KR100249131B1 - 차량용 와이퍼 모터 - Google Patents

차량용 와이퍼 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섹터 기어를 채용하여 출력축을 연속적으로 회동시킴으로써, 와이퍼 블레이드의 작동성을 향상시켜 윈드실드 상의 사각지대를 없애 충분한 전방 시야를 확보할 수 있는 차량용 와이퍼 모터에 관한 것으로서, 이 와이퍼 모터는 워엄기어(26a)를 통해 전달되는 로터축(26)의 구동력에 의해서 케이스(50)에 형성되어 있는 안착돌기(70)를 중심으로 회전하는 워엄휘일(52)과, 일단은 스플라인(54)에 의해서 워엄휘일(52)에 고정되고 타단에는 기어부(56a)가 형성되어 있으며, 케이스(50)에 고정된 가이드핀(64)을 중심으로 회동되는 가이드홈(62)을 지닌 섹터기어(56)와, 섹터기어(56)에 의해 소정의 각도로 회동되면서 출력축(68)을 회전시키는 종감속기어(66)를 포함하는 구조를 지닌다.

Description

차량용 와이퍼 모터
본 발명은 차량용 와이퍼 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 섹터 기어를 채용하여 출력축을 연속적으로 회동시킴으로써, 와이퍼 블레이드의 작동성을 향상시켜 윈드실드 상의 사각지대를 없애 충분한 전방 시야를 확보할 수 있는 차량용 와이퍼 모터에 관한 것이다.
자동차의 윈드실드(windshield)에는 비오는 날에 시야를 확보하거나 먼지 등에 의해 오염되어 유리를 닦는 경우에 사용하는 와이퍼 시스템(wiper system)이 설치되어 있다. 또한, 와이퍼를 작동하여 유리의 표면을 닦아 내는 경우에는 와셔액을 분출시켜 와이퍼 블레이드의 이동을 원활하게 하고 윈드실드 글래스 상의 오염물질을 깨끗이 제거한다.
차량용 와이퍼 시스템의 개략적인 구성을 보면, 와이퍼 스위치에 의해 작동되면서 출력축을 개재하여 와이퍼 링크를 회동시키는 와이퍼 모터와, 와이퍼 링크의 일단에 고정되어 있으며, 윈드실드 표면에 밀착되어 있는 와이퍼 블레이드를 이동시키는 와어퍼 아암으로 이루어져 있다.
또한, 와이퍼 블레이드가 윈드실드 표면 위를 이동할 때에, 먼지나 이물질을 깨끗이 제거하기 위해서 와셔액을 분사한다. 와셔액 분사장치는 대략적으로, 와셔액을 저장하고 있는 와셔탱크와, 와이퍼 스위치에 일체로 부착되어 있는 와셔액 분사 스위치를 작동시키면, 와셔탱크에 저장되어 있던 와셔액을 윈드실드에 공급하는 와셔모터와, 와셔모터의 작동에 의해 와셔호스를 통해 공급된 와셔액을 윈드실드로 분사시키는 와셔노즐로 이루어져 있다.
도 1은 이러한 와이퍼 시스템에 있어서, 출력축을 개재하여 와어퍼 링크를 회동시키는 종래의 와이퍼 모터가 도시되어 있다. 이것의 전체적인 구성을 보면, 내측벽에 마그네틱(4)이 부착되어 있는 모터 하우징(2)과, 일단에는 워엄기어(12)가 형성되어 있으며, 모터 하우징(2)에 회전 가능하게 장착되는 것으로, 외주부에는 마그네틱(4)으로부터 소정의 간격을 두고 내부에 배치되는 아마추어(8)가 설치되어 있는 로터축(6)과, 이 로터축(6)에 끼워져 있는 슬립링(10)을 통해 아마추어(8)에 전기를 공급하는 브러시 조립체(20)와, 로터축(6)에 형성된 워엄기어(12)에 의해 회전되면서 출력축(15)을 회전시키는 캠 플레이트(14)로 이루어져 있다. 또한, 캠 플레이트(14)에는 와이퍼 블레이드가 항상 초기의 위치로 오도록 하기 위한 자동정위치 정지회로를 구성하는 접점(16)이 접촉되어 있다.
이와 같은 구조를 지닌 차량용 와이퍼 모터에 있어서, 브러시 조립체에 내장된 브러시 및 슬립링(10)을 통해 통해 아마추어(8)에 전기가 공급되면, 마그네틱(4)에 의해 발생되는 기전력에 의해서 로터축(6)이 회전하기 시작하게 되고, 로터축(6)의 일단에 형성된 워엄기어(12)가 캠 플레이트(14)를 구동시킴으로써, 출력축(15)을 통해 와이퍼 아암을 회전시킨다.
이러한 구성을 지닌 종래의 차량용 와이퍼 모터에서는 로터축의 일단에 형성되어 있는 워엄기어를 통해 캠 플레이트를 직접적으로 구동하기 때문에, 출력축의 회전이 원활하지 못하게 되며, 와이퍼 블레이드가 반대방향으로 회동하는 순간에 발생되는 시간지연으로 인해 윈드실드의 구석진 부분(사각지대)이 깨끗이 닦이지 않게 되어, 충분한 전방시야를 확보할 수 없는 문제가 있다. 또한, 와이퍼 링크를 회전시키는 출력축이 회전중에 유동적이므로 소음이 발생하게 되며, 출력축을 타고 빗물이나 먼지 등이 모터 하우징 안으로 유입되어 내부 구성품을 손상시킬 우려가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 발명은 로터축에 의해 회전되는 워엄휘일에 섹터기어를 장착하여 종감속 기어를 연속으로 회전시킴으로써, 종래와 같은 윈드실드 상의 사각지대를 제거하여 전방의 시야를 충분히 확보함과 동시에, 홀더를 이용하여 출력축을 감싸 빗물이나 이물질의 유입을 방지함으로써, 내부 부품의 수명을 연장할 수 있으며 와이퍼 링크의 작동성을 향상시킬 수 있는 차량용 와이퍼 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 차량용 와이퍼 모터를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 차량용 와이퍼 모터를 도시한 단면도,
도 3은 도 2에서 선 A-A를 따라 취한 단면도.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
22:모터 하우징 24:마그네틱
26:로터축 28:아마추어
30:슬립링 40:브러시 조립체
42, 42':칼라 50:케이스
52:워엄휘일 56:섹터기어
62:가이드홈 64:가이드핀
66:종감속기어 68:출력축
80:홀더 82:탄성보스
84:캡 90:커버
상술한 본 발명의 목적은 내측벽에 마그네틱이 부착되어 있는 모터 하우징과, 일단에는 워엄기어가 형성되어 있으며, 칼라에 의해서 하우징에 회전 가능하게 장착되는 것으로, 외주부에는 마그네틱으로부터 소정의 간격을 두고 내부에 배치되는 아마추어가 설치되어 있는 로터축과, 이 로터축에 끼워져 있는 슬립링을 통해 아마추어에 전기를 공급하는 브러시 조립체를 구비하는 차량용 와이퍼 모터에 있어서, 워엄기어를 통해 전달되는 로터축의 구동력에 의해서 케이스에 형성되어 있는 안착돌기를 중심으로 회전하는 워엄휘일과, 일단은 스플라인에 의해서 워엄휘일에 고정되고 타단에는 기어부가 형성되어 있으며, 케이스에 고정된 가이드핀을 중심으로 회동되는 가이드홈을 지닌 섹터기어와, 섹터기어에 의해 소정의 각도로 회동되면서 출력축을 회전시키는 종감속기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 모터에 의해 달성된다.
이하, 첨부한 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 와이퍼 모터에 대하여 설명하기로 한다.(도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일 부호로 표시한다.)
도 2는 본 발명의 차량용 와이퍼 모터를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에서 선 A-A를 따라 취한 단면도이다.
도 2를 보면, 여기에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 와이퍼 모터가 도시되어 있다. 도 1에서 설명한 바와 같이, 모터 하우징(22)의 내측벽에는 마그네틱(24)이 부착되어 있으며, 칼라(42, 42')에 의해서 모터 하우징(22)에 회전 가능하게 장착되는 로터축(26)상에는 마그네틱(24)과 대향으로 아마추어(28)가 고정되어 있다. 외부의 전기는 와이어(32)를 거쳐 브러시 조립체(40)에 내장된 브러시에 인가된 다음, 슬립링(30)을 통해 아마추어(28)로 공급된다.
로터축(26)의 일단에는 워엄기어(26a)가 형성되어 있으며, 이 워엄기어(26a)에는 워엄휘일(52)이 맞물려 있다. 워엄휘일(52)의 원주면에 형성되어 있는 기어부(52a)는 워엄기어(26a)와 치합된 상태에서 일방향으로 회전하게 된다. 케이스(50)에 형성되어 있는 안착돌기(70)에는 워엄휘일(52)이 회전 가능하게 장착되어 있으며, 상부에는 스플라인(54)에 의해서 섹터기어(56)가 작동적으로 결합되어 있다.
본 발명에서 채용한 섹터기어(56)에는 가이드홈(62)이 형성되어 있으며, 이 가이드홈(62)에는 가이드핀(64)이 삽입되어 있다. 또한, 섹터기어(56)의 일단은 스플라인(54)에 의해서 워엄휘일(52)에 결합되어 있으며, 타단은 기어부(56a)를 통해 종감속기어(66)의 기어부(66a)와 치합되어 있다. 종감속기어(66)는 핀(68)을 중심으로 케이스(50)에 회전 가능하게 장착되어 있다.
그러므로, 브러시 조립체(40)를 통해 아마추어(28)에 전기가 공급되어 로터축(26)이 회전하면서 워엄기어(26a)가 회전하기 시작하면, 워엄기어(26a)와 맞물려 있는 워엄휘일(52)이 함께 회전되면서 섹터기어(56)가 가이드핀(64)을 중심으로 회동되기 시작한다. 이때, 섹터기어(56)에는 가이드핀(64)이 끼워져 있는 가이드홈(62)이 형성되어 있기 때문에, 섹터기어(56)가 워엄휘일(52)과 함께 회동되는 기어부(56a)는 일정한 원호를 그리며 각운동을 하게 되며, 그에 따라, 종감속기어(66)는 소정의 범위 내에서 좌우방향 회전을 반복하게 된다. 종감속기어(66)의 회전에 따라 출력축(68)이 소정의 범위 내에서 좌우방향 회전을 반복하게 됨으로써, 와이퍼 링크를 통해 와이퍼 아암이 윈드실드 위를 소정의 범위 내에서 각운동을 한다. 이 과정에서 워엄휘일(52)에 의해 섹터기어(56)가 연속적으로 각운동을 하기 때문에 종래와 같은 시간지연이 발생되지 않게 되어 사각지대가 생기는 것을 막을 수 있게 된다.
다음에, 도 3은 도 2에서 선 A-A를 따라 취한 단면도로, 본 발명에서 채용한 출력축 홀더(80)의 구조가 상세히 도시되어 있다. 칼라(86, 88)에 의해서 출력축(68)이 회전 가능하게 장착되어 있는 케이스(50)에는 안착돌기(70)가 형성되어 있다. 이 안착돌기(70)에는 기어부(52a)가 형성된 워엄휘일(52)이 회전 가능하게 안착되어 있다. 또한, 워엄휘일(52)에는 스플라인(54)에 의해서 기어부(56a)를 통해 종감속기어(66)의 기어부(66a)와 맞물려 있는 섹터기어(56)가 결합되어 있다. 케이스(50)에는 커버(90)가 부착되어 있다.
출력축(68)에는 종감속기어(66)가 장착되는 스플라인(72)이 형성되어 있으며, 타단의 스플라인(76)에는 도시하지 않은 와이퍼 링크가 끼워진 다음, 나사부(74)에는 너트가 체결된다. 종감속기어(66)의 일측면은 와셔(96)를 개재하여 케이스(50)에 축지되어 있으며, 다른면에는 드러스트 베어링(94)에 의해 축지되어 있다. 와셔(96) 및 종감속기어(66)간의 공간부와 종감속기어(66) 및 드러스트 베어링(94)간의 공간부에도 칼라(92)가 끼워져 있다.
케이스(50)에는 이물질의 유입을 막는 홀더(80)가 끼워져 있어, 출력축(68)이 동심적으로 회전될 수 있도록 지지하게 되며, 홀더(80)의 끝단에는 캡(84)이 씌워져 있어, 빗물 등의 유입을 막게 된다. 또한, 홀더(80)의 외주부에는 탄성보스(82)가 끼워져 있어, 와이퍼 링크로부터 전달되는 진동이나 충격을 흡수하여 모터쪽으로 전달되는 것을 차단한다.
이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 로터축에 의해 회전되는 워엄휘일에 섹터기어를 장착하여 종감속 기어를 연속으로 회전시킴으로써, 종래와 같은 윈드실드 상의 사각지대를 제거하여 전방의 시야를 충분히 확보할 수 있다. 또한, 출력축을 홀더로 감싸 보호하였기 때문에, 외부의 빗물이나 이물질이 유입되는 것을 차단하여 내부 부품의 손상을 방지함으로써, 모터의 수명을 연장할 수 있으며 와이퍼 링크의 작동성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 내측벽에 마그네틱(24)이 부착되어 있는 모터 하우징(22)과, 일단에는 워엄기어(26a)가 형성되어 있으며, 칼라(42, 42')에 의해서 하우징(22)에 회전 가능하게 장착되는 것으로, 외주부에는 마그네틱(24)으로부터 소정의 간격을 두고 내부에 배치되는 아마추어(28)가 설치되어 있는 로터축(26)과, 이 로터축(26)에 끼워져 있는 슬립링(30)을 통해 아마추어(28)에 전기를 공급하는 브러시 조립체(40)를 구비하는 차량용 와이퍼 모터에 있어서,
    상기 워엄기어(26a)를 통해 전달되는 로터축(26)의 구동력에 의해서 케이스(50)에 형성되어 있는 안착돌기(70)를 중심으로 회전하는 워엄휘일(52)과,
    일단은 스플라인(54)에 의해서 상기 워엄휘일(52)에 고정되고 타단에는 기어부(56a)가 형성되어 있으며, 상기 케이스(50)에 고정된 가이드핀(64)을 중심으로 회동되는 가이드홈(62)을 지닌 섹터기어(56)와,
    상기 섹터기어(56)에 의해 소정의 각도로 회동되면서 출력축(68)을 회전시키는 종감속기어(66)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스(50)에는 출력축(68)의 길이 방향을 따라 연장되는 홀더(80)가 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 모터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 홀더(80)의 일단부에는 빗물이나 이물질의 유입을 막는 캡(84)이 씌워져 있는 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 모터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 홀더(80)의 외주부에는 와이퍼 링크로부터 전달되는 진동이나 충격을 흡수하기 위한 탄성보스(82)가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 모터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 종감속기어(66)는 와셔(96)에 의해서 상기 케이스(50)로부터 소정의 간격으로 이격된 상태를 유지하면서 회전되는 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 모터.
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