JP6846924B2 - ウォッシャノズル - Google Patents

Description

本発明は、洗浄面に洗浄液を噴射するウォッシャノズルに関する。

従来、自動車等の車両には、ウィンドシールド（洗浄面）に付着した埃等の汚れを落とすためのウォッシャ装置が設けられている。ウォッシャ装置は、車室内のワイパスイッチの操作により駆動されるポンプを備え、ポンプによりウォッシャタンク内の洗浄液が吸入および吐出され、ホースおよびウォッシャノズルを介して洗浄液がウィンドシールドに噴射される。そして、洗浄液の噴射とともにワイパブレードが往復払拭動作されて、ウィンドシールドに付着した埃等の汚れが綺麗に落とされる。

ウォッシャノズルは、ボンネットのフロントウィンドシールドの近くや、リヤハッチのルーフの近く等に取り付けられている。そして、ウォッシャノズルとしては、車両の見栄え向上や車両へのレイアウト性向上等のために、より小型化されたものが望まれている。このようなニーズに応えるべく、小型化されたウォッシャノズルには、例えば、特許文献１に記載された技術がある。

特許文献１に記載された技術は、車両後方のハイマウントストップランプに、小型化されたウォッシャノズルを内蔵した技術であり、ハイマウントストップランプのレンズの内側に、細長い略棒状のウォッシャノズルが設けられている。特許文献１に記載されたウォッシャノズルは、所謂目玉を備えていない簡易型のウォッシャノズルであり噴射位置の調整が不可能となっている。その反面、目玉を備えていない分、ウォッシャノズルをより小型化することができ、この点において、車両の見栄え向上や車両へのレイアウト性向上等を図る上で有利である。

特開２０１０−０１８２１０号公報

特許文献１に記載されたウォッシャノズルは、車両の見栄え向上や車両へのレイアウト性向上等を図る上で有利であるが、ウォッシャノズル自体が小さいため、洗浄液の噴射範囲を拡大させつつ、洗浄液を安定して噴射させることが難しかった。特に、洗浄液が噴射される直前のウォッシャノズルの流路内において、洗浄液の圧力分布が不安定になると、ウォッシャノズルの開口部分から洗浄液が所定の噴射位置に届かず、ウォッシャノズルの周辺に滴下される不具合（所謂「噴射散れ」）が生じ得る。このような、「噴射散れ」が発生すると、洗浄液が車体の塗装面に残って塗膜を傷めることがある。そのため、「噴射散れ」の発生は、できる限り抑制するのが望ましい。

本発明の目的は、洗浄液の噴射範囲を拡大させつつ、洗浄液を安定して噴射させることが可能なウォッシャノズルを提供することにある。

本発明の一態様では、ホース接続部から続く直線状の本体内部流路と、この本体内部流路と噴射口とを連通する直線状の噴射流路とを有し、本体内部流路の方向と噴射流路の方向とが交差するウォッシャノズルであって、前記本体内部流路のうち、前記噴射流路側の第１部分の断面積は、その第１部分よりも前記ホース接続部側にある第２部分の断面積よりも小さく、前記第１部分の断面積は、前記第２部分側から前記噴射流路側に向かうに従って徐々に小さくなる。

本発明の他の態様では、前記第２部分の断面積は、前記ホース接続部側から前記第１部分側に向かうに従って徐々に小さくなり、かつ前記第１部分の断面積の変化率の方が、前記第２部分の断面積の変化率よりも大きい。

本発明の他の態様では、前記噴射流路の前記第１部分側に、前記噴射流路が延びる方向において断面積が一定とされた断面積一定部が設けられ、前記噴射流路の前記噴射口側に、前記断面積一定部から前記噴射口側に向けて断面積が徐々に大きくなる断面積可変部が設けられている。

本発明の他の態様では、前記噴射流路の方向と前記本体内部流路の方向とに直交する方向と平行で、かつ前記噴射流路の軸心を含む平面に対して、前記第１部分が横切る断面形状が半円形状に形成され、当該半円形状の円弧部分に前記噴射流路の前記第１部分側が接続されている。

本発明の他の態様では、前記本体内部流路の前記第１部分における前記第２部分がある側とは反対側に、球面状の凹部が設けられている。

本発明の他の態様では、前記第１部分の前記噴射流路側の断面積の方が、前記噴射流路の前記第１部分側の断面積よりも小さい。

本発明の他の態様では、固定対象物に固定される中空の本体部を備え、前記本体部の内側に、前記噴射流路および前記本体内部流路が形成され、前記本体部の外側に、前記固定対象物に固定される固定爪が設けられている。

本発明の他の態様では、自動車のリヤガラスが洗浄面であり、前記噴射口が前記自動車の床側に向けられており、洗浄液が前記リヤガラスに噴射される。

本発明によれば、一端側が洗浄面に向けて開口された噴射流路と、噴射流路の延在方向と交差する方向に延在され、一端側が噴射流路の他端側に接続された第１流路と、噴射流路の延在方向と交差する方向に延在され、一端側が第１流路の他端側に接続された第２流路と、を備え、第１流路の流路面積の方が、第２流路の流路面積よりも小さい。

これにより、噴射流路の内部を流れる洗浄液の流速を高めることができる。したがって、所謂「噴射散れ」の発生を抑制して洗浄液を安定して噴射させることが可能となり、噴射流路の一端側を大きく開口させることで洗浄液の噴射範囲を容易に拡大することができる。

また、第１流路および第２流路が同じ方向に延在されるので、ウォッシャノズルを細長い略棒状に形成することができる。よって、ウォッシャノズルの第１流路および第２流路の延在方向と交差する方向に沿う幅寸法を小さくでき、ウォッシャノズルをより小型化することが可能となる。

ウォッシャノズルが設けられた車両後方の概要図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 ウォッシャノズル単体を示す斜視図である。 ウォッシャノズルの内部構造を説明する断面図である。 図４の破線円Ｂ部を拡大した拡大断面図である。 図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図６の破線円Ｄ部を拡大した拡大断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は図４のウォッシャノズルにおける噴射流路内の圧力をシミュレーションした圧力分布図である。 （ａ）〜（ｅ）は図４のウォッシャノズル（バリ無し）における噴射流路内の圧力をシミュレーションした圧力分布図である。 （ａ）〜（ｅ）は比較例１のウォッシャノズルにおける噴射流路内の圧力をシミュレーションした圧力分布図である。 （ａ）〜（ｅ）は比較例２のウォッシャノズルにおける噴射流路内の圧力をシミュレーションした圧力分布図である。 他の実施の形態のウォッシャノズルの図５に対応した拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１はウォッシャノズルが設けられた車両後方の概要図を、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図を、図３はウォッシャノズル単体を示す斜視図を、図４はウォッシャノズルの内部構造を説明する断面図を、図５は図４の破線円Ｂ部を拡大した拡大断面図を、図６は図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図を、図７は図６の破線円Ｄ部を拡大した拡大断面図を、図８（ａ）〜（ｅ）は図４のウォッシャノズルにおける噴射流路内の圧力をシミュレーションした圧力分布図を、図９（ａ）〜（ｅ）は図４のウォッシャノズル（バリ無し）における噴射流路内の圧力をシミュレーションした圧力分布図を、図１０（ａ）〜（ｅ）は比較例１のウォッシャノズルにおける噴射流路内の圧力をシミュレーションした圧力分布図を、図１１（ａ）〜（ｅ）は比較例２のウォッシャノズルにおける噴射流路内の圧力をシミュレーションした圧力分布図をそれぞれ示している。

図１に示される車両１０は、後方にリヤハッチ１１を備えた２ボックスのコンパクト自動車であり、リヤハッチ１１は、車両１０のルーフ１２の後方に設けられた一対のヒンジ（図示せず）を回動中心に開閉される。リヤハッチ１１には、リヤガラス（洗浄面）１３が設けられ、当該リヤガラス１３上には、ワイパ部材１４が揺動自在に設けられている。そして、ワイパ部材１４は、ワイパブレード１４ａとワイパアーム１４ｂとを備え、ワイパブレード１４ａはワイパアーム１４ｂの先端側に回動自在に装着されている。

ワイパアーム１４ｂの基端側には、ワイパモータ１５の出力軸１５ａが固定されている。出力軸１５ａは、所定の角度範囲で正逆方向に回転駆動され、これによりワイパブレード１４ａは、リヤガラス１３上で所定の角度範囲で揺動される。具体的には、ワイパブレード１４ａは、リヤガラス１３上の払拭範囲１３ａ内で揺動されて、これによりリヤガラス１３の払拭範囲１３ａに付着された雨水等が綺麗に払拭される。

リヤハッチ１１のルーフ１２寄り（天井側）の部分には、運転者がブレーキ操作をしたときに点灯されるハイマウントストップランプ１６が設けられている。具体的には、ハイマウントストップランプ１６は車幅方向に延在され、かつリヤハッチ１１に装着されたリヤスポイラー１１ａに搭載されている。なお、ハイマウントストップランプ１６のレンズ１６ａ（図中網掛部分）の内側には、複数の赤色の発光ダイオード（図示せず）が横一列に並んで設けられている。

図１および図２に示されるように、レンズ１６ａの長手方向に沿う略中央部分には、ウォッシャノズル２０が設けられている。つまり、ハイマウントストップランプ１６のレンズ１６ａは、本発明における固定対象物を構成している。ウォッシャノズル２０は中空の細長い略棒状に形成され、レンズ１６ａの内側にその殆どの部分が収容されている。具体的には、ウォッシャノズル２０の先端側の部分のみが、レンズ１６ａの外部に露出されている。

ウォッシャノズル２０の基端側には、ホース１７の一端側が接続され、ホース１７の他端側はポンプ１８を介してウォッシャタンク１９に接続されている。なお、ポンプ１８およびウォッシャタンク１９は、図示しないエンジンルーム内に配置され、ホース１７は車両１０のフレーム等に沿って前後方向に延在されている。そして、ウォッシャノズル２０は、ポンプ１８の動作により、リヤガラス１３に向けてウォッシャ液（洗浄液）Ｗを拡散するように広範囲に噴射させる。

具体的には、運転者等によりワイパスイッチ（図示せず）が操作されると、ポンプ１８はウォッシャタンク１９内のウォッシャ液Ｗを吸入および吐出する。ポンプ１８から吐出されたウォッシャ液Ｗは、ウォッシャノズル２０から勢い良く噴射され、ウォッシャノズル２０から噴射されたウォッシャ液Ｗは、リヤガラス１３の払拭範囲１３ａに拡散される。

図３および図４に示されるように、ウォッシャノズル２０は、ウォッシャ液Ｗが流れてくるポンプ１８側（図中下側）から、ホース接続管３０およびノズル本体（本体部）４０を備えている。ホース接続管３０は、ウォッシャノズル２０の長手方向基端側（流入側）を形成し、ノズル本体４０は、ウォッシャノズル２０の長手方向先端側（噴射側）を形成している。ホース接続管３０およびノズル本体４０は、いずれもプラスチック等の樹脂材料によりそれぞれ中空の略筒状に形成され、それぞれの端部が溶着等の接続手段により連結されている。

ここで、ホース接続管３０の内側には、ウォッシャ液Ｗが流通する第１流通路３１が形成されている。第１流通路３１の一端側（図中上側）は、ノズル本体４０の内側に形成された第２流通路４１の他端側（図中下側）に接続されている。そして、第２流通路４１の第１流通路３１寄りの部分には、チェックバルブ（逆止弁）５０が収容されている。

チェックバルブ５０は、有底円筒状のバルブ本体５１と、バルブ本体５１が離着座される環状のバルブシート５２と、バルブ本体５１をバルブシート５２に向けて押圧するバルブスプリング５３とを備えている。バルブシート５２は、ホース接続管３０の一端側に一体に設けられ、バルブ本体５１およびバルブスプリング５３は、第２流通路４１内に配置されている。そして、チェックバルブ５０は、第１流通路３１の他端側（図中下側）から流れてきたウォッシャ液Ｗの圧力により開弁される。その後、チェックバルブ５０の部分を通過したウォッシャ液Ｗは、破線矢印に示されるように、第２流通路４１内に導かれる。

このように、ウォッシャノズル２０にチェックバルブ５０を設けることで、ウォッシャ装置を使用していない時に、チェックバルブ５０の上流側にウォッシャ液Ｗを保持できるようにしている。よって、ウォッシャ装置の使用時には、ウォッシャノズル２０から瞬時にウォッシャ液Ｗを噴射させることができる。また、ウォッシャ装置を使用していない時に車両１０が加速した場合等において、ウォッシャノズル２０内に残留したウォッシャ液Ｗが、ウォッシャノズル２０から漏れ出ることを抑制できる。

ホース接続管３０の他端側には肩部３２が設けられ、肩部３２にはホース１７（図１参照）の一端側が接続される。肩部３２は、ホース接続管３０の他端側に向かうにつれて徐々に先細りとされ、これによりホース１７の接続を容易にしつつ、接続後のホース１７の脱落（抜け）が確実に防止される。

また、ノズル本体４０の外側で、かつホース接続管３０寄りの部分には、一対の固定爪４２が一体に設けられている。そして、一対の固定爪４２を摘まんで弾性変形させつつ、レンズ１６ａの裏側から装着孔１６ｂ（図２参照）に差し込むことで、ノズル本体４０、つまりウォッシャノズル２０を、レンズ１６ａに固定することができる。

さらに、ノズル本体４０の外側で、かつノズル本体４０に設けられた一対の固定爪４２よりも一端側（図中上側）には、環状溝４３が設けられている。この環状溝４３には、ゴム等の弾性体よりなるＯリング４４が装着されている。Ｏリング４４は、ウォッシャノズル２０とレンズ１６ａとの間に挟持され、これによりウォッシャノズル２０のレンズ１６ａに対するがたつきが防止される。

図４ないし図７に示されるように、ノズル本体４０の第２流通路４１は、その下流側（噴射側）から、噴射流路４５，第１流路４６および第２流路４７を備えている。噴射流路４５の一端側は、車両１０への装着状態のもとで、図２に示されるように、リヤガラス１３に向けて開口されている。より具体的には、噴射流路４５の開口された一端側は、車両１０の床側に向けられている。これにより、車両１０の上下方向に起立するようにして設けられたリヤガラス１３の所定箇所かつ広範囲に、ウォッシャ液Ｗが噴射される。

噴射流路４５の他端側、つまり、噴射流路４５の延在方向に沿う開口側とは反対側には、第１流路４６の一端側が接続されている。第１流路４６は、噴射流路４５の延在方向と交差する方向に延在されている。具体的には、第１流路４６に対する噴射流路４５の傾斜角度α°は略１００°とされる。これにより、第２流路４７の上流側（流入側）から流れてくるウォッシャ液Ｗを、直角（α°＝９０°）の場合に比して緩やかに屈曲させることができる。したがって、噴射流路４５から噴射されるウォッシャ液Ｗの勢いの低下が抑えられる。

また、第１流路４６の他端側には、第２流路４７の一端側が接続されている。第１流路４６および第２流路４７は、それぞれウォッシャノズル２０の長手方向に沿うように同じ方向に延在されている。つまり、第２流路４７においても、噴射流路４５の延在方向と交差する方向に延在されている。なお、噴射流路４５の長さ寸法は、第１流路４６の長さ寸法の略１／４の長さ寸法となっている。

これにより、ウォッシャノズル２０の長手方向と交差する方向に沿う幅寸法（太さ）が大きくなるのを防止している。言い換えれば、図５に示されるように、第１流路４６と第２流路４７とを同じ方向（図中上下方向）に延在させることで、ウォッシャノズル２０を細長い略棒状にして大径化されるのを防止している。

噴射流路４５の延在方向に沿う第１流路４６の断面形状は、その他端側（図中下側）において略円形形状とされ、一端側（図中上側）において略半円形形状とされる。より具体的には、第１流路４６の断面形状は、図６および図７に示されるような形状とされる。すなわち、第１流路４６は、第２流通路４１の延在方向に傾斜されたテーパ面４６ａと、当該テーパ面４６ａと対向される円弧面４６ｂとから形成されている。そして、第１流路４６の一端側の円弧面４６ｂの部分（円弧部分）が、噴射流路４５の他端側に接続されている。

このように、第１流路４６の噴射流路４５が接続される接続側を円弧面４６ｂとし、当該円弧面４６ｂの反対側にテーパ面４６ａを設けることで、第１流路４６の一端側の流路面積Ｓ１をより一層小さくしつつ、第１流路４６を流れるウォッシャ液Ｗを、噴射流路４５の他端側に集約させ易くしている。これにより、第１流路４６の一端側の流路面積Ｓ１をより効果的に絞る（小さくする）ことができ、ウォッシャ液Ｗの流速をより効率良く高められるようにしている。

これに対し、第２流通路４１の延在方向と交差する方向に沿う第２流路４７の断面形状は、その略全域において略円形形状とされる。つまり、第２流路４７は、第１流路４６のようなテーパ面を備えていない。言い換えれば、第２流路４７のみを側方から観察すると、当該第２流路４７は略円錐台形状とされている。

そして、図５に示されるように、第１流路４６の流路面積Ｓ１の方が、第２流路４７の流路面積Ｓ２よりも小さくなっている（Ｓ１＜Ｓ２）。また、第１流路４６の流路面積Ｓ１および第２流路４７の流路面積Ｓ２は、その他端側（図中下側）から一端側（図中上側）に向かうに連れて、それぞれ徐々に小さくなっている。

ここで、単位長さ当たりの第１流路４６の流路面積Ｓ１の変化率Ａ１の方が、単位長さ当たりの第２流路４７の流路面積Ｓ２の変化率Ａ２よりも大きくなっている（Ａ１＞Ａ２）。つまり、ウォッシャ液Ｗは、第２流路４７から第１流路４６内に導かれることで、その流速が急に高められるようになっている。これにより、流路面積Ｓ１の変化率Ａ１と流路面積Ｓ２の変化率Ａ２とが等しい場合に比して、ウォッシャ液Ｗの流速を短い移動距離でより高めることができ、ひいてはウォッシャノズル２０のさらなる短縮化（小型化）を可能としている。

このように、第１流路４６の流路面積Ｓ１の方が、第２流路４７の流路面積Ｓ２よりも小さくされ、さらには第１流路４６の流路面積Ｓ１および第２流路４７の流路面積Ｓ２が、その他端側から一端側に向かうに連れて徐々に小さくなるので、第２流通路４１の流入側から噴射側に向かうウォッシャ液Ｗの流速が徐々に高められる。これにより、噴射流路４５に流入するウォッシャ液Ｗの流れが安定化され、かつ噴射流路４５を流れるウォッシャ液Ｗに勢いが付けられる。

ここで、第１流路４６の流路面積Ｓ１および第２流路４７の流路面積Ｓ２を、その他端側から一端側に向かうに連れて徐々に小さくなるよう、連続的に（リニアに）変化させているので、ウォッシャ液Ｗの流速が段階的では無く滑らかに高められる。そのため、第２流通路４１内での流速の乱れが抑制されて、第２流通路４１内における気泡の発生（エアレーション）等を確実に防止することができる。

さらに、第１流路４６の一端側には、第１流路４６の延在方向に凹んだ球状凹部４６ｃが設けられている。球状凹部４６ｃは所定の曲率の球面から形成され、このような球状凹部４６ｃを設けることで、第１流路４６の一端側に到達されたウォッシャ液Ｗを、その流速を殆ど低下させずに直ぐに噴射流路４５に向けて折り返すことができる。この点においても、第１流路４６を流れるウォッシャ液Ｗを、噴射流路４５の他端側に集約させ易くなっている。

図５ないし図７に示されるように、噴射流路４５は、球状凹部４６ｃ側に配置された天壁４５ａと、第２流路４７側に配置された底壁４５ｂと、天壁４５ａと底壁４５ｂとの間に配置された一対の側壁４５ｃ，４５ｄと、によって形成されている。ここで、天壁４５ａおよび底壁４５ｂは、互いに平行（相対角度＝０°）とされている。

また、噴射流路４５の延在方向に沿う他端側、つまり噴射流路４５の第１流路４６側には、噴射流路４５の延在方向に沿って流路面積が一定とされた流路面積一定部４５ｅが設けられている。この流路面積一定部４５ｅは、一対の側壁４５ｃ，４５ｄを形成するとともに、互いに平行とされた平行側壁４５ｃ１，４５ｄ１と、天壁４５ａおよび底壁４５ｂと、で形成されている。

さらに、噴射流路４５の延在方向に沿う一端側、つまり噴射流路４５の開口側には、流路面積一定部４５ｅから噴射流路４５の一端側に向けて流路面積が徐々に大きくされた流路面積可変部４５ｆが設けられている。この流路面積可変部４５ｆは、一対の側壁４５ｃ，４５ｄを形成するとともに、それぞれ噴射流路４５の延在方向に傾斜された傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２と、天壁４５ａおよび底壁４５ｂと、で形成されている。

ここで、図７に示されるように、一対の傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２がなす角度β°は略４０°とされる。なお、一対の傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２がなす角度β°は、ウォッシャノズル２０の仕様（必要とされる噴射範囲の広さ等）に応じて任意に変更することができる。

また、噴射流路４５を形成する流路面積一定部４５ｅの流路面積Ｓ３は、第１流路４６の一端側の流路面積Ｓ１（図５参照）よりも小さくなっている（Ｓ３＜Ｓ１）。これにより、第１流路４６を流れるウォッシャ液Ｗは、流路面積一定部４５ｅに流入する際にその流速が高められる。このように本実施の形態では、ウォッシャ液Ｗは、第２流路４７の部分，第１流路４６の部分，噴射流路４５の入口部分の合計３箇所で、それぞれ絞られるようになっている。

ここで、ノズル本体４０内の噴射流路４５，第１流路４６および第２流路４７は、２つのスライド金型（図示せず）を用いて形成される。具体的には、噴射流路４５は、その延在方向に移動可能な第１スライド金型（図示せず）により形成され、第１流路４６および第２流路４７は、第１スライド金型の移動方向と交差する方向に移動される第２スライド金型（図示せず）により形成される。すなわち、移動方向が異なる第１スライド金型と第２スライド金型とを互いに突き合わせることで、噴射流路４５の他端側と第１流路４６の一端側とが接続される。

したがって、このようなウォッシャノズル２０の製造上、噴射流路４５の他端側と第１流路４６の一端側との間には、図８に示されるような「バリ（無駄な出っ張り）」が形成される。この「バリ」は、噴射流路４５の内側に突出された微少な突起であり、第１スライド金型と第２スライド金型との突き合わせ部分に溶融樹脂が入り込むことで形成される。「バリ」は、ウォッシャノズル２０の成形後に仕上げ作業で取り除くのが望ましいが、ウォッシャノズル２０は非常に小型であるため、コストアップとなって現実的では無い。そこで、本実施の形態では、噴射流路４５に流路面積一定部４５ｅを設けて、これにより噴射流路４５内のウォッシャ液Ｗの流れをさらに安定化させている。

次に、以上のように形成されたウォッシャノズル２０内の噴射流路４５，第１流路４６，第２流路４７を流れるウォッシャ液Ｗの流れ具合について、図８を用いて詳細に説明する。ここで、図８においては、噴射流路４５の近傍のウォッシャ液Ｗの流れ具合を判り易くするために、第２流路４７の記載を省略している。

また、図８に示されるシミュレーション図（圧力分布図）は、コンピュータにより有限要素法（ＦＥＭ）を用いて解析した結果であり、濃色の網掛部分が高圧部分を示し、淡色の網掛部分が低圧部分を示している。すなわち、噴射流路４５の内部において、濃色の網掛部分の占める割合が大きい程、噴射範囲を大きくするのに有利であり、かつ所謂「噴射散れ」の発生がより抑えられると言える。

図８（ａ）は、噴射流路４５および第１流路４６の内部を側方から見た図である。図８（ｂ）は、噴射流路４５の開口部分を正面から見た図である。図８（ｃ）は、図８（ａ）の線分Ｅに沿う断面を上方から見た図である。図８（ｄ）は、図８（ａ）の線分Ｆに沿う断面を上方から見た図である。図８（ｅ）は、図８（ａ）の線分Ｇに沿う断面を上方から見た図である。

図８に示されるように、上述のウォッシャノズル２０では、ウォッシャ液Ｗの流速が第２流路４７および第１流路４６の通過により高められて、第１流路４６の一端側におけるウォッシャ液Ｗの圧力が高められていることが判る。すなわち、第１流路４６の一端側の略全域が中程度の濃色の網掛けになっている。そして、第１流路４６の一端側に到達されたウォッシャ液Ｗは、第１流路４６を形成するテーパ面４６ａに沿って流れたこと、および第１流路４６における球状凹部４６ｃの上述した効果も相俟って、噴射流路４５の他端側にスムーズに集約される。つまり、第２流路４７および第１流路４６の通過により高められたウォッシャ液Ｗの流速が、不要に低下されるような効率低下は殆ど生じ無い。

ここで、第１流路４６から噴射流路４５への流入部分には「バリ」が存在するため、ウォッシャ液Ｗの流れ方向に沿う「バリ」の下流側には、圧力が低下した部分（淡色の網掛部分）が形成される。しかし、「バリ」の部分を通過するウォッシャ液Ｗの流速は十分に高められているので、「バリ」の部分を通過したウォッシャ液Ｗは、図８（ａ），（ｂ）に示されるように、直後に勢い良く天壁４５ａに沿って流れるようになる。

また、図８（ｃ）に示されるように、ウォッシャ液Ｗの流れ方向に沿う「バリ」の下流側には、平行側壁４５ｃ１，４５ｄ１がある。そのため、圧力が低下した部分（淡色の網掛部分）を、平行側壁４５ｃ１，４５ｄ１がある部分のみに発生させることができる。したがって、「バリ」の下流側に流れたウォッシャ液Ｗは、平行側壁４５ｃ１，４５ｄ１がある部分を飛び越えて、その直後、傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２の部分にダイレクトに到達される。このように、噴射流路４５に勢い良く流れ込んだウォッシャ液Ｗは、天壁４５ａと傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２の双方にスムーズに沿うように流れて、しかもその流速が十分に高められた状態となっている。言い換えれば、平行側壁４５ｃ１，４５ｄ１があることで、傾斜側壁４５ｃ２,４５ｄ２のウォッシャ液Ｗの流入側の端部が噴射流路４５の幅方向中央寄りとなる。これにより、ウォッシャ液Ｗが「バリ」を乗り越えた後、ウォッシャ液Ｗが傾斜側壁４５ｃ２,４５ｄ２のそれぞれに付着し易くなり、コアンダ効果によりウォッシャ液Ｗを傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２に沿って流すことができる。これにより、ウォッシャ液Ｗの噴射範囲を傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２のなす角と同程度に拡大することができる。

ここで、図８（ｂ），（ｅ）に示されるように、噴射流路４５の内部における底壁４５ｂ側の部分には、圧力が低下した部分、つまり流速がそれほど高く無い部分（淡色の網掛部分）が存在するが、天壁４５ａと底壁４５ｂとが平行とされて、これにより天壁４５ａと底壁４５ｂとの距離が噴射流路４５の出口側（開口側）において短くされている。

したがって、圧力が低下して「噴射散れ」を起こし得る底壁４５ｂ側のウォッシャ液Ｗが、天壁４５ａ側の十分に流速が高められたウォッシャ液Ｗにより引き出される（引っ張られる）。よって、底壁４５ｂ側のウォッシャ液Ｗの「噴射散れ」が抑制されて、噴射流路４５から噴射されるウォッシャ液Ｗの殆どを、リヤガラス１３上の所定の噴射位置に到達させることができる。

さらには、ウォッシャ液Ｗは、傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２の双方に確実に沿って流れるため、所定の噴射範囲（角度範囲）に到達される。なお、ウォッシャノズル２０の角度範囲は、上述したようにβ°＝略４０°（図７参照）とされる。

なお、製造コストは上昇するが、噴射流路４５の他端側と第１流路４６の一端側との間の「バリ」を、仕上げ加工を施して取り除いたウォッシャノズル２０のシミュレーション図（圧力分布図）について、図９を用いて説明する。

図９（ａ），（ｂ）に示されるように、「バリ」を備えていない分、流速が高められたウォッシャ液Ｗは、噴射流路４５の内部によりスムーズに流れ込んでいることが判る。そして、図９（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示されるように、噴射流路４５の内部における濃色の網掛部分の占める割合が、図８の「バリ付き」の場合に比して大きく、したがって、噴射範囲を大きくするのにより有利であり、かつ「噴射散れ」の発生をより抑制できることが判った。

このように、ウォッシャノズル２０の性能を低下させる「バリ」は、できる限り取り除いた方が好ましいが、上述のように仕上げ加工を余計に施す必要があるため、製造コストの上昇が避けられない。したがって、図８に示される「バリ付き」の仕様でも機能的には十分ではあるが、より高性能が要求される場合において、仕上げ加工を施すようにすれば良い。

図１０および図１１のシミュレーション図（圧力分布図）は、比較例１および比較例２のウォッシャノズルの特性を示している。なお、上述した実施の形態と同じ機能を有する部分については、同じ記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１０に示される比較例１では、上述の実施の形態（図８および図９参照）に比して、噴射流路４５の天壁４５ａと底壁４５ｂとが平行では無く、天壁４５ａと底壁４５ｂとの相対角度が６°とされている点が異なっている。また、一対の傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２のなす角度が略６０°とされている点が異なっている。さらに、一対の平行側壁４５ｃ１，４５ｄ１を省略した点が異なっている。また、第１流路４６の断面形状が略円形とされ、かつ流路面積がその一端側から他端側に向けて略一定とされた点が異なっている。

比較例１の場合には、第１流路４６によりウォッシャ液Ｗの流速を十分に高めることができず、かつ「バリ」を有しているため、噴射流路４５の内部に流入されるウォッシャ液Ｗの勢いが小さい（濃色の網掛部分の占める割合が小さい）状態となる。これによりウォッシャ液Ｗは、噴射流路４５の内部において傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２の双方に沿うことができず、一対の傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２のなす角度（略６０°）よりも噴射範囲が狭くなる。すなわち、一対の傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２のなす角度をいくら広くしても噴射範囲を拡大することはできず、結果「噴射散れ」を誘発してしまうことが判明した。

また、天壁４５ａと底壁４５ｂとが平行では無く、天壁４５ａと底壁４５ｂとの距離が噴射流路４５の出口側（開口側）において、上述の実施の形態（図８および図９参照）に比して長くなっている。よって、圧力が低下して「噴射散れ」を起こし得る底壁４５ｂ側のウォッシャ液Ｗを、天壁４５ａ側のウォッシャ液Ｗでは十分に引き出す（引っ張る）ことができず、底壁４５ｂ側のウォッシャ液Ｗの「噴射散れ」を抑えきれないことが判明した。

図１１に示される比較例２では、上述の実施の形態（図８および図９参照）に比して、第１流路４６の一端側の球状凹部４６ｃを省略して、断面が略角形に形成された角形凹部ＤＰを設けた点が異なっている。また、第１流路４６の断面形状が略円形とされ、かつ流路面積がその一端側から他端側に向けて略一定とされた点が異なっている。

比較例２の場合には、比較例１と同様に、第１流路４６によりウォッシャ液Ｗの流速を十分に高めることができず、かつ「バリ」を有している。そのため、噴射流路４５の内部に流入されるウォッシャ液Ｗの勢いが小さく、かつウォッシャ液Ｗが、天壁４５ａおよび一対の傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２に沿い難い状態となっている。これによりウォッシャ液Ｗの圧力が、噴射流路４５の内部で不安定となり、噴射状態にばらつきが生じるようになり、ひいては「噴射散れ」が起き易くなることが判明した。これは、第１流路４６の一端側の角形凹部ＤＰにまで到達したウォッシャ液Ｗが、噴射流路４５の他端側に上手く折り返して集約されずに、角形凹部ＤＰの部分で滞留したりすること等に起因すると考えられる。

以上詳述したように、本実施の形態に係るウォッシャノズル２０によれば、一端側がリヤガラス１３に向けて開口された噴射流路４５と、噴射流路４５の延在方向と交差する方向に延在され、一端側が噴射流路４５の他端側に接続された第１流路４６と、噴射流路４５の延在方向と交差する方向に延在され、一端側が第１流路４６の他端側に接続された第２流路４７と、を備え、第１流路４６の流路面積Ｓ１の方が、第２流路４７の流路面積Ｓ２よりも小さい。

これにより、噴射流路４５の内部を流れるウォッシャ液Ｗの流速を高めることができる。したがって、所謂「噴射散れ」の発生を抑制してウォッシャ液Ｗを安定して噴射させることが可能となり、噴射流路４５の一端側を大きく開口させることでウォッシャ液Ｗの噴射範囲を容易に拡大することができる。

また、第１流路４６および第２流路４７が同じ方向に延在されるので、ウォッシャノズル２０を細長い略棒状に形成することができる。よって、ウォッシャノズル２０の第１流路４６および第２流路４７の延在方向と交差する方向に沿う幅寸法を小さくでき、ウォッシャノズル２０をより小型化することが可能となる。

さらに、本実施の形態に係るウォッシャノズル２０によれば、第１流路４６の流路面積Ｓ１が、第１流路４６の他端側から一端側に向かうに連れて徐々に小さくされ、第２流路４７の流路面積Ｓ２が、第２流路４７の他端側から一端側に向かうに連れて徐々に小さくされ、かつ第１流路４６の流路面積Ｓ１の変化率の方が、第２流路４７の流路面積Ｓ２の変化率よりも大きい。

これにより、ウォッシャ液Ｗの流速が段階的では無く滑らかに高められて、第２流通路４１内での流速の乱れが抑制され、第２流通路４１内における気泡の発生（エアレーション）等が確実に防止される。また、ウォッシャ液Ｗの流速が、第２流路４７から第１流路４６内に導かれることで急に高められるので、短い移動距離でウォッシャ液Ｗの流速を効率良く高めることができる。よって、ウォッシャノズル２０のさらなる短縮化（小型化）を実現できる。

さらに、本実施の形態に係るウォッシャノズル２０によれば、噴射流路４５の他端側に、噴射流路４５の延在方向に沿って流路面積Ｓ３が一定とされた流路面積一定部４５ｅが設けられ、噴射流路４５の一端側に、流路面積一定部４５ｅから噴射流路４５の一端側に向けて流路面積が徐々に大きくされた流路面積可変部４５ｆが設けられている。

これにより、噴射流路４５の他端側と第１流路４６の一端側との間に「バリ」があったとしても、噴射流路４５の内部に流入されたウォッシャ液Ｗを、一対の傾斜側壁４５ｃ２，４５ｄ２に確実に沿わせることができる。よって、噴射範囲を容易に大きくすることができ、かつ所謂「噴射散れ」の発生をより確実に抑えることができる。

また、本実施の形態に係るウォッシャノズル２０によれば、噴射流路４５の延在方向に沿う第１流路４６の一端側の断面形状が、テーパ面４６ａおよび円弧面４６ｂを有する半円形状に形成され、当該半円形状の円弧面４６ｂの部分に噴射流路４５の他端側が接続されている。

これにより、第１流路４６の一端側の流路面積Ｓ１をより一層小さくでき、かつ第１流路４６を流れるウォッシャ液Ｗを、噴射流路４５の他端側に集約させ易くできる。よって、第１流路４６の一端側の流路面積Ｓ１をより効果的に絞って（小さくして）、ウォッシャ液Ｗの流速をより効率良く高めることができる。

さらに、本実施の形態に係るウォッシャノズル２０によれば、第１流路４６の一端側に、第１流路４６の延在方向に凹んだ球状凹部４６ｃを設けたので、第１流路４６の一端側に到達されたウォッシャ液Ｗを、その流速を殆ど低下させずに直ぐに噴射流路４５に向けて折り返すことができる。

また、本実施の形態に係るウォッシャノズル２０によれば、レンズ１６ａに固定される中空のノズル本体４０を備え、ノズル本体４０の内側に、噴射流路４５、第１流路４６および第２流路４７が形成され、ノズル本体４０の外側に、レンズ１６ａに固定される固定爪４２が設けられている。よって、所謂目玉を備えたウォッシャノズルに比して、ウォッシャノズル２０を細長い略棒状にして、大径化するのを防止することができる。

さらに、本実施の形態に係るウォッシャノズル２０によれば、図２に示されるように、噴射流路４５の開口された一端側が車両１０の床側に向けられている。これにより、車両１０の天井側から床側に向かって吹き込む走行風の向きとウォッシャ液Ｗの噴射方向とが略同一となるため、ウォッシャ液Ｗの噴射方向が走行風によって意図しない方向へ変化するのを防ぐことができる。また、ウォッシャ液Ｗがリヤガラス１３の所定の噴射位置に正確に噴射される（「噴射散れ」が抑えられる）ので、噴射範囲外にある車両１０の塗装面等にウォッシャ液Ｗが付着して残るのを抑制できる。

次に、本発明の他の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態（図５参照）と同様の機能を有する部分については、同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１２は他の実施の形態のウォッシャノズルの図５に対応した拡大断面図を示している。

図１２に示されるように、他の実施の形態のウォッシャノズル６０においては、上述した実施の形態に比して、第１流路６１の形状のみが異なっている。具体的には、上述した実施の形態では、第１流路４６の流路面積Ｓ１を、その他端側（図５中下側）から一端側（図５中上側）に向かうに連れて徐々に小さくなるようにしたが、他の実施の形態における第１流路６１は、その全域において一定の流路面積Ｓ４としている（Ｓ４＜Ｓ２）。また、第１流路６１の一端側の流路面積Ｓ４の方が、噴射流路４５の他端側を形成する流路面積一定部４５ｅの流路面積Ｓ３（図７参照）よりも小さく設定されている（Ｓ４＜Ｓ３）。これにより、噴射流路４５の他端側を形成する流路面積一定部４５ｅの流路面積Ｓ３を小さく成形するのが困難な場合であっても、第２流路４７から流れてきたウォッシャ液Ｗの流速を、第１流路６１において十分に高めた上でリヤガラス１３に噴出することができる。

以上のように形成された他の実施の形態のウォッシャノズル６０においても、上述の実施の形態のウォッシャノズル２０と、略同様の作用効果を奏することができる。ただし、ウォッシャノズル６０では、第１流路６１と第２流路４７との間に段差部ＤＳが形成されている。したがって、ウォッシャ液Ｗの流速は段階的に高められることになる。よって、ウォッシャノズル２０とは逆に、積極的に気泡（エアレーション）等を発生させて、ウォッシャ液Ｗを霧状に噴霧させる必要がある場合等においては、ウォッシャノズル６０は有効な形態となる。

本発明は上記実施の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、上記実施の形態においては、車両１０のリヤガラス１３上にウォッシャ液Ｗを噴射するウォッシャノズル２０，６０を示したが、本発明はこれに限らず、車両のフロントガラスにウォッシャ液Ｗを噴射するウォッシャノズルにも適用できる。

また、上記実施の形態においては、車両１０に設けられるウォッシャノズル２０，６０を示したが、本発明はこれに限らず、航空機や鉄道車両等のウィンドシールド（洗浄面）を洗浄するためのウォッシャノズルにも適用できる。

その他、上記実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記実施の形態に限定されない。

１０ 車両
１１ リヤハッチ
１１ａ リヤスポイラー
１２ ルーフ
１３ リヤガラス（洗浄面）
１３ａ 払拭範囲
１４ ワイパ部材
１４ａ ワイパブレード
１４ｂ ワイパアーム
１５ ワイパモータ
１５ａ 出力軸
１６ ハイマウントストップランプ
１６ａ レンズ（固定対象物）
１６ｂ 装着孔
１７ ホース
１８ ポンプ
１９ ウォッシャタンク
２０ ウォッシャノズル
３０ ホース接続管
３１ 第１流通路
３２ 肩部
４０ ノズル本体（本体部）
４１ 第２流通路
４２ 固定爪
４３ 環状溝
４４ Ｏリング
４５ 噴射流路
４５ａ 天壁
４５ｂ 底壁
４５ｃ，４５ｄ 側壁
４５ｃ１，４５ｄ１ 平行側壁
４５ｃ２，４５ｄ２ 傾斜側壁
４５ｅ 流路面積一定部
４５ｆ 流路面積可変部
４６ 第１流路
４６ａ テーパ面
４６ｂ 円弧面
４６ｃ 球状凹部
４７ 第２流路
５０ チェックバルブ
５１ バルブ本体
５２ バルブシート
５３ バルブスプリング
６０ ウォッシャノズル
６１ 第１流路
ＤＰ 角形凹部
ＤＳ 段差部
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 流路面積
Ｗ ウォッシャ液（洗浄液）

Claims (8)

1. ホース接続部から続く直線状の本体内部流路と、この本体内部流路と噴射口とを連通する直線状の噴射流路とを有し、本体内部流路の方向と噴射流路の方向とが交差するウォッシャノズルであって、
   前記本体内部流路のうち、前記噴射流路側の第１部分の断面積は、その第１部分よりも前記ホース接続部側にある第２部分の断面積よりも小さく、
   前記第１部分の断面積は、前記第２部分側から前記噴射流路側に向かうに従って徐々に小さくなる、
   ウォッシャノズル。
2. 請求項１に記載のウォッシャノズルであって、
   前記第２部分の断面積は、前記ホース接続部側から前記第１部分側に向かうに従って徐々に小さくなり、かつ前記第１部分の断面積の変化率の方が、前記第２部分の断面積の変化率よりも大きい、
   ウォッシャノズル。
3. 請求項１または請求項２に記載のウォッシャノズルであって、
   前記噴射流路の前記第１部分側に、前記噴射流路が延びる方向において断面積が一定とされた断面積一定部が設けられ、
   前記噴射流路の前記噴射口側に、前記断面積一定部から前記噴射口側に向けて断面積が徐々に大きくなる断面積可変部が設けられている、
   ウォッシャノズル。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のウォッシャノズルであって、
   前記噴射流路の方向と前記本体内部流路の方向とに直交する方向と平行で、かつ前記噴射流路の軸心を含む平面に対して、前記第１部分が横切る断面形状が半円形状に形成され、当該半円形状の円弧部分に前記噴射流路の前記第１部分側が接続されている、
   ウォッシャノズル。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のウォッシャノズルであって、
   前記本体内部流路の前記第１部分における前記第２部分がある側とは反対側に、球面状の凹部が設けられている、
   ウォッシャノズル。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のウォッシャノズルであって、
   前記第１部分の前記噴射流路側の断面積の方が、前記噴射流路の前記第１部分側の断面積よりも小さい、
   ウォッシャノズル。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のウォッシャノズルであって、
   固定対象物に固定される中空の本体部を備え、
   前記本体部の内側に、前記噴射流路および前記本体内部流路が形成され、
   前記本体部の外側に、前記固定対象物に固定される固定爪が設けられている、
   ウォッシャノズル。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のウォッシャノズルであって、
   自動車のリヤガラスが洗浄面であり、
   前記噴射口が前記自動車の床側に向けられており、
   洗浄液が前記リヤガラスに噴射される、
   ウォッシャノズル。

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