KR100923460B1 - 힌지형으로 결합된 와이퍼 블레이드를 갖는 와이퍼 암 - Google Patents

힌지형으로 결합된 와이퍼 블레이드를 갖는 와이퍼 암 Download PDF

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Abstract

본 발명은 힌지형으로 결합된 와이퍼 블레이드(20)가 포함된 와이퍼 암(10)으로서, 상기 와이퍼 블레이드는 와이퍼 고무날 지지대(22) 및 와이퍼 고무날(24)을 포함하며, 탄성의 가이드 블레이드(34)를 갖는 장치(28)를 통해 와이퍼 암(10)에 대해 측방으로 안내되고, 가이드 블레이드(34)의 제1 단부(30)가 와이퍼 암(10)의 힌지부(12)에서 고정된다. 여기에서는 가이드 블레이드(34)의 제2 단부(32)가 와이퍼 블레이드(20)에 고정되며 가이드 블레이드(34)가 종방향(54)으로 휘어지는 구간(40, 46, 48)을 갖는 것이 제안된다.

Description

힌지형으로 결합된 와이퍼 블레이드를 갖는 와이퍼 암{WIPER ARM WITH HINGEDLY CONNECTED WIPER BLADE}
본 발명은, 제1청구항의 상위 개념에 따른 힌지 결합형 와이퍼 블레이드를 갖는 와이퍼 암에 관한 것이다.
공지된 앞유리 와이퍼는 고정 부품, 및 이 고정 부품과 힌지형으로 결합되고 와이퍼 바를 갖는 힌지부로 이루어진 와이퍼 암을 갖는다. 경우에 따라서는 와이퍼 고무날을 고정하는 예를 들어 중간 클램프 및/또는 발톱형 클램프와 같은 종속된(subordinated) 클램프 및 중앙 클램프를 포함하는 고정 장치로 이루어진 와이퍼 블레이드가 와이퍼 암과 힌지형으로 결합된다. 또한 상기 클램프가 종속된 클램프와 힌지형으로 결합되므로, 회전 동작 중에 와이퍼 고무날이 차량 앞유리의 만곡에 적응될 수 있다. 이런 앞유리 와이퍼는 예를 들어 독일 특허 제37 44 237호에 공지되어 있다. 일반적으로 클램프 사이의 힌지는 종속된 클램프의 프로파일 측면을 동시에 덮는 합성수지 부품으로 형성된다.
또한 독일 특허 제197 38 232호에는 와이퍼 고무날을 위한 고강도의 탄성 합성수지 재질의 지지 부재가 공지되어 있다. 부하되지 않은 상태에서 상기 지지 부재는, 와이퍼 블레이드의 작동 중에 와이퍼 고무날이 차량 앞유리에 완전하게 접촉 되는 경우에 균일한 압박력이 나타나도록 설계된 만곡률을 갖는다. 정면에는 프로파일의 차단부로서 합성수지 재질의 캡이 조립된다. 또한 스프링강 재질의 지지 부재를 갖는 유사한 와이퍼 블레이드가 공지된 바 있다. 다음에서 기술되는 와이퍼 고무날 지지대에는 고정 장치 뿐 아니라 전술된 의미의 지지 부재도 포함된다.
와이핑 과정 중에 와이퍼 블레이드는 쉽게 요동하는 경향을 갖는다. 특히 와이퍼 블레이드가 비교적 긴 경우에는 와이퍼 블레이드와 와이퍼 암 사이의 힌지부에서 가이드가 이런 요동을 억제할 수 있을 만큼 충분히 견고하지 않다. 와이퍼 블레이드가 좁고 긴 부품이며, 구동측 내부 구간과 와이퍼 블레이드의 외부 구간 사이의 큰 속도차로 인해 상이한 마찰 양상이 나타나므로 또는 스틱 스립(stick-slip) 현상으로 인해, 와이퍼 블레이드는 요동하려는 경향을 갖는다. 이런 요동은 특히 매우 작은 마찰 속도가 나타나는 와이퍼 블레이드의 내측원에서 특정한 수치를 초과하는 경우 와이퍼 블레이드가 와이퍼 암에 부딪치고 덜거덕거리는 소음(clatter noise)을 발생시킬 수 있는 불필요한 측방 운동을 야기시킨다. 이런 현상은 특히 차량 앞유리가 건조하거나, 더럽거나, 결빙되거나 또는 충분한 습기가 존재하지 않을 경우 또는 차량 앞유리에 눈이 쌓여 있을 경우에 심하게 나타난다. 또한 와이퍼 블레이드와 차량 앞유리와의 접촉이 순간적으로 상실될 수 있으므로 불량한 와이핑 양상이 나타난다. 클램프 부품의 수가 많을수록 와이퍼 블레이드가 덜거덕거리는 소음이 발생되는 경향이 강하게 나타난다. 또한 스프링 강성이 약한 경량 와이퍼 블레이드는 그렇지 않은 와이퍼 블레이드보다 취약한 것으로 나타났다.
또한 독일 특허 제197 31 683호에는 제1 부품과 제2 부품을 갖는 와이퍼 블레이드의 안내를 위한 장치가 공지되어 있다. 상기 장치는 발톱형 클램프의 연결부에 배치되며, 예를 들어 접착, 용접, 납땜, 클립 결합, 클램핑 결합 등을 통해 와이퍼 암의 힌지부와 견고하게 결합된다. 상기 장치의 제1 부품은, 발톱형 클램프의 힌지부를 감싸고 와이퍼 암에 대해 안내하는 안내벽을 갖는다. 또한 제2 부품도 안내벽을 갖는데, 이 안내벽 사이에서는 제1 부품이 텔레스코프 형태로 안내되므로 제1 부품의 안내벽이 단기간 고정될 수 있고 차량 앞유리의 만곡률이 심한 경우에도 차량 앞유리와의 충돌(collision)을 우려할 필요가 없다. 바람직하게도 제1 부품은 망실 방지를 위해 예를 들어 탄성 부재를 통해 장치와 결합된다.
제2 부품은, 제1 부품이 앞유리 와이퍼의 동작 방향에서 강직성으로 안내되는 반면, 차량 앞유리에 대해 수직 방향으로 와이퍼 암으로 휘어질 수 있도록, 제1 부품을 상기 장치와 결합하는 스프링 돌기부(spring tongue)로 이루어질 수 있다. 물론 제2 부품으로서 스프링 돌기부와 안내벽 사이의 조합을 선택하는 것도 가능한데, 단 이 경우에는 스프링 돌기부가 탄성 부재의 기능을 이행한다. 또한 상기 장치는 개별 판재로 제조될 수 있으며 조립될 수 있지만 적합한 합성수지 재질의 합성수지 사출 부품으로 제조하는 것이 바람직하다. 하지만 어떤 경우에 있어서도 와이퍼 블레이드의 안내를 위해 추가적인 부품이 필요하므로 제조 비용 및 조립 비용이 증가할 뿐 아니라 추가적인 재료 비용이 발생한다. 일반적으로 상기 장치의 안내면 사이에는 와이퍼 블레이드와 와이퍼 암 사이에서 힌지가 예를 들어 와이퍼 바의 클림프(crimp)와 같은 공차와 관련된 와이퍼 암의 형태(geometry)로 인해 끼이 는 것을 방지하기 위해 공기 틈새가 형성된다. 이런 공기 틈새로 인해 덜거덕거리는 소음이 방생할 수도 있는데, 그 이유는 측방 요동이 현저히 감소되지만 완전하게 억제할 수는 없기 때문이다.
본 발명에서는 가이드 블레이드의 제2 단부가 와이퍼 블레이드에 고정되고 가이드 블레이드가 종방향으로 휘어지는 구간을 갖는다. 양측 단부, 더욱 상세하게는 와이퍼 암, 즉 와이퍼 암의 힌지부와 와이퍼 블레이드에서 가이드 블레이드를 고정함으로써 특히 높이가 낮은 앞유리 와이퍼에 적합한 와이퍼 블레이드와 와이퍼 암 사이에서 여유가 없는(clearance-free) 안내가 이루어진다. 본 발명에서 와이퍼 암은 와이퍼 블레이드의 상단에서 또는 와이퍼 블레이드의 측방으로 엇갈리게 진행된다.
가이드 블레이드의 종방향으로 휘어지는 구간은 와이퍼 블레이드와 와이퍼 암 사이의 상대적 동작 중에 가이드 블레이드가 종방향으로 휘어지도록 하는 기능을 하며, 이로서 와이퍼 암과 와이퍼 블레이드 사이의 상대적 행정을 위해 필요한 길이 조정을 가능케 한다. 일반적으로 가이드 블레이드는 차량 앞유리에 대해 수직인 동작 방향으로 매우 약한 힘을 가하도록 설계되므로, 가이드 블레이드가 와이퍼 블레이드의 압박력에 거의 아무런 영향을 미치지 않는다. 차량 앞유리의 평행한 방향에서는 가이드 블레이드가 충분한 강직성을 가지므로 와이퍼 블레이드의 우수한 측방 안내가 보장된다.
와이퍼 블레이드의 용이한 조립 및 분해를 보장하기 위해서는 가이드 블레이 드가 적어도 하나의 단부, 즉 와이퍼 암 또는 와이퍼 블레이드에서 분리 가능한 형태로 고정되는 것이 바람직하다. 다른 단부는 해당 부품과 고정 결합이 가능하다. 따라서 예를 들어 가이드 블레이드는 일측 단부에서 와이퍼 암의 힌지부의 U자형 프로파일에 용접, 납땜 또는 접착될 수 있는 반면, 다른 단부는 서로 맞물리는 두 개의 연결 부품을 통해 와이퍼 블레이드, 더욱 상세하게는 와이퍼 고무날 지지대와 결합된다. 이 경우 조립된 상태에서는 가이드 블레이드가 종방향으로 약한 초기 응력을 갖는 것이 바람직하다.
또한 예들 들어 가이드 블레이드를 와이퍼 고무날 지지대의 합성수지 캡에 주형하거나 또는 캡의 단부에서 사출을 통해 매립함으로써, 가이드 블레이드를 와이퍼 블레이드와 견고하게 결합할 수 있다. 또한 와이퍼 고무날 지지대의 일부 또는 캡과 견고하게 결합하는 것도 가능하다. 이 경우에는 충분한 프레스 끼워 맞춤(press fit)을 통해 힌지부의 U자형 단면 프로파일에 고정되고 와이퍼 암에 고정된 다른 연결 부품과 연동하는 연결 부재가 가이드 블레이드의 다른 단부에 장착된다. 상기 연결 부품은, 이 연결 부품이 볼 조인트를 형성하도록 와이퍼 암측 또는 와이퍼 블레이드측에 형성된다. 이렇게 함으로써 각도 편차가 원활하게 조정될 수 있다. 가이드 블레이드의 단부는 클립 부재를 통해 와이퍼 암 또는 와이퍼 블레이드에 고정될 수도 있으며, 이 경우 클립 부재는 예를 들어 노우즈 형태 또는 적합한 돌기부 형태의 잠금 부재를 통해 상기 부품의 함몰부 또는 홈에 고정된다.
가이드 블레이드는 자체적으로 적합한 탄성을 가져야 한다. 가이드 블레이드는 적합한 합성수지, 바람직하게는 섬유 강화형 합성수지 또는 스프링강으로 제조 될 수 있다. 바람직하게도 종방향으로 휘어지는 구간은 가이드 블레이드의 파형 구간으로서 형성되는데, 상기 파형 구간에서 가이드 블레이드의 폭은 차량 앞유리에 대해 평행 및/또는 수직으로 진행한다. 어떤 경우에 있어서도 와이퍼 암과 와이퍼 블레이드 사이의 상대적 동작 중에 종방향으로의 길이 조정이 이루어진다. 가이드 블레이드의 폭을 차량 앞유리에 대해 평행하게 설정하는 경우에는 수직 방향으로 더 큰 유연성이 나타나는 반면, 제조 공차를 보상하기 위해 차량 앞유리에 대해 수직 방향으로 설정하는 경우에는 차량 앞유리에 대해 평행한 유연성이 나타날 수 있다. 가이드 블레이드를 자신의 종축을 중심으로 상응하게 제한함으로써 상기 양측 가능성을 조합할 수 있다.
기타 이점은 다음의 도면에 대한 설명에서 기술된다. 도면에는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 도면, 본문 및 청구항은 조합된 복수의 특징들을 포함한다. 전문가는 각 특징들 뿐 아니라 이런 특징들의 바람직한 조합도 식별할 수 있다.
도면의 내용은 다음과 같다.
도1은 힌지형으로 결합된 와이퍼 블레이드가 포함된 와이퍼 암의 도식적 측면도이며,
도2는 도1의 라인 II에 상응하는 장치에 대한 상세도이고,
도3 내지 도11은 도2에 대한 변형된 실시예를 나타내는 도면이며,
도12는 와이퍼 블레이드가 포함된 힌지부를 하단에서 관찰한 부분사시도이고,
도13 내지 도17은 도2에 대한 기타 변형된 실시예를 나타낸 도면이다.
와이퍼 바(wiper bar)(14)의 후크형 단부(16)가 와이퍼 블레이드(wiper blade)(20)의 힌지 핀(hinge pin)(18)을 감쌈으로써, 와이퍼 블레이드(20)가 힌지부(hinge part)(12) 및 와이퍼 바(14)를 갖는 와이퍼 암(wiper arm)(10)과 힌지형으로 결합된다. 와이퍼 블레이드(20)는, 힌지 핀(18)이 배치되고 와이퍼 고무날(wiper strip)(24)이 고정된 와이퍼 고무날 지지대(wiper strip carrier)(22)를 갖는다. 와이퍼 암(10)의 힌지부(12)와 와이퍼 블레이드(20) 사이에는 제1 단부(30)가 힌지부(12)에 고정되고 제2 단부(32)가 와이퍼 블레이드(20), 더욱 상세하게는 와이퍼 고무날 지지대(22)에 고정된 가이드 블레이드(guide blade)(34)가 포함된 장치(28)가 장착된다. 상기 가이드 블레이드(34)는 종방향(54)으로 휘어지는 구간을 갖는데, 이 구간에서는 적어도 부분적으로나마 종방향으로 웨이브(wave)가 형성된다(도5). 파형 구간은 도3에서 부호(40)로 표시된다.
도2에 따른 실시예는 제1 단부(30)에서 주형된 사각형의 연결 부재(42)를 갖는 합성수지 재질의 가이드 블레이드(34)를 나타낸다. 상기 연결 부재는 측벽(36) 사이에서 힌지부(12)의 U자형 프로파일(profile)에 고정될 수 있다. 도2에 따른 가이드 블레이드(34)의 제2 단부(32)는 와이퍼 블레이드(20), 더욱 상세하게는 와이퍼 고무날(24) 및 와이퍼 고무날 지지대(22)의 단부에 고정된 합성수지 재질의 캡(cap)(60)에 주형된다. 또한 다른 형태의 지지 클램프(carrying clamp)에서는 합 성수지 재질의 캡이 클램프 조인트 구간에 배치되는 것도 가능하다.
도3에 따른 실시가 도2에 따른 실시와 상이한 점은 상기 가이드 블레이드(34)가 스프링강으로 제작되며, 자신의 단부(30, 32)가 합성수지 재질의 캡(60) 또는 연결 부재(42) 내에 매립되는 것이다. 도4에 따른 실시에서는 예를 들어 용접, 납땜, 접착 등을 통해 가이드 블레이드(34)가 힌지부(12)의 커버 플레이트(cover wall)(38)에 직접 고정된다. 고정 유형은 가이드 블레이드(34) 및 힌지부(12)를 이루는 재질에 따라 결정된다. 도시된 실시예에서는 가이드 블레이드가 스프링강으로 이루어지며 판재의 힌지부(12)와 용접된다. 가이드 블레이드(34)의 제2 단부(32)는 연결 부재(42) 내에 매립된다.
도5에 따른 실시에서는 가이드 블레이드(34)에 종방향(54)으로 웨이브가 형성되며, 가이드 블레이드(34)의 폭은 차량 앞유리(windshield)(26)에 대해 거의 평행하게 진행한다. 상기 실시예에서는 방향(56)으로 우수한 높이 조정이 이루어지고 종방향(54)으로 길이 조정이 이루어진다.
도6에 따른 실시에서는 스프링 블레이드(34)의 폭이 차량 앞유리에 대해 거의 수직으로 형성되어 있어서, 종방향에서의 길이 조정뿐 아니라 방향(58)에서의 측면 조정이 가능하다.
도7에 따른 실시에서는 가이드 블레이드(34)가 파형 구간(40) 내로 제한되므로 제1 구간(46)에서는 가이드 블레이드(34)의 폭이 차량 앞유리(26)에 대해 거의 평행하게 진행되는 반면, 제2 구간(48)에서는 가이드 블레이드(34)의 폭이 차량 앞유리(26)에 대해 거의 수직으로 진행된다. 이를 통해 차량 앞유리(26)에 대해 수직 인 방향(56) 및 종방향(54), 및 차량 앞유리(26)에 대해 평행하고 종방향(54)에 대해 수직인 방향(58)에서의 조정이 가능하다.
도8 내지 도11에 따른 실시는 가이드 블레이드(34)가 연결 부재(42, 44)를 통해 캡(60)과 결합된 변형을 나타낸다. 상기 연결 부재(44)는 연결 부재(42)가 사각형으로 매립된 신발 모양의 형태를 갖는다. 도8 및 도9는 신발 형태의 연결 부재(44)가 캡(60)에 주형되고 사각형의 연결 부재(42)가 가이드 블레이드(34)에 장착된 실시를 나타낸다. 도10 및 도11은 사각형의 연결 부재(42)가 캡(60)과 결합되고, 신발 형태의 연결 부재(44)가 가이드 블레이드(34)의 단부에 주형되며 연결 부재(42)를 감싸고 있는 대안적 실시를 나타낸다.
도12는 힌지부(12)가 포함된 도10 및 도11에 따른 실시를 나타내는 도면으로서 하단에서 관찰한 부분사시도이다.
도13 내지 도15에 따른 실시는, 제2 단부(32)를 통해 캡(60)과 결합되고 제1 단부(30)에서 연결 부재(42, 44)를 통해 힌지부(12)와 결합된 가이드 블레이드(34)를 나타낸다. 도13에 따른 실시에서는 사각형 연결 부재(42)가 힌지부(12)의 U자형 단면 프로파일(cross section profile)에 직접 고정되거나, 또는 도14에 도시된 바와 같이 힌지부(12)와 견고하게 결합된 신발 형태의 연결 부재(44)에 고정될 수 있다. 도15에 따른 실시에서는 신발 형태의 연결 부재(44)가 가이드 블레이드(34)의 제1 단부에 장착된다. 또한 상기 연결 부재는 힌지부(12)의 U자형 프로파일에 고정되거나 또는 와이퍼 암(10)에 고정된 사각형의 연결 부재(42)를 감쌀 수 있다(도16).
도17에 따른 실시에서는 가이드 블레이드(34)가 자신의 제1 단부(30)에서 힌지부(12)의 U자형 프로파일로 압박될 수 있고 노우즈(nose)(62) 또는 다른 적합한 돌기부를 통해 힌지부(12)의 상응하는 함몰부 또는 홈에 잠기는 클립 부재(clip element)(50)를 갖는다. 제2 단부(32)에서 가이드 블레이드(34)는 연결 부재로서 기능하며 여기에 도시되지 않은 적합한 구조물을 통해 볼 조인트를 형성하는 구형의 연결 부재(52)를 갖는데, 이 볼 조인트를 통해 각도 편차가 조정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 힌지형으로 결합된 와이퍼 블레이드를 갖는 와이퍼 암에 이용가능하다.

Claims (14)

  1. 힌지형으로 결합된 와이퍼 블레이드(20)를 가지는 와이퍼 암(10)으로서,
    상기 와이퍼 블레이드는, 와이퍼 고무날 지지대(22) 및 와이퍼 고무날(24)을 포함하며, 탄성의 가이드 블레이드(34)를 갖는 장치(28)를 통해 와이퍼 암(10)에 대해 측방으로 안내되고, 상기 가이드 블레이드(34)의 제1 단부(30)는 와이퍼 암(10)의 힌지부(12)에서 고정되는, 상기 와이퍼 암에 있어서,
    상기 가이드 블레이드(34)의 제2 단부(32)는 와이퍼 블레이드(20)에 고정되며, 상기 가이드 블레이드(34)는 종방향(54)으로 휘어지는 구간(40, 46, 48)을 가지며;
    상기 제1 단부(30)는 분리 가능한 형태로 와이퍼 암(10)에 고정되고;
    상기 가이드 블레이드(34)의 제1 단부(30)는 힌지부(12)의 측벽(36) 사이에 고정되는 연결 부재를 지지하는 것을 특징으로 하는;
    와이퍼 암.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가이드 블레이드(34)는 조립된 상태에서 종방향(54)으로 초기 장력을 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 암.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가이드 블레이드(34)는 스프링강으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 암.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 연결 부재(42, 44, 52)는 상기 가이드 블레이드(34)의 제1 단부(30)에 고정되고, 상기 연결 부재는 힌지부(12)와 결합되는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 암.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 연결 부재(52)는 볼 조인트(ball link)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 암.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가이드 블레이드(34)의 제1 단부(30)에는 클립 부재(50)가 고정되는데, 상기 클립 부재(50)는 노우즈(62)를 통해 힌지부(12)의 상응하는 개구부 또는 함몰부에 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 암.
  9. 제 1항에 따른 와이퍼 암(10)을 위한 와이퍼 블레이드(20)에 있어서,
    제2 단부(32)는 상기 와이퍼 블레이드(20)에 고정되며;
    연결 부재(42, 44, 52)는 가이드 블레이드(34)의 제2 단부(32)에서 고정되고, 상기 연결 부재는 상기 와이퍼 블레이드(20)와 결합되고;
    상기 연결 부재(52)는 볼 조인트를 형성하는 것을 특징으로 하는;
    와이퍼 블레이드.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 가이드 블레이드(34)의 제2 단부(32)는 와이퍼 고무날 지지대(22)의 단부 또는 와이퍼 고무날(24)의 단부에 있는 합성수지 재질의 캡(60)에 매립되는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 블레이드.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 9항에 있어서, 상기 가이드 블레이드(34)는 종방향(54)에 대해 적어도 하나의 횡방향 파형 구간(40, 46, 48)을 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 블레이드.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 가이드 블레이드(34)의 폭은 상기 파형 구간(40, 46, 48)에서 차량 앞유리(26)에 대해 평행 또는 수직인 것을 특징으로 하는, 와이퍼 블레이드.
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