(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に取り付けられたカメラの側方で、前記カメラにおける前後方向に延び、且つ前記カメラの幅方向と平行な揺動軸によって揺動自在に支持され、車体の振動によって先端部が揺動可能なアームと、
前記カメラのレンズに接触した状態で前記アームの先端部に固定され、前記アームの揺動によって前記レンズに付着した水滴を除去するワイパと、
車体の振動によって揺動する振り子と、
前記振り子の振動を弾性エネルギーとして蓄積し、蓄積した弾性エネルギーを放出することで、前記アームに動力を伝達して前記ワイパを揺動させるぜんまい機構と、を備える水滴除去機構。
【請求項２】
前記振り子の揺動によって歯車が一方向に回転するラチェット機構を備え、
前記ぜんまい機構は、
前記歯車と共に回転する入力軸と、
前記入力軸の径方向外側に設けられ、前記入力軸に対して相対的に回転可能な回転部材と、
渦巻き状に形成され、中心側の端部が前記入力軸に固定され、外側の端部が前記回転部材の内周面に固定された渦巻きばねと、
前記回転部材の回転を規制し、且つ前記回転部材の回転力が予め定めた閾値以上となるときに前記回転部材の回転を許容する回転規制部材と、
前記回転部材の回転運動を前記アームの周期的な揺動運動に変換するカム機構と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の水滴除去機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水滴除去機構を備えたことを特徴とする車載カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載カメラの水滴除去機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車体に取り付けられ車外に位置するカメラは、レンズに水滴が付着することがあるため、電磁石を制御してワイパを作動させることにより、水滴を除去するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２５１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電磁石を制御する構成の場合、専用の配線や電力が必要となり、施工性や省エネルギーの点で不利となる。
本発明の課題は、新たな配線や電力を要することなく、レンズの水滴を除去することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る車載カメラの水滴除去機構は、車体に取り付けられたカメラの側方で、カメラの前後方向に延び、且つカメラの幅方向と平行な揺動軸によって揺動自在に支持され、車体の振動によって先端部が揺動可能なアームと、レンズに接触した状態でアームの先端部に固定され、アームの揺動によってレンズに付着した水滴を除去するワイパと、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、車体の振動によってアームを揺動させることでワイパを作動させるので、新たな配線や電力を要することなく、レンズの水滴を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態を示す車載カメラの水滴除去機構の構成図である。
【図２】第２実施形態を示す車載カメラの水滴除去機構の構成図である。
【図３】ぜんまい機構の構成図である。
【図４】ぜんまい機構による弾性エネルギーの蓄積と放出を示す図である。
【図５】ぜんまい機構からアームへの動力伝達を示す図である。
【図６】ラチェット機構の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【０００９】
《第１実施形態》
《構成》
図１は、第１実施形態を示す車載カメラの水滴除去機構の構成図である。
図中の（ａ）は車体の側方からカメラを見た図、（ｂ）は車体の後方からカメラを見た図である。
車体に取り付けられ車外に位置するカメラ１１は、車体の後方を撮像するカメラであり、レンズ１２の光軸が、車体の後方で、且つ下方を向くように設置される。
水滴除去機構１３は、ワイパ１４と、アーム１５と、を備える。
【００１０】
アーム１５は、カメラ１１における側方で、レンズ１２の前後方向に延びた細長い板状の部材であり、その中央が、カメラ１１における幅方向と平行な揺動軸１６を介して、カメラ１１における側面に揺動自在に支持されている。また、カメラ１１における前方に位置するアーム１５の先端部１５ａには、ワイパ１４が固定されている。ワイパ１４は、車体の振動によってレンズ１２の表面上を揺動する。
ワイパ１４は、ゴム、シリコン樹脂、ブラシ等からなり、その長手方向の寸法はレンズ１２の直径より大きく、またレンズ１２の表面に接触しており、ワイパ１４の長手方向の一端は、アーム１５の先端部１５ａに固定されている。したがって、アーム１５の揺動に応じて、ワイパ１４がレンズ１２の湾曲面に沿って上下方向に揺動する。
【００１１】
アーム１５の揺動範囲を規制するために、車体右方に対応するカメラ１１における側面には、アーム１５の縁と当接するストッパ１７及び１８が設けられている。ストッパ１７は、ワイパ１４がレンズ１２の上端まで上昇したときに、アーム１５における下側の縁と当接し、それ以上の揺動を阻止する（実線図示）。ストッパ１８は、ワイパ１４がレンズ１２の下端まで下降したときに、アーム１５における上側の縁と当接し、それ以上の揺動を阻止する（破線図示）。したがって、ワイパ１４を揺動させたいストローク量に応じて、ストッパ１７及び１８の位置が決定される。
【００１２】
カメラ１１における後方に位置するアーム１５の基端部１５ｂは、カメラ１１よりも車体前方まで延び、その基端部１５ｂに重り１９が固定されている。重り１９は、車体に上下振動が生じていないときには、アーム１５の基端部１５ｂを下降させ、ストッパ１７に当接した状態を維持させ、車体に上下振動が生じたときには、その上下振動に応じてアーム１５における基端部１５ｂの上昇を許容する。したがって、重り１９の重量は、アーム１５の揺動軸１６よりも先端側と基端側との重量バランス、及び想定される上下振動の大きさや加速度等に応じて決定される。
【００１３】
《作用効果》
次に、第１実施形態の作用効果について説明する。
車外に位置するカメラ１１は、レンズに水滴が付着することがあるため、例えば電磁石を制御してワイパを作動させることにより、水滴を除去することが考えられる。しかしながら、電磁石を制御する構成の場合、専用の配線や電力が必要となり、施工性や省エネルギーの点で不利となる。
【００１４】
そこで、車体の振動によって先端部１５ａを揺動させるアーム１５と、レンズ１２に接触した状態でアーム１５の先端部１５ａに固定され、アーム１５の揺動によってレンズ１２に付着した水滴を除去するワイパ１４と、を備える。アーム１５は、揺動軸１６を中心に揺動可能で、車体に上下振動が生じていないときには、ストッパ１７に当接した位置で待機すると共に、車体に上下振動が生じたときには、ストッパ１８に当接する位置まで揺動することができる。このように、車体の上下振動が発生したときに、アーム１５の揺動によってワイパ１４を揺動させることで、新たな配線や電力を要することなく、レンズの水滴を除去することができる。
【００１５】
また、低速で走行しているときのように、車体の上下振動が小さいときには、ワイパ１４の揺動が抑制され、ある程度の速度で走行しているときのように、車体が大きく上下振動するときだけ、ワイパ１４が揺動する。カメラ１１は、車体の後方を撮像するカメラであり、これは車両が後退するときだけ作動する。すなわち、このカメラ１１は、一般に低速域でのみ使用されるので、大きな上下振動は生じにくい。そのため、例えば小さな振動でワイパ１４が揺動しない程度に、揺動軸１６とアーム１５との間、及びレンズ１２とワイパ１４との間に、一定の摩擦力が生じるようにしておくことで、カメラ１１における作動中にワイパ１４が作動することがなく、カメラ１１における映像に支障を来さないようにすることができる。
また、アーム１５は、ワイパ１４の非作動時には、ワイパ１４の位置を作動範囲の上端に保持するように、重り１９によって調整されている。これにより、ワイパ１４がカメラ１１による撮像を妨害することを防げる。
【００１６】
《第２実施形態》
《構成》
第２実施形態は、振り子の揺動によって弾性エネルギーを蓄積し、蓄積された弾性エネルギーを放出し、リンク機構に動力を伝達するものである。
図２は、第２実施形態を示す車載カメラの水滴除去機構の構成図である。
図中の（ａ）は車体の側方からカメラを見た図、（ｂ）は車体の後方からカメラを見た図である。
ここでは、ワイパ１４を作動させる動力の伝達方式が異なることを除いては、前述した第１実施形態と同様であるため、共通する部分については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００１７】
水滴除去機構２１は、ワイパ１４と、アーム２２と、振り子２３と、ぜんまい機構２４と、を備える。
アーム２２は、カメラ１１における側方で、カメラ１１における前後方向に延びた細長い板状の部材であり、カメラ１１における幅方向と平行な揺動軸１６を介して、カメラ１１における側面に揺動自在に支持されている。アーム２２の先端部２２ａには、ワイパ１４が固定されている。ワイパ１４は、車体の振動によってレンズ１２の表面上を揺動する。
【００１８】
振り子２３は、上下方向に延びた振り竿２５の下端に固定されている。振り竿２５は、その中央が、車体の左右方向と平行な揺動軸２６を介して、揺動自在の状態で車体側に支持されている。したがって、振り子２３は、車体の振動によって揺動軸２６を中心に揺動する。
ぜんまい機構２４は、振り子２３の揺動によって弾性エネルギーを蓄積可能で、蓄積された弾性エネルギーを放出し、アーム２２に動力を伝達する。
振り子２３の揺動は、ラチェット機構３１、及びフリーホイール機構３２を介してぜんまい機構２４に伝達される。
ラチェット機構３１は、歯車３３と、歯止め３４と、を備える。
歯車３３は、振り竿２５の上方に配置され、車体の左右方向と平行な回転軸３５を介して、回転可能な状態で車体側に支持されている。歯車３３の歯は、周方向に沿って一方向に傾いた鋸状に形成されている。
【００１９】
歯止め３４は、ラチェット爪であり、カメラ１１における左右方向と平行な揺動軸２６を軸として、揺動可能な状態で振り竿２５が支持されており、振り竿２５のカメラ１１側に近い一端には歯止め３４が接続され、その先端はカメラ１１における後方に向かい、歯車３３の歯に引っ掛かっており、他端には振り子２３が配置されている。歯止め３４は、図示しないばねによって、先端側が上方に持ち上がるように付勢されている。これにより、図中の（ａ）において、振り竿２５が時計回りに揺動すると、歯止め３４が歯車３３の歯に沿って押し下げられる。一方、振り竿２５が反時計回りに揺動すると、歯止め３４が歯車３３の歯に食い込み、歯車３３を時計回りに押し動かす。
フリーホイール機構３２は、ラチェット機構３１からばね機構２４へのトルクを一方向にだけ伝達し、逆方向には空転させる。図中の（ａ）においては、歯車３３の時計回りの回転だけが、ぜんまい機構２４に伝達され、反時計回りの回転は空転となる。
【００２０】
図３は、ぜんまい機構の構成図である。
図中の（ａ）は車体の側方からぜんまい機構を見た図、（ｂ）は車体の後方からぜんまい機構を見た図である。
ぜんまい機構２４は、支持軸４１と、入力軸４２と、回転ドラム４３（回転部材）と、渦巻きばね４４と、を備える。
支持軸４１は、カメラ１１における左右方向と平行な円柱部材であり、支持軸４１の一端は車体２７に固定されている。
入力軸４２は、支持軸４１の径方向外側に配置された円筒部材であり、支持軸４１に対して相対的に回転可能な状態で支持され、且つ支持軸４１の他端はフリーホイール機構３２に連結されている。
回転ドラム４３は、入力軸４２の径方向外側に配置されたドラム型の円筒部材であり、入力軸４２に対して相対的に回転可能に支持されている。
【００２１】
渦巻きばね４４は、回転ドラム４３の内部に収容され、渦巻きの中心側となる端部が、入力軸４２の外周面に保持され、渦巻きの外側となる端部が、回転ドラム４３の内周面に固定されたホルダ４５によって保持されている。
回転ドラム４３の外周面には、径方向内側に窪んだ凹部４６が形成され、回転ドラム４３の真下には、車体２７に固定された突起４７が設けられている。この突起４７が凹部４６に嵌り込むことで、回転ドラム４３の回転が規制される。突起４７は可撓性を有し、回転ドラム４３内の渦巻きばね４４に蓄積された弾性エネルギーが、予め定めた閾値Ｔ１以上となるときに、突起４７が撓み、回転ドラム４３の回転が許容される。凹部４６及び突起４７は、回転規制部材３７となる。
【００２２】
図４は、ぜんまい機構による弾性エネルギーの蓄積と放出を示す図である。
図中の（ａ）は、弾性エネルギーの蓄積を示し、（ｂ）は弾性エネルギーの放出を示している。
まず（ａ）に示すように、突起４７が凹部４６に嵌り込んでいる状態で、入力軸４２を時計回りに回転させると、渦巻きばね４４が巻き上げられ、回転ドラム４３を時計回りに回転させる弾性エネルギーが蓄積される。そして、渦巻きばね４４に蓄積された弾性エネルギーが閾値Ｔ１を上回ると、突起４７が撓んで凹部４６が突起４７から外れることにより、（ｂ）に示すように、蓄積された弾性エネルギーが放出され、回転ドラム４３が時計回りに回転する。蓄積された弾性エネルギーが放出された後は、回転ドラム４３の回転が停止する。
【００２３】
図５は、ぜんまい機構からアームへの動力伝達を示す図である。
回転ドラム４３の端面には、径方向における外側寄りの位置に、カメラ１１側に突き出た軸状のスライダ４８が設けられている（図２（ｂ）、図３（ｂ））。
カメラ１１における前方にあるアーム２２の基端部２２ｂは、回転ドラム４３の側方まで延び、その基端部２２ｂには、長手方向に沿った長穴４９が形成されており、この長穴４９に回転ドラム４３のスライダ４８が係り合っている。長穴４９の長さは、回転ドラム４３の直径程度である。したがって、回転ドラム４３が回転するときに、スライダ４８が長穴４９に沿ってスライドしながら、アーム２２の基端部２２ｂを上下動させる。スライダ４８、及び長穴４９は、カム機構３８となる。
【００２４】
このとき、回転ドラム４３が一回転する度に、スライダ４８が長穴４９に沿って一往復し、アーム２２の揺動が一往復する。すなわち、回転ドラム４３の回転運動をアーム２２の揺動運動に変換することで、ワイパ１４をレンズ１２の上端まで上昇させた位置（実線図示）と、ワイパ１４をレンズ１２の下端まで下降させた位置（破線図示）との間で揺動させる。したがって、ワイパ１４を揺動させたいストローク量に応じて、スライダ４８の位置、つまり回転ドラム４３の回転中心からの距離が決定される。
回転ドラム４３に回転が生じていないときに、ワイパ１４をレンズ１２の上端まで上昇させた位置を維持させるためには、そのときのアーム２２の揺動位置を維持する必要がある。したがって、そのときの回転ドラム４３の回転位置を維持できるように、回転ドラム４３の周方向におけるスライダ４８の位置、及び凹部４６の位置が決定される。
【００２５】
《作用効果》
次に、第２実施形態の作用効果について説明する。
ここでは、車体の振動によって揺動する振り子２３と、振り子２３の揺動によって弾性エネルギーを蓄積可能なぜんまい機構２４とを備え、ぜんまい機構２４は、蓄積された弾性エネルギーを放出し、アーム２２に動力を伝達する。まず、振り子２３の揺動によって、ラチェット機構３１の歯車３３が一方向にのみ押し動かされ、これにより、ぜんまい機構２４の渦巻きばね４４が徐々に巻き上げられて、弾性エネルギーが蓄積される。そして、渦巻きばね４４に蓄積された弾性エネルギーが閾値Ｔ１を上回ると、蓄積された弾性エネルギーが放出され、回転ドラム４３が回転する。そして、回転ドラム４３の回転運動がアーム２２の揺動運動に変換されることで、ワイパ１４が作動する。
【００２６】
このように、車体の振動から生成された弾性エネルギーを蓄積し、蓄積した弾性エネルギーを放出し、アーム２２に動力を伝達してワイパ１４を揺動させることで、新たな配線や電力を要することなく、レンズの水滴を除去することができる。
また、回転ドラム４３に回転が生じていないときには、突起４７が凹部４６に嵌り込んでいるので、ワイパ１４は作動範囲の上端に保持される。これにより、ワイパ１４でカメラ画像を邪魔することを防げる。
その他の作用効果については、前述した第１実施形態と同様である。
【００２７】
《変形例》
図６は、ラチェット機構の変形例を示す図である。
ラチェット機構３１の歯車３３は、外歯車に限定されるものではなく、内歯車を採用してもよい。この場合、振り子２３、及び振り竿２５を歯車３３の内方に配置し、振り子２３のさらに下方に歯止め３４を形成すればよい。
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
【符号の説明】
【００２８】
１１   カメラ
１２   レンズ
１３   水滴除去機構
１４   ワイパ
１５   アーム
１５ａ  先端部
１５ｂ  基端部
１６   揺動軸
１７   ストッパ
１８   ストッパ
２１   水滴除去機構
２２   アーム
２２ａ  先端部
２２ｂ  基端部
２３   振り子
２４   機構
２５   竿
２６   揺動軸
２７   車体
３１   ラチェット機構
３２   フリーホイール機構
３３   歯車
３４    歯止め
３５   回転軸
３６   揺動軸
３７    回転規制部
３８    カム機構
４１   支持軸
４２   入力軸
４３   回転ドラム
４４    渦巻きばね
４５   ホルダ
４６   凹部
４７   突起
４８   スライダ
４９   長穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0006736909.tif 000005
【図５】
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【図６】
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