KR102236821B1 - 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼는 차량 전면 유리 측에 설치되는 와이퍼 프레임; 상기 와이퍼 프레임의 일측에 장착되고, 전류를 공급하도록 구성된 전자 유도부; 상기 와이퍼 프레임의 타측에 장착되고, 상기 전자 유도부에 의해 공급되는 전류가 흐르는 코일이 내부에 구비된 전자석; 및 일면은 상기 전자석과 접하도록 장착되고, 타면은 상기 차량 전면 유리에 접하는 와이퍼 블레이드를 포함하며, 상기 와이퍼 블레이드는 자기유변탄성체로 형성되고, 상기 코일에 전류가 흐르면서 발생한 자기장에 따라 강성 및 마찰계수가 증감하는 것을 특징으로 한다.
이러한 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼는 비교적 간단하게 구성되어 자기장 신호 하나만으로 자기유변탄성체로 이루어진 와이퍼 블레이드의 강성 및 차량 전면 유리와의 마찰계수를 변화시킬 수 있고, 이를 통해 마찰 진동 및 스틱 슬립에 의한 스퀼 소음을 감소시킬 수 있다.

Description

자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼{Wiper for vehicle using Magneto-Rheological Elastomer}

본 발명은 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼에 관한 것으로, 구체적으로는 와이퍼 블레이드에 자기유변탄성체를 적용하여, 와이퍼 블레이드의 경도 및 차량 전면 유리와의 마찰 계수를 변화시킴으로써 스퀼 소음을 감소시킬 수 있는 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼에 관한 것이다.

일반적으로 최근 자동차 기술은 차량의 성능뿐만 아니라 차량 탑승 만족감에 대한 연구도 활발히 진행 중이다. 이러한 사용자의 만족감을 높일 수 있는 수단 중 하나가 와이퍼이다.

와이퍼는 빗물을 비롯해 자동차 앞유리의 이물질을 닦아 시야를 확보해 주는 역할을 한다. 하지만 기존의 와이퍼 블레이드는 유막이 생기거나, 프레임이 휘거나하는 특정 악조건에서 소음이 발생하게 된다.

따라서, 이러한 마찰 진동 및 스틱 슬립에 의한 스퀼 소음(Squeal Noise)을 감소시킬 수 있는 와이퍼 블레이드가 요구되는 실정이다.

공개실용신안공보 제20-1998-0022312호(1998.07.25.)

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비교적 간단하게 구성되어 자기장 신호 하나만으로 자기유변탄성체로 이루어진 와이퍼 블레이드의 강성 및 차량 전면 유리와의 마찰계수를 변화시킬 수 있고, 이를 통해 스퀼 소음을 감소시킬 수 있는 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량 전면 유리 측에 설치되는 와이퍼 프레임; 상기 와이퍼 프레임의 일측에 장착되고, 전류를 공급하도록 구성된 전자 유도부; 상기 와이퍼 프레임의 타측에 장착되고, 상기 전자 유도부에 의해 공급되는 전류가 흐르는 코일이 내부에 구비된 전자석; 및 일면은 상기 전자석과 접하도록 장착되고, 타면은 상기 차량 전면 유리에 접하는 와이퍼 블레이드를 포함하며, 상기 와이퍼 블레이드는 자기유변탄성체로 형성되고, 상기 코일에 전류가 흐르면서 발생한 자기장에 따라 강성 및 마찰계수가 증감하는 것을 특징으로 하는 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼를 제공한다.

여기서, 상기 코일은, 상기 와이퍼 블레이드의 일면에 수직한 방향으로 길이를 갖도록 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코일은 복수개가 상기 전자석의 길이방향을 따라 상호 이격되게 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 코일은 제1 간격을 두고 이격되게 구비되고, 상기 전자석의 길이방향 양측 테두리부에 배치된 상기 복수의 코일은 상기 제1 간격보다 좁은 간격을 두고 이격되게 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼는 비교적 간단하게 구성되어 자기장 신호 하나만으로 자기유변탄성체로 이루어진 와이퍼 블레이드의 강성 및 차량 전면 유리와의 마찰계수를 변화시킬 수 있고, 이를 통해 마찰 진동 및 스틱 슬립에 의한 스퀼 소음을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼는 코일이 와이퍼 블레이드의 일면에 수직한 방향으로 길이를 갖도록 구비됨으로써, 자기장 발생 시 자기유변탄성체인 와이퍼 블레이드에 포함된 철 입자들이 수직한 자기장 방향으로 이동하여 와이퍼 블레이드가 압착될 수 있고, 이로 인해 와이퍼 블레이드의 경도가 증가하여 차량 전면 유리와의 마찰계수가 감소할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼에서 와이퍼 블레이드와 전자석을 확대한 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼에서 와이퍼 블레이드와 전자석을 확대한 단면도이다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼(1)를 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼(1)는 자기유변탄성체의 강성 변화 성질을 이용한 것으로, 와이퍼 프레임(100), 전자 유도부(200), 전자석(300), 와이퍼 블레이드(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 와이퍼 프레임(100)은 차량 전면 유리(미도시) 측에 설치되는 것으로, 차량용 와이퍼(1)의 와이퍼 프레임(100)은 이미 알려진 구성인 바, 본 발명에서는 자세한 설명을 생략한다.

전자 유도부(200)는 와이퍼 프레임(100)의 일측에 장착되고, 전류를 공급하도록 구성된다. 비록 자세히 도시되지는 않았으나, 전자 유도부(200)는 전자 유도 작용을 통해 후술할 전자석(300)의 코일(310)에 전류를 공급할 수 있는 구성이라면 제한되지 않고 다양한 구성을 가질 수 있다.

전자석(300)은 와이퍼 프레임(100)의 타측에 장착되고, 내부에 코일(310)이 구비된다. 코일(310)은 와이퍼 프레임(100)의 일측에 장착된 전자 유도부(200)에 의해 공급되는 전류가 흐를 수 있다.

와이퍼 블레이드(400)는 일면이 전자석(300)과 접하도록 장착되고, 타면은 차량 전면 유리에 접하도록 구성된다.

여기서, 와이퍼 블레이드(400)는 자기유변탄성체로 형성되는 것이 바람직하다.

자기유변(Magneto-Rheological, MR) 재료는 자기장의 영향에 의해 유동학적 성질이 변하는 재료이며, MR 재료들은 MR 유체와 자기유변탄성체(MR Elastomer) 두 개의 부류로 나누어진다.

MR 유체는 자기장에 의해 극성을 가질 수 있는 입자들이 점성유체에 섞여 있는 재료이고, 자기장이 걸리는 경우에는 입자들이 외부 자기장의 방향에 따라 체인 형태로 정렬되어 유동학적 성질이 변하게 된다.

한편, 고체 형태인 자기유변탄성체(MR Elastomer)는 천연고무나 실리콘 고무와 같은 폴리머 재료 안에 극성을 이룰 수 있는 입자들을 첨가한 것으로, 자기장의 세기에 따라 강성이 변화하는 특징을 가지고 있다.

상술한 전자석(300)의 내부에 구비된 코일(310)에 전류가 흐르면서 자기장이 발생하면, 자기유변탄성체로 형성된 와이퍼 블레이드(400)는 내부에 있는 철 입자(CI particle) 들이 자기장 방향으로 정렬되어 강성이 증가할 수 있다. 이때, 와이퍼 블레이드(400)의 강성이 증가하면 변형 손실이 줄어들기 때문에 차량 전면 유리와의 마찰계수는 감소하게 되고, 반대로 와이퍼 블레이드(400)의 강성이 감소하면 차량 전면 유리와의 접촉 면적이 커지기 때문에 마찰계수는 증가하게 된다.

따라서, 종래의 와이퍼 블레이드(400)에서 생기는 마찰 진동 및 스틱 슬립에 의한 스퀼 소음을 줄이기 위해서는 와이퍼 블레이드(400)의 강성을 높이고, 차량 전면 유리와의 마찰계수는 감소시키는 것이 바람직하다.

한편, 코일(310)은 전자석(300)과 접하는 와이퍼 블레이드(400)의 일면에 수직한 방향으로 길이를 갖도록 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 전자 유도부(200)에 의해 공급된 전류가 전자석(300)의 코일(310)을 통과하여 자기장이 발생할 때 코일(310)이 와이퍼 블레이드(400)의 일면에 대하여 수직으로 구비될 경우, 자기장의 방향은 와이퍼 블레이드(400)의 일면에 대하여 수직하게 발생하게 된다.

이에 따라 자기유변탄성체인 와이퍼 블레이드(400)에 포함된 철 입자들은 수직한 자기장 방향으로 이동하여 와이퍼 블레이드(400)가 압착될 수 있다. 이로 인해 와이퍼 블레이드(400)는 경도가 증가하며 차량 전면 유리와의 마찰계수가 낮아지게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 차량용 와이퍼(1)는 종래의 와이퍼 블레이드에서 발생하는 마찰 진동 및 스틱 슬립에 의한 스퀼 소음을 효과적으로 줄일 수 있다.

한편, 코일(310)은 복수개가 전자석(300)의 길이방향을 따라 상호 이격되게 구비되며, 이때 복수의 코일(310)은 미리 정해진 제1 간격을 두고 서로 이격되게 구비될 수 있다.

여기서, 코일(310)이 전자석(300)의 내부에 동일한 간격으로 배치될 경우, 전자석(300)의 길이방향 위치에 따른 자기장의 세기는 양측 테두리부 보다 중심부가 더 높은 정규분포의 형태를 보이게 된다. 이렇게 되면 차량 전면 유리와 맞닿는 와이퍼 블레이드(400)의 길이방향 중심부는 오목한 형상으로 변할 수 있다는 문제점이 있다.

따라서, 전자석(300)의 길이방향 양측 테두리부에 배치된 복수의 코일(310)은, 상술한 제1 간격보다 좁은 간격을 두고 이격되게 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 전자석(300)의 사이드 부분에 좀 더 집중적으로 코일(310)을 배치시키는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에 따른 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼는 비교적 간단하게 구성되어 자기장 신호 하나만으로 자기유변탄성체로 이루어진 와이퍼 블레이드의 강성 및 차량 전면 유리와의 마찰계수를 변화시킬 수 있고, 이를 통해 마찰 진동 및 스틱 슬립에 의한 스퀼 소음을 감소시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

1 : 차량용 와이퍼 100 : 와이퍼 프레임
200 : 전자 유도부 300 : 전자석
310 : 코일 400 : 와이퍼 블레이드

Claims (4)

1. 차량 전면 유리 측에 설치되는 와이퍼 프레임;
   상기 와이퍼 프레임의 일측에 장착되고, 전류를 공급하도록 구성된 전자 유도부;
   상기 와이퍼 프레임의 타측에 장착되고, 상기 전자 유도부에 의해 공급되는 전류가 흐르는 코일이 내부에 구비된 전자석; 및
   일면은 상기 전자석과 접하도록 장착되고, 타면은 상기 차량 전면 유리에 접하는 와이퍼 블레이드를 포함하며,
   상기 와이퍼 블레이드는 자기유변탄성체로 형성되고, 상기 코일에 전류가 흐르면서 발생한 자기장에 따라 강성 및 마찰계수가 증감하는 것을 특징으로 하는 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 코일은,
   상기 와이퍼 블레이드의 일면에 수직한 방향으로 길이를 갖도록 구비된 것을 특징으로 하는 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 코일은 복수개가 상기 전자석의 길이방향을 따라 상호 이격되게 구비된 것을 특징으로 하는 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 코일은 제1 간격을 두고 이격되게 구비되고,
   상기 전자석의 길이방향 양측 테두리부에 배치된 상기 복수의 코일은 상기 제1 간격보다 좁은 간격을 두고 이격되게 구비된 것을 특징으로 하는 자기유변탄성체를 이용한 차량용 와이퍼.

Images