KR101923409B1

KR101923409B1 - 와이퍼 시스템

Info

Publication number: KR101923409B1
Application number: KR1020170100227A
Authority: KR
Inventors: 전창석
Original assignee: 케이비와이퍼시스템 주식회사
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2018-11-29

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 와이퍼 시스템은 지지 튜브를 통해 차체에 지지되는 피봇 하우징; 상기 피봇 하우징 하부에 배치되는 피봇 플레이트; 및 상기 피봇 하우징을 관통하여 상기 피복 플레이트와 결합되는 피봇 샤프트;를 포함하고, 상기 피봇 하우징은 상기 지지 튜브에 연결되며 중공을 갖는 코킹부를 포함한다.
이러한 본 발명의 와이퍼 시스템에 따르면, 피봇 하우징의 지지 튜브에 연결되는 코킹부가 플라스틱과 같이 사출 성형이 용이한 재료로 제조될 수 있고, 중공을 갖도록 형성됨으로써 코킹부의 강성을 증대하고, 피봇 하우징의 제조시 코킹부의 수축을 방지할 수 있다.

Description

와이퍼 시스템{WIPER SYSTEM}

본 발명은 와이퍼 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 피봇 하우징의 코킹부를 개선한 와이퍼 시스템에 관한 것이다.

차량의 전면 또는 후면에 구비된 차창 표면의 물방울, 이물질 등을 제거하기 위하여 와이퍼가 차량에 설치된다. 이러한 와이퍼는 차량의 내부에 고정되고, 다수의 링크로 이루어진 와이퍼 시스템에 의하여 구동된다.

통상적인 와이퍼 시스템의 구성을 보면, 와이퍼 시스템은 와이퍼 모터(wiper motor), 와이퍼 모터에 의해 작동되는 구동링크, 구동링크에 연결되어 구동되는 피봇 샤프트(pivot shaft), 피봇 샤프트의 상단에 결합되는 와이퍼 암(wiper arm), 및 와이퍼 암과 연결되는 와이퍼 블레이드(wiper blade)를 포함한다. 와이퍼 블레이드는 와이퍼 블레이드의 중앙 부분이 와이퍼 암의 끝단에 고정되고, 와이퍼 암이 작동하게 되면, 와이퍼 블레이드는 윈드실드의 표면을 따라 일정 각도의 범위 내를 이동하면서 윈드실드 표면에 존재하는 각종 먼지나 이물질을 닦아낸다.

미국 특허 공개 US 2011/0197385 A1, 실용신안 등록 제20-0243932호 등에 종래 와이퍼 시스템이 개시되어 있다.

도 1은 미국 특허 공개 US 2011/0197385 A1에 개시된 와이퍼 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 와이퍼 시스템(1)은 와이퍼 드라이브(3)을 통해 구동되는 와이퍼 링크(wiper linkage)(2)를 포함한다. 이를 위해, 와이퍼 드라이브(3)는 구동 로드(driving rod)(7)를 통해 제1 구동 크랭크(10) 상에 관절 방식(articulated manner)으로 작동하는 크랭크(6)를 갖는다. 제2 구동 크랭크(11)는 구동 로드(7) 상에서 관절 방식으로 유사하게 동작하는 연결 로드(12)를 통해 작동된다.

제1 구동 크랭크(10) 및 제2 구동 크랭크(11)는 대응하는 구동 샤프트들, 즉, 제1 구동 샤프트(14) 및 제2 구동 샤프트(15)에 회전 가능하게 고정되는 방식으로 연결되어 있다. 구동 샤프트들(14, 15)는 와이퍼 베어링(20,21)의 대응하는 피봇 하우징(17, 18)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 대응하는 피봇 하우징(17, 18)은 통상적으로 삽입된 베어링 부싱들을 포함한다. 제1 구동 샤프트(14)는 제1 와이퍼 베어링(20)의 제1 피봇 하우징(17)에 회전가능하게 장착되고, 제2 구동 샤프트(15)는 제2 와이퍼 베어링(21)의 제2 피봇 하우징(18)에 회전가능하게 장착된다. 2개의 와이퍼 베어링(20, 21)은 지지 튜브(23)를 통해 서로 연결되어 있다.

와이퍼 드라이브(3)는 구동 유닛으로서 링크들(10, 11, 12)를 통해 와이퍼 블레이드 또는 와이퍼 아암을 위해 대략 지지 튜브(23)의 중심에 정렬되어 있다.

이와 같이, 제1 및 제2 피봇 하우징(17, 18)은 구동 샤프트(14, 15)를 구동가능하게 수용하고 있으며, 지지 튜브(23)에 연결되어 있다. 제1 및 제2 피봇 하우징(17, 18)은 도 1에 도시된 바와 같이, 지지 튜브(23)에 삽입되거나 압축되는 방식으로 지지 튜브(23)와 연결되어 있다. 이를 위해, 제1 및 제2 피봇 하우징(17, 18)은 지지 튜브(23)에 삽입되는 코킹부를 각각 포함할 수 있다.

도 2는 도 1의 피봇 하우징의 코킹부를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 지지 튜브(23)의 내부에 피봇 하우징(17 또는 18)의 코킹부(30)가 삽입된다. 코킹부(30)은 종래 기술에 따라, 일반적으로 다이캐스팅 방식으로 제조된다. 다이캐스팅 방식은 다이(Die)라 부르는 금속재질의 틀(금형)에다가 소재가 되는 금속을 녹여서 높은 압력으로 강제로 밀어 넣는　주조　방법 중 하나다. 기본적으로 주조 방식으로 제조되면 다른 가공 방법에 의해 제조된 경우에 비해 강도 면에서 한계를 나타낸다. 또한, 주조 방식의 특성상, 금형에서 특정 부분에 사출 응력이 집중되는 문제점이 있었다.

따라서, 당업계에서는 제조가 용이하고 강성을 증대한 코킹부(30)에 대한 요구가 있었다.

미국 특허 공개 US 2011/0197385 A1 실용신안 등록 제20-0243932호

본 발명의 목적은 제조가 용이하고 증대된 강성을 갖는 피봇 하우징을 갖는 와이퍼 시스템을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 와이퍼 시스템은 지지 튜브를 통해 차체에 지지되는 피봇 하우징; 상기 피봇 하우징 하부에 배치되는 피봇 플레이트; 및 상기 피봇 하우징을 관통하여 상기 피복 플레이트와 결합되는 피봇 샤프트;를 포함하고, 상기 피봇 하우징은 상기 지지 튜브에 연결되며 중공을 갖는 코킹부를 포함한다.

상기 코킹부는 그 내면에 하나 이상의 홈이 형성될 수 있다.

상기 코킹부는 그 외면에 적어도 하나의 리세스가 형성될 수 있다.

상기 홈의 형성 위치는 상기 리세스의 형성 위치와 다를 수 있다.

상기 홈은 상기 중공의 입구에서 상기 코킹부의 내면을 따라 중공의 끝단까지 형성될 수 있다.

상기 하나 이상의 홈의 개수는 2 이상일 수 있다.

상기 홈들은 상기 중공의 둘레에 걸쳐 등간격으로 배치될 수 있다.

상기 코킹부의 중공은 코킹부의 입구에서 끝단으로 갈수록 지름이 작아질 수 있다.

상기 코킹부는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 실시예들에 따르면 피봇 하우징의 지지 튜브에 연결되는 코킹부가 플라스틱과 같이 사출 성형이 용이한 재료로 제조될 수 있고, 중공을 갖도록 형성됨으로써 코킹부의 강성을 증대하고, 피봇 하우징의 제조시 코킹부(310)의 수축을 방지할 수 있다.

또한, 코킹부는 중공을 갖기 때문에 코킹부에서의 응력 집중을 해소할 수 있고, 성형성을 향상시킬 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 와이퍼 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 피봇 하우징의 코킹부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 와이퍼 시스템의 피봇 샤프트, 피봇 캡, 피봇 하우징 및 피봇 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에서 피봇 샤프트, 피봇 캡 및 피봇 하우징을 나타내는 분해 사시도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 피봇 하우징의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 코킹부를 정면 및 단면을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 코킹부의 정면을 나타낸 도면이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 와이퍼 시스템의 피봇 샤프트, 피봇 캡, 피봇 하우징 및 피봇 플레이트를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 1에서 피봇 샤프트, 피봇 캡 및 피봇 하우징을 나타내는 분해 사시도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 와이퍼 시스템은 피봇 하우징(pivot housing)(300), 피봇 플레이트(pivot plate)(400) 및 피봇 샤프트(pivot shaft)(100)를 포함한다. 피봇 하우징(300)은 개구(320)를 포함하고, 피봇 플레이트(400)는 피봇 하우징(300) 하부에 배치되고, 피봇 샤프트(100)는 피봇 하우징(300)을 관통하여 피봇 플레이트(400)와 결합된다.

일반적으로 와이퍼 시스템의 피봇 샤프트(100)는 와이퍼 모터(wiper motor)에 의해 피봇 하우징(300) 내에서 일정 각도의 범위 내에서 왕복 회전운동을 한다. 피봇 샤프트(100)의 회전운동을 원활하게 하기 위해, 피봇 하우징(300) 내에 부시(bush)가 배치되고, 부시에 그리스(grease)를 주입할 수 있는 포켓(pocket, 일종의 공간)을 만들어 그리스를 주입 및 저장한다. 피봇 샤프트(100)는 부시와 그리스에 의해 피봇 하우징(300) 내에서 원활하게 회전운동을 하게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피봇 하우징의 사시도를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 피봇 하우징(300)은 차체(도시 생략)에 지지 튜브(도시 생략)를 통해 연결된다. 이를 위해, 피봇 하우징(300)은 지지 튜브와 체결되는 코킹(caulking)부(310)를 포함하고 있다.

상기 코킹부(30)는 지지 튜브와 연결하기 위하여 적어도 부분적으로 지지 튜브의 벽에 접하며 지지 튜브의 일부분에 압착되는 적어도 하나의 리세스(316)를 그 외면 상에 갖는다.

이 리세스(316)를 통하여 피봇 하우징(300)이 축방향을 따라 지지 튜브에 고정될 뿐만 아니라 둥근 단면의 경우에도 비틀림에 대항하여 지지 튜브에 고정될 수 있다.

한편, 코킹부(310)는 기존에는 제조 원가가 비싸고, 응력이 집중되는 다이케스팅 방식으로 제조 되었다. 다이케스팅 방법에 의해 제조되면 다른 가공 방법에 의해 제조된 경우에 비해 강도 면에서 한계를 나타낸다. 또한, 다이케스팅 방법의 특성상, 금형에서 특정 부분에 사출 응력이 집중되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 코킹부(310)는 중공(312)을 갖도록 형성된다. 코킹부(310)가 중공(312)를 가지면, 코킹부(310)의 제조시 사출 응력이 특정 부분에 집중되는 형상을 방지할 수 있다. 또한, 코킹부(310)가 중공(312)를 가지도록 형성되면, 코킹부(310)를 제조하는 원료 및 중량이 절감되어 피봇 하우징(300)의 제조 원가를 낮출 수 있으며, 코킹부(310)의 제조시 수축 발생을 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 코킹부(310)는 플라스틱 재료로 이루어진다. 코킹부(310)을 플라스틱으로 제조하면, 코킹부(310)를 다이캐스팅 방법으로 제조하는 경우보다 성형성을 증대할 수 있을 뿐만 아니라, 코킹부(310)의 제조가 용이하게 된다.

그러나, 플라스틱으로 코킹부(310)을 제조하는 경우에 두께가 커질수록 싱크(구멍)이 생길 수 있는 문제점이 있다. 본 발명에 따라 코킹부(310)의 두께를 균일하게 하기 위해 코킹부(310)는 그 외면에 형성된 리세스(316)를 고려하여, 리세스가 형성되지 않은 부분의 두께를 감소시키도록 그 내면에 홈(314)을 가질 수 있다.

구체적으로, 코킹부(310)를 플라스틱으로 제조하는 경우, 코킹부(31)의 두께를 균일하게 하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 코킹부(310)의 두께가 미리 정해진 크기 이내가 되도록, 리세스(316)이 형성되지 않은 부분에 홈(314)이 배치되도록 코킹부(310)가 형성된다. 이 경우, 코킹부(310)의 두께가 어느 특정 부분에서 두꺼워지지 않고 균일해질 수 있다. 예컨대, 도 6에서는 코킹부(310)의 외면에 형성된 리세스(316)의 형성 위치는 코킹부(310)의 내면에 형성된 홈(314)의 형성 위치가 어긋나 있는 것을 알 수 있다. 즉, 리세스들(316) 사이에 대응되는 부분에 홈들(314)들이 형성되어 있다.

그러므로, 코킹부(310)의 외면에 형성된 리세스(316)의 형성 위치와 코킹부(310)의 내면에 형성된 홈(314)의 형성 위치는 다른 위치인 것이 바람직하다.

상기 중공(312)의 둘레를 따라 등간격으로 홈들(314)이 배치되어 있다. 다시 말해, 홈들(314)의 개수가 2개 이상인 경우, 홈들(314) 사이의 간격이 동일하도록 홈들(314)이 배치된다.

한편, 코킹부(310)는 지지 튜브와 다양한 방식으로 연결될 수 있다. 예컨대, 코킹부(310)는 지지 튜브에 삽입되거나 압축되는 방식으로 지지 튜브와 연결될 수 있다.

도 6을 참조하여 피봇 하우징(300)의 코킹부(310)를 좀 더 구체적으로 설명하도록 한다.

도 6은 도 5의 코킹부를 정면 및 측단면을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 코킹부(310)는 전술한 바와 같이, 중공(312)을 가진다. 또한, 코킹부(310)의 내면에 이상의 홈(314)이 형성된다.

또한, 상기 중공(312)은 대략 원형의 단면을 갖도록 형성되어 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 당업자에게 자명한 어떠한 단면 형상도 가능하다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 코킹부의 정면을 나타낸 도면들이다. 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 중공(412, 512, 612)은 그 단면 형상이 삼각형, 사각형 또는 오각형이 될 수 있다. 중공(412, 512, 612)이 다각형 단면을 가지면, 다각형의 모서리 부분에 홈(414, 514, 614)이 배치될 수 있다. 이 경우, 다각형의 모서리에 대해 응력이 집중되는 것을 완화할 수 있다.

다시 도 6을 참조하면, 하나 이상의 홈(314)은 상기 중공(312)의 입구에서 코킹부(310)의 내면을 따라 상기 중공(312)의 끝단까지 형성되어 있다.

또한, 코킹부(310)의 중공(312)은 코킹부(310)의 입구에서 끝단으로 갈수록 지름이 작아지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 코킹부(310)의 일단에서의 두께 D1이 코킹부(310)의 타단에서의 두께 D2보다 작다. 즉, 코킹부(310)의 두께가 일단에서 타단으로 갈수록 점차적으로 두꺼워진다.

이와 같이, 코킹부(310)의 두께가 일단에서 타단으로 갈수록 점차적으로 두꺼워지기 때문에, 코킹부(310)의 강성이 증대하는 효과가 있다.

또한, 코킹부(310)의 내면에 형성된 하나 이상의 홈들의 개수는 피봇 하우징의 디자인 또는 코킹부(310)의 리세스(316)의 위치에 따라 달라질 수 있다. 홈들(314, 414, 14, 614)의 개수는 2개 이상인 것이 바람직하다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 홈의 개수가 3개 일 수도 있고, 도 8에 도시된 바와 같이, 4개일 수도 있다.

또한, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 홈들(314, 414, 14, 614)은 중공(312)의 둘레에 걸쳐 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 홈들(314)로 인해 코킹부(310)의 강성이 증대되며 제조시 수축을 방지할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 실시 예들에 따른 와이퍼 시스템은 피봇 하우징(300)의 지지 튜브에 연결되는 코킹부(310)가 플라스틱과 같이 사출 성형이 용이한 재료로 제조될 수 있고, 중공을 갖도록 형성됨으로써 코킹부(310)의 강성을 증대하고, 피봇 하우징(300)의 제조시 코킹부(310)의 수축을 방지할 수 있다.

또한, 코킹부(310)는 중공을 갖기 때문에 코킹부(310)에서의 응력 집중을 해소할 수 있고, 성형성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 피봇 축 200: 피봇 캡
300: 피봇 하우징 320: 개구
310: 코킹부 312, 412, 512, 612: 중공
314, 414, 514, 614: 홈 316: 리세스

Claims

지지 튜브를 통해 차체에 지지되는 피봇 하우징;
상기 피봇 하우징 하부에 배치되는 피봇 플레이트; 및
상기 피봇 하우징을 관통하여 상기 피봇 플레이트와 결합되는 피봇 샤프트;를 포함하고,
상기 피봇 하우징은 상기 지지 튜브에 연결되며 중공을 갖는 코킹부를 포함하며,
상기 코킹부는 그 내면에 하나 이상의 홈이 형성되며,
상기 홈은 상기 중공의 입구에서 상기 코킹부의 내면을 따라 중공의 끝단까지 형성된, 와이퍼 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 코킹부는 그 외면에 적어도 하나의 리세스가 형성된, 와이퍼 시스템.
제3항에 있어서,
상기 홈의 형성 위치는 상기 리세스의 형성 위치와 다른 와이퍼 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 홈의 개수는 2 이상인 와이퍼 시스템.
제6항에 있어서,
상기 홈들은 상기 중공의 둘레에 걸쳐 등간격으로 배치된, 와이퍼 시스템.
제1항에 있어서,
상기 코킹부의 중공은 코킹부의 입구에서 끝단으로 갈수록 지름이 작아지는, 와이퍼 시스템.
제1항에 있어서,
상기 코킹부는 플라스틱으로 이루어진, 와이퍼 시스템.