KR100535139B1 - 자동차용 와이퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 와이퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 와이퍼의 동력전달 구조를 간소화시켜 부품수를 절감할 수 있고, 와이퍼의 구동 속도를 조절할 수 있도록 한 신규한 구조의 자동차용 와이퍼에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 일면에 소정 길이의 슬라이드홈이 형성된 구동체와; 상기 구동체를 왕복 운동시킬 수 있도록 연결된 구동수단과; 상기 슬라이드홈에 삽입되도록 일끝단에 구름 가능한 볼이 부착된 구동로드와; 상기 구동로드가 후단부에 체결되고, 전단부에는 윈드쉴드 글래스를 닦아주는 와이퍼 블레이드가 장착되는 와이퍼 암과; 와이퍼 암의 회전 중심점이 되도록 상기 와이퍼 암의 후부를 차체에 힌지로 체결시켜주는 고정수단과; 한 쌍을 이루는 와이퍼 암의 후부 간에 연결된 연결링크를 포함하여서 구성된 자동차용 와이퍼를 제공한다.

Description

자동차용 와이퍼{Wiper for vehicle}

본 발명은 자동차용 와이퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 와이퍼의 동력전달 구조를 간소화시켜 부품수를 절감할 수 있고, 와이퍼의 구동 속도를 조절할 수 있도록 한 신규한 구조의 자동차용 와이퍼에 관한 것이다.

통상적으로 자동차용 와이퍼는 우천시 윈드쉴드 글래스를 닦아주는 장치로서, 최근에는 리어글래스에도 와이퍼를 장착되기도 한다.

여기서, 첨부한 도 6을 참조로 통상적인 와이퍼의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

자동차용 와이퍼는 크게 윈드쉴드 글래스를 따라 소정의 각도로 회동하는 와이퍼와, 링크 어셈블리, 동력을 제공하는 모터로 구성되어 있다.

모터(100)와 링크 어셈블리간의 연결 구성를 보면, 모터(100)의 축과 결착되어 회전운동을 하는 구동링크(110)와, 이 구동링크(110)에 연결된 종속링크(120)와, 이 종속링크(120)에 연결되는 전달링크(130)로 구성된다.

특히, 구동링크(110)와 종속링크(120)의 연결부는 첨부한 도 7에 도시한 바와 같이 복잡한 구조를 가지는데, 구동링크(110)의 상면에 일체로 형성된 볼(140)에 하우징 역활을 하는 부쉬(150)가 씌워져 있고, 이 부쉬(150)의 둘레면에 종속링크(120)가 체결되어진다.

또한, 상기 부쉬(150)의 내면에는 그리스가 함입되는 홈(160)이 형성되어, 구동링크(110)의 볼(140) 움직임에 유연성을 제공하게 된다.

또한, 상기 부쉬(150)의 표면에는 더스트 커버(170)가 씌워져 먼지 등의 이물질이 침투되는 것을 차단해주게 된다.

따라서, 모터(100)의 회전운동과 동시에 구동링크(110)가 회전을 하고, 이 구동링크(110)의 회전에 의하여 종속링크(120)가 회전을 하며, 이때의 회전력은 전달링크(130)로 전달되는 동시에 전달링크(130)는 와이퍼 암를 소정의 각도로 회전시킴으로써, 와이퍼 블레이드가 윈드쉴드 글래스의 표면을 닦아주는 운동을 하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 통상적인 구성의 와이퍼는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

와이퍼 브레이드에 제한된 각도의 반복 원운동을 제공하기 위하여 구동링크, 종속링크, 전달링크 등 많은 수의 링크들이 필요하여 제조 비용 상승의 원인이 되고 있으며, 또한 모터와 와이퍼 회전축간의 거리가 멀어서 모터의 회전 구동력 손실과 함께 각종 연결 링크와 와이퍼 구성이 아닌 부품들 간의 간섭 발생 소지가 있는 문제점이 있다.

또한, 구동링크의 볼이 부쉬 내에 용이하게 삽입되도록 부쉬의 재료를 연질재로 사용하여야 하는 재료 선택의 한정성이 있다.

또한, 볼 삽입의 용이성 및 부쉬내의 그리스 함입을 위하여 부쉬와 볼 사이에 갭을 두기 때문에 볼이 부쉬에서 자주 이탈되는 현상이 실제 필드에서 빈번하게 일어나는 문제점이 있다.

또한, 그리스의 오염은 볼 이탈의 직접적인 원인이 되므로, 부쉬의 표면에 먼지 유입 방지를 위하여 더스트 커버을 씌우지만 먼지가 침투되는 것을 용이하게 차단하는 효과가 미미하여 제조비 상승만을 초래하고 있다.

이와 같이 통상적인 와이퍼의 구성은 여러가지 문제점을 내포하고 있으므로, 링크수를 절감하면서도 정밀한 작동 효율을 얻을 수 있는 신규한 와이퍼의 작동 구조에 대한 연구가 계속 진행중에 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 연구 개발된 것으로서, 와이퍼의 동력전달 구조를 간소화시켜 부품수의 절감과 함께 동력 손실을 줄일 수 있고, 부품수 절감에 따른 장착 작업성을 크게 향상시킬 수 있으며, 와이퍼의 구동 속도를 조절할 수 있도록 한 신규한 구조의 자동차용 와이퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일면에 소정 길이의 슬라이드홈이 형성된 구동체와; 상기 구동체를 왕복 운동시킬 수 있도록 연결된 구동수단과; 상기 슬라이드홈에 삽입되도록 일끝단에 구름 가능한 볼이 부착된 구동로드와; 상기 구동로드가 후단부에 체결되고, 전단부에는 윈드쉴드 글래스를 닦아주는 와이퍼 블레이드가 장착되는 와이퍼 암과; 와이퍼 암의 회전 중심점이 되도록 상기 와이퍼 암의 후부를 차체에 힌지로 체결시켜주는 고정수단과; 한 쌍을 이루는 와이퍼 암의 후부 간에 연결된 연결링크를 포함하여서 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 구동체는 일면에 곡선형 슬라이드홈이 형성된 캠 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동수단은 상기 구동체에 연결되는 캠샤프트를 축으로 갖는 정역모터인 것을 특징으로 한다.

상기 고정수단은 상부에 커버가 체결되는 나사산이 형성되고, 둘레면에는 스프라인이 형성된 마개 형상으로서, 그 저면이 차체패널에 힌지로 체결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정수단의 스프라인과 삽입 체결되도록 상기 와이퍼 암의 회전 중심점이 되는 부위에 체결홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와이퍼 암의 후단 내부에는 스프링이 내재되고, 이 스프링의 앞에는 상기 구동로드와 일체로 연결되는 스프링시트가 내재된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 자동차용 와이퍼를 나타내는 개략도이고, 도 2는 단면도이다.

본 발명은 통상의 와이퍼의 구성과 달리 링크의 수를 크게 절감하면서도 동일한 와이퍼 작동효율을 얻을 수 있는 신규한 와이퍼를 제공하고자 한 것으로서, 도 1에 일실시예로 도시한 바 같이, 와이퍼의 회동을 위한 동력 제공수단을 정역모터와, 이 정역모터에 의하여 구동되는 캠 형상의 구동체로 구성한 점에 특징이 있다.

상기 구동체(10)는 일면에 소정 길이를 갖는 곡선형 슬라이드홈(12)이 형성된 캠 형상으로서, 상기 정역모터(14)의 축 즉, 캠샤프트(16)가 연결되어 소정의 각도로 회전 운동을 하게 된다.

여기서, 상기 캠 형상 구동체(10)의 슬라이드 홈(12)에는 구동로드(18)의 일끝단에 구름 가능하게 부착된 볼(20)이 삽입되는 바, 이 볼(20)의 구름 운동과 함께 구동로드(18)는 슬라이드홈(12)을 따라 왕복운동을 하게 된다.

실질적으로, 상기 캠 형상의 구동체(10)는 그 슬라이드 홈(12)이 곡선형으로 형성되어 있지만, 곡률반경이 아주 작아서 상기 구동로드(18)는 거의 직선 왕복 운동을 하게 된다.

즉, 본 발명에 적용되는 캠 형상의 구동체(10)를 나타내는 첨부한 도 3에서 보는 바와 같이, 정역모터(14)의 회전과 함께 캠 형상의 구동체(10)가 소정의 각을 이루며 좌우 방향으로 회전하게 되면, 도면부호로 기입된 a와 b 사이의 구간을 따라 상기 구동로드(18)가 거의 직선의 궤적으로 왕복 운동을 하게 된다.

한편, 상기 와이퍼 암(22)의 후단 내부에는 스프링(24)이 내재되고, 이 스프링(24)의 앞에는 상기 구동로드(18)와 일체로 연결되는 스프링 시트(26)가 내재된다.

여기서, 상기 와이퍼 암(22)의 회전 중심점이 되는 후단부를 차체 패널에 고정수단(30)을 이용하여 힌지로 고정시키게 되는데, 첨부한 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 고정수단은 상부에 커버(28)가 체결되는 나사산(31)이 형성되고 둘레면에는 스프라인(32)이 형성된 마개 형상으로 구비된다.

따라서, 상기 고정수단(30)의 저면을 차체패널에 힌지로 체결함과 함께 상기 고정수단(30)의 스프라인(32)에 상기 와이퍼 암(22)의 회전 중심점이 되는 부위를 체결시키는 바, 와이퍼 암의 회전 중심점에 스프라인(32)과 체결되는 체결홈(34)이 형성되어 서로 간의 체결이 견고하게 이루어지게 되고, 상기 와이퍼 암(22)은 회전 중심점을 중심으로 회전 가능한 상태가 된다.

물론, 한 쌍을 이루는 와이퍼 암(22)의 후부 간에 연결링크(36)로 연결하여서, 동일한 궤적으로 작동되도록 한다.

여기서, 본 발명에 따른 자동차용 와이퍼의 작동 상태를 첨부한 도 5를 참조로 설명하면 다음과 같다.

와이퍼 스위치의 온 조작으로 상기 정역모터(14)가 구동되면, 정역모터(14)의 캠샤프트(16)가 회전을 하는 동시에 구동체(10)가 그 회전량 만큼 좌측 또는 우측으로 회전을 하게 되고, 동시에 상기 구동로드(18)는 구동체(10)의 슬라이드홈(12)을 따라 볼(20)의 구름과 함께 좌측 또는 우측으로 왕복 운동을 하게 된다.

이때, 상술한 바와 같이 상기 캠 형상의 구동체(10)는 그 슬라이드 홈(12)이 곡선형으로 형성되어 있지만, 곡률반경이 아주 작아서 상기 구동로드(18)는 거의 직선 왕복 운동을 하게 된다.

상기와 동시에, 상기 와이퍼 암(22)은 구동로드(18)의 직선 왕복 운동에 따라 그 회전 중심점을 중심으로 소정의 각을 이루며 회전을 하게 되고, 결국 와이퍼 암(22)에 장착되는 와이퍼 블레이드(38)가 윈드쉴드 글래스면을 따라 소정의 각으로 왕복 운동을 하게 된다.

한편, 상기 구동로드(18)가 좌우로 움직일 때, 와이퍼 암(22)의 후단 내부에 내재된 스프링(24)의 압축 또는 복원력에 의하여 그 이격거리가 조절된다.

또한, 다른 쪽의 와이퍼 암(22)도 연결링크(36)로 연결되어 있으므로, 동일한 궤적으로 와이핑이 이루어진다.

특히, 상기 구동체(10)의 슬라이드 홈(12)의 길이를 보다 길게 또는 짧게 변경하여, 와이퍼 암(22)의 각운동 궤적을 크게 또는 작게 변화시킬 수 있고, 또한 슬라이드 홈(12)의 길이에 따라 정역모터(14)의 회전량(rpm)을 변경하여 와이퍼 암의 각운동 속도를 변경할 수 있음은 물론이다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 와이퍼에 의하면, 캠형상의 구동체와 정역모터만을 이용하여 와이퍼 암을 소정의 각도로 회전시킬 수 있도록 함으로써, 통상의 와이퍼가 갖는 복잡한 동력 전달 구조에 비하여 매우 간단한 구조로 와이퍼 암을 구동시킬 수 있다.

통상의 와이퍼가 갖는 많은 링크 부품수를 간소화시켜 부품수를 절감과 함께 동력 손실을 줄일 수 있고, 부품수 절감에 따른 장착 작업성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 와이퍼의 운동각과 구동 속도를 용이하게 조절 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 와이퍼를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 와이퍼의 요부를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 적용되는 캠 형상의 구동체를 나타내는 사시도,

도 4는 본 발명에 적용된 고정수단을 보여주는 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 자동차용 와이퍼의 작동 상태를 나타내는 개략도,

도 6은 통상적인 와이퍼의 구성들을 보여주는 개략도,

도 7은 도 6은 A-A선 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 구동체 12 : 슬라이드 홈

14 : 정역모터 16 : 캠샤프트

18 : 구동로드 20 : 볼

22 : 와이퍼 암 24 : 스프링

26 : 스프링 시트 28 : 커버

30 : 고정수단 31 : 나사산

32 : 스프라인 34 : 체결홈

36 : 연결링크 38 : 와이퍼 블레이드

Claims (6)

1. 일면에 소정 길이의 슬라이드홈이 형성된 구동체와;

   상기 구동체를 왕복 운동시킬 수 있도록 연결된 구동수단과;

   상기 슬라이드홈에 삽입되도록 일끝단에 구름 가능한 볼이 부착된 구동로드와;

   상기 구동로드가 후단부에 체결되고, 전단부에는 윈드쉴드 글래스를 닦아주는 와이퍼 블레이드가 장착되는 와이퍼 암과;

   와이퍼 암의 회전 중심점이 되도록 상기 와이퍼 암의 후부를 차체에 힌지로 체결시켜주는 고정수단과;

   한 쌍을 이루는 와이퍼 암의 후부 간에 연결된 연결링크를 포함하여서 구성된 자동차용 와이퍼.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 구동체는 일면에 곡선형 슬라이드홈이 형성된 캠 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 구동수단은 상기 구동체에 연결되는 캠샤프트를 축으로 갖는 정역모터인 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 고정수단은 상부에 커버가 체결되는 나사산이 형성되고, 둘레면에는 스프라인이 형성된 마개 형상으로서, 그 저면이 차체패널에 힌지로 체결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼.
5. 청구항 1 또는 4에 있어서, 상기 고정수단의 스프라인과 체결되도록 상기 와이퍼 암의 회전 중심점이 되는 부위에는 체결홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 와이퍼 암의 후단 내부에는 스프링이 내재되고, 이 스프링의 앞에는 상기 구동로드와 일체로 연결되는 스프링시트가 내재된 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼.