JP7503989B2

JP7503989B2 - 付着物除去装置および付着物除去方法

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Publication number: JP7503989B2
Application number: JP2020168499A
Authority: JP
Inventors: 朋久古石
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2020-10-05
Filing date: 2020-10-05
Publication date: 2024-06-21
Anticipated expiration: 2040-10-05
Also published as: JP2022060804A

Description

開示の実施形態は、付着物除去装置および付着物除去方法に関する。

従来、車載カメラのレンズへ向けて噴射口を配置したノズルから圧縮空気等の流体を噴射することで、レンズへ付着した付着物を除去する付着物除去装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１６－００８００５号公報

しかしながら、上述した従来技術には、ポンプの駆動に必要な電源を不要として省エネ化を図るうえで、更なる改善の余地がある。

たとえば、従来の付着物除去装置には、空気を圧縮するポンプを駆動するために、電源が必要な駆動源を用いたものが多くある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、ポンプの駆動に必要な電源を不要として省エネ化を図ることができる付着物除去装置および付着物除去方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る付着物除去装置は、チャンバと、ペダルと、ポンプと、ノズルとを備える。前記チャンバは、流体を蓄圧する。前記ポンプは、前記ペダルのストロークで作動することによって流体を前記チャンバへ送出するように設けられる。前記ノズルは、前記チャンバで蓄圧された流体をセンサの検知面へ向けて噴射する。

実施形態の一態様によれば、ポンプの駆動に必要な電源を不要として省エネ化を図ることができる。

図１は、実施形態に係る付着物除去装置の概要説明図である。図２は、車載カメラが設けられる車両を示す図である。図３は、図２に示すＡ－Ａ’線断面図である。図４は、第１の比較例に係る付着物除去装置の噴射機構の構成例を示す図である。図５は、第２の比較例に係る付着物除去装置の噴射機構の構成例を示す図である。図６は、第１の実施形態に係る付着物除去装置の噴射機構の構成例を示す図である。図７は、第２の実施形態に係る付着物除去装置の噴射機構の構成例を示す図である。図８は、第２の実施形態の変形例に係る付着物除去装置の噴射機構の構成例を示す図である。図９は、第３の実施形態に係る付着物除去装置の噴射機構の構成例を示す図である。図１０は、第４の実施形態に係る付着物除去装置の噴射機構の構成例を示す図である。図１１は、第５の実施形態に係る付着物除去装置の噴射機構の構成例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する付着物除去装置および付着物除去方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下では、付着物除去装置が取り付けられるカメラが、車両Ｖに搭載される車載カメラ５である場合を例に挙げて説明を行う。車載カメラ５はたとえば、車両Ｖの後部に配置され、車両Ｖの後方を撮影するリアカメラである。

まず、実施形態に係る付着物除去装置１０の概要から説明する。図１は、実施形態に係る付着物除去装置１０の概要説明図である。また、図２は、車載カメラ５が設けられる車両Ｖを示す図である。また、図３は、図２に示すＡ－Ａ’線断面図である。

図１に示すように、付着物除去装置１０は、ノズル１１と、噴射機構１２とを備える。

ノズル１１は、噴射機構１２に接続され、噴射機構１２から送出される流体を車載カメラ５のレンズ５ａへ向けて噴射する。ノズル１１は、図１に示すように、たとえば樹脂等で車載カメラ５の本体部５ｂ上部の外形に密着可能であり、かつ、低背な形状となるように形成されている。

また、ノズル１１は、噴射口１１ａが車載カメラ５のレンズ５ａへ向けて側方から流体を噴射可能に配置される。具体的には、ノズル１１は、たとえば図１に示すように、噴射口１１ａがレンズ５ａへ向けて下垂する形状に形成されている。そして、ノズル１１は、ブラケット７に対し、車載カメラ５と一体的に固定される。

噴射機構１２は、流体としてたとえば空気を蓄圧し、図示略の検知装置によってレンズ５ａへの付着物の付着が検知された場合や、ユーザの手動操作を受け付けた場合等をトリガとして、ノズル１１を介し、蓄圧した圧縮空気をレンズ５ａへ向けて噴射する。

なお、図２に示すように、車載カメラ５はたとえば、車両Ｖ後部のライセンスプレート９３の上部であり、かつ、車両Ｖの車幅方向の略中央である位置に設置される。車載カメラ５は、かかる位置から、たとえば車両Ｖ後方のバックビュー用画像を撮像する。

また、図３に示すように、車両Ｖの後部においては、金属製の車体パネル９１へライセンスプレート９３が取り付けられている。また、ライセンスプレート９３の上部においては、車体パネル９１へたとえば樹脂等で形成されたガーニッシュ９２が取り付けられている。

車体パネル９１とガーニッシュ９２との間には、部品等を配置可能な空間９４が形成されている。ガーニッシュ９２の底面９２ａは、その平面方向が、たとえば水平方向と略平行となるように設けられている。なお、底面９２ａには、ガーニッシュ穴９２ｂが開口されている。

車載カメラ５は、たとえばブラケット７を介して車体パネル９１に対し支持される。ブラケット７は、車体パネル９１に開口されたボディ穴９１ａに被せるように固定されている。車載カメラ５は、かかるブラケット７へ取り付けられ、車両Ｖの後方が撮像可能となるように光軸方向を鉛直方向に対し傾けた状態でブラケット７により支持される。

また、ノズル１１は、ブラケット７に対し車載カメラ５と一体的に固定され、噴射機構１２から送出される圧縮空気をレンズ５ａへ向けて噴射する。

ここで、本実施形態の比較例に係る付着物除去装置の噴射機構の構成例について説明する。図４は、第１の比較例に係る付着物除去装置１００の噴射機構１２０の構成例を示す図である。また、図５は、第２の比較例に係る付着物除去装置２００の噴射機構２２０の構成例を示す図である。

図４に示すように、第１の比較例に係る付着物除去装置１００は、噴射機構１２０を備える。噴射機構１２０は、モータと、駆動回路と、ポンプとを備える。ポンプは、シリンダと、ピストンと、バネとを備える。ピストンは、モータの回転角に応じてモータとの係合が周期的に外れるようにモータと連結されている。バネは、ピストンを押す方向に付勢するように設けられている。

かかる噴射機構１２０は、モータの駆動力によりピストンを引き、ポンプのシリンダ内に空気を溜める。また、ピストンが引かれることでバネ荷重が上昇するとともに、モータとピストンとの係合が外れたタイミングでバネがバネ荷重に対する反力によりピストンを押し戻す。そして、ピストンが押し戻されることにより、ピストン内に吸気された空気が排気され、ノズル１１から噴射される。

また、図５に示すように、第２の比較例に係る付着物除去装置２００は、噴射機構２２０を備える。噴射機構２２０は、モータと、駆動回路と、ポンプと、逆止弁２２１と、チャンバ２２２と、電磁弁２２３とを備える。

ポンプは、シリンダと、ピストンとを備える。ピストンは、モータの回転角に応じて往復するようにモータと連結されている。

逆止弁２２１は、ポンプとノズル１１との間で、ポンプの後段およびチャンバ２２２の前段に設けられる。チャンバ２２２は、ポンプとノズル１１との間で、逆止弁２２１の後段および電磁弁２２３の前段に設けられる。電磁弁２２３は、ポンプとノズル１１との間で、チャンバ２２２の後段およびノズル１１の前段に設けられる。

かかる噴射機構２２０は、モータの駆動力によりピストンを往復運動させ、チャンバ２２２へ空気を送り込む。チャンバ２２２は、逆止弁２２１および電磁弁２２３の閉鎖により、ピストンが１回または繰り返し動作することで空気を蓄圧する。モータは、チャンバ２２２内の圧力が所定の圧力となったところでポンプの動作を停止させる。

そして、たとえば前述のトリガに基づいて制御回路により電磁弁２２３が開放されると、チャンバ２２２内に蓄圧された圧縮空気が一斉に排気され、ノズル１１から噴射される。

しかしながら、図４および図５に示す比較例に係る付着物除去装置１００，２００はいずれも、ポンプを動作させるために、電源が必要なモータを用いる必要がある。このため、必要電力が嵩んでしまう。また、複数の車載カメラ５に対応するためには、ポンプを複数設置するか、一つのポンプに対し、空気圧と空気量を大きくして、かかる一つのポンプから分岐させる必要がある。このため、装置の大型化を招きやすい。

そこで、本実施形態では、ペダルのストロークで作動するポンプを用いてチャンバに空気を蓄圧し、蓄圧された圧縮空気を車載カメラ５のレンズ５ａへ向けて噴射することとした。

（第１の実施形態）
図６は、第１の実施形態に係る付着物除去装置１０の噴射機構１２の構成例を示す図である。

図６に示すように、第１の実施形態に係る付着物除去装置１０の噴射機構１２は、ペダルＰと、ポンプ１２ａと、逆止弁１２ｂと、チャンバ１２ｃと、電磁弁１２ｄと、制御回路１２ｅとを備える。

ペダルＰは、アクセルペダル、ブレーキペダル、クラッチペダル、または、ＡＴ（Automatic Transmission）車で左足により踏むことができる専用のペダルである。噴射機構１２は、かかるペダルＰを踏むことによるストロークでポンプ１２ａを作動させる。

逆止弁１２ｂは、ポンプ１２ａとノズル１１との間で、ポンプ１２ａの後段およびチャンバ１２ｃの前段に設けられる。チャンバ１２ｃは、ポンプ１２ａとノズル１１との間で、逆止弁１２ｂの後段および電磁弁１２ｄの前段に設けられる。電磁弁１２ｄは、ポンプ１２ａとノズル１１との間で、チャンバ１２ｃの後段およびノズル１１の前段に設けられる。制御回路１２ｅは、電磁弁１２ｄの開閉を制御する。

かかる噴射機構１２は、ペダルＰのストロークによりポンプ１２ａのピストンを往復運動させ、チャンバ１２ｃへ空気を送り込む。チャンバ１２ｃは、逆止弁１２ｂおよび電磁弁１２ｄの閉鎖により、ポンプ１２ａから送り込まれた空気を蓄圧する。

そして、たとえば前述のトリガに基づいて制御回路１２ｅにより電磁弁１２ｄが開放されると、チャンバ１２ｃ内に蓄圧された圧縮空気が一斉に排気され、ノズル１１から噴射される。

このように、第１の実施形態に係る付着物除去装置１０は、ペダルＰと、ポンプ１２ａと、チャンバ１２ｃと、ノズル１１とを備える。ポンプ１２ａは、ペダルＰのストロークで作動することによって流体を送出するように設けられる。チャンバ１２ｃは、ポンプ１２ａから送出される流体を蓄圧する。ノズル１１は、チャンバ１２ｃで蓄圧された流体を車載カメラ５（「センサ」の一例に相当）のレンズ５ａ（「検知面」の一例に相当）へ向けて噴射する。

したがって、第１の実施形態に係る付着物除去装置１０によれば、ポンプ１２ａの駆動に必要な電源を不要として省エネ化を図ることができる。また、たとえば小型のモータを用いるより大きなポンプ１２ａの駆動力を得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図７は、第２の実施形態に係る付着物除去装置１０Ａの噴射機構１２Ａの構成例を示す図である。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点について主に説明する。

したがって、これまで説明済みの構成要素については、説明を簡略するか、説明を省略する場合がある。この点は、後述する第３の実施形態および第４の実施形態についても同様である。

図７に示すように、第２の実施形態に係る付着物除去装置１０Ａの噴射機構１２Ａは、圧力センサ１２ｆをさらに備える。圧力センサ１２ｆは、チャンバ１２ｃ内の圧力を測定する。また、圧力センサ１２ｆは、制御回路１２ｅに接続されており、チャンバ１２ｃ内の圧力の測定結果を随時、制御回路１２ｅへ出力する。

制御回路１２ｅは、圧力センサ１２ｆによる測定結果を監視する。そして、制御回路１２ｅは、チャンバ１２ｃ内の圧力が所定の圧力以上になると、電磁弁１２ｄを開放する。電磁弁１２ｄが開放されると、チャンバ１２ｃ内に蓄圧された圧縮空気が一斉に排気され、ノズル１１から噴射される。

これにより、チャンバ１２ｃ内がいわばガス抜きされ、チャンバ１２ｃ内が必要以上に過圧されるのを防止することができる。また、チャンバ１２ｃ内の圧力が高まることで、ペダルＰが必要以上に重くなるのを防止することができる。

（第２の実施形態の変形例）
なお、図７では、圧力センサ１２ｆを用いる例を示したが、これに限られるものではない。図８は、第２の実施形態の変形例に係る付着物除去装置１０Ａの噴射機構１２Ａの構成例を示す図である。

図８に示すように、第２の実施形態の変形例に係る付着物除去装置１０Ａの噴射機構１２Ａは、図７に示した圧力センサ１２ｆに代えて、リリーフバルブ１２ｇを備える。

リリーフバルブ１２ｇは、チャンバ１２ｃに接続され、チャンバ１２ｃ内の圧力が所定の圧力以上になると、その圧力により開放されて、チャンバ１２ｃ内に蓄圧された圧縮空気を排気する。

これにより、やはりチャンバ１２ｃ内がガス抜きされ、チャンバ１２ｃ内が必要以上に過圧されるのを防止することができる。また、電力を浪費しないとのメリットもある。

このように、第２の実施形態に係る付着物除去装置１０Ａは、チャンバ１２ｃが、内部の圧力が所定の圧力以上となった場合に、蓄圧された流体を外部へ送出する。

したがって、第２の実施形態に係る付着物除去装置１０Ａによれば、ポンプ１２ａの駆動に必要な電源を不要として省エネ化を図ることができるとともに、チャンバ１２ｃ内が必要以上に過圧されるのを防止することができる。また、ペダルＰの踏力が過大にならず、ペダルＰの本来の機能へ影響が及ぶのを抑えることができる。

また、第２の実施形態に係る付着物除去装置１０Ａは、圧力センサ１２ｆをさらに備える。チャンバ１２ｃは、圧力センサ１２ｆによって測定された圧力が所定の圧力以上となった場合に、内部に蓄圧された流体をノズル１１へ向けて送出する。

したがって、第２の実施形態に係る付着物除去装置１０Ａによれば、圧力センサ１２ｆを用いて、チャンバ１２ｃ内が必要以上に過圧されるのを防止することができる。

また、第２の実施形態に係る付着物除去装置１０Ａは、チャンバ１２ｃに接続されるリリーフバルブ１２ｇをさらに備える。リリーフバルブ１２ｇは、チャンバ１２ｃの内部の圧力が所定の圧力以上となった場合に、チャンバ１２ｃの内部に蓄圧された流体をチャンバ１２ｃの外部へ排気する。

したがって、第２の実施形態に係る付着物除去装置１０Ａによれば、リリーフバルブ１２ｇを用いて、チャンバ１２ｃ内が必要以上に過圧されるのを防止することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図９は、第３の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｂの噴射機構１２Ｂの構成例を示す図である。なお、第３の実施形態では、第１の実施形態および第２の実施形態と異なる点について主に説明する。

図９に示すように、第３の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｂの噴射機構１２Ｂは、ペダルＰとポンプ１２ａとの間にカムリンク機構１２ｈを備える。カムリンク機構１２ｈは、ペダルＰとポンプ１２ａのピストンとを連結する。

カムリンク機構１２ｈは、カム１２ｈａと、リンク１２ｈｂとを有する。カム１２ｈａは、ポンプ１２ａのピストンと一体に設けられる。また、カム１２ｈａは、カム溝を有する。

リンク１２ｈｂは、たとえば略扇状に形成され、カム１２ｈａとペダルＰとを連結する。リンク１２ｈｂは、２つのガイド軸を有しており、一方のガイド軸はカム１２ｈａのカム溝に、他方のガイド軸はペダルＰに設けられたガイド部にそれぞれ係合されている。

そして、カム１２ｈａのカム溝は、ペダルＰのストロークの初期動作の間のみカム１２ｈａがピストンを押すように形成されている。これにより、図９に示すように、ポンプ１２ａのピストンは、ペダルＰの初期動作の間のみ、チャンバ１２ｃへ空気を送り込むこととなる。

このように、第３の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｂは、ペダルＰとポンプ１２ａを連結するように設けられ、ペダルＰのストロークの初期動作の間のみポンプ１２ａが流体を送出するように形成されたカムリンク機構１２ｈをさらに備える。

したがって、第３の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｂによれば、ポンプ１２ａの駆動に必要な電源を不要として省エネ化を図ることができるとともに、ペダルＰのストローク量に対し、ピストンのストローク量を小さくすることができる。また、これにより、ポンプ１２ａのサイズを小さくすることができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。図１０は、第４の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｃの噴射機構１２Ｃの構成例を示す図である。なお、第４の実施形態では、第１～第３の実施形態と異なる点について主に説明する。

図１０に示すように、第４の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｃの噴射機構１２Ｃは、一つのポンプ１２ａおよび一つのチャンバ１２ｃに対し、複数の車載カメラ５のそれぞれに対応する複数の電磁弁１２ｄと、これら電磁弁１２ｄへチャンバ１２ｃからそれぞれ分岐する複数の流路が設けられる。

このように、第４の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｃは、車載カメラ５が複数であり、ポンプ１２ａおよびチャンバ１２ｃがそれぞれ一つであって、車載カメラ５のそれぞれへ向けてチャンバ１２ｃから分岐する複数の流路を備える。

したがって、第４の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｃによれば、ポンプ１２ａの駆動に必要な電源を不要として省エネ化を図ることができる。また、ポンプ１２ａを複数設けず簡素な構成で、複数の車載カメラ５といった複数の付着物の除去対象に対し、選択的に圧縮空気を噴射することができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。図１１は、第５の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｄの噴射機構１２Ｄの構成例を示す図である。なお、第４の実施形態では、第４の実施形態と異なる点について主に説明する。

図１１に示すように、第５の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｄの噴射機構１２Ｄは、一つのポンプ１２ａに対し、複数の車載カメラ５のそれぞれに対応した複数の逆止弁１２ｂ、チャンバ１２ｃおよび電磁弁１２ｄと、これらへポンプ１２ａからそれぞれ分岐する複数の流路が設けられる。

このように、第５の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｄは、車載カメラ５が複数であり、ポンプ１２ａが一つであって、車載カメラ５のそれぞれに対応する複数のチャンバ１２ｃと、チャンバ１２ｃのそれぞれへポンプ１２ａから分岐する複数の流路とを備える。

したがって、第５の実施形態に係る付着物除去装置１０Ｄによれば、ポンプ１２ａの駆動に必要な電源を不要として省エネ化を図ることができる。また、ポンプ１２ａを複数設けず簡素な構成で、複数の車載カメラ５といった複数の付着物の除去対象に対しそれぞれ独立した制御で、たとえば個別でも同時でも同一の圧力で、圧縮空気を噴射することが可能となる。

なお、上述した各実施形態では、ユーザの踏力によるペダルＰのストロークでポンプ１２ａを作動させる例を挙げたが、これに限られるものではなく、ユーザの体重や車両Ｖの振動によりポンプを作動させてもよい。

かかる場合、ポンプは、たとえばペダルＰと一体になった鞴（ふいご）状に設けることとしたうえで、シートの下等に配置する。すると、かかるポンプは、シートに着座したユーザの体重でストロークさせることができる。また、走行中は、車両Ｖの振動による上下動でもストロークさせることができる。

これにより、かかるポンプからチャンバ１２ｃへ送り込まれた空気はチャンバ１２ｃで蓄圧され、電磁弁１２ｄが開放されたタイミングでノズル１１から噴射されることとなる。なお、シートの座り心地に影響が出ないように、一定以上蓄圧されるとガス抜きされることが好ましい。

また、上述した各実施形態では、付着物除去装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄによって付着物が除去される対象が車載カメラ５の検知面であるレンズ５ａである例を挙げたが、これに限られるものではない。

すなわち、たとえばレンズを介して画像を取得したり、車両周辺の物標の情報などを取得したりする光学センサであればよい。具体的には、たとえば車両周辺の物標を検知するレーダ装置等の種々の光学センサの検知面を対象とすることができる。

また、付着物除去装置１０は、たとえば車両だけでなく、船舶や航空機等に設けられてもよい。また、このような移動する機械だけでなく、一定の場所に設置されて運用される機械の付着物除去装置として設けられてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

５車載カメラ
５ａレンズ
５ｂ本体部
７ブラケット
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ付着物除去装置
１１ノズル
１１ａ噴射口
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ噴射機構
１２ａポンプ
１２ｂ逆止弁
１２ｃチャンバ
１２ｄ電磁弁
１２ｅ制御回路
１２ｆ圧力センサ
１２ｇリリーフバルブ
１２ｈカムリンク機構
１２ｈａカム
１２ｈｂリンク
Ｐペダル
Ｖ車両

Claims

流体を蓄圧するチャンバと、
ペダルと、
前記ペダルのストロークで作動することによって流体を前記チャンバへ送出するように設けられたポンプと、
前記チャンバで蓄圧された流体をセンサの検知面へ向けて噴射するノズルと
を備える、付着物除去装置。
前記チャンバは、
内部の圧力が所定の圧力以上となった場合に、蓄圧された流体を外部へ送出する、
請求項１に記載の付着物除去装置。
前記チャンバの内部の圧力を測定する圧力センサ
をさらに備え、
前記チャンバは、
前記圧力センサによって測定された圧力が所定の圧力以上となった場合に、内部に蓄圧された流体を前記ノズルへ向けて送出する、
請求項２に記載の付着物除去装置。
前記チャンバに接続されるリリーフバルブ
をさらに備え、
前記リリーフバルブは、
前記チャンバの内部の圧力が所定の圧力以上となった場合に、前記チャンバの内部に蓄圧された流体を前記チャンバの外部へ排気する、
請求項２に記載の付着物除去装置。
前記ペダルと前記ポンプを連結するように設けられ、前記ペダルのストロークの初期動作の間のみ前記ポンプが流体を送出するように形成されたカムリンク機構
をさらに備える、請求項１～４のいずれか一つに記載の付着物除去装置。
前記センサは、複数であり、
前記ポンプおよび前記チャンバは、それぞれ一つであって、
前記センサのそれぞれへ向けて前記チャンバから分岐する複数の流路
を備える、請求項１～５のいずれか一つに記載の付着物除去装置。
前記センサは、複数であり、
前記ポンプは、一つであって、
前記センサのそれぞれに対応する複数の前記チャンバと、
前記チャンバのそれぞれへ前記ポンプから分岐する複数の流路と
を備える、請求項１～５のいずれか一つに記載の付着物除去装置。
流体を蓄圧するチャンバと、ペダルと、を備える付着物除去装置による付着物除去方法であって、
前記ペダルのストロークによって流体を前記チャンバへ送出することと、
前記チャンバで蓄圧された流体をセンサの検知面へ向けて噴射することと
を含む、付着物除去方法。