KR100791046B1 - 와이퍼 시스템 - Google Patents

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KR100791046B1
KR100791046B1 KR1020027017724A KR20027017724A KR100791046B1 KR 100791046 B1 KR100791046 B1 KR 100791046B1 KR 1020027017724 A KR1020027017724 A KR 1020027017724A KR 20027017724 A KR20027017724 A KR 20027017724A KR 100791046 B1 KR100791046 B1 KR 100791046B1
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리하르트 크나우프
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

고정된 모터 기어 유닛(6)의 후단에 배치된, 모터 기어 유닛의 회전 구동형 구동축(9)과의 결합을 위한 회전 구동형 제1 커플링 부재(10), 및 와이퍼(5)의 구동을 위한 와이퍼 축(14)과 결합되고, 스크린(2)과 함께 움직일 수 있으며, 제1 커플링 부재(10)를 통해 회전 토크가 전달되며, 모터 기어 유닛의 회전 구동형 구동축(9)에 대해 와이퍼 축(14)을 센터링하는 기능을 하는 제2 커플링 부재(15), 및 제1 커플링 부재(10) 및/또는 제 2 커플링 부재(15)와 일체형으로 형성되며, 제1 커플링 부재(10)와 제2 커플링 부재(15) 사이에서 전달 가능한 회전 토크의 제한을 위한 과부하 차단장치를 갖는, 특히 차량에서 사용되는 가동형 스크린(2)을 와이핑하기 위한 와이퍼 시스템.

Description

와이퍼 시스템{WIPER SYSTEM}
본 발명은 특히 차량에서 사용되는 가동형 스크린을 와이핑하기 위한 와이퍼 시스템에 관한 것이다.
독일 특허 제33 13 057호에는 스크린용 와이퍼 시스템이 공지되어 있다. 이 와이퍼 시스템의 경우 와이퍼 암 및 관련 베어링은 선회 가능한 스크린에 고정되어 있다. 모터 기어 유닛은 차체에 결합된다. 차체에서의 센터링을 위해 센터링 핀(centering pin)이 배치되는데, 이 센터링 핀은 스크린 측에 배치된 캐리어(carrier)를 통해 센터링 그루브와 맞물릴 수 있다. 회전 구동이 가능한 암의 차체측 단부에는 이 캐리어에 대해 편심으로 스프링 압력에 대항하여 삽입될 수 있는 핀이 배치되어 있는데, 이 핀은 캐리어 내에 배치된 수용구와 회전 토크의 전달을 위해 맞물릴 수 있다. 이 장치는 전체적으로 복잡하게 구성되어 있으며 복수의 재별 부품을 포함한다.
본 발명의 목적은, 전달가능한 회전 토크를 제한하기 위한 과부하의 차단이 이루어지는 조건 하에서 회전 토크의 전달이 가능한 한 간단하게 실현되는, 가동형 스크린의 와이핑을 위한 와이퍼 시스템을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 제1항의 특징으로 통해 달성된다. 본 발명의 핵심은 전달되는 회전 토크의 제한을 위한 과부하 차단장치를 제공하는 것인데, 이 과부하 차단 장치는 제1 커플링 부재 및/또는 제2 커플링 부재와 함께 일체형으로 형성된다.
제2항 및 제3항에 따른 실시예의 이점은 다음과 같다. 절두(truncated) 원추형의 제2 커플링 부재가 상응한 포트 형태로 형성된 제1 커플링 부재에 맞물림으로 인해 양측 축의 자동적 센터링 및 여유가 형성되지 않는 결합이 동시에 실현된다.
제5항에 따른 상응하는 잠금홈에 삽입되는 제4항에 따른 제2 커플링 부재와 잠금홈이 일체형으로 형성되므로 인해 생산 기술적 측면에서 매우 간단하게 과부하 차단장치를 제작할 수 있다.
제8항에 따른 와이퍼 축의 스프링에 의한 초기 응력으로 인해 축방향으로 여유가 형성되지 않는 것이 보장된다.
제9항에 따른 고정 장치는 다음과 같은 이점을 갖는다. 스크린이 개방된 경우 와이퍼 암의 위치가 고정되므로 스크린을 새로 개방한 후에는 원하는 와이핑 구간이 다시 자동으로 조절된다.
본 발명의 기타 이점 및 세부 사항은 도면을 통한 실시예에 대한 설명을 통해 기술된다.
도1은 스크린이 제거된 상태에서의 본 발명에 따른 와이퍼 시스템에 대한 도식적 사시도이며,
도2는 스크린이 포함된 차단 위치에서의 와이퍼 시스템에 대한 측면도이고,
도3은 스크린이 포함된 차단 위치에서의 와이퍼 시스템에 대한 횡단면도이며,
도4는 스크린이 포함된 개방 위치에서의 도2에 따른 측면도이고,
도5는 스크린이 포함된 개방 위치에서의 도3에 따른 와이퍼 시스템의 부분 횡단면도이며,
도6은 연결부에 대한 정면도이다.
차량은 후단부(rear area)에서 와이퍼 장치를 포함하고, 선회 방향(1)을 따라 선회가 가능한 스크린(screen)을 갖는다. 스크린(2)의 외측면(3)에는 와이퍼 암(wiper arm)(4)을 통해 연결된 와이퍼(wiper)(5)가 스크린(2)의 와이핑을 위해 장착되어 있다. 와이퍼(5)의 구동을 위해서는 종래 방식의 모터 기어 유닛(6)이 사용되는데, 이 유닛은 가장자리에 모터 기어 유닛(6)을 차량의 차체에 볼트로 고정하기 위한 복수의 보어(7)를 갖는다. 모터 기어 유닛(6)의 하우징(8)의 대향측에는 모터 기어 유닛의 회전 구동형 구동축(9)이 돌출되어 있는데, 이 구동축의 외측 단부에는 커플링 부재(coupling element)(10)가 고정되어 있다. 스크린(2)은 원형의 홈(11)을 갖는데, 이 홈은 도2 및 도3에 도시된 차단 위치에서 커플링 부재(10)의 대향측에 배치된다. 홈(11)은 스크린(2)과 결합된 거의 원통형의 베어링 부시(bearing bush)(12)를 갖는다. 베어링 부시(12)에는 축(13)의 둘레로 선회가능한 와이퍼 축(14)이 지지되는데, 이 와이퍼 축은 축(13)을 따라 이동되도록 안내될 수도 있다. 와이퍼 축(14)의 커플링 부재(10) 쪽 단부에는 커플링 부재(15)가 고정되어 있는데, 이 커플링 부재는 회전 토크를 전달하고 모터 기어 유닛의 회전 구동형 구동축(9)에 대해 와이퍼 축(14)을 센터링하는 기능을 하면서 커플링 부재(10)와 연결된다. 와이퍼 축(14)의 대응측 단부에는 와이퍼 축(14)과 결합된 연결부(16)가 배치되는데, 이 연결부에는 와이퍼 암(4)이 고정된다.
커플링 부재(10)는 베이스(17)와 함께 거의 포트 형태로 형성된다. 베이스(17)에는 삽입 방향(18)의 반대 방향을 따라 원추형으로 확장되는 링형태의 측벽(19)이 접하는데, 삽입 방향(18)의 반대쪽에 배치된 측벽의 단부에는 반경 방향(radial)으로 돌출되는 스톱퍼 링(stopper ring)(20)이 배치되어 있다. 베이스(17), 측벽(19) 및 스톱퍼 링(20)은 서로 일체형으로 형성되어 있다. 스톱퍼 링(20)의 스크린(2) 방향의 면에는 반경 방향에서 외측으로 진행하는 그루브 형태의 잠금홈(21)이 배치되어 있다. 모터 기어 유닛의 회전 구동형 구동축(9)을 중심으로 회전가능한 이 잠금홈은 축(22)을 기준으로 반경 방향에서 사다리꼴 형태의 횡단면을 갖는다. 이 사다리꼴의 측면(23)은 사다리꼴의 바닥(24)과 각도(a)로 연결된다. 바닥(24)의 폭은 축(22)과의 간격이 증가할수록 감소한다. 즉 잠금홈(21)은 반경 방향으로 좁아진다.
커플링 부재(15)는 베이스(25), 여기에 연결되는 외면(26) 및 여기에 연결되고 반경 방향으로 돌출되는 링 형태의 스톱퍼 모서리(27)를 통해 전체적으로 절두 원추형태를 갖는다. 절두 형태의 커플링 부재(15)의 지름은 삽입 방향(18)을 따라 감소한다. 이외에도 커플링 부재(15)는 반경 방향으로 돌출되는 록킹암(locking arm)(28)을 갖는데, 이 록킹암은 커플링 부재(15)의 삽입 방향(18) 반대쪽 단부에 배치된다. 베이스(25), 외면(26), 스톱퍼 모서리(27) 및 록킹암(28)은 서로 일체형으로 형성되어 있다. 록킹암(28)은 커플링 부재(10) 방향으로 사다리꼴 형태로 돌출되는 잠금 돌기부(locking projection)(29)를 갖는다. 잠금 돌기부(29)가 잠금홈(21)에 끼이도록 잠금 돌기부가 형성되어 있어, 축(13, 22)을 기준으로 접선 방향으로 커플링 부재(10)와 커플링 부재(15) 사이에서 끼워맞춤 형태(form fit)의 결합이 가능하다. 외면(26)의 지름 및 경사는, 커플링 부재(15)가 커플링 부재(10)에 끼워맞춤 형태로 수용될 수 있도록 선택되어 있는데, 이 경우 반경 방향 뿐 아니라 축방향에서도 슬립(slip)이 존재한다. 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 결합된 상태에서는 스톱퍼 모서리(27)가 스톱퍼 링(21)에 접한다. 커플링 부재(10, 15)는 중앙에 보어(30)를 갖는데, 이 보어에는 모터 기어 유닛의 회전 구동형 구동축(9) 또는 와이퍼 축(14)의 상호 대향측 단부가 고정되어 있다. 잠금홈(21) 및 이것과 연동하여 작용하는 록킹암(28)은 커플링 부재(10)와 커플링 부재(15) 사이에서 전달될 수 있는 회전 토크를 제한하기 위한 과부하 차단장치를 형성한다. 전달되어져야 하는 특정 회전토크가 초과되는 경우에는 잠금 돌기부(29)가 측면(23)을 통해 스톱퍼 링(20)으로 미끄러지는데, 이 상태에서는 회전토크가 더 이상 전달되지 않는다. 전달가능한 최대 회전토크는 삽입 방향(18)으로 작용하는 압박력(A) 및 각도(a) 및 커플링 부재(10, 15)에 사용되는 재질에 기인하는 마찰 계수에 따라 결정된다.
다음에서는 베어링 부시(12) 내에서의 와이퍼 축(14)의 배치 상태에 대해 상세하게 설명된다. 베어링 부시(12)의 삽입 방향(18) 쪽 단부에는 베어링으로서 형성된 원통형의 소결 부시(sintered bush)(32)가 배치되는데, 이 소결 부시는 베어 링 부시(12)에 고정되어 있다. 소결 부시(32)의 내측면(33)에는 대향측 축(14)의 반경 방향으로 돌출되는 미끄럼부(sliding part)(34)가 축(14)과 일체형으로 형성되어 있다. 미끄럼부(34)는 삽입 방향(18)의 반대 방향에서 스톱퍼 모서리(35)에 의해 제한된다. 축(14)과 부시(12) 사이에는 스톱퍼 모서리(35)의 삽입 방향(18)의 반대 방향으로 링 공간(ring space)(36)이 배치되어 있는데, 다른 단부에서 이 링 공간은 부시에서 내측으로 돌출된 링 형태의 통로(37)에 의해 제한된다. 이 링 공간(36)에는 통로(37)와 스톱퍼 모서리(35) 사이에 나선 스프링(38)이 배치되어 있어, 축(14)이 삽입 방향(18)의 반대 방향인 부시(12)로 삽입될 때 스프링의 대항력이 작용한다. 삽입 방향(18)의 반대 방향으로 통로(37)의 후단에 베어링으로서 형성된 다른 소결 부시(39)가 배치되어 있는데, 이 소결 부시의 내측면에는 축(14)이 슬라이딩될 수 있도록 지지된다. 소결 부시(39)는 부시(12)와 견고하게 결합되어 있다. 삽입 방향(18)의 반대 방향으로 배치된, 부시(12)의 정면측 단부에는 기어 링(gear ring)(40)이 배치되어 있다. 회전되지 않도록 축(14)과 결합되어 있는 연결부(16)는 기어 링(40)의 대향측 면에서 대응하는 기어 링(41)을 갖는데, 이 기어 링의 톱니는 기어 링(40)의 톱니와 맞물리도록 배치된다. 기어 링(40, 41)이 서로 맞물릴 경우에는 부시(12)와 연결부(16) 사이에는 끼워맞춤 형태의 접선방향으로 결합이 발생되어, 와이퍼 암이 선회될 수 없다. 기어 링(40, 41)은 함께 고정 장치를 형성한다. 연결부(16)는 삽입 방향(18)의 반대 방향으로 좁아지는 보어(42)를 갖는데, 이 보어에는 상응하게 테이퍼링된(tapering) 축(14) 구간이 수용된다. 원추형의 테이퍼링을 통해 연결부(16)는 삽입 방향(18)으로 고정된다. 연결부(16)는 반대쪽 단부에서 축(14) 상에 배치된 너트(43)를 통해 고정된다. 일측면에서 부시(12)에서 반경 방향으로 돌출된 시스템 모서리(44) 및 다른 면에서 부시(12)와 결합된 링 디스크(45)를 통해 부시(12)가 스크린(2)과 결합된다. 기어 링(41)과 이웃하게 링 디스크(46)가 배치되어 있는데, 이 링 디스크는 연결부(16)와 결합되어 있다. 디스크(45, 46) 사이에는 축(14)을 감싸는 주름상자(bellows)(47)가 형성되어 있는데, 이것은 양측 디스크(45, 46)와 결합되어 있고 양측 기어 링(40, 41) 사이의 사이 공간으로 오염 물질이 침투하는 것을 방지한다. 연결부(16)는, 축(13)에서 반경 방향으로 형성되는 암(48)을 갖는 레버의 형태로 형성되어 있는데, 여기에는 축(50)을 갖는 베어링(49)이 배치되어 있다. 축(13, 50)은 거의 서로 수직으로 뻗어있다. 베어링(49)의 후단에는 축(13)을 기준으로 반경 방향으로 와이퍼 암(4)과 연동하는 노우즈(51)가 배치되어 있는데, 이 노우즈는 삽입 방향(18)의 반대 방향을 지시한다.
다음에서는 스크린(2)이 닫힌 상태에서의 와이퍼 시스템의 기능에 대해 설명된다. 커플링 부재(10)는 모터 기어 유닛(6)을 통해 축(22)을 중심으로 회전 방향으로 움직인다. 잠금홈(21)과 록킹암(28) 사이의 맞물림으로 인해 회전 토크는 커플링 부재(15)로 전달되며 따라서 연결부(16)를 통해 와이퍼(5)로 전달된다. 스크린(2)이 개방되는 경우에는 부시(12) 및 축(14)은 도4 및 도5에 도시된 개방 위치로 전환된다. 우선 스크린(2)의 외측 회전 시 커플링 부재(15)는 커플링 부재(10)와 맞물리지 않게 된다. 이 사항은 잠금 돌기부(29)에도 동일하게 적용된다. 도3에서 커플링 부재(10)에 의해 형성된 대응력의 부재로 인해 스프링(38)은 축(14)을 도5에 도시된 위치로 이동시킨다. 이로 인해 기어 링(40, 41)은 서로 근접하게 되고 서로 맞물리게 된다. 이런 방식을 통해 와이퍼 암(4)은 스크린(2)에 대해 선회되지 않도록 고정된다. 새로 내측으로 회전하는 경우에는, 즉 스크린(2)이 차단되는 경우에는 커플링 부재(15)가 커플링 부재(10)로 삽입된다. 스크린이 닫히는 즉시 고정 상태가 해지되는데, 그 이유는 축이 와이퍼 커플링 부재를 통해 외측으로 이동되기 때문이다. 잠금홈 및 잠금 돌기부가 맞물리기 전에 암이 와이퍼 루버(wiper rubber)의 마찰로 인해 스크린에 고정된다. 서로 맞물리게 형성된 원추형의 면, 즉 측벽(19)과 외면(26)로 인해 축(9)에 대한 축(14)의 자동적 센터링이 이루어진다. 잠금홈(21)과 록킹암(28)이 서로 대향하는 경우 이 두 개의 부품은 서로 맞물리게 된다. 그렇지 않을 경우에는 우선 록킹암(28)이 스토퍼 링(20) 상에 배치된다. 이어지는 기동 시 커플링 부재(10)는 잠금홈(21) 및 잠금 돌기부(29)가 서로 맞물릴 때까지 최대 1회전을 하게되므로 와이핑 과정이 개시될 수 있다. 커플링 부재(10) 및 커플링 부재(15)가 서로 맞물리게 되는 경우 기어 링(40, 41) 사이의 고정이 해지된다. 잠금홈(21) 만이 둘레를 따라 형성되어 있으므로 모터 기어 유닛(6)에 대한 와이퍼 암(4)의 상대적 위치가 항상 명확하게 정의되며, 따라서 정확한 와이핑 구간이 와이핑된다. 와이퍼 암(4)이 블록킹되는 경우 잠금 돌기부(29)가 잠금홈(21)에서 이탈되고 따라서 회전 토크가 더 이상 전달되지 않는 것이 이미 전술된 바 있는 과부하 차단장치에 의해 달성된다.

Claims (10)

  1. 차량에서 사용되는 가동형 스크린(2)을 와이핑하기 위한 와이퍼 시스템으로서,
    a) 고정된 모터 기어 유닛(6)의 후단에 배치된, 모터 기어 유닛의 회전 구동형 구동축(9)과의 결합을 위한 회전 구동형 제1 커플링 부재(10),
    b) i) 와이퍼(5)의 구동을 위한 와이퍼 축(14)과 결합되고,
    ii) 스크린(2)과 함께 움직일 수 있으며,
    iii) 제1 커플링 부재(10)를 통해 회전 토크가 전달되며 모터 기어 유닛의 회전 구동형 구동축(9)에 대해 와이퍼 축(14)을 센터링하는 기능을 하는 제2 커플링 부재(15),
    c) 상기 제1 커플링 부재(10)와 상기 제2 커플링 부재(15) 사이에서 전달 가능한 회전 토크의 제한을 위한 과부하 차단장치로서,
    i) 상기 과부하 차단장치는, 상기 제1 커플링 부재(10) 또는 상기 제2 커플링 부재(15)와 일체형으로 형성되며,
    ii) 상기 과부하 차단장치는, 록킹암(28)을 가지며,
    iii) 상기 록킹암(28)은 제2 커플링 부재(15) 또는 제1 커플링 부재(10)와 일체로 형성되며,
    iiii) 상기 제1 커플링 부재(10) 또는 상기 제2 커플링 부재(15)는 상기 록킹암(28)과 맞물리는 잠금홈(21)을 가지며,
    iiiii) 상기 잠금홈(21)은 반경 방향으로 사다리꼴 형태의 횡단면을 가지는, 과부하 차단장치를 갖는,
    와이퍼 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 커플링 부재(10) 또는 상기 제2 커플링 부재(15)는 단지(pot) 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 커플링 부재(15) 또는 상기 제1 커플링 부재(10)는 절두 원추형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 커플링 부재(15)는 스프링의 힘에 의해 상기 와이퍼 축(14)을 따라 상기 스크린(2)에 대해 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 커플링 부재(10)와 맞물리는 상기 제2 커플링 부재(15)에는 상기 와이퍼 축(14)을 따라 상기 제1 커플링 부재(10)에 대해 초기 장력(prestress)이 가해지는 것을 특징으로 하는 와이퍼 시스템.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 커플링 부재(10)가 상기 제2 커플링 부재(15)와 맞물리지 않는 경우, 상기 와이퍼 축(14)의 회전을 방지하기 위한 고정 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 고정 장치는 서로 맞물릴 수 있는 2개의 기어 링(40, 41)을 갖는 것을 특징으로 하는 와이퍼 시스템.
KR1020027017724A 2000-07-13 2001-06-21 와이퍼 시스템 KR100791046B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

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