KR100769843B1 - 윈드스크린용 와이퍼 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이퍼 블레이드(14), 상기 와이퍼 블레이드를 구동시키는 메카니즘(16), 및 부하 변동 또는 유효 수명에 따라 상기 메카니즘(16)의 유격을 보상하는 제어 장치(18)를 포함하는 자동차의 윈드스크린(12)용 와이퍼 장치와, 상기 와이퍼 장치를 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.

와이퍼 블레이드, 메카니즘, 제어 장치, 구동기, 보상

Description

윈드스크린용 와이퍼 장치{Windscreen wiper system}

본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따라 윈도우를 와이핑하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 많은 장치들은 이미 종래 기술에 공지되어 있다. 상기 장치는 전기 모터, 메카니즘 및 하나 또는 다수의 와이퍼 블레이드를 포함하며, 상기 와이퍼 블레이드는 전기 모터에 의해서 선회 구동된다. 자동차에서 와이퍼는, 일반적인 경우 자동차의 A 칼럼 영역에 있는 와이퍼 블레이드 상단 위치와 일반적으로 윈드실드의 하부 에지에 있는 와이퍼 블레이드 하단 위치 사이에서 선회한다.

상기 메카니즘은 일반적으로 크랭크 드라이브로 구성되며, 상기 크랭크 드라이브는 베어링을 통해서 서로 연결된 커넥팅 로드 및 토크 로드로 구성된다. 와이퍼 장치의 작동시 베어링 축에 대해 횡방향으로 일정하게 높은 지지력이 발생하기 때문에, 조기 마모를 방지하기 위해 상기 와이퍼 장치는 특히 양질의 재료로 제조되어야 한다. 그러나 와이퍼 블레이드 끝 위치는, 마모로 인해 상기 위치가 이동하는 것을 막기 위해, A 칼럼 또는 하부 윈도우 에지로부터 충분히 멀리 떨어져 있어야 한다.

독립항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 장치는, 베어링의 마모로 인한 부하 변동 수의 증가에 따라 확대되는 메카니즘의 유격이, 제어 장치에 의해서 보상되는 장점을 갖는다. 크랭크 드라이브의 베어링은 일정한 부하 변동에 의해 마모되고, 이로써 베어링의 질이 저하되기 때문에, 자동차 또는 와이퍼 장치가 점점 노화됨에 따라 윈도우 상에서 와이퍼 블레이드의 전환 위치는 이동된다. 상기 메카니즘의 유격은 본 발명에 따라 제어 장치에 의해 보상되므로, 와이퍼 장치의 전체 유효 수명 동안 와이퍼 블레이드는 항상 동일한 위치에서 전환한다.

또한, 상기 메카니즘의 유격을 유효 수명에 따라 보상하는 것이 바람직하는데, 그 이유는 주행중 진동이 베어링 유격을 와이퍼 장치의 개별 부품의 중량으로 인해 확대하기 때문이다.

또한 부하 변동 및 유효 수명에 따른 보상이 중복되어 적용되는 것도 고려할 수 있다.

종속항에 제시된 특징을 통해서 본 발명에 따른 장치의 바람직한 다른 실시예가 가능하다.

가역가능한 전기 모터가 회전 방향을 바꾸는 드라이브 끝 위치가 유효 수명에 따라 또는 부하 변동 수의 증가에 따라 변경되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 방식으로, 윈드실드 또는 와이퍼 블레이드 영역에서 예컨대 비용이 많이 드는 센서들이 와이퍼 블레이드의 정확한 위치를 검출할 필요 없이, 와이퍼 블레이드 끝 위치는 전체 유효 수명 동안 정확하게 유지될 수 있다.

상기 메카니즘의 유효 수명이 자동차가 주행한 거리에 의해 결정되면, 바람직하게 자동차에는 별도의 타이머가 필요 없다. 자동차가 주행한 거리는 모든 자동차가 구비하고 있는 주행 기록계로부터 얻어진다.

또한 보상이 증분적으로, 특히 50,000 내지 200,000, 바람직하게는 100,000 와이핑 주기 또는 부하 변동 마다 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 보상은 이러한 방식으로 소정의 와이퍼 블레이드 끝 위치와 실제 와이퍼 블레이드 끝 위치 사이의 차이가 측정 가능할 때에만 실행된다.

마찬가지로, 2,000 내지 10,000 km 마다 보상이 이루어지도록 제어 장치를 형성하는 것이 바람직하다. 건조한 날씨에서만 자동차가 사용되더라도, 상기 방식으로 증분적으로 보상이 실행될 수 있다. 이는 고속 도로보다 자연적으로 자동차 진동이 커지는 비포장 국도에서 일반적으로 건조한 날씨에만 이용되는 특히 컨버터블일 경우에 바람직하다.

또한, 바람직하게 매 와이핑 주기 후 보상이 연속적으로 이루어지게 할 수 있다. 따라서 항상 최적의 와이퍼 블레이드 끝 위치가 유지되며, 주행 기록계, 시계 또는 와이핑 주기 카운터의 추가 신호가 사용되지 않아도 된다.

또한, 와이퍼 블레이드 상단 위치에서만, 즉 A 칼럼 영역에서만 보상을 실행하도록 제어 장치를 형성하는 것이 바람직하다. A 칼럼 영역은, 가능한 넓은 와이핑 필드를 달성하기 위해 와이퍼 블레이드가 한편으로 가능한 A 칼럼에 가깝게 안내되어야 하지만, 다른 한편으로 특히, 빠른 와이퍼 작동시 A 칼럼을 접촉해서는 안 되는 임계 영역이다. 그러나 이는 메카니즘의 유격이 증가되는 동안, 보상이 이루어지지 않을 때 더 쉽게 발생할 수 있다. 와이퍼 블레이드 하단 위치에서 이는 덜 임계적인데, 왜냐하면 이것은 일반적으로 운전자의 시야에서는 별로 중요하지 않기 때문이다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시되며 하기의 상세한 설명에 더 자세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 와이퍼 장치의 개략도.

도 2는 와이퍼 블레이드 하단 위치에 있는 와이퍼 블레이드를 구비한, 본 발명에 따른 와이퍼 장치의 부분을 도시한 도면.

도 3은 와이퍼 블레이드 상단 위치에 있는 와이퍼 블레이드를 구비하며, 도 2와 같은 본 발명에 따른 와이퍼 장치를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 방법의 개략도.

도 1에는 윈도우(12) 상에 있는 본 발명에 따른 와이퍼 장치(10)가 도시된다. 상기 와이퍼 장치(10)는 2 개의 와이퍼 블레이드(14), 메카니즘(16) 및 제어 장치(18)로 구성된다.

상기 메카니즘(16)은 커넥팅 로드(20), 토크 로드(22) 및 출력 크랭크(24)로 구성된다. 상기 메카니즘(16)에는 와이퍼 블레이드(14)를 지지하는 와이퍼 암(26)이 고정된다. 커넥팅 로드(20), 토크 로드(22), 출력 크랭크(24) 및 와이퍼 암(26)은 3 개의 베어링에 의해 회전 가능하게 서로 연결된다. 상기 커넥팅 로드(20) 및 토크 로드(22)는 토크 로드 베어링(28)을 통해 연결되고, 토크 로드 및 출력 크랭크는 출력 크랭크 베어링(30)을 통해 연결되며, 그리고 출력 크랭크(24)는 와이퍼 베어링(32)을 통해 와이퍼 아암(26)에 연결된다.

여기서 윈도우(12)는 자동차의 윈드실드이다. 상기 윈드실드의 측면(34)은 자동차의 A 칼럼에 의해 테두리가 둘러진다.

상기 와이퍼 블레이드(14)는 와이퍼 블레이드 하단 위치(36)에서는 연속 선으로, 그리고 와이퍼 블레이드 상단 위치(38)에서는 파선으로 도시된다. 상기 두 개의 위치(36, 38) 사이의 영역은 선회각(P)을 형성한다.

도시된 와이퍼 장치는 동기식 와이퍼 장치이기 때문에, 와이퍼 블레이드(14)는 와이퍼 블레이드 상단 위치(38)에서는 자동차의 A 칼럼 영역, 즉 윈드스크린(12)의 측면(34) 영역에 위치한다.

상기 메카니즘(16)은, 전자 정류식 가역가능한 전기 모터(40)로서 형성된 구동기(drive)(40)에 의해 구동된다. 상기 구동기는 전기 모터(40)를 제어하는 제어 장치(18)와 연결된다.

도 2에는 도 1의 일 부분이 도시된다. 와이퍼 블레이드(14), 와이퍼 암(26)은 와이퍼 베어링(32)을 통해 출력 크랭크(24)와 연결된다. 상기 출력 크랭크는 출력 크랭크 베어링(30)을 통해 재차 토크 로드(22)와 연결되며, 상기 토크 로드는 토크 로드 베어링(28)과 커넥팅 로드(20)를 통해 전기 모터(40)에 의해 구동된다. 이 경우에, 전기 모터(40)에는 홀 센서(42)가 설치되며 상기 홀 센서는 전기 모터(40)의 아마추어 샤프트의 위치에 대한 신호를 제어 장치(18)에 전달한다. 따라서 상기 제어 장치는 항상 커넥팅 로드(20)의 실제 위치에 대한 정보를 제공받는다. 또한, 제어 장치(18)는 예를 들어 주행 기록계(44)와 연결될 수 있고 및/또는 전기 모터(40)의 역회전 수를 기록하는 카운터(46)를 포함할 수 있다.

여기서 상기 구동기(40)는 구동기 하단 위치(50)에 있으므로, 와이퍼 블레이드(14)는 와이퍼 블레이드 하단 위치(36)에 있게 된다.

도 3에 도 2에서와 동일한 영역이 도시되지만, 와이퍼 블레이드(14)는 와이퍼 블레이드 상단 위치(38)에 있고, 따라서 커넥팅 로드(20)는 구동기 상단 위치에 있다.

하기에서는 와이퍼 장치의 기능이 설명된다.

상기 전기 모터(40)는 워엄과 워엄 휠을 통해 출력 샤프트(46)를 움직이며, 상기 출력 샤프트는 커넥팅 로드(20)와 상대 회전 불가능하게 연결된다. 와이퍼 블레이드(14)를 움직이기 위해, 커넥팅 로드(20)는 전기 모터(40)에 의해, 구동기 상단 위치(48)와 구동기 하단 위치(50) 사이에서 선회 운동을 실시한다. 상기 위치들은 각각 와이퍼 블레이드 상단 위치(38)와 와이퍼 블레이드 하단 위치(36)에 상응한다.

메카니즘(16), 특히 베어링들(28, 30, 32)에서 작용하는 다양한 환경 영향에 의해, 시간이 흐름에 따라 개별 베어링들(28, 30, 32)의 베어링 유격은 커지며, 이는 와이퍼 블레이드 끝 위치(36, 38)를 이동시킨다. 이것은 예를 들어, 와이퍼 작동이 빠를 경우 와이퍼 블레이드(14)가 와이퍼 블레이드 상단 위치(38)에서 과도한 선회(overswinging)를 통해 자동차의 A 칼럼에 부딪히는 결과를 가져올 수 있으므로, 와이퍼 블레이드는 단시간 내에 손상을 입을 수 있다. 와이퍼 작동이 느릴 경우, 즉 와이퍼 블레이드가 윈도우(12) 상에서 드래그되는 경우, 와이퍼 블레이드 상단 위치(38)는 더 안쪽으로 밀리므로 선회각(P)은 더욱 작아진다.

본 발명에 따르면, 제어 장치(18)는 유효 수명 또는 부하 변동 수가 증가함에 따라 구동기 하단 또는 상단 위치(48, 50)가 이동되도록 구성된다. 상기 이동은 예를 들어 와이퍼 블레이드(14)가 윈도우(12)를 지나 미끄러지는 속도에 의존한다. 따라서 상기에서 설명한 바와 같이, 와이퍼 작동이 빠를 경우 와이퍼 블레이드(14)가 A 칼럼에 부딪치는 것을 막기 위해, 구동기 상단 위치(48)는 작은 선회각(P)으로 이동되는 한편, 와이퍼 작동이 느릴 경우 구동기 상단 위치(48)가 각(γ) 만큼 더 큰 선회각(P)으로 이동되는 것은 중요할 수 있다. 상기 보상은 자동차에 맞게 임의로 조정될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 동일한 보상이 와이퍼 블레이드 하단 위치(36)에서 유사하게 일어난다. 유효 수명의 증가에 따라, 와이퍼 작동이 느릴 경우 구동기 하단 위치(50)는 각(δ)만큼 더 큰 선회각(P)으로 이동된다.

도 4에서는 본 발명에 따른 방법에 대한 예가 도시된다. 제 1 단계(60)에서 와이퍼 장치는 빠르거나 또는 느린 와이퍼 작동으로 전환된다. 그 결과 제 2 단계(62 및/또는 64)에서 유효 수명/작동기간 및/또는 그때까지 실시된 부하 변동 수가 결정된다. 그 후 제 3 단계에서 와이퍼 블레이드(14)의 속도가 결정된다. 이는 예를 들어 와이퍼 장치가 빠른 와이퍼 작동 또는 느린 와이퍼 작동으로 전환되었는지의 여부가 확인되도록 실시된다. 제 2 및 제 3 단계(62 내지 66)의 결과에 따라, 제 4 단계(68)에서는 구동기(40)의 구동기 끝 위치(48, 50)가 정해지며 제 5 단계(70)에서 구동기(40)가 시동된다.

Claims (22)

1. 와이퍼 블레이드,

   상기 와이퍼 블레이드를 구동시키기 위한 메카니즘, 및

   상기 메카니즘의 유효 수명과 부하 변동 중 적어도 하나에 따라 상기 메카니즘의 유격을 보상하기 위한 제어 장치를 포함하는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 유효 수명에 따라 상기 유격을 보상하는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 전자식으로 가역가능한 구동기를 부가로 포함하며, 상기 메카니즘은 와이퍼 블레이드 상단 위치와 와이퍼 블레이드 하단 위치 사이에서 상기 전자식으로 가역가능한 구동기를 통해 2 개의 구동기 끝 위치와 관련된 상기 와이퍼 블레이드를 회전 가능하게 이동시키기 위해 작동되고,

   상기 유격을 보상하기 위해, 상기 제어 장치는 부하 변동 수 및 상기 메카니즘의 유효 수명 중 적어도 하나의 증가에 따라 상기 2 개의 구동기 끝 위치들을 변경할 수 있는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 메카니즘의 유효 수명은 자동차가 주행한 거리에 의해 결정되는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치는 50,000 내지 200,000 와이퍼 주기와 50,000 내지 200,000 부하 변동 중 하나 마다 증분적으로 보상을 실행할 수 있는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제어 장치는 2,000 내지 10,000 km 마다 증분적으로 보상을 실행할 수 있는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치는 매 와이핑 주기 전 및 후 중 하나에 연속적으로 보상을 실행할 수 있는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.
8. 제 3 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 와이퍼 블레이드 상단 위치에 상응하는 구동기 끝 위치에서만 보상을 실행할 수 있는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 메카니즘의 이동 속도에 따라 보상을 실행할 수 있는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.
10. 전자식으로 가역가능한 구동기에 의해 구동된 메카니즘을 통해 와이퍼 블레이드를 구동시키는 단계와,

    상기 메카니즘의 유효 수명과 부하 변동 중 하나에 따라 상기 메카니즘의 유격을 보상하는 단계를 포함하는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 메카니즘의 유격은 상기 유효 수명에 따라 보상되는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 메카니즘은 와이퍼 블레이드 상단 및 하단 위치 사이에서 2 개의 와이퍼 블레이드 끝 위치와 관련된 상기 와이퍼 블레이드를 회전가능하게 구동시키며, 선회각을 형성하고,

    상기 유격을 보상하기 위해, 부하 변동 수 및 상기 메카니즘의 유효 수명 중 적어도 하나가 증가함에 따라 제어 장치가 상기 구동기 끝 위치를 변경시키는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 메카니즘의 유효 수명은 자동차가 주행한 거리에 의해 결정되는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 제어 장치는 50,000 내지 200,000 와이퍼 주기와 50,000 내지 200,000 부하 변동 중 하나 마다 증분적으로 보상을 실행하는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 제어 장치는 2,000 내지 10,000 km 마다 증분적으로 보상을 실행하는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
16. 제 12 항에 있어서, 상기 제어 장치는 매 와이핑 주기 전 및 후 중 하나에 연속적으로 보상을 실행하는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
17. 제 12 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 와이퍼 블레이드 상단 위치에 상응하는 구동기 끝 위치에서만 보상을 실행하는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
18. 제 12 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 메카니즘의 이동 속도에 따라 보상을 실행하는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
19. 제 12 항에 있어서, 상기 제어 장치는 100,000 와이퍼 주기와 100,000 부하 변동 증 하나 마다 증분적으로 보상을 실행하는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
20. 제 13 항에 있어서, 상기 제어 장치는 5,000 km 마다 증분적으로 보상을 실행하는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치의 제어 방법.
21. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치는 100,000 와이퍼 주기와 100,000 부하 변동 중 하나 마다 증분적으로 보상을 실행할 수 있는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.
22. 제 4 항에 있어서, 상기 제어 장치는 5,000 km 마다 증분적으로 보상을 실행할 수 있는 자동차의 윈도우용 와이퍼 장치.

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