JP4658771B2 - 車両用ウォッシャノズル及び車両用ウォッシャ装置 - Google Patents

車両用ウォッシャノズル及び車両用ウォッシャ装置 Download PDF

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Description

本発明は、車両のウインドシールドガラス等の洗浄を行うために洗浄液を噴射するための車両用ウォッシャノズル及び車両用ウォッシャ装置に関する。
流体素子によって自励振動させた洗浄液を車両幅方向に拡散させて供給する拡散タイプのウォッシャノズルが知られている(例えば、特許文献1参照)。さらに、拡散タイプのウォッシャノズルを構成する流体素子の基部に対する両面に洗浄液を自励振動させるための発振室をそれぞれ独立して形成し、これら基部に対する両面で洗浄液を異なる拡散角度及び高さに拡散噴射させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
特表昭55−500852号公報 米国特許出願公開2003/0234303A1明細書
しかしながら、上記前者の技術では、洗浄液の拡散方向(車両幅方向)の両端側で洗浄液量が多くなる液量分布となるため、拡散方向の中央部で液量が不足することが懸念される。一方、上記後者の技術では、基部に対する両面にそれぞれ発振室を形成するため、流体素子を成形するための金型構造が複雑化し、精度維持のために高価なウォッシャノズルになってしまう問題があった。
本発明は上記事実を考慮して、簡単な構造で拡散方向の液量不足を補うことができる車両用ウォッシャノズル及び車両用ウォッシャ装置を得ることが目的である。
上記目的を達成するために請求項1記載の発明に係る車両用ウォッシャノズルは、圧送された洗浄液を自励発振させるための発振室と、前記発振室の一端側に設けられ前記圧送された洗浄液を該発振室内へ案内するための入液口と、前記発振室の他端側に前記入液口と同一軸線上に設けられ該発振室にて自励発振された前記洗浄液を拡散噴射するための拡散噴射口とが基部に対する一方側に形成され、前記洗浄液を車両幅方向に拡散された拡散流として前記拡散噴射口からガラス面に向けて噴射する車両用ウォッシャノズルであって、前記拡散噴射口の互いに異なる縁部から噴射方向にそれぞれ連続し互いに対向し合い、前記車両幅方向に沿う互いの対向間隔が噴射方向に向けて第1の角度W1で広がるように前記基部から立設された一対の第1の噴射側壁と、前記拡散噴射口の互いに異なる縁部から噴射方向にそれぞれ連続し互いに対向し合い、前記車両幅方向に沿う互いの対向間隔が噴射方向に向けて前記第1の角度W1とは異なる第2の角度W2で広がるように前記一対の第1噴射側壁に対して前記基部とは反対側において前記一対の第1噴射側壁と連続して設けられた一対の第2噴射側壁と、を備えている。
請求項2記載の発明に係る車両用ウォッシャノズルは、請求項1記載の車両用ウォッシャノズルにおいて、前記入液口の断面積と前記拡散噴射口の断面積との比Eで決定される前記拡散噴射口からの前記拡散流の拡散角度βが、前記第1の角度W1及び前記第2の角度W2のうち小さい方の角度よりも大きく設定されている。
請求項3記載の発明に係る車両用ウォッシャノズルは、請求項1又は請求項2記載の車両用ウォッシャノズルにおいて、前記第1噴射側壁及び第2噴射側壁は、該一対の第1噴射側壁間の第1の角度W1が一対の第2噴射側壁間の第2の角度W2よりも小さく設定されている。
請求項4記載の発明に係る車両用ウォッシャノズルは、請求項1乃至請求項3の何れか1記載の車両用ウォッシャノズルにおいて、前記発振室における前記同一軸線に対する一方側及び他方側に設けられ、それぞれ一端が前記発振室における前記拡散噴射口よりも上流部分に連通した入口とされると共に他端が前記発振室における前記入口よりも上流でかつ前記入液口よりも下流部分に連通した出口とされ、前記発振室へ送給された前記洗浄液の一部を前記各入口から前記各出口へとそれぞれフィードバックするための一対のフィードバック流路が、前記基部の一方側に形成されている。
請求項5記載の発明に係る車両用ウォッシャノズルは、請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の車両用ウォッシャノズルにおいて、前記発振室、前記入液口、前記拡散噴射口、前記一対の第1噴射側壁の対向面間、及び前記一対の第2噴射側壁の対向面間が前記基部に対する一方側に開口して形成された流体素子と、前記流体素子が組み付けられて前記流体素子の開口側を閉止し、圧送された前記洗浄液を前記入液口へ送給するための送給路が設けられたノズルボディと、を含む。
請求項6記載の車両用ウォッシャ装置は、請求項1乃至請求項5の何れか1項記載の車両用ウォッシャノズルを適用した。
請求項1記載の車両用ウォッシャノズル及び請求項6記載の車両用ウォッシャ装置では、圧送された洗浄液は入液口から発振室に案内され、この発振室において自励発振され、さらに、自励発振された洗浄液が拡散噴射口から拡散噴射される。このとき、拡散噴射口の噴射方向(下流側)に連続する一対の第1噴射側壁の対向面間を通過した洗浄液は、第1の角度W1で扇状に拡散して噴射され、拡散噴射口の噴射方向に連続する一対の第2噴射側壁の対向面間を通過した洗浄液は、第2の角度W2で扇状に拡散して噴射される。
ここで、噴射方向に向けて広がる対向面間の角度が互いに異なる一対の第1噴射側壁と一対の第2噴射側壁とは、それぞれ基部に対する一方側すなわち同じ側に設けられて共通の発振室に連通する構造であるため、簡単な構造で異なる拡散角度に洗浄液を噴射することができ、液量不足を補うことができる。
このように、請求項1記載の車両用ウォッシャノズル及び請求項6記載の車両用ウォッシャ装置では、簡単な構造で拡散方向の液量不足を補うことができる。
請求項2記載の車両用ウォッシャノズル及び請求項6記載の車両用ウォッシャ装置では、発振室の出入口の断面積比Eで決まる拡散角度噴射しようとする洗浄液は、少なくとも角度が小さい方の噴射側壁によって拡散を規制され滞留を生じながら噴射される。この滞留によって拡散流は、液粒が密集して液粒径が大きくなり、液粒ごとの運動エネルギが増すために走行風の影響を受け難くなる。なお、拡散角度βが角度W1及びW2の双方よりも大きい設定とすれば、より広い拡散範囲で洗浄液が走行風の影響を受け難くなる。
請求項3記載の車両用ウォッシャノズル及び請求項6記載の車両用ウォッシャ装置では、基部側に位置する一対の第1噴射側壁間の角度W1が第2噴射側壁間の角度W2よりも小さいため、基部と第2噴射側壁との間にアンダカット部が形成されることがなく、簡単で安価な金型で発振室、拡散噴射口、第1及び第2噴射側壁を形成することができる。
請求項4記載の車両用ウォッシャノズル及び請求項6記載の車両用ウォッシャ装置では、洗浄液が入液口から発振室へ送給されると、その一部が左右一対のフィードバック流路の各入口から各出口へとそれぞれフィードバックして流通される(フィードバック制御流が生じる)。これにより、発振室へ送給された洗浄液(主流)がこの発振室の左右側壁に交互に付着し渦が生じて当該洗浄液が自励発振され、この自励発振された洗浄液が拡散噴射口から拡散噴射される。このように、送給された洗浄液を発振室内で好適に自励発振させることができ、構造も簡単になる。
請求項5記載の車両用ウォッシャノズル及び請求項6記載の車両用ウォッシャ装置では、流体素子をノズルボディに組み付けることで、基部の一方側に(基部と反対向きに)開口した発振室等がノズルボディによって閉止され、洗浄液が流通する閉断面が形成される。流体素子の基部に対する一方側に洗浄液の流通部分(流体素子の開口部分)が形成されているため、構造が簡単である。なお、請求項4に従属しフィードバック流路を有する構成では、該フィードバック流路も基部に対し一方側に開口していることが望ましい。
本発明の実施形態に係る車両用ウォッシャ装置に適用された車両用ウォッシャノズル10について、図1乃至図6に基づいて説明する。
図3には、車両用ウォッシャノズル10の全体構成が分解斜視図にて示されている。この図に示される如く、車両用ウォッシャノズル10は、ノズルボディ12と、流体素子としてのノズルチップ14とを主要構成要素として構成されている。
ノズルボディ12は、樹脂製とされており、その基部12Aの側壁には一対の係止爪13が頭部12Bへ向かって延出されており、図6に示す車両のボディーパネル11に頭部12Bが露出した状態で係止されるようになっている。また、ノズルボディ12の下端部には円筒形のホース連結部16が形成されており、洗浄液収容タンクに接続された図示しないホースが連結されるようになっている。
また、ノズルボディ12には、車両のガラス面に向けて開口するチップ収容部18が頭部12Bに形成されると共に、このチップ収容部18に連通する送給路20が基部12A及びホース連結部16に連続して形成されている。この送給路20は、ホース連結部16の開口端16Aとチップ収容部18とを連通している。
そして、チップ収容部18には、樹脂成形によって形成されたノズルチップ14が一体的にかつ液密に嵌め込まれている。
ここで、図1には、ノズルチップ14の全体構成が斜視図にて示されている。また、図2(A)にはノズルチップ14の底面図が、図2(B)にはノズルチップ14の正面図が、図2(C)には図2(A)の2C−2C線に沿った側断面図がそれぞれ示されている。
これらの図に示される如く、ノズルチップ14は、全体として箱状に形成されており、厚み方向の一方側(各図に適宜矢印Aにて示す側)とチップ収容部18の底面(図示省略)との間を洗浄液が通過するように構成されている。具体的には、ノズルチップ14は、平板状の基部(底部)14Aから矢印A側に周壁14Bが立設されて構成されており、この周壁14Bの内側すなわち平板状の基部14Aに対する矢印A側には、矢印A側に開口して発振室24、一対のフィードバック流路26、28が形成されている。
また、ノズルチップ14には、その厚み方向に(基部14A及び周壁14Bを)貫通して流路22が形成されており、流路22は、ノズルチップ14がチップ収容部18に嵌め込まれた状態において送給路20に連通する(送給路20の一部を構成する)ようになっている。
発振室24は、その一端(上流端)が流路22に開口(連通)した入液口32とされると共に他端(下流端)が拡散噴射口30とされており、入液口32側から拡散噴射口30側に洗浄液が流れるようになっている。入液口32、拡散噴射口30は、周壁14Bの切欠部として形成されている。
これらの入液口32と拡散噴射口30とは、図2(A)に示される如く、底面視で同一軸線L上に配置されている。発振室24は、上記軸線Lに対し対称に、かつ入液口32側よりも拡散噴射口30側が幅広となるように形成されている。なお、拡散噴射口30の開口幅は、その直上流における発振室24の幅よりも十分に狭く設定されている。
一対のフィードバック流路26、28は、上記軸線Lに対して互いに対称に形成されている。これらのフィードバック流路26、28は、発振室24の拡散噴射口30の直上流の上記軸線Lを挟む左右両側にそれぞれこの発振室24に開口する入口26A、28Aが形成されており、一方、発振室24の入液口32の直下流の左右両側にそれぞれこの発振室24に開口しかつ入口26A、28Aにそれぞれ連通する出口26B、28Bが形成されている。すなわち、フィードバック流路26、28は、周壁14Bとは独立して基部14Aから立設された隔壁14Cによって中間部が発振室24とは隔てられており、かつ入口26A、28Aは、それぞれ出口26B、28Bに対して発振室24の下流側に連通している。
フィードバック流路26、28は、流路22から発振室24へ送給された洗浄液の一部を各入口26A、28Aから各出口26B、28Bへとそれぞれ分岐して案内し再び発振室24へ戻すように構成されている。これにより、ノズルチップ14は、フィードバック流路26、28に案内された洗浄液が所謂「制御流」となって発振室24を流れる洗浄液を自励発振させることができる構成である。
さらに、ノズルチップ14における拡散噴射口30の下流側には、噴射角規制部34が形成されている。噴射角規制部34は、上記軸線Lを挟んで互いに対向しつつ下流(噴射側)に向けて互いの対向間隔が連続的に広がるように、上記軸線Lに対し対称に基部14Aから矢印A側に立設された一対の第2噴射側壁(壁面)36を有する。これら一対の第1噴射側壁36は、周壁14Bにおける拡散噴射口30の異なる縁部に連続して、該周壁14Bの基部14A側部分に一体化されている。
また、噴射角規制部34は、上記軸線Lを挟んで互いに対向しつつ下流に向けて対向間隔が連続的に広がるように、上記軸線Lに対し対称に一対の第1噴射側壁36の矢印A側(基部14Aと反対側)に連続した一対の第2噴射側壁38を有する。これら一対の第2噴射側壁38は、周壁14Bにおける拡散噴射口30の異なる縁部に連続して、該周壁14Bの一対の第1噴射側壁36に対する矢印A側部分に一体化されている。
ここで、ノズルチップ14は、図4(B)に示される如く、一対の第1噴射側壁36が互いの対向面間に成す広がり角度W1が、一対の第2噴射側壁38が互いの対向面間に成す広がり角度W2よりも小さい設定とされている(すなわち、「W2>W1」)。
そして、本実施の形態においては、図2(A)、図2(C)、図4(A)に示す如く、
a:入液口32の幅
b:入液口32の高さ
c:拡散噴射口30の幅
d:拡散噴射口30の高さ
E:入液口32の断面積と拡散噴射口30の断面積との比
すなわち(c×d)/(a×b)
β:比Eで決定される拡散噴射口30からの拡散流の本来的な拡散角度
とすると、拡散角度β(=f(E))は、上記2つの広がり角度W1、W2よりも大きな角度に設定されている(すなわち、「β>W2>W1」)。このため、ノズルチップ14から噴射される洗浄液は、噴射角規制部34の一対の第1噴射側壁36、一対の第2噴射側壁38によって拡散角度を規制されるようになっている。
また、この実施形態では、広がり角度W1、W2は、それぞれ拡散角度βの75%〜85%の範囲に設定されており(すなわち、「0.75β<W1、W2<0.85β」)、かつ42度〜65度の範囲に設定されている(すなわち、「42度<W1、W2<65度」)。さらに、上記断面積比Eは、(0.0291W−0.205)≦E≦(0.0329W−0.1397)の範囲に設定されている。
以上説明した車両用ウォッシャノズル10は、ノズルチップ14が所謂「フルイディクス式ノズル」の構成とされており、発振室24にて自励発振した洗浄液を扇状の拡散流として拡散噴射口30から車両幅方向に比較的広い範囲に拡散噴射することができ、洗浄面積を増大することが可能な構成となっている。
そして、車両用ウォッシャノズル10は、例えば図6に示される如く車両のフロントウインドシールドガラス40のガラス面に洗浄液を車両幅方向に拡散して着液させるために、該車両のフロントウインドシールドガラス40の前下端に後上向きに洗浄液を噴射するように配置されている。この実施形態では、左右一対の車両用ウォッシャノズル10が配設され、一方の車両用ウォッシャノズル10が車両のフロントウインドシールドガラス40におけるそれぞれ車両幅方向略半分の領域に洗浄液を噴射するようになっている。
次に、本実施の形態の作用を説明する。
上記構成の車両用ウォッシャノズル10では、図示しないタンクからウォッシャポンプにより圧送されノズルボディ12のホース連結部16から送り込まれた洗浄液は、送給路20及び流路22に案内され、さらに入液口32を介してノズルチップ14の発振室24へ送り込まれる。洗浄液が発振室24へ送給されると、発振室24内に送給された洗浄液の一部がフィードバック流路26、28の各入口26A、28Aから各出口26B、28Bへとそれぞれ分岐されて案内され再び発振室24へ戻される。これにより、フィードバック流路26、28に案内された洗浄液が所謂制御流となって発振室24を流れる洗浄液がこの発振室24の左右側壁に交互に付着し渦が生じて当該洗浄液が自励発振され、この自励発振された洗浄液が、扇状の拡散流として拡散噴射口30から噴射される。したがって、この車両用ウォッシャノズル10では、拡散噴射口30からの扇状の拡散流で広域に洗浄液を噴射して着液できる。
ここで、本実施の形態に係る車両用ウォッシャノズル10では、入液口32の断面積と拡散噴射口30の断面積との比Eで決定される拡散角度βが、図4(A)に示す如く一対の第2噴射側壁38、一対の第1噴射側壁36の広がり角度W1、W2よりも大きな角度に設定されているため、該拡散角度βにて拡散噴射口30から噴射される拡散流は、拡散噴射口30の下流に設けた各一対の第2噴射側壁38(角度W2)、第1噴射側壁36(角度W1)によってその散開(拡散限度)を規制されて噴射される。
これにより、その散開(拡散限度)が規制されて噴射された拡散流(噴射流)は、その噴射幅の両端部において洗浄液の滞留が生じ、液粒が密集することになる。したがって、当該噴射幅の両端部においては、洗浄液の液粒が密集することで個々の液粒径が大きくなってその1液粒当たりの運動エネルギが増し、結果的に、当該液粒が走行風の影響を受け難くなる。これにより、高速走行時にも洗浄液をほぼ目標の着液点へ着液させることができ、所望の洗浄性能を得ることができる。
そして、例えば、基部14Aに対する矢印A側の各部において広がり角度がW2で一定の噴射角規制部を設けた構成(全高に亘り一対の第2噴射側壁38が形成された構成)では、ガラス面における広がり角度W2の噴射幅の両端部において着液する洗浄液が集中するが、車両用ウォッシャノズル10では、一対の第2噴射側壁38の広がり角度W2よりも小さい広がり角度W1を有する一対の第1噴射側壁36を設けたため、広がり角度W2の噴射幅の範囲内における中央部分にも洗浄液を供給することができる。
すなわち、図5及び図6に示される如く、一対の第2噴射側壁38により散開が規制された拡散流の流量ピークP1間における流量ピークP1以外の部分に、一対の第1噴射側壁36による流量ピークP2を有する洗浄液分布が得られるように、噴射角規制部34から洗浄液が噴射されるので、車両幅方向の中央部分にも洗浄液を供給することができる。
しかも、車両用ウォッシャノズル10では、ノズルチップ14は、洗浄液の散開を異なる角度に規制する一対の第1噴射側壁36及び一対の第2噴射側壁38が、基部14Aに対する一方側(矢印A側)に設けられているため、換言すれば、洗浄液の流通部分(発振室24、一対のフィードバック流路26、28、及び噴射角規制部34)が基部14Aの一方側に形成されているため、簡単な金型構造によって安価に製造することができる。
特に、発振室24の深さ(周壁14Bの高さ)の範囲内において各一対の第2噴射側壁38、第2噴射側壁16が形成されたノズルチップ14は、その広がり角度(対向間隔)が小さい方の一対の第1噴射側壁36が基部14A側に位置する構成であるため、矢印A方向への型抜きに対するアンダカットを設けることなく噴射角規制部34を形成することができる。
このように、本実施形態に係る車両用ウォッシャノズル10及び該車両用ウォッシャノズル10が適用された車両用ウォッシャ装置では、簡単な構造で洗浄液の拡散方向の液量不足を補い、さらに液量分布の均一化を図ることもできる。
なお、上記実施形態では、一対の第1噴射側壁36と一対の第2噴射側壁38との境界が段状に形成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、一対の第1噴射側壁36と一対の第2噴射側壁38との境界部分を滑らかな曲面にて構成しても良い。
また、上記実施形態では、ノズルチップ14が二対の噴射側壁36、38を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、二対以上の噴射側壁が基部14Aに対する一方側に設けられていれば足り、例えば、三対以上の噴射側壁をノズルチップ14に設けても良い。この場合、一部の噴射側壁が基部14Aの反対側に設けられても良い。
また、本実施形態では、フィードバック流路による制御流にて自励発振させたが、これに限定されず、別の公知の発振による拡散流の噴射を行うウォッシャノズルに適用しても良い。さらに、第1噴射壁36の高さと第2噴射壁38の高さとの比は、流量分布に応じて適宜可変させても良い。
本発明の実施形態に係る車両用ウォッシャノズルを構成するノズルチップの斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両用ウォッシャノズルを構成するノズルチップを示す図であって、(A)は底面図、(B)は正面図、(C)は図2(A)の2C−2C戦に沿った側断面図である。 本発明の実施形態に係る車両用ウォッシャノズルの分解者静である。 (A)は、本発明の実施形態に係る車両用ウォッシャノズルによって噴射される洗浄液の噴射拡散状態を模式的に示す平面図、(B)はノズルチップの噴射角規制部を拡大して示す底面図である。 本発明の実施形態に係る車両用ウォッシャノズルによって噴射される洗浄液量の車両幅方向における分布を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る車両用ウォッシャノズルによって噴射された洗浄液のガラス面への着液状態を模式的に示す平面図である。
符号の説明
10・・・車両用ウォッシャノズル(車両用ウォッシャ装置)、12・・・ノズルボディ、14・・・ノズルチップ(流体素子)、14A・・・基部、24・・・発振室、26・28・・・フィードバック流路、26A・28A・・・入口、26B・28B・・・出口、30・・・拡散噴射口、36・・・第2噴射側壁、38・・・第1噴射側壁

Claims (6)

  1. 圧送された洗浄液を自励発振させるための発振室と、前記発振室の一端側に設けられ前記圧送された洗浄液を該発振室内へ案内するための入液口と、前記発振室の他端側に前記入液口と同一軸線上に設けられ該発振室にて自励発振された前記洗浄液を拡散噴射するための拡散噴射口とが基部に対する一方側に形成され、前記洗浄液を車両幅方向に拡散された拡散流として前記拡散噴射口からガラス面に向けて噴射する車両用ウォッシャノズルであって、
    前記拡散噴射口の互いに異なる縁部から噴射方向にそれぞれ連続し互いに対向し合い、前記車両幅方向に沿う互いの対向間隔が噴射方向に向けて第1の角度W1で広がるように前記基部から立設された一対の第1の噴射側壁と、
    前記拡散噴射口の互いに異なる縁部から噴射方向にそれぞれ連続し互いに対向し合い、前記車両幅方向に沿う互いの対向間隔が噴射方向に向けて前記第1の角度W1とは異なる第2の角度W2で広がるように前記一対の第1噴射側壁に対して前記基部とは反対側において前記一対の第1噴射側壁と連続して設けられた一対の第2噴射側壁と、
    を備えた車両用ウォッシャノズル。
  2. 前記入液口の断面積と前記拡散噴射口の断面積との比Eで決定される前記拡散噴射口からの前記拡散流の拡散角度βが、前記第1の角度W1及び前記第2の角度W2のうち小さい方の角度よりも大きく設定されている請求項1記載の車両用ウォッシャノズル。
  3. 前記第1噴射側壁及び第2噴射側壁は、該一対の第1噴射側壁間の第1の角度W1が一対の第2噴射側壁間の第2の角度W2よりも小さく設定されている請求項1又は請求項2記載の車両用ウォッシャノズル。
  4. 前記発振室における前記同一軸線に対する一方側及び他方側に設けられ、それぞれ一端が前記発振室における前記拡散噴射口よりも上流部分に連通した入口とされると共に他端が前記発振室における前記入口よりも上流でかつ前記入液口よりも下流部分に連通した出口とされ、前記発振室へ送給された前記洗浄液の一部を前記各入口から前記各出口へとそれぞれフィードバックするための一対のフィードバック流路が、前記基部の一方側に形成されている請求項1乃至請求項3の何れか1記載の車両用ウォッシャノズル。
  5. 前記発振室、前記入液口、前記拡散噴射口、前記一対の第1噴射側壁の対向面間、及び前記一対の第2噴射側壁の対向面間が前記基部に対する一方側に開口して形成された流体素子と、
    前記流体素子が組み付けられて前記流体素子の開口側を閉止し、圧送された前記洗浄液を前記入液口へ送給するための送給路が設けられたノズルボディと、
    を含む請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の車両用ウォッシャノズル。
  6. 請求項1乃至請求項5の何れか1項記載の車両用ウォッシャノズルを適用した車両用ウォッシャ装置。
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