JP6559768B2 - 小型スプリットリップせん断ワッシャノズル - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本願は、以下の同時係属共同所有米国特許出願に優先権を主張し、その全開示を引用により本願に援用する。（ａ）２０１４年８月１５日に提出された米国特許出願第６２０３７９４２号の「傾斜せん断ワッシャノズル」、（ｂ）２０１４年８月２２日に提出された米国特許出願第６２０４０５１６号の「傾斜せん断ワッシャノズル」、（ｃ）２０１５年５月１日に提出された米国特許出願第６２１５５６９３号の「スプリットリップせん断形状ワッシャノズル」。

本発明は、外部カメラレンズ面などの比較的小さな外面を清掃し、機械的ワイパーなどにとっての必要条件なしで非常に良好に清掃を行う自動車ワッシャノズルに関する。

流体型ワッシャノズルは、高効率（大有効範囲、高速、低流量）噴霧性能のためによく知られている。しかしながら、流体ノズルは、ノズルアセンブリのパッケージ寸法が十分に大きくなければならないという大きな制限を有する（たとえば、流体入口または供給源から噴霧孔までの直線距離、あるいは前後厚は、流体回路の大部分で６ｍｍ以上でなければならない）。

用途によっては、パッケージ寸法は、利用可能な空間が非常に限定されるため大きな問題である。このような限定された空間への適用では、ジェットスプレーノズルが一般的に使用されてきた。極狭噴霧パターンのせいで、通常、ジェットスプレーノズルは清掃流体を超高速で供給しなければならない、あるいは、長時間噴霧させて，ガラスまたは外部レンズ面を有効に清掃しなければならない。ジェットスプレーノズルは流体ノズルよりもパッケージ寸法が小さいが、機械型ワイパーなどを必要とせずに、面を十分に清浄化しなければならないカメラレンズの清掃などの多くの自動車清掃用途にとって有効な噴霧パターンを備えていない。

一部のせん断ノズルは、洗浄に有効な噴霧を生成するように作製することができ、ノズルハウジングのソケット内で移動するように構成される球状インサートで調節可能に製造することができるが、寸法の限定はいまだに課題である。自動車の設計者は、自動車ワッシャノズル用の超小型ノズルアセンブリを求めると同時に、均一な噴霧分布も求める。また、自動車ＯＥＭは、非常に経済的で多機能のノズルを求める。たとえば、外装アセンブリは、米国ＤＯＴ規制が要求するセンター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）アセンブリなどの多くの機能と組み合わされることが多い。センター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）アセンブリは、外部カメラなどの他の特徴を含むことができるが、自動車デザイナーの外装設計を保持すべき場合、カメラ上のレンズの清掃が問題となる。

稚拙にスプレーノズルを組み込んだ自動車外装アセンブリの多くの例では、自動車外装の美的外観を保持することができるが、ウィンドウや他の面を十分に清掃する噴霧を生成しない。その１例が米国特許第６，０７４，０７８号明細書で提供されており、車両１４は、センター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）外装アセンブリ１０を含む外側パネルまたは面１２を有し、該アセンブリは、下側ノズルフード４４から孔７７を通じて洗浄流体を噴射するように構成されるスプレー先端７０を備えるレンズ２４を有する（従来技術の図１Ａ〜１Ｄで再現される）。このノズル構造は、通常は車両のリアウィンドウまたはバックライトガラス上へ洗浄流体を下方向に確実に噴射することができるが、噴霧が特定の面を清掃するには不十分と言える。図１Ａ〜１Ｄに示すようなノズル構造は、ワイパーブレードも併用する場合は、リアウィンドウを清掃するのに十分に機能するが、このノズルからの噴霧だけではウィンドウをほとんど清掃できない。

車両の外部ビューカメラレンズ面のように小型で特殊な物を清掃するのは、技術的な観点からより一層困難であるが（国際公開第２０１２／１３８４５５号パンフレットを含む出願人の共同所有特許出願公開に記載される）、自動車ＯＥＭ設計者は、外部レンズ清掃噴霧に対して、さらに小型で視覚的に目立たない解決策を探している。こうした噴霧を生成するノズルは、センター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）、１以上の外部ビューカメラ、カメラの外面（または隣接ウィンドウ）を清掃するのに必要な１以上のノズルアセンブリなどの複数の異なる部品を含む見た目に美しく容易に搭載可能な外装アセンブリに組み込むように構成されることが最も望ましいであろう。

したがって、必要とされるのは、実際的かつ経済的で、超小型だが有効な自動車ワッシャノズル構造と、センター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）、１以上の外部ビューカメラ、カメラの外面または隣接ウィンドウの清掃に必要なノズルアセンブリなどの複数の各種部品を含む、見た目に美しく容易に搭載可能な外装アセンブリに組み込むためのより小型で目立たないパッケージにおいて実行することのできる清掃方法である。

米国特許第６，０７４，０７８号明細書 国際公開第２０１２／１３８４５５号パンフレット

したがって、本発明の目的は、超小型（たとえば、直径５ｍｍ）スプレーヘッドから１以上の開放孔に照準を合わせることによって、噴霧照準および配向特徴で所望の噴霧を確実に生成することができるノズルアセンブリを統合する新規な方法を提供して、上記の課題を克服することである。

本発明によると、噴霧配向を選択できる、新規な超小型（たとえば、直径５ｍｍ）せん断スプレーノズル部材は、単体または一体型成形部として非常に経済的に構成される。この小型ノズル部材またはスプレーヘッドは好ましくは、選択された扇角度を有する噴霧を生成するように配向され照準を合わせられた第１および第２のせん断ノズル孔を備えて構成される。噴霧扇角度は、３０度〜１２０度の範囲内で選択することができる。噴霧配向角度（照準角、ロール角、ヨー角）は、０度〜４５度の角度内で選択することができる。本発明のノズルアセンブリは、噴霧有効範囲を犠牲にせずに、パッケージの寸法およびコストを大幅に低減した構造を可能にする。

本発明のスプリットリップせん断ノズルの実施形態は、自動車ワッシャノズル用の超小型スプレーヘッド設計を含む。噴霧扇は、二重のせん断形状であり、３０度〜１２０度の間で選択可能な均一分布を生成する。視覚的に目立たないスプリットリップせん断スプレーヘッドは、遠位方向に突出する直径５ｍｍほどの小型の半球状凸部であるが、利用可能な範囲の噴霧の照準角、ヨー角、ロール角を提供する。スプリットリップせん断ノズルの実施形態は好ましくは、スプリッタによって分離され、横方向に間隔をおいて配置された噴霧孔を有する一体型プラスチック成型部品であり、スプレーヘッドは、成形性と多様性を向上させるように構成される。

後部センター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）搭載ノズルアセンブリ用に構成される別の実施形態では、製造上の利点が提供され、従来技術の後部せん断ノズルに存在する製造（工程）不良モードが排除される。本発明のＣＨＭＳＬノズルアセンブリ設計は、成型上の問題のため、通常は従来技術のノズルの放出口を複雑にする「遮断」故障モードを排除する。本発明のＣＨＭＳＬスプリットリップせん断ノズルアセンブリは、噴霧を大幅に劣化または停止させるフラッシュ問題（成形部へのフラッシュが噴霧を部分的または完全に遮断する故障モードを招く）を抱える小さな放出口を有する。１実施形態では、ノズルアセンブリは「インサート」と共に使用されるように構成され、様々なノズル形状を「インサート」内の流体流路で画定することができる。

本発明の上記およびその他の目的、特徴、利点は、特に添付図面と併せて、特定の実施形態の以下の詳細な説明を考慮すれば自明になるであろう。各種図面中の類似の参照符号は類似の構成要素を示す。

図１Ａは、従来技術に係る、自動車のリアウィンドウまたはバックライトに清掃流体を噴射するように構成されるノズルを含む従来のセンター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）外装アセンブリを備えた車両を示す。 図１Ｂは、従来技術に係る、自動車のリアウィンドウまたはバックライトに清掃流体を噴射するように構成されるノズルを含む従来のセンター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）外装アセンブリを備えた車両を示す。 図１Ｃは、従来技術に係る、自動車のリアウィンドウまたはバックライトに清掃流体を噴射するように構成されるノズルを含む従来のセンター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）外装アセンブリを備えた車両を示す。 図１Ｄは、従来技術に係る、自動車のリアウィンドウまたはバックライトに清掃流体を噴射するように構成されるノズルを含む従来のセンター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）外装アセンブリを備えた車両を示す。

図２は、本発明による一体型プラスチック成型小型スプリットリップせん断ノズル部材の透視立面図であり、このノズル部材は、スプリッタによって分離され横方向に間隔をおいて配置されて、平面扇状噴霧を清掃面に方向付ける噴霧孔を備え、噴霧は選択された扇幅、選択されたヨー角、選択されたロール角を有する。

図３は、本発明に係る、図２の小型スプリットリップせん断ノズル部材の外面と内腔面とを示す部分左側断立面面図である。

図４は、本発明に係る、図２および３の小型スプリットリップせん断ノズル部材の、スプリッタによって分割されて横方向に間隔をおいて配置される噴霧孔を囲む外面と、内側内腔面とを示す部分遠位端立面断面図であり、二重せん断状の噴霧扇を示す。

図５Ａは、本発明に係る、図２〜４の小型スプリットリップせん断ノズル部材の外面および内側内腔面を示す部分右側立面断面図である。

図５Ｂは、本発明に係る、噴霧孔画定壁構造、スプリッタの配置および構造、図２〜４の小型スプリットリップせん断ノズル部材の遠位端で流体衝突面を画定する内側内腔面を示す詳細右側断面図である。

図５Ｃは、本発明に係る、一体型プラスチック成型小型スプリットリップせん断ノズル部材の別の実施形態を示す遠位端面立面図であり、スプリッタによって分割されて横方向に間隔をおいて配置される噴霧孔を備えたノズル部材は、別の平面扇状噴霧を被清掃面へと方向付け、噴霧は非対称な選択されたヨー角を有する。

図５Ｄは、本発明に係る、図２〜４の小型スプリットリップせん断ノズル部材を示す部分右側断面立面図であり、噴霧が選択された照準角で方向付けられる。

図６Ａは、本発明の構造および方法の別の実施形態に係る、流体流路画定面、流体せん断生成形状、第１の小型ＣＨＭＳＬノズル部材インサートまたはチップ用のスプリットリップ孔を示す透視立面図である。

図６Ｂは、本発明に係る、小型ＣＨＭＳＬノズル部材インサートまたはチップの第２の実施形態を示し、流体流路画定面、流体せん断生成形状、スプリットリップ孔を示す透視立面図である。

図７は、図６Ａのノズルアセンブリハウジングおよびインサートまたはチップの断面立面図であり、本発明の小型ＣＨＭＳＬノズルアセンブリ用の流体流路の協働画定面、流体せん断生成形状、スプリットリップ孔を示す。

図８は、本発明の方法による、小型ＣＨＭＳＬノズルアセンブリハウジングと、外装部材に組み込むあるいは装着するように構成される図６Ａおよび７のインサートまたはチップとを示す透視立面図である。

図９Ａは、本発明に係る、自動車外装搭載スプレーノズルアセンブリと小型せん断スプレーノズル部材の流体流路画定面の別の実施形態を示す透視立面図である。

図９Ｂは、本発明に係る、小型せん断スプレーノズル部材の流体流路画定面を示す図９Ａの自動車外装搭載スプレーノズルアセンブリの平面図である。

図１０は、本発明の方法による、外装部材に組み込むあるいは装着するように構成されるキャップ部材を備えた、図９Ａおよび９Ｂの自動車外装搭載スプレーノズルアセンブリを示す透視立面図である。

図１１は、本発明の方法に係る、キャップ部材を備えた図９Ａ、９Ｂ、１０の自動車外装搭載スプレーノズルアセンブリの内部構造を示す部分断面立面図である。

次に、本発明の自動車外装搭載スプレーノズルアセンブリと小型せん断スプレーノズル部材を詳細に説明すると、図２〜１１は、せん断スプレーノズル構造と、ノズルを選択し照準を合わせて所望の噴霧を提供する方法とに関する特定の例示的実施形態を示す。例示の実施形態はすべて、噴霧扇またはパターンを確実に生成する超小型スプレーヘッド設計を提供し、該扇またはパターンは、選択された角度範囲（たとえば、３０度〜１２０度）の総噴霧扇角度全体にわたって清掃流体（たとえば、水）を均一に分布させる２または３のせん断状平面噴霧から成る。本発明の自動車外装搭載スプレーノズルアセンブリおよび小型せん断スプレーノズル部材はすべて（たとえば、１００、２００、３００）、図１Ａに示すように、車両１４で使用されるセンター・ハイマウント・ストップライト（「ＣＨＭＳＬ」）アセンブリ１０などの自動車外装に組み込むのに極めて適する。また、後述のノズルアセンブリおよびノズル部材（たとえば、１００、２００、３００）は、外部ビューカメラ（図示せず）と共に車両外側パネル１２または外部部品（たとえば、サイドミラーアセンブリ）に目立たないように容易に組み込んで、超小型カメラワッシャノズルを提供することができる。

まず、図２〜５Ｄに示すスプレーヘッド実施形態から始めると、小型せん断スプレーノズル部材またはスプレーヘッド１００は、直径５ｍｍ（１２０、図３に示すようにＤ−Ｄ）と小型化することができ、スプレーヘッド１００の設計は様々な噴霧の照準角、ヨー角、ロール角を提供するように設計することができる（図５Ｃおよび５Ｄを参照）。スプレーヘッド１００の例示の実施形態は、適切なプラスチック材料から容易に成型され、成型性および多機能性を向上するように構成される。

スプレーヘッド１００は好ましくは、流体不浸透性の耐久性のあるプラスチック材から、略円筒状中空部材の一体型単体構造として成型され、該部材は、遠位方向に突出する略円筒状（わずかに先細の円錐状）側壁１０６内に、該側壁の中心軸と共軸に配置される略円形開放内腔１０４を画定する略開放近位端１０２を有する。スプレーヘッド１００の中心流軸１１０は遠位方向に延在し、スプレーヘッド１００の径１２０（たとえば、５ｍｍ）は、図３に最も良く示されるように、中心スプレー軸１１０に沿って一方の側から他方の側まで測定される。

スプレーヘッド内腔１０４は、内腔１０４を遠位方向に流れる流体を加速させるように構成され、第１の近位円筒状部１０４Ａを有し、部分１０４Ａは遠位側で、近位先細側壁部１０４Ｂで終端を成し、部分１０４Ｂは、中心円筒状部１０４Ｃの小径に至るまで遠位方向に先細となる。図３、５Ａ、５Ｂに示すように、中央円筒状部１０４Ｃは、遠位側で遠位先細側壁部１０４Ｂを終端となし、部分１０４Ｂは、遠位側で幾分ドーム状の流体衝突せん断生成チャンバ１１４ＳＣで終端を成す。ドーム状せん断生成チャンバ１４ＳＣの内面構造を図５Ｂの断面図に示し、内腔または流路１０４の遠位端は凹状流体衝突面を提供する。容器から流れる加圧流体は、内腔１０４へ圧送され、せん断生成チャンバ１１４ＳＣに向かって遠位方向に流れながら加速され、チャンバ１１４ＳＣにおいて、高速噴霧は、横方向に間隔をおいて配置された第１の噴霧孔１１７および第２の噴霧孔１１８によって強制的に選択噴霧パターンを形成する。これらの孔は、略平面状壁部またはスプリッタ１１６により部分的に画定される。

流体はノズル入口１０２から内腔１０４へと流れ、そこで、内腔１０４によって画定される先細の流体流路に沿って強制的に遠位方向に送られ、分断された第１および第２の噴霧孔１１７、１１８から流体滴の噴霧として放出される。流体は、流体供給源または容器から流体を受け取り、流体供給源または容器と流体連通する流路入口１０２から流体流路に沿って流れるにつれ、流体流路１０４の断面積を低減させる先細遷移領域１０４Ｂ、１０４Ｄで加速される。せん断噴霧生成チャンバ１１４ＳＣは、内腔または流体流路１０４と流体連通し、そこから流体を受け取る。流体は流体不浸透性の略平面状壁部またはスプリッタ１１６と、対向する流路側壁との周囲を流れて、第１のせん断噴霧孔１１７から第１の略平面状噴霧１５７Ｓを形成し、第２の噴霧孔１１８から第２の略同一平面噴霧１５８Ｓを形成する。噴霧孔１１７および１１８から放出される結合噴霧は少なくとも小さな重複部分を有し（図４を参照）、３０度〜１２０度の選択された扇角度で比較的均一に分布される噴霧を共に生成する。同一平面噴霧１５７Ｓおよび１５８Ｓは、図５Ｄに最も良く示されるように、照準角度で傾斜した扇状に遠位方向に噴射され、噴霧形状および照準角度は、図２、３、５Ｂ、５Ｄに最も良く示されるように、切欠き壁部１６０、１６１、１６２を画定するノズル噴霧孔の構造によって一部決定される。切欠き壁部１６０は略平面であり、中心軸１１０に直角にまたは中心軸１１０に合わせて配置され（図３に最も良く示される）、近位側で噴霧孔１１７および１１８の外縁を画定する傾斜切欠き壁部１６１で終端となる。また、下側切欠き壁部１６２は、図２に最も良く示されるように、近位側で傾斜切欠き壁部１６１で終端を成す。

図５Ｂに示す実施形態では、噴霧孔１１７および１１８の中心噴霧軸は、切欠き壁１６０および１６２の面間の中心であり、図５Ｂおよび５Ｄに示す噴霧の照準「ＡＩＭ」角に対応する「出口角」を画定する。図５Ｂに示す実施形態では、出口角ＥＡは、中心軸１１０に平行な直角面１１０Ｐから３１．５度であるが、より大きくする（より水平に近いＡＩＭ角）あるいは小さくする（ＡＩＭ角度は面１１０Ｐに平行に近くなる）こともできる。せん断チャンバ１１４ＳＣ内で、遠位端壁または上壁１１４ＴＷは、垂線に対して９０度の上部接近「ＴＡ」角を画定し、チャンバの側壁１１４ＳＷは垂線に対して３３．１度の下部接近「ＢＡ」角を画定し、つまり、これらのせん断チャンバ壁部間の角度は約１２３度であり、この角度が噴霧スロートまたは出口孔１１７、１１８に隣接する衝突角（「ＩＡ」）を画定する。図２〜５Ｄに示す実施形態では、スロート出口開口範囲は、切欠き壁１６２の縁から直角切欠き壁１６０の縁まで０．５ｍｍ〜１ｍｍ（好ましくは０．７１３５ｍｍ）であり、各出口側（スプリッタ１１６に対応する切欠き壁１６１の縁）からのスロート出口範囲は０．２５ｍｍ〜０．７５ｍｍ（好ましくは０．５ｍｍ）である。（切欠き壁１６１およびスロート出口１１７、１１８の縁によって画定される）後部平坦面からのスロート出口オフセット「ＴＯ」は好ましくは０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍ（好ましくは０．２５５８ｍｍ）であり、スロート出口角「ＴＥＡ」（スロート出口縁に隣接するチャンバ１１４ＳＣ内の傾斜壁部）は、両側から０度〜３５度（好ましくは２０度）（切欠き壁１６０で垂線に対して７０度、切欠き壁１６２で垂線に対して１３．１度）である。

当業者によって認識されるように、成型小型せん断スプレーノズル部材１００は、内側内腔１０４と流体連通する開放近位端１０２を有する成型小型一体型スプレーヘッドを設け、該スプレーヘッドは、内腔断面積が漸減する先細遷移領域を有して、第１の孔縁を切欠き壁１６０に、対向する第２の孔縁を切欠き壁１６２に有する細長噴霧孔を備えたせん断噴霧生成チャンバ１１４ＳＣに向けて洗浄流体を加速させる。遠位せん断噴霧生成チャンバ１１４ＳＣは、第１の流体衝突角を画定する第１の（遠位端）凹壁部も有し、第１の凹壁部は切欠き壁１６０で第１の噴霧孔縁を終端とする。遠位せん断噴霧生成チャンバ１１４ＳＣは第２の流体衝突角（図３に示す）を画定する第２の凹壁部も有し、第２の凹壁部は切欠き壁１６２で第２の噴霧孔縁を終端とする。小型せん断スプレーノズル部材１１０の外側は遠位略半球状または隆起外面（おそらく平坦端壁を含む）を終端とし、噴霧孔は、分割されて噴霧孔１１７および１１８を画定する孔から、外方に放射する扇状の流体噴霧を生成する。

カメラレンズや自動車ガラス面などの生成に使用される際、供給領域はキャップまたはドーム状チャンバの遠位端のまさに中心に位置しないため、洗浄流体は、上流のせん断チャンバ１１４ＳＣを介してまたは円錐領域の前に供給領域全体に供給および分布される。スロート形状は、スロート出口角が変動するという点で、多リップせん断ノズルの後に設定される。噴霧中心が重なるのを避けるため、図３および４に示すように、ノズルはスロートの分岐中心部を利用する。これにより、中心からある等しい角度で、より均一な２つの小さな噴霧扇１５７Ｓ、１５８Ｓが有効に生成される。これらの扇の角度は、スプリッタ１１６および側壁で形成される角度によって決定される。個々の扇角は、衝突角とスロートからのオフセット距離とによって制御することができる。

図５Ｃに示す別の実施形態の小型せん断スプレーノズル部材１００Ｂに示すように、噴霧のヨー角は、他方の側よりも一方の側（たとえば、１１８Ｂ）を大きく開放させることによって非対称となるように選択することができる。噴霧１５８ＳＢの比較的広い噴霧角度は、この設計で発泡しない均一な噴霧を生成することができ、わずかに重なる範囲で２つの扇１５７Ｓ、１５８ＳＢが交わる。

本発明によると、噴霧配向が可変である直径５ｍｍのせん断スプレーノズル１００を一体型成型部として作製する新規な方法が提供される。噴霧扇角度は３０度〜１２０度の範囲で変動させることができ、生成される噴霧は均一な無発泡扇を形成する。ノズルは、噴霧配向角度（照準角、ロール角、ヨー角）を０度〜４５度の範囲で変動させることができるように構成される。したがって、パッケージの寸法とコストが、噴霧有効範囲を犠牲にせずに大幅に低減される。さらに、このノズルの設計により、中心軸１１０を中心にキャップを時計回りに回転させることができ、本発明のノズル構造を他の自動車レンズまたはウィンドウ面の洗浄用途に合わせて適合させることができる。

図２〜５Ｄに示すように、流体が、スプリッタ壁部１１６の後ろに画定される略細長孔に供給され、その孔はスプリッタ１１６によって少なくとも部分的に封鎖される。せん断チャンバは、遠位流体流を誘導し分布させる略半球状面を画定し、流体流は、スプリッタ壁部１１６によって分割されて噴霧孔１１７、１１８を画定する細長または楕円孔で拡張され、その拡張流は分割されたシート状噴霧扇を形成して、スプリッタの配置が２つの噴霧孔を画定する。噴霧配向（照準、ロール角、ヨー角）は、流入流体の衝突角に略直角直である（図３に示す）噴霧出口ガイド面によって決定される。第１および第２の噴霧扇状は図４および５Ａに示すように形成される）。噴霧扇角度は、スプリッタ壁部１１６によって分割されて噴霧孔１１７、１１８を画定する楕円状孔の高さと幅を調節することによって決定および制御される。噴霧分布は均一化し、弱くすることができる。

上述したように、図２〜５Ｄに示す小型せん断スプレーノズル部材１００は、ＣＨＭＳＬ外装アセンブリ（たとえば、１０）の面に組み込み、そこから照準を合わせて、外側レンズ面を清掃するための、目立たないが有効な方法を提供することができる。

次に図６Ａ〜８を参照すると、ノズルアセンブリ２００は、後部センター・ハイマウント・ストップライト（ＣＨＭＳＬ）搭載ベゼル（たとえば、１０だが、任意の車体外装アセンブリベゼルまたは車体パネル１２に組み込むことのできる構造を示す）用に構成される。小型せん断スプレーベゼル搭載可能なノズルアセンブリ２００は製造上の利点を提供し、従来技術の後部せん断ノズルに存在する製造（工程）不良モードを排除する。図６Ａ〜８に示す設計は、よく観察される「閉止」として知られる不都合な噴霧特徴を排除し、閉止では、成型ステップ後に残る押し金や鋳くずなどが、従来技術のノズルの噴霧孔で流れを乱す。この小さな口は、噴霧を部分的または完全に遮断することがある鋳くずの問題の影響を受けて、噴霧を大幅に劣化または停止させる。小型せん断スプレーＣＨＭＳＬベゼル搭載可能なノズルアセンブリ２００は、いくつかの可能なノズルインサートから選択される「インサート」２１０と共に使用されるように構成される。例示的インサート２１０は、選択されたファン幅、ヨー角、ロール角を有する噴霧を生成する。別のインサートをノズルアセンブリ２００で使用して、異なる噴霧を確実に生成することができる。後述するように、別のインサート１２１０を図６Ｂに示す。

特に図６Ａおよび７を参照すると、新規のノズルアセンブリの実施形態２００は、新規な二重孔せん断出口インサート２１０と共に使用されるように構成される。流体噴霧照準せん断出口インサート２１０は、流体を受け取る流路、口、またはスロット２３０を画定し、せん断出口インサート２１０に画定される流体路の境界を提供するノズルアセンブリハウジング２２０（たとえば、図７および８に示す）において使用されるように構成される。ノズルアセンブリ２００は、内腔２２４および１以上の口またはスロット２３０を有する略中空流体不浸透性構造を画定するハウジング２２０を備えて構成され、各口またはスロットは、円滑なスロット壁内面２３２を有する略矩形の通路または孔を画定する。内側側壁面２３２は好ましくは、成型方法を用いる費用効率の高い製造に適した寸法を備え、対合せん断出口インサート（図示せず）の隆起部またはタブとの「スナップ嵌め」を形成するように配置され寸法を設定された側壁溝を随意で含む。ノズルアセンブリ２００は、ハウジング２２０に画定されるスロット２３０にぴったりと収容および保持されるような寸法の１以上のせん断出口インサートまたはチップを含むように構成することができる。せん断出口インサート２１０が口またはスロット２３０内にぴったりと嵌合すると、ノズルアセンブリはハウジングの内側内腔２２４とハウジングの外側間を流体連通する流路を提供するため、ハウジングの内側内腔に進入する流体を使用して、平坦扇状噴霧を生成し、この噴霧は、せん断出口インサート２１０を支持し方向付けるあるいは照準を合わせるハウジング２２０の配向および構造によって遠位方向に方向付けられ照準を合わせられる。

ノズルアセンブリハウジング２２０は、自動車外装ベゼルまたはその他の車体搭載物に組み込むことができる構造で示され、遠位方向に突出する噴霧照準端２４２を有し、この端部は、インサート収容スロット２３０の周囲に画定される目立たない半球状隆起部として構成される。ハウジングの遠位方向に突出する端部は、スロット２３０およびインサート２１０の配向を規定することによって噴霧の照準を合わせ、インサートは選択された扇角度で平坦噴霧を生成するように構成され、平坦噴霧の配向はスロット２３０の配向を調節することによって調節される。
好ましくは、ハウジング２２０は、プラスチックなどの好適な耐久性のある材料で成型され、ハウジング２２０を自動車外装品または車体パネル（たとえば、図１Ａ〜１Ｄに示すようなベゼル１０）に組み込むことのできる１以上の位置合わせ機能２６０またはスナップ嵌め保持タブ２６２を、選択された外面に含む。ハウジングの流体入口内腔２２４は好ましくは、管保持とげ状金具２６４を有するように構成される。

図６Ａ〜８に示すような本発明のせん断出口インサート２１０は、流体流路側２１２と反対側の平面に流体流路２１４を有する細長固体部材である。インサート２１０は、遠位側で遠位端２１５Ｄを終端とし、円筒状部を横方向に突出するインサート壁部２１５Ｔまで下方に湾曲する弓状端壁２１５ＥＷを有し、噴霧生成孔２１７、２１８は弓状端壁２１５ＥＷの任意の部分に画定することができる。インサート２１０は、ハウジングスロット２３０の開放遠位端に完全に挿入される近位端２１５Ｐを有するため、インサートの遠位端２１５Ｄはハウジングの遠位端と同一平面となるが露出し、横方向に突出するインサート壁部２１５Ｔは、ハウジング２２０に画定される協働横断フランジ壁部２３０ＦＷと接する（図８を参照）。加圧清掃流体がノズルアセンブリ入口内腔２２４に圧送されると、せん断出口インサート２１０は流体せん断機構で動作し、遠位方向に発射する滴（図示せず）の噴霧を生成する。本発明のせん断噴霧回路またはインサートの現プロトタイプは、第１および第２の横方向に間隔をおいて配置され、照準を合わせられた噴霧扇を噴霧孔２１７および２１８から生成することによって、３０度〜１２０度の扇角度で略平面状噴霧を生成する。

図６Ａ〜８に示すせん断出口インサート２１０の例示的実施形態は、相互に協働する複数部分を有し、該複数部分を流れる流体に作用して所望の噴霧を生成する流体はノズルアセンブリ入口２２４から間隙２３０に流れ込み、インサート面２１２に画定される流体流路２１４に沿って後述の部分を通って流され、分割されたまたは第１の噴霧孔２１７および第２の噴霧孔２１８から流体滴の噴霧として放出される。流体は、流体を受け入れる流路の入口２１４１から流体流路２１４に沿って遠位方向または下流に流れ、ハウジング入口および内腔２２４と流体連通するとき、流体流路２１４の断面積を低減させる先細遷移領域２１４Ｔで加速される。せん断チャンバ２１４ＳＣは、先細遷移領域２１４Ｔと流体連通し、そこから流体を受け取り、流体は流体不浸透性の内方に突出するアイランド突起２１６と略凹状対向流路側壁との周囲を流れて、第１のせん断噴霧孔２１７から第１の略平面状噴霧を、第２の噴霧孔２１８から第２の略同一平面状噴霧を生成する。噴霧孔２１７および２１８から出る結合噴霧は少なくとも小さな重複部分を有し、３０度〜１２０度の選択された扇角度で比較的均一に分布された噴霧を共に生成する。

図６Ｂに示すせん断出口インサート１２１０の別の実施形態も、相互に協働する複数部分を有し、ノズルアセンブリハウジング２２０に挿入されるとき、該複数部分を流れる流体に作用して所望の噴霧を生成する。流体はノズルアセンブリ入口２２４から間隙２３０に流れ込み、インサート面１２１２に画定される流体流路１２１４に沿って後述の部分を通って流され、分割されたまたは第１の噴霧孔１２１７および第２の噴霧孔１２１８から流体滴の噴霧として放出される。流体は、流体を受け入れる流路の入口１２１４１から流体流路１２１４に沿って遠位方向または下流に流れ、ハウジング入口および内腔２２４と流体連通するとき、流体流路１２１４の断面積を低減させる先細遷移領域１２１４Ｔで加速さする。せん断チャンバ１２１４ＳＣは、先細遷移領域１２１４Ｔと流体連通し、そこから流体を受け取り、流体は流体不浸透性の内方に突出するアイランド突起１２１６と略凹状対向流路側壁１２１４ＴＷ、１２１４ＳＷとの周囲を流れて、第１のせん断出口１２１７から第１の略平面状噴霧を、第２の噴霧孔１２１８から第２の略同一平面状噴霧を生成する。噴霧孔１２１７および１２１８から出る結合噴霧は少なくとも小さな重複部分を有し、３０度〜１２０度の選択された扇角度で比較的均一に分布された噴霧を共に生成する。

上述の実施形態と同様、インサート１２１０は、遠位側で遠位端１２１５Ｄを終端とし、円筒状部内を横方向に突出するインサート壁部分１２１５Ｔまで下方に湾曲する弓状端壁１２１５ＥＷを有し、噴霧生成孔１２１７、１２１８は弓状端壁１２１５ＥＷの任意の部分に画定することができる。インサート１２１０は、ハウジングスロット２３０の開放遠位端に完全に挿入される傾斜近位端１２１５Ｐを有するため、インサートの遠位端１２１５Ｄはハウジングの遠位端と同一平面となるが露出し、横方向に突出するインサート壁部１２１５Ｔは、ハウジング２２０に画定される協働横断フランジ壁部２３０ＦＷと接する。

当業者によって認識されるように、成型小型せん断スプレーノズル部材（たとえば、２１０、１２１０）は、小型せん断スプレーノズルアセンブリ２００において使用されるとき、流体流路または内腔２１４と流体連通する開放近位端を有する小型の一体型成型スプレーヘッドを設け、該スプレーヘッドは、内腔断面積が漸減する先細遷移領域を有して、第１の孔縁を壁部２１５Ｄに、対向する第２の孔縁を壁部２１５ＥＷに有する細長噴霧孔を備えたせん断噴霧生成チャンバ２１４ＳＣに向けて洗浄流体を加速させる。遠位せん断噴霧生成チャンバ２１４ＳＣは、第１の流体衝突角を画定する第１の（遠位端）凹壁部２１４ＴＷも有し、第１の凹壁部２１４ＴＷは第１の噴霧孔縁を終端とする。遠位せん断噴霧生成チャンバ２１４ＳＣは、第２の流体衝突角を画定する第２の凹壁部２１４ＳＷも有し、第２の凹壁部２１４ＳＷは第２の噴霧孔縁を終端とする。小型せん断スプレーノズル部材２１０の外部は遠位外面２１５Ｄを終端とし、噴霧孔は、分割されて噴霧孔２１７および２１８を画定する孔から、外方に発射する扇状の流体噴霧を生成する。

次に図９Ａ〜１１を参照すると、別のノズルアセンブリ３００は、後部センター・ハイマウント・ストップライト（ＣＨＭＳＬ）搭載ベゼル（任意の車体外装品または車体パネルに組み込むことのできる構造を示す）用に構成される。小型せん断スプレーベゼル搭載可能ノズルアセンブリ３００はまた、製造上の利点を提供し、上述の製造（工程）不良モードを排除する。小型せん断スプレーベゼル搭載可能ノズルアセンブリ３００は、いくつかの可能なノズルインサートから選択される、遠位方向突出部材または「インサート」３１０と共に使用されるように構成される。例示的インサート３１０は、選択されたファン幅、ヨー角、ロール角で噴霧を生成する。別のインサートをノズルアセンブリ３００で使用して、異なるスプレーを確実に生成することができる。

特に図９Ａおよび９Ｂを参照すると、自動車外装搭載スプレーノズルアセンブリ３００は、新規な三重孔せん断出口インサートまたは小型せん断スプレーノズル部材３１０を備えて構成される。流体噴霧照準せん断出口インサート３１０は、流体を受け取る流路３３０を画定し、せん断出口インサート３１０に画定される流体路の境界を受け取り提供するノズルアセンブリハウジング３２０（たとえば、図９Ａ〜１１に示す）において使用されるように構成される。ノズルアセンブリ３００は、１以上の口またはスロット３３０と流体連通する内腔３２４を有する略中空流体不浸透性構造を画定するハウジング３２０を備えて構成され、各口またはスロットは、円滑なスロット壁内面を有する略矩形の通路または孔を画定する。ハウジング２２０のスロット２３０と同様に、内側側壁面は好ましくは、成型方法を用いる費用効率の高い製造に適した寸法を備え、対合せん断出口インサート（図示せず）の隆起部またはタブとの「スナップ嵌め」を形成するように配置され寸法を設定された側壁溝を随意で含む。ノズルアセンブリ３００は、ハウジング３２０に画定されるスロット３３０にぴったりと収容および保持されるような寸法の１以上のせん断出口インサーまたはチップを含むように構成することができる。せん断出口インサート３１０が口またはスロット３３０内にぴったりと嵌合すると、ノズルアセンブリはハウジングの内側内腔３２４とハウジングの外側間を流体連通する流路を提供するため、ハウジングの内側内腔に進入する流体を使用して、平坦扇状噴霧を生成し、この噴霧は、せん断出口インサート３１０を支持し照準を合わせるハウジング３２０の配向および構造によって遠位方向に方向付けられ照準を合わせられる。

再度図９Ａおよび９Ｂを参照すると、インサート３１０は、遠位側で遠位端３１５Ｄを終端とし、壁部を画定する傾斜壁噴霧孔に接する端壁を有し、壁部には、（ａ）（内腔３２４の中心軸に沿った）軸方向に揃った遠位噴霧と、（ｂ）（内腔３２４の中心軸を横切る線に沿った）略横断噴霧との間の任意の角度で照準を合わせるように構成することができる噴霧孔３１７、３１８、３１９が画定される。

ノズルアセンブリハウジング３２０は、自動車外装ベゼルまたはその他の車体搭載物に組み込むことができる構造で示され、遠位方向に突出する端部キャップ３４２を有し、このキャップは、インサート収容スロット３３０を被覆および包囲するように画定される目立たない半球状隆起部として構成される。ハウジングの遠位に突出する端部キャップ３４２は、ハウジング３２０とインサート３１０の配向を画定することによって照準を合わせられるあるいは方向付けられるせん断噴霧を通過させる孔を備え、インサートは、選択された扇角度で平坦噴霧を生成するように構成され、平坦噴霧の配向はハウジング３２０の配向を調節することによって調節される。好ましくは、ハウジング３２０は、プラスチックなどの好適な耐久性のある材料で成型され、ハウジング３２０を自動車外装品または車体パネル（たとえば、ベゼル１０）に組み込むことのできる１以上の位置合わせ機能３６０またはスナップ嵌め保持タブ３６２を、選択された外面に含む。ハウジングの流体入口内腔３２４は好ましくは、管保持とげ状金具３６４を有するように構成される。

図９Ａおよび９Ｂに示す本発明のせん断出口インサートまたは小型せん断スプレーノズル部材３１０は、流体流路側３１２と反対側の平面に流体流路３１４を有する細長固体部材である。インサート３１０は、インサートの遠位端３１５Ｄが露出するように、ハウジングスロット３３０に挿入される近位端（図示せず）を有する。加圧清掃流体がノズルアセンブリ入口内腔３２４に圧送されると、せん断出口インサート３１０は流体せん断機構上で動作して、遠位方向放射滴（図示せず）の噴霧を生成する。本発明のせん断噴霧回路またはインサート３１０の現プロトタイプは、第１、第２、第３の横方向に間隔をおいて配置され、照準を合わせられた噴霧扇を噴霧孔３１７、３１８、３１９から生成することによって、３０度〜１２０度の扇角度で略平面状噴霧を生成する。

図９Ａ〜１１に示すせん断出口インサート３１０の例示的実施形態は、相互に協働する複数部分を有し、該複数部分を流れる流体に作用して所望の噴霧を生成する。流体はノズルアセンブリ入口３２４から間隙３３０に流れ込み、インサート面３１２に画定される流体流路３１４に沿って後述の部分を通って流され、分割されたまたは第１、第２，第３の噴霧孔３１７、３１８、３１９から流体滴の噴霧として放出される。流体は、流体を受け入れる流路の入口から流体流路３１４に沿って流れ、ハウジング入口および内腔３２４と流体連通するとき、流体流路３１４の断面積を低減させる先細遷移領域３１４Ｔで加速される。せん断チャンバ３１４ＳＣは、先細遷移領域３１４Ｔと流体連通し、そこから流体を受け取り、流体は第１の流体不浸透性の内方に突出するアイランド突起３１６Ｂと対向流路側壁との周囲を流れて、噴霧孔から第１、第２、第３の略同一平面噴霧を生成する。噴霧孔３１７、３１８、３１９から出て結合された噴霧は、比較的小さな重複部分を有し、３０度〜１２０度の範囲の選択された扇角度で比較的均一に分布された噴霧を共に生成する。

当業者によって認識されるように、成型小型せん断スプレーノズル部材３１０は、小型せん断スプレーノズルアセンブリ３００で使用されるとき、流体流路または内腔３２４と流体連通する開放近位端を有する成型小型スプレーヘッドを設け、該スプレーヘッドは、内腔断面積が漸減する先細遷移領域を有して、第１の（上側）孔縁（壁部３１５Ｄ近傍の噴霧孔３１７の上部）と、対向する第２の孔縁（噴霧孔３１９の下部）とを有する細長噴霧孔を備えたせん断噴霧生成チャンバ３１４ＳＣに向けて洗浄流体を加速させる。遠位せん断噴霧生成チャンバ３１４ＳＣは、第１の流体衝突角を画定する第１の（遠位端）凹壁部３１４ＴＷも有し、第１の凹壁部は遠位端に画定され、第１の（上端または遠位端）噴霧孔縁を終端とする。遠位せん断噴霧生成チャンバ３１４ＳＣは、第２の流体衝突角を画定する第２の凸状壁部３１４ＳＷも有し、第２の凸状壁部は第２の噴霧孔縁を終端とする。小型せん断スプレーノズル部材３１０の外側は遠位外面５１５Ｄで終端となり、キャップ３４２が装着されると、噴霧孔は、アイランド３１６Ａおよび３１６Ｂで分割されて３つの並んだ噴霧孔３１７、３１８、３１９を画定する孔から、外方に突出する流体噴霧扇を生成する。

新規な高度ノズル部品構造の好適な実施形態を説明したが、本明細書に記載する教示に鑑み、当業者にその他の変更形態や変形形態が示唆されると考えられる。したがって、上記の変形形態および変更形態はすべて本発明の範囲に属すると考えられると理解すべきである。

Claims (14)

1. 自動車ワッシャノズルアセンブリで使用される小型スプレーヘッドであって、前記ノズルアセンブリは、内側内腔断面積が漸減する先細遷移領域を有する内側内腔と流体連通する開放近位端を有する成型小型せん断スプレーノズル部材を備え、
   前記内腔が遠位側で、第２の孔縁と対向する第１の孔縁を有する細長噴霧孔を備えた遠位せん断噴霧生成チャンバを終端とし、
   前記遠位せん断噴霧生成チャンバが、第１の流体衝突角を画定する第１の凹壁部も有し、前記第１の凹壁部が前記第１の孔縁を終端とし、
   前記遠位せん断噴霧生成チャンバが、第２の流体衝突角を画定する第２の凹壁部も有し、前記第２の凹壁部が前記第２の孔縁を終端とし、前記成型小型せん断スプレーノズル部材が遠位略半球状外面を終端とし、前記噴霧孔が外方に放射する流体噴霧扇を生成するように構成される、小型スプレーヘッド。
2. 前記噴霧孔は、均一な噴霧分布で３０度〜１２０度の範囲から選択される角度の第１および第２の略同一平面扇状噴霧を生成するように構成される第１および第２の並んだ噴霧孔を画定するスプリッタの周囲に画定される、請求項１に記載の小型スプレーヘッド。
3. 前記遠位略半球状外面の外径が５ｍｍである、請求項１に記載の小型スプレーヘッド。
4. 前記遠位せん断噴霧生成チャンバおよび前記噴霧孔が、選択された噴霧照準角、ヨー角、ロール角で噴霧を生成するように構成される、請求項１に記載の小型スプレーヘッド。
5. 前記遠位略半球状外面が、外側切欠き壁部と、前記第１および第２の並んだ噴霧孔を画定する前記スプリッタとを備えて構成される、請求項２に記載の小型スプレーヘッド。
6. 前記第１および第２の略同一平面扇状噴霧が形成され、前記スプリッタによって分割されて前記噴霧孔を画定する楕円状孔の高さおよび幅によって噴霧扇角が画定される、請求項２に記載の小型スプレーヘッド。
7. 前記噴霧のヨー角は非対称であり、第一の横方向に間隔をおいて配置される噴霧孔が第二の横方向に間隔をおいて配置される噴霧孔よりも大きい開口部を有することによって、２つの扇が交わる場所で、比較的広い噴霧角の均一な発泡しない噴霧を生成できる、請求項４に記載の小型スプレーヘッド。
8. 小型せん断スプレーノズルアセンブリであって、
   近位端を備えた流体流路を有する成型小型せん断スプレーインサート部材を備え、前記流体流路が、内側流体流路断面積が漸減する先細遷移領域をさらに備え、
   前記流体流路が遠位側で、第２の孔縁と対向する第１の孔縁を有する細長噴霧孔を備えた遠位せん断噴霧生成チャンバを終端とし、
   前記遠位せん断噴霧生成チャンバが、第１の流体衝突角を画定する第１の凹壁部も有し、前記第１の凹壁部が前記第１の孔縁を終端とし、
   前記遠位せん断噴霧生成チャンバが、第２の流体衝突角を画定する第２の凹壁部も有し、前記第２の凹壁部が前記第２の孔縁を終端とし、
   前記成型小型せん断スプレーインサート部材が遠位外面を終端とし、前記噴霧孔が、外方に放射する流体噴霧扇を生成するように構成される小型せん断スプレーノズルアセンブリ。
9. 前記噴霧孔は、均一な噴霧分布で３０度〜１２０度の範囲から選択される角度の、第１および第２の略同一平面扇状噴霧を生成するように構成された第１および第２の並んだ噴霧孔を画定するように配置された内方突出スプリッタの周囲に画定される、請求項８に記載の小型せん断スプレーノズルアセンブリ。
10. 前記成型小型せん断スプレーインサート部材の終端の遠位外面が外径５ｍｍの略半球状である、請求項８に記載の小型せん断スプレーノズルアセンブリ。
11. 前記遠位せん断噴霧生成チャンバと前記噴霧孔が、様々な噴霧照準角、ヨー角、ロール角で噴霧を生成するように構成される、請求項８に記載の小型せん断スプレーノズルアセンブリ。
12. 噴霧のヨー角は非対称であり、第一の横方向に間隔をおいて配置される噴霧孔が第二の横方向に間隔をおいて配置される噴霧孔よりも大きい開口部を有することによって、２つの扇が交わる場所で、比較的広い噴霧角の均一な発泡しない噴霧を生成できる、請求項１１に記載の小型せん断スプレーノズルアセンブリ。
13. 前記せん断チャンバおよび前記噴霧孔が、均一な噴霧分布で、３０度〜１２０度の範囲から選択される角度の、第１、第２、第３の略同一平面扇状噴霧を生成するように構成される第１、第２、第３の並んだ噴霧孔を画定するように配置された前記インサート部材の外周面に画定される、請求項８に記載の小型せん断スプレーノズルアセンブリ。
14. 前記インサート部材の外面は、前記インサート部材を包囲する流体不浸透性キャップ部材によって画定される、請求項１３に記載の小型せん断スプレーノズルアセンブリ。

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