车辆用清扫系统及其清扫方法
阅读说明:本技术 车辆用清扫系统及其清扫方法 (Cleaning system for vehicle and cleaning method thereof ) 是由 足立尚太 山内雄介 青山贵裕 于 2020-02-28 设计创作,主要内容包括:车辆用清扫系统(20)进行附着于车辆(10)的清扫对象(11、12、15、16、17)的异物的去除清扫。车辆用清扫系统包括:空气泵(23),其被驱动以生成喷射空气(CA1、CA2);清洗器泵(13b),其被驱动以供给清洗液(Ws);喷射喷嘴(31),其将混合了喷射空气和清洗液的气液混合流体(X)吹送至清扫对象;清洗液贮存部(22b),其构成为对从清洗器泵供给的清洗液进行贮存,并且能够将该贮存的上述清洗液在与喷射空气混合时导出;以及混合输出部(22c),其构成为将混合了喷射空气和从清洗液贮存部导入的清洗液的气液混合流体从喷射喷嘴朝向清扫对象吹送。(A vehicle cleaning system (20) removes and cleans foreign matter adhering to cleaning objects (11, 12, 15, 16, 17) of a vehicle (10). The vehicle cleaning system includes: an air pump (23) driven to generate injection air (CA1, CA 2); a washer pump (13b) that is driven to supply a washer fluid (Ws); an ejection nozzle (31) that ejects a gas-liquid mixed fluid (X) in which ejection air and a cleaning liquid are mixed onto a cleaning object; a cleaning liquid storage section (22b) configured to store the cleaning liquid supplied from the washer pump and to discharge the stored cleaning liquid when the cleaning liquid is mixed with the jet air; and a mixing output section (22c) configured to blow a gas-liquid mixed fluid, in which the jet air and the cleaning liquid introduced from the cleaning liquid storage section are mixed, toward the cleaning object from the jet nozzle.)
相关申请的援引
本申请以2019年3月7日申请的日本专利申请2019-41652号、2019年8月27日申请的日本专利申请2019-154690号以及2020年2月12日申请的日本专利申请2020-021788号为基础,在此援引其记载内容。
技术领域
本公开涉及将流体吹送至车辆的清扫对象以去除异物的车辆用清扫系统及其清扫方法。
背景技术
近年来,车辆的高级驾驶辅助、自动驾驶的技术不断发展,用于掌握车辆的周围状况的传感器不断增加(例如参照专利文献1)。作为其中之一,例如已知存在作为使用光学传感器的测距系统的LIDAR(Light Detection and Ranging:光探测和测距、或LaserImaging Detection and Ranging:激光成像探测和测距),基于本车与对象物之间的光的发射和接收来进行距离测量。
用于掌握车辆周围状况的传感器的感测面(例如,透镜、罩玻璃等的外表面)形成为暴露于车辆的外侧的形式。因此,雨滴等异物会附着于传感器的感测面,在上述测距系统等中,由于异物位于光学传感器的光路上,因此存在测距精度降低的可能性。
因此,进行了如下技术的开发研究:向传感器的感测面吹送混合了气体(空气)和清洗液的气液混合流体(例如参照专利文献2),从而去除并清扫附着于感测面的异物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2018-37100号公报
专利文献2:日本专利特开2016-222074号公报
发明内容
另外,为了更可靠地去除并清扫附着于传感器的感测面的异物,只要使用大型的泵作为用于向感测面吹送气体或清洗液的泵来对感测面强力地吹送气体或清洗液即可,但是若是车辆用的话,则也需要充分考虑装设空间、驱动电力等。因此,作为开发者,进行了如下研究课题:即使不使泵大型化,也能提高去除异物的清扫力,并且提高该去除清扫的清扫力的稳定性。
本公开的目的是提供一种车辆用清扫系统及其清扫方法,能够提高去除附着于车辆的清扫对象的异物的清扫力,并且确保该清扫力的稳定性。
在本公开的第一方式中,车辆用清扫系统进行附着于车辆的清扫对象的异物的去除清扫。车辆用清扫系统包括:空气泵,上述空气泵被驱动以生成喷射空气;清洗器泵,上述清洗器泵被驱动以供给清洗液;喷射喷嘴,上述喷射喷嘴将混合了上述喷射空气和上述清洗液的气液混合流体吹送至上述清扫对象;清洗液贮存部,上述清洗液贮存部构成为能够对从上述清洗器泵供给的上述清洗液进行贮存,并且将该贮存的上述清洗液在与上述喷射空气混合时导出;以及混合输出部,上述混合输出部构成为将混合了上述喷射空气和从上述清洗液贮存部导入的上述清洗液的上述气液混合流体从上述喷射喷嘴朝向上述清扫对象吹送。
根据上述车辆用清扫系统,包括清洗液贮存部和混合输出部而使清洗液混合于喷射空气,由此将混合了喷射空气和清洗液的气液混合流体朝向清扫对象吹送。由此,能够通过少量的清洗液来提高附着于清扫对象的异物的去除清扫。另外,由于将混合于喷射空气的清洗液暂时贮存在清洗液贮存部中来进行供给,因此,与由清洗器泵实现的直接供给相比,能够稳定地供给清扫所需的少量的清洗液。
在本公开的第二方式中,车辆用清扫系统进行附着于车辆的清扫对象的异物的去除清扫。车辆用清扫系统包括:空气泵,上述空气泵被驱动以生成喷射空气;清洗器泵,上述清洗器泵被驱动以供给清洗液;喷射喷嘴,上述喷射喷嘴将混合了上述喷射空气和上述清洗液的气液混合流体吹送至上述清扫对象;喷射空气生成部,上述喷射空气生成部构成为包括上述空气泵和阀装置,并且基于将从上述空气泵供给的压缩空气蓄圧至比上述空气泵的排出压力高的压力且在该蓄压之后向下游侧排出的上述阀装置的动作,生成高压且脉冲状的上述喷射空气;清洗液贮存部,上述清洗液贮存部构成为包括对从上述清洗器泵供给的上述清洗液进行贮存的腔室,并且能够将贮存在上述腔室中的上述清洗液在与上述喷射空气混合时导出;以及混合输出部,上述混合输出部构成为将上述气液混合流体从上述喷射喷嘴朝向上述清扫对象吹送,上述气液混合流体混合了在上述喷射空气生成部中生成的高压且脉冲状的上述喷射空气和从上述清洗液贮存部导入的上述清洗液。
根据上述车辆用清扫系统,在喷射空气生成部中使阀装置以使用从空气泵供给的压缩空气并蓄圧至比空气泵的排出压力高的压力且在该蓄压之后向下游侧排出的方式动作,从而生成高压且脉冲状的喷射空气。即,即使不使泵大型化,也能够实现提高了异物去除性能的喷射空气的生成。另外,通过包括清洗液贮存部和混合输出部而使清洗液混合于在喷射空气生成部中生成的高压且脉冲状的喷射空气,将混合了高压且脉冲状的喷射空气和离散成小粒径的清洗液的气液混合流体朝向清扫对象吹送。由此,能够通过少量的清洗液来提高附着于清扫对象的异物的去除清扫。另外,由于将混合于喷射空气的清洗液暂时贮存在清洗液贮存部中来进行供给,因此,与由清洗器泵实现的直接供给相比,能够稳定地供给清扫所需的少量的清洗液。此外,上述的“空气泵的排出压力”是指将空气泵和喷射喷嘴通过软管直接连接而对空气泵进行驱动时的该流路内的压力。
在本公开的第三方式中,车辆用清扫系统的清扫方法进行附着于车辆的清扫对象的异物的去除清扫。车辆用清扫系统的清扫方法包括以下步骤:对空气泵进行驱动以生成喷射空气;对清洗器泵进行驱动以供给清洗液;将混合了上述喷射空气和上述清洗液的气液混合流体从喷射喷嘴吹送至上述清扫对象;在包括上述空气泵和阀装置的喷射空气生成部中,基于将从上述空气泵供给的压缩空气蓄圧至比上述空气泵的排出压力高的压力且在该蓄压之后向下游侧排出的上述阀装置的动作,生成高压且脉冲状的上述喷射空气;在包括对从上述清洗器泵供给的上述清洗液进行贮存的腔室的清洗液贮存部中,将贮存在上述腔室中的上述清洗液在与上述喷射空气混合时导出;以及在混合输出部中,将上述气液混合流体从上述喷射喷嘴朝向上述清扫对象吹送,上述气液混合流体混合了在上述喷射空气生成部中生成的高压且脉冲状的上述喷射空气和从上述清洗液贮存部导入的上述清洗液。
根据上述车辆用清扫系统的清扫方法,与上述车辆用清扫系统同样地,即使不使泵大型化,也能够实现提高了异物去除性能的高压且脉冲状的喷射空气的生成,并且通过将混合了该喷射空气和离散成小粒径的清洗液的气液混合流体朝向清扫对象吹送,能够通过少量的清洗液来提高附着于清扫对象的异物的去除清扫。另外,由于将混合于喷射空气的清洗液暂时贮存在清洗液贮存部中来进行供给,因此,与由清洗器泵实现的直接供给相比,能够稳定地供给清扫所需的少量的清洗液。
在本公开的第四方式中,车辆用清扫系统进行附着于车辆的清扫对象的异物的去除清扫。车辆用清扫系统包括:空气泵,上述空气泵被驱动以生成喷射空气;清洗器泵,上述清洗器泵被驱动以供给清洗液;喷射喷嘴,上述喷射喷嘴将混合了上述喷射空气和上述清洗液的气液混合流体吹送至上述清扫对象;喷射空气生成部,上述喷射空气生成部构成为包括上述空气泵和阀装置,并且基于将从上述空气泵供给的压缩空气蓄圧至比上述空气泵的排出压力高的压力且在该蓄压之后向下游侧排出的上述阀装置的动作,生成高压且脉冲状的上述喷射空气;清洗液导入部,上述清洗液导入部构成为导入从上述清洗器泵供给的上述清洗液;以及混合输出部,上述混合输出部构成为将上述气液混合流体从上述喷射喷嘴朝向上述清扫对象吹送,上述气液混合流体混合了在上述喷射空气生成部中生成的高压且脉冲状的上述喷射空气和从上述清洗液导入部导入的上述清洗液。
根据上述车辆用清扫系统,在喷射空气生成部中使阀装置以使用从空气泵供给的压缩空气并蓄圧至比空气泵的排出压力高的压力且在该蓄压之后向下游侧排出的方式动作,从而生成高压且脉冲状的喷射空气。即,即使不使泵大型化,也能够实现提高了异物去除性能的喷射空气的生成。另外,通过包括清洗液导入部和混合输出部而使清洗液混合于在喷射空气生成部中生成的高压且脉冲状的喷射空气,将混合了高压且脉冲状的喷射空气和离散成小粒径的清洗液的气液混合流体朝向清扫对象吹送。由此,能够通过少量的清洗液来提高附着于清扫对象的异物的去除清扫。此外,上述的“空气泵的排出压力”是指将空气泵和喷射喷嘴直接连接时的该流路内的压力。
在本公开的第五方式中,车辆用清扫系统的清扫方法进行附着于车辆的清扫对象的异物的去除清扫。车辆用清扫系统的清扫方法包括以下步骤:对空气泵进行驱动以生成喷射空气;对清洗器泵进行驱动以供给清洗液;将混合了上述喷射空气和上述清洗液的气液混合流体从喷射喷嘴吹送至上述清扫对象;在包括上述空气泵和阀装置的喷射空气生成部中,基于将从上述空气泵供给的压缩空气蓄圧至比上述空气泵的排出压力高的压力且在该蓄压之后向下游侧排出的上述阀装置的动作,生成高压且脉冲状的上述喷射空气;将从上述清洗器泵供给的上述清洗液导入到上述清洗液导入部;以及在混合输出部中,将上述气液混合流体从上述喷射喷嘴朝向上述清扫对象吹送,上述气液混合流体混合了在上述喷射空气生成部中生成的高压且脉冲状的上述喷射空气和从上述清洗液导入部导入的上述清洗液。
根据上述清扫方法,与上述车辆用清扫系统同样地,由于混合了高压且脉冲状的喷射空气和离散成小粒径的清洗液的气液混合流体朝向清扫对象吹送,因此,即使不使泵大型化,也能够通过少量的清洗液来提高附着于清扫对象的异物的去除清扫。
附图说明
参照附图和以下详细的记述,可以更明确本公开的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是第一实施方式和第二实施方式的车辆用清扫系统的示意结构图。
图2是用于第一实施方式的车辆用清扫系统的清扫装置的示意结构图。
图3是用于第一实施方式和第二实施方式的清扫装置的阀装置的示意结构图。
图4是第一实施方式和第二实施方式的阀装置的示意结构图。
图5是用于说明第一实施方式和第二实施方式的阀装置的动作的示意结构图。
图6是用于说明第一实施方式和第二实施方式的阀装置的动作的示意结构图。
图7是用于说明第一实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图8是用于说明第一实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图9是用于说明第一实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图10是用于说明第一实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图11是用于说明第一实施方式和第二实施方式的清扫装置的动作的波形图。
图12是用于第二实施方式的车辆用清扫系统的清扫装置的示意结构图。
图13是用于说明第二实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图14是用于说明第二实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图15是用于说明第二实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图16是用于说明第二实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图17是用于第三实施方式的车辆用清扫系统的清扫装置的示意结构图。
图18是用于第三实施方式的清洗液贮存装置的示意结构图。
图19的(a)、(b)是用于说明第三实施方式的清洗液贮存装置的动作的示意结构图。
图20是用于第四实施方式的清洗液贮存装置的示意结构图。
图21的(a)、(b)是用于说明第四实施方式的清洗液贮存装置的动作的示意结构图。
图22是用于第五实施方式的清洗液贮存装置的示意结构图。
图23的(a)、(b)是用于说明第五实施方式的清洗液贮存装置的动作的示意结构图。
图24是用于第六实施方式的车辆用清扫系统的清扫装置的示意结构图。
图25是用于第六实施方式的车辆用清扫系统的清扫装置的示意结构图。
图26是用于第七实施方式的车辆用清扫系统的清扫装置的示意结构图。
图27是用于说明第七实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图28是用于说明第七实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图29是用于说明第七实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图30是用于说明第七实施方式的清扫装置的动作的示意结构图。
图31是用于说明第七实施方式的变形例的清扫装置的动作的波形图。
图32的(a)、(b)是用于说明第七实施方式的变形例的清扫装置的动作的波形图。
图33是第七实施方式的变形例的清扫装置的示意结构图。
图34是第七实施方式的变形例的清扫装置的示意结构图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,对车辆用清扫系统及清扫方法的第一实施方式进行说明。
在图1所示的车辆10中,在前端中央部设置有第一测距传感器11,在后端中央部设置有第二测距传感器12。第一测距传感器11和第二测距传感器12使用光学传感器来构成,该光学传感器进行分别朝向车辆10的前方和后方的规定波长的光的发射和接收。第一测距传感器11和第二测距传感器12分别用于对本车与前方对象物和后方对象物之间的距离进行测量的测距系统(LIDAR等),并且用于实施车辆10的高级驾驶辅助、自动驾驶等的系统。
第一测距传感器11和第二测距传感器12各自自身的感测面(例如,透镜、罩玻璃等的外表面)11a、12a形成为露出于车辆10的外侧的形式。即,由于雨滴等异物附着于各感测面11a、12a而有可能会使测距精度降低,因此,在车辆10装设有用于去除并清扫附着于各感测面11a、12a的异物的车辆用清扫系统20。
车辆用清扫系统20包括第一清扫装置21a和第二清扫装置21b。第一清扫装置21a以设置在车辆10的前端中央部的第一测距传感器11为清扫对象,第二清扫装置21b以设置在车辆10的后端中央部的第二测距传感器12为清扫对象。
此处,本实施方式的第一清扫装置21a和第二清扫装置21b构成为与一般装设于车辆10的清洗器装置13协同动作。清洗器装置13构成为能够通过清洗器泵13b的驱动将贮存于箱13a的清洗液Ws供给至挡风玻璃等,并且向本实施方式的第一清扫装置21a和第二清扫装置21b供给清洗液Ws。
如图2所示,第一清扫装置21a和第二清扫装置21b分别包括喷射空气生成部22a、清洗液贮存部22b和混合输出部22c。喷射空气生成部22a具有空气泵23、阀装置24以及单向阀25。喷射空气生成部22a将从空气泵23供给的压缩空气(喷射空气)CA1通过后述的阀装置24和单向阀25等的动作来生成高压且脉冲状的喷射空气CA2。清洗液贮存部22b具有流路切换阀(流路切换部)26、单向阀(流路切换部)27、贮存部用接头28和腔室29,并且与喷射空气生成部22a并排设置。清洗液贮存部22b将从清洗器泵13b压送的清洗液Ws经由流路切换阀26和单向阀27以规定量贮存在腔室29中。混合输出部22c具有混合部用接头30和喷射喷嘴31。混合输出部22c将在喷射空气生成部22a中生成的喷射空气CA2和从清洗液贮存部22b导入的清洗液Ws通过混合部用接头30混合,并且从喷射喷嘴31朝向作为清扫对象的各感测面11a、12a吹送。此外,第一清扫装置21a和第二清扫装置21b具有相同结构。因此,以下对第一清扫装置21a和第二清扫装置21b的具体结构进行共同的说明。
在喷射空气生成部22a中,空气泵23和阀装置24通过连接软管32a相互连接,阀装置24和单向阀25通过连接软管32b相互连接。连接软管32a、32b由橡胶软管等可挠性材料构成。此外,后述的连接软管32c~32j也由相同材料构成。空气泵23由能生成压缩空气CA1的电动气泵构成。阀装置24将从空气泵23连续供给的压缩空气CA1进一步转换成高压且脉冲状(断续状),并且将该高压且脉冲状的喷射空气CA2朝向单向阀25输出、即经由单向阀25朝向混合输出部22c输出。
如图3和图4所示,阀装置24包括基座构件41、盖构件42、隔膜43和施力弹簧44。阀主体部40由上述结构部件中的基座构件41的一部分、盖构件42、隔膜43和施力弹簧44构成。以下,将基座构件41设为下侧,将盖构件42设为上侧进行说明,但是阀装置24的使用时的朝向不限于此。
基座构件41是树脂制的,在上侧部分具有基台部41a,在下侧部分具有连接部41b。基台部41a构成阀主体部40的壳体的下侧部分,具有圆形形状的底壁部41c以及从底壁部41c的周缘部分向上方立设的圆环状的侧壁部41d。与此相对,盖构件42构成阀主体部40的壳体的上侧部分,具有圆形形状的上壁部32a以及从上壁部32a的周缘部分向下方延伸的圆环状的侧壁部42b。基座构件41和盖构件42是将侧壁部41d的上端面与侧壁部42b的下端面彼此相对地组装而成的。此时,在各构件41、42之间夹持有隔膜43的周缘部43x,能够在保持隔膜43的同时实现各构件41、42之间的密封。隔膜43将自身与基台部41a的底壁部41c及侧壁部41d形成的空间划分为阀室45,并且将由盖构件42的上壁部42a及侧壁部42b形成的空间划分为背压室46。
连接部41b设置在基台部41a的下表面侧,并且呈从基台部41a的底壁部41c暂时向下方延伸并进一步分成两股延伸的倒T字状。将连接部41b的分成两股的一方的空气泵23侧的部位设为导入侧连接部41e,将分成两股的另一方的单向阀25侧的部位设为排出侧连接部41f。导入侧连接部41e使用连接软管32a与空气泵23连接。形成于导入侧连接部41e的内侧的导入流路47与形成于排出侧连接部41f的内侧的排出流路48分别独立,在基台部41a的底壁部41c中分别形成有导入流路47的开口部47a和排出流路48的开口部48a。导入流路47的开口部47a位于基座构件41的基台部41a中的底壁部41c的大致中央部,并且圆筒状地突出。另一方面,排出流路48的开口部48a设置于底壁部41c的周缘部,并且设定于比开口部47a低的位置。另外,开口部48a的开口面积构成为大于开口部47a的开口面积。
隔膜43通过可挠性材料形成为大致圆板状,在大致中央部处,在与导入流路47的开口部47a相对的位置分别具有大致圆柱状的阀芯43a。阀芯43a设定为比导入流路47的开口部47a稍大的直径。隔膜43的阀芯43a和周缘部43x均具有规定的厚度,另一方面,阀芯43a与周缘部43x之间的部位构成为比阀芯43a和周缘部43x薄的薄壁部43b。即,隔膜43的经由薄壁部43b与固定的周缘部43x连接的阀芯43a构成为能够变位。通过这样的阀芯43a的变位动作,阀芯43a与导入流路47的开口部47a抵接或分开,并且在空气泵23与阀室45之间进行流路的开闭。
盖构件42是树脂制的,在与上壁部42a的中央部、即阀芯43a相对的位置具有突状部42c。突状部42c是由压缩螺旋弹簧构成的施力弹簧44的位置限制用的突部,在突状部42c分别插入有施力弹簧44的上部侧。施力弹簧44的上端部与上壁部42a抵接。与此相对,施力弹簧44的下端部与阀芯43a抵接。即,施力弹簧44以上壁部42a为起点,将阀芯43a引导至突状部42c并向下方施力、即将阀芯43a朝向导入流路47的开口部47a施力。另外,上壁部42a在比突状部42c更靠外侧的位置处具有例如将背压室46与盖构件42的外部连通而向大气开放的两个连通孔42d,以使阀芯43a的变位动作不受背压室46内的压力的影响。这样,阀装置24构成为包括阀部40a,上述阀部40a通过阀芯43a对导入流路47的开口部47a进行开闭。
如图2所示,单向阀25包括阀壳25a、阀芯25b、施力弹簧25c和密封环25d。阀壳25a具有导入侧连接部25e和排出侧连接部25f,导入侧连接部25e的内侧的导入流路25x和排出侧连接部25f的内侧的排出流路25y分别与阀壳25a内的阀室25z连通而构成。导入侧连接部25e使用连接软管32b与阀装置24的排出侧连接部41f相互连接。排出侧连接部25f使用连接软管32c与混合部用接头30的第一导入侧连接部30a相互连接。
在阀壳25a内的阀室25z中,在导入流路25x的开口部周围固定有密封环25d,并且由施力弹簧25c施力以使球状的阀芯25b与密封环25d紧贴。即,在来自导入流路25x的流体的流入压力达到规定压力以上时,单向阀25的阀芯25b克服施力弹簧25c的作用力而动作,从闭阀切换为开阀状态,从而将阀装置24的喷射空气CA2朝向混合输出部22c的混合部用接头30输出。
用于清洗液贮存部22b的流路切换阀26包括第一壳体构件51、第二壳体构件52以及隔膜53。第一壳体构件51是树脂制的,构成为第一导入侧连接部51b从大致有底圆筒状的第一筒状主体部51a的底部延伸,第一排出侧连接部51c从周壁部延伸。第一导入侧连接部51b与从清洗器泵13b延伸的连接软管32d连接。在第一筒状主体部51a的内侧设置有第一阀室51x,并且第一导入侧连接部51b的内侧的第一导入流路51y与第一排出侧连接部51c的内侧的第一排出流路51z能够经由第一阀室51x连通。第一阀室51x内的第一导入流路51y的开口部51d从第一筒状主体部51a的底部圆筒状地突出。第二壳体构件52是树脂制的,构成为第二导入侧连接部52b从大致有底圆筒状的第二筒状主体部52a的周壁部延伸,第二排出侧连接部52c从底部延伸。在第二筒状主体部52a的内侧设置有第二阀室52x,并且第二导入侧连接部52b的内侧的第二导入流路52y与第二排出侧连接部52c的内侧的第二排出流路52z能够经由第二阀室52x连通。第二阀室52x内的第二排出流路52z的开口部52d从第二筒状主体部52a的底部圆筒状地突出。上述第一壳体构件51和第二壳体构件52的流体的导入和排出的设定是相反的,但是构成为彼此相同的形状。
然后,第一壳体构件51和第二壳体构件52以使各筒状主体部51a、52a的开口端面相对的方式相互组装。在这种情况下,设置于各筒状主体部51a、52a的底部的第一导入侧连接部51b和第二排出侧连接部52c在一直线上排列,并且彼此朝向相反的方向。设置于各筒状主体部51a、52a的周壁部的第一排出侧连接部51c和第二导入侧连接部52b彼此平行地排列,并且朝向相同的方向。另外,当对第一壳体构件51和第二壳体构件52进行组装时,在各筒状主体部51a、52a的开口端面之间夹持有隔膜53的周缘部53x,能够在保持隔膜53的同时实现各构件51、52之间的密封,进而划分出第一阀室51x和第二阀室52x。
隔膜53通过可挠性材料形成为大致圆板状,在大致中央部处,在与第一导入流路51y的开口部51d和第二排出流路52z的开口部52d相对的位置具有大致圆柱状的阀芯53a。阀芯53a设定为比各开口部51d、52d稍大的直径。隔膜53的阀芯53a和周缘部53x均具有规定的厚度,另一方面,阀芯53a与周缘部53x之间的部位构成为比阀芯53a和周缘部53x薄的薄壁部53b。即,隔膜53的经由薄壁部53b与固定的周缘部53x连接的阀芯53a构成为能够变位。阀芯53a从与第一导入流路51y的开口部51d和第二排出流路52z的开口部52d均分开的中立位置变位至与第二排出流路52z的开口部52d抵接而仅与第一导入流路51y的开口部51d分开的位置、或与第一导入流路51y的开口部51d抵接而仅与第二排出流路52z的开口部52d分开的位置。
即,在阀芯53a将第二排出流路52z的开口部52d封闭且将第一导入流路51y的开口部51d开放的一次侧开阀状态(二次侧闭阀状态)下,第一导入流路51y和第一排出流路51z经由第一阀室51x相互连通。即,在阀芯53a将第一导入流路51y的开口部51d封闭且将第二排出流路52z的开口部52d开放的二次侧开阀状态(一次侧闭阀状态)下,第二导入流路52y和第二排出流路52z经由第二阀室52x相互连通。隔膜53以将一次侧流路和二次侧流路互补地开闭的方式动作。
单向阀27与喷射空气生成部22a的单向阀25相同。即,单向阀27包括阀壳27a、阀芯27b、施力弹簧27c和密封环27d,导入侧连接部27e的内侧的导入流路27x和排出侧连接部27f的内侧的排出流路27y分别与阀壳27a内的阀室27z连通而构成。导入侧连接部27e使用连接软管32e与流路切换阀26的第一排出侧连接部51c相互连接。排出侧连接部27f使用连接软管32f与贮存部用接头28的导入侧连接部28a相互连接。在来自导入流路27x的流体的流入压力达到规定压力以上时,单向阀27的阀芯27b克服施力弹簧27c的作用力而动作,从闭阀切换为开阀状态,从而经由流路切换阀26将压送的清洗液Ws从清洗器泵13b朝向贮存部用接头28输出。
贮存部用接头28例如是Y型接头,包括导入侧连接部28a、排出侧连接部28b和中继连接部28c。贮存部用接头28的排出侧连接部28b和中继连接部28c设置在一直线上,导入侧连接部28a靠近并倾斜地设置于该排出侧连接部28b。导入侧连接部28a、排出侧连接部28b和中继连接部28c的内侧的导入流路28x、排出流路28y和中继流路28z相互连通。中继连接部28c使用连接软管32g与腔室29的输入输出连接部29e相互连接,排出侧连接部28b使用连接软管32h与流路切换阀26的第二导入侧连接部52b相互连接。
腔室29包括贮存壳体(壳体构件)29a、活塞29b和施力弹簧(施力构件)29c,在活塞29b的外周部还包括圆环状的密封垫29d。贮存壳体29a呈大致有底圆筒状,并且在一方的端面侧具有输入输出连接部29e。活塞29b以沿贮存壳体29a的轴向能移动的方式收容于贮存壳体29a的内侧。另外,活塞29b能够在通过密封垫29d与贮存壳体29a的内周面液密地抵接的同时进行移动。即,活塞29b构成为对与输入输出连接部29e的内侧的输入输出流路29x连通的贮存壳体29a的内侧的贮存室29y进行划分,并且使其容积变大变小。此外,在贮存壳体29a的另一方的端面侧设置有使活塞29b的背压向大气开放的连通孔29f。
这样的腔室29通过从流路切换阀26的第一排出侧连接部51c压送的来自清洗器泵13b的清洗液Ws,克服施力弹簧29c的作用力而使活塞29b后退,从而使贮存室29y的容积扩大。即,腔室29在贮存室29y内贮存规定量的清洗液Ws。之后,若停止清洗液Ws的压送,则在腔室29中,活塞29b被施力弹簧29c的作用力挤出,从而使贮存室29y的容积缩小。于是,贮存在贮存室29y中的清洗液Ws朝向流路切换阀26的第二导入侧连接部52b排出,并且用于从该前端的喷射喷嘴31的喷射。此外,对于腔室29的更详细的动作,在后面连同流路切换阀26的动作一起进行描述。
用于混合输出部22c的混合部用接头30例如是T型接头,并且在导入侧包括第一导入侧连接部30a和第二导入侧连接部30b,在排出侧包括排出侧连接部30c。混合部用接头30的第一导入侧连接部30a和排出侧连接部30c设置在一直线上,第二导入侧连接部30b设置成与各连接部30a、30c正交。第一导入侧连接部30a的内侧的第一导入流路30x及第二导入侧连接部30b的内侧的第二导入流路30y与排出侧连接部30c的内侧的排出流路30z相互连通。如上所述,第一导入侧连接部30a与喷射空气生成部22a连接。第二导入侧连接部30b使用连接软管32i与清洗液贮存部22b的流路切换阀26的第二排出侧连接部52c相互连接。排出侧连接部30c使用连接软管32j与喷射喷嘴31相互连接。
然后,第一清扫装置21a和第二清扫装置21b所包括的喷射喷嘴31的自身的喷射口31a分别朝向图1所示的第一测距传感器11的感测面11a和第二测距传感器12的感测面12a配置。将从清洗液贮存部22b供给至混合输出部22c的规定量的清洗液Ws与由阀装置24和空气泵23生成的高压且脉冲状的喷射空气CA2一起从喷射喷嘴31喷射,并且作为气液混合流体X向各感测面11a、12a的合适范围吹送。
如图1所示,第一清扫装置21a和第二清扫装置21b的各空气泵23、以及清洗器装置13的清洗器泵13b由装设于车辆10的各种ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)、即上位ECU 100、前侧ECU 101和后侧ECU 102控制。上位ECU 100、前侧ECU 101和后侧ECU102作为车辆用清扫系统20的控制装置而包括在该清扫系统20中。前侧ECU 101包括对第一清扫装置21a的空气泵23和清洗器泵13b进行控制的功能,后侧ECU 102包括对第二清扫装置21b的空气泵23进行控制的功能。上位ECU 100进行前侧ECU 101以及后侧ECU 102的统筹控制。作为车辆用清扫系统20,第一清扫装置21a及第二清扫装置21b和清洗器装置13进行相互协作的控制。
对本实施方式的动作及作用进行说明。
[关于阀装置24的单体的动作]
如图4所示,在阀装置24的非工作状态下,阀部40a处于完全闭阀状态、即隔膜43的阀芯43a将导入流路47的开口部47a设为密闭状态。
若通过空气泵23的驱动连续地供给压缩空气CA1,则在由施力弹簧44的作用力实现的阀芯43a的闭阀状态的维持作用下,包括阀装置24的导入流路47和连接软管32a在内的导入侧的压力P1上升(参照图11)。如图3所示,导入侧的压力P1作用于阀芯43a的与面积S1对应的部位、即与开口部47a的面积对应的比较窄的部位。作用于阀芯43a的按压力F1是导入侧的压力P1和面积S1的乘积,F1=P1×S1。而且,导入侧的闭阀状态的压力P1上升至比空气泵23的排出压力P0充分高的压力。此处,上述空气泵23的排出压力P0不是在空气泵23自身的排出口截止(从空气泵23的排出流量为0)的情况下的排出压力,而是在将空气泵23和喷射喷嘴31通过连接软管32a直接连接的情况下对空气泵23进行驱动时的连接软管32a内的压力(以下,简称为“空气泵23的排出压力P0”)。
另外,随着导入侧的压力P1的上升,在阀部40a中,如图5所示,构成为在阀芯43a与开口部47a之间产生微小的间隙,并且阀室45中的压缩空气CA1的一部分作为泄漏CAx稍微漏出。即,由于阀室45在下游侧的排出流路48和连接软管32b的前端具有单向阀25,因此,阀室45内的压力P2也逐渐地上升。如图3所示,阀室45内的压力P2作用于隔膜43的薄壁部43b的与面积S2对应的部位、即与除去开口部47a的面积的薄壁部43b整体(严格来讲包括阀芯43a的周缘部)的面积对应的比较宽的部位。作用于薄壁部43b的按压力F2是阀室45内的压力P2与面积S2的乘积,F2=P2×S2。由于压力P2所作用的薄壁部43b的面积S2比压力P1所作用的阀芯43a的面积S1宽,因此,即使压力P2比压力P1低,作为按压力F2的影响力也很大。
接着,若导入侧的压力P1和阀室45内的压力P2同时上升至比空气泵23的排出压力P0充分高的规定压力,则将作用于阀芯43a的按压力F1和作用于薄壁部43b的按压力F2合计而成的隔膜43的按压力“F1+F2”会超过基于施力弹簧44的作用力的规定按压力。于是,如图6所示,隔膜43整体大幅度变位,阀部40a成为开阀状态。即,阀芯43a与开口部47a分开,导入流路47、阀室45和排出流路48成为导通状态。刚要开阀之前的导入侧的压力P1充分高于空气泵23的排出压力P0,导入流路47的高压的压缩空气CA1由于开阀而立即经过阀室45流向排出流路48。排出侧的压力P3急剧增加(参照图11),从排出流路48朝向单向阀25、进而朝向比单向阀25更靠下游侧的混合输出部22c的喷射喷嘴31输出高压的喷射空气CA2。
另一方面,导入侧的压力P1急剧减少(参照图11),最终隔膜43从开阀切换为闭阀。即,阀室45内的压力P2也下降,基于施力弹簧44的作用力的规定按压力胜过基于两个压力P1、P2的隔膜43的按压力“F1+F2”,阀部40a的阀芯43a将导入流路47的开口部47a封闭。排出侧的压力P3变得充分低,导入侧的压力P1再次转为上升。导入侧的压力P1再次上升直到由于泄漏CAx而使隔膜43开阀为止。然后,通过重复上述操作,在包括阀装置24的喷射空气生成部22a中生成高压且脉冲状的喷射空气CA2(参照图11)。
[关于车辆用清扫系统20的动作]
如图2所示,在车辆用清扫系统20的第一清扫装置21a和第二清扫装置21b的非动作状态下,喷射空气生成部22a的阀装置24的阀部40a处于闭阀状态,阀芯43a将导入流路47封闭(参照图4)。另外,喷射空气生成部22a的单向阀25和清洗液贮存部22b的单向阀27也处于闭阀状态。另外,清洗液贮存部22b的流路切换阀26的阀芯53a处于中立位置。腔室29处于活塞29b的挤出程度最大的状态,在贮存室29y中未贮存清洗液Ws。
然后,在上位ECU 100中,若基于附着于第一测距传感器11的感测面11a和第二测距传感器12的感测面12a的雨滴等异物、或者无论有无异物都每隔规定时间向对应的第一清扫装置21a和第二清扫装置21b发出清扫指令,则通过前侧ECU 101和后侧ECU 102依次对各清扫装置21a、21b的空气泵23和清洗器装置13的清洗器泵13b进行驱动。
如图11所示,在本实施方式中,例如,先进行清洗器泵13b的规定期间T1的驱动,接着,在该清洗器泵13b停止之后,进行空气泵23的规定期间T2的驱动。
即,首先,基于清扫指令使清洗器泵13b在从时间t1到时间t2为止的规定期间T1内驱动。如图7所示,基于清洗器泵13b的驱动,在从清洗器泵13b压送清洗液Ws时,清洗液贮存部22b的流路切换阀26的隔膜53向二次侧挠曲,使第一导入流路51y的开口部51d开放,并且阀芯53a变位以将第二排出流路52z的开口部52d封闭,从而使流路切换阀26成为一次侧开阀状态。经过流路切换阀26的清洗液Ws接着使单向阀27开阀,进而经由贮存部用接头28的导入流路28x和中继流路28z导入到腔室29。另外,经过单向阀27的清洗液Ws也从贮存部用接头28的排出流路28y导入到流路切换阀26的第二导入流路52y。
此处,在流路切换阀26中,清洗液Ws流入一次侧,并且也流入二次侧,但是通过将清洗液Ws输送至隔膜53中的阀芯53a和薄壁部53b的输送压力所作用的一次侧与仅将清洗液Ws输送至薄壁部53b的输送压力所作用的二次侧的压力平衡来维持一次侧开阀状态。即,为了维持二次侧闭阀状态,在腔室29中,进行克服由清洗液Ws引起的活塞29b的施力弹簧29c的作用力的后退动作,并且在贮存室29y及其周围的连接软管32h、32g、32f、流路切换阀26的第二阀室52x等中贮存有充分的清洗液Ws。另外,由于维持了二次侧闭阀状态,因此,即使在包括腔室29的上述的流路中贮存有充分的清洗液Ws的状态下继续清洗器泵13b的驱动,也能够抑制进一步的清洗液Ws的贮存。换言之,如果根据周围温度、驱动电压、清洗液Ws的粘度等的每次变化而多余地驱动清洗器泵13b,则每次都能够贮存相同量的清洗液Ws。
接着,如图8所示,在基于清洗器泵13b的停止而停止清洗液Ws的压送时,单向阀27成为闭阀状态。即,从腔室29观察,流路切换阀26的一次侧和二次侧的双方的流路被开放的状态切换为流路切换阀26的一次侧的流路封闭、仅二次侧的流路开放的状态。在腔室9中,受到施力弹簧29c的作用力的活塞29b开始挤出动作。在流路切换阀26中,向一次侧输送清洗液Ws的输送压力消失,另一方面,从腔室29在二次侧作用有基于活塞29b的挤出动作的清洗液Ws的输送压力,从而切换为二次侧开阀状态。即,在流路切换阀26中,隔膜53向一次侧挠曲,并且阀芯53a变位,以使第一导入流路51y的开口部51d封闭,并且使第二排出流路52z的开口部52d开放,从而成为二次侧开阀状态、一次侧闭阀状态。
通过上述动作,从腔室29挤出的清洗液Ws不会通过单向阀27返回到流路切换阀26的一次侧,而是经由流路切换阀26的二次侧导出到混合输出部22c。在这种情况下,在包括混合部用接头30的导入流路30x和排出流路30z的混合流路33中填充有规定量的清洗液Ws,并且等待从喷射空气生成部22a供给的喷射空气CA2。这样,作为向混合流路33填充清洗液Ws的起点的本实施方式的清洗器泵13b的驱动与从喷射喷嘴31直接喷射清洗液Ws来进行异物的去除清扫的一般的使用目的不同,能够抑制驱动期间或驱动电力等,并且使用的清洗液Ws也能够抑制为非常少量。此外,能够通过改变腔室29的贮存室29y的大小等容易地设定向混合流路33填充的清洗液Ws的填充量。
接着,如图11所示,在清洗器泵13b停止后的从时间t3到时间t4为止的规定期间T2期间内,对空气泵23进行驱动。在基于空气泵23的驱动而从空气泵23供给压缩空气CA1时,进行上述阀装置24的从图4到图6所示的动作,并且生成比空气泵23的排出压力P0更高压的高压且脉冲状的喷射空气CA2。此外,图9所示的状态是基于空气泵23的驱动而使阀装置24将压缩空气CA1的压力上升至比空气泵23的排出压力P0充分高的压力的图5所示的完全开阀之前的状态。图10所示的状态是阀装置24成为图6所示的完全打开状态且将比空气泵23的排出压力P0充分高的压力的空气作为喷射空气CA2输出的状态。然后,重复上述动作而在阀装置24中生成的高压且脉冲状的喷射空气CA2经由单向阀25导入到混合输出部22c。
此时,如图10所示,由于在混合输出部22c的混合流路33中填充有清洗液Ws,因此,若高压且脉冲状的喷射空气CA2被导入到混合流路33,则混合了该喷射空气CA2和通过该喷射空气CA2而离散成小粒径的清洗液Ws的气液混合流体X从喷射喷嘴31的喷射口31a喷射。混合了清洗液Ws和喷射空气CA2的气液混合流体X被吹送至图1所示的第一测距传感器11的感测面11a和第二测距传感器12的感测面12a。
即,在本实施方式中,与仅简单地吹送清洗液Ws、仅简单地吹送喷射空气CA2的方式不同,能够将高压喷射空气CA2自身和通过该喷射空气CA2而离散成小粒径的清洗液Ws以较快的速度吹送至各感测面11a、12a。因此,能够有效地去除附着于各感测面11a、12a的雨滴等异物,从而有助于良好地维持测距精度。而且,由于能生成比空气泵23的排出压力P0充分高压的喷射空气CA2,因此,也能够使用小型的空气泵23。
对本实施方式的效果进行说明。
(1)本实施方式的车辆用清扫系统20的各清扫装置21a、21b在喷射空气生成部22a中使阀装置24以使用从空气泵23供给的压缩空气CA1并蓄圧至比空气泵23的排出压力P0高的压力且在蓄压之后向下游侧排出的方式动作,从而生成高压且脉冲状的喷射空气CA2。即,即使不使空气泵23大型化,也能够实现提高了异物去除性能的喷射空气CA2的生成。另外,包括清洗液贮存部22b和混合输出部22c而使清洗液Ws混合于在喷射空气生成部22a中生成的高压且脉冲状的喷射空气CA2,从而将混合了高压且脉冲状的喷射空气CA2和离散成小粒径的清洗液Ws的气液混合流体X以高压、高速朝向各测距传感器11、12的感测面11a、12a吹送。因此,能够通过少量的清洗液Ws来提高附着于各感测面11a、12a的异物的去除清扫。另外,由于在将混合于喷射空气CA2的清洗液Ws暂时贮存在清洗液贮存部22中的同时进行供给,因此,与由清洗器泵13b实现的直接供给相比,能够稳定地供给清扫所需的少量且定量的清洗液Ws。换言之,使用少量的清洗液Ws即可,相应地仅通过清洗器泵13b的小驱动(短时间的驱动)来应对,虽然由于周围温度、驱动电压、清洗液Ws的粘度等的每次变化而有可能影响清洗液Ws的稳定供给,但是通过如本实施方式构成为暂时贮存在腔室29中,能够吸收每次变化。因此,每次能够供给相同量的清洗液Ws,从而有助于提高清扫力的稳定性。
(2)在喷射空气生成部22a中,阀装置24的阀部40a通过阀芯43a使压缩空气CA1的导入流路47闭阀,并且将从空气泵23供给的压缩空气CA1蓄压至比空气泵23的排出压力P0高的压力。另外,阀部40a和单向阀25也作为辅助机构发挥作用,在上述蓄压时,从导入流路47产生压缩空气CA1的泄漏CAx,并且在泄漏侧(阀室45等)处进行蓄压。接着,基于在导入流路47和泄漏侧(阀室45等)处蓄压的两个压力P1、P2来使阀芯33a开阀,并且将在导入流路47中蓄压的压缩空气CA1输出至排出流路48。然后,之后构成为使阀芯43a恢复闭阀,以便能够再次在导入流路47中蓄压。即,通过这样的空气泵23、阀装置24和单向阀25,能够生成高压且脉冲状的喷射空气CA2。
(3)构成清洗液贮存部22b的腔室29能够用使用贮存壳体29a、活塞29b和施力弹簧29c的简单结构来实现。另外,通过使用腔室29自身所包括的施力弹簧29c的作用力来导出贮存的清洗液Ws,能够提高处于清洗液Ws的流路以外的腔室29的独立性,并且能够期待腔室29的配置自由度变高等效果。
(4)构成清洗液贮存部22b的流路切换阀26的清洗器泵13b与腔室29之间的一次侧流路和腔室29与混合输出部22c之间的二次侧流路能够由共用的隔膜53互补地开闭,从而构成为一个阀。而且,清洗液贮存部22b能够以使用流路切换阀26和单向阀27这两个阀的简单的结构来实现在从清洗器泵13b供给清洗液Ws时、停止该供给时、从腔室29导出清洗液Ws时之类的各时刻的流路的切换。
(5)通过在喷射空气生成部22a的阀装置24的下游侧包括单向阀25,能够更可靠地进行阀部40a的下游侧的蓄压(压力P2的上升)。
(6)进行对空气泵23进行驱动的期间T2的结束时间晚于对清洗器泵13b进行驱动的期间T1的结束时间的控制。即,由于在各感测面11a、12a上残留清洗液Ws时而可能成为异物,因此,通过清洗器泵13b的驱动而在之后结束空气泵23的驱动,从而能够在之后仅将喷射空气CA2吹送至各感测面11a、12a。由此,能够抑制在各感测面11a、12a上残留清洗液Ws。
(第二实施方式)
以下,对车辆用清扫系统及清扫方法的第二实施方式进行说明。在本实施方式中,第一清扫装置21a和第二清扫装置21b的腔室29的结构和与之相关的动作与上述第一实施方式稍有不同。以下,以该不同点为中心进行说明。
如图12所示,本实施方式的腔室29省略了施力弹簧29c,另一方面,在贮存壳体29a的另一端面设置有空气导入用连接部29g,从由施力弹簧29c的作用力实现的动作改变为由来自空气泵23的压缩空气CA1的压力实现的动作。空气导入用连接部29g的内侧的导入流路29z与活塞29b的背面侧的空间、即与夹着活塞29b自身与贮存清洗液Ws的贮存室29y相反一侧的空间连通。
另外,空气泵23与阀装置24之间的压缩空气CA1的流路和腔室29使用例如由T型接头构成的空气分支接头34相互连接。空气分支接头34构成为具有导入侧连接部34a以及第一排出侧连接部34b和第二排出侧连接部34c,导入侧连接部34a和第一排出侧连接部34b在一直线上,并且第二排出侧连接部34c与它们正交。导入侧连接部34a的内侧的导入流路34x与第一排出侧连接部34b的内侧的第一排出流路34y和第二排出侧连接部34c的内侧的第二排出流路34z相互连通。另外,将空气泵23与阀装置24之间连接的上述第一实施方式中使用的连接软管32a被分割为连接软管32a1、32a2这两部分,导入侧连接部34a使用连接软管32a1与空气泵23连接,第一排出侧连接部34b使用连接软管32a2与阀装置24连接。第二排出侧连接部34c使用连接软管32k与腔室29的空气导入用连接部29g连接。与上述同样地,连接软管32a1、32a2、32k也由橡胶软管等可挠性材料构成。
对本实施方式的动作及作用进行说明。
[关于车辆用清扫系统20的动作]
如图11所示,在本实施方式中,例如,也是先进行清洗器泵13b的规定期间T1的驱动,接着,在该清洗器泵13b停止之后,进行空气泵23的规定期间T2的驱动。
首先,如图13所示,基于清洗器泵13b的驱动,在从清洗器泵13b压送清洗液Ws时,清洗液贮存部22b的流路切换阀26的隔膜53向二次侧挠曲,流路切换阀26维持在一次侧开阀状态、二次侧闭阀状态,这与上述第一实施方式相同。经过流路切换阀26的清洗液Ws经由单向阀27和贮存部用接头28导入到腔室29。在腔室29中,进行由清洗液Ws实现的活塞29b的后退动作,在贮存室29y或其周围的连接软管32h、32g、32f、流路切换阀26的第二阀室52x等中贮存有充分的清洗液Ws。此外,由于能够构成为与省略施力弹簧29c的量对应地增大腔室29的贮存室29y,因此,在设为清洗液Ws的贮存量的增量或与上述第一实施方式相同的贮存量的情况下,能实现腔室29的小型化。另外,由于施力弹簧29c的作用力不作用于活塞29b的后退,因此,后退所需的压力较小即可。
接着,如图14所示,在基于清洗器泵13b的停止而停止清洗液Ws的压送时,单向阀27成为闭阀状态,这与上述第一实施方式相同。另一方面,作为不同的动作,本实施方式的腔室29构成为省略施力弹簧29c而受到来自后面的空气泵23的压缩空气CA1的压力来进行活塞29b的挤出动作,因此,在当前时间点不进行活塞29b的挤出动作。另外,流路切换阀26中,虽然在一次侧没有清洗液Ws的输送压力,但是由于在二次侧也没有来自腔室29的清洗液Ws的输送压力的作用,因此,隔膜53处的例如挠曲恢复,从而使阀芯53a处于中立位置。在这种情况下,虽然在阀芯53a与第二喷出流路52z的开口部52d之间产生微小的间隙,但是清洗液Ws不会从第二阀室52x向第二排出流路52z大量漏出。
接着,在基于空气泵23的驱动而从空气泵23供给压缩空气CA1时,进行上述阀装置24的从图4到图6所示的动作,并且生成比空气泵23的排出压力P0更高压的高压且脉冲状的喷射空气CA2,这与上述第一实施方式相同。此外,图15所示的状态是基于空气泵23的驱动而使阀装置24将压缩空气CA1的压力上升至比空气泵23的排出压力P0充分高的压力的图5所示的完全开阀之前的状态。图16所示的状态是阀装置24成为图6所示的完全打开状态且将比空气泵23的排出压力P0充分高的压力的空气作为喷射空气CA2输出的状态。然后,重复上述动作而在阀装置24中生成的高压且脉冲状的喷射空气CA2经由单向阀25导入到混合输出部22c。
另外,如图15所示,来自空气泵23的压缩空气CA1的一部分也被供给到腔室29,并且用于活塞29b的按压动作。在活塞29b的按压动作开始时,通过基于该挤出动作的清洗液Ws的输送压力,流路切换阀26切换为二次侧开阀状态,规定量的清洗液Ws经由流路切换阀26的二次侧导出并填充到混合输出部22c的混合流路33。
而且,如图16所示,若高压且脉冲状的喷射空气CA2被导入到混合流路33,则与上述第一实施方式同样地,混合了该喷射空气CA2和通过该喷射空气CA2而离散成小粒径的清洗液Ws的气液混合流体X从喷射喷嘴31喷射。由此,在本实施方式中,也能够有效去除清扫附着于图1所示的各测距传感器11、12的感测面11a、12a上的异物。
对本实施方式的效果进行说明。
(1)在本实施方式中,也能够得到与上述第一实施方式的效果(1)、(2)、(4)~(6)相同的效果。
(2)构成清洗液贮存部22b的本实施方式的腔室29构成为使用贮存壳体29a和活塞29b,并且使用来自空气泵23的压缩空气CA1的一部分来导出所贮存的清洗液Ws。因此,能够通过省略了施力弹簧29c的简单结构来实现。
(第三实施方式)
以下,对车辆用清扫系统的第三实施方式进行说明。在本实施方式中,第一清扫装置21a和第二清扫装置21b的清洗液贮存部22b的结构和与之相关的动作与第一实施方式不同。以下,以该不同点为中心进行说明。
图2所示的上述第一实施方式的清洗液贮存部22b构成为通过各连接软管32e、32f、32g、32h将流路切换阀26、单向阀27、贮存部用接头28和腔室29的各个部件连接。与此相对,图17和图18所示的本实施方式的清洗液贮存部22b将具有与上述第一实施方式的清洗液贮存部22b相同功能的构件构成为一个单元的清洗液贮存装置(清洗液贮存部)60a。
具体而言,如图18所示,本实施方式的清洗液贮存装置60a包括大致有底圆筒状的壳体主体61和对壳体主体61的开口部进行封闭的盖构件62,在壳体主体61的底部中央具有导入侧连接部61a,在盖构件62的中央部具有排出侧连接部62a。导入侧连接部61a和排出侧连接部62a沿壳体主体61的轴向彼此向相反方向延伸。导入侧连接部61a与从清洗器泵13b延伸的连接软管32d连接,排出侧连接部62a与混合部用接头30的第二导入侧连接部30b连接。
导入侧连接部61a的内侧的导入流路61x在壳体主体61内与由后述的活塞70划分的贮存室65连通,排出侧连接部62a的内侧的排出流路62x通过从盖构件62的内侧中央沿轴向延伸至壳体主体61的底部附近的内侧筒部62b与贮存室65连通。在内侧筒部62b(排出流路62x)的开口部62c与导入流路61x的开口部61b之间,由大致圆板状的橡胶片等构成的阀芯66能变位地配置在开口部62c、61b之间。
阀芯66具有凸缘部66a。在阀芯66上以与凸缘部66a的朝向排出侧连接部62a的面抵接的方式安装有垫圈67。另外,在内侧筒部62b的前端部安装有垫圈68。垫圈67、68具有相同的结构,呈圆环状并且具有贯通孔67a、68a。垫圈68与设置于内侧筒部62b的前端部的外周面的卡定部62d的朝向导入侧连接部61a的面抵接。在上述垫圈67、68之间夹设有施力弹簧69。施力弹簧69以与内侧筒部62b的卡定部62d卡定的垫圈68为起点,通过垫圈67对阀芯66施力。
在相对于垫圈68靠近排出侧连接部62a的空间中,圆环状的活塞70配置在内侧筒部62b周围。活塞70构成为具有圆环状的橡胶密封垫71和在橡胶密封垫71中配置于朝向排出侧连接部62a的部位的垫圈72。活塞70在自身的垫圈72与盖构件62之间夹设有配置在内侧筒部62b周围的施力弹簧73。施力弹簧73对活塞70施力,以使活塞70与垫圈68相对、即与从垫圈68的贯通孔68a流入的清洗液Ws(参照图19的(a))相对。在构成活塞70的橡胶密封垫71的纵截面(轴向截面)中,作为承受清洗液Ws的流入压力的部分的受压部71a呈朝向垫圈68分支成两股的倒Y字状。受压部71a还分别与壳体主体61的内周面和内侧筒部62b的外周面紧贴,在受到来自清洗液Ws的压力的同时对来自两周面之间的清洗液Ws的泄漏进行抑制。
在没有清洗液Ws通过清洗器泵13b从导入流路61x的开口部61b流入的情况下,阀芯66受到施力弹簧69的作用力而将导入流路61x的开口部61b封闭。此时,内侧筒部62b的开口部62c不被阀芯66封闭而处于开放状态。另外,活塞70受到施力弹簧73的作用力,受压部71a配置在与内侧筒部62b的卡定部62d抵接的位置。在这种情况下,由活塞70划分出的贮存室65的容积最小。
另一方面,如图19的(a)所示,在通过清洗器泵13b的驱动来压送清洗液Ws时,将导入流路61x的开口部61b封闭的阀芯66以克服施力弹簧69的作用力而被上推的方式变位,开口部61b处于充分的开放状态,并且将内侧筒部62b的开口部62c封闭。从导入流路61x的开口部61b流入的清洗液Ws经由垫圈67的贯通孔67a向里侧前进,不从内侧筒部62b的开口部62c泄漏,进而经由垫圈68的贯通孔68a向活塞70所在的里侧前进。活塞70受到清洗液Ws的压力,克服施力弹簧73的作用力而后退,随着活塞70的后退,贮存室65的容积扩大。然后,活塞70(垫圈72)后退到与盖构件62的限制壁62e抵接的位置,由此,贮存室65的容积变为最大,在清洗液贮存装置60a内贮存有恒定量的清洗液Ws。
进而,在活塞70后退而贮存恒定量的清洗液Ws的状态下,若停止清洗器泵13b的驱动,则来自导入流路61x的开口部61b的清洗液Ws的流入压力也消失,如图19的(b)所示,阀芯66恢复到将导入流路61x的开口部61b封闭的状态,从而抑制从开口部61b向导入流路61x的清洗液Ws的逆流。另一方面,内侧筒部62b的开口部62c随着阀芯66的恢复而成为开放状态,因此,受到施力弹簧73的作用力的活塞70对贮存在贮存室65内的清洗液Ws进行挤压。此时,靠近导入流路61x的开口部61b成为闭阀状态,由此,清洗液Ws通过活塞70的挤出动作从内侧筒部62b的开口部62c经由排出流路62x排出。此外,为了使活塞70的挤出动作和上述的后退动作顺畅地进行,活塞70的背面侧的空间通过设置于盖构件62的连通孔62f向大气开放。
这样,本实施方式的清洗液贮存装置60a以如下方式动作:基于清洗器泵13b的驱动而贮存恒定量的清洗液Ws,并且基于清洗器泵13b的驱动停止而将恒定量的清洗液Ws排出到混合输出部22c。即,本实施方式的清洗液贮存装置60a构成为进行与上述第一实施方式的清洗液贮存部22b同样的动作,并且在一个单元中包括:作为对基于阀芯66的动作的流路61x、62x的开闭进行切换的流路切换阀的功能;作为对清洗液Ws向导入流路61x的逆流进行抑制的单向阀的功能;以及作为进行基于活塞70的动作的清洗液Ws的贮存或挤出的腔室的功能。
对本实施方式的效果进行说明。
(1)在本实施方式中,在得到与上述第一实施方式相同的效果的同时,通过使用作为清洗液贮存部22b而被一个单元化的清洗液贮存装置60a来构成,能够实现简单的系统结构。
(2)在本实施方式的清洗液贮存装置60a中,能够使用容易制作的圆板片状的阀芯66来构成。
(第四实施方式)
以下,对车辆用清扫系统的第四实施方式进行说明。在本实施方式中,清洗液贮存装置(清洗液贮存部)60b的结构与上述第三实施方式的清洗液贮存装置60a稍有不同。以下,以该不同点为中心进行说明。
使用图18所示的上述第三实施方式中使用的大致圆板片状的阀芯66和施力弹簧69,使之具有作为流路切换阀和单向阀的功能。与此相对,图20所示的本实施方式的清洗液贮存装置60b将其阀芯66和施力弹簧69置换为隔膜75,并且活塞70周围的结构相同。
具体而言,如图20所示,本实施方式的清洗液贮存装置60b首先使壳体主体61呈圆筒状,并且在排出侧使用上述第三实施方式中使用的盖构件62,在导入侧使用盖构件63。盖构件62、63分别对壳体主体61的各开口部进行封闭。与上述第三实施方式同样地,盖构件62具有排出侧连接部62a、排出流路62x、内侧筒部62b等。盖构件63在中央部具有导入侧连接部63a,内侧为导入流路63x。盖构件63的内侧面的导入流路63x的开口部63b以与盖构件62的内侧筒部62b相对的方式筒状地突出。另外,在盖构件63的内侧面中,在开口部63b与壳体主体61的中间位置设置有筒状的保持壁部63c。保持壁部63c使隔膜75的周缘部75x嵌合于设置在轴向中间部附近的保持槽63d来对隔膜75的周缘部75x进行保持。隔膜75在中心部具有阀芯75a,阀芯75a与周缘部75x之间为薄壁部75b。隔膜75的阀芯75a能变位地配置在内侧筒部62b(排出流路62x)的开口部62c与导入流路63x的开口部63b之间。
另外,在保持壁部63c的比保持槽63d(隔膜75的周缘部75x的保持部分)更靠基端侧的部分设置有沿径向贯穿的贯通流路76,并且在保持壁部63c的外周面与壳体主体61的内周面之间设置有与该贯通流路76连通的周面流路77。在周面流路77中,可动片部75c从隔膜75的周缘部75x的外周面突出。可动片部75c以前端部(径向外侧部)比基端部(径向内侧部)更朝向下游侧的方式倾斜,其前端部与壳体主体61的内周面抵接。本实施方式中的清洗液Ws的贮存室65是在突出到周面流路77内的可动片部75c的下游侧处由活塞70与隔膜75划分出的空间。顺便提及,在本实施方式中,省略了内侧筒部62b的卡定部62d(参照图18),活塞70的挤出侧的位置限制通过构成活塞70的橡胶密封垫71的受压部71a与保持壁部63c的前端部的抵接来进行。
在没有清洗液Ws通过清洗器泵13b从导入流路63x的开口部63b流入的状况下,隔膜75的阀芯75a位于内侧筒部62b的开口部62c与导入流路63x的开口部63b之间的中间位置,处于没有主动地对两个开口部62c、63b进行封闭的状态。另外,活塞70受到施力弹簧73的作用力,受压部71a配置在与保持壁部63c的前端部抵接的位置。在这种情况下,由活塞70划分出的贮存室65的容积最小。
另一方面,如图21的(a)所示,在通过清洗器泵13b的驱动来压送清洗液Ws时,隔膜75的阀芯75a以被上推的方式变位,导入流路63x的开口部63b处于充分的开放状态,并且将内侧筒部62b的开口部62c封闭。从导入流路63x的开口部63b流入的清洗液Ws通过隔膜75暂时朝向径向外侧并经过贯通流路76和周面流路77,不从内侧筒部62b的开口部62c泄漏地向活塞70所在的里侧前进。此时,突出到周面流路77的可动片部75c在从导入流路63x朝向活塞70流动的情况下,自身的前端部与壳体主体61的内周面分开而打开流路。活塞70受到清洗液Ws的压力而后退,随着活塞70的后退,贮存室65的容积扩大。然后,活塞70(垫圈72)后退到与盖构件62的限制壁62e抵接的位置,由此,贮存室65的容积变为最大,在清洗液贮存装置60a内贮存有恒定量的清洗液Ws。
进而,在活塞70后退而贮存恒定量的清洗液Ws的状态下,若停止清洗器泵13b的驱动,则来自导入流路63x的开口部63b的清洗液Ws的流入压力也消失。另外,此时,受到施力弹簧73的作用力的活塞70试图挤出贮存在贮存室65内的清洗液Ws,从而使隔膜75的阀芯75a向相反侧变位。于是,如图21的(b)所示,阀芯75a使导入流路63x的开口部63b处于封闭状态。另外,此时,突出到周面流路77的可动片部75c的前端部与壳体主体61的内周面紧贴,并且关闭该流路。由此,抑制了清洗液Ws从开口部63b向导入流路63x的逆流。另一方面,通过隔膜75的阀芯75a的变位,内侧筒部62b的开口部62c成为开放状态,清洗液Ws通过活塞70的挤出动作而从内侧筒部62b的开口部62c经由排出流路62x排出。
这样,在本实施方式的清洗液贮存装置60b中,也具有以如下方式动作的功能:基于清洗器泵13b的驱动而贮存恒定量的清洗液Ws,并且基于清洗器泵13b的驱动停止而将恒定量的清洗液Ws排出到混合输出部22c,并且与上述第三实施方式同样地,构成为在一个单元中包括流路切换阀的功能、单向阀的功能、腔室的功能。
对本实施方式的效果进行说明。
(1)在本实施方式中,在得到与上述第一实施方式相同的效果的同时,通过使用作为清洗液贮存部22b而被一个单元化的清洗液贮存装置60a来构成,能够实现简单的系统结构。
(2)在本实施方式的清洗液贮存装置60b中,通过使用隔膜75,能够省略对阀芯进行施力的施力弹簧来构成。
(第五实施方式)
以下,对车辆用清扫系统的第五实施方式进行说明。在本实施方式中,清洗液贮存装置(清洗液贮存部)60c的结构与上述第四实施方式的清洗液贮存装置60b稍有不同。以下,以该不同点为中心进行说明。
使用图20所示的上述第四实施方式中使用的隔膜75,使之具有流路切换阀和单向阀的功能。与此相对,图22所示的本实施方式的清洗液贮存装置60c将隔膜75置换为伞阀80,并且活塞70周围的结构相同。
具体而言,如图22所示,本实施方式的清洗液贮存装置60c使用圆筒状的壳体主体61和分别对壳体主体61的各开口部进行封闭的盖构件62、63。在壳体主体61的内周面设置有用于保持伞阀80的呈沿与轴正交的方向(径向)的板状的保持壁部61c。伞阀80具有轴部80a和位于轴部80a的一端的可动圆板部80b。保持壁部61c使伞阀80的轴部80a嵌合于设置在中央部的保持孔61d而对伞阀80的轴部80a进行保持。另外,在保持壁部61c上,在保持孔61d(伞阀80的轴部80a的保持部分)的周围设置有开口部61e。开口部61e与导入流路63x连通,作为实质上的导入流路63x的开口部发挥作用。伞阀80的可动圆板部80b能变位地配置在内侧筒部62b(排出流路62x)的开口部62c与同导入流路63x连通的开口部61e之间。此时的可动圆板部80b的变位是以与轴部80a连结的可动圆板部80b的中央部为支点,外周部与保持壁部61c抵接或分开的形式。本实施方式中的清洗液Ws的贮存室65是由保持壁部61c及伞阀80的可动圆板部80b与活塞70划分出的空间。
在没有清洗液Ws通过清洗器泵13b从与导入流路63x连通的开口部61e流入的状况下,虽然伞阀80的可动圆板部80b分别对内侧筒部62b的开口部62c、以及与导入流路63x连通的开口部61e进行封闭,但不是主动的封闭状态。另外,活塞70受到施力弹簧73的作用力,并且配置在挤出程度最大位置。在这种情况下,由活塞70划分出的贮存室65的容积最小。
另一方面,如图23的(a)所示,在通过清洗器泵13b的驱动来压送清洗液Ws时,伞阀80的可动圆板部80b的外周部以被上推的方式变位,与导入流路63x连通的开口部61e处于开放状态,并且内侧筒部62b的开口部62c处于充分的封闭状态。从与导入流路63x连通的开口部61e流入的清洗液Ws不从内侧筒部62b的开口部62c泄漏地向活塞70所在的里侧前进。活塞70受到清洗液Ws的压力而后退,随着活塞70的后退,贮存室65的容积扩大。然后,活塞70(垫圈72)后退到与盖构件62的限制壁62e抵接的位置,由此,贮存室65的容积变为最大,在清洗液贮存装置60c内贮存有恒定量的清洗液Ws。
进而,在活塞70后退而贮存恒定量的清洗液Ws的状态下,若停止清洗器泵13b的驱动,则来自与导入流路63x连通的开口部61e的清洗液Ws的流入压力也消失。另外,此时,受到施力弹簧73的作用力的活塞70试图挤出贮存在贮存室65内的清洗液Ws,从而使伞阀80的可动圆板部80b向相反侧变位。于是,如图23的(b)所示,可动圆板部80b使与导入流路63x连通的开口部61e处于封闭状态,从而抑制了清洗液Ws从开口部61e向导入流路63x的逆流。另一方面,可动圆板部80b受到来自清洗液Ws的压力,由此伞阀80自身也沿轴向压入,内侧筒部62b的开口部62c成为开放状态。清洗液Ws通过活塞70的挤出动作从内侧筒部62b的开口部62c经由排出流路62x排出。
这样,在本实施方式的清洗液贮存装置60c中,也具有以如下方式动作的功能:基于清洗器泵13b的驱动而贮存恒定量的清洗液Ws,并且基于清洗器泵13b的驱动停止而将恒定量的清洗液Ws排出到混合输出部22c,并且与上述第四实施方式同样地,构成为在一个单元中包括流路切换阀的功能、单向阀的功能、腔室的功能。
对本实施方式的效果进行说明。
(1)在本实施方式中,在得到与上述第一实施方式相同的效果的同时,通过使用作为清洗液贮存部22b而被一个单元化的清洗液贮存装置60c来构成,能够实现简单的系统结构。
(2)在本实施方式的清洗液贮存装置60c中,通过使用伞阀80,能够省略对阀芯进行施力的施力弹簧来构成。
(第六实施方式)
以下,对车辆用清扫系统的第六实施方式进行说明。本实施方式是第一清扫装置21a和第二清扫装置21b的连接结构的变更和省略了使用部件的第一实施方式或第二实施方式的简化结构版本。以下,以该不同点为中心进行说明。
在本实施方式中,如图24所示,构成为通过连接软管32c对单向阀25的排出侧连接部25f与贮存部用接头28的中继连接部28c进行连接,并且通过连接软管32i对流路切换阀26的第二排出侧连接部52c与喷射喷嘴31进行连接。因此,能够省略在上述第一实施方式中使用的腔室29、混合部用接头30、连接软管32g、32j,对于上述第二实施方式,还能够省略空气分支接头34、连接软管32k。
而且,通过这样的结构,对流路切换阀26、连接软管32h、贮存部用接头28、连接软管32c和单向阀25等进行连通的流路整体作为腔室(贮存室)发挥作用,并且进行基于清洗器泵13b的驱动的恒定量的清洗液Ws的贮存。另外,由于来自阀装置24的喷射空气CA2也在贮存有该清洗液Ws的流路中流动,因此,贮存部用接头28也作为混合部用接头发挥作用,混合了清洗液Ws与喷射空气CA2的气液混合流体X能够从喷嘴31喷射。即,在本实施方式中,流路切换阀26、连接软管32h、贮存部用接头28、连接软管32c和单向阀25等的连接部分兼用作上述第一实施方式或第二实施方式的清洗液贮存部22b和混合输出部22c,从而构成为简化版。
此外,在图24所示的连接方式的第一清扫装置21a(或第二清扫装置21b)由多组、例如图25所示的四组构成的情况下,也能够将与流路切换阀26的第一导入侧连接部51b连接的连接软管32d一并与一个清洗器泵13b连接,从而使清洗器泵13b共用化。从喷射喷嘴31喷射气液混合流体X的时刻是空气泵23的驱动时刻,能够一并进行由一个清洗器泵13b的驱动实现的清洗液Ws的贮存动作。
对本实施方式的效果进行说明。
(1)在本实施方式中,在得到与上述第一实施方式相同的效果的同时,也能够省略在上述第一实施方式中使用的腔室29、混合部用接头30、连接软管32g、32j,从而能够实现简单的系统结构。
(2)如图25所示,连接结构从一个清洗器泵13b对多组清扫装置21a(、21b)一并供给清洗液Ws,由此能够实现简单的系统结构。
上述实施方式也能够进行以下变形。上述实施方式以及以下的变形例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
·也可以适当地改变喷射空气生成部22a、清洗液贮存部22b和混合输出部22c的结构。
例如,在喷射空气生成部22a中,也可以将阀装置24和单向阀25一体地构成。另外,如果串联连接两个阀装置24并使下游侧的阀装置24作为单向阀发挥作用,则也可以省略单向阀25。另外,如果除了阀装置24的隔膜43的阀芯43a以外还设置另一个阀芯来对排出流路48的开口部48a进行开闭,则新设置的阀芯作为单向阀发挥作用,因此,省略了单向阀25,仅使用一个阀装置24即可。
另外,在喷射空气生成部22a中,也可以省略阀装置24,将基于空气泵23的驱动而生成的压缩空气CA1作为喷射空气CA2直接用于来自喷射喷嘴31的气液混合流体X的喷射。在该结构中,也能够通过少量的清洗液Ws来提高附着于清扫对象的异物的去除清扫。另外,由于在将混合于喷射空气CA2的清洗液Ws暂时贮存在清洗液贮存部22中的同时进行供给,因此,与由清洗器泵13b实现的直接供给相比,能够稳定地供给清扫所需的少量的清洗液Ws。
另外,在清洗液贮存部22b中,也可以将贮存部用接头28与腔室29一体地构成、或者与单向阀27一体地构成、或者与流路切换阀26一体地构成。另外,也可以将流路切换阀26与单向阀27一体地构成。另外,也可以将流路切换阀26由分离成一次侧的功能部分和二次侧的功能部分的两个阀等构成。
另外,在混合输出部22c中,也可以将喷射喷嘴31和混合部用接头30一体地构成。另外,也可以将混合部用接头30与喷射空气生成部22a的单向阀25一体地构成、或者与清洗液贮存部22b的流路切换阀26一体地构成。
另外,除了上述以外,也可以适当地改变喷射空气生成部22a、清洗液贮存部22b和混合输出部22c的结构。
·关于清洗器泵13b和空气泵23的协作控制,也可以适当地改变彼此的驱动时刻。在上述实施方式中,在对清洗器泵13b进行驱动之后对空气泵23进行驱动,但是例如也可以在对空气泵23进行驱动的期间对清洗器泵13b进行驱动。此外,即使在这种情况下,也优选进行对空气泵23进行驱动的结束时间晚于对清洗器泵13b进行驱动的结束时间的控制。
·测距传感器11、12分别配置在车辆10的前端中央部和车辆10的后端中央部,但是也可以配置在车辆10的左右侧面。
·将测距传感器11、12(感测面11a、12a)作为清扫对象,但不限于此。例如,除了拍摄车辆10的周围的摄像头、上述光学传感器以外的传感器、传感器以外,也可以将例如图1所示的头灯15、尾灯16、反光镜17等作为清扫对象。
(第七实施方式)
以下,对车辆用清扫系统及其清扫方法的第七实施方式进行说明。在本实施方式中,比第一清扫装置21a和第二清扫装置21b的混合输出部22c更靠上游侧的结构中的用于供给清洗液的结构和与之相关的动作与上述第一实施方式不同。以下,以该不同点为中心进行说明。
如图26所示,第一清扫装置21a和第二清扫装置21b分别具有喷射空气生成部22a、清洗液导入部122b和混合输出部22c。喷射空气生成部22a具有空气泵23、阀装置24以及单向阀125。喷射空气生成部22a将从空气泵23供给的压缩空气CA1通过后述的阀装置24和单向阀125等的动作来生成高压且脉冲状的喷射空气CA2。清洗液导入部122b具有单向阀126,并且与喷射空气生成部22a并排设置。清洗液导入部122b经由单向阀126导入从清洗器泵13b压送的清洗液Ws。混合输出部22c具有混合接头127和喷射喷嘴31。混合输出部22c将在喷射空气生成部22a中生成的喷射空气CA2和从清洗液导入部122b输出的清洗液Ws通过混合接头127混合,并且从喷射喷嘴31朝向作为清扫对象的各感测面11a、12a吹送。此外,第一清扫装置21a和第二清扫装置21b具有相同结构。因此,以下对第一清扫装置21a和第二清扫装置21b的具体结构进行共同的说明。
在喷射空气生成部22a中,空气泵23和阀装置24通过连接软管129a相互连接,阀装置24和单向阀125通过连接软管129b相互连接。连接软管129a、129b由橡胶软管等可挠性材料构成。此外,后述的连接软管129c~129f也由相同材料构成。空气泵23由能生成压缩空气CA1的电动空气泵构成。阀装置24将从空气泵23连续供给的压缩空气CA1进一步转换成高压且脉冲状(断续状),并且将该高压且脉冲状的喷射空气CA2朝向单向阀25输出、即经由单向阀25朝向混合输出部22c输出。
如图26所示,单向阀125包括阀壳125a、阀芯125b、施力弹簧125c和密封环125d。阀壳125a具有导入侧连接部125e和排出侧连接部125f,导入侧连接部125e的内侧的导入流路125x和排出侧连接部125f的内侧的排出流路125y分别与阀壳125a内的阀室125z连通而构成。导入侧连接部125e使用连接软管129b与阀装置24的排出侧连接部41f相互连接。排出侧连接部125f使用连接软管129c与混合接头127的第一导入侧连接部127a相互连接。
在阀壳125a内的阀室125z中,在导入流路125x的开口部周围固定有密封环125d,并且由施力弹簧125c施力以使球状的阀芯125b与密封环125d紧贴。即,在来自导入流路125x的流体的流入压力达到规定压力以上时,单向阀125的阀芯125b克服施力弹簧125c的作用力而动作,从闭阀切换为开阀状态,从而将阀装置24的喷射空气CA2朝向混合输出部22c的混合接头127输出。
用于清洗液导入部122b的单向阀126与喷射空气生成部22a的单向阀125相同。即,单向阀126包括阀壳126a、阀芯126b、施力弹簧126c和密封环126d,导入侧连接部126e的内侧的导入流路126x和排出侧连接部126f的内侧的排出流路126y分别与阀壳126a内的阀室126z连通而构成。导入侧连接部126e与从清洗器泵13b延伸的连接软管129d连接。排出侧连接部126f使用连接软管129e与混合接头127的第二导入侧连接部127b相互连接。在来自导入流路126x的流体的流入压力达到规定压力以上时,单向阀126的阀芯126b克服施力弹簧126c的作用力而动作,从闭阀切换为开阀状态,从而将从清洗器泵13b压送的清洗液Ws朝向混合输出部22c的混合接头127输出。
用于混合输出部22c的混合接头127是Y型接头,并且在导入侧包括第一导入侧连接部127a和第二导入侧连接部127b,在排出侧包括排出侧连接部122c。本实施方式的混合接头127的第一导入侧连接部127a和排出侧连接部127c配置在一直线上,第二导入侧连接部127b以靠近第一导入侧连接部127a的锐角、例如45°的角度连接。第一导入侧连接部127a的内侧的第一导入流路127x和第二导入侧连接部127b的内侧的第二导入流路127y与排出侧连接部127c内侧的排出流路127z相互连通,并且外形形状相同,第一导入流路127x与排出流路127z在一直线上,第二导入流路127y以靠近第一导入流路127x的锐角、例如45°的角度连通。第一导入侧连接部127a经由单向阀125与阀装置24和空气泵23连接,第二导入侧连接部127b经由单向阀126与清洗器泵13b连接。排出侧连接部127c使用连接软管129f与喷射喷嘴31相互连接。
然后,第一清扫装置21a和第二清扫装置21b所包括的喷射喷嘴31的自身的喷射口31a分别朝向图1所示的第一测距传感器11的感测面11a和第二测距传感器12的感测面12a配置。将从清洗器泵13b先行供给并积存在混合输出部22c中的清洗液Ws与由阀装置24和空气泵23生成的高压且脉冲状的喷射空气CA2一起从喷射喷嘴31喷射,并且向各感测面11a、12a的合适范围吹送。
对第七实施方式的动作及作用进行说明。
[关于车辆用清扫系统20的动作]
如图26所示,在车辆用清扫系统20的第一清扫装置21a和第二清扫装置21b的非动作状态下,喷射空气生成部22a的阀装置24的阀部40a处于闭阀状态(参照图4)。另外,喷射空气生成部22a的单向阀125和清洗液导入部122b的单向阀126也处于闭阀状态。
然后,在上位ECU 100中,若基于附着于第一测距传感器11的感测面11a和第二测距传感器12的感测面12a的雨滴等异物、或者无论有无异物都每隔规定时间向对应的第一清扫装置21a和第二清扫装置21b发出清扫指令,则通过前侧ECU 101和后侧ECU 102依次对各清扫装置21a、21b的空气泵23和清洗器装置13的清洗器泵13b进行驱动。
如图11所示,在本实施方式中,例如,先进行清洗器泵13b的规定期间T1的驱动,接着,在该清洗器泵13b停止之后,进行空气泵23的规定期间T2的驱动。
即,首先,基于清扫指令使清洗器泵13b在从时间t1到时间t2为止的规定期间T1内驱动。如图27所示,基于清洗器泵13b的驱动而使清洗液导入部122b的单向阀126开阀,从而将清洗液Ws向比自身更靠下游的混合输出部22c导入,如图28所示,基于清洗器泵13b的停止而使单向阀126闭阀。
此时,由于喷射喷嘴31的喷射口31a作为节流部发挥作用,因此,在从单向阀126到喷射喷嘴31为止的流路、具体而言为连接软管129e、混合接头127和连接软管129f、以及连接软管129c和喷射空气生成部22a的单向阀125内的流路的一部分或全部中充满清洗液Ws。换言之,若将上述流路设为填充流路140,则为了在填充流路140中填充清洗液Ws,在空气泵23的驱动之前进行清洗器泵13b的驱动。由于该清洗器泵13b的驱动不是以从喷射喷嘴31喷射清洗液Ws为目的而是以在填充流路140中填充清洗液Ws为主要目的,因此,该驱动在短时间内进行、或者其驱动力被抑制,所使用的清洗液Ws也被抑制得非常少。
接着,如图11所示,在清洗器泵13b停止后的从时间t3到时间t4为止的规定期间T2期间内,对空气泵23进行驱动。在驱动气泵23时,执行上述阀装置24的动作,比空气泵23的排出压力P0更高压的高压且脉冲状的喷射空气CA2通过喷射空气生成部22a的单向阀125导入到混合输出部22c,这种情况下导入到填充有清洗液Ws的填充流路140。
此外,图28所示的清扫装置21a、21b的状态是喷射空气生成部22a动作之前且阀装置24处于图4所示的闭阀状态的状态。图29所示的状态是基于空气泵23的驱动而使阀装置24上升至比图5所示的空气泵23的排出压力P0充分高的压力的状态。图30所示的状态是阀装置24输出压力比图6所示的空气泵23的排出压力P0充分高的空气的状态。在从阀装置24输出具有该高压力的空气时,喷射空气生成部22a的单向阀125开阀,高压力的空气被导入到混合输出部22c。即,重复图4到图6和图28到图30的动作而使由阀装置24生成的高压且脉冲状的喷射空气CA2经由单向阀125导入到混合输出部22c。
此时,由于在混合输出部22c的填充流路140中填充有清洗液Ws,因此,在导入高压且脉冲状的喷射空气CA2时,从喷射喷嘴31的喷射口31a喷射作为混合了高压且脉冲状的喷射空气CA2和通过该喷射空气CA2而离散成小粒径的清洗液Ws的气液混合流体X。混合了清洗液Ws和喷射空气CA2的气液混合流体X被吹送至图1所示的第一测距传感器11的感测面11a和第二测距传感器12的感测面12a。由此,能够有效地去除附着于各感测面11a、12a的雨滴等异物,从而能够良好地维持测距精度。
而且,由于能生成比空气泵23的排出压力P0充分高压的喷射空气CA2,因此,也能够使用小型的空气泵23。另外,通过作为还混合了清洗液Ws的气液混合流体X进行吹送,与仅简单地吹送清洗液Ws、仅简单地喷射空气CA2的方式相比,清洗液Ws的使用量较少,并且能够由高压的喷射空气CA2以较快的速度来吹送自身的空气和离散成小粒径的清洗液Ws。因此,能够非常有效地进行各感测面11a、12a上的异物的去除清扫。
对本实施方式的效果进行说明。
(1)本实施方式的车辆用清扫系统20的各清扫装置21a、21b在喷射空气生成部22a中使阀装置24以使用从空气泵23供给的压缩空气CA1并蓄圧至比空气泵23的排出压力P0高的压力且在蓄压之后向下游侧排出的方式动作,从而生成高压且脉冲状的喷射空气CA2。即,即使不使空气泵23大型化,也能够实现提高了异物去除性能的喷射空气CA2的生成。另外,包括清洗液导入部122b和混合输出部22c而使清洗液Ws混合于在喷射空气生成部22a中生成的高压且脉冲状的喷射空气CA2,从而将混合了高压且脉冲状的喷射空气CA2和离散成小粒径的清洗液Ws的气液混合流体X朝向各测距传感器11、12的感测面11a、12a吹送。由此,能够通过少量的清洗液Ws来提高附着于各感测面11a、12a的异物的去除清扫。
(2)在喷射空气生成部22a中,阀装置24的阀部40a通过阀芯43a使压缩空气CA1的导入流路47闭阀,并且将从空气泵23供给的压缩空气CA1蓄压至比空气泵23的排出压力P0高的压力。另外,阀部40a和单向阀25也作为辅助机构发挥作用,在上述蓄压时,从导入流路47产生压缩空气CA1的泄漏CAx,并且在泄漏侧(阀室45等)处进行蓄压。接着,基于在导入流路47和泄漏侧(阀室45等)处蓄压的两个压力P1、P2来使阀芯33a开阀,并且将在导入流路47中蓄压的压缩空气CA1输出至排出流路48。然后,之后构成为使阀芯43a恢复闭阀,以便能够再次在导入流路47中蓄压。通过这样的空气泵23、阀装置24和单向阀25,能够生成高压且脉冲状的喷射空气CA2。
(3)在喷射空气生成部22a中的阀装置24的下游侧和清洗液导入部122b的流路上分别包括单向阀125、126。单向阀125作为在上述阀部40a的下游侧的蓄压(压力P2的上升)发挥作用,并且能够更可靠地进行各单向阀125、126的下游侧、即填充流路140中的清洗液Ws的填充。
(4)进行对空气泵23进行驱动的期间T2的结束时间晚于对清洗器泵13b进行驱动的期间T1的结束时间的控制。即,由于在各感测面11a、12a上残留清洗液Ws时而可能成为异物,因此,通过在清洗器泵13b的驱动之后结束空气泵23的驱动,从而能够在之后仅将喷射空气CA2吹送至各感测面11a、12a。由此,能够抑制在各感测面11a、12a上残留清洗液Ws。
(5)对空气泵23进行驱动的期间T2被控制成比对清洗器泵13b进行驱动的期间T1向后错开。由此,在将清洗液Ws充分填充到填充流路140中之后,能够通过喷射空气CA2来喷射包括清洗液Ws的气液混合流体X。另外,由于脉冲状的喷射的后面能仅喷射不包括清洗液Ws的喷射空气CA2,因此,能够抑制清洗液Ws残留在各感测面11a、12a上。
第七实施方式能够进行以下那样的变形来实施。能在技术上不矛盾的范围内将本实施方式和以下变形例相互组合并实施。
·关于清洗器泵13b和空气泵23的协作控制,也可以适当地改变彼此的驱动时刻。例如也可以是图31所示的控制方式,以在对空气泵23进行驱动的从时间T11到时间T12为止的期间T2中包含对清洗器泵13b进行驱动的从时间T13到时间T14为止的期间T1的方式相互重叠地进行控制。在这种情况下,也是对空气泵23进行驱动的期间T2的结束时间晚于对清洗器泵13b进行驱动的期间T1的结束时间的控制方式。通过在空气泵23的驱动过程中插入清洗器泵13b的驱动,也能够先进行仅喷射空气CA2的喷射,在中途进行气液混合流体X的喷射,之后再次进行仅喷射空气CA2的喷射。
·如图32的(a)和图32的(b)所示,也可以改变清洗器泵13b的驱动期间和驱动电压。图32的(a)是将对清洗器泵13b进行驱动的期间设为通常的期间T1且将驱动电压设为低电压V1a的方式,图32的(b)是将对清洗器泵13b进行驱动的期间设为比通常长的期间T1a且将驱动电压设为通常的电压V1的方式。即,图32的(a)是使清洗器泵13b的驱动能力相对降低的方式,图32的(b)是使清洗器泵13b的驱动能力相对提高的方式。
例如,由于若周围温度变低则清洗液Ws的粘性变高,因此,在该温度较低的情况下,从图32的(a)的通常控制切换为图32的(b)的控制,即使是高粘性的清洗液Ws也可以毫不逊色地进行输送。
另外,若清洗器泵13b的非驱动期间较长,则在清洗液Ws的流路内、例如图26所示的连接软管129d内容易产生气泡,因此,在清洗器泵13b的非驱动期间例如为一个月的长期间的情况下,从图32的(a)的通常控制切换为图32的(b)的控制。即,进行从喷射喷嘴31释放包含在清洗液Ws中的气泡的排气。
·如图33所示,在混合输出部22c中,也可以在即将使喷射空气CA2与清洗液Ws混合之前的清洗液Ws的导入流路127y中设置节流部127d。在上述清扫系统20中,由于清洗器泵13b的驱动不是以从喷射喷嘴31喷射清洗液Ws为目的而是以在填充流路140中填充清洗液Ws为主要目的,因此,为了抑制因清洗器泵13b的驱动而导致的清洗液Ws从喷射喷嘴31漏出,也可以经由节流部127d缓慢地将清洗液Ws导入到填充流路140。
·如图34所示,也可以在单向阀125、126的阀芯中使用平板状的阀芯125g、126g。在阀芯125g、126g上设置有密封面125h、126h。能够有助于单向阀125、126的小型化等。
·除此以外,也可以适当地改变喷射空气生成部22a、清洗液导入部122b和混合输出部22c的结构。例如,在喷射空气生成部22a中,如果串联连接两个阀装置24并使下游侧的阀装置24作为单向阀发挥作用,则也可以省略单向阀125。另外,如果除了阀装置24的隔膜43的阀芯43a以外还设置另一个阀芯来对排出流路48的开口部48a进行开闭,则新设置的阀芯作为单向阀发挥作用,因此,省略了单向阀25,仅使用一个阀装置24即可。
·测距传感器11、12分别配置在车辆10的前端中央部和车辆10的后端中央部,但是也可以配置在车辆10的左右侧面。
·将喷射喷嘴31与混合接头127、或者混合接头127与单向阀125、126设为独立的结构,但它们也可以一体地构成。例如,还可以将喷射喷嘴31与混合接头127一体地构成、或者将混合接头127与单向阀125一体地构成。
·将测距传感器11、12(感测面11a、12a)作为清扫对象,但不限于此。例如,除了拍摄车辆10的周围的摄像头、上述光学传感器以外的传感器、传感器以外,也可以将例如图1所示的头灯15、尾灯16、反光镜17等作为清扫对象。
·虽然基于实施例对本公开进行了记述,但是应当理解为本公开并不限定于上述实施例、结构。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外,各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。