KR102529093B1 - 압력 균형 이중고무블레이드의 와이퍼블레이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개의 닦임부를 가진 차량용 와이퍼블레이드로서, 와이핑 작동 진행 방향의 앞쪽 닦임부의 외측닦임날이 유리면의 오물을 효과적으로 제거하면서 뒤쪽 닦임부의 내측닦임날은 유리면에서 물을 와이핑하는 구조의 이중고무블레이드에 있어서, 와이퍼암의 제공 압력이 상대적으로 낮은 경우에는 뒤쪽 닦임부의 내측닦임날에 높은 비율의 압력이 작용되도록 형성 위치시키고, 와이퍼암의 제공 압력이 상대적으로 높아서 뒤쪽 닦임부 내측닦임접촉면의 유리면 접촉각이 임계각도 이하로 작아지면 앞쪽 닦임부의 내측정지부가 내측고정부에 밀착되기 시작하여 고무블레이드에 가해지는 압력을 두 개의 닦임부로 분산시켜 압력 균형을 잡아주어 과도한 압력아래에서도 고무블레이드 닦임부의 변형을 최소화시키고 안정적인 닦임성을 확보하는 이상적인 이중고무블레이드를 구비한 차량용 와이퍼블레이드에 관한 것이다.

Description

압력 균형 이중고무블레이드의 와이퍼블레이드 {Wiper blade with pressure balanced dual rubber}

본 발명은 두 개의 닦임부를 가진 차량용 와이퍼블레이드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두 개의 닦임부를 포함하는 이중고무블레이드가 와이퍼암의 제공 압력이 상대적으로 낮은 경우에는 와이핑 작동 진행 방향의 뒤쪽 닦임부에 더 높은 비율로 압력이 작용하고, 와이퍼암의 제공 압력이 상대적으로 높은 경우에는 앞쪽과 뒤쪽 두 개의 닦임부에 균형 잡힌 압력을 작용시켜 뒤쪽 닦임부에 최적의 압력을 제공, 과도한 압력 아래에서도 와이퍼블레이드의 닦임성을 극대화시키고 내구성을 향상시킨 이중고무블레이드를 포함하는 와이퍼블레이드에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 유리면의 표면에 존재하는 눈이나 빗물, 이물질 등을 제거하기 위한 와이퍼 장치가 설치되어 있으며, 이는 와이퍼 모터에 의해 와이퍼블레이드(10)가 와이핑 작동하여 유리면을 닦아주는 장치로서, 운전자의 시야를 확보해주는 기능을 수행한다.

한편 이러한 와이퍼블레이드(10)의 닦임부를 두 개로 형성시켜, 와이핑 운동을 하는 방향의 앞쪽의 닦임부가 유리면의 오물을 제거하면서 뒤쪽의 닦임부는 와이핑하여 유리면에서 깨끗하게 물을 제거하는 구조의 이상적인 성능을 실현하고자 이중고무블레이드(20)를 적용하려는 시도는 꾸준히 있어 왔으며 이러한 이중고무블레이드(20)를 적용하는 와이퍼블레이드(10)도 여러가지 종래 기술의 구조가 있다.

도1에서 도시하는 종래기술의 한 예를 보면, 와이퍼암(미도시)의 압력과 와이핑 운동력을 전달받는 와이퍼프레임(11)과 제1고무블레이드(31)와 제2고무블레이드(32)를 결합시킨 이중고무블레이드(20)로 구성되어 와이퍼프레임(11)은 이중고무블레이드(20)을 지지하면서 동시에 와이핑 운동과 압력을 분산 전달하여 이중고무블레이드(20)의 길이 방향으로 분포시켜 유리면(50)을 닦아내는 구조의 일반 형태의 와이퍼블레이드(10)가 있다.

도2에서 도시하는 또 따른 종래기술의 예를 보면, 곡률을 가진 바디스프링(12) 이 중앙부와 끝단부에 각각 클램프(16)로 연결되어 있고, 제1고무블레이드(31)와 제2고무블레이드(32)를 결합시킨 이중고무블레이드(20)를 바디스프링(12) 내측에 조립 지지하는 구조로 형성되고, 와이퍼암(미도시)의 압력으로 탄성을 가진 바디스프링(12)의 곡률이 유리면(50)에 밀착되어 분산 전달되는 압력을 이중고무블레이드(20)의 길이 방향으로 분포시켜 와이핑 운동으로 유리면(50)을 닦아내는 구조의 플랫 형태의 와이퍼블레이드(10)도 있다.

일반적으로 와이퍼블레이드에 적용되는 고무블레이드는 변형이 용이한 탄성을 가진 재질로 제조된다. 제조가 완료된 고무블레이드는 외부의 힘을 받지 않으면 변형이 없는 자연상태라고 할 수 있으며, 일반적으로 자연상태의 고무블레이드 형태를 기준으로 설계와 제조를 하게 된다. 그런데 실제 와이퍼블레이드는 와이핑 작동을 할 때에도, 정지와 정차시에도 항시 차량의 유리면에 밀착되어 있으며, 따라서 고무블레이드는 일정한 형태로 변형되어 위치하고 있으며 이를 와이핑상태라고 할 수 있고, 실제 고무블레이드는 항상 와이핑상태에서 동작 또는 정지하고 있다.

도3에서 자연상태 단면도로 고무블레이드를 도시되고 있는 바, 종래 기술에 있어서 이중고무블레이드(20)를 형성시키는 방법으로 흔하게 사용되었던 방법이, 도3의 A 와 같은 단일고무블레이드(19)를 평행하게 적절한 거리를 두고 좌우로 배치시켜 도3의 B 와 같이 두 개의 닦임부(41)(42)와, 두 개의 꺾임부(25)(26)를 평행하게 각각의 꺾임부(25)(26)의 중심선과 각각의 닦임접촉부(33)(34)의 중심선이 일치하도록 좌우로 배치시켜 이중고무블레이드(20)를 형성시키는 방법이 대표적으로 사용되고 있다.

이 방식으로 이중고무블레이드(20)를 형성시키면 도4 B 에서 와이핑상태 단면도로 고무블레이드를 도시하고 있는 바와 같이 와이핑운동 진행 시에 단일고무블레이드(19)의 닦임운동과 동일한 와이핑운동이 이중고무블레이드(20)에서는 두 개 평행으로 진행 된다. 이러한 형태의 이중고무블레이드(20)가 와이핑운동 진행방향으로 이동하면 제1닦임부(41)가 유리면(50)과의 마찰에 의하여 제1꺾임부(25)를 중심으로 진행방향 반대쪽으로 꺾임회전을 하다가 외측정지부(44)가 외측고정부(24)에 밀착하게 되면서 회전이 정지되고, 제1닦임부(41)는 유리면과 일정 각도를 형성하면서 제1닦임부(41)의 내측닦임날(47)이 유리면(50)의 물을 와이핑하게 되며, 제2닦임부(42)는 유리면(50)과의 마찰에 의하여 제2꺾임부(26)를 중심으로 진행방향 반대쪽으로 꺾임회전을 하다가 내측정지부(43)가 내측고정부(23)에 밀착하게 되면서 회전이 정지되고, 제2닦임부(42)는 유리면과 일정 각도를 형성하면서 제2닦임부(42)의 외측닦임날(48)이 유리면(50)의 오물을 제거하는 역할을 하게 된다.

그런데 이러한 방식은 제1닦임부(41)과 제2닦임부(42)에 분산되는 압력이 동일하다는 문제점을 발생시킨다. 와이퍼암(미도시)은 고정된 단일 압력을 와이퍼블레이드(10)에 제공하는데, 이를 약 50 : 50 으로 압력을 제1닦임부(41)과 제2닦임부(42)에 분산시키면 와이핑 진행방향으로 뒤 따라오면서 물을 깨끗하게 유리면에서 제거하여야 하는 제1닦임부(41)의 내측닦임날(37)이 와이핑 역할을 수행하기에 압력이 부족하여 성능이 크게 떨어지는 단점을 가지고 있는 구조인 것이다. 더하여 곡률을 가진 유리면(50)에서는 오히려 앞에 위치한 제2닦임부(42)에 더 큰 비율의 압력이 작용하게 되는 경우도 발생하여 물을 깨끗하게 와이핑해야 하는 와이퍼블레이드(10) 본래의 목적을 상실하게 된다.

도5의 B 는 와이핑상태 단면도로 고무블레이드를 도시되고 있는 바, 이러한 문제를 개선하고자 고안된 방식의 이중고무블레이드(20)에서 나타나고 있는 것으로, 와이핑 진행방향의 뒤쪽에 있는 제1닦임부(41)의 외측정지부(44)는 동일하게 외측고정부(24)에 밀착하도록 하는 반면, 와이핑 진행방향의 앞쪽에 있는 제2닦임부(42)의 내측정지부(43)는 내측고정부(23)에 밀착하지 못하도록 형성함으로써 제1닦임부(41)에는 제1꺾임부(25)와 외측정지부(44)의 밀착으로 형성된 삼각형 구조를 통하여 압력을 전달하고, 제2닦임부(42)에는 쉽게 꺾임이 발생하는 구조의 제2꺾임부(26)의 탄력만을 통하여 압력을 전달함으로써 와이핑 진행방향의 뒤쪽에 있는 제1닦임부(41)에 보다 많은 압력이 전달되도록 하는 구조의 방식으로 발전된 바가 있다.

그러나 이러한 방식도 제1닦임부(41)와 제2닦임부(42)와 유리면(50)이 이루는 각도가 같도록 위치 형성되어 있어 압력 분산이 보다 효과적으로 와이핑 진행방향의 뒤쪽에 있는 제1닦임부(41)에 더 큰 비율로 전달되지 못하는 한계가 있었으며, 유리면(50)의 곡률이 큰 경우에는 와이핑 진행방향의 앞쪽에 있는 제2닦임부(42)에 압력이 더 작용하게 되어 압력 배분이 충분하지 않은 등의 문제가 있었다.

이러한 이중고무블레이드의 압력 배분에 대한 문제점을 개선하고자 선행 발명으로 대한민국 등록특허 1017291450000 (2017.04.17)호와 등록특허 1017319560000 (2017.04.25)호가 있어 뒤쪽의 고무블레이드에 최대의 압력 배분이 가능하도록 닦임부와 꺾임부의 구조와 기하학적 형태를 제시한 바가 있다.

도6의 A 에서 자연상태 단면도로 고무블레이드를 도시하는 바와 같이 종래 기술을 개선하고자 고안한 상기 발명들은 도6의 B 와 같은 방식으로서 꺾임부(25)(26)의 중심선과 닦임접촉부(33)(34)의 중심선 사이에 안쪽 방향으로 편심을 주는 방식과 도6의 C 와 같은 방식으로서 꺾임부(25(26)의 중심선을 안쪽 방향으로 일정 각도를 주고, 다시 꺾임점(27)(28)이 유리면(50)에 수직으로 이루는 꺾임점 중심선과 닦임접촉부(33)(34)의 중심선 사이에 안쪽 방향으로 편심을 주는 방식으로서 도 7의 B 와 C 에서 테스트 결과를 보면, 와이핑을 수행할 때 와이핑 진행방향의 뒤쪽에 있는 닦임부에 70% ~ 80% 정도의 큰 압력을 전달해주어 물을 제거하는 와이핑 성능에 좋은 효과가 있다.

일반적으로 모든 차량 출하시에 장착되는 와이퍼암은 설계 압력이 결정되어 제조 출하되며, 해당 와이퍼암의 압력에 적합하도록 설계된 와이퍼블레이드를 와이퍼암에 체결, 함께 차량에 장착하여 최적의 압력에서 최상의 닦임성이 유지되도록 한다. 그러나 차량의 특성상 소모품인 와이퍼블레이드만 교환하게 되어있으며, 시장에서 판매되는 다양한 와이퍼블레이드를 선택하여 교환하는 경우에는 이미 압력이 다양하게 결정되어 있으며 압력 조절을 할 수 없도록 설계된 와이퍼암의 압력과 교환하려는 와이퍼블레이드의 압력 범위가 서로 맞지 않는 경우가 많이 있어, 와이퍼블레이드의 압력범위보다 와이퍼암의 압력이 낮은 경우에는 와이핑을 수행하면서 물이 남아있는 문제가 발생하며, 반대로 와이퍼암의 압력이 높은 경우에는 와이핑을 수행하면서 고무블레이드의 변형이 과도하게 발생하여 닦임성도 떨어지고 내구성도 나빠지게 되는 문제가 있는 것이다.

도8 에서 와이핑상태 단면도로 고무블레이드를 도시하는 바와 같이 도8의 A 단일고무블레이드(19) 닦임 수행시 중심선과 닦임날의 거리는 a 인 반면, 도 8의 B 이중고무블레이드(20) 닦임 수행시 중심선과 제1닦임부(41)의 내측닦임날(47)의 거리는 b 로서 약 두 배 이상 더 길게 형성되어 있고, 이는 같은 압력에도 이중고무블레이드(20)가 더 큰 회전력을 받게 되고, 제공하는 압력이 높은 와이퍼암(미도시)에 체결되는 경우의 도8의 C 의 제1닦임부(41)의 변형처럼 유리면(50)에 대하여 접촉하는 각도가 매우 작아지면서 닦임성도 해치게 되고, 내구성도 나빠지는 등의 문제점을 안고 있다.

즉 상기 선행기술의 이중고무블레이드(20)는 허용 압력 범위보다 높은 압력의 와이퍼암에 체결되면 제1닦임부(41)의 과도한 변형으로 인한 문제점이 발생하고 있으며, 이를 해결하고자 각각의 닦임부(41)(42)의 단면적을 키우고 각 부위의 두께를 크게 하면 어느 정도 과도 압력에 대하여 대응이 되지만, 반대로 압력범위보다 낮은 압력을 제공하는 와이퍼암에서는 와이핑 성능이 떨어져 유리면(50)에 물이 남아 있는 등 닦임성을 나쁘게 만드는 역효과가 발생하게 되는 등 문제 해결에 많은 어려움이 있다.

대한민국 등록특허 1017291450000 (2017.04.17)호 대한민국 등록특허 1017319560000 (2017.04.25)호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 두 개의 닦임부를 가진 차량용 와이퍼블레이드로서, 와이핑 작동 진행 방향의 앞쪽 닦임부의 외측닦임날이 유리면의 오물을 효과적으로 제거하면서 뒤쪽 닦임부의 내측닦임날은 유리면에서 물을 와이핑하는 구조의 이중고무블레이드에 있어서, 와이퍼암의 제공압력이 상대적으로 높은 경우에도 두 개의 닦임부에 균형잡힌 압력을 제공함으로써 과도한 압력 아래에서도 와이퍼블레이드에 적용되는 압력범위를 확장시켜 고무블레이드의 변형을 최소화시키고 안정적인 닦임성을 확보하는 이상적인 이중고무블레이드를 적용하는 차량용 와이퍼블레이드를 제공하려는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이중고무블레이드에 있어서, 제공되는 와이퍼암의 압력이 일정 압력까지는 뒤쪽 닦임부의 내측닦임날에 높은 비율의 압력이 작용되도록 형성 위치시키고, 제공되는 와이퍼암의 압력이 일정 압력을 넘어서 뒤쪽 닦임부의 유리면 접촉각이 임계각도 이하로 작아지면 앞쪽 닦임부의 내측정지부가 내측고정부에 밀착되어, 작용하는 압력을 두 개의 닦임부에 분산시키는 구조의 이중고무블레이드를 제공한다.

이에 따라, 본 발명의 와이퍼블레이드에 의하면, 두 개의 닦임부를 가진 차량용 와이퍼블레이드로서, 와이핑 작동 진행 방향의 앞쪽 닦임부의 외측닦임날이 유리면의 오물을 효과적으로 제거하면서 뒤쪽 닦임부의 내측닦임날은 유리면에서 물을 와이핑하는 구조의 이중고무블레이드에 있어서, 제공되는 와이퍼암의 압력에 폭 넓게 맞추도록 와이퍼블레이드에 적용되는 압력의 범위를 확장시켜 과도한 압력아래에서도 고무블레이드의 변형을 최소화시키고 안정적인 닦임성을 확보하는 이상적인 이중고무블레이드를 적용하는 차량용 와이퍼블레이드를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 일반와이퍼의 와이퍼프레임과 이중고무블레이드의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 플랫와이퍼의 바디스프링과 이중고무블레이드의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3은 단일고무블레이드와 이중고무블레이드의 비교 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 단일고무블레이드와 이중고무블레이드의 와이핑 작동시 상태를 비교하여 나타내는 단면도이다.
도 5는 종래의 이중고무블레이드의 와이핑 작동시 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 종래의 개선된 여러 형태의 이중고무블레이드의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 7은 종래의 개선된 여러 형태의 이중고무블레이드의 와이핑 작동시 압력 분포를 나타내는 단면도이다.
도 8은 종래의 개선된 이중고무블레이드의 과도압력 와이핑 작동시 문제점을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이중고무블레이드의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이중고무블레이드의 와이핑 작동 구조를 도시하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이중고무블레이드의 과도압 작동에 대처하여 압력균형을 이루는 와이핑 작동 구조를 도시하는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이중고무블레이드의 과도압 작동에 대처하는 임계각도와 꺾임각도를 설정하는 방법과 그에 따른 와이핑 작동 구조를 도시하는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이중고무블레이드의 내측고정부의 이중 작용 구조에 대한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이중고무블레이드의 여러 형태의 조립 방식과 구조에 대한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

변형이 용이한 탄성을 가진 재질로 제조가 완료된 고무블레이드는 외부의 힘을 받지 않으면 변형이 없는 자연상태라고 할 수 있으며, 와이핑 작동을 할 때에도, 정지와 정차시에도 항시 차량의 유리면에 밀착되어 있어 고무블레이드는 일정한 형태로 변형되어 위치하고 있으며 이를 와이핑상태라고 할 수 있다.

도9의 A, B, C 자연상태 단면도로 고무블레이드를 도시하는 바와 같이 종래 기술의 개선 방식으로서 제시된 상기 도6의 A, B, C 방식의 이중고무블레이드(20)의 구조를 보다 자세하게 보면, 제1고무블레이드(31)와 제2고무블레이드(32)가 결합된 이중고무블레이드(20)에 있어서 제1고무블레이드(31)는 제1꺾임부(25)를 통하여 하단에 위치한 제1닦임부(41)와 연결되며, 제1꺾임부(25) 상단부 바깥쪽에는 외측고정부(24)가, 안쪽에는 내측고정부(23)가 위치하고 있으며, 제1닦임부(41)의 상단 바깥쪽에는 외측정지부(44)가, 안쪽에는 내측정지부(43)이 위치하고 있어, 제1꺾임부(25)를 중심으로 꺾임운동을 하면 각각의 외측정지부(44)가 외측고정부(24)와 밀착하면서 꺾임운동이 정지되고, 닦임을 수행하게 된다.

제1닦임부(41)의 하단에는 제1닦임접촉부(33)가 위치하고 있으며 제1닦임접촉부(33)의 안쪽에는 내측닦임접촉면(45)이 위치하고 있으며 하단에는 유리면(50)과 물 제거 와이핑을 수행하는 내측닦임날(47)이 형성되어 있고, 제1닦임접촉부(33)의 바깥쪽에는 외측닦임접촉면(46)이 위치하고 있으며 하단에는 유리면(50)의 오물을 제거하는 목적의 외측닦임날(48)이 형성되어 있다.

제2고무블레이드(32)와 제2닦임부(42)도 각각 제1고무블레이드(31), 제1닦임부(41)와 같은 구조로 형성되어 있다.

본 발명은 상기 도9의 A, B, C 모든 방식에서 적용이 가능하므로, 대표적으로 도9의 C 방식의 편심 구조를 가지고 있는 이중 고무블레이드를 예로 들어 상세히 설명하고자 한다.

도10의 와이핑상태 단면도로 도시하는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이중고무블레이드(20)의 적정 압력 범위 이내에서 작동시의 와이핑상태를 나타낸 것으로서, 이중고무블레이드(20)가 와이핑 운동 진행방향으로 이동하면 제1닦임부(41)가 유리면(50)과의 마찰에 의하여 제1꺾임부(25)를 중심으로 진행방향 반대쪽으로 꺾임회전을 하고, 제1닦임부(41)의 외측정지부(44)가 제1고무블레이드(31)의 외측고정부(24)에 밀착하게 되면서 제1닦임부(41)의 회전은 정지되고, 제1닦임부(41)의 하단 내측닦임접촉면(45)이 유리면(50)과 일정 각도를 형성하면서 제1닦임부(41)의 내측닦임날(47)이 유리면(50)의 물을 와이핑하게 된다. 이때 제1닦임부(41)에는 제1꺾임부(25)와 밀착된 외측고정부(24)에서 전달되는 높은 비율의 압력이 작용한다.

반면, 제2닦임부(42)는 유리면(50)과의 마찰에 의하여 제2꺾임부(26)를 중심으로 진행방향 반대쪽으로 꺾임회전을 하지만 내측정지부(43)는 내측고정부(23)에 떨어져 있도록 형성되어 있으므로 제2닦임부(42)는 내측정지부(43)에 의한 꺾임회전 정지가 만들어내는 각도가 아닌, 제1닦임부(41)의 꺾임이 멈춘 상태에서 형성된 이중고무블레이드(20)의 높이에 맞추어, 제2닦임부(42)는 제2꺾임부(26)을 중심으로 유리면(50)과 이루는 각도에서 회전이 정지되고, 제2닦임부(42)의 하단 외측닦임접촉면(46)의 외측닦임날(48)이 유리면(50)의 오물을 제거하는 역할을 수행하게 된다. 이때 제2닦임부(42)에는 제2꺾임부(26)의 탄성에서만 전달되는 낮은 비율의 압력이 작용한다.

와이퍼암(미도시)과 와이퍼블레이드(10)는 회전왕복운동을 하므로, 도10의 B 와 같이 와이핑 진행방향이 반대 방향으로 바뀌면 제1고무블레이드(31)와 제1닦임부(41), 그리고 제2고무블레이드(32)와 제2닦임부(42)는 그 역할을 맞바꾸어 수행하게 되는 것이고, 압력 비율도 맞바뀌게 되어 항상 뒤쪽의 닦임부에 높은 비율의 압력을 제공, 유리면(50)의 물을 효과적으로 제거하게 되는 것이다.

도11은 본 발명의 실시예에 따른 이중고무블레이드(20)가 와이핑상태에서 압력범위를 벗어나는 과도한 압력 하에서도 압력 균형을 이루어 작동하는 조건과 상태를 나타낸 것으로서, 설정된 압력범위 이내의 와이퍼암(미도시)에 체결되어 와이핑 작동을 하는 경우에는 상기 도10에서 설명한 것과 동일하게 도11의 A 와 같이 압력 범위 이내의 와이핑 작동이 이루어지게 된다.

그러나 설정된 압력범위를 초과하는 압력을 제공하는 와이퍼암(미도시)에 체결되어 와이핑 작동을 하는 경우에는 본 발명의 실시예에 따른 이중고무블레이드(20)가 도11의 B 와 같은 상태로 변화하게 되어, 과도한 압력이 제1고무블레이드(31)의 외측고정부(24)를 통하여 제1닦임부(41)의 외측정지부(44)와 제1꺾임부(25)를 통하여 제1닦임부(41)에 전달되면 제1닦임부(41)의 하단에 있는 제1닦임접촉부(33)에 과도 압력이 가해지게 되어 제1닦임접촉부(33)가 과다 변형을 일으키게 되고, 제1닦임접촉부(33)의 내측닦임접촉면(45)과 유리면(50) 사이의 각도 α 가 작아져 임계각도에 이르게 된다.

도11의 B 와 같이 제1닦임부(41)의 내측닦임접촉면(45)과 유리면(50) 사이의 각도 α 가 작아져 임계각도에 이르게 되면, 전체 고무 블레이드의 높이가 유리면(50)쪽으로 낮아지게 되어 도11의 A 위치에 있던 제2닦임부(42)는 제2꺾임부(26)를 중심으로 안쪽으로 꺾임 회전이 더 이루어지면서 도11의 B 와 같이 제2닦임부(42)의 내측정지부(43)가 제2고무블레이드(32)의 하단에 위치한 내측고정부(23)에 밀착하게 되어, 제1닦임부(41)의 외측정지부(44)와 제2닦임부(42)의 내측정지부(43)에 압력이 동시에 전달되는 효과가 발생, 동일한 하나의 압력이 두 개의 닦임부(41)(42)로 분산되는 효과를 통하여 과도한 압력이 걸리는 제1닦임부(41)의 압력을 제2닦임부(42)와 균형을 만들어주어 전달 가능 압력 범위를 확장시켜 주는 효과를 얻게 된다.

도12는 본 발명의 실시예에 따른 이중고무블레이드(20)의 와이핑상태에서 임계각도에 맞추어 각각 닦임부의 꺾임 각도를 정의하고 결정하여 자연상태의 이중고무블레이드(20)에 적용하는 방법에 대하여 상세하게 기술되어 있는 바, 도 12의 A 는 와이퍼암(미도시)의 압력과 와이핑 작동이 없는 자연상태의 이중고무블레이드(20)를 도시하고 있으며, 도12의 B 는 와이퍼암(미도시)의 압력과 와이핑 작동력을 받아 제1닦임부(41)의 내측닦임접촉면(45)이 유리면(50)과 이루는 각도 α 가 임계각도에 이르게 된 와이핑상태의 이중고무블레이드(20)를 도시하고 있다.

도12의 A 에서 제1꺾임부(25) 내부 중앙의 꺾임중심 역활을 하는 제1꺾임점(27)에서 유리면(50)까지의 수직 거리를 H1 이라고 하고, 제1꺾임점(27)에서 제1닦임부(41)의 하단에 위치한 내측닦임날(47)까지의 편심 거리를 W1 이라고 하면, 제1꺾임점(27)에서 내측닦임날(47)까지의 거리 L1 은 삼각함수를 응용하여 쉽게 계산할 수 있다. 또한 L1 과 H1 이 이루는 각도 a1도 삼각함수를 이용하여 계산할 수 있다. 같은 방법으로 도12의 A 에서 제2꺾임점(28)과 제2닦임부(42)의 외측닦임날(48)까지의 거리 L2 는 같은 높이 H1 과 제2꺾임점(28)에서 외측닦임날(48)까지의 편심 거리 W2 를 이용하여 삼각함수로 쉽게 계산할 수 있으며, 각도 a2 도 동일한 방법으로 계산하는 것이 가능하다.

도12의 B 에서 와이퍼블레이드(10)의 압력범위보다 큰 압력의 와이퍼암(미도시)에 적용되었을 경우를 도시하고 있는 바, 와이핑 진행방향의 뒤쪽에 위치한 제1닦임부(41)의 하단에 유리면(50)과 밀착하고 있는 내측닦임날(47)을 중심으로 하여 유리면(50)과 내측닦임접촉면(45)이 이루는 각도 α 가 과도한 압력을 받아 임계각도를 이루게 될 때, 동일한 길이의 L1 과 임계각도 α + a1 합계각도에서 삼각함수를 이용 제1꺾임점(27)과 유리면(50)의 변화된 수직 높이 H2 를 계산할 수 있다. 제1꺾임점(27)과 제2꺾임점(28)의 유리면(50)에서의 높이는 같으므로, H2 와 제2꺾임점(28)과 제2닦임부(42)의 외측닦임날(48)까지의 거리 L2 를 이용 삼각함수로 각도 β 도 계산할 수 있게 된다.

이상에서 계산되어 얻어진 각도 β - 각도 a2 = 각도 θ 가 되고, 각도 θ 는 이중고무블레이드(20)가 과도 압력상황에서 임계각도에 이르게 되는 순간의 제2닦임부(42)의 내측정지부(43)가 제2고무블레이드(32)의 내측고정부(23)에 밀착하기 시작해야 하는 상태에 이르게되는 꺾임회전정지각도를 의미하는 것이다. 상기 각도 θ 를 압력을 받지 않는 자연상태의 도12 A 에서 제2고무블레이드(32)의 내측고정부(23)와 제2닦임부(42)의 내측정지부(43)가 꺾임운동시에 서로 만나는 점이 이루는 각도로 결정하고 형성하면 본 발명에 실시예에 부합되는 이중고무블레이드(20)를 자연상태로 형성 시켜 제조할 수 있게 된다.

각도 θ 를 형성시키면, 와이핑 운동 진행방향으로 이동할 때 앞에 위치하는 제2닦임부(42)의 내측정지부(43)가 꺾임운동을 하여 와이핑 운동 진행방향으로 이동할 때 뒤에 위치하는 제1닦임부(41)의 내측닦임날(47)과 유리면(50)이 만드는 임계각도 이전까지는 제2고무블레이드(32)의 내측고정부(23)에 밀착하지 않고 거리를 두고 있다가, 임계각도에 도달하면 제2닦임부(42)의 내측정지부(43)가 제2고무블레이드(32)의 내측고정부(23)에 밀착이 이루어지게 되는 것이다.

여기서 임계각도 α 는 이중고무블레이드(20)의 고무 경도와 닦임부(41)(42) 및 꺾임부(25)(26) 그리고 닦임접촉부(33)(34)의 두께에 따라 다르게 설정되나, 일반적으로 고무 Hs 경도 55~58 의 경우에는 임계각도 α 를 30°~40°, 고무 Hs 경도 59~61 의 경우에는 임계각도 α 를 40°~50° 그리고 고무 Hs 경도 62~64 의 경우에는 임계각도 α 를 50°~60° 범위 이내에서 설정하게 된다. 따라서 전체 임계각도 α 의 범위는 30°~60° 로 설정하고 각도 θ 를 계산하여 이중고무블레이드(20)의 제2닦임부(42) 꺾임회전정지각도로 설정하는 것이 가능한 것이다.

도6과 도9에서 도시하고 있는 바와 같이 C 방식 하나만 예로 들어 임계각도 α 에 따른 꺾임회전정지각도 θ 를 본 발명의 실시예로 설명하였으나, 도9의 B 방식은 C 방식과 동일하게 계산하여 각도 θ 를 설정할 수 있으며, 도9의 A 방식은 W1, W2 이 0 이므로 더 쉽게 계산하여 각도 θ 를 설정하는 것이 가능하다. 또한 제1고무블레이드(31)과 제2고무블레이드(32)의 내측고정부(23)을 이중고무블레이드(20)의 중심에서 바깥 방향으로 위로 올라가는 경사를 갖도록 형성시킴으로써 각각의 내측정지부(43)가 더욱 좋은 각도로 밀착을 하여 압력 균형이 용이하도록 할 수 있다.

도 13에서 본 발명의 또 다른 실시예로서 제1고무블레이드(31)와 제2고무블레이드(32)가 결합된 이중고무블레이드(20)에 있어서 도13의 A 에서 자연상태의 이중고무블레이드(20)가 도시되는 바와 같이 제2고무블레이드(32)의 내측고정부(23)와 제1고무블레이드(31)의 내측고정부(23)를 포함하는 위치에 이중고무블레이드(20)의 중심에서 바깥 쪽으로 돌출된 노치부(36)을 제2고무블레이드(32)에 위치 형성시키고, 제1고무블레이드(31)의 내측고정부(23) 위치에는 이중고무블레이드(20)의 중심에서 안쪽으로 들어간 요철부(35) 를 형성시켜, 이중고무블레이드(20)로 결합되면 제2고무블레이드(32)의 노치부(36)가 제1고무블레이드(31)의 요철부(35)에 끼워 맞추어 들어가는 구조의 이중고무블레이드(20)를 형성할 수 있다.

도13 B 에서 상기 이중고무블레이드(20)의 와이핑상태를 도시하는 바, 노치부(36)와 요철부(35)가 구비된 이중고무블레이드(20)의 과도 압력 아래에서의 닦임 상태를 보면, 제2닦임부(42)의 내측정지부(43)는 제2고무블레이드(23)의 내측고정부(23)에 밀착하면서 압력 균형을 잡아주고 있으며, 더하여 제1고무블레이드(31)의 제1닦임부(41)가 압력을 받아 제1닦임부(41)의 내측닦임날(47)을 중심으로 발생되는 아래쪽 방향의 회전력에 의하여 제1고무블레이드(31)가 제2고무블레이드(32)보다 아래로 더 내려가려는 힘을 제2닦임부(42)의 내측정지부(43)이 받쳐주고 있는 노치부(36)에서 요철부(35)를 잡아주는 형태로 상쇄시켜주는 이중 효과가 있다.

반대 방향의 와이핑상태를 도13 C 에서 보면, 제1닦임부(41)의 내측정지부(43)는 제2고무블레이드(32)의 노치부(36)에 위치하는 내측고정부(23)에 밀착하면서 압력 균형을 잡아주고 있으며, 이때 제2고무블레이드(32)의 제2닦임부(42)가 압력을 받아 제2닦임부(42)의 내측닦임날(47)을 중심으로 발생되는 아래쪽 방향의 회전력에 의하여 제2고무블레이드(32)가 제1고무블레이드(31)보다 아래로 더 내려가려는 힘을 제1닦임부(41)의 내측정지부(43)가 노치부(36)에서 힘을 가하여 제2고무블레이드(32)를 잡아주는 형태로 상쇄시켜주는 이중 효과가 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따르는 제1고무블레이드(31)와 제2고무블레이드(32)를 결합하여 이중고무블레이드(20)를 형성하는 유사한 여러가지 방식에도 본 발명의 실시예를 적용하는 데에 전혀 문제가 없다.

도14에서 도시하는 바, 본 발명의 또 다른 실시예로서 각각의 고무블레이드(31)(32)를 이중고무블레이드(20)로 결합하는 방식도 다양하게 있어 도14의 A 단면도와 같이 각각의 고무블레이드(31)(32)를 결합 이중고무블레이드(20)를 형성시킨 후, 중심부(21) 양쪽에 압력스프링(13)을 위치시키고 와이퍼프레임(11)의 요크(14)의 내부에 체결시켜 이중고무블레이드(20)를 결합시켜 두 개의 닦임부(41)(42)가 와이핑을 수행하도록 하는 방식이 있고, 또 다른 방식으로는 도14의 B 단면도와 같이 각각의 고무블레이드(31)(32)를 결합 이중고무블레이드(20)를 형성시킨 후, 중앙부와 양끝단이 클램프(16)로 고정된 곡률을 가진 바디스프링(12)의 길이 방향의 중앙 홈 부에 이중고무블레이드(20)의 중심부(21)를 조립 위치시켜 두 개의 닦임부(41)(42)가 와이핑을 수행하도록 하는 방식도 있으며, 도14의 C 단면도와 같이 각각의 고무블레이드에 지지부(22)를 형성시키고, 두 개의 고무블레이드(31)(32)를 결합 지지 해주는 지지프레임(15)에 각각 조립 위치시켜 이중고무블레이드(20)를 형성시킨 후 와이퍼프레임(11) 또는 바디스프링(12)에 체결하여 두 개의 닦임부(41)(42)가 와이핑을 수행하도록 하는 방식도 있다.

이러한 다양한 이중고무블레이드(20) 형성 방식들은 모두 같은 기술적 목적이 동일하며, 이는 와이핑 운동을 하는 방향의 앞뒤 닦임부에 항상 최적의 압력을 제공하여, 앞쪽 닦임부가 유리면의 오물을 효과적으로 제거하면서 뒤쪽 닦임부는 최상의 성능으로 와이핑하는 것이고, 본 발명의 실시예를 그대로 적용하는 것이 가능하다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 와이퍼블레이드
11 : 와이퍼프레임
12 : 바디스프링
13 : 압력스프링
14 : 요크
15 : 지지프레임
16 : 클램프
19 : 단일고무블레이드
20 : 이중고무블레이드
21 : 중심부
22 : 지지부
23 : 내측고정부
24 : 외측고정부
25 : 제1꺾임부
26 : 제2꺾임부
27 : 제1꺾임점
28 : 제2꺾임점
31 : 제1고무블레이드
32 : 제2고무블레이드
33 : 제1닦임접촉부
34 : 제2닦임접촉부
35 : 요철부
36 : 노치부
41 : 제1닦임부
42 : 제2닦임부
43 : 내측정지부
44 : 외측정지부
45 : 내측닦임접촉면
46 : 외측닦임접촉면
47 : 내측닦임날
48 : 외측닦임날
50 : 유리면

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 차량용 와이퍼블레이드용 이중고무블레이드로서 자연상태에서
   각각의 고무블레이드에는 닦임부와 꺾임부가 포함되고, 꺾임부 상단에는 각각 내측고정부와 외측고정부가 위치하고, 꺾임부의 중심에는 꺾임점이 위치하며, 꺾임부 하단에 연결된 닦임부 상단에는 각각 내측정지부와 외측정지부가 위치하고, 닦임부 하단에는 닦임접촉부가 형성되어 있으며, 닦임접촉부에는 각각 내측닦임접촉면과 외측닦임접촉면이 위치하고, 닦임접촉부 하단에는 각각 내측닦임날과 외측닦임날이 유리면을 접촉하는 각각의 고무블레이드 두 개가 마주보며 형성된 이중고무블레이드의 상기 각각의 닦임접촉부의 중심선은 상기 각각의 꺾임점에서 유리면에 수직을 이루는 중심선과의 편심 길이가 안쪽 방향으로 0 이상인 구조로 형성된 이중고무블레이드에 있어서,
   상기 이중고무블레이드가 와이핑상태에서
   제1고무블레이드의 제1닦임부 하단의 제1닦임접촉부의 내측닦임날이 유리면에 밀착되고 내측닦임접촉면과 유리면이 이루는 각도 α 가 임계각도보다 작아지면, 제2고무블레이드의 제2닦임부의 내측정지부가 제2고무블레이드의 제2꺾임부를 중심으로 꺾임 이동하여 제2고무블레이드의 내측고정부에 밀착하기 시작하는 구조의 이중고무블레이드로서
   상기 이중고무블레이드가 와이핑상태에서 와이핑 진행 방향이 반대가 되면
   제2고무블레이드의 제2닦임부 하단의 제2닦임접촉부의 내측닦임날이 유리면에 밀착되고 내측닦임접촉면과 유리면이 이루는 각도 α 가 임계각도보다 작아지면, 제1고무블레이드의 제1닦임부의 내측정지부가 제1고무블레이드의 제1꺾임부를 중심으로 꺾임 이동하여 제1고무블레이드의 내측고정부에 밀착하기 시작하는 구조의 이중고무블레이드로서 자연상태에서
   상기 제2고무블레이드에는 이중고무블레이드의 중심에서 제1고무블레이드 방향으로 돌출되는 노치부를 형성시키고, 상기 제1고무블레이드에는 이중고무블레이드의 중심에서 안쪽 방향으로 요철부를 형성시키며, 상기 노치부의 하단에는 상기 제2고무블레이드와 제1고무블레이드의 내측고정부를 모두 형성시켜, 상기 제1고무블레이드와 제2고무블레이드가 결합하여 이중고무블레이드가 형성되면 상기 노치부가 상기 요철부와 체결되어 제1고무블레이드와 제2고무블레이드에 각각의 내측고정부를 제공해주는 구조의 이중고무블레이드.
   
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