JP7639734B2 - 流路切替装置、及び車両用清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、流路切替装置、及び車両用清掃装置に関するものである。

近年、車両には、周囲の状況を把握するための複数のセンサが設けられることがある。センサは、そのセンシング面（例えばレンズやカバーガラス等の外表面）が車両の外側に露出する態様となっている。よって、センシング面には、雨滴等の異物が付着する虞がある。センサを含むシステムは、センシング面に異物が付着した状態では、正常に機能しなくなる虞がある。よって、センサのセンシング面はそれぞれ清掃する必要がある。このように、車両は複数の清掃対象を有することがある。そこで、例えば、車両に備えられる車両用清掃装置としては、スイッチ操作によって流路を切り替える電磁弁を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。このような車両用清掃装置では、単一の駆動ポンプから供給される流体を２つの清掃対象に対してそれぞれ吹き付けることが可能となる。

特開２００４－１８２０８０号公報

しかしながら、上記した車両用清掃装置等の流路切替装置では、電磁弁やその電磁弁に接続される電線や電磁弁を制御するための制御部等が必要となってしまう。よって、装置が複雑化してしまうという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、構成の簡略化を可能とした流路切替装置、及び車両用清掃装置を提供することにある。

上記課題を解決する流路切替装置（２０）は、駆動ポンプ（Ｐ）から供給される流体（ＣＡ１）を第１出力部（Ｎ１）と第２出力部（Ｎ２）とから切り替えて出力可能な流路切替装置であって、前記第１出力部及び前記第２出力部のいずれか一方からの前記流体の出力によって対応した流路内の圧力が低下することで前記流体の流れを前記第１出力部及び前記第２出力部のいずれか他方側に切り替える切替弁（２１）を備える。

同構成によれば、第１出力部及び第２出力部のいずれか一方からの流体の出力によって対応した流路内の圧力が低下することで流体の流れが第１出力部及び第２出力部のいずれか他方側に切り替えられる。よって、単一の駆動ポンプから供給される流体を機械的に第１出力部と第２出力部とから切り替えて出力することができる。よって、電磁弁等を備えた流路切替装置に比べて、構成を簡略化できる。

上記課題を解決する車両用清掃装置は、上記流路切替装置よりなり、前記第１出力部は、第１清掃対象（１１ａ）に前記流体を噴射するための第１ノズルであり、前記第２出力部は、第２清掃対象（１２ａ）に前記流体を噴射するための第２ノズルである。

同構成によれば、第１ノズル及び第２ノズルのいずれか一方からの流体の噴射によって対応した流路内の圧力が低下することで流体の流れが第１ノズル及び第２ノズルのいずれか他方側に切り替えられる。よって、単一の駆動ポンプから供給される流体を第１ノズルと第２ノズルとから切り替えて噴射することができる。よって、電磁弁等を備えた車両用清掃装置に比べて、構成を簡略化できる。

一実施形態における車両用清掃装置の概略構成図。 一実施形態における車両用清掃装置の斜視図。 一実施形態における車両用清掃装置の断面図。 一実施形態における切替弁の断面図。 一実施形態における切替弁の動作説明に用いる断面図。 一実施形態における第１蓄圧弁及び第２蓄圧弁等の断面図。 一実施形態における第１蓄圧弁及び第２蓄圧弁の一部断面斜視図。 一実施形態における第１蓄圧弁及び第２蓄圧弁の動作説明に用いる断面図。 一実施形態における第１蓄圧弁及び第２蓄圧弁の動作説明に用いる断面図。

以下、車両用清掃装置の一実施形態について図１～図９に従って説明する。
（車両１０の構成）
図１に示すように、車両１０には、前端中央部に第１測距センサ１１が設置され、後端中央部に第２測距センサ１２が設置されている。第１測距センサ１１及び第２測距センサ１２は、車両１０のそれぞれ前方及び後方に向けた所定波長の光の投受光を行う光学センサを用いて構成されるものである。第１測距センサ１１及び第２測距センサ１２は、それぞれ自車と前方対象物及び後方対象物との距離を測定する測距システム（ＬＩＤＡＲ等）に用いられ、車両１０の高度運転支援や自動運転等を実施するシステムに用いられる。

第１測距センサ１１及び第２測距センサ１２は、それぞれ自身のセンシング面（例えばレンズやカバーガラス等の外表面）１１ａ，１２ａが車両１０の外側に露出している。測距精度の低下懸念のある雨滴等の異物が各センシング面１１ａ，１２ａに付着し得るため、車両１０には各センシング面１１ａ，１２ａに付着した異物の除去清掃を行う車両用清掃装置２０が搭載されている。なお、本実施形態では、第１測距センサ１１のセンシング面１１ａが第１清掃対象とされ、第２測距センサ１２のセンシング面１２ａが第２清掃対象とされている。

（車両用清掃装置２０の構成）
図２及び図３に示すように、車両用清掃装置２０は、駆動ポンプＰから供給される流体を第１出力部としての第１ノズルＮ１と第２出力部としての第２ノズルＮ２とから切り替えて出力することが可能に構成されている。車両用清掃装置２０は、第１ノズルＮ１及び第２ノズルＮ２のいずれか一方からの流体の出力によって対応した流路内の圧力が低下することで流体の流れを第１ノズルＮ１及び第２ノズルＮ２のいずれか他方側に切り替える切替弁２１を備える。詳しくは、車両用清掃装置２０は、駆動ポンプＰと、第１ノズルＮ１と、第２ノズルＮ２と、切替弁２１と、分岐部２２と、第１チェック弁２３と、第２チェック弁２４と、第１貯留部２５と、第２貯留部２６と、第１蓄圧弁２７と、第２蓄圧弁２８とを備える。

（駆動ポンプＰの構成）
駆動ポンプＰは、流体としての圧縮エアＣＡ１を生成可能な例えば容積型ポンプとしてギヤポンプなどの電動のエアポンプにて構成される。

（分岐部２２の構成）
分岐部２２は、互いに連通した源流開口２２ａ、第１流路開口２２ｂ、及び第２流路開口２２ｃを有する。分岐部２２は、源流開口２２ａが駆動ポンプＰに接続ホース２９ａを介して接続されている。分岐部２２は、駆動ポンプＰから供給される圧縮エアＣＡ１の源流路Ｒ０を第１流路Ｒ１側と第２流路Ｒ２側とに分岐する。

（第１チェック弁２３及び第２チェック弁２４の構成）
第１チェック弁２３及び第２チェック弁２４は、例えば、内部に球体とばねとを有し、分岐部２２側への圧縮エアＣＡ１の逆流を防ぐものである。第１チェック弁２３は、分岐部２２の第１流路開口２２ｂに接続ホース２９ｂを介して接続されている。第２チェック弁２４は、分岐部２２の第２流路開口２２ｃに接続ホース２９ｃを介して接続されている。

（第１貯留部２５及び第２貯留部２６の構成）
第１貯留部２５及び第２貯留部２６は、例えば、有底円筒状に形成され、圧縮エアＣＡ１を所定の容積だけ貯留可能とされている。第１貯留部２５及び第２貯留部２６は、例えば、第１チェック弁２３及び第２チェック弁２４のそれぞれと切替弁２１とを直接接続ホースで接続した場合の各ホース内の容積よりも大きな容積とされている。第１貯留部２５は、第１チェック弁２３に接続ホース２９ｄを介して接続されている。第２貯留部２６は、第２チェック弁２４に接続ホース２９ｅを介して接続されている。

（切替弁２１の構成）
図４に示すように、切替弁２１は、第１分割体４１と第２分割体４２と切替弁体としての切替ダイヤフラム４３とを有する。

第１分割体４１は、第１導入口４４と第１吐出口４５と第１バルブ室４６とを形成するためのものである。第２分割体４２は、第２導入口４７と第２吐出口４８と第２バルブ室４９とを形成するためのものである。切替ダイヤフラム４３は、第１バルブ室４６と第２バルブ室４９とを区画するように介在され、第１バルブ室４６内と第２バルブ室４９内との圧力差に応じて第１吐出口４５または第２吐出口４８への圧縮エアＣＡ１の流れを遮断するためのものである。言い換えると、切替ダイヤフラム４３は、第１バルブ室４６内と第２バルブ室４９内との圧力差に応じて第１吐出口４５または第２吐出口４８への圧縮エアＣＡ１の流れを許容するためのものである。

詳述すると、第１分割体４１は、樹脂製であり、本体部４１ａと、外延部４１ｂと、第１流入筒部４１ｃと、第１内延筒部４１ｄと、第１外延筒部４１ｅとを有する。本体部４１ａは、略有底筒形状に形成されている。外延部４１ｂは、本体部４１ａの開口部から径方向外側に延設されている。第１流入筒部４１ｃは、本体部４１ａの外周の一部から筒状に突出して形成され、本体部４１ａの外側と内側を連通するように形成されている。第１内延筒部４１ｄは、本体部４１ａの底部中央から本体部４１ａの内側方向に筒状に突出、すなわち第１バルブ室４６の内側に筒状に突出して形成されている。第１外延筒部４１ｅは、本体部４１ａの底部中央から本体部４１ａの外側方向に筒状に突出して形成されている。そして、第１内延筒部４１ｄと第１外延筒部４１ｅは、同一直線上で連通されている。本実施形態では、第１流入筒部４１ｃの先端に形成された開口が第１導入口４４とされている。本実施形態では、第１外延筒部４１ｅの先端に形成された開口が第１吐出口４５とされている。

また、第２分割体４２は、樹脂製であり、第１分割体４１と同形状であって、本体部４２ａと、外延部４２ｂと、第２流入筒部４２ｃと、第２内延筒部４２ｄと、第２外延筒部４２ｅとを有する。本体部４２ａは、略有底筒形状に形成されている。外延部４２ｂは、本体部４２ａの開口部から径方向外側に延設されている。第２流入筒部４２ｃは、本体部４２ａの外周の一部から筒状に突出して形成され、本体部４２ａの外側と内側を連通するように形成されている。第２内延筒部４２ｄは、本体部４２ａの底部中央から本体部４２ａの内側方向に筒状に突出、すなわち第２バルブ室４９の内側に筒状に突出して形成されている。第２外延筒部４２ｅは、本体部４２ａの底部中央から本体部４２ａの外側方向に筒状に突出して形成されている。そして、第２内延筒部４２ｄと第２外延筒部４２ｅは、同一直線上で連通されている。本実施形態では、第２流入筒部４２ｃの先端に形成された開口が第２導入口４７とされている。本実施形態では、第２外延筒部４２ｅの先端に形成された開口が第２吐出口４８とされている。

切替ダイヤフラム４３は、ゴム等の可撓性材料にて略円板状に形成されている。切替ダイヤフラム４３は、肉厚の厚い外周縁部４３ａと、外周縁部４３ａの内側に形成された環状で薄肉の薄肉部４３ｂと、薄肉部４３ｂの内側であって中央に形成された円盤形状で肉厚の中央弁体４３ｃとが連続して一体成形されてなる。

そして、第１分割体４１と第２分割体４２と切替ダイヤフラム４３とは、切替ダイヤフラム４３が間に介在されるように外延部４１ｂ，４２ｂ同士が嵌合固定されることで組み付けられる。すなわち、切替ダイヤフラム４３は、その外周縁部４３ａが外延部４１ｂ，４２ｂにて挟持されている。また、第１分割体４１及び第２分割体４２の各々の本体部４１ａ，４２ａの内部が切替ダイヤフラム４３にてそれぞれ区画されることで、第１バルブ室４６と第２バルブ室４９とが区画形成されて両室間の流体の流通が不能となっている。中央弁体４３ｃは、切替弁２１の内部で位置が変位することにより第１内延筒部４１ｄの先端の開口、または第２内延筒部４２ｄの先端の開口を閉塞して、第１吐出口４５または第２吐出口４８への圧縮エアＣＡ１の流れを遮断することが可能とされている。すなわち、中央弁体４３ｃは、第１内延筒部４１ｄの先端の開口と第２内延筒部４２ｄの先端の開口の一方を閉塞状態とするとともに他方を開口状態として、第１吐出口４５と第２吐出口４８への圧縮エアＣＡ１の流れを択一的に遮断することが可能とされている。

そして、切替弁２１は、第１流入筒部４１ｃ、すなわち第１導入口４４が第１貯留部２５に接続ホース２９ｆを介して接続されている。また、切替弁２１は、第２流入筒部４２ｃすなわち第２導入口４７が第２貯留部２６に接続ホース２９ｇを介して接続されている。

（第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８の構成）
第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８は、駆動ポンプＰの吐出圧力よりも高い圧力で開弁するように構成されている。なお、第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８は同一構成であるため、第１蓄圧弁２７について詳述し、第２蓄圧弁２８についての詳述を省略する。

図６及び図７に示すように、第１蓄圧弁２７は、ベース部材３１、カバー部材３２、ダイヤフラム３３及び付勢バネ３４，３５を備える。これら構成部品のうち、ベース部材３１の一部、カバー部材３２、ダイヤフラム３３及び付勢バネ３４，３５にて弁本体部３０が構成される。以降、ベース部材３１が下側、カバー部材３２が上側として説明するが、第１蓄圧弁２７の使用時の向きはこれに限定されない。

ベース部材３１は、樹脂製であり、上側部分に基台部３１ａ、下側部分に接続部３１ｂを有する。基台部３１ａは、弁本体部３０の筐体の下側部分を構成するものであり、円形状の底壁部３１ｃと、底壁部３１ｃの周縁部分から上方に立設される円環状の側壁部３１ｄとを有する。これに対し、カバー部材３２は、弁本体部３０の筐体の上側部分を構成するものであり、円形状の上壁部３２ａと、上壁部３２ａの周縁部分から下方に延出される円環状の側壁部３２ｂとを有する。ベース部材３１とカバー部材３２とは、側壁部３１ｄの上端面と側壁部３２ｂの下端面とが互いに当接するようにして組付けられ、各端面間でダイヤフラム３３の周縁部３３ｘを挟持し、この周縁部３３ｘの挟持によりシールが図られている。ダイヤフラム３３は、自身と基台部３１ａの底壁部３１ｃと側壁部３１ｄとで形成される空間を弁室３６とし、カバー部材３２の上壁部３２ａと側壁部３２ｂとで形成される空間を背圧室３７として区画する。

接続部３１ｂは、基台部３１ａの下面側に設けられ、基台部３１ａの底壁部３１ｃから一旦下方に延びそこから二股に延びる逆Ｔ字状をなしている。接続部３１ｂは、二股に分かれた一方側をポンプ側接続部３１ｅ、二股に分かれた他方側をノズル側接続部３１ｆとしている。ポンプ側接続部３１ｅの内側に形成される導入流路３８と、ノズル側接続部３１ｆの内側に形成される吐出流路３９とはそれぞれ独立している。基台部３１ａの底壁部３１ｃの略中央部には、導入流路３８及び吐出流路３９の各開口部３８ａ，３９ａがそれぞれ形成される。各開口部３８ａ，３９ａは、底壁部３１ｃの底面上から若干円筒状に突出する形状をなす。

ダイヤフラム３３は、ゴム等の可撓性材料にて略円板状に形成され、略中央部において、導入流路３８及び吐出流路３９の各開口部３８ａ，３９ａと対向する位置のそれぞれに略円柱状の弁体３３ａ，３３ｂを有する。ダイヤフラム３３は、各弁体３３ａ，３３ｂと周縁部３３ｘとを除く部位、すなわち弁体３３ａと弁体３３ｂとの間や各弁体３３ａ，３３ｂと周縁部３３ｘとの間が各弁体３３ａ，３３ｂ及び周縁部３３ｘよりも薄い薄肉部３３ｃとして構成される。つまり、ダイヤフラム３３は、固定される周縁部３３ｘに対し薄肉部３３ｃを介して繋がる各弁体３３ａ，３３ｂが変位可能に、しかも各弁体３３ａ，３３ｂ同士もそれぞれ独立して変位可能に構成される。このような各弁体３３ａ，３３ｂの変位動作により、弁体３３ａは導入流路３８の開口部３８ａと当接又は離間してその流路の開閉を行い、弁体３３ｂは吐出流路３９の開口部３９ａと当接又は離間してその流路の開閉を行う。

カバー部材３２は、樹脂製であり、上壁部３２ａにおける各弁体３３ａ，３３ｂと対向する位置のそれぞれに突状部３２ｃ，３２ｄを有する。各突状部３２ｃ，３２ｄは、圧縮コイルバネよりなる付勢バネ３４，３５の位置規制用の突部であり、各突状部３２ｃ，３２ｄにそれぞれ付勢バネ３４，３５の上部側が外嵌される。各付勢バネ３４，３５の上端部は上壁部３２ａに当接する。これに対し、各付勢バネ３４，３５の下端部は各弁体３３ａ，３３ｂに当接する。つまり、各付勢バネ３４，３５は、上壁部３２ａを起点として各弁体３３ａ，３３ｂを下方に付勢、すなわち各弁体３３ａ，３３ｂを導入流路３８及び吐出流路３９の各開口部３８ａ，３９ａ側に向けて付勢する。なお、付勢バネ３５の付勢力は、付勢バネ３４の付勢力よりも相対的に小さい設定である。また、上壁部３２ａは、各突状部３２ｃ，３２ｄよりも外側位置において、各弁体３３ａ，３３ｂの変位動作が背圧室３７内の圧力の影響を受けないように背圧室３７とカバー部材３２の外部と連通する（大気開放された）例えば２つの連通孔３２ｅを有する。

このようにして第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８は構成されている。さらに、第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８の弁本体部３０は、導入流路３８側であり弁体３３ａ側を第１弁部３０ａとし、吐出流路３９側であり弁体３３ｂ側を第２弁部３０ｂとして構成される。第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８の詳細動作については後述する。

そして、第１蓄圧弁２７は、ポンプ側接続部３１ｅが切替弁２１の第１外延筒部４１ｅに接続ホース２９ｈを介して接続されている。また、第１蓄圧弁２７は、ノズル側接続部３１ｆが第１ノズルＮ１に接続ホース２９ｊを介して接続されている。

また、第２蓄圧弁２８は、ポンプ側接続部３１ｅが切替弁２１の第２外延筒部４２ｅに接続ホース２９ｋを介して接続されている。また、第２蓄圧弁２８は、ノズル側接続部３１ｆが第２ノズルＮ２に接続ホース２９ｌを介して接続されている。

（第１ノズルＮ１及び第２ノズルＮ２の構成）
第１ノズルＮ１は、自身の噴射口Ｎ１ａが第１測距センサ１１のセンシング面１１ａ（図１参照）に向けられて配置されている。第１ノズルＮ１は、第１蓄圧弁２７から供給される高圧でパルス状の出力エアＣＡ２をセンシング面１１ａに向けて噴射可能とされている。

第２ノズルＮ２は、自身の噴射口Ｎ２ａが第２測距センサ１２のセンシング面１２ａ（図１参照）に向けられて配置されている。第２ノズルＮ２は、第２蓄圧弁２８から供給される高圧でパルス状の出力エアＣＡ２をセンシング面１２ａに向けて噴射可能とされている。

なお、第１蓄圧弁２７は、第１蓄圧弁２７で生成された出力エアＣＡ２の第１ノズルＮ１までの配管ロスを極力少なくするためにも第１ノズルＮ１の近傍位置に配置することが好ましい。また、第１蓄圧弁２７と第１ノズルＮ１とを接続する接続ホース２９ｊを省略し、第１蓄圧弁２７と第１ノズルＮ１とを一体的に構成してもよい。

また、第２蓄圧弁２８は、第２蓄圧弁２８で生成された出力エアＣＡ２の第２ノズルＮ２までの配管ロスを極力少なくするためにも第２ノズルＮ２の近傍位置に配置することが好ましい。また、第２蓄圧弁２８と第２ノズルＮ２とを接続する接続ホース２９ｌを省略し、第２蓄圧弁２８と第２ノズルＮ２とを一体的に構成してもよい。

図１に示すように、駆動ポンプＰは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０に接続され、ＥＣＵ５０により制御される。
本実施形態の動作及び作用について説明する。

例えば、センシング面１１ａ，１２ａに対する雨滴等の異物の付着が検出された場合や、予め定めた時間が経過した場合や、スイッチ操作された場合等、ＥＣＵ５０を通じて駆動ポンプＰが駆動されると、駆動ポンプＰから圧縮エアＣＡ１が出力される。

圧縮エアＣＡ１は、分岐部２２、第１チェック弁２３、第２チェック弁２４、第１貯留部２５及び第２貯留部２６を介して切替弁２１に連続的に供給される。すると、切替弁２１において、第１バルブ室４６内と第２バルブ室４９内との圧力差に応じて中央弁体４３ｃが移動して第１吐出口４５または第２吐出口４８への圧縮エアＣＡ１の流れが遮断される。なお、中央弁体４３ｃは、初期状態において中立位置に配置されており、経路の違い等によって第１バルブ室４６内と第２バルブ室４９内との圧力差が生じることで、どちらかに移動して第１吐出口４５または第２吐出口４８への圧縮エアＣＡ１の流れを遮断する。

例えば、図５に示すように、第１バルブ室４６内の圧力が高くなった場合、中央弁体４３ｃは第２内延筒部４２ｄの先端の開口を塞いで第２吐出口４８への圧縮エアＣＡ１の流れを遮断するとともに、第１吐出口４５への圧縮エアＣＡ１の流れを許容する。なお、このように、中央弁体４３ｃが第２内延筒部４２ｄを塞ぐと、第２内延筒部４２ｄ内の圧力は増加しなくなるため、第１バルブ室４６内と第２バルブ室４９内との圧力差が無くなっても、中央弁体４３ｃは中立位置に戻ることはなく、位置が維持される。すなわち、中央弁体４３ｃは、一度、第２内延筒部４２ｄを塞ぐと、第２バルブ室４９内において切替ダイヤフラム４３が圧力を受ける面積が小さくなるため、室内同士の圧力差が無くなっても、「面積と圧力との積」の差が逆転するまで、位置が維持される。そして、中央弁体４３ｃは、第２内延筒部４２ｄを塞いだ状態で、第２バルブ室４９内の圧力が第１バルブ室４６内の圧力より大幅に高くなることで、前述した「面積と圧力との積」の差が逆転すると、第１内延筒部４１ｄの先端の開口を塞ぐように移動する。

第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８は、初期状態の非作動状態では、図６に示すように、第１弁部３０ａ及び第２弁部３０ｂが完全な閉弁状態、すなわち各弁体３３ａ，３３ｂが導入流路３８及び吐出流路３９の各開口部３８ａ，３９ａを密閉状態としている。

そして、例えば、図５に示すように、第１バルブ室４６内の圧力が高くなった場合、第１吐出口４５への圧縮エアＣＡ１の流れが許容されることで、圧縮エアＣＡ１は、第１蓄圧弁２７に供給される。

そして、駆動ポンプＰの駆動にて圧縮エアＣＡ１が連続的に供給されると、付勢バネ３４の付勢による弁体３３ａの閉弁状態の維持作用にて、第１貯留部２５内には蓄圧状態で圧縮エアＣＡ１が貯留される。そして、第１蓄圧弁２７の導入流路３８及び接続ホース２９ｈを含む導入側の圧力Ｐ１は上昇する。また、このとき、第２貯留部２６内にも蓄圧状態で圧縮エアＣＡ１が貯留されるが、圧縮エアＣＡ１は第２蓄圧弁２８には供給されない。図７に示すように、第１蓄圧弁２７において、導入側の圧力Ｐ１は、弁体３３ａに作用する面積Ｓ１分の部位、すなわち開口部３８ａの面積分の比較的狭い部位に作用する。弁体３３ａに作用する押上力Ｆ１は、導入側の圧力Ｐ１と面積Ｓ１との積、Ｆ１＝Ｐ１×Ｓ１である。そして、導入側の閉弁状態の圧力Ｐ１は、駆動ポンプＰの吐出圧力よりも十分に高い圧力まで高められる。なお、上記駆動ポンプＰの吐出圧力は、駆動ポンプＰと第１ノズルＮ１とを接続ホースで直接接続した場合に駆動ポンプＰを駆動したときのその流路内の圧力である（以下、単に「駆動ポンプＰの吐出圧力」と称する）。

また、導入側の圧力Ｐ１の上昇に伴い、第１弁部３０ａにおいては、図８に示すように、弁体３３ａと開口部３８ａとの間に僅かな隙間を生じさせて、弁室３６に圧縮エアＣＡ１の一部を漏れＣＡｘとして僅かに漏出させる構成となっている。そのため、弁室３６内の圧力Ｐ２についても徐々に上昇する。弁室３６内の圧力Ｐ２は、図７に示すように、ダイヤフラム３３の薄肉部３３ｃに作用する面積Ｓ２分の部位（面積Ｓ１＜面積Ｓ２）、すなわち開口部３８ａ，３９ａの面積を除く薄肉部３３ｃ全体の面積分の比較的広い部位に作用する。この場合、薄肉部３３ｃに作用する押上力Ｆ２は、弁室３６内の圧力Ｐ２と面積Ｓ２との積、Ｆ２＝Ｐ２×Ｓ２である。圧力Ｐ２が作用する薄肉部３３ｃの面積Ｓ２は圧力Ｐ１が作用する弁体３３ａの面積Ｓ１よりも広いため、圧力Ｐ２が圧力Ｐ１より低くても押上力Ｆ２としての影響力は大である。

そして、導入側の圧力Ｐ１と弁室３６内の圧力Ｐ２とがともに高まると、弁体３３ａ側の押上力Ｆ１と薄肉部３３ｃ側の押上力Ｆ２とを合算したダイヤフラム３３の押上力「Ｆ１＋Ｆ２」が所定押付力（付勢バネ３４，３５の両付勢力）を上回る。これにより、図９に示すように、ダイヤフラム３３全体が大きく変位し、第１弁部３０ａ及び第２弁部３０ｂがともに開弁状態になる。つまり、各弁体３３ａ，３３ｂがともに開口部３８ａ，３９ａから離間し、導入流路３８、弁室３６及び吐出流路３９が導通状態となる。

開弁直前の導入側の圧力Ｐ１は、駆動ポンプＰの吐出圧力よりも十分に高められており、開弁により導入流路３８側の高圧の圧縮エアＣＡ１が一気に弁室３６を経て吐出流路３９に流れる。よって、吐出側の圧力Ｐ３は、急増する。つまり、第１ノズルＮ１に高圧のエアが出力エアＣＡ２として供給される。

一方で、第１蓄圧弁２７における導入側の圧力Ｐ１は、急減し、やがて、吐出側の圧力Ｐ３が導入側の圧力Ｐ１と一致する以降は、両圧力Ｐ３，Ｐ１がともに低下していき、ダイヤフラム３３が開弁から閉弁に切替わる。つまり、弁室３６内の圧力Ｐ２も低下していき、両圧力Ｐ１，Ｐ２に基づくダイヤフラム３３の押上力「Ｆ１＋Ｆ２」よりも付勢バネ３４，３５の付勢力が勝り、各弁体３３ａ，３３ｂが導入流路３８及び吐出流路３９の各開口部３８ａ，３９ａを閉塞する。これら弁体３３ａ，３３ｂの開弁と閉弁との動作に基づき、高圧でパルス状の出力エアＣＡ２が生成される。これにより、高圧でパルス状の出力エアＣＡ２は、第１ノズルＮ１から第１測距センサ１１のセンシング面１１ａに対して噴射される。よって、センシング面１１ａに付着し得る雨滴等の異物の効果的な除去清掃が行われる。

また、上記のように第１蓄圧弁２７における導入側の圧力Ｐ１が急減することで、第１流路Ｒ１側の第１貯留部２５及び第１バルブ室４６内の圧力も急減する。なお、このとき、第２チェック弁２４によって、第２バルブ室４９及び第２貯留部２６内の圧縮エアＣＡ１の分岐部２２側への逆流は防止される。すると、第２バルブ室４９内の圧力が第１バルブ室４６内の圧力より相対的に大幅に高くなることで、前述した「面積と圧力との積」の差が逆転して、中央弁体４３ｃは第１内延筒部４１ｄの先端の開口を塞ぐように移動する。なお、中央弁体４３ｃが移動するタイミングは、接続ホース２９ｈの長さ等の種々の条件により微妙に異なることが考えられ、例えば、前述した弁体３３ａ，３３ｂの閉弁後になるとは限らず、閉弁前になることも考えられる。このようにして、圧縮エアＣＡ１の流れは、切替弁２１によって第２蓄圧弁２８側に切り替えられる。

すると、第２流路Ｒ２側で、第１蓄圧弁２７の動作と同様に第２蓄圧弁２８が動作することで、高圧でパルス状の出力エアＣＡ２が第２ノズルＮ２から第２測距センサ１２のセンシング面１２ａに対して噴射される。よって、センシング面１２ａに付着し得る雨滴等の異物の効果的な除去清掃が行われる。すると、圧縮エアＣＡ１の流れは、切替弁２１によって第１蓄圧弁２７側に再び切り替えられて上記動作が繰り返される。このように、駆動ポンプＰの駆動にて圧縮エアＣＡ１が連続的に供給されると、第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とから出力エアＣＡ２が交互に噴射され、両センシング面１１ａ，１２ａが良好に清掃される。

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）第１ノズルＮ１及び第２ノズルＮ２のいずれか一方からの出力エアＣＡ２の出力によって対応した流路内の圧力が低下することで、切替弁２１の作用により、圧縮エアＣＡ１の流れが第１ノズルＮ１及び第２ノズルＮ２のいずれか他方側に切り替えられる。よって、単一の駆動ポンプＰから供給される圧縮エアＣＡ１を機械的に第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とから切り替えて出力エアＣＡ２として噴射することができる。よって、電磁弁等を備えた車両用清掃装置に比べて、構成を簡略化できる。詳しくは、本実施形態では、電磁弁やその電磁弁に接続される電線や電磁弁を制御するための制御部等が不要となる。

（２）第１貯留部２５及び第２貯留部２６によって、第１チェック弁２３と切替弁２１との間及び第２チェック弁２４と切替弁２１との間での圧縮エアＣＡ１の量と圧力が安定する。よって、切替弁２１による圧縮エアＣＡ１の流れの切り替えを安定させることが可能となるとともに、出力エアＣＡ２を第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とから安定して出力可能となる。

（３）第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８の第１弁部３０ａは、圧縮エアＣＡ１の導入流路３８を弁体３３ａにより閉弁し、駆動ポンプＰから供給される圧縮エアＣＡ１を駆動ポンプＰの吐出圧力よりも高い圧力まで蓄圧する。また、第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８の補助機構としても機能する第１弁部３０ａの他、第２弁部３０ｂ等々は、上述の蓄圧時に導入流路３８側から圧縮エアＣＡ１の漏れＣＡｘを生じさせて漏れ側（弁室３６等）にて蓄圧を行う。次いで、導入流路３８側及び漏れ側（弁室３６等）にて蓄圧した両圧力Ｐ１，Ｐ２に基づいて弁体３３ａを開弁させて、導入流路３８側にて蓄圧した圧縮エアＣＡ１を吐出流路３９に出力する。そして、その後再び導入流路３８側にて蓄圧可能に弁体３３ａを閉弁復帰させ、これら弁体３３ａの開弁と閉弁との動作に基づき、高圧でパルス状の出力エアＣＡ２が生成される。つまり、このような第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８等の構成及び動作にて、高圧でパルス状の出力エアＣＡ２を生成することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態の第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８の構成は一例であり、駆動ポンプＰの吐出圧力よりも高い圧力で開弁する構成であれば、適宜変更してもよい。

例えば、上記第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８において、第２弁部３０ｂを第１弁部３０ａと略同一の弁構造にて構成したが、第２弁部３０ｂに第１弁部３０ａとは異なる弁構造のものを用いてもよい。

また、上記第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８が第１弁部３０ａと第２弁部３０ｂとの２個の弁部を備える１つの構成体としたが、例えば単一の弁部を有する弁装置を直列に２個接続した構成としてもよい。この場合、下流側にはチェック弁を用いてもよい。

また、上記第１蓄圧弁２７及び第２蓄圧弁２８において、弁体３３ａと開口部３８ａとの間から圧縮エアＣＡ１の漏れＣＡｘを生じさせて弁室３６にて蓄圧させたが、漏れＣＡｘを弁室３６に漏出させる流路を別途設ける態様としてもよい。例えば、導入流路３８と弁室３６とが連通する極微小な穴やスリット、若しくは開口部３８ａの弁体３３ａが当接する当接面を粗面とする態様等としてもよい。

・上記実施形態の切替弁２１の構成は一例であり、同様の機能を有する構成であれば、適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、車両用清掃装置２０は、第１貯留部２５及び第２貯留部２６を備えるとしたが、これに限定されず、例えば、第１貯留部２５や第２貯留部２６を備えていない構成としてもよい。なお、接続ホースが長い場合等では、接続ホースが第１貯留部２５や第２貯留部２６と同様の機能を果たすことが考えられる。

・上記実施形態では、車両用清掃装置２０は、流体として圧縮エアを第１清掃対象及び第２清掃対象に噴射するものであったが、気液混合流体や液体を噴射する態様としてもよい。なお、液体を用いる場合、その液体自身も確実に清掃対象から飛散させることが好ましい。

・上記実施形態では、第１測距センサ１１及び第２測距センサ１２は、車両１０の前端中央部と車両１０の後端中央部とにそれぞれ配置されているものであったが、これに限定されず、例えば、車両１０の左右側面に配置されているものであってもよい。

・上記実施形態では、センシング面１１ａ，１２ａを第１清掃対象及び第２清掃対象としたが、これに限らない。例えば、車両１０の周囲を撮像するカメラ、これら光学センサ以外のセンサ、センサ以外で、例えばヘッドライト、テールランプ、電子サイドミラーカメラ、車両周囲確認用カメラ等を第１清掃対象や第２清掃対象としてもよい。

・上記実施形態では、車両用清掃装置２０に具体化したが、流体を第１出力部と第２出力部とから切り替えて出力可能な他の流路切替装置に具体化してもよい。すなわち、上記実施形態では、第１出力部は第１ノズルＮ１であり、第２出力部は第２ノズルＮ２であるとしたが、これに限定されず、例えば、第１出力部や第２出力部が他の素子であってもよく、他の機器等に接続されている構成としてもよい。

１１ａ…センシング面（第１清掃対象）、１２ａ…センシング面（第２清掃対象）、２０…車両用清掃装置（流路切替装置）、２１…切替弁、２２…分岐部、２３…第１チェック弁、２４…第２チェック弁、２５…第１貯留部、２６…第２貯留部、２７…第１蓄圧弁、２８…第２蓄圧弁、３０ａ…第１弁部（弁部、補助機構）、３０ｂ…第２弁部（補助機構）、３３…ダイヤフラム（補助機構）、３３ａ…弁体、３６…弁室（補助機構）、３８…導入流路、３９…吐出流路、４３…切替ダイヤフラム（切替弁体）、４４…第１導入口、４５…第１吐出口、４６…第１バルブ室、４７…第２導入口、４８…第２吐出口、４９…第２バルブ室、ＣＡ１…圧縮エア、ＣＡｘ…漏れ、Ｎ１…第１ノズル（第１出力部）、Ｎ２…第２ノズル（第２出力部）、Ｐ…駆動ポンプ、Ｐ１…圧力、Ｐ２…圧力、Ｒ０…源流路、Ｒ１…第１流路、Ｒ２…第２流路。

Claims (5)

1. 駆動ポンプ（Ｐ）から供給される流体（ＣＡ１）を第１出力部（Ｎ１）と第２出力部（Ｎ２）とから切り替えて出力可能な流路切替装置（２０）であって、
   前記第１出力部及び前記第２出力部のいずれか一方からの前記流体の出力によって対応した流路内の圧力が低下することで前記流体の流れを前記第１出力部及び前記第２出力部のいずれか他方側に切り替える切替弁（２１）と、
   前記駆動ポンプに接続され、該駆動ポンプから供給される前記流体の源流路（Ｒ０）を第１流路（Ｒ１）側と第２流路（Ｒ２）側とに分岐する分岐部（２２）と、
   前記第１流路において前記分岐部と前記切替弁との間に接続され、前記分岐部側への前記流体の逆流を防ぐ第１チェック弁（２３）と、
   前記第２流路において前記分岐部と前記切替弁との間に接続され、前記分岐部側への前記流体の逆流を防ぐ第２チェック弁（２４）と、
   前記第１流路において前記切替弁と前記第１出力部との間に接続され、前記駆動ポンプの吐出圧力よりも高い圧力で開弁する第１蓄圧弁（２７）と、
   前記第２流路において前記切替弁と前記第２出力部との間に接続され、前記駆動ポンプの吐出圧力よりも高い圧力で開弁する第２蓄圧弁（２８）と、
   を備えた、流路切替装置。
2. 前記第１流路において前記第１チェック弁と前記切替弁との間に接続され、前記流体を貯留可能な第１貯留部（２５）と、
   前記第２流路において前記第２チェック弁と前記切替弁との間に接続され、前記流体を貯留可能な第２貯留部（２６）と、
   を備えた、請求項１に記載の流路切替装置。
3. 前記第１蓄圧弁及び前記第２蓄圧弁は、
   前記流体の導入流路（３８）を弁体（３３ａ）により閉弁し、前記駆動ポンプから供給される前記流体を前記駆動ポンプの吐出圧力よりも高い圧力まで蓄圧する弁部（３０ａ）と、
   前記弁部による蓄圧時に前記導入流路側から前記流体の漏れ（ＣＡｘ）を生じさせその漏れによる漏れ側での蓄圧と、前記導入流路側及び前記漏れ側にて蓄圧した両圧力（Ｐ１，Ｐ２）に基づく前記弁体の開弁と、前記弁体の開弁に基づき前記導入流路側にて蓄圧した前記流体の吐出流路（３９）への出力と、前記吐出流路への前記流体の出力に基づき前記導入流路側にて蓄圧可能に前記弁体の閉弁復帰とを行うように構成された補助機構（３０ａ，３０ｂ，３３，３６）と、
   を備えた、請求項１または請求項２に記載の流路切替装置。
4. 駆動ポンプ（Ｐ）から供給される流体（ＣＡ１）を第１出力部（Ｎ１）と第２出力部（Ｎ２）とから切り替えて出力可能な流路切替装置（２０）であって、
   前記第１出力部及び前記第２出力部のいずれか一方からの前記流体の出力によって対応した流路内の圧力が低下することで前記流体の流れを前記第１出力部及び前記第２出力部のいずれか他方側に切り替える切替弁（２１）を備え、
   前記切替弁は、
   第１導入口（４４）と、
   前記第１導入口と第１バルブ室（４６）を介して連通する第１吐出口（４５）と、
   第２導入口（４７）と、
   前記第２導入口と第２バルブ室（４９）を介して連通する第２吐出口（４８）と、
   前記第１バルブ室と前記第２バルブ室との間に介在され、前記第１バルブ室内と前記第２バルブ室内との圧力差に応じて、前記第１吐出口または前記第２吐出口への前記流体の流れを遮断する切替弁体（４３）と、
   を備えた、流路切替装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の流路切替装置は車両用清掃装置であって、
   前記第１出力部は、第１清掃対象（１１ａ）に前記流体を噴射するための第１ノズルであり、
   前記第２出力部は、第２清掃対象（１２ａ）に前記流体を噴射するための第２ノズルである、車両用清掃装置。

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