JP5896440B1

JP5896440B1 - 光学機器用ワイパー装置

Info

Publication number: JP5896440B1
Application number: JP2015204786A
Authority: JP
Inventors: 篤間宮; 公一本田
Original assignee: Tokyo R&D Co Ltd
Current assignee: Tokyo R&D Co Ltd
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2035-10-16
Also published as: JP2017076933A

Abstract

【課題】雨滴、塵埃の除去をより一層効果的に行うことのできる光学機器用ワイパー装置を得ること。【解決手段】光電センサを有する光学機器１と、光学機器１を内包するカバーガラス１０と、カバーガラス１０を内包するハウジング２０とを備え、ハウジング２０とカバーガラス１０を相対回動させることにより当該カバーガラス１０の表面を洗浄する光学機器用ワイパー装置１００において、カバーガラス１０とハウジング２０を相対回動させる駆動部Ｍを備え、ハウジング２０は、光電センサの光軸に対応する箇所に、撮像用の開口部２１を設け、ハウジング２０の開口部２１の周縁に、カバーガラス１０に摺接するシールリング２２を装着し、また、ハウジング２０の開口部２１とは異なる箇所に、前記カバーガラス１０に摺接するワイパーリング２３を装着し、ワイパーリング２３の箇所には、カバーガラス１０の表面を洗浄する洗浄液３０が供給されるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、車載用カメラや玄関用カメラなど一般に屋外で用いられる光学機器用ワイパー装置に関する。

屋外用の監視カメラなどの光学機器は、例えば車載用のものであれば走行中にカメラの窓部に塵埃や雨水が付着し、また、玄関用のものであれば雨水や枯葉などのゴミが付着するので、これらを除去して鮮明な画像が得られるように、カメラに所謂クリーニング手段が備えられているものが知られている（特許文献１、２）。

特許文献１のものは、モータなどによる駆動系を用いることなく、小型化、軽量化及び有効な視野を提供することができる車載用カメラユニットを目的としてなされ、大略、カメラ部のレンズ面を保護し、このカメラ部に対して揺動するように軸部によってカメラ筐体に設置された透明なカバー部と、そのカバー部に対して当接するワイパー部とを有する車載用カメラユニットである。

また、特許文献２のものは、光入射面を構成し内部光学系を保護する透明カバーと、内部光学系を保持する可動ヘッドに固着されて、上記透明なカバーに対して相対移動可能なワイパーを有して、該カメラの監視動作時に上記ワイパーが透明カバーの表面を摺動して移動することによりクリーニングを行うものである。

特開２００６−２７９５６０号公報実開平６−２５０６４号公報

上記従来技術において、特許文献１のものは、カバー部が、カメラ部のレンズ面を覆う部分が部分球形状を呈し、その軸部の揺動軸に直交する方向の端部に錘を有して、カメラ筐体の速度の変化による錘の慣性力でカバー部を揺動させることによってワイパー部に対して当該カバー部を摺動させるものであるため、つまり、カバー部を摺動させる固有の動力源を持たないので、クリーニングの的確な動作を得ることができない。その結果、このカメラ用ワイパーは、雨滴、塵埃を強制的に除去して常時鮮明な画像を得ることができない不具合がある。

また、特許文献２のものは、例えば車両におけるフロントガラスのワイパーを想起してみれば明らかなように、このワイパー部における汚れ除去は、透明カバーの回転のみでは十全になし得ない不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、上記従来技術の不具合や不都合を除去し得て、雨滴、塵埃の除去をより一層効果的に行うことのできる光学機器用ワイパー装置を提案するものである。

本願第１請求項に記載した発明は、実施例で用いた符号を付して記すと、光電センサを有する光学機器１と、
前記光学機器１を支持するステイ４と、
上部が開口した筒状で下部に球面状の膨出部１１を有するとともに前記ステイ４を内包するカバーガラス１０と、
前記カバーガラス１０の上部以外を内包するとともに上部ベアリング９及び下部ベアリング８を介してカバーガラス１０を回転可能に支持し、前記膨出部１１の外側に撮像用の開口部２１を有するハウジング２０と、
前記ハウジング２０と前記カバーガラス１０との間に充填された洗浄液３０と、
前記開口部２１の周縁に配置されて当該開口部２１からの前記洗浄液３０の流出を防止するシールリング２２と、
前記上部ベアリング９の下側に配置されて前記洗浄液３０の流出を防止するシール６と、
前記カバーガラス１０を回転させる駆動部Ｍと、
前記ハウジング２０と前記カバーガラス１０との隙間における前記開口部２１に面していない部分に配置され、前記カバーガラス１０の回転に伴って前記膨出部１１を摺接するワイパーリング２３と、
を備えたことを特徴とする光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第２請求項に記載した発明は、前記ハウジング２０は、上部開口の容器状部材であり、
前記カバーガラス１０は、上部開口の透光性の容器状部材であって、装置本体２に保持されて、前記駆動部Ｍにより回転可能に設けられており、
更に、このカバーガラス１０は、前記光電センサの光軸に対応する箇所に、球面状の膨出部１１が放射方向に亘って設けられており、
前記ハウジング２０と、前記カバーガラス１０との間には、前記洗浄液３０が充填されていることを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第３請求項に記載した発明は、前記ハウジング２０の前記開口部２１は、円形状を呈していて、この開口部２１の周縁には、前記シールリング２２が装着されており、
前記シールリング２２は、前記カバーガラス１０の前記膨出部１１に摺接して、前記洗浄液３０の流出を阻止するようにしたことを特徴とする請求項２記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第４請求項に記載した発明は、前記ハウジング２０に、前記洗浄液３０を収納するタンク部２４を設けたことを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第５請求項に記載した発明は、前記ハウジング２０に、前記洗浄液３０の入口部２５と出口部２６を設けたことを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第６請求項に記載した発明は、前記タンク部２４に、前記洗浄液３０の入口部２５と出口部２６を設けたことを特徴とする請求項４記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第７請求項に記載した発明は、前記ハウジング２０に、前記洗浄液３０を温めるヒーターＨを設けたことを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第８請求項に記載した発明は、前記光電センサが、カメラの撮像素子であることを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第９請求項に記載した発明は、前記装置本体２が、自動車の車外又は車内に装備されるものであることを特徴とする請求項２記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第１０請求項に記載した発明は、前記装置本体２が、建物の屋外に設置されるものであることを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第１１請求項に記載した発明は、前記駆動部Ｍが、ベースプレートなどの装置本体２に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本願第１２請求項に記載した発明は、前記駆動部Ｍが、前記カバーガラス１０の容器内下端の箇所にてステイ４を介して前記装置本体２に設けられていることを特徴とする請求項２記載の光学機器用ワイパー装置１００である。

本発明によれば、光電センサの開口部とは異なる箇所にワイパーリングを用いたワイパー部を設けていて、このワイパー部に、洗浄液を用いた洗浄装置を具備しているので、ワイパーによる単なる摺動効果のみならず、洗浄液による補填も加わって、雨滴、塵埃の除去をより一層効果的に行うことができる。

また、雨滴、塵埃の除去は、光電センサの開口部とは異なる箇所にてなされるので、当該窓部が汚れた場合はカバーガラスの回動により当該カバーガラス面は可及的速やかに背後に送られるとともに、同様にして瞬時にクリーニングされたカバーガラス面を窓部に出現させることができる。

更に、ハウジングに、洗浄液を収納するタンク部を設けた場合は、洗浄液の途中補充が困難となる車両搭載用のものなどに用いることができる。

また、ハウジングに、洗浄液を温めるヒーターを設けた場合は、寒冷地などにて用いることができる。

本発明の実施例に係り、ワイパー装置を示す縦断正面図である。本発明の実施例に係り、ワイパー装置を示す右側面図である。本発明の実施例に係り、ワイパー装置を示す一部破断正面図である。本発明の他の実施例に係り、ワイパー装置を示す一部省略縦断正面図である。図４におけるＡ部の拡大図である。図４におけるＢ部の拡大図である。図４におけるＣ部の拡大図である。

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１〜図４に示すように、本例の光学機器用ワイパー装置１００は、従来装置と同様に、カメラなどの光電センサを有する光学機器１と、この光学機器１を内包するカバーガラス１０と、カバーガラス１０を内包するハウジング２０と、ハウジング２０およびカバーガラス１０を相対移動させることにより当該カバーガラス１０の表面をクリーニングする光学機器用ワイパー装置１００（以下、単に「ワイパー装置１００」という。）である。尚、本例では、光学機器にカメラを用いている。

本例のワイパー装置１００が、従来のものと異なるのは、従来のものがカメラの窓部（レンズやレンズの前面に透明カバーを設けた部位など）に所謂ワイパー部を設けているのに対し、本例のものは、カメラの窓部ではなく、この窓部とは異なる箇所にワイパー部を設けている点と、このワイパー部に、洗浄液３０を用いた洗浄装置を具備している点で相違する。以下、本例のワイパー装置１００の基本的構成を説明し、次いで各構成を詳述する。

ハウジング２０は、図１に示すように、モータなどの駆動部Ｍを設置したベースプレートなどの装置本体２に固定されるものであり、カバーガラス１０を内包している。また、ハウジング２０は、この例の場合、上部を開口した遮光性の容器状部材であって、前記光電センサの光軸に対応する箇所に、撮像用の開口部２１を設けている。尚、実施例では、開口部２１は円形状を呈している。

カバーガラス１０は、装置本体２に保持されて、駆動部Ｍにより回転可能に設けられている。本例では、装置本体２のベースプレートに駆動部Ｍを設置し、この駆動部Ｍとの間に歯付きベルト３を巻回して、モータ駆動により回転することができるように設けられている。

更にこのカバーガラス１０は、本例では、上部を開口した透光性の容器状部材で、カメラの光軸に対応する箇所には、球面状の膨出部１１が放射方向に亘って設けられている。

ハウジング２０と、このハウジング２０に内包されるカバーガラス１０との間には、当該カバーガラスの表面を洗浄する洗浄液３０が充填されている。

更に、ハウジング２０の前記円形状の開口部２１の周縁には、カバーガラス１０の膨出部１１に摺接する洗浄液流出防止用のシールリング２２を装着している（更に図６参照）。すなわち、ハウジング２０と、これに内包されるカバーガラス１０との間には、洗浄液３０が充填されているので、ハウジング２０の円形状開口部２１の周縁から洗浄液３０が漏洩しないように、シールリング２２を装着するものである。

また、ハウジング２０の円形状の開口部２１とは異なる箇所に、カバーガラス１０の膨出部１１に摺接するワイパーリング２３（更に図７参照）を装着している。このワイパーリング２３により、後述するように膨出部１１の表面が洗浄される。

カバーガラス１０の膨出部１１の箇所には、光学機器１が、カバーガラス１０に非接触の状態で位置している。カメラの光軸は、前述したようにハウジング２０の開口部２１に向けられている。尚、光学機器１は、ステイ４の下部に設けられており、ステイ４は、支持部材５を介して装置本体２のベースプレートに固着されている。光学機器１は、やや斜めにしてカバーガラス１０内に挿入される（図１の二点鎖線参照）。

ハウジング２０と、これに内包されるカバーガラス１０との間には、前述したように洗浄液３０が充填されるとともに、この例ではカバーガラス１０が回転するので、両者間の周りには、液漏れ防止用のシール６（図５参照）を装着している。図中、符号７はリテーナ、８は下部ベアリング、９は上部ベアリングである。

尚、シール６、シールリング２２およびワイパーリング２３のそれぞれのリップ先端部６ａ，２２ａ，２３ａは、各々カバーガラス１０表面に押し付けられて摺接している。これらのうち、シール６とシールリング２２は、洗浄液３０を密封すると同時に汚れの侵入を阻止する。一方、ワイパーリング２３のリップ先端部２３ａは、これを設けることにより、汚れを掻き落とすことを主眼とするものであり、よって、シールではなくワイパーと称する所以である。また、これらの材質、形状は、ゴム、スポンジ、布、不織布など適宜の材質のものを用いることができ、更に、面状、ブラシ状など適宜の形状を用いることができる。

上述した本例のワイパー装置１００において、駆動部Ｍが駆動すると、歯付きベルト３を介してカバーガラス１０が回転する。カバーガラス１０が回転すると、当該カバーガラス１０の膨出部１１は、これに摺接するワイパーリング２３との相対的な摺動により、膨出部１１の表面が洗浄される。

このとき、膨出部１１の表面は洗浄液３０に浸漬されているので、当該膨出部１１の表面に付着した汚れを、洗浄液とともに拭い落すことができ、これにより膨出部１１の洗浄をより一層効果的に行うことができるものである。

更に、本例のワイパー装置１００における好適な実施例を説明する。

本例では、ハウジング２０およびカバーガラス１０はともに略円筒形を呈し、前述のように上部を開口とし、底面を凸状に閉じた器のような形状に設けて、ハウジング２０の内側の下部と上部にそれぞれベアリング８、９（図１，４，５参照）を配している。このように構成すると、カバーガラス１０のハウジング２０に対する回動が、安定してスムーズになされる。

本例では、ハウジング２０に、洗浄液３０を収納するタンク部２４を設けている（図１および図２参照）。このように、タンク部２４を設けた場合は、本例のワイパー装置１００を、例えば、洗浄液３０の途中補充が困難となる車両搭載用のものに好適である。

また、本例の他の実施例では、図４に示すように、ハウジング２０に、前例のタンク部２４を設けずに、洗浄液３０の入口部２５と出口部２６のみを設けている。これは、玄関などの屋外に固定的に本例のワイパー装置１００を設けるなど適宜洗浄液３０の補充を行い得る場合のものに好適である。

更に、図２に示すように、ハウジング２０に、洗浄液３０を温めるヒーターＨを設けることもできる。本例のワイパー装置１００を寒冷地などにて用いる場合に好適である。

尚、図１に示した例では、駆動部Ｍは、装置本体２のベースプレートに設置し、この駆動部Ｍとカバーガラス１０との間に歯付きベルト３を巻回して、カバーガラス１０を回転するように設けたが、このほかにも、例えば図４に示すように、駆動部Ｍを、カバーガラス１０の容器内下端の箇所に設置するとともにステイ４を介して装置本体２に設けて、カバーガラス１０を回転する構成としてもよい。

以上説明したように、本例のワイパー装置１００は、屋外設置の光学機器用ワイパーとして、雨滴、塵埃を除去して常時鮮明な画像を得ることができる。とりわけ、ハウジング２０にカバーガラス１０を内包し、カバーガラス１０の表面を洗浄する洗浄液３０を用いるので、雨滴、塵埃の除去がより一層効果的になされ得て、光学機器の中でも、特に車載カメラに応用でき、また、装置がコンパクトに構成されているので、ワイパー装置の小型化を可能にするものである。

尚、本発明は、上述した実施例に限定されるものでなく、目的達成可能な実施の態様に広く及ぶものであることは勿論である。

本発明の光学機器用ワイパー装置は、車載用カメラや玄関用カメラなど一般に屋外で用いられる位置検出用カメラや屋外用カメラに好適である。

１光学機器
２装置本体
３歯付きベルト
４ステイ
５支持部材
６シール
６ａリップ先端部
７リテーナ
８下部ベアリング
９上部ベアリング
１０カバーガラス
１１膨出部
２０ハウジング
２１開口部
２２シールリング
２２ａリップ先端部
２３ワイパーリング
２３ａリップ先端部
２４タンク部
２５入口部
２６出口部
３０洗浄液
１００光学機器用ワイパー装置
Ｍ駆動部
Ｈヒーター

Claims

光電センサを有する光学機器１と、
前記光学機器１を支持するステイ４と、
上部が開口した筒状で下部に球面状の膨出部１１を有するとともにステイ４を内包するカバーガラス１０と、
前記カバーガラス１０の上部以外を内包するとともに上部ベアリング９及び下部ベアリング８を介してカバーガラス１０を回転可能に支持し、前記膨出部１１の外側に撮像用の開口部２１を有するハウジング２０と、
前記ハウジング２０と前記カバーガラス１０との間に充填された洗浄液３０と、
前記開口部２１の周縁に配置されて当該開口部２１からの前記洗浄液３０の流出を防止するシールリング２２と、
前記上部ベアリング９の下側に配置されて前記洗浄液３０の流出を防止するシール６と、
前記カバーガラス１０を回転させる駆動部Ｍと、
前記ハウジング２０と前記カバーガラス１０との隙間における前記開口部２１に面していない部分に配置され、前記カバーガラス１０の回転に伴って前記膨出部１１を摺接するワイパーリング２３と、
を備えたことを特徴とする光学機器用ワイパー装置１００。
前記ハウジング２０は、上部開口の容器状部材であり、
前記カバーガラス１０は、上部開口の透光性の容器状部材であって、装置本体２に保持されて、前記駆動部Ｍにより回転可能に設けられており、
更に、このカバーガラス１０は、前記光電センサの光軸に対応する箇所に、球面状の膨出部１１が放射方向に亘って設けられており、
前記ハウジング２０と、前記カバーガラス１０との間には、前記洗浄液３０が充填されていることを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００。
前記ハウジング２０の前記開口部２１は、円形状を呈していて、この開口部２１の周縁には、前記シールリング２２が装着されており、
前記シールリング２２は、前記カバーガラス１０の前記膨出部１１に摺接して、前記洗浄液３０の流出を阻止するようにしたことを特徴とする請求項２記載の光学機器用ワイパー装置１００。
前記ハウジング２０に、前記洗浄液３０を収納するタンク部２４を設けたことを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００。
前記ハウジング２０に、前記洗浄液３０の入口部２５と出口部２６を設けたことを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００。
前記タンク部２４に、前記洗浄液３０の入口部２５と出口部２６を設けたことを特徴とする請求項４記載の光学機器用ワイパー装置１００。
前記ハウジング２０に、前記洗浄液３０を温めるヒーターＨを設けたことを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００。
前記光電センサが、カメラの撮像素子であることを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００。
前記装置本体２が、自動車の車外又は車内に装備されるものであることを特徴とする請求項２記載の光学機器用ワイパー装置１００。
前記装置本体２が、建物の屋外に設置されるものであることを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００。
前記駆動部Ｍが、ベースプレートなどの装置本体２に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学機器用ワイパー装置１００。
前記駆動部Ｍが、前記カバーガラス１０の容器内下端の箇所にてステイ４を介して前記装置本体２に設けられていることを特徴とする請求項２記載の光学機器用ワイパー装置１００。