KR101484765B1

KR101484765B1 - 차량용 와이퍼 모터 장치

Info

Publication number: KR101484765B1
Application number: KR1020140067783A
Authority: KR
Inventors: 홍성진; 노황용
Original assignee: 디와이오토 주식회사
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2015-01-21
Also published as: CN105270325A; US20150343996A1

Abstract

본 발명에 따른 차량용 와이퍼 모터 장치는, 차량의 유리를 닦는 와이퍼 장치를 구동시키는 와이퍼 모터 장치에 있어서, 상기 와이퍼 모터 장치의 출력축 단부에 고정된 외팔보 형태의 크랭크가 미리 설정된 각도 범위를 넘어 회전하는 방지하는 스토퍼를 구비하며, 상기 스토퍼는 상기 와이퍼 모터 장치의 하우징에 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 와이퍼 모터 장치{Wiper motor apparatus for a vehicle}

본 발명은 차량의 전면 또는 후면 유리의 이물질을 제거하여 운전자의 시야를 확보하는 와이퍼를 구동시키는 와이퍼 모터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 그 차량의 유리에 묻은 이물질을 닦기 위한 와이퍼 장치가 설치된다. 이러한 와이퍼 장치는 전기에 의해 구동되는 와이퍼 모터에 의해 와이퍼 블레이드를 일정한 축을 기준으로 왕복 회전 운동시킴으로써 그 작용을 수행하는 구조로 이루어진다. 차량에 채용되는 와이퍼 장치는 대체로 차량의 전면 유리를 닦기 위해 한 쌍의 와이퍼 블레이드가 링크 장치로 연결되어 하나의 와이퍼 모터에 의해 구동될 수 있다. 이 경우 와이퍼 모터의 출력축은 단방향으로 연속회전하며, 그 모터의 출력축에 연결된 링크 구조가 와이퍼 블레이드를 좌우 방향으로 왕복 회전 운동으로 변환시킨다. 그런데 최근에는 링크 구조를 간단하게 하거나 그 링크 구조를 채용할 필요가 없도록 와이퍼 모터의 출력축이 정역 방향으로 회전할 수 있는(reversible) 전자식 모터가 채용되는 경향이 증가하고 있다.

이와 같이 왕복 회전 구동이 가능한 전자식 모터를 채용하는 경우 복잡한 링크 장치가 간단해지거나 필요하지 않게 되어 와이퍼 장치의 구조가 간단해지고 중량 및 부피가 감소함으로써 차량의 패키지 자유도가 증가하고, 생산 원가가 절감되는 장점이 있다.

이러한 전자식 와이퍼 모터 장치의 일 예가 등록특허 제0808572호에 개시되어 있다. 전자식 와이퍼 모터 장치는 기본적으로 정역 회전이 가능한(reversible) 모터가 채용된다. 그런데 이러한 전자식 와이퍼 모터 장치는 경우에 따라 오작동을 일으킬 수 있다. 이러한 경우에 차량의 와이퍼 블레이드가 미리 정해진 범위를 넘어 회전하게 되면, 와이퍼 블레이드, 와이퍼 암 및 차체가 손상될 수 있는 문제점이 있다. 이러한 경우에 차량의 와이퍼 블레이드가 미리 정해진 범위를 넘어 회전하는 것을 방지하기 위한 물리적인 구조가 구비된다. 따라서, 대부분의 전자식 와이퍼 모터 장치는 미리 설정된 범위를 넘어 회전하는 것을 방지하도록 와이퍼 모터 장치의 출력축에 결합된 크랭크가 물리적으로 일정한 범위를 넘어 회전하는 것을 방지하는 스토퍼 구조를 구비한다.

그런데 종래의 와이퍼 모터 장치는 이와 같은 작용을 하는 스토퍼가 와이퍼 모터와 분리된 별도의 브라켓에 구비되어 있다. 따라서, 스토퍼 구조를 채용하기 위해 별도의 부품이 구비되어야 하므로 부품의 수와 제조비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 브라켓에 구비된 스토퍼는 크랭크와 거리가 상대적으로 멀리 떨어져 배치되므로 그 스토퍼의 높이를 높게 하여야 하는바 그 스토퍼의 강성이 떨어져 작동중 부러질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 정역회전이 가능한 전자식 와이퍼 모터 장치를 구조를 개선함으로써, 내구성이 향상되고, 부품의 수가 감소하며, 제조 비용이 절감된 차량용 와이퍼 모터 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 와이퍼 모터 장치는, 차량의 유리를 닦는 와이퍼 장치를 구동시키는 와이퍼 모터 장치에 있어서,

상기 와이퍼 모터 장치의 출력축 단부에 고정된 외팔보 형태의 크랭크가 미리 설정된 각도 범위를 넘어 회전하는 방지하는 스토퍼를 구비하며,

상기 스토퍼는 상기 와이퍼 모터 장치의 하우징에 일체로 형성된 점에 특징이 있다.

상기 스토퍼는 상기 와이퍼 모터 장치의 출력축 방향으로 돌출되며, 상기 출력축의 둘레 방향으로 일정한 각도만큼 이격되도록 한 쌍이 배치되며,

상기 크랭크의 단부가 상기 출력축의 돌출 방향과 반대 방향으로 굽힘(vending) 가공되어, 상기 크랭크가 회전하는 도중 상기 스토퍼에 걸리도록 된 걸림 돌기가 포함된 것이 바람직하다.

상기 걸림 돌기의 폭은 상기 크랭크 몸체의 폭보다 좁게 형성된 것이 바람직하다.

상기 스토퍼는 상기 걸림 돌기와 접촉하는 면의 맞은 편 부위가 완만한 경사를 이루며 상기 하우징에 연결되는 보강부를 구비한 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차량용 와이퍼 모터 장치는, 모터의 출력축에 고정된 크랭크의 회전 범위를 일정하게 제한하도록 마련된 스토퍼가 모터 하우징에 일체로 형성되도록 함으로써 구조가 간단하고 부품의 수가 감소하고 내구성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 크랭크에 구비된 걸림 돌기가 모터의 출력축의 돌출 방향과 반대 방향으로 굽힘 가공되도록 형성됨으로써 스토퍼의 높이를 낮게 설정할 수 있으므로 스토퍼의 강성을 향상시켜 와이퍼 모터 장치의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 와이퍼 모터 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 와이퍼 모터 장치의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 차량용 와이퍼 모터 장치의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 차량용 와이퍼 모터 장치에서 스토퍼 구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 Ⅴ-Ⅴ 선 단면도이다.

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

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 와이퍼 모터 장치(10, 이하 "와이퍼 모터 장치"라 함)는 차량의 유리를 닦는 와이퍼 장치를 구동시키는 와이퍼 모터 장치이다.

상기 와이퍼 모터 장치(10)는 하우징(20)과, 스토퍼(26)와, 크랭크(30)와, 걸림 돌기(34)를 포함한다.

상기 하우징(20)은 상기 와이퍼 모터 장치(10)의 외관을 구성한다. 상기 하우징(20)은 모터 하우징(24)과 기어 하우징(25)을 포함한다. 상기 모터 하우징(24)은 모터 장치의 고정자를 구성하는 금속성 하우징이다. 상기 모터 하우징(24)의 내주면에는 복수의 영구자석이 배치되며, 상기 모터 하우징(24)의 내부 공간에는 회전축(40)과 코어 및 그 코어에 권선 된 코일이 배치된다. 상기 기어 하우징(25)은 내부에 웜(42)과 웜휠(45)을 포함한다. 상기 기어 하우징(25)은 예컨대 알루미늄 다이캐스팅 방식으로 제조될 수 있다. 상기 기어 하우징(25) 내부에 설치된 웜(42, worm)과 웜휠(45, worm wheel) 등은 상기 회전축(40)의 회전 방향과 토크를 변환하는 역할을 수행한다. 상기 기어 하우징(25)의 외부로 출력축(22)이 돌출된다. 상기 출력축(22)에는 후술하는 크랭크(30)가 고정된다.

상기 기어 하우징(25)에는 한 쌍의 스토퍼(26)가 구비된다. 상기 스토퍼(26)는 상기 기어 하우징(25)과 일체로 형성된다. 상기 스토퍼(26)는 상기 와이퍼 모터 장치(10)의 출력축(22) 방향으로 돌출된다. 더 구체적으로 상기 스토퍼(26)는 상기 기어 하우징(25)의 표면에서 돌출 형성된다. 한 쌍의 상기 스토퍼(26)는 상기 출력축(22)의 둘레 방향으로 일정한 각도만큼 이격되도록 배치된다. 통상적으로 한 쌍의 상기 스토퍼(26)는 상기 출력축(22)을 중심으로 160°정도로 이격되어 배치된다. 상기 스토퍼(26)는 후술하는 크랭크(30)가 미리 설정된 각도 범위를 넘어 회전하는 방지하는 역할을 수행한다.

상기 스토퍼(26)는 보강부(28)를 구비한다. 상기 보강부(28)는 후술하는 크랭크(30)의 걸림 돌기(34)와 접촉하는 면의 맞은 편 부위가 완만한 경사를 이루며 상기 하우징(20)에 연결되도록 형성된다. 상기 보강부(28)는 상기 스토퍼(26)가 외팔보 형상으로 상기 기어 하우징(25) 표면으로 돌출되는 구조에서, 상기 스토퍼(26)가 크랭크(30)의 걸림 돌기(34)에 의해 힘을 받을 때 그 스토퍼(26)가 부러지는 등의 손상을 방지하기 위한 보강 구조물이다.

상기 크랭크(30)는 상기 와이퍼 모터 장치(10)의 출력축(22) 단부에 고정된다. 상기 크랭크(30)는 외팔보 형태의 구조물이다. 상기 크랭크(30)는 상기 출력축(22)과 일체로 왕복 회전 운동을 한다. 상기 크랭크(30)의 타단부에는 와이퍼 암 또는 링크 구조물이 결합 된다.

상기 크랭크(30)는 크랭크 몸체(32)와 걸림 돌기(34)를 포함한다.

상기 크랭크 몸체(32)는 상기 출력축(22)과 결합하기 위한 결합공을 구비한다. 상기 크랭크 몸체(32)는 막대 형상의 구조물을 형성한다. 상기 크랭크 몸체(32)의 타단부에는 와이퍼 암이나 링크 구조물이 결합되는 볼 조인트가 결합 될 수 있다.

상기 걸림 돌기(34)는 상기 크랭크(30)의 단부가 상기 출력축(22)의 돌출 방향과 반대 방향으로 굽힘(vending) 가공되어 형성된다. 상기 걸림 돌기(34)는 상기 크랭크(30)가 회전하는 도중 상기 스토퍼(26)에 걸리도록 된 구조물이다. 상기 걸림 돌기(34)와 상기 스토퍼(26)가 접촉되면 상기 크랭크(30)는 더 이상의 회전을 할 수 없다. 상기 걸림 돌기(34)와 상기 스토퍼(26)는 상기 와이퍼 모터 장치(10)가 오작동할 경우 그 와이퍼 모터 장치(10)에 결합되는 와이퍼 블레이드, 와이퍼 암 및 차체가 손상되는 것을 방지하는 역할을 하는 구성 요소이다. 상기 걸림 돌기(34)의 폭은 상기 크랭크 몸체(32)의 폭보다 좁게 형성된 것이 바람직하다. 상기 걸림 돌기(34)의 폭이 상기 크랭크 몸체(32)의 폭보다 좁게 형성되면, 한 쌍의 상기 스토퍼(26)의 간격을 그만큼 가깝게 형성할 수 있는 장점이 있다. 한 쌍의 상기 스토퍼(26)의 간격을 가깝게 할 경우 상기 보강부(28)의 구조를 더욱 크게 형성할 수 있으므로 상기 스토퍼(26)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 상기 와이퍼 모터 장치(10)가 차량에 설치된 상태에서 작동 과정을 설명하면서 본 발명의 작용 효과를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 와이퍼 모터 장치(10)에 전원이 공급되면 상기 모터 하우징(24) 내부에서 고정자와 회전자가 전자기적 상호작용에 의해 상기 회전자가 상기 고정자에 대해 회전한다. 상기 회전자가 회전하면 회전축(40)이 회전한다. 상기 회전축(40)의 단부에 웜(42)에 구비되고 그 웜(42)은 상기 기어 하우징(25) 내부에 수용된 웜휠(45)을 회전시킨다. 상기 웜(42)과 웜휠(45)은 상기 회전축(40)의 회전방향과 회전 토크를 변환시킨다. 그리하여 상기 출력축(22)이 왕복 회전 운동을 한다. 상기 출력축(22)에는 크랭크(30)가 고정되어 있으므로 상기 출력축(22)의 왕복 회전에 따라 상기 크랭크(30)도 왕복 회전 운동을 한다. 상기 크랭크(30)의 단부에는 와이퍼 암(미도시) 또는 링크 장치(미도시)가 결합되므로 와이퍼 암에 구비된 와이퍼 블레이드가 차량의 유리를 닦게 된다.

이러한 작동 과정에서 상기 와이퍼 모터 장치(10)는 가역적으로 왕복 회전운동을 한다. 이에 따라 크랭크(30)는 상기 출력축(22)을 중심으로 일정한 각도 범위에서 왕복 회전 운동을 한다. 그런데 상기 와이퍼 모터 장치(10)가 전기적 또는 기계적으로 결함이 발생하여 오작동할 수 있다. 이 경우에 상기 출력축(22)은 미리 설정된 범위를 넘어 회전하려고 할 수 있다. 상기 걸림 돌기(34)가 상기 스토퍼(26) 걸리면 상기 크랭크(30)는 더 이상 회전을 할 수 없게 된다. 이와 같이 상기 걸림 돌기(34)와 상기 스토퍼(26)는 협동하여 물리적으로 상기 크랭크(30)가 일정한 각도 범위를 넘어 회전하는 것을 원천적으로 방지한다. 이 과정에서 상기 출력축(22)의 토크는 상당히 큰 것이 일반적이므로 상기 스토퍼(26)가 부러질 수도 있으나, 본 실시 예에서와 같이 상기 보강부(28) 구조는 그러한 사고를 방지함으로써 상기 스토퍼(26)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 스토퍼(26)가 상기 기어 하우징(25)이 일체로 형성되어 있으므로 종래와 같이 스토퍼(34)가 기어 하우징(25)과 별도로 조립되는 브라켓에 구비된 구조에 비하여 부품의 수가 감소하므로 상기 와이퍼 모터 장치(10)의 중량 및 제조 원가가 낮아지는 장점이 있다.

또한, 상기 걸림 돌기(34)가 상기 출력축(22)의 돌출 방향과 반대 방향으로 굽힘 형성된 구조이므로 상기 스토퍼(26)의 높이를 종래의 구조에 비하여 현저하게 낮게 설정할 수 있다. 결과적으로 외팔보 구조물인 상기 스토퍼(26)의 높이를 낮게 설정할 수 있으므로, 상기 스토퍼(26)의 강성이 현저하게 증가하여 내구성이 향상되는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 와이퍼 모터 장치는, 모터의 출력축에 고정된 크랭크의 회전 범위를 일정하게 제한하도록 마련된 스토퍼가 모터 하우징에 일체로 형성되도록 함으로써 구조가 간단하고 부품의 수가 감소하고 내구성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 크랭크에 구비된 걸림 돌기가 모터의 출력축의 돌출 방향과 반대 방향으로 굽힘 가공되도록 형성됨으로써 스토퍼의 높이를 낮게 설정할 수 있으므로 스토퍼의 강성을 향상시켜 와이퍼 모터 장치의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

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 : 차량용 와이퍼 모터 장치
20 : 하우징
22 : 출력축
24 : 모터 하우징
25 : 기어 하우징
26 : 스토퍼
28 : 보강부
30 : 크랭크
32 : 크랭크 몸체
34 : 걸림 돌기
40 : 회전축
42 : 웜
45 : 웜휠

Claims

차량의 유리를 닦는 와이퍼 장치를 구동시키는 와이퍼 모터 장치에 있어서,
상기 와이퍼 모터 장치의 출력축 단부에 고정된 외팔보 형태의 크랭크가 미리 설정된 각도 범위를 넘어 회전하는 방지하는 스토퍼를 구비하며,
상기 스토퍼는 상기 와이퍼 모터 장치의 하우징에 일체로 형성되며,
상기 스토퍼는 상기 와이퍼 모터 장치의 출력축 방향으로 돌출되며, 상기 출력축의 둘레 방향으로 일정한 각도만큼 이격되도록 한 쌍이 배치되며,
상기 크랭크의 단부가 상기 출력축의 돌출 방향과 반대 방향으로 굽힘(vending) 가공되어, 상기 크랭크가 회전하는 도중 상기 스토퍼에 걸리도록 된 걸림 돌기가 포함된 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 모터 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 걸림 돌기의 폭은 상기 크랭크 몸체의 폭보다 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 모터 장치.
제1항에 있어서,
상기 스토퍼는 상기 걸림 돌기와 접촉하는 면의 맞은 편 부위가 완만한 경사를 이루며 상기 하우징에 연결되는 보강부를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 모터 장치.