JP7205382B2

JP7205382B2 - 車載センサ洗浄装置

Info

Publication number: JP7205382B2
Application number: JP2019099555A
Authority: JP
Inventors: 栄二伊奈
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2039-05-28
Also published as: JP2020192888A

Description

本発明は、車載センサ洗浄装置に関するものである。

従来、車両には車載センサと共に車載センサ洗浄装置が設けられたものがある。車載センサ洗浄装置としては、車載センサの洗浄対象面に向かって噴射口が設けられ、該噴射口から洗浄対象面に直接的に流体を噴射して該洗浄対象面を洗浄するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－２４０６２８号公報

しかしながら、近年における、例えば、Ｌｉｄａｒ等の車載センサは、レーザを透過させる光学面である洗浄対象面が大きく且つ湾曲している場合があり、特にそのような洗浄対象面を良好に洗浄することが難しくなっており、良好に洗浄可能な車載センサ洗浄装置が求められている。

本発明は、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、湾曲した洗浄対象面の良好な洗浄を可能とした車載センサ洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決する車載センサ洗浄装置（２０）は、車載センサ（１０）の湾曲した洗浄対象面（１１）に噴射口（３２ａ）から流体（Ｋ）を噴射して前記洗浄対象面を洗浄する車載センサ洗浄装置であって、前記流体は、空気、液体、又は空気と液体の混合流体であり、前記噴射口は、該噴射口の範囲を流体の噴射方向（Ｆ）に延長した噴射方向範囲（Ｈ１）内に前記洗浄対象面側の頂部（４１）が含まれるように配置され、前記頂部から噴射方向に遠のくほど前記噴射方向範囲から離間する前記洗浄対象面に沿って流体が流れるように設定される。

同構成によれば、噴射口は、該噴射口の範囲を流体の噴射方向に延長した噴射方向範囲内に洗浄対象面側の頂部が含まれるように配置され、前記噴射口から噴射方向に離間するほど前記噴射方向範囲から離間する洗浄対象面に沿って流体が流れるように設定されるため、コアンダ効果を利用して湾曲した洗浄対象面を良好に洗浄することができる。

一実施形態におけるセンサシステムの斜視図。一実施形態におけるセンサシステムの正面図。一実施形態におけるセンサシステムのカバーを除いた斜視図。一実施形態におけるセンサシステムの底面図。図２の５－５線に沿ったカバーを除いた断面図。

以下、センサシステムの一実施形態を図１～図５に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のセンサシステム１は、車載センサ１０と、車載センサ１０に積層配置されて車載センサ１０の洗浄対象面としての光学面１１を洗浄する車載センサ洗浄装置２０とを有する。

本実施形態の車載センサ１０は、例えば赤外線レーザを出射し、物体から反射された散乱光を受光することで物体との距離を計測するＬｉｄａｒであり、レーザが透過可能な光学面１１を有する。車載センサ１０は、例えば赤外線レーザを用いて物体との距離を計測し、その情報を外部機器に出力するものであり、自動ブレーキシステム等に用いることが可能なものである。

車載センサ１０の光学面１１は、第１の方向としての上下方向から見て幅方向の中央が上下方向と直交する第２の方向であって前方に膨出した湾曲形状とされている。光学面１１は、上下方向から見た形状が上下方向における全ての位置で同じ湾曲形状とされている。

車載センサ洗浄装置２０は、車載センサ１０の上方に積層配置されるノズルユニット２１と、ノズルユニット２１に対して流体としての空気を供給するエアポンプ２２とを有する。

図１～図５に示すように、ノズルユニット２１は、車載センサ１０の上方に固定される筐体３１と、筐体３１から少なくとも一部が前方に突出するように設けられるノズル部材３２と、筐体３１の内部に設けられ光学面１１と交差する方向に沿った軸中心で前記ノズル部材３２を回動させるモータ３３とを備える。筐体３１の内部には、モータ３３とノズル部材３２とを駆動連結し、モータ３３の駆動によってノズル部材３２を往復回動させる図示しない動力伝達機構も設けられている。また、本実施形態のノズル部材３２は、光学面１１の幅方向の中央における上方にずれた位置に設けられ、光学面１１における幅方向の中央と直交する方向に沿った軸Ｌ１中心で回動するように設けられている。ノズル部材３２は、略円柱状に形成され、回動軸であって前記軸Ｌ１と直交する方向に向かって開口した噴射口３２ａを有する。噴射口３２ａは、円形に形成されている。ノズル部材３２は、エアポンプ２２から空気が供給されると、噴射口３２ａから空気Ｋを噴射するように構成されている。図２に示すように、ノズル部材３２は、モータ３３の駆動によって、噴射口３２ａが光学面１１における一方の側方から他方の側方まで向く回動範囲Ｓ１で往復回動される。

ここで、図５に示すように、噴射口３２ａは、該噴射口３２ａの範囲を空気Ｋの噴射方向Ｆに延長した噴射方向範囲Ｈ１内に光学面１１側の頂部４１が含まれるように配置され、頂部４１から噴射方向Ｆに遠のくほど噴射方向範囲Ｈ１から離間する光学面１１に沿って空気Ｋが流れるように設定されている。

詳述すると、図４に示すように、下方から見て、噴射口３２ａは、下方を向いた状態で、その一部が光学面１１と重なるように設けられている。本実施形態では、噴射口３２ａは、下方を向いた状態で、その１／３から１／４程度が光学面１１と重なるように設けられている。

また、図３に示すように、ノズルユニット２１の筐体３１は、ノズル部材３２の側方で光学面１１の側方の面を上方に延長した形状の側方湾曲面３１ａを有する。すなわち、側方湾曲面３１ａは、上方から見た形状が光学面１１の側方と同一形状とされている。

そして、噴射口３２ａは、ノズル部材３２の回動角度の少なくとも一部の範囲であって、ノズル部材３２の回動によって光学面１１の幅方向の側方を向いた側方範囲Ｓ２（図２参照）で、図５に示すように、噴射方向範囲Ｈ１内に側方湾曲面３１ａにおける頂部４１が含まれるように設けられている。なお、頂部４１は、前記第２の方向であって前方（図５中、上方）に最も突出した部位である。また、図５に示すように、頂部４１は、曲面形状とされている。また、頂部４１よりも噴射口３２ａ側の面３１ｂは、頂部４１よりも噴射方向Ｆ側の面３１ｃに比べて前記噴射方向Ｆに沿った直線に対する傾斜角度が大きく設定されている。このような構造によって、噴射口３２ａは、頂部４１から噴射方向Ｆに遠のくほど噴射方向範囲Ｈ１から離間する光学面１１に沿って空気Ｋが流れるように設定されている。

また、ノズルユニット２１には、光学面１１よりも上方にずれた位置に設けられ、前記側方範囲Ｓ２において噴射口３２ａから噴射される空気Ｋの前方（図４中、上方）への流れを抑制するカバー５１が設けられている。カバー５１は、ノズル部材３２の上方を覆う上部５１ａと、光学面１１の湾曲に沿って湾曲しつつノズル部材３２及び側方湾曲面３１ａの前方を覆う前方カバー部５１ｂと、該前方カバー部５１ｂの側方を覆う側部５１ｃとを有し、前方カバー部５１ｂによって空気Ｋの前方への流れを抑制する。

次に、上記のように構成された車載センサ洗浄装置２０の作用にいて説明する。
光学面１１に雨滴等の異物が付着して洗浄が必要とされ、エアポンプ２２及びモータ３３が駆動されると、ノズル部材３２が回動されるとともに噴射口３２ａから空気が噴射される。そして、噴射口３２ａが光学面１１の幅方向の側方を向いた側方範囲Ｓ２（図２参照）では、図５に示すように、噴射方向範囲Ｈ１内に頂部４１が含まれ、コアンダ効果によって、頂部４１から噴射方向Ｆに遠のくほど噴射方向範囲Ｈ１から離間する光学面１１に沿って空気Ｋが流れて、光学面１１の異物が吹き飛ばされる。

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）噴射口３２ａは、該噴射口３２ａの範囲を流体の噴射方向Ｆに延長した噴射方向範囲Ｈ１内に光学面１１側の頂部４１が含まれるように配置され、噴射口３２ａから噴射方向Ｆに離間するほど噴射方向範囲Ｈ１から離間する光学面１１に沿って空気Ｋが流れるように設定される。よって、コアンダ効果を利用して湾曲した光学面１１を良好に洗浄することができる。

（２）噴射口３２ａは、光学面１１と交差する方向に沿った軸Ｌ１中心で回動するノズル部材３２に設けられ、該ノズル部材３２の回動角度の少なくとも一部の範囲で、噴射方向範囲Ｈ１内に頂部４１が含まれるように設けられる。よって、噴射口３２ａの数を増やすことなく、一部の必要な範囲でコアンダ効果を利用して湾曲した光学面１１を良好に洗浄することができる。

（３）ノズル部材３２は、光学面１１の幅方向の中央における上方にずれた位置に設けられ、噴射口３２ａは、ノズル部材３２の回動によって光学面１１の幅方向の側方を向いた側方範囲Ｓ２で、噴射方向範囲Ｈ１内に頂部４１が含まれるように設けられる。よって、ノズル部材３２を単一としながら、噴射方向範囲Ｈ１から大きく離間する光学面１１に対応した側方範囲Ｓ２でコアンダ効果を利用して光学面１１を良好に洗浄することができる。なお、噴射口３２ａが光学面１１の幅方向の中央を向いた状態では、光学面１１は噴射方向範囲Ｈ１から離間していかないため、特にコアンダ効果を利用しなくても光学面１１を良好に洗浄することができる。

（４）頂部４１は、曲面形状とされるため、コアンダ効果を好適に利用して湾曲した光学面１１を良好に洗浄することができる。
（５）頂部４１よりも噴射口３２ａ側の面３１ｂは、頂部４１よりも噴射方向Ｆ側の面３１ｃに比べて噴射方向Ｆに沿った直線に対する傾斜角度が大きく設定されるため、コアンダ効果を好適に利用して湾曲した光学面１１を良好に洗浄することができる。

（６）光学面１１よりも上方にずれた位置に設けられ、側方範囲Ｓ２において噴射口３２ａから噴射される空気Ｋの前方への流れを抑制するカバー５１を備えるため、噴射口３２ａから噴射された空気Ｋが前方、すなわち光学面１１から離間する方向に流れてしまうことを抑制することができ、光学面１１を良好に洗浄することができる。

上記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。また、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、噴射口３２ａは、光学面１１と交差する方向に沿った軸Ｌ１中心で回動するノズル部材３２に設けられ、該ノズル部材３２の回動角度の一部の範囲で、噴射方向範囲Ｈ１内に頂部４１が含まれるように設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、回動しないように設けてもよい。すなわち、常に図５に示す位置関係で空気Ｋを噴射する噴射口を備えた構成に具体化してもよい。

・上記実施形態では、ノズル部材３２は、光学面１１の幅方向の中央における上方に設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、光学面１１の幅方向の中央から側方にずれた位置の上方に設けてもよい。

・上記実施形態では、頂部４１は、曲面形状とされるとしたが、これに限定されず、角を有した形状としてもよい。
・上記実施形態では、頂部４１よりも噴射口３２ａ側の面３１ｂは、頂部４１よりも噴射方向Ｆ側の面３１ｃに比べて噴射方向Ｆに沿った直線に対する傾斜角度が大きく設定されるとしたが、これに限定されず、傾斜角度が同じや傾斜角度が小さく設定された構成としてもよい。

・上記実施形態では、カバー５１を備えた構成としたが、これに限定されず、カバー５１を備えていない構成としてもよい。
・上記実施形態では、噴射方向範囲Ｈ１内に含まれる頂部４１は、ノズルユニット２１の筐体３１に設けられる構成としたが、これに限定されず、他の部材に設けられる頂部としてもよい。

・上記実施形態では、側方湾曲面３１ａは、上方から見た形状が光学面１１の側方と同一形状とされているが、これに限定されず、噴射口３２ａが頂部４１と常に同じ重なり、言い換えると常に同じ位置関係となる構成としてもよい。

・上記実施形態では、車載センサ１０をＬｉｄａｒとしたが、これに限定されず、他の車載センサとしてもよい。また、上記実施形態では、洗浄対象面をＬｉｄａｒの光学面１１としたが、他の車載センサに対する他の洗浄対象面としてもよい。

・上記実施形態では、噴射口３２ａから噴射する流体を空気としたが、これに限定されず、噴射する流体を、液体や、空気と液体の混合流体としてもよい。

１０…車載センサ、１１…光学面（洗浄対象面）、２０…車載センサ洗浄装置、３１ｂ…頂部よりも噴射口側の面、３１ｃ…頂部よりも噴射方向側の面、３２…ノズル部材、３２ａ…噴射口、４１…頂部、５１…カバー、Ｆ…噴射方向、Ｋ…空気（流体）、Ｈ１…噴射方向範囲、Ｌ１…軸、Ｓ２…側方範囲。

Claims

車載センサ（１０）の湾曲した洗浄対象面（１１）に噴射口（３２ａ）から流体（Ｋ）を噴射して前記洗浄対象面を洗浄する車載センサ洗浄装置（２０）であって、
前記流体は、空気、液体、又は空気と液体の混合流体であり、
前記噴射口は、該噴射口の範囲を流体の噴射方向（Ｆ）に延長した噴射方向範囲（Ｈ１）内に前記洗浄対象面側の頂部（４１）が含まれるように配置され、前記頂部から噴射方向に遠のくほど前記噴射方向範囲から離間する前記洗浄対象面に沿って流体が流れるように設定されており、
前記噴射口は、前記洗浄対象面と交差する方向に沿った軸（Ｌ１）中心で回動するノズル部材（３２）に設けられ、該ノズル部材の回動角度の少なくとも一部の範囲（Ｓ２）で、前記噴射方向範囲内に前記頂部が含まれるように設けられた車載センサ洗浄装置。
前記洗浄対象面は、第１の方向から見て幅方向の中央が第１の方向と直交する第２の方向に膨出した湾曲形状であり、
前記ノズル部材は、前記洗浄対象面の幅方向の中央における第１の方向にずれた位置に設けられ、
前記噴射口は、前記ノズル部材の回動によって前記洗浄対象面の幅方向の側方を向いた側方範囲（Ｓ２）で、前記噴射方向範囲内に前記頂部が含まれるように設けられた請求項１に記載の車載センサ洗浄装置。
前記洗浄対象面よりも第１の方向にずれた位置に設けられ、少なくとも前記側方範囲において前記噴射口から噴射される流体の前記第２の方向への流れを抑制するカバー（５１）を備えた請求項２に記載の車載センサ洗浄装置。
前記頂部は、曲面形状とされた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車載センサ洗浄装置。
前記頂部よりも前記噴射口側の面（３１ｂ）は、前記頂部よりも噴射方向側の面（３１ｃ）に比べて前記噴射方向に沿った直線に対する傾斜角度が大きく設定された請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車載センサ洗浄装置。