CN106660059B - 紧凑型分瓣式剪切清洗器喷嘴 - Google Patents

Abstract

非常紧凑的喷嘴组件100、200、300和用于汽车清洗器喷嘴的喷头被配置为包括在汽车装饰部件中。紧凑的喷嘴组件和喷头以选定的扇形喷射角、偏转角和侧倾角产生非常有效的清洁喷射，并且在示例性实施例中，扇形喷射是双剪切形状的，产生均匀分布，所述扇形喷射可从30°变化至120°。喷头的直径可以小至5毫米，并且瞄准成提供具有各种喷射瞄准角、偏转角和侧倾角的喷射。该设计考虑更好的模制能力和应用的通用性。

Description

紧凑型分瓣式剪切清洗器喷嘴

相关申请信息：

本申请要求以下共同待审的共同拥有的美国专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文，所述美国专利申请为：(a)于2014年8月15日提交的题为“带角度的剪切清洗器喷嘴(Angled Shear Washer Nozzle)”、号为62037942的美国申请；(b)于2014年8月22日提交的题为“带角度的剪切清洗器喷嘴(Angled Shear Washer Nozzle)”、号为62040516的美国申请；和(c)于2015年5月1日提交的题为“分瓣式剪切形状的清洗器喷嘴(Split-lip Shear Shape Washer Nozzle)”、号为62155693的美国申请。

技术领域

本发明涉及汽车清洗器喷嘴，所述喷嘴用于清洁相对小的外表面(诸如外部摄像机镜头表面)并且在不需要机械擦拭器等的情况下非常好地清洁它们。

背景技术

流体型清洗器喷嘴出于高效率(大覆盖率、高速度以及低流速)的喷射性能是公知的。然而，流体喷嘴的主要限制是喷嘴组件的包装尺寸需要足够大(例如，对于大多数的流体回路而言从流体入口或进料到出口孔口或前后厚度的直线距离需要至少为6毫米)。

对于一些应用而言，由于非常有限的可用空间，包装尺寸是一个大问题。射流喷射喷嘴通常用于这种有限的空间应用中。由于它们的喷射形式过窄，则射流喷射喷嘴通常必须供应非常高的清洁流体流速或者必须操作更长的喷射持续时间以有效地清洁玻璃或外部镜头表面。射流喷射喷嘴具有比流体喷嘴更小的包装尺寸，但是对于其中表面必须被非常好地清洁，并且不需要机械擦拭器等的许多汽车清洁应用(诸如清洁摄像机镜头)而言不具有有效的喷射图案。

可以制造一些剪切喷嘴以产生用于清洗的有用喷射，并且可以使用球形插入件使其成为可调节的，所述球形插入件配置成在喷嘴壳体中的承口内移动，但是尺寸制约仍然是个问题。汽车设计师需要用于汽车清洗器喷嘴的非常紧凑的喷嘴组件，还需要均匀的喷射分布。汽车OEM还需要非常经济和多功能的喷嘴。例如，外部装饰组件通常结合许多功能，诸如现在由US DOT规定所要求的中间高置制动灯(Center High Mounted Stop Light，“CHIMSL”)的灯组件。中间高置制动灯(“CHIMSL”)组件可包括其它特征，诸如外部摄像机，但是如果要保持汽车造型师的外部装饰设计，则清洁这些摄像机上的镜头会成为问题。

存在具有笨拙地结合喷射喷嘴的汽车外部装饰组件的许多示例，其可以保持汽车装饰的美观外观，但不产生将充分清洁窗户或其它表面的喷射。在美国专利6,074,078中提供了早期示例，其具有带有外部面板或表面12的车辆14，所述外部面板或表面12包括中间高置制动灯(“CHIMSL”)装饰组件10，该装饰组件具有带有喷射尖端70的镜头24，所述喷射尖端70配置成从喷嘴罩44下方通过孔77喷射清洗流体射流(如现有技术图1A-1D中再现的那样)。这种喷嘴配置将通常可靠地将清洗流体的射流倾倒到车辆的后窗或背光玻璃上，但是对于清洁任何特定表面的喷射能力而言据说也好不了多少。如果也使用刮水片，类似于图1A-1D所示的喷嘴配置用来清洁后窗会工作得足够好，但是单独地来自该喷嘴的喷射几乎不能清洁窗户。

从技术角度(如申请人的共同拥有的专利申请公开(包括WO/2012/138455)中所阐述的那样)，清洁小且专用于车辆的外部视野摄像机镜头表面的东西要求更高，但是汽车OEM设计者寻求用于外部镜头清洁喷射的更小且视觉上更加不引人注意的解决方案。用于产生这些喷射的喷嘴将是最理想的，如果所述喷嘴被容易地配置成结合到美学上令人愉悦且容易安装的外部装饰组件中，该外部装饰组件包括多个不同的部件，诸如中间高置制动灯(“CHIMSL”)、一个或多个外部观景式摄像机以及清洁这些摄像机(或相邻窗户)的外表面所需的一个或多个喷嘴组件。

因此，需要一种实用的、经济的、非常紧凑但有效的汽车清洗器喷嘴配置和清洁方法，其可以更小且视觉上更不引人注意的包装来实现，以并入到美学上愉悦且容易安装的外部装饰组件中，该外部装饰组件包括多个不同的部件，诸如中间高置制动灯(“CHIMSL”)、一个或多个外部观景式摄像机以及清洁这些摄像机(或相邻窗户)的外表面所需的一个或多个喷嘴组件。

发明内容

因此，本发明的一个目的是要通过提供一种集成喷嘴组件的新方法来克服上述困难，该喷嘴组件可以通过将来自非常紧凑(例如，5毫米直径)的喷头的一个或多个开口孔口对准来可靠地产生具有喷射瞄准和定向特征的所需喷射。

根据本发明，具有可选择的喷射定向的新颖且令人惊奇的小的(例如5毫米直径)紧凑型剪切喷射喷嘴构件在整体或单件模制部件中非常经济地构造。这种紧凑型喷嘴构件或喷头优选配置有第一剪切喷嘴孔口和第二剪切喷嘴孔口，所述喷嘴孔口被定向和瞄准以产生具有选定扇形角的喷射。扇形喷射角可以在30°至120°的范围内进行选择。喷射定向角(瞄准角、侧倾角和偏转角)可在0°至45°的范围内进行选择。本发明的喷嘴组件提供具有包装尺寸和成本显著减小的可用构造，而不牺牲喷射覆盖范围。

本发明的分瓣式剪切喷嘴实施例包括用于汽车清洗器喷嘴的非常紧凑的喷头设计。扇形喷射(spray fan)是双剪切形状的，产生均匀分布，其可以选择性地从30°变化到120°。视觉上不引人注意的分瓣式(split-lip)剪切喷头是向远侧突出的几乎半球形的凸起，该几乎半球形的凸起直径可以小至5毫米，并且还提供一系列可用的喷射瞄准角、偏转角和侧倾角。分瓣式剪切喷嘴实施例优选是单件式塑料模制部件，其具有通过分流器分开的横向间隔开的喷射孔口，并且喷射头配置成提供改进的模制能力和应用的通用性。

在配置成具体用于后部中间高置制动灯(“CHMSL”)安装的喷嘴组件的替代实施例中，提供制造优势，并且消除对于现有技术的后剪切喷嘴而言当前存在的制造(工艺)故障模式。本发明的CHMSL喷嘴组件设计消除由于模制问题而通常使现有技术喷嘴中的出口端口复杂化的成问题的“切断”故障模式。本发明的CHMSL分瓣式剪切喷嘴组件具有小的端口，小的端口在传统上经受闪蒸问题(引起故障模式，其中在模制部件上的闪蒸部分地或完全地切断喷射)，使得喷射被严重劣化或停止。在一个实施方式中，喷嘴组件配置成与“插入件”一起使用，其具有在“插入件”内的流体通道中限定不同喷嘴几何形状的可能性。

通过考虑下面对其具体实施例的详细描述，特别是结合附图，本发明的上述和另外的目的、特征和优势将变得显而易见，其中在各幅附图中的相同的附图标记用来指代相同的部件。

附图说明

图1A-图1D示出根据现有技术的具有传统的中间高置制动灯(“CHMSL”)装饰组件的车辆，其包括被配置成将清洁流体的射流倾倒到车辆的后窗或后灯上的喷嘴。

图2是示出根据本发明的单件式塑料模制的紧凑型分瓣式剪切喷嘴构件的正视透视图，其配置有通过分流器分开的横向间隔开的喷射孔口，以将平面扇形喷射瞄准到待清洁的表面上，其中喷射具有选定的扇形宽度、选定的偏转角和选定的侧倾角。

图3是示出根据本发明的图2所示的紧凑型分瓣式剪切喷嘴构件的外表面和内腔表面的正视局部横截面左视图。

图4是正视局部横截面的远端视图，示出根据本发明的图2和图3所示的紧凑型分瓣式剪切喷嘴构件的外表面和内腔表面，示出双剪切形的扇形喷射，其中外表面围绕通过分流器分开的横向间隔开的喷射孔口。

图5A是正视局部横截面右侧视图，示出根据本发明的图2-图4所示的紧凑型分瓣式剪切喷嘴构件的外表面和内腔表面。

图5B是详细的右侧横截面视图，示出根据本发明的图2-图4所示的限定壁构造的喷射孔口、分流器的放置和构造以及限定在紧凑型分瓣式剪切喷嘴构件的远端处的流体冲击表面的内腔表面。

图5C是示出根据本发明的单件式塑料模制的紧凑型分瓣式剪切喷嘴构件的替代实施例的正视远端视图，其配置有通过分流器分开的横向间隔开的喷射孔口，以将另一平面扇形的喷射瞄准到待被清洁的表面上，其中喷射具有不对称的选定偏转角。

图5D是示出根据本发明的图2-图4所示的紧凑型分瓣式剪切喷嘴构件的正视局部横截面右侧视图，其中喷射被引导到选定的瞄准角内。

图6A是正视透视图，示出根据本发明结构和方法的另一实施例的用于第一紧凑型CHMSL喷嘴构件插入件或芯片的限定流体通道和流体剪切产生的几何形状和分瓣式孔口的表面。

图6B是正视透视图，示出根据本发明的紧凑型CHMSL喷嘴构件的插入件或芯片的第二实施例，并且示出限定流体通道、流体剪切产生的几何形状和分瓣式孔口的表面。

图7是正视横截面视图，示出图6A的喷嘴组件壳体和插入件或芯片，示出限定用于本发明的紧凑型CHMSL喷嘴组件的流体通道和流体剪切产生的几何形状和分瓣式孔口的配合表面。

图8是正视透视图，示出根据本发明方法的图6A和图7所示的紧凑型CHMSL喷嘴组件壳体以及插入件或芯片，其配置成用于结合到外部装饰构件中或与外部装饰构件一起安装。

图9A是正视透视图，示出根据本发明的汽车装饰件安装的喷射喷嘴组件的另一个实施例，并示出紧凑型剪切喷射喷嘴构件的流体通道限定表面。

图9B是根据本发明的图9A所示的汽车装饰件安装的喷射喷嘴组件的正视平面视图，示出紧凑型剪切喷射喷嘴构件的流体通道限定表面。

图10是根据本发明方法的正视透视图，示出图9A和图9B所示的汽车装饰件安装的喷射喷嘴组件，其中罩盖构件配置成用于结合到外部装饰构件中或者与外部装饰构件一起安装。

图11是根据本发明方法的具有罩盖构件的图9A、图9B和图10所示的汽车装饰件安装的喷射喷嘴组件的内部构造的正视局部横截面视图。

具体实施方式

现在转到对本发明的汽车装饰件安装的喷射喷嘴组件和紧凑型剪切喷射喷嘴构件的详细描述，图2-图11示出用于剪切喷射喷嘴构造以及用于选择和瞄准喷嘴以提供期望喷射的具体的示例性实施例。所有示出的实施例提供非常紧凑的喷头设计，该喷头设计可靠地产生由两个或三个剪切形状的平面喷射组成的扇形喷射或图案，两个或三个剪切形状的平面喷射在选定的角度扩展(例如，30°至120°)的组合的扇形喷射角内均匀地分布清洁流体(例如，水)。本发明的所有汽车装饰件安装的喷射喷嘴组件和紧凑型剪切喷射喷嘴构件(例如100、200、300)非常适合于整合到汽车外部装饰件中，诸如用于在车辆14上使用的中间高置制动灯(“CHIMSL”)组件10，如图1A中所示。下面描述的喷嘴组件和喷嘴构件(例如100、200、300)也可容易地与外部观景式摄像机(未示出)一起非常不引人注意地结合到车辆外部面板12或外部部件(例如，侧视镜组件)以提供非常紧凑的摄像机清洗喷嘴。

从图2-图5D所示的喷头实施例开始，紧凑型剪切喷射喷嘴构件或喷头100的直径可以小至5毫米(如图3中所示的120，D-D)，以及喷头100的设计可配置成提供各种喷射瞄准、偏转和侧倾角(参见图5C和图5D)。喷头100的所示实施例容易地由合适的塑料材料模制而成，并且配置成具有更好的模制能力和应用的通用性。

喷头100优选由流体不可渗透的耐用塑料材料模制成单件式整体结构而成为实质上圆柱形的中空构件，该中空构件具有大幅度开口的近端102，该近端102限定基本圆形的开口腔104，该开口腔104封闭在向远侧突出的近似圆柱形(略微锥形、截头圆锥形)侧壁106内并与其中心轴线轴向对准。喷头100的中央流轴线110向远侧延伸，并且喷头100的直径120(例如，5毫米)从跨过中央喷射轴线110的一侧到相对一侧来进行测量，如图3中最佳可见到的那样。

喷头内腔104配置成加速流体向远侧通过内腔104，并且具有第一近侧圆柱形分段104A，该第一近侧圆柱形分段104A向远侧终止到近侧的变窄锥形侧壁分段104B内，该近侧的变窄锥形侧壁分段104B向远侧变窄或逐渐变细至中央圆柱形分段104C处的更小内径。中央圆柱形分段104C向远侧终止于远侧的变窄锥形侧壁分段104B中，该侧壁分段在远侧终止于稍微圆顶形的流体冲击剪切生成腔室114SC中，如图3、图5A和图5B中所示。圆顶形剪切生成腔室114SC的内表面的构造在图5B的横截面视图中详细示出，其中可以看到内腔或通道104的远端来提供凹形流体冲击表面。从储器流出的加压流体被泵送到内腔104中，在内腔104中所述加压流体在其朝向剪切生成腔室114SC向远侧流动时被加速，其中高速喷射通过第一和第二横向间隔开的喷射孔口117、118被强制形成选定的喷射图案，所述喷射孔口117、118部分地由基本平坦的壁分段或分流器116限定。

流体流入喷嘴入口102并流入内腔104内，在内腔104中流体被迫沿着由内腔104限定的变窄的流体流动通道向远侧流动，并作为流体液滴的喷射从分开的或第一和第二出口117、118射出。当流体沿着流体流动通道从通道的入口102流动时，通道的入口102从流体源或储器接收流体并与其流体连通，流体在减小流体流动通道104的横截面面积的锥形过渡区域104B、104D中被加速。剪切喷射产生腔室114SC与内腔或流体流动通道104流体连通并且从内腔或流体流动通道104接收流体，并且该流体围绕流体不可渗透的基本上平坦的壁分段或分流器116并围绕相对的通道侧壁流动以产生来自第一剪切出口117的基本上平面的第一喷射157S和来自第二喷射出口118的基本上共平面的第二喷射158S，并且来自出口117和118的组合喷射至少具有小的重叠部分(参见图4)，并且因此一起产生具有在30度至120度范围内的选定扇形角的相对均匀分布的喷射。共面喷射157S和158S向远侧以瞄准角倾斜的扇形投射，如图5D中最佳可见的那样，并且喷射形状和瞄准角部分地由限定凹口壁分段160、161、162的喷嘴出口孔口的构造确定，如图2、图3、图5B和图5D中最佳可见的那样。凹口壁分段160基本上是平面的，垂直地或者与中心轴线110对准(如图3中最佳可见的那样)，并且向近侧终止于限定出口117和118的外边缘的倾斜的凹口壁分段161中。下部凹口壁分段162也在近侧终止于倾斜的凹口壁分段161中，如图2中可见的那样。

对于图5B中所示的实施例而言，用于出口117和118的中央喷射轴线在凹口壁160和162的平面之间居中，并且限定“出口角”，该“出口角”对应于图5B和图5D中所示的喷射瞄准“AIM”角。在图5B中所示的示例性实施例中，出口角EA与平行于中央轴线110的垂直平面110P成31.5度，但出口角EA可以更大(对于更水平的AIM角而言)或更小(因此AIM角更接近平行与平面110P)。在剪切腔室114SC内部，远端壁或顶壁114TW限定与垂直方向成90度的顶部引路(approach)“TA”角，并且腔室的侧壁114SW限定与垂直方向成33.1度的底部引路“BA”角，这意味着这些剪切室壁分段之间的夹角为彼此成约123度，并且这限定邻近喷射喉部或出口孔口117、118的冲击角(“IA”)。在图2-图5D中所示的实施例中，喉部出口开口跨度从凹口壁162的边缘到垂直凹口壁160的边缘为0.5毫米至1毫米(优选为0.7135毫米)，并且从每个出口侧的喉部出口跨度(在凹口壁161的相应边缘至分流器116)为0.25毫米至0.75毫米(优选为0.5毫米)。从后平面(由凹口壁161和喉部出口117、118的边缘限定)的喉部出口偏移“TO”优选为0.15毫米至0.35毫米(优选为0.2558毫米)，并且喉部出口角“TEA”(对于邻近喉部出口边缘的腔室114SC内的倾斜壁分段)与每一侧成0度至35度(优选为20度)(与凹口壁160处的竖直方向成70度，以及与凹口壁162处的竖直方向成13.1度)。

由本领域内的技术人员将理解的是，模制的紧凑型剪切喷射喷嘴构件100提供模制的紧凑单件式喷头，该喷头具有与内腔104流体连通的开口近端102，该开口近端102具有锥形过渡区域，所述锥形过渡区域具有逐渐变小的内腔横截面面积，以将清洗流体朝向剪切喷射产生腔室114SC加速，其中剪切喷射产生腔式114SC具有细长的喷射孔口，该细长的喷射孔口在凹口壁160处具有与凹口壁162处的第二孔口边缘相对的第一孔口边缘。远侧剪切喷射产生腔室114SC还具有限定第一流体冲击角的第一(远端)凹壁分段，其中该第一凹壁分段在凹口壁160处终止于第一喷射孔口边缘。远侧剪切喷射产生腔室114SC还具有限定第二流体冲击角的第二凹壁分段(如图3中可见)，其中第二凹壁分段在凹口壁162处终止于第二喷射孔口边缘。紧凑型剪切喷射喷嘴构件的外部110终止于远侧基本上半球形或凸起形的外表面(可能包括平坦的端壁)，并且喷射孔口产生从该孔口向外突出的流体扇形喷射，该孔口被分开以限定喉部出口117和118。

当用于清洁摄像机镜头、汽车玻璃表面等时，清洗流体通过在剪切腔室114SC之上游或之前的锥形区域被供给到整个进料部内并横跨整个进料部分布，因为进料部不直接在罩盖或圆顶形腔室的远端内居中。因为存在不同的喉部出口角，因此喉部几何形状在多唇形(multi-lip)剪切喷嘴之后建立。喷嘴使用喉部的分支中心部分，如可从图3和图4中可见的那样，以便消除喷射的厚重中心(heavy center)。这有效地从中心以某一相同角度产生两个更小更均匀的扇形喷射157S、158S。这些扇形的角度由分流器116和侧壁所产生的角度来确定。每个单独的扇形的角度可通过冲击角度和与喉部的偏移距离来控制。

如通过图5C中所示的替代实施例紧凑型剪切喷射喷嘴构件100B所示。喷射的偏转角(Yaw)可通过比另一侧更多地打开一侧(例如，118B)而被选择为不对称的。通过这种设计可以实现用于喷射158SB的相对宽的喷射角度，这种设计产生类似均匀的喷射，不产生泡沫，具有两个扇形157S、158SB相遇的稍微较厚重的带状部。

根据本发明，提供一种用于在单件式模制部件中制造具有可变喷射定向的5毫米直径的剪切形状喷射喷嘴100的新方法。扇形喷射角可从30°变化到120°，并且产生的喷射呈现均匀的不产生泡沫的扇形。喷嘴可配置成使得喷射定向角(瞄准角、侧倾角和偏转角)可从0°变化到45°。因此，在不牺牲喷射覆盖率的情况下显著减小包装尺寸和成本。此外，该喷嘴的设计允许基于时钟特征围绕中心轴线110旋转罩盖，允许本发明的喷嘴构造容易地适于在其它汽车镜头或窗户表面清洗应用中使用。

如图2-图5D中所示，流体被供给到在分流器壁分段116后面限定的基本上细长的孔口，并且该孔口至少部分地被分流器116阻塞。剪切腔室限定基本上半球形的表面，该半球形的表面引导并且分配远侧流体流以在细长或椭圆形孔口处膨胀，该细长或椭圆形孔口由分流器壁分段116分开以限定喉部出口或喷射孔口117、118，并且膨胀流形成分开式片状扇形喷射，其中分流器的放置限定两个喉部出口或孔口。喷射定向(瞄准角、侧倾角和偏转角)由喷射出口引导表面确定，该表面基本上垂直于冲击的流入流体的角度(如图3中所示)。第一和第二喷射扇形如图4和5A中所示形成。通过调节椭圆形孔口的高度和宽度来确定和控制扇形喷射角度，该椭圆形孔口由分流器壁分段116分开以限定喉部出口或喷射孔口117、118。喷射分布末端是均匀和轻薄的。

如上所述，图2-图5D的紧凑剪切喷射喷嘴构件100可结合到CHMSL装饰组件(例如10)的表面中并且从该表面瞄准，以提供不引人注意但非常有效的方式来清洁外部镜头表面。

现在转到图6A-图8，喷嘴组件200配置成用于后部中间高置制动灯(CHMSL)安装的边框(bezel)安装件(例如，10，但示出可以结合到任何主体装饰组件边框或车身面板12内的构造)。紧凑型剪切喷射边框可安装的喷嘴组件200提供制造优势并消除现有技术的后部剪切喷嘴当前存在的制造(工艺)故障模式。图6A-图8中所示的设计消除经常观察到的已知为“切断”的不良喷射特征，其中在模制步骤之后保留的浇口或闪蒸破坏现有技术喷嘴中的出口端口或喷射孔口处的流动。这个小端口经受可能部分或完全切断喷射的闪蒸问题，使得喷射严重劣化或停止。紧凑型剪切喷射CHMSL边框可安装的喷嘴组件200被配置成用于与“插入件”210一起使用，该“插入件”从若干可能的喷嘴插入件中选择。示例性的插入件210产生具有选定的扇形宽度、偏转角和侧倾角的喷射。替代性的插入件可用在喷嘴组件200中，其可以可靠地产生不同的喷射。图6B中示出替代性的插入件1210，如下文所论述的那样。

具体参考图6A和图7，新颖的喷嘴组件实施例200配置有新颖的双孔口剪切出口插入件210。流体喷射瞄准剪切出口插入件210配置成在喷嘴组件壳体220中使用(例如，如图7和图8中所示)，该喷嘴组件壳体限定通道、端口或槽230，该通道、端口或槽230接收并提供限定在剪切出口插入件210中的流体路径的边界。喷嘴组件200配置有壳体220，该壳体220限定具有内腔224和一个或多个端口或槽230的实质上中空的流体不可渗透的结构，每个端口或槽230限定具有光滑的内部槽壁表面232的基本上矩形的通道或孔。内部侧壁表面232优选地被尺寸设计成用于利用模制方法成本有效地制造，并且任选地包括侧壁凹槽，侧壁凹槽的位置和尺寸设置成与配合剪切出口插入件(未示出)中的脊状部或突出部形成“卡扣配合”。喷嘴组件200可配置成包括一个或多个剪切出口插入件或芯片，一个或多个剪切出口插入件或芯片尺寸被设计成紧密地容纳在槽230中并由其保持，该槽230限定在壳体220内。当剪切出口插入件210紧密地配合在端口或槽230内时，喷嘴组件提供用于在壳体的内腔224和壳体外部之间的流体连通的通道，使得进入壳体内腔的流体可用于产生朝向远侧引导的平面扇形喷射，并且通过壳体220的定向和构造而瞄准，该壳体220支撑并定向或瞄准剪切出口插入件210。

喷嘴组件壳体220被示出为可被组装成汽车装饰边框或其它主体安装件的构造，并且具有向远侧突出的喷射瞄准端242，该喷射瞄准端242配置为围绕插入件接收槽230限定的视觉上不引人注意的半球形凸起。壳体的向远侧突出的端部通过限定槽230和插入件210的定向来瞄准喷射，并且因此对于构造成产生具有选定的扇形角的平面喷射的插入件而言，通过调节槽230的定向来调节该平面喷射的定向。优选地，壳体220由诸如塑料的适当坚韧的材料模制而成，并且在选定的外表面上包括一个或多个对准特征件260或卡扣配合保持突出部262，以使壳体220能够组装成汽车装饰件或车身面板(例如，诸如图1A-1D所示的边框10)。壳体的流体入口内腔224优选地配置有管保持倒钩装配件264。

如图6A-图8中所示的本发明的剪切出口插入件210是细长的实心构件，其具有与流体通道侧212相对的平面侧，流体通道侧212具有限定在其中的流体通道214。插入件210具有弧形端壁215EW，弧形端壁215EW向远侧终止在远端215D处并且以圆柱形部段向下弯曲至横向突出的插入件壁分段215T，并且喷射产生出口217、218可限定在该弧形端壁215EW的任何部分中。插入件210具有近端215P，近端215P被完全插入到壳体槽230的开口的远端中，使得插入件的远端215D与壳体的远端齐平但暴露于壳体的远端中，于是横向突出的插入件壁分段215T抵接限定在壳体220中的配合的横向凸缘壁分段230FW(参见图8)。当加压清洁流体被泵送到喷嘴组件入口内腔224中时，剪切出口插入件210在流体剪切机构上操作，导致产生向远侧突出的液滴(未示出)的喷射。本发明的剪切喷射回路或插入件的当前原型通过从出口孔口217和218产生横向间隔开且瞄准的第一和第二扇形喷射而产生基本上平面的喷射，该喷射具有从30度至120度的扇形角。

如图6A-图8中所示的剪切出口插入件210的示例性实施例具有多个部段，这些部段彼此配合以作用于通过其中的流动流体，以产生所需的喷射。流体从喷嘴组件入口224流入并流入空腔230内，在空腔230中，流体沿着在插入表面212中限定的流体流动通道214流动通过下面描述的部段，并作为流体液滴的喷射从分开的或第一和第二出口217、218射出。当流体从通道入口214I沿着流体流动通道214向远侧或下游流动时，通道入口214I从壳体入口和内腔224接收流体并与其流体连通，流体在锥形过渡区域214T中被加速，该锥形过渡区域214T减小流体流动通道214的横截面面积。剪切腔室214SC与锥形过渡区域214T流体连通并接收来自锥形过渡区域214T的流体，并且该流体围绕流体不可渗透的向内突出的岛状突起216并围绕大体凹形的相对的通道侧壁流动，以产生来自第一剪切出口217的基本上平面的第一喷射和来自第二喷射出口218的基本共面的第二喷射，并且来自出口217和218的组合喷射至少具有小的重叠部分，因此一起产生具有在30度至120度范围内的选定扇形角的相对均匀分布的喷射。

剪切出口插入件1210的替代实施例如图6B中所示，并且其还具有多个部段，所述多个部段在插入到喷嘴组件壳体220中时彼此配合以作用于流过该多个部段的流动流体，以产生所需的喷射。流体从喷嘴组件入口224流入并进入空腔230，在空腔230中流体沿着限定在插入表面1212中的流体流动通道1214流过下面描述的部段，并作为流体液滴的喷射从分开的或第一和第二出口1217、1218射出。当流体从通道入口1214I沿着流体流动通道1214向远侧或下游流动时，通道入口1214I从壳体入口和内腔224接收流体并与其流体连通，流体在锥形过渡区域1214T中被加速，该锥形过渡区域1214T减小流体流动通道1214的横截面面积。剪切腔室1214SC与锥形过渡区域1214T流体连通并接收来自锥形过渡区域1214T的流体，并且该流体围绕流体不可渗透的向内突出的岛状突起1216并围绕大体凹形的相对的通道侧壁1214TW、1214SW流动，以产生来自第一剪切出口1217的基本上平面的第一喷射和来自第二喷射出口1218的基本共面的第二喷射，并且来自出口1217和1218的组合喷射至少具有小的重叠部分，因此一起产生具有在30度至120度范围内的选定扇形角的相对均匀分布的喷射。

与上述实施例一样，插入件1210具有弧形端壁1215EW，弧形端壁1215EW向远侧终止在远端1215D处并且以圆柱形部段向下弯曲至横向突出的插入件壁分段1215T，并且喷射产生出口1217、1218可限定在该弧形端壁1215EW的任何部分中。插入件1210具有带斜面的近端1215P，近端1215P完全插入到壳体槽230的开口的远端中，使得插入件的远端1215D与壳体的远端齐平但是暴露在壳体的远端中，因此横向突出的插入件壁分段1215T抵接配合的横向凸缘壁分段230FW，该配合的横向凸缘壁分段230FW限定在壳体220中。

本领域内的技术人员将理解的是，当用于紧凑型剪切喷射喷嘴组件200中时，模制的紧凑型剪切喷射喷嘴构件(例如210、1210)提供模制的紧凑的单件式喷头，该喷头具有与流体通道或内腔214流体连通的开口近端，该流体通道或内腔214具有锥形过渡区域，该锥形过渡区域具有逐渐变小的内腔横截面积从而将清洗流体朝向剪切喷射产生腔室214SC加速，剪切喷射产生腔室214SC具有细长的喷射孔口，该喷射孔口在壁分段215D处具有与在壁分段215EW处的第二孔口边缘相对的第一孔口边缘。远侧剪切喷射产生腔室214SC还具有限定第一流体冲击角的第一(远端)凹壁分段214TW，其中该第一凹壁分段214TW终止于第一喷射孔口边缘。远侧剪切喷射产生腔室214SC还具有限定第二流体冲击角的第二凹壁分段214SW，其中第二凹壁分段214SW终止于第二喷射孔口边缘。紧凑型剪切喷射喷嘴构件210的外部终止于远侧外表面215D，并且喷射孔口从孔口产生向外突出的流体扇形喷射，该孔口被分开以限定喉部出口217和218。

现在转到图9A-图11，另一喷嘴组件300配置成用于后部中间高置制动灯(CHMSL)安装的边框安装件(但示出可以结合到任何汽车装饰件或车身面板内的构造)。紧凑型剪切喷射边框可安装的喷嘴组件300也提供制造优势并消除上述制造(工艺)故障模式。紧凑型剪切喷射边框可安装的喷嘴组件300被配置成用于与向远侧突出的构件或“插入件”310一起使用，向远侧突出的构件或“插入件”310从若干可能的喷嘴插入件中选择。示例性的插入件310产生具有选定的扇形宽度、偏转角和侧倾角的喷射。替代性的插入件可用在喷嘴组件300中，该喷嘴组件300可以可靠地产生不同的喷射。

具体参考图9A和图9B，汽车装饰件安装的喷射喷嘴组件300配置有新颖的三孔口剪切出口插入件或紧凑型剪切喷射喷嘴构件310。流体喷射瞄准剪切出口插入件310被配置成在喷嘴组件壳体320(例如，如图9A-11所示)中使用，该喷嘴组件壳体320限定通道330，该通道330接收和提供限定在剪切出口插入件310中的流体路径的边界。喷嘴组件300配置有壳体320，壳体320限定实质上中空的流体不可渗透的结构，该结构具有与一个或多个端口或槽330流体连通的内腔324，每个端口或槽330限定具有平滑的内槽壁表面的基本上矩形的通道或孔。以与用于壳体220的槽230类似的方式，内侧壁表面优选地被尺寸设计成用于利用模制方法成本有效地制造，并且任选地包括侧壁凹槽，侧壁凹槽的位置和尺寸设置成与配合剪切出口插入件(未示出)中的脊状部或突出部形成“卡扣配合”。喷嘴组件300可配置成包括一个或多个剪切出口插入件或芯片，其尺寸被设计成紧密地容纳在限定在壳体320内的槽330中并由其保持。当剪切出口插入件310紧密地配合在端口或槽330内时，喷嘴组件提供用于在壳体的内腔324和壳体外部之间的流体连通的通道，使得进入壳体内腔的流体可用于产生朝向远侧引导的平面扇形喷射，并且通过壳体320的定向和构造而瞄准，该壳体支撑并瞄准剪切出口插入件310。

再次参考图9A和图9B，插入件310具有端壁，该端壁向远侧终止在远端315D处，并且抵接限定壁分段的倾斜壁喷射孔口，在壁分段中限定出口孔口317、318和319，出口孔口317、318和319可配置成瞄准成在(a)轴向对准的远侧喷射(沿着内腔324的中心轴线)和(b)基本上横向的喷射(沿着横向于内腔324的中心轴线的线)之间的任意角度。

喷嘴组件壳体320被示出为下述构造，该构造可被组装到汽车装饰边框或其它主体安装件内，并且具有向远侧突出的端盖342，该端盖被构造为视觉上不引人注意的半球形凸起，该半球形凸起被限定为覆盖和封闭插入件接收槽330。壳体的向远侧突出的端盖342提供孔，该孔通过剪切喷射，所述剪切喷射通过限定壳体320和插入件310的定向而瞄准或定向，因此针对构造成产生具有选定扇形角的平面喷射的插入件而言，通过调节壳体320的定向来调节该平面喷射的定向。优选地，壳体320由适当坚韧的材料例如塑料模制而成，并且包括在选定的外表面上的一个或多个对准特征360或卡扣配合保持突出部362，以使壳体320能够组装成汽车装饰件或车身面板(例如，诸如边框10)。壳体的流体入口内腔324优选地配置有管保持倒钩装配件364。

如图9A和图9B中所示的本发明的剪切出口插入件或紧凑型剪切喷射喷嘴构件310是细长的实心构件，该实心构件具有与流体通道侧312相对的平面侧，流体通道侧312具有限定在其中的流体通道314。插入件310具有近端(未示出)，该近端被插入到壳体槽330中，使得暴露插入件的远端315D。当加压清洁流体被泵送到喷嘴组件入口内腔324中时，剪切出口插入件310在流体剪切机构上操作，导致产生向远侧突出的液滴(未示出)的喷射。本发明的剪切喷射回路或插入件310的当前原型通过从出口孔口317、318和319产生横向间隔开且瞄准的第一、第二和第三扇形喷射而产生具有从30度至120度的扇形角的基本上平面的喷射。

如图9A-图11中所示的剪切出口插入件310的替代实施例还具有多个部段，所述多个部段彼此配合以作用于流过其的流动流体，以产生所需的喷射。流体从喷嘴组件入口324流入并进入空腔330，在空腔330中流体沿着限定在插入件表面312中的流体流动通道314流过下面描述的部段，并作为流体液滴的喷射从分开的或第一、第二和第三出口317、318和319射出。当流体从通道入口沿着流体流动通道314流动时，通道入口从壳体入口和内腔324接收流体并与其流体连通，流体在锥形过渡区域314T中被加速，该锥形过渡区域314T减小流体流动通道314的横截面面积。剪切腔室314SC与锥形过渡区域314T流体连通并接收来自锥形过渡区域314T的流体，并且该流体围绕第一流体不可渗透的向内突出的岛状突起316B并围绕相对的通道侧壁流动，以产生来自出口的基本上共面的第一、第二和第三喷射，并且来自出口317、318和319的组合喷射至少具有小的重叠部分，因此一起产生具有在30度至120度范围内的选定扇形角的相对均匀分布的喷射。

本领域内的技术人员将理解的是，当用于紧凑型剪切喷射喷嘴组件300中时，模制的紧凑型剪切喷射喷嘴构件310提供模制的紧凑的喷头，该喷头具有与流体通道或内腔324流体连通的开口近端，流体通道或内腔324具有锥形过渡区域，所述锥形过渡区域具有逐渐变小的内腔横截面面积，以将清洗流体朝向剪切喷射产生腔室314SC加速，剪切喷射产生腔室314SC具有细长喷射孔口，该细长喷射孔口具有与第二孔口边缘(在喉部出口319的底部处)相对的第一(上部)孔口边缘(在靠近壁分段315D的喉部出口317的顶部处)。远侧剪切喷射产生腔室314SC还具有限定第一流体冲击角的第一(远端)凹壁分段314TW，其中该第一凹壁分段限定在远端中并终止于第一(顶部或远端)喷射孔口边缘。远侧剪切喷射产生腔室314SC还具有限定第二流体冲击角的第二凸壁分段314SW，其中第二凸壁分段终止于第二喷射孔口边缘。紧凑型剪切喷射喷嘴构件310的外部终止于远侧外表面515D，并且当安装罩盖342时，喷射孔口从孔口产生向外突出的流体扇形喷射，该孔口与岛状部316A和316B分开以限定三个对准的喉部出口317、318和319。

已经描述了新颖和改进的喷嘴部件构造的优选实施例，据信根据本文阐述的教导，将给本领域内的技术人员建议其它修改、变化和改变。因此，应当理解的是，所有这样的变化、修改和改变被认为落入本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种用于汽车清洗器喷嘴组件的紧凑型喷头，其包括：

模制的紧凑型剪切喷射喷嘴构件(100，200，300)，其具有与内腔(104)流体连通的开口近端(102)，所述内腔具有锥形过渡区域(104A，104B，104C，104D)，所述锥形过渡区域具有逐渐变小的内腔横截面面积；

所述内腔向远侧终止在远侧剪切喷射产生腔室(114SC，214SC，314SC，1214SC)中，所述远侧剪切喷射产生腔室具有细长的喷射孔口，所述喷射孔口具有与第二孔口边缘(118，218，318)相对的第一孔口边缘(117，217，317)；

所述远侧剪切喷射产生腔室还具有限定第一流体冲击角(IA)的第一凹壁分段(114TW，214TW，314TW)，其中所述第一凹壁分段终止于第一孔口边缘；

所述远侧剪切喷射产生腔室还具有限定第二流体冲击角的第二凹壁分段(114SW)，其中所述第二凹壁分段终止于第二孔口边缘；以及

所述模制的紧凑型剪切喷射喷嘴构件终止于远侧大致半球形或凸起形的外表面，并且其中所述喷射孔口配置成产生向外突出的流体扇形喷射。

2.根据权利要求1所述的紧凑型喷头，其特征在于，所述喷射孔口围绕分流器(116)被限定以限定对准的第一和第二喉部出口(117，118)，所述对准的第一和第二喉部出口配置成产生具有均匀喷射分布的共面的第一和第二扇形喷射，该扇形喷射在30°至120°的范围内选择。

3.根据权利要求1所述的紧凑型喷头，其特征在于，所述喷头的外部半球形表面具有5毫米的外直径。

4.根据权利要求2所述的紧凑型喷头，其特征在于，所述喷头的外部半球形表面配置有外部凹口壁分段，并且所述分流器限定喉部出口(117，118)。

5.根据权利要求2所述的紧凑型喷头，其特征在于，所述共面的第一和第二扇形喷射形成具有通过椭圆形孔口的高度和宽度限定的喷射扇形角度，该椭圆形孔口由所述分流器分开以限定喉部出口或喷射孔口(117，118)。

6.根据权利要求2所述的紧凑型喷头，其特征在于，所述扇形喷射的偏转角是非对称的，其中第一横向间隔开的喷射孔口比第二横向间隔开的喷射孔口具有更大的开口从而产生具有均匀喷射的相对宽的喷射角度，该均匀喷射在两个扇形(157S、158SB)相遇处不产生泡沫。

7.一种紧凑型剪切喷射喷嘴组件，其包括：

模制的紧凑型剪切喷射插入件(210，310，1210)，其具有带有近端的流体通道(214，314)，所述流体通道还包括锥形过渡区域(214T，314T)，所述锥形过渡区域具有逐渐变小的内部流体通道横截面面积；

所述流体通道向远侧终止在远侧剪切喷射产生腔室(214SC，314SC)中，所述远侧剪切喷射产生腔室具有细长的喷射孔口(117，118，217，218，317，318，319，1217，1218)，所述喷射孔口具有与第二孔口边缘(215EW，1215EW)相对的第一孔口边缘(215D，315D，1215D)；

所述远侧剪切喷射产生腔室还具有限定第一流体冲击角的第一凹壁分段(214TW，314TW，1214TW)，其中所述第一凹壁分段终止于第一孔口边缘；

所述远侧剪切喷射产生腔室还具有限定第二流体冲击角的第二凹壁分段(214SW，314SW，1214SW)，其中所述第二凹壁分段终止于第二孔口边缘；以及

所述模制的紧凑型剪切喷射插入件终止于远侧外表面并且其中所述喷射孔口配置成产生向外突出的流体扇形喷射。

8.根据权利要求7所述的紧凑型剪切喷射喷嘴组件，其特征在于，所述喷射孔口围绕向内突出的岛状突起(216，316A，1216)被限定，所述向内突出的岛状突起定位成限定对准的第一和第二喉部出口(217，218，317，318，319，1217，1218)，所述对准的第一和第二喉部出口配置成产生具有均匀喷射分布的共面的第一和第二扇形喷射，所述扇形喷射在30°至120°的范围内选择。

9.根据权利要求7所述的紧凑型剪切喷射喷嘴组件，其特征在于，还包括喷嘴组件壳体(220，320)，其限定具有至少一个槽(230，330)的内腔(224，324)，其中所述插入件配置成安装在所述槽内，所述喷嘴组件壳体具有远端，从远端突出的所述向外突出的流体扇形喷射具有5毫米的外直径。

10.根据权利要求8所述的紧凑型剪切喷射喷嘴组件，其特征在于，所述扇形喷射的偏转角是非对称的，其中第一横向间隔开的喷射孔口(117，118，217，218，317，318，319)比第二横向间隔开的喷射孔口(117，118，217，218，317，318，319)具有更大的开口从而产生具有均匀喷射的相对宽的喷射角度，该均匀喷射在两个扇形(157S，158SB)相遇处不产生泡沫。

11.根据权利要求8所述的紧凑型剪切喷射喷嘴组件，其特征在于，所述剪切喷射产生腔室(314SC)和所述喷射孔口围绕第二岛状的突起(316B)被限定，所述第二岛状的突起定位成限定对准的第一、第二和第三喉部出口(317，318，319)，所述对准的第一、第二和第三喉部出口配置成产生具有均匀喷射分布的共面的第一、第二和第三扇形喷射，所述扇形喷射在从30°至120°的范围内选择。

12.根据权利要求11所述的紧凑型剪切喷射喷嘴组件，其特征在于，所述插入件的外表面由包围所述插入件(310)的流体不可渗透的罩盖构件(342)限定。

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