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技術 自動車のウォッシャノズル

出願人 現代自動車株式会社
発明者 朴鍾ミン
出願日 2016年7月8日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-136094
公開日 2017年6月22日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2017-109722
状態 特許登録済
技術分野 ワイパー、車両の清掃 ノズル及び噴霧装置 噴霧設備又は装置の細部及びその付属品
主要キーワード メタル素材 各圧電センサ 公開実用新案公報 非金属素材 電気的振動 ピエゾセラミック 媒質境界 接触形態
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年6月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

本発明は、ウォッシャ噴射口の外部氷結によって発生する噴射不良を防止するために、ウォッシャ噴射口の表面に氷結したおよび異物を除去することのできる自動車ウォッシャノズルを提供することを目的とする。

解決手段

かかる課題を解決するための本発明は、ウォッシャ噴射口を有するノズルカバーと、ウォッシャ液通路を有するノズルボディと、を含み、前記ノズルボディの内部には、超音波振動を発生させるための超音波振動子が設けられ、前記超音波振動子は、ウォッシャ噴射口の下部に配置され、ウォッシャ噴射口側に超音波振動を提供することを特徴とする。

概要

背景

一般的に、ウォッシャノズルは、自動車前面ガラスウォッシャ液噴射して、前面ガラスに付着した異物などを除去することで、運転者前方視野を確保できるようにする手段である。
前記ウォッシャノズルは、短時間で適量のウォッシャ液を前面ガラス上の広い領域に噴射できる機能を有する。

従来のウォッシャノズルは、通常、ノズルカバー吐出口に組み立てられたウォッシャ噴射口を介して前面ガラスにウォッシャ液を噴射し、厳寒期にはウォッシャ噴射口の外部氷結によって発生する噴射不良を防止するために、発熱素子熱伝導によってウォッシャ噴射口の外部氷結を解氷する(例えば特許文献3を参照)。

しかし、このようなウォッシャノズルは、発熱素子から発生した熱がウォッシャ噴射口に伝導される過程において、ウォッシャノズルの内部及び外部環境によって損失して、解氷性能が低下し、従って、ウォッシャ噴射口の外部氷結によって運転者の前方視野の確保が困難になるという問題がある。

概要

本発明は、ウォッシャ噴射口の外部氷結によって発生する噴射不良を防止するために、ウォッシャ噴射口の表面に氷結したおよび異物を除去することのできる自動車のウォッシャノズルを提供することを目的とする。 かかる課題を解決するための本発明は、ウォッシャ噴射口を有するノズルカバーと、ウォッシャ液通路を有するノズルボディと、を含み、前記ノズルボディの内部には、超音波振動を発生させるための超音波振動子が設けられ、前記超音波振動子は、ウォッシャ噴射口の下部に配置され、ウォッシャ噴射口側に超音波振動を提供することを特徴とする。

目的

本発明は、ウォッシャ噴射口の外部氷結によって発生する噴射不良を防止するために、ウォッシャ噴射口の表面に氷結した氷及び異物を除去することのできる自動車のウォッシャノズルを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

ウォッシャ噴射口を有するノズルカバーと、ウォッシャ液通路を有するノズルボディとを含み、前記ノズルボディの内部に超音波振動を発生させるための超音波振動子が設けられ、前記超音波振動子は、前記ウォッシャ噴射口の下方に配置され、前記ウォッシャ噴射口に超音波振動を提供することを特徴とする自動車ウォッシャノズル

請求項2

前記超音波振動子は、少なくとも1つの圧電センサ部を含み、前記圧電センサ部は、外部から印加される電流通電される電極部と、前記電極部の下側に積層され、電極部の電位差によって超音波振動を発生する圧電レイヤと、からなることを特徴とする請求項1に記載の自動車のウォッシャノズル。

請求項3

前記超音波振動子は、前記電極部の最上層の上側に積層され、前記圧電レイヤから発生された超音波振動を増幅させて、前記ウォッシャ噴射口に伝達する第1マッチングレイヤを含むことを特徴とする請求項2に記載の自動車のウォッシャノズル。

請求項4

前記超音波振動子は、前記圧電レイヤの最下層の下側に積層され、前記ノズルボディの下側に伝達される振動減衰させる第2マッチングレイヤを含むことを特徴とする請求項2に記載の自動車のウォッシャノズル。

請求項5

前記第1マッチングレイヤは、その上側にホーンを有する増幅レイヤが結合され、前記ホーンは、その末端部が次第に狭くなるようにテーパに形成されて前記ウォッシャ噴出口に連結されることを特徴とする請求項3に記載の自動車のウォッシャノズル。

請求項6

前記超音波振動子は、ダンパを介在させて前記ウォッシャ液通路のウォッシャ噴出口側の前記ノズルボディの内部に設けられ、前記ダンパは、前記ノズルボディに伝達される超音波振動を減衰させることを特徴とする請求項1に記載の自動車のウォッシャノズル。

技術分野

0001

本発明は、自動車ウォッシャノズルに関し、より詳細には、ウォッシャ液噴射されるウォッシャ噴射口の、外部氷結による噴射不良を改善するための自動車のウォッシャノズルに関する。

背景技術

0002

一般的に、ウォッシャノズルは、自動車の前面ガラスにウォッシャ液を噴射して、前面ガラスに付着した異物などを除去することで、運転者前方視野を確保できるようにする手段である。
前記ウォッシャノズルは、短時間で適量のウォッシャ液を前面ガラス上の広い領域に噴射できる機能を有する。

0003

従来のウォッシャノズルは、通常、ノズルカバー吐出口に組み立てられたウォッシャ噴射口を介して前面ガラスにウォッシャ液を噴射し、厳寒期にはウォッシャ噴射口の外部氷結によって発生する噴射不良を防止するために、発熱素子熱伝導によってウォッシャ噴射口の外部氷結を解氷する(例えば特許文献3を参照)。

0004

しかし、このようなウォッシャノズルは、発熱素子から発生した熱がウォッシャ噴射口に伝導される過程において、ウォッシャノズルの内部及び外部環境によって損失して、解氷性能が低下し、従って、ウォッシャ噴射口の外部氷結によって運転者の前方視野の確保が困難になるという問題がある。

先行技術

0005

大韓民国公開実用新案公報第1999−006449号
大韓民国登録特許公報第10−1262591号

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は、ウォッシャ噴射口の外部氷結によって発生する噴射不良を防止するために、ウォッシャ噴射口の表面に氷結した及び異物を除去することのできる自動車のウォッシャノズルを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

そのため、本発明は、ウォッシャ噴射口を有するノズルカバーと、ウォッシャ液通路を有するノズルボディを含み、前記ノズルボディの内部には、超音波振動を発生させるための超音波振動子が設けられ、前記超音波振動子は、ウォッシャ噴射口の下方に配置され、ウォッシャ噴射口側に超音波振動を提供することを特徴とする自動車のウォッシャノズルを提供することを特徴とする。

0008

本発明の実施形態によれば、前記超音波振動子は、少なくとも1つの圧電センサ部を含み、圧電センサ部は、外部から印加される電流通電される電極部と、電極部の下側に積層され、電極部の電位差によって超音波振動を発生する圧電レイヤと、からなることを特徴とする。
前記超音波振動子は、前記電極部の最上層の上側に積層され、前記圧電レイヤから発生した超音波振動を増幅させて前記ウォッシャ噴射口に伝達する第1マッチングレイヤと、前記圧電レイヤの最下層の下側に積層され、前記ノズルボディの下側に伝達される振動減衰させる第2マッチングレイヤと、を含むことを特徴とする。

0009

前記第1マッチングレイヤには、その上側にホーンを有する増幅レイヤが結合され、前記ホーンは、その末端部が次第に狭くなるようにテーパに形成されて前記ウォッシャ噴射口に連結されることを特徴とする。

0010

前記超音波振動子は、ダンパを介在させて前記ウォッシャ液通路のウォッシャ噴出口側の前記ノズルボディの内部に設けられ、前記ダンパは、ノズルボディに伝達される超音波振動を減衰させることを特徴とする。

発明の効果

0011

本発明に係る自動車のウォッシャノズルによれば、ウォッシャ噴射口の外部氷結によるウォッシャ液の噴射不良を防止することができ、これによって、厳寒地域においても運転者の前方視界を確保できるようにして商品性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の実施形態に係るウォッシャノズルの斜視図である。
本発明の実施形態に係るウォッシャノズルの断面図である。
本発明の実施形態に係る超音波振動子の分解斜視図である。
本発明の実施形態に係る超音波振動子とウォッシャ噴射口との間の連結形態を示す図である。

実施例

0013

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るウォッシャノズルの斜視図であり、図2は、本発明の実施形態に係るウォッシャノズルの断面図である。
図1及び図2に示すように、本発明の実施形態に係るウォッシャノズルは、その内部に低電圧を利用して高振動を発生させ得る超音波振動子130を設けて、ウォッシャ噴射口114の表面に氷結した氷及び埃などの異物を除去できるようにしたものであって、電位差によって発生する電気的パルスを、振動に変換可能な圧電センサ部131を介して、発生した超音波振動を利用して、ウォッシャ噴射口114の外部の異物を除去できる構造からなる。

0014

このために、前記ウォッシャノズルは、基本的に、上部のノズルカバー110と、下部のノズルボディ120との組み合わせからなり、ノズルカバー110には、複数の吐出口112が形成され、各吐出口112には、ウォッシャ液噴射のためのウォッシャ噴射口114、例えば、三角形の配置をなす3つのウォッシャ噴射口114が組み立てられ、ノズルボディ120には、ウォッシャ噴射口114とウォッシャ液が流動可能に連結される(あるいは連通する)ウォッシャ液通路122が形成される。

0015

そして、ノズルボディ120の内部には、ウォッシャ液通路122の、ウォッシャ噴射口114側の下方に超音波振動子130が配置される。
図3は、本発明の実施形態に係る超音波振動子の分解斜視図である。
超音波振動子130は、ノズルボディ120の内側で超音波振動を発生させてウォッシャ噴射口114側に提供するためのものであって、図2及び図3に示すように、1以上の圧電センサ部131と、圧電センサ部131を上下両側で取り囲む第1マッチングレイヤ(matching layer)134及び第2マッチングレイヤ135を含んで構成される。

0016

前記圧電センサ部131は、外部から印加される電流が通電する電極部132と、電極部132の下方に積層され、電極部132の電位差によって超音波振動を発生する圧電レイヤ(piezoelectric layer)133と、からなる。
すなわち、超音波振動子130は、外部から印加される電流に基づいて超音波振動を発生するために、上下に互いに積層配置される少なくとも1つの電極部132と、少なくとも1つの圧電レイヤ133と、を含む。

0017

ここで、超音波振動子130は、上下に積層配置された2つの圧電センサ部131を含む構造を有し、各圧電センサ部131の電極部132は、一側端部の陰極端子他側端部の陽極端子との間にワイヤ137を介して印加される電流が通電する構造に形成されることにより、外部からの電流印加時に前記一側端部と他側端部との間に電位差が発生する。

0018

圧電レイヤ133は、その上部に面接触形態で積層された電極部132に生成される電位差によって超音波振動を発生し、このために、交流電流電気的振動パルス)を機械的振動に変換させる圧電効果を有するピエゾ物質(piezo−material)、例えば、ピエゾセラミック(piezo ceramic)を用いて加工形成される。

0019

このような圧電レイヤ133は、中央部が穿孔された平らな板状の環形状に形成され、電極部132は、前記圧電レイヤ133に相応して中央部が穿孔された平らな板状の環形状に形成される。
第1マッチングレイヤ134は、最上層の電極部の上部に積層され、圧電レイヤ133から発生した超音波振動をウォッシャ噴射口114に伝達する役割を果たし、第2マッチングレイヤ135は、最下層の圧電レイヤの下部に積層され、ノズルボディ120の下部に伝達される後流振動を減衰する役割を果たす。

0020

第1及び第2マッチングレイヤ134、135は、メタル素材を用いて加工形成されたものであって、第1マッチングレイヤ134は、メタル素材の有する固有インピーダンスによって、圧電レイヤ133で発生した圧縮及び膨張された周期的な波形の超音波振動を波形の増幅及び整合性をマッチングさせてウォッシャ噴射口114側に伝達する。つまり、第1マッチングレイヤ134は、圧電レイヤ133の振動をウォッシャ噴射口114側にそのまま伝達して整合性を実現し確保し、第2マッチングレイヤ135は、メタル素材の有する固有インピーダンスによって、ノズルボディ120の下部に伝達される振動を減衰させる。

0021

ここで、前記第1及び第2マッチングレイヤ134、135の素材は、同一のメタル素材に限定されるものではない。
このような第1及び第2マッチングレイヤ134、135は、それらの間に積層構造に配置される2個の圧電センサ部131を面接触形態で上下両側から支持し、このために、第1マッチングレイヤ134の底面に圧電センサ部131及び第2マッチングレイヤ135の中央部を貫通する結合突起134aが突出形成され、前記結合突起134aは、第2マッチングレイヤ135の中央部に挿入固定される。

0022

この時、前記結合突起134aは、電極部132の通電に干渉を起こさないようにし、例えば、通電が不可能な非金属素材で加工され、第1マッチングレイヤ134の底面に付着させることができる。

0023

そして、第1マッチングレイヤ134の上部には、ウォッシャ噴射口114と直接接して連結されるホーン(horn)136aを有する増幅レイヤ(amplication layer)136が結合される。前記ホーン136aは、その末端部が長手方向に沿って次第に狭くなるようにテーパに形成されることにより、第1マッチングレイヤ134を介して増幅レイヤ136の広い領域に伝達された振動が、増幅レイヤ136の狭い領域に収斂して増幅される効果をもたらす。すなわち、第1マッチングレイヤ134を介して増幅された超音波振動が、増幅レイヤ136でもう一度増幅されてウォッシャ噴射口114に伝達される。

0024

前記増幅レイヤ136は、ウォッシャ液が噴射されるウォッシャ噴射口114の個数に応じて複数のホーン136aが分岐形成されてそれぞれのウォッシャ噴射口114に連結され、それぞれのホーン136aは、その末端部が次第に狭くなるようにテーパに形成される。
すなわち、増幅レイヤ136の形状は、ウォッシャ噴射口114の個数及び形態に従属して適切に変更される。

0025

図4は、本発明の実施形態に係る超音波振動子とウォッシャ噴射口との間の連結形態を示す図である。
図4に示すウォッシャノズルは、3つのウォッシャ噴射口114を有する3ウェイウォッシャノズルであるので、3つのホーン136aを有する増幅レイヤ136が適用されたが、これによって本発明が限定されるものではない。

0026

このような超音波振動子130は、ダンパ124を介在させてウォッシャ液通路122の、ウォッシャ噴射口114側の下の、ノズルボディ120の内部に設けられる。

0027

前記ダンパ124は、超音波振動子130を取り囲んでいるノズルボディ120に伝達される超音波振動を減衰させるためのものであって、超音波振動子130を内蔵した状態で、ノズルボディ120の内部に固定されて設けられ、ノズルボディ120のウォッシャ液通路122の、ノズルカバー110側のウォッシャ噴射口114の下方に配置され、超音波振動子130のホーン136aがウォッシャ噴射口114と接触できるように支持する。

0028

前記超音波振動子130は、圧電センサ部131から発生した超音波振動が、増幅レイヤ136で増幅されてウォッシャ噴射口114側に伝達され、この時、ウォッシャ噴射口114とウォッシャ噴射口114の表面に生成された氷層との間の空気層、すなわち、媒質境界層に伝達される振動によって前記氷層が壊されながら、ウォッシャ噴射口114の氷結が解氷される。

0029

このような超音波振動子130は、増幅レイヤ136のホーン136aを介してウォッシャ噴射口114側に伝達される方向の振動を除いた残りの方向の振動が、前記ダンパ124及び第2マッチングレイヤ135を介して減衰される。

0030

前記超音波振動子130を内蔵したウォッシャノズルは、超音波波長特性活用して、短時間でウォッシャ噴射口114の氷結を除去することができ、低電圧を用いて高振動の超音波振動を実現することができるため、ウォッシャノズルの小型化を図ることができる。

0031

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は上述した実施形態に限定されず、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良も本発明の権利範囲に含まれる。

0032

110ノズルカバー
112吐出口
114ウォッシャ噴射口
120ノズルボディ
122ウォッシャ液通路
124ダンパ
130超音波振動子
131圧電センサ部
132電極部
133圧電レイヤ
134 第1マッチングレイヤ
134a結合突起
135 第2マッチングレイヤ
136増幅レイヤ
136aホーン
137 ワイヤ

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