KR100569460B1

KR100569460B1 - 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치

Info

Publication number: KR100569460B1
Application number: KR1020040039445A
Authority: KR
Inventors: 김은희
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2006-04-07
Also published as: KR20050114305A

Abstract

본 발명은 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치에 관한 것으로서, 와셔액 분사장치 및 와이퍼장치를 연동하도록 제어하는 제어유닛을 배제하고, 대신에 와셔 모터에 연결된 와셔 모터구동부 및 와이퍼 모터에 연결된 와이퍼 모터구동부를 서로 기어 구동을 통해 연동되도록 기어 맞물림 구조로 형성하고, 특히 배터리 전원과 연결된 접점부 및, 모터의 구동축과 함께 회전하면서 상기 접점부에 스위치 기능을 부여하는 접속플레이트부를 설치하여 와셔 및 와이퍼 모터를 일정 시간동안 구동시킬 수 있도록 하되, 각 모터구동부의 기어비를 달리하여 상기 와이퍼 모터구동부가 일정 시간동안 지연 동작할 수 있도록 함으로써, 와셔 스위치 온작동 후 일정 시간동안 와셔액 분사장치 및 와이퍼 장치가 연동하는데 있어 정확한 작동이 이루어질 수 있도록 하는 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치에 관한 것이다.

자동차, 와이퍼 시스템, 와셔 모터구동부, 와이퍼 모터구동부, 접점부, 접속플레이트부, 기어부

Description

자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치{Wiper system working together washer system for automobile}

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치를 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치의 와이퍼 모터구동부를 나타내는 측단면도,

도 3a ~ 3e는 본 발명에 따른 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치의 작동상태를 나타내는 작동도,

도 4은 종래의 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치를 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 와셔 모터구동부 11 : 와셔 기어부

12 : 제2접속플레이트부 13 : 제1접점부

14 : 제2접점부 15 : 단락구간

16 : 와셔 구동축 20 : 와이퍼 모터구동부

21 : 와이퍼 기어부 22 : 제2접속플레이트부

23 : 제3접점부 24 : 제4접점부

25 : 단락홈 26 : 걸림부재

27 : 인장 스프링 28 : 와이퍼 구동축

29 : 고정축 30 : 와셔 스위치

31 : 와셔 릴레이 32 : 와셔 모터

33 : 와이퍼 모터 40 : 배터리

본 발명은 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 와셔 모터에 연결된 와셔 모터구동부 및 와이퍼 모터에 연결된 와이퍼 모터구동부를 서로 기어 구동을 통해 연동되도록 기어 맞물림 구조로 형성하고, 특히 배터리 전원과 연결된 접점부 및, 모터의 구동축과 함께 회전하면서 상기 접점부에 스위치 기능을 부여하는 접속플레이트부를 설치하여 와셔 및 와이퍼 모터를 일정 시간동안 구동시킬 수 있도록 하되, 각 모터구동부의 기어비를 달리하여 상기 와이퍼 모터구동부가 일정 시간동안 지연 동작할 수 있도록 함으로써, 와셔 스위치 온작동 후 일정 시간동안 와셔액 분사장치 및 와이퍼 장치가 연동하는데 있어 정확한 작동이 이루어질 수 있도록 하는 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치에 관한 것이다.

일반적으로, 와셔 연동형 와이퍼장치는, 차량의 주행중 윈드실드 글래스가 오염되어 운전자의 시계를 방해할 경우, 운전자가 와셔 스위치(미도시)를 온 상태 로 절환하여 작동하면, 배터리(100)에서 출력되는 전원이 와셔 모터(200)에 공급됨과 동시에 와이퍼 모터(300)에 공급된다.

이에 따라 와셔 모터(200)의 작동으로 와셔액 탱크(미도시)에 충전되어 있는 와셔액 분사노즐을 통해서 와셔액이 상기 윈드실드 글래스의 표면에 분사되고, 이와 동시에 와이퍼장치의 와이퍼 모터(300)가 작동으로 윈드실드 글래스를 따라 분사된 와셔액을 닦아내므로 상기 윈드실드 글래스의 표면을 깨끗하게 닦는 기능을 하게 된다.

이때, 상기 와셔 연동형 와이퍼장치의 와셔 스위치의 온 작동을 인식한 제어유닛(400)은, 와이퍼 장치의 와이퍼 모터(300)를 구동시키게 되며, 와셔 스위치(500)의 오프작동을 인식한 후에는 와이퍼 모터의 구동을 1 ~ 3회 추가로 구동한 후에 종료시키게 된다.

이러한 와셔액 분사장치와 와이퍼 장치가 연동하는 방식은 와셔 스위치(500)의 온/오프 동작을 인식하여 제어유닛(400) 내부의 타이머를 동작시키게 되는 바, 와셔액 분사 후에 와이퍼 모터(300)의 구동시간을 결정하게 된다.

그런데, 이러한 방식은 와셔 스위치(500)의 구동시 와셔 모터(200)는 구동하여 워셔액을 분사시키지만, 제어유닛(400)에서, 와셔 스위치(500) 온작동을 인식하는데 시간이 지연되어 와이퍼 모터(300)를 구동하지 못하는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 와셔액 분사량에 따른 와이퍼 동작 횟수를 결정하는 로직을 갖는 제어유닛(400)에 있어서, 와셔 스위치(500) 조작 시간에 따른 와이퍼 동작 횟수가 상이 할 수 있다.

예를 들어, 와셔 스위치(500)의 동작이 0.6초 이하일 경우에 와이퍼 동작 횟수가 1회이고, 0.6초 이상일 경우에는 와이퍼 동작 횟수가 2 ~ 3회로 연장되어 미세한 시간 차이로 인해 와이퍼 동작 횟수가 크게 차이가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 와셔 모터에 연결된 와셔 모터구동부 및 와이퍼 모터에 연결된 와이퍼 모터구동부를 서로 기어 구동을 통해 연동되도록 기어 맞물림 구조로 형성하고, 특히 배터리 전원과 연결된 접점부 및, 모터의 구동축과 함께 회전하면서 상기 접점부에 스위치 기능을 부여하는 접속플레이트부를 설치하여 와셔 및 와이퍼 모터를 일정 시간동안 구동시킬 수 있도록 하되, 각 모터구동부의 기어비를 달리하여 상기 와이퍼 모터구동부가 일정 시간동안 지연 동작할 수 있도록 함으로써, 와셔 스위치 온작동후 일정 시간동안 와셔액 분사장치 및 와이퍼 장치가 연동하는데 있어 정확한 작동이 이루어질 수 있도록 하는 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치는, 와셔 모터(32)에 연결된 와셔 모터구동부(10) 및 와이퍼 모터(33)에 연결된 와이퍼 모터구동부(20)를 서로 기어 구동을 통해 연동되도록 와셔 기어부(11) 및 와이퍼 기어부(21)로 이루어진 기어 맞물림 구조로 형성하며, 배터리(40) 전원과 연결된 접점부(13,14,23,24) 및 모터(32,33)의 구동축(16,28)과 함께 회전하면서 상기 접점부(13,14,23,24)에 스위치 기능을 부여하는 단락구간(15) 및 단락홈(25)을 갖는 접속플레이트부(12,22)를 설치하여 와셔 및 와이퍼 모터(32,33)를 일정 시간동안 구동시킬 수 있도록 하되, 각 모터구동부(10,20)의 기어비를 달리하여 상기 와이퍼 모터구동부(20)가 일정 시간동안 지연 동작할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 와셔 모터구동부(10)는,

그 둘레에 외접기어 형태인 와셔 기어부(11)와;

상기 와셔 기어부(11)와 일체로 그 내측의 동일 평면상에 전도성 물질로 이루어진 원판 형상의 제1접속플레이트부(12)와;

각각 와셔 모터(32) 및 배터리(40) 사이에 장착되어 상기 제1접속플레이트부(12)의 일정한 위치에 접촉할 수 있도록 일측이 고정되며, 전도성 물질에 서로 접촉시 전기가 통전되는, 탄성력을 갖는 제1접점부(13) 및 제2접점부(14)와;

상기 제1접속플레이트부(12)에 형성되어 상기 제1접점부(13)로의 전원 인가를 제한하는 단락구간(15)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와이퍼 모터구동부(20)는,

상기 와셔 기어부(11)에 치합되는 내외접기어 형태인 와이퍼 기어부(21)와;

상기 와이퍼 기어부(21)와 서로 다른 구동력에 의해 회전하며, 와이퍼 구동축(28)에 고정된 전도성 물질로 이루어진 원판 형상의 제2접속플레이트부(22)와;

각각 와이퍼 모터(33) 및 배터리(40) 사이에 장착되어 상기 제2접속플레이트부(22)의 일정한 위치에 접촉할 수 있도록 일측이 고정되며, 전도성 물질에 서로 접촉시 전기가 통전되는, 탄성력을 갖는 제3접점부(23) 및 제4접점부(24)와;

상기 제2접속플레이트부(22)에 형성되어 상기 제3접점부(23)로의 전원 인가를 제한하는 단락홈(25)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 단락홈(25)의 내측벽면에는, 상기 와이퍼 기어부(21)의 회전시 그 내접기어에 걸려 제2접속플레이트부(22)와 함께 회전되도록 인장 스프링(26)에 의해 인장력을 발휘하며, 자체 회전시 상기 와이퍼 기어부(21)의 내접기어에 접촉력만을 발휘토록 하는 걸림부재(26)가 장착된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치의 와이퍼 모터구동부를 나타내는 측단면도이며, 도 3a ~ 3e는 본 발명에 따른 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치의 작동상태를 나타내는 작동이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 와셔 스위치(30), 와셔 릴레이(31), 와 셔 모터(32) 및 와이퍼 모터(33)를 포함하여 구성된 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치에 있어서, 상기 와셔 모터(32) 및 와이퍼 모터(33)를 서로 연동시킬 수 있는 연동형 구조인 기어 맞물림 구조로 형성하는 바, 상기 와셔 모터(32) 및 와이퍼 모터(33)의 각각의 모터 구동부(10,20) 둘레에 기어비가 서로 다른 기어를 형성하게 된다.

이때, 상기 각각의 기어비는 3:5이며, 와셔 모터구동부(10)의 회전량 대비, 와이퍼 모터구동부(20)의 회전량이 작게 된다.

이는 와이퍼 모터구동부(20)의 회전량을 작게 하여 상기 와셔 모터(32)가 정지한 후에도 계속해서 와이퍼 모터(33)가 구동할 수 있도록 하여 와이퍼장치를 지연 작동시켜 윈드실드 글래스에 남아 있는 와셔액을 모두 제거할 수 있도록 하기 위함이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 와셔 모터구동부(10)는 와셔 모터(32)의 와셔 구동축(16)에 연결되어 회전하는 구동수단으로서, 상술한 바와 같이 그 둘레에 외접기어 형태인 와셔 기어부(11)가 장착되며, 상기 와셔 기어부(11) 내측의 동일 평면상에 전도성 물질로 이루어진 원판 형상의 제1접속플레이트부(12)가 형성되어 있으며, 그 일정 구간에는 후술하는 제1접점부(13)로의 전원 인가를 제한하는 단락구간(15)이 형성되어 있다.

한편, 각각 와셔 모터(32) 및 배터리(40) 사이에 장착되어 상기 제1접속플레이트부(12)의 일정한 위치에 접촉할 수 있도록 일측이 고정되어 있으며, 전기 전도체인 전도성 물질에 서로 접촉시 전기가 통전되는, 탄성력을 갖는 제1접점부(13) 및 제2접점부(14)가 형성되어 있다.

이는 1차적으로, 상기 와셔 모터(32)가 와셔 스위치(30) 및 와셔 릴레이(31)를 통해 잠시동안(약 0.7초) 작동하게 되고, 2차적으로, 상기 접점부(13,14)가 통전되어 배터리(40)에 의해 지속적으로 와셔 모터(32)에 전원을 인가시켜 줄 수 있도록 하기 위함이다.

이때, 상기 배터리(40) 전원의 전달 경로는 배터리(40) →제2접점부(14) →제1접속플레이트부(12) →제1접점부(13) →와셔 모터(32)가 된다.

그런데, 이러한 2차적인 배터리(40) 전원의 전달은, 상기 와셔 모터구동부(10)가 1회전하고 나서, 상기 제2접점부(14)가 단락구간(15)에 접촉할 경우, 단락이 되어 와셔 모터(32)의 작동이 정지하게 된다.

따라서, 이는 와셔액 분사장치에서 일정한 시간동안 일정한 양의 와셔액을 분사한 후, 정지하게 되는 작동구조로 이루어지게 된다.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 와이퍼 모터구동부(20)는 와이퍼 모터(33)의 와이퍼 구동축(28)에 연결되어 회전하는 구동수단으로서, 상기 와이퍼 구동축(28)에 고정되고, 전도성 물질로 이루어진 원판 형상의 제2접속플레이트부(22)가 형성되어 있으며, 상기 와셔 모터구동부(10)의 접점부(13,14)와 마찬가지로, 와이퍼 모터(33) 및 배터리(40) 사이에 장착되어 상기 제2접속플레이트부(22)의 일정한 위치에 접촉할 수 있도록 일측이 고정되어 있으며, 전기 전도체인 전도성 물질에 서로 접촉시 전기가 통전되는 탄성력을 갖는 제3접점부(23) 및 제4접점부(24)가 형성되어 있다.

한편, 상기 제2접속플레이트부(22)의 외주연 바깥쪽으로 동일 평면상에 삽입되는 동시에 상기 와셔 기어부(11)에 치합되어 자체적으로 회전하는 내외접기어 형태의 와이퍼 기어부(21)가 그 후측에 형성된 고정축(29)에 축 결합되어 있다(도 2참조).

한편, 상기 제2접속플레이트부(22)의 일측부분에는 상기 와셔 모터구동부(10)의 단락구간(15)과 마찬가지로 단락홈(25)이 형성되어 있으며, 그 단락홈(25)의 내측벽면에는 바깥쪽으로 인장 스프링(26)에 의해 인장력을 발휘하는 걸림부재(26)가 형성되어 있다.

이는 와이퍼 기어부(21)가 상기 와셔 기어부(11)에 의해 회전시 상기 와이퍼 기어부(21)의 내접기어가 상기 걸림부재(26)에 걸려 함께 회전 가능하도록 되어 있는 한편, 상기 와셔 모터구동부(10)가 단락이 되어 와셔 기어부(11)가 회전하지 않게 되고 그로 인하여 상기 와이퍼 기어부(21)도 따라서 회전하지 않게 되는 반면에, 상기 제3접점부(23) 및 제4접점부(24)가 통전되어 배터리(40)에 의해 와이퍼 모터(33)에 전원이 인가되고 그로 인하여 와이퍼 구동축(28)이 회전시 내접기어의 기어이를 따라 걸림부재(26)가 회전하면서 인장 스프링(26)의 탄성력에 의해 상하 작용만 할 뿐, 와이퍼 기어부(21)는 회전하지 않게 된다.

이하, 본 발명에 따른 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치의 작동원리에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 와셔 스위치(30)에 의해 전원이 인가될 경우, 와셔 콘트롤유닛(미도시)은 와셔 릴레이(31)를 일정한 시간(0.7초간)동안 구동한 후에 오프시킨다.

일단, 상기 와셔 릴레이(31)에 의해 초기 전압만 공급이 되면 제1 및 제2접점부(13,14)가 도통되고, 이에 따라 전원 공급이 이루어져 와셔 모터(32)가 작동한다.

상기 와셔 모터(32)에 의해 와셔 모터구동부(10)의 와셔 구동축(16)이 회전하는 동시에, 와셔 기어부(11)도 따라서 회전한다(시계방향).

상기 와셔 기어부(11)가 회전함에 따라 이에 치합된 와이퍼 모터구동부(20)의 와이퍼 기어부(21)가 회전한다(반시계 방향).

이때, 도 3b에 도시된 바와 같이, 와셔 모터(32)에 연결된 와셔 구동축(16)이 회전할 경우, 제1 및 제2접점부(14)가 서로 제1접속플레이트부(12)에 접촉하게 되어 전원이 인가되는 바, 특히 상기 제2접점부(14)를 통한 배터리(40)의 전원이 제1접점부(13)로 인가되어 와셔 모터(32)를 구동 가능토록 한다.

또한, 상기 와셔 모터구동부(10)에 치합된 와이퍼 모터구동부(20)가 역방향으로 회전하게 됨에 따라 제3 및 제4접점부(24)가 서로 제2접속플레이트부(22)에 접촉하게 되어 전원이 인가되는 바, 특히 상기 제4접점부(24)를 통한 배터리(40)의 전원이 제3접점부(23)로 인가되어 와이퍼 모터(33)를 구동한다.

이때, 와셔 모터(32)에 연결된 와셔 모터구동부(10)의 기어비는 와이퍼 모터(33)에 연결된 와이퍼 모터구동부(20)의 기어비보다 작기 때문에 와셔 모터구동부(10)가 더 빨리 회전하는 바, 와셔 모터구동부(10)의 와셔 구동축(16)이 1회전이 끝날 경우, 제1접속플레이트부(12)의 단락구간(15)에 제1접점부(13)가 접촉하게 되어 배터리(40)의 전원이 단락되므로 와셔 모터(32)는 정지한다.

이에 비하여, 와이퍼 모터(33)의 와이퍼 구동축(28)은 아직 1회전이 되지 않은 상태에 있으므로 제3 및 제4접점부(23,24)가 제2접속플레이트부(22)에 접촉하게 되어 배터리(40)의 전원을 인가받아 계속적으로 구동하게 되는 바, 이때 와이퍼 모터구동부(20)는 와셔 모터구동부(10)의 와셔 기어부(11)에 의해 동작하지 않고, 와이퍼 모터(33)에 의해 와이퍼 구동축(28)이 구동하게 되므로 제2접속플레이트부(22)만이 회전하게 된다.

이후, 상기 와이퍼 모터구동부(20)의 와이퍼 구동축(28)이 원상태로 1회전할 경우, 제3접점부(23)가 제2접속플레이트부(22)에 형성된 단락홈(25)에 놓이게 되어 배터리(40)의 전원이 단락되므로 와이퍼 모터(33)는 정지한다.

따라서, 본 발명은 와셔액 분사장치의 와셔액 분사 후에 와이퍼 동작을 수행하고, 와셔액 분사를 종료하고 나서 와이퍼 동작을 지연 수행시켜 와셔액 분사장치 및 와이퍼 장치가 연동하는데 있어 정확한 작동이 이루어질 수 있도록 하는 새로운 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치인 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치에 의하면, 와셔액 분사장치 및 와이퍼장치를 연동시키는 제어유닛을 삭제하므로 그에 따른 부품의 절감을 이룰 수 있는 한편, 상기 제어유닛의 오류로 인한 와셔 및 와이퍼 모터의 작동 오류를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims

와셔 모터(32)에 연결된 와셔 모터구동부(10) 및 와이퍼 모터(33)에 연결된 와이퍼 모터구동부(20)를 서로 기어 구동을 통해 연동되도록 와셔 기어부(11) 및 와이퍼 기어부(21)로 이루어진 기어 맞물림 구조로 형성하며, 배터리(40) 전원과 연결된 접점부(13,14,23,24) 및 모터(32,33)의 구동축(16,28)과 함께 회전하면서 상기 접점부(13,14,23,24)에 스위치 기능을 부여하는 단락구간(15) 및 단락홈(25)을 갖는 접속플레이트부(12,22)를 설치하여 와셔 및 와이퍼 모터(32,33)를 일정 시간동안 구동시킬 수 있도록 하되, 각 모터구동부(10,20)의 기어비를 달리하여 상기 와이퍼 모터구동부(20)가 일정 시간동안 지연 동작할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치.
청구항 1에 있어서, 상기 와셔 모터구동부(10)는,

그 둘레에 외접기어 형태인 와셔 기어부(11)와;

상기 와셔 기어부(11)와 일체로 그 내측의 동일 평면상에 전도성 물질로 이루어진 원판 형상의 제1접속플레이트부(12)와;

각각 와셔 모터(32) 및 배터리(40) 사이에 장착되어 상기 제1접속플레이트부(12)의 일정한 위치에 접촉할 수 있도록 일측이 고정되며, 전도성 물질에 서로 접촉시 전기가 통전되는, 탄성력을 갖는 제1접점부(13) 및 제2접점 부(14)와;

상기 제1접속플레이트부(12)에 형성되어 상기 제1접점부(13)로의 전원 인가를 제한하는 단락구간(15)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치.
청구항 1에 있어서, 상기 와이퍼 모터구동부(20)는,

상기 와셔 기어부(11)에 치합되는 내외접기어 형태인 와이퍼 기어부(21)와;

상기 와이퍼 기어부(21)와 서로 다른 구동력에 의해 회전하며, 와이퍼 구동축(28)에 고정된 전도성 물질로 이루어진 원판 형상의 제2접속플레이트부(22)와;

각각 와이퍼 모터(33) 및 배터리(40) 사이에 장착되어 상기 제2접속플레이트부(22)의 일정한 위치에 접촉할 수 있도록 일측이 고정되며, 전도성 물질에 서로 접촉시 전기가 통전되는, 탄성력을 갖는 제3접점부(23) 및 제4접점부(24)와;

상기 제2접속플레이트부(22)에 형성되어 상기 제3접점부(23)로의 전원 인가를 제한하는 단락홈(25)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치.
청구항 3에 있어서, 상기 단락홈(25)의 내측벽면에는, 상기 와이퍼 기어부(21)의 회전시 그 내접기어에 걸려 제2접속플레이트부(22)와 함께 회전되도 록 인장 스프링(26)에 의해 인장력을 발휘하며, 자체 회전시 상기 와이퍼 기어부(21)의 내접기어에 접촉력만을 발휘토록 하는 걸림부재(26)가 장착된 것을 특징으로 하는 자동차의 와셔 연동형 와이퍼장치.