KR100296263B1 - 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3단 볼조인트로 세 개의 구동력 전달용 로드들을 병렬로 링크시키므로써, 세 개의 와이퍼 블레이드 어셈블리의 구동시, 구동력 전달의 안정성을 극대화 한 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그러한 본 발명의 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치는 유한한 각도로 왕복 각운동시키도록, 와이퍼 블레이드 어셈블리(310, 320, 330)를 구동부(100)의 커넥터(101)에 링크결합 하고 있다. 이런 본 발명의 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치는 상기 와이퍼 블레이드 어셈블리(310, 320, 330)의 제1, 제2, 제3구동링크(211, 221, 231)들에 각각 힌지결합된 다수의 로드(213, 223, 233)들과, 상기 로드(213, 223, 233)들에 상기 구동부(100)의 커넥터(101)를 병렬로 힌지결합한 다단 볼조인트(110)를 포함하고, 상기 다단 볼조인트(110)는 상기 구동부(100)의 커넥터(101)에 고정되어 있고, 상기 구동부(100)는 상기 제2구동링크(221)와 상기 제3구동링크(231)의 사이에 배치되어 있다.

Description

다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치{Wiper driving device with multi-ball joint}

본 발명은 와이퍼 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대형 버스, 트럭 및, 특장차에 장착되는 세 개의 와이퍼 블레이드 어셈블리를 유한각도로 반복 회동시키도록, 각각의 구동링크를 한 개의 구동모터에 병렬로 링크시킨 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 연료를 기화시키고, 이 기화된 연료를 흡입, 압축, 착화, 배기의 과정을 통해 발생하게 되는 동력을 이용하여 주행 가능하게 한 장치로서, 차량의 내 외측에는 계기판, 실내등, 룸밀러, 헤드 램프, 테일 램프와 가감속에 필요한 엑셀레이터와 브레이크장치등 주행에 필요한 안전장치 등이 장착되어 있다.

이런 안전장치 중에서 와이퍼 시스템은 비작동시에 윈드실드(windshield)의 저면에 설치되어 있는 것으로서, 우천시에 시야를 확보하거나, 필요에 따라 먼지와 빗물을 닦아내는 역할을 한다. 통상적으로 와이퍼 시스템은 와셔액을 분사하면서 와이핑 작동을 할 수 있도록 되어 있다.

또한, 와이퍼 시스템은 그 구동방법에 따라 진공식과 전기식이 있다. 먼저, 진공식은 기관의 흡입행정에서 발생하는 부압을 이용하여 작동시키는 것으로서, 기관의 운전 상태에 따라서 부압이 변화하여 작동 속도도 따라서 변화하는 결점이 있기 때문에 현재에는 거의 사용되지 않고 있다. 그리고, 전기식은 배터리에서 공급되는 전기로 구동모터를 구동시켜 동력을 얻는 것으로서, 현재 대부분의 와이퍼 시스템에 채택되어 사용되고 있다. 이런 전기식 와이퍼 구동 시스템은 일반적으로 두 개의 와이퍼 블레이드 어셈블리를 동시에 유한한 각도로 반복 회동시키는 구동장치를 갖거나, 또는 대형 버스, 트럭 및, 특장차의 상대적으로 넓은 윈드실드를 닦아 내기 위해서, 세 개의 와이퍼 블레이드 어셈블리를 반복 회동시키는 구동장치를 갖는다.

종래 기술에 따른 와이퍼 구동 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 동력을 발생시키는 모터(10)와, 이런 모터(10)로부터 발생된 동력을 전달하는 링크부(20) 및, 윈드실드(40)를 닦는 와이퍼 블레이드 어셈블리(30)로 구성되어 있다.

상기 링크부(20)는 모터(10)의 동력으로 세 개의 와이퍼 블레이드 어셈블리(30)를 동시에 작동시키는 것이다. 그러한 링크부(20)는 모터(10)의 미도시된 구동축에 링크된 커넥터(21)를 구비한 제1로드(22)를 갖는다. 이런 제1로드(22)는 제1구동링크(23)에 힌지결합되어 있다. 그리고, 제1구동링크(23)는 제2로드(24) 및 제3로드(26)에 의해서, 제2구동링크(25) 및 제3구동링크(27)에 링크결합되어 있다. 이렇게 결합된 상기 제1로드(22)는 모터(10)의 작동력을 상기 제2로드(24) 및 제3로드(26)에 전달하므로써, 구동링크(23, 25, 27)들을 각각 유한한 각도로 동시에 각운동시킨다. 또한, 구동링크(23, 25, 27)들은 가이드 하우징(32, 34, 36) 및 고정축(33, 35, 37)에 각각 힌지결합되어 있다. 그리고, 고정축(33, 35, 37)들의 끝단에는 와이퍼 블레이드 어셈블리(30)들이 각각 결합되어 있다. 그러한 와이퍼 블레이드 어셈블리(30)들은 만곡로드에 결합된 와이퍼 블레이드(31)를 윈드실드(40)에 각각 밀착시키고 있다.

이렇게 구성된 종래 기술의 와이퍼 구동 장치는 모터(10)에 전원을 온(ON)할 경우, 모터(10)의 구동축을 회전시킨다. 이런 모터(10)의 구동축에 커넥터(21)로연결된 제1로드(22)는 좌, 우 방향으로 왕복 운동한다.

이때, 제1로드(22)는 제1구동링크(23)를 유한한 각도로 각운동시킨다. 이와 동시에, 제1구동링크(23)에 링크결합된 제2구동링크(25) 및 제3구동링크(27)는 제2로드(24) 및 제3로드(26)에 의해서, 동시에 유한한 각도로 각운동한다. 그리고, 상기 구동링크(23, 25, 27)들은 결합된 와이퍼 블레이드 어셈블리(30)를 각운동시키고, 윈드실드(40)의 표면에 있는 먼지와 빗물 등과 같은 이물질을 와이퍼 블레이드(31)로 제거하고, 전방의 시야를 확보하게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 와이퍼 구동 장치는 두 개 이상의 와이퍼 블레이드 어셈블리를 회동시키도록, 상대적으로 매우 복잡한 링크구조를 갖는 단점이 있다.

또한, 종래의 와이퍼 구동 장치는 두 개 이상의 와이퍼 블레이드 어셈블리에 직렬식으로 로드들을 링크시켜서 구동력을 전달하고 있기 때문에, 상대적으로 작동 효율이 떨어지는 단점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명의 목적은 3단 볼조인트로 세 개의 구동력 전달용 로드들을 병렬로 링크시키므로써, 세 개의 와이퍼 블레이드 어셈블리의 구동시, 구동력 전달의 안정성을 극대화 한 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 와이퍼 구동장치를 설명하기 위한 평면도,

도 2는 본 발명의 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치의 구성을 설명하기 위한 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치의 중요부위의 결합관계를 설명하기 위한 확대도,

도 4는 도 2에 도시된 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치의 작동방법을 설명하기 위한 평면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

100 : 구동부 101 : 커넥터

110 : 다단 볼조인트 200 : 링크부

212, 222, 232 : 볼조인트 213, 223, 233 : 로드

310, 320, 330 : 와이퍼 블레이드 어셈블리 400 : 윈드실드

상술한 본 발명의 목적은 유한한 각도로 왕복 각운동시키도록, 와이퍼 블레이드 어셈블리를 구동부의 커넥터에 링크결합 한 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치에 있어서, 상기 와이퍼 블레이드 어셈블리의 제1, 제2, 제3구동링크들에 각각 힌지결합된 다수의 로드들과, 상기 로드들에 상기 구동부의 커넥터를 병렬로 힌지결합한 다단 볼조인트를 포함하고, 상기 다단 볼조인트는 상기 구동부의 커넥터에 고정되어 있고, 상기 구동부는 상기 제2구동링크와 상기 제3구동링크의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치에 의해 달성된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 다단 볼조인트에는 중심축을 기준으로 구름베어링들이 적층되게 고정되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 구동부를 일측에 배치시키도록, 상기 로드들이 서로 다른 축길이를 갖는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치의 중요부위의 결합관계를 설명하기 위한 확대도이며, 도 4는 도 2에 도시된 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치의 작동방법을 설명하기 위한 평면도이다.

도 2에 보이듯이, 본 발명의 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치는 윈드실드(400)에 각각 밀착시킨 세 개의 와이퍼 블레이드 어셈블리(310, 320, 330)를 동시에 유한한 각도로 회전시키도록, 동력을 발생시키는 모터를 구비한 구동부(100)와, 이런 구동부(100)로부터 발생된 동력을 전달하는 링크부(200)를 갖는다.

먼저, 구동부(100)는 일반적인 모터의 회전에 의해서, 구동축을 중심으로 커넥터(101)를 유한한 각도의 각운동시킬 수 있도록, 일반적인 기어조합으로 결합되어 있다. 이런 구동부(100)는 일반적인 자동차의 와이퍼 제어시스템에 의해 그 작동이 제어되게 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 커넥터(101)는 모터에 의한 구동력이 전달될 경우, 3단 볼조인트(110)를 유한한 각도로 왕복 각운동시키는 역할을 한다.

또한, 각각의 와이퍼 블레이드 어셈블리(310, 320, 330)는 고정축(311, 321, 331)의 상단부에 각각 고정되어 있는 일반적인 와이퍼 블레이드 어셈블리이다. 또한, 상기 고정축(311, 321, 331)은 각각의 가이드 하우징(202)들에서 각운동할 수 있게 결합되어 있다. 여기에서, 가이드 하우징(202)들은 일직선상에 일치하게 배치되어 있고, 고정바(201)에 의해서 일정간격을 각각 유지하도록 차량의 전면 패널의 내부에 고정되어 있다.

또한, 각각의 고정축(311, 321, 331)의 하단부에는 링크부(200)의 제1구동링크(211)와 제2구동링크(221) 및 제3구동링크(231)가 형성되어 있다. 이렇게 형성된 구동링크(211, 221, 231)들의 단부에는 일반적인 힌지결합용 연결부재로 널리사용되고 있는 볼조인트(212, 222, 232 ; ball joint)들이 각각 고정되어 있다. 이런 볼조인트(212, 222, 232)들에는 각운동할 수 있는 구동력을 전달받을 수 있게 서로 다른 축길이를 갖는 로드(213, 223, 233)들이 각각 링크되어 있다. 또한, 로드(213, 223, 233)들의 다른쪽 단부들은 구동부(100)의 3단 볼조인트(110)에 동시에 힌지결합되어 있다. 이렇게 결합된 3단 볼조인트(110)는 구동부(100)의 커넥터(101)의 단부에 수직하게 고정되어 있다.

또한, 3단 볼조인트(110)는 도 3에 보이듯이, 다단의 힌지 결합을 위한 볼조인트를 의미한다. 그러한 3단 볼조인트(110)는 중심축을 기준으로 회전할 수 있도록, 세 개의 구름베어링(103, 104, 105)들이 힌지결합되어 있다. 이런 세 개의 구름베어링(103, 104, 105)들은 상기 로드(213, 223, 233)들의 끝단부(214, 224, 234)와 구름작동하도록, 축방향으로 소정간격을 유지하면서 적층되고, 고정되어 있다. 이렇게 결합된 구름베어링(103, 104, 105)들을 구비한 3단 볼조인트(110)는 각각의 로드(213, 223, 233)들에 구동력을 동시에 전달시키는 관절과 같은 역할을 한다.

아래에서 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치의 작동방법에 대해서 설명하겠다.

도 4에 보이듯이, 자동차의 와이퍼 제어시스템은 구동부(100)에 작동신호를 인가된다. 그럴 경우, 구동부(100)의 모터는 회전한다. 이런 모터의 회전력은 구동부(100)의 기어조합에 의해서 유한한 각도의 왕복 각운동으로 전환되고, 커넥터(101)를 작동시킨다. 이때, 커넥터(101)는 구동축을 중심으로 왕복 각운동(a)된다.

그럴 경우, 이런 커넥터(101)의 3단 볼조인트(110)에 힌지결합된 각각의 로드(213, 223, 233)들은 링크된 구동링크(211, 221, 231)를 왕복 각운동(b)시킨다. 따라서, 이런 구동링크(211, 221, 231)의 상단부에 고정된 각각의 와이퍼 블레이드 어셈블리(310, 320, 330)들이 윈드실드(400)의 표면을 따라 유한한 각도로 왕복 각운동(c)하므로써, 윈드실드(400)의 표면을 닦게 된다.

또한, 자동차의 와이퍼 제어시스템은 구동부(100)에 정지신호를 인가하여, 와이퍼 블레이드 어셈블리(310, 320, 330)들을 원래의 위치로 복귀시킨다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치는 3단 볼조인트를 이용하여, 직렬식으로 로드들을 링크시키고 있기 때문에, 구동력을 각각의 와이퍼 블레이드 어셈블리에 직접적으로 전달하므로써, 상대적으로 높은 작동효율을 갖는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치는 개별적인 로드들을 각각 구동링크에 링크시키고 있기 때문에, 구조가 매우 간단하고, 자동차의 전면패널 내부와 같은 좁은 공간에 장착될 수 있는 장점이 있다.

이상에서 살펴본 본 발명의 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (3)

1. 유한한 각도로 왕복 각운동시키도록, 와이퍼 블레이드 어셈블리(310, 320, 330)를 구동부(100)의 커넥터(101)에 링크결합 한 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치에 있어서,

   상기 와이퍼 블레이드 어셈블리(310, 320, 330)의 제1, 제2, 제3구동링크(211, 221, 231)들에 각각 힌지결합된 다수의 로드(213, 223, 233)들과,

   상기 로드(213, 223, 233)들에 상기 구동부(100)의 커넥터(101)를 병렬로 힌지결합한 다단 볼조인트(110)를 포함하고,

   상기 다단 볼조인트(110)는 상기 구동부(100)의 커넥터(101)에 고정되어 있고, 상기 구동부(100)는 상기 제2구동링크(221)와 상기 제3구동링크(231)의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 다단 볼조인트(110)에는 중심축을 기준으로 구름베어링(103, 104, 105)들이 적층되게 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 구동부(100)를 일측에 배치시키도록, 상기 로드(213, 223, 233)들이 서로 다른 축길이를 갖는 것을 특징으로 하는 다단 볼조인트를 구비한 와이퍼 구동장치.