JP2005533707A - 自動車及びその他の用途用の多数噴霧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】 流体入口管１４から圧力流体を受け取る流体素子挿入体１８であって、該挿入体から出る流体の特定の空間的分配状態を生じさせる上記流体素子挿入体において、頂部外面２４、底部外面２６、前側及び後側外面を有する部材２２と、上記頂部外面２４内に少なくとも部分的に配置された頂部流体素子回路２８と、上記底部外面内に少なくとも部分的に配置された底部流体素子回路３０と、を備え、上記流体素子回路の各々が、少なくとも１つの動力ノズル３２と、該ノズルの下流側の相互作用チャンバ３４と、該相互作用チャンバ３４から下流の出口３６と、を有し、該出口からの排出口が上記部材の前面内に位置し、上記底部回路３０が、上記動力ノズルの上流に配置され且つ、上記挿入体１８に流体を供給する流体入口管１４と合わさり得るようにされたその表面積の一部分を有し、底部流体素子回路３０から頂部流体素子回路２８まで流体が流れるのを許容する回路間流路４２を備え、該流路４２の底端部が、上記入口管１４が上記底部回路３０と合わさる上記箇所の下流で上記底部回路の動力ノズルの上流に該底端部があり、上記流路４２の頂端部が、上記頂部回路動力ノズルの上流に配置されるようにした、流体素子挿入体である。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、ケイス・バーニング（Ｋｅｉｔｈ Ｂｅｒｎｉｎｇ）、ダン・ステアマン（Ｄａｎ Ｓｔｅｅｒｍａｎ）、スリニヴアサイア スリドハラ（Ｓｒｉｎｉｖａｓａｉａｈ Ｓｒｉｄｈａｒａ）及びエリック・Ｗ・コーエラー（Ｅｒｉｃ Ｗ．Ｋｏｅｈｌｅｒ）によって２００２年６月２０日付けで出願された米国仮特許出願明細書６０／３９０，２９４号の利益を主張するものである。本出願の教示内容は、本出願の教示と矛盾しない限り、引用して本明細書に含めてある。

本発明は、流体を取り扱う方法及び装置に関する。より具体的には、本発明は、自動車のフロントガラス、ヘッドランプ及びリアガラスの表面を洗うため、クリーニング流体を分配するといったような液体−気体の用途にて使用するのに適した流体流れ装置に関する。

自動車のフロントガラス、ヘッドランプ及びリアガラスをクリーニングする目的のためには、ワイパーの動作の助けを受け又は受けずに、十分なクリーニングを実現するため、正にクリーニングすべき領域上にてクリーニング流体の拡がりを最適に分配することが必要である。このクリーニング流体を均一に分配するという作業は、かかる自動車の表面が複雑で且つ変化するという性質を有することを含む、多数の理由のため、容易ではない。永年に亙って、自動車のデザインは、フロントガラス及びヘッドランプに対し種々の形状、寸法及び傾きを採用してきた。

かかる自動車のクリーニング作業について従来技術の装置の幾つかを例して参考に掲げることができる。これらは、ハリタ（Ｈａｒｉｔａ）らに対する米国特許明細書５，９７５，４３１号、マツモト及びタマノ（Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ ＆ Ｔａｍａｎｏ）に対する米国特許明細書６，３５４，５１５号、ヨシダ（Ｙｏｓｈｉｄａ）らに対する米国特許明細書６，０８２，６３６号及び安定的な液体ジェットを気体状環境内に発する色々な単一オリフィスワッシャーノズルを使用するその他の特許に記載されている。かかるノズルの全ては、ガラスの制限された領域に衝突するノズルから放出される噴霧を有し、次に、ワイパーを利用して流体を拡げるので、クリーニング流体を均一に分配することに関連して潜在的な問題点がある。流体がパドル状に流れて、ワイパーブレードが持ち上がる結果となる可能性がある場合もある。また、ワイパーがクリーニング過程を完了させるため表面を亙って拭き払う前に、表面が十分に湿った状態とならない場合もある。更に、噴霧が走っている車の周りを流れる空気と相互作用するため、噴霧がねらった領域に強く当たらないとき、噴霧の分配が不均一となる場合もある。

近年、安定的ではなくて、空間的に振動する液体ジェットを気体状環境中に発する幾つかの型式の噴霧ノズルを使用することでこの状況は著しく改良されている。この型式の噴霧ノズルは、本明細書にて「流体素子」ノズルと称する。これらのノズルが提供する改良点は、これらノズルから発する噴霧の中心線は、側方向に振動し、そのため、その噴霧は、非振動式の安定的なジェットからの噴霧で湿らせることのできる面積よりも遥かに広い表面積を湿らせるということにある。ストファー（Ｓｔｏｕｆｆｅｒ）に対する米国特許明細書４，５０８，２６７号及び米国特許明細書５，７４９，５２５号、ストファー及びヘイル（Ｈｅｉｌ）に対する米国特許明細書５，９７１，３０１号、スリナフ（Ｓｒｉｎａｔｈ）に対する米国特許明細書６，１８６，４０９号、ラウ（Ｒａｇｈｕ）に対する米国特許明細書６，２５３，７８２号を参照するとよい。

かかる流体素子ノズルは、自動車を含む、多岐に亙るクリーニングの用途にて極めて成功している。この成功の理由は、かかるノズルから発する噴霧の性質、すなわち、前後に拭き払う振動する流体の噴霧又はジェットのためであり、また、クリーニング液体の均一な分配を実現し及びクリーニングすべき表面を予め湿らせるため、自動車のガラスの広い面積をカバーすることが可能だからである。

また、かかる流体素子ノズルは、幾つかの独創的な能力を与えるような設計とすることができる。例えば、これらのノズルは、従来のノズルよりも著しく大きて寸法の流体滴を有する噴霧滴の分配状態となるような設計とすることができる。これらの大きい寸法の滴は、従来のノズルによる場合よりも標的領域をより迅速に湿らせることを許容し、かかる流体素子ノズルに対し改良された高速度のクリーニング性能を持たせることを可能にする。しかし、かかる噴霧が高速度にて生ずる噴霧の高さの低下を補うべく、より高く狙いを定めるとき、側部にて過度の噴霧となる可能性がある。これらのノズルは、また、特定の不均一な流体滴の分配状態を有する噴霧（例えば、噴霧の分配の外端縁付近における滴の比率が大きい噴霧）を提供し得るような設計とすることもできる。

ハーン（Ｈａｈｎ）への米国特許明細書６，０６２，４９１号は、２つの流体ノズルを結合して単一のハウジング又はステムにし、そのハウジング又はステムがクリーニングすべき自動車の表面の前方に取り付けられるようにしている。この結合は、より広い表面積を湿らせることができると記述された、独立的に作用する２つの拡がる流体噴霧を与える。クリーニング目的のため、かかる流体ノズルを結合して単一のハウジングにすることは、また、バウア（Ｂａｕｅｒ）に対する米国特許明細書４，１８５，７７７号、（図３の要素３１、４０を参照）、フジカワ（Ｆｕｊｉｋａｗａ）に対する米国特許明細書４，３９０，１２８号（図３Ａを参照）、フィジィタ（Ｆｉｚｙｔａ）に対する米国特許明細書４，５１６，２８８号（図１の要素２２を参照）、ハーバー（Ｈａｅｂｅｒ）に対する米国特許明細書４，５２０，９６１号（図５を参照）にも見ることができる。

色々な流体素子ノズルを使用してハーンの発明を実験した結果、ハーンの米国特許明細書６，０６２，４９１号にその解決策が開示されていない幾つかの問題点が明らかになった。これらは、自動車のフロントガラス、ヘッドランプ及びリアガラスのクリーニング目的のため単一の流体的ノズルを取り付けるべく使用される型式の自動車ハウジング内に挿入される流体素子チップの周りで流体が漏洩するという問題点を含む。特に、第二のチップがノズル挿入体内に成形されるため、密封すべき表面積が２倍となることにより、密封作業が複雑化するとき、ハウジングをかかるノズル挿入体の周りで密封することは問題である点は、流体素子ノズルの業界にて周知であるので、この結果は驚くべきことではない。かかる二重流体素子ノズルの形態にて使用することが望まれる比較的高い流体圧力のため、ノズルの表面上に高圧力が蓄積することにより、かかるチップは、実際に、そのハウジングから剥がれる。

このため、従来の技術にも拘らず、より大きい表面積に亙って流体を望ましいように分配させることのできる流体ノズルが依然として、必要とされている。
本発明の説明が一層良く理解されるように、本発明に関連する従来技術について、かなり広く上記に説明した。この点に関して、本発明の目的及び有利な効果を検討することも有益である。

本発明の１つの目的は、より広い表面積に亙って望ましい流体の分配状態を提供し得るように単一のハウジング内にて多数のノズルを利用する、改良された流体素子噴霧ノズルを提供することである。

本発明の別の目的は、かかる装置に現在伴う、多量の流体が漏洩するという問題点のある装置を有しない、かかる改良された流体素子噴霧装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、製造及びその必要とされるハウジング内への取り付けが容易である、かかる改良された流体素子噴霧装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、自動車のフロントガラス、ヘッドランプ及びリアガラスの表面を洗うためクリーニング流体を均一に分配するのに特に良く適した、かかる改良された流体素子噴霧装置を提供することである。

本発明の１つの目的は、現在の流体素子ノズルからの噴霧が高速度にて走行する車のフード及び側部を亙って吹き払われるという問題点を解消する改良された流体素子噴霧装置を提供することである。

本発明の上記及びその他の目的は、添付図面、図面及び以下の詳細な説明を参照することにより本発明は一層良く理解されるため、容易に理解されよう。
望ましい噴霧の分配状態を提供し得るように、単一のハウジング内で多数のノズルを利用する改良された流体素子噴霧装置を開発する必要性を認識して、本発明は、全体として、上述した必要性を満足させ且つ、従来技術の装置及び方法にて明確となった不利益な点を解決することを目的とする。

本発明によれば、１つの好ましい実施の形態において、次の要素、すなわち（１）頂部外面、底部外面、前側及び後側外面を有する本体部材と、（２）それぞれ少なくとも部分的に部材の頂部面及び底部面に配置された頂部及び底部流体素子回路であって、各々が少なくとも１つの動力ノズルと、相互作用チャンバと、その排出口が部材の前面内に位置する出口とを有する上記流体素子回路と、（３）その表面積の一部分が動力ノズルの上流に配置され且つ該部分が流体を挿入体に供給する流体の入口管と合わさるようにされた底部流体素子回路と、（４）流体が底部流体回路から頂部流体回路まで流れるのを許容する回路間流路であって、その底端部が、入口管が底部回路と合わさる箇所の下流で且つ底部回路の動力ノズルの上流に配置され、該通路の頂端部が、頂部回路の動力ノズルの上流に配置されるように配置された上記回路間流路とから成る、流体素子挿入体を提供することにより、上記の課題を満足させることができる。

別の好ましい実施の形態において、本発明は、流体素子装置の形態をとる。その要素は、（１）上述した流体素子挿入体と、（２）流体素子挿入体を受け入れ得る形態とされたキャビティを有するハウジングであって、キャビティが、これらの合わさった面から流体が漏洩するのを防止し得るように挿入体の外面の一部分と合わさり得るようにされた面を有し、また、管の下端の入口からキャビティ内に流体が流れるのを許容するハウジング管を有する上記ハウジングと、（３）ハウジング管内に配置された逆止弁と、（４）ハウジング管の下端に接続するエルボとを有している。

このように、以下の詳細な説明を一層良く理解し且つ認識し得るように本発明を上記にかなり広く概略記載した。勿論、本発明の追加的な特徴について以下に説明し、これらは、本発明の任意の最終的な特許請求の範囲の主題事項を形成するものである。

本発明の少なくとも１つの実施の形態を詳細に説明する前に、本発明のその適用が以下の説明に記載し又は図面に示した構成要素の構造の詳細及び配置にのみ限定されるものではないことを理解すべきである。本発明は、その他の実施の形態が可能であり且つ、色々な方法にて具体化し且つ実施することができる。また、本明細書に記載した文言及び技術用語は説明のためであり、限定的なものであると見なすべきではないことを理解すべきである。

本発明の流体素子装置の１つの好ましい実施の形態が図１に示されている。該装置は、（ａ）フロントガラスをクリーニングするため流体素子ノズルを取り付け且つ、整合させるべく、従来から使用されている型式の自動車ハウジング１０と、（ｂ）独特の設計のピストン１２ａ及びばね１２ｂとから成る逆止弁１２であって、該ばねが逆止弁の下流端にてハウジングの流動管１４の入口に接続し、その下流端にて流体を逆止弁内に導くエルボ１６に接続する上記逆止弁と、（ｃ）挿入体を受け入れ且つ、挿入体の周りに流体密のシールを形成し得るようにハウジング内にて特殊な形態とされたキャビティ２０内に挿入される流体流れ挿入体１８とから成ることが分かる。図１にはまた、ピストンにおける４つのポストの頂部がハウジングの内面に接触する箇所であるハウジングの内面の断面図が示されている。

図２（ａ）ないし（ｃ）には、本発明と共に使用するのに適した流れ挿入体の１つの好ましい実施の形態が示されている。この挿入体１８は、流体素子又は振動型であり、頂部外面２４及び底部外面２６を有する実質的に硬い本体部材２２を備えている。この部材は、成形し又はその外面に対しほぼ直角に加えられる圧縮力を受けたとき、僅かに変形可能なプラスチックで製造されることが好ましい。流体素子回路２８、３０は、それぞれ頂部面及び底部面に製造される。これらの回路は、それぞれの頂部及び底部面から引込み且つ、挿入体を通って流れる流体に対する所定の流路を与え得るように部材２２に成形された流路の形態をとる。

本発明の流体素子挿入体と共に使用するのに適した流体回路に対する異なる且つ、周知の設計のものが多数ある。これらの多くは、圧力を加えられて挿入体を通って流れる流体の動きを加速する形態とされた少なくとも１つの動力ノズル３２と、液体が通って流れ且つ、最終的に振動型の挿入体からの流れとなる流体の流れ現象が開始される相互作用チャンバ３４と、液体が挿入体から出るための出口３６とを含む、幾つかの共通の造作部を有している。図２の流体素子回路は、動力ノズルの上流に配置されたフィルタポスト４０を有する点にてかなり独創的である。これらポストの目的は、挿入体を通って流れる液体中に含まれるより大きい直径の塵埃粒子が下流の動力ノズル又は回路の出口を詰まらせる前に、これら粒子をろ過することである。

本発明の挿入体は、回路間流路４２も有している。この流路は、ハウジングの供給管からの流れによって供給される底部流体素子回路３０から回路の動力ノズルの上流の箇所における挿入体の頂部流体素子回路２８まで液体が流れるのを許容する働きをする。

本発明の１つの実施の形態において、この流路は、液体が挿入体の底部回路内に流れるのを許容し得るように、ハウジングの供給管が挿入体の底面と合わさる箇所である中心線４３の真上に流路が位置するように整合される。かかる流路の位置は、多分、頂部及び底部流体回路の駆動力間の圧力差を最小にするであろう。ハウジングのキャビティ内に挿入される流体素子挿入体を示す図３を参照するとよい。

図４（ａ）ないし図４（ｃ）には、図３に示したものと同様に、挿入体の回路間流路４２に対する１つの好ましい代替的な位置を有する流体素子挿入体の頂面図（ａ）、断面図（ｂ）及び底面図（ｃ）が示されている。この実施の形態において、この流路４２は、ハウジングの供給管が挿入体の底面と合わさる箇所の中心線と整合されていないことが分かる。該流路は、動力ノズル３２により近い下流の箇所に配置される。この位置の有利な効果は、かかる挿入体を成形し且つ、製造することが容易な点であることが分かる。更に、この位置は、図４に示した適正な間隔に配置されたポストのようなろ過手段を底部流体素子回路にのみ配置することにより、挿入体を通って流れる流体をろ過することを可能にする。

例えば、かかる流体素子装置を製造する場合、ハウジング内に挿入されるとき、流体素子挿入体１８を把持し且つ、整合させるため、装置の組み立て機械により使用することができる流体素子挿入体にスロット又は溝４４を設けることが好ましい（すなわち、この挿入体は、挿入した流体素子挿入体の適正な向きを保証するエラー無しの方法を提供する）。また、これらの挿入体を成形する過程において、挿入体の外面に特定の大きい表面積領域４６を備え、この表面積領域にて成形装置の比較的大きいエジェクタピンが挿入体の外面と共用する流体素子回路を邪魔せずに、挿入体と接触することができるようにすることが有益である。

挿入体１８の底側部２６にのみ流体素子回路を保持する流体素子挿入体の場合、これらの挿入体は、流体素子挿入体の頂側部に配置することができるため、整合スロット及びエジェクタピンが接触する箇所のこの必要性は問題とはならない。しかし、図２に示した二重回路挿入体の場合、挿入体の頂側部における流体素子回路が頂側部の表面積の相当な部分を占めるので、このことは問題である。

図４には、動力ノズル３２に近い下流の箇所に配置されたその回路間流路４２を有する挿入体１８の場合、成形機械のエジェクタピンと接触する整合スロット４４及び箇所４６を含めることを許容するよう、挿入体の頂側部に十分な自由な表面積が存在することが示されている。

幾何学的に各種の表面積に亙って十分に均一に流体を分配するため、広範囲に亙る流体素子回路が本発明にて使用可能であることが分かった。例えば、流体素子回路の各種の組み合わせを単一の流体素子回路内で使用することができる。

更に、本明細書に開示された挿入体に対する幾つかの用途において、これらの挿入体は、性質上、振動型ではない噴霧を与える多数の流体流路を有することが有益であることが判明した。この用途にて使用される安定的な状態の流路回路に対する適正な設計は、特許文献に見られる。これらは、いわゆる「ヒョウタン型」（米国特許明細書５，９７５，４３１号参照）、「Ｔ−ジェット型」（米国特許明細書６，３５４，５１５号参照）及び各種の単一ジェット装置を含む各種の安定状態の噴霧を組み合わせたものを含む。同様に、これら安定状態の噴霧回路の１つは、本明細書に開示された流体素子回路の１つと組み合わせて使用することができる。

かかる組み合わせは、各種の組み合わせの個別の噴霧内で異なる液体の流量、ファン角度及び噴霧の整合状態を許容することが判明した。例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）には、２つのワッシャーハウジングが自動車のフードに取り付けられたとき、自動車のフロントガラスにて実現することができる噴霧の分配型式が示されており、これらハウジングの各々がその頂部面及び底部面に埋め込まれた異なる流体回路を有する流体素子挿入体を保持している。挿入体１８内の上側流体素子回路２８は、より小さい水平方向ファン角度噴霧φ_uを発する一方、下側流体回路３０は、より大きい水平方向ファン角度φ_lを発することが分かる。

これら噴霧は、ハウジングの平面内に配置された水平面の上方にてその向きを画成可能な中心線を有することも分かる。上側噴霧の中心線は、垂直方向噴霧角度γ_uを画成する一方、下側噴霧中心線は、垂直方向噴霧角度γ_lを画成し、これら噴霧の中心線の間の垂直方向内角度γ_u-lとして画成される。その中心線に加えて、かかる噴霧は、挿入体の前面からのその始点から更に遠くになるに伴い、垂直方向拡がり程度が噴霧にて見られることも特徴とすることができる。我々は、この垂直方向拡がりを噴霧の「厚さ」として定量化し且つ、その角度を噴霧θの拡がり角度として画成する。図５を参照。

これら噴霧がそのそれぞれの流体素子回路の出口から発するとき、これら噴霧の中心線が近接しているので、本発明の二重流体素子挿入体は、多数の工業的用途を有する、新規且つ効率的な流体の流れ現象を形成すべく従来、開発されていなかった機会を提供する。例えば、フロントガラス及びヘッドランプのワッシャーに対する適用例の場合、本発明の流体素子挿入体の作用を向上させ且つ、フロントガラスのクリーニング性能を向上させるであろう具体的な流体素子回路を特定すべく費用をかけた研究が行われていた。

本発明を使用した典型的な寸法の自動車のフロントガラス（すなわち、幅１，６００ｍｍ、高さ１，０００ｍｍ）を湿らせるため、２つの二重噴霧流体素子ノズルを使用し、各々をフロントガラスの中心線から２８０ｍｍの位置に及びフロントガラスの前方に１８０ｍｍの位置に取り付けることができる。ノズルの各々は、頂部及び底部流体回路（これは「きのこ」型であり、米国特許明細書６，２５３，７８２号参照）の流路が形成される噴霧にて２ないし３゜の垂直方向内角度を与え得るように互いに角度が付けられ、噴霧の各々が１ないし２゜の厚さを有するようにした流体素子挿入体を備えている。これらの角度は、このフロントガラスの高さの全体を十分に湿らせ得るように、垂直方向に拡がる十分な噴霧を与えることが分かる。

より大きい噴霧の広がりを要求する適用例の場合（例えば、ノズルがフロントガラスの近くに取り付けられ又はフロントガラスの高さがより高い場合）、４ないし６゜の拡がり角度すなわち垂直方向内角度を実現し得るようにこれら回路の床に「逆」テーパーを付けることが可能であることが判明した。かかる「逆」テーパーを付けた流体素子回路の開示については、米国特許明細書５，７４９，５２５号を参照するとよい。

かかるヘッドランプのワッシャーのような適用例の場合、典型的に噴霧の間の相互作用領域内で見られる通常の湿らせ程度よりも優れた効果と共に、遥かに大きい噴霧の拡がり角度（すなわち、１０ないし２０゜）が必要とされる。本発明の各種の実施の形態を使用する広範囲に亙る実験の結果、これら課題を満足させる多数の方法が判明した。これらのより関連する事項の幾つかについて以下に説明し且つ示す。

図６には、頂部及び底部の「きのこ」回路及び回路の各々に取り付けられる独創的な型式の「カバー板」を有する本発明の二重噴霧流体素子ノズルが示されている。一般に「フリップトップス（ｆｌｉｐｔｏｐｓ）」として知られた「カバー板」４８を使用することは、米国特許明細書５，８４５，８４５号に開示されている。当該適用例の場合、カバー板から発する噴霧の拡がりを向上させ得るように、これらカバー板の下流端にテーパーを付けることは有益であることが分かった。カバー板の各々に９゜のテーパーを付け且つ、その出口付近にて流体素子回路の床に同様の９゜のテーパーを付けるならば、約１８゜の噴霧内角度が実現可能であることが分かった。

図７には、回路の標準的な排出口の下流に配置された「第二の相互作用チャンバ及び島状部」を有する頂部及び底部「きのこ」型回路を備える本発明の別の二重噴霧流体素子ノズルが示されている。「第二の相互作用チャンバ及び島状部」５０を有する流体素子回路を使用することは、全体として米国特許明細書５，８６０，６０３号に開示されている。当該適用例の場合、隣接する回路からの流れに近接して配置されたとき、この型式の回路からの流れは、噴霧の間に顕著な相互作用を生じさせ、その結果、その拡がり率は著しく向上することが判明した。本発明にて使用されるこれら型式の流体素子回路にて５０゜以内の噴霧内角度が実現される。

図８（ａ）ないし図８（ｂ）には、これら回路の各々の排出口における外端縁の一部分にて切欠き又は通路５２が形成された頂部及び底部回路を有する本発明の更に別の二重噴霧流体素子ノズルが示されている。これら切欠きは、流れの相互作用を生じさせ、その結果、噴霧の拡がり率が増大することが判明した。本発明によるかかる流体素子回路にて１０ないし１５゜の噴霧内角度が実現された。

標的表面の湿り程度を改良する、より多岐に亙るより多数の手段を提供することに加えて、本発明は、従来の単一噴霧ノズルにては全く不可能である噴霧パターンを空間的に分配する手段も提供する。例えば、フロントガラス適用例に対する図９には、挿入体の頂部に「ヨー」流体素子回路を有し、挿入体の底部に従来の流体回路を有する、本発明を利用することにより実現される噴霧パターンが示されている。かかる「ヨー」流体素子回路を実現する方法の開示について米国特許明細書６，２４０，９４５号を参照するとよい。この適用例において、頂部噴霧は、その中心線がフロントガラスのドライバ側に向けて約５ないし１０゜だけ偏向（すなわち、「ヨー」）されていることが分かる。

また、かかる流体素子挿入体より実現することのできる噴霧パターンの型式は、上側流体素子回路２８及び下側流体素子回路３０の相互作用チャンバ３４の間に連結通路５４を提供し、これにより、これらチャンバ内の流れが相互作用することを許容することで更に拡大することが可能であることも判明した。図１０及び図１１を参照するとよい。この相互作用は、完全に位相内又は完全に位相外とすることのできる、振動型噴霧となるように同調させることができる、挿入体の頂部及び底部からの振動型の噴霧の分配状態を与えることが判明した。例えば、図１１（ｂ）に示した流体素子挿入体の試験の結果、その上側及び下側噴霧は完全に位相内である一方、図１１（ａ）に示した挿入体の噴霧は、完全に位相外であることが明らかになる。

従来技術の流体素子装置、特に、多数の流体素子回路を有する挿入体を備える装置における漏洩の問題は、これら装置に対し多数の本発明の変更形態を加えることにより、本発明にて著しく減少した。例えば、多数の実験の結果、流体素子挿入体及びハウジングを製造するとき、ポリカーボネート−ＰＢＴプラスチックを使用することは、流体素子挿入体の外面とハウジングのキャビティの接触面又は密封面２１との間により正確な合わさり面を形成することを可能にすることが判明した。このプラスチックを使用することで、望ましくない成形シンクを形成するという、部品の成形過程における傾向は、特に、ハウジングのキャビティの接触面にて著しく軽減されることが判明した。

更に、逆止弁及びハウジング１０の部分並びに該ハウジングを取り巻くようにエルボ１６を設計変更することにより、逆止弁１２の周り及びハウジングとエルボとの間の組立継手における漏洩が著しく軽減されることが判明した。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）には、その底面にのみ流体素子回路を有する流体素子挿入体を利用する自動車ハウジングに対するこの用途に適用可能な従来技術のサンプルが示されている。この従来の技術において、逆止弁は、ばねと、ピストンと、シールとから成ることが分かる。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）には、互いに接触してハウジング−エルボ継手を形成する、ハウジング及びエルボの接触又は密封或いは合わさり面が示されており、該ハウジング−エルボ継手は、この継手により部分的に形成される流体路内に着座する逆止弁を取り巻く。

この用途における本発明の改良の１つの好ましい実施の形態が図１４（ａ）及び図１４（ｂ）及び図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示されている。本発明の逆止弁１２は、ばね１２ｂを受け入れ得るようにピストン１２ａの頂部分にて形態設定されたキャビティ１２ａａ内にばねが着座するので、ばね−ピストン結合体を組み立てる作業は、遥かに簡単となることが分かる。このピストンの形態及び好ましい長さ対直径の比により、ばねは、組み立て及び溶接する間、詰まることなく、その内部に保持される。

図１３及び図１５を比較することにより、従来の技術にて示したものと比較して、本発明のハウジングの肉厚は、より厚くなり、接続すべき面はより平坦であり、一層良好な溶接を許容することが分かる。更に、本発明の頂部は平坦であり、図１２に示した従来技術のエルボよりも接触面積が大きい。このことは、溶接エネルギの伝達を良好にし且つ、これら部品を溶接する困難性を著しく軽減することになる。本発明の部品にてより大きい溶接強度を実現することができ、製造欠陥のためにスクラップ処理しなければならない部品の比率は著しく減少する。本発明の設計における更なる改良点は、図１２に示した従来の逆止弁における２つの流体路ではなくて、ピストンの周りに４つの流体路があり、その結果、弁の詰まりに伴う問題点が減少する点である。

本発明の使用及び作用の仕方の更なる説明は、上記の説明から明らかであろう。従って、使用及び作用の仕方に関して更に説明はしない。
上記の説明に関して、寸法、材料、形状、形態及び機能、作用の仕方、組み立て及び使用方法の変更を含む、本発明の部品に対する公的な寸法上の変更は、当該技術分野の当業者に容易に理解され且つ、明らかであると考えられ、図面に示し且つ、本明細書に記載したものに対する全ての等価的な関係を、本発明に包含することを意図するものであることが理解される。

上記の説明は、本発明の原理の単に一例にしか過ぎないものと見なす。更に、当該技術分野の当業者には、多数の形態変更及び変更が容易に案出されるであろうから、本発明を図示し且つ説明した構造及び作用にのみ限定することを望むものではなく、従って、特許請求の範囲に記載したように、本発明の範囲に属する全ての適宜な変更形態及び等価物を包含することを意図するものである。

本発明の１つの好ましい実施の形態を示す図である。 ２（ａ）は、「きのこ発振装置」型の２つの回路を有する本発明の流体素子挿入体に対する１つの好ましい実施の形態を示す図である。

２（ｂ）は、「きのこ発振装置」型の２つの回路を有する本発明の流体素子挿入体に対する１つの好ましい実施の形態を示す断面図である。
２（ｃ）は、「きのこ発振装置」型の２つの回路を有する本発明の流体素子挿入体に対する１つの好ましい実施の形態を示す別の図である。
ハウジングのキャビティ内に挿入し得るように整合された流体素子挿入体を示す図である。 ４（ａ）は、動力ノズルに対しより近い下流の箇所に配置され、また、整合スロットを含むことを許容し得るように挿入体の頂側部に十分な自由な表面積を有し且つ、成形機のエジェクタピンと接触する箇所を有する、その回路間流路を備える流体素子挿入体を示す頂面図である。

４（ｂ）は、動力ノズルに対しより近い下流の箇所に配置され、また、整合スロットを含むことを許容し得るように挿入体の頂側部に十分な自由な表面積を有し且つ、成形機のエジェクタピンと接触する箇所を有する、その回路間流路を備える流体素子挿入体を示す断面図である。

４（ｃ）は、動力ノズルに対しより近い下流の箇所に配置され、また、整合スロットを含むことを許容し得るように挿入体の頂側部に十分な自由な表面積を有し且つ、成形機のエジェクタピンと接触する箇所を有する、その回路間流路を備える流体素子挿入体を示す底面図である。
５（ａ）は、二重の流体素子回路挿入体を有する本発明の２つの好ましい実施の形態を使用して、自動車のフロントガラスにて実現可能な噴霧パターンの１つを示す図である。

５（ｂ）は、二重の流体素子回路挿入体を有する本発明の２つの好ましい実施の形態を使用して、自動車のフロントガラスにて実現可能な噴霧パターンの１つを示す別の図である。
頂部及び底部「きのこ」回路を有し且つ、回路の各々に取り付けられた「カバー板」を有する本発明の二重噴霧流体素子ノズルを示す図である。 回路の標準的排出口の下流に配置された「第二の相互作用チャンバ及び島状部」を有する頂部及び底部の「このこ」型回路を有する本発明の二重噴霧流体素子ノズルを示す図である。 ８（ａ）は、頂部及び底部回路の各々における排出口の外端縁の一部分に切欠き又は通路が切り込まれた、これら回路を有する本発明の二重噴霧流体素子ノズルを示す図である。

８（ｂ）は、８（ａ）は、頂部及び底部回路の各々における排出口の外端縁の一部分に切欠き又は通路が切り込まれた、これら回路を有する本発明の二重噴霧流体素子ノズルを示す別の図である。
フロントガラスに対する適用例及び挿入体の頂部にて「ヨー」流体素子回路及び挿入体の頂部にて従来の流体素子回路を利用することにより実現される噴霧パターンに対する本発明の二重噴霧流体素子ノズルを示す図である。 １０（ａ）は、その上側及び下側流体素子回路の相互作用チャンバの間に連結通路を有する本発明の流体素子挿入体に対する１つの好ましい実施の形態を示す頂面図である。

１０（ｂ）は、１０（ａ）は、その上側及び下側流体素子回路の相互作用チャンバの間に連結通路を有する本発明の流体素子挿入体に対する１つの好ましい実施の形態を示す断面図である。

１０（ｃ）は、１０（ａ）は、その上側及び下側流体素子回路の相互作用チャンバの間に連結通路を有する、本発明の流体素子挿入体に対する１つの好ましい実施の形態を示す底面図である。
１１（ａ）は、その上側及び下側流体素子回路の相互作用チャンバの間に連結通路を有する、本発明の流体素子挿入体に対する好ましい実施の形態を示す図である。

１１（ｂ）は、１１（ａ）は、その上側及び下側流体素子回路の相互作用チャンバの間に連結通路を有する、本発明の流体素子挿入体に対する好ましい実施の形態を示す別の図である。
１２（ａ）は、本発明と共に使用すべく検討されるであろう型式の逆止弁に適用可能な従来技術を示す図である。

１２（ｂ）は、１２（ａ）は、本発明と共に使用すべく検討されるであろう型式の逆止弁に適用可能な従来技術を示す別の図である。
１３（ａ）は、ハウジング−エルボ継手により部分的に形成される流体流路内に位置する逆止弁を取り巻く該継手を形成し得るよう互いに接触するハウジング及びエルボの合わさる面に適用可能な従来の技術を示す図である。

１３（ｂ）は、ハウジング−エルボ継手により部分的に形成される流体流路内に位置する逆止弁を取り巻く該継手を形成し得るよう互いに接触するハウジング及びエルボの合わさる面に適用可能な従来の技術を示す別の図である。
１４（ａ）は、本発明と共に使用される逆止弁の１つの好ましい実施の形態の図である。

１４（ｂ）は、本発明と共に使用される逆止弁の１つの好ましい実施の形態の別の図である。
１５（ａ）は、本発明と共に使用するに適したハウジング及びエルボの合わさる面の１つの好ましい実施の形態を示す図である。

１５（ｂ）は、本発明と共に使用するに適したハウジング及びエルボの合わさる面の１つの好ましい実施の形態を示す別の図である。

Claims (24)

1. 流体入口管１４から圧力流体を受け取る流体素子挿入体１８であって、該挿入体から出る流体の特定の空間的分配状態を生じさせる前記流体素子挿入体において、
   頂部外面２４、底部外面２６、前側及び後側外面を有する部材２２と、
   前記頂部外面２４内に少なくとも部分的に配置された頂部流体素子回路２８と、
   前記底部外面内に少なくとも部分的に配置された底部流体素子回路３０と、を備え、
   前記流体素子回路の各々が、少なくとも１つの動力ノズル３２と、該ノズルの下流側の相互作用チャンバ３４と、該相互作用チャンバ３４から下流の出口３６と、を有し、該出口からの排出口が前記部材の前面内に位置し、
   前記底部回路３０が、前記動力ノズルの上流に配置され且つ、前記挿入体１８に流体を供給する流体入口管１４と合わさり得るようにされたその表面積の一部分を有し、
   底部流体素子回路３０から頂部流体素子回路２８まで流体が流れるのを許容する回路間流路４２を備え、該流路４２の底端部が、前記入口管１４が前記底部回路３０と合わさる前記箇所の下流で且つ、前記底部回路の動力ノズルの上流に該底端部があり、前記流路４２の頂端部が、前記頂部回路動力ノズルの上流に配置されるようにした、流体素子挿入体。
2. 請求項１に記載の流体素子挿入体１８において、
   前記回路の相互作用チャンバを接続する連結通路５４を更に備える、流体素子挿入体。
3. 請求項１に記載の流体素子挿入体１８において、
   該挿入体の頂部面に配置された整合手段を更に備える、流体素子挿入体。
4. 請求項３に記載の流体素子挿入体１８において、
   前記回路間流路５４の底端部と前記入口管１４が前記底部回路３０と合わさる前記箇所との間の距離が、前記整合手段の位置を前記頂部外面２４にて受け入れ得るようにされる、流体素子挿入体。
5. 請求項１に記載の流体素子挿入体１８において、
   該挿入体１８がプラスチックにて成形され、
   前記回路間流路５４の底端部と前記入口管１４が前記底部回路３０と合わさる前記箇所との間の前記距離が、前記挿入体１８を成形するときに使用されるエジェクタピンとの接触箇所４６の位置を受け入れ得るようにされる、流体素子挿入体。
6. 請求項４に記載の流体素子挿入体１８において、
   該挿入体１８がプラスチックにて成形され、
   前記回路間流路５４の底端部と前記入口管１４が前記底部回路３０と合わさる前記箇所との間の前記距離が、前記挿入体１８を成形するときに使用されるエジェクタピンとの接触箇所４６の位置を更に受け入れ得るようにされる、流体素子挿入体。
7. 請求項１に記載の流体素子挿入体において、
   前記底部流体回路３０が、前記入口管１４が前記底部回路３０と合わさる前記箇所と前記底部回路の動力ノズルとの間に配置されたフィルタ手段を有する、流体素子挿入体。
8. 請求項５に記載の流体素子挿入体１８において、
   前記挿入体を成形するプラスチックがポリカーボネート−ＰＢＴである、流体素子挿入体。
9. 流体入口管１４から圧力流体を受け取る流体素子装置であって、該装置から出る流体の特定の空間的分配状態を生じさせる前記流体素子装置において、
   流体素子挿入体１８と、
   該流体素子挿入体１８を受け入れ得る形態とされたキャビティ２０を有するハウジング１０であって、該キャビティが、該合わさった面からの流体の漏洩を防止し得るように前記挿入体の外面の一部分と合わさり得るようにされた面を有し、前記管の下端の入口から前記キャビティ内に前記流体が流れるのを許容するハウジング管１４を有する前記ハウジング１０とを備え、
   前記挿入体１８が、
   頂部外面２４、底部外面２６、前側及び後側外面を有する部材２２と、
   前記頂部外面２４内に少なくとも部分的に配置された頂部流体素子回路２８と、
   前記底部外面内に少なくとも部分的に配置された底部流体素子回路３０と、を備え、
   前記流体回路の各々が、少なくとも１つの動力ノズル３２と、該ノズルの下流側の相互作用チャンバ３４と、該相互作用チャンバ３４から下流の出口３６と、を有し、該出口からの排出口が前記部材の前面内に位置し、
   前記底部回路３０が、前記動力ノズルの上流に配置され且つ、前記挿入体１８に流体を供給する前記ハウジング管１４の頂端部と合わさり得るようにされたその表面積の一部分を有し、
   底部流体素子回路３０から頂部流体回路２８まで流体が流れるのを許容する回路間流路４２を備え、該流路４２の底端部が、前記ハウジング管１４の頂端部が前記底部回路３０と合わさる前記箇所の下流で前記底部回路の動力ノズルの上流に該底端部があり、前記流路４２の頂端部が前記頂部回路動力ノズルの上流に配置されるようにした、流体素子装置。
10. 請求項９に記載の流体素子装置において、
    前記ハウジング管１４内に配置された逆止弁１２を更に備える、流体素子装置。
11. 請求項１１に記載の流体素子装置において、
    前記ハウジング管１４の下端に接続するエルボ１６を更に備える、流体素子装置。
12. 請求項９に記載の流体素子装置において、
    前記回路の相互作用チャンバを接続する連結通路５４を更に備える、流体素子装置。
13. 請求項９に記載の流体素子装置において、
    前記挿入体１８の頂部外面２４に配置された整合手段を更に備える、流体素子装置。
14. 請求項１２に記載の流体素子挿入体において、
    前記回路間流路５４の底端部と前記入口管１４が前記底部回路３０と合わさる前記箇所との間の距離が、前記整合手段の位置を前記頂部外面２４にて受け入れ得るようにされる、流体素子装置。
15. 請求項９に記載の流体素子装置において、
    該挿入体１８がプラスチックにて成形され、
    前記回路間流路５４の底端部と前記入口管１４が前記底部回路３０と合わさる前記箇所との間の前記距離が、前記挿入体１８を成形するときに使用されるエジェクタピンとの接触箇所４６の位置を受け入れ得るようにされる、流体素子装置。
16. 請求項１４に記載の流体素子装置において、
    該挿入体１８がプラスチックにて成形され、
    前記回路間流路５４の底端部と前記入口管１４が前記底部回路３０と合わさる前記箇所との間の前記距離が、前記挿入体１８を成形するときに使用されるエジェクタピンとの接触箇所４６の位置を更に受け入れ得るようにされる、流体素子装置。
17. 請求項９に記載の流体素子装置において、
    前記底部流体回路３０は、前記入口管１４が前記底部回路３０と合わさる前記箇所と前記底部回路の動力ノズルとの間に配置されたフィルタ手段を有する、流体素子装置。
18. 請求項１５に記載の流体素子装置において、
    前記挿入体１８を成形するプラスチックがポリカーボネート−ＰＢＴプラスチックである、流体素子装置。
19. 流体入口管から圧力流体を受け取る流れ挿入体であって、該挿入体から出る流体の特定の空間的分配状態を生じさせる前記流れ挿入体において、
    頂部外面、底部外面、前側及び後側外面を有する本体部材と、
    該部材内に配置された第一の流れ回路と、
    前記部材内に配置された第二の流れ回路とを備え、
    前記流れ回路の各々が、ノズル及び該ノズルから下流の出口を有し、該出口からの排出口が前記部材の前側面内に位置し、
    前記第二の回路が、前記ノズルの上流に配置され且つ、前記挿入体に流体を供給する流体入口管と合わさることができるようにされた入口部分を有し、
    第二の流れ回路から第一の流れ回路２８まで流体が流れるのを許容する回路間流路４２を備え、該流路４２の底端部が、前記入口管１４が前記第二の流れ回路３０と合わさる前記箇所の下流で且つ、前記第二の流れ回路の動力ノズルの上流に該底端部があり、前記流路４２の頂端部が前記第一の回路のノズルの上流に配置されるようにした、流れ挿入体。
20. 請求項１９に記載の流れ挿入体において、
    前記流れ回路が、安定状態の流れ回路及び流体素子回路から成る群から選ばれる、流れ挿入体。
21. 請求項１９に記載の流れ挿入体において、
    前記第一の流れ回路が、前記部材の頂部面内に少なくとも部分的に配置され、前記第二の流れ回路が、前記部材の底面内に少なくとも部分的に配置される、流れ挿入体。
22. 請求項１９に記載の流れ挿入体において、
    前記挿入体の頂部面に配置された整合手段を更に備える、流れ挿入体。
23. 第一の入口管１４から圧力流体を受け取り且つ、前記挿入体から出る流体の１つの噴霧を生じさせる流体素子挿入体１８を製造する方法において、
    頂部外面２４、底部外面２６、前側及び後側外面を有する部材２２を成形するステップと、
    前記頂部外面２４内に少なくとも部分的に配置された頂部流体素子回路２８を成形するステップと、
    前記底部外面内に少なくとも部分的に配置された底部流体素子回路３０を成形するステップと、を備え、
    前記流体素子回路の各々が、少なくとも１つの動力ノズル３２と、該ノズルの下流側の相互作用チャンバ３４と、該相互作用チャンバ３４から下流の出口３６と、を有し、該出口からの排出口が前記部材の前面内に位置し、
    前記底部回路３０が、前記動力ノズルの上流に配置され且つ、前記挿入体１８に流体を供給する流体入口管１４と合わさり得るようにされたその表面積の一部分を有し、
    底部流体素子回路３０から頂部流体素子回路２８まで流体が流れるのを許容する回路間流路４２を成形するステップを備え、該流路４２の底端部が、前記入口管１４が前記底部回路３０と合わさる前記箇所の下流で前記底部回路の動力ノズルの上流に該底端部があり、前記流路４２の頂端部が、前記頂部回路動力ノズルの上流に配置されるようにした、流体素子挿入体１８を製造する方法。
24. 請求項２３に記載の流体素子挿入体を製造する方法において、
    前記回路の相互作用チャンバを接続する連結通路５４を成形するステップを更に備える、方法。

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