KR101929083B1 - 윈드스크린 와이퍼 장치 - Google Patents

Abstract

평평한 블레이드 타입의 윈드스크린 와이퍼 장치(1)는 유연성 부재의 길다란 와이퍼 블레이드(2)와 함께 탄성재의 길다란 캐리어 부재를 구비하고, 상기 와이퍼 블레이드(2)는 중앙부 종방향 홈(3)을 구비하고, 상기 홈(3)에는 캐리어 부재의 종방향 스트립(4)이 배치되며, 상기 홈(3)은, 상기 종방향 스트립(4)과 상기 홈(3)의 바닥면으로 형성되는 종방향 공동 채널(18)의 형성을 위해 종방향 스트립(4) 아래에서 하부 방향으로 확장되는 특징적인 구조로 되어 있고, 상기 종방향 공동 채널(18)은 닦여질 윈드스크린에 수직인 상기 와이퍼 블레이드(2)의 중앙부 종방향 면의 위치에서의 상기 공동 채널(18)의 높이는 : 1/40W ≤ H ≤ 1/5W로 정의되며, 여기서 W는 종방향 스트립(4)의 폭이며, H는 닦여질 윈드스크린에 수직인 와이퍼 블레이드(2)의 중앙부 종방향 면의 위치에서의 공동 채널(18)의 높이이다.

Description

윈드스크린 와이퍼 장치{Windscreen wiper device}

본 발명은 탄성의 길다란 캐리어(carrier) 부재와, 이에 더해 유연성 소재의 길다란 와이퍼 블레이드(wiper blade)를 구비한 평평한 블레이드(blade) 타입의 윈드스크린 와이퍼 장치에 관한 것으로, 상기 와이퍼 블레이드는 닦여질 윈드스크린에 접하여 배치될 수 있는 와이핑 부재(wiping element)와 중앙에 종방향 홈을 구비하며, 상기 홈에는 캐리어 부재의 종방향 스트립(strip)이 배치되며, 상기 윈드스크린 와이퍼 장치는 왕복운동 아암(arm)을 위한 연결 장치를 구비하며, 상기 왕복운동 아암은 상기 연결 장치의 일측 단부 근처의 선회축(pivot axis)에 대해 선회가능 하도록 연결될 수 있다.

상기와 같은 윈드스크린 와이퍼 장치는 널리 알려져 있다. 이러한 종래의 윈드스크린 와이퍼 장치는 이른바 "평평한 블레이드" 또는 "요크없는 블레이드(yokeless blade)"로 설계되어, 서로 선회가능하게 연결된 몇 개의 요크(yoke)로 구성되는 구조가 아니고, 와이퍼 블레이드가 캐리어 부재에 의해 눌려져 특정한 곡률을 나타낸다.

본 발명의 목적은 향상된 윈드스크린 와이퍼 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 서두에서 소개한 형태의 윈드스크린 장치는 본 발명의 특징을 다음과 같이 보여준다. 즉, 상기 홈은 상기 종방향 스트립과 상기 홈의 바닥면에 의해 형성된 종방향의 공동 채널(hollow channel)을 형성하기 위해 종방향 스트립 아래에서 하부 방향으로 확장되어 있으며, 여기에서 닦여질 윈드스크린에 수직인 상기 와이퍼 블레이드의 중앙부 종방향 면의 위치에서의 상기 공동 채널 높이는 다음에 의해 정의된다.

여기에서 W는 종방향 스트립의 폭이며, H는 닦여질 윈드스크린에 수직방향으로 상기 와이퍼 블레이드의 중앙부 종방향 면의 위치에서의 상기 공동 채널의 높이이다.

무엇보다, 본 윈드스크린 와이퍼 장치는 서로 다른 곡률을 가진 온갖 종류의 윈드스크린을 닦는 데 사용될 수 있다. 실제로, 종방향 스트립과 홈의 바닥면 사이의 공동 채널 또는 "틈(gap)"은 상기 바닥을 유연하게 하고, 이로 인해 닦여질 윈드스크린에 수직방향으로 와이핑 부재의 위치 변화를 일으키게 되어, 상기와 같은 곡률의 차이가 보정될 수 있다. 다음으로, 윈드스크린 형상에 대한 어떤 오차도 상기와 같이 보정될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 "틈"의 높이는 와이퍼 블레이드의 왕복운동 아암에 작용하는 압력에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 유연성 소재로 구성된, 실질적으로는 고무로 구성된 와이퍼 블레이드는 상기 압력에 따라 변형될 수 있으므로, 종방향 스트립과 홈 바닥면 사이의 "틈"은 상기 압력이 증가할 경우 줄어들 수 있고, 또는 상기 압력이 감소할 경우에는 "틈"이 커질 수 있다. 이를 통해, 와이퍼의 성능이 개선되어, 왕복운동 아암에 의해 가해지는 높은 압력하에서도 와이퍼 블레이드의 중앙부가 깨끗하게 닦여질 수 있다. 대규모의 실험과 시험을 통해, 닦여질 윈드스크린에 수직인 상기 와이퍼 블레이드의 중앙부 종방향 면의 위치에서, 상기에서 정의된 "틈"의 높이 범위가 매우 유용하다는 것이 명확해졌다. 상기 "틈"의 높이가 상기에서 나타낸 범위보다 클 때에는, 시험 결과에서와 같이, 와이퍼 블레이드의 안정성에 부정적 영향을 미치며, 이외에도, 와이핑 부재의 수직 움직임과 회전 움직임 또한 발생될 것이다. 상기 회전은 닦여질 윈드스크린에 부정적인 영향을 미치는데, 이를 와이핑 부재의 "어택 앵글(attack angle)"이라고 일컫는다. 결과적으로, 닦는 특성에 악영향을 미치게 된다. 상기 "틈"의 높이가 상기 범위보다 작을 경우에는, 닦여질 윈드스크린에 수직 방향으로 와이핑 부재의 위치 변화, 즉 와이핑 부재의 수직 움직임은 왕복운동 아암에 의해 와이핑 부재로 가해지는 압력의 분배에 있어서 어떤 긍정적 영향을 바라기 어렵다.

본 발명에 따른 윈드스크린 와이퍼 장치의 바람직한 실시예로서, 상기 홈은 상기 종방향 스트립과 상기 홈의 상부 면으로 이루어진 종방향 공동 채널를 형성하기 위해 종방향 스트립 위에서 상부방향으로 확장되어 있다.

본 발명에 따른 윈드스크린 와이퍼 장치의 또 다른 실시예로서, 상기 와이퍼 블레이드는 닦여질 윈드스크린의 반대측에 스포일러(spoiler)를 구비한다.

본 발명에 따라 윈드스크린 와이퍼 장치는 서로 다른 곡률을 가진 온갖 종류의 윈드스크린을 닦는 데 사용될 수 있으며, 또한 윈드스크린 형상에 대한 어떤 오차도 보정될 수 있다.

하기에서는 도식화된 도면을 참고로, 본 발명에 대해 좀 더 자세히 설명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 윈드스크린 와이퍼 장치의 바람직한 실시예로서, 왕복운동 아암이 각각 있는 것과 없는 것에 대한 사시도 이다.
도 2에서 도 5는 도 1의 윈드스크린 와이퍼 장치에서 사용된 와이퍼 블레이드에 대한 여러 가지 단면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 평평한 블레이드 타입의 윈드스크린 와이퍼 장치(1)에 대한 바람직한 실시예를 나타낸다. 상기 윈드스크린 와이퍼 장치(1)는 탄성 중합체로 구성된 와이퍼 블레이드(2)로 구성되며, 상기 와이퍼 블레이드(2)는 중심 또는 중앙에 종방향 홈(3)을 구비하며, 여기에서 스프링 밴드 스틸로 구성된 종방향 스트립(4)은 중심 또는 중앙의 상기 종방향 홈(3)에 수용된다.(도 2에서 도 5 참고) 상기 스트립(4)은 고무 와이퍼 블레이드(2)를 위해 유연한 캐리어 부재의 형태를 가지며, 상기 와이퍼 블레이드(2)는 만곡된 위치로 편향된다.(작동 위치에서의 곡률은 닦여질 윈드스크린의 곡률과 같다). 상기 스트립(4)의 말단 및/또는 상기 와이퍼 블레이드(2)의 말단은 윈드스크린 와이퍼 장치(1)의 한쪽 측면에 각각의 연결 조각(pieces,5) 또는 "단부 캡"으로 연결될 수 있다. 이 실시예에서, 상기 연결 조각(5)은 독립된 구성 요소로서, 상기 스트립(4)/상기 와이퍼 블레이드(2)의 양쪽 끝을 막아 고정하는 형태로, 잠금장치 역할을 할 수 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 연결 조각(5)은 스프링 밴드 스틸로 구성된 스트립(4)과 일체형일 수 있다. 더욱이 윈드스크린 와이퍼 장치(1)는 왕복운동 와이퍼 아암(7)에 연결하기 위한 연결 장치(6)를 구비한다. 왕복운동 와이퍼 아암(7)은 연결 장치(6)에 한쪽 단부 근처에서 선회축에 대하여 선회가능하게 연결된다. 본 발명에 따른 도 1의 바람직한 실시예에는 고무 와이퍼 블레이드(2)와 일체로 되어있고 그것의 전체 길이를 따라 연장되는 스포일러 또는 "공기 편향 장치(8)"가 포함되어 있다. 와이퍼 블레이드(2)와 함께 연결 장치(6)는 다음과 같이, 왕복운동 아암(7) 위에 장착된다. 이미 연결장치(6) 위에 고정된 결합부(9)는 연결 장치(6)에 대하여 축선회(pivot) 한다. 그래서 상기 결합부(9)는 왕복운동 아암(7)의 자유단에서 쉽게 미끄러질 수 있다. 이와 같은 미끄러짐 운동 도중에 상기 결합부(9)의 탄성편(10)은 처음에 탄성력에 대해 눌려지고 탄성력에 의해 다시 튀어나오면서 상기 왕복운동 아암(7)의 구멍(11)에 끼워지고 잠겨지게 되어 구멍(11) 안쪽으로 탄성편(10)이 고정된다. 이러한 방식을 이른바 바요넷 연결이라고 한다. 결합부(9)에 연결된 왕복운동 아암(7)은 사용준비를 위해 와이퍼 블레이드(2)에 평행한 위치로 되돌아 갈 수 있다. 실질적으로 탄성편(10)을 탄성력에 대하여 다시 누름으로써(마치 누름 버튼과 같이) 연결 장치(6)와 와이퍼 블레이드(2)에 연결된 결합부(9)는 왕복운동 아암(7)에서 분리될 수 있다. 왕복운동 아암(7)으로부터 와이퍼 블레이드(2)와 연결 장치(6)가 분리되는 것은, 이와 같이 연결장치(6)와 와이퍼 블레이드(2)에 함께하는 결합부(9)가 왕복운동 아암(7)으로부터 떨어지는 방향으로 미끄러지면서 실현된다. 연결 장치(6)는 양쪽에 바깥쪽으로 튀어나온 두 개의 원통형 돌출부(12)를 포함한다. 이 돌출부(12)는 플라스틱 결합부(9)의 동일 형태의 원통형 오목부(13)에 축선회 가능하게(pivotally) 맞물리게 된다. 상기 돌출부(12)는 왕복운동 아암(7)의 말단부 근처 중심축에서 결합부(9)를 축선회시키기 위하여(왕복운동 아암(7)은 거기에 붙어 있음) 선회축 위치에서 베어링 면과 같은 역할을 한다.

비록 도 1에는 도시되지 않았지만, 당 업계에서 숙련된 자라면 충분히 이해할 수 있는 것으로서, 상기 왕복운동 아암(7)은 소형 모터에 의해 구동되는 축에 회전할 수 있게 고정된 장착 헤드에 연결된다. 사용 중에, 상기 축은 시계 방향 및 반시계 방향으로 교대로 회전하면서 상기 장착 헤드도 같이 회전하게 하고, 상기 장착 헤드는 상기 왕복운동 아암(7)을 회전하도록 하고 상기 연결 장치(6)에 의하여 상기 와이퍼 블레이드(2)를 움직인다.

도 2에서 도 5를 참조하면, 와이퍼 블레이드(2)는 와이핑 부재(14)를 구비한다. 상기 와이핑 부재(14)는 두 개의 틸팅 웹 홈(15,tilting web groove)과 상기 틸팅 웹 홈 사이에 형성된 스트립 같은 기능을 하는 틸팅 웹(16,tilting web), 그리고 이에 더해 상기 틸팅 웹(16)에 아래 방향으로 돌출되어 있는 와이핑 립(17,wiping lip)을 구비한다. 상기 와이핑 립(17)의 자유단은 닦여질 윈드스크린에 안착되어 있다. 상기 와이핑 립(17)의 작동시에는, 상기 와이핑 립(17)이 마치 힌지(hinge)와 같이 되어, 왕복운동의 반대 위치로 기울어 진다.

도 2에서 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙부 홈(3)은 상기 종방향 스트립(4)과 상기 홈(3)의 바닥면에 의해 형성된 종방향 공동 채널(18)를 형성하기 위해 종방향 스트립(4) 아래에서 하부 방향으로 확장되어 있다. 상기 중앙부 홈(3)은 또한 상기 종방향 스트립(4)과 상기 홈(3)의 상부면에 의해 형성된 종방향 공동 채널(20)를 형성하기 위해 종방향 스트립(4) 위에서 상부 방향으로 확장되어 있다. 이는 상기 홈(3) 안쪽에 상기 종방향 스트립(4)의 삽입을 가능하게 하고, 비용과 무게 절감을 위한 원자재 사용량을 줄일 수 있게 한다.

상기 압력의 크기는, 예를 들어, 닦여질 윈드스크린의 곡률과 종방향 스트립(4)의 곡률, 이에 더해 장착 헤드와 왕복운동 아암(7) 사이에 장착된 스프링의 힘에 의존한다. 비교적 낮은 압력의 경우에는 왕복운동 아암(7), 즉 와이퍼 블레이드(2)의 종방향 스트립(4)에 의해 압력이 가해지며, 공동 채널(18)의 높이 H 또는 "틈"이 증가할 수 있다. 유연한 바닥부가 밖으로 휘어진 경우는, 와이핑 부재(14)가 종방향 스트립(4)에서 떨어져 놓여있는 경우이다. 와이핑 부재(14)는 정상적인 왕복 운동을 따르는 것이 허용된다. 이러한 상황에서는 와이퍼 블레이드(2)의 종방향 스트립(4)에 의해 비교적 높은 압력이 가해진다. 이런 특별한 경우에는 공동 채널(18)의 높이 H 또는 "틈"이 줄어들 수 있다. 유연한 바닥부가 안쪽으로 휘어진 경우, 상기 와이핑 부재(14)는 종방향 스트립(4)에 밀착되는 위치로 힘이 가해진다. 다시 말해서, 홈(3) 바닥부(19)의 탄성 때문에, 상기 와이핑 부재(14)는 와이퍼 블레이드(2)의 종방향 스트립(4)에 의해 가해지는 압력에 의존하여, 닦여질 윈드스크린에 수직방향으로 움직임이 허용된다.

도 5를 참조하면, 닦여질 윈드스크린에 수직인 와이퍼 블레이드(2)의 중앙부 종방향 면의 위치에서, 본 발명에 따른 공동 채널(18)의 높이 H는 다음과 같이 정의된다:

여기서 W는 종방향 스트립(4)의 폭이고, H는 닦여질 윈드스크린에 수직인 상기 와이퍼 블레이드(2)의 중앙부 종방향 면의 위치에서의 공동 채널(18)의 높이이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 종방향 스트립(4)의 폭 W는 종방향 스트립(4)의 한쪽 외측 종방향 면에서 종방향 스트립(4)의 다른쪽 외측 종방향 면까지 측정한 값이다. 공동 채널(18)의 높이 H 또는 "틈"은 닦여질 윈드스크린에 수직인 상기 와이퍼 블레이드의 중앙부 종방향 면의 위치에서, 상기 공동 채널(18)의 바닥부(19)에서 종방향 스트립(4)까지 측정한 값이다.

본 발명은 도면으로 도시된 실시예들에만 한정되지 않으며, 또한 첨부된 청구항의 범위 내에서 또 다른 바람직한 실시예로 확장될 수 있다.

1 : 윈드스크린 와이퍼 장치 2 : 와이퍼 블레이드
3 : 홈 4 : 종방향 스트립
5 : 연결 조각 6 : 연결 장치
7 : 왕복운동 아암 8 : 스포일러
9 : 결합부 10 : 탄성편
11 : 구멍 12 : 돌출부
13 : 오목부 14 : 와이핑 부재
15 : 틸팅 웹 홈 16 : 틸팅 웹
17 : 와이퍼 립 18 : 공동 채널
19 : 바닥부 20 : 공동 채널
21 : 상부면

Claims (3)

1. 유연성 부재의 길다란 와이퍼 블레이드(2)와 함께 탄성재의 길다란 캐리어 부재를 구비하되, 상기 와이퍼 블레이드(2)에는 닦여질 윈드스크린에 접하게 위치할 수 있는 와이핑 부재(14)와 중앙부에 종방향 홈(3)이 구비되고, 상기 홈(3)에는 캐리어 부재의 종방향 스트립(4)이 배치되고, 윈드스크린 와이퍼 장치(1)은 왕복운동 아암(7)을 위한 연결 장치(6)가 구비되어 있는 윈드스크린 와이퍼 장치(1)에 있어서, 상기 홈(3)이 상기 종방향의 스트립과 상기 홈(3)의 바닥면으로 형성된 종방향 공동 채널(18)을 형성하기 위하여 종방향 스트립(4)의 아래에서 하부 방향으로 확장되어 있고, 여기서, 상기 공동 채널(18)은 닦여질 윈드스크린에 수직한 방향으로 상기 종방향 스트립(4)과 상기 홈(3)의 바닥면 간의 거리에 의해서 정의된 높이를 가지며, 상기 채널(18)은 상기 종방향 스트립(4)의 마주하는 측면 가장자리와 함께 측면 방향으로 정렬되어 있는 한 쌍의 측면을 가지고, 상기 공동 채널(18)의 최대 높이(H)는 닦여질 윈드스크린에 수직한 와이퍼 블레이드의 중앙부 종방향 면의 위치에 있으며, 다음과 같이 정의되고;
   

   

   
   여기서, W는 종방향 스트립(4)의 폭이며, H는 닦여질 윈드스크린에 수직인 와이퍼 블레이드(2)의 중앙부 종방향 면의 위치에서의 공동 채널(18)의 최대 높이이고, 상기 폭(W)은 공동 채널(18)의 최대 폭과 동일하며, 상기 공동 채널(18)은 단면에서 볼 때 반타원형의 형태이며, 상기 공동 채널(18)의 높이는 상기 공동 채널의 각각의 측면에서부터 닦여질 윈드스크린에 수직한 와이퍼 블레이드의 중앙부 종방향 면의 위치에서 최대 높이로 계속해서 증가하는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 홈(3)이 상기 종방향 스트립(4)과 상기 홈(3)의 상부 면(22)으로 형성된 종방향 공동 채널(21)을 형성하기 위해 상기 종방향 스트립(4) 위에 상부방향으로 연장되는, 윈드스크린 와이퍼 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 와이퍼 블레이드(2)에, 닦여질 윈드스크린의 반대 측에 스포일러(8)가 구비된, 윈드스크린 와이퍼 장치.

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