(57)【要約】【課題】打突音の発生を抑えることができるポンプを提供すること。【解決手段】実施形態に係るポンプは、気室と、可動壁と、通気孔と、弁体とを備える。気室は、円筒形であり、隔壁によって仕切られる。可動壁は、気室内を回転往復運動する。通気孔は、気室において可動壁と隔壁との間に設けられ、気室内と外部とを繋ぐ。弁体は、可動壁から突出し、可動壁が気室内の流体を送出しながら隔壁側に移動し、隔壁に当接する所定距離手前で通気孔を塞ぐ。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁によって仕切られた円筒形の気室と、
前記気室内を回転往復運動する可動壁と、
前記気室において前記可動壁と前記隔壁との間に設けられ、前記気室内と外部とを繋ぐ通気孔と、
前記可動壁から突出し、前記可動壁が前記気室内の流体を送出しながら前記隔壁側に移動し、当該隔壁に当接する所定距離手前で前記通気孔を塞ぐ弁体と
を備えることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記弁体は、
前記隔壁側へ突出すること
を特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記気室は、
円筒状の側壁と、前記側壁の一方の端部に設けられる端面である天井部とによって形成され、
前記可動壁は、
前記側壁の中心軸周りに回転往復運動し、
前記通気孔は、
前記天井部に設けられ、
前記弁体は、
前記天井部に沿って突出すること
を特徴とする請求項１または２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記隔壁は、
前記可動壁がある向きとは反対側の向きに凹んだ形状を有し、
前記通気孔は、
少なくとも一部が前記凹んだ形状に入り込むように設けられること
を特徴とする請求項３に記載のポンプ。
【請求項５】
前記隔壁は、
前記通気孔の部位において、前記天井部を成す面と平行で、かつ前記天井部を成す面から前記気室側へ落ち込んだ段差面を有し、
前記弁体は、
前記段差面と当接すること
を特徴とする請求項３または４に記載のポンプ。
【請求項６】
前記可動壁は、
前記中心軸を中心に点対称となる位置で１対設けられ、
前記弁体は、
１対の前記可動壁それぞれに設けられること
を特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載され、かかる車両周辺を撮像するカメラが知られている。かかるカメラが撮像した映像は、例えば運転者の視界補助のためにモニタ表示されたり、道路上の白線や車両への接近物などを検知するセンシングのために用いられたりする。
【０００３】
かかるカメラのレンズには、例えば雨滴等の付着物が付着し、上述の視界補助やセンシングの妨げとなることがある。そこで、近年では、ポンプによって生成された圧縮空気をレンズへ向けて噴射することで付着物を除去する付着物除去装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０３７２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術は、ポンプにおいて、例えば、ピストンをシリンダ内で往復運動させて圧縮空気を生成する構造を採用した場合、往復運動によりピストンとシリンダとが勢いよく衝突することで打突音が発生するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、打突音の発生を抑えることができるポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るポンプは、気室と、可動壁と、通気孔と、弁体とを備える。前記気室は、円筒形であり、隔壁によって仕切られる。前記可動壁は、前記気室内を回転往復運動する。前記通気孔は、前記気室において前記可動壁と前記隔壁との間に設けられ、前記気室内と外部とを繋ぐ。前記弁体は、前記可動壁から突出し、前記可動壁が前記気室内の流体を送出しながら前記隔壁側に移動し、当該隔壁に当接する所定距離手前で前記通気孔を塞ぐ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、打突音の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態に係る付着物除去装置の斜視透視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態に係る空気圧縮部の斜視透視図である。
【図２】図２は、実施形態に係るシリンダの斜視図である。
【図３】図３は、実施形態に係る回転部の上面図である。
【図４】図４は、空気圧縮部の動作説明図（その１）である。
【図５】図５は、空気圧縮部の動作説明図（その２）である。
【図６】図６は、変形例に係る空気圧縮部の動作説明図である。
【図７】図７は、変形例に係る空気圧縮部を示す図である。
【図８】図８は、変形例に係る空気圧縮部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するポンプ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本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、車両に搭載され、車両の周辺を撮像するカメラに付着した付着物を除去する装置である場合を例にとって説明を行う。
【００１１】
図１Ａは、実施形態に係る付着物除去装置１の斜視透視図である。また、図１Ｂは、空気圧縮部１０（ポンプの一例）の構成を示す斜視透視図である。図１Ａに示すように、付着物除去装置１は、出力部５と、空気圧縮部１０とを備える。
【００１２】
空気圧縮部１０は、図示しないモータの駆動によって空気を圧縮して圧縮空気を生成し、生成された圧縮空気を出力部５を介して車両用のカメラ５０へ噴出することで、例えばカメラ５０のレンズに付着した雨滴等の付着物を除去する。
【００１３】
なお、ここでは、付着物除去装置１によって付着物が除去される対象をカメラ５０とするが、これに限定されるものではない。
【００１４】
すなわち、例えばレンズを介して映像を取得したり、車両周辺の物標の情報等を取得したりする光学センサであればよい。具体的には、例えば車両周辺の物標を検出するレーダ装置等の光学センサを対象とすることができる。あるいは、光学センサでなくともよく、付着物の除去を目的とするものであればよい。
【００１５】
空気圧縮部１０は、回転式の空気圧縮機構である。具体的には、図１Ｂに示すように、空気圧縮部１０は、シリンダ１１（気室の一例）と、回転部１２とを備える。シリンダ１１は、シリンダ壁１１ａ（隔壁の一例）と、通気孔１１ｂと、流路部１１ｃとを備える。
【００１６】
シリンダ１１は、例えば円筒状に形成され、内部にシリンダ室が形成されている。シリンダ壁１１ａは、例えば平板状に形成され、回転軸ａｘＲ（中心軸の一例）を中心に点対称となる位置で、円筒状のシリンダ室をほぼ径方向に沿って仕切るように設けられる。従って、シリンダ１１は、シリンダ壁１１ａによって仕切られることで２つのシリンダ室に区画されることとなる。
【００１７】
通気孔１１ｂは、シリンダ壁１１ａ付近において、シリンダ室の天井部に、回転軸ａｘＲを中心に点対称となる位置に開口されている。これにより、通気孔１１ｂは、シリンダ室と外部とを繋ぐ。そして、後述する回転部１２の回転に基づいて生成された圧縮空気は、かかる通気孔１１ｂを介してシリンダ室から外部（出力部）へ送出される。
【００１８】
流路部１１ｃは、通気孔１１ｂのそれぞれに接続され、回転軸ａｘＲを中心に点対称となる形状に形成されている。また、流路部１１ｃは、回転軸ａｘＲの軸線上において出力部５に接続されている。通気孔１１ｂを介してシリンダ室から送出される圧縮空気は、かかる流路部１１ｃを介して出力部５へ誘導され（図中の矢印１０１参照）、出力部５を介してカメラ５０へ噴射されることとなる。
【００１９】
回転部１２は、羽根部１２ａ（可動壁の一例）と、回転ベース１２ｂと、シャフト部１２ｃとを備える。回転ベース１２ｂは、円形の平板状に形成され、回転軸ａｘＲまわりに回転可能に設けられている。また、回転ベース１２ｂは、図示しないモータが接続される。
【００２０】
なお、回転ベース１２ｂは、モータによって駆動されない自由状態においては、モータの回転方向とは逆方向に図示しないばね部材によって付勢されている。シャフト部１２ｃは、回転軸ａｘＲまわりの回転におけるシャフト部分である。
【００２１】
羽根部１２ａは、平板状に形成され、回転ベース１２ｂを径方向に沿って仕切るように立設される。かかる回転部１２が、シリンダ１１に係合されて、シリンダ室内で回転（図中の矢印１０２）することによって、圧縮空気が生成される。
【００２２】
具体的には、羽根部１２ａは、モータ駆動によってシリンダ壁１１ａから離間する方向へ回転することで、壁面に設けられた吸気弁１３を介してシリンダ室内に吸気される。そして、羽根部１２ａは、モータ駆動が解除されると、ばね部材のばね力によってシリンダ壁１１ａ側へ移動する。このとき、吸気弁１３が閉弁し、吸気されていた空気が圧縮されて通気孔１１ｂから高圧状態で送出される。なお、回転部１２の具体的な動作については、図４で後述する。
【００２３】
ここで、従来の羽根部の構造について説明する。従来の羽根部の構造の場合、圧縮空気を送出しながらシリンダ壁へ移動し、シリンダ壁と当接した状態に戻る際に、羽根部とシリンダ壁とが勢いよく衝突することによって、打突音が発生するおそれがあった。そして、発生した打突音が車内に響き渡ると、乗員に不快感を与えるおそれがあった。
【００２４】
そこで、実施形態に係る空気圧縮部１０は、弁体１２ｄを備える。具体的には、実施形態に係る空気圧縮部１０は、羽根部１２ａから突出し、羽根部１２ａが圧縮空気を送出しながらシリンダ壁１１ａに移動し、シリンダ壁１１ａに当接する所定距離手前で通気孔１１ｂを塞ぐ弁体１２ｄを備える。
【００２５】
そして、弁体１２ｄによって通気孔１１ｂが塞がれると、シリンダ室が密閉状態となるため、羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの間に密閉空気が介在することとなる。
【００２６】
これにより、実施形態に係る空気圧縮部１０は、密閉空気がクッションの役割を担うことによって、羽根部１２ａのシリンダ壁１１ａへ向かう力を吸収し、羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの衝突を和らげることができる。すなわち、羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの衝突による打突音の発生を抑えることができる。
【００２７】
次に、図２を用いて、シリンダ１１についてさらに説明する。図２は、実施形態に係るシリンダ１１の斜視図である。なお、説明を分かりやすくする観点から、前述の２つに区画されたシリンダ室のうち一方の区画をシリンダ室ＣＣ１として、かかるシリンダ室ＣＣ１について説明する。なお、区画された他方のシリンダ室についても同様であるものとする。
【００２８】
ここで、図２では、シリンダ壁１１ａの壁面のうち、羽根部１２ａ側とは反対側の面を第１壁面１１ａａとし、羽根部１２ａ側の面を第２壁面１１ａｂとする。
【００２９】
図２のＭ１部に示すように、シリンダ室ＣＣ１には、１つの吸気口１１ｄが開口されている。吸気口１１ｄは、シリンダ１１の外部とシリンダ室ＣＣ１とが繋がるように開口されている。具体的には、吸気口１１ｄは、シリンダ室ＣＣ１のシリンダ壁１１ａの第１壁面１１ａａ側に連通するように開口され、外部からシリンダ室ＣＣ１の方向（図中の矢印３０１）へ吸気する。
【００３０】
また、図２に示すように、シリンダ１１は、円筒状の側壁１１ｅと、側壁１１ｅの端部に設けられる端面である天井部１１ｆとによって形成される。また、図２に示すように、シリンダ壁１１ａは、凹んだ形状を有する。具体的には、シリンダ壁１１ａは、回転軸ａｘＲ方向から天井部１１ｆを見た場合に、一部が傾斜している。なお、かかる傾斜（傾斜面１０１）については、図５で後述する。
【００３１】
そして、図２のＭ２部に示すように、シリンダ室ＣＣ１には、１つの通気孔１１ｂが開口されている。通気孔１１ｂは、シリンダ１１の天井部１１ｆに開口されている。具体的には、通気孔１１ｂは、少なくとも一部がシリンダ壁１１ａの凹んだ形状に入り込むように開口され、生成された圧縮空気をシリンダ室ＣＣ１から外部の方向（図中の矢印３０２）へ送出する。
【００３２】
そして、詳細は後述するが、羽根部１２ａの弁体１２ｄがシリンダ壁１１ａの凹んだ形状に入り込むように通気孔１１ｂを塞ぐ。これにより、羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとをぎりぎりまで近づけることができるため、より多くの圧縮空気を送出することができる。
【００３３】
次に、図３を用いて、弁体１２ｄについて説明する。図３は、実施形態に係る回転部１２の上面図である。図３では、説明を分かりやすくするために、シリンダ１１の一部を破線で示す。また、図３では、回転部１２が自由状態である場合の配置を示す。
【００３４】
図３に示すように、羽根部１２ａは、中心軸であるシャフト部１２ｃを中心に点対称となる位置で一対設けられる。そして、弁体１２ｄは、１対の羽根部１２ａそれぞれに設けられる。これにより、２つのシリンダ室において、同時に圧縮空気を送出する際に、発生する打突音を防ぐことができる。
【００３５】
また、図３に示すように、弁体１２ｄは、自由状態における近い側のシリンダ壁１１ａ側へ突出する。具体的には、弁体１２ｄは、シリンダ壁１１ａ側において、回転による軌跡が通気孔１１ｂを通過する。より具体的には、弁体１２ｄは、天井部１１ｆに沿って突出し、通気孔１１ｂを塞ぐ。
【００３６】
換言すれば、弁体１２ｄは、回転部１２がモータ駆動による吸気状態において、他方のシリンダ壁１１ａへ近づいたとしても、かかる他方のシリンダ壁１１ａと接触しない。このため、羽根部１２ａを他方のシリンダ壁１１ａへぎりぎりまで近づけることができるため、より多くの空気を吸気することができる。
【００３７】
次に、図４および図５を用いて、空気圧縮部１０の具体的な動作について説明する。図４および図５は、空気圧縮部１０の動作説明図（その１）および（その２）である。
【００３８】
図４に示すように、空気圧縮部１０は、まず「吸気前」の状態においては、回転部１２のモータによって駆動されない自由状態であり、羽根部１２ａがばね部材の「ばね力」によって付勢されてシリンダ壁１１ａに押しつけられた状態となっている。
【００３９】
かかる状態から「モータによる駆動力」によって羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａから離間する方向へ回転軸ａｘＲまわりに回転すると（図中の矢印３０３参照）、羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの間の空間ＳＰが膨張する。なお、出力部５（図１参照）には、図示しない逆止弁が設けられており、通気孔１１ｂから空間ＳＰに空気が逆流することはない。
【００４０】
これにより、空間ＳＰには負圧が生じ、図中の矢印３０４に示すように吸気口１１ｄからシリンダ１１外部の空気が取り込まれ、さらに吸気弁１３を介して空間ＳＰへ空気が「吸気」される。
【００４１】
そして、羽根部１２ａが所定位置まで回転すると、モータの駆動力は解除される。すると、モータの駆動力から解放された羽根部１２ａは、ばね部材の「ばね力」によってシリンダ壁１１ａ側へ勢いよく戻る。
【００４２】
具体的には、「吸気」された状態から、羽根部１２ａが回転軸ａｘＲまわりに「吸気」時とは反対向き（時計回り）に回転すると（図中の矢印３０５参照）、羽根部１２ａはシリンダ壁１１ａへ接近し、空間ＳＰを収縮させる。かかる際、吸気弁１３は閉弁されるため、空間ＳＰへ「吸気」された空気が圧縮され、圧縮空気が生成される。
【００４３】
そして、生成された圧縮空気は、羽根部１２ａが、シリンダ壁１１ａと当接した状態に戻る所定距離手前まで回転軸ａｘＲまわりに回転することにより。通気孔１１ｂから押し出されて「排気」されることとなる（図中の矢印３０６参照）。
【００４４】
また、このとき、図４の下段に示すように、弁体１２ｄは、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａに当接する所定距離手前で通気孔１１ｂを塞ぐことで、通気孔１１ｂから圧縮空気が送出されなくなる。
【００４５】
このとき、通気孔１１ｂから送出されなくなった空気が羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの間で密閉空気として介在し、羽根部１２ａのシリンダ壁１１ａへ向かう力を減衰させる。そして、減衰された羽根部１２ａは、その後シリンダ壁１１ａと当接するまでゆっくり移動し、上記した自由状態に戻る。
【００４６】
また、図５は、図３に示すＡ−Ａ線断面図であり、空気圧縮部１０を側面側からみた場合の排気について模式的に示している。なお、図５では、図４の「排気」の状態を示している。図５に示すように、シリンダ壁１１ａは、凹んだ形状の部位において段差１００を有する。
【００４７】
具体的には、段差１００は、シリンダ壁１１ａの天井部１１ｆ側に設けられ、シリンダ壁１１ａにおける高さ位置が弁体１２ｄに対応している。より具体的には、段差１００は、シリンダ壁１１ａの第２壁面１１ａｂから天井部１１ｆへ向かって傾斜する傾斜面１０１の天井部１１ｆ側の端部に段差１００の段差面１００ａが接続される。
【００４８】
すなわち、シリンダ壁１１ａは、通気孔１１ｂの部位において、天井部１１ｆを成す面と平行で、かつ天井部１１ｆを成す面からシリンダ１１側へ落ち込んだ段差面１００ａを有する。
【００４９】
そして、「排気」の状態において、弁体１２ｄと段差１００の段差面１００ａとがシリンダ１１の上下方向である軸方向において擦るように当接する。
【００５０】
より具体的には、弁体１２ｄの先端が傾斜面１０１と段差面１００ａの境界まで移動してきたときに、空間ＳＰが密閉されることでダンピング作用が働き、その後、ゆっくり段差面１００ａを擦るように移動する。
【００５１】
これにより、空間ＳＰが密閉されるとともに、羽根部１２ａと段差１００との摩擦力によって、羽根部１２ａの回転に伴う運動エネルギーをシリンダ壁１１ａの手前で確実に減衰できるため、打突音の発生を抑えることができる。なお、羽根部１２ａと段差１００との摩擦によって多少摩擦音が発生するが、車内に響き渡るほどの音ではない。
【００５２】
また、図５には、弁体１２ｄの突出する長さＷ１と、シリンダ壁１１ａから段差１００までの距離Ｗ２とを示しており、長さＷ１および距離Ｗ２の寸法は、弁体１２ｄが通気孔１１ｂを塞いだ際に、段差１００と当接しないことが好ましい。
【００５３】
また、図５に示すように、シリンダ壁１１ａが傾斜面１０１を有することで、通気孔１１ｂまでの流路を広くできるため、通気孔１１ｂへ排出される空気の排気抵抗を小さくすることができる。
【００５４】
つまり、弁体１２ｄの突出する長さＷ１は、シリンダ壁１１ａから段差１００までの距離Ｗ２以下であることが好ましい。
【００５５】
これにより、弁体１２ｄと段差１００とが周方向において当接することを防止できるため、打突音の発生を確実に抑えることができる。また、長さＷ１が距離Ｗ２の長さに近いほど、送出される圧縮空気を増やすことができる。
【００５６】
上述してきたように、実施形態に係るポンプ（空気圧縮部１０）は、気室（シリンダ１１）と、可動壁（羽根部１２ａ）と、通気孔１１ｂと、弁体１２ｄとを備える。気室は、円筒形であり、隔壁（シリンダ壁１１ａ）によって仕切られる。可動壁は、気室内を回転往復運動する。通気孔１１ｂは、気室において可動壁と隔壁との間に設けられ、気室内と外部とを繋ぐ。弁体１２ｄは、可動壁から突出し、可動壁が気室内の流体（圧縮空気）を送出しながら隔壁側に移動し、隔壁に当接する所定距離手前で通気孔１１ｂを塞ぐ。これにより、打突音の発生を抑えることができる。
【００５７】
なお、上述した実施形態では、可動壁であるシリンダ壁１１ａが回転往復運動する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、シリンダ壁１１ａが上下の往復運動であるピストン運動をするものであってもよい。かかる点について図６を用いて説明する。
【００５８】
図６は、変形例に係る空気圧縮部１０の動作説明図である。図６では、変形例に係る空気圧縮部１０の「吸気」および「排気」の状態を示している。
【００５９】
図６に示すように、空気圧縮部１０は、ピストン式の空気圧縮機構であり、羽根部１２ａがピストン運動する。具体的には、羽根部１２ａは、図示しないモータ駆動により、シリンダ１１のシリンダ壁１１ａから離れることで、図示しない吸気口から空気を取り入れて「吸気」される。
【００６０】
そして、羽根部１２ａは、モータ駆動が解除されると、シリンダ壁１１ａへ向かって勢いよく移動し、通気孔１１ｂから圧縮空気を送出する。そして、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａに当接する所定距離手前に到達した時に、羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの間に設けられた弁体１２ｄが、通気孔１１ｂを塞ぐ。
【００６１】
これにより、羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの間が密閉されて密閉空気が生じるため、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａに勢いよく衝突することを防ぐことができるため、打突音の発生を抑えることができる。
【００６２】
また、シリンダ壁１１ａは、傾斜面１０１を有していなくてもよい。かかる点について、図７および図８を用いて説明する。
【００６３】
図７および図８は、変形例に係る空気圧縮部１０を示す図である。例えば、図７に示すように、シリンダ壁１１ａは、段差１００のみを有してもよい。つまり、シリンダ壁１１ａの第２壁面１１ａｂの天井部１１ｆ側の端部に段差面１００ａが接続される。これにより、通気孔１１ｂの流路を小さくできるため、弁体１２ｄの先端が段差面１００ａに当接して空間ＳＰが密閉された際のダンプリング作用を強めることができる。
【００６４】
また、例えば、図８に示すように、段差１００を階段状にしてもよい。これにより、通気孔１１ｂの流路を広くできるため、排気抵抗を小さくすることができる。
【００６５】
なお、上述した実施形態では、圧縮空気を生成する空気圧縮部１０をポンプの一例として説明したが、ポンプは、空気圧縮部１０に限定されるものではなく、液体を噴射する際に用いられるポンプであってもよい。
【００６６】
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。
【符号の説明】
【００６７】
１    付着物除去装置
５    出力部
１０    空気圧縮部
１１    シリンダ
１１ａ  シリンダ壁
１１ｂ  通気孔
１１ｃ  流路部
１１ｄ  吸気口
１１ｅ  側壁
１１ｆ  天井部
１２    回転部
１２ａ  羽根部
１２ｂ  回転ベース
１２ｃ  シャフト部
１２ｄ  弁体
１３    吸気弁
５０    カメラ
１００    段差
ａｘＲ  回転軸
【図１Ａ】
2019031925.tif 000003
【図１Ｂ】
2019031925.tif 000004
【図２】
2019031925.tif 000005
【図３】
2019031925.tif 000006
【図４】
2019031925.tif 000007
【図５】
2019031925.tif 000008
【図６】
2019031925.tif 000009
【図７】
2019031925.tif 000010
【図８】
2019031925.tif 000011