KR100689646B1 - 윈드실드 세척 장치용 분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분사 노즐(14)을 포함하는는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(10, 56, 58)에 관한 것으로써, 상기 분사 노즐은 노즐 홀(50)을 가지며, 수관(60)을 갖는 노즐 하우징(12)에 지지되고, 역류방지 및 분사수의 제어되지 않은 유출을 방지하는 제어장치를 가진다.

분사 노즐(14)은 축방향으로 이동 가능하게 노즐 하우징(12)안에 설치되고, 분사과정시 수관(60)을 향한 분사 노즐의 단부면(24)에 수압이 작용하는 한편, 반대편 단부면(26)은 폐쇄 부재(16, 38)에 접촉하며, 상기 폐쇄 부재는 분사 노즐(14)의 축방향 이동에 의해 개방위치로 이동되어, 노즐 홀(50)을 개방할 때까지 상기 노즐 홀(50)을 밀봉 커버한다.

와이퍼, 노즐 홀, 역류 방지, 체크 밸브, 열전도

Description

윈드실드 세척 장치용 분사장치{Spray device for a windshield washer system}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 윈드실드 세척 장치용 분사장치에 관한 것이다.

공지된 차량용 윈드실드 세척 장치는 일반적으로 윈드실드 와이퍼와 관련되어 이용된다. 헤드라이트에 대하여, 몇몇 경우에 윈드실드 와이퍼 없이 더 높은 압력으로 분사장치를 사용하는데 충분하다. 이러한 분사 장치는 강수로 인한 습기가 윈드실드를 세척하는데 충분하지 않으면 작동된다. 이러한 분사 장치는 물탱크, 분사 노즐 및 물을 펌핑하는 펌프를 포함하며, 세척 및 부동제는 상기 물탱크로부터 수관(water lines)을 지나 분사 노즐로의 압력하에서 특정 상황에 물과 혼합된다. 일반적으로, 상기 분사 노즐은 차체의 일부, 예를 들어 보닛, 윈도우 프레임 등에 고정된다.

결빙점 이하의 온도에서 분사 노즐이 결빙되는 것을 방지하기 위해, 가열 소자가 분사 노즐에 내장되며; 상기 가열소자는 외측에 위치된 플러그를 통해 전원과 연결된다. 상기 가열 소자는 분사 노즐 제조에 많은 비용을 필요로 하고, 전기 라인을 연결하고 플러그를 위한 접점을 제공하므로 조립 공정이 복잡하다. 또한 물 공급관을 통해 안내되어 노즐 바디에 있는 가열 코일로서 구현되는 가열장치도 공지되어 있다.

또한, 부가적인 구성 부재로서 분사 노즐을 와이퍼 블레이드에 고정하여 짧은 분사 길이로 세척 영역 위에 분사수를 직접 배분되는 것은 이미 공지되어 있다. 분사수가 상기 와이퍼 블레이드의 부근에 있는 영역에 집중되고 와이핑 동작에 의해 짧은 시간 내에 다시 세척되기 때문에, 제공되는 분사수로 인한 시야 방해는 단시간만 나타난다. 이러한 시스템의 단점은 날씨, 특히 우박과 강한 햇빛에 의해 필요한 가요성 부재가 크게 영향을 받는다는 것이고, 가요성 부재는 와이퍼 암과 와이퍼 블레이드 사이의 이음 영역을 이어주기 위해서 요구된다. 또한 주행시 바람에 노출되는 상기 분사 노즐과 수관은 충분한 부동제가 분사수에 혼합되지 않았다면 결빙점보다 낮은 온도에서 빠르게 결빙된다. 그 결과, 상기 결빙된 수관과 분사 노즐을 다시 녹이는데에는 많은 비용이 든다.

종래의 독일 특허 출원(DE 198 15 171. 3)에는 이음 부재 또는 상기 이음 부재와 일체형으로 연결된 와이퍼 로드에 분사 노즐이 배치되는 와이퍼 암이 개시되어 있다. 상기 분사 노즐은 노즐 바디에 위치된다.

상기 노즐 바디는 분사 제트용 분사구를 구비한 이음 부재의 오목부에 설치되거나 또는 아래 쪽으로 돌출한 와이퍼 로드의 측면 지지부에 클립핑된다. 또한 강성 또는 가요성 연결 부재에 의해 서로 연결된 2개의 노즐 바디가 제공되는 것이 가능하다. 상기 노즐 바디는 용이하게 교체될 수 있고 주변 환경에 대해 양호하게 보호된다.

바람직하게, 상기 분사 노즐은 외부로 개방하는 체크 밸브를 포함하며, 상기 체크 밸브는 상기 와이퍼 장치가 장시간 사용되지 않는 경우 상기 수관이 비워지거나 또는 부동제가 외부로 새어나가는 것을 방지한다. 상기 체크 밸브는 주로 스프링/볼 시스템에 따라 작동한다. 상기 체크 밸브는, 상기 수관이 부분적으로만 채워지지 않고 가열 부재로부터 물로의 열전달이 방해받지 않도록 의도된다. 또한, 남은 물은 국부적으로 과열되어서 증발될 수 있다. 이로 인해, 시간이 흐름에 따라서 상기 분사 노즐 내의 좁은 수로가 막히게 하는 석회 침전물이 생긴다.

그 밖에, 상기 노즐 바디가 일체형으로 플라스틱 사출 성형 부재로서 제조되는 간단한 방법도 공지되어 있다. 분사 노즐은 노즐 바디에 고정되거나 또는 볼시트(ball seat)에 조정 가능하게 지지된다.

특히 상기 분사 제트가 하부 영역에서 와이퍼 블레이드 바로 앞으로 향하는 경우, 와이퍼 암에 분배된 노즐 바디에 의해 분사수는 세척 영역 전체에 걸쳐서 양호하게 분배된다. 상기 장치에 의해 분사 제트 길이가 짧아지기 때문에, 보다 높은 주행 속도에서 상기 분사수 배분은 주행풍에 영향을 거의 받지 않을 수 있다.

세척될 면의 형상이 와이퍼 사용을 방해하기 때문에 윈드실드 와이퍼를 사용하지 않는 윈드실드 세척 장치도 공지되어 있다. 헤드라이트 유리창을 위한 세척 장치가 바로 이러한 경우이다.

본 발명에 따라 분사 노즐은 노즐 하우징 내부에서 축방향으로 이동 가능하게 유지된다. 분사 작업시에, 상기 분사 노즐은 수관을 향한 상기 분사 노즐의 단부측에 수압이 작용하는 한편, 반대편 단부측은 폐쇄 부재와 접촉한다. 상기 폐쇄 부재는 분사 노즐의 축방향 운동에 의해 개방된 위치로 이동하여 노즐 홀을 개방하기 전까지는 노즐 홀을 밀폐한다. 폐쇄 부재는 배출된 세척수에 의해서가 아니라 분사 노즐에 의해 기계적으로 개방되어 개방된 상태로 유지된다. 개방을 위해 폐쇄 부재에 작용하는 힘은 분사압력의 크기 및 수관을 향하는 분사 노즐의 유효 단부면의 크기에 의해 결정된다. 따라서, 낮은 분사압으로도, 유효 단부면을 적절하게 설계함으로써 충분한 개방력이 생성될 수 있다.

페쇄 부재는 바람직하게 플라스틱으로 제조되고 지지링을 포함하며, 상기 지지링에 의해, 상기 폐쇄 부재는 노즐 하우징 또는 노즐 하우징에 배치된 노즐 바디에 지지된다.

지지링은 고무 탄성의 멤브레인에 의하여 확장 가능한 중앙 개구 및 밀봉 립에 연결되며, 상기 밀봉 립은 분사 노즐의 축방향 운동에 의해 개방 및 폐쇄되며, 개방된 상태에서 분사 제트가 장애없이 통과한다. 폐쇄될 경우 밀폐 소자의 역할을 한다. 폐쇄 부재의 이러한 구조와 형태는 세척 주기 사이의 휴지 상태에서 분사장치의 모든 물 운반 부품 및 통로를 폐쇄한다. 그 결과, 세척 작용을 하지 않는 와이핑 작동시에, 상승된 가속력이 세척수로 작용하는 높은 세척 주기 또는 행정 제어식 와이퍼 암의 경우에도, 세척수가 배출되지 않는다. 따라서, 세척수가 절약된다. 특정 상황하에서, 물에 세정제 및 부동제가 혼합되므로, 그들의 소비도 감소된다.

동절기에, 분사장치는 완벽한 작동을 보장하기 위해 가열되어야 한다. 이를 위해, 가열선이 설치되며, 상기 가열선은 수관 및 노즐 하우징을 통해 분사 노즐 부근으로 연장한다. 물 운반 통로가 배출구 바로 앞까지 충전된 상태이기 때문에, 가열선과 세척수 및 분사 노즐 사이에 항상 양호한 상태의 열전도가 보장된다. 동시에 수로와 노즐 홀에 유해한 침전물을 야기하는 세척수 과열 및 증발이 방지된다.

멤브레인과 밀봉 립을 구비한 폐쇄 부재는 상기 폐쇄 부재가 개방과 동시에 분사 노즐을 정지상태로 복귀시키는 복귀력을 생성하도록 구조적으로 설계되며 탄성을 가진다. 따라서, 스프링 메커니즘이 필요없게 된다. 간단한 설계로 부품수가 감소되며 공정이 간단해지고 비용이 절감될 수 있다. 탄성 폐쇄 부재가 높은 분사압에 의해 과부하를 받지 않도록 그 개방운동을 정지부를 이용하여 제한한다. 이러한 것에 의하여, 분사제트를 방해하지 않는 일정한 개방구조가 보장되며, 따라서 분사제트는 펌프압이 낮을 경우에도 불순물을 느슨하게 하여 윈드실드를 효과적으로 세척할 수 있다. 또한 높은 분사압이 폐쇄 부재의 개구를 통하여 분사 노즐에 압력을 가하는 것을 방지할 수 있다.

정지부는 바람직하게 링으로 형성되며, 상기 링은 동시에 폐쇄 부재를 노즐 하우징에 고정한다. 캡 형상을 가지며 노즐 하우징의 외경에 고정된 폐쇄 부재의 형상에 의해 다른 변형예가 얻어진다. 정지부는 폐쇄 부재에 형성된 비드(bead)에 의하여 형성된다. 이러한 저렴한 변형예의 경우 링을 생략한다. 또한 분사 노즐은 플라스틱의 캡 형상 폐쇄 부재에 의해 양호하게 단열된다.

분사 제트를 최적으로 조정할 수 있도록, 분사 노즐은 노즐바디에서 축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 상기 노즐바디는 볼 시트에 의해 노즐 하우징 안에서 제한된 각도 범위 내에서 조정 가능하게 지지된다. 폐쇄 부재의 모든 변형예에도 적용할 수 있다. 분사장치의 이러한 콤팩트한 구조는 특히 와이퍼 암에 조립에도 적합하다.

도면에 본 발명의 실시예가 도시된다. 도면, 상세한 설명 및 청구항은 다양하게 조합된다. 당업자는 그러한 특징들을 바람직하게 개별적으로 그리고 임의의 조합으로 파악할 수 있다.

도 1은 폐쇄상태의 폐쇄 부재 및 이동 가능한 분사 노즐을 포함하는 분사장치의 부분 종단면도.

도 2는 도 1의 화살표 Ⅱ에서 본 단면도.

도 3은 개방상태의 도 1에 따른 분사장치의 부분 종단면도.

도 4는 도 3의 변형예.

도 5는 도 3의 다른 변형예.

도 1의 분사장치(10)는 분사 노즐(14)을 가지며, 상기 분사 노즐은 유출구를 향하는 깔때기형 확장부(52)와 함께 노즐 홀(50)을 가지며, 수관(60)을 구비한 노즐 하우징(12)에서 축방향으로 이동 가능하게 지지된다. 분사 작업시에, 수관(60)을 향하는 분사 노즐(14)은 단부면(24)에 수압이 작용하며, 그 반대편 단부면(26)은 폐쇄 부재(16)의 내측면(34)을 향하여 가압하고, 상기 폐쇄 부재는 분사 노즐(14)의 축방향 이동에 의해 폐쇄 부재가 개방될 때까지 노즐 홀(50)을 폐쇄한다(도 3).

폐쇄 부재(16)는 플라스틱으로 제조되며 지지링(20)을 갖는다. 지지링은 노즐 하우징(12)의 단부면측 홈(66)에 삽입되며 고무 탄성의 멤브레인(22)을 둘러싸고, 상기 멤브레인은 노즐 홀(50)의 영역에서 확장 가능한 중앙 개구(54)를 갖는다. 상기 개구(54)는 밀봉 립(28, 30)이 연결되고, 폐쇄상태에서 상기 밀봉 립의 밀봉면(68)은 상호 밀봉 접촉하며, 개방상태에서는 분사 노즐(14)에 의해 분사제트(32)가 방해받지 않고 밀봉면을 통과할 수 있을 정도로 충분히 넓게 확장된다. 개구(54)는 상응하게 확장되며 밀봉 립(28, 30)의 편평한 밀봉면(68)은 약간 만곡된다. 노즐 하우징(12)에 압입 또는 나사 고정된 링(18)은 지지링(20)을 홈(66)에 유지하는 것에 의하여 폐쇄 부재(16)를 고정하도록 작용하며, 동시에 분사 작업시에 밀봉 립(28, 30)의 정지부로서 작용한다.

펌프가 스위치 오프될 때, 수압은 감소되고, 폐쇄 부재(16)의 형상과 탄성에 의해 정의되는 고유 응력은 분사 노즐(14)을 정지 위치로 복귀시키며, 따라서 개구(54)는 다시 좁아지고 밀봉 립(28, 30)은 폐쇄된다.

도 4는 캡 형상의 폐쇄 부재(16)의 변형예(38)를 포함하는 분사장치이다. 수관(60)을 향하는 단부 지점에서, 폐쇄 부재(38)는 비드(40)를 가지며, 상기 비드는 노즐 하우징(36)의 환형 홈(64)에 삽입되고, 그러므로, 고정 수단으로서 작용한다. 폐쇄 부재(38) 역시 탄성 소자이며, 전술한 밀봉 립(28, 30)을 갖는다. 개방상태에서 상기 밀봉 립(28, 30)를 위한 정지부는 폐쇄 부재(38)에 형성된 비드(42)에 의하여 형성된다.

상기 변형예의 경우에도, 밀봉 립(28, 30)의 개방 메카니즘은 폐쇄 부재(16)의 경우와 동일하며, 따라서 두 변형예에서, 분사제트의 형상은 일차적으로 노즐 홀(50)에 의해 정해진다. 분사과정에서, 링(18) 또는 비드(42) 형태의 정지부는 일정한 넓이를 보장한다.

분사 노즐(14)은 노즐 하우징(12)(도1, 3 또는 4)에서 직접 축방향으로 이동 가능하게 지지되거나, 또는 볼 시트(48)를 통해 노즐 하우징(44)에 고정된 노즐바디(46)에 수용된다(도 5).

그 결과, 노즐 홀(50) 및 상기 노즐 홀에 의해 분사제트(32)가 일정한 각도 범위로 설정될 수 있다. 이때, 동일한 폐쇄 부재(16, 38)는 다른 변형예에서도 사용될 수 있다.

분사장치(10, 56, 58)를 가열하기 위해 가열선(62)이 수관(60)를 통해 분사 노즐(14) 근처까지 안내되며, 따라서, 열이 분사 노즐(14)과 세척수로 집중적으로 방출된다. 모든 물 운반 부품은 분사장치(10, 56, 58)가 작동하지 않을 경우 밀봉 립(28, 30)에 의해 폐쇄되며, 따라서 잔류수가 결빙되지 않고 저온에서도 완벽한 작동이 보장된다.

Claims (10)

1. 노즐 홀(50)을 가지며, 수관(60)을 포함하는 노즐 하우징(12,44)에 지지되고, 분사수의 제어되지 않은 유출 및 역류를 방지하는 장치가 제공된 분사 노즐(14)을 포함하는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(10, 56, 58)에 있어서,

   상기 분사 노즐(14)은 상기 노즐 하우징(12)에서 축방향으로 이동 가능하게 지지되고, 분사과정시 상기 수관(60)을 향한 상기 분사 노즐의 단부면(24)에 수압이 작용하는 한편, 상기 분사 노즐의 반대편 단부면(26)은 폐쇄 부재(16, 38)와 접촉하며, 상기 폐쇄 부재는 상기 분사 노즐(14)의 축방향 이동에 의해 개방위치로 이동되어, 상기 노즐 홀(50)을 개방할 때까지, 상기 노즐 홀(50)을 밀봉 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(10, 56, 58).
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 폐쇄 부재(16, 38)는 지지링(20)을 가지며, 상기 지지링에 의해 상기 노즐 하우징(12) 또는 노즐 하우징(44) 안에 배치된 노즐바디(46)에 상기 폐쇄 부재가 지지되며, 상기 지지링은 고무 탄성의 멤브레인(22)을 둘러싸고, 상기 멤브레인은 상기 노즐 홀(50) 영역에서 확장 가능한 중앙 개구(54)를 가지며, 상기 개구(54)를 폐쇄하기 위해 외부를 향하는 하나 이상의 밀봉 립(28, 30)이 상기 개구에 연결되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(10, 56, 58).
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 멤브레인(22) 및/또는 상기 밀봉 립(28, 30)의 고유 응력은 상기 분사 노즐(14)을 위한 복귀력을 생성하는 것을 특징으로 하는 윈드실드 세척용 분사장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 지지링(20)은 상기 노즐 하우징(12) 또는 상기 노즐바디(46)의 단부면측의, 링형 홈(66) 내로 삽입되며, 개방상태에서 동시에 정지부 역할을 하는 링(18)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(10, 58).
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 링(18)은 상기 노즐 하우징(12) 또는 상기 노즐바디(46)에 압입 또는 나사 고정되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(10, 58).
6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 폐쇄 부재(38)는 폐쇄캡으로 형성되며, 상기 폐쇄캡은 상기 노즐 하우징(12)을 둘러싸고, 비드(40)에 의하여 상기 노즐 하우징(12)의 환형 홈(64) 내에 맞물리는 것을 특징으로 하는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(56).
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 폐쇄 부재(38)는 상기 밀봉 립(28, 30) 주위에 형성된 비드(42)를 가지며, 개방상태에서 상기 비드는 상기 밀봉 립(28, 30)에 대한 그리고 상기 분사 노즐(14)의 축 방향 이동에 대한 정지부로 이용되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(56).
8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 분사 노즐(14)은 상기 노즐바디(46)에 축방향으로 이동 가능하게 지지되며, 상기 노즐바디(46)는 상기 노즐 하우징(44)에 있는 볼 시트(48)를 통해 제한된 각도 범위 내에서 조정 가능하도록 지지되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(58).
9. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 개구(54)는 개방된 상태에서 분사제트(32)가 상기 폐쇄 부재(16, 38)의 개방된 상기 밀봉 립(28, 30)을 통해 방해받지 않고 흐를 수 있을 정도의 넓이를 갖고, 분사제트 형상은 상기 노즐 홀(50)에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(10, 56, 58).
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

    가열선(62)이 상기 수관(60)과 상기 노즐 하우징(12) 내의 홀을 통해 상기 분사 노즐(14) 근처까지 안내되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 세척 장치용 분사장치(10, 56, 58).

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