KR100688921B1 - 와이퍼 아암의 구동 장치 - Google Patents

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KR100688921B1
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Abstract

본 발명은 구동축(12)을 중심으로 회전 가능한 구동 레버(14)와 축(16)을 중심으로 회전 가능한 드롭 아암(18)을 갖는 레버 전동 장치(10)를 구비하며, 상기 구동 레버(14)와 상기 드롭 아암(18)은 와이퍼 아암의 고정 부품(34)을 지지하는 힌지들(22, 24)을 통해 커플링 로드(20)에 의해 상호 결합되는, 와이퍼 아암의 구동 장치에 관한 것이다.
상기 고정 부품(34)은 상기 커플링 로드(20)에 분리 가능하게 고정되며, 길이 방향으로 연장된 조절축(38)을 중심으로 조절 범위(40) 내에서 상기 커플링 로드(20)에 대해 조절될 수 있다.
와이퍼 아암, 구동축, 구동 레버, 드롭 아암, 레버 전동 장치, 힌지, 커플링 로드, 조절축, 조절 범위

Description

와이퍼 아암의 구동 장치{Apparatus for driving a wiper arm}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 와이퍼 아암의 구동 장치에 관한 것이다.
차량용 다수의 윈드실드 와이퍼를 구비한 와이퍼 시스템의 와이퍼용 베어링은 직접 또는 간접적으로 플레이트를 통해 차체에 고정된다. 상기 플레이트 또는 -와이퍼 지지체가 중공 파이프 형태를 갖는 경우에- 관형 플레이트는, 와이퍼 모터와 이 모터에 설치된 전동 장치를 구비한 와이퍼 구동 장치를 지지하는 모터 플레이트를 포함한다. 상기 전동 장치의 출력축은 전동 장치 돔 내에 지지되어 일반적으로 크랭크와 커넥팅 로드를 통해, 각 윈드실드 와이퍼를 위한 구동축과 견고하게 결합된 다른 크랭크들을 구동시킨다.
또한, 와이퍼 모터의 출력축은 4-바아(bar) 레버 메커니즘을 구동시킬 수 있다. 이 레버 메커니즘은, 구동축에 피봇 가능하게 배치되며 커플링 로드를 통해 드롭 아암과 피봇식으로 연결되는 구동 레버를 포함한다. 상기 드롭 아암은 고정축상에 피봇 가능하게 배치된다. 커플링 로드에는 와이퍼 아암의 고정 부품이 일체로 구성되어 이 고정 부품과 함께 소위 4-바아 와이퍼 레버를 형성하고, 상기 4-바아 와이퍼 레버에는 폴드-다운 힌지(fold-down joint)를 통해 와이퍼 아암의 힌지 부품이 고정된다. 상기 구동 레버는 와이퍼 모터의 출력축에 의해서 직접 또는 크랭크 및 커넥팅 로드를 통해 구동될 수 있다. 또한, 상기 구동 레버는 크로스 레버의 형태로 형성될 수도 있다. 4-바아 레버 메커니즘의 운동(kinematics)은 윈드스크린 와이퍼의 조합된 행정-선회 운동을 야기한다. 이로 인하여 윈드스크린 와이퍼는 윈도우의 각진 윤곽을 더 잘 따를 수 있다.
와이퍼 아암에는 지지 브래킷 시스템(support bracket system)과 와이퍼 스트립을 가진 와이퍼 블레이드가 연결된다. 양호한 와이핑 결과를 얻기 위하여, 그리고 소음을 방지하기 위하여, 와이퍼 스트립의 와이퍼 립이 차량의 윈도우상에서 소정의 접근각(approach angle)으로 안내되는 것이 중요하다. 윈도스크린 와이퍼 및 그 구동 장치의 많은 개별 부품의 제조 공차가 작긴 하지만, 차체에 대한 고정부의 공차 및 차체 자체 공차와 함께 상기 공차의 합은, 대량 생산시 최적의 접근각이 보장되지 않을 정도로 크다. 와이퍼 장치가 큰 길이 대 폭 비율로 인해 차량 방향에 대해 횡방향으로 정렬되는 경우, 특히 차량의 길이 방향으로 불량한 정렬이 발생된다.
본 발명에 따라서, 고정 부품은 커플링 로드에 분리 가능하게 고정되며, 길이 방향으로 연장된 조절축을 중심으로 조절 범위에서 커플링 로드에 대해 조절될 수 있다. 이로 인하여, 고정 부품 및 이와 함께 와이퍼 아암의 와이퍼 블레이드가 종축을 중심으로 조절될 수 있으며, 따라서 와이퍼 스트립은 차량 조립 동안 차량에서의 제조 공차와 무관하게 윈드스크린에 대해 최적의 접근각을 얻는다.
커플링 로드가 바람직하게 힌지들 사이에서 상기 고정 부품과 나사 결합하며, 고정부의 양 측면에 대해 고정부가 접촉되는 안내면을 갖는다. 이로 인하여 와이퍼 블레이드로부터 고정 부품에 전달되는 굽힘력(bending force)은 커플링 부품에 의해서 바람직하게 흡수된다. 안내면과 지지면 사이에서의 표면 압력을 낮게 유지하기 위하여, 복수의 안내면들이 제공되는 것이 바람직한데, 상기 안내면들은 커플링 로드의 길이 방향으로 큰 지지 간격을 형성한다. 바람직하게, 상기 안내면은 조절축에 대해 원주 방향으로 180o 이상의 범위에 걸쳐 분포되며, 따라서 상기 안내면은 모든 방향으로의 굽힘력을 흡수할 수 있다. 이를 위해 커플링 부품의 측벽에 존재하는 안내면들이 사용될 수 있다.
고정 부품이 종축을 중심으로 피봇 가능하게 하기 위해, 안내면은 조절축과 동축으로 배치된 회전체의 외주면의 일부로 이루어지며, 상기 조절축은 바람직하게 커플링 로드의 내부에서 연장한다. 상기 조절에 의해, 와이퍼 스트립의 접근각이 변화되어야 하기 때문에, 조절축이 해당 와이퍼 블레이드와 가능한 평행하게 연장하는 것이 바람직하다. 이때, 폴드-다운 힌지의 영역에서 와이퍼 아암의 높이, 특히 고정 부품의 높이는 윈드스크린에 대해 전혀 변화하지 않거나 약간 변화한다. 이는 조절축이 폴드-다운 힌지의 힌지축을 교차하거나 힌지축에 대해 가급적 작은 간격을 가짐으로써 달성된다.
상기 고정 부품은 바람직하게 커플링 로드쪽으로 개방된 U형상 프로파일과 함께 커플링 로드를 포함하며, U형상 프로파일의 횡벽에서 힌지들 사이에서 커플링 로드와 결합된다. U형상 프로파일은 내굴곡성을 가지며, 커플링 부품과 고정 부품 사이에서 넓은 영역에 걸쳐 안내면을 배치할 수 있는 많은 변형 다양성을 가능하게 한다. 고정 위치의 영역에서, 고정 부품의 U형상 프로파일의 횡벽은 U형상 프로파일의 개방면을 향해 볼록부를 가지며, 상기 볼록부는 커플링 로드의 상응하는 홈에 맞물린다. 상호 대향 배치된 볼록부와 홈의 벽들은 조절될 수 있도록 설계된다. 상기 벽들은 또한 안내면으로도 형성될 수 있다.
볼록부에는 스크루, 스크루 너트, 나사 볼트 및 나사 스터브 형태의 고정 소자들이 외부 윤곽을 지나 돌출되지 않도록 배치된다. 이로 인하여, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 바람직하게 플라스틱으로 구성된 캡은 커플링 로드상에 설치됨으로써 고정 위치를 덮을 수 있다. 따라서, 커플링 로드가 운동할 때 커플링 로드와 연결된 레버 사이에 부품들이 끼는 위험을 방지할 수 있다. 시각적인 면과 유동 기술적인 이유로, 고정 부품은 캡의 연결 지점의 영역에서 거의 캡의 재료 두께에 상응하는 단을 갖기 때문에, 캡의 외부 윤곽은 고정 부품의 외부 윤곽과 동일 평면에서 연결되는 것이 바람직하다.
특히, 제조 공차를 보정하기 위해 조절이 사용된다. 고정 부품이 잘못 조립되거나 또는 나사 결합이 느슨해져야 하는 경우 임의로 조절되는 것을 방지하기 위하여, 조절 범위는 예를 들어 5o 미만의 각도 범위, 바람직하게는 3o 로 제한되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 고정 부품과 커플링 로드 사이에, 또는 상기 부품들과 견고하게 결합된 부품들 사이에 스토퍼가 사용된다.
무단 조절이 가능하도록 안내면은 매끄럽게 형성되거나 또는 양호한 마찰 결합을 위해 거칠게 형성될 수 있다. 조절축과 평행하게 길이 방향을 따라서 리플(riffle)을 가짐으로써, 단계적인 조절이 가능하다. 이것은 출발 위치로부터 규정된 각도 단계로 조절하는데 바람직하다.
이하의 도면 설명들로부터 기타 장점들이 나타난다. 도면에는 본 발명의 실시예가 도시된다. 도면, 실시예, 청구의 범위는 복수의 특징들을 조합한 형태로 포함한다. 또한, 본 기술분야의 당업자는 상기 특징들을 개별적으로도 고려할 수 있을 것이며 의미있는 다른 조합된 형태로 통합할 수도 있을 것이다.
도 1은 레버 메커니즘의 일부를 나타낸 도면.
도 2는 고정 부품을 구비한 도 1에 따른 레버 메커니즘을 도시한 사시도.
도 3은 커플링 로드를 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 변형예를 도시한 도면.
도 5는 고정 부품과 커버 캡을 구비한 커플링 로드의 종단면도.
도 6은 도 5의 선 VI-VI를 따라 절취하여 도시한 단면도.
도 7은 도 5의 선 VII-VII를 따라 절취하여 도시한 단면도.
도 8 내지 도 11은 도 7의 변형예를 도시한 단면도.
도 12는 도 5의 선 XII-XII를 따라 절취하여 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 레버 메커니즘 12: 구동축
14: 구동 레버 16: 축
18: 드롭 아암 20: 커플링 로드
22, 24: 힌지 26, 28, 30, 46, 48: 안내면
32: 나사 구멍 34: 고정 부품
36: 힌지 축 38: 조절축
40: 조절 범위 42: 볼록부
44: 홈 50: 캡
52: 스크루 54, 56: 힌지 볼트
58, 60: 베어링 쉘 62: 관통구
64: 스토퍼 66: 성형 와셔
68, 76: 볼트 70: 너트
72, 90: 나사 스터브 74: 구형 헤드
78: 지지 간격 80: 범위
82: 횡벽 84: 리세스
86: 6각 소켓 88: 스크루 헤드
92: 연결 영역 94: 고정 위치
도 1에 도시한 레버 메커니즘(10)은 구동축(12)을 중심으로 회전 가능하게 지지된 구동 레버(14), 축(16)을 중심으로 회전 가능하게 지지된 드롭 아암(18), 커플링 로드(20)를 포함하며, 상기 커플링 로드(20)의 일단부는 힌지(22)를 통해 구동 레버(14)와 결합하고 타단부는 힌지(24)를 통해 드롭 아암(18)과 결합한다. 상기 구동축(12)과 축(16)은 여기에 도시하지 않는 차체에 직접 또는 간접적으로 플레이트를 통해 배치된다. 힌지들(22, 24)은 힌지 볼트(54, 56)에 의해 형성되며, 이 힌지 볼트들은 베어링 쉘(58, 60)을 통해 커플링 로드(20) 내에 지지되고(도 5 및 도 6) 드롭 아암(18) 또는 구동 레버(14)와 리벳 결합된다.
힌지들(22, 24) 사이에는 고정 부품(34)용 고정 위치(94)가 배치된다. 이 고정 부품은 커플링 로드(20)쪽으로 개방된 U형태의 프로파일을 가지며, 상기 프로파일에 의해서 고정 부품은 커플링 로드(20)를 3면에서 둘러싼다. 고정 위치(94)의 영역에서 커플링 로드(20)의 상부면에는 홈(44)이 형성되며, 이 홈은 고정 부품(34)의 횡벽(82)에 형성된 볼록부(42)와 맞물린다. 상기 고정 부품(34)은 적어도 하나의 나사 결합부에 의해서 커플링 로드(20)에 고정된다. 이 나사 결합부는 도 1, 도 2, 도 5, 도 7 및 도 8에 따른 실시예에서 커플링 로드(20) 내 나사 구멍(32)과 스크루(52)로 형성되며, 상기 스크루의 헤드(88)는 직접 고정 부품(34)의 아치형 면에, 또는 간접적으로 성형 와셔(66: 도 8)를 통해 고정 부품(34)에 접촉되고, 고정 부품(34)을 커플링 로드(20)에 대해 가압한다. 또한, 복수의 나사 결합부들이 바람직하게 조절축(38)의 방향으로 연달아 제공될 수도 있다.
커플링 로드(20)의 축방향으로 나사 결합부(32, 52)의 양 측면들에는 안내면(26, 28)이 위치하며, 고정 부품(34)이 상기 안내면(26, 28)에 지지된다. 안내면들(26, 28)은 조절축(38)과 동축으로 배치된 회전체의 부분면으로 형성되며, 따라서 고정 부품(34)은 조절축(38)을 중심으로 회전되고 조절될 수 있다. 상기 조절축(38)은 실질적으로 고정 부품(34)의 길이 방향으로 연장되며 이로 인하여 와이퍼 스트립을 구비한 와이퍼 블레이드(도시되지 않음)에 대해 평행하게 연장하며, 상기 와이퍼 블레이드는 와이퍼 로드와 힌지 부품을 통해 폴드-다운 힌지에 의해 고정 부품(34)에 연결된다. 폴드-다운 힌지의 힌지축을 도면부호 36으로 표시한다(도 2).
와이퍼 블레이드가 고정 부품(34)에 전달한 굽힘력을 바람직하게 커플링 로드(20)로 전달하기 위하여, 안내면들(26, 28)은 상응한 크기의 축방향 간격과 충분한 크기의 접촉면을 가지며, 따라서 고정력에 기초한 표면 압력과 비교하여 굽힘력에 기초한 표면 압력은 작다. 고정 부품(34)의 안내와 유지는 커플링 로드(20)의 측면에 배치된 다른 안내면(30)에 의해서 개선될 수 있으며, 이 안내면은 상당한 축방향 길이를 갖기 때문에 큰 지지 간격(78)을 형성한다. 안내면들(26, 28, 30)은 180o 이상의 범위(80)를 커버하도록 바람직하게 조절축(38) 주위에 배치된다(도 7). 이로 인하여 하부로부터 작용하는 힘도 안내면(26, 28, 30)을 통해 커플링 로드(20)에 지지될 수 있다.
고정 부품(34)을 무단 조절할 수 있도록 안내면들(26, 28, 30)이 매끄럽게 형성되거나 또는 힘 전달을 개선시키기 위해 거칠게 형성될 수 있다(도 3). 도 4에 따른 실시예는 조절축(38)에 대해 평행하게 리플을 가진 안내면들(46, 48)을 도시한다. 이로 인하여, 주어진 위치로부터 작은 각도 단계로 조절하는 것이 가능하다. 고정 부품(34)의 조절은 윈드스크린에 대한 와이퍼 스트립의 접근각을 최적화하는 역할을 한다. 이러한 목적을 위해 5o 미만, 바람직하게 3o 의 비교적 작은 조절 범위(40)로도 충분하다. 조절 범위(40)는, 고정 부품(34)과 커플링 로드(20) 사이에 또는 이들과 결합되는 부품들, 예를 들어 관통구(62)와 나사 볼트(68) 또는 성형 와셔(66)와 고정 부품(34) 또는 고정 부품(34)의 기타 적절한 부분과 커플링 로드(20) 사이에 배치된 스토퍼(64)에 의해 제한된다.
고정 부품(34)과 커플링 로드(20) 사이의 나사 결합부는 여러 가지 형태로 구현될 수 있다. 도 9는 커플링 로드(20)에 주조되거나 가압 끼워맞춤되고, 스크루 너트(70)와 나사 결합된 나사 볼트(68)를 도시한다. 상기 스크루 너트(70)는 성형 와셔(66)를 통해 고정 부품(34)을 안내면(26, 28, 30, 46, 48)에 대해 가압한다. 도 10에 따른 실시예는, 상기 나사 볼트(68) 대신에 나사 스터브(72)가 박판 부품으로서 딥드로잉된 커플링 로드(20)에 일체로 성형되며, 이 스터브에 나사 너트(70)가 나사 결합된다는 점에서 다르다. 마지막으로, 도 11은 커플링 로드(20)가 반구형의 리세스(84)를 가지며, 이 리세스에는 구형 헤드(74)를 갖는 나사 볼트(76)가 삽입되고, 나사 볼트(76)는 고정 부품(34)의 나사 스터브(90) 내에 나사 결합되는 변형예를 도시한다. 이를 위해 나사 볼트(76)의 정면에는 6각 소켓(86)이 사용된다.
도시한 나사 결합부들은 고정 부품(34)의 볼록부(42) 내에 배치되기 때문에, 고정 부품(34)의 외부 윤곽을 지나 돌출하지는 않는다. 상기 나사 결합부들은 바람직하게 캡(50)으로 덮이고, 상기 캡은 커플링 로드(20)상에 설치되며(도 5), 고정 위치(94)를 지나 힌지(22, 24)의 영역까지 이른다. 이로 인하여, 와이퍼 작동 동안, 커플링 로드(20)와 드롭 아암(18), 또는 구동 레버(14)의 운동 영역에서 부품들이 끼는 위험이 줄어든다. 이로써, 손상이나 상해가 방지된다. 고정 부품(34)은 연결 영역(92)에서 캡(50)의 외부 윤곽과 동일 평면에서 연결된 단(step)을 포함한다.

Claims (19)

  1. 구동축(12)을 중심으로 피봇 가능한 구동 레버(14)와 축(16)을 중심으로 피봇 가능한 드롭 아암(18)을 갖는 레버 메커니즘(10)을 구비하며, 상기 구동 레버(14)와 상기 드롭 아암(18)은 와이퍼 아암의 고정 부품(34)을 지지하는 힌지들(22, 24)을 통해 커플링 로드(20)에 의해 상호 결합되는, 와이퍼 아암의 구동 장치에 있어서,
    상기 고정 부품(34)은 상기 커플링 로드(20)에 분리 가능하게 고정되며, 길이 방향으로 연장된 조절축(38)을 중심으로 조절 범위(40) 내에서 상기 커플링 로드(20)에 대해 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 커플링 로드(20)는 상기 힌지들(22, 24) 사이에서 상기 고정 부품(34)과 나사 결합되며, 축방향으로 고정 위치(94)의 양 측면에 상기 고정 부품(34)이 접촉하는 안내면들(26, 28, 30, 46, 48)을 가지며,
    상기 안내면들(26, 28, 30, 46, 48)은 상기 조절축(38)에 대해 동축으로 배치된 회전체의 외주면의 부분들로 구성되고 상기 조절축(38)은 상기 커플링 로드(20)의 내부에서 연장되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조절축(38)은 해당 와이퍼 블레이드에 대해 가능한 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조절축(38)은 폴드-다운 힌지의 힌지 축(36)에 대해 가능한 작은 간격을 두고 연장되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고정 부품(34)은 나사 결합부들(32, 52; 68, 72 및 70)에 의해서 상기 커플링 로드(20)에 고정되며,
    스크루 헤드(88) 또는 스크루 너트(70)와 상기 고정 부품(34) 사이에는 성형 와셔(66)가 제공되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 안내면들(26, 28, 30, 46, 48)은 상기 커플링 로드(20)의 길이 방향으로 큰 지지 간격(78)을 가지며, 상기 조절축(38)에 대해 원주 방향으로 180o 이상의 범위(80)를 커버하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 커플링 로드(20)쪽으로 개방된 U형상 프로파일을 가진 상기 고정 부품(34)은 커플링 로드(20)를 둘러싸며, U형상 프로파일의 횡벽(82)에서 상기 힌지들(22, 24) 사이의 상기 커플링 로드(20)와 결합되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 고정 부품(34)의 상기 횡벽(82)은 상기 고정 위치(94)의 영역에서 U형상 프로파일의 개방면에 볼록부(42)를 가지며, 상기 볼록부는 상기 커플링 로드(20)의 상응하는 홈(44) 내에 맞물리는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 하나 이상의 안내면들(26, 28, 46, 48)은 상기 볼록부(42) 또는 상기 홈(44) 근처에 길이 방향으로 제공되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 안내면들(26, 28, 46, 48)은 거칠게 형성되거나 또는 길이 방향으로 리플을 갖는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 커플링 로드(20)는 주조되거나 또는 가압 끼워맞춤된 하나 이상의 나사 볼트(68)를 갖는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 커플링 로드(20)는 일체로 성형된 하나 이상의 나사 스터브(72)를 구비한 딥드로잉 박판 부품인 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 커플링 로드(20)는 구형 헤드(74)를 갖는 나사 볼트(76)를 수용하기 위한 구멍을 구비한 반구형의 리세스(84)를 가지며, 상기 나사 볼트(76)는 상기 고정 부품(34)의 나사 스터브(90)에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나 이상의 스토퍼(64)가 상기 조절 범위(40)를 제한하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  15. 제 5 항에 있어서, 상기 스크루 헤드(88), 상기 성형 와셔(66) 또는 스크루(52)용 관통구(62), 나사 볼트(68), 또는 나사 스터브(72)는 스토퍼(64)를 형성하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 조절 범위(40)는 5o 미만인 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 커플링 로드(20)는 상기 커플링 로드(20)와 상기 고정 부품(34) 및/또는 상기 힌지(22, 24)의 인접 영역 사이에서 고정 위치(94)를 덮는 캡(50)을 지지하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 고정 부품(34)은 연결 영역(92)에서 상기 캡(50)의 외부 윤곽과 동일 평면에서 연결된 단을 갖는 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 조절 범위(40)는 3o 인 것을 특징으로 하는 와이퍼 아암의 구동 장치.
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