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技術 電動エアポンプ及び車載光学センサ洗浄装置

出願人 株式会社デンソー
発明者 林祐史河合啓太
出願日 2016年9月30日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2016-193875
公開日 2018年4月5日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2018-053877
状態 特許登録済
技術分野 圧縮機の細部 容積形ポンプの制御 ワイパー、車両の清掃 圧縮機、真空ポンプ及びそれらの系
主要キーワード 略平面板 圧縮範囲 挟持壁 可動用 センシング面 取付けフレーム 導体プレート 洗浄装置用
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重要な関連分野

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図面 (14)

課題

駆動中に指令信号遮断されても伝達機構負荷が掛かり続けてしまうことを防止できる電動エアポンプを提供すること。

解決手段

電動エアポンプAPは、指令信号に基づいて回転軸2を回転駆動するモータ3と、シリンダ4と該シリンダ4内で往復動可能なピストン5とを有するポンプ部6と、回転軸2の回転力をピストン5に伝達するための伝達機構7とを備える。気体給送すべくモータ3が駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストン5の位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構7に負荷が掛かる負荷範囲である圧縮範囲A内にあると、ピストン5の位置が圧縮範囲A外に達するまでモータ3の駆動を継続する制御回路部32を備える。

概要

背景

近年、車両の前部や後部に車載光学センサを設け、該車載光学センサにて撮像された画像等を利用することが広く行われている。そして、このような車載光学センサのセンシング面レンズ保護ガラス)は、などの異物が付着する虞があるため、ノズルから液体気体流体噴射してセンシング面を洗浄する車載光学センサ洗浄装置が提案されている。そして、このような車載光学センサ洗浄装置のノズルに気体を給送する電動エアポンプとしては、モータ回転力を、伝達機構を介してピストンに伝達してシリンダ内往復動させることで気体を給送するものがある。このような電動エアポンプとしては、例えば、モータの回転力によりピストンを往動させ、シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで吐出口から圧縮された気体を噴射するものがある(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。また、例えば、シリンダの排出口側にピストンを付勢する付勢部材を有し、モータの回転力により付勢部材の付勢力に抗してピストンを復動させ、該ピストンの位置が復動範囲外に達するとモータの回転力が切り離され、付勢部材の付勢力にてピストンが往動されて排出口から気体を排出するものがある(例えば、特許文献3参照)。

概要

駆動中に指令信号遮断されても伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことを防止できる電動エアポンプを提供すること。電動エアポンプAPは、指令信号に基づいて回転軸2を回転駆動するモータ3と、シリンダ4と該シリンダ4内で往復動可能なピストン5とを有するポンプ部6と、回転軸2の回転力をピストン5に伝達するための伝達機構7とを備える。気体を給送すべくモータ3が駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストン5の位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構7に負荷が掛かる負荷範囲である圧縮範囲A内にあると、ピストン5の位置が圧縮範囲A外に達するまでモータ3の駆動を継続する制御回路部32を備える。

目的

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、駆動中に指令信号が遮断されても伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことを防止できる電動エアポンプ及び車載光学センサ洗浄装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

指令信号に基づいて回転軸回転駆動するモータと、シリンダと該シリンダ内往復動可能なピストンとを有するポンプ部と、前記回転軸の回転力を前記ピストンに伝達するための伝達機構とを備えた電動エアポンプであって、気体給送すべく前記モータが駆動されている際に前記指令信号が遮断されても、前記ピストンの位置が往復動中間範囲内にあるとともに前記伝達機構に負荷が掛かる負荷範囲内にあると、前記ピストンの位置が前記負荷範囲外に達するまで前記モータの駆動を継続する制御回路部を備えたことを特徴とする電動エアポンプ。

請求項2

請求項1に記載の電動エアポンプであって、前記ポンプ部は、前記シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで圧縮された気体を噴射する吐出口を有するものであり、前記負荷範囲は、気体を圧縮する圧縮範囲であることを特徴とする電動エアポンプ。

請求項3

請求項1に記載の電動エアポンプであって、前記ポンプ部は、前記ピストンを前記シリンダの排出口側付勢する付勢部材を有し、外力により前記付勢部材の付勢力に抗して前記ピストンが復動され、該ピストンの位置が復動範囲外に達して外力と切り離されると付勢部材の付勢力にて前記ピストンが往動されて前記排出口から気体を排出するものであり、前記伝達機構は、前記ピストンの位置が前記復動範囲内にあると前記回転軸の回転力を外力として前記ピストンに伝達し、前記復動範囲外となると前記回転軸の回転力を前記ピストンに対して切り離すものであり、前記負荷範囲は、前記復動範囲であることを特徴とする電動エアポンプ。

請求項4

請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電動エアポンプであって、前記制御回路部は、前記ピストンの位置を特定するための磁気センサを有することを特徴とする電動エアポンプ。

請求項5

請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電動エアポンプであって、前記制御回路部は、前記ピストンの位置を特定するための摺動接点を有することを特徴とする電動エアポンプ。

請求項6

請求項4に記載の電動エアポンプであって、前記伝達機構は減速機構であり、前記磁気センサに対して磁界を発生する磁石は、前記減速機構における回転体に設けられたことを特徴とする電動エアポンプ。

請求項7

請求項6に記載の電動エアポンプであって、前記回転体は、ウォームホイールであり、前記伝達機構は、一端が前記ウォームホイールの一方の面に回転自在に取り付けられ、他端が前記ピストンに回転自在に取り付けられる伝達ロッドを有し、前記磁石は、前記ウォームホイールの他方の面寄りに固定され、前記磁気センサは、前記ウォームホイールの他方の面と対向するように配置されたことを特徴とする電動エアポンプ。

請求項8

請求項4、6及び7のいずれか1項に記載の電動エアポンプであって、前記磁気センサを含む前記制御回路部は単一の回路基板上に設けられたことを特徴とする電動エアポンプ。

請求項9

請求項2、請求項2に従属する請求項4、請求項2に従属する請求項5、請求項2に従属する請求項6、請求項2に従属する請求項7、及び請求項2に従属する請求項8のいずれか1項に記載の電動エアポンプと、前後進可能で気体の圧力により前進する可動ノズルと、前記圧縮室と接続され前記可動ノズルに圧力を付与するための圧力付与室に連通する可動用導入口と、前記吐出口と接続され前記可動ノズルの噴射口に連通する噴射用導入口とを有するポップアップノズルとを備えたことを特徴とする車載光学センサ洗浄装置

技術分野

0001

本発明は、電動エアポンプ及び車載光学センサ洗浄装置に関するものである。

背景技術

0002

近年、車両の前部や後部に車載光学センサを設け、該車載光学センサにて撮像された画像等を利用することが広く行われている。そして、このような車載光学センサのセンシング面レンズ保護ガラス)は、などの異物が付着する虞があるため、ノズルから液体気体流体噴射してセンシング面を洗浄する車載光学センサ洗浄装置が提案されている。そして、このような車載光学センサ洗浄装置のノズルに気体を給送する電動エアポンプとしては、モータ回転力を、伝達機構を介してピストンに伝達してシリンダ内往復動させることで気体を給送するものがある。このような電動エアポンプとしては、例えば、モータの回転力によりピストンを往動させ、シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで吐出口から圧縮された気体を噴射するものがある(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。また、例えば、シリンダの排出口側にピストンを付勢する付勢部材を有し、モータの回転力により付勢部材の付勢力に抗してピストンを復動させ、該ピストンの位置が復動範囲外に達するとモータの回転力が切り離され、付勢部材の付勢力にてピストンが往動されて排出口から気体を排出するものがある(例えば、特許文献3参照)。

先行技術

0003

特開2015−83830号公報
特開2015−121129号公報
国際公開(WO)2015/159763号

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記のような電動エアポンプでは、ピストンの位置が往復動の中間範囲内にあるときにモータを駆動する指令信号遮断されモータが停止すると、伝達機構に負荷が掛かったままとなる虞があった。即ち、シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで吐出口から圧縮された気体を噴射するような電動エアポンプでは、動作の途中でモータが停止されると、圧縮室内の空気の圧力によりピストンが復動しようとし、その力を受けることで伝達機構に負荷が掛かったままとなる虞があった。また、付勢部材の付勢力にてピストンが往動されて排出口から気体を排出するような電動エアポンプでは、動作の途中でモータが停止されると、付勢部材の付勢力によりピストンが往動しようとし、その力を受けることで伝達機構に負荷が掛かったままとなる虞があった。なお、このような電動エアポンプでは、例えば、伝達機構におけるウォーム進み角を大きく設定することで、モータへの給電が遮断された際にピストン側からの力によりモータを回転させて伝達機構に負荷が掛かったままとならないようにすることができるが、このようにすると、大きな減速比を得られず、モータを大型化する必要が生じる。

0005

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、駆動中に指令信号が遮断されても伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことを防止できる電動エアポンプ及び車載光学センサ洗浄装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決する電動エアポンプは、指令信号に基づいて回転軸回転駆動するモータと、シリンダと該シリンダ内で往復動可能なピストンとを有するポンプ部と、前記回転軸の回転力を前記ピストンに伝達するための伝達機構とを備えた電動エアポンプであって、気体を給送すべく前記モータが駆動されている際に前記指令信号が遮断されても、前記ピストンの位置が往復動中間範囲内にあるとともに前記伝達機構に負荷が掛かる負荷範囲内にあると、前記ピストンの位置が前記負荷範囲外に達するまで前記モータの駆動を継続する制御回路部を備える。

0007

同構成によれば、気体を給送すべくモータが駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストンの位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構に負荷が掛かる負荷範囲内にあると、ピストンの位置が負荷範囲外に達するまでモータの駆動を継続する制御回路部を備えるため、伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことが防止される。

0008

上記電動エアポンプであって、前記ポンプ部は、前記シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで圧縮された気体を噴射する吐出口を有するものであり、前記負荷範囲は、気体を圧縮する圧縮範囲であることが好ましい。

0009

同構成によれば、ポンプ部は、シリンダ内の圧縮室が予め設定された容積となると開弁されることで圧縮された気体を噴射する吐出口を有するものであるため、ピストンの位置が圧縮範囲を越えて圧縮室が予め設定された容積となると吐出口から気体が瞬間的に噴射される。そして、負荷範囲は、気体を圧縮する圧縮範囲であるため、ピストンの位置が圧縮範囲内にあると、指令信号が遮断されてもピストンの位置が圧縮範囲外に達するまで(噴射されるまで)モータの駆動が継続され、圧縮された気体の圧力により伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことが防止される。

0010

上記電動エアポンプであって、前記ポンプ部は、前記ピストンを前記シリンダの排出口側に付勢する付勢部材を有し、外力により前記付勢部材の付勢力に抗して前記ピストンが復動され、該ピストンの位置が復動範囲外に達して外力と切り離されると付勢部材の付勢力にて前記ピストンが往動されて前記排出口から気体を排出するものであり、前記伝達機構は、前記ピストンの位置が前記復動範囲内にあると前記回転軸の回転力を外力として前記ピストンに伝達し、前記復動範囲外となると前記回転軸の回転力を前記ピストンに対して切り離すものであり、前記負荷範囲は、前記復動範囲であることが好ましい。

0011

同構成によれば、ポンプ部は、ピストンをシリンダの排出口側に付勢する付勢部材を有し、外力により付勢部材の付勢力に抗してピストンが復動され、ピストンの位置が復動範囲外に達して外力と切り離されると付勢部材の付勢力にてピストンが往動されて排出口から気体を排出するものであるため、ピストンの位置が復動範囲外に達すると排出口から気体が噴射される。また、伝達機構は、ピストンの位置が復動範囲内にあると回転軸の回転力を外力としてピストンに伝達し、復動範囲外となると回転軸の回転力をピストンに対して切り離すものであるため、ピストンの位置が復動範囲内にあると、伝達機構には付勢部材の付勢力による負荷が掛かることになる。そして、前記負荷範囲は、前記復動範囲であるため、ピストンの位置が復動範囲内にあると、指令信号が遮断されてもピストンの位置が復動範囲外に達するまでモータの駆動が継続され、付勢部材の付勢力により伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことが防止される。

0012

上記電動エアポンプであって、前記制御回路部は、前記ピストンの位置を特定するための磁気センサを有することが好ましい。
同構成によれば、制御回路部は、ピストンの位置を特定するための磁気センサを備えるため、例えば、摺動接点等を用いて特定する場合に比べて、静粛性を高くすることができる。

0013

上記電動エアポンプであって、前記制御回路部は、前記ピストンの位置を特定するための摺動接点を有することが好ましい。
同構成によれば、制御回路部は、ピストンの位置を特定するための摺動接点を備えるため、例えば磁気センサ等を用いて特定する場合に比べて、磁気センサや磁気センサからの信号を処理する電子回路等を廃止して、簡単な構成とすることができる。

0014

上記電動エアポンプであって、前記伝達機構は減速機構であり、前記磁気センサに対して磁界を発生する磁石は、前記減速機構における回転体に設けられることが好ましい。
同構成によれば、磁気センサに対して磁界を発生する磁石は、減速機構における回転体に設けられるため、例えば、モータの回転軸(減速前)に設けた場合に比べて、ピストンの位置を高精度に特定することができる。

0015

上記電動エアポンプであって、前記回転体は、ウォームホイールであり、前記伝達機構は、一端が前記ウォームホイールの一方の面に回転自在に取り付けられ、他端が前記ピストンに回転自在に取り付けられる伝達ロッドを有し、前記磁石は、前記ウォームホイールの他方の面寄りに固定され、前記磁気センサは、前記ウォームホイールの他方の面と対向するように配置されることが好ましい。

0016

同構成によれば、伝達機構は、一端がウォームホイールの一方の面に回転自在に取り付けられ、他端が前記ピストンに回転自在に取り付けられる伝達ロッドを有し、磁石は、ウォームホイールの他方の面寄りに固定され、磁気センサは、ウォームホイールの他方の面と対向するように配置されるため、磁気センサを磁石の近くに配置することができる。即ち、磁石が、伝達ロッドが設けられるウォームホイールの一方の面寄りに配置され、磁気センサがウォームホイールの一方の面と対向するように配置されると、少なくとも伝達ロッドの厚み分、磁気センサと磁石を離す必要があるが、磁石及び磁気センサを伝達ロッドとは反対側に設けたため、それらを近くに配置することができる。その結果、ピストンの位置をより高精度に特定することが可能となる。

0017

上記電動エアポンプであって、前記磁気センサを含む前記制御回路部は単一の回路基板上に設けられることが好ましい。
同構成によれば、磁気センサを含む制御回路部は単一の回路基板上に設けられるため、部品点数の増大を抑制することができる。

0018

上記課題を解決する車載光学センサ洗浄装置は、上記電動エアポンプと、前後進可能で気体の圧力により前進する可動ノズルと、前記圧縮室と接続され前記可動ノズルに圧力を付与するための圧力付与室に連通する可動用導入口と、前記吐出口と接続され前記可動ノズルの噴射口に連通する噴射用導入口とを有するポップアップノズルとを備える。

0019

同構成によれば、可動ノズルに圧力を付与するための圧力付与室に連通する可動用導入口が前記圧縮室と接続されるため、圧縮室内の気体の圧力が高められていく際に可動用導入口を介して圧力付与室に気体が供給されて可動ノズルが前進される。そして、可動ノズルの噴射口に連通する噴射用導入口には前記吐出口が接続されるため、圧縮室が予め設定された容積となり開弁されると、圧縮室内の圧縮された気体が瞬間的に吐出口から吐出され、その気体は噴射用導入口を介して噴射口から瞬間的に噴射される。よって、単一の電動エアポンプで、可動ノズルを前進させた後にその噴射口から気体を噴射させ、車載光学センサのセンシング面を洗浄することができる。そして、この車載光学センサ洗浄装置では、モータ(ピストン)が駆動途中で停止されたままとなると、可動ノズルが前進したままとなり、該可動ノズルが例えば車載光学センサのセンシングの邪魔となる虞があるが、それを回避することができる。

発明の効果

0020

本発明の電動エアポンプ及び車載光学センサ洗浄装置では、駆動中に指令信号が遮断されても伝達機構に負荷が掛かり続けてしまうことを防止できる。

図面の簡単な説明

0021

一実施形態における車両の概略構成図。
一実施形態における車載光学センサ洗浄装置の概略構成図。
一実施形態におけるウォッシャノズルとポップアップノズルを説明するための説明図。
一実施形態におけるポップアップノズルの断面図。
一実施形態におけるポップアップノズルの断面図。
一実施形態の電動エアポンプを説明するための一部断面図。
一実施形態の電動エアポンプを説明するための一部断面図。
一実施形態の電動エアポンプの一部を回転軸線方向から見た模式図。
一実施形態の電動エアポンプの一部を説明するための模式図。
別例の電動エアポンプを説明するための一部断面図。
別例の電動エアポンプを説明するための一部断面図。
別例の電動エアポンプを説明するための一部断面図。
別例の電動エアポンプの一部を回転軸線方向から見た模式図。

実施例

0022

以下、車両の一実施形態を図1図9に従って説明する。
図1に示すように、車両Sの後方には、バックドアBaが設けられ、該バックドアBaには、車載光学センサとしての車載カメラ1が設けられている。車載カメラ1のセンシング面としてのレンズ面1aは車両後方斜め下方に向かって露出される。車載カメラ1は、例えば、変速装置シフトレバーSLをリバース位置に操作すると、車両Sの後方の斜め下方を撮像し、その撮像画像を車内のディスプレイDSPに送信して表示させる。

0023

また、車両Sには、気体である空気を給送する電動エアポンプAPと、液体である洗浄液を給送するウォッシャポンプWPとが設けられている。
図2図6及び図7に示すように、本実施形態の電動エアポンプAPは、回転軸2を回転駆動するモータ3と、シリンダ4と該シリンダ4内で往復動可能なピストン5とを有するポンプ部6と、回転軸2の回転力をピストン5に伝達するための減速機構である伝達機構7とを備える。電動エアポンプAPは、シリンダ4の先端側に吐出口8aを有した閉塞部材8が取着され、シリンダ4内の圧縮室9が予め設定された容積となると、開弁(開動作)されることで吐出口8aから高圧の空気が一気に(瞬間的に)噴射されるものである。なお、本実施形態では、図6及び図7に示すように、圧縮室9と吐出口8aとの間には、吐出弁10が設けられ、吐出弁10は、コイルスプリング11により圧縮室9と吐出口8aとの間の連通孔閉塞する方向(ピストン4の復動方向)に付勢されている。そして、吐出弁10には、ピストン5側に向かって突出する操作棒10aが設けられ、その操作棒10aが往動するピストン5の先端で操作(押圧)されると、圧縮室9と吐出口8aが連通して(図7参照)、吐出口8aから高圧の空気が一気に(瞬間的に)噴射されるようになっている。また、閉塞部材8には、前記圧縮室9内外を(弁を有さずに)連通する可動用導出口8bが設けられている。

0024

また、ウォッシャポンプWPは、貯留タンクTに貯留されている洗浄液を連続的に給送するものである。
また、車両Sの車載カメラ1の近傍位置には、ウォッシャポンプWPに接続され、ウォッシャポンプWPから洗浄液が給送されることに基づいてレンズ面1aを洗浄するウォッシャノズル12が設けられている。

0025

図2及び図3に示すように、ウォッシャノズル12は、レンズ面1aの上方に配置され、洗浄液が給送されるとその洗浄液を噴射口12aから噴射する。図3に示すように、噴射口12aは、一対の対向面が幅狭とされることで洗浄液WAを膜状に噴射する。

0026

また、車両Sの車載カメラ1の近傍位置には、電動エアポンプAPに接続され、電動エアポンプAP(吐出口8a)から空気が給送されることに基づいてレンズ面1aを洗浄するポップアップノズル13が設けられている。

0027

なお、図2に示すように、本実施形態では、車載カメラ1とウォッシャノズル12とポップアップノズル13とは取付けフレーム14に組み付けられてユニット化され、そのユニットが車両SのバックドアBaに固定される。

0028

ポップアップノズル13は、レンズ面1aの側方に配置され、前後進可能で気体を噴射する洗浄時に前進する可動ノズル15を有したものである。
詳しくは、図4及び図5に示すように、ポップアップノズル13は、略円筒状ケース16に同じく略筒状の可動ノズル15が出没可能であって前後進可能に支持され、その可動ノズル15の先端には前記前後進方向の略直角方向に開口した噴射口17が設けられている。

0029

ケース16の基端側には、基端閉塞部材18が外嵌固定されている。基端閉塞部材18には、ケース16内において、可動ノズル15の前進方向に沿って延びる筒状の通路管18aが設けられ、該通路管18aは筒状の可動ノズル15に挿通(内嵌)され、可動ノズル15はケース16及び通路管18aに沿って前後進可能に支持されている。また、基端閉塞部材18には、ケース16の外部であって前記通路管18aとは反対側に延びつつ通路管18aを介して前記噴射口17に連通する噴射用導入口19aを有した第1の継手部19が設けられている。

0030

ケース16内において、可動ノズル15の周囲にはコイルスプリング20が配設されている。コイルスプリング20の一端は可動ノズル15の基端部に設けられたフランジ部15aに当接し、他端はケース16の先端部に当接支持されている。そして、ケース16の先端部を支点とするコイルスプリング20の付勢力により、可動ノズル15は常に後進(没入)方向(図4及び図5において右方向)に付勢されている。

0031

また、ケース16の基端側には、可動ノズル15の基端部(フランジ部15a)にて区画された圧力付与室21が設けられている。なお、可動ノズル15の基端部(フランジ部15a)には、シールゴム15bが固定され、該シールゴム15bがケース16の内周面及び前記通路管18aの外周面密着摺接)することで圧力付与室21の密閉性が保たれている。また、基端閉塞部材18には、ケース16の外部であって前記第1の継手部19とは直角方向に延びつつ前記圧力付与室21に連通する可動用導入口22aを有した第2の継手部22が設けられている。

0032

そして、ポップアップノズル13は、可動用導入口22aを介して圧力付与室21内に空気が給送されると、可動ノズル15の基端部(フランジ部15a)に洗浄液の圧力が付与され、該可動ノズル15はコイルスプリング20の付勢力に抗してケース16から外部に向かって前進する(図5参照)。なお、可動用導入口22aに空気が給送されていない状態では、可動ノズル15はコイルスプリング20の付勢力によって後進(没入)する(図4参照)。

0033

また、ポップアップノズル13は、噴射用導入口19aを介して空気が給送されると、その空気を噴射口17から噴射する。
なお、図3に示すように、ポップアップノズル13(可動ノズル15)の噴射口17は、可動ノズル15が前進した状態で、噴射する空気HA空気噴射軸線Zが、ウォッシャノズル12の噴射口12aから噴射される洗浄液WAと(空気HAが)混合するように、かつレンズ面1aに向かうように設定されている。異なる見方をすると、ポップアップノズル13の噴射口17は、噴射する空気HAの空気噴射軸線Zが、ウォッシャノズル12の噴射口12aから噴射される洗浄液WAを通過しつつレンズ面1aに向かうように設定されている。言い換えると、ポップアップノズル13の噴射口17は、噴射する空気の空気噴射軸線Zがレンズ面1aに向かうように設定され、ウォッシャノズル12の噴射口12aは、噴射する洗浄液WAが前記空気噴射軸線Zと交差するように設定されている。

0034

そして、図1及び図2に示すように、前記ウォッシャノズル12には、配管H1を介してウォッシャポンプWPが接続される。
また、ポップアップノズル13の可動用導入口22aには、配管H2を介して電動エアポンプAPの可動用導出口8bが接続されて前記圧縮室9が連通される。また、ポップアップノズル13の噴射用導入口19aには、配管H3を介して電動エアポンプAPの吐出口8aが接続される。

0035

そして、電動エアポンプAP及びウォッシャポンプWPは、車両Sに設けられた指令部31に電気的に接続され、該指令部31からの指令信号に基づいて駆動制御される。
指令部31は、例えば、車内に設けられた操作スイッチSWが操作された際や、変速装置のシフトレバーSLがリバース位置に操作された際や、車載カメラ1の撮像画像に基づいて汚れていると判定部にて判定された際等に、レンズ面1aを洗浄すべくウォッシャポンプWP及び電動エアポンプAPに指令信号を出力してそれらを駆動制御する。

0036

ここで、図6図8に示すように、本実施形態の電動エアポンプAPは、空気を給送すべくモータ3が駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストン5の位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構7に負荷が掛かる負荷範囲内にあると、ピストン5の位置が負荷範囲外に達するまでモータ3の駆動を継続する制御回路部32を備える。

0037

詳述すると、図8に示すように、本実施形態の電動エアポンプAPは、下側ケース33と上側ケース34とを備え、それらの内部に前記モータ3、ポンプ部6及び伝達機構7(図6及び図7参照)等が収容されている。

0038

下側ケース33は、モータ3及びポンプ部6を収容するモータポンプ収容部33aを有する。モータポンプ収容部33aは、モータ3における回転軸2の回転軸線方向X1とポンプ部6におけるピストン5の往動軸線方向X2とが平行となってモータ3の円形の外周面とポンプ部6(シリンダ4)の円形の外周面とが対向して載置可能に形成されている。詳しくは、モータポンプ収容部33aは、前記回転軸線方向X1から見て、略平面板状の底部33bと、底部33bのモータ3側の端部からモータ3の外周面に約90°の範囲に亘って略沿った弧状部33cと、底部33bのポンプ部6(シリンダ4)側の端部からシリンダ4の外周面に約90°の範囲に亘って略沿った弧状部33dとを有する。また、モータポンプ収容部33aは、弧状部33c,33dの上端から上方に直線状に延びる上延部33eを有する。なお、モータ3は、その本体の軸方向両端部に一対の防振ゴム35が外嵌され、該防振ゴム35が下側ケース33(底部33b)から上方に突出する挟持壁33fと上側ケース34から下方に突出する挟持壁34aとに挟持されることで固定されている。また、図6及び図7に示すように、下側ケース33は、上方から見て、モータ3の回転軸2が突出する方向とは反対方向であって前記吐出口8aと同方向(図中、左方向)に突出したコネクタ形成部33gを有している。また、上側ケース34は、下側ケース33のコネクタ形成部33gと対をなすコネクタ形成部(図示略)を有し、それらによって回転軸2が突出する方向とは反対方向(吐出口8aと同方向)に開口したコネクタ部が形成されることになる。また、下側ケース33は、前記シリンダ4側の上延部33eと連続して、前記シリンダ4の先端側に取着された前記閉塞部材8の抜け方向側(図6中、左側)の面と当接する抜け止め支持壁33hを有する。また、下側ケース33は、上方から見て、モータ3の回転軸2が突出する方向側(図中、右側)に前記伝達機構7を収容する伝達機構収容部33jを有する。

0039

伝達機構7は、回転軸2と一体回転するウォーム41と、該ウォーム41と噛合される回転体としてのウォームホイール42と、該ウォームホイール42の一方の面(上側の面であって、図6中、紙面手前側の面)における軸中心からずれた位置に一端が回転自在に取り付けられ、他端がピストン5に回転自在に取り付けられる伝達ロッド43とを含む。なお、伝達機構収容部33jの底部において前記ウォーム41よりもポンプ部6側には上方に突出するホイール支持部33kが設けられ、ウォームホイール42は、モータ3及びポンプ部6と同様に上方から下側ケース33に組み付けられ、ホイール支持部33kに回転可能に外嵌支持される。

0040

図6図8及び図9に示すように、ウォームホイール42には、一方の面(上側の面であって、図6中、紙面手前側の面)から凹設された磁石収容部42aが形成されている。本実施形態の磁石収容部42aは、ウォームホイール42の軸中心からずれた位置に180°間隔で一対形成されている。そして、各磁石収容部42aには磁石44が収容保持されている。なお、各磁石44は、磁極上下逆向きに固定される。また、磁石収容部42aは、図9に示すように、ウォームホイール42の他方の面(下側の面)の近傍まで凹設され、磁石44は、ウォームホイール42の他方の面寄り(一方の面よりも他方の面に近い位置)に固定される。

0041

前記モータ3の駆動を制御する前記制御回路部32は、前記磁石44の磁界を検出してウォームホイール42の回転角度を特定しピストン5の位置を特定するための磁気センサとしてのホールIC45や、マイコンスイッチング素子等を含む種々の電気部品素子)46を含み、それらは単一の回路基板47上に実装されている。

0042

そして、回路基板47は、モータ3とポンプ部6(シリンダ4)の外周面同士の間に配置されている。言い換えると、回路基板47は、前記回転軸2の回転軸線方向X1から見て(図8参照)、モータ3の外周面の上部とポンプ部6(シリンダ4)の外周面の上部とを繋ぐ直線(接線)と、モータ3の外周面の下部とポンプ部6(シリンダ4)の外周面の下部とを繋ぐ直線(接線)との間に配置されている。詳しくは、前記下側ケース33の底部33bには、上方から回路基板47が挿入されることで該回路基板47を支持する支持凸部33mが形成されている。そして、回路基板47は、その板厚方向(図8中、左右方向)が前記外周面同士の対向方向(図8中、左右方向)と平行となるように支持凸部33mに支持されて配置されている。この回路基板47(制御回路部32)は、前記回転軸2の回転軸線方向X1から見て、その全体が前記外周面同士の間に配置されている。また、制御回路部32の内の一部の(実装面からの高さが高い)電気部品46は、前記回転軸2の回転軸線方向X1から見て、回路基板47の板厚直交方向(図8中、上下方向)にモータ3又はポンプ部6と重なるように配置されている。即ち、制御回路部32の内の一部の(実装面からの高さが高い)電気部品46は、モータ3とポンプ部6(シリンダ4)の外周面同士の一番狭い位置から上下方向にずれた位置であって、底部33b側寄りに配置されることで、モータ3又はポンプ部6と上下方向に重なるように配置されている。更に言い換えると、前記回転軸2の回転軸線方向X1から見て、前記外周面同士の対向方向(図8中、左右方向)においては、制御回路部32の内の一部の(実装面からの高さが高い)電気部品46が占める範囲は、モータ3又はポンプ部6が占める範囲とオーバーラップするように配置されている。

0043

また、図6図7及び図9に示すように、回路基板47に設けられた前記ホールIC45は、前記ウォームホイール42の他方の面(下側の面)と対向し、前記磁石44の磁界を検出するように(ひいてはピストン5の位置を特定できるように)配置されている。

0044

このように構成された電動エアポンプAPは、前記回路基板47やモータ3に接続される複数のコネクタターミナル48が前記コネクタ形成部33g(コネクタ部)内に配置され、前記配管H2,H3と同方向(図6及び図7中、左側)から嵌着される外部コネクタを介して前記指令部31と電気的に接続される。

0045

そして、ホールIC45を含む制御回路部32は、指令部31から指令信号が入力されると、空気を給送すべくモータ3を駆動してピストン5を往復動させる。
また、ホールIC45を含む制御回路部32は、空気を給送すべくモータ3が駆動されている際に指令部31からの指令信号が遮断されても、ピストン5の位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構7に負荷が掛かる負荷範囲である圧縮範囲A内にあると、ピストン5の位置が圧縮範囲外に達するまでモータ3に給電してその駆動を継続する。なお、前記往復動中間範囲は、ピストン5の位置が往動端部(上死点)及び復動端部(下死点)以外にあるときの範囲であって、圧縮範囲Aは、ピストン5の往動により圧縮室9内の空気が圧縮され始めてから圧縮された空気が吐出口8aを介して吐出されるまでの過程にピストン5が移動する範囲である。

0046

次に、上記のように構成された車載光学センサ洗浄装置の作用について説明する。
まず、非洗浄時であって、電動エアポンプAP及びウォッシャポンプWPが駆動されていない状態では、ポップアップノズル13の可動ノズル15がコイルスプリング20の付勢力によって後進(没入)した状態とされ、可動ノズル15が車載カメラ1の撮像の邪魔になることが抑えられる。

0047

そして、例えば、車載カメラ1のレンズ面1aに泥等が付着している場合であって、空気と洗浄液とを噴射させるべく操作スイッチSWが操作されると、指令部31から指令信号が出力され、ウォッシャポンプWP及び電動エアポンプAPが駆動される。このとき、ウォッシャポンプWPからウォッシャノズル12に洗浄液が給送されると、ウォッシャノズル12から洗浄液が噴射される。そして、電動エアポンプAPが駆動され、ピストン5が往動されると、ポップアップノズル13の圧力付与室21には、電動エアポンプAPの圧縮室9内の空気の圧力が高められていく際に空気が給送され、可動ノズル15が前進する。そして、その後、ピストン5がさらに往動されて、吐出弁10の操作棒10aがピストン5の先端で操作(押圧)されると、圧縮室9内の圧縮された気体が瞬間的に吐出口8aから吐出され、ポップアップノズル13(可動ノズル15)の噴射口17から空気が噴射される。すると、図3に示すように、レンズ面1aには高圧の空気HAとともにレンズ面1aに達する前に混合された洗浄液WAの微粒子が吹き付けられ、レンズ面1aに付着した泥等が洗い流されて、レンズ面1aが洗浄される。

0048

ここで、例えば、ピストン5が往動され、その先端部が吐出弁10の操作棒10aに到達する前、即ちピストン5の位置が前記圧縮範囲Aにあるときに、指令部31からの指令信号が遮断されると、制御回路部32によって、ピストン5の位置が圧縮範囲A外に達するまで、即ち吐出口8aから空気が吐出されるまでモータ3の駆動が継続される。

0049

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
(1)空気を給送すべくモータ3が駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストン5の位置が往復動中間範囲内にあるとともに伝達機構7に負荷が掛かる圧縮範囲A(負荷範囲)内にあると、ピストン5の位置が圧縮範囲A外に達するまでモータ3の駆動を継続する制御回路部32を備える。よって、伝達機構7に負荷が掛かり続けてしまうことが防止され、伝達機構7の劣化を抑えることができる。

0050

(2)制御回路部32は、ピストン5の位置を特定するためのホールIC45を備えるため、例えば、摺動接点等を用いて特定する場合に比べて、静粛性を高くすることができる。

0051

(3)ホールIC45に対して磁界を発生する磁石44は、減速機構である伝達機構7におけるウォームホイール42に設けられるため、ピストン5の位置を高精度に特定することができる。すなわち、例えば、磁石44をモータ3の回転軸2(減速前)に設けた場合には、伝達機構7を介してピストン5の位置を特定することになるため、モータ3の回転軸2と伝達機構7との間で位置ずれガタが生じた際には、ピストン5の位置を高精度に特定することができないが、伝達機構7に磁石44を設けることで、前記位置ずれや前記ガタによる影響は受けず、ピストン5の位置を高精度に特定することができる。

0052

(4)伝達機構7は、一端がウォームホイール42の一方の面に回転自在に取り付けられ、他端がピストン5に回転自在に取り付けられる伝達ロッド43を有し、磁石44は、ウォームホイール42の他方の面寄りに固定され、ホールIC45は、ウォームホイール42の他方の面と対向するように配置される。よって、ホールIC45を磁石44の近くに配置することができる。即ち、磁石44が、伝達ロッド43が設けられるウォームホイール42の一方の面寄りに配置され、ホールIC45がウォームホイール42の一方の面と対向するように配置されると、少なくとも伝達ロッド43の厚み分、ホールIC45と磁石44を離す必要がある。これに対して、磁石44及びホールIC45を伝達ロッド43とは反対側に設けたため、それらを近くに配置することができる。その結果、ピストン5の位置をより高精度に特定することが可能となるとともに、電動エアポンプの小型化に繋がる。

0053

(5)ホールIC45を含む制御回路部32は単一の回路基板47上に設けられるため、部品点数の増大を抑制することができる。
(6)車載光学センサ洗浄装置は、可動ノズル15に圧力を付与するための圧力付与室21に連通する可動用導入口22aが電動エアポンプAPの圧縮室9と(弁を有さずに)接続されるため、圧縮室9内の空気の圧力が高められていく際に可動用導入口22aを介して圧力付与室21に空気が供給されて可動ノズル15が前進される。そして、可動ノズル15の噴射口17に連通する噴射用導入口19aには吐出口8aが接続されるため、圧縮室9が予め設定された容積となり開弁されると、圧縮室9内の圧縮された空気が瞬間的に吐出口8aから吐出され、その空気は噴射用導入口19aを介して噴射口17から瞬間的に噴射される。よって、単一の電動エアポンプAPで、可動ノズル15を前進させた後にその噴射口17から空気を噴射させ、車載カメラ1のレンズ面1aを洗浄することができる。そして、この車載光学センサ洗浄装置では、モータ3(ピストン5)が駆動途中で停止されたままとなると、可動ノズル15が前進したままとなり、該可動ノズル15が例えば車載カメラ1の撮像の邪魔となる虞があるが、それを回避することができる。

0054

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、制御回路部32は、ピストン5の位置を特定するためのホールIC45(磁気センサ)を有するとしたが、ピストン5の位置を特定(推定)することができれば、他の構成に変更してもよい。例えば、ホールIC45は、他の磁気センサに変更してもよい。また例えば、制御回路部は、ピストン5の位置を特定するための摺動接点を有する構成としてもよい。

0055

具体的には、図10に示すように、変更してもよい。この例では、ウォームホイール42の他方の面(下側の面)に導体プレート51が固定されるとともに、該導体プレート51と摺接する一対の摺動接点52,53が下側ケース33又は上側ケース34に対して固定されている。導体プレート51は、ピストン5の位置が前記圧縮範囲Aにある状態で一対の摺動接点52,53を電気的に接続し、ピストン5の位置が前記圧縮範囲Aにない状態で一対の摺動接点52,53を電気的に遮断するパターンに形成されている。そして、一対の摺動接点52,53は、電気的に接続されると前記指令信号が遮断されてもモータ3への給電が継続されるように結線されている。なお、この例では、摺動接点52,53及び結線等にて制御回路部が構成される。このようにしても、空気を給送すべくモータ3が駆動されている際に指令信号が遮断されても、ピストン5の位置が圧縮範囲A(負荷範囲)内にあると、ピストン5の位置が圧縮範囲A外に達するまでモータ3の駆動が継続され、伝達機構7に負荷が掛かり続けてしまうことが防止される。また、このようにすると、例えば上記実施形態のようにホールIC45(磁気センサ)等を用いて特定する場合に比べて、ホールIC45やホールIC45からの信号を処理する電子回路等を廃止して、簡単な構成とすることができる。

0056

・上記実施形態では、ポンプ部6は、シリンダ4内の圧縮室9が予め設定された容積となると開弁されることで圧縮された気体を噴射する吐出口8aを有するものとしたが、これに限定されず、他の構成のポンプ部としてもよい。

0057

例えば、図11に模式的に示すようなポンプ部61を備えた電動エアポンプとしてもよい。この例のポンプ部61のシリンダ62は、ピストン63をシリンダ62の排出口62a側に付勢する付勢部材としてのコイルスプリング64を有する。そして、ポンプ部61は、外力(モータ3の回転力)によりコイルスプリング64の付勢力に抗してピストン63が復動され、該ピストン63の位置が負荷範囲である復動範囲F外に達して外力と切り離されるとコイルスプリング64の付勢力にてピストン63が往動されて排出口62aから気体を排出する。そして、この例の伝達機構65は、ピストン63の位置が前記復動範囲F内にあると回転軸2の回転力を外力としてピストン63に伝達し、復動範囲F外となると回転軸2の回転力をピストン63に対して切り離すものである。具体的には、伝達機構65は、前記ウォーム41と、前記ウォームホイール42と、従動回転体66と、伝達ロッド67とを含む。ウォームホイール42の一方の面において外縁寄りの周方向の一部には、軸方向に突出した係合凸部68が設けられている。また、従動回転体66は円盤状に形成され、ケース69に対して回転可能に支持されている。従動回転体66の外縁には、径方向外側に突出し、ウォームホイール42の回転に対して一部の角度で前記係合凸部68と周方向に係合する被係合部66aが形成されている。そして、伝達ロッド67は、従動回転体66の一方の面における軸中心からずれた位置に一端が回転自在に取り付けられ、他端がピストン63に回転自在に取り付けられている。そして、この構成では、モータ3が駆動され、ウォームホイール42が回転すると、その回転の一部の角度で係合凸部68が被係合部66aと係合して従動回転体66を回転させ、その回転力が伝達ロッド67を介してピストン63に伝達されてピストン63がコイルスプリング64の付勢力に抗して復動される。そして、ウォームホイール42の回転が前記一部の角度を超えてピストン63の位置が復動範囲F外に達すると、係合凸部68と被係合部66aとの係合が解除されてウォームホイール42の回転力は従動回転体66と切り離され、コイルスプリング64の付勢力にてピストン63が往動されて排出口62aから気体が排出される。なお、図11では、シリンダ62内と排出口62aとの間に、上記実施形態と同様の操作棒10aを有した吐出弁10及びコイルスプリング11を図示したが、この例では、コイルスプリング64の付勢力にてピストン63が一気に往動されて排出口62aから空気を瞬間的に排出できるため、吐出弁10及びコイルスプリング11は省略してもよい。

0058

そして、この例では、ウォームホイール42の他方の面に磁石44が固定され、ケース69には上記実施形態と同様に磁石44の磁界を検出するホールIC45を含む制御回路部32が設けられた回路基板47が固定される。

0059

このように構成された電動エアポンプにおいても、ピストン63の復動途中に指令信号が遮断されても制御回路部32によってピストン63の位置が復動範囲F(負荷範囲)外に達するまでモータ3の駆動が継続され、コイルスプリング64の付勢力により伝達機構65に負荷が掛かり続けてしまうことが防止される。

0060

・上記実施形態では、制御回路部32は、回路基板47上に設けられ、回路基板47は、その板厚方向(図8中、左右方向)がモータ3とポンプ部6との外周面同士の対向方向(図8中、左右方向)と平行となるように配置されるとしたが、これに限定されず、例えば、前記板厚方向が前記外周面同士の対向方向と直交するように配置してもよい。

0061

具体的には、例えば、図12及び図13に示すように、変更してもよい。この例では、制御回路部32が設けられた回路基板71は、板厚方向から見て、略L字状であって、長方形の第1板部71aと、該第1板部71aの長手方向一端部から側方に延びる第2板部71bとを有する。そして、回路基板71は、その板厚方向(図13中、上下方向)がモータ3とポンプ部6の外周面同士の対向方向(図13中、左右方向)と直交するように配置されている。また、図13に示すように、回路基板71は、回転軸線方向X1から見て、第1板部71aがモータ3とポンプ部6との外周面同士の間に配置され、第2板部71bがモータ3とポンプ部6との外周面同士の間から外れた位置(モータ3と重なる位置であって、モータ3の回転軸2が突出する方向とは反対方向側(図12中、左側))に配置されている。なお、この例では、回路基板71は、下側ケース33寄りに配置されているが、これに限定されず、例えば、上側ケース34寄りに配置してもよい。

0062

また、この例では、図12に示すように、上記実施形態(図6参照)とは磁石44の位置が変更されている。即ち、この例では、ウォームホイール42に保持される一対の磁石44は、ウォームホイール42の軸中心からずれた位置に180°間隔で配置されるとともに、一方の磁石44が伝達ロッド43とウォームホイール42との連結位置に配置されている。なお、勿論、上記実施形態においても、このように磁石44の位置を変更してもよい。

0063

・上記実施形態では、ホールIC45に対して磁界を発生する磁石44は、減速機構である伝達機構7におけるウォームホイール42に設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、モータ3の回転軸2(減速前)に設けてもよいし、ピストン5に設けてもよい。

0064

・上記実施形態では、磁石44は、ウォームホイール42の伝達ロッド43が設けられる一方の面とは反対側の他方の面寄りに配置されるとしたが、これに限定されず、磁石44をウォームホイール42の伝達ロッド43が設けられる一方の面寄りに配置し、ホールIC45もウォームホイール42の一方の面と対向するように配置してもよい。

0065

・上記実施形態では、ホールIC45を含む制御回路部32は単一の回路基板47上に設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、ホールIC45や前記電気部品46を異なる回路基板上に設けて配置してもよい。

0066

・上記実施形態では、電動エアポンプAPは、ポップアップノズル13の可動ノズル15を前進させて噴射口17から空気を噴射させるためのものとしたが、これに限定されず、ポップアップノズル13を有していない他の車載光学センサ洗浄装置用としてもよいし、車載光学センサ洗浄装置以外の装置に用いる電動エアポンプAPとしてもよい。

0067

2…回転軸、3…モータ、4,62…シリンダ、5,63…ピストン、6,61…ポンプ部、7,65…伝達機構(減速機構)、8a…吐出口、9…圧縮室、13…ポップアップノズル、15…可動ノズル、17…噴射口、19a…噴射用導入口、21…圧力付与室、22a…可動用導入口、32…制御回路部、42…ウォームホイール(回転体)、43…伝達ロッド、44…磁石、45…ホールIC(磁気センサ)、47,71…回路基板、52,53…摺動接点、62a…排出口、64…コイルスプリング(付勢部材)、A…圧縮範囲(負荷範囲)、F…復動範囲(負荷範囲)、AP…電動エアポンプ。

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