KR100717517B1 - Wiper blade for windshields, especially automobile windshields, and method for the production thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 적어도 하나의 지지 소자(12), 와이퍼 스트립(14), 및 와이퍼 암(18)용 연결 장치(16)를 구비하고 있는, 유리창용, 특히 자동차의 유리창용 와이퍼 블레이드에 관한 것이다. 지지 소자(12)는 길게 연장된 평바이고, 상기 바에는 와이퍼 스트립(14)과 연결 장치(16)가 고정되어 있다. 지지 소자(12)는, Fwf가 와이퍼 암(18)에 의해 와이퍼 블레이드 위에 가해지는 접촉력 또는 와이퍼 블레이드의 원래 설계된 접촉력이고, L은 지지 소자(12)의 길이이고, E는 지지 소자(12)의 탄성 계수이고, Izz는 z 축(지지 소자(12)와 연동하는 s 축에 수직이면서 y 축에 수직인) 주위의 횡단면 프로파일의 관성 모멘트일 때, Fwf*L2/48*E*Izz < 0.009 인 관계에 있는 횡단면 프로파일을 갖게 하는 것이 바람직하다.The present invention relates to a windshield wiper blade for a windshield, in particular a windshield of a motor vehicle, having at least one support element 12, a wiper strip 14, and a connecting device 16 for the wiper arm 18. The support element 12 is an elongated flat rod, to which the wiper strip 14 and the connecting device 16 are fixed. The supporting element 12, F, and wf is the contact force was originally designed for the contact force or the wiper blade is applied on the wiper blade by the wiper arm (18), L is the length of the support element 12, E is the supporting element 12 of a modulus of elasticity, I zz is when the moment of inertia of the cross-sectional profile of the periphery (perpendicular to the y-axis vertically while the s-axis and cooperating with the support element (12)) z-axis, F wf * L 2/48 * E * It is desirable to have a cross-sectional profile in a relationship where I zz <0.009.
지지 소자, 와이퍼 스트립, 와이퍼 암, 연결 장치, 와이퍼 블레이드Support Element, Wiper Strip, Wiper Arm, Attachment, Wiper Blade
Description
청구범위 제 1 항의 전제부에 기재된 방식의 와이퍼 블레이드의 경우 지지 소자는 와이퍼 블레이드에 의해 와이핑되는 와이핑 영역 전체에 걸쳐 와이퍼 암으로부터 유리창에 대한 와이퍼 블레이드 압착력 - 흔히 가압으로도 지칭됨 - 의 사전 설정된 분포를 보장해야 한다. 부하를 받지 않은 지지 소자의 - 즉 와이퍼 블레이드가 유리창에 접촉되어 있지 않을 때에 - 상응하는 곡률에 의해, 와이퍼 블레이드의 작동시 유리창에 완전히 접촉되는 와이퍼 스트립의 단부들은, 구형으로 만곡된 자동차 유리창의 곡률반경이 와이퍼 블레이드의 각 위치마다 변경되더라도, 인장된 지지 소자에 의해 유리창에 대해 부하를 받는다. 즉 와이퍼 블레이드의 곡률은, 와이핑 영역 내에서 와이핑될 유리창에서 측정된 최대 곡률보다 약간 더 커야 한다. 따라서 지지 소자는, 통상적 와이퍼 블레이드에서 사용되고 있는 것과 같이 와이퍼 스트립에 배치된 두 개의 스프링 레일을 구비하고 있는 고가의 지지 브레킷 구조물을 대신한다(DE-OS 15 05 357).In the case of a wiper blade in the manner described in the preamble of claim 1, the supporting element is a preliminary of the wiper blade pressing force, often referred to as pressing, against the windshield from the wiper arm throughout the wiping area wiped by the wiper blade. The set distribution must be guaranteed. By means of the corresponding curvature of the unloaded support element, i.e. when the wiper blade is not in contact with the windshield, the ends of the wiper strip which are completely in contact with the windshield during operation of the wiper blade, the curvature of the spherically curved automotive windshield Even if the radius changes with each position of the wiper blade, it is loaded against the window by the tensioned support element. That is, the curvature of the wiper blades should be slightly larger than the maximum curvature measured on the windshield to be wiped in the wiping area. The support element thus replaces an expensive support bracket structure with two spring rails disposed on the wiper strip as is used in conventional wiper blades (DE-OS 15 05 357).
본 발명은 독립항의 전제부에 따른 와이퍼 블레이드를 기초로 한다. 공지된 상기 와이퍼 블레이드(DE-PS 12 47 161)에서는, 와이퍼 블레이드가 그 전체 길이에 걸쳐 평평한 유리창에 대해 가급적 균일한 접촉력을 가하도록 하기 위해, 문제해결책으로서 지지 소자의 다수의 실시예가 제공된다.The invention is based on a wiper blade according to the preamble of the independent claim. In the known wiper blade (DE-PS 12 47 161) a number of embodiments of the support elements are provided as a troubleshooting solution in order to ensure that the wiper blade exerts as uniform contact force as possible on flat glass windows over its entire length.
이 방식의 공지된 다른 와이퍼 블레이드(EP 0 528 643 B1)의 경우에는, 구형으로 만곡된 유리창에 대한 와이퍼 블레이드의 균일한 접촉력을 얻도록 하기 위해 와이퍼 블레이드가 평평한 유리창에 압착될 때, 양단부 부분에서는 압력 부하가 훨씬 증가한다.In the case of other known wiper blades in this manner (EP 0 528 643 B1), when the wiper blades are squeezed onto the flat windshield in order to obtain a uniform contact force of the wiper blades against spherically curved windows, The pressure load is much increased.
그러나 상기 두 경우에서, 전체 와이퍼 블레이드 길이에 걸쳐 압력이 균일하게 분포되게 하고자 하는 것은, 와이퍼 블레이드가 그 작동방향을 역전하는 경우에는, 와이퍼 블레이드에 포함되고 본래의 와이핑 작업을 수행하는 와이퍼 립의 그 전체 길이에 걸쳐 한 드래그 위치로부터 다른 드래그 위치로의 갑작스러운 플립(flip)을 일으킨다. 이 드래그 상태는 와이핑 장치를 효과적이고 소음 없이 작동시키기 위해 필수적인 것이다. 그렇지만, 와이퍼 블레이드의 승강 동작과 필연적으로 연관되어 있는 그런 와이퍼 립의 갑작스런 플립은 바람직하지 않은 타격 소음을 발생시킨다. 그리고 또한 구형으로 만곡된 유리창에서 각 경우마다 다른 원하는 압력분포에 지지 소자의 장력을 일치시킨다는 것은 문제점이 아닐 수 없다.However, in both cases, it is desirable to distribute the pressure evenly over the entire wiper blade length of the wiper lip contained in the wiper blade and performing the original wiping operation when the wiper blade reverses its direction of operation. It causes a sudden flip from one drag position to another over its entire length. This drag state is essential for operating the wiping device effectively and silently. However, a sudden flip of such a wiper lip, which is inevitably associated with the lifting motion of the wiper blade, generates undesirable hitting noise. It is also a problem to match the tension of the support element to the different desired pressure distribution in each case in the spherically curved glass window.
EP 0 594 451에서는 다양한 윤곽을 갖는 평바형 와이퍼 블레이드가 기재되어 있는데, 상기 블레이드는 시험 힘을 가할 때에 소정의 측면 편의를 초과해서는 안 된다고 되어 있다. 이를 위해 탄성 빔을 결정짓는 내부 파라미터들의 극히 복잡한 관계를 통해, 특정 한계치를 초과해서는 안 되는 하나의 값이 구해진다. 제시된 식으로부터는 실제로 사용할 값에 관해서는 어렵고 불완전한 결론만 도출될 수 있을 뿐이다. 다른 데이터는 부하를 받지않은 와이퍼 블레이드에 관한 것이기 때문에 작동중인 와이퍼 블레이드의 성능(질)에 관해서는 결론을 도출할 수 없다.EP 0 594 451 describes flat bar type wiper blades with various contours, said blades should not exceed certain side biases when applying test forces. For this purpose, through an extremely complex relationship of internal parameters that determine the elastic beam, one value is obtained which must not exceed a certain limit. From the equations presented, only difficult and incomplete conclusions can be drawn regarding the values to be used. Since the other data relate to unloaded wiper blades, no conclusion can be drawn on the performance of the wiper blades in operation.
또한, 공지된 선행 기술을 응용하는 것도 어려운 것으로 밝혀졌는데, 그 이유는 이용 가능한 파라미터들은 새로 제조되는 와이퍼 블레이드에 바로 사용할 수 없기 때문이다. It has also been found to be difficult to apply the known prior art, since the available parameters are not readily available for newly manufactured wiper blades.
본 발명의 효과와 이점은 다음과 같다.Effects and advantages of the present invention are as follows.
독립 청구항의 특징을 가진 본 발명에 따른 와이퍼 블레이드는 매우 양호한 와이핑 품질의 장점을 갖는데, 그 이유는 무엇보다 유리창 위에서의 와이퍼 블레이드의 진동 - 소위 슬립 스틱 효과(slip-stick effect)가 방지되기 때문이다. 이것은, 슬립 스틱 효과에 있어서 특히 측면 편의 각도에 유의해야 하고 부하를 받는 선단부의 절대적 지연, 즉 절대적인 편의에는 덜 유의해도 된다는 사실에 기인한다. 따라서 작동시 와이퍼 블레이드의 지연 단부의 측면 편의가 소정 크기의 측면 편의 각도를 초과하지 않도록 와이퍼 블레이드를 설계되면 바람직하다. 발견된 이 각도에 대한 값들로부터 와이퍼 블레이드에 중요한 파라미터들이 도출될 수 있는데, 이들은 서로 간단한 관계에 있고 이 관계에서 상한치 0.009를 초과하지 말아야 한다. 이 관계 및 상기 상한치에 의해 매우 간단한 지지 소자의 횡단면 프로파일이 구해지고 그러면 양호한 세척 결과를 가져온다. 특히 전체 길이에 걸쳐 일정한 횡단면을 갖는 와이퍼 블레이드는 이 방법에 의해 특히 간단히 제조될 수 있다.The wiper blades according to the invention with the features of the independent claims have the advantage of very good wiping quality, since above all the vibration of the wiper blades on the windshield-the so-called slip-stick effect, is prevented. to be. This is due to the fact that in the slip stick effect, one must pay particular attention to the angle of the side bias and less attention to the absolute delay, i.e., the absolute bias of the tip under load. It is therefore desirable if the wiper blades are designed so that the side biases of the retarding ends of the wiper blades during operation do not exceed the angle of the side biases of a predetermined size. From the values for this angle found, important parameters for the wiper blade can be derived, which are in simple relationship with each other and should not exceed the upper limit of 0.009 in this relationship. This relationship and the upper limit results in a cross-sectional profile of a very simple support element, which results in good cleaning results. In particular, a wiper blade having a constant cross section over its entire length can be produced particularly simply by this method.
다른 청구항들에 기재된 조치들에 의해 본 발명에 따른 와이퍼 블레이드의 바람직한 개선 및 실시가 가능하다.The measures described in the other claims enable the preferred improvement and implementation of the wiper blades according to the invention.
접촉력과 길이의 자승과의 곱 대 지지 소자의 탄성률의 48배와 Izz 관성 모멘트의 곱의 비가 상한치 0.005를 초과하지 않을 때에 와이핑 품질은 더욱 상승한다.The wiping quality is further increased when the ratio of the product of the contact force and the square of the length to 48 times the elastic modulus of the support element and the product of the I zz moment of inertia does not exceed the upper limit of 0.005.
특히 양호하게 사용 가능한 횡단면 프로파일은 직사각형 형상이고 와이퍼 블레이드의 길이에 걸쳐 실질적으로 일정한 폭 및 실질적으로 일정한 두께를 갖는다. 그리고 지지 소자는, 측면으로 나란히 또는 상하로 차례로 배치되고 그 전체 폭들 또는 전체 두께들이 하나의 전체 폭 및/또는 전체 두께로 합해지는 개별 바들로 구성될 수도 있다. 그런 직사각형 횡단면 프로파일의 경우 관성 모멘트(Izz)는 d*b3/12로 기입될 수 있는데, 이 식에서의 d 및 b는 각각 전체 두께 및 전체 폭이 다. 이 방법에 의해 지정된 상한치가 0.009, 특히 0.005를 초과하지 않을 때에는 와이퍼 블레이드를 위한 지지 소자가 최적화될 수 있게 하는 매우 간단히 적용되는 관계식을 얻을 수 있다.Particularly well-used cross-sectional profiles are rectangular in shape and have a substantially constant width and a substantially constant thickness over the length of the wiper blades. And the support element may be composed of individual bars which are arranged side by side or in turn up and down and whose total widths or total thicknesses are combined into one full width and / or full thickness. In the case of such a rectangular cross-sectional profile may be written to the moment of inertia (I zz) is d * b 3/12, d and b in the formula are each entire thickness and the entire width. When the upper limit specified by this method does not exceed 0.009, in particular 0.005, a very simple relation can be obtained that allows the support element for the wiper blade to be optimized.
예컨대, 와이퍼 블레이드의 길이에 따라 변하거나 또는 사다리 모양 구조 등을 가질 수 있는, 복잡한 지지 소자의 특히 횡단면 프로파일이 선택될 경우에도, 와이퍼 블레이드의 작동 중 측면 편의각도(γ)가 0.5°, 특히 0.3°를 초과하지 않도록 고려되는 경우에는 양호한 와이핑 품질이 얻어질 수 있다. 이 지정치는 평균 마찰계수(μ)가 1인 경우 성립하고 그보다 크거나 작은 마찰값의 경우에는 상응하게 확대 또는 축소될 수 있다.The side bias angle γ during operation of the wiper blade is 0.5 °, in particular 0.3, even when a particularly cross-sectional profile of a complex support element is selected, which may vary depending on the length of the wiper blade or may have a ladder-like structure, for example. Good wiping quality can be obtained if considered not to exceed °. This designation holds when the mean coefficient of friction μ is 1 and can be enlarged or reduced correspondingly for friction values greater or less than that.
측면 편의각도(γ)는, 지지 소자 단부에 대한 접선이 지지 소자의 종방향 폭의 방향으로 연장된 지지 소자의 축과 이루는 각도를 말한다. 제 1 근사값에서는, 상기 각도는 지지 소자의 종방향 연장 방향의 축선, 그리고 지지 소자에 대한 와이퍼 암의 작용점과 지지 소자 단부를 통과하는 직선에 의해 이루어지는 각도일 수 있다.The side bias angle γ refers to the angle at which the tangent to the end of the support element extends in the axis of the support element extending in the direction of the longitudinal width of the support element. In a first approximation, the angle may be an angle formed by an axis in the longitudinal extension direction of the support element and a straight line passing through the point of action of the wiper arm with respect to the support element and the end of the support element.
폭(b)과 두께(d) 대 지지 소자의 전체 길이가 일정한 비 범위 내에 있으면 매우 양호한 와이핑 결과가 얻어질 수 있다. 특히 폭과 두께의 자승의 곱은 길이의 자승의 40배를 초과하지 않고 또한 길이의 자승의 20배에 미달되지 않아야 한다. 조립된 지지 소자의 폭들 및/또는 두께들은 합해져서 각각 하나의 전체 폭 또는 전체 두께를 형성하고, 그런 뒤 이것이 고려된다.Very good wiping results can be obtained if the width b and the thickness d to the entire length of the support element are within a constant ratio range. In particular, the product of the square of the width and thickness should not exceed 40 times the square of length and less than 20 times the square of length. The widths and / or thicknesses of the assembled support element are combined to form one full width or full thickness each, which is then considered.
청구범위 제 10 항의 특징을 가진 본 발명에 의한 와이퍼 블레이드는, 외측으로 향함에 따라 감소하는 접촉력 분포를 조절하기 위해서는 단지 한 파라미터만 변화시키면 된다는 장점을 갖는다. 지지 소자를 따르는 곡률 또는 곡률 경과는 자유자재로 프로그램될 수 있는 벤딩 머신에서 미리 조절될 수 있다. 그럼으로써 접촉력 분포 및 그에 따른 곡률 경과를 최적화하기 위한 짤막한 일련의 시험도 신속하고 큰 비용을 들이지 않고 수행될 수 있다. 특히 곡률 경과를 지배하는 좌표가 관성 소자를 따라 연장하는 경우 바람직하다. 따라서 한 위치 x에서 변경시킬 때마다 후속하는 "x 값들"을 이동시켜야 하는 비용이 많이 드는 카아티이젼 좌표계로의 역산을 하지 않아도 된다.The wiper blade according to the invention having the features of
지지 소자 재료의 탄성계수 및 지지 소자의 표면 관성 모멘트가 그 길이에 걸쳐 일정하면, 적합한 좌표에 따른 곡률의 이차 미분과 적합한 좌표에 따른 접촉력 경과 사이의 수학적 관계는 특히 간단해진다. 사전설정된 접촉력 분포에서는 두 번 적분에 의해 또는 수치로 곡률이 직접 산출될 수 있다.If the elastic modulus of the support element material and the surface moment of inertia of the support element are constant over its length, the mathematical relationship between the second derivative of the curvature along the appropriate coordinates and the contact force progression along the appropriate coordinates is particularly simple. In a predetermined contact force distribution, the curvature can be calculated directly by two integrations or numerically.
유리창의 곡률을 지지 소자의 곡률로부터, 또한 유리창의 곡률의 이차 미분을 지지 소자의 곡률의 이차 미분으로부터 빼면, 상기와 같은 와이퍼 블레이드를 복잡한 곡률 경과를 갖는 유리창에 맞게 최적으로 조정하는 것이 가능하다. 이 경우 접촉력 분포는 평평한 유리창에 가압되는 와이퍼 블레이드에 있어서 바람직한 것처럼 미리 주어질 수 있다. 그러면 상기 각 곡률의 이차 미분의 차는 상기 접촉력 분포에 비례하게 된다.If the curvature of the glass window is subtracted from the curvature of the support element, and the second derivative of the curvature of the glass window is subtracted from the second derivative of the curvature of the support element, it is possible to optimally adjust the wiper blade as described above for a glass window having a complicated curvature course. In this case the contact force distribution can be given in advance as desired for a wiper blade pressed against a flat windowpane. The difference of the second derivative of each curvature is then proportional to the contact force distribution.
청구항 제 15의 특징을 가진 본 발명에 따른 와이퍼 블레이드는 평균적인 창 종류에 대해 특별히 조정하지 않고도 탁월한 와이핑 결과가 얻어질 수 있는 것을 특징으로 한다. 상술된, 매우 간단한 조치에 의해 접촉력 분포는 일반적인 경우 요구조건들을 만족할 수 있게 된다. 유지하려는 곡률 경과를 결정하는 상기 지지점(fulcrum)은 충분히 정확하다. The wiper blade according to the invention with the features of
청구항 제 15 항에 의한 와이퍼 블레이드는 청구항 제 16 항의 조치에 의해 최적화된다. 복잡한 유리창 곡률 경과의 경우에도 특정 지지점에 접촉력 분포를 미리 설정함으로써 세척 품질이 향상될 수 있다. 그럼에도, 복잡한 계산 없이도 와이퍼 블레이드를 설계할 수 있다. 곡률 경과는 대체로 미리 결정될 수 있고 간단한 시험에 의해 최적화될 수 있다. 와이퍼 블레이드가 와이핑 될 유리창에 가압될 때 주어지는 접촉력 분포는 와이퍼 블레이드의 중앙과 단부 사이의 대략 반쯤의 영역에서 와이퍼 블레이드의 단부에서 보다 높게 유지된다는 선행 조건에 한해서 탁월한 세척 품질이 보장된다.The wiper blade according to
상기와 같은 와이퍼 블레이드를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에서는, 각 파라미터들을 본 발명의 사상에 따라 선택되고, 지지 소자를 그 곡률 경과가 상기한 조건들 중의 적어도 하나를 만족시키도록 미리 구부려진다. 그리고 지지 소자를 미리 구부리고 나서 와이퍼 스트립 및 연결소자와 조립하는 것이 특히 바람직하다. 그러나 연결소자를 지지 소자와 결합시키고 그리고 나서야 비로소 와이퍼 스트립을 부착시키는 것도 가능하다.In the method according to the present invention for producing such a wiper blade, each parameter is selected according to the idea of the present invention, and the support element is bent in advance so that its curvature satisfies at least one of the above conditions. It is particularly preferable to bend the support element in advance and then assemble it with the wiper strip and the connecting element. However, it is only possible to join the connecting element with the supporting element and then attach the wiper strip.
도 1은 유리창에 접해 있고 유리창에 대해 부하를 받는 와이퍼 암과 연결되어 있는 와이퍼 암의 투시도.1 is a perspective view of a wiper arm abutting a windshield and connected with a wiper arm loaded against the windshield;
도 2는 도 1에 비해 축소 도시된, 부하를 받지 않고 유리창 위에 놓여져 있는 와이퍼 블레이드의 측면 기본도.FIG. 2 is a side elevational view of a wiper blade placed over a window without load, shown in a reduced scale relative to FIG.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 와이퍼 블레이드의 확대 단면도.3 is an enlarged cross-sectional view of the wiper blade taken along line III-III of FIG.
도 4 및 도 5는 도 3의 변형도.4 and 5 are modified views of FIG.
도 6 및 7은 좌표계에 기재된 다른 실시예의 와이퍼 블레이드.6 and 7 show wiper blades of another embodiment described in a coordinate system.
도 8 및 9는 각각 와이퍼 블레이드의 길이에 걸친 접촉력 분포에 대한 계산치 및 측정치의 그래프.8 and 9 are graphs of calculations and measurements for contact force distribution over the length of a wiper blade, respectively.
도 10은 와이퍼 블레이드에 속하는 지지 소자의 비 축척 기본 측면도.10 is a non-scaled basic side view of the support element belonging to the wiper blade.
도 1에 도시된 와이퍼 블레이드(10)는, 길게 뻗어 있는, 스프링 탄성의 평바로서도 지칭되는, 와이퍼 스트립(14)용 지지 소자(12)를 구비하고, 상기 지지 소자는 도 10에 별도로 도시되어 있다. 도 1, 3 및 4로부터 알 수 있는 것처럼, 지지 소자(12)와 와이퍼 스트립(14)은 종축으로 평행하게 서로 연결되어 있다. 와이핑하려는 유리창(15) - 도 1에서는 점선으로 표시됨 - 반대편의, 지지 소자(12)의 상측면에는 연결 수단으로서 연결 장치(16)가 배치되어 있고, 이 장치에 의해 와이퍼 블레이드(10)는 자동차의 차체에서 안내되는 구동 와이퍼 암(18)과 분리 가능하게 연결될 수 있다. 유리창(15)을 향한, 지지 소자(12)의 하측면에는 길게 연장된 고무 탄성의 와이퍼 스트립(14)이 배치되어 있다.The
와이퍼 암(18)의 자유 단부(20)에는 대응 연결 장치로서의 역할을 하는 후크가 형성되어 있는데, 상기 후크는 와이퍼 블레이드(10)의 연결장치(16)에 속하는 피벗 볼트(22)를 둘러싼다. 와이퍼 암(18)과 와이퍼 블레이드(10) 사이의 고정은, 상세히 도시되지 않은, 공지된, 어댑터로 형성되어 있는 고정수단에 의해 이루어진다.The
와이퍼 암(18) 및 그의 후크 단부(20)는 화살표(24)의 방향으로 와이핑 하려는 유리창(15)에 대해 부하를 받고, 상기 유리창의 와이핑 될 표면은 도 1 및 2에서 일점쇄선(26)으로 도시되어 있다. 접촉력(Fwf, 화살표 24)은 와이퍼 블레이드(10)를 전체 길이에 걸쳐 와이핑 될 유리창(15)의 표면(26)에 접촉시킨다.The
도 2에 도시된 일점 쇄선(26)은 와이핑 영역에서 유리창 표면의 최대 곡률을 나타내야 하기 때문에, 유리창에 접하는 아직 부하를 받지 않는 와이퍼 블레이드(10)의 양 단부의 곡률은 구형으로 만곡된 유리창(15)의 최대 곡률 보다 더 큰 것을 분명히 알 수 있다. 접촉력(Fwf)(화살표 24) 하에서 와이퍼 블레이드(10)는 와이퍼 스트립(14)에 속하는 그의 와이퍼 립(28)에 의해서 그 전체 길이에 걸쳐 유리창 표면(26)에 접해 있다. 밴드형의 스프링 탄성 지지 소자(12) 내에는 인장력이 형성되고, 상기 인장력은 와이퍼 스트립(14) 또는 와이퍼 립(28)을 그 전체 길이에 걸쳐 균일하게 자동차 유리창(15)에 접할 수 있게 한다. 와이퍼 작동 중에는 와이퍼 암(18)이 와이퍼 블레이드(10)를 그 길이에 대해 횡으로 유리창(15) 위에서 동작시킨다. 이 와이핑 또는 작업 동작이 도 1에는 이중 화살표(29)로 도시되어 있다. Since the dashed-dotted
하기에서는 본 발명에 따른 와이퍼 블레이드의 특별한 실시예에 대해 상세히 설명하겠다. 도 3에 비축척으로 도시되어 있는 것처럼, 와이퍼 스트립(14)은 유리창(15)을 향한, 지지 소자(12)의 하부 밴드면에 배치되어 있다. 와이퍼 스트립(14)은 지지 소자(12)와 이격되어, 그 양 종방향 측면으로부터 좁아져서, 와이퍼 블레이드(14)의 전체 길이에 걸쳐 연장된 틸팅 힌지(30)가 유지된다. 상기 틸팅 힌지(30)는 대략 쐐기모양의 횡단면을 가진 와이퍼 립(28)으로 변형된다. 접촉력(화살표 24)에 의해 와이퍼 블레이드 또는 와이퍼 립(28)은 와이핑 될 유리창(15)의 표면(26)에 가압되고, 와이퍼 립은, 와이핑 동작의 영향을 받아 - 상기 동작에 관해 도 3에는 특히 두 반대 와이핑 방향(이중 화살표 29) 동작 중 하나만 도시되고 방향 화살표(32)로 도시됨 - 소위 드래그 위치로 틸팅되고, 상기 위치에서 와이퍼 립(28)은 그 전체 길이에 걸쳐 지지 소자(12)에 고정된 와이퍼 스트립(14)의 부분에 지지된다. 도 3에서 화살표(34)로 표시된 상기 지지는 항상, 각 와이핑 방향(이중 화살표 29 또는 32)에 의존하여 각 와이핑 방향에서 와이퍼 립(28)의 후방에 위치하는 상부 에지에서 행해지며, 따라서 이 지지는 항상 소위 드래그 위치에서 유리창 위로 행해진다. 이 드래그 위치는 와이퍼 장치가 효과적이고 소음 없는 작동을 하는데 필요하다. 드래그 위치의 역전은, 와이퍼 블레이드(10)가 그의 와이핑 동작(이중 화살표 29)을 역전시킬 때, 소위 그 와이퍼 블레이드의 역전 위치에서 행해진다. 와이퍼 블레이드는, 와이퍼 립(28)의 틸팅에 기인하는 승강 동작을 수행한다. 상승 동작은 화살표(24) 방향의 반대로 따라서 접촉력에 대한 반대방향으로 행해진다. 화살표(32) 반대 방향의 다른 와이핑 동작에서는 따라서 도 3의 거울상이 얻어진다.In the following, specific embodiments of the wiper blade according to the present invention will be described in detail. As shown non-scaled in FIG. 3, the
도 1의 와이퍼 블레이드에 비해 확대 도시된 도 4에서는 폭(b)과 두께(d)의 직사각형 단면을 가진 횡단면 프로파일(40)이 도시되어 있다. 또한, 지지 소자(12) 위에 좌표계가 도시되어 있다. 도 6에는 제 3의 좌표로서 지지 소자(12)의 곡률에 따르는 s 좌표가 기재되어 있는데, 이 s 좌표에 대해 y 좌표 및 z 좌표는 수직이다.In FIG. 4, which is shown enlarged relative to the wiper blade of FIG. 1, a
이제 와이퍼 블레이드(10)가 힘 Fwf(화살표 24)에 의해, 특히 와이퍼 암(18)에 의해 유리창(26)에 가압되면, 일정한 힘의 분포 p(s)가 나타나고, 상기 힘의 분포는 지지 소자(12)의 중심에서 최대인 모멘트 (M(s))를 일으킨다. 와이퍼 작동에 바람직한 일정한 접촉력 분포Now when the
의 경우, 모멘트는In this case, the moment is
이 되고, 따라서Becomes and thus
이 된다.Becomes
특히 와이퍼 립을 틸팅시키기에 특히 적합한, 외측으로 향함에 따라 감소하는 접촉력 분포의 경우에는, 상기 립의 전체 길이에 대한 모멘트 (M(s))는 일정한 힘 분포에 대해 계산된 모멘트보다는 약간 작다:In the case of an outwardly decreasing contact force distribution, especially suitable for tilting the wiper lips, the moment (M (s)) over the entire length of the lip is slightly smaller than the moment calculated for the constant force distribution:
이제 건조 유리창에 대한 마찰계수 μ가 약 1이라고 가정하면, 작동시 측면모멘트는 굽힘 모멘트 M(s)와 동일하고, 이것은 특히 미리 설정된 접촉력 분포(p(s))로부터 얻어진다. Now assuming that the coefficient of friction μ for dry windows is about 1, the side moments in operation are equal to the bending moment M (s), which is obtained in particular from the preset contact force distribution p (s).
측면 굽힘 모멘트로부터 측면 편의각도 γ가 얻어지는데, 상기 각도는 와이퍼 블레이드에 대한 와이퍼 암의 작용점으로부터 와이퍼 블레이드의 단부까지의 개별 편의들을 적분함으로써 산출된다. 연결장치(16)가 중앙에 배치된 경우 편의각도는 다음과 같이 계산된다:The side bias angle γ is obtained from the side bending moment, which is calculated by integrating the individual biases from the operating point of the wiper arm to the wiper blade to the end of the wiper blade. When the connecting
일정한 접촉력 분포에 대한 모멘트의 관계를 고려하여 각도 γ 에 대한 다음의 간단한 추정식을 얻게 된다:Taking into account the relationship of moments to constant contact force distributions, we obtain the following simple estimate of the angle γ:
적분에 의해 다음 식을 얻는다By integration we get
본 발명은 특히, 각도 γ가 크기 0.5°(= 0.009 rad), 특히 크기 0.3°(= 0.005 rad)를 초과하지 않을 때에는 특히 진동의 방지에 의해 양호한 와이핑 품질이 얻어질 수 있다는 사실에 기초를 두고 있다. 그리하여 와이퍼 블레이드의 접촉력과 기하학적 크기 사이에 간단한 관계가 유도될 수 있고, 그것에 의하면The present invention is based in particular on the fact that good wiping quality can be obtained, especially by the prevention of vibration, when the angle γ does not exceed a size of 0.5 ° (= 0.009 rad), in particular a size of 0.3 ° (= 0.005 rad). I put it. Thus a simple relationship can be derived between the contact force and the geometric size of the wiper blade,
특히, < 0.005이다.In particular, it is <0.005.
도 3에 표시된 것과 같은, 가장 빈번한 직사각형 프로파일(40)의 경우, 관성 모멘트는 다음과 같다:For the most frequent
상기식에서,Where
d = 지지 소자의 두께,d = thickness of the support element,
b = 지지 소자의 폭이다.b = width of the support element.
따라서, therefore,
가 되도록, 특히 < 0.005가 되도록 폭 b 및 두께 d가 선택된다.In particular, the width b and the thickness d are selected so that <0.005.
도 4에 도시된 것 같이 지지 소자(12)가 두 개의 개별 탄성 바(42 및 44)로 분할되어 있으면, 위의 제 1 근사값을 고려하는 경우 폭(b)은 개별 폭들(b1과 b2)의 합이 취해질 수 있다. 즉 b = b1 + b2. 따라서 그러한 다른 시스템에 대해서도 지지 소자의 폭과 두께 사이의 간단한 관계가 유도될 수 있다.If the
직사각형 횡단면 프로파일이 선택되지 않는 경우에는, 관성 모멘트(Izz)를 결정하여 상기한 관계식에 적당히 사용할 필요가 있다. 또한, 상기 고려시 와이퍼 블레이드의 전체 길이에 걸쳐 횡단면이 변하는 것 또는 와이퍼 블레이드에서 와이퍼 암의 중심을 벗어난 작용점이 고려되어야 한다.If the rectangular cross-sectional profile is not selected, it is necessary to determine the moment of inertia I zz and use it appropriately in the above relation. In addition, the above considerations should be taken into account in which the cross section changes over the entire length of the wiper blade or the point of action off the center of the wiper arm in the wiper blade.
와이퍼 립(28)이 그 하나의 드래그 위치에서 다른 드래그 위치로 가급적 소음 없이 전환되도록 하기 위해, 접촉력(화살표 24)을 분포시키는 역할을 하는 지지 소자(12)는, 유리창 표면(26)에 대한 와이퍼 스트립(24) 또는 와이퍼 립(28)의 접촉력이 그 중앙부분(36;도 10)에서 두 단부 부분(38) 중의 적어도 한 단부에서 보다는 더 크도록 설계된다.The
지지 소자 위로 압착력의 분포는, 예컨대 횡단면 프로파일, 지지 소자의 길이에 걸친 횡단면 경과 또는 지지 소자에 따른 반경 경과(R(s))와 같은 지지 소자의 여러 파라미터에 의존하여 행해진다. 따라서 미리 주어진 접촉력 분포(p(s))를 향한 지지 소자의 최적화는 매우 복잡하다. 본 발명은 이제, 지지 소자의 길이에 걸쳐 일정한, 특히 직사각형의 횡단면을 가진 지지 소자의 경우, 접촉력 분포(p(s))는 지지 소자를 따라 연장된 좌표(s)를 따라 곡률(K(s))을 사전 설정함으로써 정해질 수 있다는 사실을 기초로 한다. 곡률(K(s))은 s의 함수로서 반경의 역수와 같다:The distribution of the pressing force over the support element depends on several parameters of the support element, such as, for example, the cross sectional profile, the transverse cross section over the length of the support element or the radial elongation (R (s)) along the support element. The optimization of the support element towards a given contact force distribution p (s) is thus very complicated. The present invention now provides that for a support element having a constant, particularly rectangular cross-section, over the length of the support element, the contact force distribution p (s) has a curvature K (s) along a coordinate s extending along the support element. Based on the fact that can be determined by presetting)). The curvature K (s) is equal to the inverse of the radius as a function of s:
지지 소자에서는 굽힘 모멘트(M), 지지 소자의 반경(R), 그의 탄성계수(E), 및 각 위치에서 우세한 표면 관성 모멘트(I) 사이에는 관계식이 존재한다. 이 관계식은 지지 소자와 연동하는 좌표(s)와 관련하면 특히 간단해진다:In the support element, there is a relation between the bending moment M, the radius of the support element R, its elastic modulus E, and the surface moment of inertia I prevailing at each position. This relation is particularly simple with respect to the coordinate (s) associated with the support element:
위치(s)에 따른 2번의 미분에 의해 다음 관계식을 얻는다:By two derivatives of position (s) we obtain the following relation:
연동하는 좌표(s)에 따른 굽힘 모멘트(M)의 이차 미분이 지지 소자를 평평한 유리창에 가압했을 때 발생하는 좌표(s)에 따른 접촉력 분포(p)와 동일하기 때문에, 연동하는 좌표(s)에 따른 곡률(K(s))의 이차 미분은 상수를 제외하고, 평평한 유리창 위의 접촉력 분포(p)와 일치한다는 것으로 판단된다. 상수는 탄성 계수(E) 및 표면 관성 모멘트(I)에 의존하는데, 상기 모멘트는 직사각형 횡단면일 때에는 매우 간단히 얻어진다. 또한, 외측으로 향함에 따라 감소하는 사전 설정된 접촉력 분포(p)의 경우, 계산으로 또는 간단한 시험으로 곡률(K)의 프로파일이 구해질 수 있다. 따라서 지지 소자의 외부 형상 및 그 제조에 필요한 파라미터들은 당업자에 의해 간단하게 구해질 수 있다.Since the second derivative of the bending moment M according to the coordinates s interlocking is the same as the contact force distribution p according to the coordinates s generated when the support element is pressed against a flat window, the coordinates s interlocking The second derivative of the curvature K (s) is determined to be consistent with the contact force distribution p on the flat window, except for the constant. The constant depends on the modulus of elasticity (E) and the surface moment of inertia (I), which moments are obtained very simply when in a rectangular cross section. In addition, in the case of a preset contact force distribution p which decreases as it goes outwards, the profile of the curvature K can be obtained either by calculation or by a simple test. The external shape of the support element and the parameters necessary for its manufacture can thus be obtained simply by one skilled in the art.
와이퍼 블레이드가 사용될 유리창의 형태를 고려하기 위해서는, 상기 관계식은, 좌표(s)에 따른 접촉력 분포(p)를 기초로 보정되어야 하는데, 상기 좌표는 평평한 유리창에 대해 사전 설정되고, 외측으로 향함에 따라 감소하고, 그리고 다시 탄성계수(E) 및 표면 관성 모멘트(I)로 나누어진다. 좌표(s)에 따른 유리창의 곡률(KScheibe(s))의 이차 미분이 거기에 더해져야 한다: In order to take into account the shape of the windshield in which the wiper blade is to be used, the relation must be corrected on the basis of the contact force distribution p according to the coordinate s, which coordinates are preset for the flat windshield and are directed outwards. And then divided by the modulus of elasticity (E) and the surface moment of inertia (I). The second derivative of the curvature of the window (K Scheibe (s)) according to the coordinate (s) should be added to it:
이로써 당업자에게는 다음과 같이 특정 유리창을 위한 지지 소자를 구성하는 것이 간단하다:This makes it simple for a person skilled in the art to construct a support element for a particular window as follows:
- 경험치를 통해 길이(L) 및 횡단면 프로파일, 특히 폭(b)과 두께(d)를 결정함,The experience points determine the length (L) and the cross-sectional profile, in particular the width (b) and thickness (d),
- 양호한 와이핑 품질을 보장하는, 평평한 유리창에 대한 접촉력(Fwf) 또는접촉력 분포(p)를 마찬가지로 경험치를 통해 결정함,The contact force (F wf ) or the contact force distribution (p) on the flat glass window, which ensures a good wiping quality, is likewise determined by empirical value,
- 유리창의 곡률(KScheibe(s))을 측정함, Measuring the curvature of the window (K Scheibe (s)),
- 곡률과 연동하는 좌표(s)에 따라 유리창의 상기 곡률(KScheibe(s))을 두 번 미분함, Differentiating the curvature K Scheibe (s) of the window twice according to the coordinate s associated with the curvature,
- 상기 관계식에 따라 지지 소자의 곡률(K(s))의 이차 미분을 계산함,Calculating the second derivative of the curvature K (s) of the support element according to the above relation,
- 두 번 적분에 의해는 지지 소자의 곡률(K(s))을 구함.By two integrations, the curvature (K (s)) of the support element is obtained.
와이퍼 블레이드가 평평한 유리창에 가압되는 경우 지배하는 접촉력 분포가 와이퍼 블레이드의 중앙과 단부 사이의 대략 반쯤의 영역에서 와이퍼 블레이드의 단부에서 보다 크도록, 연동하는 좌표(s)를 따른 곡률(K)이 이루어져 있을 때에, 양호한 와이핑 결과가 얻어질 수 있다는 것이 밝혀졌다. 도 8 및 9에는 이 영역이 한 측면에 대해 도시되어 있다. 본 발명은, 영역(40)의 접촉력 분포(p)의 경과가 와이퍼 블레이드의 단부에서의 접촉력 분포(p)에 대한 영역(40)에서의 접촉력의 관계보다 덜 중요하다는 사실을 기초로 한다. 도 8 및 9에는 각각 와이퍼 블레이드의 전체 길이가 도시되고, 연결 장치(16)가 와이퍼 블레이드의 중앙에 배치되므로 와이퍼 블레이드 단부는 값 0.5L 이다.When the wiper blade is pressed against a flat window, the curvature K along the interlocking coordinates s is made such that the dominant contact force distribution is greater at the end of the wiper blade in the region approximately half way between the center and the end of the wiper blade. When present, it has been found that good wiping results can be obtained. 8 and 9 show this area for one side. The present invention is based on the fact that the progress of the contact force distribution p of the
지지 소자(12)의 길이에 따른 곡률(K)을 따르는 좌표(s)는, 와이퍼 블레이드가 와이핑될 평평한 유리창에 가압되는 경우 주어지는 접촉력 분포(p)가 와이퍼 블레이드의 중앙과 단부 사이의 대략 반쯤의 영역에서 와이퍼 블레이드의 단부에서 보다 큰 값을 갖는 경우 매우 양호한 와이핑 결과가 얻어진다. 와이퍼 블레이드가 제공된 유리창의 경과를 고려함으로써, 임의의 유리창에 대한 일반적 적합성은 제한되고, 선택된 유리창은 최적으로 와이핑 된다.The coordinate s along the curvature K along the length of the
도 10은, 와이퍼 블레이드 단부를 향해 감소하는, 유리창(15)의 와이퍼 립(28)의 접촉력 분포(p)를 발생시킬 수 있는 지지 소자(12)의 가능한 곡률(K)를 도시한다. 와이퍼 블레이드에 의해 와이핑 되는 와이핑 영역에서 만곡되어 있는 것보다, 부하를 받지 않고, 유리창에 대해 더 공극 곡률을 갖는 스프링 탄성 지지 소자(12)의 경우에는, 곡률(K)는 지지 소자(12)의 단부 부분(38)보다 그 중앙부분(36)에서 더 곡률이 크도록 형성되어 있다.FIG. 10 shows the possible curvature K of the
와이퍼 블레이드의 일단 또는 양단부에서 유리창 표면(26)에 대한 와이퍼 립의 접촉력을 감소시킴으로써 와이퍼 립(28)이 하나의 드래그 위치에서 다른 위치로 변경할 때 갑작스러운 플립 또는 스냅이 방지된다. 오히려 본 발명에 따른 와이퍼 블레이드의 경우, 와이퍼 블레이드 단부로부터 계속 와이퍼 립 중앙으로 또는 다른 와이퍼 립 단부까지 와이퍼 립은 부드럽게 틸팅될 수 있다. 도 3은, 도 1과 관련하여, 구형으로 만곡된 유리창의 경우에도 적게 부하를 받은 와이퍼 립(28)의 단부 부분이 여전히 효과적으로 유리창 표면에 접하고 있는 것을 도시한다.By reducing the contact force of the wiper lip to the
모든 실시예는, 와이퍼 스트립(14)의 유리창(15)에 대한 압착력(화살표 24)이 그 중앙 부분(36)에서 적어도 그 양단부 부분(38) 중 적어도 하나의 부분에서 보다 더 크다는 점에서는 공통이다. 이것은, 스프링 레일로 도시된 일체화된 지지 소자(12)를 가진 구체적으로 도시된 와이퍼 블레이드(10)의 경우와는 다르게 지지 소자가 여러 부품으로 구성될 때에도 동일하다. 그러나 상황에 따라서는 다른 접촉력 분포를 사전 설정하는 것도 필요할 수 있다. 그러나 표시된 관계에 의해 탁월한 와이핑 결과를 달성하는 와이퍼 블레이드도 또한 구상될 수 있을 것이다. All embodiments are common in that the pressing force (arrow 24) on the
와이퍼 블레이드를 제조하는 본 발명에 따른 방법에서는 이미 위에서 설명한 것처럼 먼저 윤곽과 곡률(K)을 결정하고 그런 다음 지지 소자(12)를 와이퍼 스트립(14) 및 연결 장치(16)와 조립한다. 지지 소자를 두 개의 평행한 평바로 구성하는 경우에는, 상기 바는 바람직하게 서로, 즉 바로 연속하여 미리 구부릴 수 있고, 이것은 와이퍼 블레이드의 매우 대칭적이고 그래서 비틀림에 대해 안정적인 구조가 보장된다. 양 지지 소자 반부를 연속 공정으로 실수에 의한 분리를 피할 수 있도록 함께 더 가공한다. 지지 소자를 구부린 뒤에는, 먼저 예컨대 접착 또는 가황 처리에 의해 와이퍼 스트립을 설치하거나, 또는 특히 두 개의 지지 소자 반부의 경우에는 와이퍼 스트립의 종 홈 내에 지지 소자 반부들을 삽입함으로써 및 결합 소자에 의해 설치된다. 특히 결합 소자를 용접할 때에는, 와이퍼 고무에 열손상을 입히지 않도록 와이퍼 스트립은 시간이 충분히 경과한 후에 설치한다.In the method according to the invention for producing a wiper blade, the contour and curvature K are first determined as already described above, and then the
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