KR20150069718A - 차량용 스프레이 와셔 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 윈드쉴드에 와셔액을 분사하여 윈드실드에 묻은 이물질을 스프레이 타입의 와셔 노즐에 관한 것이다.
본 발명은 센터류와 정체류의 서로 간의 유동을 이용하여 출구부에서 분사되는 와셔액이 넓은 분사각을 가지며 퍼지도록 하는 새로운 형태의 스프레이 와셔 노즐을 구현함으로써, 기존 협소한 분사 영역을 가진 스프레이 와셔 노즐을 대체할 수 있는 분사각이 증대된 스프레이 타입의 와셔 노즐을 제공한다.

Description

차량용 스프레이 와셔 노즐{Spray washer nozzle for vehicle}

본 발명은 차량용 스프레이 와셔 노즐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 윈드쉴드에 와셔액을 분사하여 윈드실드에 묻은 이물질을 제거하는 스프레이 타입의 와셔 노즐에 관한 것이다.

일반적으로 차실내의 전방에는 주행 중에 불어오는 바람을 막거나, 전방의 시야를 확보하기 위한 윈드실드(windshield)가 설치되어 있다.

이러한 윈드실드의 표면은 먼지와 같은 이물질에 자주 오염되기 때문에 전방시야를 충분히 확보하여 안전운행을 도모하기 위해서는 유리면에 묻은 먼지와 같은 이물질을 제거하여야 한다.

이렇게 차량의 윈드실드에 묻은 이물질 등의 제거를 위해 차량에는 와이퍼 시스템과 함께 와셔액 분사를 위한 와셔 노즐이 갖추어져 있다.

따라서, 운전자가 시야를 맑게 하기 위해 운전석에 설치된 와셔 스위치를 조작하게 되면, 와셔 스위치와 연계된 와셔 모터가 작동하고, 와셔 모터의 작동에 의해 와셔액 저장탱크 내부에 저장되어 있던 와셔액은 와셔 노즐을 통해 윈드실드에 분사되며, 이렇게 분사된 와셔액과 와이퍼 작동을 통해 운전에 방해되는 이물질을 제거하여 운전자는 시야가 확보된 상태에서 안전한 주행을 할 수 있다.

보통 차량용으로 적합한 와셔 노즐은 단시간에 적은 양의 세정액으로 넓은 영역을 세정하는 성능을 필요로 하며, 이에 최근에는 스프레이 타입의 와셔 노즐을 사용하여 세정영역 증대를 도모하고 있다.

이러한 스프레이 타입의 와셔 노즐은 한국공개특허 10-2009-0047963호에 개시되어 있다.

하지만, 현재 사용되고 있는 스프레이 노즐은 분사영역이 협소하여 중대형 차종에 적용이 어렵고, 이로 인해 스프레이 타입의 노즐을 수입 적용 중인 실정이다.

예를 들면, 종래의 스프레이 타입 와셔 노즐은 센터류가 피드백 유로를 통해 돌아와 입구부를 지하는 센터류의 유동을 유발시키는 방식으로서 분사각이 40∼45°정도로 매우 좁은 것(도 4 종래 1 참조), 좁은 공간을 통해 들어온 2개의 유동이 서로 충돌하며 3개의 정체류를 형성함으로써 정체류의 유동에 의해 출구로 나가는 유동을 형성하는 방식으로서 분사각이 60∼70°정도로 충분하지 못해 중대형 차종에 적용하기 어려운 것(도 4 종래 2 참조) 등이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 센터류와 정체류의 서로 간의 유동을 이용하여 출구부에서 분사되는 와셔액이 넓은 분사각을 가지며 퍼지도록 하는 새로운 형태의 스프레이 와셔 노즐을 구현함으로써, 기존 협소한 분사 영역을 가진 스프레이 와셔 노즐을 대체할 수 있는 분사각이 증대된 스프레이 타입의 와셔 노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 스프레이 와셔 노즐은 다음과 같은 특징이 있다.

상기 스프레이 와셔 노즐은 와셔액의 유입을 위한 입구부와, 내부의 유로와, 와셔액의 분사를 위한 출구부와, 상기 유로 내에서 입구부의 앞쪽에 형성되는 협로부를 포함하며, 특히 유로의 내부 가장자리 영역 양편에는 앞뒤로 2곳씩의 정체류 형성공간이 형성되고, 상기 앞뒤 2곳의 정체류 형성공간은 유로 폭 중심쪽으로 돌출되는 양쪽의 경계벽에 의해 구획되는 배치되는 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 스프레이 와셔 노즐은 정체류 형성공간 내에서의 움직임에 의해 센터류의 유동이 유발되면서 출구부쪽에서 와셔액 분사각도를 급격하게 증대시킬 수 있는 특징이 있다.

이때, 상기 협로부는 입구부의 앞쪽에서 유로 폭방향 양편에 위치되는 곡면을 가지는 2개의 구조물 사이에 형성될 수 있다.

여기서, 상기 입구부, 출구부 및 협로부 간의 폭 크기는 입구부<협로부≤출구부의 관계로 이루어질 수 있고, 또 유로 길이방향 기준으로, 입구부와 경계벽 간의 입구유로부 길이는 상기 경계벽과 출구부 간의 출구유로부 길이보다 크거나 같을 수 있다.

그리고, 상기 양편 2곳씩의 정체류 형성공간을 앞뒤로 구획하는 경계벽은 "V" 형상으로 이루어지고, 상기 "V" 형상의 각도는 60∼70°의 각도를 이룰 수 있도록 구성할 수 있으며, 또 상기 경계벽의 "V" 형상의 한쪽 벽면과 유로 폭중심을 따라 연장한 라인 간의 각도는 45∼55°의 각도를 이룰 수 있도록 구성할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 스프레이 와셔 노즐은 유로 내부 4곳의 정체류의 움직임에 의해 센터류의 좌우 유동을 유발시켜 노즐 출구쪽에서 와셔액의 분사각도가 급격히 증대되도록 함으로써, 와셔액의 분사각을 70∼82°정도로 ?게 확장시킬 수 있는 등 넓은 세정 영역 확보로 중대형 차종에 효과적으로 적용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 와셔 노즐을 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 와셔 노즐에서 인서트 칩의 내부 유로를 나타내는 평면도
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 와셔 노즐의 동작원리를 나타내는 평면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 와셔 노즐과 종래의 스프레이 와셔 노즐의 형상과 유동해석을 나타내는 평면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 와셔 노즐을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 와셔 노즐에서 인서트 칩의 내부 유로를 나타내는 평면도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 스프레이 와셔 노즐은 차량의 후드에 설치되어 윈드쉴드에 와셔액을 분사하는 수단으로서, 와셔액 공급을 위한 호스(미도시)와 연결되는 조인트(17), 후드 패널에 고정 설치되는 하우징(18), 와셔액 분사를 위한 헤드부(19), 내부에 유로가 형성되어 있는 인서트 칩(20) 등을 포함한다.

여기서, 상기 인서트 칩(20)은 헤드부(19)에 장착되어 실질적으로 와셔액을 분사하는 부분으로서, 이러한 인서트 칩(10)의 내부에는 와셔액이 유입되는 입구부(10) 및 와셔액이 분사되는 출구부(12)가 형성되고, 이때의 입구부(10)와 출구부(12) 사이는 유로(10)로 조성된다.

그리고, 상기 유로(10)의 내부에는 입구부(10)의 앞쪽으로 유로 폭방향 양편에 위치되는 원형 또는 타원형의 곡면을 가지는 2개의 구조물(16) 사이에 조성되는 협로부(13)가 형성되고, 입구부(10)를 통해 유입되는 와셔액은 협로부(13)를 통과하면서 센터류를 만들어내게 된다.

또한, 상기 유로(10)의 내부에는 유로 가장자리 벽면으로부터 유로 폭 중심쪽으로 돌출되어 서로 마주보는 양쪽 2개의 경계벽(15)이 형성되고, 이때의 경계벽(15)을 기준으로 앞쪽 유로구간은 입구유로부로, 뒷쪽 유로구간은 출구유로부로 나뉠 수 있게 된다.

특히, 와셔액 센터류의 유동을 유발시킬 수 있는 수단으로 유로(10)의 내부 양편 가장자리 영역에 형성되는 2곳씩의 정체류 형성공간(14a,14b,14c,14d)이 구비되고, 이때의 앞뒤 2곳의 정체류 형성공간(14a,14b),(14c,14d)은 경계벽(15)에 의해 구획될 수 있게 된다.

즉, 상기 유로(11)의 폭중심을 따라 연장되는 센터라인을 기준하여 양편으로 2개씩의 정체류 형성공간(14a,14b),(14c,14d)이 각각 형성되고, 이렇게 형성되는 양편의 정체류 형성공간(14a,14b),(14c,14d)은 그 사이의 경계벽(15)에 의해 앞뒤로 나뉠 수 있게 되며, 결국 유로 내에는 사각대칭 배치구조를 이루는 4곳의 정체류 형성공간이 만들어질 수 있게 된다.

또한, 상기 입구부(10), 출구부(12) 및 협로부(13) 간의 폭 크기는 입구부(10)<협로부(13)≤출구부(12)의 크기로 이루어질 수 있게 된다(a<b≤c).

즉, 입구부(10)의 폭은 협로부(13)의 폭보다 작은 폭으로 이루어질 수 있게 되고, 상기 협로부(13)의 폭은 출구부(12)의 폭과 같거나 소폭으로 큰 폭으로 이루어질 수 있게 된다.

또한, 유로 길이방향 기준으로, 입구부(10)와 경계벽(15) 사이 구간을 의미하는 입구유로부 길이(A)는 상기 경계벽(15)과 출구부(12) 사이 구간을 의미하는 출구유로부 길이(B)보다 크거나 같을 수 있게 된다.

한편, 상기 양편 2곳씩의 정체류 형성공간(14a,14b,14c,14d)을 앞뒤로 구획하는 경계벽(15)의 경우, 대략 "V" 형상으로 이루어질 수 있으며, 이때의 "V" 형상의 각도(β)는 65°이상의 각도, 바람직하게는 65∼70°의 각도를 가질 수 있게 된다.

그리고, 상기 경계벽(15)의 "V" 형상의 한쪽 벽면과 유로 폭중심을 따라 연장한 라인 간의 각도(α)는 50°이상의 각도, 바람직하게는 50∼60°의 각도를 가질 수 있게 된다.

또한, 상기 유로(11)의 출구부(12)로부터 바깥쪽으로 연장되는 분사부분의 확장각도(γ)는 100°이상의 각도, 바람직하게는 100∼110°의 각도를 가질 수 있게 된다.

이와 같은 구조로 이루어진 스프레이 와셔 노즐에서는, 노즐 내부의 정체류 형성공간에 의한 정체류의 움직임에 의해 협로부를 빠져나와 진행하는 센터류의 유동이 유발되고, 이에 따라 센터류의 유동에 의해 노즐 출구쪽에서 와셔액의 분사각도가 급격히 증대될 수 있게 된다.

즉, 노즐 내부의 와셔액이 유입되는 입구부에서 유로 내부로 들어오는 부분에서 센터류가 협로부를 지나면서 좌우 유동이 유발되고, 이 유동을 통해 내부에 구비된 원형의 유동공간부인 정체류 형성공간부에 의한 정체류가 형성되어, 이 정체류의 유동에 의해 센터류가 좌우로 유동하며 출구부로 나가게 되므로서, 와셔액의 분사각이 확장될 수 있게 된다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 와셔 노즐의 동작원리를 나타내는 평면도이다.

도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이, 노즐 내부의 와셔액이 유입되는 입구부(10)에서 유로(11) 내부로 들어오는 센터류가 원형 또는 타원형 같은 형상의 구조물(16)에 의해 형성된 협로부(13)를 지나면서 좌우 유동을 유발하게 된다.

이러한 센터류의 유동에 의해 유로 내부에 구비된 정체류 형성공간(14a∼14d)에 정체류가 형성된다.

결국, 센터류의 유동에 의해 정체류의 유동이 크게 발생하며, 출구부(12)쪽에서 센터류의 큰 유동을 발생시키면서 와셔액 분사각이 커질 수 있게 된다.

따라서, 도 4에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 노즐에서는 입구부를 지나 협로를 통과하면서 센터류의 유동이 발생하게 되어 정체류를 형성하게 되고, 또 4곳의 정체류의 유동에 의해 출구부에서 나가는 유동의 각도를 크게 형성하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 노즐 내부에서 센터류 및 정체류의 유동관계를 개선하여 노즐 출구쪽에서의 센터류의 좌우 유동을 유발할 수 있도록 함으로써, 와셔액 분사각을 크게 확보할 수 있으며, 예를 들면 와셔액 분사각을 70∼82°정도의 각도로 확보할 수 있으며, 따라서 넓은 세정 영역을 필요로 하는 중대형 차종에 적합하게 적용할 수 있는 이점이 있다.

10 : 입구부 11 : 유로
12 : 출구부 13 : 협로부
14a∼14d : 정체류 형성공간 15 : 경계벽
16 : 구조물 17 : 조인트
18 : 하우징 19 : 헤드부
20 : 인서트 칩

Claims (6)

1. 와셔액의 유입을 위한 입구부(10)와, 내부의 유로(11)와, 와셔액의 분사를 위한 출구부(12)와, 상기 유로(10) 내에서 입구부(10)의 앞쪽에 형성되는 협로부(13)를 포함하며,
   상기 유로(10)의 내부 가장자리 영역 양편에는 앞뒤로 2곳씩의 정체류 형성공간(14a,14b,14c,14d)이 형성되고, 상기 앞뒤 2곳의 정체류 형성공간(14a,14b),(14c,14d)은 유로 폭 중심쪽으로 돌출되는 양쪽의 경계벽(15)에 의해 구획되는 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 스프레이 와셔 노즐.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 협로부(13)는 입구부(10)의 앞쪽에서 유로 폭방향 양편에 위치되는 곡면을 가지는 2개의 구조물(16) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 스프레이 와셔 노즐.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 입구부(10), 출구부(12) 및 협로부(13) 간의 폭 크기는 입구부(10)<협로부(13)≤출구부(12)의 관계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 스프레이 와셔 노즐.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   유로 길이방향 기준으로, 상기 입구부(10)와 경계벽(15) 간의 입구유로부 길이는 상기 경계벽(15)과 출구부(12) 간의 출구유로부 길이보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 차량용 스프레이 와셔 노즐.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 양편 2곳씩의 정체류 형성공간(14a,14b,14c,14d)을 앞뒤로 구획하는 경계벽(15)은 "V" 형상으로 이루어지고, 상기 "V" 형상의 각도는 60∼70°의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 차량용 스프레이 와셔 노즐.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 경계벽(15)의 "V" 형상의 한쪽 벽면과 유로 폭중심을 따라 연장한 라인 간의 각도는 45∼55°의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 차량용 스프레이 와셔 노즐.

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