KR100616268B1 - 와이퍼 브라켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 수용부(24)에 와이퍼 모터를 고정하고 적어도 하나의 윈드실드 와이퍼용 와이퍼 베어링(12, 14)을 자동차 차체에 고정하기 위한 중공 프로파일(64, 72, 74)을 포함한 와이퍼 브라켓(10)에 관한 것이다.

모터수용부(24)와 와이퍼 베어링(12, 14)사이에 종방향으로 탄성 영역(60, 62)이 설치되는 것을 제안한다.

와이퍼 베어링, 중공 프로파일, 와이퍼 브라켓, 탄성 영역, 모터수용부.

Description

와이퍼 브라켓{wiper support}

본 발명은 와이퍼 모터와 윈드실드 와이퍼용 와이퍼 베어링을 차량의 차체에 고정하기 위한 와이퍼 브라켓(wiper bracket)에 관한 것이다.

자동차의 와이퍼 시스템은 와이퍼 브라켓 또는 소위 엘보우 플레이트(elbow plate)에 의해 자동차 차체에 고정되어 있다. 엘보우 플레이트는 와이퍼 모터를 갖는 와이퍼 구동장치를 구비하고, 와이퍼 모터의 샤프트는 연결 로드(connection rod)를 통해 크랭크를 구동하고, 크랭크는 각각의 윈드실드 와이퍼용 구동 샤프트와 견고하게 연결된다. 구동 샤프트는 와이퍼 베어링에 지지되며, 와이퍼 베어링의 하우징은 엘보우 플레이트에 고정된다. 와이퍼 브라켓은 와이퍼 베어링, 와이퍼 브라켓 및/또는 모터 브라켓에 형성된 고정 구멍 또는 와이퍼 베어링을 통해 자동차 차체에 직접 고정된다.

독일 실용신안 DE-U 74 34 119호에는 와이퍼 브라켓이 공지되어 있으며, 이 와이퍼 브라켓은 사각형 파이프 또는 튜브로 제조되었고, 이 사각형 파이프 또는 튜브에 모터 브라켓로 작용하는 플레이트가 용접되어 있다. 종종 소위 관형 엘보우 플레이트 또는 관형 프레임 시스템으로 불리우는 이러한 와이퍼 브라켓은 높은 안정성을 갖는 가벼운 구성을 특징으로 한다. 비용상의 이유로 인하여, 직선형 튜브가 예비 굽힘가공이 필요없기 때문에 유리하다. 튜브의 직선형 구조는 축방향으로 높은 강성을 가지며, 이것은 와이퍼 시스템이 정상 작동하는 동안에 긍정적으로 작용하지만, 블로킹의 경우 또는 윈드실드에 눈이 있을 경우에는 튜브의 저탄성으로 인해 와이퍼 베어링이나 와이퍼 레버 등과 같은 와이퍼 시스템의 다른 부품들이 심하게 부하를 받기 때문에 단점을 갖는다. 따라서 다른 부품들은 강화되어야 한다. 이를 통해 발생되는 고비용은 직선형 튜브의 제조비용의 장점을 없애거나 또는 이보다 비용이 더 들 수 있다.

또한 유럽 특허 공개 EP B1 0409 944호에는 튜브형 부품이 포지티브 결합(positive engagement; 결합할 부품들이 그 형상으로 인해 결합되는 결합을 의미함)에 의해 모터 브라켓을 와이퍼 베어링에 연결시키는 또다른 와이퍼 브라켓이 공지되어 있다. 와이퍼 모터로부터 와이퍼 브라켓을 지나 와이퍼 베어링으로, 그리고 자동차 차체로 전달되는 소음을 댐핑하기 위하여 본질적으로 직선형 관형 요소 안으로 소음 댐핑(damping), 주파수 필터링(filtering) 그리고 흡음성(noise absorbing) 어댑터(adapter)가 삽입된다. 변형예에서는 관형 와이퍼 브라켓이 하나의 영역에서 천공되어 포움(foam)일 수 있는 흡음성 재료로 채워진다. 이러한 모든 조치에 있어서 브라켓 프레임의 안정성을 과도하게 감소시키지 않도록 주의하여야 한다.

또한 칼 한자(Carl Hanser)출판사(뮌헨)의 1995년도판 정기간행물 "Werkstatt und Betrieb"의 812 내지 815쪽에, 그리고 클라우스 다너트 출판사의 1994년도 특별부록지 "Metallumformtechnik"에서 "내부고압 재성형에 의해 제조된 경량 정밀 공작물"이라는 제목으로 튜브를 공작물로 재성형하기 위한 방법이 공지되어 있다. 특히 자동차 산업에서 사용되고 있는 상기의 방법은 고압을 사용한다. 재성형될 튜브 부분을 분할된 성형 공구에 놓고, 상기 공구에서 공작물 형상이 가공된다. 프레스 내에 조립된 성형 공구는 수직으로 작동하는 프레스 슬라이드에 의해서 닫히게 된다. 튜브 부분의 단부는 폐쇄 공구에 의해서 닫히게 되고, 상기 폐쇄 공구를 통해서 압력매체(pressur medium)가 전달되고, 압력매체는 파이프의 벽을 내부 공구 형상에 대해 누른다. 수평 작용하는 슬라이드에 의해서 축방향의 압력이 튜브에 가해지고, 이 축방향 압력은 내부압력과 중첩된다. 이에 따라서 재성형 위해 필요한 재료를 튜브 부분의 벽 두께로부터 뿐만아니라, 튜브의 단축에 의해서도 취할 수 있다. 폐쇄 공구는 재성형 동안 축방향으로 작용하게 된다. 상이한 횡단면 형상을 갖는 관형 와이퍼 브라켓을 제조하기 위해서 상기 가공 방법들을 사용하는 것은 이전의 특허출원의 대상이다.

본 발명에 따라서 와이퍼 브라켓은 모터 수용부와 와이퍼 베어링 사이에 종방향 탄성 영역을 갖고 있으며, 이 탄성 영역은 중공 프로파일(hollow profile; 여기서, 프로파일은 특정 횡단면을 가진 길게 연장된 지지체 또는 반제품을 의미함)이 이 영역에서 소직경과 대직경이 교대되는 부분을 갖도록 형성된다. 이를 통해서 와이퍼 브라켓의 굽힘 강도가 감소하면, 이는 본 발명의 실시예에 따라 탄성 영역의 평균 직경이 인접한 영역의 직경에 비해 증가됨으로써 보상될 수 있다. 상기 평균직경은 소직경과 대직경 사이의 산술적인 평균값으로 규정된다. 이 경우에는, 축방향 탄성에 결정적인 벽 두께를 확대하지 않고서도, 가요성 강도에 결정적인 저항 모멘트(resistant moment)가 확대된 외부 윤곽(contour)에 의해서 증가한다는 것이 중요하다. 동일한 것이 둥글지 않은 횡단면을 갖는 프로파일에도 적용된다.

축방향의 강성이 감소되므로써 블로킹의 경우 또는 윈드실드에 눈이 덮였을경우 와이퍼 아암과 와이퍼 베어링에서의 피크 하중(peak load)이 감소한다. 이것은 특히 와이퍼 모터의 크랭크와 연결 로드 사이의 연장 위치 및 커버위치 또는 와이퍼 아암의 파킹 위치나 전환 위치 영역에서 적용된다. 작은 응력을 받는 부품은 크기가 작아질 수 있으므로, 가격과 무게가 절감된다.

축방향 탄성 영역의 굽힘 강도가 감소하므로써 발생되는 단점은, 단지 적은 굽힘 응력을 받는 중공 프로파일의 부분에 상기 탄성 영역을 설치하므로서 극복될 수 있다. 이러한 탄성 영역은 연결 로드에 대해 평행하게 연장되고 특히 압축력과 인장력을 흡수하는 중공 프로파일의 직선 부분으로 형성된다.

대체로 와이퍼 모터의 양측에 탄성 영역이 설치된다. 그러나 축방향 탄성 영역을 와이퍼 모터의 동승자측에만 장착하는 것도 충분하다. 따라서 축방향 탄성에 의해 운전자측 세척의 질이 저하되지 않으며, 그럼에도 부품은 과부하에 대해서 충분히 보호된다.

상이한 직경은 바람직하게는 프레스 공정 또는 내부 고압 재성형 공정에 의해 달성될 수 있다. 일반적으로 프레스에 의해서 홈이 형성되고, 상기 홈에 의해 상기 영역의 평균 직경이 작아지는 반면, 내부 고압 재성형 공정에 의해서는 중공 프로파일의 직경이 확대될 수 있으므로 와이퍼 브라켓의 중공 프로파일은 대직경과 소직경이 교대되는 영역에서 확대되며, 따라서 더 큰 저항 모멘트 및 동시에 더 큰 축방향 탄성이 얻어진다.

또다른 장점은 다음의 도면 설명에 제시된다. 도면에는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 도면, 상세한 설명 그리고 청구항은 다수의 특징들을 조합 형태로 포함하고 있다. 당업자는 상기 특징들을 개별적으로 관찰하고, 의미있는 또다른 조합으로 통합할 것이다.

도 1은 와이퍼 브라켓의 사시도,

도 2는 도 1의 종방향 탄성 영역(II)의 확대 종단면도,

도 3은 도 2의 변형도,

도 4는 도 3의 변형도,

도 5는 탄성 영역을 제조하기 위한 열린 프레스 공구의 부분 단면도,

도 6은 도 5에 따른 닫힌 프레스 공구의 부분 단면도,

도 7은 내부 고압 재성형 방법으로 탄성 영역을 제조하기 위한 열린 성형 공구의 부분 단면도,

도 8은 도 7에 따른 닫힌 성형 공구의 부분 단면도.

실시예에서 중공 프로파일(64, 72, 74)을 가지며 관형 엘보우 플레이트 또는 관형 프레임으로도 공지된 와이퍼 브라켓(10)은 단부에 고정되어 있는 2개의 와이퍼 베어링(12, 14)과 그 사이에 장치되는 모터 브라켓(22)을 연결한다. 와이퍼 베어링(12, 14)과 모터 브라켓(22)에 고정 구멍(16, 18, 20)이 제공되며, 이 고정 구멍(16, 18, 20)에 의해 와이퍼 브라켓(10)은 여기서는 상세히 도시되어 있지 않은 자동차 차체에 고정되어 있다.

모터 샤프트(28), 크랭크(34, 36, 38), 연결 로드(46, 48)와, 도시되지 않은 윈드실드 와이퍼용 구동 샤프트(30, 32)로 이루어진 와이퍼 구동부는 선으로 도시되어 있다. 모터 샤프트(28)를 포함하고 있는 와이퍼 모터는 모터수용부(24)를 통해 모터 브라켓(22)에 고정되어 있으며 자신의 모터 샤프트(28)와 크랭크(34)를 통해 연결 로드(46, 48)를 구동한다. 연결 로드(46, 48)는 조인트(44)를 통해 모터 샤프트(28)의 크랭크(34)와 연결되고, 다른 단부에서 또다른 조인트(40, 42)를 통해서 크랭크(36, 38)와 연결되어 있으며, 이들은 구동 샤프트(30, 32)에 고정된다. 모터 샤프트(28)의 회전방향(50)과 선회방향(52,54)이 화살표로 표시되어 있다.

와이퍼가 작동하는 동안, 와이퍼 브라켓(10)을 통해서 지지되는 인장과 압축력이 힘 방향(56, 58)으로 연결 로드(46, 48)에 작용하게 된다. 와이퍼가 눈 또는 이와 같은 것에 의해 블로킹될 때, 심한 피크 하중이 발생하고, 상기 피크 하중은 부품, 예를 들어 와이퍼 베어링(12, 14)과 구동 샤프트(30, 32)에 설치된 도시 생략된 와이퍼 아암에 의해 흡수되어야 한다. 따라서 상기 부품들은 발생될 최대 하중에 적합한 강도로 설계되어야 한다. 피크 하중을 감소시키기 위해서 축방향 탄성 영역들(60, 62)이 모터 브라켓(22)의 양측에 제공되며, 상기 영역들은 블로킹의 경우에 축방향으로 탄성 변형되며, 이에 따라서 피크 하중은 감소된다. 축방향 탄성 영역(60, 62)은, 굽힘 모멘트를 적게 받으며 연결 로드(46, 48)에 대해서 평행하게 연장되는 직선의 와이퍼브라켓(10)의 영역에 배치된다

일반적으로 모터 브라켓(22)의 두 측면에 탄성 영역(60, 62)이 제공된다. 그러나 많은 경우에 탄성 영역(60)은 모터 브라켓(22)의 한측면에 설치로도 충분하다. 이 경우 상기 탄성 영역은, 통상 작동 중에 큰 탄성으로 인해 발생할 수 있는 세척질의 저하가 자동차의 운전자측에서 일어나지 않도록 하기 위해서, 바람직하게는 자동차의 동승자측에 위치해야 한다.

도 2는 축방향 탄성 영역(60)을 갖는 중공 프로파일(64)을 도시하고 있으며, 상기 영역에서는 소직경(66)을 갖는 부분 및 대직경(68)을 갖는 부분이 서로 교대된다. 중공 프로파일은 그 내부에 방해물이 없다. 소직경(66)의 부분은 비드(80)로 형성되어 있으며, 상기 비드는 중공 프로파일(64) 내로 가압된다. 대직경(68)의 부분은 인접 영역의 직경(70)에 상응하며, 이 인접영역의 직경에 비해 대직경(68)과 소직경(66)으로부터 주어지는, 탄성 영역(60)의 평균직경은 감소한다. 도2의 상부는 영역(60)이 인장력의 영향으로 거리(98) 만큼 탄성적으로 연장되는 것을 도시하고 있는 반면 중간 부분은 압축력(58)의 영향으로 거리(100)만큼 탄성적으로 단축되었음을 도시하고 있다. 하부 부분은 부하없는 상태의 영역(60)을 도시하고 있다.

도 3과 4의 실시예의 경우 탄성 영역(60)이 주름 튜브로 형성되며, 홈(90)은 직경(70)으로부터 압입되고(도 3) 또는 융기부(26)는 외부를 향해 성형된다(도 4). 비드(80)와 홈(90)은 간단하게 프레스 방법에 의해 중공 프로파일(64, 74) 내에 형성될 수 있다. 도 5는 상부 프레스 다이(76)와 하부 프레스 다이(78)를 갖는 열려진 상태의 프레스 몰드를 도시하고 있다. 프레스의 힘(82, 84)이 작용하는 상태에서 프레스다이(76, 78)가 닫히며(도 6), 비드(80)는 중공 프로파일(64) 내로 성형된다. 동일한 방식으로서 주름 튜브가 적당한 공구로 제조될 수 있다.

융기부(26)가 중공 프로파일(72)의 인접한 부분의 직경(70)을 지나 연장해야 한다면, 바람직하게는 내부 고압 재성형 방법이 적용된다. 중공 프로파일(72)은 성형 공구(86, 88)내에 삽입되고, 그 상부 성형 공구(86)와 하부 성형 공구(88)는 폐쇄력(94, 96)에 의해서 닫히게 되고, 후속해서 폐쇄가 유지된다. 성형 공구 내에서 내부로부터의 압축력(92)에 의해서 성형하기 위해서, 중공 프로파일(72)에 압력 매체가 제공된다(도 8). 결과적으로, 탄성으로 변형가능한 탄성 영역에서 인접한 영역의 직경(70)보다 큰 평균 직경을 가진 직경(66,68)이 얻어지며, 따라서 큰 굽힘 강도를 가진 높은 저항 모멘트에 도달하게 된다. 결과적으로 큰 축방향 탄성에도 불구하고 굽힘 강도는 동일하게 유지되거나 또는 보다 더 증가하게 된다.

Claims (9)

1. 모터 수용부(24)를 통해서 와어퍼 모터를 고정하고 윈드실드 와이퍼를 위한 적어도 하나의 와이퍼 베어링(12, 14)을 자동차 차체에 고정하기 위한 중공 프로파일(64, 72, 74)을 구비하는 와이퍼 브라켓(10)에 있어서,

   종방향 탄성 영역(60, 62)이 상기 모터 수용부(24)와 상기 와이퍼 베어링(12, 14) 사이의 상기 중공 프로파일에 배치되고 그 내부에 어떤 방해물도 없는 것을 특징으로 하는 와이퍼 브라켓.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 종방향 탄성 영역(60, 62)에 있는 상기 중공 프로파일(64, 72, 74)은 소직경(66)과 대직경(68)이 교대되는 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 브라켓.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 교대되는 소직경 및 대직경(66, 68)에 의해서 감소된 가요성은 상기 탄성 영역에 인접한 영역의 직경(70)과 비교하여 증가한 탄성 영역(60, 62) 내의 평균직경에 의해서 보상되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 브라켓.
4. 제 1 항에 있어서, 와이퍼 베어링(12, 14)과 탄성 영역(60, 62)이 상기 모터 수용부(24)의 양측에 제공되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 브라켓.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 와이퍼 베어링(12, 14)이 상기 모터 수용부(24)의 양측에 배치되지만, 탄성 영역(62)이 동승자측에만 제공되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 브라켓.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성 영역이 단지 약간의 굽힘 응력을 받는 중공 프로파일(64, 72, 74)의 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 브라켓.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 탄성 영역(60, 62)이 중공 프로파일(64, 72, 74)의 직선 부분에 배치되며, 적어도 하나의 연결 로드를 포함하는 와이퍼 구동부와 와이퍼 모터를 구비한 모터 샤프트를 추가로 포함하고, 상기 와이퍼 모터는 상기 적어도 하나의 연결 로드를 구동하고, 상기 직선 부분은 실질적으로 상기 적어도 하나의 연결 로드(46, 48)중 하나에 대해 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 브라켓.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 중공 프로파일(64, 72, 74)이 상기 탄성 영역(60, 62)에서 가압함으로써 변형되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 브라켓.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성 영역(60, 62)의 중공 프로파일(64, 72, 74)이 내부 고압 재성형 공정에 의해서 제조되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 브라켓.

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