ＡをカメラＣ１に向けて吐出することができる。

図３は、洗浄装置Ｓの内部構造を示す。図３（ａ）は、第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２が伸長した状態であり、図３（ｂ）は、両ノズルが格納途中にある状態を示している。

（筐体）
図３に示すように、筐体Ｈは、第１ポートＰ１に連通する第１流体室１と、第２ポートＰ２に連通する第２流体室２とを備えている。ここでは、第１流体室１と第２流体室２とは共に円筒形状に構成されている。第１ポートＰ１および第２ポートＰ２は、夫々、筐体Ｈに内嵌して固定される第１ポート部材ＰＢ１および第２ポート部材ＰＢ２に形成されている。

第１流体室１には、第１ポートＰ１から取り込まれた洗浄水Ｗによって駆動されるピストン３が配置されている。このピストン３には、後述する第１ノズルＮ１が接続されている。一方の第２流体室２には、第１ノズルＮ１と一体に形成された第２ノズルＮ２の端部が内挿され、第１ノズルＮ１の動作に連動して、第２ノズルＮ２は第２流体室２に対して往復移動する。

（第１ノズル）
ピストン３の一方の端部には第１ノズルＮ１が嵌合により接続されている。ピストン３が、第１ポートＰ１から第１流体室１に流入した洗浄水Ｗに押されることで第１ノズルＮ１が筐体Ｈから突出し伸長状態となる。ピストン３の外周には、フランジ状の第１ばね受け３１が設けられ、ピストン３の外周と筐体Ｈの内面との間には第１ばね室３５が形成されている。この第１ばね室３５の内部に、筐体Ｈの端面と第１ばね受け３１との間に付勢部Ｅである第１ばねＥ１ａが設けられる。第１ばねＥ１ａは、第１ノズルＮ１が筐体Ｈに格納される側にピストン３を常に付勢する。

尚、このような第１ばねＥ１ａは、第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２が一体に形成されているのであれば第２ノズルＮ２に設けてあっても良い。

ピストン３の両端部のうち第１ポートＰ１に近い基端側端部３２は筒状に形成されている。この筒状の内部に洗浄水Ｗが進入することでピストン３の押し出しが容易となる。この基端側端部３２は、ピストン３が最も奥まで格納された際に第１ポート部材ＰＢ１に当接する。ただし、基端側端部３２には周方向に沿って断続的にスリット３３が形成してある。このスリット３３の内部には洗浄水Ｗが進入するから、ピストン３において洗浄水Ｗがピストン３を突出側に押す領域の面積を確保してピストン３の初動特性を高めている。

ピストン３の外周面には環状の溝部３４が形成されピストンシール４が設けられている。ピストンシール４は第１流体室１の内面に当接しつつ摺動し、第１流体室１の洗浄水Ｗが第１ばね室３５に流入するのを防止する。ピストンシール４はピストン３が第１流体室１の内面に対して摺動する際にピストン３の姿勢を安定させる機能も有する。

第１ばね室３５は空気で満たされており、この空気はピストン３の往復移動に際して外部と流通可能である。例えば、第１ノズルＮ１の外面に当接しているダストシール６に僅かな切込みを設けておくなどにより、ダストシール６と第１ノズルＮ１との間に隙間を形成しておくと良い。これにより、洗浄水Ｗによるピストン３の往復移動が阻害されない。

尚、ダストシール６は、外部から異物が第１ばね室３５に進入するのを防止し、第１ノズルＮ１の往復移動を円滑に維持するものである。このダストシール６は、第１ノズルＮ１の外周面に当接した状態を維持できるよう、例えば各種のゴム部材あるいは樹脂部材で構成される。

第１ノズルＮ１は内部に弁体室５１を備え、ピストン３の端部に当接・離間可能な弁体５を備えている。弁体５の外周部には段状の弁体ばね受け５２が形成されており、弁体室５１の端面と弁体ばね受け５２との間に弁体ばね５３が設けられている。弁体ばね５３は、弁体５をピストン３の端部に当接するように弁体５を常に付勢する。

ピストン３および第１ノズルＮ１には、ピストン３の軸芯Ｘ１に沿って洗浄水Ｗを流通させる第１流路Ｒ１が形成されている。一方の弁体５は中実の部材であり、弁体５の外周面と弁体室５１の内周面との間に隙間が形成される寸法に仕上げてある。この弁体５の端部がピストン３の端部に当接することで、ピストン３の第１流路Ｒ１が閉じられる。ただし、洗浄水Ｗの供給圧力が高まって弁体ばね５３の付勢力に勝るようになると、弁体５がピストン３から離間し、洗浄水Ｗが第１ノズルＮ１の側に流通する。

このように第１ノズルＮ１を構成することで、第１ポートＰ１から洗浄水Ｗが供給されると、まず、弁体５がピストン３の先端を遮断した状態でピストン３および第１ノズルＮ１が筐体Ｈから突出する。このような動作を行わせるためには、弁体ばね５３の付勢力に対して第１ばねＥ１ａの付勢力を小さく設定しておく。図３（ａ）に示すように、ピストン３が第１流体室１の端部まで移動すると、第１流体室１の内圧がさらに高まり、弁体５を押す力が弁体ばね５３の付勢力を上回る結果、第１ノズルＮ１から洗浄水Ｗが吐出される。

第１ノズルＮ１の先端には、洗浄水Ｗの吐出の勢いを高めるために内径を絞ったオリフィスＮ１ａが形成されている。さらに第１ノズルＮ１の先端には、キャップ状の第１吐出部Ｔ１が設けられている。第１吐出部Ｔ１には、第１ノズルＮ１が最も伸長した状態で洗浄水ＷがカメラＣ１のレンズに向けて吐出されるよう第１吐出口Ｔ１ａが形成されている。

このように、本実施形態の洗浄装置Ｓでは、第１流体室１から第１ノズルＮ１に至る第１流路Ｒ１がピストン３の内部に設けられている。本構成であれば、洗浄水Ｗの圧力を利用して第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２を伸長する機構が簡便に構成される。特に、第１流路Ｒ１の敷設が極めてコンパクトになり、洗浄装置Ｓの搭載適用範囲が広いものとなる。

（第２ノズル）
第２ノズルＮ２は、第１ノズルＮ１が吐出した洗浄水Ｗを除去するべく洗浄空気Ａを吐出する。図３に示すように、本実施形態の第２ノズルＮ２の先端部は第１ノズルＮ１の先端部と一体に形成されている。これにより第２ノズルＮ２は第１ノズルＮ１と同じ伸縮動作を行う。ただし、第２ノズルＮ２から吐出される洗浄空気Ａが洗浄水Ｗとは異なるタイミングで吐出されるよう以下の構成を備えている。

第２ノズルＮ２は筒状であり、中心部には長手方向に沿って第２流路Ｒ２が形成されている。第２ノズルＮ２の基端側の端部は筐体Ｈに形成された第２挿通孔Ｈ２に内挿されており、端部が第２流体室２に達するよう構成されている。当該端部には、封止部材７が挿入固定されている。封止部材７は、第２ノズルＮ２の筒状部位の外径よりも大きな外径を有するフランジ状の遮断部７１を備えている。

ただし、遮断部７１の外径は第２流体室２の内径よりも僅かに小さい。また、第２ノズルＮ２の外径は第２挿通孔Ｈ２の内径よりも僅かに小さい。さらに、第２ノズルＮ２のうち封止部材７の側の端部近傍には、内部の第２流路Ｒ２と外部とを連通する孔部Ｎ２１が形成されている。

遮断部７１には環状のエアシール７２が設けられ、第２流体室２の内面には段部２１が形成されている。つまり、図３（ａ）に示すように、第２ノズルＮ２が伸長側の端点から所定の範囲に位置するとき遮断部７１と段部２１とに対してエアシール７２が密着し、第２流体室２の洗浄空気Ａが第２流路Ｒ２に流入することが遮断される。一方、図３（ｂ）に示すように、第２ノズルＮ２の遮断部７１が第２流体室２の内部に所定距離だけ進入し、エアシール７２が段部２１から離間した状態では第２流体室２の洗浄空気Ａは第２ノズルＮ２の第２流路Ｒ２に流通可能となる。

洗浄空気Ａが第２ノズルＮ２の第２流路Ｒ２に確実に流通するように、第２ノズルＮ２の外面と第２挿通孔Ｈ２の端部内面との間には、これら両者間を密封する環状の第２エアシール７３が設けてある。この第２エアシール７３は、第２流体室２から洗浄空気Ａが外部に漏れ出るのを防止し、高圧の洗浄空気Ａが全て第２ノズルＮ２を介して吐出されるようにするものである。尚、第２ノズルＮ２の表面に対してもダストシール６が当接するが、第２ノズルＮ２にあっては第２エアシール７３によって第２流体室２からの洗浄空気Ａの漏えいが防止されるから、ダストシール６と第２ノズルＮ２との隙間の有無は問わない。

以上の構成であれば、第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２が最も伸長した状態で、第１ノズルＮ１からは洗浄水Ｗが吐出されるものの、第２ノズルＮ２からは洗浄空気Ａが吐出されない状態となる。よって、洗浄水Ｗの吐出状態が洗浄空気Ａによって乱されることなく、洗浄水ＷをカメラＣ１のレンズに向けて吐出することができる。その後、洗浄水Ｗの供給が停止され、第１流体室１の圧力が低下すると、第１ばねＥ１ａにより第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２は筐体Ｈに格納され始める。このとき、第２ノズルＮ２のエアシール７２による遮断が開放される。

第２流体室２には制御部Ｄおよび空気ポンプＰａの駆動によって洗浄空気Ａが蓄圧されているから、エアシール７２が開放されると第２ノズルＮ２から洗浄空気ＡがカメラＣ１のレンズに向けて吐出される。このようにして、洗浄水Ｗの吐出タイミングと洗浄空気Ａの吐出タイミングとを異ならせることができ、レンズに付着した洗浄水Ｗを確実に除去することができる。

洗浄空気Ａの吐出量を確保するためには第２流体室２の体積は大きい方が好ましい。本構成では、第２ノズルＮ２が伸長した状態で第２流体室２を加圧タンクとして利用するため基本的に筐体Ｈのスペース効率が良い。しかし、これに加えて、第２ノズルＮ２を内挿するべく筐体Ｈに設けた第２挿通孔Ｈ２の内径に対して、第２挿通孔Ｈ２の軸芯Ｘ２を中心とした第２流体室２の最大内径を大きく形成することで、第２流体室２に貯留する洗浄空気Ａの量をさらに増やすことができる。これにより、洗浄対象Ｃに十分な量の洗浄空気Ａを吐出することができ、洗浄水Ｗの除去効果をより高めることができる。

尚、図示は省略するが、例えば第２流体室２の側方に洗浄空気Ａの貯留部として所定の体積を有する容器を別途増設してもよい。

第２ノズルＮ２の先端には、キャップ状の第２吐出部Ｔ２が設けられている。第２吐出部Ｔ２には、第２ノズルＮ２が筐体Ｈの内部に戻りつつ洗浄空気ＡがカメラＣ１のレンズに向けて吐出されるよう第２吐出口Ｔ２ａが形成されている。このように、第２吐出部Ｔ２を第１吐出部Ｔ１と個別に設けておくことで、洗浄水Ｗと洗浄空気Ａとが互いに混合しない状態で洗浄対象Ｃに吐出することができる。よって、洗浄水Ｗあるいは洗浄空気Ａが意図せぬタイミングで吐出されることがなく、洗浄対象Ｃに対する洗浄水Ｗの吐出量が正確に維持される。また、洗浄水Ｗの除去に際して、洗浄空気Ａのみが吐出されるため洗浄水Ｗの除去効果がさらに高まる。

第２ノズルＮ２に対する洗浄空気Ａの供給は、筐体Ｈの近傍に設けた空気ポンプＰａにより行う。空気ポンプＰａの駆動タイミングは、水ポンプＰｗの駆動タイミングと同期させるのが好ましい。ただし、空気ポンプＰａは少なくとも第２ノズルＮ２が最も伸長した状態で駆動していればよい。即ち、この状態では、第２流路Ｒ２が遮断されているため、洗浄空気Ａは第２流体室２の内部で昇圧される。よって、そのあと第２ノズルＮ２の格納が開始されると同時に洗浄空気ＡがカメラＣ１に吐出される。

尚、空気ポンプＰａは、第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２が伸長動作している最中に駆動されるものでもよい。この場合、第１ノズルＮ１が伸び切る前から洗浄空気ＡがカメラＣ１に向けて吐出されることになるが、この時、洗浄水Ｗはまだ吐出されていない。よって、仮に洗浄空気Ａが吐出されたとしても洗浄水Ｗの吐出状態が乱されることはない。

このように本構成であれば、比較的簡単な構成でありながら、洗浄水Ｗと洗浄空気Ａとを区別して吐出することができ、洗浄対象Ｃの洗浄効果を高めながら、低コストの洗浄装置Ｓを得ることができる。

〔第２実施形態〕
図４には本発明の第２実施形態を示す。本実施形態は、洗浄水Ｗの吐出に際しては、第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２を素早く伸長させ、続く洗浄空気Ａの吐出に際しては、第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２を緩やかに格納するものである。

具体的には、第１ポートＰ１と第１流体室１との間に、洗浄水Ｗが第１流体室１に流入するのを許容する一方向弁８と、第１ポートＰ１および第１流体室１を常に連通するオリフィス９とを備えておく。

（一方向弁）
ここでの一方向弁８は例えば傘状のものを用いる。弾性変形し易い様に一方向弁８は例えば各種のゴム材料によって形成する。図４（ａ）は、洗浄水Ｗが第１ポートＰ１から第１流体室１に流入する状態を示し、図４（ｂ）は洗浄水Ｗが第１流体室１から第１ポートＰ１に排出される状態を示す。これらに示すように、一方向弁８の軸部８１を第１ポート部材ＰＢ１に形成した第１流路Ｒ１に挿入する。ただし、軸部８１の外径は第１流路Ｒ１の内径に対して隙間を生じる太さに形成しておく。第１ポート部材ＰＢ１には、一方向弁８の傘部８２が当接する弁座１０が形成されている。

一方向弁８は、第１ポート部材ＰＢ１に設けられた押え部材１１によって弁座１０の近傍に位置固定される。押え部材１１は、例えば、十字形状や網目状の部材であり、第１ポート部材ＰＢ１の内周壁に内嵌される。押え部材１１は一方向弁８を弁座１０に押し付けるものであっても良いし、一方向弁８が弁座１０の近傍から第１流体室１の側に移動するのを阻止するだけのものであっても良い。つまり、一方向弁８の傘部８２が弁座１０の近傍にあれば、第１流体Ｌ１の流通・遮断効果を発揮することができる。

弁座１０の一部には、図４に示すように、溝状のオリフィス９が形成されている。オリフィス９は、一方向弁８の傘部８２が弁座１０に当接している状態でも、第１ポートＰ１と第１流体室１とを連通する。このオリフィス９の流路面積は所定の広さに制限されている。これにより、第１流体室１から第１ポートＰ１に戻る洗浄水Ｗの流量が少なく制限される。

本構成であれば、図４（ａ）に示すように洗浄水Ｗを第１流体室１に流入させる際には流入量を確保して第１ノズルＮ１を素早く伸長させることができ、洗浄水Ｗを洗浄対象Ｃに向けて素早く吐出することができる。一方、第１流体室１に対する洗浄水Ｗの供給が停止された場合には、図４（ｂ）に示すように付勢部Ｅである第１ばねＥ１ａがピストン３を押し戻し、第１流体室１の洗浄水Ｗがオリフィス９を介して第１ポートＰ１に排出される。この時の流量は少ないため第１ノズルＮ１の縮み速度は減速される。

よって、洗浄空気Ａが第２ノズルＮ２から吐出され始めたのち一定時間のあいだ第２ノズルＮ２は洗浄対象Ｃに向く位置に保持され、洗浄空気Ａを広範囲に吹き付けて洗浄対象Ｃに付着した洗浄水Ｗを確実に除去することができる。

尚、一方向弁８とオリフィス９の機能はピストン３に設けてあっても良い。例えば、ピストンシール４として断面がＶ字状の環状弁を用い、ピストン３が突出側に押される時には第１ばね室３５の洗浄水Ｗが第１流体室１に容易に排出されるものとし、一方、ピストン３が第１ポートＰ１の側に戻る際には、洗浄水Ｗが第１流体室１から第１ばね室３５に戻り難いように構成する。これによってもピストン３の往復速度に差を設けることができる。

〔第３実施形態〕
図５に示すように、第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とが異なるタイミングで格納されるように構成することもできる。例えば、付勢部Ｅとして、第１ノズルＮ１を格納側に付勢する第１付勢部Ｅ１、および、第２ノズルＮ２を格納側に付勢する第２付勢部Ｅ２を個別に設けておく。そのうえで、第２ノズルＮ２に、第１ノズルＮ１の伸長に際して第１ノズルＮ１の一部に設けた作用部Ｎ１２によって伸長の方向に押圧可能であり、第１ノズルＮ１が収縮する際には作用部Ｎ１２が離間可能な当接部Ｎ２２を設けておく。

図５（ａ）は第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２が伸長した状態を示す。この状態は、第１流体室１に流入した洗浄水Ｗによってピストン３が押し出され、第１ノズルＮ１の作用部Ｎ１２が第２ノズルＮ２の当接部Ｎ２２に当接して第２ノズルＮ２を伸長させている。このとき、第２ノズルＮ２に設けた第２付勢部Ｅ２である第２ばねＥ２ａは収縮している。第２ばねＥ２ａは例えばコイル状のばねであり、第２ノズルＮ２の端部に形成された第２ばね受けＮ２３と第２挿通孔Ｈ２の端部に設けた段部との間に設けられている。図５（ａ）の状態では、第２ポートＰ２から供給される洗浄空気Ａは第２流路Ｒ２には流通せず、第２流体室２の内圧を高めている。

図５（ｂ）は、洗浄水Ｗの供給が停止され、第１ばねＥ１ａに押し戻された第１ノズルＮ１が格納途中にある状態を示す。この状態では第２ばねＥ２ａによって第２ノズルＮ２が僅かに格納され、エアシール７２が開放されている。ただし、この状態でも第２ポートＰ２からの洗浄空気Ａの供給を続けるのが好ましい。これにより、第１ノズルＮ１の押圧力が得られない状態でも第２ノズルＮ２を伸長位置に近付けておくことができ、洗浄空気Ａの吐出時間が延長されて、洗浄水Ｗの除去効果を高めることができる。この後、洗浄空気Ａの供給が停止され第２流体室２の圧力が低下すると第２ばねＥ２ａの付勢力がより優勢になり、第２ノズルＮ２の格納動作が速まる。

また、本構成であれば、筐体Ｈに対する第１ノズルＮ１の摺動部と第２ノズルＮ２の摺動部とが個別に形成される。長尺状の部材を筐体Ｈに対して摺動させる場合、その摩擦の程度が双方のノズルの動作性に影響する。例えば両ノズルが一体形成されている場合に両者の平行度が不十分であれば、筐体Ｈとの摺動抵抗が増え、両ノズルの伸長・収縮動作の円滑性が損なわれる。よって、双方のノズルの摺動部は極めて精度よく形成する必要がある。

しかし、本構成の場合、第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とは独立して動作するから第１ノズルＮ１の伸長方向と第２ノズルＮ２の伸長方向とには所定の誤差が許容される。よって、第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２の摺動部の仕上げ精度が緩和され、洗浄装置Ｓを効率的に得ることができる。

〔その他の実施形態〕
（第１ばね室の呼吸孔）
第１ばね室３５の空気を外部と流通させるためには、例えば、筐体Ｈの壁部のうち第１ばね室３５を形成する部位に呼吸孔（図示省略）を設けても良い。

本構成であれば、第１ノズルＮ１の外面とダストシール６との間に隙間を形成する必要がなくなる。よって、第１ノズルＮ１の往復動作に際して異物が第１ばね室３５に進入するのをより確実に防止することができる。

（第１吐出口と第２吐出口の共通化）
図１に示すように第１吐出口Ｔ１ａと第２吐出口Ｔ２ａとは、個別に設けるものではなく共通の吐出口Ｔとしても良い。その場合には、洗浄空気Ａを吐出する際に吐出口Ｔの近傍に残存した洗浄水Ｗが同時に吐出される事態も生じ得る。しかし、第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とを合わせた外形をコンパクトに構成することができる。

また、このように構成する場合には、洗浄水Ｗと洗浄空気Ａとが互いの流路に進入するのを防止するために、第１流路Ｒ１の先端部と第２流路Ｒ２の先端部とに逆止弁１２を設けておくと良い。

（第１吐出口と第２吐出口の開放構造）
第１吐出口Ｔ１ａおよび第２吐出口Ｔ２ａは、弁体５やエアシール７２などを設けずに、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２が常時開放されたものであっても良い。その場合には、特に流動抵抗の少ない洗浄空気Ａの吐出圧力を確保するために第２流路Ｒ２の断面積をやや小さく構成しておく。

本構成の場合、水ポンプＰｗおよび空気ポンプＰａの駆動開始と共に洗浄水Ｗおよび洗浄空気Ａが吐出され、洗浄水Ｗの吐出方向が乱れる可能性がある。しかし、洗浄水Ｗの少なくとも一部は洗浄対象Ｃに噴射されるから一定の洗浄効果が期待できる。この場合にも、洗浄水Ｗの吐出終了時期に対して洗浄空気Ａの吐出終了時期を遅延させることで、洗浄水Ｗを確実に除去することができる。

尚、上記何れの実施形態においても、第１流体Ｌ１および第２流体Ｌ２としては、洗浄水Ｗおよび洗浄空気Ａの他に任意の流体を用いることができる。例えば、洗浄水Ｗと洗浄空気Ａとを混合したものでもよい。また、双方のノズルを伸長させる駆動源に洗浄空気Ａを用いても良い。

本発明に係る洗浄装置は、洗浄対象に対して流体を吐出したのち気体を噴射して流体を除去する洗浄装置に広く適用することができる。

１ 第１流体室
２ 第２流体室
３ ピストン
７１ 遮断部
８ 一方向弁
９ オリフィス
Ｃ 洗浄対象
Ｅ 付勢部
Ｅ１ 第１付勢部
Ｅ２ 第２付勢部
Ｈ 筐体
Ｌ１ 第１流体
Ｌ２ 第２流体
Ｎ１ 第１ノズル
Ｎ１２ 作用部
Ｎ２ 第２ノズル
Ｎ２２ 当接部
Ｐ１ 第１ポート
Ｐ２ 第２ポート
Ｒ１ 第１流路
Ｒ２ 第２流路
Ｓ 洗浄装置
Ｔ 吐出部
Ｔ１ 第１吐出部
Ｔ２ 第２吐出部
Ｘ２ 第２ノズルの軸芯

Claims (6)

1. 筐体と、
   第１流体を受け入れる第１ポートと、
   第２流体を受け入れる第２ポートと、
   前記筐体に設けられた筒状の第１流体室と、
   前記第１ポートから前記第１流体室に流入した前記第１流体に押され、前記第１流体室の内面に沿って摺動するピストンと、
   前記ピストンと一体に形成され、前記第１流体を流通させる第１流路および前記第１流体を洗浄対象に向けて吐出する吐出部を備えつつ、前記筐体に対して伸縮する第１ノズルと、
   前記筐体に設けられた第２流体室と、
   前記第２流体室から前記第２流体を受け入れて流通させる第２流路および前記第２流体を洗浄対象に向けて吐出する吐出部を備えつつ、前記筐体に対して伸縮し、前記第１ノズルの伸長時に前記第１ノズルと共に伸長する第２ノズルと、
   前記第１ノズルおよび前記第２ノズルの少なくとも何れか一方を縮み側に付勢する付勢部と、を備え、
   前記第１流体室から前記第１ノズルに至る前記第１流路が前記ピストンの内部に設けられている洗浄装置。
2. 前記第２ノズルが伸長側の端点から所定の範囲に位置するとき前記第２流体室と前記第２流路との連通を断つ遮断部が、前記筐体と前記第２ノズルとに亘って設けられている請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記第２ノズルを内挿しつつ伸縮可能に前記筐体に設けた挿通孔の内径に対し、
   前記挿通孔の軸芯を中心とした前記第２流体室の最大内径が大きく形成されている請求項１または２に記載の洗浄装置。
4. 前記第１ポートと前記第１流体室との間に、
   前記第１流体が前記第１流体室に流入するのを許容する一方向弁と、
   前記第１ポートおよび前記第１流体室を常に連通するオリフィスと、が備えられている請求項１から３の何れか一項に記載の洗浄装置。
5. 前記吐出部として、前記第１ノズルの先端に第１吐出部が形成され、前記第２ノズルの先端に第２吐出部が個別に設けられている請求項１から４の何れか一項に記載の洗浄装置。
6. 前記付勢部として、前記第１ノズルを付勢する第１付勢部、および、前記第２ノズルを付勢する第２付勢部が個別に備えられ、
   前記第２ノズルに、前記第１ノズルの伸長に際して前記第１ノズルの一部に設けた作用部によって前記伸長の方向に押圧可能であり、前記第１ノズルが収縮する際には前記作用部が離間可能な当接部が形成されている請求項１から５の何れか一項に記載の洗浄装置。

Images