(57)【要約】【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氷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。【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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【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のウォッシャノズル。
【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が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を減衰させる第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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のウォッシャノズルに関し、より詳細には、ウォッシャ液が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、運転者の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、ノズルカバーの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、発熱素子の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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国公開実用新案公報第１９９９−００６４４９号
【特許文献２】大韓民国登録特許公報第１０−１２６２５９１号
【発明の概要】
【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が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を減衰させる第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】
【図１】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。
【図２】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３】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。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【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と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、交流電流の電気的振動（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、超音波の波長特性を活用して、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。
【符号の説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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