JP7182551B2 - 異物除去装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ノズルから流体を噴射して被洗浄物を洗浄する異物除去装置についての技術分野に関する。
車輌等の構造物には各種の構造体が設けられており、これらの構造体のうち、例えば、車載カメラや車輌用灯具やバックミラーに対しては、良好な視認性を確保するために水分や泥や塵埃等の異物を除去することが望ましい。
例えば、車載カメラは車輌の後方を確認したり運転者には見え難い車外の位置を確認したりするために映像をディスプレイに映し出す装置として利用されているが、車輌の走行によって跳ね上がる泥や雨天走行時等に付着する水滴等によって撮像部が汚染され、ディスプレイに映し出される映像が不鮮明になり確認に支障を来すと言う不具合を生じることがある。
このような不具合の発生を防止するために、例えば、車載カメラ等の被洗浄物に対してノズルから流体、例えば、高圧空気を噴射し被洗浄物に付着された水分や泥や塵埃等の異物を除去する異物除去装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された異物除去装置にあっては、ピストンがシリンダーに対して流体を送り出す第１の方向へ移動されることにより、例えば、空気が高圧空気として生成され、高圧空気が被洗浄物に向けて噴射され泥や水滴が吹き飛ばされて被洗浄物の汚染が解消される。
このような高圧空気等の流体によって撮像部の汚染を解消する異物除去装置にあっては、水等の高圧の流体を噴射して汚染を解消する異物除去装置と比較して、液体の貯留タンクを必要としない点や噴射した流体が撮像部に残存しない点等において利点を有している。
ＷＯ２０１５／１５９７６３号公報
ところで、特許文献１に記載されたような異物除去装置においては、ピストンが高速でシリンダーに対して移動されて高圧の流体（高圧空気）を発生させる仕組みにされており、ピストンを高速で移動させるために付勢バネ、例えば、圧縮コイルバネが用いられている。従って、ピストンは圧縮された付勢バネが伸張されることにより高速で移動される。
ところが、ピストンが付勢バネの付勢力によって移動されるため、付勢バネの付勢力等によってはピストンの先端面がシリンダーの内面に接触し、接触による動作音が発生するおそれがある。このような動作音は使用者、例えば、車輌の運転者や搭乗者において異音として認識される可能性もあり、この場合には運転者や搭乗者に不快感が生じたり、また、接触の程度によっては振動等が生じるおそれもある。
そこで、本発明は、上記した問題点を克服し、ピストンの移動時におけるピストンのシリンダーとの接触を防止することを目的とする。
第１に、本発明に係る異物除去装置は、内部空間が移動空間として形成されたピストン支持部を有するシリンダーと、前記シリンダーに移動可能に支持され前記シリンダーに流入された流体を送り出すピストンと、前記ピストンによって送り出された流体を被洗浄物に向けて噴射するノズルと、前記ピストンを付勢する付勢バネと、前記ピストンに移動力を付与する移動機構とを備え、前記ピストンの移動方向は流体を送り出す方向が第１の方向とされ、前記ピストンは前記付勢バネの付勢力によって前記第１の方向へ移動され、
前記ピストンには前記移動空間において移動される作動部が設けられ、前記作動部に凸部又は凹部が形成され、前記ピストン支持部に前記凸部が挿入可能な挿入凹部又は前記凹部に挿入可能な挿入凸部が形成され、前記ピストンが前記第１の方向へ移動され前記凸部又は前記挿入凸部が前記挿入凹部又は前記凹部に挿入された状態において前記移動空間に流体の圧縮空間が形成され、前記シリンダーは前記ピストン支持部に連続された連結突部を有し、前記連結突部が筒状に形成され流体が前記連結突部から送り出され、前記連結突部が前記挿入凹部又は前記挿入凸部と同軸上に位置されたものである。
これにより、ピストンが第１の方向へ移動されたときに凸部又は挿入凸部が挿入凹部又は凹部に挿入されて移動空間に流体の圧縮空間が形成され、ピストンに対して圧縮された流体によるダンパーの作用が生じる。
第２に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記凸部又は前記挿入凸部が筒状に形成されることが望ましい。
これにより、筒状の凸部又は挿入凸部が挿入凹部又は凹部に挿入され、圧縮空間の気密性が高くなる。
第３に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記作動部に前記凹部が形成され、前記ピストン支持部に前記挿入凸部が形成されることが望ましい。
これにより、ピストンの移動方向においてピストン支持部の大きさを小さくすることが可能になる。
第４に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記凹部が環状に形成され、前記挿入凸部が筒状に形成され、前記ピストンにおける前記凹部の内側の部分が前記挿入凸部の内側に挿入される挿入部として設けられることが望ましい。
これにより、ピストンが第１の方向側へ移動されたときに、ピストンの凹部にシリンダーの挿入凸部が挿入されると共に挿入部が挿入凸部の内側に挿入される。
第５に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記挿入部の外周部又は前記挿入凸部の内周部にシールリングが取り付けられることが望ましい。
これにより、挿入部が挿入凸部の内側に挿入されたときに挿入部と挿入凸部がシールリングによってシールされる。
第６に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記作動部の外周部に、前記ピストンの移動時に前記シリンダーの内周面に摺動されるシール部材が取り付けられることが望ましい。
これにより、ピストンの移動時にピストンとシリンダーがシール部材によってシールされる。
第７に、別の本発明に係る異物除去装置は、内部に流体が流入されるシリンダーと、前記シリンダーに移動可能に支持され前記シリンダーに流入された流体を送り出すピストンと、前記ピストンに取り付けられ前記ピストンの移動時に前記シリンダーの内周面に摺動されるシール部材と、前記ピストンによって送り出された流体を被洗浄物に向けて噴射するノズルと、前記ピストンを付勢する付勢バネと、前記ピストンに移動力を付与する移動機構とを備え、前記ピストンの移動方向は流体を送り出す方向が第１の方向とされ、前記ピストンは前記付勢バネの付勢力によって前記第１の方向へ移動され、前記シリンダーには内周面の一部として、前記第１の方向へ行くに従って径が小さくなる傾斜部が形成され、前記シリンダーには内周面の各一部として、径がそれぞれ一定の大径部と小径部が形成され、前記傾斜部が前記大径部と前記小径部の間に位置されたものである。
これにより、傾斜部によってシリンダーの内周面とシール部材との間の摩擦力が増加する。
これにより、シール部材に対して大径部と小径部から付与される圧力がそれぞれ一定であると共に小径部とシール部材との間で大きな摩擦力が生じる。
第８に、上記した別の本発明に係る異物除去装置においては、前記シリンダーは前記ピストンを支持するピストン支持部と前記ピストン支持部に連続された連結突部とを有し、前記連結突部が筒状に形成され流体が前記連結突部から送り出され、前記連結突部の軸方向が前記ピストンの移動方向に一致されることが望ましい。
これにより、軸方向がピストンの移動方向に一致された連結突部から流体が送り出される。
第９に、上記した別の本発明に係る異物除去装置においては、前記シリンダーは前記ピストンを支持するピストン支持部と前記ピストン支持部に連続された連結突部とを有し、前記連結突部が筒状に形成され流体が前記連結突部から送り出され、前記連結突部の軸方向が前記ピストンの移動方向と直交する方向にされることが望ましい。
これにより、連結突部の軸方向とピストンの移動方向とが直交する方向にされる。
本発明によれば、ピストンが第１の方向へ移動されたときに凸部又は挿入凸部が挿入凹部又は凹部に挿入されて移動空間に流体の圧縮空間が形成され、ピストンに対して圧縮された流体によるダンパーの作用が生じるため、ピストンの移動時におけるピストンのシリンダーに対する接触を防止することができる。
図２乃至図２７と共に本発明異物除去装置の実施の形態を示すものであり、本図は、異物除去装置の斜視図である。 図３乃至図１３と共に第１の実施の形態を示すものであり、本図は、高圧空気発生ユニットの内部構造を示す断面図である。 ウォームホイールとピストンとラックを示す拡大斜視図である。 シリンダーに設けられた挿入凸部等を示す斜視図である。 シリンダーに設けられ一つのスリットが形成された挿入凸部等を示す斜視図である。 シリンダーに設けられ複数のスリットが形成された挿入凸部等を示す斜視図である。 ピストンが第１の方向へ移動されたときの初期状態を示す断面図である。 ピストンが第２の方向へ移動された状態を示す断面図である。 ピストンが第１の方向へ移動された状態を示す拡大断面図である。 挿入部にシールリングが取り付けられた構成を示す拡大断面図である。 ピストンに挿入部が設けられていない構成を示す拡大断面図である。 シリンダーに挿入凹部が形成されピストンに凸部が設けられた構成を示す拡大断面図である。 シリンダーに挿入凹部が形成されピストンに凸部が設けられた別の構成を示す拡大断面図である。 図１５乃至図２０と共に第２の実施の形態を示すものであり、本図は、高圧空気発生ユニットの内部構造を示す断面図である。 ピストンが第１の方向へ移動されたときの初期状態を示す断面図である。 ピストンが第２の方向へ移動された状態を示す断面図である。 シール部材が傾斜部に接している状態を示す拡大断面図である。 シール部材が小径部に接している状態を示す拡大断面図である。 シリンダーの内周面に小径部が形成されていない構成を示す拡大断面図である。 連結突部の軸方向がピストンの移動方向に直交する構成を示す拡大断面図である。 図２２乃至図２７と共に第３の実施の形態を示すものであり、本図は、高圧空気発生ユニットの内部構造を示す断面図である。 ピストンが第１の方向へ移動されたときの初期状態を示す断面図である。 ピストンが第２の方向へ移動された状態を示す断面図である。 ピストンが第１の方向へ移動されている途中の状態を示す拡大断面図である。 ピストンが第１の方向へ移動端まで移動された状態を示す拡大断面図である。 シリンダーの連結突部に逆止弁が配置された例を示す拡大断面図である。 連結突部の軸方向がピストンの移動方向に直交する構成を示す拡大断面図である。
以下に、本発明異物除去装置を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。尚、以下には、異物除去装置の第１の実施の形態、第２の実施の形態及び第３の実施の形態について添付図面を参照して説明し、図１及び図３には第１の実施の形態、第２の実施の形態及び第３の実施の形態の共通の構成を示し、図２及び図４から図１３には第１の実施の形態を示し、図１４から図２０には第２の実施の形態を示し、図２１から図２７には第３の実施の形態を示す。
尚、以下には、本発明異物除去装置を車載カメラに付着される異物を除去する装置に適用した例を示す。但し、本発明異物除去装置の適用は車載カメラに付着される異物を除去する装置に限られることはなく、各種の構造物に付着される異物を除去する装置、特に、車輌用灯具、窓、ミラー、衝突防止用のセンサー等の車輌に設けられる構造体に付着される異物を除去する異物除去装置として広く適用することが可能である。
以下に示す異物除去装置はシリンダーとピストンとノズルを有し、ピストンがシリンダーに対して移動されることにより流体として高圧空気をノズルから噴射する。但し、ノズルから噴射される流体は高圧空気に限られることはなく、他の気体や液体の他に気体と液体が混合された流体であってもよい。
以下の説明にあっては、ピストンが移動される方向を前後方向として前後上下左右の方向を示すものとする。尚、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。
先ず、第１の実施の形態における異物除去装置について説明する（図１乃至図１３参照）。
＜第１の実施の形態における異物除去装置の構成＞
異物除去装置１は、例えば、車輌の後方を確認する車載カメラ１００を洗浄する機能を有し、図示しない車体の後端側の部分に取り付けられている。
異物除去装置１はノズルユニット２と配管３と高圧空気発生ユニット４を有している（図１参照）。
ノズルユニット２は取付ブラケット５とノズル６を有している。取付ブラケット５は車体の後端部に取り付けられる。ノズル６は前後方向に延びる円筒状の流動部６ａと流動部６ａの後端に連続する噴射部６ｂとを有し、取付ブラケット５と、例えば、一体に形成されている。
ノズルユニット２は車載カメラ１００と、例えば、一体に形成されている。車載カメラ１００は撮像部を有し、撮像部の後端部がレンズ部１０１とされている。従って、車載カメラ１００はレンズ部１０１を介して被写体の像を撮影する。
上記のように、異物除去装置１にあっては、ノズル６が車載カメラ１００と一体に形成されているため、ノズル６と車載カメラ１００が車体に一度の作業で同時に組み付けられ、車体への組付作業を容易かつ迅速に行うことができ、作業性の向上を図ることができる。
配管３は、例えば、樹脂製やゴム製のホースであり、前端部が高圧空気発生ユニット４の後述するシリンダーの一端部に連結され後端部がノズル６における流動部６ａの前端部に連結されている。
高圧空気発生ユニット４はケース体７とケース体７の内部に配置された移動機構８とを有している（図２参照）。高圧空気発生ユニット４は車輌の内部において車体の一部に取り付けられている。
ケース体７は内部が配置空間９として形成され、配置空間９はモーター配置部９ａとウォーム配置部９ｂとギヤ配置部９ｃを有している。モーター配置部９ａとウォーム配置部９ｂは前後において連通された状態で位置され、ウォーム配置部９ｂとギヤ配置部９ｃは上下において連通された状態で位置されている。ケース体７の後端部には前後に貫通された結合孔９ｄが形成されている。結合孔９ｄはケース体７の外部とギヤ配置部９ｃに連通されている。
ケース体７には側方に突出された支持軸部７ａが設けられ、支持軸部７ａはギヤ配置部９ｃに位置されている。
移動機構８は駆動モーター１０とウォーム１１とウォームホイール１２を有している。
駆動モーター１０は本体部１０ａとモーター軸１０ｂを有し、本体部１０ａがモーター配置部９ａに配置されている。
ウォーム１１はモーター軸１０ｂに連結され、ウォーム配置部９ｂに配置されている。
ウォームホイール１２はハス歯ギヤ１３とハス歯ギヤ１３の中心部から側方に突出して設けられたピニオン１４とが一体に形成されて成る（図２及び図３参照）。ウォームホイール１２はギヤ配置部９ｃに配置され、中心部がケース体７の支持軸部７ａにベアリング１５を介して支持されている。
ハス歯ギヤ１３はウォーム１１と噛合されている。
ピニオン１４はハス歯ギヤ１３と同軸にされ、ベアリング１５に外嵌状に支持された環状部１６と環状部１６の外周側に設けられたギヤ部１７、１７、１７とを有している。ギヤ部１７、１７、１７は周方向に等間隔に離隔して設けられている。ギヤ部１７は、例えば、二つのギヤ歯を有している。
ピニオン１４は歯先円の直径がハス歯ギヤ１３の歯底円の直径より小さくされている。従って、ハス歯ギヤ１３にはピニオン１４が位置された側にピニオン１４の外周側に位置する側面１３ａが形成されている。ピニオン１４におけるギヤ部１７、１７、１７間の部分はそれぞれ欠歯部１４ａ、１４ａ、１４ａとして形成されている。欠歯部１４ａは周方向に等間隔に離隔して、例えば、三つが形成されている。
上記したように、ウォームホイール１２はハス歯ギヤ１３とピニオン１４が一体に形成されて成る。従って、部品点数の削減を図ることができると共に駆動モーター１０からハス歯ギヤ１３に伝達される駆動力をピニオン１４に効率的に伝達することが可能になり駆動モーター１０の小型化を図ることができる。
ケース体７の後端部には受けホルダー１８が結合されている。受けホルダー１８は軸方向が前後方向にされた略円筒状の保持部１９と保持部１９の前端部から内方に張り出された受部２０とを有し、受部２０が結合孔９ｄに挿入された状態でケース体７に結合されている。受部２０の内周側の空間は挿通孔２０ａとして形成されている。
受けホルダー１８にはシリンダー２１が保持された状態で取り付けられている。シリンダー２１は一部を除いて受けホルダー１８の内側に嵌合された状態で受けホルダー１８に取り付けられている。
シリンダー２１はピストン支持部２２とピストン支持部２２から後方に突出された連結突部２３とを有し、ピストン支持部２２の径が連結突部２３の径より大きくされている。
ピストン支持部２２は前後に延びる略円筒状の筒状部２４と筒状部２４の後側の開口を閉塞する閉塞部２５とを有している。ピストン支持部２２の内部の空間はシリンダー２１が移動される移動空間２６として形成されている。閉塞部２５の内面はストッパー面２５ａとして形成されている。
連結突部２３は閉塞部２５の中心部から後方に突出され、内部の空間が高圧空気をノズル６へ向けて送り出す送出路２３ａとして形成されている。連結突部２３は円筒状に形成され、送出路２３ａがピストン支持部２２の移動空間２６に連通されている。連結突部２３には配管３の前端部が連結されている。
シリンダー２１には閉塞部２５の中心部から前方に突出された挿入凸部２１ａが設けられている（図２及び図４参照）。挿入凸部２１ａは送出路２３ａの前側開口縁から前方に突出され、筒状、例えば、円筒状に形成されている。
尚、挿入凸部２１ａは筒状に限られることなく、例えば、一つ又は複数のスリットＳを有し略筒状に形成されていてもよい（図５及び図６参照）。また、挿入凸部２１ａはスリットＳに代えて孔や切欠等を有した形状であってもよい。
シリンダー２１のピストン支持部２２にはピストン２７が移動可能に支持されている（図２参照）。ピストン２７はシリンダー２１に対して前後方向へ往復運動される。
ピストン２７は後端部として設けられた作動部２８と作動部２８の略中央部から略前方に突出された連結部２９とを有し、作動部２８には外方に開口された円環状の配置溝２８ａが形成されている。作動部２８の先端面２８ｂはシリンダー２１のストッパー面２５ａに対向して位置されている。作動部２８の外径はピストン支持部２２における内周面の径より僅かに小さくされている。従って、作動部２８の外周面とピストン支持部２２の内周面との間には隙間３０が形成されている。
作動部２８には後方に開口された凹部２８ｃが形成されている（図２及び図３参照）。凹部２８ｃは円環状に形成されている。作動部２８は、凹部２８ｃの外側の部分が外側環状部２８ｄとして設けられ、凹部２８ｃの内側の部分が挿入部２８ｅとして設けられている。
作動部２８にはシール部材３１が配置溝２８ａに挿入された状態で取り付けられている。シール部材３１は弾性変形可能な、例えば、ゴム又は樹脂によって形成され、外周部が作動部２８の外周面から外方に突出されている。
ピストン２７の連結部２９には前端部にラック部２９ａが形成されている。連結部２９は受けホルダー１８に形成された挿通孔２０ａを挿通され、ラック部２９ａがウォームホイール１２におけるピニオン１４のギヤ部１７に噛合可能とされている。
シリンダー２１におけるピストン支持部２２の内部には付勢バネ３２が配置されている。付勢バネ３２は、例えば、圧縮コイルバネであり、ピストン２７の作動部２８と受けホルダー１８の受部２０との間で圧縮され、付勢バネ３２によってピストン２７が後方へ付勢されている。
ピストン２７の移動方向は空気を送り出す方向である後方が第１の方向とされ、第１の方向と反対方向である前方が第２の方向とされている。第２の方向はピストン２７が付勢バネ３２の付勢力に反して移動される方向であり、ピストン２７が第２の方向へ移動されるに従って付勢バネ３２の付勢力によってピストン２７に付与される第１の方向への移動力が大きくなっていく。
＜第１の実施の形態における異物除去装置の動作＞
以下に、異物除去装置１の動作について説明する（図７乃至図９参照）。
先ず、高圧空気が送り出される前の初期状態について説明する（図７参照）。
初期状態においては、ピストン２７が移動方向における後方側に位置され、ピストン２７はラック部２９ａがピニオン１４のギヤ部１７、１７、１７に噛合可能な状態で位置されている。このときピストン２７は作動部２８に取り付けられたシール部材３１がシリンダー２１におけるピストン支持部２２の内周面に接した状態にされている。
初期状態において駆動モーター１０の駆動が開始され、駆動モーター１０の駆動力がウォーム１１を介してウォームホイール１２に伝達されると、ピニオン１４のギヤ部１７がピストン２７のラック部２９ａに噛合される（図８参照）。従って、ピストン２７はピニオン１４の回転に伴って付勢バネ３２の付勢力に反して第２の方向へ移動されていく。
ピストン２７が第２の方向へ移動されていくときには、異物除去装置１の外部の空気が、例えば、ノズル６と配管３とシリンダー２１の連結突部２３を介して移動空間２６に取り込まれていく。
ピストン２７がピニオン１４の回転に伴って第２の方向へ移動されていくと、所定の位置でギヤ部１７とラック部２９ａの噛合が解除される。
ギヤ部１７とラック部２９ａの噛合が解除されると、ピストン２７が付勢バネ３２の付勢力によって第２の方向への移動速度より高速で第１の方向へ移動され、移動空間２６の空気が連結突部２３の送出路２３ａを通って配管３を経てノズル６へ向けて送り出される。このとき、シリンダー２１は連結突部２３の径がピストン支持部２２の径より小さくされているため、移動空間２６から送出路２３ａを通って送り出される空気が圧縮されて高圧空気となって配管３からノズル６へ向けて送り出され、ノズル６から高圧空気が噴射されて車載カメラ１００における撮像部のレンズ部１０１に吹き付けられる。
ノズル６から噴射された高圧空気がレンズ部１０１に吹き付けられると、レンズ部１０１に付着されている塵埃、泥、水滴等の異物が吹き飛ばされてレンズ部１０１が洗浄され汚染が解消される。
ピストン２７が付勢バネ３２の付勢力によって第１の方向へ移動され高圧空気が送り出されるときには、ピストン２７の凹部２８ｃにシリンダー２１の挿入凸部２１ａが挿入されると共にピストン２７の挿入部２８ｅが挿入凸部２１ａの内側に挿入される（図９参照）。
凹部２８ｃに挿入凸部２１ａが挿入され挿入部２８ｅが挿入凸部２１ａの内側に挿入されるときには、例えば、挿入部２８ｅの外周面が挿入凸部２１ａの内周面に接した状態にされ、挿入凸部２１ａの外周面と外側環状部２８ｄの間に一定の間隙Ｐが生じる状態にされる。このときピストン２７に取り付けられたシール部材３１がシリンダー２１の内周面に密着され、挿入部２８ｅの外周面が挿入凸部２１ａの内周面に接した状態にされるため、移動空間２６において挿入凸部２１ａの外周側の空間Ａと凹部２８ｃのうち挿入凸部２１ａが存在しない空間Ｂとにおいて空気が圧縮され、圧縮された空気がエアーダンパーとして機能する。
従って、圧縮空間として形成された空間Ａと空間Ｂに残存したエアーダンパーとして機能する空気によって、ピストン２７に第１の方向への移動を妨げる圧力が付与され、ピストン２７が減速される。
上記のようにピストン２７は凹部２８ｃに挿入凸部２１ａが挿入されることにより減速されるため、作動部２８の先端面２８ｂとシリンダー２１における閉塞部２５のストッパー面２５ａとが接する前に停止され、先端面２８ｂがストッパー面２５ａに接触しない。
上記したピストン２７の往復運動は、ピニオン１４のギヤ部１７とピストン２７のラック部２９ａとの噛合及びその解除を１サイクルとして行われ、ピニオン１４の欠歯部１４ａの存在によってピストン２７の第１の方向への移動が行われる。
従って、欠歯部１４ａの存在によってピストン２７が第１の方向へ移動されるため、ピストン２７を第１の方向へ移動させる専用の機構を設ける必要がなく、異物除去装置１の機構の簡素化による小型化を図ることができる。
また、異物除去装置１にはピニオン１４の周方向に離隔して三箇所にギヤ部１７、１７、１７が設けられ三つの欠歯部１４ａ、１４ａ、１４ａが形成されているため、ピニオン１４の１回転においてピストン２７の往復運動が３回（３サイクル）行われる。
従って、ピニオン１４の１回転に対するノズル６からの高圧空気の噴射回数が多く、異物除去装置１における噴射効率の向上を図ることができる。尚、ピニオン１４のギヤ部１７の数は三つに限られることはなく、一つ又は二つでもよく、四つ以上が設けられていてもよい。
＜第１の実施の形態におけるまとめ＞
以上に記載した通り、異物除去装置１にあっては、ピストン２７の作動部２８に凹部２８ｃが形成され、シリンダー２１のピストン支持部２２における第１の方向側の端部に挿入凸部２１ａが設けられ、挿入凸部２１ａが凹部２８ｃに挿入された状態において移動空間２６に空気の圧縮空間が形成される。
従って、ピストン２７に対して圧縮された空気によるダンパーの作用が生じるため、ピストン２７の移動時においてピストン２７における先端面２８ｂのシリンダー２１における閉塞面２５ａに対する接触を防止することができる。
また、異音の発生や振動の発生が防止されるため、運転者や搭乗者に対する不快感の発生を防止することもできる。
さらに、挿入凸部２１ａが筒状に形成されているため、筒状の挿入凸部２１ａが凹部２８ｃに挿入され、圧縮空間の気密性を高くすることができ、ダンパーの作用を効率的にピストン２７に作用させることができる。
さらにまた、ピストン２７における凹部２８ｃの内側の部分が挿入凸部２１ａの内側に挿入される挿入部２８ｅとして設けられている。
従って、ピストン２７が第１の方向側へ移動されたときに、ピストン２７の凹部２８ｃにシリンダー２１の挿入凸部２１ａが挿入されると共に挿入部２８ｅが挿入凸部２１ａの内側に挿入されるため、挿入凸部２１ａの外周側の空間Ａと凹部２８ｃの内の空間Ｂがともに圧縮空間として形成され、圧縮される空気の量を多くしてピストン２７のシリンダー２１への接触を効率的に防止することができる。
尚、ピストン２７の挿入部２８ｅの外周部には、例えば、ゴム又は樹脂によって形成されたシールリング３３が取り付けられていてもよい（図１０参照）。
挿入部２８ｅにシールリング３３が取り付けられることにより、挿入部２８ｅが挿入凸部２１ａの内側に挿入されたときに挿入部２８ｅと挿入凸部２１ａがシールリング３３によってシールされるため、圧縮空間の気密性を高めてダンパーの作用を効率的にピストン２７に作用させることができる。
また、シールリング３３は挿入凸部２１ａの内周部に取り付けられ、挿入部２８ｅが挿入凸部２１ａの内側に挿入されたときに挿入部２８ｅと挿入凸部２１ａがシールリング３３によってシールされる構成にすることも可能である。
さらに、作動部２８の外周部にシリンダー２１の内周面に摺動されるシール部材３１が取り付けられているため、ピストン２７の移動時にピストン２７とシリンダー２１がシール部材３１によってシールされ、圧縮空間の気密性を高めてダンパーの作用を効率的にピストン２７に作用させることができる。
＜その他（第１の実施の形態）＞
上記には、シリンダー２１に環状の凹部２８ｃが形成され、凹部２８ｃの内側の部分が挿入部２８ｅとして設けられた例を示したが、例えば、外側環状部２８ｄの内側の空間の全体が凹部２８ｃとして形成され、ピストン２７に挿入部２８ｅが設けられていない構成にされていてもよい（図１１参照）。この場合には、凹部２８ｃに挿入凸部２１ａが挿入された状態において、外側環状部２８ｄの内周面と挿入凸部２１ａの外周面とが接している必要がある。
また、外側環状部２８ｄの内側の空間の全体が凹部２８ｃとして形成される場合には、外側環状部２８ｄの内周部又は挿入凸部２１ａの外周部にシールリング３３が取り付けられ、外側環状部２８ｄと挿入凸部２１ａがシールリング３３によってシールされることが望ましい。
さらに、上記には、シリンダー２１に挿入凸部２１ａが設けられピストン２７に凹部２８ｃが形成された例を示したが、逆に、シリンダー２１に挿入凹部３４が形成されピストン２７に凸部３５が設けられ、ピストン２７が第１の方向へ移動されたときに凸部３５が挿入凹部３４に挿入される構成にすることも可能である（図１２及び図１３参照）。この場合には、挿入凹部３４が環状に形成され挿入凹部３４の内側に内壁部３６が設けられる構成にされていてもよく（図１２参照）、閉塞部２５の中心側の部分に挿入凹部３４が形成されていてもよい（図１３参照）。
尚、凸部３５は挿入凸部２１ａと同様に、一つ又は複数のスリットＳを有し略筒状に形成されていてもよく、また、スリットＳに代えて孔や切欠等を有した形状であってもよい。
内壁部３６が設けられ凸部３５が挿入凹部３４に挿入される構成（図１２参照）の場合には、凸部３５の外周側の空間Ｃと挿入凹部３４のうち凸部３５が存在しない空間Ｄとにおいて空気が圧縮され、圧縮された空気がエアーダンパーとして機能し、圧縮空間として形成された空間Ｃと空間Ｄに残存したエアーダンパーとして機能する空気によって、ピストン２７に第１の方向への移動を妨げる圧力が付与され、ピストン２７が減速される。
一方、内壁部３６が設けられておらず凸部３５が挿入凹部３４に挿入される構成（図１３参照）の場合には、凸部３５の外周側の空間Ｃにおいて空気が圧縮され、圧縮された空気がエアーダンパーとして機能し、圧縮空間として形成された空間Ｃに残存したエアーダンパーとして機能する空気によって、ピストン２７に第１の方向への移動を妨げる圧力が付与され、ピストン２７が減速される。
このようにシリンダー２１に挿入凹部３４が形成されピストン２７に凸部３５が設けられる構成においても、ピストン２７に対して圧縮された空気によるダンパーの作用が生じるため、ピストン２７の移動時においてピストン２７における先端面２８ｂのシリンダー２１における閉塞面２５ａに対する接触を防止することができる。
尚、内壁部３６が設けられる構成（図１２参照）においては、ピストン２７の作動部２８に内壁部３６の内側に挿入される挿入部３７が設けられる構成にされていてもよく、また、内壁部３６が設けられていない構成（図１３参照）においては、ピストン２７の作動部２８に連結突部２３の内側に挿入される挿入部３８が設けられる構成にされていてもよい。
但し、シリンダー２１に挿入凹部３４を形成する構成（図１２及び図１３参照）においては、シリンダー２１におけるピストン支持部２２の後端部に挿入凹部３４を形成する分の前後方向における厚みが必要になる。
一方、上記したように、シリンダー２１に挿入凸部２１ａを設けピストン２７に凹部２８ｃを形成する構成（図２参照）においては、ピストン支持部２２の後端部を特に前後方向において厚くする必要がない。
従って、ピストン２７の作動部２８に凹部２８ｃが形成され、ピストン２７のピストン支持部２８に挿入凸部２１ａが設けられる構成にすることにより、ピストン２７の移動方向においてピストン支持部２８の大きさを小さくすることが可能になり、異物除去装置１の小型化を図ることができる。
次に、第２の実施の形態における異物除去装置について説明する（図１、図３、図１４乃至図２０参照）。尚、以下に示す第２の実施の形態における異物除去装置は、上記した第１の実施の形態における異物除去装置と比較して、シリンダー２１の挿入凸部２１ａと挿入突部２１ａが挿入されるピストン２７の凹部２８ｃが形成されておらず、シリンダー２１のピストン支持部２２の形状が異なることのみが相違する。従って、第２の実施の形態における異物除去装置については、第１の実施の形態と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については第１の実施の形態における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。
＜第２の実施の形態における異物除去装置の構成＞
高圧空気発生ユニット４はケース体７とケース体７の内部に配置された移動機構８とを有している（図１４参照）。高圧空気発生ユニット４は車輌の内部において車体の一部に取り付けられている。
シリンダー２１はピストン支持部２２とピストン支持部２２から、例えば、後方に突出された連結突部２３とが一体に形成されて成り、ピストン支持部２２の径が連結突部２３の径より大きくされている。
ピストン支持部２２の内周面は径が一定の大径部２２ａと後方へ行くに従って径が小さくなるように緩やかに傾斜する傾斜部２２ｂと径が一定の小径部２２ｃとが前側から順に連続して成り、大径部２２ａの径が小径部２２ｃの径より稍大きくされている。
作動部２８の外径はピストン支持部２２における小径部２２ｃの径より僅かに小さくされている。
＜第２の実施の形態における異物除去装置の動作＞
以下に、異物除去装置１の動作について説明する（図１５乃至図１８参照）。
先ず、高圧空気が送り出される前の初期状態について説明する（図１５参照）。
初期状態においては、ピストン２７が移動方向における後方側に位置され、ピストン２７はラック部２９ａがピニオン１４のギヤ部１７、１７、１７に噛合可能な状態で位置されている。このときピストン２７は作動部２８に取り付けられたシール部材３１がシリンダー２１におけるピストン支持部２２の小径部２２ｃに接した状態にされている。
初期状態において駆動モーター１０の駆動が開始され、駆動モーター１０の駆動力がウォーム１１を介してウォームホイール１２に伝達されると、ピニオン１４のギヤ部１７がピストン２７のラック部２９ａに噛合される（図１６参照）。従って、ピストン２７はピニオン１４の回転に伴って付勢バネ３２の付勢力に反して第２の方向へ移動されていく。
ピストン２７が第２の方向へ移動されていくときには、異物除去装置１の外部の空気が、例えば、ノズル６と配管３とシリンダー２１の連結突部２３を介して移動空間２６に取り込まれていく。
ピストン２７がピニオン１４の回転に伴って第２の方向へ移動されていくと、所定の位置でギヤ部１７とラック部２９ａの噛合が解除される。ピストン２７が所定の位置まで第２の方向へ移動されたときには、作動部２８に取り付けられたシール部材３１がシリンダー２１におけるピストン支持部２２の大径部２２ａに接した状態にされている。
ギヤ部１７とラック部２９ａの噛合が解除されると、ピストン２７が付勢バネ３２の付勢力によって第２の方向への移動速度より高速で第１の方向へ移動され、移動空間２６の空気が連結突部２３の送出路２３ａを通って配管３を経てノズル６へ向けて送り出される。このとき、シリンダー２１は連結突部２３の径がピストン支持部２２の径より小さくされているため、移動空間２６から送出路２３ａを通って送り出される空気が圧縮されて高圧空気となって配管３からノズル６へ向けて送り出され、ノズル６から高圧空気が噴射されて車載カメラ１００における撮像部のレンズ部１０１に吹き付けられる。
ノズル６から噴射された高圧空気がレンズ部１０１に吹き付けられると、レンズ部１０１に付着されている塵埃、泥、水滴等の異物が吹き飛ばされてレンズ部１０１が洗浄され汚染が解消される。
ピストン２７が付勢バネ３２の付勢力によって第１の方向へ移動されるときには、シール部材３１がシリンダー２１の内周面に摺動されピストン支持部２２の大径部２２ａから傾斜部２２ｂを介して小径部２２ｃに接する。
シール部材２１は大径部２２ａから傾斜部２２ｂに接するときに、径が小さくなる方向へ弾性変形される（図１７参照）。従って、シール部材２１と傾斜部２２ｂの間の摩擦力がシール部材２１と大径部２２ａの間の摩擦力より大きくされ、ピストン２７が減速される。
また、シール部材２１は傾斜部２２ｂから小径部２２ｃに接するときに、さらに径が小さくなる方向へ弾性変形される（図１８参照）。従って、シール部材２１と小径部２２ｃの間の摩擦力がシール部材２１と傾斜部２２ｂの間の摩擦力より大きくされ、ピストン２７がさらに減速される。
上記のようにピストン２７は第１の方向へ行くに従ってシール部材２１とピストン支持部２２の内周面との間の摩擦力が大きくなることにより減速されるため、作動部２８の先端面２８ｂとシリンダー２１における閉塞部２５のストッパー面２５ａとが接する前に停止され、先端面２８ｂがストッパー面２５ａに接触しない。
但し、付勢バネ３２の付勢力の大きさやシール部材２１とピストン支持部２２の内周面との間の摩擦力の大きさによっては、先端面２８ｂがストッパー面２５ａに接触する可能性があるが、この場合においてもピストン２７は減速された状態で先端面２８ｂがストッパー面２５ａに接触するため、ピストン２７からシリンダー２１に伝達される衝撃は小さい。
上記したピストン２７の往復運動は、ピニオン１４のギヤ部１７とピストン２７のラック部２９ａとの噛合及びその解除を１サイクルとして行われ、ピニオン１４の欠歯部１４ａの存在によってピストン２７の第１の方向への移動が行われる。
従って、欠歯部１４ａの存在によってピストン２７が第１の方向へ移動されるため、ピストン２７を第１の方向へ移動させる専用の機構を設ける必要がなく、異物除去装置１の機構の簡素化による小型化を図ることができる。
また、異物除去装置１にはピニオン１４の周方向に離隔して三箇所にギヤ部１７、１７、１７が設けられ三つの欠歯部１４ａ、１４ａ、１４ａが形成されているため、ピニオン１４の１回転においてピストン２７の往復運動が３回（３サイクル）行われる。
従って、ピニオン１４の１回転に対するノズル６からの高圧空気の噴射回数が多く、異物除去装置１における噴射効率の向上を図ることができる。尚、ピニオン１４のギヤ部１７の数は三つに限られることはなく、一つ又は二つでもよく、四つ以上が設けられていてもよい。
＜第２の実施の形態におけるまとめ＞
以上に記載した通り、異物除去装置１にあっては、シリンダー２１に内周面の一部として、第１の方向へ行くに従って径が小さくなる傾斜部２２ｂが形成されている。
従って、傾斜部２２ｂによってシリンダー２１の内周面とシール部材３１との間の摩擦力が増加するため、ピストン２７の先端面２８ｂとシリンダー２１のストッパー面２５ａとの接触が防止され又はピストン２７の先端面２８ｂがシリンダー２１のストッパー面２５ａに低速で接触され、接触による異音の発生や振動の発生を防止することができる。
また、異音の発生や振動の発生が防止されるため、運転者や搭乗者に対する不快感の発生を防止することもできる。
さらに、シリンダー２１には内周面の各一部として、径がそれぞれ一定の大径部２２ａと小径部２２ｃが形成され、傾斜部２２ｂが大径部２２ａと小径部２２ｃの間に位置されている。
従って、シール部材３１に対して大径部２２ａと小径部２２ｃから付与される圧力がそれぞれ一定であると共に小径部２２ｃとシール部材３１との間で大きな摩擦力が生じるため、ピストン２７の円滑な移動状態を確保した上でピストン２７を減速させることができる。
さらにまた、シリンダー２１はピストン２７を支持するピストン支持部２２とピストン支持部２２に連続された連結突部２３とを有し、高圧空気が連結突部２３から送り出され、連結突部２３の軸方向がピストン２７の移動方向に一致されている。
従って、軸方向がピストン２７の移動方向に一致された連結突部２３から空気が送り出されるため、空気の送出に関する制御を行い易いと共に異物除去装置１の配置に関する自由度の向上を図ることができる。
＜その他（第２の実施の形態）＞
上記には、シリンダー２１の内周面に大径部２２ａと傾斜部２２ｂと小径部２２ｃが形成された例を示したが、例えば、シリンダー２１の内周面に大径部２２ａと傾斜部２２ｂが形成され小径部２２ｃが形成されていない構成にすることも可能である（図１９参照）。
この場合には、傾斜部２２ｂの前端が大径部２２ａの後端に連続され、傾斜部２２ｂの後端がストッパー面２５ａの外周に連続される。
このような構成においては、傾斜部２２ｂによってシリンダー２１の内周面とシール部材３１との間の摩擦力が増加するため、ピストン２７の先端面２８ｂとシリンダー２１のストッパー面２５ａとの接触が防止され又はピストン２７の先端面２８ｂがシリンダー２１のストッパー面２５ａに低速で接触され、接触による異音の発生や振動の発生を防止することができる。
また、異音の発生や振動の発生が防止されるため、運転者や搭乗者に対する不快感の発生を防止することもできる。
さらに、傾斜部２２ｂとストッパー面２５ａの間に他の面が存在しないため、シリンダー２１を容易に形成することができると共に傾斜部２２ｂの傾斜角度によってピストン２７の移動速度を制御することが可能になり設計の自由度の向上を図ることができる。
また、上記には、ピストン２７の移動方向と連結突部２３の軸方向とが一致された例を示したが、例えば、ピストン２７の移動方向と連結突部２３の軸方向とが異なる方向、例えば、直交する方向になる構成にすることも可能である（図２０参照）。
この場合には、連結突部２３がストッパー面２５ａより前側に位置され、シリンダー２１の内部における連結突部２３と閉塞部２５の間に一定の空間３８が形成されることが望ましい。
このような構成においては、傾斜部２２ｂによってシリンダー２１の内周面とシール部材３１との間の摩擦力が増加すると共にピストン２７が第１の方向へ移動されたときに空気を空間３８において閉じ込めることにより圧縮してエアーダンパーとして使用することが可能になる。
従って、ピストン２７の先端面２８ｂとシリンダー２１のストッパー面２５ａとの接触が防止され又はピストン２７の先端面２８ｂがシリンダー２１のストッパー面２５ａに低速で接触され、摩擦力の効果にエアーダンパーの効果を付加してピストン２７を効率的に減速することができ、接触による異音の発生や振動の発生を防止することができる。
また、異音の発生や振動の発生が防止されるため、運転者や搭乗者に対する不快感の発生を防止することもできる。
尚、ピストン２７の移動方向と連結突部２３の軸方向とが異なる角度にされた構成においても、シリンダー２１の内周面に大径部２２ａと傾斜部２２ｂが形成され小径部２２ｃが形成されていない構成にすることが可能である。
次いで、第３の実施の形態における異物除去装置について説明する（図１、図３、図２１乃至図２７参照）。尚、以下に示す第３の実施の形態における異物除去装置は、上記した第１の実施の形態における異物除去装置と比較して、シリンダー２１の挿入凸部２１ａと挿入突部２１ａが挿入されるピストン２７の凹部２８ｃが形成されておらず、配管３に逆止弁３９が配置されていることのみが相違する。従って、第２の実施の形態における異物除去装置については、第１の実施の形態と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については第１の実施の形態における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。
＜第３の実施の形態における異物除去装置の構成＞
高圧空気発生ユニット４はケース体７とケース体７の内部に配置された移動機構８とを有している（図２１参照）。高圧空気発生ユニット４は車輌の内部において車体の一部に取り付けられている。
シリンダー２１はピストン支持部２２とピストン支持部２２から、例えば、後方に突出された連結突部２３とが一体に形成されて成り、ピストン支持部２２の径が連結突部２３の径より大きくされている。
作動部２８の外径はピストン支持部２２の内径より僅かに小さくされている。
作動部２８にはシール部材３１が配置溝２８ａに挿入された状態で取り付けられている。シール部材３１は環状に形成され、シール部材３１には前方に開口された円環状の溝部３１ａが形成されている。シール部材３１は弾性変形可能な、例えば、ゴム又は樹脂によって形成され、外周部３１ｂが作動部２８の外周面２８ｆから外方に突出されており、溝部３１ａの少なくとも一部が作動部２８の外周面２８ｆより外側に位置され、内周部３１ｃが配置溝２８ａに挿入されている。
ピストン支持部２２には図示しないエアー流入孔が形成されている。エアー流入孔は、ピストン２７が前側の移動端まで第２の方向へ移動された状態において作動部２８より前側に位置され、例えば、車室等に連通されている。従って、ピストン２１の内部には車室等の空気がエアー流入孔から流入可能にされている。尚、エアー流入孔への空気の流入路にはフィルター等の塵埃を除去する手段が設けられていてもよい。
配管３には他の部分に対して内側に張り出された二つの部分が前後に離隔して設けられ、内側に張り出された前側の部分における後側の開口縁が第１の開口縁３ａとして形成され、内側に張り出された後側の部分における前側の開口縁が第２の開口縁３ｂとして形成されている。配管３の内部の空間は第１の開口縁３ａと第２の開口縁３ｂの間の空間が弁配置空間３ｃとして形成されている。
弁配置空間３ｃには逆止弁３９が配置されている。逆止弁３９は、例えば、圧縮コイルバネ４０と球状開閉体４１によって構成され、圧縮コイルバネ４０の後端部が第２の開口縁３ｂに押し付けられ、球状開閉体４１が圧縮コイルバネ４０の付勢力によって第２の方向へ付勢されている。圧縮コイルバネ４０の付勢力によって球状開閉体４１が第１の開口縁３ａに押し付けられることにより、シリンダー２１の内部とノズル６の内部との間の空気の流動が規制される。
シリンダー２１と配管３の内部の空間は逆止弁３９とピストン２７の作動部２８との間の部分が、ピストン２７が第１の方向へ移動されたときに空気が圧縮されて高圧空気が生成される生成空間４２とされ、シリンダー２１と受けホルダー１８の内部の空間は作動部２８より前側の部分が、エアー流入孔からの空気の流入が可能な流入空間４３とされている。
＜第３の実施の形態における異物除去装置の動作＞
以下に、異物除去装置１の動作について説明する（図２２乃至図２５参照）。
先ず、高圧空気が送り出される前の初期状態について説明する（図２２参照）。
初期状態においては、ピストン２７が移動方向における後方側に位置され、ピストン２７はラック部２９ａがピニオン１４のギヤ部１７、１７、１７に噛合可能な状態で位置されている。このときピストン２７は作動部２８に取り付けられたシール部材３１における外周部３１ｂの少なくとも一部、例えば、外周部３１ｂの後端部がシリンダー２１の内周面２２ｄに接した状態にされている。
初期状態において駆動モーター１０の駆動が開始され、駆動モーター１０の駆動力がウォーム１１を介してウォームホイール１２に伝達されると、ピニオン１４のギヤ部１７がピストン２７のラック部２９ａに噛合される（図２３参照）。従って、ピストン２７はピニオン１４の回転に伴って付勢バネ３２の付勢力に反して第２の方向へ移動されていく。
ピストン２７の第２の方向への移動が開始されるときには、逆止弁３９の球状開閉体４１が圧縮コイルバネ４０の付勢力によって配管３の第１の開口縁３ａに押し付けられており、ピストン２７の第２の方向への移動に伴って生成空間４２が流入空間４３より負圧になり生成空間４２と流入空間４３の間で内圧差が生じる。従って、流入空間４３に存在する空気によってシール部材３１の外周部３１ｂに圧力が付与され、外周部３１ｂが内周部３１ｃに近付く方向へ弾性変形され、シール部材３１は溝部３１ａが狭まる形状にされる。シール部材３１の外周部３１ｂが内周部３１ｃに近付く方向へ弾性変形されると、シール部材３１がシリンダー２１の内周面２２ｄから離隔され両者の間に間隙Ｈが形成され、エアー流入孔から流入空間４３を経て間隙Ｈから生成空間４２に車室等の空気が流入される。
生成空間４２に流入された空気は、例えば、車室等から流入された空気であり、塵埃や水分の含有量が少ない清浄な空気であり、特に、エアー流入孔への空気の流入路にフィルター等の塵埃を除去する手段が設けられている場合には、より清浄な空気である。
ピストン２７がピニオン１４の回転に伴って第２の方向へ移動されていくと、所定の位置でギヤ部１７とラック部２９ａの噛合が解除される。このときピストン２７の第２の方向への移動に伴って生成空間４２に空気が流入されていくため、生成空間４２と流入空間４３の間の内圧差が小さくなっていき、シール部材３１の外周部３１ｂが弾性復帰され外周部３１ｂの少なくとも一部がシリンダー２１の内周面２２ｄに接した状態にされる。
ギヤ部１７とラック部２９ａの噛合が解除されると、ピストン２７が付勢バネ３２の付勢力によって第２の方向への移動速度より高速で第１の方向へ移動される（図２４参照）。このとき、シリンダー２１は連結突部２３の径がピストン支持部２２の径より小さくされているため、生成空間４２に存在する空気が圧縮されて内圧が高まり、逆止弁３９の球状開閉体４１に第１の方向への圧力が付与され、圧縮コイルバネ４０が圧縮されて球状開閉体４１が第１の方向へ移動されて第１の開口縁３ａの開口が開放される。
従って、生成空間４２の空気が高圧空気となって連結突部２３の送出路２３ａを通って配管３を経てノズル６へ向けて送り出され、ノズル６から高圧空気が噴射されて車載カメラ１００における撮像部のレンズ部１０１に吹き付けられる。
ピストン２７が第１の方向へ移動されるときには、上記したように、生成空間４２において空気が圧縮されて内圧が高まるため、流入空間４３が生成空間４２より負圧になり、生成空間４２と流入空間４３の間で内圧差が生じる。従って、シール部材３１の溝部３１ａに存在する空気によって外周部３１ｂに溝部３１ａが広がる方向への圧力が付与され、外周部３１ｂが内周部３１ｃから遠去かる方向へ弾性復帰され、シール部材３１がシリンダー２１の内周面２２ｄに接した状態にされる。
ノズル６から噴射された高圧空気がレンズ部１０１に吹き付けられると、レンズ部１０１に付着されている塵埃、泥、水滴等の異物が吹き飛ばされてレンズ部１０１が洗浄され汚染が解消される。
ピストン２７が付勢バネ３２の付勢力によって第１の方向へ移動されるときには、シール部材３１がシリンダー２１の内周面２２ｄに摺動される。ピストン２７が第１の方向へ所定の位置まで移動されると、高圧空気が配管３を経てノズル６へ向けて送り出されるため、生成空間４２の内圧が低下し、圧縮コイルバネ４０が伸張されて球状開閉体４１が第２の方向へ移動され第１の開口縁３ａの開口が再び閉塞される（図２５参照）。
上記したピストン２７の往復運動は、ピニオン１４のギヤ部１７とピストン２７のラック部２９ａとの噛合及びその解除を１サイクルとして行われ、ピニオン１４の欠歯部１４ａの存在によってピストン２７の第１の方向への移動が行われる。
従って、欠歯部１４ａの存在によってピストン２７が第１の方向へ移動されるため、ピストン２７を第１の方向へ移動させる専用の機構を設ける必要がなく、異物除去装置１の機構の簡素化による小型化を図ることができる。
また、異物除去装置１にはピニオン１４の周方向に離隔して三箇所にギヤ部１７、１７、１７が設けられ三つの欠歯部１４ａ、１４ａ、１４ａが形成されているため、ピニオン１４の１回転においてピストン２７の往復運動が３回（３サイクル）行われる。
従って、ピニオン１４の１回転に対するノズル６からの高圧空気の噴射回数が多く、異物除去装置１における噴射効率の向上を図ることができる。尚、ピニオン１４のギヤ部１７の数は三つに限られることはなく、一つ又は二つでもよく、四つ以上が設けられていてもよい。
＜第３の実施の形態におけるまとめ＞
ところで、特許文献１に記載されたような異物除去装置においては、ピストンが一方へ移動されて流体（高圧空気）がノズルから噴射され、ピストンが他方へ移動されて外部の空気が高圧空気の流路と同じ流路を反対方向へ流動されてシリンダーの内部に流入される。
従って、外部の空気に塵埃や水分等の異物が含まれていると、これらの塵埃や水分等も外部の空気とともにシリンダーの内部に流入され、シリンダーの内部が汚染されたり高圧空気の噴射に伴って被洗浄物に塵埃や水分等が吹き付けられるおそれがある。
しかしながら、異物除去装置１にあっては、上記したように、空気の第２の方向側への流動を規制する逆止弁３９が配置され、シール部材３１に第１の方向に開口された溝部３１ａが形成され、ピストン２７の移動時に、シリンダー２１におけるシール部材３１を挟んだ反対側の生成空間４２と流入空間４３の内圧差によってシール部材３１が弾性変形又は弾性復帰される。
従って、ピストン２７が第１の方向へ移動されるときに溝部３１ａが広がる方向への圧力によりシール部材３１がシリンダー２１の内周面２２ｄに押し付けられて摺動され、ピストン２７が第２の方向へ移動されるときに溝部３１ａが狭まる方向への圧力によりシール部材３１が弾性変形されてシール部材３１とシリンダー２１の内周面２２ｄとの間に間隙Ｈが形成される。これにより、ピストン２７が第２の方向へ移動されるときに空気が第１の方向へ流動されて間隙Ｈから生成空間４２に流入され、シリンダー２１の内部への塵埃や水分等の異物の流入を低減することができる。
特に、ノズル６は車載カメラ１００等の被洗浄物に空気を噴射する部分であり、ノズル６の内部には屋外の塵埃や水分や砂泥等の異物が侵入し易いため、ノズル６側から配管３を介してシリンダー２１の内部に空気が流入されない構成にされていることにより、シリンダー２１の内部への異物の流入を効果的に抑制することができる。
また、流体が気体と液体の混合液又は液体である場合に、ノズル６の内部や配管３の内部に残存する液体のシリンダー２１の内部への流入を防止することもできる。
さらに、異物除去装置１にあっては、シール部材３１の溝部３１ａの少なくとも一部がピストン２７における作動部２８の外周面２８ｆより外側に位置されている。
従って、ピストン２７が第１の方向へ移動されたときに溝部３１ａに空気が入り込み易くなり、溝部３１ａが広がる方向への圧力がシール部材３１に付与されてシール部材３１がシリンダー２１の内周面２２ｄに押し付けられ易くなり、生成空間４２の気密性が高く、高圧空気の噴射圧を高めて被洗浄物に対する洗浄力を高めることができる。
さらにまた、異物除去装置１にあっては、シリンダー２１の連結突部２３に配管３が連結され、配管３に逆止弁３９が配置されている。
従って、ノズル６とシリンダー２１を連結する配管３に逆止弁３９が配置されるため、逆止弁３９の十分な配置スペースを確保することができると共にノズル６とシリンダー２１の間隔を自由に設定することにより設計の自由度の向上を図ることができる。
加えて、連結突部２３の軸方向がピストン２７の移動方向に一致されているため、軸方向がピストン２７の移動方向に一致された連結突部２３から空気が送り出され、空気の送出に関する制御を行い易いと共に異物除去装置１の配置に関する自由度の向上を図ることができる。
＜その他（第３の実施の形態）＞
上記には、逆止弁３９が配管３に配置された例を示したが、逆止弁３９はシリンダー２１の連結突部２３に配置されていてもよい（図２６参照）。
このように連結突部２３に逆止弁３９が配置されることにより、シリンダー２１の一部に逆止弁３９が配置されるため、逆止弁３９を配置するための専用の部材を必要とせず、部品点数の削減及び構造の簡素化を図ることができる。
尚、逆止弁３９は配管３やシリンダー２１の他に、ノズル６に配置されていてもよい。
また、上記には、ピストン２７の移動方向と連結突部２３の軸方向とが一致された例を示したが、例えば、ピストン２７の移動方向と連結突部２３の軸方向とが異なる角度、例えば、９０度になる構成にすることも可能である（図２７参照）。
この場合には、連結突部２３がストッパー面２５ａより前側に位置され、シリンダー２１の内部における連結突部２３と閉塞部２５の間に一定の空間４４が形成されることが望ましい。
このような構成においては、ピストン２７が第１の方向へ移動されたときに空気を空間４４において閉じ込めることにより圧縮してエアーダンパーとして使用することが可能になる。
従って、ピストン２７の先端面２８ｂとシリンダー２１のストッパー面２５ａとの接触が防止され又はピストン２７の先端面２８ｂがシリンダー２１のストッパー面２５ａに低速で接触され、接触による異音の発生や振動の発生を防止することができる。
また、異音の発生や振動の発生が防止されるため、運転者や搭乗者に対する不快感の発生を防止することもできる。
１００…車載カメラ（被洗浄物）、１…異物除去装置、６…ノズル、８…移動機構、２１…シリンダー、２１ａ…挿入凸部、２２…ピストン支持部、２２ａ…大径部、２２ｂ…傾斜部、２２ｃ…小径部、２２ｄ…内周面、２３…連結突部、２４…筒状部、２５ａ…ストッパー面、２６…移動空間、２７…ピストン、２８…作動部、２８ｂ…先端面、２８ｃ…凹部、２８ｅ…挿入部、２８ｆ…外周面、３１…シール部材、３１ａ…溝部、３２…付勢バネ、３３…シールリング、３４…挿入凹部、３５…凸部、３９…逆止弁

Claims (9)

  1. 内部空間が移動空間として形成されたピストン支持部を有するシリンダーと、
    前記シリンダーに移動可能に支持され前記シリンダーに流入された流体を送り出すピストンと、
    前記ピストンによって送り出された流体を被洗浄物に向けて噴射するノズルと、
    前記ピストンを付勢する付勢バネと、
    前記ピストンに移動力を付与する移動機構とを備え、
    前記ピストンの移動方向は流体を送り出す方向が第１の方向とされ、
    前記ピストンは前記付勢バネの付勢力によって前記第１の方向へ移動され、
    前記ピストンには前記移動空間において移動される作動部が設けられ、
    前記作動部に凸部又は凹部が形成され、
    前記ピストン支持部に前記凸部が挿入可能な挿入凹部又は前記凹部に挿入可能な挿入凸部が形成され、
    前記ピストンが前記第１の方向へ移動され前記凸部又は前記挿入凸部が前記挿入凹部又は前記凹部に挿入された状態において前記移動空間に流体の圧縮空間が形成され、
    前記シリンダーは前記ピストン支持部に連続された連結突部を有し、
    前記連結突部が筒状に形成され流体が前記連結突部から送り出され、
    前記連結突部が前記挿入凹部又は前記挿入凸部と同軸上に位置された
    異物除去装置。
  2. 前記凸部又は前記挿入凸部が筒状に形成された
    請求項１に記載の異物除去装置。
  3. 前記作動部に前記凹部が形成され、
    前記ピストン支持部に前記挿入凸部が形成された
    請求項１に記載の異物除去装置。
  4. 前記凹部が環状に形成され、
    前記挿入凸部が筒状に形成され、
    前記ピストンにおける前記凹部の内側の部分が前記挿入凸部の内側に挿入される挿入部として設けられた
    請求項３に記載の異物除去装置。
  5. 前記挿入部の外周部又は前記挿入凸部の内周部にシールリングが取り付けられた
    請求項４に記載の異物除去装置。
  6. 前記作動部の外周部に、前記ピストンの移動時に前記シリンダーの内周面に摺動されるシール部材が取り付けられた
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の異物除去装置。
  7. 内部に流体が流入されるシリンダーと、
    前記シリンダーに移動可能に支持され前記シリンダーに流入された流体を送り出すピストンと、
    前記ピストンに取り付けられ前記ピストンの移動時に前記シリンダーの内周面に摺動されるシール部材と、
    前記ピストンによって送り出された流体を被洗浄物に向けて噴射するノズルと、
    前記ピストンを付勢する付勢バネと、
    前記ピストンに移動力を付与する移動機構とを備え、
    前記ピストンの移動方向は流体を送り出す方向が第１の方向とされ、
    前記ピストンは前記付勢バネの付勢力によって前記第１の方向へ移動され、
    前記シリンダーには内周面の一部として、前記第１の方向へ行くに従って径が小さくなる傾斜部が形成され、
    前記シリンダーには内周面の各一部として、径がそれぞれ一定の大径部と小径部が形成され、
    前記傾斜部が前記大径部と前記小径部の間に位置された
    異物除去装置。
  8. 前記シリンダーは前記ピストンを支持するピストン支持部と前記ピストン支持部に連続された連結突部とを有し、
    前記連結突部が筒状に形成され流体が前記連結突部から送り出され、
    前記連結突部の軸方向が前記ピストンの移動方向に一致された
    請求項７に記載の異物除去装置。
  9. 前記シリンダーは前記ピストンを支持するピストン支持部と前記ピストン支持部に連続された連結突部とを有し、
    前記連結突部が筒状に形成され流体が前記連結突部から送り出され、
    前記連結突部の軸方向が前記ピストンの移動方向と直交する方向にされた
    請求項７に記載の異物除去装置。
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