KR19990019935A - 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조에 관한 것이다. 이는, 와이퍼콘트롤러에 의해 작동제어되는 두 개의 와이퍼 블레이드간 위치 및 속도제어를 개선하여 와이퍼 블레이드가 윈도우상에서 마찰에 의해 상호 그 위치가 불안정해지거나 간섭되는 것을 방지할 수 있도록, 차량의 일측에 설치되는 제 1와이퍼모터(14)의 회전샤프트(18)와 차량의 타측에 설치되는 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(28)에는 토션샤프트(30)가 일체로 형성된 것을 포함하여 이루어지는 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조를 제공한다. 그리하여, 차량의 전방 유리에서 이물질을 제거하는 와이퍼 블레이드가 윈도우의 상태에 따라 비정상적으로 작동되는 것이 방지되는 효과가 있는 것이다.

Description

차량 윈도우 와이퍼의 연동구조
본 발명은 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조에 관한 것으로, 특히 윈도우 와이퍼를 작동시키는 한쌍의 와이퍼모터간의 회전속도가 일치되도록 와이퍼모터의 회전사프트에 토션샤프트를 일체로 연결하여 차량 윈도우상에서 작동되는 윈도우 와이퍼간의 위치 및 속도가 일치되므로 와이퍼 블레이드간의 간섭이나 오동작이 방지되는 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 전방 유리창 즉, 윈드시일드윈도우(이하, 윈도우라 칭한다.)에는 윈도우 와이퍼가 설치되어 우천시나 동절기에 빗물이나 빙결물 등의 이물질이 잔류되는 것을 방지므로 운전자나 탑승객의 전방시야 확보에 사용되었다.
상기한 윈도우 와이퍼는 윈도우의 크기에 따라 통상 그 높이가 정해진 와이퍼 블레이드가 양측에 설치되고, 이 와이퍼 블레이드는 독립된 구동모터와 링크기구들에 의해 작동된다.
종래 차량에 설치되는 윈도우 와이퍼는 도 1에 도시된 바와 같이, 윈도우(W)의 전면 양측에 부착되어 유리면과의 선접촉에 의해 이물질을 제거하는 윈도우 와이퍼(100)와, 이 윈도우 와이퍼(100)를 구동시키는 와이퍼구동부(120)와, 이 와이퍼구동부(120)를 제어하는 와이퍼콘트롤러(140)로 구성된다.
상기 윈도우 와이퍼(100)는 차량의 윈도우(W)에 집적되어 잔류되는 빗물이나 이물질 등을 윈도우(W)면과의 강제마찰에 의해 신속히 제거하도록 고무재의 블레이드(102)가 강재의 블레이드바아(104)에 설치되고, 이 윈도우 와이퍼(100)는 구동상의 제한을 피하기 위해 일정한 길이로 윈도우(W)의 양측에 설치된다.
또한, 상기 윈도우 와이퍼(100)와 와이퍼구동부(120)는 윈도우(W)의 양측에 두 개가 설치되고, 이 윈도우 와이퍼(100)간의 작동위치나 와이퍼구동부(120)간의 회전수 등을 제어하는 와이퍼 콘트롤러(140)가 와이퍼구동부(120)에 연결된다.
상기 와이퍼구동부(120)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우 와이퍼(100)의 블레이드바아(104)가 축설되어 블레이드(102)를 일정 작동각으로 구동시키는 와이퍼모터(122)와, 이 와이퍼모터(122)의 회전운동을 일정각의 왕복운동으로 변환시키도록 링크기어(124)와, 링크로드(125)와, 링크핀(126) 및 피봇샤프트(127)를 포함하여 이루어진다.
상기 윈도우 와이퍼(100)를 구동시키는 와이퍼모터(122)는 일정한 무부하 회전수를 가지는 내진성의 직류형 단상모터로, 구동 토오크가 우수하며 일정한 회전수에 의해 구동된다.
이와 같은 구성을 갖는 종래 와이퍼구동부의 작동은 먼저, 사용자가 외부전원을 와이퍼모터(122)에 인가시키게 되어 와이퍼모터(122)가 작동되면, 이 와이퍼모터(122)는 링크기어(124)를 회전시킨다. 이 링크기어(124)에는 중심축으로부터 일정반지름을 가지도록 축설되어 링크기어(124)의 회전시 연동되는 링크로드(125)가 구동된다. 이 링크로드(125)는 윈도우 와이퍼(100)를 구동시키는 블레이드(102)와 링크핀(126)에 연결되어 상기 링크기어(124)의 회전운동을 직선왕복운동으로 변환시키고, 이 링크로드(125)의 직선왕복운동에 의해 블레이드바(104)가 축설된 링크핀(126)이 소정의 작동각 예컨데, 60。∼80。의 범위내에서 작동되고 이상적으로는 74。의 범위내에서 윈도우 와이퍼(100)가 구동되도록 한다. 이러한 구동각은 링크기어(124)와 링크핀(126)의 길이에 의해 제한되며 양측의 윈도우 와이퍼는 상기한 제어각으로 상호간에 간섭이 없도록 와이퍼 콘트롤러(140)가 그 위치각이나 와이퍼모터(122)의 회전수를 정밀하게 제어한다.
그리하여, 일정각으로 연동되는 양측의 윈도우 와이퍼(100)는 상호 간섭이 없이 연동하면서 윈도우(W)상에서 마찰운동을 하면서 이물질을 제거하게 된다.
그러나, 상기 윈도우 와이퍼(100)는 두 개의 독립된 와이퍼모터(122)에 의해 구동되고, 이 와이퍼모터(122)의 회전수를 각각 제어하기 위한 와이퍼 콘트롤러(140)를 설치하여 전자적으로 제어하므로 윈도우 와이퍼(100)의 설치단가가 상승하고, 와이퍼모터(122)가 와이퍼 콘트롤러(140)에 의해 제어작동되어도 블레이드(102)의 마찰력에 의한 회전수의 불일치로 인하여 양측 윈도우 와이퍼(100)의 구동이 상호 틀려지거나 불안정하여 블레이드(102)간의 간섭이 발생하거나 운전자에게 불안함을 유발하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 와이퍼콘트롤러에 의해 작동제어되는 두 개의 와이퍼 블레이드간 위치 및 속도제어를 개선하여 와이퍼 블레이드가 윈도우상에서 마찰에 의해 상호 그 위치가 불안정해지거나 간섭되는 것을 방지할 수 있는 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량 전방 윈도우의 양측에 설치되어 윈도우 와이퍼를 구동시키는 일측 와이퍼모터의 회전샤프트와 타측 와이퍼모터의 회전샤프트를 일체로 연결하는 토션샤프트가 구비된 것을 포함하여 이루어지는 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조를 제공한다.
도 1은 종래 차량 와이퍼의 구동부를 도시한 절개사시도,
도 2a는 종래 와이퍼 구동부의 평면도,
도 2b는 도 2a의 정면도,
도 3은 본 발명에 의한 와이퍼의 구동부를 도시한 정면도,
도 4는 도 3의 A-A선 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 와이퍼 구동부의 설치상태도,
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10, 10' : 윈도우 와이퍼 12, 22 : 링크기어부
13 : 링크기어 14, 24 : 와이퍼모터
15 : 링크로드 16 : 링크핀
17 : 샤프트피봇 18, 28 : 회전샤프트
30 : 토션샤프트 32 : 플렉시블와이어
34 : 튜브
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
본 발명은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차량 전방 윈도우(W) 일측 상면에서 작동되는 제 1윈도우 와이퍼(10)를 일정각으로 왕복운동시키는 링크기어부(12)가 설치된 제 1와이퍼모터(14)와, 이 제 1와이퍼모터(14)의 회전샤프트(18)에서 일체로 연장되는 일단의 토션샤프트(30)와, 이 토션샤프트(30)의 타단이 일체로 축설되는 제 2와이퍼모터(24)와, 이 제 2와이퍼모터(24)에서 링크기어부(24)에 의해 작동되는 제 2윈도우 와이퍼(10')를 포함하여 이루어진다.
상기 제 1윈도우 와이퍼(10)와 제 2윈도우 와이퍼(10')는 차량의 윈도우(W) 양측에서 윈도우(W)상의 이물질을 제거하도록 탄성 고무재의 블레이드(1, 1')가 블레이드아암(2, 2')에 설치되고, 이 블레이드아암(1, 1')은 제 1 및 제 2와이퍼모터(14, 24)의 링크기어부(12, 22)에 축설된다.
상기 링크기어부(12)는 와이퍼모터(14)의 회전운동을 일정각의 왕복운동으로 변환시키는 것으로, 상기 제 1 및 제 2윈도우 와이퍼(10, 10')의 회전축이 축설되는 샤프트피봇(17)과, 이 샤프트피봇(17)을 일정각으로 연동시키는 링크핀(16) 및 링크로드(15)와, 이 링크로드(15)를 왕복운동시키는 링크기어(13)로 이루어진다.
그리고, 이 링크기어(13)는 상기 제 1와이퍼모터(14)에 의해 회전하며, 이 와이퍼모터(14)는 단상 직류모터로 회전샤프트(18)의 일단이 제 1와이퍼모터(14)의 회전각을 변환하는 베벨기어(도시안됨)에 연결되며 이 회전샤프트(18)의 타단이 연장되어 토션샤프트(30)가 형성되고, 이 토션샤프트(30)는 상기 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(28)와 일체로 형성된다.
또한, 이 제 2와이퍼모터(24)는 상기 제 1와이퍼모터(14)와 동일한 링크기어부(12)가 설치되므로 동일한 회전수 및 회전위치로 제 2윈도우 와이퍼(10')를 작동시킨다.
그리하여, 이 제 1 및 제 2와이퍼모터(14, 24)에는 외부전원이 인가되는 와이어소켓(5)이 연결되고, 이 와이어소켓(5)은 도시않된 차량의 배터리와 운전석에 설치된 와이퍼작동키이에 연결된다.
다음에는 상기와 같이 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.
먼저, 차량의 운전자 및 탑승객이 와이퍼작동키이를 온시키면, 배터리의 전원은 와이어소켓(5)을 통해 제 1 및 제 2와이퍼모터(14, 24)로 인가되고, 이 전원에 의해 제 1 및 제 2와이퍼모터(14, 24)는 일정한 회전속도를 가지며 회전한다. 이 각각의 와이퍼모터(14, 24)는 링크기어부(12, 22)를 작동시키고, 이 링크기어부(12, 22)는 와이퍼모터(14)에 축설된 링크기어(13)를 회전시킨다.
그리고, 이 링크기어(13)의 회전에 의해 링크기어(13)의 단부에 연결된 링크로드(15)가 작동되는데, 이 링크로드(15)는 일측이 링크기어(13)에 연결되며 타측이 링크핀(16)에 피봇되므로 링크기어(13)의 회전운동을 일정각의 왕복운동으로 변환시키게 된다. 그러므로, 이 링크로드(15)의 왕복운동으로 링크핀(16)은 샤프트피봇(17)을 중심축으로 일정각의 왕복운동을 하게 되고, 이 링크핀(16)의 왕복운동으로 샤프트피봇(17)에 축설된 제 1윈도우 와이퍼(10)가 작동된다. 이 제 1윈도우 와이퍼(10)는 차량의 전면 윈도우(W)상에서 일정각으로 왕복하므로 윈도우(W)상의 이물질을 제거하고, 이 제 1윈도우 와이퍼(10)는 제 1와이퍼모터(14)의 회전속도 제어에 따라 그 왕복운동속도가 정해져 작동속도가 조절된다.
한편, 상기 제 1와이퍼모터(14)의 회전과 동시에 구동되는 제 2와이퍼모터(24)에는 상기 제 1와이퍼모터(14)에 설치되는 링크기어부(12)와 동일한 구성의 링크기어부(22)가 형성되어 있고, 제 2와이퍼모터(24)의 회전과 동시에 상기 제 1와이퍼모터(14)에 설치된 링크기어부(12)와 동일한 작동으로 제 2윈도우 와이퍼(10')도 작동된다.
그러므로, 상기 제 1 및 제 2윈도우 와이퍼(10, 10')는 상호 간섭되지 않는 위치 및 속도로 일정하게 작동되어 차량의 전면 윈도우(W)상에서 이물질을 제거하게 된다.
이때, 상기 제 1와이퍼모터(14)의 회전샤프트(18)와 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(28)에는 토션샤프트(30)가 연결되어 있고, 제 1와이퍼모터(14)의 회전과 동시에 토션샤프트(30)가 회전하게 된다. 이 토션샤프트(30)는 제 1와이퍼모터(14)의 회전속도를 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(28)로 전달하게 되고, 제 1와이퍼모터(14)의 회전샤프트(18) 속도와 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(28) 속도을 동일하게 유지시킨다.
또한, 상기 제 1윈도우 와이퍼(10)가 윈도우(W)상에서 작동시 윈도우(W)면의 이물질 크기나 마찰상태에 따라 제 1윈도우 와이퍼(10)가 제 2윈도우 와이퍼(10')의 작동속도와 상호 차이가 발생하게 되는 경우, 제 1윈도우 와이퍼(10)의 작동속도는 제 1와이퍼모터(14)의 회전속도 즉, 구동토오크에 영향을 미치게 된다. 이는, 제 1와이퍼모터(14)의 무부하 회전수와는 차이가 발생되므로 제 1와이퍼모터(14)와 제 2와이퍼모터(24)간에는 회전속도 즉, 제 1윈도우 와이퍼(10)와 제 2윈도우 와이퍼(10')간의 작동속도에 차이가 발생된다. 그러므로 제 1와이퍼모터(14)의 회전샤프트(18)에 연결된 토션샤프트(30)는 각각의 와이퍼모터(14, 24)간의 구동토오크의 차이로 인하여 비틀림력이 작용되고, 이 비틀림력은 제 1와이퍼모터(14)의 구동토오크와 제 2와이퍼모터(24)의 구동토오크를 동일하게 한다. 즉, 각각의 윈도우 와이퍼(10, 10')가 작동되는 윈도우(W)면의 상태에 따라 발생되는 각각의 와이퍼모터(14, 24)간의 구동토오크차이는 상기 토션샤프트(30)의 비틀림력으로 인하여 동일하게 된다.
이를 보다 상세히 설명하면 예컨데, 제 1와이퍼모터(14)의 구동토오크가 크게 발생되어 제 1와이퍼모터(14)가 무부하 회전수보다 작게 회전하게 되고 제 2와이퍼모터(24)가 정상회전수로 회전하게 되면, 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(28) 측에서 발생되는 회전력과 제 1와이퍼모터(14)의 회전샤프트(18) 측에서 발생되는 회전력의 차이로 인하여 토션샤프트(30)에는 비틀림력이 작용된다. 이 비틀림력은 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(28)측에서 제 1와이퍼모터(14)측으로 전달되고, 이 비틀림력은 제 1와이퍼모터(14)의 회전샤프트(18)에 회전모멘트로 작용되어 전달되므로 제 2와이퍼모터(24)보다 늦게 회전되는 제 1와이퍼모터(14)는 상기 전달된 회전모멘트에 의해 제 2와이퍼모터(24)와 동일한 회전수로 회전하기 시작한다. 그러므로, 제 1와이퍼모터(14)와 제 2와이퍼모터(24)는 동일하게 회전되므로 제 1윈도우 와이퍼(10)의 작동위치 및 그 속도는 초기 세팅된 위치에서 작동되어 각각의 윈도우 와이퍼(10, 10')간의 간섭이나 비정상 작동이 방지된다.
그리고, 상기 예와 반대로 제 2와이퍼모터(24)의 구동토오크가 크게 발생되어 제 2와이퍼모터(24)가 무부하 회전수보다 작게 회전하게 되고 제 1와이퍼모터(14)가 정상회전수로 회전하게 되는 경우에는, 상기 작용과 반대로 작용되어 비틀림력은 제 1와이퍼모터(14)의 회전샤프트(18)측에서 제 2와이퍼모터(24)측으로 전달된다.
그러므로, 이 비틀림력은 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(28)에 회전모멘트로 작용되어 전달되므로 제 1와이퍼모터(14)보다 늦게 회전되는 제 2와이퍼모터(24)는 상기 전달된 회전모멘트에 의해 제 1와이퍼모터(14)와 동일한 회전수로 회전하므로 제 2윈도우 와이퍼(10')의 작동위치 및 그 속도는 초기 세팅된 위치에서 작동되어 각각의 윈도우 와이퍼(10, 10')간의 간섭이나 비정상 작동이 방지된다.
그리하여, 상기 각각의 윈도우 와이퍼(10, 10')가 윈도우(W)상에서 작동시 윈도우(W)상의 조건에 따라 발생되는 구동토오크의 차이로 인한 각각의 와이퍼모터(14, 24) 회전수의 차이는 토션샤프트(30)에서 발생되는 비틀림력이 각각의 와이퍼모터(14, 24)의 회전샤프트(18, 28)를 회전시키므로 와이퍼모터(14, 24)간의 회전수는 동일하게 유지된다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 토션샤프트(30)가 정형의 직선강재로 형성되어 제 1와이퍼모터(14) 및 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(18, 28)가 동일한 수평위치에서 작동되지만, 이 토션샤프트(30)는 비틀림력을 전달하므로 설치상태가 직선을 포함한 굴곡형태로 구성하여도 그 작용은 동일하게 되므로 각각의 와이퍼모터(14, 24) 설치위치가 상이한 경우 즉, 제 1와이퍼모터(14)의 회전샤프트(18)축과 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(28)축이 동일한 수평위치가 아닌 경우는 도 5에 도시된 바와 같이, 토션샤프트(30)를 비틀림력의 전달이 용이하도록 단면을 사각형상으로 형성하여 수평위치가 가변될 수 있는 플렉시블와이어(32)로 구성하면 각각의 와이퍼모터(14, 24)의 설치위치에 구애되지 않고 토션샤프트(30)를 구성하며 이 토션샤프트(30)의 설치상태에 따라 비틀림력이 외부 설치물에 의해 손실되지 않도록, 이 플렉시블와이어(32)의 외주면에 일정간격으로 이격되어 피복되는 튜브(34)를 구성할 수 있다.
이와 같이 본 발명은, 제 1와이퍼모터(14)와 제 2와이퍼모터(24)가 각각의 윈도우 와이퍼(10, 10')를 작동시키면서 윈도우 와이퍼(10, 10')가 차량 전면 윈도우(W)상의 조건에 따라 발생되는 구동토오크변화로 인한 윈도우 와이퍼(10, 10')의 비정상작동시 제 1와이퍼모터(14)와 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(18, 28)간을 연결하는 토션샤프트(30)가 각각의 와이퍼모터(14, 24)간의 회전수변화를 보정하여 동일한 회전수로 회전시키므로 각각의 윈도우 와이퍼(10, 10') 작동시 발생되는 이상작동으로 블레이드(1, 1')간의 간섭이나 비정상작동이 방지되는 것이다.
본 발명 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조는, 와이퍼모터간을 연결하는 토션샤프트를 간단하게 설치시키면 차량의 전방 유리에서 이물질을 제거하는 와이퍼 블레이드가 윈도우의 상태에 따라 비정상적으로 작동되는 것이 방지되는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 차량 전방 윈도우(W)의 양측에 설치되는 윈도우 와이퍼(10, 10')와, 이 윈도우 와이퍼(10, 10')를 구동시키는 와이퍼모터(14, 24)에 있어서,
    차량의 일측에 설치되는 제 1와이퍼모터(14)의 회전샤프트(18)와 차량의 타측에 설치되는 제 2와이퍼모터(24)의 회전샤프트(28)에는 토션샤프트(30)가 일체로 형성된 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 토션샤프트(30)는 사각형상의 플렉시블와이어(32)로 이루어지고, 이 플렉시블와이어(32)의 외주면에는 일정간격으로 이격되어 피복된 튜브(34)가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조.
KR1019970043374A 1997-08-30 1997-08-30 차량 윈도우 와이퍼의 연동구조 KR100235746B1 (ko)

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