KR100853706B1 - 자동차용 와이퍼 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 와이퍼 장치에 관한 것으로, 특히 와이퍼가 한 개로 구성됨과 동시에 종래보다 넓은 면적으로 이물질을 제거할 수 있는 자동차용 와이퍼 장치에 관한 것으로, 소정각도의 범위에서 왕복 회전운동 하는 와이퍼 암; 상기 와이퍼 암과 함께 회전하는 동시에 와이퍼 암에 대하여 길이방향으로 상대 직선운동하는 와이퍼 블레이드; 상기 와이퍼 암을 회전 구동시키는 구동부; 상기 구동부와 와이퍼 블레이드 사이에 연결된 직선운동 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하므로 구동부 및 링크부를 기구학적으로 이용하여 자동차 유리의 닦임 면적을 최대한 넓혀서 운전자 시야를 넓게 확보할 수 있게 함으로써 안전 운행에 도움을 줄 수 있는 것이다.

와이퍼, 자동차, 링크부, 구동부

Description

자동차용 와이퍼 장치{wiper device for a car}

도 1a 및 도 1b는 종래의 자동차용 와이퍼 장치의 구조를 나타낸 사시도 및 작동상태도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 와이퍼 장치를 나타낸 사시도.

도 3은 도 2의 분해사시도.

도 4는 도 2에서 와이퍼 블레이드와 가이드바의 결합 상태를 나타낸 정면도.

도 5는 도 2에서 링크부의 작동상태를 나타낸 사시도.

도 6은 도 2에서 구동부를 나타낸 정면도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 와이퍼 장치의 작동 상태를 나타낸 평면도.

<주요 도면부호의 부호 설명>

100... 와이퍼 암 200... 와이퍼 블레이드

300... 링크부 400... 구동부

410... 구동기어부 410... 제1종동기어부

420... 제2종동기어부 1000... 자동차용 와이퍼 장치

본 발명은 자동차용 와이퍼 장치에 관한 것으로, 특히 와이퍼가 한 개로 구성됨과 동시에 종래보다 넓은 면적으로 이물질을 제거할 수 있는 자동차용 와이퍼 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 와이퍼 장치는 우천시 자동차의 앞 유리에 묻은 이물질과 습기 등을 제거하여 운전자가 안전하게 운전할 수 있도록 운전 시야를 넓혀주기 위한 안전장치중 하나이다.

이러한 와이퍼 장치는 운전석측과 조수적측에 각각 와이퍼 아암과 와이퍼 블레이드를 구비하고 있으며, 이는 엔진실 내에 설치된 와이퍼 모터로부터 링크부를 통해 구동력을 전달받아 작동하게 된다.

그리고, 상기 와이퍼 장치는 연결구조 및 구동력 전달경로에 따라 크게 직력식과 병렬식으로 구분된다.

먼저, 직렬식은 모터로부터 각 링크에 의해 운전석측 및 조수석측이 차례로 직렬 연결된 구조로 되어 와이퍼 모터 구동력이 운전석측으로 전달된 후 이 운전석측에서 다시 조수석측으로 직접 분배되는 방식이다.

또한, 병렬식은 현재 가장 많이 사용되는 방식으로, 운전석측 및 조수석측이 모터로부터 각각 링크기구에 의해 동시에 연결된 병렬구조로 되어 모터 구동력이 운전석과 조수석으로 직접 분배되는 방식이다. 즉, 2개의 와이퍼 기구가 마치 쌍둥이처럼 일정한 간격을 두고 같은 방향으로 정해진 각도만큼 움직이는 것이다.

이러한 기존의 와이퍼 장치는 2개의 블레이드가 좌,우로 왕복 운동을 하는 것으로 앞 유리의 물기을 닦을 경우, 2개의 와이퍼 블레이드 운동으로부터 물 튀김 현상이 발생됨과 동시에, 하나의 와이퍼 블레이드가 유리를 닦아 밀어놓은 물을 다른 와이퍼 블레이드가 아랫쪽으로 밀기 전까지 운전자의 시야가 흐려져 순간적으로 시야확보에 어려움이 있었다.

또한, 먼지나 겨울철의 눈을 닦을 경우, 와이퍼 블레이드의 길이가 한정되어 있으므로 닦이지 않는 사각 지대(운전자 정면 윗쪽, 조수석쪽 상단 왼쪽)가 항상 존재할 수 밖에 없었다.

이러한 단점을 보안하기 위한 일 예로서 한국공개특허공보 제344616호(이하, '종래기술'이라 한다)에는 자동차용 와이퍼 장치의 닦임 면적 확장장치가 개시되어 있으며, 그 구성을 도 1a 및 1b를 참조하여 간략히 설명하도록 한다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 종래기술의 닦임 면적 확장장치(10)는, 베이스판(11)과, 그 하부 양측으로 높이 조절수단(50)을 안내하도록 가이드홈(12a)이 형성된 가이드판(12)과, 상기 높이 조절수단(50)의 스프링(56) 일측을 고정할 수 있도록 상기 가이드판(12)에 대해 설치된 고정판(13)으로 구성되어 있다.

한편, 상기 베이스판(11)의 일측에는 와이퍼 모터의 회전축과 연결된 구동수단(20)과, 상기 구동수단(20)의 구동력을 안내하는 전동수단(30)과, 상기 베이스판(11)의 가이드홈(11a)을 좌우 왕복 이동하는 종동수단(40)으로 이루어져 있다.

이러한 종래의 닦임 면적 확장장치(10)는 상기 베이스판(11)의 가이드홈(11a)의 길이방향 만큼의 닦임 면적이 확장되는 것으로 이는 기존의 와이퍼 장치 의 닦임 면적 각도에 비해 다소 확장되는 정도로서, 운전자의 사각지대를 완전히 해소하지는 못하였다.(도 1b 참조)

또한, 닦임 면적을 확장하기 위한 부품수가 많아서 조립공수가 증가하여 제작단가를 상승시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 자동차 유리의 닦임 면적을 최대한 넓혀서 운전자 시야를 넓게 확보할 수 있게 함으로써 안전 운행에 도움을 줄 수 있는 자동차용 와이퍼 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 닦임면적을 확장하기 위한 와이퍼 장치의 부품수를 줄이고 조립 구조를 단순화하여 생산단가를 낮출 수 있는 자동차용 와이퍼 장치를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 자동차용 와이퍼 장치는, 소정각도의 범위에서 왕복 회전운동 하는 와이퍼 암; 상기 와이퍼 암과 함께 회전하는 동시에 와이퍼 암에 대하여 길이방향으로 상대 직선운동하는 와이퍼 블레이드; 상기 와이퍼 암을 회전 구동시키는 구동부; 상기 구동부와 와이퍼 블레이드 사이에 연결된 직선운동 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 직선운동 전달부는 링크부인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는 상기 와이퍼 모터의 회전운동을 전달받는 구동기어부; 및 상기 구동기어부에 치합하는 종동기어부로 구성되며, 상기 와이퍼 암은 구동기어부에 결합되고 상기 링크부는 종동기어부에 결합되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 종동기어부는 상기 구동기어부와 치합되어 회전되는 제1종동기어부; 및 상기 제1종동기어와 치합되며 상기 구동기어부와 동일 선상에 배치되는 제2종동기어부로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제2종동기어부의 축은 상기 구동기어부의 구동축 내에 삽입되어 상대회전이 가능한 것이다.

한편, 상기 링크부는 상기 제2종동기어부에 결합되는 제1링크와, 일단이 상기 제1링크에 연결되고 타단은 상기 와이퍼 블레이드에 각각 연결되도록 형성된 제2링크로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1링크는 상기 와이퍼 암에 대한 와이퍼 블레이드의 이동거리를 조정할 수 있도록 다수개의 결합공이 형성된 것이다.

또한, 상기 와이퍼 암은 상기 구동기어부에 결합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 와이퍼 암은 길이방향을 따라 슬라이드홈이 형성되어 있고, 상기 와이퍼 블레이드는 상기 슬라이드홈에 대응하는 단면 형상을 갖는다.

아울러, 상기 와이퍼 블레이드는 상기 와이퍼 암의 슬라이드홈에 결합되는 가이드바가 형성되어 있고, 상기 가이드바는 슬라이드홈에 대응하는 단면 형상을 갖는다.

또한, 상기 와이퍼 블레이드에 형성되는 가이드바는 착탈가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 와이퍼 장치(1000)는 일정각도로 왕복 회전운동 하는 와이퍼 암(100)과, 상기 와이퍼 암(100)과 함께 회전되며 자동차 유리의 이물질을 제거하는 와이퍼 블레이드(200)와, 상기 와이퍼 암(100)에 대하여 상기 와이퍼 블레이드(200)를 길이방향으로 상대이동시키는 직선운동 전달부(W)와, 와이퍼 모터(500)에 의해 구동되는 구동부(400)로 구성된다.

먼저, 상기 직선운동 전달부(W)는 링크부(300)에 의해 작동되게 된다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 와이퍼 암(100)은 소정의 길이로 제작되는데, 일단은 후술할 구동기어부(410)의 기어축(411)에 결합될 체결공(110)이 형성되며 타단에는 개방된 단부를 갖고, 그 상면에는 상기 개방된 단부로부터 길이방향을 따라 슬라이딩홈(120)이 형성된다.

여기서, 상기 와이퍼 암(100)은 후술할 와이퍼 블레이드(200)가 설치되어 상대적으로 슬라이딩 이동하는 동시에, 와이퍼 블레이드(200)와 함께 왕복회전운동하게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 상기 와이퍼 블레이드(200)는 상기 와이퍼 암(100)과 결합되어, 왕복회전운동과 상대 슬라이딩 운동하면서 자동차 앞 유리에 밀착된 상태로 빗물이나 이물질을 닦아내는 것으로, 바닥면에 고무부재(도시하지 않음)가 설치된다.

이를 위해, 상기 와이퍼 블레이드(200)에는 상기 와이퍼 암(100)의 슬라이드홈(120)에 대응하여 결합되는 가이드바(220)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 가이드바(220)의 외면 일측에는 결합 돌출부(230)가 형성되어 후술할 제2링크(320)와 회전 결합한다.

상기 가이드바(220)는 슬라이딩홈(120)의 길이보다 짧게 제작되는 것이 바람직하다.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 상기 와이퍼 블레이드(200)는 상기 가이드바(220)와 일체형으로 결합되어 있으나, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 와이퍼 블레이드(200)와 가이드바(220)는 공지된 다양한 형태의 결합수단을 통하여 착탈가능하게 형성될 수도 있다.

한편, 상기 링크부(300)는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1링크(310)와 제2링크(320)로 구성되며, 상기 와이퍼 블레이드(200)를 와이퍼 암(100)에 대하여 슬라이딩 시켜서 닦임 범위를 가변시키는 역활을 수행한다.

구체적으로, 상기 제1링크(310)는 소정의 길이를 갖고 후술할 제2종동기어부(430)의 제2종동축(431)에 결합되는 제1결합홈(311)이 형성되며, 상기 제1결합홈(311)은 일정한 간격을 두고 다수개로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 다수개로 형성된 제1결합홈(311)은 상기 와이퍼 블레이드(200)의 가변되는 길이를 조정할 수 있는 것이다.

또한, 상기 제2링크(320)는 상기 제1링크(310)보다 다소 길게 제작됨과 동시에 양 단부 근방에는 상기 제1링크(310)의 제1결합홈(311)과 상기 와이퍼 블레이드(200)의 결합 돌출부(230)와 결합될 수 있도록 제2결합홈(321)이 각각 형성된다.

따라서, 상기 제2링크(320)의 일단은 상기 제1링크(310)에 연결되고, 타단은 상기 와이퍼 블레이드(200)에 각각 연결된다.

결국, 상기 제1링크(310)는 후술할 제2종동기어부(430)의 제2종동축(431)에 고정되어 회전하며, 상기 제2링크(320)는 그 일단이 상기 제1링크(310)를 따라 원의 궤적으로 회전되는 동안 타단에 결합된 와이퍼 블레이드(200)측으로는 와이퍼 암(100)에 대하여 직선운동으로 바뀌여 상기 와이퍼 블레이드(200)의 상대 이동거리를 가변시키는 것이다.

한편, 상기 구동부(400)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 크게 구동기어부(410)와, 종동기어부(401)로 나뉘고 상기 종동기어부(401)는 제1종동기어부(420)와, 제2종동기어부(430)로 구성된다.

먼저, 상기 구동기어부(410)는 와이퍼 모터(500)와 연결되는 구동축(411)과 상기 구동축(411)에 고정 설치되는 구동기어(412)로 구성되며, 상기 구동축(411)의 상부 내측에는 후술할 제2종동기어부(430)의 제2종동축(431)이 삽입될 수 있도록 삽입공(413)이 형성된다.

또한, 상기 제1종동기어부(420)는 제1종동축(421)과, 상기 제1종동축(421)의 윗쪽과 아래쪽으로 서로 이격된 상태로 설치되는 제1종동기어(422) 및 제2종동기어(423)로 구성되며, 상기 제1종동기어(422)는 상기 구동기어(412)에 치합된다.

그리고, 상기 제2종동기어부(430)는 상기 구동기어축(411)의 삽입공(413)에 삽입게 설치되는 제2종동축(431)과 상기 제2종동기어(423)와 치합되는 제3종동기어(432)로 구성된다.

여기서, 상기 제1종동기어부(420)의 제1종동기어(422)는 구동기어(412)보다 작은 직경을 가지며, 제1종동기어(422)보다 제2종동기어(423)가 상대적으로 큰 직경으로 형성된다. 그리고, 제2종동기어(423)는 상기 제3종동기(432)보다 큰 직경을 갖는다.

이에 따라, 구동축(411)이 회전함에 따라 점차 회전비가 커져서 제2종동기어부(430)에 이르러서는 수배의 회전비를 얻을 수 있다.

예컨대, 상기 구동기어축(411)에 결합된 와이퍼 암(100)이 작동되는 지점으로부터 180°회전하였을 경우 상기 제2종동기어축(431)에 결합된 제1링크(310)는 약 900°[즉, 제1링크는 360 × 2 + 180(와이퍼 암) = 900]까지 회전할 수 있다(도 7참조).

또한, 상기 와이퍼 블레이드(200)의 상대 가변 길이는 45°와 135°위치에서 가장 크고 0°, 90°, 180°위치에서 최소화 되게 된다(도 7참조).

한편, 상기 구동기어부(410)와 제1종동기어부(420)의 아래쪽에는 고정판(440)이 설치된다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 자동차용 와이퍼 장치(1000)의 작용을 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 자동차용 와이퍼 장치(1000)를 자동차 앞 유리 아래쪽 중앙에 설치한 상태에서 구동기어부(410)와 와이퍼 모터(500)를 서로 연결시킨다.

그 다음, 와이퍼 모터(500)에 전기를 인가하여 구동기어부(410)를 회전 시키면 상기 구동기어부(410)와 치합되어 있는 제1종동기어부(420)측으로 회전력이 전달됨과 동시에 상기 제1종동기어부(420)의 회전력은 다시 제2종동기어부(430)로 회전력이 전달되게 된다(도 6참조). 이에 따라, 구동기어축(411)에 결합된 와이퍼 암(100)이 회전한다.

한편, 상기 제2종동기어부(430)에 결합된 제1링크(310)도 함께 회전하게 되며, 상기 제1링크(310)에는 제2링크(320)의 일단이 연결되어 상기 제1링크(310)와 동일한 궤적으로 회전된다. 이때, 제2링크(320) 타단은 와이퍼 블레이드(200)에 연결되어 상기 제1링크(310)의 회전운동을 직선운동으로 바뀌면서 와이퍼 블레이드(200)는 와이퍼 암(100)에 대하여 슬라이딩 작용을 하여 그 길이가 가변 된다(도 7 참조).

따라서, 상기와 같이 구동부(400)로부터 링크부(300)를 통한 회전력을 전달받은 와이퍼 블레이드(200)는 와이퍼 암(100)에 대하여 직선의 왕복운동을 하면서 자동차 유리를 광범위하게 닦을 수 있다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 구동부 및 링크부를 기구학적으로 이용하여 자동차 유리의 닦임 면적을 최대한 넓혀서 운전자 시야를 넓게 확보할 수 있게 함으로써 안전 운행에 도움을 줄 수 있는 것이다.

또한, 닦임면적을 확장하기 위한 와이퍼 장치의 부품수를 줄이고 조립 구조를 단순화하여 생산단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 자동차용 와이퍼 장치가 하나로 구성되어 빗물에 의한 물 튀김 현상이 대폭 감소되는 효과가 있다.

아울러, 기존의 와이퍼 모터가 설치된 자동차에 유연하게 적용시킬 수 있는 것이다.

Claims (11)

1. 소정각도의 범위에서 왕복 회전운동 하는 와이퍼 암;

   상기 와이퍼 암과 함께 회전하는 동시에 와이퍼 암에 대하여 길이방향으로 상대 직선운동하는 와이퍼 블레이드;

   상기 와이퍼 암을 회전 구동시키는 구동부;

   상기 구동부와 와이퍼 블레이드 사이에 연결된 직선운동 전달부인 링크부를 포함하며,

   상기 구동부는 상기 와이퍼 모터의 회전운동을 전달받는 구동기어부 및 상기 구동기어부에 치합하는 종동기어부로 구성되며, 상기 와이퍼 암은 구동기어부에 결합되고 상기 링크부는 종동기어부에 결합되되,

   상기 종동기어부는 상기 구동기어부와 치합되어 회전되는 제1종동기어부 및

   상기 제1종동기어와 치합되며 상기 구동기어부와 동일 선상에 배치되는 제2종동기어부로 구성되고,

   상기 제2종동기어부의 축은 상기 구동기어부의 구동축 내에 삽입되어 상대회전이 가능한 것이며,

   상기 링크부는 상기 제2종동기어부에 결합되는 제1링크와, 일단이 상기 제1링크에 연결되고 타단은 상기 와이퍼 블레이드에 각각 연결되도록 형성된 제2링크로 구성하되,

   상기 제1링크는 상기 와이퍼 암에 대한 와이퍼 블레이드의 이동거리를 조정할 수 있도록 다수개의 결합공이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 와이퍼 암은 상기 구동기어부에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 장치.
9. 제 1 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 와이퍼 암은 길이방향을 따라 슬라이드홈이 형성되어 있고, 상기 와이퍼 블레이드는 상기 슬라이드홈에 대응하는 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 와이퍼 블레이드는 상기 와이퍼 암의 슬라이드홈에 결합되는 가이드바가 형성되어 있고, 상기 가이드바는 슬라이드홈에 대응하는 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 와이퍼 블레이드에 형성되는 가이드바는 착탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 장치.

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