车辆清洗装置

技术领域

本发明涉及一种车辆清洗装置。

背景技术

存在已知的车辆清洗装置，其具有经形成在车体或保险杠中的开口向外部突出的喷嘴，并且通过从喷嘴喷射流体而清洗诸如车灯的待清洗物。

发明内容

由于车体内部或保险杠后方的容纳空间有限，因此期望减小车辆清洗装置在喷嘴移动方向上的总长度。

在这些情况下设计出本发明，并且本发明的一方面的说明性目的之一是减小车辆清洗装置的总长度。

本发明的一个方面涉及一种车辆清洗装置。该车辆清洗装置包括：缸体，其包括缸体管，清洗流体被供给到该缸体管；活塞，其包括可移动地插入到缸体管中并且在两端开口的活塞管；以及喷嘴，其安装在活塞管的从缸体管突出的在延伸方向上的前端。喷嘴构造成朝待清洗物喷射通过活塞管内部供给的清洗流体。喷嘴的外周嵌合在活塞管的内周上。

上述构成要素的任意组合，以及本发明的构成要素和表示可在其间互换的方法、装置、系统等作为本发明的方面也是可以的。

上述构型可以减小车辆清洗装置的总长度。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是根据一实施方式的车辆清洗装置的透视图；

图2是根据该实施方式的车辆清洗装置的纵剖视图；

图3是根据该实施方式的车辆清洗装置的透视剖视图；

图4A是示出图1的车辆清洗装置的组装步骤的图；

图4B是示出图1的车辆清洗装置的组装步骤的图；

图4C是示出图1的车辆清洗装置的组装步骤的图；

图4D是示出图1的车辆清洗装置的组装步骤的图；

图5A是说明图1的车辆清洗装置的优点的图；

图5B是说明图1的车辆清洗装置的优点的图。

具体实施方式

下面将参考附图，基于优选的实施方式对本发明进行说明。该实施方式并非旨在限制而是仅用于说明本发明，并且在该实施方式中描述的所有特征及其组合对于本发明而言不一定是必不可少的。附图中所示的相同或等同的构成要素、构件和过程将由相同的附图标记表示，并且适当时将省略重复的说明。

图1至图3是示出根据该实施方式的车辆清洗装置1的图。图1是车辆清洗装置1的透视图。图2和图3是沿着包括缸体管10的中心轴线的垂直剖面截取的车辆清洗装置1的纵剖视图和透视剖视图。

车辆清洗装置1包括缸体8、可滑动地插入到缸体8中的活塞12和安装在活塞12的前端12a(即，活塞管20的前端)处并朝待清洗物喷射清洗流体(例如，清洗液)F的喷嘴14。

车辆清洗装置1容纳在车体内部或保险杠的后方，在清洗待清洗物时，车辆清洗装置1将喷嘴14从车体或保险杠伸出到外部并喷射来自喷嘴14的清洗流体F以清洗待清洗物。待清洗物可以是例如包含照明单元、摄像机和传感器(例如，激光雷达传感器)中的至少一者的壳体盖，或者也可以是例如车体、车窗或后视镜。

在下文中，将缸体8的缸体管10和活塞12的活塞管20延伸的方向称为轴向方向A。将经过缸体管10和活塞管20的中心轴线并垂直于这些中心轴线的方向(即，正交于轴向方向A，并因此正交于缸体管10和活塞管20的延伸方向的方向)称为径向方向B。将活塞管20在轴向方向A上设置有喷嘴14的一侧称为前侧，并且将与前侧相反的一侧(即，与喷嘴相反的一侧)称为后侧。轴向方向A对应于活塞12和喷嘴14移动的方向。这些标记不限制使用车辆清洗装置1的姿势，车辆清洗装置1可以以任意姿势使用。

缸体8包括：圆筒状的缸体管10；圆筒状的联接部18，其联接到缸体管10的后端附近的外周，并从那里垂直向上(即，在与轴向方向A正交的方向上)延伸；以及弹簧支撑件19，其设置在缸体管10内部的后端侧。在所示示例中，联接部18联接到缸体管10的外周的后端。

缸体管10在轴向方向A上两端开口。在缸体管10的外周上形成有向联接部18的内部打开的流入开口10g。缸体管10的内部和联接部18的内部通过流入开口10g彼此连通。流入开口10g具有开口面积S2，其比联接部18内部的流路18a的流路面积S1小。流路面积S1是指在与作为联接部18的延伸方向的上下方向正交的方向上的截面积。流入开口在联接部18的内部的后侧附近打开。缸体管10具有对置部10h，其与沿上下方向延伸的流路18a在宽度方向上的前侧相对。

一管(未示出)联接到联接部18。该管联接到设置在车体内部的清洗流体存储箱(未示出)。从清洗流体存储箱发出的清洗流体F经过该管和联接部18，并通过流入开口10g流入缸体管10。如上所述，在本实施方式中，联接部18从缸体管10的外周沿与轴向方向A正交的方向延伸。因此，与常规的车辆清洗装置中联接部从缸体管的后端沿轴向方向朝后侧延伸的情况相比，在不减小活塞12的冲程长度的情况下，可以减小车辆清洗装置1在轴向方向A上的总长度。

弹簧支撑件19包括从缸体管10的内部的后端侧径向向内突出的弹簧支承部19a，和从弹簧支承部19a的径向内侧沿轴向方向朝后侧延伸的弹簧嵌合部19b。从轴向方向A看，弹簧支承部19a具有半圆的形状。弹簧嵌合部19b具有大致半圆筒的形状。

活塞12包括：圆筒状的活塞管20；环形凸缘22，其从活塞管20的后端侧的位置径向向外突出；以及弹簧钩23，其在活塞管20的前端侧朝活塞管20的内侧突出。活塞管20可移动地插入到缸体管10中。活塞管20在轴向方向A上的两端处开口。活塞管20是具有多边形(在此为六边形)截面的角形管，但也可以替代为具有圆形截面的圆形管。

弹簧24容纳在活塞管20的内部。弹簧24是螺旋拉伸弹簧。弹簧24具有以固定的直径卷绕的主体24a，在主体24a的前端侧形成为钩状的钩挂部24b，以及在主体24a的后端侧形成并以大于主体24a的直径卷绕的环状接合部24c。

弹簧24从后侧经缸体管10的后端处的开口10e插入到活塞管20中。钩挂部24b通过悬挂在活塞12的弹簧钩23上而与弹簧钩23接合。环状接合部24c围绕缸体8的弹簧支撑件19的弹簧嵌合部19b嵌合并且搁置在弹簧支承部19a上。因此，弹簧24前端固定到活塞12，后端固定到缸体8。因此，弹簧24沿轴向方向，即沿活塞12容纳在缸体管10中的方向，相对于缸体8朝后侧驱促活塞12。

缸体管10的后端处的开口10e由第一盖15封闭。第一盖15包括圆盘部15a和从圆盘部15a的前表面沿轴向方向朝前侧突出的环状突起15b。环状突起15b围住弹簧嵌合部19b和环状接合部24c。第一盖15限制环状接合部24c的后向移动，以防止环状接合部24c从弹簧支撑件19上脱落。

当车辆清洗装置1未进行清洗时，通过弹簧24的驱促力将活塞12保持在其移动的后端(图1和图2中的位置)。在这种状态下的活塞12的位置也称为容纳位置。另外，当活塞12处于容纳位置时，活塞管20的前端部分通过处于缸体管10的前端处的开口10f沿轴向方向朝前侧突出，即位于缸体管10的外侧。已流入缸体管10的清洗流体F流入活塞管20。

在凸缘22的后侧安装有环状的密封构件26。密封构件26由诸如橡胶材料的可弹性变形的材料制成。密封构件26外嵌在活塞管20上，并与活塞管20一起移动。密封构件26的外径设定为比缸体管10的内径稍大，并且密封构件26的外周紧密地嵌合在缸体管10的内周表面10a上。因此，当向缸体管10供给清洗流体F时，阻止了清洗流体F从密封构件26流入位于前侧的在缸体管10与活塞管20之间沿径向方向B的间隙G1中。

位于缸体管10的前端的开口10f中的缸体管10与活塞管20之间的间隙G2由第二盖16封闭。第二盖16包括环状部30和从环状部30沿轴向方向朝后侧延伸的管状部32。环状部30外嵌在活塞管20上。环状部30的外径设定为大于缸体管10的内径。第二盖16通过安装成使得环状部30与缸体管10的前端接触来封闭缸体管10的开口中的缸体管10与活塞管20之间的间隙G2。

第二盖16的管状部32位于缸体管10的内部，以围住活塞管20。第二盖16的管状部32外嵌在活塞管20上。第二盖16的管状部32的外径设定为等于缸体管10的内径。在清洗期间，活塞12在轴向方向上朝前侧移动，直到凸缘22碰到第二盖16的管状部32的后端32a。

缸体管10在前端侧具有空气孔10b，缸体管10与活塞管20之间的间隙G1通过该空气孔与缸体管10的外部连通。在所示示例中空气孔10b是切口孔，但可以替代为通孔。空气孔10b设置为允许空气进出间隙G1，这允许活塞12移动。

在第二盖16的前侧安装有密封构件36。密封构件36由诸如橡胶材料的可弹性变形的材料制成。密封构件36具有环形形状，并且密封构件36的内周表面36a紧密地嵌合在活塞管20的外周表面上。因此，在第二盖16和活塞管20之间形成密封，从而防止灰尘、湿气等进入缸体管10，并且防止清洗流体F从缸体管10漏出。

当活塞12处于容纳位置且从径向方向B看联接部18时，活塞管20的后端部分20b与联接部18内的清洗流体F的流路18a交叠。在所示的示例中，活塞管20的后端部分20b也与流入开口10g交叠。因此，当活塞12处于容纳位置时，活塞管20的后端部分20b在径向方向B上位于流路18a的内侧，并且在所示示例中，还在径向方向B上位于流入开口10g的内侧。在这种情况下，当活塞12处于容纳位置时，活塞管20从缸体管10突出的轴向方向A上的长度是短的，因此减小了当活塞12处于容纳位置时车辆清洗装置1在轴向方向A上的总长度。

当活塞12处于容纳位置且从径向方向B看联接部18时，密封构件26与对置部10h交叠，并且还与流路18a交叠。这意味着，当活塞12处于容纳位置时，密封构件26在径向方向B上位于对置部10h的内侧，并且进一步位于流路18a的内侧。在这种情况下，当活塞12处于容纳位置时，凸缘22可以设置为位于相对后侧。因此，当活塞12处于容纳位置时，凸缘22的前端22a与管状部32的后端32a之间的在轴向方向A上的距离S，即活塞12的冲程长度可以增加。当对置部10h在轴向方向上进一步朝后侧延伸时，密封构件26可以位于轴向方向上后侧更远的位置。然而，随着对置部10h在轴向方向上进一步朝后侧延伸，流入开口10g的开口面积S2变小。因此，流入开口10g的开口面积S2以及对置部10h在轴向方向上的长度应确定成使得可以实现期望的流入流量。

当从径向方向B看联接部18时，弹簧24的环状接合部24c与联接部18的流路18a交叠。这意味着环状接合部24c在径向方向B上位于流路18a的内侧。在所示示例中，环状接合部24c的后端24d在轴向方向上位于流入开口10g的后方。围住弹簧嵌合部19b和环状接合部24c的第一盖15的环状突起15b在径向方向B上位于联接部18的流路18a的内侧。环状突起15b的前端15c在径向方向B上位于流入开口10g的内侧。在这些情况下，穿过缸体管10的后端处的开口10e插入的弹簧24的环状接合部24c，在靠近缸体管10的后端的位置处固定到缸体管10，因此可以相对容易地固定环状接合部24c。

喷嘴14包括阀37、两个喷嘴支架40和两个喷嘴42，该阀37控制从活塞管20到喷嘴14的清洗流体的流动。阀37包括阀壳38和阀体39。阀壳38具有管状形状。阀壳38的后端在活塞管20的前端侧压入嵌合到活塞管20中。具体地，阀壳38的后端侧的外周38f嵌合在活塞管20的前端侧的内周20a上，以使阀壳38的后端38e位于活塞管20的内部。在所示示例中，当活塞12处于容纳位置时，阀壳38的后端38e到达缸体管10的径向内侧。因此，当从径向方向B看时，阀壳38的后端与第二盖16和密封构件36交叠。

在阀壳38的内部，形成有阀室38a和沿轴向方向连续地设置在阀室38a的后侧的阀孔38b，阀孔38b的直径小于阀室38a的直径。阀室38a的内壁面的后端侧是锥形的，并且锥形表面38g的后端部分构成阀座38c，阀体39搁置在阀座38c上。在本实施方式中，阀座38c位于活塞管20的前端侧的径向内侧。此外，在所示示例中，当活塞12处于容纳位置时，阀座38c位于密封构件36的径向内侧。阀座38c可以在轴向方向上比所示示例中更位于后侧，并且当活塞12处于容纳位置时，阀座38c可以位于第二盖16的径向内侧或在缸体管10的径向内侧。

阀壳38具有在阀壳38的后端向内突出的限制部38d。限制部38d可以从前侧与弹簧24的钩挂部24b接触，或者可以如附图所示在限制部38d与钩挂部24b之间留有小的间隙。在本实施方式中，限制部38d在轴向方向A上与弹簧钩23相对，但并不特别限定于本示例。限制部38d限制钩挂部24b在轴向方向上朝前侧的移动，以防止钩挂部24b和弹簧钩23彼此脱离，即防止钩挂部24b从弹簧钩23脱离。

阀体39由例如可弹性变形的橡胶材料制成。阀体39包括设置在阀室38a中并且具有球形后端的阀主体39a，以及从阀主体39a沿轴向方向朝后侧突出并进入阀孔38b的突出部39b。阀体39由例如是螺旋压缩弹簧的弹簧(未示出)沿轴向方向朝后侧驱促。在弹簧的驱促力的作用下，阀主体39a搁置在阀座38c上。因而，阀37关闭。然后，阀室38a(以及通过延伸，喷嘴支架40)与阀孔38b(以及通过延伸，活塞管20)隔离。(前者与后者之间的连通被阻断。)

当将已经流入活塞管20的清洗流体F供给到阀孔38b，并且作用在阀体39上的清洗流体F的压力超过了驱促阀体39的弹簧的驱促力时，阀体39抵抗弹簧的驱促力从阀座38c移开。因而，阀37打开。然后，阀室38a(以及通过延伸，喷嘴支架40)与阀孔38b(以及通过延伸，活塞管20)连通，使得清洗流体F流入喷嘴支架40。

喷嘴支架40可旋转地支撑在阀壳38的横向侧面(左侧和右侧)。每个喷嘴支架40支撑一个喷嘴42。已经流入喷嘴支架40的清洗流体F通过喷嘴42的喷射开口42a喷射。

在喷嘴14的前侧安装有盖(未示出)。当车辆清洗装置1未进行清洗时(即，当活塞12处于容纳位置时)，该盖封闭车体或保险杠的开口。

上面已经描述了车辆清洗装置1的基本构造。接下来，将描述车辆清洗装置1的操作。

当清洗流体F通过联接部18从清洗流体存储箱供给到缸体管10时，清洗流体F流入活塞管20。由于凸缘22受到清洗流体F的压力，活塞12在拉伸弹簧24的同时从容纳位置沿轴向方向朝前侧移动。喷嘴14与活塞12一起沿轴向方向朝前侧移动，并通过车体或保险杠的开口向外部突出。当活塞12已经移动到其在轴向方向前侧的移动末端时，具体地，当活塞12的凸缘22碰上第二盖16时，活塞12和喷嘴14沿轴向方向朝前侧的移动停止。当活塞12和喷嘴14沿轴向方向朝前侧的移动停止时，随着进一步供给洗涤流体F，活塞管20内部的清洗流体F的压力升高。因此，阀37打开，清洗流体F流入喷嘴支架40，并且清洗流体F通过喷嘴42的喷射开口42a朝待清洗物喷射。

当停止从清洗流体存储箱供给清洗流体F时，作用在阀体39上的清洗流体F的压力降低。因此，阀37关闭，清洗流体F停止流入喷嘴支架40，从而清洗流体F从喷嘴42的喷射停止。当清洗流体F的压力进一步降低时，活塞12和喷嘴14由于弹簧24的驱促力沿轴向方向朝后侧移动，并且活塞12返回到容纳位置。

接下来，将描述组装车辆清洗装置1的方法。

图4A至图4D是示出车辆清洗装置1的组装步骤的图。如图4A所示，将活塞12通过缸体管10的前端处的开口10f插入到缸体管10中。

如图4B所示，将弹簧24通过缸体管10的后端处的开口10e插入到缸体管10内部的活塞管20中，并且使弹簧24的钩挂部24b与活塞12的弹簧钩23(图4A至图4D中未示出)接合，以及使环状接合部24c与缸体8的弹簧支撑件19(图4A至图4D中未示出)接合。如此，将弹簧24插入到活塞管20中，并且使弹簧24的前端和后端分别固定到活塞12和缸体8。

如图4C所示，将第一盖15安装在缸体管10的后端，以封闭缸体管10的后端处的开口10e。此外，将第二盖16和密封构件36安装在缸体管10的前端，以封闭缸体管10的前端处的开口10f。

如图4D所示，将喷嘴14安装在活塞12的前端侧。具体地，将喷嘴14的阀壳38的后端压入嵌合在活塞管20的内周上。

接下来，将描述由本实施方式提供的优点。

图5A和图5B是说明根据本实施方式的车辆清洗装置1的优点的图。图5A是根据本实施方式的车辆清洗装置1的剖视图，图5B是根据对比示例的车辆清洗装置101的剖视图。

在根据对比示例的车辆清洗装置101中，阀137的阀壳138的后端侧的内周嵌合在活塞管20的前端侧的外侧。在这种情况下，活塞管20和阀壳138之间的边界140暴露在活塞管20的外周上。活塞管20构造成使得密封构件36不越过该边界。

与此相对，在根据本实施方式的车辆清洗装置1中，阀壳38的后端侧的外周嵌合在活塞管20的前端侧的内周。因此，不同于对比示例，活塞管20和阀壳38之间的边界未暴露在活塞管20的外周上。因此，活塞管20可以被容纳在缸体管10中，直到密封构件36位于靠近活塞管20的前端的点。因此，在保持活塞12的冲程长度与对比示例中相同时，可以减小当活塞12处于容纳位置时车辆清洗装置1在轴向方向A上的总长度。

在根据对比示例的车辆清洗装置101中，阀座138c位于活塞管20的外部(其轴向方向上的前侧)。在这种情况下，喷嘴14从活塞管20沿轴向方向朝前侧突出的长度是长的，并且当活塞12处于容纳位置时，车辆清洗装置1在轴向方向A上的总长度也是长的。

与此相对，在根据本实施方式的车辆清洗装置1中，阀座38c位于活塞管20的内部。阀座38c可以位于密封构件36的径向内侧，或者当活塞12处于容纳位置时位于密封构件36轴向方向上的后方。即，阀座38c可以位于密封构件36、第二盖16或缸体管10的径向内侧。在这些情况下，喷嘴14从活塞管20朝前侧突出的长度与在对比示例中相比减小。因此，在保持活塞12的冲程长度与对比示例中相同时，可以减小当活塞12处于容纳位置时车辆清洗装置1在轴向方向A上的总长度。

在根据本实施方式的车辆清洗装置1中，当活塞12处于容纳位置时，活塞管20的后端部分20b在径向方向B上位于联接部18的流路18a的内侧。活塞管20的后端部分20b可以在径向方向B上位于流入开口10g的内侧。在这些情况下，活塞管20在当活塞12处于容纳位置时从缸体管10突出的轴向方向A上的长度是短的，因此当活塞12处于容纳位置时车辆清洗装置1在轴向方向A上的总长度可减小。

在根据本实施方式的车辆清洗装置1中，当活塞12处于容纳位置时，密封构件26在径向方向B上位于联接部18的流路18a的内侧。在这种情况下，可以将凸缘22设置成在活塞12处于容纳位置时位于相对后侧，这可以增加活塞12的冲程长度。

在根据本实施方式的车辆清洗装置1中，当从径向方向B看联接部18时，弹簧24的环状接合部24c在径向方向B上位于流路18a的内侧。环状接合部24c的后端24d可以在轴向方向上位于流入开口10g的后方。在这些情况下，穿过缸体管10的后端处的开口10e插入的弹簧24的环状接合部24c在靠近缸体管10的后端的位置处固定到缸体管10，从而可以相对容易地固定环状接合部24c。

上面已经基于实施方式说明了本发明。如本领域技术人员将理解的，由于该实施方式是说明性的，因此在该实施方式的构成要素和过程的组合方面可以得到各种变型示例，并且这些变型示例也包括在本发明的范围内。