KR100434773B1

KR100434773B1 - 자동차의 워셔액 분사장치

Info

Publication number: KR100434773B1
Application number: KR10-2002-0002673A
Authority: KR
Inventors: 김원종
Original assignee: 김원종
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2004-06-19
Also published as: WO2003059710A1; KR20030062475A; AU2002353569A1

Abstract

본 발명에 따른 자동차의 워셔액 분사장치는 자동차의 기존 워셔액 분사장치에 있어서의 분사 펌프와 워셔액 이송관 사이에, 그 몸체의 일측에 히터가 설치되어 자동차의 배터리로부터의 전원을 공급받아 워셔액을 가열하여 온난한 워셔액이나 워셔액 스팀을 분사하는 워셔액 가열장치가 설치되고, 자동차의 실내 운전석 주변의 프런트부의 소정 부위에는 상기 워셔액 가열장치에 의한 온난한 워셔액 및 워셔액 스팀의 분사를 위한 조작 스위치가 마련되며, 자동차의 보디 내부의 소정 부위에는 상기 조작 스위치 및 워셔액 가열장치의 전장부를 제어하기 위한 워셔액 가열장치 제어부가 설치된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 워셔액을 가열하여 온난한 워셔액이나 워셔액 스팀을 공급할 수 있는 별도의 워셔액 가열장치가 마련되어 있으므로, 필요에 따라 온난한 워셔액을 분사하거나 워셔액을 스팀화하여 분사함으로써 혹한기나 악천후 시에도 자동차의 유리창을 깨끗하게 세정할 수 있으며, 그에 따라 운전자의 안전 운행을 한층 도모할 수 있는 장점이 있다.

Description

자동차의 워셔액 분사장치{System for jetting washing liquid for a car}

본 발명은 자동차의 워셔액 분사장치에 관한 것으로서, 특히 필요에 따라 워셔액을 가열하여 따뜻한 워셔액을 분사하거나 워셔액을 스팀화하여 분사함으로써 혹한기나 악천후 시에도 윈도우 브러시가 설치되어 있는 자동차의 전면(혹은 전,후면) 유리창을 깨끗하게 세정할 수 있는 자동차의 워셔액 분사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 전면(또는 전,후면) 유리창에는 윈도우 브러시(와이퍼)가 설치되어 있다. 이와 같은 윈도우 브러시는 자동차의 전면 유리창을 깨끗이 닦아 줌으로써 운전자의 시계를 맑게 하여 안전운행을 도모할 수 있게 한다. 이와 같은 윈도우 브러시와 함께 자동차의 유리창을 세정하기 위한 장치로 워셔액 분사장치가 있다. 워셔액 분사장치는 윈도우 브러시가 설치되어 있는 자동차의 전면, 혹은 전후면 유리창에 특정 성분의 워셔액을 분사하여 유리창에 묻어 있는 각종 오물이나 이물질을 제거해주는 기능을 수행한다.

도 1은 종래 자동차의 워셔액 분사장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 자동차의 워셔액 분사장치는 워셔액을 저장하는 워셔액 저장탱크(101)와, 워셔액 저장탱크(101)의 워셔액을 일정 압력으로 분사해주는 분사펌프(102)와, 분사펌프(102)를 작동시키는 구동모터(103)와, 분사펌프(102)에 의해 분사된 워셔액을 소정의 장소로 압송해주는 이송관(104) 및 이송관(104)의 끝단에 마련되어 압송된 워셔액을 최종적으로 자동차의 전면 혹은 전,후면 유리창 (120)에 분사하는 워셔액 분사노즐(105)로 구성되어 있다.

그런데, 이상과 같은 종래 자동차의 워셔액 분사장치는 워셔액을 분사함에 있어서 통상 차가운 온도의 워셔액을 분사하므로, 혹한에 의한 자동차 전면 유리창의 결빙상태의 해제나 폭설에 의한 전면 유리창에의 침적된 눈의 제거 시, 혹은 특정 성분의 오물이 유리창에 묻어 고착되어 있을 경우, 세정 기능을 제대로 발휘하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 필요에 따라 온난한 워셔액을 분사하거나 워셔액을 스팀화하여 분사함으로써 혹한기나 악천후 시에도 자동차의 유리창을 깨끗하게 세정할 수 있는 자동차의 워셔액 분사장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 자동차의 워셔액 분사장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 워셔액 분사장치의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 워셔액 분사장치의 워셔액 가열장치의 제어부의 시스템 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101,201...워셔액 저장탱크 102,202...분사펌프

103,203...구동모터 104,204...이송관

105,205...분사노즐 120,220...자동차 유리창

206...워셔액 가열장치 207...용기

208...히터 209...저수위 감지기

210...자동 온도조절기 211...자동 압력조절밸브

212...압력 게이지 213...(워셔액/스팀)배출구

214...감압용 토출구 230...자동차 배터리

240...잔여 워셔액 배출장치 250...히터 온/오프 스위치

301...워셔액 가열장치 주제어부 302...온난 워셔액 스위치

303...워셔액 스팀 스위치

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동차의 워셔액 분사장치는, 워셔액을 저장하는 워셔액 저장탱크와, 저장된 워셔액을 분사하는 워셔액 분사펌프 및 펌프 구동모터와, 분사된 워셔액을 압송하는 워셔액 이송관 및 압송된 워셔액을 자동차의 유리창에 분사하는 워셔액 분사노즐을 구비하는 자동차의 워셔액 분사장치에 있어서,

상기 워셔액 분사펌프와 이송관 사이에는, 분사펌프에 의해 워셔액 저장탱크로부터 공급받은 일정량의 워셔액을 소정의 온도로 가열하여 온난한 워셔액이나 워셔액 스팀을 상기 이송관으로 공급하는 장치로서, 용기의 소정 부위에는 자동차의 배터리로부터 전원을 공급받아 발열하는 히터와, 용기 내의 워셔액의 저수위를 감지하는 저수위 감지기와, 용기 내부의 온도를 일정 온도 범위로 자동으로 조정하기 위한 자동 온도조절기와, 온난한 워셔액이나 워셔액 스팀을 분사하는 한편 용기 내부의 압력이 일정 압력 이상이 되면 자동으로 개방되어 용기 내부의 압력을 감압하는 자동 압력조절밸브가 각각 마련되어 있는 워셔액 가열장치가 설치되고, 자동차의 실내 운전석 주변의 프런트부의 소정 부위에는 상기 워셔액 가열장치에 의한 온난한 워셔액 및 워셔액 스팀의 분사를 위한 조작 스위치가 마련되며, 자동차의 보디 내부의 소정 부위에는 상기 조작 스위치 및 워셔액 가열장치의 전장부를 제어하기 위한 워셔액 가열장치 제어부가 설치되어 있는 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 워셔액 분사장치의 구성을 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자동차의 워셔액 분사장치는 종래의 워셔액 분사장치의 구성을 기본적으로 갖는다. 즉, 본 발명에 따른 자동차의 워셔액 분사장치는 워셔액을 저장하는 워셔액 저장탱크(201)와, 워셔액 저장탱크(201)의 워셔액을 일정 압력으로 분사해주는 분사펌프(202)와, 분사펌프(202)를 작동시키는 구동모터(203)와, 분사펌프(202)에 의해 분사된 워셔액을 소정의 장소로 압송해주는 이송관(204) 및 이송관(204)의 끝단에 마련되어 압송된 워셔액을 최종적으로 자동차의 전면 혹은 전,후면 유리창에 분사하는 워셔액 분사노즐(205)을 기본적으로구비하며, 여기에 워셔액 저장탱크(201)로부터 분사펌프(202)를 경유하여 공급받은 일정량의 워셔액을 소정의 온도로 가열하여 상기 이송관(204)으로 공급하는 워셔액 가열장치(206)를 더 구비한다.

상기 워셔액 가열장치(206)는 도시된 바와 같이, 주몸체부를 이루는 소정 용량의 용기(207)와, 용기(207)의 소정 부위에 각각 마련된 히터(208), 저수위 감지기(209), 자동 온도조절기(210) 및 자동 압력조절밸브(211)로 구성된다.

상기 용기(207)는 다양한 크기로 제작이 가능하지만, 대략 500㎖ 정도의 용량의 크기로 제작된다. 이 용기(207)의 재질로는 일반 금속이면 모두 사용이 가능하나, 바람직하게는 스테인레스 스틸이 사용된다. 또한, 그 기능적 혹은 구조적 특성상 용기 내부의 가열된 워셔액의 온도를 유지하고, 또한 용기 내부의 일정 압력에 견뎌야 하므로 보온 압력 용기가 사용된다.

상기 히터(208)는 자동차의 배터리(230)와 전기적으로 접속되어 배터리(230)로부터 전원(DC 12V)을 공급받아 발열한다. 이 히터(208)는 발열부가 막대봉 형태로 구성될 수도 있고, 코일 형태로 구성될 수도 있다.

상기 저수위 감지기(209)는 용기 내의 워셔액의 저수위를 감지한다. 이는 용기 내에 워셔액이 필요로 하는 최소한의 양에 미달된 상태이거나 워셔액이 없는 상태에서 상기 히터(208)가 작동함으로써 발생될 수 있는 히터(208)의 소손 등과 같은 사태를 미연에 방지하기 위한 것이다. 따라서, 이 저수위 감지기(209)에 의해 용기(207) 내의 워셔액의 수위가 설정치 이하로 떨어졌음이 감지되었을 경우에는, 히터(208)가 동작되지 않도록, 즉 히터(208)로 공급되는 전원이 차단되도록 전기회로적으로 구성된다.

상기 자동 온도조절기(210)는 용기(207) 내부의 온도를 일정 온도 범위로 자동으로 조절한다. 즉, 이 자동 온도조절기(210)는 용기(207) 내부의 온도를 감지하여 용기 내부의 온도가 일정 온도 범위를 초과하면 스위치 오프(off)되어 배터리 (230)로부터 히터(208)로의 전원 공급이 차단되도록 하고, 용기(207) 내부의 온도가 일정 온도 범위 이하로 떨어지면 스위치 온(on)되어 배터리(230)로부터 히터 (208)로의 전원 공급이 이루어지도록 한다. 이때, 온도 범위는 본 발명의 장치의 제작시에 미리 세팅될 수도 있고, 제품 출하후자동차에 본 발명의 장치를 설치할 시에 세팅될 수도 있다.

상기 자동 압력조절밸브(211)는 온난한 워셔액이나 워셔액 스팀을 분사하는 한편 용기 내부의 압력이 지나치게 높을 때 자동으로 개방되어 용기 내부의 압력을 감압시키는 역할을 한다. 이와 같은 자동 압력조절밸브(211)는 내부적으로 전자적 밸브 메커니즘과 기계적 밸브 메커니즘의 합성 구조로 구성되며, 전자적 밸브 메커니즘 쪽으로는 워셔액 및 스팀 배출구(213)가 마련되고, 기계적 밸브 메커니즘 쪽으로는 감압용 토출구(214)가 마련된다. 또한, 밸브 몸체의 일측에는 용기 내부의 압력을 계측하기 위한 압력게이지(212)가 마련된다. 이와 같은 구성에 따라, 용기 (207) 내부의 압력이 일정 압력 이상이 되면 상기 감압용 토출구(214)가 자동으로 개방되어, 용기(207) 내부의 고압의 공기를 용기 외부로 토출시킴으로써 용기 내부의 압력을 감압한다. 이는 지나친 압력 상승으로 용기(207)가 폭발하는 것을 방지하기 위한 것이다.

한편, 이상과 같은 워셔액 가열장치(206)의 상기 배출구(213)와 근접된 이송관(204)의 관로상에는 바람직하게는 사용하고 남은 워셔액을 이송관(204) 외부로 배출시키기 위한 잔여 워셔액 배출장치(240)가 더 설치된다. 이는 그와 같이 여분의 워셔액을 배출시킴으로써 혹한기에 이송관(204)에 남아 있던 워셔액에 의해 이송관(204)이 동파하는 것을 방지하기 위한 것이다. 이와 같은 잔여 워셔액 배출장치(240)는 부분 확대도에 도시된 바와 같이, 워셔액이 분사 노즐(205)을 향해 진행할 때에는 그 압력에 의해 판막부재(240p)가 눕게 되어 배출공(240h)을 막음으로써 워셔액이 이송관(204)을 통해 계속 진행하게 되고, 워셔액의 미사용시에는 워셔액의 압력이 해제되어 판막부재(240p)가 원상복귀 됨으로써 잔여 워셔액 배출장치 (240)와 분사노즐(205) 사이의 이송관(204) 내에 남아 있는 워셔액이 배출공(240h)을 통해 외부로 배출되는 구조로 구성된다. 도 2에서 참조 번호 220은 자동차의 전면(혹은 전,후면) 유리창을 나타낸다.

한편, 도 3은 이상과 같은 본 발명에 따른 워셔액 분사장치의 워셔액 가열장치의 제어부의 개략적인 시스템 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 워셔액 가열장치(206)의 제어 시스템은 워셔액 가열장치 주제어부(301)와 온난 워셔액 스위치(302), 워셔액 스팀 스위치(303) 및 히터 온/오프(on/off) 스위치(250), 그리고 워셔액 가열장치(206)에 설치되어 있는 저수위 감지기(209), 자동 온도조절기(210), 자동 압력조절밸브(211)(내부의 전자 밸브 메커니즘부)로 구성된다. 여기서, 점선으로 표시한 사각형 박스 내부의 구성 요소들은 자동차의 실내 및 보디 내부에 설치되는 구성 요소들이다. 히터 온/오프스위치(250)는 주제어부(301)와 별개의 부품으로 구성될 수도 있고, 주제어부(301)와 하나의 칩으로 일체화시킬 수도 있다. 그리고, 상기 온난 워셔액 스위치(302)와 워셔액 스팀 스위치(303)는 자동차 실내의 운전석 주변의 각종 조작 스위치가 설치되어 있는 프런트부의 소정 위치에 설치된다. 여기서, 상기 주제어부(301)에는 주제어부(301)와 연결된 상기 각 단말 조작스위치 및 전자장치들로부터의 입력신호(조작 스위치를 통한 명령신호 및 감지기를 통한 감지신호 등)를 받아 그에 상응하는 제어명령을 송출하거나 처리를 수행하는 일종의 제어 프로그램이 미리 작성되어 내장 메모리에 저장된다.

그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 자동차의 워셔액 분사장치의 동작에 대해 설명해 보기로 한다.

운전자가 자동차의 전면(혹은 전,후면) 유리창의 세정을 위해 자동차의 핸들축부에 마련되어 있는 기존의 워셔액 분사용 조작바를 조작하면, 구동모터(203) 및 분사펌프(202)의 작동에 의해 워셔액 저장탱크(201) 내의 워셔액이 분사펌프(202)를 거쳐 일단 워셔액 가열장치(206)의 용기(207) 내부로 유입된다. 용기(207) 내부에 워셔액이 충분히 채워지면(본 발명의 장치의 구동 초기에는 용기 내부에 워셔액이 충전될 때까지 조금 시간이 소요됨), 그 이후에는 워셔액이 자동 압력조절밸브 (211)의 일측에 마련되어 있는 워셔액/스팀 배출구(213)를 통해 유출되고, 이송관 (204)을 통해 이송되어 최종적으로 분사노즐(205)을 통해 자동차의 유리창(220)에 분사된다. 이상과 같은 일련의 과정은 평상시의 일상적인 워셔액 분사과정으로서, 종래의 워셔액 분사장치에 의한 워셔액 분사과정과 다르지 않다.

이상과 같은 일상적인 워셔액 분사에 의한 자동차 유리창의 세정에 있어서, 혹한이나 폭설에 의해 일상적인 워셔액 분사에 의해서는 자동차 유리창의 세정이 원활하게 이루어지지 않아 그것을 해결하기 위해, 운전자(사용자)가 온난 워셔액 스위치(302)를 누르면, 워셔액 가열장치 주제어부(301)는 그 입력신호에 대응하여 우선 저수위 감지기(209)로부터의 감지신호를 통해 워셔액의 적정 수위여부를 확인한다. 확인 결과, 워셔액의 수위에 이상이 없으면, 즉 워셔액이 용기(207) 내에 필요로 하는 최소한의 양만큼 확보되어 있으면, 히터 온/오프 스위치(250)를 온시키며, 그에 따라 자동차 배터리(230)로부터 히터(208)로 전원이 공급되어 히터(208)가 발열한다. 히터(208)가 발열함에 따라 용기(207) 내의 워셔액의 온도가 상승하고, 워셔액의 온도가 계속 상승하여 설정 온도 범위(예컨대, 30∼40℃)(이 설정 온도 범위까지의 도달 시간은 대략 2∼4분 정도 소요됨)의 상한선을 초과하면, 온도조절기(210)를 통해 워셔액의 온도값을 계속 수신해오던 주제어부(301)는 상기 히터 온/오프 스위치(250)를 오프시켜 배터리(230)로부터 히터(208)로의 전원 공급을 차단한다. 이와 같은 상태에서 운전자(사용자)가 워셔액 분사용 조작바를 조작하면, 전술한 바와 같이 구동모터(203) 및 분사펌프(202)가 작동하고, 그에 의해 워셔액 저장탱크(201)로부터 워셔액이 분사펌프(202)를 거쳐 용기(207)내로 유입된다. 그러면, 이 유입되는 워셔액의 미는 압력에 의해 용기(207) 내에 채워져 있던 상기 일정 온도로 가열된 워셔액이 배출구(213)를 통해 배출되고, 배출된 워셔액은 계속하여 이송관(204)에 의해 이송되어 분사노즐(205)을 통해 자동차 유리창(220)에 분사된다. 즉, 따뜻한 워셔액이 분사되는 것이다. 따라서, 혹한에 의한 자동차유리창의 결빙상태나 폭설에 의해 침적된 눈이 쉽게 제거될 수 있게 된다.

또한, 운전자(사용자)가 워셔액 스팀 스위치(303)를 누를 경우, 상기 온난 워셔액 스위치(302)를 누른 경우와 전체적인 동작 메커니즘은 대동소이하다. 다만, 이 경우에는 용기 내의 워셔액이 비등(boiling)해야 하므로, 배터리(230)로부터 히터(208)로의 전원 공급 시간이 좀 더 길다는 것(예를 들면, 약 10∼15분)과, 온도조절기(210)를 통한 온도 감지값에 따른 주제어부(301)의 동작에 있어서, 전자의 경우와는 다른 온도값(이때에는 스팀의 온도값)에서 히터 온/오프 스위치(250)를 오프시킨다는 점이 다를 뿐이다. 여기서, 이와 같은 동작 메커니즘은 전술한 바와 같이 주제어부(301)의 내장 메모리에 미리 저장되어 있는 제어 프로그램에 의한 것이다.

그리고, 이 워셔액 스팀 스위치(303)를 누를 경우, 전자의 경우에는 최종적으로 분사노즐(205)을 통해 온난한 워셔액을 분사하는 것에 반해, 이 경우에는 고온 고압의 워셔액 스팀을 분사한다는 점이 또한 다르다. 이와 같이, 고온 고압의 스팀을 분사할 경우 폭설등으로 유리창에 침적된 눈을 제거함에 있어서 그 효율이 한층 높다고 할 수 있다.

한편, 이상과 같은 일련의 과정에 있어서, 용기(207) 내의 압력이 일정 압력값(설정 압력값)을 초과할 경우에는 자동 압력조절밸브(211)의 토출구(214)가 그 압력에 의해 자동으로 열리게 되며, 그에 따라 용기(207) 내부의 압력이 감압되어 용기(207)가 고압에 의해 폭발되는 것이 방지된다.

또한, 상기 분사노즐(205)을 통해 워셔액을 분사한 후, 분사노즐(205)과 워셔액 가열장치(206) 사이의 이송관(204)에 남아 있는 워셔액은 워셔액 가열장치 (206)의 워셔액/스팀 배출구(213) 선단에 설치되어 있는 워셔액 배출장치(240)를 통해 이송관(204) 외부로 배출된다. 따라서, 혹한기에 이송관(204)에 남아 있던 워셔액에 의해 이송관(204)이 동파되는 것이 방지된다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 워셔액 분사장치는 워셔액 분사펌프와 이송관 사이에 워셔액을 가열하여 온난한 워셔액이나 워셔액 스팀을 공급할 수 있는 별도의 워셔액 가열장치가 마련되어 있으므로, 필요에 따라 온난한 워셔액을 분사하거나 워셔액을 스팀화하여 분사함으로써 혹한기나 악천후 시에도 자동차의 유리창을 깨끗하게 세정할 수 있으며, 그에 따라 운전자의 안전 운행을 한층 도모할 수 있는 장점이 있다.

Claims

워셔액을 저장하는 워셔액 저장탱크와, 저장된 워셔액을 분사하는 워셔액 분사펌프 및 펌프 구동모터와, 분사된 워셔액을 압송하는 워셔액 이송관 및 압송된 워셔액을 자동차의 유리창에 분사하는 워셔액 분사노즐을 구비하는 자동차의 워셔액 분사장치에 있어서,

상기 워셔액 분사펌프와 이송관 사이에는, 분사펌프에 의해 워셔액 저장탱크로부터 공급받은 일정량의 워셔액을 소정의 온도로 가열하여 온난한 워셔액이나 워셔액 스팀을 상기 이송관으로 공급하는 장치로서, 용기의 소정 부위에는 자동차의 배터리로부터 전원을 공급받아 발열하는 히터와, 용기 내의 워셔액의 저수위를 감지하는 저수위 감지기와, 용기 내부의 온도를 일정 온도 범위로 자동으로 조정하기 위한 자동 온도조절기와, 온난한 워셔액이나 워셔액 스팀을 분사하는 한편 용기 내부의 압력이 일정 압력 이상이 되면 자동으로 개방되어 용기 내부의 압력을 감압하는 자동 압력조절밸브가 각각 마련되어 있는 워셔액 가열장치가 설치되고, 자동차의 실내 운전석 주변의 프런트부의 소정 부위에는 상기 워셔액 가열장치에 의한 온난한 워셔액 및 워셔액 스팀의 분사를 위한 조작 스위치가 마련되며, 자동차의 보디 내부의 소정 부위에는 상기 조작 스위치 및 워셔액 가열장치의 전장부를 제어하기 위한 워셔액 가열장치 제어부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 워셔액 분사장치.
제 1항에 있어서,

상기 워셔액 가열장치의 워셔액 및 스팀 배출용 배출구와 근접된 상기 이송관의 관로상에는 사용하고 남은 워셔액을 이송관 외부로 배출시키기 위한 잔여 워셔액 배출장치가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 워셔액 분사장치.