JP2018091200A - 空気圧縮装置および付着物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルな構成で優れた空気圧縮性能を確保すること。
【解決手段】実施形態に係る空気圧縮装置は、シリンダとシリンダ内に回転軸を中心に回転可能に設けられる回転体とを有し、回転体の回転による吸排気を経て圧縮空気を生成する空気圧縮装置であって、吸気弁を備える。吸気弁は、吸排気において空気を吸気する。また、吸気弁は、シリンダ内に設けられる。
【選択図】図１Ｂ

Description

開示の実施形態は、空気圧縮装置および付着物除去装置に関する。

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、たと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。

かかるカメラのレンズには、たとえば雨滴や雪片、埃、泥などの付着物が付着し、前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、カメラのレンズへ向けて圧縮空気を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（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１４−０３７２３９号公報

しかしながら、上述した従来技術には、シンプルな構成で優れた空気圧縮性能を確保するという点で、さらなる改善の余地がある。

具体的には、圧縮空気の生成に際しては、吸気および排気を含む一連のサイクルを実行するために、たとえば圧縮空気を噴射するノズル側に排気経路とともに吸気経路を設ける場合がある。

かかる場合、空気が圧縮されるシリンダ室とノズルとの間に逆止弁としての吸気弁や排気弁を設けて、ノズル側から空気以外の異物が侵入するのを抑制しようとする場合がある。すなわち、シリンダ室への異物の侵入を抑えて動作不良を防ぎ、空気圧縮性能を確保しようとするものである。

しかしながら、シリンダ室とノズルとの間に吸気弁や排気弁を設ける場合、機構が複雑になる上、空気の流路抵抗が大きくなり、たとえばノズルからの圧縮空気の噴射力は、排気弁での圧力損失により低下してしまうおそれがあった。

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、シンプルな構成で優れた空気圧縮性能を確保することができる空気圧縮装置および付着物除去装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る空気圧縮装置は、シリンダと前記シリンダ内に回転軸を中心に回転可能に設けられる回転体とを有し、前記回転体の回転による吸排気を経て圧縮空気を生成する空気圧縮装置であって、吸気弁を備える。前記吸気弁は、前記吸排気において空気を吸気する。また、前記吸気弁は、前記シリンダ内に設けられる。

実施形態の一態様によれば、シンプルな構成で優れた空気圧縮性能を確保することができる。

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は、空気圧縮部の斜視透視図である。 図１Ｃは、空気圧縮部の動作説明図である。 図１Ｄは、ノズル〜シリンダ間に逆止弁がある場合の説明図である。 図２Ａは、回転部の構成を示す斜視図である。 図２Ｂは、吸気弁の構成を示す斜視図である。 図２Ｃは、吸気弁の縦断面図である。 図２Ｄは、変形例に係る吸気弁の構成を示す図（その１）である。 図２Ｅは、変形例に係る吸気弁の構成を示す図（その２）である。 図３Ａは、一方のシリンダ室における吸排気の概要説明図（その１）である。 図３Ｂは、一方のシリンダ室における吸排気の概要説明図（その２）である。 図３Ｃは、空気圧縮部の具体的な吸排気の流れを示す図である。 図４は、吸気弁がシリンダ壁側にある場合の、空気圧縮部の具体的な吸排気の流れを示す図である。 図５Ａは、その他の実施形態に係るシリンダの構成を示す斜視図である。 図５Ｂは、その他の実施形態に係る回転部の構成を示す斜視図である。 図５Ｃは、その他の実施形態に係る空気圧縮部の具体的な吸排気の流れを示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する空気圧縮装置および付着物除去装置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、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。

また、以下では、本実施形態に係る付着物除去装置１の構成の概要について図１Ａ〜図１Ｄを用いて説明した後に、本実施形態に係る付着物除去装置１のより具体的な構成について、図２Ａ以降を用いて説明する。

図１Ａは、本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の構成を示す斜視透視図である。また、図１Ｃは、空気圧縮部１０の動作説明図である。また、図１Ｄは、ノズル５〜シリンダ１１間に逆止弁がある場合の説明図である。

図１Ａに示すように、付着物除去装置１は、ノズル５と、空気圧縮部１０とを備える。空気圧縮部１０は、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ノズル５を介して車両用のカメラ５０へ噴射口５ａから噴出することで、たとえばカメラ５０のレンズに付着した雨滴等の付着物を除去する。これにより、運転者の視界補助や接近物のセンシングなどの精度を確保することができる。

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。

すなわち、たと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出するレーダ装置など種々の光学センサを対象とすることができ、かかる光学センサの検出精度を確保することができる。

また、付着物除去装置１は、制御部７０を備える。制御部７０は、図示略のＣＰＵや記憶部などを備えたマイクロコンピュータであり、たとえば空気圧縮部１０を動作させるモータ（図示略）を制御する。

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、空気圧縮部１０は、図１Ｂに示すように、シリンダ１１と、回転部１２とを備える。シリンダ１１は、シリンダ壁１１ａと、連通口１１ｂと、流路部１１ｃと、吸気口１１ｄとを備える。なお、車両に搭載される場合、小型、軽量かつ安価であることが求められることから、シリンダ１１および回転部１２は、樹脂等で形成されることが好ましい。

シリンダ１１は、たとえば円筒状に形成され、内部にシリンダ室ＣＣが形成されている。シリンダ壁１１ａは、たとえば平板状に形成され、回転軸ａｘＲを中心に点対称となる位置で、円筒状のシリンダ室ＣＣをほぼ径方向に沿って仕切るように設けられる。したがって、シリンダ室ＣＣは、シリンダ壁１１ａによって２つに区画されることとなる。

連通口１１ｂは、排気口の一例であって、２つのシリンダ壁１１ａ付近のシリンダ室ＣＣの天井部に、２つに区画されたシリンダ室ＣＣのそれぞれとシリンダ１１の外部とが連通するように、回転軸ａｘＲを中心に点対称となる位置に開口されている。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、かかる連通口１１ｂを介してシリンダ室ＣＣの各区画から排気される。

流路部１１ｃは、連通口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ような形状に形成されている。また、流路部１１ｃは、回転軸ａｘＲの軸線上においてノズル５に接続されている。連通口１１ｂを介してシリンダ室ＣＣから出力される圧縮空気は、かかる流路部１１ｃを介してノズル５へ誘導され（図中の矢印１０１参照）、ノズル５の噴射口５ａからカメラ５０へ噴射されることとなる。

吸気口１１ｄは、２つの連通口１１ｂのほぼ下方のシリンダ１１の外壁に、シリンダ１１の外部とシリンダ室ＣＣとが連通するように開口されている。後述する回転部１２の回転に基づいて吸気される空気は、かかる吸気口１１ｄを介してシリンダ室ＣＣへ吸気される。

回転部１２は、羽根部１２ａ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（図中の矢印１０２参照）。

具体的には、回転ベース１２ｂは、シリンダ１１側とは反対側の面に、従動ギア１２ｄを有しており、かかる従動ギア１２ｄが、たとえば前述のモータに連結された駆動側ギア（図示略）に噛み合うことによってモータの駆動力を受け、回転軸ａｘＲまわりに所定方向に回転する。

また、回転ベース１２ｂは、モータの駆動力を受けない自由状態においては、モータによる回転の所定方向とは逆方向にばね部材（図示略）によって付勢されている。

羽根部１２ａは、平板状に形成され、従動ギア１２ｄが設けられている面とは反対側の面で、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。また、羽根部１２ａは、その壁面に、吸気弁１３を有する。吸気弁１３の詳細については、図２Ａ以降を用いて後述する。

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り、２つの羽根部１２ａの間に設けられ、２つの羽根部１２ａを連接する。

このように構成された回転部１２がシリンダ１１に係合されて、シリンダ室ＣＣ内で回転することによって、吸気および排気を含む一連のサイクルが実行され、圧縮空気が生成される。

具体的には、図１Ｃに示すように、空気圧縮部１０では、まず「吸気前」の状態においては、回転部１２は前述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に押し付けられた状態となっている。

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すると、羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの間の空間ＳＰが膨張して空間ＳＰには負圧が生じ、空気が「吸気」される。

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と当接した状態へ勢いよく戻る。このとき、空間ＳＰが圧縮され、すなわち空間ＳＰに「吸気」されていた空気から圧縮空気が生成され、連通口１１ｂから高圧状態で「排気」される。

ところで、本実施形態の比較例となる技術によれば、たとえばノズル５側に排気経路とともに、「吸気」のための吸気経路を設ける場合があった。具体的には、図１Ｄに示すように、ノズル５からシリンダ１１の間に、吸気弁としての逆止弁５’ａや、排気弁としての逆止弁５’ｂなどが設けられる場合があった。

しかしながら、これにより、ノズル側からの空気以外の異物の侵入は阻めても、たとえばノズルからの圧縮空気の噴射力は、排気弁での圧力損失により低下してしまうおそれがあった。

また、仮に排気弁側の逆止弁５’ｂを設けることなく、吸気弁側の逆止弁５’ａに対し、ノズル５から吸気するために必要となる圧力よりも低い圧力で開くような開弁圧を設定することとしても、機構が複雑になる上、空気の流路抵抗が大きくなるおそれがあった。

そこで、本実施形態では、ノズル５からシリンダ１１の間に逆止弁を配置せず、シリンダ室ＣＣ内に配置することとした。具体的には、シリンダ１１と回転部１２とが係合されて、シリンダ室ＣＣ内に配置されることとなる羽根部１２ａの壁面に、逆止弁である吸気弁１３を設けることとした。

以下、かかる点を含む、本実施形態に係る付着物除去装置１のさらなる具体的な構成について、図２Ａ以降を用いて順次説明する。図２Ａは、回転部１２の構成を示す斜視図である。また、図２Ｂは、吸気弁１３の構成を示す斜視図である。また、図２Ｃは、吸気弁１３の縦断面図である。

図２Ａに示すように、回転部１２は、２つの羽根部１２ａの壁面に、吸気弁１３をそれぞれ有する。なお、ここで、図２Ａに示すように、羽根部１２ａの壁面のうち、シリンダ壁１１ａとは当接しない側の面を第１壁面１２ａａとする。これに対し、シリンダ壁１１ａと当接する側の面を第２壁面１２ａｂとする。

吸気弁１３は、逆止弁であり、図中の矢印２０１が示す一方方向へ空気を通す。すなわち、吸気弁１３は、羽根部１２ａの第１壁面１２ａａ側から第２壁面１２ａｂ側へ空気を通すことができる。

また、図２Ｂに示すように、吸気弁１３の第２壁面１２ａｂ側には、環状の薄膜弾性体１３ａが、たとえば嵌め込まれることによって取り付けられる（図中の矢印２０２参照）。薄膜弾性体１３ａは、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａから離間する方向へ回転する場合には、撓んで開き、吸気弁１３を開弁させ、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａへ近づく方向へ回転する場合には、図２Ｃに示すように撓んで閉じ、吸気弁１３を閉弁させる。これにより、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａから離間する方向へ回転する場合に空間ＳＰに吸気し、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａへ近づく方向へ回転する場合に空間ＳＰから排気することができる。

このように動作するように、吸気弁１３の開弁圧は、薄膜弾性体１３ａのたとえば厚みや材質、初期撓み量から予め適正値に調整され、設定されることになる。さらに、吸気弁１３の開弁圧は、仮にノズル５からシリンダ１１へ吸気する場合に必要となる圧力（言い換えれば、吸気抵抗）よりも低い圧力で開くように予め調整され、設定される。

これにより、吸気弁１３を用いて吸気する場合に、誤ってノズル５から吸気されてしまうことを防ぎ、ノズル５からシリンダ１１へ空気以外の異物が侵入するのを防ぐことができる。したがって、異物の侵入による動作不良を防ぎ、優れた空気圧縮性能を確保することが可能となる。

なお、図２Ｂに示すように、薄膜弾性体１３ａには、その外周に沿って、突起状のリブ１３ｂがたとえば４つ設けられている。

かかるリブ１３ｂは、羽根部１２ａの第２壁面１２ａｂがシリンダ壁１１ａへ当接する際に、第２壁面１２ａｂよりも先にシリンダ壁１１ａへ接触するように突出量の寸法設定がなされている。

これにより、リブ１３ｂが弾性変形しながら羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａの当接の際の衝撃を吸収することが可能となり、羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａの接触音を低減することができる。また、衝撃吸収により経年劣化の進行を遅らせることができる。また、別途、緩衝材などを設ける必要もなくなる。

なお、図２Ｂに示すように、リブ１３ｂが複数設けられることで、薄膜弾性体１３ａを羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａの当接時に弾性変形しやすくすることができる。

また、図２Ａ〜図２Ｃには、吸気弁１３が環状のバルブ構造である場合を示したが、たとえばリードバルブ構造であってもよい。かかる変形例を図２Ｄ及び図２Ｅに示す。図２Ｄおよび図２Ｅは、変形例に係る吸気弁１３Ａの構成を示す図（その１）および（その２）である。なお、図２Ｅは、図２Ｄに示すＡ−Ａ’線略断面図となっている。

図２Ｄおよび図２Ｅに示すように、吸気弁１３Ａは、板状の開閉弁を備えるリードバルブ構造として設けることができる。かかる場合、羽根部１２ａには第１壁面１２ａａおよび第２壁面１２ａｂを貫通する貫通孔１２ａｃが開口される。

そして、かかる貫通孔１２ａｃは、板状弾性体（たとえば板ばね）１３ｃによって第２壁面１２ａｂ側を覆われる。板状弾性体１３ｃは、たとえばカシメ部１３ｄおよび回り止め部１３ｅによってその一端部側を羽根部１２ａへ固定される。

また、貫通孔１２ａｃと板状弾性体１３ｃの間には、たとえば板状弾性体１３ｃに貼り付けられて気密保護用の弾性体１３ｆが設けられる。

かかる変形例の場合でも、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａから離間する方向へ回転する場合には、板状弾性体１３ｃが撓んで貫通孔１２ａｃを開いて吸気弁１３Ａを開弁させることができる。また、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａへ近づく方向へ回転する場合には、板状弾性体１３ｃが撓んで貫通孔１２ａｃを閉じて吸気弁１３Ａを閉弁させることができる。

次に、これまで説明した構成による空気圧縮部１０における吸排気の流れについて順次説明する。まず、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ＣＣ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における吸排気の概要について説明する。なお、２区画されたうちの他方についても同様であるものとする。

図３Ａおよび図３Ｂは、一方のシリンダ室ＣＣ１における吸排気の概要説明図（その１）および（その２）である。なお、ここで、上述した羽根部１２ａの場合と同様に、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、シリンダ壁１１ａの壁面のうち、羽根部１２ａとは当接しない側の面を第１壁面１１ａａとする。これに対し、羽根部１２ａと当接する側の面を第２壁面１１ａｂとする。

図３Ａおよび図３ＢのＭ１部に示すように、シリンダ１１の一方のシリンダ室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とが連通するように開口されている点は既に述べたが、さらに具体的には、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ている。

また、同じくＭ２部に示すように、シリンダ１１の一方のシリンダ室ＣＣ１には、１つの連通口１１ｂが開口されている。連通口１１ｂは、シリンダ壁１１ａ付近のシリンダ室ＣＣ１の天井部に、シリンダ１１の外部とシリンダ室ＣＣ１とが連通するように開口されている点は既に述べた。

さらに具体的には、連通口１１ｂは、吸気口１１ｄが連通する側ではないもう一方のシリンダ壁１１ａの第２壁面１１ａｂ側に連通するように開口されている。また、連通口１１ｂは、図３Ｂに示すように、羽根部１２ａが第２壁面１１ａｂに当接した排気直後（吸気前）の状態にある場合に、羽根部１２ａによってシリンダ室ＣＣ１に対し、塞がれるように開口されている。

このように形成された吸気口１１ｄおよび連通口１１ｂにより、シリンダ室ＣＣ１においては、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、吸気口１１ｄからシリンダ室ＣＣ１へシリンダ１１の外部の空気を取り込むことができる（図中の矢印３０１参照）。そして、取り込んだ空気を、羽根部１２ａの回転によって圧縮した後、連通口１１ｂから漏らさずに排気することができる（図中の矢印３０２参照）。

以上を前提とした、空気圧縮部１０のより具体的な吸排気の流れを図３Ｃに示す。図３Ｃは、空気圧縮部１０の具体的な吸排気の流れを示す図である。

図３Ｃに示すように、空気圧縮部１０ではまず、「吸気前」の状態においては、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａと当接した状態となっている。

かかる「吸気前」の状態から、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａから離間する所定方向へ回転軸ａｘＲまわりに回転すると（図中の矢印３０３参照）、かかる離間によって羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの間の空間ＳＰが膨張する。なお、ここでは、「所定方向」を図３Ｃの紙面において左回り（反時計回り）としている。

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、そして、さらに吸気弁１３を介して空間ＳＰへ空気が「吸気」される。

そして、かかる「吸気」された状態から、羽根部１２ａが回転軸ａｘＲまわりに前述の所定方向とは逆向き（すなわち、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は閉弁されており、空間ＳＰへ「吸気」された空気を逃がさない。これにより、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。

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まで回転軸ａｘＲまわりに回転することにより、連通口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）。

なお、これまでは、吸気弁１３が、シリンダ室ＣＣ内の羽根部１２ａの壁面に設けられる場合について説明したが、吸気弁１３は、羽根部１２ａ側でなく、シリンダ壁１１ａ側の壁面に設けられてもよい。

かかる場合について、図４を用いて説明する。図４は、吸気弁１３がシリンダ壁１１ａ側にある場合の、空気圧縮部１０の具体的な吸排気の流れを示す図である。なお、図４は、図３Ｃに対応しているため、説明が一部重複する場合がある。

吸気弁１３は、シリンダ壁１１ａの壁面に設けられる場合、羽根部１２ａと当接しない第１壁面１１ａａ側から羽根部１２ａと当接する第２壁面１１ａｂ側への一方方向へ空気を通すように設けられる。

図４に示すように、羽根部１２ａ側でなく、シリンダ壁１１ａに吸気弁１３が設けられているものとする。かかる場合も、空気圧縮部１０では、「吸気前」の状態においては、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａと当接した状態となっている。

かかる「吸気前」の状態から、羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａから離間する所定方向へ回転軸ａｘＲまわりに回転すると（図中の矢印４０１参照）、かかる離間によって羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの間の空間ＳＰが膨張する。

これにより、空間ＳＰには負圧が生じ、図中の矢印４０２に示すように、吸気口１１ｄからシリンダ１１の外部の空気が取り込まれ、そして、さらに吸気弁１３を介して空間ＳＰへ空気が「吸気」される。図中の矢印４０３に示すように、シリンダ室ＣＣ内にあった空気も、吸気弁１３を介して空間ＳＰへ「吸気」される。

そして、かかる「吸気」された状態から、羽根部１２ａが回転軸ａｘＲまわりに前述の所定方向とは逆向きに回転すると（図中の矢印４０４参照）、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は閉弁されており、空間ＳＰへ「吸気」された空気を逃がさない。これにより、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。

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まで回転軸ａｘＲまわりに回転することにより、連通口１１ｂから押し出されて「排気」されることとなる（図中の矢印４０５参照）。

上述してきたように、本実施形態に係る空気圧縮部１０（「空気圧縮装置」の一例に相当）は、シリンダ１１とシリンダ１１内に回転軸ａｘＲを中心に回転可能に設けられる回転部１２（「回転体」の一例に相当）とを有し、回転部１２の回転による吸排気を経て圧縮空気を生成する空気圧縮部１０であって、吸気弁１３，１３Ａを備える。吸気弁１３，１３Ａは、吸排気において空気を吸気する。また、吸気弁１３，１３Ａは、シリンダ１１内に設けられる。

したがって、本実施形態に係る空気圧縮部１０によれば、シンプルな構成で優れた空気圧縮性能を確保することができる。

（その他の実施形態）
ところで、上述した実施形態では、圧縮空気を排気するための連通口１１ｂが、シリンダ室ＣＣの天井部に設けられ、かかる連通口１１ｂから排気された圧縮空気が、流路部１１ｃを介してノズル５へ誘導される例を挙げた。

かかる排気経路を含む吸排気の流れは、上述した実施形態の例に限定されない。そこで、かかるその他の実施形態について、図５Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。

図５Ａは、その他の実施形態に係るシリンダ１１０の構成を示す斜視図である。また、図５Ｂは、その他の実施形態に係る回転部１２０の構成を示す斜視図である。

図５Ａに示すように、その他の実施形態に係るシリンダ１１０は、シリンダ壁１１０ａと、連通口１１０ｂと、シャフト部１１０ｃと、吸気口１１０ｄとを備える。シリンダ壁１１０ａは上述のシリンダ壁１１ａに対応し、たとえば平板状に形成され、回転軸ａｘＲを中心に点対称となる位置で、円筒状のシリンダ室ＣＣをほぼ径方向に沿って仕切るように設けられる。

シャフト部１１０ｃは、上述の回転部１２のシャフト部１２ｃに対応し、回転軸ａｘＲまわりの回転におけるシャフト部分であり、２つのシリンダ壁１１０ａの間に設けられ、２つのシリンダ壁１１０ａを連接する。

また、シャフト部１１０ｃは、中空構造であって、回転軸ａｘＲの軸線上においてノズル５に接続されている。連通口１１０ｂは、上述の連通口１１ｂに対応するが、連通口１１ｂとは異なり、シャフト部１１０ｃの回転部１２と接触する側に２つ切り欠いて設けられ、区画されたシリンダ室ＣＣのそれぞれとシャフト部１１０ｃの中空部とを連通させる。

また、図５Ｂに示すように、その他の実施形態に係る回転部１２０は、羽根部１２０ａと、回転ベース１２０ｂとを備える。羽根部１２０ａは、上述の羽根部１２ａに対応し、回転軸ａｘＲを中心に点対称となるように回転ベース１２０ｂに配置される。羽根部１２０ａのそれぞれは、シリンダ壁１１０ａに当接しない側の第１壁面１２０ａａと、シリンダ壁１１０ａに当接する側の第２壁面１２０ａｂとを有する。

第２壁面１２０ａｂの壁面には、吸気弁１３０が設けられる。吸気弁１３０は、上述の吸気弁１３に対応する。なお、図５Ｂには図示していないが、羽根部１２０ａはそれぞれ中空構造であって、底面側が開口され、さらに回転ベース１２０ｂを介して回転部１２の外部と連通している。

吸気弁１３０は、かかる羽根部１２０ａの内部から第２壁面１２０ａｂの外側に向けて空気を通すように設けられている。回転ベース１２０ｂは、上述の回転ベース１２ｂに対応し、ほぼ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。このようなシリンダ１１０と回転部１２０とが係合されて、その他の実施形態に係る空気圧縮部１００が構成されることとなる。

次に、その他の実施形態に係る空気圧縮部１００のより具体的な吸排気の流れを図５Ｃに示す。図５Ｃは、その他の実施形態に係る空気圧縮部１００の具体的な吸排気の流れを示す図である。

図５Ｃに示すように、空気圧縮部１００ではまず、「吸気前」の状態においては、羽根部１２０ａがシリンダ壁１１０ａと当接した状態となっている。

かかる「吸気前」の状態から、羽根部１２０ａがシリンダ壁１１０ａから離間する所定方向へ回転軸ａｘＲまわりに回転すると（図中の矢印５０１参照）、かかる離間によって羽根部１２０ａとシリンダ壁１１０ａとの間の空間ＳＰが膨張する。なお、ここでは、「所定方向」を図５Ｃの紙面において右回り（時計回り）としている。

これにより、空間ＳＰには負圧が生じ、図中の矢印５０２に示すように、吸気弁１３０からシリンダ１１０外部の空気が取り込まれ、空間ＳＰへ「吸気」される。

そして、かかる「吸気」された状態から、羽根部１２０ａが回転軸ａｘＲまわりに前述の所定方向とは逆向き（すなわち、反時計回り）に回転すると（図中の矢印５０３参照）、羽根部１２０ａはシリンダ壁１１０ａへ接近し、空間ＳＰを収縮させる。かかる際、吸気弁１３０は閉弁されており、空間ＳＰへ「吸気」された空気を逃がさない。これにより、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。

そして、生成された圧縮空気は、羽根部１２０ａが、シリンダ壁１１０ａと当接した状態に戻るまで回転軸ａｘＲまわりに回転することにより、連通口１１０ｂから押し出されてシャフト部１１０ｃの内部を上昇し、「排気」される（図中の矢印５０４参照）。また、かかる羽根部１２０ａの移動により、吸気口１１０ｄからは外部の空気が取り込まれる（図中の矢印５０５参照）。

このような、その他の実施形態に係る構成によっても、ノズル５とシリンダ室ＣＣとの間に逆止弁を配置することなく、ノズル５からの異物の侵入を阻みつつ、圧縮空気を生成することができる。すなわち、その他の実施形態に係る空気圧縮部１００によれば、シンプルな構成で優れた空気圧縮性能を確保することができる。

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。

１ 付着物除去装置
５ ノズル
１０ 空気圧縮部
１１ シリンダ
１１ａ シリンダ壁
１１ａａ 第１壁面
１１ａｂ 第２壁面
１１ｂ 連通口
１１ｄ 吸気口
１２ 回転部
１２ａ 羽根部
１２ａａ 第１壁面
１２ａｂ 第２壁面
１２ｂ 回転ベース
１３，１３Ａ 吸気弁
１３ａ 薄膜弾性体
１３ｂ リブ
５０ カメラ
１００ 空気圧縮部
１１０ シリンダ
１１０ａ シリンダ壁
１１０ｂ 連通口
１１０ｄ 吸気口
１２０ 回転部
１２０ａ 羽根部
１２０ａａ 第１壁面
１２０ａｂ 第２壁面
１２０ｂ 回転ベース
１３０ 吸気弁
ＣＣ シリンダ室
ＳＰ 空間

Claims (10)

1. シリンダと前記シリンダ内に回転軸を中心に回転可能に設けられる回転体とを有し、前記回転体の回転による吸排気を経て圧縮空気を生成する空気圧縮装置であって、
   前記吸排気において空気を吸気する吸気弁を備え、
   前記吸気弁は、
   前記シリンダ内に設けられること
   を特徴とする空気圧縮装置。
2. 前記吸気弁は、
   前記シリンダに接続されて前記圧縮空気を噴射するノズル側から前記シリンダ内へ空気を吸気する場合に必要となる圧力よりも小さい開弁圧を有するように設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の空気圧縮装置。
3. 前記シリンダは、
   円筒状に形成され前記回転体を収容するシリンダ室と、
   平板状に形成され、前記回転軸を中心に点対称となる位置で前記シリンダ室を略径方向に沿って仕切るように設けられる２つのシリンダ壁と
   を備え、
   前記回転体は、
   円形の平板状に形成され、前記回転軸まわりに回転可能に設けられる回転ベースと、
   前記回転軸を中心に点対称となるように前記回転ベースに配置される２つの羽根部と
   を備え、
   前記吸気弁は、
   前記シリンダ壁または前記羽根部に設けられること
   を特徴とする請求項１または２に記載の空気圧縮装置。
4. 前記回転体は、
   前記羽根部が前記シリンダ壁から離間する方向へ回転して前記羽根部と前記シリンダ壁の間の空間を膨張させることによって空気を吸気し、前記羽根部が前記シリンダ壁へ近づく方向へ回転して前記空間を圧縮することによって前記圧縮空気を排気し、
   前記シリンダ壁および前記羽根部は、
   前記回転体の回転によって互いに当接しない側の壁面である第１壁面と、互いに当接する側の壁面である第２壁面とを有し、
   前記吸気弁は、
   前記第１壁面の側から前記第２壁面の側への一方方向へ空気を通すように設けられること
   を特徴とする請求項３に記載の空気圧縮装置。
5. 前記吸気弁は、
   前記第２壁面の側に取り付けられる薄膜弾性体を有し、
   前記薄膜弾性体は、
   前記羽根部が前記シリンダ壁から離間する方向へ回転する場合には、撓んで開き、前記羽根部が前記シリンダ壁へ近づく方向へ回転する場合には、撓んで閉じるように設けられること
   を特徴とする請求項４に記載の空気圧縮装置。
6. 前記薄膜弾性体は、
   前記羽根部の前記第２壁面が前記シリンダ壁へ当接する際に、前記第２壁面よりも先に前記シリンダ壁へ接触するように突出させた突起部を有すること
   を特徴とする請求項５に記載の空気圧縮装置。
7. 前記突起部は、
   前記薄膜弾性体の外周に沿って複数個設けられていること
   を特徴とする請求項６に記載の空気圧縮装置。
8. 前記シリンダの外部の空気を前記シリンダ室内へ流入させる吸気口と、
   前記圧縮空気を前記シリンダ室外へ流出させる排気口と
   を備え、
   前記吸気口は、
   前記シリンダ壁の前記第１壁面側と前記シリンダの外部とが連通するように前記シリンダの外壁に開口され、
   前記排気口は、
   前記吸気口が連通する側ではない他方の前記シリンダ壁の前記第２壁面側に連通するように開口されるとともに、前記羽根部が当該第２壁面に当接した状態にある場合に、前記羽根部によって前記シリンダ室に対し、塞がれるように開口されていること
   を特徴とする請求項４に記載の空気圧縮装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載の空気圧縮装置
   を備え、
   前記空気圧縮装置によって生成された前記圧縮空気を光学センサへ噴出することによって前記光学センサに付着した付着物を除去すること
   を特徴とする付着物除去装置。
10. 前記光学センサは、車両に搭載される車載カメラであること
    を特徴とする請求項９に記載の付着物除去装置。

Images