JP7053815B2 - 伸縮式車両表面クリーニングデバイス - Google Patents

Description

本発明は、加熱式の伸縮式車両表面クリーニングデバイスに関する。

加熱式の車両表面クリーニングデバイスは当技術分野で一般に知られている。ときおり、そのようなクリーニングデバイスはまた、通常はフロントまたはリアバンパーまたは乗用車のハッチに組み込まれる、いわゆるポップアップ洗浄ノズルと呼ばれる。こうしたポップアップノズルは、主に、乗用車のヘッドランプ、リアウィンドウ、カメラレンズのクリーニングに使用されている。

フロントガラスの洗浄は、通常、ボンネットトップに配置され、車のボンネットに取り付けられるか、またはボンネットと車のフロントガラスとの間の隙間に配置される静止ノズルを用いて実施される。

凍結条件下では、洗浄液は凍結する傾向がある。したがって、加熱式ノズルを設けることが一般的に知られている。加熱式ノズルは、例えば特許文献１に開示されている。この参考文献は、洗浄液チャネルおよび加熱要素を備えたノズルと、ホース用の少なくとも一つのコネクターおよびノズル用のコネクターを備えた接続部とを備えるノズル構造を開示している。接続部は、少なくとも二つの電気リード線を収容するように設計されており、リード線を加熱要素と接触させるための手段は接続部分および加熱ノズルに配置されており、したがってノズルは、それに嵌め込まれたとき、接続部に機械的および電気的に接続される。

ノズルまたはノズルの開口の近くのノズルキャリアに組み込まれた電気要素は、静止ノズルには適切かもしれないが、上述のポップアップノズルなどの動的ノズルにはあまり適していない。これは、主に、このような設計では、腐食しやすい露出した電気接点またはスライドする電気接続が必要になるからである。

特許文献２は、ノズルキャリアに組み込まれ、ノズルキャリア内の流体チャネルを取り囲むヒーター本体を含む加熱式ノズルキャリアを開示している。ヒーター本体に直接取り付けられているのは、ノズルキャリア内に導かれる導線に接続されたＰＴＣ加熱要素である。この設計もまた上述した欠点を有する。

配線を必要とする電気要素もまた、電気配線が頻繁に曲がる可能性があるため、車両の車体に対して移動可能なクリーニングユニットに常に適しているとは限らない。当業者は、頻繁に曲げられたワイヤが疲労のために破損する傾向があることを理解するであろう。

また、簡単に組み立てて、車両の車体に取り付けることができる伸縮式ノズルのための設計を提供する必要もある。クリーニングユニットの加熱式バージョンまたは非加熱式バージョンのいずれかを容易に提供できるように、設計のモジュール度に関する必然的な要求がある。

独国特許出願公開第１９９０２４３２号明細書 欧州特許出願公開第０１７４５２１号明細書

したがって本発明の目的は、上記の欠点を回避すると共に容易に組み立てて取り付けることができる、加熱式の伸縮式車両表面クリーニングデバイスを提供することである。

上記およびその他の目的は、請求項１の特徴を有する伸縮式車両表面クリーニングデバイスによって達成される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に包含される。

この用途の意味での車両表面は、その上に洗浄液が噴射される車両の露出表面であってもよい。それは、フロントガラス、センサーの露出表面、カメラのレンズ、ヘッドランプスクリーン、バックミラーなどであってもよい。

現在の用途の意味でのクリーニング流体は、液体および／または気体であってもよい。より具体的には、本特許出願によるクリーニング流体は、水、水溶液または例えば空気であってよい。本特許出願の意味におけるクリーニング流体はまた、水と空気の混合物、または液体クリーニング流体および空気の混合物であってもよい。本特許出願の意味での水溶液は、例えば、アルコールまたは界面活性剤などの添加剤を含む水であってもよい。

本発明の一態様によれば、洗浄ユニットおよびクリーニングユニットを備える伸縮式車両表面クリーニングデバイスが提供される。洗浄ユニットおよびクリーニングユニットは二つの独立したモジュールであり、加熱ユニットはデバイスの加熱サブアセンブリとして構成される。

特に、加熱ユニットが洗浄ユニットとは別個のサブアセンブリであるという事実によって、非加熱式バージョンだけでなく加熱式バージョンとして提供されてもよい伸縮式洗浄ユニットのための単一のユニタリー設計を提供することが可能となる。

好ましくは、伸縮式車両表面クリーニングデバイスは、加熱ユニットが洗浄ユニットの伸縮式ノズルキャリアに対して静止配置／搭載され得るように構成される。この構成によれば、加熱ユニットがノズルキャリアに対して静止配置されるので、電気リード線を過度に曲げたり動かしたりするリスクを冒すことなく、加熱ユニットに接続された電気リード線の形態の必要な電気接続を確立することが可能となる。

本発明の一態様によれば、洗浄ユニットを備える伸縮式車両表面クリーニングデバイスが提供され、洗浄ユニットは、ノズルキャリアハウジングと、ノズルキャリアと、少なくとも一つのノズル開口を有する少なくとも一つの流体ノズルとを備え、ノズルキャリアは、第１の位置と第２の位置との間でノズルキャリアハウジングに対して移動可能であり、第１の位置は休止位置であり、第２の位置は突出位置であり、デバイスは加熱ユニットをさらに備え、加熱ユニットはデバイスの加熱ユニットサブアセンブリとして構成され、加熱ユニットは、好ましくは電気抵抗性加熱要素を備えた加熱要素キャリアを備え、加熱要素キャリアは、ノズルキャリアハウジングに対して固定される共に、加熱要素の加熱面とノズル開口との間にエアギャップが残るようにノズルキャリアの休止位置において加熱要素がノズルキャリアの前方にあるいはそれに隣接して配置されるように構成される。

この概念によれば、ノズルキャリアがノズルキャリアハウジングに対して、休止位置とクリーニング流体を洗浄されるべき表面上に噴射することができる位置である突出位置との間を移動する間、加熱要素キャリアは静止したままである。

加熱要素は、好ましくは、ノズルの休止位置において、ノズル開口が、加熱要素の加熱面とノズル開口との間のエアギャップを介した熱伝達によって加熱され得るように配置される。加熱面は、ノズル開口に近接して配置されてもよい。加熱面とノズル開口との間の距離は２～４ｍｍのオーダーであってもよい。

周囲温度が所定の閾値を下回る場合、流体ノズルは、凍結条件下でノズル開口を氷結しない状態に保つのに十分な休止位置で加熱されてもよい。クリーニングサイクル中、ノズル開口は、それが加熱面の前方にかつそれに隣接して配置されないという事実のために加熱を実行できない比較的短い時間の間のみ露出させられる。

加熱面は、電気抵抗要素に熱的に結合された熱伝導要素によって提供されてもよい。

好ましい一実施形態では、加熱要素は、自動調節加熱要素として、最も好ましくはＰＴＣ抵抗体として構成される。ＰＴＣ抵抗体は、加熱面を提供する放熱体と直接接触してもよく、好ましくはそれに対して直接取り付けられてもよい。

好ましくは、放熱体は、アルミニウム、銅、真ちゅう、マグネシウム、ニッケルまたはそれらの合金からなる材料の群から選択される熱伝導性材料から形成される。

加熱要素キャリアは、ノズルキャリアハウジングに圧力嵌めされかつ／またはスナップ嵌めされてもよい。加熱要素キャリアは、例えば、ノズルキャリアハウジングに取り外し可能に取り付けられてもよい。

加熱要素キャリア自体は放熱体として構成されてもよい。例えば、加熱要素キャリアは、熱伝導性材料から形成されたジャケットとして、例えば、金属ジャケットとして、または熱伝導性粒子が充填された熱可塑性材料のジャケットとして構成することができる。

代替的に、加熱要素キャリアは、それに対して加熱要素および／または放熱体が取り付けられる熱可塑性材料から形成することができる。

加熱要素キャリアは、好ましくは加熱要素キャリアの受け入れ開口内に圧力嵌めされる熱放射本体を形成する金属インサートを備えていてもよい。

好ましくは自己調節加熱要素として設計され、より好ましくはＰＴＣ抵抗体の形態である加熱要素は、金属インサートに対して直接取り付けられてもよい。

加熱要素キャリアは、その中に加熱要素が取り付けられるポケットを備えることができる。ポケット自体は金属部品として構成されてもよい。

好ましくは、本発明による伸縮式車両クリーニングデバイスは、ノズルキャリアハウジング内にスライド可能に配置されると共にクリーニング流体の圧力により突出可能である、少なくとも一つの突出および後退可能なピストンを備える。当該ピストンは、ノズルキャリアの一部を形成することができる。代替的に、ノズルキャリアは、ピストンの先端に取り付けられた別個の部品であってもよい。

好ましくは、ノズルキャリアハウジングはクリーニング流体源に接続可能である。

本発明の有利な実施形態を添付の図面を参照して例として以下で説明する。

加熱ユニットを取り外した状態で伸縮式車両表面クリーニングデバイスの洗浄ユニットを示す図である。 加熱ユニットが取り付けられた状態で、本発明の好ましい実施形態による伸縮式車両表面クリーニングデバイスを示す図である。 ノズルキャリアが休止位置にある状態での図２の伸縮式車両表面クリーニングデバイスの縦断面図である。 ノズルキャリアが突出洗浄位置にある状態での図３の伸縮式車両表面クリーニングデバイスの縦断面図である。 図２ないし図４による伸縮式車両表面クリーニングデバイスの拡大詳細図である。 本発明による伸縮式車両表面クリーニングデバイスの別な設計の変形例を示す図である。 本発明による伸縮式車両表面クリーニングデバイスの第２実施形態を示す図である。

図１ないし図４に示す実施形態を参照すると、伸縮式車両表面クリーニングデバイスは、二つの別個の機能ユニットとして構成された洗浄ユニット１および加熱ユニット２を備える。図１は、非加熱式洗浄ユニットであってもよく、概ね車両に取り付けられる準備ができており、加熱ユニット２なしで機能する洗浄ユニット１のみを示している。

図２は、洗浄ユニット１および加熱ユニット２のアセンブリを示しており、加熱ユニット２は洗浄ユニット１にスナップ嵌めされている。

洗浄ユニット１は、ノズルキャリアハウジング３と、このノズルキャリアハウジング内にスライド可能に配置されたピストン５と一体に形成されたノズルキャリア４とを備える。ノズルキャリアハウジング３は、その中でピストン５が往復運動できるシリンダーとして設計される。ノズルキャリアハウジング３、ピストン５またはノズルキャリア４はそれぞれ、熱可塑性材料から射出成形することができる。

ノズルキャリアハウジング３は、車両内のクリーニング流体回路の一部であるクリーニング流体供給導管としてのホースを受けるためのニップル６を含む。クリーニング流体供給導管およびポンプなどのクリーニング流体回路のその他の部品は図面には示されていない。これらの要素は一般に先行技術で知られており、当業者にはよく知られたものである。ノズルキャリア４は、ノズルキャリアハウジング３に対して第１および第２の位置を取ることができ、第１の位置は図３に示す休止位置であり、第２の位置は、ノズル７が露出させられるクリーニング位置である突出位置である。ノズルは、クリーニング流体チャネル９と連通する一つ以上のノズル開口８を具備し、クリーニング流体チャネル９はノズルキャリアハウジング３内の中空スペース１０と連通する。ノズルキャリア４およびノズル開口８は一体に形成され、すなわちワンピース設計を有する。当業者は、ノズルが、ノズルキャリア４内の対応する形状のレセプタクル内に圧力嵌めされ得る、いわゆるアイボールとして設計され得ることを理解するであろう。図示されていないクリーニング流体ポンプは、クリーニング流体供給導管を介して、クリーニング流体をノズルキャリアハウジング３に供給し、クリーニング流体は、クリーニング流体チャネル９を介してノズル７に供給され、ノズル開口８から吐出する。

図３に示す休止位置では、ピストン５は、二つのコイルスプリング１１によって、ノズルキャリアハウジング３内でバランスが保たれている。チェックバルブ１２が流体チャネル９を閉じ、最初に、ノズル７と中空スペース１０との間の流体連通をブロックする。クリーニング流体が圧力下でクリーニング流体源からノズルキャリアハウジング３内に供給される場合、クリーニング流体は中空スペース１０内に入り、流体圧力がチェックバルブ１２に作用する。チェックバルブ１２に作用する流体圧力によって、ピストン５は、ノズルキャリア４が、ピストン５がノズルキャリア３内の周囲停止面に当接する図４に示される突出位置をとるまで、上側スプリングコイル１１の付勢力に抗して、上向きに付勢される。さらなる加圧により、チェックバルブ１２のバルブ本体がそのバルブシートから持ち上げられ、したがって中空スペース１０とノズル７との間の流体連通が確立される。

サブアセンブリとして構成された加熱ユニット２が、ノズル開口８を凍結条件下で氷結しないように維持するために、あるいは凍結条件下でそれが詰まった場合にノズル開口を解凍するために設けられる。加熱ユニット２は加熱要素キャリア１３を備えており、これは、一実施形態では、ノズルキャリアハウジング３にスナップ嵌合することができるスリーブとして構成される。図３に示されているように、ノズル７のためのノズルキャリアの休止位置は、加熱要素キャリア１３によって完全に囲まれ保護されている。

図５は、図２および図３による伸縮式車両表面クリーニングデバイスの上部の拡大図である。

加熱要素キャリア１３は、挿入するための金属１５がその中に圧力嵌めされる円筒形の孔１４を備える。ＰＴＣ抵抗体１６は金属インサート１５の裏側に取り付けられる。裏側とは、ノズル開口８とは反対側に面する金属インサート１５の側である。金属インサート１５は、ＰＴＣ抵抗体１６の通電時に、ノズル７と加熱要素キャリア１３との間のエアギャップ１７を介してＰＴＣ抵抗体１６によって生じた熱を伝達する放熱体として構成される。ＰＴＣ抵抗体１６およびこのＰＴＣ抵抗体１６につながりかつそこから延びる電気リード線は、加熱要素キャリア１３の一部を形成するヒーターコンパートメント内に配置される。

金属インサート１５は、エアギャップ１７が金属インサートの加熱面とノズル開口８との間に残るように、ノズルキャリア３の休止位置において、ノズル開口８の前方にかつそれに隣接して配置される。

加熱要素キャリア１３の上部は、車両の車体内の対応するシーリング面と合致するように設計されたシール要素２０を備える。

ノズルキャリアユニット３は、シーリング要素キャリア３の周辺溝内で延びるシーリング要素２１によって円筒形加熱要素キャリア１３内でシールされる。

発明の概念に関して、図６による伸縮式車両表面クリーニングデバイスの設計は、図２に示される設計とわずかに異なるが、洗浄ユニット１および加熱ユニット２は、図２および図４のものに対応し、その同じ部品は同じ参照符号で示されている。

図７による伸縮式車両表面クリーニングデバイスは、さらに別の設計を有する。図７による実施形態の加熱要素キャリア１３は、ノズル７を完全には包囲していない。加熱要素キャリア１３は、その中に、自己調節型加熱要素、すなわちＰＴＣ抵抗体１６および放熱体が配置されるポケット２３を形成するヨーク２２を備える。ヨーク２２は、ノズルキャリア３にスナップ嵌合される加熱要素キャリア１３のベースのようなスリーブから延在する。やはり、加熱要素キャリア１３は、熱可塑性材料から形成されてもよい。ヨーク２２自体は、ノズル７への熱伝達を高めるために、例えば銅またはアルミニウムなどの熱伝導性金属から形成されてもよい。ヨークは、加熱要素キャリア１３上に、ノズルキャリアハウジング３の長手方向軸線に対して傾斜した位置を有してもよい。やはり、洗浄ユニット１は、先の実施形態による洗浄ユニット１と同じ設計を有する。図７による実施形態でも、同じ部品は同じ参照符号で示されている。

１ 洗浄ユニット
２ クリーニングユニット
３ ノズルキャリアハウジング
４ ノズルキャリア
５ ピストン
６ ニップル
７ ノズル
８ ノズル開口
９ 流体チャネル
１０ ノズルキャリアハウジング内の中空スペース
１１ コイルスプリング
１２ チェックバルブ
１３ 加熱要素キャリア
１４ 加熱要素キャリアの孔
１５ 金属インサート
１６ ＰＴＣ抵抗
１７ エアギャップ
１８ 電気配線
１９ ヒーターコンパートメント
２０ シーリング要素
２１ シーリング要素
２２ ヨーク
２３ ポケット

Claims (11)

1. 洗浄ユニット（１）を具備する伸縮式車両表面クリーニングデバイスであって、
   前記洗浄ユニット（１）は、ノズルキャリアハウジング（３）と、ノズルキャリア（４）と、少なくとも一つのノズル開口（８）を備えた少なくとも一つの流体ノズル（７）と、を具備し、
   前記ノズルキャリア（４）は、第１の位置と第２の位置との間で、前記ノズルキャリアハウジング（３）に対して移動可能であって、前記第１の位置は休止位置であり、前記第２の位置は突出位置であり、
   前記デバイスはさらに加熱ユニット（２）を具備し、
   前記加熱ユニット（２）は、前記デバイスの加熱サブアセンブリとして構成され、
   前記加熱ユニット（２）は、電気抵抗加熱要素を備えた加熱要素キャリア（１３）と、加熱面を提供する放熱体と、を具備し、
   前記加熱要素キャリア（１３）は前記ノズルキャリアハウジング（３）に対して固定され、
   前記加熱要素キャリア（１３）は、エアギャップ（１７）が前記加熱面と前記ノズル開口（８）との間に残るように、前記加熱要素が、前記ノズルキャリア（４）の休止位置において前記ノズル開口（８）の前方であってかつ前記ノズル開口（８）に隣接して配置されるように構成され、
   前記加熱要素キャリア（１３）はスリーブまたはジャケットとして構成される、伸縮式車両表面クリーニングデバイス。
2. 前記加熱要素が、自動調節加熱要素として、好ましくはＰＴＣ抵抗体（１６）として構成されることを特徴とする、請求項１に記載の伸縮式車両表面クリーニングデバイス。
3. 前記放熱体は、アルミニウム、銅、真ちゅう、マグネシウム、ニッケルまたはそれらの合金を含む材料の群から選択される熱伝導性材料から形成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の伸縮式車両表面クリーニングデバイス。
4. 前記加熱要素キャリア（１３）は前記ノズルキャリアハウジング（３）に対してスナップ嵌めされることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の伸縮式車両表面クリーニングデバイス。
5. 前記加熱要素キャリア（１３）は前記ノズルキャリアハウジング（３）に対してシールされることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の伸縮式車両表面クリーニングデバイス。
6. 前記加熱要素キャリア（１３）は前記放熱体として構成されることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の伸縮式車両表面クリーニングデバイス。
7. 前記加熱要素キャリア（１３）は熱可塑性材料から形成されることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の伸縮式車両表面クリーニングデバイス。
8. 前記加熱要素キャリア（１３）は、前記放熱体を形成する金属インサート（１４）を具備し、前記金属インサート（１４）は、前記加熱要素キャリア（１３）の受け入れ開口に圧力嵌めされることを特徴とする、請求項１ないし請求項５および請求項７のいずれか１項に記載の伸縮式車両表面クリーニングデバイス。
9. 好ましくはＰＴＣ抵抗体（１６）の形態である前記加熱要素が、前記金属インサート（１５）と直接接触していることを特徴とする、請求項８に記載の伸縮式車両表面クリーニングデバイス。
10. 前記加熱要素キャリア（１３）は、その中に前記加熱要素が取り付けられるポケット（２３）を備えることを特徴とする、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の伸縮式車両表面クリーニングデバイス。
11. 前記ノズルキャリア（４）は、前記ノズルキャリアハウジング（３）内にスライド可能に配置されると共に洗浄液の圧力によって突出可能である、少なくとも一つの突出および後退可能なピストン（５）を備えることを特徴とする、請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の伸縮式車両表面クリーニングデバイス。

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