KR101351931B1 - 볼 조인트 구조가 개선된 와이퍼 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 볼 조인트 구조가 개선된 와이퍼 장치는, 와이퍼 모터에 의해 회전하는 크랭크; 상기 크랭크의 일단부에 형성된 볼; 상기 볼과 결합하며 상기 볼에 대해 회전가능하게 설치된 조인트 캡; 및 상기 조인트 캡에 고정되어 상기 조인트 캡과 같이 움직이는 트랜스미션 로드;를 포함한 차량용 와이퍼 장치에 있어서, 상기 조인트 캡은 그 조인트 캡이 상기 볼로부터 이탈되는 것을 억제하도록 상기 볼의 중심선 하측을 지지하는 복수의 이탈 방지용 리브를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

볼 조인트 구조가 개선된 와이퍼 장치{Wiper apparatus enhancing ball joint structure}

본 발명은 차량용 와이퍼 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 와이퍼 장치는 강우 또는 강설 등의 기후 조건이나 기타 먼지나 얼룩 등이 윈드실드 글라스 상에 묻어 운전자의 시야가 불량해졌을 때 이를 와이퍼 블레이드로 닦아내어 운전자의 시야를 확보해주는 안전장치이다. 와이퍼 장치는 차량의 윈드실드를 비롯하여 리어 윈도우, 아웃 사이드 리어 뷰 미러, 헤드 램프 등에 설치될 수 있다. 특히 윈드실드에 설치되는 와이퍼 장치는 통상적으로 한 쌍의 와이퍼 블레이드를 하나의 모터에 의해 링크 기구로 연결하여 작동시킨다. 이와 같은 와이퍼 장치의 일 예가 공개특허 제2001-0072421호에 개시되어 있다.

종래의 와이퍼 장치에서 와이퍼 모터의 회전력을 크랭크를 이용하여 링크 기구에 결합할 때 볼 조인트를 사용한다. 도 1에는 와이퍼 모터에 결합된 크랭크와 링크 기구의 연결 구조를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 와이퍼 모터(미도시)의 출력축에 결합된 크랭크(1)에 링크 기구를 구성하는 트랜스미션 로드(2, 소위 "채널"이라 불리기도 함)는 볼 조인트 구조에 의해 회전 가능하게 결합 된다. 상기 볼 조인트 구조는 상기 크랭크(1)의 단부에 마련된 볼(3)에 그리스(grease)와 같은 윤활제를 도포한 후 그 볼(3)에 조인트 캡(4)을 씌워 결합한다. 상기 조인트 캡(4)은 상기 트랜스미션 로드(2)와 결합 된다. 따라서, 상기 와이퍼 모터에 의해 상기 크랭크(1)가 회전하게 되며, 상기 볼 조인트를 매개로 상기 트랜스미션 로드(2)의 일단부가 회전 운동을 하게 되고 그 트랜스미션 로드(2)의 타단부에 연결된 와이퍼 암(미도시)이 왕복 회전 운동을 하게 된다. 이에 따라 그 와이퍼 암의 단부에 결합된 와이퍼 블레이드(미도시)가 왕복 회전 운동을 하면서 윈드실드에 묻은 이물질을 닦는다.

이와 같은 종래의 볼 조인트 구조를 구성하는 조인트 캡(4)은 도 1에 도시된 바와 같이 모자 형태로 이루어져 있다. 일반적으로 상기 조인트 캡(4)은 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 합성수지를 사출성형하여 제조한다. 사출성형을 위한 금형은 상형과 하형으로 이루어지는데 그 상형과 하형 사이에서 제품이 성형 된다. 또한, 상기 상형과 하형은 제품 성형 후에 분리되어야 하며 그 과정에서 상기 제품에 손상을 주지 않도록 상형과 하형의 간섭이 발생하지 않아야 한다. 일반적으로 이와 같은 조건 때문에 사출 금형에서는 소위 언더컷(undercut)이 발생하지 않도록 하여야 한다. 이와 같은 조건으로 인하여 종래의 조인트 캡(4)은 상기 볼(3)의 중심선 하부를 견고하게 지지할 수 있는 구조를 형성할 수 없는 문제점이 있다. 그 결과 상기 조인트 캡(4)이 와이퍼 작동 과정에서 상기 볼(3)로부터 쉽게 이탈되는 문제점이 있다. 이와 같이 상기 조인트 캡(4)이 상기 볼(3)에서 이탈되는 경우 와이퍼 작동이 불능 상태에 도달하게 되므로 운전자가 매우 위험한 상황이 처할 수 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 차량의 와이퍼 장치에서 채용된 볼 조인트 구조를 개선하여 조인트 캡이 볼로부터 쉽게 이탈되지 않도록 함으로써 안전 운전을 보장하는 와이퍼 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼 조인트 구조가 개선된 와이퍼 장치는, 와이퍼 모터에 의해 회전하는 크랭크;

상기 크랭크의 일단부에 형성된 볼;

상기 볼과 결합하며 상기 볼에 대해 회전가능하게 설치된 조인트 캡; 및

상기 조인트 캡에 고정되어 상기 조인트 캡과 같이 움직이는 트랜스미션 로드;를 포함한 차량용 와이퍼 장치에 있어서,

상기 조인트 캡은 그 조인트 캡이 상기 볼로부터 이탈되는 것을 억제하도록 상기 볼의 중심선 하측을 지지하는 복수의 이탈 방지용 리브를 구비한 점에 특징이 있다.

상기 이탈 방지용 리브를 형성하는 과정에서 금형의 언더컷이 발생하지 않도록 상기 이탈 방지용 리브의 상방에 각각의 이탈 방지용 리브에 대응하는 금형 빼기용 관통공이 형성된 것이 바람직하다.

상기 금형 빼기용 관통공에 결합되는 결합 후크를 구비하며, 상기 조인트 캡의 상부를 덮도록 배치된 캡 커버;를 더 포함한 것이 바람직하다.

상기 캡 커버는 상기 조인트 캡과 일체로 형성될 수 있다.

상기 이탈 방지용 리브는 상기 조인트 캡의 둘레를 따라 일정한 간격으로 배치된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 와이퍼 장치는, 조인트 캡의 구조를 개선하여 볼의 중심선 하부를 견고하게 지지할 수 있도록 함으로써, 조인트 캡이 볼로부터 쉽게 이탈되지 않도록 하여 운전자의 안전 운전을 보장하는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 와이퍼 장치의 볼 조인트 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 와이퍼 장치의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 볼 조인트 캡의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 볼 조인트 캡을 다른 방향에서 본 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 캡 커버의 내부 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 와이퍼 장치에서 캡 커버가 분리된 상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 볼 조인트 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 볼 조인트 구조가 적용된 와이퍼 장치를 보여주는 도면이다.
도 9는 또 다른 실시 예에 따른 볼 조인트 구조를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 와이퍼 장치의 구조를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 볼 조인트 캡의 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 볼 조인트 캡을 다른 방향에서 본 도면이다. 도 5는 도 2에 도시된 캡 커버의 내부 구조를 보여주는 도면이다. 도 6은 도 2에 도시된 와이퍼 장치에서 캡 커버가 분리된 상태를 보여주는 도면이다. 도 7은 다른 실시 예에 따른 볼 조인트 구조를 보여주는 도면이다. 도 8은 도 7에 도시된 볼 조인트 구조가 적용된 와이퍼 장치를 보여주는 도면이다. 도 9는 또 다른 실시 예에 따른 볼 조인트 구조를 보여주는 도면이다.

도 2 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 볼 조인트 구조가 개선된 와이퍼 장치(10, 이하 "와이퍼 장치"라 함)는 와이퍼 모터(20)와, 출력축(22)과, 크랭크(30)와, 볼 조인트 구조와, 트랜스미션 로드(60)를 포함한다.

상기 와이퍼 모터(20)는 와이퍼 장치를 구동하기 위한 구동원으로서 마련된다. 상기 와이퍼 모터(20)는 웜과 웜휠을 포함하는 것으로 정의한다. 상기 와이퍼 모터(20)에서 발생한 회전력은 웜과 웜휠을 통해 토크 및 회전 방향이 변환되어 후술하는 크랭크(30)를 회전시킨다. 웜과 웜휠의 결합 구조는 공지된 와이퍼 모터와 동일하므로 상세한 서술은 생략하기로 한다.

상기 크랭크(30)는 상기 와이퍼 모터(20)의 출력축(22)에 결합된다. 더 구체적으로 상기 크랭크(30)는 상기 와이퍼 모터(20)에 포함되는 웜휠의 출력축에 결합된다. 상기 크랭크(30)는 막대 형상의 부재이다.

상기 볼 조인트 구조는 볼(32)과, 조인트 캡(40)과, 캡 커버(50)를 포함한다.

상기 볼(32)은 상기 크랭크(30)의 일단부에 형성된 볼 형태의 부재이다. 상기 볼(32)은 상기 크랭크(30)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 볼(32)의 외주면에는 그리스(grease)와 같은 윤활제가 도포 된다.

상기 조인트 캡(40)은 상기 볼(32)에 대해 회전가능하게 설치된다. 상기 조인트 캡(40)은 모자 형태로 하방이 개방되어 있다. 상기 조인트 캡(40)은 상기 볼(32)에 모자처럼 씌워져서 상기 볼(32)에 대해 회전가능하게 결합된다. 상기 조인트 캡(40)은 본 발명의 핵심적인 작용효과를 구현하는 구성요소이다. 상기 조인트 캡(40)은 이탈 방지용 리브(42)와, 금형 빼기용 관통공(44)을 구비한다.

상기 이탈 방지용 리브(42)는 상기 조인트 캡(40)이 상기 볼(32)로부터 예기치 않은 힘에 의해 이탈되는 것을 억제하도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 이탈 방지용 리브(42)는 상기 볼(32)을 상부와 하부로 양분하는 중심선의 하측을 지지하도록 형성된다. 상기 이탈 방지용 리브(42)는 복수 구비된다. 본 실시 예에서 상기 이탈 방지용 리브(42)는 4개가 구비된다. 상기 이탈 방지용 리브(42)는 상기 조인트 캡(40)의 둘레 즉, 내주면을 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 상기 이탈 방지용 리브(42)는 상기 볼(32)의 중심선 하부를 견고하게 지지함으로써 상기 조인트 캡(40)이 상기 볼(32)로부터 이탈되는 것을 억제 또는 방지하는 역할을 한다.

상기 금형 빼기용 관통공(44)은 상기 이탈 방지용 리브(42)을 용이하게 형성하기 위해 마련된 것이다. 상기 금형 빼기용 관통공(44)은 상기 조인트 캡(40)의 내부와 외부를 상방으로 관통하도록 형성된다. 상기 금형 빼기용 관통공(44)은 상기 이탈 방지용 리브(42)를 형성하는 과정에서 금형의 언더컷이 발생하지 않도록 마련된 것이다. 상기 금형 빼기용 관통공(44)은 상기 이탈 방지용 리브(42)의 상방에 각각의 이탈 방지용 리브(42)에 대응하도록 형성된다. 한편, 상기 조인트 캡(40)의 외측면 하부에는 복수의 홈부가 구비될 수 있다. 상기 홈부는 상기 조인트 캡(40)을 상기 볼()에 강제 압입할 때 상기 조인트 캡(40)이 깨지는 것을 방지하기 위한 용도로 마련된 것이다. 즉, 상기 홈부는 상기 조인트 캡(40)이 상기 볼()에 강제 압입되는 과정에서 탄성 변형이 일어나서 상기 조인트 캡(40)이 깨지는 것을 방지한다.

상기 캡 커버(50)는 상기 조인트 캡의 상부를 덮도록 배치된다. 상기 캡 커버(50)는 상기 금형 빼기용 관통공(44)에 결합되는 결합 후크(52)를 구비한다. 상기 결합 후크(52)는 상기 금형 빼기용 관통공(44)을 통과하여 탄성적으로 상기 조인트 캡(40)에 걸리는 구조이다. 상기 캡 커버(50)는 상기 조인트 캡(40)의 상부를 미려하게 하는 작용을 수행하는 동시에 상기 금형 빼기용 관통공(44)을 통해 예컨대 수분과 같은 이물질이 상기 조인트 캡(40) 내부로 유입되는 것을 방지하는 작용을 한다. 상기 캡 커버(50)는 폴리프로필렌과 같은 합성수지로 제조될 수 있다. 상기 캡 커버(50)는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 조인트 캡(40)과 독립적으로 제조될 수 있다. 한편, 상기 캡 커버(50)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 조인트 캡(40)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 캡 커버(50)가 상기 조인트 캡(40)과 일체로 형성된 경우에는 상기 캡 커버(50)의 분실 방지와 조립성이 향상되는 효과를 제공한다. 도 9는 조인트 캡(40)과 캡 커버(50)이 일체로 형성된 또 다른 실시 예를 보여주고 있다. 도 9를 참조하면 상기 조인트 캡(40)의 상부면에 후크 형태의 걸림턱(46)이 구비되고, 상기 캡 커버(50)의 플랜지에 상기 걸림턱(46)과 결합하는 걸림공(54)가 구비됨으로써 상기 캡 커버(50)는 상기 조인트 캡(40)과 결합될 수도 있다.

상기 트랜스미션 로드(60)는 상기 조인트 캡(40)에 고정된다. 상기 트랜스미션 로드(60)는 상기 크랭크(30)의 회전운동을 와이퍼의 왕복 회전운동으로 전달하는 역할을 하는 부재이다. 상기 트랜스미션 로드(60)는 막대 형태의 부재이다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 가진 와이퍼 장치(10)의 작용 효과를 상기 조인트 구조를 중심으로 상세하게 설명하기로 한다.

상기 와이퍼 모터(20)에서 발생한 회전력은 웜과 웜휠을 통해 상기 크랭크(30)를 회전시킨다. 상기 크랭크(30)의 일단부에 상기 볼 조인트 구조가 마련되어 있음은 상술한 바 있다. 상기 크랭크(30)가 회전함에 따라 상기 볼 조인트 구조를 매개로 상기 트랜스미션 로드(60)의 타단부는 왕복 회전운동을 하게 된다. 이 과정에서 상기 조인트 캡(40)은 상기 볼(32)과 견고하게 결합됨으로써 그 조인트 캡(40)이 상기 볼(32)로부터 예기치 않게 이탈되는 것을 방지한다. 그 이유는 상기 조인트 캡(40)에 마련된 상기 이탈 방지용 리브(42)가 상기 볼(32)의 상부와 하부를 양분하는 중심선의 하부를 견고하게 지지하기 때문이다. 이와 같은 상기 이탈 방지용 리브(42)는 복수 형성되어 상기 볼(32)의 하부 둘레를 균등하게 지지하므로 효과적으로 이탈 방지 작용을 할 수 있다. 또한, 상기 이탈 방지용 리브(42)를 용이하게 형성할 수 있도록 상기 금형 빼기용 관통공(44)이 구비된 것은 상술한 바와 같다. 따라서, 상기 금형 빼기용 관통공(44)이 구비됨으로 인하여 상기 조인트 캡(40)의 성형성을 악화시키지 않고도 효과적인 이탈 방지가 가능한 조인트 캡(40)의 제조가 가능하다. 또한, 상기 금형 빼기용 관통공(44)을 이용하여 상기 캡 커버(50)를 상기 조인트 캡(40)에 효과적으로 결합할 수 있다. 또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 조인트 캡(40)과 상기 캡 커버(50)를 일체로 형성한 경우에는 상기 캡 커버(50)의 조립성을 향상시키고 부품의 분실을 방지하는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 와이퍼 장치는, 조인트 캡의 구조를 개선하여 볼의 중심선 하부를 견고하게 지지할 수 있도록 함으로써, 조인트 캡이 볼로부터 쉽게 이탈되지 않도록 하여 운전자의 안전 운전을 보장하는 효과를 제공한다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 와이퍼 장치 20 : 와이퍼 모터
22 : 출력축 30 : 크랭크
32 : 볼 40 : 조인트 캡
42 : 이탈 방지용 리브 44 : 금형 빼기용 관통공
46 : 걸림턱 50 : 캡 커버
52 : 결합 후크 54 : 걸림공
60 : 트랜스미션 로드

Claims (5)

1. 와이퍼 모터에 의해 회전하는 크랭크;
   상기 크랭크의 일단부에 형성된 볼;
   상기 볼과 결합하며 상기 볼에 대해 회전가능하게 설치된 조인트 캡; 및
   상기 조인트 캡에 고정되어 상기 조인트 캡과 같이 움직이는 트랜스미션 로드;를 포함한 차량용 와이퍼 장치에 있어서,
   상기 조인트 캡은 그 조인트 캡이 상기 볼로부터 이탈되는 것을 억제하도록 상기 볼의 중심선 하측을 지지하는 복수의 이탈 방지용 리브를 구비하며,
   상기 이탈 방지용 리브를 형성하는 과정에서 금형의 언더컷이 발생하지 않도록 상기 이탈 방지용 리브의 상방에 각각의 이탈 방지용 리브에 대응하는 금형 빼기용 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트 구조가 개선된 와이퍼 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 금형 빼기용 관통공에 결합되는 결합 후크를 구비하며, 상기 조인트 캡의 상부를 덮도록 배치된 캡 커버;를 더 포함한 것을 특징으로 하는 볼 조인트 구조가 개선된 와이퍼 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 캡 커버는 상기 조인트 캡과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트 구조가 개선된 와이퍼 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 이탈 방지용 리브는 상기 조인트 캡의 둘레를 따라 일정한 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 볼 조인트 구조가 개선된 와이퍼 장치.
   

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