JP2018084178A - 回転装置および付着物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルかつコンパクトな構成で圧縮流体を生成すること。【解決手段】実施形態に係る回転装置は、第１ギアと、第２ギアと、付勢部とを備える。第１ギアは、連続した歯の一部が切り欠かれた欠歯部を有し、回転駆動源に連結される。第２ギアは、第１ギアと噛み合い可能に設けられ、第１ギアと噛み合った場合に、回転駆動源の同一方向への回転により所定方向へ回転する。付勢部は、欠歯部により第１ギアとの噛み合いが外れる第２ギアの自由状態において、第２ギアを所定方向とは逆方向へ付勢する。【選択図】図２Ｂ

Description

開示の実施形態は、回転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、シンプルかつコンパクトな構成で圧縮空気を生成するという点で、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、たとえばピストンをシリンダ内で往復運動させるピストン構造を採用する場合があるが、かかる場合、機構が複雑化し、かつ、占有スペースが大きくなるおそれがあった。なお、かかる課題は、圧縮空気を生成する場合に限らず、種々の気体や液体などを圧縮した圧縮流体を生成する場合に共通する課題である。

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、シンプルかつコンパクトな構成で圧縮流体を生成することができる回転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回転装置は、第１ギアと、第２ギアと、付勢部とを備える。前記第１ギアは、連続した歯の一部が切り欠かれた欠歯部を有し、回転駆動源に連結される。前記第２ギアは、前記第１ギアと噛み合い可能に設けられ、前記第１ギアと噛み合った場合に、前記回転駆動源の同一方向への回転により所定方向へ回転する。前記付勢部は、前記欠歯部により前記第１ギアとの噛み合いが外れる前記第２ギアの自由状態において、前記第２ギアを前記所定方向とは逆方向へ付勢する。

実施形態の一態様によれば、シンプルかつコンパクトな構成で圧縮流体を生成することができる。

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２Ａは、付着物除去装置の内部構造を示す斜視図である。 図２Ｂは、従動ギアおよび前段ギアの構成を示す平面模式図である。 図３は、空気圧縮部のより具体的な動作説明図である。 図４は、従動ギアの第２歯の欠歯構造を示す平面模式図である。 図５Ａは、前段ギアの最終歯の構成を示す平面模式図（その１）である。 図５Ｂは、前段ギアの最終歯の構成を示す平面模式図（その２）である。 図５Ｃは、前段ギアの最終歯の構成を示す平面模式図（その３）である。 図５Ｄは、前段ギアの最終歯の構成を示す平面模式図（その４）である。 図６Ａは、従動ギアの最終歯の構成を示す平面模式図（その１）である。 図６Ｂは、従動ギアの最終歯の構成を示す平面模式図（その２）である。 図６Ｃは、従動ギアの最終歯の構成を示す平面模式図（その３）である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する回転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１Ｃ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。

図１Ａに示すように、付着物除去装置１は、出力部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出力部５を介して車両用のカメラ５０へ噴出することで、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、空気圧縮部１０を動作させる駆動部（後述）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、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の軸線上において出力部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を介して出力部５へ誘導され（図中の矢印１０１参照）、出力部５を介してカメラ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、モータ（図示略）から回転駆動力を伝達する駆動ギア（図示略）に噛み合うことによって回転軸ａｘＲまわりに所定方向に回転する。

また、回転ベース１２ｂは、モータからの回転駆動力を受けない自由状態においては、モータによって回転する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。従動ギア１２ｄ、モータ、駆動ギアおよびばね部材を含むより具体的な構成については、図２Ａ以降を用いて後述する。

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１２ａａを有する。

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、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１０３参照）、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１Ｃ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１０４に示すように、吸気口１１ｄから吸気弁１２ａａを介して空間ＳＰへ空気が流入、すなわち「吸気」される。なお、吸気弁１２ａａは、たとえば吸気方向とは逆方向に空気が逆流しないように逆止弁として構成されることが好ましい。

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１０５参照）、羽根部１２ａはシリンダ壁１１ａへ接近する方向へ移動し、空間ＳＰを収縮させる。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１０６参照）。

ところで、本実施形態は、図１Ｃに示した回転動作により、圧縮空気生成のための吸排気のサイクルを実行するものであるが、安価でかつ安定した回転駆動力を得るうえでは通常、モータが適正である。ただし、図１Ｃに示したように、羽根部１２ａが回転軸ａｘＲまわりにシリンダ壁１１ａから離間する方向あるいは接近する方向へ往復する往復運動を、たとえばモータの正逆回転により実現しようとすれば、モータ制御や構造のうえでの複雑化を招きかねない。

そこで、本実施形態では、モータの回転方向を基本的に同一方向とし、かかる同一方向への回転運動から前述の羽根部１２ａの往復運動が可能となるように、空気圧縮部１０を回転させる回転機構をシンプルかつコンパクトに構成することとした。

以下、かかる回転機構を含む、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、付着物除去装置１の内部構造を示す斜視図である。

まず、既に述べたが、図２Ａに示すように、付着物除去装置１は、空気圧縮部１０を備え、空気圧縮部１０は、シリンダ１１と、回転部１２とを備える。回転部１２は、従動ギア１２ｄを有する。従動ギア１２ｄは、回転軸ａｘＲに同軸配置される。このように空気圧縮部１０は、回転式であるので、スペースをとらないコンパクトな構成とすることができる。

また、回転部１２は、前述の「ばね部材」に対応する付勢ばね１２ｅを有する。付勢ばね１２ｅは、回転部１２がモータによって回転する所定方向とは逆方向に回転部１２を付勢するように設けられている。

また、空気圧縮部１０は、駆動部１３をさらに備える。駆動部１３は、モータ１３ａと、第１ギア１３ｂと、第２ギア１３ｃと、第３ギア１３ｄと、前段ギア１３ｅとを有する。

モータ１３ａは、回転駆動源の一例であって、たとえば電動モータである。なお、油圧モータなどであってもよい。モータ１３ａは、制御部７０（図１Ａ参照）によって制御される。本実施形態では、モータ１３ａは、基本的に同一方向へ回転する。また、モータ１３ａの出力軸には、たとえば図示略のウォームギアが形成され、かかるウォームギアを介してモータ１３ａの出力軸は第１ギア１３ｂに連結される。

また、第１ギア１３ｂは、第２ギア１３ｃに連結される。第２ギア１３ｃは、第３ギア１３ｄに連結される。第３ギア１３ｄには、前段ギア１３ｅが同軸配置され、回転部１２の従動ギア１２ｄと噛み合うように設けられる。

モータ１３ａからの回転駆動力は、このように連結された第１ギア１３ｂ、第２ギア１３ｃ、第３ギア１３ｄを介して前段ギア１３ｅまで伝達される。なお、モータ１３ａから前段ギア１３ｅまでのギアの個数や噛み合わせ方は図示した場合に限られるものではない。

次に、図２Ｂは、従動ギア１２ｄおよび前段ギア１３ｅの構成を示す平面模式図である。なお、図２Ｂでは、従動ギア１２ｄおよび前段ギア１３ｅのみをＺ軸の正方向から視た場合を模式的に示している。

図２Ｂに示すように、従動ギア１２ｄは、連続した歯の一部が切り欠かれた欠歯ギアとして形成されており、少なくとも、第１歯１２ｄａと、第２歯１２ｄｂと、最終歯１２ｄｃと、欠歯部１２ｄｄとを有する。

第１歯１２ｄａは、吸排気の１サイクルにおいて前段ギア１３ｅと最初に噛み合う歯であり、最終歯１２ｄｃは最後に噛み合う歯である。なお、以下では、従動ギア１２ｄは、Ｚ軸の正方向から視た場合に、前段ギア１３ｅから伝達されるモータ１３ａの回転駆動力によって回転軸ａｘＲまわりに左回り（反時計回り）するものとする。したがって、これに伴い、付勢ばね１２ｅは、従動ギア１２ｄを右回り（時計回り）に付勢しているものとする。

前段ギア１３ｅもまた、連続した歯の一部が切り欠かれた欠歯ギアとして形成されており、少なくとも、第１歯１３ｅａと、最終歯１３ｅｂと、欠歯部１３ｅｃとを有する。

第１歯１３ｅａは、吸排気の１サイクルにおいて従動ギア１２ｄと最初に噛み合う歯であり、最終歯１３ｅｂは最後に噛み合う歯である。なお、以下では、前段ギア１３ｅは、Ｚ軸の正方向から視た場合に、モータ１３ａの回転駆動力によって回転軸ａｘＰまわりに右回り（時計回り）するものとする。

次に、かかる従動ギア１２ｄおよび前段ギア１３ｅの噛み合いによる空気圧縮部１０のより具体的な動作について図３を用いて説明する。図３は、空気圧縮部１０のより具体的な動作説明図である。

なお、従動ギア１２ｄおよび前段ギア１３ｅは、前述のように欠歯ギアとして形成されているので、欠歯により互いに噛み合わない状態が存在する構成となっている。本実施形態は、かかる互いに噛み合わない状態をあえて利用するものである。

図３の（ａ）に示すように、モータ１３ａが駆動され、前段ギア１３ｅが図中の矢印３０１に示すように回転するものの、まだ従動ギア１２ｄと噛み合っていない状態であるものとする。かかる状態は、図中に示すように、空気圧縮部１０の「吸気前」の状態に対応する。

かかる「吸気前」の状態では、空気圧縮部１０の羽根部１２ａは、付勢ばね１２ｅのばね力によってシリンダ壁１１ａへ押し付けられた状態となっている。

そして、かかる状態から、図３の（ｂ）に示すように、前段ギア１３ｅがさらに同一方向へ回転すると（図中の矢印３０２参照）、従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとが噛み合い始める（図中のＭ１部参照）。かかる状態は、空気圧縮部１０において吸気が開始された状態に対応する。

そして、図３の（ｃ）に示すように、前段ギア１３ｅの同一方向へのさらなる回転は（図中の矢印３０３参照）、噛み合った従動ギア１２ｄを付勢ばね１２ｅの付勢力に抗して左回りに回転させる（図中の矢印３０４参照）。かかる状態は、空気圧縮部１０において吸気中の状態に対応する。

すなわち、従動ギア１２ｄは、前段ギア１３ｅと噛み合った場合に、前段ギア１３ｅに連結されたモータ１３ａの駆動によって所定方向（左回り）へ回転する力が、付勢ばね１２ｅによる付勢で逆方向（右回り）へ回転する力よりも強いため、左回りに回転する。言い換えれば、付勢ばね１２ｅによる付勢で逆方向（右回り）へ従動ギア１２ｄを回転させる力は、モータ１３ａの駆動によって従動ギア１２ｄが所定方向（左回り）へ回転する力よりも弱い。

一方で、従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとが噛み合っていない場合、つまり、前述の欠歯により従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとの噛み合いが外れ、従動ギア１２ｄが自由状態となる場合、従動ギア１２ｄには、付勢ばね１２ｅによる付勢力のみが作用するため、従動ギア１２ｄは逆方向（右回り）へ回転することとなる。すなわち、付勢ばね１２ｅは、付勢によって従動ギア１２ｄを逆方向（右回り）へ回転させる力が、モータ１３ａにより従動ギア１２ｄを所定方向（左回り）へ回転させる力よりも弱い付勢力を有する。

具体的には、図３の（ｄ）に示すように、前段ギア１３ｅおよび従動ギア１２ｄの図３の（ｃ）からのさらなる回転により（図中の矢印３０５，３０６参照）、従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとの噛み合いが外れる瞬間が到来する（図中のＭ２部参照）。かかる瞬間の状態は、図中に示すように、空気圧縮部１０の「排気開始」の状態に対応する。

そして、図３の（ｅ）に示すように、前段ギア１３ｅとの噛み合いから外れた従動ギア１２ｄは、付勢ばね１２ｅのばね力によって右回りに勢いよく戻り（図中の矢印３０７参照）、空間ＳＰに吸気された空気を圧縮しつつ排気することとなる。また、前段ギア１３ｅは、同一方向へ回転し（図中の矢印３０８参照）、次なる吸排気の１サイクルを実行するに際しては図３の（ａ）からの工程が繰り返される。

このように、本実施形態では、前段ギア１３ｅおよび従動ギア１２ｄが噛み合わないタイミングを欠歯部分により発生させ、かかるタイミングにおいて従動ギア１２ｄを付勢ばね１２ｅにより逆方向へ戻す構成としたので、モータ１３ａの回転を同一方向のみで済ますことができる。したがって、シンプルな構成で圧縮空気を生成することができる。

また、本実施形態では、空気圧縮部１０を、回転式の空気圧縮機構として構成することとしたので、たとえばシリンダ内をピストンが往復するピストン構造の空気圧縮機構などに比してスペースをとらないコンパクトな構成とすることができる。すなわち、本実施形態によれば、シンプルかつコンパクトな構成で圧縮空気を生成することができる。

本実施形態に係る空気圧縮部１０のさらなる具体的な構成について説明を進める。図４は、従動ギア１２ｄの第２歯の欠歯構造を示す平面模式図である。

図４に示すように、本実施形態では、従動ギア１２ｄにおいて、同一ピッチ幅から本来であれば第１歯１２ｄａと第２歯１２ｄｂとの間に存在するはずの第２歯１２ｄｂ’を、図中に破線で示すようにあえて切り欠いた欠歯構造としている。

言い換えれば、欠歯部１３ｅｃ（図２Ｂ参照）が途切れて前段ギア１３ｅに対し最初に噛み合う第１歯１２ｄａと２番目に噛み合う第２歯１２ｄｂとの間隔が、隣り合う他の歯同士の間隔よりも大きい。

これにより、前段ギア１３ｅの回転に伴い、図中の矢印４０１に示すように、第１歯１３ｅａが噛み合いのために第１歯１２ｄａと第２歯１２ｄｂとの間に進入する際、第１歯１３ｅａに進入させやすくすることができる。すなわち、前段ギア１３ｅおよび従動ギア１２ｄの噛み合いに際して無用な歯先の衝突を避け、ひいては歯先の破損といった故障を予防することができる。

また、第１歯１３ｅａを呼び込むスペースを大きくとれるので、従動ギア１２ｄの停止位置精度にゆとりを持たせることができる。

次に、前段ギア１３ｅの最終歯１３ｅｂのより具体的な構成について説明する。図５Ａ〜図５Ｄは、前段ギア１３ｅの最終歯１３ｅｂの構成を示す平面模式図（その１）〜（その４）である。なお、図５Ｂ〜図５Ｄは、最終歯１３ｅｂ周辺の拡大図となっている。

図５Ａに示すように、本実施形態では、前段ギア１３ｅの最終歯１３ｅｂを、長さｄまで延伸させた言わばカム状の形状とすることができる。かかる最終歯１３ｅｂの外縁に対し、図中のＭ３部に示すように、従動ギア１２ｄの最終歯１２ｄｃが乗り上げた状態のままでモータ１３ａの回転を止める制御を制御部７０（図１Ａ参照）が行うことによって、図中に示すように、空気圧縮部１０を「吸気完了」した状態にスタンバイさせておくことができる。

すなわち、次回に圧縮空気を噴射させる際に、モータ１３ａが、従動ギア１２ｄの最終歯１２ｄｃが前段ギア１３ｅの最終歯１３ｅｂから外れる分だけ回転するだけで、圧縮空気が噴射されることとなるので、操作者の操作に対し、反応性高く付着物除去装置１を動作させることができる。

また、たとえば車両に搭載されたバックカメラの付着物除去動作がリバースギアに連動して行われる場合などには、シフトレバーの操作音に空気圧縮部１０の動作音（特にシリンダ壁１１ａと羽根部１２ａの接触音など）を紛れさせることができるので、操作者に異音がするとの違和感を与えないようにすることが可能となる。

なお、最終歯１３ｅｂの形状は、たとえば図５Ｂに示すように、歯先が、手前の歯１３ｅｄと同一の歯先円ＡＣ上にある複数の歯の間隙を埋めた（図中の塗りつぶし部分参照）形状であってよい。

また、最終歯１３ｅｂの形状の変形例として、たとえば図５Ｃに示すように、手前の歯１３ｅｄと同一の歯先円ＡＣ１に沿っていた歯先が、中途から、同心内側となる歯先円ＡＣ２に沿うように段差が形成された形状であってもよい。

かかる場合、従動ギア１２ｄの最終歯１２ｄｃが逆転して前段ギア１３ｅから外れたりするのを防止することができる。また、逆転した場合の、ギア等の構成部品の破損を予防することができる。

また、仮に、モータ１３ａを所定方向とは逆向きに回転させて使用するような場合（たとえば、出力部５から洗浄水を噴射可能な構成で、空気圧縮用途と洗浄水供給用途で回転を使い分ける場合）など、空気圧縮用途において前段ギア１３ｅが追従して逆転するのを防止することができる。

同様の効果を得るために、最終歯１３ｅｂの形状のさらなる変形例として、たとえば図５Ｄに示すように、歯先が、手前の歯１３ｅｄと同一の歯先円ＡＣに沿いつつ、一部が切り欠かれている形状であってもよい。かかる場合、この切り欠きに従動ギア１２ｄの最終歯１２ｄｃが係合することで、従動ギア１２ｄが逆転してしまうのを防ぐことができる。

なお、図５Ｃおよび図５Ｄに示したいずれの場合も、前段ギア１３ｅの最終歯１３ｅｂは、外周の一部に、従動ギア１２ｄと係合する段差を有していると言える。

次に、従動ギア１２ｄの最終歯１２ｄｃのより具体的な構成について説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、従動ギア１２ｄの最終歯１２ｄｃの構成を示す平面模式図（その１）〜（その３）である。なお、図６Ｂは、最終歯１２ｄｃ周辺の拡大図、図６Ｃは、図中のＭ４部の拡大図となっている。

図６Ａに示すように、従動ギア１２ｄが、前段ギア１３ｅとの噛み合いから外れ、付勢ばね１２ｅの「ばね力による戻り」によって、回転軸ａｘＲまわりに右回りに回転する場合を考える（図中の矢印６０１参照）。

通常であれば、従動ギア１２ｄが前段ギア１３ｅとの噛み合いから外れても、前段ギア１３ｅは図中の矢印６０２に示すように回転を続け、前段ギア１３ｅの各歯先も移動するため、従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとは次に噛み合うまで歯先は干渉しないと考えられる。

しかしながら、付勢ばね１２ｅによる戻りの回転速度が非常に速かったり、従動ギア１２ｄの歯先円の真円度などに偏りがあったり、組み立て時の微妙な誤差やガタつきなどがあったりする場合には、図６Ａに示すように、従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとが干渉してしまうことが起こり得る。かかる干渉は、部品の急激な摩耗や異音発生などの原因となるため、好ましくない。

そこで、本実施形態では、図６Ｂに示すように、従動ギア１２ｄの最終歯１２ｄｃを、歯先が、他の歯１２ｄｅの歯先円ＡＣ３よりも同心外側となる歯先円ＡＣ４に沿うように突出させて設けることができる。

これにより、図６Ｃに示すように、従動ギア１２ｄの最終歯１２ｄｃと前段ギア１３ｅの最終歯１３ｅｂとの噛み合いが外れる際に、前段ギア１３ｅの、他の歯１２ｄｅに対するクリアランスＣを開くようにすることができる（図中の矢印６０３参照）。

すなわち、従動ギア１２ｄが、付勢ばね１２ｅによって右回り（時計回り）に戻るに際しての（図中の矢印６０４参照）、従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとの干渉を防ぐことができる。

なお、従動ギア１２ｄの最終歯１２ｄｃと他の歯１２ｄｅの歯先の位置関係は、相対的に最終歯１２ｄｃの方が高ければよく、最終歯１２ｄｃを長くすることで実現してもよいし、他の歯１２ｄｅを短くすることで実現してもよい。

上述してきたように、本実施形態に係る空気圧縮部１０（「回転装置」の一例に相当）は、前段ギア１３ｅ（「第１ギア」の一例に相当）と、従動ギア１２ｄ（「第２ギア」の一例に相当）と、付勢ばね１２ｅ（「付勢部」の一例に相当）とを備える。前段ギア１３ｅは、連続した歯の一部が切り欠かれた欠歯部１３ｅｃを有し、モータ１３ａ（「回転駆動源」の一例に相当）に連結される。従動ギア１２ｄは、前段ギア１３ｅと噛み合い可能に設けられ、前段ギア１３ｅと噛み合った場合に、モータ１３ａの同一方向への回転により所定方向へ回転する。付勢ばね１２ｅは、欠歯部１３ｅｃにより前段ギア１３ｅとの噛み合いが外れる従動ギア１２ｄの自由状態において、従動ギア１２ｄを所定方向とは逆方向へ付勢する。

したがって、本実施形態に係る空気圧縮部１０によれば、シンプルかつコンパクトな構成で圧縮空気を生成することができる。

なお、上述した実施形態では、従動ギア１２ｄおよび前段ギア１３ｅがそれぞれ欠歯部１２ｄｄ，１３ｅｃを備えることとしたが、従動ギア１２ｄまたは前段ギア１３ｅの一方のみに欠歯部が備わることとしてもよい。すなわち、従動ギア１２ｄおよび前段ギア１３ｅの双方が噛み合って前段ギア１３ｅの回転で従動ギア１２ｄを回転させる状態と、双方が噛み合わずに従動ギア１２ｄが自由状態になる状態とが実現可能であればよく、欠歯部は、従動ギア１２ｄまたは前段ギア１３ｅの少なくともいずれかに備わっていればよい。

また、上述した実施形態では、空気圧縮部１０を回転装置の一例として挙げ、圧縮空気を生成する場合について説明したが、本実施形態は、空気に限らず、種々の気体や液体（流体）、粉体などを圧縮する場合に用いてもよい。なお、ここに言う粉体は、粉（粒）の間の空間（空隙）を占める媒質も含む一つの集合体であって、流体のように振る舞う場合を含むことから、気体や液体と同様、流体の一例として挙げるものである。したがって、本実施形態に係る回転装置によれば、シンプルかつコンパクトな構成で圧縮流体を生成することができる。

また、上述した実施形態では、空気圧縮部１０が回転式である場合を例に挙げたが、搭載スペースが許容可能であれば、たとえばシリンダ内をピストンが往復運動するピストン構造の場合にも本実施形態は適用可能である。かかる場合は、従動ギア１２ｄ側がラックギアとして構成されることとなる。

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
１０ 空気圧縮部
１１ シリンダ
１１ａ シリンダ壁
１２ 回転部
１２ａ 羽根部
１２ｂ 回転ベース
１２ｄ 従動ギア
１２ｄａ 第１歯
１２ｄｂ 第２歯
１２ｄｃ 最終歯
１２ｄｄ 欠歯部
１２ｅ 付勢ばね
１３ａ モータ
１３ｅ 前段ギア
１３ｅａ 第１歯
１３ｅｂ 最終歯
１３ｅｃ 欠歯部
５０ カメラ
７０ 制御部
ＡＣ、ＡＣ１〜４ 歯先円
ＣＣ シリンダ室
ＳＰ 空間

Claims (10)

1. 連続した歯の一部が切り欠かれた欠歯部を有し、回転駆動源に連結された第１ギアと、
   前記第１ギアと噛み合い可能に設けられ、前記第１ギアと噛み合った場合に、前記回転駆動源の同一方向への回転により所定方向へ回転する第２ギアと、
   前記欠歯部により前記第１ギアとの噛み合いが外れる前記第２ギアの自由状態において、前記第２ギアを前記所定方向とは逆方向へ付勢する付勢部と
   を備えることを特徴とする回転装置。
2. 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
   を備え、
   前記第２ギアは、
   前記回転軸に同軸配置されて前記回転体に設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の回転装置。
3. 前記第２ギアは、
   前記欠歯部が途切れて前記第１ギアに対し最初に噛み合う第１歯と２番目に噛み合う第２歯との間隔が、隣り合う他の歯同士の間隔よりも大きいこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の回転装置。
4. 前記第２ギアは、
   前記第１ギアに対し最後に噛み合う最終歯の歯先円が、他の歯の歯先円よりも同心外側となるように設けられること
   を特徴とする請求項１、２または３に記載の回転装置。
5. 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、前記シリンダとは反対側の面に前記第２ギアを有する回転ベースと、
   平板状に形成され、前記シリンダ側の面で、前記回転ベースを径方向に沿って仕切るように立設される２つの羽根部と
   を備え、
   前記第１ギアは、
   前記第２ギアと噛み合った場合に、前記付勢部の付勢力に抗して前記第２ギアを前記所定方向へ回転させて前記羽根部と前記シリンダ壁の間の空間を膨張させ、前記欠歯部により前記第２ギアを自由状態にした場合に、前記付勢部の付勢力によって前記第２ギアを前記逆方向へ回転させて前記膨張した空間を圧縮すること
   を特徴とする請求項２に記載の回転装置。
6. 前記第１ギアは、
   前記第２ギアに対し最後に噛み合う最終歯の歯先を歯先円に沿って延伸させた形状を有し、
   前記回転駆動源は、
   前記第１ギアの最終歯に対し前記第２ギアの最終歯が乗り上げた状態のままで回転を止めるように制御されること
   を特徴とする請求項５に記載の回転装置。
7. 前記第１ギアの最終歯は、
   外周の少なくとも一部に、前記第２ギアと係合する段差を有すること
   を特徴とする請求項６に記載の回転装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一つに記載の回転装置
   を備え、
   前記回転装置によって生成された圧縮流体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。
9. 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８に記載の付着物除去装置。
10. 回転駆動源に連結された第１ギアと、
    前記第１ギアと噛み合い可能に設けられ、前記第１ギアと噛み合った場合に、前記回転駆動源の同一方向への回転により所定方向へ回転する第２ギアと、
    前記第２ギアを前記所定方向とは逆方向へ付勢する付勢部と
    を備え、
    前記第１ギアまたは前記第２ギアの少なくともいずれかは、連続した歯の一部が切り欠かれた欠歯部を有し、
    前記付勢部は、付勢によって前記第２ギアを前記逆方向へ回転させる力が前記回転駆動源により前記第２ギアを前記所定方向へ回転させる力よりも弱い付勢力を有すること
    を特徴とする回転装置。

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