JP7269880B2 - 車両用クリーナユニットおよび車両用クリーナユニットを備える車両 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄対象物を洗浄する車両用クリーナユニットおよび車両用クリーナユニットを備える車両に関する。

近年、車両周囲の状況を撮影する車載カメラが搭載された車両が増えてきている。車載カメラは、撮像面であるレンズが雨や泥等で汚れてしまう場合がある。このため、従来、レンズ上に付着した水滴等の異物を除去するために、車載カメラのレンズに洗浄液や圧縮空気等を吹き付けて異物を除去する装置が知られている。

例えば、特許文献１には、車載カメラの近傍に圧縮空気発生ユニットを設置し、圧縮空気発生ユニットの圧縮空気をノズルから噴射して車載カメラの前面ガラスに高圧の空気を吹き付けるようにすることで前面ガラスに付着した水滴を取り除く構成が提案されている（特許文献１参照）。

日本国特開２００１－１７１４９１号公報

ところで、更なる省スペース化のためには、クリーナの構成部品のレイアウトに工夫の余地がある。

また、特許文献１の構成では、車載カメラとは別体として圧縮空気発生ユニット等が構成されており、これらを車両に取り付ける際に作業性や省スペース化に改善の余地がある。

そこで、本発明は、効率的な部品のレイアウトにより省スペース化を実現可能な車両用クリーナユニットおよび車両用クリーナユニットを備える車両を提供することを目的とする。

また、本発明は、取り付け作業性の向上や省スペース化を実現可能な車両用クリーナユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の車両用クリーナユニットは、
車両に搭載された洗浄対象物を洗浄するための車両用クリーナユニットであって、
単一のモータと、
前記車両用クリーナユニットの長手方向に延びてその内部に空気が流入されるシリンダと、前記シリンダの内部において前記長手方向に直線運動可能であって前記空気を高圧で前記車両用クリーナユニットの外部へ送り出すピストンと、を有する単一のポンプと、
前記ピストンを前記長手方向の第一方向に付勢させる付勢部材と、
前記単一のモータの回転運動を伝達して前記ピストンを前記第一方向とは逆の第二方向へ直線運動させる単一のウォーム機構と、を備え、
前記単一のモータの回転軸線と前記長手方向とが平行であり、
前記単一のモータと前記単一のポンプが前記ウォーム機構に対して前記長手方向において同じ側に位置している。

上記構成によれば、効率的な部品のレイアウトにより省スペース化を実現可能である。

また、本発明の車両用クリーナユニットにおいて、
前記単一のモータを制御するための回路基板が、前記車両用クリーナユニットのハウジングの内部に配置されていてもよい。

更なる省スペース化のため、モータを制御するための回路基板が車両用クリーナユニット内に配置されていることが好ましい。

また、本発明の車両用クリーナユニットにおいて、
前記回路基板は、前記長手方向に沿って配置されていてもよい。

更なる省スペース化のため、モータを制御するための回路基板が車両用クリーナユニット内に配置されていることが好ましい。

また、本発明の車両用クリーナユニットにおいて、
前記単一のモータは、前記回路基板と前記シリンダとの間に配置されていてもよい。

更なる省スペース化のため、モータを制御するための回路基板が車両用クリーナユニット内に配置されていることが好ましい。

また、上記目的を達成するために、本発明の車両用クリーナユニットは、
車両に搭載された洗浄対象物を洗浄するための車両用クリーナユニットであって、
前記洗浄対象物を支持するベース部材と、
高圧空気を生成するポンプ、および前記ポンプを駆動する動力源を備えた高圧空気生成部と、
前記高圧空気を前記洗浄対象物の洗浄面に向けて噴射するノズルと、を備え、
前記ノズルの吐出口は、前記ベース部材の前記高圧空気生成部が設けられた側とは反対側に設けられている。

上記構成によれば、効率的な部品のレイアウトにより省スペース化を実現可能である。

また、本発明の車両用クリーナユニットにおいて、
前記ノズルは、前記ベース部材と一体化されていてもよい。

上記構成によれば、ベース部材にノズルを取り付ける作業を省略することができ、作業効率を向上させることができる。

また、本発明の車両用クリーナユニットを備える車両は、
上記いずれかの構成を有する車両用クリーナユニットを備えている。

上記構成によれば、効率的な部品のレイアウトにより省スペース化を実現可能である。

本発明の車両用クリーナユニットおよび車両用クリーナユニットを備える車両によれば、効率的な部品のレイアウトにより省スペース化を実現することができる。

また、本発明の車両用クリーナユニットおよび車両用クリーナユニットを備える車両によれば、取り付け作業性の向上を実現することができる。

本発明の実施形態に係る車両用クリーナユニットを備える車両の後部の側面図である。 本発明の実施形態に係る車両用クリーナユニットの正面斜視図である。 図２に示す車両用クリーナユニットの背面斜視図である。 図２に示す車両用クリーナユニットの正面図である。 図４のＡ－Ａにおける断面図である。 車両用クリーナユニットの高圧空気生成部を示す斜視図である。 図６に示す高圧空気生成部の動力源の内部を示す図である。 図６に示す高圧空気生成部の断面図である。

以下、本発明の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

また、本実施形態の説明では、説明の便宜上、「左右方向」、「前後方向」、「上下方向」について適宜言及する。これらの方向は、図１に示す車両Ｖについて設定された相対的な方向である。ここで、「上下方向」は、「上方向」及び「下方向」を含む方向である。「前後方向」は、「前方向」及び「後方向」を含む方向である。「左右方向」は、「左方向」及び「右方向」を含む方向である。

本発明の車両用クリーナユニットは、車両に搭載された車載センサ等（洗浄対象物の一例）に付着する水滴や泥や塵埃等の異物を、高圧空気を用いて洗浄するユニットとして適用される。

図１は、車両用クリーナユニットを備える車両の後部の側面図を示す。図１に示すように、車両用クリーナユニット１は、車両Ｖの例えばバックドア２００に取り付けられている。具体的にはバックドア２００の例えば車体パネル２００ａに取り付けられている。車体パネル２００ａにはボディパネル、ガーニッシュ等が含まれる。車両用クリーナユニット１は、駆動部を備えており、駆動部の電源端子が車両Ｖの電源ラインに接続されている。なお、車両用クリーナユニット１は、例えば車両Ｖのリアバンパー等に取り付けられるようにしてもよい。

洗浄対象物の車載センサとしては、例えば車両Ｖの後方を確認するための車載カメラ１００を挙げることができる。本例の車載カメラ１００は、カメラレンズを車両Ｖの後方に向けて外側へ露出させた状態で車両用クリーナユニット１に取り付けられている。なお、車載カメラ１００は、車両Ｖの後部に限定されず、例えば車両Ｖの前部や側部等に取り付けられるものであってもよい。

図２は、車両用クリーナユニット１がバックドア２００の車体パネル２００ａに取り付けられている状態を示す斜視図である。図３は、車両用クリーナユニット１を車両前方側から観察した斜視図である。また、図４は車両用クリーナユニット１の正面図であり、図５は図４のＡ－Ａにおける断面図である。

図２から図５に示すように、車両用クリーナユニット１は、車載カメラ１００を支持するベース部材２と、高圧空気を生成する高圧空気生成部４と、生成された高圧空気を車載カメラ１００に向けて噴射するノズル６とを備えている。

ベース部材２は、車両用クリーナユニット１を車体パネル２００ａに取り付けるためのブラケットであって、例えば略角形状に構成されている。ベース部材２の車両前方側である背部には、高圧空気生成部４が設けられている。ベース部材２には高圧空気生成部４を支持するための支持部２１が設けられており、高圧空気生成部４は、この支持部２１を介して、ベース部材２の背面側に着脱可能に設けられている。高圧空気生成部４は、その長手方向Ｌ１が車両用クリーナユニット１の長手方向（図３の左右方向）に沿うように装着される。

高圧空気生成部４は、空気を圧縮して高圧空気を生成するポンプ３０と、ポンプ３０を駆動する動力源４０とを備えている。動力源４０は、回転運動によりポンプ３０を駆動させるモータ４５と、モータ４５の回転運動をポンプ３０へ伝達するウォーム機構５０とを備えている。高圧空気生成部４については、図６から図８を参照してさらに後述する。

ベース部材２の車両後方側である正面部には、ノズル６が設けられている。ノズル６は、ベース部材２と例えば一体成形によりあるいは接着により一体化されている。ノズル６は、車載カメラ１００の上側に位置し、車載カメラ１００と並ぶように車両Ｖの後方に向けて外側へ露出するように設けられている。

ノズル６の内部には、車載カメラ１００の上面に沿うように、ベース部材２側から車両Ｖの後方側へ延びる、高圧空気の連通路６１が設けられている。連通路６１の先端には、車載カメラ１００のカメラレンズ１０１（洗浄面の一例）に向けて開口する吐出口６２が設けられている。高圧空気生成部４が支持部２１を介してベース部材２に取り付けられると、高圧空気を出射するポンプ３０の出射口３５がノズル６の連通路６１に連結されるように構成されている。これにより、高圧空気生成部４から送り出された高圧空気は、ベース部材２の高圧空気生成部４が設けられている側とは反対側に設けられているノズル６の吐出口６２から、車両用クリーナユニット１の外部へ吐出される。

また、ベース部材２の背部には、車両用クリーナユニット１を車体パネル２００ａに取り付けるための取付腕部２２が設けられている。取付腕部２２には爪部２２ａが設けられており、この爪部２２ａが車体パネル２００ａに形成された例えば開口部２０１に係合されることで車両用クリーナユニット１が車体パネル２００ａに取り付けられる。車両用クリーナユニット１は、車体パネル２００ａの開口部２０１にベース部材２を挿通させ、ベース部材２に取り付けられた高圧空気生成部４が車体パネル２００ａの内側に配置された状態で車体パネル２００ａに取り付けられている。

図６は、高圧空気生成部４の斜視図を示す。図７は、動力源４０の内部構成を示す。図８は、高圧空気生成部４の長手方向に沿った断面図を示す。なお、図６に示す高圧空気生成部４において、紙面の表側に見えている側（後述の蓋部４１側）は、ベース部材２に取り付けられる側である。また、図６～図８においては、説明のため、ポンプ３０の出射口３５は、高圧空気生成部４の上方側に向けられている。

図６に示すように、高圧空気生成部４を構成するポンプ３０と動力源４０（モータ４５，ウォーム機構５０）とは、一体的に組み合わされている。ポンプ３０とモータ４５とウォーム機構５０に対しては、蓋部４１が着脱可能に設けられている。蓋部４１には、複数の係止腕４１ａが設けられている。ポンプ３０、モータ４５およびウォーム機構５０を収容するハウジング４２の外側には複数の爪部４１ｂが設けられている。各爪部４１ｂが蓋部４１の各係止腕４１ａに係止することで、ポンプ３０とモータ４５とウォーム機構５０に対して、蓋部４１が取り付けられる。

図７に示すように、動力源４０は、単一のモータ４５と、単一のウォーム機構５０とを備えている。モータ４５は、その回転軸線Ｌ２が高圧空気生成部４の長手方向Ｌ１に沿うように配置されている。ウォーム機構５０は、モータ４５の回転軸４６に固定されモータ４５の回転に伴って回転される単一のウォーム５１と、ウォーム５１に噛合されウォーム５１の回転に伴って回転される単一のウォームホイール５２とを有している。

また、ウォーム機構５０は、図８に示すように、ウォームホイール５２（図７参照）と同軸に軸支されるピニオン５３を有している。ピニオン５３は、ウォームホイール５２と共に回転される。

図８に示すように、ポンプ３０は、空気が流入されるシリンダ３１と、空気を外部へ送り出すピストン３２と、ピストン３２を付勢する付勢バネ３３（付勢部材の一例）と、ピストン３２に連続して延びるラック３４と、空気が出射される出射口３５とを備えている。

シリンダ３１は、高圧空気生成部４の長手方向Ｌ１へ沿って延びるように配置されている。ピストン３２は、シリンダ３１の内部においてシリンダ３１の長手方向へ往復直線運動が可能に設けられている。付勢バネ３３は、シリンダ３１の内部において、ピストン３２をシリンダ３１の長手方向の第一方向へ付勢するように設けられている。本例における第一方向とは、シリンダ３１内の空気を外部へ送り出す際にピストン３２が移動する方向（図８の左方向）を意味する。

ピストン３２が付勢バネ３３の付勢により第一方向（図８の左方向）へ移動することで、シリンダ３１内の空気が圧縮され高圧となって出射口３５から出射される。出射口３５が設けられているシリンダ３１の端部は、ポンプ３０の中心軸線Ｌ３の周りに回転可能に形成されており、出射口３５の向きを変化させ得る。なお、シリンダ３１は、出射口３５の向きが固定される構成であってもよい。

ラック３４は、ピストン３２と一体的に形成され、ピストン３２が収容されているシリンダ３１から外部へ飛び出した状態で、高圧空気生成部４の長手方向Ｌ１に沿うように設けられている。ラック３４には、ラック歯３４ａが設けられている。ラック３４は、ピストン３２と共にシリンダ３１の長手方向へ往復直線運動される。

ラック歯３４ａは、ウォーム機構５０のピニオン５３に噛合可能に構成されている。ピニオン５３が回転されると、ピニオン５３がラック歯３４ａに噛合して、ラック３４をシリンダ３１の長手方向の第二方向へ移動させる。本例における第二方向とは、上記付勢バネ３３で付勢される第一方向とは逆の方向（図８の右方向）を意味する。すなわち、第二方向とは、シリンダ３１内の空気を外部へ送り出す際にピストン３２が移動する方向とは逆の方向である。ラック３４が上記第二方向へ移動されると、ピストン３２は、付勢バネ３３の付勢に反して、ラック３４と共に第二方向へ直線運動する。

また、図８に示すように、高圧空気生成部４のハウジング４２の内部には、モータ４５の動作を制御するための回路基板４３が設けられている。回路基板４３は、モータ４５に並んで、高圧空気生成部４の長手方向Ｌ１に沿うように配置されている。回路基板４３は、モータ４５が回路基板４３とポンプ３０（シリンダ３１）との間に位置されるように配置されている。回路基板４３は、例えば、車両Ｖの車両ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に接続されており、車両ＥＣＵからの信号によりモータ４５の動作を制御する。

このように、ポンプ３０は、その中心軸線Ｌ３が高圧空気生成部４の長手方向Ｌ１に沿うように配置されている。すなわち、高圧空気生成部４において、モータ４５とポンプ３０とは、モータ４５の回転軸線Ｌ２とポンプ３０の中心軸線Ｌ３とが略平行になるように配置されている。また、モータ４５とポンプ３０とは、高圧空気生成部４の長手方向Ｌ１において、ウォーム機構５０に対して同じ側（図７および図８において左側）に配置されている。

上記構成の車両用クリーナユニット１およびそれを備える車両Ｖによれば、ベース部材２を挟んで、ノズル６の吐出口６２はベース部材２の一方の側に設けられ、高圧空気生成部４は吐出口６２が設けられている側とは反対側に設けられている。これにより、車両用クリーナユニット１を構成する部品を効率的にレイアウトすることができ、省スペース化を実現することができる。

また、ノズル６がベース部材２と一体化された構成になっているので、製造工程においてベース部材２にノズル６を取り付ける作業を省略することができ、作業効率を向上させることができる。

また、高圧空気生成部４において、モータ４５の回転軸線Ｌ２とポンプ３０の中心軸線Ｌ３とが高圧空気生成部４の長手方向Ｌ１に沿うように、モータ４５とポンプ３０とが略平行に配置されている。そして、これらのモータ４５とポンプ３０とは、高圧空気生成部４の長手方向Ｌ１において、ウォーム機構５０に対して同じ側に配置されている。このため、高圧空気生成部４を構成する部品を効率的にレイアウトすることができ、省スペース化を実現することができる。

また、モータ４５を制御するための回路基板４３が高圧空気生成部４のハウジング４２の内部に配置されているので、更なる省スペース化を実現することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本出願は、２０１７年８月３０日出願の日本特許出願２０１７－１６５４４７号、および２０１７年８月３０日出願の日本特許出願２０１７－１６５４４９号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (5)

1. 車両に搭載された洗浄対象物を洗浄するための車両用クリーナユニットであって、
   単一のモータと、
   前記車両用クリーナユニットの長手方向に延びてその内部に空気が流入されるシリンダと、前記シリンダの内部において前記長手方向に直線運動可能であって前記空気を高圧で前記車両用クリーナユニットの外部へ送り出すピストンと、を有する単一のポンプと、
   前記ピストンを前記長手方向の第一方向に付勢させる付勢部材と、
   前記単一のモータの回転運動を伝達して前記ピストンを前記第一方向とは逆の第二方向へ直線運動させる単一のウォーム機構と、を備え、
   前記単一のモータの回転軸線と前記長手方向とが平行であり、
   前記単一のモータと前記シリンダの全体と前記付勢部材の全体とが前記ウォーム機構に対して前記長手方向において同じ側に位置し、
   前記単一のモータを制御するための回路基板が、前記車両用クリーナユニットのハウジングの内部に配置され、
   前記単一のモータは、前記回路基板と前記シリンダとの間に配置されている、車両用クリーナユニット。
2. 前記回路基板は、前記長手方向に沿って配置されている、請求項１に記載の車両用クリーナユニット。
3. 車両に搭載された洗浄対象物を洗浄するための車両用クリーナユニットであって、
   前記洗浄対象物を支持するベース部材と、
   高圧空気を生成するポンプ、および前記ポンプを駆動する動力源を備えた高圧空気生成部と、
   前記高圧空気を前記洗浄対象物の洗浄面に向けて噴射するノズルと、を備え、
   前記ノズルの吐出口は、前記ベース部材の前記高圧空気生成部が設けられた側とは反対側に設けられ、
   前記ポンプは、シリンダと、前記シリンダの内部において所定方向に直線運動可能なピストンと、を有し、
   前記所定方向は、前記ベース部材の延伸方向と平行である、車両用クリーナユニット。
4. 前記ノズルは、前記ベース部材と一体化されている、請求項３に記載の車両用クリーナユニット。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用クリーナユニットを備えた、車両。

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