JP2013244874A - Valve and washer device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウォッシャ液を噴射ノズルに供給する経路に設けられるバルブ及びウォッシャ装置に関する。 The present invention relates to a valve and a washer device provided in a path for supplying washer liquid to an injection nozzle.
従来、車両のウィンドシールド(洗浄対象物)にウォッシャ液を噴射して、ウィンドシールドを洗浄するウォッシャ装置が設けられており、そのウォッシャ装置の一例が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載されたウォッシャ装置は、ウォッシャタンク及びウォッシャポンプを備えており、ウォッシャ装置は車両のエンジンルーム内に設けられている。また、ウォッシャ装置は、ウィンドシールドを洗浄するべく操作スイッチがオン操作されると、ウォッシャポンプが駆動されて、ウォッシャタンク内のウォッシャ液がウォッシャポンプ内に吸い込まれるようになっている。ウォッシャ装置は、ウォッシャポンプから吐出されたウォッシャ液を、フロントウォッシャノズルに供給する第1吐出管と、リヤウォッシャノズルに供給する第2吐出管とを有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a washer device for cleaning a windshield by injecting washer fluid onto a windshield (object to be cleaned) of a vehicle has been provided. An example of the washer device is described in
さらに、ウォッシャ装置は、ウォッシャポンプから吐出されたウォッシャ液を、第1吐出管と第2吐出管とに切り替えて供給する切替バルブ(バルブ)を有している。切替バルブは、第1吐出管に設けられた第1弁座と、第2吐出管に設けられた第2弁座と、圧力差により弾性変形して第1弁座または第2弁座に接触するバルブ本体(弁体)とを有している。バルブ本体は、ゴムなどの弾性材料により構成されている。ウォッシャ装置は、フロントウィンドシールドまたはリヤウィンドシールドを洗浄するように、ウォッシャスイッチの操作が行われると、切替バルブのバルブ本体が弾性変形して第1弁座または第2弁座に接触して、ウォッシャポンプから第1吐出管に至る第1ポート、またはウォッシャポンプから第2吐出管に至る第2ポートのうち、いずれか一方のポートが開かれ、他方のポートが閉じられる。そして、ポンプから吐出されたウォッシャ液は、開かれているポートを経由して、フロントウィンドシールドまたはリヤウィンドシールドに噴射される。 Furthermore, the washer device has a switching valve (valve) that supplies the washer liquid discharged from the washer pump by switching to the first discharge pipe and the second discharge pipe. The switching valve contacts the first valve seat or the second valve seat by being elastically deformed by a pressure difference between the first valve seat provided in the first discharge pipe and the second valve seat provided in the second discharge pipe. And a valve main body (valve body). The valve body is made of an elastic material such as rubber. When the washer switch is operated so as to clean the front windshield or the rear windshield, the washer device is elastically deformed to contact the first valve seat or the second valve seat, Either the first port from the washer pump to the first discharge pipe or the second port from the washer pump to the second discharge pipe is opened, and the other port is closed. Then, the washer liquid discharged from the pump is sprayed to the front windshield or the rear windshield via the opened port.
一方、特許文献2、3には、バルブのバルブ本体等に用いられる弾性材料の一例が記載されている。特許文献2、3に記載された弾性材料は、ゴムやエラストマーであり、その弾性材料の表面にフッ素を含有するコーティング層が被覆されている。特許文献2、3に記載された弾性材料によれば、機械的強度、耐摩耗性等が優れているとされている。
On the other hand,
しかしながら、特許文献1に記載された弁体の機械的強度を高めるために、弾性材料の表面に、特許文献2、3に記載されたフッ素コーティング層を形成すると、経年劣化によりフッ素コーティング層の特性が変化し、ポートのシール性が低下する可能性があった。
However, when the fluorine coating layer described in
本発明の目的は、ポートが閉じられているときのシール性が低下することを抑制できるバルブ及びウォッシャ装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the valve | bulb and washer apparatus which can suppress that the sealing performance when a port is closed falls.
本発明は、噴射ノズルに供給されるウォッシャ液が通るポートを開閉する弁体を有するバルブであって、前記弁体は、シリコーン系の材料で形成されていることを特徴とする。 The present invention is a valve having a valve body that opens and closes a port through which a washer liquid supplied to an injection nozzle passes. The valve body is formed of a silicone-based material.
本発明は、前記弁体との間に前記ポートを形成する弁座と、前記ウォッシャ液が通る方向で前記ポートよりも上流に配置された第1流路と、前記ウォッシャ液が通る方向で前記ポートよりも下流に配置された第2流路と、前記弁体に押圧力を加えて前記弁体を前記弁座に押し付けて前記ポートを閉じる弾性部材とを有し、前記ポートは、前記第1流路における前記ウォッシャ液の圧力で前記弁体が前記弾性部材の押圧力に抗して動作すると開く構成であることを特徴とする。 The present invention provides a valve seat that forms the port between the valve body, a first flow path disposed upstream of the port in a direction in which the washer fluid passes, and the direction in which the washer fluid passes. A second flow path disposed downstream of the port, and an elastic member that applies a pressing force to the valve body to press the valve body against the valve seat and close the port, The valve element is configured to open when the valve element operates against the pressing force of the elastic member by the pressure of the washer liquid in one flow path.
本発明は、前記第2流路は前記第1流路の中心線を中心とする半径方向で前記第1流路よりも外側に配置されており、前記弁体は、前記第1流路の中心線に沿った方向に動作可能に設けられていることを特徴とする。 In the present invention, the second flow path is arranged outside the first flow path in a radial direction centering on a center line of the first flow path, and the valve body is formed of the first flow path. It is provided to be operable in a direction along the center line.
本発明は、ウォッシャポンプから吐出されたウォッシャ液を、バルブを経由させて噴射ノズルに供給し、前記噴射ノズルから前記ウォッシャ液を噴射させて洗浄対象物を洗浄するウォッシャ装置であって、前記バルブは上記に記載された構成を有することを特徴とする。 The present invention is a washer device for supplying a washer liquid discharged from a washer pump to an injection nozzle via a valve, and for cleaning an object to be cleaned by injecting the washer liquid from the injection nozzle. Has the structure described above.
本発明は、前記バルブは上記に記載された構成を有しており、前記ウォッシャポンプは前記第1流路と接続され、前記噴射ノズルは前記第2流路と接続されていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the valve has the configuration described above, the washer pump is connected to the first flow path, and the injection nozzle is connected to the second flow path. To do.
本発明(請求項1)によれば、弁体がシリコーン系の材料で形成されているため、経年変化により弁体の表面の形状が変化することを抑制できる。したがって、弁体の特性が変化することを抑制でき、ポートが閉じられているときのシール性を確保できる。 According to the present invention (Claim 1), since the valve body is formed of a silicone material, it is possible to suppress a change in the shape of the surface of the valve body due to secular change. Therefore, it can suppress that the characteristic of a valve element changes, and can secure the sealing nature when a port is closed.
本発明(請求項2)によれば、弾性部材の押圧力が弁体に加えられて弁座に押し付けられ、ポートが閉じられる一方、第1流路におけるウォッシャ液の圧力で弁体が動作すると、ポートが開いて、第1流路のウォッシャ液がポートを経由して第2流路へ流れ込む。したがって、弁体と弁座との接触状態を良好に維持でき、ポートが閉じられているときのシール性を確保できる。 According to the present invention (Claim 2), when the pressing force of the elastic member is applied to the valve body and pressed against the valve seat to close the port, the valve body operates with the pressure of the washer fluid in the first flow path. The port is opened, and the washer liquid in the first flow path flows into the second flow path through the port. Therefore, the contact state between the valve body and the valve seat can be maintained satisfactorily, and the sealing performance when the port is closed can be secured.
本発明(請求項3)によれば、第1流路のウォッシャ液が、中心線を中心とする半径方向で外側に向けて流れて第2流路に至るときに、弁体が半径方向で外側に向けて撓み、第2流路は半径方向の幅が狭くなる可能性があるが、弁体を構成するシリコーン系の材料の撥水性により、ウォッシャ液の流れが阻害されることを抑制できる。 According to the present invention (Claim 3), when the washer liquid in the first flow path flows outward in the radial direction centered on the center line and reaches the second flow path, the valve body is in the radial direction. Although it may bend outward and the second flow path may have a narrow radial width, it is possible to suppress the flow of the washer liquid from being hindered by the water repellency of the silicone-based material constituting the valve body. .
本発明(請求項4)によれば、ウォッシャ液を噴射ノズルから噴射して洗浄対象物を洗浄できる。また、バルブの弁体がシリコーン系の材料で形成されているため、弁体の表面の形状変化を抑制できる。したがって、弁体の特性が変化することを抑制でき、ポートが閉じられているときのシール性を確保できる。 According to the present invention (Claim 4), the object to be cleaned can be cleaned by spraying the washer liquid from the spray nozzle. In addition, since the valve body of the valve is formed of a silicone-based material, the shape change of the surface of the valve body can be suppressed. Therefore, it can suppress that the characteristic of a valve element changes, and can secure the sealing nature when a port is closed.
本発明(請求項5)によれば、第1流路のウォッシャ液が、中心線を中心とする半径方向で外側に向けて流れて第2流路に至るときに、弁体が半径方向で外側に向けて撓み、第2流路は半径方向の幅が狭くなる可能性があるが、弁体を構成するシリコーン系の材料の撥水性により、ウォッシャ液の流れが阻害されることを抑制できる。したがって、ウォッシャ液の噴射性能が低下することを抑制できる。 According to the present invention (Claim 5), when the washer liquid in the first flow path flows outward in the radial direction centering on the center line and reaches the second flow path, the valve body is in the radial direction. Although it may bend outward and the second flow path may have a narrow radial width, it is possible to suppress the flow of the washer liquid from being hindered by the water repellency of the silicone-based material constituting the valve body. . Therefore, it is possible to suppress a decrease in the washer liquid ejection performance.
本発明のバルブ及びウォッシャ装置の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。図1に示されたウォッシャ装置10は、車両11のフロントウィンド12に向けてウォッシャ液を噴射して、フロントウィンド12を清浄する装置である。ウォッシャ装置10は、図2のように、操作者により操作されるウォッシャスイッチ13を有する。ウォッシャスイッチ13は、車両11の室内に設けられており、ウォッシャスイッチ13は、レバー、押しボタン等のうち、何れの構造であってもよい。ウォッシャスイッチ13の操作信号は電子制御装置36に入力される。電子制御装置36は、入力信号を処理し、予め記憶されているプログラムに基づいて制御信号を出力するコントローラである。ウォッシャ装置10は、ウォッシャポンプ14を有しており、ウォッシャポンプ14はエンジンルーム15内に設けられている。エンジンルーム15の上側はボンネット16により覆われている。
Embodiments of the valve and washer device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The
また、エンジンルーム15内には、ウォッシャ液を貯留したウォッシャタンク17が設けられている。ウォッシャ液は、水を主成分とし、常温で液体となる界面活性剤を含有している。ウォッシャポンプ14は、吸入口14a及び吐出口14bを有する。吸入口14aはウォッシャタンク17に接続されており、吐出口14bにはホース18が接続されている。ホース18は、ウォッシャ液が流通する配管部材であり、本実施形態のホース18は、可撓性を有する軟質樹脂等により構成されている。
Further, in the
また、エンジンルーム15には、ウォッシャポンプ14を駆動する電動モータ19が設けられている。電動モータ19は、電子制御装置36の制御信号により駆動及び停止が制御される。ウォッシャ装置10は、ウォッシャポンプ14から吐出されたウォッシャ液をフロントウィンド12に向けて噴射する噴射ノズル20を有している。噴射ノズル20はボンネット16に取り付けられており、噴射ノズル20の噴射口はフロントウィンド12に向けられている。図1の例では、噴射ノズル20はボンネット16に2個取り付けられている。
The
さらに、ウォッシャ装置10はバルブ21を有している。このバルブ21は、ウォッシャポンプ14から吐出されたウォッシャ液を、噴射ノズル20に供給する経路に設けられている。本実施形態においては、バルブ21はボンネット16の裏側に設けられている。バルブ21は、図3のようにジョイント22及びケース23を有している。ジョイント22は、金属材料または樹脂材料により、一体成形されている。ジョイント22は、環状のボス部22dと、ボス部22dに連続して設けられた挿入部22eとを有している。ボス部22d及び挿入部22eに亘って直線状の流路22aを有する。流路22aは中心線Xに沿って配置されている。ホース18はパイプ形状に構成されており、ホース18は流路18aを有する。
Further, the
そして、ホース18内に挿入部22eが嵌め込まれて、流路18aと流路22aとが接続されている。ボス部22dにおける挿入部22eとは反対側の箇所には、中心線Xに沿った方向に突出された弁座22bが形成されている。弁座22bは、中心線Xを取り囲むように環状に構成されている。すなわち、弁座22bは、流路22aであってホース18とは反対側の開口部であるポート22cを形成している。中心線Xは、流路22aの中心である。ウォッシャ液の流れる方向で、ポート22cの上流に流路22aが配置されている。
And the
一方、ケース23は、金属材料または樹脂材料により一体成形されている。ケース23は、筒形状の本体部23aと、本体部23aと同軸の嵌込部23bとを有している。本体部23a及び嵌込部23bは筒形状を有しており、嵌込部23bには流路23cが形成されている。嵌込部23bは噴射ノズル20に固定されており、噴射ノズル20の流路20aと流路23cとが接続されている。本体部23aにおける嵌込部23bとは反対側の端部に、ボス部22dが固定されている。また、本体部23aの内部には収容室23dが設けられており、収容室23dは流路23cとつながっている。収容室23dには、ポート22cを開閉するための弁体24が設けられている。ウォッシャ液の流れ方向でポート22cの下流に流路23cが配置されている。弁体24は円板形状の受圧部24aと、受圧部24aの外周端に連続して形成された円筒部24bと、円筒部24bにおける受圧部24aとは反対側の端部に連続して形成された爪部24cとを有する。このように、弁体24は、中心線Xを含む平面内における断面形状がコ字形となっている。また、弁体24は、シリコーン系の材料により一体成形されている。シリコーン系の材料には、シリコーンゴム、より詳しくは液状シリコーンゴムが含まれる。
On the other hand, the
本実施形態の弁体24を構成するシリコーン系の材料は、無機と有機の両方の特性を併せ持つ高機能素材である。シリコーン系の材料は、無機質のシロキサン結合(−Si−O−Si−)が主鎖で、側鎖に有機基がつながった構造を有している。シロキサン結合は、ガラスや石英等の無機物と同じ構造で、有機ポリマーの主鎖であるC−C結合や、C−O結合よりも結合エネルギが大きい。このため、シロキサン結合は、高温、例えば200℃になってもその結合が壊れることがなく、化学的に安定しており、シリコーン系の材料は、耐熱性に優れ、耐侯性に優れている。シリコーン系材料のうち、特に、ジメチルシリコーンの分子構造は、Si−O結合が6個で1回転する螺旋構造となっており、柔軟性に富む。さらに、シロキサン結合からなる直鎖状のシリコンポリマーの表面は、水になじみにくいメチル基(有機質)で覆われており、表面エネルギが低い。この構造に由来して、シリコーン系の材料は、撥水性に優れ、温度依存性が小さい等の特性を有する。
The silicone material constituting the
一方、前記受圧部24aの外径は弁座22bの外径よりも大きい。また、爪部24cは、円筒部24bから内側に向けて延ばされている。円筒部24b及び受圧部24aの外径は、収容室23dの内径未満に設定されており、弁体24は収容室23d内で中心線Xに沿った方向に移動可能である。
On the other hand, the outer diameter of the
収容室23dには弁体24を支持するガイド25が設けられている。ガイド25は、金属材料または樹脂材料により一体成形されている。ガイド25は筒形状の本体部25aを有している。また、本体部25aの外周面には環状の保持溝25bが形成されている。さらに、弁体24の円筒部24bが本体部25aの外周に取り付けられ、爪部24cが保持溝25bに挿入されている。そして、爪部24cと本体部25aとの係合力により、弁体24がガイド25から外れないようになっている。
A
さらに、本体部25aの外周面には、環状の外向きフランジ25cが形成されている。また、外向きフランジ25cの外周端には、中心線Xに沿った方向に延ばされた円筒部25dが連続して形成されている。円筒部25dは、中心線Xに沿った方向で、弁体24から離れる向きで延ばされている。円筒部25dの外径は収容室23dの内径未満であり、ガイド25は中心線Xに沿った方向に収容室23d内で動作可能である。そして、円筒部24bの外周面と収容室23dの内面との間、円筒部25dの外周面と収容室23dの内面との間に、環状の流路26が形成されている。すなわち、流路22a及び流路26は、中心線Xを中心として同軸に配置されている。具体的には、流路26は、中心線Xを中心とする半径方向で、流路22aよりも外側に位置している。この流路26の一端はポート22cに接続され、流路26の他端は嵌込部23bの流路23cに接続されている。
Further, an annular
さらに、収容室23dにはスプリング27が設けられている。スプリング27は、弁体24を弁座22bに押し付ける力を加える弾性部材である。スプリング27は、金属製の圧縮コイルスプリングである。本体部23aにおける流路23cと収容室23dとの境界部分には、環状の端面23eが形成されている。端面23eは中心線Xに対して垂直である。そして、スプリング27の伸縮方向の一端は端面23eに接触され、スプリング27の伸縮方向の他端は外向きフランジ25cに接触されている。即ち、スプリング27は、端面23e及び外向きフランジ25cに挟まれて圧縮荷重を受けている。このため、スプリング27の押圧力は、ガイド25を経由して弁体24に伝達されており、弁体24の受圧部24aは、弁座22bに押し付けられる。
Further, a
つぎに、バルブ21に接続される噴射ノズル20の構成例を、図4に基づいて説明する。噴射ノズル20は、筒形状のボディ28と、ボディ28に連続して設けられたノズルホルダ29と、ノズルホルダ29に取り付けられたノズルチップ30とを有している。噴射ノズル20を構成する各要素は、いずれも樹脂材料により構成されている。ボディ28は、バルブ21のケースが固定される取り付け孔(図示せず)を有している。また、ボディ28及びノズルホルダ29に亘って、前述の流路20aが設けられている。ノズルチップ30には流路30aが設けられており、流路20aは流路30aと接続されている。また、ノズルチップ30には噴射口30bが設けられている。
Next, a configuration example of the
さらに、ボディ28の外周面には、係止爪28bが設けられている。係止爪28bは、ボディ28の外表面に近づく向きで弾性変形可能である。そして、ボディ28がボンネット16の取り付け孔16aに挿入されており、係止爪28bが弾性変形して取り付け孔16aの内周面に押し付けられている。係止爪28bと、ボンネット16との摩擦力で、噴射ノズル20がボンネット16に固定されている。噴射ノズル20がボンネット16に固定された状態で、ノズルホルダ29はボンネット16の上面に接触している。
Further, a locking
さらに、車両11はワイパ装置31を有する。ワイパ装置31は、フロントウィンド12を払拭するワイパブレード32と、ワイパブレード32を支持し、かつ、ピボット軸を中心として揺動するワイパアーム33と、ワイパアーム33を揺動させる動力を発生するワイパモータ34とを有する。図1の例では、ワイパブレード32が2本設けられており、2本のワイパブレード32を別々のワイパアーム33により動作させる構造となっている。さらに、ワイパスイッチ35の操作信号が電子制御装置36に入力されると、電子制御装置36からは、ワイパモータ34を駆動及び停止する制御信号が出力される。また、ワイパモータ34は、ワイパスイッチ35が操作されていなくても、ウォッシャスイッチ13の操作信号が電子制御装置36に入力されると、一時的に駆動して停止される。
Further, the
つぎに、ウォッシャ装置10の制御、動作、作用を説明する。ウォッシャスイッチ13が操作されていないときには、電動モータ19は停止している。また、ウォッシャポンプ14からウォッシャ液は吐出されず、流路22aから受圧部24aに加わる液圧は低い。このため、弁体24は、スプリング27の押圧力で弁座22bに押し付けられてシール面を形成している。すなわち、バルブ21のポート22cは閉じられている。したがって、ウォッシャ液は噴射ノズル20から噴射されない。
Next, the control, operation, and action of the
これに対して、ウォッシャスイッチ13が操作されて、ウォッシャポンプ14が駆動されると、ウォッシャタンク17のウォッシャ液がウォッシャポンプ14により吸い込まれ、ウォッシャポンプ14からウォッシャ液が吐出される。ウォッシャポンプ14からウォッシャ液が吐出されると、流路22aの液圧が上昇する。流路22aの液圧により弁体24に加わる押圧力が、スプリング27により弁体24に加わる押圧力以下であるときは、弁体24は停止しており、ポート22cは閉じられている。流路22aの液圧がさらに上昇して、流路22aの液圧により弁体24に加わる押圧力が、スプリング27により弁体24に加わる押圧力を越えると、弁体24はスプリング27の押圧力に抗して、図3において左側に向けて動作する。すると、弁体24が弁座22bから離れて、ポート22cが開く。その結果、ウォッシャポンプ14からホース18の流路18aに吐出されたウォッシャ液は、ジョイント22の流路22a、ケース23の流路26,23cを経由して、噴射ノズル20の流路20aに至る。ついで、ウォッシャ液は、噴射ノズル20の噴射口30bからフロントウィンド12に向けて噴射される。図1においては、2個の噴射ノズル20から、二点鎖線で表す噴射領域Dにウォッシャ液が噴射される。
On the other hand, when the
また、ウォッシャスイッチ13が操作されるとともに、ウォッシャ液がフロントウィンド12に向けて噴射されたと同時、または噴射された後にワイパモータ34が駆動され、ワイパアーム33が一時的に揺動して、ワイパブレード32によりフロントウィンド12が払拭される。図1においては、ワイパブレード32により二点鎖線で示す払拭領域Eが払拭される。払拭領域Eと噴射領域Dとは一部が重なっている。なお、ウォッシャスイッチ13の操作が解除されて、電動モータ19が停止すると、ウォッシャポンプ14も停止する。すると、流路22aの液圧が低下して、流路22aの液圧により弁体24に加わる押圧力が、スプリング27から弁体24に加わる押圧力未満になると、弁体24は図3で右方向に移動し、受圧部24aが弁座22bに接触して停止する。すなわち、ポート22cは弁体24により閉じられ、ウォッシャ液は噴射ノズル20から噴射されなくなる。
Further, the
つぎに、本実施形態の効果を説明する。なお、適宜上、本実施形態の弁体24と、比較例の弁体とを比較することがある。比較例の弁体とは、ゴム等の弾性部材の表面にフッ素コーティング層等の表面処理を施したものである。
Next, the effect of this embodiment will be described. As appropriate, the
本実施形態の弁体24はシリコーン系の材料で一体成形されており、前述した特性を有する。このため、ウォッシャ液に弁体24が接触していること、弁体24と弁座22bとの接触及び離間が繰り返されること、エンジンルームの熱が弁体24に伝達されること等の条件のうち、少なくとも1つの条件を原因として、経年変化により弁体24の表面が劣化することを抑制できる。本実施形態の弁体24は、エンジンの熱がこもるエンジンルーム内という苛酷な環境で使用される。そして、本実施形態の弁体24はシリコーン系の材料により一体成形されており、弾性部材の表面にコーティング層等の表面処理を施したものではないため、表面処理の剥がれ等による表面形状の変化、特性の変化等が発生することがない。したがって、弁体24の持つ特性の低下を抑制でき、バルブ21の信頼性が向上する。
The
具体的に説明すると、弁体24と弁座22bとが接触して形成されるシール面の接触面圧が低下することを抑制でき、ポート22cが閉じられているときのシール性を確保することができる。また、本実施形態の弁体24によれば、「ウォッシャ液が浸漬して弁体24の硬度が上昇すること」を抑制できる。したがって、本実施形態のウォッシャ装置10において、ポート22cが閉じられているときには、弁座22bに対する弁体24の密着性を良好に維持でき、シール面のシール性が低下することを抑制できる。
More specifically, the contact surface pressure of the sealing surface formed by contact between the
一方、ポート22cが閉じられているとき、弁体24は弁座22bに張り付かないため、ポート22cを開くときに弁体24が弁座22bから離れ易くなる。したがって、バルブ21のポート22cを開くときには、ウォッシャスイッチ13が操作されてから、弁体24が弁座22bから離れるまでに要する初期動作時間をなるべく短くすることができる。より具体的には、ウォッシャスイッチ13が操作されてから、ウォッシャ液が噴射ノズル20から噴射されるまでの時間をなるべく短くすることができ、ウォッシャ装置10の作動応答性が向上する。また、弁体24が弁座22bに張り付かず、ポート22cを開くときに弁体24が弁座22bから離れ易くなるため、ウォッシャ液の噴射圧をなるべく高く維持することができる。
On the other hand, since the
さらに、流路22aを流れるウォッシャ液は、ポート22cが開かれていると、まず、弁体24の受圧部24aに接触し、ついで、ウォッシャ液は受圧部24aの表面に沿って、中心線Xを中心として半径方向で外側に向けて流れ、流路26に流れ込む。ここで、受圧部24aは、ウォッシャ液の圧力で半径方向で外側に向けて撓み、中心線Xを中心とする半径方向で、流路26の幅が狭められる可能性がある。しかしながら、本実施形態の弁体24は、シリコーン系の材料により構成されており、弁体24の撥水性(疎水性)が高い。したがって、流路26におけるウォッシャ液の流れが阻害されることを抑制でき、ウォッシャ装置10の作動応答性の低下を抑制できる。
Further, when the
さらに、受圧部24aが、ウォッシャ液の圧力で半径方向で外側に向けて撓む可能性があるが、本実施形態の弁体24は、シリコーン系の材料で一体成形されている。このため、ゴム材料に表面処理を施してコーティング層を形成した弁体のように、コーティング層の剥がれが生じる余地が元々なく、弁体24のシール性、撥水性(疎水性)、張り付き防止性を確保できる。
Further, the
つぎに、本実施形態の弁体24を製造する際の効果を説明する。本実施形態の弁体24と、比較例の弁体とを比べると、本実施形態の弁体24の方が表面処理を施す必要がない分、製造コストの上昇を抑制することができる。
Below, the effect at the time of manufacturing the
さらに、本実施形態においては、弁体24のシール性、ポート22cを閉じた状態における弁座22bと弁体24との密着性、弁体24と弁座22bとの張り付き防止性等を、弁体24の表面粗さのみで管理することができる。したがって、バルブ21の管理コストを低減することができる。これに対して、比較例の弁体では、シール面の接触面圧、密着性等が目標値となるように、弁体の表面に形成するコーティング層の厚さ、コーティングするフッ素の分量等を管理しなければならず、管理コストが増加する。
Further, in the present embodiment, the sealing performance of the
ここで、本実施形態の弁体24の特性の一つである撥水性について、具体的に説明する。図5(A)は本実施形態の弁体24を示し、図5(B)は比較例の弁体100を示している。そして、各弁体の表面に、15μlの水道水を約10mm上から滴下させ、各弁体の表面に付着している水滴200の円弧形状部分の半径を測定した。本実施形態の弁体24の表面に付着している水滴200の半径は、20mmであり、比較例の弁体100の表面に付着している水滴200の半径は、30mmであった。この結果から、本実施形態の弁体24の方が、比較例の弁体100よりも撥水性が高いことが分かる。
Here, the water repellency, which is one of the characteristics of the
つぎに、本実施形態の弁体の特性の一つである硬度について、具体的に説明する。バルブ21の弁体24は、弁座22bに押し付けられるため、弁体24の表面には、図6のように環状の凹部101が形成される。これは、比較例の弁体100においても同じである。図7(A)は、本実施形態の弁体24の表面形状の変化を線で表したものである。図7(B)は、比較例の弁体100の表面形成を線で表したものである。図7において、横軸には幅が示され、縦軸には高さが示されている。本実施形態の弁体24に形成された凹部101の形状を図7(A)に示し、比較例の弁体100に形成された凹部101の形状を図7(B)に示す。図8において、「番号」は、凹部101の円周方向における所定位置を意味しており、異なる番号は円周方向の異なる位置であることを表している。なお、図8(A)における「番号」の数字と、図8(B)における「番号」の数字とが同じであっても、凹部101の円周方向における位置は異なる。また、図8において、「幅」は、図6(A)のように、環状の凹部101の外周端から凹部101の内周端までの長さHを意味する。さらに、図7、図8における「高さ」は、図6(A)に示すように、弁体24(100)の端面から凹部101の底部までの深さTを意味する。図8に示すように、凹部101の高さは、本実施形態の弁体24の方が、比較例の弁体100よりも低い。また、凹部101の全体の幅は、本実施形態の弁体24の方が約350μmであるのに対し、比較例の弁体100の幅は約600μmである。すなわち、表面形状の変化量は、本実施形態の弁体24の方が、比較例の弁体100よりも少ないことが分かる。
Next, the hardness which is one of the characteristics of the valve body of the present embodiment will be specifically described. Since the
さらに、本実施形態の弁体24を構成するシリコーン系の材料の特性、特に硬化特性を、図9(A)を参照して説明する。図9(A)はシリコーン系の材料を試験サンプルとして、浸漬試験を行った結果である。試験サンプルは、シリコーン系の材料を120℃で5分のプレスキュア(加圧加硫)を行い、ついで、150℃で1時間のオーブンキュア(2次加硫)を行うという硬化条件により形成したものである。プレスキュア時のプレス圧力は12Mpaである。
Further, the characteristics of the silicone material constituting the
このようにして得た試験サンプルを、ウォッシャ液に浸漬する浸漬試験を行った。浸漬時間は、25℃で500時間、1000時間であり、それぞれの浸漬時間が経過した後、試験サンプルの特性を計測した。図9(A)において、「引っ張り強度」は、試験サンプルに対して引張荷重を与えて破断したときの荷重を表す。「切断時伸び」は、試験サンプルに引張荷重を与えていない状態から、引張荷重が与えられて切断するまでの間における試験サンプルの伸び率を表す。「反発弾性」は、試験サンプルの表面に錘を落下させたときの反発程度を表す。図9(A)のように、「硬度」を表す数値は、初期、500時間、1000時間の順で大きくなっている。「硬度」を表す数値が大きくなるほど、硬度が上昇していることになる。つまり、試験サンプルは、ウォッシャ液に対する浸漬時間が長くなっても、硬度があまり上昇していないことが分かる。 An immersion test was performed in which the test sample thus obtained was immersed in a washer solution. The immersion time was 500 hours and 1000 hours at 25 ° C., and the characteristics of the test samples were measured after each immersion time had elapsed. In FIG. 9A, “tensile strength” represents a load when a test sample is subjected to a tensile load and fractured. “Elongation at cutting” represents the elongation of the test sample from the state in which no tensile load is applied to the test sample until the tensile load is applied and the sample is cut. “Rebound resilience” represents the degree of rebound when a weight is dropped on the surface of a test sample. As shown in FIG. 9A, the numerical value representing “hardness” increases in the order of initial, 500 hours, and 1000 hours. The greater the numerical value representing “hardness”, the higher the hardness. That is, it can be seen that the hardness of the test sample does not increase so much even when the immersion time in the washer liquid is increased.
さらに、本実施形態の弁体を構成するシリコーン系の材料の特性、特に耐熱劣化特性を、図9(B)を参照して説明する。ここで用いた初期の試験サンプルは、前述のプレスキュアを行っているが、前述のオーブンキュアは行っていない。初期の試験サンプルとは、オーブンキュアを行っていない試験サンプルであり、図9(B)にInitial(NPC)で示してある。そして、試験サンプルを、200℃で所定時間、所定日数、所定月数に亘り加熱して、試験サンプルにおける各種の特性を測定した。図9(B)において、「hours」は加熱時間であり、「days」は加熱日数であり、「months」は加熱月数である。また、図9(B)において、「Hs」は硬度であり、「Ts」は引っ張り強度であり、「El」は引っ張り荷重を与えたときの伸び率である。「50%mo」は試験サンプルを50%伸ばしたときの応力であり、「100%mo」は試験サンプルを100%伸ばしたときの応力であり、「200%mo」は試験サンプルを200%伸ばしたときの応力である。図9(B)のように、試験サンプルは、加熱時間が長くなっても、密度、硬度があまり変化していないことが分かる。 Furthermore, the characteristics of the silicone-based material constituting the valve body of the present embodiment, particularly the heat deterioration characteristics, will be described with reference to FIG. The initial test sample used here was subjected to the above-mentioned press cure, but was not subjected to the above-mentioned oven cure. The initial test sample is a test sample that has not been oven-cured, and is indicated by Initial (NPC) in FIG. 9B. The test sample was heated at 200 ° C. for a predetermined time, a predetermined number of days, and a predetermined number of months, and various characteristics of the test sample were measured. In FIG. 9B, “hours” is the heating time, “days” is the number of heating days, and “months” is the number of heating months. In FIG. 9B, “Hs” is hardness, “Ts” is tensile strength, and “El” is elongation when a tensile load is applied. “50% mo” is the stress when the test sample is stretched 50%, “100% mo” is the stress when the test sample is stretched 100%, and “200% mo” is the stress when the test sample is stretched 200% Stress. As shown in FIG. 9B, it can be seen that the density and hardness of the test sample did not change much even when the heating time was increased.
ここで、本実施形態において説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、流路22aが、本発明の第1流路に相当し、流路26が、本発明の第2流路に相当し、スプリング27が、本発明の弾性部材に相当し、フロントウィンド12が、本発明の洗浄対象物に相当する。
Here, the correspondence between the configuration described in the present embodiment and the configuration of the present invention will be described. The
本発明のウォッシャ装置及びバルブの構造は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、本発明のウォッシャ装置は、車両のフロントウィンドにウォッシャ液を噴射する装置に限らず、車両のリヤウィンドにウォッシャ液を噴射する装置を含む。車両のリヤウィンドに洗浄液を噴射する場合は、リヤウィンドを有する後部ドアに、噴射ノズルが取り付けられる。さらに、本発明のウォッシャ装置は、ヘッドライトに向けてウォッシャ液を噴射するウォッシャ装置も含む。ヘッドライトをウォッシャ液で洗浄するウォッシャ装置は、バンパに噴射ノズルが取り付けられる。すなわち、本発明の洗浄対象物には、フロントウィンド、リヤウィンド、ヘッドライトが含まれる。また、噴射ノズルの取付対象物には、ボンネット、後部ドア、バンパが含まれるが、これ以外でもよく、洗浄対象物へウォッシャ液を噴射することができる位置であればよい。例えば、フロントウィンドとボンネットとの間のスペースであってもよく、外観を向上させるために外部から見えにくい位置にあってもよい。さらに、本発明のウォッシャ装置には、バルブと噴射ノズルとを、配管部材により間接的に接続する構成も含まれる。このように構成すれば、ボンネットに噴射ノズルを取り付け、エンジンルームにバルブを設け、噴射ノズルとバルブとを配管部材により接続することができる。さらに、ウォッシャ液が流通する配管部材には、軟質樹脂材料により構成されたホース、金属材料により構成されたパイプ等が含まれる。本発明における流路は、ウォッシャ液の通路であり、流路には、孔、開口部(ポート)、溝、凹部、パイプ等が含まれる。本発明の弾性部材は、弁体を弁座に押し付ける力を生じる要素であり、弾性部材には、バネ、ゴム状弾性体等が含まれる。さらに、本発明における電動モータとウォッシャポンプとは、一体に形成されていても別体に形成されていてもどちらでもよい。 It goes without saying that the structure of the washer device and the valve of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the washer device of the present invention is not limited to a device that injects the washer fluid to the front wind of the vehicle, but includes a device that injects the washer fluid to the rear window of the vehicle. When the cleaning liquid is sprayed onto the rear window of the vehicle, an injection nozzle is attached to the rear door having the rear window. Furthermore, the washer device of the present invention also includes a washer device that injects a washer fluid toward the headlight. In a washer device for cleaning a headlight with a washer liquid, an injection nozzle is attached to a bumper. That is, the cleaning object of the present invention includes a front window, a rear window, and a headlight. Moreover, although the bonnet, the rear door, and the bumper are included in the attachment object of the injection nozzle, any other position may be used as long as it is a position where the washer liquid can be injected to the cleaning object. For example, it may be a space between the front window and the bonnet, or may be in a position that is difficult to see from the outside in order to improve the appearance. Further, the washer device of the present invention includes a configuration in which the valve and the injection nozzle are indirectly connected by a piping member. If comprised in this way, an injection nozzle can be attached to a bonnet, a valve can be provided in an engine room, and an injection nozzle and a valve can be connected by a piping member. Furthermore, the piping member through which the washer liquid circulates includes a hose made of a soft resin material, a pipe made of a metal material, and the like. The flow path in the present invention is a washer liquid passage, and the flow path includes a hole, an opening (port), a groove, a recess, a pipe, and the like. The elastic member of the present invention is an element that generates a force for pressing the valve body against the valve seat, and the elastic member includes a spring, a rubber-like elastic body, and the like. Furthermore, the electric motor and the washer pump in the present invention may be formed integrally or separately.
10 ウォッシャ装置
11 車両
12 フロントウィンド
13 ウォッシャスイッチ
14 ウォッシャポンプ
14a 吸入口
14b 吐出口
15 エンジンルーム
16 ボンネット
16a 取り付け孔
17 ウォッシャタンク
18 ホース
18a,20a,22a,23c,26,30a 流路
19 電動モータ
20 噴射ノズル
21 バルブ
22 ジョイント
22b 弁座
22c ポート
22d ボス部
22e 挿入部
23 ケース
23a,25a 本体部
23b 嵌込部
23d 収容室
23e 端面
24,100 弁体
24a 受圧部
24b,25d 円筒部
24c 爪部
25 ガイド
25b 保持溝
25c 外向きフランジ
27 スプリング
28 ボディ
28b 係止爪
29 ノズルホルダ
30 ノズルチップ
30b 噴射口
31 ワイパ装置
32 ワイパブレード
33 ワイパアーム
34 ワイパモータ
35 ワイパスイッチ
36 電子制御装置
101 凹部
200 水滴
D 噴射領域
E 払拭領域
T 深さ
H 長さ
X 中心線
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記弁体は、シリコーン系の材料で形成されていることを特徴とするバルブ。 A valve having a valve body for opening and closing a port through which a washer liquid supplied to an injection nozzle passes;
The valve body is formed of a silicone material.
前記弁体との間に前記ポートを形成する弁座と、前記ウォッシャ液が通る方向で前記ポートよりも上流に配置された第1流路と、前記ウォッシャ液が通る方向で前記ポートよりも下流に配置された第2流路と、前記弁体に押圧力を加えて前記弁体を前記弁座に押し付けて前記ポートを閉じる弾性部材とを有し、
前記ポートは、前記第1流路における前記ウォッシャ液の圧力で前記弁体が前記弾性部材の押圧力に抗して動作すると開く構成であることを特徴とするバルブ。 The valve of claim 1, wherein
A valve seat that forms the port between the valve body, a first flow path disposed upstream of the port in the direction in which the washer fluid passes, and downstream of the port in the direction of passage of the washer fluid A second flow path disposed on the valve body, and an elastic member that applies a pressing force to the valve body to press the valve body against the valve seat and close the port,
The valve is configured to open when the valve body operates against the pressing force of the elastic member by the pressure of the washer fluid in the first flow path.
前記第2流路は前記第1流路の中心線を中心とする半径方向で前記第1流路よりも外側に配置されており、前記弁体は、前記第1流路の中心線に沿った方向に動作可能に設けられていることを特徴とするバルブ。 The valve according to claim 2,
The second flow path is disposed outside the first flow path in a radial direction centering on a center line of the first flow path, and the valve body is along the center line of the first flow path. A valve characterized by being provided so as to be operable in any direction.
前記バルブは、請求項1に記載された構成を有することを特徴とするウォッシャ装置。 A washer device for supplying a washer liquid discharged from a washer pump to an injection nozzle via a valve and injecting the washer liquid from the injection nozzle to wash an object to be cleaned,
The said valve | bulb has the structure described in Claim 1, The washer apparatus characterized by the above-mentioned.
前記バルブは、請求項2または3に記載された構成を有しており、前記ウォッシャポンプは前記第1流路と接続され、前記噴射ノズルは前記第2流路と接続されていることを特徴とするウォッシャ装置。 A washer device according to claim 4,
The valve has a configuration described in claim 2 or 3, wherein the washer pump is connected to the first flow path, and the injection nozzle is connected to the second flow path. And washer device.
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