KR19980701581A - 금속띠를 프레임으로서 사용한 와이퍼(A wiper with metal strap as a frame) - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이퍼 헤드(1)와 와이퍼 입술(2)을 포함하며 이를 연결하는 프레임에 관한 것이다. 발명의 특징은 와이퍼 헤드(1)와 와이퍼 입술(5)이 최소한 1종류의 엘라스토머로 이루어졌으며 연결하는 프레임은 탄성의 금속띠(4)로 이루어져 있다는 것이다.

Description

금속띠를 프레임으로서 사용한 와이퍼

본 발명은 금속띠(metal strap)를 프레임으로서 사용한 와이퍼 및 그 금속띠에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 금속띠가 장착된 와이퍼의 단면을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 금속띠의 실시예를 나타낸 도면.

차량이나 비행기에 사용되는 와이퍼는 높은 기계적 스트레스를 받게 되는데, 이것은 한편으로는 먼지나 곤충 잔해물 또는 유리면을 거칠게 하는 경화된 찌든 오염물로 인한 것이며, 다른 한편으로는 유리를 닦는 과정에서 방향이 지속적으로 전환되고 정지 시에는 유리창을 누르는 힘인 압착 응력에 의해 발생한다. 오존, 오일, 알코올 또는 계면활성제와 같은 화학적 요인과 기타 환경적 요인은 기계적 응력과 함께 이 과정에서 영향을 미친다.

목적에 적합한 단면을 갖는 와이퍼는 대게 경화성 중합체 혼합물이 재질이며 압출 또는 동시 압출(co-extrusion) 방식으로 제작된다. 이것은 압출 후 엘라스토머로 경화되며 경화된 후에는 일정한 길이로 절단된다. 와이퍼는 기저부 또는 등이라고 불리는 와이퍼 헤드 부분에 와이퍼가 고정된다. 경부, 경첩 또는 접힌 띠강판이라고 불리며, 와이퍼 헤드 부분과 와이퍼의 입술 부분을 연결하는 프레임으로 와이퍼 헤드 부분의 유리 접촉 부위에서 와이퍼로 전환된다. 이것이 와이퍼가 작동할 때 와이퍼의 원래의 기능을 하는 부분으로서 유리창의 물기를 제거한다. 프레임은 기계적 충격을 가장 많이 받는 부분으로써 와이퍼의 수명을 좌우한다. 이것은 이미 언급했듯이 엘라스토머 중합체를 원료로 압출이나 동시 압출 방식을 통해 제작된다. 와이퍼 헤드 부분과 입술 부분의 평면적 상호 구조와 프레임의 높이에 따라 정지 시 와이퍼의 입술은 이것의 주단면과 유리창상의 수직면에서 약 45°까지 편차를 나타낼 수 있다. 동작시 와이퍼의 입술은 와이퍼 헤드 부분의 후단쪽으로 움직이며 매 방향 전환 시 요동운동을 하게 된다. 와이퍼가 유리창에 수직으로 눌려지지 않은 상태에서 와이퍼 입술의 주단면도의 축은 동작 시 이것의 위치에 따라 약 45°까지 변화한다.

일반적으로 와이퍼의 재질로 쓰이는 엘라스토머는 천연 또는 합성 중합체나 혼성 중합체의 혼합물로 이루어지는데, 이 중합체나 혼성 중합체는 유기 과산화물이나 유황과 함께 엘라스토머로 경화된다. 천연 고무 같은 엘라스토머 또는 천연 고무와 클로로프렌 고무의 혼합물 또는 스티로부타디엔 고무와 부타디엔 고무같은 디엔형 고무와 천연 고무와 천연 고무 혼합물로 이루어진 와이퍼에 대해서는 DE-C2 35 27 093에 상세히 언급되어 있다. 천연 고무나 디엔형 고무에는 올레핀 이중 결합이 존재하므로 오존에 약하다. 오존에 의해 분해되는 이러한 현상은 하이포 아염소산 용액으로 처리하면 상당히 개선될 수 있다. 디엔형의 다른 고무와 천연 고무의 혼합물 또는 천연 고무로 제작된 프레임을 하이포 아염소산 용액으로 처리하면 역효과를 낼 수 있는데, 이는 와이퍼가 작동 시나 정지 시 유리창에 지속적으로 눌리기 때문이다.

특허 DE-C2 35 27 093에 따른 와이퍼는 에틸렌, 프로필렌 그리고 과산화물과 경화되는 디엔형 물질로 이루어진 혼성 중합체인 EPDM-고무로 제작된다. 하지만 이 EPDM-고무의 탄력성은 위에서 언급한 엘라스토머와 큰 차이를 보이지 않으며 온도에 민감하다. 눈이오거나 온도가 빙점이하로 떨어지면 EPDM-고무는 탄력을 잃고 쉽게 마모된다. 이외에도 EPDM-고무는 화학물질이나 오일 또는 휘발유에 접촉하면 부풀어 오르고 약해져 쉽게 마모된다.

용도에 맞게 사용할 경우, 프레임 역할을 하는 내마모성 금속띠 강판의 기능이나 수명면에서 우수할 뿐아니라 화학 물질이나 기타 환경적 요인에 의해 마모되거나 변형되는 경향이 현저히 줄었다. 이 금속띠는 가시광선이나 오존 또는 자외선에 잘 침식되지 않으며 전혀 변형이 일어나지 않는다. 발명에 따라 제작된 와이퍼는 기존의 엘라스토머 프레임이 장착된 와이퍼보다 수명이 길다, 이외에도 금속 프레임의 탄력은 외부 온도와 무관하게 지속적으로 유지된다.

설명된 발명의 장점은 특허 청구항 제1항 내지 제7항에서 상술된다. 이러한 장점은 청구항 제7항에 따는 금속띠를 사용함으로써 가능하다.

발명에 따른 와이퍼의 단면도인 제 1 도에서는 와이퍼 헤드(1), 도시되지 않은 금속 스프링과 접촉하는 공간(2), 역시 도시되지 않은 금속띠의 연결부를 위한 공간(3), 스프링 기능을 하는 T-형 프레임의 금속띠(4) 그리고 와이퍼 입술(5)이 도시되어 있다.

발명의 주특징은 스프링 금속띠(4)이다. 이러한 금속띠에 대한 실례는 제 2 도에 잘 나타나 있다. 평면적 요소(6)는 대부분 동일 평면에 위치한다. 여기서 대부분이란 반대 방향으로 형성된 반대쪽 평면 요소(6)는 180°에 근접해야 한다는 것, 즉 135°와 225°사이를 벗어나지 말아야 한다는 것이다. 평면적 요소(6)는 사용함에 따라 좌우로 치우치게 되므로 금속띠(4)는 와이퍼 헤드(1)에 완전히 고정된다.

평면 요소(6)에 공동 평면에 수직으로 형성된 평면 요소(7)는 이 실시예에서 평면 요소(6)와 같은 너비이며 이 평면 요소의 절반 길이정도로 금속띠(4)의 길이 방향으로 이동되어 있다. 평면 요소(7)는 와이퍼 헤드(1) 하단부까지 뻗어있으며 와이퍼 헤드(1)와 와이퍼 입술(5) 사이의 사이 공간(8)에 위치하면서 와이퍼가 작동할 때 이것의 탄성 또는 스프링 기능이 발휘된다. 평면 요소(7)를 와이퍼 입술(5)에 완전히 고정시키기 위해 와이퍼 입술(5)로 둘러싸여진 요소의 일부를 타원형 또는 사각형의 공간으로 설정할 수 있다. 동일한 목적으로 와이퍼 입술(5)로 둘러싸인 평면 요소를 좌우 교차적으로 바깥쪽으로 접을 수 있다. 또한 평면 요소(6)도 이런 방식으로 외측 끝부분을 접을 수 있다.

금속띠(4)는 녹슬지 않는 강철이나 다른 적합한 비부식성의 스프링 기능을 지닌 재질로 제작된다. 이것의 크기는 와이퍼의 크기에 따라 결정된다. 일반적으로 두 평면 요소(6)와 (7)의 두께는 이것이 사용되는 목적에 따라 0.15에서 0.8mm, 특히 0.15내지 0.4mm이며, 이것의 길이와 너비는 사용 목적에 따라 각 각 1내지 6mm, 특히 1내지 3mm이고 1내지 3mm이다. 일반적으로 사이 공간(8)에 대한 평면적 요소(7)의 노출 부분은 0.5내지 3mm, 특히 0.7내지 1.5mm이다.

와이퍼 입술(5)이 둥글게 휜 유리창에 밀착될 수 있도록 수평이나 수직 방향에서 어느 정도의 유연성을 갖는 금속띠(4)를 선택해야 한다. 제 2 도에 표시된 실시예의 경우 이러한 유연성이 존재한다. 판금 전문가라면 이것을 응용해 다른 목적의 실시예를 쉽게 제작할 수 있다. 제 2 도에 따른 금속띠는 프레스 벤딩 머신을 이용해 제작되었는데, 이 때 일차적으로 평면 요소(6)와 (7)이 압착되고 이 압착된 판을 다시 벤딩한다.

발명에 따른 와이퍼 입술(5)이나 와이퍼 헤드(1)가 제작된 재질이나 횡단면의 구조를 기존 와이퍼의 그것과 비교한다면 아무런 차이가 없다. 와이퍼 헤드(1)와 와이퍼 입술(5)은 엘라스토머 재질 즉, 폴리부타디엔 고무, 폴리이소프렌 고무, 폴리클로로프렌 고무, 스티로-부타디엔 고무, 아크릴니트릴-부타디엔 고무와 같은 디엔형 고무 또는 천연 고무로 이루어지거나 비닐 아세테이트, 아크릴부틸레이트, 에틸렌, 프로필렌 또는 1-부텐과 같은 올레핀 모노머와 디엔의 혼성 중합체로 이루어진다. 후자의 엘라스토머 혼성 혼합체는 이미 언급한데로 EPDM-고무이다.

발명에 따른 와이퍼는 경화된 혼합물을 금속띠(4) 주위로 압출 또는 동시 압출 방식으로 주입하여 제작한다. 압출물은 가열된 상태에서 경화되며 이 경화된 압출물은 원하는 길이에 따라 절단된다. 전문가들에게는 이 과정이 잘 알려져 있다. 경화성 혼합물에 주입되는 첨가제에는 황, 티오황산염, 유기과산화물, 산화아연, 그을음(soot), 기타 충전재, 내열 안정제, 산화 방지제, 윤활제 또는 기타 물질이 포함되어 있다.

Claims (8)

1. 와이퍼 헤드(1)와 와이퍼 입술(5) 그리고 이들을 연결하는 프레임으로 이루어지는 와이퍼에 있어서, 와이퍼 헤드(1)와 와이퍼 입술(5)은 1 종류 이상의 엘라스토머로 제작되고 이것들을 연결하는 프레임은 탄성 스프링 금속띠(4)인 것을 특징으로 하는 와이퍼.
2. 제 1항에 있어서, 금속띠(4)가 비부식성인 것을 특징으로 하는 와이퍼.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   (a) 금속띠(4)가 T-자 형이며,

   (b) 두 개의 T-자 띠가 만나는 지점에서 시작하여 금속띠(4)의 동일면의 평면적 요소(6)가 사용함에 따라 좌우로 확장되어 금속띠가 와이퍼에 고정되며,

   (c) 두 개의 T-자 띠가 만나는 지점에서 시작하여 평면적 요소(6)의 공동면에 수직이고 평면 요소(6)에 대해 금속띠의 세로면으로 형성된 평면적 요소(7)가 와이퍼 입술(5)의 하단부까지 뻗어있어 금속띠(4)가 여기에 고정되는 것을 특징으로 하는 와이퍼.
4. 제 3항에 있어서, 와이퍼 입술(5)에 대한 금속띠의 고정력을 높이기 위해 수직 평면 요소(7)들 사이에 틈이 존재하는 것을 특징으로 하는 와이퍼.
5. 제 3항 또는 제4항에 있어서, 와이퍼 입술(5)에 대한 금속띠의 고정력을 높이기 위해 수직 평면 요소(7)에 둘러싸인 부분이 좌우로 접혀져 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼.
6. 제 1항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서, 와이퍼 헤드(1)와 와이퍼 입술(5)이 동일한 엘라스토머나 엘라스토머 혼합물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼.
7. 제 1항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서, 와이퍼 헤드(1)와 와이퍼 입술(5)이 여러 가지의 엘라스토머나 엘라스토머 혼합물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼.
8. 와이퍼의 프레임으로 사용되는 금속띠 강판(4)에 있어서,

   (a) 금속띠가 T-자 형이고,

   (b) 두 개의 수평 T-자형 띠가 만나는 지점에서 시작하여 사용함에 따라 좌우로 확산되는 공동 평면 요소(6)를 포함하고 있으며,

   (c) 두 개의 수직 T-자형 띠가 만나는 지점에서 시작하여 평면 요소(6)는 평면 요소(6)의 반대편에 하단부로 뻗어있는 평면 요소(7)가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 금속띠 강판.